新人教版物理第二十章 电与磁 知识点归纳

新人教版物理第二十章电与磁知识点归纳电与磁是物理学中相互关联的重要领域，本章将系统梳理磁现象的基本概念、电流的磁效应、磁场对电流的作用以及电磁感应现象等核心内容，旨在帮助学习者构建清晰的知识框架，理解电与磁之间的内在联系及其广泛应用。一、磁现象与磁场1.磁现象我们最早认识磁体是从其吸铁性开始的。能够吸引铁、钴、镍等物质的性质称为磁性，具有磁性的物体叫做磁体。磁体上磁性最强的部分称为磁极，任何磁体都有两个磁极，即南极（S极）和北极（N极）。磁极间存在相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫做磁化，铁棒被磁化后磁性容易消失，称为软磁体；钢棒被磁化后磁性能够长期保持，称为硬磁体或永磁体。2.磁场磁体周围存在着一种特殊的物质，叫做磁场。磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生力的作用。我们规定，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。为了形象地描述磁场的分布情况，我们引入了磁感线。磁感线是假想的曲线，它从磁体的N极出发，回到S极，磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。需要注意的是，磁感线是闭合的曲线，且任意两条磁感线都不会相交。3.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做地磁场。地磁场的北极在地理南极附近，地磁场的南极在地理北极附近。水平放置的磁针静止时，其N极大致指向地理北极，这是由于受到地磁场的作用。不过，地理两极与地磁两极并不完全重合，它们之间存在一个夹角，叫做磁偏角，这一现象最早是由我国宋代学者沈括发现的。二、电生磁（电流的磁效应）1.电流的磁效应19世纪初，奥斯特通过实验发现，通电导线周围存在磁场，这就是电流的磁效应。这一发现揭示了电现象和磁现象之间的联系。实验表明，通电直导线周围的磁感线是以导线为中心的一系列同心圆，磁场的方向与电流的方向有关，可以用右手螺旋定则（安培定则）来判断：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向与电流方向一致，那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。2.通电螺线管的磁场将导线绕在圆筒上就制成了螺线管。通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似，它也有N极和S极。其磁极的极性与电流方向和线圈的绕法有关，同样可以用右手螺旋定则来判断：用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向与螺线管中电流的方向一致，那么大拇指所指的那端就是螺线管的N极。3.电磁铁在通电螺线管内插入铁芯，就构成了电磁铁。铁芯被磁化后，与螺线管的磁场叠加，使电磁铁的磁性大大增强。电磁铁的磁性强弱与电流的大小、线圈的匝数以及铁芯的有无有关：电流越大，磁性越强；线圈匝数越多，磁性越强；插入铁芯比无铁芯时磁性强得多。电磁铁的优点是磁性有无可以由通断电流来控制，磁性强弱可以由电流大小来控制，磁极方向可以由电流方向来控制，因此在电磁起重机、电铃、电磁继电器等许多方面得到了广泛应用。三、磁场对电流的作用1.磁场对通电导线的作用通电导线在磁场中会受到力的作用，这个力叫做安培力。力的方向与电流方向和磁场方向有关。当电流方向与磁场方向平行时，导线不受力；当电流方向与磁场方向垂直时，导线所受的力最大。可以用左手定则来判断安培力的方向：伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流方向，那么拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。2.电动机的原理电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。为了使线圈能够持续转动，电动机中安装了换向器。当线圈转过平衡位置时，换向器自动改变线圈中的电流方向，从而改变线圈所受磁场力的方向，使线圈得以持续转动。电动机工作时，将电能转化为机械能。生活中常见的电动机有直流电动机和交流电动机，广泛应用于各种电器设备中。四、磁生电（电磁感应）1.电磁感应现象19世纪中期，法拉第发现了电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流，这种电流叫做感应电流。产生感应电流的条件是：电路必须闭合；部分导体在磁场中做切割磁感线运动。感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁场方向有关。2.发电机的原理发电机是根据电磁感应原理制成的。其基本构造包括定子（固定部分，通常是磁体）和转子（转动部分，通常是线圈）。当线圈在磁场中转动时，线圈的两边做切割磁感线运动，从而在线圈中产生感应电流。由于线圈中的感应电流方向是周期性变化的，所以发电机产生的是交流电。如果需要得到直流电，可以通过换向器将交流电改为直流电。发电机工作时，将机械能转化为电能，是现代社会中电力的主要来源。本章知识是电磁学的基础，理