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第六章 第5讲 电与磁
【考点分析】
磁现象、磁场 1.磁极 能准确描述磁体的基本性质，识别磁极及其相互作用的规律；理解磁场是一种客观存在的特殊物质，能通过小磁针偏转现象感知其存在；建立“磁感线”作为理想模型的概念，理解其方向性与分布规律
2.磁场
3.磁感线
电生磁 4.电流的磁效应 认识电流的磁效应，知道通电导体周围存在磁场；能够运用安培定则通电螺线管两端的磁性或通电螺线管的电流方向
5.通电螺线管的磁场
电磁铁、电磁继电器 6.电磁铁 认识电磁铁，知道电磁铁的基本结构：螺线管+铁芯；知道影响电磁铁磁性强弱的因素，能够完成相关实验；认识电磁继电器，知道如何运用其实现低压电流控制高压电流
7.电磁继电器
电动机 8.通电导体在磁场中受力的作用 能准确描述通电导体在磁场中受力的基本规律，明确力的方向与电流方向、磁场方向之间的关系；知道电动机的结构和原理，，了解发电机在工作过程中的能量转化
9.电动机
磁生电 10.电磁感应现象 通过实验，探究通电导体在磁场中运动时产生感应电流的条件；知道感应电流的方向与什么因素有关；知道发电机的原理，了解发电机的构造及工作过程中的能量转化
11.发电机
【精讲精练】
知识点1 磁现象 磁场
1.磁体：
能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性，具有磁性的物体叫做磁体。
（1）磁极：磁体上磁性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南极，指北的磁极叫北极。
（2）磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
（3）磁化：使原来没有磁性的物体在磁体或电流的作用下获得磁性的过程叫做磁化。能被磁体吸引的物质都能被磁化。
2.磁场：
磁体周围存在着一种特殊物质（看不见、摸不着但却又确确实实存在），它能使磁针发生偏转，我们称之为磁场。
（1）磁场的基本性质：对放入其中的磁体产生磁力的作用，磁极间的相互作用就是通过磁场产生的。
（2）磁场的方向：在磁场中某一点，小磁针静止时北极（N极）所指的方向就是该点的磁场方向。
3.磁感线：
用一些带箭头的曲线把小磁针在磁场中的排列情况画出来，方便、形象地描述磁场，这样的曲线叫磁感线。
（1）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。
（2）磁感线越密的地方，磁场越强。磁感线越疏的地方，磁场越弱。
（3）磁感线并不是实际存在的，它是为了方便形象地描述磁场而画出来的。（物理模型）
4.地磁场：
地球周围存在着的磁场叫地磁场。
（1）地磁场的南极在地理北极附近，地磁场的北极在地理南极附近。地磁两极跟地理两极并不重合，对这一现象认识最早的是宋代学者沈括。
（2）指南针之所以能指南北，就是因为受到了地磁场的作用。
知识点2 电生磁
1.电流的磁效应
（1）奥斯特实验：1820年，丹麦物理学家奥斯特通过实验发现通电导线的周围存在与电流方向有关的磁场，这种现像叫做电流的磁效应。
（2）如图所示，奥斯特实验说明：①电流的周围存在着磁场；②电流周围磁场的方向跟电流方向有关。
（3）奥斯特实验的意义：世界上第一个通过实验发现了电与磁之间的联系。
2.通电螺线管的磁场
（1）通电螺线管外部的磁场和条形磁铁的磁场相似，通电螺线管两端存在南北极。
（2）通电螺线管的南北极可由安培定则（右手螺旋定则）来判断：如图用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中的电流方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极（N极）。
3.电磁铁
（1）定义：内部带铁芯的螺线管叫做电磁铁。
（2）影响电磁铁磁性强弱的因素：①电流：线圈匝数一定时，电流越大，磁性越强。
②匝数：电流一定时，线圈匝数越多，磁性越强。
③铁芯：有铁芯比无铁芯时磁性要强。
（3）特点：电磁铁磁性的有无可由电流的有无来控制；磁性的强弱可由电流的大小来控制；磁极可由电流的方向来控制。
（4）应用：电磁起重机、电铃、电磁继电器、自动控制设备等。
4.电磁继电器
电磁继电器是利用电流的磁效应来控制工作电路的一种开关。其作用是利用低电压、弱电流的电路来间接地控制高电压、强电流的电路，还可以实现远距离操纵和自动控制。
（1）结构：电磁继电器是由电磁铁A、衔铁B、弹簧C和触点D、E组成,其工作电路由低压控制电路和高压工作电路两部分组成，如图所示。
（2）工作原理：电磁铁通电时，把衔铁吸下来，使动触点和静触点接触，工作电路连通。电磁铁断电时失去磁性，弹簧把衔铁拉起，切断工作电路。
知识点3 磁场对电流的作用
1.磁场对电流的作用
通电导体在磁场中会受到力的作用。其受力方向跟电流方向和磁感线方向有关。当改变电流方向或磁感线方向时，通电导体的受力方向改变；若同时改变电流方向和磁感线方向，通电导体的受力方向不改变。
2.电动机
电动机是把电能转化为机械能的机器。
（1）原理：根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。
（2）结构:由转子（能够转动的部分）和定子（固定不动的部分）组成。
（3）直流电动机中换向器的作用：当线圈刚转过平衡位置时，换向器就能自动改变线圈中电流的方向，使线圈继续转动。
（4）改变直流电动机转动方向的方法：改变电流方向或改变磁感线方向。
知识点4 磁生电
1.电磁感应现象
（1）英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。
（2）内容：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，这个现象叫电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流。
（3）产生感应电流的条件：电路必须是闭合的，且部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
（4）感应电流的方向跟导体运动方向和磁场方向有关。改变导体的运动方向或磁感线方向，感应电流的方向改变；若同时改变导体运动方向和磁感线方向，感应电流方向不改变。
（5）感应电流的大小：与导体切割磁感线的速度、磁场强弱和线圈匝数有关。
2.发电机
发电机是把机械能转化为电能的装置。
（1）原理：是根据电磁感应制成的。
（2）交流电：方向会周期性改变的电流叫交流电，我国交流电的频率为50Hz。
（3）交流发电机的结构：转子和定子，大型发电机一般都采用线圈不动，磁极旋转的方式来发电，且用电磁铁代替永磁体，这种发电机叫旋转磁极式发电机。
3.实验：探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
实验装置
（1）实验原理：电磁感应现象
（2）灵敏电流计作用：
检测电路中是否产生感应电流，判断感应电流的方向
实验操作及注意事项
（1）验证探究感应电流的产生条件与电路是否通路有关的操作（如图乙、丁）
（2）验证探究感应电流的产生条件与导体是否切割磁感线有关的操作（如图甲、丙、丁）
实验方法
（1）转换法的应用：
灵敏电流计的指针是否偏转来体现是否产生感应电流
（2）控制变量大的应用
①探究感应电流的方向与导体切割磁感线运动方向的关系（控制磁场方向不变，改变导体切割磁感线运动方向）
②探究感应电流方向与磁场方向的关系（控制导体切割磁感线运动方向不变，改变磁场方向）
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产生感应电流，感应电流的方向与导体切割磁感线运动方向和磁场方向有关.
交流评估
（1）电路中没有感应电流的原因：
①导体在磁场中处于静止状态；
②导体运动但没有切割磁感线；
③电路不是闭合电路.
（2）实验中灵敏电流计偏转不明显的原因：
①没有产生感应电流
如图甲所示，电流闭合，但导体未切割磁感线；
如图乙所示，导体切割磁感线，但电路未闭合；
如图丙所示，电路闭合，导体运动但没有切割磁感线
②产生的感应电流太小（改进措施）
用多匝线圈代替单根导体棒；
换用磁性更强的磁体；
加快导体切割磁感线的速度等.
（3）实验过程中的能量转化：机械能转化为电能.
（4）电磁感应现象在生活中的应用：发电机、动圈式话筒.
4.电动机与发电机的区别
原理 通电线圈在磁场中受力转动 电磁感应现象
原理图
结构图
区别 电路中有电源，无用电器 电路中无电源，有用电器
能量转化 电能转化为机械能 机械能转化为电能
应用 扬声器 动圈式话筒、磁条刷卡机
构造 定子、转子、换向器 定子、转子、铜环和电刷
题型1 电磁基础知识
1．（2025·河南）地球是一个大磁体，我们就处在地球产生的磁场中。下列物体利用地磁场工作的是（　　）
A．指南针 B．温度计 C．连通器 D．电磁继电器
2．（2025·江苏连云港）有关电和磁的知识，下列说法正确的是（　　）
A．磁感线是磁场中真实存在的曲线 B．摩擦起电创造了电荷
C．电动机的工作原理是电磁感应现象 D．电能表是测量电路消耗电能多少的仪表
3．（2025·江苏无锡）如图所示，是我国宋代的指南龟，将条形磁石装入木龟腹内，针的尖端与磁石接触后被磁化。将指南龟装于竹钉之上，使竹钉尖撑于龟体的重心正上方某点，水平放置并拨动指南龟，静止后针尾指南。下列说法中正确的是（　　）
A．针是铜制成的 B．针尖接触的是磁石的N极
C．针尾指南是受到地磁场的作用 D．若稍倾斜木板，则指南龟静止时一定会倾斜
4．（2025·安徽）在“探究磁体周围的磁场分布”实验中，小丁同学正确描绘出某蹄形磁体磁极附近的磁感线分布如图所示，则该蹄形磁体下端的磁极是 极。
5．（2025·四川宜宾）明朝郑和下西洋时，航行中使用罗盘和星象来辨别方向，其中罗盘小磁针的北极指向地磁场的 极，地磁场的北极在地理的 极附近。
6．（2025·福建）将回形针掰直，磁化后放在树叶上，漂浮于水面，如下图，回形针在地球 的作用下，静止后指向南北。参照冬季午间小草的影子偏向北方，进一步推测A端是回形针磁体的 极。
题型2 电磁现象辨析
7．（2025·四川广安）如图是2024年杭州马拉松推出的机器狗配速员，机器狗内部电动机的工作原理是（　　）
A．电磁感应现象
B．通电导体在磁场中受到力的作用
C．电流的磁效应
D．电流的热效应
8．（2025·湖北）如图为一种防灾应急手摇电筒。中部固定有线圈，沿着筒身方向摇动手电筒，使其内部的小物块来回穿过线圈，灯泡发光。小物块可能是（　　）
A．木块 B．石块 C．铜块 D．磁铁块
9．（2025·山东）在青岛港的全自动智能化码头，自动导引车经过布置在地上的磁钉时，会产生感应电流，进而实现精准定位。以下实验能揭示此原理的是（　　）
A． B． C． D．
10．（2025·四川泸州）如图所示为学校地理教研组新到的一个磁悬浮地球仪。底座隔空托起地球仪与下列哪个实验原理相同（　　）
A． B．
C． D．
题型3 电流磁效应、电磁铁、电磁继电器
11．（2025·云南）指南针能帮助人们在森林中定向，是因为它在地磁场作用下N极总是指向 方。如图中电源的左边是 极。
12．（2025·广东）如图，小磁针静止时N极指向右，则螺线管的右端为 极。将小磁针沿着图中轨迹缓慢移到Q处，下列符合小磁针a端旋转情况的是 。
A． B．C． D．
13．（2025·江苏苏州）如图是控制车辆进出的电动闸门设计图，抬杆质量分布均匀，长度为，重为，在最右端B点处悬挂一重为的铁柱，B点到支点O的距离为。开关S闭合后，调节滑动变阻器使抬杆处于水平静止状态。（忽略支点O处的摩擦）
(1)电磁铁上端为 极；
(2)此时电磁铁对铁柱的吸引力为 N；
(3)要使抬杆A端从图示位置向上抬起，滑动变阻器的滑片P应向 端移动。
题型4 发电机与电动机
14．（2025·新疆）下列设备或用电器中，利用了电动机工作的是（ ）
A．发电机 B．洗衣机 C．电视机 D．汽油机
15．（2025·山西）小亮把旧电风扇中的电动机拆下来，将它与小灯泡连接成如图所示的闭合电路，在电机转轴一端插入细铁棒，快速转动铁棒，灯泡开始发光。下列说法正确的是（ ）
A．灯泡发光，说明该装置中一定有干电池
B．转动铁棒，电机线圈做切割磁感线运动
C．转动铁棒，电机就将电能转化为机械能
D．若铁棒反向转动，电路中不能产生电流
16．（2025·甘肃）如图所示，甲、乙两个相同的装置分别由U形磁铁、导体棒和金属支架构成，导体棒ab和cd放在支架上，支架由导线连接。闭合开关并向右移动ab，cd也会随之向右移动，其中甲装置涉及的物理学原理是由 （选填“奥斯特”或“法拉第”）发现的，乙装置与 （选填“动圈式扬声器”或“动圈式话筒”）的原理相同。
17．（2025·四川成都）将两个玩具电动机、的转轴用塑料管连接起来，如图。闭合开关，小灯泡发光，原因是带动，让的线圈切割 ，产生感应电流。若只将电池的正负极对调，闭合开关后的转动方向会 。
题型5 电磁作图
18．（2025·重庆）请在答图中根据电流I的方向标出电磁铁下端的磁极（S或N）。
19．（2025·四川遂宁）小聪将通电螺线管放入地球仪来模拟地磁场，请在右侧简图中，用箭头在A点标出该处磁感线方向，并在括号内用“+”或“-”标出电源下端的极性。
20．（2025·江苏扬州）如图，根据小磁针静止时N极的指向，标出A处的磁感线方向和电源正、负极。
21．（2025·四川凉山）如图所示，请用笔画线代替导线将电路连接完整，并在括号中用符号标出螺线管的磁极（要求：闭合开关，向左移动滑片P，螺线管磁性变强）。
题型6 通电螺线管外部磁场方向
22．（2025·江西）探究通电螺线管外部磁场的方向
某组同学通过探究，已了解通电螺线管的两端相当于条形磁体的两极，它们的极性可以用小磁针的指向来判定后，接着探究通电螺线管两端的极性由什么因素决定。
【猜想】
A．可能由螺线管的绕向决定
B．可能由电源正负极的接法决定
C．可能由螺线管中电流的方向决定
（注解：螺线管两接线柱和电源正负极的接法简称电源正负极的接法）
【证据】用 将如图所示的器材连接成电路，把小磁针放在螺线管两端，闭合开关，观察并记录小磁针静止时极的指向、螺线管的绕向、电源正负极的接法、螺线管中电流的方向。如图所示，是本组同学用画图的方法呈现出的四次实验现象。
【解释】
（1）观察分析图甲、乙两图，螺线管的绕向相同，通电螺线管的同一端磁极 ；
（2）观察分析图甲、丙两图，电源正负极的接法相同，通电螺线管的同一端磁极 ；
（3）观察分析图 两图，螺线管中电流的方向相同，通电螺线管的同一端磁极相同；
（4）分析以上证据可知，通电螺线管的极性由螺线管中 决定，而不决定于 ，也不决定于 。
23．（2025·甘肃兰州）在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中：
(1)闭合开关S前，小磁针均指向南北方向，说明地球周围存在 ；
(2)闭合开关S后，小磁针静止时的指向如图所示（涂黑的一端为N极），由此可知：通电螺线管的右端为 极，电源的右端为 极；
(3)对调电源两极，小磁针的指向也随之改变，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）。
题型7 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
24．（2025·四川南充）在“探究导体在磁场中运动时产生感应电流条件”实验中，某小组利用电流计、开关、U形磁铁、导线、导体棒组成了如图甲所示电路。
(1)探究小组将观察到的现象记录在下表中：
开关闭合 导体棒运动方向 电流表指针偏转情况 开关断开 导体棒运动方向 电流表指针偏转情况
竖直上下（乙图） 不偏转 竖直上下（乙图） 不偏转
垂直里外（丙图） 不偏转 垂直里外（丙图） 不偏转
水平左右（丁图） 偏转 水平左右（丁图） 不偏转
分析表中信息可知导体在磁场中运动产生感应电流的条件：闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动；
(2)探究小组观察到磁体不动时，导体棒向右运动指针向右偏转，向左运动指针向左偏转；若导体棒静止不动，磁体向右运动时，观察到电流表指针向 偏转；
(3)探究小组发现实验中电流表的指针偏转角度较小，你有什么方法使指针偏转角度变大？答： （写出一种即可）。
25．（2025·陕西西安·三模）学校的魔方兴趣小组有一款奇异的魔方，如图甲所示，在魔方的内部，嵌入了金属丝，当转动带有磁性的小方块时可以产生电能，可通过USB端口给移动设备充电，为了弄清这款魔方的工作原理，同学们找来了如图乙所示的实验装置进行探究。
(1)当导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，灵敏电流计指针没有偏转，说明电路中 （选填“有”或“没有”）电流产生。
(2)实验中不能用小灯泡代替灵敏电流计的原因是 。
(3)小芳无意间碰到导体ab，导体ab晃动起来，此时灵敏电流计指针发生了偏转，他们继续探究，并把观察到的现象记录在了表中；随后，兴趣小组的同学们还探究了S极在下，N极在上的情况，并发现了类似的现象，通过进一步探究得出：当闭合电路中的部分导体在磁场中做 运动时，电路中能产生电流，与这个过程中能量转化相同的装置是 （选填“电动机”或“发电机”）。
序号 磁体摆放方向 ab运动方向 电流计指针偏转情况
1 S极在上N极在下 水平向左运动 偏转
2 水平向右运动 偏转
3 竖直向上运动 不偏转
4 竖直向下运动 不偏转
(4)他们联想到魔方中是磁性小方块围绕金属丝转动而产生电流，是磁体围绕着导体运动，而不是导体在磁场中运动，于是他们闭合电路后让磁体如下图方向进行运动，其中能够产生电流的是___________图。
A． B． C． D．
(5)若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。
(6)下列利用电磁感应原理工作的装置是___________。（填字母）
A．电铃 B．扬声器 C．电磁起重机 D．动圈式话筒
参考答案
题型1 电磁基础知识
1．【答案】A
【知识点】电磁继电器的结构、原理与工作示意图、温度计的构造和原理、连通器的原理、指南针的工作原理
【详解】A．指南针的磁针在地磁场作用下能指南北，故A符合题意；
B．温度计利用液体热胀冷缩原理，与磁场无关，故B不符合题意；
C．连通器是上端开口，底部相连通的容器，利用液体静止时液面相平的原理，与磁场无关，故C不符合题意；
D．电磁继电器通过电流产生磁场控制电路，依赖电流磁效应，而非地磁场，故D不符合题意。
故选A。
2．【答案】D
【知识点】磁感线的定义及其基本规律、摩擦起电的实质、电动机的工作原理、电能表的作用和读数
【详解】A．磁感线是为了形象描述磁场而人为引入的，实际上磁感线并不存在，故A错误；
B．摩擦起电的实质并不是创造了电荷，而是电荷发生了转移，故B错误；
C．电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用，故C错误；
D．电能表是测量电路消耗电能多少的仪表，单位是，故D正确。
故选D。
3．【答案】C
【知识点】磁化的概念、指南针的工作原理
【详解】A．铜不是磁性材料，不能被磁化，而针能被磁化，所以针不是铜制成的，故A错误；
B．静止后针尾指南，说明针尾是磁体的S极，针尖是N极，根据磁化的特点，针尖接触的是磁石的S极，故B错误；
C．地球本身是一个大磁体，存在地磁场，针尾指南是受到地磁场的作用，故C正确；
D．若稍倾斜木板，由于指南龟的重心在竹钉尖支撑点正上方，且地磁场的作用，指南龟静止时仍会在水平面内，不会倾斜，故D错误。
故选C。
4．【答案】S
【知识点】磁感线的定义及其基本规律
【详解】磁体外部的磁感线从N极出发回到S极，根据图中磁感线方向可知该蹄形磁体下端的磁极是S极。
5．【答案】 南 南
【知识点】地磁场及其分布、磁偏角、指南针的工作原理
【详解】[1][2]地球本身是一个巨大的磁体，地球周围的磁场叫做地磁场，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。罗盘小磁针静止时，小磁针的北极（N 极）指向地理北极，实际上是指向地磁场的南极。
6．【答案】 磁场 S
【知识点】影子的形成原理、指南针的工作原理
【详解】[1][2]地球是一个巨大的磁体，磁化后的回形针具有磁性，将其放在树叶上，漂浮于水面，则回形针在地球磁场的作用下，静止后会指南北两个方向。小草的影子偏向北方，根据影子的形成原理可知太阳在南方，地理南方附近是地磁北极，根据磁极间的相互作用规律可知回形针磁体指南方的是S极，即可以推测A端是回形针磁体的S极。
题型2 电磁现象辨析
7．【答案】B
【知识点】奥斯特实验、电磁感应现象、电动机的工作原理、电流热效应的概念
【详解】电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动。
A．电磁感应现象是发电机的原理，故A不符合题意；
B．通电导体的磁场中受到力的作用，电动机中的线圈中通以电流时，在磁场中受力转动，利用换向器改变线圈中电流方向从而使它持续转动，故B符合题意；
C．电流的磁效应是指通电导体周围存在磁场，是电磁铁的原理，故C不符合题意；
D．电流的热效应是电热器的原理，故D不符合题意。
故选B。
8．【答案】D
【知识点】发电机的构造和工作原理
【详解】沿着筒身方向摇动手电筒为了让线圈切割磁感线运动产生感应电流，这是利用了电磁感应原理；由于线圈是固定的，因此那个滑动的物块是磁铁，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
9．【答案】D
【知识点】产生感应电流的条件、奥斯特实验、电动机的工作原理
【详解】据题分析可知，自动导引车经过布置在地上的磁钉时，会产生感应电流，属于电磁感应现象；
A．是奥斯特实验装置图，属于电流的磁效应，故A不符合题意；
B．图中有电源，验证了通电导体在磁场中会受到力的作用，故B不符合题意；
C．图中装置属于电动机工作原理图，是利用通电导体在磁场中受力的作用而工作的，故C不符合题意；
D．图中无电源，是探究产生感应电流的实验装置图，故D符合题意。
故选D 。
10．【答案】C
【知识点】产生感应电流的条件、奥斯特实验、电动机的工作原理、磁极间的相互作用规律
【详解】磁悬浮地球仪是利用同名磁极相互排斥的原理使地球仪悬浮在空中。
A．图A是电动机的原理图，是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的，与磁悬浮地球仪原理不同，故A错误；
B．图B是发电机的原理图，是利用电磁感应原理制成的，与磁悬浮地球仪原理不同，故B错误；
C．图C展示的是两个同名磁极相互靠近，呈现排斥状态，磁悬浮地球仪正是利用同名磁极相互排斥的原理工作的，故C正确；
D．图D是奥斯特实验，说明通电导线周围存在磁场，与磁悬浮地球仪原理不同，故D错误。
故选C。
题型3 电流磁效应、电磁铁、电磁继电器
11．【答案】 北 负
【知识点】判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系、指南针的工作原理
【详解】[1]指南针能帮助人们在森林中定向，由于受到地磁场的作用，小磁针静止时，指向北方的一端叫N极，所以它的N极总是指向北方。
[2]磁体外部的磁感线，从N极出发回到S极，所以图中螺线管的左端是N极，由安培定则可知电流从螺线管的右端流入，电源的右边是正极，左边是负极。
12．【答案】 N D
【知识点】磁场的客观存在性，磁场方向的规定、磁极间的相互作用规律
【详解】[1]小磁针静止时N极指向右，S极指左，根据磁极间相互作用规律可知螺线管的右端为N极。
[2]磁体外部磁场方向与磁感线方向相同，是从N极出发指向S极，规定小磁针静止时N极所指的方向为该点磁场的方向，所以将小磁针沿着图中轨迹缓慢移到Q处，小磁针a端将逆时针旋转，故选D。
13．【答案】(1)S
(2)5
(3)上
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素、安培定则、运用杠杆平衡原理进行计算
【详解】（1）电流从电磁铁下端流入，根据安培定则，电磁铁上端为S极，下端为N极。
（2）抬杆重心到支点O的距离为
根据杠杆平衡条件则有
代入数据则有
解得电磁铁对铁柱的吸引力。
（3）使抬杆A端从图示位置向上抬起，应增大电磁铁的磁性，则应增大电路中电流，根据，应减小电路总电阻，减小变阻器连入电路的电阻，所以滑动变阻器的滑片P应向上端移动。
题型4 发电机与电动机
14．【答案】B
【知识点】发电机的构造和工作原理、电动机的工作原理、汽油机的构造与工作过程
【详解】电动机的原理是通电导体在磁场中受力而运动。
A．发电机工作时线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生了感应电流，利用了电磁感应原理，故A不符合题意；
B．洗衣机的主要部件是电动机，电动机的前提是供电，结果是产生运动，利用的是通电导体在磁场中受力运动，故B符合题意；
C．电视机的基本原理主要是利用了电磁波传播和接受原理来实现声音和图像信号的传递与接收，故C不符合题意；
D．各种内能转化为机械能的发动机称为热机，汽油机属于热机，没有利用电动机工作，故D不符合题意。
故选B。
15．【答案】B
【知识点】产生感应电流的条件
【详解】AB．灯泡发光，说明电路中有电流；产生电流的现象为电磁感应现象，所以转动铁棒，电机线圈做切割磁感线运动，该装置中没有干电池，故A错误，B正确；
C．转动铁棒，电机就将机械能转化为电能，产生电能供灯泡使用，故C错误；
D．若铁棒反向转动，电机线圈也做切割磁感线运动，电路中能产生电流，故D错误。
故选B。
16．【答案】 法拉第 动圈式扬声器
【知识点】产生感应电流的条件、探究磁场对电流的力的作用、动圈式话筒的工作原理、扬声器和耳机的构造及原理
【详解】[1][2]闭合开关并向右移动ab，闭合电路中的部分导体在磁场中做体格磁感线运动产生感应电流，使cd中有电流通过，cd处在磁场中，通电导体在磁场中受力的作用，cd也会随之向右移动，其中甲装置涉及的物理学原理是法拉第发现的电磁感应现象；动圈式扬声器线圈中通过电流时，在磁场中产生振动，把电流转化为声音；乙装置与动圈式扬声器的原理相同。
17．【答案】 磁感线 改变
【知识点】产生感应电流的条件、电动机的工作原理
【详解】[1]闭合开关，M1电动机通电后，线圈转动，带动M2电动机的线圈一起转动，M2的线圈转动时切割磁感线，产生感应电流，使灯泡发光，这是电磁感应现象。
[2]通电导体在磁场中受力方向跟电流方向有关，如果把电池的正负极对调，导体中的电流方向改变，所以闭合开关后，的转动方向会改变。
题型5 电磁作图
18．【答案】
【知识点】判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系
【详解】如图，电流从螺线管的下端流向上端，根据安培定则可知，电磁铁上端为N极，下端为S极，如图所示：
19．【答案】
【知识点】判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系
【详解】由图可知，通电螺线管上方为地理北极，由于地磁两极与地理两极相反，则上方为地磁S极，下方为地磁N极，通电螺线管外部磁感线从N极出来，回到S极，则A点的磁感线方向为向上；根据安培定则可得，螺线管的电流从上方流入，下方流出，则电源下端为负极，如图所示：
20．【答案】
【知识点】判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系
【详解】同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，小磁针左端N极，右端S极，即可得通电螺线管左端为N极，右端为S极，磁感线在外部由N极指向S极，可标出A点磁感线方向由左向右。根据右手定则，右手握住螺线管，大拇指指向磁感线方向，四指指向即为电流方向，得出电源左侧为负极，右侧为正极，如图所示
21．【答案】
【知识点】判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系、根据要求选择连接滑动变阻器的接线柱
【详解】闭合开关，将滑片P向左移动，螺线管磁性变强，说明变阻器与电磁铁相互影响，两者串联，且此时变阻器接入电路电阻变小，通过电磁铁的电流变大，则变阻器的A端接入电路中；由图知道，电流从右侧往下流入螺线管，根据安培定则，螺线管右侧为N极，左侧为S极，如下图
题型6 通电螺线管外部磁场方向
22．【答案】 导线 不同 不同 甲、丁（或乙、丙） 电流的方向 螺线管的绕向 电源正负极的接法
【知识点】探究通电螺线管的磁场特点
【详解】[1]可以用导线将如图所示的器材连接成电路，导线具有良好的导电性，能有效连接电路各元件，实现电流通路。
（1）[2]甲、乙两图中螺线管绕向一致，但电源正负极接法相反，导致螺线管中电流方向相反。根据安培定则，电流方向决定磁场方向，因此磁极相反。
（2）[3]甲、丙两图中电源正负极接法相同，但螺线管绕向相反，导致电流在螺线管中的实际流向相反。安培定则中，电流方向决定磁极方向，绕向改变等效于电流方向相对改变，故磁极相反，则通电螺线管的同一端磁极不同。
（3）[4]甲和丁（或乙和丙）两图，螺线管中电流的方向相同，根据安培定则，电流方向决定磁场方向，通电螺线管的同一端磁极相同。
（4）[5][6][7]单独改变绕向或电源正负极接法，电流方向改变，则磁极改变；若电流方向不变（如同时改变绕向和电源接法），则磁极不变。因此，通电螺线管的极性由螺线管中电流的方向决定，而不决定于螺线管的绕向，也不决定于电源正负极的接法。
23．【答案】(1)磁场
(2) N 正
(3)电流
(4)见解析
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素、判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系、探究通电螺线管的磁场特点
【详解】（1）闭合开关 S前，小磁针均指向南北方向，这是因为地球本身是一个巨大的磁体，地球周围存在地磁场，小磁针在地磁场的作用下会指向南北方向。
（2）[1]根据磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。由图可知，左侧小磁针的N极指向通电螺线管的左端，说明通电螺线管的左端为S极，那么右端为N极。
[2]根据安培定则：用右手握住通电螺线管，让四指弯曲的方向与螺线管中电流的方向一致，那么大拇指所指的那一端就是通电螺线管的N极。已知通电螺线管的右端为N极，用右手握住螺线管，大拇指指向右端，则四指弯曲的方向为电流的方向，由此可判断出电流从螺线管的右端流入，左端流出，所以电源的左端为负极，右端为正极。
（3）对调电源两极，电流方向改变，小磁针的指向也随之改变，说明通电螺线管的磁场方向发生了改变，由此可知通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。
（4）影响通电螺线管磁场强弱的因素有：电流大小、线圈匝数、有无铁芯。为了使通电螺线管的磁场增强，可采取的有效措施有：增大电流、增加线圈匝数、插入铁芯等。
题型7 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
24．【答案】(1)切割磁感线运动
(2)左
(3)增大导体切割磁感线的速度/换用磁场更强的U形磁铁
【知识点】探究感应电流的产生条件、影响感应电流大小和方向的因素
【详解】（1）由表中数据可知，当导体棒竖直向下、垂直里外运动时，导体棒没有切割磁感线，电流表指针不偏转，没有产生感应电流；当导体棒水平左右运动时，切割磁感线，电流表指针偏转，说明此时产生了感应电流，因此可知，开关闭合，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。
（2）导体棒向右运动指针向右偏转，向左运动指针向左偏转，若导体棒静止不动，磁体向右运动时，相当于导体向左切割磁感线，电流表指针向左偏转。
（3）感应电流的大小与磁场的强弱和导体切割磁感线的速度有关，灵敏电流计指针偏转角度较小，要偏转更明显，可以增大导体切割磁感线的速度或换用磁场更强的U形磁铁。
25．【答案】(1)没有
(2)见解析
(3) 切割磁感线 发电机
(4)AC
(5)电源
(6)D
【知识点】电动机的工作原理、动圈式话筒的工作原理、探究感应电流的产生条件
【详解】（1）闭合开关，当导体ab静止悬挂起来后，没有切割磁感线，灵敏电流计指针没有偏转，说明电路中没有电流产生。
（2）在“探究产生感应电流的条件”的实验中，实验中灵敏电流计的作用是显示感应电流的大小和方向，而如果换成小灯泡，由于电流太小，灯泡不能发光或发光不明显，且不能显示电流方向。
（3）[1]无论S极在上N极在下还是N极在上S极在下，当导体ab水平向左、右运动时，此时ab做切割磁感线运动，电流计指针都发生偏转，说明有感应电流产生；而当导体ab竖直向上、向下运动时，此时ab不切割磁感线运动，电流计指针不发生偏转，说明没有感应电流产生。
[2]该实验中，导体ab做切割磁感线运动，产生电流，实验中消耗机械能，获得电能，将机械能转化为电能。发电机是将机械能转化为电能的装置，而电动机是将电能转化为机械能的装置，故能量转化与上述过程中相同的装置是发电机。
（4）由图可知，AC图中，导体不动，磁体运动，导体做切割磁感线运动，产生感应电流；BD图中，导体运动的方向与磁感线平行，没有切割磁感线，所以不能够产生电流。故能产生感应电流的是AC图。
（5）电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力而运动，所以电路中需要有电源，故需将此装置中灵敏电流计换成电源。
（6）AC．电铃、电磁起重机的主要部件是电磁铁，是利用电流的磁效应工作的，故AC不符合题意；
B．扬声器是把电信号转化为声信号，利用通电导体在磁场中受力的原理，故B不符合题意；
D．动圈式话筒是把声信号转变成电信号的，声信号的振动带动线圈在磁场中振动，产生电流，是电磁感应原理，故D符合题意。
故选D。

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