第19讲 电与磁 2026-2027学年初中科学一轮复习讲义（浙教版2024）

第19讲电与磁内容导航内容导航知识点1磁现象和磁场知识点2电生磁知识点3磁场对电流的作用知识点4磁生电知识点5电磁规律的探究与应用知识点6电磁现象的综合分析与装置辨析题型1磁性、磁体、磁极、磁化题型2磁场和磁感线及其特点题型3通电螺线管的磁场题型4安培定则题型5影响电磁铁磁性强弱的因素题型6电磁继电器的特点和应用题型7磁场对通电导线的作用题型8探究电磁感应现象的条件和规律题型9电磁感应题型10产生感应电流的条件知识点通关知识点通关知识点1磁现象和磁场1.磁现象（1）磁性：能吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性。（2）磁体：具有磁性的物质叫做磁体。按照形状可分为条形磁体、针形磁体、蹄形磁体等；按照来源可分为天然磁体和人造磁体。按照保持磁性时间长短可分为硬磁体（又叫永磁体）和软磁体。（3）磁极：磁体上磁性最强的部分两个磁极：南极（S）指南的磁极叫南极，北极（N）指北的磁极叫北极。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。（4）磁化：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。方法：用一个磁体在磁性物体上沿同一方向摩擦，就可使这个物体变成磁体。或用电流磁化。【易混易错】①磁极个数：任一个磁体都有两个磁极且是不可分割的②磁化：磁化时相接触或相靠近端是一对异名磁极，能被磁铁吸引的物质才能被磁化。③排斥的一定是同名磁极，吸引的可能是异名磁极，也可能是一个有磁性一个无磁性（5）判断物体是否有磁性的方法（方法不唯一）如图所示：若两次都不吸引，则A、B都无磁性；若两次都吸引，则A、B都有磁性；若只有甲吸引，则B有磁性，A没有磁性；若只有乙吸引，则A有磁性，B没有磁性。2.磁场（1）概念：在磁体周围存在一种物质，能使磁针偏转，这种物质看不见，摸不到，称作磁场。（2）基本性质：磁场对放入磁场中的磁体产生磁力的作用。（3）磁场的方向：在磁场中的任意一点，小磁针静止时，N即所指的方向就是那点的磁场方向。【易混易错】在磁场中的任意一个位置的磁场方向只有一个。我们常用小磁针是否受到磁力的作用来检验小磁针的周围是否存在磁场。（4）磁感线①概念：为了形象地描述磁场，在物理学中，用一些有方向的曲线把磁场的分布情况描述下来，这些曲线就是磁感线。（理想物理模型，并非真实存在）②方向：我们把磁感线上都标有方向，并且磁感线的方向就是磁场方向。③特点：a.磁体外部的磁感线从N极出发回到S极。（北出南入）b.磁感线是有方向的，磁感线上任何一点的切线方向与该点的磁场方向一致。c.磁感线的分布疏密可以反映磁场磁性的强弱，越密越强，反之越弱。d.磁感线是空间立体分布，是一些闭合曲线，在空间不能断裂，任意两条磁感线不能相交。④常见磁感线分布：（5）地磁场①概念：地球周围存在着磁场叫做地磁场。②磁极：地磁场的N极在地理的南极附近，磁场的S极在地理的北极附近。③应用：鸽子、绿海龟（利用的磁场导航）④磁偏角：地磁的南北极与地理的南北极并不重合，它们之间的夹角叫磁偏角。由我国宋代的沈括最早发现的。知识点2电生磁1.通电指导线周围存在磁场【奥斯特实验】①在小磁针上方放置一根与小磁针平行的直导线，当给直导线通电时，可观察到小磁针发生了偏转。电路断电后，小磁针不发生偏转。结论：小磁针受到了力的作用，通电导线的周围存在磁场。②改变电流方向，观察到小磁针偏转方向发生改变。结论：通电导线周围的磁场方向与电流的方向有关。注意：小磁针应与导线平行放置，而导线应该南北放置，避免地磁场的干扰。（1）电流的磁效应通电导线周围存在着与电流方向有关的磁场，这种现象叫做电流的磁效应。电流磁效应是丹麦物理学家奥斯特通过实验首先发现的。奥斯特实验第一次揭示了电与磁之间的联系，即电可以产生磁。（2）直导线周围的磁场：以导线上各点为圆心的一个个同心圆，离直线电流越近，磁性越强，反之越弱。安培定则（右手螺旋定则）：大拇指指向电流方向，四指环绕是磁场方向。2.通电螺线管（1）磁场：磁场跟条形磁体的磁场是相似的。（2）磁场方向：通电螺线管的磁极方向跟电流方向有关。安培定则：四指环绕电流方向，大拇指指向N极。（3）磁场强弱：电磁线圈的匝数越多，通过线圈的电流越大，线圈的磁性越强；插入铁芯，线圈的磁性大大增强。【通电螺线管磁场探究】方法：转换法、控制变量法是否有磁性：用小铁定是否被吸引探究是否有磁性；磁性强弱：用铁钉吸引的数目反映通电螺线管磁性强弱；磁场分布：在穿过螺线管的有机玻璃板上均匀地撒上铁屑，通电后轻敲玻璃板（防止摩擦干扰），观察铁屑的分布规律。3.电磁铁（1）定义：电磁铁是一个内部插有铁芯的螺线管。【影响电磁铁磁性强弱的因素】（控制变量法）：①电流大小；②有无铁芯；③线圈匝数的多少结论①：在电磁铁线圈匝数相同时，电流越大，电磁铁的磁性越强。结论②：电磁铁的磁性强弱跟有无铁芯有关，有铁芯的磁性越强。结论③：当通过电磁铁的电流相同时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强。（2）电磁铁的优点①电磁铁磁性有无，可由电流的有无来控制。②电磁铁磁性强弱，可由电流大小和线圈匝数的多少来控制。③电磁铁的磁性可由电流方向来改变。（3）电磁铁的应用：电磁起重机、磁悬浮列车、电磁选矿机、电铃、电磁自动门等。（4）电磁继电器概念及作用：电磁继电器是由电磁铁控制的自动开关。使用电磁继电器可用低电压和弱电流来控制高电压和强电流，还可以实现远距离操纵和自动控制。构造：电磁继电器的结构如图所示，它由电磁铁A、衔铁B、弹簧C、触点D组成。工作原理：当低压电源开关闭合时，控制电路中有电流通过，电磁铁A产生磁性，吸引衔铁B，使动触点与红灯触点分离，而与绿灯触点接通，故红灯熄灭，绿灯亮起，电动机开始工作。当低压电源开关断开时，电磁铁失去了磁性，衔铁B在弹簧C的作用下拉起，使动触点与绿灯触点分离，而与红灯触点接通，故红灯亮起，绿灯熄灭，电动机停止工作。知识点3磁场对电流的作用1.磁场对通电导线的作用（1）通电导线在磁场中会受到力的作用；（2）力的方向和电流方向、磁场方向有关。（改变电流方向或磁场方向，受力方向改变，两个方向都改变，受力方向不变）2.磁场对线圈的作用通电线圈在磁场中会受力转过一个角度，但不能持续转动。通电线圈所在平面与磁场垂直时，线圈不发生转动。如图所示：（3）电动机（直流）①结构：电动机由两部分组成，一是能转动的线圈，叫做转子；二是固定不动磁体，叫做定子。电动机工作时，转子在定子中飞快的转动。②原理：通电线圈在磁场中受力转动。③特别结构：换向器为了使线圈持续向同一方向转动，我们需要改变电流方向；故使用换向器，换向器由两个铜半环E、F和两个电刷A、B组成。两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘。两电刷A和B分别和两半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。④电动机能量转化：电能→机械能⑤影响电动机线圈转速的因素是电流大小和磁场的强弱。⑥通电后电动机不转动的原因：电流不通、摩擦太大、电流太小、线圈处于平衡位置等知识点4磁生电1.电磁感应现象（法拉第）（1）概念：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫感应电流。（2）产生感应电流的条件：导体为闭合电路的一部分、导体做切割磁感线运动。（3）影响感应电流方向的因素：导体切割磁感线的方向、磁场方向改变导体切割磁感线方向或磁场方向，感应电流的方向随之改变；若导体切割磁感线方向和磁场方向同时改变，则感应电流的方向不变。（4）增大感应电流的方法：增强磁场、增大切割磁感线的导体的有效长度、增加线圈的匝数、增大导体切割磁感线的速度、让导体切割磁感线运动的方向与磁感线方向垂直等，都会使感应电流增大。【探究产生电磁感应现象的条件和规律】方法：控制变量法、转换法2.发电机构造：由磁体、线圈、滑环、电刷组成，与电动机相似，但没有电动机的换向器。工作原理：发电机是根据电磁感应原理工作的，是机械能转化为电能的机器。工作过程：在外力作用下，转子转动一周，切割磁感线的方向发生两次改变，电流的方向也随之发生两次改变，从而产生方向性呈周期性变化的交流电。直流电：方向不变；交流电：方向周期变化我国家庭电路使用的是交流电。电压是220伏，周期是0.02秒，频率是50赫，电流方向1s改变100次。知识点5电磁规律的探究与应用本模块旨在引导学生掌握探究电磁现象的科学方法，理解“电生磁”和“磁生电”的核心规律，并能在新情境中应用这些规律解释现象、设计实验和解决问题。1.核心规律与探究方法电磁现象的研究遵循“观察现象→提出假设→实验验证→总结规律→实际应用”的科学探究路径。核心规律可归纳如下：规律关键发现/实验核心内容主要应用电流的磁效应​奥斯特实验通电导线周围存在磁场，其方向与电流方向有关电磁铁、电磁继电器、电铃磁场对电流的作用通电导线在磁场中受力实验通电导线在磁场中会受到力的作用，力的方向与电流方向、磁场方向有关电动机、扬声器电磁感应法拉第电磁感应实验闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流发电机、动圈式话筒2.思维进阶：控制变量法与实验设计在探究电磁铁磁性强弱、电磁感应条件等问题时，控制变量法是核心思维方法。需明确每次实验只改变一个因素（如电流大小、线圈匝数、磁场强弱），保持其他因素不变，从而得出可靠结论。知识点6电磁现象的综合分析与装置辨析本模块旨在帮助学生综合运用电磁知识，辨析相关装置（如电动机与发电机）的工作原理，并能解释现代科技中的电磁应用，培养模型建构与科学推理能力。1.核心装置辨析电动机和发电机是“电与磁”关系的两大典型应用，其对比是中考的高频考点：装置原理能量转化判断关键电动机​磁场对通电导线有力的作用电能→机械能装置中有电源，通电才能转动发电机电磁感应机械能→电能装置外接电流表或用电器，转动才能生电2.思维进阶：结构—原理—功能的统一性分析分析一个电磁装置时，要建立“结构决定功能，原理贯穿始终”的思维模型。例如，发电机和电动机结构相似，但根本区别在于能量转换方向和提供能量的来源。考点演练考点演练题型1磁性、磁体、磁极、磁化【典例1】如图所示，拿一条形磁铁在铁棒AB上用图中所示的方式进行摩擦，使AB被磁化，下列说法正确的是（）A．铁棒AB可换用铜棒 B．摩擦后只有B段有磁性 C．移开磁体，AB的磁性仍能长久保持 D．B端被磁化为S极【变式1】密闭黑盒内装有一个未知物体，通过以下方法进行猜测，该物体可能是（）A．塑料片 B．海绵小球 C．玻璃弹珠 D．小铁球题型2磁场和磁感线及其特点【典例1】如图所示，两根平行放置的长直导线a和b上的电流大小和方向都相同，a受到的磁场力大小为F1，当加入一个与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为F2，则此时b受到的磁场力大小不可能为（）A．2F1﹣F2 B．2F2+F1 C．2F1+F2 D．F2﹣2F1【变式1】在同一直线上相距较远地放置两个相同规格的条形磁铁A、B。现在A上施加水平力F使其沿直线向磁铁B运动，假设当A运动一段时间后，两磁铁间才出现吸引力，吸在一起后共同运动。整个过程保持A做匀速直线运动，吸在一起前B始终静止。（1）在磁铁A靠近B过程中出现了吸引力，请在俯视图中已画出的一条磁感线上用箭头标出其方向。（2）整个过程中，磁铁A受到的摩擦力大小变化是，磁铁B受到的摩擦力大小变化是。题型3通电螺线管的磁场【典例1】为了直观地反映通电螺线管周围磁场分布，可用如图所示的磁感线表示。如果在该通电螺线管内部插入一根铁芯，则下列磁感线中能正确反映其磁场变化的是（）A． B． C． D．【变式1】在“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验中，实验设计如下：在螺线管的两端各放一个小磁针，在硬纸板上均匀的撒满铁屑，通电观察小磁针的指向，轻敲纸板，铁屑的排列情况如图甲所示。（1）把小磁针放到螺线管四周不同位置，通电后小磁针静止时的指向如图乙所示。（2）根据安培定则可以判断出图乙所示的通电螺线管的（选填“左”或“右”）端为N极。改变通电螺线管的电流方向，小磁针北极指向将方向（填“不变”或“改变”）。（3）地球周围存在磁场，有学者认为，地磁场是由于地球带电自转形成圆形电流引起的，结合图甲、乙分析推断；图丙3中地球的圆形电流方向与地球自转方向（选填“相同”或“相反”）。题型4安培定则【典例1】如图为项目学习小组的同学自制的漂浮式指南针。铜片、锌片和食盐水溶液共同组成了“盐水电池”。铜片是盐水电池的正极，锌片是负极。下列说法正确的是（）A．通电螺线管A端为N极 B．通电螺线管静止时B端指向地理南方 C．电子从铜片经螺线管流到锌片 D．通电螺线管外C点的磁场方向向左【变式1】如图所示是小科为家用电热水器设计的一个自动控制装置，R1是热敏电阻（置于热水器的水中）。（1）该控制电路中热敏电阻的阻值随温度的升高而（选填“增大”或“减小”），它才能有效地工作．通电时继电器线圈上端为极；（2）图中控制电路的电源电压U0＝3V，继电器线圈（漆包线）电阻R2为20Ω。当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合．电流等于50mA时，热敏电阻的阻值是。题型5影响电磁铁磁性强弱的因素【典例1】寒冬，为给小鸡仔提供温暖的环境，小明制作了恒温箱系统，原理如图。控制电路由电磁继电器、滑动变阻器R1、热敏电阻R2（安装在恒温箱内，阻值随温度升高而显著减小）、低压电源等组成。加热电路由电源、电热丝R3和R4等组成。调好R1阻值，闭合开关S1、S2，箱内温度升高到设定值后即在小范围内波动，且降温阶段降温比较平缓。（1）温度升高时，电磁铁磁性；（2）R3阻值（大于/小于）R4阻值；（3）将R1的阻值稍微调小一些，恒温箱控制的温度将。【变式1】如图甲是一种“潜水自救装置”，其工作原理如图乙所示，力敏电阻Rx的阻值随潜水深度的改变而改变，当达到设定的安全深度时，电磁铁吸引衔铁，反应盒中两种物质混合并开始反应产生气体，气囊快速充气上浮，将潜水运动员拉回到水面，其中U为电源电压，R0为定值电阻。（1）为实现以上功能，在图丙中选出力敏电阻Rx的阻值随深度变化的大致曲线是。（填“A”或“B”）（2）若其他条件不变，减少电磁铁的线圈匝数，则安全深度将。题型6电磁继电器的特点和应用【典例1】图甲是兴趣小组设计的天然气泄漏报警电路原理图，正常状态下绿色指示灯亮起，当天然气浓度增大到一定程度时电铃会发出报警声。图乙为气敏电阻R1的阻值与天然气浓度的关系图像。下列说法正确的是（）A．虚线框a中应为绿色指示灯，b中应为电铃 B．将滑片P向上移动，可使天然气的报警浓度降低 C．当开关S1闭合后，通电螺线管的上端为S极 D．滑动变阻器的滑片P向上移动，电磁铁磁性增强【变式1】某款儿童防走丢手环内部电路如图所示，电源电压U1＝3V，磁敏电阻RM的阻值随孩子与家长的距离增大而减小。当控制电路中的电流≥20mA时，衔铁吸合，电铃工作，实现报警，若需更近距离实现报警，下列做法可行的是（）A．适当增大控制电路电源电压U1 B．适当增大滑动变阻器R的阻值 C．适当减少电磁铁线圈的匝数 D．适当增大电磁铁与衔铁的距离题型7磁场对通电导线的作用【典例1】我国第一首076型两栖攻击舰“四川舰”于2024年底正式下水，它兼具航母和两栖攻击舰的功能，配置了电磁弹射（如图所示）。电磁弹射的发射轨道相当于两根金属导轨，弹射车相当于金属棒，横在导轨上，通电后磁场对弹射车产生推力作用，从而使弹射车牵引飞机快速运动。该原理与以下哪个原理相同（）A． B． C． D．【变式1】线圈abcd转动过程中经过图甲、乙位置时，导线ab所受磁场力的方向（）A．相反，是由于磁场方向相反了 B．相反，是由于流过ab的电流方向相反了 C．相同，是由于磁场方向、流过ab的电流方向都改变了 D．相同，是由于磁场方向、流过ab的电流方向都没改变题型8探究电磁感应现象的条件和规律【典例1】如图所示是“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置，下列说法中（）①闭合开关、导体ab在磁场中上下运动会产生感应电流②闭合开关，导体ab左右运动过程中电能转化为机械能③利用该实验的原理可以制成发电机④将电流计换成电源，可以研究通电导线在磁场中的受力情况A．只有①②正确 B．只有①③正确 C．只有③④正确 D．只有②④正确【变式1】探究利用磁场产生电流的实验中，连接了如图所示的实验装置。（1）将磁铁快速向下插入螺线管时，观察到电流表原来静止在中间的指针向左偏转，这个现象叫现象。（2）磁铁插入螺线管后，用一只手拿着磁铁和螺线管一起向上运动。观察电流表时会发现：电流表指针（选填：“静止”、“向左偏转”或“向右偏转”）。（3）在（1）操作的基础上，要进一步探究感应电流方向与磁场方向的关系，做法是：。题型9电磁感应【典例1】杭绍雨高速为国内首条“超高速智慧公路”，其路面下预埋电磁感应线圈，未来汽车在高速行驶时，电动汽车的车载感应线圈内就会产生感应电流，可实现边行驶边充电（如图所示）。如图中可以反映该过程原理的是（）A． B． C． D．【变式1】如图所示，当导体棒ab水平向右运动时，小磁针的N极指向右。若要使小磁针的N极指向左，则（）A．导体棒ab不动，蹄形磁铁竖直向上运动 B．导体棒ab不动，蹄形磁铁水平向右运动 C．对调蹄形磁铁磁极，导体棒ab向左运动 D．对调蹄形磁铁磁极，导体棒ab向下运动题型10产生感应电流的条件【典例1】以下是电与磁章节中的几个实验，下列说法正确的是（）A．甲图研究条形磁铁周围磁场分布时，撒铁屑的目的是让真实存在的磁感线显示出来 B．乙图研究通电直导线周围存在磁场的实验中，上方的导线ab应该东西方向放置 C．丙图是通电圆环，当电流如箭头所示时，圆环正下方的小磁针的N极指向右边 D．丁图闭合电路的导体竖直上下运动灵敏电流表的指针会发生偏转【变式1】如图为探究感应电流产生条件的实验装置，为了使现象更加明显，关于所选的导体AB材质及对导体AB的操作合适的是（）A．铁棒，缓慢切割磁感线 B．铜棒，缓慢切割磁感线 C．铁棒，快速切割磁感线 D．铜棒，快速切割磁感线过关验收过关验收1．如图是小灵在探究“感应电流产生条件”的实验装置，下列有关说法错误的是（）A．闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，主要能量转化为机械能转化为电能B．若将此装置中的灵敏电流计换成电源，可进一步探究电动机的工作原理 C．开关闭合后，AB棒来回反复切割磁感线运动时，产生的是直流电 D．若要改变产生的电流方向，可保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调2．将同一根条形磁铁分别静置于图中甲、乙、丙三处，10秒后读出电流表示数分别为I1、I2、I3，则（）A．I1＝I3＜I2 B．I1＝I2＜I3 C．I1＜I2＝I3 D．I1＝I2＝I33．如图所示为一种可调磁力的双面磁性擦窗器，由装有磁铁的内擦甲和外擦乙组成。将两者对齐后吸附在窗玻璃两侧，实现内外同时擦窗。（1）用手向上推动甲，甲乙一起移动。以玻璃为参照物，乙是（选填“运动”或“静止”）的。（2）甲重为5N，用竖直向上、大小为8N的力推动甲匀速向上运动，此时甲受到的摩擦力大小为N。（3）乙中磁铁B位置固定，甲中磁铁A可沿导轨左右移动，调节磁力大小。若使用时发现摩擦力太大需向（选填“左”或“右”）调节磁铁A的位置。4．如图所示是小实设计的家庭火灾烟雾检测电路。图中烟雾传感器电阻R1的阻值随烟雾浓度的增大而减小。当烟雾浓度高于某一设定值时，电铃发声报警。（1）电磁铁的工作原理主要是填字母）。A.电磁感应B.电流周围存在磁场C.通电导线在磁场中受到力的作用（2）电铃应接在（选填“AC”或“BD”）间。（3）用久后电源电压U1会减小，报警时烟雾最小浓度比设定值（选填“高”或“低”）。5．如图所示，利用静电喷涂枪给物体喷漆。接通电源，电动机开始转动，负压发生器使喷枪内气压减小吸入涂料，涂料雾化成小颗粒并带上负电荷，从喷枪飞向被涂物。下列现象与物理知识对应不正确的是（）A．负压发生器使涂料吸入喷枪——大气压强 B．通电后电动机线圈受力转动——电磁感应现象 C．涂料喷出后颗粒间相互排斥——电荷间的作用力 D．涂料变干后粘牢在物体表面——分子间的作用力6．我国第三艘航空母舰福建舰是全球最大常规动力航母，它满载排水量为8万余吨，搭载了自主研发的电磁弹射系统，利用强磁场对通电轨道产生的力使舰载机加速起飞。福建舰服役后大大提升了我国海军实力。下列说法正确的是（）A．电磁弹射系统与电动机的工作原理相同 B．福建舰在海上航行时受到的浮力大于重力 C．舰载机从福建舰上起飞后，福建舰仍处于漂浮状态，浮力不变 D．舰载机停在甲板上，舰载机对甲板的压力和甲板对舰载机的支持力是一对平衡力7．如图是奥斯特实验的示意图。下列有关奥斯特实验的分析，错误的是（）A．闭合开关前，在小磁针上方放置的直导线应与小磁针垂直 B．发生偏转的小磁针对通电导线肯定有力的作用 C．移去小磁针后的通电导线周围仍然存在磁场 D．通电导线周围磁场方向与电流方向有关8．如图所示是一种海上漂浮式风力发电机，它利用风能驱动扇叶旋转，从而转化为电能，其工作原理是（）A．通电导体周围存在磁场 B．通电线圈能在磁场中转动 C．电磁感应 D．电流的热效应9．18世纪，人们开始尝试使用磁铁和导线产生电流，以下是发电机的发展历程：（1）发电机的工作原理是基于现象，这一发现为人类利用电能开辟了新路径；（2）小阳用如图乙装置进行实验，开关闭合后，导线AB向（填“①”“②”“③”）方向移动，将观察到灵敏电流计指针发生偏转；（3）发电机在工作时，将能转化为电能。10．市面上存在一种儿童钓鱼玩具，当鱼钩靠近玩具小鱼嘴巴时，小鱼就被吸引，下列鱼钩和鱼嘴的材料组合正确的是（）选项鱼钩材料鱼嘴材料A铁铁B铁铜C磁铁铜D磁铁铁A．A B．B C．C D．D11．小科在学习了磁现象的相关知识后，动手做了如下实验：向矿泉水瓶中放入适量黑色粉末，再注满透明煤油，使黑色粉末均匀分散在煤油中后，在瓶身外侧放置两块磁体A和B。磁体均保持静止时，瓶中黑色粉末排布情况如图所示。（1）煤油中的黑色粉末可能是。（2）已知图中磁体A的右侧是N极，根据图中黑色粉末的排布情况可知：磁体B的右侧是极。（3）松开磁体A上的手，对磁体A进行受力分析：它除了受到持力外，还受到作用。12．爱因斯坦曾说，在一个现代的物理学家看来，磁场和他坐的椅子一样实在。为了形象地研究磁场，物理学家法拉第最先发明并引入了磁感线。如图是条形磁体的磁感线分布。下列说法正确的是（）A．a点没有磁场 B．磁感线是真实存在的 C．①端磁极是S极 D．b点的磁场比c点的更强13．如图，两个相同的纺锤形磁铁由于磁极间相互吸引而紧紧贴在一起，下列各图能正确表示纺锤形磁铁周围的磁感线分布特点的是（）A． B． C． D．14．如图甲是一种“潜水自救装置”，其工作原理如图乙所示，力敏电阻Rx的阻值随潜水深度的改变而改变，当达到设定的安全深度时，电磁铁吸引衔铁，反应盒中两种物质混合并开始反应产生气体，气囊快速充气上浮，将潜水运动员拉回到水面，其中U为电源电压，R0为定值电阻。（1）电磁铁下端为极。（2）为实现以上功能，在图丙中选出力敏电阻Rx的阻值随深度变化的大致曲线是（选填“A”或“B”）。（3）若其他条件不变，减少电磁铁的线圈匝数，则安全深度将（选填“变大”“变小”或“不变”）。15．人工心脏泵可短时间替代心脏泵血，其基本结构如图。当电流从B端流入时，电磁铁左端为极，此时模拟心脏（选填“收缩”或“舒张”）。为增强此“心脏”的泵血能力，可采用的方法是。16．在学校组织的“磁力小车弹射”比赛中，小科将条形磁铁固定在静止的小车上，电磁铁固定在水平桌面上，如图所示。为使小车运动的距离更远，下列说法正确的是（）A．向左移动滑动变阻器的滑片 B．将接线柱c的导线改接到接线柱b C．在小车上换用磁性更强的条形磁体 D．改变电源的正负极17．在右图所示的电路中，要使螺线管显示最强磁性，开关S1、S2的连接状态应是（）A．S1接1，S2接3 B．S1接1，S2接4 C．S1接2，S2接3 D．S1接2，S2接418．小实对电与磁实验进行整理，归纳出如图实验模型，若要探究“通电导体在磁场中受力转动”现象，则在虚线框中放入的器材是（）A．电源 B．电流表 C．电压表 D．滑动变阻器19．如图所示的风力发电机工作时，线圈在磁场中旋转产生感应电流。若要增大感应电流，下列措施可行的是（）A．增加线圈的匝数 B．减小磁场的强度 C．降低线圈的旋转速度 D．使用横截面积更小的导线20．在进行人工心脏泵手术时需要用到电磁血流计，当将血管放置于两磁极之间，两金属电极a、b与血管壁接触，就会有微弱电流流过仪表显示出血流速度。下列哪幅图能反应其工作原理（）ABCDA．A B．B C．C D．D第19讲电与磁内容导航内容导航知识点1磁现象和磁场知识点2电生磁知识点3磁场对电流的作用知识点4磁生电知识点5电磁规律的探究与应用知识点6电磁现象的综合分析与装置辨析题型1磁性、磁体、磁极、磁化题型2磁场和磁感线及其特点题型3通电螺线管的磁场题型4安培定则题型5影响电磁铁磁性强弱的因素题型6电磁继电器的特点和应用题型7磁场对通电导线的作用题型8探究电磁感应现象的条件和规律题型9电磁感应题型10产生感应电流的条件知识点通关知识点通关知识点1磁现象和磁场1.磁现象（1）磁性：能吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性。（2）磁体：具有磁性的物质叫做磁体。按照形状可分为条形磁体、针形磁体、蹄形磁体等；按照来源可分为天然磁体和人造磁体。按照保持磁性时间长短可分为硬磁体（又叫永磁体）和软磁体。（3）磁极：磁体上磁性最强的部分两个磁极：南极（S）指南的磁极叫南极，北极（N）指北的磁极叫北极。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。（4）磁化：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。方法：用一个磁体在磁性物体上沿同一方向摩擦，就可使这个物体变成磁体。或用电流磁化。【易混易错】①磁极个数：任一个磁体都有两个磁极且是不可分割的②磁化：磁化时相接触或相靠近端是一对异名磁极，能被磁铁吸引的物质才能被磁化。③排斥的一定是同名磁极，吸引的可能是异名磁极，也可能是一个有磁性一个无磁性（5）判断物体是否有磁性的方法（方法不唯一）如图所示：若两次都不吸引，则A、B都无磁性；若两次都吸引，则A、B都有磁性；若只有甲吸引，则B有磁性，A没有磁性；若只有乙吸引，则A有磁性，B没有磁性。2.磁场（1）概念：在磁体周围存在一种物质，能使磁针偏转，这种物质看不见，摸不到，称作磁场。（2）基本性质：磁场对放入磁场中的磁体产生磁力的作用。（3）磁场的方向：在磁场中的任意一点，小磁针静止时，N即所指的方向就是那点的磁场方向。【易混易错】在磁场中的任意一个位置的磁场方向只有一个。我们常用小磁针是否受到磁力的作用来检验小磁针的周围是否存在磁场。（4）磁感线①概念：为了形象地描述磁场，在物理学中，用一些有方向的曲线把磁场的分布情况描述下来，这些曲线就是磁感线。（理想物理模型，并非真实存在）②方向：我们把磁感线上都标有方向，并且磁感线的方向就是磁场方向。③特点：a.磁体外部的磁感线从N极出发回到S极。（北出南入）b.磁感线是有方向的，磁感线上任何一点的切线方向与该点的磁场方向一致。c.磁感线的分布疏密可以反映磁场磁性的强弱，越密越强，反之越弱。d.磁感线是空间立体分布，是一些闭合曲线，在空间不能断裂，任意两条磁感线不能相交。④常见磁感线分布：（5）地磁场①概念：地球周围存在着磁场叫做地磁场。②磁极：地磁场的N极在地理的南极附近，磁场的S极在地理的北极附近。③应用：鸽子、绿海龟（利用的磁场导航）④磁偏角：地磁的南北极与地理的南北极并不重合，它们之间的夹角叫磁偏角。由我国宋代的沈括最早发现的。知识点2电生磁1.通电指导线周围存在磁场【奥斯特实验】①在小磁针上方放置一根与小磁针平行的直导线，当给直导线通电时，可观察到小磁针发生了偏转。电路断电后，小磁针不发生偏转。结论：小磁针受到了力的作用，通电导线的周围存在磁场。②改变电流方向，观察到小磁针偏转方向发生改变。结论：通电导线周围的磁场方向与电流的方向有关。注意：小磁针应与导线平行放置，而导线应该南北放置，避免地磁场的干扰。（1）电流的磁效应通电导线周围存在着与电流方向有关的磁场，这种现象叫做电流的磁效应。电流磁效应是丹麦物理学家奥斯特通过实验首先发现的。奥斯特实验第一次揭示了电与磁之间的联系，即电可以产生磁。（2）直导线周围的磁场：以导线上各点为圆心的一个个同心圆，离直线电流越近，磁性越强，反之越弱。安培定则（右手螺旋定则）：大拇指指向电流方向，四指环绕是磁场方向。2.通电螺线管（1）磁场：磁场跟条形磁体的磁场是相似的。（2）磁场方向：通电螺线管的磁极方向跟电流方向有关。安培定则：四指环绕电流方向，大拇指指向N极。（3）磁场强弱：电磁线圈的匝数越多，通过线圈的电流越大，线圈的磁性越强；插入铁芯，线圈的磁性大大增强。【通电螺线管磁场探究】方法：转换法、控制变量法是否有磁性：用小铁定是否被吸引探究是否有磁性；磁性强弱：用铁钉吸引的数目反映通电螺线管磁性强弱；磁场分布：在穿过螺线管的有机玻璃板上均匀地撒上铁屑，通电后轻敲玻璃板（防止摩擦干扰），观察铁屑的分布规律。3.电磁铁（1）定义：电磁铁是一个内部插有铁芯的螺线管。【影响电磁铁磁性强弱的因素】（控制变量法）：①电流大小；②有无铁芯；③线圈匝数的多少结论①：在电磁铁线圈匝数相同时，电流越大，电磁铁的磁性越强。结论②：电磁铁的磁性强弱跟有无铁芯有关，有铁芯的磁性越强。结论③：当通过电磁铁的电流相同时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强。（2）电磁铁的优点①电磁铁磁性有无，可由电流的有无来控制。②电磁铁磁性强弱，可由电流大小和线圈匝数的多少来控制。③电磁铁的磁性可由电流方向来改变。（3）电磁铁的应用：电磁起重机、磁悬浮列车、电磁选矿机、电铃、电磁自动门等。（4）电磁继电器概念及作用：电磁继电器是由电磁铁控制的自动开关。使用电磁继电器可用低电压和弱电流来控制高电压和强电流，还可以实现远距离操纵和自动控制。构造：电磁继电器的结构如图所示，它由电磁铁A、衔铁B、弹簧C、触点D组成。工作原理：当低压电源开关闭合时，控制电路中有电流通过，电磁铁A产生磁性，吸引衔铁B，使动触点与红灯触点分离，而与绿灯触点接通，故红灯熄灭，绿灯亮起，电动机开始工作。当低压电源开关断开时，电磁铁失去了磁性，衔铁B在弹簧C的作用下拉起，使动触点与绿灯触点分离，而与红灯触点接通，故红灯亮起，绿灯熄灭，电动机停止工作。知识点3磁场对电流的作用1.磁场对通电导线的作用（1）通电导线在磁场中会受到力的作用；（2）力的方向和电流方向、磁场方向有关。（改变电流方向或磁场方向，受力方向改变，两个方向都改变，受力方向不变）2.磁场对线圈的作用通电线圈在磁场中会受力转过一个角度，但不能持续转动。通电线圈所在平面与磁场垂直时，线圈不发生转动。如图所示：（3）电动机（直流）①结构：电动机由两部分组成，一是能转动的线圈，叫做转子；二是固定不动磁体，叫做定子。电动机工作时，转子在定子中飞快的转动。②原理：通电线圈在磁场中受力转动。③特别结构：换向器为了使线圈持续向同一方向转动，我们需要改变电流方向；故使用换向器，换向器由两个铜半环E、F和两个电刷A、B组成。两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘。两电刷A和B分别和两半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。④电动机能量转化：电能→机械能⑤影响电动机线圈转速的因素是电流大小和磁场的强弱。⑥通电后电动机不转动的原因：电流不通、摩擦太大、电流太小、线圈处于平衡位置等知识点4磁生电1.电磁感应现象（法拉第）（1）概念：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫感应电流。（2）产生感应电流的条件：导体为闭合电路的一部分、导体做切割磁感线运动。（3）影响感应电流方向的因素：导体切割磁感线的方向、磁场方向改变导体切割磁感线方向或磁场方向，感应电流的方向随之改变；若导体切割磁感线方向和磁场方向同时改变，则感应电流的方向不变。（4）增大感应电流的方法：增强磁场、增大切割磁感线的导体的有效长度、增加线圈的匝数、增大导体切割磁感线的速度、让导体切割磁感线运动的方向与磁感线方向垂直等，都会使感应电流增大。【探究产生电磁感应现象的条件和规律】方法：控制变量法、转换法2.发电机构造：由磁体、线圈、滑环、电刷组成，与电动机相似，但没有电动机的换向器。工作原理：发电机是根据电磁感应原理工作的，是机械能转化为电能的机器。工作过程：在外力作用下，转子转动一周，切割磁感线的方向发生两次改变，电流的方向也随之发生两次改变，从而产生方向性呈周期性变化的交流电。直流电：方向不变；交流电：方向周期变化我国家庭电路使用的是交流电。电压是220伏，周期是0.02秒，频率是50赫，电流方向1s改变100次。知识点5电磁规律的探究与应用本模块旨在引导学生掌握探究电磁现象的科学方法，理解“电生磁”和“磁生电”的核心规律，并能在新情境中应用这些规律解释现象、设计实验和解决问题。1.核心规律与探究方法电磁现象的研究遵循“观察现象→提出假设→实验验证→总结规律→实际应用”的科学探究路径。核心规律可归纳如下：规律关键发现/实验核心内容主要应用电流的磁效应​奥斯特实验通电导线周围存在磁场，其方向与电流方向有关电磁铁、电磁继电器、电铃磁场对电流的作用通电导线在磁场中受力实验通电导线在磁场中会受到力的作用，力的方向与电流方向、磁场方向有关电动机、扬声器电磁感应法拉第电磁感应实验闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流发电机、动圈式话筒2.思维进阶：控制变量法与实验设计在探究电磁铁磁性强弱、电磁感应条件等问题时，控制变量法是核心思维方法。需明确每次实验只改变一个因素（如电流大小、线圈匝数、磁场强弱），保持其他因素不变，从而得出可靠结论。知识点6电磁现象的综合分析与装置辨析本模块旨在帮助学生综合运用电磁知识，辨析相关装置（如电动机与发电机）的工作原理，并能解释现代科技中的电磁应用，培养模型建构与科学推理能力。1.核心装置辨析电动机和发电机是“电与磁”关系的两大典型应用，其对比是中考的高频考点：装置原理能量转化判断关键电动机​磁场对通电导线有力的作用电能→机械能装置中有电源，通电才能转动发电机电磁感应机械能→电能装置外接电流表或用电器，转动才能生电2.思维进阶：结构—原理—功能的统一性分析分析一个电磁装置时，要建立“结构决定功能，原理贯穿始终”的思维模型。例如，发电机和电动机结构相似，但根本区别在于能量转换方向和提供能量的来源。考点演练考点演练题型1磁性、磁体、磁极、磁化【典例1】如图所示，拿一条形磁铁在铁棒AB上用图中所示的方式进行摩擦，使AB被磁化，下列说法正确的是（）A．铁棒AB可换用铜棒 B．摩擦后只有B段有磁性 C．移开磁体，AB的磁性仍能长久保持 D．B端被磁化为S极【答案】D【解答】解：A、铜不是磁性材料，其原子结构中所有电子都成对配对，没有未成对电子，无法被磁化，所以不能用铜棒代替铁棒，故A错误。B、用条形磁铁摩擦铁棒使其磁化后，整个铁棒都会被磁化，不是只有一端有磁性，故B错误。C、铁棒属于软磁材料，被磁化后，磁性容易消失，移开磁体后，AB的磁性不能长久保持，故C错误。D、根据磁化原理，用条形磁铁的N极在铁棒AB上沿图中方向摩擦，B端与磁铁的N极接触，根据异名磁极相互吸引，B端会被磁化为S极，故D正确。故选：D。【变式1】密闭黑盒内装有一个未知物体，通过以下方法进行猜测，该物体可能是（）A．塑料片 B．海绵小球 C．玻璃弹珠 D．小铁球【答案】C【解答】解：根据题意知道，用磁铁吸，物体不会被吸引，所以，不会是小铁球；由于摇晃黑盒，物体会滚动，说明可能是球状物体，不是塑料片（塑料片是滑动），并发出较大撞击声，说明不会是海绵材质的物体，故该物体可能是玻璃弹珠，故C符合题意，ABD不符合题意。故选：C。题型2磁场和磁感线及其特点【典例1】如图所示，两根平行放置的长直导线a和b上的电流大小和方向都相同，a受到的磁场力大小为F1，当加入一个与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为F2，则此时b受到的磁场力大小不可能为（）A．2F1﹣F2 B．2F2+F1 C．2F1+F2 D．F2﹣2F1【答案】B【解答】解：两根平行放置且电流大小和方向都相同的长直导线a和b，它们之间存在相互吸引的安培力，大小相等，a受到的磁场力大小为F1，b受到的磁场力大小为F1，但方向与a的相反；设加入的匀强磁场对导线a的作用力为F，情况一：当F与F1同向时，若F≤F1，F2＝F+F1，此时匀强磁场对导线b的作用力F与F1反向，那么b受到的磁场力大小为F1﹣F＝F1﹣（F2﹣F1）＝2F1﹣F2，故A可能；若F＞F1，那么b受到的磁场力大小为F﹣F1＝（F2﹣F1）﹣F1＝F2﹣2F1，故D可能；情况二：当F与F1反向时，若F≥F1，则F＝F1+F2，此时b受到的磁场力大小为F+F1＝F1+F2+F1＝2F1+F2。故C可能；若F＜F1，则F＝F1﹣F2，此时b受到的磁场力大小为F+F1＝F1﹣F2+F1＝2F1﹣F2，故A可能。综上，B符合题意。故选：B。【变式1】在同一直线上相距较远地放置两个相同规格的条形磁铁A、B。现在A上施加水平力F使其沿直线向磁铁B运动，假设当A运动一段时间后，两磁铁间才出现吸引力，吸在一起后共同运动。整个过程保持A做匀速直线运动，吸在一起前B始终静止。（1）在磁铁A靠近B过程中出现了吸引力，请在俯视图中已画出的一条磁感线上用箭头标出其方向。（2）整个过程中，磁铁A受到的摩擦力大小变化是，磁铁B受到的摩擦力大小变化是。【答案】（1）见解析；（2）一直不变；先变大后不变。【解答】解：（1）在磁体外部，磁感线是从N极出发回到S极的。因为两磁铁最终是相互吸引，所以当A靠近B时，A的右端为S极，B的左端为N极，磁感线方向是从B的N极指向A的S极，在俯视图中，磁感线方向应是从右向左，在给定的磁感线上从B端向A端画箭头，如图所示：（2）磁铁A：因为滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，而A在运动过程中这两个因素都不变，所以磁铁A受到的摩擦力大小一直不变。磁铁B：在A靠近B的过程中，开始时两磁铁相距较远，没有吸引力，B不受摩擦力。当A运动一段时间后，两磁铁间出现吸引力，B受到A的吸引力，但仍保持静止，此时B受到的摩擦力与吸引力是一对平衡力，随着A继续靠近B，两磁铁间的吸引力逐渐增大，根据二力平衡，B受到的摩擦力也逐渐增大，吸在一起后共同运动，此时的摩擦力又不变，所以磁铁B受到的摩擦力大小变化是先变大后不变。故答案为：（1）见解析；（2）一直不变；先变大后不变。题型3通电螺线管的磁场【典例1】为了直观地反映通电螺线管周围磁场分布，可用如图所示的磁感线表示。如果在该通电螺线管内部插入一根铁芯，则下列磁感线中能正确反映其磁场变化的是（）A． B． C． D．【答案】D【解答】解：在通电螺线管中插入一根铁芯，铁棒被磁化，磁性增强，因此通电螺线管周围的磁感线变密，但磁场方向不变，故ABC错误，D正确。故选：D。【变式1】在“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验中，实验设计如下：在螺线管的两端各放一个小磁针，在硬纸板上均匀的撒满铁屑，通电观察小磁针的指向，轻敲纸板，铁屑的排列情况如图甲所示。（1）把小磁针放到螺线管四周不同位置，通电后小磁针静止时的指向如图乙所示。（2）根据安培定则可以判断出图乙所示的通电螺线管的（选填“左”或“右”）端为N极。改变通电螺线管的电流方向，小磁针北极指向将方向（填“不变”或“改变”）。（3）地球周围存在磁场，有学者认为，地磁场是由于地球带电自转形成圆形电流引起的，结合图甲、乙分析推断；图丙3中地球的圆形电流方向与地球自转方向（选填“相同”或“相反”）。【答案】左；改变；相反。【解答】解：（1）根据小磁针的指向可知，图乙所示的通电螺线管的左端为N极、右端为S极。通电螺线管的极性与通电螺线管中电流的方向有关，所以改变通电螺线管的电流方向，通电螺线管的极性改变，小磁针N极指向磁场的北极，小磁针北极将改变。（2）由于地磁北极在地理南极附近，根据安培定则，大拇指指向N极，四指的方向为电流的方向，所以电流自东向西，与地球自转的方向相反。故答案为：左；改变；相反。题型4安培定则【典例1】如图为项目学习小组的同学自制的漂浮式指南针。铜片、锌片和食盐水溶液共同组成了“盐水电池”。铜片是盐水电池的正极，锌片是负极。下列说法正确的是（）A．通电螺线管A端为N极 B．通电螺线管静止时B端指向地理南方 C．电子从铜片经螺线管流到锌片 D．通电螺线管外C点的磁场方向向左【答案】D【解答】解：A、铜片是“盐水电池”的正极，锌片是负极，则螺线管中的电流是从右端流入的，根据安培定则可知，通电螺线管的B端为N极，A端为S极，故A错误；B、静止时通电螺线管由于受到地磁场的作用，B端指向地理北方，故B错误；C、电路中电流的方向是从铜片经过螺线管流向锌片；电子定向移动的方向与电流的方向相反，所以电子定向移动的方向是从锌片经螺线管流向铜片，故C错误；D、在磁体的外部，磁感线是从磁体的N极出发回到磁体的S极的，即C点的磁场方向是向左的，故D正确。故选：D。【变式1】如图所示是小科为家用电热水器设计的一个自动控制装置，R1是热敏电阻（置于热水器的水中）。（1）该控制电路中热敏电阻的阻值随温度的升高而（选填“增大”或“减小”），它才能有效地工作．通电时继电器线圈上端为极；（2）图中控制电路的电源电压U0＝3V，继电器线圈（漆包线）电阻R2为20Ω。当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合．电流等于50mA时，热敏电阻的阻值是。【答案】（1）减小；N；（2）40Ω。【解答】解：（1）根据题意可知，当温度升高到一定的程度，电热器会停止工作，此时衔铁被吸下，这说明电磁铁的磁性变强，电磁铁线圈的匝数不变，这说明通过电磁铁的电流变大，根据欧姆定律可知，电路中的电阻变小，热敏电阻的阻值变小，由此可知，热敏电阻其阻值随温度的升高而减小；由图可知，螺线管中电流从下端流入，上端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端是N极；（2）当线圈中的电流等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，此时控制电路的总电阻为：R=UI=根据串联电路的电阻关系可知，此时热敏电阻的阻值为：R1＝R﹣R2＝60Ω﹣20Ω＝40Ω。故答案为：（1）减小；N；（2）40Ω。题型5影响电磁铁磁性强弱的因素【典例1】寒冬，为给小鸡仔提供温暖的环境，小明制作了恒温箱系统，原理如图。控制电路由电磁继电器、滑动变阻器R1、热敏电阻R2（安装在恒温箱内，阻值随温度升高而显著减小）、低压电源等组成。加热电路由电源、电热丝R3和R4等组成。调好R1阻值，闭合开关S1、S2，箱内温度升高到设定值后即在小范围内波动，且降温阶段降温比较平缓。（1）温度升高时，电磁铁磁性；（2）R3阻值（大于/小于）R4阻值；（3）将R1的阻值稍微调小一些，恒温箱控制的温度将。【答案】（1）增强；（2）小于；（3）降低。【解答】解：（1）温度升高时，热敏电阻R2的阻值随温度升高而显著减小，根据欧姆定律，电路中电流变大，电磁铁的磁性增强；（2）温度升高时，电磁铁磁性增强，吸引衔铁，使R4电路接通，此时恒温箱处于保温状态；温度降低时，电磁铁磁性减弱，衔铁在左侧弹簧作用下被拉起，使R3电路接通，此时恒温箱处于加热状态；因加热功率大于保温功率，且电源电压不变，由P＝UI=U2R可知，R3（3）电磁铁吸引衔铁时的电流不变，控制电路电源电压不变，根据欧姆定律可知，控制电路的总电阻不变，将R1的阻值稍微调小一些，根据电阻的串联可知，热敏电阻R2的阻值变大，因热敏电阻R2的阻值随温度升高而显著减小，故恒温箱控制的温度将降低。故答案为：（1）增强；（2）小于；（3）降低。【变式1】如图甲是一种“潜水自救装置”，其工作原理如图乙所示，力敏电阻Rx的阻值随潜水深度的改变而改变，当达到设定的安全深度时，电磁铁吸引衔铁，反应盒中两种物质混合并开始反应产生气体，气囊快速充气上浮，将潜水运动员拉回到水面，其中U为电源电压，R0为定值电阻。（1）为实现以上功能，在图丙中选出力敏电阻Rx的阻值随深度变化的大致曲线是。（填“A”或“B”）（2）若其他条件不变，减少电磁铁的线圈匝数，则安全深度将。【答案】（1）B；（2）变大。【解答】解：（1）由题意可知在衔铁被吸引下来之前，电路是力敏电阻Rx的简单电路，因为力敏电阻Rx的阻值随潜水深度的改变而改变，当达到设定的安全深度时，电磁铁吸引衔铁，即深度增大时，电磁铁的磁性增强，电路的电流减小，故力敏电阻Rx的阻值减小，因此力敏电阻Rx的阻值随深度的增大而减小，故选B；（2）当其他条件不变时，减小电磁铁的线圈匝数，磁性减弱，当深度增大时，通过电路的电流增大，才能吸引衔铁，故安全深度变大。故答案为：（1）B；（2）变大。题型6电磁继电器的特点和应用【典例1】图甲是兴趣小组设计的天然气泄漏报警电路原理图，正常状态下绿色指示灯亮起，当天然气浓度增大到一定程度时电铃会发出报警声。图乙为气敏电阻R1的阻值与天然气浓度的关系图像。下列说法正确的是（）A．虚线框a中应为绿色指示灯，b中应为电铃 B．将滑片P向上移动，可使天然气的报警浓度降低 C．当开关S1闭合后，通电螺线管的上端为S极 D．滑动变阻器的滑片P向上移动，电磁铁磁性增强【答案】C【解答】解：A.题目指出“正常状态下绿色指示灯亮起，当天然气浓度增大到一定程度时电铃会发出报警声”。在控制电路中，当天然气浓度正常时，R1阻值较大，控制电路电流较小，电磁铁磁性较弱，衔铁被弹簧拉起，此时上方的触点闭合，应连接绿色指示灯。当天然气浓度超标时，R1阻值减小，控制电路电流增大，电磁铁磁性增强，吸下衔铁，此时下方的触点闭合，应连接电铃，故A错误。BD.滑片P向上移动，滑动变阻器接入电路的阻值变大。根据欧姆定律控制电路的总电阻变大，电流减小，电磁铁的磁性减弱。要想吸合，就得气敏电阻的阻值减小，即浓度会增加，故BD错误。C.图中电流从螺线管上端正面流入，根据安培定则（右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指的那端为N极），大拇指会指向下方，即上端为S极，故C正确。故选：C。【变式1】某款儿童防走丢手环内部电路如图所示，电源电压U1＝3V，磁敏电阻RM的阻值随孩子与家长的距离增大而减小。当控制电路中的电流≥20mA时，衔铁吸合，电铃工作，实现报警，若需更近距离实现报警，下列做法可行的是（）A．适当增大控制电路电源电压U1 B．适当增大滑动变阻器R的阻值 C．适当减少电磁铁线圈的匝数 D．适当增大电磁铁与衔铁的距离【答案】A【解答】解：A、磁敏电阻RM的阻值随孩子与家长的距离增大而减小，距离越近，磁敏电阻的阻值越大，其它因素不变时，电路中电流变小，电磁铁的磁性变弱；要使衔铁吸合，电铃工作，需要保持电磁铁的吸引力不变，电路中电流不变，因此可以适当增大控制电路电源电压U1，故A符合题意B、增大滑动变阻器R的阻值，电路中电流会变小，故B不符合题意；CD、减少电磁铁线圈的匝数、增大电磁铁与衔铁的距离时，电磁铁的磁性会变弱，故CD不符合题意。故选：A。题型7磁场对通电导线的作用【典例1】我国第一首076型两栖攻击舰“四川舰”于2024年底正式下水，它兼具航母和两栖攻击舰的功能，配置了电磁弹射（如图所示）。电磁弹射的发射轨道相当于两根金属导轨，弹射车相当于金属棒，横在导轨上，通电后磁场对弹射车产生推力作用，从而使弹射车牵引飞机快速运动。该原理与以下哪个原理相同（）A． B． C． D．【答案】C【解答】解：由题意可知，电磁弹射的发射轨道相当于两根金属导轨，弹射车相当于金属棒，横在导轨上，通电后磁场对弹射车产生推力作用，从而使弹射车牵引飞机快速运动，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力运动。A、该装置为奥斯特实验，说明电流的周围存在磁场，故A不符合题意；B、电磁铁通电后具有磁性，这是电流的磁效应，故B不符合题意；C、图中有电源，属于电动机原理，是利用通电导体在磁场中受力而运动的原理工作的，故C符合题意；D、该装置中无电源，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动就会产生感应电流，是探究电磁感应现象的装置，故D不符合题意。故选：C。【变式1】线圈abcd转动过程中经过图甲、乙位置时，导线ab所受磁场力的方向（）A．相反，是由于磁场方向相反了 B．相反，是由于流过ab的电流方向相反了 C．相同，是由于磁场方向、流过ab的电流方向都改变了 D．相同，是由于磁场方向、流过ab的电流方向都没改变【答案】B【解答】解：由于电流从电源的正极出发，故此时图甲中ab的电流方向是由b到a；在图乙中，由于磁场的方向没有改变，电流的方向是由a到b，故此时线圈受力的方向改变。故选：B。题型8探究电磁感应现象的条件和规律【典例1】如图所示是“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置，下列说法中（）①闭合开关、导体ab在磁场中上下运动会产生感应电流②闭合开关，导体ab左右运动过程中电能转化为机械能③利用该实验的原理可以制成发电机④将电流计换成电源，可以研究通电导线在磁场中的受力情况A．只有①②正确 B．只有①③正确 C．只有③④正确 D．只有②④正确【答案】C【解答】解：①②闭合开关，导体ab在磁场中左右运动会产生感应电流；上下运动没有切割磁感线，不会产生电流，产生电流过程中机械能转化为电能，故①②错误；③根据图示可知，电路中无电源，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，这是电磁感应现象，在此过程中机械能转化为电能，根据电磁感应现象制成了发电机，故③正确；④将电流表换成电源，可以研究通电导线在磁场中的受力情况，故④正确。故选：C。【变式1】探究利用磁场产生电流的实验中，连接了如图所示的实验装置。（1）将磁铁快速向下插入螺线管时，观察到电流表原来静止在中间的指针向左偏转，这个现象叫现象。（2）磁铁插入螺线管后，用一只手拿着磁铁和螺线管一起向上运动。观察电流表时会发现：电流表指针（选填：“静止”、“向左偏转”或“向右偏转”）。（3）在（1）操作的基础上，要进一步探究感应电流方向与磁场方向的关系，做法是：。【答案】电磁感应；静止；保持线圈的位置不动，对调磁铁的磁极，然后将磁铁快速向下插入螺线管，观察电流表指针的偏转方向【解答】解：（1）将磁铁快速向下插入螺线管时，观察到电流表原来静止在中间的指针向左偏转，说明有感应电流产生，这就是电磁感应现象。（2）磁铁和通电螺线管一起运动，它们之间的位置没有发生变化，因此以螺线管为参照物，磁铁是静止的；此时导体没有做切割磁感线运动，因此不会产生感应电流，电流表指针是静止的。（3）要探究感应电流方向与磁场方向的关系，要控制导体运动方向不变，改变磁场方向；在（1）操作的基础上，做法是：保持线圈的位置不动，对调磁铁的磁极，然后将磁铁快速向下插入螺线管，观察电流表指针的偏转方向，比较两次电流表的偏转方向是否相同得出结论。故答案为：（1）电磁感应；（2）静止；（3）保持线圈的位置不动，对调磁铁的磁极，然后将磁铁快速向下插入螺线管，观察电流表指针的偏转方向。题型9电磁感应【典例1】杭绍雨高速为国内首条“超高速智慧公路”，其路面下预埋电磁感应线圈，未来汽车在高速行驶时，电动汽车的车载感应线圈内就会产生感应电流，可实现边行驶边充电（如图所示）。如图中可以反映该过程原理的是（）A． B． C． D．【答案】C【解答】解：杭绍甬高速路面下预埋了供电线圈（发射端），电动汽车底盘安装了接收线圈，其原理就是电磁感应。A、图为奥斯特实验装置图，说明通电导线周围存在磁场，故A错误；B、图为探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系图，说明电流一定时，匝数越多，电磁铁磁性越强，故B错误；C、图为探究电磁感应实验装置图，说明闭合电路部分导体切割磁感线时会产生感应电流，故C正确；D、闭合开关，通电导体在磁场中受力运动，是电动机的原理图，故D错误。故选：C。【变式1】如图所示，当导体棒ab水平向右运动时，小磁针的N极指向右。若要使小磁针的N极指向左，则（）A．导体棒ab不动，蹄形磁铁竖直向上运动 B．导体棒ab不动，蹄形磁铁水平向右运动 C．对调蹄形磁铁磁极，导体棒ab向左运动 D．对调蹄形磁铁磁极，导体棒ab向下运动【答案】B【解答】解：当导体棒ab水平向右运动时，切割磁感线产生感应电流，感应电流通过螺线管，螺线管产生磁场，使小磁针的N极指向右；A、导体棒ab不动，蹄形磁铁竖直向上运动，ab不能做切割磁感线运动，不能够产生感应电流，螺线管不能够产生磁场，不能使小磁针的N极指向左，故A错误；B、导体棒ab不动，蹄形磁铁水平向右运动，导体棒ab相对蹄形磁铁向左运动，切割磁感线产生的感应电流方向与原来相反，感应电流通过螺线管，螺线管产生的磁场方向与原来相反，可使小磁针的N极指向左，故B正确；C、对调蹄形磁铁磁极，导体棒ab向左运动，磁场方向改变，ab切割磁感线的方向发生改变，感应电流的方向不变，感应电流通过螺线管，螺线管产生的磁场方向不变，不能使小磁针的N极指向左，故C错误；D、对调蹄形磁铁磁极，导体棒ab向下运动，ab不能做切割磁感线运动，不能够产生感应电流，螺线管不能够产生磁场，不能使小磁针的N极指向左，故D错误。故选：B。题型10产生感应电流的条件【典例1】以下是电与磁章节中的几个实验，下列说法正确的是（）A．甲图研究条形磁铁周围磁场分布时，撒铁屑的目的是让真实存在的磁感线显示出来 B．乙图研究通电直导线周围存在磁场的实验中，上方的导线ab应该东西方向放置 C．丙图是通电圆环，当电流如箭头所示时，圆环正下方的小磁针的N极指向右边 D．丁图闭合电路的导体竖直上下运动灵敏电流表的指针会发生偏转【答案】C【解答】解：A．磁感线是假想的模型，不是真实存在的，故A错误；B．由于小磁针受到地磁场的作用，要指南北方向，为了观察到明显的偏转现象，应使电流产生的磁场方向为东西方向，故应使把直导线南北放置，故B错误；C．丙图是通电圆环，当电流如箭头所示时，根据安培定则知，右侧为N极，而磁体内部的磁感线方向由S指向N极，故圆环正下方的小磁针的N极指向右边，故C正确；D．丁图闭合电路的导体竖直上下运动，没有切割磁感线，不产生电流，灵敏电流表的指针不会发生偏转，故D错误。故选：C。【变式1】如图为探究感应电流产生条件的实验装置，为了使现象更加明显，关于所选的导体AB材质及对导体AB的操作合适的是（）A．铁棒，缓慢切割磁感线 B．铜棒，缓慢切割磁感线 C．铁棒，快速切割磁感线 D．铜棒，快速切割磁感线【答案】D【解答】解：关于导体AB的材质：应选择铜棒，不能选铁棒。因为铁棒是磁性材料，在磁场中容易被磁化，会干扰原磁场分布，进而影响实验结果，不利于对感应电流产生条件的探究。关于对导体AB的操作：导体快速切割磁感线时，产生的感应电流更大，能让灵敏电流计指针的偏转角度更大，实验现象也就更明显。所以，为使现象更明显，导体AB应选用铜棒，并使其快速切割磁感线。故D符合题意，ABC不符合题意。故选：D。过关验收过关验收1．如图是小灵在探究“感应电流产生条件”的实验装置，下列有关说法错误的是（）A．闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，主要能量转化为机械能转化为电能 B．若将此装置中的灵敏电流计换成电源，可进一步探究电动机的工作原理 C．开关闭合后，AB棒来回反复切割磁感线运动时，产生的是直流电 D．若要改变产生的电流方向，可保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调【答案】C【解答】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，导体中会产生电流，主要能量转化为机械能转化为电能，故A正确；B、若将此装置中灵敏电流计换成电源，可进一步探究电动机的工作原理，故B正确；C、开关闭合后，AB棒来回反复切割磁感线运动时，产生的是交流电，故C错误；D、感应电流方向跟磁场方向和导线切割磁感线运动方向有关，若要改变产生的电流方向，可保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，故D正确。故选：C。2．将同一根条形磁铁分别静置于图中甲、乙、丙三处，10秒后读出电流表示数分别为I1、I2、I3，则（）A．I1＝I3＜I2 B．I1＝I2＜I3 C．I1＜I2＝I3 D．I1＝I2＝I3【答案】D【解答】解：将同一根条形磁铁分别静置于图中甲、乙、丙三处，由于此时的线圈没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，所以电流表示数都为0，即I1＝I2＝I3。故选：D。3．如图所示为一种可调磁力的双面磁性擦窗器，由装有磁铁的内擦甲和外擦乙组成。将两者对齐后吸附在窗玻璃两侧，实现内外同时擦窗。（1）用手向上推动甲，甲乙一起移动。以玻璃为参照物，乙是（选填“运动”或“静止”）的。（2）甲重为5N，用竖直向上、大小为8N的力推动甲匀速向上运动，此时甲受到的摩擦力大小为N。（3）乙中磁铁B位置固定，甲中磁铁A可沿导轨左右移动，调节磁力大小。若使用时发现摩擦力太大需向（选填“左”或“右”）调节磁铁A的位置。【答案】（1）运动；（2）3；（3）左。【解答】解：（1）以玻璃为参照物，乙相对于玻璃的位置在发生变化，所以乙是运动的。（2）甲匀速向上运动，受力平衡，竖直方向上，向上的力是8N，向下的力有重力5N和摩擦力f，根据平衡条件可得，F向上＝G+f，代入数据可得，8N＝5N+f，解得，f＝3N。（3）摩擦力太大是因为磁力太大，要减小磁力，需要让磁铁A和磁铁B之间的距离变大，所以应向左调节磁铁A的位置，减小两者间的吸引力，从而减小摩擦力。故答案为：（1）运动；（2）3；（3）左。4．如图所示是小实设计的家庭火灾烟雾检测电路。图中烟雾传感器电阻R1的阻值随烟雾浓度的增大而减小。当烟雾浓度高于某一设定值时，电铃发声报警。（1）电磁铁的工作原理主要是填字母）。A.电磁感应B.电流周围存在磁场C.通电导线在磁场中受到力的作用（2）电铃应接在（选填“AC”或“BD”）间。（3）用久后电源电压U1会减小，报警时烟雾最小浓度比设定值（选填“高”或“低”）。【答案】（1）B；（2）BD；（3）高。【解答】解：（1）A、电磁感应是指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，是发电机的工作原理，不是电磁铁的原理，故A错误。B、电流周围存在磁场，这是电流的磁效应，电磁铁正是利用这一原理，通电后线圈产生磁场，从而具有磁性，故B正确。C、通电导线在磁场中受到力的作用，这是电动机的工作原理，与电磁铁无关，故C错误。故选：B。（2）烟雾浓度高于设定值时R1减小、电流增大、电磁铁磁性变强，吸下衔铁，电铃响、报警，此时电铃接在BD间。（3）电源电压减小，根据欧姆定律I=U故答案为：（1）B；（2）BD；（3）高。5．如图所示，利用静电喷涂枪给物体喷漆。接通电源，电动机开始转动，负压发生器使喷枪内气压减小吸入涂料，涂料雾化成小颗粒并带上负电荷，从喷枪飞向被涂物。下列现象与物理知识对应不正确的是（）A．负压发生器使涂料吸入喷枪——大气压强 B．通电后电动机线圈受力转动——电磁感应现象 C．涂料喷出后颗粒间相互排斥——电荷间的作用力 D．涂料变干后粘牢在物体表面——分子间的作用力【答案】B【解答】解：A、负压发生器使喷枪内气压减小，外界大气压大于喷枪内气压，在大气压强的作用下将涂料吸入喷枪，故A正确。B、通电后电动机线圈受力转动是基于通电导体在磁场中受力的原理，而电磁感应现象是指闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动产生感应电流的现象，二者原理不同，故B错误。C、涂料雾化成小颗粒并带上负电荷，根据电荷间的作用力规律，同种电荷相互排斥，所以涂料喷出后颗粒间会相互排斥，故C正确。D、涂料变干后粘牢在物体表面，是因为分子间存在引力，使涂料分子与物体表面分子相互吸引，故D正确。故选：B。6．我国第三艘航空母舰福建舰是全球最大常规动力航母，它满载排水量为8万余吨，搭载了自主研发的电磁弹射系统，利用强磁场对通电轨道产生的力使舰载机加速起飞。福建舰服役后大大提升了我国海军实力。下列说法正确的是（）A．电磁弹射系统与电动机的工作原理相同 B．福建舰在海上航行时受到的浮力大于重力 C．舰载机从福建舰上起飞后，福建舰仍处于漂浮状态，浮力不变 D．舰载机停在甲板上，舰载机对甲板的压力和甲板对舰载机的支持力是一对平衡力【答案】A【解答】解：A、电磁弹射系统与电动机的工作原理相同，故A正确；B、福建舰在海上航行时受到的浮力等于重力，故B错误；C、舰载机从福建舰上起飞后，福建舰仍处于漂浮状态，总的重力减小，浮力减小，故C错误；D、舰载机停在甲板上，舰载机对甲板的压力，作用在甲板上，甲板对舰载机的支持力，作用在舰载机上，这两个力是一对相互作用力，不是一对平衡力，故D错误。故选：A。7．如图是奥斯特实验的示意图。下列有关奥斯特实验的分析，错误的是（）A．闭合开关前，在小磁针上方放置的直导线应与小磁针垂直 B．发生偏转的小磁针对通电导线肯定有力的作用 C．移去小磁针后的通电导线周围仍然存在磁场 D．通电导线周围磁场方向与电流方向有关【答案】A【解答】解：A．为了避免地磁场对该实验的影响，实验中导线与小磁针平行放置效果最好，故A错误；B．当将通电导线放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，说明小磁针受到了力的作用，又因为物体间力的作用是相互的，发生偏转的小磁针对通电导线也有力的作用，故B正确；C．通电导线周围的磁场与小磁针的有无无关，移走小磁针后，通电导线周围的磁场仍然存在，故C正确；D．通电导线周围磁场方向与电流方向有关，电流方向改变，磁场方向也会随着改变，故D正确。故选：A。8．如图所示是一种海上漂浮式风力发电机，它利用风能驱动扇叶旋转，从而转化为电能，其工作原理是（）A．通电导体周围存在磁场 B．通电线圈能在磁场中转动 C．电磁感应 D．电流的热效应【答案】C【解答】解：风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机发电，把风的机械能转化为电能，这是电磁感应现象，故ABD错误，C正确。故选：C。9．18世纪，人们开始尝试使用磁铁和导线产生电流，以下是发电机的发展历程：（1）发电机的工作原理是基于现象，这一发现为人类利用电能开辟了新路径；（2）小阳用如图乙装置进行实验，开关闭合后，导线AB向（填“①”“②”“③”）方向移动，将观察到灵敏电流计指针发生偏转；（3）发电机在工作时，将能转化为电能。【答案】（1）电磁感应；（2）②；（3）机械。【解答】解：（1）发电机的工作原理