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第18章　电与磁
【本章课标要求及素材】
内容要求
1.2.1 通过实验，了解物质的一些物理属性，如磁性等，能用语言、文字或图表描述物质的物理属性。
例1 通过实验，了解物质的磁性和磁化现象。调查磁性材料在生活中的应用。
2.4.2 通过实验，认识磁场。知道地磁场。
例2 查阅资料，了解我国古代指南针的发明对人类社会发展的贡献。
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。
例3 了解动圈式扬声器的结构和原理。
例4 了解直流电动机的工作原理。
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。
例5 了解发电机的工作原理。
活动建议
（1）利用磁体和缝衣针制作指南针，验证同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引。
（2）查阅资料，了解我国磁悬浮列车的发展状况，讨论电磁技术在其中的应用。
（3）制作一台小型风力发电机，从跨学科视角与同学交流制作过程与作品。
情景素材建议
与电和磁相关的素材：通过摩擦过的塑料梳子吸引轻小物体或水流等现象演示静电作用，利用小磁针探究磁体和通电导线周围的磁场，分析电动机和发电机模型等，让学生认识电磁的应用，体会物理学发展对社会进步的推动作用。
跨学科实践
5.1.1 能发现日常生活中与物理学有关的问题，提出解决方案。
5.1.2 能运用所学知识分析日常生活中的安全问题，提出解决方案，践行安全与健康生活。
5.2.1 了解我国古代的技术应用案例，体会我国古代科技对人类文明发展的促进作用。
5.2.2 调查物理学应用于工程技术的案例，体会物理学对工程技术发展的促进作用。
5.3.3 了解我国科技发展的成就，增强科技强国的责任感和使命感。
学生必做实验
4.2.9 探究通电螺线管外部磁场的方向。
例1 用小磁针、通电螺线管等，探究通电螺线管外部磁场的方向。
4.2.10 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
例2 用矩形线圈或单根导线、磁体、灵敏电流计等探究产生感应电流的条件。
实验器材建议
在探究导体在磁场中运动产生感应电流的条件时，可用磁性较强的磁体进行实验。
【本章知识结构】
知识点一
磁现象（10年3考，2024、2020、2016年考）
1．磁性：磁体吸引______、钴、镍等物质的性质。
2．磁极：磁体上磁性最_____的两个部位。能够自由转动的磁体，静止时指南的磁极叫作南极或____极，指北的磁极叫作北极或____极。
3．磁极间相互作用的规律：同名磁极相互________，异名磁极相互________。
4．磁化：有些物体在磁体或电流的作用下获得磁性的现象。钢针磁化后，可以用来制作指南针。
铁
强
S
N
排斥
吸引
知识点一
1．（BS习题改编）判断正误：
（1）条形磁体从中间断成两截，每截有1个磁极 （　　）
（2）钢条与小磁针相互吸引，钢条一定有磁性 （　　）
×
×
知识点二
磁场（10年5考，2025、2023、2020、2019、2016年考）
力
北（N）
磁场
图1（RJ、HK、BS图片）
北（N）
南（S）
磁场
强弱
条形
沈括
南
北
知识点二
2．判断正误：
（1）磁体间的相互作用是通过磁场发生的 （　　）
（2）磁场对放入其中的物体一定有力的作用 （　　）
（3）磁感线总是从N极出发回到S极 （　　）
（4）磁场是真实存在的一种物质，而磁感线不存在 （　　）
（5）司南的南极静止时指向地磁场的南极 （　　）
（6）地磁场的磁感线从地理南极出发回到地理北极 （　　）
√
×
×
√
×
×
知识点三
电流的磁效应（10年3考，2024、2022、2016年考）
1．丹麦物理学家__________第一个通过实验发现了电与磁之间的联系。如图3所示，由甲、乙实验可知，________________________；由甲、丙实验可知，通电导线周围的磁场方向与______________有关。
图3（RJ图片）
注意　实验过程中为了避免地磁场的影响，直导线应该朝______（选填“南北”“东西”或“任意”）方向平行放置。
奥斯特
通电导线周围存在磁场
电流的方向
南北
2．电流的磁效应：通电导线周围存在与___________有关的磁场。
3．通电螺线管的磁场：通电螺线管外部的磁场与____________的磁场相似，其两端的极性跟螺线管中________的方向有关。
4．安培定则（右手螺旋定则）：如图4，用______（选填“左”或“右”）手握住通电螺线管，让四指指向螺线管中________的方向，则拇指所指的那端就是螺线管的_____极。
电流方向
条形磁体
电流
右
电流
N
知识点四
电磁铁（10年3考，2024、2022、2016年考）
1．构造：如图5所示，在通电螺线管内插入一个________，就构成了电磁铁。




2．工作原理：电流的______效应。
铁芯
图5（RJ图片）
磁
3．影响电磁铁磁性强弱的因素：
（1）线圈匝数一定时，通入的________越大，磁性越强；
（2）电流一定时，外形相同的螺线管，____________越多，电磁铁的磁性越强；
（3）通电螺线管中有铁芯时比无铁芯时磁性更强。
4．优点：磁性的有无可由__________来控制，磁性的强弱可由______________来控制，磁极可以通过改变____________来改变。
电流
线圈匝数
通断电
电流的大小
电流方向
知识点五
电磁继电器（10年5考，2024、2023、2021、2019、2017年考）
1．实质：利用__________来控制工作电路的一种开关。
2．结构：如图6所示。
电磁铁
图6（RJ、HK、BS图片）
3．工作过程：电磁铁通电时，衔铁被________，使动触点和静触点接触，工作电路闭合；电磁铁断电时，衔铁被________，弹簧把衔铁拉起来，切断工作电路。（均选填“吸合”或“释放”）
吸合
释放
1．通电导线在________中受到力的作用，力的方向跟________的方向和________的方向都有关。
2．当电流的方向或者磁场的方向变得相反时，通电导线受力的方向会____________；当电流的方向和磁场的方向都变得相反时，通电导线受力的方向会________。
知识点六
磁场对通电导线的作用（10年6考，除2024、2023、2022、2018年）
磁场
磁场
电流
变得相反
不变
1．电磁感应现象：闭合电路的部分导体在磁场中做_____________运动时，导体中会产生___________。此现象由英国物理学家_________发现。
2．产生感应电流的条件：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
3．感应电流的方向与_______的方向和___________的方向有关。
4．应用：发电机发电时，线圈在磁场中连续转动，产生交变电流，简称________，我国电网使用的就是频率为 50 Hz的交变电流。
知识点七
电磁感应（10年7考，除2025、2024、2017年）
切割磁感线
感应电流
法拉第
磁场
导体运动
交流
知识点八
电磁实验装置对比分析（10年10考）
实验装置
实验现象
因果关系
揭示的原理
应用
能量转化
?
电路接通后，小磁针偏转
电流→磁场
____________
________、电磁继电器
/
电流的磁效应
电磁铁
通电导线在
磁场中受到
力的作用
机械
电动机
电磁感应
发电机
电能
能
实验一　★探究通电螺线管外部磁场的方向【10年1考，2022年考】
实验梳理表1（课标要求必做类实验）
实验
思路
1.（1）如何推断磁场的方向？通过小磁针静止时___极的指向来推断；
（2）如何推断通电螺线管外部的磁场分布情况？通过观察铁屑在磁场中的排列情况来推断；
（3）如何找出通电螺线管的极性与环绕电流方向之间的关系？通过改变通电螺线管中的____________来对比
N
电流方向
实验过程
2.主要器材：螺线管、导线、电源、开关、小磁针、硬纸板、铁屑
3.实验过程：
（1）按图甲布置器材，把小磁针放到螺线管四周不同位置。闭合开关，观察并记录小磁针静止时N
极的指向；将电源的正、负极对
调，再次实验；
（2）将螺线管安装在硬纸板上，
如图乙所示，在硬纸板上撒一层铁屑。通电后，轻敲硬纸板，观察铁屑的分布情况
甲（RJ图片）
乙（HK、BS图片）
实验结论
4.（1）通电螺线管外部的磁场与________磁体的磁场相似；
（2）通电螺线管两端的极性跟螺线管中______________有关
交流评估
5.螺线管通电后，铁屑被________，变成一枚枚“小磁针”，能显示磁场的分布情况。轻敲硬纸板的目的是：使铁屑与硬纸板分离，避免铁屑与硬纸板之间的________影响铁屑的分布
条形
电流的方向
磁化
摩擦
交流评估
6.如图所示，通电螺线管旁的小磁针分别静止在图示位置。分析可知，通电螺线管的极性由螺线管中______________决定，与绕线方式________（选填“有关”或“无关”）
?


?
电流的方向
无关
精选考法通关练
例1　（2022河南，17题改编）在探究通电螺线管外部磁场方向的实验中：
【基础新设问】
（1）在装有螺线管的硬纸板上均匀地撒满铁屑，通电后铁屑分布无明显变化，这时需_______硬纸板，观察到铁屑排列成图7所示的形状。可见，通电螺线管外部的磁场与________磁体的磁场相似。
图7
轻敲
条形
（2）实验中如果用铜屑代替铁屑，________（选填“能”或“不能”）显示出磁场分布情况。
（3）闭合开关后，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。
（4）为了进一步探究通电螺线管外部磁场的方向与电流方向的关系，接下来应进行的操作是_________________；若观察到___________ ______________的现象，说明通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。
图7
不能
N
对调电源正、负极
小磁针的指
向与原来相反
【提升与创新】
（5）用小磁针探究磁场方向时，发现小磁针没有标N、S极，请写出一种判断小磁针N、S极的做法：________________________________ __________________________________________________。
（6）（2025兰州）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）。
（7）若放在螺线管两端的两个小磁针在螺线管通电后不发生偏转，原因可能是__________________________________________。
将小磁针水平放置在水平桌面上，
待其静止时，指向北的一端为N极，指向南的一端为S极
在通电螺线管内部插入铁芯（或增大电源电压；或增加螺线管
的线圈匝数）
螺线管两端的磁场方向与地磁场的方向一致
实验二　★探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件【10年1考，2018年考】
实验梳理表2（课标要求必做类实验）
实验
设计
思路
1.（1）如何判断电路中有无电流以及电流的方向？在电路中串联一个电流表（灵敏电流计），通过观察_______________________来判断有无电流产生，通过__________________________来判断电流的方向；
（2）如何探究产生感应电流的条件？尝试使导体在磁场中运动，看看电路中是否有电流
电流表的指针是否偏转
电流表的指针偏转的方向
实验
过程
2.实验器材：蹄形磁体、电流表（灵敏电流计）、导线
3.实验过程：
（1）在蹄形磁体的磁场中放置一根导线，导线跟电
流表（灵敏电流计）组成____________，如图所示；
（2）让导线在磁场中分别静止、运动，观察在什么情况下电路中能产生电流，并记下产生电流时电流表指针的偏转方向、磁场方向及导体的运动方向；
（3）改变磁场方向、导体的运动方向，观察并记录电流表指针偏转方向改变时对应的磁场方向、导体的运动方向
闭合电路
结论
4.闭合电路的一部分导体在磁场中做____________运动时，导体中会产生感应电流；感应电流的方向与________的方向和____________的方向有关
交流评估
5.导体在磁场中运动时，电流表指针不偏转的原因：
（1）导体没有________磁感线；（2）感应电流太小；（3）电路中某处________
6.探究影响感应电流大小的因素
①探究感应电流的大小与导体运动的速度是否有关：控制磁场的强
弱不变，改变导体运动的_______，观察电流表指针偏转角度的大小；
切割磁感线
磁场
导体运动
切割
断路
速度
交流评估
②探究感应电流的大小与磁场的强弱是否有关：控制______________ ___不变，改变______________，观察电流表指针偏转角度的大小；
③实验结论：感应电流的大小与导体切割磁感线的速度和磁场强弱有关
7.在“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”实验中，若电流表指针偏转不明显，为了使指针偏转明显，可采取的措施有______ __________________________________________________________________________
导体运动的速
度
磁场的强弱
增加导体棒切割磁感线的速度（或更换磁性更强的磁体；或使用多匝线圈代替导体棒）
精选考法通关练
例2　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
图8
电流表、蹄形磁体、导线、导体ab组成的电路如图8甲所示。
实验次数
导体ab在磁场中的运动情况
电流表指针的偏转情况
1
上下运动
不偏转
2
水平向左运动
向右偏转
3
水平向右运动
向左偏转
【基础新设问】
（1）图甲中，将导体ab沿各个方向移动，电流表的指针_________（选填“偏转”或“不偏转”），原因是__________________________ ________。
图8
不偏转
电路不是闭合回路，不能形
成电流
（2）闭合开关后，观察各种情况下电流表指针的偏转情况，记录的实验现象如表。分析实验操作及现象可知，导体在磁场中运动时产生感应电流的条件：①导体必须是________电路的一部分；②导体在磁场中做______________运动。
实验次数
导体ab在磁场中的运动情况
电流表指针的偏转情况
1
上下运动
不偏转
2
水平向左运动
向右偏转
3
水平向右运动
向左偏转
闭合
切割磁感线
（3）由2、3两次实验可知，感应电流的方向与_________________有关。
（4）该装置在产生感应电流的过程中，将________能转化成_____能。下列物品中，应用该原理工作的是_____（选填字母）。
A．电风扇　　　 B．动圈式话筒
C．电铃　　　 D．电热水壶
实验次数
导体ab在磁场中的运动情况
电流表指针的偏转情况
1
上下运动
不偏转
2
水平向左运动
向右偏转
3
水平向右运动
向左偏转
导体运动的方向
机械
电
B
【提升与创新】
（5）若将导体ab放在图乙所示位置竖直向上快速移动，图中的“?”表示导体ab的横截面，则电路中______产生感应电流；若导体ab静止不动，将蹄形磁体左右移动，则电流表的指针______偏转。（均选填“会”或“不会”）
图8
会
会
（6）（创新装置）小明设计的装置如图丙所示，将条形磁体插入线圈的过程中，观察到电流表的指针向左偏转，则将条形磁体从线圈内拔出的过程中，电流表的指针会向______偏转。
图8
右
（7）若要探究感应电流方向与磁场方向的关系，应_____________ _________________________________________________________。
（8）[2018河南，17题（4）]小明进一步猜想，感应电流的大小可能与导体运动的速度和磁场强弱有关。为了探究感应电流的大小与磁场强弱是否有关，他应进行的操作是________________________________ ______________________________________________________。
保持导体ab运
动方向不变，将磁体的N、S极对调，观察电流表指针偏转情况
让导体棒以相同的速度，在强弱不
同的磁场中做切割磁感线运动，比较电流表指针偏转的角度
考点
磁现象、磁场（10年6考）
例1　（RJ、HK、BS素材）关于图9所示的磁现象，下列说法正确的是 （　　）
甲
乙
丙
丁
图9
A．图甲：条形磁体附近的4枚小磁针静止时的指向都是正确的
B．图乙：根据磁感线分布可以判断出图中的两个磁极都是N极
C．图丙：将弹簧测力计从磁体左端向右端水平移动时，其示数逐渐变大
D．图丁：简易指南针的针尖能指向北方是受地磁场的作用
D
考点
安培定则的应用（10年1考）
例2　（RJ习题改编）下列小磁针静止时的指向正确的是（　　）
C
1.（2025陕西）通电螺线管的磁感线方向如图10所示，请在虚线框中标出电源右侧的“＋”或“－”极和小磁针左侧的N或S极。
图10
如答图1所示
答图1
考点
电磁铁和电磁继电器（10年4考，常结合欧姆定律考查）
例3　（RJ习题改编）如图11，电路中的GMR是巨磁电阻（其阻值随周围磁场强度的增强而减小），当开关S1和S2闭合时，将滑片P向左移动，下列说法正确的是 （　　）
A．电磁铁线圈中的电流变小
B．电磁铁的磁性变弱
C．巨磁电阻的阻值变大
D．指示灯变亮
D
图11
例4　（双选）图12是汽车尾气中CO浓度的检测电路示意图。气敏电阻R1的阻值随CO浓度增大而减小，R2是滑动变阻器，闭合开关S，当CO浓度高于某一设定值时，电铃报警。当CO浓度升高时，下列说法正确的是 （　　）
A．控制电路中的电流变大
B．电磁铁的磁性减弱
C．电铃报警时，衔铁被释放
D．电铃应接在C、D之间
AD
图12
2.（RJ新增习题改编）（双选）某品牌空调内部用传感器和电磁继电器实现了自动控制，图13是简化的工作原理示意图。当室内温度达到设定温度时，压缩机开始制冷；当温度降低到设定温度以下时，压缩机停止工作。下列说法正确的是 （　　）
A．压缩机开始制冷时，衔铁被释放
B．室内温度越高，电磁铁的磁性越弱
C．室内温度越高，控制电路中的电流
越大
D．室内温度越低，热敏元件阻值越大
CD
图13
考点
电磁现象的辨识（10年4考）
例5　图14是有关电与磁现象的四幅图，请完成下列问题。
（1）首次证明电能生磁的是图_____，说明磁能生电的是图____。
（2）电动机工作时将______能转化为________能，能说明其工作原理的是图______。
甲
图14
丁
电
机械
乙
（3）发电机工作时将________能转化为______能，能说明其工作原理的是图______。
（4）用来探究影响电磁铁磁性强弱因素的装置是图______，实验中通过____________________反映磁性的强弱；装置中电磁铁的工作原理是________________，能说明该原理的是图______。
机械
图14
电
丁
丙
吸引大头针的多少
电流的磁效应
甲
3.（2023河南，11题改编）图15是小聪设计的一款小制作，圆筒A中安装有电磁铁和可转动的线圈。有风吹过时，扇叶带动线圈转动，可使接入的LED灯发光。下列设备与小制作的工作原理相同的是（　　）
A．电风扇
B．扬声器
C．发电机
D．电磁铁
C
图15
4.（2020河南，14题）（双选）在科学晚会上，小明所在的科技小组展示了一个“隔板推物”的节目，其原理如图16所示。甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁体的磁场中，两线圈通过导线连接构成一个闭合电路。用手推动甲线圈摆动时，乙线圈会随之摆动。对于这个过程，下列说法正确的是 （　　）
A．甲线圈相当于电源，乙线圈相当于用电器
B．推动甲线圈摆动时电能转化为机械能
C．乙线圈随之摆动时机械能转化为电能
D．乙线圈摆动是因为通电导线在磁场中受力
AD
图16
例6　（HK习题改编）如图17所示，AB和CD是两根固定且平行的光滑金属导轨，符号“×”代表磁场方向垂直纸面向里。铜棒EF和GH垂直放在导轨上并保持静止，当拉动铜棒EF向左运动时，铜棒GH会跟着向左运动。若将磁场方向改为与原来相反，仍然向左拉动铜棒EF，则
考点
电磁分析推理（10年3考）
图17
GH的运动方向_______（选填“向左”或“向右”），理由是__________________________________________ ________________。
向左
电流方向和磁场方向都发生变化时，导体GH所
受力的方向不变
5．如图18所示，完全相同的金属框A和B在同一水平高度处，金属框A下方有一磁场区域，“×”表示磁场方向垂直纸面向里。现让金属框A、B由静止同时下落，不考虑空气阻力，先落地的是金属框_____（选填“A”或“B”），请从能量转化的角度简述理由：________________________________________
_______________________________________
_______________________________________。
图18
B
金属框A在进、出磁场时做切割磁感线运动，一部分机械能转化为电能，B下落过程中重力势能全部转化为动能

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