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第一部分　教材知识巩固
电学
第十六讲　电与磁
2022年版课程标准内容要求
2.4.2通过实验，认识磁场。知道地磁场。
2.4.3通过实验，了解电流周围存在磁场。探究并了解通电螺线管外部磁场的方向。了解电磁铁在生产生活中的应用。
2.4.4通过实验，了解通电导线在磁场中会受到力的作用，并知道力的方向与哪些因素有关。
2.4.5探究并了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。了解电磁感应在生产生活中的应用。
考点1
磁现象　磁场
1.磁体：在物理学中把物体能够吸引____________等物质的性质叫磁性，把这种物体叫磁体。
2.磁极：磁体吸引能力________的两个部位叫磁极。将一个磁体悬挂起来，当它静止时，指南的那个磁极叫____________极，指北的那个磁极叫作____________极。
3.磁极间的相互作用规律：
同名磁极相互________，异名磁极相互________。
铁、钴、镍
最强
南(或S)
北(或N)
排斥
吸引
4.磁化：使原来没有磁性的物体在磁场或电流的作用下____________的现象叫作磁化。
5.磁场
(1)定义：磁体周围存在着一种物质能使磁针偏转，这种物质看不见、摸不着，我们把它叫作磁场。
(2)性质：对放入其中的磁体有______的作用。
(3)方向：在物理学中，把放在磁场中的小磁针静止时___________极所指的方向规定为该点磁场的方向。
获得磁性
力
北(或N)
6.磁感线
(1)定义：描述磁场分布的假想曲线，并不是客观存在的。
(2)特点：磁场越强的地方，磁感线分布越______。
(3)方向：磁体外部磁感线都是从磁体的______极出发，回到______极。如图所示是用磁感线描述的条形磁体和蹄形磁体的磁场。
条形磁体　　　　蹄形磁体　　　　地磁场
密
N
S
7.地磁场：如图所示，地球本身相当于一个巨大的磁体，地球周围空间存在的磁场叫__________。地磁场的形状与____________的磁场相似。地磁场的北极在地理______极附近，地磁场的南极在地理______极附近。我国宋代学者________最早记述地理两极和地磁两极并不重合。
地磁场
条形磁体
南
北
沈括
1.[沪科“科学书屋”、人教图片改编题]如图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”，其“柢”是因为受到__________的作用而指向地理的南极附近，其“柢”应该为磁体的______极。我国宋代学者沈括最早记述了地理的两极和地磁场的两极__________(选填“重合”或“不重合”)的现象。
地磁场
S
不重合
考点2
电生磁
1.电流的磁效应
(1)发现：丹麦物理学家__________证实了电流周围存在磁场，第一个发现了电与磁之间的联系。
(2)内容：通电导线周围存在磁场，其方向与____________有关。
奥斯特
电流方向
2.通电螺线管
(1)特点：通电螺线管周围存在磁场，其外部的磁场与________磁体周围的磁场相似。
(2)因素：通电螺线管的极性与环绕螺线管中的____________有关。
(3)安培定则：用_______握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向与螺线管中的___________一致，则大拇指所指的那端就是螺线管的________极。
条形
电流方向
右手
电流方向
N(或北)
2.[沪科图片、人教“问题”改编题]图中，导线中有电流通过时，下方的小磁针会发生偏转，说明____________________。当电流方向改变时，小磁针的偏转方向______(选填“会”或“不会”)发生改变。
电流周围存在磁场
会
3.[沪科“作业”、人教“练习与应用”改编题]闭合开关，通电螺线管附近小磁针的N极指向如图所示，请在图中括号内标出电源的“＋”“－”极。
考点3
电磁铁　电磁继电器
1.电磁铁
(1)结构：电磁铁由________和________组成。通电时产生磁性，断电时磁性消失。
(2)影响因素：对于外形相同的线圈，电磁铁的磁性强弱跟____________和线圈中的____________有关。线圈的匝数越多，电流越大，电磁铁的磁性就________。
(3)应用：磁悬浮列车、电磁起重机、电铃等。
线圈
铁芯
线圈匝数
电流大小
越强
2.电磁继电器
(1)实质：用__________控制电路的一种开关。
(2)构造：由低压控制电路和高压工作电路组成。
(3)工作原理：如图所示的电磁继电器，闭合控制电路中的开关S，电流通过电磁铁A的线圈产生磁性，把衔铁B吸下来，使动触点D与静触点E接触，工作电路闭合，电动机工作。断开开关S，线圈中的电流消失，电磁铁的磁性消失，衔铁B在弹簧C的作用下与电磁铁A分离，使触点D、E分开，工作电路断开，电动机停止工作。
电磁铁
4.[沪科“本章练习”、人教“练习与应用”改编题]如图所示是一种水位自动报警器的原理图。当水位到达金属块A时，______灯亮；控制电路的电源右端为正极时，电磁铁的上端为______极(一般的水都能导电)。
红
S
考点4
磁场对通电导线的作用
1.作用：通电导体在磁场中受______的作用。
2.方向的影响因素：通电导体在磁场中的受力方向与________的方向和________的方向有关。当二者之一的方向变得相反时，通电导体的受力方向也变得相反。
3.应用：扬声器、电动机。
力
磁场
电流
5.[沪科“做中学”、人教“演示”改编题]如图所示电路中，金属杆放在磁场里，闭合开关，发现金属杆向右运动。若仅对调电源正、负极，闭合开关，则金属杆向______运动。若同时对调电源正、负极和磁体的N、S极，闭合开关，则金属杆向______运动。
左
右
考点5
电磁感应现象
1.发现：1831年，英国科学家__________发现了电磁感应现象。
2.内容：________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。这种现象叫作电磁感应现象，产生的电流叫作感应电流。
3.产生的条件：(1)闭合电路；(2)部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
4.影响因素：(1)感应电流的方向与________________的运动方向和______的方向有关；(2)感应电流的大小与__________________的快慢和_______的强弱有关。
5.应用：发电机、动圈式话筒。
法拉第
闭合
切割磁感线
导体切割磁感线
磁场
导体切割磁感线
磁场
6.[沪科、人教图片改编题]如图是动圈式话筒内部结构图。对着话筒说话时，声带________发出声音，使膜片带动线圈做切割磁感线运动，产生的感应电流进入扬声器，将声音放大，改变了声音的_______(选填“音调”或“响度”)。线圈切割磁感线运动的过程中，将________能转化为电能。其工作原理是____________，与__________(选填“电动机”或“发电机”)的原理相同。
振动
响度
机械
电磁感应
发电机
考点6
电动机和发电机
类型 电动机 发电机
图示
原理 ①______________________________ ②______________
判断依据 电路中③______(选填“有”或“无”)电源 电路中④____(选填“有”或“无”)电源
磁场对通电导体有力的作用
电磁感应
有
无
类型 电动机 发电机
方向影响因素 磁场的方向和电流的方向 导体切割磁感线的方向和磁场的方向
能量 转化 ⑤_____能转化为⑥_______能 ⑦_______能转化为⑧_____能
实质 用电器 电源
电
机械
机械
电
7.[沪科、人教图片改编题]水电站发电机的原理是__________(填科学家名字)发现的；如图所示，______图是发电机的基本构造示意图。
甲　　　　　　　　 乙
法拉第
乙
实验1
探究通电螺线管外部磁场的方向
1.实验器材：电源、开关、导线、螺线管、铁屑、若干小磁针。
2.实验方法：本实验通过观察________________来判断通电螺线管的极性；通过铁屑的____________来判断磁场的强弱。用到的物理研究方法是________法。
实验视频
探究通电螺线管外部磁场的方向
小磁针的指向
密集程度
转换
3.实验操作
(1)在嵌有一个通电螺线管的玻璃板上均匀地撒上一层铁屑，螺线管的两端各放一个小磁针。
(2)通电后________玻璃板，观察铁屑的排列情况及小磁针的指向。
(3)断开开关，将电源的正、负极对调，重复步骤(2)的操作。
4.实验结论
(1)通电螺线管周围磁场的分布与________磁体相似。
(2)通电螺线管的磁场方向与通电螺线管线圈中的________方向有关。
轻敲
条形
电流
例1　如图所示，探究通电螺线管外部磁场的方向。
甲　　　　　　　　乙　　　　　　　　丙
(1)玻璃板上均匀地撒上铁屑，放上小磁针。在闭合开关前，小磁针静止时，N极指向地理的________(选填“南极”或“北极”)，说明地球周围存在磁场。
(2)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，铁屑的作用是显示_________________。
(3)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极所指的方向如图乙所示，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极所指的方向如图丙所示，说明通电螺线管的极性与________的方向有关。
(4)开放性设问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)
北极
轻敲
条形
磁场的分布情况
N
电流
增加
线圈的匝数(答案不唯一)
实验2
探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
1.实验器材：蹄形磁体、导体、灵敏电流计、开关、导线若干。
2.实验方法
(1)转换法：通过观察灵敏电流计的指针___________来判断电路中是否产生感应电流。
实验视频
探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
是否偏转
(2)控制变量法：探究电流方向与磁场方向的关系时控制导体运动方向不变，改变____________；探究电流方向与导体运动方向的关系时控制磁场方向不变，改变________________。
3.实验结论
(1)产生感应电流的条件：_______电路的一部分导体在磁场中做________
_______的运动时，导体中会产生感应电流。
(2)感应电流的方向与________的方向和____________的方向有关，当其中一个方向发生变化时，感应电流的方向发生改变，当两个方向同时反向时，感应电流的方向________。
磁场方向
导体运动方向
闭合
切割磁
感线
磁场
导体运动
不变
例2　小明用图甲所示装置探究什么情况下磁可以生电。观察电流表指针的偏转情况，记录在表中。已知当电流从灵敏电流计的左侧接线柱流入时，指针向左偏转；从右侧接线柱流入时，指针向右偏转。
实验次数 AB棒移动情况 灵敏电流计指针偏转情况
1 竖直向上 不偏转
2 竖直向下 不偏转
3 水平向左 向右偏转
4 水平向右 向左偏转
(1)实验室备有铜棒、橡胶棒和玻璃棒，小明应选用________作为本实验中的AB棒。
(2)实验时，通过观察____________________________来判断电路中是否产生感应电流。
(3)他发现，如果开关处于________状态，无论磁体怎样放置、AB棒怎样运动，灵敏电流计的指针均不偏转，这说明闭合电路是产生感应电流的必要条件。
铜棒
灵敏电流计的指针是否偏转
断开
(4)根据表中记录的实验信息，完成下列问题：
①由第1、2两次实验可知，AB棒平行于磁感线运动，闭合回路中_______ (选填“会”或“不会”)产生感应电流。
②由第3、4两次实验可知，AB棒中感应电流的方向与___________的方向有关。如果固定AB棒，水平向右移动磁体，灵敏电流计的指针向______偏转。
③分析实验现象可知：闭合电路中的一部分导体在磁场中做____________运动时，电路中会产生感应电流。产生感应电流时，AB棒相当于电路中的________(填电路元件名称)。
不会
导体运动
右
切割磁感线
电源
(5)实验操作本实验的设计不完整，不能探究感应电流的方向与磁场方向的关系。为了使探究过程更加完整，应__________________。
(6)结论应用下列物品中，应用该实验结论工作的是______(填选项字母)。
A.电风扇　　　　 B.手摇发电手电筒
调换磁体的磁极
B
　　拓展设问：
(7)从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是_______能转化为电能。
(8)小明将电流表换成完好的小灯泡，再做第3、4两次实验时小灯泡不亮，最可能的原因是______________________。请你提出一条改进措施：______________________________________。
(9)发电机的原理与本实验的原理一样，乙图为发电机的示意图，图中时刻线框水平，箭头为线框旋转的方向，此时ab边中的电流方向为________
(选填“由a到b”或“由b到a”)。
(10)小明在实验中有了新的思考：如果把灵敏电流计换成______，就能继续探究磁场对通电导体的作用了。
机械
产生的感应电流太小
换一个磁性更强的磁体(答案不唯一)
由a到b
电源
命题点1
磁现象
1.(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的N极，N极被排斥
B.将铁棒一端靠近小磁针的N极，N极被吸引
C.将铁棒两端分别靠近小磁针的N极，N极均被吸引
D.将铁棒同一端分别靠近小磁针的N、S极，两极均被吸引
A
2.(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
A
命题点2
电流的磁效应
3.(2018贵阳)如图所示，是探究“通电直导线周围是否存在磁场”实验装置的一部分，置于水平桌面的小磁针上方有一根与之平行的直导线。关于这个实验下列说法正确的是(　　)
A.首次通过本实验揭开电与磁关系的科学家是法拉第
B.当直导线通电时，小磁针会离开支架悬浮起来
C.小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场
D.改变直导线中电流的方向，小磁针N极的指向不变
C
命题点3
电磁感应
4.(2024贵州)如图所示是银行卡信息读卡器，将银行卡的磁条在读卡器的刷卡槽内快速刷过时,相当于磁体穿过闭合金属线圈,产生了__________，经读卡器处理，就能识别卡片信息。
感应电流
命题点4
电磁作图
命题点5
探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
6. (2019贵阳)小明在探究“怎样产生感应电流”的实验中，用导线将金属棒、开关、灵敏电流计连接成如图所示的电路。请你参与探究并回答下列问题：
(1)悬挂金属棒静置于U形磁铁的磁场中，此时两极正对区域磁感线的箭头方向是竖直向______(选填“上”或“下”)。
下
(2)灵敏电流计的作用是用来检测____________。若闭合开关后并未发现电流计指针偏转，经检查器材均完好，各器材间连接无误，那么接下来你认为最应该关注的器材是__________。
(3)小明认为是原来磁体的磁性太弱所致，他提出更换磁性更强的磁体，就在他移动原磁体时,你发现电流计的指针出现了晃动,你认为接下来最应该做什么来找到让电流计指针偏转的原因：________________________。
(仅写出最应该进行的一步操作)
(4)根据上述探究过程，小明就说：“我们找到产生感应电流的秘密了!”此时你对小明的“成果发布”作何评价 _______________________________
________________________________________。
感应电流
金属棒
让金属棒在水平方向运动
不合理,因为只做了一次实验,得出的结论可能具有偶然性,不具有普遍性
命题点6
磁场中的能量转化
7.(2020贵阳)铜质金属框在光滑水平面上以一定速度向右滑动，其右侧有一足够大的均匀磁场区域(磁感线方向垂直于纸面)，如图所示。关于金属框从刚进入磁场到完全离开磁场的过程，若不计空气阻力，下列说法正确的是(　　)
A.由于水平面光滑，金属框能保持匀速直线运动状态
B.金属框由于被磁化而受到磁场对它水平向左的力
C.金属框一直在做切割磁感线运动而产生感应电流
D.金属框的运动体现了力是改变物体运动状态的原因
D
8.(2022贵阳)如图所示，铜质金属框ABCD正下方有一均匀磁场区域(磁感线方向与纸面垂直)。某时刻金属框开始自由下落，下落过程中金属框始终保持竖直状态。请判断金属框BC边进入磁场后，AD边进入磁场前，金属框是否有可能做加速运动 请从能量转化的角度阐述理由。(不计空气阻力)
答：有可能。金属框BC边进入磁场的过程中,重力势能不断转化为动能，因切割磁感线，电路中产生感应电流，动能转化为电能；若转化的动能中只有一部分转化为电能，则动能增大，速度增大，金属框做加速运动。

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