第26讲 电与磁,分类一 磁 场), 磁性、磁极与磁化)【考点梳理】1．磁性：磁铁具有吸引_铁__、_钴__、_镍__等物质的性质。2．磁体：具有_磁性__的物质。永磁体分为天然磁体和人造磁体。3．磁极：磁体上_磁性最强__的部分叫磁极(磁体两端磁性最强，中间最弱)。种类：水平面自由转动的磁体，指南的磁极叫南极(S)，指北的磁极叫北极(N)。【注意】最早的指南针叫司南。一个永磁体分成多部分后，每一部分仍存在两个磁极。规范的表述为同名磁极相互排斥，不能表述为同性相斥。4．磁化：使原来没有磁性的物体_变成有磁性__的过程。【注意】钢和软铁的磁化：软铁被磁化后，磁性容易消失，称为软磁性材料。钢被磁化后，磁性能长期保持，称为硬磁性材料。所以制造永磁体使用钢，制造电磁铁的铁芯使用软铁。【活学活用】1．将铁钉放在某矿石附近，铁钉立即被吸引到矿石上，此现象说明该矿石具有(A)A．磁性 B．导电性 C．弹性 D．绝缘性, 磁极间的相互作用)【考点梳理】作用规律：同名磁极_相互排斥__，异名磁极_相互吸引__。注意不能叫同性相斥，异性相吸，因为不论是N极还是S极都是有磁性的，或者说性质相同。【注意】磁悬浮列车底部装有用超导体线圈绕制的电磁体，利用磁体之间的相互作用，使列车悬浮在轨道的上方以提高运行速度，这种相互作用是指同名磁极的相互排斥或异名磁极的相互吸引。放在条形磁铁南极附近的一根铁棒被磁化后，靠近磁铁南极的一端是磁北极；用条形磁铁的N极在钢针上沿从左到右方向摩擦几次，钢针被磁化，那么钢针的右端被磁化成S极。【活学活用】2．(2022·嘉兴)为了得出条形磁铁的磁性两端强、中间弱的特性，某同学设计了以下四个实验，其中不能达到目的的是(B)11A．将甲实验中的条形磁铁平移靠近三颗小铁球B．将乙实验中的两根条形磁铁相互平移靠近C．将丙实验中的条形磁铁从挂有铁块的弹簧测力计下向右移动D．将丁实验中放在一堆大头针上的条形磁铁提起, 磁场与磁感线)【考点梳理】1．磁场(1)磁场定义：磁体周围存在着的物质，它是一种看不见、摸不着的特殊物质。【注意】磁场看不见、摸不着，我们可以根据它所产生的作用来认识它。这里使用的是转换法。通过电流的效应认识电流也运用了这种方法。(2)磁场的基本性质：磁场对放入其中的磁体产生__力的作用__。磁极间的相互作用是通过_磁场__而发生的。(3)磁场方向规定：在磁场中的某一点，小磁针北极静止时所指的方向(小磁针北极所受磁力的方向)就是该点磁场的方向。2．地磁场3．磁感线磁感线定义：在磁场中画一些有_方向__的曲线，任何一点的曲线方向都跟放在该点的磁针北极所指的方向一致。方向：磁体周围的磁感线都是从磁体的_北极__出来，回到磁体的_南极__。【注意】磁感线是为了直观、形象地描述磁场而引入的带方向的曲线，磁感线不是客观存在的，但磁场客观存在。用磁感线描述磁场的方法叫建立理想模型法。磁感线是封闭的曲线。磁感线立体地分布在磁体周围，而不是平面分布的。磁感线不相交。磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。【活学活用】3．磁体周围存在着_磁场__，指南针能够指南北，是因为受到了_地磁场__的作用，小磁针南极大致指向地理的南极，这说明地磁的_北(N)__极在地理的南极附近。 4．下面是四位同学根据小磁针静止时的指向，画出的磁极和磁感线方向，其中正确的是(B)11,分类二 电流的磁场), 直线电流的磁场)【考点梳理】奥斯特实验：通电导线的周围存在_磁场__，称为电流的_磁效应__。该现象在1820年被丹麦的物理学家奥斯特发现。该现象说明：通电导线的周围存在磁场，且磁场与_电流__的方向有关。对于直线电流的磁场要注意：(1)直线电流的磁场没有N、S极。(2)直线电流的磁感线跟导线不在一个平面内，磁感线所在的平面与导线垂直。(3)用右手螺旋定则(也叫安培定则)判定直线电流磁场时，右手握住导线，大拇指的指向跟电流方向一致，则弯曲的四指的指向就是磁感线的环绕方向。【活学活用】5．科学家正在研究、开发和平利用核聚变产生的能量，目前还处于实验阶段，该实验需要强磁场，而天然磁体无法满足此实验要求，科学家尝试利用_通电导体__周围存在的磁场来达到目的，你认为可以通过_增大电流__增强磁场的强度。(分别写出一条即可), 通电螺线管的磁场)【考点梳理】通电螺线管的磁场：通电螺线管的磁场和_条形__磁铁的磁场一样。其两端的极性跟_电流__方向有关，电流方向与磁极间的关系可由_安培定则__来判断。对于通电螺线管的磁场，同样要注意到：(1)通电螺线管的磁场跟条形磁铁的磁场相似，也有两个磁极。(2)通电螺线管磁场的磁感线是一些封闭的曲线。在螺线管的外部，它们由N极出发到S极；在螺线管的内部，它们则由S极出发到N极。(3)用安培定则判定通电螺线管的磁极时，右手握住螺线管，弯曲的四指指向跟电流的环绕方向一致，则大拇指所指的指向即为螺线管的N极。正确识别螺线管上电流的环绕方向是作出正确判定的关键。【活学活用】6．根据图中通电螺线管的N极，标出磁感线方向、小磁针的N极，并在括号内标出电源的正、负极。11, 电磁铁)【考点梳理】1．电磁铁定义：内部_插入铁心__的通电螺线管。2．电磁铁工作原理：电流的_磁效应__，通电螺线管插入铁芯后磁场大大增强。3．电磁铁优点：磁性有无由_通断电__来控制，磁极由_电流方向__来控制，磁性强弱由_电流大小__、_线圈匝数__、线圈形状来控制。4．电磁铁应用：电磁继电器、电话等。【活学活用】7．(2022·杭州)如图所示是小李探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关的实验装置。下列措施中能使电磁铁磁性增强的是(B)A．滑片P向右移动，其他条件不变B．滑片P向左移动，其他条件不变C．开关S由1扳到2，其他条件不变D．电源的正负极对调，其他条件不变,分类三 电磁感应现象), 描述电磁感应现象)【考点梳理】电磁感应现象：1831年由英国物理学家法拉第首先发现了利用磁场产生电流的条件和规律。当_闭合__电路的一部分导体在磁场中做_切割磁感线__运动时，电路中就会产生_电流__。这个现象叫电磁感应现象，产生的电流叫_感应电流__。【活学活用】8．(2022·金华)如图甲所示是一手压电筒，按压手柄，塑料齿轮带动线圈内磁性飞轮高速旋转，使灯泡发光。图乙四个实验中与手压电筒产生电流的工作原理相同的是(C),11 知道感应电流的方向与哪些因素有关)【考点梳理】1．感应电流的方向：与_导体运动__方向和_磁场__方向有关。2．产生感应电流的条件：(1)导体要做_切割__磁感线运动。(2)做切割磁感线运动的只能是闭合电路的_一部分导体__。【活学活用】9．如图所示的是探究电磁感应现象中感应电流的方向与哪些因素有关的实验示意图。11(1)比较甲、乙两图可以得出：感应电流的方向与_导体的运动方向__有关。(2)比较甲、丙两图可以得出：感应电流的方向与_磁场方向__有关。(3)比较_乙、丙__两图可以得出：若同时改变__导体运动方向__和_磁场方向__，则感应电流的方向不改变。,分类四 电磁知识在技术中的应用), 电磁知识的应用)【考点梳理】1．电动机是利用_通电线圈在磁场中受力转动__原理制成的，电动机工作时将_电__能转化为_机械__能。电动机具有使用方便、效率高、无污染、体积小的特点。2．发电机是利用_电磁感应__原理制成的，发电机工作时将_机械__能转化为_电__能。3．电磁起重机、电磁选矿机、电磁继电器、磁悬浮列车等都是利用_电磁铁__工作的。电磁铁是带__铁芯__的螺线管，是根据通电螺线管磁性强弱的控制原理制成的。4．磁带、磁卡等是通过电磁转换，利用磁性材料记录信息的产品。磁记录技术提高了工作效率，给人们的生活带来了极大方便。【活学活用】10．下列各装置中，属于利用电磁感应原理工作的是(B)A．电动机B．话筒C．电磁继电器D．扬声器, 在电磁学发展史中的典型事例)【考点梳理】1．1820年，丹麦的物理学家_奥斯特__发现电流的磁效应：当电流通过导线时，引起导线近旁的磁针偏转。2．1826年，德国物理学家_欧姆__发现了欧姆定律。3．1831年，英国物理学家_法拉第__发现了磁生电的条件和规律，实现了他利用磁场获得电流的愿望。【活学活用】11．在电和磁漫长的发展史中，许多科学家做出了卓越贡献，其中发现电磁感应现象的科学家是(A)A．法拉第 B．沈括C．安培D．焦耳12．在一百多年前，第一个揭示出电与磁联系的科学家是(C)A．托里拆利B．伽利略C．奥斯特D．法拉第, 利用电磁继电器控制自控电路)【考点梳理】1．电磁继电器是由电磁铁控制的自动开关。整个控制系统分控制电路和工作电路两部分。2．控制电路可以手动，或通过外界某因素的变化接通，如利用声控、温控、光控、水位上升接触等。利用电磁继电器接通工作电路工作。【活学活用】1113．电磁继电器广泛用于各种自动控制电路中，如图所示是温度自动报警器的原理图，下列说法中错误的是(A)A．温度计可以用酒精温度计B．温度计是根据液体热胀冷缩的性质工作的C．电磁继电器应用了电流的磁效应D．电磁继电器是—种电路开关，它可以用一个电路控制另一个电路,专项一 磁现象)【重点提示】围绕正确判断出N、S极的周围磁感线的方向、磁场方向、N极所指方向，可以通过选择题、作图题、填空题等多种方式进行考查。 【例1】(2022·杭州)如图所示，甲、乙两小磁针在一根磁体附近，下列判断正确的是( )A．甲小磁针左端是S极，乙小磁针左端是N极B．甲小磁针左端是N极，乙小磁针左端也是N极C．甲小磁针左端是S极，乙小磁针左端也是S极D．甲小磁针左端是N极，乙小磁针左端是S极【点拨】由于同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可知条形磁体的a端与小磁针的N极相互吸引，故a端是S极，b端是N极；小磁针甲和乙的左端都指向条形磁体的a端，即条形磁体的S极，所以均为N极。【答案】B1．如图所示，用一弹簧测力计吊着一铁块，使铁块的下端靠近磁体的A端，并从A端慢慢地移动到B端，则在弹簧测力计移动的过程中，弹簧测力计示数的变化是(A)A．先由大变小，后由小变大B．先由小变大，后由大变小C．由大变小D．由小变大112．如图所示，两枚大头针被吸附在条形磁铁下，且两枚大头针的针帽互相排斥，这是因为大头针被磁化后(A)A．两针的针帽端都是S极，同名磁极互相排斥B．两针的针帽端都是N极，同名磁极互相排斥C．两针的针帽端都被磁铁的N极排斥D．两针的针帽端都被磁铁的S极吸引,专项二 螺线管与电磁铁)【重点提示】从通电螺线管的磁场特点，到影响通电螺线管磁性强弱的因素，以及利用电磁铁制作电磁继电器、设计电磁控制电路等，考试的形式多样，需要引起重视。【例2】(2022·金华)小金设计了一个如图所示的线圈指南针，将它放入盛有食盐水的水槽中(铜片和锌片分别与线圈两端相连后放入食盐水构成了化学电池，铜片为正极，锌片为负极)，浮在液面上的线圈就能指示方向了。关于该装置的分析错误的是( )A．线圈周围的磁场与条形磁铁的磁场相似B．线圈能够指示方向是因为存在地磁场C．利用该装置可以判断磁铁的南北极D．交换铜片和锌片位置不会改变线圈的磁极【点拨】(1)铜片和锌片分别与线圈两端相连后放入食盐水中，构成了化学电池，铜片为正极，锌片为负极，而与上面的线圈相连时，该线圈相当于一个通电螺线管，故其外部磁场与条形磁铁的外部磁场相类似，故A不符合题意；(2)同时据安培定则能看出，此时该线圈的右端是N极，左端是S极，故在地磁场的作用下，其会指示南北，故线圈能够指示方向是由于地磁场造成的，故B不符合题意；(3)在地磁场的作用下，线圈的S极会指示南方，线圈的N极会指示北方，故C不符合题意；(4)通电螺线管的磁极与电流的方向和线圈的绕法有关，交换铜片和锌片位置，相当于改变了电流的方向，故该线圈的磁极方向会改变，故D选项符合题意。【答案】D3．在如图所示的研究“电磁铁磁性强弱”的实验中，开关的_通断__可控制磁性的有无；改变电磁铁磁性强弱，可通过滑动变阻器改变_滑片P的位置__实现；要判断电磁铁的磁性强弱，可通过观察电磁铁吸引大头针的_数目的多少__来确定。,专项三 磁生电)【重点提示】电磁感应现象实现了磁生电的转化，从而开辟了一个电气化的时代。电磁感应产生电流的条件、产生感应电流的方向与什么因素有关，以及电磁感应的应用，11都可以成为考试的内容。【例3】(多选)下列选项中，能够说明“磁生电”的是( )A．奥斯特实验B．电磁铁实验C．摇绳发电D．手摇发电机【点拨】A.奥斯特实验证明通电导线周围存在磁场，由该实验发现了电流的磁效应，不能说明“磁生电”；B.电磁铁实验说明电流可以产生磁，不能说明“磁生电”；C.摇绳发电是电磁感应现象，能说明“磁生电”；D.手摇发电机的工作原理是电磁感应，能说明“磁生电”。【答案】CD【例4】(2022·台州)如图为我国新型反潜巡逻机。机尾的“棍子”叫做磁异探测器，它能将潜艇经过海域引起的磁场强弱变化转化为强弱变化的电流，从而发现潜艇的存在。下图能解释磁异探测器工作原理的是( )【点拨】电子设备最终将信号转换为变化的电流，因此是一个发电机，分析上面四幅图，找出发电机的原理即可。图A开关闭合后，在外力作用下使导体左右移动，切割磁感线，则电流表指针发生偏转，说明此时有感应电流产生，这是电磁感应现象，是发电机的工作原理，符合题意；图B的实验是电磁铁的原理，运用电流的磁效应，可制成电磁铁，吸引大头针等，不符合题意；图C为磁极之间的相互作用，故不符合题意；图D为奥斯特实验，是电流的磁效应，故不符合题意。【答案】A4．针对如图所示的实验装置，下列说法正确的是(A)A．图甲所示的动圈式话筒是利用电磁感应现象工作的B．发电机是利用图乙原理制成的C．磁悬浮列车是根据图丙原理工作的D．利用丁图可以研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系11,探究 探究影响电磁铁磁性强弱的因素)【例1】如图是小杨探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的装置图，它是由电源、滑动变阻器、开关、带铁心的螺线管(线圈电阻忽略不计)和自制的针式刻度板组成，通过观察指针偏转角度的大小，来判断电磁铁磁性的强弱。在指针下方固定一物体E，导线a与接线柱2相连，闭合开关后，指针发生偏转。(1)物体E应由下列____材料制成。A．铜 B．铁 C．铝 D．塑料(2)电磁铁右端应为_______极。(3)当滑动变阻器的滑片P向左滑动时，指针偏转的角度将会________；保持滑片P位置不变，导线a改为与接线柱1相连，闭合开关后，指针偏转的角度将会________(填“增大”或“减小”)。【点拨】(1)指针要偏转，必须受到电磁铁的吸引，具有磁性的物质吸引铁、钴、镍，所以E必须是铁或钴或镍组成的，因此A、C、D错误，B正确。(2)由图知，电磁铁外部电流方向向上，根据右手螺旋定则，电磁铁的左端为N极，右端为S极，故答案为S。(3)当滑动变阻器的滑片P向左滑动时，滑动变阻器的阻值增大，所以电路中的电流减小，电磁铁的磁性减小，因此电磁铁对E的吸引力减小，指针偏转的角度将会减小。保持滑片P位置不变，导线a改为与接线柱1相连，电路中的电流不变，电磁铁接入电路中的线圈匝数增多，所以电磁铁的磁性增强，对E的吸引力增大，指针偏转的角度将会增大。【答案】(1)B (2)S (3)减小 增大1．为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小明同学用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕若干匝，制成简单的电磁铁，下图甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。(1)实验中判断电磁铁磁性强弱的方法是_通过电磁铁吸引小铁钉数目的多少判断电磁铁磁性的强弱__。这一方法体现了“转换”的思想。(2)比较图乙和图_丙__可知：匝数相同时，电流越大，磁性越强。(3)根据实验情况，你还能得出什么实验结论？_电流一定时，匝数越多，磁性越强__。该实验结论可由图_丁__验证。11【常见误区】1．误认为磁场中某一点的磁场方向就是小磁针在该点时南极的受力方向。2．误认为磁场中某一点的磁场方向就是小磁针在该点的运动方向或转动方向。【例2】在实验室有一个密闭的矩形盒子，里面上下叠放着两根条形磁铁，为确定条形磁铁的放置方式，将一枚小磁针放到盒子的一端，当小磁针稳定不动时的指向如图所示，则盒子中条形磁铁的放置方法与下图相符合的是( )【点拨】本题考查磁场方向的判断方法，即小磁针北极的指向就是该点的磁场方向。根据小磁针的上下指向，可以先排除A、D，因为同名磁极叠放的话，其小磁针肯定是水平指向，图A小磁针N极水平向左，图D小磁针N极水平向右。图B右侧磁场方向向下，与小磁针指向一致，故正确，图C刚好相反。【答案】B2．如图所示，小磁针的指向不正确的是( D )_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________11
