第二十章电与磁
本章知识结构图：
一、磁现象磁场
1.磁现象
（1）能吸引铁、钴、镍的性质叫做磁性。
（2）具有磁性的物体叫做磁体。
（3）磁极：磁体上磁性最强的部分。
北极（N），南极（S）。
同极相斥，异极相吸。
（4）磁化：物体在磁体或电流作用下获得磁性的现象。
2.磁体与带电体的异同：
（1）带电体：能吸引轻小物体，有正、负电荷之分，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，电荷能单独存在。
（2）磁体：吸引磁性物质，有南、北极之分，但磁极不能单独存在。
同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
3.磁场
（1）磁场：磁体周围存在的一种物质，叫做磁场。
对放入其中的铁、钴、镍等物体有力的作用。
方向：放在某点的小磁针静止时N极指向。
（2）磁感线：不是客观存在的，只是为了描述磁场而引入的。
磁感线不是磁场。
（3）磁感线的分布特点：
a.在磁体外部，从N极出发，回到S极；
b.磁体周围的磁感线的分布都是立体的，而不是平面的；
c.磁体两极处磁感线最密，表示两极处磁场最强，中间弱；
d.空间中的任何两条磁感线绝对不会相交。
4.地磁场：
（1）概念：地球本身是一个巨大的磁体，它周围存在着磁场——地磁场。
（2）地磁场的分布特点：地磁场的形状跟条形磁体的磁场相似，地磁的北极在地理的南极附近（稍有偏离），地磁的南极在地理的北极附近（稍有偏离），但是地理的两极和地磁的两极并不重合。
（3）指南针工作原理：由于受到地磁场的作用，小磁针静止时南极总是指向南方（地磁北极），北极总是指向北方（地磁南极）。
二、电生磁
1.电流的磁场：
（1）奥斯特实验：1820年，丹麦物理学家奥斯特通过实验证实了通电导体和磁体一样，周围存在磁场，从而揭示了电和磁之间的联系。
（2）电流的磁场方向跟电流的方向有关。
电流方向改变，则磁场方向改变。
（3）电流的磁效应：任何导体中有电流通过时，其周围空间均会产生磁场，这种现象叫做电流的磁效应。
2.通电螺线管的磁场和安培定则
（1）通电螺线管的磁场：
通过螺线管周围存在着磁场，通电螺线管的磁感线方向在螺线管外部是从N极到S极，在
螺线管内部是从S极到N极，构成闭合曲线。
（2）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。
应用：a.由安培定则可知，知道了螺线管中电流的方向，可以判断通电螺线管两端的极性；
b.由通电螺线管两端的极性，用安培定则可以判断螺线管中的电流方向；
c.根据通电螺线管的南北极以及电源的正负极，画出螺线管的绕线方向。
（3）通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场相似，其异同点：
条形磁体通电螺线管
不同点磁性长期保持，是永久磁体通电时才有磁性，断电时没有磁性N、S极是固定不变的N、S极与电流方向有关，能够改变
磁性强弱是不变的磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关
相同点①它们都具有吸铁性；②它们都具有指向性；③它们的磁场分布相同；
④它们都有两个磁极，且都具有同名相斥、异名相吸的特点。
（4）磁场中的“三向一致”：在磁场中某点的磁场方向、磁感线方向、小磁针静止时北极的指向三个方向一致。
三、电磁铁电磁继电器
1.电磁铁：
（1）构造：带有铁芯的通电螺线管；（2）工作原理：铁芯被磁化，使磁性增强；（3）影响磁性强弱的因素：电流大小、线圈匝数（外形相同）、有无铁芯；
（4）优点：
a.磁性的有无可以由通、断电流来控制；
b.磁性强弱可以由电流大小或线圈匝数来控制；
c.磁极的转换可以由改变电流方向来控制。
2.电磁继电器：
（1）概念：电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接控制高电压、强电流电路通断的装置。
（2）构造：
（3）电磁继电器的工作原理：电磁铁通电时，把衔铁吸下来，使动触点和静触点接触，工作电路闭合，开始工作。
电磁铁断电时失去磁性，弹簧把衔铁拉起来，切断工作电路。
（4）电磁继电器的应用：a.通过低电压、弱电流电路的通断来间接控制高电压、强电流电路；b.进行远距离操纵；c.实现自动控制。
四、电动机
1.磁场对通电导线的作用：
通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向跟电流的方向和磁感线的方向都有关系。
（1）由于通电导体周围存在磁场（这时的导体就相当于一个磁体），所以把通电导体放在磁场中，就会受到磁力的作用。
实际上，是磁体之间通过磁场而发生作用。
（2）如果电流的方向和磁感线的方向同时改变，则通电导线受力方向不变。
【重点】判断通电导体在磁场中的受力方向
左手定则：将左手摊平，放入磁场中，使磁感线穿过手心，四指指向电流方向，这时大拇指所指的方向就是通电导体的受力方向。
延伸：用左手定则，只要知道“磁场方向”、“电流方向”和“导体的受力方向（运动方向）”中的两个方向，就能判断出第三个方向。
2.电动机的基本构造：
（1）组成：能够转动的转子，固定不动的定子。
（2）工作原理：通电线圈在磁场中受到力的作用而发生转动。
（3）能量转化：电能转化为机械能。
（4）换向器
五、磁生电
1.电磁感应：
（1）概念：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体就会产生电流，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。
该现象最早由英国科学家法拉第发现。
（2）产生感应电流的条件：a.电路是闭合的；b.一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
（3）能量转化情况：电磁感应现象中，消耗了机械能，得到了电能。
（4）影响感应电流方向的因素：在电磁感应现象中，感应电流的方向跟磁场方向和导体做切割磁感线的运动方向有关。
若磁场方向和导体切割磁感线运动的方向中有一个改变，则感应电流方向也随之改变。
若上述方向同时改变，则感应电流方向不变。
2.电磁感应和磁场对电流的作用的区别
3.发电机：
（1）直流电动机和交流发电机的区别
（2）交流电：方向和大小周期性改变的电流。
频率是用来表示交流电特点的物理量，是指发电机中每秒钟内线圈转动的圈数，单位是“赫兹”，周期是频率的倒数。
我国使用的交流电的频率是50Hz，即发电机内线圈转一周需要0.02秒，或者说1秒钟内线圈改变方向100次。
