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第一部分 单元梳理
第十六单元 电和磁及其应用 现代信息技术与能源可持续发展
命题点 命题方式 考查热度
磁现象和磁场 常出现在填空题和选择题中。一般结合生活实例考查磁体、磁极间的相互作用规律、磁场与地磁场等 ____________________________________
_________
电生磁 常出现在填空题和选择题中。一般结合生活实例考查电流周围的磁场、通电螺线管外部磁场的方向、安培定则的应用、电磁铁的特点、电磁继电器的工作原理等 ___________________________
命题点 命题方式 考查热度
磁生电 常出现在填空题、选择题和实验与探究题中。一般结合生活实例考查电磁感应及其应用、发电机的工作原理等 ___________________________
磁场对电流的作用 常出现在填空题和选择题中。一般结合生活实例考查磁场对电流的作用、电动机的工作原理、能量的转化等 ____________________________________
_________
电磁波与信息技术 常出现在填空题和选择题中。一般结合生活实例考查电磁波的产生、传播与应用等
能源可持续发展 常出现在填空题和选择题中。一般结合生活实例考查能源的分类、核能的利用等
续表
命题点 命题方式 考查热度
本单元考查的内容有磁现象、电与磁的联系及应用、电磁波在生活中的应用、能源的分类和新能源的应用等。从近几年江西省学考物理试卷来看，本单元内容所占的分值为6分左右。
续表
考点一 磁现象
1.磁体具有的两个基本性质
（1）磁性：能够吸引____________等物质。
（2）指向性：自由旋转的磁体，静止时恒指______。
铁、镍、钴
南北
2.磁极及其相互作用规律
（1）磁极：磁体上磁性最强的两个部分，分为______极和_______极。
①自由旋转的磁体，静止后恒指南北，指南的叫南极，指北的叫北极（这里的指南、指北是地理方位的南北）。
②磁极成对出现，不可分割。
③条形磁体的磁极在两端；蹄形磁体的磁极在两脚。
（2）磁极的相互作用规律：同名磁极相互______，异名磁极相互______。
南
北
排斥
吸引
3.磁场和地磁场
（1）磁场
①定义：存在于磁体周围的特殊物质。
②基本性质：对放入其中的磁体产生____的作用。
③方向：小磁针静止时_________所指的方向。
④描述：磁感线
磁感线的__________表示磁场的强弱；磁感线上各点的__________就是该点的磁场方向。
.磁场是真实存在的，磁感线是假想的物理模型。
力
北极
疏密程度
切线方向
.几种磁体的磁感线：
.在磁体外部，磁感线从极出发，回到极；在磁体内部，磁感线的方向则正好相反。
（2）地磁场
①如图所示，地磁南极在地理______附近，地磁北极在地理______附近。
②磁偏角最早是由我国宋代学者______发现的。
北极
南极
沈括
考点二 电生磁
1.奥斯特的发现
（1）电流的周围存在着______。
（2）电流的磁场的方向与____________有关。
2.通电螺线管外部的磁场与__________的相似，其极性可用安培定则判定。
安培定则：如图所示，用右手握住螺线管，四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端为螺线管的极。
磁场
电流的方向
条形磁体
3.电磁铁
（1）在通电螺线管内插入铁芯就组成了电磁铁，电磁铁的磁性与通电螺线管相比大大增强。
（2）特点：“三可控”
①磁性的有无：由____________控制。
②磁性的强弱：由____________和________________控制。
③磁极的极性：由____________控制。
4.电磁继电器
电磁继电器的实质是利用________来控制工作电路的一种开关，主要由______电路和______电路两部分组成。其优点是可用低电压控制高电压，用弱电流控制强电流，实现自动控制和远程控制。
电流的有无
电流的强弱
线圈匝数的多少
电流的方向
电磁铁
控制
工作
考点三 磁生电
1.电磁感应：__________的一部分导体在磁场中做________________时，导体中就会产生感应电流。
（1）感应电流的大小与____________和导体做切割磁感线运动的______有关。
（2）感应电流的方向与______的方向和导体做切割磁感线运动的方向有关。
2.发电机
（1）工作原理：电磁感应。
（2）能量转化：将机械能转化为电能。
闭合电路
切割磁感线运动
磁场的强弱
速度
磁场
考点四 磁场对电流的作用
1.磁场对电流的作用
磁场对电流有____的作用。力的大小与____________和____________有关；力的方向与______的方向和______的方向有关。
2.电动机
（1）工作原理：通电线圈在磁场中受力而转动。当线圈刚越过平衡位置时，利用换向器改变线圈中电流的方向，使线圈持续转动下去。
（2）能量转化：将电能转化为机械能。
力
磁场的强弱
电流的大小
磁场
电流
考点五 电磁波与信息技术
1.电磁波的产生
强弱变化的电流会产生电磁波。
2.电磁波的传播
电磁波可以在真空中传播，传播速度为________。
考点六 能源可持续发展
1.能源：能够提供能量的物质资源。
2.能源的分类
（1）一次能源：能从自然界直接获得的能源。
①可再生能源：能够从自然界源源不断获取的一次能源。如：太阳能、水能、风能等。
②不可再生能源：短期内不能从自然界获得补充的一次能源。如：煤、石油、天然气等。
（2）二次能源：需要消耗一次能源才能获得的能源。如：电能。
3.核能：原子核发生______或______时释放出的能量。
裂变
聚变
判断正误（正确的画“√”，错误的画“×”）
1.磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针决定的。( )
×
2.小磁针自由静止时，小磁针的极指向地磁场的极。( )
√
3.磁感线是实际存在的线，在磁场中反映了各点的磁场方向。( )
×
4.最早记录地理的两极和地磁场的两极不重合这一现象的是我国宋代学者沈括。
( )
√
5.磁场对放入其中的小磁针一定有力的作用。( )
√
6.磁体之间的相互作用是通过磁场发生的。( )
√
7.利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围各点的磁场方向。( )
×
8.通信技术传播的是电磁波信号。( )
√
9.能量守恒定律是自然界的基本定律，任何违背该定律的物理过程都不能实现。
( )
√
10.克服摩擦做功使物体内能增加，能的总量不守恒。( )
×
例 题1 下图是两个磁极靠近时磁感线的分布情况。根据图中标示的极，在括号内标出磁极或，并标出图中静止小磁针的极，再在点用箭头标出磁感线方向。
【点拨】解答此类试题的关键是知道磁极间的磁感线分布情况。
[答案] &1&
例题2 [2023·成都] 下图是小聪和小明同学探究“通电螺线管的磁场方向”实验示意图。实验时，在小圆位置放置小磁针，闭合开关，画出不同位置小磁针静止时极的指向；对调电源正负极，重复上述操作。下列说法不正确的是( )
A.小磁针的作用是指示通电螺线管周围的磁场方向
B.闭合开关，放置在、处的小磁针静止时极指向相同
C.对调电源正负极，闭合开关，通电螺线管的磁场方向改变
D.通过实验可总结出通电螺线管的磁极性和电流方向的关系
【点拨】运用安培定则可判断通电螺线管的磁场方向，小磁针的作用是指示通电螺线管周围的磁场方向；通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场分布相似；通电螺线管的磁极方向与电流的方向有关。
[答案] B
例题3 [2023·辽阳] 将扬声器、电池和电流表等元件连成下图电路。断开，反复快速闭合、断开开关，扬声器发出咔咔声；断开，闭合开关，反复轻敲扬声器的纸盆，会看到电流表的指针左右摆动。下列有关说法正确的是
( )
A.扬声器发声的原理与发电机发电的原理相同
B.扬声器发声时，将机械能转化为电能
C.扬声器发电的原理与动圈式话筒工作的原理相同
D.电流表指针左右摆动，是因为磁场方向发生变化
【点拨】本题考查的是电磁感应现象和通电导体在磁场中受到力的作用。知道发电机与电动机、扬声器与动圈式话筒的工作原理和能量转化过程是解题的关键。
[答案] C
例题4 [2023·成都] 2023年5月17日，我国北斗卫星导航系统迎来了新成员——第56颗北斗导航卫星。卫星向地面传递信息利用的是( )
D
A.超声波 B.次声波 C.光纤 D.电磁波
【点拨】卫星导航系统传递信息利用的是电磁波，电磁波可以在真空中传播，声音无法在真空中传播。
例题5 [2023·常州] “玲龙一号”是中国研发、全球首创的陆上商用小型核能发电装置。核能属于( )
D
①可再生能源 ②不可再生能源 ③常规能源 ④新能源
【点拨】新能源又称非常规能源，指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，比如太阳能、地热能、风能、海洋能和核能等。
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
实验一 探究通电螺线管外部磁场的方向
【实验器材】螺线管、电源、开关、小磁针、铁屑、光滑玻璃板、导线、铁芯等。
【实验电路】如图所示。
【证据与解释】
1.如图甲所示，闭合开关，发现小磁针会发生偏转，说明通电螺线管周围存在磁场。
2.如图乙所示，在光滑的玻璃板上均匀撒上铁屑，并轻敲玻璃板，通过观察铁屑分布情况，发现通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体相似。
3.如图丙所示，在螺线管周围放一些小磁针，闭合开关后，观察小磁针的指向，然后断开开关，将电源的正、负极对调，重新闭合开关，发现小磁针的偏转方向发生改变，说明通电螺线管周围的磁场方向与电流的方向有关，其关系可用安培定则来判定。
【考查热点】
转换法的应用：通过小磁针是否偏转来判断通电螺线管周围是否存在磁场；通过铁屑的分布来显示通电螺线管周围的磁场分布情况；根据小磁针静止时极所指的方向来判断磁场的方向。
【难点突破】
用安培定则判断通电螺线管的磁极，小磁针、极的指向，电源的正、负极等。
实验二 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
【实验器材】磁体、铜棒、灵敏电流计、开关、导线等。
【实验电路】如图所示。
【实验步骤】
1.探究产生感应电流的条件
（1）断开开关，使铜棒分别静止不动、上下运动和左右运动，观察灵敏电流计指针的偏转情况，并将实验现象记录于表格中。
（2）闭合开关，使铜棒分别静止不动、上下运动和左右运动，观察灵敏电流计指针的偏转情况，并将实验现象记录于表格中。
（3）闭合开关，使铜棒向其他方向运动（斜向上运动、斜向下运动或垂直纸面运动），观察灵敏电流计指针的偏转情况，并将实验现象记录于表格中。
开关 铜棒 灵敏电流计指针
断开 静止 不偏转
上下运动 不偏转
左右运动 不偏转
闭合 静止 不偏转
上下运动 不偏转
左右运动 偏转
斜向上运动 偏转
斜向下运动 偏转
垂直纸面运动 不偏转
分析表格中的实验现象可知：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.探究感应电流的方向
（1）控制导体在磁场中做切割磁感线运动的方向相同，改变磁场的方向，发现灵敏电流计的指针偏转的方向相反。
（2）控制磁场的方向相同，使导体在磁场中沿不同的方向做切割磁感线运动，发现灵敏电流计的指针偏转的方向相反。
（3）同时改变磁场的方向和导体在磁场中做切割磁感线运动的方向，发现灵敏电流计的指针偏转的方向不变。
分析上述实验现象，发现：感应电流的方向与磁场的方向和导体在磁场中做切割磁感线运动的方向有关。
3.探究感应电流的大小
（1）控制磁场的强弱相同，改变导体做切割磁感线运动的快慢，观察发现灵敏电流计的指针偏转的角度不同。
（2）控制导体做切割磁感线运动的快慢相同，改变磁场的强弱，观察发现灵敏电流计的指针偏转的角度不同。
分析上述实验现象，发现：感应电流的大小与磁场的强弱和导体做切割磁感线运动的快慢有关。磁场越强、导体做切割磁感线运动的速度越快，产生的感应电流越强。
【考查热点】
1.该探究实验应用了控制变量法。
2.该探究实验应用了转换法：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；通过观察灵敏电流计的指针偏转的方向来判断感应电流的方向；通过观察灵敏电流计的指针偏转角度的大小来判断感应电流的大小。
【难点突破】
图甲、乙分别表示探究电磁感应现象的实验和探究磁场对电流的作用的实验，这两个实验装置有一些共同点，区分的关键在于外接电路是否有电源。
1.[2018·T10] 骑行共享单车前，需先用手机扫码将信息通过________传递到共享平台，共享平台再将解锁信息以________的速度传递到该车，进行解锁。
电磁波
2.[2021·T1] 下图所示是我国古代四大发明之一的指南针——司南，静止时它的长柄指向地理的____方。在11世纪，我国宋代学者______就发现了地理两极和地磁两极并不重合，这个发现比西方早了400多年。
南
沈括
3.[2022·T4] 如图所示，这是某同学在科技节上展示的作品结构图。该作品的工作原理是通电线圈在______中受力转动，它就是一个自制的______机模型图。
磁场
电动
4.[2022·T8] 太阳能属于____（填“可”或“不可”）再生能源，在我国新农村建设中已被广泛使用。如平板式集热器可吸收太阳辐射，将集热器内的水加热，这是利用________的方式增加水的内能。
可
热传递
5.[2023·T4] 如图所示，卸下家用微型风扇的插头后，将两根导线分别与灵敏电流计连接起来，用力转动风扇叶子，看到灵敏电流计的指针偏转，这是___________现象，此过程中机械能转化为____能。
电磁感应
电
6.[2023·T11] 下列科技成果与其工作时所涉及的物理知识对应错误的是( )
C
A.高速磁悬浮列车——磁极间的相互作用规律
B.客机——流体压强与流速的关系
C.“华龙一号”核电机组——核聚变将核能转化为电能
D.天舟六号货运飞船——电磁波传递信息
7.[2022·T12] 如图所示，这是某同学自制的简易电磁锁原理图。闭合开关，滑片向左移动，使静止在水平桌面的条形磁体滑动，打开门锁。下列说法正确的是
( )
B
A.通电后电磁铁端为极
B.滑片向左移动的过程中电磁铁的磁性增强
C.条形磁体在滑动过程中受到向左的摩擦力
D.条形磁体在滑动过程中受到的摩擦力变小
（第1题图）
1.东汉学者王充在《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南。”司南即指南针，如图所示，“柢”为指南针的___极。指南针之所以指南北，是因为它受到________的作用。
地磁场
（第2题图）
2.右上图描绘的是某一磁体周围磁场的部分磁感线。点和点中，磁场更强的是___点。若在点放置一个可自由转动的小磁针，则小磁针静止时，其极指向___（填“”或“”）处。
3.在“探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”实验中，小聪连接了下图所示的电路，电磁铁A端放有一个小磁针，闭合开关，小磁针____（填“顺”或“逆”）时针转动。向右移动滑动变阻器的滑片，电磁铁的磁性______（填“增强”“减弱”或“不变”）。
顺
减弱
4.为了体育学考的公平公正，小月同学设计了短跑比赛“抢跑判断器”，如图所示。电磁铁通电后，上端为___（填“”或“”）极。当运动员踩在起跑器上后，裁判员老师闭合开关、，发令
指示灯亮，运动员抢跑后，所受压力变小，电阻变小，电磁铁将衔铁吸下，抢跑指示灯____（填“”或“”）亮，则判定该运动员抢跑。
（第5题图）
5.如图所示，小月运用电磁感应技术对智能手机进行无线充电，其主要工作原理如下：电源的电流通过充电底座中的送电金属线圈时产生变化的磁场，带有金属线圈的智能手机靠近它就能产生__________。____________（填“动圈式话筒”或“扬声器”）的工作原理与之相同。
感应电流
动圈式话筒
（第6题图）
6.一款太阳能庭院灯如图所示，太阳能是____________（填“不可再生能源”“可再生能源”或“二次能源”）。太阳能来自太阳内部发生的核______（填“裂变”或“聚变”）。
可再生能源
聚变
7.下图所示是磁现象的四幅示意图，其中磁感线方向或小磁针静止时南北极的指向正确的是( )
A
A.&1& B.&2& C.&3& D.&4&
8.电动汽车刹车时，汽车电动机“变身”为发电机，将汽车动能转化为电能，简称动能回收系统。下列实验中与动能回收系统原理相同的是( )
B
A.&5& B.&6& C.&7& D.&8&
9.如图所示，下列说法正确的是( )
A
A.当开关拨到时，小磁针静止时A端为极
B.当开关拨到时，滑动变阻器的滑片向右滑动时，电磁铁的磁性增强
C.当开关由拨到时，电磁铁的磁极发生改变
D.当开关由拨到时，调节滑动变阻器，使电流表示数不变，则电磁铁的磁性增强
10.（多选）下列几个装置都反映了电和磁的关系，其中对应说法正确的是( )
BC
A.图甲，扬声器利用电磁感应原理进行工作
B.图乙，动圈式话筒的工作原理与发电机的工作原理相同
C.图丙，线圈内通过的电流越大，铁钉能吸引的大头针数量越多
D.图丁，当电磁继电器线圈通电时，触点、接通
11.学生用电流表的内部结构示意图如图所示。当电流表接入电路，有电流通过线圈时，线圈带动指针偏转。该电流表的工作原理与________（填“发电机”或“电动机”）相同；当电流表正负接线柱接反时，电流表指针反向偏转，说明其受力方向与__________有关。
电动机
电流方向
12.医疗用心肺机的结构如图所示：将线圈缠绕并固定在活塞一端，利用其与固定磁铁之间的相对运动，带动电动泵中的活塞，使血液定向流动；阀门、都只能单向开启。当线圈中的电流从流向时，活塞将
右
送血
向____（填“左”或“右”）运动，“动力泵”处于______（填“送血”或“抽血”）状态。
13.如图所示，表示垂直于纸面的一条导线，它是闭合电路的一部分，当它在磁场中按箭头方向运动时，不能产生感应电流的是( )
B
A.&9& B.&10& C.&11& D.&12&
14.（多选）下列关于电和磁的说法正确的有( )
BD
A.磁场是为研究问题而假想的，不是真实存在的
B.磁感线是为了形象描述磁场而画出的一种假想的曲线
C.地球是一个巨大的磁体，地磁的南北极跟地理的南北极是完全重合的
D.磁悬浮列车利用了同名磁极相互排斥的原理
15.探究电与磁关系的部分实验装置如图所示，在线圈导线的自由端、之间接入不同元件可以进行不同的探究，下列说法正确的是( )
A
A.接入灵敏电流计，可探究电磁感应现象
B.接入电源，探究的是电磁铁的工作原理
C.接入电源，蹄形磁体相当于电路中的用电器
D.接入发光二极管，使线圈左右运动，二极管能持续发光
16.探究通电直导线周围磁场的实验装置如图所示。
（1） 小磁针放置在桌面上静止时，将直导线沿_____（填“东西”“南北”或“任意”）方向放置在小磁针正上方，实验的效果最明显。
南北
（2） 实验中小磁针的作用是__________________。
（3） 接通电路后，观察到小磁针偏转，说明电流周围存在______。此时若移去小磁针，则上述结论是否成立？______（填“成立”或“不成立”）。
（4） 改变直导线中电流方向，小磁针的偏转方向发生了改变，说明电流周围的磁场方向与____________有关。
（5） 为了验证奥斯特“通电直导线产生的磁场能使小磁针转动”这一实验事实，最简单的实验操作是__________，观察小磁针静止时是否又回到______方向。
检测磁场是否存在
磁场
成立
电流的方向
断开开关
南北
17.探究电动机的工作过程。
（1） 电动机的工作原理是磁场对__________有力的作用。甲图中，线圈左右两边框的受力方向相反，其原因是______________。
通电线圈
电流方向不同
（2） 乙图中的线圈所在的位置____（填“是”或“不是”）平衡位置，图中C、D组成的装置叫________，它
是
换向器
刚转过
的作用是当线圈________（填“刚转到”“即将转到”或“刚转过”）平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动。
（3）① 小明将一直流电动机模型接入电路，各部分连接完好，结果电动机却不能转动，他用手轻轻地碰了一下线圈后，直流电动机模型开始正常转动。模型刚开始不转的原因可能是___。
C
A.直流电动机的铜半环与电刷接触不良 B.电源电压太低
C.线圈刚好处于平衡位置 D.线圈中的电流太小
② 调换______（填器件名称）的放置可改变电动机的转动方向。
磁体
18.探究感应电流产生的条件的实验装置如图所示。
（1） 实验中，棒的材料可能是____（填“塑料”或“铜”）。
铜
（2） 我们可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路
电流方向
中是否有感应电流产生，还可以通过指针偏转的方向来判断__________。
（3） 闭合开关，实验探究过程记录如下表。根据实验现象，初步得出电路中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____________运动。在该运动过程中，主要将______能转化为电能。
次数 棒在磁场中的运动情况 是否有感应电流
1 静止 无
2 沿磁场方向运动（不切割磁感线） 无
3 切割磁感线运动 有
切割磁感线
机械
（4） 保持棒运动方向不变，仅将磁体、极对调，重复上述实验，是为了探究感应电流方向与__________的关系。
（5） 将此装置中灵敏电流计换成______，可进一步探究电动机的工作原理。
磁场方向
电源
19.（多选）某道路限载报警器的工作原理图如图所示。电源电压保持不变，是力敏电阻，其阻值随压力的变化而变化。闭合开关，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的位置，来设定不同的限载质量。下列说法正确的是( )
BCD
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，应将滑片向左移动
20.（多选）简易“电动火车”的示意图如图所示，把一个干电池两端吸有短小圆柱形强磁铁的“结合体”，放入很长的固定在水平桌面的螺旋线圈内，干电池和强磁铁的“结合体”就会在螺旋线圈内运动。下列关于简易“电动火车”的说法正确的有( )
BC
A.线圈可以用漆包线绕成，确保各处绝缘
B.强磁铁与线圈在任何位置都应保持良好接触
C.“结合体”受到磁场力的作用
D.“结合体”受到电源产生的电力

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