第6节 电与磁
考点管理
考点1 磁现象、磁场
1.磁体:能够吸引 __________ 等物质的性质叫作磁性,具有磁性的物体叫作磁体。
(1)磁极:磁体上磁性最强的两个部位叫作 ____ 。能够自由转动的磁体,静止时指南的磁极叫 ____ ,指北的磁极叫 ____ 。
(2)磁极间的相互作用规律:同名磁极相互 ____ ,异名磁极相互 ____ 。
(3)磁化:使原来没有磁性的物体在磁体或电流的作用下获得 ____ 的过程叫作磁化。
2.磁场:磁体周围存在着一种特殊物质(看不见、摸不着但却又确确实实存在),它能使磁针发生偏转,我们称之为磁场。在磁场中某一点,小磁针静止时 ______ 所指的方向就是该点的磁场方向。
3.磁感线:用一些带箭头的曲线把小磁针在磁场中的排列情况画出来,方便、形象地描述磁场,这样的曲线叫磁感线。磁体周围的磁感线都是从磁体的 ____ 出来,回到磁体的 ____ 。磁感线 ____ (选填“是”或“不是”)实际存在的。
4.地磁场:地球周围存在着的磁场叫地磁场。地磁场的南极在地理 ____ 附近,地磁场的北极在地理 ____ 附近。地磁两极跟地理两极并不重合,对这一现象认识最早的是宋代学者 ____ 。
01 经典例题
例1 [2025广西桂林模拟]传统文化 (多选) 沈括在《梦溪笔谈》中描述:“方家以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。”下列说法正确的是( )
A.地磁场北极在地理南极附近
B.指南的“针锋”是磁体的北极
C.指南的“针锋”指向地理南极的正方向
D.地磁场的两极和地理的两极不完全重合
例2 [2025广西南宁模拟]传统文化 司南是我国早期的指南针,如图甲所示,它能指示南北方向是因为地球存在_ _ _ _ 。如图乙所示,磁悬浮地球仪悬浮在空中,是由于同名磁极相互_ _ _ _ (选填“排斥”或“吸引”)。
02 实战演练
1 跨学科实践 趋磁细菌是指能够在体内合成具有磁性物质的一类细菌(如图),将磁铁置于细菌附近,细菌会向磁铁的极运动。海洋中,这种细菌在地磁场驱使下运动的方向为( )
A.由西向东 B.由东向西 C.由南向北 D.由北向南
2 科技发展 如图是一款车载手机支架,支架上端的倾斜台面是一块磁体。将背部贴有铁片的手机置于台面上,手机便可固定。关于台面说法正确的是( )
A.周围存在无数条磁感线 B.表面一定是磁体的极
C.表面可以吸引所有金属 D.周围的磁场是不均匀的
3 [2025贵州]如图所示,为判断一根铁棒是否有磁性,用铁棒靠近置于水平桌面上的小磁针进行检验,当出现以下哪一现象,便能证明铁棒有磁性( )
A.将铁棒一端靠近小磁针极,极被排斥
B.将铁棒一端靠近小磁针极,极被吸引
C.将铁棒两端分别靠近小磁针极,极均被吸引
D.将铁棒同一端分别靠近小磁针、极,两极均被吸引
4 [2025江苏无锡]传统文化 如图所示是我国宋代的指南龟,将条形磁石装入木龟腹内,针的尖端与磁石接触后被磁化。将指南龟装于竹钉之上,使竹钉尖撑于龟体的重心正上方某点,水平放置并拨动指南龟,静止后针尾指南。下列说法中正确的是( )
A.针是铜制成的
B.针尖接触的是磁石的极
C.针尾指南是受到地磁场的作用
D.若稍倾斜木板,则指南龟静止时一定会倾斜
5 传统文化 如图所示是一款磁性冰箱贴,巧妙地将山西的地图与蝴蝶的形态相结合,寓意着山西文化的蜕变与新生,破茧成蝶。下列关于这款冰箱贴的说法正确的是( )
A.冰箱贴具有磁性但只有一个磁极
B.冰箱外壳是铜制的才可以吸上去
C.冰箱贴的周围一定真实存在磁场
D.冰箱贴的周围真实存在着磁感线
6 传统文化 (多选)东汉学者王充在《论衡》中记载了我国早期的指南针——司南:“司南之杓,投之于地,其柢(注:勺柄)指南”。下列说法中正确的是( )
A.司南可用铝、铜等金属制作
B.司南能指南是受到地磁场的作用
C.“柢”指的是司南的极
D.地理南极就是地磁的南极
7 工程实践 我国已有时速600公里高速磁浮试验样车,根据图甲可知磁悬浮列车悬浮是利用了_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 的原理;如图乙所示是用来描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线,由磁感线的分布特点可知,点的磁场比点的磁场_ _ _ _ (选填“强”或“弱”)。
8 [2025福建]将回形针掰直,磁化后放在树叶上,漂浮于水面,如图所示回形针在地球_ _ _ _ 的作用下,静止后指向南北。参照冬季午间小草的影子偏向北方,进一步推测端是回形针磁体的_ _ _ _ 极。
9 [2025新疆模拟]请在图中标出静止的小磁针的极以及点的磁场方向。
考点2 电生磁
1.电流的磁效应
(1)奥斯特实验:1820年,丹麦物理学家 ______ 通过实验发现通电导线的周围存在与电流方向有关的磁场,这种现象叫作 ____________ 。奥斯特实验说明:① ____________________ ;② ________________________________ 。
2.通电螺线管的磁场
(1)通电螺线管外部的磁场和 ________ 的磁场相似,通电螺线管两端存在南北极。
(2)通电螺线管的南北极可由安培定则(右手螺旋定则)来判断:如图,用右手握住螺线管, ____________________________ ,则大拇指所指的那端就是螺线管的 ______ 。
01 经典例题
例1 [2025湖南长沙]科技发展 (多选)如图所示是一款悬浮月球灯,通电时,月球灯可悬浮在底座上方,右侧虚线框内是它的内部简化结构。月球灯悬浮利用了( )
A.电流的热效应 B.电流的磁效应
C.同名磁极相互排斥 D.异名磁极相互吸引
例2 [2025广西]如图,某同学正确运用右手螺旋定则(安培定则)判断通电螺线管的磁极,请在图中标出流入螺线管的电流方向和通电螺线管的极。
02 实战演练
1 如图所示,小磁针静止时指向南北,当导线端与电池“”极连通瞬间,小磁针发生偏转,此现象说明( )
A.小磁针被磁化 B.小磁针磁性消失
C.地磁场方向改变 D.电流周围存在磁场
2 科技小组的同学将不同金属丝插入菠萝中自制了水果电池,然后将一根导线在纸筒上绕制成螺线管,导线两端接在水果电池两极上,螺线管产生的磁场使小磁针静止在如图所示状态。下列判断正确的是( )
A.通电螺线管的左侧是极
B.水果电池端为负极
C.把小磁针取走,则通电螺线管周围的磁场消失
D.改变电流方向,小磁针偏转方向不变
3 如图所示,将一根通电直导线放在静止的小磁针正上方,且与小磁针平行。闭合开关后,下列说法正确的是( )
A.如果将导线沿东西方向放置,小磁针最容易发生偏转
B.实验中使用小磁针的作用是检测电流的周围是否有磁场
C.将小磁针移至直导线上方,通电后小磁针不会发生偏转
D.实验中改变电源的正、负极,小磁针的偏转方向不会发生改变
4 科技发展 心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏搏动,推动血液循环。如图所示,将线圈缠绕并固定在活塞一端,利用其与固定磁铁之间的相对运动,带动电动泵中的活塞,使血液定向流动;阀门、都只能单向开启,反向则封闭管路。当线圈中的电流从流向时,活塞将向_ _ _ _ 运动,“动力泵”处于_ _ _ _ (选填“抽血”或“送血”)状态。
5 如图,请在虚线框中标出电源右侧的正负极和小磁针左侧的极性。
6 科技发展 磁悬浮陀螺在航天、航空、电子和机械制造等领域有广阔的应用前景。图甲是磁悬浮陀螺仪,它由电磁底座和陀螺两部分组成,其悬浮原理如图乙所示。请在“括号”内标出陀螺的磁极,并标出点处的磁场方向。
7 [2025江西]探究通电螺线管外部磁场的方向。某组同学通过探究,已了解通电螺线管的两端相当于条形磁体的两极,它们的极性可以用小磁针的指向来判定后,接着探究通电螺线管两端的极性由什么因素决定。
【猜想】
A.可能由螺线管的绕向决定
B.可能由电源正负极的接法决定
C.可能由螺线管中电流的方向决定
(注解:螺线管两接线柱和电源正负极的接法简称电源正负极的接法)
【证据】
用_ _ _ _ 将如图所示的器材连接成电路,把小磁针放在螺线管两端,闭合开关,观察并记录小磁针静止时极的指向、螺线管的绕向、电源正负极的接法、螺线管中电流的方向。如图所示是本组同学用画图的方法呈现出的四次实验现象。
【解释】
(1) 观察分析图甲、乙两图,螺线管的绕向相同,通电螺线管的同一端磁极_ _ _ _ 。
(2) 观察分析图甲、丙两图,电源正负极的接法相同,通电螺线管的同一端磁极_ _ _ _ 。
(3) 观察分析图_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 两图,螺线管中电流的方向相同,通电螺线管的同一端磁极相同。
(4) 分析以上证据可知,通电螺线管的极性由螺线管中_ _ _ _ _ _ _ _ 决定,而不决定于_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,也不决定于_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
考点3 电磁铁、电磁继电器
1.电磁铁
(1)定义:内部带铁芯的螺线管叫作 ______ 。
(2)影响电磁铁磁性强弱的因素:
① ____ :线圈匝数一定时,电流越大,磁性越强。
② ____ :电流一定时,线圈匝数越多,磁性越强。
(3)特点:电磁铁磁性的有无可由 __________ 来控制;磁性的强弱可由 __________ 来控制;磁极可由 __________ 来控制。
(4)应用:电磁起重机、电铃、电磁继电器、自动控制设备等。
2.电磁继电器
电磁继电器是利用 ____________ 来控制工作电路的一种开关。其作用是利用低电压、弱电流的电路来间接地控制 ______________ 的电路,还可以实现远距离操纵和自动控制。
01 经典例题
例1 [2025四川凉山]传感器在“物联网”中担负着信息采集的重要任务,可以实现“提醒”和“报警”功能。某型号的温度自动报警装置由热敏电阻作为传感器制作而成,其简易电路图如下。已知热敏电阻的阻值随温度升高而减小,若电源电压保持不变,滑动变阻器的滑片在某位置不变,闭合开关和,此时装置未报警。下列说法正确的是( )
A.该装置中电磁铁的工作原理与发电机工作原理相同
B.若温度升高,流过电磁铁的电流变小,电磁铁磁性变弱
C.若温度降低到一定程度,该报警器会发送报警信息
D.若滑动变阻器的滑片向左移动一段距离,则报警的最低温度将会升高
例2 [2025江苏盐城]如图所示,给绕在铁钉上的线圈通电后,铁钉吸引大头针。下列操作能使铁钉吸引大头针数目变多的是( )
A.减少线圈匝数
B.减少电池节数
C.向右移动滑动变阻器的滑片
D.对调电源正、负接线柱上的接线
02 实战演练
1 如图所示,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、时,下列说法正确的是( )
A.电磁铁的右端为极
B.小磁针将顺时针旋转
C.当滑片向左滑动时,电磁铁的磁性增强,指示灯变亮
D.当滑片向右滑动时,电磁铁的磁性减弱,电压表的示数变大
2 如图所示的是直流电铃的原理图。开关断开时,弹性片的一端与螺钉接触。开关闭合,电磁铁吸引衔铁,小锤敲击铃碗发声,同时弹性片与螺钉分离导致断电,电磁铁失去磁性,弹性片与螺钉接触,电路再次接通,如此往复。下列说法正确的是( )
A.电路接通时,电磁铁右侧上端为极
B.电路接通时,电磁铁周围产生磁感线
C.若只更换电压较小的电源,电铃可能无法正常工作
D.若只对调电源的正负极,电铃可能无法正常工作
3 [2025四川广元]科技发展 如图所示是某学校路灯的智能照明电路。为光敏开关,天暗时自动断开,天亮时自动闭合;为滑动变阻器。下列说法正确的是( )
A.天亮时,电磁铁的上端是北极
B.天亮时,将的滑片向上滑动,电磁铁磁性变强
C.天暗时,衔铁被电磁铁吸引,触点与接触
D.天亮时,电磁铁外部磁感线从上端出发回到下端
4 工程实践 城市下水道井盖丢失导致行人坠入下水道的悲剧时有发生,令人痛心。为此,某同学设计了一种警示电路:在井口安装一环形灯,井盖相当于开关;正常情况下闭合,灯不亮;一旦井盖丢失断开,灯立即亮起,以警示行人。图中电路符合要求的是( )
A. B.
C. D.
5 科技发展 (多选)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。下列判断正确的是( )
A.若“电源1”的右端为正极,当电磁铁中有电流通过时,它的左端为极
B.增大“电源1”的电压可以增强电磁铁的磁性
C.闭合开关后,当温度达到时,发热电阻就开始加热
D.闭合开关后,当温度为时,发热电阻已经停止加热
6 (多选)如图所示是汽车尾气中(一氧化碳)排放量检测电路的简化电路图。当浓度高于某一设定值时,报警装置发声报警。下列说法正确的是( )
A.闭合开关,电磁铁的上端是极
B.当浓度升高时,电磁铁的磁性会增强
C.当浓度升高时,气敏电阻阻值会增大
D.电源用久后,减小,的报警浓度会变低
7 工程实践 物理学习小组为城市中的下穿隧道设计了一个积水自动报警器,其原理如图所示。图中、位置可以安装红灯或绿灯,当地面没有或有少量积水时,绿灯亮;当地面积水较深时,红灯亮(不纯净的水导电)。则红灯应在图中的_ _ _ _ (选填“”或“”)位置。为使电磁铁更容易吸住衔铁,请写出一种可行方法:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
8 [2025山东济南]工程实践 如图为一种水位报警器的原理图,当水位达到金属块时,电路中红灯亮,此时螺线管上端为_ _ _ _ 极,图中虚线部分的作用相当于_ _ _ _ (选填“电源”“开关”“用电器”或“导线”)。
考点4 电动机
1.磁场对通电导线的作用
通电导体在磁场中会受到 __ 的作用。其受力方向跟 __________________ 有关。当改变电流方向或磁场方向时,通电导体的受力方向 ____ ;若同时改变电流方向和磁场方向,通电导体的受力方向 ______ 。
2.电动机
电动机是把 __ 能转化为 ____ 能的机器。
(1)原理:根据 ______________________________ 制成的。
(2)结构:由 ____ (能够转动的部分)和 ____ (固定不动的部分)组成。
(3)直流电动机中换向器的作用:当线圈刚转过平衡位置时,换向器就能自动改变线圈中 ____ 的方向,使线圈继续转动。
(4)改变直流电动机转动方向的方法: __________________________ 。
01 经典例题
例1 [2025广东]如图所示实验中,闭合开关,导体向右运动,下列操作能让导体向左运动的是( )
A.改变电压大小 B.改变电流方向
C.改变电流大小 D.改变导体长度
例2 [2025广西南宁模拟]如图所示的实验中,闭合开关,观察到铝棒向左运动,实验现象说明磁场对_ _ _ _ _ _ _ _ 有力的作用,利用这一原理可以制成_ _ _ _ _ _ 。
02 实战演练
1 日常生活 现代生活离不开电。电动机在生产和生活中有着广泛的应用,其原理是通电导体在磁场中受到磁场力的作用而运动。下列四幅图中的用电器工作时能符合电动机工作原理的是( )
A. B.
C. D.
2 如图所示,某同学自制了一个扬声器,将线圈紧密粘贴在纸杯底部,在线圈上方放置一个强磁体,在线圈中通入交变电流后,纸杯振动发声。下列说法正确的是( )
A.该扬声器与电磁继电器的工作原理相同
B.磁场对线圈的力的方向随电流方向的改变而改变
C.线圈带动纸杯振动是电磁感应现象
D.线圈中的电流不会产生磁场
3 如图为直流电动机的基本构造示意图。以下相关的分析中正确的是( )
A.电动机是利用电磁感应的原理工作的
B.电动机工作过程中,消耗的电能全部转化为机械能
C.使线圈连续不停地转动下去是靠换向器来实现的
D.仅改变磁感线的方向不能改变线圈转动的方向
4 [2025山东潍坊](多选)如图所示,是某兴趣小组自制的简易电动机。一块纽扣强磁铁的上端磁极吸附在一根铁钉的底部,铁钉的尖端竖直地吸在一节干电池的正极上;将导线一端接在电池负极,若另一端接在磁铁上,铁钉和磁铁就会沿图示方向转动。整个实验电路电阻较小,下列分析正确的是( )
A.铁钉中电流的方向是从尖端指向底部
B.铁钉和磁铁转动时,机械能转化为电能
C.电路中电流较大,不能长时间进行实验
D.若将磁铁的上下磁极调换,铁钉和磁铁仍沿图示方向转动
5 [2025广西贵港模拟]科技发展 (多选)中国新能源电动汽车发展势头强劲,在技术研发和新能源汽车消费市场方面发展迅速,广受欢迎。新能源电动汽车的核心部件是电动机,以下说法正确的是( )
A.电动机工作时将机械能转化为电能
B.电动机的工作原理是磁场对通电导体有力的作用
C.电动汽车倒车时只需给电动机调换电源的正负极
D.电动汽车给车载电池充电时将化学能转化为电能
6 (多选)如图所示,兴趣小组制作了一个电动机,给线圈通电后,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.电动机是利用电磁感应原理工作的
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
7 学习了电磁学的知识后,善思好学的小明利用一节电池、一个硬铜导线框和纽扣强磁铁,组装成一个简易电动机。如图所示,同时放手后可观察到导线框以干电池为轴转动起来。导线框转动起来的原理是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,若要改变导线框转动的方向,可以改变线圈中电流方向或_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
考点5 发电机
1.电磁感应现象
(1)英国物理学家 ______ 发现了电磁感应现象。
(2)内容: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 ____ ,这个现象叫电磁感应现象,产生的电流叫作 ________ 。
(3)产生感应电流的条件: ______________ 的,且 ________________________________ 。
(4)感应电流的方向跟 ____________ 和 ________ 有关。改变导体的运动方向或磁感线方向,感应电流的方向 ____ ;若同时改变导体运动方向和磁感线方向,感应电流方向 ______ 。
(5)感应电流的大小与 ________________________________________ 有关。
2.发电机
发电机是把 ____ 能转化为 __ 能的装置。
(1)原理:是根据 ________ 制成的。
(2)交流电:方向会周期性改变的电流叫交流电,我国交流电的频率为。
(3)交流发电机的结构:转子和定子,大型发电机一般都采用线圈不动,磁极旋转的方式来发电,且用电磁铁代替永磁体,这种发电机叫旋转磁极式发电机。
3.电动机与发电机的区别
项目 电动机(可看作用电器) 发电机(可看作电源)
原理 ________________________ ____________
原理图
构造 定子、转子、换向器 定子、转子、铜环和电刷
结构图
区别 电路中有电源 电路中无电源
能量转化 ________________ ________________
应用 扬声器 动圈式话筒、磁条刷卡机
01 经典例题
例1 [2025广西南宁模拟]如图是安检时使用的一种金属探测仪,金属探测仪靠近金属物体时,会产生感应电流,发出报警信号。下列物体工作原理与其相同的是( )
A.电熨斗 B.电磁铁 C.发电机 D.电动机
例2 [2025广西]如图所示,悬挂在蹄形磁体两极间的导体与灵敏电流计构成闭合回路。当导体静止不动时,电流计指针_ _ _ _ _ _ ;当导体向右运动时,电流计指针_ _ _ _ 。(均选填“偏转”或“不偏转”)
02 实战演练
1 [2025湖北]科技发展 如图为一种防灾应急手摇电筒。中部固定有线圈,沿着筒身方向摇动手电筒,使其内部的小物块来回穿过线圈,灯泡发光。小物块可能是( )
A.木块 B.石块 C.铜块 D.磁铁块
2 [2025宁夏]新能源汽车的能量回收主要基于再生制动技术,此技术通过将车辆减速或制动时的部分动能转化为电能并储存回电池,从而提高能量的利用效率。下列实验与此技术原理相同的是( )
A. B.
C. D.
3 如图所示是探究电磁感应现象的实验装置,在蹄形磁铁的磁场中放置一根导线,闭合开关,导线两端和电流表连接形成闭合回路。选项图中表示垂直纸面的一根导线,它是闭合回路的一部分。它在磁场中按箭头方向运动时,不产生感应电流的是( )
A. B. C. D.
4 科技发展 某科技馆内有一块能发电的地板,当人在上面跳跃时,小灯泡便会一闪一闪的,地板下方铺设的装置如图所示。当踩踏地板时,小灯泡发光原因是( )
A.电磁感应 B.电流的磁效应
C.电流的热效应 D.磁场对通电导线作用
5 [2025山东青岛]工程实践 抽水蓄能是存储电能的方式之一。原理如图所示:蓄能时,电动机将水从下蓄水池抽入上蓄水池;需要电能时,打开闸门,让水流驱动发电机来发电。下列说法正确的是( )
A.蓄能时,将机械能转化为电能
B.电动机的工作原理是电磁感应现象
C.发电机的工作原理是电流的磁效应
D.蓄水量一定,上蓄水池建的位置越高,能储存的电能就越多
6 如图所示,江风让电风扇的扇叶转动起来,点亮电灯。这是利用了_ _ _ _ _ _ _ _ 原理,与该原理相同的装置是_ _ _ _ _ _ _ _ (选填“动圈式扬声器”或“动圈式话筒”)。
7 实验小组在“探究什么情况下磁能生电”的实验中,连接了如图所示的实验装置。
(1) 实验中棒的材料可能是_ _ _ _ (选填“塑料”“铝铜”或“铁”)。
(2) 实验中是通过观察_ _ _ _ _ _ _ _ 来显示电路中是否有电流产生。
(3) 最早发现该现象的是英国物理学家_ _ _ _ _ _ ,该现象叫_ _ _ _ _ _ _ _ 现象。
(4) 利用上述实验原理可用来制造_ _ _ _ _ _ ,若将此装置中灵敏电流计换成_ _ _ _ ,可进一步探究磁场对电流的作用。
8 如图甲是探究导体在磁场中运动时产生感应电流条件的部分装置。导体的两端接有导线,并将导体用绝缘细线悬挂起来放在蹄形磁体的磁场中。
(1) 实验中,为了判断电路中是否产生电流,应将导体 接在_ _ _ _ _ _ (选填“验电器”或“电流表”)上。
(2) 实验发现,导体静止或上下移动时均不产生电流,当导体左右运动时,产生电流。如果把磁感线想象成一根根实实在在的线,把导体想象成一把刀,可将看到的现象总结为:闭合电路的一部分导体在磁场中做_ _ _ _ _ _ _ _ 运动时,导体中就产生电流。
(3) 实验中还发现,当导体分别向左和向右运动时,产生的电流方向不同,这说明感应电流方向与_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 有关。为了进一步探究感应电流方向与磁场方向是否有关,应该在其他条件相同时,改变_ _ _ _ _ _ _ _ 。
(4) 如图乙是手摇发电机,为了判断发电机产生的电流方向是否变化,把两个发光二极管极性相反地_ _ _ _ (选填“并”或“串”)联起来,由于发光二极管具有单向导电性(电流由正极经过二极管流向负极时二极管发光,反之电流不能通过二极管),若观察到两个二极管_ _ _ _ (选填“不”“一直”或“交替”)发光,则可说明发电机产生的电流方向是变化的。
考点6 跨学科实践
1 如图所示,小松兴趣小组应用已学的电磁学知识,利用家庭实验室的器材制作一个“爱心”电动机。下列实验能揭示“爱心”电动机工作原理的是( )
A.
B.
C.
D.
2 如图甲是直流电动机模型,图乙是小明制作的一台简易电动机(线圈左侧轴的漆皮被刮去一半,线圈右侧轴的漆皮被全部刮掉)。下列说法中正确的是( )
A.电动机是利用电磁感应原理工作的装置
B.图乙中刮去一半漆皮的轴与图甲中换向器的作用相同,都是为了改变线圈中的电流方向
C.将图甲中电源的正负极对调,线圈的转动方向不变
D.将图乙中金属支架的高度降低,线圈的转速会加快
3 [2024广东]将自制的电动机接入电路,如图所示,其中支架是_ _ _ _ (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_ _ _ _ 。
4 如图所示,这是自制简易电动机模型。
(1) 绕制线圈的铜丝外表有漆皮,必须对线圈引出线的两端(搁置于铜质弯钩的部位)进行刮漆处理,其中一端的漆皮全部刮去,另一端的漆皮刮半周留半周。按这种方法刮漆的目的是使线圈能够_ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2) 如果整个制作没有问题,但接上电源后线圈不动,这时应做哪些尝试?(说出两点即可)
① _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;
② _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(3) 通电后线圈能转动,如要改变转动方向,可采取的做法是①_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,②_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(4) 如果还想改变线圈转动的快慢,可以改变_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
5 【实验名称】设计小型电动感应系统。
【进行实验】
(1) 制作小型电动机
经过课堂学习,我们了解到电动机中有线圈和_ _ _ _ ,图1是小组同学自制的简易电动机模型电路。闭合开关,发现线圈不转,小明用手轻轻转了一下线圈,电动机模型开始正常转动,这是因为_ _ _ _ 。
A.轴与金属架接触不良
B.线圈内部断路
C.线圈正好处于平衡位置
① 如果仅将图1中的永磁体上下磁极调换一下,线圈转动方向与原来转动方向_ _ _ _ (选填“相同”或“相反”);
② 如图1所示,小明换用三节电池供电,发现线圈转速变快了。为了便于改变线圈转动速度,在不改变电源电压的情况下,他可以在电路中_ _ _ _ (选填“串联”或“并联”)一个_ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2) 设计电动感应电路
同学们看到商场的电动感应门,当有人走近时,感应器会发出信息,电路接通,电动门开始工作,门自动打开。图2是小组同学设计的电动感应电路,左边电路的感应器相当于一个_ _ _ _ (填元件名称),当有人走近时,左边电路就会接通,电磁继电器_ _ _ _ (选填“有”或“没有”)磁性,吸引衔铁又把右边电路接通,电动机开始工作,门自动打开。
考点7 实验突破
1 “探究通电螺线管外部磁场的特点”的实验装置如图甲所示。
(1) 在用铁屑探究螺线管外部磁场分布时,需要经历下列步骤:①轻敲有机玻璃板,观察铁屑分布;②将铁屑均匀撒在有机玻璃板上;③闭合开关。三个步骤合理的顺序是_ _ _ _ _ _ (填序号)。
(2) 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)。
(3) 经过对铁屑分布的观察,发现通电螺线管外部磁场与_ _ _ _ 磁体周围磁场分布相似;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。
(4) 把小磁针放在螺线管四周不同的位置,通电后,小磁针分布如图乙所示,发现通电前后、两个小磁针未发生明显偏转,此时的螺线管可能是向_ _ _ _ (选填“南北”或“东西”)方向放置的。
(5) 根据图丙中小磁针静止时的指向,在括号中标出电源左端的极性。
(6) 未来,科学家想研究月球是否也像地球一样是一个磁体,在月球科研站内将小磁针放在不同位置,若观察到_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 现象,则说明月球也是一个磁体。
2 某实验小组的同学利用如图甲所示的装置探究通电螺线管外部磁场的方向,进行的实验操作如下:
(1) 在嵌有螺线管的有机玻璃(未画出)上均匀地放置小磁针,连接好电路后闭合开关,小磁针的分布如图乙所示,小磁针在_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 的作用下发生偏转。
(2) 根据图乙通电螺线管旁边小磁针的指向可知此时通电螺线管的左端为_ _ _ _ 极(小磁针黑色端为极)。
(3) 接下来该实验小组的同学将电源的正负极对调,目的是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(4) 闭合开关前,把小磁针放在水平桌面上,发现小磁针静止时总是指向南北方向,这是因为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(5) 如图丙,闭合开关后,竖直悬挂的小铁球向右运动,这说明通电螺线管周围存在_ _ _ _ ;同时发现小磁针的极与通电螺线管的右端相互_ _ _ _ 。
(6) 将小铁球换成小铝球,闭合开关后,小铝球将_ _ _ _ _ _ _ _ (选填“向右运动”“向左运动”或“保持静止”)。
(7) 有一同学提出:在学完通电直导线周围的磁场后,她把通电台灯的导线与小磁针平行放置,结果发现小磁针也未发生偏转。同学们对此有两种不同的观点:
A.台灯线内有两根导线,且电流方向相反,产生的磁性相互抵消
B.台灯线内电流太小,产生的磁场太弱,不足以让小磁针偏转
带着疑问,老师让同学们用两节干电池和一段电阻丝重新做这个实验,结果发现小磁针偏转了。由此说明_ _ _ _ (选填“A”或“B”)观点是错误的。
3 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
【实验原理】_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【实验装置】如图所示,实验室备有铜棒、橡胶棒和玻璃棒,应选用_ _ _ _ 作为本实验中的棒。
【设计实验与进行实验】
(1) 转换法:通过观察_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 判断电路中是否产生感应电流;通过观察_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 判断感应电流方向。
(2) 控制变量法:
① 探究感应电流的方向与导体运动方向的关系:控制_ _ _ _ _ _ _ _ 不变,改变导体运动方向;
② 探究感应电流的方向与磁场方向的关系:控制_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 不变,改变磁场方向。
【分析与论证】
(3) 闭合电路的一部分导体在磁场中做_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 时,导体中有感应电流产生,感应电流的方向与_ _ _ _ _ _ _ _ 和_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 有关。
【交流、评估、反思】
(4) 电流表指针不偏转的原因:
① 不是_ _ _ _ 回路;
② 导体没有做_ _ _ _ _ _ _ _ 运动。
(5) 感应电流太小的改进措施:换用磁性_ _ _ _ 的磁体;导体切割磁感线时保持垂直且尽量快速;改用导线制成的多匝矩形线圈代替单根导线;
(6) 电磁感应现象的实际应用:_ _ _ _ _ _ 、动圈式话筒等。
4 小童利用如图1所示的实验装置探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件,她将实验中观察到的现象记录在表格中。
次数 开关 磁场方向 导体的运动方向 灵敏电流计指针的偏转方向
1 断开 上下 向右运动 不偏转
2 闭合 上下 向右运动 向左偏转
3 闭合 上下 向左运动 向右偏转
4 闭合 上下 向上运动 不偏转
5 闭合 上下 向下运动 不偏转
6 闭合 上下 向右运动 向右偏转
7 闭合 上下 向左运动 向左偏转
(1) 分析得出:_ _ _ _ 电路中的部分导体在磁场中做_ _ _ _ _ _ _ _ 运动时,导体中就会产生感应电流。
(2) 比较实验_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 可知:在磁场方向一定时,感应电流的方向与导体切割磁感线运动方向有关。
(3) 比较实验2和6(或3和7)可知:在导体切割磁感线运动方向不变时,感应电流的方向与_ _ _ _ _ _ _ _ 有关。
(4) 针对这个实验,小童进行了进一步的探究,她提出了“感应电流的大小可能与导体切割磁感线的运动速度有关”的猜想,于是她设计了如下的实验方案。
① 保持磁场强弱不变,让导体以_ _ _ _ (选填“相同”或“不同”)的速度沿相同方向做切割磁感线运动,观察灵敏电流计指针偏转幅度大小。
② 如果灵敏电流计指针偏转幅度不同,说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度_ _ _ _ (选填“有关”或“无关”)。
(5) 实验后,小童反思实验过程:产生感应电流时,电流计指针偏转角度不太明显,造成上述情况的原因可能是:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(6) 如图2所示是发电机的原理图,图3中的“”表示图2中导线的横截面(沿导线由往看),当导线在磁场中从①位置转动到④位置的过程中,不会产生感应电流的是_ _ _ _ _ _ (填字母)。
A.① B.② C.③ D.④
(7) 我国电磁炮研究取得了重大进展,福建舰上的炮弹均配置了电磁弹射装置。如图4所示,这是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,将炮弹发射出去。电磁炮发射的原理是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
第6节 电与磁
考点管理
考点1 磁现象、磁场
01 经典例题
例1 AD
例2 磁场; 排斥
02 实战演练
1.D
2.D
3.A
4.C
5.C
6.BC
7.同名磁极相互排斥; 弱
8.磁场;
9.
考点2 电生磁
01 经典例题
例1 BC
例2
02 实战演练
1.D
2.B
3.B
4.右; 送血
5.
6.
7.导线
7.(1) 不同
(2) 不同
(3) 甲、丁(或乙、丙)
(4) 电流的方向; 螺线管的绕向; 电源正负极的接法
考点3 电磁铁、电磁继电器
01 经典例题
例1 D
例2 C
02 实战演练
1.C
2.C
3.B
4.D
5.AB
6.AB
7.; 增大工作电路的电源电压
8.; 开关
考点4 电动机
01 经典例题
例1 B
例2 通电导体; 电动机
02 实战演练
1.C
2.B
3.C
4.AC
5.BC
6.AC
7.通电线圈在磁场中受力转动; 对调磁体的、极
考点5 发电机
01 经典例题
例1 C
例2 不偏转; 偏转
02 实战演练
1.D
2.D
3.D
4.A
5.D
6.电磁感应; 动圈式话筒
7.(1) 铝铜
(2) 灵敏电流计
(3) 法拉第; 电磁感应
(4) 发电机; 电源
8.(1) 电流表
(2) 切割磁感线
(3) 导体切割磁感线的运动方向; 磁场方向
(4) 并; 交替
考点6 跨学科实践
1.A
2.D
3.导体; 有; 相反
4.(1) 持续转动
(2) ① 将线圈拨转一定角度
② 增大电源电压(或换一块磁性更强的磁体)
(3) 只改变电流方向; 只改变磁场方向
(4) 电路中的电流的大小
5.(1) 磁体; C
5.(1) ① 相反
② 串联; 滑动变阻器
(2) 开关; 有
考点7 实验突破
1.(1)
(2) 增大通电螺线管中的电流
(3) 条形; 磁化
(4) 南北
(5)
(6) 小磁针指示固定的方向
2.(1) 通电螺线管的磁场
(2)
(3) 探究通电螺线管的磁场方向与电流方向是否有关
(4) 小磁针受到地磁场的作用
(5) 磁场; 吸引
(6) 保持静止
(7) B
3.电磁感应现象; 铜棒
3.(1) 电流计指针是否偏转; 电流计指针偏转方向
(2) ① 磁场方向
② 导体运动方向
(3) 切割磁感线运动; 磁场方向; 导体切割磁感线的方向
(4) ① 闭合
② 切割磁感线
(5) 更强
(6) 发电机
4.(1) 闭合; 切割磁感线
(2) 2和3(或6和7)
(3) 磁场方向
(4) ① 不同
② 有关
(5) 磁场太弱或导体运动速度较慢
(6) A
(7) 通电导体在磁场中受力运动