(共18张PPT)
第二十章 电与磁
第3节 电磁铁 电磁继电器
了解电磁铁在生产生活中的应用。
预习课本P157～159内容，回答以下问题。
问：请运用力学和电磁学的知识解释磁悬浮列车是如何高速运行的。
答： 通电后磁悬浮列车的下方和轨道的上方形成同名磁极，因为同名磁极相互排斥，使列车和轨道之间彼此分离减小摩擦力，列车在推动力的作用下高速行驶。
通电后磁悬浮列车的下方和轨道的上方形成同名磁极，因为同名
磁极相互排斥，使列车和轨道之间彼此分离减小摩擦力，列车在推动力
的作用下高速行驶。
1. 电磁铁
（1）内容：把一根导线绕成螺线管，在螺线管内插入 铁芯 。
（2）作用：磁性的有无由电路的通断来控制（有电流通过时有 磁）。
2. 电磁铁的磁性
（1）影响因素：①线圈匝数一定时， 电流 越大，电磁铁的磁性越强；②电流一定时，外形相同的螺线管，线圈匝数越 多 ，电磁铁的
磁性越强。
（2）应用：电冰箱的磁吸门、洗衣机的阀门、电磁起重机、电铃、电话、磁悬浮列车等。
铁芯
磁性
电流
多
3. 电磁继电器
（1）继电器是通过低电压、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。电磁继电器就是利用 电磁铁 来控制工作电路的一种开关。
（2）结构（如图所示）：由电磁铁、衔铁、弹簧、触点组成。
电磁铁
（3）D、E端接 低 压电路，当D、E间电路接通时，线圈中出现电流，电磁铁把衔铁吸下，从而使 B、C 间电路接通；当D、E间电路断开时，衔铁会在弹簧的作用下离开电磁铁，从而使 A、B 间电路接通。这样就实现了由D、E间电路控制A、B或B、C间电路。
低
B、C
A、B
考点一 电磁铁
【例1】如图所示是小刚自制的电磁铁，它能吸引曲别针是因为电流具有 磁 效应。他想让电磁铁吸引更多的曲别针，可以采用 增大 电流的方法来实现。
磁
增大
方法点拨：
1. 电磁铁的构造：内部插有铁芯的通电螺线管。
2. 电磁铁的原理：电流的磁效应。
3. 铁芯的作用是增强磁性，由于铁芯在磁场中被磁化，铁芯的磁场和通电螺线管的磁场叠加，使电磁铁的磁性增强。铁芯通常选用“软磁体”，即易磁化、易消磁的材质。
考点二 电磁铁磁性强弱的影响因素
【例2】（科学探究）小明在做“探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关”的实验时，作出了如下猜想：
猜想A：电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性；
猜想B：通电的电磁铁的磁性大小与线圈的匝数多少有关；
猜想C：通电的电磁铁的磁性大小与电流大小有关。
为了验证上述猜想是否正确，小明设计了以下实验方案：用漆包线在大铁钉上绕制若干圈，制成简单的电磁铁。实验中观察到的现象如图甲、乙、丙、丁所示，请你完成如下填空：
（1）通过观察电磁铁吸引大头针数目的多少，来判断它的 磁性强 。
（2）通过比较 乙、丙 两种现象，可以验证猜想C是正确的。
（3）根据图丁可以得出的结论是：电流一定时， 线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强 。
磁性强弱
乙、丙
线圈的匝数越多，电
磁铁的磁性越强
方法点拨：
1. 电磁铁磁性强弱的影响因素：线圈匝数多少、电流大小。
（1）当电流大小一定时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强。
（2）当线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，磁性越强。
2. 实验中用到的方法：
（1）转换法：电磁铁的磁性强弱无法直接观察，通过它吸引大头针的多少来判断，这里用到的是转换法。
（2）控制变量法：电磁铁的磁性强弱和多个因素有关，在探究中要采用控制变量法。
考点三 电磁继电器
【例3】小宇学习了电磁铁与自动控制后，想设计一种自动防盗报警器。原理是在家门口设置一种装置，深夜启动报警器，当人进入家中踩中踏板时，自动报警器的电铃发出警报，无人踩踏板时绿灯亮。请你根据这一原理，帮助小宇用笔画线代替导线，将图中的电路连接完整。
【例4】（RJ素材）如图所示是某科技小组设计的一种温度自动控制报警装置，当温度达到90 ℃时，电磁铁 有 （选填“有”或“无”）磁性，同时 红 灯亮。电磁继电器相当于电路中的 开关 。
有
红
开关
方法点拨：
1. 电磁继电器的构成：由电磁铁、衔铁、弹簧片、触点（静触点、动触点）组成，其工作时的电路由低压控制电路和高压工作电路两部分构成。低压控制电路由电磁铁、低压电源和开关组成；工作电路由机器（电动机等）、高压电源、电磁继电器的触点部分组成。
2. 特性：电磁继电器可以实现远距离控制和自动化控制。
3. 工作原理分析：只要在线圈中流过一定的电流，从而产生磁效应，衔铁就会在磁场的作用下克服弹簧的弹力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点吸合。当线圈断电后，磁场也随之消失，衔铁就会在弹簧的弹力作用下返回原来的位置，使动触点与原来的静触点吸合。
考点一 电磁铁
1. 电磁铁因其磁性的可控性被广泛应用于各种设备中，如电磁起重机。下列关于电磁铁及其应用的说法中，正确的是（ D ）
A. 电磁起重机中的电磁铁，其铁芯可以用轻便的铝棒代替以减轻重量
B. 为了在断电时也能吸住重物，电磁起重机最好使用永磁铁作为核心磁体
C. 电磁铁磁性的有无不仅取决于电流是否通过，还与电流的方向密切相关
D. 电磁起重机利用电磁铁的原理，通电时产生磁性吸起铁质重物，断电时磁性消失放下重物
D
考点二 电磁铁磁性强弱的影响因素
2. 如图是“探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关”的实验电路。闭合开关S，下列说法正确的是（ C ）
A. 乙电磁铁的下端是S极
B. 大头针的下端散开是因为异名磁极相互排斥
C. 向左移动滑动变阻器的滑片，甲、乙吸引大头针的数量均会增多
D. 比较甲、乙吸引大头针的数量可得出电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系
C
考点三 电磁继电器
3. 某种指纹锁原理如图所示，S是指纹开关，电磁继电器中K是轻质弹簧，L是电磁铁，A是带有固定磁极的锁，图中为锁定状态。当指纹匹配时，开关S闭合，门锁打开。下列说法正确的是（ C ）
A. A的左端是S极
B. 闭合开关后，电磁铁L上端是N极
C. 红灯与电磁铁P是串联的
D. 若红灯灯丝烧断，闭合开关后，门锁仍可打开
C(共10张PPT)
第二十章 电与磁
精讲专题 电与磁现象分析
（第二十章）
类型1 磁极间的相互作用
解题思路：
1. 理解电磁学相关知识点：①磁极间的相互作用（同名磁极 相互排斥 ，异名磁极 相互吸引 ）；②电生磁（电流的磁效应）；③电动机原理（通电导线在磁场中受到 力 的作用）；④电磁感应（闭合电路的一部分导体在磁场中做 切割磁感线 运动时，导体中就产生感应电流）。
相互排
斥
相互吸引
力
切割磁感线
2. 判断题目中的实例考查了哪一个对应的知识点，结合知识点进行分析。
【例1】如图所示，在两个靠得较近的小车上分别放一块磁体，松手后，两个小车将 远离 （选填“靠近”或“远离”），这个现象可用同名磁极相互 排斥 （选填“排斥”或“吸引”）来解释。
远离
排斥
【例2】如图所示的实验中，用来探究磁体磁极之间相互作用规律的实验是（ A ）
A
类型2 电磁铁 电磁继电器
【例3】（跨学科·生物）医生给心脏疾病患者做手术时，往往用“人工心脏泵”来代替心脏，以推动血液循环。人工心脏泵中装有电磁铁，电磁铁工作时利用的是（ B ）
A. 磁体周围存在磁场 B. 电流的磁效应
C. 磁场对电流的作用 D. 磁极间的相互作用
B
【例4】如图所示，下列说法正确的是（ B ）
A. 图甲：若改变导线中的电流方向，则小磁针的偏转方向不会改变
B. 图乙：闭合开关，小磁针静止时右端是S极
C. 图丙：实验现象说明电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的多少无关
D. 图丁：闭合开关S，则灯泡不亮，电铃响
B
类型3 电动机
【例5】以下实验装置中能用来解释电动机工作原理的是（ C ）
C
【例6】（2024·内蒙古）以下关于电与磁的描述正确的是（ D ）
A. 如图甲，当闭合开关S后电路中的红灯亮
B. 如图乙，小磁针发生偏转是电磁感应现象
C. 图丙所示实验与电动机工作原理相同
D. 图丁所示实验与扬声器工作原理相同
D
类型4 电磁感应 发电机
【例7】（跨学科·物理与日常生活）如图所示是一款自发电的运动手环。走路时，手环随着手臂运动，手环就会显示步数。它的工作原理是（ D ）
D
A. 电流的磁效应
B. 欧姆定律
C. 焦耳定律
D. 电磁感应
【例8】下列电与磁相关实验的装置图中，与发电机工作原理相同的是（ B ）
B(共25张PPT)
第二十章 电与磁
第1节 磁现象 磁场
1 通过实验，认识磁场。
2知道地磁场。
预习课本P147～150内容，回答以下问题。
问：有一种叫“兄弟俩”的擦玻璃装置，它的好处之一是可以站在玻璃的一侧同时擦玻璃的两面，好处之二是高楼层居民在室内也可以擦到外侧的玻璃，避免发生危险。那么“兄弟俩”擦玻璃的原理是什么呢？
答： “兄弟俩”实际是两块磁体，使用时由于异名磁极相互吸引，内侧的磁体移动，外侧的磁体也会随着移动。
“兄弟俩”实际是两块磁体，使用时由于异名磁极相互吸引，内
侧的磁体移动，外侧的磁体也会随着移动。
1. 磁现象
（1）磁体能够吸引 铁 、 钴 、 镍 等物质。
（2）磁体的分类
①按照磁性保存的时间，可分为永久磁体（也叫硬磁体）和非永久磁体（也叫软磁体）；
②按照磁体的形状，可分为条形磁体和蹄形磁体（也叫U形磁体）等。
铁
钴
镍
（3）磁极：磁体的吸引能力最强的两个部位。能够自由转动的磁体，静止时指南的那个磁极叫作 南（或S） 极，指北的那个磁极叫作 北（或N） 极。磁体中间部分的磁性几乎为零。
（4）磁极间相互作用的规律：同名磁极 相互排斥 ，异名磁极 相互吸引 。
（5）磁化：一些物体在磁体或电流的作用下会获得 磁性 。
南（或S）
北
（或N）
相互排斥
相互
吸引
磁性
2. 磁场
（1）定义：磁体的周围存在一种能使小磁针偏转的物质，它看不见、摸不着，但真实存在。
（2）磁场的方向：物理学中把小磁针静止时 北（或N） 极所指的方向规定为该点磁场的方向。
（3）磁感线：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。
北（或N）
（4）如图所示，用磁感线描述的条形磁体和蹄形磁体的磁场。在用磁感线描述磁场时，磁体外部的磁感线都是从磁体的 北（或N） 极出发，回到 南（或S） 极的。
北（或N）
南（或S）
3. 地磁场
（1）定义：地球周围存在着磁场（其形状与 条形磁体 的磁场相似）。
（2）如图所示，地理的两极和地磁场的两极并不重合，磁针所指的南北方向与地理的南北方向略有偏离。世界上最早记述这一现象的人是我国宋代学者 沈括 。
条形磁体
沈括
（3）有些动物能感觉到磁场：如绿海龟、
鸽子能利用 地磁场 进行导航。
地磁场
考点一 磁现象
【例1】有一堆铁粉和一堆铅粉，用两根完全相同的磁铁分别插入其中，提起后的情况如图所示，则甲和乙中，属于铅粉的是 乙 。
乙
【例2】有三根外形完全相同的铁棒，把它们相互靠近时情形如图所示（铁棒不能自由转动），铁棒甲 一定 （选填“一定”或“可能”）具有磁性，铁棒丙 可能 （选填“一定”或“可能”）有磁性。
一定
可能
方法点拨：
判断物体是否具有磁性
考点二 磁场和磁感线
【例3】圆纸盒内藏着一个条形磁体，在盒子周围放置一些小磁针（小磁针涂黑的一端为N极），这些小磁针静止时的指向如图所示，则下列能正确反映盒中条形磁铁放置的情况的是（ A ）
A
【例4】某一磁体周围磁场的部分磁感线分布情况如图所示。下列说法中正确的是（ B ）
A. 由P到Q磁场越来越弱
B. a点与b点磁场方向不相同
C. a点磁场强度比b点磁场强度强一些
D. a点与b点的磁场强度相同
B
【例5】（科学思维）下列有关磁场和磁感线的说法正确的是 BDF （填字母）。
A. 磁场是真实存在的，磁感线也是真实存在的
B. 小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向
C. 磁场的方向是由放在该点的小磁针的指向决定的
D. 磁感线可以描述磁场的方向和分布情况
E. 磁感线都是从磁体的N极出发回到S极的
F. 磁感线越密集的地方磁场越强
BDF
方法点拨：
1. 磁场是一种特殊的物质，它看不见，摸不着，但它是真实存在的；磁感线不是真实存在的，它是人们为了描述磁场而假想的，与光线类似。
2. 物理学中规定小磁针静止时N极所指的方向就是该点磁场的方向，也是该点磁感线的方向，但磁场方向不由小磁针决定。
3. 磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发回到S极的，内部是从磁体的S极出发回到N极的，与闭合电路中的电流流向类似。
考点三 地磁场
【例6】关于地磁场，下列说法正确的是（ C ）
C
A. 地球本身是一个巨大的磁体，周围存在磁感线
B. 地磁场的磁感线从S极出发，回到N极
C. 地磁场的磁极与地理两极稍微有点偏离，最早发现这一现象的人是宋代学者沈括
D. 位于地球表面的能在水平面内自由转动的小磁针静止时，其N极指向地磁北极
方法点拨：
1. 地球是一个大磁体，地球周围存在的磁场叫地磁场。
2. 地磁场的南北极与地理南北极相反，且不重合。地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。
考点一 磁现象
1. 两根完全相同的铁块A和B，按照图甲所示的方法放置时，铁块B被吸住掉不下来；按照图乙所示的方式放置时，铁块A不能被吸住而掉下来，此现象说明（ D ）
A. A、B都是磁体
B. A、B都不是磁体
C. A是磁体，B不是磁体
D. A不是磁体，B是磁体
D
第1题图
2. 如图所示，把条形磁体A悬挂起来，用条形磁体B靠近它，发现条形磁体A被推开。这是由于（ B ）
A. 同名磁极相互吸引 B. 同名磁极相互排斥
C. 异名磁极相互吸引 D. 异名磁极相互排斥
第2题图
B
3. 放在条形磁体周围的小磁针静止时如图所示，三个小磁针的N极和一个小磁针的S极被涂黑，则S极被涂黑的小磁针是（ A ）
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
第3题图
A
考点二 磁场和磁感线
4. 下列关于磁场的描述，正确的是（ D ）
A. 磁场是由无数条磁感线组成的
B. 地理南、北极与地磁S、N极完全重合
C. 小磁针静止时，S极的指向与该点磁场方向相同
D. 磁场看不见摸不着，但是可以借助小磁针感知它的存在
D
5. （1）如图甲所示，小磁针在条形磁体的作用下处于静止状态，请标出小磁针的N极和条形磁体磁感线的方向。
（2）图乙中画出了两个磁极间的磁感线。请在括号里用符号分别标出磁体和小磁针的磁极。
考点三 地磁场
6. （2024·广西）在研究地磁场方向时，如图所示，发现司南的长柄静止时总是指向南方，则长柄相当于指南针的 南 极。我国宋代学者沈括最早记述了地理的两极和地磁场的两极 不重合 （选填“重合”或“不重合”）的现象。
南
不重合 (共21张PPT)
第二十章 电与磁
第6节 磁生电
1 探究并了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
2 了解电磁感应在生产生活中的应用。
预习课本P167～170内容，回答以下问题。
问：如图是动圈式话筒构造示意图，膜片与线圈相连，线圈两端的导线接入扩音机。对着话筒说话时，线圈中会产生电流。请解释这一现象。
答： 对着话筒说话，声音通过空气传递到膜片，使膜片振动；与膜片相连的线圈也跟着一起振动；线圈是闭合电路的部分导体，振动时做切割磁感线运动，线圈中就产生电流。
对着话筒说话，声音通过空气传递到膜片，使膜片振动；与膜片
相连的线圈也跟着一起振动；线圈是闭合电路的部分导体，振动时做切
割磁感线运动，线圈中就产生电流。
1. 磁生电
（1）英国物理学家 法拉第 在10年中做了多次探索，1831年终于取得突破，发现了利用磁场产生 电流 的条件和规律。法拉第的发现，进一步揭示了电现象和磁现象之间的联系。根据这个发现，人们后来发明了 发电机 ，使人类大规模用电成为可能，开辟了电气化的时代。
法拉第
电流
发电机
（2）电磁感应（如图甲所示）：闭合电路的一部分导体在磁场中做 切割磁感线 运动时，导体中就产生感应电流。
（3）感应电流的方向与磁场的方向和导体切割磁感线运动的方向有关，感应电流的大小与导体切割磁感线运动的速度和磁场的强弱及导体的电阻有关。
切
割磁感线
2. 发电机
（1）原理： 电磁感应 。发电机工作过程中将 机械能 转化为电能。
（2）结构（如图乙所示）：发电机由 转子 和 定子 组成，为了把发电机中产生的电流输送给用电器，还要用 铜环 （如C、D）和 电刷 （如A、B）将线圈和用电器连接起来。
电磁感应
机械能
转子
定子
铜环
电
刷
3. 交流电和直流电
（1）直流电流（简称直流）：方向不改变的电流。
（2）交变电流（简称 交流 ）：方向周期性变化的电流。
①交变电流的频率在数值上等于电流在每秒内周期性变化的 次数 ，单位是赫兹。简称赫，符号是Hz；
②我国电网以交流供电，频率为 50 Hz ，家庭电路的电压为 220V。
交流
次数
50 Hz
220
考点一 电磁感应（探究感应电流产生的条件）
【例1】如图所示，小明用线圈、条形磁体和灵敏电流计来验证电磁感应现象，下列不．能．使灵敏电流计指针发生偏转的操作是（ D ）
A. 线圈不动，磁体快速向上
B. 线圈不动，磁体快速向下
C. 磁体不动，线圈快速向上
D. 线圈和磁体同时同速向上
D
【例2】（科学探究）如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置，表中记录的是实验过程及现象。
序号 导体ab运动方向 电流计指针偏转情况
1 向前 不偏转
2 向后 不偏转
3 向左 向右偏转
4 向右 向左偏转
5 向上 不偏转
6 向下 不偏转
（1）实验通过观察 电流计的指针是否发生偏转 来判断电路中是否有感应电流。
电流计的指针是否发生偏转
（2）分析表中的实验过程及现象可知，闭合电路的一部分导体在磁场中做 切割磁感线 运动时，电路中就会产生感应电流。
（3）让导体ab自左上向右下运动，电流计指针 向左偏转 （选填“不偏转”“向右偏转”或“向左偏转”）。
（4）要使感应电流方向发生改变，可采取的措施是 保持磁场不变，只改变导体做切割磁感线运动的方向（或保持导体运动的方向不变，改变磁场的方向） 。（写出一种即可）
切割磁感线
向左偏转
保持磁场不变，只
改变导体做切割磁感线运动的方向（或保持导体运动的方向不变，改变
磁场的方向）
（5）从能量转化的角度分析，感应电流产生的过程中 机械能 转化为电能。
（6）如果利用本实验装置，将电流计换成 电源 ，则可以探究磁场对通电导体的作用。
机械能
电源
方法点拨：
1. 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流。
2. 在“探究磁场对通电导体的作用”（电动机的工作原理）的实验中，电能转化为机械能，由此可知，我们需要在原电路中添加电源，即将灵敏电流计换成电源（电池）。
考点二 发电机的工作原理
【例3】1820年奥斯特发现电流磁效应。1831年法拉第发现磁可以生电，其原理如图，当导体棒ab切割磁感线时，可以看到电流计指针发生偏转，利用这一原理，可以制成（ C ）
C
A. 电热器
B. 电磁起重机
C. 发电机
D. 电动机
方法点拨：
发电机与电动机相对比，电动机的工作装置中要有电源，消耗电能获得机械能；发电机的工作装置中没有电源，发电机本身就是电源，消耗机械能获得电能。
考点三 电磁感应的应用
【例4】甲、乙分别是动圈式话筒与动圈式扬声器的内部构造原理图，其中（ D ）
D
A. 话筒将电信号转化为声信号
B. 话筒和电铃的工作原理相似
C. 扬声器是利用电流的磁效应原理工作的
D. 扬声器是利用磁场对通电导体的作用工作的
方法点拨：
话筒把声信号转化为电信号，扬声器把电信号转化为声信号；话筒中机械能转化为电能，扬声器中电能转化为机械能；话筒利用电磁感应现象原理，扬声器的原理是通电导体在磁场中受力的作用。
考点一 电磁感应（探究感应电流产生的条件）
1. 图中的a表示垂直于纸面的一段导线，它是闭合电路的一部分，当a在下列磁场中沿图中所示方向运动时，不．会．产生感应电流的是（ D ）
D
考点二 发电机的工作原理
2. （RJ素材）如图所示，手摇发电机是利用 电磁感应 原理来发电的，在发电时将 机械 能转化为电能。
电磁感应
机械
考点三 电磁感应的应用
3. 某个LED发光的颜色与通过其电流方向的关系如图甲。
（1）该LED在两次实验中发光情况如图乙所示，两次实验线圈均在转动，线圈1顺时针转动，由此可知线圈2 顺时针 （选填“顺时针”或“逆时针”）转动。
顺时针
（2）如图丙所示，导体棒a与该LED相连；在某磁场中，使a垂直于纸面左右往复运动（虚线为运动轨迹），LED交替发出红、黄光，则该过程a中电流方向 变化 （选填“不变”或“变化”），该磁场可能的分布包括图丁中哪些选项？ ①③④ （填序号）。
变化
①③④
3. 某个LED发光的颜色与通过其电流方向的关系如图甲。(共14张PPT)
第二十章 电与磁
微专题11 电磁作图
类型1 磁体的磁极和磁感线方向的判断
相关知识点
1. 磁感线的方向：在磁体外部，磁感线从N极出发，回到S极。
2. 小磁针的磁极：由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引即可推断出小磁针的磁极。
【例1】如图所示，小磁针在条形磁体的作用下处于静止状态，请标出图中A点磁感线的方向和小磁针的磁极。
【例2】两磁体中间的小磁针静止时所指的方向如图所示，请在括号中标出右侧磁体的磁极，并标出图中A点磁感线的方向。
【例3】根据图中磁铁的极性，请标出A点处磁感线的方向以及小磁针的N极。
【例4】请在图中用箭头标出蹄形磁体a点处的磁感线方向。
【例5】地球是一个天然的大磁体，类似条形磁铁，如图所示，请在图中标出小磁针静止时上端的磁极以及在图中括号内处标出地磁场的磁极，并用箭头标出P点的磁感线方向。标注时要求磁极均用“N”或“S”表示。
类型2 通电螺线管的电流方向和磁场方向
相关知识点
1. 安培定则（右手螺旋定则）：如图所示，用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则拇指所指的那端就是螺线管的北（或N）极。
2. 同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
【例6】在图中括号内标出通电螺线管的极性。
【例7】请在图中括号里标出小磁针的N、S极和电源的“＋”“－”极。
【例8】根据图中磁感线分布情况，标出C点的磁场方向并在括号内标出电源的“＋”极还是“－”极。
【例9】如图甲为一个磁悬浮地球仪，图乙是其内部结构示意图。开关闭合后，请在图乙中的括号内标出电源的正、负极以及电磁铁的N极。
【例10】如图所示，闭合开关S，条形磁体由静止向右运动，请在图中括号内标出电磁铁左端的极性（用“N”或“S”表示）和电源左端的极性（用“＋”或“－”表示）。
类型3 电磁继电器的电路连接
相关知识点
1. 电磁继电器由低压控制电路和高压工作电路两部分构成。
2. 用低电压控制高电压，可以实现远距离控制和自动控制。
【例11】超市里的电梯，有人乘坐时运行较快，无人乘坐时为了节能运行较慢。利用电磁继电器设计如图所示电路，其中R1是压敏电阻（受到压力时阻值较小，不受压力时阻值很大），R2是定值电阻。请按照题意用笔画线代替导线将工作电路连接完整，并在括号中标出电磁铁上端的极性。
【例12】如图是一种水位自动报警器的原理图。水位没有到达金属块A时，LED灯亮；水位到达金属块A时，警鸣器响。图中工作电路未连接完整，请用笔画线完成电路的连接。(共7张PPT)
第二十章 电与磁
第5节 跨学科实践：制作简易直流电动机
1 理解直流电动机的工作原理。
2 学会制作简易直流电动机。
要制作直流电动机，需要以下材料：漆包线（刷有绝缘漆的铜导线）、 强磁体 、电池等。
把一段粗漆包线绕成约3 cm×2 cm的矩形线圈，作为转子。从线圈的两端各拉出约2 cm的漆包线作为转轴。用硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板或电池盒上。两个支架分别与电池的两极相连。最后把线圈放在支架上，线圈下放一块强磁体作为定子。
强磁体
在上节的学习中，我们知道，如果没有 换向器 ，通电线圈在转到下半周时受到的力使线圈反向转动，线圈将不会持续转动。如果把这个反向转动的力去掉，也就是在线圈转动的上半周通电，下半周断电，线圈依靠惯性能否持续转动呢？
我们用小刀刮去线圈两端引线的漆皮，把左端 全部 刮掉，右端只刮 半周 。组装好电动机，给线圈通电并用手轻轻推动一下，线圈就会不停地转动了。
调试自己制作的简易电动机，让它更好地工作起来。
换向器
全部
半周
【例】如图为小明和小华同学制作的直流电动机模型。他们用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；用漆包线绕成矩形线圈，以线圈引线为轴，用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮；将线圈放在支架上，磁体放在线圈下，闭合开关且用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。
（1）线圈能够转动的原因是 通电线圈在磁场中受力转动 。
（2）将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周，其作用与直流电动机中的 换向器 作用相同。
（3）只改变 电流 方向或 磁场 方向，都可以改变线圈的转动方向。
（4）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不能转动，请你分析可能的原因是 磁体磁性太 弱 （或线圈恰好处于平衡。（写出一点即可）
通电线圈在磁场中受力转动
换向器
电流
磁场
磁体磁性太弱（或线圈恰好处于平衡位置）
（2024·广东）将自制的电动机接入电路，如图所示，其中支架A是 导体 （选填“导体”或“绝缘体”）。闭合开关，线圈开始转动，磁场对线圈 有 （选填“有”或“无”）作用力。仅调换磁体的磁极，线圈转动方向与原转动方向 相反 。
导
体
有
相反 (共13张PPT)
第二十章 电与磁
第二十章 电与磁 章末总结
0
重难点1 磁极间的相互作用
【例1】郑和下西洋是世界航海史上的壮举，其船队采用水罗盘判断方向，科技小组参照此技术自制了一个“树叶水罗盘”（如图）。他们用条形磁体将缝衣针磁化后，将其放在水中漂浮的一片树叶上，多次将树叶轻轻旋转，待其静止后发现树叶的尖端总是指向南方。则（ D ）
D
A. 盛水用的玻璃碗具有磁性
B. 树叶尖端指向地磁场的南极
C. “自制罗盘”周围存在磁感线
D. 缝衣针尖端是水罗盘的“S”极
【例2】中国正在研制的超级磁悬浮列车，采用真空管设计，未来的速度可达3 000 km/h。如图所示，磁悬浮列车是在车厢和铁轨上分别安放电磁铁，并使它们的磁极相互 吸引 （选填“排斥”或“吸引”），从而使列车从铁轨上“浮”起来，达到 减小 （选填“减小”或“增大”）阻力的目的。
吸引
减小
重难点2 安培定则的应用
【例3】人工心脏泵可短时间代替心脏工作，如图是该装置的示意图，磁体固定在左侧，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上（相当于一个电磁铁），活塞筒通过阀门与血管相通，阀门S1只能向外开启，S2只能向内开启，线圈中的电流从A流向B时，电磁铁左端是 S 极，血液会 流入 （选填“流入”或“流出”）活塞筒，该装置工作时，线圈AB中的电流方向 需要 （选填“需要”或“不需要”）改变。
S
流
入
需要
【例4】如图所示，根据图中小磁针静止时的指向，标出电源的“＋”“－”极及图中A点磁感线的方向。
重难点3 电磁铁的应用
【例5】下列装置中没有应用电磁铁的是（ C ）
A. 电话 B. 电铃
C. 电热器 D. 电磁继电器
C
重难点4 磁场对通电导线的作用
【例6】如图甲是我国自主设计建造的第2艘航空母舰——福建舰，配备了全球领先的电磁弹射装置。如图乙所示，电磁弹射装置的弹射车与战斗机前轮连接，并处于强磁场中。当弹射车内的导体通以强大电流时，战斗机就会受到强大的推力而向前弹射飞出。电磁弹射装置的工作原理是 磁场对通电导体有作用力 （选填“电磁感应”或“磁场对通电导体有作用力”）。
磁场对通电导体有作用力
重难点5 电磁感应
【例7】如图所示是小华用漆包线和磁体制作的一台发电机，制作时用刀片将线圈两端的漆全部刮掉，作为转动轴，用纸做一个小风车固定在转轴上，将转轴放在支架上，再将发电机与电流表相连。转动小风车，电流表指针左右偏转，电路中电流的方向 改变 （选填“改变”或“不变”），此过程中发电机将 机械 能转化为电能。若将电流表换成电池，线圈 不能 （选填“能”或“不能”）持续转动。
改变
机械
不能 (共21张PPT)
第二十章 电与磁
第2节 电生磁
1 通过实验，了解电流周围存在磁场。
2 探究并了解通电螺线管外部磁场的方向。
预习课本P152～155内容，回答以下问题。
问：如图所示，将一个螺线管沿东西方向水平悬挂起来，然后给螺线管通电，螺线管静止后会指示南北方向。请你解释这种现象。
答： 通电螺线管周围存在磁场，通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似，地球的周围也存在磁场，在地磁场的作用下，通电螺线管会指示南北方向。
通电螺线管周围存在磁场，通电螺线管外部的磁场与条形磁体的
磁场相似，地球的周围也存在磁场，在地磁场的作用下，通电螺线管会
指示南北方向。
1. 电流的磁效应
（1）1820年，丹麦物理学家 奥斯特 首次发现了电现象和磁现象的相互联系，证实了电流周围存在着 磁场 。
（2）通电导线周围存在与 电流方向 有关的磁场，这种现象叫作电流的 磁效应 。
奥斯特
磁场
电流方向
磁效应
2. 通电螺线管的磁场
（1）螺线管（也叫线圈）：把导线绕在圆筒上，各圈导线产生的磁场叠加在一起，磁场就会强得多。
（2）实验表明：通电螺线管外部的磁场与 条形 磁体的磁场相似。
（3）通电螺线管的极性（即N极与S极）与螺线管中 电流 的方向有关。
条形
电流
3. 安培定则（右手螺旋定则）
内容：如图所示，用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中 电流的方向 ，则拇指所指的那端就是螺线管的 北（或N）极 。
电流的方
向
北（或N）极
考点一 电流的磁效应
【例1】（科学探究）如图是“奥斯特实验”的内容。
（1）观察比较甲、乙两图的现象可知，通电导线周围存在 磁场 。
（2）观察比较甲、丙两图的现象可知， 电流方向 改变会引起磁场方向改变。
磁场
电流方向
（3）若移走图甲中的小磁针，则通电导线周围 存在 （选填“存在”或“不存在”）磁场。
存在
方法点拨：
奥斯特实验说明：通电导线周围存在磁场，且磁场方向和电流方向有关。这一现象叫电流的磁效应，也就是俗称的“电生磁”。
考点二 探究通电螺线管外部磁场的方向
【例2】（科学探究）如图是“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验。
（1）在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撒满铁屑，闭合开关后 轻敲 玻璃板，观察到铁屑的排列如图甲所示，说明通电螺线管外部的磁场分布与 条形 磁体的磁场分布相似。
（2）实验中 不可以 （选填“可以”或“不可以”）用铜屑代替铁屑显示磁场分布。
轻敲
条形
不可以
（3）如图乙所示，把小磁针放到螺线管四周不同位置，螺线管通电后记录小磁针 N 极的方向，这个方向就是该点的磁场方向。
（4）接下来断开开关，对调电源的正、负极，闭合开关后，观察小磁针的指向。此时是想要探究通电螺线管的极性与 电流方向 的关系。
N
电流方向
（5）下列探究方法与甲图实验相同的是 B （填字母）。
A. 通过测100张纸的厚度来计算1张纸的厚度
B. 人们通过探究墨水的扩散现象认识分子的运动情况
C. 探究电流与电压的关系时，控制电阻不变
D. 学习电压时，我们可以通过对比水压来认识它
B
考点三 安培定则
【例3】下列对于通电螺线管极性的标注正确的是（ B ）
B
【例4】如图所示，请在图中画出通电螺线管中的电流方向和它外部磁感线B点的方向。
【例5】如图所示，请根据通电螺线管周围小磁针静止时N极的指向，在括号内用“＋”“－”标出电源的正、负极。
方法点拨：
安培定则的应用
1. 已知电流方向判断通电螺线管的磁极
2. 已知磁感线方向或小磁针N极的指向，判断通电螺线管中电流的方向
3. 已知通电螺线管的N、S极以及电源的正、负极，判断螺线管的绕线方式
考点一 电流的磁效应
1. 如图所示，在指向南北方向的小磁针上方平行地放一根直导线。闭合开关，原来静止的小磁针发生转动。下列分析正确的是（ A ）
A. 小磁针发生转动，说明通电导线周围存在磁场
B. 小磁针发生转动，说明通电导线周围存在磁感线
C. 通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定
D. 改变电池正、负极，小磁针转动的方向不变
A
2. 如图所示，桌面上有一枚转动灵活的小磁针，静止时，小磁针 S 极指南。当导线与电池触接时，小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在 磁场 ；断开电路，小磁针 会 （选填“会”或“不会”）回到原来位置。
S
磁场
会
考点二 探究通电螺线管外部磁场的方向
3. 小明自制了一个带有电磁铁的木船模型（如图所示）。将它放入水中漂浮，船头指向东。闭合开关S，电磁铁的A端为 S 极。电磁铁由于受到地磁场的作用，船头会指向 北 方。
S
北
考点三 安培定则
4. 通电螺线管的极性跟电流的方向有关系，可以用安培定则来判断，如图甲。单匝线圈的极性与电流方向的关系也符合安培定则，如图乙，则小磁针左侧是 S （选填“N”或“S”）极。把两个线圈A和B挂在水平光滑的绝缘杆MN上，如图丙，当两线圈通入方向相同的电流时，A、B两线圈之间的距离将 变小 （选填“变大”“变小”或“不变”），你判断的依据是 根据安培定则，线圈A的右侧为N极，线圈B的左侧为S极，异名磁极相互吸引 。
S
变小
根据安培定则，线圈A的右侧为N极，线圈B的左侧为S
极，异名磁极相互吸引
5. 如图所示的电路，闭合开关，小磁针静止在图中位置，请在括号中标出：
（1）电源“＋”或“－”极；
（2）左侧电磁铁上端磁极；
（3）小磁针静止时右端磁极。(共18张PPT)
第二十章 电与磁
第4节 电动机
通过实验，了解通电导线在磁场中会受到力的作用，并知道力的方向与哪些因素有关。
预习课本P161～164内容，回答以下问题。
问：如图为实验室所用电流表的内部结构示意图。当正确接入电路，有电流通过线圈时，线圈会带动指针顺时针偏转；若接线柱接反，电流通过线圈时，指针会反向偏转，无法读数。这是为什么呢？
答： 因为通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向、磁场方向都有关。在磁场方向不变时，改变电流方向会改变通电线圈的受力方向。当正确接入电路，有电流通过线圈时，线圈会带动指针顺时针偏转，此时刻度盘可以读数；当接线柱接反，电流通过线圈时，指针会逆时针偏转，此时指针反偏，不能读数。
因为通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向、磁场方向都有
关。在磁场方向不变时，改变电流方向会改变通电线圈的受力方向。当
正确接入电路，有电流通过线圈时，线圈会带动指针顺时针偏转，此时
刻度盘可以读数；当接线柱接反，电流通过线圈时，指针会逆时针偏
转，此时指针反偏，不能读数。
1. 磁场对通电导线的作用
（1）通电导线周围存在 磁场 ，因此通电导线相当于一个磁体。
（2）实验表明：通电导线在磁场中要受到 力 的作用，力的方向跟 电流的方向 、 磁场的方向 都有关系。当电流的方向或者磁场的方向相反时，通电导线受力的方向 相反 。
磁场
力
电流的方向
磁场的方向
相反
2. 电动机的基本构造
（1）电动机由两部分组成：能够转动的 线圈 （转子）和固定不动的 磁体 （定子）。
（2）原理：通电线圈在磁场中受力转动。电动机工作过程中将电能大部分转化为 机械能 。
线圈
磁体
机械能
（3）换向器的结构（如图甲所示）：两个铜半环E和F跟 线圈 两端相连，可随线圈一起转动；两个电刷A和B分别与铜半环接触，使电源和线圈组成闭合回路。
线圈
（4）换向器的作用：当线圈转过平衡位置时，自动改变线圈中 电流 的方向，使线圈持续转动。
电流
（5）应用：电风扇、洗衣机、电吹风、电动玩具等。
（6）扬声器（如图乙所示）是把电信号转换成 声信号 的一种装置。它主要由固定的永久磁体、 线圈 和锥形纸盆构成。由于通过线圈的电流是交变电流，它的方向不断变化， 线圈 就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。
声信号
线圈
线圈
考点一 磁场对通电导线的作用
【例1】如图是“探究通电导体在磁场中受力与什么因素有关”的实验装置。
（1）为了使实验顺利进行，导体棒ab应选用 铜棒 （选填“铁棒”或“铜棒”）。
铜棒
（2）如图所示，将导体ab置于蹄形磁体的两极之间，闭合开关，导体ab向右运动，说明磁场对 通电 导体有力的作用。
（3）仅将图中磁体的N、S极对调，闭合开关，导体ab向左运动，说明导体在磁场中的受力方向与 磁场方向 有关；仅将图中电源的正、负极对调，导体ab向左运动，说明导体ab在磁场中的受力方向与 电流方向 有关，这一过程中电能主要转化为 机械 能。
通电
磁场方向
电流方
向
机械
方法点拨：
磁场对通电导体有力的作用，其作用方向与电流的方向、磁场的方向有关。
考点二 电动机的工作原理
【例2】（1）如图甲所示，闭合开关，ab边中电流方向是从a至b，此时ab边受到磁场对它竖直向上的力，使线圈顺时针转动，当线圈转至如图乙所示的位置时，ab边中电流方向 不会 （选填“会”或“不会”）发生改变，此时ab边所受力的方向不变，力会阻碍线圈继续顺时针转动。
不会
（2）为使线圈能持续转动，在图甲所示结构的基础上加上两个铜半环，用电刷与铜半环接触，如图丙所示。当线圈转至图丙所示的位置时，电流方向从a至b，ab边所受磁场对它作用力方向竖直向上，线圈转至图丁所示的位置时，ab边中电流方向从 b至a ，ab边所受力的方向 竖直向下 ，从而使得线圈能够持续转动，所加的这个结构称为 换向 。
b至a
竖直
向下
换向器
方法点拨：
1. 电动机的作用：把电能转化为机械能。
2. 换向器的作用：改变线圈中的电流方向，使线圈得以持续转动。
考点一 磁场对通电导线的作用
1. 如图是电流表的内部结构示意图，线圈在磁场中，指针与线圈相连。当线圈中有电流通过时，指针会偏转，其原理是 通电导体 在磁场中受到力的作用，和 电动机 （选填“电动机”或“电磁铁”）的工作原理相同，如果线圈中的电流方向与原来相反，则指针偏转方向与原来 相反 。
通电导体
电动机
相反
考点二 电动机的工作原理
2. 如图为某电动机的原理图，EF、PQ为螺线管，abcd为电动机的线圈，OO'为转轴。闭合开关，从O点沿转轴观察，线圈顺时针转动，则（ C ）
A. 螺线管F端为N极，P端为N极
B. 螺线管F端为S极，P端为S极
C. 若将电源的正、负极对调，从O点沿转轴观察，线圈仍顺时针转动
D. 若将电源的正、负极对调，从O点沿转轴观察，线圈将逆时针转动
C
第2题图
3. （RJ素材）如图是一种动圈式耳机的内部结构示意图。当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时，音圈带动音膜 左右往复 （选填“向左”“向右”或“左右往复”）运动。音圈之所以运动，是因为 磁场 对通电线圈有力的作用，此过程中， 电能 转化为机械能。
第3题图
左右往复
磁场
电能
