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第23课时　电与磁
【本课时知识结构】
过 基 础
1．磁体能够吸引铁、钴、镍等物质。
2．磁极
(1)磁极：磁体上吸引能力最______的两个部位叫作磁极。能够自由转动的磁体，静止时指南的那个磁极叫作________或________，指北的那个磁极叫作________或________。
(2)磁极间相互作用的规律：同名磁极相互________，异名磁极相互________。
强
知识点　 　磁现象　磁场
南极
S极
北极
N极
排斥
吸引
3．磁化：有些物体在磁体或电流的作用下会获得________，这种现象叫作磁化。
4．磁场：磁体周围存在的一种能使磁针偏转的看不见、摸不着的物质。
(1)磁体间的相互作用是通过________发生的。
(2)磁场的基本性质：对放入其中的磁体有______的作用。
(3)磁场的方向：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。
磁性
磁场
力
北(N)
5．磁感线：用一些带________的曲线，方便、形象地描述磁场，如图1所示。磁场是真实存在的，磁感线是虚拟的。
(1)磁感线上任意一点的切线方
箭头
图1
向为该点的磁场方向。磁场越强的地方，磁感线分布越______；磁场越弱的地方，磁感线分布越______。
(2)磁感线为封闭的、立体的曲线，在磁体的外部，磁感线的方向是从_____极指向_____极，而在磁体的内部，是从_____极指向_____极。
(3)同一磁场中，任何两根磁感线都不会________。
密
疏
N
S
S
N
相交
6．地磁场：地球周围存在的________叫地磁场(如图2所示)。
(1)地磁场的南极在地理的______极附近，地磁场的北极在地理的______极附近。
磁场
北
图2
(2)地磁场的形状跟________磁体的磁场相似。
(3)地理的两极和地磁场的两极并不重合，磁针所指的南北方向与地理的南北方向略有偏离。世界上最早记述这一现象的人是我国宋代学者________。
南
条形
沈括
1．电流的磁效应：物理学家__________通过如图3所示的实验发现，通电导线周围存在与________方向有关的磁场，这种现象叫作电流的__________。当电路中的电流相反时，小磁针的偏转方向也相反。
奥斯特
知识点　 　电生磁
电流
图3
磁效应
2．通电螺线管的磁场：通电螺线管外部的磁场和________磁体相似；通电螺线管两端的极性跟螺线管中________的方向有关。
条形
3．安培定则：如图4所示，用右手握住螺线管，让四指指向______ ____中电流的方向，则拇指所指的那端就是通电螺线管的_____极。
图4
电流
螺线
管
N
1．电磁铁：内部插有________的螺线管，有电流通过时会______较强的磁性，这种磁体叫作电磁铁。
(1)影响电磁铁磁性强弱的因素：
①电流：线圈匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越______；
②线圈匝数：电流一定时，外形相同的螺线管，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越______。
铁芯
知识点　 　电磁铁　电磁继电器
有
强
强
(2)电磁铁的优点：磁性的有无可由__________来控制，磁性的强弱可由________的大小来控制，它的磁极可以通过改变________的方向来改变。
(3)电磁铁的应用：电铃、电磁起重机、磁悬浮列车、电动机、发电机、全自动洗衣机的进水阀门和排水阀门、卫生间里感应式冲水器的阀门等。
通断电
电流
电流
2．电磁继电器：利用______电压、______电流电路的通断，来间接地控制______电压、______电流电路通断的装置。电磁继电器实质上是利用电磁铁来控制工作电路的一种________。
低
弱
高
强
开关
1．磁场对通电导线的作用
如图5所示，闭合开关后，通电导线在磁场中要受到______的作用，力的方向跟________的方向、________的方向都有关系，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
力
知识点　 　电动机
图5
也变得________；当电流的方向与磁场的方向同时变得相反时，通电导线受力的方向________。
2．电动机的原理：________________________________。
电流
磁场
相反
不变
通电导线在磁场中受到力的作用
1．电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场中做______________运动时，导体中就产生电流(如图6所示)。这种由于导体在磁场中运动而产生________的现象叫作电磁感应，产生的电流叫作____________。
切割磁感线
知识点　 　磁生电
图6
电流
感应电流
(1)导体中产生感应电流的条件：①________是闭合电路的一部分；②导体在磁场中做______________运动。
(2)感应电流的方向与____________的方向和________的方向有关。当改变导体运动方向或磁场方向时，电流方向也会随着改变；若导体的运动方向和磁场的方向同时变得相反时，电流的方向________。
(3)电磁感应现象中的能量转化：________能转化为______能。
导体
切割磁感线
导体运动
磁场
不变
机械
电
2．交变电流：电流的________和________周期性变化，这样的电流叫作交变电流，简称交流。交变电流的频率在数值上等于电流在每秒内周期性变化的次数。我国电网以交流供电，频率为______Hz。
大小
方向
50
3．电动机和发电机是两种不同的装置，其对比如表：
直流电动机 交流发电机
工作原理 通电线圈在磁场中受力而转动 电磁感应现象
原理图
构造 与电刷接触的是换向器 与电刷接触的是两个滑环
能量转化 ______能→________能 ________能→______能
在电路中的作用 用电器 电源
电
机械
机械
电
4．磁记录：录音带、录像带，电脑中的磁盘，打电话的磁卡，银行卡等，都是用磁来记录信息的。
过 易 错
易错点　 　误判通电螺线管内、外部的磁场方向
例1　图7是小聪和小明同学探究“通电螺线管的磁场方向”实验示意图。实验时，在小圆圈位置放置小磁针，闭合开关，画出不同位置小磁针静止时N极的指向；对调电源正、负极，重复上述操作。下列说法不正确的是
(　　)
B
图7
A．小磁针的作用是指示通电螺线管周围的磁场方向
B．闭合开关，放置在b、c处的小磁针静止时N极的指向不同
C．对调电源正、负极，闭合开关，通电螺线管在a处的磁场方向改变
D．通过实验可总结出通电螺线管的极性和电流方向的关系
1．通电螺线管外部磁感线的方向是从N极出发到S极，内部磁感线的方向是从S极出发到N极。
2．应用安培定则时，需注意以下两点：
①弄清通电螺线管中电流的方向；②用右手握住螺线管时，四指弯曲的方向就是螺线管中电流的方向。做到以上两点，大拇指所指的那端才是通电螺线管的N极。
易错点　 　不理解电磁继电器的工作过程
例2　(2025广州四中一模)如图8所示，R0是一个光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小。R是电阻箱(已调至合适电阻)，它们与继电器组成自动控制电路来控制路灯，白天灯熄，夜晚灯亮。下列说法正确的是 　 　 (　　)
A．白天流过R0的电流较小
B．给路灯供电的电源应接在b、c两端
C．如果将R的阻值调大一些，傍晚时路灯比
原来早一些亮
D．减小低压电源的电压不影响路灯的亮灯时间
C
图8
利用电磁继电器工作的控制电路中，有电磁铁的电路为低压控制电路，衔铁触点所在电路为高压工作电路。
易错点　 　误判磁场对通电导线的作用力的方向
例3　(2025华实中学二模)图9中，　表示导线中的电流方向垂直于纸面向里，　表示导线中的电流方向垂直纸面向外，F是磁场对通电导线的作用力。下列选项中，磁场对通电导线的力的方向正确的是 (　　)
B
图9
通电导体在磁场中会受到力的作用，力的方向与电流的方向、磁场的方向有关。当导体中的电流方向和磁场方向有一个变得相反时，通电导体的受力方向改变；当电流方向和磁场方向同时变得相反时，通电导体的受力方向不变。
易错点　 　不理解产生感应电流的条件
例4　(2025中山大学附中二模)如图10所示，发动机中闭合电路的一部分导体在两磁极间运动一周，图中小圆圈代表导体的横截面，箭头表示导体的运动方向，下列说法正确的是(　　)
B
图10
A．在a、b、c、d四个位置时，导体中都有感应电流产生
B．在b、d两个位置时，导体中没有感应电流
C．在a、c两个位置时，导体中有感应电流且电流的方向相同
D．在b、d两个位置时，导体中感应电流的方向相反
导体中产生感应电流必须具备两个条件：①导体是闭合电路的一部分；②导体在磁场中做切割磁感线运动。
过 实 验
实验　 　探究通电螺线管外部磁场的方向(课标必做实验)
例1　探究通电螺线管外部磁场的方向时，实验装置如图11甲所示。
(1)在图甲螺线管的两端各放一个小磁针，并在有机玻璃板上均匀地撒满铁屑，放小磁针的目的是________________。
(2)闭合开关前，小磁针均指向南北方向，说明地球周围存在________。
显示磁场方向
图11
磁场
(3)闭合开关，并轻敲玻璃板面，观察到铁屑的分布情况如图甲所示。铁屑的作用是显示_________ _________。
(4)把小磁针放在螺线管四周不同的位置，通电后小磁针的指向如图乙所示，说明通电螺线管周围的磁场跟________磁体的磁场相似，图乙中右端是螺线管的______极。图乙中，当断开开关后，小磁针______(选填“会”或“不会”)发生偏转，说明通电螺线管与小磁针之间有力的作用。
磁场的分
布情况
条形
N
会
(5)对调电源的正、负极后重复(4)中的实验，小磁针的指向与之前相反，说明通电螺线管的极性跟________方向有关。
(6)由上述实验可得出结论：通电螺线管周围存在着________。
(7)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)。
电流
磁场
在通电螺线管内部插入铁芯(合理即可)
实验　 　探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件(课标必做实验)
例2　用如图12所示的实验装置探究感应电流产生的条件。
(1)实验时，小明通过观察________________________来判断电路中是否产生感应电流。
电流表的指针是否偏转
图12
(2)小明将导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，电流表的指针不偏转，说明电路中________(选填“有”或“没有”)感应电流产生。
没有
(3)闭合开关后，小明进行了如下操作，其中电流表的指针会偏转的是________(多选，选填字母)。
A．只让导体ab在水平方向左右运动
B．只让导体ab在竖直方向上下运动
C．只让蹄形磁体在水平方向左右运动
D．只让蹄形磁体在竖直方向上下运动
E．让导体ab在蹄形磁体中斜向上或斜向下运动
(4)由上述实验现象可初步得出结论：闭合电路的一部分导体做______________运动时，电路中会产生感应电流。
ACE
图12
切割磁感线
(5)当导体ab向右运动时，电流表的指针向右偏转；当导体ab向左运动时，电流表的指针向左偏转。该现象说明：感应电流的方向与__________________有关。
导体的运动方向
(6)为了探究感应电流的方向是否与磁场方向有关，应控制________ __________不变，改变磁场的方向。
(7)在探究中还发现，导体ab水平向左(或向右)缓慢运动时，电流表的指针偏转角度较小；快速运动时，电流表的指针偏转角度较大，说明感应电流的大小与________________________有关。
导体的
运动方向
导体切割磁感线的速度
(8)若在仪器和电路连接都完好的情况下，实验现象不太明显。请提出一条改进措施：_______________________ _________________________________________________。(合理即可)
改用磁性更强的磁体(或加快导体切割磁感线的速度，或换用更灵敏的电流表)
(9)这个实验中，导体ab相当于________。此过程中能量的转化情况是________能转化为______能，生活中的__________(选填“电磁铁” “发电机”或“电动机”)是根据这一原理制成的。
电源
机械
电
发电机
过 考 点
考点　 　磁现象　磁场
1．如图13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，下列现象中，能证明铁棒有磁性的是
(　　)
A．将铁棒一端靠近小磁针N极，N极被排斥
B．将铁棒一端靠近小磁针N极，N极被吸引
C．将铁棒两端分别靠近小磁针N极，N极均被吸引
D．将铁棒同一端分别靠近小磁针N、S极，两极均被吸引
A
图13
2．人类最早的磁化技术出现在宋代。据《武经总要》记载，如图14所示，古人先将鱼形铁烧红，令铁鱼头尾指向南北，然后将其放入水中冷却，依靠地磁场获得磁性，再将其放入水中漂浮，制成指南鱼，图中是它静止时的指向。下列判断不正确的是 (　　)
A．鱼形铁能被磁体吸引　
B．指南鱼鱼头指向地磁场的南极
C．指南鱼周围存在磁感线　
D．指南鱼的腹部磁性最弱
C
图14
考点　 　电生磁
3．在“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验中，在螺线管周围的不同位置放上小磁针，接通电路，小磁针静止时的指向如图15所示，小磁针______极的指向就是该点的磁场方向，由此可知通电螺线管的右端是______极。把电池的正负极对调，再进行实验，目的是探究通电螺线管外部磁场方向与________方向是否有关。
N
图15
S
电流
4．(2025荔湾区一模)图16是一环形铜线，可以看成通电螺线管的一圈，圈所在平面与纸面垂直。电流的方向如图中箭头方向所示，则小磁针静止时N极的指向是 (　　)
A．左　 B．右
C．上　 D．下
B
图16
考点　 　电磁铁、电磁继电器
5．(2025广州)医学上用“人工心脏泵”替代心脏推动血液循环，图17是其工作原理的简图，活塞在电磁铁的带动下左右移动，代表心脏的舒张和收缩。“人工心脏
图17
泵”正常工作的过程中，电磁铁中的电流从a流向b时，则 (　　)
A．电磁铁左端为S极，活塞向右移动　
B．电磁铁左端为S极，活塞向左移动
C．电磁铁左端为N极，活塞向右移动　
D．电磁铁左端为N极，活塞向左移动
B
6．2025年央视春晚节目《秧BOT》给观众留下了深刻印象。机器人上安装有电磁铁，通过对电磁铁的精准控制，可实现“手绢”的高速旋转和隔空抛接(如图18所示)。下列说法正确的是 (　　)
图18
A．通电后的电磁铁周围存在磁感线
B．通电后的电磁铁可以吸引所有金属
C．增大通入电磁铁的电流可以使它周围的磁场变强
D．改变通入电磁铁电流的方向不会改变它两端的磁极
C
7．如图19所示，磁体S极与弹簧连接，竖直悬挂于电磁铁的正上方，电源电压不变。闭合开关后，向右缓慢移动滑动变阻器的滑片的过程中，下列判断正确的是 (　　)
A．电路中的电流变大 B．电磁铁的磁性变强
C．电磁铁上端为S极 D．悬挂磁体的弹簧变长
图19
D
8．某同学设计的水位自动报警装置如图20所示，主要元件有电磁继电器、红灯和绿灯(两灯的额定电压均为220 V)、控制电路电源(电源电压为6 V)。控制电路断开，绿灯亮；控制电路接通，红灯亮。请用笔画线表示导线完成电路连接。
图20
如答图1所示
答图1
考点　 　电动机、磁生电
9．图21所示的麦克风的工作原理：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对应的感应电流。下列装置的工作原理与麦克风的工作原理相同的是 (　　)
D
图21
10．矩形铜线框在某磁场中的位置如图22甲所示，电流I1从O点流入线圈，从P点流出，流出的电流为I2，AB段受到的磁场力方向向上，则(　　)
A．电流I1大于I2
B．CD段受到的磁场力方向向下
C．让线圈转180°到图乙位置，AB段受到的磁场力方向向下
D
图22
D．让线圈转180°到图乙位置，CD段受到的磁场力方向向上
11．(2025广雅中学二模)如图23所示，把铜导线弯折并拧紧固定在电流表的接线柱上，构成一个整体；在铜导线旁有一条形磁体，其中心与铜导线等高且对齐，铜导线足够长，不考虑磁场对电流表内部电路的影响。以下的操作中，能使电流表有感应电流通过的是 (　　)
A．①　 B．①②
C．②③　 D．①②③
图23
A
12．如图24所示，闭合开关，甲装置中导体棒AB水平向左运动时，乙装置的线圈中产生方向为d→c→b→a的电流，并且使线圈在磁场中沿顺时针转动，下列说法正确的是 (　　)
C
图24
A．甲装置中把电能转化为机械能
B．乙装置中线圈转动是电磁感应现象
C．保持导体棒AB运动方向不变，同时对调甲、乙装置中磁极方向后，线圈仍沿顺时针转动
D．甲装置中导体棒AB上下运动时，乙装置中线圈仍沿顺时针转动
13．(2025珠江实验学校二模)(1)图25甲是电动机的模型，磁场由两个电磁铁提供，abcd是线圈，闭合开关。
①图25甲中P为磁体N极，Q为磁体_____ (选填“N”或“S”)极。
②图25甲中线圈ab边受力方向竖直向下，图25乙中将电源正负极调转，ab边的受力方向竖直向______(选填“上”或“下”)，依据是____________________________________________________________________________________________________________。
N
图25
下
将电源正负极调转后，ab边的电流方向改变，同时电磁铁的磁场方向改变，两个方向同时改变，则受力方向不变
(2)图26甲中能体现发电机原理的是图______(选填“A”或“B”)，图26乙表示导体棒(露出一端)垂直于纸面运动时产生了感应电流，则它的运动方向可能是图中的__________(多选，选填字母)。
B
图26
ACD
跨学科实践
14．制作简易直流电动机。
【项目提出】根据直流电动机的工作原理，制作一台简易的直流电动机。
图27
(1)电动机的工作原理是磁场对____________有力的作用。图27是直流电动机的工作原理图，其中C、D叫作__________，线圈左右两边框的受力方向相反，其原因是________方向相反。
(2)图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了__________，该装置能在线圈__________(选填“刚转到”“即将转到”或“刚转过”)平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
通电导体
换向器
电流
换向器
刚转过
【项目分析】
(1)电动机主要由________和________组成。
(2)要制作直流电动机，要求：
①用__________绕制线圈，绕制成约3 cm×2 cm的矩形线圈；
②________作为转子，________作为定子；
③保证通电线圈能在磁场中________转动。
线圈
磁体
漆包线
线圈
磁体
持续
【项目实施】
将一段漆包线绕成约为3 cm×2 cm的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3 cm，然后用小刀刮两端引线的漆皮，并将该线圈放在支架上。线圈两端的引线通过两个支架分别与电池的两极相连，如图28所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停地转下去。
(1)在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，刮线
的要求是______(选填字母)。
A．左端全部刮掉，右端全部刮掉　
B．左端全部刮掉，右端只刮掉上半周
B
图28
(2)按这种方法刮漆，目的是使线圈转到平衡位置时，线圈中______ (选填“有”或“没有”)电流，线圈由于________能够按原方向持续转动。因此这一部位就相当于直流电动机中的__________(填元件的名称)。
没有
图28
惯性
换向器
【展示交流】
(1)如果整个制作没有问题，但接上电源后线圈不动，这时可做的有效尝试：①______________________；②________________；③______ ________________。
(2)在制作过程中，若要改变电动机的转动方向，可采取的做法是____________________________________________。(写出一种即可)
(3)通电后线圈能转动，若要加快转动速度，则可采取的做法是________________________。(写出一种即可)
(4)这个简易电动机工作时，将______能转化为________能。
(5)许多家用电器用到电动机，请你列举两种装有电动机的家用电器的名称：____________________________。
将线圈拨转一定角度
增大电源电压
换用
磁性较强的磁体
将电源的正、负极对调(或将磁体的两极对调)
增大电流(或增强磁场)
电
机械
电风扇和洗衣机(合理即可)
参考答案
过基础
知识点1　2．(1)强　南极　S极　北极　N极
(2)排斥　吸引
3．磁性　4．(1)磁场　(2)力　(3)北(N)
5．箭头　(1)密　疏　(2)N　S　S　N　(3)相交
6．磁场　(1)北　南　(2)条形　(3)沈括
知识点2　1．奥斯特　电流　磁效应　2．条形　电流
3．螺线管　N
知识点3　1．铁芯　有　(1)①强　②强
(2)通断电　电流　电流　2．低　弱　高　强　开关
知识点4　1．力　电流　磁场　相反　不变
2．通电导线在磁场中受到力的作用
知识点5　1．切割磁感线　电流　感应电流
(1)①导体　②切割磁感线　(2)导体运动　磁场　不变
(3)机械　电
2．大小　方向　50
3．电　机械　机械　电
过易错
例1　B
例3　B
例4　B
过实验
例1　(1)显示磁场方向　(2)磁场　(3)磁场的分布情况　(4)条形　N　会　(5)电流　(6)磁场
(7)在通电螺线管内部插入铁芯(合理即可)
例2　(1)电流表的指针是否偏转　(2)没有　(3)ACE　 (4)切割磁感线　(5)导体的运动方向　 (6)导体的运动方向　(7)导体切割磁感线的速度　 (8)改用磁性更强的磁体(或加快导体切割磁感线的速度，或换用更灵敏的电流表) 　(9)电源　机械　电　发电机
过考点
1．A　2．C　3．N　S　电流　4．B　5．B　6．C　7．D
8．如答图1所示
答图1
9．D　10．D　11．A　12．C
13．(1)①N　②下　将电源正负极调转后，ab边的电流方向改变，同时电磁铁的磁场方向改变，两个方向同时改变，则受力方向不变　(2)B　ACD
跨学科实践
14．【项目提出】
(1)通电导体　换向器　电流　(2)换向器　刚转过
【项目分析】
(1)线圈　磁体　(2)①漆包线　②线圈　磁体　③持续
【项目实施】
(1)B　(2)没有　惯性　换向器
【展示交流】
(1)①将线圈拨转一定角度　②增大电源电压
③换用磁性较强的磁体
(2)将电源的正、负极对调(或将磁体的两极对调)
(3)增大电流(或增强磁场)
(4)电　机械
(5)电风扇和洗衣机(合理即可)

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