资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
人教版2024九年级上册物理同步精讲精炼学案（全国通用）
第二十章 电与磁
专题56 《电与磁》单元复习五步曲
1. 通过实验，认识磁场。知道地磁场。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
注意：学生在学习过程中，要达到课标要求，必须完成下列学习目标（特别重要）
1. 了解磁现象，认识磁场、地磁场。
2. 经历用磁感线描述磁场的过程，培养模型建构和科学推理能力。
3. 通过研究磁体周围磁场方向的实验，培养观察和分析能力。
4. 了解我国古代对磁现象的研究，感受中国古人的智慧，增强民族自豪感。
5. 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。能利用安培定则判断通电螺线管中电流的方向或两端的极性。
6. 经历分析通电螺线管外部磁场方向的过程，发展归纳推理能力。
7. 通过探究通电螺线管外部磁场方向的实验，培养根据证据进行解释的科学探究能力。
8. 通过电生磁的学习，感悟自然现象之间的普遍联系，激发学习热情。
9. 了解电磁铁的结构及其在生产生活中的应用，能利用电磁铁的知识解决生活中的实际问题。
10. 经历分析电磁铁、电磁继电器的结构及其工作原理的过程，发展分析推理能力。
11. 通过制作简易的电磁起重机，培养提出和解决问题、总结归纳的科学探究能力。
12. 结合电磁铁在生产生活中的应用，体会物理学的应用价值，关注科学技术对社会发展的影响。
13. 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。了解直流电动机的基本构造、工作原理和涉及的能量转化。
14. 经历研究通电导线在磁场中受力方向的分析过程，培养归纳推理能力。
15. 经历便通电线圈在磁场中连续转动的探究过程，培养解决问题的能力。
16. 通过对电动机的学习，体会物理知识在生产实践中的重要作用，激发学习物理的兴趣制作简易直流电动机，加深对直流电动机相关知识的认识。
17. 制作简易直流电动机，加深对直流电动机相关知识的认识。
18. 设计简易直流电动机制作方案，基于电与磁的知识对方案的合理性进行分析。
19. 在制作简易直流电动机活动中，能综合运用所学知识解决遇到的问题。
20. 在实施过程、讨论交流、作品展示中，提升工程实践与合作学习的能力，增强对物理学与日常生活、工程实践间联系的认识，树立学以致用的思想。
21. 了解电磁感应现象的产生条件及其在生产生活中的应用，了解发电机的工作原理和涉及的能量转化。
22. 经历对实验现象进行观察、记录、分析、归纳，得出导体在磁场中运动时产生感应电流条件的过程，发展抽象概括的思维能力。
23. 通过探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件的实验，增强设计实验与制订方案、获取与处理信息、基于证据得出结论的能力。
24. 结合磁生电在生产生活中的应用及我国的科技成就，认识科技对社会发展和人类生活的影响、增强科技强国的责任感。
温馨提醒：单元重点和难点
本单元教学重点
1. 知道磁体周围存在磁场，会用磁感线描述磁体周围的磁场状况。
2. 电流的磁效应，通电螺线管的磁场。
3. 电磁铁的磁性。
4. 磁场对通电导线的作用。
5. 通过探究实验来认识电磁感应现象，并发现磁生电的条件。
本单元教学难点
1. 认识磁场的存在，用磁感线来描述磁场。
2. 运用安培定则，判断通电螺线管两端的极性或通电螺线管的电流方向。
3. 电磁继电器的工作原理及其应用。
4. 直流电动机的构造和工作原理。
5. 产生感应电流的条件。
知识点一 磁现象 磁场（地磁场）
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. 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. 磁场的概念：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. 磁感线的定义：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。
【易错警示】
1.磁场存在判断的误区：切忌认为看不见、摸不着就没有磁场，磁体周围一定存在磁场，例如小磁针发生偏转，就是受到了磁场的作用。
2.磁感线认识的误区：切忌认为磁感线是真实存在的线，磁感线只是描述磁场的假想曲线，例如磁体周围并没有真实的线条，只是我们用来表示方向和强弱。
知识点二 电生磁
一、电流的磁效应
1.奥斯特实验说明：电流周围存在磁场；磁场方向跟电流方向有关。
2.通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场相似。
3.安培定则（右手螺旋定则）：用右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指那端为螺线管N极。
【易错警示】
1.电流磁效应的误区：切忌认为只有磁体才有磁性，通电导线周围也会产生磁场，例如奥斯特实验说明电流周围存在磁场。
2.安培定则使用误区：切忌用左手判断通电螺线管磁极，必须用右手螺旋定则，例如手放反会导致 N、S 极判断完全相反。
知识点三 电磁铁和电磁继电器
1.电磁铁
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
电磁铁极性的判断 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
影响电磁铁磁性强弱的因素 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
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
电磁铁的特点及应用 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
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
2. 电磁继电器
（1）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）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。
【易错警示】
1.电磁铁磁性强弱误区：切忌认为只要通电，磁性强弱就不变，电磁铁磁性与电流大小、线圈匝数都有关，例如电流越大、匝数越多，磁性越强。
2.电磁继电器作用误区：切忌把继电器当成普通开关，它是用低电压、弱电流控制高电压、强电流的开关，例如可以远距离控制大功率机器。
知识点四 电动机
1.电动机原理：通电导体在磁场中受到力的作用。
2. 构造：主要由定子（固定的磁体）、转子（转动的线圈）和换向器组成；
3.通电导体受力方向与电流方向和磁场方向有关。
4.电动机能量转化：电能转化为机械能。
5.换向器作用：每当线圈转过平衡位置，自动改变线圈中的电流方向，使线圈持续转动。
【易错警示】
1.工作原理误区：切忌把电动机原理记成 “磁生电”，电动机原理是通电导体在磁场中受力运动，例如电风扇、电动车都用这个原理。
2.转向影响因素误区：切忌认为只改变磁场方向，电动机转向不变，电流方向或磁场方向任一改变，转向就改变，例如同时都变，转向反而不变。
知识点五 制作简易直流电动机
1.简易电动机主要材料：漆包线、磁体、电池、支架。
2.线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周，这一结构相当于换向器。
3.只刮半周漆皮的作用：线圈转过半周，切断电流，依靠惯性转过平衡位置，之后再次通电持续转动。
4.简易电动机不转动常见原因：电路断路、磁场太弱、线圈处于平衡位置、转轴摩擦力太大。
5.简易电动机转动方向改变方法：改变电流方向或改变磁场方向。
6.能量转化：电能转化为机械能。
知识点六 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）发电机及动圈式话筒
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。
3. 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。
【易错警示】
1.感应电流产生误区：切忌认为导体在磁场中运动就一定有电流，必须是闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动，例如电路不闭合，只会有电压没有电流。
2.工作原理误区：切忌把发电机和电动机原理混淆，发电机是磁生电（电磁感应），例如发电机将机械能转化为电能。
一、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。
二、解决地磁场问题思路
（1）搞清楚 位置关系 ：地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近。
（2） 磁感线方向 ：地磁场的磁感线从地磁北极（地理南极附近）发出，进入地磁南极（地理北极附近）。
（3） 指南针指向原理 ：指南针的N极指向地理北极方向，实际上是被位于地理北极附近的地磁南极所吸引。
三、解决通电螺线管的磁场问题思路
1. 磁场形态 ：通电螺线管外部的磁场分布与 条形磁体 相似 ，两端分别为N极和S极，磁感线从N极出发回到S极。
2. 极性判断 ：使用 右手螺旋定则 判定极性——用右手握住螺线管，使四指弯曲方向与电流方向一致，大拇指所指的一端即为N极。这是解题的关键工具。
3. 探究通电螺线管的磁场实验
【掌握实验原理与方法】
（1） 转换法 ：磁场不可见，通过小磁针N极指向或铁屑排列显示磁感线分布。
（2） 控制变量法 ：分别改变电流方向、绕线方向，观察磁场响应。
（3） 关键器材作用 ：
小磁针 ：判断磁场方向（N极指向即该点磁场方向）。
铁屑 ：显示磁感线整体形状。
铁芯（如铁棒） ：增强磁场强度。
电源正负极对调 ：改变电流方向。
【掌握解题步骤】
（1） 观察磁感线分布 ：闭合开关后轻敲玻璃板，铁屑呈 条形磁体状 排列→说明通电螺线管外部磁场与 条形磁体 相似。
（2） 确定磁极极性 ：小磁针静止时， N极所指方向 即为螺线管该端的 磁场方向 （由S极指向N极）。
若小磁针N极被螺线管一端吸引，则该端为 S极 ；若被排斥，则为 N极。
（3） 探究磁场方向与电流关系 ： 对调电源正负极→电流方向反转→小磁针N极偏转方向相反→ 证明 磁场方向由电流方向决定。
结合 安培定则 （右手螺旋定则）：右手握住螺线管，四指指向电流方向，拇指所指为 N极。
（4） 验证结论 ：实验结论通常包括：①外部磁场分布与 条形磁体 相似；②两端相当于 条形磁体的两极 ；③极性由 电流方向 控制。
四、解决探究电磁铁磁性强弱的影响因素思路
1.明确研究方法
（1）控制变量法 ：当研究其中一个因素时，需保持其他因素不变。
（2）转换法 ：通过观察电磁铁 吸引大头针（或铁钉）的数量 来判断磁性强弱，数量越多，磁性越强。
2. 探究设计（控制变量法和转换法具体体现）
（1）电流大小的影响 ：保持线圈匝数和铁芯不变，调节滑动变阻器改变电流，记录不同电流下吸引大头针的数量。→结论： 电流越大，磁性越强。
（2）线圈匝数的影响 ：保持电流大小和铁芯不变，更换不同匝数的线圈进行实验。→结论： 线圈匝数越多，磁性越强 。
（3）有无铁芯的影响 ：保持电流和线圈匝数相同，分别测试有铁芯和无铁芯时的磁性表现。→结论： 插入铁芯后，磁性显著增强。
3.实验关键细节
使用串联电路确保电流一致（如比较不同线圈时）。每次实验后应断开开关，避免线圈过热。大头针应均匀分布，避免磁化后相互吸引干扰结果。
五、电磁继电器问题解题要领
（1）识别控制电路与工作电路 ：通常控制电路含低压电源和线圈，工作电路含高压电源和负载。
（2） 分析电磁铁磁性变化 ：通电→有磁性；断电→磁性消失。
（3） 判断触点状态 ：衔铁被吸下→动触点与静触点接通；弹簧复位→触点断开。
（4） 注意安全与应用优势 ：用于 远距离控制、自动控制、保护操作者安全。
六、弄清楚几个误区是解决电动机与发电机问题的关键
1. 原理混淆误区：将电动机原理记为电磁感应，发电机原理记为磁场对电流的作用；
2. 能量转化误区：将电动机的能量转化记为“机械能→电能”，发电机的记为“电能→机械能”；
3. 换向器作用误区：认为“换向器的作用是改变磁场方向”（错误，是改变线圈中的电流方向）；
4. 受力方向误区：认为“改变导体中的电流大小会改变受力方向”（错误，电流大小影响受力大小，不影响方向）。
七、判断用电磁感应还是用磁场对电流的作用来解决问题的方法
在分析具体问题，如判断某个实验装置是体现电磁感应还是磁场对电流的作用，首先要观察电路中是否有电源：若电路中没有电源，且存在导体在磁场中做切割磁感线运动，并产生了感应电流，则为电磁感应现象；若电路中有电源，给导体通入电流后导体在磁场中发生了运动，则为磁场对电流的作用。
重要考点1 磁现象 磁场
【例题1】（2026四川成都）地球是一个巨大的磁体，下列对磁体的认识正确的是（ ）
A. 指南针指南北是因为受到地磁场的作用 B. 磁体能吸引小铜块
C. 同名磁极相互吸引，异名磁极相互排斥 D. 地球周围存在大量磁感线
【答案】A
【解析】A．磁体周围存在磁场，地球也是一个大的磁体，指南针能指南北是受地磁场的作用，故A正确；
B．磁体吸引铁、钴、镍等物质，不能吸引小铜块，故B错误；
C．磁极间相互作用的规律是：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故C错误；
D．磁感线是人们为了形象描述磁场而假想的曲线，并不真实存在，故D错误。
故选A。
（对点练1）三个磁体相邻磁极间的磁感线分布如图所示，D端为_______(N/S)极，B端为_______ (N/S)极。
（对点练2）如图所示是小阳从某废旧电器中拆下的环形磁铁。下列有关环形磁铁的说法正确的
是（　　）
A．它周围存在磁场 B．它周围存在磁感线
C．它周围的磁场分布是均匀的 D．它周围各点的磁场方向相同
（对点练3）沈括在《梦溪笔谈》中描述：“方家以磁石磨针锋，则能指南、然常微偏东，不全南也”。下列说法正确的是（　　）
A．磁针只有一个磁极
B．指南的“针锋”是磁针的S极
C．北京地区的地磁场方向大致由北向南
D．地磁场N极与地理南极完全重合
重要考点2 电流的磁场
【例题2】如图所示，将小磁针置于导线下方，通电后小磁针发生偏转，该现象说明 周围存在着磁场。
【答案】通电导体/通电导线
【解析】丹麦物理学家奥斯特做的著名的奥斯特实验，将小磁针置于导线下方，通电后小磁针发生偏转，说明通电导体或通电导线周围存在磁场。
（对点练1）如图所示，可自由转动的小磁针处于静止状态，导线平行小磁针放置在其正上方。闭合开关，观察到小磁针偏转了；断开开关，观察到小磁针回到实验前状态。由此实验可得出的结论是（　　）
A．通电导线周围的磁场方向由小磁针的指向决定
B．通电导线周围存在磁场，即电流产生磁场
C．移去小磁针后，通电导线周围不存在磁场
D．通电导线周围的磁场方向与电流方向有关
（对点练2）“小磁针”很神奇，它为探究磁现象立下大功，以下说法错误的是（ ）
A．如果只受地磁场影响，小磁针静止时总是一端指南一端指北
B．如图甲，小磁针发生偏转，是受条形磁体周围磁场的影响
C．如图乙，小磁针发生偏转，则证明通电导线周围产生了磁场
D．小磁针是磁体，能吸引羽毛、纸屑等轻小物体
（对点练3）如图是奥斯特实验，当水平导线中有电流通过时，小磁针将发生 ，说明通电导体周围存在 ，如果移走小磁针，该结论 （选填“成立”、“不成立”）。
重要考点3 有关通电螺线管的问题（含安培定则及实验）
【例题3】将两个通电螺线管按图示位置放置，A、B为相对的两个磁极，闭合开关S1、S2后，它们之间的磁感线分布如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．a端为电源的负极，B为螺线管S极 B．c端为电源的正极，A为螺线管S极
C．b端为电源的正极，B为螺线管N极 D．d端为电源的正极，A为螺线管N极
【答案】B
【解析】在磁体的外部，磁感线是从磁体的极出发，回到极，由图可知，左边螺线管B磁极为S极；根据安培定则可知，左边螺线管的电流方向是从左端往右，前面流入，则端为电源的正极，端为负极；右边螺线管A磁极为S极；根据安培定则可知，右边螺线管的电流方向是从左端往右，后面流入，则c端为电源的正极，d端为负极。故B正确，ACD错误。故选B。
（对点练1）通电螺线管旁的小磁针分别静止在下列图片所示位置。以下关于通电螺线管的说法，正确的是（　　）
A．改变电源正、负极的接法，不会影响通电螺线管的磁场方向
B．螺线管导线的环绕方向决定了通电螺线管的磁性强弱
C．小磁针静止时N极的指向与通电螺线管的极性判定无关
D．决定通电螺线管极性的关键因素是螺线管中电流的方向
（对点练2）在“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验中：
（1）小明在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撒满细铁屑，闭合开关后　　 玻璃板（填写操作方法），观察到细铁屑的排列如图甲所示，同时观察到小磁针发生偏转，则说明通电螺线管周围存在　　 。此时，如果移走小磁针，该结论　　 （选填“成立”或“不成立”）；
（2）如图乙把小磁针放到螺线管四周不同位置，螺线管通电后记录小磁针　　极的方向，这个方向就是该点的磁场方向。由此判断，通电螺线管外部的磁场分布与　　 磁体的磁场分布相似；
（3）接下来小明断开开关，对调电源的正负极，闭合开关后，观察小磁针的指向。此时小明是想要探究通电螺线管的极性与　　 的关系。
（对点练3）利用实验探究通电螺线管外部磁场的方向。
（1）把导线绕制成螺线管形状，安装在水平放置的有机玻璃板上，板面上均匀洒满铁屑，给螺线管通以电流，铁屑在磁场中被 　　 成一个个小磁针，从而在磁场中有序地排列起来。
（2）轻轻敲击玻璃板面，玻璃板上铁屑分布如图所示，在通电螺线管的两端各放一个小磁针，据小磁针静止时的指向，可以判定图中通电螺线管的 　　 （选填“左”或“右”）端是它的N极；
（3）如果想探究通电螺线管的极性与电流方向的关系，接下来的操作是 　 　 ，并观察小磁针的指向。
重要考点4 电磁铁与电磁继电器（含实验计算）
【例题4】（2026四川阿坝） 2025年7月，甘孜州泸定、丹巴两条无人机运邮航线正式运营，覆盖偏远乡村，实现邮件包裹“小时达”。运邮主要使用一款装有电池低温保护装置的纯电大型无人机，为模拟低温保护功能，同学们设计了图甲所示电路，当温度低至15℃时，工作电路中的加热元件开始工作；温度高于15℃，停止工作。控制电路中为定值电阻，热敏电阻有a、b两种类型可供选择，其阻值随温度变化关系如图乙所示。
（1）关于无人机，下列说法不合理的是________。
A. 外壳选用轻质、坚固的材料
B. 利用人工智能提升运输效率
C. 机上指示灯用超导材料制成
D. 寒冷环境会影响电池的使用
（2）要达成设计要求，应选择________类型的热敏电阻（选填“a”或“b”）。
（3）控制电路中电源电压恒为6V，当开始工作时，控制电路中的电流为0.12A，电磁铁线圈电阻忽略不计，则的阻值为________Ω。
（4）若无人机满载飞行时的额定功率为1000W，电池储存电能有80%可用于飞行做功，充满一次电可供无人机连续满载飞行80min，则电池充满电时储存的总电能为________。
【答案】（1）C （2）a （3）10 （4）
【解析】（1）A．无人机需要减轻自重同时保证结构强度，选用轻质坚固材料合理，故A不符合题意；
B．人工智能可以优化航线、调度，从而提升运输效率，合理，故B不符合题意；
C．机上指示灯利用电流的热效应发光，而超导材料电阻为0，无法发热发光，不合理，故C符合题意；
D．题目提到需要低温保护，说明寒冷环境会影响电池使用，合理，故D不符合题意；
故选C。
（2）设计要求温度低至15℃时工作，温度高于15℃时停止。由电路可知，工作时电磁铁磁性较强，控制电路电流较大，说明温度降低时热敏电阻 阻值需要变小。由图乙可知，温度降低时，a型热敏电阻阻值减小，符合要求，故选a。
（3）当 开始工作时，温度为15℃，由图乙得此时。根据欧姆定律，控制电路总电阻
串联电路总电阻等于各电阻之和，因此
（4）飞行时间
无人机满载飞行消耗的电能
由题意，，因此总电能
（对点练1）如图所示是小明利用光敏电阻为居民楼门口设计的一种智能照明电路，L为“220V，22W”的照明灯，天暗时自动发光，天亮时自动熄灭。控制电路中，电源由两节新的干电池串联而成。为定值电阻，为光敏电阻，其阻值会随着光强的变化而变化。下列说法正确的是（　　）
A．控制电路开关S闭合后，电磁铁外部磁感线从上端出发回到下端
B．光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小
C．灯L正常发光时，通过它的电流是0.1A
D．控制电路长时间使用后电压下降，天亮时灯自动熄灭时间变早
（对点练2）“创新”小组的同学为了把大头针从木屑、塑料与陶瓷碎片中分离出来，选用电压一定的电源、滑动变阻器、铁钉、长导线及开关等器材，制成电磁铁。经过几次实验，同学们成功将所有的大头针分离出来，小组同学想进一步探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，于是添加电流表设计了如图实验装置进行实验。
实验次数 电流大小 线圈匝数 吸引大头针个数
1 1.5A 50匝 10
2 2.5A 50匝 15
3 2.5A 30匝 12
（1）实验中，同学们通过 　 　 来显示电磁铁磁性的强弱。
（2）小宇连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，比较 　　 次实验数据可知，通电螺线管的磁性强弱与电流大小 　　 （选填“有关”或“无关”）。
（3）比较2、3次实验数据，你得出的结论是 　 　 。
（4）小宇同学想要帮助老师制作一个磁性较强的电磁铁，你的建议是 　 　 。
（对点练3）如图是物理实验小组“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”实验装置，电磁铁A与B的线圈匝数不同。
（1）该实验装置中，电流表的作用是 　 　 ，滑动变阻器的作用是 　 　 。
（2）实验中通过 　 　 判断电磁铁的磁性强弱。
（3）实验小组完成实验后在交流评估时，小王同学认为应该增加一把塑料刻度尺，你认为是否需要？为什么？　　 。
重要考点5 磁场对通电导线的作用（含实验）
【例题5】如图所示，闭合开关，观察到金属棒向右运动。下列说法正确的是（ ）
A．实验现象属于电磁感应现象
B．利用该现象可以制成发电机
C．仅将磁体的N、S极上下对调，金属棒将向左运动
D．滑动变阻器向左移动滑片，金属棒将向左运动
【答案】C
【解析】AB．如图，当开关闭合时，导体棒在磁场中受力运动，利用这一现象可以制成电动机，电磁感应现象是磁生电的现象，图中实验现象不属于电磁感应，故AB错误；
C．仅将磁体的N、S极上下对调，磁场方向改变，金属棒的受力方向会改变，运动方向也会改变，将向左运动，故C正确；
D．滑动变阻器向左移动滑片，电路中电流变大，金属棒受到的力变大，运动方向不变，仍将向右运动，故D错误。故选 C。
（对点练1）（2026四川广元一模）电流表是电学实验中的重要仪器，如图所示是电流表的内部结构简图，将线圈置于两磁极之间，线圈上固定有一指针，有电流通过线圈时，线圈会带动指针一起偏转，线圈中电流越大，指针偏转角度越大。则电流表的工作原理与下列说法相符的是（　　）
A．通电线圈在磁场中受到了力的作用 B．同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引
C．与发电机工作原理相同 D．电流表工作过程中，机械能转化为电能
（对点练2）如图所示，磁场中的矩形铜线框处于静止状态，闭合开关后，若CD段导体受到向上的磁场力，则（ ）
A．AB段导体受到磁场力的方向向下
B．电路中M处的电流大于Q处的电流
C．矩形铜线框一定发生转动
D．若只将电源正负极对调，AB段受到磁场力的方向一定向下
（对点练3）如图所示，在“探究让通电导线在磁场中动起来”实验中，小明把一根连接导线的轻质铝棒ab置于蹄形磁体的磁场中。
（1）闭合开关，通过观察　　 来判断磁场对通电直导线有力的作用；
（2）若只将磁体的两极对调，闭合开关观察到铝棒ab会向相反方向运动，说明力的方向与　　 有关；
（3）探究“通电导线在磁场中受力大小是否与电流大小有关”：通过　　 改变电路中电流大小，观察导体ab摆动幅度大小得到结论。
重要考点6 电磁感应及探究产生感应电流的条件
【例题6】（2026四川泸州）同学们在操场上做“跳绳发电”实验，将铜导线（绳）的两端与灵敏电流计相连，沿东西方向站立摇绳，灵敏电流计指针左右摆动，如图所示。下列实验与该实验原理相同的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】“跳绳发电”中，铜导线是闭合电路的一部分，在地磁场中摇绳时，导线切割磁感线产生感应电流，原理是电磁感应现象，该过程不需要外接电源，靠导体运动产生感应电流。
C．C选项中，闭合导体在磁场中运动，电路无外接电源，用灵敏电流计检测感应电流，是电磁感应实验，和题干原理相同，符合要求。故C符合题意。
ABD．A选项探究的是磁极间的相互作用；B选项是奥斯特实验，原理是电流的磁效应，即通电导体周围存在磁场；D选项电路有外接电源，探究的是通电导体在磁场中受力运动，是电动机的工作原理。故ABD不符合题意。故选C。
（对点练1）如图所示是“探究感应电流产生的条件”实验装置。
(1)实验中，AB棒的材料可能是 （选填“塑料”或“铝”）；
(2)我们可以通过 来判断电路中是否有感应电流产生。
(3)闭合开关，实验探究过程记录如表所示：
次数 AB棒在磁场中的运动情况 是否有感应电流
1 静止 无
2 沿磁场方向运动（不切割磁感线运动） 无
3 切割磁感线运动 有
据实验现象，初步得出电路中产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动。
(4)保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验，是为了探究感应电流方向与 的关系。
(5)若将此装置中灵敏电流计换成 可进一步探究电动机的工作原理。
（对点练2）如图是小明做“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。
（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）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”）。
（对点练3）如图所示，用蹄形强磁体、导体AB、开关、灵敏电流计组成电路，探究电磁感应现象。
（1）实验中，我们通过观察 　 　 来判断电路中是否有感应电流产生。
（2）保持导体AB切割磁感线运动的方向不变，仅将磁体N、S极对调，是为了探究感应电流方向与　　 的关系。
（3）探究感应电流大小与导体运动快慢是否有关时，应闭合开关，保持其他条件不变，具体操作方法是　　 。
（4）若将此装置中的灵敏电流计换成　　 可探究电动机的工作原理。
重要考点7 电动机和发电机
【例题7】（2026安徽）如图是动圈式扬声器的结构示意图，当随声音变化的电流通过线圈时，线圈会产生振动，与它相连的振膜也随之振动，扬声器就会发声。下列器件与动圈式扬声器工作原理相同的是（ ）
A. 电动机 B. 电磁铁 C. 发电机 D. 动圈式话筒
【答案】A
【解析】动圈式扬声器的工作原理：变化的电流通过线圈时，通电线圈在永磁体的磁场中受力振动，将电信号转化为声信号，本质是通电导体在磁场中受到力的作用。
A． 电动机：工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，和动圈式扬声器工作原理相同，故A符合题意；
B． 电磁铁：利用电流的磁效应工作，原理不同，故B不符合题意；
C． 发电机：利用电磁感应原理（磁生电）工作，故C不符合题意；
D．动圈式话筒：靠声音振动带动线圈切割磁感线产生感应电流，利用电磁感应原理工作，故D不符合题意；故选A。
（对点练1）如图是2024年杭州马拉松推出的机器狗配速员，机器狗内部电动机的工作原理是（　　）
A. 电磁感应现象 B. 通电导体在磁场中受到力的作用
C. 电流的磁效应 D. 电流的热效应
（对点练2）如图所示，使线圈位于磁体两磁极间的磁场中。
(1)使线圈静止在图乙位置上，闭合开关，发现线圈并没有转动，这是因为这个位置是线圈的平衡位置，此时线圈上下两个边所受的力大小________（选填“相等”或“不相等”）；
(2)使线圈静止在图甲位置上，闭合开关，线圈受力沿顺时针方向转动，并由于________而越过平衡位置，但不能继续转下去，最后要返回平衡位置。使线圈静止在图丙的位置上，这是刚才线圈冲过平衡位置以后所到达的地方，闭合开关，线圈逆时针转动。由此我们可以分析出线圈不能连续转动的原因是________；
(3)生活中的电动机都能连续转动且具有平稳的动力，实际的电动机是通过_____来实现这一目的的。
（对点练3） 发电机组是水电站的核心部分，以下四个装置中符合发电机工作原理的是（　　）
A. B. C. D.
重要考点8 电与磁的作图
【例题8】（2026四川遂宁）根据图中小磁针静止时的指向，标出A点磁感线方向和电源左端的极性（“+”或“-”）
【答案】如图所示
【解析】异名磁极相互吸引，所以螺线管右端为N极，在磁体外部磁感线由N极出发指向S极，因此螺线管上方A点的磁感线方向向左；根据安培定则，可知电源的左端为正极。据此作图。
（对点练1）地球是一个天然的大磁体，类似条形磁铁，如图所示，请在图中标出小磁针静止时上端的磁极以及在图中（　　）处标出地磁场的磁极，并用箭头标出P点的磁感线方向。标注时要求磁极均用“N”或“S”表示。
（对点练2）在括号里标出电源的“+”极或“﹣”极并用箭头标出磁感线方向。
（对点练3）如图是洪水水位自动报警器的原理图，水没有到达报警水位时，绿灯亮；水到达报警水位时，红灯亮。
①请在图中画出红灯刚亮时的水位（用横线表示水位）；
②报警时，请写出电磁铁下端的磁极；
③在工作电路中的括号内填写“绿”或“红”。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
人教版2024九年级上册物理同步精讲精炼学案（全国通用）
第二十章 电与磁
专题56 《电与磁》单元复习五步曲
1. 通过实验，认识磁场。知道地磁场。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
注意：学生在学习过程中，要达到课标要求，必须完成下列学习目标（特别重要）
1. 了解磁现象，认识磁场、地磁场。
2. 经历用磁感线描述磁场的过程，培养模型建构和科学推理能力。
3. 通过研究磁体周围磁场方向的实验，培养观察和分析能力。
4. 了解我国古代对磁现象的研究，感受中国古人的智慧，增强民族自豪感。
5. 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。能利用安培定则判断通电螺线管中电流的方向或两端的极性。
6. 经历分析通电螺线管外部磁场方向的过程，发展归纳推理能力。
7. 通过探究通电螺线管外部磁场方向的实验，培养根据证据进行解释的科学探究能力。
8. 通过电生磁的学习，感悟自然现象之间的普遍联系，激发学习热情。
9. 了解电磁铁的结构及其在生产生活中的应用，能利用电磁铁的知识解决生活中的实际问题。
10. 经历分析电磁铁、电磁继电器的结构及其工作原理的过程，发展分析推理能力。
11. 通过制作简易的电磁起重机，培养提出和解决问题、总结归纳的科学探究能力。
12. 结合电磁铁在生产生活中的应用，体会物理学的应用价值，关注科学技术对社会发展的影响。
13. 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。了解直流电动机的基本构造、工作原理和涉及的能量转化。
14. 经历研究通电导线在磁场中受力方向的分析过程，培养归纳推理能力。
15. 经历便通电线圈在磁场中连续转动的探究过程，培养解决问题的能力。
16. 通过对电动机的学习，体会物理知识在生产实践中的重要作用，激发学习物理的兴趣制作简易直流电动机，加深对直流电动机相关知识的认识。
17. 制作简易直流电动机，加深对直流电动机相关知识的认识。
18. 设计简易直流电动机制作方案，基于电与磁的知识对方案的合理性进行分析。
19. 在制作简易直流电动机活动中，能综合运用所学知识解决遇到的问题。
20. 在实施过程、讨论交流、作品展示中，提升工程实践与合作学习的能力，增强对物理学与日常生活、工程实践间联系的认识，树立学以致用的思想。
21. 了解电磁感应现象的产生条件及其在生产生活中的应用，了解发电机的工作原理和涉及的能量转化。
22. 经历对实验现象进行观察、记录、分析、归纳，得出导体在磁场中运动时产生感应电流条件的过程，发展抽象概括的思维能力。
23. 通过探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件的实验，增强设计实验与制订方案、获取与处理信息、基于证据得出结论的能力。
24. 结合磁生电在生产生活中的应用及我国的科技成就，认识科技对社会发展和人类生活的影响、增强科技强国的责任感。
温馨提醒：单元重点和难点
本单元教学重点
1. 知道磁体周围存在磁场，会用磁感线描述磁体周围的磁场状况。
2. 电流的磁效应，通电螺线管的磁场。
3. 电磁铁的磁性。
4. 磁场对通电导线的作用。
5. 通过探究实验来认识电磁感应现象，并发现磁生电的条件。
本单元教学难点
1. 认识磁场的存在，用磁感线来描述磁场。
2. 运用安培定则，判断通电螺线管两端的极性或通电螺线管的电流方向。
3. 电磁继电器的工作原理及其应用。
4. 直流电动机的构造和工作原理。
5. 产生感应电流的条件。
知识点一 磁现象 磁场（地磁场）
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. 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. 磁场的概念：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. 磁感线的定义：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。
【易错警示】
1.磁场存在判断的误区：切忌认为看不见、摸不着就没有磁场，磁体周围一定存在磁场，例如小磁针发生偏转，就是受到了磁场的作用。
2.磁感线认识的误区：切忌认为磁感线是真实存在的线，磁感线只是描述磁场的假想曲线，例如磁体周围并没有真实的线条，只是我们用来表示方向和强弱。
知识点二 电生磁
一、电流的磁效应
1.奥斯特实验说明：电流周围存在磁场；磁场方向跟电流方向有关。
2.通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场相似。
3.安培定则（右手螺旋定则）：用右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指那端为螺线管N极。
【易错警示】
1.电流磁效应的误区：切忌认为只有磁体才有磁性，通电导线周围也会产生磁场，例如奥斯特实验说明电流周围存在磁场。
2.安培定则使用误区：切忌用左手判断通电螺线管磁极，必须用右手螺旋定则，例如手放反会导致 N、S 极判断完全相反。
知识点三 电磁铁和电磁继电器
1.电磁铁
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
电磁铁极性的判断 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
影响电磁铁磁性强弱的因素 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
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
电磁铁的特点及应用 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
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
2. 电磁继电器
（1）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）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。
【易错警示】
1.电磁铁磁性强弱误区：切忌认为只要通电，磁性强弱就不变，电磁铁磁性与电流大小、线圈匝数都有关，例如电流越大、匝数越多，磁性越强。
2.电磁继电器作用误区：切忌把继电器当成普通开关，它是用低电压、弱电流控制高电压、强电流的开关，例如可以远距离控制大功率机器。
知识点四 电动机
1.电动机原理：通电导体在磁场中受到力的作用。
2. 构造：主要由定子（固定的磁体）、转子（转动的线圈）和换向器组成；
3.通电导体受力方向与电流方向和磁场方向有关。
4.电动机能量转化：电能转化为机械能。
5.换向器作用：每当线圈转过平衡位置，自动改变线圈中的电流方向，使线圈持续转动。
【易错警示】
1.工作原理误区：切忌把电动机原理记成 “磁生电”，电动机原理是通电导体在磁场中受力运动，例如电风扇、电动车都用这个原理。
2.转向影响因素误区：切忌认为只改变磁场方向，电动机转向不变，电流方向或磁场方向任一改变，转向就改变，例如同时都变，转向反而不变。
知识点五 制作简易直流电动机
1.简易电动机主要材料：漆包线、磁体、电池、支架。
2.线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周，这一结构相当于换向器。
3.只刮半周漆皮的作用：线圈转过半周，切断电流，依靠惯性转过平衡位置，之后再次通电持续转动。
4.简易电动机不转动常见原因：电路断路、磁场太弱、线圈处于平衡位置、转轴摩擦力太大。
5.简易电动机转动方向改变方法：改变电流方向或改变磁场方向。
6.能量转化：电能转化为机械能。
知识点六 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）发电机及动圈式话筒
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。
3. 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。
【易错警示】
1.感应电流产生误区：切忌认为导体在磁场中运动就一定有电流，必须是闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动，例如电路不闭合，只会有电压没有电流。
2.工作原理误区：切忌把发电机和电动机原理混淆，发电机是磁生电（电磁感应），例如发电机将机械能转化为电能。
一、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。
二、解决地磁场问题思路
（1）搞清楚 位置关系 ：地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近。
（2） 磁感线方向 ：地磁场的磁感线从地磁北极（地理南极附近）发出，进入地磁南极（地理北极附近）。
（3） 指南针指向原理 ：指南针的N极指向地理北极方向，实际上是被位于地理北极附近的地磁南极所吸引。
三、解决通电螺线管的磁场问题思路
1. 磁场形态 ：通电螺线管外部的磁场分布与 条形磁体 相似 ，两端分别为N极和S极，磁感线从N极出发回到S极。
2. 极性判断 ：使用 右手螺旋定则 判定极性——用右手握住螺线管，使四指弯曲方向与电流方向一致，大拇指所指的一端即为N极。这是解题的关键工具。
3. 探究通电螺线管的磁场实验
【掌握实验原理与方法】
（1） 转换法 ：磁场不可见，通过小磁针N极指向或铁屑排列显示磁感线分布。
（2） 控制变量法 ：分别改变电流方向、绕线方向，观察磁场响应。
（3） 关键器材作用 ：
小磁针 ：判断磁场方向（N极指向即该点磁场方向）。
铁屑 ：显示磁感线整体形状。
铁芯（如铁棒） ：增强磁场强度。
电源正负极对调 ：改变电流方向。
【掌握解题步骤】
（1） 观察磁感线分布 ：闭合开关后轻敲玻璃板，铁屑呈 条形磁体状 排列→说明通电螺线管外部磁场与 条形磁体 相似。
（2） 确定磁极极性 ：小磁针静止时， N极所指方向 即为螺线管该端的 磁场方向 （由S极指向N极）。
若小磁针N极被螺线管一端吸引，则该端为 S极 ；若被排斥，则为 N极。
（3） 探究磁场方向与电流关系 ： 对调电源正负极→电流方向反转→小磁针N极偏转方向相反→ 证明 磁场方向由电流方向决定。
结合 安培定则 （右手螺旋定则）：右手握住螺线管，四指指向电流方向，拇指所指为 N极。
（4） 验证结论 ：实验结论通常包括：①外部磁场分布与 条形磁体 相似；②两端相当于 条形磁体的两极 ；③极性由 电流方向 控制。
四、解决探究电磁铁磁性强弱的影响因素思路
1.明确研究方法
（1）控制变量法 ：当研究其中一个因素时，需保持其他因素不变。
（2）转换法 ：通过观察电磁铁 吸引大头针（或铁钉）的数量 来判断磁性强弱，数量越多，磁性越强。
2. 探究设计（控制变量法和转换法具体体现）
（1）电流大小的影响 ：保持线圈匝数和铁芯不变，调节滑动变阻器改变电流，记录不同电流下吸引大头针的数量。→结论： 电流越大，磁性越强。
（2）线圈匝数的影响 ：保持电流大小和铁芯不变，更换不同匝数的线圈进行实验。→结论： 线圈匝数越多，磁性越强 。
（3）有无铁芯的影响 ：保持电流和线圈匝数相同，分别测试有铁芯和无铁芯时的磁性表现。→结论： 插入铁芯后，磁性显著增强。
3.实验关键细节
使用串联电路确保电流一致（如比较不同线圈时）。每次实验后应断开开关，避免线圈过热。大头针应均匀分布，避免磁化后相互吸引干扰结果。
五、电磁继电器问题解题要领
（1）识别控制电路与工作电路 ：通常控制电路含低压电源和线圈，工作电路含高压电源和负载。
（2） 分析电磁铁磁性变化 ：通电→有磁性；断电→磁性消失。
（3） 判断触点状态 ：衔铁被吸下→动触点与静触点接通；弹簧复位→触点断开。
（4） 注意安全与应用优势 ：用于 远距离控制、自动控制、保护操作者安全。
六、弄清楚几个误区是解决电动机与发电机问题的关键
1. 原理混淆误区：将电动机原理记为电磁感应，发电机原理记为磁场对电流的作用；
2. 能量转化误区：将电动机的能量转化记为“机械能→电能”，发电机的记为“电能→机械能”；
3. 换向器作用误区：认为“换向器的作用是改变磁场方向”（错误，是改变线圈中的电流方向）；
4. 受力方向误区：认为“改变导体中的电流大小会改变受力方向”（错误，电流大小影响受力大小，不影响方向）。
七、判断用电磁感应还是用磁场对电流的作用来解决问题的方法
在分析具体问题，如判断某个实验装置是体现电磁感应还是磁场对电流的作用，首先要观察电路中是否有电源：若电路中没有电源，且存在导体在磁场中做切割磁感线运动，并产生了感应电流，则为电磁感应现象；若电路中有电源，给导体通入电流后导体在磁场中发生了运动，则为磁场对电流的作用。
重要考点1 磁现象 磁场
【例题1】（2026四川成都）地球是一个巨大的磁体，下列对磁体的认识正确的是（ ）
A. 指南针指南北是因为受到地磁场的作用 B. 磁体能吸引小铜块
C. 同名磁极相互吸引，异名磁极相互排斥 D. 地球周围存在大量磁感线
【答案】A
【解析】A．磁体周围存在磁场，地球也是一个大的磁体，指南针能指南北是受地磁场的作用，故A正确；
B．磁体吸引铁、钴、镍等物质，不能吸引小铜块，故B错误；
C．磁极间相互作用的规律是：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故C错误；
D．磁感线是人们为了形象描述磁场而假想的曲线，并不真实存在，故D错误。
故选A。
（对点练1）三个磁体相邻磁极间的磁感线分布如图所示，D端为_______(N/S)极，B端为_______ (N/S)极。
【答案】 N N
【解析】由磁感线可知，D端与条形磁体N极极性相同，故D端为N极；
C端与D端分别为磁体的两个磁极，D端为N极，则C端为S极；磁体B端与C端为异名磁极，所以B端为N极。
（对点练2）如图所示是小阳从某废旧电器中拆下的环形磁铁。下列有关环形磁铁的说法正确的
是（　　）
A．它周围存在磁场 B．它周围存在磁感线
C．它周围的磁场分布是均匀的 D．它周围各点的磁场方向相同
【答案】A
【解析】A．任何磁体周围都存在磁场，这是磁体的基本性质，故A正确；
B．磁感线是为了形象描述磁场而假想的曲线，并非实际存在的物质，故B错误；
C．环形磁铁的磁场分布不均匀，靠近磁极的区域磁场较强，远离磁极的区域磁场较弱，故C错误；
D．磁场方向是指磁场中某点的切线方向，环形磁铁周围不同位置的磁场方向不同，故D错误。
故选A。
（对点练3）沈括在《梦溪笔谈》中描述：“方家以磁石磨针锋，则能指南、然常微偏东，不全南也”。下列说法正确的是（　　）
A．磁针只有一个磁极
B．指南的“针锋”是磁针的S极
C．北京地区的地磁场方向大致由北向南
D．地磁场N极与地理南极完全重合
【答案】B
【解析】A．磁针是一个小磁体，任何磁体都有两个磁极，故A错误；
B．能自由转动的小磁针，静止时指南（地理方位）的那端即为磁针的南（S）极。故B正确；
C．地磁北极在地理南极附近，磁体周围磁感线是从磁体的北极出发回到南极。所以北京地区的地磁场方向大致由南向北。故C错误；
D．由“常微偏东，不全南”可知，地磁场的两极与地理的两极并不完全重合，这种偏差称为磁偏角，这是沈括最早记录的重要现象。故D错误。故选B。
重要考点2 电流的磁场
【例题2】如图所示，将小磁针置于导线下方，通电后小磁针发生偏转，该现象说明 周围存在着磁场。
【答案】通电导体/通电导线
【解析】丹麦物理学家奥斯特做的著名的奥斯特实验，将小磁针置于导线下方，通电后小磁针发生偏转，说明通电导体或通电导线周围存在磁场。
（对点练1）如图所示，可自由转动的小磁针处于静止状态，导线平行小磁针放置在其正上方。闭合开关，观察到小磁针偏转了；断开开关，观察到小磁针回到实验前状态。由此实验可得出的结论是（　　）
A．通电导线周围的磁场方向由小磁针的指向决定
B．通电导线周围存在磁场，即电流产生磁场
C．移去小磁针后，通电导线周围不存在磁场
D．通电导线周围的磁场方向与电流方向有关
【答案】B
【解析】ABD．当闭合开关，观察到小磁针偏转了；断开开关，观察到小磁针回到实验前状态。表明通电导线周围存在磁场，实验并没有探究磁场方向与电流方向的关系，实验中小磁针是用来显示磁场方向的，而磁场方向与电流方向有关，故B符合题意，AD不符合题意；
C．通电导线周围存在磁场，磁场的有无和小磁针的有无无关，移走小磁针，通电导线周围的磁场仍然存在，故C不符合题意。故选B。
（对点练2）“小磁针”很神奇，它为探究磁现象立下大功，以下说法错误的是（ ）
A．如果只受地磁场影响，小磁针静止时总是一端指南一端指北
B．如图甲，小磁针发生偏转，是受条形磁体周围磁场的影响
C．如图乙，小磁针发生偏转，则证明通电导线周围产生了磁场
D．小磁针是磁体，能吸引羽毛、纸屑等轻小物体
【答案】D
【解析】A．小磁针如果只受地磁场的影响，小磁针的N极总是指着地磁南极，所以小磁针静止时总是一端指南一端指北，故A正确，不符合题意；
B．如图甲，由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，小磁针发生偏转，是受条形磁体周围磁场的影响，故B正确，不符合题意；
C．由图乙可知，是奥斯特实验，闭合电路，小磁针将发生偏转，则电流周围存在磁场，证明通电导线周围产生了磁场，故C正确，不符合题意；
D．小磁针是磁体，具有一定的磁性，不能吸引羽毛、纸屑等轻小物体，故D错误，符合题意。故选D。
（对点练3）如图是奥斯特实验，当水平导线中有电流通过时，小磁针将发生 ，说明通电导体周围存在 ，如果移走小磁针，该结论 （选填“成立”、“不成立”）。
【答案】偏转 磁场 成立
【解析】当将通电导体放在小磁针上方时，小磁针会发生偏 转，说明了通电导线周围存在磁场，该磁场与小磁针的有无无关，选用小磁针是运用转换法来显示磁场，故移走小磁针后，该结论仍成立。
重要考点3 有关通电螺线管的问题（含安培定则及实验）
【例题3】将两个通电螺线管按图示位置放置，A、B为相对的两个磁极，闭合开关S1、S2后，它们之间的磁感线分布如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．a端为电源的负极，B为螺线管S极 B．c端为电源的正极，A为螺线管S极
C．b端为电源的正极，B为螺线管N极 D．d端为电源的正极，A为螺线管N极
【答案】B
【解析】在磁体的外部，磁感线是从磁体的极出发，回到极，由图可知，左边螺线管B磁极为S极；根据安培定则可知，左边螺线管的电流方向是从左端往右，前面流入，则端为电源的正极，端为负极；右边螺线管A磁极为S极；根据安培定则可知，右边螺线管的电流方向是从左端往右，后面流入，则c端为电源的正极，d端为负极。故B正确，ACD错误。故选B。
（对点练1）通电螺线管旁的小磁针分别静止在下列图片所示位置。以下关于通电螺线管的说法，正确的是（　　）
A．改变电源正、负极的接法，不会影响通电螺线管的磁场方向
B．螺线管导线的环绕方向决定了通电螺线管的磁性强弱
C．小磁针静止时N极的指向与通电螺线管的极性判定无关
D．决定通电螺线管极性的关键因素是螺线管中电流的方向
【答案】D
【解析】AD．通电螺线管的磁场方向与电流方向和导线的环绕方向有关，故A错误,D正确；
B．通电螺线管的磁性强弱与电流大小，线圈的匝数有关。与导线的环绕方向无关，故B错误；
C．小磁针静止时，N极的指向是此地的磁场方向，可判定通电螺线管的极性，故C错误；
故选D。
（对点练2）在“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验中：
（1）小明在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撒满细铁屑，闭合开关后　　 玻璃板（填写操作方法），观察到细铁屑的排列如图甲所示，同时观察到小磁针发生偏转，则说明通电螺线管周围存在　　 。此时，如果移走小磁针，该结论　　 （选填“成立”或“不成立”）；
（2）如图乙把小磁针放到螺线管四周不同位置，螺线管通电后记录小磁针　　极的方向，这个方向就是该点的磁场方向。由此判断，通电螺线管外部的磁场分布与　　 磁体的磁场分布相似；
（3）接下来小明断开开关，对调电源的正负极，闭合开关后，观察小磁针的指向。此时小明是想要探究通电螺线管的极性与　　 的关系。
【答案】（1）轻敲；磁场；仍成立；（2）N；条形；（3）电流方向。
【解析】（1）在嵌入螺线管的有机玻璃板上均匀撒些细铁屑，通电后需要轻敲有机玻璃板，这样做的目的是克服摩擦力的影响，使细铁屑可以自由移动。
磁场的基本性质是对放入其中的磁体有力的作用，闭合开关，观察到螺线管周围的小磁针由于受到磁场的作用而发生偏转，说明了通电螺线管周围存在磁场。
闭合开关后，发现无论小磁针放在螺线管周围的那个位置，均发生偏转，说明通电螺线管周围存在磁场，电流周围存在的磁场是真实的，不会由于小磁针的有无而消失。
（2）物理学中规定，自由小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向，故把小磁针放到螺线管四周不同位置，螺线管通电后，小磁针N极所指的方向就是该点的磁场方向。
在通电螺线管外部多放置一些细铁屑，可以形象的显示出通电螺线管周围的细铁屑的排列与条形磁铁周围的细铁屑排列相似，由此可以判断，通电螺线管的外部磁场与条形磁铁的磁场相似。
（3）在其它因素不变的情况下，改变通过螺线管的电流方向，可将与螺线管相连的电源的正负极调换，观察小磁针的指向有无改变，探究通电螺线管的极性与电流方向的关系。
（对点练3）利用实验探究通电螺线管外部磁场的方向。
（1）把导线绕制成螺线管形状，安装在水平放置的有机玻璃板上，板面上均匀洒满铁屑，给螺线管通以电流，铁屑在磁场中被 　　 成一个个小磁针，从而在磁场中有序地排列起来。
（2）轻轻敲击玻璃板面，玻璃板上铁屑分布如图所示，在通电螺线管的两端各放一个小磁针，据小磁针静止时的指向，可以判定图中通电螺线管的 　　 （选填“左”或“右”）端是它的N极；
（3）如果想探究通电螺线管的极性与电流方向的关系，接下来的操作是 　 　 ，并观察小磁针的指向。
【答案】（1）磁化；（2）右；（3）改变电流的方向。
【解析】（1）给螺线管通以电流，通电螺线管具有磁性，会将周围的铁屑磁化；
（2）由图可知，通电螺线管的左端与小磁针的N极靠近，右端与小磁针的S极靠近，由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，图中通电螺线管的右端是它的N极；
（3）如果想探究通电螺线管的极性与电流方向的关系，接下来的操作是改变电流的方向，并观察小磁针的指向。
重要考点4 电磁铁与电磁继电器（含实验计算）
【例题4】（2026四川阿坝） 2025年7月，甘孜州泸定、丹巴两条无人机运邮航线正式运营，覆盖偏远乡村，实现邮件包裹“小时达”。运邮主要使用一款装有电池低温保护装置的纯电大型无人机，为模拟低温保护功能，同学们设计了图甲所示电路，当温度低至15℃时，工作电路中的加热元件开始工作；温度高于15℃，停止工作。控制电路中为定值电阻，热敏电阻有a、b两种类型可供选择，其阻值随温度变化关系如图乙所示。
（1）关于无人机，下列说法不合理的是________。
A. 外壳选用轻质、坚固的材料
B. 利用人工智能提升运输效率
C. 机上指示灯用超导材料制成
D. 寒冷环境会影响电池的使用
（2）要达成设计要求，应选择________类型的热敏电阻（选填“a”或“b”）。
（3）控制电路中电源电压恒为6V，当开始工作时，控制电路中的电流为0.12A，电磁铁线圈电阻忽略不计，则的阻值为________Ω。
（4）若无人机满载飞行时的额定功率为1000W，电池储存电能有80%可用于飞行做功，充满一次电可供无人机连续满载飞行80min，则电池充满电时储存的总电能为________。
【答案】（1）C （2）a （3）10 （4）
【解析】（1）A．无人机需要减轻自重同时保证结构强度，选用轻质坚固材料合理，故A不符合题意；
B．人工智能可以优化航线、调度，从而提升运输效率，合理，故B不符合题意；
C．机上指示灯利用电流的热效应发光，而超导材料电阻为0，无法发热发光，不合理，故C符合题意；
D．题目提到需要低温保护，说明寒冷环境会影响电池使用，合理，故D不符合题意；
故选C。
（2）设计要求温度低至15℃时工作，温度高于15℃时停止。由电路可知，工作时电磁铁磁性较强，控制电路电流较大，说明温度降低时热敏电阻 阻值需要变小。由图乙可知，温度降低时，a型热敏电阻阻值减小，符合要求，故选a。
（3）当 开始工作时，温度为15℃，由图乙得此时。根据欧姆定律，控制电路总电阻
串联电路总电阻等于各电阻之和，因此
（4）飞行时间
无人机满载飞行消耗的电能
由题意，，因此总电能
（对点练1）如图所示是小明利用光敏电阻为居民楼门口设计的一种智能照明电路，L为“220V，22W”的照明灯，天暗时自动发光，天亮时自动熄灭。控制电路中，电源由两节新的干电池串联而成。为定值电阻，为光敏电阻，其阻值会随着光强的变化而变化。下列说法正确的是（　　）
A．控制电路开关S闭合后，电磁铁外部磁感线从上端出发回到下端
B．光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小
C．灯L正常发光时，通过它的电流是0.1A
D．控制电路长时间使用后电压下降，天亮时灯自动熄灭时间变早
【答案】BC
【解析】A．电源右端为正极，根据图中螺线管绕线方式及安培定则，判断出电磁铁下端为N极，上端为S极。电磁铁外部磁感线从N极出发，回到S极，即磁感线从下端出发回到上端，故A错误；
B. 天亮时光照强度大，灯自动熄灭，说明此时电磁铁磁性足够强，控制电路电流较大，电源电压不变，根据欧姆定律，控制电路总电阻较小，因此光敏电阻阻值随光照强度增大而减小，故B正确；
C. 灯L正常发光时，根据公式，得通过灯L的电流，故C正确；
D．电磁铁吸合衔铁需要达到设定的电流，控制电路电压下降后，要达到吸合电流，需要总电阻更小，即光敏电阻更小，对应更大的光照强度，因此需要天更亮时才能熄灭，熄灭时间变晚，故D错误。故选BC。
（对点练2）“创新”小组的同学为了把大头针从木屑、塑料与陶瓷碎片中分离出来，选用电压一定的电源、滑动变阻器、铁钉、长导线及开关等器材，制成电磁铁。经过几次实验，同学们成功将所有的大头针分离出来，小组同学想进一步探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，于是添加电流表设计了如图实验装置进行实验。
实验次数 电流大小 线圈匝数 吸引大头针个数
1 1.5A 50匝 10
2 2.5A 50匝 15
3 2.5A 30匝 12
（1）实验中，同学们通过 　 　 来显示电磁铁磁性的强弱。
（2）小宇连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，比较 　　 次实验数据可知，通电螺线管的磁性强弱与电流大小 　　 （选填“有关”或“无关”）。
（3）比较2、3次实验数据，你得出的结论是 　 　 。
（4）小宇同学想要帮助老师制作一个磁性较强的电磁铁，你的建议是 　 　 。
【答案】（1）吸引大头针个数；（2）1、2；有关；（3）电流大小相同时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强；（4）增加线圈的匝数（或增大通过线圈的电流）。
【解析】（1）实验中，同学们通过吸引大头针个数来显示电磁铁磁性的强弱。
（2）小宇连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，比较1、2次实验数据可知，它们的电流不同，所绕线圈匝数相同，吸引的大头针个数不同，所以可得通电螺线管的磁性强弱与电流大小有关。
（3）比较2、3次实验数据，得出的结论是电流大小相同时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。
（4）小宇同学想要帮助老师制作一个磁性较强的电磁铁，建议是增加线圈的匝数（或增大通过线圈的电流）。
（对点练3）如图是物理实验小组“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”实验装置，电磁铁A与B的线圈匝数不同。
（1）该实验装置中，电流表的作用是 　 　 ，滑动变阻器的作用是 　 　 。
（2）实验中通过 　 　 判断电磁铁的磁性强弱。
（3）实验小组完成实验后在交流评估时，小王同学认为应该增加一把塑料刻度尺，你认为是否需要？为什么？　　 。
【答案】（1）观察电磁铁中电流的大小；控制通过电磁铁的电流大小；（2）弹簧的伸长；（3）需要，这样实验更严谨，准确。
【解析】（1）该实验装置中，电流表的作用是观察电磁铁中电流的大小，滑动变阻器的作用是控制通过电磁铁的电流大小。
（2）实验中通过弹簧的伸长判断电磁铁的磁性强弱。
（3）实验小组完成实验后在交流评估时，小王同学认为应该增加一把塑料刻度尺，你认为是否需要？为什么？需要，这样实验更严谨，准确。
重要考点5 磁场对通电导线的作用（含实验）
【例题5】如图所示，闭合开关，观察到金属棒向右运动。下列说法正确的是（ ）
A．实验现象属于电磁感应现象
B．利用该现象可以制成发电机
C．仅将磁体的N、S极上下对调，金属棒将向左运动
D．滑动变阻器向左移动滑片，金属棒将向左运动
【答案】C
【解析】AB．如图，当开关闭合时，导体棒在磁场中受力运动，利用这一现象可以制成电动机，电磁感应现象是磁生电的现象，图中实验现象不属于电磁感应，故AB错误；
C．仅将磁体的N、S极上下对调，磁场方向改变，金属棒的受力方向会改变，运动方向也会改变，将向左运动，故C正确；
D．滑动变阻器向左移动滑片，电路中电流变大，金属棒受到的力变大，运动方向不变，仍将向右运动，故D错误。故选 C。
（对点练1）（2026四川广元一模）电流表是电学实验中的重要仪器，如图所示是电流表的内部结构简图，将线圈置于两磁极之间，线圈上固定有一指针，有电流通过线圈时，线圈会带动指针一起偏转，线圈中电流越大，指针偏转角度越大。则电流表的工作原理与下列说法相符的是（　　）
A．通电线圈在磁场中受到了力的作用 B．同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引
C．与发电机工作原理相同 D．电流表工作过程中，机械能转化为电能
【答案】A
【解析】通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理：通电线圈在磁场中受力而转动，电流表工作过程中，电能转化为机械能，与发电机工作原理不相同，发电机的工作原理是电磁感应，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
（对点练2）如图所示，磁场中的矩形铜线框处于静止状态，闭合开关后，若CD段导体受到向上的磁场力，则（ ）
A．AB段导体受到磁场力的方向向下
B．电路中M处的电流大于Q处的电流
C．矩形铜线框一定发生转动
D．若只将电源正负极对调，AB段受到磁场力的方向一定向下
【答案】D
【解析】A．段与段电流方向、磁场方向均相同，则受力方向相同，由题意知，段受力向上，因此段受力也向上，故A错误；
B.和都在干路，干路电流处处相等，因此处电流等于处电流，故B错误；
C. 段和段受力方向相同，两个力同向，不会使铜线框产生转动效果，因此矩形铜线框不会发生转动，故C错误；
D．磁场方向不变，只对调电源正负极，电流方向反向，因此所有导体受力方向都反向；原来段受力向上，对调后段受力方向一定向下，故D正确。故选 D。
（对点练3）如图所示，在“探究让通电导线在磁场中动起来”实验中，小明把一根连接导线的轻质铝棒ab置于蹄形磁体的磁场中。
（1）闭合开关，通过观察　　 来判断磁场对通电直导线有力的作用；
（2）若只将磁体的两极对调，闭合开关观察到铝棒ab会向相反方向运动，说明力的方向与　　 有关；
（3）探究“通电导线在磁场中受力大小是否与电流大小有关”：通过　　 改变电路中电流大小，观察导体ab摆动幅度大小得到结论。
【答案】（1）铝棒ab摆动；（2）磁场方向；（3）调节滑动变阻器。
【解析】（1）闭合开关，通过观察铝棒ab摆动来判断磁场对通电直导线有力的作用；（2）若只将磁体的两极对调，闭合开关观察到铝棒ab会向相反方向运动，说明力的方向与磁场方向有关；（3）探究“通电导线在磁场中受力大小是否与电流大小有关”：通过调节滑动变阻器改变电路中电流大小，观察导体ab摆动幅度大小得到结论。
重要考点6 电磁感应及探究产生感应电流的条件
【例题6】（2026四川泸州）同学们在操场上做“跳绳发电”实验，将铜导线（绳）的两端与灵敏电流计相连，沿东西方向站立摇绳，灵敏电流计指针左右摆动，如图所示。下列实验与该实验原理相同的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】“跳绳发电”中，铜导线是闭合电路的一部分，在地磁场中摇绳时，导线切割磁感线产生感应电流，原理是电磁感应现象，该过程不需要外接电源，靠导体运动产生感应电流。
C．C选项中，闭合导体在磁场中运动，电路无外接电源，用灵敏电流计检测感应电流，是电磁感应实验，和题干原理相同，符合要求。故C符合题意。
ABD．A选项探究的是磁极间的相互作用；B选项是奥斯特实验，原理是电流的磁效应，即通电导体周围存在磁场；D选项电路有外接电源，探究的是通电导体在磁场中受力运动，是电动机的工作原理。故ABD不符合题意。故选C。
（对点练1）如图所示是“探究感应电流产生的条件”实验装置。
(1)实验中，AB棒的材料可能是 （选填“塑料”或“铝”）；
(2)我们可以通过 来判断电路中是否有感应电流产生。
(3)闭合开关，实验探究过程记录如表所示：
次数 AB棒在磁场中的运动情况 是否有感应电流
1 静止 无
2 沿磁场方向运动（不切割磁感线运动） 无
3 切割磁感线运动 有
据实验现象，初步得出电路中产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动。
(4)保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验，是为了探究感应电流方向与 的关系。
(5)若将此装置中灵敏电流计换成 可进一步探究电动机的工作原理。
【答案】(1)铝 (2)灵敏电流计的指针是否偏转 (3)切割磁感线 (4)磁场的方向 (5)电源
【解析】（1）在探究电磁感应现象的实验中，我们必须保证处于磁场中的这部分是导体，铝是导体，所以我们应选择铝棒。
（2）图中的灵敏电流计的指针，在电路中没有电流时，指在表盘中央；当有电流时，指针发生了偏转，由此可知，我们可以根据灵敏电流计指针是否偏转判断电路中是否有感应电流产生。
（3）三次实验中，只有在AB棒在磁场中做切割磁感线运动时才会产生感应电流，则我们可以得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中才会产生感应电流，在此过程中，主要是将机械能转化为电能。
（4）保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验时，只有磁场的方向发生了改变，则是为了探究感应电流的方向与磁场方向的关系。
（5）电动机工作时，是将电能转化为机械能，由此可知，我们需要在电路中添加电源，即将灵敏电流计换成电源。
（对点练2）如图是小明做“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。
（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）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”）。
【答案】（1）灵敏电流计的指针是否偏转；（2）①③④；（3）动圈式话筒
【解析】（1）实验时，通过观察灵敏电流计的指针是否偏转，来确定电路中是否产生感应电流，这用到了转换法。
（2）①当导体AB水平向右运动时，会切割磁感线，产生感应电流；
②当导体AB竖直向上运动时，不会切割磁感线，不会产生感应电流；
③当导体AB斜向上运动时，会切割磁感线，产生感应电流；
④磁体水平向左运动时，会切割磁感线，产生感应电流；
⑤磁体竖直向上运动时，不会切割磁感线，不会产生感应电流；
由此可知，会产生感应电流的是①③④。
（3）电铃、电磁起重机利用电流的磁效应，扬声器利用通电导体在磁场中受力工作的，动圈式话筒利用电磁感应产生电流的。
（对点练3）如图所示，用蹄形强磁体、导体AB、开关、灵敏电流计组成电路，探究电磁感应现象。
（1）实验中，我们通过观察 　 　 来判断电路中是否有感应电流产生。
（2）保持导体AB切割磁感线运动的方向不变，仅将磁体N、S极对调，是为了探究感应电流方向与　　 的关系。
（3）探究感应电流大小与导体运动快慢是否有关时，应闭合开关，保持其他条件不变，具体操作方法是　　 。
（4）若将此装置中的灵敏电流计换成　　 可探究电动机的工作原理。
【答案】（1）灵敏电流计指针是否偏转；（2）磁场方向；（3）改变导体AB的水平运动速度，观察灵敏电流计的指针偏转情况；（4）电源。
【解析】（1）当电路中有电流时，灵敏电流计指针会转动，因此可以通过观察灵敏电流计的指针是否偏转来确定是否产生了感应电流；
（2）保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调进行实验时，只有磁场的方向发生了改变，则这次实验主要是为了探究感应电流的方向与磁场方向的关系；
（3）要验证感应电流的大小和导体运动快慢的关系，就要控制其它因素一定，而导体的运动快慢不同，通过观察灵敏电流计的指针偏转情况，得出感应电流的大小和导体运动速度的关系，具体操作方法为：改变导体AB的水平运动速度，观察灵敏电流计的指针偏转情况；
（4）电动机的原理为：通电导体在磁场中受到力的作用而运动，由此可知需要有通电导体，则电路中应该有电源，因此将此装置中的灵敏电流计换成电源可探究电动机的工作原理。
重要考点7 电动机和发电机
【例题7】（2026安徽）如图是动圈式扬声器的结构示意图，当随声音变化的电流通过线圈时，线圈会产生振动，与它相连的振膜也随之振动，扬声器就会发声。下列器件与动圈式扬声器工作原理相同的是（ ）
A. 电动机 B. 电磁铁 C. 发电机 D. 动圈式话筒
【答案】A
【解析】动圈式扬声器的工作原理：变化的电流通过线圈时，通电线圈在永磁体的磁场中受力振动，将电信号转化为声信号，本质是通电导体在磁场中受到力的作用。
A． 电动机：工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，和动圈式扬声器工作原理相同，故A符合题意；
B． 电磁铁：利用电流的磁效应工作，原理不同，故B不符合题意；
C． 发电机：利用电磁感应原理（磁生电）工作，故C不符合题意；
D．动圈式话筒：靠声音振动带动线圈切割磁感线产生感应电流，利用电磁感应原理工作，故D不符合题意；故选A。
（对点练1）如图是2024年杭州马拉松推出的机器狗配速员，机器狗内部电动机的工作原理是（　　）
A. 电磁感应现象 B. 通电导体在磁场中受到力的作用
C. 电流的磁效应 D. 电流的热效应
【答案】B
【解析】电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动。
A．电磁感应现象是发电机的原理，故A不符合题意；
B．通电导体的磁场中受到力的作用，电动机中的线圈中通以电流时，在磁场中受力转动，利用换向器改变线圈中电流方向从而使它持续转动，故B符合题意；
C．电流的磁效应是指通电导体周围存在磁场，是电磁铁的原理，故C不符合题意；
D．电流的热效应是电热器的原理，故D不符合题意。故选B。
（对点练2）如图所示，使线圈位于磁体两磁极间的磁场中。
(1)使线圈静止在图乙位置上，闭合开关，发现线圈并没有转动，这是因为这个位置是线圈的平衡位置，此时线圈上下两个边所受的力大小________（选填“相等”或“不相等”）；
(2)使线圈静止在图甲位置上，闭合开关，线圈受力沿顺时针方向转动，并由于________而越过平衡位置，但不能继续转下去，最后要返回平衡位置。使线圈静止在图丙的位置上，这是刚才线圈冲过平衡位置以后所到达的地方，闭合开关，线圈逆时针转动。由此我们可以分析出线圈不能连续转动的原因是________；
(3)生活中的电动机都能连续转动且具有平稳的动力，实际的电动机是通过_____来实现这一目的的。
【答案】(1)相等 (2) 惯性 见解析 (3)换向器
【解析】（1）线圈处于平衡位置，受力平衡，由二力平衡可知，此时线圈上下两个边所受的力大小相等。
（2）线圈受力沿顺时针方向转动，转到平衡位置时，由于惯性，线圈不会立即停下来，会转过平衡位置，在力的作用下左右摇摆，最终静止在平衡位置。
线圈越过了平衡位置以后，受到的力会阻碍它转动，所以线圈不能连续转动。
（3）换向器可以在线圈刚转过平衡位置时改变线圈中电流的方向，改变线圈受力情况，使线圈持续转动，所以实际的电动机是通过安装换向器来实现持续转动的。
（对点练3） 发电机组是水电站的核心部分，以下四个装置中符合发电机工作原理的是（　　）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】A．地球是一个巨大的磁体，司南是利用磁体与地磁体磁极间的相互作用工作的，故A不符合题意；
B．电磁继电器中的电磁铁是利用电流磁效应的原理工作的，故B不符合题意；
C．图中实验说明：通电导体在磁场中受到力的作用，是电动机工作原理，故C不符合题意；
D．图中导体体系切割磁感线的运动，电路产生感应电流，是电磁感应现象，是发电机工作原理，故D符合题意。故选D。
重要考点8 电与磁的作图
【例题8】（2026四川遂宁）根据图中小磁针静止时的指向，标出A点磁感线方向和电源左端的极性（“+”或“-”）
【答案】如图所示
【解析】异名磁极相互吸引，所以螺线管右端为N极，在磁体外部磁感线由N极出发指向S极，因此螺线管上方A点的磁感线方向向左；根据安培定则，可知电源的左端为正极。据此作图。
（对点练1）地球是一个天然的大磁体，类似条形磁铁，如图所示，请在图中标出小磁针静止时上端的磁极以及在图中（　　）处标出地磁场的磁极，并用箭头标出P点的磁感线方向。标注时要求磁极均用“N”或“S”表示。
【答案】如图所示
【解析】地球本身是一个巨大的磁体，周围存在着磁场，地球的地理南北极与地磁南北极并不重合，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。
在磁体外部，磁感线是从N极到S极，因此地磁场的外部磁感线是从地理南极出来，回到地理北极。
同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引，因此小磁针静止时上端的磁极为N极。
据此作图如下：
（对点练2）在括号里标出电源的“+”极或“﹣”极并用箭头标出磁感线方向。
【答案】如图所示
【解析】由图知，小磁针的右端为N极，根据磁极间的相互作用规律可知，螺线管的左端为S极、右端为N极；在磁体的周围，磁感线从磁体的N极出来回到S极，所以图中磁感线的方向是向左的；
螺线管的右端为N极，根据安培定则可以确定电流从螺线管的左端流入、右端流出，从而可知电源的左端为正极，如下图所示：
（对点练3）如图是洪水水位自动报警器的原理图，水没有到达报警水位时，绿灯亮；水到达报警水位时，红灯亮。
①请在图中画出红灯刚亮时的水位（用横线表示水位）；
②报警时，请写出电磁铁下端的磁极；
③在工作电路中的括号内填写“绿”或“红”。
【答案】如图所示
【解析】①③当水位上涨时，水与金属A接触，由于水是导体，使控制电路接通，电磁铁吸引衔铁，使动触点与下面的静触点接触，工作电路接通，则红灯发光；当水位下降时，使控制电路断开，电磁铁失去磁性，弹簧拉着衔铁使动触点与上面的静触点接触，工作电路接通，则绿灯亮，红灯刚亮时的水位和红灯位置如图；
②
右手握住螺线管，四指指向电流方向，则大拇指所指的方向即通电螺线管的下端为N极，上端为S极。如下图：
。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑