初中物理二十 电与磁

专题二十电与磁

第1节磁现象磁场

一、磁性、磁体、磁极和磁化

1.磁性：够吸引铁、钻、锲等物质，这种性质叫磁性。

2.磁体：有磁性的物体叫磁体

3.磁极：磁体上磁性最强的部分叫做磁极。自由转动的磁体静止来时，指南的那一端叫磁体的南

极，用符号S表示，指北的一端叫磁体的北极，用符号N表示。

磁极间的相互作用规律:同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引（如图）

人入

异名磁极相互吸引同名磁极相互排斥

4.磁化：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫做磁化

例题1：关于磁体和磁场，以下说法中错误的是（）

A.悬挂起来的小磁针静止时，小磁针的北极指向地理的北极附近

B.磁体之间的相互作用力是通过磁场而发生的

C.铁、铜、铝等金属材料都能够被磁化

D.通电导体周围一定存在磁场

【考点】磁场；地磁场；通电螺线管的磁场

【答案】C

【解析】

A、地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，悬挂起来的小磁针受到地磁场的作用，

静止时，小磁针的北极指向地磁南极，在地理的北极附近，不符合题意；

B、同名磁极的相互排斥和异名磁极之间的相互吸引都是通过周围的磁场发生作用，所以磁体之

间的相互作用力是通过磁场而发生的，不符合题意；

C、只有磁性材料才能够被磁化，铁是磁性材料能被磁化，铜和铝不是磁性材料，不能被磁化，

符合题意；

D、奥斯特实验证明了通电导体周围一定存在磁场，不符合题意；

故选C.

【分析】此题需要用到的知识有：地磁场，磁化，磁性材料，磁体间的作用规律，电流的磁场,

由于受到地磁场的作用，悬挂的小磁针静止时总是一端指南一端指北，指南的是南极，指北的是北极，

只有磁性材料才能被磁化，磁极之间的作用都是通过磁体周围的磁场来完成的，电流周围存在着磁场。

二、磁场与磁感线

1.概念：磁体的周围存在磁场，磁场是看不见摸不着的，但它是确实存在着的，是一种物质。

2.性质：磁场的基本性质是对放入其中的磁体能够产生力的作用，也就是说，磁极间的相互作用

力是通过磁场来发生的。小磁针静止后一端指南，另一端指北，当把条形磁体放在小磁针附近时，会

看到小磁针发生了偏转，这是因为小磁针受到了条形磁体磁场的作用。如图所示。

条形磁体小磁针的指向

3.方向：在磁场中的某一点，规定小磁针静止时北极（N极）所指的方向就是该点的磁场方向。

4.磁感线：磁场可借助磁感线来描述，磁感线上任何一点的切线方向就是该点的磁场方向，磁感

线的疏密还可以表示磁场的强弱，越接近磁极的地方磁感线越密。磁感线在磁体外总是从N极发出，

最后回到S极。几种常见磁场的磁感线如图所示。

各种磁体的磁感线方向

5.对磁感线与磁场的理解

⑴磁场是真实存在的，人们为了形象地描述磁场，参照铁屑落在磁体周围所呈现的形状绘制了磁

感线，实际磁感线并不存在；

⑵在磁体外部，规定磁感线的方向是从N极到S极；磁体周围某点小磁针静止时N极所指的方

向为该点磁场方向；

⑶磁感线的疏密程度可表示磁场的强弱。

6.地磁场和磁偏角

⑴地磁场

①地球是一个巨大的磁体，在地球周围的空间里存在着磁场，叫做地磁场。

②地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近，地磁场的磁感线从地磁北极出发到地磁

南极，能自由转动的小磁针静止时能指明南北方向，就是因为受到地磁场的作用。

⑵磁偏角

地磁的两极跟地理的两极并不重合，存在磁偏角；我国宋代学者沈括（1031年〜1095年）是世界

上最早记述这一现象的人，比西方早了400年。

例题2：下列关于磁场，磁感线的说法正确的是（）

A.磁体间的相互作用规律通过磁感线来实现

B.磁感线是磁场中真实存在的一些曲线，磁感线越密的地方磁场的磁性越强

C.磁体周围的磁场方向是从磁体的N极出发，回到磁体的S极的，构成闭合曲线

D.磁感线上某一点的切线方向与放在该点的小磁针静止时N极所指的方向相反

【考点】磁感线及其特点

【答案】C

【解析】

A.磁体间的相互作用规律是通过磁场来实现的，A不符合题意；

B.磁感线不是磁场中真实存在的曲线，而是人为加上去的，用来形象地描述磁场，B不符合题意；

C.磁体周围的磁场方向是从磁体的N极出发，回到磁体的S极的，磁感线构成闭合曲线，C符合

题意；

D.磁感线上某一点的切线方向与放在该点的小磁针静止时N极所指的方向一致，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】物理学中引入磁感线描述磁场，磁感线的疏密表示磁场强度，某一点小磁针N极所指的

方向表示磁场方向。

例题3：如图是我国早期的指南针--司南，它是把天然磁石磨成勺子的形状，放在水平光滑的

“地盘”上制成的。东汉学者王充在《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南”。“柢”指的

是司南长柄，下列说法中正确的是（）

①司南指南北是由于它受到地磁场的作用

②司南长柄指的是地磁场的北极

③地磁场的南极在地球地理的南极附近

④司南长柄一端是磁石的北极

A.只有①②正确B.只有①④正确C.只有②③正确D.只有③④正确

【考点】地磁场

【答案】A

【解析】

地球本身是一个大磁体，司南是用天然磁石磨制成的勺子，即其实质就是一块磁铁，在地球的磁

场中受到磁力的作用，其静止时其勺柄指向南方，即指南的南极用S表示；地理上的南极是地磁的北

极，故12正确，34错误。

故选：A.

【分析】（1）地球本身是一个巨大的磁体，地球周围的磁场叫做地磁场；（2）指南针是根据地磁场的

作用工作的，地磁的南极在地理的北极附近，而地磁的北极在地理的南极附近，再根据磁极间的作用

规律，可判断指南针的指向。（3）司南实际上就是一个磁铁；磁体静止时，指南的叫南极用字母S表

示；指北的叫北极，用字母N表示。

三、实验探究磁场方向与磁感线分布特点

1.实验器材：

条形磁铁、蹄形磁铁（U形磁铁）、铁屑、小磁针（若干）、玻璃板。

2.实验步骤

（1）把小磁针均匀排列在条形磁铁周围，观察小磁针N极的指向。

（2）在玻璃板上均匀铺上铁屑，将玻璃板放在条形磁铁上,轻轻振动玻璃板,观察铁屑的分布情况。

(3)用蹄形磁铁重复完成以上两步骤。如图所示。

③㊀®

0③

◎㊀

①…①

条形磁铁与蹄形磁铁铁销的分布情况小磁针在条形磁铁的分布情况

3.实验方法

(1)转换法：通过小磁针的分布显示出磁场的存在及磁场的强弱。

①对于磁场，既看不见又摸不着，无法直接感知它，我们可以通过磁场对磁体的作用来证明磁场

的存在。在磁体周围放入小磁针，小磁针方向发生了偏转，这说明磁体的周围存在磁场。

②放入的小磁针越多，越能较形象地显示磁场的分布特点。为了使效果更好，在玻璃板上撒上小

铁屑，铁屑被磁铁磁化后就相当于无数个小磁针，小磁针在磁场的作用下有规则地再次排列，磁场的

分布情况也被形象地显示出来。

(2)理想模型法：用磁感线描述磁场。

①研究物理问题时，需要把复杂的问题简单化，构建理想化的物理模型，有时为了形象地描述某

种物理现象，需要引入一些模型。这种方法称为“理想模型法”。

②磁感线上某一点的切线方向代表该点的磁场方向，磁感线的疏密表示磁场的强弱。磁感线密的

地方磁场强，磁感线疏的地方磁场弱。

例题4：在研究两个靠近的异名磁极周围磁感线的分布时，几位同学提出了以下四种猜想:

⑴利用所学知识，断定猜想和肯定是错误的.你判断的依据是：磁体外部的磁感

线都是。

⑵请设计一个简单实验，验证剩下的两个猜想是否正确.简述你的实验方案.

主要器材：；

简要做法：；

判断方法：。

【考点】磁感线及其特点；物理学方法

【答案】⑴2；4；从N极出发，回到S极⑵小磁针；将小磁针置于异名磁极周围不同处；观察

小磁针稳定后N极的指向。

【解析】

(1)在磁体的外部，磁感线是从磁体的北极出来，回到南极，而2和4都是从磁体的南极出来回到

北极，所以猜想2和4错误.

故答案为：2；4；从N极出发，回到S极。

(2)我们规定，小磁针静止时北极所指的方向就是该点磁场的方向，也就是磁感线的方向，所以我

们可以把小磁针放入磁场中，观察小磁针静止时北极所指的方向，从而判断猜想是否正确。

故答案为：小磁针；将小磁针置于异名磁极周围不同处；观察小磁针稳定后N极的指向。

【分析】（1）要解决此题，需要掌握磁感线的概念和特点，在磁体的外部，磁感线都是从磁体的北

极出来，回到南极.（2）要解决此题，需要知道磁感线是来描述磁场的，磁感线的方向就是该点磁场的方

向.根据规定，小磁针静止时北极所指的方向就是该点磁场的方向即磁感线的方向。

例题5：某同学研究磁体周围的磁场情况，将一根条形磁体放在水平桌面上，在它周围放置一些

小磁针，小磁针的指向情况如图甲所示；将小磁针拿掉之后，在条形磁体上面放一块有机玻璃，玻璃

上均匀撒一层铁屑，轻轻敲打玻璃，可以看到铁屑的分布情况如图乙所示；根据甲图和乙图所示的实

验现象，用磁感线描述条形磁体周围的磁场情况如图丙所示。下列说法不正确的是（）

A.图甲所示的实验，研究的是条形磁体周围的磁场方向特点

B.图乙所示的实验，研究的是条形磁体周围的磁场分布特点

C.图丙所示的条形磁体周围的磁感线，是人们为了描述磁场建立的物理模型

D.由图丙可知，条形磁体周围的磁场是由磁感线组成的

【考点】磁现象；磁场

【答案】D

【解析】

A.图甲中，条形磁体周围不同位置上放一些小磁针，小磁针N极所指的方向不同，可以研究条形

磁体周围的磁场方向特点，A不符合题意；

B.图乙中，利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围磁场的分布，B不符合题意；

C.图丙中条形磁体周围的磁感线，是人们利用建模的方法画出来的并不真实存在的曲线，C不符

合题意；

D.磁场是一种物质，为了描述磁场的分布引入了磁感线，磁感线其实不存在，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】磁体周围有磁场，可以通过小磁针反应磁场的分布，磁感线是人们假想的线。

四、物体具有磁性的判断

1.物体磁性判断

磁体有四种特性：一是吸铁性，二是指向性，三是磁极磁性最强，四是磁极间的相互作用。在判

断一个物体是否有磁性时，可以利用上面的任何一个特性。但要判断一个磁体的N、S极时，只能利

用“指向性”和“磁极间的相互作用和

2.钢棒具有磁性的判断

判断方法：

⑴如下图所示，如两次都不吸引，则A、B都没有磁性；如两次都吸引，则A、B都有磁性；如

只有1吸引，则B有磁性，A没有；如只有2吸引，则A有磁性，B没有。

AB

II

12

⑵如下图所示：如始终没有相互作用，则A、B都没有磁性；如吸引力保持不变，则A没有磁性，

B有磁性；如吸引力由强一弱一强，则A有磁性，B没有磁性；如先吸引后排斥，或先排斥后吸引,

则A、B都有磁性。

.A

］一►向右平移

例题6：两根外形完全相同的钢棒A、B,其中一根有磁性，另一根没有磁性，怎样才能判断哪一

根有磁性？（写出两种判断方法）

方法一：；

方法二：。

【考点】物体是否具有磁性的判断方法

【答案】

方法一：根据磁体指南北的性质来判断，用细线分别将两根钢棒悬挂起来，使他们能在水平面内

自由转动。使钢棒静止时，若始终是指向南北的一根就具有磁性，另一根则没有。

方法二：根据磁体具有磁性来判断，取一根没有磁性的钢棒，分别去靠近钢棒，能与钢棒互相吸

引的钢棒具有磁性。

【解析】

地球是一个大磁体，用细线分别将两根钢棒从中间悬挂起来，使他们能在水平面内自由转动，钢

棒静止时，有磁性的钢棒会受到地球磁场的作用，始终指向南北，所以始终指向南北的一根就具有磁

性，另一根则没有。具有磁性的钢棒可以吸引铁钻银等物质，根据这一性质，可以取无磁性的铁棒或

钢棒，分别靠近两个钢棒，能被吸引的那一根钢棒具有磁性，不被吸引的则没有磁性。

【分析】磁体具有指示南北的作用，磁体上两极的磁性最强，中间磁性最弱。

第2节电生磁

一、电流的磁效应

1.定义：任何通有电流的导线，都可以在其周围产生与电流有关的磁场，这种现象称为电流的磁

效应。

2.特点：在通有电流的长直导线周围，会有磁场产生，其磁感线的形状是以导线为圆心、封闭的

同心圆，且磁场的方向与电流的方向互相垂直。磁场方向与电流方向有关，磁场强弱与电流大小有关。

3.意义：1820年，丹麦物理学家奥斯特通过实验证实了通电导体和磁体一样，周围存在磁场，从

而揭示了长期以来认为性质不同的电现象与磁现象之间的联系，使电磁学进入了一个崭新的发展时期。

例题7：第一个发现“电流磁效应”的科学家是（）

A.法拉第B.安培C.牛顿D.奥斯特

【考点】通电直导线周围的磁场

【答案】D

【解析】

A.法拉第发现了磁生电，即电磁感应，故A不符合题意；

B.安培研究了电流的磁场的判断方法：安培定则，故B不符合题意；

C.牛顿建立了三大力学定律和发现了万有引力，故C不符合题意；

D.奥斯特发现了通电导体周围存在磁场，是第一个发现电流磁效应的科学家，故D符合题意。故

选D.

【分析】电流磁效应即电流产生磁场的现象，是1820年丹麦的物理学家奥斯特发现的。

二、通电螺线管的性质

1.通电螺线管周围的铁屑分布情况与条形磁体的一样。因此，其周围的磁场与条形磁体的磁场相

同。

2.通电螺线管的磁极不仅和电流的方向有关，还和线圈的绕向有关。

3.通电螺线管的磁极极性可用安培定则（右手螺旋定则）来判定：

用右手握螺线管，让四指弯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，如

图所示。

安培定则的操作方法

4.通电螺线管的磁性强弱与有无铁芯（有铁芯称为电磁铁）、电流的大小、线圈匝数的多少有关。

5.通电螺线管内部磁场的方向是：S极-N极，螺线管内部小磁针静止时的指向如图所示。

例题8:1820年，安培在科学院例会上做了一个实验，引起了众科学家的兴趣。如图所示，把通

电螺线管沿东西方向水平悬挂起来，然后给导线通电，会发生的现象是（）

A.通电螺线管仍保持原位置静止

B.通电螺线管转动，但最后又回到原位置

C.通电螺线管转动，直至A指向北，B指向南

D.通电螺线管转动，直至A指向南，B指向北

【考点】通电螺线管的磁场；安培定则；地磁场

【答案】D

【解析】

由右手螺旋定则可知，螺线管A端为S极B端为地磁N极；地球的南极为地磁N极，北极为S

极，螺线管东西悬挂，故在地磁的相互作用下，螺线管会转动，直至A指向南，B指向北才能处于平

衡状态，ABC不符合题意，D符合题意。

故答案为：Do

【分析】根据安培定则，结合电流方向判断磁极位置；磁体的南极指南。

三、奥斯特实验

1.实验过程：如图所示，将一根导线平行放置于小磁针上方，观察导线通电时小磁针是否偏转，

改变电流方向，再观察一次。

2.实验现象：导线通电时小磁针发生偏转，切断电流时小磁针又回到原来位置，当电流方向改变

时，磁针的偏转方向也相反。

3.结论：（1）比较甲、乙两图说明通电导体周围存在着磁场。（2）比较甲、丙两图说明磁场方向与电

流方向有关。

甲：通电乙：断电丙：改变电流方向

例题9：如图是奥斯特实验的示意图，以下关于奥斯特实验的分析正确的是（）

A.通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定

B.小磁针的指针发生偏转说明通电导线产生的磁场对小磁针有力的作用

C.移去小磁针后的通电导线周围不存在磁场

D.通电导线周围的磁场方向与电流方向无关

【考点】通电直导线周围的磁场

【答案】B

【解析】

A、通电导线周围磁场方向由电流的方向决定的，而不是小磁针的指向决定的，A不符合题意；

B、小磁针的指针发生偏转说明通电导线产生的磁场对小磁针有力的作用，B符合题意；

C、移去小磁针后，通电导线周围的磁场依然存在，C不符合题意；

D、通电导线周围的磁场方向与电流方向有关，D不符合题意。

故答案为：B

【分析】奥斯特实验：将通电导线放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，该实验证明了通电导

体周围存在磁场；产生的磁场方向与电流的方向有关。

四、安培定则的使用方法

1.安培定则

安培定则也叫右手螺旋定则，表示电流和电流产生的磁场方向间关系的定则。

⑴通电直导线中的安培定则（安培定则一）：用右手握住通电直导线，让大拇指指向电流的方向，

那么四指指向就是磁感线的环绕方向；

⑵通电螺线管中的安培定则（安培定则二）：用右手握住通电螺线管，让四指指向电流的方向，那

么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。

2.应用范围

（1）根据电流方向判断磁场方向；

（2）根据磁场方向判断电流方向。

例题10：通电直导线在磁场中受到力的作用，力的方向与磁场方向、电流方向都垂直，磁场力的

方向可以用左手定则来判断：伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面

内；将左手放入磁场让磁感线从手心垂直穿过，并使四指指向电流的方向，这时大拇指所指的方向就

是通电导线所受磁场力的方向，如图甲所示。如图乙某区域内存在竖直向下的磁场，一个带负电的粒

子某时刻的运动方向水平向右，则此时该粒子所受磁场力方向为（）

A.水平向右B.水平向左C.垂直于纸面向里D.垂直于纸面向外

【考点】产生感应电流的条件、左手定则

【答案】D

【解析】

由图知，电子水平向右运动，因电子定向移动的方向与电流的方向相反，所以电流的方向是水平

向左的；根据左手定则，伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，

让磁感线垂直穿过掌心，四指指向电流的方向（即水平向左），大拇指所指的方向为磁场力的方向，所

以此时该粒子所受磁场力方向为垂直于纸面向外。

故答案为：D。

【分析】导体棒做切割磁感线运动时，电路中就会产生电流，产生的电流很小，需要用灵敏电流

计来测量。

第2节电磁铁电磁继电器

一、电磁铁

1.电磁铁：内有铁芯的螺线管

2.影响电磁铁磁性强弱的因素：电流的大小、线圈匝数的多少。如图所示。

通过的电流相等，匝数越多电流越大，磁性越强，能够吸引的铁钉

磁性越强能够吸引的铁钉越多越多,反之，能够吸引的铁钉就越少

3.电磁铁的优点：磁性的有无由电流的有无来控制；磁性的强弱可以由电流的大小来改变;磁极通

过变换电流的方向来改变。

4.电磁铁的用途:电磁超重机、电铃、电磁继电器、听筒等。

例题11：关于电磁铁，下列说法中正确的是（）

A.电磁铁是根据电流的热效应制成的B.电磁铁中的铁芯可以用铜棒代替

C.电磁起重机中的磁体必须用电磁铁D.电磁铁磁力强弱与电流方向有关

【考点】电磁铁的其他应用

【答案】C

【解析】

A.电磁铁是利用电流的磁效应的原理制成的，A不符合题意；

B.电磁铁的铁芯需用软磁性材料制成，铜不是磁性材料，故不可以用铜棒代替，B不符合题意;

C.电磁起重机的主要部件是电磁铁，与永磁体相比，它的优点是：磁性的有无可以控制、磁性的

强弱可以控制、极性可以控制，C符合题意；

D.电磁铁磁力强弱与电流方向无关，电磁铁的磁性强弱跟电流的大小以及线圈的匝数有关，D不

符合题意。故答案为：C。

【分析】有铁芯的螺旋管是电磁铁；电磁铁利用电流的磁效应工作；电磁起重机使用了电磁铁。

二、电磁继电器

1.定义：电磁继电器是通过电磁铁，利用低电压、弱电流的通断，来控制高电压、强电流电路的

装置。

2.原理：电磁铁通电时，把衔铁吸下来，工作电路闭合；电磁铁断电时，电磁铁失去磁性，弹簧

把衔铁拉起来，切断工作电路。

3.实质：一个由电磁铁控制的开关。

例题12：电磁继电器广泛用于各种自动控制电路中，如图所示是温度自动报警器的原理图，下列

说法中错误的是（）

A.报警时电磁铁的左端是N极

B.温度计是根据液体热胀冷缩的性质工作的

C.电磁继电器应用了电流的磁效应

D.电磁继电器是一种电路开关，它可以用一个电路控制另一个电路

【考点】安培定则；电磁铁性质；电流磁效应

【答案】A

【解析】

A.由图可知，电磁铁中的电流是从左端流入，右端流出，根据安培定则可知，电磁铁的右端为N

极，左端为S极，A错误，符合题意；

B.温度计是根据液体热胀冷缩的性质工作的，B正确，不符合题意；

C.电磁继电器的核心部件是电磁铁，电磁铁通电后有磁性，利用的是电流的磁效应，C正确，不

符合题意；

D.电磁继电器的实质就是一个利用电磁铁控制工作电路通断的开关，D正确，不符合题意。

故答案为：A.

【分析】奥斯特实验证明电流周围存在这磁场，通电螺线管周围的磁场可以利用右手螺旋定则判

断N极和S极。

三、扬声器

1.作用：扬声器是把电信号转换成声音信号的一种装置。

2.构造：由永久磁体（T形铁）、线圈（音圈）、锥形纸盆构成，如图所示。

3.原理：线圈通电产生磁性后与永久磁体发生作用，当电流方向如图所示时，两者相吸，通电线

圈带动纸盆向下运动；当电流方向改变时，通电线圈带动纸盆向上运动；电流的大小影响纸盆振动的

幅度，于是扬声器就发出了随电流变化的声音。

4.应用：收音机、电视机、音箱中都有扬声器。

5.能量转化：扬声器工作过程与电动机相同，都是将电能转化为机械能。

例题13：一种动圈式扬声器可以代替话筒使用。如图所示，人对着扬声器的锥形纸盆说话、声音

使纸盆振动，与纸盒相连的线圈也会随着振动（线圈放在一个永久磁体的磁场中），这时线圈中就会产

生随着声音变化的电流。以下装置图中能够揭示这一原理的是（）

A.

【考点】磁场对通电导线的作用

【答案】A

【解析】

人对着扬声器的锥形纸盆说话、声音使纸盆振动，与纸盒相连的线圈也会随着振动(线围放在一个

永久磁体的磁场中)，这时线圈中就会产生随着声音变化的电流，由此可知其工作原理是电磁感应现

象。

A.该图是电磁感应原理，即闭合回路中的一部分导体做切割磁感线运动，产生电流的现象，A符

合题意；

B.该图是奥斯特实验，即通电导体周围存在磁场，B不符合题意；

C.该图是电动机的原理图，即通电导体在磁场中受力的作用而运动；C不符合题意；

D.该图是探究电磁铁磁性强弱的影响因素的实验，利用电流的磁效应，D不符合题意。

故答案为：Ao

【分析】导体棒做切割磁感线运动时，电路中就会产生电流，这种现象叫做法拉第电磁感应定律，

此即为发电机的工作原理，产生的电流方向与导体棒的运动方向和磁场方向有关。

四、实验探究电磁铁的磁性强弱与什么因素有关

1.实验器材

纸筒、漆包线、两个相同的铁芯、铁钉若干、电源、开关、电流表、滑动变阻器和导线。

2.实验过程

探究实验一：线圈的匝数是否影响磁性强弱

a.自制螺线管：用漆包线分别绕成50匝和100匝的单层线圈，串联接入如图所示的电路中；

b.分别插入铁芯，闭合开关，比较它们吸引铁钉的数量。

探究实验二：线圈中电流大小是否影响磁性强弱

a.把自制的一个带铁芯的螺线管接入如图所示的电路中；

b.闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，改变电路中的电流，比较当通入的电流变化时，电磁铁吸

引铁钉的数量。

探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关

3.实验注意事项

(1)实验不能长时间进行，以免损坏电源。

(2)连接电路时开关应该处于断开状态。

(3)电路中的电流不宜过大，以免放出热量太多，烧坏电路。

4.实验方法

(1)控制变量法

由于电磁铁的磁性强弱与电流的大小、线圈的匝数多少有关。因此，在探究电磁铁磁性强弱与其

中某一因素的关系时，必须同时控制其他因素不变来进行分析比较。

(2)转换法

由于磁性强弱不便于直接观察，因此通过比较吸引铁针的数量来判断磁性强弱。

5.实验结论

通电螺线管中的电流越大，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。

例题14：根据如图所示实验，按要求回答：

（1）如图1所示，实验中通过观察电磁铁吸起大头针的多少，来判断它磁性强弱的不同。此实验得

出的结论是；

（2）如图2所示实验是探究磁场对电流的作用；下面以此实验为原理的是<,

A.扬声器B.动圈式话筒C.电动机D.发电机

【考点】影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究；电磁感应

【答案】（1）在电流相同时，电磁铁的线圈数越多，磁性越强。（2）AC

【解析】

（1）图1中两只电磁铁是串联在电路中的，所以流经它们的电流是相同时，同时还可以看到，它们

线圈的数是不同的，因此，本实验研究的是电磁铁磁性强弱与匝数的关系；通过分析现象可得出的结

论是：在电流相同时，电磁铁的线圈数越多，磁性越强。

（2）图2中有电源，当开关闭合时，导体中有电流通过，会受到磁场力的作用而运动；

A.扬声器是利用通电导体受到磁场力的作用工作的，A符合题意；

BD.动圈式话筒和发电机原理相同，都是根据电磁感应现象工作的，BD不符合题意；

C.电动机是利用通电线圈在磁场中受力运动的原理工作的，C符合题意。

故答案为：AC。

【分析】（1）探究磁性的强弱可以通过吸引小磁针的多少来反映，磁性越强，吸引的磁针越多，体

现了转换法的思想；电流可以产生磁场，即电流有磁效应，可以用来制作电磁铁，电流越大，产生的

磁场强度越大，匝数越多，产生的磁场越强；（2）导体棒做切割磁感线运动时，电路中就会产生电流,

这种现象叫做法拉第电磁感应定律，此即为发电机的工作原理，产生的电流方向与导体棒的运动方向

和磁场方向有关。

第4节电动机

一、磁场对通电导线的作用

1.通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向跟导线中的电流方向和磁场方向有关。当电流方向

或磁场方向与原来相反时，力的方向也与原来相反；当电流方向和磁场方向同时改变时，力的方向不

变。

2.能量转化：通电导线或通电线圈在磁场中受力发生运动时，本质是电能转化为机械能的过程。

例题15：如图是一台扫地机器人，其主要部件是电动机，下列四幅图中，与电动机工作原理相同

的是（）

扫地机器人

弹nLc

篝

割E

D.

【考点】磁场对通电导线的作用

【答案】B

【解析】

扫地机器人的其主要部件是电动机，即是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的;

A、图中是奥斯特实验装置图，说明通电导体周围存在着磁场。A不符合题意。

B、如图，通电导体在磁场中受力而运动，这是磁场对电流的作用，是电动机的原理图，B符合

题意。

C、闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中有感应电流，这种现象是电磁感

应现象，是发电机的原理图，C不符合题意。

D、图中是电磁继电器的原理图，闭合开关电磁铁具有磁性，这是电流的磁效应。D不符合题意。

故答案为：B.

【分析】处在磁场中的通电导体棒，电流对导体棒有力的作用，导体棒就会运动起来，这就是电

动机的原理，导体棒运动的方向与电流和磁场方向有关。

二、电动机

1.工作原理：直流电动机是根据通电线圈在磁场中受到力的作用而发生转动的原理制成的。

2.构造：直流电动机主要由两部分组成，即能够转动的线圈和固定不动的磁体。在电动机里，能

够转动的部分叫转子，固定不动的部分叫定子，电动机工作时，转子在定子中飞快地转动(如图所示)

3.能量转化：电能转化为机械能

4.换向器：

(1)构造：由两个铜半环构成；

(2)作用：能自动地改变线圈中的电流方向，使线圈能连续转动；

5.优点：构造简单、控制方便、体积小、效率高、功率可大可小、价格低、无污染。

例题16：如图为直流电动机的基本构造示意图。以下相关的分析中正确的是()

A.电动机是利用电磁感应的原理工作的

B.电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能

C.使线圈连续不停地转动下去是靠电磁继电器来实现的

D.仅改变磁感线的方向可以改变线圈转动的方向

【考点】实用电动机的构造、特点和应用；磁场对通电导线的作用

【答案】D

【解析】

A、电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理工作的，A不符合题意；

B、电动机工作过程中，消耗的电能大部分转化为机械能，有一部分电能转化成了热能，B不符

合题意；

C、使线圈连续不停地转动下去是靠换向器来实现的，C不符合题意；

D、电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理工作的，且所受力的方向与电流的方向和

磁场的方向有关，故仅改变磁感线的方向可以改变线圈转动的方向，D符合题意；

故答案为：D

【分析】磁场对通电导体有力的作用，导体受力的方向和电流方向有关，和磁场方向有关。

三、实验探究磁场对通电导体的作用

1.提出问题：

通电导体在磁场中是否受力的作用？

2.设计实验：

将金属轨道放在磁场中，再取一轻质金属杆，放在金属轨道上，将金属轨道连入电路中。

3.实验器材：电源、开关、导线、金属轨道、金属杆、蹄形磁铁、滑动变阻器

4.实验步骤：

(1)将所需器材按如图所示的电路连接好；

(2)将金属杆横放在金属轨道上，观察金属杆是否运动；

(3)闭合开关，观察金属杆是否运动，运动方向如何？

(4)改变电流的方向，观察金属杆是否运动，运动方向如何？

(5)保持电流方向不变，改变磁场的方向，观察金属杆的运动情况；

(6)同时改变电流方向和磁场方向，观察金属杆的运动情况；

5.实验记录：

电流方向无A-BB-AA-BB-A

磁场方向上f下上一下上一下下一上下f上

金属杆运动情况不动向左移动向右移动向右移动向左移动

6.实验结论:

通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向跟导体中的电流方向和磁场方向有关，当电流方向或

磁场方向与原来相反时，力的方向也与原来相反；当电流方向和磁场方向同时改变时，力的方向不变。

例题17：小华将导体ab放入磁场中，组装成如图所示的电路，探究“磁场对通电导体作用力的方

向与导体中电流方向是否有关”。

小华的主要实验步骤如下：

①闭合开关后，观察导体ab的运动方向，并记录在表格中，断开开关。

②把蹄形磁铁上、下磁极调换一下，同时把电源的正、负极对调后接入电路，闭合开关，观察导

体ab的运动方向，并记录在表格中。

根据以上叙述，回答下列问题：

(1)小华的探究过程中存在的问题：；

(2)请你针对小华探究过程中存在的问题，写出改正措施：

【考点】直流电动机的构造原理与工作过程

【答案】(1)没有控制磁场方向不变(2)将步骤2改为：保持磁体N极和S极的位置不变，把电源

的正、负极对调后接入电路，闭合开关，观察导体ab的运动方向，记录在表格中。

【解析】

(1)由于磁场对通电导体的作用力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，所以，探究“磁场对通电导

体作用力的方向与导体中电流方向是否有关”时，应控制磁场的方向不变，只改变电流方向；由题意

可知，此时存在的问题为没有控制磁场方向不变。

(2)将步骤2改为：保持磁体N极和S极的位置不变，把电源的正、负极对调后接入电路，闭合开

关，观察导体ab的运动方向，记录在表格中。

【分析】处在磁场中的通电导体棒，电流对导体棒有力的作用，导体棒就会运动起来，这就是电动机

的原理，导体棒的运动方向与电流和磁场方向有关。

四、判断通电导体在磁场中的受力情况

1.通电导体在磁场中受力情况的判定常与电动机原理相结合；通电导体在磁场中受力方向与磁场

方向和电流方向有关。

2.电流方向和磁场方向，只要一个发生变化，通电导体在磁场中受力方向就发生变化；电流方向

和磁场方向同时变化通电导体在磁场中受力方向不变。

例题18：探究“通电导体在磁场中受力与什么因素有关”的实验，如图所示。

(1)如图甲所示，将导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，闭合开关，导体ab向左运动，说明磁场对

_导体有力的作用；

(2)仅将图甲中磁铁的N、S极对调，闭合开关，导体ab向右运动，说明导体在磁场中的受力方

向与有关；仅将图甲中电源的正、负极对调，导体ab向右运动，说明导体ab在磁场

中的受力方向与有关；

(3)将导体换成线圈放入磁场中，如图乙所示，闭合开关，线圈不能持续转动，是因为线圈越过了

平衡位置以后，受到磁场的力要它的转动。为了使线圈持续转动下去，可以通过每半周改变

电流的方向或改变的方向，生活中的电动机一般是通过换向器改变的方向让线

圈持续转动起来的。

【考点】磁场对通电导线的作用

【答案】⑴通电⑵磁场方向电流方向⑶阻碍磁场电流

【解析】

(1)将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，闭合开关后，电路中有电流，导体运动，说明磁场

对通电导体有力的作用；

(2)导体在磁场中的受力方向与电流的方向和磁场的方向有关；仅将图甲中磁铁的N、S极对调，

闭合开关，导体ab向右运动，说明导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关；仅将图甲中电源的正、

负极对调，导体ab向右运动，说明导体ab在磁场中的受力方向与电流的方向有关；

(3)由图乙知，ab边受到向上的力，线圈越过了平衡位置以后，受到磁场的力的方向与运动方向

相反，要阻碍线圈的转动；为了使线圈持续转动下去，可以通过每半周改变电流的方向或改变磁场的

方向；生活中的电动机一般是通过换向器改变电流的方向让线圈持续转动起来的。

【分析】(1)磁场对通电导体有力的作用；(2)导体在磁场中受力和磁场方向有关，和电流方向有

关；(3)改变导体中的电流方向或磁场方向，可以改变导体的受力方向。

第5节磁生电

一、电磁感应

1.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产生电流的现象称为电磁感应，电磁感应中

产生的电流称为感应电流。

2.产生感应电流的条件：

一是“闭合电路的一部分导体”，这句话包括两层意思：①电路应该是闭合的，而不是断开的，即

组成电路的各元件连接成一个电流的通路；②导体一定是闭合电路的一部分。

二是“做切割磁感线运动”，所谓切割磁感线，可以是垂直切割，也可以是斜着切割，但导体运动

方向不能与磁场方向平行，可能是导体运动，也可能是磁场运动。

3.与感应电流方向有关的因素：

⑴在电磁感应现象中，感应电流的方向跟导体切割磁感线运动的方向和磁场方向有关；

⑵若将导体运动方向改为与原运动方向相反，或将磁场方向改为与原方向相反，则感应电流方向

将与原方向相反；

⑶若导体运动方向和磁场方向都变为与原来相反，则感应电流的方向不变。

4.能量转化：机械能转化为电能。

5.常见应用：发电机、动圈式话筒、变压器等。

例题19：用如图所示的装置探究感应电流产生的条件。闭合开关后，能产生感应电流的是()

A.导体棒AB静止在磁场中

B.导体棒AB做切割磁感线运动

C.导体棒AB沿磁场方向运动

D.只要让磁体运动，就一定能产生感应电流

【考点】电磁感应

【答案】B

【解析】

A.导体棒AB静止在磁场中，没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，A不符合题意；

B.闭合开关后，导体棒AB做切割磁感线运动，则会产生感应电流，B符合题意；

C.导体棒AB沿磁场方向运动，没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，C不符合题意；

D.若磁体沿竖直方向运动时，此时导体相对于磁体没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流,

D不符合题意。故答案为：B。

【分析】导体棒做切割磁感线运动时，电路中就会产生电流，产生的电流很小，需要用灵敏电流

计来测量。

二、发电机原理

1.工作原理：如图所示，交流发电机中的闭合线圈在磁场中转动，切割磁感线，产生感应电流,

故发电机的原理是电磁感应。

发电机的构造示意图

2.麦克风（话筒）

⑴麦克风也叫话筒，原理是电磁感应。结构如图所示。

⑵当对着话筒说话时，声音的振动使膜片发生振动，与膜片相连的线圈也跟着一起振动，线圈在

磁场中能产生感应电流。

⑶由于声音的大小变化，线圈的振动也是强弱不同的，产生的感应电流也会随着变化，即话筒是

一种将声音的振动转换成变化电流的装置。

⑷变化电流由扬声器还原为声音。

三、实验探究电磁感应现象

1.实验装置

如图，在磁体的磁场中放置一根导线，导线的两端跟灵敏电流表连接。

2.实验步骤

(1)当导线ab顺着磁感线上下运动或静止不动时，电流表指针不偏转，说明电路中没有电流。

(2)当导线ab水平向左运动时，电流表指针向右偏转，表明电路中产生了电流，导线ab中电流

方向是从b到a。

(3)当导线ab水平向右运动时，电流表指针向左偏转，表明电路中产生了电流，导线ab中电流

方向是从a到bo

(4)将磁铁的磁极位置对调