2026年中考物理一轮复习讲义 专题30 电与磁

专题30 电与磁   1．磁体：能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性，具有磁性的物体叫做磁体。 （1）磁极：磁体上磁性最强的两个部位叫做磁极。能够自由转动的磁体，静止时指南的磁极叫南极，指北的磁极叫北极。 （2）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。 （3）磁化：使原来没有磁性的物体在磁体或电流的作用下获得磁性的过程叫做磁化。能被磁体吸引的物质都能被磁化。 2．磁场：磁体周围存在着一种特殊物质（看不见、摸不着但却又确确实实存在），它能使磁针发生偏转，我们称之为磁场。 （1）磁场的基本性质：对放入其中的磁体产生磁力的作用，磁极间的相互作用就是通过磁场产生的。 （2）磁场的方向：在磁场中某一点，小磁针静止时北极（N极）所指的方向就是该点的磁场方向。 3．磁感线：用一些带箭头的曲线把小磁针在磁场中的排列情况画出来，方便、形象地描述磁场，这样的曲线叫磁感线。 （1）磁体周围的磁感线都是从磁体的北极出来，回到磁体的南极。 （2）磁感线越密的地方，磁场越强。磁感线越疏的地方，磁场越弱。 （3）磁感线并不是实际存在的，它是为了方便形象地描述磁场而画出来的。 4．地磁场：地球周围存在着的磁场叫地磁场。 （1）地磁场的南极在地理北极附近，地磁场的北极在地理南极附近。地磁两极跟地理两极并不重合，对这一现象认识最早的是宋代学者沈括。 （2）指南针之所以能指南北，就是因为受到了地磁场的作用。 5．电流的磁效应 （1）奥斯特实验：1820年，丹麦物理学家奥斯特通过实验发现通电导线的周围存在与电流方向有关的磁场，这种现像叫做电流的磁效应。 （2）如图所示，奥斯特实验说明：①电流的周围存在着磁场；②电流周围磁场的方向跟电流方向有关。 （3）奥斯特实验的意义：世界上第一个通过实验发现了电与磁之间的联系。 6．通电螺线管的磁场 （1）通电螺线管外部的磁场和条形磁铁的磁场相似，通电螺线管两端存在南北极。 （2）通电螺线管的南北极可由安培定则（右手螺旋定则）来判断：如图用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中的电流方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极（N极）。 7．电磁铁 （1）定义：内部带铁芯的螺线管叫做电磁铁。 （2）影响电磁铁磁性强弱的因素：①电流：线圈匝数一定时，电流越大，磁性越强。 ②匝数：电流一定时，线圈匝数越多，磁性越强。 ③铁芯：有铁芯比无铁芯时磁性要强。 （3）特点：电磁铁磁性的有无可由电流的有无来控制；磁性的强弱可由电流的大小来控制；磁极可由电流的方向来控制。 （4）应用：电磁起重机、电铃、电磁继电器、自动控制设备等。 8．电磁继电器：电磁继电器是利用电流的磁效应来控制工作电路的一种开关。其作用是利用低电压、弱电流的电路来间接地控制高电压、强电流的电路，还可以实现远距离操纵和自动控制。 （1）结构：电磁继电器是由电磁铁A、衔铁B、弹簧C和触点D、E组成，其工作电路由低压控制电路和高压工作电路两部分组成，如图所示。 （2）工作原理：电磁铁通电时，把衔铁吸下来，使动触点和静触点接触，工作电路连通。电磁铁断电时失去磁性，弹簧把衔铁拉起，切断工作电路。 9．磁场对电流的作用：通电导体在磁场中会受到力的作用。其受力方向跟电流方向和磁感线方向有关。当改变电流方向或磁感线方向时，通电导体的受力方向改变；若同时改变电流方向和磁感线方向，通电导体的受力方向不改变。 10．电动机：电动机是把电能转化为机械能的机器。 （1）原理：根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。 （2）结构:由转子（能够转动的部分）和定子（固定不动的部分）组成。 （3）直流电动机中换向器的作用：当线圈刚转过平衡位置时，换向器就能自动改变线圈中电流的方向，使线圈继续转动。 （4）改变直流电动机转动方向的方法：改变电流方向或改变磁感线方向。 11．电磁感应现象 （1）英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。 （2）内容：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这个现象叫电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流。 （3）产生感应电流的条件：电路必须是闭合的，且部分导体在磁场中做切割磁感线运动。 （4）感应电流的方向跟导体运动方向和磁场方向有关。改变导体的运动方向或磁感线方向，感应电流的方向改变；若同时改变导体运动方向和磁感线方向，感应电流方向不改变。 （5）感应电流的大小：与导体切割磁感线的速度、磁场强弱和线圈匝数有关。 12．发电机：发电机是把机械能转化为电能的装置。 （1）原理：是根据电磁感应制成的。 （2）交流电：方向会周期性改变的电流叫交流电，我国交流电的频率为50Hz。 （3）交流发电机的结构：转子和定子，大型发电机一般都采用线圈不动，磁极旋转的方式来发电，且用电磁铁代替永磁体，这种发电机叫旋转磁极式发电机。 ►考点01 磁现象与磁场 ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ 1．磁性材料：铁、钴、镍和含有铁、钴、镍的合金或这几种金属的氧化物统称为磁性材料。 2．磁极间相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 3．磁体周围存在着一种看不见、摸不着的物质，我们称其为磁场，磁体间的相互作用是通过磁场发生的。 4．磁感线的特点：磁感线不相交；可以是直的，也可以是弯曲的；是闭合的曲线；任意一点的切线方向表示该点的磁场方向；磁感线密集处磁场较强。 5．地磁场类似于条形磁体的磁场，地磁场的南极在地理的北极附近，地磁场的北极在地理的南极附近。 6．磁偏角 （1）地磁南北极和地理南北极并不完全重合。 （2）宋代学者沈括最早记述了磁偏角现象。 7．指南针的工作原理：由于受到地磁场的作用，小磁针静止时南极总是指向南方，北极总是指向北方。 【例1】（2025秋•连江县校级期末）关于磁场和磁感线，下列说法正确的是（　　） A．磁场中实际存在着磁感线 B．磁场中不同位置的磁场方向可能相同 C．磁体周围没画磁感线的地方一定没有磁场 D．磁场中某点的磁场方向，由该点小磁针N极的受力方向决定 【答案】B 【分析】（1）人们为了形象地描述磁场而构建了一种模型﹣﹣磁感线，用磁感线表示磁场的分布情况； （2）磁场是有方向的，因此磁场中不同位置，磁场方向可能相同，也可能不同； （3）小磁针静止时北极所指的方向规定为该点磁场方向。 【解答】解：AC、磁感线是人们为了形象地描述磁场而建立的一种模型，磁感线不是真实存在的，磁场的有无与磁感线无关，故A错误，故C错误； B、磁场中的不同位置的磁场方向可能相同，也可能不同，故B正确； D、磁场中某点的磁场方向是客观存在的，与放在该点的小磁针N极指向无关，小磁针N极指向是用来判断磁场方向的，而不是决定磁场方向，故D错误。 故选：B。 【点评】本题考查了磁场的基本性质、知道磁场方向等知识点。 【例2】（2025秋•朝阳区校级期末）《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南。”如图所示，这是我国古代四大发明之一的指南针（司南）。下列说法正确的是（　　） A．司南“其柢指南”是因为受到地磁场的作用 B．“柢”即握柄，是磁体的N极 C．司南周围的磁场和磁感线都是真实存在的 D．“其柢指南”是利用了异名磁极相互排斥的原理 【答案】A 【分析】（1）地球本身是一个巨大的磁体，地球周围的磁场叫做地磁场； （2）磁场是磁体周围的一种特殊物质，它是看不见的，但它是真实存在的；为了描述磁场的性质而引入了磁感线的概念，但磁感线不是实际存在的； （3）指南针是利用地磁场对磁体有力的作用指示南北的，地磁南极在地理北极附近，而地磁北极在地理南极附近，根据磁极间的作用规律可判断指南针的指向。 【解答】解：A、司南是利用地磁场对磁体有力的作用指示南北的，所以司南“其柢指南”是因为受到地磁场的作用，故A正确； B、司南也就是指南针，其指南的一端是南极（S极）；“其柢指南”中“柢”是握柄，是磁体的S极，故B错误； C、司南周围的磁场是真实存在的，而磁感线是为了形象直观地描述磁场而引入的，不是真实存在的，故C错误； D、由地磁场的知识可知，“其柢指南”，“柢”所对是地磁北极，是利用了异名磁极相互吸引的原理，故D错误。 故选：A。 【点评】本题考查了磁极间的相互作用规律、指南针的工作原理和地磁场，知道地球周围存在磁场、磁极间的相互作用规律，是解答此题的基础。 【例3】（2025秋•南开区期末）将自由转动的指南针放在地球表面的赤道上，静止时的示意图如图所示，其中符合实际的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【分析】地球是个巨大的磁体，地磁北极在地理的南极附近，地磁南极在地理的北极附近。 【解答】解： 地磁北极在地理的南极附近，地磁南极在地理的北极附近；指南针静止时N极指向为磁场的方向，赤道上的指南针静止时，其N极指向地磁南极，也就是地理北极，只有A正确。 故选：A。 【点评】本题考查了学生对地磁场的掌握，属于基础知识的考查，比较简单。 【例4】（2025秋•绥德县校级期末）根据小磁针的指向，判断图中，磁感线的方向、磁极名称标注均正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【分析】（1）在磁体外部，磁感线从N极出发，到S极进入；在磁体内部是从S到N，磁感线没有交叉的。 （2）小磁针静止时，N极所指方向就是磁感线方向。 【解答】解：在磁体外部，磁感线的方向从N极到S极，小磁针静止时，N极所指方向就是磁感线方向。根据图示可知：B是正确的。 故选：B。 【点评】本题考查了磁感线的特点，属于基础题。 【例5】（2025秋•海淀区校级月考）为辨别钢棒是否有磁性，小明设计了以下方案进行探究。 （1）如图甲所示，小磁针的S极与钢棒M端相互吸引，根据该实验现象，　 　 （选填“能”或“不能”）判断钢棒原来一定具有磁性。 （2）如图乙所示，挂在弹簧测力计下的磁铁，下端为N极。水平向左移动钢棒的过程中，测力计示数持续变大，小明由此判断，钢棒原来一定具有磁性，且M端是　 　 极（选填“N”或“S”）。本实验若把磁铁换成软铁块，仍水平向左移动钢棒，弹簧测力计示数如何变化　 　。 【答案】（1）不能；（2）N；先减小后增大。 【分析】（1）若被判断的物体与已知磁体相互排斥，由同名磁极相互排斥的规律可知，该物体一定具有磁性。 （2）若被判断的物体与已知磁体相吸引，根据磁体具有吸铁性和异名磁极相互吸引的性质，判断出该物体可能有磁性，也可能没有磁性。 【解答】解：（1）磁体不仅能与异名磁极相互吸引，还能吸引钢这类磁性材料（磁化作用）。小磁针S极与钢棒M端吸引，可能是钢棒有磁性且M端为N极（异名磁极吸引），也可能是钢棒无磁性，仅被小磁针吸引，所以无法判断钢棒原来一定有磁性。 （2）磁铁下端为N极，水平向左移动钢棒时，测力计示数持续变大，且钢棒有磁性，说明钢棒与磁铁间的先由排斥持续减小到吸引力持续增大。因为同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，且磁体两端磁性最强，当钢棒向左移动时，排斥力持续减小到零，又改为吸引力持续变大，故M端是N极。 软铁块无磁性，且磁化后磁性不能长期保留，其与钢棒仅为普通的铁磁吸引，无磁极间的相互作用变化；移动过程中对钢棒的吸引力是先减小后增大（钢棒两端的磁性最强，中间最弱），即弹簧测力计示数也是先减小后增大。 故答案为：（1）不能；（2）N；先减小后增大。 【点评】此题考查了磁极间相互作用及磁体的性质，需要注意的是：相斥必是同极，相吸未必是异极。 ►考点02 电生磁（电流的磁效应） ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ 1．奥斯特实验：通电导线周围存在磁场（电流方向改变时，磁场方向改变）。 2．通电螺线管：磁场分布与条形磁铁类似；极性用安培定则（右手螺旋定则）判断；磁性强弱影响因素：线圈匝数、电流大小（匝数越多、电流越大，磁性越强）。 3．电磁铁：带铁芯的通电螺线管（磁性可控制，应用于电铃、电磁继电器等）。 4．有关通电螺线管的作图问题 【例1】（2025秋•顺义区期末）如图所示，可自由转动的小磁针处于静止状态，导线AB平行小磁针放置在其正上方。闭合开关，观察到小磁针偏转了；断开开关，观察到小磁针回到实验前状态。由此实验可得出的结论是（　　） A．通电导线周围的磁场方向由小磁针的指向决定 B．通电导线周围存在磁场，即电流产生磁场 C．移去小磁针后，通电导线周围不存在磁场 D．通电导线周围的磁场方向与电流方向有关 【答案】B 【分析】通电导线周围存在磁场（电流可以产生磁场），这是奥斯特实验的核心结论。 【解答】解：A、通电导线周围的磁场方向由电流方向决定，小磁针的指向只是反映磁场方向，而非“决定”磁场方向，故A错误。 B、闭合开关，导线AB中有电流通过，小磁针发生偏转，说明小磁针受到了磁场力的作用；断开开关，导线无电流，小磁针恢复原状。直接证明通电导线周围存在磁场（电流可以产生磁场），故B正确。 C、磁场是电流产生的，其存在与否与是否放置小磁针无关。移去小磁针，通电导线周围的磁场依然存在，故C错误。 D、该实验过程中没有改变电流的方向，无法观察到磁场方向的变化，因此不能得出“磁场方向与电流方向有关”的结论。若要验证这一结论，需要调换电源正负极，观察小磁针偏转方向是否改变，故D错误。 故选：B。 【点评】本题主要考查了对奥斯特实验的过程与结论的了解，属基础题。 【例2】（2025秋•朝阳区校级期末）如图所示，小磁针静止在螺线管附近，闭合开关后，下列判断正确的是（　　） A．通电螺线管的左端为N极 B．小磁针S极指向右 C．通电螺线管外A点的磁场方向向左 D．小磁针将顺时针旋转 【答案】C 【分析】（1）根据线圈的绕法和电流的方向，利用安培定则确定螺线管的N、S极； （2）在磁体外部，磁感线从磁体的N极出、回到磁极的S极； （3）据磁体间的相互作用确定小磁针的旋转方向。 【解答】解：A、闭合开关后，电流由螺线管的左侧流入、右侧流出，根据安培定则，用右手握住螺线管，四指指向电流的方向，则大拇指指向右端，即通电螺线管的右端为N极、左端为S极，故A错误； C、在磁体的外部，磁感线从N极指向S极，所以通电螺线管外A点的磁场方向向左，故C正确； BD、通电螺线管的右端是N极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的S极应靠近螺线管的右端，即小磁针的S极指向左，小磁针逆时针转动，故BD错误。 故选：C。 【点评】此题考查了通电螺线管的极性判断、磁感线方向的判断、磁极间的作用规律等知识点，是一道综合题。 【例3】（2025秋•哈尔滨期末）水平桌面上放置有通电螺线管和小磁针，小磁针静止时的N极指向如图所示，则螺线管的右端为　 　 极；将小磁针的支架沿着图中轨迹缓慢移到Q处，下列符合小磁针a端旋转情况的是　 　 。 A.B。C。D。 【答案】N；D。 【分析】根据磁极间的相互作用规律判断通电螺线管右端的磁极； 在磁体外部，磁感线从磁体的N极出发，回到S极，再根据磁极间的作用规律，判断磁针指向。 【解答】解：小磁针静止时N极指向右，左端是S，与螺线管的右端吸引，根据异名磁极相互吸引，则螺线管的右端为N极； 小磁针静止时N极指向右，螺线管左端是S，右端为N极，将小磁针沿着图中轨迹缓慢移到Q处，a端始终与螺线管右端吸引，故开始向下，后来向上，始终逆时针转动，最终a仍指向左侧，故选：D。 故答案为：N；D。 【点评】本题考查磁极间的相互作用等内容，难度不大。 【例4】（2025秋•招远市期末）现在医学上使用的心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏，推动血液循环。如图所示，当线圈中的电流从a流向b时，电磁铁的左端为　 　（选填“N”或“S”）极，此时活塞将向　 　（选填“左”或“右”）运动，促使血液流动。若使通过电磁铁的电流增大，电磁铁的磁性将　 　（选填“增强”或“减弱”）。 【答案】N；右；增强。 【分析】由安培定则可知电磁铁的磁极，由磁极间的相互作用可知活塞的移动方向。 电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈匝数的多少有关。 【解答】解：当线圈中的电流从a流向b时，由安培定则可知，螺线管左端为N极。 根据磁极间的相互作用规律，同名磁极相互排斥，由图可知，此时同名磁极相对，故活塞右移。 当电磁铁线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电池铁的磁性越强。 故答案为：N；右；增强。 【点评】本题考查了影响电磁铁磁性强弱的因素、安培定则的应用和磁极间的作用规律，属于基础题。 【例5】（2025•湖北一模）如图所示是某车间自动除尘装置的简化电路图。空气中尘埃量较少时，光源发出来的光被挡板挡住了。当空气中尘埃量达到一定值时，由于尘埃的反射，部分光越过挡板射到光电阻上，光敏电阻的阻值 　 　 ，电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，在衔铁的作用下，开启自动除尘模式。若图中a、b一个是除尘器，一个是指示灯，则 　 　 是除尘器。 【答案】减小；b。 【分析】电磁继电器就是一个自动控制电路通断的开关，根据电磁继电器的工作原理来分析解答。 【解答】解：当空气中尘埃量达到一定值时，由于尘埃的反射，部分光越过挡板射到光敏电阻上时，电路中的电流增大，根据欧姆定律可知光敏电阻的阻值减小； 当电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，吸引衔铁，使动触点和下面的静触点接触，开启自动除尘模式，所以下面的b是除尘器，上面的a是指示灯。 故答案为：减小；b。 【点评】此题主要考查的是学生对电磁继电器工作原理的理解和掌握，基础性题目。 ►考点03 磁生电（电磁感应） ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ 1．用实验方法研究产生感应电流的条件，实验装置图： （1）磁场不动； 导体向上、向下运动；导体向左或向右运动。 （2）导体不动，磁场动，会不会在电路中产生电流。 2．感应电流方向的影响因素：磁场方向、导体运动方向。 3．感应电流大小的影响因素：磁场强弱、导体运动快慢、线圈匝数。 4．电磁感应现象的应用：发电机、动圈式话筒、变压器、自发电式手电筒。 【例1】（2025秋•沙坪坝区校级期末）如图所示，在开关闭合后的说法正确的是（　　） A．此图反映了电动机的工作原理 B．金属棒ab运动，电流计指针就会转动 C．电流计指针偏转是因为磁场对电流有力的作用 D．此装置图实现了从电能向金属棒ab机械能的转化 【答案】C 【分析】闭合回路的一部分导线在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，应用于发电机。 【解答】解：ABD、图中无电源，闭合回路的一部分导线在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，是电磁感应现象，应用于发电机，将机械能转化为电能，故ABD错误； C、电流计指针偏转是因为磁场对电流有力的作用，故C正确。 故选：C。 【点评】此题考查了电磁感应现象的认识。 【例2】（2025秋•房山区期末）某同学研究磁场产生电流的实验情境如图所示。导体ab、导线和灵敏电流计组成闭合电路，导体ab用绝缘细线悬挂置于蹄形磁体的磁场中，（导体ab的运动方向用箭头表示，没有箭头表示导体ab处于静止状态），观察灵敏电流计指针偏转情况。下列判断正确的是（　　） A．由甲、乙两图可得：感应电流的产生与导体ab切割磁感线无关 B．由乙、丙两图可得：感应电流的大小与导体ab切割磁感线方向有关 C．由丙、丁两图可得：感应电流的方向与磁场方向有关 D．由乙、丁两图可得：感应电流的方向与导体ab切割磁感线方向无关 【答案】C 【分析】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；感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁场方向有关。比较各图得出结论。 【解答】解：由图甲可知，导体ab静止时，灵敏电流计的指针不动，说明电路中没有产生感应电流，由乙可知，导体ab在磁场中做切割磁感线运动时，灵敏电流计的指针偏转，说明导体中产生了感应电流，故A错误； B、由乙、丙两图可知，磁场方向一定时，导体ab切割磁感线运动的方向不同，灵敏电流计的指针偏转方向不同，说明产生的感应电流的方向不同，即感应电流的方向与导体ab切割磁感线方向有关，故B错误； C、由丙、丁两图可知，导体ab切割磁感线运动的方向一定时，磁场方向不同，灵敏电流计的指针偏转方向不同，说明产生的感应电流的方向不同，即感应电流的方向与磁场方向有关，故C正确； D、由乙、丁两图可知，导体ab切割磁感线运动的方向和磁场方向均不同时，灵敏电流计的指针偏转方向不变，由于未控制磁场方向不变，故不能说明感应电流的方向与导体ab切割磁感线方向无关，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查实验探究感应电流的产生条件和感应电流方向的影响因素，难度一般。 【例3】（2025秋•青羊区校级期末）物理小组的同学们利用如图所示的实验装置，探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。若保持导体ab棒不动，将磁体沿　　 （选填“上下”或“左右”）方向运动时，灵敏电流计的指针会发生偏转，其工作原理是　 　 。 【答案】上下；电磁感应现象。 【分析】产生感应电流的核心条件是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，且电路闭合。当磁体左右运动时，相当于导体ab相对于磁体做切割磁感线的运动，满足产生感应电流的条件，使灵敏电流计指针偏转。 【解答】解：若保持导体ab棒不动，将磁体沿左右方向运动时，灵敏电流计的指针会发生偏转，其工作原理是电磁感应现象（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）。 故答案为：上下；电磁感应现象。 【点评】本题考查电磁感应的应用，属于基础题。 【例4】（2025秋•天津期末）如图是动圈式话筒的构造示意图。对着话筒唱歌，声音使膜片振动，与膜片相连的线圈跟着振动，线圈处在磁场中。把线圈两端的导线接入扩音机，就能通过扬声器听到歌声。关于此话筒，下列说法正确的是（　　） A．它的工作原理是电磁感应 B．它的工作原理是电流的磁效应 C．发电机的工作原理与此话筒相同 D．电动机的工作原理与此话筒相同 【答案】AC 【分析】动圈式话筒工作过程是：声波振动→引起膜片振动→带动线圈振动→线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流→经放大传给扬声器；由此可知其工作原理是电磁感应现象。 【解答】解：结合分析可知，它的工作原理是电磁感应现象，发电机的工作原理是电磁感应现象，电动机的工作原理是通电线圈在磁场受力转动。 故选：AC。 【点评】本题考查发电机原理、电动机原理以及电流的磁效应，是基础题。 【例5】（2025秋•丰台区期末）某同学利用矩形线圈、灵敏电流计、蹄形磁体、开关、导线、支架等装置，探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。其中蹄形磁体静止放置在水平面上，矩形线圈被绝缘细线悬挂在铁架台上，它的底边AB水平置于蹄形磁体的磁场中，并用导线将矩形线圈的两端与开关、灵敏电流计连接，组成一个电路，如图所示。请回答下列问题： （1）实验中，灵敏电流计的作用是　 　。 （2）闭合开关S，线圈底边AB在磁场中竖直上下运动，电路中　 　产生感应电流。（选填“能”或“不能”） （3）该同学继续利用上述器材探究感应电流的方向与磁场方向是否有关。实验中需要让蹄形磁体N、S极的位置　　 （选填“相同”或“不同”），让底边AB在磁场中　　 （选填“向左和向右”或“向左或向右”）运动，若　 　 ，则说明感应电流的方向与磁场方向有关。 【答案】（1）判断电路中是否产生感应电流，以及判断感应电流的方向；（2）不能；（3）不同；向左或向右；灵敏电流计的指针偏转方向不同。 【分析】（1）实验中灵敏电流计的作用：判断电路中是否产生感应电流，以及判断感应电流的方向。 （2）产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。 （3）实验需采用控制变量法，控制导体切割磁感线的方向不变，改变磁场方向。 【解答】解：（1）实验中灵敏电流计的作用：判断电路中是否产生感应电流，以及判断感应电流的方向。因为感应电流的大小通常比较微弱，无法直接观察，灵敏电流计可以通过指针的偏转来显示电流的存在；同时，指针偏转的方向不同，也能反映出感应电流的方向不同。 （2）闭合开关S，线圈底边AB竖直上下运动时不能产生感应电流；因为产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。蹄形磁体的磁场方向大致为水平方向（N极到 极），AB竖直上下运动时，运动方向与磁感线方向平行，没有切割磁感线，因此电路中不会产生感应电流。 （3）实验需采用控制变量法，控制导体切割磁感线的方向不变，改变磁场方向。 需要让蹄形磁体N、S极的位置不同（改变磁场方向）； 让底边AB在磁场中向左或向右运动（保持切割磁感线的方向不变）； 若灵敏电流计的指针偏转方向不同，则说明感应电流的方向与磁场方向有关。 故答案为：（1）判断电路中是否产生感应电流，以及判断感应电流的方向；（2）不能；（3）不同；向左或向右；灵敏电流计的指针偏转方向不同。 【点评】本题考查的是电磁感应现象；知道产生感应电流的条件和影响感应电流方向的因素 ►考点04 磁场对电流的作用（电动机原理） ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ 1．通电导体在磁场中要受到力的作用，其方向与电流方向和磁场方向有关，当改变其中一个方向时，导体受力作用方向将改变，若两个方向都改变时，导体的受力方向将不改变。 2．电动机的工作原理：电动机是利用通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的。如图所示。 电动机工作原理图 3．通电线圈在磁场中的受力大小跟电流（电流越大，受力越大），磁场的强弱（磁性越强，受力越大）和线圈的匝数（匝数越大，受力越大）有关。 4．应用：家庭生活中的电风扇、冰箱、洗衣机、电动自行车以及一些电动玩具中都应用到了电动机；在工农业生产中，机床、水泵需要电动机带动，电力机车、电梯需要电动机牵引。 【例1】（2025秋•罗湖区期末）为了防止厨房内油烟过大，厨房开启了换气扇，换气扇的转动主要依靠电动机。以下哪个是电动机的工作原理（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【分析】电动机是根据通电线圈在磁场中受到力的作用而发生转动的原理制成的。 【解答】解：电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动； A、图说明同名磁极相互排斥，与电动机的工作原理不同，故A错误； B、图说明通电导线周围存在磁场，与电动机的工作原理不同，故B错误； C、图说明通电导体在磁场中受力作用，与电动机的工作原理相同，故C正确； D、图是演示电磁感应现象，电磁感应现象是发电机的工作原理，与电动机的工作原理不同，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查电动机的工作原理，要熟悉电磁学部分常考的几个实验的区别。 【例2】（2025秋•顺义区期末）物理课上同学们制作简易的电动机，一位同学把一段漆包线绕成矩形线圈，用小刀刮掉两端引线的漆皮，用硬金属丝做两个支架，固定在木板上，木板上放一块磁体，把线圈放在支架上，如图所示。将两个支架分别与电池的两极相连，给线圈通电后，线圈开始转动，来回摆动几次就停下了。下列说法正确的是（　　） A．线圈在磁场中没有受到力的作用 B．线圈能否持续转动和线圈匝数多少有关 C．将电池的两极相互对调就能使这个简易的电动机持续转动起来 D．将线圈左端漆皮全部刮掉，右端漆皮只刮半周，线圈就能持续转动 【答案】D 【分析】电动机的原理是通电线圈在磁场中受到力的作用，通电线圈要想运动，必须受非平衡力的作用。 为了使线圈持续转动，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，另一个半周利用惯性转动。 【解答】解：A．线圈在磁场中转动，说明线圈受到力的作用，故A错误； B．线圈能否持续转动和线圈匝数多少无关，故B错误； CD．在实验中影响线圈的转向的因素有电流的方向和磁场的方向，则为了使通电线圈能持续转动，采取将线圈一头的绝缘漆刮去，另一头刮去一半的办法，这样在一个半周内受到磁场的力的作用，另一个半周利用惯性转动，故C错误，D正确。 故选：D。 【点评】本题考查了直流电动机的工作过程，和通电线圈能够在磁场中持续转动的原因，难度不大。 【例3】（2025秋•朝阳区期末）如图所示，把导体棒ab放在磁场里处于静止状态，接通电源，导体棒ab向左运动。然后把蹄形磁体的上、下磁极对调后接入电路，导体棒ab向右运动。下列说法正确的是（　　） A．导体棒ab可以是铁棒 B．导体放在磁场中一定受到磁力的作用 C．导体棒运动的方向只与磁场方向有关 D．再改变通过导体棒ab的电流方向，导体棒ab向左运动 【答案】D 【分析】通电导体在磁场中要受到力的作用，其方向与电流方向和磁场方向有关，当改变其中一个方向时，导体受力作用方向将改变，若两个方向都改变时，导体的受力方向将不改变。 【解答】解：A、铁棒是软磁材料，通电后虽然能产生磁场，但在磁场中受力效果差，且实验中导体棒需用非铁磁性的金属导体（如铜棒、铝棒），避免被磁体直接吸引干扰实验。因此导体棒ab不能是铁棒，故A错误。 B、导体在磁场中只有通电且电流方向与磁场方向不平行时，才会受到磁场力的作用；不通电或电流方向与磁场方向平行时，不会受到磁力。故B错误。 C、通电导体在磁场中受力的方向，由磁场方向和电流方向两个因素共同决定，并非只与磁场方向有关。故C错误。 D、实验规律：只改变磁场方向或只改变电流方向，导体受力方向改变；同时改变磁场方向和电流方向，导体受力方向不变。题目中磁极对调（磁场方向改变），导体棒向右运动；此时再改变电流方向，相当于同时改变了两个影响因素，受力方向变回原来的方向，即向左运动。故D正确。 故选：D。 【点评】解决此类题目的关键是知道通电导线在磁场中所受力的方向与磁场的磁感线方向和导体中的电流方向有关。 【例4】（2025秋•青羊区校级期末）如图所示为电流表的内部结构示意图。接入电路，当有电流通过时，线圈带动指针偏转，其工作原理与　 　相似；测量时必须选择正确的接线柱，因为线圈所受力的方向与　 　的方向有关。 【答案】电动机；电流方向。 【分析】（1）首先利用图示的装置分析出其制成原理，即通电线圈在磁场中受力转动，线圈的转动可以带动指针的偏转，工作时将电能转化为机械能； （2）通电线圈在磁场中受力转动，受力方向与电流方向、磁场方向有关。 【解答】解：（1）由图可知，电流表内有永磁体、线圈，当有电流通过线圈时，线圈受到磁场的作用力而转动，带动指针偏转，这个过程电能转化为机械能，即其工作原理是通电导体在磁场中会受到力的作用，该原理应用于电动机； （2）通电导体在磁场中的受力方向与电流方向及磁场方向有关。当磁场方向一定时，电流方向不同，线圈的转动方向不同，所以电流表测量时必须选择正确的接线柱，否则指针反偏，可能损坏电流表。 【点评】在学过的测量工具或设备中，每个工具或设备都有自己的制成原理；考查不同测量工具的制成原理，是一个热点题型，需要重点掌握。 【例5】（2025•青岛自主招生）如图所示连接电路，单刀双掷开关S拨到1时，通电螺线管A端为　 　 极，若此时导线框abcd的ab边受力方向为垂直纸面向外，则cd边受力方向为　 　 （选填“垂直纸面向外”、“垂直纸面向里”或“不受力”）；将单刀双掷开关S拨到2时，导线框的ab边受力方向为　 　 （选填“垂直纸面向外”、“垂直纸面向里”或“不受力”）。 【答案】N；垂直纸面向里；垂直纸面向外。 【分析】利用安培定则判断螺线管的磁极；通电线圈受力方向与磁场方向和电流方向有关。 【解答】解：当开关接到1时，电流从电源正极经过一个分流点，过右边的定值电阻向上，从螺线管上方导线流入，由安培定则可知通电螺线管A端为N极。 当开关接到1时，由安培定则可知，通电螺线管左端为N极，右端为S极，则cd边与ab边的周围磁场方向相同，cd边与ab边电流方向相反，通电线圈受力方向与磁场方向和电流方向有关，若此时导线框abcd的ab边受力方向为垂直纸面向外，则cd边受力方向为垂直纸面向里。 将单刀双掷开关S拨到2时，由安培定则可知，通电螺线管左端为S极，右端为N极，则ab边周围的磁场方向与原磁场方向相反，ab边电流方向与原电流方向相反，ab边的电流方向和周围的磁场方向都与原方向相反，则ab的受力方向不变，仍为垂直纸面向外。 故答案为：N；垂直纸面向里；垂直纸面向外。 【点评】此题考查了通电线圈受力方向的影响因素、安培定则的应用。 ►考点05 电磁现象的应用与区分 ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ 装置 原理 能量转化 关键区别 发电机 电磁感应 机械能→电能 外力驱动线圈转动 电动机 磁场对电流的作用 电能→机械能 通电后线圈自主转动 电磁继电器 电生磁 电能→磁能→机械能 用弱电流控制强电流电路 扬声器 磁场对电流的作用 电能→机械能 电信号转化为声信号 动圈式话筒 电磁感应 机械能→电能 声音转换成电流 【例1】（2025秋•林州市期末）如图所示，下列说法正确的是（　　） A．甲图中实验可用来演示电磁感应，是法拉第首先发现的 B．乙图中该装置揭示的原理可制成电动机，它是将机械能转化为电能 C．丙图中可以将机械能转化为电能 D．丁图中模型的原理是电流的磁效应 【答案】C 【分析】（1）奥斯特最早发现了电流的磁效应，即通电导体周围存在磁场； （2）电动机的工作原理是通电导体在磁场中会受到力的作用，它将电能转化为机械能； （3）法拉第最早发现了电磁感应现象，这是发电机的原理，它将机械能转化为电能。 【解答】解：A、甲图中实验表明通电导体周围存在着磁场，该装置可用来演示电流的磁效应，是奥斯特首先发现的，故A错误； B、乙图中该装置表明通电导体在磁场中会受到力的的作用，根据这一原理可制成电动机，将电能转化为机械能，故B错误； C．话筒工作时，将机械能转化为电能，其原理是电磁感应现象，故C正确； D．丁图中模型是发电机模型，其原理是电磁感应现象，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查电磁联系及其应用，难度一般。 【例2】（2025秋•鼓楼区校级期末）2025年12月2日，一款名为T800的机器人火爆网络，视频中机器人能踹碎门板，其实是机器人腿部某装置通电后转动完成。下列图中与其工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【分析】电动机是根据通电线圈在磁场中受到力的作用而发生转动的原理制成的。 【解答】解：机器人腿部某装置通电后转动，其原理是利用电机将电能转化为机械能，这与电动机的工作原理相同，即通电导体在磁场中受力运动： A、图为验证磁极间的作用，故A错误； B、闭合开关，通电导体在磁场中受力运动，是电动机的原理图，故B正确； C、图为奥斯特实验，说明通电导线周围存在磁场，故C错误； D、图为探究电磁感应实验装置图，说明闭合电路部分导体切割磁感线时会产生感应电流，故D错误。 故选：B。 【点评】本题考查电磁学实验装置，学生需要熟记不同实验装置的实验结论。 【例3】（2025秋•桓台县期末）如下图所示为动圈式话筒的简化示意图，磁铁固定在适当的位置，线圈与膜片连接，声波可使膜片左右振动从而带动线圈振动，线圈中就产生电流，实现声信号到电信号的转变。下列图示与此原理相同的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流，这种现象叫做电磁感应。 【解答】解：动圈式话筒是利用电磁感应原理将声音信号转化为电信号的。 A．图示是奥斯特实验，说明了通电导线周围存在磁场，即电流的磁效应，故A不符合题意； B．图示实验装置中有电源，是研究通电导体在磁场中受力运动的，是电动机的原理，将电能转化为机械能，故B不符合题意； C．图示实验装置中没有电源，当导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，这是电磁感应现象，是发电机的原理，将机械能转化为电能，与动圈式话筒的原理相同，故C符合题意； D．图示是研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系的实验，利用了电流的磁效应，故D不符合题意。 故选：C。 【点评】本题考查了电磁感应现象的相关知识，较为基础。 【例4】（2025秋•丰台区期末）关于如图所示的四个电磁实验，下列说法正确的是（　　） A．实验甲：开关S闭合，小磁针发生偏转，表明通电导线的周围存在磁感线 B．实验乙：该实验通过吸引大头针的数量来判断电磁铁磁性强弱的变化情况 C．实验丙：开关S1、S2闭合时，电磁铁吸引衔铁，AB两点接触，绿灯发光 D．实验丁：开关S闭合，导体ab在磁场中运动，该过程将电能转化为机械能 【答案】BD 【分析】题目给出了四个有关电和磁的实验，首先要弄清各实验所揭示的原理，再结合题设要求来进行选择。 【解答】解：A、实验甲是奥斯特实验，开关S闭合，小磁针发生偏转，表明通电导线的周围存在磁场，而磁感线是为了描述磁场而引入的假想曲线，实际并不存在，故A错误。 B、实验乙是探究电磁铁磁性强弱的实验，该实验中通过吸引大头针的数量来判断电磁铁磁性强弱，吸引的大头针越多，磁性越强，这是转换法的应用。故B正确。 C、实验丙是电磁继电器的工作原理，开关S1、S2闭合时，电磁铁有磁性，吸引衔铁，此时AB两点断开，红灯发光，绿灯熄灭，故C错误。 D、实验丁有电源，是通电导体在磁场受力运动实验，开关S闭合，导体ab在磁场中运动，该过程将电能转化为机械能，故D正确。 故选：BD。 【点评】本题考查电磁学实验装置，学生需要熟记不同实验装置的实验结论。 【例5】（2025•昆山市模拟）如图所示是一种动圈式耳机的内部结构示意图。当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时，音圈带动音膜　 　 （选填“向左”“向右”或“左右往复”）运动。音圈之所以运动，是由于磁场对 　 有力的作用，此现象中能量转化情况是　 　。 【答案】左右往复；通电导体；电能转化为机械能。 【分析】通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向与磁场方向和电流方向有关。根据这一原理制成了电动机，将电能转化为机械能。 【解答】解：当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时，音圈带动音膜左右往复运动，因为电流方向改变，音圈受力方向改变。音圈之所以运动，是由于磁场对通电导体有力的作用，此现象中能量转化情况是电能转化为机械能。 故答案为：左右往复；通电导体；电能转化为机械能。 【点评】知道磁场对通电导体有力的作用，理解电动机的能量转化，可解答此题。 学科网（北京）股份有限公司 $