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第八章电与磁一、磁现象1.磁性：磁铁能吸引铁、钴、镍等物质，磁铁的这种性质叫做磁性。2.磁体：具有磁性的物质叫做磁体。分类：软磁体：软铁人造磁体：条形磁体、蹄型磁体、小磁体、环形磁体硬磁体（永磁体）：钢天然磁体3.磁极：磁体上磁性最强的部分（任一个磁体都有两个磁极且是不可分割的）（1）两个磁极：南极（S）指南的磁极叫南极，北极（N）指北的磁极叫北极。（2）磁极间的相互作用规律：同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。4.磁化（1）概念：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。（2）方法：用一个磁体在磁性物体上沿同一方向摩擦，就可使这个物体变成磁体。5.应用：记忆材料：磁盘、硬盘、磁带、银行卡等发电机（电动机）：磁悬浮列车、磁化水机、冰箱门磁性封条等二、磁场1.磁场（1）概念：在磁体周围存在的一种物质，能使磁针偏转，这种物质看不见，摸不到，我们把它叫做磁场。（2）基本性质：磁场对放入磁场中的磁体产生磁力的作用。（3）磁场的方向：规定——在磁场中的任意一点，小磁针静止时，N即所指的方向就是那点的磁场方向。注意——在磁场中的任意一个位置的磁场方向只有一个。2.磁感线（1）概念：为了形象地描述磁场，在物理学中，用一些有方向的曲线把磁场的分布情况描述下来，这些曲线就是磁感线。（2）方向：为了让磁感线能反映磁场的方向，我们把磁感线上都标有方向，并且磁感线的方向就是磁场方向。（3）特点：①磁体外部的磁感线从N极出发回到S极。（北出南入）②磁感线是有方向的，磁感线上任何一点的切线方向与该点的磁场方向一致。③磁感线的分布疏密可以反映磁场磁性的强弱，越密越强，反之越弱。④磁感线是空间立体分布，是一些闭合曲线，在空间不能断裂，任意两条磁感线不能相交。（4）画法：3.地磁场（1）概念：地球周围存在着磁场叫做地磁场。（2）磁场的N极在地理的南极附近，磁场的S极在地理的北极附近。（3）应用：鸽子、绿海龟（利用的磁场导航）（4）磁偏角：首先由我国宋代的沈括发现的。三、电生磁1.电流的磁效应（1）1820年，丹麦的科学家奥斯特第一个发现电与磁之间的联系。（2）由甲、乙可知：通电导体周围存在磁场。（3）由甲、丙可知：通电导体的磁场方向跟电流方向有关。2.通电螺线管（1）磁场跟条形的磁场是相似的。（2）通电螺线管的磁极方向跟电流方向有关。3.安培定则：用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。四、电磁铁1.电磁铁（1）定义：电磁铁是一个内部插有铁芯的螺线管。（2）结构：2.判断电磁铁磁性的强弱（转换法）：根据电磁铁吸引大头针的数目的多少来判断电磁铁磁性的强弱。3.影响电磁铁磁性强弱的因素（控制变量法）：①电流大小；②有无铁芯；③线圈匝数的多少结论（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）：电磁铁的磁性强弱跟有无铁芯有关，有铁芯的磁性越强。结论（3）：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。4.电磁铁的优点（1）电磁铁磁性有无，可由电流的有无来控制。（2）电磁铁磁性强弱，可由电流大小和线圈匝数的多少来控制。（3）电磁铁的磁性可由电流方向来改变。5.电磁铁的应用：电磁起重机、磁悬浮列车、电磁选矿机、电铃、电磁自动门等五、电磁继电器扬声器1.电磁继电器（1）结构：电磁继电器是由电磁铁、衔铁、簧片、触点（静触点、动触点）组成。（2）工作原理：当开关S1闭合时，电磁铁通电时产生磁性，把衔铁吸下，开关S的触电接通，电路中有电流通过，电动机便转动起来。（3）结论：电磁继电器就是利用电磁铁控制工作电路通断的开关。（4）用电磁继电器控制电路的好处：用低电压控制高电压；远距离控制；自动控制。2.应用（1）水位自动报警装置：工作原理——水位没有到达金属块A时，电磁铁不通电无磁性，绿灯亮，显示水位正常；当水位到达金属块A时，电磁铁通电有磁性，将衔铁吸下来，红灯亮，表示水位不正常。（2）温度自动报警装置：工作原理——温度升高时，水银面上升，当水银面上升到与金属丝接触时，电磁铁线圈中有电流通过，产生磁性吸引衔铁，工作电路就形成了一个回路，电铃就响起来了。（3）电铃3.扬声器（1）结构：线圈(电磁铁部分)、永久性磁体(原来的磁场)、锥形纸盆(振动从而产生声音)。（2）工作原理：扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置。线圈通过的电流是方向不断变化的交变电流，当线圈受磁铁的吸引向左运动；当线圈通过相反方向的电流时，线圈受磁铁的排斥向右运动，，由于通过线圈是交变电流，它的方向不断变化，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，扬声器就发出声音。六、电动机1.磁场对通电导体的作用（1）通电导体在磁场里，会受到力的作用。（2）通电导体在磁场里，受力方向与电流方向和磁感线方向有关。2.电动机（1）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：使线圈一转过平衡位置就改变线圈中的电流方向。（2）原理：通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的。通电线圈在磁场中的受力大小跟电流（电流越大，受力越大）有关。通电线圈在磁场中的受力大小跟磁场的强弱（磁性越强，受力越大）有关。通电线圈在磁场中的受力大小跟线圈的匝数（匝数越大，受力越大）有关。（3）应用：直接电动机：（电动玩具、录音机、小型电器等）交流电动机：（电风扇、洗衣机、家用电器等）（4）特点：结构简单、控制方便、体积小、效率高七、磁生电1.电磁感应现象（1）电磁感应现象是英国的物理学家法拉第第一个发现的。（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运动时，导体中就会产生电流。感应电流：由于电磁感应产生的电流叫感应电流。（3）电流中感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁场方向有关。2.发电机（1）结构：由磁体、线圈、滑环、电刷组成。与电动机相似，但没有电动机的换向器。（2）原理：发电机是根据电磁感应原理工作的，是机械能转化为电能的机器。3.直流电和交流电（1）直流电：方向不变的电流叫做直流电。（2）交流电：周期性改变电流方向的电流叫交电流。（3）产生感应电流大小跟磁场强度、切割磁感线速度、线圈匝数（导体的长度）有关。（4）周期（T）：（5）频率（f）：完成一次周期性变化需要的时间s。1秒内完成周期性变化的次数（赫兹）。关系：fT1我国交流电周期是0.02s，频率为50Hz（即每秒内产生的周期性变化的次数是50次），每秒电流方向改变100次。4.发电机和电动机的区别（1）结构：发电机无电源；电动机有电源。直流电动机的工作原理：甲：电流方向和力的方向如图所示，线圈顺时针转动。乙：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；线圈由于惯性继续转动，转过平衡位置后，电流及改变方向。丙：ab和cd的电流方向与图甲相反，受力方向也相反，线圈仍顺时针转动。丁：线圈又转到平衡位置，换向器又自动改变电流方向。（2）工作原理：交流发电机是根据电磁感应原理工作的；电动机是根据通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的。（3）能量转化：交流发电机是由机械能转化为电能。电动机是由电能转化为机械能。5.话筒（1）结构：膜片、线圈、永久磁体（2）作用：把振动的声音变成变化的电流。（3）原理：振动声音的运动在磁场中切割磁感线，这样线圈中就产生了变化的电流。电磁感应和磁场对电流的作用的区别：区别电磁感应磁场对电流的作用现象原因闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动通电导体（线圈）在磁场中结果产生感应电流受到力的作用（运动、转动）能量转化机械能转化为电能电能转化为机械能力的性质外力磁场力导体中的电流应感应而产生由电源供给主要应用发电机电动机1．2003年第一天我国第一列磁悬浮列车首次向上海市民开放。列车运行时在车厢和铁轨上分别安放磁体，利用__________________原理，使列车稍离开地面，目的是_______（“增大”或“减小”）阻力。2．指南针之所以能指南北是因为它受到的作用，这说明地球也是一个，我国宋代学者，最先发现地理南北极和地磁南北极。3．最早发现电流磁效应的科学家是___________，最早发现电磁感应现象的科学家是___________。4．电动机是利用________________的原理制成的，它是把____能转化为____能的机器。发电机是利用________________的原理制成的，它是把____能转化为____能的机器。5．扬声器是把___________信号转化为声信号的一种装置，它主要由固定的永久磁体、___________和锥形纸盆构成。6．．如右图是“奥斯特实验”的装置图，图中小磁针放在直导线下方，发现小磁针发生偏转，这说明；实验操作时为了安全，要求。7．右图是小华同学探究“让线圈转起来”的实验装置图.线圈能够转动的原因是，在实验中为了使线圈能持续转动，采取的办法是；要想使线圈的转动方向与原来的相反，采用或者的方法.9．在一次课外活动中，小红和小刚设计了如图4甲所示的实现当他们闭合开关S后，发现小磁针发生了偏转，这说明________________的周围存在着磁场。接着小红又想用该电路判断电源的正负极。经过讨论小刚找来了一个小铁钉，把导线的一部分绕在上面，制成了一个电磁铁连在电路中，当再次闭合开关S后，小孩针静止时N极的指向如图4乙所示。据此他们判断出电源的______________端是正极（选填”a或“b”）12．下列关于磁场和磁感线的说法中，不正确．．．是（）A、磁场是一种客观存在的物质B、所有磁体的周围存在磁场C、磁感线上某一点方向，即该点磁场方向D、磁感线在某些磁体的周围客观存在着13．第二次世界大战使用的水雷，它是由一个可以绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的，军舰被地磁场磁化后就变成一个浮动的磁体，当军舰接近磁性水雷时，就会引起水雷的爆炸，其依据是：（）A、磁体的吸铁性B、磁极间的相互作用规律C、电荷间的相互作用规律D、磁场对电流的作用原理14．下列装置中，没有用到电磁铁的是（）A、电磁起重机B、电磁继电器C、电铃D、电热毯15．我国1元硬币的外观有银白色的金属光泽，一些同学认为它可能是铁制成的。在讨论时，有同学提出：“我们可以先拿磁铁来吸一下”。就“拿磁铁来吸一下”这一过程而言，属于科学探究中的（）A、提出问题B、猜想与假设C、进行实验D、得出结论17．电动机是一种高效率，低污染的动力设备，广泛地应用在日常生活和生产实践中。下列家用电器中应用了电动机的是()A．洗衣机B．电饭锅C．电热水壶D．电热毯18．下面是小丽同学在物理学习中的几个研究实例：①根据电流产生的效应认识电流②研究电流时把它比作水流③根据磁体产生的作用来认识磁场④利用磁感线来描述磁场上述几个实例中，采用了相同研究方法的是（）A、①和②B、①和③C、③和④D、②和④20．如图5所示，一根条形磁铁，左端为S极，右端为N极。下列表示从S极到N极磁性强弱变化情况的图像中正确的是（）A．B．C．D．图521．在一根条形磁铁附近平行放置一根与磁铁形状完全相同的棒状物体XY后，其周围磁场磁感线的分布情况如图5一甲所示．将XY两端对调以后，磁感线分布情况未发生改变，如图5一乙所示．则棒状物体XY可能是()A．软铁棒B．铜棒C．条形磁铁，其中X端为N极图5D．条形磁铁，其中Y端为N极22．如图所示，当变阻器的滑片P向右移动时：（）A、悬挂磁铁的弹簧伸长B、悬挂磁铁的弹簧缩短C、悬挂磁铁的弹簧的长度不变D、悬挂磁铁的弹簧可能伸长，可能缩短23．下面的四幅图中能反映电动机工作原理的是()25．如右图是探究电磁感应现象的实验装置，ab是一铜棒，用导线连在电流表上，闭合开关，让ab左右切割磁感线，但电流表指针基本不动。为了时电流表指针明显偏转，最有效的措施是（）A、换磁性稍强些的磁铁B、使ab棒运动的速度稍快些C、使ab上下运动D、把ab棒换成多匝线圈26．请在下图中根据磁感线标出磁极极性，并画出小磁针在A点静止时的状态。27．如图丙，根据图中小磁针静止时的指向，标出螺线管的N、S极及电源的正、负极。29．如图所