第三章电磁及其应用 知识点-2025-2026学年浙教版八年级科学下册

该初中科学知识清单系统梳理了“电与磁及其应用”核心内容，涵盖磁体与磁极、磁场与磁感线、电流的磁效应、电磁继电器、电动机、磁生电及家庭用电等知识范畴，搭建了从基础概念到原理应用的递进式学习支架。 清单通过“重点概念加粗标注”“实验现象分析”“应用实例解析”构建知识体系，如“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”等核心规律突出显示，结合奥斯特实验、电磁感应实验培养科学思维与探究实践能力。设计直流电动机与交流发电机对比表、家庭电路故障排查方法等实用工具，助力学生自主学习，教师可据此精准教学提升效率。

天行健，君子以自强不息 第3章 电与磁及其应用 第1节 磁体的磁场 1、 磁体和磁极 1、磁体：具有磁性的物体叫做磁体。 2、磁性：磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，我们把这种性质叫作磁性。 3、磁铁的分类：①按照形状分：条形磁铁、蹄形磁铁、小磁针；②按照来源分：天然磁铁、人造磁铁。 4、磁极：磁体上磁性最强的部分叫作磁极。条形磁铁的两端磁性最强，因此两端就是它的两个磁极。 （1）任何磁体都有两个磁极：小磁针自由转动，静止时指北的磁极叫北极，又叫N极；指南的磁极叫南极，又叫S极。 （2） 两块条形磁体彼此之间会产生吸引或排斥的力，这种吸引或排斥的力就是磁力。磁体间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 5、如果磁体被分割成两段，每一段磁体上是否仍然都有N极和S极？ 答：如果磁体从中间断裂，断裂的两端会各自成为新的磁极，且每段磁体都有N极和S极两个磁极。 6、判断某物体是否具有磁性的方法? (1)根据磁体的吸铁性判断：将被测物体靠近铁类物质，若能够吸引，则有磁性，否则便没有磁性。 (2)根据磁体的指向性判断：将被测物体用细线挂起来，若静止时总是南北指向，则说明该物质有磁性。 (3)根据磁极间的相互作用规律判断：把被测物体靠近已知有磁性的物体两端，若有一端出现相互排斥的现象，则被测物体有磁性。 二、磁化 1、使原来没有磁性的物体具有磁性的过程叫做磁化。铁棒被磁化后不能长久地保持磁性，而钢棒被磁化后，就能较长久地保持磁性，所以可用钢来制造人造永磁体。 2、磁化的方法： （1）接触或靠近磁体，新磁体与原磁体相接触的一端应为异名磁极。 （2）用一个磁体在磁性物质上沿同一个方向摩擦。磁铁最后离开的那一端与摩擦端磁极相反。 3、不是所有的物体都会被磁化，例如铜、铝、玻璃等非磁性材料，就不能被磁化。 三、磁场和磁感线 1、磁体的周围存在一种看不见、摸不着，但能使小磁针发生偏转的物质，这种物质就是磁场。 2、磁场有方向，把自由旋转的小磁针放入磁场中，小磁针静止时北极所指的方向规定为该点得磁场方向。 3、为了描述磁体周围的磁场分布，英国物理学家法拉第引入了磁感线模型。 （1）磁感线是根据磁场的强弱和指向性画出的一些带箭头的曲线，箭头表示磁场方向。磁体周围的磁感线总是从磁体的北极出来，回到磁体的南极。磁感线密的地方磁场强，疏的地方磁场弱。 （2）磁场是真实存在于磁体周围的一种特殊物质，而磁感线是人们为了直观、形象地描述磁场的方向和分布情况而引入的带方向的曲线，磁感线并不是真实存在的曲线。 （3）在磁体的内部，磁感线是从磁体的南极指向磁体的北极。 4、磁场会对放入其中的磁体产生磁力的作用，磁极间的相互作用是通过磁场产生的。 四、地磁场 1、地球是个大磁体。地球产生的磁场叫做地磁场。地理的南极附近是地磁的 北极 ，地理的北极附近是地磁的 南极 。 2、指南针的工作原理：由于受到地磁场的作用，小磁针静止时，小磁针南极总是指向 南 方(地磁北极)，北极总是指向 北 方(地磁南极)。 3、宇宙中的许多天体具有磁场，且它们的磁场也在变化之中。例如太阳磁场的极性会每隔11年变化一次，太阳表面的黑子、耀斑和太阳风（高速运动的带电粒子流）等活动都与太阳的磁场有关。太阳风遇到地磁场后发生偏转，并与高空的稀薄气体分子碰撞会发出光，形成绚丽的极光。 第2节 电流的磁场 一、直线电流的磁场 1、1820年，丹麦物理学家 奥斯特 通过实验发现通电导线的周围存在磁场。实验时，为了减少地磁场的影响，应将通电直导线放在小磁针的正上方且与小磁针平行，为了使效果明显，要将通电直导线尽量靠近小磁针。 （1） 比较甲乙两图可知：通电导线的周围存在磁场。 （2） 比较甲丙两图可知：电流产生的磁场与电流的方向有关。改变电流方向，磁场方向也随之改变。 2、任何导线中有电流通过时，其周围空间都会产生磁场，这种现象叫做电流的磁效应。 3、将一束直导线垂直穿过玻璃板中央的小孔，在玻璃板上均匀地撒上铁屑。给直导线通电后，轻敲玻璃板，观察铁屑的分布情况? 答：铁屑呈同心圆状且越靠近直导线，铁屑越多即磁感线越密集，说明磁场越强。 4、直线电流的磁场特点：直线电流磁场的磁感线，是环绕导线的同心圆，离直线电流越近，磁场越 强 ，反之越 弱 。 5、右手螺旋定则判定：用右手握住直导线，让大拇指指向电流方向，弯曲的四指所指的方向就是磁场的方向。 2、 通电螺线管的磁场 1、螺线管：用导线绕成的螺纹状线圈叫作螺线管。 2、通电螺线管的相关实验 3、 电磁铁：中间带有铁芯的通电螺线管叫做电磁铁。螺线管插入铁芯，通电后磁性更强。铁芯在磁场中被磁化后相当于一个磁体。通电螺线管产生的磁场与被磁化的铁芯磁场的叠加，就产生了更强的磁场。 4、通电螺线管的磁场 （1）通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场很相似。改变电流方向，螺线管的磁极会发生改变。 （2）右手螺旋定则判定：用 右手 握住通电螺线管，让四指弯向螺线管中的 电流 方向，大拇指所指的一端就是通电螺线管的 北 极方向。 4、右手螺旋定则的应用 (1)由通电螺线管中的电流方向，应用右手螺旋定则可判断通电螺线管两端的极性。 (2)由通电螺线管两端的极性，应用右手螺旋定则可判断螺线管中的电流方向。 (3)根据通电螺线管的南北极以及电源的正负极，可画出螺线管的绕线方法。 5、影响电磁铁磁性强弱的因素 （1）判断电磁铁磁性的强弱的方法（转换法）：根据电磁铁吸引大头针数目的多少来判断磁性的强弱。 （2）影响电磁铁磁性强弱的因素：①电流大小；②线圈匝数 结论①：在电磁铁线圈匝数相同时，电流越大，电磁铁的磁性越强。 结论②：当通过电磁铁的电流相同时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强。 3、 电磁继电器 1、电磁铁产生的磁场很容易控制： ①用通断电流来控制电磁铁磁性有无；②切换电流方向来改变电磁铁的磁极方向；③调节电流大小来控制电磁铁的磁场强弱。 2、电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种自动开关。 （1）结构：电磁继电器是由电磁铁、衔铁、弹簧、触点（静触点、动触点）组成。 （2）工作原理：当较低的电压加在接线柱D、E两端，较小的电流流过线圈时，电磁铁把衔铁吸下，使B、C两个接线柱所连的触点接通，较大的电流就可以通过B、C带动机器工作。 （3）使用电磁继电器，可以实现用低电压和弱电流电路的通断，来控制高电压和强电流电路的通断，使人远离高压触电危险。实现远距离操纵，使人远离高温、辐射等有害环境。实现对温度、压力或光的自动控制。如：水位自动报警器、温度自动报警器等。 3、以如图甲、乙所示的应用为例。 （1）两个独立电路： 控制电路：低压电源、电磁铁、开关、导线。 工作电路：高压电源、用电器、动触点和静触点、导线。 （2）电磁继电器工作原理： 甲：当低压电源开关断开时，电磁铁失去了磁性，衔铁B在弹簧C的作用下拉起，使动触点与绿灯触点分离，而与红灯触点接通，故红灯亮起，绿灯熄灭，电动机停止工作。 乙：当低压电源开关闭合时，控制电路中有电流通过，电磁铁A产生磁性，吸引衔铁B，使动触点与红灯触点分离，而与绿灯触点接通，故红灯熄灭，绿灯亮起，电动机开始工作。 4、水位自动报警器是利用电磁继电器工作的装置。按以下要求连接装置，当水位在安全位置以下时，绿灯亮；当水位到达安全位置上限时，红灯亮。（连接方法：把电磁继电器上的线圈与电源、开关相连，组成控制电路。利用另外一个电源和小灯泡组成工作电路，通过电磁继电器来控制小灯泡的亮与灭。） 5、电铃工作原理：电路闭合，电磁铁具有磁性，吸引弹性片，使铁锤向铁铃方向运动，铁锤打击铁铃而发出声音，同时电路断开，电磁铁失去磁性，铁锤又被弹回，电路重新闭合。上述过程不断重复，电铃就发出了持续的铃声。 5、磁悬浮列车是利用“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”的原理，通过轨道上的强电磁铁与列车上的电磁铁之间的排斥或吸引作用而悬浮起来，使列车与轨道分离，消除了列车与轨道间的摩擦。磁悬浮列车运行时的阻力很小，因此运行速度很快。 4、 信息的磁记录 1、 我们知道铁棒和钢棒都能被磁体磁化。铁棒被磁化后，磁性很容易消失，称为软磁材料。而钢棒被磁化后，磁性能够长久保持，称为硬磁材料。 2、 硬磁材料除用来制成永磁体，也可以用来记录信息。磁记录就是利用硬磁材料存储信息的技术。计算机上所用的机械硬盘、磁带式录音机所用的磁带等都是利用硬磁材料来存储信息的。 3、机械硬盘主要由磁记录盘片、读写磁头以及其他配件组成。盘片的表面均匀地涂有一层极薄的由硬磁材料制成的小颗粒（磁粉），读写磁头实际上就是一块电磁铁。在机械硬盘上存入数据的过程中，首先将声音、图像、数字等需要记录的信息转变为大小和方向都变化的电流，电流通过读写磁头产生大小和方向都变化的磁场，然后利用这个磁场使盘片上的小颗粒被不同程度地磁化，于是有关磁性变化的信息就记录在盘片上。当需要读取机械磁盘上的信息时，只要将记录信息的盘片通过读写磁头转变成大小和方向变化的电流，再通过计算机等装置将变化的电流转变成声音、图像、数字等信息，从而再现被记录的信息。 4、电话机主要由送话器和受话器组成，送话器相当于话筒；受话器又叫听筒，相当于扬声器。人们对着送话器说话时，送话器会把声音信号转化成强弱变化的话音电流，话音电流沿着导线流入对方的受话器，受话器又把话音电流转化成声音。受话器里有一块电磁铁，当传入受话器的电流流过电磁铁的线圈时，电磁铁能够吸引前面放着的一块薄铁片。由于话音电流是变化的，电磁铁对薄铁片的吸引力也随之发生变化，从而使薄铁片振动规律与话音电流的变化一致，发出话音电流对应的声音，这样就可以听到对方讲话。 5、电磁铁的其他应用：在发电机、电动机、电磁起重机等机械上都用到了电磁铁，在洗衣机、电饭锅等电器里也用到了电磁铁。 第3节 电动机及其应用 1、 磁场对通电导体的作用 1、磁体对通电导体是否有力的作用？ （1） 通电导体在磁场中会受到力的作用。力的方向与电流方向及磁场方向有关。 （2） 当电流方向或磁场方向改变时，导体的受力方向就会改变。当电流方向和磁场方向都改变时，导体的受力方向不变。 2、磁体对通电线圈的作用 （1）当矩形线圈静止在图甲位置时，给线圈通电，线圈不发生转动。这是由于线圈ab边和cd边受到的力的大小相等、方向相反，即线圈受力平衡。这个位置是线圈的平衡位置。 （2）当矩形线圈静止在图乙位置时，给线圈通电，线圈受到不平衡力的作用，沿顺时针方向转动。但线圈转过平衡位置后，线圈受到阻碍它沿顺时针方向转动的力的作用，使它不能继续转动下去，而是返回到平衡位置，在此位置附近摆动几下才停下来。 二、直流电动机 1、电动机的原理：利用通电线圈在磁场中受力而转动。它把电能转化为机械能。 2、电动机基本结构：转子（线圈）、定子（磁体）、电刷、换向器 电刷的作用：与半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。 换向器的作用：线圈一转过平衡位置就改变线圈中的电流方向。 3、直流电动机的工作过程： 图1：线圈处于水平位置，通电后，线圈顺时针转动。 图2：线圈转到平衡位置时，两电刷恰好接触两半环间的绝缘部分，无电流。线圈由于惯性继续转动，转过平衡位置。 图3：转过平衡位置后，换向器改变电流方向，受力方向也相反，线圈仍顺时针转动。 图4：线圈又转到平衡位置，换向器又自动改变电流方向，线圈继续转动。 4、直流电动机：电动玩具、录音机等。 交流电动机：家庭使用的电风扇、洗衣机等家用电器。 5、装配直流电动机模型 （1）把直流电动机模型的各个部件安装成整机。安装时要注意：轴与轴之间的摩擦要尽量小；电刷和换向器的接触松紧要适当 。 （2）影响电动机转向和转速的因素 实验过程 实验现象 转向 转速 只改变磁场方向 改变 不变 只改变电流方向 改变 不变 同时改变磁场方向和电流方向 不变 不变 只改变磁体磁性强弱 不变 磁性增强转速变 快 ，磁性减弱转速变 慢 只改变电流大小 不变 电流 增大 转速变快，电流 减小 转速变慢 结论：电动机转动方向与电流方向、磁场方向有关。改变电流方向或磁场方向，电动机转动方向改变。 结论：电动机转速大小与电流大小、磁场强弱有关。电流越大，磁场越强，转速越快。 6、在装配直流电动机模型实验中，常见的故障是通电后电动机不转动，主要原因有以下几种。 (1)电流不通：①电刷与换向器接触不好；②开关处接触不良或开关没闭合；③电源处接触不良；④滑动变阻器上的滑片没放在电阻丝上。 (2)摩擦太大：①电刷与换向器接触太紧；②线圈轴与插孔之间的摩擦太大，或者线圈轴被卡住。 (3)电流太小：①电源电压太低；②使用的滑动变阻器的阻值太大。 (4)线圈的位置处于平衡位置。(只要将线圈轻轻转动一下就可以转动了) 7、电动机优点：它构造简单、控制方便、效率高、无污染。 第4节 磁生电 一、电磁感应现象 1、1831年，英国物理学家 法拉第 发现了磁生电的条件和规律，实现了利用磁场获得电流的愿望。这个重大发现，带来了 电能 的大规模生产和利用，开辟了电气化的新纪元。 2、电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场中做 切割磁感线 的运动时，导体中就会产生 电流 ，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫 感应电流 。 （1） 感应电流的方向跟导体的运动方向和磁场方向有关。改变导体的运动方向或磁场的方向，感应电流的方向会发生相应的改变。 （2）感应电流的大小与导体切割磁感线的速度、磁场的强度、线圈匝数等有关。(1)当磁场强弱一定时，导体切割磁感线的速度越大，产生的感应电流越大。(2)当导体切割磁感线的速度一定时，磁场越强，产生的感应电流越大。 （3）如果电路不闭合，当导体做切割磁感线运动时，导体中没有感应电流，但导体两端会有感应电压 。 （4）电磁感应现象中，移动导体切割磁感线时消耗了机械能，在闭合电路中产生了电能，这就实现了机械能向电能的转化。 （5）不是切割运动的情况有两种：一是导体沿磁感线方向运动；二是导体沿自身所在的直线运动。 2、 发电机 1、交流发电机工作原理：电磁感应原理，是机械能转化为电能的机器。 2、发电机的构造：磁体（定子）、线圈（转子）、铜环、电刷组成，与电动机相似，但没有换向器。 3、工作过程：在外力作用下，当转子（线圈）转动时，线圈的ab边与cd边切割磁感线而产生感应电流。转子转动一周，切割磁感线的方向发生两次改变，电流的方向也随之发生两次改变，从而产生方向性呈周期性变化的交流电。 4、大型交流发电机一般采用线圈不动、磁极旋转的方式来发电，为了得到较强的磁场，还要用电磁铁代替永磁体。发电机与电动机的结构本质上是一样的，因此，理论上电动机也可用来做发电机。 5、交流电和直流电 ① 交流电：电流大小和方向都发生周期性变化的电流。我国家庭电路使用的是220伏的交流电。周期是0.02秒、频率是50赫、电流方向1s改变100次。 ② 直流电：电流方向不变的电流。 ( 特别提醒： *交流发电机和直流发电机在内电路线圈中产生的都是 交流电 。交流发电机通过 铜环 向外电路输出 交流电 。直流发电机通过 换向器 向外输出 直流电 。 ) 6、直流电动机和交流发电机的区别 直流电动机 交流发电机 原理 利用通电线圈在磁场中受力转动的原理 利用电磁感应原理 转子（线圈）、定子（磁体）、电刷、换向器 磁体（定子）、线圈（转子）、铜环、电刷 构造 与电刷接触的是换向器 与电刷接触的是两个铜环 能量转化 电能→机械能 机械能→电能 在电路中的作用 用电器 电源 第5节 家庭用电 一、家庭电路 1、家庭电路的组成部分：低压供电线（火线和零线）、电能表、断路器、电灯、开关。插座。 2、家庭电路的连接：控制各用电器的开关与电器是串联的；各种用电器是并联接入电路的；插座与电灯是并联的。 3、家庭电路的各部分的作用： （1）低压供电线： 家庭电路中的进户线一般有两根，一根叫作相线（俗称火线），另一根叫作中性线（俗称零线）。火线和零线之间的电压正常值为 220V。火线和地线之间也有220V的电压。零线和地线之间电压为0V。可用测电笔辨别相线和中性线。 （2）测电笔： 测电笔的作用：辨别火线和零线 测电笔的结构：笔尖金属体、大电阻（约1000千欧）、氖管、弹簧、笔尾金属体 使用方法：手触笔尾金属体，笔尖金属体接触被测导线 判别方法：氖管发光——火线；氖管不发光——零线 测量原理：火线、测电笔、人体、大地构成一个通路，小电流通过氖管使之发光。 （3）电能表： ① 用途：测量用户消耗的电能的仪表。 ② 安装：安装在家庭电路的干路上。原因：这样才能测出全部家用电器消耗的电能。 二、熔断器和断路器 1、熔断器（封闭管式熔断器、插入式熔断器） ①作用：它的保险丝被封闭在玻璃管内。当电路中电流过大时，保险丝产生较多的热量使它的温度达到熔点，保险丝会自动熔断。保险丝熔断后，须排除故障并更换新保险丝，电路才可工作。 ②材料：保险丝是由熔点较低的金属合金制成。通常标有额定电流（表示保险丝所能承受的最大电流）。当电流超过保险丝的额定电流时，保险丝会因过热而熔断，从而切断电路。选用保险丝时，应使保险丝的额定电流等于或稍大于电路中正常工作时的电流。 2、断路器（空气开关） ①家庭常用断路器来代替闸刀开关和熔断器。 ②断路器一般连接在火线上。断路器上标有额定电流，当流过断路器的电流超过额定电流时，断路器会自动断开，切断电路，从而起到保护电路的作用。断路器能手动切断电路，也能手动复位。断路器因使用方便、安全而得到普及。 ③工作原理：当电路发生短路或过载时，电路中的电流过大，双金属片被过大电流过度加热，两金属片受热膨胀，但由于膨胀程度不同，造成金属片弯曲，顶撞锁簧装置，在弹簧弹力作用下，接触断开，电路切断。 三、插座 1、插座的作用：连接家用电器，给可移动家用电器供电。一般有两孔式和三孔式之分。 2、两孔式插座（左零右火）：两孔式插座的一个孔连接在家庭电路的相线上，另一个孔连接在中性线上。使用两脚电源插头的用电器，只要把两脚插头插入插孔，用电器就接入电路，可以工作了。 3、三孔式插座（左零右火上接地）：三孔式插座除了相线插孔和中性线插孔以外，还有一个中间插孔，在房屋电路布线时已经将这个插孔与大地相连，因此称为接地保护孔。 4、使用三脚插头的用电器，外壳接在插头的中间脚上，当把三脚插头插入三孔式插座时，用电器的外壳就与大地相连了。万一用电器相线的绝缘层被破坏，相线与用电器的金属外壳接触，金属外壳上就有220V的电压，如果这个用电器没有接地保护线，当人触及此用电器时，电流就会通过人体进入大地，发生触电事故。 5、用电器（电灯）、开关 ①白炽灯是利用电流的热效应进行工作的。灯泡长期使用会变暗，原因是：灯丝升华变细电阻变大，实际功率变小；升华后的金属钨凝华在玻璃内壁上降低了灯泡的透明度。 ② 灯泡的种类：螺丝口、卡口 螺丝口灯泡：灯头的螺旋套接零线；灯泡尾部的金属柱接通过开关接火线。 ③ 开关和用电器串联，控制用电器，如果开关短路用电器会一直工作开关不能控制，但不会烧断干路 上的保险丝。 6、电路故障的排查 （1）利用测电笔排查故障 （2） 利用“校验灯”排查故障：取下保险丝，将额定电压为220 V的“校验灯”接在保险丝的两只接线柱上，闭合支路开关，观察“校验灯”的发光情况： a若“校验灯”不发光，则该支路断路； b若“校验灯”发光暗淡，则该支路正常； c若“校验灯”发光正常，则该支路短路。 五、触电事故 1、触电是指通过人体的电流达到一定值时对人体造成的伤害事故。通过人体的电流越大，人从触电到死亡的时间越短。 2、人体是导体。不同的人，人体的电阻是不同的，所以不同的人产生触电感觉的电压是不同的。一般情况下，36V以下的电压才是安全的。但在潮湿环境中，安全电压应在24V甚至12V以下。 3、站在地面上的人，一只手接触相线，使相线、人体、大地和供电设备构成闭合电路，电流会流过人体，发生触电事故。人的一只手接触相线，另一只手接触中性线，使相线、人体、中性线和供电设备构成闭合电路，电流会流过人体，发生触电事故。 4、高压带电体会在周围形成很强的电场，当人体靠近时，容易产生电弧触电。如果高压线掉落在地上，当人经过这个区域时，两脚之间会存在相当高的电压，称为跨步电压。这时电流从一条腿流进，另外一条腿流出，从而发生触电事故。 5、如果发生了触电事故，救援者要立即切断电源或者设法将触电者与带电设备脱离。必要的话，必须立即对触电者进行人工呼吸，同时尽快通知医务人员进行抢救。触电者未脱离电源前，救护人员不得直接用手触及伤员，否则也有触电的危险。 6、为了防止触电事故的发生，我们必须懂得并遵守安全用电的原则：不接触低压带电体，不靠近高压带电体。 • 将插头插入插座时，手不要接触金属插脚。 • 不要用湿的手触摸电器、插座和开关。 • 电线的绝缘层老化或破损，要及时更换。 • 不要在高压线旁钓鱼或放风筝。 • 不要使插座超负荷。 • 避免在浴室中使用电器。 • 导线旁不要放发热物体。 • 不要同时使用多个大功率用电器。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $