内容正文:
第十四章
电与磁
(兰州5年5考,3~7.25分)
>2022版课标内容要求
2.4.2通过实验,认识磁场。知道地磁场。
2.4.3通过实验,了解电流周围存在磁场。探究并了解通电螺线管外部磁场的方向(学生必做实验)。了解
电磁铁在生产生活中的应用。
2.4.4通过实验,了解通电导线在磁场中会受到力的作用,并知道力的方向与哪些因素有关。
2.4.5探究并了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件(学生必做实验)。了解电磁感应在生产生活
中的应用。
核心考点精讲练
考点磁现象磁场(兰州2021.2A)
北师:九全P140~151
1.磁现象(兰州2021.2A)
磁性
如果物体能够吸引含有铁、钴、镍等物质的物品,我们就说它具有磁性
磁体
具有磁性的物体称为磁体
(1)磁体上磁性最强的两个部位称为磁极
磁极
(2)可以在水平面内自由转动的磁体(例如悬挂的条形磁体),静止时指北的磁极称为①
极,指南的磁极称为②
极
作用
同名磁极相互③
,异名磁极相互④
规律
磁化
在磁体的影响下,使原来没有磁性的物体有了磁性的过程叫作磁化
磁性
硬磁材料(永磁材料):用于制造各种永磁体,磁记录(如银行卡上的磁条、磁卡式车票等)
材料
软磁材料:用来制造传递、转换能量和信息的磁性零部件或器件(如变压器、电磁铁等)
2.磁场
性质
对放入其中的磁体有力的作用
磁感线上某一点的切线方向,即放在该点的可自由转动的小磁针静止时⑤
极的指向,就是
方向
该点的磁场方向
(1)定义:用一些带箭头的曲线来描述磁场的分布,这样的曲线叫作磁感线
(2)方向:磁体外部的磁感线都是从磁体的⑥
极出发,回到⑦
极;而在磁体内部则
相反,磁感线是从⑧
极出发,回到⑨
极(均选填“N”或“S”)》
磁感线
(3)特点:磁感线疏密可以表示磁场的⑩
,磁感线密集处磁场较强,稀疏处磁场较弱。磁感
线上任意一点的①
方向与该点的磁场方向一致
(1)地球周围空间存在的磁场叫作地磁场。研究表明地磁场的形状与②
地磁南极
磁体的磁场相似
地磁场
(2)地磁北极在地理③
极附近,地磁④
极在地理北极附近
(3)地理两极与地磁两极并不重合(如图所示),最早记录这一现象的是我
国宋代学者⑤
地理南极
138
兰州物理精讲册
⊙考点小练
1.(图源自人教教材P151图20.1-13)如图所示,是利用被磁化的缝衣针制成的简易指南针,若静止时针尖
指向地球磁场的北极,则针尖是简易指南针的
极;此时,将指南针底座逆时针旋转90°,针尖静止
时将指向地理位置的
方。
第1题图
第2题图
2.(图源自北师教材P149图14.2-7)公元一世纪初,东汉学者王充在《论衡》中记载:“司南之杓,投之于地,
其柢指南”,“柢”即勺柄,如图所示。“柢”是磁体的
(选填“N”或“S”)极,“司南”能指南北方向是
受
的作用。磁悬浮列车在车厢底部、导轨上均装有线圈,通电后,在磁场作用下将列车浮起,这是
利用了同名磁极相互
的原理。
考点2
电流的磁场(兰州2022.17第四空)》
北师:P152~156
电流的
(1)发现:丹麦物理学家奥斯特最早证实了电流周围存在磁场,且第一个发现了电与磁之间的联系
磁效应
(2)内容:通电导线周围存在①
这种现象叫作电流的磁效应
通电螺(1)磁场特点:通电螺线管外部的磁场与②
磁体的情况相似,它的两端相当于条形磁体的
线管的两极,可用右手螺旋定则判断极性
磁场
(2)磁极的影响因素:通电螺线管两端的极性与螺线管中的③
方向有关
右手螺
如图,用右手握住螺线管,让四指弯曲且与螺线管中电流的方向一致,则拇指
旋定则
所指的那端就是此时通电螺线管的④
极
考点3
电磁铁
电磁继电器(兰州5年2考)
北师:九全P157~163
1.电磁铁[原理:电流的磁效应]
特点
电磁铁通电时有磁性,断电时磁性消失
电磁铁磁性的强弱跟线圈的①
和通过电磁铁的②
的大小有关
影响
(1)线圈的匝数一定时,通过电磁铁线圈的电流越③
电磁
因素
铁的磁性越强;
电子
(2)当通过电磁铁线圈的电流一定时,线圈的匝数越多,磁性就越④
测力计
应用
磁悬浮列车、电磁起重机、电铃等
2.电磁继电器
实质
利用⑤
来控制工作电路的一种开关
特点
利用低电压、弱电流电路的通断来间接控制高电压、强电流电路的通断
如图所示为一种水位自动报警装置,当水位没有上升到金属块A
静触点1绿
时,左侧电路断开,电磁铁⑥
(选填“有”或“无”)磁性,动
衔铁
触点接触静触点⑦
,⑧
(选填“红”或“绿”)灯亮,
动触点
原理
当水位上升到金属块A时,左侧电路接通,电磁铁⑨
(选
红
填“有”或“无”)磁性,衔铁吸引动触点向下运动接触静触点
⑩
,①
(选填“红”或“绿”)灯亮
电源
静触,点2
第十四章电与磁
139
⊙考点小练
3.如图所示是电铃的工作原理图,当闭合开关后,电磁铁产生磁性,“α”端为
极,电磁铁吸引
(选填“弹性片A”或“衔铁B”),带动小球敲击铃碗发声,但同时A和B又会分离,电路断开,电磁铁失去
磁性,B复位又将电路接通,如此反复,电铃持续发声;若要使得小球敲击铃碗的声音响度更大些,可将滑动
变阻器的滑片P向
(选填“左”或“右”)滑动。
弹性片A
衔铁B
GMR
指示灯⑧
铃碗C
S,
第3题图
第4题图
4.(图源自人教九全P160图20.3-10)如图是巨磁电阻特性原理的示意图,图中GMR是巨磁电阻。闭合S1,
图中电磁铁左端为
(选填“N”或“S”)极,再闭合S2并使滑片P向左滑动,此时电磁铁的磁性
(选填“增强”“减弱”或“不变”),观察到指示灯亮度增大,说明巨磁电阻的阻值
(选填“增大”
“减小”或“不变”)。
考点4磁场对通电导线的作用力(兰州5年2考)
北师:九全P164~170
通电导线在磁场中会受到力的作用,力的方向跟①
的方向、②
的方向都有关
内容
系。当电流的方向或者磁场的方向变得相反时,通电导线受力的方向也变得相反
左手
伸开左手,使拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直,让磁感线垂直穿人手心,四指
定则
指向电流方向。这时,拇指所指的方向就是磁场对通电导线作用力的方向
应用
动圈式扬声器、电动机、电流表等
考点5
电磁感应
北师:九全P171~176
发现者
英国科学家①
发现了电磁感应现象
当闭合电路中的一部分导体在磁场中做②
运动时,电路中会产生感应电流,这种现
电磁感应
象称为电磁感应
产生条件
(1)③
电路;(2)一部分导体做④
与导体⑤
和⑥
方向有关。若其中一个方向发生了改变,则电流方向也会发生
电流方向
变化;若两个影响因素的方向同时改变,则电流方向不变
应用
动圈式话筒、发电机、POS机等
考点6
电动机与发电机(兰州5年3考)
北师:九全P165~167;P173~174
电动机
发电机
原理
①
②
判断依据
有电源[通电后动]
无电源[动后有电
电源
图示
a(S
原理图
模型图
原理图
模型图
能量转化
③
能转化为机械能
机械能转化为④
能
140
兰州物理精讲册
实验突破提素养
实验1探究通电螺线管外部磁场的方向(《课标》要求学生必做实验)(兰州2025.21)
北师:九全P153~154
实验器材
实验器材:铜导线、硬纸板、铁屑和小磁针等
及作用
小磁针的作用:显示小磁针所在位置的磁场方向
(1)探究通电螺线管外部磁场的方向(如图甲所示)
①用铜导线穿过一块硬纸板绕成的螺线管,将可自由转动的小磁针放在纸板上螺线管周围的不
同位置;
②给螺线管通入电流,观察并记录在各个位置的小磁针静止时N极的指向;
③改变电流的方向,观察在原来的记录点上小磁针静止时N极的指向
实验视频
设计与
进行实验
探究通电螺线管
甲
乙
外部磁场的方向
(2)探究通电螺线管外部磁场分布的特点(如图乙所示)
①在硬纸板上均匀地撒上一些铁屑;
②给螺线管通电后,轻轻敲击硬纸板,观察铁屑的分布情况
转换法的应用:(1)通过小磁针静止时N极的指向判断通电螺线管外部磁场的方向
(2)通过观察铁屑的分布情况判断通电螺线管外部磁场的分布情况
通电螺线管周围存在着磁场,磁场方向与
方向有关,其外部磁场分布情况与
实验结论
的
情况类似
一题练透一实验
例1(2024山东枣庄)某实验小组用铁屑和小磁针
(4)实验时发现通电螺线管的磁场较弱,铁屑规则排
来探究“通电螺线管外部磁场的方向”。
列的效果不明显,为增强螺线管的磁场,可行的措
施:
(写出一种方法即可)。
(5)为了研究通电螺线管的磁极性质,同学们一起对
螺线管的电流方向和绕线方式进行了实验,得到了
如图丙所示的四种情况。实验说明通电螺线管的磁
极极性只与
有关,且这个关系可以用
例1题图
来判断。
(1)在闭合开关前,小磁针静止时,N极指向地理的
(选填“南极”或“北极”),说明地球周围存
在磁场。
(2)在装有螺线管的玻璃板上均匀撒满铁屑,通电后
铁屑分布无明显变化,这时需
;观察到
铁屑分布情况如图甲所示,铁屑的分布情况与
磁体周围铁屑的分布情况相似。
(3)把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置,小磁
针静止时N极所指方向如图乙所示,对调电源正负极,
闭合开关,小磁针静止时N极所指方向与图乙中小磁
针N极指向相反,说明通电螺线管的极性与
的方向有关。
例1题图丙
第十四章电与磁141
实验2探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件(《课标》要求学生必做实验)
北师:九全P171~172
实验视频
实验器
实验器材:长导线、细软线、开关、铁架台、蹄形磁铁和灵敏电流计
材及作
(1)通过观察
,判断是否产生感应电流
用
(2)通过观察
判断感应电流的方向和大小
探究导体在磁场
中运动时产生感
应电流的条件
(1)用一根长导线做一个多匝的长方形线框
仪器
(2)将线框导线的两端通过开并与灵敏电流计连接,组成一个电路
准备
(3)用细软线将线框悬挂在铁架台上,并使它的底边αb水平置于蹄形磁铁的磁场中
设计与
闭合开关后,观察下面各种情况中,灵敏电流计的指针是否偏转
进行实
(1)保持线框和磁体都不动
验
操作(2)磁体不动,使线框底边ab左右运动
过程(3)使线框底边ab竖直向上或竖直向下运动,并不切割磁感线
(4)使线框底边ab沿其他方向运动
(5)保持线框底边αb不动,使磁体沿不同方向运动
实验
当闭合电路中的一部分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(导体沿磁感线
结论
方向运动时,灵敏电流计指针不偏转)
(1)使灵敏电流计指针偏转明显的方法:换用灵敏度更高的电流计、换磁性更强的磁铁、加快导体棒
交流与
切割磁感线的速度等
反思
(2)实验中做切割磁感线运动的导线在电路中的作用相当于
该过程中
能转化
为
能
一题练透一实验
例2实验小组在探究“导体在磁场中运动时产生感应
AB不动,而将磁铁向右运动,则灵敏电流计的指针
电流的条件”实验中,连接了如图所示的实验装置。
向
偏转。
(1)实验中,AB棒的材料可能是
(3)另一小组的同学闭合开关,水平移动导体AB,灵
(选填“塑料”或“铝”)。
敏电流计的指针偏转不明显,请你提出一条改进意
(2)闭合开关,导体AB、灵敏电流计
(S
见:
组成闭合回路,进行实验,实验现象
例2题图
(4)若将上述实验装置中的灵敏电流计换成电源,闭
如表所示:
合开关瞬间,导体AB将会
(选填“保持静
磁铁放
导体AB
电流计指
止”或“运动”)。
实验次序
置情况
运动方向
针偏转情况
拓展设问…
1
上下运动
不偏转
(5)a表示垂直于纸面的一根导线,作为闭合电路
2
上N下S
向左运动
向右偏转
的一部分,它在磁场中按箭头方向运动时,下列会
3
向右运动
向左偏转
产生感应电流的是
(填字母,多选)。
向左运动
向左偏转
上S下N
N
N
N
N
5
向右运动
向右偏转
①比较1、2、3次实验,可以得出感应电流产生的条件
是:闭合电路的一部分导体在磁场中做
运动。
②比较
两次实验可知,感应电流的方向与
(6)若只将灵敏电流计换成
还可以探
磁场方向有关;
究磁场对通电导体的作用。
③第6次实验中,将磁铁“上S下N”放置,保持导体
142
兰州物理精讲册
兰州真题与拓展
命题点1)磁现象{
磁场(兰州2021.2A)
4.(2025兰州4题)图甲是某蔬菜大棚里使用的一
1.(2025福建)将回形针掰直,磁化后放在树叶上,漂
种温度自动报警器,在温度计里封入一段金属丝,
浮于水面,如图,回形针在地球
的作用下,静
当温度达到金属丝下端所指温度时,扬声器响起,
止后指向南北。参照冬季午间小草的影子偏向北
发出报警信号。下列说法错误的是
H
方,进一步推测A端是回形针磁体的
极。
保护
电源
回形针
电阻
动
温
电磁铁
衔
影子
度
式扬声
铁
计
第1题图
甲
命题点2电磁现象的辨识及应用
第4题图
(兰州2025.4、2022.6)
A.动圈式扬声器的工作原理与图乙所示原理相同
2.(2024安徽)如图所示为动圈式话筒的简化示意
B.温度低于金属丝下端所指温度时,电磁铁断电
图。磁铁固定在适当的位置,线圈与膜片连接,声
失去磁性,衔铁被释放,扬声器停止报警
波可使膜片左右振动从而带动线圈振动,线圈中
C.温度计与金属丝相当于控制电磁铁的开关,实
就产生电流,实现声信号到电信号的转变,其工作
现了高温自动化报警
原理是
D.煤油可用作自动报警器温度计中的工作液体
膜片
线圈
命题点3电磁识图、作图(兰州5年3考)
信号
5.(2025广东)如图,小磁针静止时N极指向右,则
输出
螺线管的右端为
极,将小磁针沿着图中
永久磁铁
轨迹缓慢移到Q处,下列符合小磁针α端旋转情
第2题图
况的是
A.磁场对通电导线的作用
B.电流的热效应
180°
C.电流的磁效应
D.电磁感应
80
3.(2022兰州6题)关于磁现象,下列说法正确的是
B
(
360°
360°
第5题图
C
D
6.(2023兰州19题)如图所示,小磁针左侧为通电
螺线管,右侧为条形磁体,请根据小磁针的N极指
向,标出条形磁体的磁极,并用箭头标出磁感线的
方向和螺线管中的电流方向。
第3题图
一电源
A.图甲:通电时小磁针发生明显偏转说明通电导
体周围存在地磁场
第6题图
第7题图
B.图乙:利用此装置可说明电磁铁磁性强弱与线
7.(2020兰州26题)如图所示是小亮“探究电磁铁
圈匝数有关
磁性强弱”的实验电路,请根据小磁针的N极指
C.图丙:利用此装置可说明发电机的工作原理
向,标出电磁铁周围磁感线的方向,并用“+”
D.图丁:利用此装置可说明电动机的工作原理
“-”号标出电源的正、负极。
第十四章电与磁143
命题点4】发电机和电动机(兰州5年3考)
=20m2的长方体水槽,图甲是小明为小区景观
8.(2024兰州6题)科技创新活动中,小雅的作品“隔
池设计的自动补水系统示意图,其中控制电路的
板推物”引起了同学们的极大兴趣,其原理如图甲所
电源电压恒为9V,R。为保护电阻,R是一个固定
示,α、b两个导体棒分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场
于景观池底部的压敏电阻,它在水中的有效受力
中,两导体棒通过导线相连,构成了一个闭合回路,用
面积为S2=4cm。在最高、最低水位设计深度
手推动导体棒α左右摆动时,导体棒b会随之摆动,
变化范围内,压敏电阻R的阻值与其所受压力的
下列关于这一现象的说法中不正确的是
大小变化关系如图乙所示。当控制电路中的电
流I≤0.3A时,弹簧将衔铁拉起,工作电路接通,
电源
水泵开始为景观池供水;当控制电路中的电流
I≥0.6A时,电磁铁将衔铁吸合,工作电路断开,
水泵停止为景观池供水。(计算时不考虑电磁铁
线圈的阻值和压敏电阻的厚度,P水=1.0×
103kg/m3,g取10N/kg)求:
第8题图
(1)保护电阻R,的阻值;
A.导体棒a左右摆动时,闭合回路中能够产生感
(2)景观池最低水位设计深度;
应电流
(3)景观池每次补水的最大质量。
B.导体棒a左右摆动时,实现了电能向机械能的
转化
注水管
R/
C.导体棒b随之摆动的原理与图乙所示装置的原
连接水泵
注水口
理相同
①压敏电阻R
D.用手推动导体棒b左右摆动时,导体棒a也会
2.5
随之摆动
R
00.40.81.21.62.02.4F/
甲
9.(2025四川成都)将两个
玩具电动机M1、M2的转轴
第10题图
塑料管
用塑料管连接起来,如图。
闭合开关,小灯泡发光,原
M2
M,
因是M带动M,让M2的
第9题图
线圈切割
,产生感应电流。若只将电池的正
负极对调,闭合开关后M1的转动方向会
0
命题点5】电磁综合实际应用(兰州2024.23)
10.(2024兰州23题)小明家所在的小区要修建
个景观池,景观池的造型是一个底面积大小为$,
拓展与创新
十+++++++++++++十+++++++十++++++十+++++十+
11.(2024江苏常州)美国《发现》网站于2023年10月报道:“牛能感知地球磁场,吃草、休息时,其身体朝向习惯
与地磁场磁感线平行(如图所示)。”为求证真伪,同学们设计如下实验方案:在四周无明显差异的草地上,多次
观察牛吃草、休息时的身体朝向,若报道真实,则牛的身体朝向习惯性呈现四个场景中的
磁感线
北
西
东
西
西
东
西g
东
南
南
第11题图
①
③
③
④
A.①和②
B.③和(④
C.①和③
D.②和(④
温馨提示请完成《章节提升练》P32~33刀题
144
兰州物理精讲册第2节家庭电路安全用电
核心考点精讲练
①电能表②0③220④串⑤串⑥低⑦并
⑧三⑨串0火①火②零B火④零
⑤地6左零右火⑦左零右火上接地⑧火
四总功率②0短路①切断
兰州真题与拓展
1.D
2.如答图所示
火线一
零线
电位器
3.如答图所示
火线
零线
4.如答图所示
火线
十零线
⊙电视
插座
5.B6.bc不发光
第十四章
电与磁
核心考点精讲练
考点1①N②S③排斥④吸引⑤N⑥N
⑦S⑧S⑨N⑩强弱①切线②条形B南
4南⑤沈括
考点2①磁场②条形③电流④N
考点3①匝数②电流③大④强⑤电磁铁
⑥无⑦1⑧绿⑨有02①红
考点4①电流②磁场
考点5①法拉第②切割磁感线③闭合
④切割磁感线运动⑤运动方向⑥磁场
考点6①通电导体在磁场中受到力的作用
②电磁感应③电④电
考点小练1.南(S)南2.S地磁场排斥
3.N衔铁B右4.N增强减小
实验突破提素养
实验1实验结论:电流条形磁体
例1(1)北极(2)轻敲玻璃板条形(3)电流
(4)向右调节滑片,增大通电螺线管线圈中的电流
(合理即可)
(5)电流方向右手螺旋定则
实验2实验器材及作用:(1)灵敏电流计指针是否
偏转
(2)灵敏电流计指针的偏转方向和角度
交流与反思:(2)电源机械电
例2(1)铝(2)①切割磁感线②2、4(或3、5)
③左(3)换用磁性更强的磁铁(合理即可)
(4)运动(5)CD(6)电源
兰州物理
兰州真题与拓展
1.磁场S2.D3.B4.D5.ND
6.如答图所示
NS
7.如答图所示
<N
出电源
R(+)(-)
8.B9.磁感线改变
10.解:(1)从图乙可知,压力越小,压敏电阻的阻值越
精
大,控制电路中的电流越小,
讲
最小电流1=0.3A,R=200,此时总电阻Re-7
册
0.3A=302
保护电阻的阻值R。=R总-R-302-202=102
(2)压力最小时压敏电阻正上方水的重力:
G=F=0.8N
水的质量m=G=08N=0.08kg
g 10 N/kg
水的体积V=严=
0.08kg
=8×10-3m=
P水1.0×103kg/m
80cm3
景观池最低水位设计深度:
4-发-9
-=20cm
(3)压力最大时压敏电阻正上方水的重力:
G'=F'=2.0N
水的质量m=G-20N=0.2kg
g 10 N/kg
水的体积=m=0.2kg
P水1.0×103kg/m
=2×10-4m3
=200cm3
景观池最高水位设计深度:
'='-200am
S.4 cm2
=50cm
所补水的深度Ah=h'-h=50cm-20cm=30cm
=0.3m
景观池每次补水的最大体积:
△V=S,△h=20m2×0.3m=6m
景观池每次补水的最大质量
△m=pk△V=1.0×103kg/m3×6m3=6×103kg
11.A
第十五、十六章电磁波与通信技术
粒子和宇宙
核心考点精讲练
考点1①3×108
考点2①原子②原子核③正④负
考点3①一次能源
考点4①裂②聚③内④机械⑤电
考点5①聚②内③电
兰州真题与拓展
1.B2.电磁波0.1253.D4.质子负电子
5.D6.电水能7.聚变一次
参考答案
15