資源簡介

第一講 磁體和磁場
思維導圖
知識梳理
一、磁體
1.磁性：物體能吸引鐵、鈷、鎳等物質的性質。
2.磁體：具有磁性的物體，可分為人造磁體和天然磁體，或分為永磁體和電磁體等。
3.磁極：磁性最強處(S極和N極)。
4.磁體的應用：指南針(S極指向南方)。
5.磁極間的作用：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。
二、磁場和磁感線
1.磁場：存在于磁體周圍，看不見摸不著的特殊物質。
2.磁場的性質：(通過鐵屑或者小磁針實驗推出)對磁場中的磁體產生力的作用(有強弱，有方向性，有形狀)。
3.磁場方向：磁場中的某一點處小磁針靜止時N極所指的方向就是該點的磁場方向，即小磁針N極的指向與磁場方向相同。
4.磁感線：為研究磁場而引進的一種模型，可以形象地表示出磁場的形狀、強弱、方向等特點。為了描述磁場的方向，在磁場中畫一些有方向的曲線，曲線上任何一點的切線方向都與放在該點的小磁針N極所指的方向(也就是該點的磁場方向)一致。
(1)磁感線的疏密程度表示磁場的強弱。
(2)磁場中某點的磁場方向＝該處小磁針靜止時N極所指的方向＝磁感線在該點的切線方向。
(3)磁場方向在磁體外部是由N極出發指向S極。
注意點：①磁場在磁體周圍呈立體分布；磁感線是封閉的曲線，磁感線不相交。②磁感線并不是實際存在的，是為了形象表示出磁場而引用的一種模型，但磁場是實際存在的。
三、直線電流的磁場
1.奧斯特實驗(1820年)證明了通電直導線周圍存在磁場。
2.其磁感線是以導線上各點為圓心的同心圓，在與直導線垂直的平面上。
3.磁場方向與電流方向有關，可用右手螺旋定則(安培定則)來判定：用右手握住導線，讓大拇指指向電流方向，那么彎曲的四指即為磁感線的環繞方向。
四、通電螺線管的磁場
1.通電螺線管周圍的磁感線形狀類似于條形磁鐵周圍的磁感線形狀(閉合的曲線，外部由N極指向S極，內部由S極指向N極)。
2.通電螺線管兩端的磁極極性隨電流方向的改變而改變。
3.可用右手螺旋定則來判定通電螺線管的磁極：右手握螺線管，四指彎向螺線管的電流方向，大拇指所指的一端就是通電螺線管的北極。
4.通電螺線管磁場強弱的影響因素：通過線圈的電流越大，磁性越強；通電螺線管線圈匝數越多，磁性越強；插入鐵芯，磁性大大增強。
5.通電螺線管插入鐵芯后就成了電磁鐵。電磁鐵的優點：電磁鐵磁性的有無由電流的通斷來控制，電磁鐵磁性的強弱由電流的大小來控制，電磁鐵的極性由電流的方向來控制。
6.電磁鐵的應用：電鈴、電磁繼電器、電話等。
易考點
1.根據磁體的磁場方向來判斷小磁針的指向或根據小磁針的指向來判斷磁體的磁場方向，并畫出磁感線。
2.運用右手螺旋定則來判定通電螺線管的磁場方向、繞線方向或電流方向。
3.根據電磁鐵磁場強弱的影響因素來改變磁場。
4.運用電磁繼電器的工作原理接通或斷開電路。
例題精析
考點一 判斷磁感線的方向和磁極
例1、【東營】關于磁場和磁感線，下列說法中正確的是( )。
①磁場看不見摸不著，但可以借助小磁針感知它的存在 ②磁感線是磁體周圍空間實際存在的曲線 ③磁場對放入其中的磁體有力的作用 ④地球周圍存在磁場
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
考點二 電與磁的關系
例2、【呼和浩特】如圖所示，下列說法中錯誤的是( )。
A.這是模擬奧斯特實驗的一個場景
B.圖示實驗說明了通電導線周圍存在磁場
C.將電池正負極對調后，重新閉合電路，小磁針偏轉方向改變
D.將圖中導線斷開，小磁針N極將指向地磁的北極
考點三 右手螺旋定則
例3、在圖中畫出螺線管B上的繞線方向，要求通電后圖中A、B兩個螺線管相互排斥。
考點四 運用電磁繼電器接通或斷開電路
例4、【南寧】如圖所示為電磁繼電器的構造和工作電路示意圖，要使電磁鐵對銜鐵的吸引力變大，以下做法中可行的是( )。
A.去掉電磁鐵線圈中的鐵芯
B.減少電磁鐵線圈的匝數
C.增大電源B的電壓
D.增大電源A的電壓
探究提升
例5 【臺州】在如圖所示的奧斯特實驗中，閉合開關，原來靜止的小磁針發生了偏轉。造成小磁針偏轉的原因是什么呢？
猜想一：可能是通電后導線產生的熱量使空氣對流引起的。
猜想二：可能是通電后導線周圍產生了磁場引起的。
(1)小柯看到小磁針偏轉，認為它一定是受到力的作用，他判斷的理由是 。
(2)為了驗證猜想一，下面方案可行的是 (填序號)。
①將整個裝置放在玻璃罩中進行實驗
②將小磁針罩在燒杯中，導線置于燒杯上方并平行于小磁針進行實驗
③改變導線中的電流方向
(3)如果實驗中小磁針偏轉不明顯，請提供一條改進的建議： 。
練習
1.【雅安】關于磁體、磁場和磁感線，下列說法中正確的是( )。
A.銅、鐵和鋁都能夠被磁體所吸引
B.磁感線是磁場中真實存在的曲線
C.磁體之間的相互作用都是通過磁場發生的
D.物理學中，把小磁針靜止時S極所指的方向規定為該點磁場的方向
2.【雅安】如圖所示，根據小磁針的指向，對電磁鐵的南、北極和電源的正、負極判斷正確的是( )。
A.a端是北極，c端是負極 B.a端是北極，c端是正極
C.a端是南極，c端是負極 D.a端是南極，c端是正極
3.【咸寧】玩具小船上固定有螺線管(有鐵芯)、電源和開關組成的電路，如圖所示，把小船按圖示的方向放在水面上，閉合開關，船頭最后靜止時的指向是( )。
A.向東 B.向南 C.向西 D.向北
(第3題) (第4題)
4.【紹興】小王利用光敏電阻受到光照時電阻變小的特性，設計了一個如圖所示的自動控制電路，要求光暗時燈亮，光亮時燈滅。在實際調試時，發現燈始終亮著，而光敏電阻和其他電路元件都正常。下列調節中，能使控制電路達到要求的是( )。
A.減少螺線管線圈的匝數 B.抽出螺線管中的鐵芯
C.滑動變阻器滑片P向右移動 D.減小控制電路的電源電壓
5.【紹興】小敏設計了如圖所示的實驗，在桌子邊上放一條形磁鐵，用細線系一回形針纏在桌邊適當位置的石頭上，使回形針由于被磁鐵吸引而與磁鐵保持一段距離。將被探究的物體放入回形針與條形磁鐵之間，若出現 的現象，則說明該物質是能阻斷磁場的。小敏想探究的問題是 。
6.小強在北京將一根質量分布均勻的條形磁鐵用一根線懸掛起來，使它平衡并呈水平狀態，懸線系住磁體的位置應在( )。
A.磁體的重心處 B.磁體的某一磁極處 C.磁體重心的北側 D.磁體重心的南側
7.【廈門】磁感應強度B用來描述磁場的強弱，國際單位是特斯拉，符號是“T”。為了探究電磁鐵外軸線上磁感應強度的大小與哪些因素有關，小鷺設計了如圖甲、圖乙所示的電路，圖甲中電源電壓為6V，R為磁感應電阻，其阻值隨磁感應強度變化的關系圖線如圖丙所示。
(第8題)
（1）當圖乙中S2斷開，圖甲S1閉合時，電流表的示數為 mA。閉合S1和S2，圖乙中滑動變阻器的滑片P向右移動，圖甲中電流表的示數逐漸減小，說明磁感電阻R處的磁感應強度B逐漸 。
（2）閉合S1和S2，滑片P不動，沿電磁鐵軸線向左移動磁感電阻R，測出R離電磁鐵左端的距離x與對應的電流表示數I，算出R處磁感應強度B的數值如下表所示。請計算x=5cm時，B= T。
x/cm 1 2 3 4 5 6
I/mA 10 12 15 20 30 46
B/T 0.68 0.65 0.60 0.51 0.20
（3）綜合以上實驗數據可以得出：電磁鐵外軸線上磁感應強度隨電磁鐵電流的增大而 ,離電磁鐵越遠，磁感應強度越 。
練習卷
一、選擇題（每小題2分，共40分）
1．在條形磁鐵的周圍放置8枚小磁針（其中涂黑的部分是小磁針的N極）。如圖中正確的是（　?。?br/>A． B． C． D．
2．如圖的四幅圖，通電螺線管的N、S極標注正確的是（　?。?br/>A． B． C． D．
3．兩根完全相同的鐵塊A和B，如圖甲所示放置時，B被吸住掉不下來；如圖乙所示放置時，A不能被吸住而掉下來，此現象說明（　?。?br/>A．A、B都是磁體 B．A、B都不是磁體
C．A是磁體，B不是磁體 D．A不是磁體，B是磁體
第3題圖 第4題圖
4．一顆鐵質的小螺絲掉入細小狹長的小洞中，使用下列方案不能取出小螺絲的（　?。?br/>A． B． C． D．
5．下列關于磁場和磁感線的描述，正確的是（　?。?br/>A．磁感線是磁場中真實存在的曲線
B．磁體間的吸引或排斥作用是通過磁場實現的
C．磁體周圍的磁感線從磁體S極發出，回到磁體N極
D．地磁的N極在地理北極附近，地磁的S極在地理的南極附近
6．愛因斯坦曾說，在一個現代的科學家看來，磁場和他坐的椅子一樣實在。如圖所示的磁場與實際不相符的是（　?。?br/>A．同名磁極間的磁場 B．直線電流的磁場 C．通電螺線管的磁場 D．蹄形磁體磁場
7．下列實驗能使條形磁鐵與通電螺線管相互吸引的是（　?。?br/>A． B． C． D．
8．磁性水雷是用一個可以繞軸轉動的小磁針來控制起爆電路的，軍艦被地磁場磁化后就變成了一個浮動的磁體，當軍艦接近磁性水雷時，就會引起水雷的爆炸，如圖所示，其依據是（　?。?br/>A．磁體的吸鐵性 B．磁場對電流的作用原理
C．電荷間的相互作用規律 D．磁極間的相互作用規律
第8題圖 第9題圖
9．甲、乙兩個磁極附近有一個小磁針，小磁針靜止時的指向如圖所示（涂黑的為N極），那么（　?。?br/>A．甲、乙都是N極 B．甲、乙都是S極
C．甲是N極，乙是S極 D．甲是S極，乙是N極
10．如圖所示，開關閉合，小磁鐵處于靜止狀態后，把滑動變阻器的滑片P緩慢向右移動，此時懸掛的小磁鐵的運動情況是（　?。?br/>A．向下移動 B．向上移動
C．靜止不動 D．無法確定
11．如圖所示，下列說法中錯誤的是（　?。?br/>A．這是模擬奧斯特實驗的一個場景
B．圖示實驗說明了通電導線周圍存在磁場
C．將電池正負極對調后，重新閉合電路，小磁針偏轉方向改變
D．將圖中導線斷開，小磁針N極將指向地磁的北極
12．如圖所示為一臺非鐵質物質制成的天平。A是一鐵塊，B是電磁鐵．未通電時天平平衡，給B通以圖示方向的電流（a端接電源正極，b端接電源負極），調節線圈中電流的大小，使鐵塊A向上勻速運動，在此過程中（　　）
A．電磁鐵B的上端為S極，天平仍保持平衡
B．電磁鐵B的上端為S極，天平右盤下降
C．電磁鐵B的上端為N極，天平右盤下降
D．電磁鐵B的上端為N極，天平仍保持平衡
13．圖可以說明巨磁電阻的特性。閉合開關S1、S2并使滑片P向左移動，觀察到指示燈變亮，不正確的是（　?。?br/>A．電磁鐵右端為S極
B．巨磁電阻隨磁場增強而變大
C．巨磁電阻隨磁場增強而變小
D．電磁鐵磁性增強
14．用兩個鐵芯完全相同的電磁鐵“探究影響電磁鐵磁性強弱的因素”，實驗電路如圖所示。閉合開關，發現磁鐵A吸引大頭針的數目比B多，此現象說明影響電磁鐵磁性強弱的因素是（　?。?br/>A．線圈匝數 B．電流方向 C．電流大小 D．電磁鐵極性
第14題圖 第15題圖
15．在探究“通電螺線管外部磁場分布”的實驗中，開關斷開時小磁針甲、乙的指向如圖所示，當開關閉合時，通電螺線管有磁性，則下列說法正確的是（　　）
A．小磁針甲偏轉，小磁針乙不偏轉
B．小磁針乙偏轉，小磁針甲不偏轉
C．小磁針甲、乙均偏轉
D．滑動變阻器滑片P從右向左滑動時，通電螺線管和磁性逐漸增強
二、填空題
16．如圖所示的是用來描繪某﹣磁體周圍磁場的部分磁感線，由磁感線的分布特點可知，b點的磁場比a點的磁場　 ?。ㄟx填“強”或“弱”）；若在b點放置一個可自由轉動的小磁針，則小磁針靜止時，其S極指向　 　處（選填“P”或“Q”）。
17．某科學興趣小組自制了一個“溫度自動報警器”（原理如圖所示）。使用時發現電磁鐵磁性不夠強，改進的辦法有 （只需填出一種）。要使圖中電磁鐵通電時左端為N極，a點應接電源的 極。
第17題圖 第18題圖
18．小文設計了如圖甲所示的實驗來研究電磁現象，當他閉合開關S后，發現小磁針發生了偏轉，這說明了　 　 ，接著小文又找來了一個小鐵釘，把導線的一部分繞在上面，制成了一個電磁鐵在電路乙中。當再次閉合開關S后，小磁針靜止時N極的指向如圖乙所示，據此他判斷出　 　端是電源的正極（選填“a”或“b”）；
三、實驗探究題
19．在“探究通電螺線管外部的磁場分布”的實驗中：
（1）為使磁場加強，可以在螺線管中插入一根　 　棒。
（2）把小磁針放到螺線管四周不同位置，螺線管通電后記錄小磁針　 　極的方向，這個方向就是該點的磁場方向。
（3）根據圖甲、乙、丙記錄的小磁針指向，可以得出：通電螺線管外部的磁場與　 　磁鐵的磁場相似。
（4）如果把通電螺線管看做一個磁體，通電螺線管極性跟電流方向之間的關系，可以用安培定則來表述，即用右手握住螺線管，讓四指指向螺線管中電流方向，則拇指所指的那端就是螺線管的　 　極。
（5）如果丙和丁兩個螺線管同時通電，則這兩個螺線管之間會相互　 　（選填“吸引”或“排斥”）。
四、解答題
20．根據題意作圖：
（1）如圖所示　根據小磁針的方向，判斷通電螺線管的極性及電源正負極。
（2）根據已知磁極的極性及磁感線分布情況，標出未知磁極的磁性及磁感線方向。
（3）根據電流的方向標出N，S極。
21.如圖是小強同學在研究性學習的活動中為某倉庫設計的一種防盜報警器．其踏板放在倉庫的門口，電鈴和燈泡 放在值班室內，觀察電路可知。這個報警器的工作原理是：
有人踩踏板時 ；
無人踩踏板時 。
答案
例 1-2C D 3略 4 D 5 力是改變物體狀態的原因 23 增加電壓
練習
1-4 D A D C
5 回形針掉落 什么物質可以改變磁場
6 C
7 60mA 增強 0.35T 增大 弱
練習卷
1-5 A A D D B 6-10 C B D A B 11-15 D A B A B
16、強； P；
17、增大電源電壓； 負；
18、電流的周圍存在著磁場； b；
19、（1）鐵； （2）N； （3）條形； （4）N； （5）吸引；
20、（1）（2）（3）如下圖所示：
21、電磁鐵有磁性，電鈴電路工作，鈴響報警； 電磁鐵無磁性，燈泡電路工作，燈亮安全；

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