《九年级物理20章电与磁思维导图》

一、磁现象的初步认识 (第一节)

• 磁性：
  • 定义：物体吸引铁、钴、镍等物质的性质。
  • 磁体的概念：具有磁性的物体。
  • 常见的磁体：条形磁铁、蹄形磁铁、磁针。
• 磁极：
  • 定义：磁体上磁性最强的部分。
  • 种类：南极(S极)和北极(N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：磁体周围存在的一种特殊物质，能够传递磁力。
  • 基本性质：对放入其中的磁体产生力的作用。
  • 磁感线：
    • 概念：为了形象地描述磁场而假想的曲线。
    • 特点：磁感线是闭合曲线，在磁体外部从N极指向S极，在磁体内部从S极指向N极。磁感线的疏密程度反映磁场的强弱，磁感线的方向代表磁场的方向。
• 地磁场：
  • 地球本身是一个巨大的磁体。
  • 地磁南北极与地理南北极并不完全重合，存在磁偏角。
  • 地磁场对地球上的生命有保护作用。

二、电流的磁场 (第二节)

• 奥斯特实验：
  • 实验内容：电流的磁效应。
  • 实验结论：通电导体周围存在磁场，电流能产生磁场。
• 电流磁场的方向：
  • 通电直导线磁场的方向：右手螺旋定则（安培定则一）：用右手握住直导线，让大拇指指向电流的方向，那么四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
  • 通电螺线管磁场的方向：右手螺旋定则（安培定则二）：用右手握住螺线管，让四指弯曲指向电流的方向，那么大拇指所指的那端就是螺线管的N极。
• 影响电磁铁磁性强弱的因素：
  • 电流的大小：电流越大，磁性越强。
  • 线圈的匝数：匝数越多，磁性越强。
  • 有无铁芯：有铁芯比没有铁芯磁性强得多。
• 电磁铁的优点：
  • 磁性的有无可以通过电流的通断来控制。
  • 磁性的强弱可以通过电流的大小和线圈的匝数来调节。
  • 磁极的方向可以通过改变电流的方向来改变。
• 电磁继电器：
  • 工作原理：利用电磁铁控制电路的通断。
  • 作用：实现自动控制、远程控制，用低电压、弱电流控制高电压、强电流。

三、磁场对通电导线的作用力 (第三节)

• 磁场对通电导线的作用：
  • 结论：磁场对通电导线有力的作用。
  • 力的方向：与磁场方向和电流方向都有关。
• 影响通电导线在磁场中受力大小的因素：
  • 磁场强弱：磁场越强，受力越大。
  • 电流大小：电流越大，受力越大。
  • 导线长度：导线越长，受力越大。（有效长度）
  • 导线方向与磁场方向的关系：当导线与磁场方向垂直时，受力最大；当导线与磁场方向平行时，不受力。
• 通电导线在磁场中受力方向的判断：
  • 左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内。让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是导体受力的方向。
• 电动机：
  • 工作原理：通电导体在磁场中受到力的作用。
  • 构造：主要由定子和转子组成。
  • 换向器：改变线圈中的电流方向，使线圈持续转动。
  • 能量转化：电能转化为机械能。

四、电磁感应 (第四节)

• 电磁感应现象：
  • 现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生电流。
  • 感应电流：电磁感应现象中产生的电流。
  • 产生的条件：闭合电路、一部分导体、切割磁感线运动。
• 感应电流方向的判断：
  • 右手定则：伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内。让磁感线从掌心进入，拇指指向导体的运动方向，那么四指所指的方向就是感应电流的方向。
• 影响感应电流大小的因素：
  • 磁场强弱：磁场越强，感应电流越大。
  • 运动速度：切割磁感线的速度越快，感应电流越大。
  • 线圈匝数：切割磁感线的导线匝数越多，感应电流越大。
• 发电机：
  • 工作原理：电磁感应现象。
  • 构造：主要由定子和转子组成。
  • 能量转化：机械能转化为电能。
  • 交流发电机：产生交流电，电流的大小和方向随时间周期性变化。
• 麦克风：声音振动 -> 膜片振动 -> 线圈振动 -> 切割磁感线 -> 产生感应电流 -> 将声音信号转化为电信号。

五、电磁波 (第五节)

• 电磁波的产生：

  • 变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。
  • 电磁波是电场和磁场的周期性变化的传播。

• 电磁波的传播：

  • 电磁波不需要介质，可以在真空中传播。
  • 电磁波在真空中的传播速度等于光速，c = 3 × 10^8 m/s。

• 电磁波的波长、频率和波速：

  • 波速 (c) = 波长 (λ) × 频率 (f)

• 电磁波的应用：

  • 无线电广播、电视、移动通信、雷达、遥控等。

• 电磁波的谱：

  • 按照波长或频率的顺序排列起来的电磁波。
  • 常见的电磁波：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。

• 电磁辐射的防护：

  • 了解电磁辐射的来源和影响。
  • 采取适当的防护措施，如保持距离、缩短时间、使用屏蔽材料等。

    六、信息的传递 (本章拓展)

• 电磁波在信息传递中的应用：调制，解调，编码，解码等。

• 光纤通信：利用光的全反射进行通信。

• 卫星通信：利用卫星作为中继站进行通信。

总结:

本章主要讲述了电与磁之间的联系和应用，包括磁现象、电流的磁场、磁场对电流的作用、电磁感应以及电磁波等重要概念。理解和掌握这些概念，不仅能够解释生活中的一些现象，也是进一步学习电磁学的基础。思维导图可以帮助学生更好地梳理知识结构，形成系统的认知。记住，电与磁是一个统一体，它们相互联系，相互作用，构成了丰富多彩的电磁世界。