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第十七章　电与磁
考点一　磁现象
磁性:能够吸引①　　　　　等物体的性质。
磁极:磁体上磁性②　　　　的两个位置;能够自由转动的磁体,静止时指南的那个磁极叫作③　　　　(S)极,指北的那个磁极叫作④　　　　(N)极。
磁极间相互作用:同名磁极相互⑤　　　　,异名磁极相互⑥　　　　。
(1)一个磁体有且只有两个磁极。
(2)物体与磁体相互排斥,该物体一定具有磁性;物体与磁体相互吸引,该物体不一定具有磁性。
磁化:原来没有磁性的物体在磁体或电流的作用下获得⑦　　　　的现象。
考点二　磁场
(1)对放入其中的磁体产生⑧　　　　的作用; (2)看不见,摸不着,但真实存在
小磁针静止时⑨　　　　极所指的方向即为该点磁场的方向
定义:用一些带箭头的曲线,方便、形象地描述磁场,这样的曲线叫作磁感线。磁感线是假想曲线,并不是真实存在的
方向:磁体外部的磁感线都是从磁体的⑩　　　　极出发,回到　　　　极 特点:磁感线疏密可以表示磁场的强弱,磁感线密集处磁场较　　　　,稀疏处磁场较　　　　。如图甲中,　　　　(选填“A”或“B”)点磁场较强,图乙中　　　　(选填“C”或“D”)点磁场较弱
(1)地球周围存在着磁场(如图丙),研究表明地磁场的形状与　　　　(选填“条形”或“蹄形”)磁体的磁场相似; (2)地磁北极在地理　　　　极附近,地磁南极在地理　　　　极附近。图丁所示的司南(模型)放在水平光滑的“地盘”上,静止时它的长柄指向地理南方。司南的长柄是磁体的　　　　极,长柄所指的方向是地磁场的　　　　极; (3)地理的两极和地磁场的两极并不重合,世界上最早记录这一现象的人是我国宋代学者　　　
(教材素材改编题)如图所示是小明自制的指南针,用手拨动被磁化后的缝衣针,使其在水平方向转动,若缝衣针静止时针尖指北,则针尖是　　　　(选填“N”或“S”)极,小明将装置的底座逆时针旋转90°,针尖静止时指向地理位置的　　　　方。当条形磁体的N极靠近针尖时,针尖会向
　　　　(选填“靠近”或“远离”)磁体N极的方向转动。
考点三　电生磁
电流的磁效应
(1)发现:丹麦物理学家　　　　最早证实了电流周围存在磁场,且第一个发现了电与磁之间的联系。
(2)内容:通电导线周围存在与　　　　方向有关的磁场的现象。
通电螺线管的磁场
(1)磁场特点:通电螺线管外部的磁场与　　　　磁体的磁场分布一样,它的两端相当于　　　　
磁体的两个磁极。可用安培定则判断。
(2)磁极的影响因素:通电螺线管两端的极性跟螺线管中　　　　的方向有关。
安培定则:如图1所示,用　　　　握住螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则拇指所指的那端就是通电螺线管的　　　　极。图2的通电螺线管下端是　　　　极。
判断通电螺线管极性:根据电源或电路情况标出螺线管上的电流方向→右手握住螺线管,四指指向螺线管中的电流方向→大拇指所指为N极。
考点四　电磁铁　电磁继电器
电磁铁
组成 由　　　　和　　　　两部分组成
工作原理 当有电流通过它时,　　　　磁性,没有电流时,　　　　磁性
影响电磁铁磁性强弱的因素 外形相同的螺线管,电流一定时,线圈的匝数越　　　　,磁性越强;线圈匝数一定时,通入的电流越大,磁性越　　　　;电磁铁的铁芯可以大大增强电磁铁的磁性
优点 它磁性的有无可以由　　　　来控制,磁性的强弱可以由　　　　　　　　来控制,它的磁极可以通过改变　　　　来改变
应用 磁悬浮列车、电磁起重机、电铃等
电磁继电器
(1)实质:利用　　　　来控制工作电路的一种开关。
(2)工作原理:当较低的电压加在接线柱D、E两端,较小的电流通过线圈时,电磁铁把衔铁吸下,使B、C两个接线柱所连的触点接通,较大的电流就可以通过B、C带动机器工作了。
(3)特点:利用　　　　电压、　　　　电流电路的通断来间接地控制高电压、强电流电路的通断。
考点五　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,力的方向跟　　　　的方向和　　　　的方向都有关系,当仅有　　　　的方向或者仅有　　　　的方向变得相反时,通电导线受力的方向也变得　　　　。
应用:扬声器、电动机等。
考点六　磁生电
定义 　　　　电路的　　　　导体在　　　　中做　　　　运动时,导体中就产生　　　　。这种现象叫作　　　,产生的电流叫　　　　
发现者 英国物理学家　　　　发现了电磁感应现象
感应电流 的方向 与　　　　方向和导体　　　　的方向有关。若磁场方向和导体切割磁感线运动的方向只有一个改变,则感应电流方向　　　　;若上述两个方向同时改变,则感应电流方向　　　　
原理 　　　　
构造 由　　　　和　　　　组成
能量转化 　　　能转化为　　　能
交流发电机发出的电流的大小和方向是变化的。我国交流电频率为　　　　Hz,每秒改变方向　　　　次
应用 动圈式话筒、发电机
电动机和发电机的区别
类型 电动机 发电机
实验装置
原理 　　　　 　　　　
判断依据 电路中有电源 电路中无电源
能量转化 　　　　能→　　　　能 　　　能→　　　　能
(教材素材改编题)根据如图所示的四幅图,在下面的空格处填入相应的内容。
(1)甲图:动圈式话筒的工作原理是　　　　原理。
(2)乙图:悬挂着的小磁体远离,说明同名磁极相互　　　　。
(3)丙图:两个电磁铁吸引铁钉数不同,说明电流一定时,通电螺线管的磁性强弱与　　　　有关。
(4)丁图:导线触接电源后小磁针发生偏转,说明　　　　　　　　　。
(教材素材改编题)如图是实验室用的手摇发电机,把发电机与小灯泡连接起来,使线圈在磁场中转动,可观察到小灯泡发光,发电机的工作原理是　　　　,这个过程中　　　　　能转化为电能;若加快线圈的转动速度,观察到的现象是灯泡变　　　　。
(教材素材改编题)如图所示,放在磁场中的导体棒ab、cd用导线串联。闭合开关,当用力使导体棒ab在磁场中做　　　　运动时,发现用绝缘细线悬挂着的导体棒cd也随之摆动,此时图中乙部分导体棒cd与磁体的组合相当于　　　　(选填“电动机”或“发电机”),图中甲部分应用的物理原理是　　　　。
重难点一　电与磁综合
(2025·邯郸丛台区一模)2024年5月1日,我国第三艘航空母舰福建舰首次海试。将搭载自主研发的电磁弹射系统,是利用强磁场对通电轨道产生的力使舰载机加速起飞的。下列图示与此原理相同的是 (　　)
A B C D
三种电磁现象的区别
现象名称 电流的磁效应 磁场对电流的作用 电磁感应
发现者 奥斯特 法拉第
实验装置图
能量转化 电能转化为磁能 电能转化为机械能 机械能转化为电能
应用 电磁铁、电磁继电器 电动机、扬声器 发电机、动圈式话筒
关于电与磁,下列说法正确的是 (　　)
A.同名磁极靠近时会相互吸引
B.奥斯特实验证实了电流周围存在磁场
C.螺线管通电时,电流越大其磁性越弱
D.发电机工作时将电能转化为内能
重难点二　安培定则的应用
(2025·秦皇岛一模)螺线管是汽车启动器的一个重要部件,驾驶员转动钥匙发动汽车时,相当于给螺线管通电。如图所示,螺线管的左端为　　　　极,小磁针的左端为　　　　极,A为电源的
　　　　极。
(1)有关安培定则常从三个方面进行考查:小磁针的指向、螺线管中电流的方向、磁感线方向。
(2)安培定则的应用:①已知电流方向确定螺线管的磁极;②已知磁极确定电流的方向或电源的正负极;③已知电流方向和磁极确定螺线管的绕线方向。
如图所示是医生给心脏病患者做手术时用到的一种“人工心脏泵”(血泵)的体外装置,可代替心脏推动血液循环。线圈AB固定在软铁制成的活塞柄上,通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用,带动活塞运动。活塞筒通过阀门与血管相通,上端阀门S1只能向外开启,下端阀门S2只能向内开启。某次血液推动阀门S1向外开启时,活塞正在向　　　　(选填“左”或“右”)运动,电流从线圈的　　　　(选填“A”或“B”)端流入,活塞柄的左端是电磁铁的　　　　(选填“N”或“S”)极。
实验一　探究通电螺线管外部的磁场方向
实验器材
电源、开关、螺线管、若干小磁针。
实验方法
(1)转换法:通过小磁针的　　　　方向判断通电螺线管周围的磁场方向。
(2)类比法:通过条形磁体外部的磁场分布了解通电螺线管外部的磁场分布。
实验操作
(1)把小磁针放在螺线管四周不同的位置。
(2)把螺线管用导线跟电源连接,用小磁针N极判断通电螺线管的极性。
(3)断开开关,将电源的正、负极对调,重复步骤(2)的操作。
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的　　　　方向有关。
交流与反思
(1)利用　　　　　　判断通电螺线管的极性。
(2)增强磁场的方法:　　　　　　　　　　　　　　　。
某实验小组利用图甲中的实验装置探究“通电螺线管外部磁场的特点”。
【基础设问】
(1)(实验思路)研究对象为通电螺线管的磁场,由于磁场不能直接观察,可以通过铁屑显示通电螺线管磁场的　　　　,用小磁针的指向判断磁场的　　　　。
(2)在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撒些铁屑,闭合开关通电后,接下来的操作是　　　　,这样做的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)正确操作后观察到铁屑分布情况如图甲所示,由此可知通电螺线管外部磁场分布与　　　　磁体周围磁场的分布情况相似;若仅将玻璃板上的细铁屑去掉,通电螺线管的磁场　　　　(选填“会”或“不会”)消失。
(4)为了研究磁场的方向,在螺线管周围放上一些小磁针,待小磁针静止后如图乙所示;断开开关,对调电源的正负极后,再重新闭合开关,最终小磁针静止时如图丙所示,对比图乙、丙实验现象,可知通电螺线管的磁场方向与　　　　有关。
【补充设问】
(5)(实验改进)实验时发现通电螺线管周围的磁场比较弱,实验现象不太明显,想要增强通电螺线管周围的磁场强度,在不更换螺线管的前提下,可行的方法是:　　　　　　　　　　　　　　　。
(6)(开放性设问)另一个小组的同学在实验时,提议用铜屑代替铁屑,此做法　　　　(选填“可行”或“不可行”),原因是　 　。
【新考法】
(7)(方案设计)小明提出了一个新的问题:磁体内部的磁场方向是怎样的 请你设计一个实验,利用本实验的器材和装置,进一步探究磁体内部的磁场方向情况,你设计的实验方案是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
实验二　探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
实验装置图
实验器材
蹄形磁体、导体、　　　　　　、开关、导线若干。
实验方法
(1)转换法:通过观察　　　　　　　　　　　　　　　判断是否产生感应电流。
(2)控制变量法:探究电流方向与磁场方向的关系时要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要控制磁场方向不变,改变　　　　　　　　。
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　　　　　　　运动时,导体中就产生感应电流。
(2)感应电流的方向与　　　　方向、　　　　　　　　　　　方向有关,当其中的一个因素发生变化时,感应电流方向改变,当两个因素同时发生变化时,感应电流方向　　　　。
交流与反思
(1)实验中,　　　　　转化为电能。
(2)将电流表换成　　　　进行触接,还可以探究电动机的工作原理。
(3)当感应电流较小时采用的措施:换磁性更　　　　的蹄形磁体;把导线换成　　　　;等等。
(4)如果想进一步探究感应电流的大小与导体运动的快慢是否有关,则应保持其他条件不变,只改变　　　　　　　　　,观察　　　　　　　　　　　　　　得出结论。
(5)电磁感应现象在生活中的应用:　　　　、　　　　　　　。
小明和小组同学利用如图甲所示的实验装置做“探究产生感应电流的条件”的实验。
【基础设问】
(1)实验中导体棒的材料可能是　　　　(选填“塑料”“铜”或“陶瓷”)。
(2)实验中,通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生;还可以通过指针偏转的方向判断感应电流的　　　　,通过指针偏转的幅度比较感应电流的　　　　,这是　　　　
法的应用。
(3)小组同学在探究感应电流的产生条件时,将观察到的现象记录在表1中,根据表1信息可知,产生感应电流的完整条件是:　　　　电路的一部分导体在磁场中做　　　　运动。
表1
实验序号 开关 导体ab的运动方向 灵敏电流计的指针
1 断开 上下运动 不偏转
2 左右运动 不偏转
3 闭合 上下运动 不偏转
4 左右运动 偏转
(4)接着改变磁场方向,闭合开关,分别向左或向右移动导体棒,观察灵敏电流计指针的偏转情况,并将实验中观察到的现象记录在表2中:
表2
实验序号 磁场方向 导体ab的运动方向 灵敏电流计的指针
1 上N 下S 向右运动 向左偏转
2 向左运动 向右偏转
3 上S 下N 向右运动 向右偏转
4 向左运动 向左偏转
①比较　　　　两次实验可知,感应电流的方向与磁场的方向有关;
②比较1、2(或3、4)两次实验可知,产生的感应电流方向与　　　　　　　　有关。
【补充设问】
(5)实验中,产生感应电流的过程是将　　　　能转化为电能,产生感应电流时,ab棒相当于电路中的　　　　(填电路元件名称)。
(6)(意外现象分析)分析小组的小华进行实验时,不小心将该导体棒在靠近磁体开口外侧竖直向上快速移动(沿图乙所示箭头方向),电路中　　　　(选填“有”或“无”)感应电流产生。
【新考法】
(7)(提出问题)小明进一步探究,设计了如下实验:保持磁场强弱和方向不变,让ab棒以不同的速度沿相同方向做切割磁感线运动,观察灵敏电流计指针偏转幅度大小,他要探究的问题可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
命题点一　磁现象　磁场
(2021·河北)指南针能够指南北,是因为指南针受到了　　　　　的作用。
命题点二　电磁现象辨析
(2025·河北)如图所示,下列操作或物理知识与结果对应正确的是 (　　)
A.甲:电磁感应→扬声器发声
B.乙:闭合开关→电铃发声
C.丙:同名磁极相斥→小车相互靠近
D.丁:导线触接电池负极→小磁针静止不动
(2024·河北改编)对如图所示的实验或装置,分析不正确的是 (　　)
甲 乙 丙 丁
A.甲:动圈式话筒的工作原理是“磁生电”
B.乙:只有铁屑分布较多的地方才有磁场
C.丙:接通电源,导体ab会受到磁场的作用力
D.丁:根据电流方向,可判定螺线管的上端为N极
命题点三　探究通电螺线管外部的磁场分布
(2023·河北)如图所示,用图甲装置探究通电螺线管外部的磁场分布,用图乙装置探究电磁铁磁性强弱跟哪些因素有关。下列说法正确的是 (　　)
甲　 　乙
A.通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似
B.改变通电螺线管中电流方向,小磁针N极指向不变
C.匝数一定时,通入的电流越小,电磁铁的磁性越强
D.电流一定时,减少铁钉上线圈的匝数,电磁铁的磁性强弱不变
命题点四　电磁感应实验
(2021·河北)如图所示是探究电磁感应的实验装置。关于电磁感应现象,下列说法正确的是(　　)
A.奥斯特发现了电磁感应现象
B.利用电磁感应现象制作了电动机
C.导线在磁场中沿不同方向运动,导线中都会有感应电流产生
D.如果磁感线和切割磁感线方向都变得相反,导线中感应电流的方向不发生改变
(2022·河北)如图甲是小明做“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。
甲
①导体AB水平向右运动　 ②导体AB竖直向上运动　
③导体AB斜向上运动 ④磁体水平向左运动
⑤磁体竖直向上运动
乙
(1)实验时,小明通过观察　　　　　　　　　　　　来判断电路中是否产生感应电流。
(2)小明进行了如图乙所示的5次操作,其中能产生感应电流的是　　　　(选填所有符合要求的操作序号)。
(3)完成实验后,小明认为实验现象不太明显,请你提出一条改进措施:　　　　　　　　　　　。
(4)利用“磁生电”工作的装置有　　　　　　　(选填“电铃”“扬声器”“动圈式话筒”或“电磁起重机”)。
【详解答案】
教材考点·深度梳理
①铁、钴、镍　②最强　③南　④北　
⑤排斥　⑥吸引　⑦磁性　⑧力　⑨北　⑩N　S　强　弱　A　D
条形　南　北　南　北
沈括
对应练习
1.N　北　远离
奥斯特　电流　条形　条形
电流　右手　N　S　螺线管
铁芯　有　失去　多　强
通断电　电流的大小　电流方向
电磁铁　低　弱　磁场　电流
磁场　电流　相反　闭合
一部分　磁场　切割磁感线
电流　电磁感应　感应电流
法拉第　磁场　切割磁感线运动　改变　不改变　电磁感应现象
定子　转子　机械　电　50　100　通电导体在磁场中受力的作用
电磁感应　电　机械　机械　电
对应练习
2.(1)电磁感应　(2)排斥　(3)线圈匝数
(4)通电导线周围存在磁场
3.电磁感应　机械　亮
4.切割磁感线　电动机　电磁感应
重点难点·提升训练
重难点一
例1.B　解析:由题知,电磁弹射系统的原理是通电导体在磁场中受到力的作用。图A所示装置是探究通电导线周围存在磁场,即电流的磁效应的实验装置,故A不符合题意;图B所示装置是演示通电导体在磁场中受到力的作用的实验装置,故B符合题意;图C所示装置是演示电磁感应的实验装置,故C不符合题意;图D所示装置是探究电磁铁磁性强弱的实验装置,电磁铁属于电流磁效应的应用,故D不符合题意。
变式训练
1.B　解析:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,故A错误;奥斯特实验证实了电流周围存在磁场,故B正确;螺线管通电时,电流越大其磁性越强,故C错误;发电机工作时将机械能转化成电能,故D错误。
重难点二
例2.N　N　负
解析:由题图可知,磁感线是从螺线管的左端出来的,则左端为N极,右端为S极,根据安培定则可知,螺线管中电流的方向是向上的,即电源的B端为正极,A端为电源的负极;异名磁极相互吸引,所以小磁针的左端为N极,右端为S极。
变式训练
2.右　B　N　解析:某次血液推动阀门S1向外开启时,说明泵内压强增大,体积减小,活塞正在向右运动,磁极间是相互排斥的,因而活塞柄的左端是电磁铁的N极,根据安培定则知,电流从B端流入线圈。
重点实验·完全突破
实验一
2.(1)偏转　4.(1)条形　(2)电流
5.(1)安培定则　(2)插入铁芯、增加线圈匝数、增大电流
即时演练
1.(1)分布　方向　(2)轻敲玻璃板　减小铁屑与玻璃板之间的摩擦,从而使铁屑在磁场力的作用下动起来,更好地显示磁场分布情况　(3)条形　不会　(4)电流方向　(5)增大电路中的电流(或在通电螺线管中插入铁芯)
(6)不可行　铜屑不是磁性材料,不能被磁化　(7)在螺线管内部放置小磁针,通电后观察小磁针静止时N极的指向
实验二
2.电流表
3.(1)电流表的指针是否偏转
(2)磁场方向　导体运动方向
4.(1)闭合　切割磁感线
(2)磁场　导体切割磁感线运动　不变
5.(1)机械能　(2)电源　(3)强　线圈
(4)导体运动的速度　电流表指针偏转的幅度　(5)发电机　动圈式话筒
即时演练
2.(1)铜　(2)方向　大小　转换
(3)闭合　切割磁感线
(4)①1、3(或2、4)　②导体切割磁感线的运动方向　(5)机械　电源　(6)有　(7)感应电流的大小与导体切割磁感线运动的速度是否有关
河北中考·考向体验
1.地磁场
2.B　解析:扬声器中的线圈通过电流时,线圈会受到永磁体的磁场力的作用,当线圈中电流的方向改变时,线圈受到力的方向改变,带动与线圈相连的纸盆振动,纸盆振动发声,扬声器工作的主要原理是通电导体在磁场中受到力的作用,故A错误;闭合开关,电磁铁中有电流通过,电磁铁有磁性吸引衔铁,敲击铃碗发声,故B正确;车上相邻的两个磁极都是N极,同名磁极相斥,两个小车相互远离,故C错误;导线触接电池负极,导线中有电流通过,通电导体周围存在磁场,小磁针受到磁场力作用会转动,故D错误。
3.B　解析:动圈式话筒工作时把声信号转化为电信号,工作原理是电磁感应现象(磁生电),故A正确;磁场存在于磁体周围的空间,铁屑分布较多的地方磁场较强,铁屑分布较少的地方磁场较弱,故B不正确;导体ab在磁场中,接通电源后,通电导体ab在磁场中会受到力的作用,故C正确;电流从通电螺线管的上端流入,下端流出,根据安培定则可以判断通电螺线管的上端是N极,下端是S极,故D正确。
4.A　解析:通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似,磁场的方向与电流的方向有关,改变通电螺线管中电流方向,小磁针N极指向会发生改变,故A正确,B错误;匝数一定时,通入的电流越小,电磁铁的磁性越弱,电流一定时,减少铁钉上线圈的匝数,电磁铁的磁性变弱,故C、D错误。
5.D　解析:奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第发现了电磁感应现象,故A错误;人们利用电磁感应现象制成了发电机,故B错误;导线在磁场中只有做切割磁感线运动时,导线中才会有感应电流产生,故C错误;感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁场的方向有关,如果磁感线方向和切割磁感线的方向都变得相反,则导线中感应电流的方向不发生改变,故D正确。
6.(1)电流表的指针是否偏转　
(2)①③④
(3)换一个磁性更强的磁体(答案不唯一)
(4)动圈式话筒

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