知识点1 磁现象
1．磁性：能够吸引铁、钴、镍等物质的性质。
2．磁极
(1)磁极：磁体磁性最强的两个部分叫做磁极。
(2)南极和北极：悬吊着的磁针，静止时指南的那个磁极叫做南极或S极，指北的那个磁极叫做北极，也叫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。
3．磁化：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。
4．磁场：磁体周围存在一种能使磁针偏转的特殊物质，这种物质看不见、摸不着，叫做磁场。
5．基本性质：对放入其中的磁体产生磁力的作用。
6．方向：放入磁场中的小磁针静止时N极的指向即为该点的磁场方向。
7．磁感线
(1)磁感线：描述磁场分布情况的带箭头的假想曲线。
(2)方向：在磁体外部，磁感线从磁体的N极出发回到S极(如图甲所示)；在磁体内部，磁感线从磁体的S极出发回到N极。
(3)地磁场：地球周围存在磁场，地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近(如图乙所示)。地理两极和地磁两极并不重合。
方法技巧：(1)磁场是真实存在于磁体周围的一种特殊物质，但磁感线却不是真实存在的。
(2)磁感线上任何一点的切线方向，都与该点的磁场方向一致。
(3)磁感线分布的疏密反映磁场的强弱，磁感线分布越密的地方，其磁场越强。
(4)磁体周围的磁感线是立体的封闭曲线，任何两条磁感线都不会相交。
知识点2 电生磁
1．电流的磁效应
(1)发现：丹麦物理学家奥斯特证实电流的周围存在着磁场，是世界上第一个发现电与磁之间联系的科学家。
(2)电流的磁效应：通电导线周围存在与电流方向有关的磁场的现象。
2．通电螺线管的磁场
(1)分布：通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
(2)极性：通电螺线管两端的极性与电流的方向有关。
(3)极性判断——安培定则：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。
3．电磁铁及电磁继电器
(1)电磁铁
①电磁铁的组成：由通电螺线管和铁芯两部分组成。
②工作原理：当有电流通过它时，有磁性，没有电流时，失去磁性。
③影响电磁铁磁性强弱的因素：外形相同的螺线管，电流一定时，线圈的匝数越多，磁性越强；线圈匝数一定时，通入的电流越大，磁性越强；电磁铁的铁芯可以大大增强电磁铁的磁性。
④优点：它的磁性有无可以由电流的有无来控制，它的磁性强弱可以由电流大小、线圈匝数、有无铁芯来控制，它的南北极可以由电流方向来控制。
(2)电磁继电器
①主要部件：电磁铁、衔铁、弹簧和触点。电磁继电器就是利用电磁铁控制工作电路的一种开关。
②电路特点：由控制电路和工作电路两部分组成。其中的电磁铁安装在控制电路，触点安装在工作电路。(均选填“控制电路”或“工作电路”)
③优点：可以实现利用低电压、弱电流电路的通断来间接控制高电压、强电流电路的通断，避免人直接操作的危险。
方法技巧：电磁铁的铁芯用铁而不用钢，是因为铁磁化后磁性容易消失，可方便控制电磁铁磁性的有无；钢磁化后磁性不易消失，无法控制电磁铁磁性的有无。
知识点3 电动机
1．磁场对通电导线的作用
(1)作用：通电导线在磁场中受到力的作用。
(2)影响方向的因素：力的方向与电流方向、磁感线的方向有关。
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。
2．电动机
(1)基本构造：由能够转动的线圈和固定不动的磁体两部分组成。
(2)原理：根据通电导体在磁场中受力运动的原理制成。
(3)换向器：每当线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，使线圈持续转动下去。
(4)能量转化：电能转化为机械能。
知识点4 磁生电
1．电磁感应
(1)发现：英国物理学家法拉第。
(2)内容：闭合电路的一部分导线在磁场中做切割磁感线的运动时，导线中就会产生电流，产生的电流叫做感应电流。
(3)感应电流产生的条件：
①闭合电路。
②闭合电路中部分导线做切割磁感线运动。
(4)感应电流的方向：与导线切割磁感线的方向和磁场的方向有关。
2．发电机
(1)原理：电磁感应。
(2)构造：主要由转子和定子组成。
(3)能量转化：机械能转化为电能。
方法技巧：三种电磁现象产生的条件
电磁现象 产生条件
电生磁 只要有电流，其周围就存在磁场
磁生电 闭合电路的部分导线做切割磁感线运动
磁场对通电 导线的作用 通电导线必须在磁场中且电流方向和磁场方向不平行
重难点1 磁现象、磁场
【典例1】 我国是最早用文字记载磁现象的国家之一，下列说法正确的是( )
A．“慈(磁)石召铁，或引之也”，说明磁石没有磁性
B．罗盘周围的磁感线真实存在且可见
C．司南静止时指南北是因为受到了地磁场的作用
D．鱼形铁被磁化后制成的指南鱼只有一个磁极
C [磁石能吸引铁，说明磁石具有磁性，故A错误；罗盘周围的磁感线是假想的曲线，故B错误；司南静止时指南北是因为受到了地磁场的作用，故C正确；鱼形铁被磁化后制成的指南鱼有两个磁极，故D错误。故选C。]
易错提醒：(1)罗盘周围存在磁场，磁感线是为方便描述磁场而假想的，实际并不存在。
(2)磁化后的指南鱼两端指南北是与地磁场发生作用的结果；指南鱼相当于磁体，两端的磁性最强，磁感线分布密集，腹部磁性最弱，磁感线分布稀疏。
【变式1】 (2024·泰安模拟)如图所示是一款磁吸式数据线，含有磁铁的线体可以和不同型号的具有磁性的充电头吸附对接，达到“一线多头”的使用效果。下列说法正确的是( )
A．含有磁铁的线体可以吸附任何金属
B．磁性充电头周围存在磁感线
C．线体周围的磁场是均匀分布的
D．线体和充电头吸附是因为异名磁极相互吸引
[答案] D
易错提醒：磁感线是人们为了研究方便而假想出来的物理模型，不是真实存在的。
【变式2】 如图所示的两个图分别画出了两个磁极间的磁感线。请在图中标出磁极的名称，并画出位于图中A点和B点的小磁针静止时北极所指的方向。
[解析] 在磁体外部，磁感线的方向是由磁铁的N极出发回到磁铁的S极，则由图即可确定图中磁极的名称。又知某点磁场的方向实际就是小磁针静止时北极所指的方向，据此即可确定小磁针静止时北极所指的方向。如图所示。
[答案] 见解析图
重难点2 三种电磁现象的辨识
【典例2】 (2024·泰山区校级一模)智能手机无线充电技术应用了电磁感应原理，当交变电流通过充电底座中的线圈时，线圈产生磁场，带有金属线圈的智能手机靠近该磁场(如图)就能产生电流，通过“磁生电”来实现充电。下列也是利用“磁生电”原理工作的是( )
A B
C D
D [无线充电器是指利用电磁感应原理进行充电的设备，原理类似于变压器。在发送和接收端各有一个线圈，发送端线圈连接有线电源产生电磁信号，接收端线圈感应发送端的电磁信号从而产生电流给电池充电；分析各图中实验原理分析解答。从题意可知，手机中的线圈，能将底座产生的变化的磁场转化为电流给手机电池充电，是利用电磁感应原理工作的；A中是奥斯特实验，说明电流周围存在磁场，是电流的磁效应，不符合题意；B中是电磁铁，是电流的磁效应，不符合题意；C中有电源，其原理是通电导体在磁场中受到的力的作用，不符合题意；D中闭合电路的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，符合题意。故选D。]
【变式3】 (2024·东平县模拟)下列说法与图所示情境相符的是( )
①甲：不同位置的小磁针N极指向不相同，说明磁场具有方向 ②乙：磁感线是平面分布 ③丙：可以探究“感应电流产生的条件” ④丁：可以探究“通电导体周围存在磁场”
A．②③ B．①④
C．①③④ D．①②③
C [(1)磁场中小磁针静止时N极的指向就是该点的磁场方向；(2)磁感线是为了形象地描述磁场而人为引入的；(3)电磁感应现象是闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时能产生感应电流的现象；(4)通电导体周围存在磁场。
①磁场中小磁针静止时N极的指向就是该点的磁场方向，磁场是有方向的，故①正确；②磁感线是为了形象地描述磁场而人为引入的，是立体分布的，故②错误；③题图丙是电磁感应现象实验，可以探究“感应电流产生的条件”，故③正确；④题图丁是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，故④正确。故选C。]
【变式4】 (2024·泰山区校级二模)如图所示，一种环保型手电筒，筒内有一个能滑动的圆柱形磁体，外圈套着一个线圈。只要将手电筒沿图中箭头方向来回摇动，手电筒的小灯就能发光。下列与此手电筒工作原理相同的是( )
A B
C D
[答案] D
重难点3 电磁现象作图
【典例3】 (2022·泰安)如图所示，根据通电螺线管中的电流方向标出螺线管的S极。
[解析] 由题图可知，螺线管中的电流是从上侧流入、下侧流出，根据安培定则可以确定螺线管的下端为N极，上端为S极，如图所示。
[答案] 见解析图
【变式5】 (2020·泰安)根据小磁针静止时的指向，请在图中标出螺线管的北极和电源的正极。
[解析] 小磁针N极向左，则所在处磁感线向左，因电磁铁的外部磁感线由N极指向S极，故说明螺线管左侧为N极，右侧为S极；由安培定则可知电流由左侧流入，则电源左侧为正极。如图所示。
[答案] 见解析图
【变式6】 如图所示，按小磁针的指向判定螺线管的极性、电流的方向和电源的“＋”“－”极。(电源的“＋”“－”极标在导线末端)
[解析] 根据同名磁极相互排斥，可首先根据小磁针N极指向判断出螺线管的极性，再根据安培定则，用右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指的方向为电磁铁N极的方向，可确定出电流方向以及电源的正负极。如图所示。
[答案] 见解析图
重难点4 电磁继电器及其应用
【典例4】 (2024·东平县二模)小明设计了一款“智能照明灯”，其电路的原理图如图所示，光线较暗时灯泡自动发光，光线较亮时灯泡自动熄灭，控制电路中，电源电压恒定，R0为定值电阻，R为光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小。以下说法正确的是( )
A．电磁铁的上端为S极
B．当光照强度增强，控制电路的电流变小
C．当光照强度减弱，电磁铁的磁性增强
D．灯泡应设计在A和B两接线柱之间
D [由题图可知，根据安培定则可判定电磁铁的上端为N极，故A错误；当光照强度增强时，光敏电阻的阻值减小，总电阻减小，根据欧姆定律可知，控制电路的电流变大，故B错误；当光照强度减弱时，光敏电阻的阻值变大，总电阻变大，根据欧姆定律可知，控制电路的电流变小，电磁铁磁性大小与电流大小、线圈匝数有关，电流减小，则磁性变弱，故C错误；光线较暗时，光敏电阻的阻值大，则控制电路中的电流小，电磁铁的磁性弱，衔铁在弹簧的作用下被拉起，灯泡自动发光，说明灯泡在A和B两接线柱之间，故D正确。故选D。]
【变式7】 (2021·泰安)2007年度诺贝尔物理学奖颁发给巨磁电阻(GMR)效应的发现者。图中GMR代表巨磁电阻，在磁场中，其阻值随磁场的逐渐变强而减小。闭合开关S1、S2，下列说法中( )
①电磁铁左端为S极 ②电磁铁外部的磁感线从左端出发回到右端 ③将滑片P向b端滑动，电磁铁磁性变强 ④将滑片P向a端滑动，指示灯亮度变强
A．只有①③正确 B．只有①②正确
C．只有②④正确 D．只有②③正确
C [①根据安培定则判断电磁铁的左端为N极、右端为S极，故①错误；②在磁体的外部，磁感线是从N极出来回到S极的，所以电磁铁外部的磁感线从左端出发回到右端，故②正确；③将滑片P向b端滑动，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，电磁铁的磁性减弱，故③错误；④将滑片P向a端滑动，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，则巨磁电阻的阻值变小，灯泡所在电路的总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，通过灯泡的电流变大，则灯泡变亮，故④正确。故选C。]
【变式8】 (2024·东平县模拟)如图所示是一个水位自动报警器的原理图，水位到达金属块A之后，________(选填“红”或“绿”)灯亮。
[解析] 题图中所示的水位自动报警器工作原理：当水位到达A时，由于一般水具有导电性，那么电磁铁所在电路被接通，电磁铁具有磁性，向下吸引衔铁，从而接通红灯所在电路，此时红灯亮，而绿灯不亮。
[答案] 红
实验1 探究通电螺线管外部磁场的方向
通电螺线管外部的磁场是怎样分布的，我们通过以下实验来进行探究。
基础设问：
(1)在硬纸板上放置一个螺线管，周围均匀地撒满铁屑，给螺线管通电后，铁屑被________。轻敲纸板，观察铁屑的排列情况如图甲所示，图乙和图丙分别是蹄形磁体和条形磁体的磁场分布情况，对比分析可知通电螺线管外部的磁场分布与________磁体的相似。
(2)判断通电螺线管外部的磁场方向，需借助________。
(3)根据前面的实验结果，把通电螺线管看成一个磁体，它的两极如图丁所示，为了进一步探究通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间的关系，我们下一步要做的是_________________，观察________。
变式设问：
(4)图甲所示实验中，若电源和螺线管的绕线不能改变，则为了增强螺线管的磁场，使小磁针的偏转更明显，可以采取的措施是________________________。
(5)图丁中，若改变电流方向，则该通电螺线管的左端为________极。
[解析] (2)铁屑只能反应磁场强弱分布，无法反应磁场的方向，而小磁针在磁场中静止时N极的指向就是磁场的方向。
(4)通电螺线管磁性的强弱与电流的大小、线圈的匝数及是否有铁芯插入有关，所以为了使通电螺线管的磁场增强，可以在螺线管内插入一根铁芯。
[答案] (1)磁化 条形 (2)小磁针 (3)改变电流方向 小磁针指向 (4)在螺线管内插入一根铁芯 (5)S
[变式训练]
(2024·岱岳区模拟)为了探究磁场，王瑞同学做了如下实验。
(一)探究磁体周围的磁场
(1)如图甲所示，在玻璃板上均匀撒上一层铁屑，再将玻璃板放在条形磁体上方，然后轻敲玻璃板，观察铁屑的分布情况。铁屑在磁场中被________成一个个小磁针，从而在磁场中有序地排列起来。
(2)如图乙所示，再在玻璃板上放一些小磁针，小磁针静止时黑色一端表示磁体的N极，由此判断条形磁体右端的磁极为________极。
(3)人们仿照铁屑在磁场中排列的情况和小磁针N极的指向画出一些带箭头的曲线来形象、直观地描述磁场，物理学中把这样的曲线叫做________。
(二)探究通电螺线管周围的磁场
(4)把小磁针放在螺线管四周不同的位置，通电后发现小磁针的指向如图丙所示，说明通电螺线管周围的磁场跟________磁体的磁场相似。
(5)对调电源的正负极重复上述实验，小磁针的指向与之前相反，说明通电螺线管的极性跟________有关，断开开关后，小磁针静止时________极指向南方。
[解析] (1)铁屑原来没有磁性，但在磁场的作用下能够获得磁性，说明铁屑被磁化了。
(2)在玻璃板上放一些小磁针，小磁针静止时N极所指的方向就是该点的磁场方向，由此判断条形磁体右端的磁极为N极。
(3)为了形象地描述磁场，人们用一些带箭头的曲线来表示磁场的存在以及磁场的强弱，这样的曲线叫做磁感线。
(4)由题图可看出，通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
(5)对调电源的正负极重复上述实验，电流的方向发生了变化，小磁针的指向与之前相反，说明通电螺线管的极性跟电流方向有关；断开开关后，在地磁场的作用下，小磁针静止时S极指向南方。
[答案] (1)磁化 (2)N (3)磁感线 (4)条形 (5)电流方向 S
实验2 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
某同学用如图所示的装置研究电磁感应。
基础设问：
(1)如图甲所示，保持蹄形磁体竖直放置，使导体AB从图示位置向上运动，电路中________(选填“无”或“有”)感应电流。
(2)如图乙所示，保持线圈不动，使蹄形磁体快速向左运动，灵敏电流计指针________(选填“不会”或“会”)偏转。
(3)图甲中实验现象1：①保持蹄形磁体位置不动，让导体AB在磁场中静止、向左或向右运动，灵敏电流计的指针均不发生偏转；②让导体AB竖直向上或向下运动，灵敏电流计的指针发生偏转；③保持导体AB不动，让蹄形磁体竖直向上或向下运动，灵敏电流计的指针发生偏转。
实验结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做________运动时，导体中就会产生感应电流。
(4)图甲中实验现象2：①保持磁场方向不变，导体AB向上运动时，灵敏电流计指针向右偏转，导体AB向下运动时，灵敏电流计指针向左偏转；②对调磁体的两极，使磁场方向发生改变，导体AB向下运动时，灵敏电流计指针向右偏转，导体AB向上运动时，灵敏电流计指针向左偏转。
实验结论：感应电流的方向与________________________有关。
变式设问：
(5)图乙中，当线圈水平向右运动时，灵敏电流计指针向左偏转，为使灵敏电流计指针向右偏转，可以如何操作？请说出两种方法：_________________；_________________。
创新设问：
(6)图甲所示的实验装置中，将灵敏电流计换成________进行触接，可以探究电动机的工作原理。
(7)图甲实验过程中的能量转化情况是_________________。
[解析] (4)由实验操作可知，保持磁场方向不变，仅改变导体切割磁感线运动方向时，产生的感应电流方向发生改变。仅改变磁场方向，导体切割磁感线运动方向不变时，产生的感应电流方向发生改变。故感应电流的方向与导体切割磁感线运动方向及磁场方向都有关。
(6)换上电源后，导体中会有电流通过，导体在磁场中受力而运动，电动机就是利用了该原理。
[答案] (1)有 (2)会 (3)切割磁感线 (4)导体运动的方向及磁场方向 (5)线圈水平向左运动 调换磁体的两极 (6)电源 (7)机械能转化为电能
[变式训练]
(2024·泰安二模)如图甲所示是“探究电磁感应现象”的实验装置，导体AB和灵敏电流表用导线正确连接。
(1)如图甲所示，若导体AB保持不动，让蹄形磁体快速向左运动，电流表指针________(选填“不会”或“会”)偏转。
(2)实验中的能量转化是________能转化为________能。
(3)如图乙所示，其中利用电磁感应原理工作的装置有________(填字母代号)。
[解析] (1)题图甲中，若导体AB保持不动，让蹄形磁体快速向左运动，以磁铁为参照物，导体是向右运动的，即导体在做切割磁感线运动，会产生感应电流，所以电流表的指针会偏转。
(2)在电磁感应现象中，机械能转化为电能。
(3)手摇发电机的原理是电磁感应现象，故A正确；扬声器是根据通电导体在磁场中受力运动的原理工作的，故B错误；动圈式话筒是利用电磁感应原理制成的，故C正确；电磁继电器的工作原理是电流的磁效应，故D错误。故选A、C。
[答案] (1)会 (2)机械 电 (3)AC
课时分层评价卷(十八) 电磁现象
1．(2024·泰安模拟)在“探究条形磁体周围磁场”的实验中，物理老师将玻璃板平放在磁体上并均匀地撒上一层铁屑，轻敲玻璃板铁屑就会有序地排列起来，如图所示。下列说法正确的是( )
A．撒铁屑的目的是将原来不存在的磁场显示出来
B．铁屑在磁场中被磁化成一个个小磁体
C．条形磁体周围存在磁感线，不存在磁场
D．条形磁体周围的磁场分布是均匀的
B [磁体周围始终存在磁场，借助细铁屑可以显示磁体周围的磁场分布特点，但不是将原来不存在的磁场显示出来，故A错误；铁屑原来没有磁性，但在磁场的作用下能够获得磁性，说明铁屑被磁化了，故B正确；条形磁体周围存在磁场，人们为了形象地描述磁场的性质引入了磁感线，磁感线是不存在的，故C错误；由题图可知，铁屑的分布是不均匀的，即条形磁体周围的磁场分布也是不均匀的，故D错误。故选B。]
2．共享电动汽车通过刷卡开锁，实现循环使用。租赁者将带有磁条的租车卡靠近电动汽车的感应器，检测头的线圈中就会产生变化的电流，读取解锁信息。图中能反应刷卡读取信息原理的是( )
A B
C D
D [A中是奥斯特实验，反映通电导体周围存在磁场，不符合题意；B中反映了通电导体周围存在磁场，不符合题意；C中因为电路有电源，这是电动机的工作原理图，不符合题意；D中闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动，导体中有感应电流产生，这是电磁感应现象，符合题意。故选D。]
3．小关在探究磁现象的活动中能够实现的是( )
A．用小磁针吸起铜块或铝块
B．用放大镜能看到磁铁周围的磁感线
C．用磁铁吸起铜导线制成的通有电流的轻质螺线管
D．把小磁针放在磁铁周围的任何位置，静止后小磁针的北极都指向地理北极
C [小磁针具有磁性，只能吸引铁、钴、镍等金属，不能吸引铜或铝，故A不可能实现；磁感线实际不存在，所以用放大镜也不能看到磁铁周围的磁感线，故B不可能实现；铜导线制成的轻质螺线管通过电流时，周围会产生磁场。所以用磁铁能够吸起铜导线制成的通有电流的轻质螺线管，故C可能实现；磁体周围存在磁场，把小磁针放在磁铁周围的任何位置，静止后小磁针的北极都指向此磁铁的S极，故D不可能实现。故选C。]
4．有两根外形完全相同的钢棒a和b；按图甲放置，手拿住a时，b不会掉下来；按图乙放置，手拿住b时，a会掉下来。这说明( )
A．钢棒a具有磁性
B．钢棒b具有磁性
C．钢棒a和b都具有磁性
D．钢棒a和b都不具有磁性
A [磁极的磁性最强，用手拿a时(题图甲)，b不会掉下来，说明a对b有较大的磁力，则钢棒a具有磁性，因磁体中间部分几乎没有磁性，所以，用手拿b时(题图乙)，a会掉下来，说明钢棒b没有磁性，钢棒a具有磁性(只是中间部分的磁性很弱)，故选A。]
5．(2019·泰安)如图所示，小磁针静止在螺线管附近，闭合开关后，下列判断正确的是( )
A．通电螺线管的左端为N极
B．通电螺线管外A点磁场的方向向右
C．小磁针N极指向左
D．小磁针S极指向左
D [闭合开关后，电流由螺线管的左侧流入、右侧流出，根据安培定则，用右手握住螺线管，四指指向电流的方向，则大拇指指向右端，即通电螺线管的右端为N极、左端为S极，故A错误；在磁体的外部，磁感线从N极指向S极，所以通电螺线管外A点的磁场方向向左，故B错误；通电螺线管的右端是N极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的S极应靠近螺线管的右端，即小磁针的S极指向左，故C错误，D正确。故选D。]
6．(2024·泰安二模)如图所示，小磁针N极的指向和通电螺线管的磁感线方向标注均正确的是( )
A B
C D
C [由题图知，四幅图中电流方向和线圈的绕法都相同，且电流从左方流入、右方流出，根据安培定则，伸出右手，四指弯曲所指的方向为电流的方向，则大拇指指向通电螺线管的左端为S极，螺线管的右端为N极，在磁体外部，磁感线方向由N极指向S极，则磁感线方向向左，故A、B错误；由磁极间的相互作用规律可知，小磁针左下端为S极，右上端为N极，故C正确，D错误。故选C。]
7．(2024·新泰市一模)小磁针静止时的指向如图所示，由此可知( )
A．a端是通电螺线管的N极，c端是电源负极
B．a端是通电螺线管的N极，c端是电源正极
C．b端是通电螺线管的N极，d端是电源正极
D．b端是通电螺线管的N极，d端是电源负极
B [由题图可知，小磁针的左端为N极，根据异名磁极相互吸引可知，螺线管的b端为S极、a端为N极，根据安培定则可知，电流从螺线管的左端流入，所以c端为正极，故A、C、D错误，B正确。故选B。]
8．安装直流电动机模型时，要改变直流电动机的转动方向，可以( )
A．将磁体的N、S极对调
B．将电源的正、负极和磁体的N、S极同时对调
C．改变磁性强弱
D．改变磁性强弱和电流大小
A [要想改变电动机的转动方向，可对调磁铁两极或改变线圈中电流的方向，二者同时改变时，电动机转动方向不变，故A正确，B错误；电动机的转动方向跟电流方向和磁场方向有关，和电流大小、磁性强弱无关，故C、D错误。故选A。]
9．(2024·东平县模拟)在“探究让通电导体在磁场中动起来”的实验中(如图)，下列说法不正确的是( )
A．a、b间应该接入电源
B．根据该原理可以制成电动机
C．同时改变磁场方向和电流方向，导体棒的运动方向要改变
D．导体棒在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关
C [在“探究让通电导体在磁场中动起来”的实验中，需要有电源，因此ab处应该接入电源，故A正确；电动机是根据通电导体在磁场中受力的原理制成的，因此根据该原理可以制成电动机，故B正确；通电导体棒在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关，改变磁场方向或电流方向，导体棒的运动方向会改变，但同时改变磁场方向和电流方向，导体棒的运动方向不变，故C错误，D正确。本题选不正确的，故选C。]
10．如图所示为交流发电机原理图，线圈在磁场中转动，则( )
A．两磁极间的磁场方向向左
B．线圈在磁场中切割磁感线
C．通过灯泡的电流方向不变
D．线圈一定不受磁场力作用
B [在磁体的外部磁感线都是从N极出发回到S极，故题图中两磁极间的磁场方向向右，故A错误；发电机是根据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产生感应电流的原理制成的，感应电流的方向和磁场方向、导体切割磁感线的方向有关，由于导体切割磁感线的方向在改变，所产生的电流也会变化，故B正确，C错误；根据通电导体在磁场中受力的作用的原理可知，此时线圈一定会受到力的作用，故D错误。故选B。]
11．下列有关电和磁的说法正确的是( )
A．奥斯特发现了电流的磁效应
B．磁体周围的磁场既看不见也摸不着，所以是不存在的
C．电动机是根据电磁感应原理制成的
D．电磁铁磁性的强弱只与线圈中电流的大小有关
A [奥斯特发现了电流的磁效应，故A正确；磁体周围的磁场虽然看不见也摸不着，但的确存在，故B错误；电磁感应现象是发电机的制作原理，而电动机的制作原理是通电线圈在磁场中受力转动，故C错误；电磁铁的磁性强弱与电流的强弱和线圈的匝数有关，故D错误。故选A。]
12．如图所示，当开关闭合后，螺线管上方的小磁针静止在图示位置，则小磁针的右侧为________极；关于通电螺线管磁场的方向，小明通过实验得出的结论是：通电螺线管的极性跟导线的环绕方向有关。请对此结论作出评价：___________________________________________________________________。
[解析] 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右端为N极，由磁极间的相互作用可知，小磁针右端为S极；关于通电螺线管磁场的方向，小明通过实验得出的结论是：通电螺线管的极性跟导线的环绕方向有关。请对此结论作出评价：不正确，实验时，当观察到电流反向，小磁针磁极的指向发生改变现象时，表明通电螺线管的磁场方向与电流方向有关，与绕线方向无关。
[答案] 见解析
13．如图所示是探究“通电螺线管外部的磁场方向”的实验装置。实验中，用小磁针的________极指向来判断通电螺线管外部某点的磁场方向；断开开关，将电源的正负极对调，再闭合开关，将观察到小磁针_________________。
[解析] (1)小磁针静止时N极的指向为该点磁场的方向，所以，实验中用小磁针的N极指向来判断通电螺线管外部某点的磁场方向；(2)将电源的正负极对调后，螺线管中的电流方向发生了改变，磁场的方向发生了改变，则小磁针的N极指向也会改变。
[答案] N 指向改变
14．(2024·泰山区校级一模)请在图中标出小磁针静止时的N极，并用箭头标出通电螺线管外部一条磁感线的方向。
[解析] 根据通电螺线管线圈中的电流方向，由安培定则可知，通电螺线管的左端为S极，右端为N极，在磁体外部，磁感线从磁体N极出发，回到S极，因此可知通电螺线管外部磁感线的方向是从右端指向左端；同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引，因此小磁针左端为S极，右端为N极。据此作图。
[答案] 见解析
15．(2024·泰山区模拟)如图所示的电路，下列说法正确的是( )
A．开关S拨到a时，小磁针静止时A端为S极
B．开关S拨到a时，滑动变阻器的滑片向右滑动时，电磁铁的磁性增强
C．开关S由a拨到b时，电磁铁的磁极发生改变
D．开关S由a拨到b，调节滑动变阻器，使电流表示数不变，则电磁铁的磁性增强
A [从题图可知，当开关S拨到a时，电流从螺线管的右端流入，左端流出，由安培定则可知，电磁铁左端是N极，右端是S极，由磁极间的相互作用可知，小磁针静止时A端为S极，故A正确；开关S拨到a，滑动变阻器的滑片向右滑动时，接入电路的电阻变大，根据欧姆定律I＝可知，电路中的电流减小，电磁铁的磁性减弱，故B错误；开关S由a拨到b时，电磁铁中的绕线方法、电流方向不变，则磁极不变，故C错误；将开关S由a拨到b时，调节变阻器的滑片P，保持电流表的示数不变，即电流不变，但线圈匝数减少，则电磁铁的磁性减弱，故D错误。故选A。]
16．如图所示，是一种自行车前轮的结构图，行驶中，磁铁靠近传感器时磁场能使其中的带电粒子发生偏转(即相当于通电导体在磁场中受力运动)，产生一种信号，信号传入速度计能测出自行车行驶的速度和里程。下列能说明其原理的是( )
A B
C D
B [由题意可知，该装置能测出自行车行驶速度和里程的原理是通电导体在磁场中受力运动；A中，这是演示电流磁效应的实验装置(奥斯特实验的装置)，不符合题意；B中，这是演示磁场对电流作用的实验装置，即通电导体在磁场中受力运动，符合题意；C中，这是探究影响电磁铁磁性大小的实验，电磁铁是利用电流的磁效应制成的，不符合题意；D中，这是研究电磁感应现象的实验装置，是发电机的原理，不符合题意。故选B。]
17．如图所示，用绝缘细线分别将铜棒ab、cd水平悬挂，置于磁场方向竖直的蹄形磁体间，两铜棒间用柔软的细长导线连接成闭合回路。下列说法正确的是( )
A．竖直上下移动ab，闭合回路abcd中有电流产生
B．左右移动ab，cd将会运动
C．ab左右移动，对cd受力方向无影响
D．仅调换右侧蹄形磁体上下磁极，对cd所受磁场作用力的方向没有影响
B [如题图所示，ab做切割磁感线运动时，电路中有电流产生，cd就成了通电导体，通电导体在磁场中受力而运动。竖直上下移动ab，ab顺着磁感线方向运动，没有切割磁感线运动，闭合回路abcd中没有电流产生，A说法错误；左右移动ab，ab切割磁感线运动，闭合回路abcd中有电流产生，cd成为通电导体，在磁场中受力运动，B说法正确；ab向左切割磁感线和向右切割磁感线，磁场方向不变，切割磁感线方向改变，感应电流方向改变，cd中通电电流方向变化，磁场方向不变，所以cd受力运动方向改变，C说法错误；调换右侧蹄形磁铁上下磁极，电流方向不变，cd运动方向变化，所以仅调换右侧蹄形磁铁的上下磁极，是影响cd运动的，D说法错误。故选B。]
18．(2024·泰安模拟)如图所示，闭合开关，条形磁铁静止后，将滑动变阻器滑片P从右往左滑动的过程中，下列说法正确的是( )
A．弹簧将伸长
B．弹簧将缩短
C．弹簧先伸长后缩短
D．弹簧长度不变
B [滑片从右往左滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变大，所以电路中的电流变小，通电螺线管的磁性减弱；由题图知，电流从螺线管的下方流入，根据安培定则可知，螺线管的上端为N极，下端为S极，则螺线管和条形磁铁相对的磁极为异名磁极，异名磁极相互吸引，所以螺线管对磁铁的吸引力减小，弹簧的长度变短。故选B。]
19．如图所示，条形磁铁放在水平木桌上，电磁铁右端固定并与条形磁铁在同一水平面上。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P逐渐向右移动时，条形磁铁仍保持静止，此时电磁铁的左端为________极，条形磁铁受到的摩擦力________(选填“变大”“变小”或“不变”)，方向水平________(选填“向左”或“向右”)。
[解析] 由安培定则可知，螺线管左侧为N极；因异名磁极相互吸引，故条形磁铁所受磁场力向右；因条形磁铁处于平衡状态，即条形磁铁所受摩擦力应与引力大小相等方向相反，故摩擦力的方向水平向左；当电压不变，滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，由欧姆定律得螺线管内的电流增大，则可知螺线管的磁性增强，条形磁铁所受到的吸引力增大；因条形磁铁仍处于平衡状态，所以条形磁铁所受的摩擦力也增大。
[答案] N 变大 向左
20．(2024·泰安校级模拟)如图所示，GMR是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小，当闭合开关S1、S2时，电磁铁的右端为________极，小磁针将________(选填“顺”或“逆”)时针旋转，当P向右滑动时，电压表的示数________(选填“减小”或“增大”)。
[解析] 根据安培定则可知，电磁铁的左端为N极，右端为S极；根据磁极间的相互作用规律可知，通电后，小磁针将会逆时针旋转；使滑片P向右滑动，变阻器接入电路的电阻变大，左侧电路中电流变小，电磁铁的磁性变弱，巨磁电阻的阻值变大，右侧电路中电流变小，根据U＝IR可知，灯泡两端的电压减小，即电压表示数变小。
[答案] 见解析
21．在“安装直流电动机模型”的实验中：我们首先想到的是磁体间发生相互作用是因为一个磁体放在了另一个磁体的磁场中，那么通电导体周围也存在磁场，磁体会对通电导体产生力的作用吗？
(1)如图所示，将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，闭合开关后，导体运动，说明磁场对________导体有力的作用。
(2)断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向________(选填“相同”或“相反”)，说明通电导体在磁场中的受力方向与________有关。
(3)断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向________(选填“相同”或“相反”)，说明通电导体在磁场中的受力方向与________有关。
(4)如果同时改变磁场方向和电流方向，________(选填“能”或“不能”)确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。
[解析] (1)将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，未闭合开关前，电路中没有电流，导体静止不动，闭合开关后，电路中有电流，导体运动，说明磁场对通电导体有力的作用。
(2)断开开关，将题图中磁铁的N、S极对调，磁场方向改变，再闭合开关，电流方向不变，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。
(3)断开开关，将题图中电源的正、负极对调，再闭合开关，导体中电流方向改变，磁场方向不变，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向有关。
(4)如果同时改变磁场方向和电流方向，通电导体在磁场中受力方向不变，不能确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。
[答案] (1)通电 (2)相反 磁场方向 (3)相反 电流方向 (4)不能
22．在探究“产生感应电流的条件”实验中：
(1)实验中观察______________________来判断电路中是否有感应电流。
(2)闭合开关，若导体AB不动，水平左右移动磁体，电路中________(选填“有”或“无”)感应电流。
(3)该实验的结论是：闭合电路的一部分导体，在磁场中做____________运动时，导体中就会产生感应电流。
(4)如果将小量程电流表换成________，可以探究磁场对通电导体的作用。
[解析] (1)实验时，通过观察电流表的指针是否偏转，来确定电路中是否产生感应电流。
(2)闭合开关，若导体AB不动，左右移动磁体，导体做切割磁感线运动，电路中有感应电流。
(3)该实验的结论是：闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流。
(4)如果将小量程电流表换成电源，闭合开关后电流流过导体棒，导体棒受安培力作用，可以探究磁场对通电导体的作用。
[答案] 见解析
23．(2024·菏泽)如图所示是安检使用的一种金属探测仪。当探测仪靠近金属物体时，会产生感应电流，发出报警信号。其工作原理与下列实验原理相同的是( )
A B
C D
B [由题意可知，当探测仪靠近金属物体时，相当于闭合电路的部分导体在切割磁感线，从而产生感应电流，这是电磁感应现象，则分析各实验现象可知能产生电流的选项。
当探测仪靠近金属物体时，相当于闭合电路的部分导体在切割磁感线，从而产生感应电流，它是利用电磁感应原理制成的。A中为奥斯特实验的装置，说明电流周围存在磁场，不符合题意；B中没有电源，导线在磁场中做切割磁感线运动，电路中产生感应电流，电流表指针发生偏转，符合题意；C中有电源，闭合开关后，通电导线在磁场中受力的作用而运动，不符合题意；D中有电源，通电后电磁铁具有磁性，能够吸引铁钉，利用了电流的磁效应，不符合题意。故选B。]
24．(2023·临沂)闭合如图所示电路的开关，小磁针静止时N极水平向左，则( )
A．通电螺线管的左端为N极
B．电源的左端为正极
C．电流表的左端为“＋”接线柱
D．R的滑片不能置于最右端
C [已知小磁针静止时N极水平向左，根据磁极间的相互作用可知，通电螺线管的左端为S极、右端为N极，根据安培定则可知，电流从螺线管的右端流入、左端流出，所以电源左端为负极，右端为正极，故A、B错误；电流从电流表的正接线柱流入、负接线柱流出，所以电流表的左端为“＋”接线柱，故C正确；R的滑片置于最右端时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，电路中电流最小，不会对电路安全有影响，故D错误。故选C。]
25．(2024·临沂)2024年5月11日，由临沂市五名中小学生组建的无人机足球队在FIDA第二届世界锦标赛中，以全胜的战绩荣获世界冠军。无人机动力系统的核心部件是电动机，下列实验，能说明电动机工作原理的是( )
A B
C D
D [A中该实验说明通电导体的周围存在磁场，不符合题意；B中该实验可以探究影响电磁铁磁性强弱的因素，不符合题意；C中该实验说明发电机的基本原理，不符合题意；D中该实验可以说明电动机的基本原理，符合题意。故选D。]
26．(2024·滨州)关于磁现象，下列说法正确的是( )
A．图甲：司南能指示南北是因为受到地磁场的作用
B．图乙：滑动变阻器滑片向右移动时，电磁铁的磁性会增强
C．图丙：该实验说明通电导线在磁场中受力，这是发电机的工作原理
D．图丁：导体AB竖直向上运动时，电流表指针会发生偏转
A [因为地球是一个巨大的磁体，司南能够指示南北是因为受到地磁场的作用，故A正确；题图乙中，闭合开关后，向右移动滑动变阻器滑片时，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，电路中电流变小，电磁铁的磁性会减弱，故B错误；题图丙中有电源，闭合开关后，通电导体在磁场中受力而运动，将电能转化为机械能，这是电动机的工作原理，故C错误；导体AB竖直向上运动时，运动方向与磁场方向平行，不能切割磁感线，不能产生感应电流，电流表指针不会发生偏转，故D错误。故选A。]
27．(2024·泰安)能水平转动的小磁针在水平桌面上静止时，小磁针的北极指向地理的________(选填“北”或“南”)极附近。
[答案] 北
28．(2024·烟台)螺线管是汽车启动器的一个重要部件，驾驶员转动钥匙发动汽车时，相当于给螺线管通电。如图所示，螺线管的左端为________极，小磁针的左端为________极，A为电源的________极。
[解析] 由题图可知，磁感线是从螺线管的左侧出来的，则左侧为N极，右侧为S极，根据安培定则可知，螺线管中电流的方向是向上的，即电源的B端为正极，A为电源的负极；异名磁极相互吸引，所以小磁针的左端为N极，右端为S极。
[答案] N N 负
29．(2024·枣庄)某实验小组用铁屑和小磁针来探究“通电螺线管外部磁场的方向”。
(1)在闭合开关前，小磁针静止时，N极指向地理的________(选填“南极”或“北极”)，说明地球周围存在磁场。
(2)在玻璃板上均匀地洒满铁屑，将螺线管连入电路，闭合开关，轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示，铁屑的分布情况与________磁体周围铁屑的分布情况相似。
(3)把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示，对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极所指方向与图乙中小磁针N极所指方向相反，说明通电螺线管的极性与________的方向有关。
(4)实验时发现通电螺线管的磁场较弱，铁屑规则排列的效果不明显，为增强螺线管的磁场，可行的措施：______________________________________________
_____________________________________________________________________(写出一种方法即可)。
(5)为了研究通电螺线管的磁极性质，同学们一起对螺线管的电流方向和绕线方式进行了实验，得到了如图所示的四种情况。实验说明通电螺线管的磁极极性只与________有关，且这个关系可以用________来判断。
A B
C D
[解析] (1)开关闭合前，小磁针N极指地理的北极，说明地球周围存在磁场。
(2)通电螺线管周围铁屑的分布情况与条形磁体周围铁屑的分布情况相似。
(3)将电源正、负极对调，小磁针的指向也改变了，说明通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。
(4)通电螺线管的磁场较弱，铁屑规则排列的效果不明显，可以调节滑片，增大通电螺线管线圈中的电流，通电螺线管的磁性就会增强。
(5)四个图中的螺线管电路中A和B的绕线方式相同，电流方向不同，根据小磁针的指向情况知：A的右端为S极，B的右端为N极；同理C、D也是如此，所以实验说明螺线管的绕线方式相同时，极性只与它的电流方向有关；故通电螺线管的磁极极性与它的电流方向有关，且这个关系可以用安培定则判断。
[答案] (1)北极 (2)条形 (3)电流 (4)调节滑片，增大通电螺线管线圈中的电流 (5)电流方向 安培定则
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共128张PPT)
第16讲 电磁现象
过教材 串知识 夯基础
知识点1 磁现象
1．磁性：能够吸引____、____、____等物质的性质。
2．磁极
(1)磁极：磁体__________的两个部分叫做磁极。
(2)南极和北极：悬吊着的磁针，静止时指____的那个磁极叫做南极或___极，指____的那个磁极叫做北极，也叫___极。
(3)磁极间相互作用规律：同名磁极相互______，异名磁极相互______。
铁
钴
镍
磁性最强
南
S
北
N
排斥
吸引
3．磁化：使原来没有磁性的物体______磁性的过程。
4．磁场：磁体周围存在一种能使磁针偏转的特殊物质，这种物质看不见、摸不着，叫做______。
5．基本性质：对放入其中的磁体产生______的作用。
6．方向：放入磁场中的小磁针静止时___极的指向即为该点的磁场方向。
获得
磁场
磁力
N
7．磁感线
(1)磁感线：描述磁场分布情况的带箭头的假想曲线。
(2)方向：在磁体外部，磁感线从磁体的___极出发回到___极(如图甲所示)；在磁体内部，磁感线从磁体的S极出发回到N极。
N
S
(3)地磁场：地球周围存在______，地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近(如图乙所示)。地理两极和地磁两极并不重合。
磁场
方法技巧：(1)磁场是真实存在于磁体周围的一种特殊物质，但磁感线却不是真实存在的。
(2)磁感线上任何一点的切线方向，都与该点的磁场方向一致。
(3)磁感线分布的疏密反映磁场的强弱，磁感线分布越密的地方，其磁场越强。
(4)磁体周围的磁感线是立体的封闭曲线，任何两条磁感线都不会相交。
知识点2 电生磁
1．电流的磁效应
(1)发现：丹麦物理学家________证实电流的周围存在着磁场，是世界上第一个发现电与磁之间联系的科学家。
(2)电流的磁效应：通电导线周围存在与______方向有关的磁场的现象。
奥斯特
电流
2．通电螺线管的磁场
(1)分布：通电螺线管外部的磁场与__________的磁场相似。
(2)极性：通电螺线管两端的极性与______的方向有关。
(3)极性判断——安培定则：用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中______的方向，则拇指所指的那端就是螺线管的___极。
条形磁体
电流
电流
N
3．电磁铁及电磁继电器
(1)电磁铁
①电磁铁的组成：由____________和______两部分组成。
②工作原理：当有电流通过它时，____磁性，没有电流时，______磁性。
③影响电磁铁磁性强弱的因素：外形相同的螺线管，电流一定时，线圈的匝数越____，磁性越强；线圈匝数一定时，通入的电流越大，磁性越____；电磁铁的铁芯可以大大增强电磁铁的______。
通电螺线管
铁芯
有
失去
多
强
磁性
④优点：它的磁性有无可以由____________来控制，它的磁性强弱可以由______________________________来控制，它的南北极可以由__________来控制。
电流的有无
电流大小、线圈匝数、有无铁芯
电流方向
(2)电磁继电器
①主要部件：________、______、弹簧和触点。电磁继电器就是利用电磁铁控制工作电路的一种______。
②电路特点：由控制电路和工作电路两部分组成。其中的电磁铁安装在__________，触点安装在__________。(均选填“控制电路”或“工作电路”)
③优点：可以实现利用__________________________来间接控制高电压、强电流电路的通断，避免人直接操作的危险。
电磁铁
衔铁
开关
控制电路
工作电路
低电压、弱电流电路的通断
方法技巧：电磁铁的铁芯用铁而不用钢，是因为铁磁化后磁性容易消失，可方便控制电磁铁磁性的有无；钢磁化后磁性不易消失，无法控制电磁铁磁性的有无。
知识点3 电动机
1．磁场对通电导线的作用
(1)作用：通电导线在磁场中受到____的作用。
(2)影响方向的因素：力的方向与__________、______________有关。
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______。
力
电流方向
磁感线的方向
相反
2．电动机
(1)基本构造：由能够转动的______和固定不动的______两部分组成。
(2)原理：根据__________________________的原理制成。
(3)换向器：每当线圈刚转过__________时，自动改变线圈中的电流方向，使线圈持续转动下去。
(4)能量转化：电能转化为______能。
线圈
磁体
通电导体在磁场中受力运动
平衡位置
机械
知识点4 磁生电
1．电磁感应
(1)发现：英国物理学家________。
(2)内容：闭合电路的一部分导线在磁场中做切割磁感线的运动时，导线中就会产生______，产生的电流叫做______电流。
(3)感应电流产生的条件：
①______电路。
②闭合电路中部分导线做____________运动。
(4)感应电流的方向：与导线____________的方向和______的方向有关。
法拉第
电流
感应
闭合
切割磁感线
切割磁感线
磁场
2．发电机
(1)原理：__________。
(2)构造：主要由______和______组成。
(3)能量转化：________转化为______。
电磁感应
转子
定子
机械能
电能
方法技巧：三种电磁现象产生的条件
电磁现象 产生条件
电生磁 只要有电流，其周围就存在磁场
磁生电 闭合电路的部分导线做切割磁感线运动
磁场对通电
导线的作用 通电导线必须在磁场中且电流方向和磁场方向不平行
研重难 学方法 提能力
重难点1 磁现象、磁场
【典例1】 我国是最早用文字记载磁现象的国家之一，下列说法正确的是( )
A．“慈(磁)石召铁，或引之也”，说明磁石没有磁性
B．罗盘周围的磁感线真实存在且可见
C．司南静止时指南北是因为受到了地磁场的作用
D．鱼形铁被磁化后制成的指南鱼只有一个磁极
√
C [磁石能吸引铁，说明磁石具有磁性，故A错误；罗盘周围的磁感线是假想的曲线，故B错误；司南静止时指南北是因为受到了地磁场的作用，故C正确；鱼形铁被磁化后制成的指南鱼有两个磁极，故D错误。故选C。]
易错提醒：(1)罗盘周围存在磁场，磁感线是为方便描述磁场而假想的，实际并不存在。
(2)磁化后的指南鱼两端指南北是与地磁场发生作用的结果；指南鱼相当于磁体，两端的磁性最强，磁感线分布密集，腹部磁性最弱，磁感线分布稀疏。
【变式1】 (2024·泰安模拟)如图所示是一款磁吸式数据线，含有磁铁的线体可以和不同型号的具有磁性的充电头吸附对接，达到“一线多头”的使用效果。下列说法正确的是( )
A．含有磁铁的线体可以吸附任何金属
B．磁性充电头周围存在磁感线
C．线体周围的磁场是均匀分布的
D．线体和充电头吸附是因为异名磁极相互吸引
√
易错提醒：磁感线是人们为了研究方便而假想出来的物理模型，不是真实存在的。
【变式2】 如图所示的两个图分别画出了两个磁极间的磁感线。请在图中标出磁极的名称，并画出位于图中A点和B点的小磁针静止时北极所指的方向。
[解析] 在磁体外部，磁感线的方向是由磁铁的N极出发回到磁铁的S极，则由图即可确定图中磁极的名称。又知某点磁场的方向实际就是小磁针静止时北极所指的方向，据此即可确定小磁针静止时北极所指的方向。如图所示。
[答案] 见解析图
重难点2 三种电磁现象的辨识
【典例2】 (2024·泰山区校级一模)智能手机无线充电技术应用了电磁感应原理，当交变电流通过充电底座中的线圈时，线圈产生磁场，带有金属线圈的智能手机靠近该磁场(如图)就能产生电流，通过“磁生电”来实现充电。下列也是利用“磁生电”原理工作的是
( )
√
D [无线充电器是指利用电磁感应原理进行充电的设备，原理类似于变压器。在发送和接收端各有一个线圈，发送端线圈连接有线电源产生电磁信号，接收端线圈感应发送端的电磁信号从而产生电流给电池充电；分析各图中实验原理分析解答。从题意可知，手机中的线圈，能将底座产生的变化的磁场转化为电流给手机电池充电，是利用电磁感应原理工作的；A中是奥斯特实验，说明电流周围存在磁场，是电流的磁效应，不符合题意；B中是电磁铁，是电流的磁效应，不符合题意；C中有电源，其原理是通电导体在磁场中受到的力的作用，不符合题意；D中闭合电路的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，符合题意。故选D。]
【变式3】 (2024·东平县模拟)下列说法与图所示情境相符的是
( )
①甲：不同位置的小磁针N极指向不相同，说明磁场具有方向 ②乙：磁感线是平面分布 ③丙：可以探究“感应电流产生的条件” ④丁：可以探究“通电导体周围存在磁场”
A．②③ B．①④
C．①③④ D．①②③
√
C [(1)磁场中小磁针静止时N极的指向就是该点的磁场方向；(2)磁感线是为了形象地描述磁场而人为引入的；(3)电磁感应现象是闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时能产生感应电流的现象；(4)通电导体周围存在磁场。
①磁场中小磁针静止时N极的指向就是该点的磁场方向，磁场是有方向的，故①正确；②磁感线是为了形象地描述磁场而人为引入的，是立体分布的，故②错误；③题图丙是电磁感应现象实验，可以探究“感应电流产生的条件”，故③正确；④题图丁是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，故④正确。故选C。]
【变式4】 (2024·泰山区校级二模)如图所示，一种环保型手电筒，筒内有一个能滑动的圆柱形磁体，外圈套着一个线圈。只要将手电筒沿图中箭头方向来回摇动，手电筒的小灯就能发光。下列与此手电筒工作原理相同的是( )
√
重难点3 电磁现象作图
【典例3】 (2022·泰安)如图所示，根据通电螺线管中的电流方向标出螺线管的S极。
[解析] 由题图可知，螺线管中的电流是从上侧流入、下侧流出，根据安培定则可以确定螺线管的下端为N极，上端为S极，如图所示。
[答案] 见解析图
【变式5】 (2020·泰安)根据小磁针静止时的指向，请在图中标出螺线管的北极和电源的正极。
[解析] 小磁针N极向左，则所在处磁感线向左，因电磁铁的外部磁感线由N极指向S极，故说明螺线管左侧为N极，右侧为S极；由安培定则可知电流由左侧流入，则电源左侧为正极。如图所示。
[答案] 见解析图
【变式6】 如图所示，按小磁针的指向判定螺线管的极性、电流的方向和电源的“＋”“－”极。(电源的“＋”“－”极标在导线末端)
[解析] 根据同名磁极相互排斥，可首先根据小磁针N极指向判断出螺线管的极性，再根据安培定则，用右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指的方向为电磁铁N极的方向，可确定出电流方向以及电源的正负极。如图所示。
[答案] 见解析图
重难点4 电磁继电器及其应用
【典例4】 (2024·东平县二模)小明设计了一款“智能照明灯”，其电路的原理图如图所示，光线较暗时灯泡自动发光，光线较亮时灯泡自动熄灭，控制电路中，电源电压恒定，
R0为定值电阻，R为光敏电阻，其阻值随光照
强度的增大而减小。以下说法正确的是( )
A．电磁铁的上端为S极
B．当光照强度增强，控制电路的电流变小
C．当光照强度减弱，电磁铁的磁性增强
D．灯泡应设计在A和B两接线柱之间
√
D [由题图可知，根据安培定则可判定电磁铁的上端为N极，故A错误；当光照强度增强时，光敏电阻的阻值减小，总电阻减小，根据欧姆定律可知，控制电路的电流变大，故B错误；当光照强度减弱时，光敏电阻的阻值变大，总电阻变大，根据欧姆定律可知，控制电路的电流变小，电磁铁磁性大小与电流大小、线圈匝数有关，电流减小，则磁性变弱，故C错误；光线较暗时，光敏电阻的阻值大，则控制电路中的电流小，电磁铁的磁性弱，衔铁在弹簧的作用下被拉起，灯泡自动发光，说明灯泡在A和B两接线柱之间，故D正确。故选D。]
【变式7】 (2021·泰安)2007年度诺贝尔物理学奖颁发给巨磁电阻(GMR)效应的发现者。图中GMR代表巨磁电阻，在磁场中，其阻值随磁场的逐渐变强而减小。闭合开关S1、S2，下列说法中( )
①电磁铁左端为S极 ②电磁铁外部的磁感线从左端出发回到右端 ③将滑片P向b端滑动，电磁铁磁性变强 ④将滑片P向a端滑动，指示灯亮度变强
A．只有①③正确 B．只有①②正确
C．只有②④正确 D．只有②③正确
√
C [①根据安培定则判断电磁铁的左端为N极、右端为S极，故①错误；②在磁体的外部，磁感线是从N极出来回到S极的，所以电磁铁外部的磁感线从左端出发回到右端，故②正确；③将滑片P向b端滑动，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，电磁铁的磁性减弱，故③错误；④将滑片P向a端滑动，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，则巨磁电阻的阻值变小，灯泡所在电路的总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，通过灯泡的电流变大，则灯泡变亮，故④正确。故选C。]
【变式8】 (2024·东平县模拟)如图所示是一个水位自动报警器的原理图，水位到达金属块A之后，________(选填“红”或“绿”)灯亮。
红
[解析] 题图中所示的水位自动报警器工作原理：当水位到达A时，由于一般水具有导电性，那么电磁铁所在电路被接通，电磁铁具有磁性，向下吸引衔铁，从而接通红灯所在电路，此时红灯亮，而绿灯不亮。
练实验 重迁移 强素养
实验1 探究通电螺线管外部磁场的方向
通电螺线管外部的磁场是怎样分布的，我们通过以下实验来进行探究。
基础设问：
(1)在硬纸板上放置一个螺线管，周围均匀地撒满铁屑，给螺线管通电后，铁屑被________。轻敲纸板，观察铁屑的排列情况如图甲所示，图乙和图丙分别是蹄形磁体和条形磁体的磁场分布情况，对比分析可知通电螺线管外部的磁场分布与________磁体的相似。
(2)判断通电螺线管外部的磁场方向，需借助________。
(3)根据前面的实验结果，把通电螺线管看成一个磁体，它的两极如图丁所示，为了进一步探究通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间的关系，我们下一步要做的是_________________，观察___________。
磁化
条形
小磁针
改变电流方向
小磁针指向
变式设问：
(4)图甲所示实验中，若电源和螺线管的绕线不能改变，则为了增强螺线管的磁场，使小磁针的偏转更明显，可以采取的措施是________________________。
(5)图丁中，若改变电流方向，则该通电螺线管的左端为________极。
在螺线管内插入一根铁芯
S
[解析] (2)铁屑只能反应磁场强弱分布，无法反应磁场的方向，而小磁针在磁场中静止时N极的指向就是磁场的方向。
(4)通电螺线管磁性的强弱与电流的大小、线圈的匝数及是否有铁芯插入有关，所以为了使通电螺线管的磁场增强，可以在螺线管内插入一根铁芯。
[变式训练]
(2024·岱岳区模拟)为了探究磁场，王瑞同学做了如下实验。
(一)探究磁体周围的磁场
(1)如图甲所示，在玻璃板上均匀撒上一层铁屑，再将玻璃板放在条形磁体上方，然后轻敲玻璃板，观察铁屑的分布情况。铁屑在磁场中被________成一个个小磁针，从而在磁场中有序地排列起来。
(2)如图乙所示，再在玻璃板上放一些小磁针，小磁针静止时黑色一端表示磁体的N极，由此判断条形磁体右端的磁极为________极。
(3)人们仿照铁屑在磁场中排列的情况和小磁针N极的指向画出一些带箭头的曲线来形象、直观地描述磁场，物理学中把这样的曲线叫做________。
磁化
N
磁感线
(二)探究通电螺线管周围的磁场
(4)把小磁针放在螺线管四周不同的位置，通电后发现小磁针的指向如图丙所示，说明通电螺线管周围的磁场跟________磁体的磁场相似。
(5)对调电源的正负极重复上述实验，小磁针的指向与之前相反，说明通电螺线管的极性跟____________有关，断开开关后，小磁针静止时________极指向南方。
条形
电流方向
S
[解析] (1)铁屑原来没有磁性，但在磁场的作用下能够获得磁性，说明铁屑被磁化了。
(2)在玻璃板上放一些小磁针，小磁针静止时N极所指的方向就是该点的磁场方向，由此判断条形磁体右端的磁极为N极。
(3)为了形象地描述磁场，人们用一些带箭头的曲线来表示磁场的存在以及磁场的强弱，这样的曲线叫做磁感线。
(4)由题图可看出，通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
(5)对调电源的正负极重复上述实验，电流的方向发生了变化，小磁针的指向与之前相反，说明通电螺线管的极性跟电流方向有关；断开开关后，在地磁场的作用下，小磁针静止时S极指向南方。
实验2 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
某同学用如图所示的装置研究电磁感应。
基础设问：
(1)如图甲所示，保持蹄形磁体竖直放置，使导体AB从图示位置向上运动，电路中________(选填“无”或“有”)感应电流。
有
(2)如图乙所示，保持线圈不动，使蹄形磁体快速向左运动，灵敏电流计指针________(选填“不会”或“会”)偏转。
(3)图甲中实验现象1：①保持蹄形磁体位置不动，让导体AB在磁场中静止、向左或向右运动，灵敏电流计的指针均不发生偏转；②让导体AB竖直向上或向下运动，灵敏电流计的指针发生偏转；③保持导体AB不动，让蹄形磁体竖直向上或向下运动，灵敏电流计的指针发生偏转。
实验结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做____________运动时，导体中就会产生感应电流。
会
切割磁感线
(4)图甲中实验现象2：①保持磁场方向不变，导体AB向上运动时，灵敏电流计指针向右偏转，导体AB向下运动时，灵敏电流计指针向左偏转；②对调磁体的两极，使磁场方向发生改变，导体AB向下运动时，灵敏电流计指针向右偏转，导体AB向上运动时，灵敏电流计指针向左偏转。
实验结论：感应电流的方向与__________________________有关。
导体运动的方向及磁场方向
变式设问：
(5)图乙中，当线圈水平向右运动时，灵敏电流计指针向左偏转，为使灵敏电流计指针向右偏转，可以如何操作？请说出两种方法：_________________；_________________。
创新设问：
(6)图甲所示的实验装置中，将灵敏电流计换成________进行触接，可以探究电动机的工作原理。
(7)图甲实验过程中的能量转化情况是___________________。
线圈水平向左运动
调换磁体的两极
电源
机械能转化为电能
[解析] (4)由实验操作可知，保持磁场方向不变，仅改变导体切割磁感线运动方向时，产生的感应电流方向发生改变。仅改变磁场方向，导体切割磁感线运动方向不变时，产生的感应电流方向发生改变。故感应电流的方向与导体切割磁感线运动方向及磁场方向都有关。
(6)换上电源后，导体中会有电流通过，导体在磁场中受力而运动，电动机就是利用了该原理。
[变式训练]
(2024·泰安二模)如图甲所示是“探究电磁感应现象”的实验装置，导体AB和灵敏电流表用导线正确连接。
(1)如图甲所示，若导体AB保持不动，让蹄形磁体快速向左运动，电流表指针________(选填“不会”或“会”)偏转。
(2)实验中的能量转化是________能转化为________能。
(3)如图乙所示，其中利用电磁感应原理工作的装置有________(填字母代号)。
会
机械
电
AC
[解析] (1)题图甲中，若导体AB保持不动，让蹄形磁体快速向左运动，以磁铁为参照物，导体是向右运动的，即导体在做切割磁感线运动，会产生感应电流，所以电流表的指针会偏转。
(2)在电磁感应现象中，机械能转化为电能。
(3)手摇发电机的原理是电磁感应现象，故A正确；扬声器是根据通电导体在磁场中受力运动的原理工作的，故B错误；动圈式话筒是利用电磁感应原理制成的，故C正确；电磁继电器的工作原理是电流的磁效应，故D错误。故选A、C。
课时分层评价卷(十八) 电磁现象
1．(2024·泰安模拟)在“探究条形磁体周围磁场”的实验中，物理老师将玻璃板平放在磁体上并均匀地撒上一层铁屑，轻敲玻璃板铁屑就会有序地排列起来，如图所示。下列说法正确的是( )
A．撒铁屑的目的是将原来不存在的磁场显示出来
B．铁屑在磁场中被磁化成一个个小磁体
C．条形磁体周围存在磁感线，不存在磁场
D．条形磁体周围的磁场分布是均匀的
√
B [磁体周围始终存在磁场，借助细铁屑可以显示磁体周围的磁场分布特点，但不是将原来不存在的磁场显示出来，故A错误；铁屑原来没有磁性，但在磁场的作用下能够获得磁性，说明铁屑被磁化了，故B正确；条形磁体周围存在磁场，人们为了形象地描述磁场的性质引入了磁感线，磁感线是不存在的，故C错误；由题图可知，铁屑的分布是不均匀的，即条形磁体周围的磁场分布也是不均匀的，故D错误。故选B。]
2．共享电动汽车通过刷卡开锁，实现循环使用。租赁者将带有磁条的租车卡靠近电动汽车的感应器，检测头的线圈中就会产生变化的电流，读取解锁信息。图中能反应刷卡读取信息原理的是( )
A B
C D
√
D [A中是奥斯特实验，反映通电导体周围存在磁场，不符合题意；B中反映了通电导体周围存在磁场，不符合题意；C中因为电路有电源，这是电动机的工作原理图，不符合题意；D中闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动，导体中有感应电流产生，这是电磁感应现象，符合题意。故选D。]
3．小关在探究磁现象的活动中能够实现的是( )
A．用小磁针吸起铜块或铝块
B．用放大镜能看到磁铁周围的磁感线
C．用磁铁吸起铜导线制成的通有电流的轻质螺线管
D．把小磁针放在磁铁周围的任何位置，静止后小磁针的北极都指向地理北极
√
C [小磁针具有磁性，只能吸引铁、钴、镍等金属，不能吸引铜或铝，故A不可能实现；磁感线实际不存在，所以用放大镜也不能看到磁铁周围的磁感线，故B不可能实现；铜导线制成的轻质螺线管通过电流时，周围会产生磁场。所以用磁铁能够吸起铜导线制成的通有电流的轻质螺线管，故C可能实现；磁体周围存在磁场，把小磁针放在磁铁周围的任何位置，静止后小磁针的北极都指向此磁铁的S极，故D不可能实现。故选C。]
4．有两根外形完全相同的钢棒a和b；按图甲放置，手拿住a时，b不会掉下来；按图乙放置，手拿住b时，a会掉下来。这说明( )
A．钢棒a具有磁性
B．钢棒b具有磁性
C．钢棒a和b都具有磁性
D．钢棒a和b都不具有磁性
√
A [磁极的磁性最强，用手拿a时(题图甲)，b不会掉下来，说明a对b有较大的磁力，则钢棒a具有磁性，因磁体中间部分几乎没有磁性，所以，用手拿b时(题图乙)，a会掉下来，说明钢棒b没有磁性，钢棒a具有磁性(只是中间部分的磁性很弱)，故选A。]
5．(2019·泰安)如图所示，小磁针静止在螺线管附近，闭合开关后，下列判断正确的是( )
A．通电螺线管的左端为N极
B．通电螺线管外A点磁场的方向向右
C．小磁针N极指向左
D．小磁针S极指向左
√
D [闭合开关后，电流由螺线管的左侧流入、右侧流出，根据安培定则，用右手握住螺线管，四指指向电流的方向，则大拇指指向右端，即通电螺线管的右端为N极、左端为S极，故A错误；在磁体的外部，磁感线从N极指向S极，所以通电螺线管外A点的磁场方向向左，故B错误；通电螺线管的右端是N极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的S极应靠近螺线管的右端，即小磁针的S极指向左，故C错误，D正确。故选D。]
6．(2024·泰安二模)如图所示，小磁针N极的指向和通电螺线管的磁感线方向标注均正确的是( )
√
A B
C D
C [由题图知，四幅图中电流方向和线圈的绕法都相同，且电流从左方流入、右方流出，根据安培定则，伸出右手，四指弯曲所指的方向为电流的方向，则大拇指指向通电螺线管的左端为S极，螺线管的右端为N极，在磁体外部，磁感线方向由N极指向S极，则磁感线方向向左，故A、B错误；由磁极间的相互作用规律可知，小磁针左下端为S极，右上端为N极，故C正确，D错误。故选C。]
7．(2024·新泰市一模)小磁针静止时的指向如图所示，由此可知
( )
A．a端是通电螺线管的N极，c端是电源负极
B．a端是通电螺线管的N极，c端是电源正极
C．b端是通电螺线管的N极，d端是电源正极
D．b端是通电螺线管的N极，d端是电源负极
√
B [由题图可知，小磁针的左端为N极，根据异名磁极相互吸引可知，螺线管的b端为S极、a端为N极，根据安培定则可知，电流从螺线管的左端流入，所以c端为正极，故A、C、D错误，B正确。故选B。]
8．安装直流电动机模型时，要改变直流电动机的转动方向，可以
( )
A．将磁体的N、S极对调
B．将电源的正、负极和磁体的N、S极同时对调
C．改变磁性强弱
D．改变磁性强弱和电流大小
√
A [要想改变电动机的转动方向，可对调磁铁两极或改变线圈中电流的方向，二者同时改变时，电动机转动方向不变，故A正确，B错误；电动机的转动方向跟电流方向和磁场方向有关，和电流大小、磁性强弱无关，故C、D错误。故选A。]
9．(2024·东平县模拟)在“探究让通电导体在磁场中动起来”的实验中(如图)，下列说法不正确的是( )
A．a、b间应该接入电源
B．根据该原理可以制成电动机
C．同时改变磁场方向和电流方向，导体棒的运动方向要改变
D．导体棒在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关
√
C [在“探究让通电导体在磁场中动起来”的实验中，需要有电源，因此ab处应该接入电源，故A正确；电动机是根据通电导体在磁场中受力的原理制成的，因此根据该原理可以制成电动机，故B正确；通电导体棒在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关，改变磁场方向或电流方向，导体棒的运动方向会改变，但同时改变磁场方向和电流方向，导体棒的运动方向不变，故C错误，D正确。本题选不正确的，故选C。]
10．如图所示为交流发电机原理图，线圈在磁场中转动，则( )
A．两磁极间的磁场方向向左
B．线圈在磁场中切割磁感线
C．通过灯泡的电流方向不变
D．线圈一定不受磁场力作用
√
B [在磁体的外部磁感线都是从N极出发回到S极，故题图中两磁极间的磁场方向向右，故A错误；发电机是根据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产生感应电流的原理制成的，感应电流的方向和磁场方向、导体切割磁感线的方向有关，由于导体切割磁感线的方向在改变，所产生的电流也会变化，故B正确，C错误；根据通电导体在磁场中受力的作用的原理可知，此时线圈一定会受到力的作用，故D错误。故选B。]
11．下列有关电和磁的说法正确的是( )
A．奥斯特发现了电流的磁效应
B．磁体周围的磁场既看不见也摸不着，所以是不存在的
C．电动机是根据电磁感应原理制成的
D．电磁铁磁性的强弱只与线圈中电流的大小有关
√
A [奥斯特发现了电流的磁效应，故A正确；磁体周围的磁场虽然看不见也摸不着，但的确存在，故B错误；电磁感应现象是发电机的制作原理，而电动机的制作原理是通电线圈在磁场中受力转动，故C错误；电磁铁的磁性强弱与电流的强弱和线圈的匝数有关，故D错误。故选A。]
12．如图所示，当开关闭合后，螺线管上方的小磁针静止在图示位置，则小磁针的右侧为________极；关于通电螺线管磁场的方向，小明通过实验得出的结论是：通电螺线管的极性跟导线的环绕方向有关。请对此结论作出评价：_______________________________。
见解析
[解析] 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右端为N极，由磁极间的相互作用可知，小磁针右端为S极；关于通电螺线管磁场的方向，小明通过实验得出的结论是：通电螺线管的极性跟导线的环绕方向有关。请对此结论作出评价：不正确，实验时，当观察到电流反向，小磁针磁极的指向发生改变现象时，表明通电螺线管的磁场方向与电流方向有关，与绕线方向无关。
13．如图所示是探究“通电螺线管外部的磁场方向”的实验装置。实验中，用小磁针的________极指向来判断通电螺线管外部某点的磁场方向；断开开关，将电源的正负极对调，再闭合开关，将观察到小磁针_____________。
N
指向改变
[解析] (1)小磁针静止时N极的指向为该点磁场的方向，所以，实验中用小磁针的N极指向来判断通电螺线管外部某点的磁场方向；(2)将电源的正负极对调后，螺线管中的电流方向发生了改变，磁场的方向发生了改变，则小磁针的N极指向也会改变。
14．(2024·泰山区校级一模)请在图中标出小磁针静止时的N极，并用箭头标出通电螺线管外部一条磁感线的方向。
[解析] 根据通电螺线管线圈中的电流方向，由安培定则可知，通电螺线管的左端为S极，右端为N极，在磁体外部，磁感线从磁体N极出发，回到S极，因此可知通电螺线管外部磁感线的方向是从右端指向左端；同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引，因此小磁针左端为S极，右端为N极。据此作图。
[答案] 见解析
15．(2024·泰山区模拟)如图所示的电路，下列说法正确的是( )
A．开关S拨到a时，小磁针静止时A端为S极
B．开关S拨到a时，滑动变阻器的滑片向右滑动时，电磁铁的磁性增强
C．开关S由a拨到b时，电磁铁的磁极发生改变
D．开关S由a拨到b，调节滑动变阻器，使电流
表示数不变，则电磁铁的磁性增强
√
16．如图所示，是一种自行车前轮的结构图，行驶中，磁铁靠近传感器时磁场能使其中的带电粒子发生偏转(即相当于通电导体在磁场中受力运动)，产生一种信号，信号传入速度计能测出自行车行驶的速度和里程。下列能说明其原理的是( )
√
B [由题意可知，该装置能测出自行车行驶速度和里程的原理是通电导体在磁场中受力运动；A中，这是演示电流磁效应的实验装置(奥斯特实验的装置)，不符合题意；B中，这是演示磁场对电流作用的实验装置，即通电导体在磁场中受力运动，符合题意；C中，这是探究影响电磁铁磁性大小的实验，电磁铁是利用电流的磁效应制成的，不符合题意；D中，这是研究电磁感应现象的实验装置，是发电机的原理，不符合题意。故选B。]
17．如图所示，用绝缘细线分别将铜棒ab、cd水平悬挂，置于磁场方向竖直的蹄形磁体间，两铜棒间用柔软的细长导线连接成闭合回路。下列说法正确的是( )
A．竖直上下移动ab，闭合回路abcd中有电流产生
B．左右移动ab，cd将会运动
C．ab左右移动，对cd受力方向无影响
D．仅调换右侧蹄形磁体上下磁极，对cd所受磁场作用力的方向没有影响
√
B [如题图所示，ab做切割磁感线运动时，电路中有电流产生，cd就成了通电导体，通电导体在磁场中受力而运动。竖直上下移动ab，ab顺着磁感线方向运动，没有切割磁感线运动，闭合回路abcd中没有电流产生，A说法错误；左右移动ab，ab切割磁感线运动，闭合回路abcd中有电流产生，cd成为通电导体，在磁场中受力运动，B说法正确；ab向左切割磁感线和向右切割磁感线，磁场方向不变，切割磁感线方向改变，感应电流方向改变，cd中通电电流方向变化，磁场方向不变，所以cd受力运动方向改变，C说法错误；调换右侧蹄形磁铁上下磁极，电流方向不变，cd运动方向变化，所以仅调换右侧蹄形磁铁的上下磁极，是影响cd运动的，D说法错误。故选B。]
18．(2024·泰安模拟)如图所示，闭合开关，条形磁铁静止后，将滑动变阻器滑片P从右往左滑动的过程中，下列说法正确的是( )
A．弹簧将伸长
B．弹簧将缩短
C．弹簧先伸长后缩短
D．弹簧长度不变
√
B [滑片从右往左滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变大，所以电路中的电流变小，通电螺线管的磁性减弱；由题图知，电流从螺线管的下方流入，根据安培定则可知，螺线管的上端为N极，下端为S极，则螺线管和条形磁铁相对的磁极为异名磁极，异名磁极相互吸引，所以螺线管对磁铁的吸引力减小，弹簧的长度变短。故选B。]
19．如图所示，条形磁铁放在水平木桌上，电磁铁右端固定并与条形磁铁在同一水平面上。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P逐渐向右移动时，条形磁铁仍保持静止，此时电磁铁的左端为________极，条形磁铁受到的摩擦力________(选填“变大”“变小”或“不变”)，方向水平________(选填“向左”或“向右”)。
N
变大
向左
[解析] 由安培定则可知，螺线管左侧为N极；因异名磁极相互吸引，故条形磁铁所受磁场力向右；因条形磁铁处于平衡状态，即条形磁铁所受摩擦力应与引力大小相等方向相反，故摩擦力的方向水平向左；当电压不变，滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，由欧姆定律得螺线管内的电流增大，则可知螺线管的磁性增强，条形磁铁所受到的吸引力增大；因条形磁铁仍处于平衡状态，所以条形磁铁所受的摩擦力也增大。
20．(2024·泰安校级模拟)如图所示，GMR是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小，当闭合开关S1、S2时，电磁铁的右端为________极，小磁针将________(选填“顺”或“逆”)时针旋转，当P向右滑动时，电压表的示数________(选填“减小”或“增大”)。
[解析] 根据安培定则可知，电磁铁的左端为N极，右端为S极；根据磁极间的相互作用规律可知，通电后，小磁针将会逆时针旋转；使滑片P向右滑动，变阻器接入电路的电阻变大，左侧电路中电流变小，电磁铁的磁性变弱，巨磁电阻的阻值变大，右侧电路中电流变小，根据U＝IR可知，灯泡两端的电压减小，即电压表示数变小。
[答案] 见解析
21．在“安装直流电动机模型”的实验中：我们首先想到的是磁体间发生相互作用是因为一个磁体放在了另一个磁体的磁场中，那么通电导体周围也存在磁场，磁体会对通电导体产生力的作用吗？
(1)如图所示，将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，闭合开关后，导体运动，说明磁场对________导体有力的作用。
通电
(2)断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向________(选填“相同”或“相反”)，说明通电导体在磁场中的受力方向与__________有关。
(3)断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向________(选填“相同”或“相反”)，说明通电导体在磁场中的受力方向与____________有关。
(4)如果同时改变磁场方向和电流方向，________(选填“能”或“不能”)确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。
相反
磁场方向
相反
电流方向
不能
[解析] (1)将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，未闭合开关前，电路中没有电流，导体静止不动，闭合开关后，电路中有电流，导体运动，说明磁场对通电导体有力的作用。
(2)断开开关，将题图中磁铁的N、S极对调，磁场方向改变，再闭合开关，电流方向不变，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。
(3)断开开关，将题图中电源的正、负极对调，再闭合开关，导体中电流方向改变，磁场方向不变，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向有关。
(4)如果同时改变磁场方向和电流方向，通电导体在磁场中受力方向不变，不能确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。
22．在探究“产生感应电流的条件”实验中：
(1)实验中观察______________________来判断电路中是否有感应电流。
(2)闭合开关，若导体AB不动，水平左右移动磁体，电路中________(选填“有”或“无”)感应电流。
(3)该实验的结论是：闭合电路的一部分导体，在磁场中做____________运动时，导体中就会产生感应电流。
(4)如果将小量程电流表换成________，可以探究磁场对通电导体的作用。
[解析] (1)实验时，通过观察电流表的指针是否偏转，来确定电路中是否产生感应电流。
(2)闭合开关，若导体AB不动，左右移动磁体，导体做切割磁感线运动，电路中有感应电流。
(3)该实验的结论是：闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流。
(4)如果将小量程电流表换成电源，闭合开关后电流流过导体棒，导体棒受安培力作用，可以探究磁场对通电导体的作用。
[答案] 见解析
23．(2024·菏泽)如图所示是安检使用的一种金属探测仪。当探测仪靠近金属物体时，会产生感应电流，发出报警信号。其工作原理与下列实验原理相同的是( )
√
B [由题意可知，当探测仪靠近金属物体时，相当于闭合电路的部分导体在切割磁感线，从而产生感应电流，这是电磁感应现象，则分析各实验现象可知能产生电流的选项。
当探测仪靠近金属物体时，相当于闭合电路的部分导体在切割磁感线，从而产生感应电流，它是利用电磁感应原理制成的。A中为奥斯特实验的装置，说明电流周围存在磁场，不符合题意；B中没有电源，导线在磁场中做切割磁感线运动，电路中产生感应电流，电流表指针发生偏转，符合题意；C中有电源，闭合开关后，通电导线在磁场中受力的作用而运动，不符合题意；D中有电源，通电后电磁铁具有磁性，能够吸引铁钉，利用了电流的磁效应，不符合题意。故选B。]
24．(2023·临沂)闭合如图所示电路的开关，小磁针静止时N极水平向左，则( )
A．通电螺线管的左端为N极
B．电源的左端为正极
C．电流表的左端为“＋”接线柱
D．R的滑片不能置于最右端
√
C [已知小磁针静止时N极水平向左，根据磁极间的相互作用可知，通电螺线管的左端为S极、右端为N极，根据安培定则可知，电流从螺线管的右端流入、左端流出，所以电源左端为负极，右端为正极，故A、B错误；电流从电流表的正接线柱流入、负接线柱流出，所以电流表的左端为“＋”接线柱，故C正确；R的滑片置于最右端时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，电路中电流最小，不会对电路安全有影响，故D错误。故选C。]
25．(2024·临沂)2024年5月11日，由临沂市五名中小学生组建的无人机足球队在FIDA第二届世界锦标赛中，以全胜的战绩荣获世界冠军。无人机动力系统的核心部件是电动机，下列实验，能说明电动机工作原理的是( )
A B
C D
√
D [A中该实验说明通电导体的周围存在磁场，不符合题意；B中该实验可以探究影响电磁铁磁性强弱的因素，不符合题意；C中该实验说明发电机的基本原理，不符合题意；D中该实验可以说明电动机的基本原理，符合题意。故选D。]
26．(2024·滨州)关于磁现象，下列说法正确的是( )
A．图甲：司南能指示南北是因为受到地磁场的作用
B．图乙：滑动变阻器滑片向右移动时，电磁铁的磁性会增强
C．图丙：该实验说明通电导线在磁场中受力，这是发电机的工作原理
D．图丁：导体AB竖直向上运动时，电流表指针会发生偏转
√
A [因为地球是一个巨大的磁体，司南能够指示南北是因为受到地磁场的作用，故A正确；题图乙中，闭合开关后，向右移动滑动变阻器滑片时，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，电路中电流变小，电磁铁的磁性会减弱，故B错误；题图丙中有电源，闭合开关后，通电导体在磁场中受力而运动，将电能转化为机械能，这是电动机的工作原理，故C错误；导体AB竖直向上运动时，运动方向与磁场方向平行，不能切割磁感线，不能产生感应电流，电流表指针不会发生偏转，故D错误。故选A。]
27．(2024·泰安)能水平转动的小磁针在水平桌面上静止时，小磁针的北极指向地理的________(选填“北”或“南”)极附近。
北
28．(2024·烟台)螺线管是汽车启动器的一个重要部件，驾驶员转动钥匙发动汽车时，相当于给螺线管通电。如图所示，螺线管的左端为________极，小磁针的左端为________极，A为电源的________极。
N
N
负
[解析] 由题图可知，磁感线是从螺线管的左侧出来的，则左侧为N极，右侧为S极，根据安培定则可知，螺线管中电流的方向是向上的，即电源的B端为正极，A为电源的负极；异名磁极相互吸引，所以小磁针的左端为N极，右端为S极。
29．(2024·枣庄)某实验小组用铁屑和小磁针来探究“通电螺线管外部磁场的方向”。
(1)在闭合开关前，小磁针静止时，N极指向地理的________(选填“南极”或“北极”)，说明地球周围存在磁场。
(2)在玻璃板上均匀地洒满铁屑，将螺线管连入电路，闭合开关，轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示，铁屑的分布情况与________磁体周围铁屑的分布情况相似。
(3)把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示，对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极所指方向与图乙中小磁针N极所指方向相反，说明通电螺线管的极性与________的方向有关。
北极
条形
电流
(4)实验时发现通电螺线管的磁场较弱，铁屑规则排列的效果不明显，为增强螺线管的磁场，可行的措施：________________________ __________________(写出一种方法即可)。
调节滑片，增大通电螺线
管线圈中的电流
(5)为了研究通电螺线管的磁极性质，同学们一起对螺线管的电流方向和绕线方式进行了实验，得到了如图所示的四种情况。实验说明通电螺线管的磁极极性只与_________有关，且这个关系可以用_________来判断。
电流方向
安培定则
[解析] (1)开关闭合前，小磁针N极指地理的北极，说明地球周围存在磁场。
(2)通电螺线管周围铁屑的分布情况与条形磁体周围铁屑的分布情况相似。
(3)将电源正、负极对调，小磁针的指向也改变了，说明通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。
(4)通电螺线管的磁场较弱，铁屑规则排列的效果不明显，可以调节滑片，增大通电螺线管线圈中的电流，通电螺线管的磁性就会增强。
(5)四个图中的螺线管电路中A和B的绕线方式相同，电流方向不同，根据小磁针的指向情况知：A的右端为S极，B的右端为N极；同理C、D也是如此，所以实验说明螺线管的绕线方式相同时，极性只与它的电流方向有关；故通电螺线管的磁极极性与它的电流方向有关，且这个关系可以用安培定则判断。
