1、第二十章电与磁目标与要求1.了解：磁体、磁极、磁性和磁现象；磁感线的特点；电磁铁的基本构造和工作原理。2.会：判断常见电流的磁场；分析常见磁现象类型；根据电磁感应现象解释简单现象。3.理解：磁场的基本性质；磁极的概念；电生磁现象（电流的磁场）；电动机的工作原理；磁场对电流的作用力；电磁感应现象。知识点回顾知识点一：磁现象1.磁性：磁铁能吸引铁、钴、镍等物质，磁铁的这种性质叫做磁性。2.磁体：具有磁性的物质叫磁体。3.磁极：磁体上磁性最强的部分（任一个磁体都有两个磁极且是不可分割的）。（1）两个磁极：南极（S）：指南的磁极叫南极；北极（N）：指北的磁极叫北极。（2）磁极间的相互作用：同名磁极互相
2、排斥，异名磁极互相吸引。4.磁化：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。5.磁场（1）概念：在磁体周围存在的一种物质，能使小磁针偏转，这种物质看不见，摸不到，我们把它叫做磁场。（2）基本性质：磁场对放入磁场中的磁体产生磁力的作用。（3）磁场的方向 规定：在磁场中的任意一点，小磁针静止时，小磁针N极所指的方向就是那点的磁场方向。 注意：在磁场中的任意一个位置的磁场方向只有一个。6.磁感应线（磁感线）（1）概念：为了形象地描述磁场，在物理学中，用一些有方向的曲线把磁场的分布情况描述下来，这些曲线就是磁感线。（2）方向：为了让磁感线能反映磁场的方向，我们把磁感线上都标有方向，并且磁感线的方向就是磁场方
3、向。（3）特点：磁体外部的磁感线从N极出发回到S极，在磁体内部从S极出发回到N极； 磁感线是有方向的，磁感线上任何一点的切线方向与该点的磁场方向一致；磁感线的分布疏密可以反映磁场磁性的强弱，越密越强，反之越弱；磁感线是空间立体分布，是一些闭合曲线，在空间不能断裂，任意两条磁感线不能相交；磁感线是为了描述磁场而假想出来的，实际上不存在。7.地磁场（1）概念：地球周围存在着磁场叫做地磁场；（2）磁场的N极在地理的南极附近，磁场的S极在地理的北极附近；（3）磁偏角：首先由我国宋代的沈括发现的。知识点二：电生磁1.电流的磁效应：如图（1）。（1）1820年，丹麦的科学家奥斯特第一个发现电与磁之间的联系
4、；（2）由甲、乙可知：通电导体周围存在磁场；（3）由甲、丙可知：通电导体的磁场方向跟电流方向有关。图（1）电流的磁效应2.通电螺线管：（1）磁场跟条形磁铁的磁场相似；（2）通电螺线管的磁极方向跟电流方向有关；（3）安培定则：用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极（如图（2）所示）。图（2）通电螺线管磁场的判定：安培定则知识点三：电磁铁1.电磁铁：电磁铁是一个内部插有铁芯的螺线管。（1）影响电磁铁磁性强弱的因素（控制变量法）：电流大小；有无铁芯；线圈匝数的多少。（1）在电磁铁线圈匝数相同时，电流越大，电磁铁的磁性越强；（2）电磁铁的磁性强弱跟有无铁芯有
5、关，有铁芯的磁性越强；（3）当通过电磁铁的电流相同时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强。（2）电磁铁的优点：1）电磁铁磁性有无，可由电流的有无来控制；2）电磁铁磁性强弱，可由电流大小和线圈匝数的多少来控制；3）电磁铁的磁性可由电流方向来改变。（3）电磁铁的应用：电磁起重机、磁悬浮列车、电磁选矿机、电铃、电磁自动门等。2.电磁继电器（1）电磁继电器1）结构（如图所示）：电磁继电器是由电磁铁、衔铁、簧片、触点（静触点、动触点）组成。 2）工作原理：当较低的电压加在接线柱D、E两端，较小的电流流过线圈时，电磁铁把衔铁吸下，使B、C两个接线柱所连的触点接通，较大的电流就可以通过B、C带动机器工作。3）结
6、论：电磁继电器就是利用电磁铁控制工作电路通断的开关。4）用电磁继电器控制电路的好处：用低电压控制高电压；可以实现远距离控制、自动控制。知识点四：电动机1.磁场对通电导体的作用（如图（1）所示）：1）通电导体在磁场中，会受到力的作用；2）通电导体在磁场中，受力方向与电流方向和磁感线方向有关。2.电动机1）基本结构：转子线圈）、定子（磁体）、电刷、换向器。电刷的作用：与半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。换向器的作用：使线圈一转过平衡位置就改变线圈中的电流方向。2）工作原理：电动机是利用通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的。3）通电线圈在磁场中的受力大小跟电流（电流越大，受力越大），磁场的强弱（
7、磁性越强，受力越大）和线圈的匝数（匝数越大，受力越大）有关。4）应用：直接电动机：（电动玩具、录音机、小型电器等）；交流电动机：（电风扇、洗衣机、家用电器等）。5）电动机原理图：如图（2）所示。电动机工作原理图知识点五：磁生电1.电磁感应现象（1）电磁感应现象是英国的物理学家法拉第第一个发现的。（2）什么是电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流；感应电流：由于电磁感应产生的电流叫感应电流。（3）电流中感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁场方向有关。2.发电机（1）工作原理：发电机是根据电磁感应原理工作的，是机械能转化为电能的机器。（2）发电机原理图
8、（无电源）：如图所示。发电机原理图（3）直流电和交流电1）直流电：方向不变的电流叫做直流电。2）交流电：周期性改变电流方向的电流叫交电流。3）产生的感应电流大小跟磁场强度、切割磁感线速度、线圈匝数（导体的长度）有关。4）周期（T）、频率（f）：我国交流电周期是0.02s，频率为50Hz（每秒内产生的周期性变化的次数是50次），每秒电流方向改变100次。（4）发电机和电动机的区别区别电动机发电机结构有电源无电源工作原理通电线圈在磁场中受力的作用电磁感应能量转化电能转化为机械能机械能转化为电能考点与考向考向：磁场方向、磁感线、电流磁场。备考：加强对磁场概念的理解，如磁场的强弱、磁场方向、磁极间的相
9、互作用等；理解电流磁效应，会判断通电螺线管磁场。考点一：磁场概念考向：电磁铁工作原理、电磁铁应用。考点二：电磁铁备考：理解电磁铁工作原理，会分析常见电磁铁跟踪过程。电与磁考向：磁场对通电导体的作用；电动机工作原理。考点三：电动机备考：深刻理解电动机工作原理，区别电动机与发动机的不同。考向：电磁感应现象、生活中利用电磁感应的电器。备考：注意电磁感应现象的理解、电磁感应现象现象的应用。考点四：电磁感应现象选择题：常考热点主要集中在对磁场的概念的理解、对电生磁的认识与应用、对电动机工作原理的了解和对电磁感应现象的认识。常考题型填空题：常考热点集中在对磁场的概念的理解、对电生磁的认识与应用、对电动机工
10、作原理的了解和对电磁感应现象的认识。作图题：常见于磁场方向的判定（画出小磁针的NS、标出磁感线的方向等），给出磁场方向判定通电导线方向等。典例与范例考点一：磁现象典例一：（2020天门）“指南针”是我国古代四大发明之一，利用指南针能辨别方向，是因为指南针受到了_的作用，它的南极指向地理的_方【答案】(1)地磁场；(2)南。【解析】地球是一个巨大的磁体，它对放入其中的磁体产生磁力作用，“指南针”是我国的四大发明之一，指南针之所以能够指方向就是因为受到了地磁场的作用。指南针静止时南极指向地磁北极，在地理南极附近。典例二：（2020临夏）如图所示，根据小磁针的N极指向，判断电源的正负极，填在括号内。
11、【解析】根据同名磁极相互排斥异名磁极相互吸引，可以判断通电螺线管的左端是N 极，右端是S极，根据安培定则判断，电流从螺线管的右端进入，从左端流出，可以判断电源的右端是正极，左端是负极，如图。考点二：电生磁典例三：（2020天门）如图所示，根据小磁针静止时的指向标出通电螺线管的N极和电源的正负极【解析】小磁针的右端是N极，由磁极间的相互作用可知螺线管的左端是S极，右端是N极，由安培定则可知电流从螺线管的左端流入，电源的左端是正极，右端是负极，如图所示：典例四：（2020荆州）关于电与磁，下列说法正确的是（）。A. 磁感线是磁体周围真实存在的曲线B. 电磁铁磁性强弱与线圈匝数多少无关C. 电动机是
12、利用电磁感应的原理制成的D. 奥斯特实验说明通电导体周围存在磁场【答案】D。【解析】A磁感线是理想化的物理模型，实际上并不存在，故A错误；B电磁铁磁性强弱与线圈匝数多少、电流大小有关，故B错误；C电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，故C错误；D奥斯特实验说明通电导体周围存在磁场，故D正确。故选D。考点三：电磁铁典例五：（2020湘西）小明设计了一款“智能照明灯”，其电路的原理图如图所示，光线较暗时灯泡自动发光，光线较亮时灯液所示制电路中，电源电压恒定，R0为定值电阻，R为光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小。以下说法正确的是（）。A电磁铁的上端为S极；B当光照强度增强，控制电路
13、的电流变小；C当光照强度减弱，电磁铁的磁性增强；D灯泡应设计在A和B两接线柱之间【答案】D。【解析】A、由图可知，根据安培定则可知，电磁铁的上端为N极，故A错误；B、当光照强度增强，光敏电阻的阻值减小，总电阻减小，根据欧姆定律可知，控制电路的电流变大，故B错误；C、当光照强度减弱时，光敏电阻的阻值变大，总电阻变大，根据欧姆定律可知，控制电路的电流变小，电磁铁磁性大小与电流大小、线圈匝数有关，电流减小，则磁性变弱，故C错误；D、光线较暗时，光敏电阻的阻值大，则控制电路中的电流小，电磁铁的磁性弱，衔铁在弹簧的作用下被拉起，灯泡自动发光，说明灯泡在A和B两接线柱之间，故D正确。故选：D。典例六：（2
14、020长沙）小英看到某小区车库积水造成大量财产损失的新闻后，设计了如图所示的车库积水自动报警器，图中A、B位置可以安装电铃或LED灯，车库没有积水时，LED灯亮；车库有积水时，左侧控制电路接通，电磁铁通电，具有 性，把衔铁吸下，电铃发出声音。电铃应该安装在图中的 位置。【答案】磁；B。【解析】车库没有积水时，电磁铁不具有磁性，不会吸引衔铁，LED灯亮，说明A为LED灯；车库有积水时，左侧控制电路接通，电磁铁通电，电磁铁会具有磁性，能吸引衔铁，使得B的电路接通，电铃发出声音，所以电铃应安装在图中的B位置。故答案为：磁；B。考点四：电动机典例七：（2020南京）如图是一台正在工作电扇。下图四个实验
15、能反映其工作原理的是（）。A. B. C. D. 【答案】C。【解析】电风扇的工作原理是通电导线在磁场中受力运动。A该实验是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，是电流的磁效应，故A不符合题意；B该实验中，闭合开关，拨动风扇，小灯泡会发光，说明闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，是机械能转化为电能，故B不符合题意；C该实验中，当给导体中通电时，通电导体在磁场中受力的作用而运动，与电扇的工作原理相同，故C符合题意；D该实验是探究影响电磁铁磁性大小因素的实验，利用的电流的磁效应，故D不符合题意。故选C。典例八：（2020宿迁）如图所示，当闭合开关的瞬间，导体棒AB水平
16、向右运动；若同时对调电源与磁体的两极，再次闭合开关时，导体棒AB的运动方向是（）。A水平向右B水平向左C竖直向上D竖直向下【答案】A。【解析】通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向和磁场的方向有关，同时对调电源与磁体的两极，即同时改变电流的方向和磁场的方向，则导体受力方向不变，还是水平向右运动。故选：A。考点五：磁生电典例九：（2020扬州）如图是一个风力发电机模型。风吹过时，扇叶转动，小灯泡发光。下列选项中哪幅图的工作原理与它相同（）。A.B.C.D.【答案】C。【解析】A、如图电路中有电源，是通电导体在磁场中受力而运动，故A错误。B、如图是电流磁效应，探究电磁铁磁性强弱跟线圈匝数关系，故B
17、错误。C、如图是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中产生感应电流，是电磁感应，故C正确。D、如图是奥斯特实验，实验说明电流周围存在磁场，故D错误。故选：C。典例十：（2020朝阳）如图是实验室用的手摇发电机，使线圈在磁场中转动，可以看到发光二极管发光。下列选项与其工作原理相似的是（ ）。A. 电磁继电器；B. 电磁铁；C. 电风扇；D. 动圈式话筒【答案】D。【解析】AB手摇发电机是利用电磁感应现象的原理工作的，电磁继电器和电磁铁是利用电流的磁效应工作的，故AB不符合题意；C电风扇是电动机利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的，故C不符合题意；D动圈式话筒是利用电磁感应现象的
18、原理工作的，故D符合题意。故选D。跟踪训练一、选择题1（2020福建省厦门市第一中学九年级下学期线上摸底测试）地球是一个巨大的球体，下列图中有关地磁体的示意图正确的是（）。A；B；C；D【答案】C。【解析】（1）地磁两极和地理两极不完全重合，地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近，因此AB两图不正确；（2）地磁场的磁感线从地磁北极（地理的南极附近）出来，回到地磁南极（地理的北极附近），因此C正确，D不正确。故选C。2（2020湖北省武汉市中考模拟五）在探究通电螺线管的实验中，小英连接了如图所示的电路，通电螺线管A端放有一小磁针，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，下面说法正确的是（）。A通
19、电螺线管B端为N极；B小磁针N极向右转动；C通电螺线管外C点的磁场方向向左；D滑动变阻器的滑片P向b端移动，通电螺线管的磁性减弱【答案】D。【解析】A、由图知电流从螺线管的左端流入、右端流出，据安培定则可知，通电螺线管A端为N极、B端为S极，故A错；B、由磁极间的作用规律可知，小磁针静止时，左端是N极，右端是S极，即小磁针N极向左转动，故B错；C、通电螺线管A端为N极、B端为S极，外部磁感线是从A指向B，通电螺线管外C点的磁场方向向右，故C错；D、滑动变阻器的滑动片P向b端移动，变阻器接入电路的电阻变大，电流变小，则通电螺线管的磁性减弱，故D正确。故选D。3.（2020北京四中中考模拟（适应性
20、测试）图示，为探究物理规律的四个实验，abcd 为物理规律的应用实例，箭头表示规律和应用的对应关系，其中对应关系正确的是（ ）。A. B. C. D. 【答案】AC。【解析】A图说明通电导体在磁场中受力，电动机就是根据这个原理制成的，故A正确；B图说明同种电荷相互排斥，而磁悬浮列车是依据磁极间的相互作用来实现悬浮和运行的，故B错误；C图演示的是电磁感应现象，手摇发电机是根据电磁感应现象制成的，故C正确；D图说明同名磁极相互排斥，而验电器的工作原理是同种电荷相互排斥，故D错误。故选AC。4（2020福建省厦门市第一中学九年级下学期线上摸底测试）法国科学家阿尔贝费尔和德国科学家彼得格林贝格尔由于发
21、现了巨磁电阻 （GMR）效应，荣获了2007年诺贝尔物理学奖。如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图。实验发现，当闭合S1、S2后使滑片P向右滑动过程中，指示灯明显变暗，以下判断正确的是（）。A电磁铁左端为S极；B流过灯泡的电流増大；C巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显增大；D巨磁电阻的阻值与磁场的强弱没有关系【答案】C。【解析】（1）由安培定则可知，电磁铁左端为N极，故A错误；（2）滑片P向右滑动过程中，电阻变大，电流变小，通电螺线管的磁性减弱，而指示灯明显变暗，故B错误；（3）滑片向右滑动的过程中，右边电路中的指示灯明显变暗，则说明右边电路的电流变小了，巨磁电阻的电阻变大了，即巨磁电阻的阻值随磁
22、场的减弱而明显增大。故C正确，D错误。故选C。5. （2020山东省泰安中考模拟）如图所示的四个图的装置可以用来演示物理现象，则下列表述正确的是（）。A.图甲可用来演示电磁感应现象；B.图乙可用来演示磁场对电流的作用；C.图丙可用来演示电流的磁效应；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】C。【解析】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，故A错误；B、乙图中导体棒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，故B错误；C、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
23、体周围产生了磁场，即演示了电流的磁效应，故C正确；D、通电后串联的两绕有线圈的铁钉都可吸引小铁钉，但左边吸引的个数要多，说明通电螺线管的磁极强弱与线圈匝数有关，故D错误；故选C。6.（2020山东省济宁中考模拟三)下列各图能说明动圈式话筒原理的是（ ）。【答案】C。【解析】动圈式话筒是通过声音引起话筒内线圈振动，线圈在磁场中切割磁感线产生感应电流，属于电磁感应现象。A图属于电流产生磁场；B图属于通电导体在磁场中受力；C图是导体切割磁感线产生感应电流；D图通电线圈产生磁场，是电磁铁。综上所述，正确答案是C。7.（2020山东省济宁中考模拟四)波士顿大学的科学家设计了一种“波浪能量采集船”，如图所
24、示。在船的两侧装有可触及水面的“工作臂”。“工作臂”的底端装有手掌状的、紧贴水面的浮标。当波浪使浮标上下浮动时，工作臂就前后移动，完成能量的采集，并把它们储存到船上的大容量电池中。图中能反映“波浪能量采集船”能量采集原理的是（ ）。【答案】A。【解析】由题目给的信息，将采集的能量储存到大容量电池中，说明能量是以电能的形式储存起来的。从能量转化的角度来看，应该是将机械能转化为电能，电磁感应现象与此相符。A图是电磁感应现象；B图说明通电导线周围存在磁场；C图是探究电磁铁磁性强弱的；D图是通电导体在磁场中受到力的作用，是电动机的原理；故应选A。二、填空题8（2020江苏省扬州市仪征市中考一模）如图所
25、示，是利用被磁化的缝衣针制成的简易指南针，若静止时针尖指向地理位置的北方，则针尖是简易指南针的 极。此时，将指南针底座逆时针旋转90，针尖静止时将指向地理位置的 方。【答案】N；北。【解析】若静止时针尖指向地理位置的北方，说明指向地磁南极附近，则针尖是简易指南针的N极。无论如何转动底座，N极指向是不变的，所以针尖N极还是指向地理北方。故答案为：N；北。9（2020广东省佛山市南海区石门实验中学中考一模）电梯为居民上下楼带来很大的便利，出于安全考虑，电梯设置了超载自动报警系统，其工作原理如图所示，电梯厢底层装有压敏电阻R1、R2为保护电阻，K为动触点，A、B为静触点，当出现超载情况时，电铃将发出
26、报警声，此时电梯 （能/不能）运行，电磁铁的上端是 极，电梯超载时报警说明压敏电阻的阻值随压力增大而 。【答案】不能；S；减小。【解析】工作时，电流从电磁铁的下面导线流入，利用安培定则判断出电磁铁的下端为N极，上端为S极；正常情况下（未超载时），衔铁没有被弹簧拉起，K与静触点A接触，电梯正常工作；超载时，随着压力的增大，压敏电阻的阻值随着减小，电路中的电流逐渐增大，电磁铁的磁性逐渐增强，动触点K与静触点B接触，电铃报警，电梯不工作。故答案为：不能；S；减小。10.（2020湖北省黄石市阳新县陶港中学中考模拟)电磁感应现象在生活及生产中的应用非常普遍，下列不属于电磁感应现象及其应用的是（ ）。【
27、答案】C。【解析】A、发电机是利用线圈在磁场中做切割磁感线运动从而产生电流-电磁感应现象来工作的，所以A不符合题意；B、动圈式话筒是利用说话时空气柱的振动引起绕在磁铁上的线圈做切割磁感线运动，从而产生随声音变化的电流，利用了电磁感应现象，所以B不符合题意；C、电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理来工作的，所以C符合题意；D、变压器是利用电磁感应现象的原理来改变交流电压的，所以D不符合题意。故选C。三、实验探究题11.（2020湖北省武汉市中考模拟五）小明在探究“产生感应电流的条件”的实验中，用导线将金属棒AB、开关、灵敏电流计连接成如图所示的电路。金属棒悬挂于蹄形磁铁的磁场中，请完成下列
28、问题：（1）蹄形磁铁的N、S两极正对区域磁感线的方向是竖直_（选填“向上”或“向下”）。（2）实验中，灵敏电流计的作用是_。（3）闭合开关，当金属棒做_运动时，电路中会产生感应电流。（4）闭合开关，若金属棒不动，只移动磁铁时，电路中_产生感应电流（选填“一定”、“可能”或“不会”）。【答案】（1）向上；（2）显示感应电流的大小和方向；（3）切割磁感线；（4）可能。【解析】（1）在磁体外部磁感线的方向是从N极到S极，则由图可知，蹄形磁铁的N、S两极正对区域磁感线的方向是竖直向上的；（2）在“探究产生感应电流的条件”的实验中，实验中灵敏电流计的作用是显示感应电流的大小和方向；（3）闭合开关，当金属
29、棒在水平方向左右运动时，即做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流；（4）当闭合开关，让金属棒不动，左右移动磁铁时，相对于磁铁金属棒也在做切割磁感线运动，能产生感应电流；当磁铁上下移动时，由于金属棒没有切割磁感线，所以不会产生感应电流；由此可知，若金属棒不动，只移动磁铁时，电路中可能产生感应电流。答案为：（1）向上；（2）显示感应电流的大小和方向；（3）切割磁感线；（4）可能。四、作图题12（2020吉林省长春市中考模拟四）根据要求画图：（1）如图甲所示，标出通电螺线管中的电流方向和N、S极；（2）在图乙中标出右边磁体的磁极和磁场的磁感线方向。【答案】见解析。【解析】（1）由于小磁针静止时，其左端为S极，右端为N极，根据磁极间的作用规律可知，螺线管的左端为N极，右端为S极。根据右手定则，伸出右手，让右手的大拇指指示螺线管的N极（螺线管的左端），四指弯曲所指的方向为电流的方向。所以，电流由最左端的导线流入。（2）据图可知，此时一定是异名磁极，左端是N极，右端一定是S极，故磁感线的方向是向右的，如下图所示：13（2020江苏省南京市中考模拟四）按照要求完成作图。在图中标出通电螺线管的N极。【答案】见解析。【解析】电流表的上端是“+”接线柱，说明电流是从螺线管的右端流向左端，根据安培定则可知螺线管的右端是N极，左端是S极；如图所示：
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