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专题20 电和磁
知识点一：磁现象 磁场
一、磁现象
1.磁性和磁体
（1）磁性
实验现象 用磁体分别靠近铁片、钢片、镍片、铜片、铝块、木块、回形针、玻璃片等物体时，发现磁体能吸引铁片、钢片、回形针，但不能吸引铜片、铝块、木块、玻璃片。
定义 我们把物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性。铁、钴、镍等物质称为铁磁性物质（磁性材料）。
（2）磁体
①定义：具有磁性的物体叫做磁体。
②特点：一是能吸引磁性材料；二是吸引磁性材料时，不必与这些物体直接接触，如隔着薄木板，磁体也能吸引铁块。
2.磁极
（1）认识磁极
实验探究1 将一些铁屑平铺在纸上，将梯形磁体放在上面，然后拿起来，发现磁体两端吸引的铁屑很多，而中间很少，如图所示。
探究结论1 条形磁体的两端磁性最强，中间部位磁性最弱。磁体吸引能力最强的两个部位叫磁极。
实验探究2 将一小磁针用细线吊起，使它能在水平面内自由转动，当小磁针静止时，总是一段指南，另一端指北。
探究结论2 能够自由转动的磁体，静止时指南的那个磁极叫南极（S极），指北的那个磁极叫北极（N极）。
（2）磁极间相互作用规律
实验探究 把一个条形磁体悬挂起来，用另一个条形磁体的一端去接近它的其中一端，观察现象。换用磁体的另一端再去接近，观察现象。
实验现象 相同的两个磁极相互靠近时会相互排斥，不同的两个磁极相互靠近时会相互吸引。
归纳总结 磁极间相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互排斥。
（3）判断物体是否具有磁性的方法
方法一：根据磁体的磁性判断 将被测物体靠近没有磁性的铁、钴、镍等磁性材料，铁、钴、镍等若能被吸引，则说明该物体具有磁性；若不能被吸引，则说明该物体没有磁性。
方法二：根据磁体的指向性判断 用自由悬挂、自由悬浮等方式让被测物体能够在水平面内自由转动，若被测物体静止时总是大致指向南北方向，说明该物体具有磁性，否则没有磁性。
方法三：根据磁极间的相互作用规律判断 将被测物体分别靠近静止的小磁针的两极，若发现有一端发生排斥现象，说明该物体具有磁性；若与小磁针两极都相互吸引，则说明该物体没有磁性。 注意：在利用磁极间相互作用规律判断两物体是否具有磁性时，要注意“斥定吸不定”原则，即如果两个物体相互排斥，则可以确定两者均有磁性，如果相互吸引，则可能两物体均有磁性或一个有磁性、一个没有磁性。
方法四：根据磁体各位置磁性强弱不同判断 外形相同的A、B棒 若两次都不吸引，则A、B都没有磁性
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
外形相同的A、B棒 若始终没有相互作用，则A、B都没有磁性
若吸引力保持不变，则A没有磁性，B有磁性
若吸引力由强→弱→强，则A有磁性，B没有磁性
若先吸引后排斥，或先排斥后吸引，则A、B都有磁性
3.磁化
（1）磁化实验
实验探究 （1）如图甲所示，在铁架台上固定一根铁棒，在铁棒的下方放一些铁屑，铁棒不吸引铁屑；如图乙所示，在铁棒的上方放一根条形磁体并靠近铁棒，发现铁棒能吸引铁屑；当把条形磁体拿开，铁屑几乎全部掉下来。 （2）换成钢棒后，开始时钢棒也不能吸引铁屑；当在钢棒上方放一条形磁体并靠近钢棒时，钢棒吸引铁屑；把磁体移开后，吸引到钢棒上铁屑几乎没有减少。
实验结论 当磁体靠近原来没有磁性的铁棒或钢棒时，铁棒或钢棒均能够获得磁性；移开磁体后，铁棒的磁性很快消失，而钢棒的磁性能够抽时间保持（常用钢棒做永磁体）。
归纳总结 一些物体在磁体（或电流）的作用下会获得磁性，这种现象叫做磁化。
（2）磁化的利与弊
利 （1）钢针被磁化后，可以用作指南针； （2）磁带、录像带、磁卡上的磁性物质被有序磁化后，可以存储声音、图像和文字等信息。
弊 （1）机械手表被磁化后，走时不准； （2）老式彩色电视机显像管被磁化后，显示器色彩失真； （3）将磁带、磁盘、磁卡等放入磁性环境中，它们存储的信息可能会消失等。
（3）消磁
通过撞击、煅烧或使用消磁器使磁体失去磁性的过程。
二、磁场
1.类比法理解磁场的存在
活动类比 用电吹风吹动在桌面上静止的小彩旗 用条形磁体靠近禁止的小磁针
现象类比 彩旗飘动 小磁针偏转
分析类比 电吹风吹出的风（空气）使小彩旗飘动 条形磁体周围的某种物质使小磁针受力偏转
归纳总结 磁体周围存在着某种物质，这种物质叫做磁场，磁极间的相互作用就是通过磁场（特殊物质）发生的。
2.磁场的基本性质：对放入其中的磁体产生力的作用
当把小磁针放在条形磁体附近时，会看到小磁针发生偏转，这是因为小磁针处在条形磁体的磁场中时收到了条形磁体磁场的力的作用，运动状态发生改变。
3.磁场的方向
实验探究 （1）先在桌上放一圈小磁针，观察小磁针的指向； （2）再把一个条形磁体放到小磁针的中间，观察小磁针的指向； （3）拨动任何一个小磁针，观察小磁针静止时的指向。
实验现象 （1）放入条形磁体前，每个小磁针指示南北方向； （2）放入条形磁体后，，小磁针在条形磁体磁场作用下有规律地排列起来，如图所示； （3）拨动任意一个小磁针，发现小磁针静止后仍保持放入条形磁体后的指向。
现象分析 （1）在磁场中的同一位置，小磁针N极总是指向一个方向； （2）在磁场中的不同位置，小磁针指向一般不同。
归纳总结 物理学中规定，在磁场中的某一点，小磁针静止时北极所指的方向，就是改点磁场的方向。由以上实验可知，在磁场中某一点，磁场方向是一定的，在磁场中的不同地方，磁场的方向一般不同，即磁场具有方向性。
4.磁感线
实验探究 （1）把条形磁体放在玻璃板下，将铁屑均匀地撒在玻璃板上，轻轻敲击玻璃板，观察到铁屑有规律地排列成一条条曲线（如图所示）； （2）将一些小磁针放在铁屑排列的一条曲线上，可观察到小磁针的N极指向沿着曲线方向。
现象分析 （1）铁屑在磁场的作用下被磁化，相当于一个个小磁针，这些小磁针在磁场的作用下有规律地排列成了图中的一条条曲线； （2）磁体周围的曲线（磁感线）都是从磁体的北极出发，回到磁体的南极的。
归纳总结 按照铁屑在磁场中的排列情况，根据小磁针N极所指的方向，在磁场中画一些有方向的曲线，使曲线上任一点的切线方向都跟该点磁场方向一致，就可以形象地描述磁场了，这样的曲线叫做磁感线。
5.常见磁体的磁感线分布图
条形磁体 蹄形磁体
异名磁极间 同名磁极间（N） 同名磁极间（S）
6.理解磁感线应注意的六个问题
是物理模型，并不存在 磁场是真实存在于磁体周围的一种特殊物质，而磁感线是人们为了直观、形象的描述磁场的方向和分布情况而引入带有方向的曲线，它并不是真实存在的。正如探究光时，引入光线的概念一样。这在物理学上称为模型法。
疏密表示磁场强弱 磁感线分布的疏密程度可以表示磁场的强弱。磁体的两极处磁感线最密，表示磁体两极处的磁场最强。
有方向 磁感线是有方向的，磁体周围任意一点的磁场方向都是沿着磁感线从N极指向S极的。
是闭合曲线 在磁体外部，磁感线从磁体的N极出发，回到磁体的S极；在磁体内部，磁感线从磁体的S极出发回到N极，形成一条条闭合曲线。
立体分布 在画图时，因受纸面的限制，只画了一个平面内的磁感线的分布情况。但实际上磁体周围的磁感线的分布是立体的，在磁体周围空间都分布有磁场。
任意两条不相交 磁体周围不管磁感线如何曲折都不会相交，因为磁场中任何一点的磁场只有一个确定的方向，如果某一点有两条磁感线相交，则该点的磁场就有两个方向，这是不可能的。
三、地磁场
1.小磁针指南北的原因
现象分析 让一个小磁针在水平面内自由转动，发现静止后小磁针的南极指向南方，北极指向北方；再施加一个力，让小磁针指向东西方向后放手，发现小磁针转回到南北方向。
归纳总结 （1）根据磁场的性质可知，小磁针一定处在一个磁场中； （2）地球本身相当于一个大磁体，地球周围存在着磁场，叫做地磁场。
2.地磁场
小磁针的N极总是指向北方，说明地磁场的磁场方向在地表是由南指向北的，所以地磁场的北极应在应在地理的南极附近，地磁场的南极应在地理的北极附近。如图所示，实际上地磁场的分布跟条形磁体的磁场相似。
3.磁偏角
地磁场的两极与地理两极并不重合，所以小磁针所指的方向并不是地理正南、正北方向，而是稍微有点偏离。地磁南、北极的连线和地理南、北极的连线之间有一个夹角，称为磁偏角。世界上最早发现并记录这一现象的人是我国宋代学者沈括，这一发现比西方早 了400多年。
知识点二：电生磁
一、电流的磁效应
1.奥斯特实验
实验探究 在静止的小磁针上方放一根与小磁针平行的直导线，依次进行如图甲、乙、丙所示的操作。
现象分析 （1）比较甲、乙两图所示现象，导线通电后，小磁针发生偏转（转换法：有无磁场→小磁针是否发生偏转），断电后，小磁针又回到原位置，这说明通电直导线周围产生了磁场； （2）比较甲、丙两图所示现象，改变电流的方向，小磁针偏转方向发生改变，即小磁针处磁场方向发生改变，这说明电流的磁场方向与电流方向有关。
研究归纳 （1）通电导线周围存在着磁场； （2）电流的磁场方向与电流方向有关。
2.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。
二、通电螺线管的磁场
1.螺线管
（1）把导线缠绕在圆筒上，就做成了一个螺线管，也叫线圈。接通电源的螺线管叫通电螺线管。
（2）给螺线管通电后，各线圈产生的磁场叠加在一起，通电螺线管周围就产生了较强的磁场。
2.探究通电螺线管外部的磁场分布
实验探究1：通电螺线管的磁场方向和电流方向的关系 （1）用铜导线穿过玻璃板，做成螺线管，给螺线管通入电流，将小磁针放在螺线管周围的不同位置，记下小磁针在各个位置时N极的指向； （2）改变电流方向，再次观察实验现象。
实验现象 （1）通电后小磁针发生偏转，不同位置的小磁针N极指向不同，如图所示； （2）改变电流方向，小磁针指向发生改变。
现象分析 （1）从小磁针的N极指向看，通电螺线管外部的磁感线从螺线管的一端出来回到另一端，说明通电螺线管有两个磁极且在两端。 （2）小磁针的N极指向改变，说明了磁场方向的改变，即通电螺线管两端的极性改变了，由此可知，电流方向改变了磁场方向，即通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。
实验探究2：通电螺线管外部的磁场的分布特征 在玻璃板上撒一些铁屑，给螺线管通电后，轻轻敲击玻璃板，观察铁屑的分布情况。实验现象如图所示。
现象分析 从铁屑的分布情况看，通电螺线管外部的铁屑排列情况和条形磁体周围铁屑的分布情况相似。
归纳总结 （1）通电螺线管外部的磁场方向与电流方向有关； （2）通电螺线管外部磁场跟条形磁体的磁场相似，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个磁极； （3）通电螺线管的内部也存在磁场，其磁场方向与外部相反（内外磁场方向大致走向相反）。
3.探究通电螺线管极性与环绕螺线管的电流方向的关系
实验探究 去绕向不同的螺线管，依次设计并进行实验：给螺线管通入不同方向的电流，用小磁针验证它的N、S极。
实验现象
现象分析 （1）两个螺线管的绕向相同，电流不同，它的螺线管两端的极性不同。 （2）调换螺线管左右位置，绕向发生改变，即便电流方向相同，螺线管两端极性也不同。
实验结论 通电螺线管两端的极性与通电螺线管中电流方向有关。
三、安培定则
安培定则又叫右手螺旋定则，用来描述通电螺线管的极性与电流方向关系。
1.内容
用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极（N极）。
2.安培定则的应用
（1）已知通电螺线管中电流的方向，判断通电螺线管两端的极性。
具体方法：
①标出通电螺线管中电流的方向；
②用右手握住螺线管，让弯曲的四指指向螺线管中电流方向；
③大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极，如图所示。
（2）已知通电螺线管两端磁极，判断通电螺线管中电流的方向。
具体方法：
①先用右手握住通电螺线管，大拇指指向N极；
②弯曲的四指所指的方向就是螺线管中电流的方向；
③按照四指弯曲的方向在螺线管中标出电流方向。
知识点三：电磁铁 电磁继电器
一、电磁铁
1.概念
用一根导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，当有电流通过时由磁性，没有电流时就失去磁性。我们把这种磁体叫做电磁铁。
2.电磁铁的构造
如图所示，电磁铁主要由线圈和铁芯（由软铁制成，不能用钢，因钢磁化后磁性不易消失）构成。当线圈通过电流时产生磁场，而铁芯可以可以在线圈产生磁场时被磁化，产生与螺线管的磁场方向一致的磁场，大大增强了电磁铁的磁性。
3.电磁铁极性的判断
插入铁芯只是为了增强螺线管的磁性，不会影响通电螺线管的磁极磁性，仍然可以用安培定则来表述电流方向和磁极之间的关系。
二、电磁铁的磁性
1.探究-电磁铁磁性的强弱与哪些因素有关
实验目的 探究影响电磁铁磁性强弱的因素
实验猜想 影响电磁铁磁性强弱的因素可能是线圈中的电流大大小、电磁铁线圈匝数的多少（用控制变量法）
实验器材 电源、开关、滑动变阻器、电流表、两个规格相同的大铁钉、导线和若干大头针
设计电路图
进行实验 （1）将导线绕在铁钉上做成简易电磁铁，并将其置于足量的大头针的上方； （2）连接好电路，使滑动变阻器接入电路的阻值适中，闭合开关，观察到如图甲所示电磁铁吸引大头针较少；移动滑片P，使滑动变阻器接入电路的阻值变小，观察到如图乙所示电磁铁吸引的大头针增多。比较可知，通过电磁铁的电流越大，电磁铁吸引大头针的数量越多，电磁铁的磁性越强； （3）如图丙所示，将导线绕在两个相同的铁钉上，构成两个简易电磁铁的串联电路。从图丙可以看出，在电流相同情况下，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。
实验结论 电磁铁磁性的强弱与线圈中的电流大小以及线圈匝数的多少有关。 （1）电磁铁的匝数一定时，线圈中通过的电流越大，电磁铁的磁性越强； （2）线圈中通过的电流大小一定时，外形相同的线圈，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。
2.电磁铁的特点和应用
（1）电磁铁的特点
①磁性的有无可通过通断电流来控制；
②磁极的极性可通过改变电流的方向来实现；
③磁性的强弱可通过改变电流大小、线圈的匝数来控制。
（2）电磁铁在实际生活中的应用
①对磁性材料有力的作用。主要应用在电铃、电磁起重机、电磁刹车装置和许多自动控制装置上；
②产生强磁场。现代技术上很多地方需要的强磁场都是由电磁铁提供的，如磁浮列车、磁疗设备、测量仪器以及研究微观粒子的加速器等。
三、电磁继电器
1.定义
电磁继电器时利用低电压、弱电流的路的通断，来间接控制高电压、强电流电路的通断的装置，其实质就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。含电磁铁的电路称为低压控制电路，被控制的电路称为高压工作电路。
2.构造及工作原理
电磁继电器的电路包括低压控制电路、高压工作电路两部分，如图所示。
控制电路接通时，电磁铁产生磁性吸下衔铁，动、静触点接触，接通工作电路；控制电路断开时，电磁铁失去磁性，在弹簧作用下释放衔铁，动、静触点分离，工作电路断开。从而通过控制电路的通断来控制工作电路的通断。
3.电磁继电器的应用
远离高电压 利用电磁继电器可以通过控制低压电路通断间接控制高压电路的通断，使人避免高压触电的危险，如大型变电站的高压开关等。
远离有害环境 利用电磁继电器可以使人远离高温、有毒等有害环境，实现远距离控制。如核电站中的开关等。
实现自动控制 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，还可以实现对温度、压力、或光照的自动控制。如水位自动报警器、温度自动报警器等。
知识点四：电动机
一、磁场对通电导线的作用
1.通电导线在磁场中受到力的作用
归纳总结 （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。
2.磁场对线圈的作用
归纳总结 通电线圈在磁场中会受力转过一个角度，但不能持续转动。
二、电动机的基本构造
1.电动机的基本构造
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.电动机的工作原理
根据通电线圈在磁场中受力的作用而发生转动的原理制成的。
3.实验探究-线圈在磁场中的转动
（1）实验过程分析
过程分析 甲图 线圈受到的力使它顺时针转动 线圈的ab边受到一个向上的力，cd边中的电流与ab边中的电流方向相反，磁场方向相同，故cd边受到一个向下的力，这两个力不在同一直线上，所以，使线圈沿顺时针方向转动。
乙图 线圈由于惯性会越过平衡位置 与甲图相似，线圈的ab边受到向上的力、cd边受到向下的力，但此时两个力在同一直线上，大小相等、方向相反，彼此平衡，故这一位置称作平衡位置，由于惯性线圈会越过平衡位置，继续转动
丙图 线圈受到的力阻碍线圈顺时针转动 线圈越过平衡位置后，与甲图原理相似，线圈的ab边受到向上的力，cd边受到向下的力，此两个力大小相等、方向相反，不在同一直线上，阻碍线圈顺时针转动（线圈不能连续转动的原因）。
归纳总结 通电后的线圈会转动，转过平衡位置后，受到的力要阻碍它的转动，故线圈又会减速至零，向反方向转动，这样线圈在平衡位置左右来回摆动，慢慢停下来，最后停在平衡位置。
（2）如何使线圈连续转动
方法一：当线圈越过平衡位置后停止对线圈供电，让线圈靠惯性转过后半周。但因为后半周线圈不受力的作用，故这种方法线圈的转动不稳定，动力弱。
方法二：在线圈转动的后半周，设法改变电流方向，使线圈在后半周也获得同转动方向相同的动力，这样线圈会平稳、有力地转动下去。实际的电动机就是采用该方法使线圈连续转动的，实现该目的的装置叫换向器。
（3）换向器的构造及作用
构造 如图所示，两个铜半环分别与线圈两端相连，中间断开，彼此绝缘，并通过电刷和电源组成闭合回路。
作用 当线圈转过平衡位置时，改变线圈中的电流方向，从而使线圈获得同转动方向相同的力，能持续转动下去。
4.电动机中的能量转化
电动机在使用过程中，主要将电能转化为机械能对外做功，同时因为电流的热效应，电流流经线圈时也会将部分电能转化为内能，即产生电热，所以电动机在正常工作时会发热。只要通风良好，电热一般不会影响电动机的正常运转，但如果散热不及时就会导致温度过高而烧坏电动机，故在使用电动机时要注意散热。
5.电动机的优点
和热机相比，电动机结构简单、体积小、效率高、制造方便、污染较小，种类繁多，能满足各种不同的需求。
6.直流电动机的转向、转速的调节
影响电动机线圈转向的因素是电流方向和磁场方向，影响电动机线圈转速的因素是电流大小和磁场的强弱。所以，对直流电动机来说，改变转向只需改变电流方向或磁场方向；改变转速大小，只需改变电流大小和磁场强弱。
知识点五：磁生电
一、什么情况下磁能生电
归纳总结1 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的电流的现象叫做电磁感应，产生的电流叫感应电流。
归纳总结2 在电磁感应现象中，感应电流的方向跟导线在磁场中做诶个磁感线运动的方向和磁场的方向有关。只改变磁场方向或导线切割磁感线运动方向，产生的感应电流的方向改变；若同时使磁场的方向和导线切割磁感线运动方向反向，则产生的感应电流方向不变。
二、发电机
1.手摇发电机
甲 乙
（1）如图甲所示，把手摇发电机和灯泡用导线连接起来，组成闭合电路。转动摇把带动线圈在磁场中转动，灯泡发光，说明线圈中有电流产生。转动速度越快，灯泡越亮，说明电流大小与发电机的转速有关。
（2）如图乙所示，将两个发光二极管极性相反的并联起来，并与发电机串联，转动摇把，可观察到两个二极管交替发光。这表明发电机产生的电流的方向在不断发生变化。
2.交变电流及其频率
（1）交变电流：大小和方向做周期性变化的电流叫交变电流，简称交流。
（2）频率：在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫频率。其单位是赫兹，简称赫，符号为Hz。我国家庭电网以交流供电，频率为50Hz。
3.发电机
（1）构造：主要有磁体、线圈、铜环和电刷四个基本部分组成。实际的发电机比模型式发电机要复杂的多，但仍是由转子（转动部分）和定子（固定不动）两部分组成。
①小型发电机一般采用磁极不动，线圈旋转的方式发电；
②大型发电机一般采用线圈不动、磁极旋转的方式发电，这种发电方式叫旋转磁极式发电；
③为了得到较强的磁场，常用电磁铁代替永磁体。
（2）发电机工作原理：电磁感应。
（3）发电机的种类：交流发电机和直流发电机。
（4）发电机中的能量转化：机械能转化为电能。
4.动圈式话筒
话筒（也称传声器）的作用是把声音转换成电流。话筒种类较多，其中动圈式话筒是依据电磁感应原理制成的。
（1）动圈式话筒的构造：有永磁体、线圈和膜片等构成（如图所示）。
（2）动圈式话筒的工作原理
当声波使膜片振动时，连在膜片上的线圈（也叫音圈）随着膜片一起振动，因为线圈处于永磁体的磁场中，所以线圈会切割磁感线而产生随声音的变化而变化的感应电流。将该电流通入扩音机，就能还原声音（电动机原理）。
考点一．磁性、磁体、磁极
1．（2023 牡丹江）【细心观察，勤于思考】
（1）如图甲所示，将小铁钉靠近磁铁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，给磁铁加热一段时间后，小铁钉会掉落，表明磁铁的磁性可能与 有关。
（2）用一个磁性很强的磁铁球靠近一块铝板，铝板 （选填“能”或“不能”）被吸引。如图丙所示，把磁铁球做成单摆悬挂起来，使其来回摆动，将铝板放到摆的下方，当磁铁球靠近铝板时，摆动速度明显变小，并且很快停止摆动。磁铁球在铝板上方摆动，相当于铝板在磁场中运动，可能会产生 。
【解答】解：（1）将小铁钉靠近磁铁N极，小铁钉被吸引获得磁性，变成一个磁体（或小磁针，磁铁）；根据异名磁极相互吸引可知，此时钉尖是S极；
给磁铁加热一段时间后，小铁钉会掉落，表明磁铁的磁性减，甚至消失，说明磁铁的磁性可能与温度有关。
（2）磁铁球靠近铝板，铝板不能被吸引；
图丙中，把磁铁球做成单摆悬挂起来，在铝板上方来回摆动，当磁铁球靠近铝板时，相当于铝板在磁场中运动，铝板切割磁感线，产生感应电流（或磁场，力），铝板与小球之间产生相互作用的力，使摆动速度明显变小，并且很快停止摆动。
故答案为：（1）磁；磁体（或小磁针，磁铁）；S（或南）；温度；
（2）不能；电流（或磁场，力）。
考点二．磁场的概念
2．（2023 天元区一模）如图所示是条形磁铁的磁场分布图，下列说法正确的是（ ）
A．该条形磁铁的左端为N极，右端为S极
B．P和Q两处的磁场强弱相同
C．条形磁铁周围的磁感线方向从右端发出，回到左端
D．置于Q点的小磁针，静止时南极指向右侧
【解答】解：A、根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，小磁针的N极指左，所以左端为磁铁的S极，右端为磁铁的N极，故A不符合题意；
B、磁感线分布越密的地方，其磁场越强，故P处磁场比Q处弱，故B不符合题意；
C、由小磁针的指向可知，该条形磁体的右端为N极，左端为S极，磁体周围的磁感线从磁体的N极出来，回到磁体的S极，即磁感线方向从右端出来，回到左端，故C符合题意；
D．磁体的左端为S极，当置于Q点的小磁针，根据磁极间的相互作用可知，其静止时南极指向左侧，故D不符合题意。
故选：C。
考点三．地磁场
3．（2023 常州）20世纪60年代，美国细菌学家发现趋磁细菌，将磁铁置于细菌附近，细菌向磁铁的N极运动，如图所示。由此可见，在海洋中，地磁场将驱使这种细菌运动的方向为（ ）
A．由南向北 B．由北向南 C．由西向东 D．由东向西
【解答】解：地磁场的南北极与地理南北极相反，且不重合，所以地磁场将驱使这种细菌运动的方向是由北向南。
故选：B。
考点四．探究通电螺线管外部的磁场分布
4．（2023 济南）实验室备有嵌入螺线管的玻璃板和电源，小明和小亮分别选用铁屑和小磁针来“探究通电螺线管外部磁场的方向”。
（1）小明在螺线管周围的玻璃板上均匀地撒上一层铁屑。给螺线管通电后，轻敲玻璃板，小明观察到螺线管周围铁屑的分布情况如图甲所示。
小明的实验说明，通电螺线管外部的磁场和 外部的磁场相似。
（2）小亮在螺线管周围的玻璃板上整齐、均匀地放置了32个小磁针，如图乙所示。给螺线管通电后，小亮观察到这32个小磁针的指向更接近于图中的 。
（3）小明的实验方案具有明显的不足，其不足之处是 。
（4）为了弥补小明实验方案的不足，请提出一条改进建议： 。
【解答】解：（1）通电后小磁针的指向如图甲所示，说明通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似；
（2）小磁针涂黑部分为N极，在图中，根据周围小磁针N极指向与该点磁感线方向一致，在通电螺线管外部，磁感线是从北极发出，最后回到南极，只有B图所示小磁针N极指向一致，左侧小磁针N极都指向外侧，右侧小磁针N极都指向内侧，其它三个图示小磁针N极指向均有不同方向之处；
（3）根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向螺线管的那一端，是电磁铁N极，另一端为S极；但此方案中无法从图示判断出电流的方向确定四指指向，且铁屑静止时也不能够通过铁屑的分布判断通电螺线管外部磁场的方向，故无法判断出通电螺线管外部磁场的方向；
（4）根据周围小磁针N极指向与该点磁感线方向一致，在通电螺线管外部，磁感线是从北极发出，最后回到南极，小磁针与铁屑相比，能更好地显示出各点的磁场方向，增加小磁针，把小磁针放到螺线管四周不同位置，螺线管通电后，小磁针N极所指的方向就是该点的磁场方向。
故答案为：（1）条形磁体；（2）B；（3）无法判断出通电螺线管外部磁场的方向；（4）增加小磁针，把小磁针放到螺线管四周不同位置。
考点五．影响电磁铁磁性强弱的因素
5．（2023 东营）小区内路灯能根据光线亮暗情况实现自动控制，其电路原理如图所示，R1是定值电阻，R2是光敏电阻，其阻值大小随光照强度的增大而减小。当开关S1闭合，光线变暗时，下列判断正确的是（ ）
A．电流表示数减小，电磁铁的磁性减弱，开关S2闭合
B．电流表示数减小，电磁铁的磁性增强，开关S2断开
C．电流表示数增大，电磁铁的磁性增强，开关S2闭合
D．电流表示数增大，电磁铁的磁性减弱，开关S2断开
【解答】解：当开关S1闭合，光线变暗时，光敏电阻的电阻变大，控制电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，电流表的示数变小，电磁铁的磁性减弱，对衔铁的吸引力减小，在右边弹簧的拉力作用下，动触点向下运动，开关S2闭合，故A正确，BCD错误。
故选：A。
6．（2023 宿迁）在科技晚会上，小明给大家展示了一个“听话”的小瓶子，通过调节滑片，就可以让小瓶子上浮、下沉或悬停在水中，它的原理如图所示（磁铁固定在活塞上），闭合开关S后，移动滑片P，使小瓶子悬停在图示位置。对此，以下分析正确的是（ ）
A．电磁铁的右端为S极
B．若将滑片P向右移，小瓶子将会上浮
C．小瓶子下沉时，小瓶子中的气体密度变小
D．小瓶子上浮时，小瓶子的瓶口处受到水的压强保持不变
【解答】解：A．由图可知，该电路为串联电路，电流从螺线管的右侧流入，根据安培定则可知，电磁铁的右端是N极，故A错误；
B．若将滑动变阻器滑片P向右移，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路的电流变小，电磁铁的磁性变弱，电磁铁与磁铁排斥作用变小，活塞向左运动，大瓶内空气气压变小，小瓶子的水会挤出来，小瓶子重力变小，重力小于浮力，小瓶子将上浮，故B正确；
C．小瓶子进水重力大于浮力下沉时，故小瓶子上面的空气的体积会变小，质量不变，由可知，密度变大，故C错误；
D．小瓶子上浮时，根据p＝ρ水gh可知小瓶子的瓶口处受到水的压强变小，故D错误。
故选：B。
考点六．电磁继电器的组成、原理和应用
7．（2023 灌云县校级模拟）如图甲是小明制作的防盗报警装置示意图，其中工作电路电源电压U1＝6伏，指示灯L的额定电压UL＝2.5伏，定值电阻R0＝350欧；控制电路电源电压U2＝1.5伏，磁敏电阻Rx的阻值随其所处位置磁场强度的变化关系如图乙所示，当窗户分别处在轨道A、B、C处时，磁敏电阻Rx所处位置的磁场强度分别为a、b、c，闭合开关S1和S2后，当窗户关闭时，指示灯亮，蜂鸣器不工作；当窗户打开一定程度时，指示灯熄灭，蜂鸣器发出警报声。
（1）电磁继电器实则就是电磁铁控制的一种 。
（2）将窗户移至A点时，窗户关闭，闭合开关S1，指示灯L正常发光，求此时指示灯L消耗的电功率。
（3）已知电磁铁线圈中的电流达到3毫安时，电磁铁的衔铁刚好被吸下，指示灯L熄灭，蜂鸣器开始报警。现移动滑动变阻器RP的滑片，使其接入电路的阻值为其最大阻值的，当窗户移至轨道B点位置时，蜂鸣器恰好开始报警。若要求窗户移至轨道C点位置时蜂鸣器才开始报警，此时能否通过调节滑动变阻器的阻值来实现？请通过计算加以说明。（电磁铁线圈电阻忽略不计）
【解答】解：（1）电磁继电器实则就是电磁铁控制的一种开关；
（2）闭合开关S1，灯泡和R0串联，灯泡正常发光，其两端的电压为UL＝2.5V，R0两端的电压U0＝U1﹣UL＝6V﹣2.5V＝3.5V，
电路中的电流I0.01A，
灯泡的额定功率P＝ULI＝2.5V×0.01A＝0.025W；
（3）由图象乙可知，窗户移至B点和C点时，磁敏电阻的电阻值分别为400Ω和300Ω，
由欧姆定律可得：
当窗户移至轨道B点位置时，蜂鸣器恰好开始报警，控制电路中的总电阻R500Ω，
此时滑动变阻器接入电路的阻值R滑＝R﹣R磁B＝500Ω﹣400Ω＝100Ω，
此时滑动变阻器接入电路的阻值为其最大阻值的，所以滑动变阻器的最大阻值为150Ω，
当窗户移至轨道C点位置时，滑动变阻器接入电路的阻值应该为R滑′＝R﹣R磁C＝500Ω﹣300Ω＝200Ω，但是滑动变阻器的最大阻值为150Ω，
所以若要求窗户移至轨道C点位置时蜂鸣器才开始报警，此时不能通过调节滑动变阻器的阻值来实现。
8．（2023 湖北模拟）科技小组的同学利用电磁继电器设计了一套温度自动控制装置。如图甲所示，电磁铁线圈阻值忽略不计，R1为热敏电阻。压缩机（电动机）启动可以起到调节温度的作用，当温度升高到启动值时，控制电路中电流达到0.15A，衔铁吸下，压缩机启动工作；当温度降低到设定值后，工作电路断开，压缩机停止工作，如此进行间歇性循环工作。图乙为工作电路某30分钟内压缩机功率与时间的关系图。请你回答：
（1）控制电路中，闭合开关后，电磁铁上端为 极（选填“N”或“S”）；
（2）压缩机刚启动工作时，控制电路消耗的电功率；
（3）压缩机刚启动工作时，控制电路中热敏电阻R1的阻值；
（4）图乙中30min内工作电路中压缩机消耗的总电能。
【解答】解：（1）观察图可知，电流从电磁铁的上端流入，下端流出，利用安培定则可以判断出，电磁铁上端为S极。
（2）压缩机刚启工作时，控制电路中电流为0.15A，电源电压为3V，故控制电路消耗的电功率为P＝UI＝3V×0.15A＝0.45W；
（3）控制电路为串联电路，压缩机刚启工作时，根据欧姆定律，控制电路中的总电阻为R总20Ω，
根据串联电路电阻的规律知，R1的阻值为R1＝R总﹣R2＝20Ω﹣10Ω＝10Ω；
（4）由图乙可知，30min内工作电路工作时间为25min，功率为200W，因此30min 内工作电路中压缩机消耗的总电能为W＝P压t＝200W×25×60s＝3×105J。
考点七．磁场对通电导线的作用
9．（2023 宿迁）图中是小明制作的简单电动机模型，其线圈由漆包线绕成，将线圈一端的漆全部刮掉，另一端只刮掉半周，在线圈的下面放置了一块磁体。将其接入电路中，闭合开关后，线圈转动起来了。关于此电动机模型下列说法正确的是（ ）
A．利用电磁感应原理工作
B．线圈在转动时，始终受到磁场作用力
C．将电能转化为机械能
D．增大线圈中的电流可改变转动方向
【解答】解：A．电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，故A错误；
B．由于线圈中有一端的漆只刮掉半周，会出现电路中无电流状态，当线圈转到该位置处，由于线圈中无电流，所以不会受到磁场力的作用，故B错误；
C．电动机消耗电能而转动起来，能量转化为电能转化为机械能，故C正确；
D．线圈转动的方向与电流的方向有关，增大线圈中的电流，只会改变线圈受到磁场力的大小，而不会改变受力的方向，故D错误。
故选：C。
10．（2023 武侯区校级三模）如图所示是新型武器——电磁炮的原理简化图。炮弹上固定的金属杆和金属轨道接触，并与电源构成闭合电路，通电后金属杆就会受到向右的力，于是将炮弹发射出去。下列设备与电磁炮的工作原理不同的是（ ）
A．我国第三艘航母“福建号”上的电磁弹射装置
B．唱K用的“动圈式话筒”
C．教室里的电风扇里的“电动机”
D．物理实验室里测量电压的“电压表”
【解答】解：由题意可知，炮弹上固定的金属杆和金属轨道接触，并与电源构成闭合电路，通电后金属杆就会受到向右的力，于是将炮弹发射出去，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动。
A、我国第三艘航母“福建号”上的电磁弹射装置的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，故A不符合题意；
B、动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象，故B符合题意；
CD、教室里的电风扇里的“电动机”、物理实验室里测量电流的“电压表”，都是利用通电导体在磁场中受力而运动的原理工作的，故CD不符合题意；
故选：B。
考点八．直流电动机的原理
11．（2013 金坛市模拟）一台简易电动机如图所示。用硬金属丝做两个支架，分别与电池的两极相连，用漆包线绕成一个矩形线圈，以线圈引线为轴。用小刀刮去轴一端的全部漆皮，再刮去另一端的半周漆皮，并将线圈放在支架上，磁体放在线圈下。接通电源并用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。
（1）电动机是利用 原理制成的。
（2）“刮去另一端的半周漆皮”的目的是 （选填“改变线圈中电流方向”或“使线圈在转动过程中半周没有电流”）。
【解答】解：（1）电动机，即通电能动，是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的；
（2）将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样在一个半周内受到磁场的力的作用，另一个半周没有电流通过，不受磁场力的作用，利用惯性转动；
故答案为：（1）通电线圈在磁场中受力转动；（2）使线圈在转动过程中半周没有电流。
考点九．直流电动机的应用
12．（2023 安庆二模）如图为直流电动机的基本构造示意图，闭合开关，线圈沿顺时针转动，现要使线圈沿逆时针转动，下列方法中可行的是（ ）
A．对调电源正负极
B．增加电源电压
C．换用磁性更强的磁铁
D．对换磁极同时改变电流方向
【解答】解：A、闭合开关线圈沿顺时针转动，现要线圈沿逆时针转动，就要改变线圈的受力方向，即改变电流方向或改变磁场方向。将电源正负极对调，就可以改变电流方向，故A符合题意；
B、增加电源电压，只能增大电流改变线圈的转速，而不能改变转动方向，故B不合题意；
C、换用磁性更强的磁铁，只能改变线圈的转速，而不能改变线圈的转动方向，故C不合题意；
D、对调磁极同时改变电流方向，那么线圈的受力方向与原来相同，故D不合题意。
故选：A。
考点十．电磁感应现象
13．（2023 蜀山区二模）在学习电和磁的相关知识时，利用如图所示的实验装置进行了探究。当闭合开关，则以下对该实验的说法正确的是（ ）
A．只要导线ab运动就会产生感应电流
B．导线ab水平方向运动可以产生感应电流
C．导线ab竖直方向运动可以产生感应电流
D．此实验装置揭示的是电动机的工作原理
【解答】解：A．导线ab在做切割磁感线运动，闭合回路中才会产生感应电流，故A错误；
B．导线ab水平方向运动时，在做切割磁感线运动，则闭合回路中会产生感应电流，故B正确；
C．导线ab竖直方向运动时，运动的方向和磁感线方向一致，没有做切割磁感线运动，闭合回路中不会产生感应电流，故C错误；
D．此过程将机械能转化为电能，揭示了发电机的工作原理，故D错误。
故选：B。
14．（2023 湖北模拟）如图所示，小成同学利用两块磁铁、一个线圈等材料制作了一台小型发电机，并用两个LED灯（发光二极管左边为正极，右边为负极）进行了如图连接实验探究。
（1）小成接好电路后，以一定的速度连续转动线圈，当线圈转动到如图所示位置时， （选填“AB”或“BC”）段在做切割磁感线运动，在电路中产生了感应电流，这一现象叫 现象；
（2）连续转动线圈，在实验中将会看到两LED灯交替发光，
说明线圈中产生的电流方向 （选填“不变”或“周期性改变”）。若将一直流电源代替两LED灯接入电路，闭合开关，则线圈 选填“能”或“不能”）持续转动。
【解答】解：（1）磁感线是由N极出来，回到S极，即磁感线是水平向右的，当线圈转动到如图所示位置时，AB段在切割磁感线。
闭合电路部分导体在磁场中切割磁感线，产生电流的现象叫做电磁感应现象。
（2）LED灯具有单向导电性，实验中看到两LED灯交替发光，说明线圈中产生的电流方向周期性改变。
若将一直流电源代替两LED灯接入电路，闭合开关，就形成了一个直流电动机，因为电流方向和磁场方向均不发生变化，故线圈受力方向不变，所以不能持续转动。
故答案为：（1）AB；电磁感应；（2）周期性改变；不能。
考点十一．产生感应电流的条件
15．（2020 甘孜州）如图所示为“探究感应电流产生条件”的实验装置示意图，将实验装置放在水平桌面上。在下列四种情形中，能使灵敏电流计的指针发生偏转的是（ ）
A．蹄形磁铁不动，导体棒沿竖直方向向下运动时
B．蹄形磁铁不动，导体棒沿竖直方向向上运动时
C．导体棒不动，蹄形磁铁沿水平方向左右运动时
D．导体棒不动，蹄形磁铁沿竖直方向上下运动时
【解答】解：要使电路中产生感应电流，必须满足两个条件，一是要有闭合的回路；二是要有部分导体切割磁感线；对照选项可知，ABD中导线或蹄形磁铁运动方向与磁感线方向一致或相反，不做切割运动，故只有C符合要求。
故选：C。
16．（2023 威海）下列实验操作不能使灵敏电流计指针偏转的是（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：A、线圈向右运动，运动方向与磁感线的方向平行，不能切割磁感线，故A符合题意；
B、线圈向上运动，能切割磁感线，产生感应电流，故B不符合题意；
CD、线圈不动，磁铁向上或向下运动时，根据运动的相对性，线圈切割了磁感线，产生感应电流，故CD不符合题意。
故选：A。
考点十二．探究电磁感应现象的实验
17．（2023 淄博）如图所示是“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关，导体ab在磁场中上下运动会产生感应电流
B．闭合开关，导体ab左右运动过程中电能转化为机械能
C．利用该实验原理可以制成电动机
D．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
【解答】解：AB、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AB错误；
C、利用该实验原理可以制成发电机，故C错误；
D、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D正确。
故选：D。
18．（2023 武汉模拟）如图，在“探究什么情况下磁可以生电”实验中：
（1）下表是小明记录的部分实验操作与现象，比较1、2、3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。
序号 实验操作 电流表指针偏转情况
1 保持导体与磁体静止 不偏转
2 保持磁体静止，导体水平向左切割磁感线 向右偏转
3 保持磁体静止，导体水平向右切割磁感线 向左偏转
…
（2）要使感应电流方向发生改变，可采取的具体措施是 （选填字母）。
A.使用磁性更强的磁体
B.保持磁体静止，只改变导体水平运动的方向
C.上下调换磁极，同时改变导体水平运动的方向
（3）从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是 能转化为电能。
（4）如果将电流表换成 ，可以探究磁场对通电导体的作用。
【解答】解：（1）比较1、2、3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。
（2）要使感应电流方向发生改变，
A.使用磁性更强的磁体，电流大小改变，方向不变，故A不可行；
B.保持磁体静止，只改变导体水平运动的方向，切割方向改变，故可行；
C.上下调换磁极，同时改变导体水平运动的方向，两个都改变，则电流方向不变，故不可行。
可采取的具体措施是B；
（3）从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是机械能转化为电能。
（4）探究磁场对通电导体的作用，必须有电源通电，应将电流表换成电源。
故答案为：（1）切割磁感线；（2）B；（3）机械；（4）电源。
19．（2023 泰州）如图所示，小明和小刚利用蹄形磁体、灵敏电流计、开关、导体AB和若干导线等器材来探究感应电流产生的条件。闭合开关，他们完成操作，将观察到的现象记入表格：
序号 导体AB的运动情况 有无感应电流
① 左右运动 有
② 上下运动 无
③ 前后运动 无
④ 斜向上、斜向下运动 有
（1）分析①、②两次实验现象，小明说：“闭合电路的一部分导体在磁场中的运动方向与磁场方向垂直时，电路中就会产生感应电流。”小刚认为不准确，因为导体AB 运动时，其运动方向也与磁场方向垂直，但无感应电流。
（2）采纳小刚意见后，小明又说：“闭合电路的一部分导体在磁场中垂直切割磁感线时，电路中才会产生感应电流”。小刚认为不全面，因为导体AB 运动时，也有感应电流。
（3）从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是将 能转化为电能；如果将图中的灵敏电流计换成 ，可以探究磁场对电流的作用。
【解答】解：（1）分析①、②两次实验现象，小明说：“闭合电路的一部分导体在磁场中的运动方向与磁场方向垂直时，电路中就会产生感应电流。”小刚认为不准确，因为导体AB前后运动时，其运动方向也与磁场方向垂直，但无感应电流。
（2）采纳小刚意见后，小明又说：“闭合电路的一部分导体在磁场中垂直切割磁感线时，电路中才会产生感应电流”。小刚认为不全面，因为导体AB斜向上、斜向下运动时，也有感应电流。
（3）从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是将机械能转化为电能；如果将图中的灵敏电流计换成电源，可以探究磁场对电流的作用。
故答案为：（1）前后；（2）斜向上、斜向下；（3）机械；电源。
考点十三．电磁相互作用
20．（2022 扬州模拟）在科技活动中，小光所在的科技小组展示了一个“隔板推物”的节目，其原理如图所示。甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，两线圈通过导线连接构成一个闭合回路。用手推动甲线圈摆动时，乙线圈会随之摆动。对于这个过程，下列说法正确的是（ ）
A．推动甲线圈摆动时电能转化为机械能
B．乙线圈摆动的方向与甲线圈摆动的方向无关
C．乙线圈随之摆动的原理和发电机原理相同
D．甲线圈不动，推动左侧磁铁，乙线圈也可能摆动
【解答】解：A、推动甲线圈摆动的过程做切割磁感线运动，闭合的回路中有感应电流产生，是发电机的工作原理，所以甲线圈相当于电源，工作时将机械能转化为电能，故A错误；
C、甲线圈作为电源给乙线圈提供电能，乙线圈相当于通电导体在磁场中受力运动，运动方向和电流方向及磁场方向有关，是电动机的工作原理，工作时电能转化为机械能，故C错误；
B、由前面分析可知，甲线圈中产生了感应电流，则甲线圈相当于电源，乙线圈相当于用电器；若改变甲线圈摆动的方向，感应电流的方向发生变化，则乙线圈受力的方向也会改变，即乙线圈摆助的方向跟着改变，故B错误；
D、推动左侧磁铁时，同甲线圈摆动一样，相当于甲线圈会在磁场中作切割磁感线运动，所在的闭合回路中依然会产生的感应电流，所以乙线圈也可能摆动，故D正确。
故选：D。
一．选择题（共15小题）
1．（2021 红桥区二模）如图所示为“探究感应电流产生条件”的实验装置示意图，将实验装置放在水平桌面上。在下列四种情形中，能使灵敏电流计的指针发生偏转的是（ ）
A．蹄形磁铁不动，导体棒沿竖直方向向下运动时
B．蹄形磁铁不动，导体棒沿竖直方向向上运动时
C．导体棒不动，蹄形磁铁沿水平方向左右运动时
D．导体棒不动，蹄形磁铁沿竖直方向上下运动时
【解答】解：要使电路中产生感应电流，必须满足两个条件，一是要有闭合的回路；二是要有部分导体切割磁感线；对照选项可知，ABD中导线或蹄形磁铁运动方向与磁感线方向一致或相反，不做切割运动，故只有C符合要求。
故选：C。
2．（2023 惠城区校级一模）动车即将进站时关闭电源，在继续行驶的过程中，可带动电机逆向发电，同时储存电能。如图所示，下列实验装置中能说明发电机原理的是（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：动车到站前先停止供电，由于惯性，动车会继续向前运行，电机线圈随车轮转动并在磁场中切割磁感线运动，进而产生感应电流，即在该过程中消耗机械能，产生电能，故是将机械能转化为电能的过程，因此该过程与发电机的原理相同。
A、此图是奥斯特实验，说明通电导线周围有磁场，故A错误；
B、此图是电磁感应实验装置，当导体做切割磁感线运动时，会产生感应电流，故B正确；
C、此实验是研究通电导线在磁场中受力的作用的装置，故C错误；
D、此时实验是探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系的实验装置，故D错误；
故选：B。
3．（2023 蒙城县模拟）如图，闭合开关，铜棒向右运动，为使开关闭合后铜棒向左运动，下列操作可行的是（ ）
A．换用更细的铜棒
B．将磁体的N、S极对调
C．移动滑动变阻器的滑片
D．将电源正、负极和磁体N、S同时对调
【解答】解：
A、换用更细的铜棒，使电阻变大电流变小，但不能改变受力的方向，故A错误；
B、将磁体的N、S极对调，磁场方向改变，则通电导体的受力方向改变，铜棒向左运动，故B正确；
C、向左移动滑动变阻器的滑片，只能改变电流的大小，不能改变电流的方向，故C错误；
D、将电源正负极对调，同时将磁体磁极对调，影响磁场力方向的两个因素同时改变，则通电导体的受力方向不变，铜棒仍然向右运动，故D错误；
故选：B。
4．（2023 隆回县二模）如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，左端的S极正对着在同一水平线上的电磁铁。当电磁铁通电时，条形磁铁静止且受到向左的吸引力，则下列说法错误的是（ ）
A．水平桌面给条形磁铁有向右的摩擦力
B．电磁铁的右端为N极，左端为S极
C．电磁铁中的电流方向是从b流向a
D．电磁铁受到的吸引力和条形磁铁受到的摩擦力是一对相互作用力
【解答】解：A、条形磁铁静止且受到向左的吸引力时，它也受到水品桌面对它向右的摩擦力，故A正确；
B、条形磁铁的左端为S极，并且它受到向左的吸引力，根据磁体间相互作用的规律，电磁铁的右端为N极，故B正确；
C、根据安培定则可知，电磁铁中的电流方向是从b流向a，故C正确；
D、电磁铁受到的吸引力和条形磁铁受到的摩擦力的方向都向右，故它们不是一对相互作用力，故D错误；
故选：D。
5．（2023 丰县校级模拟）小科在课外兴趣活动课中将数枚一元硬币按如图所示放在两根平行的条形磁铁上，搭成了一座漂亮的“硬币桥”，下列分析正确的是（ ）
A．“硬币桥”上左右两端的硬币没有磁性
B．“硬币桥”中间磁性最强
C．“硬币桥”的搭建利用到了磁化的原理
D．两枚硬币相邻的部分是同名磁极
【解答】解：
当硬币都放在磁体的磁极上时，会被磁体磁化，硬币也具有N极和S极，因此最外侧的硬币也有磁性，由于异名磁极相互吸引，硬币便会搭成一座漂亮的“硬币桥”，搭成的“硬币桥”相当于条形磁铁，并且中间磁性最弱，故ABD错误，C正确。
故选：C。
6．（2023 扬州二模）进入初中学业水平考试考场时，监考教师会使用金属探测仪对大家进行检测。如果有同学携带金属制品，探测仪就会产生电流并报警。下列四个实验能反映金属探测仪工作原理的是（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：当金属探测仪靠近金属物体时，在金属物体中产生电流，相当于闭合电路的部分导体在切割磁感线，故在线圈中会产生电流，故探测器应采用了电磁感应原理；
A、此图中没有电源，ab做切割磁感线运动时，会产生感应电流，即为探究电磁感应现象的实验，故A正确；
B、图中装置是电磁继电器，其主要部件是电磁铁，电磁铁的工作原理是电流的磁效应，故B错误；
C、此图为探究通电导体在磁场中受力的实验，反映了电动机的原理，故C错误；
D、此装置是奥斯特实验，说明电流的周围存在磁场，这是电流的磁效应，故D错误。
故选：A。
7．（2023 灌云县校级模拟）下列说法正确的是（ ）
A．中学生的体重约为50N
B．磁感线是真实存在的
C．力的作用离不开物体
D．声音的传播只需要空气
【解答】解：A、中学生的质量在50kg左右，受到的重力约为G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，故A错误；
B、磁感线是为了描述磁场而引入的辅助线，磁场是真实存在的，磁感线不是真实存在的，故B错误；
C、力是物体对物体的作用，力不能离开物体而存在，故C正确；
D、声音的传播需要介质，固体、液体、气体都能传播声音，故D错误。
故选：C。
8．（2023 惠城区二模）如图所示，通电螺线管周围小磁针静止时，小磁针N极指向正确的是（小磁针上涂黑的一端为N极）（ ）
A．a、c、d B．a、b、c C．a、c D．b、c、d
【解答】解：根据电源的正负极可知，电流从通电螺线管的右侧流入，左侧流出，根据电流方向，利用安培定则可知通电螺线管的左端为S极，右端为N极。
因为磁体周围的磁感线从N极出发，回到S极；根据磁场中任一点小磁针北极和该点的磁感线方向一致，所以a点磁针N极指向右端；b点磁针N极指向左端；c点磁针N极指向左端；d点磁针N极指向右端。
故ABC错误，D正确。
故选：D。
9．（2023 郓城县三模）放在条形磁体周围的小磁针静止时如图所示，小磁针涂黑的一端为N极，其中只有一个小磁针的指向是错误的，则该小磁针是（ ）
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
【解答】解：根据异名磁极相互吸引可知，乙、丙、丁的N极都被条形磁体的左端吸引，这说明条形磁体的左端为S极，右端为N极，甲被条形磁体的右端吸引，这说明甲的左端为S极，故甲的指向错误；故A正确，BCD错误。
故选：A。
10．（2023 任丘市二模）下列关于电动自行车的说法中错误的是（ ）
A．车身喷漆可以防止生锈
B．车胎橡胶的老化过程属于缓慢氧化
C．电动自行车在同一挡位行驶，载重后速度会变慢，说明牵引力一定变小了
D．电动自行车在工作时是把电能转化为机械能
【解答】解：A、车身喷漆可以防止生锈，故A正确；
B、车胎橡胶的老化过程属于缓慢氧化，故B正确；
C、根据P＝Fv可知：电动自行车在同一挡位行驶，功率一定，载重后速度会变慢，牵引力会变大，故C错误；
D、电动自行车在工作时是把电能转化为机械能，故D正确。
故选：C。
11．（2023 孝义市三模）同学们在制作“让线圈转动起来”的活动中，将表面有金属镀层的磁铁吸在干电池的负极，将一根硬铜线折成线框搭在干电池的正极和磁铁上，如图所示。线框就会以干电池为轴转动起来（ ）
A．线框转动是因为电磁感应现象
B．改变电流方向，线框的转动方向不会改变
C．改变磁场方向，线框的转动方向不会改变
D．通电后的线框周围存在磁场
【解答】解：A．线框转动是因为通电导体在磁场中受力而转动的，故A错误；
BC．通电导体在磁场中的受力方向与电流方向、磁场的方向有关，改变电流方向，线框的转动方不会改变；改变磁场方向，线框的转动方向也会改变，故BC错误；
D．通电导体周围存在磁场，通电后的线框周围也存在磁场，故D正确。
故选：D。
12．（2023 宜兴市校级模拟）如图所示，有关于现象的说法正确的是（ ）
A．图甲所示原理与电动机工作原理相同
B．图乙中通电螺线管右端为N极
C．图丙中电能表可直接测量电功率大小
D．图丁中电路符合安全用电要求
【解答】解：A．图甲所示是电磁感应现象的装置，应用于发电机；电动机工作原理是磁场对电流的作用，故A错误；
B．图乙根据安培定则，通电螺线管右端为N极，故B正确；
C．图丙中电能表是测量电功的仪表，故C错误；
D．图丁中，为了安全，开关应该接在火线与用电器之间，故D错误。
故选：B。
13．（2023 淮阳区校级模拟）小刚设计了一个如图所示的实验，A、B两线圈通过导线连接构成闭合回路，并将导线通过绝缘线悬挂起来，使磁体甲穿入线圈A中，手拿磁体乙靠近或远离线圈B时，线圈A会随之摆动。对于这一实验过程，下列说法正确的是（ ）
A．线圈A相当于用电器，线圈 B相当于电源
B．利用A线圈的摆动原理可以制成发电机
C．磁体乙靠近线圈B时，磁体乙上的电能转移到线圈 B中
D．磁体乙靠近与远离线圈B时，线圈A的起始摆动方向相同
【解答】解：AB．由题意知，手拿磁体乙靠近或远离线圈B时，做切割磁感线运动，闭合的回路中有感应电流产生，所以是机械能转化为电能，线圈B相当于电源；
B线圈作为电源给乙线圈提供电能，A线圈相当于通电导体在磁场中受力运动，线圈A相当于用电器，利用A线圈的摆动原理可以制成电动机，故A正确、B错误；
C．电能是由机械能转化而来，磁体乙上没有电能，故C错误；
D．磁体乙靠近与远离线圈B时，感应电流的方向会发生改变，流过线圈A的电流方向改变，线圈A的受力方向改变，起始摆动方向不相同，故D错误。
故选：A。
14．（2023 蓬江区模拟）如图是小明利用光敏电阻为居民楼门口设计的一种智能照明电路，L为“220V 22W”照明灯，天暗时自动发光，天亮时自动熄灭。控制电路中，电源由两节干电池串联而成。R1为定值电阻，R2为阻值会随着光照强度变化而变化的光敏电阻。下列说法中不正确的是（ ）
A．受控电路中导线a端应连接照明电路的火线
B．提高控制电路电源电压，L白天也可能发光
C．当光照强度增大时，控制电路总功率将增大
D．为了让灯在天更暗时才发光，可换用阻值更小的R1
【解答】解：
A、开关控制灯泡时，开关接在火线上，所以受控电路中导线a端应连接照明电路的火线，故A正确；
B、如果提高控制电路的电压，由欧姆定律可知，控制电路中的电流增大，在白天时，控制电路的电流很大，衔铁会被吸下，照明灯L不发光，且到晚上时，由于控制电路的电压高、电流大，也可能导致衔铁被吸下，照明灯L也可能不发光，故B错误；
C、当光照强度增大时，光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，根据串联电路的电阻关系可知，控制电路的总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，根据P＝UI可知，控制电路的功率变大，故C正确；
D、由题知，照明灯在天暗时发光，说明此时照明电路闭合，即衔铁上动触点与静触点接触，由图可知此时衔铁应被释放，则电磁铁的磁性减弱，说明控制电路中的电流变小，根据I可知控制电路中的电阻变大，即此时光敏电阻的阻值变大，反之，天亮时光敏电阻的阻值变小，所以，该光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小；电磁铁的吸合电流不变，控制电路电源电压不变，根据欧姆定律可知，衔铁被吸下时电路的总电阻不变，要在环境光线更弱时才启动节能灯照明，此时光敏电阻的阻值较大，则应换用阻值较小的R1，故D正确。
故选：B。
15．（2023 沂源县一模）对如图四幅插图的分析正确的是（ ）
A．甲图中，闭合开关，小磁针N极向左偏转
B．乙图中，温度计示数达到90℃时，红灯亮同时电铃响
C．丙图中，闭合开关，导体ab向上运动电流表指针会发生偏转
D．丁图中，演示的是通电导体在磁场中受到力的作用，发电机是利用这个原理制成的
【解答】解：A、根据安培定则可知，螺线管的右端是N极，左端是S极，则小磁针N极将向右偏转，故A错误；
B、如图，当温度到达90℃时，水银柱到达金属丝的下端，左边的控制电路闭合，控制电路中有电流，电磁铁有磁性，向下吸引衔铁，使衔铁向下运动，从而带动触点向下运动，使红灯、电铃所在的电路接通，此时红灯发光、电铃响，发出报警信号，故B正确；
C、蹄形磁铁的磁感线方向为竖直方向，当导体 ab 竖直向上运动时，不能切割磁感线，也就不会产生感应电流，故C错误；
D、图中装置为研究通电导体在磁场中受力的作用，电动机是利用这个原理制成的，发电机的原理是电磁感应，故D错误。
故选：B。
二．作图题（共2小题）
16．（2023 惠州一模）如图所示，在电磁铁上方用弹簧挂着个条形磁体，闭合开关S，条形磁体静止后，滑片P向右滑动时弹簧缩短。请用箭头标出磁感线的方向。并用“+”“﹣”在括号内标出电源正负极。
【解答】解：（1）滑动变阻器的滑片P向右移动时，电路中的电阻变小，由欧姆定律I，则电路中的电流变大，磁铁的磁性变强，此时弹簧缩短，根据同名磁极相互排斥可知，通电螺线管上端为S极，下端为N极，磁体周围的磁感线都是从N极出来，回到S极，如下图所示：
（2）右手握住螺线管，大拇指指向N极，四指指向电流的方向，则电流从螺线管的上端流入，下端流出，则电源右端为正极，左端为负极，如下图所示：
17．（2023 丹东一模）某同学设计的冬季家庭温度自动控制器的工作原理如图所示。当室内温度低于25℃时温控开关闭合，绿灯不亮，加热电阻工作；当室温高于25℃时，温控开关断开，绿灯亮，加热电阻不工作，表示温度已经达到25℃。请根据以上要求，用笔画线代替导线，完成工作电路部分的连接。
【解答】解：根据题意可知，当室内温度低于25℃时温控开关闭合，绿灯不亮，加热电阻工作，这说明衔铁是被吸下的，动触点与下面的静触点接触，使得加热电阻工作；
当室温高于25℃时，温控开关断开，绿灯亮，加热电阻不工作，这说明衔铁是被拉起，动触点与上面的静触点接触，使得绿灯工作；加热电阻与绿灯工作时互不影响，是并联的，如下所示：
三．实验探究题（共2小题）
18．（2023 肇东市校级模拟）某同学用如图甲所示的装置探究什么情况下磁可以生电。在蹄形磁体的磁场中放置一根导线，导线两端跟电流表连接组成闭合回路。
（1）让导线AB在磁场中静止，观察到电流表指针 。
（2）让导线AB在磁场中静止，换用磁性更强的蹄形磁体，观察到电流表指针 ；保持蹄形磁体静止，让导线AB从图中所示位置水平向右运动，观察到电流表指针 。（填“偏转”或“不偏转”）
（3）图乙中的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，会产生感应电流的是 （填标号）。
（4）从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是 能转化为电能。
【解答】解：（1）让导线AB在磁场中静止，导体在磁场中没有做切割磁感线运动，没有感应电流产生，会观察到电流表指针不偏转；
（2）让导线AB在磁场中静止，换用磁性更强的蹄形磁体，也没有感应电流产生观察到电流表指针；
保持蹄形磁体静止，让导线AB从图中所示位置水平向右运动，导体在磁场中做切割磁感线运动，有感应电流产生，会观察到电流表指针偏转；
（3）磁极间的磁感线是从N极指向S极，由图可知，CD中导体做切割磁感线运动，所以会产生感应电流，故CD正确；
AB中的导体运动时都不会切割磁感线，所以不会产生感应电流，故AB错误；故选：CD。
（4）从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是机械能转化为电能。
故答案为：（1）不偏转；（2）不偏转；偏转；（3）CD；（4）机械。
19．（2023 淮安区校级二模）如图所示是小明“探究感应电流产生的条件”实验时选择的装置。。
（1）实验中，AB棒的材料可能是 （选填“塑料”或“铝”）。
（2）我们可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生；还可以通过指针偏转的方向判断 。
（3）闭合开关，实验探究过程记录如表所示：
次数 AB棒在磁场中的运动情况 是否有感应电流
1 静止 无
2 沿磁场方向运动（不切割磁感线运动） 无
3 切割磁感线运动 有
根据实验现象，初步得出电路中产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中做
运动。
（4）保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验，是为了探究感应电流方向与 的关系。
（5）在电路闭合时将AB棒向右移动一段距离后松开手，让AB棒摆动，如果不计空气阻力及摩擦，摆动过程中AB棒的机械能将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【解答】解：（1）在探究电磁感应现象的实验中，我们必须保证处于磁场中的这部分是导体。两种物质中，塑料是绝缘体，铝是导体，所以我们应选择铝棒。
（2）图中的灵敏电流计的指针，在电路中没有电流时，指在表盘中央；当有电流时，指针的偏转方向与电流方向一致。由此可知，我们可以根据指针的偏转方向判断出电流的方向。
（3）三次实验中，只有在AB棒在磁场中做切割磁感线运动时才会产生感应电流，则我们可以得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中才会产生感应电流。在此过程中，主要是将机械能转化为电能。
（4）保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验时，只有磁场的方向发生了改变，则这次实验主要是为了探究感应电流的方向与磁场方向的关系。
（5）导体运动过程中，将机械能转化为电能，所以机械能不断减少。
故答案为：（1）铝；（2）电流方向；（3）切割磁感线；（4）磁场方向；（5）变小。
四．计算题（共1小题）
20．（2023 绵阳模拟）电梯为居民出入带来了很大的便利，小明家住某小区6楼，放学后，他乘电梯回家已知小明的重力为500N，电梯在20s内能将小明提升到6楼（每层楼高3m）。小明查阅资料，了解到出于安全考虑，电梯都设置有超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示，其电路由工作电路和控制电路组成；在工作电路中，当电梯没有超载时，触点K与触点A接触，闭合开关S，电动机正常工作；当电梯超载时，触点K与触点B接触，电铃发出报警铃声，闭合开关S，电动机不工作。在控制电路中，已知电源电压U＝6V，保护电阻R1＝100Ω，电阻式压力传感器（压敏电阻）R2的阻值随压力F的大小变化情况如图乙所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
（1）在控制电路中，当压敏电阻R2受到的压力F增大时，其阻值减小，
从而使电磁铁的磁性 （选填“增强”“减弱”或“不变”）。
（2）在小明放学乘电梯回家的过程中，电梯对小明做功的平均功率为多少？
（3）若电磁铁线圈中的电流达到20mA时，衔铁刚好被吸住，电铃发出警报声。当该电梯厢内站立了总质量为1000kg的乘客时，试通过计算说明电梯是否超载。（g取10N/kg）
【解答】解：
（1）在控制电路中，当压敏电阻R2受到的压力F增大时，其阻值减小，电路中的总电阻减小，由I可知，电路中的电流变大，电流增大时电磁铁的磁性增强；
（2）乘电梯回家已知小明的重力为500N，电梯在20s内能将小明提升到6楼，则电梯对小明做功的平均功率为：
P375W；
（3）电梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时，电梯受到的压力等于乘客的重力，即：
F＝G＝mg＝1000kg×10N/kg＝10000N，
由图乙，当压力F＝10000N，对应的压敏电阻阻值R2＝100Ω；
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，控制电路中的电流：
I0.03A＝30mA，
因30mA＞20mA，所以，此时电梯超载。
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专题20 电和磁
知识点一：磁现象 磁场
一、磁现象
1.磁性和磁体
（1）磁性
实验现象 用磁体分别靠近铁片、钢片、镍片、铜片、铝块、木块、回形针、玻璃片等物体时，发现磁体能吸引铁片、钢片、回形针，但不能吸引铜片、铝块、木块、玻璃片。
定义 我们把物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性。铁、钴、镍等物质称为铁磁性物质（磁性材料）。
（2）磁体
①定义：具有磁性的物体叫做磁体。
②特点：一是能吸引磁性材料；二是吸引磁性材料时，不必与这些物体直接接触，如隔着薄木板，磁体也能吸引铁块。
2.磁极
（1）认识磁极
实验探究1 将一些铁屑平铺在纸上，将梯形磁体放在上面，然后拿起来，发现磁体两端吸引的铁屑很多，而中间很少，如图所示。
探究结论1 条形磁体的两端磁性最强，中间部位磁性最弱。磁体吸引能力最强的两个部位叫磁极。
实验探究2 将一小磁针用细线吊起，使它能在水平面内自由转动，当小磁针静止时，总是一段指南，另一端指北。
探究结论2 能够自由转动的磁体，静止时指南的那个磁极叫南极（S极），指北的那个磁极叫北极（N极）。
（2）磁极间相互作用规律
实验探究 把一个条形磁体悬挂起来，用另一个条形磁体的一端去接近它的其中一端，观察现象。换用磁体的另一端再去接近，观察现象。
实验现象 相同的两个磁极相互靠近时会相互排斥，不同的两个磁极相互靠近时会相互吸引。
归纳总结 磁极间相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互排斥。
（3）判断物体是否具有磁性的方法
方法一：根据磁体的磁性判断 将被测物体靠近没有磁性的铁、钴、镍等磁性材料，铁、钴、镍等若能被吸引，则说明该物体具有磁性；若不能被吸引，则说明该物体没有磁性。
方法二：根据磁体的指向性判断 用自由悬挂、自由悬浮等方式让被测物体能够在水平面内自由转动，若被测物体静止时总是大致指向南北方向，说明该物体具有磁性，否则没有磁性。
方法三：根据磁极间的相互作用规律判断 将被测物体分别靠近静止的小磁针的两极，若发现有一端发生排斥现象，说明该物体具有磁性；若与小磁针两极都相互吸引，则说明该物体没有磁性。 注意：在利用磁极间相互作用规律判断两物体是否具有磁性时，要注意“斥定吸不定”原则，即如果两个物体相互排斥，则可以确定两者均有磁性，如果相互吸引，则可能两物体均有磁性或一个有磁性、一个没有磁性。
方法四：根据磁体各位置磁性强弱不同判断 外形相同的A、B棒 若两次都不吸引，则A、B都没有磁性
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
外形相同的A、B棒 若始终没有相互作用，则A、B都没有磁性
若吸引力保持不变，则A没有磁性，B有磁性
若吸引力由强→弱→强，则A有磁性，B没有磁性
若先吸引后排斥，或先排斥后吸引，则A、B都有磁性
3.磁化
（1）磁化实验
实验探究 （1）如图甲所示，在铁架台上固定一根铁棒，在铁棒的下方放一些铁屑，铁棒不吸引铁屑；如图乙所示，在铁棒的上方放一根条形磁体并靠近铁棒，发现铁棒能吸引铁屑；当把条形磁体拿开，铁屑几乎全部掉下来。 （2）换成钢棒后，开始时钢棒也不能吸引铁屑；当在钢棒上方放一条形磁体并靠近钢棒时，钢棒吸引铁屑；把磁体移开后，吸引到钢棒上铁屑几乎没有减少。
实验结论 当磁体靠近原来没有磁性的铁棒或钢棒时，铁棒或钢棒均能够获得磁性；移开磁体后，铁棒的磁性很快消失，而钢棒的磁性能够抽时间保持（常用钢棒做永磁体）。
归纳总结 一些物体在磁体（或电流）的作用下会获得磁性，这种现象叫做磁化。
（2）磁化的利与弊
利 （1）钢针被磁化后，可以用作指南针； （2）磁带、录像带、磁卡上的磁性物质被有序磁化后，可以存储声音、图像和文字等信息。
弊 （1）机械手表被磁化后，走时不准； （2）老式彩色电视机显像管被磁化后，显示器色彩失真； （3）将磁带、磁盘、磁卡等放入磁性环境中，它们存储的信息可能会消失等。
（3）消磁
通过撞击、煅烧或使用消磁器使磁体失去磁性的过程。
二、磁场
1.类比法理解磁场的存在
活动类比 用电吹风吹动在桌面上静止的小彩旗 用条形磁体靠近禁止的小磁针
现象类比 彩旗飘动 小磁针偏转
分析类比 电吹风吹出的风（空气）使小彩旗飘动 条形磁体周围的某种物质使小磁针受力偏转
归纳总结 磁体周围存在着某种物质，这种物质叫做磁场，磁极间的相互作用就是通过磁场（特殊物质）发生的。
2.磁场的基本性质：对放入其中的磁体产生力的作用
当把小磁针放在条形磁体附近时，会看到小磁针发生偏转，这是因为小磁针处在条形磁体的磁场中时收到了条形磁体磁场的力的作用，运动状态发生改变。
3.磁场的方向
实验探究 （1）先在桌上放一圈小磁针，观察小磁针的指向； （2）再把一个条形磁体放到小磁针的中间，观察小磁针的指向； （3）拨动任何一个小磁针，观察小磁针静止时的指向。
实验现象 （1）放入条形磁体前，每个小磁针指示南北方向； （2）放入条形磁体后，，小磁针在条形磁体磁场作用下有规律地排列起来，如图所示； （3）拨动任意一个小磁针，发现小磁针静止后仍保持放入条形磁体后的指向。
现象分析 （1）在磁场中的同一位置，小磁针N极总是指向一个方向； （2）在磁场中的不同位置，小磁针指向一般不同。
归纳总结 物理学中规定，在磁场中的某一点，小磁针静止时北极所指的方向，就是改点磁场的方向。由以上实验可知，在磁场中某一点，磁场方向是一定的，在磁场中的不同地方，磁场的方向一般不同，即磁场具有方向性。
4.磁感线
实验探究 （1）把条形磁体放在玻璃板下，将铁屑均匀地撒在玻璃板上，轻轻敲击玻璃板，观察到铁屑有规律地排列成一条条曲线（如图所示）； （2）将一些小磁针放在铁屑排列的一条曲线上，可观察到小磁针的N极指向沿着曲线方向。
现象分析 （1）铁屑在磁场的作用下被磁化，相当于一个个小磁针，这些小磁针在磁场的作用下有规律地排列成了图中的一条条曲线； （2）磁体周围的曲线（磁感线）都是从磁体的北极出发，回到磁体的南极的。
归纳总结 按照铁屑在磁场中的排列情况，根据小磁针N极所指的方向，在磁场中画一些有方向的曲线，使曲线上任一点的切线方向都跟该点磁场方向一致，就可以形象地描述磁场了，这样的曲线叫做磁感线。
5.常见磁体的磁感线分布图
条形磁体 蹄形磁体
异名磁极间 同名磁极间（N） 同名磁极间（S）
6.理解磁感线应注意的六个问题
是物理模型，并不存在 磁场是真实存在于磁体周围的一种特殊物质，而磁感线是人们为了直观、形象的描述磁场的方向和分布情况而引入带有方向的曲线，它并不是真实存在的。正如探究光时，引入光线的概念一样。这在物理学上称为模型法。
疏密表示磁场强弱 磁感线分布的疏密程度可以表示磁场的强弱。磁体的两极处磁感线最密，表示磁体两极处的磁场最强。
有方向 磁感线是有方向的，磁体周围任意一点的磁场方向都是沿着磁感线从N极指向S极的。
是闭合曲线 在磁体外部，磁感线从磁体的N极出发，回到磁体的S极；在磁体内部，磁感线从磁体的S极出发回到N极，形成一条条闭合曲线。
立体分布 在画图时，因受纸面的限制，只画了一个平面内的磁感线的分布情况。但实际上磁体周围的磁感线的分布是立体的，在磁体周围空间都分布有磁场。
任意两条不相交 磁体周围不管磁感线如何曲折都不会相交，因为磁场中任何一点的磁场只有一个确定的方向，如果某一点有两条磁感线相交，则该点的磁场就有两个方向，这是不可能的。
三、地磁场
1.小磁针指南北的原因
现象分析 让一个小磁针在水平面内自由转动，发现静止后小磁针的南极指向南方，北极指向北方；再施加一个力，让小磁针指向东西方向后放手，发现小磁针转回到南北方向。
归纳总结 （1）根据磁场的性质可知，小磁针一定处在一个磁场中； （2）地球本身相当于一个大磁体，地球周围存在着磁场，叫做地磁场。
2.地磁场
小磁针的N极总是指向北方，说明地磁场的磁场方向在地表是由南指向北的，所以地磁场的北极应在应在地理的南极附近，地磁场的南极应在地理的北极附近。如图所示，实际上地磁场的分布跟条形磁体的磁场相似。
3.磁偏角
地磁场的两极与地理两极并不重合，所以小磁针所指的方向并不是地理正南、正北方向，而是稍微有点偏离。地磁南、北极的连线和地理南、北极的连线之间有一个夹角，称为磁偏角。世界上最早发现并记录这一现象的人是我国宋代学者沈括，这一发现比西方早 了400多年。
知识点二：电生磁
一、电流的磁效应
1.奥斯特实验
实验探究 在静止的小磁针上方放一根与小磁针平行的直导线，依次进行如图甲、乙、丙所示的操作。
现象分析 （1）比较甲、乙两图所示现象，导线通电后，小磁针发生偏转（转换法：有无磁场→小磁针是否发生偏转），断电后，小磁针又回到原位置，这说明通电直导线周围产生了磁场； （2）比较甲、丙两图所示现象，改变电流的方向，小磁针偏转方向发生改变，即小磁针处磁场方向发生改变，这说明电流的磁场方向与电流方向有关。
研究归纳 （1）通电导线周围存在着磁场； （2）电流的磁场方向与电流方向有关。
2.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。
二、通电螺线管的磁场
1.螺线管
（1）把导线缠绕在圆筒上，就做成了一个螺线管，也叫线圈。接通电源的螺线管叫通电螺线管。
（2）给螺线管通电后，各线圈产生的磁场叠加在一起，通电螺线管周围就产生了较强的磁场。
2.探究通电螺线管外部的磁场分布
实验探究1：通电螺线管的磁场方向和电流方向的关系 （1）用铜导线穿过玻璃板，做成螺线管，给螺线管通入电流，将小磁针放在螺线管周围的不同位置，记下小磁针在各个位置时N极的指向； （2）改变电流方向，再次观察实验现象。
实验现象 （1）通电后小磁针发生偏转，不同位置的小磁针N极指向不同，如图所示； （2）改变电流方向，小磁针指向发生改变。
现象分析 （1）从小磁针的N极指向看，通电螺线管外部的磁感线从螺线管的一端出来回到另一端，说明通电螺线管有两个磁极且在两端。 （2）小磁针的N极指向改变，说明了磁场方向的改变，即通电螺线管两端的极性改变了，由此可知，电流方向改变了磁场方向，即通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。
实验探究2：通电螺线管外部的磁场的分布特征 在玻璃板上撒一些铁屑，给螺线管通电后，轻轻敲击玻璃板，观察铁屑的分布情况。实验现象如图所示。
现象分析 从铁屑的分布情况看，通电螺线管外部的铁屑排列情况和条形磁体周围铁屑的分布情况相似。
归纳总结 （1）通电螺线管外部的磁场方向与电流方向有关； （2）通电螺线管外部磁场跟条形磁体的磁场相似，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个磁极； （3）通电螺线管的内部也存在磁场，其磁场方向与外部相反（内外磁场方向大致走向相反）。
3.探究通电螺线管极性与环绕螺线管的电流方向的关系
实验探究 去绕向不同的螺线管，依次设计并进行实验：给螺线管通入不同方向的电流，用小磁针验证它的N、S极。
实验现象
现象分析 （1）两个螺线管的绕向相同，电流不同，它的螺线管两端的极性不同。 （2）调换螺线管左右位置，绕向发生改变，即便电流方向相同，螺线管两端极性也不同。
实验结论 通电螺线管两端的极性与通电螺线管中电流方向有关。
三、安培定则
安培定则又叫右手螺旋定则，用来描述通电螺线管的极性与电流方向关系。
1.内容
用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极（N极）。
2.安培定则的应用
（1）已知通电螺线管中电流的方向，判断通电螺线管两端的极性。
具体方法：
①标出通电螺线管中电流的方向；
②用右手握住螺线管，让弯曲的四指指向螺线管中电流方向；
③大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极，如图所示。
（2）已知通电螺线管两端磁极，判断通电螺线管中电流的方向。
具体方法：
①先用右手握住通电螺线管，大拇指指向N极；
②弯曲的四指所指的方向就是螺线管中电流的方向；
③按照四指弯曲的方向在螺线管中标出电流方向。
知识点三：电磁铁 电磁继电器
一、电磁铁
1.概念
用一根导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，当有电流通过时由磁性，没有电流时就失去磁性。我们把这种磁体叫做电磁铁。
2.电磁铁的构造
如图所示，电磁铁主要由线圈和铁芯（由软铁制成，不能用钢，因钢磁化后磁性不易消失）构成。当线圈通过电流时产生磁场，而铁芯可以可以在线圈产生磁场时被磁化，产生与螺线管的磁场方向一致的磁场，大大增强了电磁铁的磁性。
3.电磁铁极性的判断
插入铁芯只是为了增强螺线管的磁性，不会影响通电螺线管的磁极磁性，仍然可以用安培定则来表述电流方向和磁极之间的关系。
二、电磁铁的磁性
1.探究-电磁铁磁性的强弱与哪些因素有关
实验目的 探究影响电磁铁磁性强弱的因素
实验猜想 影响电磁铁磁性强弱的因素可能是线圈中的电流大大小、电磁铁线圈匝数的多少（用控制变量法）
实验器材 电源、开关、滑动变阻器、电流表、两个规格相同的大铁钉、导线和若干大头针
设计电路图
进行实验 （1）将导线绕在铁钉上做成简易电磁铁，并将其置于足量的大头针的上方； （2）连接好电路，使滑动变阻器接入电路的阻值适中，闭合开关，观察到如图甲所示电磁铁吸引大头针较少；移动滑片P，使滑动变阻器接入电路的阻值变小，观察到如图乙所示电磁铁吸引的大头针增多。比较可知，通过电磁铁的电流越大，电磁铁吸引大头针的数量越多，电磁铁的磁性越强； （3）如图丙所示，将导线绕在两个相同的铁钉上，构成两个简易电磁铁的串联电路。从图丙可以看出，在电流相同情况下，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。
实验结论 电磁铁磁性的强弱与线圈中的电流大小以及线圈匝数的多少有关。 （1）电磁铁的匝数一定时，线圈中通过的电流越大，电磁铁的磁性越强； （2）线圈中通过的电流大小一定时，外形相同的线圈，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。
2.电磁铁的特点和应用
（1）电磁铁的特点
①磁性的有无可通过通断电流来控制；
②磁极的极性可通过改变电流的方向来实现；
③磁性的强弱可通过改变电流大小、线圈的匝数来控制。
（2）电磁铁在实际生活中的应用
①对磁性材料有力的作用。主要应用在电铃、电磁起重机、电磁刹车装置和许多自动控制装置上；
②产生强磁场。现代技术上很多地方需要的强磁场都是由电磁铁提供的，如磁浮列车、磁疗设备、测量仪器以及研究微观粒子的加速器等。
三、电磁继电器
1.定义
电磁继电器时利用低电压、弱电流的路的通断，来间接控制高电压、强电流电路的通断的装置，其实质就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。含电磁铁的电路称为低压控制电路，被控制的电路称为高压工作电路。
2.构造及工作原理
电磁继电器的电路包括低压控制电路、高压工作电路两部分，如图所示。
控制电路接通时，电磁铁产生磁性吸下衔铁，动、静触点接触，接通工作电路；控制电路断开时，电磁铁失去磁性，在弹簧作用下释放衔铁，动、静触点分离，工作电路断开。从而通过控制电路的通断来控制工作电路的通断。
3.电磁继电器的应用
远离高电压 利用电磁继电器可以通过控制低压电路通断间接控制高压电路的通断，使人避免高压触电的危险，如大型变电站的高压开关等。
远离有害环境 利用电磁继电器可以使人远离高温、有毒等有害环境，实现远距离控制。如核电站中的开关等。
实现自动控制 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，还可以实现对温度、压力、或光照的自动控制。如水位自动报警器、温度自动报警器等。
知识点四：电动机
一、磁场对通电导线的作用
1.通电导线在磁场中受到力的作用
归纳总结 （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。
2.磁场对线圈的作用
归纳总结 通电线圈在磁场中会受力转过一个角度，但不能持续转动。
二、电动机的基本构造
1.电动机的基本构造
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.电动机的工作原理
根据通电线圈在磁场中受力的作用而发生转动的原理制成的。
3.实验探究-线圈在磁场中的转动
（1）实验过程分析
过程分析 甲图 线圈受到的力使它顺时针转动 线圈的ab边受到一个向上的力，cd边中的电流与ab边中的电流方向相反，磁场方向相同，故cd边受到一个向下的力，这两个力不在同一直线上，所以，使线圈沿顺时针方向转动。
乙图 线圈由于惯性会越过平衡位置 与甲图相似，线圈的ab边受到向上的力、cd边受到向下的力，但此时两个力在同一直线上，大小相等、方向相反，彼此平衡，故这一位置称作平衡位置，由于惯性线圈会越过平衡位置，继续转动
丙图 线圈受到的力阻碍线圈顺时针转动 线圈越过平衡位置后，与甲图原理相似，线圈的ab边受到向上的力，cd边受到向下的力，此两个力大小相等、方向相反，不在同一直线上，阻碍线圈顺时针转动（线圈不能连续转动的原因）。
归纳总结 通电后的线圈会转动，转过平衡位置后，受到的力要阻碍它的转动，故线圈又会减速至零，向反方向转动，这样线圈在平衡位置左右来回摆动，慢慢停下来，最后停在平衡位置。
（2）如何使线圈连续转动
方法一：当线圈越过平衡位置后停止对线圈供电，让线圈靠惯性转过后半周。但因为后半周线圈不受力的作用，故这种方法线圈的转动不稳定，动力弱。
方法二：在线圈转动的后半周，设法改变电流方向，使线圈在后半周也获得同转动方向相同的动力，这样线圈会平稳、有力地转动下去。实际的电动机就是采用该方法使线圈连续转动的，实现该目的的装置叫换向器。
（3）换向器的构造及作用
构造 如图所示，两个铜半环分别与线圈两端相连，中间断开，彼此绝缘，并通过电刷和电源组成闭合回路。
作用 当线圈转过平衡位置时，改变线圈中的电流方向，从而使线圈获得同转动方向相同的力，能持续转动下去。
4.电动机中的能量转化
电动机在使用过程中，主要将电能转化为机械能对外做功，同时因为电流的热效应，电流流经线圈时也会将部分电能转化为内能，即产生电热，所以电动机在正常工作时会发热。只要通风良好，电热一般不会影响电动机的正常运转，但如果散热不及时就会导致温度过高而烧坏电动机，故在使用电动机时要注意散热。
5.电动机的优点
和热机相比，电动机结构简单、体积小、效率高、制造方便、污染较小，种类繁多，能满足各种不同的需求。
6.直流电动机的转向、转速的调节
影响电动机线圈转向的因素是电流方向和磁场方向，影响电动机线圈转速的因素是电流大小和磁场的强弱。所以，对直流电动机来说，改变转向只需改变电流方向或磁场方向；改变转速大小，只需改变电流大小和磁场强弱。
知识点五：磁生电
一、什么情况下磁能生电
归纳总结1 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的电流的现象叫做电磁感应，产生的电流叫感应电流。
归纳总结2 在电磁感应现象中，感应电流的方向跟导线在磁场中做诶个磁感线运动的方向和磁场的方向有关。只改变磁场方向或导线切割磁感线运动方向，产生的感应电流的方向改变；若同时使磁场的方向和导线切割磁感线运动方向反向，则产生的感应电流方向不变。
二、发电机
1.手摇发电机
甲 乙
（1）如图甲所示，把手摇发电机和灯泡用导线连接起来，组成闭合电路。转动摇把带动线圈在磁场中转动，灯泡发光，说明线圈中有电流产生。转动速度越快，灯泡越亮，说明电流大小与发电机的转速有关。
（2）如图乙所示，将两个发光二极管极性相反的并联起来，并与发电机串联，转动摇把，可观察到两个二极管交替发光。这表明发电机产生的电流的方向在不断发生变化。
2.交变电流及其频率
（1）交变电流：大小和方向做周期性变化的电流叫交变电流，简称交流。
（2）频率：在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫频率。其单位是赫兹，简称赫，符号为Hz。我国家庭电网以交流供电，频率为50Hz。
3.发电机
（1）构造：主要有磁体、线圈、铜环和电刷四个基本部分组成。实际的发电机比模型式发电机要复杂的多，但仍是由转子（转动部分）和定子（固定不动）两部分组成。
①小型发电机一般采用磁极不动，线圈旋转的方式发电；
②大型发电机一般采用线圈不动、磁极旋转的方式发电，这种发电方式叫旋转磁极式发电；
③为了得到较强的磁场，常用电磁铁代替永磁体。
（2）发电机工作原理：电磁感应。
（3）发电机的种类：交流发电机和直流发电机。
（4）发电机中的能量转化：机械能转化为电能。
4.动圈式话筒
话筒（也称传声器）的作用是把声音转换成电流。话筒种类较多，其中动圈式话筒是依据电磁感应原理制成的。
（1）动圈式话筒的构造：有永磁体、线圈和膜片等构成（如图所示）。
（2）动圈式话筒的工作原理
当声波使膜片振动时，连在膜片上的线圈（也叫音圈）随着膜片一起振动，因为线圈处于永磁体的磁场中，所以线圈会切割磁感线而产生随声音的变化而变化的感应电流。将该电流通入扩音机，就能还原声音（电动机原理）。
考点一．磁性、磁体、磁极
1．（2023 牡丹江）【细心观察，勤于思考】
（1）如图甲所示，将小铁钉靠近磁铁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，给磁铁加热一段时间后，小铁钉会掉落，表明磁铁的磁性可能与 有关。
（2）用一个磁性很强的磁铁球靠近一块铝板，铝板 （选填“能”或“不能”）被吸引。如图丙所示，把磁铁球做成单摆悬挂起来，使其来回摆动，将铝板放到摆的下方，当磁铁球靠近铝板时，摆动速度明显变小，并且很快停止摆动。磁铁球在铝板上方摆动，相当于铝板在磁场中运动，可能会产生 。
考点二．磁场的概念
2．（2023 天元区一模）如图所示是条形磁铁的磁场分布图，下列说法正确的是（ ）
A．该条形磁铁的左端为N极，右端为S极
B．P和Q两处的磁场强弱相同
C．条形磁铁周围的磁感线方向从右端发出，回到左端
D．置于Q点的小磁针，静止时南极指向右侧
考点三．地磁场
3．（2023 常州）20世纪60年代，美国细菌学家发现趋磁细菌，将磁铁置于细菌附近，细菌向磁铁的N极运动，如图所示。由此可见，在海洋中，地磁场将驱使这种细菌运动的方向为（ ）
A．由南向北 B．由北向南 C．由西向东 D．由东向西
考点四．探究通电螺线管外部的磁场分布
4．（2023 济南）实验室备有嵌入螺线管的玻璃板和电源，小明和小亮分别选用铁屑和小磁针来“探究通电螺线管外部磁场的方向”。
（1）小明在螺线管周围的玻璃板上均匀地撒上一层铁屑。给螺线管通电后，轻敲玻璃板，小明观察到螺线管周围铁屑的分布情况如图甲所示。
小明的实验说明，通电螺线管外部的磁场和 外部的磁场相似。
（2）小亮在螺线管周围的玻璃板上整齐、均匀地放置了32个小磁针，如图乙所示。给螺线管通电后，小亮观察到这32个小磁针的指向更接近于图中的 。
（3）小明的实验方案具有明显的不足，其不足之处是 。
（4）为了弥补小明实验方案的不足，请提出一条改进建议： 。
考点五．影响电磁铁磁性强弱的因素
5．（2023 东营）小区内路灯能根据光线亮暗情况实现自动控制，其电路原理如图所示，R1是定值电阻，R2是光敏电阻，其阻值大小随光照强度的增大而减小。当开关S1闭合，光线变暗时，下列判断正确的是（ ）
A．电流表示数减小，电磁铁的磁性减弱，开关S2闭合
B．电流表示数减小，电磁铁的磁性增强，开关S2断开
C．电流表示数增大，电磁铁的磁性增强，开关S2闭合
D．电流表示数增大，电磁铁的磁性减弱，开关S2断开
6．（2023 宿迁）在科技晚会上，小明给大家展示了一个“听话”的小瓶子，通过调节滑片，就可以让小瓶子上浮、下沉或悬停在水中，它的原理如图所示（磁铁固定在活塞上），闭合开关S后，移动滑片P，使小瓶子悬停在图示位置。对此，以下分析正确的是（ ）
A．电磁铁的右端为S极
B．若将滑片P向右移，小瓶子将会上浮
C．小瓶子下沉时，小瓶子中的气体密度变小
D．小瓶子上浮时，小瓶子的瓶口处受到水的压强保持不变
考点六．电磁继电器的组成、原理和应用
7．（2023 灌云县校级模拟）如图甲是小明制作的防盗报警装置示意图，其中工作电路电源电压U1＝6伏，指示灯L的额定电压UL＝2.5伏，定值电阻R0＝350欧；控制电路电源电压U2＝1.5伏，磁敏电阻Rx的阻值随其所处位置磁场强度的变化关系如图乙所示，当窗户分别处在轨道A、B、C处时，磁敏电阻Rx所处位置的磁场强度分别为a、b、c，闭合开关S1和S2后，当窗户关闭时，指示灯亮，蜂鸣器不工作；当窗户打开一定程度时，指示灯熄灭，蜂鸣器发出警报声。
（1）电磁继电器实则就是电磁铁控制的一种 。
（2）将窗户移至A点时，窗户关闭，闭合开关S1，指示灯L正常发光，求此时指示灯L消耗的电功率。
（3）已知电磁铁线圈中的电流达到3毫安时，电磁铁的衔铁刚好被吸下，指示灯L熄灭，蜂鸣器开始报警。现移动滑动变阻器RP的滑片，使其接入电路的阻值为其最大阻值的，当窗户移至轨道B点位置时，蜂鸣器恰好开始报警。若要求窗户移至轨道C点位置时蜂鸣器才开始报警，此时能否通过调节滑动变阻器的阻值来实现？请通过计算加以说明。（电磁铁线圈电阻忽略不计）
8．（2023 湖北模拟）科技小组的同学利用电磁继电器设计了一套温度自动控制装置。如图甲所示，电磁铁线圈阻值忽略不计，R1为热敏电阻。压缩机（电动机）启动可以起到调节温度的作用，当温度升高到启动值时，控制电路中电流达到0.15A，衔铁吸下，压缩机启动工作；当温度降低到设定值后，工作电路断开，压缩机停止工作，如此进行间歇性循环工作。图乙为工作电路某30分钟内压缩机功率与时间的关系图。请你回答：
（1）控制电路中，闭合开关后，电磁铁上端为 极（选填“N”或“S”）；
（2）压缩机刚启动工作时，控制电路消耗的电功率；
（3）压缩机刚启动工作时，控制电路中热敏电阻R1的阻值；
（4）图乙中30min内工作电路中压缩机消耗的总电能。
考点七．磁场对通电导线的作用
9．（2023 宿迁）图中是小明制作的简单电动机模型，其线圈由漆包线绕成，将线圈一端的漆全部刮掉，另一端只刮掉半周，在线圈的下面放置了一块磁体。将其接入电路中，闭合开关后，线圈转动起来了。关于此电动机模型下列说法正确的是（ ）
A．利用电磁感应原理工作
B．线圈在转动时，始终受到磁场作用力
C．将电能转化为机械能
D．增大线圈中的电流可改变转动方向
10．（2023 武侯区校级三模）如图所示是新型武器——电磁炮的原理简化图。炮弹上固定的金属杆和金属轨道接触，并与电源构成闭合电路，通电后金属杆就会受到向右的力，于是将炮弹发射出去。下列设备与电磁炮的工作原理不同的是（ ）
A．我国第三艘航母“福建号”上的电磁弹射装置
B．唱K用的“动圈式话筒”
C．教室里的电风扇里的“电动机”
D．物理实验室里测量电压的“电压表”
考点八．直流电动机的原理
11．（2013 金坛市模拟）一台简易电动机如图所示。用硬金属丝做两个支架，分别与电池的两极相连，用漆包线绕成一个矩形线圈，以线圈引线为轴。用小刀刮去轴一端的全部漆皮，再刮去另一端的半周漆皮，并将线圈放在支架上，磁体放在线圈下。接通电源并用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。
（1）电动机是利用 原理制成的。
（2）“刮去另一端的半周漆皮”的目的是 （选填“改变线圈中电流方向”或“使线圈在转动过程中半周没有电流”）。
考点九．直流电动机的应用
12．（2023 安庆二模）如图为直流电动机的基本构造示意图，闭合开关，线圈沿顺时针转动，现要使线圈沿逆时针转动，下列方法中可行的是（ ）
A．对调电源正负极
B．增加电源电压
C．换用磁性更强的磁铁
D．对换磁极同时改变电流方向
考点十．电磁感应现象
13．（2023 蜀山区二模）在学习电和磁的相关知识时，利用如图所示的实验装置进行了探究。当闭合开关，则以下对该实验的说法正确的是（ ）
A．只要导线ab运动就会产生感应电流
B．导线ab水平方向运动可以产生感应电流
C．导线ab竖直方向运动可以产生感应电流
D．此实验装置揭示的是电动机的工作原理
14．（2023 湖北模拟）如图所示，小成同学利用两块磁铁、一个线圈等材料制作了一台小型发电机，并用两个LED灯（发光二极管左边为正极，右边为负极）进行了如图连接实验探究。
（1）小成接好电路后，以一定的速度连续转动线圈，当线圈转动到如图所示位置时， （选填“AB”或“BC”）段在做切割磁感线运动，在电路中产生了感应电流，这一现象叫 现象；
（2）连续转动线圈，在实验中将会看到两LED灯交替发光，
说明线圈中产生的电流方向 （选填“不变”或“周期性改变”）。若将一直流电源代替两LED灯接入电路，闭合开关，则线圈 选填“能”或“不能”）持续转动。
考点十一．产生感应电流的条件
15．（2020 甘孜州）如图所示为“探究感应电流产生条件”的实验装置示意图，将实验装置放在水平桌面上。在下列四种情形中，能使灵敏电流计的指针发生偏转的是（ ）
A．蹄形磁铁不动，导体棒沿竖直方向向下运动时
B．蹄形磁铁不动，导体棒沿竖直方向向上运动时
C．导体棒不动，蹄形磁铁沿水平方向左右运动时
D．导体棒不动，蹄形磁铁沿竖直方向上下运动时
16．（2023 威海）下列实验操作不能使灵敏电流计指针偏转的是（ ）
A． B．
C． D．
考点十二．探究电磁感应现象的实验
17．（2023 淄博）如图所示是“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关，导体ab在磁场中上下运动会产生感应电流
B．闭合开关，导体ab左右运动过程中电能转化为机械能
C．利用该实验原理可以制成电动机
D．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
18．（2023 武汉模拟）如图，在“探究什么情况下磁可以生电”实验中：
（1）下表是小明记录的部分实验操作与现象，比较1、2、3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。
序号 实验操作 电流表指针偏转情况
1 保持导体与磁体静止 不偏转
2 保持磁体静止，导体水平向左切割磁感线 向右偏转
3 保持磁体静止，导体水平向右切割磁感线 向左偏转
…
（2）要使感应电流方向发生改变，可采取的具体措施是 （选填字母）。
A.使用磁性更强的磁体
B.保持磁体静止，只改变导体水平运动的方向
C.上下调换磁极，同时改变导体水平运动的方向
（3）从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是 能转化为电能。
（4）如果将电流表换成 ，可以探究磁场对通电导体的作用。
19．（2023 泰州）如图所示，小明和小刚利用蹄形磁体、灵敏电流计、开关、导体AB和若干导线等器材来探究感应电流产生的条件。闭合开关，他们完成操作，将观察到的现象记入表格：
序号 导体AB的运动情况 有无感应电流
① 左右运动 有
② 上下运动 无
③ 前后运动 无
④ 斜向上、斜向下运动 有
（1）分析①、②两次实验现象，小明说：“闭合电路的一部分导体在磁场中的运动方向与磁场方向垂直时，电路中就会产生感应电流。”小刚认为不准确，因为导体AB 运动时，其运动方向也与磁场方向垂直，但无感应电流。
（2）采纳小刚意见后，小明又说：“闭合电路的一部分导体在磁场中垂直切割磁感线时，电路中才会产生感应电流”。小刚认为不全面，因为导体AB 运动时，也有感应电流。
（3）从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是将 能转化为电能；如果将图中的灵敏电流计换成 ，可以探究磁场对电流的作用。
考点十三．电磁相互作用
20．（2022 扬州模拟）在科技活动中，小光所在的科技小组展示了一个“隔板推物”的节目，其原理如图所示。甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，两线圈通过导线连接构成一个闭合回路。用手推动甲线圈摆动时，乙线圈会随之摆动。对于这个过程，下列说法正确的是（ ）
A．推动甲线圈摆动时电能转化为机械能
B．乙线圈摆动的方向与甲线圈摆动的方向无关
C．乙线圈随之摆动的原理和发电机原理相同
D．甲线圈不动，推动左侧磁铁，乙线圈也可能摆动
一．选择题（共15小题）
1．（2021 红桥区二模）如图所示为“探究感应电流产生条件”的实验装置示意图，将实验装置放在水平桌面上。在下列四种情形中，能使灵敏电流计的指针发生偏转的是（ ）
A．蹄形磁铁不动，导体棒沿竖直方向向下运动时
B．蹄形磁铁不动，导体棒沿竖直方向向上运动时
C．导体棒不动，蹄形磁铁沿水平方向左右运动时
D．导体棒不动，蹄形磁铁沿竖直方向上下运动时
2．（2023 惠城区校级一模）动车即将进站时关闭电源，在继续行驶的过程中，可带动电机逆向发电，同时储存电能。如图所示，下列实验装置中能说明发电机原理的是（ ）
A． B．
C． D．
3．（2023 蒙城县模拟）如图，闭合开关，铜棒向右运动，为使开关闭合后铜棒向左运动，下列操作可行的是（ ）
A．换用更细的铜棒
B．将磁体的N、S极对调
C．移动滑动变阻器的滑片
D．将电源正、负极和磁体N、S同时对调
4．（2023 隆回县二模）如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，左端的S极正对着在同一水平线上的电磁铁。当电磁铁通电时，条形磁铁静止且受到向左的吸引力，则下列说法错误的是（ ）
A．水平桌面给条形磁铁有向右的摩擦力
B．电磁铁的右端为N极，左端为S极
C．电磁铁中的电流方向是从b流向a
D．电磁铁受到的吸引力和条形磁铁受到的摩擦力是一对相互作用力
5．（2023 丰县校级模拟）小科在课外兴趣活动课中将数枚一元硬币按如图所示放在两根平行的条形磁铁上，搭成了一座漂亮的“硬币桥”，下列分析正确的是（ ）
A．“硬币桥”上左右两端的硬币没有磁性
B．“硬币桥”中间磁性最强
C．“硬币桥”的搭建利用到了磁化的原理
D．两枚硬币相邻的部分是同名磁极
6．（2023 扬州二模）进入初中学业水平考试考场时，监考教师会使用金属探测仪对大家进行检测。如果有同学携带金属制品，探测仪就会产生电流并报警。下列四个实验能反映金属探测仪工作原理的是（ ）
A． B．
C． D．
7．（2023 灌云县校级模拟）下列说法正确的是（ ）
A．中学生的体重约为50N
B．磁感线是真实存在的
C．力的作用离不开物体
D．声音的传播只需要空气
8．（2023 惠城区二模）如图所示，通电螺线管周围小磁针静止时，小磁针N极指向正确的是（小磁针上涂黑的一端为N极）（ ）
A．a、c、d B．a、b、c C．a、c D．b、c、d
9．（2023 郓城县三模）放在条形磁体周围的小磁针静止时如图所示，小磁针涂黑的一端为N极，其中只有一个小磁针的指向是错误的，则该小磁针是（ ）
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
10．（2023 任丘市二模）下列关于电动自行车的说法中错误的是（ ）
A．车身喷漆可以防止生锈
B．车胎橡胶的老化过程属于缓慢氧化
C．电动自行车在同一挡位行驶，载重后速度会变慢，说明牵引力一定变小了
D．电动自行车在工作时是把电能转化为机械能
11．（2023 孝义市三模）同学们在制作“让线圈转动起来”的活动中，将表面有金属镀层的磁铁吸在干电池的负极，将一根硬铜线折成线框搭在干电池的正极和磁铁上，如图所示。线框就会以干电池为轴转动起来（ ）
A．线框转动是因为电磁感应现象
B．改变电流方向，线框的转动方向不会改变
C．改变磁场方向，线框的转动方向不会改变
D．通电后的线框周围存在磁场
12．（2023 宜兴市校级模拟）如图所示，有关于现象的说法正确的是（ ）
A．图甲所示原理与电动机工作原理相同
B．图乙中通电螺线管右端为N极
C．图丙中电能表可直接测量电功率大小
D．图丁中电路符合安全用电要求
13．（2023 淮阳区校级模拟）小刚设计了一个如图所示的实验，A、B两线圈通过导线连接构成闭合回路，并将导线通过绝缘线悬挂起来，使磁体甲穿入线圈A中，手拿磁体乙靠近或远离线圈B时，线圈A会随之摆动。对于这一实验过程，下列说法正确的是（ ）
A．线圈A相当于用电器，线圈 B相当于电源
B．利用A线圈的摆动原理可以制成发电机
C．磁体乙靠近线圈B时，磁体乙上的电能转移到线圈 B中
D．磁体乙靠近与远离线圈B时，线圈A的起始摆动方向相同
14．（2023 蓬江区模拟）如图是小明利用光敏电阻为居民楼门口设计的一种智能照明电路，L为“220V 22W”照明灯，天暗时自动发光，天亮时自动熄灭。控制电路中，电源由两节干电池串联而成。R1为定值电阻，R2为阻值会随着光照强度变化而变化的光敏电阻。下列说法中不正确的是（ ）
A．受控电路中导线a端应连接照明电路的火线
B．提高控制电路电源电压，L白天也可能发光
C．当光照强度增大时，控制电路总功率将增大
D．为了让灯在天更暗时才发光，可换用阻值更小的R1
15．（2023 沂源县一模）对如图四幅插图的分析正确的是（ ）
A．甲图中，闭合开关，小磁针N极向左偏转
B．乙图中，温度计示数达到90℃时，红灯亮同时电铃响
C．丙图中，闭合开关，导体ab向上运动电流表指针会发生偏转
D．丁图中，演示的是通电导体在磁场中受到力的作用，发电机是利用这个原理制成的
二．作图题（共2小题）
16．（2023 惠州一模）如图所示，在电磁铁上方用弹簧挂着个条形磁体，闭合开关S，条形磁体静止后，滑片P向右滑动时弹簧缩短。请用箭头标出磁感线的方向。并用“+”“﹣”在括号内标出电源正负极。
17．（2023 丹东一模）某同学设计的冬季家庭温度自动控制器的工作原理如图所示。当室内温度低于25℃时温控开关闭合，绿灯不亮，加热电阻工作；当室温高于25℃时，温控开关断开，绿灯亮，加热电阻不工作，表示温度已经达到25℃。请根据以上要求，用笔画线代替导线，完成工作电路部分的连接。
三．实验探究题（共2小题）
18．（2023 肇东市校级模拟）某同学用如图甲所示的装置探究什么情况下磁可以生电。在蹄形磁体的磁场中放置一根导线，导线两端跟电流表连接组成闭合回路。
（1）让导线AB在磁场中静止，观察到电流表指针 。
（2）让导线AB在磁场中静止，换用磁性更强的蹄形磁体，观察到电流表指针 ；保持蹄形磁体静止，让导线AB从图中所示位置水平向右运动，观察到电流表指针 。（填“偏转”或“不偏转”）
（3）图乙中的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，会产生感应电流的是 （填标号）。
（4）从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是 能转化为电能。
19．（2023 淮安区校级二模）如图所示是小明“探究感应电流产生的条件”实验时选择的装置。。
（1）实验中，AB棒的材料可能是 （选填“塑料”或“铝”）。
（2）我们可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生；还可以通过指针偏转的方向判断 。
（3）闭合开关，实验探究过程记录如表所示：
次数 AB棒在磁场中的运动情况 是否有感应电流
1 静止 无
2 沿磁场方向运动（不切割磁感线运动） 无
3 切割磁感线运动 有
根据实验现象，初步得出电路中产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中做
运动。
（4）保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验，是为了探究感应电流方向与 的关系。
（5）在电路闭合时将AB棒向右移动一段距离后松开手，让AB棒摆动，如果不计空气阻力及摩擦，摆动过程中AB棒的机械能将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
20．（2023 绵阳模拟）电梯为居民出入带来了很大的便利，小明家住某小区6楼，放学后，他乘电梯回家已知小明的重力为500N，电梯在20s内能将小明提升到6楼（每层楼高3m）。小明查阅资料，了解到出于安全考虑，电梯都设置有超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示，其电路由工作电路和控制电路组成；在工作电路中，当电梯没有超载时，触点K与触点A接触，闭合开关S，电动机正常工作；当电梯超载时，触点K与触点B接触，电铃发出报警铃声，闭合开关S，电动机不工作。在控制电路中，已知电源电压U＝6V，保护电阻R1＝100Ω，电阻式压力传感器（压敏电阻）R2的阻值随压力F的大小变化情况如图乙所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
（1）在控制电路中，当压敏电阻R2受到的压力F增大时，其阻值减小，
从而使电磁铁的磁性 （选填“增强”“减弱”或“不变”）。
（2）在小明放学乘电梯回家的过程中，电梯对小明做功的平均功率为多少？
（3）若电磁铁线圈中的电流达到20mA时，衔铁刚好被吸住，电铃发出警报声。当该电梯厢内站立了总质量为1000kg的乘客时，试通过计算说明电梯是否超载。（g取10N/kg）
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