所属成套资源:人教版(2024)物理九年级全一册 知识点梳理+单元复习课件+单元+期中+期末测试卷(含答案)
人教版九年级全册 第二十章 《电与磁》复习讲义【原卷版】+【解析版】
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1. 通过实验,认识磁场。知道地磁场。
2. 通过实验,了解电流周围存在磁场。探究并了解通电螺线管外部磁场的方向。了解电磁铁在生产生活中的应用。
3. 通过实验,了解通电导线在磁场中会受到力的作用,并知道力的方向与哪些因素有关。
4. 探究并了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。了解电磁感应在生产生活中的应用。
题型一 磁现象 磁场
【例1】如图所示,是一款磁吸式“猫头鹰”收纳器。其内置一块强磁铁,使用时将钥匙环等小物件往“猫头鹰”底部一“贴”,钥匙等即可被有序收纳。关于磁吸式“猫头鹰”收纳器,下列说法正确的是( )
A.“猫头鹰”周围的空间布满了磁场
B.“猫头鹰”周围磁场方向均是竖直向上的
C.“猫头鹰”收纳钥匙环是利用磁感线作用的
D.“猫头鹰”能收纳所有金属材质的小物件
【变式1-1】东汉学者王充在《论衡》中记载:“司南之杓,投之于地,其柢指南”其中的“南”是 南极(选填“地理”或“地磁”),为了形象地描述磁场,人们用磁感线描述磁场强弱,如图 点磁场更强。
【变式1-2】军事著作《武经总要》中记载的“指南鱼”在静止漂浮时,其鱼头始终指向北方,如图所示。将两条完全相同的“指南鱼”靠近摆放,画出磁感线,其中标注磁场方向正确的是( )
A.B.
C.D.
【变式1-3】如图所示,请在图中标出磁体的磁极和磁感线的方向。
题型二 电流的磁效应
【例2】小红用如图所示装置探究磁与电的关系。
(1)由图a、图b、图c可知:电流周围存在 ,且 ;
(2)实验中小磁针的作用是 ;
(3)该实验应用的科学研究方法是 ;
(4)小红推理:若一束电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方,如图d所示,小磁针也会发生偏转。其依据是: ;
(5)图d中小磁针N极偏转方向和图 中小磁针的偏转方向相同,依据是: 。
【变式2-1】某同学利用如图甲所示装置进行如下实验:断开开关,小磁针的指向如图甲所示;闭合开关,小磁针的偏转情况如图乙中箭头所示;只改变电流方向,再次进行实验,小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示。下列结论中合理的是( )
A.由甲、乙两图可得不管是否通电,导线周围都能产生磁场
B.由甲、乙两图可得利用磁场可以产生电流
C.由乙、丙两图可得电流产生的磁场的强弱与电流大小有关
D.由乙、丙两图可得电流产生的磁场的方向与电流方向有关
【变式2-2】如图是探究通电直导线周围磁场的实验装置,小磁针放置在桌面上静止时,将直导线AB沿 (选填“东西”、“南北”或“任意”)方向放置在小磁针正上方,实验时效果最明显。当开关闭合时,导线下方的小磁针会发生偏转,说明通电导线周围存在 。仅将电源正负极对调,小磁针偏转方向发生改变,这表明通电直导线周围磁场的方向与 有关。
题型三 通电螺线管的磁场 安培定则
【例3】如图所示,开关闭合后,下列判断正确的是( )
A.可自由转动的小磁针不发生偏转
B.通电螺线管右端为N极
C.通电螺线管中可以将铜棒磁化
D.通电螺线管外部的磁场与蹄形磁体的磁场相似
【变式3-1】如图所示,当闭合开关S后,通电螺线管Q端附近的小磁针N极转向Q端,则( )
A.通电螺线管的端为极,电源端为正极
B.通电螺线管的端为极,电源端为负极
C.通电螺线管的端为极,电源端为正极
D.通电螺线管的端为极,电源端为负极
【变式3-2】如图所示,根据小磁针静止时N极的指向,标出电源的正极和磁感线的方向。
【变式3-3】条形磁铁的端与通电螺线管的左端相对,二者间的磁感线分布如图所示,小磁针处于静止状态。请在图中条形磁铁的端标上磁极的极性,在电源的c端标上电池的正负极。
题型四 电磁铁
【例4】为了探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”,小新用铁钉制成简易磁铁甲、乙,并设计了如图所示的电路。
(1)此时电压表的示数为3V,滑动变阻器接入电路的阻值是15Ω,闭合开关S后电流表的示数为 A。
(2)把甲、乙两个电磁铁串联,目的是使通过它们的电流 。实验中是观察通过吸引大头针的 来比较电磁铁磁性的强弱,这种实验方法是 。
(3)当滑动变阻器滑片向左移动时,电磁铁甲、乙吸引大头针的个数 (选填“增加”或“减少”),说明电流越 ,电磁铁磁性越强。
(4)根据图示的情景可知,电磁铁 (选填“甲”或“乙”)的磁性较强,说明电流一定时,线圈匝数 ,电磁铁磁性越强。实验发现被电磁铁吸引的大头针下端是分散的,其原因是大头针被磁化后 。
(5)小聪做完实验又提出了一个新的问题:电磁铁的磁性强弱是否与铁芯的有无有关呢?于是他将甲中的铁钉去掉,比较甲、乙吸引大头针的数目。请你对他的方案进行评价: 。
【变式4-1】巨磁电阻()效应是指某些材料的电阻在磁场中随磁场强度的增强而急剧减小的现象。如图所示是研究巨磁电阻特性原理的示意图,闭合开关、,当滑片P向左滑动时,下列说法正确的是( )
A.电磁铁的磁性减弱B.电磁铁的磁极位置会改变
C.巨磁电阻两端的电压变大D.指示灯亮度变亮
【变式4-2】如图所示的实例中,不属于电磁铁应用的是( )
A.电磁起重机B.悬浮地球仪
C.电铃D.指南针
题型五 电磁继电器
【例5】如图是小明设计的检测汽车尾气浓度的电路图,电源电压恒定,为定值电阻,气敏电阻的阻值随尾气浓度的增大而减小,当尾气浓度高于某一设定值时,电铃(图中未画出)报警。下列判断正确的是( )
A.电磁铁的上端为S极
B.尾气浓度增大时,电磁铁磁性减弱
C.该电路利用了电磁感应原理工作
D.电铃应该安装在接线柱CD之间
【变式5-1】如图所示是一种温度自动控制装置的原理图。制作水银温度计时在玻璃管中封入一段金属丝,“电源1”的两极分别与水银和金属丝相连。以下说法正确的是( )
A.闭合开关S后,当温度达到91℃ 时,发热电阻就停止加热
B.当电磁铁中有电流通过时,若“电源1”的右端为正极,则电磁铁的左端为S极
C.为增强电磁铁的磁性,可减少电磁铁线圈匝数
D.为增强电磁铁的磁性,可增大“电源2”的电压
【变式5-2】如图是洪水水位自动报警器的原理图,水没有到达报警水位时,绿灯亮,红灯亮。
①请在图中画出红灯刚亮时的水位(用横线表示水位);
②报警时,请写出电磁铁下端的磁极;
③在工作电路中的括号内填写“绿”或“红”。
题型六 磁场对通电导线的作用
【例6】按照如图所示的实验装置探究“磁场对通电直导线的作用”。
(1)连接好电路,开关未闭合时无论如何调节滑动变阻器的滑片,导体棒ab不动;闭合开关并将滑动变阻器的滑片移动到适当位置,看到导体棒ab向右运动,上述实验现象说明 ;
(2) (选填“电动机”或“电磁铁”)就是根据该原理制成的。
(3)将滑动变阻器的滑片向右端移动一定距离,发现导体棒ab向右运动的现象缓慢而不明显,这说明此现象中产生力的大小与 有关;
(4)若要使导体棒ab向左运动,可采取的方法: 。
【变式6-1】在物理学中,用表示电流的方向垂直于纸面向里,表示电流的方向垂直于纸面向外。如图所示,图表示直导体a在磁场中受到一个既跟电流方向垂直,又跟磁感线方向垂直的水平向左的磁场力F,选项的四种情况中,通电导体b受到的磁场力方向水平向左的是( )
A.B.
C.D.
【变式6-2】矩形铜线框在某磁场中的位置如图所示,ab、bc、ed和fe段都受到该磁场的作用力,下列哪两段受到该磁场的作用力方向相反( )
A.ab段与fe段B.ab段与ed段
C.bc段与fe段D.af段与cd段
题型七 电动机的基本构造
【例7】如图甲是直流电动机模型,图乙是小明制作的一台简易电动机(线圈左侧轴的漆皮被刮去一半,线圈右侧轴的漆皮被全部刮掉)。下列说法中正确的是( )
A.电动机是利用电流磁效应原理工作的装置
B.将图乙中金属支架的高度适当降低,线圈的转速会加快
C.将图甲中电源的正负极对调,线圈的转动方向不变
D.图乙中刮去一半漆皮的轴与图甲中换向器的作用相同,都是为了改变线圈中的电流方向
【变式7-1】现代生活离不开电。电动机在生产和生活中有着广泛地应用,其原理是通电导体在磁场中受到磁场力的作用而运动。下列四幅图中的用电器工作时能符合电动机工作原理的是( )
A.B.
C.D.
【变式7-2】小明周末在家发现了如图1所示的材料,当小明将强磁铁靠近铜丝时,观察到的现象是铜丝 (选填“被吸引”或“不被吸引”)。小明将几种材料组合成了如图2所示的装置,发现铜线圈快速地转动起来,19世纪的科学家根据这个原理制成了 (选填“电动机”或“发电机”);若调换强磁铁的磁极,铜线圈转动的方向与原来 。
题型八 磁生电
【例8】发电机是如何发电的呢?同学们用如图所示的装置进行探究。
(1)将导体ab静止悬挂起来后,闭合开关,灵敏电流计G的指针不偏转,说明电路中 (选填“有”或“无”)电流产生;
(2)小芳无意间碰到导体ab,导体ab晃动起来,小明发现灵敏电流计G的指针发生了偏转,就说:“让导体在磁场中运动就可产生电流。”但小芳说:“不一定,还要看导体怎样运动。”为判断谁的说法正确,他们继续探究,并把观察到的现象记录在下表中。
分析实验现象后,同学们一致认为小芳的观点是 (选填“正确”或“错误”)的。比较第2、3次实验的现象发现,产生的电流的方向跟 有关;比较第3、6次实验的现象发现,产生的电流的方向还跟 有关;
(3)在整理器材时,小明未断开开关,先撤去蹄形磁体,有同学发现电流计的指针又偏转了!他们再重复刚才的操作,发现电流计的指针仍偏转,请教老师后得知,不论是导体运动还是磁体运动,只要闭合电路的一部分导体在 中做 运动,电路中就会产生感应电流,这就是发电机发电的原理。
【变式8-1】“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置如图所示。要使感应电流方向发生改变,可采取的具体措施是( )
A.使用磁性更强的磁体
B.保持磁体静止,只改变导体水平运动的方向
C.上下调换磁极,同时改变导体水平运动的方向
D.增大导体水平运动的速度
【变式8-2】小明同学学完电与磁的相关知识后,自己动手制作了如图所示的装置,用手按压小人使小人在平板上往复跳动,小灯泡便会一闪一闪。
(1)小人在平板上往复跳动时,固定在地面上的弹簧线圈做 运动,电路中产生 ,小灯泡发光。
(2)随着小人的上下往复运动,线圈产生电流的方向 (选填“会”或“不会”)发生变化。
(3)此过程中的能量转化为 能转化为电能。
【变式8-3】如图所示是动圈式话筒的构造示意图,膜片和线圈相连,线圈两端的导线接入扩音机。当你对着话筒说话或唱歌时,声音使膜片和线圈一起 ,而线圈处在永久磁体周围的 中,这样线圈就会做切割磁感线运动而产生 ,这样就能把声音信号转变成电信号。
题型九 发电机
【例9】在学校的创新比赛中,小红展示了她自制的新型健身发电装置。该装置没有外接电源,只要人在上面踩踏踏板,带动内部的齿轮组转动,与齿轮相连的线圈便会在磁场中运动,旁边连接的小电珠就会发光。该装置的工作原理与下列哪个选项的实验原理相同( )
A.B.
C.D.
【变式9-1】如图为一种防灾应急手摇电筒。中部固定有线圈,沿着筒身方向摇动手电筒,使其内部的小物块来回穿过线圈,灯泡发光。小物块可能是( )
A.木块B.石块C.铜块D.磁铁块
【变式9-2】如图所示为发电机模型线圈转动过程,下列说法正确的是( )
A.线圈中产生电流的原理是电流磁效应B.通过灯泡的电流方向不变
C.通过灯泡的电流大小不变D.其他形式能量转化为电能
基础巩固通关测
1.历史上首先发现了电流的磁效应,揭示了电和磁之间联系的科学家是( )
A.奥斯特B.法拉第
C.安培D.麦克斯韦
2.关于交流电,下列说法正确的是( )
A.交变电流中,电流在1s内方向改变的次数叫频率
B.线圈转动一周,电流方向改变四次,大小改变两次
C.线圈转动一周,电流方向改变两次,大小随时间改变
D.我国发电厂发出的交变电流频率为50Hz,周期为2s
3.指南针是我国古代四大发明之一,早期的指南针叫司南。司南的长柄静止时总是指向南方,如图所示。关于司南下列说法正确的是( )
A.司南周围存在磁场,不存在磁感线B.司南只有一个磁极,在其勺柄上
C.地球周围各点的磁场方向都相同D.地球是磁体,它的S极在地球南极
4.关于地磁场的叙述中,下列说法错误的是( )
A.地球本身相当于一个条形磁体
B.地磁场的北极在地理的南极附近
C.指南针的南极指向地理的北极
D.沈括首先发现地理的两极与地磁两极并不完全重合
5.下列说法中正确的是( )
A.用磁感线可以描述磁场的强弱
B.磁感线是磁场中客观存在的线
C.磁体外部的磁感线从磁体的S极出发,回到磁体的N极
D.磁体周围不画磁感线的地方一定不存在磁场
6.如图所示,重为G 的小铁块在水平方向拉力 F的作用下,沿条形磁铁的表面从N 极滑到S极,下列说法正确的是( )
A.小铁块对磁铁的压力始终等于 GB.小铁块对磁铁的压力始终小于 G
C.小铁块对磁铁的压力先增大后减小D.小铁块对磁铁的压力先减小后增大
7.如图所示,螺线管内放一枚小磁针,当开关S闭合后,小磁针的北极指向将( )
A.不动B.向外转90°C.向里转90°D.旋转180°
8.“小磁针”很神奇,它为探究磁现象立下大功,以下说法错误的是( )
A.如果只受地磁场影响,小磁针静止时总是一端指南一端指北
B.如图甲,小磁针发生偏转,是受条形磁体周围磁场的影响
C.如图乙,小磁针发生偏转,则证明通电导线周围产生了磁场
D.小磁针是磁体,能吸引羽毛、纸屑等轻小物体
9.如图所示,闭合电磁铁开关S,条形磁铁静止在水平桌面上。下列判断正确的是( )
A.通电螺线管的右端是S极
B.条形磁铁受到电磁铁的斥力
C.将滑动变阻器的滑片向右移动,条形磁铁所受摩擦力的方向改变
D.若只改变电源的正、负极,条形磁铁所受摩擦力的方向不变
10.如图所示,在电磁铁的正上方用弹簧挂着一根条形磁铁,闭合开关S,待条形磁铁静止后,再将滑片P从b端向a端移动的过程中,会出现的现象是( )
A.电流表示数变大,灯L变亮,弹簧的长度变长
B.电流表示数变大,灯L变亮,弹簧的长度变短
C.电流表示数变小,灯L变暗,弹簧的长度变长
D.电流表示数变小,灯L变暗,弹簧的长度变短
11.如图是一种水位自动报警器的原理图。关于它的工作原理下列说法正确的是( )
A.水位达到金属块A时,绿灯亮B.水位达到金属块A时,两灯同时亮
C.水位达到金属块A时,红灯亮D.电磁铁中的电流越大,灯泡越亮
12.《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》指出:发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。下列原理图与新能源电动汽车动力装置的工作原理相同的( )
A.B.
C.D.
13.如图所示是直流电动机的模型,闭合开关后线圈顺时针转动,下列分析正确的是( )
A.该装置工作原理是电磁感应原理
B.图中线圈正好处于平衡位置
C.该装置工作时,将电能全部转化为机械能
D.若改变电源方向,线圈将逆时针转动
14.如图所示是探究感应电流产生的条件的实验装置。闭合开关后,将金属杆拉至A点后释放,金属杆向左摆动至B点,此过程中灵敏电流计指针发生了偏转。关于该实验下列说法正确的是( )
A.电流计指针偏转,说明电路中产生了电流
B.金属杆向下摆动过程中,能够说明金属杆具有惯性
C.该过程电能转化成机械能
D.若改变AB的摆动方向,电流计指针偏转方向不变
15.小金做了一个如甲图所示的装置,闭合开关,用外力使左侧导体棒ab水平向右移动,发现右侧导体棒cd也随之运动起来,在此实验中,左侧装置应用的原理是 ,右侧部分相当于电路中的 (填写“电源”或“开关”或“导线”或“用电器”),乙图是电吉他主要部件的基本结构图,当拨动金属吉他弦产生振动时,吉他能自动转化为电信号,其工作原理与甲图 (选填“左侧”或“右侧”)相同。
16.小亮同学在学习了“电和磁”的知识后,用甲、乙两个直流电动机设计了如图所示的装置,闭合开关S后,甲开始转动,小灯泡发光。生活中应用的工作原理与乙的工作原理相同的是 (选填“动圈式扬声器”或“动圈式话筒”)。
17.如图所示的甲、乙两个模型中, 图是发电机的模型,它是根据 原理制成的;如图丙所示,在电磁铁的正上方用弹簧秤挂着一条形磁铁,闭合开关,当滑片P向右滑动过程中,弹簧的长度会变 (选填“长”或“短”)。
18.请在图中标出静止的小磁针的N极。
19.请标出图中通电螺线管的N、S极以及所接电源的正极。
20.如图所示,请根据磁感线的方向,在螺线管左端的括号内标出极性“N”或“S”,在电源左边的括号内标出极性“+”或“-”。
21.电生磁实验;
(1)如图甲所示为奥斯特实验装置,接通电路后,观察到小磁针偏转,说明 ,改变直导线中电流方向,小磁针的偏转方向发生改变,说明 ;
(2)用如图乙所示的装置“探究通电螺线管外部磁场的特点”:
①闭合开关,将小磁针放在螺线管周围的不同位置,观察小磁针静止时 极的指向,可以判断小磁针所在位置的磁场方向;
②在固定螺线管的光滑板面上均匀地撒上铁屑,铁屑有序排列成许多条曲线,由此可以看出螺线管周围的磁场和 周围的磁场相似;
(3)在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中,同学们用相同的大铁钉制成了简易电磁铁甲、乙,并设计了如图所示的电路。当滑动变阻器向左移动时,电磁铁甲、乙能够吸引大头针的个数将 (填“增多”或“减少”),说明电流越 ,电磁铁磁性越强。根据图示可知,电磁铁 (填“甲”或“乙”)的磁性强。
能力提升进阶练
1.如图是实验室电流表的内部结构图,磁场内的线圈中有电流通过时,线圈会带动指针一起偏转。线圈中电流越大,指针偏转角度就越大。下列选项中与其工作原理相同的是( )
A.电磁铁B.电磁继电器
C.电动机D.发电机
2.图甲是一种自行车上的装置,车前端的灯泡与该装置内部的线圈相连,自行车车轮的转动带动该装置上端的小轮转动,小轮带动内部的磁体转动,灯泡便发光照明,图乙是其结构示意图。下列分析正确的是( )
A.该装置是一种电动机
B.该装置将电能转化为机械能
C.增大车轮转速会使灯泡亮度变大
D.该装置和扬声器的工作原理相同
3.如图所示,AB和CD是两根固定且平行的水平光滑金属轨道,符号“×”代表垂直于金属导轨向下的磁场。现将空心铜棒EF和GH垂直放在金属导轨上静止,当水平拉动铜棒EF向右运动时,会产生感应电流,铜棒和导轨组成了一个闭合电路,此时铜棒GH会向右运动。若同时改变磁场方向和铜棒EF运动方向,则铜棒GH的运动方向是( )
A.向右B.向左C.先向右再向左D.先向左再向右
4.物理兴趣小组在老师的指导下设计了如图所示的天然气泄漏报警电路,电源电压恒定不变,为可调电阻,为气敏电阻,其阻值随天然气浓度的增大而减小。天然气无泄漏时指示灯发光;天然气泄漏时,蜂鸣器报警。下列判断正确的是( )
A.当蜂鸣器报警时,灯泡同时发光B.若控制电路电压降低,报警浓度将减小
C.若要调低报警浓度,可调大的阻值D.天然气浓度增大,电磁铁磁性将增强
5.将一段裸铜导线弯成如图乙所示形状的线框,将它置于一节5号干电池上(线框上端的弯折处A与正极接触良好),一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极,使铜导线框下面的两端P、Q与磁铁表面保持良好接触,放手后线框就会开始转动,成为一个“简易电动机”,如图丙所示。(电流受力与磁场和电流方向的关系如图甲)关于该“简易电动机”,下列说法中正确的是( )
A.线框会转动是由于受到电场力的作用
B.电路中的热功率等于线框旋转的机械功率
C.如果磁铁吸附在电池负极的是S极,那么从上向下看,线框做逆时针转动
D.如果线框下面只有一端导线与磁铁良好接触,则线框将上下振动
6.如图甲所示,磁铁上下摆放形成稳定磁场,取闭合回路的一部分直导体ab沿东西方向放置于两磁铁中间,已知闭合开关时,该磁场对导体ab产生向北的作用力。已知螺线管通电后外部磁场的情况如图乙所示。则下列哪种方式可以使得通电螺线管的磁场对导线中电流的作用力方向与图中ab的受力方向方向相同( )
A.B.C.D.
7.小明设计了如图所示电路,利用电磁铁、电压表和毫安表研究巨磁电阻(GMR)的性质。
(1)断开S1,闭合S2,电压表示数为3.0V,毫安表示数为6.0mA,此时巨磁电阻的阻值为 Ω;
(2)闭合S1、S2,将R1的滑片P向左移动的过程中,电磁铁产生的磁场变 (填“强”或“弱”),发现电压表的示数变小,这说明巨磁电阻的阻值随磁场的增强而 (填“增大”或“减小”);
(3)将R1的滑片P移到某一位置,记录电压表的示数为1.5V,再将电源E1反向连接,电压表的示数不变,这是为了研究磁场的 (填“强弱”或“方向”)对巨磁电阻的影响。对比第(1)问中的数据,巨磁电阻所在电路总功率的变化量为27mW,则此时巨磁电阻功率为 mW。
8.如图所示,闭合开关后,条形磁铁受到地面的摩擦力向右,请标明电源右端的极性(用“+”或“-”表示)和电磁铁左端的磁极(用“N”或“S”表示)。
9.小明在“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验中,设计的部分电路如图所示,请根据要求在答题卡上用笔画线代替导线将图中的电路补充完整。要求:
①小磁针的指向满足如图所示的方向;
②滑动变阻器的滑片向A端移动后,通电螺线管的磁性减弱;
③原有导线不得更改。
10.小芳设想完成两个探究实验,首先她探究了某个LED发光的颜色与通过其电流方向的关系,如图1所示。
(1)该LED在两次实验中发光情况如图2所示,两次实验线圈均在转动,线圈1顺时针转动,由此可知线圈2 (选填“顺时针”或“逆时针”)转动;
(2)如图,导体棒a与该LED相连;在某磁场中,使a垂直于纸面左右往复运动(虚线为运动轨迹),LED交替发出红、黄光,则该过程a中电流方向 (选填“不变”或“变化”),该磁场可能的分布包括右下图中哪些选项? (填序号);以上这种现象就是我们教材中所描述的 现象;利用这种原理人们制成 ;
知识点
重点归纳
注意问题
磁现象
1. 磁体能够吸引铁、钴、镍等物质。
2. 磁极:磁体上吸引能力最强的两个部位叫作磁极。
吊着的悬针,静止时指南的那个磁极叫作南极或S极,指北的那个磁极叫作北极或N极。
3. 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。
4. 磁化:有些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性,这种现象叫作磁化。
任何磁体都有且只有两个磁极。
磁场
1. 磁场:磁体周围存在着一种物质,能使磁针偏转。这种物质看不见、摸不着,我们把它叫作磁场。
2. 磁场的性质:磁场对放入其中的磁体或电流有力的作用。
3. 磁场的方向:放在磁场中的小磁针静止时北极所指的方向规定为该点磁场的方向。
4. 磁感线:用一些带箭头的曲线,方便、形象地描述磁场,这样的曲线叫作磁感线。
5. 磁感线的方向:磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发,回到S极的。
6. 常见磁体的磁感线:
1. 磁场看不见、摸不着,但客观是存在的。
2. 磁感线是一种假想的模型,客观并不存在。
3. 在没有画磁感线的位置也存在磁场。
4. 某点磁感线的方向与该点磁场方向相同。
5. 同一图中,磁感线越密集的地方,磁场越强。
地磁场
1. 地球周围存在着与条形磁体磁场相似的磁场——地磁场。
2. 我国宋代学者沈括最早记述地磁两极与地理两极并不重合,存在磁偏角。
3. 地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地球北极附近。
指南针北极指北(地理),南极指南(地理)。“司南之杓,投之于地,其柢指南”说明“柢相当于指南针的南极。”
电流的磁效应
1. 奥斯特通过实验发现:如果导线在小磁针上方并且两者平行,当导线通电时,小磁针发生偏转; 切断电流时,小磁针又回到原位。这说明通电导线和磁体一样,周围存在磁场。实验还表明,当电路中的电流反向时,小磁针的偏转方向也相反。这说明电流产生的磁场方向跟电流的方向有关。
2. 通电导线周围存在与电流方向有关的磁场, 这种现象叫作电流的磁效应。
1. 导线应南北放置。
2. 不能长时间接通电源。
通电螺旋管的磁场、安培定则
1. 通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场相似。
2. 通电螺线管的极性与电流的关系判断方法——安培定则:用右手握住螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则拇指所指的那端就是螺线管的N极。
通电螺线管的极性与电流方向有关,而螺线管的绕线方式会影响电流的方向。
电磁铁
1. 电磁铁:把导线绕成螺线管,再在螺线管内插入铁芯,当有电流通过时,它会有较强的磁性。我们把这种磁体叫作电磁铁。
2. 电磁铁的优点:磁性有无、强弱、磁极均可控。
3. 影响电磁铁磁性强弱的因素:电流大小、线圈匝数、有无铁芯。
①实验方法:控制变量法;转换法(将电磁铁磁性强弱转换为吸引小铁钉的数量)
②实验结论:匝数一定时,通入的电流越大,电磁铁的磁性越强;电流一定时,外形相同的螺线管,匝数越多,电磁铁的磁性越强。
4. 电磁铁的应用:电磁起重机、磁悬浮列车等。电磁铁可用于一些阀门,如全自动洗衣机的进水、排水阀门,卫生间里感应式冲水器的阀门。
1. 电磁铁是在通电螺线管的基础上插入一根铁芯,所以其原理与通电螺线管相同,都是电流的磁效应。
2. 有铁芯时,铁芯被磁化,会增强电磁铁的磁性。
电磁继电器
1. 作用:相当于一个开关,可利用低电压、若电流控制高电压、强电流。
2. 结构:由电磁铁衔铁、弹簧、触点等组成。工作时的电路由低压控制电路和高压工作电路两部分构成。
3. 工作过程:DE间接入低电压,电路中形成电流→电磁铁有磁性→将衔铁吸下→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带动机器工作了。
电磁继电器的核心部件为电磁铁,其原理是电流的磁效应。
磁场对通电导线的作用
实验:通电导体棒在磁场中运动
①接通电源,观察导体棒的运动;
②对调电源的正负极,改变电流方向,观察导体棒的运动。
③对调磁极,改变磁场的方向,观察导体棒的运动。
④结论:实验表明,通电导线在磁场中要受到力的作用,力的方向跟电流的方向、磁场的方向都有关系,当电流的方向或者磁场的方向变得相反时,通电导线受力的方向也变得相反。
1. 若电流方向和磁场方向同时改变,则通电导线受力方向不变。
2. 扬声器、磁电式电流表的原理是磁场对通电导线有力的作用。
电动机的基本构造
1. 通电线圈在磁场中转动
如图,线圈越过平衡位置前后,ab边和cd边电流方向和磁场方向不变,所以受力方向不变,故不能连续转动。
2. 为了能够使线圈过了平衡位置受力方向发生改变,可以在平衡位置时改变电流方向,使其持续转动,换向器可以实现这一功能。
如图,AB为两个电刷,EF为两个铜半环。
3. 电动机
①结构:电动机主要由线圈和磁体两部分组成,能够转动的部分叫作转子,固定不动的部分叫作定子。
②原理:磁场对通电导线有力的作用。
③能量转化:电能转化为机械能。
1. 如图,将左端导线刮掉下半圈绝缘层,右端导线绝缘层全部刮掉,则线圈其中半圈有动力使其转动,另外半圈靠惯性继续运动。
2. 如果电动机卡住不动,原因可能有:
①线圈所受摩擦力太大。
②线圈处于平衡位置。
③电压(电流)太小。
磁生电
1. 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
①让导线在磁场中静止,能产生电流吗?换用不同强度的永磁体,看看电路中是否有电流。
②使导线在磁场中沿不同方向运动,看看电路中是否有电流。
2. 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生电流。这种由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫作电磁感应,产生的电流叫作感应电流。
3. 感应电流的方向与导体切割磁感线的方向以及磁场方向有关。
1. 法拉第发现了电磁感应现象。
2. 导体切割磁感线的方向、磁场方向其中一个改变,感应电流的方向就改变,两者方向均改变,则感应电流方向不变。
发电机
1. 结构:定子(固定部分)和转子(转动部分)。
2. 原理:电磁感应。
3. 能量转化:机械能转化为电能。
4. 线圈转动过程中,越过平衡位置前后,磁场方向不变,切割磁感线的方向改变,所以电流方向改变,产生的是交流电。线圈每转一圈,电流方向改变两次。
1. 我国电网以交流供电,频率为50Hz,所以每秒电流方向改变100次。
2. 动圈式话筒与发电机的原理相同,都是电磁感应。
序号
磁体摆放方向
ab运动方向
电流计指针偏转情况
1
N极在上
竖直上下运动
不偏转
2
水平向左运动
向右偏转
3
水平向右运动
向左偏转
4
N极在下
竖直上下运动
不偏转
5
水平向左运动
向左偏转
6
水平向右运动
向右偏转
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