电磁学 一.电磁转换 1.磁现象 （1）磁性与磁铁：物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性，具有磁性的物体叫磁体。 （2）磁极：磁体两端的磁性最强，磁性最强的部位叫作磁极；将一个磁体悬挂起来，当它 静止时，指南的那个磁极叫南（S）极，指北的那个磁极叫北（N）极。 （3）同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 （4）磁化：①一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性，这种现象叫磁化。②磁化后会 长时间保持磁性的材料叫硬磁材料，如钢；保持磁性时间较短，磁性容易消失的材料叫软磁 性材料，如铁。 2.磁场：磁体（或电流）周围存在一种看不见、摸不着的特殊物质叫磁场。我们可以根据它 对放入其中的小磁针产生磁力的现象认识它，这种方法属于转换法。 3.磁感线：按照铁屑在磁场中排列的情况和小磁针 N 极指向画出一些带箭头的曲线叫磁感线。 用磁感线描述磁场的这种方法属于模型法。 方向：磁体外部的磁感线都是从磁体 N 极出发，回到 S 极。 特点：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。 4.地球的磁场：地球本身是一个巨大的磁体。地球周围空间存在的磁场称为地磁场。 地磁北（N）极在地理南极附近，地磁南（S）极在地理北极附近，地磁场的磁感线也是从 北（N）极出发，回到南（S）极。 地磁场的磁极与地理两极并不重合，所以磁极所指的方向不是地理的正南、正北方向，而是 稍微有点偏离，是我国沈括最早发现。 小磁针在地磁场中静止时，N 极指北偏西，S 极指南偏东，所形成的夹角叫磁偏角。 5.判断物体是否具有磁性的方法 （1）根据磁体的吸铁性来判断：将被测物体靠近铁类物质。 （2）根据磁体静止时的指向来判断：用细线悬挂，静止时总是指向南北方向。 （3）根据磁极间的相互作用规律来判断：将被测物体一端分别靠近静止小磁针的两极，有 一端发生排斥现象。 （4）根据磁极的磁性最强的特点来判断：两个外形完全相同的钢棒 A、B，已知一个有磁 性，另一个没有磁性，将 A 的一端由 B 的左端向右端滑行，滑行过程中吸引力大小不变说 明 A 有磁性，若吸引力由大变小，再变大，说明 B 有磁性。 6.磁体的两极：每个磁体都有两个磁极，一个北极（N 极），一个南极（S 极）。将一个条 形磁体摔成两段，则每段都有两个磁极，如果再让这两段磁体互相吸引合为一体，则靠近断 裂处的两个磁极便不再存在，整个磁体仍然只有两个磁极。 7.磁吸引：①磁体吸引没有磁性的铁类物质；②异名磁极相互吸引。 磁排斥：同名磁极相互排斥。 8.电流的磁效应：电流周围存在磁场的现象。是奥斯特发现的。应用：电铃、扬声器、电磁 继电器。 9.通电直导线周围的磁场：分布在垂直于通电直导线的平面内，磁感线是以电流为中心的一 系列同心圆。 10.通电螺线管的极性与电流方向有关，与导线绕法无关。 11.安培定则：用右手握住螺线管，让四指弯曲的方向跟螺线管中的电流方向一致，则大拇 指所指的那端就是通电螺线管的 N 极（右手定则）。 12.电磁铁：将铁芯插入通电螺线管中就构成电磁铁。 影响电磁铁磁性强弱因素：①铁芯的粗细，越粗磁性越强；②电流越大磁性越强；③线圈匝 数，匝数越多磁性越强。 13.磁场对电流的作用：磁场对通电导体有力的作用，力的方向与电流方向和磁场方向有关 （左手定则）。 14.直流电动机：通电线圈在磁场中受力转动，利用换向器适时自动改变线圈中的电流方向， 使线圈能够持续转动下去。电能转化为机械能。 改变直流电动机转动方向是只改变电流的方向或只改变磁场的方向，同时改变，转向不变。 直流电动机的转速与电流大小和磁场强弱有关。 15.直流电动机不转动的原因：①转子处于平衡位置；②实验电路中某处接触不良或电流太 小；③转轴间摩擦力过大；④磁铁没有磁性或线圈某处断开。 16.电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象。应用：手摇发电机、发电机、动圈式话筒。 （1）电磁感应产生的电流叫感应电流。 （2）产生的条件：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。 （3）影响因素：磁场方向和导体切割磁感线运动的方向。 17.发电机：利用电磁感应原理制成。把机械能转化为电能。 每转一周，电流方向改变两次。 18.高压输电：发电厂→升压变压器→高压线路→降压变压器→工厂或居民区用电 变压器工作原理（电磁感应）：变压器由两组线圈构成，变化的电流通过一线圈产生变化的 磁场，变化的磁场通入另一线圈就产生变化的电流。 提高输送电压，可减少电能在输送线路上的损失。 练习题 1.如图所示是水位自动报警器的原理示意图，下列四个实验能反映其自动报警原理的是（ ） 2.关于电动自行车，下列说法不正确的是（ ） A.废旧电池会污染环境，不可随意处置。 B.电流具有热效应，长时间充电有火灾隐患。 C.车上装有电动机，其工作原理是电磁感应。 D.要使车加速前进，可增大通过电动机的电流。 3.如图所示，闭合开关，铜棒向右运动，为使开关闭合后铜棒向左运动，下列可行的是（ ） A.换用更细的铜棒。 B.将电源的正、负极对调。 C.向左移动滑动变阻器的滑片。 D.将电源正、负极和磁体 N、S 极同时对调。 4.如图为直流电动机的工作原理图，分析正确的是（ ） A.改变磁场方向可以改变线圈转动的方向。 B.电动机通电后不转，一定是电路断路。 C.电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能。 D.线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的。 5.下图是研究电磁现象的四个实验装置，相关说法正确的是（ ） A.图甲能证明通电导体周围有磁场，这个现象是法拉第首先发现的。 B.图乙中开关闭合，磁场中的导体棒会受力运动，该过程机械能转化为电能。 C.图丙是研究电磁感应现象的实验装置，当导体棒 AB 上下运动时电流计指针偏转。 D.图丁是电磁继电器的原理图，电磁继电器被广泛应用于自动控制领域。 6.如图所示的四个实验中，反应电动机动作原理的是（ ） 7.如图所示是一种利用健身球设计的充电器，当人们在转动球的时候就可以给电池充电，下 列各图与之工作原理相同的是（ ） 8.下列实验装置图中，能用来说明磁场对通电导线有力的作用的是（ ） 9.如图所示，在探究通电螺线管外部磁场分布的实验中，开关闭合后，下列说法正确的是（ ） A.小磁针甲静止时 N 极指向右端，小磁针乙静止时 N 极指向左端。 B.小磁针甲静止时 N 极指向左端，小磁针乙静止时 N 极指向右端。 C.小磁针甲和小磁针乙静止时 N 极均指向右端。 D.小磁针甲和小磁针乙静止时 N 极均指向右端。 10.如图为汽车启动原理图。汽车启动时，需将钥匙插入钥匙孔并旋转（相当于接通电路）。 下列有关说法错误的是（ ） A.此时通电螺线管产生磁性。 B.通电螺线管 F 端的磁极为 S 极。 C.电动机是利用磁场对电流的作用工作的。 D.通电螺线管两端电压与电动机两端电压不同。 11.小华在综合实践中自制的简易电动机示意图如图所示。矩形线圈由漆包线绕制而成，漆 包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴。将线圈架在两个金 属支架之间，线圈平面位于竖直平面内，永磁体置于线圈正下方，为了使电池与两金属支架 连接后线圈能连续转动起来，小华应将（ ） A.电池的正、负极对调一下 B.在线圈正上方增加磁体 S 极 C.左、右转轴下侧绝缘漆刮掉一半 D.左、右转轴绝缘漆全部刮掉 12.如图甲所示，一个不能打开的盒子外面露出一段细长的导线，在不损坏导线的情况下， 用图乙中（a）、（b）两个实验所对应的结论来判断导线中是否有电流，下列说法正确的 是（ ） A.只有（a）能 B.只有（b）能 C.（a）（b）都能 D.（a）（b）都不能 13.如图所示，是其保密室的防盗报警电路，当有人闯入保密室时会使开关 S 闭合，下列说 法正确的是（ ） A.电磁继电器与发电机工作原理相同。 B.电磁继电器与电动机工作原理相同。 C.电磁铁工作时，上端为 S 极。 D.当有人闯入保密室时，b 灯亮。 14.如图所示的充电鞋垫，利用脚跟起落驱动磁性转子旋转，线圈中就会产生电流，从而就 能给鞋面上的充电电池充电，这种充电鞋垫的工作原理是（ ） A.电磁感应现象 C.磁极间的相互作用 B.电流的磁效应 D.通电线圈在磁场里受力转动 15.直线电流周围磁场的磁感线分布和磁场方向的判定方法如图所示。将一枚转动灵活的小 磁针放在水平放置的直导线正下方，直导线通电的瞬间（ ） A.若电流方向从南向北，则小磁针顺时针偏转 B.若电流方向从北向南，则小磁针逆时针偏转 C.若电流方向从东向西，则小磁针不发生偏转 D.若电流方向从西向东，则小磁针不发生偏转 16.小磁针静止时 N 极所指是地磁的 （填“南极”或“北极”）。如图甲所示，一个条形磁 铁摔成两段，取右边的一段靠近小磁针，小磁针静止时的指向如图乙所示，则右边这处裂纹 的磁极是 极。如果把这段磁铁沿裂纹处吻合放在一起（如图甲），这两段会相互 （填“吸引”或“排斥”）。 17.如图是一种手摇发电的手电筒，当沿箭头方向来回摇动时，灯泡就能发光，这个手电筒 壳体透明，可以清晰地看到里面有线圈。摇动时，可以感受到有一个物块在来回运动。小明 猜想这个物块是磁体，依据是：物体运动时，闭合线圈切割磁感线产生 于电路中的 ，线圈相当 。 18.如图所示，向右移动金属杆，灵敏电流计的指针向右偏转，这是 现象。 （填“电 动机”或“发电机”）就是利用该现象制成的。若向左移动金属杆，灵敏电流计的指针将向 （填“左”或“右”）偏转。 19.学习“电磁转换”这一章后，小明画出部分内容的思维导图，请你帮他补全空格处内容： （1） （2） （3） 20.两个磁极之间有力的作用，同名磁极相互 为通电导线周围存在 ；通电导线能使小磁针发生偏转，这是因 ；如图把通电导线放在两个磁极中间，磁极对导线的力垂直指向纸 里，如果导线中电流方向相反，则磁极对导线的力垂直指向 （填“纸里”或“纸外”）。 21.如图是一种“闯红灯违规模拟器”的工作原理图，光控开关接收到红光时会自动闭合，压 敏电阻若同时受到车的压力，其阻值变小，电路中的电流 “强”或“弱”）。当电流变化到一定值时，衔铁与触点 ，电磁铁的磁性将变 （填 （填“1”或“2”）接触，电控照相机工 作，拍摄违规车辆。 22.如图是推动血液循环的“人工心脏泵”，线圈 AB 固定在用软铁制成的活塞柄上，这就相当 于一个 ，通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，从而带动活塞 运动，活塞筒通过阀门与血管相通，阀门 S1 只能向外开启，S2 只能向内开启。当线圈中的 电流从 A 流向 B 时，活塞向 血液进入 （填“左”或“右”）运动，阀门 （填“