板块1 第17讲 磁现象（word教参）-【中考复习指南】2025年湖北新中考物理(北师大版)

第十七讲　磁现象 课标要求：1.磁现象、磁场、地磁场、电流的磁效应、电磁铁、电磁铁的磁性、电磁继电器、电动机的原理、发电机的原理。(了解知道)2.通电螺丝管的磁场。(理解应用) 考情分析：2024湖北省中考第9题考查通电导线在磁场中受力原理的生活应用，第15 题考查电磁铁的磁极的判断；2024武汉市中考第10题考查电磁感应原理的生活应用，第14题考查电磁铁的磁极的判断及其磁性强弱的影响因素。 知识点一　磁现象 1．磁性：物体能够吸引铁钴镍等物质的性质。 2．磁体：磁体具有吸铁性和指向性。 3．磁极：磁体磁性最强的部分叫磁极。条形磁体中间磁性最弱。磁体自由转动，静止时指北的一端是北极，另一端为南极。同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。 4．磁化：一些物体在磁场或电流作用下获得磁性的现象。磁化后能够长期保持磁性的物质叫硬磁性材料，例如钢。磁化后不能长期保持磁性的物质叫软磁性材料，例如软铁。 知识点二　磁场 1．磁场：磁体周围存在磁场。 2．磁场的基本性质：磁场对放入其中的磁体产生磁力。磁体之间作用是通过磁场发生的。 3．磁场的方向：小磁针静止时北极所指的方向规定为该点磁场方向。 4．磁感线：在磁场中画一些有方向的曲线，任何一点的曲线方向与该点磁场方向相同，这样的曲线叫磁感线。磁感线是假想的曲线，在磁体外部磁感线是从N极到S极，磁感线的疏密反映磁场的强弱。 　 　 5．地磁场：地球周围存在磁场，叫地磁场，其性质与条形磁铁类似。地磁场的北极在地理的南极附近，地磁场的南极在地理的北极附近。 知识点三　电生磁 1．电流的磁效应 (1)奥斯特实验：对比甲、乙两图得出的结论是通电导体周围存在磁场。 (2)对比甲、丙两图得出的结论是电流的磁场方向与电流方向有关。 2．通电螺线管磁场：通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场相似，通电螺线管的磁极与电流方向有关 3．安培定则：用右手握螺线管，四指弯向螺线管中电流的方向，大拇指所指的那端是N极。 知识点四　电磁铁及其应用 1．电磁铁 (1)定义：插有铁芯的通电螺线管。 (2)影响磁性强弱因素：电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数有关。 (3)优点：磁性有无由通断电流控制，磁性强弱由电流大小控制，磁极极性由电流方向控制。 2．电磁继电器 (1)作用：利用低电压、弱电流来间接控制高电压、强电流电路。实质上是利用电磁铁控制电路的开关。 (2)结构：如图所示 知识点五　电动机 1．磁场对电流的作用：通电导体在磁场中受力方向与电流方向和磁场方向有关 2．电动机 (1)原理：通电线圈在磁场中受磁力转动。 (2)电动机由定子和转子组成。 (3)直流电动机换向器作用是当线圈刚好转过平衡位置时，自动改变线圈中电流的方向。 (4)直流电动机转动方向与电流和磁场方向有关，改变电流大小可以改变转速。 (5)电动机转动时将电能转化成机械能。 知识点六　磁生电 1．电磁感应 (1)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中产生电流。 (2)感应电流方向与导体运动和磁场方向有关。 2．发电机 发电机发电时将机械能转化成电能。 北师大版九年级P142 图14—14 ◄课本插图(一) 主旨解说：最早利用地磁场指示方向的装置是如图所示的“司南”，古文《论衡·是应篇》中记载：“司南之杓(用途)，投之于地，其柢(握柄)指南”。则勺柄应为该磁体的S(选填“N”或“S”)极。 北师大版九年级P145图14—17 ▲课本插图(二) 主旨解说：如图是奥斯特曾经做过的实验，观察比较甲、乙两图，可得实验结论是电流周围存在磁场；观察比较甲、丙两图，可得实验结论是电流的磁场方向跟电流的方向有关；本实验中小磁针的作用是证明通电导线周围存在磁场；如果拿开小磁针，接通电源时，导线周围有(选填“有”或“没有”)磁场。 北师大版九年级P156图14—41 ◄课本插图(三) 主旨解说：在如图所示的装置中，导线ab放在水平支架上，闭合开关，导线ab中有电流通过时，它会运动起来。这是因为导线ab受到了力的作用，改变电流方向(或磁场方向)可以改变导线ab的运动方向，电动机就是利用这一原理工作的。 考点一　磁体　磁场　磁感线 [例1] 在《梦溪笔谈》中有这样一段描写：“方家以磁石磨针锋，则能指南”，提到用磁石磨成的针尖，可以指向南方，文中描述磁体具有的性质是(D) A．磁针的中间磁性最强，两端磁性最弱 B．同名磁极相互吸引，异名磁极相互排斥 C．磁体摔成两半后，一半是N极另一半是S极 D．磁针静止时，N极总是指向北方，S极总是指向南方 考点二　电流的磁效应 [例2] 图甲为小明同学用铜导线穿过硬纸板绕制而成的螺线管。他先在水平放置的硬纸板上均匀地撒满铁屑，然后在螺线管中通以图乙所示的电流，轻敲纸板，观察到铁屑的排列情况如图丙所示。 (1)由图丙中的铁屑排列情况可以得出：通电螺线管外部的磁场与条形(选填“条形”或“蹄形”)磁体的磁场相似； (2)若将一小磁针放置在图丙中通电螺线管右端轴线上的A处，则小磁针静止时N极的指向水平向左(选填“左”或“右”)。 [变式1] (2024·无锡) 请在图的括号内标出通电螺线管左端的磁极，并在P点标出磁感线的方向。 方法技巧 根据安培定则，右手握住螺线管，四指环绕的方向指向电流方向，大拇指所指的一端为螺线管的N极。磁体外部磁感线从N极出发，回到S极。 [变式2] (2024·湖北)全自动洗衣机的进水阀门是由电磁铁控制的，其构造示意图如下。当线圈通电后产生磁场，线圈上端为S(或南) 极，对衔铁施加向上(填方向)的力，使衔铁移动，阀孔打开，水流进洗衣机。 考点三　电磁铁　电磁继电器 [例3] (2024·随州模拟)如图所示，用细线悬挂的磁体AB，磁极未知。当闭合电路开关S后，磁体的B端与通电螺线管左端相互排斥，则B端是磁体的N极。断开开关S，磁体静止时，B端会指向地理的北方(选填“北方”或“南方”)。 [变式] (2024·仙桃模拟)现在医学上使用的心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏，推动血液循环。如图所示，当线圈中的电流从a流向b时，线圈的左端为N极，此时活塞将向右运动，促使血液流动。 [例4] (2024·恩施模拟)党的二十大报告指出“科技是第一生产力”。某学校为了培养学生的科学素养，组织科技创新大赛，小明参赛制作了水位自动报警器，工作原理如图所示。连接好电路后进行了实验。 (1)当水位达到金属块A时(一般的水都能导电)，则红灯亮； (2)接通电源后，电磁铁上端是N极； (3)要检验电磁铁通电后的极性，可以选用一个小磁针，让其两端先后靠近电磁铁的上端时，通过观察是否产生排斥(选填“排斥”“吸引”或“无影响”)，来判断上端跟小磁针那一端是同名磁极。 [变式] (2024·武汉)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。 (1)闭合开关S后，当温度达到90℃时，发热电阻就停止加热； (2)当电磁铁中有电流通过时，若它的左端为N极，则“电源1”的右端为正极； (3)为增强电磁铁的磁性，下列措施一定可行的是①(填序号)。 ①增大“电源1”的电压 ②减小“电源2”的电压 ③减少电磁铁线圈匝数 ④改变电磁铁中电流方向 考点四　电动机 [例5] 如图是一种公交车自动爆玻器，它相当于一个电控安全锤。危急时刻，司机只需按下开关，内部电磁线圈通电产生一个冲击力，带动一个钨钢头击打车窗玻璃边角部位，实现击碎玻璃的目的。下列四个实验能反映自动爆破器工作原理是(D) [变式] (2024·襄阳模拟)如图所示是航空母舰上的电磁弹射器的示意图。电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力。在图中所示的实验中，与电磁弹射器工作原理一致的是(A) 考点五　磁生电 [例6] (2024·武汉模拟)如图所示，在探究“什么情况下磁可以生电”的实验中，保持磁体不动，若导体AB水平向右运动，则灵敏电流计指针向左偏转，下列说法错误的是(C) A．若导体AB水平向左运动，则灵敏电流计指针向右偏转 B．若使导体AB从图中所示位置斜向右上运动，则灵敏电流计指针向左偏转 C．若让导体AB静止，使磁体向左运动，则灵敏电流计指针向右偏转 D．若将灵敏电流计换成电源进行触接，该装置还可以探究电动机的工作原理 [例7] (2024·齐齐哈尔)如图所示，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。这种现象叫做电磁感应。则下列装置中，利用此原理工作的是(B) 实验一　探究产生感应电流的条件 【实验方案与证据】 1．实验器材：蹄形磁体、铁架台及支架、导体棒、灵敏电流计、开关、导线若干 2．实验电路图 3．实验步骤 (1)将蹄形磁体侧放在水平实验桌上。 (2)将导体棒吊在铁架台上，调整高度，使其悬吊在蹄形磁体的两极之间。 (3)将灵敏电流计、开关、导体棒串联起来。 (4)保持磁体不动，进行下列操作。 ①将导体棒水平左、右运动，灵敏电流计指针不偏转(这是因为电路断路)； ②闭合开关，将导体棒竖直上、下运动，灵敏电流计指针不偏转(这是因为导体没有做切割磁感线运动)； ③闭合开关，将导体棒水平左、右运动，灵敏电流计指针左、右偏转(这说明电路中有电流产生)。 【结论与解释】 4．综合上面的实验现象，可以得出感应电流产生的条件是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生感应电流。 【交流与反思】 5．(1)通过观察灵敏电流计的偏转判断电路中是否产生感应电流，其中的导体棒相当于电源。 (2)感应电流较小时采用的措施：①换磁性更强的蹄形磁铁；②把导线换成匝数很多的线圈等。 (3)如果将灵敏电流计换成电源可以探究通电导线在磁场中的运动。 [例1] (2024·湖北模拟)如图是某同学在“探究什么情况下磁可以生电”时的实验装置图。 (1)若磁铁保持静止，只将导体AB水平向左运动时，电流表的指针向右偏转，说明了导体中产生感应电流的方向是自B向A(选填“自A向B”或“自B向A”)。若导体AB保持静止，只将磁铁水平向右(选填“水平向左”“水平向右”“竖直向上”或“竖直向下”)运动时，电流表的指针也会向右偏转。 (2)反复实验可发现：只要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。 (3)以下装置是利用电磁感应原理来工作的有D。(选填字母标号) 实验二　探究通电螺线管外部磁场的方向 【实验方案与证据】 1．实验器材：小磁针若干、通电螺线管。 2．实验电路图 3．实验过程 (1)该实验中为了使磁场增强，可在螺线管内部插入一根铁棒。 (2)实验中用小磁针来探测通电螺线管外部的磁场分布，小磁针静止时北极的指向就是该点的磁场方向。 【结论与解释】 4．实验发现：通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似；通电螺线管的磁极与环绕螺线管的电流方向有关，其关系可用安培定则来判断：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。 [例2] 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极指向地理的北极(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，铁屑的分布情况与条形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电流的方向有关。 (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：调节滑片，增大螺线管中的电流(或提高电源电压)(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电流方向有关，且这个关系可以用安培定则来判断。 实验三　探究通电螺线管外部磁场强弱的影响因素 【实验方案与证据】 1．实验器材：电源、滑动变阻器、导线若干、电磁铁、大头钉、开关、铁钉若干。 2．实验方法：(1)控制变量法。 (2)转换法：通过观察吸引小铁钉的数量比较磁性的强弱。 3．实验原理：电流的磁效应。 4．实验猜想：磁性强弱与电流大小、线圈匝数、有无铁芯有关系。 5．实验过程： 探究内容 图示 现象 探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系 增大电流，电磁铁吸引的大头针数目越多 探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系 线圈匝数越多，电磁铁吸引的大头针数目越多 探究通电螺线管的磁性强弱与有无铁芯的关系 插入铁芯后，通电螺线管吸引的大头针数目越多 【结论与解释】 6．磁性强弱与线圈的匝数有关系：当电流大小和铁芯不变时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。 7．磁性强弱与电流大小有关系：铁芯、线圈匝数不变时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强。 8．磁性强弱与有无铁芯有关系：当电流大小和线圈匝数不变时，插入铁芯，通电螺线管的磁性变强。 [例3] (2024·广西)如图所示，在探究通电螺线管外部磁场分布的实验中，闭合开关后，通电螺线管的上端为N极，将滑动变阻器的滑片向左移，铁钉吸起大头针的数量更多(选填“多”或“少”)。 1．(2024·达州)19世纪，物理学家发现电与磁之间存在着紧密联系，下列关于电现象与磁现象的说法正确的是(D) 　 　 A．甲图通电后电磁铁b的线圈匝数少，磁性更强 B．乙图通电后静止小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在磁场，断电后，小磁针保持不动 C．丙图是发电机的原理，闭合开关后，悬挂的导体棒将发生运动 D．丁图是电动机的原理，闭合开关后，金属棒ab将发生运动 2．(2024·武汉)新能源汽车作为我国新质生产力的杰出代表，各项技术均处于世界领先水平，其中用到的一种能量回收技术就是汽车在滑行或制动过程中，内部线圈切割磁感线产生感应电流，将机械能转化为电能。下列装置中也利用了电磁感应原理工作的是(D) 3．(2024·汉川模拟)为实现节能和智能控制，空调内部用到了传感器和电磁继电器，如图是启动或停止空调压缩机的电路示意图。电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路通断的开关(选填“用电器”“电源”或“开关”)。夏天，空调制冷，房间温度降低，控制电路的电流减小，电磁铁的磁性减弱，低于设定温度时，工作电路就断开，停止制冷。 4．(2024·长沙)为了探究什么情况下磁可以生电，小明按图示将AB棒放在蹄形磁体的磁场中，用导线将AB棒的两端跟灵敏电流计连接。 (1)实验室备有铜棒、橡胶棒和玻璃棒，小明应选用铜棒作为本实验中的AB棒。 (2)实验中记录了AB棒运动情况与灵敏电流计指针偏转情况如下表所示； 序号 AB棒运动情况 灵敏电流计指针偏转情况 1 不动 不偏转 2 向上运动 不偏转 3 向下运动 不偏转 4 向左运动 向右偏转 5 向右运动 向左偏转 ①分析可得：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生感应电流； ②灵敏电流计指针偏转的方向可以反映电路中的电流方向。根据序号为4、5的两次实验现象可以提出问题：感应电流的方向是否与导体运动的方向有关？ 5．(2024·武汉模拟)图甲所示的电磁起重机是一种利用电磁铁搬运钢铁材料的装置。在通电螺线管内插入铁芯，组成的电磁铁磁性增强，这是因为铁芯放入通电螺线管后会被磁化。如图乙所示的电路中，闭合开关S，电磁铁的左(选填“左”或“右”)端是S极；在电磁铁周围放置一些小磁针，a、b两处的小磁针静止时，N极指示方向不相同(选填“相同”或“不相同”)。 　 学科网（北京）股份有限公司 $$