专题40 电磁学（专题复习）2026年上海市中考物理一模二模专项复习

专题40 电与磁（专题复习） 目 录 一、考情分析 1 二、知识建构 2 三、板块训练 3 模块一、磁场 3 模块二、电流的磁场 4 模块三、电磁铁 电磁继电器 6 模块四、通电导线在磁场中受到的作用力 9 模块五、电磁感应 11 四、综合练习 13 一、考情分析 一、考点分析：磁现象和磁场；电流的磁场；电磁铁与电磁继电器；通电导线在磁场中受到的作用力；电磁感应。 二、命题预测 1. 考查磁现象和磁场。命题点有：条形磁体的磁性特点；磁极间相互作用的规律；磁化；磁体的指向性；磁场及基本性质；磁体周围的磁感线分布；地磁场的分布及特点。 2. 考查电流的磁场。命题点有：电流的磁效应；通电螺线管外部的磁场；通电螺线管外部的磁场方向；右手螺旋定则。 3. 考查电磁铁与电磁继电器。命题点有：影响电磁铁磁性强弱的因素；电磁继电器的原理；电磁继电器的应用。 4. 考查通电导线在磁场中受到的作用力。命题点有：通电导线在磁场中受力的作用；影响通电导线在磁场中受力方向的因素；电动机的构造、原理、能量转化及换向器的作用等。 5. 考查电磁感应。命题点有：电磁感应现象的探究；产生感应电流的条件；影响感应电流方向的因素；发电机的工作原理及能量转化。 二、知识建构 三、板块训练 模块一、磁场 【例题1】关于条形磁体及其磁场，下列描述中正确的是（    ） A．条形磁体可以吸引铝块 B．条形磁体两端的磁性最强 C．条形磁体周围的磁性强弱分布均匀 D．条形磁体周围存在磁感线 【例题2】下列三幅图涉及了一些磁现象的知识，关于磁现象的描述中错误的是（　　） A．磁场看不见，摸不到，是不存在的，是我们假想出来的一个模型 B．图甲中条形磁体端靠近另一个条形磁体的N极，若二者相互排斥，则端为N极 C．图乙中地理北极是地磁场南极，图中小磁针上端为N极 D．图丙表示的是两个条形磁体同名磁极附近的磁感线分布 【练习1】指南针能确定地理方位，是由于指南针在 的作用下能够指南北。如图5所示是同名磁极磁感线分布图，根据磁感线方向判断图中两磁极均为 极。在物理学中，用磁感应强度（用字母B表示，国际单位：特斯拉，符号是T）表示磁场的强弱，磁感应强度越大，磁场越强。用某种材料制成的磁敏电阻，其阻值R随磁感应强度的变化图像如图6（甲）所示，由图像可知磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而 。若将该磁敏电阻连接在图6（丙）所示的电路中（电源电压不变），不改变滑动变阻器滑片的位置，仅将磁敏电阻由图6（乙）中的A位置移动至B位置，那么电流表的示数将 ，原因是 。 【练习2】磁体与磁体间的相互作用，可以不相互接触，这是因为磁体周围存在磁场。 （1）在磁体周围，磁体两极处的磁场 （选填“最强”或“最弱”）； （2）我们可以用磁感线来表示磁体周围的磁场，下列关于磁感线的说法，正确的是 ； A．磁感线是真实存在的 B．磁感线能表示磁体周围各处磁场的强弱 C．磁感线能表示磁体周围各处磁场的方向 （3）图是某同学绘制的条形磁体周围的磁感线，请指出图中磁感线的主要错误并说明理由： 。 【练习3】将一条形磁体放在均匀撒满铁屑的玻璃板上，把磁体拿起来时，现象如图甲所示，则： （1）条形磁体 的磁性最强， 的磁性最弱。磁体吸引能力最强的两个部位叫作 。 （2）若将该条形磁体分为两段，如图乙所示，则每段______（填字母）。 A．有一个磁极 B．没有磁极 C．有两个同名磁极 D．有两个异名磁极 模块二、电流的磁场 【例题1】创新实验小组研究磁体周围的磁场情况：放在水平桌面上的条形磁体，周围的小磁针指向情况如图甲所示；在条形磁体上的有机玻璃面均匀撒一层铁屑，轻轻敲后铁屑的分布情况如图乙所示；根据甲、乙图画出条形磁体周围的磁感线如图丙所示，下列说法错误的是（　　） A．图甲所示的实验，研究的是条形磁体周围的磁场方向特点 B．图乙所示的实验，研究的是条形磁体周围的磁场分布特点 C．图丙所示磁感线，是人们为了描述磁场建立的物理模型 D．由图丙可知，条形磁体周围的磁场是由磁感线组成的 【例题2】小明用如图所示的装置探究“通电螺线管外部磁场的分布”。 （1）在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑，通电后观察小磁针的指向，轻敲纸板，观察铁屑的排列情况，如图甲所示；把小磁针放到螺线管四周不同的位置，闭合开关后，小磁针再次静止时的指向如图乙所示。 ①通电后小磁针发生偏转，说明通电螺线管周围有 ；②通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似； （2）将电源正负极对调，闭合开关，发现小磁针偏转方向与原来相反，说明通电螺线管的磁场方向与 有关； （3）如图乙所示，根据小磁针静止时的指向，通电螺线管右端为 极，a端应接电源的 极；小明将一铁芯插入螺线管中，其磁场会变 ；请再写出一种能增强电磁铁外部磁场的方法： 。 【练习1】如图所示，小磁针静止在甲、乙两个通电螺线管之间.请在答题纸上标出： （1）甲图中通电螺线管导线的绕法和A点磁感线方向； （2）在乙图的括号内标出电源的“＋”“-”极。 【练习2】探究通电螺线管外部磁场的方向。 某组同学通过探究，已了解通电螺线管的两端相当于条形磁体的两极，它们的极性可以用小磁针的指向来判定后，接着探究通电螺线管两端的极性由什么因素决定。 【猜想】 ①可能由螺线管的绕向决定； ②可能由螺线管中电流的方向决定。 【证据】 （1）用笔画线表示导线，将如图甲所示的器材连接起来。 （2）把小磁针放在螺线管两端，闭合开关，观察并记录小磁针静止时N极的指向、螺线管的绕向、螺线管中电流的方向。如图乙所示，是本组同学用画图的方法呈现出的三次实验现象。则 两次实验是研究猜想①的， 两次实验是研究猜想②的。 （3）分析以上证据可知，通电螺线管的极性由 决定。 （4）请根据以上结论，判定图丙中通电螺线管的N、S极。 【练习3】如图所示小明在探究“通电螺线管的磁场分布”实验； （1）玻璃板上均匀撒上铁屑。闭合开关后， 玻璃板，从铁屑排布，小明同学可以得知通电螺线管周围磁场的 （选填“方向特点”或“分布特点”）； （2）螺线管的外部磁场与 磁体周围的磁场相似； （3）要探究通电螺线管周围磁场的方向，接下来他需要增加的实验器材是 ； （4）要增加通电螺线管的磁性，可行的操作是 （任写一条）。 模块三、电磁铁 电磁继电器 【例题1】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敏电阻上，衔铁被吸下，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，则下列说法不正确的是（    ） A．电磁继电器利用电流的磁效应工作 B．光敏电阻的阻值随光照强度的增大而增大 C．控制电路的电流随光照强度的增大而增大 D．a是指示灯，b是除尘器 【例题2】在跨学科实践课上，某小组开展了“空气质量检测仪”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助完成下列内容： 【项目任务】制作一个简易的空气质量检测仪。 【项目导引】资料显示空气质量等级是按照空气质量指数划分的，如表所示。 空气质量指数K 0～50 51～100 101～150 151～200 201～250 空气质量等级 优 良 轻度污染 中度污染 重度污染 严重污染 从学校科技实验员处借得一个气敏电阻，通过说明书获悉，其电阻值随空气质量指数的关系如图甲所示： 【方案设计】小组经过一番讨论和研究，设计了如图乙所示的空气质量检测仪的电路，其中定值电阻R0=20Ω，电源电压U恒为6V不变，用电流表的示数表示对应空气的质量指数：闭合开关S，当电流表的示数为0.15A时，电路报警，此时电磁铁把衔铁B吸下来，净化系统开始工作，电磁铁中线圈的电阻不计。 【项目实施】如图乙，闭合开关S： （1）电磁继电器中电磁铁M的上端为 （选填“N”或“S”）极。当净化系统工作时，弹簧对点作用力的方向是向 （选填“上”或“下”）； （2）当空气质量指数K值升高时，电路中电流表的示数将 （选填“增大”“不变”或“减小”）。当空气质量指数K为50时，电阻R0两端的电压为 V。当电磁铁恰好将衔铁B吸下来，电路报警，此时对应的空气质量等级为 。 【评价反思】 （3）若想让仪器检测更加灵敏，使空气质量指数K略低于“方案设计”中的数值时电路就报警，请提出两种合理化建议：① ；② 。 【练习1】热爱探究的小东买了一个磁悬浮地球仪（如题图甲）。他好奇它的悬浮的原因，于是打开磁悬浮地球仪，发现内部安装有一块强磁体，环形底座是一个空心的电磁铁，只要底座上通上电源，地球仪就可以悬浮起来。 （1）通电后地球仪底部磁极和底座上方磁极极性 （选填“相同”或“相反”）；增大电磁铁中的电流，地球仪悬浮时受到的磁力将 （选填“变大”“变小”或“不变”）；在搬动时应该先 （选填“切断电源”或“拿开地球仪”），从而避免损坏仪器。 （2）小东继续上网查询磁悬浮列车知识，我国在超高速磁悬浮领域的技术全球领先，这种悬浮列车是利用 （选填“电荷”或“磁极”）间的相互作用规律实现列车与轨道之间的悬浮。如图乙所示是列车悬浮时电磁铁的简易图，请分析电磁铁工作时，上端是 极。 （3）当列车内的乘客增加时，如果是靠变阻器来控制列车的悬浮稳定，图中变阻器滑片应该向 （选填“a”或“b”）端移动。 【练习2】小明利用光敏电阻在居民楼门口设计了一种自动照明电路，天暗时灯自动发光，天亮时灯自动熄灭，其工作原理如图所示。控制电路中电源电压恒为3V，定值电阻R0为100Ω。电磁铁的线圈电阻忽略不计，当天色渐暗，通过线圈的电流为0.02A时，恰好启动工作电路中一盏规格为“220V 22W”的节能灯开始照明。试问： （1）开关S闭合后，控制电路中电磁铁的上端为 （选填“N”或“S”）极。光敏电阻R的阻值随光照强度减小而 （选填“增大”或“减小”）。其他条件不变时，若提高控制电路电源电压，节能灯工作时间会变 （选填“长”或“短”）。 （2）照明系统恰好启动时，光敏电阻R的阻值为多少 ？ （3）节能灯正常发光时，工作电路中的电流是多少 ？ 【练习3】下图是某学习小组的同学研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图。 （1）要改变电磁铁线圈中的电流大小，可通过 来实现；要判断电磁铁的磁性强弱，可通过观察 来确定。 （2）下表是该组同学所做的实验记录。 电磁铁线圈匝数／匝 50 100 实验序号 1 2 3 4 5 6 电流／A 0.8 1.2 1.5 0.8 1.2 1.5 吸引大头针数量/枚 5 8 10 7 11 14 ①比较第1、2、3次实验（或第4、5、6次实验），可得出的结论是：电磁铁的线圈匝数一定时，通过电磁铁线圈中的电流 （选填“越大”或“越小”），电磁铁磁性越强。 ②比较第1和第4次实验（或第2和第5次实验或第3和第6次实验），可得出的结论是：电磁铁线圈中的电流一定时，线圈匝数 （选填“越多”或“越少”），电磁铁磁性越强。 模块四、通电导线在磁场中受到的作用力 【例题1】如图所示实验中，闭合开关，导体ab向右运动，下列操作能让导体ab向左运动的是（　　） A．改变电压大小 B．改变电流方向 C．改变电流大小 D．改变导体ab长度 【例题2】如图所示，导体棒AB放在蹄形磁体磁场中的水平金属轨道上。 （1）闭合开关，发现导体棒AB向右运动，这说明 ； （2）在（1）的基础上又进行了如下操作： ①断开开关，只对调电源的正、负极，再闭合开关，发现导体棒AB向左运动，这说明通电导体的受力方向与 有关； ②断开开关，只对调磁体的N、S两极，再闭合开关，发现导体棒AB向左运动，这说明通电导体的受力方向与 有关； ③断开开关，同时将磁体的N、S两极和电源的正、负极对调，再闭合开关，会看到导体棒AB向 运动； （3）实验中通过观察导体的运动方向来判断导体在磁场中的受力方向，这运用了 法； （4）通电后，导体棒AB在运动的过程中将 能转化为 能。 【练习1】下图是一种动圈式扬声器的内部结构示意图。当线圈中有电流通过时，通电线圈在 中受到力的作用而运动；由于通过线圈的交变电流方向不断变化，线圈就不断来回运动，带动纸盆振动发声。若将线圈两端连接干电池，则该扬声器 （选填“会”或“不会”）持续发声。 【练习2】关于下列四幅图的说法正确的是（   ） A．甲图的实验说明：通电导体在磁场中受到力的作用 B．乙图的实验原理和动圈式话筒的原理是一样的 C．丙图是发电机工作图，其工作时将电能转化为机械能 D．丁图是电动机工作图，它的原理是磁场对通电导体有力的作用 【练习3】小明打开一只电流表的外壳，观察电流表的内部结构，示意图如图甲所示。给电表线圈通入电流I后，线圈顺时针转动； （1）撤去磁体，再次给电表线圈通入大小和方向均相同的电流I，指针将 （选填“不动”，“顺时针转动”或“逆时针转动”）。 （2）小明把线圈拆出来,其侧面示意图如图乙，则通入图乙中标示方的电流I时，它的P端是 极（选填“N”或“S”极）。 （3）把磁体、线圈装回原来位置，若让电流从B接线柱流入，A接线柱流出，线圈受到磁体的力如图甲所示；若仅改变电流方向，让电流从A接线柱流入，B接线柱流出，请在图丙中画出线圈Q点受力的示意图 。 模块五、电磁感应 【例题1】如图所示，在a、b两端接入电源或电流表组成不同装置，以下正确的是（　　） A．接电源，和发电机的原理相同 B．接电流表，和电动机的原理相同 C．接电源，可将电能转化为机械能 D．接电流表，移动直导线电流表指针一定偏转 【例题2】如图所示的是有关“电和磁”的实验，下列说法中正确的是（　　） A．图甲中导体AB只有水平方向运动时，电流表指针才会偏转 B．图乙中电流方向和磁场方向同时改变时，导体ab的运动方向不变 C．图丙中扬声器的工作原理与图甲的相同，都是将机械能转化为电能 D．电铃的工作原理是通电导线在磁场中受力的作用 【练习1】在“探究导体在磁场中运动时产生感应电流条件”实验中，某小组利用电流计、开关、U形磁铁、导线、导体棒组成了如图甲所示电路。 （1）探究小组将观察到的现象记录在下表中： 开关闭合 导体棒 运动方向 电流表指针 偏转情况 开关断开 导体棒 运动方向 电流表指针 偏转情况 竖直上下 （乙图） 不偏转 竖直上下 （乙图） 不偏转 垂直里外 （丙图） 不偏转 垂直里外 （丙图） 不偏转 水平左右 （丁图） 偏转 水平左右 （丁图） 不偏转 分析表中信息可知导体在磁场中运动产生感应电流的条件：闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动； （2）探究小组观察到磁体不动时，导体棒向右运动指针向右偏转，向左运动指针向左偏转；若导体棒静止不动，磁体向右运动时，观察到电流表指针向 偏转； （3）探究小组发现实验中电流表的指针偏转角度较小，你有什么方法使指针偏转角度变大？（写出一种即可）。 【练习2】风电技术是利用风力带动风车叶片旋转，并通过增速机将转速提高，从而带动风机内的发电机发电，通过电缆输送到升压变压器提升电压后，再由高压输电线路输送给用户。 （1）风能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。风机中的发电机是利用 原理进行发电的；运动的空气通过风机的叶片做功后，质量 。 （2）风力发电通过升压变压器后进行高压输电的优势之一是当输出电功率不变的情况下，升高电压来达到 （选填“增大”或“减小”）输电线路的电流，从而降低线路的电热损耗，电流在输电导线产生的焦耳热与电流的 次方成正比，高压输电线最上面的两条防雷线属于 （选填“导体”或“绝缘体”）。 【练习3】如图是科技小组的同学利用电磁转换的知识制作的“电能无线传输”装置的示意图。图中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。 （1）送电线圈是利用电流的 效应工作的，与受电线圈产生电流的原理相同的是 （选填“电动机”或“发电机”）； （2）在图中的电源、调节装置和送电线圈不改变的情况下，该小组同学想探究影响受电线圈两端电压大小的因素，猜想它可能与受电线圈的匝数、直径及两线圈之间的距离有关。通过查阅资料，他们了解到了受电线圈两端电压与线圈匝数的关系。接着，他们用相同规格的漆包线绕制了多个匝数相同、直径不同的线圈，对其余两个猜想进行探究。实验数据如表：（送电线圈直径为70.0mm） 实验 次序 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 32.0 5.5 5.4 4 45.0 5.5 13.9 5 70.0 5.5 20.5 6 105.0 5.5 16.9 7 145.0 5.5 10.3 ①分析实验次序1、2、5数据，可初步得出结论： ； ②分析实验次序3、4、5、6、7数据可初步得出结论：在两线圈之间的距离和受电线圈的匝数相同的情况下，受电线圈直径增大时，其两端电压变化特点是： ； （3）通过实验，小组同学发现电能无线传输存在传输距离 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，如部分手机和电动牙刷的无线充电装置已经采用了该技术。 四、综合练习 1．《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）。下列说法不正确的是（　　） A．“柢”即握柄，是磁体的S极 B．司南“其柢指南”是因为受到地磁场的作用 C．司南周围的磁场和磁感应线都是真实存在的 D．司南所指的南北方向通常与地理的南北极方向略有偏离，世界上最早记述这一现象的是中国宋代的沈括 2. 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． 3. 某人骑电动车上坡，图是电动车的电动机原理图，线圈逆时针转动到水平位置时，下列说法正确的是（　　） A．通过cd段的电流大于ab段的电流 B．ab段受到的力的方向与cd段受到的力的方向相同 C．ab处的磁场方向与cd处的磁场方向相反 D．增大电流可以增大ab段所受的力 4. 如图为一种无链条电动自行车，它结合了人体动力和电池动力，骑行者踩脚踏板产生的动能可转化为电能，补充在锂电池内，之后通过锂电池驱动后轮前行，下列关于人体动力和电池动力的原理正确的是（　　） A．①② B．①④ C．②③ D．③④ 5. 在地铁进站刷卡时，交通卡在闸机上刷过时，闸机的检测器就会产生感应电流，然后读出交通相关信息，如图所示中的工作原理与进站刷卡时原理相同的是（　　） A． B． C． D． 6. 如图所示为一种佩戴在手腕上的“计步器”，其基本构造是在一段塑料管中密封一小块磁体，管外绕着线圈。运动时，磁体在管中往复运动，线圈输出不断变化的电流，从而实现计步。下列说法正确的是（　　） A．线圈中产生电流的过程将机械能转化为电能 B．线圈中产生电流的原理是电流的磁效应 C．磁体的周围存在磁场和磁感线 D．改变走路的速度，则“计步器”中的电流方向发生改变 7. 作图题 （1）条形磁体的磁感线如图所示，小磁针处于静止状态.请在图中标出：①磁感线A点处的磁场方向；②小磁针的N极。 （2）请在图中标出通电螺线管旁小磁针的“N”极和通电螺线管磁感线的方向。 （3）根据图中通电螺线管附近小磁针静止时N极的指向，标出图中磁感线的方向，并在括号内标出电源的正、负极。 8. 探究磁体周围的磁场： （1）如图甲所示，在玻璃板上均匀撒上一层铁屑，再将玻璃板放在条形磁体上方，然后轻敲玻璃板，观察铁屑的分布情况。铁屑在磁场中被 成一个个小磁针，从而在磁场中有序地排列起来。 （2）如图乙所示，再在玻璃板上放一些小磁针，小磁针静止时黑色一端表示磁体的N极，由此判断条形磁体右端的磁极为 极。 （3）人们仿照铁屑在磁场中措列的情况和小磁针N极的指向画出一些带箭头的曲线来形象、直观地描述磁场，物理学中把这样的曲线叫作 。 9. 按要求完成下列小题。 （1）实验发现，当通电直导线中通有电流时，其下方的指南针会发生偏转如图甲，且导线中电流方向相反时，指南针的偏转方向也相反。图乙中电子沿着图示方向平行地飞过指南针上方时，指南针的偏转方向与图甲指南针偏转方向 （选填“相同”或“相反”或“不发生偏转”）。 （2）图1是广州市区某交通道路上使用的风光互补LED路灯的电路原理图。 ①白天阳光充足时，光控开关S断开，太阳能电板为蓄电池充电，此时蓄电池相当于电路中的 （选填“电源”或“用电器”），将 能转化为 能。 ②路灯照明部分由两盏LED灯连接而成，傍晚光控开关S闭合，两盏LED灯同时发光；若一盏LED灯因断路而不亮，另一盏LED灯仍能发光，它们是怎么连接的呢？请在图2虚线框内画出两盏LED灯的连接方式。 （LED灯用“”表示） 10. 图所示为实验探究“通电螺线管外部磁场方向与螺线管中电流环绕方向是否有关”。 （1）该实验中通电螺线管外部磁场的方向是通过 来反映的。 （2）闭合开关，记录通电螺线管中电流环绕的方向、小磁针静止时N极的指向（小磁针涂黑的一端是N极），如图甲所示；仅将电源正负极对调后连入电路，闭合开关，记录通电螺线管中电流环绕的方向、小磁针静止时N极的指向，如图乙所示。由此可得出实验结论 。 11．“探究通电螺线管外部磁场的特点”的实验装置如图甲所示。 （1）在用铁屑探究螺线管外部磁场分布时，需要经历下列步骤：①轻敲有机玻璃板，观察铁屑分布；②将铁屑均匀撒在有机玻璃板上；③闭合开关。三个步骤合理的顺序是 （填序号）。 （2）经过对铁屑分布的观察，发现通电螺线管外部磁场与 磁体周围磁场分布相似。 （3）把小磁针放在螺线管四周不同的位置，通电后，小磁针分布如图乙所示，发现通电前后、两个小磁针未发生明显偏转，此时的螺线管可能是向 （选填“南北”或“东西”）方向放置的。 （4）对调电源两极，小磁针的指向也随之对调，说明通电螺线管的磁场方向与螺线管中 方向有关。 （1）若用小磁针探究磁场方向时，发现小磁针没有标N、S极，请写出一种判断小磁针N、S极的做法： 。 12. 电与磁现象是人类探索自然的一个重要方面，请阅读材料回答问题。 （1）第一个发现电能生磁的是 实验。 （2）下列关于法拉第发电机的说法正确的是 。 A．发电机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动 B．发电机实现了电能向机械能的转化 C．感应电流的方向跟导体切割磁感线的方向和磁场方向无关 D．发电机的工作原理是电磁感应现象 （3）为了认识电磁炮的一些特性，某兴趣小组的同学制作了一个电磁炮模型，其原理如图所示。在螺线管中通较强电流一小段时间后迅速断电。通电过程中撞针受力迅速前移，推动炮弹射出炮管。图中撞针最有可能使用的材质是 。    A、塑料     B、铁     C、铜    D、铝 13．路灯给我们夜晚的生活带来方便，风、光互补路灯兼具了风力发电，太阳能发电的优势。它同时安装了风力发电。和太阳能电池板，有风时通过风力发电机发电，有阳光时通过太阳能电池板发电，并将电能储存至蓄电池中。为了节能该路灯采用LED灯照明。下表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数，其中光电转化效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率，蓄电池容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积。 太阳能电池板 蓄电池 电池板的面积 0.5m2 蓄电池容量 150Ah 光电转化效率 16% 额定电压 12V （1）能源的种类繁多，人们从不同的角度对能源进行了分类，太阳能和风能都属于 能源（选填“二次”、“可再生”或“不可再生”）； （2）白天太阳能电池板把接收到的太阳能转化为 能，再转化成 能储存在蓄电池内，此时蓄电池相当于电路中的 （选填“电源”或“用电器”）； （3）利用风力发电时，实际上是利用到了 现象，产生的电流大小除了与内部磁铁磁性强弱有关，还与 有关； （4）当太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率为1000W时，则太阳能电池板的输出功率为 W； （5）该蓄电池充满电后储存的能量为 J。   14. 自从发现了电流周围存在磁场，许多科学家都在逆向思考：既然电能生磁，那么磁也能生电。1825年，科学家科拉顿也用实验探索如何磁生电。科拉顿用条形磁铁在线圈中插入和拔出进行实验时，为了排除磁铁对“电流表”的影响，把“电流表”和线圈分别放在两个房间里。实验时，他在两个房间之间跑来跑去，没有观察到电流表偏转，实验失败。某同学利用一根条形磁铁、一个电流表、一个线圈来通过条形磁铁插入和拔出线圈来改变穿过线圈的磁场从而探究磁生电需要满足的条件，其实验过程如图所示。 试完成下列问题： （1）电流周围存在磁场，为了形象直观地描述磁场，物理学中引入了“磁感线”的概念，其实磁感线在磁场中的是 （选填“存在”或“不存在”）的； （2）如图（A）中的条形磁铁，在条形磁铁外部，磁感线总是从磁铁的某极出来，由 （选填“N”或“S”）极进入磁铁； （3）比较图中A与B或C与D可知，要使线圈中产生（感应）电流需要满足的条件是： 。 A． B． C． D． （4）根据以上实验，判断科学家科拉顿实验失败的原因是 。 A．在线圈的电路在缺少电源（如干电池）     B．电表发生了故障 C．看电表时线圈中的磁场没有变化             D．看电表时线圈中一定没有磁场 15. 图甲是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅，其简化电路如图乙所示。它是通过电阻丝R1来加热空气，从而加热食物，通过调节变阻器R3接入电路的阻值来设置加热温度，电阻R2置于温度监测区域，它的阻值随温度变化。 （1）闭合开关S，电磁铁的上端为 （选填“N”或“S”）极。当电磁继电器的衔铁被吸下时， （选填“开始”或“停止”）加热。 （2）将5×10-3kg的空气从20℃加热到200℃，需要吸收的热量是多少？ （3）工作电路中电热丝R1与指示灯并联。已知R1的额定电压为220V，额定功率为1210W。正常工作时，工作电路的总电流为5.55A，此时指示灯支路消耗的电功率是多少？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题40 电与磁（专题复习） 目 录 一、考情分析 1 二、知识建构 2 三、板块训练 3 模块一、磁场 3 模块二、电流的磁场 6 模块三、电磁铁 电磁继电器 9 模块四、通电导线在磁场中受到的作用力 14 模块五、电磁感应 17 四、综合练习 21 一、考情分析 一、考点分析：磁现象和磁场；电流的磁场；电磁铁与电磁继电器；通电导线在磁场中受到的作用力；电磁感应。 二、命题预测 1. 考查磁现象和磁场。命题点有：条形磁体的磁性特点；磁极间相互作用的规律；磁化；磁体的指向性；磁场及基本性质；磁体周围的磁感线分布；地磁场的分布及特点。 2. 考查电流的磁场。命题点有：电流的磁效应；通电螺线管外部的磁场；通电螺线管外部的磁场方向；右手螺旋定则。 3. 考查电磁铁与电磁继电器。命题点有：影响电磁铁磁性强弱的因素；电磁继电器的原理；电磁继电器的应用。 4. 考查通电导线在磁场中受到的作用力。命题点有：通电导线在磁场中受力的作用；影响通电导线在磁场中受力方向的因素；电动机的构造、原理、能量转化及换向器的作用等。 5. 考查电磁感应。命题点有：电磁感应现象的探究；产生感应电流的条件；影响感应电流方向的因素；发电机的工作原理及能量转化。 二、知识建构 三、板块训练 模块一、磁场 【例题1】关于条形磁体及其磁场，下列描述中正确的是（    ） A．条形磁体可以吸引铝块 B．条形磁体两端的磁性最强 C．条形磁体周围的磁性强弱分布均匀 D．条形磁体周围存在磁感线 【答案】B 【详解】A．铝不是磁性物质，所以条形磁体也不会吸引铝块，故A错误； B．每个磁体有两个部位的磁性最强，叫磁极，条形磁铁的两个磁极在其两端，故条形磁铁两端的磁性最强，故B正确； C．条形磁铁周围的磁性强弱分布不均匀，中间的磁性最弱，两端的磁性最强，故C错误； D．磁感线是为了描述（或研究）磁场方便而假想的分布在磁体周围的曲线，所以磁感线不是真实存在的，故D错误。 故选B。 【例题2】下列三幅图涉及了一些磁现象的知识，关于磁现象的描述中错误的是（　　） A．磁场看不见，摸不到，是不存在的，是我们假想出来的一个模型 B．图甲中条形磁体端靠近另一个条形磁体的N极，若二者相互排斥，则端为N极 C．图乙中地理北极是地磁场南极，图中小磁针上端为N极 D．图丙表示的是两个条形磁体同名磁极附近的磁感线分布 【答案】A 【详解】A．磁场看不见，摸不到，但是它是真实存在的，磁场的基本性质是对放入其中的磁体有力的作用，故A错误，符合题意； B．同名磁极相互排斥，甲图中条形磁体A端靠近另一个条形磁体的N极，若二者相互排斥，则A端为N极，故B正确，不符合题意； C．乙图中地理北极在地磁场南极的附近，地球外部磁场方向为从地磁北极指向地磁南极，图中小磁针上端指北，为N极，故C正确，不符合题意； D．丙图中磁感线相互排斥，表示的是两个条形磁体同名磁极附近的磁感线分布，故D正确，不符合题意。 故选A。 【练习1】指南针能确定地理方位，是由于指南针在 的作用下能够指南北。如图5所示是同名磁极磁感线分布图，根据磁感线方向判断图中两磁极均为 极。在物理学中，用磁感应强度（用字母B表示，国际单位：特斯拉，符号是T）表示磁场的强弱，磁感应强度越大，磁场越强。用某种材料制成的磁敏电阻，其阻值R随磁感应强度的变化图像如图6（甲）所示，由图像可知磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而 。若将该磁敏电阻连接在图6（丙）所示的电路中（电源电压不变），不改变滑动变阻器滑片的位置，仅将磁敏电阻由图6（乙）中的A位置移动至B位置，那么电流表的示数将 ，原因是 。 【答案】 地磁场 S 增大 变大 其他条件不变时，仅将磁敏电阻从A处移至B处，磁感应强度变小，磁敏电阻的阻值变小，串联电路总电阻变小，电源电压不变，由欧姆定律可知，电路中的电流变大 【详解】指南针能指示南北，是因为受到地磁场的作用； 根据“磁体外部的磁感线都是从N极发出，回到S极”可知，图中的两磁极均为S极； 由图像可知，磁敏电阻的阻值随磁感应强度的增大而增大，在不改变电源电压和滑动变阻器滑片的位置时，仅将磁敏电阻由图中的A位置移至B位置，磁敏电阻所受的磁感应强度变弱，则其电阻变小，电路的总电阻变小，则电路中的电流变大。 【练习2】磁体与磁体间的相互作用，可以不相互接触，这是因为磁体周围存在磁场。 （1）在磁体周围，磁体两极处的磁场 （选填“最强”或“最弱”）； （2）我们可以用磁感线来表示磁体周围的磁场，下列关于磁感线的说法，正确的是 ； A．磁感线是真实存在的 B．磁感线能表示磁体周围各处磁场的强弱 C．磁感线能表示磁体周围各处磁场的方向 （3）图是某同学绘制的条形磁体周围的磁感线，请指出图中磁感线的主要错误并说明理由： 。 【答案】 最强 BC 主要错误：图中磁感线交叉了；理由：磁感线表示磁体周围磁场，磁场中任一点的磁场只有一个确定的方向，交叉处的磁场方向有两个 【详解】在磁体周围，磁体两极处的磁感线最密集，而磁感线越密集，表示磁性越强。 A．磁场是真实存在的，而磁感线是假想的曲线，为了方便研究磁场而引入的，故A错误； B．磁感线能表示磁体周围各处磁场的强弱，磁感线越密集，磁场越强，故B正确； C．磁感线能表示磁场的方向，故C正确。 故选BC。 存在的错误之处是图中磁感线交叉了，因为磁感线表示磁体周围磁场，磁场中任一点的磁场只有一个确定的方向，而交叉处的磁场方向有两个，故存在错误。 【练习3】将一条形磁体放在均匀撒满铁屑的玻璃板上，把磁体拿起来时，现象如图甲所示，则： （1）条形磁体 的磁性最强， 的磁性最弱。磁体吸引能力最强的两个部位叫作 。 （2）若将该条形磁体分为两段，如图乙所示，则每段______（填字母）。 A．有一个磁极 B．没有磁极 C．有两个同名磁极 D．有两个异名磁极 【答案】（1）两端，中间，磁极；（2）D 【详解】（1）由图甲可知，条形磁体两端吸引的铁屑最多，说明两端的磁性最强。 磁体中间部位吸引的铁屑极少，说明中间的磁性最弱。 磁体吸引能力最强的两个部位称为磁极。 （2）A．磁体无论分割成几段，每一段都会形成新的磁体，不可能只有一个磁极，A不符题意； B．任何磁体都有磁极，分割后的磁体仍具有磁性，故B不符合题意； C．分割后的磁体两端是异名磁极，并非同名磁极，故C不符合题意； D．磁体具有“不可分割性”，任何一段磁体都有两个异名磁极，因此将条形磁体分为两段后，每段有两个异名磁极，故D符合题意。 故选D。 模块二、电流的磁场 【例题1】创新实验小组研究磁体周围的磁场情况：放在水平桌面上的条形磁体，周围的小磁针指向情况如图甲所示；在条形磁体上的有机玻璃面均匀撒一层铁屑，轻轻敲后铁屑的分布情况如图乙所示；根据甲、乙图画出条形磁体周围的磁感线如图丙所示，下列说法错误的是（　　） A．图甲所示的实验，研究的是条形磁体周围的磁场方向特点 B．图乙所示的实验，研究的是条形磁体周围的磁场分布特点 C．图丙所示磁感线，是人们为了描述磁场建立的物理模型 D．由图丙可知，条形磁体周围的磁场是由磁感线组成的 【答案】D 【详解】A．图甲中，小磁针放在条形磁体的周围，条形磁体的周围存在磁场，小磁针静止时N极的指向为磁场的方向，故图甲实验研究的是条形磁体周围的磁场方向特点，故A正确，A不符合题意； B．图乙中，将铁屑放在条形磁铁的周围，条形磁体周围始终存在磁场，铁屑会受到力的作用，借助细铁屑可以显示磁体周围的磁场分布特点，故B正确，B不符合题意； CD．图丙中，磁感线是人们利用建模的方法画出来的，是人们为了描述磁场建立的物理模型，并不真实存在的曲线，故C正确，C不符合题意，D错误，D符合题意。 故选D。 【例题2】小明用如图所示的装置探究“通电螺线管外部磁场的分布”。 （1）在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑，通电后观察小磁针的指向，轻敲纸板，观察铁屑的排列情况，如图甲所示；把小磁针放到螺线管四周不同的位置，闭合开关后，小磁针再次静止时的指向如图乙所示。 ①通电后小磁针发生偏转，说明通电螺线管周围有 ；②通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似； （2）将电源正负极对调，闭合开关，发现小磁针偏转方向与原来相反，说明通电螺线管的磁场方向与 有关； （3）如图乙所示，根据小磁针静止时的指向，通电螺线管右端为 极，a端应接电源的 极；小明将一铁芯插入螺线管中，其磁场会变 ；请再写出一种能增强电磁铁外部磁场的方法： 。 【答案】（1）磁场，条形；（2）电流方向；（3）S，正，强，增大电磁铁的电流/增加电磁铁的线圈匝数 【详解】（1）小磁针原指向地磁场的南北方向，通电后小磁针发生偏转，说明通电螺线管周围有磁场，对小磁针有磁力的作用。 由图甲所示的铁屑分布情况可知，通电螺线管周围铁屑的分布情况与条形磁体周围磁场的分布情况相似。 （2）对调电源正负极，电路中电流方向改变，小磁针静止时N极所指方向也改变，说明通电螺线管的极性与电流的方向有关。 （3）如图乙所示，根据小磁针静止时的N极指向，可判断通电螺线管右端为S极，左端为N极，根据安培定则，可判断电流从电源的a端流出，b端流回，因此a端应接电源的正极。 在螺线管中插入一根铁芯，铁芯会被磁化，与通电螺线管的磁场叠加，其磁场会变强。 电磁铁的磁性与线圈匝数有关，与电流大小有关，因此要增强电磁铁的外部磁场，还可以增加线圈匝数、增大电流等。 【练习1】如图所示，小磁针静止在甲、乙两个通电螺线管之间.请在答题纸上标出： （1）甲图中通电螺线管导线的绕法和A点磁感线方向； （2）在乙图的括号内标出电源的“＋”“-”极。 【答案】见下图。 【详解】由图可知，小磁针未指向两侧，可以判断甲乙是同名磁极相互排斥，由小磁针指向可知磁感线方向向上，故甲的右侧，乙的左侧均为N级，则由安培定则，可以判断绕法和电流方向，如图所示。 【练习2】探究通电螺线管外部磁场的方向。 某组同学通过探究，已了解通电螺线管的两端相当于条形磁体的两极，它们的极性可以用小磁针的指向来判定后，接着探究通电螺线管两端的极性由什么因素决定。 【猜想】 ①可能由螺线管的绕向决定； ②可能由螺线管中电流的方向决定。 【证据】 （1）用笔画线表示导线，将如图甲所示的器材连接起来。 （2）把小磁针放在螺线管两端，闭合开关，观察并记录小磁针静止时N极的指向、螺线管的绕向、螺线管中电流的方向。如图乙所示，是本组同学用画图的方法呈现出的三次实验现象。则 两次实验是研究猜想①的， 两次实验是研究猜想②的。 （3）分析以上证据可知，通电螺线管的极性由 决定。 （4）请根据以上结论，判定图丙中通电螺线管的N、S极。 【答案】（1）见下图；（1）A、C，A、B；（3）螺线管中电流的方向；（4）见下图。 【详解】（1）探究通电螺线管两端的极性由什么因素决定的实验中，通电螺线管、滑动变阻器、开关串联，电路如图： （2）如图乙所示，是本组同学用画图的方法呈现出的三次实验现象。由A、C可知，螺线管中电流的方向相同，螺线管的绕向不同，通电螺线管两极小磁针偏转的方向相同，说明通电螺线管的极性相同，可得结论：通电螺线管两端的极性与螺线管的绕向无关，则A、C两次实验是研究猜想①的。 由A、B可知，螺线管的绕向相同，螺线管中电流的方向不同，螺线管两极小磁针偏转的方向不同，说明通电螺线管的极性不同，可得结论：通电螺线管的极性与螺线管中电流的方向有关，则A、B两次实验是研究猜想②的。 （3）分析以上证据可知，通电螺线管的极性由螺线管中电流的方向决定，与螺线管的绕向无关。 （4）如图丙，螺线管中的电流方向与图乙中B螺线管的电流方向相同，螺线管的极性应与B的极性相同，图丙中通电螺线管左端为N极，右端为S极，如图： 【练习3】如图所示小明在探究“通电螺线管的磁场分布”实验； （1）玻璃板上均匀撒上铁屑。闭合开关后， 玻璃板，从铁屑排布，小明同学可以得知通电螺线管周围磁场的 （选填“方向特点”或“分布特点”）； （2）螺线管的外部磁场与 磁体周围的磁场相似； （3）要探究通电螺线管周围磁场的方向，接下来他需要增加的实验器材是 ； （4）要增加通电螺线管的磁性，可行的操作是 （任写一条）。 【答案】（1）轻敲，分布特点；（2）条形；（3）小磁针；（4）增大螺线管中的电流/增加线圈匝数/在螺线管中加入铁芯 【详解】（1）玻璃板上均匀撒上铁屑。闭合开关后，轻敲玻璃板，铁屑在磁场的作用下有序排列。 铁屑不是指南针，无法判断磁场的方向，故反映的是通电螺线管周围磁场的分布特点。 （2）如图所示，该磁场的分布与条形磁铁相似，两端比较强，中间较弱。 （3）要探究通电螺线管周围磁场的方向，接下来他需要增加的实验器材是小磁针，可以指明磁场的方向。 （4）要增加通电螺线管的磁性，可以采用增大螺线管中的电流，或增加线圈匝数、在螺线管中加入铁芯等方法。 模块三、电磁铁 电磁继电器 【例题1】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敏电阻上，衔铁被吸下，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，则下列说法不正确的是（    ） A．电磁继电器利用电流的磁效应工作 B．光敏电阻的阻值随光照强度的增大而增大 C．控制电路的电流随光照强度的增大而增大 D．a是指示灯，b是除尘器 【答案】B 【详解】A．电磁继电器是利用电流的磁效应工作的，即当控制电路中有电流通过时，电磁铁产生磁性，吸引衔铁，从而实现对工作电路的控制，故A正确； BC．由题意可知，衔铁被吸下，说明电磁铁的磁性增强了，控制电路中的电流变大，电源电压不变，根据欧姆定律可知，控制电路中的电阻变小，则光敏电阻的阻值变小，这时部分光越过挡板射到光敏电阻上，说明光照强度是增强的，所以光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，控制电路的电流随光照强度的增大而增大，故B错误，C正确； D．当空气中尘埃量达到一定值时，除尘器开始工作，衔铁是被吸下的，这时b接入电路，a没有接入电路，所以b应该是除尘器，a是指示灯，故D正确。故选B。 【例题2】在跨学科实践课上，某小组开展了“空气质量检测仪”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助完成下列内容： 【项目任务】制作一个简易的空气质量检测仪。 【项目导引】资料显示空气质量等级是按照空气质量指数划分的，如表所示。 空气质量指数K 0～50 51～100 101～150 151～200 201～250 空气质量等级 优 良 轻度污染 中度污染 重度污染 严重污染 从学校科技实验员处借得一个气敏电阻，通过说明书获悉，其电阻值随空气质量指数的关系如图甲所示： 【方案设计】小组经过一番讨论和研究，设计了如图乙所示的空气质量检测仪的电路，其中定值电阻R0=20Ω，电源电压U恒为6V不变，用电流表的示数表示对应空气的质量指数：闭合开关S，当电流表的示数为0.15A时，电路报警，此时电磁铁把衔铁B吸下来，净化系统开始工作，电磁铁中线圈的电阻不计。 【项目实施】如图乙，闭合开关S： （1）电磁继电器中电磁铁M的上端为 （选填“N”或“S”）极。当净化系统工作时，弹簧对点作用力的方向是向 （选填“上”或“下”）； （2）当空气质量指数K值升高时，电路中电流表的示数将 （选填“增大”“不变”或“减小”）。当空气质量指数K为50时，电阻R0两端的电压为 V。当电磁铁恰好将衔铁B吸下来，电路报警，此时对应的空气质量等级为 。 【评价反思】 （3）若想让仪器检测更加灵敏，使空气质量指数K略低于“方案设计”中的数值时电路就报警，请提出两种合理化建议：① ；② 。 【答案】（1）N，下；（2）增大，1，中度污染；（3）减小定值电阻R0的阻值，增大电源电压 【详解】（1）由图乙知，电流从电磁铁M的上端流入，从下端流出，根据安培定则可知，M的上端为N极。 当净化系统工作时，衔铁被吸下，P点向上运动，弹簧伸长，所以弹簧对P点作用力的方向向下。 （2）由图乙知，控制电路中R0、气敏电阻R、螺线管串联在电路中。由表格数据知，气敏电阻的阻值R随空气质量指数K值升高而减小，电路中总电阻变小，电源电压一定，由I=U/R知，电路中电流变大，所以电流表示数增大。 由表格数据知，K为50时，电阻R=100Ω，由串联电路特点和I=U/R可得，通过R0的电流 所以R0两端的电压 当电流表示数为0.15A时，电路报警，由串联电路特点和欧姆定律有 即 解得 由表中数据知，此时空气质量指数K为200，此时空气质量等级为中度污染。 （3）由于气敏电阻的阻值R随空气质量指数K值减小而增大，故空气质量指数K略低于“方案设计”中数值时，R的阻值变大，电路总电阻变大，而报警的电流是不变的，根据欧姆定律可知需减小定值电阻R0的阻值或增大电源电压。 【练习1】热爱探究的小东买了一个磁悬浮地球仪（如题图甲）。他好奇它的悬浮的原因，于是打开磁悬浮地球仪，发现内部安装有一块强磁体，环形底座是一个空心的电磁铁，只要底座上通上电源，地球仪就可以悬浮起来。 （1）通电后地球仪底部磁极和底座上方磁极极性 （选填“相同”或“相反”）；增大电磁铁中的电流，地球仪悬浮时受到的磁力将 （选填“变大”“变小”或“不变”）；在搬动时应该先 （选填“切断电源”或“拿开地球仪”），从而避免损坏仪器。 （2）小东继续上网查询磁悬浮列车知识，我国在超高速磁悬浮领域的技术全球领先，这种悬浮列车是利用 （选填“电荷”或“磁极”）间的相互作用规律实现列车与轨道之间的悬浮。如图乙所示是列车悬浮时电磁铁的简易图，请分析电磁铁工作时，上端是 极。 （3）当列车内的乘客增加时，如果是靠变阻器来控制列车的悬浮稳定，图中变阻器滑片应该向 （选填“a”或“b”）端移动。 【答案】（1）相同，不变，拿开地球仪；（2）磁极，S；（3）a 【详解】（1）因为地球仪能悬浮起来且与底座相互分离，根据同名磁极相互排斥可知，通电后地球仪底部磁极和底座上方磁极极性相同；地球仪悬浮时处于静止状态，受到重力和磁力一对平衡力，大小相等，增大电磁铁中的电流，地球仪受到的磁力瞬间增大，会向上运动一段距离后磁力变小，最终还是会静止，由于地球仪重力不变，所以静止时受到的磁力不变；在搬动时为避免损坏仪器，应该先拿开地球仪，若先切断电源，地球仪会因重力掉落可能损坏。 （2）磁悬浮列车是利用磁极间的相互作用规律实现列车与轨道之间的悬浮；由图可知，电磁铁的上端靠近磁体的N极，根据异名磁极相互吸引，所以电磁铁工作时，上端是S极。 （3）当列车内的乘客增加时，车和乘客的总重力增加，要靠变阻器来控制列车的悬浮稳定，需要增加电磁铁的磁性，电磁铁磁性强弱与电流大小有关，电流越大磁性越强，所以要增大电路中的电流，根据欧姆定律，应减小电路中的电阻，所以图中变阻器滑片应该向a端移动。 【练习2】小明利用光敏电阻在居民楼门口设计了一种自动照明电路，天暗时灯自动发光，天亮时灯自动熄灭，其工作原理如图所示。控制电路中电源电压恒为3V，定值电阻R0为100Ω。电磁铁的线圈电阻忽略不计，当天色渐暗，通过线圈的电流为0.02A时，恰好启动工作电路中一盏规格为“220V 22W”的节能灯开始照明。试问： （1）开关S闭合后，控制电路中电磁铁的上端为 （选填“N”或“S”）极。光敏电阻R的阻值随光照强度减小而 （选填“增大”或“减小”）。其他条件不变时，若提高控制电路电源电压，节能灯工作时间会变 （选填“长”或“短”）。 （2）照明系统恰好启动时，光敏电阻R的阻值为多少 ？ （3）节能灯正常发光时，工作电路中的电流是多少 ？ 【答案】（1） S，增大，短；（2）50Ω；（3）0.1A 【详解】（1）开关S闭合后，电流从电源正极流出，流经电磁铁时，伸出右手握住电磁铁，四根手指指向电流方向，发现大拇指朝下，所以电磁铁的下端为N极，则电磁铁的上端为S极。 由图知，光敏电阻与定值电阻串联，衔铁被吸下时工作电路断开，放开时工作电路接通，由题意知，光敏电阻R的阻值随光照强度减小而增大，因为天色渐暗时，光敏电阻的阻值增大，导致通过线圈的电流减小，从而启动节能灯；若提高控制电路电源电压，电路中的电流会增大，节能灯工作时间会变短。 （2）照明系统恰好启动时，光敏电阻R的阻值为 （3）节能灯正常发光时，工作电路中的电流为 【练习3】下图是某学习小组的同学研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图。 （1）要改变电磁铁线圈中的电流大小，可通过 来实现；要判断电磁铁的磁性强弱，可通过观察 来确定。 （2）下表是该组同学所做的实验记录。 电磁铁线圈匝数／匝 50 100 实验序号 1 2 3 4 5 6 电流／A 0.8 1.2 1.5 0.8 1.2 1.5 吸引大头针数量/枚 5 8 10 7 11 14 ①比较第1、2、3次实验（或第4、5、6次实验），可得出的结论是：电磁铁的线圈匝数一定时，通过电磁铁线圈中的电流 （选填“越大”或“越小”），电磁铁磁性越强。 ②比较第1和第4次实验（或第2和第5次实验或第3和第6次实验），可得出的结论是：电磁铁线圈中的电流一定时，线圈匝数 （选填“越多”或“越少”），电磁铁磁性越强。 【答案】（1）调节滑动变阻器滑片的位置；电磁铁吸引大头针的多少；（2）越大；越多 【详解】（1）电路中滑动变阻器R可改变接入电路的阻值，根据欧姆定律，阻值变化会引起电流变化，因此要改变电磁铁线圈中的电流大小，可通过调节滑动变阻器的滑片来实现； 电磁铁磁性越强，吸引的大头针数量越多，因此判断电磁铁磁性强弱，可通过观察吸引大头针的数量来确定。 （2）第1、2、3次实验（线圈匝数均为50）中，电流从0.8A增大到1.5A，吸引大头针数量从5枚增加到10枚；同理第4、5、6次实验（线圈匝数均为100）中，电流越大，吸引的大头针越多。因此结论是：电磁铁的线圈匝数一定时，通过电磁铁线圈中的电流越大，电磁铁磁性越强。 第1和第4次实验（电流均为0.8A）中，线圈匝数从50增加到100，吸引大头针数量从5枚增加到7枚；同理第2和第5次、第3和第6次实验中，线圈匝数越多，吸引的大头针越多。因此结论是：电磁铁线圈中的电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。 模块四、通电导线在磁场中受到的作用力 【例题1】如图所示实验中，闭合开关，导体ab向右运动，下列操作能让导体ab向左运动的是（　　） A．改变电压大小 B．改变电流方向 C．改变电流大小 D．改变导体ab长度 【答案】B 【详解】A．通电导体在磁场中受力的方向与磁场的方向和导线棒中电流的方向有关，且两个因素只改变其中一个，导体棒受力方向才会发生改变，改变电压大小，只改变电流的大小，不能改变导体的受力方向，故A不符合题意； B．改变电流方向，磁场方向不变，可改变导体受力的方向，使导体ab向左运动，B符合题意； C．改变电流大小，不能改变电流的方向和磁场的方向，因此不能改变导体棒受力的方向，故C不符合题意； D．改变导体ab长度，不能改变电流的方向和磁场的方向，因此不能改变导体棒受力的方向，故D不符合题意。故选B。 【例题2】如图所示，导体棒AB放在蹄形磁体磁场中的水平金属轨道上。 （1）闭合开关，发现导体棒AB向右运动，这说明 ； （2）在（1）的基础上又进行了如下操作： ①断开开关，只对调电源的正、负极，再闭合开关，发现导体棒AB向左运动，这说明通电导体的受力方向与 有关； ②断开开关，只对调磁体的N、S两极，再闭合开关，发现导体棒AB向左运动，这说明通电导体的受力方向与 有关； ③断开开关，同时将磁体的N、S两极和电源的正、负极对调，再闭合开关，会看到导体棒AB向 运动； （3）实验中通过观察导体的运动方向来判断导体在磁场中的受力方向，这运用了 法； （4）通电后，导体棒AB在运动的过程中将 能转化为 能。 【答案】（1）通电导体在磁场中受到力的作用；（2）电流方向，磁场方向，右；（3）转换；（4）电，机械 【详解】（1）将导体棒AB放在蹄形磁体磁场中，未闭合开关前，电路中没有电流，导体静止不动，闭合开关后，电路中有电流，导体运动，说明通电导体在磁场中受到力的作用。 （2）只对调电源的正、负极，电流方向改变，其他因素不变，再闭合开关，会发现导体棒AB的运动方向与对调前的运动方向相反，根据控制变量法，说明通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关。 只对调磁体的N、S两极，磁场方向改变，其他因素不变，再闭合开关，会发现导体棒AB的运动方向与对调前的运动方向相反，根据控制变量法，这说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。 同时将磁体的N、S两极和电源的正、负极对调，磁场方向和电流方向都改变，再闭合开关，导体棒AB的受力方向不变，则会看到其运动方向与对调前相同，仍为向右。 （3）实验中通过容易观察的运动方向，来判断不易观察的导体在磁场中的受力方向，这运用的是转换法。 （4）导体通电后的运动过程消耗电能，所以导体棒AB在运动的过程中能量转化形式是将电能转化为机械能。 【练习1】下图是一种动圈式扬声器的内部结构示意图。当线圈中有电流通过时，通电线圈在 中受到力的作用而运动；由于通过线圈的交变电流方向不断变化，线圈就不断来回运动，带动纸盆振动发声。若将线圈两端连接干电池，则该扬声器 （选填“会”或“不会”）持续发声。 【答案】 磁场 不会 【详解】由图知线圈安装在永磁体的磁场中，当线圈中有电流通过时，通电线圈在磁场中受到力的作用，因而运动。 要使扬声器持续发声，应该使通过线圈的交变电流方向不断变化，线圈才能不断来回运动，带动纸盆振动。若将线圈两端连接干电池，线圈只能单方向运动，故该扬声器不会持续发声。 【练习2】关于下列四幅图的说法正确的是（   ） A．甲图的实验说明：通电导体在磁场中受到力的作用 B．乙图的实验原理和动圈式话筒的原理是一样的 C．丙图是发电机工作图，其工作时将电能转化为机械能 D．丁图是电动机工作图，它的原理是磁场对通电导体有力的作用 【答案】D 【详解】A．甲图是奥斯特实验，说明电流周围存在磁场，故A错误； B．图中是电磁继电器，主体部分是电磁铁，利用了电流的磁效应，动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象，二者原理不同，故B错误； C．图中是电磁感应实验，根据此原理可以制成发电机，其工作时将机械能转化为电能，故C错误； D．图中是磁场对电流的作用的实验，通电导体在磁场中受到力的作用而运动，该过程中将电能转化为机械能，根据此原理制成了电动机，故D正确。 故选D。 【练习3】小明打开一只电流表的外壳，观察电流表的内部结构，示意图如图甲所示。给电表线圈通入电流I后，线圈顺时针转动； （1）撤去磁体，再次给电表线圈通入大小和方向均相同的电流I，指针将 （选填“不动”，“顺时针转动”或“逆时针转动”）。 （2）小明把线圈拆出来,其侧面示意图如图乙，则通入图乙中标示方的电流I时，它的P端是 极（选填“N”或“S”极）。 （3）把磁体、线圈装回原来位置，若让电流从B接线柱流入，A接线柱流出，线圈受到磁体的力如图甲所示；若仅改变电流方向，让电流从A接线柱流入，B接线柱流出，请在图丙中画出线圈Q点受力的示意图 ； 【答案】（1）不动；（2）S；（3）见下图。 【详解】（1）电流表指针转动是因为通电线圈在磁场中受力，撤去磁体后，线圈不受磁场力，所以指针不动。 （2）由图乙可知，电流从线圈上方流入，用安培定则（右手螺旋定则），右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向下端，下端为N极，则可判断P端是S极。 （3）通电线圈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，通电线圈受力方向改变，故图丙中Q点受力方向与甲图中相反，即向上。如图所示： 模块五、电磁感应 【例题1】如图所示，在a、b两端接入电源或电流表组成不同装置，以下正确的是（　　） A．接电源，和发电机的原理相同 B．接电流表，和电动机的原理相同 C．接电源，可将电能转化为机械能 D．接电流表，移动直导线电流表指针一定偏转 【答案】C 【详解】AC．在a、b两端接入电源，则通电直导线在磁场中受到力的作用，将电能转化为机械能，该装置可以用来研究电动机的工作原理。故A错误，C正确； BD．在a、b两端接入电流表，当通电直导线在磁场中做切割磁感线运动时，闭合电路中才会产生感应电流，电流表指针发生偏转，该过程消耗机械能，获得电能，将机械能转化为电能，和发电机的原理相同，故BD错误。 故选C。 【例题2】如图所示的是有关“电和磁”的实验，下列说法中正确的是（　　） A．图甲中导体AB只有水平方向运动时，电流表指针才会偏转 B．图乙中电流方向和磁场方向同时改变时，导体ab的运动方向不变 C．图丙中扬声器的工作原理与图甲的相同，都是将机械能转化为电能 D．电铃的工作原理是通电导线在磁场中受力的作用 【答案】B 【详解】A．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，图甲中，磁感线的方向是竖直方向，导体AB斜着上下运动也会切割磁感线，也会产生感应电流，电流表指针也会偏转，故A错误，不符合题意； B．通电导体在磁场中所受力方向与磁场方向和电流方向有关，若只改变磁场方向和电流方向其中一个，导体受力方向改变，若磁场方向和电流方向均改变，则导体受力方向不变，所以图乙中电流方向和磁场方向同时改变时，导体ab的受力方向不变，运动方向不变，故B正确，符合题意； C．图丙中扬声器的工作原理是通电导体在磁场中会受到力的作用，将电能转化为机械能，图甲表示的是电磁感应现象，是将机械能转化为电能，故C错误，不符合题意； D．通电导体周围有磁场，电铃的工作原理是电流的磁效应，故D错误，不符合题意。 故选B。 【练习1】在“探究导体在磁场中运动时产生感应电流条件”实验中，某小组利用电流计、开关、U形磁铁、导线、导体棒组成了如图甲所示电路。 （1）探究小组将观察到的现象记录在下表中： 开关闭合 导体棒 运动方向 电流表指针 偏转情况 开关断开 导体棒 运动方向 电流表指针 偏转情况 竖直上下 （乙图） 不偏转 竖直上下 （乙图） 不偏转 垂直里外 （丙图） 不偏转 垂直里外 （丙图） 不偏转 水平左右 （丁图） 偏转 水平左右 （丁图） 不偏转 分析表中信息可知导体在磁场中运动产生感应电流的条件：闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动； （2）探究小组观察到磁体不动时，导体棒向右运动指针向右偏转，向左运动指针向左偏转；若导体棒静止不动，磁体向右运动时，观察到电流表指针向 偏转； （3）探究小组发现实验中电流表的指针偏转角度较小，你有什么方法使指针偏转角度变大？（写出一种即可）。 【答案】（1）切割磁感线运动；（2）左；（3）增大导体切割磁感线的速度/换用磁场更强的U形磁铁 【详解】（1）由表中数据可知，当导体棒竖直向下、垂直里外运动时，导体棒没有切割磁感线，电流表指针不偏转，没有产生感应电流；当导体棒水平左右运动时，切割磁感线，电流表指针偏转，说明此时产生了感应电流，因此可知，开关闭合，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。 （2）导体棒向右运动指针向右偏转，向左运动指针向左偏转，若导体棒静止不动，磁体向右运动时，相当于导体向左切割磁感线，电流表指针向左偏转。 （3）感应电流的大小与磁场的强弱和导体切割磁感线的速度有关，灵敏电流计指针偏转角度较小，要偏转更明显，可以增大导体切割磁感线的速度或换用磁场更强的U形磁铁。 【练习2】风电技术是利用风力带动风车叶片旋转，并通过增速机将转速提高，从而带动风机内的发电机发电，通过电缆输送到升压变压器提升电压后，再由高压输电线路输送给用户。 （1）风能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。风机中的发电机是利用 原理进行发电的；运动的空气通过风机的叶片做功后，质量 。 （2）风力发电通过升压变压器后进行高压输电的优势之一是当输出电功率不变的情况下，升高电压来达到 （选填“增大”或“减小”）输电线路的电流，从而降低线路的电热损耗，电流在输电导线产生的焦耳热与电流的 次方成正比，高压输电线最上面的两条防雷线属于 （选填“导体”或“绝缘体”）。 【答案】（1）可再生，电磁感应，不变；（2）减小，二，导体 【详解】（1）短期内可以从自然界中得到补充的能源叫可再生能源;短期内不能从自然界中得到补充的能源叫不可再生能源，风能属于可再生能源；发电机是利用电磁感应现象来制成的，质量是物体的一种属性。运动的空气通过风机的叶片做功后，质量不变。 （2）根据P＝UI可知，在输出电功率一定时，提高输电电压，可以减小输电电流。 根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，输电线中的电流越小，电流在输电导线产生的焦耳热与电流的二次方成正比，线路中产生的热量越少。 高压输电线最上面的两条防雷线属于导体，将雷电引入大地。 【练习3】如图是科技小组的同学利用电磁转换的知识制作的“电能无线传输”装置的示意图。图中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。 （1）送电线圈是利用电流的 效应工作的，与受电线圈产生电流的原理相同的是 （选填“电动机”或“发电机”）； （2）在图中的电源、调节装置和送电线圈不改变的情况下，该小组同学想探究影响受电线圈两端电压大小的因素，猜想它可能与受电线圈的匝数、直径及两线圈之间的距离有关。通过查阅资料，他们了解到了受电线圈两端电压与线圈匝数的关系。接着，他们用相同规格的漆包线绕制了多个匝数相同、直径不同的线圈，对其余两个猜想进行探究。实验数据如表：（送电线圈直径为70.0mm） 实验 次序 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 32.0 5.5 5.4 4 45.0 5.5 13.9 5 70.0 5.5 20.5 6 105.0 5.5 16.9 7 145.0 5.5 10.3 ①分析实验次序1、2、5数据，可初步得出结论： ； ②分析实验次序3、4、5、6、7数据可初步得出结论：在两线圈之间的距离和受电线圈的匝数相同的情况下，受电线圈直径增大时，其两端电压变化特点是： ； （3）通过实验，小组同学发现电能无线传输存在传输距离 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，如部分手机和电动牙刷的无线充电装置已经采用了该技术。 【答案】磁 发电机 在受电线圈的直径和匝数相同时，两线圈之间的距离越小，受电线圈两端的电压越大 先增大后减小 小 【详解】（1）由题干材料得，图中送电线圈利用电流产生磁场，是电流磁效应。 受电线圈正对并靠近送电线圈可以产生电流，这是由于运动产生电流是电磁感应，发电机的工作原理也是电磁感应，故原理和发电机原理相同。 （2）①1、2、5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。可得：在受电线圈的直径和匝数相同时，两线圈之间的距离越小，受电线圈两端的电压越大。 ②3、4、5、6、7五次实验，线圈匝数相同，两线圈之间距离相等，受电线圈直径不断增大时，受电线圈两端的电压先增大后减小。 （3）从实验数据知：在受电线圈的直径和匝数相同时，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小的缺点。 四、综合练习 1．《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）。下列说法不正确的是（　　） A．“柢”即握柄，是磁体的S极 B．司南“其柢指南”是因为受到地磁场的作用 C．司南周围的磁场和磁感应线都是真实存在的 D．司南所指的南北方向通常与地理的南北极方向略有偏离，世界上最早记述这一现象的是中国宋代的沈括 【答案】C 【详解】A．“柢”即握柄，磁勺的勺柄指南，根据地理的北极正是地磁的S极，地理的南极正是地磁N极，异名磁极相互吸引，因此，“柢”为磁体的S极，故A正确，不符合题意； B．司南“其柢指南”，“柢”指向地理的南极，即地磁北极的附近，是因为受到地磁场的作用，故B正确，不符合题意； C．司南周围的磁场是真实存在的，磁感应线不是真实存在的，故C错误，符合题意； D．司南所指的南北方向通常与地理的南北极方向略有偏离，中国宋代的沈括最早提出磁偏角，故D正确，不符合题意。 故选 C。 2. 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 【详解】A．磁体外部的磁感线总是从N极出发，回到S极。图中的磁感线标注为N极发出，回到S极，符合磁感线的方向，故A正确； B．两个是异名磁极，磁感线应该从N极指向S极，但图中磁感线的走向不符合这一特点，而且右端磁极的磁感线从S极发出了，故B错误； C．图中磁感线标注为从S极出发，回到N极，不符合磁感线的方向特点，故C错误； D．两个N极相对，磁感线应呈现相互排斥的分布状态，图中磁感线走向不符合这一特点，D错误。 故选A。 3. 某人骑电动车上坡，图是电动车的电动机原理图，线圈逆时针转动到水平位置时，下列说法正确的是（　　） A．通过cd段的电流大于ab段的电流 B．ab段受到的力的方向与cd段受到的力的方向相同 C．ab处的磁场方向与cd处的磁场方向相反 D．增大电流可以增大ab段所受的力 【答案】D 【详解】A．串联电路中的电流处处相等，通过cd段的电流等于ab段的电流，故A错误； BC．通电导体在磁场中受力方向与电流的方向、磁场的方向有关，ab与cd磁场方向相同，电流方向相反，故磁场力的方向相反，故BC错误； D．磁场力的大小与电流大小和磁场强弱有关，增大电流可以增大ab段所受的力，故D正确。 故选D。 4. 如图为一种无链条电动自行车，它结合了人体动力和电池动力，骑行者踩脚踏板产生的动能可转化为电能，补充在锂电池内，之后通过锂电池驱动后轮前行，下列关于人体动力和电池动力的原理正确的是（　　） A．①② B．①④ C．②③ D．③④ 【答案】B 【详解】根据题意可知，人体动力是将机械能转化为电能，原理是电磁感应，锂电池驱动后轮前行是电能转化为机械能，是磁场对通电导体有力的作用。 ①图中，闭合开关，切割磁感线产生感应电流，是电磁感应现象，故①符合题意； ②表示电流周围有磁场，故②不符合题意； ③图是探究电磁铁的磁性强弱与什么因素有关，故③不符合题意； ④是电动机的原理图，电能转化为机械能，原理是磁场对通电导体有力的作用，故④符合题意。 综上所述：故B正确，ACD错误。故选B。 5. 在地铁进站刷卡时，交通卡在闸机上刷过时，闸机的检测器就会产生感应电流，然后读出交通相关信息，如图所示中的工作原理与进站刷卡时原理相同的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】刷卡时，交通卡在闸机上刷过时，闸机的检测器就会产生感应电流，利用了电磁感应原理。 A．奥斯特实验，展示的是电流的磁效应（电生磁），与电磁感应原理不同。故A不符合题意； B．电磁继电器，核心元件是电磁铁，利用电流的磁效应工作，故B不符合题意； C．装置中没有电源，导体切割磁感线产生电流，是电磁感应现象，与刷卡原理相同。故C符合题意； D．装置中有电源，是通电导体在磁场中受力运动（电动机原理），原理不同。故D不符合题意； 故选C。 6. 如图所示为一种佩戴在手腕上的“计步器”，其基本构造是在一段塑料管中密封一小块磁体，管外绕着线圈。运动时，磁体在管中往复运动，线圈输出不断变化的电流，从而实现计步。下列说法正确的是（　　） A．线圈中产生电流的过程将机械能转化为电能 B．线圈中产生电流的原理是电流的磁效应 C．磁体的周围存在磁场和磁感线 D．改变走路的速度，则“计步器”中的电流方向发生改变 【答案】A 【详解】运动时，磁体在管中往复运动，线圈切割磁感线产生电流，输出不断变化的电流从而实现计步，这属于电磁感应现象。 A．磁体运动驱动线圈切割磁感线，产生感应电流，该过程是将机械能转化为电能，故A正确； B．电流的磁效应是指通电导线周围存在与电流方向有关的磁场，属于电生磁，而线圈中产生电流的原理是电磁感应，属于磁生电，故B错误； C．磁体的周围存在真实的磁场，但磁感线是假想的模型，非真实存在，故C错误； D．电流方向由磁场方向和切割磁感线的运动方向决定，与运动速度大小无关（速度影响电流大小），改变走路速度，电流方向不变，故D错误。 故选A。 7. 作图题 （1）条形磁体的磁感线如图所示，小磁针处于静止状态.请在图中标出：①磁感线A点处的磁场方向；②小磁针的N极。 【答案】见下图。 【详解】在磁体外部，磁感线是从N极出发回到S极，故条形磁铁的磁感线由左侧指向右侧，A点处磁场方向指向S极；小磁针处于静止状态，根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的原理，小磁针的左端为S极，右端为N极，如下图所示： （2）请在图中标出通电螺线管旁小磁针的“N”极和通电螺线管磁感线的方向。 【答案】见下图。 【解析】根据图中电源的正负极，利用安培定则可判断螺线管的右端为N极，在磁体外部，磁感线从磁体的N极出发，回到S极，所以可以确定螺线管上方磁场的方向是从右向左的。当小磁针静止时，根据磁极间作用规律可知，靠近螺线管S极的一定是小磁针的N极，由此可知小磁针的右端为N极，左端为S极。如图所示： （3）根据图中通电螺线管附近小磁针静止时N极的指向，标出图中磁感线的方向，并在括号内标出电源的正、负极。 【答案】见下图。 【详解】由于通电螺线管附近小磁针静止时N极的指向为右，根据异名磁极相互吸引可知，通电螺线管的右端为N极，由右手螺旋定则可知，通电螺线管里的电流方向正面向下，故电源的左端为正极，右端为负极，磁体外部磁感线的方向为从N极到S极，即从右到左，如下图所示： 8. 探究磁体周围的磁场： （1）如图甲所示，在玻璃板上均匀撒上一层铁屑，再将玻璃板放在条形磁体上方，然后轻敲玻璃板，观察铁屑的分布情况。铁屑在磁场中被 成一个个小磁针，从而在磁场中有序地排列起来。 （2）如图乙所示，再在玻璃板上放一些小磁针，小磁针静止时黑色一端表示磁体的N极，由此判断条形磁体右端的磁极为 极。 （3）人们仿照铁屑在磁场中措列的情况和小磁针N极的指向画出一些带箭头的曲线来形象、直观地描述磁场，物理学中把这样的曲线叫作 。 【答案】 磁化 N 磁感线 【详解】（1）铁屑原来没有磁性，但在磁场的作用下能够获得磁性，说明铁屑被磁化了。 （2）在玻璃板上放一些小磁针，小磁针静止时N极所指的方向就是该点的磁场方向，由此判断条形磁体右端的磁极为N极。 （3）为了形象地描述磁场，人们用一些带箭头的曲线来表示磁场的存在以及磁场的强弱，这样的曲线叫做磁感线。 9. 按要求完成下列小题。 （1）实验发现，当通电直导线中通有电流时，其下方的指南针会发生偏转如图甲，且导线中电流方向相反时，指南针的偏转方向也相反。图乙中电子沿着图示方向平行地飞过指南针上方时，指南针的偏转方向与图甲指南针偏转方向 （选填“相同”或“相反”或“不发生偏转”）。 （2）图1是广州市区某交通道路上使用的风光互补LED路灯的电路原理图。 ①白天阳光充足时，光控开关S断开，太阳能电板为蓄电池充电，此时蓄电池相当于电路中的 （选填“电源”或“用电器”），将 能转化为 能。 ②路灯照明部分由两盏LED灯连接而成，傍晚光控开关S闭合，两盏LED灯同时发光；若一盏LED灯因断路而不亮，另一盏LED灯仍能发光，它们是怎么连接的呢？请在图2虚线框内画出两盏LED灯的连接方式。 （LED灯用“”表示） 【答案】（1）相反；（2）用电器，电，化学，见下图。 【详解】（1）图甲电流方向向右，物理学中规定正电荷的定向移动方向为电流的方向，所以负电荷定向移动方向与电流方向相反，由于图乙电子方向从左向右，所以电流方向为从右向左，即与甲中电流方向相反，所以指南针的偏转方向与图甲指南针偏转方向相反。 （2）[1][2][3]太阳能电池板发电，然后给蓄电池充电，充电是将电能转化为化学能（储存于电池中）的过程，此时蓄电池在接收电能，属于消耗电能的装置是用电器。 [4]由题可知，光控开关S闭合，两盏LED灯同时发光，一盏LED灯因断路而不亮，另一盏LED灯仍能发光，说明两个灯泡工作互不影响，即是并联的关系，开关在干路上，电路图如下图所示： 10. 图所示为实验探究“通电螺线管外部磁场方向与螺线管中电流环绕方向是否有关”。 （1）该实验中通电螺线管外部磁场的方向是通过 来反映的。 （2）闭合开关，记录通电螺线管中电流环绕的方向、小磁针静止时N极的指向（小磁针涂黑的一端是N极），如图甲所示；仅将电源正负极对调后连入电路，闭合开关，记录通电螺线管中电流环绕的方向、小磁针静止时N极的指向，如图乙所示。由此可得出实验结论 。 【答案】（1）小磁针静止时N极的指向；（2）通电螺线管外部的磁场方向与通电螺线管中的电流方向有关 【详解】（1）因为小磁针在磁场中N极的指向与该处磁场的方向相同，所以可以通过小磁针静止时N极的指向来反映螺线管外部的磁场方向。 （2）由图可知，当通电螺线管中的电流方向发生改变后，小磁针的指向发生了改变，所以可以得出的结论是通电螺线管外部的磁场方向与通电螺线管中的电流方向有关。 11．“探究通电螺线管外部磁场的特点”的实验装置如图甲所示。 （1）在用铁屑探究螺线管外部磁场分布时，需要经历下列步骤：①轻敲有机玻璃板，观察铁屑分布；②将铁屑均匀撒在有机玻璃板上；③闭合开关。三个步骤合理的顺序是 （填序号）。 （2）经过对铁屑分布的观察，发现通电螺线管外部磁场与 磁体周围磁场分布相似。 （3）把小磁针放在螺线管四周不同的位置，通电后，小磁针分布如图乙所示，发现通电前后、两个小磁针未发生明显偏转，此时的螺线管可能是向 （选填“南北”或“东西”）方向放置的。 （4）对调电源两极，小磁针的指向也随之对调，说明通电螺线管的磁场方向与螺线管中 方向有关。 （1）若用小磁针探究磁场方向时，发现小磁针没有标N、S极，请写出一种判断小磁针N、S极的做法： 。 【答案】（1）②③①；（2）条形；（3）南北；（4）电流；（5）见解析 【详解】（1）铁屑在磁场中容易被磁化，故可以用铁屑来显示通电螺线管周围的磁场分布。在用铁屑探究螺线管外部磁场分布时，应先将铁屑均匀撒在有机玻璃板上，再闭合开关使得螺线管产生磁场将铁屑磁化，最后轻敲有机玻璃板，观察铁屑分布。所以三个步骤合理的顺序是②③①。 （2）观察铁屑分布可知通电螺线管两端铁屑分布较多，中间较少，说明两端磁性强，中间磁性弱，说明通电螺线管外部磁场与条形磁体周围磁场分布相似。 （3）小磁针静止时指示南北，通电后，A、B两个小磁针所在位置的磁场方向是水平方向的，发现通电前后A、B两个小磁针未发生明显偏转，说明此时的螺线管可能是向南北方向放置的。 （4）对调电源两极，电流方向改变，小磁针的指向也随之对调，说明通电螺线管的磁场方向与螺线管中电流方向有关。 （5）将小磁针水平放置在水平桌面上，在地磁场作用下，小磁针静止时，指北的一端为N极，指南的一端为S极。 12. 电与磁现象是人类探索自然的一个重要方面，请阅读材料回答问题。 （1）第一个发现电能生磁的是 实验。 （2）下列关于法拉第发电机的说法正确的是 。 A．发电机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动 B．发电机实现了电能向机械能的转化 C．感应电流的方向跟导体切割磁感线的方向和磁场方向无关 D．发电机的工作原理是电磁感应现象 （3）为了认识电磁炮的一些特性，某兴趣小组的同学制作了一个电磁炮模型，其原理如图所示。在螺线管中通较强电流一小段时间后迅速断电。通电过程中撞针受力迅速前移，推动炮弹射出炮管。图中撞针最有可能使用的材质是 。    A、塑料     B、铁     C、铜    D、铝 【答案】 奥斯特 D B 【详解】（1）奥斯特实验发现电流周围存在着磁场，首先揭示了电与磁的联系，因此第一个发现电能生磁的是奥斯特。 （2）AD．电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，发电机的工作原理是电磁感应原理，故A错误，D正确； B．发电机工作过程中，机械能转化为电能，故B错误； C．感应电流的方向跟导体切割磁感线方向、磁场方向有关，故C错误。 故选D。 （3）撞针在通电螺线管中被磁化，受磁力作用前移，推动炮弹射出炮管，所以应选择磁性材料，因此撞针最有可能使用的材质是铁，故选B。 13．路灯给我们夜晚的生活带来方便，风、光互补路灯兼具了风力发电，太阳能发电的优势。它同时安装了风力发电。和太阳能电池板，有风时通过风力发电机发电，有阳光时通过太阳能电池板发电，并将电能储存至蓄电池中。为了节能该路灯采用LED灯照明。下表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数，其中光电转化效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率，蓄电池容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积。 太阳能电池板 蓄电池 电池板的面积 0.5m2 蓄电池容量 150Ah 光电转化效率 16% 额定电压 12V （1）能源的种类繁多，人们从不同的角度对能源进行了分类，太阳能和风能都属于 能源（选填“二次”、“可再生”或“不可再生”）； （2）白天太阳能电池板把接收到的太阳能转化为 能，再转化成 能储存在蓄电池内，此时蓄电池相当于电路中的 （选填“电源”或“用电器”）； （3）利用风力发电时，实际上是利用到了 现象，产生的电流大小除了与内部磁铁磁性强弱有关，还与 有关； （4）当太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率为1000W时，则太阳能电池板的输出功率为 W； （5）该蓄电池充满电后储存的能量为 J。   【答案】可再生；电，化学，用电器；电磁感应，线圈转动速度；80，6.48×106 【详解】（1）太阳能、风能都源源不断的从自然界得到，所以它们属于可再生能源。 （2）白天太阳能电池板把接收到的太阳能转化为电能，再转化成化学能储存在蓄电池内，此时蓄电池相当于电路中的用电器。 （3）利用风力发电时，是风能转化为电能，实际上是利用到了电磁感应现象，产生的电流大小除了与内部磁铁磁性强弱有关，还与线圈转动速度有关。 （4）由表格数据可知，太阳能电池板的面积为0.5m2，电池板吸收的太阳能的功率为 太阳能的光电转化效率为16%，由 可知，太阳能电池板的输出功率为 （5）根据题意可知，蓄电池储存的电能为 14. 自从发现了电流周围存在磁场，许多科学家都在逆向思考：既然电能生磁，那么磁也能生电。1825年，科学家科拉顿也用实验探索如何磁生电。科拉顿用条形磁铁在线圈中插入和拔出进行实验时，为了排除磁铁对“电流表”的影响，把“电流表”和线圈分别放在两个房间里。实验时，他在两个房间之间跑来跑去，没有观察到电流表偏转，实验失败。某同学利用一根条形磁铁、一个电流表、一个线圈来通过条形磁铁插入和拔出线圈来改变穿过线圈的磁场从而探究磁生电需要满足的条件，其实验过程如图所示。 试完成下列问题： （1）电流周围存在磁场，为了形象直观地描述磁场，物理学中引入了“磁感线”的概念，其实磁感线在磁场中的是 （选填“存在”或“不存在”）的； （2）如图（A）中的条形磁铁，在条形磁铁外部，磁感线总是从磁铁的某极出来，由 （选填“N”或“S”）极进入磁铁； （3）比较图中A与B或C与D可知，要使线圈中产生（感应）电流需要满足的条件是： 。 A． B． C． D． （4）根据以上实验，判断科学家科拉顿实验失败的原因是 。 A．在线圈的电路在缺少电源（如干电池）     B．电表发生了故障 C．看电表时线圈中的磁场没有变化             D．看电表时线圈中一定没有磁场 【答案】不存在 S 穿过线圈的磁场（或磁感线多少）发生变化 C 【详解】（1）磁场是真实存在的，但磁感线是假想出来的有方向的曲线，不是真实存在的。 （2）条形磁铁外部的磁感线总是从磁铁的N极出发，终止于磁铁的S极，内部是从S极到N极，正好构成闭合曲线。 （3）比较图中A与B或C与D可知，当磁体运动时才能产生电流，磁体向上或向下运动，通过线圈的磁感线数量改变，所以要使线圈中产生（感应）电流需要满足的条件是，穿过线圈的磁场（或磁感线多少）发生变化。 （4）因为穿过线圈的磁场（或磁感线多少）发生变化才能产生电流，把“电流表”和线圈分别放在两个房间里，到房间时间过长，看电表时线圈中的磁场没有变化，产生的电流已经消失了，故选C。 15. 图甲是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅，其简化电路如图乙所示。它是通过电阻丝R1来加热空气，从而加热食物，通过调节变阻器R3接入电路的阻值来设置加热温度，电阻R2置于温度监测区域，它的阻值随温度变化。 （1）闭合开关S，电磁铁的上端为 （选填“N”或“S”）极。当电磁继电器的衔铁被吸下时， （选填“开始”或“停止”）加热。 （2）将5×10-3kg的空气从20℃加热到200℃，需要吸收的热量是多少？ （3）工作电路中电热丝R1与指示灯并联。已知R1的额定电压为220V，额定功率为1210W。正常工作时，工作电路的总电流为5.55A，此时指示灯支路消耗的电功率是多少？ 【答案】（1）S，开始；（2）900；（3）11W. 【详解】（1）闭合开关S，电流从电磁铁上端流入，底端流出，根据右手安培定则可知，电磁铁的下端为N极，上端为S极。 当电磁继电器的衔铁被吸下时，工作电路接通，电热丝R1产生热量，开始加热。 （2）由Q=cm Δt可得，空气吸收的热量为 （3）由P=UI可得，电热丝R1的额定电流为 根据并联电流规律可知，正常工作时通过指示灯的电流为 此时指示灯支路消耗的电功率 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $