2023年中考物理一轮复习导学案：20 电与磁（含答案）
文档属性
| 名称 | 2023年中考物理一轮复习导学案：20 电与磁（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 5.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-02-15 06:21:27 | ||
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文档简介
20 电与磁
【课标】
本中考考点及要求（“▲”表示该标准要求属于评价水平这一层次）
评价目标和评价水平 标准要求 知识性 目标 技能性 目标 体验性 目标
了解 认识 理解 独立 操作 经 历 认 同 内 化
1.通过实验认识磁场。知道地磁场。 ▲ ▲ ▲
2.通过实验，了解电流周围存在磁场。探究并了解通电螺线管外部磁场的方向。 ▲ ▲
3.通过实验，了解通电导线在磁场中会受到力的作用，知道力的方向与哪些因素有关。 ▲ ▲
4.通过实验，探究并了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。了解电磁感应在生产、生活中的应用。 ▲ ▲
【规律】
规律总结1：电磁作图问题思路
1．已知电源的正负极、线圈绕法，判断小磁针的N、S极。
（1）首先根据电源的正、负极画出通电螺线管的绕线中的电流方向；
（2）利用安培定则确定通电螺线管的N、S极并标注；
（3）最后根据磁极间的相互作用断定小磁针的N、S极。
2.已知小磁针的N、S极、线圈绕法，判断电源的正、负极。
（1）根据小磁针的N、S极，利用磁极间的相互作用先确定通电螺线管的N、S极；
（2）然后利用安培定则判定通电螺线管上的电流方向并用箭头标出；
（3）最后根据电源外部电流的流向确定电源的正、负极。3.已知小磁针的N、S极、电源正负极，画螺线管的绕线。
（1）首先根据小磁针的N、S极指向，利用磁体间的相互作用规律确定通电螺线管的N、S极并标注出；
（2）利用安培定则确定通电螺线管中的电流方向，并在螺线管上试着画出一条“S”型或反“S”型绕线；
（3）然后结合电源外部电流流向定位螺线管的绕线形状是“S”型还是反“S”型，并在螺线管上等距地画出美观的绕线。
规律总结2：磁场的描述——磁感线
从磁场的物质性、方向和磁感线的特点、常见磁体磁感线的分布、地磁场的特点五个维度进行把握是解决问题的关键：
（1）磁场的物质性：磁场是真实存在的看不见摸不着的物质，它的存在可通过其基本性质来体现；
（2）磁场的方向：任一点磁场方向跟放在该点小磁针静止时北极指向一致；
（3）磁感线的特点：在磁体外部，磁感线从北极出发回到南极；磁感线的疏密反映磁场的强弱，磁极处磁感线最密；
（4）地球本身是一个巨大的磁体，地磁场的形状与条形磁体相似；地磁的北极在地理南极附近，地磁的南极在地理北极附近；我国宋代的沈括最早发现了磁偏角。
注意：磁感线是为了形象描述磁场而引入的假想曲线，并不真实存在，属于建立的物理模型;磁场中任何一点的方向都具有唯一性，故任何两条磁感线都不相交。
规律总结3：电磁铁的应用——电磁继电器
（1）首先要分清控制电路和工作电路；
（2）分析步骤：分析当电磁铁无磁性时，观察衔铁上的动触点与哪个静触点连接，进而明确工作电路的初始工作状态；然后再分析当电磁铁有磁性时，观察衔铁上的动触点又与哪个静触点连接，进而明确工作电路的末工作状态；
注意：对于“报警器”类工作电路，务必明确控制电路通电或断电的控制方法，从而明确电磁铁磁性有无。
规律总结4：磁场对电流的作用及应用
从磁场对电流的作用原理入手，然后顺藤摸瓜领悟相关核心要素：
（1）原理：通电导体产生的磁场与磁体相互作用使通电导体运动；
（2）能量的转化：电能转化为机械能；
（3）通电导体受力方向的决定因素：磁感线的方向与电流方向；
（4）生活中的应用实例：电动机、扬声器等。
注意：对于电动机还要掌握以下要点：①工作原理：通电线圈在磁场中受力转动；②平衡位置：线圈平面与磁感线垂直的位置；③换向器的作用：
对于直流电动机，线圈每转过平衡位置就自动改变电流的方向。
规律总结5：电磁感应及应用
从磁生电的条件为突破口逐一领悟核心要素：
1.产生感应电流的条件：（1）闭合电路；（2）导体在磁场中做切割磁感线运动（正切、斜切都可以）；（3）切割磁感线运动的导体只能是闭合电路的一部分，三者缺一不可。
2.能量的转化：机械能转化为电能；
3.感应电流的方向决定因素：导体切割磁感线的方向和磁感线的方向；
4.增大感应电流的方法：一是增加磁场的磁性，二是加快运动的速度；
5.生活中的应用实例：发电机、动圈式话筒等。
注意：①区分发电机与电动机的关键是看外部电路有无电源，有电源是电动机，无电源是发电机。
②我国交流电的频率为50Hz，周期为 0.02s，即每秒钟电流的方向改变 100 次．
规律总结6：电与磁的实验处理方法
1.探究通电螺线管的磁场
（1）从螺线管磁场显示的方法及极性的判断方法及影响因素方面入手选择合理的器材；明确操作要领；
（2）观察实验现象得出正确结论：通电螺线管的外部磁场与条形磁铁的磁场相似；极性遵循安培定则。
2.探究影响电磁铁的磁性强弱的因素
（1）首先从已有知识写出影响电磁铁磁性的因素：电流的大小与线圈的匝数；
（2）根据影响因素选择合理的器材，明确显示电磁铁磁性强弱的方法，然后利用控制变量法设计实验方案；（3）最后根据实验现象得出结论。注意：实验结论要强调”在xxxx相同时”前提条件.
3.探究磁场对电流的作用
（1）首先根据磁场对电流的作用选择合理的实验器材；
（2）利用控制变量法和转化法设计方案研究通电导体受力方向跟电流方向和磁场方向的关系；
（3）最后分析实验现象得出结论。
4.探究电磁感应现象
（1）首先根据已有知识写出“感应电流产生的条件”和感应电流方向的决定因素；
（2）然后根据感应电流产生的条件和感应电流决定因素选择实验器材，利用控制变量法和转化法设计实验方案；
（3）最后分析实验现象得出结论。
【例题】
考点一：磁现象
1.磁体：具有磁性（具有吸引铁、钴、镍等物质的性质）的物体。
2.磁极：磁体上磁性最强的部分。磁体有两个磁极，分别叫南极（S极）和北极（N极）。
3.磁极间相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
4.如果让磁体在水平位置上自由转动，静止时总是一端指南，一端指北。指南的一端叫南极（S极），指北的一端叫北极（N极）。
【例题1】（2022四川乐山市）如图所示，在两个靠得较近的小车上分别放一块磁体甲和乙，松手后（ ）
A. 由于甲先对乙施加了斥力，然后乙再对甲施加斥力，所以乙先向右运动
B. 由于甲、乙两磁体间存在相互作用的引力，所以甲、乙相互靠近
C. 甲对乙的斥力与乙对甲的斥力是一对平衡力
D. 甲对乙的斥力与乙对甲的斥力是一对相互作用力
考点二：磁场
1.定义：磁体周围存在的一种特殊物质。磁场是真实存在的。
2.基本性质：对放入其中的磁体有力的作用。
3.方向判定：在磁场中的某一点放入小磁针，小磁针静止时北极所指的方向即为该点的磁场方向。
4.磁感线：用来描述磁场强弱和方向的曲线。磁感线不是真实存在的。
【例题2】（2022内蒙古通辽）下列关于科学研究方法的叙述：①研究磁场时引入“磁感线”，采用了模型法；②探究导体电阻大小与导体长度的关系时，控制其它量相同，采用了类比法；③探究动能大小的影响因素时，通过木块被撞后移动的距离来比较动能大小，采用了转换法；④在经验事实的基础上，经过科学推理得出牛顿第一定律，采用了放大法，其中正确的是（ ）
A．①③ B．②③ C．①② D．②④
【例题3】（2022北京）在探究通电螺线管的磁场特点时，通电螺线管在某状态下的两个实验现象如图所示，其中小磁针（黑色一端为N极）静止时的指向情况如图甲所示。铁屑静止时的分布情况如图乙所示。选项图中能正确用磁感线描述这两个实验现象的是（ ）
A．B．C．D．
考点三：电流的磁效应
1.奥斯特实验
（1）该现象在1820年被丹麦物理学家奥斯特发现。
（2）表明通电导线周围存在磁场，电流周围磁场方向跟电流方向有关。
2.通电螺线管
（1）通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场相似。
（2）它两端的磁极跟电流方向有关，可以用安培定则判定。
3.安培定则：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。
4.电磁铁
（1）构成：通电螺线管和里面的铁芯。
（2）影响磁性强弱的因素
a.同一个电磁铁，电流越大，磁性越强。
b.当电流相同螺线管外形一样时，线圈的匝数越多，磁性越强。
c.通电螺线管中有铁芯比无铁芯时磁性强。
（3）优点：电磁铁磁性的有无、强弱及磁场的方向可分别由电流的有无、大小及方向来控制。
（4）应用：电磁继电器。
【例题4】（2022湖南张家界）如图是研究巨磁电阻电阻在磁场中急剧减小特性的原理示意图，闭合开关、后，电磁铁右端为______ 极，滑片P向左滑动过程中，指示灯明显变______ 选填“亮”或“暗”。
【例题5】（2022哈尔滨）如图，请根据通电螺线管附近静止小磁针的指向，用箭头在A点标出磁感线方向，在B点标出电流方向。
考点四：磁场对电流的作用
1.作用：通电导线在磁场中会受到力的作用。
2.力的方向：跟磁感线方向和电流方向有关。
3.说明:若导体中电流的方向或磁感线的方向有一个改变，则导体的受力方向也随之改变；若上述两个方向同时改变，则导体的受力方向不变。
4.能的转化：电能转化为机械能。
5.应用：直流电动机
（1）构造：由磁极、线圈、换向器和电刷组成。
（2）工作原理：利用通电线圈在磁场里受力而转动的原理工作的。
【例题6】（2022江苏南京）图中与磁现象有关的四个实验，其对应的判断正确的是（ ）
A. 甲图说明磁体周围不同点的磁场方向都不同
B. 乙图是电磁感应现象
C. 丙图说明电流具有磁效应
D. 丁图说明磁场对电流有力的作用
考点五：电磁感应
1.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，导体中有电流产生，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。
2.感应电流的方向：跟切割磁感线的方向和磁场方向有关。
3.能的转化：将机械能转化为电能。
4.应用：发电机
（1）构造：主要由线圈、磁极、换向器和电刷组成。
（2）工作原理：利用了电磁感应来工作的。
【例题7】（2022广西贵港）图中的a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分，它在磁场中按箭头方向运动时，下列哪种情况不会产生感应电流（ ）
A B C D
【演练】
一、选择题（本道大题有13小题，每小题3分，共39分）
1.（2022长春）地理的两极和地磁场的两极并不重合。世界上最早记录这一现象的人是（ ）
A. 沈括 B. 伽利略 C. 托里拆利 D. 阿基米德
2.（2022江苏泰州）我们在学习物理知识时，运用了很多研究方法，下列几个实例：①研究电流时，把它比作水流；②研究磁场时，引入磁感线；③在探究动能与速度关系时，控制质量相同；④用光线来描述光的传播路径和方向。其中，运用了相同研究方法的是（ ）
A. ①② B. ②④ C. ③④ D. ②③
3.（2022浙江丽水）丽水处州府城一角的磨盘特别受小孩青睐。当人推着磨盘转动时，磨盘上竖着的“丽水”两字和其周围墙壁上的灯同时亮起如图。下列四幅图中能反映其工作原理的是（ ）
A. B. C. D.
4. （2022青海）许多物理学家为人类的进步做出了巨大的贡献，下列叙述中对应关系正确的是（ ）
A. 牛顿发现了杠杆平衡条件
B. 伽利略最早测出了大气压强的值
C. 奥斯特发现了电流的磁效应
D. 阿基米德最早揭开了光的颜色之谜
5. （2022江苏泰州）对下列四幅图的表述正确的是（ ）
A. 甲图反映的是电动机的工作原理 B. 乙图能实现电能转化为机械能
C. 丙图闭合开关后，小磁针N极逆时针偏转 D. 丁图中小磁针N极顺时针偏转
6. （2022齐齐哈尔）如图所示是一款带滚轮的书包，其内部没装电池，但拖动书包使轮子滚动时，嵌在轮子里的LED灯会发光。以下四幅图能反映此现象原理的是
A. B. C. D.
7. （2022河北）图所示是探究电磁感应的实验装置，关于电磁感应现象，下列说法正确的是（ ）
A. 奥斯特发现了电磁感应现象
B. 利用电磁感应现象制作了电动机
C. 导线在磁场中沿不同方向运动，导线中都会有感应电流产生
D. 如果磁感线和切割磁感线方向都变得相反，导线中感应电流的方向不发生改变
8．（2022四川绵阳）如图所示，导体棒AB、CD水平放置在蹄形磁体的磁场中，都垂直于所在位置的磁感线，两个蹄形磁体的N极和S极标识都没有了。拉动AB向左移动时，发现CD向右移动，下列判断正确的是（ ）
A．若拉动AB向右移动，则CD向右移动
B．若拉动AB向右移动，则CD向左移动
C．调换右边磁体上下磁极，拉动AB向左移动，则CD向右移动
D．调换右边磁体上下磁极，拉动AB向右移动，则CD向左移动
9.（2022哈尔滨）发电机发电是获取电能的重要方式，下列实验揭示发电机原理的是（ ）
A.奥斯特实验 B.电磁感应现象 C.磁场对电流的作用 D.自制电磁铁
10.（2022四川乐山市）下列所示的实验装置中，能说明电动机工作原理的是（ ）
A.B. C. D.
11.（2022贵州黔东南）关于如图甲、乙所示的实验，下列说法错误的是（ ）
A．甲实验可以研究通电导体周围存在磁场
B．甲实验可以研究电磁感应现象
C．乙实验可以研究通电导体在磁场中受力情况
D．乙实验的过程中，电能转化为机械能
12．（2022湖南邵阳）在一次物理实验中，小于同学连接了如图所示的电路，电磁铁的B端有一个可自由转动的小磁针，闭合开关后，下列说法错误的是（ ）
A．电磁铁的A端为N极
B．小磁针静止时，N极水平指向左
C．利用这一现象所揭示的原理可制成的设备是发电机
D．当滑动变阻器滑动片P向右端移动，电磁铁磁性增强
13.（2022湖北武汉）我们的日常生活离不开电和磁．发现电流磁效应的科学家是（ ）
A．牛顿 B．奥斯特 C．阿基米德 D．瓦特
二、填空题（每空1分，共23分）
1. (2021甘肃威武)如图所示是我国早期的指南针——司南，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，司南指南北是由于它受到______的作用，司南长柄指的是地理的_____极。
2.（2022河北）2021年5月15日7时18分，我国自主研发的“天问一号”探测器稳稳着陆在火星上，使我国成为世界上第二个成功着陆火星的国家。地面控制中心通过发射______向“天问一号”传达指令。指南针是我国古代四大发明之一，指南针能够指南北，是因为指南针受到了______的作用。
3. （2022江苏南京）人工心脏泵可短时间代替心脏工作，如图是该装置的示意图磁体固定在左侧，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上（相当于一个电磁铁），活塞筒通过阀门与血管相通，阀门S1只能向外开启，S2只能向内开启，线圈中的电流从A流向B时，电磁铁左端是______极，血液会______（选填“流入”或“流出”）活塞筒，该装置工作时，线圈AB中的电流方向______（选填“需要”或“不需要”）改变。
4．（2022内蒙古通辽）如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半圈或下半圈。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是 极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的 （填“发电机”或“电动机”）。
5．（2022甘肃天水）如图是一款“运动手环”，其主要部分是一段内置有一小块磁铁的密闭的空心塑料管，管外缠绕着线圈。戴着这种手环走路时塑料管跟着手一起运动，磁铁则在管内反复运动，线圈中便会产生电流，液晶上就会显示出运动的步数。此过程利用了 原理，将 能转化为电能。计步的数据还可通过 传送到手机上。
6.（2022四川自贡市）闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时，导体中就会产生电流。这种利用磁场产生电流的现象叫做_____现象。利用这一现象，人们发明了____（选填“电动机”或“发电机”）。
7.（2022四川自贡市）如图甲所示的“聪明电梯”在有、无人乘坐时会以不同的速度运行，这样可以节约用电。图乙所示是其控制电路图，R是一个压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。当所有人走出电梯后，则图中电磁铁的磁性将______（选填“增强”、“减弱”或“不变"），电动机的转速将______（选填“变快”、“变慢”或“不变”）。
8.（2022湖北武汉）如图所示的装置可以用来研究_________(填“电动机”或“发电机”)的工作原理。将图中的电源换成电流表，闭合开关，让导体ab左右摆动，发现电流表指针偏转，表明导体ab中_____(填“有”或“没有”)感应电流通过，导体ab的机械能转化为________能。
9.（2022山东省东营）如图所示，某物理小组在用做条形磁体“吸附”能力实验时，用酒精灯给条形磁体加热一段时间后，发现大头针纷纷下落。请根据这一现象提出一个可探究的科学问题： 。
10.（2022吉林模拟题）如图所示是一种水位自动报警器的原理图．水位没有达到金属块A时，灯 亮；水位达到金属块A时，由于一般的水是 ，灯 亮．
三、作图题（每小题3分，共15分）
1.（2022江苏扬州）如图丙，标出通电螺线管和静止小磁针的N极；
2.（2022贵州黔东南州）如图所示，闭合开关后，静止的小磁针发生顺时针转动，请在括号内标出电源的“+”极和“—”极。
3.（2022青海）如图所示，根据电源的正负极和小磁针的指向，在图中画出螺线管的绕线。
4.（2022贵州黔东南）将图中的电磁铁连入你设计的电路中（在方框内添加电源和滑动变阻器），使得小磁针静止时如图所示，且向右移动滑动变阻器滑片时，电磁铁的磁性变弱。
5．（2022河南模拟题）如图所示，根据通电螺线管的“S、N”极，判断并标出电源“+、﹣”极和静止的小磁针的“S、N”
四、实验探究题（本大题有5小题，共23分）
1.（5分）（2022江苏泰州）小明在探究“通电直导线周围的磁场”实验中，实验装置如图甲所示。
（1）其中小磁针的作用是___________；
（2）接通电路后，观察到小磁针偏转，说明电流周围存在________，此现象最早是由物理学家_______发现的。
（3）改变直导线中电流方向，小磁针的偏转方向发生了改变，说明电流周围的磁场方向与________有关。
（4）研究表明，通电直导线周围的磁场分布如图所示，则图甲实验中，若将小磁针由通电直导线下方移至直导线上方，小磁针偏转的方向___________（选填“会”或“不会”）改变。
2.（4分）（2022黑牡鸡朝鲜族）巨磁电阻（GMR）效应是指某些材料的电阻在磁场中随磁场强度的增大而急剧减小的现象。如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图。
（1）在图中标出闭合S1后电磁铁左端的磁极______；
（2）当闭合S1、S2时，滑片P向左滑动过程中，GMR的阻值变______，指示灯变______；
（3）要使GMR所处的磁场更强，除移动滑片，还可以采取的方法是______。
3.（5分）（2022长春）在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中：
（1）请在图甲中标出经过A点的磁感线的方向；（ ）
（2）如图乙所示，将闭合电路中的导线ab放在蹄形磁体的磁场中，导线ab左右运动时，电流表指针______。这一过程中，该装置将______转化为电能。这一现象在生活中的应用有______。
4.（5分）（2022郑州模拟题）发电机是如何发电的呢？同学们用如图所示的装置进行探究．
（1）当导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，灵敏电流计G指针不偏转，说明电路中 （选填“有”或“无”）电流产生．
（2）小芳无意间碰到导体ab，导体ab晃动起来，小明发现电流表指针发生了 偏转，就说：“让导体在磁场中运动就可产生电流”，但小芳说：“不一定，还要看导体怎样运动”．为验证猜想，它们继续探究，并把观察到的现象记录如下：
序号 磁体摆放方向 ab运动方向 电流计指针偏转情况
1 N极在上 竖直上下运动 不偏转
2 水平向左运动 向右偏转
3 水平向右运动 向左偏转
4 N极在下 竖直上下运动 不偏转
5 水平向左运动 向左偏转
6 水平向右运动 向右偏转
分析实验现象后，同学们一致认为小芳的观点是 （选填“正确”或“错误”）的，比较第2、3次实验现象发现，产生的电流的方向跟 有关；比较第3、6次实验现象发现，产生的电流的方向还跟 有关．
（3）在整理器材时，小明未断开开关，先撤去蹄形磁铁，有同学发现指针又偏转了！他们再重复刚才的操作，发现电流表的指针都偏转，请教老师后得知，不论是导体运动还是磁体运动，只要闭合电路的一部分导体在 中做 运动，电路中就会产生感应电流，这就是发电机发电的原理，此原理最早由英国物理学家 发现．
5.（4分）（2022海南）小谦在探究“磁体间相互作用规律”时发现：磁体间的距离不同，作用力大小也不同。他想：磁体间作用力的大小与磁极间的距离有什么关系呢？
（1）你的猜想是__________________。
（2）小谦用如图所示的实验进行探究。由于磁体间作用力的大小不便测量，他通过观察细线与竖直方向的夹角θ的变化，来判断磁体间力的变化，用到的科学方法是__________法。
（3）小谦分析三次实验现象，得出结论：磁极间距离越近，相互作用力越大。小月认为：这个结论还需要进一步实验论证，联想到磁体间的相互作用规律，还须研究甲、乙两块磁铁相互_______时，磁体间作用力与距离的关系。
DD
【例题】
考点一：磁现象
1.磁体：具有磁性（具有吸引铁、钴、镍等物质的性质）的物体。
2.磁极：磁体上磁性最强的部分。磁体有两个磁极，分别叫南极（S极）和北极（N极）。
3.磁极间相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
4.如果让磁体在水平位置上自由转动，静止时总是一端指南，一端指北。指南的一端叫南极（S极），指北的一端叫北极（N极）。
【例题1】（2022四川乐山市）如图所示，在两个靠得较近的小车上分别放一块磁体甲和乙，松手后（ ）
A. 由于甲先对乙施加了斥力，然后乙再对甲施加斥力，所以乙先向右运动
B. 由于甲、乙两磁体间存在相互作用的引力，所以甲、乙相互靠近
C. 甲对乙的斥力与乙对甲的斥力是一对平衡力
D. 甲对乙的斥力与乙对甲的斥力是一对相互作用力
【答案】D
【解析】A．相互作用力是同时产生的。A选项错误，不符合题意；
B．相互靠近的都是N极，是相互排斥的。B错误，不符合题意；
C．这两个力分别作用在两个物体上，不是一对平衡力。C选项错误，不符合题意；
D．这两个力同时产生、同时消失，大小相等、方向相反，作用在同一直线上，分别作用在两个物体上，是一对相互作用力。D选项正确，符合题意。
考点二：磁场
1.定义：磁体周围存在的一种特殊物质。磁场是真实存在的。
2.基本性质：对放入其中的磁体有力的作用。
3.方向判定：在磁场中的某一点放入小磁针，小磁针静止时北极所指的方向即为该点的磁场方向。
4.磁感线：用来描述磁场强弱和方向的曲线。磁感线不是真实存在的。
【例题2】（2022内蒙古通辽）下列关于科学研究方法的叙述：①研究磁场时引入“磁感线”，采用了模型法；②探究导体电阻大小与导体长度的关系时，控制其它量相同，采用了类比法；③探究动能大小的影响因素时，通过木块被撞后移动的距离来比较动能大小，采用了转换法；④在经验事实的基础上，经过科学推理得出牛顿第一定律，采用了放大法，其中正确的是（ ）
A．①③ B．②③ C．①② D．②④
【答案】A
【解析】对每个探究过程进行分析，明确各自采用的研究方法，然后确定符合题意的选项。
①研究磁场时，引入“磁感线”，采用的是模型法；
②探究导体电阻大小与导体长度的关系时，控制其它量相同，采用的是控制变量法；
③探究动能大小与哪些因素有关时，用木块被小车撞击后移动的距离来反映小车动能的大小，采用的是转换法；
④在经验事实的基础上，经过科学推理得出牛顿第一定律，采用的是推理法；
所以叙述正确的是①③，故选项A正确。
【例题3】（2022北京）在探究通电螺线管的磁场特点时，通电螺线管在某状态下的两个实验现象如图所示，其中小磁针（黑色一端为N极）静止时的指向情况如图甲所示。铁屑静止时的分布情况如图乙所示。选项图中能正确用磁感线描述这两个实验现象的是（ ）
A．B． C．D．
【答案】C
【解析】在磁体的外部，磁感线是从N极出来回到S极的，在磁体的内部，磁感线是从S极到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。
【解答】根据异名磁极相互吸引可知，甲螺线管的左端为S极，右端为N极；通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似；在通电螺线管的外部，磁感线是从N极出来回到S极的，在螺线管的内部，磁感线是从S极到N极，磁感线是一条封闭的曲线，故C正确。
考点三：电流的磁效应
1.奥斯特实验
（1）该现象在1820年被丹麦物理学家奥斯特发现。
（2）表明通电导线周围存在磁场，电流周围磁场方向跟电流方向有关。
2.通电螺线管
（1）通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场相似。
（2）它两端的磁极跟电流方向有关，可以用安培定则判定。
3.安培定则：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。
4.电磁铁
（1）构成：通电螺线管和里面的铁芯。
（2）影响磁性强弱的因素
a.同一个电磁铁，电流越大，磁性越强。
b.当电流相同螺线管外形一样时，线圈的匝数越多，磁性越强。
c.通电螺线管中有铁芯比无铁芯时磁性强。
（3）优点：电磁铁磁性的有无、强弱及磁场的方向可分别由电流的有无、大小及方向来控制。
（4）应用：电磁继电器。
【例题4】（2022湖南张家界）如图是研究巨磁电阻电阻在磁场中急剧减小特性的原理示意图，闭合开关、后，电磁铁右端为______ 极，滑片P向左滑动过程中，指示灯明显变______ 选填“亮”或“暗”。
【答案】S 亮
【解析】利用安培定则可知，电磁铁的左端为N极、右端为S极；
滑片P向左滑动过程中，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，则电路中的电流变大，通电螺线管的磁性增强；
由右图可知，巨磁电阻和灯泡串联，
因巨磁电阻在磁场中急剧减小，
所以，此时巨磁电阻的阻值会变小，右侧电路中的总电阻变小，
由I=U/R可知，右侧电路中的电流变大，通过灯泡的电流变大，
因，且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，
所以，灯泡的实际功率变大，灯泡变亮。
【例题5】（2022哈尔滨）如图，请根据通电螺线管附近静止小磁针的指向，用箭头在A点标出磁感线方向，在B点标出电流方向。
【答案】如图所示。
【解析】小磁针的左端为N极，则是S极靠近螺线管左端，根据磁极间相互作用规律可知，螺线管的左端为N极。由于磁体外部磁感线是从N极出发回到S极，故A点的磁感线方向是从左向右；根据安培定则，用右手大拇指指向螺线管左端（N极），四指弯曲方向为电流方向，则螺线管中电流是从右端流入、左端流出，故B点电流方向是向下。
考点四：磁场对电流的作用
1.作用：通电导线在磁场中会受到力的作用。
2.力的方向：跟磁感线方向和电流方向有关。
3.说明:若导体中电流的方向或磁感线的方向有一个改变，则导体的受力方向也随之改变；若上述两个方向同时改变，则导体的受力方向不变。
4.能的转化：电能转化为机械能。
5.应用：直流电动机
（1）构造：由磁极、线圈、换向器和电刷组成。
（2）工作原理：利用通电线圈在磁场里受力而转动的原理工作的。
【例题6】（2022江苏南京）图中与磁现象有关的四个实验，其对应的判断正确的是（ ）
A. 甲图说明磁体周围不同点的磁场方向都不同
B. 乙图是电磁感应现象
C. 丙图说明电流具有磁效应
D. 丁图说明磁场对电流有力的作用
【答案】D
【解析】A．条形磁体周围不同点的磁场方向一般不同，有些位置磁场方向是相同的，故A错误；
B．乙图中研究的是电磁铁，原理是电流的磁效应，故B错误；
C．丙图中，转动扇叶二级管发光说明产生了电流，这是电磁感应现象，故C错误；
D．丁图中，通电导线在磁场中受力运动，说明磁场对电流有力的作用，故D正确。
考点五：电磁感应
1.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，导体中有电流产生，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。
2.感应电流的方向：跟切割磁感线的方向和磁场方向有关。
3.能的转化：将机械能转化为电能。
4.应用：发电机
（1）构造：主要由线圈、磁极、换向器和电刷组成。
（2）工作原理：利用了电磁感应来工作的。
【例题7】（2022广西贵港）图中的a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分，它在磁场中按箭头方向运动时，下列哪种情况不会产生感应电流（ ）
A B C D
【答案】 A
【解析】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。
A．磁极间的磁感线从N极指向S极，导体没有切割磁感线，不会产生感应电流，A符合题意；
BCD．磁极间的磁感线从N极指向S极，导体运动时都会切割磁感线，所以会产生感应电流，BCD不符合题意。
【演练】
一、选择题（本道大题有13小题，每小题3分，共39分）
1.（2022长春）地理的两极和地磁场的两极并不重合。世界上最早记录这一现象的人是（ ）
A. 沈括 B. 伽利略 C. 托里拆利 D. 阿基米德
【答案】A
【解析】北宋学者沈括在《梦溪笔谈》记载了指南针指向“常微信东，不全南也”，即：地理的两极和地磁场的两极并不重合，磁针所指的南北方向与地理的南北方向略有偏离，是第一位指出地磁偏角的科学家，故A符合题意，BCD不符合题意。
2.（2022江苏泰州）我们在学习物理知识时，运用了很多研究方法，下列几个实例：①研究电流时，把它比作水流；②研究磁场时，引入磁感线；③在探究动能与速度关系时，控制质量相同；④用光线来描述光的传播路径和方向。其中，运用了相同研究方法的是（ ）
A. ①② B. ②④ C. ③④ D. ②③
【答案】B
【解析】①研究电流时把它与水流相比，采用是类比法；
②研究磁场时，引入“磁感线”，采用的是模型法；
③研究动能与速度的关系时，让物体的质量保持不变，采用的是控制变量法；
④研究光的传播时，引入“光线”，采用的是模型法，故②④相同，故ACD不符合题意，B符合题意。
3.（2022浙江丽水）丽水处州府城一角的磨盘特别受小孩青睐。当人推着磨盘转动时，磨盘上竖着的“丽水”两字和其周围墙壁上的灯同时亮起如图。下列四幅图中能反映其工作原理的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】当人推着磨盘转动时，磨盘上竖着的“丽水”两字和其周围墙壁上的灯同时亮起，能产生电，是利用电磁感应现象的原理工作的；
A、该装置是奥斯特实验，说明通电导线周围存在着磁场，与手电筒工作原理不同，故A不符合题意；
B、该装置没有电源，所以金属棒在磁场中做切割磁感线运动，电路中就会产生电流，故是电磁感应现象原理，故B符合题意；
C、该装置是电磁铁，即说明了电流具有磁效应；故C不符合题意；
D、该装置是电动机原理实验，即说明通电导线在磁场中受力的作用，故与手电筒工作原理不同，故D不符合题意。
4. （2022青海）许多物理学家为人类的进步做出了巨大的贡献，下列叙述中对应关系正确的是（ ）
A. 牛顿发现了杠杆平衡条件
B. 伽利略最早测出了大气压强的值
C. 奥斯特发现了电流的磁效应
D. 阿基米德最早揭开了光的颜色之谜
【答案】C
【解析】A．最早发现了杠杆平衡条件的是阿基米德，故A错误；
B．托里拆利最早测出了大气压强的值，故B错误；
C．奥斯特发现了电流周围存在磁场，即电流的磁效应，故C正确；
D．牛顿最早揭开了光的颜色之谜，即光的色散，故D错误。
5. （2022江苏泰州）对下列四幅图的表述正确的是（ ）
A. 甲图反映的是电动机的工作原理 B. 乙图能实现电能转化为机械能
C. 丙图闭合开关后，小磁针N极逆时针偏转 D. 丁图中小磁针N极顺时针偏转
【答案】A
【解析】A．甲图中通电导线在磁场的作用下会运动，反映的是电动机的工作原理 ，故A正确；
B．乙图中闭合电路的部分导线切割磁感线会产生感应电流，能实现机械能转化为电能，故B错误；
C．丙图闭合开关后，由右手螺旋定则可得螺线管的左端是N极。由同名磁极相排斥，异名磁极相吸引得，小磁针N极顺时针偏转，故C错误；
D．由同名磁极相排斥，异名磁极相吸引得，丁图中小磁针N极逆时针偏转，故D错误。
6. （2022齐齐哈尔）如图所示是一款带滚轮的书包，其内部没装电池，但拖动书包使轮子滚动时，嵌在轮子里的LED灯会发光。以下四幅图能反映此现象原理的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意可知，拖动书包使轮子滚动时，其内部没装电池，但嵌在轮子里的LED灯会发光，说明该过程中有电流产生，所以其原理应该是电磁感应现象；
A.图中闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动能够产生感应电流，是电磁感应现象，故A符合题意；
B.图中是电流的磁效应，故B不符合题意；
C.图中给导体通电，导体会运动，说明通电导体受到磁场力的作用，这是电动机的原理图，故C不符合题意；
D.图中的实验是探究影响电磁铁磁性强弱的因素，故D不符合题意。
7. （2022河北）图所示是探究电磁感应的实验装置，关于电磁感应现象，下列说法正确的是（ ）
A. 奥斯特发现了电磁感应现象
B. 利用电磁感应现象制作了电动机
C. 导线在磁场中沿不同方向运动，导线中都会有感应电流产生
D. 如果磁感线和切割磁感线方向都变得相反，导线中感应电流的方向不发生改变
【答案】D
【解析】A．法拉第发现了电磁感应现象，故A错误；
B．利用电磁感应现象制作了发电机，故B错误；
C．导线在磁场中沿与磁感线平行方向运动，导线中不会有感应电流产生，故C错误；
D．如磁感线和切割磁感线方向都变得相反，由右手定则得，导线中感应电流的方向不发生改变，故D正确。
8．（2022四川绵阳）如图所示，导体棒AB、CD水平放置在蹄形磁体的磁场中，都垂直于所在位置的磁感线，两个蹄形磁体的N极和S极标识都没有了。拉动AB向左移动时，发现CD向右移动，下列判断正确的是（ ）
A．若拉动AB向右移动，则CD向右移动
B．若拉动AB向右移动，则CD向左移动
C．调换右边磁体上下磁极，拉动AB向左移动，则CD向右移动
D．调换右边磁体上下磁极，拉动AB向右移动，则CD向左移动
【答案】B
【解析】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，感应电流的方向与导体运动的方向和磁场的方向有关；
通电导体在磁场中受力运动，受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关。
拉动AB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，同时CD中有电流通过，通电导体CD在磁场中受力运动；拉动AB向左移动时，发现CD向右移动；
AB、若拉动AB向右移动，磁场的方向不变，则感应电流的方向改变了，通过CD的电流的方向改变，CD所处的磁场的方向不变，则CD会向左移动，故A错误，B正确；
C、拉动AB向左移动，磁场的方向不变，产生的感应电流方向不变，调换右边磁体上下磁极，CD所处的磁场的方向改变，受到磁场力的方向改变，CD向左移动，故C错误；
D、拉动AB向右移动，磁场方向不变，产生的感应电流方向改变，调换右边磁体上下磁极，CD所处的磁场的方向改变，则CD受力方向不变，所以CD向右移动，故D错误。
9.（2022哈尔滨）发电机发电是获取电能的重要方式，下列实验揭示发电机原理的是（ ）
A.奥斯特实验 B.电磁感应现象 C.磁场对电流的作用 D.自制电磁铁
【答案】B
【解析】A．奥斯特实验证明了通电导体周围存在磁场，故A不符合题意；
B．闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就会产生感应电流，这就是电磁感应现象，发电机就是利用这个原理制成的，故B符合题意；
C．通电导体在磁场中会受到力的作用，根据这个原理制成了电动机，故C不符合题意；
D．电磁铁是利用电流的磁效应工作的，故D不符合题意。
10.（2022四川乐山市）下列所示的实验装置中，能说明电动机工作原理的是（ ）
A.B. C. D.
【答案】A
【解析】A．开关闭合后，通电导体受到磁场的作用，可以在导轨上运动，将电能转化为机械能。这是电动机的工作原理。A选项符合题意；
B．因为地磁场的作用，磁体会指示南北方向。B选项不符合题意；
C．闭合电路的部分导体在磁场中运动，电路中会产生电流，这是发电机的工作原理。C选项不符合题意；
D．线圈在磁场中运动，电路中产生电流，这是交流发电机工作原理。D选项不符合题意。
11.（2022贵州黔东南）关于如图甲、乙所示的实验，下列说法错误的是（ ）
A．甲实验可以研究通电导体周围存在磁场
B．甲实验可以研究电磁感应现象
C．乙实验可以研究通电导体在磁场中受力情况
D．乙实验的过程中，电能转化为机械能
【答案】A
【解析】AB、甲实验电路中没有电源，不能用来研究通电导体周围存在磁场；该实验中，开关闭合时，当导体棒ab在磁场中做切割磁感线运动，电路中就会产生感应电流，所以可以研究电磁感应现象，故A说法错误，B说法正确。
CD、乙实验电路中有电源和磁体，可以研究通电导体在磁场中受力情况，是电动机的原理图，工作时电能转化为机械能，故CD说法都正确。
【答案】D
【解析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
当滑片P向上移动的过程中，变阻器接入电路中的电阻变大，电路的总电阻变大，
由I＝可知，电路中的电流变小，即电流表的读数变小，故AB错误；
由U＝IR可知，R1两端的电压变小，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R2两端的电压变大，即电压表的读数变大，故C错误、D正确。
12．（2022湖南邵阳）在一次物理实验中，小于同学连接了如图所示的电路，电磁铁的B端有一个可自由转动的小磁针，闭合开关后，下列说法错误的是（ ）
A．电磁铁的A端为N极
B．小磁针静止时，N极水平指向左
C．利用这一现象所揭示的原理可制成的设备是发电机
D．当滑动变阻器滑动片P向右端移动，电磁铁磁性增强
【答案】C
【解析】（1）开关闭合后，根据电流方向利用安培定则可判断螺线管的磁极；
（2）由磁极间的相互作用可判出小磁针的指向；
（3）电磁感应是发电机的原理；
（4）由滑动变阻器的滑片移动可得出电路中电流的变化，则可得出螺线管中磁场的变化。
A.由图知，电流从螺线管的右端流入、左端流出，根据安培定则可知，电磁铁的A端是N极，B端是S极，故A正确；
B.电磁铁的B端是S极，由磁极间的作用规律可知，小磁针静止时，左端是N极，即N极水平指向左，故B正确；
C.该实验表明了电能生磁，利用这一现象所揭示的原理可制成电磁铁，故C错误；
D.当滑动变阻器滑动片P向右端移动时，变阻器接入电路的电阻变小，电路中电流变大，则电磁铁的磁性变强，故D正确。
13.（2022湖北武汉）我们的日常生活离不开电和磁．发现电流磁效应的科学家是（ ）
A．牛顿 B．奥斯特 C．阿基米德 D．瓦特
【答案】B
【解析】多了解物理学史，了解科学家的贡献，有利于对培养学习物理的兴趣．根据各位物理学家的贡献回答，奥斯特发现电生磁．
A.牛顿提出了牛顿第一定律，故A错误；
B.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B正确；
C.阿基米德发现了杠杆原理，故C错误；
D.瓦特改良了蒸汽机，故D错误．
二、填空题（每空1分，共23分）
1. (2021甘肃威武)如图所示是我国早期的指南针——司南，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，司南指南北是由于它受到______的作用，司南长柄指的是地理的_____极。
【答案】 地磁场；南
【解析】地球存在磁场，叫做地磁场，磁极的南极在地理的北极，磁极的北极在地理的南极，利用磁铁可以指示南北两个方向。
地球本身是一个大磁体，司南是用天然磁石磨制成的勺子，其实质就是一块磁铁，在地磁场中受到磁力的作用。 静止时长柄指向南方，指向地理南极，则司南长柄一端是磁石的南极。
2.（2022河北）2021年5月15日7时18分，我国自主研发的“天问一号”探测器稳稳着陆在火星上，使我国成为世界上第二个成功着陆火星的国家。地面控制中心通过发射______向“天问一号”传达指令。指南针是我国古代四大发明之一，指南针能够指南北，是因为指南针受到了______的作用。
【答案】 电磁波 地磁场
【解析】电磁波可以传递信息，且可以在真空中传播，地面控制中心通过发射电磁波向“天问一号”传达指令。
磁场对放入其中的磁体会产生力的作用。指南针本身有磁性，放入地磁场中，受到地磁场的作用，总是指示南北方向。
3. （2022江苏南京）人工心脏泵可短时间代替心脏工作，如图是该装置的示意图磁体固定在左侧，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上（相当于一个电磁铁），活塞筒通过阀门与血管相通，阀门S1只能向外开启，S2只能向内开启，线圈中的电流从A流向B时，电磁铁左端是______极，血液会______（选填“流入”或“流出”）活塞筒，该装置工作时，线圈AB中的电流方向______（选填“需要”或“不需要”）改变。
【答案】 ①. S ②. 流入 ③. 需要
【解析】[1]线圈中的电流从A流向B时，根据安培定则，电磁铁右端N极，左端S极。
[2]异名磁极相互吸引，此时活塞左移，筒内压强减小，血液流入筒。
[3]因为工作时活塞要左右移动，电磁铁磁极要改变，所以电流方向需要改变。
4．（2022内蒙古通辽）如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半圈或下半圈。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是 极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的 （填“发电机”或“电动机”）。
【答案】N；电动机。
【解析】根据安培定则判定电磁铁的极性；通电导体在磁场中受到力的作用。由图知，电流是从电磁铁的上端流入，下端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端是N极；闭合开关，用手轻推一下线圈，通电的线圈在磁场中由于受到磁力的作用会持续转动，这就是简易的电动机。
5．（2022甘肃天水）如图是一款“运动手环”，其主要部分是一段内置有一小块磁铁的密闭的空心塑料管，管外缠绕着线圈。戴着这种手环走路时塑料管跟着手一起运动，磁铁则在管内反复运动，线圈中便会产生电流，液晶上就会显示出运动的步数。此过程利用了 原理，将 能转化为电能。计步的数据还可通过 传送到手机上。
【答案】电磁感应；机械；电磁波。
【解析】根据“运动手环”的特点可知，当塑料管运动时，磁铁在管中反向运动，线圈切割磁感线而产生电流。因此，运动手环的基本原理是电磁感应，产生电流的过程中将机械能转化为电能。
计步的数据是通过蓝牙技术传送到手机上，蓝牙是通过电磁波传递信息。
【点评】了解电磁感应现象，知道产生感应电流的条件，明确这一过程中的能量转化，是解答本题的关键。
6.（2022四川自贡市）闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时，导体中就会产生电流。这种利用磁场产生电流的现象叫做_____现象。利用这一现象，人们发明了____（选填“电动机”或“发电机”）。
【答案】 (1)电磁感应 (2)发电机
【解析】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，这种现象就是电磁感应现象。在电磁感应现象中，消耗了机械能，产生了电能，人们利用这个现象制成了发电机。
7.（2022四川自贡市）如图甲所示的“聪明电梯”在有、无人乘坐时会以不同的速度运行，这样可以节约用电。图乙所示是其控制电路图，R是一个压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。当所有人走出电梯后，则图中电磁铁的磁性将______（选填“增强”、“减弱”或“不变"），电动机的转速将______（选填“变快”、“变慢”或“不变”）。
【答案】 (1)减弱 (2)变慢
【解析】当所有人走出电梯后，压力减小，则压敏电阻R的阻值增大，左侧控制电路中的电流减小，电磁铁磁性变弱，则衔铁被拉起，与触点1接触，此时电动机与电阻R1串联，通过电动机的电流减小，电动机的转速变慢。
8.（2022湖北武汉）如图所示的装置可以用来研究_________(填“电动机”或“发电机”)的工作原理。将图中的电源换成电流表，闭合开关，让导体ab左右摆动，发现电流表指针偏转，表明导体ab中_____(填“有”或“没有”)感应电流通过，导体ab的机械能转化为________能。
【答案】 (1)电动机 (2) 有 (3) 电
【解析】（1）闭合开关，处在磁场中的导体棒ab中有电流通过时，它就会运动起来，表明通电导体在磁场中受到力的作用，该装置可以用来研究电动机的工作原理。
（2）（3）将图中的电源换成电流表，使导体ab左右摆动，它此时做切割磁感线运动，闭合电路中会产生感应电流，即导体ab中有感应电流通过，电流表指针发生偏转，该过程消耗机械能，获得电能，将机械能转化为电能。
9.（2022山东省东营）如图所示，某物理小组在用做条形磁体“吸附”能力实验时，用酒精灯给条形磁体加热一段时间后，发现大头针纷纷下落。请根据这一现象提出一个可探究的科学问题： 。
【答案】磁体磁性强弱与温度是否有关？（磁体的“吸附”能力与温度是否有关？磁体磁性强弱与温度有什么关系？磁体磁性强弱与温度有关吗？温度是否影响磁体磁性强弱？）
【解析】磁体“吸附”的大头针越多，说明磁性越强；用酒精灯给条形磁体加热一段时间后，磁体温度升高，同时发现大头针纷纷下落。说明磁体的磁性减弱了。由此提出猜想：
磁体磁性强弱与温度是否有关？
10.（2022吉林模拟题）如图所示是一种水位自动报警器的原理图．水位没有达到金属块A时，灯 亮；水位达到金属块A时，由于一般的水是 ，灯 亮．
【答案】L1；导体； L2．
【解析】当水位下降没有达到金属块A时，使控制电路断开，电磁铁失去磁性，弹簧拉着衔铁使动触点与上面的静触点接触，工作电路接通，则L1 亮．当水位上涨时，水与金属A接触，由于水是导体，使控制电路接通，电磁铁吸引衔铁，使动触点与下面的静触点接触，工作电路接通，则 L2灯发光．
三、作图题（每小题3分，共15分）
1.（2022江苏扬州）如图丙，标出通电螺线管和静止小磁针的N极；
【答案】如图所示。
【解析】由图可知，电流从螺线管的右端流入，由安培定则可知螺线管的左端是N极，右端是S极，由磁极间的相互作用可知小磁针的右端是N极.
2.（2022贵州黔东南州）如图所示，闭合开关后，静止的小磁针发生顺时针转动，请在括号内标出电源的“+”极和“—”极。
【答案】如图所示。
【解析】从图中可以看到，静止的小磁针发生顺时针转动，最终小磁针左端是S极，右端是N极，根据磁极间的相互作用规律，可知同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以通电螺线管左端是S极，右端是N极，根据安培定则可知，电源的左端是正极，右端是负极。
3.（2022青海）如图所示，根据电源的正负极和小磁针的指向，在图中画出螺线管的绕线。
【答案】
【解析】根据小磁针静止时的N极指向判断出通电螺线管的左边为S极，右边为N极。再根据右手定值判断螺线管上的绕线方式。如图所示.
4.（2022贵州黔东南）将图中的电磁铁连入你设计的电路中（在方框内添加电源和滑动变阻器），使得小磁针静止时如图所示，且向右移动滑动变阻器滑片时，电磁铁的磁性变弱。
【答案】如图所示。
【解析】小磁针静止时左端为S极、右端为N极，根据磁极间的相互作用规律可知，通电螺线管的左端是N极，右端是S极如图；
根据安培定则可以判断电流从左端进入通电螺线管，则可知电源左端为正极、右端为负极；
当电流越小时，电磁铁的磁性越弱，要想电磁铁的磁性变弱，应减小电路中的电流，由欧姆定律可知，应增大电路中的电阻，则向右移动滑动变阻器滑片时，滑动变阻器接入电路的电阻应变长。
5．（2022河南模拟题）如图所示，根据通电螺线管的“S、N”极，判断并标出电源“+、﹣”极和静止的小磁针的“S、N”
【答案】如图所示：
【解析】由图知，通电螺线管的右端为S极。因为同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以小磁针的左端为N极、右端为S极；
由右手螺旋定则可知，螺线管中电流由右侧流入、左侧流出；所以电源的右侧为正极、左侧为负极。
四、实验探究题（本大题有5小题，共23分）
1.（5分）（2022江苏泰州）小明在探究“通电直导线周围的磁场”实验中，实验装置如图甲所示。
（1）其中小磁针的作用是___________；
（2）接通电路后，观察到小磁针偏转，说明电流周围存在________，此现象最早是由物理学家_______发现的。
（3）改变直导线中电流方向，小磁针的偏转方向发生了改变，说明电流周围的磁场方向与________有关。
（4）研究表明，通电直导线周围的磁场分布如图所示，则图甲实验中，若将小磁针由通电直导线下方移至直导线上方，小磁针偏转的方向___________（选填“会”或“不会”）改变。
【答案】 ①. 检测磁场的存在 ②. 磁场 ③. 奥斯特 ④. 电流方向 ⑤. 不会
【解析】（1）[1]磁场直接看不到，可以用小磁针检测磁场的存在
（2）[2][3]实验中，开关闭合时，小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在着磁场，这是著名的奥斯特实验，此现象最早是由物理学家奥斯特发现的。
（3）[4]改变电流方向，小磁针的方向也发生了偏转，说明了产生的磁场方向改变，即表明了通电导体周围的磁场方向与电流方向有关。
（4）[5]由图，通电直导线周围的磁场成同心圆，若将小磁针由通电直导线下方移至直导线上方，磁场方向仍然是顺时针，所以小磁针偏转的方向不变。
2.（4分）（2022黑牡鸡朝鲜族）巨磁电阻（GMR）效应是指某些材料的电阻在磁场中随磁场强度的增大而急剧减小的现象。如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图。
（1）在图中标出闭合S1后电磁铁左端的磁极______；
（2）当闭合S1、S2时，滑片P向左滑动过程中，GMR的阻值变______，指示灯变______；
（3）要使GMR所处的磁场更强，除移动滑片，还可以采取的方法是______。
【答案】 （1） （2）小 亮 （3）增大电源电压、增加电磁铁的线圈匝数等
【解析】（1）闭合S1后，利用安培定则可知，左端为N极、右端为S极，如下图所示：
（2）向左滑动滑片P时，变阻器接入电路中的电阻变小，根据，左边电路中的电流变大，则电磁铁的磁性变强，周围的磁场增强；由右图可知，巨磁电阻和指示灯串联，因为巨磁电阻的阻值随磁场的增强而减小，所以此时巨磁电阻的阻值会变小，右边电路中的总电阻变小，由，右边电路中的电流变大，通过指示灯的电流变大，指示灯的实际功率变大，所以指示灯变亮。
（3）可以通过增大电源电压、增大电磁铁的线圈匝数等方法增强GMR所处的磁场。
3.（5分）（2022长春）在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中：
（1）请在图甲中标出经过A点的磁感线的方向；（ ）
（2）如图乙所示，将闭合电路中的导线ab放在蹄形磁体的磁场中，导线ab左右运动时，电流表指针______。这一过程中，该装置将______转化为电能。这一现象在生活中的应用有______。
【答案】 ①. ②. 偏转（左右摆动） ③. 机械能 ④. 发电机
【解析】（1）磁体的上端是N极，下端是S极，磁体外部的磁感线从N极出发回到S极，A点磁感线的方向向下，如图所示：
（2）导线和电流表组成了闭合回路，使导线ab在磁场中左右运动，即导线做切割磁感线运动，因此会有感应电流产生，此时电流表指针能发生偏转，这种现象就是电磁感应现象，工作时把机械能转化为电能，利用它人们发明了发电机。
4.（5分）（2022郑州模拟题）发电机是如何发电的呢？同学们用如图所示的装置进行探究．
（1）当导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，灵敏电流计G指针不偏转，说明电路中 （选填“有”或“无”）电流产生．
（2）小芳无意间碰到导体ab，导体ab晃动起来，小明发现电流表指针发生了 偏转，就说：“让导体在磁场中运动就可产生电流”，但小芳说：“不一定，还要看导体怎样运动”．为验证猜想，它们继续探究，并把观察到的现象记录如下：
序号 磁体摆放方向 ab运动方向 电流计指针偏转情况
1 N极在上 竖直上下运动 不偏转
2 水平向左运动 向右偏转
3 水平向右运动 向左偏转
4 N极在下 竖直上下运动 不偏转
5 水平向左运动 向左偏转
6 水平向右运动 向右偏转
分析实验现象后，同学们一致认为小芳的观点是 （选填“正确”或“错误”）的，比较第2、3次实验现象发现，产生的电流的方向跟 有关；比较第3、6次实验现象发现，产生的电流的方向还跟 有关．
（3）在整理器材时，小明未断开开关，先撤去蹄形磁铁，有同学发现指针又偏转了！他们再重复刚才的操作，发现电流表的指针都偏转，请教老师后得知，不论是导体运动还是磁体运动，只要闭合电路的一部分导体在 中做 运动，电路中就会产生感应电流，这就是发电机发电的原理，此原理最早由英国物理学家 发现．
【答案】（1）无（2）正确；导体的运动方向；磁场方向（3）磁场；切割磁感线；法拉第．
【解析】（1）当导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，此时导体没有做切割磁感线运动，灵敏电流计G指针不偏转，说明电路中无电流产生；
（2）根据表格中的信息可知，当导体在磁场中运动时，电流计指针不一定偏转，说明不一定产生电流，故小芳的观点是正确的；
比较第2、3次实验现象发现，磁场方向相同，导体运动的方向不同，产生电流的方向不同，即产生的电流的方向跟导体运动方向有关；
比较第3、6次实验现象发现，导体运动的方向相同，磁场方向不同，产生电流的方向不同，即产生的电流的方向还跟磁场方向有关．
（3）电路闭合时，不论是导体运动还是磁体运动，导体会做切割磁感线运动，所以导体中有感应电流产生，这种现象是电磁感应，此原理最早由英国物理学家法拉第发现的．
5.（4分）（2022海南）小谦在探究“磁体间相互作用规律”时发现：磁体间的距离不同，作用力大小也不同。他想：磁体间作用力的大小与磁极间的距离有什么关系呢？
（1）你的猜想是__________________。
（2）小谦用如图所示的实验进行探究。由于磁体间作用力的大小不便测量，他通过观察细线与竖直方向的夹角θ的变化，来判断磁体间力的变化，用到的科学方法是__________法。
（3）小谦分析三次实验现象，得出结论：磁极间距离越近，相互作用力越大。小月认为：这个结论还需要进一步实验论证，联想到磁体间的相互作用规律，还须研究甲、乙两块磁铁相互_______时，磁体间作用力与距离的关系。
【答案】（1）磁极间的距离越近，磁体间的作用力越大 （2）转换 （3）排斥
【解析】（1）既然发现磁体间的距离不同时，作用力大小也不同，则可以提出猜想：磁极间的距离越近，磁体间的作用力越大。当然其它猜想只要是围绕磁体间的作用力与距离关系来提出的都可以。（2）当某种现象不容易直接观察时，可以借助其它现象来判断需要观察的现象的情况，这种方法叫做转换法。（3）由于小谦在探究“磁体间作用力大小与磁极间的距离有什么关系”时，只做了磁极相互吸引的情况，而磁极间的作用力还有相互排斥的情况，所以还须研究甲、乙两块磁铁相互排斥时，磁体间作用力与距离的关系。
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【课标】
本中考考点及要求（“▲”表示该标准要求属于评价水平这一层次）
评价目标和评价水平 标准要求 知识性 目标 技能性 目标 体验性 目标
了解 认识 理解 独立 操作 经 历 认 同 内 化
1.通过实验认识磁场。知道地磁场。 ▲ ▲ ▲
2.通过实验，了解电流周围存在磁场。探究并了解通电螺线管外部磁场的方向。 ▲ ▲
3.通过实验，了解通电导线在磁场中会受到力的作用，知道力的方向与哪些因素有关。 ▲ ▲
4.通过实验，探究并了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。了解电磁感应在生产、生活中的应用。 ▲ ▲
【规律】
规律总结1：电磁作图问题思路
1．已知电源的正负极、线圈绕法，判断小磁针的N、S极。
（1）首先根据电源的正、负极画出通电螺线管的绕线中的电流方向；
（2）利用安培定则确定通电螺线管的N、S极并标注；
（3）最后根据磁极间的相互作用断定小磁针的N、S极。
2.已知小磁针的N、S极、线圈绕法，判断电源的正、负极。
（1）根据小磁针的N、S极，利用磁极间的相互作用先确定通电螺线管的N、S极；
（2）然后利用安培定则判定通电螺线管上的电流方向并用箭头标出；
（3）最后根据电源外部电流的流向确定电源的正、负极。3.已知小磁针的N、S极、电源正负极，画螺线管的绕线。
（1）首先根据小磁针的N、S极指向，利用磁体间的相互作用规律确定通电螺线管的N、S极并标注出；
（2）利用安培定则确定通电螺线管中的电流方向，并在螺线管上试着画出一条“S”型或反“S”型绕线；
（3）然后结合电源外部电流流向定位螺线管的绕线形状是“S”型还是反“S”型，并在螺线管上等距地画出美观的绕线。
规律总结2：磁场的描述——磁感线
从磁场的物质性、方向和磁感线的特点、常见磁体磁感线的分布、地磁场的特点五个维度进行把握是解决问题的关键：
（1）磁场的物质性：磁场是真实存在的看不见摸不着的物质，它的存在可通过其基本性质来体现；
（2）磁场的方向：任一点磁场方向跟放在该点小磁针静止时北极指向一致；
（3）磁感线的特点：在磁体外部，磁感线从北极出发回到南极；磁感线的疏密反映磁场的强弱，磁极处磁感线最密；
（4）地球本身是一个巨大的磁体，地磁场的形状与条形磁体相似；地磁的北极在地理南极附近，地磁的南极在地理北极附近；我国宋代的沈括最早发现了磁偏角。
注意：磁感线是为了形象描述磁场而引入的假想曲线，并不真实存在，属于建立的物理模型;磁场中任何一点的方向都具有唯一性，故任何两条磁感线都不相交。
规律总结3：电磁铁的应用——电磁继电器
（1）首先要分清控制电路和工作电路；
（2）分析步骤：分析当电磁铁无磁性时，观察衔铁上的动触点与哪个静触点连接，进而明确工作电路的初始工作状态；然后再分析当电磁铁有磁性时，观察衔铁上的动触点又与哪个静触点连接，进而明确工作电路的末工作状态；
注意：对于“报警器”类工作电路，务必明确控制电路通电或断电的控制方法，从而明确电磁铁磁性有无。
规律总结4：磁场对电流的作用及应用
从磁场对电流的作用原理入手，然后顺藤摸瓜领悟相关核心要素：
（1）原理：通电导体产生的磁场与磁体相互作用使通电导体运动；
（2）能量的转化：电能转化为机械能；
（3）通电导体受力方向的决定因素：磁感线的方向与电流方向；
（4）生活中的应用实例：电动机、扬声器等。
注意：对于电动机还要掌握以下要点：①工作原理：通电线圈在磁场中受力转动；②平衡位置：线圈平面与磁感线垂直的位置；③换向器的作用：
对于直流电动机，线圈每转过平衡位置就自动改变电流的方向。
规律总结5：电磁感应及应用
从磁生电的条件为突破口逐一领悟核心要素：
1.产生感应电流的条件：（1）闭合电路；（2）导体在磁场中做切割磁感线运动（正切、斜切都可以）；（3）切割磁感线运动的导体只能是闭合电路的一部分，三者缺一不可。
2.能量的转化：机械能转化为电能；
3.感应电流的方向决定因素：导体切割磁感线的方向和磁感线的方向；
4.增大感应电流的方法：一是增加磁场的磁性，二是加快运动的速度；
5.生活中的应用实例：发电机、动圈式话筒等。
注意：①区分发电机与电动机的关键是看外部电路有无电源，有电源是电动机，无电源是发电机。
②我国交流电的频率为50Hz，周期为 0.02s，即每秒钟电流的方向改变 100 次．
规律总结6：电与磁的实验处理方法
1.探究通电螺线管的磁场
（1）从螺线管磁场显示的方法及极性的判断方法及影响因素方面入手选择合理的器材；明确操作要领；
（2）观察实验现象得出正确结论：通电螺线管的外部磁场与条形磁铁的磁场相似；极性遵循安培定则。
2.探究影响电磁铁的磁性强弱的因素
（1）首先从已有知识写出影响电磁铁磁性的因素：电流的大小与线圈的匝数；
（2）根据影响因素选择合理的器材，明确显示电磁铁磁性强弱的方法，然后利用控制变量法设计实验方案；（3）最后根据实验现象得出结论。注意：实验结论要强调”在xxxx相同时”前提条件.
3.探究磁场对电流的作用
（1）首先根据磁场对电流的作用选择合理的实验器材；
（2）利用控制变量法和转化法设计方案研究通电导体受力方向跟电流方向和磁场方向的关系；
（3）最后分析实验现象得出结论。
4.探究电磁感应现象
（1）首先根据已有知识写出“感应电流产生的条件”和感应电流方向的决定因素；
（2）然后根据感应电流产生的条件和感应电流决定因素选择实验器材，利用控制变量法和转化法设计实验方案；
（3）最后分析实验现象得出结论。
【例题】
考点一：磁现象
1.磁体：具有磁性（具有吸引铁、钴、镍等物质的性质）的物体。
2.磁极：磁体上磁性最强的部分。磁体有两个磁极，分别叫南极（S极）和北极（N极）。
3.磁极间相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
4.如果让磁体在水平位置上自由转动，静止时总是一端指南，一端指北。指南的一端叫南极（S极），指北的一端叫北极（N极）。
【例题1】（2022四川乐山市）如图所示，在两个靠得较近的小车上分别放一块磁体甲和乙，松手后（ ）
A. 由于甲先对乙施加了斥力，然后乙再对甲施加斥力，所以乙先向右运动
B. 由于甲、乙两磁体间存在相互作用的引力，所以甲、乙相互靠近
C. 甲对乙的斥力与乙对甲的斥力是一对平衡力
D. 甲对乙的斥力与乙对甲的斥力是一对相互作用力
考点二：磁场
1.定义：磁体周围存在的一种特殊物质。磁场是真实存在的。
2.基本性质：对放入其中的磁体有力的作用。
3.方向判定：在磁场中的某一点放入小磁针，小磁针静止时北极所指的方向即为该点的磁场方向。
4.磁感线：用来描述磁场强弱和方向的曲线。磁感线不是真实存在的。
【例题2】（2022内蒙古通辽）下列关于科学研究方法的叙述：①研究磁场时引入“磁感线”，采用了模型法；②探究导体电阻大小与导体长度的关系时，控制其它量相同，采用了类比法；③探究动能大小的影响因素时，通过木块被撞后移动的距离来比较动能大小，采用了转换法；④在经验事实的基础上，经过科学推理得出牛顿第一定律，采用了放大法，其中正确的是（ ）
A．①③ B．②③ C．①② D．②④
【例题3】（2022北京）在探究通电螺线管的磁场特点时，通电螺线管在某状态下的两个实验现象如图所示，其中小磁针（黑色一端为N极）静止时的指向情况如图甲所示。铁屑静止时的分布情况如图乙所示。选项图中能正确用磁感线描述这两个实验现象的是（ ）
A．B．C．D．
考点三：电流的磁效应
1.奥斯特实验
（1）该现象在1820年被丹麦物理学家奥斯特发现。
（2）表明通电导线周围存在磁场，电流周围磁场方向跟电流方向有关。
2.通电螺线管
（1）通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场相似。
（2）它两端的磁极跟电流方向有关，可以用安培定则判定。
3.安培定则：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。
4.电磁铁
（1）构成：通电螺线管和里面的铁芯。
（2）影响磁性强弱的因素
a.同一个电磁铁，电流越大，磁性越强。
b.当电流相同螺线管外形一样时，线圈的匝数越多，磁性越强。
c.通电螺线管中有铁芯比无铁芯时磁性强。
（3）优点：电磁铁磁性的有无、强弱及磁场的方向可分别由电流的有无、大小及方向来控制。
（4）应用：电磁继电器。
【例题4】（2022湖南张家界）如图是研究巨磁电阻电阻在磁场中急剧减小特性的原理示意图，闭合开关、后，电磁铁右端为______ 极，滑片P向左滑动过程中，指示灯明显变______ 选填“亮”或“暗”。
【例题5】（2022哈尔滨）如图，请根据通电螺线管附近静止小磁针的指向，用箭头在A点标出磁感线方向，在B点标出电流方向。
考点四：磁场对电流的作用
1.作用：通电导线在磁场中会受到力的作用。
2.力的方向：跟磁感线方向和电流方向有关。
3.说明:若导体中电流的方向或磁感线的方向有一个改变，则导体的受力方向也随之改变；若上述两个方向同时改变，则导体的受力方向不变。
4.能的转化：电能转化为机械能。
5.应用：直流电动机
（1）构造：由磁极、线圈、换向器和电刷组成。
（2）工作原理：利用通电线圈在磁场里受力而转动的原理工作的。
【例题6】（2022江苏南京）图中与磁现象有关的四个实验，其对应的判断正确的是（ ）
A. 甲图说明磁体周围不同点的磁场方向都不同
B. 乙图是电磁感应现象
C. 丙图说明电流具有磁效应
D. 丁图说明磁场对电流有力的作用
考点五：电磁感应
1.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，导体中有电流产生，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。
2.感应电流的方向：跟切割磁感线的方向和磁场方向有关。
3.能的转化：将机械能转化为电能。
4.应用：发电机
（1）构造：主要由线圈、磁极、换向器和电刷组成。
（2）工作原理：利用了电磁感应来工作的。
【例题7】（2022广西贵港）图中的a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分，它在磁场中按箭头方向运动时，下列哪种情况不会产生感应电流（ ）
A B C D
【演练】
一、选择题（本道大题有13小题，每小题3分，共39分）
1.（2022长春）地理的两极和地磁场的两极并不重合。世界上最早记录这一现象的人是（ ）
A. 沈括 B. 伽利略 C. 托里拆利 D. 阿基米德
2.（2022江苏泰州）我们在学习物理知识时，运用了很多研究方法，下列几个实例：①研究电流时，把它比作水流；②研究磁场时，引入磁感线；③在探究动能与速度关系时，控制质量相同；④用光线来描述光的传播路径和方向。其中，运用了相同研究方法的是（ ）
A. ①② B. ②④ C. ③④ D. ②③
3.（2022浙江丽水）丽水处州府城一角的磨盘特别受小孩青睐。当人推着磨盘转动时，磨盘上竖着的“丽水”两字和其周围墙壁上的灯同时亮起如图。下列四幅图中能反映其工作原理的是（ ）
A. B. C. D.
4. （2022青海）许多物理学家为人类的进步做出了巨大的贡献，下列叙述中对应关系正确的是（ ）
A. 牛顿发现了杠杆平衡条件
B. 伽利略最早测出了大气压强的值
C. 奥斯特发现了电流的磁效应
D. 阿基米德最早揭开了光的颜色之谜
5. （2022江苏泰州）对下列四幅图的表述正确的是（ ）
A. 甲图反映的是电动机的工作原理 B. 乙图能实现电能转化为机械能
C. 丙图闭合开关后，小磁针N极逆时针偏转 D. 丁图中小磁针N极顺时针偏转
6. （2022齐齐哈尔）如图所示是一款带滚轮的书包，其内部没装电池，但拖动书包使轮子滚动时，嵌在轮子里的LED灯会发光。以下四幅图能反映此现象原理的是
A. B. C. D.
7. （2022河北）图所示是探究电磁感应的实验装置，关于电磁感应现象，下列说法正确的是（ ）
A. 奥斯特发现了电磁感应现象
B. 利用电磁感应现象制作了电动机
C. 导线在磁场中沿不同方向运动，导线中都会有感应电流产生
D. 如果磁感线和切割磁感线方向都变得相反，导线中感应电流的方向不发生改变
8．（2022四川绵阳）如图所示，导体棒AB、CD水平放置在蹄形磁体的磁场中，都垂直于所在位置的磁感线，两个蹄形磁体的N极和S极标识都没有了。拉动AB向左移动时，发现CD向右移动，下列判断正确的是（ ）
A．若拉动AB向右移动，则CD向右移动
B．若拉动AB向右移动，则CD向左移动
C．调换右边磁体上下磁极，拉动AB向左移动，则CD向右移动
D．调换右边磁体上下磁极，拉动AB向右移动，则CD向左移动
9.（2022哈尔滨）发电机发电是获取电能的重要方式，下列实验揭示发电机原理的是（ ）
A.奥斯特实验 B.电磁感应现象 C.磁场对电流的作用 D.自制电磁铁
10.（2022四川乐山市）下列所示的实验装置中，能说明电动机工作原理的是（ ）
A.B. C. D.
11.（2022贵州黔东南）关于如图甲、乙所示的实验，下列说法错误的是（ ）
A．甲实验可以研究通电导体周围存在磁场
B．甲实验可以研究电磁感应现象
C．乙实验可以研究通电导体在磁场中受力情况
D．乙实验的过程中，电能转化为机械能
12．（2022湖南邵阳）在一次物理实验中，小于同学连接了如图所示的电路，电磁铁的B端有一个可自由转动的小磁针，闭合开关后，下列说法错误的是（ ）
A．电磁铁的A端为N极
B．小磁针静止时，N极水平指向左
C．利用这一现象所揭示的原理可制成的设备是发电机
D．当滑动变阻器滑动片P向右端移动，电磁铁磁性增强
13.（2022湖北武汉）我们的日常生活离不开电和磁．发现电流磁效应的科学家是（ ）
A．牛顿 B．奥斯特 C．阿基米德 D．瓦特
二、填空题（每空1分，共23分）
1. (2021甘肃威武)如图所示是我国早期的指南针——司南，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，司南指南北是由于它受到______的作用，司南长柄指的是地理的_____极。
2.（2022河北）2021年5月15日7时18分，我国自主研发的“天问一号”探测器稳稳着陆在火星上，使我国成为世界上第二个成功着陆火星的国家。地面控制中心通过发射______向“天问一号”传达指令。指南针是我国古代四大发明之一，指南针能够指南北，是因为指南针受到了______的作用。
3. （2022江苏南京）人工心脏泵可短时间代替心脏工作，如图是该装置的示意图磁体固定在左侧，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上（相当于一个电磁铁），活塞筒通过阀门与血管相通，阀门S1只能向外开启，S2只能向内开启，线圈中的电流从A流向B时，电磁铁左端是______极，血液会______（选填“流入”或“流出”）活塞筒，该装置工作时，线圈AB中的电流方向______（选填“需要”或“不需要”）改变。
4．（2022内蒙古通辽）如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半圈或下半圈。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是 极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的 （填“发电机”或“电动机”）。
5．（2022甘肃天水）如图是一款“运动手环”，其主要部分是一段内置有一小块磁铁的密闭的空心塑料管，管外缠绕着线圈。戴着这种手环走路时塑料管跟着手一起运动，磁铁则在管内反复运动，线圈中便会产生电流，液晶上就会显示出运动的步数。此过程利用了 原理，将 能转化为电能。计步的数据还可通过 传送到手机上。
6.（2022四川自贡市）闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时，导体中就会产生电流。这种利用磁场产生电流的现象叫做_____现象。利用这一现象，人们发明了____（选填“电动机”或“发电机”）。
7.（2022四川自贡市）如图甲所示的“聪明电梯”在有、无人乘坐时会以不同的速度运行，这样可以节约用电。图乙所示是其控制电路图，R是一个压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。当所有人走出电梯后，则图中电磁铁的磁性将______（选填“增强”、“减弱”或“不变"），电动机的转速将______（选填“变快”、“变慢”或“不变”）。
8.（2022湖北武汉）如图所示的装置可以用来研究_________(填“电动机”或“发电机”)的工作原理。将图中的电源换成电流表，闭合开关，让导体ab左右摆动，发现电流表指针偏转，表明导体ab中_____(填“有”或“没有”)感应电流通过，导体ab的机械能转化为________能。
9.（2022山东省东营）如图所示，某物理小组在用做条形磁体“吸附”能力实验时，用酒精灯给条形磁体加热一段时间后，发现大头针纷纷下落。请根据这一现象提出一个可探究的科学问题： 。
10.（2022吉林模拟题）如图所示是一种水位自动报警器的原理图．水位没有达到金属块A时，灯 亮；水位达到金属块A时，由于一般的水是 ，灯 亮．
三、作图题（每小题3分，共15分）
1.（2022江苏扬州）如图丙，标出通电螺线管和静止小磁针的N极；
2.（2022贵州黔东南州）如图所示，闭合开关后，静止的小磁针发生顺时针转动，请在括号内标出电源的“+”极和“—”极。
3.（2022青海）如图所示，根据电源的正负极和小磁针的指向，在图中画出螺线管的绕线。
4.（2022贵州黔东南）将图中的电磁铁连入你设计的电路中（在方框内添加电源和滑动变阻器），使得小磁针静止时如图所示，且向右移动滑动变阻器滑片时，电磁铁的磁性变弱。
5．（2022河南模拟题）如图所示，根据通电螺线管的“S、N”极，判断并标出电源“+、﹣”极和静止的小磁针的“S、N”
四、实验探究题（本大题有5小题，共23分）
1.（5分）（2022江苏泰州）小明在探究“通电直导线周围的磁场”实验中，实验装置如图甲所示。
（1）其中小磁针的作用是___________；
（2）接通电路后，观察到小磁针偏转，说明电流周围存在________，此现象最早是由物理学家_______发现的。
（3）改变直导线中电流方向，小磁针的偏转方向发生了改变，说明电流周围的磁场方向与________有关。
（4）研究表明，通电直导线周围的磁场分布如图所示，则图甲实验中，若将小磁针由通电直导线下方移至直导线上方，小磁针偏转的方向___________（选填“会”或“不会”）改变。
2.（4分）（2022黑牡鸡朝鲜族）巨磁电阻（GMR）效应是指某些材料的电阻在磁场中随磁场强度的增大而急剧减小的现象。如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图。
（1）在图中标出闭合S1后电磁铁左端的磁极______；
（2）当闭合S1、S2时，滑片P向左滑动过程中，GMR的阻值变______，指示灯变______；
（3）要使GMR所处的磁场更强，除移动滑片，还可以采取的方法是______。
3.（5分）（2022长春）在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中：
（1）请在图甲中标出经过A点的磁感线的方向；（ ）
（2）如图乙所示，将闭合电路中的导线ab放在蹄形磁体的磁场中，导线ab左右运动时，电流表指针______。这一过程中，该装置将______转化为电能。这一现象在生活中的应用有______。
4.（5分）（2022郑州模拟题）发电机是如何发电的呢？同学们用如图所示的装置进行探究．
（1）当导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，灵敏电流计G指针不偏转，说明电路中 （选填“有”或“无”）电流产生．
（2）小芳无意间碰到导体ab，导体ab晃动起来，小明发现电流表指针发生了 偏转，就说：“让导体在磁场中运动就可产生电流”，但小芳说：“不一定，还要看导体怎样运动”．为验证猜想，它们继续探究，并把观察到的现象记录如下：
序号 磁体摆放方向 ab运动方向 电流计指针偏转情况
1 N极在上 竖直上下运动 不偏转
2 水平向左运动 向右偏转
3 水平向右运动 向左偏转
4 N极在下 竖直上下运动 不偏转
5 水平向左运动 向左偏转
6 水平向右运动 向右偏转
分析实验现象后，同学们一致认为小芳的观点是 （选填“正确”或“错误”）的，比较第2、3次实验现象发现，产生的电流的方向跟 有关；比较第3、6次实验现象发现，产生的电流的方向还跟 有关．
（3）在整理器材时，小明未断开开关，先撤去蹄形磁铁，有同学发现指针又偏转了！他们再重复刚才的操作，发现电流表的指针都偏转，请教老师后得知，不论是导体运动还是磁体运动，只要闭合电路的一部分导体在 中做 运动，电路中就会产生感应电流，这就是发电机发电的原理，此原理最早由英国物理学家 发现．
5.（4分）（2022海南）小谦在探究“磁体间相互作用规律”时发现：磁体间的距离不同，作用力大小也不同。他想：磁体间作用力的大小与磁极间的距离有什么关系呢？
（1）你的猜想是__________________。
（2）小谦用如图所示的实验进行探究。由于磁体间作用力的大小不便测量，他通过观察细线与竖直方向的夹角θ的变化，来判断磁体间力的变化，用到的科学方法是__________法。
（3）小谦分析三次实验现象，得出结论：磁极间距离越近，相互作用力越大。小月认为：这个结论还需要进一步实验论证，联想到磁体间的相互作用规律，还须研究甲、乙两块磁铁相互_______时，磁体间作用力与距离的关系。
DD
【例题】
考点一：磁现象
1.磁体：具有磁性（具有吸引铁、钴、镍等物质的性质）的物体。
2.磁极：磁体上磁性最强的部分。磁体有两个磁极，分别叫南极（S极）和北极（N极）。
3.磁极间相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
4.如果让磁体在水平位置上自由转动，静止时总是一端指南，一端指北。指南的一端叫南极（S极），指北的一端叫北极（N极）。
【例题1】（2022四川乐山市）如图所示，在两个靠得较近的小车上分别放一块磁体甲和乙，松手后（ ）
A. 由于甲先对乙施加了斥力，然后乙再对甲施加斥力，所以乙先向右运动
B. 由于甲、乙两磁体间存在相互作用的引力，所以甲、乙相互靠近
C. 甲对乙的斥力与乙对甲的斥力是一对平衡力
D. 甲对乙的斥力与乙对甲的斥力是一对相互作用力
【答案】D
【解析】A．相互作用力是同时产生的。A选项错误，不符合题意；
B．相互靠近的都是N极，是相互排斥的。B错误，不符合题意；
C．这两个力分别作用在两个物体上，不是一对平衡力。C选项错误，不符合题意；
D．这两个力同时产生、同时消失，大小相等、方向相反，作用在同一直线上，分别作用在两个物体上，是一对相互作用力。D选项正确，符合题意。
考点二：磁场
1.定义：磁体周围存在的一种特殊物质。磁场是真实存在的。
2.基本性质：对放入其中的磁体有力的作用。
3.方向判定：在磁场中的某一点放入小磁针，小磁针静止时北极所指的方向即为该点的磁场方向。
4.磁感线：用来描述磁场强弱和方向的曲线。磁感线不是真实存在的。
【例题2】（2022内蒙古通辽）下列关于科学研究方法的叙述：①研究磁场时引入“磁感线”，采用了模型法；②探究导体电阻大小与导体长度的关系时，控制其它量相同，采用了类比法；③探究动能大小的影响因素时，通过木块被撞后移动的距离来比较动能大小，采用了转换法；④在经验事实的基础上，经过科学推理得出牛顿第一定律，采用了放大法，其中正确的是（ ）
A．①③ B．②③ C．①② D．②④
【答案】A
【解析】对每个探究过程进行分析，明确各自采用的研究方法，然后确定符合题意的选项。
①研究磁场时，引入“磁感线”，采用的是模型法；
②探究导体电阻大小与导体长度的关系时，控制其它量相同，采用的是控制变量法；
③探究动能大小与哪些因素有关时，用木块被小车撞击后移动的距离来反映小车动能的大小，采用的是转换法；
④在经验事实的基础上，经过科学推理得出牛顿第一定律，采用的是推理法；
所以叙述正确的是①③，故选项A正确。
【例题3】（2022北京）在探究通电螺线管的磁场特点时，通电螺线管在某状态下的两个实验现象如图所示，其中小磁针（黑色一端为N极）静止时的指向情况如图甲所示。铁屑静止时的分布情况如图乙所示。选项图中能正确用磁感线描述这两个实验现象的是（ ）
A．B． C．D．
【答案】C
【解析】在磁体的外部，磁感线是从N极出来回到S极的，在磁体的内部，磁感线是从S极到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。
【解答】根据异名磁极相互吸引可知，甲螺线管的左端为S极，右端为N极；通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似；在通电螺线管的外部，磁感线是从N极出来回到S极的，在螺线管的内部，磁感线是从S极到N极，磁感线是一条封闭的曲线，故C正确。
考点三：电流的磁效应
1.奥斯特实验
（1）该现象在1820年被丹麦物理学家奥斯特发现。
（2）表明通电导线周围存在磁场，电流周围磁场方向跟电流方向有关。
2.通电螺线管
（1）通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场相似。
（2）它两端的磁极跟电流方向有关，可以用安培定则判定。
3.安培定则：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。
4.电磁铁
（1）构成：通电螺线管和里面的铁芯。
（2）影响磁性强弱的因素
a.同一个电磁铁，电流越大，磁性越强。
b.当电流相同螺线管外形一样时，线圈的匝数越多，磁性越强。
c.通电螺线管中有铁芯比无铁芯时磁性强。
（3）优点：电磁铁磁性的有无、强弱及磁场的方向可分别由电流的有无、大小及方向来控制。
（4）应用：电磁继电器。
【例题4】（2022湖南张家界）如图是研究巨磁电阻电阻在磁场中急剧减小特性的原理示意图，闭合开关、后，电磁铁右端为______ 极，滑片P向左滑动过程中，指示灯明显变______ 选填“亮”或“暗”。
【答案】S 亮
【解析】利用安培定则可知，电磁铁的左端为N极、右端为S极；
滑片P向左滑动过程中，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，则电路中的电流变大，通电螺线管的磁性增强；
由右图可知，巨磁电阻和灯泡串联，
因巨磁电阻在磁场中急剧减小，
所以，此时巨磁电阻的阻值会变小，右侧电路中的总电阻变小，
由I=U/R可知，右侧电路中的电流变大，通过灯泡的电流变大，
因，且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，
所以，灯泡的实际功率变大，灯泡变亮。
【例题5】（2022哈尔滨）如图，请根据通电螺线管附近静止小磁针的指向，用箭头在A点标出磁感线方向，在B点标出电流方向。
【答案】如图所示。
【解析】小磁针的左端为N极，则是S极靠近螺线管左端，根据磁极间相互作用规律可知，螺线管的左端为N极。由于磁体外部磁感线是从N极出发回到S极，故A点的磁感线方向是从左向右；根据安培定则，用右手大拇指指向螺线管左端（N极），四指弯曲方向为电流方向，则螺线管中电流是从右端流入、左端流出，故B点电流方向是向下。
考点四：磁场对电流的作用
1.作用：通电导线在磁场中会受到力的作用。
2.力的方向：跟磁感线方向和电流方向有关。
3.说明:若导体中电流的方向或磁感线的方向有一个改变，则导体的受力方向也随之改变；若上述两个方向同时改变，则导体的受力方向不变。
4.能的转化：电能转化为机械能。
5.应用：直流电动机
（1）构造：由磁极、线圈、换向器和电刷组成。
（2）工作原理：利用通电线圈在磁场里受力而转动的原理工作的。
【例题6】（2022江苏南京）图中与磁现象有关的四个实验，其对应的判断正确的是（ ）
A. 甲图说明磁体周围不同点的磁场方向都不同
B. 乙图是电磁感应现象
C. 丙图说明电流具有磁效应
D. 丁图说明磁场对电流有力的作用
【答案】D
【解析】A．条形磁体周围不同点的磁场方向一般不同，有些位置磁场方向是相同的，故A错误；
B．乙图中研究的是电磁铁，原理是电流的磁效应，故B错误；
C．丙图中，转动扇叶二级管发光说明产生了电流，这是电磁感应现象，故C错误；
D．丁图中，通电导线在磁场中受力运动，说明磁场对电流有力的作用，故D正确。
考点五：电磁感应
1.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，导体中有电流产生，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。
2.感应电流的方向：跟切割磁感线的方向和磁场方向有关。
3.能的转化：将机械能转化为电能。
4.应用：发电机
（1）构造：主要由线圈、磁极、换向器和电刷组成。
（2）工作原理：利用了电磁感应来工作的。
【例题7】（2022广西贵港）图中的a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分，它在磁场中按箭头方向运动时，下列哪种情况不会产生感应电流（ ）
A B C D
【答案】 A
【解析】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。
A．磁极间的磁感线从N极指向S极，导体没有切割磁感线，不会产生感应电流，A符合题意；
BCD．磁极间的磁感线从N极指向S极，导体运动时都会切割磁感线，所以会产生感应电流，BCD不符合题意。
【演练】
一、选择题（本道大题有13小题，每小题3分，共39分）
1.（2022长春）地理的两极和地磁场的两极并不重合。世界上最早记录这一现象的人是（ ）
A. 沈括 B. 伽利略 C. 托里拆利 D. 阿基米德
【答案】A
【解析】北宋学者沈括在《梦溪笔谈》记载了指南针指向“常微信东，不全南也”，即：地理的两极和地磁场的两极并不重合，磁针所指的南北方向与地理的南北方向略有偏离，是第一位指出地磁偏角的科学家，故A符合题意，BCD不符合题意。
2.（2022江苏泰州）我们在学习物理知识时，运用了很多研究方法，下列几个实例：①研究电流时，把它比作水流；②研究磁场时，引入磁感线；③在探究动能与速度关系时，控制质量相同；④用光线来描述光的传播路径和方向。其中，运用了相同研究方法的是（ ）
A. ①② B. ②④ C. ③④ D. ②③
【答案】B
【解析】①研究电流时把它与水流相比，采用是类比法；
②研究磁场时，引入“磁感线”，采用的是模型法；
③研究动能与速度的关系时，让物体的质量保持不变，采用的是控制变量法；
④研究光的传播时，引入“光线”，采用的是模型法，故②④相同，故ACD不符合题意，B符合题意。
3.（2022浙江丽水）丽水处州府城一角的磨盘特别受小孩青睐。当人推着磨盘转动时，磨盘上竖着的“丽水”两字和其周围墙壁上的灯同时亮起如图。下列四幅图中能反映其工作原理的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】当人推着磨盘转动时，磨盘上竖着的“丽水”两字和其周围墙壁上的灯同时亮起，能产生电，是利用电磁感应现象的原理工作的；
A、该装置是奥斯特实验，说明通电导线周围存在着磁场，与手电筒工作原理不同，故A不符合题意；
B、该装置没有电源，所以金属棒在磁场中做切割磁感线运动，电路中就会产生电流，故是电磁感应现象原理，故B符合题意；
C、该装置是电磁铁，即说明了电流具有磁效应；故C不符合题意；
D、该装置是电动机原理实验，即说明通电导线在磁场中受力的作用，故与手电筒工作原理不同，故D不符合题意。
4. （2022青海）许多物理学家为人类的进步做出了巨大的贡献，下列叙述中对应关系正确的是（ ）
A. 牛顿发现了杠杆平衡条件
B. 伽利略最早测出了大气压强的值
C. 奥斯特发现了电流的磁效应
D. 阿基米德最早揭开了光的颜色之谜
【答案】C
【解析】A．最早发现了杠杆平衡条件的是阿基米德，故A错误；
B．托里拆利最早测出了大气压强的值，故B错误；
C．奥斯特发现了电流周围存在磁场，即电流的磁效应，故C正确；
D．牛顿最早揭开了光的颜色之谜，即光的色散，故D错误。
5. （2022江苏泰州）对下列四幅图的表述正确的是（ ）
A. 甲图反映的是电动机的工作原理 B. 乙图能实现电能转化为机械能
C. 丙图闭合开关后，小磁针N极逆时针偏转 D. 丁图中小磁针N极顺时针偏转
【答案】A
【解析】A．甲图中通电导线在磁场的作用下会运动，反映的是电动机的工作原理 ，故A正确；
B．乙图中闭合电路的部分导线切割磁感线会产生感应电流，能实现机械能转化为电能，故B错误；
C．丙图闭合开关后，由右手螺旋定则可得螺线管的左端是N极。由同名磁极相排斥，异名磁极相吸引得，小磁针N极顺时针偏转，故C错误；
D．由同名磁极相排斥，异名磁极相吸引得，丁图中小磁针N极逆时针偏转，故D错误。
6. （2022齐齐哈尔）如图所示是一款带滚轮的书包，其内部没装电池，但拖动书包使轮子滚动时，嵌在轮子里的LED灯会发光。以下四幅图能反映此现象原理的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意可知，拖动书包使轮子滚动时，其内部没装电池，但嵌在轮子里的LED灯会发光，说明该过程中有电流产生，所以其原理应该是电磁感应现象；
A.图中闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动能够产生感应电流，是电磁感应现象，故A符合题意；
B.图中是电流的磁效应，故B不符合题意；
C.图中给导体通电，导体会运动，说明通电导体受到磁场力的作用，这是电动机的原理图，故C不符合题意；
D.图中的实验是探究影响电磁铁磁性强弱的因素，故D不符合题意。
7. （2022河北）图所示是探究电磁感应的实验装置，关于电磁感应现象，下列说法正确的是（ ）
A. 奥斯特发现了电磁感应现象
B. 利用电磁感应现象制作了电动机
C. 导线在磁场中沿不同方向运动，导线中都会有感应电流产生
D. 如果磁感线和切割磁感线方向都变得相反，导线中感应电流的方向不发生改变
【答案】D
【解析】A．法拉第发现了电磁感应现象，故A错误；
B．利用电磁感应现象制作了发电机，故B错误；
C．导线在磁场中沿与磁感线平行方向运动，导线中不会有感应电流产生，故C错误；
D．如磁感线和切割磁感线方向都变得相反，由右手定则得，导线中感应电流的方向不发生改变，故D正确。
8．（2022四川绵阳）如图所示，导体棒AB、CD水平放置在蹄形磁体的磁场中，都垂直于所在位置的磁感线，两个蹄形磁体的N极和S极标识都没有了。拉动AB向左移动时，发现CD向右移动，下列判断正确的是（ ）
A．若拉动AB向右移动，则CD向右移动
B．若拉动AB向右移动，则CD向左移动
C．调换右边磁体上下磁极，拉动AB向左移动，则CD向右移动
D．调换右边磁体上下磁极，拉动AB向右移动，则CD向左移动
【答案】B
【解析】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，感应电流的方向与导体运动的方向和磁场的方向有关；
通电导体在磁场中受力运动，受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关。
拉动AB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，同时CD中有电流通过，通电导体CD在磁场中受力运动；拉动AB向左移动时，发现CD向右移动；
AB、若拉动AB向右移动，磁场的方向不变，则感应电流的方向改变了，通过CD的电流的方向改变，CD所处的磁场的方向不变，则CD会向左移动，故A错误，B正确；
C、拉动AB向左移动，磁场的方向不变，产生的感应电流方向不变，调换右边磁体上下磁极，CD所处的磁场的方向改变，受到磁场力的方向改变，CD向左移动，故C错误；
D、拉动AB向右移动，磁场方向不变，产生的感应电流方向改变，调换右边磁体上下磁极，CD所处的磁场的方向改变，则CD受力方向不变，所以CD向右移动，故D错误。
9.（2022哈尔滨）发电机发电是获取电能的重要方式，下列实验揭示发电机原理的是（ ）
A.奥斯特实验 B.电磁感应现象 C.磁场对电流的作用 D.自制电磁铁
【答案】B
【解析】A．奥斯特实验证明了通电导体周围存在磁场，故A不符合题意；
B．闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就会产生感应电流，这就是电磁感应现象，发电机就是利用这个原理制成的，故B符合题意；
C．通电导体在磁场中会受到力的作用，根据这个原理制成了电动机，故C不符合题意；
D．电磁铁是利用电流的磁效应工作的，故D不符合题意。
10.（2022四川乐山市）下列所示的实验装置中，能说明电动机工作原理的是（ ）
A.B. C. D.
【答案】A
【解析】A．开关闭合后，通电导体受到磁场的作用，可以在导轨上运动，将电能转化为机械能。这是电动机的工作原理。A选项符合题意；
B．因为地磁场的作用，磁体会指示南北方向。B选项不符合题意；
C．闭合电路的部分导体在磁场中运动，电路中会产生电流，这是发电机的工作原理。C选项不符合题意；
D．线圈在磁场中运动，电路中产生电流，这是交流发电机工作原理。D选项不符合题意。
11.（2022贵州黔东南）关于如图甲、乙所示的实验，下列说法错误的是（ ）
A．甲实验可以研究通电导体周围存在磁场
B．甲实验可以研究电磁感应现象
C．乙实验可以研究通电导体在磁场中受力情况
D．乙实验的过程中，电能转化为机械能
【答案】A
【解析】AB、甲实验电路中没有电源，不能用来研究通电导体周围存在磁场；该实验中，开关闭合时，当导体棒ab在磁场中做切割磁感线运动，电路中就会产生感应电流，所以可以研究电磁感应现象，故A说法错误，B说法正确。
CD、乙实验电路中有电源和磁体，可以研究通电导体在磁场中受力情况，是电动机的原理图，工作时电能转化为机械能，故CD说法都正确。
【答案】D
【解析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。
当滑片P向上移动的过程中，变阻器接入电路中的电阻变大，电路的总电阻变大，
由I＝可知，电路中的电流变小，即电流表的读数变小，故AB错误；
由U＝IR可知，R1两端的电压变小，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R2两端的电压变大，即电压表的读数变大，故C错误、D正确。
12．（2022湖南邵阳）在一次物理实验中，小于同学连接了如图所示的电路，电磁铁的B端有一个可自由转动的小磁针，闭合开关后，下列说法错误的是（ ）
A．电磁铁的A端为N极
B．小磁针静止时，N极水平指向左
C．利用这一现象所揭示的原理可制成的设备是发电机
D．当滑动变阻器滑动片P向右端移动，电磁铁磁性增强
【答案】C
【解析】（1）开关闭合后，根据电流方向利用安培定则可判断螺线管的磁极；
（2）由磁极间的相互作用可判出小磁针的指向；
（3）电磁感应是发电机的原理；
（4）由滑动变阻器的滑片移动可得出电路中电流的变化，则可得出螺线管中磁场的变化。
A.由图知，电流从螺线管的右端流入、左端流出，根据安培定则可知，电磁铁的A端是N极，B端是S极，故A正确；
B.电磁铁的B端是S极，由磁极间的作用规律可知，小磁针静止时，左端是N极，即N极水平指向左，故B正确；
C.该实验表明了电能生磁，利用这一现象所揭示的原理可制成电磁铁，故C错误；
D.当滑动变阻器滑动片P向右端移动时，变阻器接入电路的电阻变小，电路中电流变大，则电磁铁的磁性变强，故D正确。
13.（2022湖北武汉）我们的日常生活离不开电和磁．发现电流磁效应的科学家是（ ）
A．牛顿 B．奥斯特 C．阿基米德 D．瓦特
【答案】B
【解析】多了解物理学史，了解科学家的贡献，有利于对培养学习物理的兴趣．根据各位物理学家的贡献回答，奥斯特发现电生磁．
A.牛顿提出了牛顿第一定律，故A错误；
B.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B正确；
C.阿基米德发现了杠杆原理，故C错误；
D.瓦特改良了蒸汽机，故D错误．
二、填空题（每空1分，共23分）
1. (2021甘肃威武)如图所示是我国早期的指南针——司南，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，司南指南北是由于它受到______的作用，司南长柄指的是地理的_____极。
【答案】 地磁场；南
【解析】地球存在磁场，叫做地磁场，磁极的南极在地理的北极，磁极的北极在地理的南极，利用磁铁可以指示南北两个方向。
地球本身是一个大磁体，司南是用天然磁石磨制成的勺子，其实质就是一块磁铁，在地磁场中受到磁力的作用。 静止时长柄指向南方，指向地理南极，则司南长柄一端是磁石的南极。
2.（2022河北）2021年5月15日7时18分，我国自主研发的“天问一号”探测器稳稳着陆在火星上，使我国成为世界上第二个成功着陆火星的国家。地面控制中心通过发射______向“天问一号”传达指令。指南针是我国古代四大发明之一，指南针能够指南北，是因为指南针受到了______的作用。
【答案】 电磁波 地磁场
【解析】电磁波可以传递信息，且可以在真空中传播，地面控制中心通过发射电磁波向“天问一号”传达指令。
磁场对放入其中的磁体会产生力的作用。指南针本身有磁性，放入地磁场中，受到地磁场的作用，总是指示南北方向。
3. （2022江苏南京）人工心脏泵可短时间代替心脏工作，如图是该装置的示意图磁体固定在左侧，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上（相当于一个电磁铁），活塞筒通过阀门与血管相通，阀门S1只能向外开启，S2只能向内开启，线圈中的电流从A流向B时，电磁铁左端是______极，血液会______（选填“流入”或“流出”）活塞筒，该装置工作时，线圈AB中的电流方向______（选填“需要”或“不需要”）改变。
【答案】 ①. S ②. 流入 ③. 需要
【解析】[1]线圈中的电流从A流向B时，根据安培定则，电磁铁右端N极，左端S极。
[2]异名磁极相互吸引，此时活塞左移，筒内压强减小，血液流入筒。
[3]因为工作时活塞要左右移动，电磁铁磁极要改变，所以电流方向需要改变。
4．（2022内蒙古通辽）如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半圈或下半圈。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是 极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的 （填“发电机”或“电动机”）。
【答案】N；电动机。
【解析】根据安培定则判定电磁铁的极性；通电导体在磁场中受到力的作用。由图知，电流是从电磁铁的上端流入，下端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端是N极；闭合开关，用手轻推一下线圈，通电的线圈在磁场中由于受到磁力的作用会持续转动，这就是简易的电动机。
5．（2022甘肃天水）如图是一款“运动手环”，其主要部分是一段内置有一小块磁铁的密闭的空心塑料管，管外缠绕着线圈。戴着这种手环走路时塑料管跟着手一起运动，磁铁则在管内反复运动，线圈中便会产生电流，液晶上就会显示出运动的步数。此过程利用了 原理，将 能转化为电能。计步的数据还可通过 传送到手机上。
【答案】电磁感应；机械；电磁波。
【解析】根据“运动手环”的特点可知，当塑料管运动时，磁铁在管中反向运动，线圈切割磁感线而产生电流。因此，运动手环的基本原理是电磁感应，产生电流的过程中将机械能转化为电能。
计步的数据是通过蓝牙技术传送到手机上，蓝牙是通过电磁波传递信息。
【点评】了解电磁感应现象，知道产生感应电流的条件，明确这一过程中的能量转化，是解答本题的关键。
6.（2022四川自贡市）闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时，导体中就会产生电流。这种利用磁场产生电流的现象叫做_____现象。利用这一现象，人们发明了____（选填“电动机”或“发电机”）。
【答案】 (1)电磁感应 (2)发电机
【解析】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，这种现象就是电磁感应现象。在电磁感应现象中，消耗了机械能，产生了电能，人们利用这个现象制成了发电机。
7.（2022四川自贡市）如图甲所示的“聪明电梯”在有、无人乘坐时会以不同的速度运行，这样可以节约用电。图乙所示是其控制电路图，R是一个压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。当所有人走出电梯后，则图中电磁铁的磁性将______（选填“增强”、“减弱”或“不变"），电动机的转速将______（选填“变快”、“变慢”或“不变”）。
【答案】 (1)减弱 (2)变慢
【解析】当所有人走出电梯后，压力减小，则压敏电阻R的阻值增大，左侧控制电路中的电流减小，电磁铁磁性变弱，则衔铁被拉起，与触点1接触，此时电动机与电阻R1串联，通过电动机的电流减小，电动机的转速变慢。
8.（2022湖北武汉）如图所示的装置可以用来研究_________(填“电动机”或“发电机”)的工作原理。将图中的电源换成电流表，闭合开关，让导体ab左右摆动，发现电流表指针偏转，表明导体ab中_____(填“有”或“没有”)感应电流通过，导体ab的机械能转化为________能。
【答案】 (1)电动机 (2) 有 (3) 电
【解析】（1）闭合开关，处在磁场中的导体棒ab中有电流通过时，它就会运动起来，表明通电导体在磁场中受到力的作用，该装置可以用来研究电动机的工作原理。
（2）（3）将图中的电源换成电流表，使导体ab左右摆动，它此时做切割磁感线运动，闭合电路中会产生感应电流，即导体ab中有感应电流通过，电流表指针发生偏转，该过程消耗机械能，获得电能，将机械能转化为电能。
9.（2022山东省东营）如图所示，某物理小组在用做条形磁体“吸附”能力实验时，用酒精灯给条形磁体加热一段时间后，发现大头针纷纷下落。请根据这一现象提出一个可探究的科学问题： 。
【答案】磁体磁性强弱与温度是否有关？（磁体的“吸附”能力与温度是否有关？磁体磁性强弱与温度有什么关系？磁体磁性强弱与温度有关吗？温度是否影响磁体磁性强弱？）
【解析】磁体“吸附”的大头针越多，说明磁性越强；用酒精灯给条形磁体加热一段时间后，磁体温度升高，同时发现大头针纷纷下落。说明磁体的磁性减弱了。由此提出猜想：
磁体磁性强弱与温度是否有关？
10.（2022吉林模拟题）如图所示是一种水位自动报警器的原理图．水位没有达到金属块A时，灯 亮；水位达到金属块A时，由于一般的水是 ，灯 亮．
【答案】L1；导体； L2．
【解析】当水位下降没有达到金属块A时，使控制电路断开，电磁铁失去磁性，弹簧拉着衔铁使动触点与上面的静触点接触，工作电路接通，则L1 亮．当水位上涨时，水与金属A接触，由于水是导体，使控制电路接通，电磁铁吸引衔铁，使动触点与下面的静触点接触，工作电路接通，则 L2灯发光．
三、作图题（每小题3分，共15分）
1.（2022江苏扬州）如图丙，标出通电螺线管和静止小磁针的N极；
【答案】如图所示。
【解析】由图可知，电流从螺线管的右端流入，由安培定则可知螺线管的左端是N极，右端是S极，由磁极间的相互作用可知小磁针的右端是N极.
2.（2022贵州黔东南州）如图所示，闭合开关后，静止的小磁针发生顺时针转动，请在括号内标出电源的“+”极和“—”极。
【答案】如图所示。
【解析】从图中可以看到，静止的小磁针发生顺时针转动，最终小磁针左端是S极，右端是N极，根据磁极间的相互作用规律，可知同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以通电螺线管左端是S极，右端是N极，根据安培定则可知，电源的左端是正极，右端是负极。
3.（2022青海）如图所示，根据电源的正负极和小磁针的指向，在图中画出螺线管的绕线。
【答案】
【解析】根据小磁针静止时的N极指向判断出通电螺线管的左边为S极，右边为N极。再根据右手定值判断螺线管上的绕线方式。如图所示.
4.（2022贵州黔东南）将图中的电磁铁连入你设计的电路中（在方框内添加电源和滑动变阻器），使得小磁针静止时如图所示，且向右移动滑动变阻器滑片时，电磁铁的磁性变弱。
【答案】如图所示。
【解析】小磁针静止时左端为S极、右端为N极，根据磁极间的相互作用规律可知，通电螺线管的左端是N极，右端是S极如图；
根据安培定则可以判断电流从左端进入通电螺线管，则可知电源左端为正极、右端为负极；
当电流越小时，电磁铁的磁性越弱，要想电磁铁的磁性变弱，应减小电路中的电流，由欧姆定律可知，应增大电路中的电阻，则向右移动滑动变阻器滑片时，滑动变阻器接入电路的电阻应变长。
5．（2022河南模拟题）如图所示，根据通电螺线管的“S、N”极，判断并标出电源“+、﹣”极和静止的小磁针的“S、N”
【答案】如图所示：
【解析】由图知，通电螺线管的右端为S极。因为同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以小磁针的左端为N极、右端为S极；
由右手螺旋定则可知，螺线管中电流由右侧流入、左侧流出；所以电源的右侧为正极、左侧为负极。
四、实验探究题（本大题有5小题，共23分）
1.（5分）（2022江苏泰州）小明在探究“通电直导线周围的磁场”实验中，实验装置如图甲所示。
（1）其中小磁针的作用是___________；
（2）接通电路后，观察到小磁针偏转，说明电流周围存在________，此现象最早是由物理学家_______发现的。
（3）改变直导线中电流方向，小磁针的偏转方向发生了改变，说明电流周围的磁场方向与________有关。
（4）研究表明，通电直导线周围的磁场分布如图所示，则图甲实验中，若将小磁针由通电直导线下方移至直导线上方，小磁针偏转的方向___________（选填“会”或“不会”）改变。
【答案】 ①. 检测磁场的存在 ②. 磁场 ③. 奥斯特 ④. 电流方向 ⑤. 不会
【解析】（1）[1]磁场直接看不到，可以用小磁针检测磁场的存在
（2）[2][3]实验中，开关闭合时，小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在着磁场，这是著名的奥斯特实验，此现象最早是由物理学家奥斯特发现的。
（3）[4]改变电流方向，小磁针的方向也发生了偏转，说明了产生的磁场方向改变，即表明了通电导体周围的磁场方向与电流方向有关。
（4）[5]由图，通电直导线周围的磁场成同心圆，若将小磁针由通电直导线下方移至直导线上方，磁场方向仍然是顺时针，所以小磁针偏转的方向不变。
2.（4分）（2022黑牡鸡朝鲜族）巨磁电阻（GMR）效应是指某些材料的电阻在磁场中随磁场强度的增大而急剧减小的现象。如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图。
（1）在图中标出闭合S1后电磁铁左端的磁极______；
（2）当闭合S1、S2时，滑片P向左滑动过程中，GMR的阻值变______，指示灯变______；
（3）要使GMR所处的磁场更强，除移动滑片，还可以采取的方法是______。
【答案】 （1） （2）小 亮 （3）增大电源电压、增加电磁铁的线圈匝数等
【解析】（1）闭合S1后，利用安培定则可知，左端为N极、右端为S极，如下图所示：
（2）向左滑动滑片P时，变阻器接入电路中的电阻变小，根据，左边电路中的电流变大，则电磁铁的磁性变强，周围的磁场增强；由右图可知，巨磁电阻和指示灯串联，因为巨磁电阻的阻值随磁场的增强而减小，所以此时巨磁电阻的阻值会变小，右边电路中的总电阻变小，由，右边电路中的电流变大，通过指示灯的电流变大，指示灯的实际功率变大，所以指示灯变亮。
（3）可以通过增大电源电压、增大电磁铁的线圈匝数等方法增强GMR所处的磁场。
3.（5分）（2022长春）在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中：
（1）请在图甲中标出经过A点的磁感线的方向；（ ）
（2）如图乙所示，将闭合电路中的导线ab放在蹄形磁体的磁场中，导线ab左右运动时，电流表指针______。这一过程中，该装置将______转化为电能。这一现象在生活中的应用有______。
【答案】 ①. ②. 偏转（左右摆动） ③. 机械能 ④. 发电机
【解析】（1）磁体的上端是N极，下端是S极，磁体外部的磁感线从N极出发回到S极，A点磁感线的方向向下，如图所示：
（2）导线和电流表组成了闭合回路，使导线ab在磁场中左右运动，即导线做切割磁感线运动，因此会有感应电流产生，此时电流表指针能发生偏转，这种现象就是电磁感应现象，工作时把机械能转化为电能，利用它人们发明了发电机。
4.（5分）（2022郑州模拟题）发电机是如何发电的呢？同学们用如图所示的装置进行探究．
（1）当导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，灵敏电流计G指针不偏转，说明电路中 （选填“有”或“无”）电流产生．
（2）小芳无意间碰到导体ab，导体ab晃动起来，小明发现电流表指针发生了 偏转，就说：“让导体在磁场中运动就可产生电流”，但小芳说：“不一定，还要看导体怎样运动”．为验证猜想，它们继续探究，并把观察到的现象记录如下：
序号 磁体摆放方向 ab运动方向 电流计指针偏转情况
1 N极在上 竖直上下运动 不偏转
2 水平向左运动 向右偏转
3 水平向右运动 向左偏转
4 N极在下 竖直上下运动 不偏转
5 水平向左运动 向左偏转
6 水平向右运动 向右偏转
分析实验现象后，同学们一致认为小芳的观点是 （选填“正确”或“错误”）的，比较第2、3次实验现象发现，产生的电流的方向跟 有关；比较第3、6次实验现象发现，产生的电流的方向还跟 有关．
（3）在整理器材时，小明未断开开关，先撤去蹄形磁铁，有同学发现指针又偏转了！他们再重复刚才的操作，发现电流表的指针都偏转，请教老师后得知，不论是导体运动还是磁体运动，只要闭合电路的一部分导体在 中做 运动，电路中就会产生感应电流，这就是发电机发电的原理，此原理最早由英国物理学家 发现．
【答案】（1）无（2）正确；导体的运动方向；磁场方向（3）磁场；切割磁感线；法拉第．
【解析】（1）当导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，此时导体没有做切割磁感线运动，灵敏电流计G指针不偏转，说明电路中无电流产生；
（2）根据表格中的信息可知，当导体在磁场中运动时，电流计指针不一定偏转，说明不一定产生电流，故小芳的观点是正确的；
比较第2、3次实验现象发现，磁场方向相同，导体运动的方向不同，产生电流的方向不同，即产生的电流的方向跟导体运动方向有关；
比较第3、6次实验现象发现，导体运动的方向相同，磁场方向不同，产生电流的方向不同，即产生的电流的方向还跟磁场方向有关．
（3）电路闭合时，不论是导体运动还是磁体运动，导体会做切割磁感线运动，所以导体中有感应电流产生，这种现象是电磁感应，此原理最早由英国物理学家法拉第发现的．
5.（4分）（2022海南）小谦在探究“磁体间相互作用规律”时发现：磁体间的距离不同，作用力大小也不同。他想：磁体间作用力的大小与磁极间的距离有什么关系呢？
（1）你的猜想是__________________。
（2）小谦用如图所示的实验进行探究。由于磁体间作用力的大小不便测量，他通过观察细线与竖直方向的夹角θ的变化，来判断磁体间力的变化，用到的科学方法是__________法。
（3）小谦分析三次实验现象，得出结论：磁极间距离越近，相互作用力越大。小月认为：这个结论还需要进一步实验论证，联想到磁体间的相互作用规律，还须研究甲、乙两块磁铁相互_______时，磁体间作用力与距离的关系。
【答案】（1）磁极间的距离越近，磁体间的作用力越大 （2）转换 （3）排斥
【解析】（1）既然发现磁体间的距离不同时，作用力大小也不同，则可以提出猜想：磁极间的距离越近，磁体间的作用力越大。当然其它猜想只要是围绕磁体间的作用力与距离关系来提出的都可以。（2）当某种现象不容易直接观察时，可以借助其它现象来判断需要观察的现象的情况，这种方法叫做转换法。（3）由于小谦在探究“磁体间作用力大小与磁极间的距离有什么关系”时，只做了磁极相互吸引的情况，而磁极间的作用力还有相互排斥的情况，所以还须研究甲、乙两块磁铁相互排斥时，磁体间作用力与距离的关系。
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