2026年浙江省中考科学一轮复习 第17讲 电与磁

该初中科学中考复习讲义聚焦“电和磁”专题，覆盖磁现象、磁场、电生磁、电磁铁、电动机、电磁感应等中考核心考点，以“考点梳理-题型精研-分层训练”为主线，通过知识导图构建体系，真题讲解突破安培定则、电磁继电器等难点，体现复习的系统性和针对性。 亮点在于融合科学思维与探究实践，如通过奥斯特实验模拟培养实验分析能力，用“问题链”引导学生推导电磁感应条件，分层训练含基础巩固与能力提升题组。教师可依托考点突破策略把控节奏，助力学生高效掌握电与磁综合应用，提升应考能力。

2026中考科学第一轮复习 第二部分 物理科学 第19讲 电和磁 01考情透视·目标导航 02知识导图·思维引航 03考点突破·考法探究 考点一 磁现象 磁场 考点二 电生磁 考点三 电磁铁 电磁继电器 考点四 电动机 考点五 磁生电 04题型精研·考向洞悉 题型一 磁性、磁体、磁极、磁感线 题型二 电流磁效应 安培定则 题型三 电磁继电器及其应用 题型四 电动机的工作原理 题型五 电磁感应 发电机 05分层训练·巩固提升 基础巩固 能力提升 考点要求 课标要求 命题预测 电和磁 1、知道磁体周围存在磁场并能说出证据。 2、通过实验认识通电导线周围存在磁场，探究通电螺线管周围磁场强弱的影响因素。 3、通过实验认识通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向、电流方向有关。 4、通过实验了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。 1.磁场基础知识涉及的主要考点有：磁场、磁体的理解；磁感线的分布；地磁场的理解(地理两极和地磁场两极)；磁极间的相互作用；主要考查磁场基础知识，形式比较简单，试题难度不大．主要在选择和填空题中考查．通常以电与磁的综合题的形式出现，有时会单独考查(地理两极和地磁场两极的关系、磁极间的相互作用、磁场分布及磁性强弱等)； 2.电磁现象识辨主要在选择题中考查，经常以电与磁的综合题的形式出现，有时会单独考查(磁现象的辨识、电动机和发电机的工作原理)；涉及的主要考点有：电磁感应、电流的磁效应、磁场对通电导体的作用，以及三者之间的辨析； 3.电流的磁效应主要考查：电流大小对磁性强弱的影响；安培定则的理解及应用；电磁继电器的工作原理等；本命题点中应用安培定则判断通电螺线管的极性或判断电源正负极考查较多，应重点复习．主要在选择题和填空题中考查，有时会结合其他知识进行考查，有时也会单独考查； 4.电动机和发电机涉及的主要考点有：磁现象的辨识(电磁感应、电流的磁效应、磁场对通电导体的作用)；电动机和发电机的工作原理；通电导线在磁场中受力运动的探究等；主要在选择题中考查，经常以电与磁的综合题的形式出现，有时会单独考查电动机和发电机的工作原理； 考点一 磁现象 磁场 一、磁现象 1.磁性和磁体 （1）磁性 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 条形磁体的 ，中间部位磁性最弱。磁体吸引能力最强的两个部位叫 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 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 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.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。 2.磁场的方向 物理学中规定，在磁场中的某一点，小磁针静止时 ，就是该点磁场的方向。 3.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） 4.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 ，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 。 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 的，磁体 任意一点的磁场方向都是沿着磁感线 。 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。 考点二 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..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）。 2.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。 考点三 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 （1）电磁铁的匝数一定时，线圈中通过的 ，电磁铁的磁性 ； （2）线圈中通过的电流大小一定时，外形相同的线圈，线圈 ，电磁铁的磁性 。 2.电磁铁的特点和应用 （1）电磁铁的特点 ①磁性的 可通过 电流来控制； ②磁极的 可通过改变电流的 来实现； ③磁性的 可通过改变电流 、线圈的 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、弱电流电路的 ，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。 考点四 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 （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 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 ；二是固定不动磁体，叫做 。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 而发生转动的原理制成的。 （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 ，电流流经线圈时也会将部分电能转化为 ，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 或 ；改变转速大小，只需改变 和 。 考点五 磁生电 一、电磁感应 归纳总结1 的 在磁场中做 磁感线运动时，导体中就产生 。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 。 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）。 的 导体在磁场中做 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。 题型一 磁性、磁体、磁极、磁感线 【例1】把普通钢棒磁化有多种方法，可以用强力磁铁来磁化。钢棒是由大量的原子组成的，每个原子都有N、S极，相当于个磁性很弱的“小磁铁”。被磁化前，钢棒内“小磁铁”的排列杂乱无章，如图甲，此时钢棒对外不显磁性。用一个强力条形磁铁按图乙中的箭头方向滑动几次，钢棒就被磁化，磁化后各个“小磁铁”按图乙所示同向排列，此时钢棒具有磁性，相当于条形磁铁。下列说法正确的是 (　　) A．被磁化后(图乙)的钢棒左端是S极 B．被磁化前(图甲)的钢棒右端是 N 极 C．若把小磁针放在图甲中的A 点处，静止时小磁针的北极一定向外 D．若把小磁针放在图乙中的 B 点处，静止时小磁针的右端是北极 【例2】图甲是橄榄形磁体，小明用图乙、丙的方式来探究其周围的磁场分布情况，其中小磁针(黑色为 N极)静止时的指向如图乙，铁屑静止时的分布如图丙。据此分析，橄榄形磁体的磁感线分布为 （　　） A． B． C． D． 【例3】我国的文化博大精深，很早以前就有关于磁的记载。公元1世纪，东汉学者王充在《论衡》中记载“司南之杓，投之于地，其祗指南”。宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中就有关于磁偏角的最早记载：“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”。 若把地磁场假想成是由地球内部一块大条形磁铁产生的，下图的四个示意图中，能合理描述地球这块大条形磁铁的是 (　　) A． B． C． D． 【例4】如图是生活中常用来固定房门的“门吸”，它由磁体和金属块两部分组成。该金属块能被磁体所吸引，是因为可能含有以下材料中的（　　） A．银 B．铁 C．铝 D．锌 题型二 电流磁效应 安培定则 【例1】甲是某科学兴趣小组制作的“磁浮地球仪”。在地球仪中装入条形磁铁，底座中的电磁铁就能使它稳定地“悬浮”在空中，其工作原理如图乙所示。下列判断正确的是 (　　) A．电源的左端为正极 B．该磁浮地球仪的原理是同名磁极互相吸引 C．向左移动滑片P 可增加地球仪“悬浮”的高度 D．增加电磁铁的线圈匝数可降低地球仪“悬浮”的高度 【例2】某项目化学习小组要自制一枚小磁针，并利用这枚小磁针完成如图所示的实验，下列说法中不正确的是 (　　) A．这是模拟奥斯特实验的一个场景 B．图示实验说明了通电导线周围存在磁场 C．不通电时，小磁针会转回原来的位置 D．只改变电流方向，小磁针偏转方向不变 题型三 电磁继电器及其应用 【例1】如图所示是为了规范共享单车定点停放而设计的模拟电路图。若共享单车停放在禁停区域，只有指示灯红灯亮；若共享单车停放在规范区域，只有指示灯绿灯亮。下列说法正确的是(　　) A．在禁停区，S1闭合，电磁铁有磁性 B．在禁停区，S1闭合，衔铁被吸下 C．在规范区，S2闭合，电磁铁上端是N极 D．在规范区，S2闭合，衔铁被吸下 【例2】小敏设计了一种“闯红灯违规模拟记录器”，拍摄机动车闯红灯时的情景，如图甲．工作原理：当光控开关接收到某种颜色光时，开关自动闭合，且当压敏电阻受到车的压力，它的阻值变化规律如图乙所示，当电流变化到一定值时，继电器的衔铁就被吸下；光控开关未受到该种光照射时自动断开，衔铁没有被吸引，工作电路中的指示灯发光．已知控制电路电压为6V，继电器线圈电阻10Ω，当控制电路中电流大于0.06A时，衔铁被吸引．下列说法中不正确的是（） A．要记录违规闯红灯的情景，光控开关应在接收到红光时，自动闭合 B．光控开关接收到绿光时，指示灯亮，电控照相机不工作 C．质量小于400kg的车辆违规时不会被拍照记录 D．要使质量较小的车闯红灯也能被拍下，可以在控制电路中串联一个电阻 【例3】小科同学利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的衔铁与上触点接触，与下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的衔铁与上触点分离，与下触点接触，警铃响。图乙是热敏电阻R的阻值随温度变化的图像。 （1）图甲中警铃的接线柱C应与接线柱　 　(选填“A”或 “B”)相连，指示灯的接线柱D应与余下的接线柱相连。 （2）图甲中已知控制电路中的电源电压为8伏特，当电磁铁线圈中电流达到200毫安时，衔铁刚好被吸住。R0电阻为10欧，请计算警铃报警时最低的环境温度是多少? （3）若要提高警铃报警的最低环境温度，请你提出一种电路改进方法：　 　。 【例4】电梯为了安全，都设置超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示。已知控制电路电源电压U=6V，保护电阻. ，压敏电阻 R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。 （1）电梯超载时，衔铁被电磁铁吸住，触点K 与触点　 　接触，电铃发出警报声，同时电动机　 　(选填“能”、“不能”)工作。 （2）当电磁铁线圈电流达到20mA 时，衔铁刚好被吸住。若该电梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时，此时电梯是否超载?(g取10N/ kg) 题型四 电动机的工作原理 【例1】如图所示为小金同学制作的简易直流电动机模型。他用金属丝做成两个支架，分别与电池的两极相连。用漆包线绕成一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴一端的全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮。将线圈放在支架上，磁体放在线圈下。接通电源后用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。 （1）直流电动机的工作原理是　 　。 （2）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不能连续转动，请你分析可能的原因是　 　(写出一点即可)。 【例2】图是“线圈不能连续转动”的示意图，下列说法中不正确的是(　　) A．三图中，导线 ab 与 cd 所受磁场力的方向始终没有发生改变 B．乙图中，线圈能够越过平衡位置继续往下转动是由于惯性 C．通电一段时间后，线圈 abcd 最终会停止在乙图所示的位置 D．只要开关始终闭合，线圈 abcd一定会在乙图的平衡位置左右摆动，永不停止 【例3】在科学实验课上，小科将安装好的直流电动机模型接入电路中，检查电路无误后，进行下列操作。 （1）闭合开关，电动机会按顺时针方向转动。若要使电动机逆时针转动，可　 　。(写出一种方法即可) （2）闭合开关，若要使电动机的转速变慢，则滑动变阻器的滑片 P 向　 　(填“左”或“右”)移动。 【例4】如图是电动机的结构示意图，两个铜半环E 和 F 跟线圈两端相连，随线圈一起顺时针转动。M和N是电刷，它们跟铜半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。以下说法正确的是(　　) A．不能用石墨材料来制作电刷M、N B．电流的方向始终由电刷N到电源“+”极 C．只对调电源正、负极，线圈将逆时针转动 D．电动机是把机械能转化为电能的装置 题型五 电磁感应 发电机 【例1】电吉他中电拾音器的基本结构如图甲所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流(如图乙)，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，电流越大声音越响。下列说法不正确的是(　　) A．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作 B．增加线圈匝数可以增大声音的响度 C．弦振动过程中，线圈中的电流方向会发生变化 D．断开电路，线圈中的感应电流将消失 【例2】如图所示是交流发电机的原理图，以下说法正确的是 （　　） A．线圈始终逆时针转动时，线圈中产生的感应电流方向不变 B．线圈在图中所示位置时，不会产生感应电流 C．当线圈中有感应电流产生时，线圈也会受到磁场力的作用 D．发电机的工作原理是电流的磁效应 【例3】如图所示，将一根导线AB放置在蹄形磁体的磁场区域，导线的两端跟灵敏电流表相连。下列说法正确的是（　　） A．AB不动，磁体水平向左快速移动，指针会偏转 B．磁体不动，AB 水平向右快速移动，指针不偏转 C．磁体不动，AB 竖直向上快速移动，指针会偏转 D．磁体不动，AB 竖直向下快速移动，指针会偏转 【例4】文文在探究“什么条件下磁可以生电”时观察到如图所示的现象，下列关于这一现象说法正确的是（　　） A．丹麦物理学家奥斯特进行了多次实验，发现了磁可以生电 B．若改变导体的运动方向，同时将磁体的N、S极对调，灵敏电流计指针的偏转方向与图中相反 C．若导体AB沿磁感线向上运动，灵敏电流计指针也会发生偏转 D．发电机是利用磁生电的原理来工作的 一、选择题 1．一条形磁铁放在水平桌面上，处于静止状态，电磁铁置于条形磁铁附近并正对条形磁铁(如图所示)。下列叙述中，正确的是 (　　) A．闭合开关前，电磁铁与条形磁铁间没有力的作用 B．闭合开关后，条形磁铁受到桌面给的向左的摩擦力 C．闭合开关后，滑片 P 向 a端移动时电磁铁与条形磁铁间的作用力增大 D．闭合开关后，滑片 P 向 a 端移动过程中，若条形磁铁始终处于静止状态，则它受到桌面的摩擦力大小保持不变 2．如图所示，一根弹簧下端连着一个条形磁铁，条形磁铁的下端为N极。条形磁铁下方有一电磁铁。闭合开关后（　　） A．电磁铁左侧小磁针的N极向上偏转 B．若去掉螺线管中的铁芯，弹簧的长度会变短 C．当滑动变阻器的滑片向右滑动时，弹簧长度会变长 D．若调换电源的正负极，小磁针的指向会发生改变 3．模型可以帮助人们认识和理解一些不能直接观察到的事物。下列磁感线模型正确的是（　　） A． B． C． D． 4．电磁感应现象中感应电流的方向可以用“楞次定律”来判断，楞次定律说的是当通过闭合电路的磁感线数目增加时，感应电流的磁场与磁铁的磁场方向相反，当通过闭合电路的磁感线数目减少时，感应电流的磁场与磁铁的磁场方向相同。如图所示，某条形磁铁N极朝下，向下靠近闭合线圈时（　　） A．磁铁与线圈相互排斥，通过R的感应电流方向从a到b B．磁铁与线圈相互吸引，通过R的感应电流方向从a到b C．磁铁与线圈相互排斥，通过R的感应电流方向从b到a D．磁铁与线圈相互吸引，通过R的感应电流方向从b到a 5．如图所示，电源两端电压不变，当开关S闭合时，电磁铁能吸起许多大头针。下列关于电磁铁的说法中正确的是（　　） A．电磁铁的上端是N极 B．电磁铁磁性的强弱可以通过吸起大头针的数目来判断 C．若滑片P向左移动，电磁铁吸起的大头针数量会减少 D．若仅将电路中的电源正负极对调，电磁铁会吸起更多的大头针 6．如图所示，金属棒AB、CD水平放置在蹄形磁体的磁场中，两个蹄形磁体的N极和S极标识都没了。当小乐拉动AB向右移动时，发现CD会向左运动。以下说法错误的是（　　） A．在铜、铁两种金属中，应该选用铜来制作AB和CD B．此探究实验中，装置甲的工作原理是电流的磁效应 C．若AB不动，向左移动甲中的磁体，CD会向左运动 D．若调换装置乙中磁体的上下磁极，拉动AB向左移动，CD会向左运动 7．如图，A是悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁，B是螺线管，闭合开关，待弹簧测力计示数稳定后，将滑动变阻器的滑片缓慢向右移动的过程中，下列说法正确的是 （　　） A．电压表示数变大，电流表示数也变大 B．电路中电流变小 C．螺线管上端是N极，弹簧测力计示数变小 D．电压表与电流表示数比值不变 8． a、b两个磁极间的磁感线分布如图所示，下列说法正确的是 A．图中P 点处没有磁场 B．图中的磁感线是真实存在的 C．a、b对应的磁极分别为N极和 S极 D．在Q 点放置小磁针，静止后N 极指向a 9．如图是U形磁铁周围的磁感线．根据磁感线方向，下列对磁极的判断正确的是（　　） A．甲是N极，乙是S极 B．甲是S极，乙是N极 C．甲、乙都是S极 D．甲、乙都是N极 10．关于如图所示的磁场，下列说法正确的是 （　　） A．右端为磁铁的S极 B．a点所放小磁针静止时，北极指向左 C．a点的磁场强度比b点的强 D．c点由于没有磁感线经过，所以c 点处没有磁场 11．关于如图所示的磁场，下列说法正确的是 （　　） A．左端为磁铁的N极 B．a点所放小磁针静止时，北极指向右 C．a点的磁场强度比 b点的弱 D．c点由于没有磁感线经过，所以c点处没有磁场 12．有一款能戴在手臂上的节能夜跑灯，其结构如图所示：线圈缠绕在外壳上并与LED灯构成闭合电路，磁体在管内随着夜跑者摆臂来回移动。如图与这一过程的工作原理相同的是 （　　） A． B． C． D． 13．下图所示的四个实验中，能确定钢棒本身具有磁性的是 （　　） A．①② B．②④ C．①③ D．②③ 14．小科以塑料管为连接轴将两个玩具电机的转轴连接起来，并连接如图所示的电路，开关S闭合后，灯泡发光。下列那个实验装置图与电机甲所反映的原理一致（　　） A． B． C． D． 15．如图所示为水星周围小磁针“”的分布，则水星周围的磁感线可表示为(　　) A． B． C． D． 16．下面是四位同学根据小磁针静止时的指向，所画出的磁极和磁感线方向，其中不正确的是（　　） A． B． C． D． 17．如图所示，条形磁铁固定在水平地面上，用沿水平方向的拉力F 把重为G的铁块从条形磁铁的N极匀速拉到S极。此过程中，拉力F的大小变化情况是（） A．由小变大 B．由大变小 C．始终不变 D．先变小再变大 18．某兴趣小组自制了一个扬声器，将线圈紧贴在杯子底部，在线圈上方放置一个强磁铁，线圈中通入交流电后，线圈振动会带动纸杯振动发声。下列说法错误的是 A．该扬声器与发电机的工作原理相同 B．线圈振动是因为磁场对通电线圈有力的作用 C．改变线圈匝数能改变该扬声器发声的响度 D．磁场对线圈作用力的方向与电流方向有关 19．磁感线可以形象地描述磁体周围磁场的分布，下列磁感线分布错误的是 A． B． C． D． 二、填空题 20．某实验小组用铁屑和小磁针来探究“通电螺线管外部磁场的方向”。 （1）图甲中在玻璃板上均匀地撒上铁屑，闭合开关后，然后轻敲玻璃板。“轻敲”的目的是　 　。 （2）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。 （3）实验时发现通电螺线管的磁场较弱，为增强螺线管的磁场，可行的措施：　 　(写出一种方法)。 （4）把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，闭合开关，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示，现在要探究通电螺线管的极性与电流方向的关系，请简要写出接下来的实验操作：　 　。 21．如图是手机无线充电的原理图。充电时，发射线圈会产生一个磁场，此时手机中的接收线圈就会产生感应电流，实现无线充电。请回答： （1）无线充电时，接收线圈中产生电流的原理是利用　 　现象。 （2）某一时刻发射线圈与接收线圈中部的磁场方向向上时(如图中箭头所指方向)，则该时刻发射线圈中的电流方向是　 　(选填“a→b”或““b→a”)。 22．小塘同学受奥斯特实验的启发，产生了探究通电直导线周围磁场的兴趣，探究过程如下： （1）如图所示连接好电路，放上能自由转动的小磁针，调节　 　(填“直导线”或“小磁针”)的位置，使小磁针静止时与直导线平行。 （2）闭合开关，使电路处于短路状态，这样做的目的是增大　 　，从而增强电流的磁场。 （3）闭合开关时，图中的小磁针N极将　 　(填“指向纸面内”或“指向纸面外”)。 23．用一个铁钉、一节电池、一根电线和一个纽扣形强磁铁(磁性随温度升高而减弱)，可组装成一个演示用的简易电动机，组装过程如图所示。电流通过磁铁和铁钉，铁钉旋转。 （1）该简易电动机的工作原理是　 　。 （2）演示时，若要改变铁钉的转动方向，可以改变　 　的方向。 （3）电动机的导线下端应间歇性地接触磁铁，这样做的主要原因是____(填字母)。 A．防止铁钉被磁化 B．防止电流通过时产生过多热量 24．为了研究“磁场对通电导体的作用”，小科连接了甲、乙两套装置，请回答： （1）图甲装置中的 mn之间接入　 　(填“灵敏电流表”、 “电源”或“灯泡”)； （2）图乙装置中，当通入电流后，线圈的 ab 和 cd段会受到力的作用。在此实验中，不能作为线圈材料的有____； A．铜 B．铝 C．铁 D．塑料 （3）要使图乙中的线圈持续转动，应在其外部加装换向器，其目的是：当通电线圈所在平面转到与磁感线　 　(填“垂直”或“平行”)时，它能自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动。 三、实验与探究题 25．小华用图甲中实验装置探究“怎样产生感应电流”，用到了铁架台、蹄形磁体、灵敏电流表、开关、直导体AB 和若干根导线等器材。实验中固定磁体，让导体AB 运动。根据表格信息回答下列问题： 实验次数 导体运动情况 灵敏电流表指针偏转情况 灵敏电流表电流方向 1 竖直向上 不偏转 ____ 2 竖直向下 不偏转 —— 3 水平向左 向右偏转 电流从右侧接线柱流入 4 水平向右 向左偏转 电流从左侧接线柱流入 （1）由实验1、2可知，闭合开关，导体AB 竖直向上或向下运动　 　(填“会”或“不会”)产生感应电流。 （2）由实验3、4可推测：导体产生感应电流的方向与　 　有关；如果固定导体AB，水平向右移动磁体，灵敏电流表的指针向　 　偏转。 （3）图乙中的“◯”表示导体AB 的横截面(即图甲中沿导体AB 由 A 往 B 看)，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示导体运动中的不同位置，箭头表示导体在那个位置上的运动方向。则导体会产生感应电流的位置有____(填序号)。 A．Ⅰ位置 B．Ⅱ位置 C．Ⅲ位置 D．Ⅳ位置 26．2025年我市开展“清凉学习”中小学教室空调安装行动，将在全市所有中小学教室中共安装2244台空调，为师生创造更舒适的学习环境。 （1）空调属于大功率用电器，为保证用电安全，防止电路中　 　过大，电线过热，引发火灾，往往会给教室中空调单独铺设输电线。 （2）为落实节能降耗，某校科学小组同学开展项目学习活动，设计空调开机自动控制电路。活动过程如下： 【明确问题】小组同学经讨论后提出，控制电路需实现以下功能，并提出具体标准： ①电路能感知环境温度的变化； ②室温达到30℃时自动接通电路，空调开始工作。 【方案设计】根据标准，小组讨论后，设计了如图甲的自动控制模拟电路，实现当气温升至 时，衔铁才能被电磁铁吸下，接通空调线路。热敏电阻R1的阻值随温度变化情况如图乙(线圈电阻忽略不计)。请计算衔铁刚吸合时控制电路中的电流是多少　 　? 【方案迭代】实际使用中发现：当气温在 上下波动时，空调线路会频繁接通和断开，影响空调的正常使用。因此该同学在图甲的基础上增加了一个定值电阻 (如图丙)，实现了空调线路接通后，气温降低至 以下时才自动切断，回升至 后才重新接通。 （3）请计算 的阻值。并说出“气温从 降低至 时，空调线路不断开”的工作原理　 　。 27．在设计电动窗帘时，小柯将设计的电路由设计①升级为设计②，实现了窗帘升降电动化。为了进一步实现窗帘升降的自动化，小妍在原有设计上加入电磁铁、光敏电阻Rₓ等元件，设计了设计③电路，实现窗帘能根据户外光强度控制升或降。 （1）设计②比设计①多了一个电源，能达到通过切换开关来改变　 　，从而改变电动机转动方向。 （2）控制电路的电源电压为U=6V，光敏电阻Rₓ的阻值随光照度的变化如下表所示。当线圈中的电流达到2mA时，衔铁吸合，关闭窗帘；当线圈中的电流小于2mA时，衔铁松开，打开窗帘。衔铁刚好被吸合时，室外自然光的照度为　 　流明。(不考虑线圈电阻) 照度/流明 200 300 400 500 600 700 800 1000 光敏电阻R阻值/千欧 4.8 3.7 3.0 2.6 2.3 2.1 1.9 1.6 （3）为符合室内照明标准，要求室外的照度在700流明以上时才关闭窗帘，小柯还需要在控制电路串联一个阻值为多少的电阻?(写出计算过程) （4）项目设计完成后，老师邀请其他小组来为设计③进行评价。结合评价表，你判断该设计的评价等级应为　 　。 评价指标 评价等级 优秀 合格 待改进 自动化程度 电动窗帘能自动打开和自动关闭，且电动机可以自动停止。 电动窗帘能自动打开和自动关闭，但电动机无法自动停止。 电动窗帘只能自动打开，或者自动关闭。 28．物理学中常用磁感线来形象地描述磁场，用磁感应强度(用字母B表示)来描述磁场的强弱，它的国际单位是特斯拉(符号是T)，磁感应强度B越大表明磁场越强； 表明没有磁场。有一种电阻，它的大小随磁场强弱的变化而变化，这种电阻叫做磁敏电阻，图1所示是某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图象。为了研究某磁敏电阻R的性质，小刚设计了如图2所示的电路进行实验，请解答下列问题： （1）当S1断开， 闭合时，电压表的示数为3V，则此时电流表的示数为　 　 （2）只闭合S1，通电螺线管的左端为　 　极；闭合 和 ，移动两个滑动变阻器的滑片，当电流表示数为0.04A时，电压表的示数为6V，由图象可得，此时该磁敏电阻所在位置的磁感应强度为　 　T。 （3）实验中小刚通过改变滑动变阻器连入电路中的阻值来改变磁敏电阻所在位置的磁感应强度，请你再提供一种改变磁感应强度的方法　 　。 29．为探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小塘做了如下的实验： 步骤1：在水平桌面上放置一小车，小车上固定一块条形磁铁。 步骤2：当闭合开关时，小车会沿水平方向向右运动，记录小车在水平桌面上运动的距离。 步骤3：断开开关，把小车重新放在起始位置，依次向右移动变阻器滑片，闭合开关，记录电流表的读数以及小车在水平桌面上运动的距离。 实验数据如下： 实验次数 1 2 3 4 5 6 电流的大小(安) 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 小车运动的距离(厘米) 15 19 24 30 ? ? （1）本实验中通过比较　 　来判断电磁铁磁性强弱。 （2）下列实验中与本实验的研究方法相同的是____。 A．用磁感线描述磁场 B．借助水压学习电压 C．用铁屑显示磁体周围磁场分布 D．把敲响的音叉接触水面来判断音叉有没有振动 （3）通过本实验可得出结论：在线圈匝数一定时，通过线圈的电流越大，电磁铁的磁性越　 　。 （4）小塘在第4次实验后结束了实验，小钱觉得实验数据还不够，又重新连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，电流表均有示数分别记为第5次和第6次数据，小车却出现向左运动的情况，你认为可能的原因是　 　(写出一点即可)。 30．图1为某品牌智能晾衣架，该装置具有“电动升降、智能风干”的功能。其内部由工作电路与控制电路组成(简化电路如图2)。控制电路电压为12 V，滑动变阻器R2的阻值范围为0~1000 Ω，线圈电阻忽略不计，R1 为湿敏电阻，其阻值与空气相对湿度φ的关系如图3所示，当控制电路中的电流达到20 mA 时，衔铁刚好被吸合。工作电路电源电压为220 V，压力感应开关S2可根据横杆是否悬挂衣物自动切换闭合或断开状态。S3可独立控制电动机，实现晾衣架电动升降的功能。 （1）将工作电路的A、B接线柱接入家庭电路时，A端应接　 　(填“火线”、“零线”或“地线”)；结合图2电路判断，晾衣架的升降功能　 　(填“受”或“不受”)湿度的影响。 （2）若R2接入电路的阻值为500 Ω，求空气湿度为多少时，恰能使风干机开始工作。 （3）要使风干机在湿度更低时才开始工作，可采取的措施有　 　。(写出一条) 31．课堂上老师用图甲所示电路研究“产生感应电流的条件”，小科同学受此启发，设计了如图乙所示的电路来研究“产生感应电流的方向与哪些因素有关”。实验步骤及现象如表所示： 操作序号 实验步骤 灵敏电流计偏转情况 1 闭合开关，A、B保持相对静止 不偏转 2 闭合开关，A静止，B向下运动 向左 3 闭合开关，A静止，____ 向右 4 闭合开关，A、B保持相对静止，滑片向左移动 向左 5 闭合开关，A、B保持相对静止，滑片向右移动 向右 6 改变电源正负极，闭合开关，A、B保持相对静止，滑片向左移动 向右 7 改变电源正负极，闭合开关，A、B保持相对静止，滑片向右移动 向左 （1）请用笔替代导线，完成图甲中的电路连接。　 　。 （2）根据操作2、3可得出：感应电流方向与线圈切割磁场方向有关。补充操作3的实验步骤：　 　。 （3）进行操作1时，灵敏电流计没有发生偏转，小科认为可能是磁场太弱的缘故，此时他可以进行的尝试有　 　。 （4）通过对比序号　 　，小科同学得出产生感应电流的方向还与磁场方向有关。 32．在“探究电磁铁磁性强弱与电流大小关系”的实验中，小明用绝缘细线将电磁铁M悬挂在铁架台上，并保持它与软铁块P 的距离不变。以下是他的部分实验步骤：①断开开关S，按图组装实验电路，将滑动变阻器的滑片置于最右端。用已调零的电子测力计测出此时软铁块 P对测力计的压力F0为0.9N；②闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片到适当位置，读出电流表的示数 I和相应的电子测力计的示数 F，并将I、F的数据记录在表格中；③仿照步骤②再进行两次实验。 实验次数 1 2 3 I/A 0.34 0.40 0.44 F/N 0.84 0.82 0.81 （1）实验中小明是通过　 　来判定电磁铁磁性强弱的。 （2）闭合开关S后，电磁铁下端的磁极为　 　(选填“N”或“S”)极。 （3）由表中数据可以得出的实验结论是：　 　。 （4）本实验中，滑动变阻器除了保护电路的作用外，还起到　 　的作用。 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026中考科学第一轮复习 第二部分 物理科学 第19讲 电和磁 01考情透视·目标导航 02知识导图·思维引航 03考点突破·考法探究 考点一 磁现象 磁场 考点二 电生磁 考点三 电磁铁 电磁继电器 考点四 电动机 考点五 磁生电 04题型精研·考向洞悉 题型一 磁性、磁体、磁极、磁感线 题型二 电流磁效应 安培定则 题型三 电磁继电器及其应用 题型四 电动机的工作原理 题型五 电磁感应 发电机 05分层训练·巩固提升 基础巩固 能力提升 考点要求 课标要求 命题预测 电和磁 1、知道磁体周围存在磁场并能说出证据。 2、通过实验认识通电导线周围存在磁场，探究通电螺线管周围磁场强弱的影响因素。 3、通过实验认识通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向、电流方向有关。 4、通过实验了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。 1.磁场基础知识涉及的主要考点有：磁场、磁体的理解；磁感线的分布；地磁场的理解(地理两极和地磁场两极)；磁极间的相互作用；主要考查磁场基础知识，形式比较简单，试题难度不大．主要在选择和填空题中考查．通常以电与磁的综合题的形式出现，有时会单独考查(地理两极和地磁场两极的关系、磁极间的相互作用、磁场分布及磁性强弱等)； 2.电磁现象识辨主要在选择题中考查，经常以电与磁的综合题的形式出现，有时会单独考查(磁现象的辨识、电动机和发电机的工作原理)；涉及的主要考点有：电磁感应、电流的磁效应、磁场对通电导体的作用，以及三者之间的辨析； 3.电流的磁效应主要考查：电流大小对磁性强弱的影响；安培定则的理解及应用；电磁继电器的工作原理等；本命题点中应用安培定则判断通电螺线管的极性或判断电源正负极考查较多，应重点复习．主要在选择题和填空题中考查，有时会结合其他知识进行考查，有时也会单独考查； 4.电动机和发电机涉及的主要考点有：磁现象的辨识(电磁感应、电流的磁效应、磁场对通电导体的作用)；电动机和发电机的工作原理；通电导线在磁场中受力运动的探究等；主要在选择题中考查，经常以电与磁的综合题的形式出现，有时会单独考查电动机和发电机的工作原理； 考点一 磁现象 磁场 一、磁现象 1.磁性和磁体 （1）磁性 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 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 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 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 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.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。 2.磁场的方向 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，就是该点磁场的方向。 3.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） 4.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。 考点二 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..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）。 2.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。 考点三 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 （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、弱电流电路的通断，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。 考点四 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 （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 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。 （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。 考点五 磁生电 一、电磁感应 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）。 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。 题型一 磁性、磁体、磁极、磁感线 【例1】把普通钢棒磁化有多种方法，可以用强力磁铁来磁化。钢棒是由大量的原子组成的，每个原子都有N、S极，相当于个磁性很弱的“小磁铁”。被磁化前，钢棒内“小磁铁”的排列杂乱无章，如图甲，此时钢棒对外不显磁性。用一个强力条形磁铁按图乙中的箭头方向滑动几次，钢棒就被磁化，磁化后各个“小磁铁”按图乙所示同向排列，此时钢棒具有磁性，相当于条形磁铁。下列说法正确的是 (　　) A．被磁化后(图乙)的钢棒左端是S极 B．被磁化前(图甲)的钢棒右端是 N 极 C．若把小磁针放在图甲中的A 点处，静止时小磁针的北极一定向外 D．若把小磁针放在图乙中的 B 点处，静止时小磁针的右端是北极 【答案】D 【解析】【分析】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。 【解答】A、由图乙可知，钢棒被磁化后每个原子都按左N右S排列，所以被磁化后的钢棒左端是N极，故A错误； B、未被磁化前，钢棒对外不显磁性，钢棒两端均无极性，故B错误； C、左图钢棒未被磁化，钢棒对外不显磁性，故静止时小磁针的北极（N）指向无法确定，故C错误； D、由乙可知，被磁化后的钢棒左端是N极，根据磁极间的相互作用规律可知，若把小磁针放在图乙中的B点处，静止时，小磁针的右端是北极（N），故D正确； 故答案为：D。 【例2】图甲是橄榄形磁体，小明用图乙、丙的方式来探究其周围的磁场分布情况，其中小磁针(黑色为 N极)静止时的指向如图乙，铁屑静止时的分布如图丙。据此分析，橄榄形磁体的磁感线分布为 （　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】【分析】该实验中，铁屑静止时的分布情况能反映磁体周围磁场的分布情况，且小磁针静止时N极的指向与该点磁场方向相同，据此结合图乙、丙可知橄榄形磁体周围的磁场分布情况。 【解答】在该实验中，铁屑静止时的分布情况能反映磁体周围磁场的分布情况，且小磁针静止时N极的指向与该点磁场方向相同；所以，由图乙、丙可知，橄榄形磁体上端的磁感线由左侧发出、回到右侧，其下端的磁感线也是由左侧发出、回到右侧，即橄榄形磁体的左侧为N极、右侧为S极，故C正确，ABD错误。 故答案为：C。 【例3】我国的文化博大精深，很早以前就有关于磁的记载。公元1世纪，东汉学者王充在《论衡》中记载“司南之杓，投之于地，其祗指南”。宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中就有关于磁偏角的最早记载：“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”。 若把地磁场假想成是由地球内部一块大条形磁铁产生的，下图的四个示意图中，能合理描述地球这块大条形磁铁的是 (　　) A． B． C． D． 【答案】A 【解析】【分析】地球本身是一个巨大的磁体，地磁N极在地理南极附近，地磁S极在地理北极附近。 【解答】地球磁极的N极在地理南极附近，地磁S极在地理北极附近，故A正确，BCD错误。 故答案为：A。 【例4】如图是生活中常用来固定房门的“门吸”，它由磁体和金属块两部分组成。该金属块能被磁体所吸引，是因为可能含有以下材料中的（　　） A．银 B．铁 C．铝 D．锌 【答案】B 【解析】【分析】磁体可以磁化含铁、钴、镍的物质。 【解答】磁体具有磁性，可以吸引铁、钴、镍之等物质，在选项给出的四种材料中，"门吸"中可能含有的是铁。 故答案为：B。 题型二 电流磁效应 安培定则 【例1】甲是某科学兴趣小组制作的“磁浮地球仪”。在地球仪中装入条形磁铁，底座中的电磁铁就能使它稳定地“悬浮”在空中，其工作原理如图乙所示。下列判断正确的是 (　　) A．电源的左端为正极 B．该磁浮地球仪的原理是同名磁极互相吸引 C．向左移动滑片P 可增加地球仪“悬浮”的高度 D．增加电磁铁的线圈匝数可降低地球仪“悬浮”的高度 【答案】A 【解析】【分析】（1）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。在磁浮地球仪中，正是利用同名磁极的排斥力使地球仪悬浮在空中。 （2）安培定则（右手螺旋定则）：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。通过该定则可以判断螺线管的磁极，进而确定电流方向和电源正负极。 （3）电磁铁磁性强弱的影响因素：电磁铁的磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关。在匝数一定时，电流越大，磁性越强；在电流一定时，线圈匝数越多，磁性越强。磁性强弱的变化会改变排斥力大小，从而影响地球仪悬浮的高度。 【解答】AB、地球仪"悬浮"在空中是因为同名磁极互相排斥，所以图乙中电磁铁的上端应为S极，由安培定则可知，电流从电磁铁的上端流入，下端流出，则电源的左端为正极，右端为负极，故A 正确，B错误； C、滑片 P 向左移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路总电阻变大，电流变小，电磁铁磁性减弱，地球仪“悬浮”的高度会降低，故C 错误； D、在电流不变的情况下，增加电磁铁的线圈匝数，电磁铁的磁性会增强，对地球仪的排斥力变大，会增加地球仪“悬浮”的高度，故D 错误。 故答案为：A。 【例2】某项目化学习小组要自制一枚小磁针，并利用这枚小磁针完成如图所示的实验，下列说法中不正确的是 (　　) A．这是模拟奥斯特实验的一个场景 B．图示实验说明了通电导线周围存在磁场 C．不通电时，小磁针会转回原来的位置 D．只改变电流方向，小磁针偏转方向不变 【答案】D 【解析】【分析】（1）奥斯特实验（电流的磁效应） 通电导线周围存在磁场，这一现象称为电流的磁效应。磁场的方向与电流的方向有关，当电流方向改变时，磁场的方向也会随之改变。小磁针在磁场中会受到磁力作用而发生偏转，以此可以证明磁场的存在。 （2）地球本身是一个巨大的磁体，周围存在地磁场。在没有其他强磁场干扰时，小磁针会在地磁场的作用下，静止时 N 极指向地理北极，S 极指向地理南极。 【解答】A、据图可知，该实验是用于模拟奥斯特实验的一个场景，故A正确； B、该实验中，若给导线通电，下面的小磁针会转动，即说明通电导线周围存在着磁场，故B正确； C、不通电时，在地磁场的作用下，小磁针会转回到原来的位置，故C正确； D、由于磁场的方向与电流的方向有关，改变电流方向，小磁针偏转方向改变，故D错误。 故答案为：D。 题型三 电磁继电器及其应用 【例1】如图所示是为了规范共享单车定点停放而设计的模拟电路图。若共享单车停放在禁停区域，只有指示灯红灯亮；若共享单车停放在规范区域，只有指示灯绿灯亮。下列说法正确的是(　　) A．在禁停区，S1闭合，电磁铁有磁性 B．在禁停区，S1闭合，衔铁被吸下 C．在规范区，S2闭合，电磁铁上端是N极 D．在规范区，S2闭合，衔铁被吸下 【答案】D 【解析】【分析】（1）电磁铁的工作原理：电磁铁是通电产生磁性的一种装置，在通电时有磁性，断电时无磁性。其磁性强弱与电流大小、线圈匝数有关，磁极方向可通过安培定则（右手螺旋定则）判断。 （2）电磁继电器的工作机制：电磁继电器利用电磁铁控制工作电路的通断，通过控制电路的通断来控制电磁铁的磁性，从而实现对衔铁的吸合与释放，进而切换工作电路的连接方式。 【解答】AB、在禁停区，红灯亮，由图可知，这说明是开关S1是闭合的，电磁铁中没有电流，没有磁性，衔铁未被吸下，故AB错误； CD、在规范区，绿灯亮，这说明开关S2是闭合的，电磁铁有磁性，衔铁被吸下，根据右手螺旋定则可以判断电磁铁上端是S极，故C错误，D正确。 故答案为：D。 【例2】小敏设计了一种“闯红灯违规模拟记录器”，拍摄机动车闯红灯时的情景，如图甲．工作原理：当光控开关接收到某种颜色光时，开关自动闭合，且当压敏电阻受到车的压力，它的阻值变化规律如图乙所示，当电流变化到一定值时，继电器的衔铁就被吸下；光控开关未受到该种光照射时自动断开，衔铁没有被吸引，工作电路中的指示灯发光．已知控制电路电压为6V，继电器线圈电阻10Ω，当控制电路中电流大于0.06A时，衔铁被吸引．下列说法中不正确的是（） A．要记录违规闯红灯的情景，光控开关应在接收到红光时，自动闭合 B．光控开关接收到绿光时，指示灯亮，电控照相机不工作 C．质量小于400kg的车辆违规时不会被拍照记录 D．要使质量较小的车闯红灯也能被拍下，可以在控制电路中串联一个电阻 【答案】D 【解析】【分析】要使质量更小的车辆也能被拍照记录，在电路中电流不变时，可通过增大电源电压或并联一个定值电阻等方式来实现。 【解答】A、该装置是闯红灯违规模拟记录器，即在车辆闯红灯时会拍照记录，结合工作原理可知，红灯时控制电路开关应闭合，故A不符合题意； B、由图中工作原理可知，当未接收到红灯时，光控开关断开，电磁铁没有磁性，衔铁不被吸引，指示灯亮，照相机所在支路断开，故B不符合题意； C、当电流等于0.06A时，压敏电阻的阻值为，由图乙可知，此时受到的压力为4000N，车辆的质量为。由图乙可知，压力越小，压敏电阻的阻值越大，电路中电流将大于0.06A，衔铁不会被吸下，照相机不工作，故C不符合题意； D、衔铁被多大的电流吸下不会改变，即电路中电流不变，电源电压不变，则电路中总电阻不变，质量更小的车辆也能被拍下，即压力减小，则压敏电阻的阻值增大，则应减小电路中其他电阻的阻值，故D符合题意。 故答案为：D。 【例3】 小科同学利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的衔铁与上触点接触，与下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的衔铁与上触点分离，与下触点接触，警铃响。图乙是热敏电阻R的阻值随温度变化的图像。 （1）图甲中警铃的接线柱C应与接线柱　 　(选填“A”或 “B”)相连，指示灯的接线柱D应与余下的接线柱相连。 （2）图甲中已知控制电路中的电源电压为8伏特，当电磁铁线圈中电流达到200毫安时，衔铁刚好被吸住。R0电阻为10欧，请计算警铃报警时最低的环境温度是多少? （3）若要提高警铃报警的最低环境温度，请你提出一种电路改进方法：　 　。 【答案】（1）B （2）电流为200毫安即0.2安时，热敏电阻的阻值为 由图乙可知，此时温度为80℃。 （3）换阻值更大的定值电阻或减小电源电压 【解析】【分析】（1）电磁铁磁性强弱与电流、线圈匝数有关，匝数一定时，电流越大，磁性越强。 （2）根据欧姆定律计算热敏电阻的阻值，结合图乙读出温度。 （3）改进电磁继电器时，电流不变，热敏电阻阻值减小，可通过减小电源电压或换用阻值更大的定值电阻进行调节。 【解答】（1）由图乙可知，温度升高，热敏电阻的阻值减小，电路中电流增大，电磁铁的磁性变强，将衔铁吸下，此时铃要报警，可知铃应与B相连。 （3）提高报警的最低环境温度，可知热敏电阻的阻值将减小，电路中电流不变，由欧姆定律可知，总电阻不变，可以将换阻值更大的定值电阻或减小电源电压。 【例4】电梯为了安全，都设置超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示。已知控制电路电源电压U=6V，保护电阻. ，压敏电阻 R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。 （1）电梯超载时，衔铁被电磁铁吸住，触点K 与触点　 　接触，电铃发出警报声，同时电动机　 　(选填“能”、“不能”)工作。 （2）当电磁铁线圈电流达到20mA 时，衔铁刚好被吸住。若该电梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时，此时电梯是否超载?(g取10N/ kg) 【答案】（1）B；不能 （2）解：电梯厢内站立总质量为1000千克的乘客时，电梯受到的压力等于乘客的重力，即： F=G=mg=1000kg×10N/kg=10000N； 由图乙可知，当压力F=10000N，对应的压敏电阻阻值R2=100Ω； 因为控制电路中的电流为； 因为30mA＞20mA，所以此时电梯超载。 【解析】【分析】 （1）超载自动报警系统实质就是电磁继电器的应用，电梯超载时，衔铁被电磁铁吸住，触点K与触点B接触，电铃工作电路接通，电动机不工作； （2）根据乘客质量求出乘客重力，也就是对电梯的压力，找出图象中压力对应的R2电阻值，根据欧姆定律的知识计算出此时电路中的电流，将这个电流和20mA比较得出结论。 【解答】 （1）电梯超载时，压敏电阻R2受到的压力F增大时，其阻值减小，控制电路中的电流增大，从而使电磁铁的磁性增强，磁性达到一定程度时，衔铁被电磁铁吸住，触点K与触点B接触，电铃报警，电动机不工作。 题型四 电动机的工作原理 【例1】如图所示为小金同学制作的简易直流电动机模型。他用金属丝做成两个支架，分别与电池的两极相连。用漆包线绕成一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴一端的全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮。将线圈放在支架上，磁体放在线圈下。接通电源后用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。 （1）直流电动机的工作原理是　 　。 （2）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不能连续转动，请你分析可能的原因是　 　(写出一点即可)。 【答案】（1）通电导体在磁场中受力转动 （2）磁场太弱 【解析】【分析】（1）根据直流电动机的工作原理分析。 （2）根据影响线圈转动的因素分析。 【解答】（1）直流电动机的工作原理：通电线圈在磁场中受力转动。当线圈中有电流通过时，线圈的两边会受到磁场力的作用，这两个力方向相反，从而使线圈绕轴转动；为了让线圈持续转动，需要通过换向器（或本题中的半刮漆引线）改变线圈中的电流方向，使受力方向始终保持一致。 （2）影响线圈转动的因素：线圈能否连续转动，取决于受力大小是否足够克服阻力，以及电流能否持续、稳定地通过。常见的影响因素包括磁场强弱、电流大小、线圈质量、转轴摩擦等。 【例2】图是“线圈不能连续转动”的示意图，下列说法中不正确的是(　　) A．三图中，导线 ab 与 cd 所受磁场力的方向始终没有发生改变 B．乙图中，线圈能够越过平衡位置继续往下转动是由于惯性 C．通电一段时间后，线圈 abcd 最终会停止在乙图所示的位置 D．只要开关始终闭合，线圈 abcd一定会在乙图的平衡位置左右摆动，永不停止 【答案】D 【解析】【分析】电动机利用了通电导体在磁场中受力的原理；导体受力的方向与电流的方向、磁场的方向有关，对线圈在磁场中的受力情况进行分析可对选项中的描述做出判断。 【解答】A、导体受力的方向与电流的方向、磁场的方向有关，三图中，线圈在转动，但电流方向、磁场方向均未改变，所以导线受力方向没有发生改变，故A正确； B、乙图中，线圈中的ab与cd所受磁力在一条直线上，且方向相反，无法使线圈再转动，因此线圈能够连续往下转动变成丙图所示，是由于惯性，故B正确； C、通电一段时间后，线圈abcd由于在竖直方向受力平衡，所以最终会停止在乙图所示的位置，故C正确； D、闭合开关，线圈abcd会在乙图的平衡位置左右摆动，但最终会因为受力平衡而停止，故D错误。 故答案为：D。 【例3】在科学实验课上，小科将安装好的直流电动机模型接入电路中，检查电路无误后，进行下列操作。 （1）闭合开关，电动机会按顺时针方向转动。若要使电动机逆时针转动，可　 　。(写出一种方法即可) （2）闭合开关，若要使电动机的转速变慢，则滑动变阻器的滑片 P 向　 　(填“左”或“右”)移动。 【答案】（1）对调电源的正、负极或对调蹄形磁铁的磁极 （2）左 【解析】【分析】（1）通电线圈在磁场中受力方向与电流方向和磁场方向有关； （2）电动机转动的快慢与电流大小和磁场强弱有关。 【解答】（1）通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关，闭合开关，电动机顺时针转动，若要使电动机逆时针转动，可以只改变电流的方向，即对调电源的正、负极，或只改变磁场方向，即对调蹄形磁铁的磁极。 （2）通电导体在磁场中所受力的大小与电流大小和磁场强弱有关；闭合开关，若要使电动机的转速变慢，可将滑动变阻器的滑片 P 向左移动，使滑动变阻器连入电路的电阻变大，即使电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，电动机转动速度就会变慢。 【例4】如图是电动机的结构示意图，两个铜半环E 和 F 跟线圈两端相连，随线圈一起顺时针转动。M和N是电刷，它们跟铜半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。以下说法正确的是(　　) A．不能用石墨材料来制作电刷M、N B．电流的方向始终由电刷N到电源“+”极 C．只对调电源正、负极，线圈将逆时针转动 D．电动机是把机械能转化为电能的装置 【答案】C 【解析】【分析】A、电刷应用导体来制作，石墨是导体。 B、电源外部电流的方向是从电源正极经过用电器回到电源的负极。 C、通电导体在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向有关。 D、电动机将电能转化为机械能。 【解答】A、电刷跟铜半环接触，使电源和线圈组成闭合电路，所以电刷应用导体来制作，石墨是导体，故可用石墨材料来制作电刷，故A 错误。 B、电源外部电流的方向是从电源正极流向电源负极，所以电流由电源“+”极流向电刷N，故B错误。 C、通电导体在磁场中的受力方向与电流方向、磁场方向有关，只改变电流方向或磁场方向，导体受力方向改变，所以只对调电源正、负极，线圈转动方向将改为逆时针，故C正确。 D、电动机将电能转化为机械能，故D错误。 故答案为：C。 题型五 电磁感应 发电机 【例1】电吉他中电拾音器的基本结构如图甲所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流(如图乙)，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，电流越大声音越响。下列说法不正确的是(　　) A．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作 B．增加线圈匝数可以增大声音的响度 C．弦振动过程中，线圈中的电流方向会发生变化 D．断开电路，线圈中的感应电流将消失 【答案】A 【解析】【分析】（1）电磁感应现象的条件：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流。在电吉他中，金属弦被磁化后，振动时相当于在磁场中切割磁感线，从而在线圈中产生感应电流。 （2）磁化的条件：只有铁、钴、镍等铁磁性材料才能被磁化，铜、铝等非铁磁性材料无法被磁化，因此不能作为电吉他的琴弦。 （3）影响感应电流大小的因素：感应电流的大小与线圈匝数、磁场强弱、导体切割速度等有关。线圈匝数越多，产生的感应电流越大，对应的声音响度也越大。 【解答】A、铜不可以被磁化，则选用铜质弦，电吉他不能正常工作，取走磁体，就没有磁场，振弦不能切割磁感线产生电流，电吉他将不能正常工作，故A错误； B、增加线圈匝数可以增大磁场强弱，进而增大声音的响度，故B正确； C、弦振动过程中，磁场方向不变，弦的运动方向会不断变化，则线圈中的电流方向不断变化，弦振动过程中，线圈中的电流大小不断变化，使弦振动幅度不同发出声音的大小不同，故C正确； D、通电导线周围有磁场，断开电路，磁场消失，故D正确。 故答案为：A。 【例2】如图所示是交流发电机的原理图，以下说法正确的是 （　　） A．线圈始终逆时针转动时，线圈中产生的感应电流方向不变 B．线圈在图中所示位置时，不会产生感应电流 C．当线圈中有感应电流产生时，线圈也会受到磁场力的作用 D．发电机的工作原理是电流的磁效应 【答案】C 【解析】【分析】（1）感应电流的方向与磁场方向和切割磁感线的方向有关。 （2）产生感应电路的条件：①闭合电路的一部分导体；②导体切割磁感线运动这两个条件。 （3）当线圈中有感应电流产生的同时，线圈也会受到磁场力的作用。 （4）发电机的工作原理是电磁感应现象。 【解答】A、线圈始终逆时针转动时，每转动半周，线圈切割磁感线的方向就会反向，因此感应电流的方向也会随之周期性改变。故该选项错误。 B、图中线圈的 ab 边和 cd 边正处于切割磁感线的位置（线圈平面与磁感线平行），此时会产生感应电流。只有当线圈平面与磁感线垂直（中性面）时，瞬间不产生感应电流。故该选项错误。 C、当线圈中有感应电流时，通电线圈在磁场中会受到磁场力的作用，这个力会阻碍线圈的转动。故该选项正确。 D、发电机的工作原理是电磁感应，而电流的磁效应是指电流周围存在磁场，是电磁铁置的原理。故该选项错误。 故答案为：C。 【例3】如图所示，将一根导线AB放置在蹄形磁体的磁场区域，导线的两端跟灵敏电流表相连。下列说法正确的是（　　） A．AB不动，磁体水平向左快速移动，指针会偏转 B．磁体不动，AB 水平向右快速移动，指针不偏转 C．磁体不动，AB 竖直向上快速移动，指针会偏转 D．磁体不动，AB 竖直向下快速移动，指针会偏转 【答案】A 【解析】【分析】（1）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，导体中就会产生感应电流。产生感应电流的两个必要条件：一是电路必须闭合；二是导体必须做切割磁感线的运动。 （2）切割磁感线的判断：磁感线在磁体外部是从 N 极指向 S 极。当导体的运动方向与磁感线方向不平行时，就会切割磁感线；如果运动方向与磁感线方向平行，则不会切割。 【解答】A、AB不动，磁体水平向左快速移动，AB做切割磁感线运动，会产生感应电流，灵敏电流表指针会偏转，故A正确； B、磁体不动，AB水平向右快速移动，AB做切割磁感线运动，会产生感应电流，灵敏电流表指针会偏转，故B错误； CD、磁体不动，AB竖直向上、向下运动，AB没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，灵敏电流表指针不会偏转，故CD错误。 故答案为：A。 【例4】文文在探究“什么条件下磁可以生电”时观察到如图所示的现象，下列关于这一现象说法正确的是（　　） A．丹麦物理学家奥斯特进行了多次实验，发现了磁可以生电 B．若改变导体的运动方向，同时将磁体的N、S极对调，灵敏电流计指针的偏转方向与图中相反 C．若导体AB沿磁感线向上运动，灵敏电流计指针也会发生偏转 D．发电机是利用磁生电的原理来工作的 【答案】D 【解析】【分析】奥斯特发现了电可以生磁，法拉第发现了磁可以生电，产生感应电流的条件是：闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。 【解答】A、英国物理学家法拉第进行了多次实验，发现了磁可以生电，故A错误； B、若改变导体的运动方向，同时将磁体的N、S极对调，感应电流的方向不变，则灵敏电流计指针的偏转方向不变，故B错误； C、若导体AB沿磁感线向上运动，因为没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，所以灵敏电流计指针不会发生偏转，故C错误； D、发电机的原理是电磁感应现象，是利用磁生电的原理来工作的，故D正确。 故答案为：D。 一、选择题 1．一条形磁铁放在水平桌面上，处于静止状态，电磁铁置于条形磁铁附近并正对条形磁铁(如图所示)。下列叙述中，正确的是 (　　) A．闭合开关前，电磁铁与条形磁铁间没有力的作用 B．闭合开关后，条形磁铁受到桌面给的向左的摩擦力 C．闭合开关后，滑片 P 向 a端移动时电磁铁与条形磁铁间的作用力增大 D．闭合开关后，滑片 P 向 a 端移动过程中，若条形磁铁始终处于静止状态，则它受到桌面的摩擦力大小保持不变 【答案】C 【解析】【分析】（1）电磁铁是由通电线圈和铁芯组成，条形磁铁对铁芯是有作用的。 （2）首先根据安培定则判断电磁铁通电后的磁极，判断电磁铁和条形磁铁的吸引还是排斥。再判断条形磁铁的受摩擦力情况。 （3）在线圈和铁芯一定时，电流越大，电磁铁磁性越强。 （4）静止的物体受到平衡力的作用。 【解答】A、闭合开关前，虽然电磁铁没有磁性，但是电磁铁中间是有铁芯的，条形磁铁对铁芯是有吸引力的，故A错误。 B、闭合开关后电磁铁有磁性，由题图可知电流从电磁铁的左端流入，右端流出，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，故电磁铁对条形磁铁有向左的吸引力，条形磁铁有向左运动的趋势，所以条形磁铁受到桌面给的向右的摩擦力，故B错误。 CD、闭合开关后，滑片P向a端移动时，变阻器接入电路的阻值变小，电路中的电流增大，电磁铁磁性增强，对条形磁铁的吸引力增大，若条形磁铁始终处于静止状态，则它受到的向左的吸引力和向右的摩擦力是一对平衡力，二力等大，电磁铁对条形磁铁的吸引力增大，条形磁铁受到的向右的摩擦力也增大，故C 正确，D错误。 故答案为：C。 2．如图所示，一根弹簧下端连着一个条形磁铁，条形磁铁的下端为N极。条形磁铁下方有一电磁铁。闭合开关后（　　） A．电磁铁左侧小磁针的N极向上偏转 B．若去掉螺线管中的铁芯，弹簧的长度会变短 C．当滑动变阻器的滑片向右滑动时，弹簧长度会变长 D．若调换电源的正负极，小磁针的指向会发生改变 【答案】D 【解析】【分析】A.根据安培定则判断电磁铁的磁极方向，根据磁极之间的相互作用规律判断小磁针的指向； B.根据电磁铁的磁场强弱变化确定弹簧受到的拉力大小，进而判断弹簧长度变化； C.根据变阻器的电阻变化确定电流变化，进而判断电磁铁磁场强弱变化，最终判断弹簧受到拉力的大小变化即可； D.电磁铁的磁场方向与电流方向有关。 【解答】A．根据图片可知，线圈上电流方向向右。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向向右，此时大拇指指向上端，则电螺线管的上端为N极。根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的N极向下偏转，故A不符合题意； B．根据同名磁极相互排斥可知，条形磁铁受到向上的排斥力。若去掉螺线管中的铁芯，电磁铁的磁性减弱，排斥力减小，弹簧的长度会变长，故B不符合题意； C．当滑动变阻器的滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，电路中的电流变大，电磁铁磁性增强，排斥力变大，弹簧长度会变短，故C不符合题意； D．若调换电源的正负极，电磁铁的磁场方向会改变，因此小磁针的指向会发生改变，故D符合题意。 故选D。 3．模型可以帮助人们认识和理解一些不能直接观察到的事物。下列磁感线模型正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】【分析】磁感线是为了形象地描述磁场，假想的存在于磁体周围空间的有方向的封闭曲线，其方向是：在磁体的外部，从N极指向S极。 【详解】本题考查了学生对磁感线及其特点的了解和掌握，是一道基础题。磁铁外部周围的磁感线都是从N极流出回到S极，故A正确，BCD错误。 故选：A。 4．电磁感应现象中感应电流的方向可以用“楞次定律”来判断，楞次定律说的是当通过闭合电路的磁感线数目增加时，感应电流的磁场与磁铁的磁场方向相反，当通过闭合电路的磁感线数目减少时，感应电流的磁场与磁铁的磁场方向相同。如图所示，某条形磁铁N极朝下，向下靠近闭合线圈时（　　） A．磁铁与线圈相互排斥，通过R的感应电流方向从a到b B．磁铁与线圈相互吸引，通过R的感应电流方向从a到b C．磁铁与线圈相互排斥，通过R的感应电流方向从b到a D．磁铁与线圈相互吸引，通过R的感应电流方向从b到a 【答案】A 【解析】【分析】根据“楞次定律”分析感应电流的磁场方向，再根据磁极之间的相互作用规律分析磁铁与线圈的相互作用。接下来根据安培定则判断通过线圈的电流方向。 【解答】条形磁铁N极朝下，向下靠近闭合线圈时，穿过线圈的磁感线数目增加，由题中楞次定律的解释可知，感应电流的磁场与磁铁的磁场方向相反，则感应电流的磁场方向是向上的，即线圈的上端为N极，所以磁铁与线圈相互排斥，根据安培定则可知，通过R的感应电流方向从a到b，故A正确，B、C、D错误。 故选A。 5．如图所示，电源两端电压不变，当开关S闭合时，电磁铁能吸起许多大头针。下列关于电磁铁的说法中正确的是（　　） A．电磁铁的上端是N极 B．电磁铁磁性的强弱可以通过吸起大头针的数目来判断 C．若滑片P向左移动，电磁铁吸起的大头针数量会减少 D．若仅将电路中的电源正负极对调，电磁铁会吸起更多的大头针 【答案】B 【解析】【分析】A.根据安培定则判断电磁铁的磁极方向； B.吸引大头针的数量越多，说明电磁铁的磁性越强； C.电磁铁的磁场强弱与电流大小有关； D.根据影响电磁铁磁场强弱的因素的知识判断。 【解答】A.开关闭合后，电流从电磁铁的下端流入、上端流出，根据安培定则可知，此时电磁铁的下端是N极，上端是S极，故A错误； B.根据转换法可知，电磁铁磁性的强弱可以通过电磁铁吸起的大头针的数目来判断，故B正确； C.若滑片P向左移动，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，电磁铁磁性增强，电磁铁吸起大头针的数量会增加，故C错误； D.仅将电源正负极对调，电路中电流的方向会发生改变，导致电磁铁的磁极发生改变，但不会增强电磁铁的磁性，所以电磁铁不会吸起更多的大头针，故D错误。 故选B。 6．如图所示，金属棒AB、CD水平放置在蹄形磁体的磁场中，两个蹄形磁体的N极和S极标识都没了。当小乐拉动AB向右移动时，发现CD会向左运动。以下说法错误的是（　　） A．在铜、铁两种金属中，应该选用铜来制作AB和CD B．此探究实验中，装置甲的工作原理是电流的磁效应 C．若AB不动，向左移动甲中的磁体，CD会向左运动 D．若调换装置乙中磁体的上下磁极，拉动AB向左移动，CD会向左运动 【答案】B 【解析】【分析】（1）铁磁性物质在磁场中会受到吸引力； （2）闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流，这就是电磁感应现象； （3）（4）感应电流的方向与磁场方向和运动方向有关，导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向有关，据此分析判断。 【解答】A.铁在磁场中会受到磁场的吸引，从而影响实验效果，为了使实验效果明显，选择的金属棒应该是铜棒，故A正确不合题意； B.拉动AB向右移动时，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，则此装置甲应用的原理是电磁感应，故B错误符合题意； C.当小乐拉动AB向右移动时，发现CD会向左运动，若AB不动，向左移动甲中的磁体，相当于AB向右切割磁感线，产生的电流方向不变，CD会向左运动，故C正确不合题意； D.拉动AB向左移动，产生的电流方向改变，若调换装置乙中磁体的上下磁极，磁场的方向改变，CD受力的方向不变，CD会向左运动，故D正确不合题意。 故选B。 7．如图，A是悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁，B是螺线管，闭合开关，待弹簧测力计示数稳定后，将滑动变阻器的滑片缓慢向右移动的过程中，下列说法正确的是 （　　） A．电压表示数变大，电流表示数也变大 B．电路中电流变小 C．螺线管上端是N极，弹簧测力计示数变小 D．电压表与电流表示数比值不变 【答案】C 【解析】【分析】根据右手螺旋定则判断电磁铁的磁极，由同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引判断磁力的方向，从而判断测力计的示数变化。 【解答】ABD、电路为串联电路，电压表测量滑动变阻器两端电压，滑片向右移，滑动变阻器连入电路的阻值减小，由欧姆定律可知，电路中电流变大，即电流表示数将变大，串联电路电阻越大，分压越大，可知滑动变阻器两端电压将变小，即电压表示数将变小。电压表示数与电流表示数的比值等于滑动变阻器连入电路的阻值，滑动变阻器阻值减小，则比值减小，故ABD错误； C、由右手螺旋定则可知，电磁铁上端为N极，与条形磁铁相互排斥，电路中电流变大，电磁铁的磁性增强，斥力增大，滑动变阻器的示数将减小，故C正确。 故答案为：C。 8． a、b两个磁极间的磁感线分布如图所示，下列说法正确的是 A．图中P 点处没有磁场 B．图中的磁感线是真实存在的 C．a、b对应的磁极分别为N极和 S极 D．在Q 点放置小磁针，静止后N 极指向a 【答案】C 【解析】【分析】为了形象地描述磁场的性质，物理学中引入了磁感线；在磁体外部，磁感线从磁体的N极出来回到S极；磁体的周围存在磁场，磁感线的方向表示磁场方向。 【解答】A.磁体的周围存在磁场，P点有磁场，故A错误； B.为了形象地描述磁场的性质，物理学中引入了磁感线，但磁感线不是真实存在的，故B错误； C.在磁体外部，磁感线从磁体的N极出来回到S极，所以a端为N极，b端为S极，故C正确； D.根据异名磁极相互吸引可知，Q点小磁针静止时N极指向b，故D错误。 故选C。 9．如图是U形磁铁周围的磁感线．根据磁感线方向，下列对磁极的判断正确的是（　　） A．甲是N极，乙是S极 B．甲是S极，乙是N极 C．甲、乙都是S极 D．甲、乙都是N极 【答案】A 【解析】【分析】解答此题应知道磁感线的方向是，在磁体的外部，从磁体的北极出来回到南极． 【解答】解：从图中可以看出，磁感线从甲端出来回到乙端，所以甲为N极，乙为S极． 故选A． 10．关于如图所示的磁场，下列说法正确的是 （　　） A．右端为磁铁的S极 B．a点所放小磁针静止时，北极指向左 C．a点的磁场强度比b点的强 D．c点由于没有磁感线经过，所以c 点处没有磁场 【答案】B 【解析】【分析】A.在磁体外部，磁感线从N极出发，回到S极； B.同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引； C.根据理想模型方法的思路进行分析，即为了人们可以形象直观的认识磁场，科学家通过想象引入了磁感线，磁感线的疏密程度反映磁场的强弱； D.磁体的周围存在磁场。 【解答】 A.磁体外部的磁感线是从N极出发，回到S极的，磁体内部的磁感线是从S极出发，回到磁体N极的，故左端为磁铁的S极，右端为N极，故A错误； B.根据异名磁极相互吸引可知，a点所放小磁针静止时北极指向左，故B正确； C.磁感线越密集，该处磁场越强，越稀疏，该处磁场越弱，则a处的磁场比b处的磁场弱，故C错误； D.磁体的周围存在磁场，c点处有磁场，故D错误。 故选B。 11．关于如图所示的磁场，下列说法正确的是 （　　） A．左端为磁铁的N极 B．a点所放小磁针静止时，北极指向右 C．a点的磁场强度比 b点的弱 D．c点由于没有磁感线经过，所以c点处没有磁场 【答案】C 【解析】【分析】 A.在磁体外部，磁感线从N极出发，回到S极； B.同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引； C.根据理想模型方法的思路进行分析，即为了人们可以形象直观的认识磁场，科学家通过想象引入了磁感线，磁感线的疏密程度反映磁场的强弱； D.磁体的周围存在磁场。 【解答】 A.磁体外部的磁感线是从N极出发，回到S极的，磁体内部的磁感线是从S极出发，回到磁体N极的，故左端为磁铁的S极，故A错误； B.根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，a点所放小磁针静止时北极指向左，故B错误； C.磁感线越密集，该处磁场越强，越稀疏，该处磁场越弱，则a处的磁场比b处的磁场弱，故C正确； D.磁体的周围存在磁场，c点处有磁场，故D错误。 故选C。 12．有一款能戴在手臂上的节能夜跑灯，其结构如图所示：线圈缠绕在外壳上并与LED灯构成闭合电路，磁体在管内随着夜跑者摆臂来回移动。如图与这一过程的工作原理相同的是 （　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】【分析】 闭合电路的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，这种现象叫电磁感应现象。 【解答】 根据题意可知，磁体在管内随着夜跑者摆臂来回移动，线圈缠绕在塑料水管外壳并与外部LED灯构成闭合电路，线圈在磁场中做切割磁感线运动，线圈中会产生感应电流，使得LED发光，这是电磁感应现象； A.图中是奥斯特实验，原理是电流的磁效应，故A不合题意； B.图中是电磁感应现象实验的装置图，故B符合题意； C.图中是探究通电导体在磁场中受力运动，故C不符合题意； D.图中是通电螺线管，实验原理是电流的磁效应，故D不符合题意。 故选B。 13．下图所示的四个实验中，能确定钢棒本身具有磁性的是 （　　） A．①② B．②④ C．①③ D．②③ 【答案】B 【解析】【分析】磁体的基本性质是能够吸引铁、钴、镍和其他磁性材料，还具有指南北的性质；给带铁芯的螺线管通电，便制作成了电磁铁，影响电磁铁磁性强弱的因素有电流的大小、线圈的匝数和铁芯的有无。 【解答】小磁针与钢棒相互吸引，不能说明钢棒具有磁性；钢棒指南北，这是磁体的基本性质，说明钢棒具有磁性；铁芯能使通电螺线管的磁性增强，不能说明钢棒具有磁性；导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生了感应电流（可以从电流表指针发生偏转来体现），这是电磁感应现象，说明钢棒具有磁性。故②④ 符合题意。 故答案为：B。 14．小科以塑料管为连接轴将两个玩具电机的转轴连接起来，并连接如图所示的电路，开关S闭合后，灯泡发光。下列那个实验装置图与电机甲所反映的原理一致（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】【分析】电动机是利用通电线圈在磁场里受力转动的原理制成的。发电机是利用电磁感应的原理制成的。 【解答】乙电动机通电后，线圈转动，带动甲电动机的线圈一起转动，甲的线圈转动时切割磁感线，产生感应电流，使灯泡发光，所以甲相当于发电机，乙是电动机，两电机能一起转动。B选项是电磁感应原理图，故B符合题意。 故答案为：B。 15．如图所示为水星周围小磁针“”的分布，则水星周围的磁感线可表示为(　　) A． B． C． D． 【答案】A 【解析】【分析】（1）磁场与磁感线：磁场是存在于磁体周围的一种物质，磁感线是为了形象描述磁场而引入的假想曲线，磁感线的切线方向表示磁场方向，小磁针静止时 N 极指向与磁感线方向一致。 （2）根据小磁针分布判断磁感线：小磁针的分布可以反映出磁场的分布情况，磁感线的形状应与小磁针的排列形状相符，且磁感线从磁体的 N 极出发，回到 S 极。 【解答】磁感线的形状应与小磁针的排列形状相符，且磁感线从磁体的 N 极出发，回到 S 极。A的磁感线分布与小磁针的分布情况相符，能正确表示水星周围的磁场，故该选项正确。 故答案为：A。 16．下面是四位同学根据小磁针静止时的指向，所画出的磁极和磁感线方向，其中不正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】【分析】 知道磁感线的方向与小磁针静止时北极所指的方向一致，并且要知道磁感线从磁体的北极出来回到南极。 【解答】 A.图中磁感线方向正确，但小磁针的磁极指向反了，故A错误； B.图中磁感线的方向和小磁针的指向都正确，故B正确； C.图中磁感线的方向和小磁针的指向都不正确，故C错误； D.图中磁感线方向不正确，小磁针的磁极指向正确，故D错误。 故选B。 17．如图所示，条形磁铁固定在水平地面上，用沿水平方向的拉力F 把重为G的铁块从条形磁铁的N极匀速拉到S极。此过程中，拉力F的大小变化情况是（） A．由小变大 B．由大变小 C．始终不变 D．先变小再变大 【答案】D 【解析】【分析】 条形磁体两端的磁性最强，中间的磁性最弱。 滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，结合平衡力的知识分析判断。 【解答】 当小铁块从磁铁一端匀速滑到另一端的过程中，因为条形磁体两端的磁性最强，中间的磁性最弱，因此磁铁对小铁块的吸引是先变小再变大。那么，小铁块对磁铁的压力相应的也是先减小再变大。而压力又影响到摩擦力的大小，所以摩擦力也是先变小再变大。又因为是匀速运动，拉力F和摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以拉力F和摩擦力一样也是先减小后增大。 故选D。 18．某兴趣小组自制了一个扬声器，将线圈紧贴在杯子底部，在线圈上方放置一个强磁铁，线圈中通入交流电后，线圈振动会带动纸杯振动发声。下列说法错误的是 A．该扬声器与发电机的工作原理相同 B．线圈振动是因为磁场对通电线圈有力的作用 C．改变线圈匝数能改变该扬声器发声的响度 D．磁场对线圈作用力的方向与电流方向有关 【答案】A 【解析】【分析】通电导体在磁场中会受到力的作用，力的方向与电流方向和磁场方向有关。 【解答】A 、扬声器工作原理是磁场对通电线圈有力的作用（类似电动机 ），发电机工作原理是电磁感应，二者原理不同，所以A符合题意； B 、线圈中有交流电（通电 ），处于强磁铁磁场中，磁场对通电线圈有力的作用，从而使线圈振动，所以B不符合题意； C 、改变线圈匝数，会改变线圈在磁场中受力大小，进而改变振动幅度，而响度与振动幅度有关，所以能改变发声响度，所以C不符合题意； D 、磁场对通电线圈作用力的方向与电流方向、磁场方向有关，所以磁场对线圈作用力的方向与电流方向有关，所以D不符合题意； 故答案选A。 19．磁感线可以形象地描述磁体周围磁场的分布，下列磁感线分布错误的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】【分析】通电导体周围会产生磁场，磁场方向与电流方向有关。 【解答】A、在磁体外部，磁感线从 N 极出发，回到 S 极 。图中是两个异名磁极（S 极和 N 极 ），磁感线从 N 极指向 S 极 ，所以 A 符合题意； B、通电螺线管的磁感线，根据安培定则（右手螺旋定则 ），电流从螺线管上端流入、下端流出，螺线管右端为 N 极，左端为 S 极 ，在磁体外部磁感线从 N 极出发，回到 S 极 ，此图中磁感线分布符合规律，所以 B 不符合题意； C、直线电流的磁感线，根据安培定则，右手握住导线，大拇指指向电流方向，四指环绕方向为磁感线方向，应为逆时针（从上方看 ），所以 C 不符合题意； D、地磁场的磁感线，地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近，磁感线从地磁北极（地理南极附近 ）出发，回到地磁南极（地理北极附近 ），所以 D 不符合题意； 故答案选 C。 二、填空题 20．某实验小组用铁屑和小磁针来探究“通电螺线管外部磁场的方向”。 （1）图甲中在玻璃板上均匀地撒上铁屑，闭合开关后，然后轻敲玻璃板。“轻敲”的目的是　 　。 （2）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。 （3）实验时发现通电螺线管的磁场较弱，为增强螺线管的磁场，可行的措施：　 　(写出一种方法)。 （4）把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，闭合开关，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示，现在要探究通电螺线管的极性与电流方向的关系，请简要写出接下来的实验操作：　 　。 【答案】（1）减小铁屑受到的摩擦力，从而使其规则排列 （2）北极 （3）向右调节滑动变阻器，从而减小电阻增大电流 （4）调换电源的正负极的方向 【解析】【分析】（1）铁屑会受到玻璃板的摩擦力，很难自由转动。轻轻敲击后，当铁屑在空中时不受摩擦力，此时可以在磁场的作用下规则排列，从而呈现磁场的分布情况； （2）在正常情况下，所有的磁体都有指南北的性质，指南的一端为南极，指北的一端为北极； （3）通电螺线管的磁场强弱与线圈匝数和电流大小有关； （4）根据控制变量法的要求可知，要探究通电螺线管的极性与电流方向的关系时，需要改变电流方向，据此分析解答。 【解答】（1）图甲中在玻璃板上均匀地撒上铁屑，闭合开关后，然后轻敲玻璃板。“轻敲”的目的是：减小铁屑受到的摩擦力，从而使其规则排列。 （2）在闭合开关前，小磁针静止时，N极指向地理的北极，说明地球周围存在磁场。 （3） 实验时发现通电螺线管的磁场较弱，为增强螺线管的磁场，可行的措施：向右调节滑动变阻器，从而减小电阻增大电流。 （4）现在要探究通电螺线管的极性与电流方向的关系，则接下来的实验操作：调换电源的正负极的方向。 21．如图是手机无线充电的原理图。充电时，发射线圈会产生一个磁场，此时手机中的接收线圈就会产生感应电流，实现无线充电。请回答： （1）无线充电时，接收线圈中产生电流的原理是利用　 　现象。 （2）某一时刻发射线圈与接收线圈中部的磁场方向向上时(如图中箭头所指方向)，则该时刻发射线圈中的电流方向是　 　(选填“a→b”或““b→a”)。 【答案】（1）电磁感应 （2）b→a 【解析】【分析】 （1）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，产生感应电流的现象； （2）安培定则：用右手握住通电螺线管，让四指指向电流的方向，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。 【解答】 （1）根据手机无线充电原理简化图，电流流过发射线圈会产生变化的磁场，当接收线圈靠近该变化的磁场时就会产生感应电流给手机充电，因此无线充电时，手机线圈中产生电流原理是利用电磁感应现象； （2）当某一时刻发射线圈与接收线圈中部的磁场方向向上时，因螺线管内部的磁场从螺线管的S极到N极，根据安培定则可知，该时刻发射线圈中的电流方向是b→a。 22．小塘同学受奥斯特实验的启发，产生了探究通电直导线周围磁场的兴趣，探究过程如下： （1）如图所示连接好电路，放上能自由转动的小磁针，调节　 　(填“直导线”或“小磁针”)的位置，使小磁针静止时与直导线平行。 （2）闭合开关，使电路处于短路状态，这样做的目的是增大　 　，从而增强电流的磁场。 （3）闭合开关时，图中的小磁针N极将　 　(填“指向纸面内”或“指向纸面外”)。 【答案】（1）直导线 （2）电流 （3）指向纸面外 【解析】【分析】 （1）在奥斯特电流磁效应的实验中，通电直导线应该平行南北方向，在小磁针正上方。 （2）断开的电路，即为断路；闭合的电路即为通路；电流不经过用电器，而是直接从电源的正极流会负极，称为短路；电流越大，磁性越强； （3）根据安培定则判断出通电导线周围的磁场，根据磁场的方向确定小磁针的转动方向。 【解答】 （1）由于地磁场的作用，小磁针会位于南北方向，要能观察到小磁针由于通电导线产生的磁场而发生偏转，通电直导线不能放在东西方向，应将导线南北方向放置，并且平行放在小磁针的正上方。 （2）当开关闭合时，电流从正极出发，经过开关回到负极，电路中没有用电器，即此时发生电源短路，短路时，电路中的电流大，可增强电流的磁场； （3）由安培定则可知，通电直导线下方的磁场方向是指向纸面外，所以；图中的小磁针N极将指向纸面外。 23．用一个铁钉、一节电池、一根电线和一个纽扣形强磁铁(磁性随温度升高而减弱)，可组装成一个演示用的简易电动机，组装过程如图所示。电流通过磁铁和铁钉，铁钉旋转。 （1）该简易电动机的工作原理是　 　。 （2）演示时，若要改变铁钉的转动方向，可以改变　 　的方向。 （3）电动机的导线下端应间歇性地接触磁铁，这样做的主要原因是____(填字母)。 A．防止铁钉被磁化 B．防止电流通过时产生过多热量 【答案】（1）通电导体在磁场中受到力的作用 （2）磁场 （3）B 【解析】【分析】 （1）根据电动机的工作原理解答； （2）电动机的转动方向与电流方向和磁场方向有关； （3）电流通过导体时会产生热量。 【解答】 （1）该简易电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。 （2）演示时，若要改变铁钉的转动方向，可以改变磁场的方向。 （3）电动机的导线下端应间歇性地接触磁铁，这样做的好处是防止电流通过时产生过多的热量，故B正确，A错误。 故选：B。 24．为了研究“磁场对通电导体的作用”，小科连接了甲、乙两套装置，请回答： （1）图甲装置中的 mn之间接入　 　(填“灵敏电流表”、 “电源”或“灯泡”)； （2）图乙装置中，当通入电流后，线圈的 ab 和 cd段会受到力的作用。在此实验中，不能作为线圈材料的有____； A．铜 B．铝 C．铁 D．塑料 （3）要使图乙中的线圈持续转动，应在其外部加装换向器，其目的是：当通电线圈所在平面转到与磁感线　 　(填“垂直”或“平行”)时，它能自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动。 【答案】（1）电源 （2）C；D （3）垂直 【解析】【分析】通电导体在磁场中会受到力的作用，受力方向与运动方向和磁场方向有关。 【解答】（1）“磁场对通电导体的作用”实验需要给导体通电，所以图甲装置中的mn之间应接入电源 ，使导体中有电流通过，从而研究磁场对通电导体的作用 ； （2）线圈材料需要是导体，这样才能导电，使线圈在磁场中受力。铜、铝、铁都是导体，可以导电，但铁本身在磁场就会受到力的作用，对实验结果会造成干扰，塑料是绝缘体，不能导电，所以不能作为线圈材料的是CD。 （3）换向器的作用是当通电线圈所在平面转到与磁感线垂直（即线圈处于平衡位置 ）时，自动改变线圈中的电流方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈持续转动 。 三、实验与探究题 25．小华用图甲中实验装置探究“怎样产生感应电流”，用到了铁架台、蹄形磁体、灵敏电流表、开关、直导体AB 和若干根导线等器材。实验中固定磁体，让导体AB 运动。根据表格信息回答下列问题： 实验次数 导体运动情况 灵敏电流表指针偏转情况 灵敏电流表电流方向 1 竖直向上 不偏转 ____ 2 竖直向下 不偏转 —— 3 水平向左 向右偏转 电流从右侧接线柱流入 4 水平向右 向左偏转 电流从左侧接线柱流入 （1）由实验1、2可知，闭合开关，导体AB 竖直向上或向下运动　 　(填“会”或“不会”)产生感应电流。 （2）由实验3、4可推测：导体产生感应电流的方向与　 　有关；如果固定导体AB，水平向右移动磁体，灵敏电流表的指针向　 　偏转。 （3）图乙中的“◯”表示导体AB 的横截面(即图甲中沿导体AB 由 A 往 B 看)，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示导体运动中的不同位置，箭头表示导体在那个位置上的运动方向。则导体会产生感应电流的位置有____(填序号)。 A．Ⅰ位置 B．Ⅱ位置 C．Ⅲ位置 D．Ⅳ位置 【答案】（1）不会 （2）导体切割磁感线的运动方向；右 （3）B；C；D 【解析】【分析】（1）电磁感应现象的产生条件：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中才会产生感应电流。如果导体没有切割磁感线（如沿磁感线方向运动），则不会产生感应电流。 （2）感应电流方向的影响因素：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。当其中一个因素改变时，感应电流的方向就会改变；若两个因素同时改变，感应电流的方向不变。 （3）相对运动的等效性：在电磁感应实验中，“导体切割磁感线” 与 “磁体相对于导体运动” 的效果是等效的，都能让导体切割磁感线从而产生感应电流。 【解答】（1）由1、2两次实验可知，导体AB 竖直向上或竖直向下平行于磁感线运动时，灵敏电流表指针不偏转，即说明闭合回路中不会产生感应电流。 （2）由3、4两次实验可知，导体AB 切割磁感线的运动方向改变时，产生的感应电流的方向也发生了改变，说明导体AB 中感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向有关。 如果固定导体AB，水平向右移动磁体，此时相当于磁体不动，导体AB 水平向左运动，由表格中的信息可知，此时灵敏电流表的指针向右偏转。 （3）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示导体AB 运动中的不同位置，箭头表示导体在那个位置上的运动方向。因为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ这三个位置导体做切割磁感线运动，Ⅰ位置导体不做切割磁感线运动，所以导体会产生感应电流的位置有Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。 故答案为： BCD。 26．2025年我市开展“清凉学习”中小学教室空调安装行动，将在全市所有中小学教室中共安装2244台空调，为师生创造更舒适的学习环境。 （1）空调属于大功率用电器，为保证用电安全，防止电路中　 　过大，电线过热，引发火灾，往往会给教室中空调单独铺设输电线。 （2）为落实节能降耗，某校科学小组同学开展项目学习活动，设计空调开机自动控制电路。活动过程如下： 【明确问题】小组同学经讨论后提出，控制电路需实现以下功能，并提出具体标准： ①电路能感知环境温度的变化； ②室温达到30℃时自动接通电路，空调开始工作。 【方案设计】根据标准，小组讨论后，设计了如图甲的自动控制模拟电路，实现当气温升至 时，衔铁才能被电磁铁吸下，接通空调线路。热敏电阻R1的阻值随温度变化情况如图乙(线圈电阻忽略不计)。请计算衔铁刚吸合时控制电路中的电流是多少　 　? 【方案迭代】实际使用中发现：当气温在 上下波动时，空调线路会频繁接通和断开，影响空调的正常使用。因此该同学在图甲的基础上增加了一个定值电阻 (如图丙)，实现了空调线路接通后，气温降低至 以下时才自动切断，回升至 后才重新接通。 （3）请计算 的阻值。并说出“气温从 降低至 时，空调线路不断开”的工作原理　 　。 【答案】（1）电流 （2）0.15A （3）60Ω，原理为：气温升至30℃时，衔铁被吸下，Rt和R0并联工作，气温从30℃下降到26℃，由于R0的作用，线圈的电流一直大于等于0.15A，衔铁一直被吸引，空调线路不断开。 【解析】【分析】（1）当电流经过导体时都会发热，这就是电流的热效应； （2）根据乙图确定温度达到30℃时热敏电阻的阻值，然后根据计算通过控制电路的电流； （3） 根据图乙可知温度为26℃时热敏电阻Rt的阻值，根据图丙可知，衔铁被吸下时，Rt与R0并联，根据欧姆定律此时通过Rt的电流，根据并联电路的电流特点求出通过R0的电流，根据欧姆定律求出R0的阻值，结合图丙说明工作原理。 【解答】（1）空调属于大功率用电器，为保证用电安全，防止电路中电流过大，电线过热，引发火灾，往往会给教室中空调单独铺设输电线。 （2）根据乙图可知，30℃时热敏电阻的阻值为20Ω，则此时通过控制电路的电流：； （3） 由图乙可知，当温度降为26℃时，热敏电阻Rt的阻值：Rt2=30Ω， 由并联电路的电压特点可知，此时热敏电阻Rt两端的电压不变， 通过Rt的电流：， 电路改进前后，衔铁刚被吸下时，电磁铁线圈中的电流大小不变， 由并联电路的电流特点可知，通过R0的电流：I0=I-It=0.15A-0.1A=0.05A， 由欧姆定律可知，R0的阻值：， 工作原理：气温升至30℃时，衔铁被吸下，Rt和R0并联工作，气温从30℃下降到26℃，由于R0的作用，线圈的电流一直大于等于0.15A，衔铁一直被吸引，空调线路不断开。 27．在设计电动窗帘时，小柯将设计的电路由设计①升级为设计②，实现了窗帘升降电动化。为了进一步实现窗帘升降的自动化，小妍在原有设计上加入电磁铁、光敏电阻Rₓ等元件，设计了设计③电路，实现窗帘能根据户外光强度控制升或降。 （1）设计②比设计①多了一个电源，能达到通过切换开关来改变　 　，从而改变电动机转动方向。 （2）控制电路的电源电压为U=6V，光敏电阻Rₓ的阻值随光照度的变化如下表所示。当线圈中的电流达到2mA时，衔铁吸合，关闭窗帘；当线圈中的电流小于2mA时，衔铁松开，打开窗帘。衔铁刚好被吸合时，室外自然光的照度为　 　流明。(不考虑线圈电阻) 照度/流明 200 300 400 500 600 700 800 1000 光敏电阻R阻值/千欧 4.8 3.7 3.0 2.6 2.3 2.1 1.9 1.6 （3）为符合室内照明标准，要求室外的照度在700流明以上时才关闭窗帘，小柯还需要在控制电路串联一个阻值为多少的电阻?(写出计算过程) （4）项目设计完成后，老师邀请其他小组来为设计③进行评价。结合评价表，你判断该设计的评价等级应为　 　。 评价指标 评价等级 优秀 合格 待改进 自动化程度 电动窗帘能自动打开和自动关闭，且电动机可以自动停止。 电动窗帘能自动打开和自动关闭，但电动机无法自动停止。 电动窗帘只能自动打开，或者自动关闭。 【答案】（1）电流方向 （2）400 （3）解：由图可得，700流明时，光敏电阻阻值为2100Ω， 当电流I=2mA=0.002A，电源电压 U=6V时， 总电阻； 需要串联电阻的阻值。 （4）合格⋯ 【解析】【分析】（1）电动机的转动方向与电流方向有关，即改变电流方向，那么电机的转动方向改变； （2）根据欧姆定律计算出衔铁吸合时光敏电阻的阻值，然后与表格数据对照即可； （3）根据表格数据确定700流明时光敏电阻的阻值，根据欧姆定律计算电流为2mA时的总电阻，最后根据计算需要串联电阻的阻值。 （4）根据评价指标对设计③进行分析判断。 【解答】（1） 设计②比设计①多了一个电源， 且电源的正负极方向相反，那么通过开关切换就能改变通过电动机的电流方向，进而改变电动机的转动方向。 （2） 当线圈中的电流达到2mA时，衔铁吸合， 此时光敏电阻的阻值为：； 根据表格数据可知，此时室外自然光的照度为400流明。 （4）根据图片可知，设计③中，通过光敏电阻Rx能够控制衔铁的吸合或断开，进而改变通过电动机的电流方向，从而实现窗帘的自动打开或关闭，但是无法实现电动机自动停止，因此评价等级为合格。 28．物理学中常用磁感线来形象地描述磁场，用磁感应强度(用字母B表示)来描述磁场的强弱，它的国际单位是特斯拉(符号是T)，磁感应强度B越大表明磁场越强； 表明没有磁场。有一种电阻，它的大小随磁场强弱的变化而变化，这种电阻叫做磁敏电阻，图1所示是某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图象。为了研究某磁敏电阻R的性质，小刚设计了如图2所示的电路进行实验，请解答下列问题： （1）当S1断开， 闭合时，电压表的示数为3V，则此时电流表的示数为　 　 （2）只闭合S1，通电螺线管的左端为　 　极；闭合 和 ，移动两个滑动变阻器的滑片，当电流表示数为0.04A时，电压表的示数为6V，由图象可得，此时该磁敏电阻所在位置的磁感应强度为　 　T。 （3）实验中小刚通过改变滑动变阻器连入电路中的阻值来改变磁敏电阻所在位置的磁感应强度，请你再提供一种改变磁感应强度的方法　 　。 【答案】（1）0.03 （2）S；0.3 （3）改变通电螺线管的线圈匝数 【解析】【分析】 （1）由图象可以得到R没有磁性时的电阻，已知此时R两端电压，利用欧姆定律得到电流表的示数； （2）利用安培定则判断通电螺线管的磁极； 已知磁敏电阻两端电压和通过的电流，可以得到电阻；由磁敏电阻的阻值，利用图象可以得到磁感应强度； （3）通电螺线管磁性的强弱与电流大小和线圈匝数有关。 【解答】 （1）当S1断开，螺线管中没有磁性，即B=0，由图象知此时R=100Ω， 乙图中R与R2串联，电压表测R两端电压，电流表测电路中电流， 根据欧姆定律得，此时电流表的示数为：； （2）闭合开关S1时，螺线管产生磁性，由安培定则知：左端为S极； 当电流表示数为0.04A时，电压表的示数为6V， 磁敏电阻的阻值为， 由图象知，此时的磁感应强度B=0.3T； （3）已知磁敏电阻的大小随磁场强弱的变化而变化，所以可以通过改变通电螺线管中线圈匝数改变螺线管的磁性强弱，即改变了磁敏电阻所在位置的磁感应强度。 29．为探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小塘做了如下的实验： 步骤1：在水平桌面上放置一小车，小车上固定一块条形磁铁。 步骤2：当闭合开关时，小车会沿水平方向向右运动，记录小车在水平桌面上运动的距离。 步骤3：断开开关，把小车重新放在起始位置，依次向右移动变阻器滑片，闭合开关，记录电流表的读数以及小车在水平桌面上运动的距离。 实验数据如下： 实验次数 1 2 3 4 5 6 电流的大小(安) 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 小车运动的距离(厘米) 15 19 24 30 ? ? （1）本实验中通过比较　 　来判断电磁铁磁性强弱。 （2）下列实验中与本实验的研究方法相同的是____。 A．用磁感线描述磁场 B．借助水压学习电压 C．用铁屑显示磁体周围磁场分布 D．把敲响的音叉接触水面来判断音叉有没有振动 （3）通过本实验可得出结论：在线圈匝数一定时，通过线圈的电流越大，电磁铁的磁性越　 　。 （4）小塘在第4次实验后结束了实验，小钱觉得实验数据还不够，又重新连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，电流表均有示数分别记为第5次和第6次数据，小车却出现向左运动的情况，你认为可能的原因是　 　(写出一点即可)。 【答案】（1）小车运动的距离 （2）D （3）强 （4）对调了磁极或改变了电流的方向 【解析】【分析】（1）根据题意可知，小车运动的距离越大，则电磁铁的磁性越强； （2）物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。 （3）根据表格数据分析解答； （4）电磁铁的磁场方向与电流方向有关，结合磁极之间的相互作用规律解答。 【解答】 （1）根据转换法思想，本实验中通过实验现象小车运动的距离来判断电磁铁磁性强弱。 （2）下面的实验也用了与本实验相同的科学研究方法的是用铁屑显示磁体周围磁场分布，把敲响的音叉接触水面，看有没有溅起水花，来判断音叉有没有振动，即都运用了转换法，故选CD。 （3）通过本实验可得出的结论是：在线圈匝数一定时，电流越大，磁性越强，排斥力越大，小车移动距离越远。 （4）小科在第4次实验后结束了实验，小明觉得实验数据还不够。重新连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，电流表均有示数分别记为第5次和第6次数据，小车始终不能向右前进，可能的原因是对调了磁极，改变了电流的方向，使电磁铁与磁铁相互吸引而不能向右移动。 30．图1为某品牌智能晾衣架，该装置具有“电动升降、智能风干”的功能。其内部由工作电路与控制电路组成(简化电路如图2)。控制电路电压为12 V，滑动变阻器R2的阻值范围为0~1000 Ω，线圈电阻忽略不计，R1 为湿敏电阻，其阻值与空气相对湿度φ的关系如图3所示，当控制电路中的电流达到20 mA 时，衔铁刚好被吸合。工作电路电源电压为220 V，压力感应开关S2可根据横杆是否悬挂衣物自动切换闭合或断开状态。S3可独立控制电动机，实现晾衣架电动升降的功能。 （1）将工作电路的A、B接线柱接入家庭电路时，A端应接　 　(填“火线”、“零线”或“地线”)；结合图2电路判断，晾衣架的升降功能　 　(填“受”或“不受”)湿度的影响。 （2）若R2接入电路的阻值为500 Ω，求空气湿度为多少时，恰能使风干机开始工作。 （3）要使风干机在湿度更低时才开始工作，可采取的措施有　 　。(写出一条) 【答案】（1）火线；不受 （2）控制电路的电压U=12V， 当电流I=20mA=0.02A时，控制电路的总电阻。 已知R 2=500Ω， 则湿敏电阻100Ω。由图 3 可知， 当R1 =100Ω时，空气湿度为 45% RH。 （3）滑动变阻器滑片向上移动/适当增大控制电路电源电压/增加线圈匝数 【解析】【分析】（1） 家庭电路的连接，开关应接在火线上，以保证用电安全。 （2） 电磁继电器的工作原理，电磁继电器的工作状态受控制电路的影响，而控制电路的电流与湿度有关。 （3） 欧姆定律的应用，根据控制电路的电压、电流和滑动变阻器的阻值，计算湿敏电阻的阻值，再根据湿敏电阻与湿度的关系确定湿度值。 （4） 电路的改进方法，通过改变滑动变阻器的阻值、控制电路的电压或线圈匝数，改变控制电路的电流，从而改变风干机开始工作的湿度。 【解答】（1） 将工作电路的 A、B 接线柱接入家庭电路时，A 端应接火线，因为开关应接在火线上，这样在断开开关时，能切断火线，保证用电安全。结合图 2 电路，晾衣架的升降功能由开关S2独立控制，不受控制电路（与湿度有关）的影响，所以晾衣架的升降功能不受湿度的影响。 （3） 要使风干机在湿度更低时才开始工作，即需要在湿度更低（R1更大）时，控制电路的电流才能达到 20mA。可采取的措施有滑动变阻器滑片向上移动（增大R2的阻值）、适当增大控制电路电源电压、增加线圈匝数。 31．课堂上老师用图甲所示电路研究“产生感应电流的条件”，小科同学受此启发，设计了如图乙所示的电路来研究“产生感应电流的方向与哪些因素有关”。实验步骤及现象如表所示： 操作序号 实验步骤 灵敏电流计偏转情况 1 闭合开关，A、B保持相对静止 不偏转 2 闭合开关，A静止，B向下运动 向左 3 闭合开关，A静止，____ 向右 4 闭合开关，A、B保持相对静止，滑片向左移动 向左 5 闭合开关，A、B保持相对静止，滑片向右移动 向右 6 改变电源正负极，闭合开关，A、B保持相对静止，滑片向左移动 向右 7 改变电源正负极，闭合开关，A、B保持相对静止，滑片向右移动 向左 （1）请用笔替代导线，完成图甲中的电路连接。　 　。 （2）根据操作2、3可得出：感应电流方向与线圈切割磁场方向有关。补充操作3的实验步骤：　 　。 （3）进行操作1时，灵敏电流计没有发生偏转，小科认为可能是磁场太弱的缘故，此时他可以进行的尝试有　 　。 （4）通过对比序号　 　，小科同学得出产生感应电流的方向还与磁场方向有关。 【答案】（1） （2）B向上运动 （3）滑动变阻器左移(增大电源电压等) （4）4、6(或5、7) 【解析】【分析】（1） 电磁感应现象中电路的连接方法，需要将灵敏电流计、线圈等正确连接成闭合回路。 （2） 感应电流方向与线圈切割磁场方向的关系，通过改变线圈切割磁场的方向，观察感应电流方向的变化。 （3） 影响感应电流大小的因素，感应电流的大小与磁场强度、线圈切割速度等因素有关。 （4） 控制变量法在实验中的应用，通过对比不同实验步骤，探究感应电流方向与磁场方向的关系。 【解答】（1） 图甲中，应将灵敏电流计与线圈连接成闭合回路，使线圈在磁场中运动时能产生感应电流。 （2） 根据操作 2、3，操作 2 中 B 向下运动，灵敏电流计向左偏转；操作 3 中要探究感应电流方向与线圈切割磁场方向的关系，应让 B 向上运动，这样可以改变线圈切割磁场的方向，观察灵敏电流计的偏转情况。 （3） 进行操作 1 时，灵敏电流计没有发生偏转，可能是磁场太弱，此时可以尝试增大磁场强度，如滑动变阻器左移（增大电源电压，使线圈中的电流增大，磁场增强）等。 （4） 通过对比序号 4、6（或 5、7），在这两组实验中，线圈切割磁场的方向相同，改变了磁场方向（通过改变电源正负极），观察到灵敏电流计的偏转方向不同，从而得出产生感应电流的方向还与磁场方向有关。 32．在“探究电磁铁磁性强弱与电流大小关系”的实验中，小明用绝缘细线将电磁铁M悬挂在铁架台上，并保持它与软铁块P 的距离不变。以下是他的部分实验步骤：①断开开关S，按图组装实验电路，将滑动变阻器的滑片置于最右端。用已调零的电子测力计测出此时软铁块 P对测力计的压力F0为0.9N；②闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片到适当位置，读出电流表的示数 I和相应的电子测力计的示数 F，并将I、F的数据记录在表格中；③仿照步骤②再进行两次实验。 实验次数 1 2 3 I/A 0.34 0.40 0.44 F/N 0.84 0.82 0.81 （1）实验中小明是通过　 　来判定电磁铁磁性强弱的。 （2）闭合开关S后，电磁铁下端的磁极为　 　(选填“N”或“S”)极。 （3）由表中数据可以得出的实验结论是：　 　。 （4）本实验中，滑动变阻器除了保护电路的作用外，还起到　 　的作用。 【答案】（1）观察电子测力计示数 （2）S （3）对于同一电磁铁，通过线圈的电流越大，电磁铁的磁性越强 （4）改变电路中电流大小 【解析】【分析】 （1）电磁铁的磁性越强，对软铁块的吸引力越大，则软铁块对电子测力计的压力越小，即它的示数越小； （2）（3）根据表格中数据可分析得出解答；解答本题应掌握：电磁铁的结构、安培定则及根据滑动变阻器滑片的移动可知螺线管中电流的变化，由电流变化可知磁性的变化。 （4）滑动变阻器的作用：①保护电路；②改变电路中电流大小。 【解答】 （1）实验中小明是通过观察电子测力计示数来判定电磁铁磁性强弱的，这是转换法的应用； （2）导线绕成线圈即可组成电磁铁；根据电源的正负极，判断出电磁铁中电流的方向是从左向右的，由安培定则可判出电磁铁的上端为N极，下端为S极； （3）由表中数据可知，电磁铁的线圈匝数不变，只改变了电路中电流大小，且电流增大时，电子测力计示数的变化量ΔF增大（即电磁铁对软铁块的吸引力增大），所以可得出结论：对于同一电磁铁，通过线圈的电流越大，电磁铁的磁性越强； （4）本实验中，滑动变阻器除了保护电路的作用外，还起到改变电路中电流大小的作用。 学科网（北京）股份有限公司 $