6.1 电与磁
一、磁现象、磁场
1．磁体：物体能吸引________、________、________等物质，我们就说该物体具有磁性，具有________的物体叫磁体。
2．磁极：磁体上磁性________部分叫磁极，一个磁体有________个磁极，分别叫做________和________。
3．磁极间的相互作用规律：同名磁极相互________，异名磁极相互________。
4．磁化：使原来没有磁性的物体________的过程叫磁化，磁化后磁性容易消失的物体叫软磁体，磁性能长久保持的物体叫硬磁体(永磁体)，消磁、退磁方法：高温加热、敲击。
5．磁场：磁体周围空间存在着磁场，其基本性质是对放入其中的________产生磁力(力)的作用，磁体之间的相互作用是通过________发生的。
6．磁场方向：磁场中的某一点，小磁针静止时________极所指的方向就是该点的磁场方向。同一磁铁的不同地方，磁场方向________.
7．磁感线：我们可以用光滑的曲线来方便形象地描述磁体周围的磁场分布情况，磁体周围的磁感线都是从磁体的________极出发，回到________极，磁感线越密集的区域，磁性________。
8．几种常见的磁感线的分布。
9．地磁场：地球本身是一个大磁体，其周围空间存在着地磁场，地磁南极在________附近，地磁北极在________附近。
10.磁感线的画法：
①画三至五条即可，且所画磁感线N极与S极对称，并在磁感线上用箭头标明方向。
②所画的磁感线不能相交，也不能相切。
11.判断物体是否具有磁性的四种方法：①根据磁体的吸铁性判断；②根据磁体的指向性(指南北方向)判断；③根据磁体两端磁性最强中间最弱来判断；④根据磁极间的相互作用判断。
二、电生磁
12.电流磁效应：奥斯特实验表明________周围存在着磁场，其方向与________方向有关，这种现象叫做电流的磁效应。
13.通电螺线管：通电螺线管外部的磁场同________磁体相似，螺线管的极性跟螺线管中________方向有关，可以用________来判定二者的关系。
14.电磁铁：内部带铁芯的通电螺线管叫电磁铁，铁芯只能用________制成，电磁铁的工作原理：利用电流的________效应和通电螺线管中插入铁芯后磁场大大增加的原理工作的。
15.影响电磁铁磁性强弱的因素：________大小、________多少、是否插入铁芯。
16.电磁铁的优点：磁性的有无可以由电流的________来控制，磁性的强弱可以由电流________或________的多少来控制；磁极的方向可以由________方向来控制。
17.电磁继电器：电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种________，它可以用低电压、弱电流控制________电压、________电流，还可实现________或________等。
18.电磁铁的铁芯用软铁而不用钢制作的原因：软铁磁化后磁性容易消失，可方便地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。
三、磁场对电流的作用、电动机
19．磁场对电流的作用：通电导体在磁场中会受到________的作用，其受力方向与________方向、________方向有关。
20．电动机的原理：直流电动机是根据通电线圈在磁场中________的原理工作的，它是将电能转化为________能，为使线圈持续地转动下去，用________使线圈转过平衡位置时自动改变线圈中的电流方向。它其实就是两个互相绝缘的铜制半环。
21．电动机的优点：构造简单，控制方便，体积小、效率高、无污染等。
22．扬声器：动圈式扬声器是通过________实现将电信号转换成声信号的装置。
四、磁生电
23.电磁感应：闭合电路中的________导体在磁场中作________运动时，导体中就会产生________，这种现象叫电磁感应现象，产生的感应________方向与________方向、________方向有关。
24.发电机：发电机是利用________原理制成的，工作时将________能转化为电能。动圈式话筒(麦克风)是通过________现象将声音变成电流。
25.交流电：周期性改变方向和大小的电流，电流1秒钟内周期性变化的次数叫做频率，我国交流电的频率是50Hz，周期是0.02s，电流方向每秒改变100次。
26.电动机与发电机的比较
直流电动机
交流发电机
原理
利用通电线圈在磁场中受到力的作用的原理制成的
利用电磁感应原理制成的
原理图
主要构造
直流电动机主要由磁体、线圈、换向器、电刷构成
交流发电机主要由转子和定子以及滑环、电刷构成
能量的转化
将电能转化为机械能
将转化为电能机械能
在电路中的作用
用电器
电源
电磁应用上
电生磁现象的应用
磁生电现象的应用
27.电磁现象的综合比较
项目
电生磁
磁生电
磁场对电流的作用
实物图
产生的结果
产生磁
产生感应电流
受力的作用(运动或转动)
判断方法
安培定则
右手定则
左手定则
影响因素
磁场方向与电流方向有关
电流方向与磁场方向和导体切割磁感线运动方向有关
受力方向与磁场方向和电流方向有关
导体中电流
由电源通电提供
因感应而生
由电源通电提供
能的转化
电能→磁能
机械能→电能
电能→机械能
应用
电磁铁、电磁继电器
发电机、话筒
电动机
考点一：磁场 磁感线
例1（2018?常州）三个磁体相邻磁极间的磁感线分布如图所示，D端为________（N/S）极，B端为________（N/S）极。
【解析】由图知，中间磁体与右边磁体之间的磁感线呈排斥状，由同名磁极相互排斥可知，中间磁体的D端为N极，其C端为S极；由图知，中间磁体与左边磁体之间的磁感线呈吸引状，由异名磁极相互吸引可知，左边磁体的B端为N极。
【答案】N；N。
【点评】本题考查了磁感线的方向、磁极间的相互作用规律的应用，属于基础性题目。
【变式跟进1】（2018?连云港）将小磁针放在磁场中，小磁针静止时________极所指的方向规定为该点的磁场方向；磁场越强的地方，磁感线分布越________。
【解析】磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生磁力的作用；放在磁场中的某一点的小磁针静止时，北极所指的方向就是该点的磁场方向；为了描述磁场，人们引入了磁场的概念，磁体周围的磁感线都是从磁体的北极出来，回到磁体的南极。磁场越强的地方，磁感线分布越密。
【答案】北；密。
【点评】此题考查磁场的方向，及磁感线的分布，是一道基础题。
考点二：电生磁
例2（2018?大连）图是探究“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，观察小磁针的指向是否改变，此操作探究的问题是“通电螺线管外部的磁场方向与________方向是否有关”。
【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，观察小磁针的指向是否改变，此操作探究的问题是“通电螺线管外部的磁场方向与电流方向是否有关”。
【答案】N；电流。
【点评】本题考查了右手螺旋定则，利用安培定则时，一定要用右手握住螺线管，四指指向电流方向，当电流流入的导线在螺线管背面时，手心在上；反之，手背在上。
【变式跟进2】（2018?鞍山）甲为螺线管，乙为小磁针，丙为条形磁铁。闭合开关后，小磁针指向如图所示。请选择“+”、“-”、“N”或“S”标在图中括号内。
考点三：电磁铁 电磁继电器
例3（2018?绥化）在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，电源电压恒定，大、小铁钉各自完全相同，进行如图所示的甲、乙、丙三次实验。甲图中大铁钉的N极是________（选填“钉尖”或“钉帽”）。通过观察甲、乙两次实验现象，得出的结论是________________；通过观察丙图实验现象得出的结论是
________________。将甲图中的小铁钉换成小钢钉进行实验，断开开关后，发现的有趣的实验现象是________。
【解析】由图可知，甲图中铁钉的电流的方向是从左向右的，根据安培定则可知，钉帽端为N极；通过观察甲、乙两次实验可知，线圈的匝数相同，滑动变阻器接入电路的电阻不同，乙的电阻小，通过的电流大，乙中铁钉吸引的大头针个数多，故结论为：在线圈匝数相同时，电流越大，磁性越强；由丙图可知，该电路为串联电路，电流相同，线圈匝数不同，匝数越多的吸引的大头针多，故结论为：在电流一定时，线圈的匝数越多，磁性越强；将甲图中的小铁钉换成小钢钉进行实验，由于钢是永磁体，被铁钉磁化后，断开开关，仍具有磁性，故小钢钉不会掉下来。
【答案】钉帽；在线圈匝数相同时，电流越大，磁性越强；在电流一定时，线圈的匝数越多，磁性越强；小钢钉不会掉下来。
【点评】此题是探究影响电磁铁磁性强弱的因素实验，实验中应用了转换法，利用电磁铁吸引大头针的多少来判断电磁铁磁性的强弱；同时应用了控制变量法，要知道电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈匝数有关，要研究电磁铁磁性与其中一个量的关系，需要控制另一个量。
【变式跟进3】（2018?眉山）如图所示，闭合开关，条形磁铁静止后，将滑动变阻器滑片P从左往右滑动的过程中，弹簧将（ ）
A．缩短 B．伸长 C．静止不动 D．先伸长后缩短
四：磁场对电流有力的作用 电动机
例4（2018?昆明）在探究“电动机为什么会转动”的实验中： （1）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________，磁体会对通电导体产生力的作用吗？ （2）如图所示，将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，未闭合开关前，导体________，闭合开关后，导体________，说明磁场对________导体有力的作用。 （3）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________，说明通电导体在磁场中的受力方向与________有关。 （4）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________，说明通电导体在磁场中的受力方向与________有关。 （5）如果同时改变磁场方向和电流方向，________确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关（填“能”或“不能”）。
【解析】（1）根据课本奥斯特实验知：通电导体周围存在磁场；（2）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。（3）断开开关，将图中磁铁的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。（4）断开开关，将图中电源的正、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。（5）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）磁场；（2）静止不动；??运动；通电；（3）相反；磁场方向；??（4）相反；电流方向；?????（5）不能。
【点评】此题主要考查了探究电动机工作原理的实验中，基本原理的掌握、实验中故障的分析与解决、实验的改进方法等，有一定综合性，是我们应该详细了解的。
【变式跟进4】（2018?百色）如图所示，可以用来研究电动机工作原理的是（ ）
A． B． C． D．
考点五：磁生电 发电机
例5（2018?河南）小明利用图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” （1）磁铁不动，闭合开关，导体棒沿________（选填“上下”或“左右”）方向运动时，电流表指针会发生偏转。 （2）导体棒不动，闭合开关，磁铁上下运动，电流表指针________（选填“会”或“不会”）发生偏转。 （3）断开开关，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，电流表指针都不发生偏转。由此小明得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做________运动时，电路中就产生感应电流。 （4）小明进一步猜想，感应电流的大小可能与导体运动速度和磁场强弱有关。为了探究感应电流的大小与磁场强弱是否有关，他应进行的操作是：
________________________________。
【解析】（1）磁铁不动，闭合开关，导体棒沿左右方向运动时，导体切割磁感线，会产生感应电流，电流表指针会发生偏转。（2）导体棒不动，闭合开关，磁铁上下运动时，导体不切割磁感线，不会产生感应电流，电流表指针不会发生偏转。（3）断开开关，不是闭合电路，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，都不会产生感应电流，电流表指针都不发生偏转，由此小明得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就产生感应电流。（4）为了探究感应电流的大小与磁场强弱是否有关，根据控制变量法应该保持导体运动快慢相同，改变磁场强弱，观察电流表指针的偏转角度。 【答案】（1）左右；（2）不会；（3）切割磁感线；（4）保持导体运动快慢相同，改变磁场强弱，观察电流表指针的偏转角度。
【点评】此题利用电磁感应的实验装置图，对感应电流产生的条件和决定感应电流的方向两个知识点通过具体的实验过程进行了探究，控制变量法在此实验中得到了充分的应用。
【变式跟进5】（2018?梧州）刷卡机广泛应用于银行、超市等，如图所示的POS刷卡机读出信息的原理是：当带有磁条的信用卡在刷卡机上刷过时，刷卡机的检测头就会产生感应电流，便可读出磁条上的信息。下列设备的工作原理与刷卡机读取信息原理相同的是（ ）
A．电磁铁 B．发电机 C．电动机 D．电磁继电器
一．选择题
1．（2018?自贡）自贡一学生利用手中的条形磁体做了以下实验，其中结论正确的是（ ）
A．同名磁极互吸引
B．条形磁体能够吸引小铁钉
C．将条形磁体用细线悬挂起来，当它在水平面静止时北极会指向地理南方
D．条形磁体与小磁针之间隔了一层薄玻璃后就没有相互作用了
2．（2018?湘西州）下列物体能被磁铁吸引的是（ ）
A．橡皮擦 B．塑料三角板 C．木炭 D．铁钉
3．（2018?苏州）在探究蹄形磁体周围磁场的实验中，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。对实验中有关现象的分析不正确的是（ ）
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．轻敲玻璃板，铁屑由于具有惯性会与玻璃板分离
D．轻敲玻璃板，铁屑与玻璃板分离后，不受摩擦力，铁屑在磁力作用下排列有序
4．（2018?绵阳）指南针是我国四大发明之一，《论衡》记载：司南之杓，投之于地，其柢指南。如图所示的司南放在水平光滑的“地盘”上，静止时它的长柄指向南方。司南长柄所指方向是（ ）
A．地理南极，地磁北极 B．地理南极，地磁南极
C．地理北极，地磁北极 D．地理北极，地磁南极
5．（2018?益阳）如下图所示，通电螺线管附近放一小磁针，静止后小磁针指向正确的是（ ）（黑色一端表示小磁针N极）
A． B．C． D．
6．（2018?贵港）通电螺线管和磁体A磁极附近磁感线分布如图所示，小磁针处于静止。则（ ）
A．小磁针的b端为N极 B．通电螺线管左端为N极
C．电源“+”极为c端 D．电源“+”极为d端
7．（2017?自贡）许多自动控制的电路中都安装有电磁铁。有关电磁铁，下列说法中正确的是（ ）
A．电磁铁的铁芯，可以用铜棒代替
B．电磁继电器中的磁体，可以使用永磁铁
C．电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关
D．电磁铁是根据电流的磁效应制成的
8．（2018?张家界）巨磁电阻效应是指某些材料的电阻随磁场增强而急剧减小的现象，图中GMR是巨磁电阻，闭合开关S1、S2，移动滑动变阻器的滑片，以下分析正确的是（ ）
A．滑片向左移动时，电磁铁磁性减弱，指示灯亮度变暗
B．滑片向左移动时，电磁铁磁性增强，指示灯亮度变亮
C．滑片向右移动时，GMR电阻变小，指示灯亮度变亮
D．滑片向右移动时，GMR电阻变大，指示灯亮度变亮
9．（2018?江西）消防应急灯在没有停电时，灯是熄灭的；停电时，标有“36V”字样的两盏灯就会正常发光。如图所示的电路中符合要求的是（ ）
A． B． C． D．
10．（2018?宜宾）如图把导体棒ab放在磁场中，闭合开关导体棒ab中有电流通过，ab受到向右的力F．使ab受力方向向左可行的办法是（ ）
A．改变电流的大小 B．改变磁场的强弱
C．使电流的方向反向 D．使电流和磁场的方向同时反向
11．（2018?贺州）如图所示，下列各图利用电磁感应原理工作的是（ ）
A．奥斯特实验 B． 扬声器 C．动圈式话筒 D．电磁铁
12．（2018?大连）发电机的原理是（ ）
A．电磁感应 B．通电导体在磁场中受力 C．电流的磁效应 D．电流的热效应
二．填空题
13．（2018?柳州）如图所示，某同学将导线ab向左运动，发现电流计的指针会偏转。若将导线ab向右运动，电流计指针将______偏转；若保持导线ab在磁场中静止，电流计指针将______偏转。（均选填“会”或“不会”）
14．（2018?益阳）如图，这是______（选填“发电机、“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”、“可能变也可能不变”）
三．作图题
15．（2018?锦州）如图所示的是通电螺线管，请在图中标出：
（1）磁感线的方向
（2）电源的“+”极、“﹣”极。
16．（2018?盘锦）如图，是一种温度自动报警器原理示意图，当环境温度低于设定的警戒温度时，灯亮，电铃不响。当环境温度达到警戒温度值时，灯不亮电铃响，发出报警信号。在图中的虚线框内填入相应的电路元件符号并补全电路；②标出通电螺线管的N极。（电铃符号）
四．实验探究题
17．（2018?枣庄）在探究“通电螺线管的外部磁场”的实验中，小明在螺线管周围摆放了一些小磁针。
（1）通电后小磁针静止时的分布如图甲所示，由此可看出通电螺线管外部的磁场与______的磁场相似。
（2）小明改变通电螺线管中的电流方向，发现小磁针指向转动180°，南北极发生了对调，由此可知：通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中______方向有关。
（3）小明继续实验探究，并按图乙连接电路，他先将开关S接a，观察电流表的示数及吸引大头针的数目；再将开关S从a换到b，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表的示数及吸引大头针的数目，此时调节滑动变阻器是为了________________________的关系。
18．（2018?武汉）图甲是“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验装置。
（1）为了使通电螺线管的磁场______，可以在螺线管中插入一根铁棒。
（2）闭合开关，小磁针A静止后的指向如图甲所示，小磁针的左端为______极。在通电螺线管四周不同位置摆放多枚小磁针后，我们会发现通电螺线管外部的磁场与______磁体的磁场相似。
（3）如果把一根导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，就制成了一个电磁铁。图乙所示的实例中没有应用到电磁铁的是______（填实例名称）。
19．（2018?昆明）在探究“电动机为什么会转动”的实验中：
（1）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______，磁体会对通电导体产生力的作用吗？
（2）如图所示，将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，未闭合开关前，导体______，闭合开关后，导体______，说明磁场对______导体有力的作用。
（3）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______，说明通电导体在磁场中的受力方向与______有关。
（4）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______，说明通电导体在磁场中的受力方向与______有关。
（5）如果同时改变磁场方向和电流方向，______确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关（填“能”或“不能”）。
20．（2018?福建）图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。闭合开关后，导体棒、灵敏电流计、开关、导线组成闭合电路。实验观察到的现象如下表
实验序号
磁场方向
导体棒ab
运动方向
灵敏电流计
指针偏转情况
1
向下
向上
不偏转
2
向下
不偏转
3
向左
向右偏
4
向右
向左偏
5
向上
向上
不偏转
6
向下
不偏转
7
向左
向左偏
8
向右
向右偏
（1）实验时通过观察____________来判断电路中是否产生感应电流。
（2）由实验可知，闭合电路中的部分导体在磁场中做______运动时，电路中产生感应电流。
（3）比较第4次和第______次实验可知，导体棒运动方向相同时，感应电流的方向与磁场的方向有关。
（4）比较第7次和第8次实验可知__________________。
一．选择题
1．（2018?拱墅区二模）如图所示的四个实验中，能确定钢棒具有磁性的实验有（ ）
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
2．（2018?莲都区模拟）在研究“磁极间的相互作用规律”时，实验小组的同学分别设计了如下四个方案，其中最合理的是（ ）
A．两人各拿一块条形磁铁，并将各自的一个磁极相互靠近
B．将放在粗糙木板上的两块条形磁铁的磁极相互靠近
C．用条形磁铁的一个磁极靠近另一块用细线悬挂并静止的条形磁铁中间
D．用条形磁铁的一个磁极分别靠近另一块用细线悬挂并静止的条形磁铁的两端
3．（2017?乐清市模拟）如图所示的四个实验中，不能确定钢棒本身具有磁性的是（ ）
A．小磁针与钢棒排斥 B．静止时始终南北指向
C．能吸引更多铁屑 D．电流表指针偏转
4．（2018?潘集区模拟）关于电磁现象，下列说法中正确的是（ ）
A．磁场是由磁感线组成的
B．磁场对放入其中的小磁针不一定有力的作用
C．导体中的负电荷在做定向移动时一定产生磁场
D．利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围各点的磁场方向
5．（2018?上海模拟）以下正确的图是（通电螺线管的磁极方向和NS极）（ ）
A． B． C． D．
6．（2018?杭州二模）如图所示，条形磁铁置于水平面上，电磁铁与其在同一水平面上，右端固定并保持水平，当电路中滑动变阻器滑片P逐渐向左移动时，条形磁铁仍保持静止。下列说法不正确的是（ ）
A．开关闭合后，电磁铁左端是N极，右端是S极
B．条形磁铁受到的摩擦力方向水平向左
C．条形磁铁仍保持静止，说明条形磁铁受力平衡
D．滑动变阻器滑片P逐渐向左，条形磁铁受到的摩擦力逐渐减大
7．（2018?南岸区校级模拟）关于如图所示的电和磁的知识，下列描述正确的是（ ）
A．甲图是电风扇的工作原理图
B．乙图中磁铁可以吸引所有金属
C．丙图中电铃是利用电流的磁效应工作
D．丁图中摩擦后的梳子能吸引小纸屑是因为同种电荷相互吸引
8．（2018?深圳模拟）如图所示，是某保密室的防盗报警电路，当有人闯入保密室时会使开关S闭合。下列说法正确的是（ ）
A．电磁继电器与发电机工作原理相同
B．电磁铁的磁性强弱只与电流大小有关
C．电磁铁工作时，上端为S极
D．当有人闯入保密室时，b灯亮
9．（2018?福州三模）如图所示，R是一个巨磁电阻，其电阻在磁场中会急剧减小，且磁场越强电阻越小，闭合开关S1、S2，当滑动变阻器滑片P向右移动时，下列判断正确的是（ ）
A．R 变大，灯 L 变暗 B．A 端为 N 极，磁性增强
C．R 变小，灯 L 变亮 D．A 端为 S 极，磁性减弱
10．（2018?福州三模）如图所示装置，闭合开关，如果将导体ab水平向右移动，则导体cd将随之运动起来。下列设备中，与实验装置右侧产生现象的工作原理相同的是（ ）
A．电动机 B．发电机 C．电磁铁 D．电磁继电器
11．（2018?茂名模拟）图中a表示垂直于纸面的一条导线，它是闭合电路的一部分，当它在磁场中按箭头方向运动时，不能产生感应电流的情况是（ ）
A． B． C． D．
12．（2018?宜宾二模）如图所示是一种环保手电筒。只有将它来回摇动，小灯泡就能发光。以下四个图中与环保手电筒的工作原理图相同的是（ ）
A．电磁起重机 B．动圈式话筒 C．扬声器 D．电磁继电器
二．填空题
13．（2018?潮南区模拟）电话的基本原理是通过话筒与听筒完成声音信号与______信号的相互转换。如图所示为电话机原理图。当人对着话筒说话时，滑动变阻器的滑片向左移动，则听筒电磁铁的磁性将______（填“变强”“变弱”或“不变”），其左端为______极。
14．（2018?兰陵县一模）如图所示，a处的磁场比b处的磁场______（选填“强”或“弱”），若将此磁体在空中悬吊起来，静止时图示的右端指向地磁场的______（选填“南”或“北”）极。
三．作图题
15．（2018?立山区二模）图中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B点的小磁针静止时北极所指的方向。
16．（2018?文圣区校级二模）如图所示，螺线管A、B相互排斥，画出B通电螺线管的绕线，并标出电流方向。
四．实验探究题
17．（2018?福州三模）图为探究“磁生电”的实验装置。
（1）闭合开关，让悬着的导体AB______运动时（选填“左右”、“上下”、“沿A向B”或“沿B向A”），灵敏电流计会发生偏转。
（2）如果保持导体AB不动，要产生感应电流，正确的操作方法是______。
（3）若把灵敏电流计换成干电池，闭合开关S，可观察到的现象是：____________。
18．（2018?泰兴市校级三模）利用图甲所示的装置“观察磁场对通电直导线的作用”。
（1）应在M、N之间接入______（选填“小量程电流表”、“电源”或“灯泡”）；
（2）如图乙中，通电后，ab段导线和cd段导线受到的磁场力，______（填“是”或“不是”）一对平衡力；
（3）如图丙所示的直流电动机的线圈可以持续转动，是因为它加装了______，该装置能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
19．（2018?金水区校级模拟）小明在探究“通电螺线管的外部磁场”实验中，设计了如图一所示电路。实验时：
（1）可通过观察______判断通电螺线管的磁极。
（2）小明猜想：通电螺线管的磁场强弱可能与线圈匝数和电流大小都有关。实验中，他将开关S从l换到2上时，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表示数及吸引大头针的数目，此时调节滑动变阻器是为了______，来探究通电螺线管的磁场强弱与______的关系。
（3）为了探究“通电螺线管的磁极性质”，小明对螺线管可能的电流方向和绕线方式进行了实验，得到了如图二所示的四种情况。分析情况可知，螺线管的磁极由______（选填“电流方向”、“绕线方式”或“电流大小”）决定。
20．（2018?金坛区模拟）电梯为居民出入带来很大的便利，小明家住某小区某栋26楼，放学后乘电梯冋家。小明查阅资料，了解到出于安全考虑，技术人员设置了两种“电梯超载自动报警系统”，请选择其中一种方案完成电路设计，并计算出相应结果（两种方案都做，以第一种为准）。
方案一
如图1所示，“电梯超载自动报警系统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，闭合开关S，电动机正常工作；当电梯超载时，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=90Ω，电阻式压力传感器（压敏电阻）R2的阻值随压力F大小变化如图2所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
（1）请以笔划线代替导线，在图1中完成“电梯超载自动报警系统”的电路连接。
（2）若电磁铁线圈电流达到20mA时，电铃发出警报声，则该电梯厢内此时所承载的总质量为______kg．（g取10N/kg）
（3）要增大电梯载荷，需将R1______（变大/变小）。
方案二：
如图3所示，“电梯超载自动报警系统”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，闭合开关S，电动机正常工作；当电梯超载时，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=90Ω，电阻式压力传感器（压敏电阻）R2的阻值随压力F大小变化如图4所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
（4）请以笔划线代替导线，在图3中完成“电梯超载自动报警系统”的电路连接。
（5）若电磁铁线圈电流达到20mA时，电铃发出警报声，则该电梯厢内此时所承载的总质量为______kg．（g取10N/kg）
（6）要增大电梯载荷，需将R1______（变大/变小）
6.1 电与磁
一、磁现象、磁场
1．磁体：物体能吸引铁、钴、镍等物质，我们就说该物体具有磁性，具有磁性的物体叫磁体。
2．磁极：磁体上磁性最强部分叫磁极，一个磁体有两个磁极，分别叫做北极(N极)和南极(S极)。
3．磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
4．磁化：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫磁化，磁化后磁性容易消失的物体叫软磁体，磁性能长久保持的物体叫硬磁体(永磁体)，消磁、退磁方法：高温加热、敲击。
5．磁场：磁体周围空间存在着磁场，其基本性质是对放入其中的磁体产生磁力(力)的作用，磁体之间的相互作用是通过磁场发生的。
6．磁场方向：磁场中的某一点，小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向。同一磁铁的不同地方，磁场方向不同.
7．磁感线：我们可以用光滑的曲线来方便形象地描述磁体周围的磁场分布情况，磁体周围的磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极，磁感线越密集的区域，磁性越强。
8．几种常见的磁感线的分布。
9．地磁场：地球本身是一个大磁体，其周围空间存在着地磁场，地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理的南极附近。
10.磁感线的画法：
①画三至五条即可，且所画磁感线N极与S极对称，并在磁感线上用箭头标明方向。
②所画的磁感线不能相交，也不能相切。
11.判断物体是否具有磁性的四种方法：①根据磁体的吸铁性判断；②根据磁体的指向性(指南北方向)判断；③根据磁体两端磁性最强中间最弱来判断；④根据磁极间的相互作用判断。
二、电生磁
12.电流磁效应：奥斯特实验表明通电导线周围存在着磁场，其方向与电流方向有关，这种现象叫做电流的磁效应。
13.通电螺线管：通电螺线管外部的磁场同条形磁体相似，螺线管的极性跟螺线管中电流方向有关，可以用安培定则来判定二者的关系。
14.电磁铁：内部带铁芯的通电螺线管叫电磁铁，铁芯只能用软铁制成，电磁铁的工作原理：利用电流的磁效应和通电螺线管中插入铁芯后磁场大大增加的原理工作的。
15.影响电磁铁磁性强弱的因素：电流大小、线圈匝数多少、是否插入铁芯。
16.电磁铁的优点：磁性的有无可以由电流的通断来控制，磁性的强弱可以由电流大小或线圈匝数的多少来控制；磁极的方向可以由电流方向来控制。
17.电磁继电器：电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关，它可以用低电压、弱电流控制高电压、强电流，还可实现远距离操纵或自动控制等。
18.电磁铁的铁芯用软铁而不用钢制作的原因：软铁磁化后磁性容易消失，可方便地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。
三、磁场对电流的作用、电动机
19．磁场对电流的作用：通电导体在磁场中会受到力的作用，其受力方向与电流方向、磁场方向有关。
20．电动机的原理：直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力而转动的原理工作的，它是将电能转化为机械能，为使线圈持续地转动下去，用换向器使线圈转过平衡位置时自动改变线圈中的电流方向。它其实就是两个互相绝缘的铜制半环。
21．电动机的优点：构造简单，控制方便，体积小、效率高、无污染等。
22．扬声器：动圈式扬声器是通过通电线圈在磁场中运动实现将电信号转换成声信号的装置。
四、磁生电
23.电磁感应：闭合电路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应现象，产生的感应电流方向与磁场方向、导体切割磁感线的运动方向有关。
24.发电机：发电机是利用电磁感应原理制成的，工作时将机械能转化为电能。动圈式话筒(麦克风)是通过电磁感应现象将声音变成电流。
25.交流电：周期性改变方向和大小的电流，电流1秒钟内周期性变化的次数叫做频率，我国交流电的频率是50Hz，周期是0.02s，电流方向每秒改变100次。
26.电动机与发电机的比较
直流电动机
交流发电机
原理
利用通电线圈在磁场中受到力的作用的原理制成的
利用电磁感应原理制成的
原理图
主要构造
直流电动机主要由磁体、线圈、换向器、电刷构成
交流发电机主要由转子和定子以及滑环、电刷构成
能量的转化
将电能转化为机械能
将转化为电能机械能
在电路中的作用
用电器
电源
电磁应用上
电生磁现象的应用
磁生电现象的应用
27.电磁现象的综合比较
项目
电生磁
磁生电
磁场对电流的作用
实物图
产生的结果
产生磁
产生感应电流
受力的作用(运动或转动)
判断方法
安培定则
右手定则
左手定则
影响因素
磁场方向与电流方向有关
电流方向与磁场方向和导体切割磁感线运动方向有关
受力方向与磁场方向和电流方向有关
导体中电流
由电源通电提供
因感应而生
由电源通电提供
能的转化
电能→磁能
机械能→电能
电能→机械能
应用
电磁铁、电磁继电器
发电机、话筒
电动机
考点一：磁场 磁感线
例1（2018?常州）三个磁体相邻磁极间的磁感线分布如图所示，D端为________（N/S）极，B端为________（N/S）极。
【解析】由图知，中间磁体与右边磁体之间的磁感线呈排斥状，由同名磁极相互排斥可知，中间磁体的D端为N极，其C端为S极；由图知，中间磁体与左边磁体之间的磁感线呈吸引状，由异名磁极相互吸引可知，左边磁体的B端为N极。
【答案】故答案为：N；N。
【点评】本题考查了磁感线的方向、磁极间的相互作用规律的应用，属于基础性题目。
【变式跟进1】（2018?连云港）将小磁针放在磁场中，小磁针静止时________极所指的方向规定为该点的磁场方向；磁场越强的地方，磁感线分布越________。
【解析】磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生磁力的作用；放在磁场中的某一点的小磁针静止时，北极所指的方向就是该点的磁场方向；为了描述磁场，人们引入了磁场的概念，磁体周围的磁感线都是从磁体的北极出来，回到磁体的南极。磁场越强的地方，磁感线分布越密。
【答案】故答案为：北；密。
【点评】此题考查磁场的方向，及磁感线的分布，是一道基础题。
考点二：电生磁
例2（2018?大连）图是探究“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，观察小磁针的指向是否改变，此操作探究的问题是“通电螺线管外部的磁场方向与________方向是否有关”。
【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，观察小磁针的指向是否改变，此操作探究的问题是“通电螺线管外部的磁场方向与电流方向是否有关”。【答案】故答案为：N；电流。
【点评】本题考查了右手螺旋定则，利用安培定则时，一定要用右手握住螺线管，四指指向电流方向，当电流流入的导线在螺线管背面时，手心在上；反之，手背在上。
【变式跟进2】（2018?鞍山）甲为螺线管，乙为小磁针，丙为条形磁铁。闭合开关后，小磁针指向如图所示。请选择“+”、“-”、“N”或“S”标在图中括号内。
【解析】由图知，小磁针的上端为N极，下端为S极，因异名磁极相互吸引，所以与小磁针S极靠近的一定是N极，由此可知，条形磁铁的左端为N极，右端为S极；通电螺线管的右端为N极，左端为S极；根据安培定则可以确定电流从通电螺线管的左端流入，即电源的左端为正极，右端为负极。如下图所示：
【答案】见解析
【点评】此题的入手点是小磁针的N、S极，利用磁极间作用规律确定通电螺线管的NS极，利用安培定则确定电流的流向。
考点三：电磁铁 电磁继电器
例3（2018?绥化）在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，电源电压恒定，大、小铁钉各自完全相同，进行如图所示的甲、乙、丙三次实验。甲图中大铁钉的N极是________（选填“钉尖”或“钉帽”）。通过观察甲、乙两次实验现象，得出的结论是________________；通过观察丙图实验现象得出的结论是
________________。将甲图中的小铁钉换成小钢钉进行实验，断开开关后，发现的有趣的实验现象是________。
【解析】由图可知，甲图中铁钉的电流的方向是从左向右的，根据安培定则可知，钉帽端为N极；通过观察甲、乙两次实验可知，线圈的匝数相同，滑动变阻器接入电路的电阻不同，乙的电阻小，通过的电流大，乙中铁钉吸引的大头针个数多，故结论为：在线圈匝数相同时，电流越大，磁性越强；由丙图可知，该电路为串联电路，电流相同，线圈匝数不同，匝数越多的吸引的大头针多，故结论为：在电流一定时，线圈的匝数越多，磁性越强；将甲图中的小铁钉换成小钢钉进行实验，由于钢是永磁体，被铁钉磁化后，断开开关，仍具有磁性，故小钢钉不会掉下来。
【答案】故答案为：钉帽；在线圈匝数相同时，电流越大，磁性越强；在电流一定时，线圈的匝数越多，磁性越强；小钢钉不会掉下来。
【点评】此题是探究影响电磁铁磁性强弱的因素实验，实验中应用了转换法，利用电磁铁吸引大头针的多少来判断电磁铁磁性的强弱；同时应用了控制变量法，要知道电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈匝数有关，要研究电磁铁磁性与其中一个量的关系，需要控制另一个量。
【变式跟进3】（2018?眉山）如图所示，闭合开关，条形磁铁静止后，将滑动变阻器滑片P从左往右滑动的过程中，弹簧将（ ）
A．缩短 B．伸长 C．静止不动 D．先伸长后缩短
【解析】（1）滑片从左往右滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，所以电路中的电流变大，通电螺线管的磁性增强；（2）由图知，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增大，弹簧的长度变长。故选：B。
【答案】B
【点评】本题考查滑动变阻器的使用、欧姆定律的应用以及电磁铁磁性的决定因素，会根据影响电磁铁磁性强弱的因素分析电磁铁磁性强弱变化。此题的综合性和逻辑性都非常强，环环相扣，要仔细分析。
四：磁场对电流有力的作用 电动机
例4（2018?昆明）在探究“电动机为什么会转动”的实验中： （1）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________，磁体会对通电导体产生力的作用吗？ （2）如图所示，将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，未闭合开关前，导体________，闭合开关后，导体________，说明磁场对________导体有力的作用。 （3）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________，说明通电导体在磁场中的受力方向与________有关。 （4）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________，说明通电导体在磁场中的受力方向与________有关。 （5）如果同时改变磁场方向和电流方向，________确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关（填“能”或“不能”）。
【解析】（1）根据课本奥斯特实验知：通电导体周围存在磁场；（2）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。（3）断开开关，将图中磁铁的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。（4）断开开关，将图中电源的正、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。（5）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】故答案为：（1）磁场；（2）静止不动；??运动；通电；（3）相反；磁场方向；??（4）相反；电流方向；?????（5）不能。
【点评】此题主要考查了探究电动机工作原理的实验中，基本原理的掌握、实验中故障的分析与解决、实验的改进方法等，有一定综合性，是我们应该详细了解的。
【变式跟进4】（2018?百色）如图所示，可以用来研究电动机工作原理的是（ ）
A． B．
C． D．
【解析】A、图示是奥斯特实验装置，表明通电导线周围存在磁场，故A不符合题意；B、图示是电磁铁的原理图，是电流的磁效应，故B不符合题意；C、图示通电导线在磁场中受到磁场力的作用而运动，揭示了电动机的原理，故C符合题意；D、图示是探究电磁感应现象的装置，是发电机的原理图，故D不符合题意。故选：C。
【答案】C
【点评】本题考查了电动机原理实验，分析清楚各图示情景、知道各实验揭示的物理情景是正确解题的前提与关键。
考点五：磁生电 发电机
例5（2018?河南）小明利用图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” （1）磁铁不动，闭合开关，导体棒沿________（选填“上下”或“左右”）方向运动时，电流表指针会发生偏转。 （2）导体棒不动，闭合开关，磁铁上下运动，电流表指针________（选填“会”或“不会”）发生偏转。 （3）断开开关，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，电流表指针都不发生偏转。由此小明得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做________运动时，电路中就产生感应电流。 （4）小明进一步猜想，感应电流的大小可能与导体运动速度和磁场强弱有关。为了探究感应电流的大小与磁场强弱是否有关，他应进行的操作是：
________________________________。
【解析】（1）磁铁不动，闭合开关，导体棒沿左右方向运动时，导体切割磁感线，会产生感应电流，电流表指针会发生偏转。（2）导体棒不动，闭合开关，磁铁上下运动时，导体不切割磁感线，不会产生感应电流，电流表指针不会发生偏转。（3）断开开关，不是闭合电路，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，都不会产生感应电流，电流表指针都不发生偏转，由此小明得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就产生感应电流。（4）为了探究感应电流的大小与磁场强弱是否有关，根据控制变量法应该保持导体运动快慢相同，改变磁场强弱，观察电流表指针的偏转角度。 【答案】故答案为：（1）左右；（2）不会；（3）切割磁感线；（4）保持导体运动快慢相同，改变磁场强弱，观察电流表指针的偏转角度。
【点评】此题利用电磁感应的实验装置图，对感应电流产生的条件和决定感应电流的方向两个知识点通过具体的实验过程进行了探究，控制变量法在此实验中得到了充分的应用。
【变式跟进5】（2018?梧州）刷卡机广泛应用于银行、超市等，如图所示的POS刷卡机读出信息的原理是：当带有磁条的信用卡在刷卡机上刷过时，刷卡机的检测头就会产生感应电流，便可读出磁条上的信息。下列设备的工作原理与刷卡机读取信息原理相同的是（ ）
A．电磁铁 B．发电机 C．电动机 D．电磁继电器
【解析】由题意可知，探测器将线圈靠近金属物体时，相当于闭合电路的部分导体在切割磁感线，从而产生了电流，是电磁感应现象。A、电磁铁是利用电流的磁效应做成的，故A不符合题意；B、发电机是利用电磁感应原理制成的，故B符合题意；C、电动机是利用通电导体在磁场中受力的作用而制成的，故C不符合题意。D、电磁继电器是利用电流的磁效应做成的，故D不符合题意。故选：B。
【答案】B
【点评】本题考查电磁感应现象的应用，要求学生能通过题意找出探测器的原理，并能正确掌握电磁铁、发电机、电动机、电磁继电器的原理。
一．选择题
1．（2018?自贡）自贡一学生利用手中的条形磁体做了以下实验，其中结论正确的是（ ）
A．同名磁极互吸引
B．条形磁体能够吸引小铁钉
C．将条形磁体用细线悬挂起来，当它在水平面静止时北极会指向地理南方
D．条形磁体与小磁针之间隔了一层薄玻璃后就没有相互作用了
【解析】A、由磁极间的相互作用规律可知，同名磁极相互排斥，故A错误；B、由课本知识知和：磁体能吸引铁、钴、镍等物质，故条形磁体能够吸引小铁钉，故B正确；C、将条形磁体用线悬挂起来，让磁体自由转动，静止时指向地理南极的磁极叫南（或S）极，指向地理北极的是磁体的北极（N极），地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近，故C错误；D、玻璃不能隔离磁场，条形磁体与小磁针之间隔了一层薄玻璃后仍有互相作用，故D错误。故选：B。
【答案】B
【点评】本题考查了磁体的指向性和磁极间的相互作用，是一道基础题目。
2．（2018?湘西州）下列物体能被磁铁吸引的是（ ）
A．橡皮擦 B．塑料三角板 C．木炭 D．铁钉
【解析】磁铁是具有磁性的物体，只能吸引铁、钴、镍等金属材料，不能吸引其它金属及橡皮、塑料和木材。故选：。
【答案】D
【点评】此题考查了磁体的基本性质，也就是只对磁性材料有力的作用，是一道基础题，难度不大。
3．（2018?苏州）在探究蹄形磁体周围磁场的实验中，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。对实验中有关现象的分析不正确的是（ ）
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．轻敲玻璃板，铁屑由于具有惯性会与玻璃板分离
D．轻敲玻璃板，铁屑与玻璃板分离后，不受摩擦力，铁屑在磁力作用下排列有序
【解析】A、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；B、铁屑原来没有磁性，但在磁场的作用下能够获得磁性，说明被磁化了。故B正确；C、铁屑质量较小，惯性小，运动状态容易改变。所以轻敲玻璃板，铁屑由于具有惯性会与玻璃板分离。故C正确；D、铁屑受到磁场的作用，轻敲玻璃板，铁屑与玻璃板分离后，不受摩擦力，铁屑逐渐有序排列。故D正确。故选：A。
【答案】A
【点评】此题考查了磁场的存在、性质、磁化、惯性现象等知识点，是一道综合题。需要清楚的是，磁场客观存在，利用细铁屑显示磁场分布，体现的是转换思想。
4．（2018?绵阳）指南针是我国四大发明之一，《论衡》记载：司南之杓，投之于地，其柢指南。如图所示的司南放在水平光滑的“地盘”上，静止时它的长柄指向南方。司南长柄所指方向是（ ）
A．地理南极，地磁北极 B．地理南极，地磁南极
C．地理北极，地磁北极 D．地理北极，地磁南极
【解析】【答案】地球本身是一个大磁体，司南是用天然磁石磨制成的勺子，即其实质就是一块磁铁，在地球的磁场中受到磁力的作用，其静止时其勺柄指向南方，即指南的南极用S表示；地理上的南极是地磁的北极，故长柄所指方向是地磁北极，地理南极。故BCD错误、A正确。故选：A。
【答案】A
【点评】本题考查了磁场和地磁场，磁场是一种真实存在的物质，对于磁场的认识，我们是通过它对其他物体的作用来认识的。
5．（2018?益阳）如下图所示，通电螺线管附近放一小磁针，静止后小磁针指向正确的是（ ）（黑色一端表示小磁针N极）
A． B．C． D．
【解析】根据右手螺旋定则，右手握住螺线管，四指弯曲且与螺线管中电流方向一致，则大拇指指向通电螺线管的左端为N极，右端为S极；由“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”可知：A、图中小磁针静止时，右端应该为S极，左端为N极，故A错误；B、图中小磁针静止时，左端应该为N极，右端为S极，故B错误C、图中小磁针静止时，左端应该为S极，右端为N极，故C正确。D、图中小磁针静止时，左端应该为S极，右端为N极；故D错误。故选：C。
【答案】C
【点评】小磁针北极的指向、螺线管的磁极、电流的方向，知道其中的一者，其他的两者都能进行判断。
6．（2018?贵港）通电螺线管和磁体A磁极附近磁感线分布如图所示，小磁针处于静止。则（ ）
A．小磁针的b端为N极 B．通电螺线管左端为N极
C．电源“+”极为c端 D．电源“+”极为d端
【解析】AB、由于在磁体外部磁感线从磁体的北极出来，回到南极，所以左边磁体A为S极，右边通电螺线管的左端为S极，则右端N极；根据磁极之间的作用规律，小磁针的a端为N极、b端为S极；故AB错；CD、由安培定则可知，大拇指指向右端N极，四指环绕方向为电流方向，电流从螺线管的左边流入、右边流出，则c为正极、d为负极，故C正确、D错。故选：C。
【答案】C
【点评】本题考查了磁感线的方向、磁极间的相互作用规律、右手螺旋定则的应用，注意电流从电源正极流出、负极流入。
7．（2017?自贡）许多自动控制的电路中都安装有电磁铁。有关电磁铁，下列说法中正确的是（ ）
A．电磁铁的铁芯，可以用铜棒代替 B．电磁继电器中的磁体，可以使用永磁铁
C．电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关 D．电磁铁是根据电流的磁效应制成的
【解析】A、电磁铁的铁芯需用软磁性材料制成，铜不是磁性材料，故不可以用铜棒代替，故A错误；B、电磁铁不是永久磁铁，它的磁性的有无跟电流的通断有关，所以电磁继电器中的磁体，不能使用永磁铁，故B错误；C、电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关，故C错误；D、电磁铁是利用电流的磁效应制成的，故D正确。故选：D。
【答案】D
【点评】了解电磁铁的构造与应用，同时知道电流的通断可以控制磁性的有无，电流的大小和线圈的匝数可控制电磁铁磁性的大小。
8．（2018?张家界）巨磁电阻效应是指某些材料的电阻随磁场增强而急剧减小的现象，图中GMR是巨磁电阻，闭合开关S1、S2，移动滑动变阻器的滑片，以下分析正确的是（ ）
A．滑片向左移动时，电磁铁磁性减弱，指示灯亮度变暗
B．滑片向左移动时，电磁铁磁性增强，指示灯亮度变亮
C．滑片向右移动时，GMR电阻变小，指示灯亮度变亮
D．滑片向右移动时，GMR电阻变大，指示灯亮度变亮
【解析】AB、滑片向左移动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，左侧电路中的电流变大，电磁铁磁性增强；因为巨磁电阻随磁场增强而急剧减小，则右边的GMR电阻变小，右边电路的总电阻变小，由欧姆定律可知，右边电路的电流变大，由P=I2R可知指示灯的功率变大，指示灯变亮，故A错误，B正确。CD、滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，由欧姆定律可知，左边电路中的电流减小，所以电磁铁的磁性减弱，周围磁场减弱，GMR电阻变大，由串联分压的规律可知，GMR两端的电压增大，则指示灯两端的电压减小，指示灯的实际功率变小，所以指示灯亮度变暗，故CD错误。故选：B。
9．（2018?江西）消防应急灯在没有停电时，灯是熄灭的；停电时，标有“36V”字样的两盏灯就会正常发光。如图所示的电路中符合要求的是（ ）
A． B． C． D．
【解析】A、由图知，没有停电时（即220V的电路接通），电磁铁有磁性，吸引衔铁，使下面的一只灯泡发光，故A不合题意；B、由图知，右侧电路的电源电压为36V，而两盏灯的额定电压均为36V，要使外部电路停电时，两盏灯都能正常发光，则两盏灯应并联，而图中两盏灯串联，不能正常发光，故B不合题意；C、由图知，没有停电时，电磁铁有磁性，吸引衔铁，上面的两只灯泡都不发光（即熄灭）；停电时，衔铁被弹簧拉起，上面两只并联的灯泡可以在36V的电压下正常发光，故C符合题意；D、由图知，没有停电时，电磁铁有磁性，吸引衔铁，下面的两只灯泡都发光，而停电时，衔铁被弹簧拉起，则两只灯泡都不发光，故D不合题意。故选：C。
【答案】C
【点评】了解电磁继电器的结构，会分析其工作过程，是正确判断的关键。此题要注意两只灯泡应该并联。
10．（2018?宜宾）如图把导体棒ab放在磁场中，闭合开关导体棒ab中有电流通过，ab受到向右的力F．使ab受力方向向左可行的办法是（ ）
A．改变电流的大小 B．改变磁场的强弱
C．使电流的方向反向 D．使电流和磁场的方向同时反向
【解析】A、电流的大小与导体运动速度有关，与受力方向无关，故A错误。B、磁场的强弱与导体运动速度有关，与受力方向无关，故B错误。C、只改变电流方向，导体受力方向改变，故C正确。D、同时改变电流方向、磁场方向，导体受力方向不变，故D错误。故选：C。
【答案】C
【点评】知道通电导体在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向的关系是本题的解题关键。
11．（2018?贺州）如图所示，下列各图利用电磁感应原理工作的是（ ）
A．奥斯特实验 B． 扬声器 C．动圈式话筒 D．电磁铁
【解析】A、奥斯特实验说明通过导体周围有磁场，是电流的磁效应，故A不符合题意；B、扬声器是利用通电导体在磁场受力而运动的原理制成的，故B不符合题意；C、动圈式话筒工作时，即人说话的声音使得线圈在磁场中运动，结果是产生电流，利用电磁感应现象原理，故C符合题意；D、电磁铁是利用电流的磁效应制成的，故D不符合题意。故选：C。
【答案】C
【点评】在电和磁这一部分中，学到了很多电学设备，每个设备的制成原理是经常考查的知识点，要在理解的基础上，记住这些基础知识。
12．（2018?大连）发电机的原理是（ ）
A．电磁感应 B．通电导体在磁场中受力 C．电流的磁效应 D．电流的热效应
【解析】【答案】A、发电机是利用电磁感应现象的原理制成的，故A符合题意；B、电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的，故B不符合题意；C、通电导线周围存在磁场，这种现象叫电流的磁效应，故C不符合题意；D、通电导体会发热，这是利用电流的热效应的原理产生的，故不符合题意。故选：A。
【点评】本题考查发电机和电动机的原理，电动机的原理是通电导体在磁场中受力或通电线圈在磁场中受力转动，发电机的原理是电磁感应现象。
二．填空题
13．（2018?柳州）如图所示，某同学将导线ab向左运动，发现电流计的指针会偏转。若将导线ab向右运动，电流计指针将______偏转；若保持导线ab在磁场中静止，电流计指针将______偏转。（均选填“会”或“不会”）
【解析】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，这种现象叫电磁感应现象，将导线ab向左运动，导线切割磁感线，电路中有感应电流产生，电流计的指针会偏转，若将导线ab向右运动，导线仍然切割磁感线，电路中仍然有感应电流产生，电流计的指针会偏转；若保持导线ab在磁场中静止，导线不切割磁感线，不产生感应电流，所以电流指针不偏转。
【答案】故答案为：会；不会。
【点评】本题考查了产生感应电流的条件，属于基础性题目。
14．（2018?益阳）如图，这是______（选填“发电机、“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”、“可能变也可能不变”）
【解析】（1）图中有电源，是电动机，是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理工作的；（2）通电导体在磁场受力而转动，转动方向改变与电流的方向和磁感线的方向有关，故若将图中的磁体的S极和N极交换位置，改变磁场方向，其他保持不变，则线圈ab边所受力的方向改变。
【答案】故答案为：电动机； 改变。
【点评】此题属于电磁学中比较简单的题目，考查内容较少，主要考查了电动机的原理图和影响导体方向的因素，应重点掌握。
三．作图题
15．（2018?锦州）如图所示的是通电螺线管，请在图中标出：
（1）磁感线的方向
（2）电源的“+”极、“﹣”极。
【解析】在磁体的外部，磁感线都是从磁体的N极出来回到S极，所以磁感线方向都向左的。根据安培定则，大拇指指向N极，四指的指向即为电流方向，所以在外部电流方向向上，即电源左端为正极，右端为负极。如下图所示：
【答案】见解析
【点评】考查了通电螺线管周围的磁感线的方向和电源正负极的判定，一定要掌握安培定则，并知道在电源外部电流从正极流回负极。
16．（2018?盘锦）如图，是一种温度自动报警器原理示意图，当环境温度低于设定的警戒温度时，灯亮，电铃不响。当环境温度达到警戒温度值时，灯不亮电铃响，发出报警信号。在图中的虚线框内填入相应的电路元件符号并补全电路；②标出通电螺线管的N极。（电铃符号）
【解析】温度自动报警器的工作过程是这样的，当温度升高时，玻璃泡中的水银膨胀，水银液柱上升，当升高到警戒温度即金属丝下端对应的温度时，控制电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁，从而使触点与上面断开，与下面连通，此时电铃响，发出报警信号。从图可知，电流是从螺旋管的下端流入，上端流出，根据安培定则可知，用右手握螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的上端就是螺线管的N极，如图所示：
【答案】见解析
【点评】①明确图中左侧为控制电路，右侧为工作电路，两电路依据中间的电磁铁来发生相互作用，是搞清这一装置原理的关键点之一，同时，还应明确水银也是导体，当其与上方金属丝接通时，也成为了电路的一部分。
②本题考查了安培定则的应用，安培定则为判断电磁铁磁极常用方法，应熟练掌握并灵活应用。
四．实验探究题
17．（2018?枣庄）在探究“通电螺线管的外部磁场”的实验中，小明在螺线管周围摆放了一些小磁针。
（1）通电后小磁针静止时的分布如图甲所示，由此可看出通电螺线管外部的磁场与______的磁场相似。
（2）小明改变通电螺线管中的电流方向，发现小磁针指向转动180°，南北极发生了对调，由此可知：通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中______方向有关。
（3）小明继续实验探究，并按图乙连接电路，他先将开关S接a，观察电流表的示数及吸引大头针的数目；再将开关S从a换到b，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表的示数及吸引大头针的数目，此时调节滑动变阻器是为了________________________的关系。
【解析】（1）通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似，都是具有两个磁性较强的磁极；（2）如果改变螺线管中的电流方向，发现小磁针转动180°，南北极所指方向发生了改变，由此可知：通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关。（3）实验中，他将开关S从a换到b上时，连入电路的线圈匝数发生了变化，为了保证电流不变，应调节变阻器的滑片P，控制两次实验的电流大小不变，再次观察电流表示数及吸引的回形针数目，这样才能探究出通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系。
【答案】故答案为：（1）条形；（2）电流；（3）控制两次实验的电流大小不变； 通电螺线管磁场强弱与线圈匝数。
【点评】本题考查了螺线管磁场的特点、磁极方向的判断等，注意通电螺线管的磁极极性与电流的方向和线圈的绕法有关。
18．（2018?武汉）图甲是“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验装置。
（1）为了使通电螺线管的磁场______，可以在螺线管中插入一根铁棒。
（2）闭合开关，小磁针A静止后的指向如图甲所示，小磁针的左端为______极。在通电螺线管四周不同位置摆放多枚小磁针后，我们会发现通电螺线管外部的磁场与______磁体的磁场相似。
（3）如果把一根导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，就制成了一个电磁铁。图乙所示的实例中没有应用到电磁铁的是______（填实例名称）。
【解析】（1）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，可以在螺线管中插入一根铁棒；（2）根据图示的线圈绕向可知，螺线管外侧电流的方向是从下到上，利用安培定则可知通电螺线管左侧为N极、右侧为S极；由于异名磁极相互吸引，所以当小磁针自由静止时，所以小磁针的左端为S极，右端为N极；通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似，都是具有两个磁性较强的磁极；（3）通电时，电磁铁有电流通过，产生了磁性，把小锤下方的弹性片吸过来，使小锤打击电铃发出声音，同时电路断开，电磁铁失去了磁性，小锤又被弹回，电路闭合，不断重复，电铃便发出连续击打声，应用了电磁铁；水位自动报警器是通过控制电磁铁中电流有无来控制工作电路用电器的开关，应用了电磁铁；动圈式话筒的原理是电磁感应现象，没有应用到电磁铁。
【答案】故答案为：（1）增强；（2）S；条形；（3）动圈式话筒。
【点评】本题考查了影响电磁铁磁性强弱的因素、磁极间的相互作用及安培定则的应用以及电磁铁的应用，属于综合性题目。
19．（2018?昆明）在探究“电动机为什么会转动”的实验中：
（1）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______，磁体会对通电导体产生力的作用吗？
（2）如图所示，将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，未闭合开关前，导体______，闭合开关后，导体______，说明磁场对______导体有力的作用。
（3）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______，说明通电导体在磁场中的受力方向与______有关。
（4）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______，说明通电导体在磁场中的受力方向与______有关。
（5）如果同时改变磁场方向和电流方向，______确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关（填“能”或“不能”）。
【解析】（1）根据课本奥斯特实验知：通电导体周围存在磁场；（2）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。（3）断开开关，将图中磁铁的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。（4）断开开关，将图中电源的正、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。（5）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】故答案为：（1）磁场；（2）静止不动； 运动；通电；（3）相反；磁场方向； （4）相反；电流方向； （5）不能。
【点评】此题主要考查了探究电动机工作原理的实验中，基本原理的掌握、实验中故障的分析与解决、实验的改进方法等，有一定综合性，是我们应该详细了解的。
20．（2018?福建）图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。闭合开关后，导体棒、灵敏电流计、开关、导线组成闭合电路。实验观察到的现象如下表
实验序号
磁场方向
导体棒ab
运动方向
灵敏电流计
指针偏转情况
1
向下
向上
不偏转
2
向下
不偏转
3
向左
向右偏
4
向右
向左偏
5
向上
向上
不偏转
6
向下
不偏转
7
向左
向左偏
8
向右
向右偏
（1）实验时通过观察____________来判断电路中是否产生感应电流。
（2）由实验可知，闭合电路中的部分导体在磁场中做______运动时，电路中产生感应电流。
（3）比较第4次和第______次实验可知，导体棒运动方向相同时，感应电流的方向与磁场的方向有关。
（4）比较第7次和第8次实验可知__________________。
【解析】（1）通过观察灵敏电流计的指针是否偏转来判断电路中是否有电流。（2）由表格中数据知，当开关断开时，不会有电流产生；若导体向上运动或向下运动时，不切割磁感线，此时电路中也没有电流，可得产生感应电流的条件是：闭合电路的部分导体，在磁场中做切割磁感线运动。（3）由表格中数据知，4和8的导体运动方向相同，磁场方向不同，电流表指针的偏转方向也不同，说明感应电流的方向与磁场的方向有关。（4）比较第7次和第8次实验可知，磁场方向相同，导体的运动方向不同，电流表指针的偏转方向不同，说明感应电流的方向与导体运动的方向有关。
【答案】故答案为：（1）灵敏电流计指针是否偏转；（2）切割磁感线；（3）8；（4）感应电流的方向和导体运动的方向有关。
【点评】本题考查了产生电磁感应电流的条，关键是利用控制变量法找出各组数据中相同的量和不同的量。
一．选择题
1．（2018?拱墅区二模）如图所示的四个实验中，能确定钢棒具有磁性的实验有（ ）
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
【解析】①小磁针本身是由磁性的，如果钢棒没有磁性，小磁针照样会和它相互吸引发生偏转，故①不合题意；②只有磁体悬挂起来后才有指南北的性质，因此钢棒肯定有磁性，故②符合题意；③螺线管通电后会产生磁场，中间的钢棒被磁化后可以吸引铁屑，因此钢棒不一定有磁性，故③不合题意；④钢棒向下运动相当于钢棒不动外面的导线运动，只有钢棒有磁场，才会产生感生电流，因此钢棒肯定有磁性，故④符合题意。故选：D。
【答案】D
【点评】了解磁极之间的相互作用、磁体的性质以及电磁感应的条件是解答此类题目的关键。
2．（2018?莲都区模拟）在研究“磁极间的相互作用规律”时，实验小组的同学分别设计了如下四个方案，其中最合理的是（ ）
A．两人各拿一块条形磁铁，并将各自的一个磁极相互靠近
B．将放在粗糙木板上的两块条形磁铁的磁极相互靠近
C．用条形磁铁的一个磁极靠近另一块用细线悬挂并静止的条形磁铁中间
D．用条形磁铁的一个磁极分别靠近另一块用细线悬挂并静止的条形磁铁的两端
【解析】A、当两人各拿一个磁体时，由于外力的作用，在主观感觉上容易产生误判，故A不是最佳方案；B、若两个磁体的磁性都不是很强时，放在粗糙的桌面上实验现象就不是很明显，故B不是最佳方案；C、条形磁铁的中间磁性最弱，两端的磁性最强，故要验证磁极间的相互作用规律应该让两极去靠近，故C不是最佳方案；D、当用条形磁铁的一个磁极靠近另一块用细线悬挂并静止的条形磁铁的两端时，若是同名则相互排斥，而且观察到另一磁体会旋转，直到异名相互吸引，现象较明显，故D较合理。故选：D。
【答案】D
【点评】本题是一道实验方案的设计题，虽然不是自己设计实验，但是在选择时一定要综合多方面的因素，全面的考虑问题。
3．（2017?乐清市模拟）如图所示的四个实验中，不能确定钢棒本身具有磁性的是（ ）
A．小磁针与钢棒排斥 B．静止时始终南北指向
C．能吸引更多铁屑 D．电流表指针偏转
【解析】A、同名磁极相互排斥，小磁针与钢棒相互排斥，说明都具有磁性，故A不符合题意；B、钢棒指南北，这是磁体的基本性质，说明钢棒具有磁性，故B不符合题意；C、铁芯能使通电螺线管的磁性增强，不能说明钢棒具有磁性，故C符合题意；D、导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生了感应电流（可以从电流表指针发生偏转来体现），这是电磁感应现象，说明钢棒具有磁性，故D不符合题意。故选：C。
【答案】C
【点评】此题考查了磁体的基本性质，电磁铁磁性强弱的决定因素和电磁感应等知识点，是一道综合性题目。
4．（2018?潘集区模拟）关于电磁现象，下列说法中正确的是（ ）
A．磁场是由磁感线组成的
B．磁场对放入其中的小磁针不一定有力的作用
C．导体中的负电荷在做定向移动时一定产生磁场
D．利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围各点的磁场方向
【解析】A、磁场是存在与磁体周围的一种物质，磁感线是一种理想化的物理模型，实际上不存在，磁场不是由磁感线组成的，故A错误；B、磁场对放入其中的小磁针有力的作用，故B错误；C、导体中的负电荷在做定向移动时形成电流，电流会在其周围产生磁场，故C正确；D、利用铁屑检验磁体周围磁场分布情况，因看不出NS极，不能判断磁场的方向，故D错误；故选：C。
【答案】C
【点评】本题难度不大，熟练掌握基础知识即可正确解题。
5．（2018?上海模拟）以下正确的图是（通电螺线管的磁极方向和NS极）（ ）
A． B． C． D．
【解析】在磁体的外部，磁感线总是从磁体的N极出来回到S极；A、图中的磁感线是从磁体的S极出来回到N极，故A错误；B、图中的磁感线是从磁体的N极出来回到S极，故B正确；C、图中的磁感线是从磁体的S极出来回到N极，故C错误；D、图中左侧N极的磁感线是回到N极，故D错误；故选：B。
【答案】B
【点评】此题考查了磁感线及其特点，要认真分析磁感线的方向。
6．（2018?杭州二模）如图所示，条形磁铁置于水平面上，电磁铁与其在同一水平面上，右端固定并保持水平，当电路中滑动变阻器滑片P逐渐向左移动时，条形磁铁仍保持静止。下列说法不正确的是（ ）
A．开关闭合后，电磁铁左端是N极，右端是S极
B．条形磁铁受到的摩擦力方向水平向左
C．条形磁铁仍保持静止，说明条形磁铁受力平衡
D．滑动变阻器滑片P逐渐向左，条形磁铁受到的摩擦力逐渐减大
【解析】（1）根据螺线管的线圈绕向和电流从螺线管的左端流入，利用安培定则可以确定螺线管的左端为N极，右端是S极，故A正确。（2）因为条形磁铁与螺线管相邻的一端为同名磁极而相互排斥，所以条形磁铁受到螺线管对它向左的斥力，条形磁铁处于静止状态，受到平衡力的作用，桌面对它施加了一个摩擦力，即磁铁受到的螺线管斥力与桌面对它的摩擦力平衡，所以摩擦力方向向右，故B错误，C正确；（3）滑片P向左滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，对条形磁铁的斥力增大，由于条形磁铁始终处于平衡状态，所以摩擦力始终等于斥力，故摩擦力会随着斥力的增大而增大，故D正确。故选：B。
【答案】B
【点评】本题考查了安培定则的应用、二力平衡的理解、螺线管磁性以及磁极间相互作用的规律等，掌握基础知道是解题的关键。
7．（2018?南岸区校级模拟）关于如图所示的电和磁的知识，下列描述正确的是（ ）
A．甲图是电风扇的工作原理图
B．乙图中磁铁可以吸引所有金属
C．丙图中电铃是利用电流的磁效应工作
D．丁图中摩擦后的梳子能吸引小纸屑是因为同种电荷相互吸引
【解析】A、电风扇中有电动机，电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的，图甲是电磁感应现象，故A错误；B、磁体能吸引铁、钴、镍等金属，不能吸引所有金属，故B错误；C、电铃中电磁铁，是利用电流的磁效应工作的，故C正确；D、摩擦后的梳子带了电，能吸引轻小物体，故D错误。故选：C。
【答案】C
【点评】本题考查了电动机的工作原理、磁体的作用、电磁铁的应用、带电体的性质等知识点，难度不大。
8．（2018?深圳模拟）如图所示，是某保密室的防盗报警电路，当有人闯入保密室时会使开关S闭合。下列说法正确的是（ ）
A．电磁继电器与发电机工作原理相同 B．电磁铁的磁性强弱只与电流大小有关
C．电磁铁工作时，上端为S极 D．当有人闯入保密室时，b灯亮
【解析】A、电磁继电器是利用电流的磁效应工作的，发电机是利用电磁感应原理制成的，电动机是根据通电线圈在磁场中受力而转动工作的，故A错误；B、电磁铁的磁性强弱和电流大小、线圈的匝数多少有关，故B错误；C、根据安培定则可知，电磁铁工作时，上端为N极，故C错误；D、当有人闯入保密室时会使开关S闭合，电磁铁有磁性，吸引衔铁，电灯b所在电路接通，b灯亮，故D正确。故选：D。
【答案】D
【点评】此题考查了电磁继电器、电动机、发电机的工作原理，关键是搞清电磁继电器的衔铁被吸下和拉起时工作电路的变化情况。
9．（2018?福州三模）如图所示，R是一个巨磁电阻，其电阻在磁场中会急剧减小，且磁场越强电阻越小，闭合开关S1、S2，当滑动变阻器滑片P向右移动时，下列判断正确的是（ ）
A．R 变大，灯 L 变暗 B．A 端为 N 极，磁性增强
C．R 变小，灯 L 变亮 D．A 端为 S 极，磁性减弱
【解析】右手握住螺线管，四指指向螺线管中的电流方向，大拇指指向电磁铁的左端A为N极，右端B为S极，滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，由欧姆定律可知，左边电路中的电流减小，所以电磁铁的磁性减弱，周围磁场减弱，R电阻变大，由串联分压的规律可知，R两端的电压增大，则指示灯两端的电压减小，指示灯的实际功率变小，所以指示灯亮度变暗，故A正确，BCD错误。故选：A。
【答案】A
【点评】本题考查了电路的动态分析，涉及到电磁铁磁性与电流的关系和电功率公式的应用等，判断出巨磁电阻的变化是解题的关键。
10．（2018?福州三模）如图所示装置，闭合开关，如果将导体ab水平向右移动，则导体cd将随之运动起来。下列设备中，与实验装置右侧产生现象的工作原理相同的是（ ）
A．电动机 B．发电机 C．电磁铁 D．电磁继电器
【解析】由图可知：闭合开关，将导体ab水平向右移动，此时相当于闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，故导体中会有感应电流产生，此时导体ab相当于电源；cd相当于放入磁场中的通电导体，故cd受力运动；据上可知实验装置左侧是利用电磁感应现象的原理制成的，发电机就是该原理的典型应用；实验装置右侧运用的原理是：通电导线在磁场中受力的作用，电动机就是利用该原理制成的。故A正确。故选：A。
【答案】A
【点评】电磁感应和磁场对通电导体的作用其主要区别在于前者为因电而动，后者为因动而电，所以电路结构是不相同的。
11．（2018?茂名模拟）图中a表示垂直于纸面的一条导线，它是闭合电路的一部分，当它在磁场中按箭头方向运动时，不能产生感应电流的情况是（ ）
A． B． C． D．
【解析】A、由图知导体是闭合电路中的导体，导体斜着做切割磁感线运动，所以会产生感应电流。故A正确。B、由题意知导体是闭合电路中的导体，且导体的运动方向与磁感线平行，即没有做切割磁感线运动，所以不会产生感应电流。故B错误。C、由题意知导体是闭合电路中的导体，并且导体做切割磁感线运动，所以会产生感应电流。故C正确。D、由题意知导体是闭合电路中的导体，导体做切割磁感线运动，所以会产生感应电流。故D正确。故选：B。
【答案】B
【点评】本题主要考查学生对电磁感应现象，以及感应电流产生的条件的了解和掌握，是一道基础题。
12．（2018?宜宾二模）如图所示是一种环保手电筒。只有将它来回摇动，小灯泡就能发光。以下四个图中与环保手电筒的工作原理图相同的是（ ）
A．电磁起重机 B．动圈式话筒 C．扬声器 D．电磁继电器
【解析】晃动手电筒时，手电筒中的永磁体在线圈中运动，运动是相对而言的，相对于永磁体而言，线圈在做切割磁感线运动，线圈中就会产生感应电流，小灯泡就会发光，所以上述现象是利用电磁感应现象的原理制成的。A、图中电磁起重机有电源，是利用电流的磁效应制成的，故A不符合题意；B、动圈式话筒是把声信号转变成电信号的，声信号的振动带动线圈在磁场中振动，产生电流，是电磁感应现象原理，故B符合题意；C、扬声器工作时，通电线圈就会在磁场中受到力的作用，由于线圈中的电流是交变电流，它的方向不断变化，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音，故C不符合题意；D、电磁继电器中有电源，是利用电流的磁效应制成的，故D不符合题意。故选：B。
【答案】B
【点评】知道电和磁中常见的实验及原理，并能正确的区分是解决该题的关键。
二．填空题
13．（2018?潮南区模拟）电话的基本原理是通过话筒与听筒完成声音信号与______信号的相互转换。如图所示为电话机原理图。当人对着话筒说话时，滑动变阻器的滑片向左移动，则听筒电磁铁的磁性将______（填“变强”“变弱”或“不变”），其左端为______极。
【解析】（1）最简单的电话由话筒和听筒组成。话筒把声音变成变化的电流，电流沿着导线把信息传到听筒，电流使听筒的膜片振动，携带信息的电流又变成了声音，所以电话的基本原理是通过话筒与听筒共同完成声信号与电信号的相互转化。（2）滑动变阻器的左半段连入电路，滑片向左移动时，连入电路的电阻变小，电流增大，在螺旋管的匝数一定时，电流越大，电磁铁的磁性越强。（3）如图，电流从螺旋管的右下端流入，用右手握住螺旋管，大拇指指向右端，所以右端是N极，左端是S极。
【答案】故答案为：电；变强；S。
【点评】本题考查了电话的原理、影响电磁铁磁性的因素以及安培定则的相关知识，属于识记性内容，比较简单。
14．（2018?兰陵县一模）如图所示，a处的磁场比b处的磁场______（选填“强”或“弱”），若将此磁体在空中悬吊起来，静止时图示的右端指向地磁场的______（选填“南”或“北”）极。
【解析】磁感线越密集，该处磁场越强，越稀疏，故图中a处的磁场比b处的磁场弱；地磁场的北极在地理南极附近，地磁场南极在地理北极附近，如果将此磁体在空中悬吊起来，静止时图示的右端指向北方，即地磁场的南极。
【答案】故答案为：弱； 南。
【点评】关于磁场要知道磁极间的相互作用是通过磁场产生的，知道磁感线的由来，以及磁感线方向的确定。
三．作图题
15．（2018?立山区二模）图中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B点的小磁针静止时北极所指的方向。
【解析】根据磁体外部，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标出磁极的名称。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
【点评】此题主要考查了磁感线的概念，同时要考查了磁感线的方向及磁针北极指向的关系，一定注意某点磁场的方向实际就是小磁针静止时北极所指的方向。
16．（2018?文圣区校级二模）如图所示，螺线管A、B相互排斥，画出B通电螺线管的绕线，并标出电流方向。
【解析】左边A通电螺线管的极性为：左端为S极，右端为N极；由磁极间的相互作用规律可知，右边B通电螺线管的极性为：左端为N极，右端为S极，通电螺线管的绕线和电流方向如图所示：
【答案】见解析
【点评】本题考查了磁极间的相互作用规律和右手螺旋定则的使用，注意右手螺旋定则可以由电流方向判定磁极极性，也可由磁极磁性判定电流方向或线圈的绕法。
四．实验探究题
17．（2018?福州三模）图为探究“磁生电”的实验装置。
（1）闭合开关，让悬着的导体AB______运动时（选填“左右”、“上下”、“沿A向B”或“沿B向A”），灵敏电流计会发生偏转。
（2）如果保持导体AB不动，要产生感应电流，正确的操作方法是______。
（3）若把灵敏电流计换成干电池，闭合开关S，可观察到的现象是：____________。
【解析】（1）由图知，磁感线方向在竖直方向，所以导体AB左右运动才会切割磁感线，电路中才会有感应电流；（2）AB不动，可以左右移动磁体，AB仍切割磁感线，可产生感应电流；（3）将电流表换成电源，闭合开关，导体AB中有电流通过，受到磁场力的作用而运动，这是电动机的原理。
【答案】故答案为：（1）左右；（2）左右移动磁体；（3）导体AB受到磁场力的作用而运动。
【点评】此题是探究电磁感应现象的实验，考查了学生对产生感应电流条件的掌握及影响感应电流大小的因素；引申到通电导体在磁场中受力的作用，注意和电磁感应现象区分。
18．（2018?泰兴市校级三模）利用图甲所示的装置“观察磁场对通电直导线的作用”。
（1）应在M、N之间接入______（选填“小量程电流表”、“电源”或“灯泡”）；
（2）如图乙中，通电后，ab段导线和cd段导线受到的磁场力，______（填“是”或“不是”）一对平衡力；
（3）如图丙所示的直流电动机的线圈可以持续转动，是因为它加装了______，该装置能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
【解析】（1）利用如图所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，即必须有电源，所以在ab间应接电源；利用该原理制成了电动机；（2）在乙图中，通电后cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，此时，ab段导线所受磁场力的方向是竖直向上，这两个力不是一对平衡力，这是因为这两个力不作用在一条直线上；（3）丙图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，它能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
【答案】故答案为：（1）电源；（2）不是；（3）换向器。
【点评】此题属于电磁学中比较复杂的题目，考查内容较多，主要考查了电动机的原理，考查较全面，应重点掌握。
19．（2018?金水区校级模拟）小明在探究“通电螺线管的外部磁场”实验中，设计了如图一所示电路。实验时：
（1）可通过观察______判断通电螺线管的磁极。
（2）小明猜想：通电螺线管的磁场强弱可能与线圈匝数和电流大小都有关。实验中，他将开关S从l换到2上时，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表示数及吸引大头针的数目，此时调节滑动变阻器是为了______，来探究通电螺线管的磁场强弱与______的关系。
（3）为了探究“通电螺线管的磁极性质”，小明对螺线管可能的电流方向和绕线方式进行了实验，得到了如图二所示的四种情况。分析情况可知，螺线管的磁极由______（选填“电流方向”、“绕线方式”或“电流大小”）决定。
【解析】（1）由图甲可知，在螺线周围有两个小磁针，我们可以通过观察小磁针的指向来判断螺线管的极性；（2）实验中，他将开关S从l换到2上时，连入电路的线圈匝数发生了变化，为了保证电流不变，应调节变阻器的滑片P，控制两次实验的电流大小不变，再次观察电流表示数及吸引的回形针数目，这样才能探究出通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系。（3）四个图中的螺线管电路中甲和乙的绕线方式相同，电流方向不同，根据小磁针的指向情况知：甲的右端为S极，乙的右端为N极；同理丙丁也是如此，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。
【答案】故答案为：（1）小磁针静止时，N极的指向； （2）控制两次实验的电流大小不变；线圈匝数；（3）电流方向。
【点评】本实验中，既有转换法的运用，也有控制变量法的研究，是物理学中较典型的实验之一，是我们应该掌握的。
20．（2018?金坛区模拟）电梯为居民出入带来很大的便利，小明家住某小区某栋26楼，放学后乘电梯冋家。小明查阅资料，了解到出于安全考虑，技术人员设置了两种“电梯超载自动报警系统”，请选择其中一种方案完成电路设计，并计算出相应结果（两种方案都做，以第一种为准）。
方案一
如图1所示，“电梯超载自动报警系统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，闭合开关S，电动机正常工作；当电梯超载时，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=90Ω，电阻式压力传感器（压敏电阻）R2的阻值随压力F大小变化如图2所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
（1）请以笔划线代替导线，在图1中完成“电梯超载自动报警系统”的电路连接。
（2）若电磁铁线圈电流达到20mA时，电铃发出警报声，则该电梯厢内此时所承载的总质量为______kg．（g取10N/kg）
（3）要增大电梯载荷，需将R1______（变大/变小）。
方案二：
如图3所示，“电梯超载自动报警系统”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，闭合开关S，电动机正常工作；当电梯超载时，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=90Ω，电阻式压力传感器（压敏电阻）R2的阻值随压力F大小变化如图4所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
（4）请以笔划线代替导线，在图3中完成“电梯超载自动报警系统”的电路连接。
（5）若电磁铁线圈电流达到20mA时，电铃发出警报声，则该电梯厢内此时所承载的总质量为______kg．（g取10N/kg）
（6）要增大电梯载荷，需将R1______（变大/变小）
【解析】方案一：（1）控制电路中，将电源，R1、R2与电磁铁串联起来即可；
开关控制火线，由图2知，电阻式压力传感器（压敏电阻）R2的阻值随压力F的增大（减小）而变大（小），根据电阻的串联，电路的总电阻变大（小），由欧姆定律I=，电路中的电流变小（大），当电流减小到20mA时，由影响电磁铁磁性强弱的因素，电磁铁磁减弱，在弹簧弹力的作用下，K与B分离，而与A接触，电铃发出警报声，而正常情况下K与B接触，电梯正常工作，S控制电动机，如下左图所示：
（2）若电磁铁线圈电流减小到20mA时电铃发出警报声，根据欧姆定律，工作电路的总电阻；R===300Ω，由电阻的串联，压敏电阻：R2=R﹣R1=300Ω﹣90Ω=210Ω，由图4知，纵坐标一个格表示20Ω，此时压力大小为7×103N，即重力为7×103N，该电梯厢内此时所承载的总质量为：m===700kg；（3）电流达到20mA时电铃发出警报声，由欧姆定律，即电路的总电阻不变，要增大电梯载荷，根据图2，R2要变大，根据电阻的串联，需将R1变小；
方案二：（4）控制电路连接同（2），由图4知，电阻式压力传感器（压敏电阻）R2的阻值随压力F的增大（减小）而变小（大），根据电阻的串联，电路的总电阻变小（大），由欧姆定律，电路中的电流变大（小），当电流增大到20mA时，电磁铁磁性增大到一定程度，K与B接触，而与A分离，电铃发出警报声，即正常情况下K与A接触，S控制电动机，如上右图所示；（5）若电磁铁线圈电流增大到20mA时，电铃发出警报声，同（2），压敏电阻：
R2=210Ω，由图4知，纵坐标一个格表示20Ω，此时压力大小为7×103N，即物体的重力为7×103N，该电梯厢内此时所承载的总质量为：m===700kg；（6）电流达到20mA时电铃发出警报声，即电路的总电阻不变，要增大电梯载荷，即R2要变小，根据电阻的串联，需将R1变大。
【答案】方案一：（1）如上左图所示；（2）700；（3）变小；方案二：（4）如上右图所示；（5）700；（6）变大。
【点评】本题结合生活实际考查重力的计算、串联电路的规律、影响电磁铁磁性的因素、安全用电知识、欧姆定律的运用、作图能力，难点是（1）（4），关键是根据题意分析图2、4的不同变化规律，从而确定工作电路的连接。综合性强，难度大。
