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第九章 《电与磁》基础知识
一、磁现象
1．磁体基本性质
（1）吸铁性（吸引铁、钴、镍等）。物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性，具有磁性的物体叫磁体。分永磁体和电磁体。
（2）指向性。磁体上两端磁性最强中间最弱。磁体上磁性最强的部分叫磁极。水平自由转动的磁体，静止时指南的磁极叫南极（S），指北的磁极叫北极（N），每个磁体上有两个磁极。不会有单个磁极。
（3）同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。不能通过相吸引，就断定两磁体一定带异名磁极；但通过相排斥，就一定断定两磁体是同种磁极。
（4）磁化：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫磁化。
①软磁性材料：被磁化后，磁性很容易消失。如：软铁。
②硬磁性材料：被磁化后，磁性能够保持。如：钢。（可做永磁体）
③磁化的方法：在磁体作用下（如接触、摩擦、接近）或在电流的作用下。
2．磁场
（1）磁体周围空间存在一种特殊物质——磁场。磁场看不见、摸不着，却是客观存在的物质，而磁感线是人们假想的曲线，不是客观存在的物质，就如同用“光线”描述光的传播路径一样。磁场有强弱、有方向。
（2）磁场基本性质，对放入其中的磁体产生磁力作用，磁极间相互作用就是通过磁场发生的。
（3）磁场方向：人们规定，磁场中某一点，磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向。
（4）磁感线：为形象描述磁场，仿照铁屑排列情况，在磁场中画些有方向曲线，任一点曲线方向都和放在这点的磁针北极所指方向一致，这样的曲线叫磁感应线。
①磁感线是不存在的，是假想的线。
②磁感线是闭合曲线，在磁体外部磁感线从N极出来回到S极，在磁体内部磁感线从S极到N极。用磁感线来描述磁场的方向和强弱，磁场方向，磁感线方向，磁针北极所指方向三者一致，磁感线的疏密表示磁场的强弱。
③磁感线不相交。磁感线是不交叉的闭合曲线，磁感线密的地方，磁场强，疏的地方，磁场弱。
（5）地磁场：地球是一个巨大的磁体，地球周围空间存在的磁场叫地磁场。地磁的北极在地理位置的南极附近；而地磁的南极则在地理位置的北极附近。地磁的南北极与地理的南北极并不重合，它们的交角称磁偏角，这是我国学者沈括最早记述这一现象。）
二．电生磁. （电流的磁场）
1、奥斯特实验：1820年，丹麦的物理学家奥斯特发现：
（1）通电导线周围有磁场；
（2）磁场的方向跟电流的方向有关。
这种现象叫做电流的磁效应。
2、通电螺线管的磁场外部与条形磁铁磁场方向一样，通电螺线管的极性跟电流方向可用安培定则判定（右手）。安培定则 ：用右手握住螺线管，让四指弯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北极。
三、电磁铁
1. 电磁铁：内部带有铁芯的螺线管叫电磁铁。
2.电磁铁极性的强弱跟电流大小和螺线管的匝数多少有关。探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验中，关键是掌握控制变量法和转换法，把电磁铁磁性的强弱转换为电磁铁吸引大头针的多少。线圈的匝数相等、外形相同的电磁铁，电流越大，电磁铁的磁性越强；电流相等、外形相同的电磁铁，线圈的匝数越多，它的磁性越强。 插入铁芯磁性大大增强。
3.与永磁休相比，电磁铁有这样几个优点：磁性的有无可以通过电流的通断来控制；磁场的方向可以通过电流的方向来控制；磁性的强弱可以通过电流的大小来控制。
4、通电螺线管和电磁铁：

相同点
（1）磁性的有无通过电流的通断来控制；
（2）磁场与条形磁体的磁场相似；
（3）磁极与电流的方向有关。
不同点
磁性的强弱与有无铁心、电流大小、线圈匝数有关。
磁性的强弱与电流大小、线圈匝数有关。
5、电磁铁的应用：电磁起重机、电动机、发电机、电磁继电器、电铃、电话、
磁悬浮列车（悬浮原理：同名磁极相互排斥）。
四、电磁继电器 扬声器
（一）电磁继电器
1．电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接的控制高电压、强电流电路的装置。还可以实现远距离操纵和自动控制。
2.．实质：利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
3．结构：由电磁铁、衔铁、簧片、触点组成。其中工作电路有低压控制和高压工作电路两部分构成。
（二）扬声器
1．扬声器熟称喇叭，主要有固定的永久磁体．线圈和锥形纸盆构成。
2．扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置。
原理：通电线圈在磁场中受力运动。
五．电动机（磁场对电流的作用）
1. 通电导体和线圈在磁场中要受到力的作用而运动或转动，受力的方向跟跟电流方向和磁感线方向有关。
2. 电动机原理：通电线圈在磁场里受力转动（或磁场对电流的作用）。电动机工作时将电能转化为机械能。
5．直流电动机的转速通过改变电流大小控制，转向通过改变电流方向或磁场方向控制。直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力绕轴旋转的原理制成的。线圈能持续转动的原因是①线圈具有惯性，当线圈到达平衡位置时，由于惯性，能越过平衡位置②当线圈越过平衡位置时，换向器能及时改变线圈中的电流方向，使线圈连续转动。
6．电动机构造简单、控制方便、体积小、效率高、功率可大可小、无污染。
六．磁生电（发电机）
（一）电磁感应现象：
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，这种现象叫电磁感应，产生的电流叫感应电流。
电磁感应现象是英国物理学家法拉第发现的。
电磁感应现象是机械能转化为电能。
1. 产生感应电流的条件
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流，这就是电磁感应现象。
（1）电路应是闭合的，而不是断开的。如果不闭合电路，即使导体做切割磁感线运动，导体中也不会有感应电流，只能在导体两端产生感应电压。
（2）闭合电路的“一部分导体”而不是“整个电路”
还要注意是：“做切割磁感线运动”。所谓切割磁感线运动就是把磁感线切断，就是说导体运动方向与磁感线要成一定角度。这里所说运动具有相对性
2. 感应电流方向：
跟导体运动方向和磁感线方向有关。当切割磁感线的方向或磁场的方向发生改变时，产生的感应电流的方向也会发生改变，但当这两个因素同时改变时，感应电流的方向不变。
3. 电磁感应应用：
发电机的原理：电磁感应现象，发电机在工作时将机械能转化为电能。
发电机分为交流发电机和直流发电机，交流发电机是利用滑环和电刷，将线圈中的交流电供给外电路。直流发电机是利用换向器和电刷把线圈中的交流电变为直流电供给外电路。
4．直流电：方向不变的电流 。交流电：大小和方向都发生周期性改变的电流。在交流电中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率，频率的单位是赫兹。我国交流电频率为50赫兹，周期是0.02秒。每秒电流方向改变100次。
5. 电动机和发电机

电动机

发电机

原理
通电导线在磁场中要受到力的作用
电磁感应现象
结构
转子：线圈和换向器
定子：磁体和电刷
转子：线圈和铜环定子：磁体和电刷
（实际生产中常采用线圈不动、磁极旋转）
能量
把电能转化为机械能
把机械能转化为电能
其他
换向器的作用：
改变线圈中电流的方向。
线圈在磁场中转动一转，感应电流的方向改变两次。（照明电的频率50Hz表示线圈转50转/秒，电流方向改变100次/秒）

（二）电能输送
电流通过导线要发热，减小输电电流是减小电能损失的有效办法。为了不减小输送功率，只能提高输电电压。因此远距离输电要采用高压。