专题26 磁与电（模型与方法）（全国通用）2026年中考物理一轮复习讲练

专题26 磁与电 ( 模型破解 拆解步骤，突破思维壁垒 …………………………………………………… …… ………… 01 ~ 33 模型 0 1. 磁现象 ………………………………… 01 模型1 3 . 电磁铁的应用 ………………………… 1 6 模型02. 物体磁化的条件 ……………………… 02 模型1 4 . 电磁继电器的原理 …………………… 1 8 模型03. 用磁感线描述磁场 …………………… 04 模型15.磁场对电流的作用 …………………… 19 模型04. 磁场方向的判定 ……………………… 05 模型1 6 . 电动机的工作原理 …………………… 20 模型05. 磁极间的相互作用及应 ……………… 06 模型17. 电动机的 转动方向与电流方向和磁场方向的关系 ……………………………………… 22 模型0 6 . 地磁南北极与地理南北极的关系 …… 07 模型18.电动机原理的应用 …………………… 23 模型0 7 . 电流的磁场 —— 奥斯特实验 ………… 08 模型19.电磁感应用现象 ……………………… 24 模型0 8 . 通电螺线管磁场 ……………………… 09 模型20.实验探究感应电流产生的条件 ……… 25 模型 09 . 实验探究通电螺线管的磁场 ………… 10 模型21.电磁感应现象的应用 ………………… 2 7 模型1 0 . 安培定则的应用 ……………………… 12 模型22.判断是否产生感应用电流 …………… 29 模型1 1 . 通电螺线管作图 ……………………… 14 模型23.电磁现象的辨识 ……………………… 3 0 模型1 2 . 实验探究电磁铁磁性强弱的影响因素 ………………………………………… …… 15 模型24.电与磁、力、热综合计算 …………… 3 1 模型演练 实战强化，提升应用能力 …………………………………………………… …… ………… 34 ~ 42 ) 模型01.磁现象 ( 标志： 有关简单磁现象的分析和判断。 技巧： 磁性 ‌ ： 物体吸引铁、钴、镍等物质的性质（吸铁性）。 ‌ 磁体 ‌ ： 具有磁性的物体，分为：天然磁体（如磁铁矿）和人造磁体（如条形、蹄形磁铁）。 ‌ 磁极 ‌ ： 磁体上磁性最强的部分，任何磁体都有两个磁极： ‌ 北极（ N ）和 ‌ 南极（ S ） ‌ 。 磁极间相互作用规律： ‌ 同名磁极相斥，异名磁极相吸。 ‌‌ 磁性材料分类 ‌ ： ‌ 软磁 材料 ‌ （如 软铁，易磁化也易退磁，适用于电磁铁铁芯）和硬磁材料（如钢，磁化后能长期保持磁性，用于制造永磁体）。 ) 【例1】能被磁体吸引的物体是（ ） A.铁钉 B.铜线 C.金币 D.铝箔 【变式1-1】战国中期著名的纵横家鬼谷子曾说：“郑子取玉，必载司南，为其不惑也”，这是磁石及其特性的最早记载。如图是记载中的司南，有关说法正确的是（ ） A.司南周围存在磁感线 B.司南周围各点的磁场方向都是相同的 C.司南可以吸引铁屑，利用了同名磁极相互吸引 D.司南可以指示方向是受到地磁场的作用 【变式1-2】磁性鞋带扣让你跟系鞋带说再见。如图所示，把鞋带裁剪到合适的长度，然后将模块穿进去，这之后两边一碰即可牢牢地把鞋带系紧。下列说法正确的是（ ） A.两模块可能都是铜块 B.两模块可能都是铁块 C.两模块中，可能其中一块有磁性，另一块是铁块 D.两模块中，可能其中一块有磁性，另一块是铜块 【变式1-3】随着科学技术的发展和社会的进步，人们根据生产、生活的需要，制造出了大小不同、形状各异的磁铁，如图甲所示。小明想知道如图乙所示的橄榄球形磁铁的磁极在哪儿，在不损坏磁铁的情况下，请你利用橄榄球形磁铁、一盒大头针设计实验帮助小明解决问题。 （1）阐述实验过程： （2）根据实验现象说明判断磁极的方法： 模型02.物体磁化的条件 ( 标志： 题目出现磁化的情景。 技巧： 基本概念 ： 使原来没有磁性的物体获得磁性的过程（如铁钉靠近磁铁后被吸引）。 磁化条件： 只有磁性材料 ‌ （如铁、 钴、镍及其合金）能被磁化；非磁性材料（如铜、铝、塑料）无 ) ( 标志： 题目出现磁化的情景。 技巧： 基本概念 ： 使原来没有磁性的物体获得磁性的过程（如铁钉靠近磁铁后被吸引）。 磁化条件： 只有磁性材料 ‌ （如铁、钴、镍及其合金）能被磁化；非磁性材料（如铜、铝、塑料）无 ) 【例2】（2025·山东·中考真题）小明在户外实践中，利用随身所带物品制作了简易指南针。他首先利用电池、带绝缘皮的导线、铁钉制成电磁铁，然后将缝衣针磁化并用细线水平悬挂，最后将两者靠近，静止时位置关系如图所示。下列说法正确的是（　　） A.铁钉的钉尖是S极 B.缝衣针的针尖是N极 C.地磁场N极在地理北极附近 D.移开电磁铁后，缝衣针静止时针尖所指方向为南 【变式2-1】人类最早的磁化技术出现在我国宋代。据《武经总要》记载，如图所示，古人先将鱼形铁烧红，令铁鱼头尾指向南北，然后将其放入水中冷却，依靠地磁场获得磁性，再将其放入水中漂浮，制成指南鱼，图中是它静止时的指向。下列判断不正确的是（   ） A.鱼形铁能被磁体吸引 B.指南鱼鱼头应标注“N” C.指南鱼周围存在磁感线 D.指南鱼的腹部磁性最弱 【变式2-2】在班级组织的“自制指南针”活动中，小伟同学用条形磁体将缝衣针磁化后，将其放在水中漂浮的一片树叶上。多次将树叶轻轻旋转，待树叶静止后，观察到树叶的尖端总是指向南方，如图所示。下列说法中正确的是（　　） A.树叶尖端指向地磁南极 B.指南针的“N”应标注在树叶尖端 C.树叶周围存在磁场和磁感线 D.若用磁体的N极靠近树叶尖端，会相互吸引 【变式2-3】干簧管是一种开关，其结构如图甲所示，其中磁簧片是一种有弹性、易被磁化的软铁材料，被固定于玻璃管内。将一个条形磁铁靠近并与干簧管平行放置时，干簧管的磁簧片触点就会闭合，电路接通，如图乙所示；当条形磁铁远离干簧管时，触点就会断开。干簧管的磁簧片被磁化后，触点部位闭合的原因是_______名磁极相互________。 模型03.用磁感线描述磁场 ( 标志： 题目出现磁感线的方向、分布等。 技巧： 切线方向表示磁场方向 ‌ ： 磁感线上任意一点的切线方向，与该点的磁场方向一致，也就是小磁针 N 极在该点静止时所指的方向。 疏密程度反映磁场强弱 ‌ ： 磁感线越密集的地方，磁场越强；越稀疏的地方，磁场越弱。 磁感线是闭合曲线 ‌ ： 在磁体外部，磁感线从 N 极出发进入 S 极；在磁体内部，则从 S 极回到 N 极，形成闭合回路。 磁感线永不相交 ‌ ： 因为磁场中任意一点的方向是唯一的，若相交则会出现两个切线方向，违背物理事实。 ) 【例3】在水平桌面上放置一条形磁体，磁体上盖有一薄玻璃板，在玻璃板上均匀地撒上一些细碎的铁屑，然后轻敲玻璃板，发现铁屑在玻璃板上有规律地排列，如图所示。则下列说法中正确的是（　　） A.用其他任何金属碎屑重做实验，金属屑也都能有规律地排列 B.玻璃板上有规律地排列的铁屑就是磁体周围实际存在的磁感线 C.根据铁屑的排列规律，可以判断条形磁体周围各位置的磁场方向 D.磁体两端附近聚集的铁屑较多而中间铁屑较少，是因为条形磁体两端的磁性较强 【变式3-1】关于磁场和磁感线的说法，正确的是（　　） A.磁感线是真实存在于磁场中的曲线 B.磁体周围的磁感线从S极出发回到N极 C.小磁针静止时N极所指方向为该点磁场方向 D.磁场对放入其中的物体都会产生磁力作用 【变式3-2】如图所示是小明用条形磁铁沿一个方向多次摩擦缝衣针，再将针穿过纸片放在水面上，自制了一个指南针，旋转后，静止时针头总是指南。下列说法正确的是（　　） A.缝衣针的周围存在磁场，不存在磁感线 B.缝衣针对放入其磁场中的金属一定有力的作用 C.缝衣针周围各点的磁场方向相同 D.缝衣针周围的磁场分布是均匀的 【变式3-3】（多选）关于磁体和磁场，下列说法正确的是（　　） A.磁体周围的磁感线是真实存在的 B.放在磁场中的小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向 C.磁体周围的磁感线，都是从磁体的N极出来，回到S极 D.磁体周围，没有磁感线的地方不存在磁场 模型04.磁场方向的判定 ( 标志： 磁 场方向是怎样规定的 。 技巧： 1. 小磁针法 ‌ ：将小磁针放入磁场中某点，待其静止后， ‌ N 极所指的方向即为该点的磁场方向 。这是最基础、最直观的判定方式，常用于实验教学中验证磁场存在与方向。 适用场景：永磁体、地磁场或通电装置周围的实地探测。 2.‌ 磁感线法 ‌ ：磁感线是人为引入的曲线，用于形象描述磁场分布。 ‌ 磁感线上任意一点的切线方向，就是该点的磁场方向 ‌ 。 磁体外部：磁感线从 N 极出发，回到 S 极； 磁体内部：磁感线由 S 极指向 N 极，形成闭合回路。 适用场景：分析磁场整体分布、解题画图时辅助判断方向。 ) 【例4】军事著作《武经总要》中记载的“指南鱼”在静止 漂浮时，其鱼头始终指向北方，如图所示。将两条 完全相同的“指南鱼”靠近摆放，画出磁感线，其 中标注磁场方向正确的是（ ） A. B. C. D. 【变式4-1】（2025·山西模拟）如图所示，是一款磁吸式“猫头鹰”收纳器。其内置一块强磁铁，使用时将钥匙环等小物件往“猫头鹰”底部一“贴”，钥匙等即可被有序收纳。关于磁吸式“猫头鹰”收纳器，下列说法正确的是（ ） A.“猫头鹰”周围的空间布满了磁场 B.“猫头鹰”周围磁场方向均是竖直向上的 C.“猫头鹰”收纳钥匙环是利用磁感线作用的 D.“猫头鹰”能收纳所有金属材质的小物件 【变式4-2】在条形磁体周围的A、B两点分别放置一个小磁针，小磁针静止时北极指向如图所示，则条形磁体周围A点的磁场方向________，B点的磁场方向________。（均选填“向左”或“向右”） 【变式4-3】如图所示，铁屑在条形磁体周围有规律地分布着。磁体两端的铁屑比较密，说明其磁性_______（选填“强”、“弱”）。仿照这个规律，人们画成了如图2，图中的曲线叫_________。 模型05.磁极间的相互作用及应用 ( 标志： 磁极间的相互作用及应用。 技巧： 核心规律： 同名磁极相互排斥 ‌ （如 N-N 或 S-S ）， ‌ 异名磁极相互吸引 ‌ （如 N-S ）。 ‌ 判断方法： 判断磁极性质 ‌ ： 利用 “ 同名相斥、异名相吸 ” 的规律，可通过实验现象反推未知磁体的磁极。 ‌ 判断物体是否具有磁性 ‌ ： “ 排斥是金，吸引需辨 ” 。 ‌‌ 磁场方向与小磁针指向 ‌ ： 小磁针静止时，其N极指向即为该点磁场方向。地磁场中，N极指北（地理北极实为地磁南极），这是指南针工作的基础。 ) 【例5】（2025·山东烟台·中考真题）科技发展对人类社会进步具有积极意义。下列关于科技应用的原理正确的是（ ） A.甲图：拦河坝上窄下宽的设计利用了连通器的原理 B.乙图：磁悬浮列车利用磁极间的相互作用实现了车体的悬浮 C.丙图：潜水器主要通过改变自身重力实现上浮和下沉 D.丁图：飞机获得的升力利用了流体压强与流速的关系 【变式5-1】用细线将两根钢棒甲、乙分别悬挂起来，再用条形磁铁的同一端分别靠近两根钢棒时，磁铁与甲钢棒相互排斥，磁铁与乙钢棒相互吸引，如图所示。由此现象可知两钢棒在磁铁靠近前的磁性情况是（　　） A.磁铁与甲钢棒是因为同名磁极而相互排斥，所以甲钢棒肯定有磁性 B.磁铁与甲钢棒是因为异名磁极而相互排斥，所以甲钢棒肯定有磁性 C.磁铁与乙钢棒是因为异名磁极而相互吸引，所以乙钢棒肯定有磁性 D.磁铁与乙钢棒是因为磁铁能吸引磁性物质而相互吸引，所以乙钢棒肯定无磁性 【变式5-2】如图所示的装置，闭合开关后，电磁铁左端与条形磁铁N极相互吸引，则电源E端为________（选填“正极”或“负极”）。为增强电磁铁磁性，滑动变阻器滑片P应向_______（选填“A”或“B”）端移动。 【变式5-3】为寻找清洁能源，科学家在地球上模仿太阳内部的核反应制造出“人造太阳”，核反应过程如图1所示，这一反应属于 （填“核聚变”或“核裂变”）。引发“人造太阳”的核反应，温度高达上亿摄氏度，科学家只能通过强大的磁场让“人造太阳”悬浮于空中，如图2所示，“人造太阳”悬浮在空中是利用了同名磁极 的原理。 模型06.地磁南北极与地理南北极的关系 ( 标志： 题目出现地磁场情景 。 技巧： ‌ 位置关系 ‌ ： 地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近。 ‌ 磁感线方向 ‌ ： 地磁场的磁感线从地磁北极（地理南极附近）发出，进入地磁南极（地理北极附近）。 ‌ 指南针指向原理 ‌ ： 指南针的 N 极指向地理北极方向，实际上是被位于地理北极附近的地磁南极所吸引。 ) 【例6】（2025·山东济南·二模）下列三幅图涉及到一些磁现象的知识，关于磁现象的描述正确的是（　　） 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.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 C.乙图中地理北极是地磁场南极，图中小磁针上端为S极 D.丙图表示的是两个条形磁体异名磁极附近的磁感线分布 【变式6-1】地球表面任一点的磁子午圈同地理子午圈的夹角叫做地磁偏角，历史上最早发现它的科学家是（　　） A.奥斯特 B.法拉第 C.安培 D.沈括 【变式6-2】地球是一个巨大的磁体，地磁的南极在地理的________附近（选填“北极”或“南极”），磁悬浮列车是利用同名磁极相互________的原理来实现悬浮的。 【变式6-3】有网站报道：“牛能感知地球磁场，吃草、休息时，其身体朝向习惯与地磁场磁感线平行。”若报道真实，则在四周无明显差异的草地上，牛的身体朝向习惯性呈现四个场景中的（　　） A.①② B.①③ C.②③ D.②④ 模型07.电流的磁效应 ( 标志： 电流的磁场 —— 奥斯特实验 。 技巧： 理解实验装置与操作要点 ‌ ： 导线需 ‌ 沿南北方向 ‌ 放置在小磁针正上方，以避免地磁场干扰 。 闭合开关瞬间，观察小磁针是否发生 ‌ 水平偏转 ‌ 。 改变电流方向，小磁针偏转方向 ‌ 相反 。 ‌ 识别实验现象与结论对应关系 ‌ ： ‌ 通电 → 小磁针偏转 → 证明电流周围存在磁场 。 ‌ ‌ 断电 → 小磁针恢复原位 → 排除地磁场等干扰 。 ‌ ‌ 电流反向 → 偏转反向 → 磁场方向由电流方向决定 。 ) 【例7】如图所示是“探究通电导体周围存在磁场”的实验中： （1）在乙图中，小磁针静止时指向________（“南北”或“东西”），原因是小磁针受到________的作用； （2）甲、丙两图说明：通电导线中的磁场方向与____________有关。 【变式7-1】世界上第一个发现电与磁之间联系的科学家是（　　） A.安培 B.奥斯特 C.焦耳 D.法拉第 【变式7-2】如图所示，指南针在水平桌面上静止。触接前，它指向北方的磁极是 极；触接后，观察到小磁针发生偏转的现象，说明 。 【变式7-3】如图所示是奥斯特实验的示意图，实验结论是：通电导线周围存在________，支持此结论的现象是___________________________。 模型08.通电螺线管的磁场 ( 标志： 通电螺线管的磁场 。 技巧： 磁场形态 ‌ ： 通电螺线管外部的磁场分布与 ‌ 条形磁体 ‌ 相似 ，两端分别为 N 极和 S 极，磁感线从 N 极出发回到 S 极。 极性判断 ‌ ： 使用 ‌ 右手螺旋定则 ‌ 判定极性 —— 用右手握住螺线管，使四指弯曲方向与电流方向一致，大拇指所指的一端即为 N 极。这是解题的关键工具。 ) 【例8】（2025·山东泰安·中考真题）在探究“通电螺线管的磁场是什么样的”实验中，通电后观察小磁针a静止时N极的指向，轻敲纸板观察铁屑的排列情况，现象如图所示。下列说法正确的是（ ） A.通电螺线管外部的磁场与蹄形磁体的磁场一样 B.根据小磁针a的N极指向，可以判定通电螺线管的右端为S极 C.磁场中b点的磁场方向与小磁针a静止时N极指向相反 D.改变螺线管中电流的方向，能改变通电螺线管两端的极性 【变式8-1】（2025·山东泰安·三模）如图所示，闭合开关后，根据通电螺线管的磁感线分布可以判断通电螺线管的下端为_______极，请按要求画出螺线管的绕法（画在答题卷上）。开关闭合后，当滑动变阻器的滑片向a端移动时，通电螺线管的磁性将________（选填“增大”、“减弱”或“不变”）。 【变式8-2】由通电螺线管的磁感线方向可知 ， 螺线管的左端为______极 ， 电流表的上端为______接线柱， 静止的小磁针的右端为_______极。 【变式8-3】图甲是磁悬浮陀螺仪，它由电磁底座和陀螺两部分组成，它的悬浮原理如图乙。请你标出陀螺下端的磁极，并标出A点处的磁感线方向。 模型09.实验探究通电螺线管的磁场 ( 标志： 通电螺线管的磁场实验 。 技巧： 一、实验原理与方法 ‌ ‌ 转换法 ‌ ： 磁场不可见，通过小磁针 N 极指向或铁屑排列显示磁感线分布。 ‌ 控制变量法 ‌ ： 分别改变电流方向、绕线方向，观察磁场响应。 ‌ 关键器材作用 ‌ ： ‌ 小磁针 ‌ ：判断磁场方向（ N 极指向即该点磁场方向）。 ‌ 铁屑 ‌ ：显示磁感线整体形状。 ‌ 铁芯（如铁棒） ‌ ：增强磁场强度。 ‌ 电源正负极对调 ‌ ：改变电流方向。 ‌ 二、典型解题步骤 ‌ ‌ 观察磁感线分布 ‌ ： 闭合开关后轻敲玻璃板，铁屑呈 ‌ 条形磁体状 ‌ 排列 → 说明通电螺线管外部磁场与 ‌ 条形磁体 ‌ 相似。 ‌ 确定磁极极性 ‌ ： 小磁针静止时， ‌ N 极所指方向 ‌ 即为螺线管该端的 ‌ 磁场方向 ‌ （由 S 极指向 N 极）。 若小磁针 N 极被螺线管一端吸引，则该端为 ‌ S 极 ‌ ；若被排斥，则为 ‌ N 极。 ) ( ‌‌ 探究磁场方向与电流关系 ‌ ： ‌ 对调电源正负极 → 电流方向反转 → 小磁针 N 极偏转方向相反 → 证明 ‌ 磁场方向由电流方向决定 。 结合 ‌ 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，拇指所指为 ‌ N 极。 ‌ 验证结论 ‌ ： 实验结论通常包括： ① 外部磁场分布与 ‌ 条形磁体 ‌ 相似； ② 两端相当于 ‌ 条形磁体的两极 ‌ ； ③ 极性由 ‌ 电流方向 ‌ 控制 。 ) 【例9】（2025·山东青岛·中考真题）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，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________；请写出一种能增强电磁铁外部磁场的方法：。 【变式9-1】在“探究通电螺线管外部磁场分布”的实验中： （1）当图甲中的开关S闭合后，小磁针会发生偏转， 说明通电螺线管周围存在________，由右手螺旋定则可知螺线管的右端为_______（选填“N”或“S”）极； （2）对调电源的正负极重复上述实验，小磁针N极指向与之前相反，这说明通电螺线管外部磁场的方向与____________有关。实验时同学们发现小磁针偏转不明显，为了增大通电螺线管的磁性，可行的操作是___________________________________________（任写一条）； （3）用铁屑来做实验，得到了如图乙所示的情形， 由此可看出通电螺线管外部的磁场与________磁体的磁场相似，为描述磁场而引入的磁感线________（选填“是”或“不是”） 真实存在的。 【变式9-2】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）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。 （2）在玻璃板上均匀地撒满铁屑，将螺线管连入电路，闭合开关，轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示，铁屑的分布情况与________磁体周围铁屑的分布情况相似。 （3）把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示，对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极指向与图乙中小磁针N极指向相反，说明通电螺线管的极性与_______的方向有关。 （4）实验时发现通电螺线管的磁场较弱，铁屑规则排列的效果不明显，为增强螺线管的磁场，可行的措施：_______________________________________________（写出一种方法即可）。 （5）为了研究通电螺线管的磁极性质，同学们一起对螺线管的电流方向和绕线方式进行了实验，得到了如图所示的四种情况。实验说明通电螺线管的磁极极性只与_________有关，且这个关系可以用_________来判断。 模型10.安培定则的应用 ( 标志： 用安培定则判断 通电螺线管的极性或电流方向或绕线 。 技巧： 用右手握住线圈， ‌ 四指弯曲方向与电流方向一致 ‌ ， ‌ 伸直拇指所指端为 N 极 ‌ （即螺线管内部磁场方向）。 明确已知量 ‌ ： 判断题目给出的是 ‌ 电流方向 ‌ 还是 ‌ 磁场 /N 极方向。 ‌ 规则： “ 四指 → 电流，拇指 → N 极 ” 。 ‌ 结合磁感线特性： 磁感线在磁体外部从 ‌ N 极指向 S 极 ‌ ，内部从 S 极回到 N 极，形成闭合曲线。 ‌ 关联规律： 若涉及小磁针，其 ‌ N 极指向即为该点磁场方向；若涉及电源极性，可反推电流流向，再用安培定则确定磁极 。 ) 【例10】闭合下图所示电路的开关，小磁针静止时指向如图，则（ ） A.通电螺线管的左端为N极 B.电源的左端为正极 C.电流表的左端为“+”接线柱 D.R的滑片不能置于最右端 【变式10-1】现在医学上使用的心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏，推动血液循环。如图所示，当线圈中的电流从a流向b时，电磁铁的左端为_______（选填“N”或“S”）极，此时活塞将向_______（选填“左”或“右”）运动，促使血液流动。若使通过电磁铁的电流增大，电磁铁的磁性将________（选填“增强”或“减弱”）。 【变式10-2】学习了电磁铁，小明想：“电磁铁两极磁性强弱是否相同呢？”图甲是他探究该猜想的装置图。 （1）通电后，电磁铁A端是_______极； （2）闭合开关后，弹簧测力计的示数太小，要使其示数变大，滑动变阻器滑片P应向_______端移动； （3）将滑动变阻器调节完成后，根据图乙读出弹簧测力计的示数为_______N； （4）在原位置将电磁铁两端对调，使B端向上，保持电流不变，观察到弹簧测力计示数与（3）中相同。初步可得出的结论是：电磁铁两极磁性强弱________。 【变式10-3】请利用图中给出的信息，在图中标出电源的正极、小磁针的S极，并用箭头标出磁感线的方向。 模型11.通电螺线管作图 ( 标志： 通电螺线管的作图 。 技巧： 三大核心规律 ‌ ‌ 安培定则 ‌ ： 用右手握住螺线管，四指弯曲方向与电流方向一致， ‌ 大拇指所指一端为 N 极。 ‌ 磁感线方向 ‌ ： 在磁体（或螺线管） ‌ 外部 ‌ ，磁感线从 ‌ N 极出发回到 S 极 ‌ ；内部则从 S 极指向 N 极，形成闭合曲线。 ‌ 小磁针指向 ‌ ： 静止时，其 ‌ N 极指向该点磁场方向 ‌ （即磁感线切线方向） 作图关键技巧 ‌ ‌ 绕线画法 ‌ ： 导线应呈 “S” 或反 “S” 状， ‌ 朝向读者的一侧画导线，内侧不画 ‌ ，避免 “ 拐弯绕线 ” 等错误。 ‌ 磁感线绘制 ‌ ： 用带箭头的曲线， ‌ 外部从 N → S ，内部从 S → N ‌ ，形成闭合回路。 ‌ 空间想象 ‌ ： 若缺乏空间感，可 ‌ 用右手实际比划，避免左右手混 淆。 ) 【例11】（2025·山东日照·中考真题）某电磁阀的工作原理如图所示。当开关S1、S2如图连接时，固定线圈磁场，推动强磁阀门向左运动，封闭液管通道，阻止液体流动。请：（1）标出此时通电螺线管右端的极性；（2）标出强磁阀门右端的极性；（3）画出通电螺线管外部磁场的磁感线（画出一条即可）。 【变式11-1】（2025·山东威海·中考真题）闭合开关，小磁针静止时状态如图所示，请在括号内标出通电螺线管的极性，并在A点标出电流方向。 【变式11-2】如图是一电磁铁和条形磁铁相互作用时的磁场分布。请根据图中静止的小磁针的N，S极，标出条形磁铁左端的磁极和电源左端的极性。 【变式11-3】小磁针在电磁铁磁场的作用下静止在如图所示的位置，请标出： （1）电磁铁左端的磁极（用“N”或“S”表示）； （2）图中磁感线的方向； （3）螺线管的右端导线连接电源的极性（用“＋”或“-”表示）。 模型12.实验探究电磁铁磁性强弱的影响因素 ( 标志： 实验探究电磁铁磁性强弱的影响因素 。 技巧： 明确研究方法 ‌ 控制变量法 ‌ ： 当研究其中一个因素时，需保持其 他因素不变。 转换法 ‌ ： 通过观察电磁铁 ‌ 吸引大头针（或铁钉）的数量 ‌ 来判断磁性强弱，数量越多，磁性越强 。 分因素探究设计 ‌ 电流大小的影响 ‌ ： 保持线圈匝数和铁芯不变，调节滑动变阻器改变电流，记录不同电流下吸引大头针的数量。 → 结论： ‌ 电流越大，磁性越强 。 线圈匝数的影响 ‌ ： 保持电流大小和铁芯不变，更换不同匝数的线圈进行实验。 → 结论： ‌ 线圈匝数越多，磁性越强 ‌ 。 有无铁芯的影响 ‌ ： 保持电流和线圈匝数相同，分别测试有铁芯和无铁芯时的磁性表现。 → 结论： ‌ 插入铁芯后，磁性显著增强 。 实验关键细节 ‌ 使用串联电路确保电流一致（如比较不同线圈时）。 每次实验后应断开开关，避免线圈过热。 大头针应均匀分布，避免磁化后相互吸引干扰结果。 ) 【例12】如图所示，是某同学探究“电磁铁磁性强弱跟电流大小关系”的电路图。电磁铁磁性的强弱是通过观察__________________________来确定的。闭合开关后，发现________（选填“甲”或“乙”） 的磁性强，说明电流一定时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越________。当将滑动变阻器的滑片P向________（选填“ a”或“b ”） 端移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加，电磁铁磁性增强；由此可得到的结论是：当线圈匝数不变时，通过线圈的电流________，电磁铁磁性越强。 【变式12-1】小明同学在“制作、研究电磁铁”的过程中，使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图所示，下列说法正确的是（ ） A.若将两电磁铁上部靠近，会相互吸引 B.电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强 C.B线圈的匝数多，通过B线圈的电流小于通过A线圈的电流 D.要使电磁铁磁性增强，应将滑片P向右移动 【变式12-2】如图所示是研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图。开关的_______可控制磁性的有无；要改变通过电磁铁中的电流大小，可通过改变_____________________实现；要判断电磁铁的磁性强弱，可通过观察电磁铁吸引大头针的________来确定。 【变式12-3】如图所示是研究“电磁铁的磁性强弱”的实验电路图。 （1）要改变通电螺线管线圈中的电流大小，可通过____________________________来实现； （2）要判断通电螺线管周围磁场强弱，可通过观察_____________________来确定。应用的物理研究方法是________法。 （3）从两图可以说明，电磁铁的磁性强弱与____________和____________有关。 模型13.电磁铁的应用 ( 标志： 电磁铁的应用分析 。 技巧： 核心优势 ‌ ： ‌ 磁性可控 ‌ ： 通电有磁，断电消磁，优于永磁体。 ‌ 磁性强弱可调 ‌ ： 通过改变 ‌ 电流大小 ‌ 或 ‌ 线圈匝数 ‌ 实现。 ‌ 磁极方向可换 ‌ ： 通过 ‌ 改变电流方向 ‌ 实现。 解题步骤 ‌ ： ‌ 识别题干关键词 ‌： 如“吸起/释放”“自动控制”“响一声”“悬浮”等，对应上述应用场景。 ‌ 联系电磁铁特性 ‌： 判断是利用“磁性有无”“强弱调节”还是“磁极控制”。 ‌ 排除干扰项 ‌： 如永磁体无法快速消磁，不适合需频繁开关的场景。 ‌ 结合实验现象分析 ‌： 如吸引大头针数量反映磁性强弱，用于探究题。 ) 【例13】现在医学上使用的心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏，推动血液循环。如图所示，当线圈中的电流从a流向b时，线圈的左端为 极，此时活塞将向 运动。 【变式13-1】（2025·山东东营·三模）下图中图甲是某燃气灶配备的熄火保护装置，图乙为其原理示意图。电磁铁的A端为________（选填“N”或“S”）极，若炉火意外熄灭，则感温变阻器的阻值变大，电磁铁的磁性变________（选填“强”或“弱”），释放衔铁，活塞在弹簧的作用下向右推动，关闭进气口，防止燃气外泄。 【变式13-2】如图，电路中的GMR是巨磁电阻（其阻值随周围磁场强度的增强而减小），当开关S1和S2闭合时，将滑片P向左移动，下列说法正确的是（　　） A.电磁铁磁性增强，其右端为S极 B.巨磁电阻的阻值会变小，小灯泡变暗 C.电压表示数变大，小灯泡会变亮 D.巨磁电阻的阻值会变大，电压表示数变小 【变式13-3】全自动洗衣机的进水阀门是由电磁铁控制的，其构造示意图如图所示。线圈通电后产生磁场，对衔铁施加力的作用，使衔铁移动，阀孔打开，水流进洗衣机。下列关于线圈通电后的分析正确的是（　　） A.电磁铁的上端为N极 B.衔铁的材料可能为铜 C.电磁铁的工作原理为电流的磁效应 D.线圈周围不仅产生磁场，同时也产生磁感线 模型14.电磁继电器的原理 ( 标志： 题目出现 电磁继电器 。 技巧： 识别控制电路与工作电路 ‌ ： 通常控制电路含低压电源和线圈，工作电路含高压电源和负载。 ‌ 分析电磁铁磁性变化 ‌ ： 通电 → 有磁性；断电 → 磁性消失。 ‌ 判断触点状态 ‌ ： 衔铁被吸下 → 动触点与静触点接通；弹簧复位 → 触点断开。 ‌ 注意安全与应用优势 ‌ ： 用于 ‌ 远距离控制、自动控制、保护操作者安全。 ) 【例14】（2025·山东淄博·中考真题）实验室某恒温箱模拟电路如图所示，控制电路电压U1=6V，R0=100Ω，热敏电阻R1安装在恒温箱内，工作电路中R2为加热电阻。闭合开关S，电磁铁把衔铁吸下，工作电路接通，此时通电螺线管的上端为_______极。随着恒温箱内温度的升高，R1的阻值________（选填“增大”或“减小”），当螺线管中的电流减小为30mA时，衔铁弹起，工作电路停止加热，此时R1的阻值为________Ω。 【变式14-1】（2025·山东济南·中考真题）如图为一种水位报警器的原理图，当水位达到金属块A时，电路中红灯亮，此时螺线管上端为_______极，图中虚线部分的作用相当于________（选填“电源”“开关”“用电器”或“导线”）。 【变式14-2】（2025·山东临沂·二模）为保证海鲜低于-18℃保存，小明为存放海鲜的冷库设计了如图所示的温度自动报警器，控制电路中的热敏电阻Rt放在冷库中，工作电路中的灯泡为低温达标指示灯，电铃为报警电铃。下列判断正确的是（　　） A.闭合开关S1，电磁铁的上端为N极 B.热敏电阻的阻值随温度的升高而增大 C.增大电阻R的阻值可以提高报警温度 D.温度降低时，控制电路的总功率增大 【变式14-3】现代家庭配电系统中基本都用空气开关代替了之前的闸刀开关，空气开关的构造如图所示。家庭电路中发生短路时，电磁线圈中的电流会 （选填“增大”“减小”或“不变”），电磁线圈的磁性增强，吸引线圈中心金属柱从而造成静、动触点分离，电路形成 （填电路状态）。 模型15.磁场对电流的作用 ( 标志： 题目出现 磁场对电流的作用 。 技巧： 1.明确基本原理 ‌ ： 当通电导体置于磁场中时，会受到力的作用，这个力称为 ‌ 安培力 ‌ 。其方向由 ‌ 左手定则 ‌ 判断：伸开左手，使磁感线垂直穿入手心，四指指向电流方向，拇指所指方向即为导体受力方向 。 2.掌握受力方向的影响因素 ‌ ： 通电导体的受力方向与 ‌ 电流方向 ‌ 和 ‌ 磁场方向 ‌ 有关： 只改变电流方向 → 受力方向改变 只改变磁场方向 → 受力方向改变 同时改变电流和磁场方向 → 受力方向 ‌ 不变 3.能量转化关系 ‌ ： 该现象中， ‌ 电能转化为机械能 ‌ ，是 ‌ 电动机 ‌ 的工作原理基础 。 4.应用辨识技巧 ‌ ： 出现 “ 通电转动 ”“ 受力运动 ”→ 考查 ‌ 磁场对电流的作用 ‌ （电动机原理） 原理图中有电源 → 通常是电动机类装置 无电源、产生电流 → 属于电磁感应（发电机） ) 【例15】研究磁场对电流有力的作用。 （1）利用如图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，应在 “a”、“b”之间接入________，根据该原理可制成___________； （2）若要继续研究导体受力的大小与电流大小的关系，可在上述电路中再串联一个_____________，改变电流大小后，根据____________________可初步判断受力的大小是否发生改变； （3）乙、丙两个图中，________图的线圈恰好处于平衡位置。 【变式15-1】目前，贵港市正在打造“中国—东盟新能源电动车”生产基地，主动融入“一带一路”建设，取得了较好成效。电动车主要部件之一是电动机，其工作原理是通电导体在磁场中受_______的作用；在给电动车充电过程中，是将_______能转化为化学能。 【变式15-2】（2025·江苏省南京市）如图所示，某同学自制了一个扬声器，将线圈紧密粘贴在纸杯底部，在线圈上方放置一个强磁体，在线圈中通入交变电流后，纸杯振动发声。下列说法正确的是（　　） A.该扬声器与电磁继电器的工作原理相同 B.磁场对线圈的力的方向随电流方向的改变而改变 C.线圈带动纸杯振动是电磁感应现象 D.线圈中的电流不会产生磁场 【变式15-3】利用图甲所示的装置“观察磁场对通电直导线的作用”。 （1）应在M、N之间接入_______________（选填“小量程电流表”“电源”或“灯泡”），装置中的导体棒应选用轻质的________（选填“铁棒”或“铝棒”） （2）如图乙中，通电后若cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，则ab段导线所受磁场力的方向是____________； （3）小明自制了一个电动机，将线圈漆包线两端的漆全部刮去后，用导电支架托住，放入磁场中（如图丙所示）。闭合开关，发现线圈不能持续转动，只能在平衡位置附近摆动。线圈处于平衡位置时，线圈平面与磁感线________（选填“平行”或“垂直”）；为了使线圈能持续转动，正确的刮漆方法应该是________。 A.两端均刮下半周 B.一端刮上半周，一端刮下半周 C.一端全刮，另一端刮半周 模型16.电动机工作原理 ( 标志： 题目出现电动机的工作原理。 技巧： 电动机的工作原理是 通电导体在磁场中受到力的作用而发生运动 ‌ ，将 电能 转化为 机械能 。其核心在于 电流 、 磁场 和 受力 三者之间的相互关系 。 影响电动机转速的因素包括： ‌ 电流大小 ‌ ： 电流越大，磁场作用力越强，转速越快； ‌ 磁场强度 ‌ ： 磁性越强，转动力矩越大，转速越高； ‌ 线圈匝数 ‌ ： 匝数越多，受力叠加越明显，转速也相应提升。 改变电动机转动方向的方法有两种： 改变电流方向（如调换电源正负极）； 改变磁场方向（如对调磁极）。 ) 【例16】（2025·山东滨州·中考真题）如图是实验室电流表的内部结构图，磁场内的线圈中有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转。线圈中电流越大，指针偏转角度就越大。下列选项中与其工作原理相同的是（ ） A.电磁铁 B.电磁继电器 C.电动机 D.发电机 【变式16-1】（2025·山东威海·一模）学习了电磁学的知识后，善思好学的小明利用一节电池、一个硬铜导线框和纽扣强磁铁，组装成一个简易电动机。如图所示，同时放手后可观察到导线框abcd以干电池为轴转动起来。导线框转动起来的原理是_______________________________，若要改变导线框转动的方向，可以改变线圈中电流方向或____________________。 【变式16-2】如图甲、乙所示，在线圈转动过程中，经过图甲位置时，线圈左右两边所受的两个力不平衡的原因是这两个力___________________；经过图乙位置的线圈恰好处于平衡位置，此时线圈由于________不会静止。 【变式16-3】（2025·山东济宁·中考真题）小明学习了电磁知识后，从物理学的视角对图所涉及的物理问题进行了分析。 （1）如图甲所示，在A处接入________，可探究电动机的工作原理；（填实验器材名称） （2）在图甲的金属轨道上增加一根金属杆cd，俯视图如图乙所示（磁感线垂直纸面向外，用“·”表示）；在外力的作用下，金属杆ab沿光滑金属轨道向右运动，请判断静止在光滑轨道上的金属杆cd是否运动并说明理由，判断：_________；理由：________________________； （3）电吉他中电拾音器基本结构如图丙所示，磁体附近金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，感应电流经电路放大后传送到音响发出声音，则弦振动时，线圈中的感应电流方向（选填“变化”或“不变”）。 模型17.电动机转动方向与电流方向和磁场方向的关系 ( 标志： 电动机的 转动方向与电流方向和磁场方向的关系 。 技巧： 电动机的转动方向由电流方向和磁场方向 共同决定 ‌ ：若只改变电流方向或只改变磁场方向，电动机的转动方向会随之改变；若同时改变电流方向和磁场方向，转动方向则保持不变 。 ) 【例17】（2025·山东济南·中考真题）如图所示为某兴趣小组制作的简易电动机，要想改变多匝线圈转动的方向，下列方法可行的是（　　） A.只增强磁体的磁性 B.只减少线圈的匝数 C.只升高电源的电压 D.只对调磁体的两极 【变式17-1】（2025·山东聊城·三模）如图所示是实验小组制作的“小小电动机”。它的矩形线圈由漆包线缠制，左端引线的漆皮全部刮掉，右端引线的漆皮只刮掉半圈，在下方放置一个强磁铁。给线圈供电并用手轻轻推一下，线圈就会不停的转下去（　　） A.电动机的工作原理是电磁感应 B.电动机能持续不断的转动是因为受到持续不断的磁场力的作用 C.电动机将机械能转换为电能 D.改变磁铁的磁极方向，电动机的转动方向将改变 【变式17-2】（2025·山东潍坊·中考真题）（多选）如图所示，是某兴趣小组自制的简易电动机。一块纽扣强磁铁的上端磁极吸附在一根铁钉的底部，铁钉的尖端竖直地吸在一节干电池的正极上；将导线一端接在电池负极，若另一端接在磁铁上，铁钉和磁铁就会沿图示方向转动。整个实验电路电阻较小，下列分析正确的是（　　） A.铁钉中电流的方向是从尖端指向底部 B.铁钉和磁铁转动时，机械能转化为电能 C.电路中电流较大，不能长时间进行实验 D.若将磁铁的上下磁极调换，铁钉和磁铁仍沿图示方向转动 【变式17-3】在研究磁场对通电导线的作用的实验中，如图所示。 （1）闭合开关，能看到金属棒ab运动了。说明通电导体在磁场中受到_______的作用； （2）若想改变金属棒ab运动的方向，可以采用的方法是_____________________________________； （3）将电源换成电流表，闭合开关，用手在导轨上左右移动金属棒ab，电流表的指针________，由此现象中能量 转化原理，人们在生产、生活中制成了_________。 模型18.电动机原理的应用 ( 标志： 电动机 原理的应用 。 技巧： 明确基本原理 ‌ ： 电动机工作基于 “ 通电线圈在磁场中受安培力而转动 ” ，将 ‌ 电能转化为机械能 。理解这一本质是解题起点。 掌握换向器的关键作用 ‌ ： 当线圈转至平衡位置（线圈平面与磁场垂直）时，换向器自动改变线圈中电流方向，从而使线圈受力方向改变，保证其持续朝一个方向旋转 。若无换向器，线圈将在平衡位置附近摆动后停止。 ) 【例18】下列设备工作时利用了通电导体在磁场中受力运动的是（　　） A.指南针 B.电熨斗 C.电风扇 D.动圈式话筒 【变式18-1】如图所示，2025年央视春晚的机器人节目表演《决BOT》节目中，扭秧歌的机器人身体上安装了几十个关节电动机，实现非常精细的动作控制。这些电动机是________（选填“并”或“串”）联的；它们工作的过程将_______能转化为________能，机器人的电源线外皮通常用橡胶或塑料制作，是因为这些材料是________体。 【变式18-1】中国“探月工程”总设计师巴中籍院士吴伟仁是我们学习的榜样。如果请你协助吴院士设计一辆在月球上使用的月球车，但月球上没有大气，你准备用以下哪个作动力装置（ ） A.柴油机 C.空气喷气发动机 B.汽油机 D.电动机 【变式18-2】福建舰是我国自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。如图是它的弹射装置，弹射车处于导轨的强磁场中，给弹射车内的导体通入强电流，它会获得强大推力，并推动舰载机快速起飞。弹射车获得推力的原理是____________________________，在此过程中是将电能转化为__________。 【变式18-3】电磁炮是一种新型武器，电磁炮利用了通电导体在磁场中会受力运动的原理。如图是它的原理图，其中B端是螺线管的_______极，电磁炮发射过程的能量转化与我们学过的________机相同。 模型19.电磁感应现象 ( 标志： 电磁感应现象 。 技巧： “ 无源生电是感生，有源转动是电动 ” 产生条件 ‌ ： 电路必须 ‌ 闭合； 穿过闭合电路的 ‌ 磁通量发生变化 ‌ （可通过磁场变化、面积变化或相对运动实现）。 ‌ 能量转化 ‌ ： ‌ 机械能 → 电能 ‌ （如发电机、手摇发电魔方）。 常见题型辨识技巧 ‌ ： ‌ 发电机 vs 电动机： ‌ 无电源 + 产生电流 → 电磁感应（发电机） ‌ ‌ 有电源 + 导体运动 → 磁场对电流作用（电动机） ‌‌ ‌ 生活实例对应原理： 动圈式话筒、手摇发电门铃、计步器 → 电磁感应 ‌ 电风扇、扬声器 → 通电导体在磁场中受力 ) 【例19】如图所示的装置，甲、乙两部分均放在水平桌面上，闭合开关，用外力使导体棒ab水平向右运动，导体棒cd也随之运动。 （1）甲部分发生的是_____________现象，最早发现这个科学原理的物理学家是_________，人们根据这一原理发明了__________（选填“麦克风”或“扬声器”）；若用外力使导体棒ab竖直向上运动，导体棒cd_______（选填“会”或“不会”）随之运动。 （2）有一种“车窗爆破器”，其原理是：当爆破器中的线圈有电流通过时，爆破器中的“钨钢头”会产生一个瞬间的冲击力，这个过程发生的能量转化是________能转化为________能，上述装置中______（选填“甲”或“乙”）部分发生的能量转化与这一过程相同。 【变式19-1】电流的磁效应被发现后，科学家笃信自然力的统一，以逆向的思想，开始在磁生电的研究中进行艰辛的探索。下列科学家与其重要发现对应正确的是（ ） A.法拉第——电磁感应现象 B.奥斯特——电流的热效应 C.安培——通电导体周围存在磁场 D.焦耳——磁场对通电导体的作用 【变式19-2】如图所示是自制交流发电机模型，风车转动，线圈在磁场中做________磁感线运动时，电路中就会产生感应电流，电流方向与_________方向和导体运动方向有关。如果把小量程电流表换成电池，把模型当作电动机，此时线圈_________（填“能”或“不能”）持续转动。 【变式19-3】利用如图所示的实验装置探究“产生感应电流的条件”。 （1）闭合开关，若导体ab竖直上下运动，灵敏电流计指针________发生偏转；若导体ab水平左右运动，灵敏电流计指针________发生偏转；若导体ab不动，左右移动磁体，灵敏电流计指针________发生偏转（均选填“能”或“不能”）。 （2）要使灵敏电流计指针偏转方向发生改变，可以采取两种方法： ①________________________________________；②________________________________________。 （3）在电铃、电风扇、动圈式话筒、动圈式扬声器中，应用这一原理制成的是________________。 模型20.实验探究感应电流产生的条件 ( 标志： 探究感应电流产生的条件 。 技巧： 研究方法 ‌ ： ‌ 控制变量法 ‌ ：探究某一因素时，保持其他因素不变。 ‌ 转换法 ‌ ：通过 ‌ 灵敏电流计指针是否偏转 ‌ 判断是否有感应电流产生。 ‌ ‌ 核心步骤 ‌ ： ‌ ① 验证 “ 电路必须闭合 ” ‌ ： 闭合开关，移动导体切割磁感线 → 指针偏转（有电流）。断开开关，同样操作 → 指针不偏转（无电流）。 → ‌ 结论一 ‌ ：电路需闭合。 ‌ ‌ ② 验证 “ 必须切割磁感线 ” ‌ ： 导体左右运动（切割磁感线） → 指针偏转。导体上下运动（平行于磁感线，不切割） → 指针不偏转。 → ‌ 结论二 ‌ ：导体需做切割磁感线运动。 ‌ ‌ ③ 探究感应电流方向的影响因素 ‌ ： ‌ 保持磁场方向不变 ‌ ，改变导体运动方向（左 / 右） → 指针偏转方向改变。 ‌ 保持导体运动方向不变 ‌ ，对调磁极（改变磁场方向） → 指针偏转方向改变。 → 感应电流方向与 ‌ 导体运动方向 ‌ 和 ‌ 磁场方向 ‌ 均有关。 ‌ ‌ ④ 探究感应电流大小的影响因素：增大导体切割速度 → 指针偏转角度增大 → 电流变大。 换用更强磁体或增加线圈匝数 → 电流变大。 → 电流大小与 ‌ 速度 ‌ 、 ‌ 磁场强度 ‌ 、 ‌ 线圈匝数 ‌ 有关。 ) 【例20】在“探究导体在磁场中运动时产生感应电流条件”实验中，某小组利用灵敏电流计、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 灵敏电流计指针偏转情况 开关 断开 导体棒运动方向 灵敏电流计指针偏转情况 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。上面的现象叫做电磁感应，生活中__________是根据此现象的原理工作的。 （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，这说明感应电流方向与________________有关。继续实验：导体棒静止不动，磁体向右运动时，会观察到电流计指针向________偏转。 （3）探究小组发现实验中灵敏电流计的指针偏转角度较小，实验现象不明显，你有什么方法让实验现象变明显？答：____________________________________________________________（写出一种即可）。 【变式20-1】如图所示，小明用线圈、条形磁铁和灵敏电流计来验证电磁感应现象，下列不能使灵敏电流计指针发生偏转的操作是（ ） A. 线圈不动，磁铁快速向上 B. 线圈不动，磁铁快速向下 C. 磁铁不动，线圈快速向上 D. 线圈和磁铁同时同速向上 【变式20-2】（2025·山东淄博·三模）如图同学们做“电与磁”之间的联系的实验探究。 （1）如图甲，开关闭合前，小磁针无论放在何处静止时a端均指向北方，这是由于小磁针受到了__________的作用；闭合开关，观察到小磁针发生偏转，说明________________________； （2）利用如图乙装置研究“磁场对电流的作用”时，应在M、N之间接入________（选填“灵敏电流计”或“电源”）；磁场对电流的作用方向与磁场方向、________方向有关；利用此原理，人们制成了__________（选填“发电机”或“电动机”）； （3）利用如图乙“探究什么情况下磁可以生电”，根据图乙，导体AB所在磁场的磁感线的方向向_______（选填“上”、“下”、“左”、“右”），多次实验得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做_______________运动时，导体中会产生感应电流。 【变式20-3】图是小明做“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。 （1）实验时，小明通过观察_______________________________来判断电路中是否产生感应电流； （2）小明进行了如图所示的5次操作，其中能产生感应电流的是________（选填所有符合要求的操作序号）； （3）完成实验后，小明认为实验现象不太明显，请你提出一条改进措施：____________________； （4）利用“磁生电”工作的装置有______________（选填“电铃”“扬声器”“动圈式话筒”或“电磁起重机”）。 模型21.电磁感应现象的应用 ( 标志： 电磁感应现象的应用极为广泛，涵盖发电、输电、家用电器及现代无线技术等多个核心领域 ‌ 。 技巧： 电磁感应五大应用场景对比表（原理+设备+生活实例） ： 应用场景 核心原理 典型设备 生活 / 工业实例 发电机 线圈切割磁感线产生感应电流 水轮发电机、风力发电机 三峡水电站发电、家庭太阳能逆变系统 变压器 互感现象改变交流电压 电力变压器、充电适配器 小区变电站降压供电、手机充电器电压转换 电磁炉 涡流在锅底产生焦耳热 家用 / 商用电磁灶 厨房无明火烹饪、餐厅高效加热 无线充电 发射与接收线圈间电磁感应传能 手机无线充、电动牙刷座 办公桌无线充板、新能源汽车无线充电试点 感应加热 交变磁场在金属内产生涡流加热 中频熔炼炉、热处理设备 汽车零件表面淬火、金银首饰熔炼 ) 【例21】（2025·山东德州·中考真题）德州马拉松作为城市文化品牌，已发展成为彰显城市形象的重要载体。比赛过程中，运动员佩戴感应芯片通过起点和终点磁场地带时，芯片里的线圈会产生电流，激发芯片发送编码信息，系统自动获取信息并计时。其工作原理与此相同的是（　　） A.手摇发电机 B.司南 C.电磁起重机 D.扬声器 【变式21-1】荣成已成功举办多次马拉松比赛。比赛时运动员佩戴感应芯片通过起点和终点磁场地带时，芯片里的线圈就会产生电流，激发芯片发送编码信息，系统自动获取信息并计时。下列器件中与此工作原理相同的是（ ） A.发电机 B.电磁继电器 C.电风扇 D.电铃 【变式21-2】下列设备工作时应用了电磁感应原理的是（ ） A.风力发电机 B.调光台灯 C.电风扇 D.电磁起重机 【变式21-3】如图所示，学校的饭卡的内部其实是一组线圈与一个信息芯片相连，卡中没有电池。当饭卡接触感应器时，线圈给芯片供电使芯片工作，下列说法正确的是（　　） A.线圈就是一个电磁铁 B.线圈相当于用电器 C.线圈给芯片供电的原理与发电机原理相同 D.线圈给芯片供电的原理是通电线圈在磁场里受力运动 模型22.判断是否产生感应电流 ( 标志： 判断是否产生感应电流。 技巧： 判断是否构成闭合电路 ‌ ： 电路必须是闭合的，否则只能产生感应电动势而无电流。若题目中电路断开（如开关未闭合），则无论导体如何运动，都不会产生感应电流。 判断是否切割： 若导体运动方向与磁感线方向垂直或成夹角，则为 “ 切割 ” ；若平行，则不切割，无感应电流。 注意： 是 “ 一部分 ” 导体，而不是 “ 全部 ” ！！ ) 【例22】（2025·山东烟台·中考真题）如图所示是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”实验的装置，下列关于该实验说法正确的是（　　） A.该装置也可以探究通电导线在磁场中受到力的作用 B.该装置也可以探究感应电流方向跟导体运动方向有关 C.扬声器就是通过本实验的原理进行工作的 D.闭合电路的部分导体在磁场中运动一定会产生感应电流 【变式22-1】如图所示，用蹄形磁体、导体棒AB、电流表等实验器材探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。 （1）请用笔画线代替导线完成实物图连接； （2）当导体棒AB沿________（填“上下”或“左右”）方向运动时，电流表指针发生偏转。通过多次实验可得：当闭合电路的部分导体在磁场中做______________运动时，电路中就产生感应电流； （3）当导体棒AB向右运动时，导体棒________（填“受到”或“不受”）磁场对它的力的作用。 【变式22-2】小罗把两个玩具电机用导线连接在一起（如图），用力快速拨动甲电机的转叶，发现乙电机的转叶也缓慢转动起来。对这个现象分析正确的是（ ） A.“甲电机”将电能转化为机械能 B.“乙电机”将机械能转化为电能 C.“甲电机”依据电磁感应来工作 D.两电机的工作原理是相同的 【变式22-3】如图所示的闭合电路中，铜棒ab静止。当蹄形磁铁竖直向上运动时，灵敏电流表的指针_______（选填“会”或“不会”）偏转；让铜棒ab水平向右缓慢运动时，灵敏电流表的指针偏转的角度较小；快速运动时，指针偏转的角度较大。这说明感应电流的大小与_____________________________有关。______________（选填“动圈式话筒”或“动圈式扬声器”）是应用电磁感应原理制成的。 模型23.电磁现象的辨识 ( 标志： 电磁现象辨识的核心是分清 “ 电生磁 ” 、 “ 磁生电 ” 和 “ 磁场对电流的作用 ” 三种情况 ‌ 。 技巧： 电流的磁效应（电生磁） ‌ ： 原理 ‌ ：通电导线周围存在磁场。 特点 ‌ ：只要有电流，就会产生磁场，无需运动或变化。 典型应用 ‌ ：电磁铁、电磁继电器、电磁起重机等。 电磁感应（磁生电） 原理 ‌ ：闭合电路中导体切割磁感线，产生感应电流。 条件 ‌ ： ① 闭合电路； ② 导体在磁场中做切割磁感线运动。 能量转化 ‌ ：机械能 → 电能。 典型应用 ‌ ：发电机、动圈式话筒、自发电门铃等。 磁场对电流的作用（电受力） ‌ 原理 ‌ ：通电导体在磁场中受 到力的作用而运动。 能量转化 ‌ ：电能 → 机械能。 典型应用 ‌ ：电动机、扬声器 等。 ) 【例23】（2025·山东淄博·中考真题）部分新能源汽车应用了能量回收技术：汽车在滑行或制动过程中，线圈在磁场中转动产生感应电流，将机械能转化为电能。下列实验能说明该技术原理的是（　　） A. B. C. D. 【变式23-1】如图，甲、乙两个相同的装置分别由U型磁铁、导体棒和支架构成，导体棒ab和cd由导线连接。闭合开关并向右移动ab，cd也会随之向右移动，其中甲装置相当于_________，乙装置相当于__________。（选填“电动机”或“发电机”） 【变式23-2】（2025·山东淄博·一模）关于如图所示的电和磁现象，说法正确的是（　　） A.图甲：地球周围存在着磁场，地磁场的两极与地理的两极重合 B.图乙：改变通电螺线管的电流大小可以改变螺线管磁极性质 C.图丙：扬声器的原理是磁场对电流有力的作用 D.图丁：同时改变电流方向和磁场方向，金属导体的受力方向也发生改变 【变式23-3】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 模型24.电与磁、力、热综合计算 ( 标志： 题目出现 电与磁、力、热综合计算。 技巧： 1. 电热综合（如电热水壶、电暖气） ‌ 核心公式： 电功： W = UIt ；热量： Q 吸 ​= cmΔt ；效率： 。 关键点： 明确 “ 有用能量 ” 为水吸收的热量， “ 总能量 ” 为消耗的电能。 2. 电力综合（如电动车、起重机） 核心公式： 功率： P = Fυ ；机械功： W = Fs ；电能转化： W 电 ​= UIt 。 ) ( 关键点： 牵引力做功来源于电能转化，注意效率计算 ​​ 。 3.电磁继电器 + 电热 / 电力综合 ‌ 结构理解： 低压控制电路 → 电磁铁 → 衔铁动作 → 控制高压工作电路通断。 分析步骤： 判断控制电路中电流变化（如温度变化影响热敏电阻）；分析电磁铁磁性强弱变化；判断触点切换，确定工作电路档位（高温 / 低温、运行 / 停止）。 典型应用： 自动温控系统、多档位加热器。 4. 力热综合（如内燃机汽车） ‌ 核心公式： 燃料放热： Q 放 ​ = mq ；牵引力做功： W = Fs ；发动机效率： 。 注意单位换算 （如速度 m/s 、质量 kg 、热值 J/kg ）。 5. 电（力）热磁综合（高阶压轴题） ‌ 多出现在中考最后一题，融合多个物理过程。 解题策略： 分阶段分析：控制电路 → 工作电路 → 能量输出 → 机械运动； 画出等效电路图和受力分析图； 逐段列出能量转化链条。 ) 【例24】（2025·山东德州·中考真题）某电蒸锅有防干烧功能，可实现温度过高时自动停止加热。其内部由加热电路和控制电路组成，简化电路如图所示。加热电路有高、低温两个挡位，已知U1=220V，R2=121Ω，高温挡电功率1500W。控制电路电压U2=6V，R0=10Ω，R1为热敏电阻，其阻值随锅内温度的变化情况如下表所示。当电磁铁线圈中的电流达到0.15A时，衔铁吸合，触点断开，停止加热。（电磁铁线圈电阻忽略不计） Rt温度/℃ 40 80 100 140 160 200 Rt电阻/Ω 100 50 40 30 25 20 （1）控制电路工作时电磁铁的上端为极； （2）加热电路停止加热时电蒸锅内的温度； （3）低温挡的电功率和R1的阻值。 【变式24-1】（2025·山东青岛·二模）某电热水器可实现加热、保温两种功能，图甲为其工作原理图，它包括工作电路和控制电路两部分。其中工作电路的电压为220V，加热功率为880W，R1、R2为电热丝，R2的阻值为1045Ω。控制电路中，电源电压恒定不变，R0为热敏电阻，其阻值随温度变化关系如图乙所示，R3为可调电阻箱，通过调节R3可使温度为100℃时，控制电路的电流为0.3A，继电器的衔铁被吸合；保持R3阻值不变，当温度降到50℃时控制电路的电流为0.1A，衔铁被释放。忽略防干烧熔断器电阻和线圈电阻对电路的影响。求： （1）工作电路为加热状态时的电流大小是多少？ （2）保温功率的大小是多少？ （3）控制电路中电源电压是多少？ 【变式24-2】（2025·全国·中考专题）图甲是一款奶牛饮水自控模型装置的工作原理图。其中蓄水池和饮水池高均为120cm。柱形“浮力柱”重50N，底面积500cm2，下端与蓄水池底部接触但没有弹力，高115cm，上端通过轻质连杆与力传感器RF相连（固定在一起）。已知滑动变阻器R的规格为“30Ω 0.5A”，电流表量程0~0.3A，力传感器受到的力F与阻值RF的变化关系如图乙。控制电路电源电压U=6V，当电磁铁线圈中的电流I>0.1A时，衔铁K被吸上，注水系统开始注水；当电磁铁线圈中的电流I≤0.1A时，衔铁K断开，停止注水。（电磁铁线圈的电阻忽略不计，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg） （1）给蓄水池注水的过程中，电流表示数的变化是_________。 （2）当蓄水池没有水时，为保护电路安全，滑动变阻器的阻值至少是_______Ω。 （3）当滑动变阻器阻值为20Ω时，求该装置所能注水的最大深度______________________________。（写出必要的文字说明、表达式及最后结果） 一、填空题： 1.《梦溪笔谈》中有对“缕悬法”的描述，以独根蚕丝作悬线，悬线的一端用蜡粘结磁针中部，另一端悬挂于木架上，静止时，磁针两端指南北方向。“缕悬法”中磁针之所以指南北，是因为磁针受到__________的作用。书中另有对“海市”奇景的记载，在登州的海上，有时空中会出现清晰可见的宫殿居室、台阁景观等景象。“海市”奇景是由于光在不均匀的空气中发生________形成的。 2.如图所示，在探究通电螺线管外部磁场分布的实验中，闭合开关后，通电螺线管的上端为_______极，将滑动变阻器的滑片向左移，铁钉吸起大头针的数量更_______（选填“多”或“少”）。 3.如图所示，小磁针在通电螺线管的磁场作用下静止，则电源的左端为电源的_______（选填“正”或“负”）极。 4.如图所示是一种水位自动报警器的原理图。当水位到达金属块A时，_______灯亮；控制电路的电源右端为正极时，电磁铁的上端为_______极（一般的水都能导电）。 5.（2025·山东滨州·二模）如图所示，已经将电磁铁接外电源，则图中P为磁体_______极（选填“N”或“S”）。将线圈abcd接入LED和小灯泡，闭合开关后摇动手柄（未画出）使线圈abcd转动，LED和灯泡可发光。此过程，线圈abcd将_________能转化为_______能。在方框内画出图中LED和小灯泡发光时的电路图（已经画出LED和等效电源）。 6.如图所示为车库积水自动报警装置原理图，A、B位置可以安装电铃或者LED灯。当车库没有积水时LED灯亮，有积水时电铃响。则电铃应接在_______（选填“A”或“B”），已知LED灯的规格为“12V 6W”，灯泡正常发光时的电流是_______A。 7.如图所示是某同学设计的电子警察抓拍系统原理图，当有红光照射时，图中光敏电阻阻值几乎为零；当行人违规闯红灯时，就会接通摄像系统的电源，电磁铁的上端为 极；绿灯时行人过马路，电磁铁________（选填“有”或“没有”）磁性。 8.（2025·湖北·中考真题）欧姆当年研究电流跟电阻和电压关系时，电流大小还不能准确测量。他巧妙设计了如图所示的装置来测量电流，用一根细丝悬挂磁针，平行放置在导线上方，当电路中有电流时，导线周围产生________，因为力能改变物体的______________，所以磁针发生偏转，偏转角度就能反映电流大小。 9.（2025·湖北黄冈·模拟预测）某游乐室有一块能发电的地板，当小朋友们在上面跳跃时，小灯泡便会一闪一闪地发光。地板下方铺设的结构如图所示，踩踏地板时，固定在地面上的弹簧线圈做切割____________运动，使闭合电路中产生__________（选填“交流电”或“直流电”）。该装置中的磁体和线圈相当于电路中的________（选填“电源”或“用电器”）。 10.（2025·陕西·模拟预测）如图甲所示，是小林设计的盐水密度控制模拟装置，A物体始终浸没在盐水中，R为定值电阻， RF为力敏电阻，其阻值随下方轻质细线拉力的变化关系如图乙所示。已知U=12V，物体A的体积VA=100cm3，质量mA=160g，当电磁铁线圈中的电流I≥0.048A时，铁质开关K被吸上，当 I≤0.04A时，K被释放，从而通过控制水泵向容器中注水使盐水密度保持在一定范围内，此装置所能控制的最大盐水密度为1.3g/cm3。电磁铁线圈电阻忽略不计，假设水加入容器后与盐水立刻混合均匀。闭合开关S，电磁铁上端为_______极，定值电阻R的阻值为_______Ω；此装置所能控制的最小盐水密度为_______ g/cm3。若控制电路电源电压U降低，需适当________（选填“增大”或“减小”）R的阻值才能使盐水密度仍保持在上述范围内。（g=10N/kg） 二、选择题： 11.在水平桌面上放置一条形磁体，磁体上盖有一薄玻璃板，在玻璃板上均匀地撒上一些细碎的铁屑，然后轻敲玻璃板，发现铁屑在玻璃板上有规律地排列，如图所示。则下列说法中正确的是（　　） A.用碎纸屑代替铁屑重做实验，纸屑也能有规律地排列 B.用其他任何金属碎屑重做实验，金属屑都能有规律地排列 C.根据铁屑的排列规律，可以判断出条形磁体周围各位置的磁场方向 D.磁体两端附近聚集的铁屑较多而中间铁屑较少，是因为条形磁体两端的磁性较强 12.2026年3月24日周末，妈妈给小明买了一个轮滑鞋，如图所示。它的轮子转动时可使轮子边缘的LED灯闪闪发光，选项中与此工作原理相同的是（　　） A.电风扇 B.电磁起重机 C.扬声器 D.动圈式话筒 13.电话的听筒完成把电流信息还原成声音信息，即“电声转换”的任务。下面能反映出电话听筒工作原理的实验是（　　） A. B. C. D. 14.下列图中的实验能说明电动机工作原理的是（　　） A. B. C. D. 15.下列图中，用来研究电磁感应现象的实验装置是（　　） A. B. C. D. 16.图甲中“福建舰”配备了电磁弹射车。当弹射车内的导体通过强大的电流时，战斗机就受到强大的电磁力而向前弹射飞出，如图乙所示。下列实验与电磁弹射车工作原理相同的是（ ） A. B. C. D. 17.小区内路灯能根据光线亮暗情况实现自动控制，其电路原理如图所示，R1是定值电阻，R2是光敏电阻，其阻值大小随光照强度的增大而减小，当开关S1闭合，光线变暗时，下列判断正确的是（　　） A.电流表示数减小，电磁铁的磁性减弱，开关S2闭合 B.电流表示数减小，电磁铁的磁性增强，开关S2断开 C.电流表示数增大，电磁铁的磁性增强，开关S2闭合 D.电流表示数增大，电磁铁的磁性减弱，开关S2断开 18.我国自行研制的第三艘航空母舰福建号采用了最先进的电磁弹射器。电磁弹射器的弹射车处于强磁场中，当弹射车内的导体有强电流通过时，弹射车就给舰载机提供强大的推力而快速起飞。下列各图能正确反映电磁弹射器工作原理的是（ ） A. B. C. D. 19.如图为家庭电路中空气开关的原理图，P为电磁铁，Q为衔铁，下列分析正确的是（      ） A.空气开关跳闸，一定是电路的总功率过大引起的 B.电流过大时，图中P的磁性增强，吸引Q向左偏转，弹簧拉起S切断电路 C.将电饭锅接入三孔插座，电饭锅的金属外壳与地线相连 D.图中电磁铁P周围的磁场与蹄形磁体的磁场相似 20.（多选）如图是小明为某仓库设计的温度报警电路。R1为热敏电阻，其阻值随温度的变化而变化；R2为可调电阻。温度正常时指示灯L发光，当温度升高到报警温度时，指示灯熄灭，蜂鸣器报警。下列判断正确的是（　　） A.R1的阻值随温度的升高而增大 B.温度升高过程中，电磁铁磁性增强 C.若要调低报警温度，可将R2的阻值调大 D.若控制电路电源电压降低，报警温度将升高 三、作图题： 21.如图所示，请在图中虚线框内标出磁体右端的磁极用“N”或“S”表示和A点磁感线的方向。 22.如图所示，闭合开关S后，位于螺线管右侧的小磁针N极顺时针旋转90°。请在对应括号中标出电源的“+”、“-”极和通电螺线管左侧的极性。 23.如图所示，闭合开关后，螺线管的磁感线分布如带箭头的虚线所示。请在虚线框内标出小磁针静止时的磁极。 24.某同学设计的冬季家庭温度自动控制器的工作原理如图所示。当室内温度低于25℃时温控开关闭合，绿灯不亮，加热电阻工作；当室温高于25℃时，温控开关断开，绿灯亮，加热电阻不工作，表示温度已经达到25℃。请根据以上要求，用笔画线代替导线，完成工作电路部分的连接。 四、实验探究题： 25.小丹做了一个有趣的实验，她将两个相同的玩具电机A、B的转轴用塑料管连接起来，图甲是电机A、B简易结构的示意图。 （1）如图乙所示，闭合开关S，电流通过电机B，B中线圈在磁场中会受到_______的作用转动起来，带动电机A中线圈转动，小灯泡发光。此时，电机A相当________（选填“用电器”“开关”或“电源”），这是利用了____________原理； （2）若想改变电机B中线圈的转动方向，可以通过改变___________来实现； （3）当电机B中线圈转动方向改变时，电机A中线圈的转动方向也随之改变，通过小灯泡的电流方向________（选填“会”或“不会”）改变。在电机A所在电路中添加______________（一种器材），用来判断电路中电流方向是否改变。 26.小明在课外社团活动中进行了一系列的实验探究。 （1）小明连接了如图甲所示的电路，发现闭合开关，当电流通过导线时，小磁针发生偏转，断开开关，无电流通过导线时，小磁针不发生偏转。由此，他初步得出的结论是__________________________； （2）小明将导线绕成螺线管，在周围洒满铁屑。闭合开关，轻轻敲动后，发现铁屑分布和小磁针静止时的指向如图乙所示，由此判断，通电螺线管外部的磁场分布与________磁铁周围的磁场分布是相似的；断开开关，小明将电源正负极对调，闭合开关后，小磁针的北极指向________（选填“改变”或“不改变”），此操作的目的是探究通电螺线管外部的磁场方向与_____________是否有关； （3）小明猜想通电螺线管磁场强弱可能与线圈匝数和电流大小有关，他按图丙连接电路。 实验中，他将开关 S 从 a 换到 b 上时，调节滑动变阻器，观察电流表示数及吸引的铁钉数目，此时调节滑动变阻器是为了_______________________，从而探究通电螺线管磁场强弱与___________的关系。 五、计算题： 27.（2025·山东烟台·中考真题）为了节约电能又不影响照明，工人师傅设计出一个路灯改造方案。此前，每个路灯装有一只“220V 100W”的灯泡L0。此次改造要为每个路灯加装一只相同规格的灯泡L，并安装一个电磁控制感应装置，当夜幕降临时，光控开关闭合，路灯处于低功率的柔光状态；当行人走进感应区时，灯光瞬间变亮，离开感应区时，路灯又恢复原来的柔光状态。图甲是设计的电路（加装的灯泡L未画出），控制电路的电源电压恒为4.5V，压敏电阻R的阻值随压力大小变化的图像如图乙所示，当通过电磁铁的电流等于或大于临界值时，衔铁会被电磁铁吸引而转换触点。工作电路的电源电压220V不变，不考虑灯丝电阻变化，电磁铁线圈电阻忽略不计。 （1）为达到改造要求，工人师傅需要将灯泡L接在电路中_______（选填“A”或“B”）处。从安全用电角度考虑，工作电路的导线________（选填“C”或“D”）端应接火线。 （2）若控制电路中R1接入的阻值为55Ω，当感应区上受到的压力时，衔铁被电磁铁吸引转换触点，则感应装置中电磁铁的电流临界值是多少？保持电磁铁电流临界值不变，要想让重力更小的人经过感应区时路灯变亮，写出一种可行的改进办法。 （3）若某路灯每天工作总时间为10h，处于柔光状态的时间累计为8h，求改造后这个路灯在六月份（30天）节约的电能（控制电路消耗的电能忽略不计）。 （4）如图丙所示，在方案实施过程中，工人师傅改装完某处的路灯后，需要把重为200N的材料车沿倾斜路面推至下一路灯处，M、N是途经的两点。已知MN两点间的距离为20m，竖直的灯杆与路面夹角为60°，材料车受到的摩擦力大小是其重力的0.05倍。假设推力F的方向始终与倾斜路面平行，求工人师傅将材料车从M点匀速推至N点的过程中推力F做的功。 第 1 页 共 42 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题26 磁与电 ( 模型破解 拆解步骤，突破思维壁垒 …………………………………………………… …… ………… 01 ~ 58 模型 0 1. 磁现象 ………………………………… 01 模型1 3 . 电磁铁的应用 ………………………… 26 模型02. 物体磁化的条件 ……………………… 03 模型1 4 . 电磁继电器的原理 …………………… 28 模型03. 用磁感线描述磁场 …………………… 05 模型15.磁场对电流的作用 …………………… 30 模型04. 磁场方向的判定 ……………………… 07 模型1 6 . 电动机的工作原理 …………………… 32 模型05. 磁极间的相互作用及应 ……………… 09 模型17. 电动机的 转动方向与电流方向和磁场方向的关系 ……………………………………… 34 模型0 6 . 地磁南北极与地理南北极的关系 …… 11 模型18.电动机原理的应用 …………………… 37 模型0 7 . 电流的磁场 —— 奥斯特实验 ………… 13 模型19.电磁感应用现象 ……………………… 39 模型0 8 . 通电螺线管磁场 ……………………… 14 模型20.实验探究感应电流产生的条件 ……… 41 模型 09 . 实验探究通电螺线管的磁场 ………… 16 模型21.电磁感应现象的应用 ………………… 45 模型1 0 . 安培定则的应用 ……………………… 20 模型22.判断是否产生感应用电流 …………… 47 模型1 1 . 通电螺线管作图 ……………………… 22 模型23.电磁现象的辨识 ……………………… 49 模型1 2 . 实验探究电磁铁磁性强弱的影响因素 ………………………………………… …… 2 4 模型24.电与磁、力、热综合计算 …………… 51 模型演练 实战强化，提升应用能力 …………………………………………………… …… …………58 ~ 71 ) 模型01.磁现象 ( 标志： 有关简单磁现象的分析和判断。 技巧： 磁性 ‌ ： 物体吸引铁、钴、镍等物质的性质（吸铁性）。 ‌ 磁体 ‌ ： 具有磁性的物体，分为：天然磁体（如磁铁矿）和人造磁体（如条形、蹄形磁铁）。 ‌ 磁极 ‌ ： 磁体上磁性最强的部分，任何磁体都有两个磁极： ‌ 北极（ N ）和 ‌ 南极（ S ） ‌ 。 磁极间相互作用规律： ‌ 同名磁极相斥，异名磁极相吸。 ‌‌ 磁性材料分类 ‌ ： ‌ 软磁 材料 ‌ （如 软铁，易磁化也易退磁，适用于电磁铁铁芯）和硬磁材料（如钢，磁化后能长期保持磁性，用于制造永磁体）。 ) 【例1】能被磁体吸引的物体是（ ） A.铁钉 B.铜线 C.金币 D.铝箔 【答案】A 【解析】磁体能吸引含有铁、钴、镍的物体，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【变式1-1】战国中期著名的纵横家鬼谷子曾说：“郑子取玉，必载司南，为其不惑也”，这是磁石及其特性的最早记载。如图是记载中的司南，有关说法正确的是（ ） A.司南周围存在磁感线 B.司南周围各点的磁场方向都是相同的 C.司南可以吸引铁屑，利用了同名磁极相互吸引 D.司南可以指示方向是受到地磁场的作用 【答案】D 【解析】A.司南周围存在磁场，磁感线不是真实存在的，故A错误； B.根据磁场分布的知识可知，司南周围各点的磁场方向都是不相同的，故B错误； C.司南可以吸引铁屑，是因为磁体具有吸引铁、钴、镍的性质，故C错误； D.地球周围的磁场叫做地磁场，司南可以指示方向是受到地磁场的作用，故D正确。 故选D。 【变式1-2】磁性鞋带扣让你跟系鞋带说再见。如图所示，把鞋带裁剪到合适的长度，然后将模块穿进去，这之后两边一碰即可牢牢地把鞋带系紧。下列说法正确的是（ ） A.两模块可能都是铜块 B.两模块可能都是铁块 C.两模块中，可能其中一块有磁性，另一块是铁块 D.两模块中，可能其中一块有磁性，另一块是铜块 【答案】C 【解析】AB.铜块之间没有吸引力，铁块之间也没有吸引力，故AB不可以吸引，故AB错误； C.因为磁体具有吸引铁钴镍一类物质的性质。若两模块中，只有一个是磁体，另一个模块可能是铁块，故C正确； D.磁体不能吸引铜块，因而其中一块有磁性，另一块是铜块也不会吸引，故D错误。 故选：C。 【变式1-3】随着科学技术的发展和社会的进步，人们根据生产、生活的需要，制造出了大小不同、形状各异的磁铁，如图甲所示。小明想知道如图乙所示的橄榄球形磁铁的磁极在哪儿，在不损坏磁铁的情况下，请你利用橄榄球形磁铁、一盒大头针设计实验帮助小明解决问题。 （1）阐述实验过程： （2）根据实验现象说明判断磁极的方法： 【答案】（1）把橄榄球形磁铁放在大头针盒里翻转几下，拿出来观察。（2）吸引大头针个数最多的两个部位就是橄榄球形磁 铁的磁极 【解析】通过观察橄榄球形磁铁吸引大头针的数量来判断磁极的位置利用磁铁磁极磁性最强的原理。 （1）设计实验过程以确定磁极位置：将橄榄球形磁铁放入大头针盒中翻转几下，然后观察磁铁上吸引大头针数量最多的部位。 （2）根据实验现象判断磁极位置：吸引大头针个数最多的两个部位即为橄榄球形磁铁的磁极，因为磁极处磁性最强，吸引的大头针数量最多。 总结 ( 故答案为：（1）把橄榄球形磁铁放在大头针盒里翻转几下，拿出来观察。（2）吸引大头针个数最多的两个部位就是橄榄球形磁 铁的磁极。 模型02.物体磁化的条件 ( 标志： 题目出现磁化的情景。 技巧： 基本概念 ： 使原来没有磁性的物体获得磁性的过程（如铁钉靠近磁铁后被吸引）。 磁化条件： 只有磁性材料 ‌ （如铁、钴、镍及其合金）能被磁化；非磁性材料（如铜、铝、塑料）无法被磁化 。 ‌ 两种方法： 接触或靠近法 ‌ （ 将磁性材料靠近或接触磁体，其靠近磁体的一端会感应出 ‌ 异名磁极 ‌ ，远离的一端为 ‌ 同名磁极 ‌ ）、 ‌ 摩擦法 ‌ （ 用磁体的一极沿同一方向反复摩擦钢棒等材料，使其内部磁畴有序排列而磁化 ）。 材料分类： 软磁性材料 ‌ （如软铁： 易被磁化，也 ‌ 极易退磁 ‌ ； 适用于电磁铁铁芯、变压器等需频繁改变磁性的场景 ）与 硬磁性材料 ‌ （如钢 ： 磁化后 ‌ 磁性长期保留 ‌ ； 用于制造 ‌ 永磁体 ‌ ）。 “ 软铁易磁易消磁，钢棒磁久成永磁 ” 。 ) 【例2】（2025·山东·中考真题）小明在户外实践中，利用随身所带物品制作了简易指南针。他首先利用电池、带绝缘皮的导线、铁钉制成电磁铁，然后将缝衣针磁化并用细线水平悬挂，最后将两者靠近，静止时位置关系如图所示。下列说法正确的是（　　） A.铁钉的钉尖是S极 B.缝衣针的针尖是N极 C.地磁场N极在地理北极附近 D.移开电磁铁后，缝衣针静止时针尖所指方向为南 【答案】D 【解析】A.由图可知，电流从铁钉的钉尖流入，根据安培定则，右手握住铁钉，四指指向电流方向，大拇指指向钉尖，所以钉尖是N极，故A错误； B.因为异名磁极相互吸引，钉尖是N极，所以与钉尖靠近的缝衣针的针尖是S极，故B错误； C.地磁场的N极在地理南极附近，地磁场的S极在地理北极附近，故C错误； D.缝衣针被磁化后，移开电磁铁，由于地磁场的作用，缝衣针静止时针尖（S极）所指方向为南，故D正确。 故选D。 【变式2-1】人类最早的磁化技术出现在我国宋代。据《武经总要》记载，如图所示，古人先将鱼形铁烧红，令铁鱼头尾指向南北，然后将其放入水中冷却，依靠地磁场获得磁性，再将其放入水中漂浮，制成指南鱼，图中是它静止时的指向。下列判断不正确的是（   ） A.鱼形铁能被磁体吸引 B.指南鱼鱼头应标注“N” C.指南鱼周围存在磁感线 D.指南鱼的腹部磁性最弱 【答案】C 【解析】A.磁性是指能够吸引铁、钴、镍等物质的性质，鱼形铁是用铁制成的，能被磁体吸引，故A正确，不符合题意； B.地磁场的南极在地球的北极附近，地磁场的北极在地球的南极附近，如图所示，指南鱼鱼头指向北方，根据异名磁极相互吸引，指南鱼鱼头应标注“N”，故B正确，不符合题意； C.指南鱼被磁化后，周围存在磁场，而磁感线实际不存在，是为了描述磁场的分布假想的曲线，故C错误，符合题意； D.指南鱼是一个磁体，两个磁极位置的磁性最强，中间最弱，因此，指南鱼的腹部磁性最弱，故D正确，不符合题意。 故选C。 【变式2-2】在班级组织的“自制指南针”活动中，小伟同学用条形磁体将缝衣针磁化后，将其放在水中漂浮的一片树叶上。多次将树叶轻轻旋转，待树叶静止后，观察到树叶的尖端总是指向南方，如图所示。下列说法中正确的是（　　） A.树叶尖端指向地磁南极 B.指南针的“N”应标注在树叶尖端 C.树叶周围存在磁场和磁感线 D.若用磁体的N极靠近树叶尖端，会相互吸引 【答案】D 【解析】A.对地球是一个大的磁体，地球和自制指南针的磁场相互作用，树叶尖端指向地磁北极，地理的南极，故A错误； B.树叶尖端指向地理的南极，指南针的“S”应标注在树叶尖端，故B错误； C.树叶上放有自制指南针，因此树叶周围存在磁场，磁感线是为了描述磁场而画出的线，实际并不存在，故C错误； D.树叶的尖端是指南针的S极，若用磁体的N极靠近树叶尖端，会相互吸引，故D正确。 故选D。 【变式2-3】干簧管是一种开关，其结构如图甲所示，其中磁簧片是一种有弹性、易被磁化的软铁材料，被固定于玻璃管内。将一个条形磁铁靠近并与干簧管平行放置时，干簧管的磁簧片触点就会闭合，电路接通，如图乙所示；当条形磁铁远离干簧管时，触点就会断开。干簧管的磁簧片被磁化后，触点部位闭合的原因是_______名磁极相互________。 【答案】异；吸引 【解析】左侧磁簧片的最左端靠近条形磁铁的N极，所以磁化后该端为S极，则另一端为N极；同理可以确定右侧磁簧片的右端为N极，另一端为S极，所以两磁簧片中间靠近的部分因异名磁极相互吸引而触接；当条形磁铁移开时，磁性消失，磁簧片因弹性而断开。 故答案为：异；吸引。 模型03.用磁感线描述磁场 ( 标志： 题目出现磁感线的方向、分布等。 技巧： 切线方向表示磁场方向 ‌ ： 磁感线上任意一点的切线方向，与该点的磁场方向一致，也就是小磁针 N 极在该点静止时所指的方向。 疏密程度反映磁场强弱 ‌ ： 磁感线越密集的地方，磁场越强；越稀疏的地方，磁场越弱。 磁感线是闭合曲线 ‌ ： 在磁体外部，磁感线从 N 极出发进入 S 极；在磁体内部，则从 S 极回到 N 极，形成闭合回路。 磁感线永不相交 ‌ ： 因为磁场中任意一点的方向是唯一的，若相交则会出现两个切线方向，违背物理事实。 ) 【例3】在水平桌面上放置一条形磁体，磁体上盖有一薄玻璃板，在玻璃板上均匀地撒上一些细碎的铁屑，然后轻敲玻璃板，发现铁屑在玻璃板上有规律地排列，如图所示。则下列说法中正确的是（　　） A.用其他任何金属碎屑重做实验，金属屑也都能有规律地排列 B.玻璃板上有规律地排列的铁屑就是磁体周围实际存在的磁感线 C.根据铁屑的排列规律，可以判断条形磁体周围各位置的磁场方向 D.磁体两端附近聚集的铁屑较多而中间铁屑较少，是因为条形磁体两端的磁性较强 【答案】D 【解析】A.若用不能被磁化的金属碎屑重做实验，金属屑不能有规律地排列，故A错误； B.磁场是磁体周围真实存在的一种特殊物质，而磁感线是为了形象直观地描述磁场而假想的一种曲线，实际并不存在，故B错误； C.根据铁屑的排列规律，不能判断条形磁体周围各位置的磁场方向，只能根据小磁针静止时北极所指的方向来判断该点的磁场方向，故C错误； D.磁体吸引铁屑的多少可以间接反映磁性的强弱，磁体两端附近聚集的铁屑较多而中间铁屑较少，是因为条形磁体两端的磁性较强，而中间位置的磁性较弱，故D正确。 故选D。 【变式3-1】关于磁场和磁感线的说法，正确的是（　　） A.磁感线是真实存在于磁场中的曲线 B.磁体周围的磁感线从S极出发回到N极 C.小磁针静止时N极所指方向为该点磁场方向 D.磁场对放入其中的物体都会产生磁力作用 【答案】C 【解析】A.磁感线是人们为了形象地描述磁场而引入的概念，并不是真实存在的曲线，故A错误； B.磁感线在磁体外部是从N极出发，回到S极的，故B错误； C.物理学中规定小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向，故C正确； D.磁场对放入其中的磁性物质确实有力的作用，但并不是对所有物体都有力的作用，故D错误。 故选C。 【变式3-2】如图所示是小明用条形磁铁沿一个方向多次摩擦缝衣针，再将针穿过纸片放在水面上，自制了一个指南针，旋转后，静止时针头总是指南。下列说法正确的是（　　） A.缝衣针的周围存在磁场，不存在磁感线 B.缝衣针对放入其磁场中的金属一定有力的作用 C.缝衣针周围各点的磁场方向相同 D.缝衣针周围的磁场分布是均匀的 【答案】A 【解析】A.磁场是真实存在的，磁感线是为了描述磁场而假想出来的曲线，并非真实存在的，所以缝衣针的周围存在磁场，不存在磁感线，故A正确； B.磁场对金属的作用取决于金属的性质，对于磁性金属，会被磁场吸引或排斥；对于非磁性金属，静止时不受磁场力作用。所以缝衣针对放入其磁场中的金属不一定有力的作用，故B错误； C.磁场是有方向的，在缝衣针周围的不同位置，磁场的方向不同，故C错误； D.磁体周围的磁场分布是不均匀的，越靠近磁体的磁极，磁场越强。缝衣针周围的磁场分布不均匀，故D错误。 故选A。 【变式3-3】（多选）关于磁体和磁场，下列说法正确的是（　　） A.磁体周围的磁感线是真实存在的 B.放在磁场中的小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向 C.磁体周围的磁感线，都是从磁体的N极出来，回到S极 D.磁体周围，没有磁感线的地方不存在磁场 【答案】BC 【解析】A.磁感线在磁场中不是真实存在的，人为画的一些曲线，故A错误； B.物理学中，把小磁针静止时N极所指的方向规定为该点磁场的方向，故B正确； C.在磁铁的外部，磁感线从N极出发进入S极，在磁铁的内部，磁感线从S极指向N极，磁体周围的磁感线，都是从磁体的N极出来，回到S极，故C正确； D.磁场存在于磁体的周围，在没有磁感线的地方仍存在磁场，故D错误。 故选BC。 模型04.磁场方向的判定 ( 标志： 磁 场方向是怎样规定的 。 技巧： 1. 小磁针法 ‌ ：将小磁针放入磁场中某点，待其静止后， ‌ N 极所指的方向即为该点的磁场方向 。这是最基础、最直观的判定方式，常用于实验教学中验证磁场存在与方向。 适用场景：永磁体、地磁场或通电装置周围的实地探测。 2.‌ 磁感线法 ‌ ：磁感线是人为引入的曲线，用于形象描述磁场分布。 ‌ 磁感线上任意一点的切线方向，就是该点的磁场方向 ‌ 。 磁体外部：磁感线从 N 极出发，回到 S 极； 磁体内部：磁感线由 S 极指向 N 极，形成闭合回路。 适用场景：分析磁场整体分布、解题画图时辅助判断方向。 ) 【例4】军事著作《武经总要》中记载的“指南鱼”在静止 漂浮时，其鱼头始终指向北方，如图所示。将两条 完全相同的“指南鱼”靠近摆放，画出磁感线，其 中标注磁场方向正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】指南针指示南北是因为受到地磁场的作用。指南针指南的那一端是它的S极。在磁体外部，磁感线从N极出发，到S极进入；在磁体内部是从S极到N极。＂ “指南鱼”静止漂浮时，鱼头总是指北，说明鱼头是北极，鱼尾是南极。将两条完全相同的“指南鱼”靠近摆放，由磁感线的分布特点可知，此时的磁感线应该从N极出发，到S极进入，即从鱼头指向鱼尾，故C正确，ABD错误。 故选C。 【变式4-1】（2025·山西模拟）如图所示，是一款磁吸式“猫头鹰”收纳器。其内置一块强磁铁，使用时将钥匙环等小物件往“猫头鹰”底部一“贴”，钥匙等即可被有序收纳。关于磁吸式“猫头鹰”收纳器，下列说法正确的是（ ） A.“猫头鹰”周围的空间布满了磁场 B.“猫头鹰”周围磁场方向均是竖直向上的 C.“猫头鹰”收纳钥匙环是利用磁感线作用的 D.“猫头鹰”能收纳所有金属材质的小物件 【答案】A 【解析】选项A：磁体周围存在磁场，“猫头鹰”内置强磁铁，其周围空间布满磁场，该说法正确。 选项B：磁场方向是磁体周围小磁针静止时N极所指的方向，磁铁周围不同位置的磁场方向不同，并非均竖直向上，该说法错误。 选项C：磁感线是为了形象描述磁场而假想的曲线，实际不存在，收纳钥匙环是利用磁场的作用，而非磁感线，该说法错误。 选项D：磁铁只能吸引铁、钴、镍等磁性材料制成的物体，不能收纳所有金属材质的小物件（如铜、铝等非磁性金属），该说法错误。 故答案为A。 【变式4-2】在条形磁体周围的A、B两点分别放置一个小磁针，小磁针静止时北极指向如图所示，则条形磁体周围A点的磁场方向________，B点的磁场方向________。（均选填“向左”或“向右”） 【答案】向左；向右 【解析】根据磁场方向的定义：磁场中某点的磁场方向与放在该点的小磁针静止时北极所指的方向相同。由图可知，A点小磁针静止时北极指向左，因此A点的磁场方向为向左；B点小磁针静止时北极指向右，因此B点的磁场方向为向右。 故答案为：向左；向右。 【变式4-3】如图所示，铁屑在条形磁体周围有规律地分布着。磁体两端的铁屑比较密，说明其磁性_______（选填“强”、“弱”）。仿照这个规律，人们画成了如图2，图中的曲线叫_________。 【答案】强；磁感线 【解析】铁屑在条形磁体周围有规律地分布着，说明磁体周围存在着磁场；磁体两端的铁屑比较密，说明其磁性强。 人们为了形象地描述磁场的性质引入了磁感线，图2中所画的就是磁体周围的磁感线。 故答案为：强；磁感线。 模型05.磁极间的相互作用及应用 ( 标志： 磁极间的相互作用及应用。 技巧： 核心规律： 同名磁极相互排斥 ‌ （如 N-N 或 S-S ）， ‌ 异名磁极相互吸引 ‌ （如 N-S ）。 ‌ 判断方法： 判断磁极性质 ‌ ： 利用 “ 同名相斥、异名相吸 ” 的规律，可通过实验现象反推未知磁体的磁极。 ‌ 判断物体是否具有磁性 ‌ ： “ 排斥是金，吸引需辨 ” 。 ‌‌ 磁场方向与小磁针指向 ‌ ： 小磁针静止时，其N极指向即为该点磁场方向。地磁场中，N极指北（地理北极实为地磁南极），这是指南针工作的基础。 ) 【例5】（2025·山东烟台·中考真题）科技发展对人类社会进步具有积极意义。下列关于科技应用的原理正确的是（ ） A.甲图：拦河坝上窄下宽的设计利用了连通器的原理 B.乙图：磁悬浮列车利用磁极间的相互作用实现了车体的悬浮 C.丙图：潜水器主要通过改变自身重力实现上浮和下沉 D.丁图：飞机获得的升力利用了流体压强与流速的关系 【答案】BCD 【解析】A.由于液体的压强随深度的增加而增大，河水的深度越深，压强越大，为了使拦河坝能承受更大的水压，应把拦河坝设计成下宽上窄的形状。故A错误； B.同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，磁悬浮列车的车体和轨道间是利用磁极间的相互作用实现了车体的悬浮，故B正确； C.潜水器在水中时，排开水的体积不变，是靠改变自身重力实现上浮和下潜。当潜水器水舱进水时，潜水器自身重力增加，浮力小于重力，于是就下潜。反之，水舱中水排出时，潜水器重力减轻，浮力大于重力，于是就上浮，故C正确； D.飞机机翼横截面的上表面弯曲，下表面比较平，飞机前进时，机翼上方的空气流速较大，压强较小；下方的空气流速较小，压强较大，这样，机翼上、下表面就存在着压强差，因而有压力差，这就是产生升力的原因。故D正确。 故选BCD。 【变式5-1】用细线将两根钢棒甲、乙分别悬挂起来，再用条形磁铁的同一端分别靠近两根钢棒时，磁铁与甲钢棒相互排斥，磁铁与乙钢棒相互吸引，如图所示。由此现象可知两钢棒在磁铁靠近前的磁性情况是（　　） A.磁铁与甲钢棒是因为同名磁极而相互排斥，所以甲钢棒肯定有磁性 B.磁铁与甲钢棒是因为异名磁极而相互排斥，所以甲钢棒肯定有磁性 C.磁铁与乙钢棒是因为异名磁极而相互吸引，所以乙钢棒肯定有磁性 D.磁铁与乙钢棒是因为磁铁能吸引磁性物质而相互吸引，所以乙钢棒肯定无磁性 【答案】A 【解析】AB.磁铁与甲钢棒相互排斥，因同名磁极相互排斥，甲钢棒有磁性，且右端与条形磁体的左端为同名磁极，故A正确，B错误； CD.磁铁与乙钢棒相互吸引，因磁铁具有吸引钢、铁类物质的性质，所以钢棒可能没有磁性；由于磁铁间异名磁极相互吸引，所以磁铁会吸引异名磁极的钢棒，所以钢棒可能有磁性。故CD错误。 故选A。 【变式5-2】如图所示的装置，闭合开关后，电磁铁左端与条形磁铁N极相互吸引，则电源E端为________（选填“正极”或“负极”）。为增强电磁铁磁性，滑动变阻器滑片P应向_______（选填“A”或“B”）端移动。 【答案】负极；B 【解析】如图所示的装置，闭合开关后，电磁铁的左端与条形磁铁N极相互吸引，由磁极间的作用规律可知，同名磁极相排斥，异名磁极相吸引，可判断电磁铁的左端为S极，右端为N极，根据安培定则可判断电流应从F端流出，经过用电器后从E端流入，所以电源的E端为负极，F端为正极。 为了增强电磁铁磁性，在线圈匝数一定时，需要增大电流，故需要将滑动变阻器的滑片P向B移动，减小滑动变阻器连入电路的电阻。 【变式5-3】为寻找清洁能源，科学家在地球上模仿太阳内部的核反应制造出“人造太阳”，核反应过程如图1所示，这一反应属于 （填“核聚变”或“核裂变”）。引发“人造太阳”的核反应，温度高达上亿摄氏度，科学家只能通过强大的磁场让“人造太阳”悬浮于空中，如图2所示，“人造太阳”悬浮在空中是利用了同名磁极 的原理。 【答案】核聚变；相互排斥 【解析】由图1知：核聚变是指由质量小的原子，在一定条件下，发生原子核互相聚合作用，生成中子和氦，并产生巨大的能量，故该反应是核聚变反应。 根据磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，“人造太阳”悬浮在空中是利用了同名磁极相互排斥的原理。 模型06.地磁南北极与地理南北极的关系 ( 标志： 题目出现地磁场情景 。 技巧： ‌ 位置关系 ‌ ： 地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近。 ‌ 磁感线方向 ‌ ： 地磁场的磁感线从地磁北极（地理南极附近）发出，进入地磁南极（地理北极附近）。 ‌ 指南针指向原理 ‌ ： 指南针的 N 极指向地理北极方向，实际上是被位于地理北极附近的地磁南极所吸引。 ) 【例6】（2025·山东济南·二模）下列三幅图涉及到一些磁现象的知识，关于磁现象的描述正确的是（　　） 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.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 C.乙图中地理北极是地磁场南极，图中小磁针上端为S极 D.丙图表示的是两个条形磁体异名磁极附近的磁感线分布 【答案】B 【解析】A.磁场看不见，摸不到，但是它是真实存在的，它的基本性质是对放入其中的磁体有力的作用，故A错误； 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； C.乙图中地理北极是地磁场南极，地球外部磁场方向为从地磁北极指向地磁南极，图中小磁针上端为N极，故C错误； 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错误。 故选B。 【变式6-1】地球表面任一点的磁子午圈同地理子午圈的夹角叫做地磁偏角，历史上最早发现它的科学家是（　　） A.奥斯特 B.法拉第 C.安培 D.沈括 【答案】D 【解析】中国宋代的沈括是最早研究地磁偏角的科学家，发现地球的南北两极与地磁的南北两极并不完全重合，并第一个清楚、准确地论述了磁偏角，D符合题意，故ABC不符合题意。 故选D。 【变式6-2】地球是一个巨大的磁体，地磁的南极在地理的________附近（选填“北极”或“南极”），磁悬浮列车是利用同名磁极相互________的原理来实现悬浮的。 【答案】北极；排斥 【解析】地球本身是一个巨大的磁体，地磁北极在地理南极附近。 磁悬浮列车利用了同名磁极相互排斥的原理，使列车克服重力而悬浮起来，从而使速度大大提高。 【变式6-3】有网站报道：“牛能感知地球磁场，吃草、休息时，其身体朝向习惯与地磁场磁感线平行。”若报道真实，则在四周无明显差异的草地上，牛的身体朝向习惯性呈现四个场景中的（　　） A.①② B.①③ C.②③ D.②④ 【答案】D 【解析】地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近；地磁场的磁感线从地磁的北极附近出来，回到地磁的南极附近，牛的身体朝向习惯性与地磁场磁感线平行，所以牛的身体朝向是南北方向，即②④是正确的。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 模型07.电流的磁效应 ( 标志： 电流的磁场 —— 奥斯特实验 。 技巧： 理解实验装置与操作要点 ‌ ： 导线需 ‌ 沿南北方向 ‌ 放置在小磁针正上方，以避免地磁场干扰 。 闭合开关瞬间，观察小磁针是否发生 ‌ 水平偏转 ‌ 。 改变电流方向，小磁针偏转方向 ‌ 相反 。 ‌ 识别实验现象与结论对应关系 ‌ ： ‌ 通电 → 小磁针偏转 → 证明电流周围存在磁场 。 ‌ ‌ 断电 → 小磁针恢复原位 → 排除地磁场等干扰 。 ‌ ‌ 电流反向 → 偏转反向 → 磁场方向由电流方向决定 。 ) 【例7】如图所示是“探究通电导体周围存在磁场”的实验中： （1）在乙图中，小磁针静止时指向________（“南北”或“东西”），原因是小磁针受到________的作用； （2）甲、丙两图说明：通电导线中的磁场方向与____________有关。 【答案】（1）南北；地磁场；（2）电流方向 【解析】（1）地球本身是一个巨大的磁体，地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理的北极附近，在乙图中，小磁针静止时指向南北，原因是小磁针受到地磁场的作用。 （2）甲、丙两图，电流方向不同，小磁针偏转方向不同，说明通电导线中的磁场方向与电流方向有关。 【变式7-1】世界上第一个发现电与磁之间联系的科学家是（　　） A.安培 B.奥斯特 C.焦耳 D.法拉第 【答案】B 【解析】A.安培发现了安培定则，揭示了通电螺线管磁场方向和电流之间的关系，故A不符合题意； B.奥斯特发现通电导线周围存在磁场，从而第一个发现电与磁之间联系，故B符合题意； C.焦耳发现了电流的热效应，总结了焦耳定律，故C不符合题意； D.法拉第发现了电磁感应现象，人们根据这个原理制成了发电机，故D不符合题意。 故选B。 【变式7-2】如图所示，指南针在水平桌面上静止。触接前，它指向北方的磁极是 极；触接后，观察到小磁针发生偏转的现象，说明 。 【答案】N/北；通电导线周围存在磁场 【解析】指南针是利用磁体的指向性工作的。触接前，指南针在水平桌面上静止时，指向北方的磁极是N极。 触接后，导线中有电流通过，原本静止的小磁针发生了偏转，说明小磁针受到了磁场的作用力，小磁针周围存在磁场。这一现象表明通电导线周围存在磁场。 【变式7-3】如图所示是奥斯特实验的示意图，实验结论是：通电导线周围存在________，支持此结论的现象是___________________________。 【答案】磁场；闭合开关，小磁针偏转 【解析】奥斯特实验表明通电导线周围存在磁场。支持此结论的现象是闭合开关后，小磁针发生偏转。因为小磁针在磁场中会受到力的作用而发生偏转，当导线通电时小磁针偏转，说明通电导线周围产生了磁场，对小磁针产生了力的作用。 模型08.通电螺线管的磁场 ( 标志： 通电螺线管的磁场 。 技巧： 磁场形态 ‌ ： 通电螺线管外部的磁场分布与 ‌ 条形磁体 ‌ 相似 ，两端分别为 N 极和 S 极，磁感线从 N 极出发回到 S 极。 极性判断 ‌ ： 使用 ‌ 右手螺旋定则 ‌ 判定极性 —— 用右手握住螺线管，使四指弯曲方向与电流方向一致，大拇指所指的一端即为 N 极。这是解题的关键工具。 ) 【例8】（2025·山东泰安·中考真题）在探究“通电螺线管的磁场是什么样的”实验中，通电后观察小磁针a静止时N极的指向，轻敲纸板观察铁屑的排列情况，现象如图所示。下列说法正确的是（ ） A.通电螺线管外部的磁场与蹄形磁体的磁场一样 B.根据小磁针a的N极指向，可以判定通电螺线管的右端为S极 C.磁场中b点的磁场方向与小磁针a静止时N极指向相反 D.改变螺线管中电流的方向，能改变通电螺线管两端的极性 【答案】D 【解析】A.通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体相似，而不是蹄形磁体，故A错误； B.小磁针a的N极指向右方，根据磁极间相互作用规律，通电螺线管的右端应为N极，故B错误； C.磁场中某点的磁场方向定义为该点小磁针静止时N极所指的方向，因此b点的磁场方向与小磁针a静止时N极指向大致相同，故C错误； D.通电螺线管的磁场方向与电流方向有关，改变螺线管中电流的方向，其两端的磁极极性会发生改变，故D正确。 故选D。 【变式8-1】（2025·山东泰安·三模）如图所示，闭合开关后，根据通电螺线管的磁感线分布可以判断通电螺线管的下端为_______极，请按要求画出螺线管的绕法（画在答题卷上）。开关闭合后，当滑动变阻器的滑片向a端移动时，通电螺线管的磁性将________（选填“增大”、“减弱”或“不变”）。 【答案】N；见解析；减弱 【解析】根据磁感线分布，螺线管外部磁感线从上端指向下方，说明上端为S极，下端为N极。 根据安培定则，右手握住螺线管，大拇指指向N极（下端），四指应表示电流方向。由图知，电流从螺线管上端流入、下端流出，绕法为：从上端右侧开始，顺时针绕至下端左侧，如下图所示： 当滑片向a端移动时，滑动变阻器接入电阻增大，电路电流减小，螺线管磁性减弱。 【变式8-2】由通电螺线管的磁感线方向可知 ， 螺线管的左端为______极 ， 电流表的上端为______接线柱， 静止的小磁针的右端为_______极。 【答案】N；正；S 【解析】由图磁感线可知，螺线管左端为N极，右端S极，因为异名磁极相互吸引，小磁针左端N极，右端为S极；根据安培定则，电流左进右出，所以电流表的上端为正接线柱。 【变式8-3】图甲是磁悬浮陀螺仪，它由电磁底座和陀螺两部分组成，它的悬浮原理如图乙。请你标出陀螺下端的磁极，并标出A点处的磁感线方向。 【答案】见解析 【解析】根据安培定则（右手螺旋定则），用右手握住螺线管，四指指向电流方向（电源正极→螺线管→电源负极），大拇指指向螺线管的N极，所以螺旋管的上端为N极，磁悬浮陀螺仪的原理是同名磁极相互排斥，则陀螺下端为N极；磁感线在螺线管外部的方向是从N极指向S极，因此A点处的磁感线方向向下（沿螺线管外侧指向S极），如图所示： 模型09.实验探究通电螺线管的磁场 ( 标志： 通电螺线管的磁场实验 。 技巧： 一、实验原理与方法 ‌ ‌ 转换法 ‌ ： 磁场不可见，通过小磁针 N 极指向或铁屑排列显示磁感线分布。 ‌ 控制变量法 ‌ ： 分别改变电流方向、绕线方向，观察磁场响应。 ‌ 关键器材作用 ‌ ： ‌ 小磁针 ‌ ：判断磁场方向（ N 极指向即该点磁场方向）。 ‌ 铁屑 ‌ ：显示磁感线整体形状。 ‌ 铁芯（如铁棒） ‌ ：增强磁场强度。 ‌ 电源正负极对调 ‌ ：改变电流方向。 ‌ 二、典型解题步骤 ‌ ‌ 观察磁感线分布 ‌ ： 闭合开关后轻敲玻璃板，铁屑呈 ‌ 条形磁体状 ‌ 排列 → 说明通电螺线管外部磁场与 ‌ 条形磁体 ‌ 相似。 ‌ 确定磁极极性 ‌ ： 小磁针静止时， ‌ N 极所指方向 ‌ 即为螺线管该端的 ‌ 磁场方向 ‌ （由 S 极指向 N 极）。 若小磁针 N 极被螺线管一端吸引，则该端为 ‌ S 极 ‌ ；若被排斥，则为 ‌ N 极。 ‌ 探究磁场方向与电流关系 ‌ ： ‌ 对调电源正负极 → 电流方向反转 → 小磁针 N 极偏转方向相反 → 证明 ‌ 磁场方向由电流方向决定 。 结合 ‌ 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，拇指所指为 ‌ N 极。 ‌ 验证结论 ‌ 实验结论通常包括： ① 外部磁场分布与 ‌ 条形磁体 ‌ 相似； ② 两端相当于 ‌ 条形磁体的两极 ‌ ； ③ 极性由 ‌ 电流方向 ‌ 控制 。 ) ( ‌ 小磁针 ‌ ：判断磁场方向（ N 极指向即该点磁场方向）。 ‌ 铁屑 ‌ ：显示磁感线整体形状。 ‌ 铁芯（如铁棒） ‌ ：增强磁场强度。 ‌ 电源正负极对调 ‌ ：改变电流方向。 ‌ 二、典型解题步骤 ‌ ‌ 观察磁感线分布 ‌ ： 闭合开关后轻敲玻璃板，铁屑呈 ‌ 条形磁体状 ‌ 排列 → 说明通电螺线管外部磁场与 ‌ 条形磁体 ‌ 相似。 ‌ 确定磁极极性 ‌ ： 小磁针静止时， ‌ N 极所指方向 ‌ 即为螺线管该端的 ‌ 磁场方向 ‌ （由 S 极指向 N 极）。 若小磁针 N 极被螺线管一端吸引，则该端为 ‌ S 极 ‌ ；若被排斥，则为 ‌ N 极。 ‌ 探究磁场方向与电流关系 ‌ ： ‌ 对调电源正负极 → 电流方向反转 → 小磁针 N 极偏转方向相反 → 证明 ‌ 磁场方向由电流方向决定 。 结合 ‌ 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，拇指所指为 ‌ N 极。 ‌ 验证结论 ‌ ： 实验结论通常包括： ① 外部磁场分布与 ‌ 条形磁体 ‌ 相似； ② 两端相当于 ‌ 条形磁体的两极 ‌ ； ③ 极性由 ‌ 电流方向 ‌ 控制 。 ) 【例9】（2025·山东青岛·中考真题）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，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）正；强；用更多匝数的线圈或增大电流 【解析】（1）小磁针原指示地磁场的南北，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，可判断通电螺线管左端为N极，根据安培定则，可判断电流从a出，b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。 【变式9-1】在“探究通电螺线管外部磁场分布”的实验中： （1）当图甲中的开关S闭合后，小磁针会发生偏转， 说明通电螺线管周围存在________，由右手螺旋定则可知螺线管的右端为_______（选填“N”或“S”）极； （2）对调电源的正负极重复上述实验，小磁针N极指向与之前相反，这说明通电螺线管外部磁场的方向与____________有关。实验时同学们发现小磁针偏转不明显，为了增大通电螺线管的磁性，可行的操作是___________________________________________（任写一条）； （3）用铁屑来做实验，得到了如图乙所示的情形， 由此可看出通电螺线管外部的磁场与________磁体的磁场相似，为描述磁场而引入的磁感线________（选填“是”或“不是”） 真实存在的。 【答案】（1）磁场；N；（2）电流方向；增大电流（或插入铁棒或增加螺线管的线圈匝数）；（3）条形；不是 【解析】（1）闭合开关后，有电流通过螺线管，小磁针发生偏转，说明小磁针受到力的作用，则说明通电螺线管周围存在磁场。 闭合开关后，电流从螺线管的左后方流入，右前方流出，由右手螺旋定则可知，螺线管的右端为大拇指所指的方向，即N极。 （2）对调电源的正负极，则螺线管中电流的方向改变，重复上述实验，小磁针N极指向与之前相反，这说明通电螺线管外部磁场的方向与电流的方向有关。 通电螺线管的磁性强弱与通过的电流大小、线圈的匝数、铁芯的有无等有关，可增大通过的电流、增加螺线管的线圈匝数或插入铁棒来增大磁性。 （3）由图乙知，通电螺线管外部铁屑的分布与条形磁体周围的铁屑分布相似，所以通电螺线管外部的磁场与条形磁体的相似。 磁感线是为了方便、形象描述磁场而引入的带箭头的曲线，不是真实存在的。 【变式9-2】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）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。 （2）在玻璃板上均匀地撒满铁屑，将螺线管连入电路，闭合开关，轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示，铁屑的分布情况与________磁体周围铁屑的分布情况相似。 （3）把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示，对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极指向与图乙中小磁针N极指向相反，说明通电螺线管的极性与_______的方向有关。 （4）实验时发现通电螺线管的磁场较弱，铁屑规则排列的效果不明显，为增强螺线管的磁场，可行的措施：_______________________________________________（写出一种方法即可）。 （5）为了研究通电螺线管的磁极性质，同学们一起对螺线管的电流方向和绕线方式进行了实验，得到了如图所示的四种情况。实验说明通电螺线管的磁极极性只与_________有关，且这个关系可以用_________来判断。 【答案】（1）北极；（2）条形；（3）电流；（4）调节滑片，增大螺线管中的电流/提高电源电压；（5）电流方向；安培定则 【解析】（1）小磁针静止时N极所指的方向为磁场的方向，地球外部磁场的方向为从地磁的北出来回到地磁的南极，故小磁针静止时N极指向地磁的南极即地理的北极。 （2）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铁屑的分布情况相似。 （3）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。 （4）通电螺线管周围磁场的强弱和电流大大小有关，电流越大，磁场越强，可以调节滑片，增大螺线管中的电流（提高电源电压）从而增强磁场。 （5）四个螺线管中电路中，甲乙的绕线方式相同，电流的方向不同，根据小磁针的指向可知，甲的右端是N极，乙的右端是S极，同理乙丙也是如此，所以实验说明当绕线方式相同时，极性只与电流的方向有关；故通电螺线管的磁极极性只与电流方向有关。 通电螺线管周围磁场的方向和电流方向的关系可以根据安培定则来判断。 模型10.安培定则的应用 ( 标志： 用安培定则判断 通电螺线管的极性或电流方向或绕线 。 技巧： 用右手握住线圈， ‌ 四指弯曲方向与电流方向一致 ‌ ， ‌ 伸直拇指所指端为 N 极 ‌ （即螺线管内部磁场方向）。 明确已知量 ‌ ： 判断题目给出的是 ‌ 电流方向 ‌ 还是 ‌ 磁场 /N 极方向。 ‌ 规则： “ 四指 → 电流，拇指 → N 极 ” 。 ‌ 结合磁感线特性： 磁感线在磁体外部从 ‌ N 极指向 S 极 ‌ ，内部从 S 极回到 N 极，形成闭合曲线。 ‌ 关联规律： 若涉及小磁针，其 ‌ N 极指向即为该点磁场方向；若涉及电源极性，可反推电流流向，再用安培定则确定磁极 。 ) 【例10】闭合下图所示电路的开关，小磁针静止时指向如图，则（ ） A.通电螺线管的左端为N极 B.电源的左端为正极 C.电流表的左端为“+”接线柱 D.R的滑片不能置于最右端 【答案】C 【解析】ABC.已知小磁针静止时N极水平向左，根据磁极间的相互作用可知，通电螺线管的右端为N极，左端为S极；伸出右手握住螺线管，大拇指所指的方向为通电螺线管的N极，四指弯曲指示电流的方向，因此电源右端为正极、左端为负极，所以电流表的左端为“+”接线柱；故AB不符合题意，C符合题意； D.R的滑片置于最右端时，为最大阻值，是可以的，故D错误，不符合题意。故选C。 【变式10-1】现在医学上使用的心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏，推动血液循环。如图所示，当线圈中的电流从a流向b时，电磁铁的左端为_______（选填“N”或“S”）极，此时活塞将向_______（选填“左”或“右”）运动，促使血液流动。若使通过电磁铁的电流增大，电磁铁的磁性将________（选填“增强”或“减弱”）。 【答案】N；右；增强 【解析】由右手螺旋定则可知，螺线管左端为N极。 根据磁极间的相互作用规律，同名磁极相互排斥，由图可知，此时同名磁极相对，故活塞右移。 当电磁铁线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电池铁的磁性越强。 【变式10-2】学习了电磁铁，小明想：“电磁铁两极磁性强弱是否相同呢？”图甲是他探究该猜想的装置图。 （1）通电后，电磁铁A端是_______极； （2）闭合开关后，弹簧测力计的示数太小，要使其示数变大，滑动变阻器滑片P应向_______端移动； （3）将滑动变阻器调节完成后，根据图乙读出弹簧测力计的示数为_______N； （4）在原位置将电磁铁两端对调，使B端向上，保持电流不变，观察到弹簧测力计示数与（3）中相同。初步可得出的结论是：电磁铁两极磁性强弱________。 【答案】（1）S；（2）左；（3）2.2；（4）相同 【解析】（1）由甲图可知，电流从上端流入，根据安培定则可知，电磁铁B端是N极，A端是S极。 （2）电磁铁磁性的强弱与电流的大小有关，闭合开关后，弹簧测力计的示数太小，说明电磁铁磁性太小，电流太小，要使其示数变大，需增大电流，故滑动变阻器滑片P应向左端移动。 （3）由乙图可知，测力计的分度值为0.2N，故测力计示数为2.2N。 （4）在原位置将电磁铁两端对调，使B端向上，磁极改变，保持电流不变，观察到弹簧测力计示数与（3）中相同，说明电磁铁两极磁性强弱相同。 【变式10-3】请利用图中给出的信息，在图中标出电源的正极、小磁针的S极，并用箭头标出磁感线的方向。 【答案】见解析 【解析】由图知通电螺线管的左端为S极，则右端为N极，根据异名磁极相互吸引，小磁针的左端为S极，则右端为N极。因为在磁体外部，磁感线总是从N极发出，回到S极，所以图中磁感线的方向是指向左的。根据安培定则，可判断电流从螺线管的左端流入，则电源的左端为正极。如图所示： 模型11.通电螺线管作图 ( 标志： 通电螺线管的作图 。 技巧： 三大核心规律 ‌ ‌ 安培定则 ‌ ： 用右手握住螺线管，四指弯曲方向与电流方向一致， ‌ 大拇指所指一端为 N 极。 ‌ 磁感线方向 ‌ ： 在磁体（或螺线管） ‌ 外部 ‌ ，磁感线从 ‌ N 极出发回到 S 极 ‌ ；内部则从 S 极指向 N 极，形成闭合曲线。 ‌ 小磁针指向 ‌ ： 静止时，其 ‌ N 极指向该点磁场方向 ‌ （即磁感线切线方向） 作图关键技巧 ‌ ‌ 绕线画法 ‌ ： 导线应呈 “S” 或反 “S” 状， ‌ 朝向读者的一侧画导线，内侧不画 ‌ ，避免 “ 拐弯绕线 ” 等错误。 ‌ 磁感线绘制 ‌ ： 用带箭头的曲线， ‌ 外部从 N → S ，内部从 S → N ‌ ，形成闭合回路。 ‌ 空间想象 ‌ ： 若缺乏空间感，可 ‌ 用右手实际比划，避免左右手混 淆。 ) 【例11】（2025·山东日照·中考真题）某电磁阀的工作原理如图所示。当开关S1、S2如图连接时，固定线圈磁场，推动强磁阀门向左运动，封闭液管通道，阻止液体流动。请：（1）标出此时通电螺线管右端的极性；（2）标出强磁阀门右端的极性；（3）画出通电螺线管外部磁场的磁感线（画出一条即可）。 【答案】见解析 【解析】当开关S1、S2如图连接时，电流从螺线管左端流入，右端流出，由安培定则可知，通电螺线管左端为N极，右端为S极；固定线圈磁场，推动强磁阀门向左运动，磁阀门受到向左的推力，由同名磁极互相排斥可知，强磁阀门右端为N极；在磁体的外部磁感线从N极出发，回到S极，如下图所示： 【变式11-1】（2025·山东威海·中考真题）闭合开关，小磁针静止时状态如图所示，请在括号内标出通电螺线管的极性，并在A点标出电流方向。 【答案】见解析 【解析】由图可知，小磁针的右端为N极，根据磁极间的相互作用规律可知通电螺线管的右端为N极、左端为S极，根据安培定则可知电流从通电螺线管的左端流入，则A点的电流方向向上，如图所示： 【变式11-2】如图是一电磁铁和条形磁铁相互作用时的磁场分布。请根据图中静止的小磁针的N，S极，标出条形磁铁左端的磁极和电源左端的极性。 【答案】见解析 【解析】根据图中静止的小磁针的N、S极，由磁极间的相互作用可知，条形磁铁左端为N极；由磁感线的形状可知，通电螺线管的右端和条形磁铁左端为同名磁极，所以通电螺线管的右端为N极，结合安培定则可知，电流从电源的左端流出，所以电源的左端为正极，如图所示： 【变式11-3】小磁针在电磁铁磁场的作用下静止在如图所示的位置，请标出： （1）电磁铁左端的磁极（用“N”或“S”表示）； （2）图中磁感线的方向； （3）螺线管的右端导线连接电源的极性（用“＋”或“-”表示）。 【答案】  【解析】由图可知，小磁针的右端为N极，根据异名磁极相互吸引可知，电磁铁的右端为S极、左端为N极；根据安培定则可知，电流从螺线管的右端流入、左端流出，因此右端导线连接电源的极性为正极；磁体周围的磁感线都是从N极出发回到S极的，如图所示： 模型12.实验探究电磁铁磁性强弱的影响因素 ( 标志： 实验探究电磁铁磁性强弱的影响因素 。 技巧： 明确研究方法 ‌ 控制变量法 ‌ ： 当研究其中一个因素时，需保持其 他因素不变。 转换法 ‌ ： 通过观察电磁铁 ‌ 吸引大头针（或铁钉）的数量 ‌ 来判断磁性强弱，数量越多，磁性越强 。 分因素探究设计 ‌ 电流大小的影响 ‌ ： 保持线圈匝数和铁芯不变，调节滑动变阻器改变电流，记录不同电流下吸引大头针的数量。 → 结论： ‌ 电流越大，磁性越强 。 线圈匝数的影响 ‌ ： 保持电流大小和铁芯不变，更换不同匝数的线圈进行实验。 → 结论： ‌ 线圈匝数越多，磁性越强 ‌ 。 有无铁芯的影响 ‌ ： 保持电流和线圈匝数相同，分别测试有铁芯和无铁芯时的磁性表现。 → 结论： ‌ 插入铁芯后，磁性显著增强 。 实验关键细节 ‌ 使用串联电路确保电流一致（如比较不同线圈时）。 每次实验后应断开开关，避免线圈过热。 大头针应均匀分布，避免磁化后相互吸引干扰结果。 ) 【例12】如图所示，是某同学探究“电磁铁磁性强弱跟电流大小关系”的电路图。电磁铁磁性的强弱是通过观察__________________________来确定的。闭合开关后，发现________（选填“甲”或“乙”） 的磁性强，说明电流一定时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越________。当将滑动变阻器的滑片P向________（选填“ a”或“b ”） 端移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加，电磁铁磁性增强；由此可得到的结论是：当线圈匝数不变时，通过线圈的电流________，电磁铁磁性越强。 【答案】吸引大头针数目的多少；甲；强；a；越大 【解析】磁性的强弱是无法直接观察的，在探究“电磁铁磁性强弱跟电流大小关系”时，通过观察吸引铁钉的多少来确定磁性强弱，电磁铁吸引的铁钉越多，说明电磁铁的磁性越强，这种研究物理问题的方法称为转换法。 由图可知，闭合开关后，甲电磁铁吸引的大头针多，说明甲的磁性强；究其原因，电流相同，甲缠绕的线圈的匝数多，吸引大头针越多，可得出结论：电流一定时，线圈的匝数越多，电磁铁磁性越强。 保持甲、乙线圈匝数不变，闭合开关后，滑动变阻器滑片向a端移动时，变阻器接入电路阻值变小，则电路总电阻减小，根据欧姆定律可知，电路电流增大，此时可以看到，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加，则甲、乙电磁铁的磁性增强；由此可得出结论：当线圈匝数不变时，通过线圈的电流越大，电磁铁的磁性越强。 【变式12-1】小明同学在“制作、研究电磁铁”的过程中，使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图所示，下列说法正确的是（ ） A.若将两电磁铁上部靠近，会相互吸引 B.电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强 C.B线圈的匝数多，通过B线圈的电流小于通过A线圈的电流 D.要使电磁铁磁性增强，应将滑片P向右移动 【答案】B 【解析】由图可知电磁铁A、B的上部都是N极，若将两电磁铁上部靠近，则会排斥，所以选项A的说法不正确。 电磁铁磁性强弱是通过吸引大头针数目的多少来体现的，所以电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强．即选项B的说法正确。 线圈A和B是串联在一起的，故通过它们的电流是相等的，所以选项C的说法不正确。 将滑片P向右移动，电磁铁中的电流将变小，电磁铁的磁性减弱，所以选项D的说法不正确。 答案：B 【变式12-2】如图所示是研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图。开关的_______可控制磁性的有无；要改变通过电磁铁中的电流大小，可通过改变_____________________实现；要判断电磁铁的磁性强弱，可通过观察电磁铁吸引大头针的________来确定。 【答案】通断；滑动变阻器滑片位置；数目多少 【解析】电磁铁磁性的有无可通过电流的通断来控制：通电有磁性，断电无磁性；移动滑动变阻器滑片的位置，改变电阻的大小，可以改变电磁铁中电流的大小；电磁铁磁性的强弱可用吸引大头针数目的多少来体现。 故答案为：通断；滑动变阻器滑片位置；数目多少。 【变式12-3】如图所示是研究“电磁铁的磁性强弱”的实验电路图。 （1）要改变通电螺线管线圈中的电流大小，可通过____________________________来实现； （2）要判断通电螺线管周围磁场强弱，可通过观察_____________________来确定。应用的物理研究方法是________法。 （3）从两图可以说明，电磁铁的磁性强弱与____________和____________有关。 【答案】（1）移动滑动变阻器的滑片P的位置；（2）吸引大头针的数目多少；转换；（3）电流大小；线圈匝数 【解析】（1）移动滑动变阻器的滑片P的位置，可以改变电磁铁中电流的大小。 （2）电磁铁磁性的强弱可用用吸引大头针数目的多少来体现。电磁铁的磁性强弱无法直接观察到，故可以通过电磁铁吸引铁钉的多少反映出来，这种研究问题的方法为转换法； （3）左图在线圈的匝数相同时，移动滑动变阻器的滑片P的位置，改变电磁铁中电流的大小。大头针吸引的个数多少不同，说明在线圈的匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强；右图中通过电磁铁的电流相同时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强。 故答案为：（1）移动滑动变阻器的滑片P的位置；（2）吸引大头针的数目多少；转换；（3）电流大小；线圈匝数。 模型13.电磁铁的应用 ( 标志： 电磁铁的应用分析 。 技巧： 核心优势 ‌ ： ‌ 磁性可控 ‌ ： 通电有磁，断电消磁，优于永磁体。 ‌ 磁性强弱可调 ‌ ： 通过改变 ‌ 电流大小 ‌ 或 ‌ 线圈匝数 ‌ 实现。 ‌ 磁极方向可换 ‌ ： 通过 ‌ 改变电流方向 ‌ 实现。 解题步骤 ‌ ： ‌ 识别题干关键词 ‌： 如“吸起/释放”“自动控制”“响一声”“悬浮”等，对应上述应用场景。 ‌ 联系电磁铁特性 ‌： 判断是利用“磁性有无”“强弱调节”还是“磁极控制”。 ‌ 排除干扰项 ‌： 如永磁体无法快速消磁，不适合需频繁开关的场景。 ‌ 结合实验现象分析 ‌： 如吸引大头针数量反映磁性强弱，用于探究题。 ) 【例13】现在医学上使用的心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏，推动血液循环。如图所示，当线圈中的电流从a流向b时，线圈的左端为 极，此时活塞将向 运动。 【答案】N；右 【解析】由安培定则可知，螺线管左端为N极；根据磁极间的相互作用规律可知，异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥，活塞将向右运动。 【变式13-1】（2025·山东东营·三模）下图中图甲是某燃气灶配备的熄火保护装置，图乙为其原理示意图。电磁铁的A端为________（选填“N”或“S”）极，若炉火意外熄灭，则感温变阻器的阻值变大，电磁铁的磁性变________（选填“强”或“弱”），释放衔铁，活塞在弹簧的作用下向右推动，关闭进气口，防止燃气外泄。 【答案】S；弱 【解析】由图可知，电流由电磁铁左端流入，右端流出，根据安培定则可知，右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指方向是螺线管的N极，所以电磁铁的A端为S极。 电磁铁的磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关。由图可知，感温变阻器与电磁铁的线圈串联，当炉火意外熄灭，感温变阻器的阻值变大时，电路中的总电阻变大，则电路中的电流变小，电磁铁的磁性变弱，释放衔铁，活塞在弹簧的作用下向右推动，关闭进气口，防止燃气外泄。 【变式13-2】如图，电路中的GMR是巨磁电阻（其阻值随周围磁场强度的增强而减小），当开关S1和S2闭合时，将滑片P向左移动，下列说法正确的是（　　） A.电磁铁磁性增强，其右端为S极 B.巨磁电阻的阻值会变小，小灯泡变暗 C.电压表示数变大，小灯泡会变亮 D.巨磁电阻的阻值会变大，电压表示数变小 【答案】C 【解析】A.当开关S1闭合时，由图可知，电流从电磁铁的左端流入，右端流出，根据安培定则可知电磁铁的右端为N极，左端为S极，故A错误； BCD.当开关S1和S2闭合时，当滑片P向左滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知，左侧控制电路中的电流变大，电磁铁上的线圈中的电流会变大，电磁铁的磁性增强，因为巨磁电阻的阻值随周围磁场强度的增强而减小，所以此时巨磁电阻的阻值减小。在右侧工作电路中，巨磁电阻和灯泡串联，电压表测量灯泡两端的电压，巨磁电阻阻值减小，根据串联分压原理可知巨磁电阻两端的电压变小，电源电压不变，根据串联电路的电压特点可知电压表的示数变大。总电阻减小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，通过指示灯的电流也变大，指示灯会变亮，故C正确，BD错误。 故选C。 【变式13-3】全自动洗衣机的进水阀门是由电磁铁控制的，其构造示意图如图所示。线圈通电后产生磁场，对衔铁施加力的作用，使衔铁移动，阀孔打开，水流进洗衣机。下列关于线圈通电后的分析正确的是（　　） A.电磁铁的上端为N极 B.衔铁的材料可能为铜 C.电磁铁的工作原理为电流的磁效应 D.线圈周围不仅产生磁场，同时也产生磁感线 【答案】C 【解析】A.由图可知，电流从电磁铁上端流入，从电磁铁下端流出，由安培定则判断，电磁铁的下端为N极，故A错误； B.由于电磁铁能吸引铁钴镍等材质，不能吸引铜材质，所以衔铁的材料不可能为铜，故B错误； C.当电流通过电磁铁的线圈时，会产生磁场，从而使电磁铁具有磁性，所以电磁铁的工作原理为电流的磁效应，故C正确； D.由于磁场是真实存在的，磁感线是为了研究磁场，人为建立的模型，磁感线是不存在的，故D错误。 故选C。 模型14.电磁继电器的原理 ( 标志： 题目出现 电磁继电器 。 技巧： 识别控制电路与工作电路 ‌ ： 通常控制电路含低压电源和线圈，工作电路含高压电源和负载。 ‌ 分析电磁铁磁性变化 ‌ ： 通电 → 有磁性；断电 → 磁性消失。 ‌ 判断触点状态 ‌ ： 衔铁被吸下 → 动触点与静触点接通；弹簧复位 → 触点断开。 ‌ 注意安全与应用优势 ‌ ： 用于 ‌ 远距离控制、自动控制、保护操作者安全。 ) 【例14】（2025·山东淄博·中考真题）实验室某恒温箱模拟电路如图所示，控制电路电压U1=6V，R0=100Ω，热敏电阻R1安装在恒温箱内，工作电路中R2为加热电阻。闭合开关S，电磁铁把衔铁吸下，工作电路接通，此时通电螺线管的上端为_______极。随着恒温箱内温度的升高，R1的阻值________（选填“增大”或“减小”），当螺线管中的电流减小为30mA时，衔铁弹起，工作电路停止加热，此时R1的阻值为________Ω。 【答案】N；增大；100 【解析】闭合开关S，电磁铁把衔铁吸下，说明控制电路有电流通过，根据安培定则判断通电螺线管的磁极的方法：用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那一端就是通电螺线管的 N极，可知该螺线管的上端是N极。 衔铁被吸下后，工作电路接通，加热电阻R2开始工作，随着恒温箱内温度的升高，由题意可知，螺线管中的电流减小，说明热敏电阻R1的阻值增大，进一步说明该热敏电阻的阻值随温度的升高而增大。 当螺线管中的电流减小为30mA=0.03A时，衔铁弹起，工作电路停止加热，则此时控制电路中的总阻值： R1的阻值： R1=R总-R0=200Ω-100Ω=100 【变式14-1】（2025·山东济南·中考真题）如图为一种水位报警器的原理图，当水位达到金属块A时，电路中红灯亮，此时螺线管上端为_______极，图中虚线部分的作用相当于________（选填“电源”“开关”“用电器”或“导线”）。 【答案】N；开关 【解析】由图可知，电流从螺线管下端流入，根据安培定则，右手握着螺线管，弯曲的四指指向电流方向，大拇指指向N极，所以螺线管上端为N极。 当水位上升，金属块A、B连通时，控制电路通电，电磁铁具有磁性把衔铁吸引下来，使红灯亮，虚线部分起到控制电路的作用，相当于开关。 【变式14-2】（2025·山东临沂·二模）为保证海鲜低于-18℃保存，小明为存放海鲜的冷库设计了如图所示的温度自动报警器，控制电路中的热敏电阻Rt放在冷库中，工作电路中的灯泡为低温达标指示灯，电铃为报警电铃。下列判断正确的是（　　） A.闭合开关S1，电磁铁的上端为N极 B.热敏电阻的阻值随温度的升高而增大 C.增大电阻R的阻值可以提高报警温度 D.温度降低时，控制电路的总功率增大 【答案】C 【解析】A.闭合开关S1，电流从电磁铁的上端流入，由安培定则可知电磁铁的下端是N极，上端是S极，故A错误； B.根据题意可知，当冷库温度等于或高于-18℃时，工作电路电铃响而报警，此时衔铁被吸下，说明电磁铁的磁性增强，通过电磁铁的电流变大，根据欧姆定律可知，电路的总电阻减小，热敏电阻的阻值变小，所以热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，故B错误； C.电源电压不变，由于吸合电流不变，根据欧姆定律可知，电路的总电阻不变，增大电阻R的阻值，由电阻的串联可知，减小热敏电阻Rt的阻值，所以可以提高报警温度，故C正确； D.温度降低时，热敏电阻的阻值会增大，由电阻的串联可知电路的总电阻增大，根据欧姆定律可知，电路中的电流减小，由P=UI可知控制电路的总功率减小，故D错误。 故选C。 【变式14-3】现代家庭配电系统中基本都用空气开关代替了之前的闸刀开关，空气开关的构造如图所示。家庭电路中发生短路时，电磁线圈中的电流会 （选填“增大”“减小”或“不变”），电磁线圈的磁性增强，吸引线圈中心金属柱从而造成静、动触点分离，电路形成 （填电路状态）。 【答案】增大；断路 【解析】空气开关与家庭电路串联，根据可知，当家庭电路中发生短路时，电路中的电阻变小，电流变大，即电磁线圈的电流会增大，导致电磁线圈的磁性会增强，吸引金属柱使动静触点分离，电路形成断路，从而保护电路。 模型15.磁场对电流的作用 ( 标志： 题目出现 磁场对电流的作用 。 技巧： 1.明确基本原理 ‌ ： 当通电导体置于磁场中时，会受到力的作用，这个力称为 ‌ 安培力 ‌ 。其方向由 ‌ 左手定则 ‌ 判断：伸开左手，使磁感线垂直穿入手心，四指指向电流方向，拇指所指方向即为导体受力方向 。 2.掌握受力方向的影响因素 ‌ ： 通电导体的受力方向与 ‌ 电流方向 ‌ 和 ‌ 磁场方向 ‌ 有关： 只改变电流方向 → 受力方向改变 只改变磁场方向 → 受力方向改变 同时改变电流和磁场方向 → 受力方向 ‌ 不变 3.能量转化关系 ‌ ： 该现象中， ‌ 电能转化为机械能 ‌ ，是 ‌ 电动机 ‌ 的工作原理基础 。 4.应用辨识技巧 ‌ ： 出现 “ 通电转动 ”“ 受力运动 ”→ 考查 ‌ 磁场对电流的作用 ‌ （电动机原理） 原理图中有电源 → 通常是电动机类装置 无电源、产生电流 → 属于电磁感应（发电机） ) 【例15】研究磁场对电流有力的作用。 （1）利用如图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，应在 “a”、“b”之间接入________，根据该原理可制成___________； （2）若要继续研究导体受力的大小与电流大小的关系，可在上述电路中再串联一个_____________，改变电流大小后，根据____________________可初步判断受力的大小是否发生改变； （3）乙、丙两个图中，________图的线圈恰好处于平衡位置。 【答案】（1）电源；电动机；（2）滑动变阻器；导体棒摆动的幅度；（3）丙 【解析】（1）利用如图所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，必须有电源，所以在a、b间应接电源，利用该原理制成了电动机。 （2）滑动变阻器串联在电路中可以改变电路中电流的大小，若要继续研究导体受力的大小与电流大小的关系，可在上述电路中再串联一个滑动变阻器；改变电流大小后，根据导体棒摆动幅度可初步判断受力的大小是否发生改变。 （3）当通电线圈所在平面与磁感线垂直时，线圈处于平衡状态，此时线圈受力平衡，所以图丙的线圈恰好处于平衡位置。 【变式15-1】目前，贵港市正在打造“中国—东盟新能源电动车”生产基地，主动融入“一带一路”建设，取得了较好成效。电动车主要部件之一是电动机，其工作原理是通电导体在磁场中受_______的作用；在给电动车充电过程中，是将_______能转化为化学能。 【答案】力；电 【解析】电动机是利用通电导体在磁场中受力的作用这一原理来工作的。 在给电动车充电过程中，消耗电能，产生化学能，将电能转化为化学能。 【变式15-2】（2025·江苏省南京市）如图所示，某同学自制了一个扬声器，将线圈紧密粘贴在纸杯底部，在线圈上方放置一个强磁体，在线圈中通入交变电流后，纸杯振动发声。下列说法正确的是（　　） A.该扬声器与电磁继电器的工作原理相同 B.磁场对线圈的力的方向随电流方向的改变而改变 C.线圈带动纸杯振动是电磁感应现象 D.线圈中的电流不会产生磁场 【答案】B 【解析】A.电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关，其工作原理是电流的磁效应。而扬声器是利用磁场对通电线圈有力的作用工作的，二者工作原理不同，故A 错误； B.磁场对通电导体有力的作用，力的方向与电流方向和磁场方向有关。当磁场方向不变时，电流方向改变，磁场对线圈的力的方向就会改变，故B 正确； C.电磁感应现象是指闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流的现象。而线圈带动纸杯振动是因为通电线圈在磁场中受到力的作用，不是电磁感应现象，故C 错误； D.根据电流的磁效应，通电导体周围存在磁场，所以线圈中的电流会产生磁场，故D 错误。 故选B。 【变式15-3】利用图甲所示的装置“观察磁场对通电直导线的作用”。 （1）应在M、N之间接入_______________（选填“小量程电流表”“电源”或“灯泡”），装置中的导体棒应选用轻质的________（选填“铁棒”或“铝棒”） （2）如图乙中，通电后若cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，则ab段导线所受磁场力的方向是____________； （3）小明自制了一个电动机，将线圈漆包线两端的漆全部刮去后，用导电支架托住，放入磁场中（如图丙所示）。闭合开关，发现线圈不能持续转动，只能在平衡位置附近摆动。线圈处于平衡位置时，线圈平面与磁感线________（选填“平行”或“垂直”）；为了使线圈能持续转动，正确的刮漆方法应该是________。 A.两端均刮下半周 B.一端刮上半周，一端刮下半周 C.一端全刮，另一端刮半周 【答案】（1）电源；铝棒；（2）竖直向上；（3）垂直；AC 【解析】（1）利用如图甲所示的装置探究“磁场对通电直导线的作用”时，必须有电源，所以在、间应接电源，利用该原理制成了电动机。 探究磁场对通电直导线的作用时，磁体能够吸引磁性材料，所以导体棒不能为磁性材料，即不能选择铁棒进行实验，应选铝棒。 （2）通电直导线在磁场中的受力方向与电流的方向和磁场的方向有关。如图乙中，通电后若cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，ab段导线的电流方向与cd段导线的电流方向相反，则ab段导线所受磁场力的方向是竖直向上。 （3）当通电线圈所在平面与磁感线垂直时，线圈处于平衡位置。 为了使线圈能持续转动，正确的刮漆方法应该是将线圈两端的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮掉上半周或下半周，或者两侧均刮上（下）半周，故B不符合题意，AC符合题意。 故选AC。 模型16.电动机工作原理 ( 标志： 题目出现电动机的工作原理。 技巧： 电动机的工作原理是 通电导体在磁场中受到力的作用而发生运动 ‌ ，将 电能 转化为 机械能 。其核心在于 电流 、 磁场 和 受力 三者之间的相互关系 。 影响电动机转速的因素包括： ‌ 电流大小 ‌ ： 电流越大，磁场作用力越强，转速越快； ‌ 磁场强度 ‌ ： 磁性越强，转动力矩越大，转速越高； ‌ 线圈匝数 ‌ ： 匝数越多，受力叠加越明显，转速也相应提升。 改变电动机转动方向的方法有两种： 改变电流方向（如调换电源正负极）； 改变磁场方向（如对调磁极）。 ) 【例16】（2025·山东滨州·中考真题）如图是实验室电流表的内部结构图，磁场内的线圈中有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转。线圈中电流越大，指针偏转角度就越大。下列选项中与其工作原理相同的是（ ） A.电磁铁 B.电磁继电器 C.电动机 D.发电机 【答案】C 【解析】通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理：通电线圈在磁场中受力而转动。 AB.电磁铁、电磁继电器是利用电流的磁效应原理制成的，工作原理不同，故AB不符合题意； C.电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力而转动，故C符合题意； D.发电机是利用电磁感应原理制成的，工作原理不同，故D不符合题意。 故选C。 【变式16-1】（2025·山东威海·一模）学习了电磁学的知识后，善思好学的小明利用一节电池、一个硬铜导线框和纽扣强磁铁，组装成一个简易电动机。如图所示，同时放手后可观察到导线框abcd以干电池为轴转动起来。导线框转动起来的原理是_______________________________，若要改变导线框转动的方向，可以改变线圈中电流方向或____________________。 【答案】通电线圈在磁场中受力转动；对调磁体的N、S极 【解析】力可以改变物体的运动方向，导线框转动起来是因为通电线圈在磁场中受力转动。 通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向、磁场方向有关。若要改变导线框转动的方向，可以改变线圈中电流方向或对调磁体的N、S极，改变磁场方向。 【变式16-2】如图甲、乙所示，在线圈转动过程中，经过图甲位置时，线圈左右两边所受的两个力不平衡的原因是这两个力___________________；经过图乙位置的线圈恰好处于平衡位置，此时线圈由于________不会静止。 【答案】不在同一直线上；惯性 【解析】在线圈转动过程中，经过图甲位置时，由于线圈左右两边所处的磁场方向相同，通过的电流大小相同，但方向相反，则所受的两个力大小相同，方向相反，但不在同一直线上，不是一对平衡力，所以线圈左右两边所受的两个力不平衡的原因是这两个力不在同一直线上。 经过图乙位置的线圈恰好处于平衡位置，此时线圈不会静止是因为线圈由于惯性要保持原来的运动状态。 【变式16-3】（2025·山东济宁·中考真题）小明学习了电磁知识后，从物理学的视角对图所涉及的物理问题进行了分析。 （1）如图甲所示，在A处接入________，可探究电动机的工作原理；（填实验器材名称） （2）在图甲的金属轨道上增加一根金属杆cd，俯视图如图乙所示（磁感线垂直纸面向外，用“·”表示）；在外力的作用下，金属杆ab沿光滑金属轨道向右运动，请判断静止在光滑轨道上的金属杆cd是否运动并说明理由，判断：_________；理由：________________________； （3）电吉他中电拾音器基本结构如图丙所示，磁体附近金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，感应电流经电路放大后传送到音响发出声音，则弦振动时，线圈中的感应电流方向（选填“变化”或“不变”）。 【答案】（1）电源；（2）运动；见解析；（3）变化 【解析】（1）电动机的工作原理是通电导线在磁场中受到力的作用；如图甲所示，在A处接入电源，闭合开关后，金属轨道上原来静止的轻质金属杆会朝着某个方向运动。 （2）在外力的作用下，金属杆ab沿光滑金属轨道向右运动，金属杆ab切割磁感线产生感应电流，在图甲的金属轨道上增加一根金属杆cd，cd中有电流通过，周围产生新的磁场，与原磁场相互作用使得cd运动起来。 （3）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。 模型17.电动机转动方向与电流方向和磁场方向的关系 ( 标志： 电动机的 转动方向与电流方向和磁场方向的关系 。 技巧： 电动机的转动方向由电流方向和磁场方向 共同决定 ‌ ：若只改变电流方向或只改变磁场方向，电动机的转动方向会随之改变；若同时改变电流方向和磁场方向，转动方向则保持不变 。 ) 【例17】（2025·山东济南·中考真题）如图所示为某兴趣小组制作的简易电动机，要想改变多匝线圈转动的方向，下列方法可行的是（　　） A.只增强磁体的磁性 B.只减少线圈的匝数 C.只升高电源的电压 D.只对调磁体的两极 【答案】D 【解析】电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，其转动方向与电流方向和磁场方向有关。 A.只增强磁铁的磁性可以增加电动机的转动速度，但不能改变转动方向，故A不符合题意； B.只减少线圈的匝数可以改变电动机的转动速度，但不能改变转动方向，故B不符合题意； C.只升高电源的电压，可以改变电动机的转动速度，但不能改变转动方向，故C不符合题意； D.只对调磁体的两极，可以改变转动方向，故D符合题意。 故选D。 【变式17-1】（2025·山东聊城·三模）如图所示是实验小组制作的“小小电动机”。它的矩形线圈由漆包线缠制，左端引线的漆皮全部刮掉，右端引线的漆皮只刮掉半圈，在下方放置一个强磁铁。给线圈供电并用手轻轻推一下，线圈就会不停的转下去（　　） A.电动机的工作原理是电磁感应 B.电动机能持续不断的转动是因为受到持续不断的磁场力的作用 C.电动机将机械能转换为电能 D.改变磁铁的磁极方向，电动机的转动方向将改变 【答案】D 【解析】A.电动机的工作原理是磁场对电流有力的作用，通电线圈在磁场中受力转动，而电磁感应是发电机的工作原理，故A错误。 B.该“小小电动机”中，矩形线圈左端引线漆皮全部刮掉，右端引线漆皮只刮掉半圈，当线圈通电后，在半圈的范围内受到磁场力作用而转动，另外半圈没有电流通过，是靠惯性继续转动的，并不是持续受到磁场力作用，故B错误。 C.电动机是将电能转化为机械能的装置，故C错误。 D.根据电动机的工作原理，通电导线在磁场中受力运动的方向与电流方向和磁场方向有关，所以改变磁铁的磁极方向，即改变磁场方向，电动机的转动方向将改变，故D正确。 故选D。 【变式17-2】（2025·山东潍坊·中考真题）（多选）如图所示，是某兴趣小组自制的简易电动机。一块纽扣强磁铁的上端磁极吸附在一根铁钉的底部，铁钉的尖端竖直地吸在一节干电池的正极上；将导线一端接在电池负极，若另一端接在磁铁上，铁钉和磁铁就会沿图示方向转动。整个实验电路电阻较小，下列分析正确的是（　　） A.铁钉中电流的方向是从尖端指向底部 B.铁钉和磁铁转动时，机械能转化为电能 C.电路中电流较大，不能长时间进行实验 D.若将磁铁的上下磁极调换，铁钉和磁铁仍沿图示方向转动 【答案】AC 【解析】A.在电路中，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向，在电源外部，电流从电源正极流出，经过用电器后回到电源负极。由题意可知，铁钉尖端吸在干电池正极上，磁铁吸附在铁钉底部，导线一端接电池负极、另一端接磁铁，所以电流从电池正极出发，经过铁钉尖端，流向铁钉底部，再经过磁铁和导线回到电池负极，因此铁钉中电流的方向是从尖端指向底部，故A正确； B.简易电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，工作过程中是将电能转化为机械能，而不是机械能转化为电能（机械能转化为电能是发电机的工作原理），故B错误； C.题目明确提到整个实验电路电阻较小，根据欧姆定律（电源电压U不变，电阻R较小），电路中的电流会较大。长时间通过大电流，会导致电池和导线发热严重，可能损坏电池或使导线绝缘皮熔化，所以不能长时间进行实验，故C正确； D.铁钉和磁铁的转动方向与电流方向和磁场方向有关（通电导体在磁场中受力的方向与电流方向、磁场方向都有关）。若将磁铁的上下磁极调换，磁场方向发生改变，而电流方向不变，那么通电的铁钉在磁场中受到的力的方向会发生改变，因此铁钉和磁铁的转动方向会与图示方向相反，故D错误。 故选AC。 【变式17-3】在研究磁场对通电导线的作用的实验中，如图所示。 （1）闭合开关，能看到金属棒ab运动了。说明通电导体在磁场中受到_______的作用； （2）若想改变金属棒ab运动的方向，可以采用的方法是_____________________________________； （3）将电源换成电流表，闭合开关，用手在导轨上左右移动金属棒ab，电流表的指针________，由此现象中能量 转化原理，人们在生产、生活中制成了_________。 【答案】（1）力；（2）对调电源正负极接线或改变磁场的方向；（3）偏转；发电机 【解析】（1）力是改变物体运动状态的原因。由图知，电路中有电源，闭合开关，能看到金属棒ab运动了，说明通 电导体在磁场中受到力的作用。 （2）通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场的方向有关，若想改变金属棒ab运动的方向，可以采用的方法是：对调电源正负极接线或改变磁场的方向。 （3）若将图中的电源换成电流表，闭合开关，让导体ab左右摆动，导体做切割磁感线运动，发现电流表指针偏 转，表明导体ab中有感应电流通过，这是电磁感应现象，此过程中机械能转化为电能，由此现象中能量转化原理，人 们在生产、生活中制成了发电机。 模型18.电动机原理的应用 ( 标志： 电动机 原理的应用 。 技巧： 明确基本原理 ‌ ： 电动机工作基于 “ 通电线圈在磁场中受安培力而转动 ” ，将 ‌ 电能转化为机械能 。理解这一本质是解题起点。 掌握换向器的关键作用 ‌ ： 当线圈转至平衡位置（线圈平面与磁场垂直）时，换向器自动改变线圈中电流方向，从而使线圈受力方向改变，保证其持续朝一个方向旋转 。若无换向器，线圈将在平衡位置附近摆动后停止。 ) 【例18】下列设备工作时利用了通电导体在磁场中受力运动的是（　　） A.指南针 B.电熨斗 C.电风扇 D.动圈式话筒 【答案】C 【解析】A.指南针利用地磁场对磁体的作用（磁体受磁场力）指示方向，并非“通电导体在磁场中受力”，故A不符合题意。 B.电熨斗利用电流的热效应（电能转化为内能）工作，与“通电导体在磁场中受力”无关，故B不符合题意。 C.电风扇的核心部件是电动机，电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用而运动（电能转化为机械能），故C符合题意。 D.动圈式话筒利用电磁感应现象（闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流）工作，并非“通电导体在磁场中受力”，故D不符合题意。 故选C。 【变式18-1】如图所示，2025年央视春晚的机器人节目表演《决BOT》节目中，扭秧歌的机器人身体上安装了几十个关节电动机，实现非常精细的动作控制。这些电动机是________（选填“并”或“串”）联的；它们工作的过程将_______能转化为________能，机器人的电源线外皮通常用橡胶或塑料制作，是因为这些材料是________体。 【答案】并；电；机械；绝缘 【解析】并联电路中各支路用电器可独立工作、互不影响，机器人的每个关节电动机需要单独控制动作，因此采用并联方式。 电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，工作时消耗电能，获得机械能，实现电能到机械能的转化。  橡胶或塑料的导电性极差，属于绝缘体，可防止电源线内部导线漏电，避免触电风险，因此常用作电源线外皮。 【变式18-1】中国“探月工程”总设计师巴中籍院士吴伟仁是我们学习的榜样。如果请你协助吴院士设计一辆在月球上使用的月球车，但月球上没有大气，你准备用以下哪个作动力装置（ ） A.柴油机 C.空气喷气发动机 B.汽油机 D.电动机 【答案】D 【解析】ABC.因为月球上没有大气，所以柴油机、汽油机和空气喷气发动机不能正常工作，故ABC不符合题意； D.电动机正常工作时不需要大气，只要有充足的电能即可正常工作，故D符合题意。 故选D。 【变式18-2】福建舰是我国自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。如图是它的弹射装置，弹射车处于导轨的强磁场中，给弹射车内的导体通入强电流，它会获得强大推力，并推动舰载机快速起飞。弹射车获得推力的原理是____________________________，在此过程中是将电能转化为__________。 【答案】磁场对通电导线有力的作用；机械能 【解析】弹射车处于导轨的强磁场中，当弹射车内的导体通入强电流时，它会受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动。 电磁弹射过程中，消耗电能，获得机械能，该过程是将电能转化为机械能。 【变式18-3】电磁炮是一种新型武器，电磁炮利用了通电导体在磁场中会受力运动的原理。如图是它的原理图，其中B端是螺线管的_______极，电磁炮发射过程的能量转化与我们学过的________机相同。 【答案】S；电动 【解析】由图可知，电流从螺线管的左端流入，根据安培定则可知，B端是螺线管的S极；电磁炮的原理是：位于磁场中的导线在通电时会受到一个力的推动，它与生活中电动机的原理是相同的。 答案：S；电动。 模型19.电磁感应现象 ( 标志： 电磁感应现象 。 技巧： “ 无源生电是感生，有源转动是电动 ” 产生条件 ‌ ： 电路必须 ‌ 闭合； 穿过闭合电路的 ‌ 磁通量发生变化 ‌ （可通过磁场变化、面积变化或相对运动实现）。 ‌ 能量转化 ‌ ： ‌ 机械能 → 电能 ‌ （如发电机、手摇发电魔方）。 常见题型辨识技巧 ‌ ： ‌ 发电机 vs 电动机： ‌ 无电源 + 产生电流 → 电磁感应（发电机） ‌ ‌ 有电源 + 导体运动 → 磁场对电流作用（电动机） ‌‌ ‌ 生活实例对应原理： 动圈式话筒、手摇发电门铃、计步器 → 电磁感应 ‌ 电风扇、扬声器 → 通电导体在磁场中受力 ) 【例19】如图所示的装置，甲、乙两部分均放在水平桌面上，闭合开关，用外力使导体棒ab水平向右运动，导体棒cd也随之运动。 （1）甲部分发生的是_____________现象，最早发现这个科学原理的物理学家是_________，人们根据这一原理发明了__________（选填“麦克风”或“扬声器”）；若用外力使导体棒ab竖直向上运动，导体棒cd_______（选填“会”或“不会”）随之运动。 （2）有一种“车窗爆破器”，其原理是：当爆破器中的线圈有电流通过时，爆破器中的“钨钢头”会产生一个瞬间的冲击力，这个过程发生的能量转化是________能转化为________能，上述装置中______（选填“甲”或“乙”）部分发生的能量转化与这一过程相同。 【答案】（1）电磁感应；法拉第；麦克风；不会；（2）电能；机械；乙 【解析】（1）闭合开关，导体ab和cd组成一个闭合电路，闭合电路的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动，闭合电路中有了感应电流，这种现象是电磁感应现象，法拉第最先发现了电磁感应现象。 人们根据电磁感应原理发明了麦克风，麦克风是将声信号转化为电信号，利用电磁感应产生电流；而扬声器是利用通电导体在磁场中受力运动的原理。 若用外力使导体棒ab竖直向上运动，导体棒ab没有切割磁感线，所以不会产生感应电流，故导体棒cd不会随之运动。 （2）当车窗爆破器中的线圈有电流通过时，爆破器中的“钨钢头”产生冲击力，是电能转化为机械能。 上述装置中，乙部分是通电导体cd在磁场中受到力的作用，由电能转化为机械能，与“车窗爆破器”的能量转化相同，因此选乙。 【变式19-1】电流的磁效应被发现后，科学家笃信自然力的统一，以逆向的思想，开始在磁生电的研究中进行艰辛的探索。下列科学家与其重要发现对应正确的是（ ） A.法拉第——电磁感应现象 B.奥斯特——电流的热效应 C.安培——通电导体周围存在磁场 D.焦耳——磁场对通电导体的作用 【答案】A 【解析】A.1831年，一位叫迈克尔·法拉第的科学家发现了磁与电之间的相互联系和转化关系。闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，闭合电路中就会产生感应电流。这种利用磁场产生电流的现象称为电磁感应，故A正确； B.焦耳发现了通过电阻时，电流做功而消耗电能，产生了热量，这种现象叫做电流的热效应，故B错误； C.1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，即通电导线周围存在磁场，故C错误； D.安培发现了磁场对通电导体的作用，故D错误。 故选A。 【变式19-2】如图所示是自制交流发电机模型，风车转动，线圈在磁场中做________磁感线运动时，电路中就会产生感应电流，电流方向与_________方向和导体运动方向有关。如果把小量程电流表换成电池，把模型当作电动机，此时线圈_________（填“能”或“不能”）持续转动。 【答案】切割；磁场；不能 【解析】风车转动，线圈在磁场中做切割磁感线运动，电流表的指针会发生偏转，产生感应电流，感应电流的方向与导体做切割磁感线运动的方向和磁场的方向有关。 把小量程电流表换成电池，线圈中有电流通过，在磁场中受到力的作用，由于没有换向器，线圈在转动时电流方向不会改变，不会持续转动。 【变式19-3】利用如图所示的实验装置探究“产生感应电流的条件”。 （1）闭合开关，若导体ab竖直上下运动，灵敏电流计指针________发生偏转；若导体ab水平左右运动，灵敏电流计指针________发生偏转；若导体ab不动，左右移动磁体，灵敏电流计指针________发生偏转（均选填“能”或“不能”）。 （2）要使灵敏电流计指针偏转方向发生改变，可以采取两种方法： ①________________________________________；②________________________________________。 （3）在电铃、电风扇、动圈式话筒、动圈式扬声器中，应用这一原理制成的是________________。 【答案】（1）不能；能；能；（2）调换N极S极位置；改变导体棒运动方向；（3）动圈式话筒 【解析】（1）闭合开关，若导体ab竖直上下运动，导体在磁场中没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，灵敏电流计指针不能发生偏转。 若导体ab水平左右运动，导体切割磁感线，会产生感应电流，灵敏电流计指针能发生偏转。 若保持导体ab不动，将磁体左右移动，ab仍切割磁感线，会产生感应电流，灵敏电流计指针能发生偏转。 （2）因感应电流方向与导体的运动方向和磁场方向有关，所以，要使电流表指针偏转方向发生改变，可以调换N极S极位置，也可以改变导体棒运动方向。 （3）导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，这是电磁感应现象。电铃是应用了电流的磁效应，动圈式话筒利用的是电磁感应现象，动圈式扬声器和电风扇是利用的是通电导体在磁场中受力运动的原理。故应用电磁感应原理制成的是动圈式话筒。 模型20.实验探究感应电流产生的条件 ( 标志： 探究感应电流产生的条件 。 技巧： 研究方法 ‌ ： ‌ 控制变量法 ‌ ：探究某一因素时，保持其他因素不变。 ‌ 转换法 ‌ ：通过 ‌ 灵敏电流计指针是否偏转 ‌ 判断是否有感应电流产生。 ‌ ‌ 核心步骤 ‌ ： ‌ ① 验证 “ 电路必须闭合 ” ‌ ： 闭合开关，移动导体切割磁感线 → 指针偏转（有电流）。断开开关，同样操作 → 指针不偏转（无电流）。 → ‌ 结论一 ‌ ：电路需闭合。 ‌ ‌ ② 验证 “ 必须切割磁感线 ” ‌ ： 导体左右运动（切割磁感线） → 指针偏转。导体上下运动（平行于磁感线，不切割） → 指针不偏转。 → ‌ 结论二 ‌ ：导体需做切割磁感线运动。 ‌ ‌ ③ 探究感应电流方向的影响因素 ‌ ： ‌ 保持磁场方向不变 ‌ ，改变导体运动方向（左 / 右） → 指针偏转方向改变。 ‌ 保持导体运动方向不变 ‌ ，对调磁极（改变磁场方向） → 指针偏转方向改变。 → 感应电流方向与 ‌ 导体运动方向 ‌ 和 ‌ 磁场方向 ‌ 均有关。 ‌ ‌ ④ 探究感应电流大小的影响因素：增大导体切割速度 → 指针偏转角度增大 → 电流变大。 换用更强磁体或增加线圈匝数 → 电流变大。 → 电流大小与 ‌ 速度 ‌ 、 ‌ 磁场强度 ‌ 、 ‌ 线圈匝数 ‌ 有关。 ) 【例20】在“探究导体在磁场中运动时产生感应电流条件”实验中，某小组利用灵敏电流计、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 灵敏电流计指针偏转情况 开关 断开 导体棒运动方向 灵敏电流计指针偏转情况 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。上面的现象叫做电磁感应，生活中__________是根据此现象的原理工作的。 （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，这说明感应电流方向与________________有关。继续实验：导体棒静止不动，磁体向右运动时，会观察到电流计指针向________偏转。 （3）探究小组发现实验中灵敏电流计的指针偏转角度较小，实验现象不明显，你有什么方法让实验现象变明显？答：____________________________________________________________（写出一种即可）。 【答案】（1）切割磁感线；发电机（麦克风）；（2）导体运动方向；左；（3）增大导体棒的切割速度（或换用更强的磁铁、用线圈代替导体棒等） 【解析】（1）由表中的记录可知，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，导体中会产生感应电流。发电机、麦克风（写出其一即可）等都是利用此原理制成的。 （2）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，灵敏电流计指针偏转表明了电流的方向，此操作说明感应电流方向与导体运动方向有关。 导体棒静止不动，磁体向右运动时，相当于磁体不动，导体向左运动，此时电流表指针向左偏转。 （3）感应电流的大小与磁场强度和导体切割磁感线的速度有关，灵敏电流计的指针偏转角度较小，说明感应电流较小，要增大感应电流，可以增大导体棒的切割速度，或换用更强的磁铁、用线圈代替导体棒等，写出其中一条即可。 【变式20-1】如图所示，小明用线圈、条形磁铁和灵敏电流计来验证电磁感应现象，下列不能使灵敏电流计指针发生偏转的操作是（ ） A. 线圈不动，磁铁快速向上 B. 线圈不动，磁铁快速向下 C. 磁铁不动，线圈快速向上 D. 线圈和磁铁同时同速向上 【答案】D 【解析】A.线圈不动，磁铁快速向上，闭合回路的磁通量发生变化，会产生感应电流，电流计指针会发生偏转，故A不符合题意； B.线圈不动，磁铁快速向下，闭合回路的磁通量发生变化，会产生感应电流，电流计指针会发生偏转，故B不符合题意； C.磁铁不动，线圈快速向上，闭合回路的磁通量发生变化，会产生感应电流，电流计指针会发生偏转，故C不符合题意； D.线圈和磁铁同时同速向上，线圈和磁铁保持相对静止，闭合回路的磁通量不会发生变化，不会产生感应电流，电流计指针不会发生偏转，故D符合题意。故选D。 【变式20-2】（2025·山东淄博·三模）如图同学们做“电与磁”之间的联系的实验探究。 （1）如图甲，开关闭合前，小磁针无论放在何处静止时a端均指向北方，这是由于小磁针受到了__________的作用；闭合开关，观察到小磁针发生偏转，说明________________________； （2）利用如图乙装置研究“磁场对电流的作用”时，应在M、N之间接入________（选填“灵敏电流计”或“电源”）；磁场对电流的作用方向与磁场方向、________方向有关；利用此原理，人们制成了__________（选填“发电机”或“电动机”）； （3）利用如图乙“探究什么情况下磁可以生电”，根据图乙，导体AB所在磁场的磁感线的方向向_______（选填“上”、“下”、“左”、“右”），多次实验得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做_______________运动时，导体中会产生感应电流。 【答案】（1）地磁场；电流周围存在磁场；（2）电源；电流；电动机；（3）下；切割磁感线 【解析】（1）异名磁极相互吸引，如图甲，开关闭合前，小磁针无论放在何处静止时a端均指向北方，这是由于小磁针受到了地磁场的作用，小磁针的a端受到了地磁场S极的吸引。 闭合开关，导线通电，观察到小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场。 （2）利用如图乙装置研究“磁场对电流的作用”时，电路中要有电流，应在M、N之间接入电源。 磁场对通电导体有力的作用，磁场对电流的作用方向与磁场方向、电流方向有关，利用此原理，人们制成电动机。 （3）在磁体外部，磁感线从N极发出回到S极，图乙中导体AB处磁感线的方向向下。 多次实验得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，这就是电磁感应现象。 【变式20-3】图是小明做“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。 （1）实验时，小明通过观察_______________________________来判断电路中是否产生感应电流； （2）小明进行了如图所示的5次操作，其中能产生感应电流的是________（选填所有符合要求的操作序号）； （3）完成实验后，小明认为实验现象不太明显，请你提出一条改进措施：____________________； （4）利用“磁生电”工作的装置有______________（选填“电铃”“扬声器”“动圈式话筒”或“电磁起重机”）。 【答案】（1）灵敏电流计的指针是否偏转；（2）①③④；（3）将导体AB换成多匝线圈；（4）动圈式话筒 【解析】（1）感应电流的有无是通过灵敏电流计的指针是否偏转来体现的，若灵敏电流表的指针发生偏转，就说明产生了感应电流。 （2）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，①导体棒AB水平向右运动，导体棒AB做切割磁感线运动，产生感应电流；③导体棒AB斜向上运动，导体棒AB做切割磁感线运动，产生感应电流；④磁体水平向左运动，导体棒AB切割磁感线，产生感应电流。②导体棒AB竖直运动，没有切割磁感线运动，不产生感应电流；⑤磁体竖直向上运动，磁感线没有被导体切割，不产生感应电流。所以①③④可以产生感应电流。 （3）电流的大小应与切割磁感线的速度、磁场强度、线圈匝数有关；将导体AB换成多匝线圈（或换磁性更强的磁体，增大导体AB切割磁感线的运动速度）。 （4）扬声器是把电信号转化为声信号，利用通电导体在磁场中受力原理；电铃、电磁起重机的主要部件是电磁铁，利用电流的磁效应；动圈式话筒是把声信号转变成电信号的，声信号的振动带动线圈在磁场中振动，产生电流，是电磁感应原理。 模型21.电磁感应现象的应用 ( 标志： 电磁感应现象的应用极为广泛，涵盖发电、输电、家用电器及现代无线技术等多个核心领域 ‌ 。 技巧： 电磁感应五大应用场景对比表（原理+设备+生活实例） ： 应用场景 核心原理 典型设备 生活 / 工业实例 发电机 线圈切割磁感线产生感应电流 水轮发电机、风力发电机 三峡水电站发电、家庭太阳能逆变系统 变压器 互感现象改变交流电压 电力变压器、充电适配器 小区变电站降压供电、手机充电器电压转换 电磁炉 涡流在锅底产生焦耳热 家用 / 商用电磁灶 厨房无明火烹饪、餐厅高效加热 无线充电 发射与接收线圈间电磁感应传能 手机无线充、电动牙刷座 办公桌无线充板、新能源汽车无线充电试点 感应加热 交变磁场在金属内产生涡流加热 中频熔炼炉、热处理设备 汽车零件表面淬火、金银首饰熔炼 ) 【例21】（2025·山东德州·中考真题）德州马拉松作为城市文化品牌，已发展成为彰显城市形象的重要载体。比赛过程中，运动员佩戴感应芯片通过起点和终点磁场地带时，芯片里的线圈会产生电流，激发芯片发送编码信息，系统自动获取信息并计时。其工作原理与此相同的是（　　） A.手摇发电机 B.司南 C.电磁起重机 D.扬声器 【答案】A 【解析】运动员佩戴的感应芯片，线圈在磁场中运动产生电流，利用的是电磁感应原理。 A.手摇发电机的工作原理是电磁感应（闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流），故A符合题意； B.司南是利用地磁场（磁体的指向性）来指示方向，与电磁感应无关，故B不符合题意； C.电磁起重机利用的是电流的磁效应（通电导体周围存在磁场），通过通电产生磁性来吸引铁磁性物质，与电磁感应无关，故C不符合题意； D.扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用（将电信号转化为声信号），与电磁感应无关，故D不符合题意； 故选A。 【变式21-1】荣成已成功举办多次马拉松比赛。比赛时运动员佩戴感应芯片通过起点和终点磁场地带时，芯片里的线圈就会产生电流，激发芯片发送编码信息，系统自动获取信息并计时。下列器件中与此工作原理相同的是（ ） A.发电机 B.电磁继电器 C.电风扇 D.电铃 【答案】A 【解析】由题意可知，当运动员佩戴感应芯片通过起点、终点磁场地带时，芯片里的线圈切割磁感线运动，线圈中就会产生感应电流，所以是电磁感应原理，是发电机的工作原理；电风扇是电动机的工作原理，电磁继电器和电铃是利用电流的磁效应工作的，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【变式21-2】下列设备工作时应用了电磁感应原理的是（ ） A.风力发电机 B.调光台灯 C.电风扇 D.电磁起重机 【答案】A 【解析】A.风力发电机是利用电磁感应现象原理制成的，故A符合题意； B.调光台灯主要是将电能转化成光能，没有应用电磁感应，故B不符合题意； C.电风扇主要部件是电动机，是利用通电导体在磁场中受力的原理工作的，故C不符合题意； D.电磁起重机是利用电流的磁效应来工作的，故D不符合题意。故选A。 【变式21-3】如图所示，学校的饭卡的内部其实是一组线圈与一个信息芯片相连，卡中没有电池。当饭卡接触感应器时，线圈给芯片供电使芯片工作，下列说法正确的是（　　） A.线圈就是一个电磁铁 B.线圈相当于用电器 C.线圈给芯片供电的原理与发电机原理相同 D.线圈给芯片供电的原理是通电线圈在磁场里受力运动 【答案】C 【解析】当饭卡接触感应器时，线圈在磁场中做切割磁感线运动时，导体中有感应电流产生，线圈给芯片供电使芯片工作，这是电磁感应现象，线圈相当于电源，与发电机的原理是相同；故C正确，ABD错误。 故答案选C。 模型22.判断是否产生感应电流 ( 标志： 判断是否产生感应电流。 技巧： 判断是否构成闭合电路 ‌ ： 电路必须是闭合的，否则只能产生感应电动势而无电流。若题目中电路断开（如开关未闭合），则无论导体如何运动，都不会产生感应电流。 判断是否切割： 若导体运动方向与磁感线方向垂直或成夹角，则为 “ 切割 ” ；若平行，则不切割，无感应电流。 注意： 是 “ 一部分 ” 导体，而不是 “ 全部 ” ！！ ) 【例22】（2025·山东烟台·中考真题）如图所示是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”实验的装置，下列关于该实验说法正确的是（　　） A.该装置也可以探究通电导线在磁场中受到力的作用 B.该装置也可以探究感应电流方向跟导体运动方向有关 C.扬声器就是通过本实验的原理进行工作的 D.闭合电路的部分导体在磁场中运动一定会产生感应电流 【答案】B 【解析】A.图中装置没有电源，不能探究通电导线在磁场中受到力的作用，故A错误； B.改变导体运动的方向，可以发现电流计的指针会反向偏转，说明感应电流方向跟导体运动方向有关，故B正确； C.扬声器是把电信号转化为声信号，其工作原理是通电导体在磁场中受力的作用，故C错误； D.只有闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时才会产生感应电流，故D错误。 故选B。 【变式22-1】如图所示，用蹄形磁体、导体棒AB、电流表等实验器材探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。 （1）请用笔画线代替导线完成实物图连接； （2）当导体棒AB沿________（填“上下”或“左右”）方向运动时，电流表指针发生偏转。通过多次实验可得：当闭合电路的部分导体在磁场中做______________运动时，电路中就产生感应电流； （3）当导体棒AB向右运动时，导体棒________（填“受到”或“不受”）磁场对它的力的作用。 【答案】（1）见解析；（2）左右；切割磁感线；（3）受到 【解析】（1）探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件的实验中，导体棒AB要与电流表串联，作图如下： （2）根据电磁感应原理，当闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就产生感应电流；当导体棒AB沿左右方向运动时，切割了磁感线，电路中产生了感应电流，电流表指针发生偏转。 （3）当导体棒AB向右运动时，切割了磁感线，电路中产生了感应电流，导体棒AB变成了通电导体，而通电导体在磁场中会受到力的作用。 【变式22-2】小罗把两个玩具电机用导线连接在一起（如图），用力快速拨动甲电机的转叶，发现乙电机的转叶也缓慢转动起来。对这个现象分析正确的是（ ） A.“甲电机”将电能转化为机械能 B.“乙电机”将机械能转化为电能 C.“甲电机”依据电磁感应来工作 D.两电机的工作原理是相同的 【答案】C 【解析】AC.用力快速拨动甲电机的转叶，发现乙电机的转叶也缓慢转动起来，甲电机相当于发电机，其工作原理是电磁感应现象，将机械能转化为电能；故A错误，C正确； B.甲电机转动，带动乙电机也转动，乙电机相当于电动机，其工作原理是通电导体在磁场中受力的作用，将电能转化为机械能；故B错误； D.由以上分析可知，甲电机和乙电机的工作原理不同；故D错误。 答案：C。 【变式22-3】如图所示的闭合电路中，铜棒ab静止。当蹄形磁铁竖直向上运动时，灵敏电流表的指针_______（选填“会”或“不会”）偏转；让铜棒ab水平向右缓慢运动时，灵敏电流表的指针偏转的角度较小；快速运动时，指针偏转的角度较大。这说明感应电流的大小与_____________________________有关。______________（选填“动圈式话筒”或“动圈式扬声器”）是应用电磁感应原理制成的。 【答案】不会；导体切割磁感线的速度；动圈式话筒 【解析】（1）让导体棒ab沿竖直方向上下运动时，导体的运动方向与磁感线方向平行，不切割磁感线，所以电路中没有感应电流产生； （2）ab切割磁感线的速度慢时，电流计的指针偏转角度较小；当ab快速运动时，电流计的偏转角度变大，这说明电路中的电流变大，所以可以看出感应电流的大小与导体切割磁感线的速度有关。 动圈式话筒就是因为声音的振动使话筒的膜片振动，带动线圈运动而切割磁感线，产生与振动相应的电流，然后再通过扬声器还原成声音。是根据电磁感应原理工作的。 动圈式扬声器是因为线圈中通过变化的电流，从而使它受磁场的力忽大忽小，所以引起膜片的振动，而产生声音，它是利用电流在磁场中受力的原理工作的。 答案：不会；导体切割磁感线的速度；动圈式话筒。 模型23.电磁现象的辨识 ( 标志： 电磁现象辨识的核心是分清 “ 电生磁 ” 、 “ 磁生电 ” 和 “ 磁场对电流的作用 ” 三种情况 ‌ 。 技巧： 电流的磁效应（电生磁） ‌ ： 原理 ‌ ：通电导线周围存在磁场。 特点 ‌ ：只要有电流，就会产生磁场，无需运动或变化。 典型应用 ‌ ：电磁铁、电磁继电器、电磁起重机等。 电磁感应（磁生电） 原理 ‌ ：闭合电路中导体切割磁感线，产生感应电流。 条件 ‌ ： ① 闭合电路； ② 导体在磁场中做切割磁感线运动。 能量转化 ‌ ：机械能 → 电能。 典型应用 ‌ ：发电机、动圈式话筒、自发电门铃等。 磁场对电流的作用（电受力） ‌ 原理 ‌ ：通电导体在磁场中受 到力的作用而运动。 能量转化 ‌ ：电能 → 机械能。 典型应用 ‌ ：电动机、扬声器 等。 ) 【例23】（2025·山东淄博·中考真题）部分新能源汽车应用了能量回收技术：汽车在滑行或制动过程中，线圈在磁场中转动产生感应电流，将机械能转化为电能。下列实验能说明该技术原理的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】新能源汽车能量回收技术的原理是电磁感应，机械能转化为电能。 A.展示的是电流的磁效应（奥斯特实验），与电磁感应无关，故A不符合题意； B.导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流表指针偏转，产生感应电流，属于电磁感应现象，符合能量回收技术原理，故B符合题意； C.展示的是通电导体在磁场中受力运动（电动机原理），是电能转化为机械能，故C不符合题意； D.展示的是电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系，与电磁感应无关，故D不符合题意。 故选B。 【变式23-1】如图，甲、乙两个相同的装置分别由U型磁铁、导体棒和支架构成，导体棒ab和cd由导线连接。闭合开关并向右移动ab，cd也会随之向右移动，其中甲装置相当于_________，乙装置相当于__________。（选填“电动机”或“发电机”） 【答案】发电机；电动机 【解析】闭合开关，导体ab和cd组成一个闭合电路，闭合电路的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动，闭合电路中有了感应电流，这种现象是电磁感应现象，发电机是利用电磁感应现象工作的，所以甲装置相当于发电机，此过程中机械能转化为电能；电路中有了感应电流之后，感应电流经过导体cd，导体cd成为通电导体在磁场中受力而运动，这是电动机的工作原理，所以乙装置相当于电动机。 【变式23-2】（2025·山东淄博·一模）关于如图所示的电和磁现象，说法正确的是（　　） A.图甲：地球周围存在着磁场，地磁场的两极与地理的两极重合 B.图乙：改变通电螺线管的电流大小可以改变螺线管磁极性质 C.图丙：扬声器的原理是磁场对电流有力的作用 D.图丁：同时改变电流方向和磁场方向，金属导体的受力方向也发生改变 【答案】C 【解析】A.图甲：地球周围存在着磁场，地磁场的两极在地理的两极的附近，并不重合，故A错误； B.图乙：螺线管磁极性质只与电流绕行方向有关，改变通电螺线管的电流大小不能改变螺线管磁极性质，故B错误； C.图丙：扬声器的原理是磁场对电流有力的作用，当其中通以音频电流时，纸盆会随音频电流的方向不同而受到方向不同的力，从而产生振动，发出声音，故C正确； D.图丁：改变电流方向或磁场方向，金属导体的受力方向都会发生改变，同时改变电流方向和磁场方向，金属导体的受力方向不会发生改变，故D错误。 故选C。 【变式23-3】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 【解析】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。 模型24.电与磁、力、热综合计算 ( 标志： 题目出现 电与磁、力、热综合计算。 技巧： 1. 电热综合（如电热水壶、电暖气） ‌ 核心公式： 电功： W = UIt ；热量： Q 吸 ​= cmΔt ；效率： 。 ) ( 关键点： 明确 “ 有用能量 ” 为水吸收的热量， “ 总能量 ” 为消耗的电能。 2. 电力综合（如电动车、起重机） ‌ 核心公式： 功率： P = Fυ ；机械功： W = Fs ；电能转化： W 电 ​= UIt 。 关键点： 牵引力做功来源于电能转化，注意效率计算 ​​ 。 3.电磁继电器 + 电热 / 电力综合 ‌ 结构理解： 低压控制电路 → 电磁铁 → 衔铁动作 → 控制高压工作电路通断。 分析步骤： 判断控制电路中电流变化（如温度变化影响热敏电阻）；分析电磁铁磁性强弱变化；判断触点切换，确定工作电路档位（高温 / 低温、运行 / 停止）。 典型应用： 自动温控系统、多档位加热器。 4. 力热综合（如内燃机汽车） ‌ 核心公式： 燃料放热： Q 放 ​ = mq ；牵引力做功： W = Fs ；发动机效率： 。 注意单位换算 （如速度 m/s 、质量 kg 、热值 J/kg ）。 5. 电（力）热磁综合（高阶压轴题） ‌ 多出现在中考最后一题，融合多个物理过程。 解题策略： 分阶段分析：控制电路 → 工作电路 → 能量输出 → 机械运动； 画出等效电路图和受力分析图； 逐段列出能量转化链条。 ) 【例24】（2025·山东德州·中考真题）某电蒸锅有防干烧功能，可实现温度过高时自动停止加热。其内部由加热电路和控制电路组成，简化电路如图所示。加热电路有高、低温两个挡位，已知U1=220V，R2=121Ω，高温挡电功率1500W。控制电路电压U2=6V，R0=10Ω，R1为热敏电阻，其阻值随锅内温度的变化情况如下表所示。当电磁铁线圈中的电流达到0.15A时，衔铁吸合，触点断开，停止加热。（电磁铁线圈电阻忽略不计） Rt温度/℃ 40 80 100 140 160 200 Rt电阻/Ω 100 50 40 30 25 20 （1）控制电路工作时电磁铁的上端为极； （2）加热电路停止加热时电蒸锅内的温度； （3）低温挡的电功率和R1的阻值。 【答案】（1）S；（2）140℃；（3）1100W；44Ω 【解析】（1）控制电路电流方向：电流从电源正极流出，从线圈上端流入，下端流出。用右手螺旋定则（安培定则）：右手握住螺线管，四指指向电流方向，拇指指向N极，螺线管下端为N极，则可判断上端为S极。 （2）由题意，在控制电路中，U2=6V，R0=10Ω，线圈电阻不计，Rt为热敏电阻，R0、Rt串联。 当电流I=0.15A时，衔铁吸合，停止加热。由欧姆定律可得总电阻： 由串联电路电阻特点，此时Rt热敏电阻阻值： Rt1=R总-R0=40Ω-10Ω=30Ω 查表可得Rt1=30Ω时，电蒸锅内的温度t=140℃ （3）由图可知，在工作电路中，U1=220V，R2=121Ω，高温挡功率P高=1500W。当S1、S2都闭合时，R1与R2并联，由可知，电压一定时，电阻越小功率越大，即此时为高温档，又因并联电路中总功率P=P1+P2，代入数据： 解得：R1=44Ω，P低=P1=1100W 【变式24-1】（2025·山东青岛·二模）某电热水器可实现加热、保温两种功能，图甲为其工作原理图，它包括工作电路和控制电路两部分。其中工作电路的电压为220V，加热功率为880W，R1、R2为电热丝，R2的阻值为1045Ω。控制电路中，电源电压恒定不变，R0为热敏电阻，其阻值随温度变化关系如图乙所示，R3为可调电阻箱，通过调节R3可使温度为100℃时，控制电路的电流为0.3A，继电器的衔铁被吸合；保持R3阻值不变，当温度降到50℃时控制电路的电流为0.1A，衔铁被释放。忽略防干烧熔断器电阻和线圈电阻对电路的影响。求： （1）工作电路为加热状态时的电流大小是多少？ （2）保温功率的大小是多少？ （3）控制电路中电源电压是多少？ 【答案】（1）4A；（2）44W；（3）18V 【解析】（1）已知加热功率为880W，根据P=UI可得，加热时的电流为： （2）由图甲可知，当衔铁被释放时，R1工作，此时电路中的总电阻最小，根据可知，电功率最大为加热挡，由欧姆定律可得，R1的阻值为： 由图甲可知，当衔铁被吸合时，R1、R2串联工作，此时电路中的总电阻最大，根据可知，电功率最小为保温挡，此时总电阻： R总=R1+R2=55Ω+1045Ω=1100Ω 则保温功率为： （3）当温度为100℃时，由图乙可知，R0=40Ω，控制电路中电流I=0.3A，则电源电压为： U=I(R0+R3)=0.3A×(40Ω+R3)………………① 当温度为50℃时，由图乙可知，R0′=160Ω，控制电路中电流I′=0.1A，则电源电压为： U=I′(R0′+R3)=0.1A×(160Ω+R3)……………② 联立①②，解得：R3=20Ω，U=18V 【变式24-2】（2025·全国·中考专题）图甲是一款奶牛饮水自控模型装置的工作原理图。其中蓄水池和饮水池高均为120cm。柱形“浮力柱”重50N，底面积500cm2，下端与蓄水池底部接触但没有弹力，高115cm，上端通过轻质连杆与力传感器RF相连（固定在一起）。已知滑动变阻器R的规格为“30Ω 0.5A”，电流表量程0~0.3A，力传感器受到的力F与阻值RF的变化关系如图乙。控制电路电源电压U=6V，当电磁铁线圈中的电流I>0.1A时，衔铁K被吸上，注水系统开始注水；当电磁铁线圈中的电流I≤0.1A时，衔铁K断开，停止注水。（电磁铁线圈的电阻忽略不计，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg） （1）给蓄水池注水的过程中，电流表示数的变化是_________。 （2）当蓄水池没有水时，为保护电路安全，滑动变阻器的阻值至少是_______Ω。 （3）当滑动变阻器阻值为20Ω时，求该装置所能注水的最大深度______________________________。（写出必要的文字说明、表达式及最后结果） 【答案】（1）变小；（2）15；（3）0.7 m 【解析】（1）由图甲可知，控制电路中电磁铁、滑动变阻器R与力传感器RF串联，电流表测量电路中的电流；注水过程中浮力柱受到的浮力增大，对力传感器向下的拉力先减小到0，然后产生向上的作用力并逐渐增大，根据图乙可知RF的阻值一直变大，根据串联电路的电阻特点和欧姆定律可知，电路中的电流变小，即电流表示数变小。 （2）当蓄水池中没有水时，由于浮力柱的下端与蓄水池底部接触但没有弹力，则力传感器RF受到向下的拉力大小等于浮力柱的重力大小，为50N，由图乙可知此时RF=5Ω，由于电流表的量程为0~0.3A，为保护电路安全，则电路中最大电流为I大=0.3A，根据欧姆定律可得此时电路中的最小总电阻为： 此时滑动变阻器R接入电路中的最小电阻为： R小=R总小- RF=20Ω-5Ω=15Ω （3）停止注水时电磁铁 线圈中的电流为I=0.1A，根据欧姆定律可得此时总电阻为： 当滑动变阻器连入电路的阻值为R2=20Ω时，此时RF的阻值为： RF′= R总-R2=60Ω-20Ω=40Ω 由图乙可知，RF的阻值增大5Ω，压力增大50N，则RF的阻值为40Ω时，力传感器受到的力为F2=300N，则浮力柱受到轻质连杆向下的压力为F=F2=300N，此时浮力柱受到竖直向下的压力、重力和竖直向上水的浮力作用，根据力的平衡条件可知，浮力柱受到的浮力： F浮=G+F=50N+300N=350N 由F浮=ρ液gV排可得浮力柱排开水的体积为： 注水的深度： 一、填空题： 1.《梦溪笔谈》中有对“缕悬法”的描述，以独根蚕丝作悬线，悬线的一端用蜡粘结磁针中部，另一端悬挂于木架上，静止时，磁针两端指南北方向。“缕悬法”中磁针之所以指南北，是因为磁针受到__________的作用。书中另有对“海市”奇景的记载，在登州的海上，有时空中会出现清晰可见的宫殿居室、台阁景观等景象。“海市”奇景是由于光在不均匀的空气中发生________形成的。 【答案】地磁场；折射 【解析】以独根蚕丝作悬线，悬线的一端用蜡粘结磁针中部，另一端悬挂于木架上，磁针的磁场与地磁场发生相互作用，使磁针指示南北， “缕悬法”之所以能指示南北，其原因是磁针受到地磁场的作用。 在登州的海上，有时空中会出现清晰可见的宫殿居室、台阁景观等景象，这是宫殿居室、台阁景观等景象反射的光线进入空气时，由于越往高处空气越稀薄，由于折射角大于入射角，使得折射光线的发射偏折，“海市”奇景是由于光在不均匀的空气中发生折射形成的。 2.如图所示，在探究通电螺线管外部磁场分布的实验中，闭合开关后，通电螺线管的上端为_______极，将滑动变阻器的滑片向左移，铁钉吸起大头针的数量更_______（选填“多”或“少”）。 【答案】N；多 【解析】电流由上方流入螺线管，则由安培定则可知螺线管上端为N极。 将滑动变阻器的滑片向左移，变阻器阻值变小，电流变大，则螺线管磁性增强，吸起大头针的数量更多。 3.如图所示，小磁针在通电螺线管的磁场作用下静止，则电源的左端为电源的_______（选填“正”或“负”）极。 【答案】正 【解析】从图可知，小磁针的右端是S极，左端为N极；由于同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，通电螺线管的右端是N极，左端是S极；根据安培定则，伸出右手握住螺线管使大拇指指示通电螺线管的N极，则四指弯曲所指的方向为电流的方向，所以电流从左端流入，则电源的左端为正极。 4.如图所示是一种水位自动报警器的原理图。当水位到达金属块A时，_______灯亮；控制电路的电源右端为正极时，电磁铁的上端为_______极（一般的水都能导电）。 【答案】红；N 【解析】当水位到达金属块时，左端的控制电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使红灯电路接通，红灯亮。 根据安培定则，用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向（控制电路电源右端为正极，电流从电磁铁下端流入），则大拇指所指的那端（电磁铁上端）为N极。 5.（2025·山东滨州·二模）如图所示，已经将电磁铁接外电源，则图中P为磁体_______极（选填“N”或“S”）。将线圈abcd接入LED和小灯泡，闭合开关后摇动手柄（未画出）使线圈abcd转动，LED和灯泡可发光。此过程，线圈abcd将_________能转化为_______能。在方框内画出图中LED和小灯泡发光时的电路图（已经画出LED和等效电源）。 【答案】S；机械；电 【解析】根据右手安培定则，四指的方向为电流的方向，大拇指的方向为N极的指向，故图中P为磁体S极。 闭合开关后摇动手柄（未画出）使线圈abcd转动，LED和灯泡可发光，消耗了机械能，产生了电能，能量转化为机械能转化电能。 如图所示，开关在干路上，灯泡与LED并联，故如图所示： 6.如图所示为车库积水自动报警装置原理图，A、B位置可以安装电铃或者LED灯。当车库没有积水时LED灯亮，有积水时电铃响。则电铃应接在_______（选填“A”或“B”），已知LED灯的规格为“12V 6W”，灯泡正常发光时的电流是_______A。 【答案】B；0.5 【解析】生活用水是导体，当车库积水时，接通左边的控制电路，电磁铁有了磁性，吸下衔铁，动触点向下移动，接通电铃电路报警，即地面积水较深时，电铃响，根据设计要求，电铃应该安装在图中的B位置。 由P=UI可得，灯泡正常发光时的电流为： 7.如图所示是某同学设计的电子警察抓拍系统原理图，当有红光照射时，图中光敏电阻阻值几乎为零；当行人违规闯红灯时，就会接通摄像系统的电源，电磁铁的上端为 极；绿灯时行人过马路，电磁铁________（选填“有”或“没有”）磁性。 【答案】N/北；没有 【解析】根据图示可知，电流从电磁铁的下端流入，利用安培定则可判断出电磁铁的上端为N极；当有红光照射时，图中光敏电阻阻值几乎为零，则无红光照射时压敏电阻的阻值较大，电路电流很小很小，电磁铁没有磁性，衔铁被拉起，此时绿灯发光。 8.（2025·湖北·中考真题）欧姆当年研究电流跟电阻和电压关系时，电流大小还不能准确测量。他巧妙设计了如图所示的装置来测量电流，用一根细丝悬挂磁针，平行放置在导线上方，当电路中有电流时，导线周围产生________，因为力能改变物体的______________，所以磁针发生偏转，偏转角度就能反映电流大小。 【答案】磁场；运动状态 【解析】本题考查电流的磁效应以及力的作用效果的相关知识。解题的关键在于理解通电导线周围的物理现象以及力对物体产生的作用。 （1）分析通电导线周围的现象：当电路中有电流通过导线时，根据电流的磁效应，导线周围会产生磁场。这是一个基本的电磁学规律，即通电导体周围存在磁场。 （2）分析磁针偏转的原因：力具有改变物体运动状态的作用效果。在这个装置中，通电导线周围产生的磁场会对磁针施加力的作用。原本静止的磁针在受到这个力的作用后，其运动状态发生改变，从而发生了偏转。所以说力能改变物体的运动状态，这里通过磁针的偏转体现出来，并且偏转角度能反映电流大小。 9.（2025·湖北黄冈·模拟预测）某游乐室有一块能发电的地板，当小朋友们在上面跳跃时，小灯泡便会一闪一闪地发光。地板下方铺设的结构如图所示，踩踏地板时，固定在地面上的弹簧线圈做切割____________运动，使闭合电路中产生__________（选填“交流电”或“直流电”）。该装置中的磁体和线圈相当于电路中的________（选填“电源”或“用电器”）。 【答案】磁感线；交电流；电源 【解析】（1）确定弹簧线圈的运动类型：踩踏地板时，固定在地面上的弹簧线圈做切割磁感线运动，这是产生感应电流的必要条件。 （2）判断产生的电流类型：由于小朋友跳跃使磁体往复运动，线圈切割磁感线 的方向不断改变，依据安培定则，产生的感应电流 方向也会周期性变化，因此产生的电流是交流电。 （3）确定磁体和线圈在电路中的作用：该装置中的磁体和线圈通过电磁感应将机械能转化为电能，为小灯泡等用电器提供电能，因此它们相当于电路中的电源。 故答案为：磁感线；交流电；电源。 10.（2025·陕西·模拟预测）如图甲所示，是小林设计的盐水密度控制模拟装置，A物体始终浸没在盐水中，R为定值电阻， RF为力敏电阻，其阻值随下方轻质细线拉力的变化关系如图乙所示。已知U=12V，物体A的体积VA=100cm3，质量mA=160g，当电磁铁线圈中的电流I≥0.048A时，铁质开关K被吸上，当 I≤0.04A时，K被释放，从而通过控制水泵向容器中注水使盐水密度保持在一定范围内，此装置所能控制的最大盐水密度为1.3g/cm3。电磁铁线圈电阻忽略不计，假设水加入容器后与盐水立刻混合均匀。闭合开关S，电磁铁上端为_______极，定值电阻R的阻值为_______Ω；此装置所能控制的最小盐水密度为_______ g/cm3。若控制电路电源电压U降低，需适当________（选填“增大”或“减小”）R的阻值才能使盐水密度仍保持在上述范围内。（g=10N/kg） 【答案】S；50Ω；1.1×103kg/m3（或1.1g/cm3） 【解析】（1）由图可知，电流从螺线管上端流入，根据安培定则，电磁铁上端为S极，下端为N极。 （2）首先计算物体A的重力： GA=mAg=ρAVAg=1.6×103kg/m3×100×10−6m3×10N/kg=1.6N 当盐水密度最大为1.3g/cm3时，物体A所受最大浮力： F浮最大=ρ最大VAg=1.3×103kg/m3×100×10−6m3×10N/kg=1.3N 此时轻质细线拉力最小： F最小=G−F浮=1.6N−1.3N=0.3N 根据图乙，F最小=0.3N时力敏电阻RF=200Ω，此时开关K吸上，电路电流I=0.048A，电路总电阻： 根据串联电阻规律，定值电阻： R=R总−RF=250Ω−200Ω=50Ω （3）当电流I′=0.04A时，开关K被释放，停止放水，此时电路总电阻： 此时力敏电阻阻值： RF′=R总′−R=300Ω−50Ω=250Ω 由图乙可知此时拉力F最大=0.5N，物体A所受最小浮力： F浮最小=G−F最大=1.6N−0.5N=1.1N 最终计算最小盐水密度： （4）若控制电路电源电压U降低，为了保持控制电路中的电流不变，需适当减小电路总电阻，减小R的阻值才能使盐水密度仍保持在上述范围内。 故答案为：S；50；1.1；减小。 二、选择题： 11.在水平桌面上放置一条形磁体，磁体上盖有一薄玻璃板，在玻璃板上均匀地撒上一些细碎的铁屑，然后轻敲玻璃板，发现铁屑在玻璃板上有规律地排列，如图所示。则下列说法中正确的是（　　） A.用碎纸屑代替铁屑重做实验，纸屑也能有规律地排列 B.用其他任何金属碎屑重做实验，金属屑都能有规律地排列 C.根据铁屑的排列规律，可以判断出条形磁体周围各位置的磁场方向 D.磁体两端附近聚集的铁屑较多而中间铁屑较少，是因为条形磁体两端的磁性较强 【答案】D 【解析】AB.铁屑在玻璃板上有规律地排列，是因为铁是磁性材料，在磁场中受到磁场力的作用，而碎纸屑不是磁性材料，也不是所有的金属都是磁性材料，故用碎纸屑或其他非磁性材料的金属代替铁屑重做实验，不能有规律地排列，故AB错误； C.根据铁屑的排列规律，可以判断出条形磁体周围磁场的大致分布以及磁性的强弱，但不能判断磁场方向，故C错误； D.磁性越强的位置对铁屑的吸引力就越强，铁屑就越多，故磁体两端附近聚集的铁屑较多而中间铁屑较少，是因为条形磁体两端的磁性较强，故D正确。 故选D。 12.2026年3月24日周末，妈妈给小明买了一个轮滑鞋，如图所示。它的轮子转动时可使轮子边缘的LED灯闪闪发光，选项中与此工作原理相同的是（　　） A.电风扇 B.电磁起重机 C.扬声器 D.动圈式话筒 【答案】D 【解析】轮子转动时，LED灯闪闪发光， LED灯发光。这是利用了电磁感应原理。 A.电风扇是利用电动机工作的，电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，故A不符合题意； B.电磁起重机是利用电流的磁效应工作，电磁铁中有电流通过时产生磁性，故B不符合题意； C.扬声器是通电的线圈在磁场中受到力的作用而运动，带动扬声器的纸盒振动发声，故C不符合题意； D.动圈式话筒是线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，利用电磁感应原理工作，故D符合题意。 故选D。 13.电话的听筒完成把电流信息还原成声音信息，即“电声转换”的任务。下面能反映出电话听筒工作原理的实验是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】电话的听筒是把强弱变化的电流通过磁场对电流的作用转化为声音信号，这与电动机的工作原理相同，均是通电导体在磁场中受力运动。 A.该实验是奥斯特实验，说明通电导线周围存在磁场，不符合听筒工作原理，故A不符合题意； B.图中是通电导体在磁场中受到力的作用的实验，符合听筒工作原理，故B符合题意； C.该实验是探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验，不符合听筒工作原理，故C不符合题意； D.图中是探究电磁感应现象的实验，是发电机的工作原理，不符合听筒工作原理，故D不符合题意。 故选B。 14.下列图中的实验能说明电动机工作原理的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】A.图示的是磁极间相互作用规律的探究实验，不是电动机的原理，故A不符合题意； B.图示的是闭合电路的导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流，是电磁感应现象，属于发电机的工作原理，故B不符合题意； C.图示的是奥斯特实验，说明了电流周围存在磁场，是电磁继电器的工作原理，故C不符合题意； D.图示的通电导体在磁场中受到力的作用，受力的大小与电流的大小、磁场强弱有关，是电动机的工作原理，故D符合题意。 故选D。 15.下列图中，用来研究电磁感应现象的实验装置是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】A.由图可知，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，研究的是电磁感应的实验，故A符合题意； B.由图可知，将通电导线放在小磁针之上，小磁针会发生偏转，研究的是通电导体周围存在磁场的实验，即奥斯特的电流的磁效应的实验，故B不符合题意； C.由图可知，可探究电磁铁的磁性强弱与电流大小和线圈匝数的关系，故C不符合题意； D.由图可知，闭合开关后，导体在磁场中运动，探究的是磁场对电流的作用，故D不符合题意。 故选A。 16.图甲中“福建舰”配备了电磁弹射车。当弹射车内的导体通过强大的电流时，战斗机就受到强大的电磁力而向前弹射飞出，如图乙所示。下列实验与电磁弹射车工作原理相同的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】由题意可知，电磁弹射装置的弹射车与战斗机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强大电流时，即可受到强大的推力，由此可知，其工作原理是通电导体在磁场中受力而运动。 A.图中是研究磁体周围存在磁场，与电磁弹射车的工作原理不相同，故A不符合题意； B.图中有电源，通电导体棒在磁场中受力而运动，即与电磁弹射车的工作原理相同，故B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，为电磁感应原理，与电磁弹射车的工作原理不相同，故C不符合题意； D.图中两个电磁铁串联，电流相同，线圈匝数不同，吸引大头针的数目不同，说明电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数有关，与电磁弹射车的工作原理不同，故D不符合题意。 故选B。 17.小区内路灯能根据光线亮暗情况实现自动控制，其电路原理如图所示，R1是定值电阻，R2是光敏电阻，其阻值大小随光照强度的增大而减小，当开关S1闭合，光线变暗时，下列判断正确的是（　　） A.电流表示数减小，电磁铁的磁性减弱，开关S2闭合 B.电流表示数减小，电磁铁的磁性增强，开关S2断开 C.电流表示数增大，电磁铁的磁性增强，开关S2闭合 D.电流表示数增大，电磁铁的磁性减弱，开关S2断开 【答案】A 【解析】当开关S1闭合，光线变暗时，光敏电阻的电阻变大，控制电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，电流表的示数变小，电磁铁的磁性减弱，对衔铁的吸引力减小，在右边弹簧的拉力作用下，动触点向下运动，开关S2闭合，故A正确，BCD错误。 故选A。 18.我国自行研制的第三艘航空母舰福建号采用了最先进的电磁弹射器。电磁弹射器的弹射车处于强磁场中，当弹射车内的导体有强电流通过时，弹射车就给舰载机提供强大的推力而快速起飞。下列各图能正确反映电磁弹射器工作原理的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】依题意电磁弹射器的弹射车处于强磁场中，当弹射车内的导体有强电流通过时，弹射车就给舰载机提供强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力运动，与电动机原理相同。 A.图A是奥斯特实验，说明电流周围存在磁场，故A不符合题意； B.图B是探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，故B不符合题意； C.图C有电源，通电导体在磁场中受力运动，是电动机原理，故C符合题意； D.图D没有电源，是探究电磁感应现象的实验，故D不符合题意。故选C。 19.如图为家庭电路中空气开关的原理图，P为电磁铁，Q为衔铁，下列分析正确的是（      ） A.空气开关跳闸，一定是电路的总功率过大引起的 B.电流过大时，图中P的磁性增强，吸引Q向左偏转，弹簧拉起S切断电路 C.将电饭锅接入三孔插座，电饭锅的金属外壳与地线相连 D.图中电磁铁P周围的磁场与蹄形磁体的磁场相似 【答案】BC 【解析】A.空气开关跳闸，可能是电路的总功率过大，也可能是发生了短路，故A错误； B.电磁铁的磁性强弱与电流的大小有关，电流过大时，图中P的磁性增强，吸引Q向左偏转，弹簧拉起S切断电路，故B正确； C.三孔插座的上孔接地线，将电饭锅接入三孔插座，电饭锅的金属外壳通过上孔接地线，故C正确； D.图中电磁铁P周围的磁场与条形磁体的磁场相似，故D错误。 故选BC。 20.（多选）如图是小明为某仓库设计的温度报警电路。R1为热敏电阻，其阻值随温度的变化而变化；R2为可调电阻。温度正常时指示灯L发光，当温度升高到报警温度时，指示灯熄灭，蜂鸣器报警。下列判断正确的是（　　） A.R1的阻值随温度的升高而增大 B.温度升高过程中，电磁铁磁性增强 C.若要调低报警温度，可将R2的阻值调大 D.若控制电路电源电压降低，报警温度将升高 【答案】BD 【解析】AB.当温度升高到报警温度时，指示灯熄灭，蜂鸣器报警，说明衔铁被吸下，电磁铁的磁性增强，电路中的电流变大了，根据欧姆定律可知，电路中的总电阻变小，R1的阻值变小了，即热敏电阻R1的阻值随探测温度的升高而减小，故A错误，B正确； C.控制电路的报警电流大小一定，即报警时控制电路总电阻一定，报警温度越低，热敏电阻的阻值越大，总电阻不变，应将R2的阻值调小，故C错误； D.若控制电路电源电压降低，要使控制电路电流达到报警电流，根据欧姆定律，电路总电阻将变小，则R1的阻值变小，因为热敏电阻R1的阻值随探测温度的升高而减小，则报警温度将升高，故D正确。 故选BD。 三、作图题： 21.如图所示，请在图中虚线框内标出磁体右端的磁极用“N”或“S”表示和A点磁感线的方向。 【答案】见解析 【解析】如图，磁感线是相互排斥的。且右侧磁体的左端是S极，则左侧磁体的右端为S极，再根据磁体外部磁感线从N极出发，回到S极，则A点磁感线方向指向右侧磁体的左端。如图如示： 22.如图所示，闭合开关S后，位于螺线管右侧的小磁针N极顺时针旋转90°。请在对应括号中标出电源的“+”、“-”极和通电螺线管左侧的极性。 【答案】见解析 【解析】小磁针N极顺时针向转右动，说明小磁针N极与通电螺线管右端相互排斥。则通电螺线管右端为N极，左侧为S极。根据右手螺旋定则可以判定出，通电螺线管正面导线的电流方向是向下的，则电源左端为正极，右端为负极，如图所示： 23.如图所示，闭合开关后，螺线管的磁感线分布如带箭头的虚线所示。请在虚线框内标出小磁针静止时的磁极。 【答案】见解析 【解析】磁体外部的磁感线由N极发出，回到S极，由螺线管的磁感线分布可知，通电螺线管的右端是N极，左端是S极。同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故小磁针左端为S极，右端为N极。如图所示： 24.某同学设计的冬季家庭温度自动控制器的工作原理如图所示。当室内温度低于25℃时温控开关闭合，绿灯不亮，加热电阻工作；当室温高于25℃时，温控开关断开，绿灯亮，加热电阻不工作，表示温度已经达到25℃。请根据以上要求，用笔画线代替导线，完成工作电路部分的连接。 【答案】见解析 【解析】根据题意可知，当室内温度低于25℃时温控开关闭合，绿灯不亮，加热电阻工作，这说明衔铁是被吸下的，动触点与下面的静触点接触，使得加热电阻工作；当室温高于25℃时，温控开关断开，绿灯亮，加热电阻不工作，这说明衔铁是被拉起，动触点与上面的静触点接触，使得绿灯工作；加热电阻与绿灯工作时互不影响，是并联的，如下所示： 四、实验探究题： 25.小丹做了一个有趣的实验，她将两个相同的玩具电机A、B的转轴用塑料管连接起来，图甲是电机A、B简易结构的示意图。 （1）如图乙所示，闭合开关S，电流通过电机B，B中线圈在磁场中会受到_______的作用转动起来，带动电机A中线圈转动，小灯泡发光。此时，电机A相当________（选填“用电器”“开关”或“电源”），这是利用了____________原理； （2）若想改变电机B中线圈的转动方向，可以通过改变___________来实现； （3）当电机B中线圈转动方向改变时，电机A中线圈的转动方向也随之改变，通过小灯泡的电流方向________（选填“会”或“不会”）改变。在电机A所在电路中添加______________（一种器材），用来判断电路中电流方向是否改变。 【答案】（1）力；电源；电磁感应；（2）电流方向；（3）会；发光二极管 【解析】（1）通电导体在磁场中会受到力的作用。如图乙，当有电流通过电机B，B中线圈在磁场中会受到力的作用，从而使线圈转起来；B中线圈带动A中线圈转动，导体做切割磁感线的运动产生电流，小灯泡发光，这种现象称为电磁感应现象，此时的电机A相当于电源。 （2）通电导体在磁场中要受到力的作用，受到的力的方向跟电流方向和磁场方向有关，电机B中磁场方向是固定的，所以只能通过改变电流方向来改变导体在磁场中的受力的方向。 （3）当电机B中线圈转动方向改变时，电机A中线圈的转动方向也会随之改变，线圈的转动方向不同，所产生的电流方向也会发生变化，即通过小灯泡的电流方向会发生改变。 发光二极管具有单向导电性，所以可以在电机A所在电路中添加一个发光二极管，用来判断电路中电流方向是否改变。 26.小明在课外社团活动中进行了一系列的实验探究。 （1）小明连接了如图甲所示的电路，发现闭合开关，当电流通过导线时，小磁针发生偏转，断开开关，无电流通过导线时，小磁针不发生偏转。由此，他初步得出的结论是__________________________； （2）小明将导线绕成螺线管，在周围洒满铁屑。闭合开关，轻轻敲动后，发现铁屑分布和小磁针静止时的指向如图乙所示，由此判断，通电螺线管外部的磁场分布与________磁铁周围的磁场分布是相似的；断开开关，小明将电源正负极对调，闭合开关后，小磁针的北极指向________（选填“改变”或“不改变”），此操作的目的是探究通电螺线管外部的磁场方向与_____________是否有关； （3）小明猜想通电螺线管磁场强弱可能与线圈匝数和电流大小有关，他按图丙连接电路。 实验中，他将开关 S 从 a 换到 b 上时，调节滑动变阻器，观察电流表示数及吸引的铁钉数目，此时调节滑动变阻器是为了_______________________，从而探究通电螺线管磁场强弱与___________的关系。 【答案】（1）电流周围存在磁场；（2）条形；改变；电流方向；（3）控制电流大小不变；线圈匝数 【解析】（1）闭合开关，闭合回路中都会有电流，则螺线管有电流通过，能产生磁场，使小磁针偏转，由此得到结论：电流周围存在磁场。 （2）通过实验，画出通电螺线管的磁感线，根据通电螺线管的磁感线分布形状可知，通电螺线管外部的磁场和条形磁体外部的磁场一样，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极。 如果改变螺线管中的电流方向，发现小磁针的指向对调，南北极所指方向发生了改变，实验时控制其它因素不变，只改变电流方向，通过观察小磁针指向来判断磁场方向是否改变，所以此操作的目的是，探究通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向是否有关。 （3）实验中，他将开关S从a换到b上时，连入电路的线圈匝数发生了变化，为了保证电流不变，应调节变阻器的滑片P，控制两次实验的电流大小不变，再次观察电流表示数及吸引的回形针数目，这样才能探究出通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系。 五、计算题： 27.（2025·山东烟台·中考真题）为了节约电能又不影响照明，工人师傅设计出一个路灯改造方案。此前，每个路灯装有一只“220V 100W”的灯泡L0。此次改造要为每个路灯加装一只相同规格的灯泡L，并安装一个电磁控制感应装置，当夜幕降临时，光控开关闭合，路灯处于低功率的柔光状态；当行人走进感应区时，灯光瞬间变亮，离开感应区时，路灯又恢复原来的柔光状态。图甲是设计的电路（加装的灯泡L未画出），控制电路的电源电压恒为4.5V，压敏电阻R的阻值随压力大小变化的图像如图乙所示，当通过电磁铁的电流等于或大于临界值时，衔铁会被电磁铁吸引而转换触点。工作电路的电源电压220V不变，不考虑灯丝电阻变化，电磁铁线圈电阻忽略不计。 （1）为达到改造要求，工人师傅需要将灯泡L接在电路中_______（选填“A”或“B”）处。从安全用电角度考虑，工作电路的导线________（选填“C”或“D”）端应接火线。 （2）若控制电路中R1接入的阻值为55Ω，当感应区上受到的压力时，衔铁被电磁铁吸引转换触点，则感应装置中电磁铁的电流临界值是多少？保持电磁铁电流临界值不变，要想让重力更小的人经过感应区时路灯变亮，写出一种可行的改进办法。 （3）若某路灯每天工作总时间为10h，处于柔光状态的时间累计为8h，求改造后这个路灯在六月份（30天）节约的电能（控制电路消耗的电能忽略不计）。 （4）如图丙所示，在方案实施过程中，工人师傅改装完某处的路灯后，需要把重为200N的材料车沿倾斜路面推至下一路灯处，M、N是途经的两点。已知MN两点间的距离为20m，竖直的灯杆与路面夹角为60°，材料车受到的摩擦力大小是其重力的0.05倍。假设推力F的方向始终与倾斜路面平行，求工人师傅将材料车从M点匀速推至N点的过程中推力F做的功。 【答案】（1）A；D；（2）0.036；减小滑动变阻器R1接入的阻值；（3）4.32×107J；（4）2200J 【解析】（1）当人走进压力感应区时，压力增大，由乙图可知，电阻R的阻值变小，控制电路的总电阻变小，根据可知，电压一定是，电路变大，电磁铁磁性增强，动触点被吸到右边静触点与B接触，此时只与L0接入电路，灯光亮，故灯泡L接在电路中A处。 根据安全用电的要求，开关应接在火线的用电器之间，所以工作电路的导线D端应接火线。 （2）由于题意可知，当感应区上受到的压力F=300N时，衔铁被电磁铁吸引转换触点，此时电流即为感应装置中电磁铁的临界值。由乙图可知，当压力F=300N时，电阻R=70Ω，且与R1串联，根据欧姆定律可知电流的临界值为： 重力更小的人，压力更小，由图乙可知，R更大，保持电磁铁电流临界值不变，根据可知，可减小滑动变阻器R1接入的阻值。 （3）处于柔光状态工作时，加装的灯泡L与灯泡L0串联，又两灯泡规格相同，根据串联电路电压规律可知，每个灯泡两端的实际电压为110V，由于灯丝电阻不变，所以有： 灯泡的实际功率为： L与L0串联的总功率：P总=2P实=2×25W=50W 每天节省的电能为：W=(ΔP额-P总)t=(100W-50W)×8×3.6×103s=1.44×106J 30天节约的电能为：W总=30×1.44×106J=4.32×107J （4）推力F既克服重力做有用功，又要克服摩擦力做额外功，所以推力做的功等于有用功和额外功之和，所做的有用功为：W有用=Gh=200N×20m×sin（90°-60°）=2000J 摩擦力大小为：f=0.05G=0.05×200N=10N 克服摩擦力所做的额外功为：W额外=fs=10N×20N=200J 所以推力F做功为：W=W有用+W额外=2000J+200J=2200J 第 60 页 共 71 页 学科网（北京）股份有限公司 $