八下第一章 电与磁 知识梳理

电与磁
指南针为什么能指方向
磁体
磁体：具有磁性的物体。
磁性：物体能吸引铁、钴、镍
等物质的性质叫磁性。
磁体各部位磁性的强弱：磁体两端的磁性最强，中间磁性最弱。
磁极
磁极：磁体上磁性最强的部位。
磁极分N极和S极：小磁针静止后的位置总是指向南北方向。指向北面的一端叫北极（N极），指向南面的一端叫南极（S极）。每个磁体都有两个磁极：北极
和
南极。
磁体间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。（我国的磁悬浮列车就是利用“异名磁极互相吸引”
的性质来实现“悬浮”
的。）
一个磁体不管它多大
，或者多小，有且只有两极。
磁化
磁化的概念：使原来没有磁性的物体得到磁性的过程。
钢的磁化：铁棒离开磁体，磁性立即消失，称为软磁体。钢棒被磁化后，磁性能长期保持，称为硬磁体或永磁体。
永磁体：分天然磁体和人造磁体。天然磁体有磁铁矿石，人造磁体有条形磁体、蹄形磁体、小磁针。
人造永磁体制造原理：用磁体在钢棒上沿同一方向摩擦几次。
判断钢棒是否有磁性的方法有：
看钢棒能否吸引铁、钴、镍等物质。如能吸引，则有磁性。
悬挂钢棒看是否具有指向性。如有指向，则有磁性。
③、利用小磁针的一个极靠近钢棒的两端，如其中一次小磁针自动躲开（排斥），则有磁性。
利用磁极的性质。用已知磁体的一个磁极分别靠近的钢棒中间和两端，如发现钢棒两端磁性强、中间磁性弱，则该钢棒一定有磁性。
应用磁盘、磁悬浮列车等。
磁场
在磁体的周围存在磁场。
磁场的基本性质：磁场对放入其中的磁体产生磁力的作用。
磁体间的相互作用就是通过磁场产生的。
磁场的方向：在磁体周围的不同位置，磁场方向不同。科学上把小磁针静止时北极所指的方向规定为其所处点的磁场方向。
为了形象地描述磁体周围的磁场，英国物理学家法拉第首先引入了磁感线这一模型：依照铁屑排列情况，画出一些带箭头的曲线来模拟磁体周围的磁场。
二、磁感线
1、磁感线是为了描述磁场而假想的曲线，它实际上是不存在的曲线。
2、磁体周围的磁感线总是从磁体的北极出来，回到磁体南极。
3、小磁针静止时的北极指向为该点的磁场方向，与该点磁感线的切线方向一致。
4、磁感线的疏密程度表示磁场强弱，磁感线密的地方磁场强。
5、在磁场每一点只有一个磁场方向，所以磁感线不相交。
各种形状的磁感线
同名磁体间磁感线
异名磁体间磁感线
三、地磁场
1、地磁场：地球产生的磁场。
2、地磁场分布：地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在地理的北极附近。
3、磁偏角：地理两极与地磁两极并不重合，水平放置的磁针N极的指向，跟向北地理子午线并不一致，其间有一交角-----磁偏角
电生磁
电现象与磁现象的相似之处
电现象
磁现象
1
带电体能够吸引轻小物体
磁体能吸引铁、钴、镍等物体
2
自然界中电荷有正、负电荷两种
磁体有南、北两极
3
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引
同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引
直线电流的磁场
奥斯特实验
现象1：直导线通电，周围小磁针发生偏转；
小磁针发生偏转，说明了什么？小磁针受到了力的作用。
结论1：通电直导线周围存在着磁场
现象2：通电电流方向改变，小磁针偏转方向也改变。
结论2：磁场方向与电流方向有关。
通电直导线周围磁场的特点
靠近直导线，磁场
越强。
磁感线是以导线上各点为圆心的同心圆。
都在与导线垂直的平面上。
通电直导线周围磁场方向的判定
方法：用右手握住导线，拇指伸直，四指弯曲。让大拇指所指的方向跟电流方向一致，那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕方向。
通电螺线管的磁场
1、结论1：通电螺线管周围也存在着磁场；
结论2：带铁芯的通电螺线管的磁性比不带铁芯的通电螺线管的磁性要强得多。
解释以上结论2的原因:
原因是铁芯在磁场中被磁化后相当于一根磁体。通电螺线管产生的磁场与被磁化的铁芯磁场的叠加，就产生了更强的磁场。
电磁铁：带有铁芯的通电螺线管叫做电磁铁
通电螺线管周围的磁场特点：通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场很相似。（通电螺线管相当于条形磁体）改变电流方向，螺线管的磁极会发生改变
右手螺旋定则（也叫安培定则）
方
法：1.用右手握螺线管，
2.让四指弯向螺线管中电流的方向，
3.则伸直大拇指所指的那端就是螺线管的北极。
注
意：（1）查清螺线管的绕线方向。
（2）标出电流在螺线管中的方向。
（3）用右手螺旋定则确定磁极方向。
四、电磁铁
1、螺线管通电时有磁性，断电时磁性消失。
2、探究影响电磁铁磁性强弱的因素：
实验方法：控制变量方法
你用什么方法来判断电磁铁磁性的强弱？吸引大头针的数目。
设计实验：
（1）探究“电磁铁磁性强弱跟电流大小有关”猜想
应让线圈匝数保持不变，利用变阻器来改变电路中的
电流，观察磁性强弱是否改变。
实验电路图
（2）探究“电磁铁磁性强弱跟线圈匝数的多少有关”猜想
应让电流大小保持不变，改变线圈匝数来观察磁性强弱。
（3）探究“电磁铁磁性强弱跟有无铁芯有关”猜想
5、实验结论：
通过线圈的电流越大，电磁铁的磁性也越强
实验电路图
当电流一定时，电磁铁的线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强
插入铁芯电磁铁磁性大大增强。
电磁铁的磁性强弱与电流的大小、线圈的匝数和有无插入铁芯有关。
电磁铁与磁铁相同点与不同点：
电磁铁
磁
铁
相同点
（1）都有磁性。通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场很相似。
（2）都有南北极，且南北极成对出现
不同点
（1）电磁铁是电流通过了之后，形成的磁场，是电流的磁效应。磁铁是一个永磁体。
（2）电磁铁的磁性有无、强弱、极性可以人为控制改变。磁铁不会改变。
第3节
电磁铁的应用
利用电磁铁工作的产品：例如电铃、电话机、电磁起重机、电磁选矿机、电磁继电器、磁悬浮列车、磁盘磁卡等。
2、电磁起重机工作原理：接通电流，电磁铁产生磁性，把铁质物体吸起；只要断开电流，即可把物质放下。
3、电磁选矿机工作原理：不同矿物质具有不
同的磁性，用可以旋转的圆形电磁铁吸引这
些矿物质，由于它们受到的磁力不同，从而
可以把不同磁性的矿物质分开。
4、电铃
5、电磁继电器
定义：电磁继电器是一个由电磁铁控制
的自动开关。
应用：人不方便使用开关的地方；远距离操作；温度、光自动化控制。
实质：电磁继电器是由电磁铁控制的自动开关；电磁继电器可用低电压和弱电流来控制高电压和强电流，实现远距离操作和自动化控制。
6、磁悬浮列车
原理：利用“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”的原理。
列车时速快的原因：通过轨道上的强电磁铁与磁悬浮列车车厢上电磁铁之间的吸引或排斥作用让列车悬浮起来，使列车与轨道分离，消除轨道与列车之间的摩擦。磁悬浮列车运行阻力小，速度快。
信息的磁记录：
（1）磁记录产品：录音带、录像带、硬盘、各种磁卡、信用卡等等。
（2）硬
盘：是信息磁记录的重要器件。
①
硬盘应用：广泛应用于计算机、移动电话、影像播放器、游戏机、掌上电脑、数码摄像机等数码产品中。
②
硬盘组成：主要由磁记录盘片、读写磁头以及其他配件组成。盘片的表面均匀地涂有一层极薄的磁性颗粒（小磁体），读写磁头实际上就是一块电磁铁。
工作过程：在硬盘上存入数据的过程中，首先将声音、图像、数字等需要记录的信息转变为电信号，电流通过读写磁头转变为记录磁场，然后用这个磁场使盘片上磁性颗粒按照它的方向排列，信息就记录在盘片中了。需要读取磁盘信息时，只要使记录的磁信息通过磁头转变成电信号，再将电信号转变成声音、图像、数字等信息，从而再现被记录的信息。
电动机
一、磁场对通电导体的作用
1、通电导体在磁场中受到了力的作用。
2、通电导体在磁场中受力方向与磁场方向和电流方向有关。
当只改变电流方向或只改变磁场方向时，通电导体受到磁场的力方向发生改变。同时改变电流方向和磁场方向时，通电导体受到的磁场的力的方向不变。
3通电导体在磁场中受力运动的过程，是电能转化为机械能的过程。
左手定则
伸开左手，拇指与四指垂直。
让磁感线垂直穿过手心。
四指指向电流方向。
那么拇指所指方向就是导体运动方向。
二、磁场对通电线圈的作用
1、通电线圈在磁场中会发生转动。
2、通电线圈在平衡位置时静止。
线圈平面与磁场方向平行
线圈转动
线圈平面与磁场方向垂直
平衡位置
三、直流电动机
电动机的工作原理：利用通电线圈能在磁场中转动。
四、装配直流电动机模型
1、安装时要注意
:
（1）要掌握好用力的程度，螺丝一般转动到能固定不动为止。
（2）轴与轴之间的摩擦要尽量减少；电刷和换向器的接触松紧要适当。
（3）装配好的电动机模型不能正常转动的原因：
①
接触不好。一般发生在电刷和换向器连接处。也有可能各个接线柱上存在虚接现象。
②
摩擦太大。主要是在转子和支架处。
③
电流太小。产生的磁力不足以克服摩擦阻力。应加大电源电压，或减少变阻器阻值。
卡壳。线圈转动时被铁片卡住。应调整铁片位置。
2、要改变电动机的转动方向就改变电流方向或者磁感线方向。
3、要改变电动机的转动速度，就改变通过线圈的电流大小。
第5节
磁生电
一、电磁感应现象
1、电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应。这是英国物理学家法拉第发现的。
2、感应电流：电磁感应产生的电流就叫感应电流。
3、感应电压：如果电路不闭合，当导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中不会产生感应电流。但在导体两端会有感应电压。
4、感应电流的方向与磁场方向和导体运动方向有关。改变其中的一个，电流方向改变；
若同时改变这两个方向，电流方向不变。
5、电磁感应现象中能量转化：机械能转化为电能
6、电流的大小与导体切割磁感线的速度及磁场强弱有关。
7、判定定则：右手定则
（1）伸开右手，拇指与四指垂直。
（2）让磁感线垂直穿过手心。
（3）拇指所指方向就是导体切割磁感线运动方向。
（4）那么四指所指的方向就是感应电流的方向。
二、交流发电机
1、发电机的工作原理：根据电磁感应的原理制成。
2、交流电：这种周期性改变方向的电流叫交流电。
3、直流电：电流方向不变的电流。例：电池产生的电流。
4、交流电的周期和频率：我国的交流电周期是
0.02秒，频率为50赫兹。
5、交流发电机的结构：主要由转子（线圈）和定子（磁体）组成。线圈的两个端线上有两个铜环（E、F）和电刷（A、B）与外电路连接。
6、实际使用的大型交流发电机，一般采用线圈不动、磁极旋转的方式来发电。为了得到较强的磁场，还要用电磁铁代替永磁体。
7、发电机与电动机的比较
发
电
机
电
动
机
工作原理
利用电磁感应现象
通电线圈在磁场中受力而转动
结构构造
磁体、线圈、铜环和电刷
磁体、线圈、换向器和电刷
能量转化
机械能转化为电能
电能转化为机械能
电路作用
作电源
作用电器
判定定则
右手定则
左手定则
机子种类
交流发电机、直流发电机
直流电动机、交流电动机
发电机的能量转化：把机械能转化为电能
第6节
家庭用电
一、家庭电路
1.电路组成：电能表、闸刀开关、熔断器、断路器、插座插头、灯座灯头、开关。
1
2
3
4
进户线的电压是
220伏。进户线一般有两根，一根是火线；一根是零线。
电能表上有4根导线，1、2接火线；3、4接零线。1、3进线；2、4出线。
家用电器用的插座与电灯之间并联；并联各支路互不影响。
火线与零线的辨别：可用测电笔。
使用方法：手触笔尾金属体，笔尖金属体触火线时氖管发红，触到零线时氖管不发红。
二、家庭电路中的元件
1、电能表：用来测量电路消耗的电能
2、闸刀开关：作用：接通和切断电路，便于更换电器或维修设备。安装时应该这样放置：静触头上边，动触头下边，切不可倒装。
3、插座与插头：插座按是否固定分有固定式和移动式两种类型；按插孔数目分分两孔式和三孔式。
接金属外壳的插片比其它两个插片要长，目的是为了防止触电。
灯座灯泡
：有插口式和螺旋式两种类型
6、家庭电路连接
电灯与电灯之间是并联；电灯与开关之间是串联。
安全来用电，开关装火线，接着进灯座，最后回零线。
7、电流过大的原因：多个电器的插头同时插在同一个插座上使用，电路中出现短路。
三、家庭电路中的保护装置
1、熔断器：一般有封闭管式熔断器（装在电器设备上）；和敞开插入式熔断器两种。熔断器内装有保险丝。
2、保险丝：
（1）在电路中作用：当电路中电流过大时，保险丝会自动熔断。
（2）保险丝对制作材料的要求：一般由电阻率大、熔点较低的金属合金制成。有各种不同的规格，通常标有额定电流（表示保险丝所能承受的最大电流）。
（3）如果选用的保险丝额定电流值太大或太小有什么后果？
保险丝过大，不易熔断，起不到保护作用。保险丝过小，易熔断，使电路不能正常工作。
（4）保险丝的选用：选用保险丝应使保险丝的额定电流等于或稍大于电路中正常工作时的电流。
（5）如果用铜丝、铁丝代替保险丝，有什么问题发生？
在电流过大时，铜丝或铁丝一般不会熔断，因而不能切断电路，极易发生事故。
在家庭电路中切勿用铜丝或铁丝代替保险丝。
3、断路器：俗称“空气开关”
（1）在电路中作用：断路器上标有额定电流，当流过断路器的电流超过额定电流时，断路器会自动断开，切断电路，从而起到保护电路的作用。
（2）断路器的工作原理：当电路过载或短路时，电流过大，导体发热断路器中双金属片受热弯曲推动簧锁，弹簧拉动，触点断开断开电路没有电流在过载短路时保护作用。
当电路被熔断器或断路器切断后，不要急于更换保险丝或使断路器复位，而应先找出发生电路故障的原因，排除故障后再接通电路。正常时双金属片恢复原状，断路器能手动复位。
（3）断路器应安装在火线上。漏电保护器也是断路器的一种。
第7节
电的安全使用
一、安全电流和电压
1、触电的含义：触电是指通过人体的电流达到一定值时对人体造成的伤害事故。
2、电流值与相应的人体反应
通过人体的电流（毫安）
人体的反应
0.1~
0.2
对人体无害，可用以电疗治病
1
麻的感觉
10
有较强烈的麻痛感觉，但可挣脱
30
感到剧痛，神经麻木，呼吸困难，有生命危险
100
短时间内心跳停止
3、人体的电阻
不同的人，同一个人在不同状态下，人体的电阻是不同的。一般来说，人体电阻的平均值是1000~2000欧。
4、安全电压
一般情况下，36伏以下的电压才是安全的。在潮湿环境中，应在
24伏甚至12伏以下。
二、触电事故
（一）家庭电路触电（低压触电）
1、单线触电：单手碰到火线与大地回路，造成的触电事故。
2、双线触电：双手碰到火线、零线形成回路，造成的触电事故。
（二）、高压触电
1、高压电弧触电
高压带电体与人体距离到一定值时，两者之间会发生放电现象，导致触电。
2、跨步电压触电
在距高压线不同距离的点之间存在电压，人的两脚间存在足够大的电压时，就会发生触电。
例：小鸟停在高压电线上为什么不会触电？
小鸟的双脚站在同一根电线上，且两只脚的距离非常小，两脚之间的电压很小，通过身体的电流不足以使鸟触电。
（三）、触电事故急救
1、切断电源。或设法将触电者与带电设备脱离。
2、对触电者进行人工呼吸，同时尽快通知医务人员进行抢救。
注意：触电者未脱离电源前，救护人员不准直接用手触及伤员，因为有触电的危险！
三、安全用电
1、安全用电原则：不接触低压带电体，不靠近高压带电体。
2、安全用电常识：
（1）将插头插入插座时，手不要接触金属插脚。
（2）不要用湿的手触摸电器、插座和开关。
（3）防止电线的绝缘层老化或破损。
（4）不要在高压线旁钓鱼或放风筝。
（5）不要使插座超负荷。
（6）避免在浴室中使用电器。
（7）导线旁不要放发热物体。
（8）不要同时使用大量大功率用电器。
（9）断开电源后，擦拭挪动电器、更换灯泡。
（10）在电线上不能晾晒衣服被单。
（11）发生电气火灾时，先断开电源后灭火。
（12）打雷时，不能用手拿金属柄的雨伞，不能打手机。