資源簡介

2019浙教版八年級下——1.2電生磁及其應用



利用電磁原理搬運鋼鐵物品的機器。電磁起重機的主要部分是電磁鐵。接通電流，電磁鐵 (?http:?/??/?baike.baidu.com?/?view?/?169830.htm?)便把鋼鐵物 品牢牢吸住，吊運到指定的地方。切斷電流，磁性消失，鋼鐵物品就放
下來了。電磁起重機使用十分方便，但必須有電流才可以使用，可以應 用在廢鋼鐵回收部門和煉鋼車間等。
利用電磁鐵來搬運鋼鐵材料的裝置叫做電磁起重機。電磁起重機能 產生強大的磁場力，幾十噸重的鐵片、鐵絲、鐵釘、廢鐵和其他各種鐵 料，不裝箱不打包也不用捆扎，就能很方便地收集和搬運，不但操作省 力，而且工作簡化了。裝在木箱中的鋼鐵材料和機器可以同樣搬運。起 重機工作時，只要電磁鐵線圈里電流不停，被吸起的重物就不會落下， 看不見的磁力比堅固的鏈條更可靠。如果因某種原因斷了電，就會造成 事故，因而有的電磁起重機上裝有鋼爪，待運送的重物提起后，堅固的 鋼爪就自動落下來緊緊地扣住它們。起重機不能搬運灼熱的鐵塊，因為 高溫的鋼鐵不能磁化 (?http:?/??/?baike.baidu.com?/?view?/?201619.htm?)。大的電磁起重機，一下子能提起近百噸重物，圖 中的電磁鐵直徑約 1.5 米，可提起 16 噸的物體。
2008 年 2 月 21 日中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局頒布
的《起重機械安全技術監察規程－橋式起重機》第六十六條電磁起重機的起重電磁鐵應當由專用電路供電。 電磁起重機工作時因失電，其吊運的物品墜落可能造成危害時，必須能夠保證電磁吸盤供電。

一、電流的磁效應（奧斯特實驗）
1820 年，丹麥的科學家奧斯特第一個發現電與磁之間的聯系。
由甲、乙可知：通電導體周圍存在磁場。
由甲、丙可知：通電導體的磁場方向跟電流方向有關。
二、直線電流的磁場
1. 直線電流的磁場的分布規律：
以導線上各點為圓心的一個個同心圓，離直線電流越近 磁性越強，反之越弱。
【見例 1、2】
三、通電螺線管
磁場跟條形磁體的磁場是相似的。
通電螺線管的磁極方向跟電流方向有關。
電磁線圈的匝數越多，通過線圈的電流越大，線圈的磁性越強；插入鐵芯，線圈的磁性大大增強。




【見例 3】
四、右手螺旋定則（安培定則）
通電直導線：用右手握住通電直導線，讓大拇指指向電流的方向，那么四指的指向就是磁感線 (?http:?/??/?baike.baidu.com?/?view?/?151443.htm?)的環繞方向。
通電螺線管：用右手握螺線管，讓四指彎向螺線管中的電 流方向，則大拇指所指的那端就是螺線管的北極。
【見例 4】
五、電磁鐵
定義：電磁鐵是一個內部插有鐵芯的螺線管。
結構：
判斷電磁鐵磁性的強弱（轉換法）：根據電磁鐵吸引大頭針的數目的多少來判斷電磁鐵磁性的強弱。
影響電磁鐵磁性強弱的因素（控制變量法）：①電流大小；②有無鐵芯；③線圈匝數的多少 結論①：在電磁鐵線圈匝數相同時，電流越大，電磁鐵的磁性越強。
結論②：電磁鐵的磁性強弱跟有無鐵芯有關，有鐵芯的磁性越強。
結論③：當通過電磁鐵的電流相同時，電磁鐵的線圈匝數越多，磁性越強。
電磁鐵的優點
電磁鐵磁性有無，可由電流的有無來控制。
電磁鐵磁性強弱，可由電流大小和線圈匝數的多少來控制。
電磁鐵的磁性可由電流方向來改變。




六、電磁鐵的應用：電磁起重機、磁懸浮列車、電磁選礦機、電鈴、電磁自動門等。
【見例 5】



電鈴工作原理：電路閉合，電磁鐵具有磁性，吸引彈性片，使鐵錘向鐵鈴方向運動，鐵錘打擊鐵鈴而 發出聲音，同時電路斷開，電磁鐵失去磁性，鐵錘又被彈回，電路閉合。上述過程不斷重復，電鈴發 出了持續的鈴聲。
電磁選礦機工作原理：磁鐵礦被吸引，其余雜質不被吸引，分開落入不同的收集裝置；
磁懸浮列車：利用同名磁極相排斥托起列車，利用磁極間相互作用，使列車前進。
【見例 6】
七、電磁繼電器
概念及作用：電磁繼電器是由電磁鐵控制的自動開關。使用電磁繼電器可用低電壓和弱電流來控制高電壓和強電流，還可以實現遠距離操縱和自動控制。
工作原理：電磁繼電器的結構如圖所示，它由電磁鐵 A、銜鐵 B



彈簧 C 和觸點 D 組成。當低壓電源開關閉合時，控制電路中有電流通過，電磁鐵 A 產生磁性，吸引銜鐵 B，使動觸點與紅燈觸點分離，而與綠燈觸點接通，故紅燈熄滅，綠燈亮起，電動機開始工作。當低壓電源開關斷開時，電磁鐵失去了磁性，銜鐵 B 在彈簧 C 的作用下拉起，使動觸點與綠燈觸點分離，而與紅燈觸點接通，故紅燈亮起，綠燈熄滅，電動機停止工作。
應用
水位自動報警裝置：工作原理——水位沒有到達金屬塊 A 時，電磁鐵不通電無磁性，綠燈亮，顯示水位正常；當水位到達金屬塊 A 時，電磁鐵通電有磁性，將銜鐵吸下來，紅燈亮，表示水位不正常。
溫度自動報警裝置：工作原理——溫度升高時，水銀面上升，當水銀面上升到與金屬絲接觸時， 電磁鐵線圈中有電流通過，產生磁性吸引銜鐵，工作電路就形成了一個回路，電鈴就響起來了。
【見例 7】


















如圖所示的實驗裝置中，能夠演示奧斯特實驗的是（ ）
奧斯特實驗說明了（ ）
A．電流的周圍存在著磁場 B．電流在磁場中會受到力的作用
C．導線做切割磁感線運動時會產生電流 D．小磁針在沒有磁場時也會轉動
如圖所示，給直導線通電時，其下方的小磁針發生偏轉。這說明通電導體 周圍存在著 ；在直導線正下方的不同位置，小磁針靜止的 N 極指向相同，說明該區域相同。


某同學為了增強通電螺線管的磁性，下列做法錯誤的是（ ）
增加通電螺線管的匝數
在通電螺線管中插入鐵芯
增大通電螺線管中的電流
改變通電螺線管中的電流方向



磁場看不見、摸不著，在探究“通電螺線管磁場”的實驗中，為了研究通電螺線管周圍的磁場分布情況， 我們通常選用 做實驗來顯示其周圍的磁場分布情況，如圖所示的是通電螺
線管的外部磁場分布情況，根據實驗現象和你已有的知識可初步推斷：通電螺線管周圍的磁場分布與 磁鐵的像類似。
如圖所示是一個通電螺線管，閉合開關 S 后，螺線管旁的小磁針 a 的情況如圖所示
（小磁針 a 涂黑的一端是 N 極），試在圖中標出螺線管周圍的小磁針 b、c、d 的 N
極。


判斷通電螺線管磁極性的方法（安培定則）：用 手握螺線管，讓四指彎向螺線管中 ，則大拇指所指的那端就是通電螺線管的 極。
根據通電螺線管中電流的方向，確定小磁針靜止時 N 極的指向，其中正確的是（

A B C D
在下列圖中，標出各通電螺線管的電流方向。



















（1）要探究猜想 A，應選實驗 和 ；
（2）要探究猜想 B，應選實驗 和 ；
（3）實驗 d 表明 。

探究影響電磁鐵磁性強弱的因素時，按如圖電路進行實驗，每次實驗總觀察到電磁鐵 A 吸引大頭針的數目均比 B 多。此實驗說明影響電磁鐵磁性強弱的因素是（ ）
A．電流的大小 B．線圈的匝數
C．電流的方向 D．電磁鐵的極性
如圖所示，是小王同學探究“電磁鐵磁性強弱跟電流大小的關系的電路圖。小王在探究過程中，你認為以下說法正確的是（ ）
滑動變阻器的滑片向 a 端滑動時，電磁鐵吸引的鐵釘減少
電磁鐵的上端為 S 極
滑動變阻器的滑片向 b 端滑動時，電磁鐵磁性增強
判斷電磁鐵磁性的強弱，主要是觀察電磁鐵匝數多少
如圖所示，要使磁鐵 M 的磁性最強，應將滑動變阻器滑片 P 移至 端，并將開關 S 接到 位置。







目前許多國家都在研制磁懸浮列車，如圖所示。我國擁有全部自主知識產權的第一條磁懸浮列車試驗線已建成，且實現了 2000 千米無故障運行。一種磁懸浮列車的車廂和鐵軌上分別安放著磁體，車廂用的磁體大多是通有強大電流的電磁鐵。現有下列說法：
①磁懸浮列車利用了同名磁極互相排斥
②磁懸浮列車利用了異名磁極互相排斥
③磁懸浮列車消除了車體與軌道之間的摩擦
④磁懸浮列車增大了車體與軌道之間的摩擦正確的組合是（ ）
A．①和③ B．①和④ C．②和③ D．②和④
下列設備或電器中，其主要工作原理與電磁鐵無關的是（ ）



如圖是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，以下做法可行的是（ ）
去掉電磁鐵線圈中的鐵芯
減少電磁鐵線圈的匝數
增大電源 A 的電壓
增大電源 B 的電壓
如圖所示是某科技小組設計的一種溫度自動控制報警裝置電路 圖，關于它的說法正確的是（ ）
當溫度低于 90℃時，報警裝置就會響鈴，同時綠燈亮
當溫度低于 90℃時，報警裝置就會響鈴，同時紅燈亮
當溫度達到 90℃時，報警裝置就會響鈴，同時紅燈亮
當溫度達到 90℃時，報警裝置就會響鈴，同時綠燈亮



電梯為居民出入很大的便利，出于安全考慮，電梯設置有超載自動報警系統，其工作原理如圖所示，R1 為保護電阻，R2 為壓敏電阻， 其阻值隨壓力增大而減小。下列說法正確的是（ ）
電磁鐵是根據電磁感應原理制成的
工作時，電磁鐵的上端為 S 極
超載時，電磁鐵的磁性減小
正常情況下（未超載時），K 與 B 接觸









題組訓練 A 組
研究“通電導體周圍存在磁場”的實驗如圖所示，以下觀點正確的是（ ）
斷電時，靜止的小磁針 N 極指向地理南極附近
通電時，導線周圍真實存在著磁感線
法拉第通過此實驗首先發現電與磁之間存在聯系
要使小磁針偏轉方向相反，將電池正負極對調即可
世界上第一個發現電與磁之間有聯系的科學家是（ ）
A．奧斯特 B．奧斯特 C．牛頓 D．焦耳
以下的器材中，沒有應用磁性材料的是（ ）
A．錄音帶 B．銀行儲蓄卡 C．VCD 光碟 D．電冰箱門上的密封條
如圖所示當閉合開關 S ，且將滑動變阻器滑片 P 向右移動時，圖中的電磁鐵（
A．a 端是 N 極，磁性增強極 B．a 端是 S 極，磁性增強
C．b 端是 N 極，磁性減弱 D．b 端是 S 極，磁性減弱
下列裝置中，沒有用到電磁鐵的是（ ）
A．電磁起重機 B．電磁繼電器
C．電鈴 D．電熱毯
如圖所示，甲乙兩線圈寬松地套在光滑的玻璃棒上，并可以自由滑動，當電路閉合時，兩螺線管將（ ）
A．互相吸引距離變近 B．互相排斥距離變遠
C．先向中間吸引，然后向兩邊排斥 D．沒有相互作用
通電螺線管兩端的極性取決于（ ）
A．線圈的匝數 B．電流方向
C．電流強度 D．內部是否有鐵心
如下圖所示，通電螺線管周圍放著能自由轉動的小磁針 a、b、c、d，其中小磁針 N 極指向錯誤的是（ ）
A．小磁針 a B．小磁針 b
C．小磁針 c D．小磁針 d



如圖所示，哪一幅圖描述的磁場的磁感線是正確的（ ）
A B C D
根據通電螺線管周圍存在磁場的實驗事實，某同學對地磁場產生的原因提出了一個假說：地磁場是由繞 地球的環形電流引起的，下圖中符合他假說的模型是（ ）

A B C D
如圖是用電磁繼電器控制電路的實驗電路圖。下列說法中正確的是（ ）
當開關 S 斷開時，甲、乙電動機都不動
當開關 S 斷開時，甲電動機啟動，乙不動
當開關 S 閉合時，甲、乙電動機都不動
當開關 S 閉合時，甲、乙電動機都啟動
如下圖所示，在電磁鐵上方用彈簧懸掛一條形磁體，當開關 S 閉合后，彈簧的長度將
，如果變阻器的滑片 P 向右移動，彈簧的長度又將 。（填“變長”、“變短”或“不變”）
作圖題：
在圖 1 中，根據小磁針靜止時的指向（小磁針黑端是 N 極），標出通電螺線管的 N、
S 極、電流方向和電源的正、負極。
在圖 2 中根據小磁針靜止時的指向標出磁感線的方向和電源的正負極。

圖 2 圖 3
根據電磁鐵間磁感線的方向完成以下要求：①標出小磁針的 N 極；②判斷甲電磁鐵電源的正負；
③畫出乙電磁鐵導線的纏繞方法。（圖 3）





題組訓練B 組
如圖所示是火警自動報警原理圖。發現火警時，將會發生下列變化：①溫度升高使雙層金屬片彎曲；② 接通觸點使工作電路中有電流通過；③電磁鐵有磁性；④銜鐵被吸下；⑤
接通觸點使控制電路中有電流通過；⑥紅燈亮、電鈴響，發出警報。這些變化的正確順序是（ ）
A．① ② ③ ④ ⑤ ⑥
B．① ⑤ ③ ④ ② ⑥
C．① ② ④ ③ ⑤ ⑥
D．① ⑤ ④ ③ ② ⑥
法國科學家阿爾貝? 費爾和德國彼得? 格林貝格爾由于發現了巨磁電阻
（GMR）效應，榮獲了 2007 年諾貝爾物理學獎，如圖是研究巨磁電阻特性的原理示意圖，實驗發現，閉合 S1、S2 后，當滑片 P 向左滑動的過程中， 指示燈明顯變亮，則下列說法正確的是（ ）
A．電磁鐵的右端為 S 極 B．電磁鐵的磁性減弱
C．巨磁電阻的阻值隨磁場的增強而增大 D．以上說法都不正確
如圖所示，當開關 S 閉合后，滑動變阻器的滑片向左移動時，下列說法正確的是（ ）
A．螺線管磁性減弱，彈簧變長 B．螺線管磁性減弱，彈簧變短
C．螺線管磁性增強，彈簧變長 D．螺線管磁性增強，彈簧變短
在研究電磁鐵時，小華連接了如圖所示的電路。若閉合開關，將滑動變阻器的滑片向左移動，可 能出現的情況是（ ）
電磁鐵 A 端為 S 極
電磁鐵的磁性減弱
小磁針 S 極指向上方
小磁針 N 極指向 B 端
某同學設計了如圖所示的裝置，為的是工作電路發生故障而斷開時，紅燈亮同時電鈴報警。故障排除后，綠燈亮，則（ ）
A．A 是綠燈
B．B 是綠燈
C．C 是綠燈
D．C 是電鈴
小金設計了一個如圖所示的線圈指南針，將它放入盛有食鹽水的水槽中（銅片和鋅片分別與線圈兩端相連后放入食鹽水構成了化學電池，銅片為正極，鋅片為負極），浮在液面上的線圈就能指示方向了。關于該裝置的分析錯誤的是（ ）
線圈周圍的磁場與條形磁鐵的磁場相似
線圈能夠指示方向是因為存在地磁場
利用該裝置可以判斷磁鐵的南北極
交換銅片和鋅片位置不會改變線圈的磁極
如圖是汽車啟動裝置原理圖對于這一裝置及其工作特點，下列說法中不正確的是（ ）
旋轉鑰匙能使電磁鐵所在電路工作





電磁鐵的工作電壓比電動機的工作電壓低
電磁鐵通電時，上端是 S 極下端是 N 極
電磁鐵通電時，吸引上方的銜鐵，使觸點 A 向右與 B 接觸
如圖所示為一臺非鐵性物質制成的天平。天平左盤中的 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，使電磁鐵對鐵塊 A 的吸引力大于鐵塊受到的重力，鐵塊 A 被吸起。當鐵塊 A 向上加速運動的過程中，下列判斷正確的是 （ ）
電磁鐵 B 的上端為 S 極，天平仍保持平衡
電磁鐵 B 的上端為 S 極，天平右盤下降
電磁鐵 B 的下端為 N 極，天平左盤下降
電磁鐵 B 的下端為 N 極，無法判斷天平的平衡狀態
玩具小船裝有電池和螺線管（有鐵芯）組成的閉合電路，如圖把小船按圖示的方向靜止在水面上，放開小船，閉合開關，船頭最后的指向是（ ）
向東
向南
向西
向北
如圖，甲是銅片，乙是小磁鐵，當開關 S 閉合后（ ）
甲將受到向左的排斥力
甲將受到向右的吸引力
乙將受到向右的排斥力
乙將受到向左的吸引力
如圖所示，在一圓環形導線的中央放置一個小磁針，通入如圖所示的電流時，下列說法中正確的是（ ）
小磁針的 N 極轉向紙內
小磁針的 N 極轉向紙外
小磁針保持不動
小磁針的 N 極在紙面內沿順時間方向轉動
如圖所示，是某小組同學研究“電磁鐵磁性強弱”的實驗電路圖。

要改變電磁鐵線圈中的電流大小，可通過 來實現；要判斷電磁鐵的磁性強弱，可觀察 來確定。
下表是該組同學所做實驗的記錄：

電磁鐵(線圈) 50 匝 100 匝
實驗次數 1 2 3 4 5 6
電流 / A 0.8 1.2 1.5 0.8 1.2 1.5
吸引鐵釘的最多數目 / （枚） 5 8 10 7 11 14



①比較實驗中的 1、2、3（或 4、5、6），可得出的結論是：電磁鐵的匝數一定時，通過電磁鐵線圈中的電流越大，電磁鐵的磁性 。
②比較實驗中的 ，可得出的結論是：電磁鐵線圈中的電流一定時，線圈匝數越多，電磁鐵磁性越強。
在與同學們交流討論時，另一組的一個同學提出一個問題：“當線圈中的電流和匝數一定時，電磁鐵的磁性強弱會不會還與線圈內的鐵芯大小有關？”
①你對此猜想是： ；
②現有大小不同的兩根鐵芯，利用本題電路說出你驗證猜想的方法：

在下圖中，標出通電螺線管的 N 極、S 極，并標上磁感線的方向。

如圖，當電路閉合時，欲使小磁針保持圖示狀態，請你在圖中右邊線圈畫

電磁起重機

特別提醒：
直線電流的磁場方向總與導線相互垂直。通電螺線管內部的磁場方向是從南極指向北極。

特別提醒：
研究影響通電螺線管的磁性強弱的因素的方法為控制變量法。在實驗設計時要注意控制實驗條件。分別研究電磁鐵磁性強弱與其中某一個因素的關系，最后進行歸納得出實驗結論。

特別提醒：
信息記錄的過程就是磁化的過程，所以計算機軟盤與硬盤不能靠近具有強磁場的磁體。

）

【例 1】如圖所示的奧斯特實驗說明了（
電流的周圍存在著磁場
電流在磁場中會受到力的作用
導線做切割磁感線運動時會產生電流
小磁針在沒有磁場時也會轉動

【例 2】關于通電直導線周圍磁場的磁感線分布，下列示意圖中正確的是（ ）

小明對調電源正負極重新實驗，發現小磁針靜止時 N 極指向都與原來相反，這說明通電螺線管的磁場
方向與 有關；
（2）如果要探究“通電螺線管磁場強弱與電流大小的關系”，應在圖（a）所示電路的基礎上做怎樣的改 進？ 。

磁體的磁場十分相似，后來，

（1）觀察圖（a）和（b）發現，通電螺線管外部的磁場分布與

【例 3】如圖（a）所示是“探究通電螺線管外部磁場特點”的實驗，小明將許多小磁針放在螺線管周圍
的不同位置，接通電路后觀察各小磁針靜止時的指向（小磁針上涂黑的是 N 極），然后根據小磁針指向，畫出了螺線管周圍的磁感線，如圖（b）所示：

【例 4】如圖所示，通電螺線管內有一在磁場力作用下面處于靜止的小磁針，磁針 N 極指向螺線管 P 端， 則（ ）
螺線管的 P 端為 N 極，a 接電源的正極
螺線管的 P 端為 N 極，a 接電源的負極
螺線管的 P 端為 S 極，a 接電源的正極
螺線管的 P 端為 S 極，a 接電源的負極

【例 5】如圖所示，是一個實驗小組在探究“影響電磁鐵磁性強弱的因素”時所設計的實驗電路及實驗過程，實驗前，他們做了如下猜想：
電磁鐵磁性的有無可能跟有無電流有關；
電磁鐵磁性的強弱可能跟電流大小有關；
電磁鐵磁性的強弱還可能跟線圈匝數有關；

）

【例 6】如圖是直流電鈴的原理圖，關于電鈴工作時的說法不正確的是（
電流通過電磁鐵時，電磁鐵有磁性且 A 端為 N 極
電磁鐵吸引銜鐵，彈性片發生形變具有彈性勢能
小錘擊打鈴碗發出聲音，是由于鈴碗發生了振動
小錘擊打鈴碗時，電磁鐵仍具有磁性

）

【例 7】如圖是一種水位自動報警器的原理示意圖，當水位升高到金屬塊 A 時（
紅燈滅、綠燈亮
紅燈亮、綠燈滅
紅燈亮、綠燈亮
紅燈滅、綠燈滅

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