一、磁現(xiàn)象　磁場1.磁現(xiàn)象(1)磁性:磁鐵能夠吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)。(2)磁極:磁體上磁性最強(qiáng)的部分,分南極(S)和北極(N)。(3)磁極間相互作用規(guī)律:同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引。(4)磁化:一些物體在磁體或電流的作用下獲得磁性的過程。
2.磁場(1)存在:在磁體周圍存在著磁場。(2)性質(zhì):對放入其中的磁體產(chǎn)生磁力的作用。(3)磁感線:在磁場中畫一些有箭頭的曲線。磁體周圍的磁感線都是從N極出發(fā),回到磁體的S極。(4)地球是一個(gè)巨大的天然磁體,地磁的北極在地理的南極附近,地磁的南極在地理的北極附近。
二、電生磁1.奧斯特實(shí)驗(yàn)(1)通電導(dǎo)線周圍存在磁場。(2)電流周圍的磁場方向跟電流方向有關(guān)。2.通電螺線管(1)通電螺線管外部的磁場和條形磁體的磁場相似。(2)安培定則:用右手握住螺線管,讓四指指向螺線管中的電流方向,則大拇指所指的那端就是螺線管的北極。
三、電磁鐵　電磁繼電器1.電磁鐵(1)構(gòu)成:通電的螺線管和里面的鐵芯。(2)影響磁性強(qiáng)弱的因素:①同一個(gè)電磁鐵,電流越大,磁性越強(qiáng)。②當(dāng)電流相同,螺線管外形一樣時(shí),線圈的匝數(shù)越多,磁性越強(qiáng)。③通電螺線管中有鐵芯比無鐵芯時(shí)磁性強(qiáng)。(3)優(yōu)點(diǎn):磁性的有無可由電流的通斷來控制;磁性的強(qiáng)弱可以由電流的大小來控制;磁場的方向可以由電流的方向來改變。2.電磁繼電器(1)實(shí)質(zhì):用電磁鐵控制工作電路的開關(guān)。(2)組成:由低壓控制電路和高壓工作電路兩部分構(gòu)成。
四、電動機(jī)1.原理通電線圈在磁場中受到力的作用而轉(zhuǎn)動。2.通電導(dǎo)體在磁場中所受力的方向的決定因素(1)磁場的方向。(2)電流的方向。3.能量轉(zhuǎn)化電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
五、磁生電1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象由于閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動而產(chǎn)生電流的現(xiàn)象。2.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件(1)導(dǎo)體是閉合電路的一部分;(2)導(dǎo)體必須做切割磁感線運(yùn)動。3.感應(yīng)電流的方向與磁場的方向和導(dǎo)體運(yùn)動的方向有關(guān)。若其中一個(gè)方向改變,則感應(yīng)電流方向改變;若二者同時(shí)改變,則感應(yīng)電流的方向不變。
4.發(fā)電機(jī)原理:電磁感應(yīng)。能量轉(zhuǎn)化:機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
1.關(guān)于指南針和磁場,下列說法正確的是(　　)A.指南針最早由歐洲傳入中國B.地球的地理兩極與地磁場兩極完全重合C.地球周圍存在磁場,因此指南針能指示方向D.信鴿是靠在其身上綁上小磁針來導(dǎo)航的答案:C解析:指南針是我國古代勞動人民的偉大發(fā)明,由中國傳入歐洲,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;地磁的南極在地理北極附近,地磁的北極在地理南極附近,地理南北兩極與地磁南北兩極不是完全重合,存在著一個(gè)夾角,叫磁偏角,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;地球本身是一個(gè)巨大的磁體,在地球周圍存在著磁場,正是由于地磁場的存在,使得指南針總是能夠指南北,C選項(xiàng)正確;信鴿是靠地磁場來導(dǎo)航的,身上沒有專門的小磁針,D選項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.在如圖所示的電路中,根據(jù)小磁針靜止時(shí)的指向可知(　　)A.a端是通電螺線管的N極,c端是電源正極B.b端是通電螺線管的N極,d端是電源正極C.a端是通電螺線管的N極,c端是電源負(fù)極D.b端是通電螺線管的N極,d端是電源負(fù)極答案:A解析:由通電螺線管內(nèi)部中間的小磁針,靜止時(shí)N極指向左端,可知,螺線管內(nèi)部的磁場方向水平向左,內(nèi)部的磁場由b指向a,則a端是通電螺線管的N極,根據(jù)安培定則,知螺線管中的電流從左側(cè)流進(jìn),右側(cè)流出,則c端為電源的正極,d端為負(fù)極,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。
3.如圖所示,小磁針在條形磁體作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)。(1)請標(biāo)出小磁針的N極。 (2)用箭頭標(biāo)出條形磁體周圍磁感線的方向。答案:如圖所示解析:磁體周圍的磁感線由N極到S極;小磁針靜止時(shí)N極的指向與磁感線方向相同。
4.在探究利用磁場產(chǎn)生電流的實(shí)驗(yàn)中,連接了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。(1)實(shí)驗(yàn)中,通過觀察?　　來判斷電路中是否有感應(yīng)電流。?(2)閉合開關(guān)后,要使電路中形成感應(yīng)電流,銅棒ab應(yīng)　　　　(選填“上下”或“左右”)運(yùn)動,這是　　　　　　現(xiàn)象,利用這一原理可制成　。?(3)要使電流表指針偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變,可以采取的方法有　(答出一種方法即可)。?
答案:(1)電流表指針是否偏轉(zhuǎn)(2)左右　電磁感應(yīng)　發(fā)電機(jī)(3)改變磁場方向或改變ab運(yùn)動方向解析:(1)實(shí)驗(yàn)中,通過觀察電流表指針是否偏轉(zhuǎn)來判斷電路中是否有感應(yīng)電流;(2)要產(chǎn)生感應(yīng)電流,必須同時(shí)滿足兩個(gè)條件:電路是閉合的;一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動。因此要使電路中形成感應(yīng)電流,銅棒ab需向左或向右做切割磁感線運(yùn)動;這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,利用這一原理可制成發(fā)電機(jī);(3)要使電流表指針偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變,即改變流入電流表的電流方向,就是要改變感應(yīng)電流的方向,可以改變磁場方向或改變ab的運(yùn)動方向。
1.正確理解磁場和磁感線【例1】 關(guān)于磁場和磁感線,以下說法正確的是(　　)①磁場看不見摸不著,但可以借助小磁針感知它的存在?、诖鸥芯€是磁體周圍空間實(shí)際存在的曲線?、鄞艌鰧Ψ湃肫渲械拇朋w有力的作用?、艿厍蛑車嬖诖艌鯝.①②③B.①②④C.①③④D.②③④解析:磁場看不見摸不著,但可以借助小磁針感知它的存在,這是典型的轉(zhuǎn)化法,故①正確;磁感線是不存在的,是為了研究方便假想的一些有方向的曲線,故②錯(cuò)誤;磁場的基本性質(zhì)是對放入其中的磁體有力的作用,故③正確;地球是一個(gè)巨大的磁體,地球周圍存在磁場,故④正確。答案:C
下列說法正確的是(　　)A.磁感線是磁場中真實(shí)存在的曲線B.在用磁感線描述磁場時(shí),磁感線都是從磁體的S極出發(fā),回到N極C.小磁針的N極在任何情況下都指向地理的南極D.物理學(xué)中,把小磁針靜止時(shí)N極所指的方向規(guī)定為該點(diǎn)磁場的方向答案:D解析:磁感線是為了形象地描述磁場而假想的物理模型,并不是真實(shí)存在的曲線,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;在用磁感線描述磁場時(shí),磁感線都是從磁體的N極出發(fā),回到S極,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;在地表附近的小磁針,靜止時(shí),南極指向地理的南極,北極指向地理的北極,且小磁針的指針指向受周圍磁場影響,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;物理學(xué)中,把小磁針靜止時(shí)N極所指的方向規(guī)定為該點(diǎn)磁場的方向,選項(xiàng)D正確。
2.安培定則“三考查”對某一個(gè)通電螺線管而言,螺線管的電流方向、磁場方向、螺線管線圈的繞法是相互制約、彼此聯(lián)系的,知其二就能曉其他。其解題思路即為安培定則的基本內(nèi)容。常從三個(gè)方面進(jìn)行考查。(1)判斷螺線管的極性。
【例2】 下列通電螺線管周圍的小磁針北極的標(biāo)注方向正確的是(　　)
解析:根據(jù)安培定則可以判斷,選項(xiàng)C中通電螺線管的左端為N極,右端為S極,與小磁針北極標(biāo)注方向匹配,故選項(xiàng)C正確。答案:C
(2)判斷通電螺線管中的電流方向。【例3】 如圖所示,閉合開關(guān),小磁針靜止時(shí)N極指向螺線管的左端,則螺線管的左端是　　　(選填“N”或“S”)極,電源的左端是　　　?(選填“正”或“負(fù)”)極。解析:由題圖圖可知,小磁針的右端為N極,根據(jù)異名磁極相互吸引可知,螺線管的左端為S極,右端為N極。再根據(jù)安培定則,用右手握住螺線管,使大拇指指向螺線管的N極,則四指環(huán)繞的方向?yàn)殡娏鞯姆较?從而得出電源的左端為正極,右端為負(fù)極。答案:S　正
(3)通電螺線管的繞線方法。【例4】 在圖中畫出螺線管的繞法,并標(biāo)出N、S極,使小磁針在圖示位置靜止。解析:由磁極間的相互作用規(guī)律可知螺線管的右端為N極,左端為S極。利用安培定則,伸出右手,使右手大拇指指向螺線管的右端(N極),四指彎曲所指的方向?yàn)殡娏鞯姆较?。又因?yàn)殡娏鲝穆菥€管的左端流入,由此可畫出繞線情況。答案:如圖所示
3.正確區(qū)分三種電磁現(xiàn)象及其應(yīng)用電與磁之間的聯(lián)系包括三個(gè)方面:(1)電流的磁場;(2)磁場對電流的作用;(3)電磁感應(yīng)現(xiàn)象。電與磁的關(guān)系常常綜合在一起考查,解決此類問題的關(guān)鍵是把電與磁之間的各種原理及其應(yīng)用分清楚。同時(shí),應(yīng)了解電磁關(guān)系的探究過程,學(xué)習(xí)科學(xué)家的創(chuàng)新探究過程。
三種電磁現(xiàn)象可用下表對比理解:
【例5】 如圖所示的四個(gè)裝置,下列關(guān)于它們的說法錯(cuò)誤的是(　　)A.圖甲可用來演示電磁感應(yīng)現(xiàn)象B.圖乙可用來演示電流的磁效應(yīng)C.圖丙可用來演示電磁鐵中磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系D.圖丁可用來演示發(fā)電機(jī)的工作原理
解析:題圖甲沒有電池,驗(yàn)證閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流,是電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn),故選項(xiàng)A的說法正確;題圖乙驗(yàn)證了通電導(dǎo)體周圍存在磁場,這是奧斯特實(shí)驗(yàn),說明了電流的磁效應(yīng),故選項(xiàng)B中的說法正確;題圖丙電流大小一定,匝數(shù)多的線圈吸引較多的鐵釘,驗(yàn)證了磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系,選項(xiàng)C中的說法正確;題圖丁有電源,是驗(yàn)證通電導(dǎo)體在磁場中受力的實(shí)驗(yàn),故選項(xiàng)D中的說法錯(cuò)誤。答案:D

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