专题20.2电生磁【四大题型】-2022-2023学年九年级物理全一册举一反三系列（人教版）解析版

专题20.2电生磁【四大题型】【人教版】TOC\o"1-3"\t"正文,1"\h【题型1判断螺旋管极性、电流方向、绕线方式的关系】 【题型2奥斯特实验--电流的磁效应】 【题型3电流周围的磁场及其磁感线分布】 【题型4磁极间的相互作用】 【知识点1判断螺旋管极性、电流方向、绕线方式的关系】左边上下两图，N、S极相同，右手的握法也相同（大姆指向右），看到的螺线管中通过的电流方向也相同（向下），但是所接的电源正负极则不同（上图左负右正，下图左正右负），是因为螺线管的绕法不同。右边上下两图，N、S极相同，右手的握法也相同（大姆指向左），看到的螺线管中通过的电流方向也相同（向上），但是所接的电源正负极则不同（下图左负右正，上图左正右负），是因为螺线管的绕法不同。通电螺线管产生的磁场N、S极秘电流方向和电流的正负极的关系就只有四种情况。再将其简单一下，就是：N在右端时电流方向向下，电源的正负极再由电流方向（由正极流出）来定。N在左端时电流方向向上，电源的正负极再由电流方向（由正极流出）来定。反过来，已知电源正负极（即电流方向），通过螺线管中的电流方向向上，N在左端；通过螺线管中的电流方向向下，N在右端；这些你要联系我画的上面的图去琢磨琢磨，你就会明白。用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极.【题型1判断螺旋管极性、电流方向、绕线方式的关系】【例1】（2022·黑龙江牡丹江·中考真题）下列用磁感线描述的磁场方向不正确的是（）A． B．C． D．【答案】D【详解】A．地球是一个大磁体，地磁N极在地理南极附近，地磁S极在地理北极附近，磁感线是闭合曲线，磁体外部磁感线是从N极到S极，故A正确，A不符合题意；BC．磁感线是闭合曲线，磁体外部磁感线是从N极到S极，且同名磁极相互排斥，故BC正确，BC不符合题意；D．电流从电源正极出发，回到电源负极，根据安培定则，可知确定螺线管右端为N极，左端为S极，磁体外部磁感线是从N极到S极，故D不正确，D符合题意。故选D。【变式1-1】（2022·湖南永州·中考真题）在螺线管附近放一小磁针，静止时小磁针位置如图所示。闭合开关S时，小磁针发生旋转，关于通电螺线管的N极及小磁针旋转方向描述正确的是（）A．通电螺线管的左侧是N极，小磁针顺时针旋转B．通电螺线管的左侧是N极，小磁针逆时针旋转C．通电螺线管的右侧是N极，小磁针顺时针旋转D．通电螺线管的右侧是N极，小磁针逆时针旋转【答案】D【详解】AB．闭合开关后，电流由螺线管的左侧流入、右侧流出，根据安培定则，用右手握住螺线管，四指指向电流的方向，则大拇指指向右端，即通电螺线管的右端为N极、左端为S极，故AB错误；CD．根据同名磁极相互排斥可知，通电螺线管的右端为N极，小磁针的N极应向右旋转，即小磁针逆时针旋转，故C错误，D正确。故选D。【变式1-2】（2022·广西·中考真题）如图所示，通电螺线管周围存在磁场，M是某一磁感线上的一点，小磁针静止在磁场中，则M点的磁场方向及小磁针的左端极性分别是（）A．向左

N极 B．向右

N极C．向左

S极 D．向右

S极【答案】B【详解】由图可知，螺线管的左端为N极，由于磁体周围的磁感线是从N极出发，回到S极，所以M点的磁感线向右；螺线管的右端为S极，根据磁极间的相互作用规律可知，小磁针的左端为N极，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。【变式1-3】（2022·广西百色·中考真题）如图所示，闭合开关，下列判断正确的是（）A．小磁针偏转，说明通电导体周围存在磁场B．只对调电源正负极，小磁针偏转方向不变C．通电螺线管的右端为N极D．在螺线管内插入铁芯，螺线管的磁性强弱不变【答案】A【详解】A．通电后，小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在磁场，故A正确；B．只对调电源正负极，螺线管极性发生了改变，磁场的方向发生了改变，小磁针偏转方向发生改变，故B错误；C．根据右手安培定则，四指的方向为电流的方向，大拇指的指向为N极的指向，故通电螺线管的左端为N极，故C错误；D．在螺线管内插入铁芯，铁芯被磁化，螺线管的磁性变强，故D错误。故选A。【知识点2奥斯特实验--电流的磁效应】1820年4月的一天，丹麦科学家奥斯特在上课时，无意中让通电的导线靠近指南针，他突然发现了一个现象。这个现象并没有引起在场其他人的注意，而奥斯特却是个有心人，他非常兴奋，紧紧抓住这个现象，接连三个月深入地研究，反复做了几十次实验。通过实验，奥斯特发现通电导线周围存在着磁场的实验。如果在直导线附近（导线需要南北放置），放置一枚小磁针，则当导线中有电流通过时，磁针将发生偏转。在此基础上，通过了解环形电流、通电螺线管磁场的磁感线，以及条形磁体和马蹄形磁体磁场的磁感线，进一步认识磁场的方向性。在奥斯特实验中，当电路闭合时，电路中有电流，导线下边的小磁针发生偏转，受到磁场作用。电路断开时，电路中无电流，小磁针不发生偏转。所以得到的结论是：电流周围存在磁场。同时，电路中电流方向相反时，小磁针偏转方向发生也相反，说明小磁针受到的磁场作用相反。所以得到的结论是：磁场方向跟电流的方向有关。奥斯特实验的两个典型结论就是：电流周围存在磁场；磁场方向跟电流的方向有关。奥斯特研究电流磁效应的过程丹麦物理学家汉斯·奥斯特(H．C．Oersted，1777－1851)是康德哲学思想的信奉者，深受康德等人关于各种自然力相互转化的哲学思想的影响，奥斯特坚信客观世界的各种力具有统一性，并开始对电、磁的统一性的研究。2、【题型2奥斯特实验--电流的磁效应】【例2】（2022·山东烟台·中考真题）目前，新能源电动汽车被越来越多的家庭所喜欢，其核心部件是电动机。如图所示能说明电动机工作原理的是（）A．B．C．D．【答案】C【详解】A．闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流计指针偏转，说明导体中产生了感应电流，与发电机工作原理相同，电磁感应现象，故A不符合题意；B．当导线通电时，磁针发生偏转，说明通电导线周围存在着磁场，原理是电流的磁效应，故B不符合题意；C．在磁场中的导体通电时，会沿着导轨运动，说明了通电导体在磁场中受力而运动，是磁场对电流的作用，与电动机原理相同，故C符合题意；D．闭合开关时，大铁钉能吸引小铁钉，说明通电导线周围存在着磁场，并将大铁钉磁化，这是电磁铁，原理是电流的磁效应，故D不符合题意。故选C。【变式2-1】（2022·湖南张家界·中考真题）下列实验与动圈式话筒工作原理对应的是（）A． B．C． D．【答案】B【详解】A．动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象，图中探究的是电磁铁磁性大小的因素，是电流的磁效应，故A不符合题意；B．图中导体在磁场中做切割磁感线的运动，观察电路中是否有电流产生，这是探究电磁感应现象的装置图，故B符合题意；C．图中通电导体周围存在磁场，会影响附近磁针的转动，这是探究电流的磁效应的装置图，故C不符合题意；D．图中通电导体在磁场中受力运动，是探究磁场对电流的作用的装置图，故D不符合题意。故选B。【变式2-2】（2022·辽宁丹东·中考真题）如图所示，风车可以带动发电机发电。下列四幅图中能揭示发电机工作原理的是（）A． B．C． D．【答案】D【详解】风车可以带动发电机发电，发电机工作原理的是电磁感应。A．图为奥斯特实验，该实验表明通电直导线周围存在磁场，故A不符合题意；B．图为通电螺线管周围会产生磁场，故B不符合题意；C．图为研究磁场对通电导线的作用的实验装置，该实验说明通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁场方向都有关，故C不符合题意；D．图为电磁感应现象的实验装置，当导体棒ab做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流，将机械能转化为电能。发电机就是根据这一实验原理制成的，故D符合题意。故选D。【变式2-3】（2022·甘肃兰州·中考真题）关于磁现象，下列说法正确的是（）A．图甲：通电时小磁针发生明显偏转说明通电导体周围存在地磁场B．图乙：利用此装置可说明电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关C．图丙：利用此装置可说明发电机的工作原理D．图丁：利用此装置可说明电动机的工作原理【答案】B【详解】A．该图是奥斯特实验，说明电流的周围存在磁场，不是地磁场，故A错误；B．图中两个电磁铁串联，通过的电流相同，线圈匝数不同，吸起大头针的数目不同，说明电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关，故B正确；C．图中实验研究的是通电导体在磁场中受力运动，能说明电动机工作原理，故C错误；D．图中闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，会产生感应电流，这是电磁感应现象，该实验说明机械能可以转化为电能，利用此装置可说明发电机的工作原理，故D错误。故选B。3、【题型3电流周围的磁场及其磁感线分布】【例3】（2022·湖北·荆州市教育科学研究院中考真题）下列关于电与磁的说法，错误的是（）A．通过电流越大的线圈磁性一定越强B．任何磁体都有N、S两极C．导体中负电荷的定向移动会产生磁场D．发电机是利用电磁感应的原理工作的【答案】A【详解】A．电磁铁磁性强弱与通过电磁铁线圈的电流大小和匝数有关，所以通过电流越大的线圈磁性不一定越强，故A错误，符合题意；B．任何磁体都有两个磁极，即N极和S极，故B正确，不符合题意；C．正、负电荷的定向移动都能形成电流，根据电流的磁效应可知，电流周围存在磁场，故C正确，不符合题意；D．发电机是利用电磁感应的原理工作的，故D正确，不符合题意。故选A。【变式3-1】（2021·山西·中考真题）如图所示的磁悬浮地球仪，在地球仪底端有一个磁铁，在底座内部有一个金属线圈，线圈通电后，地球仪可悬浮在空中。下列说法正确的是（）A．地球仪周围存在磁场，同时也存在磁感线B．地球仪周围的磁场分布是均匀的C．地球仪周围各点的磁场方向都相同D．地球仪是利用同名磁极相互排斥的原理悬浮的【答案】D【详解】A．磁场真实存在，磁感线真实不存在，故A错误；B．地球仪周围磁场强度不同，磁场不均匀，故B错误；C．地球仪周围的磁场方向不同，故C错误；D．地球仪可悬浮在空中是利用同名磁极相互排斥的原理，故D正确。故选D。【变式3-2】（2021·湖北宜昌·中考真题）下图所示的“吸引”现象中，与摩擦起电有关的是（）A．磁铁吸引铁钉 B．压紧的铅柱互相吸引C．梳过头的塑料梳子吸引纸屑 D．电磁铁吸引曲别针【答案】C【详解】A．磁铁能够吸引铁钉，是由于磁体具有吸引铁、钴、镍等金属的性质，属于磁体对磁体的作用力，是非静电引起的，故A错误；B．两个压紧的铅块能吊起钩码，由于分子间存在相互作用的引力而使两块铅块粘在一起，不易分开，故B错误；C．摩擦后的梳子带上了电荷，能吸引不带电的碎纸屑，是由静电引起的，故C正确；D．电磁铁能吸引铁钉，是由于磁体具有吸引铁、钴、镍等金属的性质，属于磁体对磁体的作用力，是非静电引起的，故D错误。故选C。【变式3-3】（2020·海南·中考真题）如图所示甲､乙､丙､丁四个探究实验。探究电流的磁效应与电流的磁场分布的实验是（）A．甲与乙 B．乙与丙 C．丙与丁 D．丁与甲【答案】B【详解】甲图是验证磁体两磁极间的相互作用；乙图是奥斯特实验装置图，即验证电流的磁效应；丙图是验证电流磁场的分布情况；丁图是电磁感应原理图。故ACD均不符合题意，B符合题意。故选B。4、【题型4实验探究】【例4】（2021·山东淄博·中考真题）电与磁之间存在着相互联系，彰显物理现象的对称、统一之美。（1）如图1所示，小雨利用干电池、导线和小磁针进行实验；①通电后小磁针发生偏转，断电后小磁针复位。实验表明______；②若把图甲中的小磁针换成直导线并通电。推测：两条通电导线之间______（填“有”或“没有”）相互作用力，依据是______（填字母）；A．电磁感应现象

B．磁场对电流的作用（2）小雨又将直导线绕成螺线管形状，在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑。通电后观察小磁针的指向及铁屑的排列情况，如图2所示。实验结果表明：通电螺线管外部的磁场与______的磁场一样；（3）在螺线管中插入软铁棒，制成电磁铁。下列设备中没有用到电磁铁的是______（填字母）。A．大型发电机

B．电磁起重机

C．电炉【答案】

通电导线周围存在磁场

有

B

条形磁体

C【详解】（1）①[1]通电后小磁针发生偏转，断电后小磁针复位。实验表明表明通电导线周围存在磁场。②[2][3]由于通电导线周围有磁场，磁场对电流有力的作用，故若把图甲中的小磁针换成直导线并通电，两条通电导线之间有相互作用力。故选B。（2）[4]通电后观察小磁针的指向及铁屑的排列情况，画出通电螺线管的磁感线，根据通电螺线管的磁感线分布形状可知，通电螺线管外部的磁场和条形磁体外部的磁场一样，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极。（3）[5]电炉是完全的发热装置，而发电机和电磁起重机均需要电磁铁产生磁性进行工作。故选C。【变式4-1】（2022·山东临沂·一模）实验是学习物理的重要手段。（1）探究杠杆平衡条件实验前，要调节平衡螺母，使杠杆在______位置平衡；（2）探究影响动能大小的因素实验，小球动能的大小是通过观察比较物块______反映出来的；（3）探究滑动摩擦力实验中，要用弹簧测力计______拉动木块做______滑动；（4）比较物质吸热能力实验中，煤油吸热的多少是通过______反映的（填“温度计示数“或“加热时间“）；（5）奥斯特实验表明通电导体周围存在______；（6）天宫课堂中的水球实验中能看到一个倒立缩小的像，这与______（选填“照相机”或“投影仪”）成像原理相同，太空微重下，水中的乒乓球______上浮（选填“会”或“不会”）。【答案】

水平

运动的距离

水平

匀速直线

加热时间

磁场

照相机

不会【详解】（1）[1]在探究实验过程中，要调节钩码的位置，使杠杆水平平衡，支点到力的作用线的距离就是力臂，便于从杠杆上测量力臂。（2）[2]小球A的动能的大小是通过观察比较物块运动距离反映出来的，运动距离越大，动能越大。（3）[3][4]实验中必须沿水平方向拉动物体，使物体做匀速直线运动，此时拉力与摩擦力是平衡力，大小相等。（4）[5]用相同的酒精灯加热，在相等时间内煤油和水吸收的热量相等，加热时间越长，液体吸收的热量越多，可以用加热时间的长短反映煤油和水吸收热量的多少。（5）[6]通电导体周围存在着磁场，磁场方向与电流方向有关，这种现象叫电流的磁效应。（6）[7]凸透镜成实像时，物距大于像距，成倒立缩小的实像，应用于照相机。[8]太空微重下，水没有受到重力作用，水中没有压强，水中的乒乓球也没有受到浮力，因此不会上浮。【变式4-2】（2022·四川泸州·模拟预测）小华利用实验室的器材开展了下列实验。根据要求回答问题：（1）如图甲，将液体压强计的金属盒放入水里，并不断改变金属盒在水中的深度，观察U形玻璃管两边液面的高度差，这样做是想研究_____；（2）如图乙，在直导线下方放置一枚小磁针，当导线中有电流通过时，磁针发生偏转，表明_____；如果导线下方不放小磁针，当导线中有电流通过时，则该通电导线周围_____（选填“存在”或“不存在”）磁场；（3）如图丙，在测量滑动摩擦力的实验中，水平桌面上的物块，受到7N水平向右的拉力F，做匀速直线运动。当拉力F大小变为10N时，物块受到的摩擦力为_____N；【答案】

液体内部压强与深度的关系

通电导线周围存在磁场

存在

7【详解】（1）[1]将液体压强计的金属盒放入水里，并不断改变金属盒在水中的深度，液体的密度不变，金属盒所处的深度不同，这是探究液体内部压强与深度的关系。（2）[2]在直导线下方放置一枚小磁针，当导线中有电流通过时，磁针发生偏转，这