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专题 19 电与磁
1、了解磁场和磁感线；知道磁感线方向的规定；
2、认识通电螺线管的磁场；
3、理解电磁铁的特征和原理；
4、了解电磁继电器的结构和工作原理；
5、了解磁场对电流的作用，并认识电动机的构造和原理；
6、知道电磁感应现象，及产生感应电流的条件；
7、了解发电机的构造和原理。
要点一 、磁性和磁场
1. 磁性物体吸引铁、钴、镍的性质叫磁性，具有磁性的物体叫磁体。磁体不同部位的磁性强弱并不相同，磁性最
强的部分叫磁极。
2.磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
3. 判断物体是否具有磁性的几个方法：
（1）根据磁体的吸铁性判断：将被测物体靠近铁类物质（如铁屑），若能吸引铁类物质，说明该物体具
有磁性，否则没有磁性。
（2）根据磁体的指向性判断：在水平面内自由转动的被测物，静止时若总是指南北方向，说明该物体具
有磁性，否则便没有磁性。
（3）根据磁极间的相互作用规律判断：将被测物体分别靠近静止的小磁针的两极，若发现有一端发生排
斥现象，则说明该物体具有磁性。若与小磁针的两极都表现为相互吸引，则该物体没有磁性。
（4）根据磁极的磁性最强判断：A、B两个外形相同的钢棒，已知其中一个具有磁性，另一个没有磁性，
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。
4. 磁场和磁感线
磁场：磁体间存在一种看不见、摸不着的特殊物质，即磁场。它有强弱和方向。
磁场方向：物理学规定小磁针静止时N极的所指的方向（即N极受力方向）是这一点的磁场方向。
磁场的基本性质：就是对放入其中的磁体产生磁力的作用。
磁感线：为了描述磁场情况而画的带箭头的曲线。磁场是客观存在的，磁感线是人们假象出来的。磁感线
是立体分布的，且不交叉；磁体周围的磁感线总是从N极出发回到S极的；它的疏密表示磁场的强弱。
常见的几种磁场的磁感线分布如图1所示
地磁场：地球是个大的条形磁体，地磁的 N极在地理的南极附近，地磁的S极在地理的北极附近，海龟
信鸽都是利用地磁场来导航的。
例1：关于磁体，下列说法正确的是（ ）
A．地球是个巨大的磁体，它的N极在地理的北极附近B．有磁性的甲物体吸引乙物体，则乙物体原来一定是磁体
C．磁体周围的磁场是有方向的，磁感线是磁场中实际存在的曲线
D．将小磁针放在磁场中的某一点，静止时磁针的N极的指向为该点的磁场方向
例2：如图所示，是条形磁体的磁场分布图，下列说法正确的是（ ）
A．该条形磁体的左端为S极，右端为N极
B．a、b、c、d四个点处的磁场强弱相同
C．置于a点的小磁针，静止时南极指向右侧
D．磁场是为了分析小磁针的偏转情况假想出来的
要点二、电流的磁效应（电生磁）
1.奥斯特实验：
（1）现象：闭合开关小磁针偏转，断开开关小磁针回到原位，改变电流方向磁针反向偏
转。
（2）结论：该实验说明通电导体的周围有磁场，磁场的方向与电流的方向有关。
（3）实验注意：要将导线平行的放在静止小磁针的上方
2.通电螺线管的磁场
（1）磁场特点：外部磁场方向与与条形磁铁的磁场相似，磁感线从N极出来，进入S极；在螺线管的内
部，磁感线由S极指向N极。
（2）安培定则
螺线管的极性用安培定则判定
内容：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螺线管的北极。
判断方法：先标出螺线管中的电流方向;用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中的电流方向，大拇指所
指的那端就是螺线管的北极。
3.应用：电磁铁
插有铁芯的通电螺线管就是电磁铁。：软铁芯在通电螺线管中被磁化，也产生磁场，电磁铁周围的磁场既
有电流产生的磁场，又有磁铁产生的磁场。
[归纳梳理]
1、电磁铁的优点：（1）磁性强弱与通入的电流大小和线圈的匝数有关，电流越大，磁性越强；在电流一定时，外形相同的
螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强。
（2）磁性有无可由电路的通断来控制。通电时有磁性，断电时磁性立即消失。（注意：电磁铁中的铁芯
必须采用软铁，而不能用钢，因为钢能保持磁性。）
（3）磁极的性质可以通过电流的方向来改变。
2、扬声器：（1）构造：固定的永磁体，线圈，锥形纸盆
（2）工作原理：它是把电信号转换成声信号的一种装置。由于线圈中通过的电流是交变电流，它的方向
不断改变，线圈就不断的被永磁体吸引和排斥使线圈来回振动，同时带动纸盆的振动，于是扬声器就发出
了声。
3、电磁继电器：（1）电磁继电器的工作原理：通过控制电磁铁的电流，来达到控制工作电路的目的。因
此，一般的继电器电路由（低压）控制电路和（高压）工作电路两部分组成。
电磁继电器的工作电路和控制电路的组成和特点如图所示：
例1：图中所示是探究“通电直导线周围是否存在磁场”实验装置的一部分，置于水平桌面上静止的小磁
针上方有一根与之平行的直导线。当直导线中通过如图所示的电流时，小磁针发生偏转。下列说法正确的
是（ ）
A．首次通过本实验发现电、磁间有联系的科学家是焦耳B．小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场
C．只改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向与图中所示相同
D．只改变直导线中的电流大小，小磁针偏转方向与图中所示相反
例2：如图所示为探究“通电螺线管外部磁场分布”的实验装置，开关断开时小磁针甲、乙静止时的指向
如图所示，闭合开关后，则下列说法正确的是（ ）
A．通电螺线管上各匝线圈相互远离
B．小磁针乙偏转，小磁针甲不偏转
C．为了使实验现象更明显，可以在螺线管中插入一根铝棒
D．当断开开关后，螺线管磁性增强
要点三、电磁感应现象 （磁生电）
1.电磁感应：闭合电路的部分导体在磁场中切割磁感线运动就会产生感应电流的现象
2. 产生感应电流必须同时满足三个条件：
（1）电路是闭合的；（2）导体要在磁场做切割磁感线的运动；（3）切割磁感线运动的导体只能是一部
分，三者缺一不可。如果不是闭合电路，即使导体做切割磁感线运动，导体中也不会有感应电流产生，只
是在导体的两端产生感应电压。
3.感应电流的方向：感应电流的方向跟导体切割磁感线运动方向和磁感线方向有关。因此要改变感应电流
的方向，可以从两方面考虑，一是改变导体的运动方向，即与原运动方向相反；二是使磁感线方向反向。
但是若导体运动方向和磁感线方向同时改变，则感应电流的方向不发生改变。
4.应用：发电机
发电机的原理是电磁感应，发电机的基本构造是磁场和在磁场中转动的线圈。其能量转换是把机械能转化
为电能。
例1：如图所示是研究通电导体在磁场中受力情况的实验装置。下列说法中错误的是（ ）A．闭合开关后，看到ab棒左右运动，说明磁场对通电导体有力的作用
B．该装置将机械能转化为电能
C．如要进一步研究感应电流的产生条件，只需将电源换成灵敏电流表
D．根据该装置，人们发明了电动机
例2：交流电电流方向每隔一定时间改变一次。小刚将一个灯泡接在某交流电路上，闭合开关用一蹄形磁
铁去靠近灯泡，他发现发光的灯丝来回振动，图中与此现象原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
要点四、磁场对电流的作用
1. 通电导体在磁场中受到磁力的作用，磁力的方向与磁场方向、电流方向有关。
2.应用：电动机。其能量的转化为：电能转化为机械能。
2. 直流电动机为什么需装换向器？
当线圈转到如图所示位置时，ab边和cd边受的磁场力恰好在同一条直线上，而且大小相等，方向相反，
线圈在这个位置上受到相互平衡的两个磁场力的作用，所以不能连续转动下去。如何才能使线圈连续转动
下去呢？我们设想线圈由于惯性而通过平衡位置，恰在这时使线圈与电源线的两个接头互换，则线圈中的
电流方向改变，它所受的磁场力的方向变成与原来的方向相反，从而可使线圈沿着原来旋转方向继续转
动。因此，要使线圈连续转动，应该在它由于惯性刚转过平衡位置时，立刻改变线圈中的电流方向。能够
完成这一任务的装置叫做换向器。其实质是两个彼此绝缘铜半环。
例1：如图所示是扬声器（喇叭）的结构图。当扬声器的线圈中通入携带声音信息的时刻变化的电流时，
线圈会在永久磁体的作用下带动锥形纸盆振动发声。下列说法中正确的是（ ）A．扬声器工作时是将机械能转化为电能 B．扬声器工作时线圈中不会有电流
C．扬声器中的永久磁体不会对线圈有作用力D．扬声器的工作原理是通电线圈在磁场中受力运动
例2：如图1，⊗表示导线中的电流方向垂直于纸面向里，F是磁场对通电导线的作用力。用Fab、Fcd、
Fa'b'、Fc'd'分别表示图2、3中闭合开关时磁场对导体ab、cd、a'b'、c'd'的作用力，则（ ）
A．Fab竖直向上，Fcd竖直向下 B．Fab竖直向下，Fcd竖直向上
C．Fa'b竖直向上，Fc'd'竖直向下 D．Fa'b'竖直向下，Fc'd'竖直向下
'
类型一、磁现象
1．（2021·湖南郴州·统考中考真题）a、b两个磁极间的磁感线分布如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．a端磁极是S极，b端磁极是N极
B．P点没有磁场
C．磁感线是真实存在的
D．Q点的磁场方向水平向右
2．（2021·山西·统考中考真题）如图所示的磁悬浮地球仪，在地球仪底端有一个磁铁，在底座内部有一个
金属线圈，线圈通电后，地球仪可悬浮在空中。下列说法正确的是（ ）A．地球仪周围存在磁场，同时也存在磁感线
B．地球仪周围的磁场分布是均匀的
C．地球仪周围各点的磁场方向都相同
D．地球仪是利用同名磁极相互排斥的原理悬浮的
类型二、电流的磁场
3．（2020·海南·统考中考真题）如图所示甲､乙､丙､丁四个探究实验。探究电流的磁效应与电流的磁场分
布的实验是（ ）
A．甲与乙 B．乙与丙 C．丙与丁 D．丁与甲
4．（2019·安徽·中考真题）直线电流周围磁场的磁感线分布和磁场方向的判定方法加图所示．将一枚转动
灵活的小磁针放在水平放置的直导线正下方直导线通电的瞬间
A．若电流方向从南向北，则小磁针顺时针偏转
B．若电流方向从北向南，则小磁针逆时针偏转
C．若电流方向从东向西，则小磁针不发生偏转
D．若电流方向从西向东，则小磁针不发生偏转
类型三、电磁感应现象
5．（2022·内蒙古呼和浩特·中考真题）1831年，英国物理学家法拉第发现了磁生电，使人类大规模用电成
为可能，开辟了电气化新时代。下列图中，闭合开关，回路中可以产生感应电流的是（ ）A． 导体棒向上运动
B． 导体棒向下运动
C． 导体棒向左运动
D． U形磁铁向上运动
6．（2022·山东淄博·统考中考真题）对下列与电磁现象有关的四幅图的分析正确的是（ ）
A．图甲：闭合开关后，通电螺线管右端是S极
B．图乙：利用磁场可以产生电流
C．图丙：只要导体在磁场中运动，就会产生感应电流
D．图丁：该装置可用来研究发电机的工作原理
类型四、电流对通电导体的作用
7．（2022·山东烟台·统考中考真题）如图所示，是巨磁电阻特性原理的示意图，其中GMR是一个巨磁电
阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小。闭合开关S、S，下列说法正确的是（ ）
1 2A．电磁铁的右端为N极
B．当滑片P向右滑动时，电磁铁磁性增强
C．当滑片P向左滑动时，巨磁电阻的阻值增大
D．当滑片P向左滑动时，指示灯变亮
8．（2022·山西·统考中考真题）创新小组的同学们为学校食堂设计了一个可自动注水的储水池。如图是它
的简化装置图，电源电压一定。控制电路中，R 为压敏电阻，其阻值随压力的变化而变化，R 为定值电
N 0
阻。闭合开关S、S，当池中水位上升到一定高度时，触点分离，工作电路断开，注水装置自动停止注
1 2
水，当池中水位下降到一定位置时，触点连接，工作电路接通，注水装置自动开始注水。下列分析正确的
是（ ）
A．水位上升时，电磁铁磁性变弱 B．水位上升时，通过R 电流变小
0
C．水位下降时，R 的电功率变大 D．水位下降时，R 的阻值会变大
0 N
一、单选题
1．如图是悬浮在底座上地球仪。由于底座有磁性，故地球仪能悬浮在空中，切断电源，它就不能悬浮在
空中。关于地球仪悬浮在空中，下列说法正确的是（ ）
A．它受到的磁力属于弹力 B．它受到的磁力和重力的大小相等
C．它受到底座磁体的吸引力作用 D．它受到空气浮力和重力的大小相等
2．我国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏
东，不全南也”，如图甲所示，这个发现比西方早400多年。进一步研究表明，地球周围地磁场的分布示意如图乙所示。关于地磁场，下列说法正确的是（ ）
A．地磁场的S极在地理南极附近
B．地磁场的N、S极与地理南、北极完全重合
C．北京地区的地磁场方向由北向南
D．描述地球周围磁场的磁感线，从地理南极附近出发经地球外部回到地理北极附近
3．在探究通电螺线管的磁场特点时，通电螺线管在某状态下的两个实验现象如图甲、乙所示，其中小磁
针（黑色一端为N极）静止时的指向情况如图甲所示，铁屑静止时的分布情况如图乙所示。根据甲图和乙
图所示的实验现象，用磁感线描述通电螺线管磁场情况如图丙所示。下列说法中正确的是（ ）
A．图甲所示的实验，说明通电螺线管某点的磁场方向是由放在该点的小磁针决定的
B．图乙所示的实验，说明利用撒在通电螺线管周围的铁屑可以判断各点的磁场方向
C．图丙所示的通电螺线管的磁感线，是人们为了描述磁场建立的物理模型
D．由图丙可知，磁感线是由磁场中的铁屑被磁化后形成的
4．如图所示，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过小磁针的上方，小磁针的S极向纸内偏转。对带电
粒子束的判断：①向右飞行的正离子束；②向左飞行的正离子束；③向右飞行的负离子束；④向左飞行的
负离子束；⑤向右飞行的电子束；⑥向左飞行的电子束，则可能正确的是（ ）
A．②③⑤ B．①④⑥ C．②④⑥ D．①③⑤
5．如图是直流电铃的原理图，关于电铃工作时的说法不正确的是（ ）A．电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性且A端为N极
B．电磁铁吸引衔铁，弹性片发生形变具有弹性势能
C．小锤击打铃碗发出声音，是由于铃碗发生了振动
D．小锤击打铃碗时，电磁铁仍具有磁性
6．如图所示的装置中，当闭合开关、导体ab中有电流通过时，导体ab就会运动起来。关于这一现象的说
法正确的是（ ）
A．此现象说明磁可以生电
B．在该现象中，机械能转化为电能
C．发电机是利用这一现象来工作的
D．电动机是利用这一现象来工作的
7．如图所示，关于甲、乙、丙、丁四幅图片，下列说法错误的是（ ）
A．甲实验说明通电导体周围存在着磁场
B．乙图用磁感线正确地描述了磁体外部磁场
C．丙实验说明电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关
D．丁实验过程中将机械能转化为电能
8．如图甲所示，让一条形磁铁由静止从高处释放，当磁铁穿过金属线圈时，线圈中有电流产生，不计空
气阻力，而乙图中的金属线圈有一处断开了，则（ ）A．甲图中以条形磁铁为参照物，线圈向下运动
B．甲图中机械能不守恒，乙图中机械能守恒
C．甲图中对应的是电动机的工作原理
D．两图中磁铁落地瞬间的速度是 ＞
二、多选题
9．某同学研究磁场产生电流的实验情景如图所示。导体AB、导线、开关和灵敏电流计组成闭合电路，导
体AB用绝缘细线悬挂置于蹄形磁体的磁场中，（导体AB的运动方向用箭头表示，没有箭头表示导体AB
处于静止状态），观察灵敏电流计指针偏转情况。下列结论中合理的是（ ）
A．由甲、乙两图可得：电流的产生与导体AB是否切割磁感线有关
B．由乙、丙两图可得：电流方向与导体AB切割磁感线方向有关
C．由丙、丁两图可得：电流方向与磁场方向有关
D．由乙、丁两图可得：电流方向与磁场方向无关
10．某学校初三年级学生开展制作扬声器的项目式学习。学生们通过视频了解扬声器的结构如图所示。在
通电后，观察到纸盆振动，听到声音。磁场对通电导体的作用引起了大家的好奇，于是设计如图所示实验
进行探究。最终小组合作完成了扬声器的制作。关于实验探究，下列说法中正确的是（ ）
A．闭合开关，导体AB运动，说明磁场对通电导体有力的作用
B．只改变磁场的方向，通电导体在磁场中的受力方向发生改变
C．只改变电流的方向，通电导体在磁场中的受力方向不发生改变D．通电导体在磁场中运动，消耗了电能，得到了机械能
11．下列各图中，箭头表示电流方向，则通电螺线管周围的小磁针静止时，指向不正确的（ ）
A． B．
C． D．
12．如图所示，A是悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁，B是螺线管。闭合开关S，待弹簧测力计示数稳定
后，将变阻器R的滑片缓慢向左滑动，在此过程中下列说法正确的是（ ）
A．电压表示数变小，电流表示数变大
B．电压表示数变大，电流表示数变小
C．弹簧测力计示数变小
D．弹簧测力计示数变大
三、填空题
13．槐树开花季节，可以闻到阵阵花香，这属于______现象，这个现象说明了______；地磁的北极在地理
的______极附近（选填“北”或“南”）。
14．如图所示，闭合开关S后，通电螺线管上端是______（填“N”或“S”）极，将滑动变阻器的滑片从a
端向b端移动，弹簧将______（选填“伸长”或“缩短”）。
15．如图所示，闭合开关，将滑动变阻器滑片向右滑动，弹簧将_____（选填“伸长”或“缩短”）。爱
思考的小军用灵敏电流计替代虚线框内所有仪器，连接好电路后将条形磁体迅速插入线圈中，则灵敏电流计的指针_____（选填“会”或“不会”）会发生偏转，原因是_____。
16．小明做了一个如图所示的装置，闭合开关，用外力使导体棒ab水平向右移动，发现导体棒cd也随之
运动起来，实验装置中甲部分与 ___________（填“电动机”或“发电机”）的工作原理相同，cd棒运动
过程中，将电能转化成 ___________能。
四、实验题
17．实验小组在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中，连接了如下图所示的实验装置。
（1）实验中是通过观察__________来显示电路中是否有电流产生；
（2）保持装置不变，改变开关通断状态，让导体在磁场中沿不同方向运动，观察灵敏电流计指针的偏转
情况，记录在下表中；
实验次
开关 磁场方向 导体AB的运动情况 灵敏电流计的指针偏转情况
数
1 断开 上N下S 左右或上下运动 不偏转
2 闭合 上N下S 静止 不偏转
3 闭合 上N下S 上下运动 不偏转
4 闭合 上N下S 左右运动 偏转
（3）分析实验1和4可知，要想产生电流的条件之一是开关必须____________；
（4）分析实验3和4可知，产生电流的另一个条件是电路中的部分导体必须做____________运动；（5）小明想继续探究感应电流的方向与磁场方向的关系，你认为他应控制_______________相同，只改变
___________，观察灵敏电流计的偏转情况；
（6）如下图所示，a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分，结合上述实验的结论，判断以
下选项中能让a在磁场中水平方向左右运动时产生感应电流的有__________。
五、计算题
18．如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关
系如下表所示。已知继电器的线圈电阻R＝10Ω，左边电源电压为6V恒定不变。当继电器线圈中的电流
0
大于或等于15mA时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作。
温度t/℃ 0 5 10 15 20 25 30 35 40
电阻R/Ω 600 550 500 450 420 390 360 330 300
（1）请说明该自动控制装置的工作原理。
（2）计算说明该空调的启动温度是多少？
（3）为了节省电能，将空调启动温度设定为30℃，控制电路中需要串联多大的电阻？
19．喜欢创造发明的小榕设计了一个自动控温的保温箱，其工作原理电路图如图所示。电源电压恒为
12V，控制电路中电磁铁线圈电阻忽略不计，定值电阻 ，加热电路中电阻 。 为热敏电
阻，其阻值随温度变化情况如表所示。闭合开关 后，当箱内温度达 时，衔铁被吸下，电阻 停止工
作；当箱内温度低于 时，电磁铁磁性减弱，在弹簧作用下，A、B 两触点接触，电阻 又开始工作。
求：
（1）电阻 工作100s产生的热量；（2）电磁铁吸住滑块的最小电流；
（3）若将电流表改成温度表，其刻度是否均匀，请通过分析计算说明理由。
温度 24 26 28 30 32 34 36 38
热敏电阻 180 160 140 120 100 80 60 40
20．如图所示，这是物理兴趣小组设计的汽车转向指示灯电路模型，指示灯的规格均为“6V0.5A”，R 为
0
6Ω的定值电阻，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计，电源电压为6V；根据要求回答下列问题：
（1）当汽车正常直行时，转向开关应处于什么位置；
（2）请你解释一下当汽车左转弯时，左转指示灯会较暗、较亮交替闪烁的工作原理；
（3）当左转弯时，指示灯发光较暗时它两端的电压为多少。
