第十七章 从指南针到磁悬浮列车
思维导图
单元总结
知识要点要点点
 
知识要点一、磁是什么
【知识详解】
1.磁现象：
大众自造磁悬球形车(1)磁性：物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性。
(2)磁体：具有磁性的物体叫做磁体。
(3)磁极：磁体上磁性最强的部分叫做磁极。任何磁体都有两个磁极（磁北极和磁南极），将磁体水平悬挂起来，当它静止时，指北的一端叫做磁北极（N极），指南的一端叫做磁南极（S极）。
(4)磁极间的相互作用：同名磁极之间相互排斥，异名磁极之间相互吸引。
(5)磁化：我们把原来不显磁性的物质通过靠近或接触磁体等方式使其显出磁性的过程叫磁化。
2.磁场：
(1)磁场的存在：在磁体的周围存在着一种看不见、摸不着的物质，人们将其称为磁场。
(2)磁场的方向：磁场具有方向性，当小磁针放在磁场各点不同处，小磁针N极的指向不同，这说明磁场各点方向是不同的，我们规定：在磁场中的某一点，小磁针静止时北极所指的方向就是这一点的磁场方向。
(3)磁场的性质：磁场对放入其中的磁体产生磁力的作用，磁体间的相互作用就是通过磁场而产生的。放在磁场中的小磁针能发生偏转，就是因为磁针受到了磁场的作用。磁场虽然看不见、摸不着，但我们可以根据它对放在其中的磁体所产生的作用来感知它、认识它。
(4)磁感线:磁感线是一种描述磁场的方法。为了形象直观地描述磁场，物理学中人为地引入了磁感应线（简称磁感线），即用带箭头的曲线来描述磁场的某些特征和性质。磁体周围的磁感线都是从磁体的N极出来回到磁体的S极。利用这些曲线可以形象地表示磁场中各点的磁场方向和磁场的强弱。
(5)地磁场：地球本身就是一个巨大的磁体，地球周围空间存在的磁场叫做地磁场。地磁场的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近。地磁的两极与地理的两极并不重合。
【典例分析】
例1、（2019•河北模拟） 关于磁感线，正确的说法是（  ）
A．磁感线确实存在于磁场中        B．在磁体内磁感线是从N极到S极
C．将磁铁放在硬纸上，周围均匀地撒上铁粉，然后轻轻地敲打几下，我们就看到了磁铁周围的磁感线
D．磁感线密集的地方磁场强，磁感线稀疏的地方磁场弱，任何两条磁感线都不可能相交
【答案】D
【解析】磁体的周围存在着看不见、摸不着但又客观存在的磁场，为了描述磁场，在实验的基础上，利用建模的方法想象出来的磁感线，磁感线并不客观存在，A错误；磁感线在磁体的周围是从磁体的N极出发回到S极；在磁体的内部，磁感线是从磁体的S极出发，回到
N极，故B错误；在该实验中，我们看到的是铁粉形成的真实存在的曲线，借助于该实验，利用建模的思想想象出来磁感线，但这不是磁感线，故C错误；磁感线最密集的地方，磁场的强度最强，反之磁场最弱。磁场中的一点，磁场方向只有一个，若两条磁感线可以相交，则交点处就可以做出两个磁感线的方向，即该点磁场方向就会有两个，这与理论相矛盾，因此磁感线不能相交。故D正确。
【技巧总结】此题考查了磁感线的引入目的，磁场方向的规定，记住相关的基础知识，对于解决此类识记性的题目非常方便。
例2、（2019•安徽模拟）一个能绕中心转动的小磁针在图示位置保持静止。某时刻开始小磁针所在的区域出现水平向右的磁场，磁感线如图所示，则小磁针在磁场出现后（  ）
A．两极所受的力是平衡力，所以不会发生转动
B．两极所受的力方向相反，所以会持续转动
C．只有N极受力，会发生转动，最终静止时N极所致方向水平向右
D．两极所受的力方向相反，会发生转动，最终静止时N极所指方向水平向右
【答案】D
【解析】某时刻开始小磁针所在的区域出现水平向右的磁场，小磁针将会受到磁场力的作用，且N极受力方向与与磁场方向相同，水平向右；S极受力方向与磁场方向相反，水平向左。所以小磁针会发生转动，最终小磁针在磁场中静止，N极指向水平向右，所以ABC错误，D正确。故选D。
【技巧总结】小磁针将会受到磁场力的作用，且小磁针N极受力方向与与磁场方向相同，记住这一点就可以判断小磁针的转动方向。
知识要点二、电流的磁场
【知识详解】
1．电生磁：
(1)奥斯特实验：
①意义：揭示了电现象和磁现象之间的密切联系。
②结论：a.通电导体周围存在磁场；b.电流的磁场方向与电流方向有关。
(2)通电螺线管的磁场：
①螺线管：将导线绕在圆筒上，可做成一个螺线管（也叫线圈）。
②右手螺旋定则：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螺线管的N极。
2．电磁铁：
（1）电磁铁：在通电螺线管内插入一个铁芯，就构成了一个电磁铁。电磁铁在电磁起重机、电铃、发电机、电动机、自动控制上有着广泛的应用。
（2）电磁铁的特点：
①电磁铁磁性的有无，完全可以由通断电来控制。
②电磁铁磁性的强弱可以由电流的大小、线圈的匝数控制。
③电磁铁产生的磁场方向是由通电电流的方向决定的。
3．电磁继电器：
①结构：具有磁性的电磁继电器由控制电路和工作电路两部分组成。控制电路包括低压电源、开关和电磁铁，其特点是低电压、弱电流的电路；工作电路包括高压电源、用电器和电磁继电器的触点，其特点是高电压、强电流的电路。
②原理：电磁继电器的核心是电磁铁。当电磁铁通电时，把衔铁吸过来，使动触点和静触点接触（或分离），工作电路闭合（或断开）。当电磁铁断电时失去磁性，衔铁在弹簧的作用下脱离电磁铁，切断（或接通）工作电路。从而由低压控制电路的通断，间接地控制高压工作电路的通断，实现远距离操作和自动化控制。电磁继电器的作用相当于一个电磁开关。
【要点诠释】
1.通电螺线管的磁场方向与电流方向满足右手螺旋定则（也叫安培定则）。
2.电磁铁是根据电流的磁效应和通电螺线管中插入铁芯后磁场大大增强的原理来工作的。
3.电磁铁的优点是：磁性强弱可控（电流的大小、线圈的匝数），磁性有无可控（通断电），磁极方向可控，因此把它用在一些自动控制电路中。
4.电磁铁的铁芯是用软铁制成的，而不是用钢制成的，这是因为软铁容易磁化，也容易失去磁性，而钢磁化后不易去磁。