人教版初三物理第20讲：磁现象、磁场、电流的磁场、 电磁铁（教师版）

磁现象、磁场、电流的磁场、电磁铁_1磁现象和磁极的认识 2磁场和磁感线的性质 3对电流磁效应的理解及安培定则的应用 4电磁铁的原理与应用 一、磁现象1磁性：物体吸引铁、镍、钴等物质的性质。 2磁体：具有磁性的物体叫磁体。它有指向性：指南北。 3磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极。 任何磁体都有两个磁极，一个是北极（N极）；另一个是南极（S极） 磁极间的作用：同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。 4磁化：使原来没有磁性的物体带上磁性的过程。通过电流磁化或磁体磁化。二、磁场1磁体周围存在着磁场，磁极间的相互作用就是通过磁场发生的。 2磁场的基本性质：对入其中的磁体产生磁力的作用。 3磁场的方向：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的磁场方向。 4磁感线：描述磁场的强弱和方向而假想的曲线。磁感线和电场线一样，都不是真正存在的（用虚线表示），只是为了研究的方便，引入的物理量。每一条都是闭合的曲线，而以对于一个磁场而言，它有无数条。磁铁周围的磁感线都是从N极出来进入S极，在磁体内部磁感线从S极到N极。 5磁场中某点的磁场方向、磁感线方向、小磁针静止时北极指的方向相同。 6.地磁的北极在地理位置的南极附近；而地磁的南极则在地理位置的北极附近。（地磁的南北极与地理的南北极并不重合，它们的交角称磁偏角，这是我国学者：沈括最早记述这一现象。）三、电流的磁效应1.奥斯特实验 现象：导线通电，周围小磁针发生偏转；通电电流方向改变，小磁针偏转方向相反 结论：通电导线周围存在磁场；磁场方向与电流方向有关 2.直线电流的磁场 直线电流的磁场的分布规律：以导线上各点为圆心的一个个同心大圆，离直线电流越近，磁性越强，反之越弱。 3.安培定则（一）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磁力线环绕方向。 4.通电螺线管的磁场 通电螺线管周围能产生磁场，并与条形磁铁的磁很相似。改变了电流方向，螺线管的磁极也发生了变化。 5.通电螺线管的极性和电流关系安培定则（二）（右手螺旋定则） 用右手握螺线管，让四指弯向螺线管电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极四、电磁铁工作原理：电磁铁是通电螺线管的实际应用，是利用电流的磁效应工作的。构成：将螺线管紧密地套在一个铁心上，就构成了电磁铁。 特点：（1）磁性。电磁铁实质上是一个插有铁心的通电螺线管，它的磁性有无由电流的通断来决定。 （2）磁极方向。电磁铁的磁极方向由线圈中的电流方向决定，当线圈中的电流方向改变时，电磁铁的极性也随之改变，具体的变化关系可利用安培定则判定。 （3）磁性强弱。电磁铁磁性的强弱一般由三个因素决定：电磁铁的磁性强弱跟线圈中的电流大小有关，线圈中的电流越大，磁性越强，电流越小，磁性越弱。电磁铁的磁性强弱还跟线圈的匝数有关，匝数越多，磁性越强；匝数越少，磁性越弱。电磁铁的磁性强弱还跟是否插入铁心有关，插入铁心时磁性强；拔出铁心时，磁性弱。 题型一：磁现象例1.关于对磁感线的认识，下列说法中不正确的是()A.磁感线是描述磁场的一种假想的曲线B.磁体的磁感线从S极出发回到N极C.磁体周围越接近磁极的地方磁感线越密D.磁感线与放不放铁屑无关解析：A、磁感线是描述磁场的一种假想的曲线，说法正确；B、磁体周围的磁感线是从N极出发回到S极，在内部则是从S极出发回到N极，说法错误；C、磁体周围越接近磁极的地方磁感线越密，磁性越强，说法正确；D、磁感线是描述磁场的一种假想的曲线，与放不放铁屑无关，说法正确 答案：B例2.把铁棒甲的一端靠近铁棒乙的中部，发现两者吸引，而把乙的一端靠近甲的中部时，两者互不吸引，则：（ ）A.甲有磁性，乙无磁性 B.甲无磁性，乙有磁性C.甲、乙都有磁性 D.甲、乙都无磁性解析：铁棒甲的一端靠近铁棒乙的中部，发现两者吸引，而条形磁体两端磁性较强，中间磁性较弱，说明甲的这端有磁性，乙的一端靠近甲的中部时，两者互不吸引，说明乙的这端无磁性 答案：A例3.将条形磁铁的一端去靠近某钢棒的一端，发现它们互相吸引，能否据此判断钢棒有磁性？如它们互相排斥，能否判断钢棒有磁性？ 解析：钢棒和条形磁铁相互吸引有两种情况：钢棒没有磁性但条形磁铁有磁性；条形磁铁有磁性，钢棒也有磁性，恰好靠近的是异名磁极如果排斥则可判断钢棒有磁性，因为没有磁性不会相互排斥的 答案：磁铁一端靠近钢棒的一端，如果相互吸引，不能判断钢棒有磁性；如果排斥则确定钢棒有磁性题型二：电流的磁效应例4.（2015武汉）如图中，小磁针静止后指向正确的是（）ABCD解析：解：A图中根据安培定则，如图所示：，由磁极间的相互作用可知，小磁针右端应为S极，故A错误；B图中中根据安培定则，如图所示：由磁极间的相互作用可知，小磁针上端应为S极，故B错误；C图中根据安培定则，如图所示：由磁极间的相互作用可知，小磁针右端应为N极，故C正确；D图中根据安培定则，如图所示：由磁极间的相互作用可知，小磁针应逆时针转动，转到水平方向，且左端应为S极，故D错误答案：C例5.通电螺旋管旁的小磁针静止如图所示，判断正确的是()A螺旋管a端为N极，电源C端为正极B螺旋管a端为S极，电源C端为负极C螺旋管a端为N极，电源C端为负极D螺旋管a端为S极，电源C端为正极解析：小磁针静止时N极向左，S极靠近螺线管；因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；故说明螺丝线管a端为N极，b端为S极；则由右手螺旋定则可知电流由d流入螺线管，故说明d端为电源正极，c端为负极；答案：C题型三：电磁铁图3例6.小明同学在“制作、研究电磁铁”的过程中，使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图3所示，下列说法正确的是【 】A若将两电磁铁上部靠近，会相互吸引B电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强CB线圈的匝数多，通过B线圈的电流小于通过A线圈的电流D要使电磁铁磁性增强，应将滑片P向右移动解析：由图可知电磁铁A、B的上部都是N极，若将两电磁铁上部靠近，则会排斥，所以选项A的说法不正确电磁铁磁性强弱是通过吸引大头针数目的多少来体现的，所以电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强即选项B的说法正确线圈A和B是串联在一起的，故通过它们的电流是相等的，所以选项C的说法不正确将滑片P向右移动，电磁铁中的电流将变小，电磁铁的磁性减弱，所以选项D的说法不正确答案：B基础演练1 我们把物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质作；磁体上磁性最强的部分叫作。 答案：磁性，磁极。2.地球本身是一个巨大的磁体，地磁的南极在地理极附近，即指南针所指的南北方向与地理的正南北方向（填“有”或“没有”）偏离，我国宋代学者是世界上最早准确记述这一现象的人。答案：北；有；沈括3两个大头针被条形磁块N极吸住，大头针的针帽互相排斥，这是因为 A.针帽是S极，同名磁极相排斥 B.针帽是N极，同名磁极相排斥 C.针帽一端被磁极S极吸引 D.以上说法都不对 答案：B4条形磁铁周围存在着磁场，在图中能正确表示所在点磁感线方向的小磁针是A.小磁针A、B B.小磁针B、C C.小磁针C、D D.小磁针D、A答案：C5（多选）下列关于电磁现象的说法中，正确的是A地磁场的北极在地理的北极附近B磁场对放入其中的小磁针一定有力的作用C放在磁场中某一点的小磁针一定受到磁场力的作用，且小磁针N极所受磁场力的方向为这一点的磁场方向D当金属导体中的自由电子发生定向移动时，导体周围一定产生磁场答案：BCD6（多选）关于电磁现象，下列说法中正确的是 A磁场对放入其中的小磁针一定有力的作用B在磁场中，小磁针静止时北极所指的方向为该点的磁场方向C导体周围存在磁场D利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围各点的磁场方向答案：AB7（多选）下列说法中正确的是A只有在磁体周围放置小磁针的时候，磁体才有磁场B指南针能够一端指南另一端指北，是因为受到地磁场的作用C改变通电螺线管中电流的方向可以改变通电螺线管的N、S极 D.导体中有电流通过时，其周围就会产生磁场答案：BCD8（2015广州） 巨磁电阻（GMR）在磁场中，电阻会随着磁场的增大而急剧减小，用GMR组成的电路图如图12所示，S断开，A2有示数，电源电压恒定，则（）AS闭合时，A2示数减小BS闭合时，A2示数不变CA1示数减小时，A2示数不变 DA1示数增大时，A2示数增大答案：D9通电螺线管是电流的方向如图所示，在图中标出它的N、S极。 答案：左N右S10.如图所示，螺丝管旁放置了两个小磁针。衣你在图中标出开关S闭合后小磁针的N、S极。 答案：如右图图511.小明用导线烧在铁钉上，接入图5所示的电路中，制成了一个电磁铁。闭合开关S，小磁针静止时左端应为极，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电磁铁的磁性将。答案：S 增强图612.如图6是研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图开关的可控制磁性的有无；要改变通过电磁铁中的电流大小，可通过改变实现；要判断电磁铁的磁性强弱，可通过观察电磁铁吸引大头针的来确定。答案：闭合和断开 滑动变阻器接入电路中的电阻大小 多少13在“研究电磁铁”的实验中(1)已有一个线圈匝数可以改变的电磁铁(含铁芯)、电源、开关、电流表和一小堆大头针，还应补充的器材是_(2)为了增加电磁铁的磁性，小华同学提出了以下方案：增大电磁铁中的电流，抽出电磁铁的铁芯，减少线圈的匝数，增加线圈的匝数上述方案中，经实验证实，正确的做法是：_A、方案；B、方案C、方案；D、方案答案：滑动变阻器 C 14.为了探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，小敏同学利用电压一定的电池、滑动变阻器、一堆大头针以及长导线作器材，进行了如图所示的简易实验。（1）他将导线绕在铁钉上制成简易电磁铁，并通过来显示电磁铁磁性的强弱。（2）他连接好电路，闭合开关，将变阻器的滑片P移到不同的位置时，观察到了图中甲、乙两种情形，比较甲、乙两图可知：图中的电流大；从而得出结论：在相同时，通过电磁铁的电流，其磁性越强。（3）如图丙，将两个电磁铁串联在电路中，通过图丙的情形可知：在相同时，的电磁铁磁性越强。答案：（1）吸引大头针的数量 （2）乙；绕线匝数；越大 （3）电流；绕线匝数越多巩固提高1磁场是有方向的。小磁针_极在磁场中某一点受到_作用的方向规定为这一点的磁场方向。答案： N、磁场2为了形象方便地显示各点磁场的方向，可以依照细铁屑的排列规则，在磁场中画出一条条带_的_，这种线叫做磁感应线。答案：箭头、曲线3磁体周围磁感应线的分布情况是 A在一个平面上； B在磁体周围的空间； C磁感应线的分布都是均匀的； D以上没有正确的。答案：B4关于地磁场，下列说法中正确的是 A地磁两极跟地理两极完全重合； B世界上第一个论述磁偏角的科学家是我国的张衡； C地磁场的磁感应线是从地理南极出发，回到地理北极； D以上没有正确的。答案：D5把条形磁铁吊起来，使它在水平面内自由转动，当它停止的时候，条形磁铁的两个磁极的指向分别为 A东、西； B南、北； C左、右； D前、后。答案：B6. 有几位同学讨论磁感线时有以下几种说法，你认为不正确的是( )A.磁体周围越接近磁极的地方磁感线越密B.磁感线并不存在，是一种假想的线C.通电螺线管外部磁感线的方向是从S极到N北极D.磁场中某点的磁场方向就是磁感线的切线方向答案：C7.（2015桂林）如图所示，在探究通电螺旋管外部的磁场分布实验中，观察到小磁针指向正确的是（） 答案：D8（2015兰州）许多自动控制的电路中都安装有电磁铁。关于电磁铁，下列说法中正确的是A电磁铁的铁芯，可以用铜棒代替B电磁继电器中的磁体，可以使用永磁铁C电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关D电磁铁是根据电流的磁效应制成的答案：D9（多选）关于电磁现象，下列说法中正确提（ ） A自由电子定向移动产生磁场 B奥斯特实验说明了电流周围存在磁场 C磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针决定的 D自然状态下，指南针静止时N极指的方向是地理的北极。答案：ABD10（多选）下列说法中正确的是A导体中的电流一定会产生磁场B磁场和磁感线都是真实存在的C改变通电螺线管中电流的大小可以改变通电螺线管的N、S极D中国古代四大发明之一的指南针能指南北是因为它受到地磁场的作用答案：ACD11物理学中，磁化就是指 A电流的磁效应； B磁极之间的相互作用； C磁铁能吸引铁等物质的性质； D原来没有磁性的物体得到磁性的过程。 答案：D12（多选）关于电磁现象，下列说法中正确的是A电流周围存在磁场 B磁场的强弱是由磁感线的疏密决定的C地磁场的北极在地理的南极附近 D在磁体周围撒一些铁屑，每一粒铁屑被磁化后都可看成是小磁针答案：ACD13. （2015成都）如图所示，开关闭合。请在图中标出通电螺线管的N、S极；用箭头标出图中磁感线的方向。 第23（2）题图图714图7所示是一种水位自动报警器的原理示意图，当水位达到金属块A时，出现的情况是【 】A.红灯亮 B.绿灯亮 C.红、绿灯同时亮 D.红、绿灯都不亮答案： A15如图5所示，开关S闭合后，螺线管的上端是_极，小磁针将沿_时针方向转动（选“顺”或“逆”）。 要使电磁铁的磁性减弱滑动变阻器的滑片P 应向_移动答案：N、逆、左16.探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关，小曼同学作出以下猜想： 猜想A：电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性； 猜想B：通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强 猜想C：外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强 为检验上述猜想是否正确，小曼所在小组通过交流与合作设计了以下实验方案： 用漆包线（表面涂有绝缘漆的导线）在大铁钉上绕制若干圈，制成简单的电磁铁图15所示的a、b、c、d为实验中观察到的四种情况 根据小曼的猜想和实验，完成下面填空： （1）通过观察电磁铁_，可判断它磁性的强弱 （2）通过比较_两种情况，可以验证猜想A是正确的 （3）通过比较_两种情况，可以验证猜想B是正确的 （4）通过比较d中甲、乙两电磁铁，发现猜想C不全面，应补充_。 （5）小曼做完实验又提出了一个新的问题：若将d中甲的铁钉去掉，那么甲、乙吸引大头针数目是否还是甲多乙少呢？于是进一步猜想： D、甲多乙少 E、甲少乙多 F、甲一个也不吸引 G、无法判定 你认为她的猜想最有理由成立的是_；（填字母） 并陈述你的理由_。 答案：（1）吸引大头针数目的多少 （2）a b（或a c或a d） （3）b c （4）在电流相等时 （5）G 因为甲乙电流相等，乙虽比甲匝数少，但有铁芯会增强磁性，所以，有两个变量不一样，不好比较17如图当闭合开关S时，电磁铁中有电流，电磁铁会具有_，将衔铁_，动触点和_触点接触，此时右边_电动机所在电路接通；如果断开开关S，电磁铁中没有电流，电磁铁会_,衔铁在_的作用下，回到原位，动触点和_触点接触，右边_电动机所在电路接通。答案：磁性 吸下 下面的静 乙 失去磁性 弹簧 上面的静 甲18图22是由“控制电路”和“工作电路”两部分组成的光控电路。“控制电路”由光敏电阻R、磁控开关L、定值电阻R0、电源U1等组成，当线圈中的电流大于或等于20mA时，磁控开关的磁性弹片相互吸合。“工作电路”由工作电源U2、发热电阻R1和R2组成。已知：U2 = 20V，R1=5，R2 =15，光敏电阻R的阻值随照射在光敏电阻的光强E（表示光照射强弱的物理量，单位是坎德拉，符号是cd）之间的变化关系如图23所示。求：（1）画出当“控制电路”中的电流小于20mA时，“工作电路”的等效电路图；（2）当“控制电路”中的电流小于20mA时，“工作电路”消耗的功率；（3）当“控制电路”中的电流等于30mA时，“工作电路”中R1在5min内产生的热量；（4）如果“控制电路”中的线圈阻值RL= 1、R0= 140、U1=3V，那么照射在光敏电阻上的光强在什么范围内时， 磁控开关的磁性弹片相互吸合？答案：（1）当控制电路的电流小于20mA，工作电路的等效电路图 （2)20W;(3)2400J;(4)大于或等于2cd1有甲、乙两个外形完全相同的钢棒，不知它们是否有磁性，如果把乙棒的一端垂直放在甲棒的中央时，彼此有吸引力，这说明可能存在的情况有 ( )A.甲、乙都有磁性 B.甲有磁性，乙没有磁性C.乙有磁性，甲不一定有磁性 D.甲、乙都没有磁性答案：C2(2014，天津)地球是一个巨大的磁体，图中有关地磁体的示意图正确的是( )答案：C3某课外学习小组的同学们，拿来一个磁针，发现它静止时一端指北，另一端指南；用手将它转动一下，它静止时还是一端指北，另一端指南。下面是几位同学对这种现象的解释，你认为正确的是 A.地球是个大磁体，地磁场对磁针的作用使磁针一端指北，另一端指南 B.地球的重力作用使磁针一端指北，另一端指南 C.地球自转的影响使磁针一端指北，另一端指南 D.磁针自身的惯性作用使它一端指北，另一端指南 答案：A4几位同学课后讨论对磁感线的理解，他们分别有以下几种看法，正确的是 A.将小铁屑放到磁体周围可以看到它们有规律的排列，说明磁感线是存在的 B.磁感线是我们为了形象的描述磁场画出来的，不是客观存在的 C.磁感线的方向与小磁针在磁场中静止时南极的指向一致 D.磁感线是带箭头的曲线，不可能是直线 答案：B5.丹麦物理学家 首先发现电流的磁效应。电磁起重机、电烙铁、电铃、电磁继电器这四个电器中呈定没有电磁铁的是 ；电磁起重机使用电磁铁而不使用永磁铁的优点之一是 答案：奥斯特，电烙铁，可控制磁性的有无和大小6.（2015陕西）如图所示为一种温度自动报警器的原理图。图中的水银温度计在制作时，玻璃管中封入一段金属丝，电源的两极分别与水银和金属丝相连。当温度达到金属丝下端所指的温度时，电流通过电磁铁的线圈产生_，电铃响起，发出报警信号，电磁铁的a端为_极。若将温度计上端的金属丝向下调整，则报警温度将_（选填“升高”或“降低”）。答案：磁性 S 降低7（多选）下面几位同学的说法中正确的是 A.地球是个大磁体，地球周围存在着磁场 B.地磁场的形状跟条形磁体的磁场很相似 C.地理的两极和地磁的两极是重合的 D.指南针的指向与地理的南北方向是有偏角的答案：ABD 8（多选）关于磁体、磁场和磁感线, 以下说法中正确的是A铜、铁和铝都能够被磁体所吸引B磁感线是磁场中真实存在的曲线C磁体之间的相互作用都是通过磁场发生的D物理学中, 把小磁针静止时N极所指的方向规定为该点磁场的方向答案：CD9关于对磁感线的认识，下列说法中不正确的是( )A.磁感线是描述磁场的一种假想的曲线B.磁体的磁感线从S极出发回到N极C.磁体周围越接近磁极的地方磁感线越密D.磁感线与放不放铁屑无关 答案：B10某同学的实验装置如右上图所示，弹簧下端吊的是铁块，当他将开关闭合以后，弹簧的长度_；当他将滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流将_，弹簧的长度将_；如果其他条件不变，他只是将电源的正负极调换了一下，发生变化的是_。答案：变短 减弱 变长 磁极的极性和磁感线的方向11如右图所示，在通电螺线管的上方放置一个可以自由转动的小磁针，请根据电源的正负极判断：小磁针静止时左端为_极，通电螺线管的左端为_极。 答案：S S12.（2015潍坊）如图所示，电源、滑动变阻器与螺线管相连闭合开关，在螺线管的右端放置一个小磁针，小磁针静止时N极水平向右则A. 电源左端为正极B. 电源右端为正极C. 滑动变阻器的滑片P向左移动，通电螺线管的磁性增强D. 滑动变阻器的滑片P向右移动，通电螺线管的磁性增强答案：AD13小明所在的小组在“研究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关”的实验中，按下图串联甲、乙两个电磁铁，并移动滑动变阻器的滑片P，进行了多次实验，记录如下表：电磁铁甲(100匝)乙(50匝)实验次数 123456电流表示数(A) 0.10.20.30.10.20.3吸引大头针数目(枚)12243661224(1)实验中通过电磁铁_来判断其磁性强弱，将滑动变阻器的滑片向右移动时，电磁铁吸引的大头针将_(选填“变多”、“变少”或“没有变化”)，这说明电磁铁的磁性还与_有关(2)比较1、2、3次实验数据，你会发现_相同时，_时电磁铁的磁性越强(3)比较_次实验数据，你会发现电流相同时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强答案：（1）吸引大头针数目的多少；变少；电流大小；（2）线圈匝数；电流越大；（3）1与4（或2与5，或3与6）_1磁体周围存在着一种_，能使磁针_，这种_看不见，摸不着，我们把它叫磁场.磁场对放入其中的磁体产生_作用，磁体之间的相互作用就是通过_实现的。把小磁针放在磁体的周围，小磁针静止时其N极的指向就是该点的_方向。答案：物质，偏转，物质，力的作用，磁场，磁场2有几位同学讨论磁感线时有以下几种说法，你认为不正确的是()A.磁体周围越接近磁极的地方磁感线越密B.磁感线并不存在，是一种假想的线C.通电螺线管外部磁感线的方向是从S极到N北极D.磁场中某点的磁场方向就是磁感线的切线方向答案：C3实验表明，磁体能吸引1元硬币，对这种现象解释正确的是( )A.硬币一定是铁做的，因为磁体能吸引铁B.硬币一定是铝做的，因为磁体能吸引铝C.磁体的磁性越强，能吸引的物质种类越多D.硬币只含有磁性材料，磁化后能被吸引 答案：D4关于磁场，下列说法中错误的是 A.磁体的周围空间存在着磁场 B.磁体间的相互作用是通过磁场而发生的 C.磁场中的不同位置，一般说磁场方向不同 D.磁场的方向就是小磁针的受力方向 答案：D6指南针能指南北是因为指南针（ ） A有吸引铁的性质；B被地磁场磁化了；C受到地磁场的作用；D会产生磁感应线。 答案：C7. 如下图所示，一根条形磁铁，左端为S极，右端为N极。下列表示从S极到N极磁性强弱变化情况的图像中正确的是( )答案：D8.将一个磁化的大头针插在轻薄的泡沫上，使其漂浮在水面上，静止时，大头针的两个头分别指向 A东、西； B南、北； C左、右； D前、后。答案：B9、（2015烟台）如图4是一种水位自动报警器的原理示意图，当水位升高到金属块A处时（）A红灯亮，绿灯灭 B红灯灭，绿灯亮 C红灯亮，绿灯亮 D红灯灭，绿灯灭 答案：A10（多选）关于电磁现象，下列说法中正确的是A地磁场的北极在地理的南极附近 B可以自由转动的小磁