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第二十章 电与磁
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 磁现象 磁场 1
题型2 电生磁 5
题型3 电磁铁 电磁继电器 12
题型4 电动机 17
题型5 跨学科实践：制作简易直流电动机 21
题型6 磁生电 22
【能力培优练】 28
【链接中考】 39
【重难题型讲解】
题型1 磁现象 磁场
一、磁现象
1、磁性：我们把物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性。铁、钴、镍等物质称为铁磁性物质（磁性材料）。
2、磁体：具有磁性的物体叫做磁体。
磁体的特点：一是能吸引磁性材料；二是吸引磁性材料时，不必与这些物体直接接触，如隔着薄木板，磁体也能吸引铁块。
3、磁极：条形磁体的两端磁性最强，中间部位磁性最弱。磁体吸引能力最强的两个部位叫磁极。
（1）能够自由转动的磁体，静止时指南的那个磁极叫南极（S极），指北的那个磁极叫北极（N极）。
（2）同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
4、磁化：一些物体在磁体（或电流）的作用下会获得磁性，这种现象叫做磁化。
磁化有三种方式：
（1）将能够被磁化的物体放入强磁体周围。
（2）将能够被磁化的物体放入强电流周围。
（3）用磁体的南极或北极，沿能被磁化的物体向一个方向摩擦几次。
（4）磁化在生活中的相关现象：磁带和磁卡利用了它们能够被磁化的原理；磁性材料在高温条件下，有去磁的现象；磁带、磁盘、磁卡等物体不适合在磁场环境和高温环境保存．彩色电视显像管被磁化后颜色失真；机械手表被磁化后走时不准。
5、判断物体是否具有磁性的方法
（1）利用磁体的指向性来判断：把被检物体悬挂起来在水平方向可以自由转动，静止时总是一端指南一端指北，则是磁体，静止时指向无规律则不是磁体。
（2）利用磁体的吸铁性来判断：把被检物体靠近铁钉，如果吸引则是磁体，如果不吸引则不是磁体。
（3）利用磁极间作用规律来判断：把被检物体分别与已知磁体的S极和N极靠近，如果一次吸引一次排斥则是磁体，如果两次都吸引则不是磁体。
（4）利用磁极磁性最强来判断：若A、B两根外形相同的钢棒，已知其中一根具有磁性，另一根没有磁性，具体的区分方法是，将A的一端从B的左端向右滑动，若发现吸引力的大小不变，则说明A有磁性；若吸引力由大变小再变大，则说明B有磁性。
6、消磁：通过撞击、煅烧或使用消磁器使磁体失去磁性的过程。
二、磁场
1、磁场：磁体周围存在着某种物质，这种物质叫做磁场，磁极间的相互作用就是通过磁场（特殊物质）发生的。
2、磁场的基本性质：对放入其中的磁体产生力的作用。
3、磁场的方向：物理学中规定，在磁场中的某一点，小磁针静止时北极所指的方向，就是改点磁场的方向。
4、磁感线：在磁场中画一些有方向的曲线，使曲线上任一点的切线方向都跟该点磁场方向一致，就可以形象地描述磁场了，这样的曲线叫做磁感线。
（1）磁场是真实存在于磁体周围的一种特殊物质，而磁感线是人们为了直观、形象的描述磁场的方向和分布情况而引入带有方向的曲线，它并不是真实存在的。正如探究光时，引入光线的概念一样。这在物理学上称为模型法。
（2）磁感线分布的疏密程度可以表示磁场的强弱。磁体的两极处磁感线最密，表示磁体两极处的磁场最强。
（3）磁感线是有方向的，磁体周围任意一点的磁场方向都是沿着磁感线从N极指向S极的。
（4）在磁体外部，磁感线从磁体的N极出发，回到磁体的S极；在磁体内部，磁感线从磁体的S极出发回到N极，形成一条条闭合曲线。
（5）在画图时，因受纸面的限制，只画了一个平面内的磁感线的分布情况。但实际上磁体周围的磁感线的分布是立体的，在磁体周围空间都分布有磁场。
（6）磁体周围不管磁感线如何曲折都不会相交，因为磁场中任何一点的磁场只有一个确定的方向，如果某一点有两条磁感线相交，则该点的磁场就有两个方向，这是不可能的。
（7）磁体周围不管磁感线如何曲折都不会相交，因为磁场中任何一点的磁场只有一个确定的方向，如果某一点有两条磁感线相交，则该点的磁场就有两个方向，这是不可能的。
三、地磁场
1、地磁场：地球本身相当于一个大磁体，地球周围存在着磁场，叫做地磁场。小磁针的N极总是指向北方，说明地磁场的磁场方向在地表是由南指向北的，所以地磁场的北极应在应在地理的南极附近，地磁场的南极应在地理的北极附近。
2、磁偏角：地磁场的两极与地理两极并不重合，所以小磁针所指的方向并不是地理正南、正北方向，而是稍微有点偏离。地磁南、北极的连线和地理南、北极的连线之间有一个夹角，称为磁偏角。历史上第一个记载地理和地磁两极不重合的人是我国宋代的沈括，他提出磁偏角的概念。
【探究归纳】磁现象中磁体具有磁性（能吸引铁、钴、镍）且两端磁性最强（为磁极，同名磁极相斥、异名磁极相吸），磁体周围存在磁场（客观存在的特殊物质，对放入的磁体有力的作用），磁场方向可由小磁针静止时 N 极指向确定，磁体外部磁场从 N 极指向 S 极，磁感线可形象描述磁场的分布、强弱与方向。。
【典例1-1】指南针是我国四大发明之一，《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其抵指南”是把天然磁石磨成勺子的形状，放在水平光滑的“地盘”上（　　）
A．司南“柢”与小磁针的南极相互排斥
B．司南只有一个磁极，该磁极指南
C．司南周围真实存在看不见的磁感线
D．把铜丝放在“地盘”上，受到司南的引力
【答案】A
【详解】A．“司南之杓，投之于地，其抵指南”，地磁场的北极在地理的南极附近，因此司南“柢”为其磁极的南极，与小磁针的南极相互排斥，故A符合题意；
B．任何磁体都有南北两极，司南也有南北两个磁极，故B不符合题意；
C．磁感线是为了研究磁场而引入的假想曲线，磁场是不存在的，故C不符合题意；
D．磁铁能吸引铁、钴，不能吸引铜，故D不符合题意。
故选A。
【典例1-2】指南针在古代航海中发挥着巨大的作用，早在1119年朱或所著的《萍洲可谈》中就有“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦观指南针”的记载。指南针其中一端始终指南是因为地球相当于一个巨大的磁体，磁体的 （选填“南极”或“北极”）在地理南极附近；在11世纪，我国宋代学者 就发现了地理两极和地磁两极并不重合，这个发现比西方早了400多年。
【答案】 北极 沈括
【详解】[1]地球相当于一个巨大的磁体，磁体的北极在地理南极附近，由磁极间的相互作用可知指南针其中一端始终指南。
[2]中国北宋的沈括最早发现了地磁两极与地理两极并不重合的现象，即磁偏角的存在。
跟踪训练1下列关于磁场和磁感线的说法正确的是（　　）
A．磁感线是磁体周围真实存在的曲线
B．磁场对放入其中的磁体一定有力的作用
C．小磁针在磁场中某一点静止时N极所指的方向跟该点的磁场方向相反
D．仅在地磁场作用下指南针北极指向地理南极
【答案】B
【详解】A．磁感线是为了形象地描述磁场而假想出来的曲线，实际上并不存在。磁场是一种看不见、摸不着的特殊物质，它存在于磁体的周围，并对放入其中的磁性物质产生力的作用。故A错误；
B．磁场的基本性质就是对放入其中的磁性物质有力的作用。这种力就是磁力，它使得磁性物质在磁场中受到吸引或排斥。故B正确；
C．小磁针在磁场中某一点静止时，它的N极所指的方向就是该点的磁场方向，而不是相反，故C错误；
D．地磁场的北极在地理的南极附近，地磁场的南极在地理的北极附近。因此，指南针的北极（实际上是一个小磁针的N极）在地磁场的作用下会指向地理的北极附近，而不是南极。故D错误。
故选B 。
跟踪训练2地磁场的分布与条形磁体的磁场相似，图甲、乙所示的两个示意图中，能合理描述地磁场的是 图，由图可见地磁两极和地理两极之间存在着夹角，最早发现这一现象的人是中国宋代学者 ，若在我市某位置放置一小磁针，它的N极指向地理的 （选填“南”或“北”）极附近。
【答案】 乙 沈括 北
【详解】[1]地球周围存在着地磁场，地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在地理的北极附近，且地磁两极和地理两极并不重合，存在一定的夹角，所以能合理描述地磁场的是图乙。
[2]最早发现地磁两极和地理两极之间存在夹角这一现象的人是中国宋代学者沈括。
[3]由于地磁的北极在地理的南极附近，根据异名磁极相互吸引，所以若在我市某位置放置一小磁针，它的N极指向地理的北极附近。
题型2 电生磁
一、电流的磁效应
1、奥斯特实验说明：
（1）通电导线周围存在着磁场。
（2）电流的磁场方向与电流方向有关。
2、电流的磁效应：通电导线周围存在着与电流方向有关的磁场，这种现象叫做电流的磁效应。
二、通电螺线管的磁场
1、通电螺线管：把导线缠绕在圆筒上，就做成了一个螺线管，也叫线圈。接通电源的螺线管叫通电螺线管。
给螺线管通电后，各线圈产生的磁场叠加在一起，通电螺线管周围就产生了较强的磁场。
2、通电螺线管外部的磁场
（1）通电螺线管外部的磁场方向与电流方向有关。
（2）通电螺线管外部磁场跟条形磁体的磁场相似，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个磁极。
（3）通电螺线管的内部也存在磁场，其磁场方向与外部相反（内外磁场方向大致走向相反）。
3、通电螺线管的极性
（1）通电螺线管两端的极性与通电螺线管中电流方向有关。
（2）通电螺线管两端的极性与通电螺线管中线圈的绕向有关。
4、探究通电螺线管的磁场特点
实验目的：利用小磁针及铁屑，探究通电螺线管外部磁场的形状及方向。
实验器材：螺线管、小磁针、玻璃板、铁屑、电源、开关、滑动变阻器、导线若干。
实验步骤：
（1）在有螺线管的玻璃板上均匀撒满铁屑，闭合开关使电流通过螺线管。
（2）轻敲玻璃板，观察铁屑的排列情况，
（3）在通电螺线管周围放一些小磁针，闭合开关后观察小磁针北极的指向（黑色为N极）。
（4）改变螺线管中的电流方向，闭合开关后观察小磁针北极的指向（黑色为N极）。
（5）改变螺线管的绕线方向，重复（3）、（4）。
实验结论：
（1）通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场相似。
（2）通电螺线管的磁场方向与环绕螺线管的电流方向有关。
三、安培定则
1、安培定则：用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极（N极）
2、已知通电螺线管中电流的方向，判断通电螺线管两端的极性。具体方法：
（1）标出通电螺线管中电流的方向。
（2）用右手握住螺线管，让弯曲的四指指向螺线管中电流方向。
（3）大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极，如图所示。
3、已知通电螺线管两端磁极，判断通电螺线管中电流的方向。具体方法：
（1）先用右手握住通电螺线管，大拇指指向N极；
（2）弯曲的四指所指的方向就是螺线管中电流的方向；
（3）按照四指弯曲的方向在螺线管中标出电流方向。
【探究归纳】“电生磁” 即电流的磁效应，指通电导体周围会产生磁场（奥斯特实验证实），其中通电螺线管的磁场分布类似条形磁体（两端为 N、S 极），磁极可通过安培定则判断，且导体周围磁场方向与电流方向相关，通电螺线管磁场强弱还与电流大小、线圈匝数有关。
【典例2-1】1820年，安培在法国科学院的例会上做了一个有趣的实验：将螺线管沿东西方向水平悬挂起来，给螺线管通电，静止时如图所示。下列说法中正确的是（　　）
A．通电螺线管A端为S极，B端为N极
B．通电螺线管外部磁场分布与蹄形磁体相似
C．通电螺线管A端会吸引铁块，B端会排斥铁块
D．螺线管通电会转动，最后停在南北方向上
【答案】D
【详解】A．由图可知，电流由A流向B，由安培定则可知，右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指方向是螺线管的N极，所以通电螺线管的A端为N极，B端为S极，故A错误；
B．通电螺线管外部磁场的分布情况与条形磁体的磁场分布情况相似，故B错误；
C．磁性物体会吸引铁钴镍等物体，因此螺线管通电后产生磁性，A和B端都会吸引铁块，故C错误；
D．在地磁场的影响下，通电螺线管最后会静止在南北方向上，故D正确。
故选D。
【典例2-2】如图所示，电源的a端为 （选填“正”或“负”）极。
【答案】正
【详解】由图可知，通电螺线管的右端是N极，左端是S极，由安培定则可知，电流从螺线管的左侧流入，右侧流出，所以电源a端为正极。
【典例2-3】图是磁悬浮地球仪（由电磁底座和球体两部分组成）的悬浮原理。请标出O点处的磁场方向以及电源正极（用“+”表示）。
【答案】
【详解】地球仪悬浮，根据同名磁极相互排斥可知，条形磁体上端为S极，下端为N极；电磁铁外部磁感线由N极出发，回到S极，则O点处的磁场方向向上，根据安培定则可知，电流从上方后面流入电磁铁，则电源下方为正极，如图所示：
【典例2-4】小亮做“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验。
(1)将螺线管按图甲连接到电路中。闭合开关，让螺线管通电，将小磁针放在螺线管周围的某一位置，观察小磁针在各点 时N极的指向；把连接电源的正负接线对调再做实验，这是为了探究通电螺线管外部磁场方向与 的关系；
(2)将漆包线按图乙形状穿绕玻璃板，绕成螺线管后，在玻璃板上均匀撒上铁屑，再给螺线管通电，观察铁屑的分布情况。为了使实验效果好，除了适当增大电流的大小，还应进行的操作是 。再观察铁屑的分布情况，能说明通电螺线管外部磁场与 周围的磁场相似；
(3)根据乙图中两个小磁针的指向可知通电螺线管的 端为N极。
【答案】(1) 静止 电流方向
(2) 轻敲玻璃板 条形磁体
(3)右
【详解】（1）[1]通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似，闭合开关，让螺线管通电，将小磁针放在螺线管周围的某一位置，观察小磁针在各点静止时N极的指向。
[2]把连接电源的正负接线对调再做实验，此时电流的方向发生了改变，这是为了探究通电螺线管外部磁场方向与电流方向的关系。
（2）[1][2]为了使实验效果好，除了适当增大电流的大小，还应进行的操作是：轻敲玻璃板，防止铁屑和玻璃板之间的摩擦对实验的影响，再观察铁屑的分布情况，此时通电螺线管外部磁场与条形磁体周围的磁场相似。
（3）同名磁极相互排斥，根据乙图中两个小磁针的指向可知通电螺线管的右端为N极。
跟踪训练1闭合如图所示电路的开关，小磁针静止时指向如图，则下列说法错误的是（　　）
A．电磁铁的左端为S极
B．电源的右端为正极
C．电流表的左端为“+”接线柱
D．R的滑片向右移动时电磁铁的磁性增大
【答案】D
【详解】A．已知小磁针静止时N极水平向左，根据磁极间的相互作用可知，通电螺线管的右端为N极，左端为S极，故A正确，不符合题意；
BC．伸出右手握住螺线管，大拇指所指的方向为通电螺线管的N极，即大拇指指向右端，四指弯曲指示电流的方向，则电流从螺线管右端流入，从螺线管左端流出，所以电源右端为正极、左端为负极，所以电流表的左端为“+”接线柱，故BC正确，不符合题意；
D．R的滑片向右移动时，滑动变阻器的阻值变大，电路中的电流变小，所以电磁铁的磁性减小，故D错误，符合题意。
故选D。
跟踪训练2小李将许多小磁针放在螺线管周围，闭合开关，小磁针的北极指向如图所示。
通电螺线管外部的磁场和 磁体的磁场相似，通电螺线管右侧是 极，电源的右侧是 极。
【答案】 条形 S 负
【详解】[1][2][3]由图可看出，通电螺线管周围的小磁针指向与条形磁铁周围的小磁针指向相似，可知通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似；根据小磁针的指向和磁极间的相互作用可知，螺线管的右端是S极，左端是N极；由安培定则可知，电流从螺线管左侧流入，右侧流出，所以，电源的右侧是负极。
跟踪训练3如图所示，根据图中通电螺线管的磁感线方向，在括号中标出通电螺线管的“N”或“S”及电源的“+”“-”极。
【答案】
【详解】根据磁体周围的磁感线都是从N极出发回到S极，可以判断通电螺线管的右端是N极，左端是S极。根据右手螺旋定则：用右手握住通电螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指的方向N极，可以判断电流从螺线管的右端进入，从左端流出，可以判断电源的右端是正极，左端是负极，如图所示：
跟踪训练4某实验小组用铁屑和小磁针来探究“通电螺线管外部磁场的方向”。
(1)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”）；
(2)在玻璃板上均匀地撒满铁屑，将螺线管连入电路，闭合开关，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；
(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极所指方向如图乙所示。若想探究通电螺线管外部磁场的方向与电流的方向有关，接下来的操作是 ；
(4)实验说明通电螺线管的磁极极性只与电流方向有关，且这个关系可以用安培定则来判断。请你根据安培定则判断，图丙中闭合开关后，螺线管的右端为 （选填“N”或“S”）极；
(5)实验时发现图甲中通电螺线管的磁场较弱，铁屑规则排列的效果不明显，为增强螺线管的磁场，可行的措施： （写出一种方法即可）。
【答案】(1)北极
(2)条形
(3)对调电源正负极
(4)N
(5)增大电流、增加铁芯、换用匝数更多的螺线管等
【详解】（1）小磁针静止时N极所指的方向为磁场的方向，地球外部磁场的方向为从地磁的北极出来回到地磁的南极，故小磁针静止时N极指向地磁的南极即地理的北极。
（2）由图甲所示的铁屑分布情况可知，通电螺线管周围铁屑的分布情况与条形磁体周围铁屑的分布情况相似。
（3）若要探究通电螺线管外部磁场的方向与电流的方向有关，应该变螺线管导线电流的方向，因此可以对调电源正负极，电路中电流方向改变。
（4）据丙图可知，螺线管上导线电流的方向向下，根据安培定则可知，螺线管的右端为N极。
（5）通电螺线管的磁场较弱，为增强螺线管的磁场，根据螺线管磁性强弱的影响因素可知，可以增加线圈的匝数、电流的大小，也可以增加铁芯，使铁芯磁化。
题型3 电磁铁 电磁继电器
一、电磁铁
1、电磁铁：用一根导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，当有电流通过时由磁性，没有电流时就失去磁性。我们把这种磁体叫做电磁铁。插入铁芯只是为了增强螺线管的磁性，不会影响通电螺线管的磁极磁性，仍然可以用安培定则来表述电流方向和磁极之间的关系。
2、影响电磁铁磁性强弱的因素
（1）电磁铁的匝数一定时，线圈中通过的电流越大，电磁铁的磁性越强。
（2）线圈中通过的电流大小一定时，外形相同的线圈，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。
3、电磁铁的特点
（1）磁性的有无可通过通断电流来控制。
（2）磁极的极性可通过改变电流的方向来实现。
（3）磁性的强弱可通过改变电流大小、线圈的匝数来控制。
4、电磁铁的应用
（1）对磁性材料有力的作用。主要应用在电铃、电磁起重机、电磁刹车装置和许多自动控制装置上。
（2）产生强磁场。现代技术上很多地方需要的强磁场都是由电磁铁提供的，如磁浮列车、磁疗设备、测量仪器以及研究微观粒子的加速器等。
二、电磁继电器
1、电磁继电器的定义：电磁继电器是利用低电压、弱电流的通断，来间接控制高电压、强电流电路的通断的装置，其实质就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。含电磁铁的电路称为低压控制电路，被控制的电路称为高压工作电路。
2、电磁继电器的构造及工作原理：电磁继电器的电路包括低压控制电路、高压工作电路两部分。控制电路接通时，电磁铁产生磁性吸下衔铁，动、静触点接触，接通工作电路；控制电路断开时，电磁铁失去磁性，在弹簧作用下释放衔铁，动、静触点分离，工作电路断开。从而通过控制电路的通断来控制工作电路的通断。
3.电磁继电器的应用
远离高电压 利用电磁继电器可以通过控制低压电路通断间接控制高压电路的通断，使人避免高压触电的危险，如大型变电站的高压开关等。
远离有害环境 利用电磁继电器可以使人远离高温、有毒等有害环境，实现远距离控制。如核电站中的开关等。
实现自动控制 在电磁继电器控制电路中接入对温度、压力或光照敏感的元件，利用这些元件操纵控制电路的通断，还可以实现对温度、压力、或光照的自动控制。如水位自动报警器、温度自动报警器等。
【探究归纳】电磁铁是内部插铁芯的通电螺线管，磁性有无由电流通断控制、强弱与电流大小和线圈匝数相关、极性用安培定则判断；电磁继电器以电磁铁为核心，通过低电压弱电流的控制电路通断，实现对高电压强电流工作电路的间接控制，兼具安全与自动控制功能。
【典例3-1】如图所示是一种温度自动报警器的原理图。当温度达到92℃时，关于该报警器，下到说法正确的是（　　）
A．红灯不亮，电铃不响 B．绿灯不亮，电铃不响
C．红灯亮，同时电铃响 D．绿灯亮，同时电铃响
【答案】C
【详解】由题图可知，当温度达到92℃时，温度计内的金属丝已与水银接触，控制电路接通，电磁铁有磁性吸引衔铁，下触点开关接通，报警装置就会响铃，同时红灯亮。
故选C。
【典例3-2】如图所示是一种水位自动报警器的原理图，容器中装有盐水，水位到达A时， （选填“”或者“”）灯亮，说明盐水是 （选填“导体”或者“绝缘体”）。在工作电路中，电磁继电器是一种 （选填“用电器”或“开关”）。
【答案】 导体 开关
【详解】[1]图示中，水位未达到A点时，控制电路断开，电磁铁无磁性，衔铁向上接通L1灯，L1亮；水位达到A点时，则控制电路通路，电磁铁有电流通过，产生磁性，将衔铁吸下，工作电路的L2接通，发光。
[2]水位达到A点时，电路通路，说明盐水能导电，是导体。
[3]在工作电路中，电磁继电器是一种开关，通过电磁铁磁性的有无，控制工作电路两灯的工作。
【典例3-3】如图甲所示是“探究影响通电螺线管磁性强弱的因素”的实验装置。
(1)闭合开关，调节滑动变阻器滑片向右移动，电磁铁的磁性 （填“变强”或“变弱”），此时通电螺线管的下端是 （填“N”或“S”）极；
(2)根据该实验能得出的结论： 。
【答案】(1) 变强 N
(2)线圈匝数相同时，通过电流越大，电磁铁磁性越强
【详解】（1）[1]变阻器滑片向右移动，变阻器接入电路中的阻值变小，电路中的电流变大，因此电磁铁的磁性会增强。
[2]如图，电流从螺线管上端流入，下端流出，根据安培定则可知，螺线管的下端为N极。
（2）实验中，螺线管线圈的匝数保持不变，当电路中的电流变大时，电磁铁的磁性会增强，因此可得结论为：线圈匝数相同时，通过电流越大，电磁铁磁性越强。
跟踪训练1某展览厅为保护展品设置了调光天窗，其电路原理如图所示。图中R0为定值电阻，R为光敏电阻。当外界光照较弱时，自动启动节能灯给予补光；当外界光照较强时启动电动卷帘调整进光量。下列关于光敏电阻节能灯衔铁阻值的判断正确的是（　　）
A．阻值随光照强度的增大而减小
B．阻值随光照强度的增大而增大
C．阻值不随光照强度的变化而变化
D．无法判断
【答案】A
【详解】当外界光照较弱时，自动启动节能灯给予补光，说明电磁铁磁性较弱，无法吸引衔铁，即控制电路中的电流较小，根据根据欧姆定律可知，在控制电路的电源电压不变的情况下，电路中的总电阻变大，光敏电阻的阻值变大，所以光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大；当外界光照较强时启动电动卷帘调整进光量，所以此时电磁铁磁性较强，吸引衔铁，即控制电路中的电流较大，根据根据欧姆定律可知，在控制电路的电源电压不变的情况下，电路中的总电阻变小，光敏电阻的阻值变小，所以光敏电阻R的阻值随光照强度的增大而减弱，故A正确，BCD错误。
故选A。
跟踪训练2如图所示是热爱课外实践的小亮同学设计的汽车CO2排放量检测电路。当CO2浓度增大时，气敏电阻R1阻值减小，导致电磁铁的磁性 （选填“增强”或“减弱”）；当CO2浓度 （选填“高”或“低”）于某一设定值时，电铃就会报警。
【答案】 增强 高
【详解】[1][2]气敏电阻R1的阻值随CO2浓度的增大而减小，当CO2浓度增大时，气敏电阻R1阻值减小，由可知电路中电流增大，电磁铁磁性增强，当电路中电流增大到一定值时，电磁铁会吸引衔铁向下，电铃发声报警，所以当CO2浓度高于某一设定值时，电铃就会报警。
跟踪训练3为探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，小海用电池（电压一定）、滑动变阻器、数量较多的大头针、铁钉以及较长导线为主要器材，进行如图所示的简易实验。
(1)小海将导线绕在铁钉上制成简易电磁铁，并巧妙地通过吸引大头针的数量来判断电磁铁磁性的强弱，这种常用的实验方法是 （选填“控制变量法”或“转换法”）；
(2)连接好电路，使变阻器连入电路的阻值较大，闭合开关，观察到如图A所示的情景；接着，移动变阻器滑片，使其连入电路的阻值变小，观察到图B所示的情景，比较图A和B，可知 图中的电流较小，从而发现，通过电磁铁的电流越 （选填“大”或“小”），磁性越强；
(3)比较图C中甲和乙得出的结论是：当通过线圈的电流相等时，线圈匝数越多，磁性越 。
【答案】(1)转换法
(2) A 大
(3)强
【详解】（1）电磁铁磁性强弱通过比较电磁铁吸引大头针的多少来反映，电磁铁吸引的大头针越多，电磁铁磁性越强；此实验运用的是转换法。
（2）[1][2]由图可知，A和B吸引的大头针数目不同，A中滑动变阻器接入电路中的阻值大，电路中的电流小，吸引的大头针的数目少，由此可知，在匝数相同时，通过电磁铁的电流越小，磁性越弱；电流越大，磁性越强。
（3）由图C可知，通过两线圈的电流相同，甲的匝数多，吸引的大头针数目多，所以得出的结论是当通过线圈的电流相等时，线圈匝数越多，磁性越强。
题型4 电动机
一、磁场对通电导体的作用
1、磁场对通电导线的作用：通电导线在磁场中会受到力的作用。磁力的方向和电流方向、磁场方向有关。
2、磁场对通电线圈的作用
（1）通电线圈在磁场中受力会发生转动，但不能持续转动。
（2）如果不能使通过线圈的电流发生改变，通电线圈则不能持续的转动下去。
二、电动机
1、电动机
电动机构造 转子—转动的线圈；定子—固定不动的磁体
工作原理 根据通电线圈在磁场中受力的作用而发生转动的原理制成的
线圈在磁场中的转动 通电后的线圈会转动，转过平衡位置后，受到的力要阻碍它的转动，故线圈又会减速至零，向反方向转动，这样线圈在平衡位置左右来回摆动，慢慢停下来，最后停在平衡位置
使线圈连续转动的方法 方法一：当线圈越过平衡位置后停止对线圈供电，让线圈靠惯性转过后半周。但因为后半周线圈不受力的作用，故这种方法线圈的转动不稳定，动力弱。 方法二：在线圈转动的后半周，设法改变电流方向，使线圈在后半周也获得同转动方向相同的动力，这样线圈会平稳、有力地转动下去。实际的电动机就是采用该方法使线圈连续转动的，实现该目的的装置叫换向器。
换向器 当线圈转过平衡位置时，改变线圈中的电流方向，从而使线圈获得同转动方向相同的力，能持续转动下去
电动机中的能量转化 电动机在使用过程中，主要将电能转化为机械能对外做功
电动机优点 结构简单、体积小、效率高、制造方便、污染较小，种类繁多，能满足各种不同的需求
2、扬声器：扬声器俗称“喇叭”，是十分常见的把电信号转换成声信号的装置，在发声的电子设备中都能见到它。扬声器主要由磁铁、线圈、锥形纸盆等构成。当通入大小和方向不断变化的电流时，线圈会受到大小和方向不断变化的磁场的作用力从而发生振动，并带动相连的纸盆振动发声。
（1）构造如图：永久磁体、线圈、锥形纸盆。
（2）原理：通电导体在磁场中受力。
（3）工作过程：扬声器的线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流，使得在一个瞬间和下一个瞬间产生不同方向的磁场，线圈就不断地来回振动，纸盆也就振动起来，便发出了声音。
（4）话筒把声信号转化为电信号，扬声器把电信号转化为声信号；话筒中机械能转化为电能，扬声器中电能转化为机械能。
【探究归纳】电动机基于 “磁场对通电线圈有力的作用” 原理工作，借助换向器改变线圈中电流方向以实现持续转动，主要由定子（提供磁场）、转子（线圈）和换向器构成，工作时将电能转化为机械能，广泛应用于各类电动设备中。
【典例4-1】在物理学中，用表示电流的方向垂直于纸面向里，表示电流的方向垂直于纸面向外。如图所示，图表示直导体a在磁场中受到一个既跟电流方向垂直，又跟磁感线方向垂直的水平向左的磁场力F，选项的四种情况中，通电导体b受到的磁场力方向水平向左的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关，当电流方向和磁场方向二者中有一个改变时，受力方向相反，当二者都相反时，受力方向相同，则可以判出：A中力向下，B中力向右，C中力向左，D中力向右，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
【典例4-2】将自制的电动机接入电路，如图所示，其中支架A是 （选填“导体”或“绝缘体”）。闭合开关，仅调换磁体的磁极。线圈转动方向与原转动方向 （选填“相同”或“相反”）。
【答案】 导体 相反
【详解】[1]由图可知，支架A和电源的正极通过导线连接，电流通过支架传到线圈中，线圈中有电流通过，通电线圈在磁场中受力而运动，所以支架A是导体。
[2]电动机的转向与电流方向和磁场方向有关，改变其中一个因素，转向改变，所以闭合开关，仅调换磁体的磁极，即改变磁场的方向，线圈转动方向与原转动方向相反。
跟踪训练1与燃油车相比，电动汽车因使用成本低、转化效率高的优势，成为人们更热衷的代步工具。下列装置能说明电动汽车的电动机的工作原理的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】电动机是根据通电线圈在磁场中受到力的作用而发生转动的原理制成的。
A．图中是奥斯特实验原理图，说明通电导线周围存在磁场，与电动机的工作原理不相同，故A不符合题意；
B．图中是探究电磁铁磁性强弱的影响因素，利用电流的磁效应，与电动机的工作原理不相同，故B不符合题意；
C．图中通电导体在磁场中会发生运动，说明通电导体在磁场中受力的作用，是电动机的原理图，故C符合题意；
D．图中是探究通电螺线管磁场方向的判断方法即安培定则，与电动机的工作原理不相同，故D不符合题意。
故选C。
跟踪训练2如图为学生用电流表的内部结构示意图。当电流表接入电路，有电流通过线圈时，线圈带动指针偏转。根据我们所学的知识判断，该电流表的工作原理应该与 （选填“发电机”或“电动机”）相同。
【答案】电动机
【详解】当电流表接入电路，有电流通过线圈时，线圈带动指针偏转，则该电流表的工作原理应该与电动机相同，都是利用通电导体在磁场中受力的作用工作的。
题型5 跨学科实践：制作简易直流电动机
制作简易直流电动机需用漆包线绕制线圈（刮去一端全部漆、另一端半周漆实现换向），搭配电池（提供电流）、强磁体（提供磁场），利用 “磁场对通电线圈的作用力” 使线圈持续转动，直观验证电动机工作原理，同时锻炼动手与跨学科应用能力
【典例5-1】如图所示是小华制作的直流电动机模型，把线圈两端导线的漆按图中方法刮去，通电后线圈 （能/不能）连续转动。如果通过线圈的电流变大，线圈的转速将会变 。如果改变线圈中的电流方向，重做上述实验，则线圈的转动方向跟原来 （一致/不同）。
【答案】 能 大 不同
【详解】[1]如图所示，将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样当线圈转至平衡位置时，由于惯性继续转动，而不是受相反方向的力，当回到初始位置时，再次受力转动，从而使线圈继续转动下去。故图中线圈可以连续转动。
[2]如果通过线圈的电流变大，线圈受力变大，线圈的转动速度将变大。
[3]如果改变线圈中的电流方向，线圈受力方向改变，线圈的转动方向将改变。
跟踪训练1如图所示为小玲和小辉同学共同制作的直流电动机模型，他们用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，磁体放在线圈下，闭合开关且用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来．
(1)直流电动机的工作原理是 ．
(2)将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周，其作用与直流电动机中的 的作用相同．
(3)通过改变 方向，可以改变线圈的转动方向．
(4)如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不能转动，请你分析可能的原因是 ．
【答案】 通电线圈在磁场中受力转动 换向器 磁场(或电流) 磁场太弱
【详解】（1）直流电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用；
（2）线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，它能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向．在这里将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周，同样实现了该作用；
（3）通电线圈在磁场中要受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关，当电流方向或者磁感线方向变得相反时，通电导线受力的方向变得相反，所以可以改变电流或者磁场方向改变线圈的转动方向；
（4）通电线圈在磁场中要受到力的作用，力的大小与磁场大小、电流大小有关，电池、开关、导线的连接和性能良好，所以电流合适，出现的问题是磁场太弱．
题型6 磁生电
一、电磁感应现象
1、电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流。这种由于导体在磁场中运动而产生的电流的现象叫做电磁感应现象，产生的电流叫感应电流。
2、感应电流的方向：感应电流的方向跟导线在磁场中做切割磁感线运动的方向和磁场的方向有关。
3、产生感应电流的条件：第一电路闭合；第二部分导体切割磁感线运动。
（1）导体为闭合电路的一部分。如果电路不闭合，导体切割磁感线时不会产生感应电流。
（2）导体做切割磁感线运动。
4、感应电流的大小
（1）导体做切割磁感线运动的速度越快，感应电流越大。
（2）磁场越强，感应电流越大。
（3）线圈匝数越多，感应电流越大。
5、探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
实验器材：蹄形磁体、灵敏电流计、导线。
实验步骤
（1）让导线在磁场中静止，观察电流计的指针是否偏转，
（2）让导线在磁场中静止，换用强磁体，观察电流计的指针是否偏转。
（3）让导线在磁场中静止，但不用单根导线，而换用匝数更多的线圈，观察电流计的指针是否偏转。
（4）让导线在磁场中沿不同方向运动，观察电流计的指针是否偏转。
（5）磁体不动，改变导线运动方向，观察电流计的指针偏转方向。
（6）保持导线运动方向不变，对调磁极，观察电流计的指针偏转方向。
实验结论
（1）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流
（2）感应电流的方向跟导体运动方向和磁场方向有关
二、发电机
1、交变电流及其频率
（1）交变电流：大小和方向做周期性变化的电流叫交变电流，简称交流。
（2）频率：在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫频率。其单位是赫兹，简称赫，符号为Hz。我国家庭电网以交流供电，频率为50Hz。
2、发电机
（1）构造：磁体、线圈、铜环和电刷四个基本部分组成。
（2）工作原理：电磁感应。
（3）能量转化：机械能转化为电能。
（4）直流发电机：交流发电机线圈内产生的是交变电流，向外输出的也是交变电流；直流发电机线圈内产生的也是交变电流，但在对外输出时把两个铜环换成了换向器，通过换向器的作用使输出电流变成直流电。
2、动圈式话筒
（1）构造如图所示
（2）工作原理：电磁感应现象。
（3）工作过程：对着话筒说话时，产生的声音使膜片振动，与膜片相连的线圈也跟着一起
振动，线圈在磁场中的这种运动，能产生随着声音的变化而变化的电流，经放大后，通过扬
声器还原成声音。
（4）话筒把声信号转化为电信号，扬声器把电信号转化为声信号；话筒中机械能转化为电能，扬声器中电能转化为机械能；话筒是电磁感应现象原理，扬声器是通电导体在磁场中受力原理。
（5）发电机和动圈式话筒都是电磁感应现象原理；电动机和扬声器都是通电导体在磁场中受力原理。
【探究归纳】“磁生电” 即电磁感应现象，指闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流，感应电流方向与磁场方向、导体运动方向相关，该过程实现机械能向电能的转化，是发电机工作的核心原理。
【典例6-1】在现代战争中，无人机的作用越来越大，特别是价格低廉的四旋翼无人机，其动力来自于无刷直流电动机。其工作原理与如图中哪个实验的原理相同（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
【详解】A．图中是电磁感应现象，应用是发电机，故A不符合题意；
B．通电导体在磁场中受力运动，应用是电动机，故B符合题意；
C．图中探究的是电磁铁磁性的影响因素，故C不符合题意；
D．图中探究的磁极间的相互作用规律，故D不符合题意。
故选B。
【典例6-2】2024年7月份以来，邹城大街小巷出现了自带语音提醒功能的无人快递车穿梭往来，降低了快递员的劳动强度。依据 原理，实现充电设施对车辆的非接触式充电。
【答案】电磁感应
【详解】
无线充电是指充电器与用电装置间不用电线连接，通过磁场具有的磁场能实现电能传输的技术，实现充电设施对车辆的非接触式充电,依据是电磁感应原理。
【典例6-3】小明用如图所示的装置，探究导体在磁场中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”或“左右”）方向运动时，电流表指针会发生偏转；
(2)导体棒不动，闭合开关，磁铁上下运动 （选填“会”或“不会”）发生偏转；
(3)断开开关，无论磁铁如何放置，导体棒怎样运动，敏电流计指针都不会发生偏转，由此小明得出结论：电路中产生感应电流的必要条件之一是电路是 的；
(4)实验中不能用小灯泡代替灵敏电流计的原因是 。
【答案】(1)左右
(2)不会
(3)闭合
(4)灯泡不能显示微小电流
【详解】（1）磁铁不动，闭合开关，导体棒沿左右方向运动时，会切割磁感线，从而产生感应电流，电流表指针会发生偏转。
（2）导体棒不动，闭合开关，磁铁上下运动，不会切割磁感线，从而未产生感应电流，电流表指针不会发生偏转。
（3）断开开关，无论磁铁如何放置，灵敏电流计指针都不会发生偏转，电路中产生感应电流的必要条件之一是电路是闭合的。
（4）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，由于电流太小，灯泡不发光，不能显示微小电流。
跟踪训练1如图所示，关于电磁学的表述，正确的是（　　）
A．如图甲，该实验是探究磁场对电流的作用
B．如图乙，发电机的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用
C．如图丙，电动机是利用这一现象来工作的，是把机械能转化为电能
D．如图丁，电流的周围存在着磁场，电流方向改变，磁场方向随之改变
【答案】D
【详解】A．如图甲，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中产生了感应电流，这是电磁感应现象，故A错误；
B．如图乙，发电机的工作原理是是电磁感应现象，即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中产生感应电流，故B错误；
C．图中有电源，表明通电导体在磁场中受力运动，是电动机的工作原理，将电能转化为机械能，故C错误；
D．图中的实验为奥斯特实验，小磁针偏转，说明电流的周围存在着磁场，且磁场方向与电流方向有关，电流方向改变，磁场方向随之改变，故D正确。
故选D。
跟踪训练2如图所示，用漆包线绕成矩形线圈，将线圈两端的导线拉直并用刀将漆全部刮掉，作为转动轴，将线圈放在金属支架上，在它下面放一块小磁体，用纸做一个小风车固定在转动轴上，将装置与小量程电流表相连，当有风将小风车吹动时，小量程电流表的指针 （选填“会”或“不会”）偏转，其利用了 原理；若将电流表换成干电池接入电路，把线圈一端的绝缘漆刮掉一半，线圈就能够持续转动起来，此时这部分装置相当于 （选填“电动机”或“发电机”）。
【答案】 会 电磁感应 电动机
【详解】[1][2]图中线圈、导线和电流表组成闭合电路，线圈处在磁场中，当有风将小风车吹动时，风吹风车带动线圈转动切割磁感线从而产生感应电流，因此电流表指针会发生偏转，这是电磁感应现象，是发电机的工作原理。
[3]若将电流表换成干电池接入电路，把线圈一端的绝缘漆刮掉一半，线圈就能够持续转动起来，其原理是通电线圈在磁场中受力转动，是电动机的原理。
跟踪训练3小明学习电和磁的相关知识时，完成了下列两个实验。
(1)在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明用相同的漆包线和铁钉绕制成电磁铁A和B，设计了如图甲所示的电路。
①图中A、B串联的目的是 ；
②闭合开关后，分析图中的现象，得出的结论是 ；
③若让B铁钉再多吸一些大头针，滑动变阻器的滑片应向 （选填“左”或“右”）端移动；
(2)小明用如图乙所示的实验装置探究产生感应电流的条件：
①闭合开关，若导体ab不动，左右移动磁铁，电路中 （选填“有”或“无”）感应电流；
②该实验的结论是：闭合电路的一部分导体，在磁场中做 ，导体中就会产生感应电流。
【答案】(1) 控制通过电磁铁A和B的电流相等 当电流相同时，电磁铁匝数越多，磁性越强 左
(2) 有 切割磁感线运动
【详解】（1）①[1]图中A、B串联的目的是控制通过电磁铁A和B的电流相等，研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系。
②[2]闭合开关后，电磁铁A比B匝数多，吸引的大头针数量比B多，磁性更强，可以得出结论：在电流相同时，电磁铁匝数越多，磁性越强。
③[3]当电磁铁匝数一定时，电流越大，磁性越强，吸引的大头针越多。根据欧姆定律可知，在电源电压不变时，减小电路电阻，可使电路电流变大，所以若让B铁钉再多吸一些大头针，滑动变阻器的滑片应向左端移动。
（2）①[1]闭合开关，若导体ab不动，左右移动磁铁，导体ab就会切割磁感线，电路中有感应电流。
②[2]通过实验可知：闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动，导体中就会产生感应电流，这种现象叫电磁感应。
【能力培优练】
1．发现电流的磁效应的物理学家是（ ）
A．丹麦的奥斯特 B．丹麦的法拉第 C．英国的奥斯特 D．英国的法拉第
【答案】A
【详解】1820年，科学家奥斯特首次证明了电流周围存在着磁场。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
2．关于磁场的描述，下列说法中正确的是（　　）
A．小磁针静止时，N极的指向与该点的磁场方向相同
B．磁场和描述磁场的磁感线都是客观存在的
C．磁体周围的磁感线从磁体的S极出发，回到磁体的N极
D．地磁场的南极在地理的南极附近，地磁场的北极在地理的北极附近
【答案】A
【详解】A．规定小磁针静止时，N极的指向为该点的磁场的方向，故A正确；
B．磁场是客观存在的，磁感线并不是客观存在的，故B错误；
C．磁体周围的磁感线从磁体的N极出发，回到磁体的S极，故C错误；
D．地磁场的南极在地理的北极附近，地磁场的北极在地理的南极附近，故D错误。
故选A。
3．关于下列四幅图的说法正确的是（　　）
A．甲图的实验说明：通电导体在磁场中受到力的作用
B．乙图的实验原理和动圈式话筒的原理是一样的
C．丙图是发电机工作图，其工作时将电能转化为机械能
D．丁图是电动机工作图，它的原理是磁场对电流的作用
【答案】D
【详解】A．甲图是奥斯特实验，说明电流周围存在磁场，故A错误；
B．图中是电磁继电器，主体部分是电磁铁，利用了电流的磁效应，动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象，二者原理不同，故B错误；
C．图中是电磁感应实验，根据此原理可以制成发电机，其工作时将机械能转化为电能，故C错误；
D．图中是磁场对电流的作用的实验，通电导体在磁场中受到力的作用而运动，该过程中将电能转化为机械能，根据此原理制成了电动机，故D正确。
故选D。
4．上世纪人类制成了世界上第一盏用海浪发电的航标灯。它的气室示意图如图所示，其工作原理是利用海浪上下起伏将空气吸入气室，推入工作室后再压缩，然后推动涡轮机带动发电机发电。下列说法错误的是（　　）
A．当海水下降时，类似于汽油机的吸气冲程
B．当海水上升时，类似于汽油机的压缩冲程
C．推动涡轮气流，类似于手摇发电机的外力
D．整个工作原理，和四冲程汽油机完全一样
【答案】D
【详解】A．当海水下降时，气室内气压减小，外界空气在大气压作用下被吸入气室，这一过程与汽油机吸气冲程中进气门打开，活塞向下运动，将空气和汽油的混合物吸入气缸类似，故A正确，不符合题意；
B．当海水上升时，活塞向上运动，将气室内的空气推入工作室并压缩，这和汽油机压缩冲程中活塞向上运动压缩气缸内气体类似，故B正确，不符合题意；
C．推动涡轮的气流能使涡轮机转动，进而带动发电机发电，这就如同手摇发电机时，外力使发电机的线圈在磁场中做切割磁感线运动从而产生感应电流，这里推动涡轮的气流起到了类似手摇发电机外力的作用，故C正确，不符合题意；
D．四冲程汽油机是将内能转化为机械能，其工作过程包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，有燃料的燃烧等过程；而海浪发电是将海水的机械能通过一系列过程转化为电能，二者工作原理有本质区别，并不完全一样，故D错误，符合题意。
故选D。
5．夏天的紫外线较强，人们在户外活动时间过长，会造成皮肤灼伤，甚至诱发皮肤癌。小宁利用紫外光敏电阻对紫外线较灵敏的性质，设计了如图所示电路。当户外紫外线增强到设定值时，S2闭合，电动机M转动，遮阳棚上防紫外线的遮阳布展开。以下说法不正确的是（　　）
A．电动机工作时，电能转化为机械能
B．图中电磁铁的上端为N极
C．从安全用电的角度分析，进户线a端应该是零线
D．调试时发现，当户外紫外线增强到设定值时，S2仍未闭合，为了达到设计要求，需要把滑动变阻器R1的滑片P向右移动
【答案】B
【详解】A．电动机是利用通电线圈在磁场中受力的作用的原理制成的，工作时将电能转化为机械能，故A 正确，不符合题意；
B．由图可知，电流从电磁铁的上端流入，下端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端为S极；故B错误，符合题意；
C．从安全用电的角度分析，开关应该接在进户线的火线上，由图可知开关控制的是进户线b，因此进户线b应该是火线，a是零线，故C正确，不符合题意；
D．电磁继电器是利用电流的磁效应来工作的；当户外紫外线增强到设定值时，S2仍未闭合，说明电磁铁磁性过弱了，即电路的电流过小了，这是由于电路的电阻过大导致的，所以应该减小电路中的电阻，即应该将滑动变阻器R1的滑片P向右移动，故D正确，不符合题意。
故选B。
6．近年来，我国在科技和工程领域取得了许多成就，下列有关说法正确的是（　　）
A．“神舟十九号”发射升空时，火箭发动机将机械能转化为内能
B．隐身战斗机歼﹣35A在飞行的过程中燃油的热值会减小
C．国产芯片研制稳步推进，芯片的主要材料是超导体
D．我国研制的“超高速低真空管道磁悬浮列车”利用了“同名磁极相互排斥”的原理
【答案】D
【详解】A．“神舟十六号”发射升空时，火箭发动机将内能转化为机械能，故A错误；
B．燃料的热值是其固有的属性，与燃料的质量、是否完全燃烧无关，隐身战斗机歼﹣35A在飞行的过程中燃油的热值不变，故B错误；
C．芯片的主要材料是半导体，不是超导体，故C错误；
D．同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸，我国研制的“超高速低真空管道磁悬浮列车”利用了“同名磁极相互排斥”的原理，故D正确。
故选D。
7．如图所示，电磁弹射是航空母舰上舰载机的起飞方式之一，当弹射车内的导体通过强大的电流时，战斗机就受到强大的电磁力而向前弹射飞出。如图所示的实验现象和电磁弹射原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】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，即可受到强大的推力，由此可知，其工作原理是通电导体在磁场中受力而运动。
A．图中是奥斯特实验，证明了电流周围存在磁场，与电磁弹射车的工作原理不相同，故A不符合题意；
B．图中没有电源，是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，为电磁感应原理，与电磁弹射车的工作原理不相同，故B不符合题意；
C．图中有电源，通电导体棒在磁场中受力而运动，与电磁弹射车的工作原理相同，故C符合题意；
D．图中是通电螺线管，小磁针的指向或转动可证明通电螺线管周围存在磁场，属于电流的磁效应，与电磁弹射车的工作原理不相同，故D不符合题意。
故选C。
8．2023年2月，土耳其发生强烈地震，中国救援队携带照明无人机前往救援。无人机在加速上升过程中，电动机将 能转化为 能，在此过程中能量 （选填“守恒”或“不守恒”）。
【答案】 电 机械 守恒
【详解】[1][2]电动机工作时消耗电能，向外输出机械能，是将电能转化为机械能的。
[3]能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变。故电动机工作过程中能量是守恒的。
9．如图甲是我国最早的乐器之一“埙”，吹奏时是 振动发出的声音，相同力度吹能发出宫、商、角、徵、羽五音，五音是指声音的 。据《武经总要》记载，古人将具有磁性的空心铁鱼放入水中漂浮制成指南鱼，如图乙，多次将指南鱼轻轻旋转，待静止后，观察到鱼尾总是指向南方，则鱼尾为该磁体的 （选填“南极”或“北极”）。
【答案】 空气 音调 南极
【详解】[1]声音是由物体的振动产生的，因此吹奏时是空气振动发出的声音。
[2]宫、商、角、徵、羽五音，是指声音的高低不同，因此是指声音的音调。
[3]地磁场中南方对应地磁的北极，根据磁极间的相互作用可知，鱼尾为该磁体的南极。
10．
(1)请根据图甲所示的电路图连接图乙中的实物图。
(2)如图所示，请在括号中标出小磁针静止时的磁极名称和电源的极性。
【答案】(1)
(2)
【详解】（1）由甲图可知、两个灯泡并联，开关S1位于灯泡L1所在的支路，根据电路图连接实物图，如图所示：
（2）磁体周围的磁感线是从N极出来回到S极的，由图得，螺线管的左端为N极，右端为S极；根据安培定则：右手拇指指向螺线管N极，四指表示螺线管表面电流方向得，电流从螺线管左端流入，右端流出，故电源的右端为负极，左端为正极；根据磁极间的相互作用可知，小磁针的右端为S极，左端为N极；如图所示：
11．如图，是探究“影响电磁铁磁性强弱因素”的实验装置，甲电磁铁线圈匝数小于乙，根据图中实验现象可得出的结论是：电流一定时， ；此装置也同时能够探究电磁铁磁性强弱与 的关系。
【答案】 线圈匝数越少，电磁铁磁性越弱 电流
【详解】[1]两个电磁铁串联，通过它们的电流相等，甲电磁铁线圈匝数小于乙，甲吸引的大头针数量也少于乙，说明甲的磁性较弱，可得出的结论是：电流一定时，线圈匝数越少，电磁铁的磁性越弱。
[2]如图，电路中串联了滑动变阻器，可以改变电路中的电流大小，所以，此装置也同时能够探究电磁铁磁性强弱与电流的关系。
12．如图所示，AB和CD是两根固定且平行的光滑金属轨道，符号“x”代表垂直金属导轨向下的磁场，现将铜棒EF和GH垂直静止放在导轨上，当拉动铜棒EF向左运动时，电路中 （选填“有”或“无”）感应电流，铜棒GH会 （选填“运动”或“静止”）。
【答案】 有 运动
【详解】[1]如图，两根铜棒和两根金属轨道形成闭合回路，当拉动铜棒EF向左运动时，EF做切割磁感线运动，电路中有感应电流。
[2]通电导体在磁场中受到力的作用，当电路中有感应电流时，铜棒GH会受到力的作用，所以它会运动。
13．小磁针静止时的指向如图所示，请在通电螺线管旁边的括号中标出它的极性（用N或S表示），并在电源旁边括号中标出电源的“+”极或“-”极。
【答案】
【详解】由于异名磁极相互吸引，所以当小磁针静止时，与小磁针N极靠近的螺线管的左端是S极，右端为N极；根据图示的线圈绕向和螺线管的N、S极，利用安培定则可以确定螺线管中电流的方向是从螺线管的右端流入，左端流出，因此电源的右端是正极，左端为负极，如下图所示：
14．请根据图中小磁针静止时的指向，标出磁感线的方向和两磁体的磁极。
【答案】
【详解】根据磁极间的相互作用，小磁针的 N 极靠近左边磁体的一端，所以左边磁体的这一端为 S 极；小磁针的 S 极靠近右边磁体的一端，所以右边磁体的这一端为 N 极。确定磁体的磁极后，按照在磁体外部磁感线从 N 极出发回到 S 极的规律，在图中画出磁感线，箭头方向从右边磁体的 N 极指向左边磁体的 S 极。
综上，左边磁体靠近小磁针的一端标 S 极，右边磁体靠近小磁针的一端标 N 极，磁感线方向从右（N 极）向左（S 极）画箭头，如图所示：
15．如图所示，小明同学在探究“产生感应电流的条件”。
（1）实验时，应将灵敏电流计、开关、导线ab 联起来组成闭合电路；本实验是通过观察 来判断是否有感应电流产生的。
（2）小明同学进行了以下尝试，能产生感应电流的是 （填字母标号）。
A．导线ab在磁场中静止，换用磁性更强的蹄形磁体
B．导线ab在磁场中静止，但不用单根导线ab，而用匝数很多的线圈
C．蹄形磁体静止，导线ab从图示位置竖直向上或竖直向下运动
D．蹄形磁体静止，导线ab从图示位置斜向上或斜向下运动
（3）产生感应电流时，能量转化情况是 ；导体ab在电路中的作用相当于 （选填“用电器”或“电源”）。
（4）实验中若要改变感应电流的方向，你的做法是 （说出一种即可）。
【答案】 串 灵敏电流计的指针是否偏转 D 机械能转化为电能 电源 对调磁极（或改变导体ab的运动方向）
【详解】（1）[1][2]探究“产生感应电流的条件”时，需将灵敏电流计、开关、导线ab串联成闭合电路，电路中是否有电流产生是通过观察灵敏电流计的指针是否偏转来判断。
（2）[3]由电磁感应现象，产生感应电流的条件是闭合电路和导体在磁场中做切割磁感线运动，ABC不满足条件，只有D满足条件。
故选D。
（3）[4][5]闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体会产生感应电流，此过程中机械能转化为电能，导体ab相当于电源。
（4）[6]感应电流的方向与磁场方向、导体切割磁感线的方向有关，只要改变其中之一，就可以改变感应电流的方向，所以若要改变感应电流的方向，可以对调磁极（或改变导体ab的运动方向）。
16．图甲是跨学科实践小组用压敏电阻R1设计的一种“自动限重器”，压敏电阻R1的阻值随压力F变化的关系如图乙。当货架承受的压力达到限定值，电磁继电器会自动控制货物装载机停止向货架上摆放物品。已知控制电路的电源电压U=6V，定值电阻R2=60Ω（货架自重和线圈电阻都忽略不计）。
(1)当货架上不放物品时，R1= Ω，此时线圈中的电流为 A。
(2)当线圈中的电流达30mA时衔铁被吸下，则货架能承受的最大压力 N；为了调节货架能承受的最大压力，可调整控制电路的电源电压，若需要控制货架能承受的最大压力为800N，则替换的电源电压为 V，若不更换电源，可将R2换成最大阻值至少为 Ω的滑动变阻器。
【答案】(1) 240 0.02
(2) 500 4.2 120
【详解】（1）由图甲可知：压敏电阻、串联；当货架上不放物品时，货架的质量忽略不计，则货架承受的压力为0，根据图乙可知：压敏电阻的阻值为，此时电路中的总电阻为
则线圈中的电流
（2）[1]当电磁继电器线圈中的电流大小为30mA时衔铁被吸下，根据欧姆定律，此时电路的总电阻为
根据串联电路的电阻特点可知压敏电阻的电阻为
根据题图乙可知，的阻值与压力F成反比，则设关系式为，则；
所以，，即
所以，压敏电阻的电阻为时货架能承受的最大压力为
[2][3]若需要控制货架能承受的最大压力为800N，此时压敏电阻对应的阻值为，若线圈中的电流为30mA不变，此时替换的电源电压为
若不更换电源，滑动变阻器的最大阻值至少为
17．某学习小组用铁屑和小磁针来探究“通电螺线管外部磁场的方向”。
(1)在玻璃板上均匀地洒满铁屑，将螺线管连入电路，闭合开关，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；
(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，此时通电螺线管的右端为 极。为了探究通电螺线管的磁场方向与 方向的关系，可对调电源正负极，闭合开关，发现小磁针静止时N极所指方向与图乙中小磁针N极指向 （填“相同”或“相反”）；
(3)实验时发现通电螺线管的磁场较弱，铁屑规则排列的效果不明显，为增强螺线管的磁场，可行的措施： （写出一种方法即可）。
【答案】(1)条形
(2) S 电流 相反
(3)增大电流
【详解】（1）在玻璃板上均匀地洒满铁屑，将螺线管连入电路，闭合开关，铁屑在磁场中被磁化为小磁针，轻敲玻璃板面，观铁屑的分布情况与条形磁体周围铁屑的分布情况相似。
（2）[1][2][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极所指方向如图乙所示，此时通电螺线管的右端附近的小磁针的左端是N极，由异名磁极相互吸引可知螺旋管的右端为S极。为了探究通电螺线管的磁场方向与电流方向的关系，可对调电源正负极，改变电路中电流的方向闭合开关，小磁针静止时N极所指方向与图乙中小磁针N极指向相反。
（3）如果通电螺线管的磁场较弱，铁屑规则排列的效果不明显，为增强螺线管的磁场，可行增大电流。
【链接中考】
1．（2025·四川巴中·中考真题）麦克风的工作原理是：人说话时，声波引起线圈在磁极附近振动产生与声音变化相应的感应电流，下列装置的工作原理与麦克风的工作原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【详解】麦克风的工作原理是法拉第的电磁感应：导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流。
A．图中原理是通电导线周围存在磁场，故A不符合题意；
B．图中原理是通电导体在磁场中受力运动，故B不符合题意；
C．图为电磁铁，原理是通电导线周围存在磁场，故C不符合题意；
D．图为探究产生感应电流条件的装置图，原理是导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流。故D符合题意。
故选D。
2．（2025·山东泰安·中考真题）在探究“通电螺线管的磁场是什么样的”实验中，通电后观察小磁针a静止时N极的指向，轻敲纸板观察铁屑的排列情况，现象如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．通电螺线管外部的磁场与蹄形磁体的磁场一样
B．根据小磁针a的N极指向，可以判定通电螺线管的右端为S极
C．磁场中b点的磁场方向与小磁针a静止时N极指向相反
D．改变螺线管中电流的方向，能改变通电螺线管两端的极性
【答案】D
【详解】A．通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体相似，而不是蹄形磁体，故A错误；
B．小磁针a的N极指向右方，根据磁极间相互作用规律，通电螺线管的右端应为N极，故B错误；
C．磁场中某点的磁场方向定义为该点小磁针静止时N极所指的方向，因此b点的磁场方向与小磁针a静止时N极指向相同，故C错误；
D．通电螺线管的磁场方向与电流方向有关，改变螺线管中电流的方向，其两端的磁极极性会发生改变，故D正确。
故选D。
3．（2025·山东济南·中考真题）如图为一种水位报警器的原理图，当水位达到金属块A时，电路中红灯亮，此时螺线管上端为 极，图中虚线部分的作用相当于 （选填“电源”“开关”“用电器”或“导线”）。
【答案】 N 开关
【详解】[1]由图可知，电流从螺线管下端流入，根据安培定则，右手握着螺线管，弯曲的四指指向电流方向，大拇指指向N极，所以螺线管上端为N极。
[2]当水位上升，金属块A、B连通时，控制电路通电，电磁铁具有磁性把衔铁吸引下来，使红灯亮，虚线部分起到控制电路的作用，相当于开关。
4．（2025·吉林·中考真题）如图所示，请标出通电螺线管的N极并在A点画出磁感线的方向。
【答案】
【详解】由右手螺旋定则可知螺线管左侧为N极，右侧为S极；在磁体的周围，磁感线从磁体的N极出发回到S极，由此可以确定A点的磁感线的方向向右，如图所示：
5．（2025·江苏淮安·中考真题）“探究通电螺线管外部磁场的特点”的实验装置如图甲所示。
(1)在用铁屑探究螺线管外部磁场分布时，需要经历下列步骤：①轻敲有机玻璃板，观察铁屑分布；②将铁屑均匀撒在有机玻璃板上；③闭合开关。三个步骤合理的顺序是 （填序号）；
(2)经过对铁屑分布的观察，发现通电螺线管外部磁场与 磁体周围磁场分布相似；
(3)把小磁针放在螺线管四周不同的位置，通电后，小磁针分布如图乙所示，发现通电前后A、B两个小磁针未发生明显偏转，此时的螺线管可能是向 （选填“南北”或“东西”）方向放置的；
(4)根据图丙中小磁针静止时的指向，在括号中标出电源左端的极性；
(5)未来，科学家想研究月球是否也像地球一样是一个磁体，在月球科研站内将小磁针放在不同位置，若观察到 现象，则说明月球也是一个磁体。
【答案】(1)②③①
(2)条形
(3)南北
(4)
(5)小磁针指示固定的方向
【详解】（1）铁屑在磁场中容易被磁化，故可以用铁屑来显示通电螺线管周围的磁场分布。在用铁屑探究螺线管外部磁场分布时，应先将铁屑均匀撒在有机玻璃板上，再闭合开关使得螺线管产生磁场将铁屑磁化，最后轻敲有机玻璃板，观察铁屑分布。所以三个步骤合理的顺序是②③①。
（2）观察铁屑分布可知通电螺线管两端铁屑分布较多，中间较少，说明两端磁性强，中间磁性弱，说明通电螺线管外部磁场与条形磁体周围磁场分布相似。
（3）小磁针静止时指示南北，通电后，A、B两个小磁针所在位置的磁场方向是水平方向的，发现通电前后A、B两个小磁针未发生明显偏转，说明此时的螺线管可能是向南北方向放置的。
（4）图丙中小磁针静止时左端为N极，根据磁极间相互作用规律可知螺线管左端为S极，右端为N极，根据安培定则可知电流从螺线管左端流入，则电源左端为正极，作图如下：
（5）若月球也是一个磁体，则会对放入其中的小磁针产生磁场力的作用。所以在月球科研站内将小磁针放在不同位置，若观察到小磁针指示固定的方向，则说明月球也是一个磁体。第二十章 电与磁
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 磁现象 磁场 1
题型2 电生磁 4
题型3 电磁铁 电磁继电器 8
题型4 电动机 12
题型5 跨学科实践：制作简易直流电动机 14
题型6 磁生电 15
【能力培优练】 20
【链接中考】 25
【重难题型讲解】
题型1 磁现象 磁场
一、磁现象
1、磁性：我们把物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性。铁、钴、镍等物质称为铁磁性物质（磁性材料）。
2、磁体：具有磁性的物体叫做磁体。
磁体的特点：一是能吸引磁性材料；二是吸引磁性材料时，不必与这些物体直接接触，如隔着薄木板，磁体也能吸引铁块。
3、磁极：条形磁体的两端磁性最强，中间部位磁性最弱。磁体吸引能力最强的两个部位叫磁极。
（1）能够自由转动的磁体，静止时指南的那个磁极叫南极（S极），指北的那个磁极叫北极（N极）。
（2）同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
4、磁化：一些物体在磁体（或电流）的作用下会获得磁性，这种现象叫做磁化。
磁化有三种方式：
（1）将能够被磁化的物体放入强磁体周围。
（2）将能够被磁化的物体放入强电流周围。
（3）用磁体的南极或北极，沿能被磁化的物体向一个方向摩擦几次。
（4）磁化在生活中的相关现象：磁带和磁卡利用了它们能够被磁化的原理；磁性材料在高温条件下，有去磁的现象；磁带、磁盘、磁卡等物体不适合在磁场环境和高温环境保存．彩色电视显像管被磁化后颜色失真；机械手表被磁化后走时不准。
5、判断物体是否具有磁性的方法
（1）利用磁体的指向性来判断：把被检物体悬挂起来在水平方向可以自由转动，静止时总是一端指南一端指北，则是磁体，静止时指向无规律则不是磁体。
（2）利用磁体的吸铁性来判断：把被检物体靠近铁钉，如果吸引则是磁体，如果不吸引则不是磁体。
（3）利用磁极间作用规律来判断：把被检物体分别与已知磁体的S极和N极靠近，如果一次吸引一次排斥则是磁体，如果两次都吸引则不是磁体。
（4）利用磁极磁性最强来判断：若A、B两根外形相同的钢棒，已知其中一根具有磁性，另一根没有磁性，具体的区分方法是，将A的一端从B的左端向右滑动，若发现吸引力的大小不变，则说明A有磁性；若吸引力由大变小再变大，则说明B有磁性。
6、消磁：通过撞击、煅烧或使用消磁器使磁体失去磁性的过程。
二、磁场
1、磁场：磁体周围存在着某种物质，这种物质叫做磁场，磁极间的相互作用就是通过磁场（特殊物质）发生的。
2、磁场的基本性质：对放入其中的磁体产生力的作用。
3、磁场的方向：物理学中规定，在磁场中的某一点，小磁针静止时北极所指的方向，就是改点磁场的方向。
4、磁感线：在磁场中画一些有方向的曲线，使曲线上任一点的切线方向都跟该点磁场方向一致，就可以形象地描述磁场了，这样的曲线叫做磁感线。
（1）磁场是真实存在于磁体周围的一种特殊物质，而磁感线是人们为了直观、形象的描述磁场的方向和分布情况而引入带有方向的曲线，它并不是真实存在的。正如探究光时，引入光线的概念一样。这在物理学上称为模型法。
（2）磁感线分布的疏密程度可以表示磁场的强弱。磁体的两极处磁感线最密，表示磁体两极处的磁场最强。
（3）磁感线是有方向的，磁体周围任意一点的磁场方向都是沿着磁感线从N极指向S极的。
（4）在磁体外部，磁感线从磁体的N极出发，回到磁体的S极；在磁体内部，磁感线从磁体的S极出发回到N极，形成一条条闭合曲线。
（5）在画图时，因受纸面的限制，只画了一个平面内的磁感线的分布情况。但实际上磁体周围的磁感线的分布是立体的，在磁体周围空间都分布有磁场。
（6）磁体周围不管磁感线如何曲折都不会相交，因为磁场中任何一点的磁场只有一个确定的方向，如果某一点有两条磁感线相交，则该点的磁场就有两个方向，这是不可能的。
（7）磁体周围不管磁感线如何曲折都不会相交，因为磁场中任何一点的磁场只有一个确定的方向，如果某一点有两条磁感线相交，则该点的磁场就有两个方向，这是不可能的。
三、地磁场
1、地磁场：地球本身相当于一个大磁体，地球周围存在着磁场，叫做地磁场。小磁针的N极总是指向北方，说明地磁场的磁场方向在地表是由南指向北的，所以地磁场的北极应在应在地理的南极附近，地磁场的南极应在地理的北极附近。
2、磁偏角：地磁场的两极与地理两极并不重合，所以小磁针所指的方向并不是地理正南、正北方向，而是稍微有点偏离。地磁南、北极的连线和地理南、北极的连线之间有一个夹角，称为磁偏角。历史上第一个记载地理和地磁两极不重合的人是我国宋代的沈括，他提出磁偏角的概念。
【探究归纳】磁现象中磁体具有磁性（能吸引铁、钴、镍）且两端磁性最强（为磁极，同名磁极相斥、异名磁极相吸），磁体周围存在磁场（客观存在的特殊物质，对放入的磁体有力的作用），磁场方向可由小磁针静止时 N 极指向确定，磁体外部磁场从 N 极指向 S 极，磁感线可形象描述磁场的分布、强弱与方向。。
【典例1-1】指南针是我国四大发明之一，《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其抵指南”是把天然磁石磨成勺子的形状，放在水平光滑的“地盘”上（　　）
A．司南“柢”与小磁针的南极相互排斥
B．司南只有一个磁极，该磁极指南
C．司南周围真实存在看不见的磁感线
D．把铜丝放在“地盘”上，受到司南的引力
【典例1-2】指南针在古代航海中发挥着巨大的作用，早在1119年朱或所著的《萍洲可谈》中就有“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦观指南针”的记载。指南针其中一端始终指南是因为地球相当于一个巨大的磁体，磁体的 （选填“南极”或“北极”）在地理南极附近；在11世纪，我国宋代学者 就发现了地理两极和地磁两极并不重合，这个发现比西方早了400多年。
跟踪训练1下列关于磁场和磁感线的说法正确的是（　　）
A．磁感线是磁体周围真实存在的曲线
B．磁场对放入其中的磁体一定有力的作用
C．小磁针在磁场中某一点静止时N极所指的方向跟该点的磁场方向相反
D．仅在地磁场作用下指南针北极指向地理南极
跟踪训练2地磁场的分布与条形磁体的磁场相似，图甲、乙所示的两个示意图中，能合理描述地磁场的是 图，由图可见地磁两极和地理两极之间存在着夹角，最早发现这一现象的人是中国宋代学者 ，若在我市某位置放置一小磁针，它的N极指向地理的 （选填“南”或“北”）极附近。
题型2 电生磁
一、电流的磁效应
1、奥斯特实验说明：
（1）通电导线周围存在着磁场。
（2）电流的磁场方向与电流方向有关。
2、电流的磁效应：通电导线周围存在着与电流方向有关的磁场，这种现象叫做电流的磁效应。
二、通电螺线管的磁场
1、通电螺线管：把导线缠绕在圆筒上，就做成了一个螺线管，也叫线圈。接通电源的螺线管叫通电螺线管。
给螺线管通电后，各线圈产生的磁场叠加在一起，通电螺线管周围就产生了较强的磁场。
2、通电螺线管外部的磁场
（1）通电螺线管外部的磁场方向与电流方向有关。
（2）通电螺线管外部磁场跟条形磁体的磁场相似，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个磁极。
（3）通电螺线管的内部也存在磁场，其磁场方向与外部相反（内外磁场方向大致走向相反）。
3、通电螺线管的极性
（1）通电螺线管两端的极性与通电螺线管中电流方向有关。
（2）通电螺线管两端的极性与通电螺线管中线圈的绕向有关。
4、探究通电螺线管的磁场特点
实验目的：利用小磁针及铁屑，探究通电螺线管外部磁场的形状及方向。
实验器材：螺线管、小磁针、玻璃板、铁屑、电源、开关、滑动变阻器、导线若干。
实验步骤：
（1）在有螺线管的玻璃板上均匀撒满铁屑，闭合开关使电流通过螺线管。
（2）轻敲玻璃板，观察铁屑的排列情况，
（3）在通电螺线管周围放一些小磁针，闭合开关后观察小磁针北极的指向（黑色为N极）。
（4）改变螺线管中的电流方向，闭合开关后观察小磁针北极的指向（黑色为N极）。
（5）改变螺线管的绕线方向，重复（3）、（4）。
实验结论：
（1）通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场相似。
（2）通电螺线管的磁场方向与环绕螺线管的电流方向有关。
三、安培定则
1、安培定则：用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极（N极）
2、已知通电螺线管中电流的方向，判断通电螺线管两端的极性。具体方法：
（1）标出通电螺线管中电流的方向。
（2）用右手握住螺线管，让弯曲的四指指向螺线管中电流方向。
（3）大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极，如图所示。
3、已知通电螺线管两端磁极，判断通电螺线管中电流的方向。具体方法：
（1）先用右手握住通电螺线管，大拇指指向N极；
（2）弯曲的四指所指的方向就是螺线管中电流的方向；
（3）按照四指弯曲的方向在螺线管中标出电流方向。
【探究归纳】“电生磁” 即电流的磁效应，指通电导体周围会产生磁场（奥斯特实验证实），其中通电螺线管的磁场分布类似条形磁体（两端为 N、S 极），磁极可通过安培定则判断，且导体周围磁场方向与电流方向相关，通电螺线管磁场强弱还与电流大小、线圈匝数有关。
【典例2-1】1820年，安培在法国科学院的例会上做了一个有趣的实验：将螺线管沿东西方向水平悬挂起来，给螺线管通电，静止时如图所示。下列说法中正确的是（　　）
A．通电螺线管A端为S极，B端为N极
B．通电螺线管外部磁场分布与蹄形磁体相似
C．通电螺线管A端会吸引铁块，B端会排斥铁块
D．螺线管通电会转动，最后停在南北方向上
【典例2-2】如图所示，电源的a端为 （选填“正”或“负”）极。
【典例2-3】图是磁悬浮地球仪（由电磁底座和球体两部分组成）的悬浮原理。请标出O点处的磁场方向以及电源正极（用“+”表示）。
【典例2-4】小亮做“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验。
(1)将螺线管按图甲连接到电路中。闭合开关，让螺线管通电，将小磁针放在螺线管周围的某一位置，观察小磁针在各点 时N极的指向；把连接电源的正负接线对调再做实验，这是为了探究通电螺线管外部磁场方向与 的关系；
(2)将漆包线按图乙形状穿绕玻璃板，绕成螺线管后，在玻璃板上均匀撒上铁屑，再给螺线管通电，观察铁屑的分布情况。为了使实验效果好，除了适当增大电流的大小，还应进行的操作是 。再观察铁屑的分布情况，能说明通电螺线管外部磁场与 周围的磁场相似；
(3)根据乙图中两个小磁针的指向可知通电螺线管的 端为N极。
跟踪训练1闭合如图所示电路的开关，小磁针静止时指向如图，则下列说法错误的是（　　）
A．电磁铁的左端为S极
B．电源的右端为正极
C．电流表的左端为“+”接线柱
D．R的滑片向右移动时电磁铁的磁性增大
跟踪训练2小李将许多小磁针放在螺线管周围，闭合开关，小磁针的北极指向如图所示。
通电螺线管外部的磁场和 磁体的磁场相似，通电螺线管右侧是 极，电源的右侧是 极。
跟踪训练3如图所示，根据图中通电螺线管的磁感线方向，在括号中标出通电螺线管的“N”或“S”及电源的“+”“-”极。
跟踪训练4某实验小组用铁屑和小磁针来探究“通电螺线管外部磁场的方向”。
(1)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”）；
(2)在玻璃板上均匀地撒满铁屑，将螺线管连入电路，闭合开关，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；
(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极所指方向如图乙所示。若想探究通电螺线管外部磁场的方向与电流的方向有关，接下来的操作是 ；
(4)实验说明通电螺线管的磁极极性只与电流方向有关，且这个关系可以用安培定则来判断。请你根据安培定则判断，图丙中闭合开关后，螺线管的右端为 （选填“N”或“S”）极；
(5)实验时发现图甲中通电螺线管的磁场较弱，铁屑规则排列的效果不明显，为增强螺线管的磁场，可行的措施： （写出一种方法即可）。
题型3 电磁铁 电磁继电器
一、电磁铁
1、电磁铁：用一根导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，当有电流通过时由磁性，没有电流时就失去磁性。我们把这种磁体叫做电磁铁。插入铁芯只是为了增强螺线管的磁性，不会影响通电螺线管的磁极磁性，仍然可以用安培定则来表述电流方向和磁极之间的关系。
2、影响电磁铁磁性强弱的因素
（1）电磁铁的匝数一定时，线圈中通过的电流越大，电磁铁的磁性越强。
（2）线圈中通过的电流大小一定时，外形相同的线圈，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。
3、电磁铁的特点
（1）磁性的有无可通过通断电流来控制。
（2）磁极的极性可通过改变电流的方向来实现。
（3）磁性的强弱可通过改变电流大小、线圈的匝数来控制。
4、电磁铁的应用
（1）对磁性材料有力的作用。主要应用在电铃、电磁起重机、电磁刹车装置和许多自动控制装置上。
（2）产生强磁场。现代技术上很多地方需要的强磁场都是由电磁铁提供的，如磁浮列车、磁疗设备、测量仪器以及研究微观粒子的加速器等。
二、电磁继电器
1、电磁继电器的定义：电磁继电器是利用低电压、弱电流的通断，来间接控制高电压、强电流电路的通断的装置，其实质就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。含电磁铁的电路称为低压控制电路，被控制的电路称为高压工作电路。
2、电磁继电器的构造及工作原理：电磁继电器的电路包括低压控制电路、高压工作电路两部分。控制电路接通时，电磁铁产生磁性吸下衔铁，动、静触点接触，接通工作电路；控制电路断开时，电磁铁失去磁性，在弹簧作用下释放衔铁，动、静触点分离，工作电路断开。从而通过控制电路的通断来控制工作电路的通断。
3.电磁继电器的应用
远离高电压 利用电磁继电器可以通过控制低压电路通断间接控制高压电路的通断，使人避免高压触电的危险，如大型变电站的高压开关等。
远离有害环境 利用电磁继电器可以使人远离高温、有毒等有害环境，实现远距离控制。如核电站中的开关等。
实现自动控制 在电磁继电器控制电路中接入对温度、压力或光照敏感的元件，利用这些元件操纵控制电路的通断，还可以实现对温度、压力、或光照的自动控制。如水位自动报警器、温度自动报警器等。
【探究归纳】电磁铁是内部插铁芯的通电螺线管，磁性有无由电流通断控制、强弱与电流大小和线圈匝数相关、极性用安培定则判断；电磁继电器以电磁铁为核心，通过低电压弱电流的控制电路通断，实现对高电压强电流工作电路的间接控制，兼具安全与自动控制功能。
【典例3-1】如图所示是一种温度自动报警器的原理图。当温度达到92℃时，关于该报警器，下到说法正确的是（　　）
A．红灯不亮，电铃不响 B．绿灯不亮，电铃不响
C．红灯亮，同时电铃响 D．绿灯亮，同时电铃响
【典例3-2】如图所示是一种水位自动报警器的原理图，容器中装有盐水，水位到达A时， （选填“”或者“”）灯亮，说明盐水是 （选填“导体”或者“绝缘体”）。在工作电路中，电磁继电器是一种 （选填“用电器”或“开关”）。
【典例3-3】如图甲所示是“探究影响通电螺线管磁性强弱的因素”的实验装置。
(1)闭合开关，调节滑动变阻器滑片向右移动，电磁铁的磁性 （填“变强”或“变弱”），此时通电螺线管的下端是 （填“N”或“S”）极；
(2)根据该实验能得出的结论： 。
跟踪训练1某展览厅为保护展品设置了调光天窗，其电路原理如图所示。图中R0为定值电阻，R为光敏电阻。当外界光照较弱时，自动启动节能灯给予补光；当外界光照较强时启动电动卷帘调整进光量。下列关于光敏电阻节能灯衔铁阻值的判断正确的是（　　）
A．阻值随光照强度的增大而减小 B．阻值随光照强度的增大而增大
C．阻值不随光照强度的变化而变化 D．无法判断
跟踪训练2如图所示是热爱课外实践的小亮同学设计的汽车CO2排放量检测电路。当CO2浓度增大时，气敏电阻R1阻值减小，导致电磁铁的磁性 （选填“增强”或“减弱”）；当CO2浓度 （选填“高”或“低”）于某一设定值时，电铃就会报警。
跟踪训练3为探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，小海用电池（电压一定）、滑动变阻器、数量较多的大头针、铁钉以及较长导线为主要器材，进行如图所示的简易实验。
(1)小海将导线绕在铁钉上制成简易电磁铁，并巧妙地通过吸引大头针的数量来判断电磁铁磁性的强弱，这种常用的实验方法是 （选填“控制变量法”或“转换法”）；
(2)连接好电路，使变阻器连入电路的阻值较大，闭合开关，观察到如图A所示的情景；接着，移动变阻器滑片，使其连入电路的阻值变小，观察到图B所示的情景，比较图A和B，可知 图中的电流较小，从而发现，通过电磁铁的电流越 （选填“大”或“小”），磁性越强；
(3)比较图C中甲和乙得出的结论是：当通过线圈的电流相等时，线圈匝数越多，磁性越 。
题型4 电动机
一、磁场对通电导体的作用
1、磁场对通电导线的作用：通电导线在磁场中会受到力的作用。磁力的方向和电流方向、磁场方向有关。
2、磁场对通电线圈的作用
（1）通电线圈在磁场中受力会发生转动，但不能持续转动。
（2）如果不能使通过线圈的电流发生改变，通电线圈则不能持续的转动下去。
二、电动机
1、电动机
电动机构造 转子—转动的线圈；定子—固定不动的磁体
工作原理 根据通电线圈在磁场中受力的作用而发生转动的原理制成的
线圈在磁场中的转动 通电后的线圈会转动，转过平衡位置后，受到的力要阻碍它的转动，故线圈又会减速至零，向反方向转动，这样线圈在平衡位置左右来回摆动，慢慢停下来，最后停在平衡位置
使线圈连续转动的方法 方法一：当线圈越过平衡位置后停止对线圈供电，让线圈靠惯性转过后半周。但因为后半周线圈不受力的作用，故这种方法线圈的转动不稳定，动力弱。 方法二：在线圈转动的后半周，设法改变电流方向，使线圈在后半周也获得同转动方向相同的动力，这样线圈会平稳、有力地转动下去。实际的电动机就是采用该方法使线圈连续转动的，实现该目的的装置叫换向器。
换向器 当线圈转过平衡位置时，改变线圈中的电流方向，从而使线圈获得同转动方向相同的力，能持续转动下去
电动机中的能量转化 电动机在使用过程中，主要将电能转化为机械能对外做功
电动机优点 结构简单、体积小、效率高、制造方便、污染较小，种类繁多，能满足各种不同的需求
2、扬声器：扬声器俗称“喇叭”，是十分常见的把电信号转换成声信号的装置，在发声的电子设备中都能见到它。扬声器主要由磁铁、线圈、锥形纸盆等构成。当通入大小和方向不断变化的电流时，线圈会受到大小和方向不断变化的磁场的作用力从而发生振动，并带动相连的纸盆振动发声。
（1）构造如图：永久磁体、线圈、锥形纸盆。
（2）原理：通电导体在磁场中受力。
（3）工作过程：扬声器的线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流，使得在一个瞬间和下一个瞬间产生不同方向的磁场，线圈就不断地来回振动，纸盆也就振动起来，便发出了声音。
（4）话筒把声信号转化为电信号，扬声器把电信号转化为声信号；话筒中机械能转化为电能，扬声器中电能转化为机械能。
【探究归纳】电动机基于 “磁场对通电线圈有力的作用” 原理工作，借助换向器改变线圈中电流方向以实现持续转动，主要由定子（提供磁场）、转子（线圈）和换向器构成，工作时将电能转化为机械能，广泛应用于各类电动设备中。
【典例4-1】在物理学中，用表示电流的方向垂直于纸面向里，表示电流的方向垂直于纸面向外。如图所示，图表示直导体a在磁场中受到一个既跟电流方向垂直，又跟磁感线方向垂直的水平向左的磁场力F，选项的四种情况中，通电导体b受到的磁场力方向水平向左的是（　　）
A． B． C． D．
【典例4-2】将自制的电动机接入电路，如图所示，其中支架A是 （选填“导体”或“绝缘体”）。闭合开关，仅调换磁体的磁极。线圈转动方向与原转动方向 （选填“相同”或“相反”）。
跟踪训练1与燃油车相比，电动汽车因使用成本低、转化效率高的优势，成为人们更热衷的代步工具。下列装置能说明电动汽车的电动机的工作原理的是（ ）
A． B．
C． D．
跟踪训练2如图为学生用电流表的内部结构示意图。当电流表接入电路，有电流通过线圈时，线圈带动指针偏转。根据我们所学的知识判断，该电流表的工作原理应该与 （选填“发电机”或“电动机”）相同。
题型5 跨学科实践：制作简易直流电动机
制作简易直流电动机需用漆包线绕制线圈（刮去一端全部漆、另一端半周漆实现换向），搭配电池（提供电流）、强磁体（提供磁场），利用 “磁场对通电线圈的作用力” 使线圈持续转动，直观验证电动机工作原理，同时锻炼动手与跨学科应用能力
【典例5-1】如图所示是小华制作的直流电动机模型，把线圈两端导线的漆按图中方法刮去，通电后线圈 （能/不能）连续转动。如果通过线圈的电流变大，线圈的转速将会变 。如果改变线圈中的电流方向，重做上述实验，则线圈的转动方向跟原来 （一致/不同）。
跟踪训练1如图所示为小玲和小辉同学共同制作的直流电动机模型，他们用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，磁体放在线圈下，闭合开关且用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来．
(1)直流电动机的工作原理是 ．
(2)将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周，其作用与直流电动机中的 的作用相同．
(3)通过改变 方向，可以改变线圈的转动方向．
(4)如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不能转动，请你分析可能的原因是 ．
题型6 磁生电
一、电磁感应现象
1、电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流。这种由于导体在磁场中运动而产生的电流的现象叫做电磁感应现象，产生的电流叫感应电流。
2、感应电流的方向：感应电流的方向跟导线在磁场中做切割磁感线运动的方向和磁场的方向有关。
3、产生感应电流的条件：第一电路闭合；第二部分导体切割磁感线运动。
（1）导体为闭合电路的一部分。如果电路不闭合，导体切割磁感线时不会产生感应电流。
（2）导体做切割磁感线运动。
4、感应电流的大小
（1）导体做切割磁感线运动的速度越快，感应电流越大。
（2）磁场越强，感应电流越大。
（3）线圈匝数越多，感应电流越大。
5、探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
实验器材：蹄形磁体、灵敏电流计、导线。
实验步骤
（1）让导线在磁场中静止，观察电流计的指针是否偏转，
（2）让导线在磁场中静止，换用强磁体，观察电流计的指针是否偏转。
（3）让导线在磁场中静止，但不用单根导线，而换用匝数更多的线圈，观察电流计的指针是否偏转。
（4）让导线在磁场中沿不同方向运动，观察电流计的指针是否偏转。
（5）磁体不动，改变导线运动方向，观察电流计的指针偏转方向。
（6）保持导线运动方向不变，对调磁极，观察电流计的指针偏转方向。
实验结论
（1）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流
（2）感应电流的方向跟导体运动方向和磁场方向有关
二、发电机
1、交变电流及其频率
（1）交变电流：大小和方向做周期性变化的电流叫交变电流，简称交流。
（2）频率：在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫频率。其单位是赫兹，简称赫，符号为Hz。我国家庭电网以交流供电，频率为50Hz。
2、发电机
（1）构造：磁体、线圈、铜环和电刷四个基本部分组成。
（2）工作原理：电磁感应。
（3）能量转化：机械能转化为电能。
（4）直流发电机：交流发电机线圈内产生的是交变电流，向外输出的也是交变电流；直流发电机线圈内产生的也是交变电流，但在对外输出时把两个铜环换成了换向器，通过换向器的作用使输出电流变成直流电。
2、动圈式话筒
（1）构造如图所示
（2）工作原理：电磁感应现象。
（3）工作过程：对着话筒说话时，产生的声音使膜片振动，与膜片相连的线圈也跟着一起
振动，线圈在磁场中的这种运动，能产生随着声音的变化而变化的电流，经放大后，通过扬
声器还原成声音。
（4）话筒把声信号转化为电信号，扬声器把电信号转化为声信号；话筒中机械能转化为电能，扬声器中电能转化为机械能；话筒是电磁感应现象原理，扬声器是通电导体在磁场中受力原理。
（5）发电机和动圈式话筒都是电磁感应现象原理；电动机和扬声器都是通电导体在磁场中受力原理。
【探究归纳】“磁生电” 即电磁感应现象，指闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流，感应电流方向与磁场方向、导体运动方向相关，该过程实现机械能向电能的转化，是发电机工作的核心原理。
【典例6-1】在现代战争中，无人机的作用越来越大，特别是价格低廉的四旋翼无人机，其动力来自于无刷直流电动机。其工作原理与如图中哪个实验的原理相同（　　）
A． B．
C． D．
【典例6-2】2024年7月份以来，邹城大街小巷出现了自带语音提醒功能的无人快递车穿梭往来，降低了快递员的劳动强度。依据 原理，实现充电设施对车辆的非接触式充电。
【典例6-3】小明用如图所示的装置，探究导体在磁场中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”或“左右”）方向运动时，电流表指针会发生偏转；
(2)导体棒不动，闭合开关，磁铁上下运动 （选填“会”或“不会”）发生偏转；
(3)断开开关，无论磁铁如何放置，导体棒怎样运动，敏电流计指针都不会发生偏转，由此小明得出结论：电路中产生感应电流的必要条件之一是电路是 的；
(4)实验中不能用小灯泡代替灵敏电流计的原因是 。
跟踪训练1如图所示，关于电磁学的表述，正确的是（　　）
A．如图甲，该实验是探究磁场对电流的作用
B．如图乙，发电机的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用
C．如图丙，电动机是利用这一现象来工作的，是把机械能转化为电能
D．如图丁，电流的周围存在着磁场，电流方向改变，磁场方向随之改变
跟踪训练2如图所示，用漆包线绕成矩形线圈，将线圈两端的导线拉直并用刀将漆全部刮掉，作为转动轴，将线圈放在金属支架上，在它下面放一块小磁体，用纸做一个小风车固定在转动轴上，将装置与小量程电流表相连，当有风将小风车吹动时，小量程电流表的指针 （选填“会”或“不会”）偏转，其利用了 原理；若将电流表换成干电池接入电路，把线圈一端的绝缘漆刮掉一半，线圈就能够持续转动起来，此时这部分装置相当于 （选填“电动机”或“发电机”）。
跟踪训练3小明学习电和磁的相关知识时，完成了下列两个实验。
(1)在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明用相同的漆包线和铁钉绕制成电磁铁A和B，设计了如图甲所示的电路。
①图中A、B串联的目的是 ；
②闭合开关后，分析图中的现象，得出的结论是 ；
③若让B铁钉再多吸一些大头针，滑动变阻器的滑片应向 （选填“左”或“右”）端移动；
(2)小明用如图乙所示的实验装置探究产生感应电流的条件：
①闭合开关，若导体ab不动，左右移动磁铁，电路中 （选填“有”或“无”）感应电流；
②该实验的结论是：闭合电路的一部分导体，在磁场中做 ，导体中就会产生感应电流。
【能力培优练】
1．发现电流的磁效应的物理学家是（ ）
A．丹麦的奥斯特 B．丹麦的法拉第 C．英国的奥斯特 D．英国的法拉第
2．关于磁场的描述，下列说法中正确的是（　　）
A．小磁针静止时，N极的指向与该点的磁场方向相同
B．磁场和描述磁场的磁感线都是客观存在的
C．磁体周围的磁感线从磁体的S极出发，回到磁体的N极
D．地磁场的南极在地理的南极附近，地磁场的北极在地理的北极附近
3．关于下列四幅图的说法正确的是（　　）
A．甲图的实验说明：通电导体在磁场中受到力的作用
B．乙图的实验原理和动圈式话筒的原理是一样的
C．丙图是发电机工作图，其工作时将电能转化为机械能
D．丁图是电动机工作图，它的原理是磁场对电流的作用
4．上世纪人类制成了世界上第一盏用海浪发电的航标灯。它的气室示意图如图所示，其工作原理是利用海浪上下起伏将空气吸入气室，推入工作室后再压缩，然后推动涡轮机带动发电机发电。下列说法错误的是（　　）
A．当海水下降时，类似于汽油机的吸气冲程
B．当海水上升时，类似于汽油机的压缩冲程
C．推动涡轮气流，类似于手摇发电机的外力
D．整个工作原理，和四冲程汽油机完全一样
5．夏天的紫外线较强，人们在户外活动时间过长，会造成皮肤灼伤，甚至诱发皮肤癌。小宁利用紫外光敏电阻对紫外线较灵敏的性质，设计了如图所示电路。当户外紫外线增强到设定值时，S2闭合，电动机M转动，遮阳棚上防紫外线的遮阳布展开。以下说法不正确的是（　　）
A．电动机工作时，电能转化为机械能
B．图中电磁铁的上端为N极
C．从安全用电的角度分析，进户线a端应该是零线
D．调试时发现，当户外紫外线增强到设定值时，S2仍未闭合，为了达到设计要求，需要把滑动变阻器R1的滑片P向右移动
6．近年来，我国在科技和工程领域取得了许多成就，下列有关说法正确的是（　　）
A．“神舟十九号”发射升空时，火箭发动机将机械能转化为内能
B．隐身战斗机歼﹣35A在飞行的过程中燃油的热值会减小
C．国产芯片研制稳步推进，芯片的主要材料是超导体
D．我国研制的“超高速低真空管道磁悬浮列车”利用了“同名磁极相互排斥”的原理
7．如图所示，电磁弹射是航空母舰上舰载机的起飞方式之一，当弹射车内的导体通过强大的电流时，战斗机就受到强大的电磁力而向前弹射飞出。如图所示的实验现象和电磁弹射原理相同的是（ ）
A． B．C． D．
8．2023年2月，土耳其发生强烈地震，中国救援队携带照明无人机前往救援。无人机在加速上升过程中，电动机将 能转化为 能，在此过程中能量 （选填“守恒”或“不守恒”）。
9．如图甲是我国最早的乐器之一“埙”，吹奏时是 振动发出的声音，相同力度吹能发出宫、商、角、徵、羽五音，五音是指声音的 。据《武经总要》记载，古人将具有磁性的空心铁鱼放入水中漂浮制成指南鱼，如图乙，多次将指南鱼轻轻旋转，待静止后，观察到鱼尾总是指向南方，则鱼尾为该磁体的 （选填“南极”或“北极”）。
10．
(1)请根据图甲所示的电路图连接图乙中的实物图。
(2)如图所示，请在括号中标出小磁针静止时的磁极名称和电源的极性。
11．如图，是探究“影响电磁铁磁性强弱因素”的实验装置，甲电磁铁线圈匝数小于乙，根据图中实验现象可得出的结论是：电流一定时， ；此装置也同时能够探究电磁铁磁性强弱与 的关系。
12．如图所示，AB和CD是两根固定且平行的光滑金属轨道，符号“x”代表垂直金属导轨向下的磁场，现将铜棒EF和GH垂直静止放在导轨上，当拉动铜棒EF向左运动时，电路中 （选填“有”或“无”）感应电流，铜棒GH会 （选填“运动”或“静止”）。
13．小磁针静止时的指向如图所示，请在通电螺线管旁边的括号中标出它的极性（用N或S表示），并在电源旁边括号中标出电源的“+”极或“-”极。
14．请根据图中小磁针静止时的指向，标出磁感线的方向和两磁体的磁极。
15．如图所示，小明同学在探究“产生感应电流的条件”。
（1）实验时，应将灵敏电流计、开关、导线ab 联起来组成闭合电路；本实验是通过观察 来判断是否有感应电流产生的。
（2）小明同学进行了以下尝试，能产生感应电流的是 （填字母标号）。
A．导线ab在磁场中静止，换用磁性更强的蹄形磁体
B．导线ab在磁场中静止，但不用单根导线ab，而用匝数很多的线圈
C．蹄形磁体静止，导线ab从图示位置竖直向上或竖直向下运动
D．蹄形磁体静止，导线ab从图示位置斜向上或斜向下运动
（3）产生感应电流时，能量转化情况是 ；导体ab在电路中的作用相当于 （选填“用电器”或“电源”）。
（4）实验中若要改变感应电流的方向，你的做法是 （说出一种即可）。
16．图甲是跨学科实践小组用压敏电阻R1设计的一种“自动限重器”，压敏电阻R1的阻值随压力F变化的关系如图乙。当货架承受的压力达到限定值，电磁继电器会自动控制货物装载机停止向货架上摆放物品。已知控制电路的电源电压U=6V，定值电阻R2=60Ω（货架自重和线圈电阻都忽略不计）。
(1)当货架上不放物品时，R1= Ω，此时线圈中的电流为 A。
(2)当线圈中的电流达30mA时衔铁被吸下，则货架能承受的最大压力 N；为了调节货架能承受的最大压力，可调整控制电路的电源电压，若需要控制货架能承受的最大压力为800N，则替换的电源电压为 V，若不更换电源，可将R2换成最大阻值至少为 Ω的滑动变阻器。
17．某学习小组用铁屑和小磁针来探究“通电螺线管外部磁场的方向”。
(1)在玻璃板上均匀地洒满铁屑，将螺线管连入电路，闭合开关，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；
(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，此时通电螺线管的右端为 极。为了探究通电螺线管的磁场方向与 方向的关系，可对调电源正负极，闭合开关，发现小磁针静止时N极所指方向与图乙中小磁针N极指向 （填“相同”或“相反”）；
(3)实验时发现通电螺线管的磁场较弱，铁屑规则排列的效果不明显，为增强螺线管的磁场，可行的措施： （写出一种方法即可）。
【链接中考】
1．（2025·四川巴中·中考真题）麦克风的工作原理是：人说话时，声波引起线圈在磁极附近振动产生与声音变化相应的感应电流，下列装置的工作原理与麦克风的工作原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
2．（2025·山东泰安·中考真题）在探究“通电螺线管的磁场是什么样的”实验中，通电后观察小磁针a静止时N极的指向，轻敲纸板观察铁屑的排列情况，现象如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．通电螺线管外部的磁场与蹄形磁体的磁场一样
B．根据小磁针a的N极指向，可以判定通电螺线管的右端为S极
C．磁场中b点的磁场方向与小磁针a静止时N极指向相反
D．改变螺线管中电流的方向，能改变通电螺线管两端的极性
3．（2025·山东济南·中考真题）如图为一种水位报警器的原理图，当水位达到金属块A时，电路中红灯亮，此时螺线管上端为 极，图中虚线部分的作用相当于 （选填“电源”“开关”“用电器”或“导线”）。
4．（2025·吉林·中考真题）如图所示，请标出通电螺线管的N极并在A点画出磁感线的方向。
5．（2025·江苏淮安·中考真题）“探究通电螺线管外部磁场的特点”的实验装置如图甲所示。
(1)在用铁屑探究螺线管外部磁场分布时，需要经历下列步骤：①轻敲有机玻璃板，观察铁屑分布；②将铁屑均匀撒在有机玻璃板上；③闭合开关。三个步骤合理的顺序是 （填序号）；
(2)经过对铁屑分布的观察，发现通电螺线管外部磁场与 磁体周围磁场分布相似；
(3)把小磁针放在螺线管四周不同的位置，通电后，小磁针分布如图乙所示，发现通电前后A、B两个小磁针未发生明显偏转，此时的螺线管可能是向 （选填“南北”或“东西”）方向放置的；
(4)根据图丙中小磁针静止时的指向，在括号中标出电源左端的极性；
(5)未来，科学家想研究月球是否也像地球一样是一个磁体，在月球科研站内将小磁针放在不同位置，若观察到 现象，则说明月球也是一个磁体。

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