第二十章 电与磁
第1节 磁现象 磁场
你知道吗？美丽的极光的发生与地球的磁场有密切
关系。
公元1世纪初，东
汉学者王充在《论衡》
中记载“司南之杓，
投之于地，其柢指
南。”
一、磁现象
中国人很早就利用罗盘
（指南针）在航海中指
示方向。
1．磁体能够吸引铁、钴、镍等物质。
各种各样的磁体
2．磁体上吸引能力最强的两个部位叫磁极。
（每个磁体都有两个磁极）
能够自由转动的磁体，静止时指南的那个磁极叫南极或
S极，指北的那个磁极叫北极或N极。
演示1
3．磁体间相互作用的规律：同名磁极相互排斥，
异名磁极相互吸引。
演示2
4．一些物体在某些条件下可以获得磁性，这
种现象叫做磁化。
演示3
N
软铁棒 软铁棒
甲 乙
你还知道哪些？
磁现象在生活中的应用
磁针受到了力的作用。
1．磁体周围存在一种看不见、摸不着的物质，
称为磁场。
二、磁场
将磁针放到磁体附近，磁针指向发生偏转，
说明什么？
力是物体对物体的作用，磁体和磁针没有接
触，怎么会有力的作用呢？
思考
将几个小磁针放在条形磁体周围的不同地方。
（1）磁针所指的方向相同吗？
（2）小磁针所受磁力的方向
相同吗？
（3）这样的现象反映了磁场
有什么性质？
2．物理学中把小磁针静止时北极所指的方向规定为
该点的磁场方向。
实验1
在磁体周围放很多小磁针。
如果我们想知道磁体周围整个磁场的分布，
要怎样做？
在磁体上面放一块有机玻璃，玻璃上均匀地
撒一些铁屑，轻敲玻璃，观察。
实验2
磁化后的铁屑就像一个个小磁针，在磁场的
作用下，形象地显示出磁场的分布。
3．我们把小磁针在磁场中排列情况，用一
根带箭头的曲线画出来，形象地描述磁场，
这样的曲线叫做磁感线。
①磁感线上任意一点的方向，与该点的磁场方向相同。
②磁感线是描述磁场的假象曲线，并不存在。（模型法）
③磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极。
某点磁感线方向
该点磁场方向
该点小磁针静止时北极指的方向
规律总结：
SN
1、画出异名磁极之间的磁感线：
练习：
N N
2、画出同名磁极之间的磁感线：
N
3、根据磁感线，标出磁体的N、S极及小磁针
的N、S极。
N
N
S
小磁针N极
的指向和磁
感线方向相
同
4、根据小磁针的N、S极，在图中
标出磁体的极性，并画出磁体周围
的磁感线的分布。
S N
N
磁针受力转动是磁场作用的结果，那么指南
针在世界各地都能够指南北又是谁的磁场在
施加作用呢？
1．地球周围存在的磁场
叫做地磁场。
2．研究表明地磁场的形
状与条形磁体的磁场很相
似。
三、地磁场
思考
地磁N极在地理
的南极附近；
地磁S极在地理
的北极附近。
地理两极与地
磁两极相反，且
并不完全重合。
3．地磁场特点
• 这一现象最早由我国宋代学
者沈括记述。
• 沈括的这一发现比西方早了
四百多年。
1、具有吸引铁 钴 镍等物质的性质叫做磁性,具有磁性的
物体叫做磁体.
要点归纳
2、磁极是磁体上磁性最强的部分,每一块磁体上都存在两
个磁极. 两个磁体靠近时,同名磁极相互排斥,异名磁极相互
吸引.
3、磁化是原来没有磁性的物体获得磁性的过程．
４、磁场是一种物质．小磁针在磁场中某点静止时北极所
指的方向规定为该点的磁场方向.
5、物理学上用磁感线来描述磁场，磁体外部的磁感线
都是从磁体的N极出发，回到S极。磁场越强的地方，
磁感线分布越密；磁场越弱的地方，磁感线分布越疏。
磁感线上任意一点的切线方向为该点的磁场方向。
1.物体能够吸引含铁质物体的性质，叫做_____，
具有这一性质的物体叫做______。
2.一根磁铁上磁性最强的部位叫_______,任何磁体都有
____个磁极，分别叫____极和____极。
3.用一根细线系在一根条形磁铁的中间，悬挂在空气静止，
可发现条形磁铁总是指向______方向，条形磁铁的N极指
______，S极指_______。
磁性
磁体
磁极
两 南 北
南北
北 南
巩固训练
4、标出磁极的名称和A、B两点的磁场方向。
N S N N
5、磁铁能吸引下面哪些物体?( )
A 铜片 B 铁片 C 铝片
D 钴片 E 锌片 F 镍片
6、用条形磁铁的N极去靠近某物体的A端，发
现此条形磁铁能把A端吸引过来，则物体的A
端（ ）
A一定的S极 B可能是N极
C可能是S极 D一定是N极
BDF
C
7、关于磁感线的说法正确的( )
A．磁感线是由小铁屑形成的
B．磁场中有许多曲线，这些曲线叫磁感线
C．小磁针在磁感线上才受力，在两条磁感线之间不
受力
D．磁感线是人们为了形象地描述磁场的分布而假想
出来的，实际并不存在
D
8、某物体的一端靠近静止的一根小磁针，当靠近
小磁针的N极和S极时都能吸引，则这物体的这端
（ ）
A.可能是无磁性的 B.可能是N极
C.可能是S极 D.一定有磁性
A
9、一根条形磁铁从中间切开，得到的是（ ）
A.一段只有N极，另一段只有S极
B.两端都没有磁性的铁块
C.两端都有N极和S极的磁铁
D.原来的N极一端变成了S极，原来的S极一端
变成了N极
C
如何判断一根铁棒是不是磁体？如果是磁体
怎样判断它的磁极？
1.利用磁体的磁性
2.利用磁体的指向性
3.利用磁极间的相互作用规律
第二十章 电与磁
第2节 电生磁
磁悬浮列车 电磁炉
电和磁之间有联系吗?
1.带电体有吸引轻小物体的性质，磁体能吸
引钢铁类的物质。
2.带电体有正负电荷之分，磁体有N S极之
分。
3.同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
这些相似是巧合，还是电与磁之间存在某些联系呢？
如右图所示，将一枚磁针放置在直导线下，
使导线和电池触接，连通电路，观察小磁针
的变化。
磁针发生转动。
磁针转动说明了什么？
实验探究1：
断电
通电
通电后磁针转动，说明电流周围有
磁场。
磁针转动方向相反。
磁针偏转方向改变说明什么？
改变电流的方向，观察磁针的变化。
实验探究2：
改变电流方向
电流的磁场方向跟电流方向有关。
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。
现象：导线通电，周围小磁针发生偏转；电流方向
改变，小磁针偏转方向相反。
结论： （1）通电导线周围存在着磁场；
（2）电流的磁场方向与电流方向有关。
电流的磁效应
奥斯特的故事
奥斯特是丹麦物理学家，他从小聪
明好学，1794年以优异的成绩考入哥
本哈根大学学习，后来成为这所大学
的物理教授。
他相信各种自然现象间存在联系。
经过长时间用实验寻找，在多次失败
后，1820年，奥斯特在课堂上做实验
时发现了电和磁之间的联系。
奥斯特实验
1820年，丹麦物理学家 在静止的小磁针
上放置一根与磁针平行的导线，给导线通电时，小磁
针立即 ，切断电流，小磁针恢复原状，该实
验说明： 。
奥斯特
转动
通电导线周围存在磁场
巩固练习
图甲和图乙说明
______________________________________
图甲和图丙说明
______________________________________
电流周围存在着磁场。
电流磁场的方向与电流的方向有关。
既然电能生磁，为什么手电筒在通电
时连一根大头针都吸不动？
磁性太弱——磁场太弱。
怎样才能使电流的磁场变强呢？
想想议议
如果把导线绕在圆筒上，做成螺线管（也叫线圈），各
圈导线产生的磁场叠加在一起，磁场就会强得多。
将导线绕在圆筒上，做成螺线管（也叫线圈）。通电
后各圈导线磁场产生叠加，磁场增强。
通电螺线管的磁场
螺线管
探究通电螺线管外部的磁场分布
通电后观察指针指向，轻敲纸板，观察铁屑的排列情况。
改变电流方向，两侧小磁针的指向反转。
实验：把小磁针放到螺线管周围不同位置，观察磁针N极
的方向。
由实验可知：通电螺线管的外部磁场与条形磁体的磁场
相似，它的两端相当于条形磁体的两极。
通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间有什
么关系？
预想可能的不同种情况，小组间交流。
通过实验，判断螺线管的N、S极，并标在图中。
实验结论：
通电螺线管两端的极性与其中的电流方向有关。
1、条形磁铁是永磁体，通电螺线管在通电时才有磁
性。
2、条形磁铁N、S极不变，通电螺线管的N、S极与电
流方向有关。
3、条形磁铁的磁性强弱是固定的，通电螺线管的磁
性强弱由电流大小决定。
比较通电螺线管与条形磁铁的不同点
想想议议
你能借用自己的手指的关系来描述通电螺线管的电流方
向与N极位置的关系吗？看看蚂蚁和猴子是怎么说的，也许
你会受到一些启示。
如果我沿着电流方向
绕螺线管爬行，N极就在
我的左边。
如果电流沿着我右臂
所指的方向，N极就在我
的前方。
用右手握住螺线管,让四指弯向螺线管中电流的方向,
那么大拇指所指的那端就是螺线管的北极(N)极—安培定
则
安培定则
1、你能指出下列通电螺线管的磁极吗?
巩固练习
N S
N
S
3. 如图：请指出通电螺线管中的电流方向
SN
想想议议
如果条形磁体的磁性减弱了，你能用电流使它增强
吗？应该怎么办？
可以。把磁铁放在螺线管中,保证磁场方向和螺线管
内部磁场线方向相同，给线圈加上直流电，一段时间后，
磁铁磁性就会变强。
1.通电导线的周围有磁场,磁场的方向跟电流的
方向有关；
2.通电螺线管的磁场与条形磁体相似,它的两端
相当于条形磁体的N、S极；
3.安培定则
课堂小结
1．根据小磁针静止时指针的指向，判断出电源的正负极。
S N
N S
+ —
练一练
N SNS
2.如图所示，请画出螺线管的绕法。
作业布置
1、完成课后动手动脑学物理
2、完成本节课对应练习题
第二十章 电与磁
第3节电磁铁 电磁继电器
S
电磁铁 衔铁
静触点
弹
簧
构造：
1、电磁继电器的结构及部件作用
动触点
A
C
B
电路
组成
主要部分的作用：
电 磁 铁：
衔铁：
弹簧：
触点：
通电时产生磁性，吸下衔铁
和动触点连在一起，带动动触点上下
运动
电磁铁磁性消失时，带动衔铁弹离电磁铁
相当于被控制电路的开关
低
压
控
制
电
路
高
压
工
作
电
路
电磁继电器工作时，电路分为哪两部分？
控制电路包括
工作电路包 括 触点、（高压）电源、用电器。
开关、（低压）电源、电磁铁。
2、电磁继电器的工作原理：
控
制
电
路
工
作
电
路
工作原理：
当开关S1闭合时，电磁铁通电产生 ，将
______吸下,开关S的触点_____，工作电路中有_____通
过，电动机便转动起来。
电流接通衔铁
磁性
电磁继电器的作用及实质：
1、用控制 电压 电流电路通断的办法，
来间接控制 电压 电流电路的通断。
2、电磁继电器的实质就是一种利用 来控
制工作电路通断的 。
低 弱
高 强
电磁铁
开关
水位自动报警装置是怎样连接并工作的？
要求：
3、若在水位不正常时要提醒工作人员，最好再安
装一个电铃，电铃应该接在什么地方呢？
1、水位未达到金属块A时，绿灯亮；
2、水位达到金属块A时，红灯亮。
S
红灯
绿灯
A
B
S
红灯
绿灯
A
B
工作原理：水位没有到达金属块A时,电磁铁不通电
无磁性,绿灯亮,显示水位正常。当水位到达金属块A
时，电磁铁通电有磁性，将衔片吸下来，红灯亮,表
示水位不正常。
试试看：叙述温度自动报警器的工作过程
如图是一种温度自动报警器的原
理图.制作水银温度计时插入一
段金属丝,当温度达到金属丝下
端所指的温度时,电铃就响起来,
发出报警信号.说说它是怎样工
作的。
总结：电磁继电器的应用
电
铃
温度自动报警器
图中是为某温室大棚设
计的温度自动报警器，
当室内温度超过限度时，
监测室的信号电铃就发
出报警铃声
电
源
防盗自动报警装置
王强同学为某仓库设计了一种防盗报警器，安在仓
库的门口的地上，报警灯安在值班室内，请你说出
其工作原理。
踏
板
3、电磁继电器有哪些应用
（1） 用低电压、弱电流控制高电压、强电流。
（2） 实现自动控制。
（3） 实现远距离控制。
想
想
做
做
自学指导二：
请同学们带着以下问题自学教材“扬声器是怎么
发声的”内容，弄明白下列问题：
1、扬声器的主要构造
2、扬声器是怎样工作的？
扬声器
动画
认真观察扬声器的结构和工作过程，回答问题：
扬声器的构造
1、扬声器是把 信号转换成 信号的一种装置.
2、扬声器主要由固定的 、 和
构成.
电 声
永久磁体 线圈
锥形纸盆
3、扬声器的线圈与永磁体在工作时，用到了磁极
间的相互作用规律，这一规律的内容是：
、同名磁极相排斥 异名磁极相吸引。
4、扬声器是的 振动发出声音的。
锥形纸盆
5、扬声器在工作时，是将 能转化为 能。电动
扬声器的工作原理：
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 运动，
线圈不断回 ，带动纸盆也来
回 ，扬声器就发出声音。
右
如图所示的扬声器，线圈中通过的是方向不断 的
交变电流；
变化
振动
振动
1、电磁继电器的结构如右图所示，其是A ,B
是 ，C是 。它利用 对衔铁
的吸放，代替开关去控制电路的通断。
电磁铁
触点衔铁 电磁铁
A
CB
巩固训练：
2、电磁继电器的电磁铁连接在 电路中，它的动触点、
静触点连接在 电路中。衔铁与动触点之间的硬棒
应该是 （填“导体”或“绝缘体”），它与衔铁、
动触点一起组成一支杠杆，弹簧始终处于 状态（填
“拉伸”或“压缩”）。
控制
工作
绝缘体
拉伸
3、电磁继电器和扬声器的共同点是：它们的主要部件都
是 。电磁铁
3.电磁继电器用低电压、弱电流的通断，来间接控制
高电压、强电流的通断，其主要优点是( )B
A.节约用电
B.安全用电
C.保护用电器
D.操作简单
4．如图是某同学在研究性学习活动中为某仓库设计
的一种防盗报警器,其踏板放在仓库的门口,电铃和灯
泡放在值班室内.观察电路可知,这个报警器的工作原
理是:有人踩踏板时灯 、铃 ；无人踩蹋板
时灯 、铃 .
不亮 响
亮 不响
第二十章 电与磁
第4节 电动机
回顾：
1820年丹麦物理
学家奥斯特发现
通电导体周围存
在着磁场。
磁场对电流会不
会产生作用呢?
磁体在磁场中会受到磁力的作用（磁
体发生运动）
通电的导线能产生磁场，使磁针或
磁体偏转（运动）
逆向思维——磁体能否使通电的
导线运动呢？
一、磁场对通电导体的作用
实验探究：
（如何设计实验方案？需要什么？）
进行实验
通电导线在磁场力受到力的作用
磁场方向不
变，改变电流方
向，磁场中导体
运动方向也发生
了改变。
闭合开关，
原来静止在磁场
中的导体发生运
动。
电流方向不变
，改变磁场方向，
磁场中导体运动方
向发生了改变。
N
IF
甲
S
I
乙
F
N
S
I
F
丙
N
S
实验现象
1、通电导体在磁场中 的作用而运动，
2、通电导体在磁场中受力的方向跟
和 有关。
又叫磁场对电流的作用。
电流的方向
磁感线的方向
当电流方向或磁感线方向改变，通电导线受力的
方向 改变；一定
不
当电流方向和磁感线方向同时改变，通电导线受
力的方向 改变。
受到力
练一练：
1.如图要改变通电导体AB的运动方向，下面方法正确的
是( )
A．升高电源电压
B．增大通过电动机线圈的电流强度
C．把电源正、负极对调
D．把电源正、负极对调的同时，将电动机磁铁的两极
也对调
C
2.如图所示，把一根直导线AB放在蹄形磁铁的磁场中，接
通电源后，让电流通过导体AB，下列说法正确的是（ ）
A. AB仍静止 B. AB在水平方向运动起来
C. AB沿磁场方向运动 D. AB沿电流方向运动
B
实验中的直导线运动一段距离就会离开磁场，
很难持续地运动。那么线圈可以持续地转动吗？
问题
通电线圈可以在磁场里
转动过一定角度，但不能持
续转动。
为什么线圈不能持续转动呢?
演示实验
通电线圈在磁场中两边受力，但方向相反，发生
顺时针转动。
当线圈的平面与磁场垂直时，通电线圈受平衡力
作用，达到平衡位置。这时由于惯性，线圈还会继续
转动。
线圈靠惯性越过平衡位置后，磁场力作用的结果
使线圈逆时针旋转。
二、电动机的基本构造
通电线圈最后静止在平衡位置。
如果在线圈越过平衡位置后停止对线圈供电，由
于惯性，线圈继续转动。转动半周后再继续供电，线
圈不就可以持续转下去了吗？
学做小小电动机。
1．电动机由两部分组成：
能够转动的线圈，也叫转子。
固定不动的磁体，也叫定子。
如果在线圈转动的后半周，不是停止给线圈供电，
而是设法改变后半周的电流方向，使线圈在后半周也获
得动力，线圈不就能转得更平稳了吗？
二、电动机的基本构造
想一想
实际的电动机要连续转动。怎样解决这个问题呢？
2．换向器
通过换向器可以使线圈中电流每半周改变一次。
两个
铜半环
电刷
换向器
换向器的作用：
线圈转过平衡位置时，自动改变线圈中电流的方向，
使线圈连续转动。
3．电动机的工作原理
4．实际电动机
三、巩固练习
1、用直流电源供电的电动机叫做___________。
2、直流电动机的构造主要有______、_______.其工作
原理是__ _ 。
3、换向器在电动机中的作用是 。
直流电动机
定子 转子
通电导体受力的作用而转动
改变电流的方向
小结
生活中的电动机
4、直流电动机能持续转动，主要是因为（ ）
A. 线圈的作用 B. 电流的作用
C. 磁场的作用 D. 换向器的作用
D
5.直流电动机工作时，线圈平面经过垂直磁感线的位
置时( )
A.线圈受力平衡，速度为零
B.线圈受力平衡，速度不为零
C.线圈受力不平衡，速度为零
D.线圈受力不平衡，速度不为零
B
6.下列说法正确的是 ( )
A.电动机是把机械能转化为电能的机器
B.电动机是把电能转化为机械能的机器
C.直流电动机是利用线圈的转动而产生电流的
D.改变线圈中的电流方向，可以改变电动机线
圈转动的快慢
B
第二十章 电与磁
第5节 磁生电
如果把电源“+”极与导线连接，可观察到的现
象是磁针N极向内偏转 ,断开电路则可观
察到不偏转 。
电能生磁
NS
奥
斯
特
实
验
实验结论
英国物理学家法拉第在10
年中做了多次探索，1831年终
于取得突破，发现了利用磁场
产生电流的条件和规律。
根据这个发现，后来发明
了发电机，使人类大规模用电
成为可能，开辟了电气化的时
代。
发电机是如何发电的呢
？
火力发电
风力发电
水力发电
一、什么情况下磁能生电
什么情况下磁能生电 ？
G_+
要使磁生电须哪些器材？
①最方便获得的磁场用什么器材？
②要方便测出电流用什么器材？
③要把电流表接入电路要哪些器材？
进行实验
导线运动
状态 尝试 电流表指针摆动情况
静止
换电流表量程
换强磁体
换多根导线
运动
水平向左 向右摆动
向左摆动
摆动
摆动
不偏转
水平向右
斜向上运动
斜向下运动
上下运动
不偏转
不偏转
不偏转
1、电磁感应：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，这种现象叫电磁感应。
2、感应电流：电磁感应现象产生的电流就叫
做感应电流。
把磁感线想象
成一根根线，导线
想象成一把刀。
3、电路中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。
二、发电机
1、发电机的结构
（1）观察手摇发电机的构造（磁极的形
状、绕圈与灯的连接情况、摇把怎样带动
线圈的）。
（2）观察发电机对小灯泡亮度的影响。
小灯泡发光说明 。小灯泡的亮度 ，说明电流的
大小是 。线圈转得越快，小灯泡越 ，说明
。
演示实验
有电流产生 有变化
变化的 亮
电流的大小与线圈转动的快慢有关
大小和方向不断变化的电流是交变电流，简称交流。
在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做
频率。
我国电网以交流供电，频率50赫兹。电流每秒改变
100次。
小资料
3、交流发电机的原理
当线圈在前半周转动
时，电流表指针偏转，表
明电路中产生了电流；当
线圈在后半周转动时，切
割磁感线方向相反，电流
表指针偏转方向相反。
铜环
电刷
磁极
线圈
发电机发电的过程是机械能转化为电能的过程。
实际交流发电机
大型发电机安
装转子
1、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
， 这是一种电磁感应现象。
2、发电机利用了电磁感应原理发电，
将机械能转化为电能。
1、下面几种做法中，哪种一定能产生感应电流（ ）
A、一段导体在磁场里做切割磁感线运动
B、闭合电路的一部分导体在磁场里运动
C、闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动
D、闭合导体在磁场里做切割磁感线运动
C
2、如图所示，可以使电流表指针发生偏转的
情况是（ ）
A、开关S断开，导线ab竖直向下运动
B、开关S闭合，导线ab竖直向上运动
C、开关S断开，导线ab从纸里向纸外运
动
D、开关S闭合，导线ab从纸外向纸里运
动
D
3、交流发电机线圈内和外电路中的电流分别是
（ ）
A、交流电和直流电
B、交流电和交流电
C、直流电和交流电
D、直流电和直流电
B
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