第一节 磁现象
物理第九章 电与磁 知识要点
1. 磁性：物体能够吸引钢铁、钴、镍一类物质的性质叫磁性。 2. 磁体：具有磁性的物体，叫做磁体。
3. 磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极。磁体两端的磁性最强，中间的磁性最弱。
4. 可以在水平面内自由转动的条形磁体或磁针，静止后总是一个磁极指南（叫南极，用S表示），另一
个磁极指北（叫北极，用N表示）。
5. 无论磁体被摔碎成几块，每一块都有两个磁极。
6. 磁极间的相互作用：异名磁极互相吸引，同名磁极互相排斥。
7. 磁化：磁性材料在磁体或电流的作用下会获得磁性，这种现象叫做磁化。 8. 高温和剧烈震动可以使这些物体的磁性消失。 第二节 磁场
1. 磁场：磁体周围的空间存在着物质。磁体间的相互作用就是通过磁场而发生的。磁场看不见、摸不着。 2. 磁场的方向：把小磁针静止时北极所指的方向定为那点磁场的方向。
3. 磁感线：在磁场中画一些有方向的曲线，任何一点的曲线方向都跟放在该点的磁针北极所指的方向一
致。这样的曲线叫做磁感线。 4. 对磁感线的认识： ? ? ? ? ?
在磁体外部，磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极。在磁体内部正好相反。 磁感线布满磁体周围整个空间，磁感线的疏密表示磁性强弱。
磁感线是假想的闭合曲线，磁感线不是真实存在的（磁场是真实存在的），磁感线不交叉、不重合，磁感线要画成虚线。
用磁感线描述磁场、用光线描述光的传播的方法是模型法。 磁感线立体分布在磁体周围。 点的磁场方向相反。 6. 典型的磁感线：
5. 磁极受力：在磁场中的某点，北极所受磁力的方向跟该点的磁场方向一致，南极所受磁力的方向跟该
7. 地磁场：地球本身是一个巨大的磁体，在地球周围的空间存在着磁场，叫做地磁场。 ? 地磁场的磁感线从地磁北极出发到地磁南极。 ? 小磁针能够指南北是因为受到了地磁场的作用。 ?
我国宋代的沈括首先发现：地理的两极和地磁的两极并不重合，地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近。
第三节 电生磁
1. 最早发现电流磁效应的科学家是丹麦物理学家奥斯特。
2. 奥斯特实验：如下图所示，将一根导线平行地拉在静止的小磁针的上方（乙图），观察导线通电时（甲
图）小磁针是否偏转，改变电流方向（丙图），再观察一次。
对比甲图、乙图，可以说明通电导线的周围有磁场； 对比甲图、丙图，可以说明磁场的方向跟电流的方向有关。
3. 通电螺线管的磁场：通电螺线管外部的磁场方向与条形磁体的磁场相似。磁极可用安培定则来判断。 4. 安培定则：用右手握螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N
极。
5. 安培定则的应用：判断通电螺线管的磁极、根据磁极判断电流方向、根据磁极和电流方向判断线圈绕
法。 6. 典型图：
第四节 电磁铁
1. 电磁铁：插有铁芯的通电螺线管，在有电流通过时有磁性，没有电流时失去磁性，这种磁体就是电磁
铁。
2. 电磁铁的工作原理：电流的磁效应、磁化。
3. 影响电磁铁（通电螺线管）磁性强弱的因素：线圈匝数、电流大小、（是否插入铁芯）。电流越大，匝
数越多，有铁芯时电磁铁的磁性会大大增强。
电磁铁的应用：电磁起重机、电磁继电器、空气开关、磁悬浮列车、电话等。磁悬浮列车利用了“同名磁极互相排斥”的原理。
电磁铁与永久磁体相比，所具有的优点有： ⑴可以改变电流的大小以改变磁性的强弱； ⑵可以改变电流方向以改变磁极；
⑶可以通过控制电流的有无来控制磁性的有无。
第五节 电磁继电器 扬声器
1. 电磁继电器：电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。它利用低电压、弱电流电路的通
断，来间接地控制高电压、强电流电路的装置。
2. 电磁继电器的结构：电磁继电器由电磁铁、衔铁、簧片、触点组成，其工作电路由低压控制电路和高
压工作电路组成。有了电磁继电器，人们就可以安全方便地操纵大型机械了。
3. 扬声器和话筒的能量转换：前者是将电能转化成声能的装置，后者是将声能转化成电能的装置。 4. 扬声器的工作原理：线圈通过如图9.5-4所示电流时，受到磁体吸引而向左运动；当线圈通过的电流
的方向相反时，受到磁体排斥而向右运动。交流电方向周期性改变，线圈带动纸盆不断振动，产生声音。
5. 水位自动报警器的工作原理：如下图，当水位未达到金属块A时，电磁铁断路，不具有磁性。绿灯与
电源接通，红灯断开。此时绿灯亮，红灯不亮。当水位达到金属块A时，电磁铁通路，具有磁性。红灯与电源接通，绿灯断开。此时红灯亮，绿灯不亮。
6. 电铃的工作原理：如右上图。通电时，电磁铁有电流通过，具有磁性，吸引小锤下方的弹性片，使小
锤打击电铃发出声音；同时电路断开，电磁铁失去磁性，小锤被弹回，电路闭合。这样不断重复，电铃便发出声音了。
第六节 电动机
1. 磁场对电流的作用：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感线方向有关。
2. 直流电动机原理：是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。 3. 电动机的基本构造：能够转动的部分叫做转子，固定不动的部分叫做定子。 第七节 磁生电
1. 1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。
2. 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，导体中就产生电流，这种现象叫做
电磁感应，产生的电流叫做感应电流。
3. 导体中感应电流的方向，跟导体的运动方向和磁感线方向有关。 4. 发电机：发电机是将机械能转化为电能的装置。 ? ? ? ? ?
原理：电磁感应现象。
能量转化：机械能转化为电能。 发电机由转子和定子组成。 直流发电机中有换向器。
在直流发电机中，当线圈位于平衡位置时，线圈内没有电流。
是Hz。我国电网的交流电，频率是50Hz，周期是0.02s，电流在每秒内产生的周期性变化的次数是50次。
6. 无论是直流发电机还是交流发电机，线圈内都是交流电。
7. 录音的原理是电流的磁效应（电能转化为声能）和磁化，放音的原理是电磁感应现象（声能转化为电
能）。
5. 交流电：周期性改变电流方向的电流。在交流电中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率，单位
六、电动机
知识点1 磁场对通电导体的作用
●通电导体在磁场中受到的作用
（1）实验：如图所示，当开关闭合时，导体ab中有电流通过，导体ab向左移动，说明abs受磁铁的磁场力作用；保持磁场方向不变，改变ab中的电流方向，导体ab向右移动，说明导体ab受力方向与电流方向有关；若保持ab中电流方向不变（仍从a向b，而改变磁场方向（把磁铁的N，S极翻转），导体ab也向右移动，说明导体受力方向与磁场方向有关。在此现象中，导体ab消耗电能得到机械能。 S N
（2）通电导体在磁场中受力原因
磁体周围存在磁场，把一个磁体跟另一个磁体接近时，它们之间发生力的作用，这种作用实际上是磁体之间 磁场而发生的，通电导体周围也存在磁场，把一个磁体和一个通电导体接近时，磁体会受到力的作用，而力的作用是相互的，通电导体也受到磁体力的作用，这种作用也是通过磁场发生的，因此磁场对电流产生力的作用，实质上是磁体间通过磁场而发生的相互作用。
（3）磁体对电流的作用与哪些因素有关
①跟电流有关，当磁场不变时，电流越大，通电导体受力越大；电流方向改变时，导体受力方向也随之改变，且作用力的方向始终与电流方向垂直。
②跟磁场有关，当电流不变时，磁场越强，通电导体受力越大，磁场方向改变时，通电导体受力方向也随之改变，且作用力方向始终与磁场方向垂直。
（2）实验：如图所示，把一个线圈放在磁场里，闭合开关，接通电源，让电流通过线圈，观察发生的现象。
对于甲：ab边由于电流方向由a流向b，磁感线方向由N极指向S极，因此ab边受力方向向上，cd边由于电流方向由c流向d，磁感线方向由N极指向S极，因此cd边受力方向向下，由此可见线圈应绕轴心顺时针旋转。
对于乙圈：由于线圈ab边与cd边受力大小相等，而且在一条直线上，方向相反，因此这个位置是线圈的平衡位置，当线圈转动到乙图所示的平衡位置时线圈会左右摆动而最终停在此位置上。
实验结论：通电线圈在磁场中受力而转动，转动到平衡位置会静止，而不能持续转动。
知识点2 电动机的基本构造和原理
●基本构造：由两部分组成，线圈和磁体。（1）转子：能够转动的部分叫转子（转动的线圈就是转子）。（2）定子：固定不动的部分叫做定子（磁体固定不动）。
●换向器
（1）构造：由两个铜制半环构成如图所示，
其中F和E是两个铜制半环叫换向器，与电动机中的线圈两端连接，它们彼此绝缘，并随线圈一起转动，A和B是电刷，它们跟半环接触，使电源盒线圈组成闭合电路。
（2）作用：能自动改变线圈中的电流方向，使线圈能连续转动，即不论是线圈的哪个边只要靠近S极都能使电流从读者向纸内的方向流去，这时它的受力方向总是相同的，线圈可以不停地转动下去。
●电动机的种类
（1）直流电动机和交流电动机；它们的原理和构造相同，供电方式不同。
（2）原理：通电线圈在磁场中受力转动，实现了电能转化为动能（机械能）。 ●如图所示是直流电动机的工作原理图。
知识点3 生活中的电动机
●交流电动机，用电网供给交流电。例如：电风扇、洗衣机、电表箱等家庭用电器中的电动机。 ●直流电动机：用直流电源供给直流电。例如：电动玩具、录音机等小型用电器。 ●优点：构造简单、控制方便、体积小、效率高、污染小。
七、磁生电
知识点1 什么情况下磁能生电
●实验：如图所示，在磁场中悬挂一根导线ab，把它的两端和电流表连接起来。导线跟电流表组成闭合电路，怎样才能使电路中产生电流呢？
（1）保持导线不动，闭合开关，观察电流表指针转动吗？ 不转动，标明导体中没有电流。
（2）可能是磁场不强，换用磁性更强的磁体试试看，保持ab不动，闭合开关，观察电流表指针转动吗？ 不转动，说明导体中没有电流。
（3）保持闭合电路，让导体在磁场中上下运动，但仍没电流。
（4）保持闭合电路，让导体在磁场中左右运动，电流表指针偏转，导体中有电流产生。 （5）如果电路是断开的，让导体在磁场中左右运动，电流表指针不动，即没有电流。
●（1）电磁感应：通过上面的实验可知，磁能生电，物理学中把这种由于导体在磁场中运动产生电流的现象叫做电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流。
（2）磁生电的条件：电路是闭合的；一部分导体在磁场中切割磁感线运动。 （3）感应电流的大小与哪些因素有关。
实验表明：感应电流跟线圈的匝数和磁场强弱有关，线圈匝数越多，磁场越强，产生的感应电流越大。 ●实验：如上图所示的实验中。
（1）保持磁场方向不变，让ab导体左右做切割磁感线运动。 观察现象：向左和向右摆动时，电流表的指针摆动方向相反。
（2）保持ab导体向某个方向定向做切割磁感线运动，把两个磁极对调。 观察现象：电流表的指针摆动方向也相反。
结论：导体中感应电流方向跟导体运动方向和磁感线方向有关。
知识点2 发电机
●构造：定子、转子（磁体或线圈），如图所示是发动机的模型。 ●原理：利用电磁感应现象。 ●能量转化：动能转化为电能。 ●发电机是怎样发电的
实验：把一台手摇发电机与灯泡、电流表串联在电路中，使线圈在磁场中转动。 观察到得现象：灯泡发光，电流表的指针左右摆动。
灯泡发光说明线圈中有电流产生，电流表的指针左右摆动说明线圈内产生的电流的大小和方向是变化的。
结论：（1）发电机发电的原理是：闭合线圈在磁场中转动（切割磁感线）使线圈内产生了电流，简单说是电磁感应现象；（2）线圈内产生的电流大小和方向是变化的。
●什么是交流发电机
（1）周期性改变电流大小和方向的电流叫做交变电流。
（2）在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率，单位赫兹，简称为赫，符号为Hz。 （3）我国电网以交流供电，频率为50Hz。 ●发电机的种类：交流发电机和直流发电机
（1）区别：交流发电机是线圈内产生交流电，向外供电也是交流电。直流发电机是线圈内产生交流电，而向外供电是直流电。 （2）实际的发动机比模型发电机复杂得多，但仍由转子和定子两部分组成。大型发电机一般采用“线圈不动，磁极转动”的方式，并用电磁铁代替永磁铁，目的是获得较强的磁场进而获得高低压、强电流。