第二十章 电与磁 期末复习考点讲义 2024-2025学年人教版物理九年级全一册

第二十章 电与磁
单元学习目标
1 通过实验，了解物质的一些物理属性，如弹性、磁性、导电性和导热性等，用语言、文字或图表描述物质的这些物理属性。
2 通过实验认识磁场。知道地磁场。
3 通过实验，了解电流周围存在磁场。
4 探究并了解通电螺线管外部磁场的方向。
思维导图
重难知识讲解
一、磁现象
磁性：物体具有吸引铁、钻、镍等物质的性质叫磁性
磁体：具有磁性的物体叫磁体
基本性质：（1）吸铁性：磁体只能吸引铁、钴、镍等磁性材料，而不能吸引铝、铜、木材等非磁性材料；（2）磁体自由静止时具有指示南北方向的性质
磁极：每个磁体上都有两个磁性最强的地方，叫磁极，若让条形磁铁自由转动，则条形磁铁静止后总是一个磁极指南，一个磁极指北。指南的磁极叫南极(S极)，指北的磁极叫北极（N极）
磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引
磁化：使没有磁性的物体获得磁性的过程叫做磁化
二、磁场
磁场
（1）概念：磁体周围存在着一种看不见、摸不着的物质，我们称其为磁场，磁体间的相互作用是通过磁场发生的
（2）性质：磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流能够产生力的作用
（3）方向：在磁场中的某一点，小磁针北极静止时所指的方向就是该点磁场的方向
（4）描述：磁场虽然看不见，但确实存在。为了形象直观地描述磁场，物理中人为引入了磁感线。磁感线不是客观存在的，是假想的物理模型，它的作用是描述磁场的强弱和方向
2.磁感线
（1）概念：我们把小磁针在磁场中的排列情况，或者把铁屑在磁场中的排列情况，用一些带箭头的曲线来表示，这样的曲线叫做磁感线
（2）方向：磁感线为封闭的、立体的曲线。在磁体的外部，磁感线都是从磁体的N极出来，回到磁体的S极，在磁体的内部都是从磁体的S极指向N极
（3）用途：用磁感线可以形象地描述磁场的强弱、分布、磁场方向、磁极间的作用情况等；用磁感线的疏密可以表示磁场的强弱，磁感线分布越密的地方，磁场越强；磁感线分布越疏的地方，磁场越弱。磁体两磁极处磁感线最密，表示两磁极处磁场最强
三、地磁场
1.地磁场的意义
地球本身是一个巨大的磁体，在地球的周围空间存在着地磁场，地磁场类似于条形磁体的磁场，地磁场的南极在地理的北极附近，地磁场的北极在地理的南极附近
2.指南针的工作原理
由于受到地磁场的作用，小磁针静止时南极总是指向南方，北极总是指向北方
四、电流的磁效应
1.奥斯特实验
内容：1820年，丹麦物理学家奥斯特通过实验证实通电导体和磁体一样，周围存在磁场，磁场的方向与电流的方向有关
意义：奥斯特实验是第一个揭示电和磁之间联系的实验
2.电流的磁效应
通电导体周围存在与电流方向有关的磁场，这种现象叫做电流的磁效应。
奥斯特实验中应注意两点：
（1）电路接通的时间要短(因为此时电路为短路)；
（2）避免通电直导线沿东西方向放置，因为此时导线周围磁场恰与小磁针指向一致，会造成小磁针不偏转的假象。
五、通电螺线管的磁场及安培定则
1.通电螺线管的磁场
（1）通电螺线管的磁场的特点：通电螺线管外部的磁场和条形磁体周围的磁场，相似通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个磁极
（2）与条形磁铁的比较
条形磁铁 通电螺线管
不同点 磁性长期保存，是永磁体 通电时有磁性，断电时无磁性
N、S极是固定不变的 N、S极与电流方向有关，能够改变
磁性强弱是不变的 磁性强弱与电流方向有关，能够改变
相同点 ①它们都具有吸铁性
②它们都具有指向性
③它们的磁场分布相似
④它们都有两个磁极，且都具有同名磁极相斥、异名磁极相吸的特点
2.安培定则
（1）内容：用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则拇指所指的那端就是螺线管的N极
（2）判断方法：①标出通电螺线管上的电流环绕方向②用右手握住螺线管，让四指的指向与电流的方向一致③拇指所指的那端就是通电螺线管的N极
（3）应用：①根据螺线管中电流的方向，应用安培定则可判断通电螺线管两端的极性②由通电螺线管两端的极性，应用安培定则可判断螺线管中的电流方向③根据通电螺线管的南北极以及电源的正负极，画出螺线管的绕线方向
六、电磁铁
1.电磁铁
（1）定义：带有铁芯的通电螺线管
特点：电磁铁通电有磁性，断电没有磁性。通过改变电流的大小或者线圈匝数可以控制电磁铁磁性的强弱。
（2）影响电磁铁磁性强弱的因素：
影响电磁铁磁性强弱的因素：电流的大小、线圈匝数的多少。当匝数相同时，电流越大，电磁铁的磁性越强；当电流相同时，匝数越多，电磁铁的磁性越强。
2.电磁铁的应用
电磁铁磁性的有无可以利用电流通断来控制；磁性强弱可以用电流大小、线圈匝数多少来调节；磁铁的极性可以通过变换电流的方向来改变。这些性质使得电磁铁成为生活、生产和科学技术中应用最广泛的装置之一。
七、电磁继电器
1..定义：电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接控制高电压、强电流电路通断的装置
2.结构：由衔铁、弹簧、电磁铁、触点组成
3.工作原理：电磁铁通电时，具有磁性，把衔铁吸引下来，从而闭合工作电路；电磁铁断电时，失去磁性，弹簧把衔铁拉起来，切断工作电路
4.应用：（1）利用低电压、弱电流电路的通断，来间接控制高电压、强电流电路
（2）利用电磁继电器可以实现远距离操作和自动控制
实验一、探究磁场对通电导线的作用
1.实验器材
电源、开关、直导线等
2.实验原理图
3.实验步骤
（1）如原理图所示，把导线ab放在磁场里，接通电源，观察ab是否运动
（2）把电源的正负极对调，观察ab的运动方向
（3）保持电流方向不变，把蹄形磁铁的磁极调换一下，观察ab的运动方向
4.实验现象
导线ab放在磁场里，接通电源，ab向右运动；把电源的正负极对调，ab向左运动；保持电流方向与第二次一样，把蹄形磁铁的磁极调换一下，ab向右运动。
5.实验结论
通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟电流的方向和
磁感线的方向都有关系，当电流的方向或者磁感线的方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反
八、电动机
1.工作原理：通电线圈在磁场中受力转动
2.构造：主要结构是线圈和磁体
3.平衡位置
当通电线圈平面与磁感线垂直时，线圈平面的位置叫做平衡位置，此时线圈受平衡力的作用，线圈无法转动
4.换向器
如图所示，由两个彼此绝缘的铜半环E、F组成，与电刷A、B配合，在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
九、电磁感应
1.实验二：导体在磁场中产生感应电流的条件
（1）实验器材
灵敏电流计、磁体、导线、导体
（2）实验过程
如图所示，在蹄形磁铁的磁场中放一根导体ab，把它的两端和灵敏电流计用导线连接起来，导体与灵敏电流计组成闭合电路，当导体上下、左右向各个方向运动时，观察灵敏电流计指针是否偏转，如果偏转，同时记录指针偏转的方向
（3）实验结论
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中产生电流，电流的方向与导体运动方向和磁感线的方向有关。当改变导体运动(或磁感线）方向时，电流的方向也会随着改变；若导体运动方向和磁感线方向同时变得相反时，电流的方向不变
2.电磁感应
（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，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流
（2）由英国物理学家法拉第发现
（3）产生感应电流的条件
①电路是闭合的；②一部分导体在磁场中做切割磁感线运动
（4）能量转化：机械能转化为电能
（5）影响感应电流方向的因素
感应电流的方向跟磁场方向和导体切割磁感线的运动方向有关
十、发电机
1.原理：发电机是利用电磁感应现象制成的
2.构造：发电机由转子(转动部分）和定子(不动部分）组成。大型发电机发的电，电压很高，电流很强，一般采用线圈不动，磁极旋转的方式来发电，为了得到较强的磁场，还要用电磁铁代替永磁体
3.能量转化：发电机是把机械能转化为电能的机器
易错点
1.不能正确区分地理两极和地磁两极
地磁的南北极和地理的南北极的位置关系：地磁的北极在地理南极附近，地磁的南极在地理北极附近。指南针静止时，其N极指向地理北极附近(地磁南极)，其S极指向地理南极附近(地磁北极)。
2.不能正确理解感应电流的产生条件
产生感应电流的条件：①导体是闭合电路的一部分；②导体在磁场中做切割磁感线运动。
【例题】
1.如图所示，世界上最早记录了“地理的两极和地磁场的两极并不重合”这一现象的科学家是( )
A.安培 B.奥斯特 C.沈括 D.张衡
2.根据国际能源署（IEA）发布的《2023年全球电动汽车展望》报告，2022年全球电动汽车销量首次突破1000万辆大关。中国占60%，继续蝉联全球第一。下图所示能说明电动汽车电动机工作原理的是( )
A. B.
C. D.
3.下图所示是某同学发明的“铁皮自动分开装置”。将强磁铁靠近一叠铁皮，被磁化后的铁皮会自动分开。铁皮分开的原因是( )
A.同名磁极相互吸引 B.异名磁极相互吸引
C.同名磁极相互排斥 D.异名磁极相互排斥
4.如图是我国新型反潜巡逻机，机尾的“棍子”叫作磁异探测器，它能将潜艇经过海域引起的磁场强弱变化转化成相应的变化电流，从而发现潜艇的存在。下列图中能解释磁异探测器工作原理的是( )
A. B.
C. D.
5.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。下列选项中能正确用磁感线描述这两个实验现象的是( )
A. B. C. D.
6.如图甲所示，通电螺线管的极性跟电流的方向有关系，可以用安培定则来判断。环形电流可以看成单匝通电螺线管，如图乙所示；在丙图中，把两个线圈A和B挂在水平光滑的固定绝缘细杆MN上，平行靠近放置且保持静止状态。当两线圈通入如图丙所示方向相反的电流时，两个线圈A和B之间的距离将( )
A.变大 B.变小 C.保持不变 D.无法判断
7.如图所示，A是悬挂在弹簧下的铁块，B是螺线管的铁芯，S是转换开关（S接1时连入电路的线圈匝数多，S接2时连入电路的线圈匝数少），P是滑动变阻器的滑片。要使弹簧的长度变长，可采取的办法是( )
A.开关S接1不变，滑片P位置不变，抽出铁芯B
B.滑片P位置不变，开关S由1改接到2
C.开关S接1不变，将滑片P向左移动
D.开关S由1改接到2，将滑片P向右移动
8.在如图所示的电路中，能使通电螺线管磁性增强的是( )
A.抽走通电螺线管中的铁芯 B.将滑片P向左移动
C.将开关S由触点2扳到触点1 D.将电源的正、负极对调
9.国产新型电动汽车具有各种“超能力”。其“动力系统”是由四个独立驱动电机构成的；“能量回收系统”可以将车辆制动时部分能量转化为电能，储存在蓄电池中。下列说法正确的是( )
A.驱动电机与发电机的原理相同 B.四个独立驱动电机是并联的
C.能量回收系统与电动机的原理相同 D.能量回收时，蓄电池相当于电源
10.图示为直流电动机的工作原理图。线圈abcd处于向右的磁场中，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；A和B是电刷，它们分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。在图示位置，电流沿dcba流过线圈，dc边受到磁场的作用力向下，则( )
A.线圈在图示位置时，ab边受到磁场的作用力向下
B.线圈由图示位置转过180°时，电流沿dcba流过线圈
C.线圈由图示位置转过180°时，dc边受到磁场的作用力向下
D.线圈由图示位置转过180°时，ab边受到磁场的作用力向下
11.如图所示是有关电和磁的两个重要的科学探究实验，下列说法正确的是( )
A.甲图实验探究的是发电机的工作原理
B.甲图实验说明机械能可以转化为电能
C.乙图实验探究的是发电机的工作原理
D.乙图实验说明电能可以转化为机械能
12.如图所示，导体棒AB、CD分别水平放置在两个磁场均竖直的蹄形磁体中，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
13.下列实验与动圈式话筒工作原理对应的是( )
A. B.
C. D.
单元核心素养对接中考
1．[2024年甘肃兰州中考真题]科技创新活动中，小雅的作品“隔板植物”引起了同学们的极大兴趣，其原理如图甲所示，a、b两个导体棒分别悬挂在两个球形磁铁的磁场中，两导体棒通过导线相连，构成了一个闭合回路，用手推动导体棒a左右摆动时，导体棒b会随之摆动，下列关于这一现象的说法中不正确的是( )
A.导体棒a左右摆动时，闭合回路中能够产生感应电流
B.导体棒a左右摆动时，实现了电能向机械能的转化
C.导体棒b随之摆动的原理与图乙所示装置的原理相同
D.用手推动导体棒b左右摆动时，导体棒a也会随之摆动
2．[2024年吉林长春中考真题]能被磁体吸引的物体是( )
A.铁钉 B.铜线 C.金币 D.铝箔
3．[2024年内蒙古包头中考真题]如图，闭合开关后风车能连续转动，下列器件的工作原理与风车转动原理相同的是( )
A.电动机 B.发电机 C.指南针 D.电磁继电器
4．[2024年内蒙古赤峰中考真题]将扬声器、开关和电流表连成如图电路，闭合开关，反复轻敲扬声器的纸盆，会看到电流表的指针左右摆动，下列选项与其原理相同的是( )
A.电动机 B.发电机 C.电磁铁 D.电铃
5．[2024年湖北武汉中考真题]新能源汽车作为我国新质生产力的杰出代表，各项技术均处于世界领先水平，其中用到的一种能量回收技术就是汽车在滑行或制动过程中，内部线圈切割磁感线产生感应电流，将机械能转化为电能。下列装置中也利用了电磁感应原理工作的是( )
A.电磁起重机 B.司南
C.自制电动机 D.动圈式话筒
答案及解析
1.答案：C
解析：我国学者沈括在《梦溪笔谈》中记录了“地理的两极和地磁场的两极并不重合”这一现象，是世界上最早发现地磁偏角的科学家，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
2.答案：C
解析：A.由图可知磁极间的相互作用规律：同名磁极相排斥，异名磁极相吸引，这是磁现象的利用，故A不符合题意；B.闭合开关，电磁铁吸引大头针，这是电流的磁效应，故B不符合题意；C.闭合开关，电路中有电流，通电导体在磁场中受力而运动，这是磁场对电流的作用，是电动机的原理，故C符合题意；D.图中没有电源，当导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针会发生偏转，说明会产生感应电流，这是电磁感应现象，是发电机的原理，故D不符合题意。故选C。
3.答案：C
解析：由题图可知，当强磁铁靠近铁皮时，铁皮被磁化，这一叠铁皮的右端均是S极，左端均是N极，铁皮分开是因为同名磁极相互排斥，C正确。
4.答案：B
解析：磁异探测器将潜艇经过海域引起的磁场强弱变化转化为强弱变化的电流，说明有感应电流产生；A、图示为通电导体在磁场中受力，是电动机的原理，不合题意；B、开关闭合后，在外力作用下使导体左右移动，切割磁感应线，则电流表指针发生偏转，说明此时有感应电流产生，这是电磁感应现象，是发电机的工作原理，符合题意；C、图示为奥斯特实验，是电流的磁效应，不合题意D、如图是研究电磁铁磁性强弱的影响因素，不合题意。
故选：B。
5.答案：C
解析：由图甲中小磁针N极的指向可知，通电螺线管的左端为S极，右端为N极；磁体外部的磁感线是从N极出发，回到S极的，磁体内部的磁感线是从S极指向N极的，磁感线是封闭的曲线。由以上分析可知，C项中的图正确。
6.答案：A
解析：由题图可知，两个线圈A和B中的电流方向不同，用右手握住线圈A、B，让四指指向线圈中电流的方向，则大拇指所指的那端就是线圈的N极，所以线圈A的左端为N极、右端为S极，线圈B的左端为S极、右端为N极，根据磁极间的相互作用规律可知，线圈A和B会相互排斥，则它们将互相远离，距离变大。
7.答案：C
解析：要使弹簧的长度变长，需要增加电磁铁的磁性，在不抽出铁芯的前提下，可以使接入电路中的线圈较多（开关S接1）和增大电流（滑动变阻器的滑片向左移动），故C符合题意。
8.答案：B
解析：A.抽走通电螺线管中的铁芯，会使通电螺线管磁性减弱，故A不符合题意；
B.滑片P向左移动，滑动变阻器的电阻变小，通电螺线管中的电流变大，会使通电螺线管磁性增强，故B符合题意；
C.将开关S由触点2扳到触点1，线圈匝数变少，会使通电螺线管磁性减弱，故C不符合题意；
D.将电源的正、负极对调，会导致通电螺线管磁极改变，通电螺线管的磁性强弱不变，故D不符合题意。
故选B。
9.答案：B
解析：驱动电机工作时将电能转化为机械能，其原理是通电导线在磁场中受到力的作用，发电机的原理是电磁感应，A错误。四个驱动电机能够独立驱动，故它们是并联的，B正确。能量回收系统可以将车辆制动时部分机械能转化为电能，其原理是电磁感应，电动机的原理是通电导线在磁场中受到力的作用，C错误。能量回收系统将回收的电能储存在蓄电池中，故能量回收时，蓄电池相当于用电器，D错误。
10.答案：D
解析：通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关，当磁场方向和电流方向之一发生改变时，通电导体的受力方向发生改变。题图中电流沿dcba流过线圈，根据左手定则可判断此时dc边受到磁场的作用力向下，由于ab边和dc边所处的磁场方向相同，电流方向相反，故ab边受到磁场的作用力向上，A错误。当线圈由图示位置转过180°时，铜半环F与电刷B接触，铜半环E与电刷A接触，电流沿abcd流过线圈，与图示位置相比，dc边所处的磁场方向不变，电流方向改变，故dc边所受磁场力的方向向上；ab边所处的磁场方向不变，电流方向改变，故ab边所受磁场力的方向向下。综上所述，B、C错误，D正确。
11.答案：C
解析：AB.电路中有电源，有磁场，是通电导体在磁场中受力而运动，是探究电动机工作原理，此过程中是电能转化为机械能，故AB错误。
CD.乙图中有磁场，没有电源，是探究电磁感应现象，导体棒ab属于闭合电路的一部分导体，在磁场中切割磁感线运动时，电路中有感应电流，所以灵敏电流计的指针会发生偏转，这是发电机的工作原理，此过程中机械能转化为电能，故C正确，D错误。
故选C。
12.答案：B
解析：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；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；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。
13.答案：B
解析：动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象。题图A探究的是影响电磁铁磁性大小的因素，是电流的磁效应，故A错误；题图B是探究电磁感应现象的装置图，故B正确；题图C是探究电流的磁效应的装置图，故C错误；题图D是探究通电导体在磁场中受力运动的原理图，故D错误。
单元核心素养对接中考
1．答案：B
解析：AB.导体棒a左右摆动时切割磁感线，闭合的回路中有感应电流产生，是发电机的工作原理，机械能转化为电能，故A正确，不符合题意，B错误，符合题意；
C.导体棒a左右摆动时做切割磁感线，闭合的回路中有感应电流产生，导体棒b有电流通过并位于磁场中，在磁场中会受到力的作用，导体棒b随之摆动，图乙中闭合开关后，导体棒有电流通过，在磁场中受力的作用而运动，故C正确，不符合题意；
D.用手推动导体棒b左右摆动时切割磁感线，闭合的回路中有感应电流产生，导体棒a有电流通过并位于磁场中，在磁场中会受到力的作用而摆动，故D正确，不符合题意。
故选B。
2．答案：A
解析：磁体能吸引含有铁、钴、镍的物体，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
3．答案：A
解析：A.开关闭合后风车能连续转动，说明该装置是电动机，其工作原理是通电导体在磁场中受力运动，故A符合题意；
B.发电机是根据电磁感应现象制成的，故B不符合题意；
C.地球是个大磁场，指南针是根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引工作的，故C不符合题意；
D.电磁继电器是根据电流的磁效应原理来控制电路通断的开关，故D不符合题意。
故选A。
4．答案：B
解析：电流表指针左右摆动，是因为导体切割磁感线的运动方向不断变化，感应电流方向发生变化的结果。
A.电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的，故A不符合题意；
B.发电机是利用电磁感应现象制成的，故B符合题意；
C.电磁铁是利用电流的磁效应制成的，故C不符合题意；
D.电铃的主要元件是电磁铁，其原理是利用电流的磁效应制成的，故D不符合题意。
故选B。
5．答案：D
解析：A.电磁起重机的工作原理是电流的磁效应，故A不符合题意；
B.司南的工作原理是利用地磁场对磁极的作用，故B不符合题意；
C.自制电动机是根据通电导体在磁场中受到力的作用原理工作的，故C不符合题意；
D.动圈式话筒是把声信号转变成电信号，声信号的振动带动线圈在磁场中振动，产生电流，是电磁感应原理，故D符合题意。
故选D。