第十六章 电和磁（复习讲义）物理新教材苏科版九年级下册

该初中物理电和磁单元复习讲义以“单元目标聚焦—知识图谱梳理—教材要点精析”为主线构建知识体系，通过磁感线分布图示、安培定则应用步骤框架图等工具，系统呈现磁体性质、电流磁效应、电磁感应等核心要点，清晰梳理各知识点内在逻辑与重难点分布。 讲义亮点在于分层训练与题型突破结合，基础巩固题如“新能源汽车无线充电原理辨析”夯实物理观念，能力提升题如“电磁铁磁性强弱实验探究”培养科学探究能力，8类考点题型（如电磁继电器电路分析）助力科学思维养成，支持不同学生进阶，为教师精准教学提供系统资源。

第十六章 电和磁（复习讲义） 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 【单元目标聚焦·明核心】 【知识图谱梳理·固基础】 【教材要点精析·夯重点】 第1节 磁体与磁场 第2节 电流的磁场 第3节 磁场对电流的作用 电动机 第4节 电磁感应 发电机 【考点题型突破·拓思维】 题型一 磁现象 题型二 磁场及其分布 题型三 地磁场 题型四 电流的磁效应 题型五 通电螺线管 题型六 电磁铁和电磁继电器 题型七 磁场对电流的作用 题型八 电磁感应 【分层阶梯训练·提能力】 基础巩固通关测 能力提升进阶 【基础目标】 1. 能说出磁体基本性质，知道磁极间相互作用规律。 2. 能描述磁场的客观存在，知道磁感线是描述磁场的假想曲线，能说出磁感线疏密表示磁场强弱、切线方向表示磁场方向。 3. 知道地磁场存在，能说出地磁南北极与地理南北极位置关系，了解磁偏角概念。 4. 能阐述电流的磁效应，即通电导体周围有磁场，磁场方向与电流方向有关。 5. 能说出通电螺线管磁场特点，会用安培定则判断其磁极极性或电流方向。 6. 知道电磁铁构造和原理，了解影响其磁性强弱因素，能举例说明其在电磁继电器等方面应用。 7. 能描述磁场对通电导体的力作用，知道力方向与电流和磁场方向有关，了解电动机原理及能量转化。 8. 能阐述电磁感应现象，知道产生感应电流条件，了解感应电流方向与导体运动和磁场方向有关，知道发电机原理及能量转化。 【进阶目标】 1. 能综合运用磁体、磁场、磁感线的知识分析解决简单的磁现象问题，例如根据磁感线的分布判断磁体的磁极、比较磁场的强弱等。 2. 能结合安培定则和通电螺线管的磁场特点，解决较为复杂的关于通电螺线管磁极、电流方向及相关电路连接的问题。 3. 能设计实验探究影响电磁铁磁性强弱的因素，并对实验现象进行分析和归纳，得出结论。 4. 能理解电动机和发电机的构造与原理，并能区分它们在结构、能量转化、工作原理上的异同点。 5. 能运用电磁感应和磁场对电流的作用原理，解释一些简单的电磁现象或实际应用，如动圈式话筒、扬声器的工作原理。 6. 能识别和分析与电和磁相关的简单电路，结合电磁继电器的工作原理，理解其在自动控制中的应用实例。 【拓展目标】 1. 了解电和磁知识在现代科技中的广泛应用，如磁悬浮列车、电磁起重机、电磁流量计等，关注其发展前景和对人类生活的影响。 2. 能对一些涉及电和磁的综合问题进行分析和推理，例如结合力学知识分析通电导体在磁场中受力运动的情况，或结合电路分析与电磁现象相关的动态变化问题。 3. 培养探究电和磁现象的兴趣，学习科学探究的方法，体会科学家在探索电磁规律过程中的科学精神和研究方法，如奥斯特、法拉第的贡献及其科学探究历程。 4. 了解电磁波的产生与电和磁的关系，为后续学习电磁波等知识打下基础。 第1节 磁体与磁场 一、磁体 1. 磁性和磁体 （1）磁性：物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质称为磁性；它是物质的一种属性。 （2）磁体：具有磁性的物体称为磁体。磁体的分类： ①按磁体的来源分为天然磁体、人造磁体。 ②按磁性保持时间的长短分为硬磁体、软磁体等。 ③按磁体的形状分为条形磁体、蹄型磁体、针形磁体、环形磁体等。 2. 磁极及磁极间的相互作用 （1）磁极 磁体的两端磁性最强，这两个部位叫作磁极。将一个磁体悬挂起来，当它静止时，指南的那个磁极叫作南（S）极，指北的那个磁极叫作北（N）极。 （2）磁极间相互作用的规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 3. 磁场 （1）磁场：研究表明，磁体的周围存在着一种能够传递磁极间相互作用的物质，这种物质叫作磁场。磁体通过磁场使某些物质显现磁性。 （2）磁场方向：将小磁针放在磁场中的某一点，小磁针静止时，N极所指的方向就是该点的磁场方向。磁场中各点的磁场方向一般不同。（选填“相同”或“不相同”） 4. 磁化 （1）磁化：使原来不显磁性的物体在磁场中获得磁性的过程叫作磁化。能够被磁化的物质大多数是含有铁、钴、镍的合金或氧化物，叫作磁性材料。 （2）磁化的方法 ①将磁铁的一极靠近或接触磁性材料； ②将磁铁的一极在磁性材料上沿同一方向重复摩擦几次； ③利用充磁机对磁性材料充磁。钢被磁化后能长时间保持磁性，铁则不能。人造磁体就是将钢进行磁化而制成的。 二、磁体周围的磁场 1. 探究磁体周围的磁场 （1）用小磁针探究磁体周围的磁场 在磁场中的不同点，小磁针N极所指的方向不同，说明磁体周围各点的磁场方向不同。 （2）用铁屑探究磁体周围的磁场 将玻璃板平放在磁体上，并在玻璃板上均匀地撒上一层铁屑，轻轻敲击玻璃板，可以看到小铁屑排列成一条条有规律的曲线。 条形磁体周围的小磁针分布 条形磁体周围铁屑的分布 2. 磁感线 （1）磁感线：如果按照铁屑在磁场中的排列情况和小磁针N极的指向画出一些带箭头的曲线，就可以形象地描述磁场，物理学中把这样的曲线叫作磁感线。这是一种理想模型法。 （2）五种基本磁场的磁感线描述 如图所示，图①是条形磁铁的磁感线；图②是蹄形磁铁的磁感线；图③是同名磁极的磁感线（N、N极之间）；图④是同名磁极的磁感线（S、S极之间）；图⑤是异名磁极的磁感线。 ①条形磁铁的磁感线 ②蹄形磁铁的磁感线 ③异名磁极的磁感线 ④同名磁极的磁感线（S、S极之间） ⑤异名磁极的磁感线 3. 磁感线的性质 （1）磁感线是用来描述磁场的一些假想曲线，实际上并不存在。磁感线上任意一点的切线方向为该点的磁场方向。磁场越强的地方，磁感线分布越密；磁场越弱的地方，磁感线分布越疏。 （2）磁感线为封闭的、立体的曲线，在磁体的外部，磁感线的方向是从N极指向S极，而在内部，是从S极指向N极。 （3）在同一磁场中，任何两根磁感线都不会相交（选填“会”或“不会”）。这是因为在同一磁场中任何一点的磁场方向只有一个确定的方向（选填“一个”或“多个”），如果在某一点有两条磁感线相交，就意味着该点有两个磁场方向，就与某点磁场方向的唯一性相悖。 三、地磁场 1. 地球的磁场 （1）地球周围空间存在的磁场称为地磁场。地磁N极在地理南极附近，地磁S极在地理北极附近，地磁场的磁感线也是从N极出发，回到S极。 （2）磁偏角 地磁场的磁极与地理两极并不重合，所以磁针所指的方向不是地理的正南、正北方向，而是稍微有点偏离，出现磁偏角。我国宋代学者沈括是世界上最早发现这一现象的人。 第2节 电流的磁场 一、通电直导线周围的磁场 1. 电流的磁效应 电流周围存在磁场的现象称为电流的磁效应，这是丹麦物理学家奥斯特在1820年首先发现的。后来，人们把这个实验称为奥斯特实验。 2. 通电直导线周围的磁场分布 研究表明，通电直导线周围的磁场分布如图所示，在垂直于通电直导线的平面内，它的磁感线是以电流为中心的一系列同心圆，越靠近导线，磁感线分布越密。通电导线周围磁场的方向与电流方向有关。 二、通电螺线管周围的磁场 1. 通电螺线管周围的磁场 通电螺线管外部的磁场与条形磁体周围的磁场相似；磁场方向与电流方向有关。 通电螺线管周围的磁场 条形磁体周围的磁场 2. 安培定则 （1）对于通电螺线管磁极的极性跟电流方向之间的关系，我们可以用安培定则（也叫右手螺旋定则）来表述。 （2）安培定则： 用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向与螺线管中的电流方向一致，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。 （3）安培定则的应用 ①根据通电螺线管中电流的方向，判断螺线管的极性。 ②由通电螺线管两端的极性，判断螺线管中电流的方向。 ③根据通电螺线管的N、S极以及电源的正、负极，画出螺线管的绕线。 （4）提示 ①决定通电螺线管两端极性的根本因素是螺线管中电流的方向，电流的方向一致则通电螺线管两端的极性就相同。 ②N极和S极一定在通电螺线管的两端。 ③判断时必须让右手弯曲四指所指的方向与螺线管中电流的方向一致。 三、电磁铁 1. 构造：带铁芯的通电螺线管称为电磁铁。 2. 原理：利用了电流的磁效应。 3. 特点 （1）有电流通过时有磁性，没有电流时就失去磁性。 （2）电磁铁的N、S极是由线圈中的电流方向决定的。 （3）影响电磁铁磁性强弱的因素：电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数及通过的电流大小有关。线圈的匝数越多，电流越大，电磁铁的磁性就越强。 四、电磁继电器 1. 电磁继电器：电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接地控制高电压、强电流电路通断的装置。电磁继电器实质上是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。 2. 电磁继电器的主要构造 （1）控制电路：电磁铁A、衔铁B、弹簧C、低压电源U1、开关S等； （2）受控电路：高压电源U2、电动机M、静触点E、动触点D。 3. 电磁继电器的工作原理 闭合控制电路中的开关S，电流通过电磁铁A的线圈产生磁性，把衔铁B吸下来，使动触点D与静触点E接触，受控电路闭合，电动机工作。断开开关S，线圈中的电流消失，电磁铁的磁性消失，衔铁B在弹簧C的作用下与电磁铁A分离，使触点D、E脱开，受控电路断开，电动机停止工作。 4. 电磁继电器的应用 （1）利用电磁继电器可以通过控制低电压、弱电流电路的通断来间接地控制高电压、强电流工作电路的通断，使人远离高压环境； （2）利用电磁继电器可以使人远离高温、有毒等环境，实现远距离控制； （3）在电磁继电器控制电路中接入对温度、压力或光照敏感的元件，利用这些元件操纵控制电路的通断，可以实现对温度、压力或光照强度的自动控制，如电铃、防盗报警、防汛报警、温度自动控制等。 第3节 磁场对电流的作用 电动机 一、磁场对电流的作用 1. 磁场对通电直导线的作用 磁场对通电直导线有力的作用，力的方向与电流方向和磁场方向有关。 磁场对通电直导线的作用 平衡位置 2. 磁场对通电线圈的作用 通电线圈在磁场中会发生转动，但是当线圈的平面与磁场垂直时，就会停止转动。线圈平面与磁感线垂直时，这个位置叫平衡位置。 二、直流电动机 1. 原理：利用了通电线圈在磁场中受力转动的原理来工作的。 2. 换向器的作用：当线圈每转到平衡位置时，自动改变线圈中电流方向（每半周改变一次），从而实现了线圈的持续转动。 3. 能量转化：电动机工作时将电能转化为机械能。 4. 电动机的优点：构造简单、控制方便、体积小、效率高，而且对环境污染很小。 5. 直流电动机的工作过程 （1）如图甲所示，通电线圈在磁场中，ab、cd两边电流方向相反，受力方向相反，顺时针转动。 （2）如图乙所示，线圈转到平衡位置，电刷接触到换向器中间绝缘部分，不受力，利用惯性线圈转过平衡位置。 甲 乙 （3）如图丙所示，线圈越过平衡位置后，利用换向器改变了电流方向，线圈受力方向改变，仍然顺时针转动。 （4）如图丁所示，线圈利用惯性转过平衡位置后，改变了电流方向和受力方向，线圈继续转动。 丙 丁 第4节 电磁感应 发电机 一、电磁感应现象 1. 电磁感应现象 利用磁场产生电流的现象叫作电磁感应现象，电磁感应产生的电流叫作感应电流。 2. 导体中产生感应电流的条件 （1）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就会产生感应电流。 （2）感应电流的方向与导体运动的方向和磁场方向有关。 感应电流产生的条件 二、直流发电机 1. 直流电动机模型的主要部件 直流电动机模型的主要部件有：①蹄形磁体，②弧形铁片，③线圈，④转轴，⑤支架，⑥换向器，⑦电刷，⑧底座。此外还有电源、滑动变阻器、开关、导线等。 2. 直流电动机的组装 （1）把线圈固定在转轴上。 （2）先将支架固定在底座上，然后将转轴安装在支架上，注意使线圈和转轴能较好地转动。 （3）用螺钉把电刷（铜片）固定在底座上，同时使电刷与转轴上的换向器接触（注意：电刷与换向器间的压力要适当，以保证转轴能正常转动）。 （4）从固定电刷的两个螺钉上引出两根导线。 （5）分别把两个弧形铁片的一端用螺钉固定在底座上，另一端用磁体夹住。 3. 实验与观察 （1）把电动机、滑动变阻器、电源、开关串联起来，接通电路，观察线圈的转动情况。 （2）改变通过线圈的电流方向，线圈的转动方向是否改变? （3）将蹄形磁体的两个磁极对调，改变线圈所在处的磁场方向，线圈的转动方向是否改变? （4）移动滑动变阻器的滑片，改变通过线圈的电流大小，线圈转动的速度是否改变?怎样改变? （5）实验结论 ①当通过直流电动机线圈的电流方向发生改变时，电动机转动的方向发生改变； ②将蹄形磁体的两个磁极对调，改变线圈所在处的磁场方向，电动机转动的方向发生改变； ③当通过直流电动机电流的大小发生变化时，电动机的转速发生改变。电流越大，转速越快。 4. 故障原因与排除方法 实验过程中，遇到故障比较多的是通电后电动机不转动，故障原因与排除方法参考如下： 故障 故障原因 电路故障 断路 电刷与换向器之间太松，接触不良 磁场故障 磁场太弱 电路中电流太小、磁体的磁性太弱 力学故障 摩擦力过大 电刷与换向器之间太紧、线圈转子与 定子之间的间隙太小，摩擦力太大 特殊位置 线圈处于平衡位置 三、交变电流与交流发电机 1. 交变电流 线圈在磁场中转动时，产生的感应电流的大小和方向随时间发生周期性变化，这种电流叫作交变电流。我们日常生活中使用的交变电流每秒钟完成50个周期性变化，即频率为50赫。 2. 交流发电机 （1）交流发电机主要构造：磁铁、线圈abcd、铜环K与L、电刷A与B等。 （2）主要部件作用 ①磁铁：用来产生磁场； ②线圈：线圈abcd转动时，切割磁感线，产生感应电流； ③铜环：两个铜环随线圈一起转动，与外部电路组成一闭合回路； ④电刷：感应电流通过电刷流出。 （3）交流发电机工作原理示意图 ①图甲和图丙中导线运动方向和磁感线方向平行，不切割磁感线，没有电流产生。 ②图乙和丁中导线切割磁感线，有电流产生，但切割磁感线的方向相反，所以电流方向相反。每当经过磁感线与线圈平面垂直的位置时，线圈中的电流方向改变一次，线圈转一周，电流方向改变两次。 ③线圈不停转动，产生的电流交替往复，形成持续的电流。 3. 实际发电机的构造与能量转化 （1）构造 实际的发电机比模型式发电机复杂得多，但仍是由转子（转动部分）和定子（固定部分）两部分组成的。大型发电机发的电，电压很高、电流很强，一般采取线圈不动、磁极旋转的方式来发电（叫旋转磁极式发电机），为了得到较强的磁场，要用电磁铁代替永磁体。 转子 定子 （2）发电机的能量转化 从能量转化的角度看，发电机是一种将机械能转化为电能的装置。在发电的过程中，由于线圈存在电阻以及转动系统存在摩擦，因此还有部分能量转化为内能。 题型一 磁现象 1．将钢条甲、乙的一端分别靠近小磁针的N极（或S极）。当钢条甲靠近时，小磁针自动远离；当钢条乙靠近时，小磁针自动靠近。由此可知（　　） A．钢条甲、乙均有磁性 B．钢条甲、乙均无磁性 C．钢条甲一定有磁性，钢条乙可能有磁性 D．钢条甲一定有磁性，钢条乙一定无磁性 【答案】C 【详解】当钢条甲的一端靠近小磁针的N极（或S极）时，小磁针自动远离，说明钢条甲该端的磁极和小磁针的N极（或S极）是同名磁极，钢条甲一定有磁性。当钢条乙的一端靠近小磁针的N极（或S极）时，小磁针自动靠近，此时有两种可能：一是钢条乙该端的磁极和小磁针的N极（或S极）是异名磁极，二是钢条乙无磁性。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 2．（25-26九年级上·北京·月考）如图所示，把条形磁体悬挂起来，用条形磁体靠近它，发现条形磁体被推开，这是由于 。 【答案】同名磁极相互排斥 【详解】磁极间的相互作用规律为：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。题目中条形磁体A被条形磁体B推开，“推开”这一现象表明二者之间是相互排斥的作用。根据磁极间相互作用规律，相互排斥时为同名磁极，所以是同名磁极相互排斥。 3．【细心观察，勤于思考】 (1)如图甲所示，将小铁钉靠近磁体N极，小铁钉被吸引获得 性。此时，小铁钉相当于一个 ，钉尖是 极。如图乙所示，给磁体加热一段时间后，小铁钉会掉落，表明磁体的磁性可能与 有关。 (2)如图丙所示，用一个磁性很强的磁体球靠近一块铝板，铝板 （选填“能”或“不能”）被吸引。 【答案】(1) 磁 磁体/小磁针 S/南 温度 (2)不能 【详解】（1）[1][2][3][4]小铁钉靠近磁铁N极，小铁钉被磁化，所以小铁钉获得磁性；磁化后的小铁钉相当于一个小磁针（或磁体或磁铁）；小铁钉钉尖端靠近磁铁N极，所以钉尖是S极；加热一段时间后，温度升高，小铁钉掉落，磁性减弱，说明磁铁的磁性可能与温度有关。 （2）铝不是磁性材料，所以铝板不能被磁化，铝板不能被吸引。 题型二 磁场及其分布 4．关于磁场和磁感线，下列说法正确的是（　　） A．图甲：磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针的N极决定的 B．图乙：磁体周围的磁场是由磁感线组成的 C．图丙：条形磁体周围的磁感线是人们为了描述磁场而建立的物理模型 D．图乙中用木屑代替铁屑进行实验，也可以研究磁体周围磁场的情况 【答案】C 【详解】A．磁场中某点的磁场方向是确定的，可由放在该点的小磁针来判断，但不是由小磁针的N极决定的，故A错误； B．磁感线是为了描述磁场的性质而引入的，不是磁体周围真实存在的物质，故B错误； C．条形磁体周围的磁感线是人们为了描述磁场而建立的物理模型，故C正确； D．木屑不是磁性材料，不能被磁体吸引，所以图乙中用木屑代替铁屑进行实验，不可以研究磁体周围磁场的情况，故D错误。 故选C。 5．首次证实电流的周围存在磁场的科学家是 ，首次发现电磁感应现象的科学家是 。在一个圆纸盒里放一个条形磁体，在圆纸盒外放一些小磁针，各小磁针静止时N极指向如图中箭头所示，则条形磁体是沿 方向放置的（用字母表示）。 【答案】 奥斯特 法拉第 BD（或DB） 【详解】[1]首次证实电流的周围存在磁场的科学家是奥斯特，通过奥斯特实验得出电流的周围存在磁场。 [2]首次发现电磁感应现象的科学家是法拉第，电磁感应现象是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流的现象。 [3]在一个圆纸盒里放一个条形磁铁，在圆纸盒外放一些小磁针，各小磁针静止时N极指向如图中箭头所示，根据条形磁铁外部的磁感线从N极出发回到S极的特点，得出条形磁铁是沿BD（或DB）方向放置的。 6．如图所示的是一块磁石及其周围的磁感线分布情况。该磁石的D端为它的 （选填“N”或“S”）极。若用细线将其悬挂，使其在水平面内可以自由旋转，则磁石静止时，D端指向地理位置的 （选填“南方”或“北方”）。 【答案】 S 南方 【详解】[1][2]磁石的磁感线从N极出发，回到S极，由此可判断D端是S极。磁体的S极指向地球的南极附近，D端指向地理位置的南方。 题型三 地磁场 7．（25-26九年级上·天津蓟州·月考）若假想地磁场是由地球内部一块大磁铁产生的，如图所示的四个示意图中，能合理描述这块大磁铁的是（   ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】地球是一个大磁体，地磁场的形状与条形磁铁相似，地磁场的南北极与地理位置的南北极相反，并不完全重合会出现磁偏角；即地磁场的北极在地理位置的南极附近，地磁场的南极在地理位置的北极附近，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 8．将能自由转动的小磁针水平放在桌子上，无论怎样移动小磁针，静止时其N极指北、S极指南，这是因为地球周围空间存在 ，它的磁极与地理两极并不重合，下图中能合理描述地磁场的是图 。 【答案】 地磁场 乙 【详解】[1]地球周围存在磁场，这个磁场称之为地磁场，其磁场的形状跟条形磁体的磁场相似，指南针由于受到地磁场的作用而指南北，所以无论怎样移动小磁针，静止时其N极指北、S极指南。 [2]地理的两极和地磁场的两极并不重合，而是存在一个磁偏角，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，故合理描述地磁场的是图乙。 9．指南鱼是我国古代的一种磁性指向工具，其制作方法记载于《武经总要》：将鱼形铁片烧红后放置在地球磁场中冷却，使其磁化。静止时，鱼头指向地理南方，鱼尾指向地理北方。指南鱼的鱼尾相当于磁体的 （选填“N”或“S”）极。 【答案】N 【详解】磁体有指示南北的特性，指南的一端叫做南极，又叫做S极，指北的一端叫北极，又叫做N极，所以指南鱼的鱼尾相当于磁体的N极。 题型四 电流的磁效应 10．（2025·新疆·模拟预测）如图所示的四幅实验装置图中，能反映磁场对电流作用的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．图中是探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数和电流大小关系的实验图，故A不符合题意； B．图中闭合开关，通电导体在磁场中受力的作用而运动，能反映磁场对电流的作用，故B符合题意； C．图中是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，故C不符合题意； D．图中，闭合电路的一部分导体在做切割磁感线运动时会产生感应电流，演示的是电磁感应现象，故D不符合题意。 故选B。 11．欧姆当年研究电流跟电阻和电压的关系时，电流大小还不能准确测量。他巧妙设计了如图所示的装置来测量电流，用一根细丝悬挂磁针，平行放置在导线上方，当电路中有电流时，导线周围产生 ，磁针发生偏转，偏转角度就能反映电流大小。 【答案】磁场 【详解】奥斯特实验发现了电流的磁效应，当电路中有电流时，通电导线周围会产生磁场，磁针在磁场中受到磁力的作用而偏转。 12．如图所示，在奥斯特实验中： (1)对比甲、乙两图可知：通电导线周围存在 。 (2)对比甲、丙两图可知：电流的磁场方向与 的方向有关。 (3)该实验用到的物理研究方法是______。 A．类比法 B．转换法 C．等效替代法 【答案】(1)磁场 (2)电流 (3)B 【详解】（1）比较甲、乙两图可知，甲图中小磁针发生转动，而乙图中小磁针未发生偏转，说明通电导线周围可以产生磁场。 （2）比较甲、丙两图可知，电流反向后，小磁针的偏转方向发生了变化，说明两次产生的磁场方向不同，故能说明磁场方向与电流方向有关。 （3）实验中可以通过观察小磁针是否偏转来证明导线周围存在磁场，这是转换法，故AC不符合题意，B符合题意。 故选B。 题型五 通电螺线管 13．下图是根据螺线管中电流的方向判断螺线管的极性，其中正确的是（　　） A．B．C．D． 【答案】B 【详解】AC．图中用的是左手，与安培定则不符，故AC错误； B．根据安培定则可知，右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指方向就是螺线管的N极，故B正确； D．根据安培定则可知，右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指方向就是螺线管的N极，图中四指没有指向电流方向，故D错误。 故选B。 14．（2025·宁夏吴忠·二模）2024年1月18日，天舟七号货运飞船在中国空间站成功对接（图甲）。当货运飞船和核心舱相互靠近时，货运飞船相对于核心舱是 的，为减缓撞击带来的影响，货运飞船与核心舱间需配有缓冲装置。“飞天”兴趣小组根据以上信息结合物理知识，设计了如图乙所示的缓冲装置简化图。当条形磁体和通电螺线管靠近时，产生相互排斥的力，说明通电螺线管左端为 极，为增大排斥力，滑动变阻器的滑片应向 端滑动。 【答案】 运动 N 左 【详解】[1]当货运飞船和核心舱相互靠近时，货运飞船和核心舱的位置不断发生变化，所以货运飞船相对于核心舱是运动的。 [2][3] 当条形磁体和通电螺线管靠近时，产生相互排斥的力，根据同名磁极相互排斥，说明通电螺线管左端为N极；为增大排斥力，应增强螺线管的磁性，则应增大通过它的电流，根据欧姆定律可知，应减小电路中的电阻，故滑动变阻器的滑片应向左端移动。 15．下图是磁悬浮列车的设计原理图，A是磁性稳定的电磁铁，安装在铁轨上，B是安装在车身上（紧靠铁轨上方）的电阻非常小的螺线管。B中电流方向如图所示，螺线管B的上方是 （选填“N”或“S”）极，螺线管B与电磁铁A之间相互 （选填“排斥”或“吸引”），从而使列车悬浮在铁轨上方。若增大电流，车身将 （选填“上升”或“下降”）一些。 【答案】 N 排斥 上升 【详解】[1]根据螺线管中电流方向为从左向右，根据安培定则可知，用右手握住螺线管，四指指向电流方向（图中电流方向已知），大拇指所指的方向为螺线管的N极，故螺线管B的上方是N极。 [2]因为列车要悬浮在铁轨上方，是利用同名磁极相互排斥的原理，所以螺线管与电磁铁之间相互排斥。 [3]电磁铁的磁性强弱与电流大小有关，在其他条件不变时，电流越大，磁性越强。当增大电流时，螺线管的磁性增强，螺线管与电磁铁之间的排斥力增大，车身将上升一些。 题型六 电磁铁和电磁继电器 16．下图是一种水位自动报警器的原理图，其中A、B为两个金属块。水位上升过程中，会发生下列变化：①红灯亮；②绿灯亮；③电磁铁有磁性；④衔铁被吸下；⑤控制电路中有电流通过。这些变化的先后顺序正确的是（　　） A．①③④⑤② B．②⑤③④① C．①④③⑤② D．②③⑤④① 【答案】B 【详解】当水位上升但未上升到金属块A、B时，控制电路未接通，电磁铁没有磁性，工作电路中的绿灯所在支路接通，绿灯亮，即②发生；当水位上升到金属块A、B时，控制电路接通，此时控制电路中有电流通过，即⑤发生；控制电路中有电流通过后，电磁铁中有电流，根据电流的磁效应，电磁铁会产生磁性，即③发生；电磁铁有磁性后，会吸引衔铁，使衔铁被吸下，即④发生；衔铁被吸下后，工作电路中的红灯所在支路接通，红灯亮，即①发生，所以这些变化的先后顺序是②⑤③④①，故ACD错误，B正确。 故选B。 17．根据图回答下列问题。 (1)控制电路由 、电源和开关组成。 (2)指出图中各部件的名称： 、 、 、 、 。 【答案】(1)电磁铁 (2) 电磁铁 衔铁 弹簧 动触点 静触点 【详解】（1）电磁继电器的控制电路是通过电磁铁的磁性有无，来控制工作电路的通断，电磁铁是控制电路的核心元件，控制电路由电磁铁、电源和开关组成。 （2）[1]A是电磁铁：通电时产生磁性，吸引衔铁；断电时磁性消失，使衔铁复位，是控制电路的核心执行元件。 [2]B是衔铁：连接电磁铁与动触点，当电磁铁有磁性时会被吸引移动，从而带动其他部件动作，控制工作电路的通断。 [3]C是弹簧：在电磁铁断电、磁性消失时，通过自身弹力将衔铁拉回原位，使工作电路断开。 [4]D是动触点：随衔铁一起移动，与静触点接触或分离，以此实现工作电路的接通或断开。 [5]E是静触点：固定在电路中，与动触点配合，当动触点与其接触时，工作电路接通；分离时则断开。 18．（25-26九年级上·辽宁盘锦·期末）如图乙所示，科技兴趣小组为平衡车设计的转向指示灯电路，电源电压恒为6V，指示灯L1、L2的规格均为“6V，6W”，R0为定值电阻，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计，不考虑指示灯电阻随温度的变化，当单刀双掷开关S与“1”接通后，左转指示灯L1会亮暗交替闪烁，在上述过程中，左转指示灯L1两端实际电压UL随时间t变化规律如图丙所示。 (1)当单刀双掷开关S与“1”接触，电磁铁中有电流通过时，左转指示灯L1发光 （选填“较亮”或“较暗”），R0阻值 Ω。随后，衔铁被吸下，发生短路，衔铁又被弹簧拉上去。 (2)在单刀双掷开关S与“1”接通情况下，左转指示灯L1亮暗交替闪烁工作1min，则整个电路消耗的电能 J。 【答案】(1) 较暗 9 (2)158.4 【详解】（1）[1]当单刀双掷开关S与“1”接触，电磁铁中有电流通过时，L1与串联。根据串联电路分压原理，此时L1两端电压小于电源电压6V。由（R不变时，U越小，P越小），可知L1实际功率较小，所以发光较暗。 [2]已知指示灯的规格为“6V，6W”，根据公式，则指示灯的电阻 由图丙可知，当L1两端实际电压时，电路中的电流 此时两端的电压 根据可得的阻值 （2）由图丙可知，一个周期为1.5s，其中亮的时间，暗的时间。工作1min = 60s，则周期数个。 亮时功率，暗时L1功率 整个电路消耗的电能 题型七 磁场对电流的作用 19．（2025·安徽·模拟预测）如图所示，导体棒ab、cd和开关用导线组成电路，下列说法中正确的是（　　） A．闭合开关，ab棒上下运动时，cd棒会上下运动 B．断开开关，ab棒左右运动时，cd棒会左右运动 C．闭合开关，ab棒分别斜向上和斜向下运动时，小磁针偏转方向不变 D．闭合开关，ab棒斜向上运动时，小磁针发生偏转，则图甲体现的是电磁感应现象 【答案】D 【详解】A．闭合开关后，ab棒上下运动时，没有切割磁感线，不会产生感应电流，电路中无电流，cd棒不会受力运动，故A错误； B．断开开关后，电路是断路状态。即使ab棒左右运动（切割磁感线），也无法形成闭合回路，不能产生感应电流。没有电流通过cd棒，cd棒就不会在磁场中受力运动。故B错误； C．闭合开关，ab棒分别斜向上和斜向下运动时，切割磁感线的方向改变，感应电流方向改变，cd棒受力方向也会改变（小磁针偏转方向由电流磁场方向决定），因此小磁针偏转方向会改变，故C错误； D．闭合开关，ab棒斜向上运动时切割磁感线产生感应电流，电流通过导线产生磁场使小磁针偏转，这一过程是电磁感应现象（闭合电路的一部分导体切割磁感线产生感应电流），故D正确。 故选D。 20．如图，向右移动滑动变阻器的滑片，导线AB受力摆动幅度就增大，说明磁场对通电导体的作用力大小与 有关；向 移动滑动变阻器的滑片，导线AB受力摆动幅度也增大。 【答案】 磁场的强弱 左 【详解】[1]由图可知，左侧构成了电磁铁，滑动变阻器可以改变电路电流，从而改变其磁场的强弱。滑动变阻器R1的滑片向右移动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路中电流增大，电磁铁磁性增强，导线AB受力摆动幅度增大，说明磁场对通电导体的作用力与磁场的强弱有关。 [2]由图可知，右侧是通电导线在磁场中受力，其受力的大小与磁场的强弱和电流的大小有关；滑动变阻器R2的滑片向左移动，导线中电流增大，导线AB受力摆动幅度增大。 21．下图是一种动圈式扬声器的内部结构示意图。当线圈中有电流通过时，通电线圈在 中受到力的作用而运动；由于通过线圈的交变电流方向不断变化，线圈就不断来回运动，带动纸盆振动发声。若将线圈两端连接干电池，则该扬声器 （选填“会”或“不会”）持续发声。 【答案】 磁场 不会 【详解】[1]由图知线圈安装在永磁体的磁场中，当线圈中有电流通过时，通电线圈在磁场中受到力的作用，因而运动。 [2]要使扬声器持续发声，应该使通过线圈的交变电流方向不断变化，线圈才能不断来回运动，带动纸盆振动。若将线圈两端连接干电池，线圈只能单方向运动，故该扬声器不会持续发声。 题型八 电磁感应 22．一次科技活动中，青青同学制作了一个小玩具，如图所示。导体AB、CD水平放置在蹄形磁体的磁场中，拉动AB向左移动时，发现CD也向左移动，对此现象下列说法正确的是（    ） A．此实验右侧装置用到了电磁感应原理 B．在此实验中，左侧装置相当于发电机，右侧装置相当于电动机 C．若将左侧实验装置中的磁体的N、S极倒置，拉动AB向左移动时，发现CD向左移动 D．若将右侧实验装置中的磁体的N、S极倒置，拉动AB向左移动时，发现CD向左移动 【答案】B 【详解】AB．拉动AB向左移动时，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中会产生感应电流，则此装置的左侧应用的原理是电磁感应，相当于发电机，同时CD中有电流通过，通电导体CD在磁场中受力向左运动，则此装置的右侧相当于电动机，故A错误，B正确； C．若将左侧实验装置中的磁体的N、S极倒置，磁场方向不变，拉动AB向左移动时，产生的感应电流方向改变，通过CD的电流方向发生改变，根据左手定则（伸开左手，让磁感线垂直穿过手心，让四指指向电流的方向； 此时，大拇指所指的方向就是通电导体在磁场中受力的方向。）判断CD受力方向改变，CD向右移动，故C错误； D．拉动AB向左移动时，磁场的方向不变，产生的感应电流方向不变，将右侧实验装置中的磁体的N、S极倒置，通过CD的电流方向不变，磁场方向改变，则根据左手定则可得CD受力方向改变，CD向右移动，故D错误。 故选B。 23．电磁感应 (1)英国物理学家 在1831年发现了电磁感应现象。 (2) 电路的一部分导体在磁场中做 运动时，导体中就产生电流。这种由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫作电磁感应，产生的电流叫作 。 (3)影响感应电流方向的因素 ①导体做切割磁感线运动的方向。 ② 方向。 【答案】(1)法拉第 (2) 闭合 切割磁感线 感应电流 (3)磁场 【详解】（1）英国物理学家‌迈克尔·法拉第‌在1831年发现了电磁感应现象。法拉第在电化学、磁光效应和电磁场理论方面也做出了开创性贡献。 （2）[1][2][3]根据法拉第的发现可知：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。这种由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫作‌电磁感应‌，产生的电流叫作‌感应电流‌。 （3）影响感应电流方向的因素有导体做切割磁感线运动的方向和磁场方向。改变导体做切割磁感线运动的方向或磁场方向，感应电流的方向都会发生改变。 24．下图是常安装在旱冰鞋、滑板车上的闪光轮，它主要由磁体、线圈和发光二极管组成。闪光轮类似于 （选填“发电机”或“电动机”），当它滚动时，不断将 能转化为电能，最终通过发光二极管得到光能。 【答案】 发电机 机械 【详解】[1][2]当闪光轮滚动时，闪光轮中闭合电路的一部分线圈在磁场中做切割磁感线运动，此时电路中会产生感应电流。故闪光轮类似于发电机，将机械能转化为电能，再通过发光二极管将电能转化为光能。 基础巩固通关测 1．如图，新能源汽车在进行无线充电时，受电线圈的工作原理与下列哪个实验的原理相同（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】电动汽车驶到供电线圈装置上时，受电线圈可感应出电流，这过程是磁生电，即电磁感应现象。 A．图中磁体靠近小磁针，使小磁针发生偏转，说明不同磁体的磁极间存在力的作用，故A不符合题意； B．图中给导体通电，导体ab会运动，说明通电导体在磁场中受到力的作用，故B不符合题意； C．图中闭合开关，给导体通电，说明通电直导线周围存在磁场，是电流的磁效应，故C不符合题意； D．图中AB是闭合电路的一部分导体，AB做切割磁感线运动能够产生感应电流，是电磁感应现象，故D符合题意。 故选D。 2．如图甲是某型号可充电台灯风扇，图乙是台灯风扇经历充电和工作时的主要能量流向图。下列说法正确的是（　　） A．电池在充电时相当于电源 B．图乙中a、b均为电能 C．图乙中d为机械能 D．风扇工作时，其原理与动圈式话筒相同 【答案】B 【详解】A．电池在充电时要消耗电能，此时的电池相当于用电器，故A错误； B．电池充电时，消耗电能，把电能转化为化学能；电池给电路供电时，把化学能转化为电能，故a、b均为电能，故B正确； C．照明灯工作时，消耗电能，把电能转化为光能和内能，不会产生机械能，故C错误； D．风扇工作时，把电能转化为机械能，其原理是：通电导体在磁场中受力的作用；而动圈式话筒的原理是：电磁感应原理。故D错误。 故选B。 3．关于地磁场，下列说法中不正确的是（   ） A．地球相当于一个大磁体，它周围存在着地磁场 B．地磁场的磁感线方向由地理北极指向地理南极 C．地磁场的北极在地理的南极附近 D．地磁场的磁感线在地球两极附近最密集 【答案】B 【详解】A．地球本身是一个大磁体，周围存在地磁场，该说法正确。故A不符合题意； B．磁感线的方向是从磁体的 N 极出发、回到 S 极；地磁场的北极在地理南极附近，南极在地理北极附近，因此地磁场的磁感线方向是由地理南极指向地理北极，而非 “地理北极指向地理南极”，故B符合题意； C．地磁场的北极对应地理的南极附近，地磁场的南极对应地理的北极附近，故C不符合题意； D．磁感线的疏密反映磁场强弱，地球两极（地磁两极附近）磁场最强，磁感线最密集，该说法正确。故D不符合题意。 故选B。 4．司南（如图）是我国最早用文字记载的磁的应用，下列说法正确的是（　　） A．勺柄指南说明勺柄端是磁体的南极 B．司南周围的磁感线真实存在且可见 C．司南应该放在较为光滑的铁盘上 D．司南的勺柄断裂后只剩下一个磁极 【答案】A 【详解】A．地球是一个巨大的磁体，地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在地理的北极附近。司南静止时，勺柄指向南方，根据异名磁极相互吸引的原理，勺柄端是磁体的南极（S极），它被地磁的北极吸引，故A正确； B．司南周围的磁场是存在的，磁感线不是真实存在的，故B错误； C．司南实质上是一个条形磁体，对铁物质具有吸引作用，放在较为光滑的铁盘上，则会由于铁盘的吸引作用而无法指南北，故C错误； D．任何磁体都有两个磁极，司南的勺柄断裂后，每一段都会成为一个完整的小磁体，仍然具有两个磁极，故D错误。 故选A。 5．如图所示，是完全相同的两根钢棒，当用A的一端靠近B的一端，并从一端移动到另一端，始终都出现吸引现象，则（　　） A．A有磁性、B没有磁性 B．A没有磁性、B有磁性 C．都有磁性 D．无法判断有没有磁性 【答案】A 【详解】钢棒A的一端靠近钢棒B的中部，发现两者吸引，而条形磁体两端磁性较强，中间磁性较弱，说明A的这端有磁性；从一端移动到另一端，始终吸引，说明B不带磁性，因为同名磁极相互排斥，B如果有磁性的话，会在其中的一端磁极处和A发生排斥的现象。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 6．《梦溪笔谈》中有对“缕悬法”的描述，以独根蚕丝作悬线，悬线的一端用蜡粘结磁针中部，另一端悬挂于木架上，静止时，磁针两端指南北方向。“缕悬法”中磁针之所以指南北，是因为磁针受到 的作用。磁针能处在静止状态是因为受到 （选填“平衡”或“不平衡”）力的结果。 【答案】 地磁场 平衡 【详解】[1]地球是一个大磁体，地球周围存在的磁场叫地磁场，“缕悬法”中磁针之所以指南北，是因为磁针受到地磁场的作用。 [2]磁针静止时处于平衡状态，是受到平衡力的结果。 7．在地下隧道这一特殊环境中，氧气报警器能监控氧气浓度的变化，避免因氧气浓度过高或过低导致的安全事故。如图是某氧气报警器的原理示意图，电阻R为气敏电阻，当氧气浓度升高时，电阻变大。闭合开关后，电磁铁上端为 极，当氧气浓度过高时， （选填“A”或“B”）灯亮报警。 【答案】 N A 【详解】[1][2]图示中，闭合开关后，电流由电磁铁的上端流入，下端流出，据安培定则知，电磁铁的上端为N极，下端为S极。当浓度过高时，气敏电阻的阻值较大，控制电路的电流较小，电磁铁的衔铁被释放，工作电路中的A灯接通，A灯亮。 8．如图所示，小娟制作了一个水果电池，她用导线将带有铁芯的螺线管两端分别与铜片和锌片连接，并将铜片和锌片插入挤压后的柠檬中。铜片和锌片相距约3cm，螺线管右边的小磁针因为电流的磁效应发生偏转，停在如图所示的位置，这验证了柠檬可以发电。根据小磁针的方向可以判断螺线管右端是 （选填“N”或“S”）极。如果把导线两端的铜片和锌片互换，小磁针偏转方向 （选填“改变”或“不变”）。 【答案】 S 改变 【详解】[1][2]小磁针的左端为N极，根据“异名磁极相互吸引”的规律可知，通电螺线管的右端为S极，左端为N极。如果把导线两端的铜片和锌片互换，那么通过螺线管的电流方向改变，因此螺线管的磁场方向改变，则小磁针偏转方向发生改变。 9．如图，螺线管的上方放置一个小磁针，螺线管左方的水平桌面上放置一个铁块。闭合开关后，铁块静止不动，小磁针在磁场的作用下会发生转动，它的周围 （选填“有”或“没有”）磁感线，小磁针静止时左端为 极。当滑片P向左滑动时，铁块受到的摩擦力的大小将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 没有 N 变小 【详解】[1]磁感线不是实际存在的，则小磁针的周围没有磁感线。 [2]电流由螺线管的左侧流入、右侧流出，根据右手螺旋定则得，通电螺线管的右端为N极、左端为S极；由异名磁极相吸引得，小磁针静止时左端为N极。 [3]滑动变阻器与电磁铁串联，当滑片P向左滑动时，滑动变阻器接入电路中电阻变大，通过电磁铁的电流变小，电磁铁对铁块的磁力变小；铁块静止不动，受到的摩擦力与磁力是平衡力，两力等大，则铁块受到的摩擦力大小将变小。 10．如图所示，虚线框内是电磁继电器，其中A是 。当开关S断开时灯 亮，开关S闭合时灯 亮。 【答案】 电磁铁 【详解】[1]电磁继电器的核心部件是电磁铁（图中A为线圈绕制的电磁铁），通电时产生磁性，控制触点通断。 [2]开关S断开时，线圈中没有电流，电磁铁无磁性，衔铁在弹簧作用下复位，此时L1所在电路接通，故L1亮。 [3]开关S闭合时，线圈中有电流，电磁铁产生磁性，吸引衔铁，使L2所在电路接通，故L2亮。 11．如图所示，请在括号内标出通电螺线管左侧的磁极名称和电源的“+”或“-”极。 【答案】 【详解】由图可知，条形磁铁被螺线管吸引，根据异名磁极相互吸引可知，螺线管的右端为S极，左端为N极；由安培定则可知，电流从螺线管的右侧流入，左侧流出，所以电源的左端为负极，如图所示： 12．如图所示，开关S闭合，发光二极管正常发光。请标出电源的正极，并标出两条磁感线的方向。 【答案】 【详解】发光二极管有明确的正负接线柱之分，由发光二极管正常发光可知，电源右端是正极，螺线管上导线中的电流向下，由安培定则可知，螺线管右端为N极，左端为S极，磁感线是从N极出发回到S极，因此两条磁感线方向向左，如下图所示： 13． (1)图甲中已经画出了两个磁极间的磁感线。请在图中用字母标出磁极的名称，并标出点处小磁针的北极。 (2)如图乙，小磁针静止在地球赤道正上方，请标出小磁针的极和地磁场磁感线的方向。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）在磁体外部，磁感线的方向是由磁体的N极出发回到磁体的S极，则由图可知两个磁极均为N极；因为磁场中某点的磁场方向实际就是小磁针静止时北极所指的方向，所以图中小磁针静止时其下端为北极、上端为南极，如图所示： （2）地球相当于一个大磁体，地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，磁感线从地磁北极（地理南极附近）出发、回到地磁南极（地理北极附近）。 小磁针静止时N极指地理的北极。如图所示： 能力提升进阶练 14．在探究“通电螺线管外部磁场的方向”实验中，同学进行了如下操作。 (1)将多个小磁针摆放在螺线管周围。闭合开关，小磁针发生偏转，静止时的指向如图甲所示，分析可知，通电螺线管周围的磁场和 （选填“条形”或“U形”）磁体的磁场相似； (2)如图乙所示，在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑。实验时发现现象不明显，为了增强磁场的强度，在不改变线圈匝数的情况下，可以采取 的办法； (3)闭合开关后，为了更好地通过铁屑客观地描述磁场分布情况，可轻敲硬纸板，这样做的目的是减小铁屑与玻璃板之间的 力，使铁屑在磁场力的作用下动起来。实验中可以用 （填序号）代替铁屑，显示磁场分布； A．铜    B．铝屑    C．镍粉 (4)改变电流方向，发现铁屑的分布形状 （选填“没有改变”或“发生改变”）； (5)在图甲中，通电后发现螺线管上下两侧中间部位的小磁针没有发生偏转，而其他位置的小磁针均发生了偏转，这两处小磁针不偏转的原因可能是 。 (6)对调电源的正负极重复上述实验，小磁针N极指向与之前相反，说明通电螺线管外部磁场的方向与 有关。 【答案】(1)条形 (2)增大电流 (3)摩擦 C (4)没有改变 (5)见解析 (6)电流方向 【详解】（1）通电螺线管周围的磁场分布与条形磁体相似，都是在两端磁性较强，中间磁性较弱，磁感线的形状也较为相似。 （2）根据影响通电螺线管磁性强弱的因素，在不改变线圈匝数的情况下，增大电流可以增强磁场强度。因为通电螺线管的磁性强弱与电流大小、线圈匝数和有无铁芯有关。 （3）[1]轻敲硬纸板是为了减小铁屑与玻璃板之间的摩擦力，使铁屑更容易在磁场力作用下动起来。 [2]镍粉是磁性材料，能被磁场吸引，可代替铁屑显示磁场分布，而铜和铝不是磁性材料，不会被磁场吸引，不能用来显示磁场分布。 故选C。 （4）改变电流方向，通电螺线管的磁极会发生改变，但磁场的分布形状不变，因为磁场分布形状主要取决于螺线管的形状和线圈匝数等因素，而不是电流方向。 （5）闭合开关前，螺线管中间部位两侧的小磁针N极指向地磁南极，假如闭合开关后，螺线管的N极也指向地磁南极方向，那么螺线管中间部位两侧的小磁针就不会发生偏转。这是一种可能的原因，即小磁针原本的指向与通电后螺线管在该位置的磁场方向恰好一致，导致小磁针不受力或受力平衡，从而不发生偏转。 （6）将电源的正负极对调，则通过螺线管的电流方向相反，小磁针的指向与之前相反，说明螺线管的磁极与之前相反，所以通电螺线管外部磁场的方向与电流方向有关。 15．电与磁之间存在着相互联系，根据下图所示的实验，回答问题： (1)如图甲、乙所示，小聪利用干电池、导线和小磁针进行实验；通电后小磁针发生偏转，断电后小磁针复位，本实验说明 。 (2)若把图甲中的小磁针换成直导线并通电。推测：两条通电导线之间 （选填“有”或“没有”）相互作用力。 (3)小聪又将直导线绕成螺线管形状，安装在一块硬纸板上，在螺线管的两端各放一个小磁针（磁极已标出），并在硬纸板上均匀地撒满铁屑，通电后轻轻敲击硬纸板，观察小磁针静止时的指向及铁屑的排列情况，如图丙所示，则小铁屑 （选填“能”或“不能”）反映磁场的方向。本实验表明：通电螺线管周围的磁场与 的磁场相似； 端（选填“左”或“右”）为该通电螺线管的极。 (4)小聪想在螺线管中插入芯材，制成电磁铁。他应该选择的芯材是 （填字母） A．铜棒    B．铁棒    C．铝棒    D．钢棒            E.木棒 (5)以下应用中用到了电磁铁的是 （填字母） A．白炽灯    B．电磁起重机    C．电炉    D．电铃            E.电磁继电器 (6)如图丁所示，为某直流电动机的原理图，定子是电磁铁，转子是线圈，开关闭合后，电动机的线圈可以顺时针转动。若保持其他装置不变，只对调电源的两极， （选填“能”或“不能”）使此电动机的线圈反向转动。 【答案】(1)通电导线周围存在磁场 (2)有 (3)不能 条形磁铁 左 (4)B (5)BDE (6)不能 【详解】（1）通电后小磁针发生偏转，说明小磁针受到磁场力的作用，断电后小磁针复位，说明小磁针受到的磁场力消失，故本实验说明通电导线周围存在磁场。 （2）若图甲中的小磁针换成直导线并通电，由于通电导线周围存在磁场，则两条导线都处在磁场中，都会受到另一根导线磁场的作用，故两条通电导线之间有相互作用力。 （3）[1]实验中可以根据磁极间的相互作用来判断磁场方向，无法确定小铁屑在磁场中的磁极，铁屑的作用是能直观显示磁场的分布情况，无法显示磁场的方向。 [2]通电后观察小磁针的指向及铁屑的排列情况可知，通电螺线管周围的磁场与条形磁铁的磁场相似； [3]由图可知，小磁针的S极靠近通电螺线管的左端，根据异名磁极相互吸引可知，左端为该通电螺线管的N极。 （4）电磁铁的芯材应选择软磁性材料，即容易被磁化的材料，铁是软磁性材料，插入螺线管中被磁化，铜、铝、木头都不能被磁化，而钢被磁化后磁性不易消失，故应该选择铁棒作为芯材。 （5）白炽灯和电炉都是利用电流的热效应原理工作的；电磁铁通电后有磁性，断电后磁性消失，则电磁起重机、电铃和电磁继电器都是利用电磁铁来工作的，故BDE符合题意，AC不符合题意。 故选BDE。 （6）电动机的转动方向与磁场方向和电流方向有关，只改变电流方向，或只改变磁场方向，都可以使电动机的转动方向发生改变，但只对调电源的两极，线圈中的电流方向改变，同时磁场方向也改变，故不能使此电动机的线圈反向转动。 16．为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小明同学将漆包线（表面涂有绝缘漆的铜导线）在大铁钉上绕若干匝，制成简单的电磁铁，通电后吸引大头针，图甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。 (1)实验中是通过观察电磁铁 来判断电磁铁磁性强弱的。 (2)闭合开关后，图甲中电磁铁的N极在 （选填“A”或“B”）端。 (3)比较 两图可知：线圈匝数相同时，电流越大，电磁铁的磁性越强。 (4)由图丁可得出的结论 。 【答案】(1)吸引大头针的数量 (2)A (3)乙、丙 (4)电流相同时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强 【详解】（1）根据转换法可知，该实验中是用电磁铁吸引大头针的数量来判断电磁铁磁性的强弱。 （2）由甲图可知，电流从电源正极出发，经开关、变阻器流向螺线管，根据安培定则，甲图中电磁铁N极在A端； （3）研究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系时，应控制线圈的匝数相同，改变电流的大小；乙、丙两图中线圈匝数相同，丙图中变阻器连入电路中的电阻较小，由欧姆定律可知丙图中的电流大于乙图中的电流，丙图中吸引大头针的数量多，其磁性强，所以应比较乙、丙两图可知：线圈匝数相同时，电流越大，电磁铁的磁性越强。 （4）图中两个电磁铁串联，通过两电磁铁的电流相等，线圈匝数越多的电磁铁吸引大头针数量越多，说明其磁性越强，所以结论为：电流相同时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。 17．如图所示，使线圈位于磁体两磁极间的磁场中。 (1)使线圈静止在图乙位置上，闭合开关，发现线圈并没有运动，这是因为这个位置是线圈的平衡位置，此时线圈上下两个边所受的力大小 （选填“相等”或“不相等”）； (2)使线圈静止在图甲位置上，闭合开关，线圈受力沿顺时针方向转动，并由于 而越过平衡位置，但不能继续转下去，最后要返回平衡位置； (3)使线圈静止在图丙的位置上，这是线圈冲过平衡位置以后所到达的地方，闭合开关，线圈沿逆时针方向转动。由此我们可以分析出线圈不能连续转动的原因是 ； (4)生活中的电动机都能连续转动且具有平稳的动力，实际的电动机是通过 来实现这一目的，它的作用是 （填字母）。 A．改变磁感线的方向        B．改变线圈的转动方向 C．改变线圈中的电流方向    D．使线圈中的电流方向和转动方向同时改变 【答案】(1)相等 (2)惯性 (3)越过平衡位置后，受到的力会阻碍线圈的转动 (4)换向器 C 【详解】（1）由图乙知，线圈处于平衡位置，受力平衡，由二力平衡可知，此时线圈上下两个边所受的力大小相等。 （2）由图甲知，线圈受力沿顺时针方向转动，转到平衡位置时，线圈不会立即停下来，会转过平衡位置，这是由于线圈自身具有惯性。 （3）由图丙知，线圈各边受力的方向不变，冲过平衡位置以后线圈受到的力会使其逆时针转动返回平衡位置，与原顺时针方向相反，故可分析出越过了平衡位置以后线圈不能连续转动，是因为受到的力阻碍线圈继续转动。 （4）[1]实际的电动机中，是在线圈刚转过平衡位置时改变线圈中电流的方向，改变线圈受力情况，使线圈持续转动，换向器可以起到这个作用，所以实际的电动机是通过安装换向器来实现持续转动的。 [2]根据通电导线在磁场中的受力作用，换向器通过改变线圈中电流的方向，改变线圈受力的方向，使线圈继续保持原转动方向不变。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 18．如图甲所示是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”实验装置。闭合开关后，铜棒ab、灵敏电流计、开关组成闭合电路，某小组的实验记录如下表所示。 次数 开关 磁场方向 铜棒ab的运动方向 电流计指针的偏转方向 1 闭合 上N下S 向右运动 向左偏转 2 闭合 上N下S 向左运动 向右偏转 3 闭合 上N下S 上下运动 不偏转 4 闭合 上S下N 向右运动 向右偏转 5 闭合 上S下N 向左运动 向左偏转 (1)比较实验1和2（或4和5）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的 有关； (2)比较实验 可知：在导体切割磁感线的方向不变时，感应电流的方向与磁场方向有关； (3)为了验证非闭合电路中能否产生感应电流，可以进行操作：断开开关， （填写具体操作），观察灵敏电流计的指针是否发生偏转； (4)闭合开关，保持铜棒ab不动，左右移动蹄形磁体，发现灵敏电流计的指针 ； (5)产生感应电流时，是将 能转化为电能； (6)如果将灵敏电流计换成 ，可以探究磁场对通电导体的作用； (7)小华用图乙电路做同样的实验，闭合开关后，拿一根条形磁体向右插入线圈中时，观察到灵敏电流计指针偏转；将磁体向左从线圈中拔出时，灵敏电流计指针的偏转方向与磁体向右插入线圈中时 （选填“相同”或“相反”）； (8)人们根据该实验结论制造了发电机。如图丙所示是实验室用的手摇发电机，通过摇把带动线圈在磁场中转动； ①用手摇发电机研究感应电流大小的变化：将小灯泡与手摇发电机连接起来，摇动摇把发现小灯泡发光，随着摇动速度逐渐增大，小灯泡的亮度逐渐增加。该现象说明产生的感应电流大小与 有关； ②把小灯泡换成红、绿两个发光二极管（发光二极管具有单向导电性），用二极管的发光来显示手摇发电机中感应电流的方向，则两个发光二极管的连接方式应是 。 A．极性相同地串联    B．极性相反地串联    C．极性相同地并联    D．极性相反地并联 【答案】(1)方向 (2)2、5/1、4 (3)铜棒ab向右运动/铜棒ab向左运动 (4)偏转 (5)机械 (6)电源 (7)相反 (8) 切割磁感线的速度 D 【详解】（1）比较实验1和2（或4和5）可知：在磁场方向一定时，铜棒ab的运动方向不同，电流计的偏转方向不同，可知感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关。 （2）研究感应电流的方向与磁场方向有关，要控制导体切割磁感线的方向不变，比较实验2、5（或1、4）可知：在导体切割磁感线的方向不变时，感应电流的方向与磁场方向有关。 （3）为了验证非闭合电路能否产生感应电流，可以进行操作：断开开关，铜棒ab做切割磁感线运动，因此铜棒应向右或者向左运动，观察灵敏电流计的指针是否发生偏转。 （4）闭合开关，保持铜棒ab不动，左右移动蹄形磁体，相当于磁体不动，铜棒ab左右移动，此时铜棒ab切割磁感线，产生感应电流，发现灵敏电流计的指针偏转。 （5）产生感应电流的过程中消耗了机械能，获得了电能，所以产生感应电流的过程中是将机械能转化为电能。 （6）将灵敏电流计换成电源提供电流，可以探究磁场对通电导体的作用，因为要探究磁场对通电导体的作用，导体中需通有电流。 （7）感应电流的方向与磁场方向、导体运动方向有关。拿一根条形磁铁向右插入线圈中时，螺线管线圈会切割磁感线，也会观察到灵敏电流计指针的偏转，将磁铁向左从线圈中拔出时，磁场方向不变，导体切割磁感线方向发生改变，故感应电流的方向改变，即磁铁向左从线圈中拔出时，灵敏电流计偏转方向与磁铁向右插入线圈中时相反。 （8）[1]①将小灯泡与手摇发电机连接起来，摇动摇把发现小灯泡发光，随着摇动速度逐渐增大，小灯泡的亮度逐渐增加；该现象说明发电机线圈转速越大，产生的感应电流越大，即产生的感应电流大小与切割磁感线的速度有关。 [2]②并联电路各支路可独立工作、互不影响，且发光二极管具有单向导电性，用二极管的发光来显示手摇发电机中感应电流的方向。则两个发光二极管的连接方式应是极性相反地并联，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十六章 电和磁（复习讲义） 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 【单元目标聚焦·明核心】 【知识图谱梳理·固基础】 【教材要点精析·夯重点】 第1节 磁体与磁场 第2节 电流的磁场 第3节 磁场对电流的作用 电动机 第4节 电磁感应 发电机 【考点题型突破·拓思维】 题型一 磁现象 题型二 磁场及其分布 题型三 地磁场 题型四 电流的磁效应 题型五 通电螺线管 题型六 电磁铁和电磁继电器 题型七 磁场对电流的作用 题型八 电磁感应 【分层阶梯训练·提能力】 基础巩固通关测 能力提升进阶 【基础目标】 1. 能说出磁体基本性质，知道磁极间相互作用规律。 2. 能描述磁场的客观存在，知道磁感线是描述磁场的假想曲线，能说出磁感线疏密表示磁场强弱、切线方向表示磁场方向。 3. 知道地磁场存在，能说出地磁南北极与地理南北极位置关系，了解磁偏角概念。 4. 能阐述电流的磁效应，即通电导体周围有磁场，磁场方向与电流方向有关。 5. 能说出通电螺线管磁场特点，会用安培定则判断其磁极极性或电流方向。 6. 知道电磁铁构造和原理，了解影响其磁性强弱因素，能举例说明其在电磁继电器等方面应用。 7. 能描述磁场对通电导体的力作用，知道力方向与电流和磁场方向有关，了解电动机原理及能量转化。 8. 能阐述电磁感应现象，知道产生感应电流条件，了解感应电流方向与导体运动和磁场方向有关，知道发电机原理及能量转化。 【进阶目标】 1. 能综合运用磁体、磁场、磁感线的知识分析解决简单的磁现象问题，例如根据磁感线的分布判断磁体的磁极、比较磁场的强弱等。 2. 能结合安培定则和通电螺线管的磁场特点，解决较为复杂的关于通电螺线管磁极、电流方向及相关电路连接的问题。 3. 能设计实验探究影响电磁铁磁性强弱的因素，并对实验现象进行分析和归纳，得出结论。 4. 能理解电动机和发电机的构造与原理，并能区分它们在结构、能量转化、工作原理上的异同点。 5. 能运用电磁感应和磁场对电流的作用原理，解释一些简单的电磁现象或实际应用，如动圈式话筒、扬声器的工作原理。 6. 能识别和分析与电和磁相关的简单电路，结合电磁继电器的工作原理，理解其在自动控制中的应用实例。 【拓展目标】 1. 了解电和磁知识在现代科技中的广泛应用，如磁悬浮列车、电磁起重机、电磁流量计等，关注其发展前景和对人类生活的影响。 2. 能对一些涉及电和磁的综合问题进行分析和推理，例如结合力学知识分析通电导体在磁场中受力运动的情况，或结合电路分析与电磁现象相关的动态变化问题。 3. 培养探究电和磁现象的兴趣，学习科学探究的方法，体会科学家在探索电磁规律过程中的科学精神和研究方法，如奥斯特、法拉第的贡献及其科学探究历程。 4. 了解电磁波的产生与电和磁的关系，为后续学习电磁波等知识打下基础。 第1节 磁体与磁场 一、磁体 1. 磁性和磁体 （1）磁性：物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质称为磁性；它是物质的一种属性。 （2）磁体：具有磁性的物体称为磁体。磁体的分类： ①按磁体的来源分为天然磁体、人造磁体。 ②按磁性保持时间的长短分为硬磁体、软磁体等。 ③按磁体的形状分为条形磁体、蹄型磁体、针形磁体、环形磁体等。 2. 磁极及磁极间的相互作用 （1）磁极 磁体的两端磁性最强，这两个部位叫作磁极。将一个磁体悬挂起来，当它静止时，指南的那个磁极叫作南（S）极，指北的那个磁极叫作北（N）极。 （2）磁极间相互作用的规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 3. 磁场 （1）磁场：研究表明，磁体的周围存在着一种能够传递磁极间相互作用的物质，这种物质叫作磁场。磁体通过磁场使某些物质显现磁性。 （2）磁场方向：将小磁针放在磁场中的某一点，小磁针静止时，N极所指的方向就是该点的磁场方向。磁场中各点的磁场方向一般不同。（选填“相同”或“不相同”） 4. 磁化 （1）磁化：使原来不显磁性的物体在磁场中获得磁性的过程叫作磁化。能够被磁化的物质大多数是含有铁、钴、镍的合金或氧化物，叫作磁性材料。 （2）磁化的方法 ①将磁铁的一极靠近或接触磁性材料； ②将磁铁的一极在磁性材料上沿同一方向重复摩擦几次； ③利用充磁机对磁性材料充磁。钢被磁化后能长时间保持磁性，铁则不能。人造磁体就是将钢进行磁化而制成的。 二、磁体周围的磁场 1. 探究磁体周围的磁场 （1）用小磁针探究磁体周围的磁场 在磁场中的不同点，小磁针N极所指的方向不同，说明磁体周围各点的磁场方向不同。 （2）用铁屑探究磁体周围的磁场 将玻璃板平放在磁体上，并在玻璃板上均匀地撒上一层铁屑，轻轻敲击玻璃板，可以看到小铁屑排列成一条条有规律的曲线。 条形磁体周围的小磁针分布 条形磁体周围铁屑的分布 2. 磁感线 （1）磁感线：如果按照铁屑在磁场中的排列情况和小磁针N极的指向画出一些带箭头的曲线，就可以形象地描述磁场，物理学中把这样的曲线叫作磁感线。这是一种理想模型法。 （2）五种基本磁场的磁感线描述 如图所示，图①是条形磁铁的磁感线；图②是蹄形磁铁的磁感线；图③是同名磁极的磁感线（N、N极之间）；图④是同名磁极的磁感线（S、S极之间）；图⑤是异名磁极的磁感线。 ①条形磁铁的磁感线 ②蹄形磁铁的磁感线 ③异名磁极的磁感线 ④同名磁极的磁感线（S、S极之间） ⑤异名磁极的磁感线 3. 磁感线的性质 （1）磁感线是用来描述磁场的一些假想曲线，实际上并不存在。磁感线上任意一点的切线方向为该点的磁场方向。磁场越强的地方，磁感线分布越密；磁场越弱的地方，磁感线分布越疏。 （2）磁感线为封闭的、立体的曲线，在磁体的外部，磁感线的方向是从N极指向S极，而在内部，是从S极指向N极。 （3）在同一磁场中，任何两根磁感线都不会相交（选填“会”或“不会”）。这是因为在同一磁场中任何一点的磁场方向只有一个确定的方向（选填“一个”或“多个”），如果在某一点有两条磁感线相交，就意味着该点有两个磁场方向，就与某点磁场方向的唯一性相悖。 三、地磁场 1. 地球的磁场 （1）地球周围空间存在的磁场称为地磁场。地磁N极在地理南极附近，地磁S极在地理北极附近，地磁场的磁感线也是从N极出发，回到S极。 （2）磁偏角 地磁场的磁极与地理两极并不重合，所以磁针所指的方向不是地理的正南、正北方向，而是稍微有点偏离，出现磁偏角。我国宋代学者沈括是世界上最早发现这一现象的人。 第2节 电流的磁场 一、通电直导线周围的磁场 1. 电流的磁效应 电流周围存在磁场的现象称为电流的磁效应，这是丹麦物理学家奥斯特在1820年首先发现的。后来，人们把这个实验称为奥斯特实验。 2. 通电直导线周围的磁场分布 研究表明，通电直导线周围的磁场分布如图所示，在垂直于通电直导线的平面内，它的磁感线是以电流为中心的一系列同心圆，越靠近导线，磁感线分布越密。通电导线周围磁场的方向与电流方向有关。 二、通电螺线管周围的磁场 1. 通电螺线管周围的磁场 通电螺线管外部的磁场与条形磁体周围的磁场相似；磁场方向与电流方向有关。 通电螺线管周围的磁场 条形磁体周围的磁场 2. 安培定则 （1）对于通电螺线管磁极的极性跟电流方向之间的关系，我们可以用安培定则（也叫右手螺旋定则）来表述。 （2）安培定则： 用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向与螺线管中的电流方向一致，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。 （3）安培定则的应用 ①根据通电螺线管中电流的方向，判断螺线管的极性。 ②由通电螺线管两端的极性，判断螺线管中电流的方向。 ③根据通电螺线管的N、S极以及电源的正、负极，画出螺线管的绕线。 （4）提示 ①决定通电螺线管两端极性的根本因素是螺线管中电流的方向，电流的方向一致则通电螺线管两端的极性就相同。 ②N极和S极一定在通电螺线管的两端。 ③判断时必须让右手弯曲四指所指的方向与螺线管中电流的方向一致。 三、电磁铁 1. 构造：带铁芯的通电螺线管称为电磁铁。 2. 原理：利用了电流的磁效应。 3. 特点 （1）有电流通过时有磁性，没有电流时就失去磁性。 （2）电磁铁的N、S极是由线圈中的电流方向决定的。 （3）影响电磁铁磁性强弱的因素：电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数及通过的电流大小有关。线圈的匝数越多，电流越大，电磁铁的磁性就越强。 四、电磁继电器 1. 电磁继电器：电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接地控制高电压、强电流电路通断的装置。电磁继电器实质上是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。 2. 电磁继电器的主要构造 （1）控制电路：电磁铁A、衔铁B、弹簧C、低压电源U1、开关S等； （2）受控电路：高压电源U2、电动机M、静触点E、动触点D。 3. 电磁继电器的工作原理 闭合控制电路中的开关S，电流通过电磁铁A的线圈产生磁性，把衔铁B吸下来，使动触点D与静触点E接触，受控电路闭合，电动机工作。断开开关S，线圈中的电流消失，电磁铁的磁性消失，衔铁B在弹簧C的作用下与电磁铁A分离，使触点D、E脱开，受控电路断开，电动机停止工作。 4. 电磁继电器的应用 （1）利用电磁继电器可以通过控制低电压、弱电流电路的通断来间接地控制高电压、强电流工作电路的通断，使人远离高压环境； （2）利用电磁继电器可以使人远离高温、有毒等环境，实现远距离控制； （3）在电磁继电器控制电路中接入对温度、压力或光照敏感的元件，利用这些元件操纵控制电路的通断，可以实现对温度、压力或光照强度的自动控制，如电铃、防盗报警、防汛报警、温度自动控制等。 第3节 磁场对电流的作用 电动机 一、磁场对电流的作用 1. 磁场对通电直导线的作用 磁场对通电直导线有力的作用，力的方向与电流方向和磁场方向有关。 磁场对通电直导线的作用 平衡位置 2. 磁场对通电线圈的作用 通电线圈在磁场中会发生转动，但是当线圈的平面与磁场垂直时，就会停止转动。线圈平面与磁感线垂直时，这个位置叫平衡位置。 二、直流电动机 1. 原理：利用了通电线圈在磁场中受力转动的原理来工作的。 2. 换向器的作用：当线圈每转到平衡位置时，自动改变线圈中电流方向（每半周改变一次），从而实现了线圈的持续转动。 3. 能量转化：电动机工作时将电能转化为机械能。 4. 电动机的优点：构造简单、控制方便、体积小、效率高，而且对环境污染很小。 5. 直流电动机的工作过程 （1）如图甲所示，通电线圈在磁场中，ab、cd两边电流方向相反，受力方向相反，顺时针转动。 （2）如图乙所示，线圈转到平衡位置，电刷接触到换向器中间绝缘部分，不受力，利用惯性线圈转过平衡位置。 甲 乙 （3）如图丙所示，线圈越过平衡位置后，利用换向器改变了电流方向，线圈受力方向改变，仍然顺时针转动。 （4）如图丁所示，线圈利用惯性转过平衡位置后，改变了电流方向和受力方向，线圈继续转动。 丙 丁 第4节 电磁感应 发电机 一、电磁感应现象 1. 电磁感应现象 利用磁场产生电流的现象叫作电磁感应现象，电磁感应产生的电流叫作感应电流。 2. 导体中产生感应电流的条件 （1）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就会产生感应电流。 （2）感应电流的方向与导体运动的方向和磁场方向有关。 感应电流产生的条件 二、直流发电机 1. 直流电动机模型的主要部件 直流电动机模型的主要部件有：①蹄形磁体，②弧形铁片，③线圈，④转轴，⑤支架，⑥换向器，⑦电刷，⑧底座。此外还有电源、滑动变阻器、开关、导线等。 2. 直流电动机的组装 （1）把线圈固定在转轴上。 （2）先将支架固定在底座上，然后将转轴安装在支架上，注意使线圈和转轴能较好地转动。 （3）用螺钉把电刷（铜片）固定在底座上，同时使电刷与转轴上的换向器接触（注意：电刷与换向器间的压力要适当，以保证转轴能正常转动）。 （4）从固定电刷的两个螺钉上引出两根导线。 （5）分别把两个弧形铁片的一端用螺钉固定在底座上，另一端用磁体夹住。 3. 实验与观察 （1）把电动机、滑动变阻器、电源、开关串联起来，接通电路，观察线圈的转动情况。 （2）改变通过线圈的电流方向，线圈的转动方向是否改变? （3）将蹄形磁体的两个磁极对调，改变线圈所在处的磁场方向，线圈的转动方向是否改变? （4）移动滑动变阻器的滑片，改变通过线圈的电流大小，线圈转动的速度是否改变?怎样改变? （5）实验结论 ①当通过直流电动机线圈的电流方向发生改变时，电动机转动的方向发生改变； ②将蹄形磁体的两个磁极对调，改变线圈所在处的磁场方向，电动机转动的方向发生改变； ③当通过直流电动机电流的大小发生变化时，电动机的转速发生改变。电流越大，转速越快。 4. 故障原因与排除方法 实验过程中，遇到故障比较多的是通电后电动机不转动，故障原因与排除方法参考如下： 故障 故障原因 电路故障 断路 电刷与换向器之间太松，接触不良 磁场故障 磁场太弱 电路中电流太小、磁体的磁性太弱 力学故障 摩擦力过大 电刷与换向器之间太紧、线圈转子与 定子之间的间隙太小，摩擦力太大 特殊位置 线圈处于平衡位置 三、交变电流与交流发电机 1. 交变电流 线圈在磁场中转动时，产生的感应电流的大小和方向随时间发生周期性变化，这种电流叫作交变电流。我们日常生活中使用的交变电流每秒钟完成50个周期性变化，即频率为50赫。 2. 交流发电机 （1）交流发电机主要构造：磁铁、线圈abcd、铜环K与L、电刷A与B等。 （2）主要部件作用 ①磁铁：用来产生磁场； ②线圈：线圈abcd转动时，切割磁感线，产生感应电流； ③铜环：两个铜环随线圈一起转动，与外部电路组成一闭合回路； ④电刷：感应电流通过电刷流出。 （3）交流发电机工作原理示意图 ①图甲和图丙中导线运动方向和磁感线方向平行，不切割磁感线，没有电流产生。 ②图乙和丁中导线切割磁感线，有电流产生，但切割磁感线的方向相反，所以电流方向相反。每当经过磁感线与线圈平面垂直的位置时，线圈中的电流方向改变一次，线圈转一周，电流方向改变两次。 ③线圈不停转动，产生的电流交替往复，形成持续的电流。 3. 实际发电机的构造与能量转化 （1）构造 实际的发电机比模型式发电机复杂得多，但仍是由转子（转动部分）和定子（固定部分）两部分组成的。大型发电机发的电，电压很高、电流很强，一般采取线圈不动、磁极旋转的方式来发电（叫旋转磁极式发电机），为了得到较强的磁场，要用电磁铁代替永磁体。 转子 定子 （2）发电机的能量转化 从能量转化的角度看，发电机是一种将机械能转化为电能的装置。在发电的过程中，由于线圈存在电阻以及转动系统存在摩擦，因此还有部分能量转化为内能。 题型一 磁现象 1．将钢条甲、乙的一端分别靠近小磁针的N极（或S极）。当钢条甲靠近时，小磁针自动远离；当钢条乙靠近时，小磁针自动靠近。由此可知（　　） A．钢条甲、乙均有磁性 B．钢条甲、乙均无磁性 C．钢条甲一定有磁性，钢条乙可能有磁性 D．钢条甲一定有磁性，钢条乙一定无磁性 2．（25-26九年级上·北京·月考）如图所示，把条形磁体悬挂起来，用条形磁体靠近它，发现条形磁体被推开，这是由于 。 3．【细心观察，勤于思考】 (1)如图甲所示，将小铁钉靠近磁体N极，小铁钉被吸引获得 性。此时，小铁钉相当于一个 ，钉尖是 极。如图乙所示，给磁体加热一段时间后，小铁钉会掉落，表明磁体的磁性可能与 有关。 (2)如图丙所示，用一个磁性很强的磁体球靠近一块铝板，铝板 （选填“能”或“不能”）被吸引。 题型二 磁场及其分布 4．关于磁场和磁感线，下列说法正确的是（　　） A．图甲：磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针的N极决定的 B．图乙：磁体周围的磁场是由磁感线组成的 C．图丙：条形磁体周围的磁感线是人们为了描述磁场而建立的物理模型 D．图乙中用木屑代替铁屑进行实验，也可以研究磁体周围磁场的情况 5．首次证实电流的周围存在磁场的科学家是 ，首次发现电磁感应现象的科学家是 。在一个圆纸盒里放一个条形磁体，在圆纸盒外放一些小磁针，各小磁针静止时N极指向如图中箭头所示，则条形磁体是沿 方向放置的（用字母表示）。 6．如图所示的是一块磁石及其周围的磁感线分布情况。该磁石的D端为它的 （选填“N”或“S”）极。若用细线将其悬挂，使其在水平面内可以自由旋转，则磁石静止时，D端指向地理位置的 （选填“南方”或“北方”）。 题型三 地磁场 7．（25-26九年级上·天津蓟州·月考）若假想地磁场是由地球内部一块大磁铁产生的，如图所示的四个示意图中，能合理描述这块大磁铁的是（   ） A． B． C． D． 8．将能自由转动的小磁针水平放在桌子上，无论怎样移动小磁针，静止时其N极指北、S极指南，这是因为地球周围空间存在 ，它的磁极与地理两极并不重合，下图中能合理描述地磁场的是图 。 9．指南鱼是我国古代的一种磁性指向工具，其制作方法记载于《武经总要》：将鱼形铁片烧红后放置在地球磁场中冷却，使其磁化。静止时，鱼头指向地理南方，鱼尾指向地理北方。指南鱼的鱼尾相当于磁体的 （选填“N”或“S”）极。 题型四 电流的磁效应 10．（2025·新疆·模拟预测）如图所示的四幅实验装置图中，能反映磁场对电流作用的是（　　） A． B． C． D． 11．欧姆当年研究电流跟电阻和电压的关系时，电流大小还不能准确测量。他巧妙设计了如图所示的装置来测量电流，用一根细丝悬挂磁针，平行放置在导线上方，当电路中有电流时，导线周围产生 ，磁针发生偏转，偏转角度就能反映电流大小。 12．如图所示，在奥斯特实验中： (1)对比甲、乙两图可知：通电导线周围存在 。 (2)对比甲、丙两图可知：电流的磁场方向与 的方向有关。 (3)该实验用到的物理研究方法是______。 A．类比法 B．转换法 C．等效替代法 题型五 通电螺线管 13．下图是根据螺线管中电流的方向判断螺线管的极性，其中正确的是（　　） A．B．C．D． 14．（2025·宁夏吴忠·二模）2024年1月18日，天舟七号货运飞船在中国空间站成功对接（图甲）。当货运飞船和核心舱相互靠近时，货运飞船相对于核心舱是 的，为减缓撞击带来的影响，货运飞船与核心舱间需配有缓冲装置。“飞天”兴趣小组根据以上信息结合物理知识，设计了如图乙所示的缓冲装置简化图。当条形磁体和通电螺线管靠近时，产生相互排斥的力，说明通电螺线管左端为 极，为增大排斥力，滑动变阻器的滑片应向 端滑动。 15．下图是磁悬浮列车的设计原理图，A是磁性稳定的电磁铁，安装在铁轨上，B是安装在车身上（紧靠铁轨上方）的电阻非常小的螺线管。B中电流方向如图所示，螺线管B的上方是 （选填“N”或“S”）极，螺线管B与电磁铁A之间相互 （选填“排斥”或“吸引”），从而使列车悬浮在铁轨上方。若增大电流，车身将 （选填“上升”或“下降”）一些。 题型六 电磁铁和电磁继电器 16．下图是一种水位自动报警器的原理图，其中A、B为两个金属块。水位上升过程中，会发生下列变化：①红灯亮；②绿灯亮；③电磁铁有磁性；④衔铁被吸下；⑤控制电路中有电流通过。这些变化的先后顺序正确的是（　　） A．①③④⑤② B．②⑤③④① C．①④③⑤② D．②③⑤④① 17．根据图回答下列问题。 (1)控制电路由 、电源和开关组成。 (2)指出图中各部件的名称： 、 、 、 、 。 18．（25-26九年级上·辽宁盘锦·期末）如图乙所示，科技兴趣小组为平衡车设计的转向指示灯电路，电源电压恒为6V，指示灯L1、L2的规格均为“6V，6W”，R0为定值电阻，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计，不考虑指示灯电阻随温度的变化，当单刀双掷开关S与“1”接通后，左转指示灯L1会亮暗交替闪烁，在上述过程中，左转指示灯L1两端实际电压UL随时间t变化规律如图丙所示。 (1)当单刀双掷开关S与“1”接触，电磁铁中有电流通过时，左转指示灯L1发光 （选填“较亮”或“较暗”），R0阻值 Ω。随后，衔铁被吸下，发生短路，衔铁又被弹簧拉上去。 (2)在单刀双掷开关S与“1”接通情况下，左转指示灯L1亮暗交替闪烁工作1min，则整个电路消耗的电能 J。 题型七 磁场对电流的作用 19．（2025·安徽·模拟预测）如图所示，导体棒ab、cd和开关用导线组成电路，下列说法中正确的是（　　） A．闭合开关，ab棒上下运动时，cd棒会上下运动 B．断开开关，ab棒左右运动时，cd棒会左右运动 C．闭合开关，ab棒分别斜向上和斜向下运动时，小磁针偏转方向不变 D．闭合开关，ab棒斜向上运动时，小磁针发生偏转，则图甲体现的是电磁感应现象 20．如图，向右移动滑动变阻器的滑片，导线AB受力摆动幅度就增大，说明磁场对通电导体的作用力大小与 有关；向 移动滑动变阻器的滑片，导线AB受力摆动幅度也增大。 21．下图是一种动圈式扬声器的内部结构示意图。当线圈中有电流通过时，通电线圈在 中受到力的作用而运动；由于通过线圈的交变电流方向不断变化，线圈就不断来回运动，带动纸盆振动发声。若将线圈两端连接干电池，则该扬声器 （选填“会”或“不会”）持续发声。 题型八 电磁感应 22．一次科技活动中，青青同学制作了一个小玩具，如图所示。导体AB、CD水平放置在蹄形磁体的磁场中，拉动AB向左移动时，发现CD也向左移动，对此现象下列说法正确的是（    ） A．此实验右侧装置用到了电磁感应原理 B．在此实验中，左侧装置相当于发电机，右侧装置相当于电动机 C．若将左侧实验装置中的磁体的N、S极倒置，拉动AB向左移动时，发现CD向左移动 D．若将右侧实验装置中的磁体的N、S极倒置，拉动AB向左移动时，发现CD向左移动 23．电磁感应 (1)英国物理学家 在1831年发现了电磁感应现象。 (2) 电路的一部分导体在磁场中做 运动时，导体中就产生电流。这种由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫作电磁感应，产生的电流叫作 。 (3)影响感应电流方向的因素 ①导体做切割磁感线运动的方向。 ② 方向。 24．下图是常安装在旱冰鞋、滑板车上的闪光轮，它主要由磁体、线圈和发光二极管组成。闪光轮类似于 （选填“发电机”或“电动机”），当它滚动时，不断将 能转化为电能，最终通过发光二极管得到光能。 基础巩固通关测 1．如图，新能源汽车在进行无线充电时，受电线圈的工作原理与下列哪个实验的原理相同（　　） A． B． C． D． 2．如图甲是某型号可充电台灯风扇，图乙是台灯风扇经历充电和工作时的主要能量流向图。下列说法正确的是（　　） A．电池在充电时相当于电源 B．图乙中a、b均为电能 C．图乙中d为机械能 D．风扇工作时，其原理与动圈式话筒相同 3．关于地磁场，下列说法中不正确的是（   ） A．地球相当于一个大磁体，它周围存在着地磁场 B．地磁场的磁感线方向由地理北极指向地理南极 C．地磁场的北极在地理的南极附近 D．地磁场的磁感线在地球两极附近最密集 4．司南（如图）是我国最早用文字记载的磁的应用，下列说法正确的是（　　） A．勺柄指南说明勺柄端是磁体的南极 B．司南周围的磁感线真实存在且可见 C．司南应该放在较为光滑的铁盘上 D．司南的勺柄断裂后只剩下一个磁极 5．如图所示，是完全相同的两根钢棒，当用A的一端靠近B的一端，并从一端移动到另一端，始终都出现吸引现象，则（　　） A．A有磁性、B没有磁性 B．A没有磁性、B有磁性 C．都有磁性 D．无法判断有没有磁性 6．《梦溪笔谈》中有对“缕悬法”的描述，以独根蚕丝作悬线，悬线的一端用蜡粘结磁针中部，另一端悬挂于木架上，静止时，磁针两端指南北方向。“缕悬法”中磁针之所以指南北，是因为磁针受到 的作用。磁针能处在静止状态是因为受到 （选填“平衡”或“不平衡”）力的结果。 7．在地下隧道这一特殊环境中，氧气报警器能监控氧气浓度的变化，避免因氧气浓度过高或过低导致的安全事故。如图是某氧气报警器的原理示意图，电阻R为气敏电阻，当氧气浓度升高时，电阻变大。闭合开关后，电磁铁上端为 极，当氧气浓度过高时， （选填“A”或“B”）灯亮报警。 8．如图所示，小娟制作了一个水果电池，她用导线将带有铁芯的螺线管两端分别与铜片和锌片连接，并将铜片和锌片插入挤压后的柠檬中。铜片和锌片相距约3cm，螺线管右边的小磁针因为电流的磁效应发生偏转，停在如图所示的位置，这验证了柠檬可以发电。根据小磁针的方向可以判断螺线管右端是 （选填“N”或“S”）极。如果把导线两端的铜片和锌片互换，小磁针偏转方向 （选填“改变”或“不变”）。 9．如图，螺线管的上方放置一个小磁针，螺线管左方的水平桌面上放置一个铁块。闭合开关后，铁块静止不动，小磁针在磁场的作用下会发生转动，它的周围 （选填“有”或“没有”）磁感线，小磁针静止时左端为 极。当滑片P向左滑动时，铁块受到的摩擦力的大小将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 10．如图所示，虚线框内是电磁继电器，其中A是 。当开关S断开时灯 亮，开关S闭合时灯 亮。 11．如图所示，请在括号内标出通电螺线管左侧的磁极名称和电源的“+”或“-”极。 12．如图所示，开关S闭合，发光二极管正常发光。请标出电源的正极，并标出两条磁感线的方向。 13． (1)图甲中已经画出了两个磁极间的磁感线。请在图中用字母标出磁极的名称，并标出点处小磁针的北极。 (2)如图乙，小磁针静止在地球赤道正上方，请标出小磁针的极和地磁场磁感线的方向。 能力提升进阶练 14．在探究“通电螺线管外部磁场的方向”实验中，同学进行了如下操作。 (1)将多个小磁针摆放在螺线管周围。闭合开关，小磁针发生偏转，静止时的指向如图甲所示，分析可知，通电螺线管周围的磁场和 （选填“条形”或“U形”）磁体的磁场相似； (2)如图乙所示，在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑。实验时发现现象不明显，为了增强磁场的强度，在不改变线圈匝数的情况下，可以采取 的办法； (3)闭合开关后，为了更好地通过铁屑客观地描述磁场分布情况，可轻敲硬纸板，这样做的目的是减小铁屑与玻璃板之间的 力，使铁屑在磁场力的作用下动起来。实验中可以用 （填序号）代替铁屑，显示磁场分布； A．铜    B．铝屑    C．镍粉 (4)改变电流方向，发现铁屑的分布形状 （选填“没有改变”或“发生改变”）； (5)在图甲中，通电后发现螺线管上下两侧中间部位的小磁针没有发生偏转，而其他位置的小磁针均发生了偏转，这两处小磁针不偏转的原因可能是 。 (6)对调电源的正负极重复上述实验，小磁针N极指向与之前相反，说明通电螺线管外部磁场的方向与 有关。 15．电与磁之间存在着相互联系，根据下图所示的实验，回答问题： (1)如图甲、乙所示，小聪利用干电池、导线和小磁针进行实验；通电后小磁针发生偏转，断电后小磁针复位，本实验说明 。 (2)若把图甲中的小磁针换成直导线并通电。推测：两条通电导线之间 （选填“有”或“没有”）相互作用力。 (3)小聪又将直导线绕成螺线管形状，安装在一块硬纸板上，在螺线管的两端各放一个小磁针（磁极已标出），并在硬纸板上均匀地撒满铁屑，通电后轻轻敲击硬纸板，观察小磁针静止时的指向及铁屑的排列情况，如图丙所示，则小铁屑 （选填“能”或“不能”）反映磁场的方向。本实验表明：通电螺线管周围的磁场与 的磁场相似； 端（选填“左”或“右”）为该通电螺线管的极。 (4)小聪想在螺线管中插入芯材，制成电磁铁。他应该选择的芯材是 （填字母） A．铜棒    B．铁棒    C．铝棒    D．钢棒            E.木棒 (5)以下应用中用到了电磁铁的是 （填字母） A．白炽灯    B．电磁起重机    C．电炉    D．电铃            E.电磁继电器 (6)如图丁所示，为某直流电动机的原理图，定子是电磁铁，转子是线圈，开关闭合后，电动机的线圈可以顺时针转动。若保持其他装置不变，只对调电源的两极， （选填“能”或“不能”）使此电动机的线圈反向转动。 16．为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小明同学将漆包线（表面涂有绝缘漆的铜导线）在大铁钉上绕若干匝，制成简单的电磁铁，通电后吸引大头针，图甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。 (1)实验中是通过观察电磁铁 来判断电磁铁磁性强弱的。 (2)闭合开关后，图甲中电磁铁的N极在 （选填“A”或“B”）端。 (3)比较 两图可知：线圈匝数相同时，电流越大，电磁铁的磁性越强。 (4)由图丁可得出的结论 。 17．如图所示，使线圈位于磁体两磁极间的磁场中。 (1)使线圈静止在图乙位置上，闭合开关，发现线圈并没有运动，这是因为这个位置是线圈的平衡位置，此时线圈上下两个边所受的力大小 （选填“相等”或“不相等”）； (2)使线圈静止在图甲位置上，闭合开关，线圈受力沿顺时针方向转动，并由于 而越过平衡位置，但不能继续转下去，最后要返回平衡位置； (3)使线圈静止在图丙的位置上，这是线圈冲过平衡位置以后所到达的地方，闭合开关，线圈沿逆时针方向转动。由此我们可以分析出线圈不能连续转动的原因是 ； (4)生活中的电动机都能连续转动且具有平稳的动力，实际的电动机是通过 来实现这一目的，它的作用是 （填字母）。 A．改变磁感线的方向        B．改变线圈的转动方向 C．改变线圈中的电流方向    D．使线圈中的电流方向和转动方向同时改变 18．如图甲所示是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”实验装置。闭合开关后，铜棒ab、灵敏电流计、开关组成闭合电路，某小组的实验记录如下表所示。 次数 开关 磁场方向 铜棒ab的运动方向 电流计指针的偏转方向 1 闭合 上N下S 向右运动 向左偏转 2 闭合 上N下S 向左运动 向右偏转 3 闭合 上N下S 上下运动 不偏转 4 闭合 上S下N 向右运动 向右偏转 5 闭合 上S下N 向左运动 向左偏转 (1)比较实验1和2（或4和5）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的 有关； (2)比较实验 可知：在导体切割磁感线的方向不变时，感应电流的方向与磁场方向有关； (3)为了验证非闭合电路中能否产生感应电流，可以进行操作：断开开关， （填写具体操作），观察灵敏电流计的指针是否发生偏转； (4)闭合开关，保持铜棒ab不动，左右移动蹄形磁体，发现灵敏电流计的指针 ； (5)产生感应电流时，是将 能转化为电能； (6)如果将灵敏电流计换成 ，可以探究磁场对通电导体的作用； (7)小华用图乙电路做同样的实验，闭合开关后，拿一根条形磁体向右插入线圈中时，观察到灵敏电流计指针偏转；将磁体向左从线圈中拔出时，灵敏电流计指针的偏转方向与磁体向右插入线圈中时 （选填“相同”或“相反”）； (8)人们根据该实验结论制造了发电机。如图丙所示是实验室用的手摇发电机，通过摇把带动线圈在磁场中转动； ①用手摇发电机研究感应电流大小的变化：将小灯泡与手摇发电机连接起来，摇动摇把发现小灯泡发光，随着摇动速度逐渐增大，小灯泡的亮度逐渐增加。该现象说明产生的感应电流大小与 有关； ②把小灯泡换成红、绿两个发光二极管（发光二极管具有单向导电性），用二极管的发光来显示手摇发电机中感应电流的方向，则两个发光二极管的连接方式应是 。 A．极性相同地串联    B．极性相反地串联    C．极性相同地并联    D．极性相反地并联 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $