第01講磁體性質(zhì)電磁鐵（原卷版）

第01講磁體性質(zhì)電磁鐵熟練的掌握磁體的磁極與相關(guān)性質(zhì)。準(zhǔn)確的區(qū)分磁場、磁感線、磁體所受力方向判斷電磁鐵產(chǎn)生磁場和磁極的方向掌握電磁鐵磁性強(qiáng)弱的影響因素與電磁鐵的應(yīng)用一.磁體與磁極1．磁性：物體具有吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)，這種性質(zhì)叫做磁性。2．磁體：具有磁性的物體叫磁體。3．磁體的分類：①按照形狀：條形磁體、蹄形磁體、磁針；②按照保持磁性時(shí)間長短：硬磁體、軟磁體。4．磁體性質(zhì)：磁體具有指向性和吸鐵性，如指南針就是利用磁體的指向性指示方向。5．磁極：磁體各部分磁性強(qiáng)弱不同，磁體上磁性最強(qiáng)的部分叫磁極。每個(gè)磁體都有兩個(gè)磁極分別為南極（S極）和北極（N極）。條形磁體的兩端就是它的兩個(gè)磁極。6．磁極間的相互作用規(guī)律：同名磁極相排斥，異名磁極相吸引。二.磁化1.磁化：使原來沒有磁性的物體得到磁性的過程。2.磁化的方法：有磁性的物體靠近或與被磁化的物體摩擦。3.消磁：具有磁性的物體失去磁性的過程，可以通過摔打，強(qiáng)磁（變化）、高溫。4.磁性材料：硬磁體（永磁體）：被磁化后的磁體，離開磁場之后依舊可以長時(shí)間保留磁性。軟磁體：被磁化后的磁體，離開磁場之后就快速消磁。5.天然磁體與人造磁鐵：天然形成與人工加磁形成的。6.斷裂的磁鐵：原先的磁極方向不變。三.磁場與磁感線1.磁場：磁體周圍存在著一種看不見摸不著的物質(zhì)。2.磁場的作用：磁體間的力的作用都是磁場的作用產(chǎn)生的。3.磁場的方向：小磁針N極指向的方向?yàn)榇艌龅姆较颉?.磁感線：為了形象地描述磁體周圍的磁場分布，英國物理學(xué)家法拉第引入了磁感線模型。磁感線是仿照鐵屑的排列情況，畫出的一些帶箭頭的曲線。5.磁感線的方向：磁感線上的箭頭表示的方向，即是磁場方向。磁體周圍的磁感線總是從磁體的北極出來，回到磁體的南極。磁感線密的地方磁場強(qiáng)，疏的地方磁場弱。6.地磁場與方向：地球產(chǎn)生的磁場叫地磁場，地磁場的北極是地理的南極，地磁場的南極是地理的北極，地磁場和地理的南北極有偏差，沈括最早提出地磁偏角。7.宇宙中的磁場：宇宙中的許多天體具有磁場，且也在變化之中。四.電流的磁效應(yīng)1.奧斯特實(shí)驗(yàn)：丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁現(xiàn)象，任何導(dǎo)線中有電流通過時(shí)，其周圍空間都產(chǎn)生磁場，這種現(xiàn)象叫做電流的磁效應(yīng)?，F(xiàn)象：導(dǎo)線通電，周圍小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；通電電流方向改變，小磁針偏轉(zhuǎn)方向相反．結(jié)論：通電導(dǎo)線周圍存在磁場；磁場方向與電流方向有關(guān)．2．直線電流的磁場：在有機(jī)玻璃板上穿一個(gè)小孔，一根直導(dǎo)線垂直穿過小孔，在玻璃板上均勻撒上一些細(xì)鐵屑。給直導(dǎo)線通電后，觀察到細(xì)鐵屑在直導(dǎo)線周圍形成一個(gè)個(gè)同心圓。（1）磁場分布：以導(dǎo)線為中心向四周以同心圓方式分布，離圓心越近，磁場越強(qiáng)。（2）磁場方向(安培定則)：右手拇指與四指垂直，拇指指向電流方向，四指環(huán)繞方向?yàn)榇艌龇较蛭?通電螺線管的磁場：1.通電螺線管的磁場：通電螺線管周圍能產(chǎn)生磁場，并與條形磁鐵的磁很相似。改變了電流方向，螺線管的磁極也發(fā)生了變化。2.通電螺線管磁場方向判斷（安培定則）：用右手握螺線管，讓四指彎向螺線管電流的方向，則大拇指所指的那端就是螺線管的北極．3.電磁鐵：電磁鐵是一個(gè)內(nèi)部插有鐵芯的螺線管。4.判斷電磁鐵磁性的強(qiáng)弱（轉(zhuǎn)換法）：根據(jù)電磁鐵吸引大頭針的數(shù)目的多少來判斷電磁鐵磁性的強(qiáng)弱。5.影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素（控制變量法）：①電流大?。虎谟袩o鐵芯；③線圈匝數(shù)6.結(jié)論：（1）在電磁鐵線圈匝數(shù)相同時(shí)，電流越大，電磁鐵的磁性越強(qiáng)。（2）電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟有無鐵芯有關(guān)，有鐵芯的磁性越強(qiáng)。（3）當(dāng)通過電磁鐵的電流相同時(shí)，電磁鐵的線圈匝數(shù)越多，磁性越強(qiáng)。7.電磁鐵的優(yōu)點(diǎn)（電磁鐵自帶鐵芯）：有電流才有磁性、線圈匝數(shù)多少影響磁性、磁場的方向也由電流方向決定。六.電磁繼電器1.電磁繼電器是利用電磁鐵來控制工作電路的一種自動(dòng)開關(guān)；電磁繼電器是利用低電壓，弱電流電路的通斷，來間接的控制高電壓，強(qiáng)電流電路的裝置，由電磁鐵，銜鐵，彈簧片，觸點(diǎn)組成；2.電鈴：閉合開關(guān)，電路接通電磁鐵，由此鐵產(chǎn)生磁性吸引彈簧片，使鐵錘打擊打擊鐵嶺而發(fā)出聲音，同時(shí)電路斷開，電磁鐵失去磁性，由于彈簧片的彈性，使電路又重新閉合，上述過程循環(huán)反復(fù)，電鈴持續(xù)發(fā)聲；4.磁懸浮列車：列車軌道上強(qiáng)電磁鐵的磁極與列車上的電磁鐵的磁極的排斥或吸引的作用力，使列車懸浮，消除了摩擦，減少了阻力，增加運(yùn)行速度；5.信息的磁記錄：記錄聲音，文字，圖像等信息的磁帶的一面都涂有一層磁粉，每一個(gè)磁粉粒就是一個(gè)小磁鐵，通過磁頭把磁粉磁化，把信息記錄在磁帶上?？键c(diǎn)一：磁體與磁性【例1】如圖，四根相同的橡皮筋下掛著等質(zhì)量的小條形磁鐵（橡皮筋在彈性范圍內(nèi)，磁鐵間不會吸在一起），橡皮筋被拉得最長的是（

）A．a(chǎn) B．b C．c D．d【例2】《事林廣記》中記載了“指南龜”（如圖），木質(zhì)龜?shù)膬?nèi)部存在條形磁石，龜?shù)奈膊坑幸慌c磁鐵相連的鐵針。將木龜支于竹針之上，使木龜轉(zhuǎn)動(dòng)，靜止后鐵針指南。下列關(guān)于磁石A端說法正確的是（

）A．是磁體N極，指向地磁北極 B．是磁體S極，指向地磁北極C．是磁體N極，指向地磁南極 D．是磁體S極，指向地磁南極考點(diǎn)二：磁場【例1】小金發(fā)現(xiàn)撒在磁鐵上方有機(jī)玻璃板上的鐵屑能有序排列，如圖所示。對此分析不正確的是（）A．鐵屑在磁鐵周圍的磁場中被磁化成小磁體B．鐵屑的排列顯示出實(shí)際不存在的磁場C．鐵屑分布密的位置磁場強(qiáng)，分布疏的位置磁場弱D.對比兩種磁體周圍鐵屑的分布，說明磁場是有序的【例2】如圖所示是條形磁體的磁場分布圖。將小磁針放置在磁場某處，靜止時(shí)指向如圖所示，小磁針黑色端為北極。關(guān)于該磁場，下列說法正確的是（

）A．該條形磁體的左端為S極，右端為N極 B．a(chǎn)點(diǎn)沒有磁感線經(jīng)過，所以a點(diǎn)沒有磁場C．b點(diǎn)的磁場方向向左 D．c點(diǎn)的磁場比b點(diǎn)強(qiáng)考點(diǎn)三：電流的磁效應(yīng)【例1】如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置，彈簧測力計(jì)下面掛著條形磁鐵，螺線管中插有鐵芯?，F(xiàn)開關(guān)撥在觸點(diǎn)②位置且電流表示數(shù)為。要使彈簧測力計(jì)的示數(shù)變小，下列操作方法能夠?qū)崿F(xiàn)的是（）A．開關(guān)位置不動(dòng)，將鐵芯從螺線管中取出B．開關(guān)位置不動(dòng)，將滑片向端滑動(dòng)C．將開關(guān)撥到①位置，可通過調(diào)節(jié)仍使電流表示數(shù)為D．將開關(guān)撥到③位置，可通過調(diào)節(jié)仍使電流表示數(shù)為【例2】如圖所示，將條形磁鐵固定在靜止的小車上，電路連接完整后，閉合開關(guān)S時(shí)，小車不動(dòng)，變阻器的滑片P向左移動(dòng)到左某位置時(shí)，小車開始向左運(yùn)動(dòng)。則下列變阻器接入電路的方式正確的為（）A．a(chǎn)接e、d接f B．a(chǎn)接e、b接f C．c接e、d接f D．c接e、b接f考點(diǎn)四：電磁鐵的應(yīng)用【例1】2021年夏季，我國南方普降暴雨，城市內(nèi)澇給人們生活帶來很大影響。小明設(shè)計(jì)了一種利用電磁繼電器來自動(dòng)控制抽水機(jī)工作的電路：當(dāng)水位在安全位置以下時(shí)綠燈亮，抽水機(jī)不工作；當(dāng)水位到達(dá)安全位置上限時(shí)紅燈亮，抽水機(jī)開始工作。如圖是小明還未連接完成的電路，小明接下去的電路連接應(yīng)該是（）

A．M接A，N接B B．M接B，N接D C．M接B，N接C D．M接A，N接D【例2】如圖為一種溫度自動(dòng)報(bào)警器的原理圖，圖中的水銀溫度計(jì)在制作時(shí)，玻璃管中封入了一段金屬絲，電源和金屬絲相連，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值，電鈴報(bào)警。下列說法不正確的是（）A．電磁鐵的工作原理是電流的磁效應(yīng)B．溫度升高至78°C時(shí)，電鈴報(bào)警C．若將溫度計(jì)上端的金屬絲向下調(diào)整，則報(bào)警溫度會降低D．電鈴工作時(shí)，電磁鐵a端為N極1．通常我們用磁感線形象地描述磁場的強(qiáng)弱和方向。如圖描繪了某一磁場區(qū)域的部分磁感線，并在磁場的b點(diǎn)放置一個(gè)可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針，由磁感線的分布特點(diǎn)可知（）A．a(chǎn)點(diǎn)的磁場比b點(diǎn)的磁場強(qiáng)，小磁針靜止時(shí)N極指向M處B．a(chǎn)點(diǎn)的磁場比b點(diǎn)的磁場強(qiáng)，小磁針靜止時(shí)N極指向N處C．a(chǎn)點(diǎn)的磁場比b點(diǎn)的磁場弱，小磁針靜止時(shí)N極指向M處D．a(chǎn)點(diǎn)的磁場比b點(diǎn)的磁場弱，小磁針靜止時(shí)N極指向N處2．將自由轉(zhuǎn)動(dòng)的指南針放在地球表面的赤道上，下圖中能夠表示其靜止時(shí)的示意圖的是（）A．B．C．D．3．小金利用如圖所示裝置探究磁化過程，圖中容器內(nèi)裝的是一些鐵屑，架上所夾的是一根鐵棒。以下關(guān)于此實(shí)驗(yàn)的觀點(diǎn)不正確的是（）A．甲圖到乙圖的過程叫磁化B．乙圖中軟鐵棒的上端是S極C．若把乙圖中磁體移走，鐵棒的磁性將消失D．若將乙圖中鐵棒換成鋼棒，被吸引的鐵屑會減少4．用一塊條形磁體的N極沿同一方向摩擦一枚粗縫衣針若干次，使縫衣針磁化，如圖甲。然后把這枚縫衣針用細(xì)線懸掛起來，如圖乙。下列說法中正確的是（）A．縫衣針磁化后，針尖部分是S極 B．縫衣針停止運(yùn)動(dòng)后，針尖指向南方C．縫衣針停止運(yùn)動(dòng)后，針尖指向北方 D．縫衣針停止運(yùn)動(dòng)后，針尖指向不確定5．有兩根外形完全相同的鋼棒a和b：按圖甲放置，手拿住a時(shí)，b不會掉下來：按圖乙放置，手拿住b時(shí)，a會掉下來，這說明（

）A．鋼棒a具有磁性B．鋼棒b具有磁性C．鋼棒a和b都具有磁性 D．鋼棒a和b都不具有磁性6．為了取出某一較深縫隙中的鐵釘，小明想到了以下方案，其中不可行的是（

）A．B．C． D．7．如圖某科學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室模擬奧斯特實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)說明了（

）A．小磁針在沒有磁場時(shí)也會轉(zhuǎn)動(dòng) B．通電導(dǎo)體周圍存在磁場C．磁場的轉(zhuǎn)動(dòng)會產(chǎn)生電流 D．磁場方向與電流大小有關(guān)8.如圖所示，電磁鐵左側(cè)的C為條形磁鐵，右側(cè)的D為鐵棒，A、B是電源的兩極。下列判斷中正確的是（）

A．若A為電源正極，則C，D都被吸引B．若A為電源正極，則C被排斥，D被吸引C．若B為電源正極，則C，D都被排斥D．若B為電源正極，則C被吸引，D被排斥9．小巖同學(xué)學(xué)習(xí)了通電螺線管的知識后，想到彈簧的形狀和螺線管上導(dǎo)線的形狀很類似，就將一個(gè)彈簧的兩端接入電路，如圖所示。閉合開關(guān)后，下列選項(xiàng)中正確的是（）A．通電后，彈簧的長度可能不變B．通電后，彈簧的長度一定變長C．在圖中所示位置放小磁針，通電后小磁針N極朝右D．在圖中所示位置放小磁針，通電后小磁針N極垂直于紙面向外10．如圖所示，下列關(guān)于磁現(xiàn)象的分析中，說法正確的是（

）A．圖甲中，在條形磁鐵周圍撒上鐵屑后輕敲玻璃板，所觀察到的是條形磁鐵的磁感線B．圖乙中，U形磁鐵靠近磁極處的磁感線分布比較密，說明靠近磁極處的磁場比較弱C．圖丙中，地面附近能自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針靜止時(shí)，N極指向地理南極附近D．圖丁中，導(dǎo)體通電后小磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，說明通電導(dǎo)體周圍存在著磁場11．學(xué)習(xí)完電與磁的內(nèi)容后，小科做了如下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)一如圖左，他取一個(gè)橡膠圓環(huán)，用毛皮摩擦，使其帶上負(fù)電，然后繞圓心在紙面內(nèi)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，在圓環(huán)的外部與內(nèi)部有兩只可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針甲、乙。實(shí)驗(yàn)二如圖右，小明用一塊強(qiáng)磁體和若干曲別針進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則下列說法正確的是（

）①圖左，磁針甲的N極轉(zhuǎn)向紙面內(nèi)，磁針乙的N極轉(zhuǎn)向紙面外②圖左，磁針甲的N極轉(zhuǎn)向紙面外，磁針乙的N極轉(zhuǎn)向紙面內(nèi)③圖右，該強(qiáng)磁體也具有N極和S極④圖右，該強(qiáng)磁體周圍的磁感線分布是均勻的A．①③ B．①④ C．②③ D．②④12.如圖是磁懸浮玩具，底座和小球均由磁體制成，下列底座和小球的磁極分布情況能實(shí)現(xiàn)小球懸浮的是（

）A．B．C．D．13．如圖是某同學(xué)發(fā)明的“鐵皮自動(dòng)分開裝置”。將強(qiáng)磁鐵靠近一疊鐵皮，被磁化后的鐵皮會自動(dòng)分開。以下說法正確的是（

）A．鐵皮的左端為S極B．鐵皮的右端為N極C．異名磁極相互排斥 D．同名磁極相互排斥14．圖甲為干簧管開關(guān)的結(jié)構(gòu)圖，其中磁簧片是一種有彈性、易被磁化的軟鐵材料，被固定于玻璃管內(nèi)。將條形磁體靠近并與干簧管平行放置時(shí)，干簧管的磁簧片觸點(diǎn)就會閉合，電路接通如圖乙；當(dāng)條形磁體遠(yuǎn)離干簧管時(shí)，觸點(diǎn)就會斷開。則下列說法正確的是（）A．根據(jù)需要軟鐵簧片可以用塑料片替換B．觸點(diǎn)相互接觸利用的是同名磁極相互排斥的原理C．利用條形磁體使軟鐵簧片被磁化，觸點(diǎn)相互吸引使電路處于導(dǎo)通狀態(tài)D．條形磁體遠(yuǎn)離干簧管時(shí)，觸點(diǎn)相互排斥使電路處于斷路狀態(tài)15．如圖，當(dāng)閉合開關(guān)時(shí)，小車被向右推出。保持每次實(shí)驗(yàn)中條形磁鐵和線圈的距離不變，則下列操作能使小車推出更遠(yuǎn)的是（）A．小車上磁鐵的N極在左側(cè)，并增加電磁鐵線圈的匝數(shù)B．小車上磁鐵的N極在左側(cè)，并將滑片P向左端移動(dòng)C．小車上磁鐵的S極在左側(cè)，并增加電磁鐵線圈的匝數(shù)D．小車上磁鐵的S極在左側(cè)，并將滑片P向左端移動(dòng)16．圖甲是磁懸浮臺燈，在底座通電時(shí)可以懸浮在底座上方，斷電時(shí)燈泡會自動(dòng)吸附在底座上，拆開底座后發(fā)現(xiàn)里面的電路如圖乙所示，若要調(diào)高燈泡懸浮的高度可通過（

）A．減少線圈的匝數(shù) B．電源正負(fù)極調(diào)換C．電路中再串聯(lián)一個(gè)定值電阻 D．滑動(dòng)變阻器滑片向a端移動(dòng)17．圖甲所示為上海的磁懸浮列車示意圖，圖乙的A是安裝在鐵軌上的軌道線圈的電磁鐵（線圈繞法沒標(biāo)出）；B是安裝在車身上（緊靠鐵軌下方）的電阻非常小的螺線管。B中電流方向如圖乙所示，下列正確的是（）A．該列車是利用同名磁極相互排斥的原理 B．該列車只能用直流電提供電源C．該列車的線圈可以用超導(dǎo)材料 D．依據(jù)B的電流方向可知A的下端為北極18.如圖所示的天平可用來測定磁鐵間相互作用的磁力F，天平的右臂下掛有磁鐵A，其南、北兩極如圖所示，磁鐵A的正上方掛有另一未知南、北極的磁鐵B，將其上下兩端標(biāo)為b、a，在如圖所示情況下，天平左、右兩邊加上質(zhì)量各為m1、m2的砝碼，天平平衡。若將磁鐵B翻轉(zhuǎn)180°（a端在上b端在下），磁鐵B仍掛在原來位置，右邊再加上質(zhì)量為m的砝碼后，天平重新平衡，已知重力和質(zhì)量的比值為g，由此知（）A．磁鐵B的a端為S極，力F的大小為(m1m2)gB．磁鐵B的a端為N極，力F的大小為C．磁鐵B的a端為N極，力F的大小為(m1m2)gD．磁鐵B的a端為S極，力F的大小為19．桌面上放有一定量的鐵屑，現(xiàn)將兩根完全相同的條形磁體A的N極和條形磁體B的S極按如圖甲所示放置在靠近鐵屑的上方，吸附一定量的鐵屑。若將吸附有鐵屑的兩極靠在一起，則吸附在連接處的鐵屑會______（填“增加”“不變”或“減少”）；將如圖乙所示一根長度略大于兩磁體間距的軟鐵棒輕輕擱在兩磁體上，則被吸附的鐵屑會______（填“增加”“不變”或“減少”）。20．如圖所示，閉合開關(guān)使螺線管通電，A螺線管的上端相當(dāng)于磁體的___________極，可以觀察到右邊彈簧___________（選填“伸長”“不變”或“縮短”）。21．小明用自制電磁小船對地磁場的方向進(jìn)行判斷，如圖所示，閉合開關(guān)S，將小船按如圖放在平靜的水中，發(fā)現(xiàn)船頭慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)，但小船最后停止的位置并不是正南或正北。（1）要使小船運(yùn)動(dòng)更加靈敏，可以將滑動(dòng)變阻器滑片往______（填“左”或“右”）移動(dòng)；（2）將小船按如圖所示放在平靜的水中后，船頭偏轉(zhuǎn)的方向是______（填“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”）；（3）小船最后的指向不是正南或者正北的原因是地球存在著______。22．校項(xiàng)目小組利用干簧管設(shè)計(jì)制作了一款水位自動(dòng)報(bào)警器。干簧管是一種利用磁場信號來控制的線路開關(guān)器件，也叫磁控開關(guān)。如圖當(dāng)磁體遠(yuǎn)離干簧管時(shí)，磁控開關(guān)斷開；當(dāng)磁體靠近干簧管時(shí)，開關(guān)閉合。浮球與永久磁體連接，隨著水位的變化二者的位置隨之改變。當(dāng)水箱內(nèi)的水位過高或過低時(shí)，亮起不同的燈警示。請結(jié)合圖片說明干簧管和水位自動(dòng)報(bào)警器的工作原理。23．小明猜想：“既然電流周圍存在著磁場，那么兩根互相靠近的通電導(dǎo)線之間是否會發(fā)生相互吸引或排斥的作用？”他們將兩根導(dǎo)線（可伸長）平行放置后固定（如圖1所示），然后依次通上如圖乙、丙、丁所示的電流，通過反復(fù)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了他們的猜想。請你根據(jù)圖中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答問題。（1）分析圖1中的______（選填序號），可知通電導(dǎo)線之間作用力方向與電流方向有關(guān)；（2）小明認(rèn)為通電導(dǎo)線之間的相互作用力的大小與電流大小有關(guān)，你是否認(rèn)同他的觀點(diǎn)，并說明依據(jù)；______（3）如圖2所示，將一柔軟的導(dǎo)線彎成星形，并將其置于光滑水平桌面上，然后將開關(guān)S閉合，則該星形回路將______。A．不會變形