2025年甘肃省兰州市中考物理命题探究-第十四章　磁现象

第十四章　磁现象 考点1 磁现象　磁场 1．磁现象 磁性 物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质 磁体 具有磁性的物体(分为永磁体和软磁体) 磁极 (1)磁体上磁性最强的两个部位称为磁极； (2)能够自由转动的磁体(例如悬吊着的磁针)，静止时指南的那个磁极称为 ① 极，指北的那个磁极称为② 极 作用 规律 同名磁极相互③ ，异名磁极相互④ 磁化 在磁体的影响下，使原来没有磁性的物体有了磁性的过程 磁性 材料 硬磁材料(永磁材料)：用于制造各种永磁体，磁记录(如储蓄卡上的磁条)等 软磁材料：用来制造变压器、电磁铁等 2.磁场 定义 磁体周围存在着一种肉眼看不到的物质，能使磁针偏转，这种物质叫做磁场 性质 对放入其中的磁体具有作用力 方向 小磁针静止时⑤ 极所指的方向即为该点磁场的方向 磁感线 (1)定义：描述磁场的某些特征和性质的假想曲线，并不是客观存在的； (2)方向：磁体外部的磁感线都是从磁体的⑥ 极出发，回到⑦ 极；而在磁体内部则相反，磁感线是从⑧ 极出发，回到⑨ 极；(均选填“N”或“S”) (3)特点：磁感线疏密可以表示磁场的 ，磁感线密集处磁场较强，稀疏处磁场较弱．磁感线上任意一点的⑪ 方向与该点的磁场方向一致 地磁场 (1) 地球周围存在着磁场，研究表明地磁场的形状与 ⑫ 磁体的磁场相似； (2)地磁北极在地理⑬ 极附近，地磁⑭ 极在地理北极附近； (3)地理两极与地磁两极并不重合，最早记录这一现象的是我国宋代学者⑮ 考点2 电流的磁效应 电流的 磁效应 (1)发现：丹麦物理学家① 最早证实了电流周围存在磁场，且第一个发现了电与磁之间的联系； (2)内容：通电导线周围存在与② 方向有关的磁场的现象 通电螺线 管的磁场 (1)磁场特点：通电螺线管外部的磁场与③ 磁体的磁场一样，它的两端相当于条形磁体的两个磁极，可用右手螺旋定则判断； (2)磁极的影响因素：通电螺线管两端的极性与螺线管中的④ 方向有关 右手螺 旋定则 如图，用右手握住螺线管，让四指弯曲且与螺线管中电流的方向一致，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的⑤ 极，大拇指所指的方向也是通电螺线管内部磁场的方向 考点3 电磁铁　电磁继电器 1．电磁铁[原理：电流的磁效应] 特点 电磁铁通电时有磁性，断电时磁性消失 影响因素 电磁铁磁性的强弱跟线圈的① 和通过电磁铁的② 的大小有关； (1)线圈的匝数一定时，通过电磁铁的电流越③ ，电磁铁的磁性越强； (2)当通过电磁铁的电流一定时，线圈的匝数越多，磁性就越④ 应用 磁悬浮列车、电磁起重机、电铃等 2.电磁继电器 实质 利用⑤ 来控制工作电路的一种开关 特点 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 原理 如图所示为一种温度自动报警装置，当开关闭合后，温度升高到某一温度值时，电路中的电阻变小，电流变大，电磁铁磁性增强，吸引衔铁向靠近电磁铁的方向运动，从而带动动触点与静触点1断开，电灯所在电路断开，电灯熄灭，动触点与静触点2接触，电铃所在电路接通，电铃响，即发出警报声 考点4 磁场对通电导线的作用 内容 通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟① 的方向、② 的方向都有关系，当电流的方向或者磁感线的方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反 左手 定则 伸开左手，使大拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，使四指指向电流方向．这时，拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受磁场力的方向. 应用 扬声器、电动机等 考点5 电磁感应 发现者 英国科学家① 发现了电磁感应现象 电磁感 应现象 当导体回路中的一部分在磁场中做② 运动时，回路中就会产生电流，这种现象称为电磁感应现象；产生的电流叫作③ 产生 条件 (1)④ 电路； (2)一部分导体做⑤ 电流方向 与导体⑥ 和⑦ 方向有关 若其中一个方向发生了改变，则电流方向也会发生变化；若两个影响因素的方向同时改变，则电流方向不变 应用 动圈式话筒、发电机等 考点6 电动机与发电机 电动机 发电机 实验装置 原理 ① 。 ② 。 判断依据 电路中有电源 电路中无电源 能量转化 ③ 能转化为机械能 机械能转化为④ 能 举例 扬声器、电流表等 动圈式话筒、POS机等 实验 探究通电螺线管外部磁场的方向(《课标》要求学生必做实验) 实验装置 主要器材：电源、螺线管、小磁针(显示磁场方向)、开关、导线． (1)依次将电源、螺线管、开关用导线连接好，连接电路时，断开开关； (2)观察小磁针静止时的指向，记录其N极指向 设计与进 行实验 (1)取多个小磁针，分别摆放在螺线管外部两端、侧边，观察并记录小磁针的指向； (2)闭合开关，观察小磁针指向变化，记录小磁针的位置和指向； (3)重复上述实验，观察小磁针指向有无变化； (4)改变电源极性，观察并记录小磁针的位置和指向，比较电源极性变化前后小磁针指向的变化情况 转换法 (1)通过铁屑的密集程度判断磁场的强弱； (2)通过小磁针静止时N极的方向确定通电螺线管外部磁场的方向 实验结论 通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场相似，磁场方向与电流方向有关 交流反思 (1)增加通电螺线管的磁场强度的方法：在通电螺线管中插入铁棒； (2)不能用自由旋转的大头针代替小磁针的原因：大头针不能指示磁场的方向 【例1】(2024枣庄改编)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”． 甲 乙 例1题图 (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)在装有螺线管的玻璃板上均匀撒满铁屑，通电后铁屑分布无明显变化，这时需 ；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极指向相反，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，得到了如图丙所示的四种情况．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 例1题图丙 【拓展训练】 (6)用小磁针探究磁场方向时，发现小磁针没有标N、S极，请写出一种判断小磁针N、S极的做法： . 实验2 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件(《课标》要求学生必做实验) 实验装置 主要器材：蹄形磁铁、导线框、灵敏电流计、方座支架、开关、导线． 灵敏电流计的作用(转换法) ①通过观察电流计指针是否偏转，判断是否产生感应电流； ②通过观察电流计指针的偏转方向和角度，判断感应电流的方向和大小 　　　 设计与进 行实验 (1)闭合开关，保持导体棒和磁体相对静止，观察并记录灵敏电流计指针的偏转情况； (2)让导体棒水平向左、向右做切割磁感线运动，观察并记录灵敏电流计指针的偏转情况； (3)让导体棒沿磁感线方向上下运动，观察并记录灵敏电流计指针的偏转情况； (4)改变磁场方向，让导体棒水平向左、向右做切割磁感线运动，观察并记录灵敏电流计指针的偏转情况，与(2)中现象进行比较 实验结论 当导体回路中的一部分在磁场中做切割磁感线运动时，回路中就会产生电流，该现象叫作电磁感应(导体沿磁感线方向运动时，电流计指针不偏转) 交流反思 (1)使灵敏电流计指针偏转明显的方法：换用灵敏度更高的电流计、换磁性更强的磁铁、加快导体棒切割磁感线的速度等； (2)实验中做切割磁感线运动的导体棒在电路中的作用相当于电源； (3)实验中将灵敏电流计换成电源，可探究通电导体在磁场中的受力情况 【例2】物理小组利用如图甲所示的实验装置，探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件． 例2题图 (1)实验室有铜棒、橡胶棒和玻璃棒，小明应选用 作为本实验中的AB棒． (2)磁铁不动，闭合开关，导体棒沿 (选填“上下”“左右”或“前后”)方向运动时，灵敏电流计指针会发生偏转． (3)断开开关，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，灵敏电流计指针都不发生偏转．由此得出结论： 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)为了进一步验证这个结论，兴趣小组又用如图乙的装置进行实验，发现将条形磁体向下插入线圈时，灵敏电流计的指针 ；保持条形磁体在线圈中不动，向上提起线圈时，灵敏电流计的指针 ，结果符合上述实验结论(均选填“偏转”或“不偏转”)． (5)若要探究感应电流方向与磁场方向的关系，应保持导体A、B运动方向不变，将 对 调，观察灵敏电流计指针偏转情况． (6)该实验在探究过程中，是将 能转化成电能，生活中的 (选填“电动机”或“发电机”)是根据这一原理制成的． 【拓展训练】 (7)实验小组想进一步探究感应电流的大小跟哪些因素有关，让导体棒A、B做切割磁感线运动，记录的实验数据如下表所示． 实验次数 1 2 3 4 5 磁场强弱/磁铁个数 1个 1个 1个 2个 3个 导体切割磁感线速度 慢速 中速 快速 慢速 慢速 电流计指针偏转格数 1格 2.5格 4格 2格 3格 ①比较1、2、3三组数据，可以探究感应电流的大小与导体切割磁感线速度的关系．当磁场强弱一定时，导体切割磁感线速度越 ，感应电流越大． ②比较 三组数据，可以探究感应电流的大小与磁场强弱的关系．当导体棒切割磁感线速度一定时，磁场越 ，感应电流越大． 命题点1 磁现象　磁场(兰州2021.2A、2020．1C) 1．(2021省卷)如图所示是我国早期的指南针－－司南，东汉学者王充在《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南”．“柢”指的是司南长柄，司南指南北是由于它受到 的作用，司南长柄指的是地理的 极． 第1题图 命题点2 电磁现象的辨识(兰州2022.6、2020．4) 2．(2024省卷)兰州马拉松已成为兰州的一张名片．比赛计时采用感应芯片，运动员佩戴感应芯片通过起点和终点磁场地带时，芯片里的线圈就会产生电流，激发芯片发送编码信息，系统自动获取信息并计时．下列器件中与此工作原理相同的是（ ） A．发电机　　B．电磁继电器 C．电风扇　　D．电铃 3. (2020兰州4题)核磁共振成像是一种较新的医学成像技术，它采用强静磁场和变化磁场使人体组织成像．若携带金属物做核磁共振成像，强静磁场会吸引铁质物品，变化磁场会使携带的金属中产生感应电流，金属物发热从而灼伤病人．上述说明中，没有涉及的知识是（ ） A．磁体的吸铁性　　B. 电磁感应 C．电流的热效应　　D. 同名磁极相互排斥 4. (2022兰州6题)关于磁现象，下列说法正确的是（ ） 甲 乙 丙 丁 第4题图 A．图甲：通电时小磁针发生明显偏转说明通电导体周围存在地磁场 B．图乙：利用此装置可说明电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关 C．图丙：利用此装置可说明发电机的工作原理 D．图丁：利用此装置可说明电动机的工作原理 命题点3 电磁识图、作图(兰州5年4考) 5．(2023省卷)小明用自制电磁小船放在水中判断方向，如图所示，开关S闭合前，小船船头(右端)指向东边．闭合开关S，电磁小船的船头(右端)为电磁铁的 (选填“N”或“S”)极；船头在地磁场的作用下，将 (选填“顺时针”或“逆时针”)偏转． 第5题图 6．(2023兰州19题)如图所示，小磁针左侧为通电螺线管，右侧为条形磁体，请根据小磁针的N极指向，标出条形磁体的磁极，并用箭头标出磁感线的方向和螺线管中的电流方向． 第6题图 7．(2020兰州26题)如图所示是小亮“探究电磁铁磁性强弱”的实验电路，请根据小磁针的N极指向，标出电磁铁周围磁感线的方向，并用“＋”“－”号标出电源的正、负极． 第7题图 命题点4 发电机和电动机(兰州5年4考) 8．(2020兰州9题)在探究“让线圈转起来”的实验中，小明用永磁铁、一节干电池、线圈、金属支架组装了如图所示的装置，用绝缘胶带将支架固定在电池两端，将磁铁放在电池侧壁上，再将线圈一端的绝缘漆全部刮去，另一端的绝缘漆只刮去一半后，放在支架上，线圈即可持续转动，关于该实验，下列说法正确的是（ ） 第8题图 A. 这个装置与发电机的工作原理相同 B. 线圈转动过程中，机械能转化为电能 C. 只改变电流的方向，线圈的转动方向不会改变 D. 只改变磁场的方向，线圈的转动方向可以改变 9．(2024兰州6题)科技创新活动中，小雅的作品“隔板推物”引起了同学们的极大兴趣，其原理如图甲所示，a、b两个导体棒分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，两导体棒通过导线相连，构成了一个闭合回路，用手推动导体棒a左右摆动时，导体棒b会随之摆动，下列关于这一现象的说法中不正确的是（ ） 甲 乙 第9题图 A．导体棒a左右摆动时，闭合回路中能够产生感应电流 B．导体棒a左右摆动时，实现了电能向机械能的转化 C．导体棒b随之摆动的原理与图乙所示装置的原理相同 D．用手推动导体棒b左右摆动时，导体棒a也会随之摆动 10．(2023兰州14题)如图甲所示是我国自主设计建造的首艘弹射型航空母舰－－福建舰，配备了全球领先的电磁弹射装置．如图乙所示，电磁弹射装置的弹射车与战斗机前轮连接，并处于强磁场中．当弹射车内的导体通以强大电流时，战斗机就会受到强大的推力而向前弹射飞出．电磁弹射装置的工作原理是 (选填“电磁感应”或“磁场对通电导体的作用力”)． 　 甲 乙 第10题图 命题点5 电磁综合实际应用(兰州2024.23) 11．(2024兰州23题)小明家所在的小区要修建一个景观池，景观池的造型是一个底面积大 小为S1＝20 m2的长方体水槽，图甲是小明为小区景观池设计的自动补水系统示意图，其中控制电路的电源电压恒为9 V，R0为保护电阻，R是一个固定于景观池底部的压敏电阻，它在水中的有效受力面积为S2＝4 cm2.在最高、最低水位设计深度变化范围内，压敏电阻R的阻值与其所受压力的大小变化关系如图乙所示．当控制电路中的电流I≤0.3 A时，弹簧将衔铁拉起，工作电路接通，水泵开始为景观池供水；当控制电路中的电流I≥0.6 A时，电磁铁将衔铁吸合，工作电路断开，水泵停止为景观池供水．(计算时不考虑电磁铁线圈的阻值和压敏电阻的厚度，ρ水＝1.0×103 kg/m3)求： 甲 乙 第11题图 (1)保护电阻R0的阻值； (2)景观池最低水位设计深度； (3)景观池每次补水的最大质量． 核心考点 精讲练 考点1　①南(S)　②北(N)　③排斥　④吸引 ⑤N　⑥N　⑦S　⑧S　⑨N　强弱 　⑪切线 ⑫条形　⑬南　⑭南　⑮沈括 考点2　①奥斯特　②电流　③条形　④电流　⑤北(N) 考点3　①匝数　②电流　③大　④强　⑤电磁铁 考点4　①电流　②磁感线　 考点5　①法拉第　②切割磁感线　③感应电流 ④闭合　⑤切割磁感线运动　 ⑥运动方向　⑦磁场 考点6　①通电导体在磁场中受力的作用　②电磁感应　③电　④电 重点实验 攻关练 例1(1)北极　(2)轻敲玻璃板　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　(6)将小磁针放在桌面上，静止时指南的一端为S极，另 一端为N极(用条形磁铁的N极靠近小磁针的一端，相吸的为S极，相斥的为N极) 例2(1)铜棒　(2)左右　(3)闭合　(4)偏转　偏转　(5)磁体的N、S极　 (6)机械　发电机　(7)①快　②1、4、5　强 兰州真题 随堂测 1．地磁场　南　2.A　3.D　4.B　5.S　顺时针 6．如答图所示 第6题答图 7．如答图所示 第7题答图 8．D　9.B 10．磁场对通电导体的作用力 11．解：(1)从图乙可知，压力越小，压敏电阻的阻值越大，控制电路中的电流越小， 最小电流I＝0.3 A，R＝20 Ω，此时总电阻R总＝＝＝30 Ω， 保护电阻的阻值R0＝R总－R＝30 Ω－20 Ω＝10 Ω (2)压力最小时压敏电阻正上方水的重力 G＝F＝0.8 N 水的质量m＝＝＝0.08 kg 水的体积V＝＝＝8×10－5 m3＝80 cm3 景观池最低水位设计深度 h＝＝＝20 cm (3)压力最大时压敏电阻正上方水的重力 G′＝F′＝2 N 水的质量m′＝＝＝0.2 kg 水的体积V′＝＝＝2×10－4 m3＝200 cm3 景观池最高水位设计深度 h′＝＝＝50 cm 所补水的深度Δh＝h′－h＝50 cm－20 cm＝30 cm＝0.3 m 景观池每次补水的最大体积 ΔV＝S1Δh＝20 m2×0.3 m＝6 m3 景观池每次补水的最大质量 Δm＝ρ水ΔV＝1.0×103 kg/m3×6 m3＝6×103 kg 学科网（北京）股份有限公司 $$