資源簡介

20 電與磁
【課標】
本中考考點及要求（“▲”表示該標準要求屬于評價水平這一層次）
評價目標和評價水平 標準要求 知識性 目標 技能性 目標 體驗性 目標
了解 認識 理解 獨立 操作 經 歷 認 同 內 化
1.通過實驗認識磁場。知道地磁場。 ▲ ▲ ▲
2.通過實驗，了解電流周圍存在磁場。探究并了解通電螺線管外部磁場的方向。 ▲ ▲
3.通過實驗，了解通電導線在磁場中會受到力的作用，知道力的方向與哪些因素有關。 ▲ ▲
4.通過實驗，探究并了解導體在磁場中運動時產生感應電流的條件。了解電磁感應在生產、生活中的應用。 ▲ ▲
【規律】
規律總結1：電磁作圖問題思路
1．已知電源的正負極、線圈繞法，判斷小磁針的N、S極。
（1）首先根據電源的正、負極畫出通電螺線管的繞線中的電流方向；
（2）利用安培定則確定通電螺線管的N、S極并標注；
（3）最后根據磁極間的相互作用斷定小磁針的N、S極。
2.已知小磁針的N、S極、線圈繞法，判斷電源的正、負極。
（1）根據小磁針的N、S極，利用磁極間的相互作用先確定通電螺線管的N、S極；
（2）然后利用安培定則判定通電螺線管上的電流方向并用箭頭標出；
（3）最后根據電源外部電流的流向確定電源的正、負極。3.已知小磁針的N、S極、電源正負極，畫螺線管的繞線。
（1）首先根據小磁針的N、S極指向，利用磁體間的相互作用規律確定通電螺線管的N、S極并標注出；
（2）利用安培定則確定通電螺線管中的電流方向，并在螺線管上試著畫出一條“S”型或反“S”型繞線；
（3）然后結合電源外部電流流向定位螺線管的繞線形狀是“S”型還是反“S”型，并在螺線管上等距地畫出美觀的繞線。
規律總結2：磁場的描述——磁感線
從磁場的物質性、方向和磁感線的特點、常見磁體磁感線的分布、地磁場的特點五個維度進行把握是解決問題的關鍵：
（1）磁場的物質性：磁場是真實存在的看不見摸不著的物質，它的存在可通過其基本性質來體現；
（2）磁場的方向：任一點磁場方向跟放在該點小磁針靜止時北極指向一致；
（3）磁感線的特點：在磁體外部，磁感線從北極出發回到南極；磁感線的疏密反映磁場的強弱，磁極處磁感線最密；
（4）地球本身是一個巨大的磁體，地磁場的形狀與條形磁體相似；地磁的北極在地理南極附近，地磁的南極在地理北極附近；我國宋代的沈括最早發現了磁偏角。
注意：磁感線是為了形象描述磁場而引入的假想曲線，并不真實存在，屬于建立的物理模型;磁場中任何一點的方向都具有唯一性，故任何兩條磁感線都不相交。
規律總結3：電磁鐵的應用——電磁繼電器
（1）首先要分清控制電路和工作電路；
（2）分析步驟：分析當電磁鐵無磁性時，觀察銜鐵上的動觸點與哪個靜觸點連接，進而明確工作電路的初始工作狀態；然后再分析當電磁鐵有磁性時，觀察銜鐵上的動觸點又與哪個靜觸點連接，進而明確工作電路的末工作狀態；
注意：對于“報警器”類工作電路，務必明確控制電路通電或斷電的控制方法，從而明確電磁鐵磁性有無。
規律總結4：磁場對電流的作用及應用
從磁場對電流的作用原理入手，然后順藤摸瓜領悟相關核心要素：
（1）原理：通電導體產生的磁場與磁體相互作用使通電導體運動；
（2）能量的轉化：電能轉化為機械能；
（3）通電導體受力方向的決定因素：磁感線的方向與電流方向；
（4）生活中的應用實例：電動機、揚聲器等。
注意：對于電動機還要掌握以下要點：①工作原理：通電線圈在磁場中受力轉動；②平衡位置：線圈平面與磁感線垂直的位置；③換向器的作用：
對于直流電動機，線圈每轉過平衡位置就自動改變電流的方向。
規律總結5：電磁感應及應用
從磁生電的條件為突破口逐一領悟核心要素：
1.產生感應電流的條件：（1）閉合電路；（2）導體在磁場中做切割磁感線運動（正切、斜切都可以）；（3）切割磁感線運動的導體只能是閉合電路的一部分，三者缺一不可。
2.能量的轉化：機械能轉化為電能；
3.感應電流的方向決定因素：導體切割磁感線的方向和磁感線的方向；
4.增大感應電流的方法：一是增加磁場的磁性，二是加快運動的速度；
5.生活中的應用實例：發電機、動圈式話筒等。
注意：①區分發電機與電動機的關鍵是看外部電路有無電源，有電源是電動機，無電源是發電機。
②我國交流電的頻率為50Hz，周期為 0.02s，即每秒鐘電流的方向改變 100 次．
規律總結6：電與磁的實驗處理方法
1.探究通電螺線管的磁場
（1）從螺線管磁場顯示的方法及極性的判斷方法及影響因素方面入手選擇合理的器材；明確操作要領；
（2）觀察實驗現象得出正確結論：通電螺線管的外部磁場與條形磁鐵的磁場相似；極性遵循安培定則。
2.探究影響電磁鐵的磁性強弱的因素
（1）首先從已有知識寫出影響電磁鐵磁性的因素：電流的大小與線圈的匝數；
（2）根據影響因素選擇合理的器材，明確顯示電磁鐵磁性強弱的方法，然后利用控制變量法設計實驗方案；（3）最后根據實驗現象得出結論。注意：實驗結論要強調”在xxxx相同時”前提條件.
3.探究磁場對電流的作用
（1）首先根據磁場對電流的作用選擇合理的實驗器材；
（2）利用控制變量法和轉化法設計方案研究通電導體受力方向跟電流方向和磁場方向的關系；
（3）最后分析實驗現象得出結論。
4.探究電磁感應現象
（1）首先根據已有知識寫出“感應電流產生的條件”和感應電流方向的決定因素；
（2）然后根據感應電流產生的條件和感應電流決定因素選擇實驗器材，利用控制變量法和轉化法設計實驗方案；
（3）最后分析實驗現象得出結論。
【例題】
考點一：磁現象
1.磁體：具有磁性（具有吸引鐵、鈷、鎳等物質的性質）的物體。
2.磁極：磁體上磁性最強的部分。磁體有兩個磁極，分別叫南極（S極）和北極（N極）。
3.磁極間相互作用規律：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。
4.如果讓磁體在水平位置上自由轉動，靜止時總是一端指南，一端指北。指南的一端叫南極（S極），指北的一端叫北極（N極）。
【例題1】（2022四川樂山市）如圖所示，在兩個靠得較近的小車上分別放一塊磁體甲和乙，松手后（　　）
A. 由于甲先對乙施加了斥力，然后乙再對甲施加斥力，所以乙先向右運動
B. 由于甲、乙兩磁體間存在相互作用的引力，所以甲、乙相互靠近
C. 甲對乙的斥力與乙對甲的斥力是一對平衡力
D. 甲對乙的斥力與乙對甲的斥力是一對相互作用力
考點二：磁場
1.定義：磁體周圍存在的一種特殊物質。磁場是真實存在的。
2.基本性質：對放入其中的磁體有力的作用。
3.方向判定：在磁場中的某一點放入小磁針，小磁針靜止時北極所指的方向即為該點的磁場方向。
4.磁感線：用來描述磁場強弱和方向的曲線。磁感線不是真實存在的。
【例題2】（2022內蒙古通遼）下列關于科學研究方法的敘述：①研究磁場時引入“磁感線”，采用了模型法；②探究導體電阻大小與導體長度的關系時，控制其它量相同，采用了類比法；③探究動能大小的影響因素時，通過木塊被撞后移動的距離來比較動能大小，采用了轉換法；④在經驗事實的基礎上，經過科學推理得出牛頓第一定律，采用了放大法，其中正確的是（　　）
A．①③ B．②③ C．①② D．②④
【例題3】（2022北京）在探究通電螺線管的磁場特點時，通電螺線管在某狀態下的兩個實驗現象如圖所示，其中小磁針（黑色一端為N極）靜止時的指向情況如圖甲所示。鐵屑靜止時的分布情況如圖乙所示。選項圖中能正確用磁感線描述這兩個實驗現象的是（　　）
A．B．C．D．
考點三：電流的磁效應
1.奧斯特實驗
（1）該現象在1820年被丹麥物理學家奧斯特發現。
（2）表明通電導線周圍存在磁場，電流周圍磁場方向跟電流方向有關。
2.通電螺線管
（1）通電螺線管外部的磁場與條形磁鐵的磁場相似。
（2）它兩端的磁極跟電流方向有關，可以用安培定則判定。
3.安培定則：用右手握住通電螺線管，使四指彎曲與電流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通電螺線管的N極。
4.電磁鐵
（1）構成：通電螺線管和里面的鐵芯。
（2）影響磁性強弱的因素
a.同一個電磁鐵，電流越大，磁性越強。
b.當電流相同螺線管外形一樣時，線圈的匝數越多，磁性越強。
c.通電螺線管中有鐵芯比無鐵芯時磁性強。
（3）優點：電磁鐵磁性的有無、強弱及磁場的方向可分別由電流的有無、大小及方向來控制。
（4）應用：電磁繼電器。
【例題4】（2022湖南張家界）如圖是研究巨磁電阻電阻在磁場中急劇減小特性的原理示意圖，閉合開關、后，電磁鐵右端為______ 極，滑片P向左滑動過程中，指示燈明顯變______ 選填“亮”或“暗”。
【例題5】（2022哈爾濱）如圖，請根據通電螺線管附近靜止小磁針的指向，用箭頭在A點標出磁感線方向，在B點標出電流方向。
考點四：磁場對電流的作用
1.作用：通電導線在磁場中會受到力的作用。
2.力的方向：跟磁感線方向和電流方向有關。
3.說明:若導體中電流的方向或磁感線的方向有一個改變，則導體的受力方向也隨之改變；若上述兩個方向同時改變，則導體的受力方向不變。
4.能的轉化：電能轉化為機械能。
5.應用：直流電動機
（1）構造：由磁極、線圈、換向器和電刷組成。
（2）工作原理：利用通電線圈在磁場里受力而轉動的原理工作的。
【例題6】（2022江蘇南京）圖中與磁現象有關的四個實驗，其對應的判斷正確的是（　　）
A. 甲圖說明磁體周圍不同點的磁場方向都不同
B. 乙圖是電磁感應現象
C. 丙圖說明電流具有磁效應
D. 丁圖說明磁場對電流有力的作用
考點五：電磁感應
1.現象：閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，導體中有電流產生，這種現象叫做電磁感應，產生的電流叫做感應電流。
2.感應電流的方向：跟切割磁感線的方向和磁場方向有關。
3.能的轉化：將機械能轉化為電能。
4.應用：發電機
（1）構造：主要由線圈、磁極、換向器和電刷組成。
（2）工作原理：利用了電磁感應來工作的。
【例題7】（2022廣西貴港）圖中的a表示垂直于紙面的一根導線，它是閉合電路的一部分，它在磁場中按箭頭方向運動時，下列哪種情況不會產生感應電流（ ）
A B C D
【演練】
一、選擇題（本道大題有13小題，每小題3分，共39分）
1.（2022長春）地理的兩極和地磁場的兩極并不重合。世界上最早記錄這一現象的人是（　　）
A. 沈括 B. 伽利略 C. 托里拆利 D. 阿基米德
2.（2022江蘇泰州）我們在學習物理知識時，運用了很多研究方法，下列幾個實例：①研究電流時，把它比作水流；②研究磁場時，引入磁感線；③在探究動能與速度關系時，控制質量相同；④用光線來描述光的傳播路徑和方向。其中，運用了相同研究方法的是（　　）
A. ①② B. ②④ C. ③④ D. ②③
3.（2022浙江麗水）麗水處州府城一角的磨盤特別受小孩青睞。當人推著磨盤轉動時，磨盤上豎著的“麗水”兩字和其周圍墻壁上的燈同時亮起如圖。下列四幅圖中能反映其工作原理的是（ ）
A. B. C. D.
4. （2022青海）許多物理學家為人類的進步做出了巨大的貢獻，下列敘述中對應關系正確的是（　　）
A. 牛頓發現了杠桿平衡條件
B. 伽利略最早測出了大氣壓強的值
C. 奧斯特發現了電流的磁效應
D. 阿基米德最早揭開了光的顏色之謎
5. （2022江蘇泰州）對下列四幅圖的表述正確的是（　　）
A. 甲圖反映的是電動機的工作原理 B. 乙圖能實現電能轉化為機械能
C. 丙圖閉合開關后，小磁針N極逆時針偏轉 D. 丁圖中小磁針N極順時針偏轉
6. （2022齊齊哈爾）如圖所示是一款帶滾輪的書包，其內部沒裝電池，但拖動書包使輪子滾動時，嵌在輪子里的LED燈會發光。以下四幅圖能反映此現象原理的是
A. B. C. D.
7. （2022河北）圖所示是探究電磁感應的實驗裝置，關于電磁感應現象，下列說法正確的是（　　）
A. 奧斯特發現了電磁感應現象
B. 利用電磁感應現象制作了電動機
C. 導線在磁場中沿不同方向運動，導線中都會有感應電流產生
D. 如果磁感線和切割磁感線方向都變得相反，導線中感應電流的方向不發生改變
8．（2022四川綿陽）如圖所示，導體棒AB、CD水平放置在蹄形磁體的磁場中，都垂直于所在位置的磁感線，兩個蹄形磁體的N極和S極標識都沒有了。拉動AB向左移動時，發現CD向右移動，下列判斷正確的是（　　）
A．若拉動AB向右移動，則CD向右移動
B．若拉動AB向右移動，則CD向左移動
C．調換右邊磁體上下磁極，拉動AB向左移動，則CD向右移動
D．調換右邊磁體上下磁極，拉動AB向右移動，則CD向左移動
9.（2022哈爾濱）發電機發電是獲取電能的重要方式，下列實驗揭示發電機原理的是（　　）
A.奧斯特實驗 B.電磁感應現象 C.磁場對電流的作用 D.自制電磁鐵
10.（2022四川樂山市）下列所示的實驗裝置中，能說明電動機工作原理的是（　　）
A.B. C. D.
11.（2022貴州黔東南）關于如圖甲、乙所示的實驗，下列說法錯誤的是（　　）
A．甲實驗可以研究通電導體周圍存在磁場
B．甲實驗可以研究電磁感應現象
C．乙實驗可以研究通電導體在磁場中受力情況
D．乙實驗的過程中，電能轉化為機械能
12．（2022湖南邵陽）在一次物理實驗中，小于同學連接了如圖所示的電路，電磁鐵的B端有一個可自由轉動的小磁針，閉合開關后，下列說法錯誤的是（　　）
A．電磁鐵的A端為N極
B．小磁針靜止時，N極水平指向左
C．利用這一現象所揭示的原理可制成的設備是發電機
D．當滑動變阻器滑動片P向右端移動，電磁鐵磁性增強
13.（2022湖北武漢）我們的日常生活離不開電和磁．發現電流磁效應的科學家是（　　）
A．牛頓 B．奧斯特 C．阿基米德 D．瓦特
二、填空題（每空1分，共23分）
1. (2021甘肅威武)如圖所示是我國早期的指南針——司南，東漢學者王充在《論衡》中記載：“司南之杓，投之于地，其柢指南”。“柢”指的是司南長柄，司南指南北是由于它受到______的作用，司南長柄指的是地理的_____極。
2.（2022河北）2021年5月15日7時18分，我國自主研發的“天問一號”探測器穩穩著陸在火星上，使我國成為世界上第二個成功著陸火星的國家。地面控制中心通過發射______向“天問一號”傳達指令。指南針是我國古代四大發明之一，指南針能夠指南北，是因為指南針受到了______的作用。
3. （2022江蘇南京）人工心臟泵可短時間代替心臟工作，如圖是該裝置的示意圖磁體固定在左側，線圈AB固定在用軟鐵制成的活塞柄上（相當于一個電磁鐵），活塞筒通過閥門與血管相通，閥門S1只能向外開啟，S2只能向內開啟，線圈中的電流從A流向B時，電磁鐵左端是______極，血液會______（選填“流入”或“流出”）活塞筒，該裝置工作時，線圈AB中的電流方向______（選填“需要”或“不需要”）改變。
4．（2022內蒙古通遼）如圖所示，一個綜合實踐小組用一段漆包線繞成線圈abcd，用小刀刮兩端引線的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半圈或下半圈。將線圈abcd放在用硬金屬絲做成的支架m、n上，并按圖示連接電路，則電磁鐵的上端是 　 　極。閉合開關，用手輕推一下線圈，線圈會持續轉動，這就是簡易的 　　（填“發電機”或“電動機”）。
5．（2022甘肅天水）如圖是一款“運動手環”，其主要部分是一段內置有一小塊磁鐵的密閉的空心塑料管，管外纏繞著線圈。戴著這種手環走路時塑料管跟著手一起運動，磁鐵則在管內反復運動，線圈中便會產生電流，液晶上就會顯示出運動的步數。此過程利用了　　原理，將　　能轉化為電能。計步的數據還可通過　　傳送到手機上。
6.（2022四川自貢市）閉合電路的一部分導體在磁場中作切割磁感線運動時，導體中就會產生電流。這種利用磁場產生電流的現象叫做_____現象。利用這一現象，人們發明了____（選填“電動機”或“發電機”）。
7.（2022四川自貢市）如圖甲所示的“聰明電梯”在有、無人乘坐時會以不同的速度運行，這樣可以節約用電。圖乙所示是其控制電路圖，R是一個壓敏電阻，其阻值隨壓力的增大而減小。當所有人走出電梯后，則圖中電磁鐵的磁性將______（選填“增強”、“減弱”或“不變"），電動機的轉速將______（選填“變快”、“變慢”或“不變”）。
8.（2022湖北武漢）如圖所示的裝置可以用來研究_________(填“電動機”或“發電機”)的工作原理。將圖中的電源換成電流表，閉合開關，讓導體ab左右擺動，發現電流表指針偏轉，表明導體ab中_____(填“有”或“沒有”)感應電流通過，導體ab的機械能轉化為________能。
9.（2022山東省東營）如圖所示，某物理小組在用做條形磁體“吸附”能力實驗時，用酒精燈給條形磁體加熱一段時間后，發現大頭針紛紛下落。請根據這一現象提出一個可探究的科學問題：　 　。
10.（2022吉林模擬題）如圖所示是一種水位自動報警器的原理圖．水位沒有達到金屬塊A時，燈 亮；水位達到金屬塊A時，由于一般的水是 ，燈 亮．
三、作圖題（每小題3分，共15分）
1.（2022江蘇揚州）如圖丙，標出通電螺線管和靜止小磁針的N極；
2.（2022貴州黔東南州）如圖所示，閉合開關后，靜止的小磁針發生順時針轉動，請在括號內標出電源的“+”極和“—”極。
3.（2022青海）如圖所示，根據電源的正負極和小磁針的指向，在圖中畫出螺線管的繞線。
4.（2022貴州黔東南）將圖中的電磁鐵連入你設計的電路中（在方框內添加電源和滑動變阻器），使得小磁針靜止時如圖所示，且向右移動滑動變阻器滑片時，電磁鐵的磁性變弱。
5．（2022河南模擬題）如圖所示，根據通電螺線管的“S、N”極，判斷并標出電源“+、﹣”極和靜止的小磁針的“S、N”
四、實驗探究題（本大題有5小題，共23分）
1.（5分）（2022江蘇泰州）小明在探究“通電直導線周圍的磁場”實驗中，實驗裝置如圖甲所示。
（1）其中小磁針的作用是___________；
（2）接通電路后，觀察到小磁針偏轉，說明電流周圍存在________，此現象最早是由物理學家_______發現的。
（3）改變直導線中電流方向，小磁針的偏轉方向發生了改變，說明電流周圍的磁場方向與________有關。
（4）研究表明，通電直導線周圍的磁場分布如圖所示，則圖甲實驗中，若將小磁針由通電直導線下方移至直導線上方，小磁針偏轉的方向___________（選填“會”或“不會”）改變。
2.（4分）（2022黑牡雞朝鮮族）巨磁電阻（GMR）效應是指某些材料的電阻在磁場中隨磁場強度的增大而急劇減小的現象。如圖是研究巨磁電阻特性的原理示意圖。
（1）在圖中標出閉合S1后電磁鐵左端的磁極______；
（2）當閉合S1、S2時，滑片P向左滑動過程中，GMR的阻值變______，指示燈變______；
（3）要使GMR所處的磁場更強，除移動滑片，還可以采取的方法是______。
3.（5分）（2022長春）在“探究什么情況下磁可以生電”的實驗中：
（1）請在圖甲中標出經過A點的磁感線的方向；（ ）
（2）如圖乙所示，將閉合電路中的導線ab放在蹄形磁體的磁場中，導線ab左右運動時，電流表指針______。這一過程中，該裝置將______轉化為電能。這一現象在生活中的應用有______。
4.（5分）（2022鄭州模擬題）發電機是如何發電的呢？同學們用如圖所示的裝置進行探究．
（1）當導體ab靜止懸掛起來后，閉合開關，靈敏電流計G指針不偏轉，說明電路中　　（選填“有”或“無”）電流產生．
（2）小芳無意間碰到導體ab，導體ab晃動起來，小明發現電流表指針發生了 偏轉，就說：“讓導體在磁場中運動就可產生電流”，但小芳說：“不一定，還要看導體怎樣運動”．為驗證猜想，它們繼續探究，并把觀察到的現象記錄如下：
序號 磁體擺放方向 ab運動方向 電流計指針偏轉情況
1 N極在上 豎直上下運動 不偏轉
2 水平向左運動 向右偏轉
3 水平向右運動 向左偏轉
4 N極在下 豎直上下運動 不偏轉
5 水平向左運動 向左偏轉
6 水平向右運動 向右偏轉
分析實驗現象后，同學們一致認為小芳的觀點是　　 （選填“正確”或“錯誤”）的，比較第2、3次實驗現象發現，產生的電流的方向跟　　 有關；比較第3、6次實驗現象發現，產生的電流的方向還跟　　 有關．
（3）在整理器材時，小明未斷開開關，先撤去蹄形磁鐵，有同學發現指針又偏轉了！他們再重復剛才的操作，發現電流表的指針都偏轉，請教老師后得知，不論是導體運動還是磁體運動，只要閉合電路的一部分導體在　 　中做　　 運動，電路中就會產生感應電流，這就是發電機發電的原理，此原理最早由英國物理學家　 　發現．
5.（4分）（2022海南）小謙在探究“磁體間相互作用規律”時發現：磁體間的距離不同，作用力大小也不同。他想：磁體間作用力的大小與磁極間的距離有什么關系呢？
（1）你的猜想是__________________。
（2）小謙用如圖所示的實驗進行探究。由于磁體間作用力的大小不便測量，他通過觀察細線與豎直方向的夾角θ的變化，來判斷磁體間力的變化，用到的科學方法是__________法。
（3）小謙分析三次實驗現象，得出結論：磁極間距離越近，相互作用力越大。小月認為：這個結論還需要進一步實驗論證，聯想到磁體間的相互作用規律，還須研究甲、乙兩塊磁鐵相互_______時，磁體間作用力與距離的關系。
DD
【例題】
考點一：磁現象
1.磁體：具有磁性（具有吸引鐵、鈷、鎳等物質的性質）的物體。
2.磁極：磁體上磁性最強的部分。磁體有兩個磁極，分別叫南極（S極）和北極（N極）。
3.磁極間相互作用規律：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。
4.如果讓磁體在水平位置上自由轉動，靜止時總是一端指南，一端指北。指南的一端叫南極（S極），指北的一端叫北極（N極）。
【例題1】（2022四川樂山市）如圖所示，在兩個靠得較近的小車上分別放一塊磁體甲和乙，松手后（　　）
A. 由于甲先對乙施加了斥力，然后乙再對甲施加斥力，所以乙先向右運動
B. 由于甲、乙兩磁體間存在相互作用的引力，所以甲、乙相互靠近
C. 甲對乙的斥力與乙對甲的斥力是一對平衡力
D. 甲對乙的斥力與乙對甲的斥力是一對相互作用力
【答案】D
【解析】A．相互作用力是同時產生的。A選項錯誤，不符合題意；
B．相互靠近的都是N極，是相互排斥的。B錯誤，不符合題意；
C．這兩個力分別作用在兩個物體上，不是一對平衡力。C選項錯誤，不符合題意；
D．這兩個力同時產生、同時消失，大小相等、方向相反，作用在同一直線上，分別作用在兩個物體上，是一對相互作用力。D選項正確，符合題意。
考點二：磁場
1.定義：磁體周圍存在的一種特殊物質。磁場是真實存在的。
2.基本性質：對放入其中的磁體有力的作用。
3.方向判定：在磁場中的某一點放入小磁針，小磁針靜止時北極所指的方向即為該點的磁場方向。
4.磁感線：用來描述磁場強弱和方向的曲線。磁感線不是真實存在的。
【例題2】（2022內蒙古通遼）下列關于科學研究方法的敘述：①研究磁場時引入“磁感線”，采用了模型法；②探究導體電阻大小與導體長度的關系時，控制其它量相同，采用了類比法；③探究動能大小的影響因素時，通過木塊被撞后移動的距離來比較動能大小，采用了轉換法；④在經驗事實的基礎上，經過科學推理得出牛頓第一定律，采用了放大法，其中正確的是（　　）
A．①③ B．②③ C．①② D．②④
【答案】A
【解析】對每個探究過程進行分析，明確各自采用的研究方法，然后確定符合題意的選項。
①研究磁場時，引入“磁感線”，采用的是模型法；
②探究導體電阻大小與導體長度的關系時，控制其它量相同，采用的是控制變量法；
③探究動能大小與哪些因素有關時，用木塊被小車撞擊后移動的距離來反映小車動能的大小，采用的是轉換法；
④在經驗事實的基礎上，經過科學推理得出牛頓第一定律，采用的是推理法；
所以敘述正確的是①③，故選項A正確。
【例題3】（2022北京）在探究通電螺線管的磁場特點時，通電螺線管在某狀態下的兩個實驗現象如圖所示，其中小磁針（黑色一端為N極）靜止時的指向情況如圖甲所示。鐵屑靜止時的分布情況如圖乙所示。選項圖中能正確用磁感線描述這兩個實驗現象的是（　　）
A．B． C．D．
【答案】C
【解析】在磁體的外部，磁感線是從N極出來回到S極的，在磁體的內部，磁感線是從S極到N極；磁極間的相互作用規律：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。
【解答】根據異名磁極相互吸引可知，甲螺線管的左端為S極，右端為N極；通電螺線管周圍的磁場與條形磁體的磁場相似；在通電螺線管的外部，磁感線是從N極出來回到S極的，在螺線管的內部，磁感線是從S極到N極，磁感線是一條封閉的曲線，故C正確。
考點三：電流的磁效應
1.奧斯特實驗
（1）該現象在1820年被丹麥物理學家奧斯特發現。
（2）表明通電導線周圍存在磁場，電流周圍磁場方向跟電流方向有關。
2.通電螺線管
（1）通電螺線管外部的磁場與條形磁鐵的磁場相似。
（2）它兩端的磁極跟電流方向有關，可以用安培定則判定。
3.安培定則：用右手握住通電螺線管，使四指彎曲與電流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通電螺線管的N極。
4.電磁鐵
（1）構成：通電螺線管和里面的鐵芯。
（2）影響磁性強弱的因素
a.同一個電磁鐵，電流越大，磁性越強。
b.當電流相同螺線管外形一樣時，線圈的匝數越多，磁性越強。
c.通電螺線管中有鐵芯比無鐵芯時磁性強。
（3）優點：電磁鐵磁性的有無、強弱及磁場的方向可分別由電流的有無、大小及方向來控制。
（4）應用：電磁繼電器。
【例題4】（2022湖南張家界）如圖是研究巨磁電阻電阻在磁場中急劇減小特性的原理示意圖，閉合開關、后，電磁鐵右端為______ 極，滑片P向左滑動過程中，指示燈明顯變______ 選填“亮”或“暗”。
【答案】S 亮
【解析】利用安培定則可知，電磁鐵的左端為N極、右端為S極；
滑片P向左滑動過程中，滑動變阻器連入電路中的電阻變小，則電路中的電流變大，通電螺線管的磁性增強；
由右圖可知，巨磁電阻和燈泡串聯，
因巨磁電阻在磁場中急劇減小，
所以，此時巨磁電阻的阻值會變小，右側電路中的總電阻變小，
由I=U/R可知，右側電路中的電流變大，通過燈泡的電流變大，
因，且燈泡的亮暗取決于實際功率的大小，
所以，燈泡的實際功率變大，燈泡變亮。
【例題5】（2022哈爾濱）如圖，請根據通電螺線管附近靜止小磁針的指向，用箭頭在A點標出磁感線方向，在B點標出電流方向。
【答案】如圖所示。
【解析】小磁針的左端為N極，則是S極靠近螺線管左端，根據磁極間相互作用規律可知，螺線管的左端為N極。由于磁體外部磁感線是從N極出發回到S極，故A點的磁感線方向是從左向右；根據安培定則，用右手大拇指指向螺線管左端（N極），四指彎曲方向為電流方向，則螺線管中電流是從右端流入、左端流出，故B點電流方向是向下。
考點四：磁場對電流的作用
1.作用：通電導線在磁場中會受到力的作用。
2.力的方向：跟磁感線方向和電流方向有關。
3.說明:若導體中電流的方向或磁感線的方向有一個改變，則導體的受力方向也隨之改變；若上述兩個方向同時改變，則導體的受力方向不變。
4.能的轉化：電能轉化為機械能。
5.應用：直流電動機
（1）構造：由磁極、線圈、換向器和電刷組成。
（2）工作原理：利用通電線圈在磁場里受力而轉動的原理工作的。
【例題6】（2022江蘇南京）圖中與磁現象有關的四個實驗，其對應的判斷正確的是（　　）
A. 甲圖說明磁體周圍不同點的磁場方向都不同
B. 乙圖是電磁感應現象
C. 丙圖說明電流具有磁效應
D. 丁圖說明磁場對電流有力的作用
【答案】D
【解析】A．條形磁體周圍不同點的磁場方向一般不同，有些位置磁場方向是相同的，故A錯誤；
B．乙圖中研究的是電磁鐵，原理是電流的磁效應，故B錯誤；
C．丙圖中，轉動扇葉二級管發光說明產生了電流，這是電磁感應現象，故C錯誤；
D．丁圖中，通電導線在磁場中受力運動，說明磁場對電流有力的作用，故D正確。
考點五：電磁感應
1.現象：閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，導體中有電流產生，這種現象叫做電磁感應，產生的電流叫做感應電流。
2.感應電流的方向：跟切割磁感線的方向和磁場方向有關。
3.能的轉化：將機械能轉化為電能。
4.應用：發電機
（1）構造：主要由線圈、磁極、換向器和電刷組成。
（2）工作原理：利用了電磁感應來工作的。
【例題7】（2022廣西貴港）圖中的a表示垂直于紙面的一根導線，它是閉合電路的一部分，它在磁場中按箭頭方向運動時，下列哪種情況不會產生感應電流（ ）
A B C D
【答案】 A
【解析】導體棒做切割磁感線運動時，電路中就會產生電流，這種現象叫做法拉第電磁感應定律，此即為發電機的工作原理，產生的電流方向與導體棒的運動方向和磁場方向有關。
A．磁極間的磁感線從N極指向S極，導體沒有切割磁感線，不會產生感應電流，A符合題意；
BCD．磁極間的磁感線從N極指向S極，導體運動時都會切割磁感線，所以會產生感應電流，BCD不符合題意。
【演練】
一、選擇題（本道大題有13小題，每小題3分，共39分）
1.（2022長春）地理的兩極和地磁場的兩極并不重合。世界上最早記錄這一現象的人是（　　）
A. 沈括 B. 伽利略 C. 托里拆利 D. 阿基米德
【答案】A
【解析】北宋學者沈括在《夢溪筆談》記載了指南針指向“常微信東，不全南也”，即：地理的兩極和地磁場的兩極并不重合，磁針所指的南北方向與地理的南北方向略有偏離，是第一位指出地磁偏角的科學家，故A符合題意，BCD不符合題意。
2.（2022江蘇泰州）我們在學習物理知識時，運用了很多研究方法，下列幾個實例：①研究電流時，把它比作水流；②研究磁場時，引入磁感線；③在探究動能與速度關系時，控制質量相同；④用光線來描述光的傳播路徑和方向。其中，運用了相同研究方法的是（　　）
A. ①② B. ②④ C. ③④ D. ②③
【答案】B
【解析】①研究電流時把它與水流相比，采用是類比法；
②研究磁場時，引入“磁感線”，采用的是模型法；
③研究動能與速度的關系時，讓物體的質量保持不變，采用的是控制變量法；
④研究光的傳播時，引入“光線”，采用的是模型法，故②④相同，故ACD不符合題意，B符合題意。
3.（2022浙江麗水）麗水處州府城一角的磨盤特別受小孩青睞。當人推著磨盤轉動時，磨盤上豎著的“麗水”兩字和其周圍墻壁上的燈同時亮起如圖。下列四幅圖中能反映其工作原理的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】當人推著磨盤轉動時，磨盤上豎著的“麗水”兩字和其周圍墻壁上的燈同時亮起，能產生電，是利用電磁感應現象的原理工作的；
A、該裝置是奧斯特實驗，說明通電導線周圍存在著磁場，與手電筒工作原理不同，故A不符合題意；
B、該裝置沒有電源，所以金屬棒在磁場中做切割磁感線運動，電路中就會產生電流，故是電磁感應現象原理，故B符合題意；
C、該裝置是電磁鐵，即說明了電流具有磁效應；故C不符合題意；
D、該裝置是電動機原理實驗，即說明通電導線在磁場中受力的作用，故與手電筒工作原理不同，故D不符合題意。
4. （2022青海）許多物理學家為人類的進步做出了巨大的貢獻，下列敘述中對應關系正確的是（　　）
A. 牛頓發現了杠桿平衡條件
B. 伽利略最早測出了大氣壓強的值
C. 奧斯特發現了電流的磁效應
D. 阿基米德最早揭開了光的顏色之謎
【答案】C
【解析】A．最早發現了杠桿平衡條件的是阿基米德，故A錯誤；
B．托里拆利最早測出了大氣壓強的值，故B錯誤；
C．奧斯特發現了電流周圍存在磁場，即電流的磁效應，故C正確；
D．牛頓最早揭開了光的顏色之謎，即光的色散，故D錯誤。
5. （2022江蘇泰州）對下列四幅圖的表述正確的是（　　）
A. 甲圖反映的是電動機的工作原理 B. 乙圖能實現電能轉化為機械能
C. 丙圖閉合開關后，小磁針N極逆時針偏轉 D. 丁圖中小磁針N極順時針偏轉
【答案】A
【解析】A．甲圖中通電導線在磁場的作用下會運動，反映的是電動機的工作原理 ，故A正確；
B．乙圖中閉合電路的部分導線切割磁感線會產生感應電流，能實現機械能轉化為電能，故B錯誤；
C．丙圖閉合開關后，由右手螺旋定則可得螺線管的左端是N極。由同名磁極相排斥，異名磁極相吸引得，小磁針N極順時針偏轉，故C錯誤；
D．由同名磁極相排斥，異名磁極相吸引得，丁圖中小磁針N極逆時針偏轉，故D錯誤。
6. （2022齊齊哈爾）如圖所示是一款帶滾輪的書包，其內部沒裝電池，但拖動書包使輪子滾動時，嵌在輪子里的LED燈會發光。以下四幅圖能反映此現象原理的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由題意可知，拖動書包使輪子滾動時，其內部沒裝電池，但嵌在輪子里的LED燈會發光，說明該過程中有電流產生，所以其原理應該是電磁感應現象；
A.圖中閉合電路的一部分導體做切割磁感線運動能夠產生感應電流，是電磁感應現象，故A符合題意；
B.圖中是電流的磁效應，故B不符合題意；
C.圖中給導體通電，導體會運動，說明通電導體受到磁場力的作用，這是電動機的原理圖，故C不符合題意；
D.圖中的實驗是探究影響電磁鐵磁性強弱的因素，故D不符合題意。
7. （2022河北）圖所示是探究電磁感應的實驗裝置，關于電磁感應現象，下列說法正確的是（　　）
A. 奧斯特發現了電磁感應現象
B. 利用電磁感應現象制作了電動機
C. 導線在磁場中沿不同方向運動，導線中都會有感應電流產生
D. 如果磁感線和切割磁感線方向都變得相反，導線中感應電流的方向不發生改變
【答案】D
【解析】A．法拉第發現了電磁感應現象，故A錯誤；
B．利用電磁感應現象制作了發電機，故B錯誤；
C．導線在磁場中沿與磁感線平行方向運動，導線中不會有感應電流產生，故C錯誤；
D．如磁感線和切割磁感線方向都變得相反，由右手定則得，導線中感應電流的方向不發生改變，故D正確。
8．（2022四川綿陽）如圖所示，導體棒AB、CD水平放置在蹄形磁體的磁場中，都垂直于所在位置的磁感線，兩個蹄形磁體的N極和S極標識都沒有了。拉動AB向左移動時，發現CD向右移動，下列判斷正確的是（　　）
A．若拉動AB向右移動，則CD向右移動
B．若拉動AB向右移動，則CD向左移動
C．調換右邊磁體上下磁極，拉動AB向左移動，則CD向右移動
D．調換右邊磁體上下磁極，拉動AB向右移動，則CD向左移動
【答案】B
【解析】閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動，導體中會產生感應電流，感應電流的方向與導體運動的方向和磁場的方向有關；
通電導體在磁場中受力運動，受力的方向與電流的方向和磁場的方向有關。
拉動AB向左移動時，閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動，導體中會產生感應電流，同時CD中有電流通過，通電導體CD在磁場中受力運動；拉動AB向左移動時，發現CD向右移動；
AB、若拉動AB向右移動，磁場的方向不變，則感應電流的方向改變了，通過CD的電流的方向改變，CD所處的磁場的方向不變，則CD會向左移動，故A錯誤，B正確；
C、拉動AB向左移動，磁場的方向不變，產生的感應電流方向不變，調換右邊磁體上下磁極，CD所處的磁場的方向改變，受到磁場力的方向改變，CD向左移動，故C錯誤；
D、拉動AB向右移動，磁場方向不變，產生的感應電流方向改變，調換右邊磁體上下磁極，CD所處的磁場的方向改變，則CD受力方向不變，所以CD向右移動，故D錯誤。
9.（2022哈爾濱）發電機發電是獲取電能的重要方式，下列實驗揭示發電機原理的是（　　）
A.奧斯特實驗 B.電磁感應現象 C.磁場對電流的作用 D.自制電磁鐵
【答案】B
【解析】A．奧斯特實驗證明了通電導體周圍存在磁場，故A不符合題意；
B．閉合電路中的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，電路中就會產生感應電流，這就是電磁感應現象，發電機就是利用這個原理制成的，故B符合題意；
C．通電導體在磁場中會受到力的作用，根據這個原理制成了電動機，故C不符合題意；
D．電磁鐵是利用電流的磁效應工作的，故D不符合題意。
10.（2022四川樂山市）下列所示的實驗裝置中，能說明電動機工作原理的是（　　）
A.B. C. D.
【答案】A
【解析】A．開關閉合后，通電導體受到磁場的作用，可以在導軌上運動，將電能轉化為機械能。這是電動機的工作原理。A選項符合題意；
B．因為地磁場的作用，磁體會指示南北方向。B選項不符合題意；
C．閉合電路的部分導體在磁場中運動，電路中會產生電流，這是發電機的工作原理。C選項不符合題意；
D．線圈在磁場中運動，電路中產生電流，這是交流發電機工作原理。D選項不符合題意。
11.（2022貴州黔東南）關于如圖甲、乙所示的實驗，下列說法錯誤的是（　　）
A．甲實驗可以研究通電導體周圍存在磁場
B．甲實驗可以研究電磁感應現象
C．乙實驗可以研究通電導體在磁場中受力情況
D．乙實驗的過程中，電能轉化為機械能
【答案】A
【解析】AB、甲實驗電路中沒有電源，不能用來研究通電導體周圍存在磁場；該實驗中，開關閉合時，當導體棒ab在磁場中做切割磁感線運動，電路中就會產生感應電流，所以可以研究電磁感應現象，故A說法錯誤，B說法正確。
CD、乙實驗電路中有電源和磁體，可以研究通電導體在磁場中受力情況，是電動機的原理圖，工作時電能轉化為機械能，故CD說法都正確。
【答案】D
【解析】由電路圖可知，R1與R2串聯，電壓表測R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流。
當滑片P向上移動的過程中，變阻器接入電路中的電阻變大，電路的總電阻變大，
由I＝可知，電路中的電流變小，即電流表的讀數變小，故AB錯誤；
由U＝IR可知，R1兩端的電壓變小，
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R2兩端的電壓變大，即電壓表的讀數變大，故C錯誤、D正確。
12．（2022湖南邵陽）在一次物理實驗中，小于同學連接了如圖所示的電路，電磁鐵的B端有一個可自由轉動的小磁針，閉合開關后，下列說法錯誤的是（　　）
A．電磁鐵的A端為N極
B．小磁針靜止時，N極水平指向左
C．利用這一現象所揭示的原理可制成的設備是發電機
D．當滑動變阻器滑動片P向右端移動，電磁鐵磁性增強
【答案】C
【解析】（1）開關閉合后，根據電流方向利用安培定則可判斷螺線管的磁極；
（2）由磁極間的相互作用可判出小磁針的指向；
（3）電磁感應是發電機的原理；
（4）由滑動變阻器的滑片移動可得出電路中電流的變化，則可得出螺線管中磁場的變化。
A.由圖知，電流從螺線管的右端流入、左端流出，根據安培定則可知，電磁鐵的A端是N極，B端是S極，故A正確；
B.電磁鐵的B端是S極，由磁極間的作用規律可知，小磁針靜止時，左端是N極，即N極水平指向左，故B正確；
C.該實驗表明了電能生磁，利用這一現象所揭示的原理可制成電磁鐵，故C錯誤；
D.當滑動變阻器滑動片P向右端移動時，變阻器接入電路的電阻變小，電路中電流變大，則電磁鐵的磁性變強，故D正確。
13.（2022湖北武漢）我們的日常生活離不開電和磁．發現電流磁效應的科學家是（　　）
A．牛頓 B．奧斯特 C．阿基米德 D．瓦特
【答案】B
【解析】多了解物理學史，了解科學家的貢獻，有利于對培養學習物理的興趣．根據各位物理學家的貢獻回答，奧斯特發現電生磁．
A.牛頓提出了牛頓第一定律，故A錯誤；
B.奧斯特發現了通電導體周圍存在磁場，是第一個發現電流磁效應的科學家，故B正確；
C.阿基米德發現了杠桿原理，故C錯誤；
D.瓦特改良了蒸汽機，故D錯誤．
二、填空題（每空1分，共23分）
1. (2021甘肅威武)如圖所示是我國早期的指南針——司南，東漢學者王充在《論衡》中記載：“司南之杓，投之于地，其柢指南”。“柢”指的是司南長柄，司南指南北是由于它受到______的作用，司南長柄指的是地理的_____極。
【答案】 地磁場；南
【解析】地球存在磁場，叫做地磁場，磁極的南極在地理的北極，磁極的北極在地理的南極，利用磁鐵可以指示南北兩個方向。
地球本身是一個大磁體，司南是用天然磁石磨制成的勺子，其實質就是一塊磁鐵，在地磁場中受到磁力的作用。 靜止時長柄指向南方，指向地理南極，則司南長柄一端是磁石的南極。
2.（2022河北）2021年5月15日7時18分，我國自主研發的“天問一號”探測器穩穩著陸在火星上，使我國成為世界上第二個成功著陸火星的國家。地面控制中心通過發射______向“天問一號”傳達指令。指南針是我國古代四大發明之一，指南針能夠指南北，是因為指南針受到了______的作用。
【答案】 電磁波 地磁場
【解析】電磁波可以傳遞信息，且可以在真空中傳播，地面控制中心通過發射電磁波向“天問一號”傳達指令。
磁場對放入其中的磁體會產生力的作用。指南針本身有磁性，放入地磁場中，受到地磁場的作用，總是指示南北方向。
3. （2022江蘇南京）人工心臟泵可短時間代替心臟工作，如圖是該裝置的示意圖磁體固定在左側，線圈AB固定在用軟鐵制成的活塞柄上（相當于一個電磁鐵），活塞筒通過閥門與血管相通，閥門S1只能向外開啟，S2只能向內開啟，線圈中的電流從A流向B時，電磁鐵左端是______極，血液會______（選填“流入”或“流出”）活塞筒，該裝置工作時，線圈AB中的電流方向______（選填“需要”或“不需要”）改變。
【答案】 ①. S ②. 流入 ③. 需要
【解析】[1]線圈中的電流從A流向B時，根據安培定則，電磁鐵右端N極，左端S極。
[2]異名磁極相互吸引，此時活塞左移，筒內壓強減小，血液流入筒。
[3]因為工作時活塞要左右移動，電磁鐵磁極要改變，所以電流方向需要改變。
4．（2022內蒙古通遼）如圖所示，一個綜合實踐小組用一段漆包線繞成線圈abcd，用小刀刮兩端引線的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半圈或下半圈。將線圈abcd放在用硬金屬絲做成的支架m、n上，并按圖示連接電路，則電磁鐵的上端是 　 　極。閉合開關，用手輕推一下線圈，線圈會持續轉動，這就是簡易的 　　（填“發電機”或“電動機”）。
【答案】N；電動機。
【解析】根據安培定則判定電磁鐵的極性；通電導體在磁場中受到力的作用。由圖知，電流是從電磁鐵的上端流入，下端流出，根據安培定則可知，電磁鐵的上端是N極；閉合開關，用手輕推一下線圈，通電的線圈在磁場中由于受到磁力的作用會持續轉動，這就是簡易的電動機。
5．（2022甘肅天水）如圖是一款“運動手環”，其主要部分是一段內置有一小塊磁鐵的密閉的空心塑料管，管外纏繞著線圈。戴著這種手環走路時塑料管跟著手一起運動，磁鐵則在管內反復運動，線圈中便會產生電流，液晶上就會顯示出運動的步數。此過程利用了　　原理，將　　能轉化為電能。計步的數據還可通過　　傳送到手機上。
【答案】電磁感應；機械；電磁波。
【解析】根據“運動手環”的特點可知，當塑料管運動時，磁鐵在管中反向運動，線圈切割磁感線而產生電流。因此，運動手環的基本原理是電磁感應，產生電流的過程中將機械能轉化為電能。
計步的數據是通過藍牙技術傳送到手機上，藍牙是通過電磁波傳遞信息。
【點評】了解電磁感應現象，知道產生感應電流的條件，明確這一過程中的能量轉化，是解答本題的關鍵。
6.（2022四川自貢市）閉合電路的一部分導體在磁場中作切割磁感線運動時，導體中就會產生電流。這種利用磁場產生電流的現象叫做_____現象。利用這一現象，人們發明了____（選填“電動機”或“發電機”）。
【答案】 (1)電磁感應 (2)發電機
【解析】閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動，導體中會產生感應電流，這種現象就是電磁感應現象。在電磁感應現象中，消耗了機械能，產生了電能，人們利用這個現象制成了發電機。
7.（2022四川自貢市）如圖甲所示的“聰明電梯”在有、無人乘坐時會以不同的速度運行，這樣可以節約用電。圖乙所示是其控制電路圖，R是一個壓敏電阻，其阻值隨壓力的增大而減小。當所有人走出電梯后，則圖中電磁鐵的磁性將______（選填“增強”、“減弱”或“不變"），電動機的轉速將______（選填“變快”、“變慢”或“不變”）。
【答案】 (1)減弱 (2)變慢
【解析】當所有人走出電梯后，壓力減小，則壓敏電阻R的阻值增大，左側控制電路中的電流減小，電磁鐵磁性變弱，則銜鐵被拉起，與觸點1接觸，此時電動機與電阻R1串聯，通過電動機的電流減小，電動機的轉速變慢。
8.（2022湖北武漢）如圖所示的裝置可以用來研究_________(填“電動機”或“發電機”)的工作原理。將圖中的電源換成電流表，閉合開關，讓導體ab左右擺動，發現電流表指針偏轉，表明導體ab中_____(填“有”或“沒有”)感應電流通過，導體ab的機械能轉化為________能。
【答案】 (1)電動機 (2) 有 (3) 電
【解析】（1）閉合開關，處在磁場中的導體棒ab中有電流通過時，它就會運動起來，表明通電導體在磁場中受到力的作用，該裝置可以用來研究電動機的工作原理。
（2）（3）將圖中的電源換成電流表，使導體ab左右擺動，它此時做切割磁感線運動，閉合電路中會產生感應電流，即導體ab中有感應電流通過，電流表指針發生偏轉，該過程消耗機械能，獲得電能，將機械能轉化為電能。
9.（2022山東省東營）如圖所示，某物理小組在用做條形磁體“吸附”能力實驗時，用酒精燈給條形磁體加熱一段時間后，發現大頭針紛紛下落。請根據這一現象提出一個可探究的科學問題：　 　。
【答案】磁體磁性強弱與溫度是否有關？（磁體的“吸附”能力與溫度是否有關？磁體磁性強弱與溫度有什么關系？磁體磁性強弱與溫度有關嗎？溫度是否影響磁體磁性強弱？）
【解析】磁體“吸附”的大頭針越多，說明磁性越強；用酒精燈給條形磁體加熱一段時間后，磁體溫度升高，同時發現大頭針紛紛下落。說明磁體的磁性減弱了。由此提出猜想：
磁體磁性強弱與溫度是否有關？
10.（2022吉林模擬題）如圖所示是一種水位自動報警器的原理圖．水位沒有達到金屬塊A時，燈 亮；水位達到金屬塊A時，由于一般的水是 ，燈 亮．
【答案】L1；導體； L2．
【解析】當水位下降沒有達到金屬塊A時，使控制電路斷開，電磁鐵失去磁性，彈簧拉著銜鐵使動觸點與上面的靜觸點接觸，工作電路接通，則L1 亮．當水位上漲時，水與金屬A接觸，由于水是導體，使控制電路接通，電磁鐵吸引銜鐵，使動觸點與下面的靜觸點接觸，工作電路接通，則 L2燈發光．
三、作圖題（每小題3分，共15分）
1.（2022江蘇揚州）如圖丙，標出通電螺線管和靜止小磁針的N極；
【答案】如圖所示。
【解析】由圖可知，電流從螺線管的右端流入，由安培定則可知螺線管的左端是N極，右端是S極，由磁極間的相互作用可知小磁針的右端是N極.
2.（2022貴州黔東南州）如圖所示，閉合開關后，靜止的小磁針發生順時針轉動，請在括號內標出電源的“+”極和“—”極。
【答案】如圖所示。
【解析】從圖中可以看到，靜止的小磁針發生順時針轉動，最終小磁針左端是S極，右端是N極，根據磁極間的相互作用規律，可知同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，所以通電螺線管左端是S極，右端是N極，根據安培定則可知，電源的左端是正極，右端是負極。
3.（2022青海）如圖所示，根據電源的正負極和小磁針的指向，在圖中畫出螺線管的繞線。
【答案】
【解析】根據小磁針靜止時的N極指向判斷出通電螺線管的左邊為S極，右邊為N極。再根據右手定值判斷螺線管上的繞線方式。如圖所示.
4.（2022貴州黔東南）將圖中的電磁鐵連入你設計的電路中（在方框內添加電源和滑動變阻器），使得小磁針靜止時如圖所示，且向右移動滑動變阻器滑片時，電磁鐵的磁性變弱。
【答案】如圖所示。
【解析】小磁針靜止時左端為S極、右端為N極，根據磁極間的相互作用規律可知，通電螺線管的左端是N極，右端是S極如圖；
根據安培定則可以判斷電流從左端進入通電螺線管，則可知電源左端為正極、右端為負極；
當電流越小時，電磁鐵的磁性越弱，要想電磁鐵的磁性變弱，應減小電路中的電流，由歐姆定律可知，應增大電路中的電阻，則向右移動滑動變阻器滑片時，滑動變阻器接入電路的電阻應變長。
5．（2022河南模擬題）如圖所示，根據通電螺線管的“S、N”極，判斷并標出電源“+、﹣”極和靜止的小磁針的“S、N”
【答案】如圖所示：
【解析】由圖知，通電螺線管的右端為S極。因為同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，所以小磁針的左端為N極、右端為S極；
由右手螺旋定則可知，螺線管中電流由右側流入、左側流出；所以電源的右側為正極、左側為負極。
四、實驗探究題（本大題有5小題，共23分）
1.（5分）（2022江蘇泰州）小明在探究“通電直導線周圍的磁場”實驗中，實驗裝置如圖甲所示。
（1）其中小磁針的作用是___________；
（2）接通電路后，觀察到小磁針偏轉，說明電流周圍存在________，此現象最早是由物理學家_______發現的。
（3）改變直導線中電流方向，小磁針的偏轉方向發生了改變，說明電流周圍的磁場方向與________有關。
（4）研究表明，通電直導線周圍的磁場分布如圖所示，則圖甲實驗中，若將小磁針由通電直導線下方移至直導線上方，小磁針偏轉的方向___________（選填“會”或“不會”）改變。
【答案】 ①. 檢測磁場的存在 ②. 磁場 ③. 奧斯特 ④. 電流方向 ⑤. 不會
【解析】（1）[1]磁場直接看不到，可以用小磁針檢測磁場的存在
（2）[2][3]實驗中，開關閉合時，小磁針發生偏轉，說明通電導體周圍存在著磁場，這是著名的奧斯特實驗，此現象最早是由物理學家奧斯特發現的。
（3）[4]改變電流方向，小磁針的方向也發生了偏轉，說明了產生的磁場方向改變，即表明了通電導體周圍的磁場方向與電流方向有關。
（4）[5]由圖，通電直導線周圍的磁場成同心圓，若將小磁針由通電直導線下方移至直導線上方，磁場方向仍然是順時針，所以小磁針偏轉的方向不變。
2.（4分）（2022黑牡雞朝鮮族）巨磁電阻（GMR）效應是指某些材料的電阻在磁場中隨磁場強度的增大而急劇減小的現象。如圖是研究巨磁電阻特性的原理示意圖。
（1）在圖中標出閉合S1后電磁鐵左端的磁極______；
（2）當閉合S1、S2時，滑片P向左滑動過程中，GMR的阻值變______，指示燈變______；
（3）要使GMR所處的磁場更強，除移動滑片，還可以采取的方法是______。
【答案】 （1） （2）小 亮 （3）增大電源電壓、增加電磁鐵的線圈匝數等
【解析】（1）閉合S1后，利用安培定則可知，左端為N極、右端為S極，如下圖所示：
（2）向左滑動滑片P時，變阻器接入電路中的電阻變小，根據，左邊電路中的電流變大，則電磁鐵的磁性變強，周圍的磁場增強；由右圖可知，巨磁電阻和指示燈串聯，因為巨磁電阻的阻值隨磁場的增強而減小，所以此時巨磁電阻的阻值會變小，右邊電路中的總電阻變小，由，右邊電路中的電流變大，通過指示燈的電流變大，指示燈的實際功率變大，所以指示燈變亮。
（3）可以通過增大電源電壓、增大電磁鐵的線圈匝數等方法增強GMR所處的磁場。
3.（5分）（2022長春）在“探究什么情況下磁可以生電”的實驗中：
（1）請在圖甲中標出經過A點的磁感線的方向；（ ）
（2）如圖乙所示，將閉合電路中的導線ab放在蹄形磁體的磁場中，導線ab左右運動時，電流表指針______。這一過程中，該裝置將______轉化為電能。這一現象在生活中的應用有______。
【答案】 ①. ②. 偏轉（左右擺動） ③. 機械能 ④. 發電機
【解析】（1）磁體的上端是N極，下端是S極，磁體外部的磁感線從N極出發回到S極，A點磁感線的方向向下，如圖所示：
（2）導線和電流表組成了閉合回路，使導線ab在磁場中左右運動，即導線做切割磁感線運動，因此會有感應電流產生，此時電流表指針能發生偏轉，這種現象就是電磁感應現象，工作時把機械能轉化為電能，利用它人們發明了發電機。
4.（5分）（2022鄭州模擬題）發電機是如何發電的呢？同學們用如圖所示的裝置進行探究．
（1）當導體ab靜止懸掛起來后，閉合開關，靈敏電流計G指針不偏轉，說明電路中　　（選填“有”或“無”）電流產生．
（2）小芳無意間碰到導體ab，導體ab晃動起來，小明發現電流表指針發生了 偏轉，就說：“讓導體在磁場中運動就可產生電流”，但小芳說：“不一定，還要看導體怎樣運動”．為驗證猜想，它們繼續探究，并把觀察到的現象記錄如下：
序號 磁體擺放方向 ab運動方向 電流計指針偏轉情況
1 N極在上 豎直上下運動 不偏轉
2 水平向左運動 向右偏轉
3 水平向右運動 向左偏轉
4 N極在下 豎直上下運動 不偏轉
5 水平向左運動 向左偏轉
6 水平向右運動 向右偏轉
分析實驗現象后，同學們一致認為小芳的觀點是　　 （選填“正確”或“錯誤”）的，比較第2、3次實驗現象發現，產生的電流的方向跟　　 有關；比較第3、6次實驗現象發現，產生的電流的方向還跟　　 有關．
（3）在整理器材時，小明未斷開開關，先撤去蹄形磁鐵，有同學發現指針又偏轉了！他們再重復剛才的操作，發現電流表的指針都偏轉，請教老師后得知，不論是導體運動還是磁體運動，只要閉合電路的一部分導體在　 　中做　　 運動，電路中就會產生感應電流，這就是發電機發電的原理，此原理最早由英國物理學家　 　發現．
【答案】（1）無（2）正確；導體的運動方向；磁場方向（3）磁場；切割磁感線；法拉第．
【解析】（1）當導體ab靜止懸掛起來后，閉合開關，此時導體沒有做切割磁感線運動，靈敏電流計G指針不偏轉，說明電路中無電流產生；
（2）根據表格中的信息可知，當導體在磁場中運動時，電流計指針不一定偏轉，說明不一定產生電流，故小芳的觀點是正確的；
比較第2、3次實驗現象發現，磁場方向相同，導體運動的方向不同，產生電流的方向不同，即產生的電流的方向跟導體運動方向有關；
比較第3、6次實驗現象發現，導體運動的方向相同，磁場方向不同，產生電流的方向不同，即產生的電流的方向還跟磁場方向有關．
（3）電路閉合時，不論是導體運動還是磁體運動，導體會做切割磁感線運動，所以導體中有感應電流產生，這種現象是電磁感應，此原理最早由英國物理學家法拉第發現的．
5.（4分）（2022海南）小謙在探究“磁體間相互作用規律”時發現：磁體間的距離不同，作用力大小也不同。他想：磁體間作用力的大小與磁極間的距離有什么關系呢？
（1）你的猜想是__________________。
（2）小謙用如圖所示的實驗進行探究。由于磁體間作用力的大小不便測量，他通過觀察細線與豎直方向的夾角θ的變化，來判斷磁體間力的變化，用到的科學方法是__________法。
（3）小謙分析三次實驗現象，得出結論：磁極間距離越近，相互作用力越大。小月認為：這個結論還需要進一步實驗論證，聯想到磁體間的相互作用規律，還須研究甲、乙兩塊磁鐵相互_______時，磁體間作用力與距離的關系。
【答案】（1）磁極間的距離越近，磁體間的作用力越大 （2）轉換 （3）排斥
【解析】（1）既然發現磁體間的距離不同時，作用力大小也不同，則可以提出猜想：磁極間的距離越近，磁體間的作用力越大。當然其它猜想只要是圍繞磁體間的作用力與距離關系來提出的都可以。（2）當某種現象不容易直接觀察時，可以借助其它現象來判斷需要觀察的現象的情況，這種方法叫做轉換法。（3）由于小謙在探究“磁體間作用力大小與磁極間的距離有什么關系”時，只做了磁極相互吸引的情況，而磁極間的作用力還有相互排斥的情況，所以還須研究甲、乙兩塊磁鐵相互排斥時，磁體間作用力與距離的關系。
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