第十七讲 电与磁第一节 磁现象 磁场 电流的磁效应.docx

第十七讲 电与磁第一节 磁现象 磁场 电流的磁效应.docx

《第十七讲 电与磁第一节 磁现象 磁场 电流的磁效应.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第十七讲 电与磁第一节 磁现象 磁场 电流的磁效应.docx（18页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

第十七讲电与磁第一节磁现象磁场电流的磁效应

第十七讲　电与磁

第一节　磁现象磁场电流的磁效应

知识回顾考点梳理

考点一磁现象磁场

1.磁现象

（1）磁性：

物体能够吸引①______、钴、镍等物质的性质。

（2）磁极：

吸引能力②_____的两个部位；能够自由转动的磁体，静止时指南的那个磁极叫做③____极或④

____极，指北的那个磁极叫做⑤____极⑥____极。

（3）磁极间相互作用：

同名磁极相互⑦________，异名磁极相互⑧________。

（4）磁化:

一些物体在磁体或电流的作用下⑨_________的现象。

2.磁场

（1）定义：

磁体周围存在着看不见摸不着的，能使磁针偏转的⑩________，我们把它叫做磁场。

（2）性质：

对放入磁场的磁体产生⑪________的作用。

（3）方向：

小磁针静止时⑫________所指的方向。

（4）磁感线：

a．定义：

我们把小磁针在磁场中的排列情况，用一些带箭头的曲线画出来，可以方便、形象地描述磁场，这样的曲线叫做磁感线。

b．磁体类型

条形磁体

蹄形磁体

（1）作用:

用来描述磁场的分布情况，实际并不存在;

（2）特征：

在磁体周围，磁感线从N极出发回到S极，在磁体内部，磁感线从S极出发回到N极；

（3）磁感线的分布情况可以大致描述磁场的强弱方向；

（4）磁感线有疏有密，磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，密集处磁场较强；

（5）磁感线是封闭曲线，永不相交；

（6）磁感线上任何一点的切线方向与该点的磁场方向一致。

3.地磁场：

地球周围存在着磁场，地磁场的北极在地理⑬_____极附近，地磁场的南极在地理⑭_____极附近。

考点二电生磁

1.电流的磁效应

（1）发现：

丹麦的物理学家⑮________证实了电流周围存在磁场，在世界上第一个发现了电与磁的联系。

（2）电流的磁效应：

通电导线周围存在与⑯______方向有关的磁场，这种现象叫做电流的磁效应。

2.通电螺线管的磁场

（1）特点：

通电螺线管外部的磁场与⑰________的磁场相似。

（2）影响因素：

通电螺线管两端的极性与⑱______的方向有关。

3.安培定则

图示

内容

用右手握住螺线管，让四指指向与电流方向一致，则拇指所指的那端就是螺线管的N极

考点三电磁铁电磁继电器

1.电磁铁

（1）定义：

内部带有铁芯的通电螺线管叫做电磁铁。

（2）工作原理：

利用电流的⑲______效应和通电螺线管中插入铁芯后磁场大大增强的原理工作的。

（3）电磁铁磁性强弱的影响因素：

电流的大小、匝数的多少、是否插入铁芯。

（4）应用：

电磁起重机、电铃、电磁继电器等。

（5）优点：

a.电磁铁磁性有无，可用开关通断来控制；

b.电磁铁磁性强弱，可用电流大小来控制；

c.电磁铁的极性变换，可用调换正、负极来实现。

2.电磁继电器

（1）定义：

利用低电压、弱电流电路的通断，来间接地控制高电压、强电流电路通断的装置。

（2）实质：

电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。

（3）构成及其工作原理：

由电磁铁、衔铁、弹簧、触点组成，其工作电路由⑳_____________电路和㉑_________电路两部分构成。

重点难点突破

命题点安培定则的应用

类型1已知电源正负极（或电流方向）、判断螺线管的N、S极或磁感线的方向

方法：

直接用安培定则进行判断．

例1　如图是四幅图，通电螺线管的N、S极标注正确的是（　　）

【解析】电流从螺线管的右后方流入、左前方流出，结合线圈的绕向，利用安培定则可以确定螺线管的右端为N极，左端为S极，故A正确；电流从螺线管的左后方流入、右前方流出，结合线圈的绕向，利用安培定则可以确定螺线管的右端为N极，左端为S极，故B错误；电流从螺线管的左前方流入、右后方流出，结合线圈的绕向，利用安培定则可以确定螺线管的左端为N极，右端为S极，故C错误；电流从螺线管的右前方流入、左后方流出，结合线圈的绕向，利用安培定则可以确定螺线管的左端为N极，右端为S极，故D错误。

故选A。

【答案】A

类型2已知通电螺线管的N、S极，判断电源的正、负极（或电流的方向）和小磁针在磁场中的指向

方法：

根据螺线管的N、S极直接利用安培定则可判断出电流的方向，利用磁极间相互作用判断出小磁针的方向。

例2根据图中通电螺线管的S极，标出磁感线方向、小磁针的N极（并涂黑），并在括号内用符号“＋”和“－”标出电源的正、负极。

【答案】

如图所示。

类型3已知小磁针在通电螺线管产生的磁场中的方向，判断通电螺线管的N、S极或电源的正、负极（或电流的方向）

方法：

根据小磁针的指向先判断出螺线管的N、S极，再利用安培定则判断出电流方向。

例3如图所示，开关闭合后，位于螺线管附近的小磁针N极指向下，判断通电螺线管的N、S极及电流的方向。

【解析】根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可以判断螺线管的上端是N极，下端是S极；用右手握住螺线管，大拇指指向N极，四指指向电流的方向，可以判断电流从螺线管的上端前方流入，如答图所示。

【答案】如图所示。

考向训练1　如图所示，根据磁感线方向，可以判断：

电源的a端为________极，小磁针的b端为________极。

考向训练1考向训练2

考向训练2图中的两个线圈，套在一根光滑的玻璃管上。

导线柔软，可自由滑动．开关S闭合后，则（　　）

A.两线圈左右分开B.两线圈向中间靠拢

C.两线圈静止不动D.两线圈先左右分开，然后向中间靠拢

实验剖析

实验一探究通电螺线管外部磁场方向

命题方向

1.在通电螺线管周围不同位置放置小磁针的目的（便于观察磁场方向）

2.不能用大头针代替小磁针的原因（大头针不能指示磁场方向）

3.实验中用轻巧玻璃板的目的（减小铁屑与玻璃板的摩擦，使铁屑受到磁场的作用力而有规律地排列）

4.在螺线管中插入一根铁棒的作用（使磁场加强）

5.通电螺线管周围玻璃板上铁屑分布状态说明通电螺线管的磁场两端密集，中间稀疏

6.通电螺线管外部的磁场与哪种磁铁的磁场相似（条形磁铁）

7.通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向有关，电流方向改变，通电螺线管的极性也改变

例1在做“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验时，小明在螺线管周围摆些小磁针。

（1）实验中小磁针的作用是：

________________；

（2）通电后小磁针的指向如图甲所示，由此可看出通电螺线管外部的磁场与________磁铁的磁场相似；

（3）小明改变螺线管中的电流方向，发现小磁针转动180°，南北极所指方向发生了改变，由此可知通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的______方向有关；

（4）由安培定则可知乙图中开关S闭合后，螺线管的上端为________极。

【解析】

（1）因为小磁针放入磁场，小磁针静止时N极指向和该点磁场方向相同，所以实验中使用小磁针是为了指示磁场方向，从而判断该点的磁场方向；

（2）通电螺线管的磁场分布与条形磁铁相似，都是具有两个磁性较强的磁极；（3）如果改变螺线管中的电流方向，发现小磁针转动180°，南北极所指方向发生了改变，由此可知：

通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关；（4）根据安培定则：

让四指弯曲，跟螺线管中电流的方向一致，则大拇指所指的下端是通电螺线管的N极，上端就是螺线管的S极。

【答案】

（1）指示磁场的方向

（2）条形（3）电流（4）S

实验二探究影响电磁铁磁性强弱的因素

命题方向

1.电磁铁通电后具有磁性的原理（电流的磁效应）

2.磁体的基本性质（能吸引铁、钴、镍等物质）

3.滑动变阻器的作用（改变电路中的电流大小）

4.转换法的应用（通过比较电磁铁吸引大头针的多少来反映磁性的强弱）

5.控制变量法的应用

（1）探究磁性强弱与线圈匝数的关系，控制电流不变，选择匝数不同的电磁铁串联进行实验

（2）探究磁性强弱与电流大小的关系，选择同一个电磁铁（控制线圈匝数不变），移动滑动变阻器改变电路中的电流大小进行实验

（3）探究磁性强弱与有无铁芯的关系，控制电磁铁的匝数和电路中的电流不变，插入或拔出铁芯进行实验

6.电磁铁的N、S极的判断（安培定则）

实验结论：

电磁铁磁性强弱与电流大小、线圈的匝数等因素有关．线圈匝数一定时，通过的电流越大，电磁铁的磁性越强．在电流一定时，外形相同的螺线管，匝数越多，电磁铁的磁性越强；插入铁芯时电磁铁磁性变强。

例2　为了探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关，小红同学利用大头针及两个相同的大铁钉绕制成的电磁铁进行实验，如图所示。

（1）小红是根据电磁铁__________________来判断磁性强弱的；

（2）两电磁铁串联是为了探究磁性强弱与_________的关系，观察图中的现象，你的结论是：

_________________________________________；

（3）要使两电磁铁的磁性增强，滑动变阻器的滑片应向______端滑动；

（4）若将两电磁铁向中间靠拢，它们会互相_____。

【解析】

（1）磁性的强弱无法用肉眼直接观察，因此，可借助观察电磁铁能够吸引的大头针的数量来判断其磁性的强弱，这属于转换法的应用；

（2）由题图可知，两只电磁铁是串联在电路中的，所以流经它们的电流是相同的，同时还可以看到，它们线圈的匝数是不同的，因此，本实验研究的是电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系；观察题图中的现象，可得出的结论是：

电流相同时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强；（3）要使电磁铁磁性增强，电流需要变大，滑动变阻器滑片应向左端滑动；（4）根据电流的方向结合安培定则可知，左边磁铁下为S极、上为N极，右边磁铁下为N极、上为S极，根据异名磁极相吸规律可知：

它们会互相吸引，两电磁铁向中间靠拢。

【答案】

（1）吸引大头针的数量

（2）线圈匝数电流相同时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强（3）左（4）吸引

实验延伸

（1）图中乙铁钉的上端是电磁铁的________极；

（2）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是_______________________________；

（3）通过实验可知电磁铁与永磁体相比具有的优点：

______________________________________；

（4）电磁铁的实际用途很多，请举出其在生活中的应用：

_______________________。

安徽中考真题在线

命题点一磁场、磁感线的理解

1.（2015安徽，15，3分）一个能绕中心转动的小磁针在图示位置保持静止．某时刻开始小磁针所在区域出现水平向右的磁场，磁感线如图所示，则小磁针在磁场出现后（　　）

A.两极所受的力是平衡力，所以不会发生转动

B.两极所受的力方向相反，所以会持续转动

C.只有N极受力，会发生转动，最终静止时N极所指方向水平向右

D.两极所受的力方向相反，会发生转动，最终静止时N极所指方向水平向右

命题点二　安培定则

2.（2012安徽，9

（1），2分）如图所示，某同学用右手螺旋定则判断通电螺线管的磁极，请你在图中标出导线中的电流方向和螺线管的N、S极，

第2题第3题

3.（2015安徽，4，2分）通电螺线管的N、S极如图所示，由此可判断电流是从________（选填“

”或“

”）端流入螺线管的。

4.（2013安徽，16，3分）下列各图中，箭头表示电流方向，则通电螺线管周围的小磁针静止时指向正确的是（　　）

命题点三电流的磁效应及其应用

5.（2014安徽，7，2分）如图所示，把小磁针放在桌面上，将一根直导线平行架在静止的小磁针上方，当导线中有电流通过时，小磁针就会发生偏转。

请运用磁场的观点解释小磁针发生偏转的原因：

__________________________________________。

针对训练

一、填空题

1.如图所示的司南是我国的四大发明之一，古文《论衡》中记载“司南之杓（用途），投之于地，其柢（握柄）指南”。

司南静止时能指南北，说明地球周围存在，司南的握柄应为该磁体的极（选填“N”或“S”）。

2.丹麦物理学家奥斯特通过实验证实了电流周围存在着磁场，我市某校学生在实验室验证奥斯特实验，当水平导线中通有如图所示的电流时，S极将偏向（选填“纸内”或“纸外”）；要使实验效果更加明显应使通电导线沿（选填“东西”或“南北”）方向放置。

第1题第2题第3题

3.如图所示，当电源开关接通后，会发现小磁针的S极向（选填“左”或“右”）偏转，同时发现可移动的A、B两螺线管相互（选填“靠近”或“远离”）。

4.如图所示的是用来描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线，由磁感线的分布特点可知，b点的磁场比a点的磁场（选填“强”或“弱”）；若在b点放置一个可自由转动的小磁针，则小磁针静止时，其S极指向（选填“P”或“Q”）处。

5.如图所示，把小磁针放在桌面上，将一根直导线平行架在静止的小磁针上方，当导线中有电流通过时，小磁针就会发生偏转。

请运用场的观点解释小磁针发生偏转的原因：

。

第4题第5题第6题

6.如图所示通电螺线管的右侧是（选填“N”或“S”）极，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，螺线管的磁性（选填“增强”“不变”或“减弱”）。

7.如图所示是某宾馆走廊灯的自动控制电路。

走廊入口上方安装有反射式光电传感器，当人靠近到一定距离时，从光电传感器上发射的红外线经人体反射后被接收器接收，接收器中的光敏电阻R0阻值减小，定值电阻R两端的电压，同时电磁铁磁性，工作电路接通，灯泡发光。

图中电磁铁的上端是极。

8.如图，根据放在两个磁极间小磁针的指向，标出两个磁极的名称及a、b两条磁感线的方向。

9.在通电螺线管的磁场中放置一个小磁针，小磁针静止时指向如图所示，请标明电源的“正”、“负”极，并画出螺线管导线的绕法。

（画出一种情况即可）

二、选择题

10.若假想地磁场是由地球内部一块大磁铁产生的，如图所示的四个示意图中，能合理描述这块大磁铁的是（）

11.下列关于磁场的描述，正确的是（）

A.磁感线是磁场中真实存在的曲线

B.磁体间的吸引或排斥作用是通过磁场实现的

C.磁体周围的磁感线从磁体S极发出，回到磁体N极

D.地磁的N极在地理北极附近，地磁的S极在地理南极附近

12.如图所示，下列说法中错误的是（）

A.这是模拟奥斯特实验的一个场景

B.图示实验说明了通电导线周围存在磁场

C.将电池正负极对调后，重新闭合电路，小磁针偏转方向改变

D.将图中导线断开，小磁针N极将指向地磁的北极

13.在探究“通电螺线管外部的磁场分布”的实验中，开关断开时的小磁针甲、乙的指向如图所示，当开关闭合时，通电螺线管有磁性，则下列说法正确的是（）

A.小磁针甲偏转，小磁针乙不偏转

B.小磁针乙偏转，小磁针甲不偏转

C.小磁针甲、乙均偏转

D.滑动变阻器滑片P从右向左滑动时，通电螺线管的磁性逐渐增强

三、实验题

14.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，如图所示。

用此装置去吸引大头针，甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。

（1）实验通过电磁铁判断电磁铁磁性的强弱，这一方法体现了转换的思想；

（2）比较两图可知：

线圈匝数相同时，电流越大磁性越强；

（3）根据图丁可以得出的结论是：

。

参考答案

知识回顾考点梳理

①铁②最强③南④S⑤北⑥N⑦排斥⑧吸引⑨获得磁性⑩物质⑪力⑫北极⑬南⑭北⑮奥斯特⑯电流⑰条形磁铁⑱电流⑲磁⑳高压工作㉑低压控制㉒㉓㉔㉕

考向训练

1.负N2.A

实验剖析

实验延伸

（1）S

（2）大头针被磁化，同名磁极相互排斥（3）电磁铁磁性的有无可以通过电流的通断控制磁性的强弱可以通过改变电流的大小、线的圈匝数、插入铁芯来控制（4）电磁继电器、电磁起重机

安徽中考真题在线

1.D　【解析】小磁针在未受到水平向右的磁场力之前，只受到地球磁场力的作用，在如图示位置保持静止．当小磁针所在区域出现水平向右的磁场时，根据磁场方向从N极发出、指向S极可知，小磁针的左侧为磁场的N极，右侧为磁场的S极．如图所示，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，小磁针的N极和S极会受到磁场力的作用顺时针转动，最终N极指向水平向右。

故选D。

2.如答图所示。

【解析】解答本题需掌握右手螺旋定则，用右手握住螺线管，让四指弯曲并指向螺线管中的电流方向，大拇指所指的那端为螺线管的N极。

由题图可知：

螺线管中的电流方向是“前上后下”，大拇指指向左端，所以左端是N极，右端是S极。

如答图所示。

3.

　【解析】由题图知，螺线管的右端为N极，根据安培定则，用右手握住螺线管，大拇指指向螺线管N极，四指弯曲方向即为电流方向，即电流是从

端流入螺线管的。

4.A　【解析】通过安培定则判断出该通电螺线管左侧为N极，则小磁针左侧为N极，故A正确；通过安培定则判断出该通电螺线管左侧为N极，根据磁场方向可以推知，小磁针静止时N极的指向为该点磁场方向，小磁针右侧应为N极，故B错误；通过安培定则判断出该通电螺线管右侧为N极，小磁针右侧应为N极，故C错误；通过安培定则判断出该通电螺线管右侧为N极，根据磁场方向可以推知，小磁针静止时N极的指向为该点磁场方向，小磁针左侧应为N极，故D错误。

5.通电导体周围产生磁场，小磁针在磁场力的作用下偏转

【解析】放在磁场中的磁体会受到力的作用，当小磁针发生偏转时，说明小磁针处在磁场中，即说明通电导体周围存在磁场。

针对训练

1.磁场（地磁场）S【解析】司南静止时能够指南北是因为地球周围存在地磁场，司南静止时指南，即指向地理南极、地磁北极，根据异名磁极互相吸引，则这一端为南（S）极。

2.纸外南北【解析】伸出右手，大拇指指向电流方向（右边），则四指方向是磁场方向（在小磁针处磁场方向向里），所以小磁针S极将偏向纸外；由于小磁针受到地磁场的作用，要指向南北方向，为了观察到明显的偏转现象，应使电流产生的磁场方向为东西方向，故应使通电导线沿南北方向放置。

3.右靠近【解析】对于B螺线管，根据右手定则，伸出右手四指弯曲指向电流的方向，则大拇指所指的方向——螺线管的右端为N极，左端为S极。

同样，对于A螺线管，根据右手定则可判断出螺线管的右端为N极，左端为S极．所以两个螺线管相靠近的一端为异名磁极，相互吸引，故可移动的A、B两螺线管相互靠近．由于通电螺线管相当于条形磁铁，周围存在着磁场，又A螺线管的左端为S极，根据磁极间的相互作用，小磁针的S极会向右偏转。

4.强P【解析】从图中可以看出a点的磁感线比b点的磁感线疏，故a点的磁场比b点的磁场弱，即b点的磁场比a点的磁场强。

小磁针静止在b点时，其N极指向与该点磁感线的方向一致，故N极指向Q点，S极和N极的指向相反，所以S极指向P点。

5.通电导体周围产生磁场，小磁针在磁场力作用下偏转【解析】放在磁场中的磁体会受到力的作用，当小磁针发生偏转时，说明磁针处在磁场中，即说明通电导体周围存在着磁场。

6.N增强【解析】由安培定则可知，螺线管的右侧为N极，当滑动变阻器的滑片向左移动时，电路中的电阻变小，电流变大，螺线管的磁性增强。

7.变大增强S【解析】光敏电阻和定值电阻串联在一起，光敏电阻变小时它两端电压变小，则定值电阻两端电压变大；电路中的电流变大，故电磁铁的磁性增强；根据安培定则可判定电磁铁的上端是S极。

8.如图所示。

【解析】图中小磁针静止时N极朝上，所以小磁针附近的磁感线方向朝上；由于在磁体外部的磁感线是从N极出发回到S极，所以图中的磁感线都是回到S极，则左边磁体的右端应为S极，右边磁体的左端也为S极。

9.如图所示。

【解析】小磁针N极指左，则左侧为螺线管的S极，右侧为螺线管的N极。

用右手握住螺线管，大拇指指向N极，则四指环绕的方向为电流的流向，则电源的左端为负极，右端为正极。

如答图所示。

10.B【解析】由上图可知，地球存在地磁北极和地磁南极，而C、D选项为U形磁铁，若地球内部磁场如C、D所示，则地球的两个磁极在一个方向，不符合实际，故C、D错误；地磁南极在地理北极附近、地磁北极在地理南极附近，故B正确。

故选B。

11.B【解析】磁感线是用来描述磁场的方向和分布情况的曲线，它是假想的，A选项错误；磁极间的相互作用是通过磁场来产生的，B选项正确；磁体外部的磁场方向是从N极发出指向S极，C选项错误；地磁的N极在地理的南极附近，地磁的S极在地理的北极附近，D选项错误。

故选B。

12.D【解析】奥斯特做的实验是在通电直导线周围放置一个小磁针，可以看到小磁针发生偏转，A正确；这个实验说明通电直导线周围存在磁场，B正确；通电直导线中磁场方向与直导线中电流方向有关，对调电池正负极后电流方向改变，磁场方向也会改变，C正确；导线断开，磁场消失，小磁针静止时N极指向地磁南极，D错误。

故选D。

13.A【解析】本题考查通电螺线管外部的磁场分布特点．由图及通电螺线管的磁场分布特点可知，闭合开关后，螺线管左端为N极，右端为S极，此时，乙不偏转，甲偏转，A正确，B、C错误；滑动变阻器滑片P向左滑动，接入电路中的电阻增大，则电路中的电流减小，通电螺线管磁性减弱，D错误。

故选A。

14.

（1）吸引大头针的个数

（2）乙、丙（3）电流相同时，电磁铁线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强

【解析】

（1）电磁铁磁性强弱不能直接观察，可以利用转换法比较其磁性的强弱，实验中用到大头针，电磁铁吸引大头针的个数越多表明磁性越强，吸引大头针的个数少，表明磁性越弱；

（2）根据实验结论应选择匝数相同、电流不同的两个实验装置进行比较，由图可以看出乙、丙两图中线圈匝数相同，滑动变阻器接入电路的电阻大小不同，电流不同，故选择乙、丙两图进行比较；（3）图丁中两电磁铁串联，电流相等，线圈的匝数不同，吸引大头针的个数不同，故实验结论是电流相同时，电磁铁线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。