2022修订版-电和磁

电和磁总复习一、磁现象

1、磁性与磁体：

能吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性，具有磁性的物体叫磁体。

2、磁极：

磁体上磁性最强的部分叫磁极，一块磁体上有两个磁极，指南的磁极叫南极(S极)，指北的磁极叫北极(N极)。

3、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。

4、磁化：

使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫磁化。

5、软磁体和硬磁体：

铁棒被磁化后，磁性很容易消失，这种磁体称为软磁体。

钢棒被磁化后，磁性能够长期保持，称为硬磁体或永磁体。

二、磁场

1、磁场：

磁体周围的空间存在着磁场。它对放入其中的磁体产生磁力作用。常用小磁针是否受力的作用来检验小磁针所在空间是否存在磁场。

2、磁场方向：

人们规定：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的磁场方向。

3、磁感线：

①为了形象地描述磁场而在磁场中画出一些有方向的假想曲线，任何一点的磁感线方向就是该点的磁场方向，与放在该点的小磁针静止时北极所指的方向一致。

②在磁体外部，磁感线从磁体N极出发，回到S极，内部从S极到N极。

③磁感线越密集的地方，表示该处磁场越强。

4、地磁场：

地球本身是一个巨大的磁体，在地球周围的磁场叫地磁场。

地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。世界上最早发现这一现象的是我国宋代学者沈括。

三、电流的磁场

1、电流的磁效应：

通电导体和磁体一样，周围存在着磁场，能使静止的磁针偏转。

这种现象叫做电流的磁效应。首先发现这一现象的是丹麦的物理学家奥斯特。所以这个实验又叫奥斯特实验。

2、通电螺线管的磁场：

通电螺线管外部的磁场和条形磁铁的磁场一样，通电螺线管的两端相当于条形磁铁的两个极，极性与电流方向有关，可用安培定则进行判定。

3、安培定则：

用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中的电流方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。

4、电磁铁：

内部插有铁芯的通电螺线管叫电磁铁，它的磁性有无可以通过控制螺线管中的电流有无来实现。磁性强弱跟I大小和线圈匝数多少有关。I越大，匝数越多，磁性越强。

主要应用：

电磁继电器、电报机、电铃、电动机、发电机、自动控制仪器。

四、电磁感应

1、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，导体中就产生电流，这种现象叫电磁感应，产生的电流叫感应电流。感应电流方向跟磁感线方向、导体切割磁感线的运动方向有关。英国物理学家法拉第于1831年发现了这一现象。

2、电磁感应现象应用：

人们做成了发电机，有交流发电机和直流发电机两种。

无论哪种发电机，线圈内产生的都是交流电。发电机把机械能转化为电能。

3、交流电的周期、频率：

我国供生产和生活用的交流电，周期是，频率是50Hz，电流方向每秒钟改变100次。

五、磁场对电流的作用：

1、磁场对通电导体有力的作用，这个力的方向跟电流方向、磁感线方向有关。

根据这个原理做成了电动机。电动机工作时将电能转化为机械能。

2、电动机的一个重要部件：

换向器。它的作用是每当线圈刚转过平衡位置，换向器就能自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈能持续不断转动下去。

六、电能

1、使用电能的优越性：

电能的来源广泛，便于输送、使用方便，又有利于环境保护。

2、电能的输送：

采用高压输电。这样可以减小电能在输电线上的热损失。又不能减小输送功率。电与磁测试题一、选择题：

1、判断两根钢条甲和乙是否有磁性时，可将它们的一端靠近小磁针的N极或S极，当钢条甲靠近时，小磁针自动远离，当钢条乙靠近时，小磁针自动接近，由此可知（）

A、两根钢条均有磁性

B、两根钢条均无磁性

C、钢条甲一定有磁性，钢条乙一定无磁性

D、钢条甲一定有磁性，钢条乙可能有磁性

2、下列说法正确的是（）

A、磁场和磁感线都是客观存在的

B、磁感线总是从磁体的N极到S极

C、小磁针在磁场中受力的方向就是该点磁场方向

D、磁场中小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向

3、一竖直悬挂的磁性黑板上吸着一块磁铁，磁铁静止不动，则下列四对力中，属于平衡力的是（）

A、黑板对磁铁的吸引力与磁铁对黑板的吸引力

B、磁铁对黑板的吸引力与磁铁的重力

C、黑板对磁铁的吸引力与黑板对磁铁的摩擦力

D、磁铁的重力与黑板对磁铁的摩擦力

4、下列说法中正确的是（）

A、电磁铁是利用电流的磁效应制成的

B、发电机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的

C、电动机是利用电磁感应现象制成的

D、奥斯特实验说明利用磁场可以产生电流

5、下图中表示闭合电路的一部分导体在两异名磁极之间的运动，图中导体垂直于纸面。小圆圈表示导体的横截面，a、b、c、d表示导体运动过程中的四个不同位置，箭头表示导体在相应的位置时运动方向，则关于导体中的感应电流方向，下列结论正确的是（）A、在位置a和b时方向相同

B、在位置a和c时方向相反

C、在位置b和d时方向相反

D、在位置a和c时方向相同

6、关于感应电流产生条件的叙述中，正确的是（）

A、导体在磁场中运动

B、闭合电路的部分导体在磁场中运动

C、闭合线圈在磁场中做切割磁感线的运动

D、闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动

7、把一根条形磁铁从中间切断后，得到的是（）

A、一段是N极，一段是S极

B、两段在断口处各产生一个异名磁极

C、因为切为两段，则磁性都消失

D、两段在断口处产生同名磁极

8、关于通电螺线管的磁极，下列说法中正确的是（）

A、通电螺线管的N极一定在离电源正极近的一端

B、通电螺线管的S极一定在离电源正极近的一端

C、通电螺线管的磁极性质跟电流方向有关

D、不通电的螺线管也有两个磁极

9、一螺线管PQ通电后，旁边的小磁针指向如图所示，黑色表示小磁针的N极，下列关于螺线管的磁极说法中正确的是（）A、P端是螺线管的S极，电流是从B流入螺线管的

B、P端是螺线管的N极，电流是从A流入螺线管的

C、P端是螺线管的S极，电流是从A流入螺线管的

D、P端是螺线管的N极，电流是从B流入螺线管的

10、下面所示的四个实验中，能说明发电机工作原理的是（）11、首先发现电和磁之间有联系的科学家是（）

A、法拉第

B、安培

C、欧姆

D、奥斯特

12、通电线圈在磁场里受到力的作用，下列装置中根据这个原理制成的是（）

A、发电机

B、电动机

C、电话

D、电磁铁

13、下列事物中利用电磁铁的有（）

A、指南针

B、收音机中控制音量大小的变阻器

C、计算机中的磁盘

D、电磁继电路器

14、下列器件中应用了磁性材料的是（）

A、录音（像）机的录音（像）带

B、计算机的存储软盘

C、电话用的IC卡

D、VCD播放器用的光碟（盘）

15、放在磁场中的通电直导线（）

A、一定受磁力作用

B、一定不受磁力作用

C、不一定受磁力作用

D、以上说法都正确

16、如图是做“做作、研究电磁铁”实验的一组示意图，其中ab两图中线圈匝数相同，cd两线圈匝数相同且匝数是a图匝数的2倍，已知I2>I1，则下列分析错误的是（）A、比较a、b两图知电磁铁通电时有磁性

B、比较a、c两图知电磁铁通电电流相同时，线圈匝数越多，磁性越强

C、比较a、d两图知电磁铁通电电流增大，磁性增强

D、比较c、d两图知电磁铁通电电流增大，磁性增强

17、我国最大的水力发电工程三峡大坝已经建成，大坝中的大型发电机是（）

A、利用电磁感应现象制成的，将电能转化为机械能

B、利用电磁感应现象制成的，将机械能转化为电能

C、利用通电导线在磁场中受力的作用制成的，将电能转化为机械能

D、利用通电导线在磁场中受力的作用制成的，将机械能转化为电能

二、填空题：

18、下图为奥斯特实验示意图，比较甲与乙可得出的结论是________________，比较甲与丙可得出的结论是________________。19、我们国家家庭电路使用的交流电的电压是_________V，频率是_________赫兹，由此可知，在每秒钟内电流方向变化了_________次，周期为________秒。

20、如图所示，在磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，开关闭合后，当滑片P从a端向b端滑动过程中，则电流表的示数_________，弹簧的长度将_________（选填变小、不变或变大）。21、直流电动机是利用________的原理工作的，为了使线圈能持续转动，必须给它安装___________。

22、正在顺时针旋转的直流电动机，当把电流方向或磁场方向改变时，它将________旋转，若把电流方向和磁场方向同时改变，它将_________旋转。（选填顺时针或逆时针）

23、地球本身是一个巨大的磁体，地磁南极在地理_________附近，世界第一个发现地磁南北极与地理南北极不重合这一现象的是__________国学者___________。

24、下图是一种防盗报警器，当有人踩踏板时，报警器中的________工作以达到报警（选灯或铃）作用，无人踏踩时________工作。25、请根据图中小磁针静止时的指向，画出螺线管的绕线。26、根据小磁针静止时的指向，在图中标明螺线管中电流方向，及电源正负极。

27、如图所示的盒子时有一直流电路，盒子外只露出电路中的一部分软导线AB，请你设计两种不同的实验，要求在不断开AB导线的条件下，判断该段导线中是否有电流，并根据你的设计填写下表：实验器材实验器材实验主要步骤实验物理依据及判断方法方法1方法2磁场知识要点

1．磁极：磁体两端吸引钢铁的能力最强，这两个部位叫做磁极；我们把物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性；把这种物体称为磁体；

南极：能自由转动的磁体，静止时指南的那个磁极就叫做南极；又叫S极(southpole的第一个字母)；

北极：能自由转动的磁体，静止时指北的那个磁极就叫做北极；又叫N极(northpole的第一个字母)；

一般条形磁体的南北极就在磁体的两端，蹄形磁体(或称U形磁体)的两极在U的开口两端；

2．磁极的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；

3．磁场：磁场是客观存在的物质，可以通过它产生的效果来证明它的存在；磁场的强弱和方向可以通过磁感线来描述：

磁场是一种客观存在的看不见、摸不着的物质，虽然看不见，我们却可以通过它对其他物体作用来证明它的存在，如果它能对其他的物体产生作用，或出现一些现象，我们就认为磁场是确实存在的。比如“风”，我们同样看不见摸不着，但风吹过后，我们能感觉到凉，能看见树枝摆动，能看见纸屑飞舞等。生活中还有很多我们看不见摸不着的东西，如“水蒸汽”、“电”等

磁感线：是一些假想出来的用来形象描述磁场在空间分布的曲线，它既能表示磁场的大小，又能描述磁场的方向：磁感线的蔬密程度表示磁场的大小，越密的地方磁场越强，越稀的地方磁场越弱；磁感线上与曲线相切的方向就是小磁针在该处北极受力的方向。

4．地磁场：地球周围存在磁场，它导致指南针指向南北；它的磁场与条形磁体的磁场相似；但地理的南北极与地磁场的南北极并不重合，这是我国宋代学者沈括最早发现的；

5．磁化：一些物体在电流或磁场的作用下会获得磁性，这种现象叫做磁化。

典型例题

例1、关于磁场和磁感线，下列说法正确的是()

A．只有在磁铁周围才有磁场

B．磁感线是由铁屑组成的

C．磁体周围的磁感线都是从磁体的北极出来，回到南极

D．在磁场中某点小磁针静止时，南极所指方向就是该点的磁场方向

解：磁场在磁体周围和通电导体周围都存在；磁场方向规定为在磁场中某点小磁针静止时，小磁针北极所指的方向；磁感线是假想的线，而不是由铁屑组成的所以正确选项为C。

例2、下列关于地磁场的描述正确的是（）

（A）指南针总是指向南北，是因为受到了地磁场的作用

（B）地磁两极与地理两极完全重合

（C）地球周围的地磁场的磁感线是从地磁南极出发到地磁北极

（D）我国宋代学者沈括正确找到了地磁场产生的原因

解：地球是一个巨大的磁体，地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近。在地球周围存在着磁场，地磁场的磁感线从地磁北极出发到地磁南极。磁针指南北，就是因为受到地磁场的作用，我国宋代学者沈括最早准确记录了磁针所指南北方向不是地理的正南正北方向的现象。人们长期探究地磁场产生的原因，至今仍没有得到满意的结果。

由以上分析可知，选项A正确。

例3、如图所示，在弹簧测力计的下面吊着一块铁块，将条形磁铁水平向右逐渐移动时，弹簧测力计的示数（）

A、逐渐增大B、逐渐减小

C、先减小后增大D、先增大后减小

解：条形磁体上两端磁性最强，中间磁性最弱，当条形磁体平行经过铁块下端时，对铁块的吸引力经过一个由强变弱再变强的过程，因此，吊着铁块的弹簧测力计的读数也经过一个先减小后增大的过程。

选C。

巩固练习

1．小磁针在磁场中某点_________的_________规定为该点磁场的方向．磁场的基本性质是它对放入磁场中的__________产生_________的作用。

2．指南针所指的南北方向不是地理的正南北方向，而是稍微有些偏离；我国宋代学者_________是世界上最早准确地记述这一现象的人；地球本身是一个巨大的___________体，地磁的北极在地理的__________附近，地磁的南极在地理__________的附近．

3．把一些大头钉平铺在一张白纸上，将一块条形磁铁平放在大头钉上，然后手捏磁铁中部慢慢提起，并轻轻抖动，发现磁铁吸住一大串大头钉，在端点附近吸引的大头钉最多，而磁铁的中部没有吸附着大头钉，这说明_____。

4．下面关于磁感线的说法正确的是()

A．磁场是由无数条磁感线组成的

B．在磁体周围，画了磁感线的地方有磁场，没有画磁感线的地方没有磁场

C．在磁场中，可通过磁感线的疏密程度看出磁场的强弱

D．在磁场中铁屑被磁化排成一条条曲线，这些曲线就是磁感线

5．关于磁场，下列说法不正确的是()

A．磁体周围空间存在着磁场

B．磁体间相互作用都是通过磁场发生的

C．磁场中的不同位置，一般来说磁场方向不同

D．磁场是一种假想的线，实际并不存在

6．世界上第一个清楚地、准确地论述磁偏角的科学家是()

A．牛顿B．哥伦布

C．爱迪生D．沈括

7、如图所示，是套在木杆上的四个磁环，其中a、b、c三个磁环都悬浮，若c环上端为S极，则下端为N极的磁环是（）

A、a、cB、b、cC、a、bD、a、b、c

8、有A、B两根钢棒，用B棒接触A棒的中间部分时，A、B间几乎没有吸引和排斥现象，如果因此而判断A、B棒均无磁性，对吗？

9、如图所示，小磁针处于静止状态，请标出小磁针的极性。

答案：

1、北极所指，方向，磁体，磁力

2、沈括，磁，南极，北极

3、磁体的两极磁性最强

4、C

5、D、

分析：磁感线是假想的，是为了研究方便而引入的。

6、D

7、A

分析：利用同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引去分析。

8、不对。当A有磁性，B无磁性时，由于A的中间部分几乎没有磁性，也与B不产生力的作用。

9、如图所示。

探究活动用图所示装置进行实验探究．研究对象有：铁片、铝片、玻璃片、纸片、钢片，将这些研究对象分别置于U形磁铁与回形针之间．请将实验探究的结果填写在下表中．

帮你分析

该探究实验的目的是：探究所给材料中哪些是钢铁类物质，能够被磁化；验证条形磁铁两端磁性最强，中间磁性最弱．U形磁铁周围空间具有磁场，对放入其中的钢铁类物体有磁力的作用．实验中，回形针、铁片、钢片都是钢铁类物质，能被U形磁铁吸引并磁化变成具有磁性的磁体．而铝片、玻璃片、纸片是非钢铁类物质，不能被U形磁铁吸引和磁化．当水平放置的铁片和钢片置于U形磁铁下方被磁化为条形磁铁时，其两端磁性最强，中间磁性最弱，回形针刚好处在它的中央位置的下面，所受磁场对它的吸引力最小，因而会下落；把铝片、玻璃片和纸片分别置于U形磁铁和回形针之间时，均不会被磁化，因而回形针受到磁场对它的作用力不改变而不会下落．

由以上分析．该题的答案是：

课外拓展神奇的磁化水磁化水是一种被磁场磁化了的水。让普通水以一定流速，沿着与磁力线平行的方向，通过一定强度的磁场，普通水就会变成磁化水。磁化水有种种神奇的效能，在工业、农业和医学等领域有广泛的应用。

在工业上，人们最初只是用磁场处理少量的锅炉用水，以减少水垢。现在磁化水已被广泛用于各种高温炉的冷却系统，对于提高冷却效率、延长炉子寿命起了很重要的作用。许多化工厂用磁化水加快化学反应速度，提高产量。建筑行业用磁化水搅拌混凝土，大大提高了混凝土强度。纺织厂用磁化水褪浆，印染厂用磁化水调色，都取得了很好的经济效益。

在农业上，用磁化水浸种育秧，能使种子出芽快，发芽率高，幼苗具有株高、茎粗、根长等优点；用磁化水灌田，可使土质疏松，加快有机肥分解，刺激农作物生长。通过实践人们发现，常浇磁化水的大豆、玉米等农作物和萝卜、黄瓜等蔬菜，产量可提高10~45％，水稻、小麦、油菜等作物可增产11~18％。此外，有些畜牧场用磁化水喂养家禽家畜，可使禽畜疾病减少、增重快。

在医学上，磁化水不仅可以杀死多种细菌和病毒，还能治疗多种疾病。例如磁化水对治疗各种结石病症(胆结石、膀胱结石、肾结石等)、胃病、高血压、糖尿病及感冒等均有疗效。对于没病的人来说，常饮磁化水还能起到防病健身的作用。

在日常生活中，用经过磁化的洗衣粉溶液洗衣，可把衣服洗得更干净。有趣的是，不用洗衣粉而单用磁化水洗衣，洗涤效果也很令人满意。

磁化水为什么会有如此神奇的作用呢?这是一个至今尚未揭开的谜。一些科学家认为，水分子本身就是一个小磁体，由于异性磁极相吸，因而普通水中许多水分子就会首先相吸，连结成庞大的“分子团”。这种“分子团”会减弱水的多种物理化学性质。当普通水经过磁场作用后，冲破了原先连接的“分子团”，使它变成单个的有活力的水分子。当然，要彻底揭开磁化水的奥秘，还有待于人们继续研究和探索。

“磁石”的由来和磁性材料

“磁石”就是天然磁体，这个名字是从“慈石”转变过来的。意思是：磁石吸引铁就像慈爱的母亲吸引自己的孩子一样，无独有偶，居住在欧亚大陆另一端的法国人也是用类似的名称来称呼磁石的，法文“aimant”是“慈爱”的意思。

其实，磁石的这种“慈爱”的力量并不很大。我国古代传说王宫的门口是用一种特殊的石头砌成，若有人带铁器从这里经过，便会被吸引住而进不了王宫，这是有点夸大其辞的。在现代冶金工厂里的磁铁一次可以吸起几吨重的钢锭，可这不是天然的磁石，而是电磁铁。

磁体并不只是对铁有吸引作用，有许多物质也同样能被吸引，如：钴、镍等。它们同钢铁一起被称为磁性材料。还有一些金属其实也能被磁体吸引，只是吸引的力量很小，如：金、银、锰、铝等。还有一些叫反磁性的物体，如：锌、铅、硫、铋，它们的性质尤其特别，能被强大的磁体所排斥。

液体和气体也有被磁铁吸引或排斥的性质，不过作用十分微弱。例如纯净的氧气就有顺磁性。就是说，磁能吸引它。如果我们把肥皂泡里装满氧气，然后把它放在强大的磁体两极之间，这时候，肥皂泡就会受到看不见的磁力的牵引，在两极之间伸长开来。动手动脑1、有两个外表涂有相同防护漆的立方体，已知其中一个是铁块，另一个是木块，你能在不损坏防护漆的前提下鉴别出它们吗?如能，请你说出两种鉴别方法．(限举两例)

2、在地球的南极极点上，我们不管向哪个方向看去都是向哪个方向？如果把指南针放到南极上，指南针的磁北极指向何方？

帮你分析

1、

方法一：用磁铁鉴别．用一个条形磁铁分别靠近两个立方体，能够被吸引的是铁块，不能被吸引的是木块．

方法二：用水鉴别．用一水盆盛满水，分别把两个立方体放入水中，漂浮在水面上的是木块，沉到水底的是铁块．

说明：这是一道实践题，考查运用所学物理知识解决实际问题的能力．本题鉴别的方法比较多．解答中的方法一是利用磁体的磁性鉴别，方法二是利用生活经验，即木块能漂在水面上，铁块能沉在水下来鉴别．学习物理要善于观察和思考，积累生活经验，从生活走向物理．

2、向北；正上方。电生磁知识要点

1．决定通电螺线管磁性强弱的因素

通电螺线管的磁性强弱跟下列因素有关：

(1)电流大小．通电螺线管中的电流越大，磁性越强；电流增大，磁性增强．

(2)匝数多少．当通电螺线管中的电流一定时，匝数越多，磁性越强；匝数增加，磁性增强．

(3)有无铁芯．在通电螺线管中插入铁芯后，通电螺线管周围的磁场会大大增强．

2．电磁铁

(1)电磁铁是利用通电螺线管内部插入铁芯后，由于铁芯被磁化也具有了磁性而使通电螺线管周围的磁场大大增强的特性制成的．电磁铁的铁芯通常用软磁材料(软铁)制作，使得电磁铁通电时具有磁性，断电时磁性立即消失。

(2)电磁铁通常做成U形，这样可以使通电时电磁铁的两个磁极同时起作用，吸引钢铁一类物质的能力更强．

(3)电磁铁的优点：①磁性有无可以由通、断电来控制；②磁性强弱可以由电流大小和匝数多少来控制；③磁极性质可以由电流方向控制．

(4)电磁铁被广泛应用于工业生产中．如电磁起重机、电磁选矿机等，在电铃、发电机、电动机、电话听筒上都要用到电磁铁．利用电磁铁还可以制作电磁继电器，用于自动控制．

典型例题

例1、根据通电螺线管的电流方向，分别在图上标出通电螺丝线管和小磁针的N极和S极。

解：通电螺线管的极性与电流方向的关系，用安培定则判定，根据本例中导线的绕法和电流方向，用安培定则判断出螺线管的左端是N极，右端是S极。右端的磁感线方向是向左。根据小磁针静止时，北极的指向与磁感线方向一致，所以小磁针的左端是N极，右端是S极。如图:

例2、在图中画出甲、乙两个通电螺线管的绕线方向，要求开关S1、S2闭合后甲、乙两通电螺线管互相排斥。

解：本题可以先画出甲螺线管的绕线方法，据通电螺线管的极性和电流方向的关系判定甲螺线管右端的磁极性质，再根据同名磁极相互排斥确定乙螺线管左端的磁极性质，最后根据通电螺线管的极性和电流方向的关系确定乙螺线管的绕线方法；也可以先确定甲、乙螺线管相靠近端均为N极或均为S极，再根据通电螺线管的极性和电流方向的关系确定甲、乙螺线管的绕线方法．

甲、乙两个通电螺线管的绕线方向如图(a)或(b)．

例3、在图所示的电路中，请用笔画线代替导线将电路补完．要求：将滑动变阻器和螺线管组成串联电路，闭合开关后，螺线管左端为N极，且滑动变阻器的滑片向左移动时，螺线管的磁性增强．

解：由图可知，要使螺线管通电后左端为N极，根据通电螺线管的极性和电流方向的关系可判断电流必须从螺线管的右端流入；要使电路连通后滑动变阻器的滑片向左移动时，螺线管的磁性增强，螺线管中的电流必须增大，变阻器连入电路的电阻应该减小，滑动变阻器电阻线左端的接线柱连入电路中才能符合要求．

由以上分析可得符合题设条件的电路如图所示．

说明：本题考查对通电螺线管磁性强弱的决定因素的理解和运用通电螺线管的极性和电流方向关系判断电流方向的能力．正确分析开关闭合后电路中的电流方向和根据滑动变阻器滑片移动情况及电路中的电流变化要求选择变阻器连入电路的接线柱是解答本题的关键．

例4、如图所示，通电螺线管的外部A点放一小磁针，小磁针静止时N极指向为水平向右，试判断电源的正、负极。

解：小磁针放在通电螺线管的磁场中间，由小磁针N极的指向可以判定A点的磁场的方向是向右，则对于通电螺线管来说，磁感线是从a端出发，回到b端，则a端为北极，b端为南极。再根据安培定则就可以判定电源的d端为正极，c端为负极。

答案:电源上d端为正极，c端为负极。

巩固练习:

1、电磁铁的铁芯是用_______制成的，而不是用________制成的，这是因为_______。

2、________是世界上最早发现电与磁之间的关系的人，他的实验表明_________。

3、通电螺线管外部的磁场和_________的磁场一样，它的两端分别是_______和_______。安培定则的内容是：用________手握螺线管，让________弯向螺线管电流的方向，则_______所指的那端就是螺线管的北极。

4、要增强电磁铁的磁性，可以（）

A、改变电流方向B、增加螺线管的铁芯

C、抽掉螺线管的铁芯D、减小电流

5、图中的两个通电螺线管互相靠近时，它们之间将（）

A、互相吸引B、互相排斥

C、没有力的作用D、不能判定作用情况

6、下列用电器中利用了电流的磁场的是（）

A、滑动变阻器B、电烙铁C、电风扇D、电饭煲

7、如图所示，弹簧下端吊一条形磁铁，当开关S闭合时弹簧伸长，电源的正极是（）

A、a端B、b端C、哪端都可能D、无法确定

答案：

1、铁，钢，铁容易被磁化且容易退磁

2、奥斯特，通电导体周围存在磁场

3、条形磁体，N极，S极，右，四指，大拇指

4、B、

分析：A只能改变磁极，C、D减弱了磁性。

5、B、

分析：可以判断出甲：左N右S，乙：左S右N，则二者互相排斥。

6、C、

分析：B、D是利用电流的热效应。）

7、A、

分析：S闭合时弹簧伸长，说明螺线管上端应为S极。探究活动1、为探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关，齐云同学作出以下猜想：

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

为了检验上述猜想是否正确，齐云所在实验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．如图所示的a、b、c、d为实验中观察到的四种情况．

根据齐云的猜想和实验，完成下面填空：

(1)通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它_________的不同．

(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_________________。

2、在“研究电磁铁”的实验中，张丰做了如下实验，其实验电路如图所示，当他合上S时，发现拴铁块的弹簧被拉伸一些，当他只将电源负极从A改接在B上时，发现弹簧又变长了些，分析上述现象后，他得出了如下结论：通电螺线管有磁性，其磁性强弱与线圈匝数有关，匝数越少，磁性越强，他这个结论是否正确？为什么？

帮你分析：

1、

解：在制作、研究电磁铁的实验中，是用电磁铁对大头针的吸引作用及其吸引大头针的数目多少来显示电磁铁的磁性和磁性强弱的．采用的实验方法是控制变量法．分别控制电流有无和大小，探究电磁铁的磁性和线圈匝数的关系，控制电磁铁的线圈匝数，研究电磁铁的磁性和电流有无、电流大小的关系．

(1)通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它们磁性强弱的不同，吸引大头针越多，电磁铁的磁性越强．

(2)通过比较a和b(或a和c，或a和d)两种情况，可以验证猜想A是正确的，电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性．

(3)通过比较b和c两种情况，可以验证猜想B是正确的．对于给定的电磁铁(匝数一定)，通过的电流越大，磁性越强．

(4)通过比较d中甲、乙两电磁铁，发现猜想C不全面，应补充为：外形相同的螺线管，在电流相同时，线圈的匝数越多，它的磁性越强．

说明：本题从能否运用研究物理问题的方法进行实验设计；能否规范的进行物理实验操作；能否分析实验现象得出结论等方面考查探究问题的能力．解题的关键是熟练掌握进行科学探究过程中的“提出问题、猜想与假设、制定计划和设计实验、进行实验与收集证据、分析和论证、归纳结论、交流评价”的七个环节

2、

当他只将电源负极从A改接在B上时，线圈的匝数是变少了，但不容忽视的是，与此同时，线圈连入电路的电阻变小了，则通过线圈的电流变大，极有可能使线圈磁性增强，在电流不相同的情况下来寻找螺线管磁性强弱与匝数的关系，其结论必然错误，故张丰的结论是错误的。（张丰的错误也许正是你的错误，这是对“控制变量法”理解不透的具体表现，他应在将电源负极从A改接在B上时，调节滑动变阻器，使电流表A的示数不变，再来观察现象，分析并得出结论，由此看来，“控制变量法”是一种很重要的研究方法。）课外拓展磁悬浮列车磁悬浮列车是一种利用磁极间吸引力和排斥力的高科技交通工具。简单地说，排斥力使列车悬起来，吸引力让列车开动。

列车上装有电磁体，铁路底部则安装着线圈。通电后，地面线圈产生的磁场极性与列车上的电磁体极性总保持相同，两者“同性相斥”，排斥力使列车悬浮起来。铁轨两侧也装有线圈，交流电使线圈变为电磁体。它与列车上的电磁体相互作用，使列车前进(列车头的电磁体(N极)被轨道上靠前一点的电磁体(S极)所吸引，同时被轨道上稍后一点的电磁体(N极)所排斥——一“推”一“拉”)。

磁悬浮列车运行时与轨道保持一定的间隙(一般为1—10cm)，因此无摩擦、运行安全、平稳舒适、无噪声，磁悬浮列车采用电力驱动，无任何有害气体排放，可以实现全自动化运行。

磁悬浮列车车辆使用寿命可达35年，而普通轮轨列车只有20至25年。磁悬浮列车的路轨寿命是80年，普通路轨为60年。

它能快到什么程度?磁悬浮列车启动后39s即达到最大速度，目前的最高速度是552km／h。据德国科学家预测，到2022年，磁悬浮列车采用新技术后，速度将达1000km/h。而一般轮轨列车的最高速度为300km／h。上海即将建造的磁悬浮列车线，据说最高速度为505km／h。磁能治病人体有心电、脑电、肌电等各种生物电。根据奥斯特的发现和安培的研究成果，有电流，便会产生相应的磁场，因此，我们的身体里就有相应的心磁、脑磁、肌磁等等。人体患病，某处的生物电会发生异常，那里相应的生物磁场自然也就发生异常。如果外加一个磁场，设法通过外磁场使体内磁场恢复平衡与正常，这便是一种磁疗。

医学物理学发现，磁场作用在人体上，可以使被作用的那部分组织的生物电改变方向，因此生物磁场也合改变方向。这种外加磁场和体内产生的磁场相互作用，可以使人体内部发生许多改变。例如可能影响酶的活性，因此使体内进行的生物化学反应加快或减慢，有人把接种了癌细胞的大鼠放在磁场里，结果发现癌细胞的生长受到了抑制。

奇妙的磁疗应用十分广泛，但是其道理和方法仍在研讨中。动手动脑李老师在准备实验时，不小心把一盒铁粉撒在了地上，如果你当时在场，请你想一个最好的办法，用实验室里的下列哪些器材把铁粉收起来？器材包括：扫帚、塑料袋、磁铁、软铁棒、导线、电池组、开关、螺线管。

帮你分析：

将电池组、螺线管、导线、开关连成电路，将软铁棒插入螺线管构成电磁铁。闭合开关，吸引铁屑，然后放到盛铁粉的容器上方，断开开关，铁粉脱落。电磁继电器扬声器知识要点1、电磁继电器的构造、原理和应用

（1）如图中的虚线框内是电磁继电器的结构示意图，电磁继电器的主要部件是电磁铁A、衔铁B、弹簧C、动触点D和静触点E。

（2）工作原理：如上图所示，低压控制电路闭合，电磁铁通电时有磁性，吸下衔铁，使动、静触点接触，高压工作电路闭合，电动机通电转动；低压控制电路断开，电磁铁断电失去磁性，弹簧通过杠杆作用把衔铁拉起，使动、静触点分离，高压工作电路断开，电动机断电停止工作。

（3）作用：①通过控制低电压、弱电流电路的通断来间接地控制高电压、强电流工作电路；

②进行远距离操纵；

③实现温度自动控制或光自动控制。

2、扬声器的构造和原理

（1）构造：扬声器是由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成，扬声器工作时，线圈中通过的是大小和方向都随时间变化的交变电流。

（2）工作原理：扬声器是把电信号转换成声音信号的一种装置。扬声器的线圈中通过电流时，因受固定的永久磁铁的作用力而带动纸盆运动，由于通过线圈的电流是大小和方向都在不断变化的交变电流，线圈受力方向不断地改变，来回振动，带动纸盒也来回振动，扬声器发出声音。

典型例题

例1、下图是一种温度自动报警器的原理图。在水银温度计里封入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指示的温度时，电铃就响起来，发出报警信号，怎样说明它的工作原理？

解：

当温度计内的水银上升到金属丝下端时将电路连通，使得电磁铁具有磁性吸引衔铁，使报警电路连通，发出报警信号。

例2、肖刚同学在学习了电磁继电器后，为银行金库设计了一个自动防盗报警装置．如图，当盗贼踏上踏板时，值班室里的警铃响起来，试说明理由．

分析与解答：

电磁继电器实质上是一个由电磁铁控制工作电路通断的开关．肖刚设计的自动防盗报警装置在无人踩踏板时，控制电路中的上踏板与下面的静触点分离(相当于开关断开)，电磁铁无磁性，弹簧通过杠杆把衔铁拉上去，使警铃电路的触点开关断开，警铃电路断开警铃不响；当盗贼踏上踏板时，控制电路中的上踏板与下面的静触点接触(相当于闭合开关)，电磁铁通电具有磁性，把衔铁吸下来，使警铃电路的触点开关闭合，警铃电路连通，警铃通电工作，铃响报警．

例3、学校的操场上挂着扬声器（喇叭），收音机、电视机、音响中都有扬声器，每天我们能听到扬声器发出的悠扬声音。扬声器是怎样发声的？

解：

扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置．如图是扬声器构造示意图，它主要由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成．当线圈中通过图中所示的电流时，线圈受到磁铁的吸引向左运动，当线圈中通过相反方向的电流时，线圈受到磁铁的排斥向右运动．由于通过线圈的电流是交变电流，它的方向不断变化，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。

巩固练习:

1．电磁继电器的结构中，衔铁与动触点之间的硬棒应该用_________制成(填“导体”或“绝缘体”)，它与衔铁、动触点一起组成一个杠杆，弹簧始终处于___________状态(填“拉伸”或“压缩”)．它的工作原理为：当控制电路开关闭合时，__________把衔铁吸下来，使动触点与静触点接触，工作电路闭合；当控制电路开关打开时，电磁铁失去__________，_________把衔铁拉起来，工作电路_________.

2．电磁继电器是利用_________工作的，它可以用低电压、弱电流的控制电路去控制_________、_________的工作电路，还可以实现_________和_________.

3．电磁继电器中的触点相当于()

A．电磁铁B、衔铁C．开关D、电源

4．用电磁继电器来操纵高电压的开关，其主要作用是()

A．节约用电B．操作简单C．保护用电器D．避免危险

5．关于电话，下列叙述中正确的是()

A．话筒的作用是把声音直接送到受话人的听筒

B．话筒的作用是把忽强忽弱的电流转化为声音

C．电话的话筒和听筒是并联的

D．对着话筒讲话时，话筒把机械能转变为电能

6．如图是一种水位自动报警器的原理图．当水位没有达到B金属时，电磁铁中_________电流，_________灯电路接通，_________灯亮．当水位到达金属B时，电磁铁中_________电流，_________灯电路接通，_________灯亮。

答案：

1、绝缘体，拉伸，电磁铁有磁性，磁性，弹簧，断开

2、电磁铁，高电压，强电流，远距离的操纵，自动控制

3、C

4、D

5、D

6、无，绿，绿，有，红，红课外拓展中国古代对磁的认识磁石的吸铁性及其应用

我国是对磁现象认识最早的国家之一，公元前4世纪左右成书的《管子》中就有“上有慈石者，其下有铜金”的记载，这是关于磁的最早记载。类似的记载，在其后的《吕氏春秋》中也可以找到：“慈石召铁，或引之也”。东汉高诱在《吕氏春秋注》中谈到：“石，铁之母也。以有慈石，故能引其子。石之不慈者，亦不能引也”。在东汉以前的古籍中，一直将磁写作慈。相映成趣的是磁石在许多国家的语言中都含有慈爱之意。

我国古代典籍中也记载了一些磁石吸铁和同性相斥的应用事例。例如《史记·封禅书》说汉武帝命方士栾大用磁石做成的棋子“自相触击”；而《椎南万毕术》(西汉刘安)还有“取鸡血与针磨捣之，以和磁石，用涂棋头，曝干之，置局上则相拒不休”的详细记载。南北朝(512~518)的《水经注》(郦道元)和另一本《三辅黄图》都有秦始皇用磁石建造阿房宫北阙门，“有隐甲怀刃入门”者就会被查出的记载。《晋书·马隆传》的故事可供参考：相传3世纪时智勇双全的马隆在一次战役中，命土兵将大批磁石堆垒在一条狭窄的小路上。身穿铁甲的敌军个个都被磁石吸住，而马隆的兵将身穿犀甲，行动如常。敌军以为马隆的兵是神兵，故而大败(“夹道累磁石，贼负铁镗，行不得前，隆卒悉被犀甲，无所溜碍”)。

古代，还常常将磁石用于医疗。《史记》中有用“五石散”内服治病的记载，磁石就是五石之一。晋代有用磁石吸出体内铁针的病案。到了宋代，有人把磁石放在耳内，口含铁块，因而治愈耳聋。

磁石只能吸铁，而不能吸金、银、铜等其他金属，也早为我国古人所知。《淮南子》中有“慈石能吸铁，及其于铜则不通矣”，“慈石之能连铁也，而求其引瓦，则难矣”。

磁石的指向性及其应用

在我国很早就发现了磁石的指向性，并制出了指向仪器——司南。《鬼谷子》中有“郑子取玉，必载司南，为其不惑也”的记载。稍后的《韩非子》中有“故先王立司南，以端朝夕”的记载。东汉王充在《论衡》中记有“司南之杓(勺子)，投之于地(中央光滑的地盘)，其柢(勺的长柄)指南”。

不言而喻，司南的指向性较差。北宋时曾公亮与丁度(990~1053)编撰的《武经总要》(1044年)在前集卷十五记载了指南鱼的使用及其制作方法：“若遇天景噎(阴暗)霾，夜色瞑黑，又不能辨方向……出指南车或指南鱼，以辨所向……鱼法，用薄铁叶剪裁，长二寸阔五分，首尾锐如鱼形，置炭中烧之，候通赤，以铁钤钤鱼首出火，以尾正对子位，蘸水盆中，没尾数分则止，以密器收之。用时置水碗于无风处，平放鱼在水面令浮，其首常南向午也。”需要特别指出的是，这里极为清晰地论述了热退磁现象的应用。当烧至通赤时，温度超过居里点，磁畴瓦解，这时铁成为顺磁体。再用水冷却，磁畴又重新恢复。这时鱼尾正对子位(北方)，在地磁场作用下，磁畴排列具有方向性，因而被磁化。还应注意到，“钤鱼首出火”时“没尾数分”，鱼呈倾斜状，此举使鱼体更接近地磁场方向，磁化效果会更好。从司南到指南鱼，无疑是一个重大进步，但在使用上仍多有不便。

我国古籍中，关于指南针的最早记载，始见于沈括的《梦溪笔谈》。该书介绍了指南针的四种用法：水法，用指南针穿过灯芯草而浮于水面；指法，将指南针搁在指甲上；碗法，将指南针放在碗沿；丝悬法，将独股蚕丝用蜡粘于针腰处，在无风处悬挂。磁针的制作，采用了人工磁化方法。正是由于指南针的出现，沈括最先发现了磁偏现象，“常微偏东，不全南也”。

南宋时，陈元靓在《事林广记》中记述了将指南龟支在钉尖上。由水浮改为支撑，对于指南仪器这是在结构上的一次较大改进，为将指南针用于航海提供了方便条件。

指南针用于航海的记录，最早见于宋代朱彧(yù)的《萍洲可谈》：“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦观指南针”。以后，关于指南针的记载极丰。到了明代，遂有郑和下西洋，远洋航行到非洲东海岸之壮举。西方“关于指南针航海的记载，是在1207年英国纳肯(A．Neckam，1157~1217)的《论器具》中。

其他与磁有关的自然现象

极光源于宇宙中的高能荷电粒子，它们在地磁场作用下折向南北极地区，与高空中的气体分子、原子碰撞，使分子、原子激发而发光。我国研究人员在历代古籍中业已发现，自公元前2000年到公元1751年，有关极光记载达474次。在公元1~10世纪的180余次记载中，有确切日期的达140次之多。在西方最早记载极光的，当推亚里士多德，他称极光为“天上的裂缝”。“极光”这一名称，始于法国哲学家伽桑迪。

太阳黑子，也是一种磁现象。在欧洲人还一直认为太阳是完美无缺的天体时，我国先人早已发现了太阳黑子。根据我国研究人员搜集与整理，自前165年~1643年(明崇祯十六年)史书中观测黑子记录为127次。这些古代观测资料为今人研究太阳活动提供了极为珍贵、翔实可靠的资料。

遗憾的是，关于磁的认识尽管极为丰富，而关于磁现象的本质及解释，往往又是含糊的，缺乏深入细致的研究。就连被称作“中国科学史上的坐标”的沈括，对磁现象也认为，“莫可原其理”，“未深考耳”，致使在我国历史上，一直未能产生可与英国吉尔伯特《论磁》比美的著作。课外拓展中国古代对磁的认识磁石的吸铁性及其应用

我国是对磁现象认识最早的国家之一，公元前4世纪左右成书的《管子》中就有“上有慈石者，其下有铜金”的记载，这是关于磁的最早记载。类似的记载，在其后的《吕氏春秋》中也可以找到：“慈石召铁，或引之也”。东汉高诱在《吕氏春秋注》中谈到：“石，铁之母也。以有慈石，故能引其子。石之不慈者，亦不能引也”。在东汉以前的古籍中，一直将磁写作慈。相映成趣的是磁石在许多国家的语言中都含有慈爱之意。

我国古代典籍中也记载了一些磁石吸铁和同性相斥的应用事例。例如《史记·封禅书》说汉武帝命方士栾大用磁石做成的棋子“自相触击”；而《椎南万毕术》(西汉刘安)还有“取鸡血与针磨捣之，以和磁石，用涂棋头，曝干之，置局上则相拒不休”的详细记载。南北朝(512~518)的《水经注》(郦道元)和另一本《三辅黄图》都有秦始皇用磁石建造阿房宫北阙门，“有隐甲怀刃入门”者就会被查出的记载。《晋书·马隆传》的故事可供参考：相传3世纪时智勇双全的马隆在一次战役中，命土兵将大批磁石堆垒在一条狭窄的小路上。身穿铁甲的敌军个个都被磁石吸住，而马隆的兵将身穿犀甲，行动如常。敌军以为马隆的兵是神兵，故而大败(“夹道累磁石，贼负铁镗，行不得前，隆卒悉被犀甲，无所溜碍”)。

古代，还常常将磁石用于医疗。《史记》中有用“五石散”内服治病的记载，磁石就是五石之一。晋代有用磁石吸出体内铁针的病案。到了宋代，有人把磁石放在耳内，口含铁块，因而治愈耳聋。

磁石只能吸铁，而不能吸金、银、铜等其他金属，也早为我国古人所知。《淮南子》中有“慈石能吸铁，及其于铜则不通矣”，“慈石之能连铁也，而求其引瓦，则难矣”。

磁石的指向性及其应用

在我国很早就发现了磁石的指向性，并制出了指向仪器——司南。《鬼谷子》中有“郑子取玉，必载司南，为其不惑也”的记载。稍后的《韩非子》中有“故先王立司南，以端朝夕”的记载。东汉王充在《论衡》中记有“司南之杓(勺子)，投之于地(中央光滑的地盘)，其柢(勺的长柄)指南”。

不言而喻，司南的指向性较差。北宋时曾公亮与丁度(990~1053)编撰的《武经总要》(1044年)在前集卷十五记载了指南鱼的使用及其制作方法：“若遇天景噎(阴暗)霾，夜色瞑黑，又不能辨方向……出指南车或指南鱼，以辨所向……鱼法，用薄铁叶剪裁，长二寸阔五分，首尾锐如鱼形，置炭中烧之，候通赤，以铁钤钤鱼首出火，以尾正对子位，蘸水盆中，没尾数分则止，以密器收之。用时置水碗于无风处，平放鱼在水面令浮，其首常南向午也。”需要特别指出的是，这里极为清晰地论述了热退磁现象的应用。当烧至通赤时，温度超过居里点，磁畴瓦解，这时铁成为顺磁体。再用水冷却，磁畴又重新恢复。这时鱼尾正对子位(北方)，在地磁场作用下，磁畴排列具有方向性，因而被磁化。还应注意到，“钤鱼首出火”时“没尾数分”，鱼呈倾斜状，此举使鱼体更接近地磁场方向，磁化效果会更好。从司南到指南鱼，无疑是一个重大进步，但在使用上仍多有不便。

我国古籍中，关于指南针的最早记载，始见于沈括的《梦溪笔谈》。该书介绍了指南针的四种用法：水法，用指南针穿过灯芯草而浮于水面；指法，将指南针搁在指甲上；碗法，将指南针放在碗沿；丝悬法，将独股蚕丝用蜡粘于针腰处，在无风处悬挂。磁针的制作，采用了人工磁化方法。正是由于指南针的出现，沈括最先发现了磁偏现象，“常微偏东，不全南也”。

南宋时，陈元靓在《事林广记》中记述了将指南龟支在钉尖上。由水浮改为支撑，对于指南仪器这是在结构上的一次较大改进，为将指南针用于航海提供了方便条件。

指南针用于航海的记录，最早见于宋代朱彧(yù)的《萍洲可谈》：“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦观指南针”。以后，关于指南针的记载极丰。到了明代，遂有郑和下西洋，远洋航行到非洲东海岸之壮举。西方“关于指南针航海的记载，是在1207年英国纳肯(A．Neckam，1157~1217)的《论器具》中。

其他与磁有关的自然现象

极光源于宇宙中的高能荷电粒子，它们在地磁场作用下折向南北极地区，与高空中的气体分子、原子碰撞，使分子、原子激发而发光。我国研究人员在历代古籍中业已发现，自公元前2000年到公元1751年，有关极光记载达474次。在公元1~10世纪的180余次记载中，有确切日期的达140次之多。在西方最早记载极光的，当推亚里士多德，他称极光为“天上的裂缝”。“极光”这一名称，始于法国哲学家伽桑迪。

太阳黑子，也是一种磁现象。在欧洲人还一直认为太阳是完美无缺的天体时，我国先人早已发现了太阳黑子。根据我国研究人员搜集与整理，自前165年~1643年(明崇祯十六年)史书中观测黑子记录为127次。这些古代观测资料为今人研究太阳活动提供了极为珍贵、翔实可靠的资料。

遗憾的是，关于磁的认识尽管极为丰富，而关于磁现象的本质及解释，往往又是含糊的，缺乏深入细致的研究。就连被称作“中国科学史上的坐标”的沈括，对磁现象也认为，“莫可原其理”，“未深考耳”，致使在我国历史上，一直未能产生可与英国吉尔伯特《论磁》比美的著作。动手动脑如图是一种防汛报警器的原理图，S是触点开关，B是一个漏斗形的竹片圆筒，里面有浮子A，请你说明这种报警器的工作原理。

帮你分析：

由图可以看出，水面上升时，浮子A在漏斗形的竹片圆筒内上浮，顶起金属板．当水面上升达到警戒水位时，使触点开关S闭合，电磁铁电路连通，电磁铁通电有磁性，吸下衔铁使报警电路的触点开关闭合，灯亮发出防汛警报．

说明：本题考查对电磁继电器工作原理的理解和应用能力．解题的关键点是正确分析控制电路的组成和工作原理．本题中控制电路的开关不是人为地闭合和断开，而是通过水面升、降而自动地闭合和断开，从而控制报警电路自动闭合：灯亮报警和断开灯熄解除警报，具有很高的实用价值．电动机知识要点

1．通电导线在磁场中受力运动

通电导线在磁场中受到力的作用的条件是电流方向和磁感线方向不平行．通电导线在磁场中的受力方向跟电流的方向垂直，也跟磁感线的方向垂直．

2．通电线圈在磁场中的转动

把矩形线圈放在磁场中，开始时使线圈平面和磁感线平行，接通电路后，由于通电线圈的两条对边中的电流方向相反，它们受到磁场的作用力的方向相反，但不在一条直线上，通电线圈在这两个力的作用下便发生转动．当线圈转到线圈平面垂直磁感线的位置时，线圈的两条对边受到的力恰好在同一直线上，且大小相等，方向相反．线圈此时受平衡力处于平衡状态，所处的位置叫做平衡位置，线圈靠惯性越过平衡位置后所受的磁场力又迫使线圈回到平衡位置．线圈只能在平衡位置附近来回摆动，不能沿一个方向持续转动。要使通电线圈在磁场中沿一个方向持续转动，必须在通电线圈转过平衡位置的瞬间，及时改变线圈中的电流方向或线圈所在处的磁感线的方向．直流电动机中的换向器就是当线圈刚转过平衡位置就自动改变线圈中电流方向的装置．

3.学法指导

本节内容具有很强的实践性，同学们可以自己制作一个小电动机，可以解剖一个旧的直流电动机，在观察、思考、实验、体验的基础之上学习，知道电动机的组成及各部分的作用、知道电动机的转动原理、知道电动机转动方向与什么有关、电动机转动的快慢与什么有关等等，寻找电动机设计的精妙之处,找一找不足之处,说不定你还能针对手中的电动机的不足设计出更好的电动机呢。归纳起来，从这些方面来学习电动机：

(1)原理：通电线圈在磁场中受力转动；

(2)能量转化：电能转化为机械能；

(3)直流电动机的构造及电动机转动过程中换向器的作用；

(4)电动机的优点；

典型例题

例1、要改变直流电动机的转向，下列哪些方法是可行的()。

A．改变线圈中的电流方向

B．改变磁场方向

C．将电源的正负极和两个磁极同时调换

D．电源的正负极或两个磁极调换

解：

线圈的转动方向与线圈受的磁力方向有关，而磁力方向同电流方向以及磁感线方向都有关。A：只改变线圈中的电流方向时线圈受的磁力方向也随之反向；同理B情况下线圈受的磁力方向也反向；C：电源的正负极和两个磁极同时调换时线圈受的磁力方向不改变；D情况分别与A或B完全相同。故可行的是A、B、D三种方法。

例2、如图所示是检验磁场对通电导体作用力的实验装置．当导线ab中有某方向电流通过时，它受到磁场的作用力向上．

(1)如果仅将两磁极对调位置，导线ab受力向___________；

(2)如果磁极位置不变，仅改变ab中的电流方向，导线ab受力向__________；

(3)如果同时对调磁极位置和改变电流方向，导线ab受力向____________。

解：

通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关系．当电流的方向或者磁感线的方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反．如果电流的方向和磁感线的方向都变得相反，通电导线受力的方向不变．

由以上分析可知：(1)如果仅将两磁极对调位置，导线ab受力向下；(2)如果仅改变ab中的电流方向，导线ab受力向下；(3)如果同时对调磁极位置和改变电流方向，导线ab受力向上．

巩固练习:

1、直流电动机的主要组成部分是________、________、________和________。

2、要改变电动机转向，只需把________对调一下，或把________对调一下，要增大电动机转速，则应将变阻器滑片移到________的位置。

3、观察直流电动机模型的两个电刷，它们分别与换向器的________相接触，使电源和线圈组成________电路，又能使线圈由于惯性经过平衡位置时能________地改变电流的方向。

4、从能量的角度来思考，通电导体在磁场中的运动时，________能变成________能。

5、实际的电动机内部线圈总是有电阻的，电流通过时会发热，一部分电能转化成________能，使电动机的温度升高，这就是说，电动机工作时，并没有将电能全部转化成________能。

6、在安装直流电动机模型的实验中，要减小电动机的转速，正确的措施是（）

A、增大电源电压B、调换磁铁的磁极

C、改变线圈中电流方向D、减小线圈中的电流

7、一个能自由转动的矩形线圈悬挂在磁场中，通电后，线圈不动，这可能是（）

A、线圈中电流方向接反了B、线圈中通的是交流电

C、线圈此时正好处在“平衡位置”D、以上说法均不对

8、下列电器中根据通电导体在磁场中要受力的作用原理制成的有（）

A、电磁铁B、发电机C、电动机D、电磁继电器

9、如图所示，是________的示意图，其中能够自动改变线圈中电流方向的装置叫做________。

答案：

1、线圈，磁体，电刷，换向器

2、磁极，电源正负极，电阻较小

3、两个铜半环，闭合，及时

4、电，机械

5、热（内），机械

6、D分析:A是加快转速，B、C只能改变转动方向。

7、C分析:只有线圈转到平衡位置时，所受两个力恰好在一条直线上，而且大小相等，方向相反，相互平衡，不能转动。

8、C分析:A、D是利用电磁铁；B是利用电磁感应.

9、电动机，换向器探究活动1、在探究通电导线在磁场中的受力方向与什么有关系时，一位同学做了如图(a)、(b)、(c)的三个实验．图中AB表示闭合电路的一部分导线，导线上的箭头表示电流的方向，F表示导线受力的方向，S、N表示蹄形磁铁的南北极．

(1)通过实验(a)和(b)说明，通电导线在磁场中的受力方向与________的方向有关。

(2)通过实验(a)和(b)说明，通电导线在磁场中的受力方向与________的方向有关。

2、如图所示，从一个不能打开的盒子(内有电池组等电路元件)上的两个小孔中伸出一段细软的长导线．试在不断开该导线的情况下，设计两种不同的方法判断该导线中是否有电流，并根据你的设计填写下表．

所用器材主要实验步骤及判断导线中是否有电流的方法方法一方法二

帮你分析：

1、

分析：(1)比较实验(a)和(b)，通电导线所在处磁场的磁感线方向相同，通电导线AB中的电流方向相反，所受磁场对它的力的方向相反．说明通电导线在磁场中的受力方向与电流的方向有关；(2)比较实验(a)和(c)，通电导线AB中的电流方向相同，都是从B到A，所处磁场的磁感线方向相反，所受磁场对它的力的方向相反．说明通电导线在磁场中的受力方向与磁感线的方向有关．

2、

分析：电流看不见，模不到，但电流通过导体时会产生一些特有的现象，即电流通过导体会产生一些效应。我们可以通过电流的效应来判断电流的存在．

方法一：利用电流的磁效应判断

所用器材：大铁钉、一些大头针

主要实验步骤和判断方法：①把细软导线紧密排绕在大铁钉上制成一个电磁铁；②把电磁铁一端靠近大头针，如果吸引大头针，导线中有电流，如果不吸引大头针，导线中没电流．

方法二：利用电流的磁效应判断

所用器材：小磁针(带支架)

主要实验步骤和判断方法：①把小磁针支起来，使小磁针能够在水平面内自由转动；②小磁针静止时，将细软导线拉直并且平行小磁针使之处在小磁针的上方．若小磁针发生偏转，导线中有电流，如果小磁针不发生偏转，导线中没有电流．

方法三：利用通电导线在磁场中受力运动判断

所用器材：大蹄形磁铁．一段轻质直棒

主要实验步骤和判断方法：①把细软导线顺沿轻质直棒后，在棒的两端绑缚并能使棒悬挂起来；②把直棒水平放置在蹄形磁铁两极之间(如图所示)，若直捧受力运动，导线中有电流，如果直棒静止不动，导线中没有电流．课外拓展周刚学了电流的磁效应，他不仅知道电流的周围存在着磁场，而且还通过实验探究得出了一个结论：如果导线中电流的方向变了，导线周围磁场的方向也会变。周刚最近又学了磁场对通电导线的作用力，知道磁场对导线的作用力方向和电流方向、磁场方向都有关系。

周刚是一个爱思考的学生，他想：如果把两根通电导线靠得很近，任何一根导线都处在另一根导线的磁场之中，这样，两橡导线之间便会有力的作用。

他把这想法和几个好朋友一说，朋友们想，会有怎样的作用呢？

张明说：“两条导线会相互吸引。”

李华说：“也许是互相排斥呢?”

郑红说：“别费劲了，谁见过电线杆上的两条电线互相打架了?”

到底谁对呢?他们决定用实验检验一下；于是他们来到物理实验室，设计了一个实验电路，如图所示。实验中将A，B两段导线相互靠近。闭合开关后发现，A，B两根导线互相排斥，变成了如图甲的情况。李华得意地说：“怎么样，我说对了吧，实践是检验结论的惟一标准。因此，可以得出的结论是：当两根通电导线靠得很近时，它们是相互排斥的。”张明和郑红没出声，算是默认了。

周刚想了想，说：“别忙于下结论。”随后改变了其中一根导线的电流方向，结果两根导线变成了相互吸引(如图乙)。周刚接着说，现在可以下结论了。

试分析

1．为什么当把其中一根导线的电流变为相反时，两根通电导线就会变排斥为吸引?

2．最后说“现在可以下结论了”，你认为正确的结论是什么?动手动脑自制电动船首先，准备一块泡沫，两个小电动机，两节小电池，一根铅笔芯，导线若干，两个螺旋桨。接着，在泡沫前面挖两个槽穴，大小按电池大小挖；下面再挖两个小槽穴，大小由小电动机的大小决定，使电池和电动机夹在里面不滑动。再挖一个细长的小穴，里面放铅芯。铅芯两端插在泡沫里，固定。然后把各仪器用导线组合起来，两电池串联，可提供较大的电压，电池一端接在铅芯的一端。两电动机并联，可保证其两端的电压都与电源电压相等。在电动机长柄上接两个螺旋桨，固定好，放在水里一定要淹住螺旋桨的2／3。把连电动机的导线接在铅芯的另一端。好!一个小小的电动船就制好了。要想用时，就接通电源，若要使船跑得快些，可把铅芯上的两个接头靠近些，反之两个接头离远些。其原理是：通过改变电路中电阻的大小来改变导体中的电流大小，从而使船可快可慢。对了!还有一点，船头的泡沫要削尖，从而减小水对船的阻力(如图)。

科技小制作可以使我们脱离书本的束缚，扩大自己的视野，培养自己动手能力和实际操作能力，在以后的实际生活中，将起到不可估量的作用。我希望所有的同学都热爱科技小制作，培养自己的动手能力，把自己培养成一个更加有用的社会主义新人！磁生电知识要点

1、产生感应电流的条件

产生感应电流的条件是：①一部分导体在磁场中做切割磁感线运动．即导体在磁场中的运动方向和磁感线的方向不平行；②电路闭合．在磁场中做切割磁感线运动的导体两端产生感应电压，是一个电源．若电路闭合，电路中就会产生感应电流．若电路不闭合，电路两端有感应电压，但电路中没有感应电流．

2、感应电流的方向

导体中感应电流的方向，跟导体切割磁感线的运动方向和磁感线的方向有关．(1)磁感线的方向不变，闭合电路中的一部分导体做切割磁感线的运动方向变得相反时，感应电流的方向也变得相反；(2)导体切割磁感线的运动方向不变，磁感线的方向变得相反，导体中的感应电流方向也变得相反；(3)导体切割磁感线的运动方向和磁感线的方向都变得相反时，导体中的感应电流方向不变．

3、交流发电机的工作原理

如图所示．放在磁场中的矩形线圈，两端各连一个铜环K和L，它们分别跟电刷A和B接触，并跟电流表组成闭合电路．让线圈在磁场中转动，由于ab边和cd边做切割磁感线的运动，电路中就有了感应电流．在线圈转动的前半周，线圈都从一个方向切割磁感线，因此电流方向从A经电流表到B不改变；在后半周，线圈从相反方向切割磁感线，电流方向和前半周相反，由B经电流表流向A．线圈继续转动，电流方向将周期性地重复上述变化．线圈在磁场里转动一周，电路中的感应电流的方向和大小就发生一个周期性变化．线圈在磁场中持续转动，线圈就向外部电路提供方向和大小都作周期性变化的交变电流．

典型例题:

例1、下图中，a表示垂直于纸面的一根导体，并且是闭合电路的一部分，它在磁场中沿如图中箭头所示的方向运动时，不会产生感应电流的是()

解：产生感应电流的条件是闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动．图A、C、D中闭合电路中的一部分导体a在磁场中运动时，切割了磁感线，导体a两端产生感应电压，电路中产生感应电流；图B中，导体。虽然在磁场中运动，但运动方向和磁感线的方向平行，没有切割磁感线，导体a两端没有感应电压，闭合电路中也不会产生感应电流．

由以上分析可知，选项B正确．

说明：

本题考查应用感应电流产生的条件分析解决问题的能力。产生感应电流的条件：一是电路闭合，二是电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动．只要闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，无论是沿着垂直于磁感线的方向切割，还是斜着切割，电路中就会产生感应电流，否则，电路中不会产生感应电流．

例2、下图中的“O”表示闭合电路中垂直于纸面的一段导体的横截面，箭头表示导体的运动方向，下列各图中能产生感应电流的是()

解：

电路中产生感应电流的条件是：闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动．依据磁体周围的磁感线分布情况和电路中产生感应电流的条件，图A、B、D中，闭合电路中的一部分导体在磁场中的运动方向和磁感线的方向平行，不做切割磁感线运动，导体两端不产生感应电压，闭合电路中不产生感应电流．只有图C中的导体在磁场中做切割磁感线的运动，导体两端产生感应电压，闭合电路中产生感应电流．

由以上分析可知，选项C正确．

例3、在图中，能够在铝框中产生感应电流的是（）

A、铝框不动，磁铁上下移动B、铝框不动，磁铁左右移动

C、磁铁不动，铝框上下移动D、磁铁和铝框一起向右移动

解：

由图可以看出，铝框所在处的磁感线方向是竖直向下(从N极指向S极)的，铝框只有垂直纸面向里向外运动或向左向右运动时，铝框的一部分导体才能切割磁感线，铝框中才能产生感应电流．铝框向上向下运动或铝框和磁铁一起移动时，不能切割磁感线，铝框中不能产生感应电流．

由以上分析可知。选项B正确。

说明：

本题考查对利用磁场产生感应电流的条件的认识和理解．解题的关键是理解切割磁感线的含义：①不一定非要导体运动去切割磁感线才产生感应电流，磁场运动(磁感线运动)被导体切割也能产生感应电流，即只要闭合电路中的一部分导体与磁感线做相对切割运动就能产生感应电流；②切割并不一定要垂直切割，即导体运动方向并不一定要与磁感线垂直，导体与磁感线成某一角度切割磁感线也可以产生感应电流，只要导体运动方向和磁感线不平行，导体就切割磁感线，就可以产生感应电流．

例4、交流发电机主要由________和________两部分组成，交流发电机的线圈每转动一周，电流方向改变________次。

解：

因为发电机是利用电磁感应现象制成的，因此线圈和磁极必有一部分运动，另一部分不动，这样才能使导体切割磁感线从而产生感应电流，运动的部分通常叫转子，不动的部分叫定子，线圈转动一周两次经过平衡位置，因此，电流方向改变2次。

巩固练习:

1、英国物理学家________在1831年首先用实验的方法发现了________现象。这一重大发现使人类实现了将________能转化为________能的愿望。

2、实验表明，感应电流的方向不仅跟________的方向有关，还跟________的方向有关，在上述两个因素中，如果其中之一的方向改变，则感应电流的方向将________（填“不变”或“改变”），如果两者的方向都改变，则感应电流的方向将________（填“不变”或“改变”）

3、在研究电和磁的关系方面，有两位著名的历史人物及其重要发现值得铭记，这就是奥斯特用实验的方法发现了________________，法拉第用实验的方法发现了________。

4、如图所示，表示垂直于纸面的一根导体，它是闭合电路的一部分，如果导体向左运动时，导体中产生的感应电流方向垂直纸面向外，那么要使导体中的感应电流方向变为垂直纸面向里，则可将（）

A、使导体向上运动

B、使导体向下运动

C、使N、S位置对调

D、使N、S极同时以相同的速度向右运动，同时导体不动

5、下列说法中，不正确的是（）

A、直流发电机工作时，线圈里产生的是直流电

B、交流发电机工作时，线圈里产生的是交流电

C、不论是交流发电机还是直流发电机，线圈里产生的都是交流电

D、交流发电机向外部电路供给交流电，直流发电机向外