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专题29 电与磁
一、磁现象 磁性物体能够吸引铁、钴、镍等物质，物体就具有磁性。具有磁性的物体叫磁体磁极磁体上吸引能力最强的两个部位叫做磁极。能够自由转动的磁体，静止时指南的磁极叫做南极或N极，指北的磁极叫做北极或S极磁极间相互作用的规律同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引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
二、磁场、磁感线、地磁场 磁场概念磁体周围存在一种看不见、摸不着的特殊物质，能使磁针偏转，我们把它叫做磁场磁场基本性质对放入其中的磁体能够产生力的作用，即磁极间、磁极与通电导线间通过磁场发生相互作用磁场方向物理学中，把小磁针在磁场中静止时北极所指的方向规定为该点的磁场方向磁感线（1）定义：描述磁场分布的假想的曲线．磁感线与光线一样，实际并不存在． （2）方向：磁体外部是从磁体的北（N）极出发，回到南（S）极；磁体内部是从南（S）极指向北（N）极． （3）特点： ①磁感线并不真实存在，而是人们为了表示空间磁场的分布而想象出来的； ②在磁体周围，磁感线从N极出发回到S极;在磁体内部磁感线从S极出发回到 N 极； ③磁感线是封闭曲线，它不会相交； ④磁感线有疏密，磁感线的疏密程度表示磁场的强弱； ⑤磁感线上任何一点的切线方向都与放置于该点的小磁针静止时 N极所指的方向一致。 地磁场a．地球周围存在着地磁场．地磁场的形状与条形磁铁的磁场很相似 b．地磁场两极与地理两极不重合；地磁场的北极在地理南极附近，地磁场的南极在地理北极附近 c．世界上最早记述地磁偏角的人是我国宋代学者沈括
三、通电螺线管、电磁铁和电磁继电器 通电螺线管（1）磁场：通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场一样 （2）磁极的影响因素：电流方向 （3）磁场方向：利用安培定则判断电磁铁（1）定义：内部插有铁芯的螺线管 （2）影响电磁铁磁性强弱的因素：电流的大小、线圈匝数的多少 （3）应用：电磁起重机、电铃、电磁继电器、高速磁浮列车电磁继电器（1）构造：主要由电磁铁、衔铁、触点和弹簧构成 （2）实质：利用电磁铁来控制工作电路的一种开关 （3）作用：利用低电压、弱电流电路的通断，来间接控制高电压、强电流电路的通断 （4）工作原理：如图所示为一种温度自动报警装置，当温度升高到某一温度时，电路中的电阻变小，电流变大，电磁铁磁性增强，从而吸引衔铁向靠近电磁铁的方向运动，从而带动动触点与静触点1断开，灯泡所在电路断开，灯泡熄灭，动触点与静触点2接触，电铃所在电路接通，发出报警信号
四、电生磁和磁生电 磁场对通电导线的作用（1）通电导体在磁场里受到力的作用，力的方向跟磁感线的方向垂直，跟电流的方向垂直； （2）通电导体在磁场里受力的方向，跟电流的方向和磁感线的方向有关。电动机（1）原理：通电线圈在磁场中受到力的作用 （2）应用：扬声器、电流表、电压表等 （3）能量转化：电能转化为机械能发电机（1）如图所示，交流发电机是把机械能能转化为电能的装置 （2）原理：电磁感应现象 （3）区分电动机和发电机的关键点是看外部电路中是否有电源；若有，则说明是电动机；若没有，则说明发动机
1．若两个物体互相吸引，则有两种可能： （1）一个物体有磁性，另一个物体无磁性，但含有铁、钴、镍等物质； （2）两个物体都有磁性，且异名磁极相对。 2．用到的物理方法——转换法 （1）用小磁针的指向确定磁场方向。 （2）用铁屑显示磁体周围的磁场分布。 （3）通过磁体吸引大头针的多少判断磁体的磁性强弱。 3．涉及磁现象的古语 （1）《论衡》：“司南之杓，投之于地，其柢指南．”——地磁场的作用． （2）《梦溪笔谈》：“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也．”——地磁偏角的存在． 4．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，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极． 5．电磁铁的特点： （1）磁性的有无由电流的有无控制； （2）磁性的强弱由电流的大小、线圈匝数的多少控制； （3）磁极的极性由通电螺线管中电流的方向控制。
模型1 磁性材料及磁化
（2023 东营）下列物体：①玻璃棒；②铜片；③铁钉；④塑料尺；⑤铅笔芯；⑥食盐水，其中属于绝缘体的有　 　，能被磁化的有　 　（两空均选填序号）。
【答案】①④；③。
【分析】（1）容易导电的物体是导体，不容易导电的物体是绝缘体；
（2）物体能够吸引铁钴镍等物质的性质叫磁性，具有磁性的物体叫磁体。
【解答】解：在①玻璃棒；②铜片；③铁钉；④塑料尺；⑤铅笔芯；⑥食盐水中，①玻璃棒、④塑料尺都不容易导电，属于绝缘体；③铁钉能被磁化，获得磁性。
名师点拨：本题考查了导体和绝缘体的判断、磁化的定义，了解导体和绝缘体的定义，平时要做到正确区分，科学选择使用。
【变式练1】（2023 福建）在我国古代的四大发明中，主要应用了磁性材料特性的是（　　）
A．指南针 B．火药 C．印刷术 D．造纸术
【答案】A
【分析】地球的周围存在磁场，地磁场的N极在地理南极附近，地磁场的S极在地理北极附近，由于异名磁极相互吸引，故指南针静止时指向南方的是它的S极，指向北方的是它的N极。
【解答】解：指南针利用了磁性材料的特性；同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；而火药、造纸术和印刷术都没有用到磁性材料，故BCD错误，A正确。
【点评】本题考查磁体的磁性以及磁极间的相互作用规律，是一道基础题。
【变式练2】（2023 大连）《论衡》中有关于用布摩擦过的琥珀吸引轻小的干草和天然磁石吸引铁针的记载。这是因为用布摩擦过的琥珀带了　 　，天然的磁石具有 　 　。
【答案】电荷；磁性。
【分析】不同物质在相互摩擦的过程中，束缚电子本领强的得电子带负电，束缚电子本领弱的失电子带正电，这就是摩擦起电的过程；带电体具有吸引轻小物质的性质。磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，叫磁性。
【解答】解：用布摩擦过的琥珀可以吸引轻小物质，是因为琥珀带了电荷；
天然的磁石能够吸引铁针，这是因为磁石具有磁性。
【点评】本题主要考查了对摩擦起电的了解，对磁性的认识等，属基础题，难度不大。
【变式练3】（2022 柳州）从小石块和铁屑的混合物中快速分离出铁屑，最合适的工具是（　　）
A．磁铁 B．镊子 C．筷子 D．放大镜
【答案】A
【分析】根据小石块和铁屑的不同物理属性进行分离。
【解答】解：小石块不是磁性材料，铁屑是磁性材料，所以用磁铁的吸铁性可以快速分离出铁屑，故A正确，BCD错误。
【点评】本题考查了物质的物理属性，属于基础题。
模型2 磁场、磁感线、地磁场
（2023 山西）在班级组织的“自制指南针”活动中，小伟同学用条形磁体将缝衣针磁化后，将其放在水中漂浮的一片树叶上。多次将树叶轻轻旋转，待树叶静止后，观察到树叶的尖端总是指向南方，如图所示。下列说法中正确的是（　　）
A．树叶尖端指向地磁南极
B．指南针的“N”应标注在树叶尖端
C．树叶周围存在磁场和磁感线
D．若用磁体的N极靠近树叶尖端，会相互吸引
【答案】D
【分析】（1）指南针在水平位置静止指南的是S极，指北的是N极。
（2）磁体周围存在磁场，但是磁感线不是真实存在的。
（3）同名磁极互相排斥、异名磁极相互吸引。
【解答】解：A、树叶尖端指向地理南极，故A错误；
B、指南针的“S”应标注在树叶尖端，故B错误；
C、树叶周围存在磁场，不存在磁感线，故C错误；
D、若用磁体的N极靠近树叶尖端（S极），是异名磁极，会相互吸引，故D正确。
名师点拨：本题主要考查了指南针、地磁场和磁场的基本概念，属于基础性题目。
【变式练1】（2023 泰州）关于地磁场，下列说法中正确的是（　　）
A．磁感线是磁场中真实存在的曲线
B．地球周围的地磁场的磁感线是从地磁S极出发回到地磁N极
C．教室里水平放置、能自由转动的小磁针静止时N极指向地理南极
D．指南针是我国古代四大发明之一，它能指南北是因为受到地磁场的作用
【答案】D
【分析】（1）磁场是真实存在的，磁感线不存在。
（2）地磁场的磁感线是从地磁N极出发回到地磁S极。
（3）教室里水平放置、能自由转动的小磁针静止时N极指向地理北极。
（4）指南针指示南北是因为受地磁场的作用。
【解答】解：A、磁感线不是磁场中真实存在的曲线，故A错误；
B、地球周围的地磁场的磁感线是从地磁N极出发回到地磁S极，故B错误；
C、教室里水平放置、能自由转动的小磁针静止时N极指向地理北极，故C错误；
D、指南针是我国古代四大发明之一，它能指南北是因为受到地磁场的作用，故D正确。
【点评】本题考查的是地磁场和磁感线；关键是知道磁场是客观存在的，而磁感线是为了研究磁场而假想出来的几何曲线。
【变式练2】（2022 娄底）磁体与磁体之间会有力的作用，是因为磁体周围存在　 　；绿海龟是著名的航海能手，它是利用　 　进行导航的。
【答案】磁场；地磁场。
【分析】（1）磁体周围存在着磁场，为了形象地描述磁场引入了磁感线，但并非真实存在；
（2）地球是个巨大的磁体，地磁北极在地理的南极附近，地磁南极在地理的北极附近。
【解答】解：磁体周围存在着磁场，所以磁体与磁体之间通过磁场会产生力的作用；地球本身是一个大磁体，存在着地磁场，绿海龟就是利用地磁场进行导航的。
【点评】本题考查了磁场和地磁场的存在，属于基础知识的考查。
【变式练3】（2023 贵州）北宋时期沈括在《梦溪笔谈》中记载：“以磁石磨针锋，则能指南”。这一现象可说明（　　）
A．地球存在磁场 B．针尖受到重力
C．针尖受到浮力 D．空气吸引针尖
【答案】A
【分析】地球本身是一个巨大的磁体，地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理的北极附近。
【解答】解：地球本身是一个巨大的磁体，地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理的北极附近，指南针能指示南北方向，是因为地球周围存在地磁场。故选：A。
【点评】此题考查了地磁场这一知识点，比较简单，属基础题。
模型3 电流的磁效应
（2023 恩施州）如图所示，学习奥斯特，探究通电导体周围的磁场。
（1）当闭合开关的瞬间，会观察到小磁针　 　；通过改变电池　 　的连接，可以改变电路中的电流方向；
（2）此现象说明，电流方向会影响电流所产生磁场的 　 　。
【答案】（1）发生偏转；正负极；（2）方向。
【分析】电流周围存在着磁场，磁场的方向跟电流的方向有关。
【解答】解：（1）当闭合开关的瞬间，电路中有电流通过，会观察到小磁针发生偏转；通过改变电池正负极的连接，可以改变电路中的电流方向，会观察到小磁针发生偏转的方向改变；（2）此现象说明，电流方向会影响电流所产生磁场的方向。
名师点拨：此题考查了奥斯特实验，说明电流周围存在着磁场，比较简单，属基础题。
【变式练1】（2022 徐州）如图所示，先将小磁针放在水平桌面上，静止时小磁针N极指向 　 　方。再将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，小磁针将 　 　，说明通电导线周围存在 　 　。
【答案】北；发生偏转；磁场
【分析】地球的周围存在磁场，小磁针能指示南北方向是由于受到地磁场的作用，且小磁针静止时其N极指向北方，其S极指向南方；通电导线的周围存在磁场。
【解答】解：地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，静止时的小磁针受到地磁场的作用，小磁针的N极应指向地理北方；将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，通电导线的周围产生了磁场，则导线下方的小磁针在磁场的作用下会发生偏转。
【点评】本题考查了对地磁场、通电导线周围磁场的了解，属于基础题。
【变式练2】（2023 陕西）如图所示，将一根直导线架在静止小磁针的上方，并使直导线与小磁针平行，接通电路，发现小磁针偏转。关于该实验说法正确的是（　　）
A．该实验说明电流周围存在磁场
B．最早发现该实验现象的科学家是法拉第
C．利用该实验原理可以制成发电机
D．改变电流方向，小磁针偏转方向不变
【答案】A
【分析】（1）通电导体的周围存在磁场；磁场的方向与电流的方向有关；最早发现电流磁效应的科学家是奥斯特。
（2）利用电流的磁效应可以制作电磁铁。
【解答】解：A、该实验说明电流周围存在磁场，故A正确；
B、最早发现该实验现象的科学家是奥斯特，故B错误；
C、利用该实验原理可以制成电磁铁，故C错误；
D、改变电流方向，小磁针偏转方向不变，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查的是电流的磁效应；知道电流的磁效应的应用。
【变式练3】（2022 青海）如图所示，磁悬浮盆景的底端有磁铁，底座内部有一个金属线圈。线圈通电后，周围产生　　 （选填“磁场”或“磁感线”），这是电流的　　 效应。盆景能悬浮在空中，其原理是　 　 。
【答案】磁场；磁；同名磁极相互排斥。
【分析】（1）通电导体周围存在磁场；
（2）电磁铁是利用电流的电磁效应工作的；
（3）同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引。
【解答】解：通电导体周围存在磁场，但不存在磁感线，磁感线是人们为了形象方便的描述磁场而假想的曲线；底座内部有一个金属线圈，通电有磁性，断电无磁性，说明磁悬浮盆景是利用电流的磁效应工作的；根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引可知，盆景能悬浮在空中是同名磁极相互排斥的原因。
【点评】此题考查的知识点较多，要从题目中寻找有用的信息，利用有关知识点解题。
模型4 探究通电螺线管的磁场方向
（2023 云南）某实验小组探究“通电螺线管外部磁场的特点”。
（1）将螺线管安装在一块有机玻璃板上，连入电路中。在板面上均匀地洒满铁屑，闭合开关并轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示。铁屑的分布情况与　 　磁体周围铁屑的分布情况相似，铁屑的作用是显示　 　 。
（2）把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示，则通电螺线管的右端为 　 　极。对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极所指方向如图丙所示，说明通电螺线管的极性与　 　的方向有关。
【答案】（1）条形；磁场的分布情况；（2）N；电流
【分析】（1）通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场相似；铁屑的作用是显示磁感线的分布情况。
（2）根据磁极间的相互作用规律来判断通电螺线管的磁极；通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。
【解答】解：（1）将螺线管安装在一块有机玻璃板上，连入电路中。在板面上均匀地洒满铁屑，闭合开关并轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示。铁屑的分布情况与条形磁体周围铁屑的分布情况相似，铁屑的作用是显示磁场的分布情况。
（2）把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示，根据磁极间的相互作用规律，则通电螺线管的右端为N极。对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极所指方向如图丙所示，说明通电螺线管的极性与电流的方向有关。
名师点拨：本题主要考查的是通电螺线管的磁场；会根据安培定则判断通电螺线管的磁极；知道通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。　
【变式练1】（2022 长春）在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中：
（1）开关闭合前，小磁针均指南北，说明地球周围存在 　 　。
（2）开关闭合后，小磁针的指向如图所示，可知：通电螺线管的左端为 　 　极，电源的左端为 　 　极。
（3）将连接电源正、负极的导线对调，小磁针的指向也改变了，说明通电螺线管的磁场方向与 　 　方向有关。
（4）为了使通电螺线管的磁场增强，可采取的有效措施是 　 　。（写出一条即可）
【答案】（1）磁场；（2）N；负；（3）电流；（4）增加线圈的匝数
【分析】（1）地球周围存在着磁场，地理的南极在地磁的北极附近，地理的北极在地磁的南极附近；
（2）根据磁极间的相互作用规律判定螺线管的极性，根据安培定则分析电源的正、负极；
（3）通电螺线管周围的磁场的方向与电流的方向有关；
（4）通电螺线管磁性强弱与线圈匝数的多少、电流的大小有关。
【解答】解：（1）地球的周围存在磁场，小磁针静止且能指向南北，这是因为小磁针受到地磁场的作用；
（2）最左侧小磁针的左端为N极，右端为S极，根据异名磁极相互吸引可知，螺线管的左端为N极，右端为S极，根据安培定则可知，电流从螺线管的右端流入，所以电源的左端为负极，右端为正极；
（3）将连接电源正、负极的导线对调，螺线管中电流的方向发生了变化，小磁针的指向也改变了，这说明磁场的方向发生了变化，所以通电螺线管的磁场方向与电流方向有关；
（4）要使通电螺线管的磁场增强，可采取的有效措施是：增加线圈的匝数、增大电流。
【点评】本题考查了地磁场、安培定则的应用、影响通电螺线管磁性强弱的因素等知识，难度不大。
【变式练2】（2023 成都）如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N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a、b处的小磁针静止时N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
【答案】B
【分析】（1）小磁针的作用是指示通电螺线管周围的磁场方向。
（2）通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场分布相似。
（3）通电螺线管的磁极方向与电流的方向有关。
【解答】解：A、小磁针的作用是指示通电螺线管周围的磁场方向，故A正确；B、闭合开关，放置在a、b处的小磁针静止时N极指向是不同的，因为a点小磁针N指向左下；b点小磁针N指向左上，磁场方向不同，故B错误；C、对调电源正负极，闭合开关，通电螺线管的磁场方向改变，故C正确；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，故D正确。故选：B。
【点评】本题主要考查了通电螺线管的磁场分布；关键是知道通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。　　
【变式练3】（2022 淮安）如图所示，探究通电螺线管外部磁场的方向。
（1）玻璃板上均匀撒上铁屑，放上小磁针。闭合开关后，　 　玻璃板，铁屑分布情况表明，螺线管的外部磁场与　 　磁体周围的磁场相似。
（2）接通电路，小磁针静止时　 　极的指向是该点的磁场方向。
（3）调换电源的正负极，闭合开关，小磁针反方向偏转，说明通电螺线管外部的磁场方向与　 　有关。
【答案】（1）轻敲；条形；（2）N；（3）电流方向。
【分析】（1）据课本可知，通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似；
（2）小磁针放入磁场，小磁针静止时N极指向和该点磁场方向相同；
（3）当电流方向改变时，产生的磁场方向也改变，所以小磁针的偏转方向也改变。
【解答】解：（1）闭合开关，轻敲玻璃板，铁屑的分布情况通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似，都有两个磁极。
（2）因为小磁针放入磁场，小磁针静止时N极指向和该点磁场方向相同，所以实验中使用小磁针是为了指示磁场方向，从而判断该点的磁场方向；
（3）调换电源正负极，即改变螺线管中的电流方向，发现小磁针偏转方向改变，说明磁场方向与电流方向有关。
【点评】本题探究通电螺线管外部磁场的实验，考查了磁极间的相互作用及安培定则的应用，通电螺线管的磁场特点等。要求能熟练应用安培定则，由电流方向判断磁极方向，或由磁极方向判断电流方向。
模型5 电磁铁的磁性强弱及其应用
（2023 西藏）如图所示，闭合开关S后，螺线管右侧为 　 　极，滑动变阻器的滑片P向左移动时，螺线管的磁性变　 　。
【答案】S；强。
【分析】（1）根据电源的极性可知电流从通电螺线管的右端流入，根据安培定可判断通电螺线管的N、S极；
（2）根据当滑动变阻器的滑片P向左移动时，变阻器连入电路的电阻变小，电路的电流变大，据此确定通电螺线管的磁性变化。
【解答】解：（1）由图可知，电流从螺线管的右端流入，用右手握住螺线管，四指弯曲与螺线管中的电流方向相同，则大拇指指向左端，所以左端是N极，右侧为S极。
（2）滑动变阻器的滑片P向左移动时，连入电路的电阻变小，电流变大，在螺线管的匝数一定时，电流变大，电磁铁的磁性变强。
名师点拨：此题主要考查了安培定则的应用以及电流大小对电磁铁磁性的影响。要掌握影响电磁铁磁性的因素，在此题中关键是判断出线圈匝数不变，电路中的电流变大。
【变式练1】（2023 河北）如图所示，用甲装置探究通电螺线管外部的磁场分布，用乙装置探究电磁铁磁性强弱跟哪些因素有关。下列说法正确的是（　　）
A．通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似
B．改变通电螺线管中电流方向，小磁针N极指向不变
C．匝数一定时，通入的电流越小，电磁铁的磁性越强
D．电流一定时，减少铁钉上线圈的匝数，电磁铁的磁性强弱不变
【答案】A
【分析】（1）通电螺线管的磁场分布情况与条形磁体相似，磁性来源于导体中有电流，由电流的磁效应得到磁场，磁场的方向与电流的方向有关；
（2）电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关。
【解答】解：AB．通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似，磁场的方向与电流的方向有关，改变通电螺线管中电流方向，小磁针N极指向会发生改变，故A正确、B错误；
CD．匝数一定时，通入的电流越小，电磁铁的磁性越弱，电流一定时，减少铁钉上线圈的匝数，电磁铁的磁性变弱，故CD错误。
【点评】本题考查了通电螺线管的磁场和影响电磁铁磁性强弱的因素，属于基础题。
【变式练2】（2022 贺州）下列选项中，能减弱通电螺线管磁性的措施是（　　）
A．改变线圈中的电流方向 B．增加线圈的匝数
C．减小线圈的电流 D．在线圈中插入铁芯
【答案】C
【分析】通电螺线管磁性强弱的影响因素：电流的大小、线圈的匝数、是否有铁芯插入；电流越大，线圈匝数越多，有铁芯插入，螺线管的磁性越强。
【解答】解：A、改变线圈中的电流方向，只能改变通电螺线管的磁极，不能改变通电螺线管的磁性强弱，故A不符合题意；B、其它条件相同时，增加线圈的匝数，螺线管的磁性增强，故B不符合题意；C、其它条件相同时，减小线圈的电流，螺线管的磁性减弱，故C符合题意；D、其它条件相同时，在线圈中插入铁芯，螺线管的磁性增强，故D不符合题意。
【点评】理解通电螺线管的磁性强弱由哪些因素决定是解答此题的关键。
【变式练3】（2023 宜昌）如图是一个磁悬浮地球仪，球体内部有一个永磁体，底座通电时地球仪可以悬浮在上方，此时底座相当于一个　 　；如果需要连续调节地球仪的悬浮高度，可以通过在底座电路中接入一个　 　来实现。
【答案】电磁铁；滑动变阻器。
【分析】磁极间的作用规律：同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引；
滑动变阻器可以起到改变电路中电流大小的作用。
【解答】解：磁悬浮地球仪的原理是同名磁极相互排斥，球体内部有一个永磁体，底座通电以后相当于一个电磁铁；电磁铁的磁性强弱与电流的大小有关，滑动变阻器串联在电路中可以起到改变电路中电流大小的作用，所以如果需要连续调节地球仪的悬浮高度，可以通过在底座电路中接入一个滑动变阻器来实现。
模型6 探究影响电磁铁磁性强弱的因素
（2022 东营）如图所示是“探究影响通电螺线管磁性强弱的因素”的实验装置。
（1）正确连接好电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最　　 （选填“左”或“右”）端；
（2）闭合开关，调节滑片位置，电流表的指针如图所示，则电流表的示数为
　　A，此时通电螺线管的下端是 　　（选填“N”或“S”）极；
（3）下列操作能减弱通电螺线管磁性的是　 　（选填字母）；
A．抽去铁芯
B．电源两极对调
C．减少线圈的匝数
（4）电磁铁的用途很多，如电磁起重机，试再列举至少2项电磁铁在实际中的应用：　 　、　 　。
【答案】（1）左；（2）0.5；N；（3）AC；（4）电铃、电磁继电器。
【分析】（1）为了保护电路，在闭合开关前滑动变阻器的滑片应该放在阻值最大位置；
（2）由图可知电流表读数，量程为0﹣0.6A，分度值为0.02A；根据安培定则可以判断通电螺线管的下端磁极；
（3）影响通电螺线管磁性的强弱的因素有：①电流的大小，②线圈匝数的多少，③有无铁芯；
（4）了解电磁铁在生活中的一些应用，注意联系生活实际解决问题。
【解答】解：（1）由图可知，正确连接好电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大的一端，即最左端。
（2）由图可知，电流表选0～0.6A的量程，分度值为0.02A，电流表的示数为0.5A；由图可知，电流从螺线管的上端流进，下端流出，由安培定则可知，通电螺线管的下端是N极。
（3）影响通电螺线管磁性的强弱的因素有：①电流的大小，②线圈匝数的多少，③有无铁芯。故要减弱通电螺线管的磁性，可以减小电流的大小、减少线圈的匝数和抽去铁芯，故AC符合题意，B不符合题意。
故选AC。
（4）电磁铁在日常生活中的应用有：电磁起重机、电磁继电器、电铃、磁悬浮列车、扬声器等。
名师点拨：本题探究了影响通电螺线管磁性强弱的因素有哪些的实验，综合考查了安培定则、电流表读数、电磁铁的应用的知识，综合性较强。
【变式练1】（2023 鞍山）在探究“电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”的实验中，小聪连接了如图所示的电路，电磁铁A端放有一小磁针，闭合开关，小磁针　　 （选填“顺”或“逆”）时针转动，向右移动滑动变阻器的滑片，电磁铁磁性　　 （选填“增强”、“减弱”或“不变”）。电磁铁磁性的强弱还与　 　 有关。
【答案】顺；减弱；线圈的匝数
【分析】开关闭合后，根据电流方向利用安培定则可判断螺线管的磁极，则由磁极间的相互作用可判出小磁针的指向；由滑动变阻器的滑片移动可得出电路中电流的变化，则可得出螺线管中磁场的变化；
电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关。
【解答】解：由图可知螺线管中电流由左侧流入，则由右手螺旋定则可知，螺线管A端为N极，B端为S极，因异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥，则可知小磁针顺时针转动；
若滑动变阻器的滑片P向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，则由欧姆定律可得线圈中的电流变小，则电磁铁的磁性减弱；电磁铁磁性的强弱还与线圈的匝数有关。
【点评】本题考查安培定则及电路的动态分析，需认真分析题意，抓住题目的关键则可以较快解决本题。
【变式练2】（2022 海南）某实验小组用自制电磁铁探究影响电磁铁磁性强弱的因素。他们用相同的漆包线和铁钉绕制成两个电磁铁A和B，B铁钉上绕有更多匝数的线圈，实验装置如图所示。
（1）如图甲，闭合开关，电磁铁A的钉尖是　　 极（选填“N”或“S”）；将滑动变阻器的滑片P向右移动，能吸引　　 的大头针（选填“更多”“不变”或“更少”）。
（2）如图乙，把电磁铁A和B串联，闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片P，发现电磁铁B总能吸引更多的大头针，通过比较，得出的结论是　 　 。
（3）电磁铁在生活中应用广泛，请举一例：　 　。
【答案】（1）S；更少；（2）电流相同，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强；（3）电铃。
【分析】（1）由安培定则可确定电磁铁的磁极；电磁铁的磁性强弱跟电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯有关。
（2）电磁铁磁性强弱不能直接看出，而是通过转换法，根据吸引大头针的多少来反映电磁铁磁性强弱。
（3）电磁铁的应用十分广泛，有电铃、电磁继电器、空气开关等。
【解答】解：（1）如图甲，电流从电磁铁A的上方流入、下方流出，由安培定则可知，电磁铁A的上端是N极，下端的钉尖是S极；将滑动变阻器的滑片P向右移动，电阻变大，电流变小，电磁铁的磁性变弱，能吸引更少的大头针。
（2）图中电流大小相同，铁芯相同，线圈的匝数越多，电磁铁吸引的大头针越多，电磁铁的磁性越强。所以可以得出的结论是电流相同，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强。
（3）电磁铁的应用十分广泛，有电铃、电磁继电器、空气开关等。
【点评】此题主要考查的是学生对电磁铁磁性强弱影响因素的理解和掌握，注意控制变量法和转换法的运用。
【变式练3】（2022 湖州）学习了“电生磁”的知识后，小柯在家里进行实验探究。实验器材主要有：全新干电池若干节、铁钉3枚、大头针若干、长导线1根。
实验过程：
①用细线把3枚铁钉捆绑在一起，再用长导线缠绕铁钉6圈，连接在1节全新干电池两端（如图所示），制成简易的电磁铁。用电磁铁尖端去靠近大头针，观察吸引大头针的数目（通电时间不超过10秒钟，下同）。
②将电磁铁连接在2节串联的全新干电池两端，重复实验。
③将电磁铁连接在3节串联的全新干电池两端，重复实验。
④增加电磁铁的线圈匝数至9匝，连接在1节全新干电池两端，重复实验。
⑤增加电磁铁的线圈匝数至12匝，连接在1节全新干电池两端，重复实验。
（1）1节全新干电池的电压是 　 　伏。
（2）小柯的实验想要探究的问题是：　 　。
（3）本实验用电磁铁吸引大头针的数目来比较电磁铁的磁性强弱，此科学方法属于 　 　（选填“类比法”或“转换法”）。
（4）请帮助小柯设计用于记录实验数据的表格。
【答案】（1）1.5；（2）电磁铁磁性的强弱与电磁铁两端的电压和线圈的匝数之间的关系；（3）转换法；（4）如上表所示。
【分析】（1）1节全新干电池的电压为1.5V；
（2）根据小柯实验过程中改变的物理量分析实验想要探究的问题；
（3）通过电磁铁吸引大头针的数目可以间接知道电磁铁磁性的强弱，这是转换法的思想；
（4）根据小柯实验过程中改变的物理量分析所需记录的物理量，进而设计记录实验数据的表格。
【解答】解：（1）1节全新干电池的电压为1.5V；
（2）由实验过程可知，小柯在实验中改变了电磁铁两端的电压和线圈的匝数，因此小柯的实验想要探究的问题是电磁铁磁性的强弱与电磁铁两端的电压和线圈的匝数之间的关系；
（3）通过电磁铁吸引大头针的数目可以间接知道电磁铁磁性的强弱，此科学方法属于转换法；
（4）小柯在实验中改变了电磁铁两端的电压和线圈的匝数，观察电磁铁吸引大头针的数目，因此需要记录电磁铁两端电压、线圈的匝数和吸引大头针的数目，设计表格如下表：
线圈匝数/圈 6 9 12
实验次数 1 2 3 4 5
电压U/V 1.5 3.0 4.5 1.5 1.5
吸引大头针的数目/枚
【点评】本题探究电磁铁磁性强弱的影响因素，考查电池电压、探究目的、转换法和表格的设计，关键是根据实验过程确定所探究的物理量。
模型7电磁继电器的结构、工作原理及其应用
（2023 大连）（多选）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。下列说法正确的是（　　）
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】BCD
【分析】（1）电磁铁是利用电流的磁效应来工作的。
（2）车的质量越大，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。
（3）根据题意分析可知：力敏电阻的阻值随压力的增大而减小。
（4）根据欧姆定律和力敏电阻的特性进行分析。
【解答】解：A、电磁铁能吸下衔铁，是由于通电导体的周围存在磁场，故A错误；B、检测时，车的质量越大，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B正确；C、力敏电阻R1的阻值随压力的增大而减小，故C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，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：BCD。
名师点拨：本题考查的是电磁继电器的基本构造和原理；知道影响电磁铁磁性强弱的因素；会根据欧姆定律进行分析。
【变式练1】（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（　　）
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
【答案】C
【分析】（1）弹性势能和物体发生弹性形变的程度有关；
（2）知道电流方向根据安培定则判断电磁铁的磁极；
（3）结合电磁继电器原理分析电动机和灯工作情况；
（4）电磁继电器的工作原理是电流的磁效应。
【解答】解：A、当闭合开关后，电磁铁产生磁性吸引衔铁，右半部分下落，弹簧被拉长，弹性势能增大，故A错误；B、当闭合开关后，线圈相当于通电螺线管，根据右手螺旋定则判断电磁铁上端为N极，故B错误；C、当闭合开关后，电磁铁产生磁性吸引衔铁，右半部分往下落，开关与下面电动机所在的电路结合，电动机所在电路闭合，电动机正常工作，开关与上面灯泡所在的电路分离，灯泡所在电路断路，灯泡不发光，故C正确；D、电磁继电器的工作原理是电流的磁效应，与电磁感应无关，故D错误。故选：C。
【点评】本题考查了电磁继电器原理、弹性势能、安培定则等，是综合题，难度不大。
【变式练2】（2023 东营）小区内路灯能根据光线亮暗情况实现自动控制，其电路原理如图所示，R1是定值电阻，R2是光敏电阻，其阻值大小随光照强度的增大而减小。当开关S1闭合，光线变暗时，下列判断正确的是（　　）
A．电流表示数减小，电磁铁的磁性减弱，开关S2闭合
B．电流表示数减小，电磁铁的磁性增强，开关S2断开
C．电流表示数增大，电磁铁的磁性增强，开关S2闭合
D．电流表示数增大，电磁铁的磁性减弱，开关S2断开
【答案】A
【分析】根据光敏电阻的特点和电磁继电器的原理进行分析。
【解答】解：当开关S1闭合，光线变暗时，光敏电阻的电阻变大，控制电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，电流表的示数变小，电磁铁的磁性减弱，对衔铁的吸引力减小，在右边弹簧的拉力作用下，动触点向下运动，开关S2闭合，故A正确，BCD错误。
【点评】会根据欧姆定律和电磁继电器的原理分析光敏控制电路。
【变式练3】（2023 自贡）如图所示，R0是一个光敏电阻，光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小。R是电阻箱（已调至合适阻值），它们和继电器组成自动控制电路来控制路灯，白天路灯熄灭，夜晚路灯亮起。下列说法正确的是（　　）
A．电路工作时，电磁铁上端为N极
B．给路灯供电的电源应接在b、c两端
C．路灯发光时把电能全部转化为光能
D．控制电路电源电压减小后，傍晚时路灯比原来早一些亮
【答案】D
【分析】（1）根据安培定则判定电磁铁上端的磁性；
（2）分析电磁铁的电路，判定利用照明电源为路灯供电的接入点；
（3）路灯工作时电能转化为光能、内能；
（4）根据影响电磁铁磁性大小的因素分析电磁铁磁性的变化，从而得到亮灯时间的变化。
【解答】解：A、根据图示可知，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S极，故A错误；B、晚上时的光线暗，光敏电阻的电阻值大，电路中的电流值小，所以静触点与a接通，所以要达到晚上灯亮，白天灯灭，则路灯供电的电源应接在a、b之间，故B错误；C、路灯工作时电能转化为光能、内能，不是全部转化为光能，故C错误；D、电源电压减小后，在其它条件不变时，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，电磁铁的磁性变弱，傍晚时路灯比原来早一些亮，故D正确。故选：D。
【点评】解决本题的关键电磁继电器的工作原理、光敏电阻的特点，能够根据它们的特点解释它们在实际运用过程中的原理。
【变式练4】（2023 宿迁）在科技晚会上，小明给大家展示了一个“听话”的小瓶子，通过调节滑片，就可以让小瓶子上浮、下沉或悬停在水中，它的原理如图所示（磁铁固定在活塞上），闭合开关S后，移动滑片P，使小瓶子悬停在图示位置。对此，以下分析正确的是（　　）
A．电磁铁的右端为S极
B．若将滑片P向右移，小瓶子将会上浮
C．小瓶子下沉时，小瓶子中的气体密度变小
D．小瓶子上浮时，小瓶子的瓶口处受到水的压强保持不变
【答案】B
【分析】（1）根据安培定则判断电磁铁的N、S极；（2）根据滑动变阻器滑片的移动判断电路中的电流变化、电磁铁磁性强弱的变化，再结合物体的浮沉条件判断小瓶子的浮沉情况；
（3）根据分析气体密度的变化情况；（4）根据p＝ρgh判断液体压强的变化。
【解答】解：A．由图可知，该电路为串联电路，电流从螺线管的右侧流入，根据安培定则可知，电磁铁的右端是N极，故A错误；B．若将滑动变阻器滑片P向右移，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路的电流变小，电磁铁的磁性变弱，电磁铁与磁铁排斥作用变小，活塞向左运动，大瓶内空气气压变小，小瓶子的水会挤出来，小瓶子重力变小，重力小于浮力，小瓶子将上浮，故B正确；C．小瓶子进水重力大于浮力下沉时，故小瓶子上面的空气的体积会变小，质量不变，由可知，密度变大，故C错误；D．小瓶子上浮时，根据p＝ρ水gh可知小瓶子的瓶口处受到水的压强变小，故D错误。故选：B。
【点评】本题涉及到安培定则、电路的动态分析、气体的压强、物体的浮沉条件和液体压强等知识，综合性较强。
模型8 磁场对通电导线的作用、电动机
（2023 兰州）如图甲所示是我国自主设计建造的首艘弹射型航空母舰——福建舰，配备了全球领先的电磁弹射装置。如图乙所示，电磁弹射装置的弹射车与战斗机前轮连接，并处于强磁场中。当弹射车内的导体通以强大电流时，战斗机就会受到强大的推力而向前弹射飞出。电磁弹射装置的工作原理是　 　 （选填“电磁感应”或“磁场对通电导体的作用力”）。
【答案】磁场对通电导体的作用力。
【分析】通电导体在磁场中受到磁场力的作用。
【解答】解：由题意可知，电磁弹射装置的弹射车与战斗机前轮连接，并处于强磁场中。当弹射车内的导体通以强大电流时，战斗机就会受到强大的推力而向前弹射飞出。由此可知电磁弹射装置的工作原理是通电导体在磁场中受力运动。
名师点拨：此题考查了磁场对通电导体的作用，难度不大，属基础题。
【变式练1】（2023 娄底）我国航母飞速发展，电磁弹射势在必行，电磁弹射器的弹射车与舰载机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车的导体有强电流通过时，就可以受到磁场强大的作用力，使舰载机迅速获得起飞速度。图中与电磁弹射器原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【分析】根据通电导体在磁场中受到磁场力的作用分析解答。
【解答】解：由题意可知，电磁弹射器的弹射车与舰载机的前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动。A、图中有电源，属于电动机原理，是利用通电导体在磁场中受力而运动的原理工作的，故A正确；B、该装置为奥斯特实验，说明电流的周围存在磁场，故B错误；C、电磁铁通电后具有磁性，使小磁针发生偏转，这是电流的磁效应，故C错误；D、该装置中无电源，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动就会产生感应电流，是探究电磁感应现象的装置，故D错误。
【点评】对于电磁学中的电流磁效应、磁场对通电导体有力的作用、电磁感应实验等，区分时要注意条件。　　
【变式练2】（2023 宿迁）图中是小明制作的简单电动机模型，其线圈由漆包线绕成，将线圈一端的漆全部刮掉，另一端只刮掉半周，在线圈的下面放置了一块磁体。将其接入电路中，闭合开关后，线圈转动起来了。关于此电动机模型下列说法正确的是（　　）
A．利用电磁感应原理工作
B．线圈在转动时，始终受到磁场作用力
C．将电能转化为机械能
D．增大线圈中的电流可改变转动方向
【答案】C
【分析】（1）直流电动机的工作原理是：通电线圈在磁场中受力转动；
（2）该线圈之所以能转动，是据通电导线在磁场中受力的作用的原理来工作的，但是该线圈在转过平衡位置时，若不改变电流的方向，此时所受到的磁场力会阻碍线圈的转动，故为了使线圈持续转动，将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样在一个半周内受到磁场的力的作用，另一个半周利用惯性转动。
【解答】解：A．电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，故A错误；B．由于线圈中有一端的漆只刮掉半周，会出现电路中无电流状态，当线圈转到该位置处，由于线圈中无电流，所以不会受到磁场力的作用，故B错误；C．电动机消耗电能而转动起来，能量转化为电能转化为机械能，故C正确；D．线圈转动的方向与电流的方向有关，增大线圈中的电流，只会改变线圈受到磁场力的大小，而不会改变受力的方向，故D错误。故选：C。
【点评】本题考查了对磁场对电流的作用的掌握情况，需要掌握相应实验的原理和规律。
【变式练3】（2023 广元）电流表是电学实验中的重要仪器，如图所示是电流表的内部结构简图，将线圈置于两磁极之间，线圈上固定有一指针，有电流通过线圈时，线圈会带动指针一起偏转，线圈中电流越大，指针偏转角度越大。则电流表的工作原理与下列说法相符的是（　　）
A．通电线圈在磁场中受到了力的作用
B．同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引
C．与发电机工作原理相同
D．电流表工作过程中，机械能转化为电能
【答案】A
【分析】首先利用图示的装置分析出其制成原理，即通电线圈在磁场中受力转动，线圈的转动可以带动指针的偏转。
【解答】解：通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理：通电线圈在磁场中受力而转动，电流表工作过程中，电能转化为机械能，与发电机工作原理不相同，发电机的工作原理是电磁感应。故选：A。
【点评】在学过的测量工具或设备中，每个工具或设备都有自己的制成原理；对不同测量工具的制成原理，是一个热点题型，需要重点掌握。
模型9 电磁感应现象及发电机
（2023 襄阳）小明利用如图所示的装置进行多次实验探究得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做　 　 磁感线运动时，电路中就产生感应电流。若将装置中的电流表换成电源，闭合开关后会发现，导体棒摆动，则说明通电导体在磁场受到　　 的作用。
【答案】切割；力
【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生感应电流。通电导体在磁场中受力运动。
【解答】解：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就产生感应电流，这是电磁感应现象。若将装置中的电流表换成电源，闭合开关后会发现，通过导体棒有电流，导体棒摆动，则说明通电导体在磁场受到力的作用。
【变式练1】（2023 威海）下列实验操作不能使灵敏电流计指针偏转的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【分析】闭合电路一部分导体做切割磁感线运动时，产生感应电流的现象叫做电磁感应。
【解答】解：A、线圈向右运动，运动方向与磁感线的方向平行，不能切割磁感线，故A符合题意；B、线圈向上运动，能切割磁感线，产生感应电流，故B不符合题意；CD、线圈不动，磁铁向上或向下运动时，根据运动的相对性，线圈切割了磁感线，产生感应电流，故CD不符合题意。故选：A。
【点评】本题考查电磁感应产生电流的条件，属于基础题。
【变式练2】（2023 呼和浩特）1820年奥斯特发现电流磁效应。1831年法拉第发现磁可以生电，其原理如图，当导体棒切割磁感线时，可以看到电流计指针发生偏转，利用这一原理，可以制成（　　）
A．电热器 B．电磁起重机 C．发电机 D．电动机
【答案】C
【分析】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，这种现象叫电磁感应现象；据此制成了发电机。
【解答】解：1831年法拉第发现磁可以生电，其原理如图，当导体棒切割磁感线时，可以看到电流计指针发生偏转，利用这一原理，可以制成发电机，故C正确，ABD错误。
【点评】本题考查电磁感应的应用，属于基础题。
【变式练3】（2023 哈尔滨）如图所示，有关磁与电的实验和应用，能体现发电机工作原理的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
【分析】（1）通电导体周围存在磁场，是奥斯特实验的原理图；
（2）闭合电路的部分导体做切割磁力线运动，电路中会产生感应电流；
（3）通电螺线管中有电流流过时，会产生磁性；
（4）通电导线在磁场中会受到力的作用，是电动机原理。
【解答】解：发电机的工作原理是电磁感应现象。
A．通电导线靠近小磁针后，小磁针会发生偏转，是电流的磁效应，故A不符合题意；
B．导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，是电磁感应现象，故B符合题意；
C．通电螺线管中有电流流过时，会产生磁性，从而吸引衔铁，与电磁感应原理无关，故C不符合题意；
D．实验演示的是通电导线在磁场中受力运动的情景，人们利用该实验原理制成了电动机，故D不符合题意。
【点评】我们要注意发电机与电动机的工作原理图的区别。
模型10 探究什么情况下磁可以生电
（2023 长春）在“探究什么情况下磁可以生电”实验中，实验装置如图所示：
（1）根据图中磁感线方向判断蹄形磁体的上端是　　极。
（2）让导线AB在磁场中做　　 运动，观察到电流表指针发生偏转，说明回路中有电流产生，这一过程将机械能转化为 　 　能，根据这个现象制成了　 。
【答案】N；切割磁感线；电；发电机。
【分析】（1）磁体外部磁感线的方向从N极指向S极；
（2）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叫电磁感应，电磁感应产生的电流叫做感应电流，发电机是根据此原理制成的。
【解答】解：（1）由图可知，磁感线方向由上到下，所以进而判断蹄形磁体的上端是N极，下端是S极。
（2）闭合开关后，使导线AB在磁场中左右运动，即导线做切割磁感线运动，因此会有感应电流产生，此时电流表指针能发生偏转；这种现象就是电磁感应现象；电磁感应现象实验中机械能转化为电能。
名师点拨：此题考查了电磁感应现象的实验、磁感线及其特点，尤其要注意导体如何运动才能切割磁感线，难度不大。
【变式练1】（2023 成都）小明利用如图所示装置探究“导体在磁场中产生电流的条件”，他通过观察灵敏电流表的　 　来判断是否产生了感应电流。经过多次尝试，他发现，当闭合电路的一部分导体在磁场中做 　 　运动时，导体中就会产生感应电流。
【答案】指针是否偏转；切割磁感线。
【分析】（1）电路中有电流时，灵敏电流表的指针转动，据此分析如何判断是否产生了感应电流；（2）根据感应电流产生的条件分析闭合电路的一部分导体在磁场中的运动情况。
【解答】解：（1）电路中有电流时，灵敏电流表的指针转动，因此可以通过观察灵敏电流表的指针是否偏转来判断是否产生了感应电流；
（2）根据感应电流产生的条件可知，当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流。
【点评】本题考查电路中电流的检验方法和感应电流产生的条件，难度不大。
【变式练2】（2023 阜新）如图所示是“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。实验时将开关、电流表与导线AB串联起来组成 　 　回路。若磁体保持静止，导线AB做　 　运动时，电流表指针偏转。若将图中电流表换成　 　 ，还可以探究电动机原理。
【答案】闭合；切割磁感线；电源。
【分析】（1）产生感应电流的条件有两个：电路是闭合的；导体在磁场中做切割磁感线运动；两者缺一不可；（2）电动机是根据通电导体在磁场中受力运动原理工作的。
【解答】解：如图所示是“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。实验时将开关、电流表与导线AB串联起来组成闭合回路。若磁体保持静止，导线AB做切割磁感线运动时，电流表指针偏转。当电流表换成电源时，导体AB就成了通电导体，在磁场中会受到力的作用，可以探究电动机的工作原理。
【点评】此题利用电磁感应的实验装置图，对感应电流产生的条件和决定感应电流的方向两个知识点通过具体的实验过程进行了探究，控制变量法在此实验中得到了充分的应用。
【变式练3】（2023 鄂州）物理小组的同学们利用如图所示的实验装置，探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
（1）磁铁不动，闭合开关，导体棒沿　 　（选填“上下”、“左右”或“前后”）方向运动时，灵敏电流计指针会发生偏转；
（2）断开开关，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，灵敏电流计指针都不发生偏转。由此得出结论：　 　电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就产生感应电流；
（3）该实验在探究过程中，是将 　 　能转化成电能，生活中的 　 　（填“电动机”或“发电机”）是根据这一原理制成的。
【答案】（1）左右；（2）闭合；（3）机械；发电机。
【分析】（1）闭合电路的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，这种现象叫电磁感应现象；（2）产生感应电流的条件是：电路是闭合的；部分导体在磁场中做切割磁感线运动；（3）发电机的原理是电磁感应现象。
【解答】解：（1）磁铁不动，闭合开关，导体棒沿左右方向切割磁感线运动时，灵敏电流计指针会发生偏转；
（2）断开开关，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，灵敏电流计指针都不会发生偏转，因为电路是断开的。由此得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就会产生感应电流，这种现象叫做电磁感应；
（3）产生感应电流的过程中，消耗了机械能，转化为电能，人们利用电磁感应现象制成了发电机。
【点评】本题利用电磁感应的实验装置图，对感应电流产生的条件进行了探究，难度不大。

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