初中物理单元知识点整理——电与磁

「电与磁」是人教版九年级物理第二十章。磁现象、电生磁、电磁铁、电动机、磁生电——法拉第和奥斯特用两个实验撑起了整个电气时代。中考 6~10 分，选择题、作图题（安培定则标极性、画磁感线）、实验探究题轮番上阵，电磁三现象对比几乎必考。失分点集中在五处：磁感线方向画反（体外 N 出 S 回）、安培定则用错手（必须右手）、磁性强弱判断没方法（转换法看吸大头针数目）、电动机与发电机原理图混淆（电动机图有电源、发电机图接电流表）、感应电流两条件缺一不可（闭合 + 切割）。

第1节 磁现象 磁场 

① 磁现象基础

▸ 磁性：能吸引铁、钴、镍等物质；磁体：具有磁性的物体

▸ 磁极：磁体上磁性最强的部位；自由转动静止时指南为南极（S）、指北为北极（N）；磁体两极最强、中间最弱

▸ 磁极间相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引

⚠️ 易错：吸在一起的不一定是异名磁极——磁体也能吸铁，用排斥才能确定同名磁极。

② 磁化与磁性材料

▸ 磁化：物体在磁体或电流作用下获得磁性；铁棒磁化后磁性易消失=软磁体，钢棒磁性长期保持=硬磁体（永磁体）

▸ 判断磁性三法：①吸铁性；②指向性（悬起来总指南北）；③磁极间相互作用（吸引小磁针确定磁极、排斥确定磁性）

③ 磁场

▸ 定义：磁体周围存在一种看不见摸不着、能使磁针偏转的物质——磁场

▸ 基本性质：对放入其中的磁体产生力的作用；磁体间的相互作用通过磁场发生

▸ 方向：磁场中某点，小磁针静止时北极所指方向就是该点磁场方向

④ 磁感线（作图必背）

▸ 概念：把小磁针在磁场中的排列情况画成带箭头的曲线——磁感线；线上某点切线方向=小磁针北极指向=磁场方向

▸ 分布：从磁体 N 极出发回到 S 极（内部 S→N）；磁感线互不相交；同名磁极相斥与异名磁极相吸两种分布不同

⚠️ 易错：磁感线是假想曲线——铁屑显示的是磁场分布特点，不是"把磁场显示出来"。

⑤ 地磁场

▸ 地球本身是巨大的磁体，周围存在地磁场；地磁的南极在地理北极附近（不重合）

▸ 磁偏角：地磁与地理南北方向间的偏角；世界上最早记述磁偏角的人是我国宋代学者沈括

第2节 电生磁 

① 奥斯特实验（电与磁联系的第一次揭示）

▸ 结论：①通电时小磁针偏转——通电导线周围存在磁场（电流的磁效应），方向与电流方向有关；②断电后小磁针回原位——磁场由电流产生

▸ 地位：1820 年丹麦物理学家奥斯特发现，世界上第一个揭示电和磁有联系的实验；用小磁针偏转反映磁场存在——转换法

② 通电螺线管的磁场

▸ 外部磁场与条形磁体外部磁场相似，两端相当于两个磁极

▸ 方向：外部磁感线从 N 出 S 回，内部 S→N；改变电流方向，N、S 极对调

③ 安培定则（右手螺旋定则，作图必考）

▸ 内容：用右手握住螺线管，四指指向电流方向，拇指所指的那端就是 N 极

▸ 口诀：右手、弯曲、四指、摸向、拇指、N 极

▸ 两类问题：①已知电流方向→右手握管定 N、S 极；②已知磁极→拇指指 N 极，四指即电流方向，再在管上标出

第3节 电磁铁 电磁继电器 

① 电磁铁

▸ 构造：内部插有铁芯的通电螺线管；铁芯被磁化的磁场与螺线管磁场叠加，磁性增强

▸ 特点：通电有磁性、断电失去磁性；工作原理=电流的磁效应；应用：电磁起重机、电铃

② 电磁铁磁性强弱的探究（必考实验）

▸ 现象：匝数一定，电流越大→吸大头针越多，磁性越强；电流一定，匝数越多→磁性越强

▸ 结论：磁性强弱与电流大小、线圈匝数、有无铁芯有关；方法：转换法（吸大头针数目显示强弱）+ 控制变量法

③ 电磁铁的优点

▸ ① 电流通断控制磁性有无；② 改变电流方向改变磁极；③ 改变电流大小或匝数控制磁性强弱

④ 电磁继电器

▸ 结构：电磁铁、衔铁、弹簧、触点；电路 = 低压控制电路（电磁铁+低压电源+开关）+ 高压工作电路（用电器+高压电源+触点）

▸ 实质：利用电磁铁来控制工作电路的一种开关；原理：控制电路通电→电磁铁有磁性→吸下衔铁→接通工作电路

▸ 作用：用低压电路通断间接控制高压电路通断；可实现远距离控制与自动控制；典型：水位自动报警器、光控/温控电路

⚠️ 易错：电磁继电器一般由控制电路和工作电路组成——分析题目时首要任务是分清这两个电路。

第4节 电动机 

① 磁场对通电导线的作用

▸ 现象：导线内有电流时，静止在轨道上的导线会沿轨道运动——通电导体在磁场中要受到力的作用

▸ 力的方向与电流方向、磁场方向都有关：只改一个→受力方向改变；两个同时改→受力方向不变

▸ 能量转化：电能转化为机械能；受力大小：电流越大、磁场越强，受力越大

② 电动机

▸ 工作原理：通电线圈在磁场中受到力的作用而转动；线圈平面与磁感线垂直时叫平衡位置（受力平衡不转动）

▸ 换向器：两个铜半环+绝缘间隙；作用——每当线圈转过平衡位置时，自动改变通入线圈的电流方向，使线圈连续转动

▸ 能量转化：电能转化为机械能；转动方向与电流方向和磁场方向有关

▸ 优点：构造简单、控制方便、体积小、效率高、功率可大可小；应用：电风扇、洗衣机、机床、水泵、电车、电动车

⚠️ 易错：研究电动机原理的图中有电源；研究电磁感应（发电机）的图无电源、接灵敏电流计——看图先找电源。

第5节 磁生电 

① 电磁感应现象

▸ 定义：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中产生电流——电磁感应，产生的电流叫感应电流

▸ 发现：1831 年英国物理学家法拉第

▸ 产生感应电流两条件（缺一不可）：①电路闭合；②部分导体切割磁感线（平行磁感线运动不切割→无电流；导体不动磁体动也算切割）

▸ 感应电流方向：与导体运动方向和磁场方向有关——改一个则方向改变，两个同时改方向不变

▸ 指针偏转不明显改进：用多匝线圈代替单根导体，或加快导体运动速度

② 发电机

▸ 原理：电磁感应现象；构造：磁体、线圈、铜环、电刷；能量转化：机械能转化为电能；种类：交流发电机和直流发电机

③ 电磁三现象对比（全书最重要的对比表，必背）

▸ 判断口诀：有电源是电动机，无电源接电流表是发电机；能量流向是钥匙

本章速查表（截图保存这10条）

1. 磁性=吸引铁、钴、镍；磁体两极最强中间最弱；自由转动静止指南 S、北 N；同名相斥、异名相吸

2. 磁化：软磁体（铁，易消失）、硬磁体（钢，永磁体）；判断磁性：吸铁性、指向性、磁极相互作用

3. 磁场：对放入其中的磁体产生力的作用；方向=小磁针静止时北极指向；磁感线体外 N 出 S 回、互不相交（假想曲线）

4. 地磁场：地磁南极在地理北极附近；磁偏角最早由宋代沈括记述

5. 奥斯特实验（1820，丹麦）：通电导线周围存在磁场=电流的磁效应，第一个揭示电和磁有联系的实验，用转换法

6. 通电螺线管外部磁场像条形磁体；安培定则：右手握管、四指指电流、拇指指 N 极；电流反向则 N、S 对调

7. 电磁铁=螺线管+铁芯；磁性强弱与电流、匝数、有无铁芯有关；判断用转换法（吸大头针数目）+控制变量法

8. 电磁继电器：电磁铁+衔铁+弹簧+触点；低压控制电路控制高压工作电路，可远距离/自动控制

9. 通电导体在磁场中受力，方向与电流方向、磁场方向有关；电动机原理=通电线圈受力转动，换向器自动改电流方向；电能→机械能

10. 电磁感应（1831，法拉第）：闭合电路一部分导体切割磁感线产生感应电流，两条件缺一不可；发电机机械能→电能；有电源=电动机，无电源接电流计=发电机

✏️ 3道自测题

1.（奥斯特实验）探究"通电直导线周围是否存在磁场"的实验中，下列说法正确的是（ ）

A. 首次通过实验揭开电与磁关系的科学家是法拉第 B. 当直导线通电时，小磁针会发生偏转，说明通电导线周围存在磁场 C. 小磁针用于检验磁场，用传感器检验不能完成实验 D. 改变直导线中电流方向，小磁针 N 极的指向不变

2.（设备辨析）下列四个设备中，利用电磁感应原理工作的是（ ）

A. 电磁起重机 B. 电铃 C. 动圈式扬声器 D. 动圈式话筒

3.（电磁铁实验）在"探究影响电磁铁磁性强弱的因素"实验中，电源电压恒定，大、小铁钉各自完全相同，线圈匝数不同。① 要判断电磁铁磁性的强弱，可观察什么来确定？这种方法叫什么？② "线圈的匝数越多，它的磁性越强"的结论是否正确？理由是什么？③ 实验中发现电磁铁吸引的大头针下端是分散的，这是为什么？

答案见下方 · 先自己做完再看

答案：

1. B（A 首次揭开电与磁关系的是奥斯特，法拉第发现的是电磁感应；C 用传感器也可以检验，"不能完成"错误；D 磁场方向与电流方向有关，电流反向小磁针 N 极指向会改变）

2. D（A 电磁起重机、B 电铃是电磁铁的应用——电流的磁效应；C 动圈式扬声器是磁场对通电线圈的作用——通电受力振动发声；D 动圈式话筒：膜片振动带动线圈切割磁感线产生感应电流——电磁感应，机械能→电能）

3. ① 观察电磁铁吸引大头针的数目——越多磁性越强；方法叫转换法。② 不完全正确——必须补充前提"在电流一定时"匝数越多磁性越强（磁性强弱与电流、匝数都有关，需用控制变量法）。③ 大头针被电磁铁磁化成小磁体，下端为同名磁极，同名磁极相互排斥所以分散。

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