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第一篇　物质科学（一）
第15讲　电和磁
1. 具有吸引铁、钴、镍等物质的性质称为 。具有磁性的物体叫
。
2. 磁体中各部分磁性强弱不同，两端磁性最强，称为磁极。磁极分为 极
和 极。
磁性　
磁
体　
N　
S　
一、简单磁现象
3. 磁极相互作用的规律：同名磁极互相 ，异名磁极互相 。
排斥　
吸引　
4. 磁化是指使原来没有磁性的物体得到磁性的过程。
注：一个永磁体分成多个部分后，每一部分仍存在N与S两个磁极。
1. 磁体周围存在磁场，磁场是一种看不见，而又摸不着的特殊 。
2. 基本性质：它对放入其中的磁体产生 的作用。磁体间的相互作用就
是通过磁场发生的。
3. 方向：磁场具有方向性。将一个小磁针放入磁场中任何一点，小磁针
所指的方向就是该点磁场的方向。
4. 磁感线：磁感线是用来描述磁场强弱、方向的一种科学模型。任何一点的磁
场方向都跟放在该点的小磁针北极所指的方向一致。
5. 磁感线的方向：磁体周围的磁感线总是从磁体的 极出来，回到磁体
的 极。
物质　
磁力　
北
极　
北　
南　
二、磁场和磁感线
6. 磁感线的 表示磁场的强弱，磁感线的切线方向表示磁场的方向。
注：磁场是一种实际存在的物质，而磁感线是人为假想的，实际并不存在。
7. 条形磁铁、蹄形磁铁周围的磁感线
疏密　
8. 地磁场：地球是一个大磁体，地球产生的磁场叫地磁场。小磁针总是指南北
是因为受到地磁场的作用。地磁场的北极在地理 极附近，地磁场的南极
在地理 极附近。
南　
北　
1. 奥斯特实验：小磁针在通电导线的周围发生偏转，称为电流的 效应。
奥斯特实验表明电流周围存在磁场，且产生的磁场方向与 方向有关。
磁　
电流　
三、电流的磁场
2. 通电直导线周围的磁场是以导线上各点为中心的同心圆。越靠近导线，磁感
线越 。磁场方向随着电流方向的改变而改变。
密集　
3. 通电螺线管的磁场和 形磁体的磁场相似，其两端的极性跟 方
向有关，电流方向与磁极间的关系可由安培定则来判断。
4. 安培定则：右手四指沿着电流方向握住螺线管，与四指垂直的大拇指指
向 极。
条　
电流　
N　
1. 电磁铁是带有铁芯的通电螺线管，由线圈和铁芯两部分组成的。
2. 原理：当在通电螺线管内部插入铁芯后，铁芯被通电螺线管的磁场
。磁化后的铁芯也变成了一个磁体，这样由于两个磁场互相叠加，从而使
螺线管的磁性大大增强。
磁
化　
四、电磁铁
3. 优点：磁性有无由 来控制，磁场方向由 来控制，磁
性强弱由 、线圈匝数来控制。
4. 应用：电话、电磁继电器等。
通断电　
电流方向　
电流大小　
1. 电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种自动开关。电磁继电器的主
要部件是电磁铁、衔铁、弹簧和动触点。
2. 应用：用低电压和弱电流电路的通断，来控制高电压和强电流电路的通断。
如图所示是一个利用电磁继电器来控制电动机的电路。电源E1、电磁铁线圈、
电阻R、开关S1组成控制电路；电源E2、电动机 、开关S2和触点开关S组成工
作电路。闭合S1时，电磁铁线圈中有电流通过，电磁铁有磁性，将衔铁吸下，
触点开关接通，电动机便转动起来；断开S1时，电磁铁线圈中没有电流，电磁
铁失去磁性，弹簧使衔铁上升，触点开关断开，电动机停止运转。
五、电磁继电器
电磁感应现象 通电导体在磁场中受力现象
定义 闭合电路的 导体，在磁
场中做 磁感线运动时会产
生电流，这种现象叫电磁感应现象 当放在磁场中的导体有电流通过
时（导体与磁场不平行），导体
会受到磁场的作用力
原理
图
影响 因素 导体中感应电流的方向，跟
方向和 方向有关 通电导体在磁场中受力方向
跟 的方向和 的
方向有关
一部分　
切割　
运
动　
磁场　
电流　
磁场　
六、发电机和电动机
电磁感应现象 通电导体在磁场中受力现象
能量 转化 把 能转化为 能 把 能转化为 能
应用 发电机 电动机
机械　
电　
电　
机械　
例1　（2025·杭州）如图所示为家用窗帘磁扣，绳子两端的珍珠球中都含有一
块磁铁。当珍珠球吸合在一起时，珍珠球内两磁铁磁极的分布情况可能是
（　D　）
D
高频点1　磁场的基本性质
A. B. C. D.
例2　（2025·舟山）如图为磁悬浮花盆。通电后，底座产生磁场，花盆就能悬
浮在空中。这是因为（　C　）
A. 异名磁极相互排斥 B. 异名磁极相互吸引
C. 同名磁极相互排斥 D. 同名磁极相互吸引
C
例3　（2025·绍兴）在同一直线上相距较远地放置两个相同规格的条形磁铁
A、B。现在A上施加水平力F使其沿直线向磁铁B运动，假设当A运动一段时间
后，两磁铁间才出现吸引力，吸在一起后共同运动。整个过程保持A做匀速直
线运动，吸在一起前B始终静止。
（1）在磁铁A靠近B过程中出现了吸引力，请在俯视图中已画出的一条磁感线
上用箭头标出其方向。
【答】如图
（2）整个过程中，磁铁A受到的摩擦力大小变化是 ，磁铁B受到
的摩擦力大小变化是 。
一直不变　
先变大后不变　
【解析】（1）磁体周围的磁感线从N极出发，指向S极，如图所示。（2）滑动
摩擦力与压力大小及接触面的粗糙程度有关，整个过程中A产生的压力不变，
接触面粗糙程度也不变，可知滑动摩擦力不变。B在与A吸在一起之前始终静
止，受力平衡，A靠近B，吸引力逐渐变大，静摩擦逐渐变大；吸在一起后静摩
擦变为滑动摩擦，压力大小和接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力不变，所以B
受到的摩擦力先变大后不变。
例4　（2025·杭州）如图所示是一种磁性门锁的工作原理示意图：闭合开
关，电磁铁吸引插销，门打开；断开开关，在弹簧的作用下，插销重新插入门
锁插槽，门锁上。下列有关磁性门锁的说法错误的是（　B　）
B
高频点2　电磁铁、通电螺线管
A. 制作插销的材料可以选择铁
B. 电磁铁的原理是电磁感应现象
C. 门锁插槽需要定期抹油以减小摩擦
D. 需定期更换电池，避免打不开门
【解析】A. 铁是磁性材料，容易被电磁铁吸引，所以制作插销的材料可以选
择铁，故A正确，不符合题意；B. 电磁铁的原理是电流的磁效应，即通电导体
周围存在磁场，而电磁感应现象是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感
线运动时，导体中会产生感应电流，故B错误，符合题意；C. 门锁插槽定期抹
油，可以使接触面更光滑，从而减小摩擦，故C正确，不符合题意；D，磁性
门锁一般由电池供电，随着使用时间的增加，电池电量会逐渐耗尽，所以需定
期更换电池，避免因电池没电导致电磁铁无法工作而打不开门，故D正确，不
符合题意。
【解析】A. 铁是磁性材料，容易被电磁铁吸引，所以制作插销的材料可以选
择铁，故A正确，不符合题意；B. 电磁铁的原理是电流的磁效应，即通电导体
周围存在磁场，而电磁感应现象是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感
线运动时，导体中会产生感应电流，故B错误，符合题意；C. 门锁插槽定期抹
油，可以使接触面更光滑，从而减小摩擦，故C正确，不符合题意；D，磁性
门锁一般由电池供电，随着使用时间的增加，电池电量会逐渐耗尽，所以需定
期更换电池，避免因电池没电导致电磁铁无法工作而打不开门，故D正确，不
符合题意。
A. 电流从导线的A端流入螺线管
B. 通电螺线管的左端为N极
C. 通电螺线管周围真实存在磁感线
D. 改变导线中电流方向，通电螺线管磁性强弱会改变
例5　将小磁针放置在通电螺线管右侧，小磁针静止时，其N极的指向如图所示。下列说法正确的是（　B　）
B
例6　（2024·兰州）科技创新活动中，小雅的作品“隔板推物”引起了同学
们的极大兴趣，其原理如图甲所示，a、b两个导体棒分别悬挂在两个蹄形磁铁
的磁场中，两导体棒通过导线相连，构成了一个闭合回路，用手推动导体棒a
左右摆动时，导体棒b会随之摆动，下列关于这一现象的说法中不正确的是
（　B　）
B
高频点3　电磁感应现象
A. 导体棒a左右摆动时，闭合回路中能够产生感应电流
B. 导体棒a左右摆动时，实现了电能向机械能的转化
C. 导体棒b随之摆动的原理与图乙所示装置的原理相同
D. 用手推动导体棒b左右摆动时，导体棒a也会随之摆动
【解析】AB. 导体棒a左右摆动时切割磁感线，闭合的回路中有感应电流产
生，是发电机的工作原理，机械能转化为电能，故A正确，不符合题意，B错
误，符合题意；C. 导体棒a左右摆动时切割磁感线，闭合的回路中有感应电流
产生，导体棒b有电流通过并位于磁场中，在磁场中会受到力的作用，导体棒b
随之摆动，图乙中闭合开关后，导体棒有电流通过，在磁场中受力的作用而运
动，故C正确，不符合题意；D. 用手推动导体棒b左右摆动时切割磁感线，闭
合的回路中有感应电流产生，导体棒a有电流通过并位于磁场中，在磁场中会
受到力的作用而摆动，故D正确，不符合题意。
【解析】AB. 导体棒a左右摆动时切割磁感线，闭合的回路中有感应电流产
生，是发电机的工作原理，机械能转化为电能，故A正确，不符合题意，B错
误，符合题意；C. 导体棒a左右摆动时切割磁感线，闭合的回路中有感应电流
产生，导体棒b有电流通过并位于磁场中，在磁场中会受到力的作用，导体棒b
随之摆动，图乙中闭合开关后，导体棒有电流通过，在磁场中受力的作用而运
动，故C正确，不符合题意；D. 用手推动导体棒b左右摆动时切割磁感线，闭
合的回路中有感应电流产生，导体棒a有电流通过并位于磁场中，在磁场中会
受到力的作用而摆动，故D正确，不符合题意。
例7　某幼儿园游乐室里有一块能发电的地板，当小朋友们在上面跳跃时，小
灯泡便会一闪一闪，地板下方铺设的结构如图所示，当踩踏地板时，固定在地
板下方的磁铁往复运动，使固定在地面上的弹簧线圈做 磁感线运动，
闭合电路中产生 ，小灯泡发光。
切割　
感应电流　
例8　（2025·成都）将两个玩具电动机M1、M2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M1带动M2，让M2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M1的转动方向
会 。
磁感
线　
改变　
高频点4　电动机
【解析】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。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，M1的转动方向会改变。
例9　（2025·杭州）用一个铁钉、一节电池、一根电线和一个纽扣形强磁铁
（磁性随温度升高而减弱），可组装成一个演示用的简易电动机，组装过程如
图所示。电流通过磁铁和铁钉，铁钉旋转。
（1）该简易电动机的工作原理是 。
（2）演示时，若要改变铁钉的转动方向，可以改变 的方向。
通电导体在磁场中受到力的作用　
磁场或电流　
（3）电动机的导线下端应间歇性地接触磁铁，这样做的好处是（　B　）
A. 防止铁钉被磁化
B. 防止电流通过时产生过多热量
B
【解析】（1）该简易电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。
（2）通电导体在磁场中转动的方向取决于其在磁场中的受力方向，其受力方
向改变则其转动方向就改变。而其受力方向与导体中电流的方向和磁场的方向
有关，因此要改变铁钉转动方向可以改变铁钉中的电流方向或磁场方向。
（3）电动机的导线下端应间歇性地接触磁铁，这样做的好处是防止电流通过
时产生过多的热量，故B正确，A错误。故选B。
例10　（2025·凉山）传感器在“物联网”中担负着信息采集的重要任务，可
以实现“提醒”和“报警”功能。某型号的温度自动报警装置由热敏电阻作为
传感器制作而成，其简易电路图如图。已知热敏电阻R1的阻值随温度升高而减
小，若电源电压保持不变，滑动变阻器R的滑片P在某位置不变，闭合开关S1和
S2，此时装置未报警。下列说法正确的是（　D　）
D
高频点5　电磁继电器的应用
A. 该装置中电磁铁的工作原理与发电机工作原理相同
B. 若温度升高，流过电磁铁的电流变小，电磁铁磁性变弱
C. 若温度降低到一定程度，该报警器会发送报警信息
D. 若滑动变阻器R的滑片P向左移动一段距离，则报警的最低温度将会升高
【解析】D. 当滑动变阻器R的滑片P向左移动一段距离，则接入电路的有效电
阻变大，根据欧姆定律可知，控制电路的电流将变小，电磁铁的磁性变弱，无
法吸引衔铁，为了使电磁铁能够把衔铁吸引过来，使含报警器的工作电路构成
通路，就要增大控制电路的电流，根据欧姆定律可知，只有降低热敏电阻的阻
值，即升高报警的最低温度，故D正确。
例11　（2025·杭州）恒温水箱可用于加热化学药品及生物用品恒温培养等，学
校科技小组设计了如图甲所示的恒温水箱温控电路，工作电路中的电热器上标
有“220V　2200W”的字样。控制电路中电源电压U＝36V；热敏电阻Rt作为
感应器探测水温，置于恒温水箱内，其阻值随温度变化如图乙所示；R1为滑动
变阻器。当电磁继电器线圈（线圈电阻不计）中的电流小于或等于90mA时，
衔铁被释放；当电流大于或等于100mA时，衔铁被吸合。
（1）电磁继电器的工作原理是 。
A. 通电导体周围存在磁场
B. 通电导体在磁场中受到力的作用
C. 电磁感应现象
（2）若电热器连续正常工作300s，此过程中产生的热量为
J。
A　
660000（或
6.6×105）　
（3）若水箱中水的初始温度低于20℃，R1＝280Ω，则同时闭合S和S1后，可使
水箱内温度控制在什么范围？（列式计算）
【答】当电流I1等于0.09A之前，衔铁被释放，电热器工作，使水箱内温度
升高，电阻Rt阻值减小。当I1＝0.09A时，由I＝可得：R总1＝＝＝400Ω　
＝R总1－R1＝400Ω－280Ω＝120Ω，对应温度为20℃　当I2＝0.1A时，衔铁
被吸合，电热器停止加热，温度降低，Rt阻值增大，直到电流达I1＝0.09A，衔
铁才被释放。　当I2＝0.1A时，由I＝可得：R总2＝＝＝360Ω　＝R总2
－R1＝360Ω－280Ω＝80Ω，对应温度为25℃　所以温度控制范围为：
20℃≤t≤25℃。
第一篇　物质科学（一）
第15讲　电和磁
实验 　探究影响电磁铁磁性强弱的因素
1. 实验器材：电源、导线、开关、滑动变阻器、匝数不同的电磁铁、大头
针等。
探究影响电磁铁磁性强弱的因素
2. 电磁铁通电后具有磁性的原理：电流的磁效应。
3. 实验步骤
（1）用一根导线在一枚铁钉上缠绕几匝制作一个电磁铁。
（2）将制作的电磁铁、滑动变阻器及电流表、开关、电源连入电路中，如图
甲所示，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数增大，观察电磁
铁吸引大头针的数目有什么变化。
（3）将两个线圈匝数不同的电磁铁串联在电路中，如图乙所示，观察两个电
磁铁吸引大头针的数目有什么不同。
4. 实验结论：电磁铁的磁性强弱与通过的电流和线圈的匝数有关。
（1） 。
（2） 。
5. 实验方法
（1）转换法：通过比较电磁铁吸引大头针的多少来反映电磁铁磁性强弱。
（2）控制变量法。
线圈匝数一定时，通过的电流越大，电磁铁的磁性越强　
电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强　
1. 安培定则的应用：判断电磁铁N、S极。
2. 电磁铁吸引的大头针下端分散的原因：同名磁极相互排斥。
1. 如图所示，驱动线圈通过开关S与电源连接，待发射小磁体放在绝缘且内壁
光滑的发射管内。闭合开关S后，在0～t0时间内驱动线圈的电流I随时间t的变化
如图乙所示。这段时间内，下列说法正确的是（　D　）
A. 驱动线圈右侧的磁场方向水平向左
B. 待发射小磁体左侧应该是S极
C. 0～t0时间内，线圈产生的磁场逐渐变弱
D. 线圈通电时，磁体对线圈有力的作用
第1题图
D
2. 经过初中科学的学习已经知道：电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数和电流大小
有关。电磁铁的磁性强弱与铁芯的形状有没有关系呢？小华围绕这个问题进行
了以下探究活动：把形状相同的螺线管安装上如图所示的不同形状的铁芯，给
线圈通电，通电后把带钩的铁盘吸在铁芯的下面，再往铁钩上逐一挂钩码，直
至铁盘刚好落下，记录可以悬挂钩码的数量如表。
铁芯形状 甲 乙 丙
钩码数量/个 13 11 8
第2题图
（1）实验中通过 来反映电磁铁磁性的强弱。
（2）本实验可以得出的结论是
。
（3）实验过程中反映电磁铁磁性强弱的方法在物理学中经常用到，请再举一
个采用此方法的实例：
。
所挂钩码的个数　
在电流、线圈的匝数相同时，电磁铁磁性强
弱与铁芯的形状有关　
探究影响动能大小的因素时，通过木块被撞击移动的
距离来反映动能的大小　
Thank you!

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