第四讲 电与磁
考点一 磁现象、磁场、磁感线、地磁场
【微警示】(1)不是所有的金属都能被磁体吸引。
(2)将条形磁体从中间截成两段,则每一段都有N、S极。
(3)磁场是客观存在的,而磁感线是为了描述磁场分布而假想的一些曲线,不是客观存在的。
考点二 电生磁
考点三 电动机和发电机
命题点一 磁现象、磁场、磁感线、地磁场
1. (人教九全P123T3改编)小明同学用硬纸板和大头针制作底座,把两根缝衣针磁化后,穿过按扣的两个孔,放在底座的针尖上,就制作成了一个如图所示的指南针,指南针能指地理的南北极,是因为受到了 地磁场 的作用。该指南针静止后,针尖指南方,则针尖是指南针的 S (选填“N”或“S”)极。
2. (人教九全P123T2改编)图中画出了两个磁极间的磁感线,这两个磁极都是 N (选填“N”或“S”)极,图中B点的小磁针静止时北极所指的方向向 下 (选填“上”或“下”)。
3. (沪粤九下教材P12T2变式)如图所示,开关S闭合后小磁针发生偏转。根据小磁针的偏转方向可知,通电螺线管的右端为 N 极,电源的右端是 正 极。
命题点二 电生磁
4. (人教九全P124图20.2-1甲原创)如图所示,在奥斯特实验中,导线通电时,导线附近的小磁针发生了 偏转 ,证实了电流周围存在 磁场 。
5. (人教九全P132T2改编)如图是一种温度自动报警器的原理图,在水银温度计中封入一段金属丝。当温度达到金属丝下端所指的温度时(A)
A.衔铁被吸引,电铃发出报警声
B.衔铁被排斥,电铃发出报警声
C.衔铁被吸引,电铃停止发出报警声
D.衔铁被排斥,电铃停止发出报警声
6.(人教九全P132T4改编题)如图所示为巨磁电阻特性原理示意图,图中GMR是巨磁电阻(阻值随周围磁场强度的增强而减小),闭合开关S1和S2后,电磁铁左侧为 N 极(选填“N”或“S”),当滑片P向右移动时,小灯泡的亮度将 变暗 (选填“变亮”“变暗”或“不变”)。
命题点三 电动机和发电机
7. (人教九全P135图20.4-5甲原创)如图,这是 电动机 (选填“发电机”或“电动机”)原理图,若将图中的磁体的S极和N极交换位置,其他保持不变,则线圈ab边所受力的方向 改变 (选填“改变”“不改变”或“可能变也可能不变”)。
8.(人教九全P136“科学世界”改编)如图所示,动圈式扬声器主要由线圈、永久磁体、锥形纸盆组成。当线圈中有电流通过时,处在磁场中的线圈会受到力的作用而带动纸盆振动产生声音,如图所示的实验中,与动圈式扬声器工作原理相同的是(D)
主题 探究什么情况下磁可以生电
【一题式探究】如图所示是某同学用来探究感应电流产生条件的装置(图中灵敏电流计G的指针偏转方向相反即表示通过的电流方向相反)。
序号 ab运动方向 电流计指针 偏转情况
1 沿磁场方向运动(不切割磁感线) 不偏转
2 水平向左(切割磁感线) 向右偏转
3 水平向右(切割磁感线) 向左偏转
【设计实验】
(1)实验中,通过观察电流计指针是否偏转来判断是否有感应电流。
(2)为了让实验现象更加明显,请你提出一条改进的措施: 换用磁性更强的磁铁 。
【进行实验与得出结论】
(3)比较1、2(或1、3)实验现象可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做 切割磁感线 运动时电路中就会产生感应电流。
(4)比较2、3实验现象还发现,产生的感应电流的方向跟 导体切割磁感线方向 有关。
(5)若开关闭合,保持ab棒不动,将磁铁沿竖直方向快速上下运动时,灵敏电流计的指针 不会 (选填“会”或“不会”)偏转。 若只把磁铁的磁极上下对调,让ab棒在磁场中水平向左运动时,则灵敏电流计的指针向 左 (选填“左”或“右”)偏转。
(6)(思维拓展)该同学还想验证“感应电流的大小是否与导体的运动速度大小有关”,他应该让ab棒分别以 不同 (选填“相同”或“不同”)的速度在磁场中运动,观察实验中电流计指针的偏转角度,然后进行分析与判断。
【创新拓展】
(7) (改变实验目的)若将图1中的电流计换成 电源 ,可以用来研究电动机的工作原理,扬声器也是此原理的应用,如图2所示,若此时图中上面的接线柱电流方向为电流流入,下面的接线柱电流方向为电流流出,此时通电线圈左侧的磁极为 S 极(选填“N”或“S”)。
(8)(装置创新)实验完成后,小明借来其他组的实验器材组装了另一种探究装置,如图3甲所示,a、b导体由导线连接成闭合回路,全部器材均处于静止状态。第1次实验:将磁铁E水平向左抽出时,发现导体b会受到水平向右的磁场力而向右运动。第2次实验:仅取走磁铁F后,再进行和第1次实验相同的操作,导体b保持静止。
①在 两次 (选填“第1次”“第2次”或“两次”)实验中,电路中产生感应电流;
②第3次实验:如图3乙所示,使导体a水平向左运动,与第1次实验相比,感应电流方向 相反 (选填“相同”或“相反”);导体b受到水平向 右 (选填“左”或“右”)的磁场力。
(9)(思维拓展)小明在实验室又找到一只可拆卸的电流表,打开外壳,观察到电流表的内部结构如图4所示。若在电流表“+”“-”接线柱之间连接一根导线,用手拨动电流表指针,导线中会产生感应电流,这是 电磁感应 现象。
考点一 电磁作图
【典例1】如图,小磁针静止在通电螺线管右侧,请根据图中磁感线的方向,在螺线管左端和小磁针右端的括号内标出极性(“N”或“S”),在电源左边的括号内标出极性(“+”或“-”)。
答:
【中考挑战】(2024·无锡中考)请在图中的括号内标出通电螺线管左端的磁极,并在P点标出磁感线的方向。
答:
考点二 电磁现象的辨析
【典例2】(2024·淄博模拟)下列对电磁现象的分析正确的是(A)
A.甲图:该实验装置可探究电磁铁磁性强弱与电流大小和线圈匝数的关系
B.乙图:闭合开关,小磁针将发生偏转,根据该现象可制成电动机
C.丙图:闭合开关,导体竖直向上运动时,电流表指针会偏转
D.丁图:闭合开关,磁场中的导体会运动,根据该现象可制成发电机
【提分必备】
(1)区分电动机与发电机原理图的方法:关键是看电路中是有电源还是有电流表或灯泡等用电器。如果有电源说明是先有电而后动,是电动机原理图;若有电流表说明是动起来后才有了电流,是发电机原理图。
(2)区分电生磁、磁生电。
①电生磁无条件,只要有电流,在其周围就存在磁场。
②磁场对电流的作用有条件:电流必须在磁场中且电流的方向和磁场方向不平行。
③磁生电有条件:有外力的参与。
【中考挑战】(2024·扬州中考)如图所示为送餐机器人,下列图中能说明其内部电动机工作原理的是(A)
广西三年中考
题组一 磁体、磁场、磁感线、地磁场
1.(2022·柳州中考)从小石块和铁屑的混合物中快速分离出铁屑,最合适的工具是(A)
A.磁铁 B.镊子 C.筷子 D.放大镜
2. (2024·广西中考)在研究地磁场方向时,如图所示,发现司南的长柄静止时总是指向南方,则长柄相当于指南针的 南(S) 极。我国宋代学者沈括最早记述了地理的两极和地磁场的两极 不重合 (选填“重合”或“不重合”)的现象。
3.(2022·桂林中考)如图所示,小磁针在条形磁铁的作用下处于静止状态,请标出小磁针的N极和条形磁铁磁感线的方向。
答:
题组二 电流的磁效应
4. (2022·北部湾六地市中考)如图所示,通电螺线管周围存在磁场,M是某一磁感线上的一点,小磁针静止在磁场中,则M点的磁场方向及小磁针的左端极性分别是(B)
A.向左 N极 B.向右 N极
C.向左 S极 D.向右 S极
5.(2022·贵港中考)如图所示,根据图中小磁针静止时的指向,标出电源的“+”“-”极及图中磁感线的方向。
答:
题组三 电磁铁
6. (2024·广西中考)如图所示,在探究通电螺线管外部磁场分布的实验中,闭合开关后,通电螺线管的上端为 N 极,将滑动变阻器的滑片向左移,铁钉吸起大头针的数量更 多 (选填“多”或“少”)。
题组四 电生磁、磁生电
7. (多选)(2024·广西中考)如图,兴趣小组制作了一个电动机,给线圈通电,轻轻一推,线圈就会持续转动。下列关于电动机的说法正确的有( A、C )
A.电动机主要由磁体和线圈组成
B.电动机主要把动能转化为电能
C.对调电源正、负极可以改变线圈的转动方向
D.电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻无关
8. (2023·广西中考)如图,某兴趣小组利用干电池、铜线框和磁铁制作一个“爱心”电动机,“爱心”能绕电池转动。下列家用电器与“爱心”电动机工作原理相同的是(B)
9. (2023·广西中考)如图所示,导体ab沿竖直方向运动,灵敏电流计指针 不会 偏转;若导体ab沿v方向运动,灵敏电流计指针 会 偏转。(两空均选填“会”或“不会”)
10. (2022·桂林中考)在如图所示的装置中,闭合开关后,导体AB在磁场中沿 左右 (选填“左右”或“上下”)方向运动时,会产生感应电流,这就是电磁感应现象。人们根据此现象发明了 发电 机。
全国一年中考
11.(2024·安徽中考)如图所示为动圈式话筒的简化示意图,磁铁固定在适当位置,线圈与膜片相通,声波可使膜片左右振动从而带动线圈振动,线圈中就产生电流,实现声信号到电信号的转变。其工作原理是(D)
A.磁场对通电导线的作用
B.电流的热效应
C.电流的磁效应
D.电磁感应
12.(2024·山西中考)小明从电动玩具上拆下一块电池。为了确定该电池的正负极,他设计了以下四种方案,其中可行的是(C)
13.(多选)(2024·河北中考)对如图所示的实验或装置,分析正确的是( A、C、D )
14. (2024·广东中考)将自制的电动机接入电路,如图所示,其中支架A是 导体 (选填“导体”或“绝缘体”)。闭合开关,线圈开始转动,磁场对线圈 有 (选填“有”或“无”)作用力。仅调换磁体的磁极,线圈转动方向与原转动方向 相反 。
15.(2024·武汉中考)如图所示是一种温度自动控制装置的原理图。制作水银温度计时在玻璃管中封入一段金属丝,“电源1”的两极分别与水银和金属丝相连。
(1)闭合开关S后,当温度达到 90 ℃时,发热电阻就停止加热;
(2)当电磁铁中有电流通过时,若它的左端为N极,则“电源1”的 右 端为正极;
(3)为增强电磁铁的磁性,下列措施一定可行的是 ① (填序号)。
①增大“电源1”的电压
②减小“电源2”的电压
③减少电磁铁线圈匝数
④改变电磁铁中电流方向第四讲 电与磁
考点一 磁现象、磁场、磁感线、地磁场
【微警示】(1)不是所有的金属都能被磁体吸引。
(2)将条形磁体从中间截成两段,则每一段都有N、S极。
(3)磁场是客观存在的,而磁感线是为了描述磁场分布而假想的一些曲线,不是客观存在的。
考点二 电生磁
考点三 电动机和发电机
命题点一 磁现象、磁场、磁感线、地磁场
1. (人教九全P123T3改编)小明同学用硬纸板和大头针制作底座,把两根缝衣针磁化后,穿过按扣的两个孔,放在底座的针尖上,就制作成了一个如图所示的指南针,指南针能指地理的南北极,是因为受到了 的作用。该指南针静止后,针尖指南方,则针尖是指南针的 (选填“N”或“S”)极。
2. (人教九全P123T2改编)图中画出了两个磁极间的磁感线,这两个磁极都是 (选填“N”或“S”)极,图中B点的小磁针静止时北极所指的方向向 (选填“上”或“下”)。
3. (沪粤九下教材P12T2变式)如图所示,开关S闭合后小磁针发生偏转。根据小磁针的偏转方向可知,通电螺线管的右端为 极,电源的右端是 极。
命题点二 电生磁
4. (人教九全P124图20.2-1甲原创)如图所示,在奥斯特实验中,导线通电时,导线附近的小磁针发生了 ,证实了电流周围存在 。
5. (人教九全P132T2改编)如图是一种温度自动报警器的原理图,在水银温度计中封入一段金属丝。当温度达到金属丝下端所指的温度时( )
A.衔铁被吸引,电铃发出报警声
B.衔铁被排斥,电铃发出报警声
C.衔铁被吸引,电铃停止发出报警声
D.衔铁被排斥,电铃停止发出报警声
6.(人教九全P132T4改编题)如图所示为巨磁电阻特性原理示意图,图中GMR是巨磁电阻(阻值随周围磁场强度的增强而减小),闭合开关S1和S2后,电磁铁左侧为 极(选填“N”或“S”),当滑片P向右移动时,小灯泡的亮度将 (选填“变亮”“变暗”或“不变”)。
命题点三 电动机和发电机
7. (人教九全P135图20.4-5甲原创)如图,这是 (选填“发电机”或“电动机”)原理图,若将图中的磁体的S极和N极交换位置,其他保持不变,则线圈ab边所受力的方向 (选填“改变”“不改变”或“可能变也可能不变”)。
8.(人教九全P136“科学世界”改编)如图所示,动圈式扬声器主要由线圈、永久磁体、锥形纸盆组成。当线圈中有电流通过时,处在磁场中的线圈会受到力的作用而带动纸盆振动产生声音,如图所示的实验中,与动圈式扬声器工作原理相同的是( )
主题 探究什么情况下磁可以生电
【一题式探究】如图所示是某同学用来探究感应电流产生条件的装置(图中灵敏电流计G的指针偏转方向相反即表示通过的电流方向相反)。
序号 ab运动方向 电流计指针 偏转情况
1 沿磁场方向运动(不切割磁感线) 不偏转
2 水平向左(切割磁感线) 向右偏转
3 水平向右(切割磁感线) 向左偏转
【设计实验】
(1)实验中,通过观察 来判断是否有感应电流。
(2)为了让实验现象更加明显,请你提出一条改进的措施: 。
【进行实验与得出结论】
(3)比较1、2(或1、3)实验现象可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时电路中就会产生感应电流。
(4)比较2、3实验现象还发现,产生的感应电流的方向跟 有关。
(5)若开关闭合,保持ab棒不动,将磁铁沿竖直方向快速上下运动时,灵敏电流计的指针 (选填“会”或“不会”)偏转。 若只把磁铁的磁极上下对调,让ab棒在磁场中水平向左运动时,则灵敏电流计的指针向 (选填“左”或“右”)偏转。
(6)(思维拓展)该同学还想验证“感应电流的大小是否与导体的运动速度大小有关”,他应该让ab棒分别以 (选填“相同”或“不同”)的速度在磁场中运动,观察实验中 ,然后进行分析与判断。
【创新拓展】
(7) (改变实验目的)若将图1中的电流计换成 ,可以用来研究电动机的工作原理,扬声器也是此原理的应用,如图2所示,若此时图中上面的接线柱电流方向为电流流入,下面的接线柱电流方向为电流流出,此时通电线圈左侧的磁极为 极(选填“N”或“S”)。
(8)(装置创新)实验完成后,小明借来其他组的实验器材组装了另一种探究装置,如图3甲所示,a、b导体由导线连接成闭合回路,全部器材均处于静止状态。第1次实验:将磁铁E水平向左抽出时,发现导体b会受到水平向右的磁场力而向右运动。第2次实验:仅取走磁铁F后,再进行和第1次实验相同的操作,导体b保持静止。
①在 (选填“第1次”“第2次”或“两次”)实验中,电路中产生感应电流;
②第3次实验:如图3乙所示,使导体a水平向左运动,与第1次实验相比,感应电流方向 (选填“相同”或“相反”);导体b受到水平向 (选填“左”或“右”)的磁场力。
(9)(思维拓展)小明在实验室又找到一只可拆卸的电流表,打开外壳,观察到电流表的内部结构如图4所示。若在电流表“+”“-”接线柱之间连接一根导线,用手拨动电流表指针,导线中会产生感应电流,这是 现象。
考点一 电磁作图
【典例1】如图,小磁针静止在通电螺线管右侧,请根据图中磁感线的方向,在螺线管左端和小磁针右端的括号内标出极性(“N”或“S”),在电源左边的括号内标出极性(“+”或“-”)。
【中考挑战】(2024·无锡中考)请在图中的括号内标出通电螺线管左端的磁极,并在P点标出磁感线的方向。
考点二 电磁现象的辨析
【典例2】(2024·淄博模拟)下列对电磁现象的分析正确的是( )
A.甲图:该实验装置可探究电磁铁磁性强弱与电流大小和线圈匝数的关系
B.乙图:闭合开关,小磁针将发生偏转,根据该现象可制成电动机
C.丙图:闭合开关,导体竖直向上运动时,电流表指针会偏转
D.丁图:闭合开关,磁场中的导体会运动,根据该现象可制成发电机
【提分必备】
(1)区分电动机与发电机原理图的方法:关键是看电路中是有电源还是有电流表或灯泡等用电器。如果有电源说明是先有电而后动,是电动机原理图;若有电流表说明是动起来后才有了电流,是发电机原理图。
(2)区分电生磁、磁生电。
①电生磁无条件,只要有电流,在其周围就存在磁场。
②磁场对电流的作用有条件:电流必须在磁场中且电流的方向和磁场方向不平行。
③磁生电有条件:有外力的参与。
【中考挑战】(2024·扬州中考)如图所示为送餐机器人,下列图中能说明其内部电动机工作原理的是( )
广西三年中考
题组一 磁体、磁场、磁感线、地磁场
1.(2022·柳州中考)从小石块和铁屑的混合物中快速分离出铁屑,最合适的工具是( )
A.磁铁 B.镊子 C.筷子 D.放大镜
2. (2024·广西中考)在研究地磁场方向时,如图所示,发现司南的长柄静止时总是指向南方,则长柄相当于指南针的 极。我国宋代学者沈括最早记述了地理的两极和地磁场的两极 (选填“重合”或“不重合”)的现象。
3.(2022·桂林中考)如图所示,小磁针在条形磁铁的作用下处于静止状态,请标出小磁针的N极和条形磁铁磁感线的方向。
题组二 电流的磁效应
4. (2022·北部湾六地市中考)如图所示,通电螺线管周围存在磁场,M是某一磁感线上的一点,小磁针静止在磁场中,则M点的磁场方向及小磁针的左端极性分别是( )
A.向左 N极 B.向右 N极
C.向左 S极 D.向右 S极
5.(2022·贵港中考)如图所示,根据图中小磁针静止时的指向,标出电源的“+”“-”极及图中磁感线的方向。
题组三 电磁铁
6. (2024·广西中考)如图所示,在探究通电螺线管外部磁场分布的实验中,闭合开关后,通电螺线管的上端为 极,将滑动变阻器的滑片向左移,铁钉吸起大头针的数量更 (选填“多”或“少”)。
题组四 电生磁、磁生电
7. (多选)(2024·广西中考)如图,兴趣小组制作了一个电动机,给线圈通电,轻轻一推,线圈就会持续转动。下列关于电动机的说法正确的有( )
A.电动机主要由磁体和线圈组成
B.电动机主要把动能转化为电能
C.对调电源正、负极可以改变线圈的转动方向
D.电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻无关
8. (2023·广西中考)如图,某兴趣小组利用干电池、铜线框和磁铁制作一个“爱心”电动机,“爱心”能绕电池转动。下列家用电器与“爱心”电动机工作原理相同的是( )
9. (2023·广西中考)如图所示,导体ab沿竖直方向运动,灵敏电流计指针 偏转;若导体ab沿v方向运动,灵敏电流计指针 偏转。(两空均选填“会”或“不会”)
10. (2022·桂林中考)在如图所示的装置中,闭合开关后,导体AB在磁场中沿 (选填“左右”或“上下”)方向运动时,会产生感应电流,这就是电磁感应现象。人们根据此现象发明了 机。
全国一年中考
11.(2024·安徽中考)如图所示为动圈式话筒的简化示意图,磁铁固定在适当位置,线圈与膜片相通,声波可使膜片左右振动从而带动线圈振动,线圈中就产生电流,实现声信号到电信号的转变。其工作原理是( )
A.磁场对通电导线的作用
B.电流的热效应
C.电流的磁效应
D.电磁感应
12.(2024·山西中考)小明从电动玩具上拆下一块电池。为了确定该电池的正负极,他设计了以下四种方案,其中可行的是( )
13.(多选)(2024·河北中考)对如图所示的实验或装置,分析正确的是( )
14. (2024·广东中考)将自制的电动机接入电路,如图所示,其中支架A是 (选填“导体”或“绝缘体”)。闭合开关,线圈开始转动,磁场对线圈 (选填“有”或“无”)作用力。仅调换磁体的磁极,线圈转动方向与原转动方向 。
15.(2024·武汉中考)如图所示是一种温度自动控制装置的原理图。制作水银温度计时在玻璃管中封入一段金属丝,“电源1”的两极分别与水银和金属丝相连。
(1)闭合开关S后,当温度达到 ℃时,发热电阻就停止加热;
(2)当电磁铁中有电流通过时,若它的左端为N极,则“电源1”的 端为正极;
(3)为增强电磁铁的磁性,下列措施一定可行的是 (填序号)。
①增大“电源1”的电压
②减小“电源2”的电压
③减少电磁铁线圈匝数
④改变电磁铁中电流方向
