人教版九年级全册 第二十章 《电与磁》知识清单【挖空版】+【答案版】

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第1节 磁现象 磁场
一、磁现象
1.磁性、磁体和磁极
（1）磁性：如果物体能够 由铁、钴、镍等制成的物品，就说其具有 。
（2）磁体：具有磁性的物体
（3）磁极
①定义：磁体的两端磁性 ，中间部分磁性 ，几乎没有磁性。我们把磁体上吸引能力最强的两个部位叫作 。
②磁极的规定：能够自由转动的磁体，静止时指 的那个磁极叫做 极或 极，
指 的那个磁极叫做 极或 极。
2.磁极间相互作用的规律
同名磁极相互 ，异名磁极相互 。
3.磁化
（1）磁化现象：把原来不显磁性的物质，在磁体或电流的等方式作用下使其显出磁性的过程叫做 。
（2）磁化的方法：
① 或 磁体；
②用一个磁体在磁性物体上沿一个方向 ，就可使这个物体变成磁体；
③利用充磁机对磁性材料充磁。钢被磁化后能长时间保持磁性，铁则不能。人造磁体就是将钢进行磁化而制成的。
（3）磁化的应用：磁化在生活中的应用主要体现在信息存储、驱动设备、家电配件等方面。
（4）磁化的影响：日常生活中，磁化会对生活用品产生一些不利的影响。
二、磁场
1.磁场
（1）磁场：磁体周围存在一种看不见、摸不到的物质，称为 。
磁体两极磁场最强，中间磁场最弱，离磁体越远，磁场越弱。
（2）磁场的基本性质：
对放入其中的磁体产生 的作用。磁体间的相互作用就是通过磁场发生的。
（3）磁场方向
①实验：研究磁体周围磁场的方向
在条形磁体周围放置一些小磁针，如图所示，观察小磁针N极的指向，画出各点的磁场方向。磁场的分布是否有规律？
磁场中不同点，小磁针静止时，N极总是指向不同方向。
在磁体外部放置越多、越小的磁针，就能越清楚地看出磁场的分布情况。如图所示，在条形磁体上面放一块玻璃板，在玻璃板上撒一层铁屑，铁屑被条形磁体磁化，就变成一枚枚“小磁针”。轻轻敲打玻璃板，你看到了什么？
磁化后的铁粒，在磁场的作用下，首尾相连，有序的排列起来。
①磁场方向
物理学中把磁场对小磁针作用力的方向，即小磁针静止时， 所指的方向规定为该点的磁场方向。
磁场中某一点磁场方向决定了放在该点的小磁针静止时N极的指向。
2.磁感线
（1）概念：用一些带箭头的曲线，方便、形象地描述磁场，该曲线叫作 。
为帮助人们想象磁场空间分布情况，科学家借用磁感线来形象地描绘磁场。磁感线是假想的物理模型，实际并不存在。但磁场是真实存在的。
（2）磁场的磁感线分布
（3）磁感线的方向
磁感线是有方向的曲线，曲线上箭头的方向表示磁感线的方向，也是该点磁场的方向，磁体外部的磁感线都是从磁体的 极出发，回到 极。
磁感线方向就是磁场方向。
（4）磁感线的 表示磁场的 。
磁感线分布越密的地方，其磁场越强；磁感线分布越疏的地方，其磁场越弱。
任何两条磁感线都不会相交。因为磁场中某点的磁场方向只有一个确定的方向。
（5）归纳：磁感线的特点
①磁感线实际并不存在，但磁场是客观存在的；
②磁感线布满磁体周围的整个空间，磁感线的疏密表示磁场的强弱；
③磁感线方向就是磁场方向，也是磁场中的小磁针的北极所指的方向；
④在磁体外部，从磁体 极出发回到 极；在磁体内部，从 极回到 极为闭合曲线；
⑤ 任何两条磁感线都不会相交。因为磁场中某点的磁场方向只有一个确定的方向。
三、地磁场
1.地磁场
（1）概念：地球周围空间存在的磁场叫作地磁场。
地球本身相当于一个巨大的磁体，指南针可以指示方向，正是受地磁场作用的结果。
（2）地磁场的特点：
①地磁的 极在地理的 附近；
地磁的 极在地理的 附近。
②地磁的两极和地理的两极并不 。
（3）地磁场的重要性
地磁场对人类的生产、生活都有重要意义，有些动物能够感觉到磁场，如绿海龟、鸽子等，它们能利用地磁场“导航”。地磁场还是地球生命的“保护伞”。从太阳或其他星体发射出来的高速带电粒子流，在接近地球时，地磁场会改变其运动方向，使其偏离地球，对地球起到了保护作用。
第2节 电生磁
一、电流的磁效应
1.奥斯特的发现
1820年丹麦物理学家奥斯特在做实验时终于发现：当导线中通过电流时，它下方的磁针会发生偏转。这个发现令奥斯特极为兴奋，他怀着极大的兴趣又继续做了许多实验，终于证实电流的周围存在着磁场，在世界上第一个发现了电与磁之间的联系。他的发现，揭示了电与磁的联系，打开了电磁学领域的一扇大门，使人类对磁与电现象的研究进入了一个新的发展时期。
2.电流的磁效应
大量实验表明，通电导线周围存在与电流方向有关的磁场，这种现象叫做 。
电流的磁场方向跟电流方向有关。
二、通电螺线管的磁场
1.螺线管
将导线绕在圆筒上，即做成螺线管(也叫线圈)。通电后各圈导线产生的磁场叠加在一起，磁场就会增强得多。
2.实验：探究通电螺线管外部磁场的方向
实验目的：
①探究通电螺线管外部磁场分布的特点。
②探究通电螺线管外部磁场的方向。
实验思路：
首先观察通电螺线管外部的磁场与哪种磁体相似，然后找出通电螺线管的极性与环绕电流方向之间的关系。
实验器材：
螺线管、电源、开关、导线、有机玻璃板、铁屑和小磁针等。
实验步骤：
①在一块玻璃板上安装导线绕成的螺线管，板面上均匀地撒满铁屑。
②按照你设计的电路图，将螺线管等器材连接起来，然后闭合开关，给螺线管通电，轻轻敲击玻璃板面，观察玻璃板面上铁屑的分布情况。
③仔细观察螺线管的结构，把螺线管用导线跟电源连接，弄清螺线管导线中电流的环绕方向。在螺线管的一端放一个小磁针，用小磁针判断通电螺线管的N极和S极。改变螺线管导线中电流的环绕方向，再次判断螺线管的N极和S极。
实验结论：
①通电螺线管外部的磁场和 磁体的磁场相似。
②通电螺线管两端的 跟螺线管中 的方向有关。
三、安培定则
1.内容：通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两极。对于通电螺线管的极性跟电流方向之间的关系，我们可以用安培定则来表述：
用 握住螺线管， 指向螺线管中电流的方向，则 所指的那端就是螺线管的 极。
2.安培定则的应用
（1）根据通电螺线管中电流的方向，判断螺线管的极性。
（2）由通电螺线管两端的极性，判断螺线管中电流的方向（及电源正负极）
第三节 电磁铁 电磁继电器
一、电磁铁
1.实验：增强螺线管磁性强弱的方式
如图所示，用导线在塑料管上绕成一个螺线管。接通电路，分别将木棒、铜棒和铁棒插入塑料管内，通过吸引小铁钉(或大头针)的数量判断螺线管磁性强弱的变化情况。
实验表明，通电螺线管内插入铁棒时，其磁性明显增强。
2.电磁铁
（1）电磁铁的概念：
把导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，当 通过时，会有较强的磁性， 时就失去磁性，我们把这种磁体叫作 。
（2）电磁铁工作原理
电磁铁是利用 来工作的。通电后，铁芯被螺线管的磁场磁化，两磁场叠加，使电磁铁的磁性增强。
3.实验：探究影响电磁铁磁性强弱的因素
猜想与假设：
①电流的大小可能会影响电磁铁磁性的强弱。
②线圈的形状和匝数可能会影响电磁铁的磁性强弱。
实验器材：
大铁钉、漆包线、电流表、电源、开关、滑动变阻器、大头针、铁架台等。
实验方法：
（1）控制变量法：
①控制电磁铁线圈的匝数相同，改变线圈中电流的大小。
②控制电磁铁线圈的电流相同，改变线圈匝数。
（2）转换法：
判断磁性强弱方法：根据吸引大头针、曲别针等的多少来判断螺线管的磁性强弱。
实验过程：
（1）电磁铁的磁性强弱跟电流大小的关系：
将滑动变阻器、电流表和电磁铁串联起来，闭合开关，此时电磁铁线圈匝数一定，调节滑动变阻器，改变通过线圈的电流大小，观察电磁铁吸引大头针的数目变化。
结论一：当匝数一定时，通过电磁铁的电流 ，电磁铁的磁性 。
（2）电磁铁的磁性跟线圈匝数的关系：
把三个匝数不同的电磁铁，与滑动变阻器、电流表串联在电路中，闭合开关，此时电路中电流大小一定，观察电磁铁吸引大头针的数目变化。
结论二：当电流一定时，电磁铁线圈的匝数 ，磁性 。
总结归纳：
影响电磁铁磁性强弱的因素：
电磁铁通电时有 ，断电时磁性 ；
线圈的匝数一定时，通过电磁铁的电流越 ，电磁铁的磁性越 ；
当电流一定时，电磁铁线圈的匝数越 ，磁性越 。
4.电磁铁的优缺点
（1）电磁铁磁性的有无可由电流的 来控制。
（2）电磁铁的磁性强弱，可用 、 多少来控制。
（3）电磁铁的极性变换，可通过改变 来实现。
5.电磁铁的应用
电磁铁在生活、生产和科学技术中有很广泛的应用。从家里的全自动洗衣机到电动汽车，从磁悬浮列车到三峡水库的发电站，各种大小的电磁铁无处不在。
二、电磁继电器
1.电磁继电器概念
电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接地控制高压电、强电流电路通断，来控制工作电路的一种 的装置。
电磁继电器实质上是利用 来控制工作电路的一种开关。
2.电磁继电器的结构
由电磁铁、衔铁、弹簧、触点（动触点和静触点）等组成。工作时的电路由低压控制电路和高压工作电路两部分构成。
3.电磁继电器的工作原理
控制电路中开关S闭合时，电磁铁的线圈有电流通过产生磁性，衔铁B被吸下来，动触点D与静触点E接触，高压电路闭合，电动机M工作。反之控制电路开关S断开时，线圈没有电流通过磁性消失，衔铁B被弹簧弹起，动触点D与静触点E脱离，高压电路断开，电动机M停止工作。
4.电磁继电器的作用及实质
5.电磁继电器的应用
电磁继电器是一种常用的电子控制开关，在特定情况下关闭或开启，它可以避免工作人员直接操纵含有高电压、强电流的工作电路，从而确保操作安全。电磁继电器被广泛地应用于自动控制和通信领域。
第四节 电动机
一、磁场对通电导线的作用
1.实验：探究通电导体棒在磁场中运动
（1）如图所示，把一根直导体ab放在磁场中的金属轨道上，接通电路，观察直导体ab的运动情况。
结论一：通电导体在磁场中会受到 的作用。
（2）断开开关，调整电路，把电源的正、负极对调后接入电路，使通过直导体ab的电流方向与原来的相反。接通电路，观察直导体ab的运动情况。
结论二：磁场方向一定时，改变电流方向，磁场中导体运动方向 。
（3）保持通过直导体ab的电流方向不变，把蹄形磁体的两个磁极对调，使磁场方向与原来相反，观察直导体ab的运动情况。
结论三：电流方向一定时，改变磁场方向，磁场中导体运动方向 。
（4）同时改变通过直导体ab电流方向和磁场方向，接通电路，观察直导体ab的运动情况。
结论四：电流方向和磁场方向同时改变时，磁场中导体运动方向 。
总结归纳：
①通电导线在磁场中受到 的作用。
②力的方向跟电流的方向、磁场的方向都有关系：
当电流的方向或者磁场的方向 时，通电导线受力的方向 。
当电流的方向和磁场的方向 时，通电导线受力的方向 。
2.实验：通电线圈在磁场中转动
（1） 如图所示，把使线圈位于磁体两个磁极间的磁场中。接通电源，让电流通过，观察它的运动，并分析线框的受力情况。
通电线圈在磁场中可以转过一个角度，但 持续转动。
（2） 当线圈转到平衡位置时，立即改变电流的方向，观察线圈的转动情况。
通过实验可知，线圈不能连续转动，是因为线圈越过了平衡位置以后，受到的力 它的转动。如果在线圈越过了平衡位置后，设法改变线圈中 ，线圈将会继续转动
2.换向器
实际的电动机可以通过换向器来实现持续转动。通过换向器可以改变线圈中的 ， 。
（1）换向器的构造：
两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两个半环中间断开，彼此绝缘。
A和B是电刷，它们分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。
（2）换向器的作用：
当线圈转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。如图所示，无论线圈的哪个边，只要它处于靠近磁体S极的一侧，其中的电流都是从读者这边朝纸内的方向流去，这时它的受力方向总是相同的(向上)，线圈就可以不停地转动下去了。
二、电动机
1.电动机的构造
电动机主要由 和 两部分组成。能够转动的部分（线圈）叫作 ；固定不动的部分（磁体）叫作 。电动机工作时，转子在定子中转动。
2.直流电动机的工作原理
电动机线圈的两端各连着的换向器，随线圈一起转动。电源的正、负极分别通过电刷与换向器接触，使电源和线圈形成闭合电路。
3.实际电动机
实际的电动机都有多个线圈，每个线圈都接在一对换向片上，以保证每个线圈在转动的过程中受力的方向都能使它朝同一方向转动。
4.扬声器是怎样发声的
（1）扬声器作用：扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置。
（2）扬声器构造：它主要由固定的永磁体、线圈和锥形纸盆构成。
（3）扬声器发声原理：
当线圈中通有电流时，线圈受到永磁体的作用而运动；当线圈中的电流反向时，线圈向相反方向运动。由于通过线圈的电流是交变电流，它的方向不断变化，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出声音。利用上述扬声器原理，可以制成头戴式耳机和小巧的入耳式耳机。
作用
用控制 电压 电流电路的通断，来间接控制 电压 电流电路的通断。
实质
电磁继电器的实质就是一种利用 ，来控制工作电路通断的 。
（1）利用电磁继电器可以通过控制低电压、弱电流电路的通断来间接地控制高电压、强电流工作电路的通断，使人远离高压环境；
（2）利用电磁继电器可以使人远离高温、有毒等环境，实现远距离控制；
（3）在电磁继电器控制电路中接入对温度、压力或光照敏感的元件，利用这些元件操纵控制电路的通断，可以实现对温度、压力或光的自动控制，如电铃、防盗报警、防汛报警、温度自动控制、空气开关自动控制等。