1、第二十章：电与磁第一节 磁现象 磁场1、 磁现象：磁性：物体能够吸引钢铁、钴、镍一类物质（吸铁性）的性质叫磁性。磁体：具有磁性的物体，叫做磁体。磁体具有吸铁性和指向性。磁体的分类：形状：条形磁体、蹄形磁体、针形磁体；来源：天然磁体（磁铁矿石）、人造磁体；保持磁性的时间长短：硬磁体（永磁体）、软磁体。磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极。磁极在磁体的两端。磁体两端的磁性最强，中间的磁性最弱。磁体的指向性：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（叫南极，用S表示），另一个磁极指北（叫北极，用N表示）。无论磁体被摔碎成几块，每一块都有两个磁极。磁极间的相互作用：同名磁极互相排斥，
2、异名磁极互相吸引。（若两个物体互相吸引，则有两种可能：一个物体有磁性，另一个物体无磁性，但含有钢铁、钴、镍一类物质；两个物体都有磁性，且异名磁极相对。）磁化：一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性，这种现象叫做磁化。钢和软铁都能被磁化：软铁被磁化后，磁性很容易消失，称为软磁性材料；钢被磁化后，磁性能长期保持，称为硬磁性材料。所以钢是制造永磁体的好材料。2、磁场：磁场：磁体周围的空间存在着磁场。磁场的基本性质：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发生的。磁场的方向：把小磁针静止时北极所指的方向定为那点磁场的方向。磁场中的不同位置，一般说磁场方向不同。磁感线：在磁场中
3、画一些有方向的曲线，任何一点的曲线方向都跟放在该店的磁针北极所指的方向一致。这样的曲线叫做磁感线。对磁感线的认识：磁感线是在磁场中的一些假想曲线，本身并不存在，作图时用虚线表示；在磁体外部，磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极。在磁体内部正好相反。磁感线的疏密可以反应磁场的强弱，磁性越强的地方，磁感线越密，磁性越弱的地方，磁感线越稀；磁感线在空间内不可能相交。典型的磁感线：3、地磁场：地磁场：地球本身是一个巨大的磁体，在地球周围的空间存在着磁场，叫做地磁场。地磁场的北极在地理南极附近；地磁场的南极在地理北极附近。小磁针能够指南北是因为受到了地磁场的作用。地理的两极和地磁的两极并不重合，磁针所指
4、的南北方向与地理的南北极方向稍有偏离（地磁偏角），世界上最早记述这一现象的人是我国宋代的学者沈括。（梦溪笔谈）第二节 电生磁1、奥斯特实验：最早发现电流磁效应的科学家是丹麦物理学家奥斯特。奥斯特实验： 对比甲图、乙图，可以说明：通电导线的周围有磁场；对比甲图、丙图，可以说明：磁场的方向跟电流的方向有关。2、 通电螺线管的磁场：通电螺线管外部的磁场方向和条形磁体的磁场一样。通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极，通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。3、安培定则：用右手握螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。第三节 电磁铁 电磁继电器1、 电磁铁：定义
5、：插有铁芯的通电螺线管。特点：电磁铁的磁性有无可由通断电控制，通电有磁性，断电无磁性；电磁铁磁极极性可由电流方向控制；影响电磁铁磁性强弱的因素：电流大小、线圈匝数、：电磁铁的电流越大，它的磁性越强；电流一定时，外形相同的电磁铁，线圈匝数越多，它的磁性越强。2、 电磁继电器：电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接地控制高电压、强电流电路的装置。电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。电磁继电器的结构：电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、动触点和静触点组成，其工作电路由低压控制电路和高压工作电路组成。3、 扬声器：扬声器是将电信号转化成声信号的装置，它由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆
6、构成。扬声器的工作原理：线圈通过如图下所示电流时，受到磁体吸引而向左运动；当线圈通过方向相反的电流时，受到磁体排斥而向右运动。由于通过线圈的电流是交变电流，它的方向不断变化，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。第四节 电动机1、 磁场对通电导线的作用： 通电导体在磁场里受到力的作用。力的方向跟磁感线方向垂直，跟电流方向垂直； 通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关。（当电流方向或磁感线方向两者中的一个发生改变时，力的方向也随之改变；当电流方向和磁感线方向两者同时都发生改变时，力的方向不变。） 当通电导线与磁感线垂直时，磁场对通电导线的力最大；当通电
7、导线与磁感线平行时，磁场对通电导线没有力的作用。2、 电动机：电动机是根据通电线圈在磁场中因受力而发生转动的原理制成的，是将电能转化为机械能的装置。电动机是由转子和定子两部分组成的。换向器的作用是每当线圈刚转过平衡位置时，能自动改变线圈中电流的方向，使线圈连续转动。改变电动机转动方向的方法：改变电流方向（交换电压接线）或改变磁感线方向（对调磁极）。提高电动机转速的方法：增加线圈匝数、增加磁体磁性、增大电流。第五节 磁生电1、 电磁感应现象：英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。内容：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，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。
8、导体中感应电流的方向，跟导体的运动方向和磁感线方向有关。（当导体运动方向或磁感线方向两者中的一个发生改变时，感应电流的方向也随之改变；当导体运动方向和磁感线方向两者同时都发生改变时，力的方向不变。）2、发电机：发电机是根据电磁感应现象制成的，是将机械能转化为电能的装置。发电机是由定子和转子两部分组成的。从电池得到的电流的方向不变，通常叫做直流电。（DC）电流方向周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流电。（AC）在交变电流中，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，简称赫，符号为Hz。我国供生产和生活用的交流电，电压是220V，频率是50Hz，周期是0.02s，即1s内有50个周
9、期，交流电的方向每周期改变2次，所以50Hz的交流电电流方向1s内改变100次。第二十二章 能源与可持续发展第一节 能源家族化石能源：煤、石油、天然气。生物质能：由生命物质提供的能量称为生物质能，如：食物、柴薪等。所有生命物质中都含有生物质能。一次能源：可以从自然界直接获取的能源为一次能源。如煤、石油、天然气、风能、水能、潮汐能、太阳能、地热能、核能、柴薪等。 二次能源：无法从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源称为二次能源。如电能。不可再生能源：凡是越用越少，不能在短期内从自然界得到补充的能源，都属于不可再生能源。如煤、石油、天然气、核能。 可再生能源：可以从自然界中源源不断
10、地得到的能源，属于可再生能源。如水能、风能、太阳能、食物、柴薪、地热能、沼气、潮汐能等。按使用开发的时间长短来分类，能源还可以分成常规能源和新能源。如化石能源、水能、风能等数常规能源，核能、太阳能、潮汐能、地热能属新能源。第二节：核能1、 裂变：用中子轰击较重的原子核，使其裂变为较轻原子核的一种核反应。核反应堆中的链式反应是可控的，原子弹的链式反应是不可控的。 核电站利用核能发电，目前核电站中进行的都是核裂变反应。2、 聚变：使较轻原子核结合成为较重的原子核的一种核反应。，也被成为热核反应。 氢弹爆炸的聚变反应是不可控的。核能的优点和可能带来的问题：核能的优点：核能将是继石油、煤和天然气之后的
11、主要能源。利用核能发电不仅可以节省大量的煤、石油等能，而且用料省，运输方便。核电站运行时不会产生二氧化碳、二氧化硫和粉尘等对大气和环境污染的物质，核电是一种比较清洁的能源。利用核能可能带来的问题：如果出现核泄漏会造成严重的放射性环境污染。 第三节 太阳能在太阳的内部，氢原子核在超高温度条件下发生聚变，释放出巨大的核能。大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射除去。绿色植物的光合作用将太阳能转化为生物体的化学能。我们今天使用的煤、石油、天然气等化石燃料，实际上是来自上亿年前地球所接收的太阳能。太阳能的利用： 利用集热器加热物质（热传递，太阳能转化为内能）； 用太阳能电池把太阳能转化为电能（太阳能转化
12、为电能）。 太阳能具有取之不尽、用之不竭，清洁无污染等优点。第四节 能量的转化和守恒1、能源革命：人类历史上不断进行着能量转化技术的进步，就是所谓的能源革命。能源革命导致了人类文明的跃进。第一次能源革命：钻木取火；第二次能源革命：蒸汽机的发明；第三次能源革命：核能能量的转化和转移具有方向性。3、 能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。第五节 能源与可持续发展煤和石油燃烧时生成的主要污染物是粉尘和有害气体。未来的理想能源必须满足以下四个条件： 必须足够丰富，可以保证长期使用； 必须足够便宜，可以保证多数人用得起； 相关技术必须成熟，可以保证大规模使用；必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。解决能源紧张的途径：由于人类的生存和发展使得能源的消耗量持续增长，因此人类必须不断地开发和利用新能源，同时增强节能意识，不断提高能源的利用率，这是目前解决能源紧张的重要途径。
