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文档简介
第十六章电和磁(复习讲义)
录
【单元目标聚焦.明核心】题型二磁场及其分布
【知识图谱梳理•固基础】题型三地磁场
【教材要点精析•夯重点】题型四电流的磁效应
第1节磁体与磁场题型五通电螺线管
第2节电流的磁场题型六电磁铁和电磁继电器
第3节磁场对电流的作用电动题型七磁场对电流的作用
机题型八电磁感应
第4节电磁感应发电机【分层阶梯训练•提能力】
【考点题型突破•拓思维】基础巩固通关测
题型一磁现象能力提升进阶
区又
单元目标聚焦•明核心
【基础目标】
i.能说出磁体基本性质,知道磁极间相互作用规律。
2.能描述磁场的客观存在,知道磁感线是描述磁场的假想曲线,能说出磁感线
疏密表示磁场强弱、切线方向表示磁场方向。
3.知道地磁场存在,能说出地磁南北极与地理南北极位置关系,了解磁偏角概
念。
4.能阐述电流的磁效应,即通电导体周围有磁场,磁场方向与电流方向有关。
5.能说出通电螺线管磁场特点,会用安培定则判断其磁极极性或电流方向。
6.知道电磁铁构造和原理,了解影响其磁性强弱因素,能举例说明其在电磁继
电器等方面应用。
7.能描述磁场对通电导体的力作用,知道力方向与电流和磁场方向有关,了解
电动机原理及能量转化。
8.能阐述电磁感应现象,知道产生感应电流条件,了解感应电流方向与导体运
动和磁场方向有关,知道发电机原理及能量转化。
【进阶目标】
1.能综合运用磁体、磁场、磁感线的知识分析解决简单的磁现象问题,例如根
据磁感线的分布判断磁体的磁极、比较磁场的强弱等。
2.能结合安培定则和通电螺线管的磁场特点,解决较为复杂的关于通电螺线管
磁极、电流方向及相关电路连接的问题。
3.能设计实验探究影响电磁铁磁性强弱的因素,并对实验现象进行分析和归纳,
得出结论。
4.能理解电动机和发电机的构造与原理,并能区分它们在结构、能量转化、工
作原理上的异同点。
5.能运用电磁感应和磁场对电流的作用原理,解释一些简单的电磁现象或实际
应用,如动圈式话筒、扬声器的工作原理。
6.能识别和分析与电和磁相关的简单电路,结合电磁继电器的工作原理,理解
其在自动控制中的应用实例。
【拓展目标】
1.了解电和磁知识在现代科技中的广泛应用,如磁悬浮列车、电磁起重机、电
磁流量计等,关注其发展前景和对人类生活的影响。
2.能对一些涉及电和磁的综合问题进行分析和推理,例如结合力学知识分析通
电导体在磁场中受力运动的情况,或结合电路分析与电磁现象相关的动态变化问
题。
3.培养探究电和磁现象的兴趣,学习科学探究的方法,体会科学家在探索电磁
规律过程中的科学精神和研究方法,如奥斯特、法拉第的贡献及其科学探究历程。
4.了解电磁波的产生与电和磁的关系,为后续学习电磁波等知识打下基础。
又又
知识图造梳理•同基础
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.磁体周围存在磁场,灯以用小磁针显示磁场的方向
磁感线:描述磁场的带箭头的假想曲线
力磁体与"磁感线磁感线上任意一点的切线方向就是该点的磁场方向
V磁场磁感线分布越密的地方磁场越强
地球周围空间存在的磁场
°地磁场
'磁偏角:地磁两极与地理两极的夹角
通电导体周围存在磁场
圾色萼外部磁场与条形磁体的相似
‘磁场磁极极性用安培定则判断
汽电流的
V磁场匕出丛「内部带铁芯的螺线管
\电磁铁'I磁性强弱与电流和线圈匝数有关
I需r7低电压、弱电流间接控制需电压、强电流电路
电与磁
佻场对电」通电导线在磁场中受力的作用
P流的作用.力的方向跟电流、磁场的方向有关
原理:磁场对电流的作用
磁场对
电流的,直流电换向器:线圈转过平衡位
动机置时自动改变电流的方向
作用
电动机能量转化:电能f机械能
r主要部件与组装
V安装直流电转向与电流、磁场方向有关
动机模型
转速与电流大小有关
电磁感应:闭合电路的一部分导体在磁场中做
电磁
感应切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流
现象6广山*/产生条件:闭合回路、切割磁感线
心应电“〈方向:与磁场、导体运动方向有关“
口电磁感应
V发电机原理:电磁感应现象
发电机交变电流:电流方向周期性变化
能量转化:机械能一电能
较材要点精析•夯重点
第1节磁体与磁场
一、磁体
1.磁性和磁体
(1)磁性:物体能够吸引铁、铺、獴等物质的性质称为磁性;它是物质的一种
属性。
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(2)磁体:具有磁性的物体称为磁体。磁体的分类:
①按磁体的来源分为天然磁体、人造磁体。
②按磁性保持时间的长短分为硬磁体、软磁体等。
③按磁体的形状分为条形磁体、蹄型磁体、针形磁体、环形磁体等。
2.磁极及磁极间的相互作用
(1)磁极
磁体的两端磁性最强,这两个部位叫作磁极。将一个磁体悬挂起来,当它静
止时,指南的那个磁极叫作曲(S)极,指北的那个磁极叫作北(N)极。
(2)磁极间相互作用的规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互蛆。
3.磁场
(1)磁场:研究表明,磁体的周围存在着一种能够传递磁极间相互作用的物城,
这种物质叫作磁场C磁体通过磁场使某些物质显现磁性C
(2)磁场方向:将小磁针放在磁场中的某一点,小磁针静止时,M极所指的方
向就是该点的磁场方向。磁场中各点的磁场方向一般土回。(选填“相同”或“不
相同”)
4.磁化
(1)磁化:使原来不显磁性的物体在磁场中获得磁性的过程叫作磁化。能够被
磁化的物质大多数是含有铁、钻.、银的合金或氧叱物,叫作磁性材料。
(2)磁化的方法
①将磁铁的一极靠近或接触磁性材料;
②将磁铁的一极在磁性材料上沿同一方向重复摩擦几次;
③利用充磁机对磁性材料充磁。钢被磁化后能长时间保持磁性,铁则不能。
人造磁体就是将钢进行磁化而制成的。
二、磁体周围的磁场
1.探究磁体周围的磁场
(1)用小磁针探究磁体周围的磁场
在磁场中的不同点,小磁针N极所指的方向不同,说明磁体周围各点的磁场
方向不同。
(2)用铁屑探究磁体周围的磁场
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将玻璃板平放在磁体上,并在玻璃板上均匀地撒上一层铁屑,轻轻敲击玻璃
板,可以看到小铁屑排列成一条条有规律的曲线。
条形磁体周围的小磁针分布条形磁体周围铁屑的
分布
2.磁感线
(1)磁感线:如果按照铁屑在磁场中的排列情况和小磁针N极的指向画出一些
带箭头的曲线,就可以形象地描述磁场,物理学中把这样的曲线叫作磁感线。这
是一种理想模型法C
(2)五种基本磁场的磁感线描述
如图所示,图①是条形磁铁的磁感线;图②是蹄形磁铁的磁感线;图③足同
名磁极的磁感线(N、N极之间);图④是同名磁极的磁感线(S、S极之间);
图⑤是异名磁极的磁感线。
④同名磁极的磁感线(S、S极之间)⑤异名磁极的磁感线
3.磁感线的性质
(1)磁感线是用来描述磁场的一些假想曲线,实际上并不存在。磁感线上任意
一点的切线方向为该点的磁场方向。磁场越强的地方,磁感线分布越蜜;磁场越
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弱的地方,磁感线分布越魂。
(2)磁感线为封闭的、立体的曲线,在磁体的外部,磁感线的方向是从X极指
向S极,而在内部,是从S极指向N极。
(3)在同一磁场中,任何两根磁感线都丕会相交(选填“会”或“不会”)。
这是因为在同一磁场中任何一点的磁场方向只有二仝确定的方向(选填“一个”
或“多个”),如果在某一点有两条磁感线相交,就意味着该点有两个磁场方向,
就与某点磁场方向的唯一性相悖。
三、地磁场
1.地球的磁场
(1)地球周围空间存在的磁场称为地磁场。地磁N极在地理南极附近,地磁S极
在地理北极附近,地磁场的磁感线也是从N极出发,回到S极。
I/地轴
(2)磁偏角
地磁场的磁极与地理两极并不重合,所以磁针所指的方向不是地理的正南、
正北方向,而是稍微有点偏离,出现磁偏角。我国宋代学者注括是世界上最早发
现这一现象的人。
第2节电流的磁场
一、通电直导线周围的磁场
1.电流的磁效应
电流周围存在磁场的现象称为电流的磁效应,这是丹麦物理学家奥斯特在
1820年首先发现的。后来,人们把这个实验称为奥斯特实验。
2.通电直导线周围的磁场分布
研究表明,通电直导线周围的磁场分布如图所示,在垂直于通电直导线的平
面内,它的磁感线是以电流为中心的一系列同心圆,越靠近导线,磁感线分布越
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密。通电导线周围磁场的方向与电流方向有关。
二、通电螺线管周围的磁场
1.通电螺线管周围的磁场
通电螺线管外部的磁场与条心磁体周围的磁场相似:磁场方向与电通方向有
关。
通电螺线管周围的磁场条形磁体周围的磁场
2.安培定则
(1)对于通电螺线管磁极的极性跟电流方向之间的关系,我们可以用安培定则
(也叫右手螺旋定则)来表述。
(2)安培定则:
用右手握住螺线管,让弯曲的四指所指的方向与螺线管中的电通方向一致,
则大拇指所指的那端就是通电螺线管的M极。
(3)安培定则的应用
①根据通电螺线管中电流的方向,判断螺线管的极性。
②由通电螺线管两端的极性,判断螺线管中也速的方向。
③根据通电螺线管的N、S极以及电源的正、负极,画出螺线管的绕线。
(4)提示
①决定通电螺线管两端极性的根本因素是螺线管中电速的方向,电流的方向
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一致则通电螺线管两端的极性就相同。
②N极和S极一定在通电螺线管的两端。
③判断时必须让右手弯曲四指所指的方向与螺线管中电流的方向一致。
三、电磁铁
1.构造:带铁芯的通电螺线管称为电磁铁。
2.原理:利用了电流的磁效应。
3.特点
(1)有电流通过时有磁性,没有电流时就失去磁性。
(2)电磁铁的N、S极是由线圈中的电流方向决定的。
(3)影响电磁铁磁性强弱的因素:电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数及通过的生
通大小有关。线圈的匝数越多,电流越大,电磁铁的磁性就越强。
四、电磁继电器
1.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、强电流电路通断的装置。电磁继电器实质上是利用电磁铁来控制工作电
路的一种开关。
2.电磁继电器的主要构造
(1)控制电路:电磁铁A、衔铁3、弹簧C、低压电源口、开关S等;
(2)受控电路:高压电源S、电动机M、静触点石、动触点。。
控制电路盘控电路
3.电磁继电器的工作原理
闭合控制电路中的开关S,电流通过电磁铁4的线圈产生磁性,把衔铁B吸
下来,使动触点。与静触点石接触,受控电路闭合,电动机工作。断开开关S,
线圈中的电流消失,电磁铁的磁性消失,衔铁3在皿。的作用下与电磁铁A
分离,使触点。、E脱开,受控电路断开,电动机停止工作。
4.电磁继电器的应用
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(1)利用电磁继电器可以通过控制低电压、弱电流电路的通断来间接地控制高
电压、强电流工作电路的通断,使人远离高压环境;
(2)利用电磁继电器可以使人远离高温、有毒等环境,实现远距离控制;
(3)在电磁继电器控制电路中接入对温度、压力或光照敏感的元件,利用这些
元件操纵控制电路的通断,可以实现对温度、压力或光照强度的自动控制,如电
铃、防盗报警、防汛报警、温度自动控制等。
第3节磁场对电流的作用电动机
一、磁场对电流的作用
1.磁场对通电直导线的作用
磁场对通电直导线有力的作用,力的方向与电流方向和磁场方向有关。
2.磁场对通电线圈的作用
通电线圈在磁场中会发生转动,但是当线圈的平而与磁场垂直时,就会停止
转动。线圈平面与磁感线垂直时,这个位置叫壬衡位置。
二、直流电动机
1.原理:利用了通电线圈在磁场中受力转动的原理来工作的。
2.换向器的作用:当线圈每转到平衡位置时,自动改变线圈中电流方向(每半
周改变一次),从而实现了线圈的持续转动。
3.能量转化:电动机二作时将更能转化为机械能。
4.电动机的优点:构造简单、控制方便、体积小、效率高,而且对环境污染很
小。
5.直流电动机的工作过程
(1)如图甲所示,通电线圈在磁场中,。仄CY俩边电流方向相反,受力方向相
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反,顺时针转动。
(2)如图乙所示,线圈转到平衡位置,电刷接触到换向器中间绝缘部分,不受
力,利用惯性线圈转过平衡位置。
(3)如图丙所示,线圈越过平衡位置后,利用换向器改变了电流方向,线圈受
力方向改变,仍然顺时针转动。
(4)如图丁所示,线膝利用惯性转过平衡位置后,改变了电流方向和受力方向,
线圈继续转动c
丙T
第4节电磁感应发电机
一、电磁感应现象
1.电磁感应现象
利用磁场产生生涯的现象叫作电磁感应现象,电磁感应产生的电流叫作感应
电流。
2.导体中产生感应电流的条件
(1)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中就会产生感
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应电流。
(2)感应电流的方向与导体运动的方向和磁场方向有关。
感应电流产生的条件
二、直流发电机
1.直流电动机模型的主要部件
①
直流电动机模型的主要部件有:①蹄形磁体,②弧形铁片,③线圈,④转轴,
⑤支架,⑥换向器,⑦电刷,⑧底座。此外还有目源、滑动变阻器、开关、导线
等。
2.直流电动机的组装
(1)把线圈固定在转轴上。
(2)先将支架固定在底座上,然后将转轴安装在支架上,注意使线圈和转轴能
较好地转动。
(3)用螺钉把电刷(铜片)固定在底座上,同时使电刷与转轴上的换向器接触
(注意:电刷与换向器间的压力要适当,以保证转轴能正常转动)。
(4)从固定电刷的两个螺钉上引出两根导线。
(5)分别把两个弧形铁片的一端用螺钉固定在底座上,另一端用磁体夹住。
3.实验与观察
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(1)把电动机、滑动变阻器、电源、开关串联起来,接通电路,观察线圈的转
动情况。
(2)改变通过线圈的电流方向,线圈的转动方向是否改变?
(3)将蹄形磁体的两个磁极对调,改变线圈所在处的磁场方向,线圈的转动方
向是否改变?
(4)移动滑动变阻器的滑片,改变通过线圈的电流大小,线圈转动的速度是否
改变?怎样改变?
(5)实验结论
①当通过直流电动机线圈的电流方向发生改变时,电动机转动的方向发生改
变;
②将蹄形磁体的两个磁极对调,改变线圈所在处的磁场方向,电动机转动的
方向发生改变;
③当通过直流电动机曳逸的大小发生变化时,电动机的转速发生改变。电流
越大,转速越快。
4.故障原因与排除方法
实验过程中,遇到故障比较多的是通电后电动机不转动,故障原因与排除方
法参考如下:
故障故障原因
电路故障断路电刷与换向器之间太松,接触不良
磁场故障磁场太弱电路中电流太小、磁体的磁性太弱
电刷与换向器之间太紧、线圈转子与
力学故障摩擦力过大
定子之间的间隙太小,摩擦力太大
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故障故障原因
特殊位置线圈处于平衡位置
三、交变电流与交流发电机
1.交变电流
线圈在磁场中转动时,产生的感应电流的大小和方向随时间发生周期性变化,
这种电流叫作交变电流。我们F1常生活中使用的交变电流每秒钟完成5()个周期性
变化,即频率为50赫。
2.交流发电机
(1)交流发电机主要陶造:磁铁、线圈〃机4、铜环K与L、电刷A与8等。
(2)主要部件作用
①磁铁:用来产生磁场;
②线圈:线圈砧“转动时,切割磁感线,产生感应电流;
③铜环:两个铜环随线圈一起转动,与外部电路组成一闭合回路;
④电刷:感应电流通过电刷流出。
①图甲和图丙中导线运动方向和磁感线方向平行,不切割磁感线,没有电流
产生。
②图乙和丁中导线切割磁感线,有电流产生,但切割磁感线的方向相反,所
以电流方向相反。每当经过磁感线与线圈平面垂直的位置时,线圈中的电流方向
改变一次,线圈转一周,电流方向改变两次。
③线圈不停转动,产生的电流交替往复,形成持续的电流。
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3.实际发电机的构造与能量转化
(1)构造
实际的发电机比模型式发电机复杂得多,但仍是由转子(转动部分)和定子
(固定部分)两部分组成的。大型发电机发的电,电压很高、电流很强,一般采
取线圈不动、磁极旋转的方式来发电(叫旋转磁极式发电机),为了得到较强的
磁场,要用电磁铁代替永磁体。
定子转子
(2)发电机的能量转化
从能量转化的角度看,发电机是一种将机械能转化为电能的装置。在发电的
过程中,由于线圈存在电阻以及转动系统存在摩擦,因此还有部分能量转化为内
能。
考点题型突破•拓思维
题型一磁现象
1.将钢条甲、乙的一端分别靠近小磁针的N极(或S极)。当钢条甲靠近时,
小磁针自动远离;当钢条乙靠近时,小磁针自动靠近。由此可知()
A.钢条甲、乙均有磁性B.钢条甲、乙均无磁性
C.钢条甲一定有磁性,钢条乙可能有磁性D.钢条甲一定有磁性,钢条乙
一定无磁性
【答案】C
【详解】当钢条甲的一端靠近小磁针的N极(或S极)时,小磁针自动远离,
说明钢条甲该端的磁极和小磁针的N极(或S极)是同名磁极,钢条甲一定有
磁性。当钢条乙的一端靠近小磁针的N极(或S极)时,小磁针自动靠近,此
时有两种可能:一是钢条乙该端的磁极和小磁针的N极(或S极)是异名磁极,
二是钢条乙无磁性。故C符合颍意,ABD不符合题意。
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故选c。
2.(25-26九年级上•北京・月考)如图所示,把条形磁体A悬挂起来,用条形磁
体B靠近它,发现条形磁体A被推开,这是由于o
【答案】同名磁极相互排斥
【详解】磁极间的相互作用规律为:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。题
目中条形磁体A被条形磁体B推开,“推开”这一现象表明二者之间是相互排斥
的作用。根据磁极间相互作用规律,相互排斥时为同名磁极,所以是同名磁极相
互排斥。
3.【细心观察,勤于思考】
(1)如图甲所示,将小铁钉靠近磁体N极,小铁钉被吸引获得性。此
时,小铁钉相当于一个,钉尖是___________极。如图乙所示,给磁
体加热一段时间后,小铁钉会掉落,表明磁体的磁性可能与有关。
(2)如图丙所示,用一个磁性很强的磁体球靠近一块铝板,铝板(选
填“能”或“不能”)被吸引。
【答案】(1)磁磁体/小磁针S/南温度
⑵不能
【详解】(1)⑷小铁钉靠近磁铁N极,小铁钉被磁化,所以小铁钉获
得磁性;磁化后的小铁钉相当于一个小磁针(或磁体或磁铁):小铁钉钉尖端靠
近磁铁N极,所以钉尖是S极;加热一段时间后,温度升高,小铁钉掉落,磁
性减弱,说明磁铁的磁性可能与温度有关。
(2)铝不是磁性材料,所以铝板不能被磁化,铝板不能被吸引。
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题型二磁场及其分布
4.关于磁场和磁感线,下列说法正确的是()
甲乙丙
A.图甲:磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针的N极决定的
B.图乙:磁体周围的磁场是由磁感线组成的
C.图丙:条形磁体周围的磁感线是人们为了描述磁场而建立的物理模型
D.图乙中用木屑代替铁屑进行实验,也可以研究磁体周围磁场的情况
【答案】C
【详解】A.磁场中某点的磁场方向是确定的,可由放在该点的小磁针来判断,
但不是由小磁针的N极决定的,故A错误;
B.磁感线是为了描述磁场的性质而引入的,不是磁体周围真实存在的物质,故
B错误;
C.条形磁体周围的磁感线是人们为了描述磁场而建立的物理模型,故C正确;
D.木屑不是磁性材料,不能被磁体吸引,所以图乙中用木屑代替铁屑进行熨验,
不可以研究磁体周围磁场的情况,故D错误。
故选C。
5.首次证实电流的周围存在磁场的科学家是________,首次发现电磁感应现象
的科学家是o在一个圆纸盒里放一个条形磁体,在圆纸盒外放一些小磁
针,各小磁针静止时N极指向如图中箭头所示,则条形磁体是沿方向
放置的(用字母表示)。
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【答案】奥斯特法拉第(或DB)
【详解】[1]首次证实电流的周围存在磁场的科学家是奥斯特,通过奥斯特实验
得出电流的周围存在磁场。
⑵首次发现电磁感应现象的科学家是法拉第,电磁感应现象是闭合电路的一部
分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流的现象。
⑶在一个圆纸盒里放一个条形磁铁,在圆纸盒外放一些小磁针,各小磁针静止
时N极指向如图中箭头所示,根据条形磁铁外部的磁感线从N极出发回到S极
的特点,得出条形磁铁是沿5。(或05)方向放置的。
6.如图所示的是一块磁石及其周围的磁感线分布情况。该磁石的。端为它的一
(选填或"S”)极。若用细线将其悬挂,使其在水平面内可以自由旋转,则磁
石静止时,D端指向地理位置的(选填“南方”或“北方。
【答案】S南方
【详解】磁石的磁感线从N极出发,回到S极,由此可判断。端是S极。
磁体的S极指向地球的南极附近,D端指向地理位置的南方。
题型三地磁场
7.(25-26九年级上.天津蓟州・月考)若假想地磁场是由地球内部一块大磁铁产
生的,如图所示的四个示意图中,能合理描述这块大磁铁的是()
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地轴
地理南极
【答案】C
【详解】地球是一个大磁体,地磁场的形状与条形磁铁相似,地磁场的南北极与
地理位置的南北极相反,并不完全重合会出现磁偏角;即地磁场的北极在地理位
置的南极附近,地磁场的南极在地理位置的北极附近,故C符合题意,ABD不
符合题意。
故选C。
8.将能自由转动的小磁针水平放在臬子上,无论怎、样移动小磁针,静止时具N
极指北、S极指南,这是因为地球周围空间存在,它的磁极与地理两极并
不重合,下图中能合理描述地磁场的是图。
【答案】地磁场乙
【详解】[1]地球周围存在磁场,这个磁场称之为地磁场,其磁场的形状跟条形
磁体的磁场相似,指南针由于受到地磁场的作用而指南北,所以无论怎样移动小
磁针,静止时其N极指北、S极指南。
⑵地理的两极和地磁场的两极并不重合,而是存在一个磁偏角,地磁场的N极
在地理的南极附近,地磁场的S极在地理的北极附近,故合理描述地磁场的是图
乙。
9.指南鱼是我国古代的一种磁性指向工具,其制作方法记载于《武经总要》:
将鱼形铁片烧红后放置在地球磁场中冷却,使其磁化。静止时,鱼头指向地理南
方,伟尾指向地理北方。指南佳的鱼尾相当于磁体的(选填"N”或"S”)
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极。
【答案】N
【详解】磁体有指示南北的特性,指南的一端叫做南极,又叫做S极,指北的一
端叫北极,又叫做N极,所以指南鱼的鱼尾相当于磁体的N极。
题型四电流的磁效应
10.(2025.新疆.模拟预测)如图所示的四幅实验装置图中,能反映磁场对电流
作用的是()
【答案】B
【详解】A.图中是探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数和电流大小关系的实验图,
故A不符合题意;
B.图中闭合开关,通电导体在磁场中受力的作用而运动,能反映磁场对电流的
作用,故B符合题意;
C.图中是奥斯特实验,说明通电导体周围存在磁场,故C不符合题意;
D.图中,闭合电路的一部分导体在做切割磁感线运动时会产生感应电流,演示
的是电磁感应现象,故D不符合题意。
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故选Bo
11.欧姆当年研究电流跟电阻和电压的关系时,电流大小还不能准确测量。他巧
妙设计了如图所示的装置来测量电流,用一根细丝悬挂磁针,平行放置在导线上
方,当电路中有电流时,导线周围产生________,磁针发生偏转,偏转角度就能
反映电流大小。
【答案】磁场
【详解】奥斯特实验发现了电流的磁效应,当电路中有电流时,通电导线周围会
产生磁场,磁针在磁场中受到磁力的作用而偏转。
12.如图所示,在奥斯特实验中:
甲通电乙断电丙改变电流方向
(I)对比甲、乙两图可知:通电导线周围存在O
(2)对比甲、丙两图可知:电流的磁场方向与的方向有关。
(3)该实验用到的物理研究方法是_____o
A.类比法B.转换法C.等效替代法
【答案】(1)磁场
(2)电流
⑶B
【详解】(1)比较甲、乙两图可知,甲图中小磁针发生转动,而乙图中小磁针
未发生偏转,说明通电导线周围可以产生磁场。
(2)比较甲、丙两图可知,电流反向后,小磁针的偏转方向发生了变化,说明
两次产生的磁场方向不同,故能说明磁场方向与电流方向有关。
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(3)实验中可以通过观察小磁针是否偏转来证明导线周围存在磁场,这是转换
法,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
题型五通电螺线管
13.下图是根据螺线管中电流的方向判断螺线管的极性,其中正确的是()
D.
【答案】B
【详解】AC.图中用的是左手,与安培定则不符,故AC错误;
B.根据安培定则可知,右手握住螺线管,四指指向电流方向,大拇指所指方向
就是螺线管的N极,故B正确;
D.根据安培定则可知,右手握住螺线管,四指指向电流方向,大拇指所指方向
就是螺线管的N极,图中四指没有指向电流方向,故D错误。
故选Bo
14.(2025•宁夏吴忠・二模)2024年1月18日,天舟七号货运飞船在中国空间
站成功对接(图甲)。当货运飞船和核心舱相互靠近时,货运飞船相对于核心舱
是的,为减缓撞击带来的影响,货运飞船与核心舱间需配有缓冲装置C“飞
天''兴趣小组根据以上信息结合物理知识,设计了如图乙所示的缓冲装置简化图。
当条形磁体和通电螺线管靠近时,产生相互排斥的力,说明通电螺线管左端为_
极,为增大排斥力,滑动变阻器的滑片应向端滑动。
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SN左
p、,
L电源
7OAD
甲
【答案】运动N左
【详解】[1]当货运飞船和核心舱相互靠近时,货运飞船和核心舱的位置不断发
生变化,所以货运飞船相对于核心舱是运动的。
[2][引当条形磁体和通电螺线管靠近时,产生相互排斥的力,根据同名磁极相互
排斥,说明通电螺线管左端为N极;为增大排斥力,应增强螺线管的磁性,则
应增大通过它的电流,根据欧姆定律可知,应减个电路中的电阻,故滑动变殂器
的滑片应向左端移动。
15.下图是磁悬浮列车的设计原理图,A是磁性稳定的电磁铁,安装在铁轨上,
3是安装在车身上(紧靠铁轨上方)的电阻非常小的螺线管。3中电流方向如图
所示,螺线管3的上方是(选填或"S”)极,螺线管3与电磁铁4
之间相互(选填"排斥”或"吸引”),从而使列车悬浮在铁轨上方。若增
大电流,车身将________(选填“上升”或“下降”)一些。
B音
A电做铁
【答案】N排斥上升
【详解】[1]根据螺线管中电流方向为从左向右,根据安培定则可知,用右手握
住螺线管,四指指向电流方向(图中电流方向已知),大拇指所指的方向为螺线
管的N极,故螺线管8的上方是N极。
⑵因为列车要悬浮在铁轨上方,是利用同名磁极相互排斥的原理,所以螺线管
与电磁铁之间相互排斥。
[3]电磁铁的磁性强弱与电流大小有关,在其他条件不变时,电流越大,磁性越
强。当增大电流时,螺线管的磁性增强,螺线管与电磁铁之间的排斥力增大,车
身将上升一些。
题型六电磁铁和电磁继电器
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16.下图是一种水位自动报警器的原理图,其中A、B为两个金属块。水位上升
过程中,会发生下列变化:①红灯亮;②绿灯亮;③电磁铁有磁性;④衔铁被吸
下;⑤控制电路中有电流通过。这些变化的先后顺序正确的是()
控制电路
A.①③④⑤②B.②⑤③④①C.①④③⑤②D.②③⑤④①
【答案】B
【详解】当水位上升但未上升到金属块A、B时,控制电路未接通,电磁铁没有
磁性,工作电路中的绿灯所在支路接通,绿灯亮,即②发生;当水位上升到金属
块A、B时,控制电路接通,此时控制电路中有电流通过,即⑤发生;控制电路
中有电流通过后,电磁铁中有电流,根据电流的磁效应,电磁铁会产生磁性,即
③发生;电磁铁有磁性后,会吸引衔铁,使衔铁被吸下,即④发生;衔铁被吸下
后,工作电路中的红灯所在支路接通,红灯亮,即①发生,所以这些变化的先后
顺序是②⑤③④①,故ACD错误,B正确。
故选B。
17.根据图回答下列问题。
(1)控制电路由___________、电源和开关组成。
(2)指出图中各部件的名称:A、B、C、
D、Eo
【答案】(1)电磁铁
(2)电磁铁衔铁弹簧动触点静触点
【详解】(1)电磁继电器的控制电路是通过电磁铁的磁性有无,来控制工作电
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路的通断,电磁铁是控制电路的核心元件,控制电路由电磁铁、电源和开关组成。
(2)[1]A是电磁铁:通电时产生磁性,吸引衔铁;断电时磁性消失,使衔铁复
位,是控制电路的核心执行元件。
[2]B是衔铁:连接电磁铁与动触点,当电磁铁有磁性时会被吸引移动,从而带动
其他部件动作,控制工作电路的通断。
[3]C是弹簧:在电磁铁断电、磁性消失时,通过自身弹力将衔铁拉回原位,使工
作电路断开。
[4]D是动触点:随衔铁一起移动,与静触点接触或分离,以此实现工作电路的
接通或断开。
[5]E是静触点:固定在电路中,与动触点配合,当动触点与其接触时,工作电路
接通;分离时则断开。
18.(25-26九年级上.辽宁盘锦.期末)如图乙所示,科技兴趣小组为平衡车设计
的转向指示灯电路,电源电压恒为6V,指示灯Li、L2的规格均为“6V,6W”,
R。为定值电阻,电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计,不考虑指示灯电阻随温度
的变化,当单刀双掷开关S与“1”接通后,左转指示灯L会亮暗交替闪烁,在上
述过程中,左转指示灯Li两端实际电压5随时间/变化规律如图丙所示。
三
二
二ULN
二6
4
*101.52.53.0〃s
甲乙丙
⑴当单刀双掷开关S与力”接触,电磁铁中有电流通过时,左转指示灯Li发光一
(选填“较亮”或“较暗”),R〃阻值。。随后,衔铁被吸下,发生短路,衔
铁又被弹簧拉上去。
(2)在单刀双掷开关S与接通情况下,左转指示灯Li亮暗交替闪烁工作Imin,
则整个电路消耗的电能Jo
【答案】⑴较暗9
(2)158.4
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【详解】(1)[1]当单刀双掷开关S与“1”接触,电磁铁中有电流通过时,L1与凡
串联。根据串联电路分压原理,此时Li两端电压小于电源电压6V。由P=
不变时,U越小,P越小),可知Li实际功率较小,所以发光较暗。
⑵已知指示灯的规格为“6V,6W”,根据公式。=,,则指示灯的电阻
,额2(6V):
A.------------------OLZ
Pg,6W
U?4V
由图丙可知,当Li两端实际电压H=2.4V时'电路中的电流/=U=7?=0,4A
OS2
此时Ro两端的电压U0=U-a=6V-2.4V=3.6V
根据A=g可得当的阻值飞=牛=桨=9C
I10.4A
(2)由图丙可知,一个周期为1.5s,其中亮的时间%=0・5s,暗的时间”=ls。
I:作lmin=60s,则周期数〃=7^=4。个。
1.5s
亮时功率张=6W,暗时L|功率%=率=0祟=0.96W
整个电路消耗的电能
W=R.J亮K+=6WX40X0.5S+0.96Wx40x1s=120J+38.4J=158.4J
题型七磁场对电流的作用
19.(2025・安徽•模拟预测)如图所示,导体棒疝、cd和开关用导线组成电路,
下列说法中正确的是(:)
A.闭合开关,ab棒上下运动时,cd棒会上下运动
B.断开开关,ab棒左右运动时,cd棒会左右运动
C.闭合开关,ab棒分别斜向上和斜向下运动时,小磁针偏转方向不变
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D.闭合开关,ab棒斜向上运动时,小磁针发生偏转,则图甲体现的是电磁
感应现象
【答案】D
【详解】A.闭合开关后,ab棒上下运动时,没有切割磁感线,不会产生感应电
流,电路中无电流,cd棒不会受力运动,故A错误;
B.断开开关后,电路是断路状态。即使ab棒左右运动(切割磁感线),也无
法形成闭合回路,不能产生感应电流。没有电流通过cd棒,cd棒就不会在磁场
中受力运动。故B错误;
C.闭合开关,ab棒分别斜向上和斜向下运动时,切割磁感线的方向改变,感应
电流方向改变,cd棒受力方向也会改变(小磁针偏转方向由电流磁场方向决定),
因此小磁针偏转方向会改变,故C错误;
D.闭合开关,ab棒斜向上运动时切割磁感线产生感应电流,电流通过导线产生
磁场使小磁针偏转,这一过程是电磁感应现象(闭合电路的一部分导体切割磁感
线产生感应电流),故D正确。
故选D。
20.如图,向右移动滑动变阻器与的滑片,导线A8受力摆动幅度就增大,说明
磁场对通电导体的作用力大小与有关;向移动滑动变阻器&
的滑片,导线受力摆动幅度也增大。
【答案】磁场的强弱左
【详解】[1]由图可知,左侧构成了电磁铁,滑动变阻器可以改变电路电流,从
而改变其磁场的强弱。滑动变阻器Q的滑片向右移动,滑动变阻器接入电路的
阻值减小,电路中电流增大,电磁铁磁性增强,导线受力摆动幅度增大,说
明磁场对通电导体的作用力与磁场的强弱有关。
⑵由图可知,右侧是通电导线在磁场中受力,其受力的大小与磁场的强弱和电
流的大小有关:滑动变阻器&的滑片向左移动,导线中电流增大,导线AB受力
26/45
摆动幅度增大。
21.下图是一种动圈式扬声器的内部结构示意图。当线圈中有电流通过时,通电
线圈在中受到力的作用而运动;由于通过线圈的交变电流方向不断变化,
线圈就不断来回运动,带动纸盆振动发声。若将线圈两端连接干电池,则该扬声
器(选填"会”或'不会")持续发声。
线田形
永磁体)
【答案】磁场不会
【详解】口]由图知线圈安装在永磁体的磁场中,当线圈中有电流通过时,通电
线圈在磁场中受到力的作用,因而运动。
⑵要使扬声器持续发声,应该使通过线圈的交变电流方向不断变化,线圈才能
不断来回运动,带动纸盆振动。若将线圈两端连接干电池,线圈只能单方向运动,
故该扬声器不会持续发声。
题型八电磁感应
22.一次科技活动中,青青同学制作了一个小玩具,如图所示。导体A3、CD
水平放置在蹄形磁体的磁场中,拉动向左移动时,发现CD也向左移动,对
此现象下列说法正确的是()
A.此实验右侧装置用到了电磁感应原理
B.在此实验中,左侧装置相当于发电机,右侧装置相当于电动机
C.若将左侧实验装置中的磁体的N、S极倒置,拉动向左移动时,发现
27/45
co向左移动
D.若将右侧实验装置中的磁体的N、S极倒置,拉动A8向左移动时,发现
CD向左移动
【答案】B
【详解】AB.拉动48向左移动时,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁
感线运动,导体中会产生感应电流,则此装置的左侧应用的原理是电磁感应,相
当于发电机,同时中有电流通过,通电导体在磁场中受力向左运动,则
此装置的右侧相当于电动机,故A错误,B正确;
C.若将左侧实验装置中的磁体的N、S极倒置,磁场方向不变,拉动向左
移动时,产生的感应电流方向改变,通过。的电流方向发生改变,根据左手定
则(伸开左手,让磁感线垂直穿过手心,让四指指向电流的方向;此时,大拇
指所指的方向就是通电导体在磁场中受力的方向c)判断。受力方向改变,CD
向右移动,故C错误;
D.拉动A8向左移动时,磁场的方向不变,产生的感应电流方向不变,将右侧
实验装置中的磁体的N、S极倒置,通过的电流方向不变,磁场方向改变,
则根据左手定则可得C。受力方向改变,C。向右移动,故D错误。
故选B。
23.电磁感应
⑴英国物理学家在1831年发现了电磁感应现象。
(2)电路的一部分导体在磁场中做运动时,导体中就产生
电流。这种由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫作电磁感应,产生的电流
叫作。
(3)影响感应电流方向的因素
①导体做切割磁感线运动的方向。
②方向。
【答案】(1)法拉第(2)闭合切割磁感线感应电流(3)磁场
28/45
【详解】(1)英国物理学家迈克尔・法拉第在1831年发现了电磁感应现象。法
拉第在电化学、磁光效应和电磁场理论方面也做出了开创性贡献。
(2)⑶根据法拉第的发现可知: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。这种由于导体在磁场中运动而产生电流的现象
叫作电磁感应,产生的电流叫作感应电流。
(3)影响感应电流方向的因素有导体做切割磁感线运动的方向和磁场方向。改
变导体做切割磁感线运动的方向或磁场方向,感应电流的方向都会发生改变。
24.下图是常安装在旱冰鞋、滑板车上的闪光轮,它主要由磁体、线圈和发光二
极管组成。闪光轮类似于(选填“发电机”或“电动机”),当它滚动时,不
断将能转化为电能,最终通过发光二极管得到光能。
【答案】发电机机械
【详解】口][2]当闪光轮滚动时,闪光轮中闭合电路的一部分线圈在磁场中做切
割磁感线运动,此时电路中会产生感应电流。故闪光轮类似于发电机,将机械能
转化为电能,再通过发光二极管将电能转化为光能。
V
I
分层阶梯训练•提能力
基础巩固通关测
1.如图,新能源汽车在进行无线充电时,受电线圈的工作原理与下列哪个实验
的原理相同()
29/45
A二
【答案】D
【详解】电动汽车驶到供电线圈装置上时,受电线圈可感应出电流,这过程是磁
生电,即电磁感应现象。
A.图中磁体靠近小磁针,使小磁针发生偏转,说明不同磁体的磁极间存在力的
作用,故A不符合题意;
B.图中给导体通电,导体M会运动,说明通电导体在磁场中受到力的作用,
故B不符合题意;
C.图中闭合开关,给导体通电,说明通电直导线周围存在磁场,是电流的磁效
应,故c不符合题意;
D.图中是闭合电路的一部分导体,A8做切割磁感线运动能够产生感应电流,
是电磁感应现象,故D符合题意。
故选D。
2.如图甲是某型号可充电台灯风扇,图乙是台灯风扇经历充电和工作时的主要
能量流向图。下列说法正确的是()
甲乙
A.电池在充电时相当于电源B.图乙中a、b均为电能
C.图乙中d为机械能D.风扇工作时,其原理与动圈式话筒相
同
30/45
【答案】B
【详解】A.电池在充电时要消耗电能,此时的电池相当于用电器,故A错误;
B.电池充电时,消耗电能,把电能转化为化学能;电池给电路供电时,把化学
能转化为电能,故a、b均为电能,故B正确;
C.照明灯工作时,消耗电能,把电能转化为光能和内能,不会产生机械能,故
C错误;
D.风扇工作时,把电能转化为机械能,其原理是:通电导体在磁场中受力的作
用;而动圈式话筒的原理是:电磁感应原理。故D错误。
故选B。
3.关于地磁场,下列说法中不正确的是()
A.地球相当于一个大磁体,它周围存在着地磁场
B.地磁场的磁感线方向由地理北极指向地理南极
C.地磁场的北极在地理的南极附近
D.地磁场的磁感线在地球两极附近最密集
【答案】B
【详解】A.地球本身是一个大磁体,周围存在地磁场,该说法正确。故A不符
合题意;
B.磁感线的方向是从滋体的N极出发、回到S极;地磁场的北极在地理南极
附近,南极在地理北极附近,因此地磁场的磁感线方向是由地理南极指向地理北
极,而非“地理北极指向地理南极“,故B符合题意;
C.地磁场的北极对应地理的南极附近,地磁场的南极对应地理的北极附近,故
c不符合题意;
D.磁感线的疏密反映磁场强弱,地球两极(地磁两极附近)磁场最强,磁感线
最密集,该说法正确。故D不符合题意。
故选B。
4.司南(如图)是我国最早用文字记载的磁的应用,下列说法正确的是()
31/45
A.勺柄指南说明勺柄端是磁体的南极
B.司南周围的磁感线真实存在且可见
C.司南应该放在较为光滑的铁盘上
D.司南的勺柄断裂后只剩下一个磁极
【答案】A
【详解】A.地球是一个巨大的磁体,地磁的北极在地理的南极附近,地磁的南
极在地理的北极附近。司南静止时,勺柄指向南方,根据异名磁极相互吸引的原
理,勺柄端是磁体的南极(S极),它被地磁的北极吸引,故A正确;
B.司南周围的磁场是存在的,磁感线不是真实存在的,故B错误;
C.司南实质上是一个条形磁体,对铁物质具有吸引作用,放在较为光滑的铁盘
上,则会由于铁盘的吸引作用而无法指南北,故C错误;
D.任何磁体都有两个磁极,司南的勺柄断裂后,每一段都会成为一个完整的小
磁体,仍然具有两个磁极,故D错误。
故选A。
5.如图所示,A、B是完全相同的两根钢棒,当用A的一端靠近B的一端,并
从一端移动到另一端,始终都出现吸引现象,则()
A.A有磁性、B没有磁性B.A没有磁性、B有磁性
C.A、B都有磁性D.无法判断A、B有没有磁性
【答案】A
【详解】钢棒A的一端靠近钢棒B的中部,发现两者吸引,而条形磁体两端磁
性较强,中间磁性较弱,说明A的这端有磁性;从一端移动到另一端,始终吸
引,说明B不带磁性,因为同名磁极相互排斥,B如果
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