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第二十章　电　与　磁

考点一　磁场的概念　磁感线及其特点
地磁场
典例1　下列关于电和磁的说法，正确的是（　　）
A. 磁场只对放入其中的磁体有力的作用
B. 只有地球和磁体周围存在磁场
C. 磁感线总是从磁体的N极出发，回到S极
D. 小磁针的N极总是指向地理的北方附近
解析：本题考查了磁体的基本性质、磁场的定义、磁感线方向的规定以及地磁场的方向等，包含的知识点较多，是一道有关磁现象的综合题。磁场对放入其中的磁体、通电导体和定向运动的电荷都有力的作用；由奥斯特实验可知，通电导体周围存在磁场，所以不是只有地球和磁体周围才存在磁场；在磁体外部的磁感线总是从磁体的N极出发，回到S极，而磁体内部的磁感线是从磁体的S极出发，回到N极；地球本身是一个大磁体，周围空间存在磁场，受到地磁场的作用，小磁针静止时N极指向地理的北方附近。
答案：D

1. 关于磁场的描述，下列说法中正确的是（　D　）
A. 磁感线是磁场中真实存在的曲线
B. 磁场对放入其中的物体有力的作用
C. 小磁针的N极在任何情况下都指向地理的南极
D. 规定小磁针静止时N极所指的方向为该点磁场的方向
D
考点二　磁极间的相互作用
典例2　如图所示，支架上的条形磁铁的N极的下方吸引了两根金属棒，两金属棒被磁化后下端张开，此现象说
明两金属棒（　　）
（典例2图）
A. 可能是铝棒，下端是N极
B. 可能是铜棒，下端是N极
C. 可能是铁棒，下端是S极
D. 可能是铁棒，下端是N极
解析：本题主要考查磁化现象以及磁极间的相互作用。两金属棒被磁化后吸附在磁铁上，则金属棒可能是铁棒，不可能是铝棒或铜棒；根据异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥可知，两金属棒的上端是S极，下端是N极。
答案：D

2. 如图所示，甲、乙两个小磁针放在一根条形磁铁上下靠近正中间的位置处，丙、丁两个小磁针放在该条形磁铁左右附近的位置处，甲、乙、丙、丁四个小磁针静止时，甲、乙两小磁针的N、S极位置如图所示。关于丙、丁两小磁针和条形磁铁a、b两端的极性，下列判断中正确的是（　C　）
A. 该条形磁铁的a端是S极，b端是N极
B. 小磁针丙的左端是S极，小磁针丁的左端是N极
C. 小磁针丙的左端是N极，小磁针丁的左端也是N极
D. 小磁针丙的左端是S极，小磁针丁的左端也是S极
（第2题）
C
考点三　安培定则
典例3　（2022·温州瓯海期中）如图甲、乙所示的两装置处于同一水平面上，图乙中条形磁铁固定在静止的小车上，图甲电路连接完整后，当闭合开关S时，图甲中电磁铁的右端为 　　　　 （填“N”或“S”）极，刚开始闭合开关S时，图乙中小车不动。当变阻器的滑片P向左移动到某位置时，小车开始运动，变阻器接入电路的方式为e接c时，f接 　　　　 。
解析：本题考查安培定则、磁极间的相互作用、影响电磁铁磁性强弱的因素、滑动变阻器接线柱的接法等多个知识点，是一道综合性较强的题目。根据安培定则可知，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向螺线管的左端，为N极，则图甲中电磁铁的右端为S极，与固定在静止的小车上的条形磁铁相互排斥；当变阻器的滑片P向左移动到某位置时，小车开始运动，说明斥力增大，则此时电路中的电流变大，磁性增强，则变阻器接入电路的电阻变小，根据变阻器的接法“一上一下”可知，e接c、f接a，如图丙所示。
答案：S　a

3. （2022·十堰模拟）为了确定标示不清的铅蓄电池的正、负极，小军同学将该电池和一螺线管相连，闭合开关S后，小磁针静止时的指向如图所示，由此可以判断，c端是铅蓄电池的 　正　 极，螺线管外部的磁感线从 　b　 端出发。
正　
b　
考点四　通电螺线管的磁场
典例4　如图所示，在通电螺线管下方的地面上放有一条形磁体。开关S闭合后，滑动变阻器的滑片向a端移动，通电螺线管的磁性将 　　　　 ，条形磁体对地面的压力将 　　　　 。
（典例4图）
解析：本题考查了影响电磁铁磁性强弱的因素和磁极间的相互作用规律。通电螺线管的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关；磁极间的相互作用规律是同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。开关S闭合后，滑动变阻器的滑片向a端移动，滑动变阻器连入电路中的电阻减小，电流增大，故电磁铁的磁性将增强；由安培定则可知，电磁铁的下端是N极，与条形磁体的N极相互排斥，故条形磁体对地面的压力将变大。
答案：增强　变大

4. 物理学中常用磁感线来形象地描述磁场，用磁感应强度（用字母B表示）来描述磁场的强弱，它的国际单位是特斯拉（符号是T），磁感应强度B越大表明磁场越强；B＝0T表示没有磁场。有一种电阻，它的大小随磁场强弱的变化而变化，这种电阻叫做磁敏电阻，如图（a）所示为某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图象。为了研究磁敏电阻R的性质，小刚设计了如图（b）所示的电路进行实验，请回答下列问题：
（1） 当S1断开，S2闭合时，电压表的示数为3V，则此时电流表的示数为 　0.03　 A。
0.03　
（2） 闭合S1，通电螺线管的左端为 　S　 极；闭合S1和S2，移动两个滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为0.04A时，电压表的示数为6V，由图象可得，此时该磁敏电阻所在位置的磁感应强度为 　0.3　 T。
S　
0.3　
（3） 在实验过程中小刚将甲电路中电源的正、负极对调，发现乙电路中电压表和电流表的示数不变，这表明：该磁敏电阻的阻值与磁场的 　方向　 无关。
（4） 闭合S1和S2，R2的滑片固定不动，将R1的滑片向右移动，则电压表的示数 　变小　 ，电流表的示数 　变大　 。（填“变大”“变小”或“不变”）
方向　
变
小　
变大　
考点五　电磁继电器的组成、原理和应用
典例5　如图（a）所示为物理兴趣小组的同学设计的太阳能路灯。图（a）中，甲和乙一个是太阳能电池板，一个是路灯，R为光敏电阻，其电阻大小与光照强度的关系如图（b）所示。白天太阳能电池板给蓄电池充电，夜晚蓄电池为电灯供电。下列说法中，正确的是（　　）
A. 白天光线较强时电磁铁的磁性较弱
B. 白天蓄电池相当于电源
C. 甲是太阳能电池板，乙是路灯
D. 甲是路灯，乙是太阳能电池板
解析：本题考查了太阳能电池板与蓄电池的能量转化、电磁继电器的工作原理，是一道基础题，知道转化前后能量存在的形式，是正确解题的关键。电路中的R为光敏电阻，其电阻大小与光照强度的关系为光照强度越大，电阻越小，电流越大，磁性越强，衔铁在下部，故A错误；晚上电阻大，磁性弱，衔铁在上部；白天光线强时，太阳能电池板给蓄电池充电，蓄电池相当于用电器，故B错误；白天路灯不工作，路灯中无电流，故乙是太阳能电池板，甲是路灯，故C错误，D正确。
答案：D

5. （2022·泰州模拟）电梯为居民的日常生活带来很大的便利，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，电铃将发出报警声，此时电梯 　不能　 （填“能”或“不能”）运行，电磁铁的上端是 　S　 极，电梯超载时报警说明压敏电阻的阻值随压力增大而 　减小　 ，如果用较小的电阻替换R2，那么电梯可乘人数将变 　少　 （填“多”或“少”）。
不能　
S　
减小　
少　
考点六　磁场对通电导线的作用
典例6　（2022·江门蓬江校级开学）下列图中，通电导线放置在磁场中（ 表示导线中的电流方向为垂直于纸面向里）时不能受到磁场作用力的是（　　）
　　 　　 　　
解析：解决本题的关键是知道与磁场方向垂直的通电直导线，它受到的磁场作用力与电流方向垂直，与磁场方向垂直。与磁感线平行的通电导线，在磁场中不受力的作用。
答案：B

6. 如图所示为探究磁场对电流作用的实验装置。闭合开关，观察到铝棒向左运动。为了使铝棒向右运动，下列方法中，可行的是（　B　）
A. 换用磁性更强的磁体
B. 保持电流的方向不变，将磁体磁极对调
C. 将电源的正、负极对调，同时将磁体磁极对调
D. 将滑动变阻器的滑片向右移动
B
考点七　直流电动机的应用
典例7　（2022·杭州模拟）给如图甲、乙所示的矩形线圈通电，下列说法中，正确的是（　　）
A. 图甲中的线圈转动，图乙中的线圈不转动
B. 图乙中的线圈转动，图甲中的线圈不转动
C. 图甲、乙中的线圈都会转动
D. 图甲、乙中的线圈都不会转动
解析：直流电动机是根据通电导线在磁场中受力转动的原理制成的，由于电动机线圈的转动方向与磁场方向和电流方向有关，当线圈在平衡位置时，受平衡力作用。由图示可知，图乙中线圈处于平衡位置，因此现在给它们通电，图甲中线圈转动，由于图乙中线圈受平衡力作用，线圈不会转动。
答案：A

7. （2022·泰州模拟）如图所示为小玲和小辉同学制作的一种直流电动机模型，他们用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；用漆包线绕制一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端的全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，蹄形磁体放在线圈周围。
（第7题）
（1） 按他们的这种方法刮漆，线圈在平衡位置附近时会 　切断线圈中的电流　 （填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”），目的是使线圈能够 　持续转动　 。
（2） 可以通过改变 　电流（或磁场）　 方向，改变线圈的转动方向。（填一种方法）
（3） 如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转动，那么原因可能是 　磁场太弱　 ，这时可做的有效尝试是 　换用磁性较强的磁体（后两空合理即可）　 。
切断线圈中的电流　
持续转动　
电流（或磁场）　
磁场太弱　
换用磁
性较强的磁体（后两空合理即可）　
（第7题）
考点八　产生感应电流的条件
典例8　如图所示为闭合电路放在磁场中的导体的一部分的截面，当它在磁场中旋转一周时，下列说法中，正确的是（　　）
A. 导体在位置①③时有感应电流
B. 导体在位置②④时有感应电流
C. 图中感应电流的方向改变一次
D. 产生感应电流的方向与磁极分布无关
解析：导体在位置①③时做切割磁感线运动，导体中都有感应电流；在位置①③时，磁感线的方向相同，运动方向不同，得到的感应电流的方向不同，图中感应电流的方向改变两次；在位置②时沿着磁感线的方向运动，没有切割磁感线，导体中没有感应电流，在位置④时逆着磁感线的方向运动，没有切割磁感线，导体中没有感应电流；感应电流的方向与磁场方向和导体运动的方向有关，如果将两磁极对调，导体切割磁感线的方向发生改变，产生感应电流的方向也发生改变。
答案：A
方法归纳
产生感应电流的条件和影响感应电流方向的因素
　　产生感应电流的条件（六个关键字）：① 闭合；② 部分；③ 切割。
　　影响感应电流方向的因素：① 导体切割磁感线的运动方向；② 磁场方向。
8. 下列情况中，能够产生感应电流的是（　D　）
A. 一段导体在磁场中做切割磁感线运动
B. 闭合电路的一部分导体在磁场中顺着磁感线运动
C. 闭合电路的一部分导体静止在磁场中
D. 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动
D

1. 反铁磁性合金磁化的方向和铁磁性物体相反：靠近磁铁磁极的一面被磁化为同名磁极，另一面被磁化为异名磁极。反铁磁性合金离开磁铁后不易保留磁性。强磁铁上方悬浮着一块反铁磁性合金片。把反铁磁性合金片取下，翻个面后重新放到原来位置时（　D　）
A. 合金片被吸引
B. 合金片被排斥而飞开
C. 合金片在原来的位置转动
D. 合金片仍悬浮在原来的位置
D
2. （2022·徐州模拟）如图所示，弹簧测力计下方悬挂一个小条形磁铁，使弹簧测力计从水平放置的大条形磁铁的左端N极开始，向右端S极处逐渐移动时，关于弹簧测力计的示数变化情况，下列说法中正确的是（　A　）
A. 逐渐增大
B. 逐渐减小
C. 先减小后增大
D. 先增大后减小
A
3. 关于如图所示的动圈式话筒，下列说法中正确的是（　C　）
A. 其工作原理是通电导体在磁场中受力运动
B. 说话时声音音调的高低变化会引起线圈中电流大小的变化
C. 由于膜片带动线圈左右振动，线圈中就会产生方向变化的电流
D. 线圈中产生的是直流电
C
4. （2022·珠海香洲校级三模）如图所示的四个装置可以用来演示物理现象，下列说法中，正确的是（　D　）
A. 图甲可用来演示电流的磁效应
B. 图乙可用来演示电磁感应现象
C. 图丙可用来演示电磁铁磁性强弱与电磁铁中电流大小的关系
D. 图丁可用来演示磁场对通电导体的作用
D
5. 如图所示的充电鞋垫，利用脚跟起落来驱动磁性转子旋转，线圈中就会产生电流，从而能给鞋垫上的电池充电。下列图中与充电鞋垫的工作原理相同的是（　B　）
B
6. 如图所示，ab是放在蹄形磁铁中央的，用两根细线悬挂的一段导体，其两端连接着导线。在虚线框中接入元件甲可探究磁场对电流的作用，接入元件乙可探究电磁感应现象，则甲、乙分别为（　A　）
A. 电源和电流表 B. 都是电源
C. 电流表和电源 D. 都是电流表
A
7. 地磁场被称为地球生命的“保护伞”。如图所示为从太阳向其他星体发射的高速带电粒子流，接近地球时，地磁场会改变其运动方向，使其偏离地球，对地球起到了保护作用，其原理与 　电动机　 （填“发电机”或“电动机”）的原理相同。
　　
电动机　
8. 如图所示，用漆包线绕成矩形线圈，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场，闭合开关，由于磁场对 　电流　 有力的作用，线圈会转动，线圈在磁场中 　不能　 （填“能”或“不能”）持续转动，如果将电源和开关换成灵敏电流计，用手缓慢转动线圈，发现灵敏电流计的指针左右摆动， 　发电机　 （填“电动机”或“发电机”）就是根据这个原理工作的。
电流　
不能　
发电机　
9. 把两个发光二极管以极性相反的方式并联起来，并连接在发电机上。转动摇把，观察到两个发光二极管交替发光。该发电机发出的电流是 　交流　 （填“直流”或“交流”）电，同时说明发光二极管具有 　单向导电　 性。生活中使用的发电机的原理是 　电磁感应　 。
交流　
单向导电　
电磁感应　
10. 学习电流的磁场后，甲、乙两同学继续探究磁能否生电，他们利用如图（a）所示的装置进行实验，将金属棒P悬挂于蹄形磁铁的磁场中，并用导线将金属棒P与灵敏电流计、开关串联。闭合开关，当金属棒P静止时的实验现象如图（b）所示；当金属棒P以不同方式运动时的实验现象分别如图（c）（d）所示。
（1） 甲同学根据图（b）（c）中的实验现象，认为：当闭合电路中的一部分导体在磁场中运动时，会产生电流。乙同学不同意甲的结论，他判断的依据是 　图（d）中的导体在磁场中沿平行于磁场的方向运动时，不会产生电流　 。
（2） 他俩改用塑料棒代替金属棒进行实验，你认为能不能产生电流？请判断并说明理由： 　不能；塑料棒是绝缘体，不会产生电流　 。
图（d）中
的导体在磁场中沿平行于磁场的方向运动时，不会产生电流　
不能；塑料棒是绝缘体，不会产生电流　

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