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考点19 电与磁 备战中考物理一轮复习知识点+练习（含答案解析）
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专题19电与磁
考试大纲
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。
网络图
知识点梳理
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
【答案】D
【详解】A．地球是个巨大的磁体，它的N极在地理的南极附近，故A错误；
B．有磁性的甲物体吸引乙物体，则乙物体原来可以是磁体，也可以是没有磁性的铁、钴、镍等能被磁化的物质，故B错误；
C．磁体周围存在磁场，磁场是有方向的，磁感线是为了形象的描述磁场画出的一些线，并不是真实存在的，故C错误；
D．将小磁针放在磁场中的某一点，小磁针与磁体相互作用，小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向，故D正确。
故选D。
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
【答案】C
【详解】A．磁体周围的磁感线从磁体的N极出来，回到磁体的S极，构成闭合曲线，由图可知该条形磁体的左端为N极，右端为S极，故A错误；
B．磁感线分布越密的地方，其磁场越强，故a处磁场比b处强，所以a、b、c、d四个点处的磁场强弱不相同，故B错误；
C．小磁针静止时北极所指的方向与该点的磁感线方向一致，所以a处的小磁针静止时南极应指向右侧，故C正确；
D．磁场是一种看不见、摸不着的特殊物质，磁场是客观存在的，故D错误。
故选C。
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
【答案】B
【详解】A．该实验中，当导线中通电后，导线周围的小磁针发生偏转，这是科学家奥斯特的实验，所以首次通过本实验发现电、磁间有联系的科学家是奥斯特，故A错误；
B．小磁针在磁场中会受到力的作用，该实验中小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场，故B正确；
C．小磁针受力方向与磁场方向有关，只改变直导线中的电流方向，则直导线周围磁场方向发生变化，则小磁针的受力方向也发生变化，小磁针偏转方向与图中所示相反，故C错误；
D．直导线周围磁场的强弱与电流大小有关，磁场方向与电流大小无关，所以只改变直导线中的电流大小，直导线周围磁场方向不改变，小磁针偏转方向与图中所示相同，故D错误。
故选B。
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
【答案】B
【详解】A．由图可知，电流从螺线管左端流向右端，根据安培定则，每个线圈的右侧为N极，左侧为S极，由异名磁极相互吸引，通电螺线管上相邻各匝线圈之间相互吸引，所以不会远离，故A错误；
B．通电螺线管右端为N极；因同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，故小磁针甲不转动；小磁针乙的S指向右侧，N极指向左侧，小磁针乙偏转，故B正确；
C．可以充当“芯”的应是磁性材料，如铁棒，通电螺线管中插入铁棒后，铁棒被通电螺线管的磁场磁化，磁化后的铁棒也变成了一个磁体，这样由于两个磁场互相叠加，从而使螺线管的磁性大大增强，故C错误；
D．当断开开关后，螺线管中没有电流，螺线管磁性消失，故D错误。
答案B。
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
【答案】B
【详解】A．闭合开关后，将有电流通过导体ab，而看到导体ab在磁场中左右运动，说明磁场对通电导体有力的作用，故A正确，不符合题意；
B．此过程中消耗了电能，使得导体能够运动，是将电能转化为机械能，故 B错误，符合题意；
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，让导体ab在磁场中做切割磁感线运动，观察灵敏电流表的指针是否偏转，故C正确，不符合题意；
D．该装置是将电能转化为机械能，符合电动机的能量转换，故D正确，不符合题意。
故选B。
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．
【答案】D
【详解】由题意可知，灯丝发光说明有电流通过灯丝，当把蹄形磁铁去靠近灯泡时，发光的灯丝在磁场中受到力的作用，因为通过灯丝的电流是交变电流，电流方向不断发生周期性变化，因此发光的灯丝在磁场中受到的力的方向也会发生周期性变化，因此发光的灯丝来回振动，所以该现象的原理是通电导体在磁场中受到力的作用。
A．该装置是奥斯特实验装置，表明通电导线周围有磁场，故A不符合题意；
B．该装置是研究电磁铁磁性强弱的实验装置，利用的是电流的磁效应，故B 不符合题意；
C．如图是探究电磁感应现象的装置，当导体做切割磁感线运动时会有感应电流产生，故C不符合题意；
D．如图电路，当闭合开关时，导体棒中有电流流过，在磁场中受到力的作用而运动，故D符合题意。
故选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
【答案】D
【详解】A．动圈式扬声器在工作过程中消耗了电能，把电能转化为机械能，故A错误；
B．动圈式扬声器工作时线圈会有地电流，故B错误；
C．当线圈中有电流通过时，扬声器中的永久磁体会对线圈有作用力，故C错误；
D．扬声器的工作原理是磁场对电流有力的作用，故D正确。
故选D。
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
【答案】B
【详解】AB．由图2可知，线圈右侧dc中的电流的方向是向内的，根据磁场方向改变，其受到的磁场力的方向是竖直向上的，ab所受磁场力方向竖直向下，故A不符合题意，B符合题意；
CD．由图3知，线圈左侧a′b′电流的方向是向里的，根据磁场方向不变，其受到的磁场力的方向是竖直向下的，c′d′所受磁场力方向竖直向下，故CD不符合题意。
答案B。
中考真题
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
【答案】D
【详解】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。
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
【答案】D
【详解】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。
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
【答案】B
【详解】甲图是验证磁体两磁极间的相互作用；乙图是奥斯特实验装置图，即验证电流的磁效应；丙图是验证电流磁场的分布情况；丁图是电磁感应原理图。故ACD均不符合题意，B符合题意。
故选B。
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
【答案】D
【详解】由图知，判断通电直导线周围磁场方向用到了右手螺旋定则，即：用右手握住直导线，使大拇指指向电流的方向，则四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向；
A、若电流方向从南向北，如下图（即图中电流从左到右），根据上面的方法可知，通电直导线下面的磁场指向纸的里面，而纸的里面是西，则小磁针的N极指向也指向西面（如图中红色磁针），小磁针的N极原来指向北面（如图中蓝色磁针），所以，小磁针从北往西转动，俯视时，会发现小磁针逆时针转动，故A错误．
B、若电流方向从北向南，即下图中电流从左到右，根据上面的方法可知，通电直导线下面的磁场指向纸的里面，纸的里面是东，小磁针N极指向也指向东面（如图中红色磁针），小磁针的N极原来指向北面（如图中蓝色磁针），所以，小磁针从北往东转动，俯视时，会发现小磁针顺时针转动．故B错误．
C、若电流方向从东向西，即下图中电流从左到右，通电直导线下面的磁场指向纸的里面，纸的里面是南，小磁针N极指向也指向南面如图中红色磁针，小磁针原来指向北面如图中蓝色磁针，所以小磁针会转动到相反的方向，故C错误．
D、若电流方向从西向东，即下图中电流从左到右，通电直导线下面的磁场指向纸的里面，纸的里面是北，小磁针N极指向也指向北面如图蓝色磁针，小磁针原来指向北面（如图蓝色磁针），所以小磁针不转动．故D正确．
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
【答案】C
【详解】AB．蹄形磁体不动，导体在蹄形磁体中上下运动，导体在磁场中没有切割磁感线运动，电路中没有感应电流产生，故AB不符合题意；
C．蹄形磁体不动，导体在蹄形磁体中左右运动，导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中产生感应电流，故C符合题意；
D．导体不动，蹄形磁体向上运动，导体在磁场中没有做切割磁感线运动，电路中没有感应电流产生，故D不符合题意。
故选C。
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
【答案】A
【详解】A．图甲闭合开关后，电流从通电螺线管的右侧流入，根据安培定则，则通电螺线管左端为N极，故右端是S极，故A正确；
B．图乙为奥斯特实验，说明利用电流可以产生磁场，故B错误；
C．图丙中没有电源，只有导体在磁场中做切割磁感线运动时，才会产生感应电流，故C错误；
D．图丁中有电源，闭合开关，通电导体在磁场中运动，该装置可用来研究电动机的工作原理，故D错误。
故选A。
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S1、S2，下列说法正确的是（ ）
A．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
【答案】D
【详解】A．闭合开关S1，电流从电磁铁的右端流入，左端流出，根据安培定则可知电磁铁左端为N极，右端为S极，故A错误；
BCD．闭合开关S1、S2，滑片P向右滑动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变大，电压一定，由可知，电流变小，电磁铁磁性减弱；滑片P向左滑动时，电磁铁磁性增强，由题可知，巨磁电阻的阻值减小，电压一定，由可知，电流变大，由P=UI可知，指示灯的实际功率变大，所以指示灯变亮，故BC错误，D正确。
故选D。
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，RN为压敏电阻，其阻值随压力的变化而变化，R0为定值电阻。闭合开关S1、S2，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R0电流变小
C．水位下降时，R0的电功率变大 D．水位下降时，RN的阻值会变大
【答案】D
【详解】AB．水位上升时，向池中注水，触点接触，当注满水时，触点分离，说明RN电阻逐渐减小，电流变大，磁性变强，将衔铁吸引到下面，故AB错误；
CD．水位下降时，需要注水，触点接触，电磁铁磁性减弱，故RN的阻值会变大，电流变小，根据P=I2R可知，R0的电功率变小，故C错误，D正确。
故选D。
模拟练习
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
【答案】B
【详解】A．弹力产生的条件之一必须满足相互接触，故悬浮在底座上地球仪受到的磁力不属于弹力，故A错误；
BD．因为地球仪在空中静止，处于平衡状态，所以地球仪受力平衡，即重力和磁力是一对平衡力，大小相等，故B正确，D错误；
C．因为地球仪与底座是相互分离的，所以地球仪与底座之间是相互排斥的，即该悬浮地球仪是利用的同名磁极相互排斥的原理制成的，即地球仪内部的磁铁受到电磁铁斥力的作用，故C错误。
故选B。
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
【答案】D
【详解】AB．地磁场的两极与地理的两极并不重合，地磁场的N极在地理的南极附近，地磁场的S极在地理的北极附近，故AB错误；
C．北京地区的地磁场方向由南向北，即小磁针的N极是指向地理的北极附近，故C错误；
D．地磁场的形状与条形磁体的磁场相似，所以其磁感线是由N极出来回到S极，即由地理的南极附近出来经地球外部回到地理北极附近，故D正确。
故选D。
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
【答案】C
【详解】A．磁场中某点的磁场方向是由放在磁场本身决定的，它决定了放在该点的小磁针北极的指向，换句话说小磁针N极只是反映了磁场中该点的磁场方向，并不能决定该点的磁场方向，故A错误；
B．利用铁屑可以看到磁体周围磁场的分布情况，但看不到磁场方向，所以不能判断各点的磁场方向，故B错误；
CD．磁场是客观存在的，而磁感线是人们为了描述磁场建立的物理模型，磁感线客观上是不存在的假象曲线，更不是由磁场中的铁屑被磁化后形成的，故C正确，D错误。
故选C。
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
【答案】A
【详解】小磁针的S极向纸内偏转，则N极向纸外偏转，所以，飞行粒子下方的磁场方向向外，根据安培定则可知电流方向向左；
由于电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反，
所以，这束粒子若带正电，则向左飞行，若带负电（负离子和电子均带负电），则向右飞行，故②③⑤正确，即A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
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
【答案】D
【详解】A．电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性，根据安培定则判断出A端为N极，故A正确，不符合题意；
B．电磁铁向下吸引衔铁时，弹性片弯曲发生形变具有弹性势能，故B正确，不符合题意；
C．声音是由物体的振动产生的，小锤击打铃碗发出声音，是由于铃碗发生了振动，故C正确，不符合题意；
D．小锤击打铃碗时，弹性片和衔铁分离，电路断开，电磁铁没有磁性，故D错误，符合题意。
故选D。
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
【答案】D
【详解】A．当闭合开关、导体ab中有电流通过时，导体ab就会运动起来，这说明磁场对电流有力的作用，不是磁可以生电，故A错误；
B．在该现象中，消耗了电能，并转化为机械能，故B错误；
CD．电动机是利用该原理工作的，而发电机的工作原理是电磁感应现象，故C错误，D正确。
故选D。
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
【答案】D
【详解】A．甲图中，将通电导线放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，说明通电导体周围存在着磁场，故A正确，不符合题意；
B．磁体周围的磁感线是从磁体的N极出发，回到磁体的S极，故B正确，不符合题意；
C．丙图中两电磁铁串联，则通过的电流相同，它们线圈的匝数不同，两个电磁铁吸引小铁钉的数量不同，说明电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关，故C正确，不符合题意；
D．丁图中有电源,通电导体在磁场中受到力的作用而发生运动，将电能转化为机械能，故D错误，符合题意。
故选D。
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＞
【答案】B
【详解】A．物理中，把一个物体相对于另一个物体（参照物）的位置发生变化叫机械运动。甲图中以向下运动的条形磁铁为参照物，线圈向上运动，故A不符合题意；
BC．甲图中，条形磁铁磁铁穿过闭合的金属线圈时，线圈中有电流产生，即发生了电磁感应现象，对应的是发电机的工作原理，这个过程中，机械能转化为电能，甲图中机械能不守恒；而乙图中，因金属线圈有一处断开了，当条形磁铁磁铁穿过金属线圈时，不能产生感应电流，即机械能没有转化成电能，因此机械能守恒，故B符合题意，C不符合题意；
D．原来两图中形磁铁的机械能相同，因乙图中机械能守恒，而甲图中机械能转化为电能，两图中磁铁落地时重力势能为0，故乙图中磁铁落地时的动能较大，根据影响动能大小的因素，瞬间的速度是 ＜，故D不符合题意。
故选B。
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
【答案】ABC
【详解】A．由图甲和图乙知道，磁场方向相同，图甲中导体没有切割磁感线，电流计指针没有偏转，没有产生电流，图乙中导体切割磁感线，电流计指针偏转，产生电流，说明电流的产生与导体AB是否切割磁感线有关，故A符合题意；
B．图乙和图丙中，磁场方向相同，不同的是导体切割磁感线的方向，感应电流的方向不同，可以说明感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关，故B符合题意；
C．图丙和图丁中，导体切割磁感线的方向相同，不同的是磁场的方向，感应电流的方向不同，可以说明感应电流的方向与磁场的方向有关，不能说明磁体周围的磁场方向与电流方向有关，故C符合题意；
D．乙、丁两图中导体切割磁感线的方向不相同，磁场的方向不同，不能说明感应电流的方向与磁场的方向无关，故D不符合题意。
故选ABC。
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
【答案】ABD
【详解】A．闭合开关，导体AB中有电流通过时，开始运动，是因为通电导体AB在磁场中受到力的作用，故A正确；
B．通电导体在磁场中受力的方向与电流方向及磁场方向有关，只改变磁场的方向，通电导体在磁场中受到力的方向会发生改变，故B正确；
C．通电导体在磁场中受力方向与电流方向及磁场方向有关，只改变电流方向，通电导体在磁场中的受力方向会发生改变，故C错误；
D．通电导体在磁场中运动，需要消耗电能，是电能转化为机械能，故D正确。
故选ABD。
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．
【答案】BCD
【详解】根据电源的正、负极在和标出的通电螺线管的电流方向，利用安培定则判断螺线管的磁极，再根据磁极间的相互规律确定小磁针的指向是否正确，如图
由此可知，A正确，不符合题意；BCD错误，符合题意。
故选BCD。
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
【答案】BD
【详解】AB．由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流，将变阻器R的滑片缓慢向左移动时，电源电压不变，变阻器接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，由欧姆定律公式可知，电路中的电流变小，由欧姆定律公式变形式U=IR可知，R0两端的电压变小，因为串联电路中总电压等于各用电器两端电压之和，所以在电源电压一定时，R两端的电压变大，即电流表的示数变小，电压表的示数变大，故A错误，B正确；
CD．由图可知，电流由螺线管的下方流入，则由安培定则可知螺线管上端为N极，下端为S极，因螺线管的上端与磁铁的下端为同名磁极，相互排斥，且电路中的电流减小，所以通电螺线管的磁性减弱，螺线管与磁铁之间的斥力减小，弹簧测力计示数变大，故C错误，D正确。
故选BD。
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”）。
【答案】 扩散 见解析 南
【详解】[1][2]能闻到阵阵花香，是花的芳香分子扩散到空气中，是扩散现象，扩散现象表明分子不停地做无规则运动。
[3] 地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近；地磁场的磁感线从地磁的北极附近出来，回到地磁的南极附近。
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”）。
【答案】 N 伸长
【详解】[1]当开关S闭合后，由图可知电流由螺线管的下方流入，则由安培定则可知螺线管上端为N极，下端为S极，则螺线管与磁铁的S极是相互吸引的。
[2]将滑动变阻器的滑片从a端向b端移动，滑动变阻器接入电阻变小，则由欧姆定律可知电路中电流变大，则螺线管的磁性增强，故对磁铁的作用力则增强，吸引力增强，故磁铁应下移，即弹簧长度应伸长。
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_____。
【答案】 伸长 会 将条形磁铁插入线圈，线圈做切割磁感线运动，产生感应电流
【详解】[1]如图，闭合开关后，根据安培定则判断电磁铁上端是S极，滑动变阻器右移，接入电路中电阻变大，电路中电流变小，电磁铁磁性变弱，磁极间相互排斥的力变弱，弹簧将伸长。
[2][3]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，满足产生感应电流的条件，所以灵敏电流计指针会偏转。
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。
【答案】 发电机 机械
【详解】[1]闭合开关，导体ab和cd组成一个闭合电路，甲图中，闭合电路的一部分导体ab在磁场中进行切割磁感线运动，闭合电路中有了感应电流，这种现象是电磁感应现象，利用电磁感应现象制成了发电机。
[2]电路中有了感应电流之后，感应电流经过导体cd，导体cd成为通电导体在磁场中受力而运动，这是生活中电动机的工作原理，在cd棒运动过程中，是将电能转化成机械能。
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；
实验次数
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
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__________。
【答案】 灵敏电流计的偏转程度 闭合 切割磁感线 运动方向 磁场方向 CD
【详解】（1）[1]闭合开关，当电路中有电流时，灵敏电流计的指针会发生偏转。故实验中是通过观察灵敏电流计的偏转程度来显示电路中是否有电流产生。
（3）[2]分析实验1和4可知，其他条件相同，开关断开时，灵敏电流计的指针不偏转，所以要想产生电流的条件之一是开关必须闭合。
（4）[3]分析实验3和4可知，当导体上下运动，即沿着磁感线方向运动时，灵敏电流计的指针不偏转，即不产生电流。当导体左右运动，即切割磁感线运动时，灵敏电流计的指针偏转，即产生电流。所以产生电流的另一个条件是电路中的部分导体必须做切割磁感线运动。
（5）[4][5]小明想继续探究感应电流的方向与磁场方向的关系，根据控制变量法，他应控制运动方向不变，改变磁场方向，观察灵敏电流计的偏转情况。
（6）[6]AB．由题图可知，导线a在水平方向左右运动。由AB选项的图可知，磁体在水平方向放置，磁感线方向也在水平方向，故导线a不做切割磁感线运动，无法产生感应电流。故AB不符合题意；
CD．由CD选项的图可知，磁体在竖直方向放置，磁感线方向也在竖直方向，当导线a在水平方向左右运动时，会做切割磁感线运动，从而产生感应电流。故CD符合题意。
故选CD。
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R0＝10Ω，左边电源电压为6V恒定不变。当继电器线圈中的电流大于或等于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？
【答案】（1）见解析；（2）25℃；（3）30Ω
【详解】解：（1）随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，当电流达到15mA时，衔铁被吸合，右侧空调电路连通，空调开始工作。当温度下降时，控制电路电阻增大，电流减小，减小到一定值，使空调电路断开，这样就实现了自动控制。
（2）电路启动时的总电阻
此时热敏电阻的阻值
R热=R总-R0=400Ω-10Ω=390Ω
对照表格数据可知，此时的启动温度是25℃。
（3）因为电路启动时的总电阻为400Ω，由表中数据可知，空调启动温度设定为30℃时，热敏电阻的阻值为360Ω，则电路中还应串联的电阻
R′=R热=R总-R热′-R0=400Ω-360Ω-10Ω=30Ω
答：（1）见解析；
（2）该空调的启动温度是25℃；
（3）将空调启动温度设定为30℃时，控制电路中需要再串联30Ω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
【答案】（1）7200J；（2）0.05A；（3）表盘上温度值的刻度不均匀，电流与电阻不成正比
【详解】解：（1）根据电路图可知，电阻工作时，和串联后，再与并联接入电路中，两端的电压为电源电压，消耗的电能全部用来产生热量，所以电阻工作100s产生的热量为
（2）根据题意可知，当箱内温度低于时，A、两触点接触，根据表格中的数据可知，此时的阻值为；该支路的总电阻为
电磁铁吸住滑块的最小电流为
（3）根据欧姆定律可知，电流表的示数为
电源电压不变，的阻值是变化的，电流与总电阻成反比，所以将电流表改成温度表，其刻度是不均匀的。
答：（1）电阻工作产生的热量为7200J；
（2）电磁铁吸住滑块的最小电流为0.05A；
（3）表盘上温度值的刻度不均匀，电流与电阻不成正比。
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”，R0为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。
【答案】（1）1和2；（2）当转向开关与触点4和5刚接通时，电磁铁中有电流通过，左转指示灯发光较暗，接着衔铁被吸下，触点A与B接通，电磁铁和电阻R0被短路，左转指示灯发光较亮，此时由于电磁铁中没有电流通过，衔铁被弹簧拉上去，触点A与B分离，电磁铁中又有电流通过，随后电磁铁又将衔铁吸下，如此循环，左转指示灯会较暗、较亮交替闪烁；（3）4V
【详解】解：（1）汽车正常直行时，左转指示灯和右转指示灯均不亮，电路处于断开状态，所以转向开关应处于1和2的位置。
（2）当转向开关与触点4和5刚接通时，电磁铁中有电流通过，左转指示灯发光较暗，接着衔铁被吸下，触点A与B接通，电磁铁和电阻R0被短路，左转指示灯发光较亮，此时由于电磁铁中没有电流通过，衔铁被弹簧拉上去，触点A与B分离，电磁铁中又有电流通过，随后电磁铁又将衔铁吸下，如此循环，左转指示灯会较暗、较亮交替闪烁。
（3）指示灯的规格均为“6V0.5A”，由可得，指示灯的电阻为
当左转弯时，指示灯发光较暗时，左转指示灯和R0串联，电路中的总电阻为
因为电磁铁线圈阻值不计，电路中电流为
指示灯发光较暗时它两端的电压为
答：（1）开关应处于1和2的位置；
（2）当转向开关与触点4和5刚接通时，电磁铁中有电流通过，左转指示灯发光较暗，接着衔铁被吸下，触点A与B接通，电磁铁和电阻R0被短路，左转指示灯发光较亮，此时由于电磁铁中没有电流通过，衔铁被弹簧拉上去，触点A与B分离，电磁铁中又有电流通过，随后电磁铁又将衔铁吸下，如此循环，左转指示灯会较暗、较亮交替闪烁；
（3）当左转弯时，指示灯发光较暗时它两端的电压为4V。
专题19电与磁
考试大纲
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。
网络图
知识点梳理
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
【答案】D
【详解】A．地球是个巨大的磁体，它的N极在地理的南极附近，故A错误；
B．有磁性的甲物体吸引乙物体，则乙物体原来可以是磁体，也可以是没有磁性的铁、钴、镍等能被磁化的物质，故B错误；
C．磁体周围存在磁场，磁场是有方向的，磁感线是为了形象的描述磁场画出的一些线，并不是真实存在的，故C错误；
D．将小磁针放在磁场中的某一点，小磁针与磁体相互作用，小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向，故D正确。
故选D。
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
【答案】C
【详解】A．磁体周围的磁感线从磁体的N极出来，回到磁体的S极，构成闭合曲线，由图可知该条形磁体的左端为N极，右端为S极，故A错误；
B．磁感线分布越密的地方，其磁场越强，故a处磁场比b处强，所以a、b、c、d四个点处的磁场强弱不相同，故B错误；
C．小磁针静止时北极所指的方向与该点的磁感线方向一致，所以a处的小磁针静止时南极应指向右侧，故C正确；
D．磁场是一种看不见、摸不着的特殊物质，磁场是客观存在的，故D错误。
故选C。
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
【答案】B
【详解】A．该实验中，当导线中通电后，导线周围的小磁针发生偏转，这是科学家奥斯特的实验，所以首次通过本实验发现电、磁间有联系的科学家是奥斯特，故A错误；
B．小磁针在磁场中会受到力的作用，该实验中小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场，故B正确；
C．小磁针受力方向与磁场方向有关，只改变直导线中的电流方向，则直导线周围磁场方向发生变化，则小磁针的受力方向也发生变化，小磁针偏转方向与图中所示相反，故C错误；
D．直导线周围磁场的强弱与电流大小有关，磁场方向与电流大小无关，所以只改变直导线中的电流大小，直导线周围磁场方向不改变，小磁针偏转方向与图中所示相同，故D错误。
故选B。
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
【答案】B
【详解】A．由图可知，电流从螺线管左端流向右端，根据安培定则，每个线圈的右侧为N极，左侧为S极，由异名磁极相互吸引，通电螺线管上相邻各匝线圈之间相互吸引，所以不会远离，故A错误；
B．通电螺线管右端为N极；因同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，故小磁针甲不转动；小磁针乙的S指向右侧，N极指向左侧，小磁针乙偏转，故B正确；
C．可以充当“芯”的应是磁性材料，如铁棒，通电螺线管中插入铁棒后，铁棒被通电螺线管的磁场磁化，磁化后的铁棒也变成了一个磁体，这样由于两个磁场互相叠加，从而使螺线管的磁性大大增强，故C错误；
D．当断开开关后，螺线管中没有电流，螺线管磁性消失，故D错误。
答案B。
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
【答案】B
【详解】A．闭合开关后，将有电流通过导体ab，而看到导体ab在磁场中左右运动，说明磁场对通电导体有力的作用，故A正确，不符合题意；
B．此过程中消耗了电能，使得导体能够运动，是将电能转化为机械能，故 B错误，符合题意；
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，让导体ab在磁场中做切割磁感线运动，观察灵敏电流表的指针是否偏转，故C正确，不符合题意；
D．该装置是将电能转化为机械能，符合电动机的能量转换，故D正确，不符合题意。
故选B。
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．
【答案】D
【详解】由题意可知，灯丝发光说明有电流通过灯丝，当把蹄形磁铁去靠近灯泡时，发光的灯丝在磁场中受到力的作用，因为通过灯丝的电流是交变电流，电流方向不断发生周期性变化，因此发光的灯丝在磁场中受到的力的方向也会发生周期性变化，因此发光的灯丝来回振动，所以该现象的原理是通电导体在磁场中受到力的作用。
A．该装置是奥斯特实验装置，表明通电导线周围有磁场，故A不符合题意；
B．该装置是研究电磁铁磁性强弱的实验装置，利用的是电流的磁效应，故B 不符合题意；
C．如图是探究电磁感应现象的装置，当导体做切割磁感线运动时会有感应电流产生，故C不符合题意；
D．如图电路，当闭合开关时，导体棒中有电流流过，在磁场中受到力的作用而运动，故D符合题意。
故选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
【答案】D
【详解】A．动圈式扬声器在工作过程中消耗了电能，把电能转化为机械能，故A错误；
B．动圈式扬声器工作时线圈会有地电流，故B错误；
C．当线圈中有电流通过时，扬声器中的永久磁体会对线圈有作用力，故C错误；
D．扬声器的工作原理是磁场对电流有力的作用，故D正确。
故选D。
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
【答案】B
【详解】AB．由图2可知，线圈右侧dc中的电流的方向是向内的，根据磁场方向改变，其受到的磁场力的方向是竖直向上的，ab所受磁场力方向竖直向下，故A不符合题意，B符合题意；
CD．由图3知，线圈左侧a′b′电流的方向是向里的，根据磁场方向不变，其受到的磁场力的方向是竖直向下的，c′d′所受磁场力方向竖直向下，故CD不符合题意。
答案B。
中考真题
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
【答案】D
【详解】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。
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
【答案】D
【详解】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。
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
【答案】B
【详解】甲图是验证磁体两磁极间的相互作用；乙图是奥斯特实验装置图，即验证电流的磁效应；丙图是验证电流磁场的分布情况；丁图是电磁感应原理图。故ACD均不符合题意，B符合题意。
故选B。
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
【答案】D
【详解】由图知，判断通电直导线周围磁场方向用到了右手螺旋定则，即：用右手握住直导线，使大拇指指向电流的方向，则四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向；
A、若电流方向从南向北，如下图（即图中电流从左到右），根据上面的方法可知，通电直导线下面的磁场指向纸的里面，而纸的里面是西，则小磁针的N极指向也指向西面（如图中红色磁针），小磁针的N极原来指向北面（如图中蓝色磁针），所以，小磁针从北往西转动，俯视时，会发现小磁针逆时针转动，故A错误．
B、若电流方向从北向南，即下图中电流从左到右，根据上面的方法可知，通电直导线下面的磁场指向纸的里面，纸的里面是东，小磁针N极指向也指向东面（如图中红色磁针），小磁针的N极原来指向北面（如图中蓝色磁针），所以，小磁针从北往东转动，俯视时，会发现小磁针顺时针转动．故B错误．
C、若电流方向从东向西，即下图中电流从左到右，通电直导线下面的磁场指向纸的里面，纸的里面是南，小磁针N极指向也指向南面如图中红色磁针，小磁针原来指向北面如图中蓝色磁针，所以小磁针会转动到相反的方向，故C错误．
D、若电流方向从西向东，即下图中电流从左到右，通电直导线下面的磁场指向纸的里面，纸的里面是北，小磁针N极指向也指向北面如图蓝色磁针，小磁针原来指向北面（如图蓝色磁针），所以小磁针不转动．故D正确．
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
【答案】C
【详解】AB．蹄形磁体不动，导体在蹄形磁体中上下运动，导体在磁场中没有切割磁感线运动，电路中没有感应电流产生，故AB不符合题意；
C．蹄形磁体不动，导体在蹄形磁体中左右运动，导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中产生感应电流，故C符合题意；
D．导体不动，蹄形磁体向上运动，导体在磁场中没有做切割磁感线运动，电路中没有感应电流产生，故D不符合题意。
故选C。
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
【答案】A
【详解】A．图甲闭合开关后，电流从通电螺线管的右侧流入，根据安培定则，则通电螺线管左端为N极，故右端是S极，故A正确；
B．图乙为奥斯特实验，说明利用电流可以产生磁场，故B错误；
C．图丙中没有电源，只有导体在磁场中做切割磁感线运动时，才会产生感应电流，故C错误；
D．图丁中有电源，闭合开关，通电导体在磁场中运动，该装置可用来研究电动机的工作原理，故D错误。
故选A。
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S1、S2，下列说法正确的是（ ）
A．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
【答案】D
【详解】A．闭合开关S1，电流从电磁铁的右端流入，左端流出，根据安培定则可知电磁铁左端为N极，右端为S极，故A错误；
BCD．闭合开关S1、S2，滑片P向右滑动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变大，电压一定，由可知，电流变小，电磁铁磁性减弱；滑片P向左滑动时，电磁铁磁性增强，由题可知，巨磁电阻的阻值减小，电压一定，由可知，电流变大，由P=UI可知，指示灯的实际功率变大，所以指示灯变亮，故BC错误，D正确。
故选D。
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，RN为压敏电阻，其阻值随压力的变化而变化，R0为定值电阻。闭合开关S1、S2，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R0电流变小
C．水位下降时，R0的电功率变大 D．水位下降时，RN的阻值会变大
【答案】D
【详解】AB．水位上升时，向池中注水，触点接触，当注满水时，触点分离，说明RN电阻逐渐减小，电流变大，磁性变强，将衔铁吸引到下面，故AB错误；
CD．水位下降时，需要注水，触点接触，电磁铁磁性减弱，故RN的阻值会变大，电流变小，根据P=I2R可知，R0的电功率变小，故C错误，D正确。
故选D。
模拟练习
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
【答案】B
【详解】A．弹力产生的条件之一必须满足相互接触，故悬浮在底座上地球仪受到的磁力不属于弹力，故A错误；
BD．因为地球仪在空中静止，处于平衡状态，所以地球仪受力平衡，即重力和磁力是一对平衡力，大小相等，故B正确，D错误；
C．因为地球仪与底座是相互分离的，所以地球仪与底座之间是相互排斥的，即该悬浮地球仪是利用的同名磁极相互排斥的原理制成的，即地球仪内部的磁铁受到电磁铁斥力的作用，故C错误。
故选B。
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
【答案】D
【详解】AB．地磁场的两极与地理的两极并不重合，地磁场的N极在地理的南极附近，地磁场的S极在地理的北极附近，故AB错误；
C．北京地区的地磁场方向由南向北，即小磁针的N极是指向地理的北极附近，故C错误；
D．地磁场的形状与条形磁体的磁场相似，所以其磁感线是由N极出来回到S极，即由地理的南极附近出来经地球外部回到地理北极附近，故D正确。
故选D。
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
【答案】C
【详解】A．磁场中某点的磁场方向是由放在磁场本身决定的，它决定了放在该点的小磁针北极的指向，换句话说小磁针N极只是反映了磁场中该点的磁场方向，并不能决定该点的磁场方向，故A错误；
B．利用铁屑可以看到磁体周围磁场的分布情况，但看不到磁场方向，所以不能判断各点的磁场方向，故B错误；
CD．磁场是客观存在的，而磁感线是人们为了描述磁场建立的物理模型，磁感线客观上是不存在的假象曲线，更不是由磁场中的铁屑被磁化后形成的，故C正确，D错误。
故选C。
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
【答案】A
【详解】小磁针的S极向纸内偏转，则N极向纸外偏转，所以，飞行粒子下方的磁场方向向外，根据安培定则可知电流方向向左；
由于电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反，
所以，这束粒子若带正电，则向左飞行，若带负电（负离子和电子均带负电），则向右飞行，故②③⑤正确，即A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
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
【答案】D
【详解】A．电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性，根据安培定则判断出A端为N极，故A正确，不符合题意；
B．电磁铁向下吸引衔铁时，弹性片弯曲发生形变具有弹性势能，故B正确，不符合题意；
C．声音是由物体的振动产生的，小锤击打铃碗发出声音，是由于铃碗发生了振动，故C正确，不符合题意；
D．小锤击打铃碗时，弹性片和衔铁分离，电路断开，电磁铁没有磁性，故D错误，符合题意。
故选D。
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
【答案】D
【详解】A．当闭合开关、导体ab中有电流通过时，导体ab就会运动起来，这说明磁场对电流有力的作用，不是磁可以生电，故A错误；
B．在该现象中，消耗了电能，并转化为机械能，故B错误；
CD．电动机是利用该原理工作的，而发电机的工作原理是电磁感应现象，故C错误，D正确。
故选D。
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
【答案】D
【详解】A．甲图中，将通电导线放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，说明通电导体周围存在着磁场，故A正确，不符合题意；
B．磁体周围的磁感线是从磁体的N极出发，回到磁体的S极，故B正确，不符合题意；
C．丙图中两电磁铁串联，则通过的电流相同，它们线圈的匝数不同，两个电磁铁吸引小铁钉的数量不同，说明电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关，故C正确，不符合题意；
D．丁图中有电源,通电导体在磁场中受到力的作用而发生运动，将电能转化为机械能，故D错误，符合题意。
故选D。
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＞
【答案】B
【详解】A．物理中，把一个物体相对于另一个物体（参照物）的位置发生变化叫机械运动。甲图中以向下运动的条形磁铁为参照物，线圈向上运动，故A不符合题意；
BC．甲图中，条形磁铁磁铁穿过闭合的金属线圈时，线圈中有电流产生，即发生了电磁感应现象，对应的是发电机的工作原理，这个过程中，机械能转化为电能，甲图中机械能不守恒；而乙图中，因金属线圈有一处断开了，当条形磁铁磁铁穿过金属线圈时，不能产生感应电流，即机械能没有转化成电能，因此机械能守恒，故B符合题意，C不符合题意；
D．原来两图中形磁铁的机械能相同，因乙图中机械能守恒，而甲图中机械能转化为电能，两图中磁铁落地时重力势能为0，故乙图中磁铁落地时的动能较大，根据影响动能大小的因素，瞬间的速度是 ＜，故D不符合题意。
故选B。
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
【答案】ABC
【详解】A．由图甲和图乙知道，磁场方向相同，图甲中导体没有切割磁感线，电流计指针没有偏转，没有产生电流，图乙中导体切割磁感线，电流计指针偏转，产生电流，说明电流的产生与导体AB是否切割磁感线有关，故A符合题意；
B．图乙和图丙中，磁场方向相同，不同的是导体切割磁感线的方向，感应电流的方向不同，可以说明感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关，故B符合题意；
C．图丙和图丁中，导体切割磁感线的方向相同，不同的是磁场的方向，感应电流的方向不同，可以说明感应电流的方向与磁场的方向有关，不能说明磁体周围的磁场方向与电流方向有关，故C符合题意；
D．乙、丁两图中导体切割磁感线的方向不相同，磁场的方向不同，不能说明感应电流的方向与磁场的方向无关，故D不符合题意。
故选ABC。
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
【答案】ABD
【详解】A．闭合开关，导体AB中有电流通过时，开始运动，是因为通电导体AB在磁场中受到力的作用，故A正确；
B．通电导体在磁场中受力的方向与电流方向及磁场方向有关，只改变磁场的方向，通电导体在磁场中受到力的方向会发生改变，故B正确；
C．通电导体在磁场中受力方向与电流方向及磁场方向有关，只改变电流方向，通电导体在磁场中的受力方向会发生改变，故C错误；
D．通电导体在磁场中运动，需要消耗电能，是电能转化为机械能，故D正确。
故选ABD。
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．
【答案】BCD
【详解】根据电源的正、负极在和标出的通电螺线管的电流方向，利用安培定则判断螺线管的磁极，再根据磁极间的相互规律确定小磁针的指向是否正确，如图
由此可知，A正确，不符合题意；BCD错误，符合题意。
故选BCD。
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
【答案】BD
【详解】AB．由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流，将变阻器R的滑片缓慢向左移动时，电源电压不变，变阻器接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，由欧姆定律公式可知，电路中的电流变小，由欧姆定律公式变形式U=IR可知，R0两端的电压变小，因为串联电路中总电压等于各用电器两端电压之和，所以在电源电压一定时，R两端的电压变大，即电流表的示数变小，电压表的示数变大，故A错误，B正确；
CD．由图可知，电流由螺线管的下方流入，则由安培定则可知螺线管上端为N极，下端为S极，因螺线管的上端与磁铁的下端为同名磁极，相互排斥，且电路中的电流减小，所以通电螺线管的磁性减弱，螺线管与磁铁之间的斥力减小，弹簧测力计示数变大，故C错误，D正确。
故选BD。
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”）。
【答案】 扩散 见解析 南
【详解】[1][2]能闻到阵阵花香，是花的芳香分子扩散到空气中，是扩散现象，扩散现象表明分子不停地做无规则运动。
[3] 地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近；地磁场的磁感线从地磁的北极附近出来，回到地磁的南极附近。
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”）。
【答案】 N 伸长
【详解】[1]当开关S闭合后，由图可知电流由螺线管的下方流入，则由安培定则可知螺线管上端为N极，下端为S极，则螺线管与磁铁的S极是相互吸引的。
[2]将滑动变阻器的滑片从a端向b端移动，滑动变阻器接入电阻变小，则由欧姆定律可知电路中电流变大，则螺线管的磁性增强，故对磁铁的作用力则增强，吸引力增强，故磁铁应下移，即弹簧长度应伸长。
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_____。
【答案】 伸长 会 将条形磁铁插入线圈，线圈做切割磁感线运动，产生感应电流
【详解】[1]如图，闭合开关后，根据安培定则判断电磁铁上端是S极，滑动变阻器右移，接入电路中电阻变大，电路中电流变小，电磁铁磁性变弱，磁极间相互排斥的力变弱，弹簧将伸长。
[2][3]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，满足产生感应电流的条件，所以灵敏电流计指针会偏转。
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。
【答案】 发电机 机械
【详解】[1]闭合开关，导体ab和cd组成一个闭合电路，甲图中，闭合电路的一部分导体ab在磁场中进行切割磁感线运动，闭合电路中有了感应电流，这种现象是电磁感应现象，利用电磁感应现象制成了发电机。
[2]电路中有了感应电流之后，感应电流经过导体cd，导体cd成为通电导体在磁场中受力而运动，这是生活中电动机的工作原理，在cd棒运动过程中，是将电能转化成机械能。
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；
实验次数
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
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__________。
【答案】 灵敏电流计的偏转程度 闭合 切割磁感线 运动方向 磁场方向 CD
【详解】（1）[1]闭合开关，当电路中有电流时，灵敏电流计的指针会发生偏转。故实验中是通过观察灵敏电流计的偏转程度来显示电路中是否有电流产生。
（3）[2]分析实验1和4可知，其他条件相同，开关断开时，灵敏电流计的指针不偏转，所以要想产生电流的条件之一是开关必须闭合。
（4）[3]分析实验3和4可知，当导体上下运动，即沿着磁感线方向运动时，灵敏电流计的指针不偏转，即不产生电流。当导体左右运动，即切割磁感线运动时，灵敏电流计的指针偏转，即产生电流。所以产生电流的另一个条件是电路中的部分导体必须做切割磁感线运动。
（5）[4][5]小明想继续探究感应电流的方向与磁场方向的关系，根据控制变量法，他应控制运动方向不变，改变磁场方向，观察灵敏电流计的偏转情况。
（6）[6]AB．由题图可知，导线a在水平方向左右运动。由AB选项的图可知，磁体在水平方向放置，磁感线方向也在水平方向，故导线a不做切割磁感线运动，无法产生感应电流。故AB不符合题意；
CD．由CD选项的图可知，磁体在竖直方向放置，磁感线方向也在竖直方向，当导线a在水平方向左右运动时，会做切割磁感线运动，从而产生感应电流。故CD符合题意。
故选CD。
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R0＝10Ω，左边电源电压为6V恒定不变。当继电器线圈中的电流大于或等于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？
【答案】（1）见解析；（2）25℃；（3）30Ω
【详解】解：（1）随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，当电流达到15mA时，衔铁被吸合，右侧空调电路连通，空调开始工作。当温度下降时，控制电路电阻增大，电流减小，减小到一定值，使空调电路断开，这样就实现了自动控制。
（2）电路启动时的总电阻
此时热敏电阻的阻值
R热=R总-R0=400Ω-10Ω=390Ω
对照表格数据可知，此时的启动温度是25℃。
（3）因为电路启动时的总电阻为400Ω，由表中数据可知，空调启动温度设定为30℃时，热敏电阻的阻值为360Ω，则电路中还应串联的电阻
R′=R热=R总-R热′-R0=400Ω-360Ω-10Ω=30Ω
答：（1）见解析；
（2）该空调的启动温度是25℃；
（3）将空调启动温度设定为30℃时，控制电路中需要再串联30Ω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
【答案】（1）7200J；（2）0.05A；（3）表盘上温度值的刻度不均匀，电流与电阻不成正比
【详解】解：（1）根据电路图可知，电阻工作时，和串联后，再与并联接入电路中，两端的电压为电源电压，消耗的电能全部用来产生热量，所以电阻工作100s产生的热量为
（2）根据题意可知，当箱内温度低于时，A、两触点接触，根据表格中的数据可知，此时的阻值为；该支路的总电阻为
电磁铁吸住滑块的最小电流为
（3）根据欧姆定律可知，电流表的示数为
电源电压不变，的阻值是变化的，电流与总电阻成反比，所以将电流表改成温度表，其刻度是不均匀的。
答：（1）电阻工作产生的热量为7200J；
（2）电磁铁吸住滑块的最小电流为0.05A；
（3）表盘上温度值的刻度不均匀，电流与电阻不成正比。
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”，R0为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。
【答案】（1）1和2；（2）当转向开关与触点4和5刚接通时，电磁铁中有电流通过，左转指示灯发光较暗，接着衔铁被吸下，触点A与B接通，电磁铁和电阻R0被短路，左转指示灯发光较亮，此时由于电磁铁中没有电流通过，衔铁被弹簧拉上去，触点A与B分离，电磁铁中又有电流通过，随后电磁铁又将衔铁吸下，如此循环，左转指示灯会较暗、较亮交替闪烁；（3）4V
【详解】解：（1）汽车正常直行时，左转指示灯和右转指示灯均不亮，电路处于断开状态，所以转向开关应处于1和2的位置。
（2）当转向开关与触点4和5刚接通时，电磁铁中有电流通过，左转指示灯发光较暗，接着衔铁被吸下，触点A与B接通，电磁铁和电阻R0被短路，左转指示灯发光较亮，此时由于电磁铁中没有电流通过，衔铁被弹簧拉上去，触点A与B分离，电磁铁中又有电流通过，随后电磁铁又将衔铁吸下，如此循环，左转指示灯会较暗、较亮交替闪烁。
（3）指示灯的规格均为“6V0.5A”，由可得，指示灯的电阻为
当左转弯时，指示灯发光较暗时，左转指示灯和R0串联，电路中的总电阻为
因为电磁铁线圈阻值不计，电路中电流为
指示灯发光较暗时它两端的电压为
答：（1）开关应处于1和2的位置；
（2）当转向开关与触点4和5刚接通时，电磁铁中有电流通过，左转指示灯发光较暗，接着衔铁被吸下，触点A与B接通，电磁铁和电阻R0被短路，左转指示灯发光较亮，此时由于电磁铁中没有电流通过，衔铁被弹簧拉上去，触点A与B分离，电磁铁中又有电流通过，随后电磁铁又将衔铁吸下，如此循环，左转指示灯会较暗、较亮交替闪烁；
（3）当左转弯时，指示灯发光较暗时它两端的电压为4V。
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