第20章电与磁单元练习（河南专用）2026-2027学年物理人教版九年级上学期

第20章电与磁单元练习（河南专用） 2026-2027学年物理人教版九年级上学期 【知识梳理】电与磁 · 必备核心知识点 一、磁现象与磁极：物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性，具有磁性的物体叫磁体。磁体上磁性最强的部分叫磁极，任何磁体都有两个磁极（N 极和 S 极），且 N、S 极总是成对出现的，目前还没有发现只有单个磁极的磁体。磁极间的相互作用规律是：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫磁化，铁、钴、镍能被磁体磁化（钢被磁化后磁性不易消失，可用来制作永磁体）。 图1　司南：磁体具有指向性，静止时勺柄（柢）指南北 二、磁场与磁感线：磁体周围存在着磁场，磁场是一种真实存在的特殊物质，磁体间的相互作用就是通过磁场发生的；而磁感线是为了形象地描述磁场而人为引入的假想曲线，它并不真实存在。磁体外部的磁感线都从 N 极出发，回到 S 极；磁体内部的磁感线从 S 极指向 N 极，磁感线是闭合曲线。磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向，也就是放在该点的小磁针静止时 N 极所指的方向；磁感线越密的地方磁场越强。 图2　条形磁体周围的磁感线：磁体外部磁感线从 N 极出发，回到 S 极 三、地磁场与磁偏角：地球本身是一个巨大的磁体，地球周围存在的磁场叫地磁场。地磁场的 N 极在地理南极附近，S 极在地理北极附近。磁针指南北就是因为受到地磁场的作用，根据异名磁极相互吸引，小磁针的 N 极指向北方。地磁两极与地理两极并不重合，磁针所指方向与地理南北方向略有偏离，这一现象叫磁偏角，我国宋代学者沈括最早记录了它。司南（指南针）能指南北，靠的也是地磁场。 图3　地球是一个巨大的磁体：地磁的 S 极在地理北极附近，N 极在地理南极附近 四、电流的磁效应（奥斯特实验）：1820 年丹麦物理学家奥斯特发现，通电导线周围存在磁场，磁场方向与电流方向有关，这一现象叫电流的磁效应，它把电学和磁学联系了起来。奥斯特实验的结论：通电导体周围存在磁场；改变电流方向，小磁针偏转方向随之改变，说明磁场方向与电流方向有关。把小磁针移走，通电导线周围的磁场依然存在。 图4　奥斯特实验：左为导线触接前，右为触接（通电）后小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在磁场 五、安培定则（右手螺旋定则）与通电螺线管的磁场：用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那一端就是螺线管的 N 极。通电螺线管外部的磁场与条形磁体外部的磁场相似——两端磁性强、中间磁性弱；螺线管的极性由电流方向和线圈的绕法共同决定。用铁屑可以显示磁场分布，用小磁针可以判断磁场方向；通电后轻敲纸板（玻璃板）是为了减小铁屑与板面间的摩擦，使铁屑能被磁化后沿磁场方向有序排列。 图5　安培定则：右手握住螺线管，四指指向螺线管中电流的方向，拇指所指的那一端就是 N 极 六、电磁铁及其磁性强弱：内部插入铁芯的通电螺线管叫电磁铁，铁芯被磁化后使磁场大大增强。电磁铁磁性强弱与线圈中的电流大小、线圈匝数、有无铁芯有关：电流越大、线圈匝数越多、插入铁芯，磁性越强。电磁铁的优点是可以方便地控制磁性的有无、强弱和极性，因而被广泛用于电铃、电磁起重机、磁悬浮列车、电磁继电器等装置。 图6　电磁铁：螺线管内插入铁芯后磁性大大增强；调节滑动变阻器改变电流，可改变磁性强弱 七、电磁继电器：电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关，其核心是电磁铁和衔铁，原理是电流的磁效应。它是用低电压、弱电流的控制电路去控制高电压、强电流的工作电路，从而实现远距离操作和自动控制（如水位自动报警器、温度自动控制、汽车超载记录器等）。分析时按“控制电路电流变化 → 电磁铁磁性强弱变化 → 衔铁是否被吸下 → 触点接通哪一路 → 工作电路哪个用电器工作”的顺序推理。 图7　电磁继电器：用低电压、弱电流的控制电路，去控制高电压、强电流的工作电路 八、磁场对通电导体的作用（电动机的原理）：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场方向都有关，只改变其中一个方向，受力的方向就随之改变。电动机就是利用通电线圈在磁场中受力而转动制成的，工作时把电能转化为机械能；直流电动机中还有换向器，用来在线圈转过平衡位置时自动改变线圈中的电流方向。动圈式扬声器也是把电信号转化为机械振动（先受力运动，再带动纸盆发声）。 图8　有电源：通电导体在磁场中受力运动——电动机的原理 九、电磁感应（发电机的原理）：1831 年英国物理学家法拉第发现，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流，这种现象叫电磁感应。产生感应电流的两个条件：电路必须是闭合的；电路中的一部分导体必须做切割磁感线运动。感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向都有关，只改变其中一个方向，感应电流的方向就改变。发电机、动圈式话筒、风力发电机都利用电磁感应原理制成，工作时把机械能转化为电能。 图9　无电源、接灵敏电流计：闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时产生感应电流——发电机的原理 十、能量转化与效率：电动机工作时电能主要转化为机械能，同时由于线圈有电阻，会有一部分电能通过电流的热效应转化为内能（焦耳定律 Q＝I²Rt，发热损耗的功率 P热＝I²R）；发电机把机械能转化为电能；电磁继电器把电能转化为磁场能再转为机械能。能量利用率（效率）＝有效利用的能量 ÷ 总能量 × 100%，注意“消耗的总能量”是燃料完全燃烧放出的热量（Q＝qm）或电源提供的电能（W＝UIt、W＝Pt）。 【分层优化】按知识模块与能力层级编排 本练习依据人教版九年级全一册第二十章《电与磁》，选取 2025—2026 学年第一学期河南省各地市期末真题，参照河南九年级物理期末命题特点，按“基础巩固—能力进阶—综合应用—综合拓展”四个层级编排，由易到难、注重基础、逐层递进。A、B 层为必做，C、D 层为提高与拓展；整体难度控制在 0.70 左右，题目难度系数区间 0.46～0.95，符合河南九年级期末教学实际。下表为分层说明（层级 × 知识模块 × 对应大题）： 层级 训练主题（知识模块） 对应大题（新题号） A　基础巩固 磁体与磁极、磁化、磁场与磁感线、地磁场与磁偏角、奥氏实验与法拉第的发现、电动机与发电机原理的基本辨识 第1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11题 B　能力进阶 安培定则判断螺线管极性、通电螺线管外部磁场与条形磁体相似、电磁铁磁性强弱的影响因素、通电导线周围磁场与电磁感应的生活应用、基础实验观察与单任务磁极作图 第12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24题 C　综合应用 电磁继电器与动态电路的多步推理、光敏/热敏电阻控制、通电螺线管外部磁场与感应电流产生条件的实验探究、多任务规范作图 第25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36题 D　综合拓展 电磁继电器复杂情境的完整推理链、电路设计与滑动变阻器接法、电热与能量效率的计算、科普阅读与能量利用率评估 第37、38、39、40、41、42、43、44、45、46题 【方法地图】七类问题的判断入口 下面七句是各层题目反复用到的判断入口，先记住“看什么”；完整的步骤与易错点在卷末【方法总结】里，做完题再逐条对照，效果更好。 栏目 判断抓手 一、磁场与磁感线 看真假：磁场是真的，磁感线是假想的；线越密处磁场越强 二、地磁场 看方向：地磁 N 极在地理南极附近（南北颠倒） 三、安培定则 看绕线：右手握管，四指顺电流，拇指所指为 N 极 四、电磁继电器 看电流链：电流变 → 磁性变 → 衔铁吸合 → 电路通断 五、受力还是感应 看电源：有电源是通电导体受力，没电源是电磁感应 六、规范作图 看顺序：定磁极 → 判电流 → 标极性 → 画箭头 → 代回自检 七、能量与效率 看两头：有效能量 ÷ 总能量；非纯电阻发热用 P＝I²R A层　基础巩固 · 磁现象、磁场与电与磁的基本原理 本部分覆盖电与磁的入门概念：磁体的两个磁极与磁极间的作用规律（同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引）、磁化现象、磁场是真实存在的物质而磁感线是为描述磁场引入的假想曲线、磁体外部磁感线从 N 极出发回到 S 极、地磁场与磁偏角（沈括最早记录）、奥斯特实验证明的电流的磁效应、法拉第发现的电磁感应，以及“通电导体在磁场中受力（电动机）”与“电磁感应（发电机）”两大原理在常见装置中的分辨；并能在司南、电磁弹射器、纯电动汽车等生活与科技情境中作单点判断。以概念辨识、现象判断和物理学史识记为主，不需要多步推理。难度参考区间 0.76～0.95，重在夯实基础，为必做内容。 【本部分题目】第 1–11 题（共11题） 1．（2026河南九上郑州中原期末）每一次物理学上的重大发现都会促进人类社会的进步，我国宋代学者______最早记录了磁针南北方向与地理南北方向略有偏离，丹麦物理学家奥斯特发现了______（选填“电流的磁效应”或“电磁感应”），证实通电导线周围存在磁场，英国物理学家______做了大量实验，最终发现了利用磁场产生电流的条件和规律。 【答案】 沈括 电流的磁效应 法拉第 【详解】[1]我国宋代学者沈括最早记录了磁针南北方向与地理南北方向略有偏离。 [2]丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，证实通电导线周围存在磁场。 [3]英国物理学家法拉第做了大量实验，最终发现了利用磁场产生电流的条件和规律。 2．（2026河南九上南阳唐河期末）有“小阿勒泰”之称的唐河县湖阳镇龙山上51座“大风车”随风旋转，源源不断的输出电能。这些风力发电机的工作原理是______，它是由科学家______最先发现的。 【答案】 电磁感应 法拉第 【详解】[1][2]这些风力发电机将机械能转化为电能，其工作原理是电磁感应，这一原理是由科学家法拉第最先发现的。 3．（2026河南九上市县级期末）关于磁场和磁感线，以下说法错误的是（    ） A．磁体周围存在着磁感线 B．磁体之间的相互作用是通过磁场产生的 C．磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极的 D．磁场中，小磁针静止时北极所指的方向为该点磁场的方向 【答案】A 【详解】A、磁感线是为了描述磁场而引入的一种假想的线，磁感线不是真实存在的，故A错误，符合题意； B、磁极间的相互作用是通过磁场发生的，故B正确，不符合题意； C、磁体外部的磁感线是从它的北极出来，回到它的南极，故C正确，不符合题意； D、磁场中的小磁针静止时，北极所指的方向跟该点的磁场方向一致，为该点的磁场方向，故D正确，不符合题意。 故选A。 4．（2026河南九上南阳南召期末）物理学的每一次重大发现，都为人类的文明和发展做出了杰出的贡献。丹麦物理学家___________通过实验证明了电流周围存在磁场，将电学和磁学联系起来。公元一世纪初，东汉学者王充在《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南”，“柢”即勺柄，如图所示，“柢”是磁体的___________（选填“N”或“S”）极。 【答案】 奥斯特 S 【详解】[1]根据物理学史可知，丹麦物理学家奥斯特通过实验发现了电流的周围存在磁场，即电流的磁效应。 [2]柢指南，指向地理的南方，即地磁的北极，根据异名磁极互相吸引，因此“柢”是磁体的S极。 5．（2026河南九上市县级期末）图中a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分。当导线a在磁场中按箭头方向运动时，不能产生感应电流的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由图可知，A、C、D中的闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，所以都会产生感应电流；B中的导体上下运动，没有切割磁感线，所以不会产生感应电流；故B符合题意。 故选B。 6．（2026河南九上市县级期末）如图，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 【详解】[1]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。 [2]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。 7．（2026河南九上南阳内乡期末）我国自行研制的航空母舰——福建舰，采用了最先进的电磁弹射器。它的弹射车与舰载机的前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通入强电流时，立即产生强大的推力，使舰载机快速起飞。以下能反映电磁弹射器的工作原理是（　　） A．电磁铁 B．发电机 C．电动机 D．动圈式话筒 【答案】C 【详解】它的弹射车与舰载机的前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通入强电流时，立即产生强大的推力，使舰载机快速起飞，利用的原理是通电导线在磁场中受到力的作用； A．如图所示，探究电磁铁磁性强弱的影响因素，利用电流的磁效应，故A不符合题意； B．如图所示，没有电源，是发电机的原理，是利用电磁感应现象，故B不符合题意； C．如图所示，是电动机，是利用通电导线在磁场中受到力的作用，故C符合题意； D．动圈式话筒是将声转化为电，是利用电磁感应现象，故D不符合题意。 故选C。 8．（2026河南九上市县级期末）司南是我国早期的指南针。小科将条形磁体置于塑料勺内，在勺下垫泡沫，一起置于装水的纸盘中，漂浮在水面上，能自由转动，从而得到一个仿制“司南”（如图所示），下列说法正确的是（   ） A．“司南”静止时勺柄指南，标为N极 B．“司南”能指南北是受地磁场的作用 C．“司南”的纸盘换成铁盘后也能正常使用 D．“司南”勺柄的指向与勺内磁体的磁极方向无关 【答案】B 【详解】A．“司南”静止时勺柄指南，就是南极，为S极，故A错误； B．“司南”能指南北是因为受到地磁场的作用，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引的特点从而起到指南北作用的，故B正确； C．“司南”实质上是一个条形磁体，对铁、钴、镍等物质具有吸引作用，如果将纸盘换做铁盘，则会由于铁盘的吸引作用而无法指南北，故C错误； D．“司南”勺柄的为S极，与地磁场的N极相互吸引，因此才具有指南北的性质，故D错误。 故选B。 9．（2026河南九上郑州期末）中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中记载：“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东。”下列说法正确的是（　　） A．地磁场的极在地球上地理的北极附近 B．铁针具有磁性是磁石将磁性传递给了它 C．小磁针指南北方向是因为受地磁场作用 D．“微偏东”是因东半球磁性比西半球强 【答案】C 【详解】A．地球是个巨大的磁体，地磁场的S极在地理的北极附近，地磁场的N极在地理的南极附近，故A错误； B．用磁石磨铁针，铁针能指南，则铁针获得磁性，是铁针被磁化，不是磁石将磁性传递给了它，故B错误； C．地球是个巨大的磁体，所以小磁针能够指南北是受地磁场作用，故C正确； D．由于地理的两极与地磁场的两极存在磁偏角，所以小磁针指南时“微偏东”，故D错误。 故选C。 10．（2026河南九上市县级期末）据新华网报道，中国新能源汽车的产销量已经连续九年位居世界第一，其中纯电动汽车占据了较大比重。下列实验与纯电动汽车工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】纯电动汽车行驶时依靠电动机工作提供动力，所以纯电动汽车工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。 A．A实验装置中，小磁针发生了偏转，说明了通电导线周围存在磁场，是电流的磁效应，与纯电动汽车工作原理不同，故A不符合题意； B．B实验装置中，两个电磁铁串联，通过电磁铁的电流相等，但是电磁铁上线圈匝数不同，探究的是电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，与纯电动汽车工作原理不同，故B不符合题意； C．C实验装置中，开关闭合后，导体棒左右运动时能使电流计指针发生偏转，是电磁感应现象，与纯电动汽车工作原理不同，故C不符合题意； D．D实验装置中，开关闭合后，导体棒会运动，即通电导体在磁场中受到力的作用，与纯电动汽车工作原理相同，故D符合题意。 故选D。 11．（2026河南九上市县级期末）如图所示实验装置的原理与电动机的工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．电动机是根据通电导线在磁场中受力原理制成的。图为动圈式话筒，利用电磁感应原理工作的，故A不符合题意； B．图为探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，说明线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁磁性越强，故B不符合题意； C．图为探究电磁感应实验装置，说明闭合电路部分导体切割磁感线时会产生感应电流，故C不符合题意； D．闭合开关，通电导体在磁场中受力运动，是电动机的原理图，故D符合题意。 故选D。 B层　能力进阶 · 通电螺线管的磁场与常见装置的应用 在 A 层基础上向前推进一步：用安培定则（右手螺旋定则）判断通电螺线管的极性、由极性反推电流方向；认识通电螺线管外部磁场与条形磁体外部磁场相似——两端磁性强、中间磁性弱，理解电磁铁磁性强弱与电流大小、线圈匝数、有无铁芯有关；在水果电池螺线管、白炽灯灯丝抖动、汤姆孙阴极射线、指南针 N 极指向、自制电风扇、磁悬浮地球仪等生活与科技装置中辨认“通电导体在磁场中受力”和“电磁感应”两类原理。本层开始引入实验观察（用铁屑显示磁场分布、用小磁针判断磁场方向）与单任务的磁极/方向作图，但推理链条短、指向明确。难度参考区间 0.70～0.74，体现由易到难的递进。 【本部分题目】第 12–24 题（共13题） 12．（2026河南九上市县级期末）当电流通过灯丝，白炽灯的灯丝就会发热发光。小明向同学介绍自己观察白炽灯的新发现：将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝，如图所示，可以观察到灯丝晃动。你认为小明的发现是___________  （填“真的”或“假的”），支持你观点的理由是：___________。 【答案】 真的 通电导体在磁场中受力运动，导体的受力方向与磁场方向和电流的方向都有关，所以将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝，因灯泡中有电流通过，并且是交流电，所以灯丝会受到磁场力的作用，并且受力的方向在时刻改变，灯丝会抖动，故小明的发现是真的。 【详解】略。 13．（2026河南九上市县级期末）开关S闭合后通电螺旋管和条形磁铁A之间磁感线的形状如图所示，请在图中标出三条磁感线的方向和条形磁铁A的两个磁极。 ( ) 【答案】 【详解】电流从电源正极流出，则通电螺线管外侧电流从下至上，根据安培定则可知，通电螺线管左侧为N极，右侧为S极，磁感线从磁体N极发出，进入S极，故三条磁感线方向均向左，条形磁铁左侧为N极，右侧为S极。如图所示 14．（2026河南九上南阳邓州期末）请你根据图示情况标出小磁针静止时右侧的磁极名称。 【答案】 【详解】由图可知，电流从螺线管的左端流入，右端流出，由安培定则可知，通电螺线管的左端为N极，右端为S极。磁体外部磁感线从N极发出，回到S极，且磁感线的方向与静止在该点小磁针的N极指向相同，则小磁针的右端为N极，如图所示： 15．（2026河南九上郑州期末）如图是某同学自制的简易热机模型，在易拉罐内装适量水，在瓶口密封安装一根吸管，吸管正对着小风扇。当点燃下方的蜡烛后，可以看到吸管前方的小风扇转动起来。下列原理与其相同的是（　　） A．手摇发电机 B．点燃蜡烛后走马灯会转动 C．向下压缩引火仪 D．铜线圈转动 【答案】B 【详解】当点燃下方的蜡烛后，蜡烛燃烧将化学能转化为内能，可以看到吸管前方的小风扇转动起来，此时内能转化为小风扇的机械能。 A．手摇发电机利用电磁感应现象，将机械能转化为电能，故A不符合题意； B．点燃蜡烛后走马灯会转动，蜡烛燃烧将化学能转化为内能，内能转化为走马灯的机械能，故B符合题意； C．向下压缩引火仪，将机械能转化为内能，故C不符合题意； D．铜线圈转动，是由于通电导体在磁场中受力的作用，将电能转化为机械能，故D不符合题意。 故选B。 16．（2026河南九上南阳邓州期末）下列说法中正确的是（　　） A．普通温度计是利用物体热胀冷缩的性质工作的 B．与丝绸摩擦的玻璃棒带正电是因为玻璃棒的原子核束缚电子的能力强 C．电动机的工作原理是电磁感应 D．使用测电笔检查电路时，手要触碰到笔尾金属体 【答案】D 【详解】A．普通温度计是利用测温液体的热胀冷缩性质工作的，故A错误； B．与丝绸摩擦的玻璃棒带正电，是因为玻璃棒的原子核束缚电子的能力弱，从而失去电子，故B错误； C．电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，而电磁感应是发电机的工作原理，故C错误； D．使用测电笔检查电路时，手要触碰到笔尾金属体，这样在接触火线时才能形成通路，使氖管发光，故D正确。 故选D。 17．（2026河南九上南阳桐柏期末）在下图中根据小磁针指向标出通电螺线管中的电流方向。 【答案】 【详解】异名磁极相互吸引，故通电螺线管的左端为N极，根据右手螺旋定则可知，螺线管中电流由右侧流入、左侧流出，据此作图。 18．（2026河南九上南阳新野期末）如图甲是小明在做“探究通电螺线管外部磁场的分布”实验时的装置。 (1)在固定有螺线管的硬纸板上均匀地撒满铁屑，通电后________纸板，从而减小铁屑与纸板间的摩擦，铁屑在磁场中被磁化，从而在磁场中有序地排列起来，如图甲所示。 (2)根据图甲中铁屑的分布情况可知，通电螺线管外部的磁场与________磁体外部的磁场分布相似。 (3)去掉铁屑，在螺线管周围摆上小磁针后，闭合开关，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示；为了进一步判断通电螺线管的极性与螺线管中电流方向之间的关系，接下来的操作是______。 (4)如果实验时发现磁场较弱，小磁针偏转角度不明显，为增强螺线管的磁场，可行的措施：_________。（写出一种方法即可） 【答案】(1)轻敲 (2)条形 (3)对调电源正负极，观察小磁针N极指向的变化 (4)在螺线管中插入一根铁芯/增加螺线管的线圈匝数（合理即可） 【详解】（1）通电后轻敲纸板，让铁屑短暂离开纸板，减小铁屑与纸板的摩擦，使铁屑可以在磁场作用下有序排列。 （2）根据实验现象，通电螺线管外部磁场两端磁性强、中间磁性弱，分布和条形磁体外部磁场相似。 （3）要探究通电螺线管极性和电流方向的关系，需要改变螺线管中的电流方向，最简便的操作就是对调电源正负极，再观察小磁针N极指向的变化，总结规律。 （4）通电螺线管磁性强弱和电流大小、线圈匝数、有无铁芯有关：电流越大、线圈匝数越多、插入铁芯都可以增强磁性，任选一种合理方法即可。 19．（2026河南九上南阳南召期末）小明和他的学习小组在“探究通电螺线管外部磁场”的实验中，采用了如图甲所示的实验装置。 (1)将螺线管安装在一块有机玻璃板上，连入电路中。在玻璃板面上均匀地洒满铁屑、闭合开关并___________玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示，可见，通电螺线管外部的磁场分布与___________（选填“蹄形”或“条形”）磁体的磁场分布相似。 (2)为了进一步探究通电螺线管外部磁场的方向，同学们把小磁针放在螺线管四周不同的位置并闭合开关，小磁针静止时N 极所指的方向如图乙所示（涂黑的一端是N极），则此时通电螺线管的A 端为___________（选填“N”或“S”）极；放置的小磁针数量越___________，越能清楚地看出磁场分布情况。 (3)小明进行了某一操作后，闭合开关，小磁针静止时N极所指的方向与图乙相反，该操作可能是下列选项中的___________（选填序号）。 A．滑动变阻器滑片向右移 B．电源正负接线柱对调 C．玻璃板面上多撒一些铁屑 (4)根据以上图中的实验现象推断，通电螺线管的内部___________（选填“有”或“没有”）磁场，依据是：___________。 【答案】(1) 轻敲 条形 (2) N 多 (3)B (4) 有 铁屑在通电螺线管内部的分布是有规律的 【详解】（1）[1][2]在玻璃板面上均匀地洒满铁屑、闭合开关后，需要轻敲玻璃板面，使铁屑可以自由转动，被磁化后在磁场中有序排列，观察到铁屑分布情况如图甲所示，可见，通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体的磁场分布相似。 （2）[1][2]根据小磁针静止时N极所指的方向如图乙所示（涂黑的一端是N极），依据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可知此时通电螺线管的A端为N极；放置的小磁针数量越多，越能清楚地看出磁场分布情况。 （3）通电螺线管外部磁场的方向与电流方向有关，对调电源正负极，电流方向改变，磁场方向改变，小磁针静止时N极所指的方向会与原来相反。滑动变阻器滑片向右移，改变的是电流大小，不会改变磁场方向；玻璃板面多撒一些铁屑，对磁场方向没有影响。所以该操作可能是电源正负极接线柱对调。 故选B。 （4）[1][2]根据以上图中的实验现象推断，通电螺线管的内部有磁场，依据是铁屑在螺线管内部的分布是有规律的，说明内部存在磁场对铁屑产生作用使其有序分布。 20．（2026河南九上南阳西峡期末）如图为“探究通电螺线管外部磁场方向”的实验装置。 (1)闭合开关前，把小磁针放在水平桌面上，发现小磁针静止时N极总是指向______方，这是因为小磁针受到______的作用； (2)闭合开关后，竖直悬挂的小铁球向右运动，这说明通电螺线管周围存在______；同时发现小磁针的N极与通电螺线管的右端相互______； (3)将小铁球换成小铝球，闭合开关后，小铝球将______（选填“向右运动”、“向左运动”或“保持静止”）； (4)为了探究通电螺线管周围磁场强弱与电流大小是否有关，可在电路中串联一个______（填电学元件）；将电源的正负极对调后，观察到小磁针的转向也发生了变化，说明通电螺线管周围磁场方向与______有关； (5)实验结束将一节干电池正放在磁体上，再将铜质导线绕成线圈后放在电池上构成闭合回路，如图所示，你会发现线圈竟然连续转动起来了，这是因为______。 【答案】(1) 北 地磁场 (2) 磁场 吸引 (3)保持静止 (4) 滑动变阻器 电流方向 (5)通电线圈在磁场中受力的作用而转动 【详解】（1）[1][2]由于地球的周围存在地磁场，且地磁场的N极在北方，所以把小磁针放在水平桌面上，发现小磁针静止时N极总是指向北方，这是因为小磁针受到地磁场的作用。 （2）[1]闭合开关后，竖直悬挂的小铁球向右运动，说明小铁球受到了磁场的作用，故说明通电螺线管周围存在磁场。 [2]由图可知，电流从螺线管的右端流入，左端流出，根据安培定则可知，螺线管的左端为N极，右端为S极；由于异名磁极相互吸引，所以小磁针的N极与通电螺线管的右端相互吸引。 （3）通电螺线管周围存在磁场，对小铁球存在磁力作用，铝球不受磁力作用，故铝球将保持静止。 （4）[1]要想探究通电螺线管周围磁场强弱与电流大小是否有关，需要改变电路中的电流大小，所以可在电路中串联一个滑动变阻器，用来改变电流的大小。 [2]将电源的正负极对调后，电流方向改变，观察到小磁针的转向也发生了变化，说明通电螺线管周围磁场方向与电流方向有关。 （5）实验结束将一节干电池正放在磁体上，再将铜质导线绕成线圈后放在电池上构成闭合回路，如图所示，你会发现线圈竟然连续转动起来了，这是因为通电线圈在磁场中受力的作用而转动，这就是电动机的原理。 21．（2026河南九上南阳邓州期末）如图所示的磁悬浮地球仪，在地球仪底端有一个磁铁，在底座内部有一个金属线圈，线圈通电后，地球仪可悬浮在空中。它是利用__________的原理悬浮的，此线圈的材料可以用__________（选填“铜”或“铁”）。 【答案】 同名磁极相互排斥 铜 【详解】[1]磁悬浮地球仪底端的磁铁与底座内通电线圈产生的磁场之间，利用了同名磁极相互排斥的原理，使地球仪受到向上的斥力与竖直向下的重力平衡从而悬浮。 [2]线圈需要导电，同时不能被磁铁磁化（否则会影响磁极间的排斥作用），铁是磁性材料，会被磁化，铜是非磁性材料，能导电且不会被磁化，故选铜。 22．（2026河南九上市县级期末）党的二十大报告指出“科技是第一生产力”。某学校为了培养学生的科学素养，组织科技创新大赛，小明在比赛中制作了水位自动报警器，原理图如图所示。当水位达到金属块A时（一般的水都能导电），则（　　）    A．两灯都亮 B．两灯都不亮 C．只有绿灯亮 D．只有红灯亮 【答案】D 【详解】图中所示的水位自动报警器工作原理：当水位到达A时，由于一般水具有导电性，那么电磁铁所在电路被接通，电磁铁有磁性，电磁铁向下吸引衔铁，从而接通红灯所在电路，此时红灯亮，而绿灯不亮。 故选D。 23．（2026河南九上郑州中原期末）小王利用如图所示的实验装置“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”。 (1)实验中，通过观察______来判断电路中是否有感应电流。 (2)若导体AB不动，左右移动蹄形磁体，电路中______（选填“有”或“无”）感应电流。从能量的角度来分析，感应电流产生的过程将______能转化为电能。 (3)______（选填“动圈式话筒”或“扬声器”）是应用电磁感应原理制成的。 【答案】(1)灵敏电流计指针是否偏转 (2) 有 机械 (3)动圈式话筒 【详解】（1）实验通过观察灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流。 （2）[1]若导体AB不动，左右移动蹄形磁体，导体AB相对于磁体做切割磁感线运动，电路中有感应电流。 [2]感应电流产生的过程，消耗了机械能，产生了电能，是将机械能转化为电能。 （3）动圈式话筒是根据说话声音带动锥形纸盆振动，带动线圈在磁场中做切割磁感线运动产生感应电流，原理是电磁感应。 24．（2026河南九上南阳内乡期末）某实验小组探究“通电螺线管外部磁场的特点”。 (1)将螺线管安装在一块有机玻璃板上，连入电路中。在板面上均匀地洒满铁屑，闭合开关并轻敲玻璃板面，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，铁屑的作用是显示______； (2)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，则通电螺线管的右端为______极。对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极所指方向改变，该操作是探究通电螺线管的极性与______是否有关。该操作中小磁针的作用是显示______； (3)为了使通电螺线管的磁场增强，可采取的有效措施是______。（写出一条即可） 【答案】(1) 条形 通电螺线管周围的磁场分布 (2) N 电流方向 显示通电螺线管的磁场方向。 (3)增大螺线管中的电流（增加线圈匝数、螺线管中插入铁芯）。 【详解】（1）[1]由图可知，螺线管通电后外部铁屑的分布情况与条形磁体周围铁屑的分布情况相似。 [2]铁屑在磁场容易被磁化，故可以用铁屑来显示通电螺线管周围的磁场分布。 （2）[1]小磁针静止时N极所指方向如图乙所示，小磁针的左端为N极，右端为S极，根据异名磁极相互吸引，则通电螺线管的右端为N极。 [2]对调电源正负极，电路中的电流方向发生了变化，闭合开关，小磁针静止时N极所指方向改变，该操作是探究通电螺线管的极性与电流的方向有关。 [3]小磁针在磁场中N极所指的方向为磁场的方向，故小磁针的作用是显示通电螺线管的磁场方向。 （3）影响通电螺线管磁场强弱的因素有电流的大小、线圈的匝数，是否插入铁芯，为了使通电螺线管的磁场增强，增大螺线管中的电流（增加线圈匝数、螺线管中插入铁芯）。 C层　综合应用 · 多步推理与实验探究 本部分集中训练两类综合能力。一是电磁继电器与动态电路的多步推理：由光敏、热敏、压敏电阻与滑动变阻器的变化判断控制电路电流、电磁铁磁性强弱、衔铁动作与工作电路的通断，并回答如何调整设定值。二是实验探究与规范作图：会用铁屑显示通电螺线管外部的磁场分布、用小磁针判断磁场方向，通过轻敲玻璃板、对调电源正负极、串联滑动变阻器、对调蹄形磁体磁极等操作，归纳通电螺线管极性、磁性强弱的影响因素以及产生感应电流的条件（开关闭合、部分导体做切割磁感线运动）和感应电流方向的影响因素；并按安培定则标出磁感线方向、螺线管极性、电流方向与电源的“＋”“－”极。难度参考区间 0.64～0.68，重在实验方法（转换法、控制变量法）与推理规范的养成。 【本部分题目】第 25–36 题（共12题） 25．（2026河南九上洛阳伊川期末）闭合开关后，小磁针静止时N极的指向如图所示。请在图中用箭头标出两条磁感线的方向，并在括号内标出电源的“+”或“-”极。 【答案】 【详解】由图可知，小磁针静止时的右端为N极，根据异名磁极相互吸引、同名磁极相互排斥，则通电螺线管的右端为S极，左端为N极。磁体外部，磁感线总是从N极发出，回到S极，所以磁感线的方向是指向右的。根据安培定则，电流从螺线管的右端流入，则电源的右端为正极，如图所示： 26．（2026河南九上南阳社旗期末）小梅同学用如图所示的实验装置探究怎样产生感应电流。 (1)实验中，蹄形磁铁的作用是提供________，灵敏电流计用来显示________。 (2)如图所示，为使灵敏电流计的指针发生偏转，小梅闭合开关后，需使导体棒________（选填“上下”或“左右”）运动。 (3)要研究感应电流的方向与磁场方向的关系，接下来的操作是：________，保持导体棒________不变，观察灵敏电流计指针的偏转方向。 【答案】(1) 磁场 是否有感应电流产生 (2)左右 (3) 对调蹄形磁铁的N、S极 运动方向 【详解】（1）[1]蹄形磁铁的作用是提供磁场，产生电磁感应的条件：闭合电路的一部分导体，在磁场中切割磁感线运动。 [2] 灵敏电流计用来显示是否有感应电流产生，如果有感应电流产生，灵敏电流计的指针就会偏转。 （2）产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。图中磁感线方向大致是竖直方向（从N极到S极），若导体棒“上下”运动，不切割磁感线；“左右”运动才切割磁感线，才能产生感应电流，所以应选左右。 （3）[1][2]研究“感应电流方向与磁场方向的关系”，需用控制变量法：改变磁场方向，对调磁铁N、S极，保持导体棒运动方向不变，观察电流计指针偏转方向（即电流方向）是否改变。 感应电流方向与磁场方向及切割磁感线方向有关，要研究感应电流的方向与磁场方向的关系，应改变磁场方向，所以，接下来应该对调磁铁N、S极，同时要保持导体棒运动方向不变，观察电流计指针偏转方向（即电流方向）是否改变。 27．（2026河南九上南阳南召期末）（多选）关于下列四幅图的描述正确的是（   ） A．甲图中 Q 点的磁场比 P 点的强 B．乙图中地球磁场的 N 极在地理的南极附近 C．丙图中两个条形磁铁相互靠拢合并时铁钉将吸得更牢 D．丁图中让钢棒AB 靠近条形磁体，若它们相互吸引，则钢棒具有磁性 【答案】AB 【详解】A．在磁体外部，磁感线越密集的地方磁场越强，甲图中Q点的磁感线比P点密集，所以甲图中 Q 点的磁场比 P 点的强，故A正确； B．地球是一个大磁体，地磁场的N极在地理的南极附近，地磁场的S极在地理的北极附近，故B正确； C．同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，当丙图中两个条形磁铁相互靠拢合并时，会成为一个新的条形磁体，铁钉所在位置成为“新条形磁体”的中间位置，磁性很弱，铁钉将落下，而不是吸得更牢，故C错误； D．用钢棒靠近条形磁体时，即使钢棒没有磁性，由于磁体能吸引钢铁等物质，它们也会相互吸引；或者钢棒有磁性且靠近条形磁体的是异名磁极时也会相互吸引，所以不能仅根据相互吸引就判定钢棒具有磁性，故D错误。 故选AB。 28．（2026河南九上市县级期末）如图所示，下列说法正确的是（　　） A．甲图实验中的小磁针移除后磁场就不存在了 B．乙图实验装置是电动机原理模型，将转化机械能为电能 C．丙图中闭合开关后装置正常工作，电磁铁上端为N极，工作电路中电铃发声 D．丁图中模型的原理是电磁感应 【答案】C 【详解】A．磁场是磁体或通电导体周围存在的一种特殊物质，它的存在与是否放置小磁针无关，甲图实验中，即使移除小磁针，通电导体周围的磁场依然存在，故A错误； B．乙图实验装置中没有电源，是发电机原理模型，发电机是将机械能转化为电能的装置，故B错误； C．根据安培定则，用右手握住丙图中的电磁铁，让四指指向电流的方向，则大拇指所指的那端就是电磁铁的N极。由图可知，电流从电磁铁的下端流入，所以电磁铁上端为N极。当闭合开关后，电磁铁有磁性，会吸引衔铁，使工作电路接通，电铃发声，故C正确； D．丁图模型是电动机模型，其原理是通电导体在磁场中受力运动，而电磁感应是发电机的原理，故D错误。 故选C。 29．（2026河南九上南阳南召期末）（多选）1831年法拉第发现了利用磁场产生电流的条件和规律，如图所示是“探究感应电流产生条件”的实验装置。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关，导体 AB在磁场中上下运动会产生感应电流 B．闭合开关，导体 AB左右运动时，将机械能转化为电能 C．利用该实验原理可以制成电动机 D．将电流计换成电源，可以研究磁场对通电导体的作用 【答案】BD 【详解】ABC．探究感应电流产生条件是闭合电路的部分导体做切割磁感线运动时就会产生感应电流，如图闭合开关导体 AB左右运动时，切割磁感线运动，会产生感应电流，此过程将导体运动的机械能转化为电能，符合发电机工作原理；导体上下运动时不能够切割磁感线运动，不会产生感应电流，故AC错误，B正确； D．将电流计替换为电源后，导体AB中有电流通过，在磁场中会受到力作用而运动，可用于研究“磁场对通电导体的作用”；故D正确。 故选BD。 30．（2026河南九上郑州期末）如图所示，小明在老师的带领下，在科技馆中体验了“汤姆孙阴极射线实验”。接通电源后，阴极射线管中出现了一条绿色的射线，将蹄形磁体的极靠近射线时射线发生偏转，将蹄形磁体的极靠近射线时射线偏转方向发生改变。由上述现象可以推测，射线是受到了___________对其力的作用，受到的该力的方向可能与___________有关。 【答案】 磁场 磁场方向 【详解】[1]由题意可知，蹄形磁体提供磁场，射线受到了磁场对其力的作用发生偏转。 [2]由题意可知，蹄形磁体极和极靠近射线时偏转方向不同，说明受到的该力的方向可能与磁场方向有关。 31．（2026河南九上南阳唐河期末）根据如图所示的四幅图，在下面的空格处填入相应的内容。 (1)如图甲所示，在“探究水在沸腾后温度变化的特点”实验中，组装器材时，应先固定铁圈______（选填“A”或“B”）。 (2)如图乙所示，在嵌入螺线管的玻璃板上均匀地撒满铁屑，通电后，用手______，可观察到铁屑会有规律地排列起来。 (3)如图丙所示，在“探究感应电流产生的条件”实验中，导线夹a、b间接入的元件是______（选填“灵敏电流计”或“电源”）。 (4)如图丁所示，两个相同的容器中密封着等量的空气。通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度变化较大。这表明：在电流和通电时间相同的情况下，______。 【答案】(1)B (2)轻敲玻璃板 (3)灵敏电流计 (4)电阻越大，电流产生的热越多 【详解】（1）如图甲所示，在“探究水在沸腾后温度变化的特点”实验中，为了确保使用酒精灯外焰加热，组装器材时，应从下到上安装实验装置，则应先固定铁圈B。 （2）如图乙所示，在嵌入螺线管的玻璃板上均匀地撒满铁屑，通电后，为了避免铁屑受摩擦力的影响，用手轻敲玻璃板，可观察到铁屑会有规律地排列起来。 （3）如图丙所示，在“探究感应电流产生的条件”实验中，导线夹a、b间接入的元件是灵敏电流计，通过灵敏电流计的偏转情况判断电路中是否有感应电流产生。 （4）如图丁所示，左侧容器内5Ω的电阻与右侧容器内10Ω的电阻串联，两电阻的通电时间和电流相同，两个相同的容器中密封着等量的空气。通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度变化较大，说明右侧容器内的电阻产生的热量较大，这表明：在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，电流产生的热越多。 32．（2026河南九上南阳内乡期末）如图是一种水位自动报警器原理图，关于它的工作原理，下列说法正确的是（　　） A．水位升高到金属块A时，绿灯亮 B．红灯亮时，电磁铁有磁性 C．水位到达金属块A时，电磁铁上端为S极 D．为使报警器在更高的水位能报警，可以下降A的高度 【答案】B 【详解】A．当水位升高到金属块A时，控制电路接通，电磁铁产生磁性，吸引衔铁向下运动，使红灯所在电路接通，所以是红灯亮，而不是绿灯亮，故A错误； B．红灯亮时，说明衔铁被吸下，这是因为电磁铁有磁性，所以红灯亮的前提是电磁铁有磁性，故B正确； C．根据安培定则（右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向N极），电流从电磁铁下端流入，上端流出，可判断电磁铁上端为N极，不是S极，故C错误； D．如果下降A的高度，水位在较低时就能接触到金属块A，报警器会在更低的水位报警，而不是更高。若要在更高水位报警，应升高A的高度，故D错误。 故选B。 33．（2026河南九上郑州期末）科技小组的同学将不同的金属片和插入菠萝中自制了水果电池，然后将一根导线在纸筒上绕制成螺线管，导线两端接在水果电池两极上，螺线管产生的磁场使小磁针静止在如图所示位置。则通电螺线管的___________（填“左”或“右”）端是极，水果电池的金属片___________为负极。若把小磁针取走，则通电螺线管周围的磁场___________（填“消失”或“仍存在”）。 【答案】 右 仍存在 【详解】[1][2]根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，通电螺线管左端为极，右端为极，根据安培定则可知，电流从流经通电螺线管回到，由于电源外部，电流从正极出发流回负极，则水果电池的金属片为正极，为负极。 [3]小磁针只是显示磁场的存在，如果取走图中的小磁针，通电螺线管依然有磁性，则通电螺线管周围磁场仍存在。 34．（2026河南九上市县级期末）如图所示的装置，甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁体的磁场中，通过导线连接构成闭合电路，推动甲线圈摆动切割磁感线，在闭合电路中产生_____，同时乙线圈会随之摆动，此时乙线圈相当于_____（选填“电动机”或“发电机”）。如果只将乙线圈处的磁体两极位置对调，重复刚才操作，则乙线圈的摆动方向与之前_____（选填“相同”或“相反”）。 【答案】 感应电流 电动机 相反 【详解】[1][2]推动甲线圈摆动，在磁场中做切割磁感线运动，在闭合电路中产生感应电流；当产生的感应电流通过处在另一个磁场中的乙线圈时，由于磁场对电流有力的作用，故乙线圈会随之摆动，此时乙线圈相当于电动机。 [3]磁场对电流作用力的方向与电流方向和磁场方向有关，当其中一个方向改变了，电流在磁场中的受力方向将会发生改变，故如果乙线圈处的磁极方向改变了，则乙线圈的摆动方向将与之前相反。 35．（2026河南九上市县级期末）如图所示，开关闭合后，小磁针静止时右端为N极。请在对应括号内和A点分别标出： （1）螺线管“N”或“S”极； （2）电源的“+”或“-”极； （3）A点磁感线方向。 【答案】 【详解】小磁针静止时右端为N极，左端为S极，根据磁极间相互作用规律可知螺线管右端为N极，左端为S极；根据安培定则可知电流从螺线管左端流入，则电源左端为正极；磁体外部磁感线是从N极出发，指向S极，所以A点磁感线方向水平向左，作图如下： 36．（2026河南九上市县级期末）小强在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中，连接了如图所示的实验装置。 实验次序 开关 磁场方向 导体AB的运动方向 灵敏电流计的指针 1 断开 上N下S 左右运动 不偏转 2 闭合 上N下S 上下运动 不偏转 3 闭合 上N下S 左右运动 偏转 (1)为了让实验顺利进行，导体AB应选用______（选填“铁棒”或“铜棒”）。 (2)实验中通过观察______来判断电路中是否有感应电流。 (3)小强将实验中观察到的现象记录在表中。 ①分析实验1和3可知，产生感应电流的条件之一是开关必须保持______。 ②分析实验2和3可知，产生感应电流的另一个条件是电路中的部分导体必须做______。 (4)小强发现当导体AB水平左右运动时，电流计的指针也左右偏转，说明电路中产生的感应电流方向是______（选填“变化”或“不变”）的，感应电流的方向与导体运动的方向______（选填“有关”或“无关”）。 (5)如果将电流计换成______可以探究磁场对通电导体的作用。 【答案】(1)铜棒 (2)灵敏电流计的指针是否偏转 (3) 闭合 切割磁感线运动 (4) 变化 有关 (5)电源 【详解】（1）铁棒是磁性材料，会被磁体吸引而无法自由运动，铜棒是非磁性材料，不会被磁体吸引，可以在磁场中自由运动，所以，为了让实验顺利进行，导体AB应选用铜棒。 （2）由转换法，实验中通过观察灵敏电流计的指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流。 （3）[1]实验1和3中，磁场方向相同，导体AB相对磁体是运动的，第1次实验中，开关断开，第3次实验中开关闭合，只有第3次灵敏电流计指针偏转，这说明要产生电流的条件之一是开关必须闭合，形成闭合回路。 [2]实验2和3中，电路中开关保持闭合，磁场方向相同，导体上下运动时，导体没有做切割磁感线运动时，指针不偏转，无电流产生，导体左右运动时，导体做切割磁感线运动时，指针偏转，有电流产生，故电路中要产生电流，电路中的部分导体必须做切割磁感线运动。 （4）[1][2]小强发现当导体AB水平左右运动时，电流计的指针也左右偏转，可知感应电流的方向不同，说明电路中产生的感应电流方向是变化的，感应电流的方向与导体运动的方向有关。 （5）探究磁场对通电导体的作用，电路中应有电流，故将电流计换成电源可以探究磁场对通电导体的作用。 D层　综合拓展 · 多步设计与综合计算 本部分面向综合分析与建模能力：在巨磁电阻、汽车超载记录器、水位自动报警器、紫外光敏电阻遮阳棚等复杂情境中，把电磁铁的磁性强弱、电阻变化、衔铁动作与工作电路的通断串成一条完整推理链，并判断如何改变设定值（升高或降低报警水位）；在方框内同时设计电源极性与滑动变阻器接法，同时满足指定的磁极和“滑片右移磁性变弱”两个要求；在电热水壶、电热饮水机、油电混合动力汽车等装置中综合运用欧姆定律、电功率、焦耳定律、热效率公式求解；在油电混动汽车的科普阅读题中完成牵引力做功、蓄电池储能与能量利用率的计算。难度参考区间 0.46～0.62，是全卷的压轴部分。 【本部分题目】第 37–46 题（共10题） 37．（2026河南九上洛阳伊川期末）（多选）如图是一种水位自动报警器的原理图，有关该报警器工作情况，下列说法正确的是（） A．水位达到金属块B时，红灯亮 B．水位达到金属块B时，两灯同时亮 C．电磁铁中的电流越大，灯泡越亮 D．为使报警器在更低的水位能报警，可以下降B的高度 【答案】AD 【详解】AB．当水位达到金属块B时，控制电路接通，电磁铁产生磁性，吸引衔铁，使红灯所在电路接通，红灯亮，绿灯灭，故A正确，B错误； C．灯泡的亮度由灯泡的实际电功率决定，与控制电路中电磁铁的电流大小无关，故C错误； D．为使报警器在更低的水位报警，应下降金属块B的高度，使水位更早接触到B；下降B的高度会让报警水位更低，故D正确。 故选AD。 38．（2026河南九上南阳桐柏期末）夏天的紫外线较强，人们在户外活动时间过长，会造成皮肤灼伤，甚至诱发皮肤癌。小明利用紫外光敏电阻对紫外线较灵敏的性质，设计了如图所示电路。当户外紫外线增强到设定值时，S2闭合，电动机转动，遮阳棚上防紫外线的遮阳布展开。请分析，当紫外线强度增强时，光敏电阻的阻值_____（选填“变大”或“变小”）；调试时发现，当户外紫外线增强到设定值时，S2仍未闭合。为了达到设计要求，需要把滑动变阻器R1的滑片P向_____（选填“左”或“右”）移动；从安全用电的角度分析，进户线a应该是____线。 【答案】 变小 右 火 【详解】[1][2]闭合开关S1，当户外紫外线增强时，光敏电阻R2阻值变小，控制电路中的总电阻减小，电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，吸下衔铁，开关S2闭合，电动机转动，遮阳棚上防紫外线的遮阳布展开。调试时发现，当户外紫外线增强到设定值时，S2仍未闭合，说明此时电磁继电器的磁性较弱，是由于控制电路的电流太小，电路中的电阻太大引起的，所以应该减小电路中的电阻，将滑动变阻器的滑片向右移动，减小电路中的电阻。 [3]从安全用电的角度分析，开关应该接在进户线的火线上，由图可知开关控制的是进户线a，因此进户线a应该是火线。 39．（2026河南九上南阳社旗期末）如图所示，是小华同学自制电风扇的结构图。该电风扇的工作原理是________；若电风扇的电阻为50Ω，当它接在220V电路中时，通过的电流为0.2A，则电风扇工作100s时电流做功为________J，因发热损失的电功率为________W。 【答案】 通电导体在磁场中受力运动 4400 2 【详解】[1]当线圈通电后，处在磁体提供的磁场中，根据通电导体在磁场中受力运动的规律，线圈会受到力的作用而转动。线圈转动带动扇叶旋转，从而实现 “电风扇吹风” 的功能。所以它的工作原理是：通电导体在磁场中受力运动。 [2][3]由题意，电风扇工作100s时电流做功为 因发热损失的电功率为 40．（2026河南九上南阳社旗期末）如图所示，请在方框内添加电源和滑动变阻器，将图中的电磁铁连入你设计的电路中，使小磁针静止时如图所示，且向右移动滑动变阻器滑片时，电磁铁的磁性变弱。 【答案】 【详解】小磁针静止时左端为S极、右端为N极，根据磁极间的相互作用规律可知，通电螺线管的左端是N极，右端是S极；根据安培定则可以判断电流从左端进入通电螺线管，则可知电源左端为正极、右端为负极；当电流越小时，电磁铁的磁性越弱，要想电磁铁的磁性变弱，应减小电路中的电流，由欧姆定律可知，应增大电路中的电阻，则向右移动滑动变阻器滑片时，滑动变阻器接入电路的电阻应变大，故连接如图所示： 41．（2026河南九上南阳社旗期末）（多选）超载是严重的交通违法行为，危及人民群众的生命财产安全。在中学生科技创新大赛中，小聪同学为交警部门设计了如图甲所示的“汽车超载记录器”原理图，已知电源电压不变，为定值电阻，R为压敏电阻，其所受压力与电阻的关系如图乙所示。当不超载时，绿灯亮；超载时，红灯亮，同时电控照相机（图甲中未画出）启动，抓拍违法车辆。下列判断正确的是（   ） A．电磁继电器是利用电流的磁效应工作的 B．压敏电阻R的阻值随所受压力的增大而增大 C．图中A是红灯，B是绿灯 D．该装置在抗压能力比较弱的道路上使用时，可以减小电阻的阻值 【答案】AD 【详解】A．电磁继电器的核心部件是电磁铁，电磁铁是利用电流的磁效应工作的，故A正确； B．由图乙可知，压敏电阻R的阻值随所受压力F的增大而减小，并非增大，故B错误； C．不超载时：压力小，R阻值大，控制电路电流小，电磁铁磁性弱，衔铁不吸合，触点与A连通，绿灯亮。 超载时：压力大，R阻值小，控制电路电流大，电磁铁磁性强，衔铁吸合，触点与B连通，红灯亮。因此，A是绿灯，B是红灯，故C错误； D．在抗压能力较弱的道路上，需要在更小的压力下就触发红灯，即让电磁铁在较小压力时就吸合。减小R1的阻值，会使控制电路总电阻减小，在相同压力（相同R）下，电流更大，电磁铁更容易吸合，从而在更小压力时就触发红灯，故D正确。 故选AD。 42．（2026河南九上南阳唐河期末）（多选）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），当开关和闭合时，将滑片P向左移动，下列说法正确的是（    ） A．电磁铁右端为S极 B．指示灯会变亮 C．巨磁电阻的阻值会变小 D．电磁铁上的线圈中的电流会变小 【答案】BC 【详解】A．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，电源电压不变，巨磁电阻阻值减小，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BC正确，D错误。 故选BC。 43．（2026河南九上市县级期末）如图甲所示为物理学习小组设计的电热水壶电路，它由工作电路和控制电路组成，具有加热和保温功能。其中工作电路电源电压为220V，R2、R3为电加热丝，加热功率为1210W，保温功率为100W。控制电路中的Rt为热敏电阻，其阻值随水温变化的关系如图乙所示，R1为滑动变阻器。电磁铁产生的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图丙所示，电磁继电器线圈的电阻忽略不计，衔铁只有在不小于3N吸引力的作用下才能被吸下。求： (1) R3的阻值是多少？ (2)将滑动变阻器R1的阻值调整到40Ω，可将电水壶的保温温度设定为40℃，则控制电路中的电源电压U多大？ (3)已知电热水壶的加热效率为80%，用加热档将2kg的水由25℃加热至65℃，用时7min，则工作电路的实际加热功率多大？[] 【答案】(1)444Ω (2)9V (3)1000W 【详解】（1）由可知，当电压一定时，电阻越大，电功率越小，为保温挡；电阻越小，电功率越大，为加热挡。当开关S与下方触点连接，R2、R3串联接入工作电路，电阻大，为电热水壶的保温挡；当开关S与上方触点连接，只有电热丝R2接入工作电路，电阻小，为电热水壶的加热挡。由题意可知，加热挡功率为1210W，所以电阻R2的阻值为 保温挡功率为100W，电路中的总电阻为 故R3的阻值为R3=R总-R2=484Ω-40Ω=444Ω （2）由图甲可知，控制电路中，热敏电阻Rt与滑动变阻器R1串联。由图乙可知，当温度为40℃时，热敏电阻Rt的阻值为Rt=50Ω，根据串联电路的电阻特点可知，此时控制电路的总电阻为R总'=R1 +Rt=40Ω+50Ω=90Ω 当F=3N时，衔铁恰好被吸下进入保温状态，由丙图可知，此时的电流为 控制电路电压为U=IR总′=0.1A×90Ω=9V （3）水吸收的热量为Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·°C)×2kg×(65°C-25°C)=3.36×105J 电热水壶消耗的电能为 加热时间为t加热=7min=420s 工作电路的实际加热功率为 44．（2026河南九上市县级期末）新能源油电混合动力汽车的主要动力来源于蓄电池，当电力不足时，可以使用汽油，并且在行驶时可以利用发动机给蓄电池充电，使得油电混合动力汽车节能、环保。 (1)油电混合动力汽车中的电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到____________的作用； (2)某油电混合动力汽车所用的蓄电池组的电压是，容量是，则蓄电池充满电时，储存的能量是多少？ (3)某次，油电混合动力汽车在纯油模式下沿平直的公路匀速行驶了一段距离，消耗汽油，此过程中汽车牵引力所做的功为，则汽油机的效率是多少？ 【答案】(1)力 (2)1.08×108J (3)30% 【详解】（1）电动机的工作时将电能转化为机械能，原理是通电导线在磁场中受到力的作用。 （2）蓄电池充满电时，储存的能量是 （3）消耗汽油，放出的热量为 则汽油机的效率是 45．（2026河南九上郑州中原期末）郑州市青少年科技运动会上，小明制作了一款可以设定不同出水温度的电热饮水机，其工作原理如图所示。工作电路电源电压恒为220V，R是加热电阻丝，阻值为48.4Ω。控制电路电源电压恒为3V，R1是热敏电阻，其阻值随温度升高而增大，R0是滑动变阻器，电磁铁线圈电阻不计。当水加热到设定温度时，电磁铁线圈中的电流会降低到一定数值，衔铁会弹起，触点分离，饮水机停止加热。［］ (1)电磁继电器是利用电流的______效应工作的。 (2)饮水机内装有1kg、初温为20℃的水，若将其加热到90℃，该过程中水吸收了多少热量？ (3)若上述加热过程用时350s，该饮水机工作电路消耗的电能是多少焦耳？ (4)小明想将该饮水机的出水温度设置的更高一些，在不更换电磁铁的情况下，可以将滑动变阻器R0的滑片适当向______（选填“左”或“右”）移动一些。 【答案】(1)磁 (2) (3) (4)右 【详解】（1）电磁继电器是利用电流的磁效应工作。 （2）水吸收的热量为 （3）该饮水机正常工作消耗的电能为 （4）控制电路中的电源电压不变，控制电路中的电流不变，根据欧姆定律可知，电路的总电阻不变；要使出水温度升高，热敏电阻阻值变大，根据电阻的串联可知，滑动变阻器阻值变小，故滑动变阻器的滑片应向右移动。 46．（2026河南九上市县级期末）油电混动汽车全力加速时，内燃机、蓄电池可以同时向车轮输出能量；当车辆快速行驶或蓄电池储存电能过低时，只有内燃机工作，既向车轮输出能量，又给蓄电池充电，从而提高能量利用率（能量利用率指有效利用能量占全部能量的百分比）。某次测试人员驾驶一辆油电混动汽车在平直公路上匀速行驶100km，消耗燃油10kg，行驶时汽车牵引力恒为2000N。此过程中，蓄电池储存的能量由满电的30%增大至满电的70%。其蓄电池参数如表所示。 蓄电池参数 电压/V 500 容量/（） 50 （1）油电混动汽车快速行驶时，给汽车提供动力的是四冲程内燃机的______冲程；电动机的工作原理是磁场对通电导体有______的作用； （2）根据表格提供的参数可知该蓄电池充满电后储存的电能是多少_________？ （3）该油电混动汽车在测试过程中的能量利用率是多少__________？（q燃油＝4.0×107J/kg） 【答案】 做功 力 9×107J 59% 【详解】（1）[1]内燃机的做功冲程将内能转化为机械能，提供动力。 [2]电动机的原理是通电导体在磁场中受到力的作用。 （2）[3]蓄电池充满电后储存的电能为 （3）[4]牵引力做的功为 蓄电池增加的能量为 燃油完全燃烧放出的热量为 油电混动汽车在测试过程中的能量利用率为 【方法总结】电与磁 · 易错点与解题策略 一、磁场与磁感线的辨析要点 ✅ 一句话判据：磁场是真实存在的，磁感线是假想的。凡说“磁体周围存在着磁感线”“没有小磁针磁场就不存在”的都是错的；凡说“磁场真实存在”“磁感线是为描述磁场而引入的假想线”的都是对的。 ❌ 易错：把“磁体外部磁感线从 N 极出发回到 S 极”记成“从 S 极出发回到 N 极”。 ✅ 正确：磁体外部 N 极 → S 极，磁体内部 S 极 → N 极，磁感线是闭合曲线；磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向，也就是小磁针静止时 N 极所指的方向。 ✅ 强弱判据：磁感线越密集的地方磁场越强；磁体两极附近磁场最强，中间最弱。 图10　铁屑在磁场中被磁化后有序排列，把看不见的磁场“显示”了出来——磁场是真实的，磁感线是假想的 二、地磁场相关问题的三条结论 ✅ 记牢一对：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（“南北颠倒”）。凡选项写成“地磁场 N 极在地理北极附近”的，一律错。 ✅ 磁针指向：小磁针静止时 N 极指向北方，是因为受到地磁场作用、与地磁场的 S 极相互吸引，与“东半球磁性比西半球强”之类的说法无关。 ✅ 磁偏角：磁针指向与地理南北方向略有偏离叫磁偏角，沈括最早记录，不能据此认为地磁场两极与地理两极重合。 三、安培定则的使用步骤（判断通电螺线管极性） 第①步：在螺线管的正面画出电流的流向（看清绕线与电源正负极接法，绕到背面的导线看不见，注意“正面向上则背面必向下”）。 第②步：用右手握住螺线管，让四指弯曲的方向与电流流向一致。 第③步：大拇指所指的那一端就是螺线管的 N 极，另一端为 S 极。 ✅ 反向使用：已知 N 极要判断电源正负极时，让大拇指先指向 N 极，再看四指弯曲方向对应的电流方向，由电流从电源正极流出确定电源极性。 ❌ 易错：小磁针 N 极指向不是螺线管的 N 极——小磁针静止时 N 极指向哪端，说明那一端是异名磁极（螺线管的 S 极）。 图11　先由小磁针静止时 N 极的指向判断螺线管的极性，再用安培定则反推电流方向 四、电磁继电器类问题的四步推理链 第①步：看清“控制电路”和“工作电路”各由哪些元件组成，电磁铁串联在控制电路中，衔铁与触点控制工作电路。 第②步：判断控制电路中电阻如何变化（光敏/热敏/压敏电阻的变化规律 + 滑动变阻器滑片移动方向），由 I＝U/R 得出电流变大还是变小。 第③步：由电流大小判断电磁铁磁性强弱，进而判断衔铁是否被吸下、触点与哪一路接通。 第④步：判断工作电路中哪个用电器通电工作，再按题目要求回答现象或调节方法。 ✅ 调节类问题口诀：“想在更高水位报警，就把金属块升高；想在更低水位报警，就把金属块降低。”改变设定值还可以调节滑动变阻器、改变控制电路电源电压。 图12　电磁继电器的四步推理链：控制电路 → 电流大小 → 电磁铁磁性强弱 → 衔铁与触点 → 工作电路 五、“通电导体在磁场中受力”与“电磁感应”的区分 ✅ 看有没有电源：装置中有电源（通电）→ 通电导体在磁场中受力（电动机、扬声器、电磁弹射器）；装置中没有电源、靠导体运动产生电流（接电流计）→ 电磁感应（发电机、动圈式话筒、风力发电机）。 ✅ 看能量转化：电能 → 机械能，是电动机原理；机械能 → 电能，是发电机原理。 ❌ 易错：把“导体在磁场中运动”一律当成电磁感应。只有导体做切割磁感线运动且电路闭合时才有感应电流；上下运动不切割磁感线，没有感应电流。 ✅ 改变方向的口诀：安培力（受力）方向、感应电流方向，都只与“电流方向/导体运动方向”和“磁场方向”有关，改一个就反向，两个都改则不变。 图13　“看有没有电源”：甲线圈被推动时产生感应电流，乙线圈通电后才受力摆动 六、规范作图题的步骤与高频失分点 第①步：先由小磁针静止时 N 极的指向（或磁感线形状）判断螺线管的 N、S 极——小磁针 N 极所指的一端是螺线管的 S 极。 第②步：用安培定则判断电流方向，再在电源两端标出“＋”“－”极（电流从正极流出）。 第③步：磁体外部磁感线从 N 极出发回到 S 极，在图上用箭头标注方向；磁感线要与磁体表面大致垂直出发。 ❌ 高频失分：①磁感线箭头方向画反；②电源正负极标反；③螺线管绕线与电流方向不一致；④要“使磁性变弱”时把滑动变阻器接成电阻变小的一端（应保证滑片向指定方向移动时接入电阻变大、电流变小）。 ✅ 检查法：画完后把答案代回题干重新用安培定则验证一遍，确保自洽。 图14　规范作图：标出磁感线方向、螺线管的 N/S 极与电源正负极，画完再代回题干用安培定则验证一遍 七、能量与效率计算类易错点 ✅ 三步走：①认清“有效利用的能量”（水吸收的热量 Q吸＝cmΔt、牵引力做的功 W＝Fs）；②认清“消耗的总能量”（电能 W＝Pt＝UIt、燃料放热 Q＝qm）；③η＝有效能量 ÷ 总能量 × 100%。 ✅ 电热类注意：效率题中“实际功率”要用 P＝W/t 反推（先由 η 求消耗的电能，再除以工作时间），不要直接拿额定功率当实际功率。 ❌ 易错：把单位混用——cmΔt 中 m 取 kg、t 取 ℃；W＝Fs 中 s 要换算成 m（100 km＝1×10⁵ m）；Q＝qm 中 m 取 kg。 ✅ 焦耳定律的区分：电动机等非纯电阻用电器，W＝UIt 与 Q＝I²Rt 不相等，发热功率只能用 P热＝I²R 计算。 试卷第20页（共32页） 第42页（共42页） 学科网（北京）股份有限公司 $ 第20章电与磁单元练习（河南专用） 2026-2027学年物理人教版九年级上学期 【知识梳理】电与磁 · 必备核心知识点 一、磁现象与磁极：物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性，具有磁性的物体叫磁体。磁体上磁性最强的部分叫磁极，任何磁体都有两个磁极（N 极和 S 极），且 N、S 极总是成对出现的，目前还没有发现只有单个磁极的磁体。磁极间的相互作用规律是：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫磁化，铁、钴、镍能被磁体磁化（钢被磁化后磁性不易消失，可用来制作永磁体）。 图1　司南：磁体具有指向性，静止时勺柄（柢）指南北 二、磁场与磁感线：磁体周围存在着磁场，磁场是一种真实存在的特殊物质，磁体间的相互作用就是通过磁场发生的；而磁感线是为了形象地描述磁场而人为引入的假想曲线，它并不真实存在。磁体外部的磁感线都从 N 极出发，回到 S 极；磁体内部的磁感线从 S 极指向 N 极，磁感线是闭合曲线。磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向，也就是放在该点的小磁针静止时 N 极所指的方向；磁感线越密的地方磁场越强。 图2　条形磁体周围的磁感线：磁体外部磁感线从 N 极出发，回到 S 极 三、地磁场与磁偏角：地球本身是一个巨大的磁体，地球周围存在的磁场叫地磁场。地磁场的 N 极在地理南极附近，S 极在地理北极附近。磁针指南北就是因为受到地磁场的作用，根据异名磁极相互吸引，小磁针的 N 极指向北方。地磁两极与地理两极并不重合，磁针所指方向与地理南北方向略有偏离，这一现象叫磁偏角，我国宋代学者沈括最早记录了它。司南（指南针）能指南北，靠的也是地磁场。 图3　地球是一个巨大的磁体：地磁的 S 极在地理北极附近，N 极在地理南极附近 四、电流的磁效应（奥斯特实验）：1820 年丹麦物理学家奥斯特发现，通电导线周围存在磁场，磁场方向与电流方向有关，这一现象叫电流的磁效应，它把电学和磁学联系了起来。奥斯特实验的结论：通电导体周围存在磁场；改变电流方向，小磁针偏转方向随之改变，说明磁场方向与电流方向有关。把小磁针移走，通电导线周围的磁场依然存在。 图4　奥斯特实验：左为导线触接前，右为触接（通电）后小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在磁场 五、安培定则（右手螺旋定则）与通电螺线管的磁场：用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那一端就是螺线管的 N 极。通电螺线管外部的磁场与条形磁体外部的磁场相似——两端磁性强、中间磁性弱；螺线管的极性由电流方向和线圈的绕法共同决定。用铁屑可以显示磁场分布，用小磁针可以判断磁场方向；通电后轻敲纸板（玻璃板）是为了减小铁屑与板面间的摩擦，使铁屑能被磁化后沿磁场方向有序排列。 图5　安培定则：右手握住螺线管，四指指向螺线管中电流的方向，拇指所指的那一端就是 N 极 六、电磁铁及其磁性强弱：内部插入铁芯的通电螺线管叫电磁铁，铁芯被磁化后使磁场大大增强。电磁铁磁性强弱与线圈中的电流大小、线圈匝数、有无铁芯有关：电流越大、线圈匝数越多、插入铁芯，磁性越强。电磁铁的优点是可以方便地控制磁性的有无、强弱和极性，因而被广泛用于电铃、电磁起重机、磁悬浮列车、电磁继电器等装置。 图6　电磁铁：螺线管内插入铁芯后磁性大大增强；调节滑动变阻器改变电流，可改变磁性强弱 七、电磁继电器：电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关，其核心是电磁铁和衔铁，原理是电流的磁效应。它是用低电压、弱电流的控制电路去控制高电压、强电流的工作电路，从而实现远距离操作和自动控制（如水位自动报警器、温度自动控制、汽车超载记录器等）。分析时按“控制电路电流变化 → 电磁铁磁性强弱变化 → 衔铁是否被吸下 → 触点接通哪一路 → 工作电路哪个用电器工作”的顺序推理。 图7　电磁继电器：用低电压、弱电流的控制电路，去控制高电压、强电流的工作电路 八、磁场对通电导体的作用（电动机的原理）：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场方向都有关，只改变其中一个方向，受力的方向就随之改变。电动机就是利用通电线圈在磁场中受力而转动制成的，工作时把电能转化为机械能；直流电动机中还有换向器，用来在线圈转过平衡位置时自动改变线圈中的电流方向。动圈式扬声器也是把电信号转化为机械振动（先受力运动，再带动纸盆发声）。 图8　有电源：通电导体在磁场中受力运动——电动机的原理 九、电磁感应（发电机的原理）：1831 年英国物理学家法拉第发现，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流，这种现象叫电磁感应。产生感应电流的两个条件：电路必须是闭合的；电路中的一部分导体必须做切割磁感线运动。感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向都有关，只改变其中一个方向，感应电流的方向就改变。发电机、动圈式话筒、风力发电机都利用电磁感应原理制成，工作时把机械能转化为电能。 图9　无电源、接灵敏电流计：闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时产生感应电流——发电机的原理 十、能量转化与效率：电动机工作时电能主要转化为机械能，同时由于线圈有电阻，会有一部分电能通过电流的热效应转化为内能（焦耳定律 Q＝I²Rt，发热损耗的功率 P热＝I²R）；发电机把机械能转化为电能；电磁继电器把电能转化为磁场能再转为机械能。能量利用率（效率）＝有效利用的能量 ÷ 总能量 × 100%，注意“消耗的总能量”是燃料完全燃烧放出的热量（Q＝qm）或电源提供的电能（W＝UIt、W＝Pt）。 【分层优化】按知识模块与能力层级编排 本练习依据人教版九年级全一册第二十章《电与磁》，选取 2025—2026 学年第一学期河南省各地市期末真题，参照河南九年级物理期末命题特点，按“基础巩固—能力进阶—综合应用—综合拓展”四个层级编排，由易到难、注重基础、逐层递进。A、B 层为必做，C、D 层为提高与拓展；整体难度控制在 0.70 左右，题目难度系数区间 0.46～0.95，符合河南九年级期末教学实际。下表为分层说明（层级 × 知识模块 × 对应大题）： 层级 训练主题（知识模块） 对应大题（新题号） A　基础巩固 磁体与磁极、磁化、磁场与磁感线、地磁场与磁偏角、奥氏实验与法拉第的发现、电动机与发电机原理的基本辨识 第1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11题 B　能力进阶 安培定则判断螺线管极性、通电螺线管外部磁场与条形磁体相似、电磁铁磁性强弱的影响因素、通电导线周围磁场与电磁感应的生活应用、基础实验观察与单任务磁极作图 第12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24题 C　综合应用 电磁继电器与动态电路的多步推理、光敏/热敏电阻控制、通电螺线管外部磁场与感应电流产生条件的实验探究、多任务规范作图 第25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36题 D　综合拓展 电磁继电器复杂情境的完整推理链、电路设计与滑动变阻器接法、电热与能量效率的计算、科普阅读与能量利用率评估 第37、38、39、40、41、42、43、44、45、46题 【方法地图】七类问题的判断入口 下面七句是各层题目反复用到的判断入口，先记住“看什么”；完整的步骤与易错点在卷末【方法总结】里，做完题再逐条对照，效果更好。 栏目 判断抓手 一、磁场与磁感线 看真假：磁场是真的，磁感线是假想的；线越密处磁场越强 二、地磁场 看方向：地磁 N 极在地理南极附近（南北颠倒） 三、安培定则 看绕线：右手握管，四指顺电流，拇指所指为 N 极 四、电磁继电器 看电流链：电流变 → 磁性变 → 衔铁吸合 → 电路通断 五、受力还是感应 看电源：有电源是通电导体受力，没电源是电磁感应 六、规范作图 看顺序：定磁极 → 判电流 → 标极性 → 画箭头 → 代回自检 七、能量与效率 看两头：有效能量 ÷ 总能量；非纯电阻发热用 P＝I²R A层　基础巩固 · 磁现象、磁场与电与磁的基本原理 本部分覆盖电与磁的入门概念：磁体的两个磁极与磁极间的作用规律（同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引）、磁化现象、磁场是真实存在的物质而磁感线是为描述磁场引入的假想曲线、磁体外部磁感线从 N 极出发回到 S 极、地磁场与磁偏角（沈括最早记录）、奥斯特实验证明的电流的磁效应、法拉第发现的电磁感应，以及“通电导体在磁场中受力（电动机）”与“电磁感应（发电机）”两大原理在常见装置中的分辨；并能在司南、电磁弹射器、纯电动汽车等生活与科技情境中作单点判断。以概念辨识、现象判断和物理学史识记为主，不需要多步推理。难度参考区间 0.76～0.95，重在夯实基础，为必做内容。 【本部分题目】第 1–11 题（共11题） 1．（2026河南九上郑州中原期末）每一次物理学上的重大发现都会促进人类社会的进步，我国宋代学者______最早记录了磁针南北方向与地理南北方向略有偏离，丹麦物理学家奥斯特发现了______（选填“电流的磁效应”或“电磁感应”），证实通电导线周围存在磁场，英国物理学家______做了大量实验，最终发现了利用磁场产生电流的条件和规律。 2．（2026河南九上南阳唐河期末）有“小阿勒泰”之称的唐河县湖阳镇龙山上51座“大风车”随风旋转，源源不断的输出电能。这些风力发电机的工作原理是______，它是由科学家______最先发现的。 3．（2026河南九上市县级期末）关于磁场和磁感线，以下说法错误的是（    ） A．磁体周围存在着磁感线 B．磁体之间的相互作用是通过磁场产生的 C．磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极的 D．磁场中，小磁针静止时北极所指的方向为该点磁场的方向 4．（2026河南九上南阳南召期末）物理学的每一次重大发现，都为人类的文明和发展做出了杰出的贡献。丹麦物理学家___________通过实验证明了电流周围存在磁场，将电学和磁学联系起来。公元一世纪初，东汉学者王充在《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南”，“柢”即勺柄，如图所示，“柢”是磁体的___________（选填“N”或“S”）极。 5．（2026河南九上市县级期末）图中a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分。当导线a在磁场中按箭头方向运动时，不能产生感应电流的是（　　） A． B． C． D． 6．（2026河南九上市县级期末）如图，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________。 7．（2026河南九上南阳内乡期末）我国自行研制的航空母舰——福建舰，采用了最先进的电磁弹射器。它的弹射车与舰载机的前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通入强电流时，立即产生强大的推力，使舰载机快速起飞。以下能反映电磁弹射器的工作原理是（　　） A．电磁铁 B．发电机 C．电动机 D．动圈式话筒 8．（2026河南九上市县级期末）司南是我国早期的指南针。小科将条形磁体置于塑料勺内，在勺下垫泡沫，一起置于装水的纸盘中，漂浮在水面上，能自由转动，从而得到一个仿制“司南”（如图所示），下列说法正确的是（   ） A．“司南”静止时勺柄指南，标为N极 B．“司南”能指南北是受地磁场的作用 C．“司南”的纸盘换成铁盘后也能正常使用 D．“司南”勺柄的指向与勺内磁体的磁极方向无关 9．（2026河南九上郑州期末）中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中记载：“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东。”下列说法正确的是（　　） A．地磁场的极在地球上地理的北极附近 B．铁针具有磁性是磁石将磁性传递给了它 C．小磁针指南北方向是因为受地磁场作用 D．“微偏东”是因东半球磁性比西半球强 10．（2026河南九上市县级期末）据新华网报道，中国新能源汽车的产销量已经连续九年位居世界第一，其中纯电动汽车占据了较大比重。下列实验与纯电动汽车工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 11．（2026河南九上市县级期末）如图所示实验装置的原理与电动机的工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． B层　能力进阶 · 通电螺线管的磁场与常见装置的应用 在 A 层基础上向前推进一步：用安培定则（右手螺旋定则）判断通电螺线管的极性、由极性反推电流方向；认识通电螺线管外部磁场与条形磁体外部磁场相似——两端磁性强、中间磁性弱，理解电磁铁磁性强弱与电流大小、线圈匝数、有无铁芯有关；在水果电池螺线管、白炽灯灯丝抖动、汤姆孙阴极射线、指南针 N 极指向、自制电风扇、磁悬浮地球仪等生活与科技装置中辨认“通电导体在磁场中受力”和“电磁感应”两类原理。本层开始引入实验观察（用铁屑显示磁场分布、用小磁针判断磁场方向）与单任务的磁极/方向作图，但推理链条短、指向明确。难度参考区间 0.70～0.74，体现由易到难的递进。 【本部分题目】第 12–24 题（共13题） 12．（2026河南九上市县级期末）当电流通过灯丝，白炽灯的灯丝就会发热发光。小明向同学介绍自己观察白炽灯的新发现：将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝，如图所示，可以观察到灯丝晃动。你认为小明的发现是___________  （填“真的”或“假的”），支持你观点的理由是：___________。 13．（2026河南九上市县级期末）开关S闭合后通电螺旋管和条形磁铁A之间磁感线的形状如图所示，请在图中标出三条磁感线的方向和条形磁铁A的两个磁极。 ( ) 14．（2026河南九上南阳邓州期末）请你根据图示情况标出小磁针静止时右侧的磁极名称。 15．（2026河南九上郑州期末）如图是某同学自制的简易热机模型，在易拉罐内装适量水，在瓶口密封安装一根吸管，吸管正对着小风扇。当点燃下方的蜡烛后，可以看到吸管前方的小风扇转动起来。下列原理与其相同的是（　　） A．手摇发电机 B．点燃蜡烛后走马灯会转动 C．向下压缩引火仪 D．铜线圈转动 16．（2026河南九上南阳邓州期末）下列说法中正确的是（　　） A．普通温度计是利用物体热胀冷缩的性质工作的 B．与丝绸摩擦的玻璃棒带正电是因为玻璃棒的原子核束缚电子的能力强 C．电动机的工作原理是电磁感应 D．使用测电笔检查电路时，手要触碰到笔尾金属体 17．（2026河南九上南阳桐柏期末）在下图中根据小磁针指向标出通电螺线管中的电流方向。 18．（2026河南九上南阳新野期末）如图甲是小明在做“探究通电螺线管外部磁场的分布”实验时的装置。 (1)在固定有螺线管的硬纸板上均匀地撒满铁屑，通电后________纸板，从而减小铁屑与纸板间的摩擦，铁屑在磁场中被磁化，从而在磁场中有序地排列起来，如图甲所示。 (2)根据图甲中铁屑的分布情况可知，通电螺线管外部的磁场与________磁体外部的磁场分布相似。 (3)去掉铁屑，在螺线管周围摆上小磁针后，闭合开关，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示；为了进一步判断通电螺线管的极性与螺线管中电流方向之间的关系，接下来的操作是______。 (4)如果实验时发现磁场较弱，小磁针偏转角度不明显，为增强螺线管的磁场，可行的措施：_________。（写出一种方法即可） 19．（2026河南九上南阳南召期末）小明和他的学习小组在“探究通电螺线管外部磁场”的实验中，采用了如图甲所示的实验装置。 (1)将螺线管安装在一块有机玻璃板上，连入电路中。在玻璃板面上均匀地洒满铁屑、闭合开关并___________玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示，可见，通电螺线管外部的磁场分布与___________（选填“蹄形”或“条形”）磁体的磁场分布相似。 (2)为了进一步探究通电螺线管外部磁场的方向，同学们把小磁针放在螺线管四周不同的位置并闭合开关，小磁针静止时N 极所指的方向如图乙所示（涂黑的一端是N极），则此时通电螺线管的A 端为___________（选填“N”或“S”）极；放置的小磁针数量越___________，越能清楚地看出磁场分布情况。 (3)小明进行了某一操作后，闭合开关，小磁针静止时N极所指的方向与图乙相反，该操作可能是下列选项中的___________（选填序号）。 A．滑动变阻器滑片向右移 B．电源正负接线柱对调 C．玻璃板面上多撒一些铁屑 (4)根据以上图中的实验现象推断，通电螺线管的内部___________（选填“有”或“没有”）磁场，依据是：___________。 20．（2026河南九上南阳西峡期末）如图为“探究通电螺线管外部磁场方向”的实验装置。 (1)闭合开关前，把小磁针放在水平桌面上，发现小磁针静止时N极总是指向______方，这是因为小磁针受到______的作用； (2)闭合开关后，竖直悬挂的小铁球向右运动，这说明通电螺线管周围存在______；同时发现小磁针的N极与通电螺线管的右端相互______； (3)将小铁球换成小铝球，闭合开关后，小铝球将______（选填“向右运动”、“向左运动”或“保持静止”）； (4)为了探究通电螺线管周围磁场强弱与电流大小是否有关，可在电路中串联一个______（填电学元件）；将电源的正负极对调后，观察到小磁针的转向也发生了变化，说明通电螺线管周围磁场方向与______有关； (5)实验结束将一节干电池正放在磁体上，再将铜质导线绕成线圈后放在电池上构成闭合回路，如图所示，你会发现线圈竟然连续转动起来了，这是因为______。 21．（2026河南九上南阳邓州期末）如图所示的磁悬浮地球仪，在地球仪底端有一个磁铁，在底座内部有一个金属线圈，线圈通电后，地球仪可悬浮在空中。它是利用__________的原理悬浮的，此线圈的材料可以用__________（选填“铜”或“铁”）。 22．（2026河南九上市县级期末）党的二十大报告指出“科技是第一生产力”。某学校为了培养学生的科学素养，组织科技创新大赛，小明在比赛中制作了水位自动报警器，原理图如图所示。当水位达到金属块A时（一般的水都能导电），则（　　）    A．两灯都亮 B．两灯都不亮 C．只有绿灯亮 D．只有红灯亮 23．（2026河南九上郑州中原期末）小王利用如图所示的实验装置“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”。 (1)实验中，通过观察______来判断电路中是否有感应电流。 (2)若导体AB不动，左右移动蹄形磁体，电路中______（选填“有”或“无”）感应电流。从能量的角度来分析，感应电流产生的过程将______能转化为电能。 (3)______（选填“动圈式话筒”或“扬声器”）是应用电磁感应原理制成的。 24．（2026河南九上南阳内乡期末）某实验小组探究“通电螺线管外部磁场的特点”。 (1)将螺线管安装在一块有机玻璃板上，连入电路中。在板面上均匀地洒满铁屑，闭合开关并轻敲玻璃板面，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，铁屑的作用是显示______； (2)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，则通电螺线管的右端为______极。对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极所指方向改变，该操作是探究通电螺线管的极性与______是否有关。该操作中小磁针的作用是显示______； (3)为了使通电螺线管的磁场增强，可采取的有效措施是______。（写出一条即可） C层　综合应用 · 多步推理与实验探究 本部分集中训练两类综合能力。一是电磁继电器与动态电路的多步推理：由光敏、热敏、压敏电阻与滑动变阻器的变化判断控制电路电流、电磁铁磁性强弱、衔铁动作与工作电路的通断，并回答如何调整设定值。二是实验探究与规范作图：会用铁屑显示通电螺线管外部的磁场分布、用小磁针判断磁场方向，通过轻敲玻璃板、对调电源正负极、串联滑动变阻器、对调蹄形磁体磁极等操作，归纳通电螺线管极性、磁性强弱的影响因素以及产生感应电流的条件（开关闭合、部分导体做切割磁感线运动）和感应电流方向的影响因素；并按安培定则标出磁感线方向、螺线管极性、电流方向与电源的“＋”“－”极。难度参考区间 0.64～0.68，重在实验方法（转换法、控制变量法）与推理规范的养成。 【本部分题目】第 25–36 题（共12题） 25．（2026河南九上洛阳伊川期末）闭合开关后，小磁针静止时N极的指向如图所示。请在图中用箭头标出两条磁感线的方向，并在括号内标出电源的“+”或“-”极。 26．（2026河南九上南阳社旗期末）小梅同学用如图所示的实验装置探究怎样产生感应电流。 (1)实验中，蹄形磁铁的作用是提供________，灵敏电流计用来显示________。 (2)如图所示，为使灵敏电流计的指针发生偏转，小梅闭合开关后，需使导体棒________（选填“上下”或“左右”）运动。 (3)要研究感应电流的方向与磁场方向的关系，接下来的操作是：________，保持导体棒________不变，观察灵敏电流计指针的偏转方向。 27．（2026河南九上南阳南召期末）（多选）关于下列四幅图的描述正确的是（   ） A．甲图中 Q 点的磁场比 P 点的强 B．乙图中地球磁场的 N 极在地理的南极附近 C．丙图中两个条形磁铁相互靠拢合并时铁钉将吸得更牢 D．丁图中让钢棒AB 靠近条形磁体，若它们相互吸引，则钢棒具有磁性 28．（2026河南九上市县级期末）如图所示，下列说法正确的是（　　） A．甲图实验中的小磁针移除后磁场就不存在了 B．乙图实验装置是电动机原理模型，将转化机械能为电能 C．丙图中闭合开关后装置正常工作，电磁铁上端为N极，工作电路中电铃发声 D．丁图中模型的原理是电磁感应 29．（2026河南九上南阳南召期末）（多选）1831年法拉第发现了利用磁场产生电流的条件和规律，如图所示是“探究感应电流产生条件”的实验装置。下列说法正确的是（　　） A．闭合开关，导体 AB在磁场中上下运动会产生感应电流 B．闭合开关，导体 AB左右运动时，将机械能转化为电能 C．利用该实验原理可以制成电动机 D．将电流计换成电源，可以研究磁场对通电导体的作用 30．（2026河南九上郑州期末）如图所示，小明在老师的带领下，在科技馆中体验了“汤姆孙阴极射线实验”。接通电源后，阴极射线管中出现了一条绿色的射线，将蹄形磁体的极靠近射线时射线发生偏转，将蹄形磁体的极靠近射线时射线偏转方向发生改变。由上述现象可以推测，射线是受到了___________对其力的作用，受到的该力的方向可能与___________有关。 31．（2026河南九上南阳唐河期末）根据如图所示的四幅图，在下面的空格处填入相应的内容。 (1)如图甲所示，在“探究水在沸腾后温度变化的特点”实验中，组装器材时，应先固定铁圈______（选填“A”或“B”）。 (2)如图乙所示，在嵌入螺线管的玻璃板上均匀地撒满铁屑，通电后，用手______，可观察到铁屑会有规律地排列起来。 (3)如图丙所示，在“探究感应电流产生的条件”实验中，导线夹a、b间接入的元件是______（选填“灵敏电流计”或“电源”）。 (4)如图丁所示，两个相同的容器中密封着等量的空气。通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度变化较大。这表明：在电流和通电时间相同的情况下，______。 32．（2026河南九上南阳内乡期末）如图是一种水位自动报警器原理图，关于它的工作原理，下列说法正确的是（　　） A．水位升高到金属块A时，绿灯亮 B．红灯亮时，电磁铁有磁性 C．水位到达金属块A时，电磁铁上端为S极 D．为使报警器在更高的水位能报警，可以下降A的高度 33．（2026河南九上郑州期末）科技小组的同学将不同的金属片和插入菠萝中自制了水果电池，然后将一根导线在纸筒上绕制成螺线管，导线两端接在水果电池两极上，螺线管产生的磁场使小磁针静止在如图所示位置。则通电螺线管的___________（填“左”或“右”）端是极，水果电池的金属片___________为负极。若把小磁针取走，则通电螺线管周围的磁场___________（填“消失”或“仍存在”）。 34．（2026河南九上市县级期末）如图所示的装置，甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁体的磁场中，通过导线连接构成闭合电路，推动甲线圈摆动切割磁感线，在闭合电路中产生_____，同时乙线圈会随之摆动，此时乙线圈相当于_____（选填“电动机”或“发电机”）。如果只将乙线圈处的磁体两极位置对调，重复刚才操作，则乙线圈的摆动方向与之前_____（选填“相同”或“相反”）。 35．（2026河南九上市县级期末）如图所示，开关闭合后，小磁针静止时右端为N极。请在对应括号内和A点分别标出： （1）螺线管“N”或“S”极； （2）电源的“+”或“-”极； （3）A点磁感线方向。 36．（2026河南九上市县级期末）小强在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中，连接了如图所示的实验装置。 实验次序 开关 磁场方向 导体AB的运动方向 灵敏电流计的指针 1 断开 上N下S 左右运动 不偏转 2 闭合 上N下S 上下运动 不偏转 3 闭合 上N下S 左右运动 偏转 (1)为了让实验顺利进行，导体AB应选用______（选填“铁棒”或“铜棒”）。 (2)实验中通过观察______来判断电路中是否有感应电流。 (3)小强将实验中观察到的现象记录在表中。 ①分析实验1和3可知，产生感应电流的条件之一是开关必须保持______。 ②分析实验2和3可知，产生感应电流的另一个条件是电路中的部分导体必须做______。 (4)小强发现当导体AB水平左右运动时，电流计的指针也左右偏转，说明电路中产生的感应电流方向是______（选填“变化”或“不变”）的，感应电流的方向与导体运动的方向______（选填“有关”或“无关”）。 (5)如果将电流计换成______可以探究磁场对通电导体的作用。 D层　综合拓展 · 多步设计与综合计算 本部分面向综合分析与建模能力：在巨磁电阻、汽车超载记录器、水位自动报警器、紫外光敏电阻遮阳棚等复杂情境中，把电磁铁的磁性强弱、电阻变化、衔铁动作与工作电路的通断串成一条完整推理链，并判断如何改变设定值（升高或降低报警水位）；在方框内同时设计电源极性与滑动变阻器接法，同时满足指定的磁极和“滑片右移磁性变弱”两个要求；在电热水壶、电热饮水机、油电混合动力汽车等装置中综合运用欧姆定律、电功率、焦耳定律、热效率公式求解；在油电混动汽车的科普阅读题中完成牵引力做功、蓄电池储能与能量利用率的计算。难度参考区间 0.46～0.62，是全卷的压轴部分。 【本部分题目】第 37–46 题（共10题） 37．（2026河南九上洛阳伊川期末）（多选）如图是一种水位自动报警器的原理图，有关该报警器工作情况，下列说法正确的是（） A．水位达到金属块B时，红灯亮 B．水位达到金属块B时，两灯同时亮 C．电磁铁中的电流越大，灯泡越亮 D．为使报警器在更低的水位能报警，可以下降B的高度 38．（2026河南九上南阳桐柏期末）夏天的紫外线较强，人们在户外活动时间过长，会造成皮肤灼伤，甚至诱发皮肤癌。小明利用紫外光敏电阻对紫外线较灵敏的性质，设计了如图所示电路。当户外紫外线增强到设定值时，S2闭合，电动机转动，遮阳棚上防紫外线的遮阳布展开。请分析，当紫外线强度增强时，光敏电阻的阻值_____（选填“变大”或“变小”）；调试时发现，当户外紫外线增强到设定值时，S2仍未闭合。为了达到设计要求，需要把滑动变阻器R1的滑片P向_____（选填“左”或“右”）移动；从安全用电的角度分析，进户线a应该是____线。 39．（2026河南九上南阳社旗期末）如图所示，是小华同学自制电风扇的结构图。该电风扇的工作原理是________；若电风扇的电阻为50Ω，当它接在220V电路中时，通过的电流为0.2A，则电风扇工作100s时电流做功为________J，因发热损失的电功率为________W。 40．（2026河南九上南阳社旗期末）如图所示，请在方框内添加电源和滑动变阻器，将图中的电磁铁连入你设计的电路中，使小磁针静止时如图所示，且向右移动滑动变阻器滑片时，电磁铁的磁性变弱。 41．（2026河南九上南阳社旗期末）（多选）超载是严重的交通违法行为，危及人民群众的生命财产安全。在中学生科技创新大赛中，小聪同学为交警部门设计了如图甲所示的“汽车超载记录器”原理图，已知电源电压不变，为定值电阻，R为压敏电阻，其所受压力与电阻的关系如图乙所示。当不超载时，绿灯亮；超载时，红灯亮，同时电控照相机（图甲中未画出）启动，抓拍违法车辆。下列判断正确的是（   ） A．电磁继电器是利用电流的磁效应工作的 B．压敏电阻R的阻值随所受压力的增大而增大 C．图中A是红灯，B是绿灯 D．该装置在抗压能力比较弱的道路上使用时，可以减小电阻的阻值 42．（2026河南九上南阳唐河期末）（多选）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），当开关和闭合时，将滑片P向左移动，下列说法正确的是（    ） A．电磁铁右端为S极 B．指示灯会变亮 C．巨磁电阻的阻值会变小 D．电磁铁上的线圈中的电流会变小 43．（2026河南九上市县级期末）如图甲所示为物理学习小组设计的电热水壶电路，它由工作电路和控制电路组成，具有加热和保温功能。其中工作电路电源电压为220V，R2、R3为电加热丝，加热功率为1210W，保温功率为100W。控制电路中的Rt为热敏电阻，其阻值随水温变化的关系如图乙所示，R1为滑动变阻器。电磁铁产生的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图丙所示，电磁继电器线圈的电阻忽略不计，衔铁只有在不小于3N吸引力的作用下才能被吸下。求： (1) R3的阻值是多少？ (2)将滑动变阻器R1的阻值调整到40Ω，可将电水壶的保温温度设定为40℃，则控制电路中的电源电压U多大？ (3)已知电热水壶的加热效率为80%，用加热档将2kg的水由25℃加热至65℃，用时7min，则工作电路的实际加热功率多大？[] 44．（2026河南九上市县级期末）新能源油电混合动力汽车的主要动力来源于蓄电池，当电力不足时，可以使用汽油，并且在行驶时可以利用发动机给蓄电池充电，使得油电混合动力汽车节能、环保。 (1)油电混合动力汽车中的电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到____________的作用； (2)某油电混合动力汽车所用的蓄电池组的电压是，容量是，则蓄电池充满电时，储存的能量是多少？ (3)某次，油电混合动力汽车在纯油模式下沿平直的公路匀速行驶了一段距离，消耗汽油，此过程中汽车牵引力所做的功为，则汽油机的效率是多少？ 45．（2026河南九上郑州中原期末）郑州市青少年科技运动会上，小明制作了一款可以设定不同出水温度的电热饮水机，其工作原理如图所示。工作电路电源电压恒为220V，R是加热电阻丝，阻值为48.4Ω。控制电路电源电压恒为3V，R1是热敏电阻，其阻值随温度升高而增大，R0是滑动变阻器，电磁铁线圈电阻不计。当水加热到设定温度时，电磁铁线圈中的电流会降低到一定数值，衔铁会弹起，触点分离，饮水机停止加热。［］ (1)电磁继电器是利用电流的______效应工作的。 (2)饮水机内装有1kg、初温为20℃的水，若将其加热到90℃，该过程中水吸收了多少热量？ (3)若上述加热过程用时350s，该饮水机工作电路消耗的电能是多少焦耳？ (4)小明想将该饮水机的出水温度设置的更高一些，在不更换电磁铁的情况下，可以将滑动变阻器R0的滑片适当向______（选填“左”或“右”）移动一些。 46．（2026河南九上市县级期末）油电混动汽车全力加速时，内燃机、蓄电池可以同时向车轮输出能量；当车辆快速行驶或蓄电池储存电能过低时，只有内燃机工作，既向车轮输出能量，又给蓄电池充电，从而提高能量利用率（能量利用率指有效利用能量占全部能量的百分比）。某次测试人员驾驶一辆油电混动汽车在平直公路上匀速行驶100km，消耗燃油10kg，行驶时汽车牵引力恒为2000N。此过程中，蓄电池储存的能量由满电的30%增大至满电的70%。其蓄电池参数如表所示。 蓄电池参数 电压/V 500 容量/（） 50 （1）油电混动汽车快速行驶时，给汽车提供动力的是四冲程内燃机的______冲程；电动机的工作原理是磁场对通电导体有______的作用； （2）根据表格提供的参数可知该蓄电池充满电后储存的电能是多少_________？ （3）该油电混动汽车在测试过程中的能量利用率是多少__________？（q燃油＝4.0×107J/kg） 【方法总结】电与磁 · 易错点与解题策略 一、磁场与磁感线的辨析要点 ✅ 一句话判据：磁场是真实存在的，磁感线是假想的。凡说“磁体周围存在着磁感线”“没有小磁针磁场就不存在”的都是错的；凡说“磁场真实存在”“磁感线是为描述磁场而引入的假想线”的都是对的。 ❌ 易错：把“磁体外部磁感线从 N 极出发回到 S 极”记成“从 S 极出发回到 N 极”。 ✅ 正确：磁体外部 N 极 → S 极，磁体内部 S 极 → N 极，磁感线是闭合曲线；磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向，也就是小磁针静止时 N 极所指的方向。 ✅ 强弱判据：磁感线越密集的地方磁场越强；磁体两极附近磁场最强，中间最弱。 图10　铁屑在磁场中被磁化后有序排列，把看不见的磁场“显示”了出来——磁场是真实的，磁感线是假想的 二、地磁场相关问题的三条结论 ✅ 记牢一对：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（“南北颠倒”）。凡选项写成“地磁场 N 极在地理北极附近”的，一律错。 ✅ 磁针指向：小磁针静止时 N 极指向北方，是因为受到地磁场作用、与地磁场的 S 极相互吸引，与“东半球磁性比西半球强”之类的说法无关。 ✅ 磁偏角：磁针指向与地理南北方向略有偏离叫磁偏角，沈括最早记录，不能据此认为地磁场两极与地理两极重合。 三、安培定则的使用步骤（判断通电螺线管极性） 第①步：在螺线管的正面画出电流的流向（看清绕线与电源正负极接法，绕到背面的导线看不见，注意“正面向上则背面必向下”）。 第②步：用右手握住螺线管，让四指弯曲的方向与电流流向一致。 第③步：大拇指所指的那一端就是螺线管的 N 极，另一端为 S 极。 ✅ 反向使用：已知 N 极要判断电源正负极时，让大拇指先指向 N 极，再看四指弯曲方向对应的电流方向，由电流从电源正极流出确定电源极性。 ❌ 易错：小磁针 N 极指向不是螺线管的 N 极——小磁针静止时 N 极指向哪端，说明那一端是异名磁极（螺线管的 S 极）。 图11　先由小磁针静止时 N 极的指向判断螺线管的极性，再用安培定则反推电流方向 四、电磁继电器类问题的四步推理链 第①步：看清“控制电路”和“工作电路”各由哪些元件组成，电磁铁串联在控制电路中，衔铁与触点控制工作电路。 第②步：判断控制电路中电阻如何变化（光敏/热敏/压敏电阻的变化规律 + 滑动变阻器滑片移动方向），由 I＝U/R 得出电流变大还是变小。 第③步：由电流大小判断电磁铁磁性强弱，进而判断衔铁是否被吸下、触点与哪一路接通。 第④步：判断工作电路中哪个用电器通电工作，再按题目要求回答现象或调节方法。 ✅ 调节类问题口诀：“想在更高水位报警，就把金属块升高；想在更低水位报警，就把金属块降低。”改变设定值还可以调节滑动变阻器、改变控制电路电源电压。 图12　电磁继电器的四步推理链：控制电路 → 电流大小 → 电磁铁磁性强弱 → 衔铁与触点 → 工作电路 五、“通电导体在磁场中受力”与“电磁感应”的区分 ✅ 看有没有电源：装置中有电源（通电）→ 通电导体在磁场中受力（电动机、扬声器、电磁弹射器）；装置中没有电源、靠导体运动产生电流（接电流计）→ 电磁感应（发电机、动圈式话筒、风力发电机）。 ✅ 看能量转化：电能 → 机械能，是电动机原理；机械能 → 电能，是发电机原理。 ❌ 易错：把“导体在磁场中运动”一律当成电磁感应。只有导体做切割磁感线运动且电路闭合时才有感应电流；上下运动不切割磁感线，没有感应电流。 ✅ 改变方向的口诀：安培力（受力）方向、感应电流方向，都只与“电流方向/导体运动方向”和“磁场方向”有关，改一个就反向，两个都改则不变。 图13　“看有没有电源”：甲线圈被推动时产生感应电流，乙线圈通电后才受力摆动 六、规范作图题的步骤与高频失分点 第①步：先由小磁针静止时 N 极的指向（或磁感线形状）判断螺线管的 N、S 极——小磁针 N 极所指的一端是螺线管的 S 极。 第②步：用安培定则判断电流方向，再在电源两端标出“＋”“－”极（电流从正极流出）。 第③步：磁体外部磁感线从 N 极出发回到 S 极，在图上用箭头标注方向；磁感线要与磁体表面大致垂直出发。 ❌ 高频失分：①磁感线箭头方向画反；②电源正负极标反；③螺线管绕线与电流方向不一致；④要“使磁性变弱”时把滑动变阻器接成电阻变小的一端（应保证滑片向指定方向移动时接入电阻变大、电流变小）。 ✅ 检查法：画完后把答案代回题干重新用安培定则验证一遍，确保自洽。 图14　规范作图：标出磁感线方向、螺线管的 N/S 极与电源正负极，画完再代回题干用安培定则验证一遍 七、能量与效率计算类易错点 ✅ 三步走：①认清“有效利用的能量”（水吸收的热量 Q吸＝cmΔt、牵引力做的功 W＝Fs）；②认清“消耗的总能量”（电能 W＝Pt＝UIt、燃料放热 Q＝qm）；③η＝有效能量 ÷ 总能量 × 100%。 ✅ 电热类注意：效率题中“实际功率”要用 P＝W/t 反推（先由 η 求消耗的电能，再除以工作时间），不要直接拿额定功率当实际功率。 ❌ 易错：把单位混用——cmΔt 中 m 取 kg、t 取 ℃；W＝Fs 中 s 要换算成 m（100 km＝1×10⁵ m）；Q＝qm 中 m 取 kg。 ✅ 焦耳定律的区分：电动机等非纯电阻用电器，W＝UIt 与 Q＝I²Rt 不相等，发热功率只能用 P热＝I²R 计算。 试卷第20页（共32页） 第27页（共27页） 学科网（北京）股份有限公司 $