2025年中考物理一轮复习 第十五讲电和磁第1课时电磁学基础

第三模块　电　磁 第十五讲　电和磁　第1课时　电磁学基础 知识点1　基本磁现象 (1)物体吸引 的性质叫磁性，具有磁性的物体叫 ⁠。磁体不同部位的磁性强弱并不相同，磁性最强的两个部分叫 ⁠ 。能自由转动的小磁针静止时指向北方的磁极叫 极。 (2)磁体的周围、通电导线的周围存在着磁场。磁极间、磁极与通电导线 间通过 发生相互作用。 铁、钴、镍　 磁体 磁极 N　 磁场　 (3)同名磁极相互 ，异名磁极相互 ⁠。 (4)磁场具有方向。物理学中，把小磁针在磁场中静止时 ⁠所指的 方向规定为该点的磁场方向。 排斥　 吸引　 N极　 知识回顾 (5)磁感线：为了描述磁场情况而画的带箭头的曲线。磁场是客观存在 的，磁感线是人们假想出来的，是不存在的。磁感线是立体分布的，且 不交叉；在磁体外部，周围的磁感线总是从 出发回到 ⁠ 的；它的疏密表示磁场的强弱。 (6)地球周围存在磁场—— ，地磁场的形状跟 ⁠的 磁场形状相似；地磁场的N极在地理的南极附近，地磁场的S极在地理的 北极附近；海龟、信鸽都是利用地磁场来导航的。 N极　 S极　 地磁场　 条形磁体　 知识回顾 知识点2　电流磁效应(电生磁) (1)电流的磁效应 ①通电导线的周围有 ⁠； ②通电导线周围的磁场方向跟 有关。 磁场　 电流方向　 (2)通电螺线管相当于一个 磁体。利用安培定则(右手螺旋定则) 可判断螺线管南北极位置。 条形　 知识回顾 (3)电磁铁的影响因素 ①通电时 磁性，断电时 磁性； ②改变 ，可以改变磁极的极性； ③电磁铁磁性强弱与 和 有关。 有　 没有　 电流方向　 电流大小　 线圈匝数　 (4)电磁铁的应用：电磁继电器、电磁起重机、电铃等。 知识回顾 知识点3　磁场对通电导线的作用 (1)磁场对通电导线的作用(如图所示) ①通电导线在 中受到力的作用； ②力的方向跟 、 有关。 磁场　 电流方向　 磁场方向　 (2)应用1——电动机( 能→ 能)：换向器的作用是每当 线圈刚转过 位置时，自动改变线圈中的电流方向，使线圈 连续转动。 (3)应用2——扬声器(把 信号转变成 信号)。 电　 机械　 平衡　 电　 声　 知识回顾 知识点4　电磁感应现象(磁生电) (1)电磁感应现象(如图所示) ①闭合电路的一部分导体在磁场中做 ，就会在电路 中产生感应电流； ②感应电流的方向跟导体 和 ⁠ 有关。 切割磁感线运动　 切割磁感线运动的方向　 磁场方向　 知识回顾 (2)应用1——发电机( 能→ 能) (3)应用2——动圈式话筒(把 信号转变成 信号) 机械　 电　 声　 电　 知识回顾 核心考点1　基本磁现象 例1：李明用天然磁石仿制图甲所示的勺状的指南针——司南。 例1图 (1)他用的材料是图乙所示的天然磁石，该磁石的D端为 (选填 “南极”或“北极”)。 南极　 能力提升 (2)他把该磁石的D端磨成勺柄，打磨成勺状指南针(即“司南”)，再用细 线将其悬挂，如图丙所示，司南静止时，勺柄指向地球的 ⁠。 南方　 (3)将该司南悬挂在一条形磁铁上方，此时勺柄指向左方，则该条形磁铁 的右端是 (选填“N极”或“S极”)。 S极　 例1：李明用天然磁石仿制图甲所示的勺状的指南针——司南。 例1图 能力提升 解题思路：根据磁感线“北出南入”的原则可判断图乙中D为南极， 而能自由转动的磁体静止时北极指向北方，所以勺柄(南极)指向地球 南方。再根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可判断条形磁 体右端是S极。 能力提升 [练习1](2022广州)放在条形磁体周围的小磁针静止时如图所示，三个小 磁针的N极和一个小磁针的S极被涂黑，则S极被涂黑的小磁针是(　A　) A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁 A 能力提升 [练习2]有A、B两个外形完全相同的钢棒，已知一个有磁性，一个没有磁 性。为了区分它们，现将钢棒A的一端从B的左端向右端移动(不接触)。 如图所示，发现吸引力的大小不变，则说明A 磁性，B ⁠磁 性。(均选填“有”或“没有”) 有　 没有　 能力提升 核心考点2　电流磁效应(电生磁) 例2：(2017广州)如图1，通电线圈的B端与磁铁N极相吸，则A端 是 (选填“N”或“S” )极。请在图2中以笔画线代替导线，连接线 圈与电池，让线圈的B端与磁铁N极相斥。 N　 图1　　　　　　图2 例2图 能力提升 解题思路：根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，通电线圈的B端 与磁铁N极相吸，所以B端是S极；通电线圈两端的磁极与电流的方向有 关，因此仅改变电流的方向即可。 能力提升 [练习1]法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得格林贝尔由于发现巨磁 电阻(GMR)效应，荣获2007年诺贝尔物理学奖，这一发现大大提高了 磁、电之间信号转换的灵敏度。如图是巨磁电阻特性原理示意图。 练习1图 (1)通电螺线管的右端是 极。 S　 (2)闭合开关S1和S2，移动滑片，使滑动变阻器电阻变小时，电磁铁的磁 场 (选填“增强”或“减弱”)。 增强　 能力提升 (3)当滑动变阻器电阻变小时观察到指示灯变得更亮，这说明巨磁电阻的 阻值在磁场中随磁场增强而 (选填“增大”“不变”或“减小”)。 减小　 [练习1]法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得格林贝尔由于发现巨磁 电阻(GMR)效应，荣获2007年诺贝尔物理学奖，这一发现大大提高了 磁、电之间信号转换的灵敏度。如图是巨磁电阻特性原理示意图。 练习1图 能力提升 [练习2](2018广州节选)若电路中电流方向与如图所示相反，电磁铁吸引 还是排斥衔铁？ ⁠。 练习2图 吸引　 能力提升 [练习3]海鲜保存常要求温度低于－18 ℃。小明为海鲜市场的冷库设计了 温度自动报警器，其原理如图甲所示。控制电路和工作电路的电源电压 均为3 V保持不变，电磁铁线圈电阻忽略不计，图乙为热敏电阻R随温度 变化的图像。冷库温度等于或高于－18 ℃时，工作电路报警。下列说法 正确的是(　C　) C 练习3图 A. 冷库温度升高时，热敏电阻R的阻值变大 B. 工作电路报警时，衔铁被吸下，灯亮铃不响 C. 冷库温度为－18 ℃时，控制电路中电流为0.03 A D. 冷库温度降低时，控制电路消耗的电功率变大 能力提升 核心考点3　磁场对通电导线的作用 例3：(2018广州)如图所示，通电导线a、b固定不动，左磁体对a的作用力 为Fa，右磁体对b的作用力为Fb，下列说法正确的是(　A　) A. Fa、Fb方向相反 B. Fa、Fb方向相同 C. Fa、Fb方向相反 D. Fa、Fb方向相同 A 能力提升 解题思路：此类题目，一定要标出完整的电流方向及磁场方向，方法 如下：先标出电路中a、b的电流方向，再标出a、b所处的磁场方向； 磁场对通电导线的作用力方向与磁场方向和电流方向有关，若磁场方 向或电流方向其中之一发生改变，则磁场对通电导线的作用力改变； 若磁场方向和电流方向都不变或同时发生改变，则磁场对通电导线的 作用力不变。 能力提升 [练习1](2021广州)如图甲，磁场对导体的力F竖直向上，用Fab，Fcd， Fa'b'，Fc'd'分别表示图乙、丙中闭合开关时磁场对导体ab、cd、a'b'、c'd' 的力，则(　D　) D 练习1图 A. Fab竖直向下，Fcd竖直向下 B. Fab竖直向上，Fcd竖直向下 C. Fa'b'竖直向上，Fc'd'竖直向下 D. Fa'b'竖直向下，Fc'd'竖直向上 能力提升 [练习2](2020广州)矩形铜线框在某磁场中的位置如图所示，ab、bc、ed和 fe段都受到该磁场的作用力，下列哪两段受到该磁场的作用力方向相同 (　B　) 练习2图 B A. ab段与bc段 B. ab段与ed段 C. ab段与fe段 D. fe段与ed段 能力提升 核心考点4　电磁感应——产生感应电流的两个条件 例4：(2019广州)导线a是闭合电路的一部分，a在磁场中按图中v的方向运 动时，能产生感应电流的是(a在A、B选项中与磁感线平行，在C、D选项 中垂直于纸面)(　D　) D 能力提升 解题思路：产生感应电流的条件：一是闭合电路的一部分导体，二是导 体做切割磁感线运动。若导体运动方向与磁场方向平行，没有切割磁感 线，则不能产生感应电流。 *所谓切割磁感线，类似于割稻草：把导体想象成刀，磁感线想象成稻 草。可以垂直切割，也可以斜着切割，但导体运动方向不能与磁感线方 向平行。可以是导体运动，也可以是磁场运动。 能力提升 [练习1](2020广州)如图所示，a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电 路的一部分，以下选项中能让a在磁场中水平方向左右运动时产生感应电 流的有 ⁠。 练习1图 丙和丁　 能力提升 [练习2](2022广州节选)某个LED发光的颜色与通过其电流方向的关系如 图1所示。如图2所示，导体棒a与该LED相连；在某磁场中，使a垂直于 纸面左右往复运动(虚线为运动轨迹)，LED交替发出红、黄光，则该过程 a中电流方向 (选填“不变”或“变化”)，该磁场可能的分布包 括图3中哪些选项？ (填序号)。 练习2图 变化　 ①③④　 能力提升 核心考点5　电磁现象的综合分析 例5：如图是研究电磁现象的四个实验装置，说法正确的是(　D　) D A. 图甲能研究电磁感应现象的实验装置，当导体棒ab上下运动时电流计 指针偏转 B. 图乙中开关闭合，磁场中的导体棒会受力运动，该过程机械能转化为 电能 C. 图丙是证明通电导体周围有磁场，这个现象是法拉第首先发现的 D. 图丁电磁铁的工作原理图，根据该原理可以制成电磁继电器 能力提升 解题思路：电与磁的几个关系：(1)电流磁效应，应用电磁铁。(2)通 电导线在磁场中受到力的作用，应用电动机。(3)电磁感应现象，应 用发电机。 能力提升 [练习]随着新能源技术的日渐成熟，风力发电机已经在我市投入使用，下 图与发电机原理相同的是(　B　) B 能力提升 例6图 例6：如图所示两个模型，其中图甲是 的模型，它是根据 ⁠ 原理制成的，图乙是 的模型，它是 根据 制成的。 电动机　 通 电线圈在磁场中转动的　 发电机　 电磁感应现象　 能力提升 解题思路：电动机和发电机的主要组成部分是线圈和磁体，但它们的原 理和工作过程完全不同。电动机外部连接电源，靠电源供电使线圈有电 流，通电线圈在磁场中受力转动，对外输出动力，实现电能转化为机械 能。而发电机要利用外力促使线圈转动起来，在磁场中切割磁感线产生 感应电流，实现机械能转化为电能，发电机就是电源，外部连接的是用 电器，对用电器供电。 能力提升 [练习]图甲是小明安装好的直流电动机模型(主要部件见文字说明)。 练习图 (1)图甲中A部件的名称是 。此部件作用是当线圈 (选 填“未到”“转到”或“转过”)平衡位置时能自动改变线圈中的电流方 向，使线圈连续转动。 换向器　 转到　 能力提升 (2)小明将图甲电动机正确连入图乙电路，闭合开关后发现线圈不转，小 明轻拨线圈，线圈就转动起来了，说明拨线圈前不转的原因是 ⁠ ⁠。 线圈恰 好在平衡位置　 [练习]图甲是小明安装好的直流电动机模型(主要部件见文字说明)。 练习图 能力提升 (3)线圈正常转动后，小明滑动变阻器的滑片，发现线圈转速发生变化， 这说明线圈转速的大小与 大小有关。 电流　 [练习]图甲是小明安装好的直流电动机模型(主要部件见文字说明)。 练习图 能力提升 (4)小明在电动机模型的转轴装上固定扇叶，并与小灯泡连接，如图丙所 示。用手转动扇叶，小灯泡亮了起来，这是 现象，现在的 电动机模型充当 (选填“用电器”或“电源”)。 电磁感应　 电源　 [练习]图甲是小明安装好的直流电动机模型(主要部件见文字说明)。 练习图 能力提升 1. (2022 广州模拟)宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏 角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”图中符合 上述说法的是(　C　) A C B C D 真题检测 2. 把普通钢棒磁化有多种方法，可以用强力磁铁来磁化。钢棒是由大量 的原子组成，每个原子都有N、S极，相当于一个磁性很弱的“小磁 铁”。未被磁化前，钢棒内“小磁铁”的排列杂乱无章，此时钢棒对外 不显磁性。用一个强力条形磁铁按图中的箭头方向滑动，钢棒就被磁 化，磁化后各个“小磁铁”按图所示同向排列，钢棒具有磁性，相当于 条形磁铁。下列说法正确的是(　D　) A. 被磁化后(图乙)的钢棒左端是S极 B. 被磁化前(图甲)的钢棒右端是N极 C. 若把小磁针放在图甲中的A点处，静止时小磁针的北极(N)一定向外 D. 若把小磁针放在图乙中的B点处，静止时小磁针的右端是北极(N) 第2题图 D 真题检测 3. (2024广州)在学习“电与磁”后，某小组做了如下实验研究。 第3题图 (1)如图甲，将指南针水平放置在木板上，指南针静止时a端指向北方，则 a端是指南针的 (选填“N极”或“S极”)，这是因为地球周围存 在 ⁠。 N极　 磁场　 真题检测 (2)为研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，请完成下列实验内容。 ①如图乙，漆包线绕在铁钉上构成一个电磁铁，将它平行指南针放置在 木板上； ②请用笔画线表示接线，按要求将图乙中的电源、开关、电流表、滑动 变阻器和电磁铁连成串联电路(有部分导线已连接)。要求如下： Ⅰ.合上开关K，指南针在电磁铁的作用下，静止时a端仍然指向北方； Ⅱ.滑动变阻器滑片P由C端向D端移动时，电流表的示数减小； 第3题图 真题检测 ③电磁铁磁性强弱可以通过电磁铁吸引大头针的数目来判断。为研究线 圈匝数一定时，电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，请设计记录实验数 据的表格； 次数 线圈匝数 电流大小I/A 吸引大头针数目 1 100匝 2 100匝 3 100匝 ④某次实验，电流表示数如图丙，此时电流为 A。 0.6　 真题检测 4. 如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abdc，用小刀刮 两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮去上半周或下半周。将线 圈abdc放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁 铁的上端是N极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，以 下说法错．误．的是(　C　) A. 若只将电源的正负极接线互换，则线圈转动方向会与 原来的转动方向相同 B. ab和cd边受到磁场的作用力时，作用力的方向一定相反 C. 线圈转动过程中没有利用惯性 D. 线圈中电流时有时无 第4题图 C 真题检测 5. 如图是小军设计的短跑比赛“抢跑判断器”。运动员蹲在起跑器上 后，工作人员闭合开关S1、S2，发令指示灯亮，运动员抢跑后，R0所受 压力变小，电阻变小，电磁铁的磁性 (选填“增强”或“减 弱”)，将 吸下，抢跑指示灯 (选填“L1”或“L2”)亮， 判定运动员抢跑。 增强　 衔铁　 L2　 第5题图 真题检测 6. 我国的磁悬浮列车和高铁技术都处于世界领先水平。如图是磁悬浮列 车的悬浮原理图，该磁悬浮列车根据 (选填“同名 磁极相互排斥”或“异名磁极相互吸引”)的原理，利用强磁场可把磁悬 浮列车从轨道上微微托起，使列车和轨道间的 大大减小，从 而提高了车速，再利用电机推进，它就像一架超低空飞机贴近特殊的轨 道上运行。请在右侧放大的图中画出轨道下方的车厢线圈的绕线，并标 上N、S极。 异名磁极相互吸引　 摩擦力　 第6题图 真题检测 7. (1)如图1甲所示，已知通电线圈的B端为N极，请在图中正确标出通电 线圈A端磁感线的方向；如图1乙所示，接通电路后，位于通电线圈右侧 的小磁针将 (选填“顺时针”或“逆时针”)旋转90度。 逆时针　 真题检测 (2)如图2所示，线圈abcd位于磁场中。当K与1接通时，ab段导线受磁场 力F的方向向上。请在图3中画出此时ab段导线受到的磁场力的方向。 第7题图 真题检测 8. 小珠利用如图所示装置“探究感应电流产生的条件”。 第8题图 (1)图中a、b两接线柱间应接入的器材是 ⁠。 电流表　 (2)要使感应电流方向发生改变，可采取的具体措施是 (填字母)。 A. 使用磁性更强的磁体 B. 保持磁体静止，只改变导体竖直运动的方向 C. 保持磁体静止，只改变导体水平运动的方向 D. 改变磁极方向，同时改变导体水平运动的方向 C　 真题检测 (3)从能量转化的角度来分析，感应电流的产生过程是 ⁠转化为 电能的过程。 机械能　 (4)完成上述实验后，小珠还想“探究磁场对通电导体的作用”，只需将 a、b两接线柱间的器材换为 即可，得出结论：通电导体在磁场 中受到力的作用，这个结论是 (选填“发电机”或“电动机”) 的原理。 电源　 电动机　 8. 小珠利用如图所示装置“探究感应电流产生的条件”。 第8题图 真题检测 9. (2021广东)蹄形磁体附近的导体与灵敏电流计组成闭合电路，如图所 示，现将该导体竖直向上快速移动(沿图示箭头方向)，电路中 (选 填“有”或“无”)感应电流产生。 第9题图 有　 真题检测 10. (2023广东)如图所示，小明用线圈、条形磁体和灵敏电流计来验证电 磁感应现象，下列不．能．使灵敏电流计指针发生偏转的操作是(　D　) A. 线圈不动，磁体快速向上 B. 线圈不动，磁体快速向下 C. 磁体不动，线圈快速向上 D. 线圈和磁体同时同速向上 第10题图 D 真题检测 11. 我国载人潜水器“奋斗者”号突破万米深潜，潜水器内氧气浓度过低 会影响内部人员的生命安全。氧气可通过电解水的方式来制备。某科创 小组设计了氧气浓度报警装置，其简化电路(未连接完整)如图甲所示。气 敏箱可等效为一个电阻，其阻值R与氧气浓度c的关系如图乙。闭合开 关，当氧气浓度c＞0.28 kg/m3时，绿灯正常发光；当c≤0.28 kg/m3时， 红灯正常发光。已知电源电压及两灯的额定电压均为4.8 V，电磁铁线圈 的电阻忽略不计。 第11题图 (1)“奋斗者”号下潜过程中，受到海水的压强变 ⁠。 大　 (2)电解水制备氧气的过程中，电能主要转化为 能。 化学　 真题检测 (3)图甲中的A灯为 (选填“红”或“绿”)灯。 绿　 11. 我国载人潜水器“奋斗者”号突破万米深潜，潜水器内氧气浓度过低 会影响内部人员的生命安全。氧气可通过电解水的方式来制备。某科创 小组设计了氧气浓度报警装置，其简化电路(未连接完整)如图甲所示。气 敏箱可等效为一个电阻，其阻值R与氧气浓度c的关系如图乙。闭合开 关，当氧气浓度c＞0.28 kg/m3时，绿灯正常发光；当c≤0.28 kg/m3时， 红灯正常发光。已知电源电压及两灯的额定电压均为4.8 V，电磁铁线圈 的电阻忽略不计。 第11题图 (4)闭合开关S，当c＝0.28 kg/m3时，通过电磁铁线圈的电流为 A。 0.1　 真题检测 (5)请根据文中信息，用笔画线代替导线，将图甲所示电路连接完整，要 求导线不能相交( 为接线柱)。 11. 我国载人潜水器“奋斗者”号突破万米深潜，潜水器内氧气浓度过低 会影响内部人员的生命安全。氧气可通过电解水的方式来制备。某科创 小组设计了氧气浓度报警装置，其简化电路(未连接完整)如图甲所示。气 敏箱可等效为一个电阻，其阻值R与氧气浓度c的关系如图乙。闭合开 关，当氧气浓度c＞0.28 kg/m3时，绿灯正常发光；当c≤0.28 kg/m3时， 红灯正常发光。已知电源电压及两灯的额定电压均为4.8 V，电磁铁线圈 的电阻忽略不计。 第11题图 真题检测 $$