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第十八、十九章　磁及其相互作用　
电能从哪里来
【构建知识网络】
知识点1 磁现象　磁场
1．磁现象
(1)磁性：物体能够吸引铁、钴、镍类物质的性质．
(2)磁体：具有①_____的物体．
(3)磁极：磁体上磁性②_____的部分，每个磁体都有两个磁极，
磁北极③__极和磁南极④__极，磁极总是成对出现，不存在单
磁极的磁体．
磁性
最强
N
S
(4)磁极间的相互作用规律：同名磁极⑤_________，异名磁极
⑥_________．
(5)磁化：把原来不显磁性的物质，通过靠近或接触磁体等方式
使其显出磁性的过程．
相互排斥
相互吸引
2．磁场
(1)磁体周围存在着一种看不见、摸不着的⑦_____，对放入其
中的磁体产生⑧___的作用，磁极间的相互作用是通过磁场发
生的．
(2)方向：小磁针在磁场中某一点静止时⑨__________的指向即
为该点磁场的方向．
物质
力
磁北(N)极
3．磁感线
(1)为了形象直观地描述磁场而人为引入的带有箭头的假想曲线．
(磁场是真实存在的，磁感线不是真实存在的)
(2)在磁体外部，磁感线总是从磁体的⑩__极发出，最后回到
__极，在磁体内部，磁感线从S极出发回到N极，形成闭合曲
线．
N
S
(3)磁感线上任何一点的 _____方向表示该点的磁场方向．
(4)磁感线分布的 _________表示磁场的强弱，磁感线分布越
密的地方，其磁场越强．
切线
疏密程度
4．地磁场：地球也是一个磁体，周围也存在着磁场，叫 ___
___场，地磁南极在地理 ___极附近，地磁北极在地理 ___极
附近．最早发现磁偏角的是我国宋代科学家沈括．
地
磁
北
南
【名师点拨】
人们发现，在水平面内自由转动的磁体在静止时，总是一端指南、一端指北，就把指南的一端命名为磁南极，指北的一端命名为磁北极．后来才发现这个现象是因为磁体受到地磁场影响，于是地磁的南北极就与地理的南北极相反了．
知识点2 电流的磁场
1．奥斯特实验：通电导线周围存在①_____，这是电流的磁效
应，磁场方向跟②_________有关，由丹麦物理学家③_______
首先发现．
磁场
电流方向
奥斯特
2．通电螺线管的磁场
(1)特点：通电螺线管的磁场跟④_________的磁场相似．
条形磁体
(2)方向：通电螺线管的极性跟⑤_________有关，判定方法右
手螺旋定则(安培定则)，用右手握螺线管，让四指弯曲的方向
和螺线管中⑥_________一致，则大拇指所指的那一端就是通电
螺线管的⑦__极．
电流方向
电流方向
N
3．应用：电磁铁、电磁继电器、电磁起重机、磁浮列车、电磁
选矿机、电铃、电磁阀等．
知识点3 磁场对通电导体的作用及应用
1．磁场对通电导线的作用：磁场对通电导线具有①_________，
如图所示．通电导线的受力方向与②_____的方向、③_____的
方向有关，当电流的方向或磁场的方向改变时(两个方向变其
一)，通电导线受力的方向也④_____．
力的作用
电流
磁场
改变
2．电动机
(1)原理：利用通电线圈⑤___________________的原理制成的．
(2)构造：由两部分组成，能够转动的线圈(转子)和固定不动的
磁体(定子)；如图所示为其结构示意图．
在磁场中受力的作用
(3)换向器的作用：每当线圈转过平衡位置，换向器自动改变
⑥_________________，使线圈持续转动下去．
(4)能量转化：将⑦___能转化为⑧_____能．
3．利用通电导线在磁场中受力的作用原理的有：电动机、动圈
式扬声器、电磁弹射技术等．
线圈中的电流方向
电
机械
知识点4 电磁感应
1．(1)英国科学家①_______发现了电磁感应现象．
(2)电磁感应现象：②_____电路的部分导体在磁场中做③_____
_______运动时，电路中产生④_________，这种现象叫⑤_____
_____现象．
法拉第
闭合
切割
磁感线
感应电流
电磁
感应
(3)感应电流方向：与⑥_________和⑦____________________
______________有关．
(4)产生感应电流的条件：①⑧_____电路的部分导体；②导体
在磁场中做⑨___________运动．
2．应用：发电机、动圈式话筒、手机无线充电器、电磁炉、变
压器等．
磁场方向
导体运动方向(或切割
磁感线的方向)
闭合
切割磁感线
3．发电机
(1)原理：利用⑩_________工作的．
(2)构造：由定子和转子两大部分组成，如图所示为交流发电机
结构示意图．
(3)能量转化：将 _____能转化为 ___能．
电磁感应
机械
电
4．电磁学三大实验详解
工作原理 通电导体周围存 在磁场( _____ _________) 通电导体在磁场 中受到力的作用 _________
影响因素 磁场方向与 ___ _______有关 通电导体受力 方向与 _____ _____、磁场方 向有关 感应电流方向
与 _______
___、导体切割
磁感线运动方
向有关
能量转化 电能转化为磁能 电能转化为 _____能 机械能转化
为 _____
电流
的磁效应
电磁感应
电
流方向
电流
方向
磁场方
向
机械
电能
结构特点 有电源、无大磁 体、导体、小磁 针(或大头针) 有电源、导体、 大磁体，无小 磁针 有灵敏电流计
(或小灯泡)、
导体、大磁体，
无电源
应用 电磁铁、电磁继 电器、电磁起重机 电动机、线圈式 扬声器、电磁弹 射技术 发电机、动圈式
话筒、变压器、电磁炉
知识点5 电能的储存与输送
1．电能的产生
(1)电池：把其他形式的能转化为①_____的装置，电池提供的是②___
_____；化学电池：把③_____能转化为电能的装置．常见的化学电池
有：干电池(每节1.5 V)、蓄电池(每节2 V)、镍铬电池、锂电池等；
给蓄电池充电时，把电能转化为化学能，蓄电池使用时再把化学能转
化为电能．太阳能电池：又称为④_____电池，是将⑤_____能⑥_____
(填“直接”或“间接”)转化为电能的装置，采用⑦_______硅和金属
导体制成，利用⑧_______能源，具有节能、污染少的特点．
电能
直
流电
化学
光伏
太阳
直接
半导体
可再生
(2)发电机：把其他形式的能转化为⑨_____的装置，一般提供
的是交流电．目前的发电方式主要有⑩_________、 _______
___、 _________等，新型发电有太阳能电站、风力发电、海
浪(潮汐)发电、地热发电等．
电能
火力发电
水力发
电
核能发电
【名师点拨】
生活中太阳能电池一般与蓄电池配合使用，如太阳能路灯：白天，太阳能电池将太阳能直接转化为电能，再给蓄电池(用电器)充电把电能转化为化学能储存起来；夜晚，蓄电池(电源)对外供电将化学能转化为电能，灯泡再将电能转化为光能．
2．电能的输送
(1)输电方式：采用高压输电，可以 _____电能在输送线路上
的损失．
(2)高压触电及其防护：高压触电一般分为 _________触电、
_________触电；安全原则： _____高压带电体．
减少
高压电弧
跨步电压
远离
【名师点拨】
在发电厂输出功率一定时，根据P＝UI，采用高压可以减小输电线中的电流大小．再根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，减小输电线中的电流，可以大大减少输电线产生的热损失．
(1)能够自由转动的小磁针静止时，其N极指向地理南极附近．( )
(2)磁体间的吸引或排斥作用是通过磁场实现的．( )
(3)磁场是客观存在的，磁感线也是真实存在的．( )
(4)磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针决定的．( )
(5)通电螺线管的磁场与蹄形磁体磁场相似．( )
(6)电磁继电器是利用电流热效应工作的．( )
×
√
×
×
×
×
(7)电动机是根据电磁感应原理工作的，它工作时将机械能转化为电能．( )
(8)闭合电路的部分导体在磁场中运动时一定产生感应电流．( )
(9)导体运动方向和磁场方向同时变得相反时，产生的感应电流的方
向不变．( )
(10)动圈式话筒与动圈式扬声器的工作原理都与发电机类似．( )
(11)电磁感应现象证明了磁可以产生电，同奥斯特实验结合，证明了
电和磁是可以相互转化的．( )
×
×
√
×
√
实验1 探究通电螺线管外部磁场的方向
【实验装置和情景】
【实验器材】通电螺线管磁场演示器、铁屑、小磁针若干、电
源、开关、导线等．
【探究方法】转换法．
【设计与进行实验】
1．实验电路如图甲所示．如图乙所示，在螺线管磁场演示器的
平板(玻璃板)上均匀地撒上_____(填“铁屑”或“钢屑”)，闭
合开关，_____平板，铁屑在_____的作用下被磁化，一个铁屑
相当于一个小磁针，会有规律地排列，这说明通电螺线管周围
存在着_____，且磁场与_________的磁场相似．
铁屑
轻敲
磁场
条形磁体
磁场
2．把小磁针放置在螺线管四周不同位置，闭合开关，发现小
磁针指针如图丙所示，说明通电螺线管周围存在着_____，且
通电螺线管的左端为__极．
3．改变通电螺线管的电流方向，小磁针静止时N极的指向_____，
说明通电螺线管周围的磁场方向与电流的方向_____．
磁场
S
改变
有关
【分析、交流与反思】
4．轻敲平板，铁屑和平板(玻璃板)分离，可以减小_____；铁
屑分布密的地方磁场较___，紧邻的铁屑相互_____．通过铁屑
的密集程度判断磁场的_____，应用了_______．
5．闭合开关S，通电螺线管周围的小磁针的N极指向如图丙所示，
根据小磁针指向情况可知：在通电螺线管外部，磁感线是从__极
出发，最后回到__极．
摩擦
强
排斥
强弱
转换法
N
S
6．如图丙所示，将小磁针放在通电螺线管周围不同位置，是为
了_________________，移去小磁针后，磁场___(填“仍”或
“不”)存在．
【实验结论】通电螺线管外部的磁场与条形磁体外部的磁场相
似，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个磁极．通电螺线
管两端的极性跟通电螺线管中电流的方向有关．
便于观察磁场方向
仍
实验2 探究产生感应电流的条件
【实验装置】
【实验原理】电磁感应．
【设计与进行实验】
1．预设实验次序和操作如表格前4列所示，依据预设进行实验并观察
灵敏电流计指针偏转情况，根据实验现象完善表格记录．
实验 次序 开关 状态 导体ab运 动方向 磁场 方向 灵敏电流计指针
① 断开 水平向右 向下 不偏转
② 闭合 水平向右 向下 _________
③ 闭合 竖直向下 向下 _______
④ 闭合 水平向左 向下 向右偏转
⑤ 闭合 水平向左 向上 _________
向左偏转
不偏转
向左偏转
2.比较②④两次实验可知感应电流的方向与导体的___________
___________________有关．
3．比较_____(填实验序号)两次实验可知感应电流的方向与磁
场方向有关．
4．保持磁场不变，使导体ab向右(或向左)运动的速度变快，灵
敏电流计指针偏转角度_____，说明感应电流的大小与_________
_____________有关．
切割磁感线
的方向(或运动方向)
④⑤
变大
导体切割
磁感线的速度
5．更换磁性更强的磁体，使导体ab向右(或向左)运动的速度不
变，灵敏电流计指针偏转角度_____，说明感应电流的大小与___
_______有关．
【分析、交流与反思】
6．当有感应电流产生时，导体ab相当于电路中的_____，此过
程的能量转化是_____能转化为___能．
变大
磁
场强度
电源
机械
电
7．下列运用该实验原理工作的是___(双选，填字母)．
A．发电机 B．电动机
C．动圈式话筒 D．扬声器
AC
【实验结论】_____电路的部分导体在磁场中做___________运
动时，电路中中产生感应电流，感应电流方向与_________和
_________________________都有关系．
闭合
切割磁感线
磁场方向
导体切割磁感线运动的方向
考点1 磁场 磁感线(2025年13套卷1考)
1．[2020·日照]下列关于磁感线的说法，正确的是( )
A．磁感线分布越密的地方，磁场越弱
B．磁感线是磁场中真实存在的一些曲线，还可以通过实验来模拟
C．磁体周围的磁感线从磁体的S极出发，回到磁体的N极，构成闭合曲线
D．磁感线上某一点的切线方向与放在该点的小磁针静止时南极所指的方向相
【名师点拨】
磁感线是为了描述磁场而引入的假想线，不是实际存在的．磁感线的方向代表磁场的方向，磁感线的疏密程度代表了磁场的强弱．在磁体外部，磁感线从磁体的北极出来，回到南极．要记住：磁感线的方向、磁场的方向、磁针静止时北极的指向、磁针北极的受力方向一致．
2．[2022·滨州]阅读短文判断问题：为了解释地球存在着磁场——地磁场，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心轴线的环形电流引起的．①由于地球表面带有某种电荷，随地球一起自西向东转动时，形成环形电流，如图所示．环形电流可以形象地类似于通电螺线管中的电流．②环形电流的磁场也可以想象成类似于条形磁铁的磁场．③若将地磁场的N极和S极相当于通电螺线管的两个磁极，则可以借助安培定则由两极的磁性判断环形电流的方向．根据以上描述下列判断正确的是( )
A．环形电流的方向是自西向东
B．形成环形电流的电荷是正电荷
C．形成环形电流的电荷，与用丝绸摩擦过
的玻璃棒带的电荷相互吸引
D．用实验室常用验电器能够检验出形成环形电流的电荷电性
3．[2022·枣庄]公元1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”．如图所示，“柢”
即握柄，是磁体的________极，司南之所以能指向南北方向，
是由于受到_______的作用．
S(或南)
地磁场
考点2 电流的磁场(2025年13套卷5考)
1．[2024·青岛]世界上第一个发现电与磁之间联系的科学家是( )
A．安培 B．奥斯特
C．焦耳 D．法拉第
2．[2025·山东]小明在户外实践中，利用随身所带物品制作了简易指南针，他首先利用电池、带绝缘皮的导线、铁钉制成电磁铁，然后将缝衣针磁化并用细线水平悬挂，最后将两者靠近，静止时位置关系如图所示．下列说法正确的是( )
A．铁钉的钉尖是S极
B．缝衣针的针尖是N极
C．地磁场N极在地理北极附近
D．移开电磁铁后，缝衣针静止时针尖所指方向为南
3．[2025·泰安]在探究“通电螺线管的磁场是什么样的”实验中，通电后观察小磁针a静止时N极的指向，轻敲纸板观察铁屑的排列情况，现象如图所示．下列说法正确的是( )
A．通电螺线管外部的磁场与蹄形磁体的磁场一样
B．根据小磁针a的N极指向，可以判定通电螺线管的右端为S极
C．磁场中b点的磁场方向与小磁针a静止时N极指向相反
D．改变螺线管中电流的方向，能改变通电螺线管两端的极性
考点3 电磁铁(2025年13套卷4考)
1．[2024·淄博]心肺机用“电动泵”替代心脏，推动血液循环．“电动泵”的工作原理如图所示，将线圈ab固定在活塞一端，利用其与固定磁铁间的相互作用带动活塞运动，从而使血液定向流动．阀门K1、K2都只能单向开启．当线圈中的电流从a流向b时( )
A．线圈周围有磁场和磁感线
B．线圈左端是N极
C．活塞将向左运动
D．此时“电动泵”处于送血状态
2．[2025·济南]如图所示为一种水位报警器的原理图，当水
位达到金属块A时，电路中红灯亮，此时螺线管上端为__极，
图中虚线部分的作用相当于_____(填“电源”“开关”“用电
器”或“导线”)．
N
开关
考点4 电磁现象辨识、电动机与发电机 (2025年13套卷9考)
1．[2025·烟台]如图所示是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”实验的装置，下列关于该实验说法正确的是( )
A．该装置也可以探究通电导线在磁场中受到力的作用
B．该装置也可以探究感应电流方向跟导体运动方向有关
C．扬声器就是通过本实验的原理进行工作的
D．闭合电路的部分导体在磁场中运动一定会产生感应电流
2．[2025·威海]我国某品牌电动汽车的减震系统具有能量回
收功能：当车辆经过颠簸路面时，减震系统的上下运动带动电
机内导体切割磁感线发电．下列选项中与其工作原理相同的
是( )
考点5 电磁作图 (2025年13套卷2考)
1．[2025·威海]闭合开关，小磁针静止时状态如图所示，请在括号内标出通电螺线管的极性，并在A点标出电流方向．
答案：如图所示：
2．[2025·日照]某电磁阀的工作原理如图所示．当开关S1、S2如图连接时，固定线圈通电后产生磁场，推动强磁阀门向左运动，封闭液管通道，阻止液体流动．请：
(1)标出此时通电螺线管右端的极性；
(2)标出强磁阀门右端的极性；
(3)画出通电螺线管外部磁场的磁感
线(画出一条即可)．
答案：如图所示：
3．[2024·潍坊]某款磁悬浮玩具的电路原理图如图所示．闭合开关，磁性小球悬停在空中，一小磁针静止于螺线管左侧，不考虑小磁针与磁性小球间的相互作用．
(1)将小磁针“N”“S”极填入括号中；
(2)画出磁性小球的受力示意图．
答案：如图所示：
【名师点拨】
类型一：已知电源正、负极(或电流方向)，判断通电螺线管的N、S极、磁感线的方向、小磁针的N、S极．
类型二：已知小磁针的N、S极，判断通电螺线管的N、S极、电源正、负极．
1．[2025·内蒙古]北宋学者沈括在他所著的《梦溪笔谈》中记载：“方家以磁石磨针锋，则能指南．”针锋能指南是由于摩擦使针锋( )
A．带上了电 B．被磁化
C．温度升高 D．质量减小
2．[2025·贵州]如图所示，为判断一根铁棒是否有磁性，用铁棒靠近置于水平桌面上的小磁针进行检验，当出现以下哪一现象，便能证明铁棒有磁性( )
A．将铁棒一端靠近小磁针N极，N极被排斥
B．将铁棒一端靠近小磁针N极，N极被吸引
C．将铁棒两端分别靠近小磁针N极，N极均被吸引
D．将铁棒同一端分别靠近小磁针N、S极，两极均被吸引
3．[2025·泸州]如图所示为学校地理教研组新到的一
个磁悬浮地球仪．底座隔空托起地球仪与下列哪个实
验原理相同( )
4．[2025·连云港]有关电和磁的知识，下列说法正确的
是( )
A．磁感线是磁场中真实存在的曲线
B．摩擦起电创造了电荷
C．电动机的工作原理是电磁感应现象
D．电能表是测量电路消耗电能多少的仪表
5．[2025·成都]如图所示是探究“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
6．[2025·兰州]如图甲所示是某蔬菜大棚里使用的一种温度自动报警器，在温度计里封入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指温度时，扬声器响起，发出报警信号．下列说法错误的是( )
A．动圈式扬声器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，电磁铁断电失去磁性，衔铁被释放，扬声器停止报警
C．温度计与金属丝相当于控制电磁铁的开关，实现了高温自动化报警
D．煤油可用作自动报警器温度计中的工作液体
7．[2025·宜宾]如图所示，磁铁S极与弹簧连接，竖直悬挂于电磁铁的正上方，电源电压不变．闭合开关后，向右缓慢移动滑动变阻器滑片，下列判断正确的是( )
A．电路中的电流变大
B．电磁铁的磁性变强
C．电磁铁上端为S极
D．悬挂磁铁的弹簧变长
8．[2025·广东]如图所示实验中，闭合开关，导体ab向右运动．下列操作能让导体ab向左运动的是( )
A．改变电压大小
B．改变电流方向
C．改变电流大小
D．改变导体ab长度
9．[2025·乐山]发电机组是水电站的核心部分，以下四个装置中符合发电机工作原理的是( )
10．[2025·安徽]在“探究磁体周围的磁场分布”实验中，小
丁同学正确描绘出某蹄形磁体磁极附近的磁感线分布如图所示，
则该蹄形磁体下端的磁极是______极．
S(南)
11．[2025·武汉]如图所示是直流电铃的原理图．衔铁与弹性
片相连，自然情况下弹性片是和螺钉接触的．
(1)闭合开关，电磁铁A端为__极，电磁铁吸引衔铁，敲击铃碗
发声，此时电路中___电流通过，接着弹性片又和螺钉接触，如
此往复．
(2)下列装置中和电铃一样也用到了电磁铁的是_____(填序号)．
N
无
①③
12．[2025·深圳]全磁悬浮“人工心脏”已研发成功，其核心
部件是个带有叶轮的泵，通电后叶轮可高速旋转，带动血液流
动．如图乙所示是叶轮悬浮原理简化图，元元同学思考后发现：
螺线管通电后，周围存在_____，叶轮受斥力悬浮，叶轮下端的
磁极是__极．
磁场
N
13．[2025·苏州]如图所示是控制车辆进出的电动闸门设计图．
抬杆AB质量分布均匀，长度为3 m，重为20 N，在最右端B点处
悬挂一重为25 N的铁柱，B点到支点O的距离为0.6 m．开关S闭
合后，调节滑动变阻器使抬杆AB处于水平静止状态．(忽略支点
O处的摩擦)
(1)电磁铁上端为__(填“N”或“S”)极．
(2)此时电磁铁对铁柱的吸引力为__N.
(3)要使抬杆A端从图示位置向上抬起，滑动变阻器的滑片P应向
___端移动．
S
5
上
14．[2025·甘肃]如图所示，甲、乙两个相同的装置分别由U形
磁铁、导体棒和金属支架构成，导体棒ab和cd放在支架上，支
架由导线连接．闭合开关并向右移动ab，cd也会随之向右移动，
其中甲装置涉及的物理学原理是由_______(填“奥斯特”或“法
拉第”)发现的，乙装置与_____________(填“动圈式扬声器”
或“动圈式话筒”)的原
理相同．
法拉第
动圈式扬声器
15．[2025·达州]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：如图所示：
16．[2025·长春]在“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验中：
(1)如图甲所示，在嵌入螺线管的硬纸板上均匀地撒满铁屑，通
电后，用手_____纸板，观察到铁屑有规则地排列．实验结果表
明：通电螺线管外部的磁场与_____磁体的磁场相似．
(2)根据图甲中小磁针的N极指向，可知通电螺线管的左端为__
极．将电源的正负极对调，小磁针的N极指向也改变了，说明通
电螺线管外部的磁场方向与_____方向有关．
轻敲
条形
N
电流
(3)如图乙所示是《事林广记》中所记载的“指南鱼”的复原
图，“指南鱼”内部藏有磁石，能够指示南北方向，这是由于
地球的周围存在_______．
地磁场
17．[2025·南充]在“探究导体在磁场中运动时产生感应电流条件”实验中，某小组利用电流计、开关、U形磁铁、导线、导体棒组成了如图甲所示电路．
(1)探究小组将观察到的现象记录在下表中：
分析表中信息可知导体在磁场中运动产生感应电流的条件：闭
合电路的一部分导体在磁场中做___________运动．
(2)探究小组观察到磁体不动时，导体棒向右运动指针向右偏转，
向左运动指针向左偏转；若导体棒静止不动，磁体向右运动时，
观察到电流表指针向___偏转．
切割磁感线
左
(3)探究小组发现实验中电流表的指针偏转角度较小，你有什么
方法使指针偏转角度变大？答：_____________________(写出
一种即可)．
增大导体棒的切割速度

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