第十四章 磁现象
一、简单磁现象
1．知道磁体有吸铁（镍、钴）性和指向性。
2．知道磁极及磁极间的相互作用。
3．知道磁化现象。
4．培养学生的实验操作能力，观察、分析能力及概括能力。
同学们用什么办法能快速的将铁球和铁块从塑料球、玻璃球、木
块、铜块和铅块中分离？
司南 罗盘
一、磁体与磁极
实验目的 实验过程 实验现象图 结论
磁体能吸
引什么物
质
用一个U形磁体分别靠
近各类物质，观察哪
些物质能被吸引
磁体不只能吸引铁，
还能吸引由钴和镍
等制成的物品
磁体各部
分的磁性
强弱
将一个条形磁体放进
铁屑中，然后取出,观
察磁体各部分所吸引
铁屑的多少
条形磁体的两极磁
性最强，中间磁性
最弱
磁体的指
向性
让悬挂的条形磁
体自由旋转，待
静止后观察磁体
的指向
转动的磁体静止后
总是一个磁极指南，
一个磁极指北
磁化现象
将磁体的一端靠
近软铁棒，观察
磁体靠近前、后
发生的现象
磁体能使原来没有
磁性的由铁、钴、
镍等制成的物品具
有磁性
1.磁性:物体能够吸引由铁、钴、镍等制成的物品的性质叫作磁性。
2.磁体
(1)定义:具有磁性的物体称为磁体。
(2)分类:按形状可分为条形磁体蹄形磁体、磁针等;按来源可分为天然磁体
和人造磁体。
3.磁极
(1)定义:通常情况下,磁体上各处的磁性强弱不同，我们将磁性最强的两个
部位称为磁极。(磁体的磁性是两端最强中间最弱)
(2)判断:当磁体能够自由转动时,最终总会有一个磁极指向北方,我们称这个
磁极为N极，另一个磁极指向南方，我们称这个磁极为S极。
4.磁化
(1)定义:在磁体的影响下，使原来没有磁性的物体有了磁性的过程叫作磁
化。
(2)应用:利用磁化可以制造人造磁体。
(3)永磁体和软磁体:能长期保持磁性的磁体叫作永磁体，如磁化后的钢棒;
磁性很容易消失的磁体叫作软磁体,如磁化后的软铁。
不是所有物体都能被磁化。铁、钴、镍和许多合金能被磁化，而不能被
磁体吸引的铜、铝、玻璃等不能被磁化。
1.定义：能够被磁化的物质统称为磁性材料。主要包括铁、钴、镍及许多
合金。
2.分类：磁性材料按其磁化后保持磁性的情况不同分为硬磁材料(能长期
保持磁性,也叫永磁材料)和软磁材料(不能长期保持磁性)。
二、磁性材料
3.应用：硬磁材料可以制成各种永磁体,可应用于磁记录，如银行存折或
储蓄卡上的磁条、录音磁带、录像磁带、电脑硬盘等。软磁材料可以用
来制造变压器、电磁铁、录音头的铁芯和收音机中的磁性天线等。新的
磁性材料的研制及其应用，是现代高科技的一个重要方面。
计算机房的磁带和磁盘存储器 录音带、录像带
磁卡,信用卡
磁记录
电磁起重机 变压器
例：如图是生活中常用来固定房门的“门吸”,它由磁铁和金属块两部分组成。
该金属块能被磁铁吸引,是因为可能含有以下材料中的( )。
A.银
B.铁
C.铝
D.锌
解析:由铁、钴、镍等制成的物品容易被磁铁吸引,而由银、铝和锌制成的物品
都不会被磁铁吸引。故选B。
答案: B
例：下列器材是我们身边较熟悉的日常用品,其中没有应用磁性材料的是( ）
A.打电话用的IC卡
B.录音机的录音带
C.计算机软盘
D.CD或DVD播放器用的光碟
解析:录音带、录像带、银行储蓄卡、公交汽车卡、计算机软盘采用磁电记录方
式，用的都是磁性材料;IC卡是利用磁性芯片储存信息的;CD、VCD和DVD光盘是
利用光来进行工作的,它在光驱中利用激光头发出的光来读取信息。故D符合题
意。
答案: D
消磁
通过撞击、高温等手段使磁体失去磁性的过程叫作
消磁。消磁可以看成是磁化的逆过程，通过撞击、高温等
手段将磁体内部原本排列整齐有序的“磁分子”打乱,使
“磁分子”的排列变得杂乱无章,进而使磁体失去磁性。
第十四章 磁现象
二、磁场
1.知道磁极间的相互作用及磁极周围存在磁场。
2.理解磁场的概念，知道磁场的基本性质。
3.知道磁感线可以用来形象地描述磁场，知道磁感线方向
是怎样规定的。
4.知道地球周围有磁场以及地磁场的南北极。
当我还是一个四五岁的小孩时,父亲给我一个罗
盘,我觉得十分好奇，这只指南针不和任何物体
接触,竟能始终的指向南北。我现在还记得:当时
我萌发了一个深刻而持久的印象,这事情的背后
一定隐藏着某种道理。
爱因斯坦
一、磁场
实验目的 实验过程 实验现象图 结论
探究磁极
见得相互
作用规律
用一个条形磁体
的 N 极分别向另
一根条形磁体的N、
S 极靠近，观察
有何现象发生
两个同名磁极相互靠近时会相互排斥，
两个异名磁极相互靠近会相互吸引 同名磁极
相互排斥，
异名磁极
相互吸引
1.实验探究:磁极间的相互作用规律
2.磁场
(1)概念:磁体周围存在着我们肉眼看不见的物质，这种看不见的
物质叫作磁场。
(2)磁场的基本性质:磁场对放人其中的磁体具有作用力。
(3)磁场的强弱:磁体两极附近磁场较强，中间附近磁场较弱，离
磁体越远，磁场越弱。
(4)磁场的方向
实验过程
先在桌子上放一圈小磁针,观察小磁针
的指向,再把一个条形磁体放到小磁针
中间，观察小磁针的指向
实验现象
及结论
放入条形磁体前,每个小磁针都指向南
北方向，放人条形磁体后出现了右图
所示的现象。小磁针N极指向不同，说
明小磁针N极的受力方向不同。
磁场不但有强弱，而且有方向。人们把小磁针在磁场中静止时N极所
指的方向规定为该点的磁场方向。
1.实验探究
二、磁感线
实验
过程
在桌子上放一根条形磁体,在条形磁体上放一玻 璃板,将铁屑均匀撒在玻
璃板上，轻轻敲击玻璃板，观察实验现象
实验
现象
如图所示
实验
结论
铁屑被磁化后相当于一个个小磁针,从铁屑的分布情况可以得出磁场的大
致分布情况。铁屑分布较密的地方磁场较强,分布较疏的地方磁场较弱。
2.概念:为了方便形象地描述磁场，人们用一些带箭头的曲线将铁屑的排
列情况表示出来，这样的曲线叫作磁感线。
3.正确理解磁感线
(1)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引入的带方向的假想曲线，实际上
并不存在。
(2)磁场是有方向的，磁感线上某一点的切线方向就是该点的磁场方向。
(3)磁感线分布的疏密可以表示磁场的强弱，磁感线越密集的地方磁场越
强，磁感线越稀疏的地方磁场越弱。
(4)磁感线为闭合曲线。在磁体外部，磁感线从 N 极到 S 极;在磁体
内部，磁感线从 S 极到 N 极。
(5)磁体周围磁感线的分布是立体的。
(6)任意两条磁感线都不会相交，因为磁场中任意一点的磁场方向只
有一个确定的方向。如果某一点有两条磁感线，则该点就有两个磁
场方向,这是不可能的。
4.常见磁体的磁感线分布
如图所示为条形磁体(图甲)、蹄形磁体(图乙)、两同名磁极(图丙)和
两异名磁极(图丁)周围的磁感线分布。
1.概念:地球本身相当于一个巨大的磁体,地球周围空间存在的磁场叫作地
磁场。
2.特点:地磁场的分布情况与条形磁体的磁场相似,
地磁N极在地理南极附近，地磁S极在地理北极附
近,地理两极和地磁两极并不重合。地磁场的磁感
线在地面附近是由南指向北的，如图所示。
3.我国宋代著名科学家沈括是世界上第一个发现和
准确记载地理两极和地磁两极并不重合这一现象的
人。
三、地磁场
例：爱因斯坦曾经说过,“磁场在物理学家看来正如他坐的椅子一样实在”。这
句话形象地说明了( )。
A.磁场是为研究问题而假想的
B.磁场是真实存在的一种物质
C.椅子一定是磁体
D.磁场是看得见、摸得着的
解析:磁场看不见、摸不着,但磁场是一种真实存在的物质,并不是假想出来的,
磁感线是假想出来的,A、D错误,B正确。爱因斯坦是把椅子比作磁场,并不是说
椅子周围存在磁场,C错误。
答案: B
例：小磁针静止时指南北,这说明( )。
A.地球附近有一个很大的磁体
B.地球本身是一个很大的磁体
C.小磁针N极指向北方,说明地理北极就是地磁N极
D.地球周围空间不存在磁场
解析:由于地球本身就是一个巨大的磁体,其周围存在地磁场,所以地球周围的小
磁针(指南针)会受到地磁力的作用而指向南北方向。地磁 N 极在地理南极附近
，地磁 S 极在地理北极附近，小磁针 N 极指向北方,即指向地磁 S 极。故选B
。
答案: B
指南针的奥秘
第十四章 磁现象
三、电流的磁场
1.知道电流周围存在磁场。
2.认识通电螺线管外部的磁场分布类似于条形磁铁。
3.会用右手螺旋定则确定通电螺线管两端的极性。
4.能画出螺线管的绕法。
1820年丹麦物理学家
奥斯特发现电流的磁
现象
一、电流的磁场
探究目的 探究通电导线周围是否存在磁场
探究方法
将一根直导线沿南北方向平行放在静止小磁针的上方，
观察通电前后小磁针的偏转情况
进行实验
通电 断电 改变电流方向
奥斯特实验
实验现象 小磁针发生偏转 小磁针不发生偏转 小磁针反向偏转
实验分析
小磁针发生偏转，说
明小磁针受到磁场力
的作用，即通电导线
周围存在磁场
小磁针不发生偏转,
说明小磁针没有受
到磁场力的作用，
导线中没有电流，
没有产生磁场
电流方向改变时
小磁针的转动方
向改变,说明磁场
方向也改变
实验结论
(1)通电导线周围存在磁场;
(2)通电导线周围磁场的方向与电流方向有关，电流方向改变，
磁场方向也随之改变
(1)奥斯特实验说明通电导线周围存在磁场,磁场方向与电流方向有关。
(2)任何导体中有电流通过时,其周围空间均会产生磁场，这种现象叫电
流的磁效应。
(3)奥斯特实验是第一个揭示电和磁联系的实验。实验说明电与磁不是
彼此孤立的，而是密切联系的。
在奥斯特实验中,应注意两点:(1)开关闭合的时间要短(因实验电路
为短路状态);(2)通电直导线应与小磁针平行，且沿南北方向放置。
1.实验探究：通电螺线管周围的磁场
二、通电螺线管的磁场
实验
过程
(1)用铜导线穿过一块硬白纸板绕成螺线管，在白纸板上接出铜线的
两端;将小磁针放在白纸板上的不同位置，包括螺线管内部。给螺线
管通电,观察并记下小磁针 N 极在各个位置静止时的指向。
(2)改变螺线管中电流的方向，观察并记下小磁针 N 极在各个位置静
止时的指向。
(3)在白纸板上均匀地撒上一些铁屑，给螺线管通电,轻轻敲击白纸板，
观察铁屑的排列情况。
实验
现象
(1)螺线管外部的小磁针N极指向不同，内部的小磁针N极指向相同，
如图甲所示。
(2)改变螺线管中电流的方向后，小磁针N极在各个位置的指向与(1 )
中小磁针N极在各个位置的指向刚好相反。
(3)铁屑的排列情况如图乙所示
现象
分析
(1)由小磁针N极的指向可知,通电螺线管外部的磁感线是从通电螺线管的右
端出发回到左端的,内部磁感线是从通电螺线管的左端到右端的，说明通电
螺线管与条形磁体相似，有两个磁极，且两个磁极在通电螺线管的两端。
(2)小磁针N极的指向改变，说明磁场方向改变，即通电螺线管两端的极性
改变了。由此可知,通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。
(3)从铁屑的分布情况可以看出,通电螺线管外部磁感线的分布情况与条形
磁体外部磁感线的分布情况相似。
实验
结论
(1)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极;(2)通电螺线管两端的极性与螺线管中电流的方向
有关
2.实验探究：通电螺线管的极性可能和哪些因素有关
实验
设计
取绕向不同的螺线管，依次进行实验:向螺线管中通入不同方向的电流，
用小磁针验证它的 N、S 极
实验
现象
现象
分析
(1)两个螺线管中电流的方向相同，绕法不同，则两个螺线管的极性不同;
(2)两个螺线管的绕法相同，电流的方向不同，则两个螺线管的极性不同
实验
结论
通电螺线管的极性跟螺线管中电流的方向和螺线管的绕法有关
三、右手螺旋定则
内容
用右手握住螺线管，让四指弯曲且与螺线管中电流的方向一致，
则大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极，大拇指所指的方向也
是通电螺线管内部磁场的方向
应用
(1)根据通电螺线管中电流的方向，可判断通电螺线管两端的极性;
(2)根据通电螺线管两端的极性,可判断通电螺线管中电流的方向;
(3 )根据通电螺线管的N、S极以及电源的正、负极,可画出通电螺
线管的绕线
判断
方法
(1)标出螺线管中电流的环绕方向;
(2)用右手握住螺线管，让四指弯曲且与螺线管中电流的方向一致;
(3)大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极,如图所示
例：如图所示，把一根直导线平行地放在小磁针的正上方,当导线中通有方向
水平向左的电流时，小磁针的N极向外偏转。若改变直导线中电流的方向,则小
磁针的N极相对于纸面( )。
A.向上偏转 B.向外偏转
C.向里偏转 D.向下偏转
解析:由奥斯特实验可知,通电导线周围的磁场方向与电流的方向有关。导线中
电流的方向改变时，导线周围的磁场方向也改变,小磁针的受力方向也随之改
变,故小磁针的N极相对于纸面向里偏转。故A、B、D错误,C正确。
答案: C
例：下列各图中通电螺线管的极性标注，正确的是( ）
解析: A 图,螺线管正面电流的方向向上,由右手螺旋定则可知,螺线管的左端为 N极
,A 错误;B 图,螺线管正面电流的方向向下，由右手螺旋定则可知,螺线管的右端为
N 极,B 错误;C 图,螺线管正面电流的方向向右,由右手螺旋定则可知,螺线管的，上
端为 N 极,C 正确;D 图，螺线管正面电流的方向向左，由右手螺旋定则可知,螺线
管的下端为N 极,D 错误。答案: C
通过模型理解奥斯特实验
第十四章 磁现象
四、电磁铁及其应用
课时1 磁现象
1.了解什么是电磁铁,知道电磁铁的特性和工作原理。
2.了解影响电磁铁磁性强弱的因素。
问题：
如果图中的螺线管通有一定的电流，
有什么办法可以让图中的螺线管吸
引大头针个数更多一些呢？
1.电磁铁
一、电磁铁
(1)通电螺线管有磁性。如果在一个通电螺线管中插入一根软铁棒，螺线
管的磁性会更强。插入了软铁棒的通电螺线管叫电磁铁。这根软铁棒称
为电磁铁的铁芯,螺线管称为电磁铁的线圈。如图所示就是一个电磁铁。
(2)工作原理
电磁铁是根据电流的磁效应和在通电螺线管中插入
铁芯后磁性将大大增强的原理来工作的。
2.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什么因素有关
探究猜想
(1)与线圈中电流的大小有关，电流越大，磁性越强;
(2)与线圈匝数有关，线圈匝数越多，磁性越强
设计实验
找两段长度均为4 ~5 cm的硬纸管,
管的粗细刚好能插入一根铁芯，用
漆包线在其中一根硬纸管上绕50匝
单层线圈,在另一根管上绕100匝单
层线圈,除去漆包线引出端的漆层。
实验电路如右图所示
进
行
实
验
(1)在绕有50匝单层线圈的硬纸管中插入一根铁芯制成电磁铁,将电磁铁
接人电路,然后调节滑动变阻器的滑片P到阻值最大处，闭合开关 S ,调
节滑片 P ,使电流表示数等于1.5 A,用电磁铁吸引大头针,记下所吸引大
头针的数目。调节滑片 P ,使电流表示数等于3 A,用电磁铁吸引大头针，
记下所吸引大头针的数目。
(2 )断开开关,将绕有 50 匝单层线圈的硬纸管取下,换上绕有100 匝单层
线圈的硬纸管，在纸管中插入同一根铁芯制成电磁铁。闭合开关 S ,调
节滑动变阻器滑片 P ,使电流表示数等于 1.5 A ,用电磁铁吸引大头针，
记下所吸引大头针的数目。调节滑片 P ,使电流表示数等于 3 A,用电磁
铁吸引大头针，记下所吸引大头针的数目。
实验数据
记录
实验次序 线圈匝数 电流 / A 吸引大头针的数目 / 枚
1 50 1.5 8
2 50 3 20
3 100 1.5 15
4 100 3 37
实验分析
从以上数据可以看出，影响电磁铁磁性强弱的因素有线圈的匝数
和线圈中电流的大小。当线圈匝数一定时，线圈中的电流越大，
电磁铁磁性越强;当线圈中电流的大小一1定时，线圈的匝数越多，
电磁铁磁性越强
实验结论
(1)电磁铁的磁性强弱跟线圈中电流的大小有关。当线圈的匝数一
定时，线圈中的电流越大，电磁铁磁性越强;电流越小，电磁铁磁
性越弱。
(2)电磁铁的磁性强弱还跟线圈的匝数有关。当电流的大小一定时，
线圈的匝数越多，电磁铁磁性越强;匝数越少，电磁铁磁性越弱
(1)电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性，所以可以方便地通过通断
电流来控制其磁性的有无。
(2)电磁铁的极性可以通过改变电流的方向来改变。
(3)电磁铁磁性的强弱可以通过改变线圈中电流的大小或线圈匝数的
多少来方便地控制。
3.电磁铁的特点
4.电磁铁的应用
电磁铁在生产和生活中得到了广泛的应用，如电磁起重机、电磁选
矿机、电磁继电器、电铃等。
例：同学们在“ 探究电磁铁磁性强弱”的实验中,使用两个相同的大铁钉 AB 绕
制成电磁铁进行实验,如图所示。下列说法正确的是( ) 。
解析:通过观察电磁铁吸引大头针的个数来判断它的磁性强弱,这是
运用了转换法,A 错误;滑片 P 向左滑动,滑动变阻器接人电路中的阻值变小，电
路中的电流变大,电磁铁的磁性增强,B 错误;根据右手螺旋定则知，A 的上端为
S 极,下端为 N 极,B 的下端为N极，上端为 S 极,C 正确;滑动变阻器可以改变
电路中电流的大小，因此,本实验可以探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系,D
错误。 答案: C
A.通过观察电磁铁吸引大头针的个数来判断它的磁性强弱,这是运用了控制变量法
B.滑片P向左滑动,电磁铁的磁性减弱
C.A的下端为N极、B的下端为N极
D.该实验不能探究电磁铁磁性的强弱与电流大小的关系
铁芯增强了通电螺线管的磁性
第十四章 磁现象
四、电磁铁及其应用
课时2 电磁继电器、电磁阀控制车门
1.了解电磁继电器、电磁阀的结构和工作原理。
2.知道电磁铁在生活中的应用。
问题：
在生活中，我们经常看到一些大型
机器在工作（如大型吊车），而它
们的电流可达几十安、上百安，直
接控制或操作是很危险的，那怎么
才能控制这些强大的电流呢？
1.构造：主要由电磁铁A、衔铁 B、弹簧 C、
动触点 D 和静触点E组成，如图所示。
2.实质：电磁继电器实质是一个利用电磁铁
控制电路的开关。
3.工作原理：低压控制电路通电时，电磁铁
A 具有磁性，吸引衔铁 B,使动触点 D 和下面的静触点 E 接触，高压工作电
路闭合;低压控制电路断电时，电磁铁 A 失去磁性,弹簧 C 把衔铁 B 拉起来,动
触点 D 与静触点 E 分离，切断高压工作电路。
一、电磁继电器
5.应用
(1)利用电磁继电器可以通过控制低压电路的通断来间接地控制高压电路的通断，
使人远离高电压带来的危险。
(2)利用电磁继电器可以使人远离高温、有毒等环境，实现对电路的远距离控制。
(3)在电磁继电器的控制电路中接人对温度、压力或光照敏感的元件,利用这些
元件控制电路的通断，就可以实现温度、压力或光照对电路的自动控制。
4.工作过程
低压控制电路
开关闭合 → 有电流
开关断开 → 无电流
电磁继电器
吸引衔铁
弹簧拉动
高压工作电路
工作电路有电流
工作电路无电流
二、电磁阀控制车门
1.电磁阀的结构
如图所示，电磁阀由阀体 Q 、滑阀 K 、
衔铁 T1 和 T2、线圈 L1 和 L2 组成。阀体
是空心的,有 4 根管路与阀体或汽缸连接,
P 为进气管,O 为排气管, A 和 B 连接到
汽缸上。汽缸中有活塞 N ,通过推杆 G
与使车门转动的曲柄(图中未画出)连接。
2.电磁阀车门工作原理
当司机要打开车门时,将电开关 S 接通触点
a ,使线圈 L1 通电，就把衔铁 T1 吸人线圈中，
则横杆将阀体中的滑阀 K 推到左端(如图所
示)，此时滑阀下面的空间就与管路 A 连通。
进气管 P 是接到储气筒(图中未画出)上的，
于是储气筒中储存的压缩空气就通过进气管
P 和管路 A 进入汽缸左部，推动活塞 N 向
右运动，使车门打开。
同时汽缸中右部的气体会通过管路 B 和阀体中其余的空间由排气管 O排出
到大气中。当司机关闭车门时,将电开关 S 接通触点 b ,使线圈 L2 通电，就
把衔铁 T2 吸人线圈中，则横杆将阀体中的滑阀 K 推到右端,此时滑阀下面
的空间就与管路 B 连通。于是储气筒中储存的压缩空气就通过进气管 P 和
管路 B 进入汽缸右部，推动活塞 N 向左运动，使车门关闭。同时汽缸中左
部的气体会通过管路 A 和阀体中其余的空间由排气管 O 排出到大气中。在
实际使用中，电磁阀车门有时也会出现故障,所以车门还有手动开、关门的
装，这样车门既可以实现手动开闭,也可以实现自动开闭。
例：如图所示是某科技小组设计的一-种温度自动控制报警装置电路图,当
电铃响时( )。
解析:据图可知,该温度自动报警装置的原理:当环境温度达到
90°C时,控制电路会自动接通,电磁铁产生磁性,吸引衔铁，
报警电路接通,电铃响,红灯亮,起到报警作用。故选A。
答案: A
A.环境温度达到90 C,红灯亮
B.环境温度达到909C ,绿灯亮
C.环境温度低于90 °C ,绿灯亮
D.环境温度低于90 C ,红灯亮
第十四章 磁现象
五、磁场对通电导线的作用力
1．知道磁场对通电导线有力的作用。
2．知道磁场对通电导线的作用力方向跟磁场方向和电
流方向有关。
3.了解动圈式扬声器的构造及原理
问题：
在奥斯特实验中我们知道了电流
对磁体有力的作用，反过来，磁
体对电流有无力的作用呢？
学家法拉第
经过10年的探索，在1831年
取得突破，发现了利用磁场产
生电流的条件和规律。法拉第
的发现进一步揭示了电与磁之
间的关系，根据这个发现后来
发明了发电机，开辟了电气化
时代。
一、磁场对通电导线的作用
提出问题 通电导线在磁场中是否受力的作用
制订计划与
设计实验
用两根水平并且平行的金属轨道把一根直导线ab支起来，并且让这
根导线处于蹄形磁体两极之间的磁场中
实验过程
将实验器材按如图所示的电路连接好，导线ab
横放在金属轨道上，接通电路观察导线ab的运
动情况;保持磁场方向不变，改变电流方向，观
察导线ab的运动情况;保持电流方向不变,改变磁场方向,观察导线ab的
运动情况;同时改变电流方向和磁场方向，观察导线ab的运动情况
实验数据
记录
电流方向 无 b → a a → b b → a a → b
磁场方向 上→下 上→下 上→下 下→上 下→上
直导线
ab 的运
动情况
静止不动 向右移动 向左运动 向左运动 向右移动
实验数据
记录
通过上述实验我们发现处在磁场中的直导线ab中无电流时，没
有受到力的作用,有电流时，受到了力的作用,并且力的方向随着
电流方向或磁场方向的改变而改变
实验结论
通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟电流方向和磁
场方向有关。当电流方向或磁场方向与原来相反时,力的方向也
与原来相反;当电流方向和磁场方向同时改变时，力的方向不变
交流发电机的工作原理
2.作用
(1)左手定则用来判定通电导体在磁场中受力的方向。当通电导体与磁感线垂直
时,通电导体受力的方向和磁感线方向、电流方向之间的关系，可用左手定则来
判定。
(2)通电导体受力的方向、电流方向、磁感线方向三者两两互相垂直，知道其中
任意两个量的方向，就可以利用左手定则判断出另外一个量的方向。
1.内容：伸开左手，使大拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线垂
直穿入手心，使四指指向电流方向。这时,拇指所指的方向就是通电导线在磁场
中所受磁场力的方向。这种方法称为左手定则。
二 、左手定则
三、动圈式扬声器
1.动圈式扬声器
(1)结构:如图所示，由固定的永磁体、音圈和锥形纸盆
等构成。
(2)工作原理:当音圈中通过如图所示的电流(音圈正面电
流方向向上)时，音圈受到永磁体的磁场力向右运动;当
音圈中通过方向相反的电流时，音圈受到永磁体的磁场力向左运动。由于通
过音圈的电流大小和方向不断变化，所以音圈就会前后往复运动，带动纸盆
也来回振动，于是扬声器就发出了声音。
头戴的大耳机和小巧的耳塞机
也都是动圈式的，它们的构造
和工作原理与动圈式扬声器相
同，只是把大纸盆换成了小的
音膜，由音膜振动发声。
2.耳机
例1：如图所示是演示“通电导体在磁场中受到力”的实验装
置。给金属棒ab通电,观察到ab运动起来。
(1)此实验现象说明 ;此装置在
工作过程中将 能转化为 能。
(2)实验中将磁极对调,观察金属棒ab的运动情况，这样操作是
为了探究 。
(3)这个实验的结论是通电导体在磁场中的受力方向与 方
向和 方向有关。
磁场对通电导体有力的作用
电 机械
通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向的关系
磁场
电流
例2 如图(a)所示，一根垂直于纸面的导线P放置在
一水平放置的条形磁体的正上方，若条形磁体对导
线的作用力方向竖直向下，则导线中电流的方向是
垂直纸面 (填“向外”或“向里”)的；现将
该导线稍微向右平移一段距离，如图(b)所示，则此
时条形磁体对导线的作用力方 (填“右下方”
“右上方”“左下方”或“左上方”)。
向里
左下方
喇叭后面的磁铁周围存在磁场,当线圈中有电流通过时,线圈
会受到磁场力的作用而运动，进而带动纸盆振动发声。
第十四章 磁现象
六、直流电动机
1.了解直流电动机和结构和原理。
2.知道换向器的作用和电动机的应用。
车床 水泵 电风扇
生活中的电动机
电力机车 洗衣机内部
线
圈
定
子
换向器
电
刷
如图所示，是一个教学用的电动机。先让线圈处于水平位置，
然后通电，将看到它能够连续地转动。
想一想：为什么这种装置能够使线圈连续转动？换向器和
电刷起了什么作用？
一、直流电动机的原理
提出问题
通电直导线在磁场中要受到力的作用，如果把直导线制成线圈，
通电线圈在磁场中的受力情况又是怎样的呢
进行实验
如图甲所示，线圈处在磁场中，线圈所在平面与磁感线平行，
接通电源，让电流通过线圈，观察发生的现象
1.实验探究：通电线圈在磁场中受到力的作用
实验现象
接通电源,线圈在磁场里发生转动,但只转过了大约90°,便停在如
图乙所示的位置
分析论证
线圈通电后，电流由 a 流向 b、由 c 流向 d。根据左手定则可
知,线圈的 ab 边受到向上的作用力，线圈的 cd 边受到向下的作
用力,由于这两个力不在同一条直线上，且方向相反，所以线圈
会发生转动。当线圈转过90°角时，这两个力是一对平衡力，所
以线圈会停在图乙所示位置，这个位置叫作平衡位置
实验结论 通电线圈在磁场中受力发生转动，但不能持续转动
2.直流电动机的工作原理
(1)换向器
上面的实验中，线圈只能转动大约90°就停下来了,怎样使线圈连续转动下去呢?
如果线圈刚转过平衡位置,就改变线圈中电流的方向，根据左手定则可知，线圈
两边的受力方向就会改变，线圈就会连续转动起来了。为此，人们制成了换向
器。换向器由两个半铜环组成，它的作用是每当线圈转过平衡位置时，自动改
变线圈中电流的方向,从而改变线圈的受力方向,使线圈连续转动下去。
(2)直流电动机的工作过程
图甲中,换向器F与电刷 A 接触,换向器 E 与电刷 B 接触。线圈的 ab 边内电流
由 a 到 b ,ab 边受到向上的磁场力，cd 边内电流由 c 到 d ，cd 边受到向下
的磁场力，线圈沿顺时针方向转动。
线圈转过90°,到达图乙所示位置，这时两电刷跟两个半铜环间的绝缘部分接触，
线圈中无电流，不受力的作用。由于线圈是有惯性，线圈会转过平衡位置。
图丙中，换向器F与电刷B接触,换向器E与电刷A接触。线圈的ab边内电流
由b到a，ab边受到向下的磁场力，cd边内电流由d到c，cd边受到向上的
磁场力，线圈继续沿顺时针方向转动。
图丁中，两电刷再次跟两个半铜环间的绝缘部分接触，线圈中无电流，不
受力的作用。由于线圈具有惯性，线圈会转过平衡位置，回到图甲的状态。
如此循环往复，线圈就可以连续不断地转动了。
(3)直流电动机的原理：利用磁场对电流的作用，使线圈转动，同时利用换
向器及时改变线圈中电流的方向，从而保证线圈能够持续转动。
1.构造：主要由转子、定子和换向器组成，如图所示。
二 、实用的电动机
2.优点：构造简单、制造方便、体积小、效率高、便于控制且种类繁多。
3.用途：直流电动机常用于电力机车、公交电车、电瓶车、起重机、刨
床和些小型家用电器上。
4.能量转化：直流电动机工作时主要将电能转化为机械能，由于电流具
有热效应，电流流经线圈时还会有少部分电能转化为内能。
例：直流电动机中换向器的作用是( )。
A.改变直流电源中的电流方向
B.改变电动机线圈中的电流方向
C.改变电动机输出电流的方向
D.改变电动机线圈的转动方向
解析:换向器的作用:当线圈刚转过平衡位置时，自动改变线
圈中的电流方向,从而改变线圈的受力方向，使线圈持续转
动。故选B。
答案: B
图甲、乙所示是通电线圈在磁场中的两个位置（ ）
A.通电线圈在图甲所示位置会静止，此时线圈不受磁场对它的作用力
B.通电线圈在图乙所示位置会静止，此时线圈不受磁场对它的作用力
C.通电线圈在图甲所示位置会静止，此时线圈仍受磁场对它的作用力
D.通电线圈在图乙所示位置会静止，此时线圈仍受磁场对它的作用力
D
在生活中，电风扇用到了电动机
第十四章 磁现象
七、学生实验：探究--产生
感应电流的条件
1.知道电磁感应现象，以及利用电磁感应现象把
机械能转化为电能。
2.知道产生感应电流的条件，能对导体中有无感
应电流做出判断。
3.知道发电机原理是电磁感应现象。
4.了解交流发电机的构造和类型。
电 磁
奥斯特
奥斯特：电流周围存在磁场
法拉第
法拉第发现“磁生电”
发电机是如何发电的呢？
火力发电风力发电
一、电磁感应现象
提出问题
电流能够产生磁场,那么磁场能否产生电流呢?如果能,
需要什么条件
猜想
磁场能产生电流。可能与电路是否闭合、导体是否运
动及如何运动有关
1.实验探究：产生感应电流的条件
设计与进
行实验
如图所示装置，在蹄形磁体的磁场中,放入
一根导线ab，导线ab的两端与灵敏电流表相
连,，构成一个闭合电路。闭合开关后，观察
在下述各种情况下，灵敏电流表的指针是否偏转:
(1)保持导线ab和磁体不动；(2)磁体不动， 使导线ab左右运
动;(3)磁体不动，使导线ab上下运动；(4)导线ab不动，使磁体
左右运动；(5)导线ab不动，使磁体上下运动
实验现象
在(1)、(3)、(5)的情况下，灵敏电流表的指针不发生偏转，在
(2)、(4)的情况下，灵敏电流表的指针发生偏转
分析论证
当导线ab上下运动时，运动方向与磁感线方向平行，不切割磁
感线；当导线ab左右运动时，运动方向与磁感线方向相交，切
割磁感线；当导线ab静止不动时，上下移动磁体,导线ab不切割
磁感线；当磁体左右运动时，导线ab切割磁感线。每当导线ab
切割磁感线时，灵敏电流表的指针都会发生偏转，并且偏转方
向不同，说明这时电路中产生了电流，并且电流的方向与导线
ab的运动方向有关；当导线ab不切割磁感线时，灵敏电流表的
指针不发生偏转，说明电路中没有产生电流
实验结论
当闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电
路中会产生感应电流
(1)概念:当导体回路中的一部分在磁场中做切割磁感线运动时，回路中
就会产生电流，这种现象称为电磁感应。在电磁感应现象中产生的电
流叫作感应电流。
(2)产生感应电流的条件：闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁
感线运动。
(3)感应电流的方向：与导体运动方向和磁场方向有关。改变这两个方
向中的任意一个方向，都会使感应电流的方向改变。这两个方向同时
改变，感应电流的方向不变。
(4)电磁感应现象中能量的转化：机械能转化为电能。
2.电磁感应
1.构造：主要由与膜片相连的线圈和永磁体组成，如图所示。
二 、动圈式话筒
2.原理：依据电磁感应现象制成,膜片振动→线圈振动
(切割磁感线)→产生感应电流。
3.作用：将声信号转化为电信号。
4.工作过程：当人对着话筒说话或唱歌时，人发出的声音使膜片振动,与膜
片相连的线圈也跟着-起振动，线圈在永磁体的磁场中做切割磁感线运动，
就能产生随着声音变化而变化的电流，电流信号经扩音机放大后传给扬声器,
从扬声器中就会发出放大后的声音。
1.发电机
(1)工作原理：发电机是依据电磁感应现象制成的。
(2)交流电：大小和方向都发生变化的电流叫作交流电。输出交流电的发
电机叫作交流发电机。
三 、发电机
2.交流发电机的结构和工作过程
(1)交流发电机的结构如图甲所示，A 和 B 是电刷，K 和 L 是两个铜制
滑环，N、S 为磁极，abcd 为线圈，与电流表组成闭合电路。
(2)工作过程
①开始时(图甲)，线圈ab边和cd边不切割磁感线，线圈中不产生感应电流。②
线圈转动的上半周(图乙)，线圈ab边和cd边切割磁感线，产生感应电流。电流
方向为B→d→c→b→a→A→电流表→B。电流表指针右偏。③线圈转到丙图
所示位置时，线圈ab边和cd边不切割磁感线，线圈中不产生感应电流。④线
圈转动的下半周(图丁)，线圈ab边和cd边切割磁感线,线圈中产生感应电流。
电流方向为A→a→b→c→d→B→电流表→A。 电流表指针左偏。
从以上过程可以看出，在线圈转动过程中，ab边和cd边做切割磁感线运
动，线圈中产生了感应电流,电流表的指针周而复始地发生有规律的偏转,
输出的电流为交流电。
3.交流电的周期和频率
(1)周期:交流电完成一次周期性变化所需要的时间,用T表示。
(2)频率:交流电在1s内完成周期性变化的次数叫作交流电的频率。频率的
单位是赫兹(简称赫) ，用Hz表示。
(3)我国交流电的周期和频率：我国电网供应的交流电的周期是0.02s，频
率是50Hz，即1s内有50个周期，交流电的方向每个周期内改变两次。
4.交流发电机的组成
发电机主要由转子(转动部分)和定子(固定部分)两个部分组成。大型发电
机的定子上分布着线圈，转子是一组电磁铁，工作时线圈不动,磁极旋转,
称为旋转磁极式发电机。
5.直流发电机
用两个铜半环组成的换向器来代替交流发电机上的两个铜滑环，虽然线
圈中产生的是交流电，但通过换向器的作用使输出的电流方向保持不变,
这种方向不变的电流叫作直流电。这样的发电机叫作直流发电机。
例：在探究产生感应电流的条件时,小东采用了如图所示的实验装置。
闭合开关后,小东左右移动金属棒AB,均未发现电流表的指针发生偏转。
经检查,实验器材均无故障且连接无误。猜一猜:电流表指针不偏转的
原因是 。感应电流太小
例：图为发电机的工作原理图，下列说法中正确的是( ）
A.发电机的基本原理是通电导体在磁场中受力
B.发电机是将机械能转化为电能的装置
C.线圈在转动过程中,感应电流的大小不变
D.线圈在转动过程中,感应电流的方向不变
解析:发电机的基本原理是电磁感应,电动机的基本原理是通电导体
在磁场中受力的作用,A错误;发电机的线圈在转动过程中,将机械能
转化为电能,B正确;线圈在转动过程中，感应电流的大小和方向是变
化的,C、D错误。
答案: B
录音磁带的工作原理：
放音时,磁带贴着放音磁头
运动,磁性强弱变化的磁带
使放音磁头中产生变化的
感应电流，电流经放大后
通过扬声器发出声音。
微信/支付宝扫码支付