2019_2020学年九年级物理全册第二十章电与磁单元讲析与提高含解析新版新人教版.docx

第二十章电与磁单元讲、析与提高

对本章知识点进行提炼、总结和详解
一、磁现象与磁场
（一）磁现象
1.磁性：磁铁能吸引铁、钴、镍等物质，磁铁的这种性质叫做磁性。
2.磁体：具有磁性的物质叫磁体。
3.磁极：磁体上磁性最强的部分（任一个磁体都有两个磁极且是不可分割的）。
（1）两个磁极：南极（S）：指南的磁极叫南极；北极（N）：指北的磁极叫北极。
（2）磁极间的相互作用：同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。
4.磁化：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。
（二）磁场
1.磁场
（1）概念：在磁体周围存在的一种物质，能使小磁针偏转，这种物质看不见，摸不到，我们把它叫做磁场。
（2）基本性质：磁场对放入磁场中的磁体产生磁力的作用。
（3）磁场的方向
规定：在磁场中的任意一点，小磁针静止时，小磁针N极所指的方向就是那点的磁场方向。
注意：在磁场中的任意一个位置的磁场方向只有一个。
2.磁感应线（磁感线）
（1）概念：为了形象地描述磁场，在物理学中，用一些有方向的曲线把磁场的分布情况描述下来，这些曲线就是磁感线。
（2）方向：为了让磁感线能反映磁场的方向，我们把磁感线上都标有方向，并且磁感线的方向就是磁场方向。
（3）特点：①磁体外部的磁感线从N极出发回到S极，在磁体内部从S极出发回到N极； ②磁感线是有方向的，磁感线上任何一点的切线方向与该点的磁场方向一致；③磁感线的分布疏密可以反映磁场磁性的强弱，越密越强，反之越弱；④磁感线是空间立体分布，是一些闭合曲线，在空间不能断裂，任意两条磁感线不能相交；⑤磁感线是为了描述磁场而假想出来的，实际上不存在。
3.地磁场
（1）概念：地球周围存在着磁场叫做地磁场；（2）磁场的N极在地理的南极附近，磁场的S极在地理的北极附近；（3）磁偏角：首先由我国宋代的沈括发现的。
二、电生磁
1.电流的磁效应：如图（1）。
（1）1820年，丹麦的科学家奥斯特第一个发现电与磁之间的联系；（2）由甲、乙可知：通电导体周围存在磁场；（3）由甲、丙可知：通电导体的磁场方向跟电流方向有关。

图（1）电流的磁效应
2.通电螺线管：（1）磁场跟条形的磁场相似；（2）通电螺线管的磁极方向跟电流方向有关；（3）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（如图（2）所示）。

图（2）通电螺线管磁场的判定：安培定则
三、电磁铁
1.电磁铁：电磁铁是一个内部插有铁芯的螺线管。
（1）影响电磁铁磁性强弱的因素（控制变量法）：①电流大小；②有无铁芯；③线圈匝数的多少。（1）在电磁铁线圈匝数相同时，电流越大，电磁铁的磁性越强；（2）电磁铁的磁性强弱跟有无铁芯有关，有铁芯的磁性越强；（3）当通过电磁铁的电流相同时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强。
（2）电磁铁的优点：1）电磁铁磁性有无，可由电流的有无来控制；2）电磁铁磁性强弱，可由电流大小和线圈匝数的多少来控制；3）电磁铁的磁性可由电流方向来改变。
（3）电磁铁的应用：电磁起重机、磁悬浮列车、电磁选矿机、电铃、电磁自动门等。
2.电磁继电器
（1）电磁继电器
1）结构（如图所示）：电磁继电器是由电磁铁、衔铁、簧片、触点（静触点、动触点）组成。
2）工作原理：当较低的电压加在接线柱D、E两端，较小的电流流过线圈时，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。
3）结论：电磁继电器就是利用电磁铁控制工作电路通断的开关。
4）用电磁继电器控制电路的好处：用低电压控制高电压；可以实现远距离控制、自动控制。

四、电动机
1.磁场对通电导体的作用：1）通电导体在磁场中，会受到力的作用；2）通电导体在磁场中，受力方向与电流方向和磁感线方向有关。
2.电动机
1）基本结构：转子线圈、定子（磁体）、电刷、换向器。
电刷的作用：与半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。
换向器的作用：使线圈一转过平衡位置就改变线圈中的电流方向。
2）工作原理：电动机是利用通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的。
3）通电线圈在磁场中的受力大小跟电流（电流越大，受力越大），磁场的强弱（磁性越强，受力越大）和线圈的匝数（匝数越大，受力越大）有关。
4）应用：直接电动机：（电动玩具、录音机、小型电器等）；交流电动机：（电风扇、洗衣机、家用电器等）。
5）电动机原理图：如图所示。

电动机工作原理图
五、磁生电
1.电磁感应现象
（1）电磁感应现象是英国的物理学家法拉第第一个发现的。
（2）什么是电磁感应：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；感应电流：由于电磁感应产生的电流叫感应电流。
（3）电流中感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁场方向有关。
2.发电机
（1）工作原理：发电机是根据电磁感应原理工作的，是机械能转化为电能的机器。
（2）发电机原理图（无电源）：如图所示。

发电机原理图
（3）直流电和交流电
1）直流电：方向不变的电流叫做直流电。
2）交流电：周期性改变电流方向的电流叫交电流。
3）产生的感应电流大小跟磁场强度、切割磁感线速度、线圈匝数（导体的长度）有关。
4）周期（T）、频率（f）：我国交流电周期是0.02s，频率为50Hz（每秒内产生的周期性变化的次数是50次），每秒电流方向改变100次。
（4）发电机和电动机的区别
区别
电动机
发电机
结构
有电源
无电源
工作原理
通电线圈在磁场中受力的作用
电磁感应
能量转化
电能转化为机械能
机械能转化为电能
对本章常考热点、考查方式和考题类型进行剖析
1.磁场与磁现象
电与磁是电磁学内容，是认识自然和现象，是物理学基础内容。中考物理大纲中常冠以了解、知道、认识等，所以本章内容的特点是基础性、知识性。本章的核心内容有磁现象、电生磁、磁生电三个方面，考题也是以这三方面为主，常见考查方向是：（1）磁现象以及磁场的概念；（2）电流的磁场及其对电流磁场的认识与判断；（3）电磁感应现象及其应用等。考题形式以选择题、作图题为主；选择题主要考查本章知识点和应用，作图题主要考查磁场的概念以及电流磁场。
纵观历年物理试卷，出现本章内容的试题一般是一个试题，试题有的是以本章内容为主的一个题目（涵盖本章不同知识点），有的和其他章节结合组成一个题目。
典例一：（2019·益阳）关于条形磁体、地磁场和通电螺线管的磁场，下面四图描述错误的是（）。
A．
B．
C．
D．
【解析】（1）在磁体的外部，磁感线总是从N极指向S极的；（2）地磁的两极在地理的两极附近，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；（3）利用安培定则可判断通电螺线管的磁场情况，并根据磁极间的相互作用判断小磁针的指向；（4）根据磁感线的方向和磁极间的相互作用可做出判断。
【解答】A、在条形磁体的外部，其磁感线是从N极指向S极的，故A正确；
B、地磁南极在地理的北极附近，地磁北极在地理的南极附近，图中地磁北极在地理的北极附近，故B错误；
C、用右手握住螺线管，使四指指向电流的方向，电流由外向里，大拇指所指的左端为螺线管的N极，右端为螺线管的S极，则小磁针的S极靠近螺线管的N极，故C正确；
D、用右手握住螺线管，使四指指向电流的方向，则大拇指所指的左端为螺线管的N极，右端为螺线管的S极，则小磁针的N极靠近螺线管的S极，即右端，故D正确。
故选B。
2.电生磁
本章的核心内容有磁现象、电生磁、磁生电三个方面，考题也是以这三方面为主，常见考查方向是：（1）磁现象以及磁场的概念；（2）电流的磁场及其对电流磁场的认识与判断；（3）电磁感应现象及其应用等。考题形式以选择题、作图题为主；选择题主要考查本章知识点和应用，作图题主要考查磁场的概念以及电流磁场。试题有的是以本章内容为主的一个题目（涵盖本章不同知识点），有的和其他章节结合组成一个题目。
典例二：（2019·邵阳）在一次物理实验中，小于同学连接了如图所示的电路，电磁铁的B端有一个可自由转动的小磁针，闭合开关后，下列说法错误的是（ ）。

A．电磁铁的A端为N极；
B．小磁针静止时，N极水平指向左；
C．利用这一现象所揭示的原理可制成的设备是发电机；
D．当滑动变阻器滑动片P向右端移动，电磁铁磁性增强
【解析】（1）开关闭合后，根据电流方向利用安培定则可判断螺线管的磁极；（2）由磁极间的相互作用可判出小磁针的指向；（3）电磁感应是发电机的原理；（4）由滑动变阻器的滑片移动可得出电路中电流的变化，则可得出螺线管中磁场的变化。
【解答】A、由图知，电流从螺线管的右端流入、左端流出，根据安培定则可知，电磁铁的A端是N极，B端是S极，故A正确；
B、电磁铁的B端是S极，由磁极间的作用规律可知，小磁针静止时，左端是N极，即N极水平指向左，故B正确；
C、该实验表明了电能生磁，利用这一现象所揭示的原理可制成电磁铁，故C错误；
D、当滑动变阻器滑动片P向右端移动时，变阻器接入电路的电阻变小，电路中电流变大，则电磁铁的磁性变强，故D正确；
故选C。
3.电磁铁
典例三：（2019·达州）如图是研究电磁铁磁性的电路图，则电磁铁的S极为（选填“A”或“B”）端。当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电磁铁的磁性变（选填“强”或“弱”）。

【解析】（1）由图看出，电流从电磁铁下端流入，依据安培定则，四指顺着电流方向，大拇指应向上握住电磁铁，所以上端为N极，B端的磁极为S极。
（2）滑动变阻器的滑片P向右移动时，连入电路的电阻变大，电路中的电流变小，电磁铁的磁性减弱。
故答案为：B；弱。
4.电动机
典例四：（2019·海南）电风扇的核心装置是电动机，下列哪个实验揭示了电动机的工作原理（ ）。

【答案】B。
【解析】A．该实验可以说明电流磁效应与电流大小的关系，故A不符合题意；
B．该实验说明通电导体在磁场中受到力的作用，而电动机的工作原理与之相同，故B符合题意；
C．该实验说明闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，是发电机的工作原理，故C不符合题意；
D．该实验说明通电导线周围存在磁场，故D不符合题意。
故应选B。
5.磁生电
典例五：（2019·河北）图所示四个装置中工作原理与发电机相同的是（ ）。
A．电磁起重机 B．司南
C．话筒D．扬声器
【解析】本题涉及的内容有电流的磁效应、磁体的指向性、电动机的原理和发电机的原理，注意电电流的磁效应、电磁感应以及通电导体在磁场中受力运动等原理的应用，平时多归纳。发电机的工作原理是电磁感应现象，分析清楚图示实验原理，然后答题。
【解答】解：发电机的工作原理是电磁感应现象。
A、电磁起重机是利用电磁铁工作的，其原理是电流的磁效应，故A不符合题意；
B、司南是天然的磁体，由于受地磁场的影响，磁体具有指南北的性质，故B不符合题意；
C、话筒是利用在闭合电路的一部分导体磁场中做切割磁感线运动而产生交变电流的原理（即电磁感应现象）制成的，故C符合题意；
D、扬声器把电信号转化为声信号，利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理，故D不符合题意。
故选C。
6.考点分类：本单元考点分类见下表
考点分类
考点内容
考点分析与常见题型
常考热点
磁现象
选择题居多，考查学生对磁现象的认识
磁场的概念
作图题，考查磁场的概念
电流磁效应
选择题、作图题居多，考查学生对电生磁的认识
电磁铁及应用
选择题居多，考查学生对磁现象和电磁铁的认识
磁场对通电导线的作用
选择题居多，考查磁场对通电导线的作用
电动机
选择题居多，电动机工作原理
发电机
选择题居多，考查发电机工作原理
一般考点
安培定则与应用
作图题，考查磁场的方向和安培定则
电磁继电器及应用
选择题居多，考查学生对电磁继电器的认识
电磁感应现象
这些题居多，考查电磁感应现象的概念
冷门考点
磁现象的认识过程
选择题，考查学生的物理学史知识
以近三年各地中考真题为选材，对本章常考热点进行示例详解
示例一：磁现象：（2018·河北）下列有关电与磁的说法正确的是（ ）。
A. 磁感线是用来形象描述磁场的，并不真实存在；
B. 悬吊着的小磁针静止时N极指向地理南极附近；
C. 法拉第在世界上第一个发现了电与磁之间的联系；
D. 电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关
【答案】AD。
【解析】（1）磁场是真实存在的，为了描述磁场人为引入了磁感线，磁感线是一种模型，实际并不存在；（2）地球本身就是一个大磁体；地磁场与条形磁铁的磁场相似；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；（3）1820年，丹麦物理学家奥斯特通过实验证实了通电导线的周围存在着磁场，在世界上是第一个发现了电与磁之间的联系的物理学家；（4）电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
解答：A、磁场虽然看不见摸不着，但是实际存在的，磁感线是人为建立的模型，并不存在，故A正确；
B、根据磁极间的相互作用规律可知，小磁针在地面上受到地磁场的作用静止时，小磁针的N极指向地磁的南极，故B错误；
C、奥斯特最早发现了电与磁之间的联系--电流的磁效应，故C错误；
D、继电器是利用低电压、弱电流电路的通断来间接控制高电压、强电流电路通断的装置。电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关，故D正确。
故选：AD。
示例二：磁场概念：（2018•达州）如图所示是小明同学在研究通电螺线管极性时的情形，请标出开关闭合后通电螺线管的N极、螺线管内小磁针的N极和磁感线上A点的磁场方向。

【考点】磁极间的相互作用规律和安培定则的应用以及磁感线的特点。
【解析】从电流的方向入手，利用右手螺旋定则判断出螺线管的极性，然后根据磁体外部磁感线总是从N极指向S极确定A点磁感线的方向，再利用内部磁感线方向确定小磁针的磁极。
【解答】由右手螺旋定则可得，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向螺线管的右端为N极，外部磁感线由N极指向S极，故A点磁感线向左，内部磁感线方向由S极指向N极，故小磁针右侧为N极，左侧为S极。故答案如图：

示例三：电流磁效应：（2018·自贡）关于电和磁，下列说法中正确的是（）。
A. 电动机是利用电磁感应原理制成的；
B. 导体在磁场中运动就一会产生感应电流；
C. 改变导体在磁场中运动的速度就一定会产生感应电流；
D. 电流周围存在磁场
【答案】D。
【解析】A、电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动原理制成的，故A错误。
B、闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，才会产生感应电流，故B错误。
C、改变导体在磁场中运动的速度，可能会改变感应电流的大小，但不是一定会产生感应电流，故C错误。
D、奥斯特实验说明电流周围存在着磁场，故D正确。故选：D。
示例四：安培定则与应用：（2018·南充）如图所示，根据通电螺线管的“S、N”极，判断并标出电源“+、﹣”极和静止的小磁针的“S、N”。

【解析】由磁极间的相互作用可知小磁针的磁极，再由右手螺旋定则可知通电螺线管的电流方向，而电流从电源正极流出，据此确定电源正负极。
【解答】由图知，通电螺线管的右端为S极，因为同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以小磁针的左端为N极、右端为S极；
由右手螺旋定则可知，螺线管中电流由右侧流入、左侧流出；所以电源的右侧为正极、左侧为负极，如图所示：

示例五：电磁铁：（2018·日照）巨磁电阻（GMR）效应是指某些材料的电阻在磁场中随磁场的增强而急剧减小的现象。如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图，图中的GMR是巨磁电阻。在电源电压U不超过指示灯额定电压的条件下，闭合开关S1、S2，则（ ）。

A．电磁铁A端是N极；
B．电磁铁产生的磁感线不管外部还是内部都是从N极出发回到S极；
C．向右滑动滑片P，GMR两端的电压增大；
D．向左滑动滑片P，指示灯会变亮
【考点】通电螺线管的磁场；磁感线及其特点；影响电磁铁磁性强弱的因素。
【解析】（1）利用安培定则判断电磁铁的磁极；（2）在磁体外部，磁感线是从N极出发回到S极；（3）根据灯泡的亮度变化，能够确定电路中电流的变化，进而知道巨磁电阻的阻值与磁场强度的关系。
【解答】A、利用安培定则可知，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向电磁铁的左端A为N极、右端B为S极。故A正确。
B、在磁体外部，磁感线是从N极出发回到S极；故B错误。
C、向右滑动滑片P，滑动变阻器接入电路的阻值变大，则电路的总电阻变大，由欧姆定律可知，电路电流减小，因此电磁铁磁性减弱，周围磁场减弱，GMB的阻值变大。则GMR两端的电压增大，故C正确；
D、由图可知，滑动变阻器的滑片P向左滑动过程中接入电路中电阻变小，
由I=可知，电路中的电流变大，此时电磁铁的磁性变强；
由右图可知，巨磁电阻和灯泡串联，因电阻在磁场中随磁场的增强而急剧减小，
所以，此时巨磁电阻的阻值会变小，电路中的总电阻变小，
由I=可知，电路中的电流变大，通过灯泡的电流变大，
因P=I2R，且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以，灯泡的实际功率变大，灯泡变亮；故D正确。
故选：ACD。
示例六：电流对通电导线的作用：（2019·绵阳）用如图所示的装置探究通电导线在磁场中的受力情况。接通电源，发现导体ab向左运动；把电源正负极对调后接入电路，发现导体ab向右运动。这个实验事实说明通电导线在磁场中受力（ ）。

A．方向与电流方向有关
B．方向与磁感线方向有关
C．大小与电流大小有关
D．大小与磁场强弱有关
【解析】通电导体在磁场中受力而运动，运动方向跟电流方向和磁场方向有关。
【解答】解：接通电源，发现导体ab向左运动，把电源正负极对调后接入电路，电流的方向改变了，发现导体ab向右运动。说明通电导线在磁场中受力方向跟电流方向有关。
故选A。
示例七：电动机：◆典例一：（2018•泰安）下列实验中，能说明电动机工作原理的是（ ）。

【解析】电动机的工作原理是：通电导体在磁场中受到力的作用。
【解答】A、该装置是研究电磁铁磁性的实验装置，是电流的磁效应，故A错误。
B、该装置是电动机原理图，表明通电的导体在磁场中受力的作用，故B正确；
C、该装置是奥斯特实验，表明通电导线周围有磁场，故C错误；
D、该装置是发电机原理图，表示电磁感应现象，故D错误。
故选B。
示例八：电磁感应现象：（2018·德阳）下列说法中正确的是（ ）。
A．从能量转化角度来看，磁场对电流的作用，表明了电能可以转化为机械能；
B．在跳远比赛中加速助跑，是为了增大身体的惯性，可以跳得更远一些；
C．声音也可以在真空中传播；
D．奥斯特实验发现了电磁感应现象
【考点】磁场对通电导线的作用。
【解析】（1）磁场对电流有力的作用，可将电能转化为机械能；（2）惯性的大小只与物体的质量有关，与速度大小无关；（3）声音的传播需要介质，真空不能传声；（4）奥斯特实验证明了电流周围存在磁场。
【解答】A、从能量转化角度来看，磁场对电流有力的作用，消耗了电能，使通电导体发生机械运动，表明了电能可以转化为机械能，故A正确；
B、惯性的大小只与物体的质量有关，在跳远比赛中加速助跑，是为了利用惯性使人跳得更远，但不能增大身体的惯性，故B错误；
C、声音的传播需要介质，声音不能在真空中传播，故C错误；
D、奥斯特实验发现了电流周围存在磁场，法拉第发现了电磁感应现象，故D错误。
故选：A。
示例九：发电机：（2018•湖州）下列4个实验所揭示的原理能直接推动发电机发明的是（ ）。

【解析】（1）通电导体在磁场中受到力的作用，根据这个原理制成了电动机；（2）闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中会产生感应电流，根据这个原理制成了发电机。（3）认识奥斯特实验，知道奥斯特实验证实了通电直导线周围存在磁场，即电流的磁效应；（4）电磁铁的磁性强弱与电流大小有关。
【解答】闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中会产生感应电流，根据这个原理制成了发电机。
A、图A是磁场对电流的作用实验，通电后通电导体在磁场中受到力的作用而运动，把电能转化为机械能，故A不符合题意；
B、图B闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中会产生感应电流，这是电磁感应现象，据此可以制成发电机，故B符合题意；
C、图C是奥斯特实验，通电后小磁针偏转，说明了通电导线周围存在磁场，故C不符合题意；
D、图D是研究电磁铁的磁性强弱与电流大小关系的实验，从实验现象可以得出结论：电流越大电磁铁磁性越强，故D不符合题意。
故选：B。
以近三年各地中考试题和模拟题为选材，以常考热点为突破点进行提升训练
一、选择题
1．（2019·武威）新型智能手机无线充电技术主要是应用电磁感应原理，当交变电流通过充电底座中的线圈时，线圈产生磁场，带有金属线圈的智能手机靠近该磁场就能产生电流，通过“磁生电”来实现充电。下列设备也是利用“磁生电”原理工作的是（ ）。

A.动圈式话筒B.扬声器C.电烙铁D.电磁起重机
【答案】A。
【解析】无线充电器是指利用电磁感应原理进行充电的设备，原理类似于变压器。在发送和接收端各有一个线圈，发送端线圈连接有线电源产生电磁信号，接收端线圈感应发送端的电磁信号从而产生电流给电池充电；分析各图中实验原理分析解答。本题主要考查了电磁现象中几个实验的掌握情况，知道无线充电器的原理是解题的关键。
解：从题意中知道，手机中的线圈，能将底座产生的变化的磁场转化为电流给手机电池充电，是利用电磁感应原理工作的；
A、动圈式话筒是利用闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动能够产生感应电流，是电磁感应现象，故A符合题意；
B、扬声器是利用通电导体受到磁场力的作用工作的，故B不符合题意；
C、电烙铁是利用电流的热效应工作的，故C不符合题意；
D、电磁起重机是利用电流的磁效应工作的，故D不符合题意。
故选A。
2.（2019·贵港）如图1所示，下列说法正确的是（ ）。

A．图甲实验现象表明通电导体周围存在着磁场；
B．图乙中，闭合开关，当导体在磁场中沿竖直方向上下运动时，电流表指针会偏转；
C．图丙中，是发电机的工作原理图；
D．图丁中，动圈式扬声器（喇叭）的工作原理和乙图的实验原理相同
【答案】A。
【解析】A．图甲实验是著名的奥斯特实验，该实验验证了电流的磁效应，即说明了通电导体周围存在着磁场，故A正确；
B．图乙中，闭合开关，当导体在磁场中沿竖直方向上下运动时，由于导体没有切割磁感线运动，所以电路中没有产生感应电流，即电流表指针不会偏转，故B错误；
C．图丙中，闭合开关，发现放在磁场中的导体棒运动起来，说明磁场对通电导体有力的作用，这个是电动机的原理图，故C错误；
D．喇叭的工作原理与电动机的原理相同，都是图丙的实验原理，而图乙的实验原理是发电机的原理图，故D错误。
故应选A。
3.（2019·湘潭）信用卡刷卡时其磁条经过刷卡机的缝隙线圈出会产生感应电流。以下设备与信用卡刷卡时工作原理相同的是（ ）。
A．排气扇 B．电烤炉 C．电动机 D．发电机
【解析】信用卡刷卡时其磁条经过刷卡机的缝隙线圈出会产生感应电流，这是电磁感应现象，找出下列物体是电磁感应原理的即可。
【解答】A、排气扇主要结构是一个电动机，是根据通电导体在磁场中受力而转动工作的，不符合题意。
B、电烤炉是根据电流的热效应工作的，不符合题意。
C、电动机根据通电导体在磁场中受力而转动工作的，不符合题意。
D、发电机是根据电磁感应原理工作的，符合题意。
故选D。
4.（2019·岳阳）如图，以塑料管为连接轴将两个玩具电动机连接起来，电动机甲连接一个小灯泡，电动机乙连接电源，闭合开关后（ ）。

A．小灯泡不发光，因为小灯泡未与电源相连
B．小灯泡发光，甲此时相当于发电机
C．乙的工作原理是电磁感应
D．甲工作时，电能转化为机械能
【解析】如图是电动机和发电机组合在一起的装置，乙电路通电电动机工作，乙电动机带动甲转动，甲的转动来发电，甲和小灯泡组成另一个电路，使小灯泡发光。
【解答】由图知，闭合开关，乙电动机中有电流通过，乙电动机工作，乙的工作原理是通电线圈在磁场中受力而转动，是电能转化为机械能；因为乙的转动带动甲的转动，甲电动机内部的线圈在内部磁场中做切割磁感线，会产生感应电流，有电流流过小灯泡，小灯泡会发光，此时甲相当于一个发电机，则甲的工作原理是电磁感应，是机械能转化为电能。由此可知：AB、小灯泡会发光，因为甲相当于一个发电机，小灯泡和“甲发电机”组成一个闭合电路，故B正确，A错误。
C、乙的工作原理是通电线圈在磁场中受力而转动，故C错误。
D、甲工作时，机械能转化为电能，故D错误。
故选B。
5.（2019·泸州）如图所示，两根绝缘细线悬挂着的导体ab，放在U形磁铁中央，ab两端连接着导线。
在虚线框中接入某种实验器材可进行相应的实验探究。下列说法中正确的是（ ）。

A.接入电流表可探究电磁感应现象，与发电机原理相同；
B.接入电流表可探究通电导体在磁场中受力，与发电机原理相同；
C.接入电源可探究电磁感应现象，与电动机原理相同；
D.接入电源可探究通电导体在磁场中受力，与发电机原理相同
【答案】A。
【解析】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，这就是电磁感应现象，利用该现象制成了发电机；通电导体在磁场中会受到力的作用，据此制成了电动机。本题中的实验装置设计的很有特点；要熟练掌握磁生电和电生磁的电路的特点。
解：在虚线框中接入电流表，电路中无电源，闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，可以探究电磁感应现象，与发电机的原理相同；
在虚线框中接入电源，通电导体在磁场中会受到力的作用，可以探究磁场对电流的作用，与电动机的原理相同。故只有A说法正确。
故选A。
6.（2019·遂宁）如图，关于甲、乙、丙、丁四幅实验图片，下列说法错误的是（ ）。
A. 此实验说明通电导体周围存在着磁场；
B. 此实验说明了发电机的工作原理；
C. 此实验说明电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关；
D. 此实验过程中将机械能转化为电能
【答案】D。
【解析】图中的四个实验均与“电和磁”有关，由实验装置及实验现象可明确实验的原理及实验目的。在研究实验时应注意实验的目的、意义、装置及数据的分析等，实验为我们物理的基础，也是中考中的热点，应特别重视。
解： A、实验中当将通电导线放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，说明通电导体周围存在着磁场，故A正确；
B、图中无电源，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流计指针发生偏转，说明导体中有感应电流产生，这是发电机的工作原理，故B正确；
C、图中两电磁铁串联，则通过的电流相同，它们线圈的匝数不同，两个电磁铁吸引小铁钉的数量不同，说明电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关，故C正确；
D、图中有电源，通电导体在磁场中受到力的作用而发生运动，将电能转化为机械能，故D错误。
故选D。
7.（2019·天津）利用如图所示的装置，可以进行的实验是（ ）。

A.探究通电螺线管外部磁场的方向； B.探究通电导体在磁场中受力情况；
C.探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关；D.探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
【答案】D。
【解析】根据有无电源以及相关条件来判断实验目的。本题考查了发电机的原理图，发电机和电动机的区别就是有无电源。
解：图中没有电源，所以不能用来做与通电螺线管、通电导体和电磁铁相关的实验；该装置中，让闭合电路的一部分导体在磁场中运动，通过电流计的指针是否偏转来判断在电路中有无感应电流产生，所以此图是探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件，故D正确。
故选D。
8.（2019·湖州）一条形磁铁放在水平桌面上，处于静止状态，电磁铁置于条形磁铁附近并正对（如图所示）。下列叙述中，正确的是（ ）。

A.闭合开关前，电磁铁与条形磁铁间没有力的作用；
B.闭合开关后，条形磁铁受到桌面向左的摩擦力；
C.闭合开关后，滑片P向a移动时电磁铁与条形磁铁间的作用力增大；
D.闭合开关后，滑片P向a移动过程中，若条形磁铁始终处于静止状态，则它受到桌面的摩擦力大小保持不变
【答案】C。
【解析】（1）电磁铁是由通电线圈和铁芯组成，不通电磁铁对铁芯是有作用的。（2）首先根据安培定则判断电磁铁通电后的磁极，判断电磁铁和条形磁铁的吸引还是排斥。再判断条形磁铁的受摩擦力情况。（3）在线圈和铁芯一定时，电流越大，电磁铁磁性越强。（4）静止的物体受到平衡力的作用。本题考查电磁铁的组成、摩擦力的方向和静止的物体受到平衡力的作用。
解：A、闭合开关前，虽然电磁铁没有磁性，但是电磁铁中间是有铁芯的，条形磁铁对铁芯是有吸引力作用的，故A错误。
B、闭合开关后，电磁铁有磁性，根据图中的电流方向结合安培定则可知，电磁铁的左端是N极、右端是S极，因异名磁极相互吸引，则电磁铁对条形磁铁有向左的吸引力作用，条形磁铁有向左运动趋势，所以条形磁铁受到向右的静摩擦力作用。故B错误。
C和D、闭合开关后，滑片P向a移动时，变阻器接入电路的阻值变小，通过电磁铁的电流增大，磁性增强，对条形磁铁的吸引力增大，条形磁铁始终处于静止状态，受到向左的吸引力和向右的静摩擦力是平衡力，吸引力增大，则摩擦力也增大，故C正确，D错误。
故选C。
二、填空题
9.（2018·绵阳）指南针是我国四大发明之一，《论衡》记载：司南之杓，投之于地，其柢指南。如图所示的司南放在水平光滑的“地盘”上，静止时它的长柄指向南方。司南长柄所指方向是（ ）。

A．地理南极，地磁北极 B．地理南极，地磁南极
C．地理北极，地磁北极 D．地理北极，地磁南极
【解析】（1）地球本身是一个巨大的磁体，地球周围的磁场叫做地磁场；（2）指南针是根据地磁场的作用工作的，地磁的南极在地理的北极附近，而地磁的北极在地理的南极附近，再根据磁极间的作用规律，可判断指南针的指向。
【解答】地球本身是一个大磁体，司南是用天然磁石磨制成的勺子，即其实质就是一块磁铁，在地球的磁场中受到磁力的作用，其静止时其勺柄指向南方，即指南的南极用S表示；地理上的南极是地磁的北极，故长柄所指方向是地理北极，地磁南极。故ABC错误、D正确。
故选：D。
10.（2018•枣庄）在探究“通电螺线管的外部磁场”的实验中，小明在螺线管周围摆放了一些小磁针。
（1）通电后小磁针静止时的分布如图甲所示，由此可看出通电螺线管外部的磁场与的磁场相似。
（2）小明改变通电螺线管中的电流方向，发现小磁针指向转动180°，南北极发生了对调，由此可知：通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中方向有关。
（3）小明继续实验探究，并按图乙连接电路，他先将开关S接a，观察电流表的示数及吸引大头针的数目；再将开关S从a换到b，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表的示数及吸引大头针的数目，此时调节滑动变阻器是为了，来探究的关系。

【解析】（1）通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似；（2）通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向和线圈的绕法有关；（3）影响螺线管磁性强弱的因素有电流的大小和线圈匝数的多少，在实验中，应注意控制变量法的运用。
【解答】（1）通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似，都是具有两个磁性较强的磁极；
（2）如果改变螺线管中的电流方向，发现小磁针转动180°，南北极所指方向发生了改变，由此可知：通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关。
（3）实验中，他将开关S从a换到b上时，连入电路的线圈匝数发生了变化，为了保证电流不变，应调节变阻器的滑片P，控制两次实验的电流大小不变，再次观察电流表示数及吸引的回形针数目，这样才能探究出通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系。
故答案为：（1）条形；（2）电流；（3）控制两次实验的电流大小不变； 通电螺线管磁场强弱与线圈匝数。
11.（2018•台州）将表面有金属镀层的磁铁吸在干电池的负极，将一根硬铜线折成导线框abcd搭在干电池的正极和磁铁上（如图），导线框abcd就会以干电池为轴转动起来。
（1）图中4条弧线为磁感线，请在答题纸上标出它们的方向。
（2）如果将磁铁的N、S极对调，导线框将。
（3）通电时间稍长，干电池会明显发热，原因是。

【解析】（1）磁场外部磁感线的方向，从北极出发回到南极；（2）通电导体在磁场中会受到力的作用，受力方向与电流方向和磁场方向有关；（3）用导线将干电池两极连起来，形成短路，根据Q=I2Rt分析发热的原因。
【解答】（1）磁场外部磁感线的方向，都是从北极出发回到南极；
如图示：

（2）通电导体在磁场中会受到力的作用，受力方向与电流方向和磁场方向有关，其中一个因素变化，导体受力分析改变，若两个同时改变，受力方向不变，故如果将磁铁的N、S极对调，线圈的受力方向改变，导线框将反转；
（3）用导线价格电源的正负极相连会造成电源被短路，电流很大，根据Q=I2Rt，通电时间稍长，干电池会明显发热。
故答案为：（1）如图示：（2）反转；（3）干电池被短路。
三、作图题
12.（2019·菏泽）用箭头标出图中通电螺线管在A点产生的磁场方向。

【解析】磁体周围的磁感线从n极出发回到s极。根据磁感线判断磁场方向。
【解答】因为磁体周围的磁感线从n极出发回到s极，根据磁感线方向可以判断磁场方向，因为该点的磁场方向和磁感线方向一致，所以a点的磁场方向如图所示：

13.（2018•达州）如图所示是小明同学在研究通电螺线管极性时的情形，请标出开关闭合后通电螺线管的N极、螺线管内小磁针的N极和磁感线上A点的磁场方向。

【考点】磁极间的相互作用规律和安培定则的应用以及磁感线的特点。
【解析】从电流的方向入手，利用右手螺旋定则判断出螺线管的极性，然后根据磁体外部磁感线总是从N极指向S极确定A点磁感线的方向，再利用内部磁感线方向确定小磁针的磁极。
【解答】由右手螺旋定则可得，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向螺线管的右端为N极，外部磁感线由N极指向S极，故A点磁感线向左，内部磁感线方向由S极指向N极，故小磁针右侧为N极，左侧为S极。故答案如图：

14.（2018·南充）如图所示，根据通电螺线管的“S、N”极，判断并标出电源“+、﹣”极和静止的小磁针的“S、N”。

【解析】由磁极间的相互作用可知小磁针的磁极，再由右手螺旋定则可知通电螺线管的电流方向，而电流从电源正极流出，据此确定电源正负极。
【解答】由图知，通电螺线管的右端为S极，因为同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以小磁针的左端为N极、右端为S极；
由右手螺旋定则可知，螺线管中电流由右侧流入、左侧流出；所以电源的右侧为正极、左侧为负极，如图所示：

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