第二十章電與磁

第二十章電與磁（解析版）知識(shí)導(dǎo)航知識(shí)點(diǎn)回顧知識(shí)點(diǎn)1：磁現(xiàn)象磁場(chǎng)1、磁現(xiàn)象：磁性、磁體、磁極、磁化、磁場(chǎng)、磁感線等。（1）磁性：物體能夠吸引鐵、鎳、鈷等物質(zhì)的性質(zhì)。（2）磁體：具有磁性的物體叫磁體。它有指向性：指南北。（3）磁極：磁體上磁性最強(qiáng)的部分叫磁極。a、任何磁體都有兩個(gè)磁極：北極(N極)和南極(S極)；b、同名磁極互相排斥，異名磁極互相吸引。（4）磁化：使原來(lái)沒(méi)有磁性的物體獲得磁性的過(guò)程。a、鐵、鎳、鈷等物質(zhì)能被磁化，稱(chēng)為磁性材料；b、磁性材料能被磁化，非磁性材料不能被磁化；c、鐵磁化后磁性容易消失，叫軟磁性材料，鋼磁化后磁性不容易消失，叫硬磁性材料。2、磁場(chǎng)：在磁體周?chē)嬖诘囊环N物質(zhì)，能使小磁針偏轉(zhuǎn)，這種物質(zhì)看不見(jiàn)，摸不到，我們把它叫做磁場(chǎng)。磁體周?chē)嬖谥艌?chǎng)。（1）磁極間的相互作用就是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的；（2）磁場(chǎng)的基本性質(zhì)：對(duì)放入其中的磁體產(chǎn)生磁力的作用；（3）磁場(chǎng)的方向：在磁場(chǎng)中的某一點(diǎn)，小磁針靜止時(shí)北極所指的方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。※注意：在磁場(chǎng)中的任意一個(gè)位置的磁場(chǎng)方向只有一個(gè)。3、磁感線：描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向而假想的曲線。（1）磁體外部的磁感線從N極出發(fā)回到S極，在磁體內(nèi)部從S極出發(fā)回到N極；（2）磁體周?chē)拇鸥芯€是立體分布的，磁感線的疏密程度表示磁性強(qiáng)弱；（3）磁感線是空間立體分布，是一些閉合曲線，在空間不能斷裂，任意兩條磁感線不能相交；（4）磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁場(chǎng)方向、磁感線方向、小磁針靜止時(shí)北極指的方向相同；（5）磁場(chǎng)存在于磁體周?chē)钦鎸?shí)存在的，而磁感線是為了形象描述磁場(chǎng)虛構(gòu)的。4、地磁場(chǎng)：地磁的北極在地理位置的南極附近；而地磁的南極則在地理位置的北極附近。（1）指南針屬于磁體，靜止時(shí)，總是指南北方向，是因?yàn)槭艿搅说卮艌?chǎng)的作用。（2）地磁的南北極與地理的南北極并不重合，它們的交角稱(chēng)磁偏角，這一現(xiàn)象是我國(guó)宋代學(xué)者沈括最早記述的。知識(shí)點(diǎn)2：電生磁1、電流的磁效應(yīng)：通電導(dǎo)線周?chē)嬖诖艌?chǎng)（電能生磁），是由丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特發(fā)現(xiàn)的。（1）實(shí)驗(yàn)：奧斯特實(shí)驗(yàn)；（2）內(nèi)容：通電導(dǎo)線周?chē)嬖诖艌?chǎng)；磁場(chǎng)的方向與電流方向有關(guān)。2、通電螺線管外部的磁場(chǎng)和條形磁體的磁場(chǎng)相似，兩端的極性與螺線管中的電流方向有關(guān)。3、安培定則：（1）內(nèi)容：用右手握住螺線管，讓四指指向螺線管中的電流方向，則大拇指所指的那端就是通電螺線管的N極。（如下圖）（2）口訣：入線見(jiàn)，手正握；入線不見(jiàn)，手反握。大拇指指的一端是北極(N極)。4、通電螺線管的性質(zhì)：（1）通過(guò)電流越大，磁性越強(qiáng)；（2）線圈匝數(shù)越多，磁性越強(qiáng)；（3）插入軟鐵芯，磁性大大增強(qiáng)；（4）通電螺線管的極性可用電流方向來(lái)改變。知識(shí)點(diǎn)3：電磁鐵電磁繼電器1、電磁鐵：電磁鐵是一個(gè)內(nèi)部插有鐵芯的螺線管。（1）電磁鐵的特點(diǎn)：①磁性的有無(wú)可由電流的通斷來(lái)控制；②磁性的強(qiáng)弱可由改變電流大小或線圈的匝數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)；③磁極可由電流方向來(lái)改變。（2）影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素：①電流大?。虎谟袩o(wú)鐵芯；③線圈匝數(shù)的多少。a.在電磁鐵線圈匝數(shù)相同時(shí)，電流越大，電磁鐵的磁性越強(qiáng)；b.電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟有無(wú)鐵芯有關(guān)，有鐵芯的磁性越強(qiáng)；c.當(dāng)通過(guò)電磁鐵的電流相同時(shí)，電磁鐵的線圈匝數(shù)越多，磁性越強(qiáng)。（3）電磁鐵的應(yīng)用：電磁起重機(jī)、磁懸浮列車(chē)、電磁選礦機(jī)、電鈴、電磁自動(dòng)門(mén)等。2、電磁繼電器：實(shí)質(zhì)上是一個(gè)利用電磁鐵來(lái)控制的開(kāi)關(guān)。（1）結(jié)構(gòu)（如圖所示）：由電磁鐵、銜鐵、簧片、觸點(diǎn)（靜觸點(diǎn)、動(dòng)觸點(diǎn)）組成。（2）工作原理：當(dāng)較低的電壓加在接線柱D、E兩端，較小的電流流過(guò)線圈時(shí)，電磁鐵把銜鐵吸下，使B、C兩個(gè)接線柱所連的觸點(diǎn)接通，較大的電流就可以通過(guò)B、C帶動(dòng)機(jī)器工作。（3）作用：a.實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作；b.利用低電壓、弱電流來(lái)控制高電壓、強(qiáng)電流；c.實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。知識(shí)點(diǎn)4：電動(dòng)機(jī)1、磁場(chǎng)對(duì)電流的作用：通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受磁力的作用。（1）能的轉(zhuǎn)化：電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。（2）受力方向（利用左手定則判定）：跟電流方向和磁感線方向有關(guān)?！笫侄▌t：左手平展，手心對(duì)準(zhǔn)N極，大拇指與并在一起的四指垂直，四指指向電流方向，大拇指所指的方向?yàn)槭芰Ψ较?。?）應(yīng)用：電動(dòng)機(jī)。2、電動(dòng)機(jī)（如圖所示）（1）基本結(jié)構(gòu)：轉(zhuǎn)子（線圈）、定子（磁體）、電刷、換向器。電刷的作用：與半環(huán)接觸，使電源和線圈組成閉合電路。換向器的作用：使線圈一轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置就改變線圈中的電流方向。（2）工作原理：電動(dòng)機(jī)是利用通電線圈在磁場(chǎng)中受力而轉(zhuǎn)動(dòng)的原理制成的。（3）通電線圈在磁場(chǎng)中的受力大小跟電流（電流越大，受力越大），磁場(chǎng)的強(qiáng)弱（磁性越強(qiáng)，受力越大）和線圈的匝數(shù)（匝數(shù)越大，受力越大）有關(guān)。（4）應(yīng)用：直接電動(dòng)機(jī)：（電動(dòng)玩具、錄音機(jī)、小型電器等）；交流電動(dòng)機(jī)：（電風(fēng)扇、洗衣機(jī)、家用電器等）。知識(shí)點(diǎn)5：磁生電1、電磁感應(yīng)：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流（磁生電），是由英國(guó)物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)的。（1）產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：a、電路必須閉合；b、只是電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)。（2）感應(yīng)電流的方向：跟導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)方向和磁感線方向有關(guān)。（3）能的轉(zhuǎn)化：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。（4）應(yīng)用：發(fā)電機(jī)2、發(fā)電機(jī)（1）工作原理：發(fā)電機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的，交流發(fā)電機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子組成。（2）交流電：電流方向作周期性改變的電流。（3）直流電：電流方向不改變的電流。（4）產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小跟磁場(chǎng)強(qiáng)度、切割磁感線速度、線圈匝數(shù)（導(dǎo)體的長(zhǎng)度）有關(guān)。（5）周期（T）、頻率（f）：我國(guó)交流電周期是0.02s，頻率為50Hz（每秒內(nèi)產(chǎn)生的周期性變化的次數(shù)是50次），每秒電流方向改變100次。（6）發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的區(qū)別※動(dòng)圈式話筒的原理是電磁感應(yīng)。典例分析考點(diǎn)1磁現(xiàn)象磁場(chǎng)【典例1】（2022?牡丹江）下列用磁感線描述的磁場(chǎng)方向不正確的是（）A． B． C． D．【答案】D?！窘獯稹拷猓篈BC、對(duì)于磁體來(lái)說(shuō)，磁感線從N極指向S極，故ABC正確；D、根據(jù)安培定則，電流從螺線管的左端流入，伸出右手使大拇指指示螺線管的右端N極，故D錯(cuò)誤。故選：D。【典例2】（2021?陜西）我國(guó)古代很多著作對(duì)物理現(xiàn)象都有所描述．如西晉張華撰寫(xiě)的《博物志》記載到：“今人梳頭、脫著衣時(shí)，有隨梳、解結(jié)有光者，亦有咤聲。”意思是說(shuō)，人在梳頭、脫衣時(shí)通過(guò)摩擦使物體帶了電．宋代沈括所著的《夢(mèng)溪筆談》中描寫(xiě)到：“以磁石磨針?shù)h，則能指南，然常微偏東，不全南也?！币馑际钦f(shuō)小磁針在地磁場(chǎng)作用下一端指南略微偏東，文中指南的磁極為小磁針的S極．【答案】電；地磁場(chǎng)；S。【解答】解：人們梳頭、穿衣時(shí)，梳子與頭發(fā)，外衣與里面的衣服摩擦，使它們帶有異種電荷，電荷放電，看到小火星和聽(tīng)到微弱響聲，所以屬于摩擦起電。地球周?chē)嬖诘卮艌?chǎng)，地磁場(chǎng)的N極在地球的地理南極附近，地磁場(chǎng)的S極在地球的地理北極附近，根據(jù)磁場(chǎng)方向的規(guī)定可知，磁場(chǎng)中某點(diǎn)，小磁針靜止時(shí)北極所指的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場(chǎng)方向。小磁針在地磁場(chǎng)作用下一端指南略微偏東，文中指南的磁極為小磁針的S極．故答案為：電；地磁場(chǎng)；S?！镜淅?】（2022?朝陽(yáng)）閉合開(kāi)關(guān)S后，在通電螺線管和條形磁鐵的共同作用下，小磁針靜止在圖示位置。請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出小磁針的N極和A點(diǎn)的磁感線方向?！窘獯稹拷猓涸陔娫赐獠浚娏魇菑碾娫吹恼龢O流出，經(jīng)過(guò)外電路回到電源負(fù)極。根據(jù)安培定則，右手握住螺線管，四指指向電流的方向，則大拇指指向右端即為螺線管的N極，由磁極間的相互作用可知，小磁針左端為S極，右端為N極，由磁極間的相互作用可知，條形磁鐵左端為S極，右端為N極，在磁體外部，磁感線的方向是從N極指向S極。則條形磁鐵磁感線的方向向左；如圖所示：考點(diǎn)2電生磁【典例4】（2022?寧波）如圖所示為課本中的一個(gè)實(shí)驗(yàn)：“把一段通電導(dǎo)線彎成圓環(huán)，形成環(huán)形電流，讓圓環(huán)導(dǎo)線穿過(guò)一塊與圓環(huán)平面垂直的平板。利用鐵粉觀察它周?chē)拇艌?chǎng)分布?！比绻麑?dǎo)線內(nèi)電流方向如箭頭所示，當(dāng)置于平板上A點(diǎn)的磁針（黑色端為N極）靜止時(shí)，下列圖中磁針指向正確的是（）A． B． C． D．【答案】A?！窘獯稹拷猓荷斐鲇沂?，大拇指指向電流的方向，四指的環(huán)繞方向?yàn)榇艌?chǎng)的方向，故導(dǎo)體正下方為N極，上方為S極；在磁體的內(nèi)部，磁感線是從S極到N極，小磁針N極的指向與磁感線方向相同，所以小磁針的下端為N極，上端為S極，故A正確。故選：A?！镜淅?】（2022?廣西）如圖所示，通電螺線管周?chē)嬖诖艌?chǎng)，M是某一磁感線上的一點(diǎn)，小磁針靜止在磁場(chǎng)中，則M點(diǎn)的磁場(chǎng)方向及小磁針的左端極性分別是（）A．向左N極 B．向右N極 C．向左S極 D．向右S極【答案】B?！窘獯稹拷猓涸诖朋w外部，磁感線從N極出發(fā)，回到S極，所以通電螺線管外M點(diǎn)的磁場(chǎng)方向向右；通電螺線管的右端是S極，根據(jù)異名磁極相互吸引可知，小磁針的左端為N極。故選：B?！镜淅?】（2022?達(dá)州）如圖所示，開(kāi)關(guān)S閉合，根據(jù)通電螺線管周?chē)拇鸥芯€分布判斷直流電源的左端為負(fù)極（選填“正極”或“負(fù)極”）；彈簧測(cè)力計(jì)吊著銅塊在通電螺線管的上方從右端水平勻速運(yùn)動(dòng)到左端的過(guò)程中，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)一直不變（選填“先變小后變大”“一直不變”或“先變大后變小”）?！敬鸢浮控?fù)極；一直不變。【解答】解：（1）根據(jù)安培定則，伸出右手，使右手大拇指指示通電螺線管的N極（左端），則四指彎曲所指的方向?yàn)殡娏鞯姆较?，即電流是從螺線管的右端流入的，左端流出，所以電源的左端為負(fù)極，右端為正極；（2）磁性材料是指鐵、鈷、鎳等物質(zhì)，銅不是磁性材料，不能與通電螺線管周?chē)拇艌?chǎng)發(fā)生力的作用，故彈簧測(cè)力計(jì)吊著銅塊在通電螺線管的上方從右端水平勻速運(yùn)動(dòng)到左端的過(guò)程中，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)一直不變。故答案為：負(fù)極；一直不變?！镜淅?】（2022?鞍山）如圖所示，在螺線管旁懸掛一條形磁體。閉合開(kāi)關(guān)后，條形磁體向左偏。請(qǐng)?jiān)诶ㄌ?hào)內(nèi)標(biāo)出：（1）通電螺線管的“N”或“S”極；（2）電源的“+”或“﹣”極。【解答】解：由圖可知，條形磁鐵被螺線管吸引，根據(jù)異名磁極相互吸引可知，螺線管的右端為S極，左端為N極；跟安培定則可知，電流從螺線管的右側(cè)流入，左側(cè)流出，所以電源的左端為負(fù)極，如圖所示：【典例8】（2022?東營(yíng)）如圖所示是“探究影響通電螺線管磁性強(qiáng)弱的因素”的實(shí)驗(yàn)裝置。（1）正確連接好電路，閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于最左（選填“左”或“右”）端；（2）閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑片位置，電流表的指針如圖所示，則電流表的示數(shù)為0.5A，此時(shí)通電螺線管的下端是N（選填“N”或“S”）極；（3）下列操作能減弱通電螺線管磁性的是AC（選填字母）；A．抽去鐵芯B．電源兩極對(duì)調(diào)C．減少線圈的匝數(shù)（4）電磁鐵的用途很多，如電磁起重機(jī)，試再列舉至少2項(xiàng)電磁鐵在實(shí)際中的應(yīng)用：電鈴、電磁繼電器?！敬鸢浮浚?）左；（2）0.5；N；（3）AC；（4）電鈴、電磁繼電器?！窘獯稹拷猓海?）由圖可知，正確連接好電路，閉合開(kāi)關(guān)前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片置于阻值最大的一端，即最左端。（2）由圖可知，電流表選0～0.6A的量程，分度值為0.02A，電流表的示數(shù)為0.5A；由圖可知，電流從螺線管的上端流進(jìn)，下端流出，由安培定則可知，通電螺線管的下端是N極。（3）影響通電螺線管磁性的強(qiáng)弱的因素有：①電流的大小，②線圈匝數(shù)的多少，③有無(wú)鐵芯。故要減弱通電螺線管的磁性，可以減小電流的大小、減少線圈的匝數(shù)和抽去鐵芯，故AC符合題意，B不符合題意。故選AC。（4）電磁鐵在日常生活中的應(yīng)用有：電磁起重機(jī)、電磁繼電器、電鈴、磁懸浮列車(chē)、揚(yáng)聲器等。故答案為：（1）左；（2）0.5；N；（3）AC；（4）電鈴、電磁繼電器?？键c(diǎn)3電磁鐵電磁繼電器【典例9】（2022?晉中）創(chuàng)新小組的同學(xué)們?yōu)閷W(xué)校食堂設(shè)計(jì)了一個(gè)可自動(dòng)注水的儲(chǔ)水池。如圖是它的簡(jiǎn)化裝置圖，電源電壓一定?？刂齐娐分?，RN為壓敏電阻，其阻值隨壓力的變化而變化，R0為定值電阻。閉合開(kāi)關(guān)S1、S2，當(dāng)池中水位上升到一定高度時(shí)，觸點(diǎn)分離，工作電路斷開(kāi)，注水裝置自動(dòng)停止注水，當(dāng)池中水位下降到一定位置時(shí)，觸點(diǎn)連接，工作電路接通，注水裝置自動(dòng)開(kāi)始注水。下列分析正確的是（）A．水位上升時(shí)，電磁鐵磁性變?nèi)?B．水位上升時(shí)，通過(guò)R0電流變小 C．水位下降時(shí)，R0的電功率變大 D．水位下降時(shí)，RN的阻值會(huì)變大【答案】D。【解答】解：由圖可知，控制電路中定值電阻R0與壓敏電阻RN串聯(lián)；AB、由“池中水位上升到一定高度時(shí)，觸點(diǎn)分離，工作電路斷開(kāi)，注水裝置自動(dòng)停止注水”可知，此時(shí)銜鐵被吸引，動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)分離，電磁鐵的磁性增強(qiáng)，控制電路中的電流變大，由串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，通過(guò)R0的電流變大，故AB錯(cuò)誤；CD、由“池中水位下降到一定位置時(shí)，觸點(diǎn)連接，工作電路接通，注水裝置自動(dòng)開(kāi)始注水”可知，此時(shí)銜鐵被釋放，動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)接觸，電磁鐵的磁性減弱，控制電路中的電流變小，由P＝UI＝I2R可知R0的電功率變小，故C錯(cuò)誤；由歐姆定律可知，此時(shí)電路中的總電阻變大，由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知，RN的阻值變大，故D正確。故選：D?！镜淅?0】（2022?十堰）某小區(qū)因暴雨引起車(chē)庫(kù)積水，部分車(chē)輛被淹，小明看到新聞后，設(shè)計(jì)了如圖所示的車(chē)庫(kù)積水自動(dòng)報(bào)警器，如圖是該報(bào)警器原理圖，金屬塊A和B分別固定在車(chē)庫(kù)地面附近適當(dāng)高處，若車(chē)庫(kù)積水水面到達(dá)B處（選填“A”或“B”）時(shí)，紅（選填“綠”或“紅”）燈發(fā)光報(bào)警，此時(shí)電磁鐵的上端是N極（選填“N”或“S”）。【答案】B；紅；N?！窘獯稹拷猓海?）當(dāng)水位沒(méi)有達(dá)到B時(shí)，電磁鐵沒(méi)有磁性，只有綠燈亮；當(dāng)水位到達(dá)B時(shí)電路接通，電磁鐵有磁性，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下與紅燈接通，紅燈亮。因此，紅燈亮就表示水位過(guò)高報(bào)警。（2）工作時(shí)，電流從電磁鐵的下面導(dǎo)線流入，上面導(dǎo)線流出，利用安培定則可以判斷電磁鐵的下端為S極，上端為N極。故答案為：B；紅；N?！镜淅?1】（2022?陜西）如圖所示，用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將電路連接完整，并在括號(hào)中標(biāo)出小磁針靜止時(shí)右端的磁極名稱(chēng)（要求：閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片P時(shí)，螺線管磁性強(qiáng)弱改變）?！窘獯稹拷猓夯瑒?dòng)變阻器接入電路采用一上一下接法，圖中下接線柱已有，故只要接一個(gè)上接線柱；電路從右側(cè)往上流入螺線管，根據(jù)安培定則，螺線管左側(cè)為N極，所以小磁針左邊為N極，右邊為S極。故如圖所示?！镜淅?2】（2022?海南）某實(shí)驗(yàn)小組用自制電磁鐵探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素。他們用相同的漆包線和鐵釘繞制成兩個(gè)電磁鐵A和B，B鐵釘上繞有更多匝數(shù)的線圈，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。（1）如圖甲，閉合開(kāi)關(guān)，電磁鐵A的釘尖是S極（選填“N”或“S”）；將滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)，能吸引更少的大頭針（選填“更多”“不變”或“更少”）。（2）如圖乙，把電磁鐵A和B串聯(lián)，閉合開(kāi)關(guān)，多次移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，發(fā)現(xiàn)電磁鐵B總能吸引更多的大頭針，通過(guò)比較，得出的結(jié)論是電流相同，線圈的匝數(shù)越多，電磁鐵的磁性越強(qiáng)。（3）電磁鐵在生活中應(yīng)用廣泛，請(qǐng)舉一例：電鈴?！敬鸢浮浚?）S；更少；（2）電流相同，線圈的匝數(shù)越多，電磁鐵的磁性越強(qiáng)；（3）電鈴?！窘獯稹拷猓海?）由安培定則可知，電磁鐵B的上端是N極，下端釘尖是S極；將滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)，電阻變大，電流變小，電磁鐵的磁性變?nèi)?，能吸引更少的大頭針。（2）圖中電流大小相同，鐵芯相同，線圈的匝數(shù)越多，電磁鐵吸引的大頭針越多，電磁鐵的磁性越強(qiáng)。所以可以得出的結(jié)論是電流相同，線圈的匝數(shù)越多，電磁鐵的磁性越強(qiáng)。（3）電磁鐵的應(yīng)用十分廣泛，有電鈴、電磁繼電器、空氣開(kāi)關(guān)等。故答案為：（1）S；更少；（2）電流相同，線圈的匝數(shù)越多，電磁鐵的磁性越強(qiáng)；（3）電鈴?？键c(diǎn)4電動(dòng)機(jī)【典例13】（2022?徐州）如圖所示，線圈通電后，受磁場(chǎng)力作用將開(kāi)始順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。如果線圈是固定的，磁體可以繞線圈旋轉(zhuǎn)，則線圈通電后，磁體將（）A．開(kāi)始順時(shí)針旋轉(zhuǎn) B．開(kāi)始逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) C．保持靜止 D．以上三種情況都有可能【答案】B?！窘獯稹拷猓壕€圈通電后，受磁場(chǎng)力作用，線圈開(kāi)始順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；如果線圈是固定的，根據(jù)靜止和運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性可知，則線圈通電后，磁體開(kāi)始逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，故B符合題意，ACD不符合題意。故選B?！镜淅?4】（2022?貴港）目前，貴港市正在打造“中國(guó)—東盟新能源電動(dòng)車(chē)”生產(chǎn)基地，主動(dòng)融入“一帶一路”建設(shè)，取得了較好成效。電動(dòng)車(chē)主要部件之一是電動(dòng)機(jī)，其工作原理是通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的作用；在給電動(dòng)車(chē)充電過(guò)程中，是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能?！敬鸢浮苛?；電?！窘獯稹拷猓弘妱?dòng)機(jī)是利用了通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中會(huì)受到力的作用而運(yùn)動(dòng)工作的；蓄電池是化學(xué)電池，充電過(guò)程中將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存在蓄電池中。故答案為：力；電?？键c(diǎn)5磁生電【典例15】（2022?丹東）如圖所示，風(fēng)車(chē)可以帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。下列四幅圖中能揭示發(fā)電機(jī)工作原理的是（）A． B．C．D．【答案】D?！窘獯稹拷猓篈、圖為奧斯特實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)表明通電直導(dǎo)線周?chē)嬖诖艌?chǎng)，故A錯(cuò)誤；B、圖為通電螺線管周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，故B錯(cuò)誤；C、圖為研究磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用的實(shí)驗(yàn)裝置，該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中要受到力的作用，力的方向跟電流的方向、磁場(chǎng)方向都有關(guān)，故C錯(cuò)誤；D、圖為電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置，當(dāng)導(dǎo)體棒ab做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。發(fā)電機(jī)就是根據(jù)這一實(shí)驗(yàn)原理制成的，故D正確。故選：D?！镜淅?6】（2022?黔西南州）如圖是一款運(yùn)動(dòng)手環(huán)，手環(huán)內(nèi)置一空心密閉的塑料管，管內(nèi)有一小塊可移動(dòng)的磁鐵，管外繞著線圈。戴著這種手環(huán)步行時(shí)，磁鐵隨手臂的擺動(dòng)在管內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，線圈中便會(huì)產(chǎn)生電流，這是利用了電磁感應(yīng)原理。手環(huán)中記錄的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)還可通過(guò)電磁波無(wú)線傳送到上，與好友分享。【答案】電磁感應(yīng)；電磁波?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)運(yùn)動(dòng)手環(huán)的特點(diǎn)可知，當(dāng)塑料管運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁鐵在管中反向運(yùn)動(dòng)，線圈切割磁感線而產(chǎn)生電流。因此，運(yùn)動(dòng)手環(huán)的基本原理是電磁感應(yīng)，產(chǎn)生電流的過(guò)程中將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。手環(huán)中記錄的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)通過(guò)藍(lán)牙技術(shù)傳送到上，藍(lán)牙是通過(guò)電磁波傳遞信息。故答案為：電磁感應(yīng)；電磁波?！镜淅?7】（2022?桂林）在如圖所示的裝置中，閉合開(kāi)關(guān)后，導(dǎo)體AB在磁場(chǎng)中沿左右（選填“左右”或“上下”）方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這就是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。人們根據(jù)此現(xiàn)象發(fā)明了發(fā)電機(jī)?！敬鸢浮孔笥?；發(fā)電?！窘獯稹拷猓寒a(chǎn)生感應(yīng)電流的兩個(gè)必要條件：（1）閉合電路；（2）電路中一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)。圖中馬蹄形磁鐵在導(dǎo)體AB附近的磁感線是豎直的，如果導(dǎo)體AB上下方向運(yùn)動(dòng)，不能切割磁感線；導(dǎo)體AB左右方向運(yùn)動(dòng)，能切割磁感線；上述產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象，是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，它是發(fā)電機(jī)原理。故答案為：左右；發(fā)電?！镜淅?8】（2022?日照）某校九年級(jí)一班物理興趣小組的同學(xué)，學(xué)習(xí)了磁現(xiàn)象的知識(shí)后，深受物理學(xué)家?jiàn)W斯特和法拉第科學(xué)探索精神的影響，懷著極大的興趣對(duì)下列實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了探究。（1）如圖甲，將小磁針?lè)旁谀媳狈较虻闹睂?dǎo)線正下方，小磁針靜止，N極指向北。如圖乙觸接電源，小磁針的N極向紙外偏轉(zhuǎn)。斷開(kāi)連接后，小磁針恢復(fù)到圖甲位置。如圖丙，將電源正負(fù)極對(duì)調(diào)，再次觸接電源，小磁針的N極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)。則：①通電導(dǎo)線周?chē)嬖诖艌?chǎng)，且磁場(chǎng)的方向與電流方向有關(guān)。②斷開(kāi)電源后，小磁針恢復(fù)到圖甲狀態(tài)，這是因?yàn)樾〈裴樖艿搅说卮艌?chǎng)的作用。③如圖丁所示，高速電子束飛過(guò)小磁針上方時(shí)，小磁針將發(fā)生如圖乙所示方向的偏轉(zhuǎn)，原因是電子帶負(fù)電。（2）利用圖戊所示的裝置，讓閉合電路中的一部分導(dǎo)體AB在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況，記錄在表中。已知當(dāng)電流從電流表的左側(cè)接線柱流入時(shí)，指針向左偏轉(zhuǎn)；從右側(cè)接線柱流入時(shí)，指針向右偏轉(zhuǎn)。實(shí)驗(yàn)次數(shù)導(dǎo)體棒移動(dòng)情況電流表指針偏轉(zhuǎn)情況1豎直向上不偏轉(zhuǎn)2豎直向下不偏轉(zhuǎn)3水平向左向右偏轉(zhuǎn)4水平向右向左偏轉(zhuǎn)根據(jù)表中記錄的實(shí)驗(yàn)信息，完成下列問(wèn)題：④由第1、2兩次實(shí)驗(yàn)可知，導(dǎo)體棒AB平行于磁感線運(yùn)動(dòng)，閉合回路中不會(huì)（填“會(huì)”或“不會(huì)”）產(chǎn)生感應(yīng)電流。⑤由第3、4兩次實(shí)驗(yàn)可知，導(dǎo)體棒AB中感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的方向有關(guān)。如果固定導(dǎo)體棒AB，水平向右移動(dòng)磁鐵，電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)。⑥本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)不完整，不能探究感應(yīng)電流的方向與磁場(chǎng)方向的關(guān)系。為了使探究過(guò)程更加完整，應(yīng)調(diào)換磁體的方向。⑦小明將電流表?yè)Q成完好的小燈泡，再做第3、4兩次實(shí)驗(yàn)時(shí)小燈泡不亮，最可能的原因是產(chǎn)生的感應(yīng)電流太小。⑧發(fā)電機(jī)的原理與本實(shí)驗(yàn)的原理一樣，己圖為發(fā)電機(jī)的示意圖，圖中時(shí)刻線框水平，箭頭為線框旋轉(zhuǎn)的方向，此時(shí)ab邊中的電流方向由a到b（填“由a到b”或“由b到a”）?！敬鸢浮竣匐娏鞣较?；②地磁場(chǎng)；③乙；電子帶負(fù)電；④不會(huì)；⑤導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)；右；⑥調(diào)換磁體的方向；⑦產(chǎn)生的感應(yīng)電流太?。虎嘤蒩到b?！窘獯稹拷猓海?）①根據(jù)甲乙丙三圖可知：通電導(dǎo)線周?chē)嬖诖艌?chǎng)，且磁場(chǎng)的方向與電流方向有關(guān)；②斷開(kāi)電源后，小磁針靜止，N極指向北，是因?yàn)槭艿卮艌?chǎng)作用；③電子在小磁針上方飛過(guò)，因?yàn)殡娮邮鴰ж?fù)電，所以當(dāng)電子束從左向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流的方向應(yīng)從右向左，與圖乙相同。（2）④由第1、2兩次實(shí)驗(yàn)可知，導(dǎo)體棒AB平行于磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流表指針不偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明沒(méi)有感應(yīng)電流。⑤由第3、4兩次實(shí)驗(yàn)可知，磁場(chǎng)方向不變，導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向改變時(shí)，感應(yīng)電流的方向也發(fā)生改變，這說(shuō)明導(dǎo)體棒AB中感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的方向有關(guān)；如果固定導(dǎo)體棒AB，水平向右移動(dòng)磁鐵，此時(shí)相當(dāng)于導(dǎo)體棒AB水平向左運(yùn)動(dòng)，由表格中的信息可知，電流表的指針將向右偏轉(zhuǎn)。⑥電流方向不僅與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)，也與磁場(chǎng)方向有關(guān)。⑦小明將電流表?yè)Q成完好的小燈泡做實(shí)驗(yàn)，電路是通路，燈泡不亮，可能原因是電流太小。⑧根據(jù)己圖可知，電流方向是由a到b。故答案是：①電流方向；②地磁場(chǎng)；③乙；電子帶負(fù)電；④不會(huì)；⑤導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)；右；⑥調(diào)換磁體的方向；⑦產(chǎn)生的感應(yīng)電流太??；⑧由a到b。鞏固訓(xùn)練一、選擇題。1．（2022?廣州）放在條形磁體周?chē)男〈裴橃o止時(shí)如圖所示，三個(gè)小磁針的N極和一個(gè)小磁針的S極被涂黑，則S極被涂黑的小磁針是（）A．甲 B．乙 C．丙 D．丁【答案】A?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)異名磁極相互吸引可知，乙、丙、丁的N極都被條形磁體的左端吸引，這說(shuō)明條形磁體的左端為S極，右端為N極，甲被條形磁體的右端吸引，這說(shuō)明甲的左端為S極，故A正確。故選：A。2．（2022?溫州）如圖是某同學(xué)發(fā)明的“鐵皮自動(dòng)分開(kāi)裝置”。將強(qiáng)磁鐵靠近一疊鐵皮，被磁化后的鐵皮會(huì)自動(dòng)分開(kāi)。鐵皮分開(kāi)的原因是（）A．同名磁極相互吸引 B．異名磁極相互吸引 C．同名磁極相互排斥 D．異名磁極相互排斥【答案】C?！窘獯稹拷猓罕淮呕蟮蔫F皮會(huì)自動(dòng)分開(kāi)，說(shuō)明磁化后的鐵皮相互排斥，根據(jù)磁極間的相互作用規(guī)律可知，此時(shí)兩鐵皮分開(kāi)的原因是同名磁極相互排斥，故C正確。故選：C。3．（2022?開(kāi)福區(qū)校級(jí)一模）如圖所示，下列關(guān)于磁現(xiàn)象的分析中，說(shuō)法正確的是（）A．甲圖中，在條形磁鐵周?chē)錾翔F屑后輕敲玻璃板，所觀察到的是磁感線 B．乙圖中，U形磁鐵周?chē)拇鸥芯€在靠近磁極處分布得比較疏 C．丙圖中，小磁針S極的受力方向，與通電螺線管在該點(diǎn)的磁感線切線方向相反 D．丁圖中，北京地區(qū)地面附近能自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針靜止時(shí)，N極指向地理南極附近【答案】C。【解答】解：A、甲圖中，在條形磁鐵周?chē)錾翔F屑后輕敲玻璃板，所觀察到的是鐵屑的排列方向，故A錯(cuò)誤；B、乙圖中，U形磁鐵周?chē)拇鸥芯€在靠近磁極處分布的比較密，故B錯(cuò)誤；C、丙圖中，小磁針N極的受力方向，與通電螺線管在該點(diǎn)的磁感線切線方向相同，所以S極的受力方向與通電螺線管在該點(diǎn)的磁感線切線方向相反，故C正確；D、丁圖中，北京地區(qū)地面附近能自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針靜止時(shí)，N極指向地理北極附近，故D錯(cuò)誤。故選：C。4．（2022?廣安）物理學(xué)是認(rèn)識(shí)世界、改變世界、服務(wù)人類(lèi)的應(yīng)用型科學(xué)，如圖與磁懸浮列車(chē)的磁懸浮原理相同的是（）A． B． C． D．【答案】D。【解答】解：磁懸浮列車(chē)是利用同名磁極相互排斥、異名磁極相互吸引的原理工作的；A是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，B是通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力運(yùn)動(dòng)，C是地磁場(chǎng)，D是探究磁極間相互作用規(guī)律的實(shí)驗(yàn)，故D正確。故選：D。5．（2022?江西）如圖所示，是某同學(xué)自制的簡(jiǎn)易電磁鎖原理圖。閉合開(kāi)關(guān)S，滑片P向左移動(dòng)，使靜止在水平桌面的條形磁體滑動(dòng)，打開(kāi)門(mén)鎖。下列說(shuō)法正確的是（）A．通電后電磁鐵a端為S極 B．滑片向左移動(dòng)的過(guò)程中電磁鐵的磁性增強(qiáng) C．條形磁體在滑動(dòng)過(guò)程中受到向左的摩擦力 D．條形磁體在滑動(dòng)過(guò)程中受到的摩擦力變小【答案】B。【解答】解：A、電流從螺線管右端流入，左端流出，故據(jù)安培定則可知，此時(shí)電磁鐵的a端是N極，故A錯(cuò)誤；B、滑動(dòng)變阻器的滑片P向左端移動(dòng)，電阻變小，電流變大，故電磁鐵的磁性變強(qiáng)，故B正確；C、電磁鐵的右端為S極，根據(jù)異名磁極相互吸引的特點(diǎn)可知，條形磁體受到向左的吸引力，條形磁體向左滑動(dòng)，條形磁體受到水平桌面的向右的摩擦力，故C錯(cuò)誤；D、壓力大小和接觸面的粗糙程度不變，因此條形磁體在滑動(dòng)過(guò)程中受到的摩擦力不變，故D錯(cuò)誤；故選：B。6．（2022?煙臺(tái)）目前，新能源電動(dòng)汽車(chē)被越來(lái)越多的家庭所喜歡，其核心部件是電動(dòng)機(jī)。如圖所示能說(shuō)明電動(dòng)機(jī)工作原理的是（）A． B． C． D．【答案】C?！窘獯稹拷猓篈、圖中導(dǎo)體水平運(yùn)動(dòng)切割磁感線，導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，它是發(fā)電機(jī)的原理，不是電動(dòng)機(jī)的原理，故A不合題意；B、圖中通電后小磁針偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電流周?chē)嬖谥艌?chǎng)，是電流的磁效應(yīng)，不是電動(dòng)機(jī)的原理，故B不合題意；C、圖中通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力而運(yùn)動(dòng)，是電動(dòng)機(jī)的工作原理，故C符合題意；D、圖中電磁鐵利用了電流的磁效應(yīng)，不是電動(dòng)機(jī)的原理，故D不合題意。故選：C。7．（2022?宿遷）新能源汽車(chē)越來(lái)越普及，如圖所示為新能源汽車(chē)專(zhuān)用號(hào)牌，號(hào)牌中的字母“D”表示純電動(dòng)汽車(chē)，這類(lèi)汽車(chē)的動(dòng)力裝置為電動(dòng)機(jī)，下列選項(xiàng)所示實(shí)驗(yàn)與其工作原理相同的是（）A． B． C． D．【答案】C。【解答】解：A、是奧斯特實(shí)驗(yàn)圖，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)說(shuō)明通電導(dǎo)體周?chē)写艌?chǎng)，故A錯(cuò)誤；B、圖中沒(méi)有電源，閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，是發(fā)電機(jī)的實(shí)驗(yàn)圖，故B錯(cuò)誤。C、電路中有電流，通電導(dǎo)體受到磁場(chǎng)力的作用發(fā)生運(yùn)動(dòng)，是電動(dòng)機(jī)的工作原理，故C正確；D、該實(shí)驗(yàn)是探究影響電磁鐵磁性大小因素的實(shí)驗(yàn)，是電流的磁效應(yīng)，故D錯(cuò)誤。故選：C。8．（2022?菏澤）下列用電器的工作原理與發(fā)電機(jī)相同的是（）A．家用電水壺 B．無(wú)線充電器 C．小型電風(fēng)扇 D．舞臺(tái)揚(yáng)聲器【答案】B?！窘獯稹拷猓篈、家用電水壺是利用電流的熱效應(yīng)工作的，故A錯(cuò)誤；B、如圖所示無(wú)線充電器利用電磁感應(yīng)，閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，與發(fā)電機(jī)原理相同，故B正確；CD、如圖所示小型電風(fēng)扇和舞臺(tái)揚(yáng)聲器，閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力而運(yùn)動(dòng)，與電動(dòng)機(jī)的原理相同，故CD錯(cuò)誤。故選：B。9．（2022?湘潭）我國(guó)高鐵采用了能量回收制動(dòng)方式：列車(chē)到站前停止動(dòng)力供電，繼續(xù)向前運(yùn)行，內(nèi)部線圈隨車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)行回收。以下與其工作原理相同的是（）A． B． C． D．【答案】C?！窘獯稹拷猓弘姍C(jī)線圈隨車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)并在磁場(chǎng)中切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象；A．圖中裝置是探究影響電磁鐵磁性大小因素的實(shí)驗(yàn)，故A錯(cuò)誤；B．圖中的裝置是探究通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，為電動(dòng)機(jī)的原理，故B錯(cuò)誤；C．圖中導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁感線就能在電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故C正確；D．圖中的實(shí)驗(yàn)為奧斯特實(shí)驗(yàn)，是探究電流的磁效應(yīng)，故D錯(cuò)誤。故選：C。二、填空題。10．（2022?棗莊）公元1世紀(jì)初，東漢學(xué)者王充在《論衡》中記載：“司南之杓，投之于地，其柢指南”。如圖，“柢