第七章 电和磁

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1、第一步电的基础知识第七章 电和磁（一）1．电和磁之间有联系吗？2．电磁铁和电磁继电器的原理是什么？它们有哪些应用？一、简单的磁现象磁铁吸铁，磁针指南北，这类简单磁现象你在小学自然课里已经学过了．图11—1至图11—4所示的现象，可以帮助你回忆起学过的知识．■图11—1磁铁能吸引铁、钴、镍等物质，磁铁的这种性质叫做磁性．具有磁性的物质叫做磁体．磁体能吸引铜吗？试试看．■图11—2磁体各部分的磁性强弱不同，条形磁体两端的磁性最强．磁体上磁性最强的部分叫做磁极．你是根据什么现象判断磁性强弱的？人类最先认识的磁体是天然的铁矿石，叫做天然磁体．后来又学会了自制人造磁体．通常我们

2、看到的蹄形磁体、条形磁体、磁针都是人造磁体．天然磁体和人造磁体都能够长期保持磁性，通称永磁体．人造磁体是根据什么道理制作的呢？■图11—3可以在水平面内自由转动的条形磁体或磁针，静止后总是一个磁极指南，另一个指北，指南的磁极叫南极（S极），指北的叫北极（N极）．磁针指南北，世界各地都是如此，这是怎么回事？■图11—4同名磁极互相排斥，异名磁极相互吸引．?给你一根普通的钢针，没有磁性，你能不能设法把这根钢针变成磁针？实验把条形磁体的一端靠近一根原来没有磁性的铁棒，观察所发生的现象．用什么办法可以判断磁化后软铁棒的极性？铜棒能不能磁化？试试看．我们看到，铁棒获得了磁性，吸

3、起了下面的铁屑．这种使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫做磁化．铁或钢制的物体都能被磁化．铁棒被磁化后，磁性很容易消失，称为软磁体．钢棒被磁化后，磁性能够长期保持，称为硬磁体或永磁体．因此钢是制造永磁体的好材料．除了铁、钴、镍外，近几十年来，科学家还制出多种具有软磁性、硬磁性或其他电磁特性的材料，它们大多数是含铁、钴、镍的合金或铁和其他金属的氧化物，统称为磁性材料．磁性材料已经在现代生活和科学技术中有广泛的应用（图11—6），研制新的磁性材料及其应用，是现代高科技的一个重要方面．■甲：用于增加电机内磁场的铁心■乙：用于记录语音、音乐、图像信息的磁带■丙：广泛用于计算机

4、的磁性存储设备■丁：作为乘客乘车的凭证和票价结算的磁性卡图11—6磁性材料的广泛应用二、磁场和磁感线实验先在桌上放一圈小磁针，再把一个条形磁体放到小磁针中间，观察小磁针的指向有什么变化．实验结果如图11—7所示，小磁针静止时都不再指南北，而有了新的指向．这是怎么回事？■图11—7磁体周围存在磁场磁场原来在磁体周围存在着磁场，小磁针是受到磁场的磁力作用，才具有新的指向的．磁场是看不见、摸不到的，但人们却可以根据它所表现出来的性质来认识它，研究它．磁场的基本性质是它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发生的．看不见、摸不到的东西，却可以认识它，研

5、究它，这正是科学的力量所在．在图11—7中，小磁针在磁场中停在一定方向，这显示出磁场的方向性．人们规定，在磁场中的某一点，小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向．有没有办法把磁场中各点的磁场方向显示得形象些呢？■甲：空气看不见，摸不到，我们可以根据空气流动（风）所产生的作用来认识它。乙：电流看不见，摸不到，我们可以根据电流所产生的效应来认识它。丙：磁场看不见，摸不到，我们可以根据它所产生的作用来认识它。实验在一块玻璃板上均匀地撒一些铁屑，然后把玻璃板放在条形磁体上，轻敲玻璃板，观察铁屑的分布有什么变化．换用蹄形磁体，再做一次．■图11—9条形磁体（甲）和蹄形磁体

6、（乙）的磁场铁屑在磁场中被磁化，每粒铁屑都成了“小磁针”，轻敲玻璃，使“小磁针”能在磁场作用下转动，停下来时，每个“小磁针”北极所指的方向显示出所在点的磁场方向。实验结果如图11—9所示．在磁场中无数被磁化了的铁屑排成一条条曲线，形象地显示出各点的磁场方向．磁感线物理学家用磁感应线来形象地描述空间磁场的情况．在磁场中画一些有方向的曲线，任何一点的曲线方向都跟放在该点的磁针北极所指的方向一致．这样的曲线叫做磁感应线，简称磁感线．磁体周围的磁感线都是从磁体北极出来，回到磁体南极．图11—10表示条形磁体和蹄形磁体的磁感线分布．■图11—10条形磁体（甲）和蹄形磁体（乙）的

7、磁感线分布（图中的A点和B点是为本节的“想想议议”而加的）。知道了磁感线分布，我们对磁场的了解前进了一步．我们不但知道磁场对放入其中的磁体有磁力的作用，而且还可以知道磁极在磁场中各点所受磁力的方向．在磁场中的某点，北极所受磁力的方向跟该点的磁场方向一致，南极所受磁力的方向跟该点的磁场方向相反．想想议议有人说，在图11—10中，A点在磁感线上，能确定小磁针的北极（或南极）在A点所受磁力的方向；B点不在磁感线上，无法确定小磁针的北极（或南极）在B点所受磁力的方向．这话对吗？练习图11—10条形磁体（甲）和蹄形磁体（乙）的磁感线分布（图中的A点和B点是为本