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第二十章　電與磁
20.1　磁現(xiàn)象　磁場
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1．了解簡單的磁現(xiàn)象．
2．通過實驗認(rèn)識磁極及磁極間的相互作用．
3．知道磁感線可以用來形象地描述磁場；會用磁感線描述磁體周圍的磁場分布狀況．
知識點一、磁現(xiàn)象
1．物體吸引鐵、鈷、鎳的性質(zhì)稱為磁性，具有磁性的物體稱為磁體（包括磁石、小磁針、通電螺線管等）．
2．磁體中磁性較強(qiáng)的兩端稱為磁極，磁體有兩個磁極．我們把指南的磁極稱為南極（S極），指北的磁極稱為北極（N極）．
3．磁極間的作用規(guī)律：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引．
在磁體或電流的作用下，使原來沒有磁性的物體獲得磁性的過程，叫做磁化．
1.用手拿住鐵棒甲去靠近水平懸掛著的鐵棒乙的一端，發(fā)現(xiàn)乙向甲靠攏，可以判定（D）
A．甲必有磁性
B．乙必有磁性
C．甲、乙都有磁性
D．甲、乙中至少有一根有磁性
2.如圖，把一個條形磁體從中間斷開，下列說法中正確的是 （C）
A．變成兩個沒有磁性的條形鐵塊了
B．一塊只有S極，另一塊只有N極
C．變成兩個小條形磁體了
D．以上說法都不對
3.如圖所示，磁體吸引住兩根鐵釘?shù)囊欢?，那么兩根鐵釘?shù)淖杂啥藢? （B）
A．互相吸引，如丙圖所示
B．互相排斥，如乙圖所示
C．既不吸引，也不排斥，如甲圖所示
D．以上都不對
知識點二、磁場
1．磁體周圍存在磁場．
2．磁場的基本性質(zhì)：對放入其中的磁體（如小磁針）有力的作用．
3．在物理學(xué)中，把小磁針靜止時北極所指的方向規(guī)定為該點磁場的方向．
4．磁感線
（1）如圖所示，在條形磁體和蹄形磁體的上面放置一塊玻璃，玻璃上面放置一些小磁針或撒一層鐵屑．輕輕敲打玻璃，可以看到小磁針或鐵屑有規(guī)律地排列．
（2）我們把鐵屑的排列情況，用一些帶箭頭的曲線畫出來，這些曲線叫　磁感線?。畻l形磁體和蹄形磁體周圍磁感線的分布如圖．
5．磁場是真實存在的，磁感線是用來描述磁場的曲線，實際上并不存在．
6．磁感線的疏密程度反映磁場的強(qiáng)弱．
7．磁體外部的磁感線總是從磁體的N極發(fā)出，回到磁體的S極．
8.磁感線上任意一點的磁場方向與此處小磁針靜止時N極的指向相同．
1.標(biāo)出下圖中小磁針的N極．
2.下列選項中磁體兩極間磁感線的畫法正確的是（A）
A B C D
3.下面兩圖分別畫出了兩個磁極間的磁感線，請在圖中標(biāo)出磁極的名稱，并畫出A、B點的小磁針靜止時的北極（標(biāo)出小磁針的N極）．
知識點三、地磁場
1.小磁針靜止時N極指向北，是因為受到 的吸引，可以說，地球就是一個巨大的_____形磁體。它的周圍存在著 ，我們把這個磁場叫做 。
2.地磁北極在地理的____附近，地磁場的南極在地理的_______附近。地理的南北極與地磁的南北極并不 ，所以磁針指示的南北方向與地理的南北方向有一個偏差角度，我們稱為 ，世界上第一個清楚準(zhǔn)確地論述磁偏角的是我國宋代科學(xué)家________。
1.關(guān)于地磁場，下列說法正確的是（ ）
地磁場的N極在地球的地理北極附近
地球周圍的磁感線從地球地理北極附近出發(fā)，回到地球地理南極附近
僅在地磁場的作用下，可自由轉(zhuǎn)動的小磁針靜止時，N極指向地理的南極附近
宋代科學(xué)家沈括最早發(fā)現(xiàn)了地磁場的兩極與地理的兩極并不完全重合
【典型例題】
1．根據(jù)如圖所示的小磁針靜止時的指向和磁感線的分布可知 （B）
A．甲、乙都是S極
B．甲、乙都是 N極
C．根據(jù)磁感線的分布可判定甲、乙是異名磁極
D．兩個磁體周圍的磁場是由磁感線組成的
2.如圖所示，在水平地面上的磁體的上方，有一個掛在彈簧測力計上的小磁體（下部為N極），小輝提著彈簧測力計沿圖示水平路線從A緩慢移到B，則下列選項中能反映彈簧測力計示數(shù)F隨位置變化的是 （C）
　　A　 B
C D
3.把普通鋼棒磁化有多種方法，比如用強(qiáng)力的磁鐵來磁化．鋼棒是由大量的原子組成的，每個原子都有 N、S極，因此它相當(dāng)于一個磁性很弱的“小磁鐵”．未被磁化前，鋼棒內(nèi)“小磁鐵”的排列雜亂無章，此時鋼棒對外不顯磁性．用一個強(qiáng)力條形磁體按圖中的箭頭方向滑動，鋼棒就被磁化，磁化后各個“小磁鐵”按圖所示同向排列，此時鋼棒具有磁性，相當(dāng)于條形磁體．下列說法正確的是（D）
A．被磁化后（乙圖）的鋼棒左端是S極
B．被磁化前（甲圖）的鋼棒右端是N極
C．若把小磁針放在甲圖中的A點處，靜止時小磁針的N極一定向外
D．若把小磁針放在乙圖中的B點處，靜止時小磁針的右端是N
4.如圖所示，幾個完全相同的條形磁體疊放在水平桌面上。關(guān)于比較甲、乙兩圖中桌面受到的壓力的大小，下列說法正確的是（ ）
A．甲圖中桌面受到的壓力比乙圖大 B．乙圖中桌面受到的壓力比甲圖大
C．兩圖中桌面受到的壓力相等 D．無法確定
第二十章　電與磁
20.2　電生磁
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.通過實驗了解電流周圍存在磁場.
2.探究通電螺線管外部的磁場方向，了解通電螺線管外部的磁場與條形磁體的磁場相似.
3.會判斷通電螺線管的電流方向和兩端的極性.
知識點一、電流的磁效應(yīng)
1.奧斯特實驗
如圖所示，當(dāng)直導(dǎo)線觸接電池通電時，你能看到什么現(xiàn)象？當(dāng)改變電流的方向時，又能看到什么現(xiàn)象？
甲圖中，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；乙圖中，小磁針回到原來的位置；丙圖中，小磁針偏轉(zhuǎn)方向改變．
2.通電導(dǎo)線周圍存在磁場，磁場的方向跟電流的方向有關(guān)，這種現(xiàn)象叫做電流的磁效應(yīng)．
3.電流的磁效應(yīng)是丹麥物理學(xué)家奧斯特通過實驗首先發(fā)現(xiàn)的．奧斯特實驗第一次揭示了電與磁之間的聯(lián)系，即電可以生磁．
知識點二、通電螺線管的磁場
1.實驗1: 在螺線管中通入電流，把小磁針放到螺線管四周不同的位置，觀察小磁針?biāo)傅姆较?如圖甲所示)．
結(jié)論：通電螺線管的磁場與條形磁體的磁場相似．
甲
2.實驗2：如圖乙所示，在螺線管的兩端各放一個小磁針，通電后觀察小磁針的指向．改變電流方向，發(fā)現(xiàn)小磁針的指向改變(選填“改變”或“不變”)．
結(jié)論：通電螺線管的磁場方向與電流方向有關(guān)．
乙
知識點三、安培定則
1.通過圖甲，我們能判斷出螺線管的右端是改變極；若改變電流方向，其磁極方向改變．根據(jù)該現(xiàn)象，我們可以通過螺線管中的電流方向判斷螺線管的磁極：用右手握住螺線管，讓四指指向螺線管中電流的方向，則拇指所指的那端就是螺線管的北(N)極，這就是安培定則。
甲　　　　　　　　　　乙
2.根據(jù)圖中螺線管的電流方向，標(biāo)出螺線管的N極和S極，并標(biāo)出小磁針靜止時N極的位置．
3.如圖所示，請你根據(jù)電源極性判斷電流方向，再根據(jù)通電螺線管中電流的方向判定螺線管的極性．
4.如圖所示，按小磁針的指向判定螺線管的極性、電流的方向和電源的“＋”“－”極．
5.為了確定標(biāo)示不清的鉛蓄電池的正、負(fù)極，小軍同學(xué)將該電池和一個螺線管相連，閉合開關(guān)S后，小磁針靜止時的指向如圖所示，由此可以判斷，c端是鉛蓄電池的改變極，螺線管外部的磁感線從改變端出來．
6.如圖所示，螺線管的左端是N極，應(yīng)如何繞線？
7.閉合開關(guān)S后，通電螺線管A和永磁體B間的磁場分布如圖所示．請你畫出通電螺線管的繞線方法并標(biāo)出永磁體B的N極．
第二十章　電與磁
20.3　電磁鐵　電磁繼電器
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.能描述電磁鐵，說明電磁鐵的特點和工作原理.
2.能通過實驗得出電磁鐵磁性的強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān).
3.能說明電磁繼電器的結(jié)構(gòu)及工作原理，了解電磁繼電器在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用.
知識點一、電磁鐵
1．內(nèi)部插有鐵芯的螺線管叫做電磁鐵，它是利用電流的磁效應(yīng)工作的．
2．說明：(1)鐵芯磁化后對螺線管起加強(qiáng)磁性的作用；(2)鐵芯必須由軟鐵制成(保證斷電后磁性會消失)．
知識點二、電磁鐵的磁性
1．實驗1：探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素
實驗中，通過吸引大頭針的數(shù)量來判斷電磁鐵磁性的強(qiáng)弱，這里運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法．
實驗?zāi)康?實驗電路
(1)探究電磁鐵磁性的有無 ①操作：按右圖連接電路，分別閉合、斷開開關(guān)，觀察現(xiàn)象. ②現(xiàn)象：通電時，電磁鐵吸引(選填“吸引”或“不吸引”)大頭針(圖甲)；斷電時，電磁鐵不吸引(選填“吸引”或“不吸引”)大頭針(圖乙). ③結(jié)論：電磁鐵通電時有磁性，斷電時無磁性．
(2)探究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟電流大小的關(guān)系 ①操作：按右圖連接電路，調(diào)整滑動變阻器的滑片，改變電路中的電流大小，觀察現(xiàn)象. ②現(xiàn)象：電流較小時，電磁鐵吸引大頭針的數(shù)量較少(圖甲)；電流較大時，電磁鐵吸引大頭針的數(shù)量較多(圖乙). ③結(jié)論：線圈匝數(shù)相同時，通過電磁鐵的電流越大，電磁鐵的磁性越強(qiáng)．
(3)探究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟線圈匝數(shù)的關(guān)系 ①操作：按右圖連接電路，閉合開關(guān)，觀察現(xiàn)象. ②現(xiàn)象：電流大小相等時，電磁鐵線圈匝數(shù)越多，吸引大頭針的數(shù)量越多(電磁鐵甲)；電磁鐵線圈匝數(shù)越少，吸引大頭針的數(shù)量越少(電磁鐵乙). ③實驗結(jié)論：電流一定時，電磁鐵線圈的匝數(shù)越多，磁性越強(qiáng)．
(4)討論：如何設(shè)計實驗探究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟鐵芯大小的關(guān)系？答：使電路中的電流、線圈匝數(shù)保持一定，換用大小不同的鐵芯插入螺線管中，觀察電磁鐵吸引大頭針數(shù)量的多少并進(jìn)行比較.
小結(jié)
1．影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素有：電流大小、線圈匝數(shù)、鐵芯的大小．
2．電磁鐵的優(yōu)點：
(1)電磁鐵的磁性有無可以通過電流的通、斷來控制．
(2)電磁鐵磁極的極性可以通過改變電流方向來控制．
(3)電磁鐵的磁性強(qiáng)弱可以通過改變通入電磁鐵的電流大小和線圈匝數(shù)來控制．
2．電磁鐵的應(yīng)用：電磁起重機(jī)、電鈴、磁懸浮列車和電磁繼電器等．
1.如圖所示，小華在“探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素”的實驗中，使用兩個由相同的大鐵釘繞制成的電磁鐵進(jìn)行實驗，下列說法中正確的是(　B　)
A．要使電磁鐵磁性增強(qiáng)，應(yīng)將滑動變阻器的滑片向右滑動
B．電磁鐵能吸引的大頭針越多，表明它的磁性越強(qiáng)
C．電磁鐵B的磁性較強(qiáng)，所以通過它的電流較大
D．若將兩個電磁鐵的上部靠近，它們會相互吸引
2.某實驗小組用自制電磁鐵探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素．他們用相同的漆包線和鐵釘繞制成兩個電磁鐵A和B，B鐵釘上繞有更多匝數(shù)的線圈，實驗裝置如圖所示．
(1)如圖甲所示，閉合開關(guān)，電磁鐵A的釘尖是S(選填“N”或“S”)極；將滑動變阻器的滑片P向右移動，能吸引更少(選填“更多”“不變”或“更少”)的大頭針．
(2)如圖乙所示，把電磁鐵A和B串聯(lián)，閉合開關(guān)，多次移動滑動變阻器的滑片P，發(fā)現(xiàn)電磁鐵B總能吸引更多的大頭針，通過比較，得出的結(jié)論是電流相同，線圈的匝數(shù)越多，電磁鐵的磁性越強(qiáng)．
知識點三、電磁繼電器
1．電磁繼電器結(jié)構(gòu)：如圖所示，由電磁鐵、銜鐵、彈簧、觸點等組成．
　
2．工作原理：電磁鐵通電時，具有磁性，吸引銜鐵，使動觸點和下觸點接觸，工作電路閉合；電磁鐵斷電時，失去磁性，彈簧把銜鐵拉起來，切斷工作電路．
3．作用：利用低電壓、弱電流電路的通斷，來間接控制高電壓、強(qiáng)電流的電路，從而實現(xiàn)遠(yuǎn)距離操縱和自動控制，其本質(zhì)就是利用電流的磁效應(yīng)原理工作。
4.某小區(qū)因暴雨引起車庫積水，部分車輛被淹，小明看到新聞后，設(shè)計了如圖所示的車庫積水自動報警器，如圖是該報警器原理圖，金屬塊A和B分別固定在車庫地面附近適當(dāng)高處，若車庫積水水面到達(dá)BBBB(選填“A”或“B”)處時，紅BBB(選填“綠”或“紅”)燈發(fā)光報警，此時電磁鐵的上端是NBBB(選填“N”或“S”)極．
5.糧倉為了防止谷物緩慢氧化積聚熱量過多而發(fā)生火災(zāi)，用帶金屬絲的水銀溫度計和電磁繼電器安裝成自動報警器，如圖所示，正常情況下綠燈亮，當(dāng)倉內(nèi)溫度升高時紅燈亮，同時電鈴響，以此來報警．請按上述要求把各元件連成電路．
6.如圖所示的實驗裝置，開關(guān)S閉合后，下列說法錯誤的是（　?。?br/>A．通電螺線管上端為N極 B．彈簧測力計示數(shù)會變大
C．若滑動變阻器滑片P向左滑動，彈簧測力計示數(shù)變大
D．若改變電路中的電流方向，彈簧測力計示數(shù)變大
7.如圖所示，是巨磁電阻特性原理的示意圖，其中GMR是一個巨磁電阻，其阻值隨磁場的增強(qiáng)而急劇減小。閉合開關(guān)S1、S2，下列說法正確的是（　?。?br/>A．電磁鐵的右端為N極
B．當(dāng)滑片P向右滑動時，阻值變大，電磁鐵磁性增強(qiáng)
C．當(dāng)滑片P向左滑動時，阻值變小，巨磁電阻的阻值增大
D．當(dāng)滑片P向左滑動時，阻值變小，指示燈變亮
8.如圖所示是直流電鈴原理圖，關(guān)于電鈴工作時的說法不正確的是（　　）
A．電流通過電磁鐵時，電磁鐵有磁性且A端為N極
B．電磁鐵吸引銜鐵，彈性片發(fā)生彈性形變
C．小錘打擊鈴?fù)霑r，電磁鐵仍具有磁性
D．小錘打擊鈴?fù)氚l(fā)出聲音，是由于鈴?fù)氚l(fā)生了振動
9.如圖所示電路，當(dāng)開關(guān)閉合，變阻器的滑片向右移動時，彈簧的長度會___________；保持滑片位置不變，把電源的正、負(fù)極對調(diào)，彈簧的長度會___________（以上兩空均選填“變長”、“不變”或“變短”），且鐵芯對地面的壓強(qiáng)會___________（選填“增大”、“減小”或“不變”）。

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