专题17 电与磁(复习讲义)(四川专用)2026年中考物理一轮复习讲练测
2026-03-16
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2份
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66页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 电磁学 |
| 使用场景 | 中考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 四川省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 10.38 MB |
| 发布时间 | 2026-03-16 |
| 更新时间 | 2026-03-16 |
| 作者 | 罗仲达 |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-03-16 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56816574.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题17 电与磁
目 录
01·考情剖析·命题前瞻 2
02·时空导航·网络构建 4
03·考点通关·靶向突破 6
考点1 磁现象 磁场 6
教材·知识夯基
1.磁现象
2.磁场
3.常见磁体的磁感线分布
4.地磁场
中考·考法聚焦
考法1 磁极间相互作用的判断
考法2 磁场、磁感线的概念认识
考法3 地磁场的认识
考点2 电生磁 9
教材·知识夯基
1.电流的磁效应(奥斯特实验)
2.通电螺线管的磁场
中考·考法聚焦
考法1 根据电流判断通电螺线管外部磁场
考法2 根据通电螺线管外部磁场判断电流
考法3 通电螺线管相关的实验探究
考点3 电磁铁、电磁继电器 12
教材·知识夯基
1.电磁铁
2.电磁继电器
中考·考法聚焦
考法1 电磁铁的构造和原理辨析
考法2 电磁铁磁性强弱的决定因素探究
考法3 电磁继电器的实际应用
考点4 电动机 15
教材·知识夯基
1.磁场对通电导体的作用
2.电动机
中考·考法聚焦
考法1 电动机的原理辨析
考法2 与磁相关的现象解释
考法3 影响磁场对通电导线作用的因素判断
考点5 磁生电 18
教材·知识夯基
1.电磁感应现象(法拉第实验)
2.影响感应电流的因素
3.发电机
4.电磁感应现象与磁场对电流的作用的比较
中考·考法聚焦
考法1 认识电磁感应现象
考法2 实验探究——产生感应电流的条件
考法3 感应电流大小和方向的决定因素
考法4 动圈式话筒原理
考法5 发电机与电动机的区分
04·素养拓展·思维进阶 22
拓展01 电与磁的实践应用——自制直流电动机
05·优题精选·练能提分 26
考点
考查形式
考查内容
考法分析
磁现象 磁场
☑选择题
☑填空题
☑作图题
磁性、磁极、磁极间相互作用(同名相斥,异名相吸)、磁化、磁场(真实存在)、磁感线(假想曲线)、地磁场(地理两极与地磁两极相反、沈括)
1. 磁极间相互作用判断:磁极间相互作用判断: 高频考点。判断物体间的吸引/排斥情况。常结合司南、指南针等传统文化情境考查。
2. 磁场与磁感线辨析:磁场是真实存在的,磁感线是假想的;磁体外部的磁感线从N极出发回到S极,内部从S极到N极。
3. 地磁场理解: 地磁N极在地理南极附近,地磁S极在地理北极附近。
4. 磁感线作图:常结合条形磁体、蹄形磁体考查磁感线方向的标注。
电生磁
☑选择题
☑填空题
☑作图题
奥斯特实验(通电导线周围存在磁场,磁场方向与电流方向有关)、通电螺线管的磁场(与条形磁体相似)、安培定则(右手螺旋定则)
1.奥斯特实验的理解: 证明电流的磁效应,导线沿南北方向放置效果更明显。
2. 安培定则的应用: 高频考点。已知电流方向判断螺线管N极,或已知N极判断电流方向、电源正负极。
3.通电螺线管的磁场分布:通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
4. 电磁作图综合: 结合小磁针静止时的指向、磁感线方向、电源正负极等进行综合判断和作图。
电磁铁、电磁继电器
☑选择题
☑填空题
☑实验题
电磁铁的结构(螺线管+铁芯)、磁性强弱的影响因素(电流大小、线圈匝数、有无铁芯)、电磁继电器的实质(电磁铁控制工作电路的开关)
1. 影响电磁铁磁性强弱的因素: 实验高频考点。电流越大、线圈匝数越多,磁性越强。常结合滑动变阻器滑片移动分析磁性强弱变化。
2. 电磁继电器的应用分析: 结合水位自动报警器、温度自动报警器、光控电路等情境,分析电磁继电器的工作过程(低电压、弱电流控制高电压、强电流)。
3. 实验探究(影响电磁铁磁性强弱的因素):考查控制变量法(探究电流因素时控制匝数相同)、转换法(吸引大头针的数量反映磁性强弱)、实验结论。
电动机
☑选择题
☑填空题
☑实验题
磁场对通电导线的作用(通电导线在磁场中受力运动)、受力的方向与电流方向、磁场方向有关、电动机的原理(通电线圈在磁场中受力转动)、能量转化(电能→机械能)、换向器的作用(线圈转过平衡位置时改变电流方向,使线圈持续转动)
1. 电动机原理的辨析:高频考点。从电路图判断(电路中有电源的是电动机原理),区分发电机(无电源)。
2. 受力方向的分析: 电流方向或磁场方向只改变一个时,受力方向改变;两个都改变时,受力方向不变。。
3. 换向器的作用理解: 当线圈刚好转过平衡位置时,及时改变电流方向,使线圈持续转动下去。
4. 生活中的应用实例: 电风扇、电动车、扬声器等用电器使用了电动机。
磁生电
☑选择题
☑填空题
☑实验题
电磁感应现象(法拉第发现)、产生感应电流的条件(闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动)、感应电流的方向与导体运动方向、磁场方向有关、发电机的原理(电磁感应)、能量转化(机械能→电能)
1. 产生感应电流的条件判断: 高频考点。判断导体是否切割磁感线(如竖直上下运动不切割)、电路是否闭合。
2. 发电机原理的辨析: 从电路图判断(电路中无电源的是发电机原理),区分电动机(有电源)。
3. 感应电流方向的影响因素: 导体运动方向或磁场方向只改变一个时,感应电流方向改变;两个都改变时,方向不变。
4. 生活中的应用实例: 动圈式话筒、手摇发电机、安检金属探测仪等利用了电磁感应原理。
5. 实验探究(什么情况下磁可以生电): 考查控制变量法、转换法(电流表指针偏转反映感应电流)、实验结论。
命题新趋势
1、传统文化与科技前沿深度融合: 试题将广泛联系我国古代科技成就(如司南、指南针、《论衡》记载)和现代科技成就(如国产航母电磁弹射、新能源汽车、电磁炮、磁悬浮列车),考查学生在真实情境中分析电磁现象的能力。
2、三种电磁现象的辨析是核心: 将“电生磁”(奥斯特实验)、“磁生电”(电磁感应)、“磁场对电流的作用”(电动机原理)三类装置图混合呈现,要求学生根据有无电源、能量转化、工作原理进行准确区分,是选择题的高频考查形式。。
3、实验探究与科学方法并重: 对电磁铁磁性强弱的影响因素实验、电磁感应实验的考查,从记忆步骤转向控制变量法和转换法的理解应用、实验方案改进(如换用更灵敏的电流表)、数据分析及结论归纳。
4、电磁作图综合化:将安培定则、磁感线方向、小磁针指向、电源正负极综合考查,要求学生具备较强的空间想象能力和逻辑推理能力
命题预测
磁极间相互作用与地磁场是基础:结合司南、指南针等情境判断磁极和受力情况,是选择题的稳定考点。
安培定则的应用是核心:已知电流方向判断N极,或已知N极判断电流方向、电源正负极,预计将继续保持高频考查。
电动机与发电机的原理辨析是热点:从装置图(有无电源)、能量转化、工作原理进行区分,是选择题的高频考点。
电磁铁与电磁继电器的应用分析:结合水位报警器、光控电路等情境分析工作过程,考查学生的信息提取能力和逻辑分析能力。
电磁感应实验的条件判断:结合导体运动方向、电路是否闭合判断能否产生感应电流,是实验题和选择题的必考内容。
考点1 磁现象 磁场
【课标要求】知道磁体周围存在磁场;知道磁感线可用来形象地描述磁场;知道地磁场。
1. 磁现象
(1)磁性:物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫作磁性。
(2)磁体:具有磁性的物体叫作磁体。
① 按来源分:天然磁体(如磁铁矿)、人造磁体。
② 按形状分:条形磁体、蹄形磁体、小磁针等。
③ 按保留磁性分:永磁体、软磁体。
(3)磁极:
① 定义:磁体上磁性最强的部分叫作磁极。
② 分布:任何磁体都有两个磁极——北极(N极)和南极(S极)。
③ 指向性:悬挂静止的磁体,N极指北,S极指南。
(4)磁极间的相互作用:
① 同名磁极相互排斥。
② 异名磁极相互吸引。
(5)磁化:
① 定义:使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。
② 软磁性材料:容易被磁化,也容易失去磁性(如软铁)。
③ 硬磁性材料:容易被磁化,但不容易失去磁性(如钢),可制成永磁体。
2. 磁场
(1)定义:磁体周围存在一种看不见、摸不着的特殊物质,叫作磁场。
(2)基本性质:磁场对放入其中的磁体产生力的作用。
(3)方向:在磁场中的某一点,小磁针静止时N极所指的方向就是该点的磁场方向。
(4)磁场的描述:磁感线(理想化模型)。
① 定义:用来形象描述磁场的带箭头的曲线。
② 特点:
磁感线是假想的,实际不存在。
磁体外部,磁感线从N极出发,回到S极;内部从S极回到N极,形成闭合曲线。
磁感线的疏密表示磁场的强弱——越密磁场越强。
磁感线不相交(任何一点的磁场方向只有一个)。
磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。
3. 常见磁体的磁感线分布
(1)条形磁体:两端磁极处磁感线最密,中间较疏。
(2)蹄形磁体:形状像马蹄,两极间磁场较均匀。
(3)同名磁极间:磁感线相互排斥。
(4)异名磁极间:磁感线从N极指向S极,相互吸引。
4. 地磁场
(1)定义:地球本身是一个巨大的磁体,地球周围存在的磁场叫作地磁场。
(2)地磁两极:
① 地磁的N极在地理南极附近。
② 地磁的S极在地理北极附近。
(3)磁偏角:
① 地理两极与地磁两极并不重合。
② 由我国宋代学者沈括(《梦溪笔谈》)最早发现。
(4)指南针:利用地磁场对磁体的作用来指示方向。
【特别提醒】
1.磁体吸引铁质物体:不需要接触就能吸引,这是通过磁场实现的。
2.磁感线的方向:磁感线是闭合曲线,磁体外部从N到S,内部从S到N。
3. 地磁两极与地理两极相反:记住“地磁北极在地理南极附近”。
1.【磁极间相互作用的判断】(2024·四川泸州·中考真题)如图所示,将A、B两块磁铁套在光滑竖直杆上,放置于水平桌面上,磁铁A在光滑竖直杆上静止,磁铁B在水平桌面上静止,请在图中画出磁铁B的受力示意图。
考查知识
磁极间相互作用、受力分析、力的示意图画法。
命题解读
命题意图:通过磁铁在竖直杆和水平桌面上的平衡状态,考查学生分析磁铁受力情况(重力、磁极间斥力、支持力)的能力,以及规范作图的技能。
解题思路:磁铁A静止在竖直杆上,说明受到向上的力平衡重力,这个力来自磁铁B对A的斥力;根据同名磁极相互排斥,磁铁B受到A向下的斥力,加上自身重力,与桌面对B向上的支持力平衡。
2.【磁场、磁感线的概念认识】(2025·四川内江·一模)关于磁体和磁场,下列说法正确的是( )
A.磁体周围存在磁场,磁场是真实存在的
B.磁体周围的磁感线是真实存在的
C.磁体的磁场方向是从北极指向南极
D.磁体周围不存在磁场
考查知识
磁场和磁感线的基本概念、磁场方向的规定。
命题解读
命题意图:通过四个选项考查学生对磁场客观存在性、磁感线模型、磁场方向的理解,纠正常见错误认识。
解题思路:磁场是真实存在的;磁感线是假想模型;磁场方向在磁体外部从N指向S,内部从S指向N。
3.【地磁场的认识】(2025·四川宜宾·中考真题)明朝郑和下西洋时,航行中使用罗盘和星象来辨别方向,其中罗盘小磁针的北极指向地磁场的___________极,地磁场的北极在地理的___________极附近。
考查知识
地磁场的特点、小磁针指向与地磁极的关系。
命题解读
命题意图:通过郑和下西洋使用罗盘的历史情境,考查学生对地磁场分布的理解,以及小磁针北极指向地磁南极这一重要知识点。
解题思路:小磁针静止时N极指向地理北极,实际上是受到地磁南极的吸引;地磁北极位于地理南极附近。
考点2 电生磁
【课标要求】通过实验认识电流的磁效应;会用安培定则判断通电螺线管的磁场方向。
1. 电流的磁效应(奥斯特实验)
(1)发现者:丹麦物理学家奥斯特(1820年)。
(2)实验现象:
① 导线通电时,下方的小磁针发生偏转。
② 导线断电时,小磁针回到原来位置。
③ 改变电流方向,小磁针偏转方向相反。
(3)实验结论:
① 通电导体周围存在磁场。
② 磁场方向与电流方向有关。
(4)意义:揭示了电与磁之间是有联系的,开创了电磁学的新时代。
2.通电螺线管的磁场
(1)螺线管:将导线绕在圆筒上制成的螺旋状线圈。
(2)磁场特点:
① 通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
② 通电螺线管也有两个磁极(N极和S极)。
③ 磁极极性可以用安培定则判断。
(3)安培定则(右手螺旋定则)
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N极。
②记忆口诀:右握螺线管,四指电流转,拇指指N端。
③应用:已知电流方向判断磁极;已知磁极判断电流方向。
(4)影响通电螺线管磁性强弱的因素
①电流大小:电流越大,磁性越强。
②线圈匝数:匝数越多,磁性越强。
③有无铁芯:插入铁芯后磁性大大增强(有铁芯的叫电磁铁)。
【特别提醒】
1.奥斯特实验中,导线应沿南北方向放置(与小磁针指向平行),效果最明显。
2.安培定则一定要用右手,不要用左手(左手判断受力,初中不涉及)。
3.螺线管内部磁场:磁感线是均匀的平行直线,方向从S极指向N极。
1.【根据电流判断通电螺线管外部磁场】(2025·四川宜宾·中考真题)如图,磁铁S极与弹簧连接,竖直悬挂于电磁铁的正上方,电源电压不变。闭合开关后,向右缓慢移动滑动变阻器滑片,下列判断正确的是( )
A.电路中的电流变大 B.电磁铁的磁性变强
C.电磁铁上端为S极 D.悬挂磁铁的弹簧变长
考查知识
电磁铁磁性强弱的影响因素、安培定则、磁极间相互作用、滑动变阻器对电路的影响。
命题解读
命题意图:通过电磁铁与悬挂磁铁的相互作用,考查学生分析滑片移动引起的电流变化、电磁铁磁性变化,以及磁极间作用力变化的能力。
解题思路:滑片右移,电阻变大,电流变小,电磁铁磁性减弱;根据安培定则判断电磁铁上端为N极,与悬挂磁铁下端N极相互排斥;磁性减弱时斥力减小,弹簧伸长。
2.【根据通电螺线管外部磁场判断电流】(2025·四川攀枝花·中考真题)闭合开关后,小磁针静止时的指向如图所示,请在相应的括号中,分别标出通电螺线管左侧的磁极(用“N”或“S”表示)和电源左侧的极性(用“+”或“-”表示)。
考查知识
安培定则、磁极间相互作用、电源极性的判断。
命题解读
命题意图:通过小磁针静止时的指向,考查学生运用安培定则判断通电螺线管磁极和电源极性的能力。
解题思路:根据小磁针N极指向可知螺线管左端为N极;用右手握住螺线管,大拇指指向N极,四指方向为电流方向,从而判断电源左端为负极。
3.【通电螺线管相关的实验探究】(2024·四川泸州·二模)如图所示是有趣的磁和电实验:
(1)实验一的装置如图甲所示,在固定有螺线管的水平硬纸板上均匀地撒满铁屑,通电后轻敲硬纸板,通过观察发现通电螺线管外的磁场与________磁体的磁场相似。在通电螺线管的两端各放一个小磁针,如图根据小磁针静止时的指向,可以判定图中通电螺线管的________端是它的N极。改变电流的________,观察到小磁针的指向也发生了改变。
(2)实验二装置如图乙所示,可以探究磁生电的条件。在磁场中悬挂一根导体AB,把它的两端跟灵敏电流计连接起来,组成一个闭合回路。实验中,灵敏电流计既能显示电路中有无电流、还能粗略地显示电流的大小以及电流的________。该装置可看成是一个________机模型。下列操作,电路中能产生电流的是________(选填序号,多选:①蹄形磁体和导体AB都静止;②蹄形磁体静止,导体AB左右运动;③导体AB静止,蹄形磁体左右运动;④蹄形磁体静止,导体AB上下运动)。
考查知识
通电螺线管的磁场、电磁感应现象(产生感应电流的条件)。
命题解读
命题意图:通过两个实验装置,全面考查学生对电流的磁效应和电磁感应现象的理解,以及实验操作和现象分析的能力。
解题思路:(1)通电螺线管磁场与条形磁铁相似;根据小磁针指向判断N极;改变电流方向可改变磁场方向。
(2)灵敏电流计可显示电流大小和方向;这是发电机模型;产生感应电流需要闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动。。
考点3 电磁铁、电磁继电器
【课标要求】知道电磁铁的特点及应用;了解电磁继电器的构造和工作原理。
1.电磁铁
(1)定义:内部插有铁芯的通电螺线管。
(2)铁芯材料:用软铁制成(容易被磁化,也容易失去磁性)。
(3)工作原理:电流的磁效应 + 铁芯被磁化增强磁场。
(4)优点:
① 磁性的有无可由电流的通断控制。
② 磁性的强弱可由电流的大小和线圈匝数控制。
③ 磁极的极性可由电流的方向控制。
(5)影响因素:
① 电流越大,磁性越强。
② 线圈匝数越多,磁性越强。
③ 有铁芯比无铁芯磁性强得多。
(6)电磁铁的应用
①电磁起重机:利用电磁铁吸起钢铁材料,断电后磁性消失,材料落下。
②电铃:电磁铁吸引衔铁,使小锤敲击铃盖。
③电磁继电器:用低电压、弱电流控制高电压、强电流电路。
④磁悬浮列车:利用电磁铁实现悬浮和导向。
⑤扬声器、耳机:利用电磁铁与永磁体的相互作用振动发声。
2.电磁继电器
(1)构造:电磁铁、衔铁、弹簧、触点(动触点、静触点)。
(2)工作原理:
① 当低压控制电路接通时,电磁铁有磁性,吸引衔铁,带动动触点与静触点接触,高压工作电路接通。
② 当控制电路断开时,电磁铁失去磁性,弹簧将衔铁拉回,工作电路断开。
(3)实质:利用电磁铁控制工作电路通断的开关。
(4)作用:
① 实现低电压、弱电流控制高电压、强电流。
② 实现自动控制(如水位自动报警、温度自动控制)。
③ 实现远距离操作。
(5)电磁继电器电路分析
①控制电路:低压电源、开关、电磁铁。
②工作电路:高压电源、用电器、触点。
③判断方法:有电磁铁的部分是控制电路;有高压用电器的部分是工作电路。
【特别提醒】
1. 电磁铁的铁芯必须用软铁,不能用钢(钢磁化后不易退磁,成为永磁体)。
2. 电磁继电器中,控制电路和工作电路是独立的,没有导线直接连接。
3. 触点类型:常开触点(通电闭合)、常闭触点(通电断开)。
4. 电磁铁磁性强弱判断:电流越大、匝数越多、有铁芯,磁性越强。
1.【电磁铁的构造和原理辨析】(2025·四川自贡·中考真题)如图,闭合开关,条形磁铁S极受到______力。为增大条形磁铁和通电螺线管间的相互作用力,滑动变阻器的滑片P应向______滑动。
考查知识
安培定则、磁极间相互作用、电磁铁磁性强弱与电流的关系。
命题解读
命题意图:通过条形磁铁与通电螺线管的相互作用,考查学生判断磁极、分析相互作用类型的能力,以及通过改变电流大小来增强磁性的方法。
解题思路:根据安培定则判断螺线管右端为N极,与条形磁铁S极相互吸引还是排斥?注意题干说“S极受到______力”,应填“斥力”;增大相互作用力需增大电流,滑片向左移动。
2.【电磁铁磁性强弱的决定因素探究】(2025·四川广安·中考真题)小华在实验室做电学实验的时候,看到一颗铁螺丝钉,他将导线绕在铁螺丝钉上设计了如图甲所示的电路。根据所学知识回答下列问题。
实验次数
电压U/V
电流I/A
1
2.4
2
3.6
0.3
3
5.0
0.4
(1)闭合开关,根据安培定则,在图甲括号中标出铁螺丝钉右端的极性_______(N或S)。
(2)他将滑动变阻器滑片向左移动,发现绕线铁螺丝钉吸引铁屑的数量变多,说明绕线铁螺丝钉的磁性变______。
(3)他取下铁螺丝钉,使导线伸直,用该电路测量定值电阻的阻值。他按照正确步骤进行了3次实验,记录数据如表格所示,第1次的实验中,电流表的示数如图乙为______A。
(4)根据表格数据,测得定值电阻的阻值为______Ω(结果保留1位小数)。
考查知识
电磁铁实验、安培定则、电流表读数、伏安法测电阻。
命题解读
命题意图:通过铁螺丝钉绕线制作电磁铁,以及后续测电阻的实验,考查学生综合运用电磁知识和电学实验操作的能力。
解题思路:(1)根据电流方向和安培定则判断右端为N极。
(2)滑片左移电流变大,磁性变强。
(3)电流表读数注意量程和分度值。
(4)多次测量取平均值计算电阻。
3.【电磁继电器的实际应用】(2025·四川资阳·中考真题)燃气隐患早排查,平安幸福千万家。图甲是兴趣小组设计的天然气泄漏报警电路原理图,正常状态下绿色指示灯亮起,当天然气浓度增大到一定程度时电铃会发出报警声。图乙为气敏电阻的阻值与天然气浓度间的关系图像。控制电路中,电源电压恒为10V,只考虑气敏电阻、滑动变阻器的阻值,其余电阻均不计。下列说法正确的是( )
A.虚线框a中应为电铃,b中应为绿色指示灯
B.当开关接通时,通电螺线管的上端为S极
C.要使天然气的报警浓度降低,保持其他条件不变的情况下,可将滑动变阻器的滑片P向上移动
D.若将报警浓度设置为,在的调试过程中,当电流表示数为0.2A时,电铃恰好发出报警声,此时接入电路中的阻值为10Ω
考查知识
电磁继电器的工作原理、气敏电阻的特性、安培定则、电路计算。
命题解读
命题意图:通过天然气泄漏报警电路,考查学生分析电磁继电器电路、气敏电阻特性、安培定则应用,以及根据报警条件进行计算的能力。
解题思路:A:浓度高时气敏电阻变小,电磁铁吸合衔铁,b电路接通,b应为电铃。
B:根据安培定则判断螺线管上端为N极。
C:降低报警浓度,气敏电阻在较低浓度时阻值较大,需减小滑动变阻器阻值才能达到吸合电流,滑片应下移。
D:根据欧姆定律计算总电阻,减去气敏电阻值得滑动变阻器阻值。。
考点4 电动机
【课标要求】知道通电导线在磁场中受到力的作用;知道电动机的工作原理;了解电动机的能量转化。
1.磁场对通电导体的作用
(1)实验现象:通电导体在磁场中会受到力的作用而运动。
(2)力的方向影响因素:
① 电流方向:电流方向改变,受力方向改变。
② 磁场方向:磁场方向改变,受力方向改变。
(3)受力大小影响因素:
① 电流越大,受力越大。
② 磁场越强,受力越大。
③ 通电导体在磁场中的长度越长,受力越大。
(4)能量转化:电能转化为机械能。
2. 电动机
电动机的基本构造:
(1)定子:固定不动的部分(磁体,产生磁场)。
(2)转子:转动的部分(线圈)。
(3)换向器:由两个半铜环(换向片)组成,与电刷配合,每半圈改变一次电流方向。
(4)电刷:与换向器接触,将电流引入线圈。
直流电动机的工作原理:
(1)原理:通电线圈在磁场中受力而转动。
(2)平衡位置:线圈平面与磁感线垂直的位置,此时线圈受力平衡(但依靠惯性越过)。
(3)换向器的作用:
① 当线圈转过平衡位置时,自动改变线圈中的电流方向。
② 使线圈受力方向不变,从而持续转动下去。
(4)能量转化:电能 → 机械能。
改变转动方向的方法:
① 改变电流方向(对调电源正负极)。
② 改变磁场方向(对调磁体两极)。
改变转动速度的方法:
① 改变电流大小。
② 改变磁场强弱。
【特别提醒】
1.平衡位置线圈不受力(实际是受力平衡),依靠惯性越过。
2. 换向器的作用是改变电流方向,而不是改变磁场方向。
3. 电动机模型实验中,开始转动不顺利时,可轻轻拨动线圈帮助启动。
4. 通电导体在磁场中受力方向用左手定则判断(初中一般不要求,但要理解方向与电流、磁场有关)。
1.【电动机的原理辨析】(2025·四川·中考真题)国家倡导绿色出行,鼓励使用电动汽车。电动汽车的动力装置是电动机,下图所示的四个实验中,能体现电动机工作原理的是( )
A. B.
C. D.
考查知识
电动机工作原理(通电导体在磁场中受力)与发电机、电磁铁等原理的区分。
命题解读
命题意图:通过四个实验装置图,考查学生对电动机、发电机、电流磁效应等核心实验的识别能力。
解题思路:电动机原理是有电源、通电导体在磁场中受力运动;发电机原理是无电源、导体切割磁感线产生电流;奥斯特实验显示电流的磁效应;电磁铁实验也是电流磁效应。
2.【与磁相关的现象解释】(2025·四川绵阳·一模)下列与磁现象有关的实验中,说法正确的是( )
A.若要使甲图中自制电动机持续转动就要将两侧的绝缘漆全刮掉
B.图乙是奥斯特实验,实验时最好将导线东西方向放置
C.图丙中电流表通电后指针会偏转,这是利用了磁场对电流有力的作用
D.图丁说明了电流具有磁效应
考查知识
自制电动机、奥斯特实验、电流表工作原理、发电机原理的综合辨析。
命题解读
命题意图:通过四个与磁现象有关的实验,考查学生对不同实验原理的准确理解和辨析能力。
解题思路:A:自制电动机持续转动需刮掉一半绝缘漆,起换向器作用。
B:奥斯特实验导线应南北方向放置,与小磁针指向一致。
C:电流表是利用通电线圈在磁场中受力偏转,属于磁场对电流的作用。
D:图丁是发电机原理,利用电磁感应。。
3.【影响磁场对通电导线作用的因素判断】(2024·四川绵阳·中考真题)如图所示电路中,导体棒ab放在蹄形磁体的磁场里,小磁针放在螺线管正下方。闭合开关,发现导体棒ab向右运动,小磁针的N极向下偏转,则下列说法正确的是( )
A.c、d分别是电源的负极、正极
B.仅对调电源正负极,闭合开关,则导体棒ab向左运动,小磁针N极向上偏转
C.对调电源正负极和蹄形磁体N、S极,闭合开关,则导体棒ab向左运动
D.对调电源正负极和蹄形磁体N、S极,闭合开关,则小磁针N极仍然向下偏转
考查知识
通电导体在磁场中受力、安培定则、磁极间相互作用、综合分析能力。
命题解读
命题意图:通过导体棒运动和小磁针偏转两个现象,考查学生综合分析电路、磁场方向、受力方向的能力。
解题思路:A:根据小磁针N极向下偏转,判断螺线管下端为N极,用安培定则判断电流方向,从而确定电源极性。
B:仅对调电源正负极,电流方向和磁场方向都改变,导体棒运动方向改变一次,仍向左?注意只改变电流方向,导体棒运动方向改变;螺线管磁极改变,小磁针偏转方向改变。
C:同时改变电流方向和磁场方向,导体棒受力方向不变。
D:只改变电流方向,螺线管磁极改变,小磁针偏转方向改变。
考点5 磁生电
【课标要求】通过实验探究产生感应电流的条件;知道发电机的工作原理;了解交流电和直流电的区别。
1.电磁感应现象(法拉第实验)
(1)发现者:英国物理学家法拉第(1831年)。
(2)定义:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中产生电流的现象。
(3)产生的电流:感应电流。
(4)意义:
① 揭示了磁可以生电。
② 为发电机的发明奠定了理论基础。
③ 使人类进入电气时代。
(5)产生感应电流的条件:
①电路必须闭合(开路时只有感应电压,没有感应电流)。
②导体必须是闭合电路的一部分。
③导体必须做切割磁感线运动。
三个条件缺一不可。
(6)生活中的电磁感应应用
动圈式话筒:声音使膜片振动,带动线圈在磁场中振动,产生感应电流(声 → 电)。
变压器:利用电磁感应改变电压。
电磁炉:利用交变电流产生交变磁场,使锅底产生感应电流发热。
刷卡机:磁条通过磁头时产生感应电流。
汽车速度表:利用电磁感应原理测量转速。
2. 影响感应电流的因素
影响感应电流方向的因素:
①磁场方向:磁场方向改变,感应电流方向改变。
②导体运动方向:导体切割磁感线的方向改变,感应电流方向改变。
③同时改变磁场和运动方向:感应电流方向不变。
影响感应电流大小的因素
①磁场强弱:磁场越强,感应电流越大。
②导体切割磁感线的速度:速度越快,感应电流越大。
③线圈匝数:匝数越多,感应电流越大。
④导体有效长度:切割磁感线的导体长度越长,感应电流越大。
3. 发电机
(1)原理:电磁感应现象。
(2)能量转化:机械能 → 电能。
(3)构造:磁体、线圈、滑环(或换向器)、电刷。
(4)分类:
类型
电流方向
输出电流
滑环类型
交流发电机
周期性变化
交流电
两个铜环(滑环)
直流发电机
不变
直流电
换向器(半环)
4. 电磁感应现象与磁场对电流的作用的比较
电磁感应(发电机)
磁场对电流的作用(电动机)
本质
磁生电
电生磁
电路特点
闭合电路,部分导体切割磁感线
通电导体在磁场中(有电源)
能量转化
机械能→电能
电能→机械能
主要应用
发电机
电动机
方向判断
右手定则(感应电流方向)
左手定则(受力方向)
【特别提醒】
1.产生感应电流的条件:闭合电路、部分导体、切割磁感线,三者缺一不可。
2. “切割磁感线”的理解:导体运动方向与磁感线方向不平行即可(可以有夹角)。
3. 交流发电机与直流发电机的区别:在于输出电流是否改变方向,取决于滑环类型。
4. 发电机与电动机的判断:发电机与电动机结构相似,但原理不同,判断时主要看有无其他电源存在。
1.【认识电磁感应现象】(2025·四川巴中·中考真题)麦克风的工作原理是:人说话时,声波引起线圈在磁极附近振动产生与声音变化相应的感应电流,下列装置的工作原理与麦克风的工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
考查知识
麦克风的工作原理(电磁感应)与发电机、电动机、电磁铁原理的区分。
命题解读
命题意图:通过麦克风的工作原理,考查学生对电磁感应现象应用的识别能力。
解题思路:麦克风是声波引起线圈振动切割磁感线产生感应电流,属于电磁感应;发电机也是电磁感应;电动机是通电导体受力;电磁铁是电流磁效应;奥斯特实验也是电流磁效应。
2.【实验探究——产生感应电流的条件】(2025·四川攀枝花·中考真题)小明用如图所示的实验装置做“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”实验,请在下列实验记录表格中,将观察到的实验现象补充完整。
序号
实验条件
电流表指针偏转情况
(1)
导体棒ab不动
不偏转
(2)
导体棒ab沿水平方向左右运动
______
(3)
导体棒ab沿ab方向前后运动
______
(4)
导体棒ab沿竖直方向上下运动
______
考查知识
产生感应电流的条件(切割磁感线运动)。
命题解读
命题意图:通过探究实验,考查学生对“切割磁感线”这一条件的理解,能够根据导体运动方向判断是否产生感应电流。
解题思路:导体棒水平左右运动时切割磁感线,产生电流;前后运动和上下运动时没有切割磁感线,不产生电流。
3.【感应电流大小和方向的决定因素】(2025·四川南充·中考真题)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?答:__________ (写出一种即可)。
考查知识
探究产生感应电流的条件实验(切割磁感线运动、相对运动、增大感应电流的方法)。
命题解读
命题意图:通过完整的探究实验,考查学生对产生感应电流条件的理解,以及根据现象推断相对运动、提出改进实验方法的思维能力。
解题思路:(1)分析表中数据可知,只有导体做切割磁感线运动时才产生电流。
(2)磁体向右运动相当于导体向左切割磁感线,指针向左偏转。
(3)增大感应电流可增大切割速度或增强磁场。
4.【动圈式话题原理】(2025·四川资阳·中考真题)如图所示,图甲和图乙分别为动圈式话筒的实物图和构造示意图。当你对着话筒说话或唱歌时,声音使膜片振动,与膜片相连的线圈也跟着一起振动,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你说话的声音。下列设备的工作原理与动圈式话筒类似的是( )
A.电水壶 B.手摇式发电机
C.电动自行车 D.电磁起重机
考查知识
动圈式话筒的工作原理(电磁感应)与发电机原理的对应。
命题解读
命题意图:通过动圈式话筒的构造和原理,考查学生识别电磁感应现象应用的能力。
解题思路:动圈式话筒利用线圈在磁场中振动切割磁感线产生感应电流,属于电磁感应;手摇式发电机也是电磁感应原理。
5.【发电机与电动机的区分】(2024·四川巴中·中考真题)如图所示超市出口处装有报警器,它由防盗天线、检测门、检测器等构成。结账时贴在商品上的磁性标签会被消磁,若磁性标签未被消磁,通过检测门时,检测器就会检测到标签上的磁性而产生感应电流触发电路报警。下列选项中与报警器工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
考查知识
报警器的工作原理(电磁感应)与发电机原理的对应。
命题解读
命题意图:通过超市报警器的工作过程,考查学生识别电磁感应现象应用的能力。
解题思路:磁性标签通过检测门时,检测器检测到磁性而产生感应电流,属于电磁感应;发电机也是利用电磁感应原理。
一、电与磁的实践应用——自制直流电动机
1. 制作原理
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感线方向有关。
2. 核心部件与作用
部件
作用
磁铁
提供磁场
线圈
通电后在磁场中受力转动
换向器
自动改变电流方向,使线圈持续转动
电刷
导入电流,与换向器保持接触
电源
提供电能
3. 制作关键——换向器处理
一端:漆皮全部刮掉(始终通电)
另一端:漆皮只刮掉半圈(转半圈断电,换向后通电)
作用:当线圈转过平衡位置时,电流方向改变,受力方向不变,实现持续转动
4. 常见问题
线圈不转:检查接触、刮漆位置,或轻拨启动
转动无力:换新电池、增强磁场、减少摩擦
只转半圈:换向器处理错误(两端都应一端全刮、一端半刮)
【结合热点“人行机器人”进行电磁方面的综合考察】阅读材料,回答问题。
人形机器人
2025年春晚,科技融合传统文化的舞蹈节目《秧BOT》引发较大关注。这款宇树H1机器人图1所示名叫福兮,配备了多达23至43个关节电动机。这类关节电动机是利用直流无刷电动机驱动,通过传动系统减速器输出关节扭矩,减速器的作用是将电机扭矩放大,关节扭矩(T)是指作用在关节上使关节产生转动效应的力的力矩,扭矩等于力(F)与力臂(r)的乘积,即T=F×r,再搭配AI技术实现全身运动控制,能够实现单腿跳跃、原地360度转身等复杂动作。直流无刷电动机的内部结构如图2所示,中间的永磁体可绕中心自由转动,三个螺线圈互成120度夹角固定在电动机外壳内部,它们通电可以产生磁场,机器人能在一秒钟使手绢垂直旋转不会掉。
下表为机器人的部分参数,“电池比能量”为单位质量的电池所能输出的电能:“减速器的减速比”为输入转速与输出转速的比值。
电池的质量
10kg
驱动电机的输入总功率
500W
电池比能量
150W·h/kg
驱动电机将电能转化为机械能的效率
60%
移动速度
0.1~1m/s
减速器的减速比
10:1
肘关节电机扭矩
10N·m
传动系统效率
90%
(1)为驱动下图中的直流无刷电动机顺时针转动,此时通电方案最合理的是___________。
A. B.
C. D.
(2)电池所能输出的总电能为___________J;若机器人以最大速度沿水平路面匀速直线运动10s,此过程中机器人受到的阻力为___________N。
(3)图3是宇树H1机器人的手臂,其肘关节电机最大扭矩为30N・m,前臂长30cm,为碳纤维制造,自重不计,前臂在水平位置能提起最重的重物G=___________N。
(4)机器人利用磁敏电阻等器件来监控移动速度,控制驱动电机运转。图4为控制电机运转的原理电路,U为输入电压,R1为定值电阻,RB为磁敏电阻,阻值随外加磁场强弱变化的图像如图5所示。当磁敏电阻R0在正常工作区时,即使输入电压U发生改变,R1两端电压U1都能维持在某一定值附近基本不变,从而使控制电路中的电机稳定转动,则磁敏电阻的正常工作区对应图5中___________(选填“ab”或“bc”)段。正常工作时,当RB阻值为800Ω,R1的阻值为300Ω,线圈电阻忽略不计,处在磁场中的RB电功率为0.72W,则R1两端的电压U1=___________V。
1.(2025·四川绵阳·中考真题)如图所示,螺线管与电源的X、Y两极相连接,右端有一静止小磁针。当开关闭合后,N极的指向变为水平向左,则( )
A.X为电源的正极
B.通电后螺线管的右端为N极
C.仅将电源X、Y极对调,闭合开关后小磁针静止时N极指向仍然水平向左
D.仅将小磁针置于通电螺线管正上方,闭合开关后小磁针静止时N极指向水平向右
2.(2025·四川广元·中考真题)如图所示是某学校路灯的智能照明电路。S为光敏开关,天暗时S自动断开,天亮时S自动闭合;R为滑动变阻器。下列说法正确的是( )
A.天亮时,电磁铁的上端是北极
B.天亮时,将R的滑片P向上滑动,电磁铁磁性变强
C.天暗时,衔铁被电磁铁吸引,触点c与a接触
D.天亮时,电磁铁外部磁感线从上端出发回到下端
3.(2025·四川乐山·中考真题)发电机组是水电站的核心部分,以下四个装置中符合发电机工作原理的是( )
A. B.
C. D.
4.(2025·四川广安·中考真题)如图是2024年杭州马拉松推出的机器狗配速员,机器狗内部电动机的工作原理是( )
A.电磁感应现象 B.通电导体在磁场中受到力的作用
C.电流的磁效应 D.电流的热效应
5.(2025·四川凉山·中考真题)传感器在“物联网”中担负着信息采集的重要任务,可以实现“提醒”和“报警”功能。某型号的温度自动报警装置由热敏电阻作为传感器制作而成,其简易电路图如下。已知热敏电阻R1的阻值随温度升高而减小,若电源电压保持不变,滑动变阻器R的滑片P在某位置不变,闭合开关S1和S2,此时装置未报警。下列说法正确的是( )
A.该装置中电磁铁的工作原理与发电机工作原理相同
B.若温度升高,流过电磁铁的电流变小,电磁铁磁性变弱
C.若温度降低到一定程度,该报警器会发送报警信息
D.若滑动变阻器R的滑片P向左移动一段距离,则报警的最低温度将会升高
6.(2025·四川成都·中考真题)将两个玩具电动机、的转轴用塑料管连接起来,如图。闭合开关,小灯泡发光,原因是带动,让的线圈切割______,产生感应电流。若只将电池的正负极对调,闭合开关后的转动方向会______。
7.(2024·四川广元·中考真题)如图甲是小李家的磁悬浮盆景,盆底有一个永磁体,底座内有一个电磁铁。如图乙是电磁铁的工作电路图,通电后,电磁铁的上端为________极(选填“N”或“S”);由于磁极相对,利用同名磁极相互________的规律,盆景就会悬浮在底座上方。
8.(2024·四川成都·中考真题)小张利用图所示装置探究“导体在磁场中产生电流的条件”,闭合开关后,经过多次尝试,他发现导线ab在磁场中沿着竖直方向运动时,导体中产生感应电流。生产生活中的________(选填“电热毯”、“发电机”或“电动机”)是利用该实验原理工作的。小张在实验中将导线ab换成一个线圈,其目的是________。
9.(2025·四川凉山·中考真题)如图所示,请用笔画线代替导线将电路连接完整,并在括号中用符号标出螺线管的磁极(要求:闭合开关,向左移动滑片P,螺线管磁性变强)。
10.(2025·四川德阳·中考真题)电与磁之间存在着相互联系,彰显物理现象的对称之美。
(1)如图甲所示,导线通电后小磁针发生偏转,断电后小磁针复位。实验表明通电导线周围存在___________;
(2)如图乙所示为水位自动报警器的原理图。当水位到达金属块A时,___________灯亮,控制电路中电磁铁的上端为___________极(选填“S”或“N”);
(3)如图丙所示,电路中的开关为单刀双掷开关。
①将开关掷于1,观察到导体棒运动,说明___________(选填字母);
A.电路中产生了感应电流 B.通电导体在磁场中受力的作用
②将开关掷于2,使导体棒向右运动,观察到灵敏电流计指针向左偏转;若要使灵敏电流计的指针向右偏转,可以___________(选填字母)。
A.保持磁体不动,使导体棒向左运动
B.将磁体的磁极对调,使导体棒向左运动
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专题17 电与磁
目 录
01·考情剖析·命题前瞻 2
02·时空导航·网络构建 4
03·考点通关·靶向突破 6
考点1 磁现象 磁场 6
教材·知识夯基
1.磁现象
2.磁场
3.常见磁体的磁感线分布
4.地磁场
中考·考法聚焦
考法1 磁极间相互作用的判断
考法2 磁场、磁感线的概念认识
考法3 地磁场的认识
考点2 电生磁 9
教材·知识夯基
1.电流的磁效应(奥斯特实验)
2.通电螺线管的磁场
中考·考法聚焦
考法1 根据电流判断通电螺线管外部磁场
考法2 根据通电螺线管外部磁场判断电流
考法3 通电螺线管相关的实验探究
考点3 电磁铁、电磁继电器 13
教材·知识夯基
1.电磁铁
2.电磁继电器
中考·考法聚焦
考法1 电磁铁的构造和原理辨析
考法2 电磁铁磁性强弱的决定因素探究
考法3 电磁继电器的实际应用
考点4 电动机 18
教材·知识夯基
1.磁场对通电导体的作用
2.电动机
中考·考法聚焦
考法1 电动机的原理辨析
考法2 与磁相关的现象解释
考法3 影响磁场对通电导线作用的因素判断
考点5 磁生电 22
教材·知识夯基
1.电磁感应现象(法拉第实验)
2.影响感应电流的因素
3.发电机
4.电磁感应现象与磁场对电流的作用的比较
中考·考法聚焦
考法1 认识电磁感应现象
考法2 实验探究——产生感应电流的条件
考法3 感应电流大小和方向的决定因素
考法4 动圈式话筒原理
考法5 发电机与电动机的区分
04·素养拓展·思维进阶 28
拓展01 电与磁的实践应用——自制直流电动机
05·优题精选·练能提分 31
考点
考查形式
考查内容
考法分析
磁现象 磁场
☑选择题
☑填空题
☑作图题
磁性、磁极、磁极间相互作用(同名相斥,异名相吸)、磁化、磁场(真实存在)、磁感线(假想曲线)、地磁场(地理两极与地磁两极相反、沈括)
1. 磁极间相互作用判断:磁极间相互作用判断: 高频考点。判断物体间的吸引/排斥情况。常结合司南、指南针等传统文化情境考查。
2. 磁场与磁感线辨析:磁场是真实存在的,磁感线是假想的;磁体外部的磁感线从N极出发回到S极,内部从S极到N极。
3. 地磁场理解: 地磁N极在地理南极附近,地磁S极在地理北极附近。
4. 磁感线作图:常结合条形磁体、蹄形磁体考查磁感线方向的标注。
电生磁
☑选择题
☑填空题
☑作图题
奥斯特实验(通电导线周围存在磁场,磁场方向与电流方向有关)、通电螺线管的磁场(与条形磁体相似)、安培定则(右手螺旋定则)
1.奥斯特实验的理解: 证明电流的磁效应,导线沿南北方向放置效果更明显。
2. 安培定则的应用: 高频考点。已知电流方向判断螺线管N极,或已知N极判断电流方向、电源正负极。
3.通电螺线管的磁场分布:通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
4. 电磁作图综合: 结合小磁针静止时的指向、磁感线方向、电源正负极等进行综合判断和作图。
电磁铁、电磁继电器
☑选择题
☑填空题
☑实验题
电磁铁的结构(螺线管+铁芯)、磁性强弱的影响因素(电流大小、线圈匝数、有无铁芯)、电磁继电器的实质(电磁铁控制工作电路的开关)
1. 影响电磁铁磁性强弱的因素: 实验高频考点。电流越大、线圈匝数越多,磁性越强。常结合滑动变阻器滑片移动分析磁性强弱变化。
2. 电磁继电器的应用分析: 结合水位自动报警器、温度自动报警器、光控电路等情境,分析电磁继电器的工作过程(低电压、弱电流控制高电压、强电流)。
3. 实验探究(影响电磁铁磁性强弱的因素):考查控制变量法(探究电流因素时控制匝数相同)、转换法(吸引大头针的数量反映磁性强弱)、实验结论。
电动机
☑选择题
☑填空题
☑实验题
磁场对通电导线的作用(通电导线在磁场中受力运动)、受力的方向与电流方向、磁场方向有关、电动机的原理(通电线圈在磁场中受力转动)、能量转化(电能→机械能)、换向器的作用(线圈转过平衡位置时改变电流方向,使线圈持续转动)
1. 电动机原理的辨析:高频考点。从电路图判断(电路中有电源的是电动机原理),区分发电机(无电源)。
2. 受力方向的分析: 电流方向或磁场方向只改变一个时,受力方向改变;两个都改变时,受力方向不变。。
3. 换向器的作用理解: 当线圈刚好转过平衡位置时,及时改变电流方向,使线圈持续转动下去。
4. 生活中的应用实例: 电风扇、电动车、扬声器等用电器使用了电动机。
磁生电
☑选择题
☑填空题
☑实验题
电磁感应现象(法拉第发现)、产生感应电流的条件(闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动)、感应电流的方向与导体运动方向、磁场方向有关、发电机的原理(电磁感应)、能量转化(机械能→电能)
1. 产生感应电流的条件判断: 高频考点。判断导体是否切割磁感线(如竖直上下运动不切割)、电路是否闭合。
2. 发电机原理的辨析: 从电路图判断(电路中无电源的是发电机原理),区分电动机(有电源)。
3. 感应电流方向的影响因素: 导体运动方向或磁场方向只改变一个时,感应电流方向改变;两个都改变时,方向不变。
4. 生活中的应用实例: 动圈式话筒、手摇发电机、安检金属探测仪等利用了电磁感应原理。
5. 实验探究(什么情况下磁可以生电): 考查控制变量法、转换法(电流表指针偏转反映感应电流)、实验结论。
命题新趋势
1、传统文化与科技前沿深度融合: 试题将广泛联系我国古代科技成就(如司南、指南针、《论衡》记载)和现代科技成就(如国产航母电磁弹射、新能源汽车、电磁炮、磁悬浮列车),考查学生在真实情境中分析电磁现象的能力。
2、三种电磁现象的辨析是核心: 将“电生磁”(奥斯特实验)、“磁生电”(电磁感应)、“磁场对电流的作用”(电动机原理)三类装置图混合呈现,要求学生根据有无电源、能量转化、工作原理进行准确区分,是选择题的高频考查形式。。
3、实验探究与科学方法并重: 对电磁铁磁性强弱的影响因素实验、电磁感应实验的考查,从记忆步骤转向控制变量法和转换法的理解应用、实验方案改进(如换用更灵敏的电流表)、数据分析及结论归纳。
4、电磁作图综合化:将安培定则、磁感线方向、小磁针指向、电源正负极综合考查,要求学生具备较强的空间想象能力和逻辑推理能力
命题预测
磁极间相互作用与地磁场是基础:结合司南、指南针等情境判断磁极和受力情况,是选择题的稳定考点。
安培定则的应用是核心:已知电流方向判断N极,或已知N极判断电流方向、电源正负极,预计将继续保持高频考查。
电动机与发电机的原理辨析是热点:从装置图(有无电源)、能量转化、工作原理进行区分,是选择题的高频考点。
电磁铁与电磁继电器的应用分析:结合水位报警器、光控电路等情境分析工作过程,考查学生的信息提取能力和逻辑分析能力。
电磁感应实验的条件判断:结合导体运动方向、电路是否闭合判断能否产生感应电流,是实验题和选择题的必考内容。
考点1 磁现象 磁场
【课标要求】知道磁体周围存在磁场;知道磁感线可用来形象地描述磁场;知道地磁场。
1. 磁现象
(1)磁性:物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫作磁性。
(2)磁体:具有磁性的物体叫作磁体。
① 按来源分:天然磁体(如磁铁矿)、人造磁体。
② 按形状分:条形磁体、蹄形磁体、小磁针等。
③ 按保留磁性分:永磁体、软磁体。
(3)磁极:
① 定义:磁体上磁性最强的部分叫作磁极。
② 分布:任何磁体都有两个磁极——北极(N极)和南极(S极)。
③ 指向性:悬挂静止的磁体,N极指北,S极指南。
(4)磁极间的相互作用:
① 同名磁极相互排斥。
② 异名磁极相互吸引。
(5)磁化:
① 定义:使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。
② 软磁性材料:容易被磁化,也容易失去磁性(如软铁)。
③ 硬磁性材料:容易被磁化,但不容易失去磁性(如钢),可制成永磁体。
2. 磁场
(1)定义:磁体周围存在一种看不见、摸不着的特殊物质,叫作磁场。
(2)基本性质:磁场对放入其中的磁体产生力的作用。
(3)方向:在磁场中的某一点,小磁针静止时N极所指的方向就是该点的磁场方向。
(4)磁场的描述:磁感线(理想化模型)。
① 定义:用来形象描述磁场的带箭头的曲线。
② 特点:
磁感线是假想的,实际不存在。
磁体外部,磁感线从N极出发,回到S极;内部从S极回到N极,形成闭合曲线。
磁感线的疏密表示磁场的强弱——越密磁场越强。
磁感线不相交(任何一点的磁场方向只有一个)。
磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。
3. 常见磁体的磁感线分布
(1)条形磁体:两端磁极处磁感线最密,中间较疏。
(2)蹄形磁体:形状像马蹄,两极间磁场较均匀。
(3)同名磁极间:磁感线相互排斥。
(4)异名磁极间:磁感线从N极指向S极,相互吸引。
4. 地磁场
(1)定义:地球本身是一个巨大的磁体,地球周围存在的磁场叫作地磁场。
(2)地磁两极:
① 地磁的N极在地理南极附近。
② 地磁的S极在地理北极附近。
(3)磁偏角:
① 地理两极与地磁两极并不重合。
② 由我国宋代学者沈括(《梦溪笔谈》)最早发现。
(4)指南针:利用地磁场对磁体的作用来指示方向。
【特别提醒】
1.磁体吸引铁质物体:不需要接触就能吸引,这是通过磁场实现的。
2.磁感线的方向:磁感线是闭合曲线,磁体外部从N到S,内部从S到N。
3. 地磁两极与地理两极相反:记住“地磁北极在地理南极附近”。
1.【磁极间相互作用的判断】(2024·四川泸州·中考真题)如图所示,将A、B两块磁铁套在光滑竖直杆上,放置于水平桌面上,磁铁A在光滑竖直杆上静止,磁铁B在水平桌面上静止,请在图中画出磁铁B的受力示意图。
考查知识
磁极间相互作用、受力分析、力的示意图画法。
命题解读
命题意图:通过磁铁在竖直杆和水平桌面上的平衡状态,考查学生分析磁铁受力情况(重力、磁极间斥力、支持力)的能力,以及规范作图的技能。
解题思路:磁铁A静止在竖直杆上,说明受到向上的力平衡重力,这个力来自磁铁B对A的斥力;根据同名磁极相互排斥,磁铁B受到A向下的斥力,加上自身重力,与桌面对B向上的支持力平衡。
【答案】
【详解】磁铁A下面是N极,磁铁B的上面是N极,同名磁极相互排斥,磁铁B受到竖直向下的重力、竖直向下的斥力和竖直向上的支持力,作用点画在物体的重心,如图所示:
2.【磁场、磁感线的概念认识】(2025·四川内江·一模)关于磁体和磁场,下列说法正确的是( )
A.磁体周围存在磁场,磁场是真实存在的
B.磁体周围的磁感线是真实存在的
C.磁体的磁场方向是从北极指向南极
D.磁体周围不存在磁场
考查知识
磁场和磁感线的基本概念、磁场方向的规定。
命题解读
命题意图:通过四个选项考查学生对磁场客观存在性、磁感线模型、磁场方向的理解,纠正常见错误认识。
解题思路:磁场是真实存在的;磁感线是假想模型;磁场方向在磁体外部从N指向S,内部从S指向N。
【答案】A
【详解】A.磁体周围存在磁场,磁场虽然看不见,摸不着,但是它是客观存在的,故A正确;
B.磁体周围的磁感线不是真实存在的,是为了描述磁场而引进的模型,故B错误;
C.磁体的外部,磁场方向是从北极指向南极,磁体内部,磁场方向是从南极指向北极,故C错误;
D.磁体周围存在磁场,故D错误;
故选A。
3.【地磁场的认识】(2025·四川宜宾·中考真题)明朝郑和下西洋时,航行中使用罗盘和星象来辨别方向,其中罗盘小磁针的北极指向地磁场的___________极,地磁场的北极在地理的___________极附近。
考查知识
地磁场的特点、小磁针指向与地磁极的关系。
命题解读
命题意图:通过郑和下西洋使用罗盘的历史情境,考查学生对地磁场分布的理解,以及小磁针北极指向地磁南极这一重要知识点。
解题思路:小磁针静止时N极指向地理北极,实际上是受到地磁南极的吸引;地磁北极位于地理南极附近。
【答案】 南 南
【详解】[1][2]地球本身是一个巨大的磁体,地球周围的磁场叫做地磁场,地磁场的北极在地理南极附近,地磁场的南极在地理北极附近。罗盘小磁针静止时,小磁针的北极(N 极)指向地理北极,实际上是指向地磁场的南极。
考点2 电生磁
【课标要求】通过实验认识电流的磁效应;会用安培定则判断通电螺线管的磁场方向。
1. 电流的磁效应(奥斯特实验)
(1)发现者:丹麦物理学家奥斯特(1820年)。
(2)实验现象:
① 导线通电时,下方的小磁针发生偏转。
② 导线断电时,小磁针回到原来位置。
③ 改变电流方向,小磁针偏转方向相反。
(3)实验结论:
① 通电导体周围存在磁场。
② 磁场方向与电流方向有关。
(4)意义:揭示了电与磁之间是有联系的,开创了电磁学的新时代。
2.通电螺线管的磁场
(1)螺线管:将导线绕在圆筒上制成的螺旋状线圈。
(2)磁场特点:
① 通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
② 通电螺线管也有两个磁极(N极和S极)。
③ 磁极极性可以用安培定则判断。
(3)安培定则(右手螺旋定则)
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N极。
②记忆口诀:右握螺线管,四指电流转,拇指指N端。
③应用:已知电流方向判断磁极;已知磁极判断电流方向。
(4)影响通电螺线管磁性强弱的因素
①电流大小:电流越大,磁性越强。
②线圈匝数:匝数越多,磁性越强。
③有无铁芯:插入铁芯后磁性大大增强(有铁芯的叫电磁铁)。
【特别提醒】
1.奥斯特实验中,导线应沿南北方向放置(与小磁针指向平行),效果最明显。
2.安培定则一定要用右手,不要用左手(左手判断受力,初中不涉及)。
3.螺线管内部磁场:磁感线是均匀的平行直线,方向从S极指向N极。
1.【根据电流判断通电螺线管外部磁场】(2025·四川宜宾·中考真题)如图,磁铁S极与弹簧连接,竖直悬挂于电磁铁的正上方,电源电压不变。闭合开关后,向右缓慢移动滑动变阻器滑片,下列判断正确的是( )
A.电路中的电流变大 B.电磁铁的磁性变强
C.电磁铁上端为S极 D.悬挂磁铁的弹簧变长
考查知识
电磁铁磁性强弱的影响因素、安培定则、磁极间相互作用、滑动变阻器对电路的影响。
命题解读
命题意图:通过电磁铁与悬挂磁铁的相互作用,考查学生分析滑片移动引起的电流变化、电磁铁磁性变化,以及磁极间作用力变化的能力。
解题思路:滑片右移,电阻变大,电流变小,电磁铁磁性减弱;根据安培定则判断电磁铁上端为N极,与悬挂磁铁下端N极相互排斥;磁性减弱时斥力减小,弹簧伸长。
【答案】D
【详解】A.当滑片向右移动时,滑动变阻器接入电阻变大,则由欧姆定律可知电路中电流变小,故A错误;
C.由图可知电流由电磁铁的下方流入,则由右手螺旋定则可知电磁铁上端为N极,故C错误;
BD.由于通过电路的电流变小,则电磁铁的磁性减弱;弹簧下悬挂的磁铁下端为N极,电磁铁上端也为N极,所以上方磁铁与电磁铁之间相互排斥,电磁铁的磁性减弱,电磁铁与上方磁铁之间的斥力减小,因此弹簧弹力变大,弹簧变长,故B错误,D正确。
故选D。
2.【根据通电螺线管外部磁场判断电流】(2025·四川攀枝花·中考真题)闭合开关后,小磁针静止时的指向如图所示,请在相应的括号中,分别标出通电螺线管左侧的磁极(用“N”或“S”表示)和电源左侧的极性(用“+”或“-”表示)。
考查知识
安培定则、磁极间相互作用、电源极性的判断。
命题解读
命题意图:通过小磁针静止时的指向,考查学生运用安培定则判断通电螺线管磁极和电源极性的能力。
解题思路:根据小磁针N极指向可知螺线管左端为N极;用右手握住螺线管,大拇指指向N极,四指方向为电流方向,从而判断电源左端为负极。
【答案】
【详解】已知小磁针静止时的指向如图所示,小磁针左端为S极,右端为N极,根据异名磁极相互吸引可知,通电螺线管的左端为N极,右端为S极;根据安培定则,伸出右手使大拇指指向通电螺线管的N极,则四指弯曲所指方向为电流的方向,电流从螺线管的右端流入,所以电源的右端为正极,左端为负极,如图所示:
3.【通电螺线管相关的实验探究】(2024·四川泸州·二模)如图所示是有趣的磁和电实验:
(1)实验一的装置如图甲所示,在固定有螺线管的水平硬纸板上均匀地撒满铁屑,通电后轻敲硬纸板,通过观察发现通电螺线管外的磁场与________磁体的磁场相似。在通电螺线管的两端各放一个小磁针,如图根据小磁针静止时的指向,可以判定图中通电螺线管的________端是它的N极。改变电流的________,观察到小磁针的指向也发生了改变。
(2)实验二装置如图乙所示,可以探究磁生电的条件。在磁场中悬挂一根导体AB,把它的两端跟灵敏电流计连接起来,组成一个闭合回路。实验中,灵敏电流计既能显示电路中有无电流、还能粗略地显示电流的大小以及电流的________。该装置可看成是一个________机模型。下列操作,电路中能产生电流的是________(选填序号,多选:①蹄形磁体和导体AB都静止;②蹄形磁体静止,导体AB左右运动;③导体AB静止,蹄形磁体左右运动;④蹄形磁体静止,导体AB上下运动)。
考查知识
通电螺线管的磁场、电磁感应现象(产生感应电流的条件)。
命题解读
命题意图:通过两个实验装置,全面考查学生对电流的磁效应和电磁感应现象的理解,以及实验操作和现象分析的能力。
解题思路:(1)通电螺线管磁场与条形磁铁相似;根据小磁针指向判断N极;改变电流方向可改变磁场方向。
(2)灵敏电流计可显示电流大小和方向;这是发电机模型;产生感应电流需要闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动。。
【答案】 条形 右 方向 方向 发电 ②③
【详解】(1)[1][2][3]在固定有螺线管的水平硬纸板上均匀地撒满铁屑,通电后轻敲硬纸板,硬板上的铁屑会排列一定的形状,这说明通电螺线管外的磁场与条形磁体的磁场相似;在通电螺线管的两端各放一个小磁针,根据异名磁极相互吸引可知,通电螺线管的右端是它的N极;改变电流方向,观察到小磁针的指向也发生了改变,即磁场的方向发生了变化,但铁屑的分布情况不会改变。
(2)[4][5][6]实验中,用灵敏电流计可以显示电路中有无电流,通过指针的偏转方向可以判定电流的方向的改变;这是发电机的装置;①蹄形磁体和导体AB都静止,导体没有做切割磁感线的运动,不会产生感应电流;②蹄形磁体静止,导体AB左右运动,导体做切割磁感线的运动,会产生感应电流;③导体AB静止,蹄形磁体左右运动,导体做切割磁感线的运动,会产生感应电流;④蹄形磁体静止,导体AB上下运动,导体没有做切割磁感线的运动,不会会产生感应电流。故①④不符合题意,②③符合题意。
故选②③。
考点3 电磁铁、电磁继电器
【课标要求】知道电磁铁的特点及应用;了解电磁继电器的构造和工作原理。
1.电磁铁
(1)定义:内部插有铁芯的通电螺线管。
(2)铁芯材料:用软铁制成(容易被磁化,也容易失去磁性)。
(3)工作原理:电流的磁效应 + 铁芯被磁化增强磁场。
(4)优点:
① 磁性的有无可由电流的通断控制。
② 磁性的强弱可由电流的大小和线圈匝数控制。
③ 磁极的极性可由电流的方向控制。
(5)影响因素:
① 电流越大,磁性越强。
② 线圈匝数越多,磁性越强。
③ 有铁芯比无铁芯磁性强得多。
(6)电磁铁的应用
①电磁起重机:利用电磁铁吸起钢铁材料,断电后磁性消失,材料落下。
②电铃:电磁铁吸引衔铁,使小锤敲击铃盖。
③电磁继电器:用低电压、弱电流控制高电压、强电流电路。
④磁悬浮列车:利用电磁铁实现悬浮和导向。
⑤扬声器、耳机:利用电磁铁与永磁体的相互作用振动发声。
2.电磁继电器
(1)构造:电磁铁、衔铁、弹簧、触点(动触点、静触点)。
(2)工作原理:
① 当低压控制电路接通时,电磁铁有磁性,吸引衔铁,带动动触点与静触点接触,高压工作电路接通。
② 当控制电路断开时,电磁铁失去磁性,弹簧将衔铁拉回,工作电路断开。
(3)实质:利用电磁铁控制工作电路通断的开关。
(4)作用:
① 实现低电压、弱电流控制高电压、强电流。
② 实现自动控制(如水位自动报警、温度自动控制)。
③ 实现远距离操作。
(5)电磁继电器电路分析
①控制电路:低压电源、开关、电磁铁。
②工作电路:高压电源、用电器、触点。
③判断方法:有电磁铁的部分是控制电路;有高压用电器的部分是工作电路。
【特别提醒】
1. 电磁铁的铁芯必须用软铁,不能用钢(钢磁化后不易退磁,成为永磁体)。
2. 电磁继电器中,控制电路和工作电路是独立的,没有导线直接连接。
3. 触点类型:常开触点(通电闭合)、常闭触点(通电断开)。
4. 电磁铁磁性强弱判断:电流越大、匝数越多、有铁芯,磁性越强。
1.【电磁铁的构造和原理辨析】(2025·四川自贡·中考真题)如图,闭合开关,条形磁铁S极受到______力。为增大条形磁铁和通电螺线管间的相互作用力,滑动变阻器的滑片P应向______滑动。
考查知识
安培定则、磁极间相互作用、电磁铁磁性强弱与电流的关系。
命题解读
命题意图:通过条形磁铁与通电螺线管的相互作用,考查学生判断磁极、分析相互作用类型的能力,以及通过改变电流大小来增强磁性的方法。
解题思路:根据安培定则判断螺线管右端为N极,与条形磁铁S极相互吸引还是排斥?注意题干说“S极受到______力”,应填“斥力”;增大相互作用力需增大电流,滑片向左移动。
【答案】 斥 左
【详解】[1][2]如图,闭合开关,电流从螺线管右端流入,根据安培定则,通电螺线管右端为N极,左端为S极,根据磁极间相互作用规律可知条形磁铁S极受到斥力;为增大条形磁铁和通电螺线管间的相互作用力,滑动变阻器的滑片P应向左滑动,减小变阻器的阻值,增大通过螺线管的电流,从而增强通电螺线管的磁性。
2.【电磁铁磁性强弱的决定因素探究】(2025·四川广安·中考真题)小华在实验室做电学实验的时候,看到一颗铁螺丝钉,他将导线绕在铁螺丝钉上设计了如图甲所示的电路。根据所学知识回答下列问题。
实验次数
电压U/V
电流I/A
1
2.4
2
3.6
0.3
3
5.0
0.4
(1)闭合开关,根据安培定则,在图甲括号中标出铁螺丝钉右端的极性_______(N或S)。
(2)他将滑动变阻器滑片向左移动,发现绕线铁螺丝钉吸引铁屑的数量变多,说明绕线铁螺丝钉的磁性变______。
(3)他取下铁螺丝钉,使导线伸直,用该电路测量定值电阻的阻值。他按照正确步骤进行了3次实验,记录数据如表格所示,第1次的实验中,电流表的示数如图乙为______A。
(4)根据表格数据,测得定值电阻的阻值为______Ω(结果保留1位小数)。
考查知识
电磁铁实验、安培定则、电流表读数、伏安法测电阻。
命题解读
命题意图:通过铁螺丝钉绕线制作电磁铁,以及后续测电阻的实验,考查学生综合运用电磁知识和电学实验操作的能力。
解题思路:(1)根据电流方向和安培定则判断右端为N极。
(2)滑片左移电流变大,磁性变强。
(3)电流表读数注意量程和分度值。
(4)多次测量取平均值计算电阻。
【答案】(1)
(2)强
(3)0.2
(4)12.2
【详解】(1)由图甲可知电流从铁螺丝钉的右端流入,左端流出,根据安培定则可知铁螺丝钉的右端为N极,如下图所示:
(2)滑动变阻器滑片向左移动,电路中电流变大,铁螺丝钉吸引铁屑的数量变多,说明铁螺丝钉的磁性变强。
(3)由图乙可知电流表接小量程,分度值为0.02A,示数为0.2A。
(4)根据表格数据可知第一次定值电阻的阻值为
第二次定值电阻的阻值为
第三次定值电阻的阻值为
则测得定值电阻的阻值为
3.【电磁继电器的实际应用】(2025·四川资阳·中考真题)燃气隐患早排查,平安幸福千万家。图甲是兴趣小组设计的天然气泄漏报警电路原理图,正常状态下绿色指示灯亮起,当天然气浓度增大到一定程度时电铃会发出报警声。图乙为气敏电阻的阻值与天然气浓度间的关系图像。控制电路中,电源电压恒为10V,只考虑气敏电阻、滑动变阻器的阻值,其余电阻均不计。下列说法正确的是( )
A.虚线框a中应为电铃,b中应为绿色指示灯
B.当开关接通时,通电螺线管的上端为S极
C.要使天然气的报警浓度降低,保持其他条件不变的情况下,可将滑动变阻器的滑片P向上移动
D.若将报警浓度设置为,在的调试过程中,当电流表示数为0.2A时,电铃恰好发出报警声,此时接入电路中的阻值为10Ω
考查知识
电磁继电器的工作原理、气敏电阻的特性、安培定则、电路计算。
命题解读
命题意图:通过天然气泄漏报警电路,考查学生分析电磁继电器电路、气敏电阻特性、安培定则应用,以及根据报警条件进行计算的能力。
解题思路:A:浓度高时气敏电阻变小,电磁铁吸合衔铁,b电路接通,b应为电铃。
B:根据安培定则判断螺线管上端为N极。
C:降低报警浓度,气敏电阻在较低浓度时阻值较大,需减小滑动变阻器阻值才能达到吸合电流,滑片应下移。
D:根据欧姆定律计算总电阻,减去气敏电阻值得滑动变阻器阻值。。
【答案】D
【详解】A.由图乙可知,随着天然气的浓度变大,气敏电阻变小,控制电路的总电阻变小,控制电路的电源电压不变,故通过电磁铁的电流变大,电磁铁的磁性变强,将衔铁吸下来,b处所在的电路接通,根据题意可知,电铃响,故b中应为电铃,当天然气浓度较低时,气敏电阻较大,控制电路的电流较小,衔铁被弹开,a处所在的电路接通,a处为绿色指示灯,故A错误;
B.通电螺线管的极性可用右手安培定则判断,四指的方向为电流的方向,大拇指的指向为N极,故其上端应为N极而非S极,故B错误;
C.报警的触发条件是:当气敏电阻R₁随浓度变大而阻值减小,当阻值减小到某一程度时,电路中电流增大到足以吸合衔铁,而控制电路的临界电流是一个定值,控制电路的电源电压也是一个定值,故控制电路的总电阻是一个定值,若要使报警浓度更低,气敏电阻的阻值比原来的值偏大,故应适当减小滑动变阻器R₂的阻值,图示中滑片P向下移动可减小R₂接入电路的阻值,故C错误;
D.若将报警浓度设置为,此时气敏电阻R₁的阻值为40Ω,当电流表示数为0.2A时,则电路总阻值为
接入电路中的阻值为
故D正确。
故选D。
考点4 电动机
【课标要求】知道通电导线在磁场中受到力的作用;知道电动机的工作原理;了解电动机的能量转化。
1.磁场对通电导体的作用
(1)实验现象:通电导体在磁场中会受到力的作用而运动。
(2)力的方向影响因素:
① 电流方向:电流方向改变,受力方向改变。
② 磁场方向:磁场方向改变,受力方向改变。
(3)受力大小影响因素:
① 电流越大,受力越大。
② 磁场越强,受力越大。
③ 通电导体在磁场中的长度越长,受力越大。
(4)能量转化:电能转化为机械能。
2. 电动机
电动机的基本构造:
(1)定子:固定不动的部分(磁体,产生磁场)。
(2)转子:转动的部分(线圈)。
(3)换向器:由两个半铜环(换向片)组成,与电刷配合,每半圈改变一次电流方向。
(4)电刷:与换向器接触,将电流引入线圈。
直流电动机的工作原理:
(1)原理:通电线圈在磁场中受力而转动。
(2)平衡位置:线圈平面与磁感线垂直的位置,此时线圈受力平衡(但依靠惯性越过)。
(3)换向器的作用:
① 当线圈转过平衡位置时,自动改变线圈中的电流方向。
② 使线圈受力方向不变,从而持续转动下去。
(4)能量转化:电能 → 机械能。
改变转动方向的方法:
① 改变电流方向(对调电源正负极)。
② 改变磁场方向(对调磁体两极)。
改变转动速度的方法:
① 改变电流大小。
② 改变磁场强弱。
【特别提醒】
1.平衡位置线圈不受力(实际是受力平衡),依靠惯性越过。
2. 换向器的作用是改变电流方向,而不是改变磁场方向。
3. 电动机模型实验中,开始转动不顺利时,可轻轻拨动线圈帮助启动。
4. 通电导体在磁场中受力方向用左手定则判断(初中一般不要求,但要理解方向与电流、磁场有关)。
1.【电动机的原理辨析】(2025·四川·中考真题)国家倡导绿色出行,鼓励使用电动汽车。电动汽车的动力装置是电动机,下图所示的四个实验中,能体现电动机工作原理的是( )
A. B.
C. D.
考查知识
电动机工作原理(通电导体在磁场中受力)与发电机、电磁铁等原理的区分。
命题解读
命题意图:通过四个实验装置图,考查学生对电动机、发电机、电流磁效应等核心实验的识别能力。
解题思路:电动机原理是有电源、通电导体在磁场中受力运动;发电机原理是无电源、导体切割磁感线产生电流;奥斯特实验显示电流的磁效应;电磁铁实验也是电流磁效应。
【答案】D
【详解】电动机工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。
A.图中是奥斯特实验,表明通电导线周围存在磁场,是电流的磁效应,故A不符合题意;
B.图中是探究电磁铁磁性强弱影响因素的实验装置,利用的是电流的磁效应,故B不符合题意;
C.图中没有电源,是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,是电磁感应现象,是发电机的原理,故C不符合题意;
D.图中电路中有电源,通电导体受到磁场力的作用而运动,是电动机的工作原理,故D符合题意。
故选D。
2.【与磁相关的现象解释】(2025·四川绵阳·一模)下列与磁现象有关的实验中,说法正确的是( )
A.若要使甲图中自制电动机持续转动就要将两侧的绝缘漆全刮掉
B.图乙是奥斯特实验,实验时最好将导线东西方向放置
C.图丙中电流表通电后指针会偏转,这是利用了磁场对电流有力的作用
D.图丁说明了电流具有磁效应
考查知识
自制电动机、奥斯特实验、电流表工作原理、发电机原理的综合辨析。
命题解读
命题意图:通过四个与磁现象有关的实验,考查学生对不同实验原理的准确理解和辨析能力。
解题思路:A:自制电动机持续转动需刮掉一半绝缘漆,起换向器作用。
B:奥斯特实验导线应南北方向放置,与小磁针指向一致。
C:电流表是利用通电线圈在磁场中受力偏转,属于磁场对电流的作用。
D:图丁是发电机原理,利用电磁感应。。
【答案】C
【详解】A.若要使甲图中自制电动机持续转动就要将两侧的绝缘漆刮掉一半,做成一个简易换向器,故A错误;
B.图乙是奥斯特实验,导线应该与小磁针静止时的方向一致,所以,实验时最好将导线南北方向放置,故B错误;
C.图丙中电流表通电后指针会偏转,这是利用了磁场对电流有力的作用,故C正确;
D.图丁说明了发电机的原理,是利用电磁感应现象来工作的,故D错误。
故选C。
3.【影响磁场对通电导线作用的因素判断】(2024·四川绵阳·中考真题)如图所示电路中,导体棒ab放在蹄形磁体的磁场里,小磁针放在螺线管正下方。闭合开关,发现导体棒ab向右运动,小磁针的N极向下偏转,则下列说法正确的是( )
A.c、d分别是电源的负极、正极
B.仅对调电源正负极,闭合开关,则导体棒ab向左运动,小磁针N极向上偏转
C.对调电源正负极和蹄形磁体N、S极,闭合开关,则导体棒ab向左运动
D.对调电源正负极和蹄形磁体N、S极,闭合开关,则小磁针N极仍然向下偏转
考查知识
通电导体在磁场中受力、安培定则、磁极间相互作用、综合分析能力。
命题解读
命题意图:通过导体棒运动和小磁针偏转两个现象,考查学生综合分析电路、磁场方向、受力方向的能力。
解题思路:A:根据小磁针N极向下偏转,判断螺线管下端为N极,用安培定则判断电流方向,从而确定电源极性。
B:仅对调电源正负极,电流方向和磁场方向都改变,导体棒运动方向改变一次,仍向左?注意只改变电流方向,导体棒运动方向改变;螺线管磁极改变,小磁针偏转方向改变。
C:同时改变电流方向和磁场方向,导体棒受力方向不变。
D:只改变电流方向,螺线管磁极改变,小磁针偏转方向改变。
【答案】B
【详解】A.小磁针的N极向下偏转,说明螺线管正下方为N极,根据安培定则可知电流从上方流入,下方流出,故c、d分别是电源的正极、负极,故A错误;
B,仅对调电源正负极,闭合开关,则导体棒ab向左运动,根据安培定则可知螺线管下端为S极,小磁针N极向上偏转,故B正确;
C.对调电源正负极和蹄形磁体N、S极,即同时改变了电流方向和磁场方向,导体棒运动方向不发生改变,所以闭合开关后,导体棒ab还向右运动,故C错误;
D.对调电源正负极和蹄形磁体N、S极,因为螺线管只改变了电流方向,所以闭合开关,小磁针N极向上偏转,故D错误。
故选B。
考点5 磁生电
【课标要求】通过实验探究产生感应电流的条件;知道发电机的工作原理;了解交流电和直流电的区别。
1.电磁感应现象(法拉第实验)
(1)发现者:英国物理学家法拉第(1831年)。
(2)定义:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中产生电流的现象。
(3)产生的电流:感应电流。
(4)意义:
① 揭示了磁可以生电。
② 为发电机的发明奠定了理论基础。
③ 使人类进入电气时代。
(5)产生感应电流的条件:
①电路必须闭合(开路时只有感应电压,没有感应电流)。
②导体必须是闭合电路的一部分。
③导体必须做切割磁感线运动。
三个条件缺一不可。
(6)生活中的电磁感应应用
动圈式话筒:声音使膜片振动,带动线圈在磁场中振动,产生感应电流(声 → 电)。
变压器:利用电磁感应改变电压。
电磁炉:利用交变电流产生交变磁场,使锅底产生感应电流发热。
刷卡机:磁条通过磁头时产生感应电流。
汽车速度表:利用电磁感应原理测量转速。
2. 影响感应电流的因素
影响感应电流方向的因素:
①磁场方向:磁场方向改变,感应电流方向改变。
②导体运动方向:导体切割磁感线的方向改变,感应电流方向改变。
③同时改变磁场和运动方向:感应电流方向不变。
影响感应电流大小的因素
①磁场强弱:磁场越强,感应电流越大。
②导体切割磁感线的速度:速度越快,感应电流越大。
③线圈匝数:匝数越多,感应电流越大。
④导体有效长度:切割磁感线的导体长度越长,感应电流越大。
3. 发电机
(1)原理:电磁感应现象。
(2)能量转化:机械能 → 电能。
(3)构造:磁体、线圈、滑环(或换向器)、电刷。
(4)分类:
类型
电流方向
输出电流
滑环类型
交流发电机
周期性变化
交流电
两个铜环(滑环)
直流发电机
不变
直流电
换向器(半环)
4. 电磁感应现象与磁场对电流的作用的比较
电磁感应(发电机)
磁场对电流的作用(电动机)
本质
磁生电
电生磁
电路特点
闭合电路,部分导体切割磁感线
通电导体在磁场中(有电源)
能量转化
机械能→电能
电能→机械能
主要应用
发电机
电动机
方向判断
右手定则(感应电流方向)
左手定则(受力方向)
【特别提醒】
1.产生感应电流的条件:闭合电路、部分导体、切割磁感线,三者缺一不可。
2. “切割磁感线”的理解:导体运动方向与磁感线方向不平行即可(可以有夹角)。
3. 交流发电机与直流发电机的区别:在于输出电流是否改变方向,取决于滑环类型。
4. 发电机与电动机的判断:发电机与电动机结构相似,但原理不同,判断时主要看有无其他电源存在。
1.【认识电磁感应现象】(2025·四川巴中·中考真题)麦克风的工作原理是:人说话时,声波引起线圈在磁极附近振动产生与声音变化相应的感应电流,下列装置的工作原理与麦克风的工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
考查知识
麦克风的工作原理(电磁感应)与发电机、电动机、电磁铁原理的区分。
命题解读
命题意图:通过麦克风的工作原理,考查学生对电磁感应现象应用的识别能力。
解题思路:麦克风是声波引起线圈振动切割磁感线产生感应电流,属于电磁感应;发电机也是电磁感应;电动机是通电导体受力;电磁铁是电流磁效应;奥斯特实验也是电流磁效应。
【答案】D
【详解】麦克风的工作原理是法拉第的电磁感应:导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流。
A.图中原理是通电导线周围存在磁场,故A不符合题意;
B.图中原理是通电导体在磁场中受力运动,故B不符合题意;
C.图为电磁铁,原理是通电导线周围存在磁场,故C不符合题意;
D.图为探究产生感应电流条件的装置图,原理是导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流。故D符合题意。
故选D。
2.【实验探究——产生感应电流的条件】(2025·四川攀枝花·中考真题)小明用如图所示的实验装置做“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”实验,请在下列实验记录表格中,将观察到的实验现象补充完整。
序号
实验条件
电流表指针偏转情况
(1)
导体棒ab不动
不偏转
(2)
导体棒ab沿水平方向左右运动
______
(3)
导体棒ab沿ab方向前后运动
______
(4)
导体棒ab沿竖直方向上下运动
______
考查知识
产生感应电流的条件(切割磁感线运动)。
命题解读
命题意图:通过探究实验,考查学生对“切割磁感线”这一条件的理解,能够根据导体运动方向判断是否产生感应电流。
解题思路:导体棒水平左右运动时切割磁感线,产生电流;前后运动和上下运动时没有切割磁感线,不产生电流。
【答案】 偏转 不偏转 不偏转
【详解】[1]导体棒ab沿水平方向左右运动时,导体棒做切割磁感线运动,导体中会产生感应电流,故灵敏电流计指针会发生偏转。
[2]导体棒ab沿ab方向前后运动时,导体棒没有做切割磁感线运动,导体中不会产生感应电流,故灵敏电流计指针不会发生偏转。
[3]导体棒ab沿竖直方向上下运动时,导体棒没有做切割磁感线运动,导体中不会产生感应电流,故灵敏电流计指针不会发生偏转。
3.【感应电流大小和方向的决定因素】(2025·四川南充·中考真题)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?答:__________ (写出一种即可)。
考查知识
探究产生感应电流的条件实验(切割磁感线运动、相对运动、增大感应电流的方法)。
命题解读
命题意图:通过完整的探究实验,考查学生对产生感应电流条件的理解,以及根据现象推断相对运动、提出改进实验方法的思维能力。
解题思路:(1)分析表中数据可知,只有导体做切割磁感线运动时才产生电流。
(2)磁体向右运动相当于导体向左切割磁感线,指针向左偏转。
(3)增大感应电流可增大切割速度或增强磁场。
【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。
4.【动圈式话题原理】(2025·四川资阳·中考真题)如图所示,图甲和图乙分别为动圈式话筒的实物图和构造示意图。当你对着话筒说话或唱歌时,声音使膜片振动,与膜片相连的线圈也跟着一起振动,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你说话的声音。下列设备的工作原理与动圈式话筒类似的是( )
A.电水壶 B.手摇式发电机
C.电动自行车 D.电磁起重机
考查知识
动圈式话筒的工作原理(电磁感应)与发电机原理的对应。
命题解读
命题意图:通过动圈式话筒的构造和原理,考查学生识别电磁感应现象应用的能力。
解题思路:动圈式话筒利用线圈在磁场中振动切割磁感线产生感应电流,属于电磁感应;手摇式发电机也是电磁感应原理。
【答案】B
【详解】动圈式话筒是利用“线圈在磁场中因振动,切割磁感线而产生感应电流”来把声信号转换成电信号,是电磁感应原理的应用;
A.电水壶主要利用电流的热效应加热,不是电磁感应原理,故A不符合题意;
B.手摇式发电机通过线圈在磁场中转动,切割磁感线产生电流,与话筒原理相同,故B符合题意;
C.电动自行车将电能转化为机械能,主要是电动机工作原理,故C不符合题意;
D.电磁起重机利用通电线圈产生磁场来吸引铁性物质,是电生磁的应用,也不属于话筒的电磁感应原理,故D不符合题意。
故选B。
5.【发电机与电动机的区分】(2024·四川巴中·中考真题)如图所示超市出口处装有报警器,它由防盗天线、检测门、检测器等构成。结账时贴在商品上的磁性标签会被消磁,若磁性标签未被消磁,通过检测门时,检测器就会检测到标签上的磁性而产生感应电流触发电路报警。下列选项中与报警器工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
考查知识
报警器的工作原理(电磁感应)与发电机原理的对应。
命题解读
命题意图:通过超市报警器的工作过程,考查学生识别电磁感应现象应用的能力。
解题思路:磁性标签通过检测门时,检测器检测到磁性而产生感应电流,属于电磁感应;发电机也是利用电磁感应原理。
【答案】D
【详解】由题中的“检测器就会检测到标签上的磁性而触发电路报警”可知报警器的工作原理是电磁感应;
AB.两图中利用的是电流的磁效应,即电生磁,故AB不符合题意;
C.图中有电源,为电动机原理图,即通电导线在磁场中受到力的作用,故C不符合题意;
D.图为发电机原理图,利用的是电磁感应原理,故D符合题意。
故选D。
一、电与磁的实践应用——自制直流电动机
1. 制作原理
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感线方向有关。
2. 核心部件与作用
部件
作用
磁铁
提供磁场
线圈
通电后在磁场中受力转动
换向器
自动改变电流方向,使线圈持续转动
电刷
导入电流,与换向器保持接触
电源
提供电能
3. 制作关键——换向器处理
一端:漆皮全部刮掉(始终通电)
另一端:漆皮只刮掉半圈(转半圈断电,换向后通电)
作用:当线圈转过平衡位置时,电流方向改变,受力方向不变,实现持续转动
4. 常见问题
线圈不转:检查接触、刮漆位置,或轻拨启动
转动无力:换新电池、增强磁场、减少摩擦
只转半圈:换向器处理错误(两端都应一端全刮、一端半刮)
【结合热点“人行机器人”进行电磁方面的综合考察】阅读材料,回答问题。
人形机器人
2025年春晚,科技融合传统文化的舞蹈节目《秧BOT》引发较大关注。这款宇树H1机器人图1所示名叫福兮,配备了多达23至43个关节电动机。这类关节电动机是利用直流无刷电动机驱动,通过传动系统减速器输出关节扭矩,减速器的作用是将电机扭矩放大,关节扭矩(T)是指作用在关节上使关节产生转动效应的力的力矩,扭矩等于力(F)与力臂(r)的乘积,即T=F×r,再搭配AI技术实现全身运动控制,能够实现单腿跳跃、原地360度转身等复杂动作。直流无刷电动机的内部结构如图2所示,中间的永磁体可绕中心自由转动,三个螺线圈互成120度夹角固定在电动机外壳内部,它们通电可以产生磁场,机器人能在一秒钟使手绢垂直旋转不会掉。
下表为机器人的部分参数,“电池比能量”为单位质量的电池所能输出的电能:“减速器的减速比”为输入转速与输出转速的比值。
电池的质量
10kg
驱动电机的输入总功率
500W
电池比能量
150W·h/kg
驱动电机将电能转化为机械能的效率
60%
移动速度
0.1~1m/s
减速器的减速比
10:1
肘关节电机扭矩
10N·m
传动系统效率
90%
(1)为驱动下图中的直流无刷电动机顺时针转动,此时通电方案最合理的是___________。
A. B.
C. D.
(2)电池所能输出的总电能为___________J;若机器人以最大速度沿水平路面匀速直线运动10s,此过程中机器人受到的阻力为___________N。
(3)图3是宇树H1机器人的手臂,其肘关节电机最大扭矩为30N・m,前臂长30cm,为碳纤维制造,自重不计,前臂在水平位置能提起最重的重物G=___________N。
(4)机器人利用磁敏电阻等器件来监控移动速度,控制驱动电机运转。图4为控制电机运转的原理电路,U为输入电压,R1为定值电阻,RB为磁敏电阻,阻值随外加磁场强弱变化的图像如图5所示。当磁敏电阻R0在正常工作区时,即使输入电压U发生改变,R1两端电压U1都能维持在某一定值附近基本不变,从而使控制电路中的电机稳定转动,则磁敏电阻的正常工作区对应图5中___________(选填“ab”或“bc”)段。正常工作时,当RB阻值为800Ω,R1的阻值为300Ω,线圈电阻忽略不计,处在磁场中的RB电功率为0.72W,则R1两端的电压U1=___________V。
【答案】(1)D
(2) 5.4×106 300
(3)100
(4) bc 9
【详解】(1)要让中间磁体顺时针转动起来,则磁体两极的线圈一定不能通电,否则会给磁体一个竖直方向上的力,增大磁体与轴承的压力从而增大阻力,阻碍磁体转动,故B不符合题意;侧方向两个电磁铁应该左下方的给一个吸力即N极,右下方的给一个斥力即S极,这样直流无刷电动机顺时针转动并且动力最大,故A不符合题意,根据右手定则判断电磁铁磁极可知,C项左下靠近磁体一端为S极,故此时无刷电动机将逆时针转动,故C不符合题意;D中左下靠近磁体一端为N极,右下靠近磁体一端为S极,故D符合题意。综上可知ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
(2)[1]电池所能输出的总电能为
[2] 驱动电机将电能转化为机械能的功率为
根据公式可知,若机器人以最大速度沿水平路面匀速直线运动10s,此过程中机器人受到的牵引力为
(3)根据杠杆平衡条件知道,宇树H1的前臂在水平位置能提起最重的重物
(4)[1][2]由图可知,两电阻串联,由串联分压原理可知,为维持U1两端的电压稳定,磁敏电阻RB两端电压UB也应随输入电压U的变化而发生变化,且RB阻值的变化量较大,所以应选择“bc”段;因为串联电路各处电流都相等,所以由P=I2R可知,电路中电流
R1两端的电压
1.(2025·四川绵阳·中考真题)如图所示,螺线管与电源的X、Y两极相连接,右端有一静止小磁针。当开关闭合后,N极的指向变为水平向左,则( )
A.X为电源的正极
B.通电后螺线管的右端为N极
C.仅将电源X、Y极对调,闭合开关后小磁针静止时N极指向仍然水平向左
D.仅将小磁针置于通电螺线管正上方,闭合开关后小磁针静止时N极指向水平向右
【答案】D
【详解】AB.由题可知,当开关闭合时,N极的指向变为水平向左,根据磁极间的相互作用可知,通电螺线管的右端为S极,左端为N极,根据右手定则,伸出右手握住螺线管,大拇指指向通电螺线管的N极,四指弯曲指示电流的方向,由此可知,通电螺线管上缠绕的导线中电流方向朝上,因此电源X端为负极,Y端为正极,故AB不符合题意;
C.将电源X、Y极对调,闭合开关,电流方向改变,则螺线管的磁极改变,改变后通电螺线管的右端为N极,左端为S极,小磁针N极会指向水平向右,故C不符合题意;
D.通电螺线管的右端为S极,左端为N极,则通电螺线管磁场周围磁场方向从N极指向S极,将小磁针置于通电螺线管正上方,磁场中小磁针N极指向该点磁场的方向,因此小磁针静止后N极水平向右,故D正确。
故选D。
2.(2025·四川广元·中考真题)如图所示是某学校路灯的智能照明电路。S为光敏开关,天暗时S自动断开,天亮时S自动闭合;R为滑动变阻器。下列说法正确的是( )
A.天亮时,电磁铁的上端是北极
B.天亮时,将R的滑片P向上滑动,电磁铁磁性变强
C.天暗时,衔铁被电磁铁吸引,触点c与a接触
D.天亮时,电磁铁外部磁感线从上端出发回到下端
【答案】B
【详解】AD.天亮时S自动闭合,控制电路为通路状态,由图可知,电流从螺线管的上端流入,下端流出,由安培定则可知,电磁铁的下端是北极,上端是南极,电磁铁外部的磁感线是从电磁铁的N极出发,回到S极。所以电磁铁外部磁感线从下端出发回到上端,故AD错误;
B.天亮时S自动闭合,控制电路为通路状态,将R的滑片P向上滑动,滑动变阻器阻值减小,根据串联电路电阻的特点可知,电路中的总电阻阻值减小,电流增大,电磁铁磁性强弱与线圈匝数和电流有关,线圈匝数不变,电流增大,电磁铁磁性变强,故B正确;
C.天暗时S自动断开,控制电路为断开状态,没有电流经过电磁铁,电磁铁没有磁性,衔铁不会被电磁铁吸引,故C错误。
故选B。
3.(2025·四川乐山·中考真题)发电机组是水电站的核心部分,以下四个装置中符合发电机工作原理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.地球是一个巨大的磁体,司南是利用磁体与地磁体磁极间的相互作用工作的,故A不符合题意;
B.电磁继电器中的电磁铁是利用电流磁效应的原理工作的,故B不符合题意;
C.图中实验说明:通电导体在磁场中受到力的作用,是电动机工作原理,故C不符合题意;
D.图中导体体系切割磁感线的运动,电路产生感应电流,是电磁感应现象,是发电机工作原理,故D符合题意。
故选D。
4.(2025·四川广安·中考真题)如图是2024年杭州马拉松推出的机器狗配速员,机器狗内部电动机的工作原理是( )
A.电磁感应现象 B.通电导体在磁场中受到力的作用
C.电流的磁效应 D.电流的热效应
【答案】B
【详解】电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动。
A.电磁感应现象是发电机的原理,故A不符合题意;
B.通电导体的磁场中受到力的作用,电动机中的线圈中通以电流时,在磁场中受力转动,利用换向器改变线圈中电流方向从而使它持续转动,故B符合题意;
C.电流的磁效应是指通电导体周围存在磁场,是电磁铁的原理,故C不符合题意;
D.电流的热效应是电热器的原理,故D不符合题意。
故选B。
5.(2025·四川凉山·中考真题)传感器在“物联网”中担负着信息采集的重要任务,可以实现“提醒”和“报警”功能。某型号的温度自动报警装置由热敏电阻作为传感器制作而成,其简易电路图如下。已知热敏电阻R1的阻值随温度升高而减小,若电源电压保持不变,滑动变阻器R的滑片P在某位置不变,闭合开关S1和S2,此时装置未报警。下列说法正确的是( )
A.该装置中电磁铁的工作原理与发电机工作原理相同
B.若温度升高,流过电磁铁的电流变小,电磁铁磁性变弱
C.若温度降低到一定程度,该报警器会发送报警信息
D.若滑动变阻器R的滑片P向左移动一段距离,则报警的最低温度将会升高
【答案】D
【详解】A.电磁铁的工作原理为电流的磁效应,发电机的工作原理为电磁感应,所以两者的工作原理不同,故A错误;
B.由题意可知,热敏电阻R1的阻值随温度升高而减小,电磁铁和热敏电阻构成的控制电路为串联电路,根据欧姆定律和串联电路电流的特点可知,流过电磁铁的电流将变大,而电流越大,磁性也就越强,故B错误;
C.当温度降低到一定程度时,热敏电阻R1的阻值将增大,根据欧姆定律可知,通过控制电路的电流变小,则电磁铁的磁性变弱,无法吸引衔铁,含报警器的工作电路无法构成通路,所以报警器无法发送报警信息,故C错误;
D.当滑动变阻器R的滑片P向左移动一段距离,则接入电路的有效电阻变大,根据欧姆定律可知,控制电路的电流将变小,电磁铁的磁性变弱,无法吸引衔铁,为了使电磁铁能够把衔铁吸引过来,使含报警器的工作电路构成通路,就要增大控制电路的电流,根据欧姆定律可知,只有降低热敏电阻的阻值,即升高报警的最低温度,故D正确。
故选D。
6.(2025·四川成都·中考真题)将两个玩具电动机、的转轴用塑料管连接起来,如图。闭合开关,小灯泡发光,原因是带动,让的线圈切割______,产生感应电流。若只将电池的正负极对调,闭合开关后的转动方向会______。
【答案】 磁感线 改变
【详解】[1]闭合开关,M1电动机通电后,线圈转动,带动M2电动机的线圈一起转动,M2的线圈转动时切割磁感线,产生感应电流,使灯泡发光,这是电磁感应现象。
[2]通电导体在磁场中受力方向跟电流方向有关,如果把电池的正负极对调,导体中的电流方向改变,所以闭合开关后,的转动方向会改变。
7.(2024·四川广元·中考真题)如图甲是小李家的磁悬浮盆景,盆底有一个永磁体,底座内有一个电磁铁。如图乙是电磁铁的工作电路图,通电后,电磁铁的上端为________极(选填“N”或“S”);由于磁极相对,利用同名磁极相互________的规律,盆景就会悬浮在底座上方。
【答案】 S 排斥
【详解】[1]如图乙是电磁铁的工作电路图,通电后,电流从螺线管上端流入,根据右手螺旋定则,电磁铁的上端为S极。
[2]由于磁极相对,利用同名磁极相互排斥的规律,当排斥力与盆景总重力相等时,盆景就会悬浮在底座上方。
8.(2024·四川成都·中考真题)小张利用图所示装置探究“导体在磁场中产生电流的条件”,闭合开关后,经过多次尝试,他发现导线ab在磁场中沿着竖直方向运动时,导体中产生感应电流。生产生活中的________(选填“电热毯”、“发电机”或“电动机”)是利用该实验原理工作的。小张在实验中将导线ab换成一个线圈,其目的是________。
【答案】 发电机 使实验现象更明显
【详解】[1]闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体就会产生电流,这种现象叫做电磁感应,产生的电流叫感应电流,该现象中,将机械能转化为电能;重要应用是制成了发电机。
[2]在实验中将导线ab换成一个线圈,则切割磁感线时会产生更大的感应电流,因此可以使实验现象更明显。
9.(2025·四川凉山·中考真题)如图所示,请用笔画线代替导线将电路连接完整,并在括号中用符号标出螺线管的磁极(要求:闭合开关,向左移动滑片P,螺线管磁性变强)。
【答案】
【详解】闭合开关,将滑片P向左移动,螺线管磁性变强,说明变阻器与电磁铁相互影响,两者串联,且此时变阻器接入电路电阻变小,通过电磁铁的电流变大,则变阻器的A端接入电路中;由图知道,电流从右侧往下流入螺线管,根据安培定则,螺线管右侧为N极,左侧为S极,如下图
10.(2025·四川德阳·中考真题)电与磁之间存在着相互联系,彰显物理现象的对称之美。
(1)如图甲所示,导线通电后小磁针发生偏转,断电后小磁针复位。实验表明通电导线周围存在___________;
(2)如图乙所示为水位自动报警器的原理图。当水位到达金属块A时,___________灯亮,控制电路中电磁铁的上端为___________极(选填“S”或“N”);
(3)如图丙所示,电路中的开关为单刀双掷开关。
①将开关掷于1,观察到导体棒运动,说明___________(选填字母);
A.电路中产生了感应电流 B.通电导体在磁场中受力的作用
②将开关掷于2,使导体棒向右运动,观察到灵敏电流计指针向左偏转;若要使灵敏电流计的指针向右偏转,可以___________(选填字母)。
A.保持磁体不动,使导体棒向左运动
B.将磁体的磁极对调,使导体棒向左运动
【答案】(1)磁场
(2) 红 S
(3) B A
【详解】(1)导线通电后小磁针发生偏转,说明小磁针受到磁力的作用,断电后小磁针复位,小磁针没有受到磁力的作用,实验表明通电导体周围存在磁场。
(2)[1]当水位到达金属块A时,一般的水是导体,AB之间导通,电磁铁有了磁性,吸下衔铁,动触点向下运动,接通红灯电路,红灯亮。
[2]控制电路的电源右端为正极时,根据安培定则可以判定,电磁铁的上端为S极,下端为N极。
(3)[1]将开关掷于1,导体棒ab中有电流通过,导体棒ab会发生运动,说明通电导体在磁场中受力的作用,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
[2]产生感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向有关;若保持磁体不动,将导体ab水平向右运动,灵敏电流计指针向左偏转;若要使灵敏电流计的指针向右偏转,可以将磁体的磁极对调或导体ab向左运动,两者不能同时改变,故B不符合题意,A符合题意。
故选A。
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