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教材梳理
第二十章 電 與 磁
第一課時 磁現(xiàn)象 電流的磁效應
1. 通過實驗，認識磁場。知道地磁場。
2. 通過實驗，了解電流周圍存在磁場。探究并了解通電螺線管外部磁場的方向。了解電磁鐵在生產(chǎn)、生活中的應用。
3. 探究通電螺線管外部磁場的方向。（必做實驗）
課程標準
考點梳理
磁現(xiàn)象和磁極間的相互作用
1. 磁性：當磁體具有吸引_______________等物質(zhì)的性質(zhì)，我們就說它具有磁性。
2. 磁極：磁體上磁性__________的部分叫磁極。每一個磁體都有__________個磁極，即______________極和_______________極。
3. 磁極間的相互作用規(guī)律： 同名磁極相互__________，異名磁極相互__________。
鐵、鈷、鎳
最強
兩
南（S）
北（N）
排斥
吸引
4. 磁化與去磁：
（1）靠近或接觸磁體或?qū)⑽矬w在磁體的一極反復摩擦可以使物體__________。
（2）高溫加熱或猛烈敲打可以使磁體__________。
注意：（1）在磁場或電流的作用下可以使物體獲得磁性。
（2）能夠被磁化的物體應是能被吸引的物體，如鐵、鈷、鎳等，鋁和銅等不能被磁化［探究磁場對電流（通電導體）作用實驗中，小金屬棒用鋁棒不能使用鐵棒］。
磁化
去磁
1. 磁場：磁體周圍存在著一種看不見的物質(zhì)，叫做__________。 磁體間的______________和__________現(xiàn)象都是通過磁場發(fā)生的。
2. 磁場的基本性質(zhì)：對放入其中的磁體產(chǎn)生__________的作用。
3. 磁場的方向：規(guī)定為小磁針在磁場中靜止時______________極所指的方向。
磁場
磁場和磁感線
相互作用
磁化
磁力
北（N）
4. 磁場的描述：用來形象地描繪磁場的__________和分布情況的帶有__________的曲線叫做磁感線。
（1）磁感線的方向：在磁體外部，磁感線從__________極出來，回到__________極，而在磁體內(nèi)部，磁感線是從__________極到______________極的。
（2）磁感線是假想的，并不存在。
方向
箭頭
北（N）
南（S）
南（S）
北（N）
5. 地磁場：地球周圍的空間存在著的__________叫地磁場。地磁的______________極在地理南極附近，地磁的__________極在地理北極附近。地磁的兩極與地理的兩極并不重合，它們之間有個夾角，叫__________角，是我國宋代學者__________發(fā)現(xiàn)的。
磁場
北（N）
南（S）
磁偏
沈括
注意：（1）關(guān)于受地磁場影響的物體的磁極：懸掛磁體靜止時指向地球北方的是磁體的北極（N），指向地球南方的是磁體的南極（S），如司南靜止時長柄指向南方，長柄是S極。
（2）地磁場的磁場分布情況與條形磁體類似。
1. 丹麥物理學家______________首先發(fā)現(xiàn)了電流的__________效應，即通電導體跟__________一樣，周圍也存在著__________，且__________的方向跟__________的方向有關(guān)。
2. 通電螺線管的磁場：
(1)通電螺線管外部的磁場與_______________周圍的磁場很相似，其磁場的極性與螺線管中_______________的方向有關(guān)。
奧斯特
電流的磁效應
磁
磁體
磁場
磁場
電流
條形磁體
電流環(huán)繞
(2)用右手握住螺線管，讓四指彎曲且跟螺線管中______________一致，則大拇指所指的那端就是螺線管的__________極。這個定則叫________________定則。
注意：(1)在做奧斯特實驗時，通電前應將直導線沿南北方向放置(磁針靜止時指向南北方向)。
(2)在電流大小相等的情況下，通電螺線管的磁性比單根直導線的磁性強，因此，螺線管匝數(shù)越多，磁性越強。
(3)在通電螺線管外部，磁感線從北（N）極出，回到南（S）極；在通電螺線管內(nèi)部，磁感線從南（S）極出，回到北（N）極。
電流環(huán)繞方向
北（N）
右手螺旋
1. 電磁鐵由__________和__________組成。電磁鐵通電時有__________，斷電時__________消失。
2. 電磁鐵磁性強弱的影響因素：
(1)當線圈匝數(shù)一定時，通過電磁鐵的電流越__________，電磁鐵的磁性就越__________。
(2)當電流一定時，電磁鐵線圈的匝數(shù)越__________，電磁鐵的磁性就越__________。
螺線管
電磁鐵
鐵芯
磁性
磁性
大
強
多
強
3. 電磁鐵的優(yōu)點：
(1)電磁鐵磁性的有無可通過________________來控制。
(2)電磁鐵磁性的強弱可通過_____________和____________來控制。
(3)電磁鐵磁極的極性可由____________________來控制。
電流的通斷
電流大小
線圈匝數(shù)
電流方向
4. 電磁繼電器：
(1)主要結(jié)構(gòu)有__________，__________，__________，__________，__________等。
(2)由______________電路和______________電路組成。實現(xiàn)了由低電壓、弱電流控制__________、__________。 還可實現(xiàn)自動控制。
注意：電磁鐵工作的原理是電流的磁效應。
電磁鐵
銜鐵
彈簧
動觸點
靜觸點
低壓控制
高壓工作
高電壓
強電流
課本簡練
1. （九全P120圖20.1-2改編）下列物體中，都能被磁體吸引的是（ ）
A. 銅片、鐵片 B. 銅片、鋁片
C. 鈷片、鋅片 D. 鐵片、鎳片
D
2. （九全P123圖20.1-9改編）請根據(jù)圖1－20－1中小磁針N極的指向，標出磁體的N、S極，并標出磁感線的方向。
如答圖1－20－1所示。
3. (九全P128動手動腦學物理2改編)在圖1－20－2中標出通電螺線管的N極并用箭頭標出P點磁感線的方向。
如答圖1－20－2所示。
4. (九全P129想想議議改編)電磁鐵的磁性強弱與下列因素中無關(guān)的是（ ）
A. 通入電流的大小
B. 通入電流的方向
C. 電磁鐵線圈的匝數(shù)
D. 插入線圈的鐵芯
B
易錯精講
【例1】關(guān)于磁場和磁感線，下列說法正確的是___________________（均填序號）。
（1）磁場看不見、摸不到，但可以借助小磁針感知它的存在
（2）磁場對放入其中的物體有力的作用
（3）磁場中某點的磁場方向是由放在該點的小磁針的N極決定的
（4）磁感線是能形象地描述磁場分布的曲線，實際不存在
（5）磁感線的疏密程度可以反映磁場的強弱程度
易錯點1
磁場與磁感線
（1）（4）（5）
【變式1】a、b兩個磁極間的磁感線分布如圖1－20－3所示。下列說法正確的是（ ）
A. a端磁極是S極，b端磁極是N極
B. P點沒有磁場
C. 磁感線是真實存在的
D. Q點的磁場方向水平向右
D
【例2】地球周圍存在著磁場——地磁場。請在圖1－20－4中的適當位置標出地磁場的南、北極并用箭頭在地磁場的磁感線上標出地磁場的方向。
易錯點2
地磁場
如答圖1－20－3所示。
【變式2】請在圖1－20－5中將小磁針的北極涂黑，并以“N”表示。
如答圖1－20－4所示。
【例3】（2024無錫）請在圖1－20－6中的括號內(nèi)標出通電螺線管左端的磁極，并在P點標出磁感線的方向。
易錯點3
右手螺旋定則
如答圖1－20－5所示。
【變式3】（2024蘇州）請在圖1－20－7中標出電源和螺線管上方的極性。
如答圖1－20－6所示。
【例4】（2024自貢）如圖1－20－8所示是自貢某科技小組設計的一種溫度自動控制報警裝置電路圖，下列關(guān)于它的說法正確的是（ ）
A. 當溫度達到90 ℃時，報警裝置就會響鈴，同時紅燈亮
B. 當溫度達到90 ℃時，報警裝置就會響鈴，同時綠燈亮
C. 當溫度低于90 ℃時，報警裝置就會響鈴，同時綠燈亮
D. 當溫度低于90 ℃時，報警裝置就會響鈴，同時紅燈亮
易錯點4
電磁繼電器
A
【變式4】如圖1－20－9是一款利用熱傳感器（溫度越高，熱傳感器電阻越小）設計的高溫報警器電路。閉合開關(guān)S，當環(huán)境溫度過高時，電鈴響，燈泡不亮；當環(huán)境溫度較低時，電鈴不響，燈泡亮。請你將電鈴、燈泡和熱傳感器（ ）畫到合適的虛線框內(nèi)。
如答圖1－20－7所示。
實驗 探究通電螺線管外部磁場的方向(10年0考)
重點實驗
實驗名稱 探究通電螺線管外部磁場的方向
實驗器材 電源、螺線管、鐵棒、小磁針(鐵屑)、開關(guān)、導線
考點歸納 (1)在螺線管中插入鐵棒的作用：增強磁場
(2)鐵屑的作用:反映通電螺線管的磁場分布情況
(3)小磁針的作用:確定某點磁場的方向(小磁針靜止時N極所指的方向就是該點磁場的方向)及通電螺線管的極性
（4）改變環(huán)繞螺線管的電流方向,小磁針N極指向隨之改變，說明通電螺線管周圍的磁場方向與螺線管中電流方向有關(guān)
考點歸納 （5）通電螺線管的磁性
強弱與螺線管中電流
的大小、線圈匝數(shù)、
有無鐵芯有關(guān)
實驗結(jié)論 (1)通電螺線管外部的磁場和條形磁體的磁場相似
(2)通電螺線管兩端的極性和螺線管中的電流方向有關(guān)
(3)右手螺旋定則：用右手握住螺線管，讓四指指向螺線管中電流的方向，則大拇指所指的那端就是螺線管的N極
【例】【科學探究】在探究通電螺線管外部磁場的實驗中，采用了圖1－20－10甲所示的實驗裝置。
【實驗現(xiàn)象1】
(1)當閉合開關(guān)S后，小磁針__________(填“會”或“不會”)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明通電螺線管與小磁針之間通過__________產(chǎn)生力的作用。
【實驗現(xiàn)象2】
(2)用鐵屑來做實驗，得到了圖1－20－10乙所示的情形，它與__________磁鐵的磁場分布相似。為描述磁場而引入的磁感線__________真實存在的。
會
磁場
條形
不是
【實驗步驟】
(3)通電螺線管周圍的磁場方向和電流方向有關(guān)。驗證方法是___________________________________________________________。
改變螺線管中的電流方向，觀察小磁針的指向變化情況
【實驗結(jié)論1】
(4)為了研究通電螺線管的磁極性質(zhì)，老師與同學們一起對螺線管可能的電流方向和繞線方式進行了實驗，得到了如圖1－20－11所示的四種情況。實驗說明通電螺線管的磁極極性只與它的____________有關(guān)，且這個關(guān)系可以用_____________________判斷。
電流方向
右手螺旋定則
【實驗結(jié)論2】
(5)閉合開關(guān)S，通電螺線管周圍的小磁針N極指向如圖1－20－12所示，由圖可知：在通電螺線管外部，磁感線是從__________極發(fā)出，最后回到__________極的。(均填“N”或“S”)
N
S
考點1 磁場和磁現(xiàn)象［10年2考：2015年(綜合)、2018年(綜合)考查］
1. 【科學觀念】物理學是美的，許多物理現(xiàn)象都具有對稱美、平衡美和曲線美。下列優(yōu)美的曲線中，用磁感線描述磁體外部磁場正確的是（ ）
考點精練
A
2. 有兩根大頭針被磁鐵吸引，懸在磁鐵下方，下圖所示的四幅圖中能正確反映實際情況的是（ ）
B
3. 【傳統(tǒng)文化】最早的磁化技術(shù)出現(xiàn)在我國宋代。據(jù)《武經(jīng)總要》記載，如圖1－20－13所示，古人先將魚形鐵燒紅，令鐵魚頭尾指向南北，然后將其放入水中冷卻，依靠地磁場獲得磁性，再將其放入水中漂浮制成指南魚，圖中是它靜止時的指向。下列判斷正確的是（ ）
A. 魚形鐵不能被磁體吸引
B. 指南魚的腹部磁性最強
C. 指南魚周圍存在磁場
D. 指南魚魚頭應標注“S”
C
考點2 電流的磁效應［10年7考：2015年(綜合)、2016年(選擇)、2017年(填空和實驗) 、2018年(填空)、2020年(作圖)、2022年(作圖)、2023年(填空)考查］
4. 【科學探究】（2023廣東）如圖1-20-14所示，桌面上有一枚轉(zhuǎn)動靈活的小磁針，靜止時，小磁針__________極指南。當導線與電池觸接時，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明通電導線周圍存在__________；斷開電路，小磁針__________（填“會”或“不會”）回到原來位置。
S
磁場
會
5. （2022廣東）如圖1-20-15所示，請畫出通電螺線管中的電流方向和它外部磁感線a的方向。
如答圖1-20-8所示。
6. 【科學探究】（2024長春模擬）在探究“通電螺線管外部磁場的方向”的實驗中：
（1）實驗前，可自由轉(zhuǎn)動的小磁針靜止時均指南北，這說明________________________。
地球周圍存在磁場
（2）閉合開關(guān)，小磁針靜止時的指向如圖1-20-16所示，請在圖中標出通電螺線管的N極和電源的正極。
（3）對調(diào)電源的正負極，閉合開關(guān)，小磁針的指向與之前相反，說明通電螺線管外部的磁場方向與__________方向有關(guān)。
（4）實驗中，小磁針所起的作用是____________________。
如答圖1-20-9所示。
電流
顯示磁場的方向
考點3 電磁鐵［10年3考：2016年(選擇)、2018年(填空)、2024年(綜合)考查］
7. 探究影響電磁鐵磁性強弱的因素時，設計了如圖1-20-17所示的電路，下列說法中（ ）
①電磁鐵A、B上方都是N極②通過電磁鐵A和B的電流相等③電磁鐵A的磁性比電磁鐵B的磁性弱④向右移動滑片P，電磁鐵A、B磁性都增強
A. 只有①②正確 B. 只有③④正確
C. 只有②④正確 D. 只有②③正確
D
8. 【實踐應用】（2024榆次區(qū)二模）如圖1-20-18是一種稱為“人工心臟泵”（血泵）的體外裝置的示意圖，醫(yī)生給心臟疾病的患者做手術(shù)時，用它來代替心臟推動血液循環(huán)。其中線圈AB固定在用軟鐵制成的活塞柄上（相當于一個電磁鐵），通電時線圈與活塞柄組成的系統(tǒng)與固定在左側(cè)的磁體相互作用，從而帶動活塞運動。下列判斷正確的是（ ）
A. 若電源的左端為負極，閉合開關(guān)，活塞
向左移
B. 用銅芯代替鐵芯可以增加活塞的推力
C. 減少線圈AB的匝數(shù)可以增加活塞的推力
D. 滑動變阻器滑片向右移動將減小活塞的推力
D
9. （創(chuàng)新題）按要求將圖1-20-19中的電磁鐵連入你設計的電路中（在虛線框內(nèi)完成）。 要求：A. 在虛線框內(nèi)加入電源，使小磁針靜止時如圖所示；B. 在虛線框內(nèi)加入滑動變阻器，向右移動滑動變阻器滑片時，電磁鐵的磁性變?nèi)酢?br/>如答圖1-20-10所示。
10. 小明經(jīng)常忘記照顧家中花草，所以他設計了一個花盆缺水時可以自動給花澆水的電路，如圖1－20－20所示。探針放在花盆底部，若探針檢測到花盆內(nèi)含水量低于標準值，就自動閉合開關(guān)，使電磁鐵工作；若探針檢測到花盆內(nèi)含水量高于標準值，就自動斷開開關(guān)。
（1）小燈泡亮起意味著此時含水量
是__________（填“高于”或“低于”）
標準值。
高于
（2）電磁繼電器中的銜鐵__________（填“可以”或“不可以”）用銅塊來代替，理由是____________________________。
（3）如果將電池正負極調(diào)轉(zhuǎn)，_________（填“會”或“不會”）影響該裝置的工作。
不能
銅塊不能被電磁鐵吸引
不會
考點4 綜合真題
11. （2016廣東）如圖1－20－21所示，開關(guān)S閉合，小磁鐵處于靜止狀態(tài)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（ ）
A. 向下移動 B. 向上移動
C. 靜止不動 D. 無法確定
B
12. （2018廣東）如圖1－20－22所示，條形磁鐵放在水平木桌上，電磁鐵右端固定并與條形磁鐵在同一水平面上。閉合開關(guān)S，當滑動變阻器的滑片P逐漸向右移動時，條形磁鐵仍保持靜止，此時電磁鐵的左端為__________極，條形磁鐵受到的摩擦力__________（填“變大”“變小”或“不變”），方向水平__________（填“向左”或“向右”）。
北（N）
變大
向左
13. （2024廣東）我國載人潛水器“奮斗者”號突破萬米深潛。潛水器內(nèi)氧氣濃度過低會影響內(nèi)部人員的生命安全。氧氣可通過電解水的方式來制備。某科創(chuàng)小組設計了氧氣濃度報警裝置，其簡化電路（未連接完整）如圖1-20-23甲所示。氣敏箱可等效為一個電阻，其阻值R與氧氣濃度c的關(guān)系如圖1-20-23乙所示。閉合開關(guān)S，當氧氣濃度c＞0.28 kg/m3時，綠燈正常發(fā)光；當c≤0.28 kg/m3時，紅燈
正常發(fā)光。已知電源電
壓及兩燈的額定電壓均
為4.8 V，電磁鐵線圈的
電阻忽略不計。
（1）“奮斗者”號下潛過程中，受到海水的壓強變__________。
（2）電解水制備氧氣的過程中，電能主要轉(zhuǎn)化為__________能。
（3）圖甲中的A燈為__________（填“紅”或“綠”）燈。
大
化學
綠
（4）閉合開關(guān)S，當c＝0.28 kg/m3時，通過電磁鐵線圈的電流為__________A。
（5）請根據(jù)文中信息，用筆畫線代替導線，將圖甲所示電路連接完整，要求導線不能相交（ 為接線柱）。
0.1
如答圖1－20－11所示。

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