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1、20电与磁第1节磁现象磁场一、磁现象1、磁性：若物体能够吸引铁、钴、镍等物质，我们就说该物体具有磁性。铁、钴、镍等物质称为磁性材料。具有磁性的物体有两个特点：一是能吸引磁性材料，非磁性材料不能被吸引，如磁体不能吸引铜、铝、纸、木材等；二是吸引磁性材料时，可不直接接触，如隔着薄木板，磁体也能吸住铁块。2、磁体：具有磁性的物体称为磁体。3、磁极：磁体上磁性最强的部位叫做磁极，任何一个磁体，无论其形状如何，都只有两个磁极，其中一个是南极（S极），另一个是北极（N极）。磁极是磁体上磁性最强的部位。知识拓展：自然界中不存在只有单个磁极的磁体，磁体上的磁极总是成对出现的，而且一个磁体也不能有多于两个的磁极
2、。4、磁极间的相互作用（1）同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。（2）判断物体是否具有磁性的方法根据磁体的吸铁性判断：将被测物体靠近铁屑，若能够吸引铁屑，说明该物体具有磁性，否则便没有磁性。根据磁体的指向性判断：将被测物体用细线吊起，若静止时总是指南北方向，说明该物体具有磁性，否则便没有磁性。根据磁极间的相互作用规律判断：将被测物体的一端分别靠近静止小磁针的两极，若发现有一段发生排斥现象，说明该物体具有磁性；若与小磁针的两极均表现为相互吸引，则说明该物体没有磁性。根据磁极的磁性最强判断：若有A、B两个外形完全相同的钢棒，已知一个有磁性，另一个没有磁性，区分它们的方法是：将A的一端从B的左端向右
3、端滑动，若在滑动过程中发现吸引力的大小不变，则说明A有磁性；若发现A、B间的作用力有大小变化，则说明B有磁性。（3）磁体和带电体的对比磁体带电体能吸引磁性材料能吸引轻小物体有南、北极之分，磁极不能单独存在有正、负电荷之分，电荷能单独存在同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引5、磁化和磁性材料（1）一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性，这种现象叫做磁化。（2）软磁体和硬磁体：铁棒被磁化后，其磁性很容易消失，称为软磁体。钢棒被磁化后，其磁性能够长期保持，称为硬磁体或永磁体。因为钢具有长期保持磁性的性质，所以永磁体常常用钢来制作。知识拓展：磁化既有有利的一面，也有有害
4、的一面。磁化的危害实例有：机械手表被磁化后走时不准；彩色电视机被磁化后色彩失真。此话在生活中也有不少应用，如制作指南针。消磁：通过撞击、煅烧等手段使磁体失去磁性的过程。消磁可以看成是磁化的逆过程，是将磁体内部原来排列整齐有序的磁分子打乱，变得杂乱无章。注意：任何磁极靠近没有磁性的铁或钢制物体时总是互相吸引，这说明铁或钢制物体被磁化后靠近该磁极的那一端与该磁极一定是异名磁极。不是所有物体都能被磁化。例如磁体不能吸引铜、铝、玻璃等，这些物体不能被磁化。二、磁场1、磁场：磁体周围存在着我们肉眼看不见的物质，这种看不见、摸不着的物质叫做磁场。磁体两极磁场最强，中间磁场最弱，离磁体越远，磁场越弱。2、磁
5、场的基本性质：对放入其中的磁体产生力的作用。磁体间的相互作用就是通过磁场发生的。3、磁场方向：在磁场中的某一点，小磁针静止时北极所指的方向就是该点磁场的方向。4、磁感线（1）概念：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，这样的曲线叫磁感线。（2）方向：磁感线是一些有方向的曲线，磁感线上某一点的切线方向与放在该点的小磁针静止时北极的指向一致，也与该点的磁场方向一致。（3）理解磁感线时应注意的几个问题磁场是真实存在于磁体周围的一种特殊物质，而磁感线是人们为了直观、形象地描述磁场的方向和分布情况而引入的带方向的曲线，它并不是真实存在的。磁感线是有方向的，曲线上
6、任意一点的切线方向就是该点的磁场方向。磁感线分布的疏密可以表示磁场的强弱，磁体的两极处磁感线最密，表示在其两极处磁场最强。磁体周围磁感线都是从磁体的北极出来，回到磁体的南极，形成一条条闭合的曲线。磁体周围磁感线的分布是立体的，而不是平面的。我们画图时，因受纸面的限制，只画了一个平面内的磁感线的分布情况。磁体周围的任何两条磁感线都不会相交，因为磁场中任何一点的磁场方向只有一个确定的方向。如果某一点有两条磁感线相交，则该点就有两个磁场方向，这是不可能的。5、几种常见的磁感线分布三、地磁场1、地球周围存在着磁场2、地磁场：地球本身是一个巨大的磁体，地球周围存在的磁场叫地磁场。整个地球类似一个巨大的条
7、形磁体。小磁针之南北，就是因为受到地磁场的作用。3、磁偏角：地球这个巨大的磁体有两个磁极，分别把它称为地磁的南极（S）和地磁的北极（N），地磁的两极和地理的两极并不重合。地磁的南极在地理的北极附近，地磁的北极在地理的南极附近，因此小磁针所指的南北方向与地理的南北方向略有偏离，他们之间有一个偏差角度，我们称之为磁偏角。世界长最早准确记述磁偏角的是我国宋代学者沈括。4、小磁针的工作原理：由于受地磁场的作用，小磁针静止时，南极总是指向南方（地磁北极），北极总是指向北方（地磁南极）。第2节电生磁一、电流的磁效应1、奥斯特实验：电和磁之间是否存在联系？实验探究现象分析导线通电时，小磁针发生偏转小磁针发生
8、偏转，说明小磁针受到磁场的作用，进一步说明通电导线和磁体一样，周围存在磁场，即电流的磁场断电后，小磁针又回到原位断电后，导线中没有电流，导线周围的磁场消失，说明导线周围的磁场是有电流产生改变导线中通入电流的方向，小磁针发生反向偏转电流方向改变时，小磁针的偏转方向发生改变，说明磁场方向发生了改变，进一步说明电流的磁场方向跟电流的方向有关探究归纳：电流周围存在磁场；电流的磁场方向跟电流的方向有关。注意：试验中，导线应放在小磁针上方并且两者平行，若两者垂直，通电时小磁针不会偏转。采用“触接”的方式给导线通电。用电源短路的形式可以在导线中获得较大的电流，使通电导线周围的磁场更强些，小磁针偏转更明显，但
9、要注意闭合电路的时间一定要短，否则会烧坏电源。通电导线周围的磁场是一种看不见、摸不着的物质，把小磁针放在通电导线附近，通过小磁针的偏转来反映磁场的存在，这种方法在物理学中了叫做转换法。2、电流的磁效应：通电导线周围存在与电流方向有关的磁场，这种现象叫做电流的磁效应。知识拓展：电流的磁效应是丹麦物理学家奥斯特通过实验首先发现的。奥斯特实验揭示了电现象和磁现象不是彼此孤立的而是密切联系的，奥斯特实验是世界上第一个揭示电和磁有联系的实验。二、通电螺线管的磁场1、把导线绕在圆筒上，就做成了一个螺线管，也叫线圈。给螺线管通电后，各圈导线产生的磁场叠加在一起，通电螺线管的周围就会产生较强的磁场。2、通电螺
10、线管外部的磁场分布通电螺线管外部的磁场与条形磁体外部的磁场相似，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个磁极。通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。注意：实验中，为使磁场加强，可以在螺线管中插入一根铁棒；可以在条件允许的情况下增大通电螺线管中的电流。2、实验探究：通电螺线管两端的极性与环绕螺线管的电流方向之间有什么关系？取绕向不同的螺线管，依次设计并进行实验：向螺线管内通入不同方向的电流，用小磁针验证它的N、S极，实验现象如下表：实验现象现象分析 甲 乙 丙 丁甲、乙（或丙、丁）两个螺线管的绕法不同，螺线管中电流的方向相同，通电螺线管两端的极性相同。甲、丙（或乙、丁）两个螺线管的绕法相同，
11、螺线管中电流的方向不同，通电螺线管两端的极性不同。探究归纳：通电螺线管两端的极性与环绕螺线管的电流方向有关。3、通电螺线管的周围存在着磁场，其外部的磁场与条形磁体的磁场相似，通电螺线管的两端与条形磁体一样有两个磁极。在通电螺线管外部，磁感线从通电螺线管的N极出来回到S极；在通电螺线管的内部，磁感线从S极到N极，若改变电路方向，通电螺线管的N极和S极对调。三、安培定则1、安培定则内容判断方法应用用右手握住螺线管，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N极。标出螺线管上的电流环绕方向用右手握住螺线管，让弯曲四指与电流方向一致拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。如下图所示根据螺线
12、管中电流的方向，判断通电螺线管两端的极性由通电螺线管两端的极性，判断螺线管中电流方向根据通电螺线管的南、北极以及电源的正负极，画出螺线管的绕线注意：应用安培定则时应注意以下三点：决定通电螺线管两端极性的根本因素是通电螺线管上电流的环绕方向，而不是通电螺线管上导线的绕法和电源的正负极的接法。当两个通电螺线管中电流的环绕方向一致时，这两个通电螺线管两端的极性就相同。四指的环绕方向必须是通电螺线管上电流的环绕方向。N极和S极一定在通电螺线管的两端。2、通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场辨析条形磁体通电螺线管相同点磁场在两端有N极和S极磁性具有吸铁性、指南性、磁化性，两极磁性最强不通电磁场磁极不变N极和
13、S极随螺线管中电流方向的改变而改变磁性磁性不变只有通电时才具有磁性，且磁性随电流的大小而变化3、利用安培定则解决三类问题的方法（1）已知电流方向来确定通电螺线管的N、S极现在螺线管上标明导线中的电流方向。用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向。拇指所指的那端为N极。（2）已知磁极位置来确定电流的方向，先用右手握住螺线管，拇指指向N极。四指的指向就是电流的方向。按照四指所指的方向在螺线管上标出电流方向（3）已知电流方向和磁极来确定通电螺线管的绕线第3节电磁铁电磁继电器一、电磁铁1、构造：内部插有铁芯的通电螺线管叫做电磁铁。铁芯被磁化后的磁场与螺线管的磁场叠加，是电磁铁的磁性增强。2、特点
14、：当有电流通过时，它会有较强的磁性，没有电流时就失去磁性。3、工作原理：电磁铁是利用电流的磁效应来工作的。4、电磁铁磁性极性的判断：由于电磁铁是插有铁芯的螺线管，所以电磁铁的磁性极性与通电螺线管的磁极极性是一致的，可运用安培定则来判定。二、电磁铁的磁性1、实验探究：影响电磁铁磁性强弱的因素提出问题：电磁铁磁性的强弱与那些因素有关？猜想与假设：电磁铁的磁性强弱可能与电流的大小以及螺线管的线圈匝数有关。设计实验：（1）电磁铁的磁性强弱无法看见，但磁性强的磁体对磁性物质的作用力大，故可以通过吸引铁钉的多少来判断电磁铁的磁性强弱。（2）由于电磁铁的磁性强弱可能与电流大小及匝数的多少都有关系，故探究式采
15、用控制变量法。进行试验：用一根导线在一枚铁钉上缠绕几匝制作一个电磁铁。将制作的电磁铁、滑动变阻器及电流表、开关、电源连入电路中。闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，是电流表的示数增大，观察电磁铁吸引铁钉的数目有什么变化。 甲乙将两个线圈匝数不同的电磁铁串联在电路中，如图乙，观察两个电磁铁吸引铁钉的数目有什么不同。整理好实验器材。归纳分析：甲图所示实验中，通过电磁铁的电流越大，吸引的铁钉的数目越多，说明电磁铁的磁性越强；乙图所示实验中，线圈匝数多的B电磁铁吸引铁钉的数目多，说明B电磁铁的磁性比A电磁铁的磁性强。实验结论：匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越强；电流一定时，匝数越多，电磁铁的磁性越强。注意：实验探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，应用了转换法和控制变量法。2、电磁铁的优点（1）
