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第一部分　考点过关
第十七讲　电与磁
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.
（2）磁体：具有磁性的物体.分为永磁体和软磁体.
（3）磁极：磁体上吸引能力最强的两个部位叫磁极，分为南（S）极和北（N）极.磁体总有两极，一根条形磁体断为两截以后，每一段都有N、S两极.
（4）磁极间相互作用规律： 　同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引　 .
（5）磁化：一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性，这种现象叫磁化.
同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引　
2.磁场
（1）定义：磁体周围存在一种看不见、摸不着的物质，能使磁针偏转，我们把这种物质叫磁场.磁极间的相互作用就是通过磁场发生的.
（2）性质：对放入其中的磁体 　产生力的作用　 .
（3）方向：在磁场中的某一点，小磁针静止时 　北极　 所指的方向就是该点磁场的方向.
产生力的作用　
北极　
（4）磁感线
①定义：在磁场中画一些有方向的曲线，可以方便、形象地描述磁场，这就是磁感线.
②方向：磁感线上任何一点的切线方向都跟放在该点的小磁针静止时北极所指的方向一致.
③分布：磁体周围的磁感线都是从磁体的 　北极　 出来，回到磁体的 　南极　 .
北极　
南极　
④磁感线的特点：
a.磁感线是人们为了研究磁场而建立的物理理想化模型，但实际并不存在.
b.磁感线可以表示磁场的强弱，其密集处磁场较强，稀疏处磁场较弱.
c.磁感线布满磁体周围的所有空间，并且磁感线不相交.
（5）地磁场
①地球本身就是一个巨大的磁体.地球的磁场叫地磁场.
②地磁的南极在地理 　北极　 附近，地磁的北极在地理 　南极　 附近.
③磁偏角：最早由我国宋代学者 　沈括　 发现.
北极　
南极　
沈括　
练1　如图所示，赵老师在教室内用一根细线将一个磁极未知的条形磁体悬挂在空中，静止后它的A端总是指向北方，则A端是该条形磁体的 　N　 （选填“N”或“S”）极.该条形磁体静止时能指南北是由于它受到 　地磁场　 的作用.
N　
地
磁场　
练2　（2022烟台）如图所示为两个磁极间的磁感线分布图，小磁针静止在A点.请在图中标出磁极的名称以及小磁针的N极.
电生磁
1.奥斯特实验
如图是奥斯特实验的场景.
现象：当导线中有电流通过时，小磁针 　 偏转　 （选填“偏转”或“不偏转”）；当导线中的电流方向改变时，小磁针转动的方向 　改变　 （选填“改变”或“不改变”）.
结论：通电导线周围存在 　磁场　 ，磁场方向与 　电流　 方向有关.
偏转　
改变　
磁场　
电流　
2.安培定则：如图所示，用 　右手　 握住螺线管，让四指指向螺线管中 　电流　 的方向，则拇指所指的那端就是螺线管的 　N　 极.
右手　
电流　
N　
练3　在如图虚线框中标出通电螺线管磁极的名称.
练4　（2022通辽）闭合开关，小磁针静止在螺线管左侧，在如图中括号内标出电源“＋”或“－”极，并用箭头标出磁感线方向.
电磁铁　电磁继电器
1.电磁铁
（1）概念：内部插有铁芯的通电螺线管叫做电磁铁.
（2）原理：电流的磁效应.
（3）应用：电铃、电磁起重机、电磁继电器、空气开关、一些自动控制设备、磁浮列车等.
（4）特点：磁性的有无可以由 　电流的通断　 来控制；磁性的强弱可以由电流的大小和线圈的匝数来控制；磁极的方向可以由电流的方向来控制.
电流的通断　
2.电磁继电器
（1）构造：由电磁铁、衔铁、弹簧（簧片）、触点组成，其工作电路由低压控制电路和高压工作电路构成.（如图所示）
（2）实质：利用 　电磁铁　 控制工作电路的通、断，相当于开关.
（3）工作原理：当控制电路中有电流通过电磁铁线圈时，电磁铁吸引衔铁，使触点闭合，工作电路接通.
电磁铁　
（4）应用：用低压电路的通、断间接地控制高压电路的通、断.可实现远距离控制，与其他元件配合实现自动控制.
练5　如图所示，是研究电磁铁的实验，下列说法不正确的是（　C　）
A.该实验用到了控制变量的物理思想
B.乙铁钉的上端是S极
C.比较图中甲、乙吸引大头针的数量可知磁性强弱与电流大小的关系
D.滑动变阻器的滑片左移，电磁铁吸引大头针的数量增多
C
练6　（2022沈阳）如图所示是电磁继电器的工作原理图，闭合开关后，下列说法正确的是（　C　）
A.弹簧的弹性势能减小
B.电磁铁的上端为S极
C.电动机工作，灯不发光
D.电磁铁的工作原理是电磁感应
C
电动机
1.磁场对通电导线的作用：通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟 　电流　 的方向、 　磁场　 的方向都有关系.
应用：电动机、扬声器、电流表、电压表.
2.电动机
（1）原理： 　磁场对通电导线有力的作用　 .
（2）能量转化： 　电能　 转化为 　机械能　 .
电流　
磁场　
磁场对通电导线有力的作用　
电能　
机械能　
练7　（2022烟台）目前，新能源电动汽车被越来越多的家庭所喜欢，其核心部件是电动机.如图所示能说明电动机工作原理的是（　C　）
A
B
C
C
D
磁生电
1.电磁感应现象
（1）定义： 　闭合　 电路的一部分导体在磁场中做 　切割磁感线　 运动时，导体中就产生 　电流　 .这种由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫做电磁感应，产生的电流叫做 　感应电流　 .
（2）感应电流产生的条件： 　闭合电路　 ； 　导体做切割磁感线运动　 .
（3）感应电流的方向：与导体 　运动　 的方向和 　磁场　 方向有关.
（4）应用：发电机、动圈式话筒.
闭合　
切割磁感线　
电流　
感应电流　
闭合电路　
导体做切割磁感线运动　
运动　
磁场　
2.发电机
（1）原理： 　电磁感应　 .
（2）能量转化： 　机械能　 转化为 　电能　 .
电磁感应　
机械能　
电能　
练8　有一种手持式金属探测器，当它靠近金属物体时，在金属物体中就会产生电流，探测器发出警报.以下选项中也是利用该原理工作的是（　C　）
　　　　　
C
A.电磁起重机 B.电铃
C.动圈式话筒 D.扬声器
【实验器材】通电螺线管磁场演示器、条形磁体、菱形小磁针若干、铁屑、开关、导线、电源等.
【探究方法】转换法.
探究通电螺线管外部磁场的方向
【设计与进行实验】
1.在螺线管磁场演示器（图乙）的平板（玻璃板）上均匀地撒上 　铁屑　 （选填“铁屑”或“铜屑”），闭合开关， 　轻敲　 平板，铁屑在 　磁场　 的作用下会有规律地排列，这说明通电螺线管周围存在着 　磁场　 ，且磁场与 　条形磁体　 的磁场相似.
铁屑　
轻敲　
磁
场　
磁场　
条形磁体　
2.把小磁针放置在螺线管四周不同位置，闭合开关，发现小磁针的N极指向如图丙所示，说明通电螺线管周围存在着 　磁场　 .图丙中通电螺线管的左端为 　S　 极.
磁场　
S　
3.改变通电螺线管的电流方向，小磁针静止时N极的指向 　改变　 ，说明通电螺线管周围的磁场方向与电流的 　方向　 有关.
【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.
改变　
方向　
相似　
【分析、交流与反思】
4.铁屑分布密的地方磁场较 　强　 ，紧邻的铁屑相互 　排斥　 .通过铁屑的密集程度判断磁场的强弱，应用了 　转换法　 .
强　
排斥　
转换法　
5.图乙中，闭合开关后，小磁针 　 　会　 （选填“会”或“不会”）发生偏转，通电螺线管与小磁针之间是通过 　磁场　 发生力的作用的.
6.为描述磁场而引入的磁感线 　不是　 （选填“是”或“不是”）真实存在的.
会　
磁场　
不是　
7.由图丙可知：在通电螺线管外部，磁感线是从 　N　 极出发，最后回到 　S　 极.
点拨：小磁针在磁场中静止时北极指向与该点的磁场（或磁感线）方向一致.
N　
S　
8.实验时，将小磁针放在通电螺线管周围不同位置，是为了 　便于观察磁场方向　 ，移去小磁针后，磁场 　仍　 （选填“仍”或“不”）存在.
9.不能用悬挂且可自由旋转的大头针代替小磁针，因为大头针 　不能　 指示磁场的方向.
便于观察磁
场方向　
仍　
不能　
10.要探究通电螺线管周围磁场的强弱与电流大小的关系，可以 　改变电源电压　　 或 　串联一个滑动变阻器　 .
11.增强通电螺线管磁性的方法： 　增大电流　 或 　插入铁棒　 .
改变电源
电压　　
串联一个滑动变阻器　
增大电流　
插入铁棒　
【实验装置】
探究通电导体在磁场中的受力情况
【设计与进行实验】
1.如图甲所示，将一根导体ab置于蹄形磁体的两极之间，未闭合开关前，导体静止不动，闭合开关后，导体 　运动　 ，说明磁场对 　通电　 导体有力的作用.
运动　
通电　
2.断开开关，将图甲中蹄形磁体的N、S极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与 　磁场方向　 有关.
磁场方向　
3.断开开关，将图甲中电源的正、负极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向 　相反　 ，说明通电导体在磁场中的受力方向与 　电流方向　 有关.
4.同时改变磁场方向和电流方向，通电导体在磁场中受力方向 　不变　 .
相反　
电流方向　
不变　
【实验结论】通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关系.当电流的方向或磁感线的方向变得相反时，通电导体受力的方向也变得相反；当电流的方向和磁感线的方向同时变得相反时，通电导体受力的方向不变.
【分析、交流与反思】
5.实验通过观察导体的 　运动方向　 判断导体在磁场中的受力方向，这运用了 　转换　 法.
运动方向　
转换　
6.通电后导体ab运动的过程中，把 　 电　 能转化为 　机械　 能， 　电动机　 是利用这一原理工作的.
7.如图乙，添加滑动变阻器，可以探究通电导体在磁场中受力的大小与 　电流大小　 的关系.
电　
机械　
电动
机　
电流大小　
【实验方法】控制变量法、转换法.
【实验原理】电磁感应现象.
【实验装置】
探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
【设计与进行实验】
1.实验通过观察 　灵敏电流计的指针是否偏转　 判断电路中是否有感应电流产生，这运用了 　转换法　 .
灵敏电流计的指针是否偏转　
转换法　
2.实验记录如表所示，请根据实验信息完善表格.
次数 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 　向左偏转　
③ 闭合 竖直向下 向下 　不偏转　
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　
向左偏转　
不偏转　
向左偏转　
3.比较 　②④　 （填实验序号）两次实验可知感应电流的方向与导体的运动方向有关.
4.比较④⑤两次实验可知感应电流的方向与 　磁场方向　 有关.
5.保持磁场不变，使ab向右（或向左）运动的速度变快，灵敏电流计指针偏转角度变大，说明感应电流的大小与 　导体切割磁感线的速度　 有关.
②④　
磁场方向　
导体切割磁感线的速度　
6.更换磁性更强的磁体，使ab向右（或向左）运动的速度不变，灵敏电流计指针偏转角度变大，说明感应电流的大小与 　磁场强度　 有关.
【实验结论】 　闭合　 电路的一部分导体在磁场中做 　切割磁感线　 运动时，导体中产生感应电流.
磁场强度　
闭合　
切割磁感线　
【分析、交流与反思】
7.为避免因导体被磁化而影响实验结论，ab应选用 　铜棒　 （选填“铜棒”或“铁棒”）.
8.实验中，当感应电流过小时，电流表指针偏转不明显或不偏转.为了使实验现象更明显，可用 　灵敏电流计　 代替电流表.
铜棒　
灵敏电流计　
9.当有感应电流产生时，ab相当于电路中的 　电源　 ，此过程的能量转化是 　机械　 能转化为 　 电　 能.
电源　
机械　
电　
10.下列运用该实验原理工作的是 　AC　 （双选，填字母）.
A.发电机 B.电动机
C.动圈式话筒 D.扬声器
AC　
　（2022包头）图甲是磁浮台灯，灯泡内部装有磁体和半导体芯片，灯座内有如图乙所示的电磁铁.灯座通电后，灯泡会悬浮在灯座上方，半导体芯片发光.下列说法正确的是（　B　）
B
电流的磁场及应用
A.发光的半导体芯片电阻为零
B.灯泡悬浮是利用同名磁极相互排斥的原理
C.通电后电磁铁具有磁性说明磁能生电
D.通电后电磁铁的下端为S极
　如图所示，GMR是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小，当闭合开关S1、S2时，下列说法正确的是（　D　）
A.电磁铁的左端为S极
B.小磁针将顺时针旋转
C.当P向左滑动时，电磁铁的磁性增强，指示灯变暗
D.当P向右滑动时，电磁铁的磁性减小，电压表的示数减小
D
　如图，A是悬挂在测力计下的条形磁体，B是螺线管.闭合开关，螺线管上端是 　N　 （选填“N”或“S”）极，待弹簧测力计示数稳定后，将滑动变阻器的滑片缓慢向右移动的过程中，弹簧测力计示数 　变小　 （选填“变大”“变小”或“不变”）.
N　
变小　
　（2022齐齐哈尔）对下列有关电和磁的四幅图的描述正确的是（　A　）
A
电磁现象的辨析与应用
A.如图甲，由小磁针静止时N极的指向可以判断b端与电源负极连接
B.如图乙，奥斯特实验说明通电导线周围存在磁场，电流的磁场方向与电流方向无关
C.如图丙，动圈式话筒与电动机工作原理相同
D.如图丁，扬声器与发电机工作原理相同
　如图是实验室电流表的内部结构图，处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转，线圈中电流越大，指针偏转角度就越大.下列四幅图与此电流表原理相同的是（　D　）
A　　　 B
D
C　 D
　（2022潍坊改编）图甲所示是一种自行车上的装置，车前端的灯泡与该装置内部线圈相连，自行车车轮的转动带动该装置上端的小轮转动，小轮带动内部的磁铁转动，灯泡便发光照明，图乙是其结构示意图.下列分析正确的是（　C　）
C
A.该装置是一种电动机
B.该装置将电能转化为机械能
C.增大车轮转速灯泡亮度变大
D.车轮与小轮间应尽量光滑
实验 奥斯特实验 电磁感应 磁场对电流的作用 电磁铁
装置
原理 电流的磁效应 电磁感应 通电导体在磁场中受到力的作用 电流的
磁效应
能量 / 机械能转化为电能 电能转化为机械能 /
应用 电磁铁、电磁继电器 发电机、动圈式话筒 电动机、扬声器 电磁继电器、电铃
1.（2021省卷）了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要.下列关于科学史说法正确的是（　B　）
A.牛顿总结出了浮力大小的计算方法
B.法拉第发现了电磁感应现象
C.伽利略准确地测出了大气压的数值
D.汤姆孙提出了原子的核式结构模型
B
2.（2022兰州）关于磁现象，下列说法正确的是（　B　）
A.图甲：通电时小磁针发生明显偏转说明通电导体周围存在地磁场
B.图乙：利用此装置可说明电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关
C.图丙：利用此装置可说明发电机的工作原理
D.图丁：利用此装置可说明电动机的工作原理
B
3.（2022省卷）如图所示，一种环保型手电筒，筒内有一个能滑动的圆柱形磁铁，外圈套着一个线圈.只要将手电筒沿图中箭头方向来回摇动，手电筒的小灯就能发光.下列与此手电筒工作原理相同的是（　C　）
A.电动机 B.电热水壶
C
C.发电机　 D.扬声器
4.（2020兰州）核磁共振成像是一种较新的医学成像技术，它采用强静磁场和变化磁场使人体组织成像.若携带金属物做核磁共振成像，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，金属物发热从而灼伤病人.上述说明中，没有涉及到的知识是（　D　）
A.磁体的吸铁性 B.电磁感应
C.电流的热效应 D.同名磁极相互排斥
D
5.（2019省卷）新型智能手机无线充电技术主要是应用电磁感应原理，当交变电流通过充电底座中的线圈时，线圈产生磁场，带有金属线圈的智能手机靠近该磁场就能产生电流，通过“磁生电”来实现充电.下列设备也是利用“磁生电”原理工作的是（　A　）
A.动圈式话筒 B.扬声器
C.电烙铁 D.电磁起重机
A
6.（2018省卷）电磁炮是一种先进的动能杀伤武器，它是利用磁场对通电导体作用的原理，对金属炮弹进行加速，具有速度快、命中率高等特点.如图中与此工作原理相同的是（　D　）
A
B
D
C
D
7.（2021省卷）如图所示是我国早期的指南针——司南，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”指的是司南长柄，司南指南北是由于它受到 　地磁场　 的作用，司南长柄指的是地理的 　南　 极.
地磁场　
南　
8.（2018省卷）如图所示是一个水位自动报警器的原理图.水位到达金属块A之后， 　红　 （选填“红”或“绿”）灯亮；当绿灯亮时电磁铁 　无　 （选填“有”或“无”）磁性.
红　
无　
9.（2017庆阳）如图所示，闭合开关S，通电螺线管右侧的小磁针静止时，小磁针的N极指向左，则电源的右端为 　正　 极.若要使通电螺线管的磁性增强，滑动变阻器的滑片P应向 　b　 （选填“a”或“b”）端移动.
正　
b　
10.（2019天水）如图所示的电路，开关S接到a后，电磁铁左端为 　N　 极，小磁针静止时，A端是 　N　 极；将开关S由a拨到b，调节滑动变阻器，使电流表示数不变，则电磁铁的磁性 　减弱　 （选填“增强”“不变”或“减弱”）.
N　
N　
减弱　

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