中考物理一轮复习讲测练专题20 电与磁（讲练）（教师版）

这是一份中考物理一轮复习讲测练专题20 电与磁（讲练）（教师版），共25页。试卷主要包含了了解，理解， 磁场和磁感线，地磁场，地磁场的两极等内容，欢迎下载使用。

专题20 电与磁（讲练）

1.了解：磁体、磁极、磁性和磁现象；磁感线的特点；电磁铁的基本构造和工作原理。
2.会：判断常见电流的磁场；分析常见磁现象类型；根据电磁感应现象解释简单现象。
3.理解：磁场的基本性质；磁极的概念；电生磁现象（电流的磁场）；电动机的工作原理；磁场对电流的作用力；电磁感应现象。

一、思维导图

二、知识梳理
知识点一：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。
知识点二：电生磁（电流的磁场）
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。
知识点三：电磁铁 电磁继电器
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。
要点诠释：
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：

知识点四：电动机（磁场对通电导体的作用）
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。

知识点五：发电机（电磁感应的现象）
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。

考点一：磁现象与磁场
【备考方略】
解答此类考题需要掌握以下知识点：
1. 磁体分天然磁体和人造磁体。磁体的两端磁性最强，中间磁性最弱。将一块磁体分成若干小磁体，发现不论分成多少块，每个磁体均有两个磁极。

2.有些磁性材料如软铁、硅钢很容易被磁化，但磁性不容易保留，称为软磁性材料，常用作电磁体、变压器、发动机的铁芯。另一些磁性材料，如合金钢、碳钢不容易被磁化，但是一旦被磁化后磁性能长期保留，称为硬磁性材料，常用作扬声器、话筒等设备中的永磁体。许多材料既不能被磁化，也不能被磁铁吸引，例如橡胶、塑料、铝、铜、金、银等。
3.磁体的基本性质有：
（1）吸铁性。磁体只能吸引铁、钴、镍等磁性材料，而不能吸引铝、铜、木材等非磁性材料。利用“吸铁性”也可判断物体有无磁性。
（2）指向性。磁体自由静止时具有指南北方向的性质。利用“指向性”不仅可以判断物体有无磁性，而且还可确定磁体的极性。
4.磁场的性质：磁场对放入其中的磁体具有力的作用。常用小磁针是否受到力的作用来检验小磁针所在的空间是否存在磁场。
3.磁场的方向：对磁场方向的描述人为规定为：在磁场中的某一点，小磁针静止时N极所指的方向就是该点的磁场方向。
4.磁感线的特点：
(1)磁感线是人为引入的一组假想曲线，是模拟无数小磁针在磁场中的分布和排列情况而画出的曲线，磁场中并没有客观存在的磁感线。
(2)用磁感线能形象地确定磁场的方向．磁感线上任一点的切线方向与该点的磁场方向一致。
(3)用磁感线能表示磁场的强弱。磁感线越密处磁场越强，磁感线越疏处磁场越弱。
(4)磁感线为闭合曲线。在磁体外部，从N极到S极；在磁体内部，从S极到N极。
(5)任意两条磁感线不能相交。因为在磁场中任一点，其磁场只有一个确定的方向。
(6)磁感线是空间立体分布的，不只是在一个平面上。
5.地磁场：地球本身就是一个巨大的磁体，地球周围空间存在的磁场叫做地磁场。
6.地磁场的两极：地磁场的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近。地磁的两极与地理的两极并不重合。

（1）值得注意的是，虽然我们可以通过磁场的基本性质来认识磁场的存在，即通过放入磁体来感知磁场的存在，但这并不表示没有放磁体的空间就不存在磁场。在磁体周围没有放入磁体时，磁场仍然客观存在，只是磁场的基本性质没有表现出来。
（2）磁偏角：地磁两极与地理两极并不重合，两者轴线之间存在着一个夹角，称为磁偏角，磁偏角是我国宋代的沈括最早发现的。
（3）指南针之所以指示南北是由于地磁场的作用，小磁针的S极指南，是由于地磁场的N极在地理南极附近，根据磁极间的相互作用可知，小磁针的S极指南，N极指北。

【经典例题】（2021·湖南郴州市·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
【答案】D。
【解析】A．磁感线的方向由N极指向S极，由图可知，a端磁极是N极，b端磁极是S极，故A错误；
B．处于磁场中的任意位置都有磁场，磁感线只是为了直观的描述磁场假想出来的，它的疏密程度代表磁场的强弱，因此P点虽然不在画出的磁感线上，但依然有磁场，故B错误；
C．磁场是真实存在的，但是磁感线是不存在的，是为了方便描述磁场而假想出的一个模型，故C错误；
D．Q点的磁场方向由a端指向b端，水平向右，故D正确。故选D。
【举一反三】
1．（2021·湖南常德市·中考真题）如图所示，甲、乙为条形磁体，中间是电磁体，虚线是表示磁极间磁场分布情况的磁感线，则可以判断图中A、B、C、D四个磁极依次是（　　）。

A．N、N、S、S B．S、S、N、S
C．N、N、S、N D．S、S、N、N
【答案】B。
【解析】A C．根据右手螺旋定则， 四指的方向为电流的方向，大拇指的指向为磁极的方向，则C端为N极，B端为S极，故A错误；C错误；
B D．电磁铁的B端为S极，C端为N极，根据磁感线的分布可知，磁感线方向从N极出发，回到S极，A端也是回到磁极，故A为S极，而CD之间的磁极是从C出发到D，即从N极出发，直接指向S极，故B正确；D错误。故选B。
2．（2021·山西中考真题）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
【答案】D。
【解析】A．磁场真实存在，磁感线真实不存在，故A错误；
B．地球仪周围磁场强度不同，磁场不均匀，故B错误；
C．地球仪周围的磁场方向不同，故C错误；
D．地球仪可悬浮在空中是利用同名磁极相互排斥的原理，故D正确。故选D。
3．（2021·江苏苏州市·中考真题）《论衡》中记载：“司南之杓、投之于地，其柢指南”。如图。“柢”即握柄，是磁体的_______极，司南之所以能指南北，是由于受到_______的作用。

【答案】S（南）；地磁场。
【解析】[1]由题意知，司南放在地上时，握柄指向地理的南方，而地磁极的N极在地理南方附近，据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以握柄是磁体的S（南）极。
[2]司南静止时指南北是由于它受到地磁场的作用。
考点二：电生磁（电流的磁效应）及其应用
【备考方略】
1.指闭合电路中产生电流，电流通过导体时在导体(即电流)周围产生一定范围大小的磁场，这种由电流产生的磁场叫电流的磁场。由电流的磁场可知，电流不仅具有热效应，还具有磁效应。
2.在通电导体旁放置小磁针，小磁针的指向发生偏转，这说明电流周围存在磁场。
3.电流的磁场有强有弱，其磁场强度大小与电流的大小有关，一定条件下，电流越大，电流的磁场就越大。
4.电流的磁场具有方向，其磁场方向的判断可用安培定则进行判断，即用右手握住导线(导体或电流)使大拇指的指向为电流的流向(电流从正极到负极，大拇指指向负极)，此时四指环绕的方向就是磁场的方向。
安培定则
1.安培定则的应用同学们必须熟练掌握，相关的试题常以选择题、填空题或作图题的形式出现。常见的几种题型有：一是根据电流方向确定磁极的极性；二是根据磁极的极性确定电流方向；三是知道电源的极性和电磁铁的极性，作出绕线情况。这部分内容的试题多与电源外部电流方向的规律、磁场中某一点磁场方向的规定、磁极间的相互作用规律、通电螺线管周围磁感线的方向等知识联系在一起，综合进行考查。学习时，除了掌握这些知识外，还要通过适量练习，不断增强识图能力和空间想象力。
2.通电螺线管中的安培定则：用右手握住螺线管，让四指环绕的方向与电流方向相同，那么拇指的指向就是通电螺线管的N极。
3.通电直导线中的安培定则：用右手握住通电直导线，让大拇指指向直导线中电流方向，那么四指指向就是通电导线周围磁场的方向。
【经典例题】（2021·北京中考真题）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。图中能正确用磁感线描述这两个实验现象的是（ ）。

A． B．C．D．
【答案】C。
【解析】通电螺线管的外部磁场和条形磁体的磁场相似，由甲图中小磁针的分布情况可以判断该通电螺线管的左侧为S极，右侧为N极。我们规定小磁针静止时的N极指向为该点的磁场方向，所以在磁体外部，磁感线总是从N极出发回到S极。而在磁体内部，磁感线的分布和磁体的N、S极一致，由此判断，A、B、D不符合题意；C符合题意。故选C。
【举一反三】
1．（2021·四川眉山市）如图所示，将某发光二极管的两极接入电路的a、b两点，闭合开关时，通电螺线管旁边小磁针S极向右偏转。下列判断正确的是（ ）。

A．通电螺线管右端为N极；
B．电源左端为正极，右端为负极；
C．发光二极管极接点，极接点；
D．图中P处磁感线的方向从螺线管右端到左端
【答案】C。
【解析】A．根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，通电螺线管的左端为N极，右端为S极，故A错误；
B．根据安培定则可知，当通电螺线管的左端为N极时，螺线管上的电流方向向上，因为电流是从电源正极流出的，所以电源右端为正极，左端为负极，故B错误；
C．发光二极管具有单向导电性，只有电流从长针进短针出时，二极管才发光，所以发光二极管极接点，极接点，故C正确；
D．磁感线的方向是从N极到S极，所以图中P处磁感线的方向从螺线管左端到右端，故D错误。故选C。
2．（2021·辽宁中考真题）如图所示，开关断开时，小磁针静止，a端指向北方；开关闭合时，小磁针顺时针旋转90°后静止。
（1）标出磁感线的方向；
（2）在括号内标出电源的的正极或负极；
（3）标出电磁铁右端的极性。

【解析】开关断开时，小磁针静止，a端指向北方；开关闭合时，小磁针顺时针旋转90°后静止，可知小磁针的S靠近通电螺线管，即通电螺线管右端为N极；根据安培定则，电流从螺线管右端流入，即电源右端为正极；根据在磁体外部磁感线从N极出来，回到S极可知磁感线的方向指向螺线管左侧，即S极，如图。

3．（2021·四川攀枝花市）攀枝花市某学校研学小组在探究通电螺线管磁场的实验中，小磁针和螺线箮放置于同水平面内，螺线管为东西朝向，小磁针可在水平面内自由转动。开关S闭合后，小磁针的指向如图所示，则电源A端为______（选填“正”或“负”）极。当开关S断开时，小磁针N极将______（选填“不”、“向北”或“向南”）偏转。

【答案】负；向北。
【解析】[1]由小磁针静止时，其左端为N极，右端为S极，根据磁体间的相互作用规律可知，螺线管左端为N极，右端为S极；根据螺线管的线圈绕向，利用右手螺旋定则可以确定电流从螺线管的右端流入，左端流出，由于电流是从电源的正极流出，经过外电路回到电源的负极，所以可以确定电源的A端为负极。
[2] 由于未断开开关时，小磁针是东西走向，断开开关时，小磁针由于受到地磁场的影响，N指向地磁南极，即地理北极，小磁针N极将向北偏转。
考点三：电磁铁与电磁继电器及其应用
【备考方略】
1.电磁铁：电磁铁是一个内部插有铁芯的螺线管。
（1）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。
（2）电磁铁磁场方向判断：电磁铁的磁场方向可以用安培定则来判断。
（3）对电磁铁的考查主要内容有：1）电磁铁的工作原理；2）电磁铁磁场方向的判断；3）影响电磁铁磁性大小的因素；4）电磁铁的应用等。
2.电磁继电器
（1）电磁继电器就是利用电磁铁控制工作电路通断的开关。
（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）对电磁继电器的考查主要方向：1）电磁继电器的工作原理；2）电磁继电器的工作过程；3）对电磁继电器工作过程的分析等。
【经典例题】（2021·浙江杭州市）如图所示，闭合电磁铁开关S，条形磁铁静止在水平桌面上。下列判断正确的是（ ）。

A．条形磁铁受到电磁铁对其向左的作用力；
B．条形磁铁受到桌面对其向左的摩擦力；
C．将滑动变阻器的滑片向右移动，条形磁铁受到的摩擦力不变；
D．若只改变电源的正负极，条形磁铁受到的摩擦力变大
【答案】A。
【解析】A．由安培定则得，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向电磁铁右端为N极，左侧为S极，同名磁极相互排斥，所以条形磁铁受到电磁铁对其向左的作用力，故A正确；
B．条形磁铁处于静止状态，水平方向上受到平衡力的作用，水平向左的排斥力和桌面对条形磁铁的水平向右的摩擦力为一对平衡力，故B错误；
C．将滑动变阻器的滑片向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，电磁铁的磁性变弱，排斥力变小，摩擦力和排斥力是一对平衡力，大小相等，所以摩擦力变小，故C错误；
D．若只改变电源的正负极，电流的方向改变，大小不变，则电磁铁的磁性不变，条形磁体受到电磁铁的吸引力大小等于原来的排斥力大小，此时吸引力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，则摩擦力不变，故D错误。故选A。
【举一反三】
1．（2021·湖北十堰市·中考真题）如图所示，电磁铁的右下方有一铁块，在弹簧测力计作用下向左做匀速直线运动，在铁块从电磁铁的右下方运动到正下方的过程中，滑片P逐渐向a端滑动，下列判断正确的是（　　）。

A．电磁铁的磁性逐渐减弱；
B．电磁铁的上端为S极；
C．铁块对地面的压强逐渐变大；
D．弹簧测力计的示数逐渐变大
【答案】B。
【解析】A．滑片P逐渐向a端滑动，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，电路中电流变大，电磁铁的磁性逐渐增强，故A错误；
B．电流从电磁铁的下侧接线柱流进，用右手定则判断出电磁铁的下端为N极，上端为S极，故B正确；
C．电磁铁的磁性增强，对铁块产生向上的吸引力，所以铁块对地面的压力变小，但受力面积不变，压强，所以铁块对地面的压强逐渐变小，故C错误；
D．铁块对地面的压力变小，接触面的粗糙程度不变，所以地面对铁块的摩擦力变小，铁块做匀速直线运动，弹簧测力计对它的拉力和它受到的摩擦力是一对平衡力，所以拉力变小，故D错误。故选B。
2.（2021·山东烟台市）某兴趣小组设计了一种路灯自动控制装置，路灯的通断由光控开关控制，两路灯的额定电压为220V，R为保护电阻，S为光控开关，白天光控并关断开两路灯不发光，晚上光控开关闭合，两路灯正常发光。下列电路设计符合要求的是（ ）。
A． B． C． D．
【答案】C。
【解析】A．当开关S闭合时，将衔铁吸引下来，下面的灯亮，当开关断开，上面的灯亮，即每一次只能亮一个灯，故A不符合题意；
B．工作电压只有220V，而此选项中两个灯泡串联，两个灯泡都不能正常发光，故B不符合题意；
C．两灯泡并联，都能正常发光，且当开关闭合时，衔铁被吸下，灯泡正常发光，当开关断开时，两灯泡都不发光，故C符合题意；
D．不论开关是否闭合，两个灯泡都能同时正常发光，不能同时熄灭，故D不符合题意。故选C。
3．（2021·山东济宁市）如图是一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计中封入一段金属丝下端所指示的温度为90℃，下列说法错误的是（ ）。

A．报警器利用了水银导电和热胀冷缩的性质；
B．报警器利用了电磁铁通电时有磁性断电时磁性消失的特点；
C．报警器中，水银温度计和电磁铁串联在电路中；
D．温度达到90℃时，报警器中的灯亮同时铃响
【答案】D。
【解析】A．报警器利用水银导电，即当到达警戒温度时，水银与金属丝联通，构成了闭合回路，故电铃响，故利用的是水银的导电性，温度计的工作原理就是水银的热胀冷缩，故A正确，A不符合题意；
B．报警器就是利用了电磁铁通电时有磁性，电铃响，断电时磁性消失，灯泡亮的特点的，故B正确，B不符合题意；
C．如图所示，报警器中，水银温度计和电磁铁首尾相连，故串联在电路中，故C正确，C不符合题意；
D．温度达到90℃时，报警器中的铃响灯灭，而没有到达警戒水位时，电铃不响，灯泡亮，故D错误，D符合题意。故选D。
考点四：电动机与通电导线在磁场中受力
【备考方略】
1. 磁场对通电导线的作用：(1)力的方向和电流方向有关；(2)力的方向与磁感线方向有关。
2.左手定则：伸开左手，使大拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，使四指指向电流方向，这时，拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受磁场力的方向。
3.扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置。当线圈中通过图中所示的电流时，线圈受到磁铁的吸引向左运动；当线圈中通过相反方向的电流时，线圈受到磁铁的排斥向右运动。由于通过线圈的电流是交变电流，它的方向不断变化，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发了声音。

4.电动机：通电直导线（线圈）在磁场中受到力的作用。力的方向与磁场方向、导线电流方向有关。磁场对通电导线和通电线圈作用而运动过程中，把电能转化为机械能，电动机就是从这一理论设计制造出来的。
【经典例题】（2021·辽宁中考真题）下列四个实验能反映电风扇工作原理的是（ ）。
A． B． C． D．
【答案】C。
【解析】电风扇的主要部件是电动机，电动机是利用通电导体在磁场中受力的原理工作的。
A．导体棒切割磁感应线，电流表指针发生偏转，说明此时电路中有电流，这是电磁感应现象，是发电机的工作原理，故A不符合题意；
B．该图中，闭合开关后，移动滑片，灯泡的亮度会改变，与电风扇工作原理无关，故B不符合题意；
C．电路中有电流，通电导体棒受到磁场力的作用而运动，与电动机的工作原理相同，故C符合题意；
D．该图是奥斯特实验装置，能说明电流周围存在磁场，故D不符合题意。故选C。
【举一反三】
1．（2021·山东烟台市）选项图中所示的装置中与甲图工作原理相同的是（ ）。

A．自发电手电筒 B．话筒
C．手摇式发电机 D．扬声器
【答案】D。
【解析】图甲中，线圈通电后，会发生转动，它的原理是磁场对通电线圈有力的作用。
A．自发电手电筒利用电磁感应现象制成的，故A不符合题意；
B．话筒利用的是电磁感应原理，故B不符合题意；
C．手摇式发电机利用电磁感应现象制成的，故C不符合题意；
D．扬声器的原理是磁场对通电线圈有力的作用，故D符合题意。故选D。
2．（2021·内蒙古中考真题）如图是某灵敏电流计的内部结构示意图，线圈在磁场中，指针与线圈相连．当线圈中有电流通过时，线圈会转动，原因是________________________；若改变线圈中的电流方向，指针的偏转方向将________。

【答案】通电线圈在磁场中受力；改变。
【解析】灵敏电流计是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，因此当线圈中有电流通过时，线圈会转动，原因是通电线圈在磁场中受力；通电线圈在磁场中受力的方向与导体电流方向、磁场方向有关，当改变导体电流方向或磁场方向，指针的偏转方向将改变。
3．（2021·浙江嘉兴市）电动机在现代生产、生活中有广泛的应用。

（1）如图所示是电动机原理图，将通电线圈abcd置于磁场中，线圈的ab、cd边受到______，使线圈转动起来；
（2）某电动车是利用电动机来驱动车轮转动的，遇到障碍时，只要按下倒车开关就能改变线圈中______来实现倒车。
【答案】力的作用；电流的方向。
【解析】（1）[1]一方面，磁场对通电线圈有力的作用；另一方面，线圈转动了起来，运动状态发生的了改变，说明线圈受到了力的作用。
（2）[2]通电线圈在磁场中受到力的作用，受到的力的方向与电流方向和磁场方向有关，当电流方向或者磁场方向变得相反时，线圈受到的力的方向也变得相反。但如果同时改变电流方向和磁场方向，则线圈受到的力的方向则不变。按下倒车开关，改变了线圈中的电流方向，使线圈受力的方向发生改变，从而实现倒车。
考点五：电磁感应的现象与发电机
【备考方略】
1.电磁感应：当导体回路中的一部分在磁场中做切割磁感线运动时，回路中就会产生电流，这种现象称为电磁感应。
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）导体要在磁场中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.感应电流方向的判断：右手定则。
右手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内。把右手放入磁场中，若磁力线垂直进入手心（当磁感线为直线时，相当于手心面向N极），大拇指指向导线运动方向，则四指所指方向为导线中感应电流的方向。电磁学中，右手定则判断的主要是与力无关的方向。为了方便记忆，并与左手定则区分，可以记忆成：左力右电（即左手定则判断力的方向，右手定则判断电流的方向）。或者左力右感、左生力右通电。
【经典例题】（2021·广西贵港市）图中的a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分，它在磁场中按箭头方向运动时，下列哪种情况不会产生感应电流（ ）。
A． B． C． D．
【答案】A。
【解析】A．磁极间的磁感线从N极指向S极，导体没有切割磁感线，不会产生感应电流，故A符合题意；
BCD．磁极间的磁感线从N极指向S极，导体运动时都会切割磁感线，所以会产生感应电流，故BCD不符合题意。故选A。
【举一反三】
1．（2021·辽宁中考真题）如图所示的风能日行灯，可安装在多种车辆上，且免接线，无需电池。车辆行驶时，风车转动使LED发光。下列说法正确的是（ ）。

A．此装置提供电能利用了电磁感应；B．风车转动将电能转化为机械能；
C．LED是由超导材料制成的；D．风车转动利用了磁场对电流的作用
【答案】A。
【解析】A．此装置免接线、无需电池，车辆行驶时，风车转动使LED发光，说明风车带动发电机给LED供电，发电机的原理是电磁感应，故A正确；
B．风车转动带动发电机发电，将机械能转化为电能，故B错误；
C．LED是发光二极管，二极管具有单向导电性，是由半导材料制成的，故C错误；
D．风车转动带动发电机发电，是利用了电磁感应原理，故D错误。故选A。
2．（2021·四川攀枝花市）以下设备工作时利用电磁感应原理的（ ）。
A．洗衣机 B．发电机 C．电热水器 D．电风扇
【答案】B。
【解析】A．洗衣机工作时把电能转化为机械能，利用了通电导线在磁场中受力运动，故A不符合题意；
B．发电机的原理是电磁感应现象，故B符合题意；
C．电热水器利用的是电流的热效应，故C不符合题意；
D．电风扇利用了通电导线在磁场中受力运动，故D不符合题意。故选B。
3．（2021·河北中考真题）图所示是探究电磁感应的实验装置，关于电磁感应现象，下列说法正确的是（ ）。

A．奥斯特发现了电磁感应现象；
B．利用电磁感应现象制作了电动机；
C．导线在磁场中沿不同方向运动，导线中都会有感应电流产生；
D．如果磁感线和切割磁感线方向都变得相反，导线中感应电流的方向不发生改变
【答案】D。
【解析】A．法拉第发现了电磁感应现象，故A错误；
B．利用电磁感应现象制作了发电机，故B错误；
C．导线在磁场中沿与磁感线平行的方向运动，导线中不会有感应电流产生，故C错误；
D．如果磁感线和切割磁感线方向都变得相反，由右手定则得，导线中感应电流的方向不发生改变，故D正确。故选D。
考点六：探究通电螺线管外部磁场分布、什么情况下磁可以生电
【备考方略】
一、探究通电螺线管外部磁场分布
1.实验器材：电源、开关、螺线管、小磁针若干。
2.实验装置
（1）实验装置如图。

（2）小磁针的作用：判断磁场中某点的磁场方向。
注：磁场中某点的磁场方向是一定的，可以用放在该店点的小磁针来判断，但不是由小磁针决定的。
3.实验设计与实验
（1）实验中用到的物理方法：转换法。通过观察磁体周围铁屑的疏密程度来判断磁场的强弱；通过观察小磁针的指向判断磁场的方向。
（2）在同等螺线管不同位置放置出现在的目的：便于观察磁场方向和磁场分布。
（3）不能用悬挂的大头针代替小磁针的原因：大头针没有磁性，不能指示磁场方向。
（4）同等螺线管中插入铁芯的目的：增加通电螺线管的磁性。
（5）实验中轻敲玻璃板的目的：减小铁屑与玻璃板的摩擦，使铁屑在磁场力作用下有规律地排列。
（6）通电螺线管NS极的判断方法：安培定则。
（7）小磁针静止时，N极所指的方向就是该点的磁场方向。
4.实验结论：通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场相似，磁场方向与电流方向有关。
二、什么情况下磁可以生电
1.实验装置：如图。

2.设计与进行实验
（1）实验中用到的物理方法
1）转换法：一、通过观察灵敏计指针是否偏转判断电路中是否产生感应电流；二、通过观察灵敏计指针偏转方向，判断感应电流的方向。
2）控制变量法：一、探究感应电流方向与导体运动方向关系时，控制磁场方向不变，改变导体的运动方向；二、探究感应电流方向与磁场方向关系时，控制导体运动方向不变，改变磁场方向；三、探究感应大小与导体运动速度关系时，控制磁场和导体运动方向不变，改变导体运动速度。
（2）使灵敏电流计指针偏转更明显的方法：换灵敏度更高的电流计、换磁性更强的磁体、加快导体切割磁感线的速度等。
（3）实验中将灵敏电流计换成电源，可探究导体在磁场中受到力的作用。
3.实验结论
闭合电路的一部分在做切割磁感线运动时，会产生感应电流；感应电流的方向跟磁场方向和导体切割磁感线运动的方向有关；感应电流的大小跟磁场强弱和导体切割磁感线运动的速度有关，磁场越强，导体切割磁感线运动速度越快，感应电流越大。
【经典例题】（2021·湖北宜昌市·中考真题）通电螺线管外部的磁场是怎样分布的，我们通过以下实验来进行探究：

（1）在硬纸板上放置一个螺线管，周围均匀地撒满铁屑，给螺线管通电后，铁屑被_____。轻敲纸板，观察铁屑的排列情况如图甲所示，图乙和图丙分别是蹄形磁体和条形磁体的磁场分布情况，对比分析可知通电螺线管外部的磁场分布与______磁体的相似；
（2）我们要判断通电螺线管外部的磁场方向，需要借助______；
（3）根据前面的实验结果，把通电螺线管看成一个磁体，它的两极如图于所示，为了进一步探究通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间有什么关系我们下一步要做的是______，观察______。
【答案】磁化；条形；小磁针；改变电流方向（调换电源正负极）；小磁针的指向。
【解析】（1）[1]通电螺线管周围存在磁场，铁钴镍等物质是能够被磁化的，所以把铁屑撒在通电螺线管周围，铁屑会被磁化。
[2]对比甲、乙、丙三图可知，通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体的相似。
（2）[3]我们规定小磁针静止时N极所指方向为该点的磁场方向，要判断通电螺线管外部的磁场方向，需要借助小磁针。
（3）[4][5]要探究通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间有什么关系，就要改变导线中电流的方向，所以接下来我们需要对调电源的正负极，通过观察小磁针的指向来判断通电螺线管的N、S极。
【举一反三】
1．（2021·湖北武汉市·中考真题）某同学用下图所示的装置研究电磁感应。

（1）如图甲所示，保持蹄形磁体竖直放置，使导体AB从图示位置向上运动，电路中______（填“无”或“有”）感应电流；
（2）如图乙所示，保持线圈不动，使蹄形磁体快速向左运动，电流表指针______（填“不会”或“会”）偏转；
（3）利用电磁感应原理工作的装置有______（填“电铃”“扬声器”“电磁起重机”或“动圈式话筒”）。
【答案】有；会；动圈式话筒。
【解析】（1）[1]磁体磁感线的方向由N极指向S极，如图甲所示，保持蹄形磁体竖直放置，使导体AB从图示位置向上运动，此时导体棒有做切割磁感线运动，所以电路中有感应电流。
（2）[2]磁体磁感线的方向由N极指向S极，如图乙所示，保持线圈不动，使蹄形磁体快速向左运动，此时导体棒切割磁感线，电路中有感应电流，电流表指针会偏转。
（3）[3]导体棒在磁场中做切割磁感线运动，电路中产生感应电流的现象为电磁感应现象， 动圈式话筒工作时，当人对着话筒讲话时，膜片就随着声音颤动，从而带动连在一起的线圈在磁场中作垂直切割磁感线的运动，从而产生感应电流，所以利用电磁感应原理工作的装置有动圈式话筒。
2．（2021·云南昆明市·中考真题）为了探究磁场，小华做了如下实验。

甲 乙 丙
（1）探究磁体周围的磁场：
①在玻璃板上均匀撒上一层铁屑，再将玻璃板放在条形磁体上方，然后______玻璃板，观察铁屑的分布情况。铁屑在磁场中被______成一个个小磁针，从而在磁场中有序地排列起来，如图甲所示；
②再在玻璃板上放一些小磁针，小磁针静止时的情况如图乙所示，黑色一端表示磁体的N极，某点小磁针______极所指的方向就是该点的______方向；
③人们仿照铁屑在磁场中排列的情况和小磁针N极的指向画出一些带箭头的曲线来形象、直观地描述磁场，物理学中把这样的曲线叫作______。
（2）探究通电螺线管周围的磁场：
①把小磁针放在螺线管四周不同的位置，通电后发现小磁针的指向如图丙所示，说明通电螺线管周围的磁场跟______磁体的磁场相似，图中_____（选填“左”成“右”）端是螺线管的N极；
②对调电源的正负极重复上述实验，小磁针的指向与之前相反，说明通电螺线管的极性跟______有关，断开开关后，小磁针静止时______极指向南方。
【答案】轻敲；磁化；N；磁场；磁感线；条形；右；电流方向；S。
【解析】（1）[1]轻敲玻璃板的目的是减小摩擦力对铁屑的影响。
[2]铁屑在磁场中会被磁体磁化，成为一个个小磁针，具有了磁性，从而在磁场中有序地排列起来。
[3][4]物理学规定，磁场中某点小磁针N极方向即为该点的磁场方向。
[5]为了形象地描述磁场，人们用一些带箭头的曲线来表示磁场的存在以及磁场的强弱，这样的曲线叫做磁感线，磁感线不是实际存在的。
（2）[6][7]由图丙从铁屑的排列情况可以看出，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；电流左进右出，根据安培定则，右边为N极。
[8][9]对调电源的正负极重复上述实验，电流方向相反，小磁针的指向与之前相反，说明通电螺线管的极性跟电流方向有关；小磁针相当于指南针，静止时S极指地理南方。
3．（2021·湖北十堰市·中考真题）小明在用如图装置“探究什么情况下磁可以生电”的实验中：
（1）实验时，小明通过观察 ______判断电路中是否有感应电流产生；
（2）闭合开关，若保持导体ab不动，要产生感应电流，小明正确的操作是 ______；
（3）利用此实验中的能量转化原理，人们在生产生活中制成了 ______。

【答案】灵敏电流计的指针是否偏转；拉动磁体左右运动；发电机。
【解析】（1）[1]感应电流的有无是通过灵敏电流计的指针是否偏转来体现的，若灵敏电流表的指针发生偏转，就说明产生了感应电流。
（2）[2]如图磁体上端是N极，下端是S极，则磁感线方向是上下方向的，当闭合开关，要使电路中有感应电流，必须让导体在磁场中做切割磁感线运动，如保持ab不运动，则可以拉动磁体左右运动，导体ab此时也可以切割磁感线产生感应电流。
（3）[3]闭合电路中电流表中的电能是由于导体的运动切割磁感线而产生的，可见消耗的是机械能，所以实验过程中是机械能转化成电能，其重要应用是发电机的发明。