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专题 20 电与磁（测试）（解析版）
（时间60分钟，共100分）
一、选择题（每小题3分，共30分）
1.甲铁棒能吸引小磁针，乙铁棒能排斥小磁针，若甲、乙铁棒相互靠近，则两铁棒（ ）。
A．一定相互吸引；
B．可能相互吸引，也可能相互排斥；
C．一定无磁力的作用；
D．一定相互排斥
【答案】B。
【解析】铁棒吸引小磁针，说明甲铁棒具有和小磁针相反的磁性或者不带磁性；乙铁棒能排斥小磁针，
说明乙铁棒具有和小磁针相同的磁性；若甲、乙铁棒相互靠近，则会出现互相吸引或者排斥的现象，则 B
正确，ACD错误；故选B。
2.关于地磁场，下列说法错误的是（ ）.
A.地磁场的两极就是地球的南北极；
B.地球本身是一个大磁体，地球周围的磁场称为地磁场；
C.指南针能指南北就是因为受到地磁场的作用；
D.地磁场的两极与地理两极并不重合
【答案】A。
【解析】没有磁体和磁性材料的影响，磁针静止后指南北，说明地球本身就是一个大磁体，当然周围
也存在着磁场，指南针具有指向性就是因为受到它的影响，早在我国北宋时期，就已经发现地磁的南、北
极和地理的南、北极并不重合，现在我们知道，地磁北极在地球南极附近，地磁南极在地球北极附近，所
以只有A错误。
3．如图所示是一根锰铜丝制成的软质弹簧，B是水银槽，槽内盛有水银，A的上端通过接线柱与电源
相连，A的下端恰好与水银表面接触，开关S闭合后发生的现象是（ ）。
A．弹簧伸长变大，灯持续发光；
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学科网（北京）股份有限公司B．弹簧缩短，灯熄灭；
C．弹簧上下振动，灯忽亮忽灭；
D．弹簧静止不动，灯持续发光
【答案】C。
【解析】开关闭合后电路接通，灯泡发光；由锰铜丝构成的螺线管两磁极会互相吸引，弹簧会收缩而
变短；变短后电路断路；灯泡熄灭；依此规律反复，弹簧上下振动，灯泡灯忽亮忽灭。故选：C。
4．如图所示，条形磁铁置于水平桌面上，电磁铁水平放置且左端固定，当电路中滑动变阻器的滑片P
逐渐向上移动，条形磁铁仍静止，在此过程中，条形磁铁受到的摩擦力（ ）。
A．逐渐增大，方向向右 B．逐渐减小，方向向右
C．逐渐增大，方向向左 D．逐渐减小，方向向左
【答案】A。
【解析】用右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向螺线管的 N极，可以判断电磁铁的左
端是S极，右端是N极。
电磁铁的匝数和铁芯一定时，滑片逐渐向上移动，连入电路的电阻减小，电路电流增大，电磁铁的磁
性增大。
根据同名磁极相互吸引，条形磁铁有向左移动的趋势，条形磁铁受到向右的摩擦力作用。
电路电流增大，电磁铁的磁性增强，对条形磁铁的吸引力增大，条形磁铁处于静止状态，摩擦力和吸
引力是平衡力，摩擦力增大。故选：A。
5.如图所示的是直流发电机的工作原理图，关于直流发电机下列说法中正确的是（ ）。
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学科网（北京）股份有限公司A．直流发电机线圈内产生的是交流电，供给外部电路的是直流电；
B．直流发电机线圈内产生的是直流电，供给外部电路的也是直流电；
C．它是利用通电线圈在磁场中受到力的作用而转动的原理工作的；
D．图中的E、F称为换向器，它的作用是改变线圈中的电流方向
【答案】A。
【解析】直流发电机的原理是电磁感应，是通过闭合电路的两条边来切割磁感线产生的感应电流，由
于矩形线圈在磁场中不停地转动，每转一周，切割磁感线的方向改变两次，所产生的电流方向也改变两次，
使线圈内部产生方向做周期性变化的电流即交流电，换向器的作用是将线圈产生的交流电变为对外输出的
直流电，因此答案为A。
6.如图所示的四个图的装置可以用来演示物理现象，则下列表述正确的是（ ）。
甲 乙 丙 丁
A．图甲可用来演示电磁感应现象；
B．图乙可用来演示磁场对电流的作用；
C．图丙可用来演示电流的磁效应；
D．图丁可用来演示电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系
【答案】C。
【解析】本题涵盖了电与磁中三个重要的实验。对这三个实验要理解记忆。例如第一个图中所给器材
有电（源）有磁（场）那就是要探究磁场对电流的作用；第二图器材中有磁（场）没电（源）一定是探究
磁生电即电磁感应现象；第三图中器材有电没磁，因此研究电生磁即电流的磁效应。
7．如今，广受欢迎的动车已经驰骋在广西大地，如图所示，动车在进站时关闭电源，由于惯性会继
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学科网（北京）股份有限公司续向前运行，线圈随车轮一起转动并在在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，同时储存电能，下列
说法中能很好解释产生感应电流的原因的是（ ）。
A．电动机工作原理 B．磁场对电流的作用
C．发电机工作原理 D．电磁铁的工作原理
【答案】C。
【解析】动车到站前先停止供电，由于惯性，动车会继续向前运行，电机线圈随车轮转动并在磁场中
切割磁感线运动，进而产生感应电流，即在该过程中消耗机械能，产生电能，故是将机械能转化为电能的
过程，因此该过程与发电机的原理相同。故选：C。
8.下列选项中，工作原理与其他三个不相同的是（ ）。
A． 螺线管通电瞬间，小磁针发生偏转；
B． 脚跟起落驱动磁性转子旋转，线圈中产生电流；
C． 用手快速拨动风扇叶片，灯泡发光；
D． 金属导体靠近探测仪时产生涡电流，探测器发出警报
【答案】A。
【解析】A、螺线管通电瞬间，小磁针发生偏转，证明电流的周围存在磁场；
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学科网（北京）股份有限公司B、当人走动时，会驱动磁性转子旋转，使线圈中产生电流，该过程为电磁感应现象，
C、微风电风扇与小灯泡组成闭合回路，用手快速拨动风扇叶片，电风扇的线圈做切割磁感线运动，
产生感应电流，小灯泡发光，所以产生这种现象的原因是电磁感应现象；
D、监考人员利用探测器靠近金属物体时，在金属导体中就会产生涡电流，这是电磁感应现象；
总是所述，只有A选项工作原理与其他三个不相同。故选：A。
9.甲、乙两个相同的装置分别由 U 型磁铁、导体棒和支架构成，导体棒 ab 和 cd 由导线连接，如
图所示，闭合开关并向右移动 ab ， cd 也会随之向右运动，关于此现象，下列判断正确的是（ ） 。
A.甲装置相当于电动机 ；
B.乙装置相当于发电机 ；
C.向左移动 ab ， cd 仍向右运动 ；
D.甲装置将机械能转化为电能
【答案】D 。
【解析】 A ．甲装置中导体棒 ab 向右运动，切割磁感线产生感应电流，相当于发电机，故 A 错误；
B ．感应电流流过导体棒 cd ，在磁场作用下，导体棒 cd 向右运动，乙装置相当于电动机，故 B
错误；
C ．向左移动 ab ，会切割磁感线产生感应电流，由右手定则得，产生的感应电流方向为 b 到 a 。
感应电流流过 cd ，在磁场作用下， cd 会运动。由左手定则得， cd 向左运动，故 C 错误；
D ．甲装置中导体棒 ab 向右运动，切割磁感线产生感应电流，将机械能转化为电能，故 D 正确。
故选 D 。
10.用如图的装置探究磁场对通电直导线的作用，给铝棒 AB 通电，观察到 AB 向右运动，要使 AB
通电后向左运动，下列做法中可行的是（ ）。
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学科网（北京）股份有限公司A.仅换用磁性更强的磁体 B.仅增加 AB 中的电流强度
C.仅将磁体的 N 、 S 极对调 D.仅将铝棒 AB 换成铜棒
【答案】C。
【解析】 通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向有关；
A ．换用磁性更强的磁体，不会改变运动方向，故 A 不符合题意；
B ．增加 AB 中的电流强度，不会改变运动方向，故 B 不符合题意；
C ．磁体的 N 、 S 极对调，只改变一个影响因素（磁场方向），受力运动方向改变，运动方向改变，
故 C 符合题意；
D ．将铝棒 AB 换成铜棒，不会改变运动方向，故 D 不符合题意。故选 C 。
二、填空题（每空2分，共46分）
11.磁体周围存在着一种能使小磁针偏转，但看不见摸不着的物质叫做 ，物理学中把小磁
针静止时 所指的方向规定为该点磁场方向。
【答案】磁场；N极。
【解析】磁体周围存在着一种能使小磁针偏转，但看不见摸不着的物质叫做磁场，物理学中把小磁针
静止时N极所指的方向规定为该点磁场方向。
故答案为：磁场；N极。
12. 桌面上放有一定量的铁屑，现将两根完全相同的条形磁铁A的N极和磁铁B的S极如甲图所示放
置在靠近铁屑的上方，吸附一定量的铁屑．若将吸附有铁屑的两极靠在一起，则吸附在连接处的铁屑会
（选填“增加”“不变”或“减少”）；如乙图所示，将一根长度略大于两磁铁间距的软铁棒，轻轻搁在
两磁铁上，则被吸附的铁屑会 （选填“增加”“不变”或“减少”）。
【答案】减少；减少。
【解析】如甲图，当A磁体的N极和B磁体的S极靠在一起时，AB两个磁体相当于一个大磁体，大磁
体的中间磁极减弱，吸引的铁屑会减少。
如乙图，当A磁体的N极和B磁体的S极间放一个软铁棒时，软铁棒会被AB磁体磁化，两个磁体和被
磁化的软铁棒相当于一个磁体，中间磁极减弱，吸引的铁屑会减少。
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学科网（北京）股份有限公司13.1820 年，丹麦科学家奥斯特在课堂上做试验时偶然发现，当导线中通过电流时，它旁边的磁针发
生了偏转，证实了通电导线周围存在___________；实验还表明，电流的磁场方向跟___________有关。
【答案】磁场；电流方向。
【解析】[1]丹麦的物理学家奥斯特做的著名的奥斯特实验，即：当导线中有电流通过时，它旁边的
小磁针发生了偏转，证实了电流周围存在磁场。
[2]实验中发现，导线中电流方向不同时，小磁针的偏转方向也不同，这说明电流方向不同，磁场方
向也不同，电流的磁场方向与电流方向有关。
14．法国科学家阿尔贝•费尔和德国科学家彼得•格林贝尔由于发现巨磁电阻（GMR）效应，荣获了
2007年诺贝尔物理学奖。这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度。如图是说明巨磁电阻特性原
理的示意图：
（1）通电螺线管的右端是 极；
（2）闭合开关S ，指示灯不亮，再闭合开关S ，指示灯发光，由此可知：巨磁电阻的大小与
2 1
有关；
（3）若滑片P向左移动，电磁铁的磁场 （填“增强”、“减弱”），观察到指示灯变得更亮，
由此实验可得出结论： ；
（4）请举出一个应用巨磁电阻效应相关的实例 。
【答案】（1）S；（2）磁场强弱；（3）增强；磁场越强巨磁电阻阻值越小；（4）电脑读卡器。
【解析】（1）当开关闭合后，电磁铁中的电流是从右端流入，左端流出，根据安培定则可知，电磁
铁的左端为N极，右端为S极；
（2）闭合开关S ，指示灯不亮，说明巨磁电阻阻值很大，再闭合开关 S ，指示灯发光，说明巨磁电
2 1
阻变小，由此可知：巨磁电阻的大小与磁场强弱有关；
（3）若滑片P向左移动，电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，观察到指示灯变得更亮，说明电路
中的电流明显增强，由欧姆定律可知，电路中GMR的阻值显著减小。由此实验可得出结论：磁场越强巨磁
电阻的阻值越小；
（4）因为能够提高了磁、电之间信号转换的灵敏度，故巨磁电阻的一个重要应用是：电脑读卡器。
故答案为：（1）S；（2）磁场强弱；（3）增强；磁场越强巨磁电阻阻值越小；（4）电脑读卡器。
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学科网（北京）股份有限公司15.扬声器与 ______ 的工作原理相同（选填 “发电机”或“电动机”）， ______ （选填 “是”
或“不是”）根据电磁感应现象制成。由于通过线圈的电流是 ______ 的电流，线圈就不断地来回振动，
带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。
【答案】电动机；不是；变化。
【解析】 [1] 扬声器是通过电流大小不同，使得通电导线在磁场中受到的力大小不同，从而使得线
圈振动，线圈振动，带动纸盆振动，从而发出声音，电动机也是因为通电导体在磁场中受到力的作用，从
而使得通电线圈在磁场中转动，所以扬声器与电动机的工作原理相同。
[2] 电动机与扬声器都是使用通电导线在磁场中受到力的作用这一原理制成的，所以不是根据电磁感
应现象制成。
[3] 使用扬声器时，通过扬声器线圈的电流是大小不断发生变化的电流，从而使得在磁场中受到不同
的力，从而使得线圈振动，带动纸盆振动，发出声音。
16.如图所示，弹簧下端挂一条形磁铁，磁铁下端为S极，条形磁铁的正下方有一电磁铁，闭合开关后，
电磁铁上端是 极，弹簧长度会 （选填“伸长”“缩短”或“不变”）；再将变阻器滑片
向右移动，弹簧长度会 （选填“伸长”“缩短”或“不变”）。
【答案】S；缩短；增大。
【解析】开关闭合，根据安培定则判断电螺线管的上端为S极，同名磁极相互排斥，弹簧长度会缩短；
滑动变阻器滑片向右移动时，电路中的电流变小，电磁铁磁性减弱，条形磁铁的排斥力减小，所以弹簧长
度会增大。
17.在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所
示的电路。
（ 1 ）实验中是通过观察 来判定其磁性强弱的；
（2）根据图示的情境可知，电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越 ；
（3）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是大头针被磁化， 相互排斥。
【答案】（1）电磁铁吸引大头针的多少；（2）强；（3）同名磁极。
【解析】（1）磁性的强弱是无法直接观察的，此题中是利用电磁铁吸引大头针数目的不同来反映磁
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学科网（北京）股份有限公司性强弱的不同的，这是一种转换的方法；
（2）电磁铁甲吸引的大头针数目多，说明甲的磁性强；两电磁铁串联，电流相同，所以得出的结论
是：电流一定时，线圈匝数越多，磁性越强；
（3）大头针被磁化，同一端的磁性相同，同名磁极相互排斥，所以下端分散。
故答案为：（1）电磁铁吸引大头针的多少；（2）强；（3）同名磁极。
18.如图所示的装置可以用来研究_________(填“电动机”或“发电机”)的工作原理。
将图中的电源换成电流表，闭合开关，让导体ab左右摆动，发现电流表指针偏转，表明导体ab中
_____(填“有”或“没有”)感应电流通过，导体ab的机械能转化为________能。
【答案】(1)电动机；(2)有；(3)电。
【解析】闭合开关，处在磁场中的导体棒ab中有电流通过时，它就会运动起来，表明通电导体在磁
场中受到力的作用，该装置可以用来研究电动机的工作原理。
将图中的电源换成电流表，使导体ab左右摆动，它此时做切割磁感线运动，闭合电路中会产生感应
电流，即导体ab中有感应电流通过，电流表指针发生偏转，该过程消耗机械能，获得电能，将机械能转化
为电能。
三、作图题（每题3分，共6分）
19.根据小磁针静止时N极、S极指向，在图中用箭头标出螺线管上 点的电流方向和电流表的正负接
线柱（在括号内用“ ”和“ ”标识）。
【解析】由图可知，小磁针的S极在右边，根据磁极间的相互作用规律可知，螺线管的左端为N极，
根据安培定则可知，绕线中电流的方向是向上的，故电流表的下端为正接线柱，上端为负接线柱； 处电
流的方向是向下的，如图所示：
20.根据小磁针静止时的指向，请在图中标出螺线管的北极和电源的正极。
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学科网（北京）股份有限公司【解析】根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引知道，通电螺线管右端是N极，再通过右手螺旋
定则得出电流方向是从电源左边流出，右边流进，故左边是正极，如下图
四、实验探究题（18分）
21.（8分）在“探究通电螺线管外部磁场”的实验中，老师在螺旋管的两端各放一个小磁针，并在有
机玻璃板上均匀的撒满铁屑：
(1)闭合开关通电后，接下来的操作应该是_____。这样做的目的是：使铁屑在玻璃板上跳动减小它与
玻璃板之间的摩擦，从而使铁屑在磁场力的作用下动起来，更好地显示磁场分布情况；放入的小磁针是为
了显示_____。
(2)铁屑的分布如图所示。图中A、B点相比，_____点磁场较强；实验中_____（选填“能”或“不
能”）用铜屑代替铁屑显示磁场分布。
【答案】轻敲玻璃板；磁场的方向；A ；不能。
【解析】(1)[1]在玻璃板上均匀地撒上铁屑，然后给直导线通电，为了更好地通过铁屑客观描述出磁
场分布情况，为了减小铁屑与玻璃板之间的摩擦，需轻敲玻璃板，使铁屑在磁场力作用下动起来。
[2]磁场中放入小磁针，小磁针受到磁力的作用，会指示一定的方向，从而能判定磁场的方向。
(2)[3][4]由图可以看出通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场一样，并且可以看到A点铁屑的分布比B
点密集，由此可以确定A点的磁场比B点强；磁体具有吸铁性，所以不能用铜屑代替铁屑。
22.（10分）志成利用图示装置探究感应电流产生的条件。
（1）开关闭合后，将AB棒沿着水平方向向右运动时，观察到灵敏电流计指针 （偏转/不偏转）；
（2）要使灵敏电流计的指针偏转方向与（1）中相反，可采取的具体措施是： （写出一种即
可）；
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学科网（北京）股份有限公司（3）实验还发现若AB左右运动速度越快，灵敏电流计指针偏转越明显，这说明感应电流大小与
有关；
（4）若将图中灵敏电流计换成 ，该装置还可以用来研究通电导体在磁场中受到力的作用，并据
此制成了 （发电机/电动机）。
【答案】（1）偏转；（2）改变切割磁感线方向；（3）切割磁感线速度；（4）电源；电动机。
【解析】（1）开关闭合后，将AB棒沿着水平方向向右运动时，导线做切割磁感线，故电路中有电流，
即灵敏电流计的指针发生偏转；
（2）将磁铁两极对调或者改变导体运动的方向，产生的电流方向变化，由此灵敏电流计的指针偏转
方向与（1）中相反；
（3）导体AB水平同左（或向右）缓慢运动时。灵敏电流汁的指针偏转角度较小；导体 AB水平向左
（或向右）快速运动时，灵敏电流计的指针偏转角度较大，这说明电路中的电流变大，所以可以看出感应
电流的大小与导体的运动快慢有关；
（4）在图中将灵敏电流计换成电源，闭合开关，电路中有电流，通电直导线在磁场中受力而运动，
电动机就是利用该原理制成的。
故答案为：（1）偏转；（2）改变切割磁感线方向；（3）切割磁感线速度；（4）电源；电动机。
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