第十六章 磁场 电磁铁（知识清单）物理新教材沪粤版九年级下册

第十六章 磁场 电磁铁 第1节 从永磁体谈起 一、磁现象 1. 磁性：物体能够吸引 、 、 等物质的性质叫做磁性。 2. 磁体：具有磁性的物体；分为永磁体（条形、蹄形磁体）、电磁铁。 3. 磁极：磁体上磁性 的部分；任何磁体都同时存在两个磁极： (N) 极、 (S) 极，不存在单磁极磁体。 4. 磁极间的相互作用规律：同名磁极相互 ，异名磁极相互 。 提示：两物体相互吸引，不一定是异名磁极，也可能是磁体吸引铁钴镍磁性材料。 5. 磁化：使原来没有磁性的物体获得 的过程。 软铁：磁化后磁性容易消失，适合做电磁铁铁芯； 钢：磁化后磁性能够长期保留，可以制作永磁体。 二、磁场 1. 磁体的周围存在 。磁场看不见、摸不着，但客观真实存在。 2. 磁场的基本性质：对放入磁场中的磁体产生 的作用。 3. 磁场方向规定：磁场中某一点，小磁针静止时 极所指的方向，就是该点的磁场方向。 三、磁感线 1. 磁感线是为了形象描述磁场假想出来的曲线，并不是真实存在。 2. 磁体外部磁感线走向：从 极出发，回到 极；磁体内部磁感线从 极指向 极，构成闭合曲线。 3. 磁感线疏密表示磁场 ：磁感线越密集，磁场越 ； 位置磁感线最密。 4. 磁感线不会相交。 四、地磁场 1. 地球本身是一个巨大的天然磁体，地球周围存在 。 2. 地磁北极在地理 极附近；地磁南极在地理 极附近。 3. 地磁两极与地理两极并不完全重合，存在 ，我国宋代科学家 最早记载磁偏角。 第2节 奥斯特的发现 一、奥斯特实验 1. 实验操作：将通电直导线平行放在小磁针上方，观察小磁针偏转。 2. 实验现象： ①通电时，小磁针 ；断电，小磁针 。 ②改变导线中的 方向，小磁针偏转方向发生改变。 3. 实验结论： 4. （1）通电导体周围存在 ； 5. （2）磁场的方向跟 方向有关。 6. 4. 电流的磁效应：通电导体周围存在磁场的现象，叫做电流的 效应。 二、通电螺线管的磁场 1. 通电螺线管外部磁场分布和 磁体的磁场十分相似。 2. 安培定则（右手螺旋定则） 操作： 手握住螺线管，让四指弯曲跟螺线管中电流的环绕方向一致，大拇指所指的那端就是通电螺线管的 极。 注意：四指要顺着线圈绕向，不是单纯指向电源正极方向。 3. 影响通电螺线管磁极：只由线圈中 方向决定；改变 方向，螺线管 N、S 两极调换。 第3节 电磁铁 一、电磁铁的构造与原理 1. 构造：在通电螺线管内部插入 ，就构成电磁铁。 2. 工作原理：利用电流的 效应。通电时线圈产生磁场，铁芯被磁化使磁场大大增强；断电后，铁芯磁性几乎消失。 二、探究：影响电磁铁磁性强弱的因素（控制变量法） 1. 匝数不变，增大电流→吸引大头针变 ： 线圈匝数相同时，电流越大，电磁铁磁性越 。 2. 电流不变，增加线圈匝数→吸引大头针变 ： 电流大小相同时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越 。 3. 其他条件相同，插入铁芯比不插铁芯磁性强很多。 ✅总结：电磁铁磁性强弱与 、 、 三个因素有关。 三、电磁铁的优点 1. 磁性有无：由通、断电控制，通电有磁性，断电磁性基本消失。 2. 磁性强弱：改变 、 ，可以改变磁性强弱。 3. 磁极方向：改变线圈 方向，可以改变电磁铁 N、S 磁极。 注意：电磁铁铁芯必须用软铁，不能使用钢；钢磁化后会长期保留磁性。 第4节 电磁继电器与自动控制 一、电磁继电器结构 主要部件：电磁铁、衔铁、弹簧、动触点、静触点。 电磁继电器实质：利用电磁铁来工作的电控开关。 二、两套独立电路 1.控制电路： 压电源、开关、电磁铁； 2.工作电路： 压电源、用电器、触点部分。 三、工作过程 1. 闭合控制电路开关→ 电路通电，电磁铁产生 ，吸下 ，动触点与静触点接触，接通 电路，用电器工作。 2. 断开控制电路开关→ 电路断电，电磁铁失去磁性， 把衔铁向上拉起，断开工作电路，用电器停止工作。 四、电磁继电器的作用 1. 实现用 电压、 电流的控制电路，间接控制 电压、 电流的工作电路，保障操作人员安全。 2. 可以实现远程控制、自动控制。 五、生活实例 电磁起重机、电铃、水位自动报警器、温度自动报警器。 易错点01 混淆 “磁场” 和 “磁感线” 错因辨析：磁场是客观真实存在的物质；磁感线是物理模型，假想曲线，实际不存在。不能说 “磁场由磁感线组成”。磁感线永不相交；外部 N→S。 【对点训练】 关于磁场和磁感线，下列说法不正确的是（     ） A．磁场是客观存在的物质，磁感线是人为引入并非真实存在的曲线 B．物理学规定磁感线上任意一点的切线方向表示该点的磁场方向 C．磁感线从磁体的S极出发，回到N极，所以磁铁内部不能有磁感线 D．磁感线分布越密的地方，磁场越强 易错点02 物体相互吸引就判定一定是异名磁极 错因辨析：相互吸引有两种情况：①异名磁极相互吸引；②磁体吸引铁、钴、镍类磁性材料。因此相互吸引不能直接断定两者都是磁体；但如果相互排斥，则一定为同名磁极。 【对点训练】 用一根钢棒靠近小磁针的某一极，结果小磁针被钢棒吸引，由此可以确定（　　） A．钢棒原来一定有磁性 B．钢棒原来一定没有磁性 C．钢棒原来不一定有磁性 D．以上说法都不正确 易错点03 安培定则使用，把四指指向电源正负极 错因辨析：安培定则四指弯曲方向要匹配线圈上电流环绕方向，不是简单指向电源正极；看清线圈绕线方式再判断。 【对点训练】 （多选）如图所示，通电螺线管旁的小磁针静止在图示位置。关于该装置下列说法正确的是（　　） A．电源的左端是正极，电流方向从左到右 B．仅将电源正负极对调，通电螺线管的磁性强弱会发生改变 C．最终决定螺线管磁极的是电源正负极接法，与线圈绕向无关 D．该螺线管的右端为N极，依据是小磁针N极指向与磁场方向相同 易错点04 分不清电磁铁磁性强弱与磁极的影响因素 错因辨析： 磁性强弱：电流大小、线圈匝数、有无铁芯； 磁极方向：只和电流方向有关； 改变电流方向，只能调换磁极，不会改变磁性强弱。 【对点训练】 如图所示的电路，下列说法正确的是（） A．开关S拨到a时，小磁针静止时B端为N极 B．开关S拨到a，滑动变阻器的滑片向右滑动时，电磁铁的磁性增强 C．开关S由a拨到b时，电磁铁的磁极发生改变 D．开关S由a拨到b，调节滑动变阻器，使电流表示数不变，则电磁铁的磁性增强 易错点05 分不清电磁继电器的控制电路和工作电路 错因辨析：电磁铁在控制电路；用电器接在工作电路。控制电路通断电，决定电磁铁有无磁性，间接控制工作电路通断，两套电路电源相互独立。 【对点训练】 如图是一种“闯红灯违规证据模拟器”的工作原理图。当汽车闯红灯时，压敏电阻受到车的压力，其阻值变小，光控开关会接收到红光自动闭合。电控照相机工作，拍摄违规车辆。下列说法中不正确的是（   ） A．光控开关闭合时，电磁铁的上端为N极 B．电磁铁是利用电流的磁效应工作的 C．电磁继电器的本质是一个利用电磁铁控制工作电路的开关 D．对调控制电路电源的正负极时，该装置不能正常工作 易错点06 误认为电磁铁断电后还有很强磁性 错因辨析：电磁铁铁芯是软铁，通电被磁化，断电磁性几乎消失；钢质材料断电才会保留磁性，不能用作电磁铁铁芯。 【对点训练】 电磁铁与普通磁铁的不同之处是（     ） A．磁铁有南北极，电磁铁没有南北极 B．磁铁有磁性，电磁铁没有磁性 C．磁铁能指示南北方向，电磁铁不能指示南北方向 D．磁铁不能改变磁性强弱，电磁铁可以改变磁性强弱 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十六章 磁场 电磁铁 工作 控制 线圈匝数 电流大小 电流的磁效应 磁场 S N N 吸引 排斥 第1节 从永磁体谈起 一、磁现象 1. 磁性：物体能够吸引 铁 、 钴 、 镍 等物质的性质叫做磁性。 2. 磁体：具有磁性的物体；分为永磁体（条形、蹄形磁体）、电磁铁。 3. 磁极：磁体上磁性 最强 的部分；任何磁体都同时存在两个磁极： 北 (N) 极、 南 (S) 极，不存在单磁极磁体。 4. 磁极间的相互作用规律：同名磁极相互 排斥 ，异名磁极相互 吸引 。 提示：两物体相互吸引，不一定是异名磁极，也可能是磁体吸引铁钴镍磁性材料。 5. 磁化：使原来没有磁性的物体获得 磁性 的过程。 软铁：磁化后磁性容易消失，适合做电磁铁铁芯； 钢：磁化后磁性能够长期保留，可以制作永磁体。 二、磁场 1. 磁体的周围存在 磁场 。磁场看不见、摸不着，但客观真实存在。 2. 磁场的基本性质：对放入磁场中的磁体产生 磁力 的作用。 3. 磁场方向规定：磁场中某一点，小磁针静止时 N 极所指的方向，就是该点的磁场方向。 三、磁感线 1. 磁感线是为了形象描述磁场假想出来的曲线，并不是真实存在。 2. 磁体外部磁感线走向：从 N 极出发，回到 S 极；磁体内部磁感线从 S 极指向 N 极，构成闭合曲线。 3. 磁感线疏密表示磁场 强弱 ：磁感线越密集，磁场越 强 ； 磁极 位置磁感线最密。 4. 磁感线不会相交。 四、地磁场 1. 地球本身是一个巨大的天然磁体，地球周围存在 地磁场 。 2. 地磁北极在地理 南 极附近；地磁南极在地理 北 极附近。 3. 地磁两极与地理两极并不完全重合，存在 磁偏角 ，我国宋代科学家 沈括 最早记载磁偏角。 第2节 奥斯特的发现 一、奥斯特实验 1. 实验操作：将通电直导线平行放在小磁针上方，观察小磁针偏转。 2. 实验现象： ①通电时，小磁针 发生偏转 ；断电，小磁针 回到原来位置 。 ②改变导线中的 电流 方向，小磁针偏转方向发生改变。 3. 实验结论： 4. （1）通电导体周围存在 磁场 ； 5. （2）磁场的方向跟 电流 方向有关。 6. 4. 电流的磁效应：通电导体周围存在磁场的现象，叫做电流的 磁 效应。 二、通电螺线管的磁场 1. 通电螺线管外部磁场分布和 条形 磁体的磁场十分相似。 2. 安培定则（右手螺旋定则） 操作： 右 手握住螺线管，让四指弯曲跟螺线管中电流的环绕方向一致，大拇指所指的那端就是通电螺线管的 N 极。 注意：四指要顺着线圈绕向，不是单纯指向电源正极方向。 3. 影响通电螺线管磁极：只由线圈中 电流 方向决定；改变 电流 方向，螺线管 N、S 两极调换。 第3节 电磁铁 一、电磁铁的构造与原理 1. 构造：在通电螺线管内部插入 软铁芯 ，就构成电磁铁。 2. 工作原理：利用电流的 磁 效应。通电时线圈产生磁场，铁芯被磁化使磁场大大增强；断电后，铁芯磁性几乎消失。 二、探究：影响电磁铁磁性强弱的因素（控制变量法） 1. 匝数不变，增大电流→吸引大头针变 多 ： 线圈匝数相同时，电流越大，电磁铁磁性越 强 。 2. 电流不变，增加线圈匝数→吸引大头针变 多 ： 电流大小相同时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越 强 。 3. 其他条件相同，插入铁芯比不插铁芯磁性强很多。 ✅总结：电磁铁磁性强弱与 电流大小 、 线圈匝数 、 有无铁芯 三个因素有关。 三、电磁铁的优点 1. 磁性有无：由通、断电控制，通电有磁性，断电磁性基本消失。 2. 磁性强弱：改变 电流大小 、 线圈匝数 ，可以改变磁性强弱。 3. 磁极方向：改变线圈 电流 方向，可以改变电磁铁 N、S 磁极。 注意：电磁铁铁芯必须用软铁，不能使用钢；钢磁化后会长期保留磁性。 第4节 电磁继电器与自动控制 一、电磁继电器结构 主要部件：电磁铁、衔铁、弹簧、动触点、静触点。 电磁继电器实质：利用电磁铁来工作的电控开关。 二、两套独立电路 1.控制电路： 低 压电源、开关、电磁铁； 2.工作电路： 高 压电源、用电器、触点部分。 三、工作过程 1. 闭合控制电路开关→ 控制 电路通电，电磁铁产生 磁性 ，吸下 衔铁 ，动触点与静触点接触，接通 工作 电路，用电器工作。 2. 断开控制电路开关→ 控制 电路断电，电磁铁失去磁性， 弹簧 把衔铁向上拉起，断开工作电路，用电器停止工作。 四、电磁继电器的作用 1. 实现用 低 电压、 弱 电流的控制电路，间接控制 高 电压、 强 电流的工作电路，保障操作人员安全。 2. 可以实现远程控制、自动控制。 五、生活实例 电磁起重机、电铃、水位自动报警器、温度自动报警器。 易错点01 混淆 “磁场” 和 “磁感线” 错因辨析：磁场是客观真实存在的物质；磁感线是物理模型，假想曲线，实际不存在。不能说 “磁场由磁感线组成”。磁感线永不相交；外部 N→S。 【对点训练】 关于磁场和磁感线，下列说法不正确的是（     ） A．磁场是客观存在的物质，磁感线是人为引入并非真实存在的曲线 B．物理学规定磁感线上任意一点的切线方向表示该点的磁场方向 C．磁感线从磁体的S极出发，回到N极，所以磁铁内部不能有磁感线 D．磁感线分布越密的地方，磁场越强 【答案】C 【详解】A．磁场是客观存在的物质，磁感线是为研究磁场人为引入的假想曲线，方便、形象地描述磁场，故A正确； B．物理学规定磁感线上任意一点的切线方向为该点的磁场方向，与小磁针静止时极在该点的指向一致，故B正确； C．磁体外部磁感线从极出发回到极，磁体内部磁感线从极指向极，磁感线为闭合曲线，磁铁内部存在磁感线，故C不正确； D．磁感线疏密程度表示磁场强弱，分布越密的地方磁场越强，故D正确。 本题选不正确的选项，故选C。 易错点02 物体相互吸引就判定一定是异名磁极 错因辨析：相互吸引有两种情况：①异名磁极相互吸引；②磁体吸引铁、钴、镍类磁性材料。因此相互吸引不能直接断定两者都是磁体；但如果相互排斥，则一定为同名磁极。 【对点训练】 用一根钢棒靠近小磁针的某一极，结果小磁针被钢棒吸引，由此可以确定（　　） A．钢棒原来一定有磁性 B．钢棒原来一定没有磁性 C．钢棒原来不一定有磁性 D．以上说法都不正确 【答案】C 【详解】小磁针是一个磁体，它具有磁性，能够吸引铁、钴、镍等物质，钢棒如果没有磁性，也能被小磁针吸引；如果钢棒有磁性，则它的一端接近小磁针的异名磁极时，也能相互吸引。所以这根钢棒原来不一定有磁性。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选 C。 易错点03 安培定则使用，把四指指向电源正负极 错因辨析：安培定则四指弯曲方向要匹配线圈上电流环绕方向，不是简单指向电源正极；看清线圈绕线方式再判断。 【对点训练】 （多选）如图所示，通电螺线管旁的小磁针静止在图示位置。关于该装置下列说法正确的是（　　） A．电源的左端是正极，电流方向从左到右 B．仅将电源正负极对调，通电螺线管的磁性强弱会发生改变 C．最终决定螺线管磁极的是电源正负极接法，与线圈绕向无关 D．该螺线管的右端为N极，依据是小磁针N极指向与磁场方向相同 【答案】AD 【详解】A．根据小磁针静止时N极指向，可知螺线管右端为N极；由安培定则，可判断电流从螺线管左端流入、右端流出，因此电源左端是正极，电流方向从左到右，故A正确； B．通电螺线管磁性的强弱与电流的大小、线圈的匝数和有无铁芯有关。仅将电源正负极对调，改变的是电流的方向，从而改变螺线管的磁极，但电流的大小不变，线圈匝数和铁芯情况也不变，所以通电螺线管的磁性强弱不会发生改变，故B错误； C．螺线管磁极由电流方向和线圈绕向共同决定，并非仅由电源接法决定，故C错误； D．小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向。图中，小磁针N极指向右，说明螺线管左端为S极，右端为N极，故D正确。 故选 AD。 易错点04 分不清电磁铁磁性强弱与磁极的影响因素 错因辨析： 磁性强弱：电流大小、线圈匝数、有无铁芯； 磁极方向：只和电流方向有关； 改变电流方向，只能调换磁极，不会改变磁性强弱。 【对点训练】 如图所示的电路，下列说法正确的是（） A．开关S拨到a时，小磁针静止时B端为N极 B．开关S拨到a，滑动变阻器的滑片向右滑动时，电磁铁的磁性增强 C．开关S由a拨到b时，电磁铁的磁极发生改变 D．开关S由a拨到b，调节滑动变阻器，使电流表示数不变，则电磁铁的磁性增强 【答案】A 【详解】A．开关S拨到a时，由安培定则可判断螺线管左端为N极，根据异名磁极相互吸引，可知小磁针静止时B端为N极，故A正确； B．开关S拨到a，滑动变阻器的滑片向右滑动时接入阻值变大，电路电流变小，故电磁铁的磁性减弱，故B错误； C．开关S由a拨到b时，由安培定则可判断螺线管左端仍为N极，电磁铁的磁极未发生改变，故C错误； D．开关S由a拨到b，调节滑动变阻器，使电流表示数不变，但绕线匝数变少，则电磁铁的磁性减弱，故D错误。 易错点05 分不清电磁继电器的控制电路和工作电路 错因辨析：电磁铁在控制电路；用电器接在工作电路。控制电路通断电，决定电磁铁有无磁性，间接控制工作电路通断，两套电路电源相互独立。 【对点训练】 如图是一种“闯红灯违规证据模拟器”的工作原理图。当汽车闯红灯时，压敏电阻受到车的压力，其阻值变小，光控开关会接收到红光自动闭合。电控照相机工作，拍摄违规车辆。下列说法中不正确的是（   ） A．光控开关闭合时，电磁铁的上端为N极 B．电磁铁是利用电流的磁效应工作的 C．电磁继电器的本质是一个利用电磁铁控制工作电路的开关 D．对调控制电路电源的正负极时，该装置不能正常工作 【答案】D 【详解】A．光控开关闭合时，电流从电磁铁的上端流入，由安培定则得，电磁铁的上端为N极，故A正确，不符合题意； B．电磁铁是利用电流的磁效应工作的，通电线圈的周围存在磁场，故B正确，不符合题意； C．电磁继电器的本质是一个利用电磁铁控制工作电路的开关，当电磁铁磁性达到一定强度时，衔铁被吸下，照相机工作；当电磁铁磁性小于一定强度时，衔铁被释放，指示灯工作，故C正确，不符合题意； D．对调控制电路电源的正负极时，电磁铁的电流流向改变，磁极改变，该装置仍具有磁性，能正常工作，故D错误，符合题意。 故选D。 易错点06 误认为电磁铁断电后还有很强磁性 错因辨析：电磁铁铁芯是软铁，通电被磁化，断电磁性几乎消失；钢质材料断电才会保留磁性，不能用作电磁铁铁芯。 【对点训练】 电磁铁与普通磁铁的不同之处是（     ） A．磁铁有南北极，电磁铁没有南北极 B．磁铁有磁性，电磁铁没有磁性 C．磁铁能指示南北方向，电磁铁不能指示南北方向 D．磁铁不能改变磁性强弱，电磁铁可以改变磁性强弱 【答案】D 【详解】A．电磁铁通电后存在南北极，故A错误； B．电磁铁通电时具有磁性，故B错误； C．通电的电磁铁处于地磁场中时同样可以指示南北方向，故C错误； D．普通磁铁的磁性强弱不可改变，电磁铁可通过调整电流大小、线圈匝数等改变磁性强弱，故D正确。 故选D。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $