第六讲
电与磁
一、知识点梳理
磁场：
1．判断物体是否具有磁性
任何磁体都有两个磁极，如果磁体被分割成两段或几段后，每一段磁体上仍然有N极和S极。磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。如果两物体相互吸引，则可能只有一个物体有磁性；如果两物体相互排斥，则两物体都具有磁性。
2．磁场的基本性质
磁体周围存在磁场，磁场是一种看不见摸不着的特殊物质。它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发生的。磁场具有方向性。将一个小磁针放入磁场中任何一点，小磁针北极所指的方向就是该点磁场的方向。
电流的磁场：
1．直线电流的磁场
通电导线的周围和磁体周围一样也存在磁场，这是电流的磁现象。电流产生的磁场与电流方向有关，改变电流方向，磁场的方向也随之改变。直线电流的磁场分布规律：以导线为中心的同心圆，离导线越近，磁场越强。如图所示，用右手握住导线，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直线电流产生的磁场方向。
2.通电螺线管的磁场
通电螺线管周围的磁场分布与条形磁体的磁场很相似。通电螺线管的两端相当于条形磁体的两极，改变电流方向，螺线管的磁极也发生变化。如图所示，用右手握住螺线管，使四指弯曲的方向与电流方向一致，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的北极(N极)。
3．影响电磁铁磁性强弱的因素
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，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。电磁铁的磁性除了与是否带铁芯有关之外，还与以下因素有关：①通过线圈的电流大小：线圈匝数相同的情况下，电流越大，电磁铁的磁性越强；电流越小，电磁铁的磁性越弱。②线圈的匝数：电流大小相同的情况下，匝数越多，电磁铁的磁性越强；匝数越少，电磁铁的磁性越弱。
安培定则
1．磁场对通电线圈的作用
通电线圈在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关。当通电线圈所在平面与磁感线垂直时，线圈ab边和cd边受到的力大小相等、方向相反，即线圈受力平衡，这是线圈的平衡位置。当通电线圈所在平面与磁感线方向一致时，线圈受到非平衡力的作用，沿顺时针方向转动，线圈转过平衡位置后，受到阻碍它继续转动的力的作用，使它返回平衡位置。通电线圈转速大小与电流大小和磁场强弱有关，电流越大，磁场越强，转速越快。
电磁感应
产生感应电流的条件：(1)导体是闭合电路中一部分；(2)导体在磁场中做切割磁感线运动；(3)做切割磁感线运动的材料是导体；当只具备条件(2)时，导体两端有感应电压，导体中没有感应电流。电磁感应现象的本质是机械能转化为电能。感应电流的方向与磁场方向和导体运动方向有关。
知识概要
补充：实验
：“探究影响直流电动机转向和转速的因素
”：
2、课堂例题
例1.指南针是我国古代的四大发明之一，有关指南针和地磁场的说法正确的是（
）
A．指南针静止时指示南北方向，是因为指南针受到地磁场的作用
B．指南针静止时南极指向地理北极
C．如果地磁场消失，指南针还能指示南北方向
D．信鸽是靠绑在身上的小磁铁来实现导航的
练习：如图是“追风者”磁悬浮列车悬浮原理的示意图。该列车通过磁体之间的相互作用，悬浮在轨道上方，以提高运行速度。这里的相互作用是指（
）
A．异名磁极相互吸引
B．同名磁极相互吸引
C．异名磁极相互排斥
D．同名磁极相互排斥
例2：如图所示的电路，开关S接到a后，电磁铁左端为
极，小磁针静止时，A端是
极；将开关S由a拨到b，调节滑动变阻器，使电流表示数不变，则电磁铁的磁性
(选填“增强”“不变”或“减弱”)。
练习1：在如图所示的电路中，根据小磁针静止时的指向可知(
)
A．a端是通电螺线管的N极，c端是电源正极
B．b端是通电螺线管的N极，d端是电源正极
C．a端是通电螺线管的N极，c端是电源负极
D．b端是通电螺线管的N极，d端是电源负极
练习2：为研究“通电螺线管磁性强弱与有无铁芯的关系”，
小科设计了如图甲所示电路。
(1)
强弱判断：通电螺线管吸引大头针数量越多，表示其磁性越___。
(2)具体操作：
①将无铁芯的螺线管接入电路，把变阻器滑片P移至最下端，闭合开关S，发现螺线管吸引大头针数量较少。
②断开开关S，在螺线管中插入铁芯，将变阻器滑片P稍向上移，闭合开关S，发现螺线管吸引大头针数量较多。
(3)评价交流
①上述实验，没有进行多次实验，且存在的错误是
。
②通电螺线管磁性强弱无法用肉眼直接观察，本实验用吸引大头针数量反
映磁性强弱。图乙所示实验采用的方法与之相同的有
。
例3：如图是小敏设计的汽车尾气中CO排放量的检测电路。当CO浓度高于某一设定值时，电铃发声报警。图中气敏电阻R1阻值随CO浓度的增大而减小。下列说法正确的是（
）
A．电铃应接在A和C之间
B．当CO浓度升高，电磁铁磁性减弱
C．用久后，电源电压U1会减小，报警时CO最小浓度比设定值高
D．为使该检测电路在CO浓度更低时报警，可将R2控制电路的滑片向下移
练习：近期，我国南方各地普降暴雨，城市内涝给人们生活带来很大影响。小明设计一种利用电磁继电器来自动控制抽水机工作的电路：当水位在安全位置以下时绿灯亮，抽水机不工作；当水位到达安全位置上限时红灯亮，抽水机开始工作。如图是小明还未连接完成的电路，小明接下去的电路连接应该是(
)
A．M接A，N接B
B．M接B，N接D
C．M接B，N接C
D．M接A，N接D
三、随堂练习
1.我国未来的航母将采用自行研制
的电磁弹射器。电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，舰载机受到强大的推力而快速起飞。电磁弹射器工作原理与下列设备或用电器工作原理一致的是( )
2.
如图为直流电动机的工作原理图，分析正确的是（
）
3.
A．改变磁场方向可以改变线圈转动的方向
B．电动机通电后不转，一定是电路断路
C．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
D．线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的
3.图甲为一台简易电动机，它由一节旧电池、小块铷磁铁和线框组成，磁铁吸在电池下端，线框由裸铜导线绕制；图乙为电动机工作原理图，箭头表示磁感线方向。根据图乙可知，磁铁上端为
(选填“N”或“S”)极；已知磁场对线框左边的作用力垂直于纸面向里，则线框右边受到的磁场力垂直于纸面
(选填“向外”或“向里”)，线框在转动过程中将
能转化为
能。
4.小明用如图所示的装置来探究感应电流产生的条件(图中灵敏电流计G的指针偏转方向相反即表示通过的电流方向相反)。
(1)导体ab静止悬挂，闭合开关，灵敏电流计的指针不偏转，说明电路中
(选填“有”或“无”)电流产生。
(2)
继续探究，记录观察到的现象如表。
序号
ab运动方向
电流计指针偏转情况
1
沿磁场方向运动(不切割磁感线)
不偏转
2
水平向左(切割磁感线)
向右偏转
3
水平向右(切割磁感线)
向左偏转
①比较1、2(或1、3)实验现象可知，闭合电路的一部分导体在磁场中做
运时，电路中就会产生感应电流。
②比较2、3实验现象还发现，产生的感应电流的方向跟
有关。
(3)
若在整理器材时未断开开关，先水平向左撤去蹄形磁铁(导体ab不动)，则灵敏电流计的指针
(选填“会”或“不会”)偏转。
四、课后巩固
1．关于如图所示的电和磁知识描述错误的是(
)
A．图甲说明同种电荷相互排斥
B．B．图乙说明电流周围存在磁场
C．图丙中电铃是利用电磁铁工作的
D．图丁中三孔插座右孔接零线
2．如图所示，条形磁铁A静止在水平桌面上。
(1)闭合开关S，螺线管的左端为
极。
(2)闭合开关S，滑片P向左移动的过程中，放置在水平桌面上的磁铁A保持静止，则磁铁受到的摩擦力
(选填“变大”“不变”或“变小”)。
3．小关在探究磁现象的活动中能够实现的是(
)
A．用小磁针吸起铜块或铝块
B．用放大镜能看到磁铁周围的磁感线
C．用磁铁吸起铜导线制成的通有电流的轻质螺线管
D．把小磁针放在磁铁周围的任何位置，静止后小磁针的北极都指向地理北极
4.为了探究电动机为什么会转动，小明根据电动机主要构造制作了一台简易电动机(如图)。他用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连，用漆包线绕成一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去半周漆皮，将线圈放在支架上，磁体放在线圈下方。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。
(1)要想改变线圈的转动方向，小明可采用的措施是
、
；(写出两点)
(2)开关闭合后，如果电动机不转，可能的原因是
、
；(写出两点)
(4)
小明还想设计一个能调节电动机转速的实验装置，他还需要的主要器材是
，并在虚线框内画出实验电路图(电动机用符号M表示)。
5.同学们在制作电动机模型时，把一段粗漆包线绕成约3厘米×2厘米的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3厘米；然后，用小刀刮两端引线的漆皮，用硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板上；两个支架分别与电池的两极相连；把线圈放在支架上，线圈下放一块强磁铁，如图所示；给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停地转下去。
(1)
在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，刮线的要求是
(选填“A”或“B”)。A．两端全刮掉
(2)
B．一端全部刮掉，另一端只刮半周
(3)
(2)线圈在转动过程中
能转化为
能。
(4)
(3)小华组装好实验装置，接通电源后，发现线圈不能转动，写出一条可能造成该现象的原因
。
(5)
入则学会，出则会学第六讲
电与磁
一、知识点梳理
磁场：
1．判断物体是否具有磁性
任何磁体都有两个磁极，如果磁体被分割成两段或几段后，每一段磁体上仍然有N极和S极。磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。如果两物体相互吸引，则可能只有一个物体有磁性；如果两物体相互排斥，则两物体都具有磁性。
2．磁场的基本性质
磁体周围存在磁场，磁场是一种看不见摸不着的特殊物质。它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发生的。磁场具有方向性。将一个小磁针放入磁场中任何一点，小磁针北极所指的方向就是该点磁场的方向。
电流的磁场：
1．直线电流的磁场
通电导线的周围和磁体周围一样也存在磁场，这是电流的磁现象。电流产生的磁场与电流方向有关，改变电流方向，磁场的方向也随之改变。直线电流的磁场分布规律：以导线为中心的同心圆，离导线越近，磁场越强。如图所示，用右手握住导线，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直线电流产生的磁场方向。
2.通电螺线管的磁场
通电螺线管周围的磁场分布与条形磁体的磁场很相似。通电螺线管的两端相当于条形磁体的两极，改变电流方向，螺线管的磁极也发生变化。如图所示，用右手握住螺线管，使四指弯曲的方向与电流方向一致，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的北极(N极)。
3．影响电磁铁磁性强弱的因素
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，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。电磁铁的磁性除了与是否带铁芯有关之外，还与以下因素有关：①通过线圈的电流大小：线圈匝数相同的情况下，电流越大，电磁铁的磁性越强；电流越小，电磁铁的磁性越弱。②线圈的匝数：电流大小相同的情况下，匝数越多，电磁铁的磁性越强；匝数越少，电磁铁的磁性越弱。
安培定则
1．磁场对通电线圈的作用
通电线圈在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关。当通电线圈所在平面与磁感线垂直时，线圈ab边和cd边受到的力大小相等、方向相反，即线圈受力平衡，这是线圈的平衡位置。当通电线圈所在平面与磁感线方向一致时，线圈受到非平衡力的作用，沿顺时针方向转动，线圈转过平衡位置后，受到阻碍它继续转动的力的作用，使它返回平衡位置。通电线圈转速大小与电流大小和磁场强弱有关，电流越大，磁场越强，转速越快。
电磁感应
产生感应电流的条件：(1)导体是闭合电路中一部分；(2)导体在磁场中做切割磁感线运动；(3)做切割磁感线运动的材料是导体；当只具备条件(2)时，导体两端有感应电压，导体中没有感应电流。电磁感应现象的本质是机械能转化为电能。感应电流的方向与磁场方向和导体运动方向有关。
知识概要
补充：实验
：“探究影响直流电动机转向和转速的因素
”：
课堂例题
例1.指南针是我国古代的四大发明之一，有关指南针和地磁场的说法正确的是（
A
）
A．指南针静止时指示南北方向，是因为指南针受到地磁场的作用
B．指南针静止时南极指向地理北极
C．如果地磁场消失，指南针还能指示南北方向
D．信鸽是靠绑在身上的小磁铁来实现导航的
练习：如图是“追风者”磁悬浮列车悬浮原理的示意图。该列车通过磁体之间的相互作用，悬浮在轨道上方，以提高运行速度。这里的相互作用是指（
A
）
A．异名磁极相互吸引
B．同名磁极相互吸引
C．异名磁极相互排斥
D．同名磁极相互排斥
例2：如图所示的电路，开关S接到a后，电磁铁左端为_
N
_极，小磁针静止时，A端是
N
极；将开关S由a拨到b，调节滑动变阻器，使电流表示数不变，则电磁铁的磁性
减弱
(选填“增强”“不变”或“减弱”)。
练习1：在如图所示的电路中，根据小磁针静止时的指向可知(
A
)
A．a端是通电螺线管的N极，c端是电源正极
B．b端是通电螺线管的N极，d端是电源正极
C．a端是通电螺线管的N极，c端是电源负极
D．b端是通电螺线管的N极，d端是电源负极
练习2：为研究“通电螺线管磁性强弱与有无铁芯的关系”，
小科设计了如图甲所示电路。
强弱判断：通电螺线管吸引大头针数量越多，表示其磁性越
强
。
(2)具体操作：
①将无铁芯的螺线管接入电路，把变阻器滑片P移至最下端，闭合开关S，发现螺线管吸引大头针数量较少。
②断开开关S，在螺线管中插入铁芯，将变阻器滑片P稍向上移，闭合开关S，发现螺线管吸引大头针数量较多。
(3)评价交流
①上述实验，没有进行多次实验，且存在的错误是
没有控制电流大小相同
。
②通电螺线管磁性强弱无法用肉眼直接观察，本实验用吸引大头针数量反
映磁性强弱。图乙所示实验采用的方法与之相同的有
AB
。
例3：如图是小敏设计的汽车尾气中CO排放量的检测电路。当CO浓度高于某一设定值时，电铃发声报警。图中气敏电阻R1阻值随CO浓度的增大而减小。下列说法正确的是（
C
）
A．电铃应接在A和C之间
B．当CO浓度升高，电磁铁磁性减弱
C．用久后，电源电压U1会减小，报警时CO最小浓度比设定值高
D．为使该检测电路在CO浓度更低时报警，可将R2控制电路的滑片向下移
练习：近期，我国南方各地普降暴雨，城市内涝给人们生活带来很大影响。小明设计一种利用电磁继电器来自动控制抽水机工作的电路：当水位在安全位置以下时绿灯亮，抽水机不工作；当水位到达安全位置上限时红灯亮，抽水机开始工作。如图是小明还未连接完成的电路，小明接下去的电路连接应该是(
B
)
A．M接A，N接B
B．M接B，N接D
C．M接B，N接C
D．M接A，N接D
三、随堂练习
1.我国未来的航母将采用自行研制
的电磁弹射器。电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，舰载机受到强大的推力而快速起飞。电磁弹射器工作原理与下列设备或用电器工作原理一致的是( C )
如图为直流电动机的工作原理图，分析正确的是（
A
）
A．改变磁场方向可以改变线圈转动的方向
B．电动机通电后不转，一定是电路断路
C．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
D．线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的
3.图甲为一台简易电动机，它由一节旧电池、小块铷磁铁和线框组成，磁铁吸在电池下端，线框由裸铜导线绕制；图乙为电动机工作原理图，箭头表示磁感线方向。根据图乙可知，磁铁上端为
N
(选填“N”或“S”)极；已知磁场对线框左边的作用力垂直于纸面向里，则线框右边受到的磁场力垂直于纸面
向外
(选填“向外”或“向里”)，线框在转动过程中将
电能
能转化为
机械能
能。
4.小明用如图所示的装置来探究感应电流产生的条件(图中灵敏电流计G的指针偏转方向相反即表示通过的电流方向相反)。
(1)导体ab静止悬挂，闭合开关，灵敏电流计的指针不偏转，说明电路中
无
(选填“有”或“无”)电流产生。
继续探究，记录观察到的现象如表。
序号
ab运动方向
电流计指针偏转情况
1
沿磁场方向运动(不切割磁感线)
不偏转
2
水平向左(切割磁感线)
向右偏转
3
水平向右(切割磁感线)
向左偏转
①比较1、2(或1、3)实验现象可知，闭合电路的一部分导体在磁场中做
切割磁感线
运时，电路中就会产生感应电流。
②比较2、3实验现象还发现，产生的感应电流的方向跟
切割磁感线方向
有关。
若在整理器材时未断开开关，先水平向左撤去蹄形磁铁(导体ab不动)，则灵敏电流计的指针
会
(选填“会”或“不会”)偏转。
四、课后巩固
1．关于如图所示的电和磁知识描述错误的是(
D
)
图甲说明同种电荷相互排斥
B．图乙说明电流周围存在磁场
C．图丙中电铃是利用电磁铁工作的
D．图丁中三孔插座右孔接零线
2．如图所示，条形磁铁A静止在水平桌面上。
(1)闭合开关S，螺线管的左端为
S
极。
(2)闭合开关S，滑片P向左移动的过程中，放置在水平桌面上的磁铁A保持静止，则磁铁受到的摩擦力
变小
(选填“变大”“不变”或“变小”)。
3．小关在探究磁现象的活动中能够实现的是(
C
)
A．用小磁针吸起铜块或铝块
B．用放大镜能看到磁铁周围的磁感线
C．用磁铁吸起铜导线制成的通有电流的轻质螺线管
D．把小磁针放在磁铁周围的任何位置，静止后小磁针的北极都指向地理北极
4.为了探究电动机为什么会转动，小明根据电动机主要构造制作了一台简易电动机(如图)。他用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连，用漆包线绕成一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去半周漆皮，将线圈放在支架上，磁体放在线圈下方。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。
(1)要想改变线圈的转动方向，小明可采用的措施是
改变电流方向
、
改变磁场方向
；(写出两点)
(2)开关闭合后，如果电动机不转，可能的原因是
接线柱接触不良
、
磁场不够强
；(写出两点)
小明还想设计一个能调节电动机转速的实验装置，他还需要的主要器材是
滑动变阻器
，并在虚线框内画出实验电路图(电动机用符号M表示)。
5.同学们在制作电动机模型时，把一段粗漆包线绕成约3厘米×2厘米的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3厘米；然后，用小刀刮两端引线的漆皮，用硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板上；两个支架分别与电池的两极相连；把线圈放在支架上，线圈下放一块强磁铁，如图所示；给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停地转下去。
在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，刮线的要求是
B
(选填“A”或“B”)。A．两端全刮掉
B．一端全部刮掉，另一端只刮半周
(2)线圈在转动过程中
电
能转化为
机械
能。
(3)小华组装好实验装置，接通电源后，发现线圈不能转动，写出一条可能造成该现象的原因
电源电压较低(或磁场太弱；或开始时线圈处在平衡位置处)。
入则学会，出则会学
