内容正文:
专题02 电和磁
【A题型建模·专项突破】 1
题型01:磁性、磁体和磁极 1
题型02:磁极间的相互作用 2
题型03:磁化和磁性材料 3
题型04:不同磁体周围磁场的分布及小磁针的指向 3
题型05:指南针的工作原理 4
题型06:动物对磁场的利用 6
题型07:磁现象引起力的大小变化 6
题型08:电流的磁效应 8
题型09:通电螺线管周围的磁场特点 9
题型10:判断螺线管极性、电流方向及线圈的绕线方式 10
题型11:通电螺线管与磁体间的相互作用 11
题型12:利用安培定则作图 12
题型13:电磁铁磁性强弱的影响因素 13
题型14:电磁铁在生活中应用 15
题型15:含电磁铁电路的设计 16
题型16:磁场对通电导线的作用 18
题型17:直流电机及工作原理 19
题型18:电磁感应 20
题型19:发电机 22
题型20:电磁感应与磁场对电流的作用对比 23
【B综合攻坚·能力跃升】 24
题型01:磁性、磁体和磁极
1.下图是一种名为“铁钉桥”的游戏,它利用左右两块同一电路的电磁铁将数枚细铁钉搭建而成,下列说法正确的是( )
A.“铁钉桥”利用了异名磁极相互吸引 B.被磁化后的“铁钉桥”中间磁性最弱
C.电磁铁断电后“铁钉桥”也不会倒塌 D.改变电流方向会导致“铁钉桥”倒塌
2.据史料记载,秦始皇命人在阿房宫北阙门前修建了“磁石门”,以防行刺者入宫。下列物体能被“磁石门”检查出的是( )
A.陶罐 B.木器 C.铁器 D.青铜器
3.磁体吸引能力最强的两个部位叫作磁极。能够自由转动的磁体,静止时指南的那个磁极叫作 极或S极,指北的那个磁极叫作北极或 极。
4.将一根软铁棒夹在铁架台上,它并不能吸引底下的大头针,说明软铁棒 (选填“有”或“没有”)磁性。如下图所示,把一根条形磁铁靠近软铁棒的A端,可观察到软铁棒的B端能吸引大头针,这一现象叫做 ,B端应是 极。
题型02:磁极间的相互作用
5.下图是课堂上物理老师做实验时的情景。两块磁体同名磁极相对,结果两块磁体相互推开,不能合在一起,这是因为( )
A.异名磁极相互排斥 B.异名磁极相互吸引
C.同名磁极相互吸引 D.同名磁极相互排斥
6.(2025·湖北·二模)小明家新购入一盆盆栽,盆栽底部有永磁体,底座内装有电磁铁,底座通电后能使盆栽悬浮在空中。下列说法正确的是( )
A.底座通电后能产生磁感线
B.底座周围的磁场分布是均匀的
C.盆栽悬浮的原理是同名磁极相互吸引
D.增大底座内电磁铁的电流,盆栽的高度会上升
7.如图所示,在魔术表演中“穿越”白纸的钢笔是由两块磁体组成的,它们利用了 (选填“同名”或“异名”)磁极相互吸引的原理“吸”在一起,仿佛一支笔穿越白纸。
8.将一条形磁体放在均匀撒满铁屑的玻璃板上,把磁体拿起来时,现象如图甲所示,则:
(1)条形磁体 的磁性最强, 的磁性最弱。磁体吸引能力最强的两个部位叫作 。
(2)若将该条形磁体分为两段,如图乙所示,则每段______(填字母)。
A.有一个磁极 B.没有磁极
C.有两个同名磁极 D.有两个异名磁极
题型03:磁化和磁性材料
9.在水平桌面上放置一条形磁体,磁体上盖有一薄玻璃板,在玻璃板上均匀地撒上一些细碎的铁屑,然后轻敲玻璃板,发现铁屑在玻璃板上有规律地排列,如图所示。则下列说法中正确的是( )
A.用碎纸屑代替铁屑重做实验,纸屑也能有规律地排列
B.铁屑被磁化,相当于一个个小磁针
C.根据铁屑的排列规律,可以判断出条形磁体周围各位置的磁场方向
D.铁屑组成了磁感线,磁感线是磁场中实际存在的曲线
10.磁性材料已经广泛地应用在我们的生活之中,下列器件中,没有应用磁性材料的是( )
A.录像带 B.录音带 C.光盘 D.指南针
11.对于原来有磁性的钢棒,下列方法不能使其去磁的是( )
A.用铁棒在钢棒上猛敲几下 B.将钢棒在地上摔几下
C.将钢棒放在火炉里烧红 D.将钢棒放在冰箱里冷冻
12.磁性材料按磁化后去磁的难易程度分为软磁材料和硬磁材料。计算机的记忆元器件是 磁材料;购物卡、银行卡的磁条是 磁材料。
题型04:不同磁体周围磁场的分布及小磁针的指向
13.某同学研究磁体周围的磁场情况时,将一根条形磁体放在水平桌面上,在它周围放置一些小磁针,小磁针的指向情况如图甲所示;将小磁针拿掉之后,在条形磁体上面放一块有机玻璃,在有机玻璃上均匀撒一层铁屑,轻轻敲打有机玻璃,可以看到铁屑的分布情况如图乙所示;根据图甲和图乙所示的实验现象,用磁感线描述条形磁体周围的磁场情况,如图丙所示。下列说法错误的是( )
A.图甲所示的实验,研究的是条形磁体周围的磁场方向特点
B.图乙所示的实验,研究的是条形磁体周围的磁场分布特点
C.图丙所示的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.由图丙可知,条形磁体周围的磁场是由磁感线组成的
14.如图所示,将大的条形磁铁中间挖去一块,放入一个可以自由转动的小磁针。当小磁针静止时,它的N极应指向( )
A.左边a B.右边c
C.上边b或下边d D.不能确定
15.在一个圆纸盒里放一条形磁体(沿AC或BD方向),在圆纸盒外放一些小磁针,各小磁针静止时N极的指向如图中箭头所示,则条形磁体是沿 方向放置的, 端为N极。
16.图(a)为某磁极附近磁感线的方向和分布的示意图。由图(a)可知,该磁极为 极,若在位置2处放置一个小磁针,当小磁针静止时,其指向应是图(b)中的 ;位置1处的磁场比位置2处的磁场 (选填“强”或“弱”)。
题型05:指南针的工作原理
17.在课外实践活动中,用硬纸板和大头针制作底座,将磁化后的缝衣针穿过按扣的两孔,放在底座的针尖上,使缝衣针在水平面内转动,当针静止时,针尖指向北方。这样就制成了一个简易的指南针,如下图所示。下列说法正确的是( )
A.针尖指北是因为针受到磁感线的作用
B.针尖是指南针的南极
C.针尖指向地磁场的南极
D.针头所指方向与该点地磁场的方向相同
18.用一块条形磁体的N极沿同一方向摩擦一枚粗缝衣针若干次,使缝衣针磁化,如图甲(箭头表示磁体N极的移动方向);然后把这枚缝衣针用细线悬挂起来,如图乙。下列说法正确的是( )
A.缝衣针磁化后,针尖部分是N极
B.缝衣针停止运动后,针尖指向北方
C.缝衣针停止运动后,针尖指向南方
D.缝衣针停止运动后,针尖指向不确定
19.在研究地磁场方向时,如图所示,发现司南的长柄静止时总是指向南方,则长柄相当于指南针的 极,指向地球磁场的 极。
20.(25-26九年级上·河南·月考)如图是利用被磁化的缝衣针制成的简易指南针。若静止时针尾指向地理位置的南方,则针尖是简易指南针的 极(填“N”或“S”)。此时,将指南针底座顺时针旋转180°,针尖静止时将指向地磁 极(填“南”或“北”)。
题型06:动物对磁场的利用
21.(2025·江苏淮安·二模)研究发现,某些候鸟在迁徙时利用地磁场导航。在北半球的春季,这些候鸟通常会向北迁徙。根据地磁场的分布,候鸟体内的磁性颗粒会受到地磁场的作用,使其飞行方向与地磁场的磁感线方向一致。因此,在北半球,候鸟迁徙的主要方向为( )
A.由南向北 B.由北向南
C.由西向东 D.由东向西
22.在我们的日常生活中,磁现象及磁的应用几乎随处可见,下列有关磁的说法正确的是( )
A.信鸽的飞翔是依靠地磁场进行定向
B.电动机是根据电磁感应原理制成的
C.物理学家安培首次揭开电与磁的关系
D.发电机工作时将电能转化为机械能
23.(24-25九年级下·河北沧州·月考)信鸽能从2000km以外的地方准确地飞回“家中”,研究表明,原来信鸽是利用 (选填“地磁场”或“电磁波”)来导航的。光纤是信息传递的一种重要工具,光可以从任意弯曲的光纤一端传向另一端,似乎光在其中能随意“转弯”,其实这是光在光纤内壁多次 (选填“反射”或“折射”)而实现的。光纤利用激光传递信息,大幅提高了信息传输量,是因为激光具有较高的 (选填“速度”或“频率”)。
24.(24-25九年级下·福建厦门·期中)如图科学家猜测,某地的海龟在春季是利用地磁场向南方返回出生地的,于是在某个春季开展了如下研究:先在一个无地磁场环境的实验室开展实验,发现海龟无固定游向;再把海龟置于模拟地磁场中,则左侧为磁 极,按科学家猜测,海龟应向 (填“左”或“右”)游动。
题型07:磁现象引起力的大小变化
25.如图所示.A为电磁铁、B为铁芯、C为套在铁芯B上的绝缘磁环。现将A、B、C放置在天平的左盘上。当A中通有电流I时,C悬停在空中,天平保持平衡。当增大A中电流时,绝缘磁环C将向上运动。在绝缘磁环C上升到最高点的过程中,若不考虑摩擦及空气阻力,则下列描述正确的是( )
A.天平仍保持平衡 B.天平左盘先下降后上升
C.天平左盘先上升后下降 D.天平左盘一直下降至最低点
26.如图所示,重为G的小铁块在水平方向力F的作用下,沿条形磁铁的表面从N极滑到S极,在此过程中磁铁对小铁块的摩擦力大小变化情况图像反映正确的是( )
A. B. C. D.
27.有两个完全相同的磁铁,在磁铁两端各吸引一只铁钉,如图所示,如果将两磁铁靠近,直至两个磁极相接触,发现铁钉会掉下,请分析产生此现象的原因 。
28.(24-25八年级下·江苏无锡·期中)如图所示,在大小不变、水平向左的拉力F作用下,铁块M沿水平地面由A处运动至D处,BC段下方埋有一块磁铁W。铁块M在AB段物体做匀速直线运动,速度为v,若地面粗糙程度处处相同,铁块W只有在BC段运动时才受到磁铁M的磁力(吸引力)。
(1)铁块M在BC段运动过程中,其速度 (选填“增大”“不变”或“减小”);
(2)铁块M在CD段运动过程中,其运动状态 (选填“改变”或“不变”);
(3)铁块M在D时的速度 (选填“大于”“等于”或“小于”)在B点的速度。
题型08:电流的磁效应
29.(2025·新疆·一模)如图所示的四个实验装置中,能够说明电磁感应现象的是( )
A.B.
C. D.
30.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
31.如图甲所示,在观察奥斯特实验时,小明注意到置于通电直导线下方的小磁针的N极向纸内偏转,说明 。小明由此推测:若电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方(如图乙),小磁针也将发生偏转。请你说出小明推测的依据: 。你认为小磁针的N极会向 (选填“纸内”或“纸外”)偏转。为了避免地磁场对实验的影响,导线应沿 (选填“东西”或“南北”)方向放置。
32.(2025·云南楚雄·模拟预测)如图所示,使导线与电池触接,电路连通的瞬间小磁针发生偏转,触接这一现象说明通电导线周围存在磁场。若还想探究磁场方向是否跟电流方向有关,接下来的操作是 。通过实验现象得出结论,如果 ,则磁场方向跟电流方向有关。
题型09:通电螺线管周围的磁场特点
33.(2025·湖南永州·三模)某科技小组的同学用金属丝、铁芯、螺线管、电源自制了一个电磁铁,如图所示,螺线管产生的磁场使小磁针静止在如图所示状态。下列判断正确的是( )
A.通电螺线管的右侧是S极
B.电源右端为正极
C.把小磁针取走后,通电螺线管周围的磁场仍存在
D.利用图中原理制成了电动机
34.(24-25九年级上·江西赣州·期末)1820年,安培在法国科学院的例会上做了一个有趣的实验:将螺线管沿东西方向水平悬挂起来,给螺线管通电,静止时如图所示。下列说法中正确的是( )
A.通电螺线管A端为S极,B端为N极
B.通电螺线管外部磁场分布与蹄形磁体相似
C.通电螺线管A端会吸引铁块,B端会排斥铁块
D.螺线管通电会转动,最后停在南北方向上
35.通电螺线管的磁场
(1)螺线管:将导线绕在圆筒上,做成 管。通电后各圈导线产生的磁场叠加在一起,磁场增强。
(2)安培定则:用 手握螺线管,让四指弯向螺线管中 的方向,则大拇指所指的那一端就是通电螺线管的 极。如图所示。
36.(2025·山东济南·模拟预测)在“探究通电螺线管外部磁场”的实验中,将小磁针放在螺线管周围不同位置,闭合开关前,观察到所有的小磁针都指向南北,这是由于小磁针受到了 的作用;闭合开关,小磁针偏转情况如图所示,发现改变螺线管中电流的方向后,小磁针的偏转方向也发生改变,可以得到的结论是 。
题型10:判断螺线管极性、电流方向及线圈的绕线方式
37.(25-26九年级上·天津蓟州·月考)在如图所示的各通电螺线管中,表述正确的是( )
A. B. C. D.
38.(2025·河南·一模)物理课上老师展示了一款磁悬浮地球仪,如图(a)所示,闭合开关,地球仪悬浮在空中。经过研究发现地球仪底部有一块磁铁,底座内部有电磁铁。莉莉画出了如图(b)所示的电路原理图,下列判断不正确的是( )
A.a图底座通电后能产生磁场是利用了电流的磁效应
B.b图中闭合开关,向右移动P能减小地球仪的悬浮高度
C.a图中地球仪能够悬浮利用了同名磁极相互排斥的原理
D.b图中用虚线代表的地球仪的A端是S极
39.(25-26九年级上·北京·月考)根据图中通电螺线管中的电流方向,可以判断出通电螺线管的A端是 极。(选填“N”或“S”)。
40.(2025·山西朔州·二模)“探究通电螺线管外部磁场方向”的实验中,通电螺线管旁边小磁针的指向如图所示,图中小磁针涂黑的一端为它的N极,由此可知此时通电螺线管的左端为 (选填“N”或“S”)极。若要探究通电螺线管的磁场方向与电流方向是否有关,可以进行的操作是 。
题型11:通电螺线管与磁体间的相互作用
41.(2025·江西·模拟预测)在如图所示电路中,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P向右移动时,弹簧测力计的示数变小。下列分析正确的是( )
A.电源左端为正极,滑片P向右移动时,电磁铁磁性增强
B.电源左端为正极,滑片P向右移动时,电磁铁磁性减弱
C.电源右端为正极,滑片P向右移动时,电磁铁磁性增强
D.电源右端为正极,滑片P向右移动时,电磁铁磁性减弱
42.通电螺线管和磁体A的磁极附近的磁感线分布如下图所示,小磁针处于静止状态。则( )
A.通电螺线管的左端是N极 B.小磁针的b端是N极
C.电源的c端是正极 D.磁体A右端磁极与通电螺线管左端互相吸引
43.如下图所示,闭合开关后,根据小磁针静止时的指向,可以判断出电源的正极在 端,条形磁铁的N极在 端。(均选填“左”或“右”)
44.(2025·安徽·二模)某心肺机中“电动泵”的结构原理如图所示,当线圈两端接入某频率的交流电时,就能代替人体心脏的输血功能;若电流从流向,则活塞向 (选填“左”或“右”)运动。
题型12:利用安培定则作图
45.(24-25九年级上·福建福州·期末)请利用图中给出的信息,在图中用箭头标出磁感线的方向和电源右端的极性。
46.(24-25九年级下·黑龙江哈尔滨·开学考试)请根据图中的信息,标出通电螺线管的N、S极和电源的正、负极(用“+”“-”号表示)。
47.按要求作图:
小聪将通电螺线管放入地球仪来模拟地磁场,请在右侧简图中,用箭头在A点标出该处磁感线方向,并在括号内用“+”或“-”标出电源下端的极性。
48.(2025·云南曲靖·一模)通电螺线管上端放一小磁针,闭合开关S后,小磁针静止在如图甲所示的位置。请在括号里标出:通电螺线管的极性(“N”或“S”)、电源的极性(“+”或“-”)。
题型13:电磁铁磁性强弱的影响因素
49.(2025·黑龙江牡丹江·一模)小畅同学在探究电磁铁磁性强弱的实验中,使用两个相同的A、B大铁钉绕制成电磁铁进行实验,如图所示,下列说法错误的是( )
A.滑片P向右滑动,电磁铁的磁性减弱
B.电磁铁能吸引大头针越多,表明它的磁性越强
C.电磁铁A、B的上端均为N极
D.该实验可以探究电磁铁磁性的强弱与匝数多少的关系
50.如图所示,小明同学在探究电磁铁磁性强弱的实验中,使用两个相同的大铁钉A、B绕制成电磁铁进行实验,下列说法正确的是( )
A.电磁铁A、B的上端均为N极
B.滑片P向右滑动的过程中电磁铁的磁性逐渐增强
C.电磁铁能吸引大头针的数目越少说明它的磁性越强
D.该实验可以探究电磁铁磁性的强弱与匝数多少的关系
51.电磁铁
(1)把导线绕成螺线管,再在螺线管内插入 ,当有电流通过时,它会有较强的 。我们把这种磁体叫作电磁铁。
(2)探究影响电磁铁磁性强弱的因素
【实验装置】
【实验结论】匝数一定时,通入的电流越大,电磁铁的磁性越 ;电流一定时,外形相同的螺线管,匝数越 ,电磁铁的磁性越强。
(3)电磁铁的优点是:它磁性的有无可由 来控制,磁性的强弱可由电流的大小来控制,它的磁极可以通过 来改变。
(4)应用:磁悬浮列车、电磁起重机、电磁继电器、电铃等。
52.在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中,小明制成简易电磁铁甲、乙,并设计了如图所示的电路。
(1)实验中通过观察 来判断电磁铁磁性的强弱,运用的物理方法是 。下面的实验也用到了这种科学探究方法的是 (填字母);
A.认识电压时,用水压来类比
B.用光线来描述光通过的路径
C.把敲响的音叉接触水面,通过观察有没有溅起水花,来判断音叉有没有振动
(2)闭合开关S,将滑动变阻器滑片向左移动,电磁铁甲、乙吸引大头针的数量 (选填“增多”或“减少”),说明电流越 ,电磁铁磁性越强;
(3)根据图示的情境可知,电磁铁 (选填“甲”或“乙”)的磁性更强,这说明电流一定时, ,电磁铁磁性越强;
(4)请你判断出电磁铁乙的上端是 极;
(5)电磁铁甲、乙吸引的大头针下端分散的原因是 ;
(6)小明将电磁铁甲、乙串联的目的是 ;
(7)电磁铁在生产、生活中应用广泛,请写出其中一个应用: 。
题型14:电磁铁在生活中应用
53.(2025·河南周口·一模)如图所示是银行卡信息读卡器,将银行卡的磁条在读卡器的刷卡槽内快速刷过时,相当于磁体穿过闭合金属线圈,产生了电流,经读卡器处理,就能识别卡片信息。下列器件中与此工作原理相同的是( )
A.发电机 B.电动机 C.电铃 D.电饭锅
54.(2025·山东菏泽·二模)如图所示,电磁血流计是用来检测血流速度和血流量的仪器。下列选项对应原理与其工作原理相同的是( )
A. B. C. D.
55.上海磁悬浮列车是“常导磁吸型”磁悬浮列车,是世界上商业运营中最快的列车,如图甲所示。在图乙中,由于电流的 效应,导致两线圈中有电流通过时,会产生强大的作用力使列车悬浮。在图丙中,若A是车身线圈,B是轨道线圈,则车身线圈上端是 极。
56.(2025·湖北武汉·中考真题)如图所示是直流电铃的原理图。衔铁与弹性片相连,自然情况下弹性片是和螺钉接触的。
(1)闭合开关,电磁铁A端为 极,电磁铁吸引衔铁,敲击铃碗发声,此时电路中 电流通过,接着弹性片又和螺钉接触,如此往复。
(2)下列装置中和电铃一样也用到了电磁铁的是 (填序号)。
①电磁起重机②小小电动机③电磁继电器
题型15:含电磁铁电路的设计
57.如图为某大桥上设计的一个车辆超重报警装置,当路面压力达到设定值时,压力传感器就接通电路。要求车辆超重时,信号灯就发光,请在图中画线将电路连接完整。
58.(2024·江苏常州·一模)某同学设计水位自动报警装置,主要元件有电磁继电器、红灯和绿灯(额定电压220V)、控制电路电源(电源电压6V)、水位控制器等。当水位没有上升到与金属片A接触时,控制电路断开,此时绿灯亮;当水位上升到与金属片A接触时,控制电路接通,此时红灯亮。请用笔画代替导线完成电路连接。
59.(2024·河南安阳·一模)在如图所示的继电器上加一个开关并把电源连在电路里,使它成为一个电铃。这样的电铃没有铃碗,通常叫蜂鸣器。
60.某同学设计的冬季家庭温度自动控制器的工作原理如图所示。当室内温度低于25℃时温控开关闭合,绿灯不亮,加热电阻工作;当室温高于25℃时,温控开关断开,绿灯亮,加热电阻不工作,表示温度已经达到25℃。请根据以上要求,用笔画线代替导线,完成工作电路部分的连接。
题型16:磁场对通电导线的作用
61.(25-26九年级上·北京·月考)将一段裸铜导线弯成如图甲所示形状的线框,将它置于一节5号干电池上(线框上端的弯折处与正极接触良好),一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极,使铜导线框下面的两端,与磁铁表面保持良好接触,放手后线框就会开始转动,成为一个“简易电动机”,如图乙所示。关于该“简易电动机”,下列说法中正确的是( )
A.线框会转动是由于电荷间的相互作用
B.电路中的热功率等于线框旋转的机械功率
C.若线框下面只有一端导线与磁铁良好接触,则线框无法转动
D.若磁铁吸附在电池负极的是极,那么从上向下看,线框做逆时针转动
62.如下图所示,当线圈刚转过平衡位置时,如果不改变电流的方向,则线圈( )
A.立即停止转动 B.立即反转
C.按原方向一直转下去 D.在平衡位置附近摆动几下才停下来
63.(2025·广东·模拟预测)如图所示的装置,甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁体的磁场中,通过导线连接构成闭合电路,推动甲线圈摆动切割磁感线,在闭合电路中产生 ,同时乙线圈会随之摆动,此时乙线圈相当于 (选填“电动机”或“发电机”)。如果只将乙线圈处的磁体两极位置对调,重复刚才操作,则乙线圈的摆动方向与之前 (选填“相同”或“相反”)。
64.(2025年山东省青岛市局属公办普通高中自主招生统一笔试物理试题)如图所示连接电路,单刀双掷开关S拨到1时,通电螺线管A端为 极,若此时导线框的边受力方向为垂直纸面向外,则边受力方向为 (选填“垂直纸面向外”、“垂直纸面向里”或“不受力”);将单刀双掷开关S拨到2时,导线框的边受力方向为 (选填“垂直纸面向外”、“垂直纸面向里”或“不受力”)。
题型17:直流电机及工作原理
65.(24-25九年级下·安徽六安·月考)如图所示实验装置中,和动圈式话筒的工作原理相同的是 ( )
A. B.
C. D.
66.如图所示的是某种机械的电路示意图。当启动器开关S闭合时,有细小电流通过器件X,接着有强大电流通过电动机,并将电动机启动。请你根据所学知识想一想,X可能是( )
A.灵敏电流计 B.电磁继电器
C.电压表 D.验电器
67.如图所示,在直流电动机的工作过程中,“换向器”起到了关键的作用,它能在线圈刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的 。直流电动机工作时把电能转化为 和内能。
68.将自制电动机接入电路,如图所示,闭合开关,线圈开始转动,其中A、B支架是 (选填“导体”“绝缘体”或“换向器”)。若仅对调磁体的磁极,线圈转动方向与原转动方向 。
题型18:电磁感应
69.(2025·黑龙江大庆·一模)如图为实验室电流表的内部结构图,许多匝金属线圈悬置在磁体的两极间,线圈同时与一根指针和一只弹簧相连,当给线圈通电时,线圈转动带动指针偏转,便可显示出电流的大小,下列选项中与电流表的工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
70.(24-25九年级下·江苏无锡·月考)灵敏电流计的内部结构是当线圈中通入微小电流时,会带动与之相连的指针发生偏转,下列选项中能揭示其工作原理的实验是( )
A. B.
C. D.
71.码表一般用于自行车行驶速度、里程的测量,由安装于前车圈钢条上的感应磁体、前叉上的感应线圈、连接线、置于握把上面的码表主机(用以处理信息)组成。其原理是:自行车行驶时,磁体随着车圈转动,每次转动过固定的感应线圈时, ,电流随着连接线传递到码表主机后生成自行车行驶的速度、里程。
72.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。
题型19:发电机
73.同学们参加歌咏比赛时,常使用动圈式话筒将声音信号转化为电信号。以下四个与电磁有关的实例中,与动圈式话筒的工作原理相同的是( )
A.电铃 B.手摇发电机
C.电磁起重机 D.电动平衡车
74.(24-25九年级下·江西抚州·期中)新能源电动汽车绿色环保,出行方便,深受大家喜爱,即该汽车动力装置是电动机,当刹车时,将汽车动能转化为电能。下列所示的四个实验中与动能回收系统原理相同的是( )
A. B.
C. D.
75.位于四川省宁南县与云南省巧家县的白鹤滩水电站是世界第二大水电站。水电站发电机的工作原理是 (填科学家名字)发现的;图 是发电机基本构造示意图。
76.(2025·湖北武汉·三模)如图所示的装置可以用来研究 (填“电动机”或“发电机”)的工作原理。若将此装置中的电源换成 ,可进一步探究发电机的工作原理。利用电磁感应原理工作的装置有 (选填“电铃”“扬声器”“电磁起重机”或“动圈式话筒”)。
题型20:电磁感应与磁场对电流的作用对比
77.(2024·辽宁辽阳·二模)电动汽车为了节能,都安装了能量回收装置,在汽车刹车时,将机械能转化为电能,为汽车提供后续的能量。下列四个装置中与此原理相同的是( )
A. B.
C. D.
78.(23-24九年级下·湖南长沙·月考)如图所示,关于电与磁的知识,下列说法正确的是( )
A.甲图中靠近的两个磁极都是S极
B.乙图装置揭示的原理可制成电动机,它是将机械能转化为内能
C.丙图中,闭合开关,小磁针N极向右偏转
D.丁图中模型的原理是通电导体在磁场中受到力的作用
79.如图所示的导体棒ab和cd分别置于左右两个蹄形磁铁的磁场中,两导体棒通过导线串联,G是灵敏电流计,构成一个闭合回路。
(1)使ab向 运动,或cd向 运动(前两空选填“南北”或“东西”),G的表针会发生偏转;
(2)将灵敏电流计G拆下换上干电池,电路接通瞬间,ab向东运动,则cd向 运动,此过程导体棒cd发生的能量转化是 。
80.小金做了一个如图所示的装置,闭合开关,用外力使导体棒ab水平向右移动,发现导体棒cd也随之运动起来,在此实验中:
(1)甲装置应用的原理是 ;
(2)乙中导体cd运动过程中,电能转化成 能;
(3)丙图是电吉他主要部件的基本结构图,当拨动金属吉他弦产生振动时,经一系列转化后将电信号转为吉他的声音信号,其工作原理与 (连填“甲”或“乙”)相同。
1.(2025·湖南·三模)如图所示,风吹小风车,电流表的指针会发生偏转。下列说法正确的是( )
A.风车转动时将电能转化为机械能
B.为使电流表偏转更明显,可更换磁性更强的磁体
C.此装置的工作原理与扬声器的工作原理相同
D.此装置说明了通电导体周围存在磁场
2.(2025·河南商丘·二模)我国古代科技展现了劳动人民的智慧。如图所示,下列应用涉及的物理知识的描述错误的是( )
A.甲图:勺柄指南是因为受到了地磁场的作用
B.乙图:大小不同的编钟振动的幅度相同时,声音的响度相同
C.丙图:人站在墙壁附近说话,声音经过多次折射后可以在围墙内的任何位置听到
D.丁图:用鼎烧水是通过热传递的方式把水烧开的
3.(2025·海南·一模)对于外地游客,旅游景区电动观光车是一种非常适合在海南岛使用的交通工具。电动观光车的主要部件是电动机,下列图片中,能够说明电动机工作原理的是( )
A. B. C. D.
4.(2025·湖北·二模)2025年3月14日,央视军事发布视频,展示了中国兵器装备建设工业自主研制的最新一代电磁枪,其原理主要是利用载流导体在磁场(固定线圈通电产生磁场)中受到的电磁力将弹丸发射出去。下列实验原理与电磁枪工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
5.(2025·湖北·模拟预测)如图所示是一种轮子会发光的滑板车,无需电池即可感受到脚踏“风火轮”的效果。轮子是透明的,内有一个小装置和LED灯组成一个电路,当滑板车滑动时,轮子就会闪闪发光。下列四幅图中能反映这个小装置的工作原理的是( )
A. B.
C. D.
6.(2025·云南玉溪·一模)如图所示,2025年春晚的机器人表演涉及到诸多电磁学知识,下列说法正确的是( )
A.机器人转手绢主要是将电能转化为内能
B.手绢转动原理与发电机工作原理相同
C.机器人内部电路接通时,导线周围会产生磁场
D.遥控机器人的电磁波信号需要借助空气才能传播
7.(2025·辽宁盘锦·二模)如图所示为一种佩戴在手腕上的“计步器”,其基本构造是在一段塑料管中密封一小块磁体,管外绕着线圈。运动时,磁体在管中往复运动,线圈输出不断变化的电流,从而实现计步。下列说法正确的是( )
A.线圈中产生电流的过程将机械能转化为电能
B.线圈中产生电流的原理是电流的磁效应
C.磁体的周围存在磁场和磁感线
D.改变走路的速度,则“计步器”中的电流方向发生改变
8.(2025·福建厦门·二模)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。其中一种能量回收技术,是当汽车在滑行或制动时,内部线圈切割磁感线产生感应电流,将机械能转化为电能。如图实验中工作原理与之相同的是( )
A. B. C. D.
9.(2025·湖北·二模)如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图,图中GMR是巨磁电阻,它的电阻在磁场中会急剧减小。如果闭合、并使滑片P向左滑动,电磁铁的磁性变 ,灯泡的亮度变 。
10.(2025·湖北·三模)如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图,图中GMR是巨磁电阻,它的电阻在磁场中会急剧减小。如果闭合、并使滑片P向左滑动,电磁铁的磁性变 ,灯泡的亮度变 。
11.(2025·辽宁盘锦·二模)如图所示,是某同学在科技节上展示的自制电风扇作品结构图。闭合开关,线圈开始转动,磁场对线圈 (选填“有”或“无”)作用力。该电风扇电阻为50Ω,当它接在220V的电路时,电流为0.2A,则正常工作100s产生的热量为 J。
12.(2025·河北·一模)根据图,回答下列问题。
如图所示,这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。闭合开关S后,发热电阻工作,水银温度计示数升高。当示数达到 ℃时,控制电路开始工作,电磁铁将衔铁吸起,发热电阻就停止加热。控制电路工作时,电磁铁的右端为 (选填“N”或“S”)极。要增强电磁铁的磁性,请你给出一种可行的方案: 。
13.(2025·山东德州·二模)如图甲是桌面摆件悬空灯泡,图乙是其结构图。小磁针靠近底座静止时如图所示,请在图中标出:(1)灯泡底部的磁极(用“N”或“S”表示);(2)电磁铁电源上方的极性(用“+”或“-”表示);
14.(2025·河南洛阳·二模)下图是小洛制作的泡沫指南针,放在水中,闭合开关后,A端会指向地理南极。请在虚线框内画出电源的符号,并标出图中磁感线的方向。
15.(2025·贵州遵义·二模)如图甲所示为探究电磁感应现象示意图,当导线a向箭头所示方向运动时,电路中可产生感应电流。为了使电路中的电流方向与图甲相反,请你在图乙中用箭头标出导体a的运动方向和磁体对应的极位置。
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专题02 电和磁
【A题型建模·专项突破】 1
题型01:磁性、磁体和磁极 1
题型02:磁极间的相互作用 3
题型03:磁化和磁性材料 4
题型04:不同磁体周围磁场的分布及小磁针的指向 6
题型05:指南针的工作原理 7
题型06:动物对磁场的利用 9
题型07:磁现象引起力的大小变化 10
题型08:电流的磁效应 12
题型09:通电螺线管周围的磁场特点 14
题型10:判断螺线管极性、电流方向及线圈的绕线方式 16
题型11:通电螺线管与磁体间的相互作用 18
题型12:利用安培定则作图 20
题型13:电磁铁磁性强弱的影响因素 23
题型14:电磁铁在生活中应用 27
题型15:含电磁铁电路的设计 29
题型16:磁场对通电导线的作用 33
题型17:直流电机及工作原理 35
题型18:电磁感应 37
题型19:发电机 39
题型20:电磁感应与磁场对电流的作用对比 41
【B综合攻坚·能力跃升】 44
题型01:磁性、磁体和磁极
1.下图是一种名为“铁钉桥”的游戏,它利用左右两块同一电路的电磁铁将数枚细铁钉搭建而成,下列说法正确的是( )
A.“铁钉桥”利用了异名磁极相互吸引 B.被磁化后的“铁钉桥”中间磁性最弱
C.电磁铁断电后“铁钉桥”也不会倒塌 D.改变电流方向会导致“铁钉桥”倒塌
【答案】AB
【详解】A.左右两块电磁铁将数枚原本没有磁性的细铁钉磁化后,相邻铁钉异名磁极相互吸引,从而搭建成“铁钉桥”,故A正确;
B.被磁化后的“铁钉桥”两端是磁极,磁性最强,中间磁性最弱,故B正确;
C.电磁铁的磁性与线圈的匝数、电流大小有关。若增加电磁铁中电流的大小,磁性增强,断电后铁钉没有磁性,“铁钉桥”会倒塌,故C错误;
D.改变电流方向会导致“铁钉桥”极性改变,但磁性不变,铁钉仍会被磁化且相邻铁钉仍能异名磁极相互吸引,“铁钉桥”不会倒塌,故D错误。
故选AB。
2.据史料记载,秦始皇命人在阿房宫北阙门前修建了“磁石门”,以防行刺者入宫。下列物体能被“磁石门”检查出的是( )
A.陶罐 B.木器 C.铁器 D.青铜器
【答案】C
【详解】磁石门利用磁体吸引铁、钴、镍等物质的性质来检查物体,只有含有这些磁性材料的物体能被检测到。陶罐、木器和青铜器不能被磁体吸引,铁器能被磁体吸引,能被“磁石门”检查出,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
3.磁体吸引能力最强的两个部位叫作磁极。能够自由转动的磁体,静止时指南的那个磁极叫作 极或S极,指北的那个磁极叫作北极或 极。
【答案】 南 N
【详解】[1][2]把磁体磁性最强的两端叫做磁极,任何磁体都具有两个磁极,我们把磁体静止时指南的那个磁极叫做南极或S极,把指北的磁极叫做北极或N极。
4.将一根软铁棒夹在铁架台上,它并不能吸引底下的大头针,说明软铁棒 (选填“有”或“没有”)磁性。如下图所示,把一根条形磁铁靠近软铁棒的A端,可观察到软铁棒的B端能吸引大头针,这一现象叫做 ,B端应是 极。
【答案】 没有 磁化 S/南
【详解】[1]由图可知,一开始,软铁棒夹在铁架台上,不能吸引台上的大头针,说明软铁棒没有磁性。
[2][3]把一条形磁铁按图所示靠近软铁棒的A端,可观察到其B端能吸引大头针,说明软铁棒获得了磁性,这一现象叫做磁化。根据异名磁极相互吸引可知,靠近磁铁S极的A端是软铁棒的N极,而下方的B端应是S极。
题型02:磁极间的相互作用
5.下图是课堂上物理老师做实验时的情景。两块磁体同名磁极相对,结果两块磁体相互推开,不能合在一起,这是因为( )
A.异名磁极相互排斥 B.异名磁极相互吸引
C.同名磁极相互吸引 D.同名磁极相互排斥
【答案】D
【详解】两块磁体同名磁极相对,结果两块磁体相互推开,不能合在一起,是因为磁体间的作用规律,同名磁极相互排斥,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
6.(2025·湖北·二模)小明家新购入一盆盆栽,盆栽底部有永磁体,底座内装有电磁铁,底座通电后能使盆栽悬浮在空中。下列说法正确的是( )
A.底座通电后能产生磁感线
B.底座周围的磁场分布是均匀的
C.盆栽悬浮的原理是同名磁极相互吸引
D.增大底座内电磁铁的电流,盆栽的高度会上升
【答案】D
【详解】A.根据电流的磁效应,底座通电后能产生磁场,但磁感线是用来描述磁场分布和方向的工具,磁感线不是真实存在的,故A错误;
B.电磁铁和永磁体一样,磁场分布是不均匀的,存在磁性最强的两个磁极,故B错误;
C.磁极间存在相互作用,同名磁极相互排斥,盆栽悬浮说明受到排斥力,故C错误;
D.电磁铁磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关,增大底座内电磁铁的电流,电磁铁磁性增大,盆栽的高度会上升,故D正确。
故选 D。
7.如图所示,在魔术表演中“穿越”白纸的钢笔是由两块磁体组成的,它们利用了 (选填“同名”或“异名”)磁极相互吸引的原理“吸”在一起,仿佛一支笔穿越白纸。
【答案】异名
【详解】在魔术表演中“穿越”白纸的钢笔是由两块磁体组成的,磁极相互“吸”在一起,仿佛一支笔穿越白纸,根据磁极间的相互作用规律可知,它们利用了异名磁极互相吸引的原理。
8.将一条形磁体放在均匀撒满铁屑的玻璃板上,把磁体拿起来时,现象如图甲所示,则:
(1)条形磁体 的磁性最强, 的磁性最弱。磁体吸引能力最强的两个部位叫作 。
(2)若将该条形磁体分为两段,如图乙所示,则每段______(填字母)。
A.有一个磁极 B.没有磁极
C.有两个同名磁极 D.有两个异名磁极
【答案】(1) 两端 中间 磁极
(2)D
【详解】(1)[1]由图甲可知,条形磁体两端吸引的铁屑最多,说明两端的磁性最强。
[2]磁体中间部位吸引的铁屑极少,说明中间的磁性最弱。
[3]磁体吸引能力最强的两个部位称为磁极。
(2)A.磁体无论分割成几段,每一段都会形成新的磁体,不可能只有一个磁极,故A不符合题意;
B.任何磁体都有磁极,分割后的磁体仍具有磁性,故B不符合题意;
C.分割后的磁体两端是异名磁极,并非同名磁极,故C不符合题意;
D.磁体具有“不可分割性”,任何一段磁体都有两个异名磁极,因此将条形磁体分为两段后,每段有两个异名磁极,故D符合题意。
故选D。
题型03:磁化和磁性材料
9.在水平桌面上放置一条形磁体,磁体上盖有一薄玻璃板,在玻璃板上均匀地撒上一些细碎的铁屑,然后轻敲玻璃板,发现铁屑在玻璃板上有规律地排列,如图所示。则下列说法中正确的是( )
A.用碎纸屑代替铁屑重做实验,纸屑也能有规律地排列
B.铁屑被磁化,相当于一个个小磁针
C.根据铁屑的排列规律,可以判断出条形磁体周围各位置的磁场方向
D.铁屑组成了磁感线,磁感线是磁场中实际存在的曲线
【答案】B
【详解】A.纸屑是不具有磁性的材料,它不会被磁化,也不会受到磁场力的作用,故A错误;
B.铁屑是具有磁性的材料,在磁场中会被磁化,每个铁屑都会变成一个小磁体,具有N极和S极,故B正确;
C.铁屑的排列可以显示磁场的分布,但无法直接表示磁场的方向,磁场方向需要通过小磁针的N极指向来确定,故C错误;
D.磁感线是人为引入的假想曲线,用于形象地描述磁场的分布,它并不是实际存在的,故D错误。
故选B。
10.磁性材料已经广泛地应用在我们的生活之中,下列器件中,没有应用磁性材料的是( )
A.录像带 B.录音带 C.光盘 D.指南针
【答案】C
【详解】A.录像带通过磁粉记录信息,用到了磁性材料,故A不符合题意;
B.录音带的原理同录像带,靠磁粉存储声音信号,用到磁性材料,故B不符合题意;
C.VCD 光盘是利用激光在光盘表面的凹凸轨道上读取信息,没有用到磁性材料,故C符合题意;
D.指南针利用磁针的磁极性指示方向,用到磁性材料,故D不符合题意。
故选C。
11.对于原来有磁性的钢棒,下列方法不能使其去磁的是( )
A.用铁棒在钢棒上猛敲几下 B.将钢棒在地上摔几下
C.将钢棒放在火炉里烧红 D.将钢棒放在冰箱里冷冻
【答案】D
【详解】高温和剧烈震动可以消磁,冷冻不能消磁,故ABC不合题意,D符合题意。
故选D。
12.磁性材料按磁化后去磁的难易程度分为软磁材料和硬磁材料。计算机的记忆元器件是 磁材料;购物卡、银行卡的磁条是 磁材料。
【答案】 软 硬
【详解】[1][2]磁化后容易失去磁性的物质叫软磁材料,计算机的记忆元器件是软磁材料;磁化后不容易失去磁性的物质叫硬磁性材料,购物卡、银行卡的磁条是硬磁材料。
题型04:不同磁体周围磁场的分布及小磁针的指向
13.某同学研究磁体周围的磁场情况时,将一根条形磁体放在水平桌面上,在它周围放置一些小磁针,小磁针的指向情况如图甲所示;将小磁针拿掉之后,在条形磁体上面放一块有机玻璃,在有机玻璃上均匀撒一层铁屑,轻轻敲打有机玻璃,可以看到铁屑的分布情况如图乙所示;根据图甲和图乙所示的实验现象,用磁感线描述条形磁体周围的磁场情况,如图丙所示。下列说法错误的是( )
A.图甲所示的实验,研究的是条形磁体周围的磁场方向特点
B.图乙所示的实验,研究的是条形磁体周围的磁场分布特点
C.图丙所示的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.由图丙可知,条形磁体周围的磁场是由磁感线组成的
【答案】D
【详解】A.图甲中,条形磁体周围不同位置上放一些小磁针,小磁针N极所指的方向不同,可以研究条形磁体周围的磁场方向特点,故A正确,不符合题意;
B.图乙中,利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围磁场的分布,故B正确,不符合题意;
C.图丙中,条形磁体周围的磁感线,是人们利用建模的方法画出来的并不真实存在的曲线,故C正确,不符合题意;
D.图丙中,为了描述磁场的分布引入了磁感线,磁感线其实不存在,故D错误,符合题意。
故选D。
14.如图所示,将大的条形磁铁中间挖去一块,放入一个可以自由转动的小磁针。当小磁针静止时,它的N极应指向( )
A.左边a B.右边c
C.上边b或下边d D.不能确定
【答案】A
【详解】条形磁铁内部磁感线从S极指向N极,所以图示磁铁内部的磁场方向是从c到a,而小磁针静止时N极的指向与磁场方向一致,所以N极指向左边a,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
15.在一个圆纸盒里放一条形磁体(沿AC或BD方向),在圆纸盒外放一些小磁针,各小磁针静止时N极的指向如图中箭头所示,则条形磁体是沿 方向放置的, 端为N极。
【答案】 BD D
【详解】[1][2]根据磁感线方向的规定,从N极出发,回到S极;由小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向,可以确定条形磁体是沿BD方向放置的,磁体B端为S极,D端为N极。
16.图(a)为某磁极附近磁感线的方向和分布的示意图。由图(a)可知,该磁极为 极,若在位置2处放置一个小磁针,当小磁针静止时,其指向应是图(b)中的 ;位置1处的磁场比位置2处的磁场 (选填“强”或“弱”)。
【答案】 N 丙 强
【详解】[1][2][3]在磁体外部,磁感线是从磁体的N极指向磁体的S极,图(a)为某磁极附近磁感线出发的一端,故是N极;磁感线越密集的地方磁性越强,所以1处磁场比2处磁场强;小磁针静止时,N极所指的方向就是此处磁感线的方向,故若在2处放置一个小磁针,当小磁针静止时,小磁针的下端是N极,故是图(b)中的丙。
题型05:指南针的工作原理
17.在课外实践活动中,用硬纸板和大头针制作底座,将磁化后的缝衣针穿过按扣的两孔,放在底座的针尖上,使缝衣针在水平面内转动,当针静止时,针尖指向北方。这样就制成了一个简易的指南针,如下图所示。下列说法正确的是( )
A.针尖指北是因为针受到磁感线的作用
B.针尖是指南针的南极
C.针尖指向地磁场的南极
D.针头所指方向与该点地磁场的方向相同
【答案】C
【详解】A.地球是一个大磁体,指南针指南北的原因是由于受到了地磁场的作用,故A错误;
BC.指南针静止时,指向南的一端是磁体的南(S)极;指向北的一端是磁体的北(N)极,针尖指北,所以针尖是N极,针尖所指是地磁的南极,故B错误,C正确;
D.针尖是指南针的N极,所以针尖所指方向,就是该点地磁场的磁场方向,针尾(头)所指方向与该点地磁场的方向相反,故D错误。
故选C。
18.用一块条形磁体的N极沿同一方向摩擦一枚粗缝衣针若干次,使缝衣针磁化,如图甲(箭头表示磁体N极的移动方向);然后把这枚缝衣针用细线悬挂起来,如图乙。下列说法正确的是( )
A.缝衣针磁化后,针尖部分是N极
B.缝衣针停止运动后,针尖指向北方
C.缝衣针停止运动后,针尖指向南方
D.缝衣针停止运动后,针尖指向不确定
【答案】C
【详解】用磁体的一极在缝衣针上从针头向针尖反复摩擦若干次后,缝衣针会被磁化。在磁体和缝衣针最后接触的位置上,缝衣针的针尖与磁体的N极相互吸引,根据异名磁极相互吸引可知,针尖为S极。把这枚缝衣针用细线悬挂起来,缝衣针停止运动后,针尖(S极)指向南方,故C正确,ABD错误。
故选C。
19.在研究地磁场方向时,如图所示,发现司南的长柄静止时总是指向南方,则长柄相当于指南针的 极,指向地球磁场的 极。
【答案】 南/S 北/N
【详解】[1][2]地球是一个巨大磁体,地磁的南极在地理北极附近,地磁的北极在地理的南极附近。司南是用天然磁石磨制成的勺子,即其本质就是一块磁铁,在地球的磁场中受到磁场力的作用,其静止时其长柄指向地理南方,即指向地磁的北极;由磁极间的相互作用可知,司南的长柄是南极,用S表示。
20.(25-26九年级上·河南·月考)如图是利用被磁化的缝衣针制成的简易指南针。若静止时针尾指向地理位置的南方,则针尖是简易指南针的 极(填“N”或“S”)。此时,将指南针底座顺时针旋转180°,针尖静止时将指向地磁 极(填“南”或“北”)。
【答案】 N 南
【详解】[1]指南针静止时,指向地理位置南方的一端是S极,因此针尾是S极,针尖则是N极。
[2]地磁的两极与地理两极相反,即地磁南极位于地理北极附近。指南针的N极会指向地磁南极,因此将指南针顺时针旋转180°后,针尖N极静止时仍会指向地磁南极。
题型06:动物对磁场的利用
21.(2025·江苏淮安·二模)研究发现,某些候鸟在迁徙时利用地磁场导航。在北半球的春季,这些候鸟通常会向北迁徙。根据地磁场的分布,候鸟体内的磁性颗粒会受到地磁场的作用,使其飞行方向与地磁场的磁感线方向一致。因此,在北半球,候鸟迁徙的主要方向为( )
A.由南向北 B.由北向南
C.由西向东 D.由东向西
【答案】A
【详解】地球本身是一个大磁体,地磁场的磁感线是从地理南极附近(地磁北极)指向地理北极附近(地磁南极),大致是由南向北的方向。题目中说候鸟飞行方向与地磁场的磁感线方向一致,且在北半球春季候鸟通常向北迁徙,所以候鸟迁徙的主要方向为由南向北,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
22.在我们的日常生活中,磁现象及磁的应用几乎随处可见,下列有关磁的说法正确的是( )
A.信鸽的飞翔是依靠地磁场进行定向
B.电动机是根据电磁感应原理制成的
C.物理学家安培首次揭开电与磁的关系
D.发电机工作时将电能转化为机械能
【答案】A
【详解】A.信鸽飞行时,能够准确的定向,是信鸽自身体内存在的磁场与地磁场发生相互作用,故A正确;
B.电动机的原理是通电导体在磁场中受到力的作用,故B错误;
C.首次揭示电与磁之间关系的科学家是奥斯特,故C错误;
D.发电机的原理是电磁感应现象,工作时将机械能转化为电能,故D错误。
故选A。
23.(24-25九年级下·河北沧州·月考)信鸽能从2000km以外的地方准确地飞回“家中”,研究表明,原来信鸽是利用 (选填“地磁场”或“电磁波”)来导航的。光纤是信息传递的一种重要工具,光可以从任意弯曲的光纤一端传向另一端,似乎光在其中能随意“转弯”,其实这是光在光纤内壁多次 (选填“反射”或“折射”)而实现的。光纤利用激光传递信息,大幅提高了信息传输量,是因为激光具有较高的 (选填“速度”或“频率”)。
【答案】 地磁场 反射 频率
【详解】[1]地球相当于一个巨大的磁体,鸽子在飞行时是靠地磁场来导航的。
[2]光纤通信利用的就是全反射的原理,光纤在结构上有中心和外皮两种不同介质,光从中心传播时遇到光纤弯曲处,会发生全反射现象,而保证光线不会泄漏到光纤外。
[3]光纤是信息传递的一种重要工具,由于激光的频率很高,在光导纤维中利用激光传递信息大幅提高了信息传输量。
24.(24-25九年级下·福建厦门·期中)如图科学家猜测,某地的海龟在春季是利用地磁场向南方返回出生地的,于是在某个春季开展了如下研究:先在一个无地磁场环境的实验室开展实验,发现海龟无固定游向;再把海龟置于模拟地磁场中,则左侧为磁 极,按科学家猜测,海龟应向 (填“左”或“右”)游动。
【答案】 N 左
【详解】[1]由图可知,电流从螺线管的左端流入,右端流出,由安培定则可知,图中海龟左侧为N极,右侧为S极。
[2]地球的地理南极附近是地磁场的北极,地理北极附近是地磁场的南极。海龟在春季返回出生地时,会利用地磁场的方向信息导航。根据题意,海龟需向南方(地理南极方向)游动,而地磁场的北极位于地理南极附近,因此海龟会朝地磁场的北极方向游动。在模拟地磁场中,海龟左侧为磁北极,因此海龟应向左游动。
题型07:磁现象引起力的大小变化
25.如图所示.A为电磁铁、B为铁芯、C为套在铁芯B上的绝缘磁环。现将A、B、C放置在天平的左盘上。当A中通有电流I时,C悬停在空中,天平保持平衡。当增大A中电流时,绝缘磁环C将向上运动。在绝缘磁环C上升到最高点的过程中,若不考虑摩擦及空气阻力,则下列描述正确的是( )
A.天平仍保持平衡 B.天平左盘先下降后上升
C.天平左盘先上升后下降 D.天平左盘一直下降至最低点
【答案】B
【详解】开始时天平平衡说明天平两侧所受力的相同,当增大A中电流时,电磁铁磁性增强,磁环上升开始运动,磁环受到的向上的磁力应增大,而根据力的相互性可知,A所受磁力也应增大,故左侧力变大,天平左侧下降;而由于磁环离磁铁变远,磁感线越梳磁力越弱,最终会停止,则磁环所向上的力将减小,则A所受力也将会减小,故左侧受力减小,天平左侧上升,故天平左侧应先下降后上升,最后又达到平衡。
故选B。
26.如图所示,重为G的小铁块在水平方向力F的作用下,沿条形磁铁的表面从N极滑到S极,在此过程中磁铁对小铁块的摩擦力大小变化情况图像反映正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】当小铁块从磁铁一端匀速滑到另一端的过程中,因为条形磁体两端的磁性最强,中间的磁性最弱,因此磁铁对小铁块的吸引是先变小再变大。那么,小铁块对磁铁的压力相应的也是先减小再变大。而压力又影响到摩擦力的大小,所以摩擦力也是先变小再变大。
故选D。
27.有两个完全相同的磁铁,在磁铁两端各吸引一只铁钉,如图所示,如果将两磁铁靠近,直至两个磁极相接触,发现铁钉会掉下,请分析产生此现象的原因 。
【答案】见解析
【详解】磁体两端的磁性最强,中间磁性最弱,两个磁体吸引铁钉,左边磁体的N极吸引铁钉,右边磁体S极吸引铁钉,把两个磁极相接触,两个磁体相当于一个磁体,此时两个铁钉位于此磁体的中间,磁性很弱,铁钉在重力作用下,掉下去了。
28.(24-25八年级下·江苏无锡·期中)如图所示,在大小不变、水平向左的拉力F作用下,铁块M沿水平地面由A处运动至D处,BC段下方埋有一块磁铁W。铁块M在AB段物体做匀速直线运动,速度为v,若地面粗糙程度处处相同,铁块W只有在BC段运动时才受到磁铁M的磁力(吸引力)。
(1)铁块M在BC段运动过程中,其速度 (选填“增大”“不变”或“减小”);
(2)铁块M在CD段运动过程中,其运动状态 (选填“改变”或“不变”);
(3)铁块M在D时的速度 (选填“大于”“等于”或“小于”)在B点的速度。
【答案】(1)减小
(2)不变
(3)小于
【详解】(1)铁块M在AB段物体做匀速直线运动,拉力的大小等于摩擦力的大小;地面粗糙程度处处相同,铁块M在BC段运动时受到磁铁W的磁力,使铁块M对地面的压力增大,摩擦力变大,大于拉力,所以铁块M做减速运动,速度减小,故铁块M在BC段运动过程中,其速度减小。
(2)铁块M经过C点后,磁力消失,铁块对水平地面的压力及接触面粗糙程度与AB段时相同,所以它受到的摩擦力不变,则拉力的大小等于摩擦力的大小,铁块M在CD段受力平衡,做匀速直线运动,故铁块M在CD段运动过程中,其运动状态不变
(3)因为铁块M在BC段做减速运动,速度不断减小,从C点到D点虽然做匀速直线运动,但速度已经小于在B点时的速度,所以铁块M在D时的速度小于在B点的速度。
题型08:电流的磁效应
29.(2025·新疆·一模)如图所示的四个实验装置中,能够说明电磁感应现象的是( )
A.B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.如图,小磁针转动,说明磁针受到了磁场对其施加的力的作用,说明通电导体周围存在磁场,即电流具有磁效应,故A不符合题意;
B. 如果,是电磁继电器的应用,利用了电流磁效应,故B不符合题意;
C. 如图,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流,灵敏电流计指针偏转,这是电磁感应现象,故C符合题意;
D.如图,通电导体在磁场中受力运动,反映了电动机的工作原理,故D不符合题意。
故选C。
30.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。
31.如图甲所示,在观察奥斯特实验时,小明注意到置于通电直导线下方的小磁针的N极向纸内偏转,说明 。小明由此推测:若电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方(如图乙),小磁针也将发生偏转。请你说出小明推测的依据: 。你认为小磁针的N极会向 (选填“纸内”或“纸外”)偏转。为了避免地磁场对实验的影响,导线应沿 (选填“东西”或“南北”)方向放置。
【答案】 电流周围存在磁场 电荷的定向移动会形成电流 纸外 南北
【详解】[1]当导线中有电流通过时,小磁针会发生偏转,说明电流周围存在磁场;
[2]当电子沿水平方向平行地飞过小磁针上方时,由于电荷发生定向移动而形成电流,而电流周围存在磁场,因此小磁针会发生偏转;
[3]由图甲可知,当电流方向向右时,小磁针向纸内偏转,图乙中电子(带负电)向右做定向移动,由于电流方向与电子移动方向相反,因此图乙中的电流方向与图甲中的相反,产生的磁场方向也相反,所以小磁针的N极将向纸外偏转;
[4]由于地磁场的作用,自由转动的小磁针静止时会指向南北方向,所以为了避免地磁场对实验的影响,导线应沿南北方向放置。
32.(2025·云南楚雄·模拟预测)如图所示,使导线与电池触接,电路连通的瞬间小磁针发生偏转,触接这一现象说明通电导线周围存在磁场。若还想探究磁场方向是否跟电流方向有关,接下来的操作是 。通过实验现象得出结论,如果 ,则磁场方向跟电流方向有关。
【答案】 将电源的正负极对调 小磁针的偏转方向与第一次相反
【详解】[1]若还想探究磁场方向是否跟电流方向有关,应改变导线中电流的方向,所以接下来的操作是将电源的正负极对调。
[2]若小磁针的偏转方向与第一次相反,结合第一次实验现象可知磁场方向跟电流方向有关。
题型09:通电螺线管周围的磁场特点
33.(2025·湖南永州·三模)某科技小组的同学用金属丝、铁芯、螺线管、电源自制了一个电磁铁,如图所示,螺线管产生的磁场使小磁针静止在如图所示状态。下列判断正确的是( )
A.通电螺线管的右侧是S极
B.电源右端为正极
C.把小磁针取走后,通电螺线管周围的磁场仍存在
D.利用图中原理制成了电动机
【答案】C
【详解】AB.小磁针左侧是N极,根据异名磁极相互吸引得到通电螺线管的左侧是S极,右端是N极,由安培定则可知电流从螺线管的左端流入,所以电源的左端是正极,故AB错误;
C.通电螺线管周围存在磁场,把小磁针取走,磁场依然存在,故C正确;
D.电磁铁是利用电流的磁效应,电动机是根据通电导体在磁场中受到力的作用,不能利用图中原理制成了电动机,故D错误。
故选C。
34.(24-25九年级上·江西赣州·期末)1820年,安培在法国科学院的例会上做了一个有趣的实验:将螺线管沿东西方向水平悬挂起来,给螺线管通电,静止时如图所示。下列说法中正确的是( )
A.通电螺线管A端为S极,B端为N极
B.通电螺线管外部磁场分布与蹄形磁体相似
C.通电螺线管A端会吸引铁块,B端会排斥铁块
D.螺线管通电会转动,最后停在南北方向上
【答案】D
【详解】A.由图可知,电流由A流向B,由安培定则可知,右手握住螺线管,四指指向电流方向,大拇指所指方向是螺线管的N极,所以通电螺线管的A端为N极,B端为S极,故A错误;
B.通电螺线管外部磁场的分布情况与条形磁体的磁场分布情况相似,故B错误;
C.磁性物体会吸引铁钴镍等物体,因此螺线管通电后产生磁性,A和B端都会吸引铁块,故C错误;
D.在地磁场的影响下,通电螺线管最后会静止在南北方向上,故D正确。
故选D。
35.通电螺线管的磁场
(1)螺线管:将导线绕在圆筒上,做成 管。通电后各圈导线产生的磁场叠加在一起,磁场增强。
(2)安培定则:用 手握螺线管,让四指弯向螺线管中 的方向,则大拇指所指的那一端就是通电螺线管的 极。如图所示。
【答案】(1)螺线
(2) 右 电流 N
【详解】(1)一根导线产生的磁场太弱,把导线绕在圆筒上做成螺线管,通电后各圈导线产生的磁场叠加在一起,磁场增强。
(2)[1][2][3]安培定则为判断通电螺线管磁极的定则,其内容为;用右手握住螺线管,让四指弯向螺线管中电流方向,则大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。
36.(2025·山东济南·模拟预测)在“探究通电螺线管外部磁场”的实验中,将小磁针放在螺线管周围不同位置,闭合开关前,观察到所有的小磁针都指向南北,这是由于小磁针受到了 的作用;闭合开关,小磁针偏转情况如图所示,发现改变螺线管中电流的方向后,小磁针的偏转方向也发生改变,可以得到的结论是 。
【答案】 地磁场 通电螺线管产生的外部磁场方向跟电流的方向有关
【详解】[1]闭合开关前,小磁针受到了地磁场的作用,静止时小磁针都指向南北方向。
[2]改变螺线管中电流的方向后小磁针的偏转方向也发生改变,说明电流方向改变后,螺线管周围的磁场方向也随之改变,故可以得到的结论是通电螺线管外部磁场方向与电流的方向有关。
题型10:判断螺线管极性、电流方向及线圈的绕线方式
37.(25-26九年级上·天津蓟州·月考)在如图所示的各通电螺线管中,表述正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】A.电流从电源正极流出,螺线管外圈电流向下,根据安培定则,通电螺线管右端为N极,故A错误;
B.电流从电源正极流出,螺线管外圈电流向下,根据安培定则,通电螺线管右端为N极,故B错误;
C.电流从电源正极流出,螺线管外圈电流向上,根据安培定则,通电螺线管右端为S极,故C错误;
D.电流从电源正极流出,螺线管外圈电流向下,根据安培定则,通电螺线管右端为N极,故D正确。
故选D。
38.(2025·河南·一模)物理课上老师展示了一款磁悬浮地球仪,如图(a)所示,闭合开关,地球仪悬浮在空中。经过研究发现地球仪底部有一块磁铁,底座内部有电磁铁。莉莉画出了如图(b)所示的电路原理图,下列判断不正确的是( )
A.a图底座通电后能产生磁场是利用了电流的磁效应
B.b图中闭合开关,向右移动P能减小地球仪的悬浮高度
C.a图中地球仪能够悬浮利用了同名磁极相互排斥的原理
D.b图中用虚线代表的地球仪的A端是S极
【答案】B
【详解】A.底座通电后能产生磁场是利用了电流的磁效应,故A正确,不符合题意;
B.闭合开关后,向右移动P,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据欧姆定律,电路中的电流变大,电磁铁的磁性增强,会增大地球仪的悬浮高度,故B错误,符合题意;
C.a图中地球仪能够悬浮利用了同名磁极相互排斥的原理,故C正确,不符合题意;
D.根据安培定则,电磁铁的上端是S极,同名磁极互相排斥,地球仪的A端是S极,故D正确,符合题意。
故选B。
39.(25-26九年级上·北京·月考)根据图中通电螺线管中的电流方向,可以判断出通电螺线管的A端是 极。(选填“N”或“S”)。
【答案】N
【详解】根据安培定则(右手定则),用右手握住螺线管,让四指指向电流方向,那么大拇指所指的那端即为通电螺线管的N极。如图所示,电流从螺线管的左端流入,右端流出,根据螺线管的线圈绕向,由安培定则可以确定螺线管的左侧为N极,即A端为N极。
40.(2025·山西朔州·二模)“探究通电螺线管外部磁场方向”的实验中,通电螺线管旁边小磁针的指向如图所示,图中小磁针涂黑的一端为它的N极,由此可知此时通电螺线管的左端为 (选填“N”或“S”)极。若要探究通电螺线管的磁场方向与电流方向是否有关,可以进行的操作是 。
【答案】 N 对换电源的正负极
【详解】[1]物理学规定,磁场中某一点小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向;由图可知,小磁针的N极指向通电螺线管的右端,由于异名磁极相互吸引,可知通电螺线管的右端为S极,则左端为N极。
[2]把电源的正负极对调,这样就改变了通电螺线管中的电流方向,再进行实验,观察小磁针指向,探究通电螺线管外部磁场方向与电流方向是否有关。
题型11:通电螺线管与磁体间的相互作用
41.(2025·江西·模拟预测)在如图所示电路中,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P向右移动时,弹簧测力计的示数变小。下列分析正确的是( )
A.电源左端为正极,滑片P向右移动时,电磁铁磁性增强
B.电源左端为正极,滑片P向右移动时,电磁铁磁性减弱
C.电源右端为正极,滑片P向右移动时,电磁铁磁性增强
D.电源右端为正极,滑片P向右移动时,电磁铁磁性减弱
【答案】C
【详解】分析电路和电磁铁磁性变化: 当滑动变阻器的滑片P向右移动时,接入电路的电阻丝长度变短,电阻R变小。电源电压U不变,根据欧姆定律可知,电路中的电流I变大。电磁铁的磁性强弱与电流大小有关,电流越大,磁性越强。所以,滑片P向右移动时,电磁铁磁性增强。
分析磁极间相互作用和电源极性: 弹簧测力计的示数等于条形磁铁的重力G与电磁铁对条形磁铁的磁力F之和(或差)。题中告知,滑片P向右移动时,弹簧测力计的示数变小。结合第一步的分析,我们知道此时电磁铁的磁性增强,即磁力F变大。
如果电磁铁与磁铁是相互排斥的,则测力计示数
当磁力F变大时,示数会变小,与题意相符。
如果电磁铁与磁铁是相互吸引的,则测力计示数
当磁力F变大时,示数会变大,与题意不相符。
因此,电磁铁与条形磁铁之间是相互排斥的。 由于条形磁铁的下端是N极,根据同名磁极相互排斥的原则,电磁铁的上端应为N极。 根据安培定则(右手螺旋定则),用右手握住螺线管,使大拇指指向N极(上端),则四指弯曲的方向就是电流的方向。由此可知,电流从螺线管的下侧流入,上侧流出。在电源外部,电流从正极流向负极,所以电源的右端为正极,左端为负极。故ABD错误,C正确。
故选C。
42.通电螺线管和磁体A的磁极附近的磁感线分布如下图所示,小磁针处于静止状态。则( )
A.通电螺线管的左端是N极 B.小磁针的b端是N极
C.电源的c端是正极 D.磁体A右端磁极与通电螺线管左端互相吸引
【答案】C
【详解】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不符合题意;
C.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符合题意;
D.根据磁极之间的作用规律,磁体A与通电螺线管左端同名磁极互相排斥,故D不符合题意。
故选C。
43.如下图所示,闭合开关后,根据小磁针静止时的指向,可以判断出电源的正极在 端,条形磁铁的N极在 端。(均选填“左”或“右”)
【答案】 右 右
【详解】[1][2]如图所示,小磁针静止时呈竖直状态,小磁针的北极向上,所以通电螺线管的右端及条形磁体的左端都是S极;因为磁体有两个异名磁极,则条形磁体的右端为N极,通电螺线管的左端为N极;应用安培定则,右手握住螺线管,大拇指指向N极,四指弯向电流方向,由此可知电流从通电螺线管的右端流入,左端流出,电源的右端为正极,左端为负极。
44.(2025·安徽·二模)某心肺机中“电动泵”的结构原理如图所示,当线圈两端接入某频率的交流电时,就能代替人体心脏的输血功能;若电流从流向,则活塞向 (选填“左”或“右”)运动。
【答案】左
【详解】电流从线圈两端的a流向b,由安培定则可判断线圈的右端为N极,左端为S极,由图可知“电动泵”右侧为永磁体N极,根据磁极间的相互作用可知,二者会产生吸引力,该吸引力会拉动活塞向左运动。
题型12:利用安培定则作图
45.(24-25九年级上·福建福州·期末)请利用图中给出的信息,在图中用箭头标出磁感线的方向和电源右端的极性。
【答案】
【详解】由图知通电螺线管的右端为N极,左端为S极,在磁体外部磁感线总是从N极出发,回到S极,所以图中磁感线的方向向左。根据右手螺旋定则,伸出右手使大拇指指示螺线管的右端,则四指弯曲所指的方向为电流的方向,所以电流从螺线管的右端外侧流出,则电源的右端为负极。如图所示:
46.(24-25九年级下·黑龙江哈尔滨·开学考试)请根据图中的信息,标出通电螺线管的N、S极和电源的正、负极(用“+”“-”号表示)。
【答案】
【详解】由图可知,条形磁体的右端为N极,磁体外部的磁感线的方向是从磁体的N极出发,经外部空间,回到S极,所以通电螺线管的左端为S极,右端为N极;根据安培定则可知,电流从螺线管的左端流入、右端流出,所以通电螺线管的左端为正极、右端为负极,如图所示:
47.按要求作图:
小聪将通电螺线管放入地球仪来模拟地磁场,请在右侧简图中,用箭头在A点标出该处磁感线方向,并在括号内用“+”或“-”标出电源下端的极性。
【答案】
【详解】由图可知,通电螺线管上方为地理北极,由于地磁两极与地理两极相反,则上方为地磁S极,下方为地磁N极,通电螺线管外部磁感线从N极出来,回到S极,则A点的磁感线方向为向上,再根据安培定则可得,螺线管的电流从上方流入,下方流出,则电源下端为负极,如图所示:
48.(2025·云南曲靖·一模)通电螺线管上端放一小磁针,闭合开关S后,小磁针静止在如图甲所示的位置。请在括号里标出:通电螺线管的极性(“N”或“S”)、电源的极性(“+”或“-”)。
【答案】
【详解】由图可知,小磁针下端是S极,根据异名磁极相互吸引可知,通电螺线管上端为N极,下端为S极,根据安培定则可知,电流方向为从电源的下端流出经过线圈回到上端,因此电源下端为正极,如图所示:
题型13:电磁铁磁性强弱的影响因素
49.(2025·黑龙江牡丹江·一模)小畅同学在探究电磁铁磁性强弱的实验中,使用两个相同的A、B大铁钉绕制成电磁铁进行实验,如图所示,下列说法错误的是( )
A.滑片P向右滑动,电磁铁的磁性减弱
B.电磁铁能吸引大头针越多,表明它的磁性越强
C.电磁铁A、B的上端均为N极
D.该实验可以探究电磁铁磁性的强弱与匝数多少的关系
【答案】C
【详解】A.变阻器的滑片向右滑动,电阻的阻值增大,电路中的电流减小,所以电磁铁的磁性减弱,故A正确,不符合题意;
B.在实验中电磁铁的磁性强弱无法直接看出,通过吸引大头针的多少进行判断,吸引的大头针越多,说明电磁铁的磁性越强,否则越弱,故B正确,不符合题意;
C.根据安培定则,A的下端为N极,上端为S极,B的上端为S极,下端为N极,故C错误,符合题意;
D.两电磁铁的线圈串联是为了使通过两线圈的电流相等,线圈的匝数不同,研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数之间的关系,故D正确,不符合题意。
故选 C。
50.如图所示,小明同学在探究电磁铁磁性强弱的实验中,使用两个相同的大铁钉A、B绕制成电磁铁进行实验,下列说法正确的是( )
A.电磁铁A、B的上端均为N极
B.滑片P向右滑动的过程中电磁铁的磁性逐渐增强
C.电磁铁能吸引大头针的数目越少说明它的磁性越强
D.该实验可以探究电磁铁磁性的强弱与匝数多少的关系
【答案】D
【详解】A.根据安培定则,电磁铁A的上端为S极,B的上端为S极,故A错误;
B.滑片P向右滑动的过程中变阻器阻值变大,电路中电流变小,所以电磁铁的磁性逐渐减弱,故B错误;
C.根据转换法,电磁铁能吸引大头针数目越少,说明它的磁性越弱,故C错误;
D.A、B两个电磁铁串联,通过它们的电流相同,匝数不同,该实验可以探究电磁铁磁性的强弱与匝数多少的关系,故D正确。
故选D。
51.电磁铁
(1)把导线绕成螺线管,再在螺线管内插入 ,当有电流通过时,它会有较强的 。我们把这种磁体叫作电磁铁。
(2)探究影响电磁铁磁性强弱的因素
【实验装置】
【实验结论】匝数一定时,通入的电流越大,电磁铁的磁性越 ;电流一定时,外形相同的螺线管,匝数越 ,电磁铁的磁性越强。
(3)电磁铁的优点是:它磁性的有无可由 来控制,磁性的强弱可由电流的大小来控制,它的磁极可以通过 来改变。
(4)应用:磁悬浮列车、电磁起重机、电磁继电器、电铃等。
【答案】 铁芯 磁性 强 多 电路的通断 改变电流方向
【详解】(1)[1][2]把导线绕成螺线管,再在螺线管内插入铁芯,当有电流通过时,铁芯被磁化,就会产生较强的磁性,我们把这种磁体叫作电磁铁(即带有铁芯的螺线管叫做电磁铁)。
(2)[3][4]由图可知,在线圈匝数一定时,通入的电流越大,电磁铁吸引大头针的数量越多,电磁铁的磁性越强;电流一定时,外形相同的螺线管,线圈的匝数越多,电磁铁吸引大头针的数量越多,电磁铁的磁性越强。
(3)[5][6]电磁铁利用电流的磁效应原理工作的,它的优点是:通电时有磁性,断电时磁性消失,故电磁铁磁性的有无可由电路的通断来控制;磁性的强弱可由电流的大小来控制;电流方向改变,它的极性随之发生改变,则电磁铁的磁极可以通过电流方向来改变。
52.在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中,小明制成简易电磁铁甲、乙,并设计了如图所示的电路。
(1)实验中通过观察 来判断电磁铁磁性的强弱,运用的物理方法是 。下面的实验也用到了这种科学探究方法的是 (填字母);
A.认识电压时,用水压来类比
B.用光线来描述光通过的路径
C.把敲响的音叉接触水面,通过观察有没有溅起水花,来判断音叉有没有振动
(2)闭合开关S,将滑动变阻器滑片向左移动,电磁铁甲、乙吸引大头针的数量 (选填“增多”或“减少”),说明电流越 ,电磁铁磁性越强;
(3)根据图示的情境可知,电磁铁 (选填“甲”或“乙”)的磁性更强,这说明电流一定时, ,电磁铁磁性越强;
(4)请你判断出电磁铁乙的上端是 极;
(5)电磁铁甲、乙吸引的大头针下端分散的原因是 ;
(6)小明将电磁铁甲、乙串联的目的是 ;
(7)电磁铁在生产、生活中应用广泛,请写出其中一个应用: 。
【答案】(1) 电磁铁吸引大头针数量的多少 转换法 C
(2) 增多 大
(3) 甲 线圈匝数越多
(4)N
(5)见详解
(6)控制线圈中的电流相等
(7)电磁起重机
【详解】(1)[1][2]磁性的强弱是直接看不出来的,可以通过电磁铁吸引大头针的多少来认识其磁性强弱,电磁铁吸引的大头针个数越多,说明其磁性越强,使用了转换法。
[3]A.认识电压时,我们可以用水压来类比电压,运用了类比法,故A不符合题意;
B.用光线来描述光通过的路径,运用了模型法,故B不符合题意;
C.音叉的振动不易直接观察,让敲响的音叉接触水面,看有没有溅起水花,来判断音叉有没有振动,运用了转换法,故C符合题意。
故选C。
(2)[1][2]由图可知,滑动变阻器与电磁铁甲和乙串联,当滑动变阻器的滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路阻值变小,电路中的总阻值变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加,说明电流越大,电磁铁磁性越强。
(3)[1][2]根据图示的情境可知,电磁铁甲、乙与滑动变阻器串联,通过电磁铁甲、乙的电流相等,电磁铁甲的线圈匝数多,电磁铁甲吸引的大头针数量多,则甲的磁性强,说明电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强。
(4)电流从乙电磁铁的上导线流入,根据安培定则,可判断出乙电磁铁的上端是N极。
(5)电磁铁吸引大头针,大头针被磁化,下端分散是因为同名磁极相互排斥。
(6)图中甲、乙电磁铁的线圈匝数不同,将电磁铁甲、乙串联,可以控制电流相同,从而探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系。
(7)电磁铁在生产、生活中应用:电磁起重机、电动机、扬声器、磁悬浮列车等等。
题型14:电磁铁在生活中应用
53.(2025·河南周口·一模)如图所示是银行卡信息读卡器,将银行卡的磁条在读卡器的刷卡槽内快速刷过时,相当于磁体穿过闭合金属线圈,产生了电流,经读卡器处理,就能识别卡片信息。下列器件中与此工作原理相同的是( )
A.发电机 B.电动机 C.电铃 D.电饭锅
【答案】A
【详解】由题意可知,将银行卡的磁条在读卡器的刷卡槽内快速刷过时,相当于磁体穿过闭合金属线圈,也就相当于是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,此时导体中有感应电流产生,因此经读卡器处理,就能识别卡片信息。发电机的原理是利用闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动会产生感应电流;电动机的原理是利用通电导体在磁场中受力的作用;电铃是利用电流的磁效应工作的;电饭锅是利用电流的热效应工作的。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
54.(2025·山东菏泽·二模)如图所示,电磁血流计是用来检测血流速度和血流量的仪器。下列选项对应原理与其工作原理相同的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】电磁血流计是用来检测血流速度和血流量的仪器,原理是血液流动时,切割磁感线,产生感应电流,仪表为电流表,有示数,是电磁感应现象;
A.图中导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中会产生感应电流,这是电磁感应现象,故A符合题意;
B.图中装置是探究电流的磁效应的实验,利用电流的磁效应,故B不符合题意;
C.图中装置为电动机,其工作原理是通电导体在磁场中受力运动,故C不符合题意;
D.图中电铃的主要部件是电磁铁,利用了电流的磁效应,故D不符合题意。
故选A。
55.上海磁悬浮列车是“常导磁吸型”磁悬浮列车,是世界上商业运营中最快的列车,如图甲所示。在图乙中,由于电流的 效应,导致两线圈中有电流通过时,会产生强大的作用力使列车悬浮。在图丙中,若A是车身线圈,B是轨道线圈,则车身线圈上端是 极。
【答案】 磁 N/北
【详解】[1]电流流过导体时导体周围产生磁场,由于电流的磁效应,所以导致两线圈中有电流通过时,会产生强大的作用力使列车悬浮。
[2]在图乙中,根据安培定则可知,轨道线圈的上端是N极,下端是S极,要使车悬浮起来,车身线圈与轨道线圈相对的两个磁极应相互吸引,则车身线圈上端是N极。
56.(2025·湖北武汉·中考真题)如图所示是直流电铃的原理图。衔铁与弹性片相连,自然情况下弹性片是和螺钉接触的。
(1)闭合开关,电磁铁A端为 极,电磁铁吸引衔铁,敲击铃碗发声,此时电路中 电流通过,接着弹性片又和螺钉接触,如此往复。
(2)下列装置中和电铃一样也用到了电磁铁的是 (填序号)。
①电磁起重机②小小电动机③电磁继电器
【答案】(1) N 没有
(2)①③
【详解】(1)[1]安培定则内容为:用右手握住螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。标出右边电磁铁中电流方向,如下图所示:
用右手握住电磁铁,使四指指向电流的方向,则大拇指指向A端,所以A端为N极。
[2]当电磁铁吸引衔铁时,弹性片与螺钉分离,此时电路处于断路状态,所以电路中没有电流通过。接着弹性片又和螺钉接触,电路又形成通路,如此往复。
(2)①电磁起重机是利用电磁铁来搬运钢铁材料的装置,通电时,电磁铁有磁性,能吸引钢铁材料;断电时,电磁铁失去磁性,钢铁材料就会落下,所以电磁起重机用到了电磁铁,故①符合题意;
②电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的,没有用到电磁铁,故②不符合题意;
③电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路通断的开关,当控制电路接通时,电磁铁有磁性,吸引衔铁,使工作电路闭合;当控制电路断开时,电磁铁失去磁性,衔铁在弹簧的作用下复位,使工作电路断开,所以电磁继电器用到了电磁铁,故③符合题意。
故选①③。
题型15:含电磁铁电路的设计
57.如图为某大桥上设计的一个车辆超重报警装置,当路面压力达到设定值时,压力传感器就接通电路。要求车辆超重时,信号灯就发光,请在图中画线将电路连接完整。
【答案】
【详解】根据题意知道,这是一个电磁继电器的工作原理图,左侧与电磁铁连接的电路是控制电路,右侧与信号灯连接的电路是工作电路,压力传感器、电磁铁、电源组成控制电路;信号灯、电源、触点开关组成工作电路,当路面压力达到设定值时,压力传感器就接通控制电路,有电流通过电磁铁,电磁铁有磁性,吸引衔铁,使动触点与静触点接触,工作电路接通,信号灯发光,电路连接如图所示:
58.(2024·江苏常州·一模)某同学设计水位自动报警装置,主要元件有电磁继电器、红灯和绿灯(额定电压220V)、控制电路电源(电源电压6V)、水位控制器等。当水位没有上升到与金属片A接触时,控制电路断开,此时绿灯亮;当水位上升到与金属片A接触时,控制电路接通,此时红灯亮。请用笔画代替导线完成电路连接。
【答案】见解析
【详解】当水位没有上升到与金属片A接触时,控制电路断开,此时绿灯亮,则上触点与绿灯相连,当水位上升到与金属片A接触时,控制电路接通,此时红灯亮,这表明衔铁被吸下,电磁铁具有了磁性,则下触点与红灯相连,如图所示:
59.(2024·河南安阳·一模)在如图所示的继电器上加一个开关并把电源连在电路里,使它成为一个电铃。这样的电铃没有铃碗,通常叫蜂鸣器。
【答案】
【详解】闭合开关,电磁铁中有电流,电磁铁有磁性,吸引衔铁,弹簧伸长,螺钉与弹簧片断路,电磁铁中没有磁性,弹簧片在弹力的作用下恢复原状,使电路再次接通,弹簧不断的振动,这便是蜂鸣器,电路的连接如下所示:
60.某同学设计的冬季家庭温度自动控制器的工作原理如图所示。当室内温度低于25℃时温控开关闭合,绿灯不亮,加热电阻工作;当室温高于25℃时,温控开关断开,绿灯亮,加热电阻不工作,表示温度已经达到25℃。请根据以上要求,用笔画线代替导线,完成工作电路部分的连接。
【答案】
【详解】根据题意可知,当室内温度低于25℃时温控开关闭合,绿灯不亮,加热电阻工作,这说明衔铁是被吸下的,动触点与下面的静触点接触,使得加热电阻工作;当室温高于25℃时,温控开关断开,绿灯亮,加热电阻不工作,这说明衔铁是被拉起,动触点与上面的静触点接触,使得绿灯工作;加热电阻与绿灯工作时互不影响,是并联的,如下所示:
题型16:磁场对通电导线的作用
61.(25-26九年级上·北京·月考)将一段裸铜导线弯成如图甲所示形状的线框,将它置于一节5号干电池上(线框上端的弯折处与正极接触良好),一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极,使铜导线框下面的两端,与磁铁表面保持良好接触,放手后线框就会开始转动,成为一个“简易电动机”,如图乙所示。关于该“简易电动机”,下列说法中正确的是( )
A.线框会转动是由于电荷间的相互作用
B.电路中的热功率等于线框旋转的机械功率
C.若线框下面只有一端导线与磁铁良好接触,则线框无法转动
D.若磁铁吸附在电池负极的是极,那么从上向下看,线框做逆时针转动
【答案】D
【详解】A.通电导体在磁场中会受到力的作用,所以线框会转动是由于受到磁场力的作用,故A错误;
B.本题模型为简易电动机,电动机将电能主要转化为机械能,极少部分转化为内能,所以电路中的热功率小于线框旋转的机械功率,故B错误;
C.如果线框下面只有一端导线与磁铁良好接触,与磁铁接触良好的一侧的线圈有电流通过,受到安培力作用,仍然能使线框转动,故C错误;
D.如果磁铁吸附在电池负极的是S极,磁铁下端为N极,则外部磁感线由N极出发,回到S极并指向线框轴,电流方向沿线框由正极流向负极,根据左手定则,左侧线框受力方向向外,右侧线框受力方向向内,从上向下看,线框将做逆时针转动,故D正确;
故选D。
62.如下图所示,当线圈刚转过平衡位置时,如果不改变电流的方向,则线圈( )
A.立即停止转动 B.立即反转
C.按原方向一直转下去 D.在平衡位置附近摆动几下才停下来
【答案】D
【详解】如图所示,线圈刚转过平衡位置时,由于磁场方向、电流方向都不改变,则线圈ab边和cd 边的受力方向也不变,线圈转过平衡位置后将会再反转,在平衡位置附近摆动几下,最后停下来,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
63.(2025·广东·模拟预测)如图所示的装置,甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁体的磁场中,通过导线连接构成闭合电路,推动甲线圈摆动切割磁感线,在闭合电路中产生 ,同时乙线圈会随之摆动,此时乙线圈相当于 (选填“电动机”或“发电机”)。如果只将乙线圈处的磁体两极位置对调,重复刚才操作,则乙线圈的摆动方向与之前 (选填“相同”或“相反”)。
【答案】 感应电流 电动机 相反
【详解】[1][2]推动甲线圈摆动,在磁场中做切割磁感线运动,在闭合电路中产生感应电流;当产生的感应电流通过处在另一个磁场中的乙线圈时,由于磁场对电流有力的作用,故乙线圈会随之摆动,此时乙线圈相当于电动机。
[3]磁场对电流作用力的方向与电流方向和磁场方向有关,当其中一个方向改变了,电流在磁场中的受力方向都将会发生改变,故如果乙线圈处的磁极方向改变了,则乙线圈的摆动方向将发生变得与之前相反。
64.(2025年山东省青岛市局属公办普通高中自主招生统一笔试物理试题)如图所示连接电路,单刀双掷开关S拨到1时,通电螺线管A端为 极,若此时导线框的边受力方向为垂直纸面向外,则边受力方向为 (选填“垂直纸面向外”、“垂直纸面向里”或“不受力”);将单刀双掷开关S拨到2时,导线框的边受力方向为 (选填“垂直纸面向外”、“垂直纸面向里”或“不受力”)。
【答案】 N 垂直纸面向里 垂直纸面向外
【详解】[1]当开关接到1时,电流从电源正极经过一个分流点,过右边的定值电阻向上,从螺线管上方导线流入,由安培定则可知:握住螺线管,四指指向电流方向,拇指指向N极。所以通电螺线管A端为N极。
[2]当开关接到1时,由安培定则可知,通电螺线管左端为N极,右端为S极,则cd边与ab边的周围磁场方向相同,cd边与ab边电流方向相反,通电线圈受力方向与磁场方向和电流方向有关,若此时导线框的边受力方向为垂直纸面向外,则边受力方向为垂直纸面向里。
[3]将单刀双掷开关S拨到2时,由安培定则可知,通电螺线管左端为S极,右端为N极,则ab边周围的磁场方向与原磁场方向相反,ab边电流方向与原电流方向相反,ab边的电流方向和周围的磁场方向都与原方向相反,则的受力方向不变,仍为垂直纸面向外。
题型17:直流电机及工作原理
65.(24-25九年级下·安徽六安·月考)如图所示实验装置中,和动圈式话筒的工作原理相同的是 ( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】当人对着动圈式话筒说话时,它会产生随人的声音变化而变化的电流,即:闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时能够产生感应电流,其工作原理是电磁感应现象。
A.图中有电源,通电后,磁场中的线圈会受力运动,说明通电导线在磁场中受力的作用,故A不符合题意;
B.图中是奥斯特实验,说明了通电导线周围存在着磁场,故B不符合题意;
C.图中没有电源,当ab做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流,其工作原理是电磁感应现象,故C符合题意;
D.图中是验电器,验电器的原理是同种电荷相互排斥,故D不符合题意。
故选C。
66.如图所示的是某种机械的电路示意图。当启动器开关S闭合时,有细小电流通过器件X,接着有强大电流通过电动机,并将电动机启动。请你根据所学知识想一想,X可能是( )
A.灵敏电流计 B.电磁继电器
C.电压表 D.验电器
【答案】B
【详解】电磁继电器的实质是一个电磁铁来控制的开关.可以实现自动控制、远距离控制;还可以利用低电压、小电流来控制高电压、强电流的电路;启动电动机的电路,是通过细小电流控制有强大电流通过电动机,由此可推断,X可能是电磁继电器.故B符合题意,A、C、D不符合题意。
故选B。
67.如图所示,在直流电动机的工作过程中,“换向器”起到了关键的作用,它能在线圈刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的 。直流电动机工作时把电能转化为 和内能。
【答案】 电流方向 机械能
【详解】[1]直流电动机的换向器,作用是在线圈刚转过平衡位置时,自动改变线圈中的电流方向,这样能让线圈持续地转动下去。
[2]直流电动机工作时,会把电能主要转化为机械能,同时因为线圈存在电阻,会产生少量内能。
68.将自制电动机接入电路,如图所示,闭合开关,线圈开始转动,其中A、B支架是 (选填“导体”“绝缘体”或“换向器”)。若仅对调磁体的磁极,线圈转动方向与原转动方向 。
【答案】 导体 相反
【详解】[1]将自制电动机接入电路,如图所示,闭合开关,线圈开始转动,其中A、B支架是导体,使电流通过线圈。
[2]若仅对调磁体的磁极,线圈受到的磁力方向与原来相反,其转动方向与原转动方向相反。
题型18:电磁感应
69.(2025·黑龙江大庆·一模)如图为实验室电流表的内部结构图,许多匝金属线圈悬置在磁体的两极间,线圈同时与一根指针和一只弹簧相连,当给线圈通电时,线圈转动带动指针偏转,便可显示出电流的大小,下列选项中与电流表的工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】电流表的工作原理是:通电线圈在磁场中受力转动,电流越大,线圈受到的力越大,转动幅度越大,从而通过指针偏转显示电流大小。
A.通电导体在磁场中受力而运动,与电流表的工作原理相同,故A符合题意;
B.奥斯特实验说明电流周围存在磁场,即电生磁,与电流表的工作原理不同,故B不符合题意;
C.电磁感应实验是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流,即磁生电,与电流表的工作原理不同,故C不符合题意;
D.电磁铁吸引大头针实验利用的是电流的磁效应,与电流表的工作原理不同,故D不符合题意。
故选A。
70.(24-25九年级下·江苏无锡·月考)灵敏电流计的内部结构是当线圈中通入微小电流时,会带动与之相连的指针发生偏转,下列选项中能揭示其工作原理的实验是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】灵敏电流计的制成原理是通电线圈在磁场中受力而转动,并且电流越大,线圈受到的力越大,其转动的幅度越大,因此可以利用灵敏电流计指针的转动幅度来体现电路中电流的大小。
A.电磁铁是利用电流的磁效应制成的,与电流表的工作原理无关,故A不符合题意;
B.图中是奥斯特实验,说明通电导体的周围存在磁场,与电流表的制成原理无关,故B不符合题意;
C.通电导线在磁场中受力运动,与灵敏电流计的工作原理相同,故C符合题意;
D.闭合线圈在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流,这是电磁感应现象,故D不符合题意。
故选C。
71.码表一般用于自行车行驶速度、里程的测量,由安装于前车圈钢条上的感应磁体、前叉上的感应线圈、连接线、置于握把上面的码表主机(用以处理信息)组成。其原理是:自行车行驶时,磁体随着车圈转动,每次转动过固定的感应线圈时, ,电流随着连接线传递到码表主机后生成自行车行驶的速度、里程。
【答案】线圈切割磁感线产生感应电流
【详解】计算自行车骑行速度、里程的码表其工作原理是电磁感应现象,主要由安装于前轮辐条上的磁铁和前叉上的感应线圈组成。车轮旋转时,线圈在磁场中做切割磁感线运动,线圈中会产生感应电流,线圈便可以捕捉到磁铁通过时带来的信息。
72.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。
题型19:发电机
73.同学们参加歌咏比赛时,常使用动圈式话筒将声音信号转化为电信号。以下四个与电磁有关的实例中,与动圈式话筒的工作原理相同的是( )
A.电铃 B.手摇发电机
C.电磁起重机 D.电动平衡车
【答案】B
【详解】动圈式话筒的工作原理是电磁感应,即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。
A.电铃是利用电流的磁效应工作的,当电路中的电流通过电磁铁时,电磁铁产生磁性,吸引衔铁,使铃锤敲击铃碗发出声音,故A不符合题意;
B.手摇发电机的工作原理也是电磁感应。其通过手摇使线圈在磁场中做切割磁感线运动,从而产生感应电流,将机械能转化为电能,故B符合题意;
C.电磁起重机是利用电流的磁效应,给电磁铁通电,使其产生磁场,从而吸引钢铁等物体,故C不符合题意;
D.电动平衡车是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理工作的,通电线圈在磁场中受力转动,带动玩具车运动,故D不符合题意。
故选B。
74.(24-25九年级下·江西抚州·期中)新能源电动汽车绿色环保,出行方便,深受大家喜爱,即该汽车动力装置是电动机,当刹车时,将汽车动能转化为电能。下列所示的四个实验中与动能回收系统原理相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】汽车电动机“变身”为发电机,将汽车动能转化为电能,利用的是电磁感应的原理。
A.图中是闭合电路的部分导体做切割磁感线运动,电路中产生感应电流,是电磁感应现象原理图,是发电机的原理图,故A符合题意;
B.图中是电动机的原理图,其原理是通电导体在磁场中受力运动,故B不符合题意;
C.图中是奥斯特实验,说明通电导线周围存在着磁场,故C不符合题意;
D.图中是探究通电导线在磁场中受力的大小与电流大小的关系,是电动机的原理图,故D不符合题意。
故选A。
75.位于四川省宁南县与云南省巧家县的白鹤滩水电站是世界第二大水电站。水电站发电机的工作原理是 (填科学家名字)发现的;图 是发电机基本构造示意图。
【答案】 法拉第 乙
【详解】[1]闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,闭合电路中便有了感应电流,这种现象是电磁感应现象,据此制成了发电机,法拉第最先发现了电磁感应现象。
[2]发电机的工作原理是电磁感应,即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,而甲图中有电源是电动机,故乙图是发电机基本构造示意图。
76.(2025·湖北武汉·三模)如图所示的装置可以用来研究 (填“电动机”或“发电机”)的工作原理。若将此装置中的电源换成 ,可进一步探究发电机的工作原理。利用电磁感应原理工作的装置有 (选填“电铃”“扬声器”“电磁起重机”或“动圈式话筒”)。
【答案】 电动机 灵敏电流计 动圈式话筒
【详解】[1]由图知,电路中有电源,探究的是通电导体在磁场中会受到力的作用,这是电动机的工作原理。
[2]若将此装置中的电源换成灵敏电流计,可进一步探究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,是电磁感应现象,即发电机的工作原理。
[3]电铃和电磁起重机是利用电流的磁效应工作的;扬声器是利用通电导体在磁场中会受到力的作用工作的;动圈式话筒是利用说话时带动膜片振动,从而膜片上的线圈做切割磁感线运动产生感应电流工作的,因此工作原理是电磁感应。
题型20:电磁感应与磁场对电流的作用对比
77.(2024·辽宁辽阳·二模)电动汽车为了节能,都安装了能量回收装置,在汽车刹车时,将机械能转化为电能,为汽车提供后续的能量。下列四个装置中与此原理相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.本装置是奥斯特实验装置,说明通电导体周围存在磁场,即电流的磁效应,不是机械能转化为电能,与能量回收装置原理不同,故A不符合题意;
B.本装置是探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关的实验装置,与能量回收装置原理不同,故B不符合题意;
C.本装置是磁场对电流有力的作用的实验装置,说明通电导体在磁场中会受到力的作用,将电能转化为机械能,与能量回收装置原理不同,故C不符合题意;
D.本装置是电磁感应现象的实验装置,说明磁能够产生电,将机械能转化为电能,与能量回收装置原理相同,故D符合题意。
故选D。
78.(23-24九年级下·湖南长沙·月考)如图所示,关于电与磁的知识,下列说法正确的是( )
A.甲图中靠近的两个磁极都是S极
B.乙图装置揭示的原理可制成电动机,它是将机械能转化为内能
C.丙图中,闭合开关,小磁针N极向右偏转
D.丁图中模型的原理是通电导体在磁场中受到力的作用
【答案】C
【详解】A.由图甲可知,磁感线从左侧磁极出来,回到右侧磁极,说明左侧磁极为N极,右侧磁极为S极,故A错误;
B.乙图说明磁场对通电导体有力的作用,利用此原理制成了电动机,它是将电能转化为机械能,故B错误;
C.由安培定则可知,丙图中,闭合开关,通电螺线管的左侧为S极,由于异名磁极相互吸引,所以小磁针的N极向右偏转,故C正确;
D.丁图中线圈在磁场中转动,切割磁感线,线圈中就会产生感应电流,利用此原理制成了发电机,故D错误。
故选C。
79.如图所示的导体棒ab和cd分别置于左右两个蹄形磁铁的磁场中,两导体棒通过导线串联,G是灵敏电流计,构成一个闭合回路。
(1)使ab向 运动,或cd向 运动(前两空选填“南北”或“东西”),G的表针会发生偏转;
(2)将灵敏电流计G拆下换上干电池,电路接通瞬间,ab向东运动,则cd向 运动,此过程导体棒cd发生的能量转化是 。
【答案】 东西 南北 南 电能转化为机械能
【详解】(1)[1][2]使ab向东西运动,或cd向南北运动,导体棒均在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流,G的表针会发生偏转。
(2)[3][4]将灵敏电流计G拆下换上干电池,电路接通瞬间,cd、ab中的电流方向是一致的都是从磁体的左侧流向右侧或从右侧流向左侧,而磁场方向相同,受力方向相同,都是向磁体外部运动(ab向东、向磁场外部运动,所以cd向南运动;此过程导体棒cd发生的能量转化是电能转化为机械能。
80.小金做了一个如图所示的装置,闭合开关,用外力使导体棒ab水平向右移动,发现导体棒cd也随之运动起来,在此实验中:
(1)甲装置应用的原理是 ;
(2)乙中导体cd运动过程中,电能转化成 能;
(3)丙图是电吉他主要部件的基本结构图,当拨动金属吉他弦产生振动时,经一系列转化后将电信号转为吉他的声音信号,其工作原理与 (连填“甲”或“乙”)相同。
【答案】 电磁感应 机械 甲
【分析】(1)电磁感应现象,即闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,此时电路中就会产生感应电流,即发电机就是利用该原理制成的。
(2)直流电动机原理是通电导线在磁场中受力的作用。
(3)根据电动机和发电机的原理进行判断。
【详解】(1)[1]由题干图可知: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,导体中会有感应电流产生,这是利用电磁感应现象的原理实现的,此时导体ab相当于电源。
(2)[2]此时cd有电流通过,在磁场中受力的作用而运动,将电能转化为机械能。
(3)[3]根据图丙可知,没有电源,通过拨动弦转化为电信号,最后转为声音信号,因此该过程为电磁感应现象,与发电机原理相同,即与甲的原理相同。
1.(2025·湖南·三模)如图所示,风吹小风车,电流表的指针会发生偏转。下列说法正确的是( )
A.风车转动时将电能转化为机械能
B.为使电流表偏转更明显,可更换磁性更强的磁体
C.此装置的工作原理与扬声器的工作原理相同
D.此装置说明了通电导体周围存在磁场
【答案】B
【详解】A.风车转动带动线圈切割磁感线运动,将机械能转化为电能,故A错误;
B.增强磁场可增大感应电流,使电流表偏转更明显,故B正确;
C.此装置原理为电磁感应,扬声器的工作原理是磁场对电流有力的作用,故C错误;
D.本装置未体现电流的磁效应,不能说明通电导体周围存在磁场,故D错误。
故选B。
2.(2025·河南商丘·二模)我国古代科技展现了劳动人民的智慧。如图所示,下列应用涉及的物理知识的描述错误的是( )
A.甲图:勺柄指南是因为受到了地磁场的作用
B.乙图:大小不同的编钟振动的幅度相同时,声音的响度相同
C.丙图:人站在墙壁附近说话,声音经过多次折射后可以在围墙内的任何位置听到
D.丁图:用鼎烧水是通过热传递的方式把水烧开的
【答案】C
【详解】A.磁场对放入其中的磁体有力的作用,司南的勺柄能够指南,是因为受到了地磁场的作用,故A正确,不符合题意;
B.响度的大小与发声体的振动幅度有关,大小不同的编钟振动幅度相同,则它们发出声音的响度相同,故B正确,不符合题意;
C.人站在墙壁附近说话,由于声音经过多次反射,人可以在围墙内的任何位置都能听到声音,故C错误,符合题意;
D.用鼎烧水,因为水和热源存在温差,水通过鼎从热源中吸收热量温度升高,这是通过热传递的方式改变水的内能,故D正确,不符合题意。
故选C。
3.(2025·海南·一模)对于外地游客,旅游景区电动观光车是一种非常适合在海南岛使用的交通工具。电动观光车的主要部件是电动机,下列图片中,能够说明电动机工作原理的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】电动观光车主要依靠电动机来工作,其原理是通电导线在磁场中受力运动;
AB.该装置说明闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,电路中会产生感应电流,发电机是利用该原理制成的,故A不符合题意;
C.该装置说明通电导体在磁场中会受到力的作用,是电动机的原理,故C符合题意;
D.该装置可以探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系,故D不符合题意。
故选C。
4.(2025·湖北·二模)2025年3月14日,央视军事发布视频,展示了中国兵器装备建设工业自主研制的最新一代电磁枪,其原理主要是利用载流导体在磁场(固定线圈通电产生磁场)中受到的电磁力将弹丸发射出去。下列实验原理与电磁枪工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】电磁枪的工作原理是通电导体在磁场中受到电磁力的作用,将电能转化为机械能。
A.图中是通电螺线管,即电流的磁效应,将电能转化为磁能,与电磁枪原理不同,故A不符合题意;
B.图中是电磁感应现象,导体切割磁感线产生电流,将机械能转化为电能,与电磁枪原理不同,故B不符合题意;
C.装置为通电导体在磁场中受力运动,即将电能转化为机械能,与电磁枪原理一致,故C符合题意;
D.图中是奥斯特实验,证明电生磁,原理是电流的磁效应,与电磁枪原理不同,故D不符合题意。
故选C。
5.(2025·湖北·模拟预测)如图所示是一种轮子会发光的滑板车,无需电池即可感受到脚踏“风火轮”的效果。轮子是透明的,内有一个小装置和LED灯组成一个电路,当滑板车滑动时,轮子就会闪闪发光。下列四幅图中能反映这个小装置的工作原理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.会发光的溜冰鞋无电源,能够产生感应电流,利用的是电磁感应原理,A图中有电源,说明通电导体在磁场中受到力的作用,故A不符合题意;
B.图中没有电源,当导体AB切割磁感线运动时,电路中能产生感应电流,这是电磁感应现象,故B符合题意;
C.C图的原理是电流的磁效应,故C不符合题意;
D.D图中有电源,原理是通电导体在磁场中受到力的作用,故D不符合题意。
故选B。
6.(2025·云南玉溪·一模)如图所示,2025年春晚的机器人表演涉及到诸多电磁学知识,下列说法正确的是( )
A.机器人转手绢主要是将电能转化为内能
B.手绢转动原理与发电机工作原理相同
C.机器人内部电路接通时,导线周围会产生磁场
D.遥控机器人的电磁波信号需要借助空气才能传播
【答案】C
【详解】A.机器人转手绢是由电动机带动的,电动机工作时,主要是将电能转化为机械能,而不是内能,故A错误;
B.手绢转动是由电动机带动的,电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动;发电机的工作原理是电磁感应现象,二者原理不同,故B错误;
C.机器人内部电路接通时,导线中有电流通过,根据电流的磁效应,通电导线周围会产生磁场,故C正确;
D.遥控机器人的电磁波信号可以在真空中传播,不需要借助空气等介质,故D错误。
故选C。
7.(2025·辽宁盘锦·二模)如图所示为一种佩戴在手腕上的“计步器”,其基本构造是在一段塑料管中密封一小块磁体,管外绕着线圈。运动时,磁体在管中往复运动,线圈输出不断变化的电流,从而实现计步。下列说法正确的是( )
A.线圈中产生电流的过程将机械能转化为电能
B.线圈中产生电流的原理是电流的磁效应
C.磁体的周围存在磁场和磁感线
D.改变走路的速度,则“计步器”中的电流方向发生改变
【答案】A
【详解】运动时,磁体在管中往复运动,线圈切割磁感线产生电流,输出不断变化的电流从而实现计步,这属于电磁感应现象。
A.磁体运动驱动线圈切割磁感线,产生感应电流,该过程是将机械能转化为电能,故A正确;
B.电流的磁效应是指通电导线周围存在与电流方向有关的磁场,属于电生磁,而线圈中产生电流的原理是电磁感应,属于磁生电,故B错误;
C.磁体的周围存在真实的磁场,但磁感线是假想的模型,非真实存在,故C错误;
D.电流方向由磁场方向和切割磁感线的运动方向决定,与运动速度大小无关(速度影响电流大小),改变走路速度,电流方向不变,故D错误。
故选A。
8.(2025·福建厦门·二模)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。其中一种能量回收技术,是当汽车在滑行或制动时,内部线圈切割磁感线产生感应电流,将机械能转化为电能。如图实验中工作原理与之相同的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】能量回收技术是当汽车在滑行或制动时,内部线圈切割磁感线产生感应电流,将机械能转化为电能,这是电磁感应现象。
A.导体棒在磁场中做切割磁感线运动时,电路中产生感应电流,这是电磁感应现象,故A符合题意;
B.图中为奥斯特实验,小磁针偏转,说明通电导线有磁场,这是电流的磁效应,故B不符合题意;
C.电磁铁吸引大头针,利用的是电流的磁效应,故C不符合题意;
D.通电线圈在磁场中受力转动,电能转化为机械能,这是电动机的原理,故D不符合题意。
故选A。
9.(2025·湖北·二模)如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图,图中GMR是巨磁电阻,它的电阻在磁场中会急剧减小。如果闭合、并使滑片P向左滑动,电磁铁的磁性变 ,灯泡的亮度变 。
【答案】 大 大
【详解】[1]电磁铁的磁性与通过的电流大小有关,如果闭合、并使滑片P向左滑动,该电路中的电阻变小电流变大,电磁铁的磁性变大。
[2]由于电磁铁的磁性变大,巨磁电阻在磁场中会急剧减小,指示灯所在电路的电阻变小电流变大,灯泡的亮度变大。
10.(2025·湖北·三模)如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图,图中GMR是巨磁电阻,它的电阻在磁场中会急剧减小。如果闭合、并使滑片P向左滑动,电磁铁的磁性变 ,灯泡的亮度变 。
【答案】 强 亮
【详解】[1][2]当滑片P向左移动时,滑动变阻器阻值变小,根据可知,电流变大,通电螺线管磁性增强;由于巨磁电阻随着磁场增强而急剧减小,又根据可知,电流变大,灯变亮。
11.(2025·辽宁盘锦·二模)如图所示,是某同学在科技节上展示的自制电风扇作品结构图。闭合开关,线圈开始转动,磁场对线圈 (选填“有”或“无”)作用力。该电风扇电阻为50Ω,当它接在220V的电路时,电流为0.2A,则正常工作100s产生的热量为 J。
【答案】 有 200
【详解】[1]电风扇的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用,闭合开关,线圈中有电流通过,通电线圈会在磁场受力转动。
[2]电风扇正常工作产生的热量为
12.(2025·河北·一模)根据图,回答下列问题。
如图所示,这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。闭合开关S后,发热电阻工作,水银温度计示数升高。当示数达到 ℃时,控制电路开始工作,电磁铁将衔铁吸起,发热电阻就停止加热。控制电路工作时,电磁铁的右端为 (选填“N”或“S”)极。要增强电磁铁的磁性,请你给出一种可行的方案: 。
【答案】 90 N 增大控制电路电源电压
【详解】[1]闭合开关S后,发热电阻工作,水银温度计示数升高。当示数达到90℃时,控制电路接通,电磁铁产生磁性,将衔铁吸起,工作电路断开,发热电阻就停止加热。
[2]控制电路工作时,电流从左端流进右端流出,根据安培定则可知,电磁铁的右端为N极。
[3]电磁铁的磁性强弱与电流的大小,线圈的匝数多少等有关,要增强电磁铁的磁性,可以增大控制电路的电流,可行的方案是:增大控制电路电源电压。
13.(2025·山东德州·二模)如图甲是桌面摆件悬空灯泡,图乙是其结构图。小磁针靠近底座静止时如图所示,请在图中标出:(1)灯泡底部的磁极(用“N”或“S”表示);(2)电磁铁电源上方的极性(用“+”或“-”表示);
【答案】
【详解】根据磁极间的相互作用规律,异名磁极相互吸引,通电螺线管的下端是N极,上端是S极,同名磁极互相排斥,灯泡才能悬起来,所以灯泡的底端也是S极;根据安培定则,伸出右手握住通电螺线管,大拇指指向N极,所以电源下端是正极,上端是负极。如图所示:
14.(2025·河南洛阳·二模)下图是小洛制作的泡沫指南针,放在水中,闭合开关后,A端会指向地理南极。请在虚线框内画出电源的符号,并标出图中磁感线的方向。
【答案】
【详解】小洛制作的泡沫指南针,放在水中,闭合开关后,A端会指向地理南极,地理南极在地磁北极附近,由异名磁极相吸引得,A端为S极,则螺线管的下端为N极,由右手螺旋定则得,电流从螺线管的下端流入,上端流出,则电源的下端为正极,上端为负极,如图所示:
15.(2025·贵州遵义·二模)如图甲所示为探究电磁感应现象示意图,当导线a向箭头所示方向运动时,电路中可产生感应电流。为了使电路中的电流方向与图甲相反,请你在图乙中用箭头标出导体a的运动方向和磁体对应的极位置。
【答案】/
【详解】当导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流。感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向有关。为了使电路中的电流方向与图甲相反,可以通过改变导体的运动方向或改变磁体的、极位置来实现。在图乙中,为了使电流方向与图甲相反,可以将导体的运动方向改为向左,或者将磁体的、极位置互换。
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