第18讲 电与磁 讲义 2027年中考物理一轮复习

第18讲 电与磁 内 容 导 航 知识点1 磁现象 磁场 知识点2 电生磁 知识点3 电磁铁 电磁继电器 知识点4 电动机 知识点5 磁生电 题型1 磁极间的相互作用 题型2 磁化 题型3 物体是否具有磁性的判断方法 题型4 磁场的强弱 题型5 磁感线及其特点 题型6 常见磁体的磁感线分布 题型7 奥斯特实验 题型8 电流的磁效应 题型9 通电螺线管的磁场 题型10 安培定则 题型11 电磁铁的工作原理 题型12 探究影响带电磁铁磁性强弱的实验 题型13 影响电磁铁磁性强弱的因素 题型14 电磁铁的应用 题型15 电磁继电器的构造与原理 题型16 电磁继电器在实际生活中的应用 题型17 探究磁场对通电导线的作用 题型18 通电导线在磁场中受到力的作用 题型19 影响通电导体在磁场中所受磁场力大小的因素 题型20 影响通电导线在磁场中所受磁场力方向的因素 题型21 通电导线在磁场中的受力情况 题型22 电动机工作原理 题型23 换向器的构造及作用 题型24 直流电动机的应用 题型25 左手定则 题型26 扬声器 题型27 电磁感应现象 题型28 发电机的原理 题型29 发电机的结构 知 识 点 通 关 知识点1 磁现象 磁场 1．磁现象 （1）磁性：能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性。 （2）磁体：具有磁性的物体叫做磁体。磁体可分为天然磁体和人造磁体。 （3）磁极：磁体上磁性最强的两个部位叫做磁极。任何磁体都只有两个磁极，它们分别是南极（S极）和北极（N极）。能够自由转动的磁体，静止时指南的磁极叫南极，指北的磁极叫北极 （4）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。 （5）磁化：使原来没有磁性的物体在磁体或电流的作用下获得磁性的过程叫做磁化。能被磁体吸引的物质都能被磁化。 磁化的三种方式：①将能够被磁化的物体放入强磁体周围；②将能够被磁化的物体放入强电流周围；③用磁体的南极或北极，沿能被磁化的物体向一个方向摩擦几次。 2．磁场 （1）磁场的概念：磁体周围存在着一种特殊物质（看不见、摸不着但却又确确实实存在），它能使磁针发生偏转，我们称之为磁场。（通过转换法认识它的存在及其特点和规律） （2）磁场的基本性质：对放入其中的磁体产生磁力的作用，磁极间的相互作用就是通过磁场产生的。 （3）磁场的方向：在磁场中某一点，小磁针静止时北极（N极）所指的方向就是该点的磁场方向。（转换法：通过小磁针N极的指向去判断磁场方向和磁体的磁极） （4）磁感线：用一些带箭头的曲线把小磁针在磁场中的排列情况画出来，方便、形象地描述磁场，这样的曲线叫磁感线。 ①在磁体外部，磁感线从磁体的N极出发，回到磁体的S极；在磁体内部，磁感线从磁体的S极出发回到N极，形成一些闭合曲线 ②磁感线分布的疏密程度可以表示磁场的强弱。磁体的两极处磁感线最密，表示磁体两极处的磁场最强 ③磁体周围的磁感线的分布是立体的，在磁体周围空间都分布有磁场。在画图时，因受纸面的限制，只画了一个平面内的磁感线的分布情况。 ④磁感线的切线方向表示磁场方向，任意两条磁感线都不相交。 ⑤磁场是真实存在于磁体周围的一种特殊物质，而磁感线是人们为了直观、形象的描述磁场的方向和分布情况而引入带有方向的曲线，它并不是真实存在的。磁感线是一种物理模型。 3．地磁场 （1）地磁场：地球周围存在着的磁场叫地磁场。 （2）地磁场的南极在地理北极附近，地磁场的北极在地理南极附近。 （3）指南针之所以能指南北，就是因为受到了地磁场的作用。 （4）磁偏角 地理的两极和地磁场的两极并不重合，磁针所指的南北方向与地理的南北方向略有偏离。世界上最早记述这一现象的人是我国宋代学者沈括。 【易错警示】 1.对磁感线的理解：磁场是真实存在于磁体周围的一种特殊物质，而磁感线并不是真实存在的而是一种物理模型。 2.对地磁场的理解：地磁场的南极在地理北极附近，地磁场的北极在地理南极附近。因此，磁针指向地球的南方表示为磁针的南极，磁针指向地球的北方表示为磁针的北极。 知识点2 电生磁 1．电流的磁效应 （1）奥斯特实验 小磁针南北方向放置，并且导线与小磁针平行。当导线通电时，小磁针发生偏转；切断电流时，小磁针又回到原位。当电路中的电流反向时，小磁针的偏转方向也相反。 奥斯特实验说明：①电流的周围存在着磁场；②电流周围磁场的方向跟电流方向有关。 奥斯特实验的意义：世界上第一个通过实验发现了电与磁之间的联系。 （2）电流的磁效应：通电导线的周围存在与电流方向有关的磁场，这种现像叫做电流的磁效应。 2．通电螺线管的磁场 （1）通电螺线管的的概念：把导线绕在圆筒上制成螺线管，也叫线圈，由于各圈导线产生的磁场叠加在一起，磁场就会增强。 （2）探究通电螺线管外部的磁场分布 实验目的 探究通电螺线管外部的磁场分布 实验思路 我们已经通过磁感线的分布了解了条形磁体、蹄形磁体周围的磁场，也可以用同样的方法来研究通电螺线管外部的磁场是怎样分布的。首先观察通电螺线管外部的磁场与哪种磁体相似，然后找出通电螺线管的极性与环绕电流方向之间的关系。 要研究通电螺线管外部磁场的方向，需要哪些器材? 实验图 实验图： 拓展实验图： 实验器材 小磁针、电源、螺线管、铁棒、开关、导线 实验设计与分析 （1）转换法：通过小磁针静止时N极的指向反映通电螺线管外部磁场的方向 （2）模型法：磁感线是为了描述磁场而引入的物理模型，并非真实存在 （3）铁棒的作用：增强磁场 （4）小磁针静止时N极的指向就是该点磁场的方向 （5）判断通电螺线管的极性（安培定则，即右手螺旋定则） 拓展: （6）用铁屑代替小磁针探究通电螺线管外部磁场的强度：铁屑的疏密情况反映磁场的强度(转换法) （7）轻敲盛放铁屑的玻璃板：减小铁屑和玻璃板间的摩擦，使铁屑因受到磁场的作用而呈现出规则的排列 实验结论 （1）通电螺线管外部磁场与条形磁体相似，通电螺线管两端存在南北极 （2）通电螺线管外部磁场的方向与电流的方向有关 3．安培定则 （1）概念：如图用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中的电流方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极（N极）。 （2）安培定则的应用 已知通电螺线管中电流的方向，判断通电螺线管两端的极性。 具体方法： ①标出通电螺线管中电流的方向； ②用右手握住螺线管，让弯曲的四指指向螺线管中电流方向； ③大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。 已知通电螺线管两端磁极，判断通电螺线管中电流的方向及电源正负极。 具体方法： ①先用右手握住通电螺线管，大拇指指向N极； ②弯曲的四指所指的方向就是螺线管中电流的方向； ③按照四指弯曲的方向在螺线管中标出电流方向以及根据电流方向判断电源正负极。 知识点3 电磁铁 电磁继电器 1．电磁铁 （1）电磁铁：内部带铁芯的螺线管，当有电流通过时由磁性，没有电流时就失去磁性。我们把这种磁体叫做电磁铁。 （2）电磁铁极性的判断：用安培定则来表述电流方向和磁极之间的关系。 （3）影响电磁铁磁性强弱的因素：①电流：线圈匝数一定时，电流越大，磁性越强。 ②匝数：电流一定时，线圈匝数越多，磁性越强。 ③铁芯：有铁芯比无铁芯时磁性要强。 （4）特点：电磁铁磁性的有无可由电流的有无来控制；磁性的强弱可由电流的大小来控制；磁极可由电流的方向来控制。 （5）应用：电磁起重机、电铃、电磁继电器、自动控制设备等。 2．电磁继电器 （1）定义：电磁继电器是利用电流的磁效应来控制工作电路的一种开关。其作用是利用低电压、弱电流的电路来间接地控制高电压、强电流的电路，还可以实现远距离操纵和自动控制。 （2）结构：电磁继电器是由电磁铁A、衔铁B、弹簧C和触点D、E组成,其工作电路由低压控制电路和高压工作电路两部分组成，如图所示。 （3）工作原理：电磁铁通电时，把衔铁吸下来，使动触点和静触点接触，工作电路连通。电磁铁断电时失去磁性，弹簧把衔铁拉起，切断工作电路。 知识点4 电动机 1．磁场对电流的作用 （1）磁场对通电导线的作用 如图所示，把导体棒放在磁场里，接通电源，让电流通过导体棒，观察它的运动。 把电源的正、负极对调后接入电路，使通过导体棒的电流方向与原来相反，观察导体棒运动的方向。 保持导体棒中的电流方向不变，但把蹄形磁体的上、下磁极调换一下，使磁场方向与原来相反，观察导体棒运动的方向。 通电导体在磁场中会受到力的作用。其受力方向跟电流方向和磁感线方向有关。当改变电流方向或磁感线方向时，通电导体的受力方向改变；若同时改变电流方向和磁感线方向，通电导体的受力方向不改变。 （2）磁场对通电线圈的作用 通电线圈在磁场中受力会发生转动，但不能持续转动。 2．电动机 线圈不能连续转动，是因为线圈越过了平衡位置以后，受到的力阻碍它的转动。如果在线圈越过了平衡位置后，设法改变线圈中电流的方向，线圈将会继续转动下去。 （1）原理：根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。 （2）结构：由转子（能够转动的部分）和定子（固定不动的部分）组成。 （3）分类：直流电动机（由直流电源供电）和交流电动机（由交流电源供电）。 （4）直流电动机中换向器的作用：当线圈刚转过平衡位置时，换向器就能自动改变线圈中电流的方向，使线圈继续转动。 （5）改变直流电动机转动方向的方法：改变电流方向或改变磁感线方向。 （6）能量转化：电能转化为机械能 【教材图片详解】 为了使电动机线圈在后半周也能获得向同方向转动的力，可以通过换向器来实现这一目的。每当线圈转过平衡位置时，都能自动改变通入线圈中的电流方向，使线圈连续转动起来 把电信号转换成声信号的装置。它主要由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成。当线圈中通有电流时，线圈受到磁铁的作用而运动；当线圈中的电流反向时，线圈向相反方向运动。由于通过线圈的电流是交变电流，它的方向不断变化，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音 知识点5 磁生电 1．磁生电 （1）探究什么情况下磁可以生电 （1）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流 （2）感应电流的方向与磁场方向、导体切割磁感线的方向有关 （3）感应电流的大小与磁场强弱、导体切割磁感线的速度有关 （2）电磁感应现象 ①英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。 ②内容：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这个现象叫电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流。 ③产生感应电流的条件：电路必须是闭合的，且部分导体在磁场中做切割磁感线运动。 ④感应电流的方向：跟导体运动方向和磁场方向有关。改变导体的运动方向或磁感线方向，感应电流的方向改变；若同时改变导体运动方向和磁感线方向，感应电流方向不改变。 ⑤感应电流的大小：与导体切割磁感线的速度、磁场强弱和线圈匝数有关。 2．发电机 发电机是把机械能转化为电能的装置。 （1）原理：是根据电磁感应制成的。 （2）交流电：方向会周期性改变的电流叫交流电，我国交流电的频率为50Hz。 （3）交流发电机的结构：转子和定子，大型发电机一般都采用线圈不动，磁极旋转的方式来发电，且用电磁铁代替永磁体，这种发电机叫旋转磁极式发电机。 （4）直流发电机：交流发电机线圈内产生的是交变电流，向外输出的也是交变电流；直流发电机线圈内产生的也是交变电流，但在对外输出时把两个铜环换成了换向器，通过换向器的作用使输出电流变成直流电。 （5）电动机与发电机的区别 电动机（可看作用电器） 发电机（可看作电源） 原理 通电线圈在磁场中受力转动 电磁感应现象 原理图 构造 定子、转子、换向器 定子、转子、铜环和电刷 结构图 区别 电路中有电源，无用电器 电路中无电源，有用电器 能量转化 电能转化为机械能 机械能转化为电能 应用 扬声器 动圈式话筒、磁条刷卡机 考 点 演 练 题型1 磁极间的相互作用 【典例1】下列情形中的两个物体，会发生排斥现象的是（　　） A．带电棒靠近碎纸屑 B．带正电的玻璃棒靠近带负电的橡胶棒 C．磁铁靠近不带磁性的钢棒 D．条形磁铁的N极靠近小磁针的N极 【变式1】如图所示的磁吸式太阳镜片，可通过磁吸边框与近视眼镜的金属框架紧密贴合。该太阳镜片的磁吸边框（　　） A．周围存在磁场和磁感线 B．周围的磁场分布是不均匀的 C．利用同名磁极相互吸引原理 D．可以吸附在任何金属框架上 题型2 磁化 【典例1】如图所示为学校地理教研组新购的一个磁悬浮地球仪。打开底座电源开关后，地球仪被隔空托起。该现象与下列哪个实验的原理相同（　　） A． B． C． D． 【变式1】我国高铁广泛使用“永磁同步牵引系统”，其中核心部件之一是永磁体。下列关于永磁体的说法正确的是（　　） A．永磁体的磁性永远不会消失 B．任何温度下永磁体磁性不变 C．永磁体周围存在磁场，磁感线是真实存在的 D．可用磁化方法使原来没有磁性的物体获得磁性，但永磁体保持磁性较稳定 题型3 物体是否具有磁性的判断方法 【典例1】有两根外形完全相同的钢棒a和b；按图甲放置，手拿住a时，b不会掉下来；按图乙放置，手拿住b时，a会掉下来。这说明（　　） A．钢棒a具有磁性 B．钢棒b具有磁性 C．钢棒a和b都具有磁性 D．钢棒a和b都不具有磁性 【变式1】为确定钢棒是否具有磁性，进行如图所示的四个实验，其中不能确定钢棒一定具有磁性的是（　　） A．甲图钢棒靠近小磁针，小磁针被排斥 B．乙图悬挂后的钢棒，静止时始终南北指向 C．丙图钢棒在线圈中运动，电流表指针偏转 D．丁图钢棒放入通电螺线管中，吸引更多的铁屑 题型4 磁场的强弱 【典例1】弹簧测力计下竖直悬挂着一铁块，当条形磁体的S极从图中位置向左匀速运动到铁块正下方的过程中，能反映弹簧测力计示数随时间变化情况的图像是（　　） A． B． C． D． 【变式1】我们知道磁体周围存在磁场，磁场的方向和大小可以用磁感线的箭头和疏密程度进行描述。如图所示为某磁体一端的磁场分布，则a点处的磁场比b点处的磁场 　　 （选填“强”或“弱”）。 题型5 磁感线及其特点 【典例1】物理学中引入各种“线”，帮助我们认识物理规律，以下绘出的“线”符合要求的是（　　） A．静止在手中瓶子受到的摩擦力示意图 B．只利用磁感线确定P处磁场方向 C．小猫观察水中鱼的光路 D．音叉波形曲线，甲发出声音的响度比乙大 【变式1】下列关于磁感线的说法中，正确的是（　　） A．磁感线是磁场中实际存在的曲线 B．磁体周围的磁感线都是从磁体的南极出来，回到磁体的北极 C．小磁针南极在某点所受磁场力的方向，跟该点磁感线的方向相同 D．磁感线是用来描述磁场的分布和方向的假想曲线 题型6 常见磁体的磁感线分布 【典例1】a、b两个磁极间的磁感线分布如图所示，其中a和b分别为（　　） A．N极、N极 B．S极、S极 C．N极、S极 D．S极、N极 【变式1】指南针是我国古代的四大发明之一、司南是春秋战国时期发明的一种指南针，如图甲所示。某物理研究所尝试利用一块天然磁石制作一具“司南”，图乙所示为天然磁石的磁感线分布情况，则该磁石的北极是（　　） A． A端 B．B端 C．C端 D．D端 题型7 奥斯特实验 【典例1】如图所示，将一根直导线架在静止的小磁针上方，并使直导线与小磁针平行，接通电路，发现小磁针偏转。关于该实验下列说法不正确的是（　　） A．该实验说明电流周围存在磁场 B．若小磁针偏转不明显，可以增大导线中的电流 C．利用该实验原理可以制成发电机 D．改变电流方向，小磁针偏转方向随之改变 【变式1】如图，小磁针静止时指向南北，当导线与电源正负极接通时，小磁针发生偏转，下列说法正确的是（　　） A．导线最好沿东西方向放置 B．小磁针偏转时不受地磁场作用 C．通电导线周围存在磁场 D．揭示了发电机的工作原理 题型8 电流的磁效应 【典例1】电磁铁是构成电磁起重机的重要部件，其工作原理是（　　） A．电流的热效应 B．电流的磁效应 C．电磁感应 D．磁场对通电导线具有力的作用 【变式1】医院磁共振成像是一种先进的医学成像技术，它采用强静磁场和变化磁场使人体组织成像。若携带金属物做磁共振成像，强静磁场会吸引铁质物品，变化磁场会使携带的金属中产生感应电流，从而使金属发热而灼伤病人，重则危及生命。上述说明中没有涉及的知识是（　　） A．磁场的性质 B．磁能生电 C．电流的热效应 D．同名磁极相互排斥 题型9 通电螺线管的磁场 【典例1】如图是探究“通电螺线管的磁场方向”的实验示意图。对该实验的操作和分析，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关前，小磁针的S极指向地理的北极 B．闭合开关小磁针静止时，S极的指向为该点的磁场方向 C．改变图中螺线管电流方向，小磁针N极所指方向水平向右 D．若没有小磁针，通电螺线管周围就没有磁场 【变式1】如图所示，探究通电螺线管的极性与电流方向的关系时，下列操作可以进行的是（　　） A．对调滑动变阻器上下接线柱的接法 B．改变螺线管的线圈匝数 C．移动滑动变阻器滑片 D．对调电源正负极 题型10 安培定则 【典例1】某兴趣小组利用单刀双掷开关研究通电导体受力方向与电流和磁场的关系，设计了如图所示的电路，动触点S可以分别拨向静触点1或2。单刀双掷开关S拨到1时，导线框abcd的ab边受力方向为垂直纸面向外。下列说法正确的是（　　） A．单刀双掷开关S拨到1时，通电螺线管A端为S极 B．单刀双掷开关S拨到1时，通电螺线管B端为N极 C．开关S拨到2时，导线框的ab边受力方向为垂直纸面向外 D．开关S拨到2时，导线框的cd边受力方向为垂直纸面向外 【变式1】如图所示，闭合开关后，小刚利用图中的手势能正确地判断出通电螺线管的极性，下列说法正确的是（　　） A．由小刚的手势，可判断出小磁针的N极向上 B．由小刚的手势，可判断出a端为电源的正极 C．调换电源正负极，小刚右手大拇指指向不变 D．增大螺线管电流，小刚右手大拇指指向改变 题型11 电磁铁的工作原理 【典例1】如图所示，在电路中滑动变阻器滑片P逐渐向左适当移动的过程中，条形磁铁仍保持静止，在此过程中下列说法正确的是（　　） A．电磁铁产生的磁场是不真实存在的 B．制作电磁铁所应用的原理与电动机相同 C．条形磁铁受到台面对它的摩擦力方向向左 D．条形磁铁受到台面对它的摩擦力逐渐变大 【变式1】如图所示是2025年春晚中机器人扭秧歌转手帕的场景，它装备了3D激光雷达全自动定位与导航技术，能够完成高精度走位与动态任务。搭载了自研的M107系列关节电机，支持快速响应空翻、奔跑等复杂动作。手部安装有电磁铁控制手帕的转动。下列说法正确的是（　　） A．机器人芯片中的二极管、三极管是用导体材料制作的 B．激光雷达采用超声波传递信息，实现定位和导航 C．电磁铁的工作原理是电流的磁效应 D．甩出去的手帕如果所受的力全部消失将永远圆周转动下去 题型12 探究影响带电磁铁磁性强弱的实验 【典例1】如图所示，两个绕有线圈的铁钉串联在电路中，通电以后，吸起了一些大头针。下列说法正确的是（　　） A．此装置可以用来探究电磁感应现象 B．此实验表明磁场对电流有力的作用 C．两个铁钉钉尖的极性相同 D．此装置可以探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系 【变式1】细心的亮亮发现在工地、码头等地常常可以看到电磁起重机在工作。于是，他利用通电螺线管自制了简易“电磁起重机”，来探究电磁铁的磁性强弱与电流大小是否有关。如图所示的装置中，A是弹簧悬挂着的铁块，亮亮闭合开关，用刻度尺测出弹簧的长度，接下来的操作是：　 　 。若　 　 ，则可初步说明电磁铁的磁性强弱与电流大小有关。 题型13 影响电磁铁磁性强弱的因素 【典例1】如图所示，是一种恒温箱的原理图。下列说法错误的是（　　） A．温度计中的水银是导体 B．当温度升高到设定值时，电热器停止工作 C．电磁铁的左端为N极 D．若要调高恒温箱的设定温度，应将金属丝向上调节 【变式1】关于电与磁，下列说法正确的是（　　） A．同名磁极靠近时会相互吸引 B．奥斯特实验证实了电流周围存在磁场 C．螺线管通电时，电流越大其磁性越弱 D．在磁体周围撒铁屑可以判断该磁体周围的磁场方向 题型14 电磁铁的应用 【典例1】小区门口安装有用于车辆出入控制的自动道闸（又称挡车器），其简化电路如图所示。当自动系统识别车牌后，开关闭合，栏杆便会自动抬起。下列说法不正确的是（　　） A．该装置利用了电磁铁通电有磁性，断电无磁性的特性 B．道闸中的闸杆支架部分是一个杠杆 C．增加线圈匝数可使道闸栏杆更易被抬起 D．若改变电流方向，栏杆不仅不会被抬起，反而下降 【变式1】如图甲是一款广泛应用于宾馆、酒店的磁卡锁，其工作原理如图乙所示。磁卡锁开门主要是通过刷磁卡来接通电源，从而完成锁舌（插销）的伸缩，实现开门、关门。下列说法正确的是（　　） A．插销应选用铜质材料制作 B．刷卡时，电磁铁的左端为S极 C．刷卡时，电磁铁通电产生磁性 D．刷卡时，电磁铁断电失去磁性 题型15 电磁继电器的构造与原理 【典例1】如图是某道路限载报警器的工作原理图。电源电压不变，R1是力敏电阻，其阻值随压力的变化而变化。闭合开关S，当车的质量超过限载质量时，电磁铁吸下衔铁，电铃响。根据不同的路面，可以改变滑动变阻器滑片P的位置，来设定不同的限载质量。下列说法错误的是（　　） A．电磁铁能吸下衔铁，是由于通电导体在磁场中受力 B．检测时，车的质量越大电磁铁的磁性越强 C．力敏电阻R1的阻值随压力的增大而减小 D．若要提高设定的限载质量，应将滑片P向左移动 【变式1】如图是小榕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，起调节和保护作用。温度正常时指示灯L发光，蜂鸣器不响。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，电磁铁磁性减弱 C．若要调低报警温度，可将R2的阻值调小 D．电磁铁的上端为S极 题型16 电磁继电器在实际生活中的应用 【典例1】如图是一款体感测温门的工作原理简化电路图，Rt是热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，R0为定值电阻。人通过测温门时，若体温正常，绿灯亮红灯不亮；若体温高于37.3℃，绿灯不亮红灯亮。下列说法中正确的是（　　） A．电磁铁上端为N极 B．体温越低，电磁铁的磁性越强 C．L1是绿灯，L2是红灯 D．体温越高，电压表的示数越小 【变式1】图甲是某种燃气报警器的部分电路示意图，控制电路中的R1为气敏电阻，R1的阻值与燃气浓度的关系如图乙所示。电源电压稳定，闭合开关S1和S2，报警器处于工作状态、当燃气浓度达到预设值时，电磁铁会将衔铁吸下，工作电路中灯L1熄灭，灯L2发光、电铃响报警。下列说法正确的是（　　） A．在工作电路中，电铃和灯泡L2串联 B．观察图乙可知燃气浓度越大，气敏电阻阻值越大 C．在图甲中，闭合控制电路的开关S1，电磁铁上端是S极 D．滑动变阻器R2的滑片P向上滑动时，会提高触发报警的燃气浓度值 题型17 探究磁场对通电导线的作用 【典例1】如图为探究磁场对电流的作用的实验装置，闭合开关，导体ab运动起来，　　 （选填“电动”或“发电”）机是根据此原理制成的。调转蹄形磁铁的磁极，导体ab运动方向与原来 　　 ；增大电源电压，导体ab运动速度比原来得更 　　 。 【变式1】某实验小组利用如图装置探究磁场对通电导体的作用。将一根导体棒ab放在蹄形磁体的磁场中，并与开关、滑动变阻器、电源串联成闭合电路。 实验操作步骤记录如下表： 实验次数 磁场方向 电流方向 导体棒运动方向 1 竖直向上 由a到b 向左运动 2 竖直向下 由a到b 向右运动 3 竖直向上 由b到a 向右运动 （1）分析实验1和2，可得出通电导体在磁场中受力方向与　 　 有关；分析实验　　 两次实验，可得出受力方向与电流方向有关； （2）生活中的　 　 （选填“电动机”或“发电机”）就是利用该实验原理工作的，工作时将电能转化为　 　 能。 题型18 通电导线在磁场中受到力的作用 【典例1】2025年3月，最新一代电磁枪的实弹射击画面曝光，如图所示，射击过程中，线圈通电产生力作用于子弹，使子弹加速运动。下列设备与电磁枪的工作原理相同的是（　　） A．电动机 B．发电机 C．电水壶 D．电饭锅 【变式1】福建舰使用的电磁弹射技术是中国航母领域的标志性突破。其核心原理是：弹射车（视为导体）通入强电流后，在特制强磁场中受电磁推力作用，高效带动舰载机短距加速起飞，大幅提升航母作战效率。下列与电磁弹射车工作原理相同的设备是（　　） A．电动机械臂 B．发电站的水轮机 C．工业电磁吸盘 D．微波炉 题型19 影响通电导体在磁场中所受磁场力大小的因素 【典例1】如图所示，将一根直导线（铝棒）放在蹄形磁体两极间，直导线与电源、开关串联形成回路。闭合开关后，为使直导线摆动幅度更明显，可以（　　） A．增强磁场 B．改变电流方向 C．换用铁质直导线 D．将磁体两极对调 【变式1】图甲是小明自制了一个电磁秋千玩具，其原理如图乙所示。闭合开关后，推动一下永磁体，它在电磁铁排斥作用下来回摆动。下列说法正确的是（　　） A．电流从导线的A端流入螺线管 B．通电螺线管的下端为N极 C．通电螺线管周围真实存在磁感线 D．改变导线中电流方向，通电螺线管磁性强弱会改变 题型20 影响通电导线在磁场中所受磁场力方向的因素 【典例1】小明用如图所示的实验装置探究磁场对通电导线的作用，闭合开关，原本静止的直导线AB水平向右动。要使直导线AB水平向左运动，下列措施可行的是（　　） A．断开开关 B．将蹄形磁体的N、S极对调 C．换用磁性更强的蹄形磁体 D．将滑动变阻器的滑片P向右移动 【变式1】如图所示是探究电与磁的联系的两个实验装置。 （1）如图甲所示，当导线通电时，磁针发生偏转，说明通电导线周围存在　 。 （2）如图乙所示，通电导线在磁场中受到力的作用，通电导线的受力的方向跟　　 的方向和　　 的方向都有关系。 题型21 通电导线在磁场中的受力情况 【典例1】灵敏电流计的内部结构是当线圈中通入微小电流时，会带动与之相连的指针发生偏转，下列选项中能揭示其工作原理的实验是（　　） A． B． C． D． 【变式1】如图所示，利用静电喷涂枪给物体喷漆。接通电源，电动机开始转动，负压发生器使喷枪内气压减小吸入涂料，涂料雾化成小颗粒并带上负电荷，从喷枪飞向被涂物。下列现象与物理知识对应不正确的是（　　） A．负压发生器使涂料吸入喷枪——大气压强 B．通电后电动机线圈受力转动——电磁感应现象 C．涂料喷出后颗粒间相互排斥——电荷间的作用力 D．涂料变干后粘牢在物体表面——分子间的作用力 题型22 电动机工作原理 【典例1】电动机的工作原理是（　　） A．电磁感应现象 B．通电导体在磁场中受到力的作用 C．电流的磁效应 D．磁极间的相互作用 【变式1】春晚《武BOT》节目中，人形机器人和武术少年的对练十分精彩。下列选项中，能用来解释人形机器人的电动机工作原理的是（　　） A． B． C． D． 题型23 换向器的构造及作用 【典例1】实验器材是学习物理的重要工具，熟练使用器材可以更好的认识物理世界。以下说法错误的是（　　） A．利用重垂线可以检查墙壁是否竖直 B．利用验电器可以检测物体是否带电 C．利用测电笔可以辨别电池的正极和负极 D．利用换向器可以改变电动机线圈中电流方向 【变式1】小华用漆包线等器材自制一电动机模型，线圈两端的导体，一端的油漆全部刮掉，另一端刮半圈（如图所示），这样的制作相当于给电动机安装了　 　 ，然后将电动机接在电压为3V的电源两端，通电时线圈中的电流为2A，闭合开关10s，根据以上数据，小华利用公式计算出这段时间电动机消耗的电能为60J，这个计算结果存在错误，原因是　 　 （填物理量）的数值与实际情况不符。 题型24 直流电动机的应用 【典例1】在跨学科实践活动中，学习小组用绝缘胶带将支架固定在电池两端，磁铁放在电池侧壁上，再将线圈一端的绝缘漆全部刮去，另一端的绝缘漆只刮去半周后，放在支架上，做成一台直流电动机模型，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．电动机工作的原理是电磁感应 B．线圈转动过程中，机械能转化为电能 C．线圈两端绝缘漆全部刮去后，线圈仍能连续转动 D．交换磁体N、S极线圈反向转动 【变式1】在跨学科实践活动中，学习小组用绝缘胶带将支架固定在电池两端，磁铁放在电池侧壁上，再将线圈一端的绝缘漆全部刮去，另一端的绝缘漆只刮去半周后，放在支架上，做成一台直流电动机模型，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．电动机工作的原理是电磁感应 B．线圈转动过程中，机械能转化为电能 C．线圈两端绝缘漆全部刮去后，线圈仍能连续转动 D．交换磁体 N、S极线圈反向转动 题型25 左手定则 【典例1】甲、乙两图中的矩形线圈摆放情况如图所示，甲图中线圈与磁场平行，乙图中线圈与磁场垂直，现在给它们通以相同的电流，甲图中导线ab的受力情况如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．甲图中导线ab和cd受力方向相反，线圈能转动 B．乙图中导线ab和cd受力方向相反，线圈能转动 C．甲图中导线ab和cd受力方向相同，线圈能转动 D．甲乙图中导线ab受到的力的方向不同 【变式1】通电直导线在磁场中受到磁场力的方向可以用左手定则来判断：伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线垂直穿过掌心，并使四指指向电流的方向，这时大拇指所指的方向就是通电直导线所受磁场力的方向，如图甲所示。请你判断：图乙中的线圈是　 　 （选填“顺时针”或“逆时针”）转动的。 题型26 扬声器 【典例1】如图，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，在线圈中通入大小方向不断变化的电流后，纸杯振动发声。下列说法正确的是（　　） A．线圈中的电流不会产生磁场 B．这与电动机的工作原理相同 C．该扬声器的工作原理是电磁感应现象 D．磁场对线圈的力的大小方向不改变 【变式1】动圈式扬声器，俗称喇叭，它主要由固定的永久磁体、音圈和锥形纸盆等构成，如图所示。当音圈中通过大小和方向反复变化的电流时，音圈会发生振动，音圈的振动会带动纸盆振动，于是扬声器就发出声音。下列跟动圈式扬声器有关的说法中正确的是（　　） A．动圈式扬声器工作时将机械能转化为电能 B．该扬声器与发电机的工作原理相同 C．磁场对线圈的力的方向随电流大小改变而改变 D．如果线圈中通入大小和方向都不变的电流，动圈式扬声器不能正常工作 题型27 电磁感应现象 【典例1】如图所示的四个装置图可以演示不同的电磁现象，下列说法正确的是（　　） A．图甲可用来演示电磁感应现象，根据该现象制成了发电机 B．图乙可用来演示电流的磁效应，根据该现象制成了电磁铁 C．图丙可用来演示磁场对通电导线的作用，根据该原理制成了电动机 D．图丁可用来演示电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系 【变式1】学生进出校园时，将一卡通靠近感应区，卡片内部的线圈中产生感应电流，将带有自身信息的信号发送到闸机，闸机识别信息并开启闸门。如图所示的实验或装置中，与闸机的工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 题型28 发电机的原理 【典例1】如图是华电旬邑风力发电厂安装的风力发电机组，该风电装置是通过叶片在风力作用下，高速旋转从而带动发电机转子旋转生成绿色电力。下列选项中能正确反映风力发电原理的是（　　） A． B． C． D． 【变式1】下列与图示对应的说法正确的是（　　） 转动线圈，产生电流 验电器两箔片张开 发光二极管 汤中放盐，汤变咸 A.与电动机工作原理相同 B.验电器工作原理是同种电荷相互排斥 C.使用二极管不需考虑电流方向 D.汤中只有盐分子在运动 A．A B．B C．C D．D 题型29 发电机的结构 【典例1】发电机是根据闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生电流的原理制成的，则（　　） A．发电机的转子一定是线圈 B．发电机的转子可能是线圈，也可能是磁极 C．发电机的转子一定是磁极 D．发电机的转子是换向器 【变式1】生产中使用的发电机常用　 　 作转子，转子需要由外力来带动。 过 关 验 收 1．小明同学模拟安培在1820年科学院例会上做的小实验：把螺线管水平悬挂起来，闭合开关，发现螺线管缓慢转动后停了下来，改变螺线管B端的初始指向，重复操作，停止时B端的指向都相同。模拟实验装置如图所示，闭合开关，螺线管停下来后B端指向地理的（　　） A．北方 B．西方 C．南方 D．东方 2．图甲是山西某陈醋酿造厂使用的温度自动监控报警器，在温度计里封入一段金属丝，当发酵车间温度达到金属丝下端所指的适宜发酵上限温度时，扬声器响起，提醒工人调控温度；当温度下降至低于该温度后，报警自动停止。下列说法正确的是（　　） A．电磁铁的工作原理与图乙所示原理相同 B．温度低于金属丝下端所指温度时，扬声器停止报警 C．温度计与金属丝相当于电路中的电源 D．煤油可用作该自动报警器温度计中的工作液体 3．如图所示的为“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的电路。实验中使用了若干个相同的大铁钉和一些大头针。 （1）实验中通过观察　 　 来判断电磁铁磁性的强弱。 （2）图甲中A、B串联的目的是　 　 。 （3）图乙中实验探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系，请你写出简要的操作过程　 　 。 （4）图乙实验中，闭合开关后，大铁钉的尖端的磁极为 极。滑动变阻器的滑片向右滑动时，电磁铁的磁性 。（选填“增强”“不变”或“减弱”） 4．如图为一款“智能照明灯”的电路，其控制电路中，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为光敏电阻，其阻值随光照强度而变化，ab间的电压为110V，灯泡标有“220V　40W”字样，假设灯丝电阻不变，下列说法不正确的是（　　） A．电路中使用的电磁继电器，是根据电流的磁效应工作的 B．闭合S1，电路中的电磁铁上端为N极 C．根据智能照明灯工作原理分析得到光敏电阻的阻值大小随光照强度的增大而减小 D．工作电路接通时，灯泡工作0.5h，产生的热量是7.2×104J 5．以下哪个实验的原理与扬声器的工作原理相同（　　） A． B． C． D． 6．如图所示，将一条长约5m的软导线的两端与微电流传感器相连，形成闭合回路，让两名同学快速甩动软导线，发现电路中产生电流。同学们对上述现象提出了以下观点：①甩动的导线切割地磁场的磁感线产生电流；②地面上静止的导线与地磁场发生作用产生电流；③此过程中电能转化为机械能；④此过程中机械能转化为电能。其中正确的观点是（　　） A．①③ B．②③ C．①④ D．②④ 7．某科学兴趣小组制作了如图甲所示的地震自动报警器，其简化结构如图乙所示，金属杆与发光二极管、报警器组成了闭合回路。若地震使金属杆摆动，电路中会产生电流并报警。关于该装置以下说法正确的是（　　） A．金属杆可以用普通橡胶棒代替 B．报警时金属杆将电能转化为机械能 C．产生电流的原理与发电机相同 D．发光二极管是由超导材料制成的 学科网（北京）股份有限公司 $ 第18讲 电与磁 内 容 导 航 知识点1 磁现象 磁场 知识点2 电生磁 知识点3 电磁铁 电磁继电器 知识点4 电动机 知识点5 磁生电 题型1 磁极间的相互作用 题型2 磁化 题型3 物体是否具有磁性的判断方法 题型4 磁场的强弱 题型5 磁感线及其特点 题型6 常见磁体的磁感线分布 题型7 奥斯特实验 题型8 电流的磁效应 题型9 通电螺线管的磁场 题型10 安培定则 题型11 电磁铁的工作原理 题型12 探究影响带电磁铁磁性强弱的实验 题型13 影响电磁铁磁性强弱的因素 题型14 电磁铁的应用 题型15 电磁继电器的构造与原理 题型16 电磁继电器在实际生活中的应用 题型17 探究磁场对通电导线的作用 题型18 通电导线在磁场中受到力的作用 题型19 影响通电导体在磁场中所受磁场力大小的因素 题型20 影响通电导线在磁场中所受磁场力方向的因素 题型21 通电导线在磁场中的受力情况 题型22 电动机工作原理 题型23 换向器的构造及作用 题型24 直流电动机的应用 题型25 左手定则 题型26 扬声器 题型27 电磁感应现象 题型28 发电机的原理 题型29 发电机的结构 知 识 点 通 关 知识点1 磁现象 磁场 1．磁现象 （1）磁性：能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性。 （2）磁体：具有磁性的物体叫做磁体。磁体可分为天然磁体和人造磁体。 （3）磁极：磁体上磁性最强的两个部位叫做磁极。任何磁体都只有两个磁极，它们分别是南极（S极）和北极（N极）。能够自由转动的磁体，静止时指南的磁极叫南极，指北的磁极叫北极 （4）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。 （5）磁化：使原来没有磁性的物体在磁体或电流的作用下获得磁性的过程叫做磁化。能被磁体吸引的物质都能被磁化。 磁化的三种方式：①将能够被磁化的物体放入强磁体周围；②将能够被磁化的物体放入强电流周围；③用磁体的南极或北极，沿能被磁化的物体向一个方向摩擦几次。 2．磁场 （1）磁场的概念：磁体周围存在着一种特殊物质（看不见、摸不着但却又确确实实存在），它能使磁针发生偏转，我们称之为磁场。（通过转换法认识它的存在及其特点和规律） （2）磁场的基本性质：对放入其中的磁体产生磁力的作用，磁极间的相互作用就是通过磁场产生的。 （3）磁场的方向：在磁场中某一点，小磁针静止时北极（N极）所指的方向就是该点的磁场方向。（转换法：通过小磁针N极的指向去判断磁场方向和磁体的磁极） （4）磁感线：用一些带箭头的曲线把小磁针在磁场中的排列情况画出来，方便、形象地描述磁场，这样的曲线叫磁感线。 ①在磁体外部，磁感线从磁体的N极出发，回到磁体的S极；在磁体内部，磁感线从磁体的S极出发回到N极，形成一些闭合曲线 ②磁感线分布的疏密程度可以表示磁场的强弱。磁体的两极处磁感线最密，表示磁体两极处的磁场最强 ③磁体周围的磁感线的分布是立体的，在磁体周围空间都分布有磁场。在画图时，因受纸面的限制，只画了一个平面内的磁感线的分布情况。 ④磁感线的切线方向表示磁场方向，任意两条磁感线都不相交。 ⑤磁场是真实存在于磁体周围的一种特殊物质，而磁感线是人们为了直观、形象的描述磁场的方向和分布情况而引入带有方向的曲线，它并不是真实存在的。磁感线是一种物理模型。 3．地磁场 （1）地磁场：地球周围存在着的磁场叫地磁场。 （2）地磁场的南极在地理北极附近，地磁场的北极在地理南极附近。 （3）指南针之所以能指南北，就是因为受到了地磁场的作用。 （4）磁偏角 地理的两极和地磁场的两极并不重合，磁针所指的南北方向与地理的南北方向略有偏离。世界上最早记述这一现象的人是我国宋代学者沈括。 【易错警示】 1.对磁感线的理解：磁场是真实存在于磁体周围的一种特殊物质，而磁感线并不是真实存在的而是一种物理模型。 2.对地磁场的理解：地磁场的南极在地理北极附近，地磁场的北极在地理南极附近。因此，磁针指向地球的南方表示为磁针的南极，磁针指向地球的北方表示为磁针的北极。 知识点2 电生磁 1．电流的磁效应 （1）奥斯特实验 小磁针南北方向放置，并且导线与小磁针平行。当导线通电时，小磁针发生偏转；切断电流时，小磁针又回到原位。当电路中的电流反向时，小磁针的偏转方向也相反。 奥斯特实验说明：①电流的周围存在着磁场；②电流周围磁场的方向跟电流方向有关。 奥斯特实验的意义：世界上第一个通过实验发现了电与磁之间的联系。 （2）电流的磁效应：通电导线的周围存在与电流方向有关的磁场，这种现像叫做电流的磁效应。 2．通电螺线管的磁场 （1）通电螺线管的的概念：把导线绕在圆筒上制成螺线管，也叫线圈，由于各圈导线产生的磁场叠加在一起，磁场就会增强。 （2）探究通电螺线管外部的磁场分布 实验目的 探究通电螺线管外部的磁场分布 实验思路 我们已经通过磁感线的分布了解了条形磁体、蹄形磁体周围的磁场，也可以用同样的方法来研究通电螺线管外部的磁场是怎样分布的。首先观察通电螺线管外部的磁场与哪种磁体相似，然后找出通电螺线管的极性与环绕电流方向之间的关系。 要研究通电螺线管外部磁场的方向，需要哪些器材? 实验图 实验图： 拓展实验图： 实验器材 小磁针、电源、螺线管、铁棒、开关、导线 实验设计与分析 （1）转换法：通过小磁针静止时N极的指向反映通电螺线管外部磁场的方向 （2）模型法：磁感线是为了描述磁场而引入的物理模型，并非真实存在 （3）铁棒的作用：增强磁场 （4）小磁针静止时N极的指向就是该点磁场的方向 （5）判断通电螺线管的极性（安培定则，即右手螺旋定则） 拓展: （6）用铁屑代替小磁针探究通电螺线管外部磁场的强度：铁屑的疏密情况反映磁场的强度(转换法) （7）轻敲盛放铁屑的玻璃板：减小铁屑和玻璃板间的摩擦，使铁屑因受到磁场的作用而呈现出规则的排列 实验结论 （1）通电螺线管外部磁场与条形磁体相似，通电螺线管两端存在南北极 （2）通电螺线管外部磁场的方向与电流的方向有关 3．安培定则 （1）概念：如图用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中的电流方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极（N极）。 （2）安培定则的应用 已知通电螺线管中电流的方向，判断通电螺线管两端的极性。 具体方法： ①标出通电螺线管中电流的方向； ②用右手握住螺线管，让弯曲的四指指向螺线管中电流方向； ③大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。 已知通电螺线管两端磁极，判断通电螺线管中电流的方向及电源正负极。 具体方法： ①先用右手握住通电螺线管，大拇指指向N极； ②弯曲的四指所指的方向就是螺线管中电流的方向； ③按照四指弯曲的方向在螺线管中标出电流方向以及根据电流方向判断电源正负极。 知识点3 电磁铁 电磁继电器 1．电磁铁 （1）电磁铁：内部带铁芯的螺线管，当有电流通过时由磁性，没有电流时就失去磁性。我们把这种磁体叫做电磁铁。 （2）电磁铁极性的判断：用安培定则来表述电流方向和磁极之间的关系。 （3）影响电磁铁磁性强弱的因素：①电流：线圈匝数一定时，电流越大，磁性越强。 ②匝数：电流一定时，线圈匝数越多，磁性越强。 ③铁芯：有铁芯比无铁芯时磁性要强。 （4）特点：电磁铁磁性的有无可由电流的有无来控制；磁性的强弱可由电流的大小来控制；磁极可由电流的方向来控制。 （5）应用：电磁起重机、电铃、电磁继电器、自动控制设备等。 2．电磁继电器 （1）定义：电磁继电器是利用电流的磁效应来控制工作电路的一种开关。其作用是利用低电压、弱电流的电路来间接地控制高电压、强电流的电路，还可以实现远距离操纵和自动控制。 （2）结构：电磁继电器是由电磁铁A、衔铁B、弹簧C和触点D、E组成,其工作电路由低压控制电路和高压工作电路两部分组成，如图所示。 （3）工作原理：电磁铁通电时，把衔铁吸下来，使动触点和静触点接触，工作电路连通。电磁铁断电时失去磁性，弹簧把衔铁拉起，切断工作电路。 知识点4 电动机 1．磁场对电流的作用 （1）磁场对通电导线的作用 如图所示，把导体棒放在磁场里，接通电源，让电流通过导体棒，观察它的运动。 把电源的正、负极对调后接入电路，使通过导体棒的电流方向与原来相反，观察导体棒运动的方向。 保持导体棒中的电流方向不变，但把蹄形磁体的上、下磁极调换一下，使磁场方向与原来相反，观察导体棒运动的方向。 通电导体在磁场中会受到力的作用。其受力方向跟电流方向和磁感线方向有关。当改变电流方向或磁感线方向时，通电导体的受力方向改变；若同时改变电流方向和磁感线方向，通电导体的受力方向不改变。 （2）磁场对通电线圈的作用 通电线圈在磁场中受力会发生转动，但不能持续转动。 2．电动机 线圈不能连续转动，是因为线圈越过了平衡位置以后，受到的力阻碍它的转动。如果在线圈越过了平衡位置后，设法改变线圈中电流的方向，线圈将会继续转动下去。 （1）原理：根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。 （2）结构：由转子（能够转动的部分）和定子（固定不动的部分）组成。 （3）分类：直流电动机（由直流电源供电）和交流电动机（由交流电源供电）。 （4）直流电动机中换向器的作用：当线圈刚转过平衡位置时，换向器就能自动改变线圈中电流的方向，使线圈继续转动。 （5）改变直流电动机转动方向的方法：改变电流方向或改变磁感线方向。 （6）能量转化：电能转化为机械能 【教材图片详解】 为了使电动机线圈在后半周也能获得向同方向转动的力，可以通过换向器来实现这一目的。每当线圈转过平衡位置时，都能自动改变通入线圈中的电流方向，使线圈连续转动起来 把电信号转换成声信号的装置。它主要由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成。当线圈中通有电流时，线圈受到磁铁的作用而运动；当线圈中的电流反向时，线圈向相反方向运动。由于通过线圈的电流是交变电流，它的方向不断变化，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音 知识点5 磁生电 1．磁生电 （1）探究什么情况下磁可以生电 （1）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流 （2）感应电流的方向与磁场方向、导体切割磁感线的方向有关 （3）感应电流的大小与磁场强弱、导体切割磁感线的速度有关 （2）电磁感应现象 ①英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。 ②内容：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这个现象叫电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流。 ③产生感应电流的条件：电路必须是闭合的，且部分导体在磁场中做切割磁感线运动。 ④感应电流的方向：跟导体运动方向和磁场方向有关。改变导体的运动方向或磁感线方向，感应电流的方向改变；若同时改变导体运动方向和磁感线方向，感应电流方向不改变。 ⑤感应电流的大小：与导体切割磁感线的速度、磁场强弱和线圈匝数有关。 2．发电机 发电机是把机械能转化为电能的装置。 （1）原理：是根据电磁感应制成的。 （2）交流电：方向会周期性改变的电流叫交流电，我国交流电的频率为50Hz。 （3）交流发电机的结构：转子和定子，大型发电机一般都采用线圈不动，磁极旋转的方式来发电，且用电磁铁代替永磁体，这种发电机叫旋转磁极式发电机。 （4）直流发电机：交流发电机线圈内产生的是交变电流，向外输出的也是交变电流；直流发电机线圈内产生的也是交变电流，但在对外输出时把两个铜环换成了换向器，通过换向器的作用使输出电流变成直流电。 （5）电动机与发电机的区别 电动机（可看作用电器） 发电机（可看作电源） 原理 通电线圈在磁场中受力转动 电磁感应现象 原理图 构造 定子、转子、换向器 定子、转子、铜环和电刷 结构图 区别 电路中有电源，无用电器 电路中无电源，有用电器 能量转化 电能转化为机械能 机械能转化为电能 应用 扬声器 动圈式话筒、磁条刷卡机 考 点 演 练 题型1 磁极间的相互作用 【典例1】下列情形中的两个物体，会发生排斥现象的是（　　） A．带电棒靠近碎纸屑 B．带正电的玻璃棒靠近带负电的橡胶棒 C．磁铁靠近不带磁性的钢棒 D．条形磁铁的N极靠近小磁针的N极 【答案】D 【解答】解：A、带电物体有一种性质能够吸引轻小物体，带电体靠近纸屑能够吸引纸屑，故A错误； B、橡胶棒和玻璃棒带的是异种电荷，靠近时，橡胶棒和玻璃棒相互吸引，故B错误； C、因为磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，所以磁铁能够吸引钢棒，故C错误； D、根据磁极间的相互作用规律可知磁体的N极靠近小磁针的N极，它们会相互排斥，故D正确。 故选：D。 【变式1】如图所示的磁吸式太阳镜片，可通过磁吸边框与近视眼镜的金属框架紧密贴合。该太阳镜片的磁吸边框（　　） A．周围存在磁场和磁感线 B．周围的磁场分布是不均匀的 C．利用同名磁极相互吸引原理 D．可以吸附在任何金属框架上 【答案】B 【解答】解：A．磁体周围真实存在磁场，磁感线是为了研究磁场方便假想的曲线，故A错误； B．磁体周围的磁场分布不均匀，磁极处磁场最强，离磁体越远磁场越弱，故B正确； C．磁吸贴合利用的是异名磁极相互吸引的原理，故C错误； D．磁体只能吸引铁、钴、镍等磁性材料，无法吸引铜、铝等大多数金属，不能吸附在任意金属框架上，故D错误。 故选：B。 题型2 磁化 【典例1】如图所示为学校地理教研组新购的一个磁悬浮地球仪。打开底座电源开关后，地球仪被隔空托起。该现象与下列哪个实验的原理相同（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解答】解：磁悬浮地球仪利用了同名磁极相互排斥的原理。 A、图中实验的原理是同名磁极相互排斥，故A符合题意； B、图中实验的原理是通电导体周围存在磁场，故B不符合题意； C、图中实验探究了通电导体在磁场中受到力的作用，故C符合题意； D、图中实验探究了电磁感应现象，故D不符合题意。 故选：A。 【变式1】我国高铁广泛使用“永磁同步牵引系统”，其中核心部件之一是永磁体。下列关于永磁体的说法正确的是（　　） A．永磁体的磁性永远不会消失 B．任何温度下永磁体磁性不变 C．永磁体周围存在磁场，磁感线是真实存在的 D．可用磁化方法使原来没有磁性的物体获得磁性，但永磁体保持磁性较稳定 【答案】D 【解答】解：AB．永磁体在高温、剧烈震动或者受到磁场的作用时，永磁体可能失去磁性，故AB错误； C．永磁体周围存在磁场，为了描述磁场的性质，引入了磁感线，磁感线并非真实存在的，故C错误； D．磁化是使原来没有磁性的物体获得磁性，但永磁体的特点是磁性能够长期保存，稳定性较强，故D正确。 故选：D。 题型3 物体是否具有磁性的判断方法 【典例1】有两根外形完全相同的钢棒a和b；按图甲放置，手拿住a时，b不会掉下来；按图乙放置，手拿住b时，a会掉下来。这说明（　　） A．钢棒a具有磁性 B．钢棒b具有磁性 C．钢棒a和b都具有磁性 D．钢棒a和b都不具有磁性 【答案】A 【解答】解： 磁极的磁性最强，用手拿a时（甲图），b不会掉下来，说明a对b有较大的磁力，则钢棒a具有磁性； 因磁体中间部分几乎没有磁性，所以，用手拿b时（乙图），a会掉下来，说明钢棒b没有磁性，钢棒a具有磁性（只是中间部分的磁性很弱）； 故选：A。 【变式1】为确定钢棒是否具有磁性，进行如图所示的四个实验，其中不能确定钢棒一定具有磁性的是（　　） A．甲图钢棒靠近小磁针，小磁针被排斥 B．乙图悬挂后的钢棒，静止时始终南北指向 C．丙图钢棒在线圈中运动，电流表指针偏转 D．丁图钢棒放入通电螺线管中，吸引更多的铁屑 【答案】D 【解答】解：A．同名磁极相互排斥，若钢棒和小磁针排斥，说明钢棒一定具有磁性，故A正确； B．磁体具有指向性（自由静止时始终指向南北），若悬挂的钢棒静止时始终南北指向，说明钢棒一定具有磁性，故B正确； C．闭合线圈中产生感应电流（电流表偏转）的线圈与磁体相对运动，只有钢棒本身是磁体（有磁性），运动时才能切割磁感线产生感应电流，因此可以确定钢棒有磁性，故C正确； D．铁（钢）芯能使通电螺线管的磁性增强，使其能吸引更多的铁屑，不能说明钢棒具有磁性，故D错误。 故选：D。 题型4 磁场的强弱 【典例1】弹簧测力计下竖直悬挂着一铁块，当条形磁体的S极从图中位置向左匀速运动到铁块正下方的过程中，能反映弹簧测力计示数随时间变化情况的图像是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解答】解：磁体上的不同部位的磁性强弱并不一样，磁体两端（磁极）处的磁性最强，而中间的磁性最弱，因而铁块在条形磁体的N极和S极处受到的吸引力最大，在正中处受到的吸引力最小，所以从左开始，弹簧测力计的示数是先变小，到中间位置时，是最小的示数，然后再变大。 故选：A。 【变式1】我们知道磁体周围存在磁场，磁场的方向和大小可以用磁感线的箭头和疏密程度进行描述。如图所示为某磁体一端的磁场分布，则a点处的磁场比b点处的磁场 　　 （选填“强”或“弱”）。 【答案】强。 【解答】解：由图可知，a处的磁感线比b处的磁感线密，所以a点处的磁场比b点处的磁场强。 故答案为：强。 题型5 磁感线及其特点 【典例1】物理学中引入各种“线”，帮助我们认识物理规律，以下绘出的“线”符合要求的是（　　） A．静止在手中瓶子受到的摩擦力示意图 B．只利用磁感线确定P处磁场方向 C．小猫观察水中鱼的光路 D．音叉波形曲线，甲发出声音的响度比乙大 【答案】D 【解答】解：A、瓶子静止在手中时处于平衡状态，竖直方向受到的重力与摩擦力是一对平衡力，因此摩擦力方向应竖直向上；图中摩擦力方向没有画成竖直向上，不能与重力平衡，故A错误； B、磁场中某点的磁场方向应沿该点磁感线的切线方向，并与磁感线箭头指向一致；图中P处磁场方向判断不符合磁感线切线方向，故B错误； C、小猫观察水中的鱼时，光应从鱼身上发出，经水面折射后斜射入空气进入猫眼，折射角应大于入射角；图中光路方向或折射角关系画反，故C错误； D、声音的响度由振幅决定，波形图中振幅越大响度越大；图中甲音叉波形的振幅大于乙音叉，所以甲发出声音的响度比乙大，故D正确。 故选：D。 【变式1】下列关于磁感线的说法中，正确的是（　　） A．磁感线是磁场中实际存在的曲线 B．磁体周围的磁感线都是从磁体的南极出来，回到磁体的北极 C．小磁针南极在某点所受磁场力的方向，跟该点磁感线的方向相同 D．磁感线是用来描述磁场的分布和方向的假想曲线 【答案】D 【解答】解：A、磁感线为人为虚拟的线，磁场中并没有这些线，故A错误； B、磁体外部的磁感线是从N极出发，回到S极的，磁体内部的磁感线是从S极出发，回到磁体N极的，故B错误； C、磁场方向的规定：磁场中某点的磁场方向与放在该处的小磁针N极所指的方向相同，故C错误； D、磁感线是形象地描述磁场而引入的曲线，是假想的曲线，故D正确； 故选：D。 题型6 常见磁体的磁感线分布 【典例1】a、b两个磁极间的磁感线分布如图所示，其中a和b分别为（　　） A．N极、N极 B．S极、S极 C．N极、S极 D．S极、N极 【答案】C 【解答】解：在磁体外部，磁感线从N极出发，回到S极，故a端为N极，b端为S极，故ABD错误、C正确。 故选：C。 【变式1】指南针是我国古代的四大发明之一、司南是春秋战国时期发明的一种指南针，如图甲所示。某物理研究所尝试利用一块天然磁石制作一具“司南”，图乙所示为天然磁石的磁感线分布情况，则该磁石的北极是（　　） A．A端 B．B端 C．C端 D．D端 【答案】A 【解答】解：在磁体外部，磁感线从磁体的N极出发，回到S极，由图乙可知，天然磁石的磁感线从A端出发，所以A端为N极，故A正确，BCD错误。 故选：A。 题型7 奥斯特实验 【典例1】如图所示，将一根直导线架在静止的小磁针上方，并使直导线与小磁针平行，接通电路，发现小磁针偏转。关于该实验下列说法不正确的是（　　） A．该实验说明电流周围存在磁场 B．若小磁针偏转不明显，可以增大导线中的电流 C．利用该实验原理可以制成发电机 D．改变电流方向，小磁针偏转方向随之改变 【答案】C 【解答】解：本题考查奥斯特实验的现象、结论及其应用，该实验证明了通电导线周围存在磁场，揭示了电流的磁效应。 A、接通电路后小磁针发生偏转，说明小磁针受到了磁场力的作用，该实验说明电流周围存在磁场，故A正确； B、电流产生的磁场强弱与电流大小有关，电流越大磁场越强，若小磁针偏转不明显，可以增大导线中的电流使磁场增强，故B正确； C、该实验的原理是电流的磁效应，利用该原理可以制成电磁铁等，而发电机是利用电磁感应原理制成的，故C错误； D、电流产生的磁场方向与电流方向有关，改变电流方向，导线周围的磁场方向随之改变，小磁针偏转方向也会随之改变，故D正确。 故选：C。 【变式1】如图，小磁针静止时指向南北，当导线与电源正负极接通时，小磁针发生偏转，下列说法正确的是（　　） A．导线最好沿东西方向放置 B．小磁针偏转时不受地磁场作用 C．通电导线周围存在磁场 D．揭示了发电机的工作原理 【答案】C 【解答】解：A．导线应沿南北方向放置，这样通电导线产生的磁场方向为东西方向，才能明显观察到小磁针的偏转。若沿东西方向放置，导线产生的磁场会与地磁场方向相近，偏转效果不明显，故A错误； B．小磁针始终受到地磁场的作用，偏转只是因为通电导线产生的磁场叠加影响，故B错误； C．如图，奥斯特实验证明了通电导线周围存在磁场，即电流的磁效应，故C正确； D．发电机的工作原理是电磁感应现象，而该实验揭示的是电流的磁效应，二者原理不同，故D错误。 故选：C。 题型8 电流的磁效应 【典例1】电磁铁是构成电磁起重机的重要部件，其工作原理是（　　） A．电流的热效应 B．电流的磁效应 C．电磁感应 D．磁场对通电导线具有力的作用 【答案】B 【解答】解：电磁铁的原理是：电流的磁效应。因此ACD错误，B正确。 故选：B。 【变式1】医院磁共振成像是一种先进的医学成像技术，它采用强静磁场和变化磁场使人体组织成像。若携带金属物做磁共振成像，强静磁场会吸引铁质物品，变化磁场会使携带的金属中产生感应电流，从而使金属发热而灼伤病人，重则危及生命。上述说明中没有涉及的知识是（　　） A．磁场的性质 B．磁能生电 C．电流的热效应 D．同名磁极相互排斥 【答案】D 【解答】解：A、强静磁场会吸引铁质物品﹣﹣说明铁在磁场会受到磁力作用，故A正确。 B、变化磁场会使携带的金属中产生感应电流﹣﹣电磁感应（磁生电），故B正确。 C、使金属发热而灼伤病人（电流流过金属导体，金属导体发热）﹣﹣电流的热效应，故C正确。 D、文本未提及磁极间的相互作用，故D错误。 故选：D。 题型9 通电螺线管的磁场 【典例1】如图是探究“通电螺线管的磁场方向”的实验示意图。对该实验的操作和分析，下列说法正确的是（　　） A．闭合开关前，小磁针的S极指向地理的北极 B．闭合开关小磁针静止时，S极的指向为该点的磁场方向 C．改变图中螺线管电流方向，小磁针N极所指方向水平向右 D．若没有小磁针，通电螺线管周围就没有磁场 【答案】C 【解答】解：A、地理的北极在地磁的南极附近，因此闭合S前，小磁针S极所指方向在地磁场的N极，即地理的南极，故A错误； B、磁场中小磁针静止时N极的方向与磁场方向一致，闭合开关小磁针静止时，N极的指向为该点的磁场方向，故B错误； C、改变图中螺线管电流方向，由安培定则可知，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向右端，则通电螺线管的右端为N极，左端为S极；根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，闭合S后，小磁针N极指向右，故C正确； D、小磁针是显示磁场，若没有小磁针，通电螺线管周围仍存在磁场，故D错误。 故选：C。 【变式1】如图所示，探究通电螺线管的极性与电流方向的关系时，下列操作可以进行的是（　　） A．对调滑动变阻器上下接线柱的接法 B．改变螺线管的线圈匝数 C．移动滑动变阻器滑片 D．对调电源正负极 【答案】D 【解答】解：在探究探究通电螺线管的极性与电流方向的关系时，可以进行的操作是：对调电源的正负极，观察小磁针的指向变化。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选：D。 题型10 安培定则 【典例1】某兴趣小组利用单刀双掷开关研究通电导体受力方向与电流和磁场的关系，设计了如图所示的电路，动触点S可以分别拨向静触点1或2。单刀双掷开关S拨到1时，导线框abcd的ab边受力方向为垂直纸面向外。下列说法正确的是（　　） A．单刀双掷开关S拨到1时，通电螺线管A端为S极 B．单刀双掷开关S拨到1时，通电螺线管B端为N极 C．开关S拨到2时，导线框的ab边受力方向为垂直纸面向外 D．开关S拨到2时，导线框的cd边受力方向为垂直纸面向外 【答案】C 【解答】解：AB、由图可知，当开关接到1时，电路中电流的方向是从电源正极出发，经过电阻、螺线管，回到负极，由安培定则可知通电螺线管A端为N极，B端是S极，故AB错误； CD、当开关接到1时，导线框abcd的ab边受力方向为垂直纸面向外。 将单刀双掷开关S拨到2时，电路中的电流方向改变，则ab边周围的磁场方向与原磁场方向相反，ab边电流方向与原电流方向相反，ab边的电流方向和周围的磁场方向都与原方向相反，则ab的受力方向不变，仍为垂直纸面向外，则导线框的cd边受力方向为垂直纸面向内，故C正确、D错误。 故选：C。 【变式1】如图所示，闭合开关后，小刚利用图中的手势能正确地判断出通电螺线管的极性，下列说法正确的是（　　） A．由小刚的手势，可判断出小磁针的N极向上 B．由小刚的手势，可判断出a端为电源的正极 C．调换电源正负极，小刚右手大拇指指向不变 D．增大螺线管电流，小刚右手大拇指指向改变 【答案】B 【解答】解：A．小刚大拇指指向螺线管上端，根据安培定则，通电螺线管上端为N极，下端为S极；螺线管外部磁感线从N极出发回到S极，小磁针所在的螺线管左侧位置磁感线方向向下，小磁针静止时N极指向与磁场方向一致，小磁针N极向下，故A错误； B．根据安培定则，可判断电流从螺线管下端流入、上端流出，因此接螺线管下端的a端为电源正极，故B正确； C．通电螺线管的磁极方向与电流方向有关，调换电源正负极后，螺线管内电流方向改变，磁极方向改变，因此右手大拇指指向会发生改变，故C错误； D．通电螺线管的磁极方向与电流大小无关，增大电流只改变螺线管的磁性强弱，不改变磁极方向，因此右手大拇指指向不变，故D错误。 故选：B。 题型11 电磁铁的工作原理 【典例1】如图所示，在电路中滑动变阻器滑片P逐渐向左适当移动的过程中，条形磁铁仍保持静止，在此过程中下列说法正确的是（　　） A．电磁铁产生的磁场是不真实存在的 B．制作电磁铁所应用的原理与电动机相同 C．条形磁铁受到台面对它的摩擦力方向向左 D．条形磁铁受到台面对它的摩擦力逐渐变大 【答案】D 【解答】解：A、磁场是真实存在的一种特殊物质，电磁铁工作时会在周围空间产生磁场，并非不真实存在，故A错误； B、电磁铁的工作原理是电流的磁效应，而电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，两者原理不同，故B错误； C、根据安培定则可判断电磁铁左端为N极，与条形磁铁左端的N极同名磁极相互排斥，条形磁铁受到向左的排斥力，有向左运动的趋势，而台面对条形磁铁的静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反，故摩擦力方向向右，故C错误； D、滑片P向左移动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路中电流变大，电磁铁磁性增强，对条形磁铁的排斥力变大；条形磁铁仍保持静止，所受静摩擦力与排斥力平衡，所以摩擦力逐渐变大，故D正确。 故选：D。 【变式1】如图所示是2025年春晚中机器人扭秧歌转手帕的场景，它装备了3D激光雷达全自动定位与导航技术，能够完成高精度走位与动态任务。搭载了自研的M107系列关节电机，支持快速响应空翻、奔跑等复杂动作。手部安装有电磁铁控制手帕的转动。下列说法正确的是（　　） A．机器人芯片中的二极管、三极管是用导体材料制作的 B．激光雷达采用超声波传递信息，实现定位和导航 C．电磁铁的工作原理是电流的磁效应 D．甩出去的手帕如果所受的力全部消失将永远圆周转动下去 【答案】C 【解答】解：A、机器人芯片中的二极管、三极管是用半导体材料制作的，故A错误； B、激光雷达采用电磁波传递信息，实现定位和导航，故B错误； C、电磁铁的工作原理是电流的磁效应，故C正确； D、甩出去的手帕如果所受的力全部消失将永远做匀速直线运动，故D错误。 故选：C。 题型12 探究影响带电磁铁磁性强弱的实验 【典例1】如图所示，两个绕有线圈的铁钉串联在电路中，通电以后，吸起了一些大头针。下列说法正确的是（　　） A．此装置可以用来探究电磁感应现象 B．此实验表明磁场对电流有力的作用 C．两个铁钉钉尖的极性相同 D．此装置可以探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系 【答案】D 【解答】解：A.电磁感应现象是指“磁生电“（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），而本实验是“电生磁“（电流的磁效应），两者恰好相反，故A错误。 B.“磁场对电流有力的作用“是电动机的原理（通电导体在磁场中受力运动）。而本实验中，大头针被吸起是因为电磁铁产生磁场吸引铁磁性物质，并非磁场对电流施力，故B错误。 C.两个线圈串联，电流依次流过两个线圈。关键在于：电流从第一个铁钉的一端流入、另一端流出后，再流入第二个铁钉。这意味着电流在两个线圈中的环绕方向是相反的（一个从左往右绕，另一个就相当于从右往左绕）。根据安培定则（右手螺旋定则），两个铁钉产生的磁场方向相反，因此钉尖的极性相反，故C错误。 D.在电路中串联一个滑动变阻器（或改变电源电压），就可以改变电流大小。通过观察电磁铁吸起大头针的数量多少（转换法），就能判断磁性强弱与电流大小的关系——电流越大，磁性越强，吸起的大头针越多，故D正确。 故选：D。 【变式1】细心的亮亮发现在工地、码头等地常常可以看到电磁起重机在工作。于是，他利用通电螺线管自制了简易“电磁起重机”，来探究电磁铁的磁性强弱与电流大小是否有关。如图所示的装置中，A是弹簧悬挂着的铁块，亮亮闭合开关，用刻度尺测出弹簧的长度，接下来的操作是：　 　 。若　 　 ，则可初步说明电磁铁的磁性强弱与电流大小有关。 【答案】移动滑动变阻器的滑片，用刻度尺测出弹簧的长度；弹簧的长度改变。 【解答】解：本实验利用控制变量法探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系：实验需要保持电磁铁线圈匝数不变，只改变电路中的电流大小，因此闭合开关第一次测量弹簧长度后，需要移动滑片改变电流，再次用刻度尺测量弹簧的长度。 实验中电磁铁磁性强弱通过弹簧长度反映（即运用转换法）：电磁铁磁性越强，对铁块A的吸引力越大，弹簧伸长量越大、长度越长。若改变电流后，弹簧的长度改变，说明电磁铁磁性强弱发生了改变，即可证明电磁铁的磁性强弱与电流大小有关。 故答案为：移动滑动变阻器的滑片，用刻度尺测出弹簧的长度；弹簧的长度改变。 题型13 影响电磁铁磁性强弱的因素 【典例1】如图所示，是一种恒温箱的原理图。下列说法错误的是（　　） A．温度计中的水银是导体 B．当温度升高到设定值时，电热器停止工作 C．电磁铁的左端为N极 D．若要调高恒温箱的设定温度，应将金属丝向上调节 【答案】C 【解答】解：A．温度计中的水银是金属，是导体，故A正确； B．当温度升高到设定值时，水银与金属丝接触，电磁铁的电路中有电流，电磁铁具有磁性，会吸引衔铁，电热器停止工作，故B正确； C．图中电流从电磁铁左端流入，右端流出，由安培定则可知，电磁铁的右端为N极，故C错误； D．若要调高恒温箱的设定温度，应将金属丝向上调节，到达设定的温度后，再停止工作，故D正确。 故选：C。 【变式1】关于电与磁，下列说法正确的是（　　） A．同名磁极靠近时会相互吸引 B．奥斯特实验证实了电流周围存在磁场 C．螺线管通电时，电流越大其磁性越弱 D．在磁体周围撒铁屑可以判断该磁体周围的磁场方向 【答案】B 【解答】解：A．同名磁极靠近时会相互排斥，故A错误； B．奥斯特实验中，放置在通电直导线下方的小磁针在磁力的作用下发生偏转，证实了电流周围存在磁场，故B正确； C．螺线管通电时，电流越大其磁性越强，故C错误； D．在磁体周围撒铁屑只能根据铁屑的疏密大致看出磁场的强弱，并不能判断该磁体周围的磁场方向，故D错误。 故选B。 题型14 电磁铁的应用 【典例1】小区门口安装有用于车辆出入控制的自动道闸（又称挡车器），其简化电路如图所示。当自动系统识别车牌后，开关闭合，栏杆便会自动抬起。下列说法不正确的是（　　） A．该装置利用了电磁铁通电有磁性，断电无磁性的特性 B．道闸中的闸杆支架部分是一个杠杆 C．增加线圈匝数可使道闸栏杆更易被抬起 D．若改变电流方向，栏杆不仅不会被抬起，反而下降 【答案】D 【解答】解：A．当车牌识别系统识别车辆后，闭合开关，电磁铁线圈中有电流通过，电磁铁产生磁性，吸引铁柱，从而抬起栏杆；车辆通过后，断开开关，线圈中无电流，电磁铁失去磁性，栏杆在重力作用下落下。这利用了电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性的特性，故A正确； B．栏杆可以绕b点转动，b点是支点，道闸中的闸杆支架部分是一个杠杆，故B正确； C．电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数有关。在电流一定时，增加线圈匝数，增强电磁铁的磁性，从而增大对铁柱的吸引力，使道闸栏杆更易被抬起，故C正确； D．电磁铁的磁极与电流方向有关，改变电流方向，电磁铁的N、S极会互换，但无论电磁铁的上端是N极还是S极，对铁柱的力都是吸引力；故改变电流方向，栏杆仍然会被抬起，不会下降，故D错误。 故选：D。 【变式1】如图甲是一款广泛应用于宾馆、酒店的磁卡锁，其工作原理如图乙所示。磁卡锁开门主要是通过刷磁卡来接通电源，从而完成锁舌（插销）的伸缩，实现开门、关门。下列说法正确的是（　　） A．插销应选用铜质材料制作 B．刷卡时，电磁铁的左端为S极 C．刷卡时，电磁铁通电产生磁性 D．刷卡时，电磁铁断电失去磁性 【答案】C 【解答】解：A．磁体对铁钴镍等物质有吸引作用，插销应选用铁质材料制作，故A错误，不符合题意； B．刷卡时，电路接通，电磁铁有磁性，电流从电磁铁的左前方流入，右后方流出，根据安培定则可知，电磁铁的左端为N极，故B错误，不符合题意； CD．磁卡锁开门主要是通过刷磁卡来接通电源，所以刷卡时，电路接通，电磁铁有磁性，即电磁铁通电产生磁性，故C正确，符合题意，D错误，不符合题意。 故选：C。 题型15 电磁继电器的构造与原理 【典例1】如图是某道路限载报警器的工作原理图。电源电压不变，R1是力敏电阻，其阻值随压力的变化而变化。闭合开关S，当车的质量超过限载质量时，电磁铁吸下衔铁，电铃响。根据不同的路面，可以改变滑动变阻器滑片P的位置，来设定不同的限载质量。下列说法错误的是（　　） A．电磁铁能吸下衔铁，是由于通电导体在磁场中受力 B．检测时，车的质量越大电磁铁的磁性越强 C．力敏电阻R1的阻值随压力的增大而减小 D．若要提高设定的限载质量，应将滑片P向左移动 【答案】A 【解答】解：A．电磁铁是利用电流的磁效应来工作的，通电导体的周围存在磁场，电磁铁能吸下衔铁，故A错误； BC．闭合开关S，当车的质量超过限载质量时，电磁铁吸下衔铁，说明压力增大，电路中的电流增大，由欧姆定律可知电路中的总电阻减小，R1和R2串联，设定限载质量后，R2不变，力敏电阻R1的阻值减小，可以得到力敏电阻的阻值随压力的增大而减小；检测时，车的质量越大，车的重力越大，对力敏电阻的压力越大，力敏电阻的阻值越小，电路中的电流越大，电磁铁的磁性越强，故BC正确； D．若要提高设定的限载质量，此时力敏电阻的阻值减小，电磁铁吸下衔铁时的电流不变，根据欧姆定律可知，电路的总电阻不变，应该增大滑动变阻器的电阻，应将滑片P向左移动，故D正确。 故选：A。 【变式1】如图是小榕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，起调节和保护作用。温度正常时指示灯L发光，蜂鸣器不响。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，电磁铁磁性减弱 C．若要调低报警温度，可将R2的阻值调小 D．电磁铁的上端为S极 【答案】C 【解答】解：A、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，说明温度升高时，热敏电阻的电阻减小，控制电路的电流增大，电磁铁的磁性增强，衔铁被吸下来，接通蜂鸣器电路，故A错误； B、温度升高过程中，热敏电阻的阻值减小，控制电路中的电流增大，电磁铁磁性增强，故B错误； C、若要调低电阻温度，R1阻值将变大，R总不变，则R2将变小，故C正确； D、电流从电磁铁的上端流入，根据安培定则可知，电磁铁的上端为N极，故D错误。 故选：C。 题型16 电磁继电器在实际生活中的应用 【典例1】如图是一款体感测温门的工作原理简化电路图，Rt是热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，R0为定值电阻。人通过测温门时，若体温正常，绿灯亮红灯不亮；若体温高于37.3℃，绿灯不亮红灯亮。下列说法中正确的是（　　） A．电磁铁上端为N极 B．体温越低，电磁铁的磁性越强 C．L1是绿灯，L2是红灯 D．体温越高，电压表的示数越小 【答案】C 【解答】解：A．电流从电磁铁线圈下端流入，根据安培定则，电磁铁下端为N极、上端为S极，故A错误； B．体温越低，环境温度越低，热敏电阻Rt的阻值越大，控制电路总电阻越大；电源电压不变，由欧姆定律可知控制电路中的电流越小，电磁铁的磁性强弱与电流大小有关，电流越小磁性越弱，因此体温越低电磁铁磁性越弱，故B错误； C．人体体温正常时，温度偏低，Rt阻值偏大，控制电路电流偏小，电磁铁磁性较弱，无法吸下衔铁，衔铁保持在上端位置，L1所在支路接通，绿灯发光；当体温高于37.3℃时，温度升高，Rt阻值减小，控制电路电流变大，电磁铁磁性增强，衔铁被向下吸附，L2所在支路接通，红灯发光。由此可以判断L1是绿灯，L2是红灯，故C正确； D．电压表测定值电阻R0两端电压，体温越高，Rt阻值越小，控制电路总电阻越小，电路电流越大；根据U＝IR，R0阻值不变，电流越大，R0两端电压越大，即电压表示数越大，故D错误。 故选：C。 【变式1】图甲是某种燃气报警器的部分电路示意图，控制电路中的R1为气敏电阻，R1的阻值与燃气浓度的关系如图乙所示。电源电压稳定，闭合开关S1和S2，报警器处于工作状态、当燃气浓度达到预设值时，电磁铁会将衔铁吸下，工作电路中灯L1熄灭，灯L2发光、电铃响报警。下列说法正确的是（　　） A．在工作电路中，电铃和灯泡L2串联 B．观察图乙可知燃气浓度越大，气敏电阻阻值越大 C．在图甲中，闭合控制电路的开关S1，电磁铁上端是S极 D．滑动变阻器R2的滑片P向上滑动时，会提高触发报警的燃气浓度值 【答案】D 【解答】解：A、电源电压稳定，闭合开关S1和S2，L1连入电路，报警器处于工作状态；当燃气浓度达到预设值时，电磁铁会将衔铁吸下，L2和电铃并联，灯L1熄灭，灯L2发光、电铃响报警。故A错误； B．观察图乙可知燃气浓度越大，气敏电阻阻值越小，故B错误； C．在图甲中，闭合控制电路的开关S1，电流从电磁铁下侧流入，电磁铁上端是N极，故C错误； D．滑动变阻器R2的滑片P向上滑动时，变阻器连入电路中的电阻变大，电路的总电阻变大，因磁铁将衔铁吸下时电路的电流不变，根据欧姆定律和串联电阻的规律，故R1变小，由图乙可知，会提高触发报警的燃气浓度值，故D正确。 故选：D。 题型17 探究磁场对通电导线的作用 【典例1】如图为探究磁场对电流的作用的实验装置，闭合开关，导体ab运动起来，　　 （选填“电动”或“发电”）机是根据此原理制成的。调转蹄形磁铁的磁极，导体ab运动方向与原来 　　 ；增大电源电压，导体ab运动速度比原来得更 　　 。 【答案】电动；相反；快。 【解答】解：电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理而制成的；改变磁场方向，通电导体在磁场中受力方向改变；若增大电路中的电流，导体的运动速度会加快，这说明导体在磁场中受到力的大小跟电流的大小有关。 故答案为：电动；相反；快。 【变式1】某实验小组利用如图装置探究磁场对通电导体的作用。将一根导体棒ab放在蹄形磁体的磁场中，并与开关、滑动变阻器、电源串联成闭合电路。 实验操作步骤记录如下表： 实验次数 磁场方向 电流方向 导体棒运动方向 1 竖直向上 由a到b 向左运动 2 竖直向下 由a到b 向右运动 3 竖直向上 由b到a 向右运动 （1）分析实验1和2，可得出通电导体在磁场中受力方向与　 　 有关；分析实验　　 两次实验，可得出受力方向与电流方向有关； （2）生活中的　 　 （选填“电动机”或“发电机”）就是利用该实验原理工作的，工作时将电能转化为　 　 能。 【答案】（1）磁场方向；1、3； （2）电动机；机械。 【解答】解：（1）实验1和2中，电流方向相同，只有磁场方向不同，导体棒的受力（运动）方向不同，因此可得出通电导体在磁场中受力方向与磁场方向有关。由控制变量法，要探究受力方向与电流方向的关系，需要控制磁场方向不变，改变电流方向，实验1、3满足条件：磁场方向相同，电流方向不同，因此分析1、3两次实验可得到对应结论。 （2）电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，电动机工作时将电能转化为机械能；发电机的原理是电磁感应，不符合该实验原理。 故答案为：（1）磁场方向；1、3； （2）电动机；机械。 题型18 通电导线在磁场中受到力的作用 【典例1】2025年3月，最新一代电磁枪的实弹射击画面曝光，如图所示，射击过程中，线圈通电产生力作用于子弹，使子弹加速运动。下列设备与电磁枪的工作原理相同的是（　　） A．电动机 B．发电机 C．电水壶 D．电饭锅 【答案】A 【解答】解：电磁枪工作时，线圈通电产生力作用于子弹，使子弹加速运动，将电能转化为机械能，这是通电导体在磁场中受力的作用的原理。 A．电动机是利用通电导体在磁场中受力的作用的原理工作的，与电磁枪的工作原理相同，故A符合题意； B．发电机是利用电磁感应原理工作的，故B不符合题意； CD．电水壶和电饭锅是利用电流的热效应原理工作的，故CD不符合题意； 故选：A。 【变式1】福建舰使用的电磁弹射技术是中国航母领域的标志性突破。其核心原理是：弹射车（视为导体）通入强电流后，在特制强磁场中受电磁推力作用，高效带动舰载机短距加速起飞，大幅提升航母作战效率。下列与电磁弹射车工作原理相同的设备是（　　） A．电动机械臂 B．发电站的水轮机 C．工业电磁吸盘 D．微波炉 【答案】A 【解答】解：电磁弹射车工作原理是通电导线在磁场中要受到力的作用，与电磁弹射车工作原理相同的电动机械臂，发电站的水轮机，工业电磁吸盘，微波炉与电磁弹射车工作原理不同，故A正确，BCD错误。 故选：A。 题型19 影响通电导体在磁场中所受磁场力大小的因素 【典例1】如图所示，将一根直导线（铝棒）放在蹄形磁体两极间，直导线与电源、开关串联形成回路。闭合开关后，为使直导线摆动幅度更明显，可以（　　） A．增强磁场 B．改变电流方向 C．换用铁质直导线 D．将磁体两极对调 【答案】A 【解答】解：闭合开关后，为使直导线摆动幅度更明显，可以通过增大电路的电流或者增强磁场，增大导线受到的磁力。 故选：A。 【变式1】图甲是小明自制了一个电磁秋千玩具，其原理如图乙所示。闭合开关后，推动一下永磁体，它在电磁铁排斥作用下来回摆动。下列说法正确的是（　　） A．电流从导线的A端流入螺线管 B．通电螺线管的下端为N极 C．通电螺线管周围真实存在磁感线 D．改变导线中电流方向，通电螺线管磁性强弱会改变 【答案】B 【解答】解：B.根据题意，永磁体的下端为S极，与通电螺线管上端相互排斥，因此通电螺线管上端的磁极为S极，下端的磁极为N极，故B正确，符合题意； A．根据安培定则可知，电流从电磁铁的B端流入，A端流出，故A错误，不符合题意； C．磁感线是假想的曲线，通电螺线管外不存在磁感线，故C错误，不符合题意； D．电磁铁由螺线管和铁芯两部分组成，电磁铁的磁性强弱和电流大小、线圈匝数有关，改变导线中电流方向，通电螺线管磁性强弱不会改变，故D错误，不符合题意。 故选：B。 题型20 影响通电导线在磁场中所受磁场力方向的因素 【典例1】小明用如图所示的实验装置探究磁场对通电导线的作用，闭合开关，原本静止的直导线AB水平向右动。要使直导线AB水平向左运动，下列措施可行的是（　　） A．断开开关 B．将蹄形磁体的N、S极对调 C．换用磁性更强的蹄形磁体 D．将滑动变阻器的滑片P向右移动 【答案】B 【解答】解：要使直导线AB水平向左运动，可以将蹄形磁体的N、S极对调，改变磁场方向或者将电源的正、负极对调，改变电流方向，改变通电导体的受力方向，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选：B。 【变式1】如图所示是探究电与磁的联系的两个实验装置。 （1）如图甲所示，当导线通电时，磁针发生偏转，说明通电导线周围存在　 。 （2）如图乙所示，通电导线在磁场中受到力的作用，通电导线的受力的方向跟　　 的方向和　　 的方向都有关系。 【答案】（1）磁场；（2）电流；磁场。 【解答】解：（1）如图甲所示，当导线通电时，磁针发生偏转，这说明小磁针受到磁场力的作用，由此可知，通电导线周围存在磁场； （2）如图乙所示，通电导线在磁场中受到力的作用，力的方向跟电流的方向和磁场的方向都有关系；当电流的方向或磁感线方向改变时，受力方向发生改变，电流方向和磁感线方向同时改变，受力方向不变。 故答案为：（1）磁场；（2）电流；磁场。 题型21 通电导线在磁场中的受力情况 【典例1】灵敏电流计的内部结构是当线圈中通入微小电流时，会带动与之相连的指针发生偏转，下列选项中能揭示其工作原理的实验是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：灵敏电流计的制成原理是通电线圈在磁场中受力而转动。 A．电磁铁是利用电流的磁效应制成的，与电流表的工作原理无关，故A不符合题意； B．图中是奥斯特实验，说明通电导体的周围存在磁场，与电流表的制成原理无关，故B不符合题意； C．通电导线在磁场中受力运动，与灵敏电流计的工作原理相同，故C符合题意； D．闭合线圈在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，这是电磁感应现象，故D不符合题意。 故选：C。 【变式1】如图所示，利用静电喷涂枪给物体喷漆。接通电源，电动机开始转动，负压发生器使喷枪内气压减小吸入涂料，涂料雾化成小颗粒并带上负电荷，从喷枪飞向被涂物。下列现象与物理知识对应不正确的是（　　） A．负压发生器使涂料吸入喷枪——大气压强 B．通电后电动机线圈受力转动——电磁感应现象 C．涂料喷出后颗粒间相互排斥——电荷间的作用力 D．涂料变干后粘牢在物体表面——分子间的作用力 【答案】B 【解答】解：A、负压发生器使喷枪内气压减小，外界大气压大于喷枪内气压，在大气压强的作用下将涂料吸入喷枪，故A正确。 B、通电后电动机线圈受力转动是基于通电导体在磁场中受力的原理，而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产生感应电流的现象，二者原理不同，故B错误。 C、涂料雾化成小颗粒并带上负电荷，根据电荷间的作用力规律，同种电荷相互排斥，所以涂料喷出后颗粒间会相互排斥，故C正确。 D、涂料变干后粘牢在物体表面，是因为分子间存在引力，使涂料分子与物体表面分子相互吸引，故D正确。 故选：B。 题型22 电动机工作原理 【典例1】电动机的工作原理是（　　） A．电磁感应现象 B．通电导体在磁场中受到力的作用 C．电流的磁效应 D．磁极间的相互作用 【答案】B 【解答】解：电动机是根据通电线圈在磁场中受到力的作用而发生转动的原理制成的。 故选：B。 【变式1】春晚《武BOT》节目中，人形机器人和武术少年的对练十分精彩。下列选项中，能用来解释人形机器人的电动机工作原理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解答】解： A．该图是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，体现的是电流的磁效应，故A不符合题意； B．电路中有电源，探究的是通电导体在磁场中受力运动，符合电动机的工作原理，故B符合题意； C．该图是电磁继电器，利用电流的磁效应工作，故C不符合题意； D．该图没有外接电源，探究的是电磁感应现象，是发电机的工作原理，故D不符合题意。 故选：B。 题型23 换向器的构造及作用 【典例1】实验器材是学习物理的重要工具，熟练使用器材可以更好的认识物理世界。以下说法错误的是（　　） A．利用重垂线可以检查墙壁是否竖直 B．利用验电器可以检测物体是否带电 C．利用测电笔可以辨别电池的正极和负极 D．利用换向器可以改变电动机线圈中电流方向 【答案】C 【解答】解：A、利用重垂线可以检查墙壁是否竖直，故A正确； B、利用验电器可以检测物体是否带电，故B正确； C、利用测电笔可以辨别火线和零线，故C错误； D、利用换向器可以改变电动机线圈中电流方向，故D正确。 故选：C。 【变式1】小华用漆包线等器材自制一电动机模型，线圈两端的导体，一端的油漆全部刮掉，另一端刮半圈（如图所示），这样的制作相当于给电动机安装了　 　 ，然后将电动机接在电压为3V的电源两端，通电时线圈中的电流为2A，闭合开关10s，根据以上数据，小华利用公式计算出这段时间电动机消耗的电能为60J，这个计算结果存在错误，原因是　 　 （填物理量）的数值与实际情况不符。 【答案】换向器；时间。 【解答】解：采用刮漆和使用换向器的目的是相同的，都是为了使线圈能够持续的转动下去，所以这样的制作相当于给电动机安装了换向器。 由于另一个半周利用惯性转动，则电流并不是在整个周期内都存在，即实际通电的时间只有一半，所以这个计算结果存在错误，原因是时间的数值与实际情况不符。 故答案为：换向器；时间。 题型24 直流电动机的应用 【典例1】在跨学科实践活动中，学习小组用绝缘胶带将支架固定在电池两端，磁铁放在电池侧壁上，再将线圈一端的绝缘漆全部刮去，另一端的绝缘漆只刮去半周后，放在支架上，做成一台直流电动机模型，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．电动机工作的原理是电磁感应 B．线圈转动过程中，机械能转化为电能 C．线圈两端绝缘漆全部刮去后，线圈仍能连续转动 D．交换磁体N、S极线圈反向转动 【答案】D 【解答】解：A．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错误； B．电动机工作时消耗电能，将电能转化为机械能，故B错误； C．若将线圈两端绝缘漆全部刮去，线圈转过平衡位置后，受力方向反向，会阻碍线圈持续转动，线圈最终会停在平衡位置，不能连续转动，故C错误； D．交换磁体N、S极改变了磁场方向，线圈受力方向改变，因此线圈会反向转动，故D正确。 故选：D。 【变式1】在跨学科实践活动中，学习小组用绝缘胶带将支架固定在电池两端，磁铁放在电池侧壁上，再将线圈一端的绝缘漆全部刮去，另一端的绝缘漆只刮去半周后，放在支架上，做成一台直流电动机模型，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．电动机工作的原理是电磁感应 B．线圈转动过程中，机械能转化为电能 C．线圈两端绝缘漆全部刮去后，线圈仍能连续转动 D．交换磁体 N、S极线圈反向转动 【答案】D 【解答】解：A．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错误； B．电动机工作时消耗电能，将电能转化为机械能，故B错误； C．若将线圈两端绝缘漆全部刮去，线圈转过平衡位置后，受力方向反向，会阻碍线圈持续转动，线圈最终会停在平衡位置，不能连续转动，故C错误； D．交换磁体N、S极改变了磁场方向，线圈受力方向改变，因此线圈会反向转动，故D正确。 故选：D。 题型25 左手定则 【典例1】甲、乙两图中的矩形线圈摆放情况如图所示，甲图中线圈与磁场平行，乙图中线圈与磁场垂直，现在给它们通以相同的电流，甲图中导线ab的受力情况如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．甲图中导线ab和cd受力方向相反，线圈能转动 B．乙图中导线ab和cd受力方向相反，线圈能转动 C．甲图中导线ab和cd受力方向相同，线圈能转动 D．甲乙图中导线ab受到的力的方向不同 【答案】A 【解答】解： 根据图示结合左手定则可知，甲中线圈电流方向相反，所以ab边和cd边受力方向相反，并且不在同一条直线上，又因为电流大小相同，所以受力大小也是相等的，故这两个力不是一对平衡力，所以线圈转动； 乙中线圈处于平衡位置，线圈中上、下两条边受到的磁场力的方向相反，大小相等，且作用在一条直线上，是一对平衡力，故不会转动，甲、乙两图中ab边的电流方向相同，并且处于相同方向的磁场中，因此受力方向相同。 故A正确，BCD均错误． 故选：A。 【变式1】通电直导线在磁场中受到磁场力的方向可以用左手定则来判断：伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线垂直穿过掌心，并使四指指向电流的方向，这时大拇指所指的方向就是通电直导线所受磁场力的方向，如图甲所示。请你判断：图乙中的线圈是　 　 （选填“顺时针”或“逆时针”）转动的。 【答案】顺时针 【解答】解：由图乙知，磁感线是水平向左的；线圈里左边导线电流方向是垂直向里；右边导线电流方向是垂直向外； 根据左手定则，伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线垂直穿过掌心，四指指向电流的方向（即线圈里左边导线的电流方向垂直向里），大拇指所指的方向为磁场力的方向，所以此时线圈里左边导线所受磁场力方向为竖直向上； 同理可知：线圈里右边导线所受磁场力方向为竖直向下；则线圈是顺时针转动的。 故答案为：顺时针。 题型26 扬声器 【典例1】如图，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，在线圈中通入大小方向不断变化的电流后，纸杯振动发声。下列说法正确的是（　　） A．线圈中的电流不会产生磁场 B．这与电动机的工作原理相同 C．该扬声器的工作原理是电磁感应现象 D．磁场对线圈的力的大小方向不改变 【答案】B 【解答】解：A．通电线圈周围一定存在磁场，故A错误； BC．扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，和电动机的工作原理一致，故B正确，C错误； D．线圈中通入大小、方向不断变化的电流，因此磁场对线圈的作用力的大小、方向也会随之改变，才能带动纸杯振动发声，故D错误。 故选：B。 【变式1】动圈式扬声器，俗称喇叭，它主要由固定的永久磁体、音圈和锥形纸盆等构成，如图所示。当音圈中通过大小和方向反复变化的电流时，音圈会发生振动，音圈的振动会带动纸盆振动，于是扬声器就发出声音。下列跟动圈式扬声器有关的说法中正确的是（　　） A．动圈式扬声器工作时将机械能转化为电能 B．该扬声器与发电机的工作原理相同 C．磁场对线圈的力的方向随电流大小改变而改变 D．如果线圈中通入大小和方向都不变的电流，动圈式扬声器不能正常工作 【答案】D 【解答】解：A．动圈式扬声器工作时，消耗电能获得机械能，是将电能转化为机械能，故A错误； B．发电机的工作原理是电磁感应现象，动圈式扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，二者工作原理不同，故B错误； C．通电导体在磁场中受力的方向与电流方向、磁场方向有关，电流大小只改变受力的大小，不改变力的方向，故C错误； D．如果线圈中通入大小和方向都不变的电流，线圈受到的磁场力方向不变，不会产生往复振动，无法带动纸盆振动发声，因此动圈式扬声器不能正常工作，故D正确。 故选：D。 题型27 电磁感应现象 【典例1】如图所示的四个装置图可以演示不同的电磁现象，下列说法正确的是（　　） A．图甲可用来演示电磁感应现象，根据该现象制成了发电机 B．图乙可用来演示电流的磁效应，根据该现象制成了电磁铁 C．图丙可用来演示磁场对通电导线的作用，根据该原理制成了电动机 D．图丁可用来演示电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系 【答案】B 【解答】解： A、甲图中开关闭合后，导体棒内通以电流，则导体在磁场力的作用下发生运动，故演示的为磁场对电流的作用，利用该原理制成了电动机，故A错误； B、放在小磁针上方的导线中有电流通过时，小磁针会发生偏转，说明通电导体周围产生了磁场，即演示了电流的磁效应，根据该现象制成了电磁铁，故B正确； C、图中导体棒AB在磁场中做切割磁感线运动时，电流表中会产生感应电流，故演示的为电磁感应，利用该原理制成了发电机，故C错误； D、图中两电磁铁串联，通过的电流相等，但两电磁铁线圈的匝数不同，可用来演示电磁铁的磁性强弱与线圈匝数多少的关系，由于电路中没有滑动变阻器，不可以改变电路的电流，无法探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系，故D错误。 故选：B。 【变式1】学生进出校园时，将一卡通靠近感应区，卡片内部的线圈中产生感应电流，将带有自身信息的信号发送到闸机，闸机识别信息并开启闸门。如图所示的实验或装置中，与闸机的工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解答】解：刷卡机读出信息原理是电磁感应现象。 A．如图是奥斯特实验，说明电流周围存在着磁场，是电流的磁效应，故A不符合题意； B．图中是电磁继电器，是利用电流的磁效应工作的，故B不符合题意； C．图中是动圈式扬声器，原理是通电导体在磁场中受力运动，故C不符合题意； D．如图电路中没有电源，当闭合开关，闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动时，导体中有感应电流产生，这是电磁感应现象，故D符合题意。 故选：D。 题型28 发电机的原理 【典例1】如图是华电旬邑风力发电厂安装的风力发电机组，该风电装置是通过叶片在风力作用下，高速旋转从而带动发电机转子旋转生成绿色电力。下列选项中能正确反映风力发电原理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解答】解：风力发电机是利用电磁感应现象制成的。 A、图中装置反映的是电磁感应现象，故A符合题意；B、图中装置反映了通电线圈在磁场中受到力的作用，故B不符合题意； C、图中装置的主要部件是电磁铁，电磁铁的工作原理是电流的磁效应，故C不符合题意。 D、图丁装置反映了电流的磁效应，故D不符合题意。故选：A。 【变式1】下列与图示对应的说法正确的是（　　） 转动线圈，产生电流 验电器两箔片张开 发光二极管 汤中放盐，汤变咸 A.与电动机工作原理相同 B.验电器工作原理是同种电荷相互排斥 C.使用二极管不需考虑电流方向 D.汤中只有盐分子在运动 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【解答】解：A．转动线圈产生电流，是电磁感应现象，与发电机工作原理相同，故A错误； B．验电器两箔片张开，原理是同种电荷相互排斥，故B正确； C．发光二极管具有单向导电性，因此使用二极管必须考虑电流方向，故C错误； D．汤中放盐，汤变咸是扩散现象，汤中盐分子和水分子都在不停地做无规则运动，并非只有盐分子运动，故D错误。 故选：B。 题型29 发电机的结构 【典例1】发电机是根据闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生电流的原理制成的，则（　　） A．发电机的转子一定是线圈 B．发电机的转子可能是线圈，也可能是磁极 C．发电机的转子一定是磁极 D．发电机的转子是换向器 【答案】B 【解答】解：ABC、简单的发电机由固定不动的磁体（定子）和转动的线圈（转子）组成，实际的发电机比模型发电机复杂得多，但仍是由转子和定子两部分组成。大型发电机发的电，电压很高、电流很强，一般采取线圈不动、磁极旋转的方式来发电，这种发电机叫做旋转磁极式发电机，故AC错误，B正确； D、发电机的转子不是换向器，故D错误。 故选：B。 【变式1】生产中使用的发电机常用　 　 作转子，转子需要由外力来带动。 【答案】电磁铁 【解答】解：生产中使用的发电机常用电磁铁做转子，转子需要由外力来带动。 故本题答案为：电磁铁。 过 关 验 收 1．小明同学模拟安培在1820年科学院例会上做的小实验：把螺线管水平悬挂起来，闭合开关，发现螺线管缓慢转动后停了下来，改变螺线管B端的初始指向，重复操作，停止时B端的指向都相同。模拟实验装置如图所示，闭合开关，螺线管停下来后B端指向地理的（　　） A．北方 B．西方 C．南方 D．东方 【答案】A 【解答】解：电流从右侧后方流入线圈，根据安培定则知，右侧为N，螺线管停下来后B端指向北方。 故选：A。 2．图甲是山西某陈醋酿造厂使用的温度自动监控报警器，在温度计里封入一段金属丝，当发酵车间温度达到金属丝下端所指的适宜发酵上限温度时，扬声器响起，提醒工人调控温度；当温度下降至低于该温度后，报警自动停止。下列说法正确的是（　　） A．电磁铁的工作原理与图乙所示原理相同 B．温度低于金属丝下端所指温度时，扬声器停止报警 C．温度计与金属丝相当于电路中的电源 D．煤油可用作该自动报警器温度计中的工作液体 【答案】B 【解答】解：A、电磁铁的工作原理是电流的磁效应，即通电导体周围存在磁场；图乙中有蹄形磁铁、线圈和电源，是通电线圈在磁场中受力转动的电动机模型，与电磁铁原理不同，故A错误； B、当温度达到金属丝下端所指的上限温度时，温度计内导电液体与金属丝接通，电磁铁通电吸引衔铁，扬声器报警；当温度下降到低于该温度后，液面下降使电路断开，电磁铁失去磁性，衔铁复位，扬声器停止报警，故B正确； C、温度计与金属丝在电路中只起接通和断开电路的作用，相当于电路中的开关，不是电源，故C错误； D、该报警器需要温度计内的工作液体能导电，水银可以导电；煤油是绝缘体，不能导电，不能用作该温度计的工作液体，故D错误。 故选：B。 3．如图所示的为“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的电路。实验中使用了若干个相同的大铁钉和一些大头针。 （1）实验中通过观察　 　 来判断电磁铁磁性的强弱。 （2）图甲中A、B串联的目的是　 　 。 （3）图乙中实验探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系，请你写出简要的操作过程　 　 。 （4）图乙实验中，闭合开关后，大铁钉的尖端的磁极为 极。滑动变阻器的滑片向右滑动时，电磁铁的磁性 。（选填“增强”“不变”或“减弱”） 【答案】（1）吸引大头针的数量；（2）保证电流大小相等；（3）调节滑动变阻器的滑片，观察电磁铁在电流不同时吸引大头针的数量进行比较； （4）北（N）；减弱。 【解答】解：（1）电磁铁的磁性强弱是看不见、摸不着的。在物理学中，我们把这种不易直接观察的物理量，转换为容易观察的现象（这里是大头针的数量）来体现，这种方法叫做转换法。吸引的大头针越多，说明磁性越强。 （2）图甲通常展示的是两个匝数不同的电磁铁。因为影响电磁铁磁性强弱的因素有两个（电流大小和线圈匝数），为了单独研究“线圈匝数”的影响，必须使用控制变量法。在串联电路中，电流处处相等，这样就能确保通过两个电磁铁的电流相同，从而得出“在电流相同时，线圈匝数越多，磁性越强”的结论。 （3）图乙只有一个电磁铁。要探究磁性强弱与电流大小的关系，就需要改变电路中的电流。滑动变阻器正是用来改变电流大小的。操作时，保持线圈匝数不变，移动滑片改变电流，再对比吸引大头针的数量即可。 （4）根据安培定则可知，大拇指指向了铁钉尖端，所以尖端为N极。判断磁性变化：滑动变阻器滑片向右滑动时，接入电路的电阻丝变长，导致电路中的总电阻变大。根据欧姆定律I，在电源电压不变的情况下，电路中的电流会变小。因为电磁铁的磁性强弱与电流大小有关，电流变小，所以磁性减弱。 故答案为：（1）吸引大头针的数量；（2）保证电流大小相等；（3）调节滑动变阻器的滑片，观察电磁铁在电流不同时吸引大头针的数量进行比较； （4）北（N）；减弱。 4．如图为一款“智能照明灯”的电路，其控制电路中，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为光敏电阻，其阻值随光照强度而变化，ab间的电压为110V，灯泡标有“220V　40W”字样，假设灯丝电阻不变，下列说法不正确的是（　　） A．电路中使用的电磁继电器，是根据电流的磁效应工作的 B．闭合S1，电路中的电磁铁上端为N极 C．根据智能照明灯工作原理分析得到光敏电阻的阻值大小随光照强度的增大而减小 D．工作电路接通时，灯泡工作0.5h，产生的热量是7.2×104J 【答案】D 【解答】解：A．电磁铁是利用通电导体周围存在磁场，即电流的磁效应工作的，故A正确； B．闭合S1，电流从电磁铁的上端流入，由安培定则可知，电路中的电磁铁上端为N极，故B正确； C．天亮时，灯自动熄灭，说明工作电路断开，即向上抬起了，则左侧向下吸引了，说明电磁铁磁性增强，即控制电路中电流增大，则光敏电阻R2的阻值是随光照强度的增大而减小的，故C正确； D．由灯泡铭牌“220V 40W”，可得灯丝电阻为； 灯泡的实际功率为； 产生热量为，故D错误。 故选：D。 5．以下哪个实验的原理与扬声器的工作原理相同（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解答】解：扬声器是利用通电线圈在磁场中受到力的作用产生振动发声的， A．该图是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，故A不正确； B．该图为电磁铁，利用了电流的磁效应，故B不正确； C．该图是发电机的工作原理，即电磁感应现象，故C不正确； D．图中是通电导体在磁场中受力而运动，与扬声器的原理相同，故D正确。 故选：D。 6．如图所示，将一条长约5m的软导线的两端与微电流传感器相连，形成闭合回路，让两名同学快速甩动软导线，发现电路中产生电流。同学们对上述现象提出了以下观点：①甩动的导线切割地磁场的磁感线产生电流；②地面上静止的导线与地磁场发生作用产生电流；③此过程中电能转化为机械能；④此过程中机械能转化为电能。其中正确的观点是（　　） A．①③ B．②③ C．①④ D．②④ 【答案】C 【解答】解：两名同学快速甩动软导线，由于地球周围存在磁场，软导线对地磁场做切割磁感线运动，故电路中产生感应电流，这是电磁感应现象，此过程中机械能转化为电能，故C正确，ABD错误。 故选：C。 7．某科学兴趣小组制作了如图甲所示的地震自动报警器，其简化结构如图乙所示，金属杆与发光二极管、报警器组成了闭合回路。若地震使金属杆摆动，电路中会产生电流并报警。关于该装置以下说法正确的是（　　） A．金属杆可以用普通橡胶棒代替 B．报警时金属杆将电能转化为机械能 C．产生电流的原理与发电机相同 D．发光二极管是由超导材料制成的 【答案】C 【解答】解：A、金属杆在装置中起到导电的作用，其是良好的导体。而橡胶棒是绝缘体，不具备导电能力，若用普通橡胶棒代替金属杆，地震晃动时无法使电路导通形成电流，报警器无法工作。所以金属杆不能用普通橡胶棒代替，故A错误。 B、报警时是金属杆摆动致使电路导通，让电能得以传输至报警器和发光二极管处，使其工作。此过程是把机械能转化成电能，再将电能转化为报警器的声能与发光二极管的光能等，并非金属杆将电能转化为机械能，故B错误。 C、发电机的工作原理是电磁感应，即当闭合电路中的部分导体在磁场里做切割磁感线运动，闭合电路中会产生感应电流。此地震报警器内，金属杆摆动会使闭合电路切割磁感线，进而生成电流，其产生电流的原理同样是电磁感应，和发电机的原理一致，故C正确。 D、发光二极管的核心部件是由半导体材料制成的，超导材料一般用于制造强磁场设备、超导电能传输线路等，不会用于制造发光二极管，故D错误。 故选：C。 学科网（北京）股份有限公司 $