九年级物理专题电与磁知识精讲.docx
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九年级物理专题电与磁知识精讲
初三物理专题：
电与磁
【本讲主要内容】
专题：
电与磁
1.磁场及磁极间的相互作用
2.电流周围存在磁场，会用右手螺旋定则确定通电螺丝管的磁场
3.知道磁场对电流有力的作用；知道电动机原理
4.知道电磁感应现象，知道发电机的工作原理
5.电能表的用途及使用
6.家庭电路及安全用电
【知识掌握】
【知识点精析】
一.磁现象：
1.磁性：
磁铁能吸引铁、钴、镍等物质的性质（吸铁性）。
2.磁体：
定义：
具有磁性的物质。
分类：
永磁体分为天然磁体、人造磁体。
3.磁极：
定义：
磁体上磁性最强的部分叫磁极。
（磁体两端最强中间最弱）
种类：
水平面自由转动的磁体，指南的磁极叫南极（S），指北的磁极叫北极（N）。
作用规律：
同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
说明：
最早的指南针叫司南。
一个永磁体分成多部分后，每一部分仍存在两个磁极。
两物体相互吸引要考虑六种情况，两物体相互排斥要考虑四种情况。
4.磁化：
①定义：
使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。
磁铁之所以吸引铁钉是因为铁钉被磁化后，铁钉与磁铁的接触部分间形成异名磁极，异名磁极相互吸引的结果。
②钢和软铁的磁化：
软铁被磁化后，磁性容易消失，称为软磁性材料。
钢被磁化后，磁性能长期保持，称为硬磁性材料。
所以制造永磁体使用钢，制造电磁铁的铁芯使用软铁。
5.物体是否具有磁性的判断方法：
①根据磁体的吸铁性判断。
②根据磁体的指向性判断。
③根据磁体相互作用规律判断。
④根据磁极的磁性最强判断。
二.磁场：
1.定义：
磁体周围存在着的物质，它是一种看不见、摸不着的特殊物质。
磁场看不见、摸不着，我们可以根据它所产生的作用来认识它。
这里使用的是转换法。
通过电流的效应认识电流也运用了这种方法。
2.基本性质：
磁场对放入其中的磁体产生力的作用。
磁极间的相互作用是通过磁场而发生的。
3.方向规定：
在磁场中的某一点，小磁针北极静止时所指的方向（小磁针北极所受磁力的方向）就是该点磁场的方向。
4.磁感应线：
①定义：
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。
②方向：
磁体周围的磁感线都是从磁体的北极出来，回到磁体的南极。
③说明：
A.磁感线是为了直观、形象地描述磁场而引入的带方向的曲线，不是客观存在的。
但磁场客观存在。
B.用磁感线描述磁场的方法叫建立理想模型法。
C.磁感线是封闭的曲线。
D.磁感线立体的分布在磁体周围，而不是平面的。
E.磁感线不相交。
F.磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。
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点的磁场方向相反。
6.分类：
I.地磁场：
①定义：
在地球周围的空间里存在的磁场，磁针指南北是因为受到地磁场的作用。
②磁极：
地磁场的北极在地理的南极附近，地磁场的南极在地理的北极附近。
③磁偏角：
首先由我国宋代的沈括发现。
II.电流的磁场：
①奥斯特实验：
通电导线的周围存在磁场，称为电流的磁效应。
该现象在1820年被丹麦的物理学家奥斯特发现。
该现象说明：
通电导线的周围存在磁场，且磁场与电流的方向有关。
②通电螺线管的磁场：
通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场一样。
其两端的极性跟电流方向有关，电流方向与磁极间的关系可由安培定则来判断。
③应用：
电磁铁
A.定义：
内部插入铁芯的通电螺线管。
B.工作原理：
电流的磁效应，通电螺线管插入铁芯后磁场大大增强。
C.优点：
磁性有无由通断电来控制，磁极由电流方向来控制，磁性强弱由电流大小、线圈匝数、线圈形状来控制。
D.应用：
电磁继电器、电话。
电磁继电器：
实质由电磁铁控制的开关。
应用：
用低电压弱电流控制高电压强电流，进行远距离操作和自动控制。
电话：
组成：
话筒、听筒。
基本工作原理：
振动、变化的电流、振动。
三.磁场对电流的作用
1.通电直导线在磁场中受到力的作用。
力的方向与磁场方向、导线电流方向有关，可用左手定则判断。
2.磁场对通电导线和通电线圈作用而运动过程中，把电能转化为机械能，电动机就是从这一理论设计制造出来的。
四.电磁感应现象
1.闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生感应电流，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫感应电流。
⑴产生感应电流的条件：
第一，导体是闭合电路中一部分；
第二，导体在磁场中做切割磁感线的运动，当导体平行于磁感线运动时，不产生感应电流；当导体放入磁场中不运动时，也不会产生感应电流。
（2）产生感应电流的方向和磁场方向、导体运动方向有关，可用右手定则来判断。
（3）在电磁感应现象中，机械能转化为电能。
发电机利用此原理工作。
五.家庭电路：
1.家庭电路的组成部分：
低压供电线、电能表、闸刀开关、保险丝、用电器、插座、灯座、开关。
2.家庭电路的连接：
各种用电器是并联接入电路的，插座与灯座是并联的，控制各用电器工作的开关与电器是串联的。
3.家庭电路的各部分的作用：
⑴低压供电线：
①给用户提供家庭电压的线路，分为火线、地线和零线。
火线和零线之间有220V的电压，火线和地线之间也有220V的电压，正常情况下，零线和地线之间电压为0V。
②测电笔：
用途：
用来辨别火线和零线。
种类：
钢笔式，螺丝刀式。
使用方法：
手接触笔尾金属体，笔尖金属体接触火线，观察氖管是否发光。
⑵电能表：
①用途：
测量用户消耗的电能（电功）的仪表。
②安装：
安装在家庭电路的干路上，原因：
这样才能测出全部家用电器消耗的电能。
③铭牌：
所标的电压U是：
额定电压所标的电流I是：
允许通过的最大电流UI是：
电能表能接用电器的最大功率，如果同时使用的家用电器的总瓦数超过这个数值，电能表的计数会不准确甚至烧坏。
⑶闸刀（空气开关）：
①作用：
控制整个电路的通断，以便检测电路更换设备。
②安装：
家庭电路的干路上，空气开关的静触点接电源线。
⑷保险盒：
①材料：
保险丝是由电阻率大、熔点较低的铅锑合金制成
②保险原理：
当过大的电流通过时，保险丝产生较多的热量使它的温度达到熔点，于是保险丝熔断，自动切断电路，起到保险作用。
③电路符号：
④连接：
与所保护的电路串联，且一般只接在火线上。
⑤选择：
保险丝的额定电流等于或稍大于家庭电路的最大工作电流。
⑥规格：
越粗，额定电流越大。
注意：
不能用较粗的保险丝或铁丝、铜丝、铝丝等代替。
因为铜丝的电阻小，产生的热量少，铜的熔点高，不易熔断。
⑸插座：
①作用：
连接家用电器，给可移动家用电器供电。
②种类：
③安装：
并联在家庭电路中，具体接线情况：
把三脚插头插在三孔插座里，在把用电部分连入电路的同时，也把用电器的金属外壳与大地连接起来，防止了外壳带电引起的触电事故。
⑹用电器（电灯）、开关：
①白炽灯是利用电流的热效应进行工作的，小功率的灯泡灯丝细而长，里面抽成真空。
大功率的灯泡灯丝粗而短，里面抽成真空后，还要充入氮气、氩气等惰性气体，且气压为0.1Pa，目的是平衡大气压对玻璃壳的压力。
灯泡长期使用会变暗，原因是：
灯丝升华变细电阻变小，实际功率变小；升华后的金属钨凝华在玻璃内壁上降低了灯泡的透明度。
②灯泡的种类：
螺丝口，卡口。
螺丝口灯泡的螺旋接灯头的螺旋套，进而接零线；灯泡尾部的金属柱接灯头的弹簧片，再通过开关接火线：
原因：
防止维修触电。
③开关和用电器串联，控制用电器，如果开关短路，用电器会一直工作，开关不能控制，但不会烧干路上的保险丝。
④根据安全用电原则连接电路，每个开关都可以单独控制灯。
4.家庭电路电流过大的原因：
（1）原因：
发生短路、用电器总功率过大。
（2）家庭电路保险丝烧断的原因：
发生短路、用电器功率过大、选择了额定电流过小的保险丝。
5.安全用电：
（1）触电事故：
①定义：
一定强度的电流通过人体所引起的伤害。
②危险性：
与电流的大小、通电时间的长短等因素有关。
③安全电压：
不高于36V，动力电路电压380V，家庭电路电压220V都超出了安全电压。
（2）触电形式：
家庭电路（低压触电）
家庭电路触电的事故：
都是由于人体直接或间接跟火线接触造成的并与地线或零线构成通路。
要分清零线和地线，虽然地线和零线正常情况下之间没有电压，但绝不能将地线和零线接通，否则易造成触电事故。
高压触电
（3）安全用电原则：
不接触低压带电体不靠近高压带电体。
【解题方法指导】
例1.如图1所示，小磁针静止后的指向正确的是（）
分析与解：
本题考查磁场方向的判断，在A图中，条形磁体的磁感线的方向是从N极经过空间回到S极，而小磁针在磁场中N极的指向应与该点磁感线的方向一致，图A中小磁针的N极指向与该点磁感线的方向相反，A错误。
在B图中，使两个S极相对的磁场，因此磁感线的形状应是排斥状，且方向指向S极，图中小磁针的N极指向与该点的磁感线方向相反，B错误。
同理C图中小磁针N极的指向也与该点磁感线的方向相反，C错误。
D图中磁感线的方向是从蹄型磁体的N极到S极，小磁针N极指向与该点磁感线的方向一致，D正确。
提示：
在磁场中小磁针N极的指向表示了该点的磁场方向，而该点的磁感线方向也表示该点的磁场方向，因此应记住：
磁场中某点的磁场方向、小磁针的N极指向和磁感线的方向是一致的。
例2.如图2所示的四幅图中，用来研究通电直导线在磁场中受到力的作用的实验装置是（）
分析与解：
在图中所示的四个图中，A是奥斯特实验装置，C是演示电磁感应现象的装置，D是演示发电机的工作原理，只有B是演示通电导线在磁场中受力的装置。
B正确。
提示：
对研究电磁关系的有关实验现象和实验装置，在电磁复习中应引起重视。
历年升学考试，这部分内容都是重点考察的知识之一。
对于这部分内容，要对实验装置、实验现象和实验分析都非常清楚。
例3.下列有关电磁感应现象的说法中，正确的是（）
A.导体在磁场中运动一定会产生感应电流
B.发电机是利用电磁感应现象制成的
C.电磁感应现象中，电能转化为机械能
D.导体中感应电流方向只与导体运动方向有关
分析与解：
本题主要考查电磁感应现象的概念和电磁感应现象的应用。
导体切割磁感线产生感应电流的条件有两个，一个是必须是闭合回路中的一部分导体，二是这部分导体在做切割磁感线的运动，显然A选项错误。
电磁感应现象的重要应用就是根据电磁感应现象制成了发电机，而发电机工作过程中是将机械能转化成了电能，选项B正确，选项C错误。
导体切割磁感线产生感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向都有关，选项D错误。
B正确。
提示：
对于电磁感应现象的应用和发电机工作过程中的能量转化也是中考经常涉及到的内容，在复习过程中应加以重视。
例4.图3是王强同学在研究性学习的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_______________________________；无人踩踏板时_________________________________。
分析与解：
对于解答电磁继电器的有关问题，首先要清楚控制电路和工作电路，一般是通过控制电路来控制电磁铁磁性的有无，通过电磁铁控制工作电路的通断。
本题中，左端是控制电路，当脚蹬上踏板时，触点接通，电磁铁有电流通过产生磁性，吸引衔铁使得电铃有电流通过从而发声报警；当无人踏板时，控制电路的触电断开，电磁铁没有磁性不吸引衔铁，这时灯泡有电流通过发光，电铃没电流通过不会报警。
【考点突破】
【考点指要】
近几年中考试题对这部分的考查，多侧重基础知识，基本以两种方式出现，一是综合性不高的选择题，分值一般在4分左右；虽然不是重点，但要注意细小知识点的落实，同样年年涉及，常考常新。
有1个理解层次的考点：
电路中的总电流随用电器功率的增大而增大。
要注意对该考点的考查。
【典型例题分析】
例1.（2005年南京）在一根条形磁铁附近放置一根与磁铁形状完全相同的棒状物体XY后，其周围磁场磁感线的分布情况如图4甲所示。
将XY两端对调以后，磁感线分布情况未发生改变，如图4乙所示。
则棒状物体XY可能是（）
A.软铁棒B.条形磁铁，其中X端为N极
C.铜棒D.条形磁铁，其中Y端为N极
分析与解：
若XY是一个条形磁体，则将其倒置后，则磁感线的方向和形状应发生变化，而题目中给出的两种情况磁感线的方向和形状都未发生变化，因此XY不是条形磁铁而是一个铁棒，铁棒在磁场中被磁化出现如图所示的情况，A选项正确。
提示：
本题容易错解选C，这主要是不理解铜棒是不能被磁场磁化的。
例2.（2005年安徽）今年是世界物理年，也是爱因斯坦发表相对论100周年。
爱因斯坦不仅对物理学的发展做出了巨大的贡献，还给我们留下了很多宝贵的科学精神和思想财富。
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”。
这句话形象的说明了（）
A.磁场是为研究物理问题而假想的B.椅子一定是磁场
C.磁场是真实存在的一种物质D.磁场和椅子一样是看得见、摸得着的
分析与解：
首先应明确，磁场是客观存在的一种特殊的物质，这也正是“磁场在物理学家看来正如他坐的椅子一样实在”的确切含义。
但是磁场与我们一般认识的物质不同，就是它看不见，摸不着，我们可以通过磁场反映出的一些性质来感受到磁场的存在。
选项C正确。
提示：
磁场是一种特殊的物质，它是一种客观存在，而磁感线是人们为了描绘磁场而采用的一种方法，因此磁感线并不是客观存在的。
例3.（2005福建泉州市）为了探究通电螺线管磁性强弱与哪些因素有关，小华同学设计了如图5所示的实验装置图。
图中说明当一定时，通电螺线管的磁性强弱与
有关。
图5
分析与解：
从图中可知，两个通电螺线管串联，因此它们的电流大小相同，而两个通电螺线管的匝数不同，匝数多的通电螺线管吸引的大头针数目多，匝数少的吸引的大头针数目少，说明在电流一定时，通电螺线管的磁性强弱与螺线管的匝数多少有关。
提示：
根据物理实验现象总结实验结论首先要清楚该实验研究的是谁跟谁的关系，控制的是哪个物理量，本题中控制的是电流，研究的是通电螺线管磁性强弱与匝数的关系。
例4.（2005武汉）下列关于安全用电方面的说法正确的是（）
A.只要电灯不发光，就可以用湿布把它擦干净
B.只要将保险丝换上粗的，电路中就可以接入大功率的用电器
C.把家用电器的金属外壳接上地线，可以防止触电
D.看到有人触电应立即用手把他拉开
分析与解：
电灯不发光，只能说明电灯没有电流通过，并不能说明电灯两端没有电压，因此用湿布擦电灯时，仍有可能发生触电事故，A错误。
家庭电路中，电路所承受的总电功率都有一定的限制，因此换上粗保险丝，当电流过大时，保险丝不熔断，起不到保险作用，会使电路更加危险，B错误。
把家用电器的金属外壳接地，当金属外壳带电时，电荷会通过地线传入地下，而保证不会对人造成危险，C正确。
由于人是导体，因此有人触电若用手去拉同样会发生触电，D错误。
例5.（2005年大连）如图6所示，放在光滑水平面上的小车上固定一块磁铁，人用木杆吊着一块磁铁，始终保持两块磁铁之间有一定的间隙且不变。
则小车的状态是（）
A.向左运动，越来越快B.向右运动，越来越快
C.匀速直线运动或静止D.有时快有时慢的直线运动
分析与解：
把小车和磁铁看作一个整体，根据同名磁极互相排斥，可知小车在水平方向受到磁体间的排斥作用，也即受到一个向左的推力，由于地面光滑因此小车水平方向只受到一个向左的推力，则小车在这个推力作用下将向左做加速运动，选项A正确。
提示：
对于小车的运动情况有些同学会错选C。
造成这个错误的原因主要还是对力和物体运动的关系不清楚，物体作匀速直线运动的条件是物体受到的合外力为零，而本题中物体在水平方向受到的合外力不为零，则物体的运动状态一定发生改变，也即物体的运动速度大小一定发生改变。
【综合测试】
一.选择题
1.对磁场的有关概念，正确的说法是（）
A.磁感线是磁场中实际存在的曲线
B.磁感线是从磁体的南极出来回到磁体的北极
C.小磁针N极在磁场中某点所受磁力的方向跟该点的磁场方向相反
D.磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生磁力的作用
2.下列有关磁场的说法，错误的是（）
A.磁场能产生磁感线
B.磁体间的相互作用是通过磁场发生的
C.磁针能指南北，是因为受到地磁场的作用
D.地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近
3.一根钢条靠近磁针的磁极，磁针被吸引过来。
则（）
A.钢条一定具有磁性B.钢条一定没有磁性
C.钢条可能有磁性，也可能没有磁性D.以上说法都不正确
4.关于磁感线的下列说法正确的是（）
A.磁感线就是磁场
B.磁体周围存在着无数条磁感线
C.磁感线可以形象的显示磁场方向
D.在磁场中，只有磁感线上才有磁场，没画磁感线的地方无磁场
5.根据指南针指南北的事实能够得出下列结论，其中错误的是（）
A.地球的周围存在着磁场B.地理的北极附近是地磁的南极
C.地磁南极与地理北极重合D.地球本身是一个巨大的磁体
6.下列说法错误的是（）
A.磁体周围的磁感线都是从N极出来，回到磁体的南极
B.在磁场中某点，小磁针S极的受力方向跟该点的磁场方向相反
C.在磁场中某点，小磁针静止时N极的指向跟该点的磁场方向相反
D.在磁场中某点，小磁针静止时N极的受力方向与该点的磁场方向一致
7.要增强通电螺线管的磁性，下列方法中可以采用的是（）
A.改变电流方向B.减少螺线管的匝数
C.在螺线管中插入铁芯D.减小电流强度
8.首先发现通电导体周围存在磁场的科学家是（）
A.牛顿B.欧姆C.焦耳D.奥斯特
9.利用磁场对通电导体产生力的作用来制造的电器是（）
A.电动机B.发电机C.电铃D.电磁铁
10.研究电磁感应现象的实验如图7所示，以下方法中，能产生感应电流的是（）
A.保持开关的断开状态，让导体ab在磁场中左右运动
B.合上开关，让导体ab在磁场中上下运动
C.合上开关，让导体ab在磁场中左右运动
D.合上开关，让导体ab在磁场中斜着运动
11.下列用电器正常工作中，把电能转化为机械能的是（）
A.电动机B.电饭锅C.电灯D.交流发电机
12.通电螺线管的上方放一个小磁针，小磁针静止时的方向如图8所示，下列说法正确的是（）
A.通电螺线管C端为Ｎ极，电源A端为正极
B.通电螺线管c端为Ｎ极，电源A端为负极
C.通电螺线管D端为Ｎ极，电源B端为正极
D.通电螺线管D端为Ｎ极，电源B端为负极
13.如图9所示，虚线表示磁感线，从图中可知甲、乙、丙、丁的磁极顺序是（）
A.N、S、N、SB.S、N、S、N
C.N、N、S、SD.S、S、N、N
14.关于发电机和电动机，下面说法正确的是（）
A.它们都是利用电磁感应现象制成的
B.它们工作时，都是将电能转化为机械能
C.发电机的原理是电磁感应现象，电动机的原理是磁场对电流的作用
D.它们工作时，都是将机械能转化为电能
二.填空题
1.地球本身是一个巨大的磁体，地磁的________极在地理的北极附近，地磁的________极在地理的南极附近。
2.磁极间的相互作用规律是：
同名磁极相互________；异名磁极相互________。
3.磁场的基本性质就是对放入其中的磁体产生_______的作用。
4.在磁场中某点，小磁针静止时北极的指向就是________，磁感线上某点的切线方向与该点的________一致。
5.增加线圈的匝数或增大通过线圈的都能使电磁铁的磁性增强。
6.在通电螺线管的一端放置一个小磁针，小磁针静止的位置如图10所示，由此可以判断，小磁针的_______端为Ｎ极。
（填“左”或“右”）
7.发电机是利用现象制成的，通过发电机可把_______能转化为电能．
8.把电源、开关、滑动变阻器、电流表、电磁铁的线圈串联起来，调整滑动变阻器，使通电时电路中的电流变化，观察电磁铁吸引大头针的数目，这是研究________的实验。
9.图11是研究电磁铁磁性强弱与电流大小关系的实验装置图，其中E表示电磁铁。
当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P向右移动时，电磁铁E的磁性将。
（填“增强”或“减弱”）
三.作图、实验题
1.如图12所示，磁体的Ｓ极与通电螺线管右端相吸引，请在图12中标出通电螺线管的Ｎ、Ｓ极和电源的正、负极。
2.图13是研究电磁感应现象的装置，某同学做了如下几次试验，并将电流表的指针偏转情况记录于下表中：
（1）由实验次数1－6可归纳出结论___________________________________；
（2）由实验次数5－7可归纳出结论____________________________________。
3.有一个条形磁铁，两端所标的磁极符号模糊了，请你设计一个实验，将该磁铁的磁极区分开。
（1）实验需要的器材：
（2）实验步骤：
（3）实验分析与结论：
4.请设计一个实验，证明电磁铁的磁性强弱与电流的方向无关。
（1）实验器材：
（2）实验步骤：
（3）实验分析与结论：
【综合测试答案】
一.选择题：
1.D2.A3.C4.C5.C6.C7.C
8.D9.A10.CD11.A12.D13.A14.C
二.填空题
1.南；北2.排斥；吸引3.磁力4.该点的磁场方向；磁场方向5.电流6.右
7.电磁感应机械8.电磁铁的磁性强弱与电流大小关系9.减弱
三.作图与实验题
1.
2.
（1）只有闭合回路的一部分导体做切割磁感线的运动时，导体中才会有电流产生；
（2）感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关，与磁场方向有关。
3.
（1）一根细线、铁架台、未知磁极的磁铁；
（2）
将磁铁用细线在铁架台上悬吊起来；
让磁铁在空中静止后，观察磁铁磁极的指向；（3）由于地球周围存在磁场，因此在地磁场的作用下，磁铁静止后总是一端指南，一端指北，则指南的那端应为磁铁的南极，指北的那端应为磁铁的北极。
4.
（1）一个电磁铁、导线若干、开关一个、电池组一个、电流表一个、滑动变阻器、大头针若干。
（2）
将电磁铁、开关、电池组、电流表连成和滑动变阻器串联电路；
闭合开关，调节滑动变阻器，使电路中的电流为I；
用电磁铁吸引大头针，数数吸引大头针的数目；
断开开关，改变电路中的电流方向，重新接好电流表，闭合开关，调节滑动变阻器，使电流中的电流仍为I；
用电磁铁吸引大头针，数数大头针的数目。
（3）两次吸引大头针的数目如果相同，则说明电磁铁的磁性强弱与电流的方向无关，若两次吸引大头针的
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