专题18 电与磁（培优讲义）（5考点+6命题突破+2个难点）（全国通用）2026年中考物理一轮复习高效培优系列

专题18 电与磁 目 录 目标导图 考点深解 考点1 磁现象与磁场（核心基础） / 考点2 电生磁（安培定则应用，高频考点） 考点3 电磁感应（重点应用） / 考点4 磁场对电流的作用（重点应用） 考点5 电磁铁与电磁继电器（基础考点） 命题突破 突破1 磁现象与磁场的理解 / 突破2 安培定则的应用（核心题型） 突破3 电磁感应与磁场对电流作用的辨析 / 突破4 电磁铁与电磁继电器的工作原理 突破5 电与磁实验的操作与分析 / 突破6 电与磁在生活中的应用（综合题型） 重难攻坚 难点1 含电磁继电器电路的动态分析 / 难点2 电与磁综合分析与应用 练测提能 1.主线：磁现象的基本认知（磁体、磁场）→ 电与磁的相互转化（电生磁、磁生电、磁场对电流作用）→ 实际应用（电磁铁、电磁继电器、发电机、电动机）→ 实验探究→ 综合应用； 2.关键线索：电与磁相互转化是核心，需区分三大核心原理的方向（电生磁：电流→磁场；磁生电：磁场→电流；磁场对电流作用：磁场+电流→力）；安培定则是判断电生磁方向的关键工具；电磁感应与磁场对电流作用的核心区别在于“是否需要电源”“能量转化方向”“实际应用场景”；电磁铁的特性（磁性强弱可控制）是电磁继电器的工作基础。 ◇考点 1 磁现象与磁场（核心基础） 1. 基本磁现象 （1）磁体：具有磁性（吸引铁、钴、镍等物质的性质）的物体，分为天然磁体（如磁铁矿）和人造磁体（如条形磁体、蹄形磁体）； （2）磁极：磁体上磁性最强的部分，分为N极（北极）和S极（南极）；磁体两端磁性最强，中间磁性最弱； （3）磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引（中考常考判断类题型，需注意“磁体吸引不带磁的铁类物质”与“异名磁极吸引”的区别）； （4）磁化：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程（如用磁铁摩擦铁钉，铁钉会被磁化）；磁化后的物体磁性可能保持（永磁体）或暂时消失（软磁体）。 2. 磁场与磁感线 （1）磁场：磁体周围存在的一种看不见、摸不着的物质，能对放入其中的磁体产生磁力的作用；磁场是真实存在的； （2）磁场的方向：规定小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向； （3）磁感线：为了形象描述磁场的分布和方向而引入的假想曲线，不是真实存在的；磁感线的特点：① 闭合曲线，在磁体外部从N极出发回到S极，在磁体内部从S极出发回到N极；② 磁感线的疏密程度表示磁场的强弱（磁感线越密，磁场越强）；③ 磁感线不相交、不重合； （4）常见磁体的磁感线分布： 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. 地磁场 （1）定义：地球周围存在的磁场，相当于一个巨大的条形磁体，地磁的北极在地理南极附近，地磁的南极在地理北极附近； （2）磁偏角：地理两极与地磁两极并不重合，它们之间的夹角叫做磁偏角（最早由我国宋代科学家沈括发现）； （3）应用：指南针（小磁针静止时N极指向地理北极，实质是指向地磁南极）。 易｜错｜提｜醒 1. 磁感线认知误区：认为“磁感线是真实存在的”（错误，磁感线是假想曲线，磁场才是真实存在的）； 2. 磁极作用误区：将“磁体吸引铁类物质”误认为“异名磁极相互吸引”（错误，不带磁的铁类物质被磁体吸引是磁化现象，并非磁极间的作用）； 3. 地磁场误区：认为“地磁北极在地理北极附近”（错误，地磁北极在地理南极附近，二者相反）； 4. 磁场方向误区：将小磁针静止时S极所指方向当作磁场方向（错误，应为N极所指方向）。 ◇考点 2 电生磁（高频考点） 1. 电流的磁效应（奥斯特实验） （1）实验结论：通电导线周围存在磁场，磁场的方向与电流的方向有关（电流的磁效应，奥斯特首次揭示了电与磁的联系）； （2）实验现象：将通电导线平行放在小磁针上方，小磁针会发生偏转；改变电流方向，小磁针偏转方向也改变； （3）注意：实验中导线需平行于小磁针，且在小磁针上方（或下方），才能明显观察到偏转现象。 2. 通电螺线管的磁场 （1）磁场特点：通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场相似，两端磁性最强（为磁极），中间磁性最弱； 通电螺线管周围的磁场 条形磁体周围的磁场 （2）磁极判断：用安培定则（右手螺旋定则）判断，具体步骤：① 右手握住螺线管，让四指弯曲的方向与螺线管中电流的方向一致；② 大拇指所指的那端就是螺线管的N极； （3）影响通电螺线管磁性强弱的因素：① 电流大小（在匝数、铁芯相同的情况下，电流越大，磁性越强）；② 线圈匝数（在电流、铁芯相同的情况下，匝数越多，磁性越强）；③ 有无铁芯（在电流、匝数相同的情况下，有铁芯时磁性更强）； （4）电流方向与螺线管磁极的关系：改变电流方向，螺线管的N、S极会相互调换。 3. 安培定则的应用场景 （1）已知电流方向，判断螺线管的磁极；（2）已知螺线管的磁极，判断电流方向；（3）已知电流方向和磁极，判断螺线管的绕线方式（中考常考综合类题型）。 易｜错｜提｜醒 1. 安培定则操作误区：用左手握住螺线管（错误，必须用右手）； 2. 电流方向判断误区：混淆螺线管线圈上电流的环绕方向（需注意线圈的绕线方式，是从螺线管前端正面绕入，还是背面绕入）； 3. 磁性强弱影响因素误区：认为“螺线管的磁性强弱只与电流大小有关”（错误，还与匝数、有无铁芯有关）； 4. 奥斯特实验误区：认为“任何情况下通电导线都能使小磁针偏转”（错误，导线需平行于小磁针，且在小磁针附近）。 ◇考点 3 电磁感应（重点应用） 1. 电磁感应现象（法拉第实验） （1）实验结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流（这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流）； （2）产生感应电流的条件（缺一不可）：①电路必须闭合；②导体必须是闭合电路的一部分；③导体必须在磁场中做切割磁感线运动； （3）感应电流的方向影响因素：①导体切割磁感线的方向；②磁场的方向（改变其中一个因素，感应电流方向改变；同时改变两个因素，感应电流方向不变）。 2. 电磁感应的能量转化 机械能转化为电能（如发电机工作时，外力带动导体切割磁感线，将机械能转化为电能）。 3. 实际应用：发电机 （1）工作原理：电磁感应现象； （2）构造：主要由定子（固定的磁体）和转子（转动的线圈）组成； （3）特点：发电机工作时不需要电源（与电动机的核心区别）； （4）电流类型：交流发电机产生交流电（电流方向周期性变化），直流发电机产生直流电（通过换向器改变电流方向）。 4. 电磁感应的拓展应用 动圈式话筒（麦克风）：声音振动带动膜片振动，膜片带动线圈在磁场中切割磁感线，产生感应电流，将声信号转化为电信号（利用电磁感应原理）。 易｜错｜提｜醒 1. 感应电流产生条件误区：① 认为“闭合电路的导体在磁场中运动就会产生感应电流”（错误，必须做切割磁感线运动）；② 认为“不闭合电路的导体切割磁感线会产生感应电流”（错误，电路不闭合只会产生感应电压，不会产生感应电流）； 2. 能量转化误区：将电磁感应的能量转化记为“电能转化为机械能”（错误，应为机械能转化为电能）； 3. 应用误区：混淆发电机与电动机的工作原理（发电机用电磁感应，电动机用磁场对电流的作用）； 4. 方向影响因素误区：认为“改变导体切割速度会改变感应电流方向”（错误，速度影响感应电流大小，不影响方向）。 ◇考点 4 磁场对电流的作用（重点应用） 1. 磁场对电流的作用 （1）实验结论：通电导体在磁场中会受到力的作用（力的方向与电流方向、磁场方向有关）； （2）力的方向影响因素：① 电流的方向；② 磁场的方向（改变其中一个因素，受力方向改变；同时改变两个因素，受力方向不变）； （3）注意：通电导体在磁场中受力的大小与电流大小、磁场强弱有关（电流越大、磁场越强，受力越大）。 2. 磁场对电流作用的能量转化 电能转化为机械能（如电动机工作时，消耗电能，获得机械能）。 3. 实际应用：电动机 （1）工作原理：磁场对通电导体的作用； （2）构造：主要由定子（固定的磁体）、转子（转动的线圈）和换向器组成； 转子 定子 （3）换向器的作用：当线圈转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，使线圈持续转动（若没有换向器，线圈转过平衡位置后会反向转动，无法持续工作）； （4）特点：电动机工作时需要电源（与发电机的核心区别）。 4. 磁场对电流作用的拓展应用 动圈式扬声器（喇叭）：电信号通过线圈，线圈在磁场中受到力的作用而振动，振动带动纸盆振动，将电信号转化为声信号（利用磁场对电流的作用原理）。 5. 电磁感应与磁场对电流作用的核心区别（表格梳理） 对比项目 电磁感应 磁场对电流的作用 核心原理 磁生电 电生磁后受力 是否需要电源 不需要 需要 能量转化 机械能→电能 电能→机械能 实际应用 发电机、动圈式话筒 电动机、动圈式扬声器 关键条件 闭合电路、部分导体、切割磁感线 通电导体、磁场 现象特征 产生电流 导体运动（受力） 易｜错｜提｜醒 1. 原理混淆误区：将电动机原理记为电磁感应，发电机原理记为磁场对电流的作用； 2. 能量转化误区：将电动机的能量转化记为“机械能→电能”，发电机的记为“电能→机械能”； 3. 换向器作用误区：认为“换向器的作用是改变磁场方向”（错误，是改变线圈中的电流方向）； 4. 受力方向误区：认为“改变导体中的电流大小会改变受力方向”（错误，电流大小影响受力大小，不影响方向）。 ◇考点 5 电磁铁与电磁继电器（基础考点） 1. 电磁铁 （1）构造：由通电螺线管和铁芯组成（铁芯通常由软铁制成，软铁磁化后磁性易消失，断电后电磁铁磁性立即消失）； （2）工作原理：电流的磁效应（通电时有磁性，断电时无磁性）； （3）特性（与永磁体相比的优势）：① 磁性有无可由电流通断控制；② 磁性强弱可由电流大小、线圈匝数控制；③ 磁极方向可由电流方向控制； （4）应用：电磁起重机、电铃、电磁继电器、磁悬浮列车等。 2. 电磁继电器 （1）构造：由控制电路（电源、开关、电磁铁）和工作电路（用电器、电源、触点）组成； （2）工作原理：利用电磁铁的磁性控制工作电路的通断；具体过程：① 闭合控制电路开关，电磁铁有磁性，吸引衔铁；② 衔铁带动触点动作，使工作电路接通（或断开）；③ 断开控制电路开关，电磁铁无磁性，衔铁在弹簧作用下复位，工作电路断开（或接通）； （3）核心作用：① 自动控制（如温度自动控制、光控开关）；② 远距离控制（用低压控制电路控制高压工作电路，保证安全）；③ 放大电流（用小电流控制大电流）。 3. 电磁继电器的电路分析要点 （1）区分控制电路和工作电路（控制电路有电磁铁，工作电路有用电器）； （2）判断控制电路通断时，电磁铁磁性的有无变化； （3）根据磁性变化判断衔铁动作方向，进而判断工作电路的通断状态。 易｜错｜提｜醒 1. 电磁铁特性误区：认为“电磁铁断电后仍有磁性”（错误，软铁铁芯的电磁铁断电后磁性立即消失）； 2. 磁性强弱影响因素误区：忽略“铁芯”对电磁铁磁性的影响（有铁芯时磁性远强于无铁芯）； 3. 电磁继电器电路误区：混淆控制电路和工作电路的电源（控制电路通常是低压电源，工作电路可是高压电源）； 4. 工作过程误区：认为“电磁继电器的衔铁动作是靠弹簧的拉力”（错误，衔铁动作是靠电磁铁的吸引力，复位才靠弹簧拉力）。 1．（24-25九年级上·河南濮阳·期末）下图是一种水位自动报警器原理图，关于它的工作原理，下列说法正确的是（　　） A．水位升高到金属块A时，绿灯亮 B．水位升高到金属块A时，电磁铁通电 C．水位没有到达金属块A时，电磁铁上端为N极 D．为使报警器在更低的水位能报警，可以下降B的高度 2．（24-25九年级上·河北邯郸·期末）真理不能单靠“思维”来获得，还应致力于观察和实验。如图所示，有关电与磁的实验，下列分析正确的是（　　） A．甲图说明通电导体周围存在磁场，将小磁针移走，磁场消失 B．乙图中地磁场的形状跟条形磁体外部的磁场相似，地磁场的北极在地理南极附近 C．丙图中的动圈式话筒的工作原理是通电导线在磁场中受力转动 D．丁图中若把磁极和电源的正、负极同时对调，闭合开关，导体棒的运动方向会改变 3．（24-25九年级上·河南·期末）如图，将强磁体靠近正在发光的白炽灯，观察到白炽灯的灯丝晃动。下列哪个装置是由此原理制成的（    ） A．电磁铁 B．发电机 C．电动机 D．动圈式话筒 4．（2025·陕西西安·三模）小明在科技活动中自制了如图所示的“指南鱼”，得到很多同学的喜欢。他将一个薄铁片剪成鱼的形状，用磁体磁化后，放入水中漂浮，多次将“指南鱼”旋转，静止后，鱼头总能指向北方。下列说法正确的是（　　） A．“指南鱼”的鱼尾应该标注S极 B．“指南鱼”也可以用铜片制作 C．“指南鱼”被磁化后具有磁性，周围存在磁场和磁感线 D．“指南鱼”漂浮在水中受到的浮力与重力是一对相互作用力 5．（24-25九年级上·河北廊坊·期末）如图是小明为某仓库设计的温度报警电路。R1为热敏电阻，其阻值随温度的变化而变化；R2为可调电阻。温度正常时指示灯L发光，当温度升高到报警温度时，指示灯熄灭，蜂鸣器报警。下列判断正确的是（    ） A．R1的阻值随温度的升高而增大 B．温度升高过程中，电磁铁磁性增强 C．若要调低报警温度，可将R2的阻值调大 D．若控制电路电源电压降低，报警温度将降低 6．（24-25九年级上·河南新乡·期末）如图所示为车库积水自动报警装置原理图，A、B位置可以安装电铃或者LED灯。当车库没有积水时LED灯亮，有积水时电铃响。则电铃应接在 （选填“A”或“B”），已知LED灯的规格为“12V 6W”，灯泡正常发光时的电流是 A。 7．（24-25九年级下·全国·期末）如图，向 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磁场的强弱有关；向 移动滑动变阻器的滑片，导线AB受力摆动幅度也增大。 8．（25-26九年级上·黑龙江哈尔滨·期末）如图为一螺线管，在螺线管周围的不同位置放上小磁针，接通电路，小磁针静止时的指向如图所示，由此可知通电螺线管的右端是 极，电源的左侧为 极，把电池的正负极对调，再进行实验，可探究通电螺线管外部磁场方向与 方向是否有关。 9．（24-25九年级上·山东威海·期末）小明为抽屉设计了一个简易防盗报警器，并将它安装在抽屉内。报警器原理图如图，光敏电阻的阻值随光照强度的增大而变小。合上抽屉时，电磁铁磁性 （选填“增强”“减弱”“不变”）。为使电铃更容易响起，可将的阻值 （选填“增大”“减小”）。 10．（24-25九年级上·广东惠州·期末）如图所示是直流电铃的原理图，当开关闭合时，电磁铁吸引衔铁，从而使锤敲击铃碗发声，这是利用电流的 效应原理工作的；当电流通过电磁铁时，电磁铁的端为 （选填“N”或“S”）极。当小锤敲打铃碗时，电磁铁 （填“有”或“没有”）磁性。 11．（25-26九年级下·全国·单元测试）如图所示，电流表接线正确，请在图中标出A处磁感线的方向和小磁针的N极。 ◇突破 1 磁现象与磁场的理解 典例1（2025·江苏无锡·中考真题）如图所示，是我国宋代的指南龟，将条形磁石装入木龟腹内，针的尖端与磁石接触后被磁化。将指南龟装于竹针之上，使竹针尖撑于龟体的重心正上方某点，水平放置并拨动指南龟，静止后针尾指南。下列说法中正确的是（　　） A．针是铜制成的 B．针尖接触的是磁石的N极 C．针尾指南是受到地磁场的作用 D．若稍倾斜木板，则指南龟静止时一定会倾斜 变式1-1（2025·陕西西安·三模）小明在科技活动中自制了如图所示的“指南鱼”，得到很多同学的喜欢。他将一个薄铁片剪成鱼的形状，用磁体磁化后，放入水中漂浮，多次将“指南鱼”旋转，静止后，鱼头总能指向北方。下列说法正确的是（　　） A．“指南鱼”的鱼尾应该标注S极 B．“指南鱼”也可以用铜片制作 C．“指南鱼”被磁化后具有磁性，周围存在磁场和磁感线 D．“指南鱼”漂浮在水中受到的浮力与重力是一对相互作用力 变式1-2（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 ◇突破 2 安培定则的应用 典例2（2025·江苏苏州·中考真题）如图是控制车辆进出的电动闸门设计图，抬杆质量分布均匀，长度为，重为，在最右端B点处悬挂一重为的铁柱，B点到支点O的距离为。开关S闭合后，调节滑动变阻器使抬杆处于水平静止状态。（忽略支点O处的摩擦） (1)电磁铁上端为 极； (2)此时电磁铁对铁柱的吸引力为 N； (3)要使抬杆A端从图示位置向上抬起，滑动变阻器的滑片P应向 端移动。 变式2-1（2025·湖北·一模）如图所示，GMR是巨磁电阻，它的阻值随磁场的增强而减小。开关S1和S2同时闭合，电磁铁右端为 极，将滑片向右移动，GMR的电阻 （填“变大”“不变”或“变小”），指示灯 （填“变亮”“变暗”或“亮度不变”）。 变式2-2（2025·安徽宿州·一模）如图所示，一条形磁体静止在水平桌面上，电磁铁正对着条形磁体。闭合开关后，条形磁体受到的摩擦力方向向 （选填“左”或“右”）。 ◇突破 3 电磁感应与磁场对电流作用的辨析 典例3（2025·黑龙江哈尔滨·中考真题）下列实验装置能体现电动机工作原理的是（　　） A． B． C． D． 解｜题｜思｜维 在分析具体问题，如判断某个实验装置是体现电磁感应还是磁场对电流的作用，首先要观察电路中是否有电源：若电路中没有电源，且存在导体在磁场中做切割磁感线运动，并产生了感应电流，则为电磁感应现象；若电路中有电源，给导体通入电流后导体在磁场中发生了运动，则为磁场对电流的作用。 变式3-1（2025·湖北·三模）2024年春晚节目中，杭州宇树机器人扭秧歌的舞蹈大放异彩，其动力核心部件是直流电机，直流电机工作时，将电能转换成机械能。下列实验中，能说明电动机工作原理的是（　　） A． B． C． D． 变式3-2（2025·湖南湘潭·模拟预测）如图所示手电筒，只要将它来回摇动，小灯泡就能发光，能说明该手电筒工作原理的装置图是（　　） A．B．C． D． ◇突破 4 电磁铁与电磁继电器的工作原理 典例4（2025·四川广元·中考真题）如图所示是某学校路灯的智能照明电路。S为光敏开关，天暗时S自动断开，天亮时S自动闭合；R为滑动变阻器。下列说法正确的是（   ） A．天亮时，电磁铁的上端是北极 B．天亮时，将R的滑片P向上滑动，电磁铁磁性变强 C．天暗时，衔铁被电磁铁吸引，触点c与a接触 D．天亮时，电磁铁外部磁感线从上端出发回到下端 变式4-1（2025·陕西西安·二模）兴趣小组利用电磁继电器（电磁铁线圈电阻不计）制作了具有加热、保温功能的恒温加热器，其简化电路如图所示，控制电路中为热敏电阻（可感受恒温加热器内温度，其阻值随温度的升高而减小）。当闭合时，螺线管的上端相当于条形磁体的 （填“N”或“S”）极，加热器内温度逐渐升高，螺线管产生的磁场会 （选填“增强”、“不变”或“减弱”）。 变式4-2（2025·福建福州·一模）如图甲为可燃气体浓度报警器的工作原理图，气敏电阻阻值随可燃气体浓度的变化关系如图乙所示。当环境中可燃气体的浓度超过4%的预设报警值时，报警器红灯亮，发出报警信号。已知触发电磁继电器工作的电流为0.2A，滑动变阻器R2的最大阻值为100Ω，线圈A电阻忽略不计。工作电路中的 （选填“L1”或“L2”）是红灯。控制电路的电源电压可调范围为 V。 ◇突破 5 电与磁实验操作与分析 典例5（2025·江苏淮安·中考真题）“探究通电螺线管外部磁场的特点”的实验装置如图甲所示。 (1)在用铁屑探究螺线管外部磁场分布时，需要经历下列步骤：①轻敲有机玻璃板，观察铁屑分布；②将铁屑均匀撒在有机玻璃板上；③闭合开关。三个步骤合理的顺序是 （填序号）； (2)经过对铁屑分布的观察，发现通电螺线管外部磁场与 磁体周围磁场分布相似； (3)把小磁针放在螺线管四周不同的位置，通电后，小磁针分布如图乙所示，发现通电前后A、B两个小磁针未发生明显偏转，此时的螺线管可能是向 （选填“南北”或“东西”）方向放置的； (4)根据图丙中小磁针静止时的指向，在括号中标出电源左端的极性； (5)未来，科学家想研究月球是否也像地球一样是一个磁体，在月球科研站内将小磁针放在不同位置，若观察到 现象，则说明月球也是一个磁体。 变式5-1（2025·吉林·一模）在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中： (1)如图甲所示，闭合开关，导体棒沿上下、前后方向运动时，电流表指针都不发生偏转；沿 方向运动时，电流表指针会发生偏转。 (2)断开开关，无论磁体如何放置、导体棒怎样运动，电流表指针都不发生偏转，由此得出结论： 电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生感应电流。 (3)请在图乙中标出经过A点的磁场方向 。 (4)该实验在探究过程中，是将 能转化成电能。 变式5-2（2025·陕西西安·模拟预测）某同学做“探究通电螺线管外部磁场特点”的实验（小磁针深色的一端是N极）。 (1)实验中通电螺线管周围的铁屑分布如图甲所示，只利用铁屑的排列 判断磁场方向（选填“能”或“不能”）。 (2)在探究通电螺线管外部磁场的方向实验中，在螺线管周围放置一些小磁针，通电后，小磁针的偏转情况如图乙所示，此时通电螺线管的左端是 极，由大量相关实验推理可知通电螺线管外部磁场的方向是由螺线管的N极指向S极。其他条件不变，只改变螺线管中的电流方向，通电螺线管周围各小磁针的偏转情况如图丙所示。由图乙和图丙所示实验可知：通电螺线管外部磁场的方向与螺线管中的 有关。 (3)完成上述实验后，该同学想继续做“探究感应电流的方向与什么因素有关？”的实验。如图﹣1，蹄形磁体水平放置，此装置中蹄形磁体两个磁极正对区域的磁感线方向是向 （选填“上”或“下”）的，记录实验现象如表： 实验次数 开关状态 磁极位置 导体ab运动方向 灵敏电流计指针偏转方向 1 闭合 上N下S 向左运动 向右偏转 2 闭合 上S下N 向左运动 向左偏转 3 闭合 上S下N 向右运动 向右偏转 对比第1、2两次实验可知，感应电流的方向与 方向有关；对比 两次实验可知，感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关； (4)该同学又将实验装置改装如图﹣2，闭合开关，水平向右拨动导体棒ab，发现导体棒cd也随之运动起来，该装置中导体棒cd的工作原理与 （选填“电动机”或“发电机”）的工作原理相同。 ◇突破 6 电与磁在生活中的应用 典例6（2025·山东滨州·中考真题）如图是实验室电流表的内部结构图，磁场内的线圈中有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转。线圈中电流越大，指针偏转角度就越大。下列选项中与其工作原理相同的是（　　） A．电磁铁 B．电磁继电器 C．电动机 D．发电机 变式6-1（2025·安徽六安·三模）磁浮列车悬浮在轨道上行驶，大大减小了列车受到的阻力。磁浮列车有“常导磁吸型”和“超导磁斥型”两种，如图所示的磁浮列车属于 （选填“磁吸型”或“磁斥型”）。 变式6-2（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 ◇难点 1 含电磁继电器电路的动态分析 典例7（2025·四川凉山·中考真题）传感器在“物联网”中担负着信息采集的重要任务，可以实现“提醒”和“报警”功能。某型号的温度自动报警装置由热敏电阻作为传感器制作而成，其简易电路图如下。已知热敏电阻R1的阻值随温度升高而减小，若电源电压保持不变，滑动变阻器R的滑片P在某位置不变，闭合开关S1和S2，此时装置未报警。下列说法正确的是（　　） A．该装置中电磁铁的工作原理与发电机工作原理相同 B．若温度升高，流过电磁铁的电流变小，电磁铁磁性变弱 C．若温度降低到一定程度，该报警器会发送报警信息 D．若滑动变阻器R的滑片P向左移动一段距离，则报警的最低温度将会升高 解｜题｜思｜维 电磁铁磁性的变化会导致其对衔铁的吸引力发生改变，当吸引力足够大时，衔铁被吸下，工作电路的触点开关状态改变（如从断开变为闭合，或从常闭触点切换到常开触点），从而实现工作电路中用电器（如灯泡、电铃、电动机等）的工作状态变化。 变式7-1（多选）（2025·湖南怀化·模拟预测）创新实践小组为蔬菜大棚设计自动降温系统，简化电路如图1所示。工作电路中，喷雾器甲和排风扇乙的额定电压均为220V，额定功率分别为220W和110W；控制电路中，电源电压恒为36V，为保护电阻，热敏电阻R的阻值随温度变化关系如图2所示。当大棚内气温达到30℃时，控制电路电流达到0.08A，电磁铁吸合衔铁；当电流降至0.075A时，衔铁释放。忽略线圈电阻，下列说法正确的是（　　） A．排风扇正常工作1h消耗的电能为0.11kW·h B．的电阻为 C．当温度升高时，控制电路的电流减小 D．衔铁被吸合时，工作电路中的喷雾器和排风扇同时工作 变式7-2（2025·陕西西安·三模）我市装有多座过街天桥，极大方便了行人的出行。阴雨天时，空气潮湿，能见度低，路面湿滑，保证行人上下天桥时的安全，需在天桥入口处设置警示灯。图甲是某同学为此设计的部分模拟电路，电磁铁及触点1固定不动，衔铁可在电磁铁作用下上下运动，带动铜棒OF绕O点运动。该电路中需用到阻值随空气湿度变化的湿敏电阻，将湿敏电阻接在电路中图中未画出，闭合开关S，当空气湿度小于设定值时，警示灯随湿度变化而自动调整亮度；当空气湿度增大到设定值时，警示灯能不断闪烁。图乙是可供选择的两种湿敏电阻的阻值随湿度变化关系的图像。忽略电磁铁线圈电阻，灯泡阻值不变，以下说法正确的是（　　） A．应选作为该电路的湿敏电阻 B．在M、N、Q三处位置中，湿敏电阻应安装在Q处 C．小于设定值时，湿度越小警示灯越亮 D．向左移动滑片P，可使警示灯在较小湿度下实现闪烁 ◇难点 2 电与磁综合分析与应用 典例8（2025·山东烟台·中考真题）为了节约电能又不影响照明，工人师傅设计出一个路灯改造方案。此前，每个路灯装有一只“220V  100W”的灯泡L0。此次改造要为每个路灯加装一只相同规格的灯泡L，并安装一个电磁控制感应装置，当夜幕降临时，光控开关闭合，路灯处于低功率的柔光状态；当行人走进感应区时，灯光瞬间变亮，离开感应区时，路灯又恢复原来的柔光状态。图甲是设计的电路（加装的灯泡L未画出），控制电路的电源电压恒为4.5V，压敏电阻R的阻值随压力大小变化的图像如图乙所示，当通过电磁铁的电流等于或大于临界值时，衔铁会被电磁铁吸引而转换触点。工作电路的电源电压220V不变，不考虑灯丝电阻变化，电磁铁线圈电阻忽略不计。 (1)为达到改造要求，工人师傅需要将灯泡L接在电路中 （选填“A”或“B”）处。从安全用电角度考虑，工作电路的导线 （选填“C”或“D”）端应接火线。 (2)若控制电路中R1接入的阻值为55Ω，当感应区上受到的压力时，衔铁被电磁铁吸引转换触点，则感应装置中电磁铁的电流临界值是多少？保持电磁铁电流临界值不变，要想让重力更小的人经过感应区时路灯变亮，写出一种可行的改进办法。 (3)若某路灯每天工作总时间为10h，处于柔光状态的时间累计为8h，求改造后这个路灯在六月份（30天）节约的电能（控制电路消耗的电能忽略不计）。 (4)如图丙所示，在方案实施过程中，工人师傅改装完某处的路灯后，需要把重为200N的材料车沿倾斜路面推至下一路灯处，M、N是途经的两点。已知MN两点间的距离为20m，竖直的灯杆与路面夹角为，材料车受到的摩擦力大小是其重力的0.05倍。假设推力F的方向始终与倾斜路面平行，求工人师傅将材料车从M点匀速推至N点的过程中推力F做的功。 变式8-1（2025·河南濮阳·二模）如图甲所示为物理学习小组设计的电热水壶电路，它由工作电路和控制电路组成，具有加热和保温功能。其中工作电路电源电压为220V，R2、R3为电加热丝，加热功率为1210W，保温功率为100W。控制电路中的Rt为热敏电阻，其阻值随水温变化的关系如图乙所示，R1为滑动变阻器。电磁铁产生的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图丙所示，电磁继电器线圈的电阻忽略不计，衔铁只有在不小于3N吸引力的作用下才能被吸下。求： (1) R3的阻值是多少？ (2)将滑动变阻器R1的阻值调整到40Ω，可将电水壶的保温温度设定为40℃，则控制电路中的电源电压U多大？ (3)已知电热水壶的加热效率为80%，用加热档将2kg的水由25℃加热至65℃，用时7min，则工作电路的实际加热功率多大？[] 变式8-2（2025·湖南长沙·三模）在科技小组开展的“设计一款多功能电热水器”项目活动中，规定使用两种不同规格的纯电阻发热体和放在水箱中，其中，。小青同学提交的初步设计简化电路如图甲，后来考虑到实际应用中自动控制与快速加热的需求，他又将设计电路修改为如图乙，热敏电阻阻值随温度变化的关系如图丙所示；为可调电阻，用来设定电热水器的水温；电磁铁线圈电阻忽略不计。各电路中的电源电压如图所示且都保持不变。 (1)图甲设计中，开关均闭合时电路工作100s所消耗的电能为多少J？ (2)图乙设计中，加热至60℃时，自动进入保温模式，此时电磁继电器线圈的电流达到30mA，的阻值应该调至多少Ω？ (3)小青比较了以上两种设计的工作电路所消耗的总功率，发现两者最接近时比值为10∶11。请计算得出图甲设计中电路正常工作保温挡时的总功率。 1．（2025·福建厦门·二模）“四川舰”是全球首次采用电磁弹射技术的两栖攻击舰。电磁弹射器的弹射车处于强磁场中，当弹射车内的导体中有强电流通过时，弹射车就给舰载机提供强大的推力使舰载机快速起飞。如图各实验中与弹射器主要工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 2．（2025·湖北·三模）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． 3．（2025·陕西·模拟预测）小庆为禽蛋孵化箱设计了如图甲所示的温控装置。其中为热敏电阻，其阻值随温度变化的曲线如图乙所示。已知电磁继电器的线圈电阻R0为50Ω，左侧控制电路的电源电压为7V。当继电器线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸下，右侧工作电路就断开。下列说法正确的是（　　） A．热敏电阻的阻值随温度的升高而不断地增大 B．若增加电磁铁中线圈的匝数，该装置控制的温度上限将升高 C．根据图乙可知该装置可将孵化箱温度控制在40℃以下 D．若想适当降低孵化器的温度，可在控制电路中串联接入一个电阻 4．（2025·陕西·模拟预测）榆林市位于陕西北部，冬季较为寒冷，故不少家庭都有一款具有加热功能的足浴盆。某款足浴盆可以将水加热到设定的温度，其简化电路如图，其中所有电源电压恒定，为滑动变阻器，表格为温控电阻的阻值随温度变化的关系，置于温度检测区域。工作电路接通时，通过断开或闭合，可使足浴盆处于单加热状态或红外理疗状态。已知电热丝的电阻是55Ω，红外理疗装置的电功率是20W，水温达到设定温度时衔铁弹起。下列说法正确的是（   ） /Ω 145 120 98 80 67 58 50 43 37 33 30 28 温度/℃ 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 A．电磁继电器的原理是电流磁效应，该原理由法拉第发现 B．在不变的情况下，温度升高，两端的电压随之降低 C．足浴盆处于红外理疗状态时，工作电路5min消耗的电能为 D．电阻阻值越小，足浴盆的设定温度越低 5．（2025·陕西西安·模拟预测）翱翔科技小组为生物实验室的鱼缸设计了一款自动控温装置，它可以根据水温自动启动和关闭加热棒。如图-1，控制电路电源电压恒为6V，R是电阻箱，是置于鱼缸里检测水温的热敏电阻，其阻值与温度的关系如图-2。当电磁铁线圈中的电流时，铁质开关被吸起，关闭加热棒；当电流时，K被释放，启动加热棒，从而控制缸内水温保持在一定范围内，电磁铁线圈电阻忽略不计。下列说法不正确的是（        ） A．设置好控制温度后，当鱼缸中水温升高时，电压表示数变大 B．设置好控制温度后，鱼缸中温度降低时，电磁铁的磁性变弱 C．要控制鱼缸内水的最高温度为20℃，电阻箱的阻值要调成30Ω D．若将电阻箱R的阻值调大，可实现最高水温值变高，同时鱼缸内水的温度差将变大 6．（2025·安徽阜阳·模拟预测）如图所示，将一条形磁体放在小车上，并靠近螺线管，闭合开关后小车向左运动，则电源的左端为 极。 7．（2025·河南驻马店·模拟预测）电动车充电过程中，电池温度过高可能会自燃。小明设计了一个自动控制装置，当电池温度过高时，启动制冷系统降温。如图甲，控制电路中电源电压恒为6V，为热敏电阻，为电阻箱。当电流时，衔铁被吸下，工作电路制冷系统启动。将两个热敏电阻、分别作为接入电路中，闭合、，测出它们在不同温度时的阻值，绘制成如图所示曲线。在本设计中热敏电阻应选用 （选填“”或“”）。若要将制冷系统启动温度设置为，的阻值应调为 。 8．（2025·吉林四平·模拟预测）如图甲是小明设计的汽车尾气中CO排放量的检测电路，当CO浓度高于某一设定值时，电铃发声报警，气敏电阻R的阻值随CO浓度变化的关系图像如图乙所示。 (1)电铃发声报警，是利用声音传递 ； (2)气敏电阻R是利用 （选填“导体”“半导体”或“超导体”）材料制成的； (3)电磁铁中有电流通过时，其上端为 极；电铃应接在 （选填“B、D”或“A、C”）之间。 9．（2025·江苏盐城·一模）如图甲所示，某小组设计的调节光照度助力植物成长的模拟电路。电源电压为U，R0为电阻箱，光敏电阻R的阻值随光照度E的变化图像如图乙所示。当电流I≥0.2A时，电磁铁刚好能够吸下衔铁A，启动电动机（图中省略），带动遮光板下移减少光照。若电源电压U为12V，调节R0阻值为10Ω，不计电磁铁线圈电阻，则光照度E最大为 Lx，此时光敏电阻R的电功率是 W；若某植物对阳光需求更大，对电路可采取的办法是 。 10．（2025·陕西榆林·一模）如图甲所示，热带香蕉树在神木“安家”，这得益于大棚温控技术。兴趣小组为大棚设计了具有加热和保温功能的电热器，其内部简化电路图如图乙所示（左侧为控制电路，右侧为工作电路）。为热敏电阻，阻值随温度变化关系如图丙所示。、均为电热丝，，，线圈电阻不计。加热时，工作电路的总功率是 W；闭合开关，电磁铁的上端为 极；当大棚内的温度升高，电磁铁的磁性会 （选填“增强”“减弱”或“不变”）。若控制电路电源电压为6V，经测试，当控制电路中的电流达到时，衔铁被吸下；减小到时，衔铁弹起。则电热器所控制的大棚内温度的变化范围是 。 11．（2025·辽宁鞍山·二模）图甲是磁悬浮陀螺仪，它由电磁底座和陀螺两部分组成，它的悬浮原理如图乙。请你标出陀螺下端的磁极，并标出A点处的磁感线方向。 12．（2025·湖北·模拟预测）如图所示是实践小组自制的电磁指南针，电磁铁固定在模型上。请用物理符号在括号中标出电源上端的极性（用“+”或“-”表示），使指南针静止时A端总指向南方，并标出图中磁感线的方向。 13．（2025·福建福州·模拟预测）如图是小闽为家庭养殖场设计的电热孵化器的工作原理图，R1、R2和R3为阻值均为110Ω的加热电阻。控制电路中，电源电压恒为3V，R为滑动变阻器，热敏电阻Rt置于孵化器内，其阻值随温度的变化关系如下表所示。已知电磁继电器的线圈电阻R0=10Ω，当继电器线圈中的电流小于或等于10mA时，继电器的衔铁弹回，工作电路处于加热状态；当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时到达孵化温度，继电器的衔铁被吸下，工作电路处于保温状态。 温度t/℃ 32 33 34 35 36 37 38 电阻Rt/Ω 390 290 210 150 100 50 40 (1)此孵化器发热功率； (2)孵化温度为37℃时，R连入电路的阻值； (3)孵化温度为37℃时，此孵化器的调节的温度范围。 14．（2025·陕西榆林·一模）图﹣1是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅，其简化电路如图﹣2所示，它是通过电热丝R1来加热空气，从而加热食物，达到设定加热温度后，断开开关。则： (1)空气炸锅加热食品利用的是电流的 效应。 (2)若把空气炸锅单独接入家庭电路中持续工作，电能表上标有3000r/（kW·h）的字样，其转盘正好转了100转，工作时间2min，求此时空气作锅的实际电功率。 (3)工作电路中电热丝R1与指示灯支路并联。已知R1的额定电压为220V，额定功率为1210W。正常工作时，工作电路的总电流为5.55A，此时指示灯支路消耗的功率。 (4)控制电路电源电压恒定，通过调节变阻器R3接入电路的阻值来设置加热温度，电阻R2置于温度监测区域，它的阻值随温度变化的关系如图﹣3所示。当加热温度设定为150℃，即R3的阻值调为100Ω时，闭合开关S，电磁继电器（不计线圈的电阻）的衔铁被吸下，工作电路接通，开始加热  直到温度达到150℃时，衔铁向上弹起，停止加热。则当R3的阻值调为80Ω时，对应的加热温度设定为多少？ 15．（2025·海南省直辖县级单位·二模）为实施“清凉工程”，为每个教室安装了如图甲的空调。已知空调工作电压为220V，最大制冷功率为5.5kW；为落实节能降耗，小丽设计了如图乙的自动控制电路，热敏电阻的阻值随温度变化情况如图丙（电磁铁线圈电阻忽略不计）。求： (1)该空调最大工作电流为多少安？ (2)若空调以最大功率连续制冷10min，将消耗多少焦耳的电能？ (3)当气温达到设定的空调启动温度时，衔铁被电磁铁吸下，启动空调制冷，此时通过电磁铁线圈的电流为0.2A，通过电阻的电流为0.15A，则设定的空调启动温度是多少？ (4)启动后，当气温降低至26℃以下时，衔铁弹回切断空调线路；当气温再回升至设定的启动温度时，重启空调制冷；则的阻值应是多大？ 17 / 18 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题18 电与磁 目 录 目标导图 考点深解 考点1 磁现象与磁场（核心基础） / 考点2 电生磁（安培定则应用，高频考点） 考点3 电磁感应（重点应用） / 考点4 磁场对电流的作用（重点应用） 考点5 电磁铁与电磁继电器（基础考点） 命题突破 突破1 磁现象与磁场的理解 / 突破2 安培定则的应用（核心题型） 突破3 电磁感应与磁场对电流作用的辨析 / 突破4 电磁铁与电磁继电器的工作原理 突破5 电与磁实验的操作与分析 / 突破6 电与磁在生活中的应用（综合题型） 重难攻坚 难点1 含电磁继电器电路的动态分析 / 难点2 电与磁综合分析与应用 练测提能 1.主线：磁现象的基本认知（磁体、磁场）→ 电与磁的相互转化（电生磁、磁生电、磁场对电流作用）→ 实际应用（电磁铁、电磁继电器、发电机、电动机）→ 实验探究→ 综合应用； 2.关键线索：电与磁相互转化是核心，需区分三大核心原理的方向（电生磁：电流→磁场；磁生电：磁场→电流；磁场对电流作用：磁场+电流→力）；安培定则是判断电生磁方向的关键工具；电磁感应与磁场对电流作用的核心区别在于“是否需要电源”“能量转化方向”“实际应用场景”；电磁铁的特性（磁性强弱可控制）是电磁继电器的工作基础。 ◇考点 1 磁现象与磁场（核心基础） 1. 基本磁现象 （1）磁体：具有磁性（吸引铁、钴、镍等物质的性质）的物体，分为天然磁体（如磁铁矿）和人造磁体（如条形磁体、蹄形磁体）； （2）磁极：磁体上磁性最强的部分，分为N极（北极）和S极（南极）；磁体两端磁性最强，中间磁性最弱； （3）磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引（中考常考判断类题型，需注意“磁体吸引不带磁的铁类物质”与“异名磁极吸引”的区别）； （4）磁化：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程（如用磁铁摩擦铁钉，铁钉会被磁化）；磁化后的物体磁性可能保持（永磁体）或暂时消失（软磁体）。 2. 磁场与磁感线 （1）磁场：磁体周围存在的一种看不见、摸不着的物质，能对放入其中的磁体产生磁力的作用；磁场是真实存在的； （2）磁场的方向：规定小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向； （3）磁感线：为了形象描述磁场的分布和方向而引入的假想曲线，不是真实存在的；磁感线的特点：① 闭合曲线，在磁体外部从N极出发回到S极，在磁体内部从S极出发回到N极；② 磁感线的疏密程度表示磁场的强弱（磁感线越密，磁场越强）；③ 磁感线不相交、不重合； （4）常见磁体的磁感线分布： 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. 地磁场 （1）定义：地球周围存在的磁场，相当于一个巨大的条形磁体，地磁的北极在地理南极附近，地磁的南极在地理北极附近； （2）磁偏角：地理两极与地磁两极并不重合，它们之间的夹角叫做磁偏角（最早由我国宋代科学家沈括发现）； （3）应用：指南针（小磁针静止时N极指向地理北极，实质是指向地磁南极）。 易｜错｜提｜醒 1. 磁感线认知误区：认为“磁感线是真实存在的”（错误，磁感线是假想曲线，磁场才是真实存在的）； 2. 磁极作用误区：将“磁体吸引铁类物质”误认为“异名磁极相互吸引”（错误，不带磁的铁类物质被磁体吸引是磁化现象，并非磁极间的作用）； 3. 地磁场误区：认为“地磁北极在地理北极附近”（错误，地磁北极在地理南极附近，二者相反）； 4. 磁场方向误区：将小磁针静止时S极所指方向当作磁场方向（错误，应为N极所指方向）。 ◇考点 2 电生磁（高频考点） 1. 电流的磁效应（奥斯特实验） （1）实验结论：通电导线周围存在磁场，磁场的方向与电流的方向有关（电流的磁效应，奥斯特首次揭示了电与磁的联系）； （2）实验现象：将通电导线平行放在小磁针上方，小磁针会发生偏转；改变电流方向，小磁针偏转方向也改变； （3）注意：实验中导线需平行于小磁针，且在小磁针上方（或下方），才能明显观察到偏转现象。 2. 通电螺线管的磁场 （1）磁场特点：通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场相似，两端磁性最强（为磁极），中间磁性最弱； 通电螺线管周围的磁场 条形磁体周围的磁场 （2）磁极判断：用安培定则（右手螺旋定则）判断，具体步骤：① 右手握住螺线管，让四指弯曲的方向与螺线管中电流的方向一致；② 大拇指所指的那端就是螺线管的N极； （3）影响通电螺线管磁性强弱的因素：① 电流大小（在匝数、铁芯相同的情况下，电流越大，磁性越强）；② 线圈匝数（在电流、铁芯相同的情况下，匝数越多，磁性越强）；③ 有无铁芯（在电流、匝数相同的情况下，有铁芯时磁性更强）； （4）电流方向与螺线管磁极的关系：改变电流方向，螺线管的N、S极会相互调换。 3. 安培定则的应用场景 （1）已知电流方向，判断螺线管的磁极；（2）已知螺线管的磁极，判断电流方向；（3）已知电流方向和磁极，判断螺线管的绕线方式（中考常考综合类题型）。 易｜错｜提｜醒 1. 安培定则操作误区：用左手握住螺线管（错误，必须用右手）； 2. 电流方向判断误区：混淆螺线管线圈上电流的环绕方向（需注意线圈的绕线方式，是从螺线管前端正面绕入，还是背面绕入）； 3. 磁性强弱影响因素误区：认为“螺线管的磁性强弱只与电流大小有关”（错误，还与匝数、有无铁芯有关）； 4. 奥斯特实验误区：认为“任何情况下通电导线都能使小磁针偏转”（错误，导线需平行于小磁针，且在小磁针附近）。 ◇考点 3 电磁感应（重点应用） 1. 电磁感应现象（法拉第实验） （1）实验结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流（这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流）； （2）产生感应电流的条件（缺一不可）：①电路必须闭合；②导体必须是闭合电路的一部分；③导体必须在磁场中做切割磁感线运动； （3）感应电流的方向影响因素：①导体切割磁感线的方向；②磁场的方向（改变其中一个因素，感应电流方向改变；同时改变两个因素，感应电流方向不变）。 2. 电磁感应的能量转化 机械能转化为电能（如发电机工作时，外力带动导体切割磁感线，将机械能转化为电能）。 3. 实际应用：发电机 （1）工作原理：电磁感应现象； （2）构造：主要由定子（固定的磁体）和转子（转动的线圈）组成； （3）特点：发电机工作时不需要电源（与电动机的核心区别）； （4）电流类型：交流发电机产生交流电（电流方向周期性变化），直流发电机产生直流电（通过换向器改变电流方向）。 4. 电磁感应的拓展应用 动圈式话筒（麦克风）：声音振动带动膜片振动，膜片带动线圈在磁场中切割磁感线，产生感应电流，将声信号转化为电信号（利用电磁感应原理）。 易｜错｜提｜醒 1. 感应电流产生条件误区：① 认为“闭合电路的导体在磁场中运动就会产生感应电流”（错误，必须做切割磁感线运动）；② 认为“不闭合电路的导体切割磁感线会产生感应电流”（错误，电路不闭合只会产生感应电压，不会产生感应电流）； 2. 能量转化误区：将电磁感应的能量转化记为“电能转化为机械能”（错误，应为机械能转化为电能）； 3. 应用误区：混淆发电机与电动机的工作原理（发电机用电磁感应，电动机用磁场对电流的作用）； 4. 方向影响因素误区：认为“改变导体切割速度会改变感应电流方向”（错误，速度影响感应电流大小，不影响方向）。 ◇考点 4 磁场对电流的作用（重点应用） 1. 磁场对电流的作用 （1）实验结论：通电导体在磁场中会受到力的作用（力的方向与电流方向、磁场方向有关）； （2）力的方向影响因素：① 电流的方向；② 磁场的方向（改变其中一个因素，受力方向改变；同时改变两个因素，受力方向不变）； （3）注意：通电导体在磁场中受力的大小与电流大小、磁场强弱有关（电流越大、磁场越强，受力越大）。 2. 磁场对电流作用的能量转化 电能转化为机械能（如电动机工作时，消耗电能，获得机械能）。 3. 实际应用：电动机 （1）工作原理：磁场对通电导体的作用； （2）构造：主要由定子（固定的磁体）、转子（转动的线圈）和换向器组成； 转子 定子 （3）换向器的作用：当线圈转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，使线圈持续转动（若没有换向器，线圈转过平衡位置后会反向转动，无法持续工作）； （4）特点：电动机工作时需要电源（与发电机的核心区别）。 4. 磁场对电流作用的拓展应用 动圈式扬声器（喇叭）：电信号通过线圈，线圈在磁场中受到力的作用而振动，振动带动纸盆振动，将电信号转化为声信号（利用磁场对电流的作用原理）。 5. 电磁感应与磁场对电流作用的核心区别（表格梳理） 对比项目 电磁感应 磁场对电流的作用 核心原理 磁生电 电生磁后受力 是否需要电源 不需要 需要 能量转化 机械能→电能 电能→机械能 实际应用 发电机、动圈式话筒 电动机、动圈式扬声器 关键条件 闭合电路、部分导体、切割磁感线 通电导体、磁场 现象特征 产生电流 导体运动（受力） 易｜错｜提｜醒 1. 原理混淆误区：将电动机原理记为电磁感应，发电机原理记为磁场对电流的作用； 2. 能量转化误区：将电动机的能量转化记为“机械能→电能”，发电机的记为“电能→机械能”； 3. 换向器作用误区：认为“换向器的作用是改变磁场方向”（错误，是改变线圈中的电流方向）； 4. 受力方向误区：认为“改变导体中的电流大小会改变受力方向”（错误，电流大小影响受力大小，不影响方向）。 ◇考点 5 电磁铁与电磁继电器（基础考点） 1. 电磁铁 （1）构造：由通电螺线管和铁芯组成（铁芯通常由软铁制成，软铁磁化后磁性易消失，断电后电磁铁磁性立即消失）； （2）工作原理：电流的磁效应（通电时有磁性，断电时无磁性）； （3）特性（与永磁体相比的优势）：① 磁性有无可由电流通断控制；② 磁性强弱可由电流大小、线圈匝数控制；③ 磁极方向可由电流方向控制； （4）应用：电磁起重机、电铃、电磁继电器、磁悬浮列车等。 2. 电磁继电器 （1）构造：由控制电路（电源、开关、电磁铁）和工作电路（用电器、电源、触点）组成； （2）工作原理：利用电磁铁的磁性控制工作电路的通断；具体过程：① 闭合控制电路开关，电磁铁有磁性，吸引衔铁；② 衔铁带动触点动作，使工作电路接通（或断开）；③ 断开控制电路开关，电磁铁无磁性，衔铁在弹簧作用下复位，工作电路断开（或接通）； （3）核心作用：① 自动控制（如温度自动控制、光控开关）；② 远距离控制（用低压控制电路控制高压工作电路，保证安全）；③ 放大电流（用小电流控制大电流）。 3. 电磁继电器的电路分析要点 （1）区分控制电路和工作电路（控制电路有电磁铁，工作电路有用电器）； （2）判断控制电路通断时，电磁铁磁性的有无变化； （3）根据磁性变化判断衔铁动作方向，进而判断工作电路的通断状态。 易｜错｜提｜醒 1. 电磁铁特性误区：认为“电磁铁断电后仍有磁性”（错误，软铁铁芯的电磁铁断电后磁性立即消失）； 2. 磁性强弱影响因素误区：忽略“铁芯”对电磁铁磁性的影响（有铁芯时磁性远强于无铁芯）； 3. 电磁继电器电路误区：混淆控制电路和工作电路的电源（控制电路通常是低压电源，工作电路可是高压电源）； 4. 工作过程误区：认为“电磁继电器的衔铁动作是靠弹簧的拉力”（错误，衔铁动作是靠电磁铁的吸引力，复位才靠弹簧拉力）。 1．（24-25九年级上·河南濮阳·期末）下图是一种水位自动报警器原理图，关于它的工作原理，下列说法正确的是（　　） A．水位升高到金属块A时，绿灯亮 B．水位升高到金属块A时，电磁铁通电 C．水位没有到达金属块A时，电磁铁上端为N极 D．为使报警器在更低的水位能报警，可以下降B的高度 【答案】B 【详解】AB．水位升高到金属块A时，控制电路接通，电磁铁产生磁性，衔铁被吸下，红灯亮，故A错误，B正确； C．水位没有到达金属块A时，控制电路断路，电磁铁无磁性，故C错误； D．金属块A比金属块B位置高，因此金属块A的位置为报警水位，为使报警器在更低的水位能报警，应下降金属块A的高度，故D错误。 故选B。 2．（24-25九年级上·河北邯郸·期末）真理不能单靠“思维”来获得，还应致力于观察和实验。如图所示，有关电与磁的实验，下列分析正确的是（　　） A．甲图说明通电导体周围存在磁场，将小磁针移走，磁场消失 B．乙图中地磁场的形状跟条形磁体外部的磁场相似，地磁场的北极在地理南极附近 C．丙图中的动圈式话筒的工作原理是通电导线在磁场中受力转动 D．丁图中若把磁极和电源的正、负极同时对调，闭合开关，导体棒的运动方向会改变 【答案】B 【详解】A．甲图是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场。磁场是电流产生的，是客观存在的，它的存在与否与是否放置小磁针无关，小磁针只是用来检验磁场是否存在的工具。将小磁针移走，通电导体周围的磁场依然存在，故A错误； B．乙图是地磁场的示意图，从图中可以看出，地磁场的磁感线分布与条形磁铁外部的磁感线分布相似。在磁体外部，磁感线从磁体的N极发出，回到S极。图中磁感线从地理南极附近发出，回到地理北极附近，这说明地磁场的N极在地理南极附近，地磁场的S极在地理北极附近，故B正确； C．丙图是动圈式话筒，其工作原理是电磁感应现象。当人对着话筒说话时，声波引起薄片振动，带动线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，从而将声信号转换为电信号。“通电导线在磁场中受力转动”是电动机的工作原理，故C错误； D．丁图是通电导体在磁场中受力运动的实验，导体受力方向与磁场方向、电流方向有关。若把磁极和电源正负极同时对调，磁场方向和电流方向均反向，导体受力方向不变，故D错误。 故选B。 3．（24-25九年级上·河南·期末）如图，将强磁体靠近正在发光的白炽灯，观察到白炽灯的灯丝晃动。下列哪个装置是由此原理制成的（    ） A．电磁铁 B．发电机 C．电动机 D．动圈式话筒 【答案】C 【详解】正在发光的白炽灯的灯丝在强磁场中晃动，这说明通电导体在磁场中受到力的作用； A．电磁铁是利用电流的磁效应的原理，A不符合题意； B．发电机是利用电磁感应原理工作的，故B不符合题意； C．电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理工作的，故C符合题意； D．动圈式话筒都是根据电磁感应的原理制成的，故D不符合题意。 故选C。 4．（2025·陕西西安·三模）小明在科技活动中自制了如图所示的“指南鱼”，得到很多同学的喜欢。他将一个薄铁片剪成鱼的形状，用磁体磁化后，放入水中漂浮，多次将“指南鱼”旋转，静止后，鱼头总能指向北方。下列说法正确的是（　　） A．“指南鱼”的鱼尾应该标注S极 B．“指南鱼”也可以用铜片制作 C．“指南鱼”被磁化后具有磁性，周围存在磁场和磁感线 D．“指南鱼”漂浮在水中受到的浮力与重力是一对相互作用力 【答案】A 【详解】A．地球是一个大磁体，地磁的南极在地理的北极附近，地磁的北极在地理的南极附近。根据异名磁极相互吸引，“指南鱼”静止时鱼头指向北方，说明鱼头是N极，那么鱼尾就是S极，应该标注S极，故A正确； B．铜片不是磁性材料，不能被磁化，所以“指南鱼”不可以用铜片制作，故B错误； C．“指南鱼”被磁化后具有磁性，周围存在磁场，但磁感线是为了形象、方便地描述磁场而假想的曲线，实际并不存在，故C错误； D．“指南鱼”漂浮在水中，处于静止状态，受到的浮力与重力大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上，是一对平衡力，不是相互作用力，故D错误。 故选A。 5．（24-25九年级上·河北廊坊·期末）如图是小明为某仓库设计的温度报警电路。R1为热敏电阻，其阻值随温度的变化而变化；R2为可调电阻。温度正常时指示灯L发光，当温度升高到报警温度时，指示灯熄灭，蜂鸣器报警。下列判断正确的是（    ） A．R1的阻值随温度的升高而增大 B．温度升高过程中，电磁铁磁性增强 C．若要调低报警温度，可将R2的阻值调大 D．若控制电路电源电压降低，报警温度将降低 【答案】B 【详解】AB．当温度升高到报警温度时，指示灯熄灭，蜂鸣器报警，表明衔铁被吸下，即控制电路中电流变大，根据可知，R总变小，即R1的阻值变小，故 R1的阻值随温度的升高而减小，故A错误，B正确； C．若要调低报警温度，R1阻值将变大， R总不变，则R2将变小，故C错误； D．若控制电路电源电压降低，保证电流不变，则R总变小，即R1的阻值变小，报警温度升高，故D错误。 故选B。 6．（24-25九年级上·河南新乡·期末）如图所示为车库积水自动报警装置原理图，A、B位置可以安装电铃或者LED灯。当车库没有积水时LED灯亮，有积水时电铃响。则电铃应接在 （选填“A”或“B”），已知LED灯的规格为“12V 6W”，灯泡正常发光时的电流是 A。 【答案】 B 0.5 【详解】[1]生活用水是导体，当车库积水时，接通左边的控制电路，电磁铁有了磁性，吸下衔铁，动触点向下移动，接通电铃电路报警，即地面积水较深时，电铃响，根据设计要求，电铃应该安装在图中的B位置。 [2]由可得，灯泡正常发光时的电流为 7．（24-25九年级下·全国·期末）如图，向 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磁场的强弱有关；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】 右 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。 8．（25-26九年级上·黑龙江哈尔滨·期末）如图为一螺线管，在螺线管周围的不同位置放上小磁针，接通电路，小磁针静止时的指向如图所示，由此可知通电螺线管的右端是 极，电源的左侧为 极，把电池的正负极对调，再进行实验，可探究通电螺线管外部磁场方向与 方向是否有关。 【答案】 S/南 负/- 电流 【详解】[1]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是S极。 [2]用安培定则可判断电流从螺线管的右端流入、左端流出，因此电源的左侧为负极。 [3]把电池的正负极对调，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，目的是探究通电螺线管外部磁场方向与电流方向是否有关。 9．（24-25九年级上·山东威海·期末）小明为抽屉设计了一个简易防盗报警器，并将它安装在抽屉内。报警器原理图如图，光敏电阻的阻值随光照强度的增大而变小。合上抽屉时，电磁铁磁性 （选填“增强”“减弱”“不变”）。为使电铃更容易响起，可将的阻值 （选填“增大”“减小”）。 【答案】 减弱 减小 【详解】[1]由题知，光敏电阻的阻值随光照强度的增大而变小。合上抽屉时，光照强度减小，则光敏电阻的阻值变大，控制电路的总电阻变大，根据欧姆定律可知控制电路中的电流变小，则电磁铁的磁性减弱。 [2]为了使电铃更容易响起，需要增强电磁铁的磁性，在线圈匝数不变时，需要增大通过电磁铁的电流，根据欧姆定律可知，需要减小控制电路的总电阻，则可将的阻值减小。 10．（24-25九年级上·广东惠州·期末）如图所示是直流电铃的原理图，当开关闭合时，电磁铁吸引衔铁，从而使锤敲击铃碗发声，这是利用电流的 效应原理工作的；当电流通过电磁铁时，电磁铁的端为 （选填“N”或“S”）极。当小锤敲打铃碗时，电磁铁 （填“有”或“没有”）磁性。 【答案】 磁 N 没有 【详解】[1]电磁铁通电后产生磁性，吸引衔铁，从而使锤敲击铃碗发声，这是利用电流的磁效应原理工作的。 [2]由图可知，电流从左侧电磁铁的下端流入，根据安培定则，电磁铁的端为N极。 [3]当开关闭合时，电磁铁吸引衔铁，从而使锤敲击铃碗发声。当小锤敲打铃碗时，衔铁被吸下，整个电路断路，电磁铁没有磁性。 11．（25-26九年级下·全国·单元测试）如图所示，电流表接线正确，请在图中标出A处磁感线的方向和小磁针的N极。 【答案】 【详解】由图中电流表可知，电流从螺线管右侧流入，左侧流出；右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向螺线管的左端为N极，故螺线管右侧为S极；当小磁针静止时，根据磁极间的作用规律可知，异名磁极相互吸引，螺线管右侧为S极，故小磁针的左端为N极；在磁体外部，磁感线从磁体的N极出发回到S极，所以图中A点磁感线的方向是指向右边的。如图所示： ◇突破 1 磁现象与磁场的理解 典例1（2025·江苏无锡·中考真题）如图所示，是我国宋代的指南龟，将条形磁石装入木龟腹内，针的尖端与磁石接触后被磁化。将指南龟装于竹针之上，使竹针尖撑于龟体的重心正上方某点，水平放置并拨动指南龟，静止后针尾指南。下列说法中正确的是（　　） A．针是铜制成的 B．针尖接触的是磁石的N极 C．针尾指南是受到地磁场的作用 D．若稍倾斜木板，则指南龟静止时一定会倾斜 【答案】C 【详解】A．铜不是磁性材料，不能被磁化，而针能被磁化，所以针不是铜制成的，故A错误； B．静止后针尾指南，说明针尾是磁体的S极，针尖是N极，根据磁化的特点，针尖接触的是磁石的S极，故B错误； C．地球本身是一个大磁体，存在地磁场，针尾指南是受到地磁场的作用，故C正确； D．若稍倾斜木板，由于指南龟的重心在竹针尖支撑点正上方，且地磁场的作用，指南龟静止时仍会在水平面内，不会倾斜，故D错误。 故选C。 变式1-1（2025·陕西西安·三模）小明在科技活动中自制了如图所示的“指南鱼”，得到很多同学的喜欢。他将一个薄铁片剪成鱼的形状，用磁体磁化后，放入水中漂浮，多次将“指南鱼”旋转，静止后，鱼头总能指向北方。下列说法正确的是（　　） A．“指南鱼”的鱼尾应该标注S极 B．“指南鱼”也可以用铜片制作 C．“指南鱼”被磁化后具有磁性，周围存在磁场和磁感线 D．“指南鱼”漂浮在水中受到的浮力与重力是一对相互作用力 【答案】A 【详解】A．地球是一个大磁体，地磁的南极在地理的北极附近，地磁的北极在地理的南极附近。根据异名磁极相互吸引，“指南鱼”静止时鱼头指向北方，说明鱼头是N极，那么鱼尾就是S极，应该标注S极，故A正确； B．铜片不是磁性材料，不能被磁化，所以“指南鱼”不可以用铜片制作，故B错误； C．“指南鱼”被磁化后具有磁性，周围存在磁场，但磁感线是为了形象、方便地描述磁场而假想的曲线，实际并不存在，故C错误； D．“指南鱼”漂浮在水中，处于静止状态，受到的浮力与重力大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上，是一对平衡力，不是相互作用力，故D错误。 故选A。 变式1-2（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。 ◇突破 2 安培定则的应用 典例2（2025·江苏苏州·中考真题）如图是控制车辆进出的电动闸门设计图，抬杆质量分布均匀，长度为，重为，在最右端B点处悬挂一重为的铁柱，B点到支点O的距离为。开关S闭合后，调节滑动变阻器使抬杆处于水平静止状态。（忽略支点O处的摩擦） (1)电磁铁上端为 极； (2)此时电磁铁对铁柱的吸引力为 N； (3)要使抬杆A端从图示位置向上抬起，滑动变阻器的滑片P应向 端移动。 【答案】(1)S (2)5 (3)上 【详解】（1）电流从电磁铁下端流入，根据安培定则，电磁铁上端为S极，下端为N极。 （2）抬杆重心到支点O的距离为 根据杠杆平衡条件则有 代入数据则有 解得电磁铁对铁柱的吸引力。 （3）使抬杆A端从图示位置向上抬起，应增大电磁铁的磁性，则应增大电路中电流，根据，应减小电路总电阻，减小变阻器连入电路的电阻，所以滑动变阻器的滑片P应向上端移动。 变式2-1（2025·湖北·一模）如图所示，GMR是巨磁电阻，它的阻值随磁场的增强而减小。开关S1和S2同时闭合，电磁铁右端为 极，将滑片向右移动，GMR的电阻 （填“变大”“不变”或“变小”），指示灯 （填“变亮”“变暗”或“亮度不变”）。 【答案】 S 变大 变暗 【详解】[1]开关S1和S2同时闭合，电流从电磁铁右端流入，由安培定则可知，电磁铁左端为N极，右端为S极。 [2][3]将滑片向右移动，变阻器阻值变大，左侧电路中通过电磁铁的电流变小，则电磁铁磁性减弱，产生的磁场减弱，所以GMR的电阻变大。右侧电路中，GMR和指示灯串联，总电阻变大，根据，右侧电路中电流变小，则指示灯变暗。 变式2-2（2025·安徽宿州·一模）如图所示，一条形磁体静止在水平桌面上，电磁铁正对着条形磁体。闭合开关后，条形磁体受到的摩擦力方向向 （选填“左”或“右”）。 【答案】右 【详解】闭合开关后，电磁铁有磁性，根据图中的电流方向结合安培定则可知，电磁铁的左端是N极、右端是S极，因异名磁极相互吸引，则电磁铁对条形磁铁有向左的吸引力作用，所以条形磁铁受到向右的摩擦力作用。 ◇突破 3 电磁感应与磁场对电流作用的辨析 典例3（2025·黑龙江哈尔滨·中考真题）下列实验装置能体现电动机工作原理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的。 A．开关闭合后，通电导体受到磁场的作用，可以在导轨上运动，将电能转化为机械能，这符合电动机的工作原理，故A符合题意； B．电源、开关、滑动变阻器、定值电阻和电流表串联，电压表并联在定值电阻两端，此实验为测量定值电阻的阻值或探究电流与电压、电阻关系的实验，故B不符合题意； C．闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中会产生电流，这是电磁感应现象，是发电机的工作原理，故C不符合题意； D．闭合开关，通电螺线管中有电流流过时，会产生磁性，吸引悬挂的铁块，利用的是电流的磁效应，通过滑动变阻器改变电路中的电流，观察悬挂的铁块弹簧的伸长量判断磁性的强弱，可以研究电磁铁磁性的强弱与电流大小的关系，故D不符合题意。 故选A。 解｜题｜思｜维 在分析具体问题，如判断某个实验装置是体现电磁感应还是磁场对电流的作用，首先要观察电路中是否有电源：若电路中没有电源，且存在导体在磁场中做切割磁感线运动，并产生了感应电流，则为电磁感应现象；若电路中有电源，给导体通入电流后导体在磁场中发生了运动，则为磁场对电流的作用。 变式3-1（2025·湖北·三模）2024年春晚节目中，杭州宇树机器人扭秧歌的舞蹈大放异彩，其动力核心部件是直流电机，直流电机工作时，将电能转换成机械能。下列实验中，能说明电动机工作原理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】电动机的工作原理是通过导体在磁场中受力的作用而运动。 A．当导线中有电流经过时，小磁针指向发生了改变，说明导线周围存在磁场，A不符合题意； B．该实验探究的是影响电磁铁磁性强弱的因素，和电动机工作原理无关，B不符合题意； C．当线圈在磁场中转动时，做切割磁感线运动，从而产生感应电流，使灯泡发光，C不符合题意； D．闭合开关后，通过电流的导体在磁场中受力作用而运动，与电动机的原理相同，D符合题意。 故选D。 变式3-2（2025·湖南湘潭·模拟预测）如图所示手电筒，只要将它来回摇动，小灯泡就能发光，能说明该手电筒工作原理的装置图是（　　） A．B．C． D． 【答案】B 【详解】来回摇动手电筒时小灯泡发光，其原理是电磁感应现象，即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。 A．该装置中有电源，是通电导体在磁场中受力运动，故A不符合题意； B．该装置无电源，导体切割磁感线时电流表指针偏转，是电磁感应现象，故B符合题意； C．该装置是奥斯特实验的装置，说明电流周围存在磁场，是电生磁，故C不符合题意； D．该装置是研究通电线圈在磁场中受力转动的实验装置，属于电动机原理，故D不符合题意。 故选B。 ◇突破 4 电磁铁与电磁继电器的工作原理 典例4（2025·四川广元·中考真题）如图所示是某学校路灯的智能照明电路。S为光敏开关，天暗时S自动断开，天亮时S自动闭合；R为滑动变阻器。下列说法正确的是（   ） A．天亮时，电磁铁的上端是北极 B．天亮时，将R的滑片P向上滑动，电磁铁磁性变强 C．天暗时，衔铁被电磁铁吸引，触点c与a接触 D．天亮时，电磁铁外部磁感线从上端出发回到下端 【答案】B 【详解】AD．天亮时S自动闭合，控制电路为通路状态，由图可知，电流从螺线管的上端流入，下端流出，由安培定则可知，电磁铁的下端是北极，上端是南极，电磁铁外部的磁感线是从电磁铁的N极出发，回到S极。所以电磁铁外部磁感线从下端出发回到上端，故AD错误； B．天亮时S自动闭合，控制电路为通路状态，将R的滑片P向上滑动，滑动变阻器阻值减小，根据串联电路电阻的特点可知，电路中的总电阻阻值减小，电流增大，电磁铁磁性强弱与线圈匝数和电流有关，线圈匝数不变，电流增大，电磁铁磁性变强，故B正确； C．天暗时S自动断开，控制电路为断开状态，没有电流经过电磁铁，电磁铁没有磁性，衔铁不会被电磁铁吸引，故C错误。 故选B。 变式4-1（2025·陕西西安·二模）兴趣小组利用电磁继电器（电磁铁线圈电阻不计）制作了具有加热、保温功能的恒温加热器，其简化电路如图所示，控制电路中为热敏电阻（可感受恒温加热器内温度，其阻值随温度的升高而减小）。当闭合时，螺线管的上端相当于条形磁体的 （填“N”或“S”）极，加热器内温度逐渐升高，螺线管产生的磁场会 （选填“增强”、“不变”或“减弱”）。 【答案】 增强 【详解】[1]电流从电磁铁的上端流入、下端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端为N极、下端为S极。 [2]加热器内温度逐渐升高，热敏电阻R的阻值随温度升高而减小，根据串联电路的电阻关系可知，控制电路的总电阻减小，由欧姆定律可知控制电路电流增大，电磁铁磁性增强，产生的磁场会增强。 变式4-2（2025·福建福州·一模）如图甲为可燃气体浓度报警器的工作原理图，气敏电阻阻值随可燃气体浓度的变化关系如图乙所示。当环境中可燃气体的浓度超过4%的预设报警值时，报警器红灯亮，发出报警信号。已知触发电磁继电器工作的电流为0.2A，滑动变阻器R2的最大阻值为100Ω，线圈A电阻忽略不计。工作电路中的 （选填“L1”或“L2”）是红灯。控制电路的电源电压可调范围为 V。 【答案】 L2 8~28 【详解】[1]由图乙可知，气体的浓度越高，气敏电阻的阻值越小，报警时，气敏电阻阻值减小，控制电路的电流增大，线圈A的磁性增强，吸引衔铁，亮，所以是红灯。 [2]由图乙可知，可燃气体的浓度为4％时，刚触发报警时控制电路的电流为，当滑动变阻器连入电路的阻值为0时，电源电压最小为 当滑动变阻器连入电路的阻值为100Ω时，电源电压最大为 所以控制电路的电源电压可调范围为8～28V。 ◇突破 5 电与磁实验操作与分析 典例5（2025·江苏淮安·中考真题）“探究通电螺线管外部磁场的特点”的实验装置如图甲所示。 (1)在用铁屑探究螺线管外部磁场分布时，需要经历下列步骤：①轻敲有机玻璃板，观察铁屑分布；②将铁屑均匀撒在有机玻璃板上；③闭合开关。三个步骤合理的顺序是 （填序号）； (2)经过对铁屑分布的观察，发现通电螺线管外部磁场与 磁体周围磁场分布相似； (3)把小磁针放在螺线管四周不同的位置，通电后，小磁针分布如图乙所示，发现通电前后A、B两个小磁针未发生明显偏转，此时的螺线管可能是向 （选填“南北”或“东西”）方向放置的； (4)根据图丙中小磁针静止时的指向，在括号中标出电源左端的极性； (5)未来，科学家想研究月球是否也像地球一样是一个磁体，在月球科研站内将小磁针放在不同位置，若观察到 现象，则说明月球也是一个磁体。 【答案】(1)②③① (2)条形 (3)南北 (4) (5)小磁针指示固定的方向 【详解】（1）铁屑在磁场中容易被磁化，故可以用铁屑来显示通电螺线管周围的磁场分布。在用铁屑探究螺线管外部磁场分布时，应先将铁屑均匀撒在有机玻璃板上，再闭合开关使得螺线管产生磁场将铁屑磁化，最后轻敲有机玻璃板，观察铁屑分布。所以三个步骤合理的顺序是②③①。 （2）观察铁屑分布可知通电螺线管两端铁屑分布较多，中间较少，说明两端磁性强，中间磁性弱，说明通电螺线管外部磁场与条形磁体周围磁场分布相似。 （3）小磁针静止时指示南北，通电后，A、B两个小磁针所在位置的磁场方向是水平方向的，发现通电前后A、B两个小磁针未发生明显偏转，说明此时的螺线管可能是向南北方向放置的。 （4）图丙中小磁针静止时左端为N极，根据磁极间相互作用规律可知螺线管左端为S极，右端为N极，根据安培定则可知电流从螺线管左端流入，则电源左端为正极，作图如下： （5）若月球也是一个磁体，则会对放入其中的小磁针产生磁场力的作用。所以在月球科研站内将小磁针放在不同位置，若观察到小磁针指示固定的方向，则说明月球也是一个磁体。 变式5-1（2025·吉林·一模）在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中： (1)如图甲所示，闭合开关，导体棒沿上下、前后方向运动时，电流表指针都不发生偏转；沿 方向运动时，电流表指针会发生偏转。 (2)断开开关，无论磁体如何放置、导体棒怎样运动，电流表指针都不发生偏转，由此得出结论： 电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生感应电流。 (3)请在图乙中标出经过A点的磁场方向 。 (4)该实验在探究过程中，是将 能转化成电能。 【答案】(1)左右 (2)闭合 (3) (4)机械 【详解】（1）电磁感应的条件是“导体切割磁感线”。图甲中磁场方向为上下方向，导体沿左右方向运动时会切割磁感线，从而产生感应电流，使电流表指针偏转。 （2）断开开关时电路断路，无论导体如何运动都不会产生感应电流；因此产生感应电流的前提是电路必须闭合。 （3）磁场方向规定为“在磁体外部，从N极指向S极”，乙图中U形磁铁的N极在上、S极在下，故A点的磁场方向为竖直向下，如图所示： （4）该实验是电磁感应现象，原理是导体切割磁感线的机械能转化为电能（此过程是发电机的工作原理）。 变式5-2（2025·陕西西安·模拟预测）某同学做“探究通电螺线管外部磁场特点”的实验（小磁针深色的一端是N极）。 (1)实验中通电螺线管周围的铁屑分布如图甲所示，只利用铁屑的排列 判断磁场方向（选填“能”或“不能”）。 (2)在探究通电螺线管外部磁场的方向实验中，在螺线管周围放置一些小磁针，通电后，小磁针的偏转情况如图乙所示，此时通电螺线管的左端是 极，由大量相关实验推理可知通电螺线管外部磁场的方向是由螺线管的N极指向S极。其他条件不变，只改变螺线管中的电流方向，通电螺线管周围各小磁针的偏转情况如图丙所示。由图乙和图丙所示实验可知：通电螺线管外部磁场的方向与螺线管中的 有关。 (3)完成上述实验后，该同学想继续做“探究感应电流的方向与什么因素有关？”的实验。如图﹣1，蹄形磁体水平放置，此装置中蹄形磁体两个磁极正对区域的磁感线方向是向 （选填“上”或“下”）的，记录实验现象如表： 实验次数 开关状态 磁极位置 导体ab运动方向 灵敏电流计指针偏转方向 1 闭合 上N下S 向左运动 向右偏转 2 闭合 上S下N 向左运动 向左偏转 3 闭合 上S下N 向右运动 向右偏转 对比第1、2两次实验可知，感应电流的方向与 方向有关；对比 两次实验可知，感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关； (4)该同学又将实验装置改装如图﹣2，闭合开关，水平向右拨动导体棒ab，发现导体棒cd也随之运动起来，该装置中导体棒cd的工作原理与 （选填“电动机”或“发电机”）的工作原理相同。 【答案】(1)不能 (2) S 电流方向 (3) 下 磁场 2、3 (4)电动机 【详解】（1）实验中通电螺线管周围的铁屑分布如图甲所示，只利用铁屑（显示不出N、S极）的排列不能判断磁场方向。 （2）[1][2]在探究通电螺线管外部磁场的方向实验中，在螺线管周围放置一些小磁针，通电后，小磁针的偏转情况如图乙所示，小磁针深色的一端是N极，根据异名磁极相互吸引，故右端为N极，此时通电螺线管的左端是S极，由图乙和图丙所示实验可知：通电螺线管外部磁场的方向与螺线管中的电流方向有关。 （3）[1]在磁体的外部，磁感线由N极发出，回到S极，此装置中蹄形磁体两个磁极正对区域的磁感线方向是向下。 [2][3]对比第1、2两次实验可知，导体ab运动方向相同，磁场方向不同，产生感应电流的方向不同，故感应电流的方向与磁场方向有关；研究感应电流的方向与导体切割磁感线的方向的关系时，要控制磁场方向相同，对比 2、3两次实验可知，感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关。 （4）该同学又将实验装置改装如图-2，闭合开关，水平向右拨动导体棒ab，发现导体棒cd也随之运动起来，导体棒cd受力运动，该装置中导体棒cd的工作原理与电动机的工作原理相同。 ◇突破 6 电与磁在生活中的应用 典例6（2025·山东滨州·中考真题）如图是实验室电流表的内部结构图，磁场内的线圈中有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转。线圈中电流越大，指针偏转角度就越大。下列选项中与其工作原理相同的是（　　） A．电磁铁 B．电磁继电器 C．电动机 D．发电机 【答案】C 【详解】通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理：通电线圈在磁场中受力而转动。 AB．电磁铁、电磁继电器是利用电流的磁效应原理制成的，工作原理不同，故AB不符合题意； C．电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力而转动，故C符合题意； D．发电机是利用电磁感应原理制成的，工作原理不同，故D不符合题意。 故选C。 变式6-1（2025·安徽六安·三模）磁浮列车悬浮在轨道上行驶，大大减小了列车受到的阻力。磁浮列车有“常导磁吸型”和“超导磁斥型”两种，如图所示的磁浮列车属于 （选填“磁吸型”或“磁斥型”）。 【答案】磁吸型 【详解】分析图示可知，车身的电磁铁在轨道下方，且车身受到的重力竖直向下，要使列车悬浮在轨道上行驶，则轨道线圈对车身线圈应该有向上的吸引力，是通过异名磁极相互吸引来实现列车悬浮的，所以该磁悬浮列车属于磁吸型。 变式6-2（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。 ◇难点 1 含电磁继电器电路的动态分析 典例7（2025·四川凉山·中考真题）传感器在“物联网”中担负着信息采集的重要任务，可以实现“提醒”和“报警”功能。某型号的温度自动报警装置由热敏电阻作为传感器制作而成，其简易电路图如下。已知热敏电阻R1的阻值随温度升高而减小，若电源电压保持不变，滑动变阻器R的滑片P在某位置不变，闭合开关S1和S2，此时装置未报警。下列说法正确的是（　　） A．该装置中电磁铁的工作原理与发电机工作原理相同 B．若温度升高，流过电磁铁的电流变小，电磁铁磁性变弱 C．若温度降低到一定程度，该报警器会发送报警信息 D．若滑动变阻器R的滑片P向左移动一段距离，则报警的最低温度将会升高 【答案】D 【详解】A．电磁铁的工作原理为电流的磁效应，发电机的工作原理为电磁感应，所以两者的工作原理不同，故A错误； B．由题意可知，热敏电阻R1的阻值随温度升高而减小，电磁铁和热敏电阻构成的控制电路为串联电路，根据欧姆定律和串联电路电流的特点可知，流过电磁铁的电流将变大，而电流越大，磁性也就越强，故B错误； C．当温度降低到一定程度时，热敏电阻R1的阻值将增大，根据欧姆定律可知，通过控制电路的电流变小，则电磁铁的磁性变弱，无法吸引衔铁，含报警器的工作电路无法构成通路，所以报警器无法发送报警信息，故C错误； D．当滑动变阻器R的滑片P向左移动一段距离，则接入电路的有效电阻变大，根据欧姆定律可知，控制电路的电流将变小，电磁铁的磁性变弱，无法吸引衔铁，为了使电磁铁能够把衔铁吸引过来，使含报警器的工作电路构成通路，就要增大控制电路的电流，根据欧姆定律可知，只有降低热敏电阻的阻值，即升高报警的最低温度，故D正确。 故选D。 解｜题｜思｜维 电磁铁磁性的变化会导致其对衔铁的吸引力发生改变，当吸引力足够大时，衔铁被吸下，工作电路的触点开关状态改变（如从断开变为闭合，或从常闭触点切换到常开触点），从而实现工作电路中用电器（如灯泡、电铃、电动机等）的工作状态变化。 变式7-1（多选）（2025·湖南怀化·模拟预测）创新实践小组为蔬菜大棚设计自动降温系统，简化电路如图1所示。工作电路中，喷雾器甲和排风扇乙的额定电压均为220V，额定功率分别为220W和110W；控制电路中，电源电压恒为36V，为保护电阻，热敏电阻R的阻值随温度变化关系如图2所示。当大棚内气温达到30℃时，控制电路电流达到0.08A，电磁铁吸合衔铁；当电流降至0.075A时，衔铁释放。忽略线圈电阻，下列说法正确的是（　　） A．排风扇正常工作1h消耗的电能为0.11kW·h B．的电阻为 C．当温度升高时，控制电路的电流减小 D．衔铁被吸合时，工作电路中的喷雾器和排风扇同时工作 【答案】AD 【详解】A．排风扇的额定功率 则排风扇正常工作1h消耗电能为 故A正确； B．由图1可知，控制电路中，热敏电阻R和R1串联。由图2可知，大棚内的气温达到30℃时，热敏电阻阻值，此时控制电路中的电流，则电路中的总电阻 根据串联电路中电阻关系得，R1的阻值 故B错误； C．由图1可知，控制电路中，热敏电阻R和R1串联。由图2可知，温度升高，热敏电阻R的阻值减小，电路中的总电阻减小。根据可知，当电源电压不变时，电路中总电阻减小，电流变大，故C错误； D．由图1可知，衔铁被吸合时，工作电路中的下面的触点接通，此时甲、乙并联，即排风扇和喷雾器并联，同时工作，故D正确。 故选AD。 变式7-2（2025·陕西西安·三模）我市装有多座过街天桥，极大方便了行人的出行。阴雨天时，空气潮湿，能见度低，路面湿滑，保证行人上下天桥时的安全，需在天桥入口处设置警示灯。图甲是某同学为此设计的部分模拟电路，电磁铁及触点1固定不动，衔铁可在电磁铁作用下上下运动，带动铜棒OF绕O点运动。该电路中需用到阻值随空气湿度变化的湿敏电阻，将湿敏电阻接在电路中图中未画出，闭合开关S，当空气湿度小于设定值时，警示灯随湿度变化而自动调整亮度；当空气湿度增大到设定值时，警示灯能不断闪烁。图乙是可供选择的两种湿敏电阻的阻值随湿度变化关系的图像。忽略电磁铁线圈电阻，灯泡阻值不变，以下说法正确的是（　　） A．应选作为该电路的湿敏电阻 B．在M、N、Q三处位置中，湿敏电阻应安装在Q处 C．小于设定值时，湿度越小警示灯越亮 D．向左移动滑片P，可使警示灯在较小湿度下实现闪烁 【答案】D 【详解】A．由乙图可知，的阻值随湿度的增加而增加，的阻值随湿度的增加而减小，根据实际需要，当空气潮湿，能见度低时，警示灯变亮，即警示灯随湿度的增加而变亮，当警示灯变亮时，通过电路的电流变大，电路电阻变小，所以符合要求，故A错误； B．若将它串联在图甲电路中的M位置，当通过电路的电流变大，电磁铁的磁性增强，衔铁被吸下，动触点2接触静触点1，吸合后电磁铁和会被短路，警示灯会一下变亮，吸合后电磁铁和被短路而失去磁性，衔铁被弹簧拉下，此时警示灯和串联接入电路，灯泡变暗，而放在N点和Q点都不会出现此现象，故应该将警示灯串联在图甲电路中的M位置，才能起到闪烁的作用，故B错误； C．湿度越小，R2阻值越大，电路电流越小，警示灯越暗，故C错误； D．电源电压不变，空气湿度设定值不变，即触发电流不变、电路中总电阻不变，若向左移动滑片，滑动变阻器接入电路中的阻值变小，即湿敏电阻阻值较大时，电路中电流即可达到触发电流，使警示灯在较小湿度下就能实现闪烁，故D正确。 故选D。 ◇难点 2 电与磁综合分析与应用 典例8（2025·山东烟台·中考真题）为了节约电能又不影响照明，工人师傅设计出一个路灯改造方案。此前，每个路灯装有一只“220V  100W”的灯泡L0。此次改造要为每个路灯加装一只相同规格的灯泡L，并安装一个电磁控制感应装置，当夜幕降临时，光控开关闭合，路灯处于低功率的柔光状态；当行人走进感应区时，灯光瞬间变亮，离开感应区时，路灯又恢复原来的柔光状态。图甲是设计的电路（加装的灯泡L未画出），控制电路的电源电压恒为4.5V，压敏电阻R的阻值随压力大小变化的图像如图乙所示，当通过电磁铁的电流等于或大于临界值时，衔铁会被电磁铁吸引而转换触点。工作电路的电源电压220V不变，不考虑灯丝电阻变化，电磁铁线圈电阻忽略不计。 (1)为达到改造要求，工人师傅需要将灯泡L接在电路中 （选填“A”或“B”）处。从安全用电角度考虑，工作电路的导线 （选填“C”或“D”）端应接火线。 (2)若控制电路中R1接入的阻值为55Ω，当感应区上受到的压力时，衔铁被电磁铁吸引转换触点，则感应装置中电磁铁的电流临界值是多少？保持电磁铁电流临界值不变，要想让重力更小的人经过感应区时路灯变亮，写出一种可行的改进办法。 (3)若某路灯每天工作总时间为10h，处于柔光状态的时间累计为8h，求改造后这个路灯在六月份（30天）节约的电能（控制电路消耗的电能忽略不计）。 (4)如图丙所示，在方案实施过程中，工人师傅改装完某处的路灯后，需要把重为200N的材料车沿倾斜路面推至下一路灯处，M、N是途经的两点。已知MN两点间的距离为20m，竖直的灯杆与路面夹角为，材料车受到的摩擦力大小是其重力的0.05倍。假设推力F的方向始终与倾斜路面平行，求工人师傅将材料车从M点匀速推至N点的过程中推力F做的功。 【答案】(1) A D (2)0.036，减小滑动变阻器R1接入的阻值 (3)4.32×107J (4)2200J 【详解】（1）[1]当人走进压力感应区时，压力增大，由乙图可知，电阻R的阻值变小，控制电路的总电阻变小，根据可知，电压一定是，电路变大，电磁铁磁性增强，动触点被吸到右边静触点与B接触，此时只与L0接入电路，灯光亮，故灯泡L接在电路中A处。 [2]根据安全用电的要求，开关应接在火线的用电器之间，所以工作电路的导线D端应接火线。 （2）由于题意可知，当感应区上受到的压力F=300N时，衔铁被电磁铁吸引转换触点，此时电流即为感应装置中电磁铁的临界值。由乙图可知，当压力F=300N时，电阻R=70Ω，且与R1串联，根据欧姆定律可知电流的临界值为 重力更小的人，压力更小，由图乙可知，R更大，保持电磁铁电流临界值不变，根据可知，可减小滑动变阻器R1接入的阻值。 （3）处于柔光状态工作时，加装的灯泡L与灯泡L0串联，又两灯泡规格相同，根据串联电路电压规律可知，每个灯泡两端的实际电压为110V，由于灯丝电阻不变，所以有 灯泡的实际功率为 L与L0串联的总功率P总=2P实=2×25W=50W 每天节省的电能为W=(ΔP额-P总)t=(100W-50W)×8×3.6×103s=1.44×106J 30天节约的电能为W总=30×1.44×106J=4.32×107J （4）推力F既克服重力做有用功，又要克服摩擦力做额外功，所以推力做的功等于有用功和额外功之和，所做的有用功为W有用=Gh=200N×20m×sin（90°-60°）=2000J 摩擦力大小为f=0.05G=0.05×200N=10N 克服摩擦力所做的额外功为W额外=fs=10N×20N=200J 所以推力F做功为W=W有用+W额外=2000J+200J=2200J 变式8-1（2025·河南濮阳·二模）如图甲所示为物理学习小组设计的电热水壶电路，它由工作电路和控制电路组成，具有加热和保温功能。其中工作电路电源电压为220V，R2、R3为电加热丝，加热功率为1210W，保温功率为100W。控制电路中的Rt为热敏电阻，其阻值随水温变化的关系如图乙所示，R1为滑动变阻器。电磁铁产生的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图丙所示，电磁继电器线圈的电阻忽略不计，衔铁只有在不小于3N吸引力的作用下才能被吸下。求： (1) R3的阻值是多少？ (2)将滑动变阻器R1的阻值调整到40Ω，可将电水壶的保温温度设定为40℃，则控制电路中的电源电压U多大？ (3)已知电热水壶的加热效率为80%，用加热档将2kg的水由25℃加热至65℃，用时7min，则工作电路的实际加热功率多大？[] 【答案】(1)444Ω (2)9V (3)1000W 【详解】（1）由可知，当电压一定时，电阻越大，电功率越小，为保温挡；电阻越小，电功率越大，为加热挡。当开关S与下方触点连接，R2、R3串联接入工作电路，电阻大，为电热水壶的保温挡；当开关S与上方触点连接，只有电热丝R2接入工作电路，电阻小，为电热水壶的加热挡。由题意可知，加热挡功率为1210W，所以电阻R2的阻值为 保温挡功率为100W，电路中的总电阻为 故R3的阻值为R3=R总-R2=484Ω-40Ω=444Ω （2）由图甲可知，控制电路中，热敏电阻Rt与滑动变阻器R1串联。由图乙可知，当温度为40℃时，热敏电阻Rt的阻值为Rt=50Ω，根据串联电路的电阻特点可知，此时控制电路的总电阻为R总'=R1 +Rt=40Ω+50Ω=90Ω 当F=3N时，衔铁恰好被吸下进入保温状态，由丙图可知，此时的电流为 控制电路电压为U=IR总′=0.1A×90Ω=9V （3）水吸收的热量为Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·°C)×2kg×(65°C-25°C)=3.36×105J 电热水壶消耗的电能为 加热时间为t加热=7min=420s 工作电路的实际加热功率为 变式8-2（2025·湖南长沙·三模）在科技小组开展的“设计一款多功能电热水器”项目活动中，规定使用两种不同规格的纯电阻发热体和放在水箱中，其中，。小青同学提交的初步设计简化电路如图甲，后来考虑到实际应用中自动控制与快速加热的需求，他又将设计电路修改为如图乙，热敏电阻阻值随温度变化的关系如图丙所示；为可调电阻，用来设定电热水器的水温；电磁铁线圈电阻忽略不计。各电路中的电源电压如图所示且都保持不变。 (1)图甲设计中，开关均闭合时电路工作100s所消耗的电能为多少J？ (2)图乙设计中，加热至60℃时，自动进入保温模式，此时电磁继电器线圈的电流达到30mA，的阻值应该调至多少Ω？ (3)小青比较了以上两种设计的工作电路所消耗的总功率，发现两者最接近时比值为10∶11。请计算得出图甲设计中电路正常工作保温挡时的总功率。 【答案】(1) (2)140Ω (3)100W 【详解】（1）由图甲可知，开关均闭合时，只有R1的简单电路，电路工作100s所消耗的电能 （2）由图丙可知，温度升高，Rt的阻值越大，电路的总电阻越大，由欧姆定律可知通过电路的电流越小，电磁铁的磁性越弱，弹簧将衔铁拉起，动触点和上面的静触点连接，只有R2的简单电路，电路的总电阻较大，由可知电路的总功率较小，处于保温模式，由图丙可知加热至60℃时，Rt=60Ω，此时电磁继电器线圈的电流达到30mA，电路的总电阻 由串联电路电阻的规律得到的阻值应该调至RP=R-Rt=200Ω-60Ω=140Ω （3）由图甲可知，闭合开关S1，两个电阻串联，电路的总电阻最大，由可知电路的总功率最小，处于保温状态，小青比较了以上两种设计的工作电路所消耗的总功率，发现两者最接近时比值为10∶11，所以 得到R2=10R1=10×44Ω=440Ω 图甲设计中电路正常工作保温挡时的总功率 1．（2025·福建厦门·二模）“四川舰”是全球首次采用电磁弹射技术的两栖攻击舰。电磁弹射器的弹射车处于强磁场中，当弹射车内的导体中有强电流通过时，弹射车就给舰载机提供强大的推力使舰载机快速起飞。如图各实验中与弹射器主要工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．图中装置是研究电磁感应现象的实验装置，即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流。这是发电机的原理，故A不符合题意； B．图中是奥斯特实验装置，说明了通电导线周围存在磁场，即电流的磁效应，故B不符合题意； C．图中装置是探究影响电磁铁磁性强弱的因素，是电流磁效应的应用，故C不符合题意； D．图中装置有电源，通电导体在磁场中受力而运动，是电动机的原理，电磁弹射器的工作原理与电动机的原理相同，故D符合题意。 故选D。 2．（2025·湖北·三模）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】电磁枪它是利用磁场对电流的作用把弹丸发射出去，故应用的是通电导体在磁场中受力运动的原理。 A．通电螺线管是电流的磁效应，故A不符合题意； B．图中实验装置探究的是电磁感应现象，即磁能够生电，故B不符合题意； C．通电后导体线框在磁场中由静止开始运动，因为在磁场中受到了力的作用，与电磁发射器的原理相同，故C符合题意； D．通电导线下方的小磁针发生偏转，是因为电流周围存在磁场，即电流的磁效应，故D不符合题意。 故选C。 3．（2025·陕西·模拟预测）小庆为禽蛋孵化箱设计了如图甲所示的温控装置。其中为热敏电阻，其阻值随温度变化的曲线如图乙所示。已知电磁继电器的线圈电阻R0为50Ω，左侧控制电路的电源电压为7V。当继电器线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸下，右侧工作电路就断开。下列说法正确的是（　　） A．热敏电阻的阻值随温度的升高而不断地增大 B．若增加电磁铁中线圈的匝数，该装置控制的温度上限将升高 C．根据图乙可知该装置可将孵化箱温度控制在40℃以下 D．若想适当降低孵化器的温度，可在控制电路中串联接入一个电阻 【答案】C 【详解】A．由乙图可知，随着温度的升高，热敏电阻的阻值减小，故A错误； B．若增加电磁铁中线圈的匝数，电磁铁的磁性会增强，在电流小于20mA时，就可以将衔铁吸下，根据可知，电压不变时，总电阻增大，由于R总=R+R0可知，R0不变，R增大，由图乙可知，该装置控制的温度上限将降低，故B错误； C．当继电器线圈中的电流最小为20mA时，电路中的总电阻为 热敏电阻阻值 由图乙可知，此时温度为40℃，则装置可将温度控制在40℃以下，故C正确； D．因衔铁被吸下时，线圈中的电流保持不变，所以电路中的总电阻不变，在控制电路中串联接入一个电阻，由于R0的阻值大小不变，R接入的阻值会变小，根据乙图可知，孵化器的温度会升高，故D错误。 故选C。 4．（2025·陕西·模拟预测）榆林市位于陕西北部，冬季较为寒冷，故不少家庭都有一款具有加热功能的足浴盆。某款足浴盆可以将水加热到设定的温度，其简化电路如图，其中所有电源电压恒定，为滑动变阻器，表格为温控电阻的阻值随温度变化的关系，置于温度检测区域。工作电路接通时，通过断开或闭合，可使足浴盆处于单加热状态或红外理疗状态。已知电热丝的电阻是55Ω，红外理疗装置的电功率是20W，水温达到设定温度时衔铁弹起。下列说法正确的是（   ） /Ω 145 120 98 80 67 58 50 43 37 33 30 28 温度/℃ 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 A．电磁继电器的原理是电流磁效应，该原理由法拉第发现 B．在不变的情况下，温度升高，两端的电压随之降低 C．足浴盆处于红外理疗状态时，工作电路5min消耗的电能为 D．电阻阻值越小，足浴盆的设定温度越低 【答案】C 【详解】A. 电磁继电器的原理是电流的磁效应，电流的磁效应是由奥斯特发现的，并非法拉第，故A错误； B. 在控制电路中，与串联，由表格可知，温度升高时，的阻值变大，阻值不变，电源电压恒定，根据串联电路的分压定律，此时两端的电压会随着阻值的增大而增大，故B错误； C. 闭合，足浴盆处于红外理疗状态时，与理疗装置并联，工作电路电压为220V，电热丝的电阻是55Ω，红外理疗装置的电功率是20W，根据，可得电热丝工作时的电功率 根据并联电路电功率的特点和功的计算公式，可得工作电路5min消耗的电能为 故C正确； D.在控制电路中，与串联，当电磁铁电流达到某一定值时，衔铁弹起停止加热，如果电阻的阻值变小，则需要达到停止加热时的电流值，就需要的阻值变大， 由表格可知，随着温控电阻的阻值越大，温度越高，所以足浴盆的设定温度越高，故D错误。 故选C。 5．（2025·陕西西安·模拟预测）翱翔科技小组为生物实验室的鱼缸设计了一款自动控温装置，它可以根据水温自动启动和关闭加热棒。如图-1，控制电路电源电压恒为6V，R是电阻箱，是置于鱼缸里检测水温的热敏电阻，其阻值与温度的关系如图-2。当电磁铁线圈中的电流时，铁质开关被吸起，关闭加热棒；当电流时，K被释放，启动加热棒，从而控制缸内水温保持在一定范围内，电磁铁线圈电阻忽略不计。下列说法不正确的是（        ） A．设置好控制温度后，当鱼缸中水温升高时，电压表示数变大 B．设置好控制温度后，鱼缸中温度降低时，电磁铁的磁性变弱 C．要控制鱼缸内水的最高温度为20℃，电阻箱的阻值要调成30Ω D．若将电阻箱R的阻值调大，可实现最高水温值变高，同时鱼缸内水的温度差将变大 【答案】D 【详解】由图可知，电阻箱与热敏电阻串联，电压表测量两端的电压； A．设置好控制温度后，当鱼缸中水温升高时，由图可知热敏电阻的阻值减小，则电路中的总电阻变小，根据可知电路中的电流变大，根据可知电压表示数变大，故A正确，不符合题意； B．设置好控制温度后，鱼缸中温度降低时，由图可知热敏电阻的阻值变大，则电路中的总电阻变大，根据可知电路中的电流变小，电磁铁的磁性变弱，故B正确，不符合题意； C．当电磁铁线圈中的电流时，铁质开关被吸起，根据欧姆定律可知，电路中的最大电阻是 最高温度为，则接入电路中的阻值，根据串联电路电阻的特点可知，的电阻是，故C正确，不符合题意； D．由于电源电压不变，电流时，铁质开关被吸起，当电流时，被释放，所以根据欧姆定律可知温度最高和最低时对应的总电阻不变，当增大时，温度最高和最低时对应的减小量相同，由图可知，最高水温值变高，并且温度的变化量与电阻的变化量不成正比，并且温度越高时减小相同的电阻时温度升高量越小，在温度越低时减小相同的电阻时温度升高量大，所以温度差变小，故D错误，符合题意。 故选。 6．（2025·安徽阜阳·模拟预测）如图所示，将一条形磁体放在小车上，并靠近螺线管，闭合开关后小车向左运动，则电源的左端为 极。 【答案】正 【详解】闭合开关后小车向左运动，说明小车受到了一个向左的吸引力，已知小车上的磁铁左端为S极，根据异名磁极相互吸引，可确定通电螺线管的右端是N极，根据安培定则可知，电源的左端是正极，右端是负极。 7．（2025·河南驻马店·模拟预测）电动车充电过程中，电池温度过高可能会自燃。小明设计了一个自动控制装置，当电池温度过高时，启动制冷系统降温。如图甲，控制电路中电源电压恒为6V，为热敏电阻，为电阻箱。当电流时，衔铁被吸下，工作电路制冷系统启动。将两个热敏电阻、分别作为接入电路中，闭合、，测出它们在不同温度时的阻值，绘制成如图所示曲线。在本设计中热敏电阻应选用 （选填“”或“”）。若要将制冷系统启动温度设置为，的阻值应调为 。 【答案】 270 【详解】[1]当电池温度过高时需要启动制冷系统，即温度升高时，控制电路中的电流需达到或超过20mA以使衔铁被吸下。根据欧姆定律，在控制电路电源电压恒定的情况下，电流增大意味着电路的总电阻需减小。这表明热敏电阻的阻值要随温度升高而减小，才能满足温度升高时启动制冷系统的要求。因此，根据曲线特性，热敏电阻应选用阻值随温度升高而变小的。 [2]当制冷系统启动温度设置为时，电路中的电流 根据欧姆定律可知，此时控制电路的总电阻 由曲线可知，当时，热敏电阻的阻值。因为控制电路中与是串联关系，根据串联电路总电阻等于各分电阻之和，则的阻值 8．（2025·吉林四平·模拟预测）如图甲是小明设计的汽车尾气中CO排放量的检测电路，当CO浓度高于某一设定值时，电铃发声报警，气敏电阻R的阻值随CO浓度变化的关系图像如图乙所示。 (1)电铃发声报警，是利用声音传递 ； (2)气敏电阻R是利用 （选填“导体”“半导体”或“超导体”）材料制成的； (3)电磁铁中有电流通过时，其上端为 极；电铃应接在 （选填“B、D”或“A、C”）之间。 【答案】(1)信息 (2)半导体 (3) S B、D 【详解】（1）声音可以传递信息和能量，电铃发声报警，是让人们知道CO浓度高于设定值了，这是利用声音传递信息。 （2）气敏电阻是一种能够感知特定气体浓度变化并改变自身电阻值的元件，它是利用半导体材料制成的。因为半导体材料的电阻会随外界环境（如气体浓度）的变化而发生显著变化。 （3）[1]根据安培定则，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。由图甲可知，电流从电磁铁的下端流入，所以电磁铁中有电流通过时，其上端为S极。 [2]当CO浓度高于某一设定值时，气敏电阻R的阻值减小，根据欧姆定律（电源电压U不变，R减小），控制电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，吸引衔铁向下运动，使B、D之间的电路接通，电铃发声报警，所以电铃应接在B、D之间。 9．（2025·江苏盐城·一模）如图甲所示，某小组设计的调节光照度助力植物成长的模拟电路。电源电压为U，R0为电阻箱，光敏电阻R的阻值随光照度E的变化图像如图乙所示。当电流I≥0.2A时，电磁铁刚好能够吸下衔铁A，启动电动机（图中省略），带动遮光板下移减少光照。若电源电压U为12V，调节R0阻值为10Ω，不计电磁铁线圈电阻，则光照度E最大为 Lx，此时光敏电阻R的电功率是 W；若某植物对阳光需求更大，对电路可采取的办法是 。 【答案】 2 增大R0的阻值或者减小电源电压 【详解】[1]由图甲知，光敏电阻R与电阻箱R0及电磁铁串联接入电路，电流表测电路中的电流。电路中的电流最小为0.2A，遮光板下移。此时电路的总电阻 则光敏电阻的阻值 由图乙知，光照度E最大为 [2]光敏电阻此时的电功率 [3]由图乙知，光敏电阻的阻值随着光照强度的增大而减小，若植物对阳光需求更大，则需要光敏电阻在较小的电阻时，遮光板仍不下移，而电路中的电流仍然是大于等于0.2A，遮光板下移，则在电源电压不变时，需要增大电阻箱接入电路的阻值或在电阻箱接入电路的阻值不变时，减小电源电压。 10．（2025·陕西榆林·一模）如图甲所示，热带香蕉树在神木“安家”，这得益于大棚温控技术。兴趣小组为大棚设计了具有加热和保温功能的电热器，其内部简化电路图如图乙所示（左侧为控制电路，右侧为工作电路）。为热敏电阻，阻值随温度变化关系如图丙所示。、均为电热丝，，，线圈电阻不计。加热时，工作电路的总功率是 W；闭合开关，电磁铁的上端为 极；当大棚内的温度升高，电磁铁的磁性会 （选填“增强”“减弱”或“不变”）。若控制电路电源电压为6V，经测试，当控制电路中的电流达到时，衔铁被吸下；减小到时，衔铁弹起。则电热器所控制的大棚内温度的变化范围是 。 【答案】 726 N 增强 【详解】[1]闭合开关、，当衔铁没有被电磁铁吸引时，电热丝、并联，此时工作电路的总电阻最小，由可知，工作电路的总功率最大，处于加热状态；加热时，电热丝、并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，工作电路的总功率 [2]由安培定则可知，四指的方向为电流的方向，大拇指的方向为电流方向，故电磁继电器中电磁铁上端为N极，下端是S极。 [3]当温度升高时，阻值减小，控制电路的电源电压不变，电流增大，电磁铁磁性增强。 [4]当控制电路中电流I达到0.15A时衔铁被吸下，此时大棚的温度最高，由可得，热敏电阻的阻值 由图丙可知，大棚的最高温度为；当控制电路中电流减小到0.1A时衔铁弹起，此时大棚的温度最低，此时热敏电阻的阻值 由图丙可知，大棚的最高温度为，所以，电热器所控制的大棚内温度的变化范围为。 11．（2025·辽宁鞍山·二模）图甲是磁悬浮陀螺仪，它由电磁底座和陀螺两部分组成，它的悬浮原理如图乙。请你标出陀螺下端的磁极，并标出A点处的磁感线方向。 【答案】 【详解】根据安培定则（右手螺旋定则），用右手握住螺线管，四指指向电流方向（电源正极→螺线管→电源负极），大拇指指向螺线管的N极，所以螺旋管的上端为N极，磁悬浮陀螺仪的原理是同名磁极相互排斥，则陀螺下端为N极；磁感线在螺线管外部的方向是从N极指向S极，因此A点处的磁感线方向向下（沿螺线管外侧指向S极），如图所示： 12．（2025·湖北·模拟预测）如图所示是实践小组自制的电磁指南针，电磁铁固定在模型上。请用物理符号在括号中标出电源上端的极性（用“+”或“-”表示），使指南针静止时A端总指向南方，并标出图中磁感线的方向。 【答案】 【详解】磁极判断：电磁指南针静止时，A处需指向南方（地理南极）。由于地磁场的 “北极” 在地理南极附近，根据 “异名磁极相互吸引”，A处需被电磁铁的S极吸引，故电磁铁上端为S极、下端为N极 。安培定则（右手螺旋定则）应用：右手握住电磁铁，大拇指指向N 极（下端），四指弯曲方向为电流方向，电流从电磁铁上端流入、下端流出 。因此，电源上端为正极，下端为负极。磁感线方向：磁感线在磁体外部的方向是从 N 极出发，回到 S 极，故电磁铁的磁感线方向为从下（N 极）向上（S 极） 。如图所示 13．（2025·福建福州·模拟预测）如图是小闽为家庭养殖场设计的电热孵化器的工作原理图，R1、R2和R3为阻值均为110Ω的加热电阻。控制电路中，电源电压恒为3V，R为滑动变阻器，热敏电阻Rt置于孵化器内，其阻值随温度的变化关系如下表所示。已知电磁继电器的线圈电阻R0=10Ω，当继电器线圈中的电流小于或等于10mA时，继电器的衔铁弹回，工作电路处于加热状态；当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时到达孵化温度，继电器的衔铁被吸下，工作电路处于保温状态。 温度t/℃ 32 33 34 35 36 37 38 电阻Rt/Ω 390 290 210 150 100 50 40 (1)此孵化器发热功率； (2)孵化温度为37℃时，R连入电路的阻值； (3)孵化温度为37℃时，此孵化器的调节的温度范围。 【答案】(1)440W (2)140Ω (3)35℃∼37℃ 【详解】（1）继电器的衔铁弹回，工作电路处于加热状态，此时触点与b相连，接入电路，孵化器发热功率为 （2）由图可知，控制电路中，R、、线圈，三者串联，由表格数据可知，孵化温度为时，的阻值为，线圈吸合电流为15mA，根据欧姆定律和串联电路电阻规律可得，即 解得 （3）衔铁回弹电流为10mA，根据欧姆定律有 即 解得，对照表格可知，此时的温度为，故孵化器调节的温度范围为35℃∼37℃ 14．（2025·陕西榆林·一模）图﹣1是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅，其简化电路如图﹣2所示，它是通过电热丝R1来加热空气，从而加热食物，达到设定加热温度后，断开开关。则： (1)空气炸锅加热食品利用的是电流的 效应。 (2)若把空气炸锅单独接入家庭电路中持续工作，电能表上标有3000r/（kW·h）的字样，其转盘正好转了100转，工作时间2min，求此时空气作锅的实际电功率。 (3)工作电路中电热丝R1与指示灯支路并联。已知R1的额定电压为220V，额定功率为1210W。正常工作时，工作电路的总电流为5.55A，此时指示灯支路消耗的功率。 (4)控制电路电源电压恒定，通过调节变阻器R3接入电路的阻值来设置加热温度，电阻R2置于温度监测区域，它的阻值随温度变化的关系如图﹣3所示。当加热温度设定为150℃，即R3的阻值调为100Ω时，闭合开关S，电磁继电器（不计线圈的电阻）的衔铁被吸下，工作电路接通，开始加热  直到温度达到150℃时，衔铁向上弹起，停止加热。则当R3的阻值调为80Ω时，对应的加热温度设定为多少？ 【答案】(1)热 (2)1000W (3)11W (4)200℃ 【详解】（1）电流通过导体时会产生热量，所以空气炸锅加热食品利用的是电流的热效应。 （2）薯条吸收的热量 3000r/（kW·h）表示电路中用电器每消耗1kW·h电能，电能表的转盘转过3000转，则转盘转了100转，空气炸锅消耗的电能 空气炸锅工作的时间 空气炸锅的实际电功率 （3）由P＝UI可知，R1的额定电流 根据串并联电路的电流特点可知，指示灯支路的电流I灯＝I-I额＝5.55A-5.5A＝0.05A   指示灯支路消耗的功率P灯＝UI灯＝220V×0.05A＝11W （4）R3的阻值调为100Ω，由图丙可知，当加热温度设定为150℃，R2的阻值是30Ω，衔铁向上弹起，停止加热，根据串联电路的电阻特点可知，此时控制电路的总电阻R=R2+R3=30Ω+100Ω=130Ω 当R3的阻值调为80Ω时，由于衔铁被吸下时的电流不变，电源电压也不变，则总电阻不变。 所以此时R2的阻值R2'=R-R3'=130Ω-80Ω=50Ω   由图丙可知，对应的加热温度设定为200℃。 15．（2025·海南省直辖县级单位·二模）为实施“清凉工程”，为每个教室安装了如图甲的空调。已知空调工作电压为220V，最大制冷功率为5.5kW；为落实节能降耗，小丽设计了如图乙的自动控制电路，热敏电阻的阻值随温度变化情况如图丙（电磁铁线圈电阻忽略不计）。求： (1)该空调最大工作电流为多少安？ (2)若空调以最大功率连续制冷10min，将消耗多少焦耳的电能？ (3)当气温达到设定的空调启动温度时，衔铁被电磁铁吸下，启动空调制冷，此时通过电磁铁线圈的电流为0.2A，通过电阻的电流为0.15A，则设定的空调启动温度是多少？ (4)启动后，当气温降低至26℃以下时，衔铁弹回切断空调线路；当气温再回升至设定的启动温度时，重启空调制冷；则的阻值应是多大？ 【答案】(1)25A (2) (3)30℃ (4)60Ω 【详解】（1）已知空调工作电压U＝220V，最大制冷功率P＝5.5kW＝5500W，根据功率公式可知，则空调最大工作电流 （2）已知空调最大功率P＝5500W，连续制冷时间t＝10min＝10×60s＝600s，根据可知，则消耗的电能 （3）在自动控制电路中，R1与R2并联，通过电磁铁线圈的电流I＝0.2A，通过电阻R1的电流I1＝0.15A，由，U＝3V为控制电路电源电压，可得 由图丙可知，当R1＝20Ω时，设定的空调启动温度是30℃。 （4）设定的空调启动温度是30℃，由（2）知，根据并联电路电流特点，可得通过R2的电流 由可知，则R2的阻值 17 / 18 学科网（北京）股份有限公司 $