电与磁的奥秘，九年级物理如何学透？

校园之窗 2025年12月20日 02:36:23 99ANYc3cd6 1 0

章节整体框架

“电与磁”这一章主要围绕“电”与“磁”之间的相互关系展开，可以大致分为以下几个部分：

磁体
（图片来源网络，侵删）
- 定义：具有磁性的物体。
- 磁性：能够吸引铁、钴、镍等物质的性质。
- 磁极：磁体上磁性最强的部分，任何磁体都有两个磁极，分别是北极和南极。
- 磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
磁场
- 定义：磁体周围存在一种看不见、摸不着的特殊物质，对放入其中的磁体产生磁力的作用。
- 基本性质：对放入其中的磁体（或电流）产生磁力的作用。
- 方向规定：在磁场中的某一点，小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向。
- 磁感线
  - 定义：为了形象、方便地描述磁场而引入的假想曲线。
  - 方向：磁感线上任意一点的切线方向表示该点的磁场方向，磁感线的方向都是从磁体的N极出发，回到S极。
  - 特点：磁感线是闭合的曲线，在磁体外部从N到S，在磁体内部从S到N，磁感线越密集，表示该处磁场越强；越稀疏，表示磁场越弱，任何两条磁感线都不会相交。
地磁场
- 地球本身是一个巨大的磁体,它周围存在的磁场叫做地磁场。
- 地磁两极：地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在地理的北极附近。
- 磁偏角：地理两极与地磁两极并不完全重合，它们之间的夹角叫做磁偏角，我国宋代学者沈括是世界上最早记述这一现象的人。

电流的磁效应（奥斯特实验）
- 通电导线的周围存在磁场,磁场的方向与电流的方向有关。
- 意义：首次揭示了电现象和磁现象之间存在着联系。
通电螺线管的磁场
（图片来源网络，侵删）
- 特点：通电螺线管的外部磁场与条形磁体的磁场相似，它也有两个磁极（N极和S极）。
- 安培定则（右手螺旋定则）
  - 用右手握住螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那一端就是螺线管的N极。
  - 应用：已知电流方向，判断N/S极；已知N/S极，判断电流方向或电源的正负极。
电磁铁
- 定义：内部插入铁芯的通电螺线管。
- 优点：
  1. 磁性的有无：可以由通断电来控制。
  2. 磁性的强弱：可以由电流的大小和线圈的匝数来控制，电流越大，匝数越多，磁性越强。
  3. 磁极的方向：可以由电流的方向来控制。
- 应用：电磁起重机、电磁继电器、电铃、电话等。
电磁继电器
- 实质：利用低电压、弱电流电路的通断，来间接控制高电压、强电流电路的装置。
- 结构：电磁铁、衔铁、弹簧、动触点和静触点。
- 工作原理：当控制电路接通时，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使工作电路接通；当控制电路断开时，电磁铁失去磁性，弹簧将衔铁拉起，使工作电路断开。

电磁感应现象（法拉第发现）
- 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，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。
- 产生感应电流的条件：
  1. 电路必须是闭合的。
  2. 一部分导体必须在磁场中做切割磁感线运动。
- 影响感应电流方向的因素：磁场方向和导体运动方向，只改变其中一个，感应电流的方向就改变；如果两个都改变，感应电流的方向不变。
- 能量转化：机械能转化为电能。
发电机
（图片来源网络，侵删）
- 原理：电磁感应现象。
- 结构：转子（转动部分）和定子（固定部分）。
- 工作过程：线圈在磁场中转动，切割磁感线，产生感应电流，线圈每转动半周，切割磁感线的方向改变一次，所以感应电流的方向也改变一次，输出的是交流电。
- 交流电：大小和方向都随时间做周期性变化的电流，我国电网的交流电频率是50Hz，表示电流方向每秒改变100次。

磁场对电流的作用
- 通电导体在磁场中会受到力的作用。
- 力的方向：与电流方向和磁场方向有关，只改变其中一个，力的方向就改变；如果两个都改变，力的方向不变。
- 能量转化：电能转化为机械能。
电动机
- 原理：通电线圈在磁场中受力转动。
- 结构：能够转动的线圈（转子）和固定不动的磁体（定子）。
- 换向器：作用是当线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，使线圈能够持续转动下去。
- 优点：构造简单、控制方便、体积小、效率高、无污染。
- 能量转化：电能转化为机械能。

磁场与磁感线
- 磁场是真实存在的物质,而磁感线是假想的、不存在的曲线，是为了研究磁场而画的工具。
- 磁感线是闭合的曲线,在磁体外部从N到S，内部从S到N。
安培定则与左手定则
- 安培定则（右手螺旋定则）：用于判断通电螺线管的磁极与电流方向的关系。右手。
- 左手定则：用于判断通电导体在磁场中受力的方向。左手。（九年级物理通常不要求记住名称，但要求会用右手判断螺线管，用左手判断导体受力）。
电磁感应与磁场对电流的作用
- 电磁感应（磁生电）：前提是导体运动，结果是产生感应电流。右手定则（判断感应电流方向）。
- 磁场对电流的作用（电生磁力）：前提是导体通电，结果是导体受到力的作用而运动。左手定则（判断受力方向）。
- 核心区别：一个是“动电生磁力”，一个是“动磁生电”。

例题1：如图所示，请根据小磁针静止时的指向，标出通电螺线管的N、S极和电源的正负极。

解题思路：

判断螺线管磁极：根据小磁针N极的指向，可以确定螺线管的右端为S极，左端为N极（因为异名磁极相吸）。
判断电流方向：使用安培定则（右手螺旋定则），伸出右手，让大拇指指向螺线管的N极（左端），则四指环绕的方向就是电流的方向，可以看到，电流从螺线管的右端流入，左端流出。
判断电源正负极：电流从电源的正极流出，经过螺线管，流回电源的负极，螺线管的右端连接的是电源的正极，左端连接的是电源的负极。

例题2：关于发电机和电动机，下列说法正确的是（） A. 发电机是利用电磁感应原理制成的 B. 电动机是利用电磁感应原理制成的 C. 发电机工作时将电能转化为机械能 D. 电动机工作时将机械能转化为电能

解题思路：

区分原理：
- 发电机是“磁生电”，原理是电磁感应。
- 电动机是“电生力”，原理是通电导体在磁场中受力。
- A正确,B错误。
区分能量转化：
- 发电机是机械能（水轮机/蒸汽轮机带动转子转动）转化为电能。
- 电动机是电能转化为机械能（带动水泵、电风扇等转动）。
- C错误,D错误。
正确答案是 A。