专题20 电和磁讲义 ——2026年中考物理一轮复习一遍过

该初中物理中考复习教案聚焦“电和磁”专题，覆盖磁现象、电生磁、电磁铁、电动机、磁生电等核心考点，贴合中考作图题、概念辨析、实验探究及科技应用的考查要求。知识点按“基础现象-原理应用-实验探究”逻辑架构，通过考点梳理、方法指导（如安培定则应用）、真题训练（29道选择及实验计算）等环节，帮助学生突破难点，体现复习系统性与针对性。 亮点在于“实验探究与科学思维融合”，如电磁铁磁性影响因素实验中强化控制变量法，培养科学探究能力；“分层训练对接中考题型”，从基础作图到综合计算，适配不同学生需求。通过磁感线模型建构、电磁感应实验分析等活动，提升学生物理观念与问题解决能力，教师可依此精准把控复习节奏，高效提升应考效果。

专题20 电和磁 作图题占比高 中考常考安培定则的应用作图（根据电流方向判断螺线管磁极，或根据磁极判断电流方向）、磁感线的绘制（标注 N、S 极和磁感线方向），是基础必得分题型。 概念辨析与原理应用结合 选择题常考电动机与发电机的区分、电磁感应与磁场对电流作用的能量转化判断，结合生活实例（如动圈式话筒、电风扇）考查原理。 实验探究注重方法考查 实验题常考控制变量法、转换法在电磁实验中的应用，以及实验现象的分析和结论的总结。 联系科技热点命题 素材多源于磁悬浮列车、电磁起重机、风力发电站等，考查电和磁知识在科技中的应用，体现物理与科技的联系。 知识点一：磁现象 磁场 一、磁现象 1.磁性和磁体 （1）磁性 实验现象 用磁体分别靠近铁片、钢片、镍片、铜片、铝块、木块、回形针、玻璃片等物体时，发现磁体能吸引铁片、钢片、回形针，但不能吸引铜片、铝块、木块、玻璃片。 定义 我们把物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性。铁、钴、镍等物质称为铁磁性物质（磁性材料）。 （2）磁体 ①定义：具有磁性的物体叫做磁体。 ②特点：一是能吸引磁性材料；二是吸引磁性材料时，不必与这些物体直接接触，如隔着薄木板，磁体也能吸引铁块。 2.磁极 （1）认识磁极 实验探究1 将一些铁屑平铺在纸上，将梯形磁体放在上面，然后拿起来，发现磁体两端吸引的铁屑很多，而中间很少，如图所示。 探究结论1 条形磁体的两端磁性最强，中间部位磁性最弱。磁体吸引能力最强的两个部位叫磁极。 实验探究2 将一小磁针用细线吊起，使它能在水平面内自由转动，当小磁针静止时，总是一段指南，另一端指北。 探究结论2 能够自由转动的磁体，静止时指南的那个磁极叫南极（S极），指北的那个磁极叫北极（N极）。 （2）磁极间相互作用规律 实验探究 把一个条形磁体悬挂起来，用另一个条形磁体的一端去接近它的其中一端，观察现象。换用磁体的另一端再去接近，观察现象。 实验现象 相同的两个磁极相互靠近时会相互排斥，不同的两个磁极相互靠近时会相互吸引。 归纳总结 磁极间相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互排斥。 （3）判断物体是否具有磁性的方法 方法一：根据磁体的磁性判断 将被测物体靠近没有磁性的铁、钴、镍等磁性材料，铁、钴、镍等若能被吸引，则说明该物体具有磁性；若不能被吸引，则说明该物体没有磁性。 方法二：根据磁体的指向性判断 用自由悬挂、自由悬浮等方式让被测物体能够在水平面内自由转动，若被测物体静止时总是大致指向南北方向，说明该物体具有磁性，否则没有磁性。 方法三：根据磁极间的相互作用规律判断 将被测物体分别靠近静止的小磁针的两极，若发现有一端发生排斥现象，说明该物体具有磁性；若与小磁针两极都相互吸引，则说明该物体没有磁性。 注意：在利用磁极间相互作用规律判断两物体是否具有磁性时，要注意“斥定吸不定”原则，即如果两个物体相互排斥，则可以确定两者均有磁性，如果相互吸引，则可能两物体均有磁性或一个有磁性、一个没有磁性。 方法四：根据磁体各位置磁性强弱不同判断 外形相同的A、B棒 若两次都不吸引，则A、B都没有磁性 若两次都吸引，则A、B都有磁性 若只有甲吸引，则B有磁性，A没有磁性 若只有乙吸引，则A有磁性，B没有磁性 外形相同的A、B棒 若始终没有相互作用，则A、B都没有磁性 若吸引力保持不变，则A没有磁性，B有磁性 若吸引力由强→弱→强，则A有磁性，B没有磁性 若先吸引后排斥，或先排斥后吸引，则A、B都有磁性 3.磁化 （1）磁化实验 实验探究 （1）如图甲所示，在铁架台上固定一根铁棒，在铁棒的下方放一些铁屑，铁棒不吸引铁屑；如图乙所示，在铁棒的上方放一根条形磁体并靠近铁棒，发现铁棒能吸引铁屑；当把条形磁体拿开，铁屑几乎全部掉下来。 （2）换成钢棒后，开始时钢棒也不能吸引铁屑；当在钢棒上方放一条形磁体并靠近钢棒时，钢棒吸引铁屑；把磁体移开后，吸引到钢棒上铁屑几乎没有减少。 实验结论 当磁体靠近原来没有磁性的铁棒或钢棒时，铁棒或钢棒均能够获得磁性；移开磁体后，铁棒的磁性很快消失，而钢棒的磁性能够抽时间保持（常用钢棒做永磁体）。 归纳总结 一些物体在磁体（或电流）的作用下会获得磁性，这种现象叫做磁化。 （2）磁化的利与弊 利 （1）钢针被磁化后，可以用作指南针； （2）磁带、录像带、磁卡上的磁性物质被有序磁化后，可以存储声音、图像和文字等信息。 弊 （1）机械手表被磁化后，走时不准； （2）老式彩色电视机显像管被磁化后，显示器色彩失真； （3）将磁带、磁盘、磁卡等放入磁性环境中，它们存储的信息可能会消失等。 （3）消磁 通过撞击、煅烧或使用消磁器使磁体失去磁性的过程。 二、磁场 1.类比法理解磁场的存在 活动类比 用电吹风吹动在桌面上静止的小彩旗 用条形磁体靠近禁止的小磁针 现象类比 彩旗飘动 小磁针偏转 分析类比 电吹风吹出的风（空气）使小彩旗飘动 条形磁体周围的某种物质使小磁针受力偏转 归纳总结 磁体周围存在着某种物质，这种物质叫做磁场，磁极间的相互作用就是通过磁场（特殊物质）发生的。 2.磁场的基本性质：对放入其中的磁体产生力的作用 当把小磁针放在条形磁体附近时，会看到小磁针发生偏转，这是因为小磁针处在条形磁体的磁场中时收到了条形磁体磁场的力的作用，运动状态发生改变。 3.磁场的方向 实验探究 （1）先在桌上放一圈小磁针，观察小磁针的指向； （2）再把一个条形磁体放到小磁针的中间，观察小磁针的指向； （3）拨动任何一个小磁针，观察小磁针静止时的指向。 实验现象 （1）放入条形磁体前，每个小磁针指示南北方向； （2）放入条形磁体后，，小磁针在条形磁体磁场作用下有规律地排列起来，如图所示； （3）拨动任意一个小磁针，发现小磁针静止后仍保持放入条形磁体后的指向。 现象分析 （1）在磁场中的同一位置，小磁针N极总是指向一个方向； （2）在磁场中的不同位置，小磁针指向一般不同。 归纳总结 物理学中规定，在磁场中的某一点，小磁针静止时北极所指的方向，就是改点磁场的方向。由以上实验可知，在磁场中某一点，磁场方向是一定的，在磁场中的不同地方，磁场的方向一般不同，即磁场具有方向性。 4.磁感线 实验探究 （1）把条形磁体放在玻璃板下，将铁屑均匀地撒在玻璃板上，轻轻敲击玻璃板，观察到铁屑有规律地排列成一条条曲线（如图所示）； （2）将一些小磁针放在铁屑排列的一条曲线上，可观察到小磁针的N极指向沿着曲线方向。 现象分析 （1）铁屑在磁场的作用下被磁化，相当于一个个小磁针，这些小磁针在磁场的作用下有规律地排列成了图中的一条条曲线； （2）磁体周围的曲线（磁感线）都是从磁体的北极出发，回到磁体的南极的。 归纳总结 按照铁屑在磁场中的排列情况，根据小磁针N极所指的方向，在磁场中画一些有方向的曲线，使曲线上任一点的切线方向都跟该点磁场方向一致，就可以形象地描述磁场了，这样的曲线叫做磁感线。 5.常见磁体的磁感线分布图 条形磁体 蹄形磁体 异名磁极间 同名磁极间（N） 同名磁极间（S） 6.理解磁感线应注意的六个问题 是物理模型，并不存在 磁场是真实存在于磁体周围的一种特殊物质，而磁感线是人们为了直观、形象的描述磁场的方向和分布情况而引入带有方向的曲线，它并不是真实存在的。正如探究光时，引入光线的概念一样。这在物理学上称为模型法。 疏密表示磁场强弱 磁感线分布的疏密程度可以表示磁场的强弱。磁体的两极处磁感线最密，表示磁体两极处的磁场最强。 有方向 磁感线是有方向的，磁体周围任意一点的磁场方向都是沿着磁感线从N极指向S极的。 是闭合曲线 在磁体外部，磁感线从磁体的N极出发，回到磁体的S极；在磁体内部，磁感线从磁体的S极出发回到N极，形成一条条闭合曲线。 立体分布 在画图时，因受纸面的限制，只画了一个平面内的磁感线的分布情况。但实际上磁体周围的磁感线的分布是立体的，在磁体周围空间都分布有磁场。 任意两条不相交 磁体周围不管磁感线如何曲折都不会相交，因为磁场中任何一点的磁场只有一个确定的方向，如果某一点有两条磁感线相交，则该点的磁场就有两个方向，这是不可能的。 三、地磁场 1.小磁针指南北的原因 现象分析 让一个小磁针在水平面内自由转动，发现静止后小磁针的南极指向南方，北极指向北方；再施加一个力，让小磁针指向东西方向后放手，发现小磁针转回到南北方向。 归纳总结 （1）根据磁场的性质可知，小磁针一定处在一个磁场中； （2）地球本身相当于一个大磁体，地球周围存在着磁场，叫做地磁场。 2.地磁场 小磁针的N极总是指向北方，说明地磁场的磁场方向在地表是由南指向北的，所以地磁场的北极应在应在地理的南极附近，地磁场的南极应在地理的北极附近。如图所示，实际上地磁场的分布跟条形磁体的磁场相似。 3.磁偏角 地磁场的两极与地理两极并不重合，所以小磁针所指的方向并不是地理正南、正北方向，而是稍微有点偏离。地磁南、北极的连线和地理南、北极的连线之间有一个夹角，称为磁偏角。世界上最早发现并记录这一现象的人是我国宋代学者沈括，这一发现比西方早 了400多年。 知识点二：电生磁 一、电流的磁效应 1.奥斯特实验 实验探究 在静止的小磁针上方放一根与小磁针平行的直导线，依次进行如图甲、乙、丙所示的操作。 现象分析 （1）比较甲、乙两图所示现象，导线通电后，小磁针发生偏转（转换法：有无磁场→小磁针是否发生偏转），断电后，小磁针又回到原位置，这说明通电直导线周围产生了磁场； （2）比较甲、丙两图所示现象，改变电流的方向，小磁针偏转方向发生改变，即小磁针处磁场方向发生改变，这说明电流的磁场方向与电流方向有关。 研究归纳 （1）通电导线周围存在着磁场； （2）电流的磁场方向与电流方向有关。 2.电流的磁效应 通电导线周围存在着与电流方向有关的磁场，这种现象叫做电流的磁效应。电流磁效应是丹麦物理学家奥斯特通过实验首先发现的。奥斯特实验第一次揭示了电与磁之间的联系，即电可以产生磁。 二、通电螺线管的磁场 1.螺线管 （1）把导线缠绕在圆筒上，就做成了一个螺线管，也叫线圈。接通电源的螺线管叫通电螺线管。 （2）给螺线管通电后，各线圈产生的磁场叠加在一起，通电螺线管周围就产生了较强的磁场。 2.探究通电螺线管外部的磁场分布 实验探究1：通电螺线管的磁场方向和电流方向的关系 （1）用铜导线穿过玻璃板，做成螺线管，给螺线管通入电流，将小磁针放在螺线管周围的不同位置，记下小磁针在各个位置时N极的指向； （2）改变电流方向，再次观察实验现象。 实验现象 （1）通电后小磁针发生偏转，不同位置的小磁针N极指向不同，如图所示； （2）改变电流方向，小磁针指向发生改变。 现象分析 （1）从小磁针的N极指向看，通电螺线管外部的磁感线从螺线管的一端出来回到另一端，说明通电螺线管有两个磁极且在两端。 （2）小磁针的N极指向改变，说明了磁场方向的改变，即通电螺线管两端的极性改变了，由此可知，电流方向改变了磁场方向，即通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。 实验探究2：通电螺线管外部的磁场的分布特征 在玻璃板上撒一些铁屑，给螺线管通电后，轻轻敲击玻璃板，观察铁屑的分布情况。实验现象如图所示。 现象分析 从铁屑的分布情况看，通电螺线管外部的铁屑排列情况和条形磁体周围铁屑的分布情况相似。 归纳总结 （1）通电螺线管外部的磁场方向与电流方向有关； （2）通电螺线管外部磁场跟条形磁体的磁场相似，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个磁极； （3）通电螺线管的内部也存在磁场，其磁场方向与外部相反（内外磁场方向大致走向相反）。 3.探究通电螺线管极性与环绕螺线管的电流方向的关系 实验探究 去绕向不同的螺线管，依次设计并进行实验：给螺线管通入不同方向的电流，用小磁针验证它的N、S极。 实验现象 现象分析 （1）两个螺线管的绕向相同，电流不同，它的螺线管两端的极性不同。 （2）调换螺线管左右位置，绕向发生改变，即便电流方向相同，螺线管两端极性也不同。 实验结论 通电螺线管两端的极性与通电螺线管中电流方向有关。 三、安培定则 安培定则又叫右手螺旋定则，用来描述通电螺线管的极性与电流方向关系。 1.内容 用右手握住螺线管，让四指弯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北极（N极）。 2.安培定则的应用 （1）已知通电螺线管中电流的方向，判断通电螺线管两端的极性。 具体方法： ①标出通电螺线管中电流的方向； ②用右手握住螺线管，让弯曲的四指指向螺线管中电流方向； ③大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极，如图所示。 （2）已知通电螺线管两端磁极，判断通电螺线管中电流的方向。 具体方法： ①先用右手握住通电螺线管，大拇指指向N极； ②弯曲的四指所指的方向就是螺线管中电流的方向； ③按照四指弯曲的方向在螺线管中标出电流方向。 知识点三：电磁铁 电磁继电器 一、电磁铁 1.概念 用一根导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，当有电流通过时由磁性，没有电流时就失去磁性。我们把这种磁体叫做电磁铁。 2.电磁铁的构造 如图所示，电磁铁主要由线圈和铁芯（由软铁制成，不能用钢，因钢磁化后磁性不易消失）构成。当线圈通过电流时产生磁场，而铁芯可以可以在线圈产生磁场时被磁化，产生与螺线管的磁场方向一致的磁场，大大增强了电磁铁的磁性。 3.电磁铁极性的判断 插入铁芯只是为了增强螺线管的磁性，不会影响通电螺线管的磁极磁性，仍然可以用安培定则来表述电流方向和磁极之间的关系。 二、电磁铁的磁性 1.探究-电磁铁磁性的强弱与哪些因素有关 实验目的 探究影响电磁铁磁性强弱的因素 实验猜想 影响电磁铁磁性强弱的因素可能是线圈中的电流大大小、电磁铁线圈匝数的多少（用控制变量法） 实验器材 电源、开关、滑动变阻器、电流表、两个规格相同的大铁钉、导线和若干大头针 设计电路图 进行实验 （1）将导线绕在铁钉上做成简易电磁铁，并将其置于足量的大头针的上方； （2）连接好电路，使滑动变阻器接入电路的阻值适中，闭合开关，观察到如图甲所示电磁铁吸引大头针较少；移动滑片P，使滑动变阻器接入电路的阻值变小，观察到如图乙所示电磁铁吸引的大头针增多。比较可知，通过电磁铁的电流越大，电磁铁吸引大头针的数量越多，电磁铁的磁性越强； （3）如图丙所示，将导线绕在两个相同的铁钉上，构成两个简易电磁铁的串联电路。从图丙可以看出，在电流相同情况下，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。 实验结论 电磁铁磁性的强弱与线圈中的电流大小以及线圈匝数的多少有关。 （1）电磁铁的匝数一定时，线圈中通过的电流越大，电磁铁的磁性越强； （2）线圈中通过的电流大小一定时，外形相同的线圈，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。 2.电磁铁的特点和应用 （1）电磁铁的特点 ①磁性的有无可通过通断电流来控制； ②磁极的极性可通过改变电流的方向来实现； ③磁性的强弱可通过改变电流大小、线圈的匝数来控制。 （2）电磁铁在实际生活中的应用 ①对磁性材料有力的作用。主要应用在电铃、电磁起重机、电磁刹车装置和许多自动控制装置上； ②产生强磁场。现代技术上很多地方需要的强磁场都是由电磁铁提供的，如磁浮列车、磁疗设备、测量仪器以及研究微观粒子的加速器等。 三、电磁继电器 1.定义 电磁继电器时利用低电压、弱电流的路的通断，来间接控制高电压、强电流电路的通断的装置，其实质就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。含电磁铁的电路称为低压控制电路，被控制的电路称为高压工作电路。 2.构造及工作原理 电磁继电器的电路包括低压控制电路、高压工作电路两部分，如图所示。 控制电路接通时，电磁铁产生磁性吸下衔铁，动、静触点接触，接通工作电路；控制电路断开时，电磁铁失去磁性，在弹簧作用下释放衔铁，动、静触点分离，工作电路断开。从而通过控制电路的通断来控制工作电路的通断。 3.电磁继电器的应用 远离高电压 利用电磁继电器可以通过控制低压电路通断间接控制高压电路的通断，使人避免高压触电的危险，如大型变电站的高压开关等。 远离有害环境 利用电磁继电器可以使人远离高温、有毒等有害环境，实现远距离控制。如核电站中的开关等。 实现自动控制 在电磁继电器控制电路中接入对温度、压力或光照敏感的元件，利用这些元件操纵控制电路的通断，还可以实现对温度、压力、或光照的自动控制。如水位自动报警器、温度自动报警器等。 知识点四：电动机 一、磁场对通电导线的作用 1.通电导线在磁场中受到力的作用 归纳总结 （1）通电导线在磁场中会受到力的作用； （2）力的方向和电流方向、磁场方向有关。 2.磁场对线圈的作用 归纳总结 通电线圈在磁场中会受力转过一个角度，但不能持续转动。 二、电动机的基本构造 1.电动机的基本构造 电动机由两部分组成，一是能转动的线圈，叫做转子；二是固定不动磁体，叫做定子。电动机工作时，转子在定子中飞快的转动。 2.电动机的工作原理 根据通电线圈在磁场中受力的作用而发生转动的原理制成的。 3.实验探究-线圈在磁场中的转动 （1）实验过程分析 过程分析 甲图 线圈受到的力使它顺时针转动 线圈的ab边受到一个向上的力，cd边中的电流与ab边中的电流方向相反，磁场方向相同，故cd边受到一个向下的力，这两个力不在同一直线上，所以，使线圈沿顺时针方向转动。 乙图 线圈由于惯性会越过平衡位置 与甲图相似，线圈的ab边受到向上的力、cd边受到向下的力，但此时两个力在同一直线上，大小相等、方向相反，彼此平衡，故这一位置称作平衡位置，由于惯性线圈会越过平衡位置，继续转动 丙图 线圈受到的力阻碍线圈顺时针转动 线圈越过平衡位置后，与甲图原理相似，线圈的ab边受到向上的力，cd边受到向下的力，此两个力大小相等、方向相反，不在同一直线上，阻碍线圈顺时针转动（线圈不能连续转动的原因）。 归纳总结 通电后的线圈会转动，转过平衡位置后，受到的力要阻碍它的转动，故线圈又会减速至零，向反方向转动，这样线圈在平衡位置左右来回摆动，慢慢停下来，最后停在平衡位置。 （2）如何使线圈连续转动 方法一：当线圈越过平衡位置后停止对线圈供电，让线圈靠惯性转过后半周。但因为后半周线圈不受力的作用，故这种方法线圈的转动不稳定，动力弱。 方法二：在线圈转动的后半周，设法改变电流方向，使线圈在后半周也获得同转动方向相同的动力，这样线圈会平稳、有力地转动下去。实际的电动机就是采用该方法使线圈连续转动的，实现该目的的装置叫换向器。 （3）换向器的构造及作用 构造 如图所示，两个铜半环分别与线圈两端相连，中间断开，彼此绝缘，并通过电刷和电源组成闭合回路。 作用 当线圈转过平衡位置时，改变线圈中的电流方向，从而使线圈获得同转动方向相同的力，能持续转动下去。 4.电动机中的能量转化 电动机在使用过程中，主要将电能转化为机械能对外做功，同时因为电流的热效应，电流流经线圈时也会将部分电能转化为内能，即产生电热，所以电动机在正常工作时会发热。只要通风良好，电热一般不会影响电动机的正常运转，但如果散热不及时就会导致温度过高而烧坏电动机，故在使用电动机时要注意散热。 5.电动机的优点 和热机相比，电动机结构简单、体积小、效率高、制造方便、污染较小，种类繁多，能满足各种不同的需求。 6.直流电动机的转向、转速的调节 影响电动机线圈转向的因素是电流方向和磁场方向，影响电动机线圈转速的因素是电流大小和磁场的强弱。所以，对直流电动机来说，改变转向只需改变电流方向或磁场方向；改变转速大小，只需改变电流大小和磁场强弱。 知识点五：磁生电 一、什么情况下磁能生电 归纳总结1 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的电流的现象叫做电磁感应，产生的电流叫感应电流。 归纳总结2 在电磁感应现象中，感应电流的方向跟导线在磁场中做诶个磁感线运动的方向和磁场的方向有关。只改变磁场方向或导线切割磁感线运动方向，产生的感应电流的方向改变；若同时使磁场的方向和导线切割磁感线运动方向反向，则产生的感应电流方向不变。 二、发电机 1.手摇发电机 甲 乙 （1）如图甲所示，把手摇发电机和灯泡用导线连接起来，组成闭合电路。转动摇把带动线圈在磁场中转动，灯泡发光，说明线圈中有电流产生。转动速度越快，灯泡越亮，说明电流大小与发电机的转速有关。 （2）如图乙所示，将两个发光二极管极性相反的并联起来，并与发电机串联，转动摇把，可观察到两个二极管交替发光。这表明发电机产生的电流的方向在不断发生变化。 2.交变电流及其频率 （1）交变电流：大小和方向做周期性变化的电流叫交变电流，简称交流。 （2）频率：在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫频率。其单位是赫兹，简称赫，符号为Hz。我国家庭电网以交流供电，频率为50Hz。 3.发电机 （1）构造：主要有磁体、线圈、铜环和电刷四个基本部分组成。实际的发电机比模型式发电机要复杂的多，但仍是由转子（转动部分）和定子（固定不动）两部分组成。 ①小型发电机一般采用磁极不动，线圈旋转的方式发电； ②大型发电机一般采用线圈不动、磁极旋转的方式发电，这种发电方式叫旋转磁极式发电； ③为了得到较强的磁场，常用电磁铁代替永磁体。 （2）发电机工作原理：电磁感应。 （3）发电机的种类：交流发电机和直流发电机。 （4）发电机中的能量转化：机械能转化为电能。 4.动圈式话筒 话筒（也称传声器）的作用是把声音转换成电流。话筒种类较多，其中动圈式话筒是依据电磁感应原理制成的。 （1）动圈式话筒的构造：有永磁体、线圈和膜片等构成（如图所示）。 （2）动圈式话筒的工作原理 当声波使膜片振动时，连在膜片上的线圈（也叫音圈）随着膜片一起振动，因为线圈处于永磁体的磁场中，所以线圈会切割磁感线而产生随声音的变化而变化的感应电流。将该电流通入扩音机，就能还原声音（电动机原理）。 一．选择题（共29小题） 1．（2025•贵州）如图所示，为判断一根铁棒是否有磁性，用铁棒靠近置于水平桌面上的小磁针进行检验，当出现以下哪一现象，便能证明铁棒有磁性（　　） A．将铁棒一端靠近小磁针N极，N极被排斥 B．将铁棒一端靠近小磁针N极，N极被吸引 C．将铁棒两端分别靠近小磁针N极，N极均被吸引 D．将铁棒同一端分别靠近小磁针N、S极，两极均被吸引 【解答】解：如果铁棒的两端都能与小磁针N极相吸引，根据“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”可知，铁棒不可能是磁体，所以无磁性。如果铁棒的一端与小磁针的N极互相吸引，另一端与小磁针的N极互相排斥，根据“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”可知，铁棒有磁性，故A正确，BCD错误。 故选：A。 2．（2025•绥化）电动自行车的主要动力装置是电动机。下列选项中与电动机工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：A、电铃是利用电流的磁效应来工作的，故A不符合题意； B、该装置是发电机的原理图，是利用电磁感应现象来工作的，故B不符合题意； C、奥斯特实验说明通电导体的周围存在磁场，故C不符合题意； D、该装置是电动机的原理图，故D符合题意。 故选：D。 3．（2025•湖南）动圈式话筒可将声信号转换成电信号。下列四幅实验装置图能反映其工作原理的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：动圈式话筒把声信号转变为电信号，其工作原理是电磁感应现象。 A、图中反映的是磁极间的相互作用规律：同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引，故A不符合题意； B、电路接通后，小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在磁场，故B不符合题意； C、电流相同时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强，吸引大头针的数量越多，故C不符合题意； D、闭合开关，当导体ab在磁场中切割磁感线时，电流表指针摆动，说明有感应电流产生，这是电磁感应现象，故D符合题意。 故选：D。 4．（2025•无锡）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。将指南龟装于竹钉之上，使竹钉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 【解答】解：A、铜不是磁性材料，不能被磁石磁化，所以针不可能是铜制成的，故A错误。 B、地球是一个大磁体，地磁的北极在地理南极附近，地磁的南极在地理北极附近。根据异名磁极相互吸引，静止后针尾指南，说明针尾是S极，那么针尖是N极，根据磁化规律，针尖接触的应是磁石的S极，故B错误。 C、指南龟能够指南北，是因为地球周围存在地磁场，磁体受地磁场的作用，静止时会指向南北方向，故C正确。 D、竹钉尖撑于龟体的重心正上方某点，指南龟重心位置较低，稍倾斜木板，指南龟仍会在重力和地磁场的作用下保持平衡，不会倾斜，会尽量恢复到指南北的方向，故D错误。 故选：C。 5．（2025•绵阳）如图所示，螺线管与电源的X、Y两极相连接，右端有一静止小磁针。当开关闭合后，N极的指向变为水平向左，则（　　） A．X为电源的正极 B．通电后螺线管的右端为N极 C．仅将电源X、Y极对调，闭合开关后小磁针静止时N极指向仍然水平向左 D．仅将小磁针置于通电螺线管正上方，闭合开关后小磁针静止时N极指向水平向右 【解答】解： AB．已知小磁针静止时N极水平向左，根据磁极间的相互作用可知，通电螺线管的右端为S极，左端为N极，伸出右手握住螺线管，四指弯曲指示电流的方向，大拇指所指的方向为通电螺线管的N极，因电源X端为负极，Y端为正极，故AB错误； C．若对调电源的正负极位置，闭合开关，电流方向改变，则螺线管的磁极改变，则小磁针静止时其N极指向将改变，故C错误； D．通电螺线管的右端为S极，左端为N极，磁场中小磁针N极指向为该点磁场方向，应指向右，故D正确。 故选：D。 6．（2025•海南）学校安装了一款能根据光照强度实现自动控制的“智能照明灯”，电路如图所示。电源电压保持不变，R1为定值电阻，R2为光敏电阻，其阻值随光照强度增大而减小。闭合开关S，当光照强度减小时，下列说法正确的是（　　） A．灯泡一定发光 B．电磁铁磁性增强 C．电压表示数减小 D．通过R1的电流减小 【解答】解：由图知，在控制电路中定值电阻R1和光敏电阻R2串联，电压表测量光敏电阻R2两端的电压； A、R2的阻值随光照强度的增大而减小，但光照强度减少量未知，无法判断电磁铁状态，灯泡状态不一定，故A错误； BD、已知R2的阻值随光照强度的增大而减小，则当光照强度减少时，R2的阻值减变大，电路中的总电阻变大，由欧姆定律可知，电路中电流变小，电磁铁的磁性也减弱，故B错误，D正确； C、已知R2的阻值随光照强度的增大而减小，则当光照强度减少时，R2的阻值减变大，根据串联分压的规律可知，R2两端的电压变大，即电压表示数变大，故C错误； 故选：D。 7．（2025•南京）以下实验反映的规律能解释电动机工作原理的是（　　） A．图①中，闭合开关，铁钉被吸引 B．图②中，闭合开关，水平移动金属棒，灵敏电流计指针偏转 C．图③中，闭合开关，线圈转动 D．图④中，闭合开关，小磁针偏转 【解答】解：A、闭合开关，铁钉被吸引，这是电磁铁的原理，即电流的磁效应，通电导线周围存在磁场，能吸引铁磁性物质，不能解释电动机工作原理。故A不符合题意。 B、闭合开关，水平移动金属棒，灵敏电流计指针偏转，这是电磁感应现象，是发电机的工作原理，即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中就会产生感应电流，与电动机原理不同。故B不符合题意。 C、闭合开关，线圈转动，说明通电线圈在磁场中受到力的作用，电动机就是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，将电能转化为机械能。故C符合题意。 D、闭合开关，小磁针偏转，这是奥斯特实验，表明电流周围存在磁场，说明电流具有磁效应，不能解释电动机的工作原理。故D不符合题意。 故选：C。 8．（2025•西藏）电磁学作为现代科技的核心基础，推动了社会进步，提升了生活质量。下列关于各图的描述正确的是（　　） A．图甲中电磁继电器利用了电磁感应的原理 B．图乙是发电机的工作原理图 C．图丙中扬声器利用了通电导线在磁场中受到力的作用 D．图丁中动圈式话筒利用了电流的磁效应 【解答】解：A、电磁继电器是利用电流的磁效应工作的，通电线圈产生磁场，吸引衔铁，从而控制工作电路的通断，并非电磁感应原理，故A错误。 B、图乙是电动机的工作原理图，通电导体在磁场中受力，故B错误。 C、扬声器主要由永久磁铁、音圈和纸盆等组成，当音频电流通过扬声器的音圈时，音圈在磁场中受到磁场力的作用会发生振动，带动纸盆振动，从而发出声音，利用了通电导线在磁场中受到力的作用的原理，故C正确。 D、动圈式话筒是利用电磁感应现象制成的，当声波使膜片振动时片振动时，连接在膜片上的线圈随着一起振动，线圈在磁场里振动，产生感应电流，故D错误。 故选：C。 9．（2025•南通）如图所示，利用静电喷涂枪给物体喷漆。接通电源，电动机开始转动，负压发生器使喷枪内气压减小吸入涂料，涂料雾化成小颗粒并带上负电荷，从喷枪飞向被涂物。下列现象与物理知识对应不正确的是（　　） A．负压发生器使涂料吸入喷枪——大气压强 B．通电后电动机线圈受力转动——电磁感应现象 C．涂料喷出后颗粒间相互排斥——电荷间的作用力 D．涂料变干后粘牢在物体表面——分子间的作用力 【解答】解：A、负压发生器使喷枪内气压减小，外界大气压大于喷枪内气压，在大气压强的作用下将涂料吸入喷枪，故A正确。 B、通电后电动机线圈受力转动是基于通电导体在磁场中受力的原理，而电磁感应现象是指闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动产生感应电流的现象，二者原理不同，故B错误。 C、涂料雾化成小颗粒并带上负电荷，根据电荷间的作用力规律，同种电荷相互排斥，所以涂料喷出后颗粒间会相互排斥，故C正确。 D、涂料变干后粘牢在物体表面，是因为分子间存在引力，使涂料分子与物体表面分子相互吸引，故D正确。 故选：B。 10．（2025•四川）国家倡导绿色出行，鼓励使用电动汽车。电动汽车的动力装置是电动机，如图所示的四个实验中，能体现电动机工作原理的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：A.奥斯特实验，证实了通电导体周围有磁场，故A不符合题意； B.该图是探究影响电磁铁磁性大小与线圈匝数的关系的实验电路图，故B不符合题意； C.该图是法拉第电磁感应现象的应用，闭合线圈切割磁感线可以产生感应电流，故C不符合题意； D.该图是通电导体在磁场中受到力作用，也是电动机工作的原理，故D符合题意。 故选：D。 11．（2025•大庆）某位同学对电与磁知识进行梳理，图中对应位置的内容填写正确的是（　　） A．电流的热效应 B．动圈式话筒 C．电磁起重机 D．法拉第 【解答】解：AB、奥斯特实验，发现了电流的磁效应，不是热效应；其应用：电磁铁；动圈式话筒是电磁感应的应用，故A、B错误； C、通电导体在磁场中受到力的作用，应用电动机，电磁起重机是电流磁效应的应用，故C错误； D、法拉第发现了电磁感应现象，即闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，其应用：发电机，故D正确。 故选：D。 12．（2025•武汉）某同学利用如图所示的装置探究什么情况下磁可以生电。下列说法正确的是（　　） A．换用磁性更强的磁体，保持导线ab和磁体静止，闭合开关，电流表指针偏转 B．将导线ab换成匝数很多的线圈，保持磁体和线圈静止，闭合开关，电流表指针偏转 C．保持磁体静止，闭合开关，使导线ab从图中位置竖直向上运动，电流表指针偏转 D．保持导线ab静止，闭合开关，使磁体从图中位置水平向右运动，电流表指针偏转 【解答】解：A、换用磁性更强的磁体，保持导线ab和磁体静止，闭合开关，导体在磁场中都没有发生相对运动，不切割磁感线，此时电路中也没有电流，电流表指针不偏转，故A错误； B、将导线ab换成匝数很多的线圈，保持磁体和线圈静止，闭合开关，导体在磁场中都没有发生相对运动，不切割磁感线，此时电路中也没有电流，电流表指针不偏转，故B错误； C、保持磁体静止，闭合开关，使导线ab从图中位置竖直向上运动，导体在磁场中没有切割磁感线，不会产生感应电流，电流表指针不偏转，故C错误； D、保持导线ab静止，闭合开关，使磁体从图中位置水平向右运动，导线ab在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生电流，电流表指针偏转，故D正确。 故选：D。 13．（2025•兰州）图甲是某蔬菜大棚里使用的一种温度自动报警器，在温度计里封入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指温度时，扬声器响起，发出报警信号。下列说法错误的是（　　） A．动圈式扬声器的工作原理与图乙所示原理相同 B．温度低于金属丝下端所指温度时，电磁铁断电失去磁性，衔铁被释放，扬声器停止报警 C．温度计与金属丝相当于控制电磁铁的开关，实现了高温自动化报警 D．煤油可用作自动报警器温度计中的工作液体 【解答】解：A、扬声器是利用通电导体在磁场中受到力的作用来工作的，故A不符合题意； B、温度低于金属丝下端所指温度时，电路断路，线圈中没有电流通过，衔铁被释放，扬声器停止报警，故B不符合题意； C、温度升高时，水银柱上升，与上方金属丝连通，使左侧形成通路，电磁铁中有电流通过，电磁铁吸引衔铁，使触点接触，右侧电路接通，电铃发出报警信号，故C不符合题意； D、煤油是绝缘体，不能用煤油温度计来做开关，故D符合题意； 故选：D。 14．（2025•黑龙江）如图，电路中的GMR是巨磁电阻（其阻值随周围磁场强度的增强而减小），当开关S1和S2闭合时，将滑片P向左移动，下列说法正确的是（　　） A．电磁铁右端为S极 B．指示灯会变亮 C．巨磁电阻的阻值会变大 D．电磁铁上的线圈中的电流会变小 【解答】解：A、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。由图可知，电流从电磁铁的左端流入，右端流出，所以电磁铁的右端为N极，左端为S极，故A错误。 B、当滑片P向左滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律I可知，左侧控制电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强。因为巨磁电阻的阻值随周围磁场强度的增强而减小，所以此时巨磁电阻的阻值减小。在右侧工作电路中，电源电压不变，巨磁电阻阻值减小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，通过指示灯的电流也变大，根据P＝I2R（R为指示灯电阻，保持不变）可知，指示灯的实际功率变大，所以指示灯会变亮，故B正确。 C、由上述分析可知，电磁铁磁性增强，巨磁电阻的阻值会减小，而不是变大，故C错误。 D、当滑片P向左滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻变小，根据欧姆定律I可知，在电源电压不变的情况下，电磁铁上的线圈中的电流会变大，故D错误。 故选：B。 15．（2025•山东）小明在户外实践中，利用随身所带物品制作了简易指南针，他首先利用电池、带绝缘皮的导线、铁钉制成电磁铁，然后将缝衣针磁化并用细线水平悬挂，最后将两者靠近，静止时位置关系如图所示。下列说法正确的是（　　） A．铁钉的钉尖是S极 B．缝衣针的针尖是N极 C．地磁场N极在地理北极附近 D．移开电磁铁后，缝衣针静止时针尖所指方向为南 【解答】解：A、由图可知，电流由线圈的右侧流入，左侧流出，由安培定则可知，铁钉的钉尖是N极，故A错误； B、铁钉的钉尖是N极，由异名磁极相互吸引可知，缝衣针的针尖是S极，故B错误； C、地球是一个大磁体，地磁南极（S）在地理北极附近，地磁北极（N）在地理南极附近，故C错误； D、缝衣针的针尖是S极，移开电磁铁后，受地磁场的作用，缝衣针静止时针尖所指方向为南，故D正确。 故选：D。 16．（2025•凉州区校级模拟）关于利用通电直导线和小磁针“探究通电直导线周围是否存在磁场”的实验中，下列说法正确的是（　　） A．首次通过本实验发现电、磁间有联系的科学家是法拉第 B．小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场 C．通电直导线周围的磁场方向是由小磁针静止时N极的指向决定的 D．若只改变直导线中的电流大小，小磁针静止时N极的指向一定与原来相反 【解答】解：A、首次通过本实验揭开电与磁关系的科学家是奥斯特，故A错误； B、小磁针偏转，能说明通电导线周围存在磁场，故小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场，故B正确； C、通电直导线周围的磁场方向是由电流方向决定，小磁针是显示磁场的，不是决定因素，故C错误。 D、磁场方向与电流方向有关，与电流的大小无关，改变直导线中电流的大小，小磁针N极的指向不会改变，故D错误。 故选：B。 17．（2025•扬州三模）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A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P、Q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．线框会转动是由于受到电场力的作用 B．电路中的热功率等于线框旋转的机械功率 C．如果磁铁吸附在电池负极的是S极，那么从上向下看，线框做逆时针转动 D．如果线框下面只有一端导线与磁铁良好接触，则线框将上下振动 【解答】解：A．线框会转动是由于磁场对电流有力的作用，是受到磁场力的作用，故A错误； B．电动机将电能主要转化为机械能，少了转化为内能，故电路中的热功率小于线框旋转的机械功率，故B错误； C．如果磁铁吸附在电池负极的是S极，磁场方向向上，而电流方向流入负极的，根据左手定则，受力右侧向纸内，左侧向外，那么从上向下看，线框做逆时针转。故C正确； D．如果线框下面只有一端导线与磁铁良好接触，只有半个线圈受力转动，受力方向不变，线框不会上下振动，故D错误。 故选：C。 18．（2025•瑶海区校级一模）如图所示，某综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动。若只将电源的正负极互换，则电磁铁的上端的磁极是_____；相对原来的转动方向，线圈的转动方向会______（　　） A．N极 改变 B．N极 不变 C．S极 改变 D．S极 不变 【解答】解：根据安培定则，只将电源的正负极互换，则电磁铁的上端的磁极是S极；相对原来的转动方向，磁场方向和电流方向同时改变，线圈的转动方向会不变，故D正确，ABC错误。 故选：D。 19．（2025•山西模拟）“创新”小组的同学们将一根缝衣针用条形磁铁磁化后，穿过一块塑料泡沫，放在水中漂浮在水面上，制成了一个“水浮式”指南针（如图所示）。下列说法正确的是（　　） A．指南针能够漂浮在水面上，是因为受到地磁场的作用 B．若指南针的针尖指向北方，则指南针的针尖为S极 C．指南针漂浮在水面上，其排开水所受的重力等于缝衣针与泡沫的总重力 D．指南针漂浮在水面上，它受到的浮力大于缝衣针与泡沫的总重力 【解答】解：A.指南针能够漂浮在水面上，是因为受到水的浮力作用，而不是地磁场的作用，地磁场是使指南针指向南北方向的原因，故A错误，不符合题意； B.地磁的南极在地理北极附近，地磁的北极在地理南极附近，若指南针的针尖指向北方，则指南针的针尖为N极，故B错误，不符合题意； CD.根据物体漂浮时浮力等于重力，以及阿基米德原理F浮＝G排，指南针漂浮在水面上，它受到的浮力等于缝衣针与泡沫的总重力，那么其排开水所受的重力也等于缝衣针与泡沫的总重力，故C正确，符合题意，D错误，不符合题意。 故选：C。 20．（2025•金坛区一模）关于下列四幅图的描述正确的是（　　） A．甲图让钢棒AB靠近条形磁体，若它们相互吸引，则钢棒一定具有磁性 B．乙图中地球磁场的N极在地理的北极附近 C．丙图中两个条形磁铁相互靠拢合并时铁钉将吸得更牢 D．丁图中小磁针左端为S极，右端为N极 【解答】解：A、用钢棒靠近磁体的S极时，钢棒没有磁性或者靠近磁体的是钢棒的N极，二者都会相互吸引，故A错误； B、地球磁场的N极在地理的南极附近，故B错误； C、同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，当另一根同样的条形磁铁的N极与原来磁铁的S极接合时，N极与S极接合在一起，成为一个新的条形磁铁，铁钉所在位置成为“新条形磁铁”的中间位置，磁性很弱，铁钉将落下，故C错误； D、磁体周围的磁感线总是从N极发出，回到S极，图丁：a端磁极是N极，b端磁极是S极，根据小磁针静止在磁场中，N极所指的方向与磁感线方向相同，可知小磁针左端为S极，右端为N极，故D正确； 故选：D。 21．（2025•淮南一模）如图所示为直流电动机工作原理图，则（　　） A．线圈转动的工作原理是电磁感应 B．线圈中的电流方向始终不变 C．线圈转动时将电能全部转化为机械能 D．只改变电源正负极，线圈转动方向会改变 【解答】解：A．电磁感应是发电机的工作原理，是机械能转化为电能的过程，直流电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，这是电能转化为机械能的过程，故A不符合题意； B．线圈转动到平衡位置时，换向器会改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动。因此，线圈中的电流方向是周期性改变的，故B不符合题意； C．线圈在转动时，由于线圈有电阻，会产生热量，所以电能会转化为机械能和内能，而不是全部转化为机械能，故C不符合题意； D．通电线圈在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向有关。只改变电源正负极，会改变线圈中的电流方向，而磁场方向不变，所以线圈的受力方向会改变，从而导致线圈的转动方向改变，故D符合题意。 故选：D。 22．（2025•应县二模）如图甲所示，某恒温箱的加热电路由交流电源、电热丝等组成，其电路通断由控制电路控制，控制电路由电磁继电器、热敏电阻R1（安装在恒温箱内）、可变电阻器R2、低压电源、开关等组成，R2的阻值随温度变化的关系如图乙所示。调节可变电阻器使得R2＝110Ω，闭合开关，当恒温箱内温度升高到50℃时，由于电磁继电器的作用，加热电路被断开，电磁继电器的线圈电阻忽略不计，下列说法正确的是（　　） A．甲图是利用电磁继电器磁性的有无来实现加热电路的通断的 B．恒温箱内温度不断升高时，电磁铁的磁性变弱，加热电路会因此被接通 C．调节可变电阻器使得R2′＝170Ω，恒温箱内温度升高到130℃时，加热电路被断开 D．可变电阻器的阻值变大时，R1的电功率将变大 【解答】解：AB、由图甲知，在控制电路中R1、R2和电磁铁串联在电路；由图象乙知，热敏电阻R1的阻值随温度升高而减小，所以恒温箱内温度不断升高时，R1的阻值减小，则控制电路中总电阻变小，由欧姆定律可知控制电路中电流变大，所以电磁铁的磁性变强，电磁铁吸下衔铁，加热电路会断开； 故本装置是利用电磁继电器磁性的强弱来实现加热电路的通断的，故A、B错误； C、由图象知，当恒温箱温度升高到50℃时，R1＝90Ω， 由串联电路的特点可知，此时控制电路的总电阻： R总＝R1+R2＝90Ω+110Ω＝200Ω， 因为控制电路中电磁铁的吸合电流是相同的，则吸下衔铁时控制电路的总电阻不变， 所以，当R2′＝170Ω时，热敏电阻的阻值： R1′＝R总﹣R2′＝200Ω﹣170Ω＝30Ω， 由图象知，此时恒温箱内的温度为130℃，即恒温箱内温度升高到130℃时，加热电路被断开，故C正确； D、由图甲可知，R1、R2和电磁铁串联在电路，当可变电阻的阻值变大时，控制电路中的总电阻变大，电流变小；由公式P＝I2R可知，热敏电阻R1的电功率将变小，故D错误。 故选：C。 23．（2025•潞州区三模）参加物理课外小组活动时，小明利用盛水的水杯、一片叶子、一块条形磁铁和一枚缝衣针制作了简易指南针，如图所示。为了找到自制指南针的南北极，当叶子在水中静止时，他用手机中的指南针进行了对照，发现针尖指向了北极。下列对该现象解释正确的是（　　） A．静止时针尖指向地磁场的南极 B．针尖指北是因为针受到磁感线的作用 C．磁化的缝衣针能指示南北是利用了电磁感应 D．针尖应该标注为指南针的S极 【解答】解：A．地球是个大磁体，地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近，指南针静止时，针尖指向北极，也就是指向地磁场的南极，故A正确； B．针尖指北是因为受到地磁场的作用，磁感线是为描述磁场假想的线，不是真实存在的，不是受力对象，故B错误； C．磁化的缝衣针是一个小磁针，能指示南北是利用地磁场，不是电磁感应（电磁感应是磁生电现象），故C错误； D．针尖指向北极，根据指南针“北N南S”，针尖应标注为N极（北极），故D错误。 故选：A。 24．（2025•泗洪县模拟）如图所示，R0是一个光敏电阻，光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，R是电阻箱（已调至合适阻值），它们和继电器组成自动控制电路来控制路灯。白天灯熄，夜晚灯亮。下列说法正确的是（　　） A．白天流过R0的电流较小 B．给路灯供电的电源应接在“b、c”两端 C．如果将R的阻值调大一些，傍晚时路灯比原来迟一些亮 D．电源电压减小后，傍晚时路灯比原来早一些亮 【解答】解：A、因为白天时，光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小，由I可知，白天流过R0的电流比夜晚大，故A错误； B、光敏电阻的电阻值随光照强度的增大而减小，所以白天时光敏电阻的电阻值小，电路中的电流值大，电磁铁将被吸住；静触点与C接通；晚上时的光线暗，光敏电阻的电阻值大，电路中的电流值小，所以静触点与B接通。所以要达到晚上灯亮，白天灯灭，则电源应接在ab之间。故B错误； C、如果将电阻箱R的阻值调大，电流变小，继电器的电流变小，磁性变弱，吸引力变小，路灯提前被点亮，故C错误； D、控制电路中的电压变小，而电路中的吸合电流不变，由I可知，电路总电阻变小，光敏电阻的阻值变小，光照强度增强，路灯比原来早一些亮，故D正确。 故选：D。 25．（2025•天河区一模）如图，螺线管中有电流通过，a、c、d为垂直于纸面的三根导线，c、d导线通有相反方向的电流，a是闭合电路的一部分，b为磁化后的轻针处于静止状态，只考虑螺线管的磁场，则（　　） A．针尖为N极 B．c、d导线受磁场力方向相同 C．若针放置a所在处静止，针尖水平向左 D．a水平向右运动时，会产生感应电流 【解答】解：A、由图可知，电流从螺线管的左侧流入，由安培定则可知，螺线管的右端是N极，左端是S极，由同名磁极相互排斥可知，针尖为S极，故A错误； B、通电螺线管上方与下方的磁场方向相同，c、d导线通有相反方向的电流，所以c、d导线受磁场力方向不相同，故B错误； C、螺线管的右端是N极，针尖为S极，若针放置a所在处静止，针尖水平向左，故C正确； D、a水平向右运动时，不能切割磁感线，不会产生感应电流，故D错误。 故选：C。 26．（2025•淮南二模）如图所示，线圈abcd位于磁场中，开关S与触点1接通时，ab段导线受磁场力F的方向竖直向上，下列说法中正确的是（　　） A．当开关S与触点1接通时，该模型为发电机模型 B．当开关S与触点2接通时，该模型为电动机模型 C．仅对调磁极N、S位置，ab段导线受到的磁场力会增大 D．开关S和触点1接通后，cd段导线受到的磁场力方向竖直向下 【解答】解：A、当开关S与触点1接通时，ab段导线受竖直向上方向的磁场力F，该模型为电动机模型，故A错误； B、当开关S与触点2接通时，线圈abcd转动，电路中有感应电流产生，电流表指针发生偏转，该模型为发电机模型，故B错误； C、仅对调磁极N、S位置，磁场大小不变，电流大小不变，线圈匝数不变，ab段导线受到的磁场力不变，故C错误； D、开关S与触点1接通时，ab段导线受磁场力F的方向竖直向上，cd段导线中的电流方向与ab段导线中的电流方向相反，受到的磁场力方向竖直向下，故D正确。 故选：D。 27．（2025•祁县三模）图甲为家用燃气报警器的部分电路示意图，其中控制电路中的R1是气敏电阻，它的阻值与燃气浓度的关系如图乙。出厂预设当燃气浓度达到6%时报警，出厂测试时：控制电路的电源电压为3V且保持恒定，闭合开关S1、S2，移动滑动变阻器R2滑片的位置，当控制电路中的电流为0.03A时，电磁铁恰好能将衔铁吸下，工作电路中红灯亮起而报警（电磁铁线圈的阻值忽略不计）。下列说法正确的是（　　） A．控制电路通电后，电磁铁上端为S极 B．若要红灯亮时发出警报声，可在灯L1两端并联一扬声器 C．要达到出厂预设值，滑动变阻器接入电路的阻值为40Ω D．若要报警器报警时的燃气浓度值更低一些，可适当向下移动滑动变阻器的滑片 【解答】解：A、电路通电后，电流从下端流入，根据安培定则，电磁铁上端应为N极，故A错误； B、电磁铁恰好能将衔铁吸下，使得工作电路中灯L2亮起而报警，在电路中接入蜂鸣器时，蜂鸣器应与L2并联，蜂鸣器与L2可以同时工作，故B错误； C、由图乙可知，燃气浓度6%时，R1＝30Ω，此时控制电路中的电流为I＝0.03A，根据欧姆定律，总电阻；滑动变阻器应接入电路的电阻值为R2＝R﹣R1＝100Ω﹣30Ω＝70Ω，故C错误； D、根据图乙可知，当燃气浓度降低时，气敏电阻接入电路的阻值变大，为保证报警时电路电流不变，由欧姆定律可知，当电压一定时，需控制电路中的总电阻不变，因此适当调节滑片使滑动变阻器接入电路的阻值减小，故D正确。 故选：D。 28．（2025•浦北县校级模拟）图甲所示是一种自行车上的装置，车前端的灯泡与该装置内部线圈相连。自行车车轮的转动带动该装置上端的小轮转动，小轮带动内部的磁铁转动，灯泡便发光照明，图乙是其结构示意图。下列分析正确的是（　　） A．该装置是一种发电机 B．该装置将电能转化为机械能 C．车轮与小轮间应尽量光滑 D．增大车轮转速灯泡亮度变小 【解答】解：ABD．如图乙，磁铁在线圈内部做切割磁感线转动，产生感应电流，所以该装置是一种发电机，将机械能转化为电能，而且转速越大产生电流越大，所以灯泡越亮，故A正确，BD错误； C．增大摩擦的方法：在接触面粗糙程度一定时，增大压力；在压力一定时，增大接触面的粗糙程度；用滑动代替滚动。小轮是靠车轮与小轮间摩擦力使其转动的，车轮与小轮间应尽量粗糙，故C错误。 故选：A。 29．（2025•龙岩模拟）物理实践活动中，小明同学利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图所示。热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，将其安装在需要探测温度的地方。当探测温度正常时，仅指示灯亮；当探测温度升高到某一设定值时，仅警铃响。为了达到上述要求，警铃应安装在（　　） A．位置a B．位置b C．位置c D．无法判断 【解答】解：热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，所以当温度较高时，热敏电阻的阻值较小，电路中电流较大，电磁铁磁性较强，吸引衔铁，图中b所在的支路被接通，所以电铃应接在位置b处。因题中要求当探测温度升高到某一设定值时，仅警铃响，所以指示灯接在位置a处，c处不论衔铁是否被吸下均处于通路状态，所以电铃和指示灯都不能接在c处。 故选：B。 二．填空题（共1小题） 30．（2026•上海模拟）无线充电器是利用电磁感应原理进行充电的设备，其过程为：通过在发送和接收端各安置一个线圈，送电线圈利用电流产生磁场，受电线圈利用磁场产生电流。受电线圈正对并靠近送电线圈可以产生电流，使灯泡发光，实现电能的无线传输。如图（a）为手机通过无线充电进行充电，图（b）为“电能无线传输”示意图。 （1）当在进行无线充电时，无线充电器可看作 。（选填“送电线圈”、“受电线圈”）。 （2）通过查阅资料，可以了解到受电线圈两端电压与受电线圈匝数、受电线圈直径、两线圈的距离有关。现用相同规格的漆包线绕制了三个匝数相同、直径相同的受电线圈进行探究。实验数据如表：（送电线圈直径为70.0mm） 实验次数 受电线圈的 直径D/mm 两线圈之间 的距离d/mm 受电线圈两端的电压U/V 1 70.0 22.0 8.6 2 70.0 11.0 14.1 3 70.0 5.5 20.5 ①分析序号1、2、3数据，可初步得出结论：在受电线圈的直径和匝数相同时， 。 ②通过实验，小组同学发现电能无线传输存在传输距离 （选填“长”或“短”）的缺点，尽管如此，电能无线传输技术仍然有着广阔的应用前景。 【解答】解：（1）由题干材料可知，图中送电线圈利用电流产生磁场，是电流的磁效应，当在进行无线充电时，无线充电器可看作送电线圈； （2）①分析序号1、2、3数据可知，实验的受电线圈直径相同，线圈匝数相同，两线圈距离逐渐减小，受电线圈两端的电压不断增大。 ②由于从实验数据知：在受电线圈的直径相同时，两线圈之间的距离越小，受电线圈两端的电压越大，当两线圈距离增大时，受电线圈两端的电压会减小，所以电能无线传输存在传输距离短的缺点。 故答案为：（1）送电线圈；（2）①两线圈之间的距离d越小，受电线圈两端电压越大；②短。 三．实验探究题（共4小题） 31．（2025•榆次区模拟）【项目提出】小梦学习小组参加了制作电动机模型活动。 【项目实施】将一段漆包线绕成约为3cm×2cm的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm，然后用小刀刮两端引线的漆皮，并将该线圈放在支架上。线圈两端的引线通过两个支架分别与电池的两极相连，如图所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停地转下去。 （1）在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，刮线的要求是 （选填“A”或“B”）。 A.左端全部刮掉，右端全部刮掉 B.左端全部刮掉，右端只刮掉上半周 （2）如果整个制作过程及元件都正常，闭合开关后线圈不动，小梦应该做的尝试是 或 。 【项目拓展】 （3）在制作过程中，若要改变电动机的转动方向，可采取的做法是 。（答出一点即可） 【解答】解：（1）在制作简易电动机模型时，将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样在一个半周内受到磁场的力的作用而转动，另一个半周利用惯性转动，若两端的漆皮都全部刮掉，线圈就不能持续转动。 故选B。 （2）如果整个制作过程及元件都正常，闭合开关后线圈不动，可能是线圈受力太小，原因是电流太小或磁场太弱，所以可以增大电源电压来增大电流，或者换用磁性更强的磁体。 （3）电动机的转动方向与电流方向和磁场方向有关，所以若要改变电动机的转动方向，可采取的做法是改变电流方向，比如对调电源正负极；或者改变磁场方向，比如对调磁体的磁极。 故答案为：（1）B；（2）增大电源电压；换一块磁性更强的磁体；（3）将电源的正、负极对调。 32．（2025•怀化模拟）科创小组探究通电螺线管外部的磁场分布。 （1）将铁屑均匀撒在玻璃板上，将螺线管接入电路。闭合开关，轻敲玻璃板，观察到铁屑分布如图甲所示。对比条形磁体与蹄形磁体周围的磁感线分布情况（图乙），可知通电螺线管外部磁场与 磁体的磁场相似。 （2）在通电螺线管周围不同位置放置小磁针，小磁针静止时N极所指方向如图丙所示，则通电螺线管的右端为 极。 （3）如果要探究“通电螺线管磁场强弱与电流大小的关系”，应在图丙电路的基础上做怎样的改进？答： 。（写出具体改进措施） 【解答】解：（1）条形磁体的磁场分布是两端磁性强、中间弱，磁感线呈闭合曲线，通电螺线管外部的磁场分布规律和条形磁体一致。 （2）小磁针静止时N极的指向为该点的磁场方向，根据磁场分布规律和安培定则（右手螺旋定则），可判断出螺线管右端为N极。 （3）在电路中串联一个滑动变阻器，通过移动滑动变阻器的滑片改变电路中的电流大小，观察通电螺线管周围小磁针的偏转程度（或铁屑的分布疏密程度），比较不同电流下磁场的强弱。 故答案为：（1）条形；（2）N；（3）电路中串联一个滑动变阻器，通过改变滑片位置进而改变电路中的电流。 33．（2025•银川三模）在“探究通电螺线管周围磁场”的实验中（小磁针涂黑的那端是N极）： （1）如图甲所示实验装置，小明在有机玻璃板上均匀地撒满细铁屑，闭合开关通电后，接下来的操作应该是 。这样做的目的是：使铁屑在玻璃板上跳动，减小它与玻璃板之间的摩擦，从而使铁屑在磁场力的作用下动起来，这样可更好地通过铁屑的分布来显示磁场分布情况。像“通过铁屑的分布来显示磁场分布情况”的这种方法叫作转换法，请你写出在其他实验中用到转换法的实例： 。 （2）由铁屑的排布情况可初步判断：通电螺线管外部磁场与 磁体的磁场相似； （3）由乙图可知：通电螺线管的左端为 极； （4）为了探究通电螺线管周围磁场方向与电流方向是否有关，写出一种操作方法： 。 【解答】解：（1）小明在有机玻璃板上均匀地撒满细铁屑，闭合开关通电后，接下来的操作应该轻敲有机玻璃板，通过铁屑的分布显示出磁场分布，这种方法叫转换法。 （2）由铁屑的排布情况可初步判断：通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场相似。 （3）由乙图可知：通电螺线管的左端为N极。 （4）探究通电螺线管周围磁场方向与电流方向是否有关，改变电流方向，观察小磁针的偏转方向。 故答案为：（1）轻敲有机玻璃板；探究液体的压强时，通过U形管左右两边液面高度差反映液体的压强大小；（2）条形；（3）N；（4）改变电流方向，观察小磁针的偏转方向。 34．（2025•贵阳模拟）小明在做测小灯泡电功率的实验时，发现挂在脖子上的钥匙靠近滑动变阻器时，钥匙被通电的滑动变阻器吸引，小明认为通电的滑动变阻器可能有磁性，便组装器材进行探究。 （1）小明认为通电的滑动变阻器可能有磁性的依据是滑动变阻器由电阻丝绕制而成，通电后相当于 ； （2）在滑动变阻器乙附近摆放好小磁针，在开关没有闭合前，小磁针（涂有黑色的一端为N极）静止时如图所示，则图中地球的北极在 （选填“左”或“右”）边； （3）闭合开关后，发现只有最左侧的小磁针的指向反转过来，上下的小磁针几乎不动；将滑动变阻器乙上下的接线互换，上下的小磁针指向反转过来，而左侧的小磁针几乎不动。由此可看出滑动变阻器外部的磁场与磁体的 磁场相似，同时发现滑动变阻器两端的磁极与 有关； （4）在图中，如果要使乙滑动变阻器的磁性变强，你的操作是 （写出一种即可）。 【解答】解：（1）通电的滑动变阻器可能有磁性的依据是滑动变阻器由电阻丝绕制而成，通电后相当于螺线管。 （2）根据小磁针静止时，N指向左侧，图中地球的北极在左边。 （3）实验表明：滑动变阻器外部的磁场与条形磁体的磁场相似，同时发现滑动变阻器两端的磁极与电流的方向有关。 （4）要使乙滑动变阻器的磁性变强，下一步操作是在瓷管中插入一根铁芯。 故答案为：（1）螺线管；（2）左；（3）条形；电流的方向；（4）在瓷管中插入一根铁芯。 四．计算题（共5小题） 35．（2025•市中区校级二模）一个有加热和保温两种状态的微型电热水器，内部简化电路如图所示，它由控制电路和工作电路两部分组成，其中R0为热敏电阻，它的阻值随温度的升高而减小，开关S0和S都闭合时，电热水器开始加热，当电热水器中水的温度达到50℃时，电磁铁才会把衔铁吸下，使B、C两个触点接通，电热水器处于保温状态，此时电路中电流为0.1A。已知R1＝44Ω。求： （1）电热水器处于加热状态时工作电路的功率； （2）当温度达到50℃后，通电100s，R2产生的热量。 【解答】解：（1）由题意可知，开关S0和S都闭合时，B触点与A接通，工作电路中只有R1工作，此时电热水器处于加热状态， 则电热水器处于加热状态时工作电路的功率： P加热1100W； （2）当温度达到50℃后，电磁铁会把衔铁吸下，B触点与C接通，R1与R2串联，则通电100s内R2产生的热量： Q2＝I2R2t时间＝（0.1A）2×2156Ω×100s＝2156J。 答：（1）电热水器处于加热状态时工作电路的功率为1100W； （2）当温度达到50℃后，通电100s，R2产生的热量为2156J。 36．（2025•鄂伦春自治旗三模）学校组织学生参加国防教育活动时，同学们被展厅自动大门所吸引，他们发现当人靠近大门时，大门自动打开，如图甲所示。回校后，科技小组利用电磁继电器、人体红外传感器，电动机等元件制作了模拟电路，部分电路如图乙所示。其中电动机铭牌上标有“220V 40W”的字样，控制电路的电源电压为24V，R1为定值电阻，人体红外传感器的阻值R随人体到大门距离L的变化关系如图丙所示；当电磁铁线圈中的电流为100mA时，衔铁刚好被吸下，触发电动机工作，大门打开。（不计电磁铁线圈的电阻） （1）电动机正常工作时的电流是多少？（结果保留两位小数） （2）开门一次用时3s，请计算开门一次电动机消耗电能多少焦耳？ （3）经测试L＝3m时刚好触发电动机工作，则R1的阻值为多少？ 【解答】解：（1）电动机铭牌上标有“220V 40W”的字样，正常工作时，根据P＝UI可得正常工作时的电流为：I0.18A； （2）电动机正常工作的功率为40W的字样，根据P可知，开门一次电动机消耗电能为：W＝Pt＝40W×3s＝120J； （3）当电磁铁线器中的电流为100mA时，衔铁刚好被吸下，触发电动机工作，大门打开，根据欧姆定律可得此时控制电路的总电阻为： R总240Ω； 由题图丙可知，当L＝3m时，R的阻值为120Ω，根据电阻的串联特点可得R1的阻值为：R1＝R总﹣R＝240Ω﹣120Ω＝120Ω。 答：（1）电动机正常工作时的电流为0.18A； （2）开门一次电动机消耗电能120J； （3）R1的阻值为120Ω。 37．（2025•冷水江市二模）如图甲是某自动控温电热水器的电路图，其中控制电路电压恒为6V，R1为热敏电阻，置于水箱中产生的热量对水箱中水温的影响忽略不计，R1阻值随温度变化的关系如图乙所示，R2为可调电阻，用来设定电热水器的水温。R3、R4为纯电热丝，均置于水箱中，R3＝22Ω；电磁铁线圈电阻忽略不计，当电磁铁电流达到0.2A时，继电器衔铁被吸下来。工作过程中，电源电压均保持不变，请完成下列问题： （1）如果电热水器储有50kg的水升高20℃，求水吸收的热量是多少？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。 （2）加热时电热丝R3的功率为多少？ （3）如果将电热水器水温设为60℃，R2的阻值应该调至多少Ω？ 【解答】解：（1）水吸收的热量Q＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×50kg×20℃＝4.2×106J； （2）由图甲知，当动触点与上端的静触点接触时，仅R3接入工作电路，电路电阻较小，由P可知，电路功率较大为加热状态； 当电磁铁电流达到0.2A时，继电器衔铁被吸下来，动触点与下端的静触点接触时，电路为R4与R3组成的串联电路，电路电阻较大，由P可知，电路功率较小为保温状态； 加热时电热丝R3的功率为P加热2200W； （3）由图甲知控制电路为R1和R2组成的串联电路，当电磁铁电流达到0.2A时，继电器衔铁被吸下来，此时控制电路的总电阻R30Ω， 如果将电热水器水温设为60℃，由图乙知此时R1＝10Ω，R2的阻值应该调至R2＝R﹣R1＝30Ω﹣10Ω＝20Ω。 答：（1）如果电热水器储有50kg的水升高20℃，水吸收的热量是4.2×106J； （2）加热时电热丝R3的功率为2200W； （3）如果将电热水器水温设为60℃，R2的阻值应该调至20Ω。 38．（2025•玉州区模拟）如图所示是科技小组设计的饮水机防干烧装置模型，由控制电路和加热电路组成。加热电路加热2分钟所产生的热量可使质量为1kg的水温度升高50℃（不计热量的损失）。控制电路电源电压恒定，R0＝10Ω，Rp为压敏电阻，下方固定一个轻质绝缘T形硬杆。水箱注水后圆柱形浮体A竖直上浮，通过T形杆对压敏电阻产生压力，Rp所受压力每增加1N，电阻减小5Ω，浮体A底面积为100cm2。当A浸入水中的深度为4cm时，电磁铁线圈中电流为0.2A，衔铁被吸下，加热电路接通，此时水位为防干烧最低水位线，低于该水位时衔铁弹开，加热电路断开；当浮体A浸入水中的深度为10cm时，电磁铁线圈中电流为0.3A；当水位达到最高水位线时，电磁铁线圈中电流为0.36A。（电磁铁线圈电阻忽略不计，T形杆质量不计，c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1×103kg/m3，g取10N/kg）。求： （1）加热电路加热2分钟所产生的热量； （2）浮体A浸入水中10cm与浸入水中4cm时Rp的电阻变化量； （3）处于最高水位线时浮体A底部所受水的压强。 【解答】解： （1）由于不计热量的损失，加热电路加热2分钟所产生的热量 （2）由F浮＝G排得浮体A浸入水中深度为4cm时，受到的浮力为 A浸入水中深度为10cm时，受到的浮力为 浮体A受到的重力不变，浮力变化量为ΔF浮＝F浮2﹣F浮1＝10N﹣4N＝6N 则压敏电阻RP所受压力变化量为6N，RP所受压力每增加1N，电阻减小5Ω，所以RP的电阻变化量为ΔRP＝6×5Ω＝30Ω （3）A浸入水中深度为4cm时，电磁铁线圈中电流为0.2A，设此时RP的电阻为R，则电源电压为：U＝I1（R0+R）＝0.2A×（10Ω+R）① A浸入水中10cm时，电磁铁线圈中电流为0.3A，则此时RP的电阻为R﹣30Ω，则电源电压为U＝I2（R0+R﹣ΔRP）＝0.3A×（10Ω+R﹣30Ω）② 联立①②，解得R＝80Ω，电源电压U＝18V 当水位达到最高水位线时，电磁铁线圈中电流为0.36A，此时RP的电阻为 处于最高水位线和防干烧最低水位线时RP所受压力增加量为： 浮力增加量为8N，则排开水的体积变化量为 水位上升高度为 所以处于最高水位线时，A进入水中的深度h＝h1+Δh＝0.04m+0.08m＝0.12m A底部所受水的压强。 答：（1）加热电路加热2分钟所产生的热量为2.1×105J； （2）浮体A浸入水中10cm与浸入水中4cm时Rp的电阻变化量为30Ω； （3）处于最高水位线时浮体A底部所受水的压强为1200Pa。 39．（2025•铁西区校级模拟）某商场新进了一批具有加热和保温两种功能的微型电热水器，其内部简化电路如图甲所示。该电热水器由控制电路和工作电路两部分组成。控制电路由电源（电压恒为12V）、开关S0、电磁铁（线圈电阻R0＝60Ω）和热敏电阻R组成，R的阻值随温度变化的图像如图乙所示。当开关S0和S都闭合时，电热水器开始加热。当电热水器中水的温度达到50℃时，电磁铁会把衔铁吸下，使B、C两个触点接通，电热水器处于保温状态。已知R1＝48.4Ω，R2＝435.6Ω。c水＝4.2×103J/（kg•℃），求： （1）当水温达到50℃时，电热水器停止加热，求此时控制电路中的电流。 （2）电热水器正常工作时，加热和保温功率各为多少。 （3）电热水器正常工作时，将水箱中1kg的水从20℃加热到50℃用时3min，求此过程中水吸收的热量及电热水器的加热效率。 【解答】解：（1）当温度为50℃时，衔铁被吸下，由图乙可知，此时热敏电阻R＝40Ω， 由串联电路的电阻的规律可知，此时电路中的总电阻：R总＝R0+R＝60Ω+40Ω＝100Ω， 及欧姆定律可得，此时控制电路中的电流为：I0.12A； （2）由图甲可知，开关S0和S都闭合时，B触点与A接通，只有R1工作；B触点与C接通时，R1、R2串联； 根据串联电路的电阻特点可知，串联的总电阻大于任一分电阻，所以，B触点与A接通，只有R1工作，此时电路中的电阻最小，根据P可知，电热水器的电功率最大，为加热挡，电热水器的加热挡的电功率：P加1000W； B触点与C接通时，R1、R2串联，此时电路中的电阻最大，根据P可知，电热水器的电功率最小，为保温挡， 电热水器保温挡的电功率：P保100W； （3）1kg的水从20℃加热到50℃，水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（50℃﹣20℃）＝1.26×105J； 电热水器加热3min消耗的电能为：W＝P加t＝1000W×3×60s＝1.8×105J， 电热水器的加热效率为：η100%100%＝70%。 答：（1）当水箱中水的温度达到50℃时，此时控制电路中的电流为0.12A； （2）电热水器的加热挡为1000W；保温挡功率为100W； （3）此过程中水吸收的热量及电热水器的加热效率为70%。 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题20 电和磁 作图题占比高 中考常考安培定则的应用作图（根据电流方向判断螺线管磁极，或根据磁极判断电流方向）、磁感线的绘制（标注 N、S 极和磁感线方向），是基础必得分题型。 概念辨析与原理应用结合 选择题常考电动机与发电机的区分、电磁感应与磁场对电流作用的能量转化判断，结合生活实例（如动圈式话筒、电风扇）考查原理。 实验探究注重方法考查 实验题常考控制变量法、转换法在电磁实验中的应用，以及实验现象的分析和结论的总结。 联系科技热点命题 素材多源于磁悬浮列车、电磁起重机、风力发电站等，考查电和磁知识在科技中的应用，体现物理与科技的联系。 知识点一：磁现象 磁场 一、磁现象 1.磁性和磁体 （1）磁性 实验现象 用磁体分别靠近铁片、钢片、镍片、铜片、铝块、木块、回形针、玻璃片等物体时，发现磁体能吸引铁片、钢片、回形针，但不能吸引铜片、铝块、木块、玻璃片。 定义 我们把物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性。铁、钴、镍等物质称为铁磁性物质（磁性材料）。 （2）磁体 ①定义：具有磁性的物体叫做磁体。 ②特点：一是能吸引磁性材料；二是吸引磁性材料时，不必与这些物体直接接触，如隔着薄木板，磁体也能吸引铁块。 2.磁极 （1）认识磁极 实验探究1 将一些铁屑平铺在纸上，将梯形磁体放在上面，然后拿起来，发现磁体两端吸引的铁屑很多，而中间很少，如图所示。 探究结论1 条形磁体的两端磁性最强，中间部位磁性最弱。磁体吸引能力最强的两个部位叫磁极。 实验探究2 将一小磁针用细线吊起，使它能在水平面内自由转动，当小磁针静止时，总是一段指南，另一端指北。 探究结论2 能够自由转动的磁体，静止时指南的那个磁极叫南极（S极），指北的那个磁极叫北极（N极）。 （2）磁极间相互作用规律 实验探究 把一个条形磁体悬挂起来，用另一个条形磁体的一端去接近它的其中一端，观察现象。换用磁体的另一端再去接近，观察现象。 实验现象 相同的两个磁极相互靠近时会相互排斥，不同的两个磁极相互靠近时会相互吸引。 归纳总结 磁极间相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互排斥。 （3）判断物体是否具有磁性的方法 方法一：根据磁体的磁性判断 将被测物体靠近没有磁性的铁、钴、镍等磁性材料，铁、钴、镍等若能被吸引，则说明该物体具有磁性；若不能被吸引，则说明该物体没有磁性。 方法二：根据磁体的指向性判断 用自由悬挂、自由悬浮等方式让被测物体能够在水平面内自由转动，若被测物体静止时总是大致指向南北方向，说明该物体具有磁性，否则没有磁性。 方法三：根据磁极间的相互作用规律判断 将被测物体分别靠近静止的小磁针的两极，若发现有一端发生排斥现象，说明该物体具有磁性；若与小磁针两极都相互吸引，则说明该物体没有磁性。 注意：在利用磁极间相互作用规律判断两物体是否具有磁性时，要注意“斥定吸不定”原则，即如果两个物体相互排斥，则可以确定两者均有磁性，如果相互吸引，则可能两物体均有磁性或一个有磁性、一个没有磁性。 方法四：根据磁体各位置磁性强弱不同判断 外形相同的A、B棒 若两次都不吸引，则A、B都没有磁性 若两次都吸引，则A、B都有磁性 若只有甲吸引，则B有磁性，A没有磁性 若只有乙吸引，则A有磁性，B没有磁性 外形相同的A、B棒 若始终没有相互作用，则A、B都没有磁性 若吸引力保持不变，则A没有磁性，B有磁性 若吸引力由强→弱→强，则A有磁性，B没有磁性 若先吸引后排斥，或先排斥后吸引，则A、B都有磁性 3.磁化 （1）磁化实验 实验探究 （1）如图甲所示，在铁架台上固定一根铁棒，在铁棒的下方放一些铁屑，铁棒不吸引铁屑；如图乙所示，在铁棒的上方放一根条形磁体并靠近铁棒，发现铁棒能吸引铁屑；当把条形磁体拿开，铁屑几乎全部掉下来。 （2）换成钢棒后，开始时钢棒也不能吸引铁屑；当在钢棒上方放一条形磁体并靠近钢棒时，钢棒吸引铁屑；把磁体移开后，吸引到钢棒上铁屑几乎没有减少。 实验结论 当磁体靠近原来没有磁性的铁棒或钢棒时，铁棒或钢棒均能够获得磁性；移开磁体后，铁棒的磁性很快消失，而钢棒的磁性能够抽时间保持（常用钢棒做永磁体）。 归纳总结 一些物体在磁体（或电流）的作用下会获得磁性，这种现象叫做磁化。 （2）磁化的利与弊 利 （1）钢针被磁化后，可以用作指南针； （2）磁带、录像带、磁卡上的磁性物质被有序磁化后，可以存储声音、图像和文字等信息。 弊 （1）机械手表被磁化后，走时不准； （2）老式彩色电视机显像管被磁化后，显示器色彩失真； （3）将磁带、磁盘、磁卡等放入磁性环境中，它们存储的信息可能会消失等。 （3）消磁 通过撞击、煅烧或使用消磁器使磁体失去磁性的过程。 二、磁场 1.类比法理解磁场的存在 活动类比 用电吹风吹动在桌面上静止的小彩旗 用条形磁体靠近禁止的小磁针 现象类比 彩旗飘动 小磁针偏转 分析类比 电吹风吹出的风（空气）使小彩旗飘动 条形磁体周围的某种物质使小磁针受力偏转 归纳总结 磁体周围存在着某种物质，这种物质叫做磁场，磁极间的相互作用就是通过磁场（特殊物质）发生的。 2.磁场的基本性质：对放入其中的磁体产生力的作用 当把小磁针放在条形磁体附近时，会看到小磁针发生偏转，这是因为小磁针处在条形磁体的磁场中时收到了条形磁体磁场的力的作用，运动状态发生改变。 3.磁场的方向 实验探究 （1）先在桌上放一圈小磁针，观察小磁针的指向； （2）再把一个条形磁体放到小磁针的中间，观察小磁针的指向； （3）拨动任何一个小磁针，观察小磁针静止时的指向。 实验现象 （1）放入条形磁体前，每个小磁针指示南北方向； （2）放入条形磁体后，，小磁针在条形磁体磁场作用下有规律地排列起来，如图所示； （3）拨动任意一个小磁针，发现小磁针静止后仍保持放入条形磁体后的指向。 现象分析 （1）在磁场中的同一位置，小磁针N极总是指向一个方向； （2）在磁场中的不同位置，小磁针指向一般不同。 归纳总结 物理学中规定，在磁场中的某一点，小磁针静止时北极所指的方向，就是改点磁场的方向。由以上实验可知，在磁场中某一点，磁场方向是一定的，在磁场中的不同地方，磁场的方向一般不同，即磁场具有方向性。 4.磁感线 实验探究 （1）把条形磁体放在玻璃板下，将铁屑均匀地撒在玻璃板上，轻轻敲击玻璃板，观察到铁屑有规律地排列成一条条曲线（如图所示）； （2）将一些小磁针放在铁屑排列的一条曲线上，可观察到小磁针的N极指向沿着曲线方向。 现象分析 （1）铁屑在磁场的作用下被磁化，相当于一个个小磁针，这些小磁针在磁场的作用下有规律地排列成了图中的一条条曲线； （2）磁体周围的曲线（磁感线）都是从磁体的北极出发，回到磁体的南极的。 归纳总结 按照铁屑在磁场中的排列情况，根据小磁针N极所指的方向，在磁场中画一些有方向的曲线，使曲线上任一点的切线方向都跟该点磁场方向一致，就可以形象地描述磁场了，这样的曲线叫做磁感线。 5.常见磁体的磁感线分布图 条形磁体 蹄形磁体 异名磁极间 同名磁极间（N） 同名磁极间（S） 6.理解磁感线应注意的六个问题 是物理模型，并不存在 磁场是真实存在于磁体周围的一种特殊物质，而磁感线是人们为了直观、形象的描述磁场的方向和分布情况而引入带有方向的曲线，它并不是真实存在的。正如探究光时，引入光线的概念一样。这在物理学上称为模型法。 疏密表示磁场强弱 磁感线分布的疏密程度可以表示磁场的强弱。磁体的两极处磁感线最密，表示磁体两极处的磁场最强。 有方向 磁感线是有方向的，磁体周围任意一点的磁场方向都是沿着磁感线从N极指向S极的。 是闭合曲线 在磁体外部，磁感线从磁体的N极出发，回到磁体的S极；在磁体内部，磁感线从磁体的S极出发回到N极，形成一条条闭合曲线。 立体分布 在画图时，因受纸面的限制，只画了一个平面内的磁感线的分布情况。但实际上磁体周围的磁感线的分布是立体的，在磁体周围空间都分布有磁场。 任意两条不相交 磁体周围不管磁感线如何曲折都不会相交，因为磁场中任何一点的磁场只有一个确定的方向，如果某一点有两条磁感线相交，则该点的磁场就有两个方向，这是不可能的。 三、地磁场 1.小磁针指南北的原因 现象分析 让一个小磁针在水平面内自由转动，发现静止后小磁针的南极指向南方，北极指向北方；再施加一个力，让小磁针指向东西方向后放手，发现小磁针转回到南北方向。 归纳总结 （1）根据磁场的性质可知，小磁针一定处在一个磁场中； （2）地球本身相当于一个大磁体，地球周围存在着磁场，叫做地磁场。 2.地磁场 小磁针的N极总是指向北方，说明地磁场的磁场方向在地表是由南指向北的，所以地磁场的北极应在应在地理的南极附近，地磁场的南极应在地理的北极附近。如图所示，实际上地磁场的分布跟条形磁体的磁场相似。 3.磁偏角 地磁场的两极与地理两极并不重合，所以小磁针所指的方向并不是地理正南、正北方向，而是稍微有点偏离。地磁南、北极的连线和地理南、北极的连线之间有一个夹角，称为磁偏角。世界上最早发现并记录这一现象的人是我国宋代学者沈括，这一发现比西方早 了400多年。 知识点二：电生磁 一、电流的磁效应 1.奥斯特实验 实验探究 在静止的小磁针上方放一根与小磁针平行的直导线，依次进行如图甲、乙、丙所示的操作。 现象分析 （1）比较甲、乙两图所示现象，导线通电后，小磁针发生偏转（转换法：有无磁场→小磁针是否发生偏转），断电后，小磁针又回到原位置，这说明通电直导线周围产生了磁场； （2）比较甲、丙两图所示现象，改变电流的方向，小磁针偏转方向发生改变，即小磁针处磁场方向发生改变，这说明电流的磁场方向与电流方向有关。 研究归纳 （1）通电导线周围存在着磁场； （2）电流的磁场方向与电流方向有关。 2.电流的磁效应 通电导线周围存在着与电流方向有关的磁场，这种现象叫做电流的磁效应。电流磁效应是丹麦物理学家奥斯特通过实验首先发现的。奥斯特实验第一次揭示了电与磁之间的联系，即电可以产生磁。 二、通电螺线管的磁场 1.螺线管 （1）把导线缠绕在圆筒上，就做成了一个螺线管，也叫线圈。接通电源的螺线管叫通电螺线管。 （2）给螺线管通电后，各线圈产生的磁场叠加在一起，通电螺线管周围就产生了较强的磁场。 2.探究通电螺线管外部的磁场分布 实验探究1：通电螺线管的磁场方向和电流方向的关系 （1）用铜导线穿过玻璃板，做成螺线管，给螺线管通入电流，将小磁针放在螺线管周围的不同位置，记下小磁针在各个位置时N极的指向； （2）改变电流方向，再次观察实验现象。 实验现象 （1）通电后小磁针发生偏转，不同位置的小磁针N极指向不同，如图所示； （2）改变电流方向，小磁针指向发生改变。 现象分析 （1）从小磁针的N极指向看，通电螺线管外部的磁感线从螺线管的一端出来回到另一端，说明通电螺线管有两个磁极且在两端。 （2）小磁针的N极指向改变，说明了磁场方向的改变，即通电螺线管两端的极性改变了，由此可知，电流方向改变了磁场方向，即通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。 实验探究2：通电螺线管外部的磁场的分布特征 在玻璃板上撒一些铁屑，给螺线管通电后，轻轻敲击玻璃板，观察铁屑的分布情况。实验现象如图所示。 现象分析 从铁屑的分布情况看，通电螺线管外部的铁屑排列情况和条形磁体周围铁屑的分布情况相似。 归纳总结 （1）通电螺线管外部的磁场方向与电流方向有关； （2）通电螺线管外部磁场跟条形磁体的磁场相似，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个磁极； （3）通电螺线管的内部也存在磁场，其磁场方向与外部相反（内外磁场方向大致走向相反）。 3.探究通电螺线管极性与环绕螺线管的电流方向的关系 实验探究 去绕向不同的螺线管，依次设计并进行实验：给螺线管通入不同方向的电流，用小磁针验证它的N、S极。 实验现象 现象分析 （1）两个螺线管的绕向相同，电流不同，它的螺线管两端的极性不同。 （2）调换螺线管左右位置，绕向发生改变，即便电流方向相同，螺线管两端极性也不同。 实验结论 通电螺线管两端的极性与通电螺线管中电流方向有关。 三、安培定则 安培定则又叫右手螺旋定则，用来描述通电螺线管的极性与电流方向关系。 1.内容 用右手握住螺线管，让四指弯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北极（N极）。 2.安培定则的应用 （1）已知通电螺线管中电流的方向，判断通电螺线管两端的极性。 具体方法： ①标出通电螺线管中电流的方向； ②用右手握住螺线管，让弯曲的四指指向螺线管中电流方向； ③大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极，如图所示。 （2）已知通电螺线管两端磁极，判断通电螺线管中电流的方向。 具体方法： ①先用右手握住通电螺线管，大拇指指向N极； ②弯曲的四指所指的方向就是螺线管中电流的方向； ③按照四指弯曲的方向在螺线管中标出电流方向。 知识点三：电磁铁 电磁继电器 一、电磁铁 1.概念 用一根导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，当有电流通过时由磁性，没有电流时就失去磁性。我们把这种磁体叫做电磁铁。 2.电磁铁的构造 如图所示，电磁铁主要由线圈和铁芯（由软铁制成，不能用钢，因钢磁化后磁性不易消失）构成。当线圈通过电流时产生磁场，而铁芯可以可以在线圈产生磁场时被磁化，产生与螺线管的磁场方向一致的磁场，大大增强了电磁铁的磁性。 3.电磁铁极性的判断 插入铁芯只是为了增强螺线管的磁性，不会影响通电螺线管的磁极磁性，仍然可以用安培定则来表述电流方向和磁极之间的关系。 二、电磁铁的磁性 1.探究-电磁铁磁性的强弱与哪些因素有关 实验目的 探究影响电磁铁磁性强弱的因素 实验猜想 影响电磁铁磁性强弱的因素可能是线圈中的电流大大小、电磁铁线圈匝数的多少（用控制变量法） 实验器材 电源、开关、滑动变阻器、电流表、两个规格相同的大铁钉、导线和若干大头针 设计电路图 进行实验 （1）将导线绕在铁钉上做成简易电磁铁，并将其置于足量的大头针的上方； （2）连接好电路，使滑动变阻器接入电路的阻值适中，闭合开关，观察到如图甲所示电磁铁吸引大头针较少；移动滑片P，使滑动变阻器接入电路的阻值变小，观察到如图乙所示电磁铁吸引的大头针增多。比较可知，通过电磁铁的电流越大，电磁铁吸引大头针的数量越多，电磁铁的磁性越强； （3）如图丙所示，将导线绕在两个相同的铁钉上，构成两个简易电磁铁的串联电路。从图丙可以看出，在电流相同情况下，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。 实验结论 电磁铁磁性的强弱与线圈中的电流大小以及线圈匝数的多少有关。 （1）电磁铁的匝数一定时，线圈中通过的电流越大，电磁铁的磁性越强； （2）线圈中通过的电流大小一定时，外形相同的线圈，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。 2.电磁铁的特点和应用 （1）电磁铁的特点 ①磁性的有无可通过通断电流来控制； ②磁极的极性可通过改变电流的方向来实现； ③磁性的强弱可通过改变电流大小、线圈的匝数来控制。 （2）电磁铁在实际生活中的应用 ①对磁性材料有力的作用。主要应用在电铃、电磁起重机、电磁刹车装置和许多自动控制装置上； ②产生强磁场。现代技术上很多地方需要的强磁场都是由电磁铁提供的，如磁浮列车、磁疗设备、测量仪器以及研究微观粒子的加速器等。 三、电磁继电器 1.定义 电磁继电器时利用低电压、弱电流的路的通断，来间接控制高电压、强电流电路的通断的装置，其实质就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。含电磁铁的电路称为低压控制电路，被控制的电路称为高压工作电路。 2.构造及工作原理 电磁继电器的电路包括低压控制电路、高压工作电路两部分，如图所示。 控制电路接通时，电磁铁产生磁性吸下衔铁，动、静触点接触，接通工作电路；控制电路断开时，电磁铁失去磁性，在弹簧作用下释放衔铁，动、静触点分离，工作电路断开。从而通过控制电路的通断来控制工作电路的通断。 3.电磁继电器的应用 远离高电压 利用电磁继电器可以通过控制低压电路通断间接控制高压电路的通断，使人避免高压触电的危险，如大型变电站的高压开关等。 远离有害环境 利用电磁继电器可以使人远离高温、有毒等有害环境，实现远距离控制。如核电站中的开关等。 实现自动控制 在电磁继电器控制电路中接入对温度、压力或光照敏感的元件，利用这些元件操纵控制电路的通断，还可以实现对温度、压力、或光照的自动控制。如水位自动报警器、温度自动报警器等。 知识点四：电动机 一、磁场对通电导线的作用 1.通电导线在磁场中受到力的作用 归纳总结 （1）通电导线在磁场中会受到力的作用； （2）力的方向和电流方向、磁场方向有关。 2.磁场对线圈的作用 归纳总结 通电线圈在磁场中会受力转过一个角度，但不能持续转动。 二、电动机的基本构造 1.电动机的基本构造 电动机由两部分组成，一是能转动的线圈，叫做转子；二是固定不动磁体，叫做定子。电动机工作时，转子在定子中飞快的转动。 2.电动机的工作原理 根据通电线圈在磁场中受力的作用而发生转动的原理制成的。 3.实验探究-线圈在磁场中的转动 （1）实验过程分析 过程分析 甲图 线圈受到的力使它顺时针转动 线圈的ab边受到一个向上的力，cd边中的电流与ab边中的电流方向相反，磁场方向相同，故cd边受到一个向下的力，这两个力不在同一直线上，所以，使线圈沿顺时针方向转动。 乙图 线圈由于惯性会越过平衡位置 与甲图相似，线圈的ab边受到向上的力、cd边受到向下的力，但此时两个力在同一直线上，大小相等、方向相反，彼此平衡，故这一位置称作平衡位置，由于惯性线圈会越过平衡位置，继续转动 丙图 线圈受到的力阻碍线圈顺时针转动 线圈越过平衡位置后，与甲图原理相似，线圈的ab边受到向上的力，cd边受到向下的力，此两个力大小相等、方向相反，不在同一直线上，阻碍线圈顺时针转动（线圈不能连续转动的原因）。 归纳总结 通电后的线圈会转动，转过平衡位置后，受到的力要阻碍它的转动，故线圈又会减速至零，向反方向转动，这样线圈在平衡位置左右来回摆动，慢慢停下来，最后停在平衡位置。 （2）如何使线圈连续转动 方法一：当线圈越过平衡位置后停止对线圈供电，让线圈靠惯性转过后半周。但因为后半周线圈不受力的作用，故这种方法线圈的转动不稳定，动力弱。 方法二：在线圈转动的后半周，设法改变电流方向，使线圈在后半周也获得同转动方向相同的动力，这样线圈会平稳、有力地转动下去。实际的电动机就是采用该方法使线圈连续转动的，实现该目的的装置叫换向器。 （3）换向器的构造及作用 构造 如图所示，两个铜半环分别与线圈两端相连，中间断开，彼此绝缘，并通过电刷和电源组成闭合回路。 作用 当线圈转过平衡位置时，改变线圈中的电流方向，从而使线圈获得同转动方向相同的力，能持续转动下去。 4.电动机中的能量转化 电动机在使用过程中，主要将电能转化为机械能对外做功，同时因为电流的热效应，电流流经线圈时也会将部分电能转化为内能，即产生电热，所以电动机在正常工作时会发热。只要通风良好，电热一般不会影响电动机的正常运转，但如果散热不及时就会导致温度过高而烧坏电动机，故在使用电动机时要注意散热。 5.电动机的优点 和热机相比，电动机结构简单、体积小、效率高、制造方便、污染较小，种类繁多，能满足各种不同的需求。 6.直流电动机的转向、转速的调节 影响电动机线圈转向的因素是电流方向和磁场方向，影响电动机线圈转速的因素是电流大小和磁场的强弱。所以，对直流电动机来说，改变转向只需改变电流方向或磁场方向；改变转速大小，只需改变电流大小和磁场强弱。 知识点五：磁生电 一、什么情况下磁能生电 归纳总结1 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的电流的现象叫做电磁感应，产生的电流叫感应电流。 归纳总结2 在电磁感应现象中，感应电流的方向跟导线在磁场中做诶个磁感线运动的方向和磁场的方向有关。只改变磁场方向或导线切割磁感线运动方向，产生的感应电流的方向改变；若同时使磁场的方向和导线切割磁感线运动方向反向，则产生的感应电流方向不变。 二、发电机 1.手摇发电机 甲 乙 （1）如图甲所示，把手摇发电机和灯泡用导线连接起来，组成闭合电路。转动摇把带动线圈在磁场中转动，灯泡发光，说明线圈中有电流产生。转动速度越快，灯泡越亮，说明电流大小与发电机的转速有关。 （2）如图乙所示，将两个发光二极管极性相反的并联起来，并与发电机串联，转动摇把，可观察到两个二极管交替发光。这表明发电机产生的电流的方向在不断发生变化。 2.交变电流及其频率 （1）交变电流：大小和方向做周期性变化的电流叫交变电流，简称交流。 （2）频率：在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫频率。其单位是赫兹，简称赫，符号为Hz。我国家庭电网以交流供电，频率为50Hz。 3.发电机 （1）构造：主要有磁体、线圈、铜环和电刷四个基本部分组成。实际的发电机比模型式发电机要复杂的多，但仍是由转子（转动部分）和定子（固定不动）两部分组成。 ①小型发电机一般采用磁极不动，线圈旋转的方式发电； ②大型发电机一般采用线圈不动、磁极旋转的方式发电，这种发电方式叫旋转磁极式发电； ③为了得到较强的磁场，常用电磁铁代替永磁体。 （2）发电机工作原理：电磁感应。 （3）发电机的种类：交流发电机和直流发电机。 （4）发电机中的能量转化：机械能转化为电能。 4.动圈式话筒 话筒（也称传声器）的作用是把声音转换成电流。话筒种类较多，其中动圈式话筒是依据电磁感应原理制成的。 （1）动圈式话筒的构造：有永磁体、线圈和膜片等构成（如图所示）。 （2）动圈式话筒的工作原理 当声波使膜片振动时，连在膜片上的线圈（也叫音圈）随着膜片一起振动，因为线圈处于永磁体的磁场中，所以线圈会切割磁感线而产生随声音的变化而变化的感应电流。将该电流通入扩音机，就能还原声音（电动机原理）。 一．选择题（共29小题） 1．（2025•贵州）如图所示，为判断一根铁棒是否有磁性，用铁棒靠近置于水平桌面上的小磁针进行检验，当出现以下哪一现象，便能证明铁棒有磁性（　　） A．将铁棒一端靠近小磁针N极，N极被排斥 B．将铁棒一端靠近小磁针N极，N极被吸引 C．将铁棒两端分别靠近小磁针N极，N极均被吸引 D．将铁棒同一端分别靠近小磁针N、S极，两极均被吸引 2．（2025•绥化）电动自行车的主要动力装置是电动机。下列选项中与电动机工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 3．（2025•湖南）动圈式话筒可将声信号转换成电信号。下列四幅实验装置图能反映其工作原理的是（　　） A． B． C． D． 4．（2025•无锡）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。将指南龟装于竹钉之上，使竹钉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 5．（2025•绵阳）如图所示，螺线管与电源的X、Y两极相连接，右端有一静止小磁针。当开关闭合后，N极的指向变为水平向左，则（　　） A．X为电源的正极 B．通电后螺线管的右端为N极 C．仅将电源X、Y极对调，闭合开关后小磁针静止时N极指向仍然水平向左 D．仅将小磁针置于通电螺线管正上方，闭合开关后小磁针静止时N极指向水平向右 6．（2025•海南）学校安装了一款能根据光照强度实现自动控制的“智能照明灯”，电路如图所示。电源电压保持不变，R1为定值电阻，R2为光敏电阻，其阻值随光照强度增大而减小。闭合开关S，当光照强度减小时，下列说法正确的是（　　） A．灯泡一定发光 B．电磁铁磁性增强 C．电压表示数减小 D．通过R1的电流减小 7．（2025•南京）以下实验反映的规律能解释电动机工作原理的是（　　） A．图①中，闭合开关，铁钉被吸引 B．图②中，闭合开关，水平移动金属棒，灵敏电流计指针偏转 C．图③中，闭合开关，线圈转动 D．图④中，闭合开关，小磁针偏转 8．（2025•西藏）电磁学作为现代科技的核心基础，推动了社会进步，提升了生活质量。下列关于各图的描述正确的是（　　） A．图甲中电磁继电器利用了电磁感应的原理 B．图乙是发电机的工作原理图 C．图丙中扬声器利用了通电导线在磁场中受到力的作用 D．图丁中动圈式话筒利用了电流的磁效应 9．（2025•南通）如图所示，利用静电喷涂枪给物体喷漆。接通电源，电动机开始转动，负压发生器使喷枪内气压减小吸入涂料，涂料雾化成小颗粒并带上负电荷，从喷枪飞向被涂物。下列现象与物理知识对应不正确的是（　　） A．负压发生器使涂料吸入喷枪——大气压强 B．通电后电动机线圈受力转动——电磁感应现象 C．涂料喷出后颗粒间相互排斥——电荷间的作用力 D．涂料变干后粘牢在物体表面——分子间的作用力 10．（2025•四川）国家倡导绿色出行，鼓励使用电动汽车。电动汽车的动力装置是电动机，如图所示的四个实验中，能体现电动机工作原理的是（　　） A． B． C． D． 11．（2025•大庆）某位同学对电与磁知识进行梳理，图中对应位置的内容填写正确的是（　　） A．电流的热效应 B．动圈式话筒 C．电磁起重机 D．法拉第 12．（2025•武汉）某同学利用如图所示的装置探究什么情况下磁可以生电。下列说法正确的是（　　） A．换用磁性更强的磁体，保持导线ab和磁体静止，闭合开关，电流表指针偏转 B．将导线ab换成匝数很多的线圈，保持磁体和线圈静止，闭合开关，电流表指针偏转 C．保持磁体静止，闭合开关，使导线ab从图中位置竖直向上运动，电流表指针偏转 D．保持导线ab静止，闭合开关，使磁体从图中位置水平向右运动，电流表指针偏转 13．（2025•兰州）图甲是某蔬菜大棚里使用的一种温度自动报警器，在温度计里封入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指温度时，扬声器响起，发出报警信号。下列说法错误的是（　　） A．动圈式扬声器的工作原理与图乙所示原理相同 B．温度低于金属丝下端所指温度时，电磁铁断电失去磁性，衔铁被释放，扬声器停止报警 C．温度计与金属丝相当于控制电磁铁的开关，实现了高温自动化报警 D．煤油可用作自动报警器温度计中的工作液体 14．（2025•黑龙江）如图，电路中的GMR是巨磁电阻（其阻值随周围磁场强度的增强而减小），当开关S1和S2闭合时，将滑片P向左移动，下列说法正确的是（　　） A．电磁铁右端为S极 B．指示灯会变亮 C．巨磁电阻的阻值会变大 D．电磁铁上的线圈中的电流会变小 15．（2025•山东）小明在户外实践中，利用随身所带物品制作了简易指南针，他首先利用电池、带绝缘皮的导线、铁钉制成电磁铁，然后将缝衣针磁化并用细线水平悬挂，最后将两者靠近，静止时位置关系如图所示。下列说法正确的是（　　） A．铁钉的钉尖是S极 B．缝衣针的针尖是N极 C．地磁场N极在地理北极附近 D．移开电磁铁后，缝衣针静止时针尖所指方向为南 16．（2025•凉州区校级模拟）关于利用通电直导线和小磁针“探究通电直导线周围是否存在磁场”的实验中，下列说法正确的是（　　） A．首次通过本实验发现电、磁间有联系的科学家是法拉第 B．小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场 C．通电直导线周围的磁场方向是由小磁针静止时N极的指向决定的 D．若只改变直导线中的电流大小，小磁针静止时N极的指向一定与原来相反 17．（2025•扬州三模）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A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P、Q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．线框会转动是由于受到电场力的作用 B．电路中的热功率等于线框旋转的机械功率 C．如果磁铁吸附在电池负极的是S极，那么从上向下看，线框做逆时针转动 D．如果线框下面只有一端导线与磁铁良好接触，则线框将上下振动 18．（2025•瑶海区校级一模）如图所示，某综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动。若只将电源的正负极互换，则电磁铁的上端的磁极是_____；相对原来的转动方向，线圈的转动方向会______（　　） A．N极 改变 B．N极 不变 C．S极 改变 D．S极 不变 19．（2025•山西模拟）“创新”小组的同学们将一根缝衣针用条形磁铁磁化后，穿过一块塑料泡沫，放在水中漂浮在水面上，制成了一个“水浮式”指南针（如图所示）。下列说法正确的是（　　） A．指南针能够漂浮在水面上，是因为受到地磁场的作用 B．若指南针的针尖指向北方，则指南针的针尖为S极 C．指南针漂浮在水面上，其排开水所受的重力等于缝衣针与泡沫的总重力 D．指南针漂浮在水面上，它受到的浮力大于缝衣针与泡沫的总重力 20．（2025•金坛区一模）关于下列四幅图的描述正确的是（　　） A．甲图让钢棒AB靠近条形磁体，若它们相互吸引，则钢棒一定具有磁性 B．乙图中地球磁场的N极在地理的北极附近 C．丙图中两个条形磁铁相互靠拢合并时铁钉将吸得更牢 D．丁图中小磁针左端为S极，右端为N极 21．（2025•淮南一模）如图所示为直流电动机工作原理图，则（　　） A．线圈转动的工作原理是电磁感应 B．线圈中的电流方向始终不变 C．线圈转动时将电能全部转化为机械能 D．只改变电源正负极，线圈转动方向会改变 22．（2025•应县二模）如图甲所示，某恒温箱的加热电路由交流电源、电热丝等组成，其电路通断由控制电路控制，控制电路由电磁继电器、热敏电阻R1（安装在恒温箱内）、可变电阻器R2、低压电源、开关等组成，R2的阻值随温度变化的关系如图乙所示。调节可变电阻器使得R2＝110Ω，闭合开关，当恒温箱内温度升高到50℃时，由于电磁继电器的作用，加热电路被断开，电磁继电器的线圈电阻忽略不计，下列说法正确的是（　　） A．甲图是利用电磁继电器磁性的有无来实现加热电路的通断的 B．恒温箱内温度不断升高时，电磁铁的磁性变弱，加热电路会因此被接通 C．调节可变电阻器使得R2′＝170Ω，恒温箱内温度升高到130℃时，加热电路被断开 D．可变电阻器的阻值变大时，R1的电功率将变大 23．（2025•潞州区三模）参加物理课外小组活动时，小明利用盛水的水杯、一片叶子、一块条形磁铁和一枚缝衣针制作了简易指南针，如图所示。为了找到自制指南针的南北极，当叶子在水中静止时，他用手机中的指南针进行了对照，发现针尖指向了北极。下列对该现象解释正确的是（　　） A．静止时针尖指向地磁场的南极 B．针尖指北是因为针受到磁感线的作用 C．磁化的缝衣针能指示南北是利用了电磁感应 D．针尖应该标注为指南针的S极 24．（2025•泗洪县模拟）如图所示，R0是一个光敏电阻，光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，R是电阻箱（已调至合适阻值），它们和继电器组成自动控制电路来控制路灯。白天灯熄，夜晚灯亮。下列说法正确的是（　　） A．白天流过R0的电流较小 B．给路灯供电的电源应接在“b、c”两端 C．如果将R的阻值调大一些，傍晚时路灯比原来迟一些亮 D．电源电压减小后，傍晚时路灯比原来早一些亮 25．（2025•天河区一模）如图，螺线管中有电流通过，a、c、d为垂直于纸面的三根导线，c、d导线通有相反方向的电流，a是闭合电路的一部分，b为磁化后的轻针处于静止状态，只考虑螺线管的磁场，则（　　） A．针尖为N极 B．c、d导线受磁场力方向相同 C．若针放置a所在处静止，针尖水平向左 D．a水平向右运动时，会产生感应电流 26．（2025•淮南二模）如图所示，线圈abcd位于磁场中，开关S与触点1接通时，ab段导线受磁场力F的方向竖直向上，下列说法中正确的是（　　） A．当开关S与触点1接通时，该模型为发电机模型 B．当开关S与触点2接通时，该模型为电动机模型 C．仅对调磁极N、S位置，ab段导线受到的磁场力会增大 D．开关S和触点1接通后，cd段导线受到的磁场力方向竖直向下 27．（2025•祁县三模）图甲为家用燃气报警器的部分电路示意图，其中控制电路中的R1是气敏电阻，它的阻值与燃气浓度的关系如图乙。出厂预设当燃气浓度达到6%时报警，出厂测试时：控制电路的电源电压为3V且保持恒定，闭合开关S1、S2，移动滑动变阻器R2滑片的位置，当控制电路中的电流为0.03A时，电磁铁恰好能将衔铁吸下，工作电路中红灯亮起而报警（电磁铁线圈的阻值忽略不计）。下列说法正确的是（　　） A．控制电路通电后，电磁铁上端为S极 B．若要红灯亮时发出警报声，可在灯L1两端并联一扬声器 C．要达到出厂预设值，滑动变阻器接入电路的阻值为40Ω D．若要报警器报警时的燃气浓度值更低一些，可适当向下移动滑动变阻器的滑片 D、根据图乙可知，当燃气浓度降低时，气敏电阻接入电路的阻值变大，为保证报警时电路电流不变，由欧姆定律可知，当电压一定时，需控制电路中的总电阻不变，因此适当调节滑片使滑动变阻器接入电路的阻值减小，故D正确。 故选：D。 28．（2025•浦北县校级模拟）图甲所示是一种自行车上的装置，车前端的灯泡与该装置内部线圈相连。自行车车轮的转动带动该装置上端的小轮转动，小轮带动内部的磁铁转动，灯泡便发光照明，图乙是其结构示意图。下列分析正确的是（　　） A．该装置是一种发电机 B．该装置将电能转化为机械能 C．车轮与小轮间应尽量光滑 D．增大车轮转速灯泡亮度变小 29．（2025•龙岩模拟）物理实践活动中，小明同学利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图所示。热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，将其安装在需要探测温度的地方。当探测温度正常时，仅指示灯亮；当探测温度升高到某一设定值时，仅警铃响。为了达到上述要求，警铃应安装在（　　） A．位置a B．位置b C．位置c D．无法判断 二．填空题（共1小题） 30．（2026•上海模拟）无线充电器是利用电磁感应原理进行充电的设备，其过程为：通过在发送和接收端各安置一个线圈，送电线圈利用电流产生磁场，受电线圈利用磁场产生电流。受电线圈正对并靠近送电线圈可以产生电流，使灯泡发光，实现电能的无线传输。如图（a）为手机通过无线充电进行充电，图（b）为“电能无线传输”示意图。 （1）当在进行无线充电时，无线充电器可看作 。（选填“送电线圈”、“受电线圈”）。 （2）通过查阅资料，可以了解到受电线圈两端电压与受电线圈匝数、受电线圈直径、两线圈的距离有关。现用相同规格的漆包线绕制了三个匝数相同、直径相同的受电线圈进行探究。实验数据如表：（送电线圈直径为70.0mm） 实验次数 受电线圈的 直径D/mm 两线圈之间 的距离d/mm 受电线圈两端的电压U/V 1 70.0 22.0 8.6 2 70.0 11.0 14.1 3 70.0 5.5 20.5 ①分析序号1、2、3数据，可初步得出结论：在受电线圈的直径和匝数相同时， 。 ②通过实验，小组同学发现电能无线传输存在传输距离 （选填“长”或“短”）的缺点，尽管如此，电能无线传输技术仍然有着广阔的应用前景。 三．实验探究题（共4小题） 31．（2025•榆次区模拟）【项目提出】小梦学习小组参加了制作电动机模型活动。 【项目实施】将一段漆包线绕成约为3cm×2cm的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm，然后用小刀刮两端引线的漆皮，并将该线圈放在支架上。线圈两端的引线通过两个支架分别与电池的两极相连，如图所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停地转下去。 （1）在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，刮线的要求是 （选填“A”或“B”）。 A.左端全部刮掉，右端全部刮掉 B.左端全部刮掉，右端只刮掉上半周 （2）如果整个制作过程及元件都正常，闭合开关后线圈不动，小梦应该做的尝试是 或 。 【项目拓展】 （3）在制作过程中，若要改变电动机的转动方向，可采取的做法是 。（答出一点即可） 32．（2025•怀化模拟）科创小组探究通电螺线管外部的磁场分布。 （1）将铁屑均匀撒在玻璃板上，将螺线管接入电路。闭合开关，轻敲玻璃板，观察到铁屑分布如图甲所示。对比条形磁体与蹄形磁体周围的磁感线分布情况（图乙），可知通电螺线管外部磁场与 磁体的磁场相似。 （2）在通电螺线管周围不同位置放置小磁针，小磁针静止时N极所指方向如图丙所示，则通电螺线管的右端为 极。 （3）如果要探究“通电螺线管磁场强弱与电流大小的关系”，应在图丙电路的基础上做怎样的改进？答： 。（写出具体改进措施） 33．（2025•银川三模）在“探究通电螺线管周围磁场”的实验中（小磁针涂黑的那端是N极）： （1）如图甲所示实验装置，小明在有机玻璃板上均匀地撒满细铁屑，闭合开关通电后，接下来的操作应该是 。这样做的目的是：使铁屑在玻璃板上跳动，减小它与玻璃板之间的摩擦，从而使铁屑在磁场力的作用下动起来，这样可更好地通过铁屑的分布来显示磁场分布情况。像“通过铁屑的分布来显示磁场分布情况”的这种方法叫作转换法，请你写出在其他实验中用到转换法的实例： 。 （2）由铁屑的排布情况可初步判断：通电螺线管外部磁场与 磁体的磁场相似； （3）由乙图可知：通电螺线管的左端为 极； （4）为了探究通电螺线管周围磁场方向与电流方向是否有关，写出一种操作方法： 。 34．（2025•贵阳模拟）小明在做测小灯泡电功率的实验时，发现挂在脖子上的钥匙靠近滑动变阻器时，钥匙被通电的滑动变阻器吸引，小明认为通电的滑动变阻器可能有磁性，便组装器材进行探究。 （1）小明认为通电的滑动变阻器可能有磁性的依据是滑动变阻器由电阻丝绕制而成，通电后相当于 ； （2）在滑动变阻器乙附近摆放好小磁针，在开关没有闭合前，小磁针（涂有黑色的一端为N极）静止时如图所示，则图中地球的北极在 （选填“左”或“右”）边； （3）闭合开关后，发现只有最左侧的小磁针的指向反转过来，上下的小磁针几乎不动；将滑动变阻器乙上下的接线互换，上下的小磁针指向反转过来，而左侧的小磁针几乎不动。由此可看出滑动变阻器外部的磁场与磁体的 磁场相似，同时发现滑动变阻器两端的磁极与 有关； （4）在图中，如果要使乙滑动变阻器的磁性变强，你的操作是 （写出一种即可）。 四．计算题（共5小题） 35．（2025•市中区校级二模）一个有加热和保温两种状态的微型电热水器，内部简化电路如图所示，它由控制电路和工作电路两部分组成，其中R0为热敏电阻，它的阻值随温度的升高而减小，开关S0和S都闭合时，电热水器开始加热，当电热水器中水的温度达到50℃时，电磁铁才会把衔铁吸下，使B、C两个触点接通，电热水器处于保温状态，此时电路中电流为0.1A。已知R1＝44Ω。求： （1）电热水器处于加热状态时工作电路的功率； （2）当温度达到50℃后，通电100s，R2产生的热量。 36．（2025•鄂伦春自治旗三模）学校组织学生参加国防教育活动时，同学们被展厅自动大门所吸引，他们发现当人靠近大门时，大门自动打开，如图甲所示。回校后，科技小组利用电磁继电器、人体红外传感器，电动机等元件制作了模拟电路，部分电路如图乙所示。其中电动机铭牌上标有“220V 40W”的字样，控制电路的电源电压为24V，R1为定值电阻，人体红外传感器的阻值R随人体到大门距离L的变化关系如图丙所示；当电磁铁线圈中的电流为100mA时，衔铁刚好被吸下，触发电动机工作，大门打开。（不计电磁铁线圈的电阻） （1）电动机正常工作时的电流是多少？（结果保留两位小数） （2）开门一次用时3s，请计算开门一次电动机消耗电能多少焦耳？ （3）经测试L＝3m时刚好触发电动机工作，则R1的阻值为多少？ 37．（2025•冷水江市二模）如图甲是某自动控温电热水器的电路图，其中控制电路电压恒为6V，R1为热敏电阻，置于水箱中产生的热量对水箱中水温的影响忽略不计，R1阻值随温度变化的关系如图乙所示，R2为可调电阻，用来设定电热水器的水温。R3、R4为纯电热丝，均置于水箱中，R3＝22Ω；电磁铁线圈电阻忽略不计，当电磁铁电流达到0.2A时，继电器衔铁被吸下来。工作过程中，电源电压均保持不变，请完成下列问题： （1）如果电热水器储有50kg的水升高20℃，求水吸收的热量是多少？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。 （2）加热时电热丝R3的功率为多少？ （3）如果将电热水器水温设为60℃，R2的阻值应该调至多少Ω？ 38．（2025•玉州区模拟）如图所示是科技小组设计的饮水机防干烧装置模型，由控制电路和加热电路组成。加热电路加热2分钟所产生的热量可使质量为1kg的水温度升高50℃（不计热量的损失）。控制电路电源电压恒定，R0＝10Ω，Rp为压敏电阻，下方固定一个轻质绝缘T形硬杆。水箱注水后圆柱形浮体A竖直上浮，通过T形杆对压敏电阻产生压力，Rp所受压力每增加1N，电阻减小5Ω，浮体A底面积为100cm2。当A浸入水中的深度为4cm时，电磁铁线圈中电流为0.2A，衔铁被吸下，加热电路接通，此时水位为防干烧最低水位线，低于该水位时衔铁弹开，加热电路断开；当浮体A浸入水中的深度为10cm时，电磁铁线圈中电流为0.3A；当水位达到最高水位线时，电磁铁线圈中电流为0.36A。（电磁铁线圈电阻忽略不计，T形杆质量不计，c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1×103kg/m3，g取10N/kg）。求： （1）加热电路加热2分钟所产生的热量； （2）浮体A浸入水中10cm与浸入水中4cm时Rp的电阻变化量； （3）处于最高水位线时浮体A底部所受水的压强。 39．（2025•铁西区校级模拟）某商场新进了一批具有加热和保温两种功能的微型电热水器，其内部简化电路如图甲所示。该电热水器由控制电路和工作电路两部分组成。控制电路由电源（电压恒为12V）、开关S0、电磁铁（线圈电阻R0＝60Ω）和热敏电阻R组成，R的阻值随温度变化的图像如图乙所示。当开关S0和S都闭合时，电热水器开始加热。当电热水器中水的温度达到50℃时，电磁铁会把衔铁吸下，使B、C两个触点接通，电热水器处于保温状态。已知R1＝48.4Ω，R2＝435.6Ω。c水＝4.2×103J/（kg•℃），求： （1）当水温达到50℃时，电热水器停止加热，求此时控制电路中的电流。 （2）电热水器正常工作时，加热和保温功率各为多少。 （3）电热水器正常工作时，将水箱中1kg的水从20℃加热到50℃用时3min，求此过程中水吸收的热量及电热水器的加热效率。 学科网（北京）股份有限公司 $