人教版九年级物理第二十章 电与磁—（人教版）（原卷版）

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第二十章 电和磁





考点精讲
考点1：磁现象、磁场
一、磁现象
1．磁性：能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性。
2．磁体：具有磁性的物体。
3．磁极：磁体上磁性最强的两个部位叫磁极。（每个磁体都有两个磁极）

4. 能够自由转动的磁体，静止时指南的那个磁极叫南极或S极，指北的那个磁极叫北极或N极。
5．磁体间相互作用的规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
6．一些物体在某些条件下可以获得磁性，这种现象叫做磁化。
二、磁场
1．定义：磁体周围存在一种看不见、摸不着的物质，称为磁场。
2．方向：物理学中把磁场对小磁针作用力的方向，即小磁针静止时北极所指的方向规定为该点的磁场方向。
3．磁感线：我们把小磁针在磁场中排列情况，用一根带箭头的曲线画出来，形象地描述磁场，这样的曲线叫做磁感线。如图

（1）磁感线上任意一点的方向，与该点的磁场方向相同。　
（2）磁感线是描述磁场的方法，并不存在。
（3）磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极。
三、地磁场
1．地球周围存在的磁场叫做地磁场。
2．研究表明地磁场的形状与条形磁体的磁场很相似。
3．地磁场特点：
（1）地磁N极在地理的南极附近；地磁S极在地理的北极附近。

（2）地理两极与地磁两极相反，且并不完全重合。这一现象最早由我国宋代学者沈括在《梦溪笔谈》中记述。沈括的这一发现比西方早了四百多年。
典例分析
【例1】如图所示，是条形磁体的磁场分布图，下列说法正确的是（　　）

A．该条形磁铁的左端为N极，右端为S极
B．a处的磁场强弱与b处的磁场强弱相同
C．置于a点的小磁针，静止时南极指向左侧
D．磁感线是为了研究方便而引入的一种模型
【解答】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，由图该条形磁体的右端为N极，左端为S极，所以A说法错误；
B、磁感线分布越密的地方，其磁场越强，故a处磁场比b处弱，所以B说法错误。
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，所以C说法错误；
D、磁感线不是真实存在的，而是为了研究方便而引入的一种模型，所以D说法正确。
故选：D。
【例2】司南（早期的指南针）是我国古代四大发明之一，东汉学者王充在《论衡》中记载：司南之杓（sháo），投之于地，其柢指南。说的是把天然磁石磨成勺子的形状，放在水平光滑的“地盘”上，静止时它的长柄（柢）指向南方，如图所示。关于这一现象，下列说法中正确的是（　　）
A．司南只有一个磁极
B．司南的长柄端指向地磁场的南极
C．地磁场的北极在地理的北极附近
D．司南的长柄端指南是由于受到地磁场的作用
【解答】解：
A、任何磁体都有两个磁极，司南也有两个磁极，故A错误；
B、静止时司南的长柄指向南方（指向地磁北极），故B错误；
C、地磁的南极在地理的北极附近，而地磁的北极在地理的南极附近，故C错误
D、地球是一个大磁体，其周围存在地磁场，司南的长柄端指南是由于受到地磁场的作用，故D正确。
故选：D。
【例3】下列四个选项中，涂黑的一端表示小磁针的N极，将小磁针放在磁体周围，小磁针静止不动时N极指向正确的是（　　）

A．A、 B．B、 C．C、 D．D、
【解答】解：A、条形磁铁的S极与小磁针S极相对，违反了同名磁极相互排斥的规律，故A错误；
B、小磁针所处位置磁场方向是向下的，小磁针应与磁感线方向应平行，而不应垂直，故B错误；
C、小磁针所处位置磁场方向是水平向右的，而小磁针N极水平指向右方，故C正确；
D、小磁针所处位置磁场方向是水平向右的，小磁针N极水平指向右方，故D错误。
故选：C。

（1）同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引.
（2）磁体周围存在一种物质，能传递磁极间的相互作用，叫做磁场.磁场对放入它里面的磁体会产生力的作用.
（3）磁感线并不是真实存在的，而是为了研究磁场方便而引入的。在磁体外部，磁感线总是从磁体的北极出来，回到南极。磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线的切线方向表示磁场方向.
（4）磁场方向：在磁场中的小磁针静止时 N极所指的方向

1．我国北宋学者沈括在《梦溪笔谈》中，将指南针分为“水针”和“旱针”两类。在图所示装置中，条形磁铁左方的水盆中悬浮的“水针”和正上方悬挂的“旱针”在静止时其N极分别指向（　　）

A．左，左 B．左，右 C．右，左 D．右，右
【解答】解：根据异名磁极相互吸引可知，条形磁铁的左端为S极，所以“水针”的右端为N极，“旱针”的左端为N极。
故选：C。
2．在探究蹄形磁体周围磁场的实验中，老师将玻璃板平放在磁体上，并均匀地撒上一层铁屑，轻敲玻璃板，铁屑就会有序地排列起来，如图，对实验中有关现象的分析不正确的是（　　）
A．撒铁屑的目的是将原来不存在的磁场显示出来
B．铁屑在磁场中被磁化成一个个小磁体
C．轻敲玻璃板，铁屑由于具有惯性会与玻璃板分离
D．轻敲玻璃板，铁屑与玻璃板分离后，不受摩擦力，铁屑在磁力作用下排列有序
【解答】解：A、磁体周围始终存在磁场，借助细铁屑可以显示磁体周围的磁场分布特点，但不是将原来不存在的磁场显示出来。故A错误；
B、铁屑原来没有磁性，但在磁场的作用下能够获得磁性，说明被磁化了。故B正确；
C、铁屑质量较小，惯性小，运动状态容易改变。所以轻敲玻璃板，铁屑由于具有惯性会与玻璃板分离。故C正确；
D、铁屑受到磁场的作用，轻敲玻璃板，铁屑与玻璃板分离后，不受摩擦力，铁屑逐渐有序排列。故D正确。
故选：A。
3．如图所示的两条曲线是两条磁感线，若将一枚小磁针放在A处，小磁针的S极将指向图中所示的（　　）

A．a方向 B．b方向 C．c方向 D．d方向
【解答】解：磁感线的方向表示的就是磁场的方向，所以把一枚小磁针放在A点，小磁针静止北极所指的方向与磁场方向、磁感线方向相同，故N极斜向上，S极斜向下。
故选：B。
4．如图所示，a处的磁场比b处的磁场　 　（强/弱），静止在a处的小磁针的北极指向　 　（左/右）。若将此磁体在空中悬吊起来，静止时图示的右端指向地磁场的　 　（南/北）极。

【解答】解：磁感线越密集，该处磁场越强，越稀疏，故图中a处的磁场比b处的磁场弱；磁体外部的磁感线是从N极出发，回到S极的，所以磁体的右侧是N极，左侧是S极，故a点所放小磁针静止时北极指向左；地磁场的北极在地理南极附近，地磁场南极在地理北极附近，如果将此磁体在教室中悬吊起来，静止时图示的右端指向北方，即地磁场的南极。
故答案为：弱；左； 南。
5．机械手表一般不应放在磁体周围，这是因为这样放置，手表会被　 　，走时不准。
【解答】解：手表是由钢性材料制成的，如果将手表放在磁体周围，则钢性材料会被磁化，磁化后磁性不易消失，从而影响指针的转动而走时不准。
故答案为：磁化。
6．如图所示，小磁针在条形磁体作用下处于静止状态，请标出小磁针的N极和A点处的磁场方向（用箭头表示）。

【解答】解：条形磁体的左端为N极，右端为S极，则小磁针的左端为S极，右端为N极，在磁体外部磁感线从N极流向S极，故A点的磁场方向向左。如图所示：

7．请在如图中画出磁感线的方向，并标明磁体的N极和S极（小磁针涂黑的一端表示N极）。

【解答】解：磁体周围的磁感线从N极出发回到S极，小磁针自由静止时，北极所指的方向就是该点的磁场方向。如图所示：

考点2：电生磁
一、电流的磁效应
1．电流的周围存在磁场，电流的磁场方向跟电流方向有关。

2．通电导线周围存在与电流方向有关的磁场，这种现象叫做电流的磁效应。
3．1820年，丹麦物理学家奥斯特在课堂上做实验时发现了电和磁之间的联系。
二、通电螺线管的磁场
1．将导线绕在圆筒上，做成螺线管（也叫线圈）。通电后各圈导线磁场产生叠加，磁场增强。
2．探究通电螺线管外部的磁场分布

结论：通电螺线管的外部磁场与条形磁体的磁场相似。
3．通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间的关系。

结论：通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样。通电螺线管两端的极性与其中的电流方向有关。
三、安培定则
内容：用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则拇指所指的那端就是螺线管的N极。


【例1】如图所示，为某同学探究通电螺线管磁性强弱的实验图．下列说法中正确的是（　　）
​
A. 通电螺线管上端为S极                                          B. 闭合开关，弹簧测力计示数变大
C. 电流表示数变大时，弹簧测力计示数变小           D. 调换磁铁的N、S极，弹簧测力计示数不变
【解答】解：A、当开关闭合时，通电螺线管中电流从下方流入，上方流出，根据安培定则可知，通电螺线管的上端为N极，下端为S极，故A错误；
B、由以上分析可知，通电螺线管上方为N极，而悬挂磁铁的下端为N极，根据磁极间的作用规律可知，两磁极相互排斥，故弹簧测力计示数变小，故B错；
C、当电流表示数变大时，电路中的电流变大，则通电螺线管磁性增强，两磁极间的排斥力变大，弹簧测力计示数变小，故C正确；
D、调换磁铁的N、S极，由于同名磁极相互吸引，则弹簧测力计示数变大，故D错误．
故选：C．
【例2】根据图中小磁针的指向，下列关于电磁铁极性和电源正负极的判断正确的是（   ）
A. a 端是N极，c 端是负极                                      B. a 端是N极，c 端是正极
C. a 端是S极，c 端是负极                                       D. a 端是S极，c 端是正极
【解答】解：根据磁极间的作用可以判断通电螺线管的左端（a端）是N极，根据安培定则，可以判断电流从螺线管的左端进入，从右端流出，所以电源的左端（c端）是正极，右端（d端）是负极．如图．

故选B．

安培定则中共涉及三个方向：①电流方向；②线圈绕向；③磁场方向；关于这方面的考查，一般是直接或间接告诉其中的两个，利用安培定则来确定第三个方向.

1．（2021·四川泸州市·中考真题）如图所示是探究电磁铁磁性特点的电路图，闭合开关后，其电磁铁的A端是______极，当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时，电流表的示数______（选填“变大”“变小”或“不变”），电磁铁的磁性______（选填“变强”“变弱”或“不变”）。

【答案】S 变小 变小
【详解】
[1]根据安培定则可知，四指的方向为电流的方向，大拇指的方向即为N极的方向，故B为N极，A为S极。
[2]当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时，滑动变阻器接入的电阻变大，总电阻变大，电源电压不变，故电流表的示数变小。
[3]电流变小，通电螺线管的磁性变弱。
2．（2021·安徽中考真题）小林将导线绕在一根铁钉上，制成电磁铁，与电池接通后，如图所示，铁钉的尖端为______ （选填“N” 或“S”）极。

【答案】N
【详解】
由图可知，电流从电磁铁的右端流入，左端流出，由安培定则可知电磁铁的右端是N极，左端是S极，铁钉的尖端为N极。
3．下图中用右手螺旋定则判断通电螺线管极性正确的是（   ）
A.           B.           C.           D. 
【解答】解：A、从图可知，用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的螺旋管的右端为N极，左端为S极，故A正确； B、从图可知，用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的螺旋管的左端为N极，右端为S极，故B错误；
C、从图可知，用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的螺旋管的左端为N极，右端为S极，故C错误；
D、从图可知，用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的螺旋管的左端为S极，右端为N极，故D错误；
故选A．
4．图中通电螺线管的极性标注正确的是（   ）
A.             B.          C.            D. 
【解答】由右手螺旋定则可知，C正确。
5．（2021·江苏连云港市·中考真题）如图乙所示，请标出通电螺线管的N、S极并用箭头画出图中磁感线的方向。

【答案】
【详解】
（2）根据电源的正负极可以确定电流从螺线管的右端进左端出，结合安培定则即可确定螺线管的左端为S极右端为N极，在磁体的周围，磁感线从磁体的N极出发回到S极，如下图所示

考点3：电磁铁 电磁继电器
一、电磁铁
1．插入铁芯的通电螺线管称为电磁铁。
2．有电流通过时有磁性，没有电流时失去磁性。
二、电磁铁的磁性
1．电磁铁磁性大小跟哪些因素有关呢？
（1）匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越强。
（2）电流一定时，外形相同的螺线管匝数越多，电磁铁的磁性越强。
三、电磁继电器
1．电磁继电器：电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
2．电磁继电器的构造

3．电磁继电器的工作原理


【例1】（2021·浙江湖州市）如图是动圈式话筒的部分结构。声波使振膜左右振动，连接在振膜上的线圈也随之一起振动，切割永磁体的磁感线产生电流，此过程中（　　）

A．利用了电磁感应原理 B．利用了通电导体在磁场中受力的原理
C．利用了电流的磁效应 D．产生了直流电
【答案】A
【详解】
A．线圈振动，切割永磁体的磁感线产生电流，属于电磁感应现象，故A符合题意；
B．通电导体在磁场中受力是电动机的原理，故B不符合题意；
C．这里是没有利用电流的磁效应，故C不符合题意；
D．振膜上的线圈左右振动，电流方向改变，不是直流电，故D不符合题意。
故选A。
【例2】（2021·浙江宁波市）夏天的紫外线较强，人们在户外活动时间过长，会造成皮肤灼伤，甚至诱发皮肤癌。小宁利用紫外光敏电阻对紫外线较灵敏的性质，设计了如图所示电路。当户外紫外线增强到设定值时，S2闭合，电动机转动，遮阳棚上防紫外线的遮阳布展开。

（1）调试时发现，当户外紫外线增强到设定值时，S2仍未闭合。为了达到设计要求，需要把滑动变阻器R1的滑片P向______（填“左”或“右”）移动；
（2）从安全用电的角度分析，进户线a应该是______线。
【答案】右 火线
【详解】
（1）[1]由图可知，开关S2与电磁铁衔铁为一体，紫外线增强到设定值时，S2仍未闭合，说明电磁铁的磁性不够强，不能将衔铁吸下。为了达到设计要求，则应增大电磁铁对衔铁的吸引力，在电磁铁线圈匝数一定时，应增大电磁铁电路中的电流，故需要把滑动变阻器R1的阻值减小，滑片P应向右移动。
（2）[2]为了安全用电，控制电动机的开关S2应接在火线上，由图可知，开关S2接在进户线a上，说明a为火线。
【例3】如图所示，A、B两个相同的铁钉上绕有不同匝数的线圈，把它们接入电路中。

（1）闭合开关，铁钉下端都吸引了大头针，这是因为线圈通电时，铁钉具有磁性。由安培定则可知：A的上端为它的______（填“N”或“S”）极；
（2）B铁钉能吸引更多的大头针，这是因为绕在它上面的线圈匝数较多，而线圈中的电流______（填“大于”或“等于”或“小于”）绕在A铁钉上的线圈中的电流；
（3）不改变线圈匝数，要想铁钉能吸引更多的大头针，可以将滑片P向______ （填“左”或“右”）移。
【答案】 (1). N (2). 等于 (3). 左
【解析】
【详解】(1)[1]闭合开关，铁钉下端都吸引了大头针，这是因为线圈通电时，铁钉具有磁性；由安培定则：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；可知A的上端为它的N极。
(2)[2]B铁钉能吸引更多的大头针，这是因为绕在它上面的线圈匝数较多，线圈与绕在A铁钉上的线圈串联，故线圈中的电流等于绕在A铁钉上的线圈中的电流。
(3)[3]不改变线圈匝数，要想铁钉能吸引更多的大头针，可以将滑片P向左移，增大电路电流。

（1）电磁铁的磁性有无由通断电控制;电磁铁的磁性强弱跟电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯有关.
（2）电磁继电器及电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关的探究实验
① 探究电磁铁磁性强弱的影响因素时采用转换法和控制变量法.
转换法:电磁铁的磁性强弱通过电磁铁所吸引的小磁针的数目来比较.
控制变量法:探究电磁铁的磁性强弱与电流的关系时,要保证线圈匝数相同;探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系时,要保证电流相同.
② 实验结论:
a.线圈匝数相同时,电流越大,电磁铁的磁性越强;b.电流相同时,线圈匝数越多,电磁铁的磁性越强.

1．大多数新冠肺炎患者会出现发热症状，已知热敏电阻的阻值随人体辐射的红外线而改变，人体温度越高热敏电阻的阻值越小。某同学据此设计了一个红外线体温安检电路。要求无人或体温低于37.3℃的人经过时仅绿灯亮，高于37.3℃的人经过时，红灯亮且电铃响起。下列设计符合要求的是（　　）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】无人或体温低于37.3℃的人经过时仅绿灯亮，高于37.3℃的人经过时，电阻的阻值越小，则电路中的电流越大，红灯亮且电铃响起，说明红灯与电铃要串联，且它们要与绿灯并联。
A．A图红灯装在干路，不论啥情况红灯均亮，A不符合题意；
B．B图绿灯与电铃串联，绿灯发光时电铃响，B不符合题意；
C．C图红灯与电铃串联，且它们与绿灯并联，故C符合题意；
D．D图在任何情况下红灯均发光，D不符合题意。
故选C。
2．巨磁电阻（GMR）效应指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象，如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图，当闭合S1、S2且将滑片P向右滑动时，下列说法正确的是（　　）
GMR
指示灯
S1


S2
P
电磁铁
V
L

A．指示灯变暗，电压表示数变大 B．指示灯变暗，电压表示数变小
C．指示灯变亮，电压表示数变大 D．指示灯变亮，电压表示数变小
【答案】A
【解析】由左图可知，电磁铁与滑动变阻器串联，当闭合S1、S2且将滑片P向右滑动时，变阻器接入电路中的电阻变大，电路的总电阻变大，由I=可知，左侧电路中的电流变小，通过电磁铁的电流变小，电磁铁的磁性变弱，因巨磁电阻的电阻在磁场中急剧减小，所以，巨磁电阻（GMR）的阻值变大，右图中指示灯和巨磁电阻串联的总电阻变大，电路中的电流变小，灯泡两端的电压变小，因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以，由P＝UI可知，灯泡的实际功率变小，灯泡变暗，故CD错误；因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，巨磁电阻两端的电压变大，即电压表的示数变大，故A正确、B错误。
3. 如图是小敏设计的汽车尾气中CO排放量的检测电路。当CO浓度高于某一设定值时，电铃发声报警。图中气敏电阻R阻值随CO浓度的增大而减小。下列说法正确的是（　　）

A. 电铃应接在A和C之间
B. 当CO浓度升高，电磁铁磁性减弱
C. 用久后，电源电压U1会减小，报警时CO最小浓度比设定值高
D. 为使该检测电路在CO浓度更低时报警，可将R2控制电路的滑片向下移
【答案】 C
【解析】（1）当CO浓度增大，电阻减小，电流增大时，电磁铁才会吸引衔铁，这时电铃工作报警，根据触点位置确定电铃的位置；
（2）电磁铁的磁性随线圈电流的增大而增大，减小而减小；
（3）电磁铁吸引衔铁需要的磁力是不变的，即线圈中需要达到的电流大小不变，根据欧姆定律判断电源电压减小后电阻的变化，进而判断出气敏电阻的阻值变化，最终判断出CO浓度设定值的变化；
（4）据上可知，报警时控制电路中电流保持不变，即总电阻不变；根据气敏电阻的阻值变化判断变阻器的阻值变化，进而确定滑片的移动方向。
A、当CO浓度增大，电阻减小，电流增大时，电磁铁才会吸引衔铁，这时衔铁与下面的触点接通，只有电铃在BD部分才能报警，故A错误；
B、当CO浓度增大，电阻减小，电流增大时，电磁铁的磁性会增强，故B错误；
C、电磁铁吸引衔铁需要的磁力是不变的，即线圈中需要达到的电流大小不变；当电源电压减小时，控制电路部分电流变小，此时电磁铁磁力较小不能将衔铁吸下来报警；只有CO的浓度继续增大，气敏电阻的阻值继续减小，电路电流增大才能再次报警，因此报警时CO的最小浓度设定值偏高，故C正确；
D、报警时控制电路中电流保持不变，即总电阻不变；当CO的浓度降低时，气敏电阻的阻值变大，为了正常报警，变阻器的阻值必须变小，即滑片向上移动，故D错误。
4. 虽然纯净的水是不导电的，但一般的水都能导电。根据水的导电性可以设计一种水位自动报警器，其原理如图所示｡图中的螺线管中插入了一根软铁棒，通电后磁性会更_____(选填“强”或“弱”)；当水位到达金属块A时，_____(选填“红”或“绿”)灯亮。

【答案】 (1). 强 (2). 红
【解析】
【详解】[1]螺线管中插入了一根软铁棒，通电后磁性会更强，原因是因为铁芯被通电螺线管的磁场磁化，磁化后的铁芯也变成了一个磁体，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。
[2]当水位到达金属块A时，电磁铁所在电路被接通，电磁铁向下吸引衔铁，从而接通红灯所在电路，此时红灯亮，而绿灯不亮。
5. 电磁铁通电后，小磁针N极转至图所示位置，此时铁块在水平桌面上静止并受到电磁铁吸引。
(1)电磁铁甲端应为N极还是S极?

【答案】(1) N极；
【解析】
【详解】(1) 由图可知，小磁针的N极转至左边，根据异名磁极相互吸引，则电磁铁的右端是S极，左端是N极，即甲端为N极。
6．在探究电磁铁的实验中，用相同的漆包线和铁钉绕制成电磁铁A和B。闭合开关，移动滑片后，铁钉A和B都能吸住一些大头针，如图所示。经实验发现，磁铁磁化大头针时，仍满足异名磁极相吸引的关系，并且B下方大头针下端为N极。请在图中标出A下方大头针下端的磁极名，并在电源的两端注明+ -极。

【答案】
【解析】
【详解】电流从电源正极出发，根据右手定则，即可判断A下方大头针下端的磁极名和电源的两端+ -极，如图所示。

考点4：电动机
一、磁场对通电导线的作用：演示实验

1．通电导线在磁场中要受到力的作用。
2．通电直导线在磁场中受到力的方向与电流的方向、磁场的方向有关。




二、电动机
1．电动机由两部分组成：
　能够转动的线圈，也叫转子。
　固定不动的磁体，也叫定子。
2．换向器
　通过换向器可以使线圈中电流每半周改变一次。
3．电动机的工作原理


【例1】（2021·安徽中考真题）图示为直流电动机的工作原理图。线圈abcd处于向右的磁场中，两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘；A和B是电刷，它们分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。在图示位置，电流沿dcba流过线圈，dc边受到磁场的作用力向下，则（　　）
A．线圈在图示位置时，ab边受到磁场的作用力向下
B．线圈由图示位置转过180o时，电流沿dcda流过线圈
C．线圈由图示位置转过180°时，dc边受到磁场的作用力向下
D．线圈由图示位置转过180°时，ab边受到磁场的作用力向下
【答案】D
【详解】
通电导体在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向有关，其中之一发生改变，则受力方向发生改变。
A．根据题意知道，此时dc边受到磁场的作用力向下，由于ab边中电流方向与dc中电流方向相反，而磁场方向相同，所以ab边受到磁场的作用力与dc边受到磁场的作用力相反，即ab边受到磁场的作用力向上，故A错误；
B．由图知道，线圈由图示位置转过180o时，电流沿abcd流过线圈，故B错误；
C．线圈由图示位置转过180°时，dc边中电流的方向反向，则受力方向改变，即dc边受到磁场的作用力向上，故C错误；
D．线圈由图示位置转过180°时，ab边中电流的方向反向，则受力方向改变，即ab边受到磁场的作用力向下，故D正确。
故选D。
【例2】下列四个实验，工作原理能和左边电动剃须刀工作原理相同的是（ ）

A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】电动剃须刀主要部分是电动机，其工作原理是通电线圈在磁场中受力的作用。
A．图中是电磁感应现象，故A错误；
B．图中发电机的工作原理，故B错误；
C．图中通电导体在磁场中受力的作用，故C正确；
D．图中通电导体周围存在磁场，故D错误。
故选C。

（1）考查通电导体在磁场中的运动,要注意区分电磁感应及通电导体在磁场中的运动,前者为因动而电,后者为因电而动.比较磁场对电流的作用和电磁感应现象可帮助同学们理解、记忆.

磁场对电流的作用
电磁感应现象
现象分析
原因
通电导体(线圈)置于磁场中
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动
结果
受到作用力(运动、转动)
产生电流
应用
电动机
电动机






（2）电动机
①原理:通电导体在磁场中会受到力的作用.
②通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向、电流方向有关.
a.保持磁场方向不变,改变电流方向,通电导体在磁场中的受力方向改变;
b.保持电流方向不变,改变磁场方向,通电导体在磁场中的受力方向改变;
c.同时改变磁场方向和电流方向,通电导体在磁场中的受力方向不变.
③换向器的作用:每当线圈转过平衡位置时,换向器就能自动改变线圈中的电流方向.
④电动机主要由定子和转子组成.
⑤电动机工作时将电能转化为机械能.
⑥直流电:电流方向不变的电流.交流电:周期性改变方向的电流.
根据电源的类型可将电动机分为直流电动机和交流电动机.
⑦电动机的优点:构造简单,控制方便,体积小,效率高,功率可大可小,无污染.

1.（2020·湖北省孝感市)以下说法中错误的是（　　）
A. 可用安培定则来判断通电螺线管的N极
B. 电动机是利用电磁感应原理制成的
C. 目前获得核能的途径有两种：裂变、聚变
D. 煤、石油属于不可再生能源
【答案】B
【解析】
【详解】A．用右手握住螺线管，让四指指向电流方向，大拇指指向即为通电螺线管的N极，可用安培定则来判断通电螺线管的N极，故A正确，A不符合题意；
B．电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理制成的，故B错误，B符合题意；
C．目前获得核能的途径有两种，核裂变或核聚变，故C正确，C不符合题意；
D．煤和石油的形成需要上亿年，短期内不能再生，属于不可再生能源，故D正确，D不符合题意。
故选B。
2．如图所示四个实验中，能说明电动机工作原理的是（　　）

A B C D
【答案】D
【解析】电动机的工作原理是：通电导体在磁场中受到力的作用；
A、该装置是奥斯特实验，表明通电导线周围存在磁场，故A不符合题意；
B、该装置是发电机原理图，其原理是电磁感应现象，故B不符合题意；
C、该装置是研究电磁铁磁性强弱的实验装置，是电流的磁效应，故C不符合题意；
D、该装置是电动机原理图，表明通电的导体在磁场中受到力的作用，故D符合题意。
3．用如图所示的装置探究通电导线在磁场中的受力情况。接通电源，发现导体ab向左运动；把电源正负极对调后接入电路，发现导体ab向右运动。这个实验事实说明通电导线在磁场中受力（　　）

A．方向与电流方向有关 B．方向与磁感线方向有关
C．大小与电流大小有关 D．大小与磁场强弱有关
【答案】A
【解析】通电导体在磁场中受力而运动，运动方向跟电流方向和磁场方向有关。
接通电源，发现导体ab向左运动，把电源正负极对调后接入电路，电流的方向改变了，发现导体ab向右运动，说明通电导线在磁场中受力方向跟电流方向有关。
4.（2020·甘肃省天水市）我国的新型航母将采用自行研制的电磁弹射器．小明猜想它的工作原理如图所示，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通过强电流时，即可受到强大的推力．小明的猜想与下列实验原理相同的是

A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由题意知道，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力，所以，小明的猜想，电磁弹射器的工作原理是磁场对通电导线的力的作用．
A．图中的实验说明条形磁铁对小磁针有力的作用，故A不符合题意；
B．由图知道，这是研究电磁铁磁性强弱的影响因素，利用的是电流的磁效应，故B不符合题意；
C．图中有电源，通电导体棒在磁场中受力而运动，即与电磁弹射器的工作原理相同，故C符合题意；
D．图中没有电源，闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，产生感应电流，这是电磁感应现象，故D不符合题意．
5.（2020·江苏省盐城市)如图所示，在“探究磁场对电流的作用”实验中，给直导线通电，观察到它向右运动，只改变直导线中电流的______，导线的运动方向会发生改变。这个过程将______能转化为直导线的机械能。日常生活中的______（电动机/发电机）就是利用这个原理制成的。

【答案】 (1). 方向 (2). 电 (3). 电动机
【解析】
【详解】[1][2][3]给直导线通电，发现它向右运动，只改变直导线中电流的方向，发现它向左运动，导线的运动方向发生改变，此过程中，消耗电能，产生机械能，将电能转化为机械能。电动机就是根据此原理制成的。

考点5：磁生电
一、电磁感应现象
1．内容：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流，这是一种电磁感应现象。
2．感应电流：电路中产生的电流叫做感应电流。
3．电磁感应现象的应用：

二、发电机
1．发电机发出的电流的大小和方向是变化的。
（1）观察手摇发电机的构造；
（2）观察发电机对小灯泡亮度的影响。

小灯泡发光说明电路中有了电流。线圈转得越快，小灯泡越亮，说明感应电流越大。
二极管交替发光，说明产生的电流方向不停在改变。
2．交变电流
（1）定义：交流发电机产生的电流是交变电流，简称交流。
（2）频率：在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率。我国电网以交流供电，频率50赫兹。
3．发电机工作原理
（1）发电机的构造
　发电机由转子和定子两部分组成。
　大型发电机一般采用磁极旋转的方式来发电。
（2）工作原理
当线圈在前半周转动时，电流表指针偏转，表明电路中产生了电流；当线圈在后半周转动时，切割磁感线方向相反，电流表指针偏转方向相反。

（3）发电机发电的过程是其他形式能转化为电能的过程。

【例1】（2021·重庆中考真题）三峡水电站是世界上规模最大的水电站之一，发电机组是水电站的核心部分，四个装置中符合发电机工作原理的是（　　）
A． B．法拉第的电磁感应现象
C． 奥斯特实验 D． 司南
【答案】B
【详解】
发电机是利用电磁感应现象的原理工作的。
A．图中有电源，导体通电后，会受力运动，是电动机的原理图，说明通电导线在磁场中受力的作用，故A不符合题意；
B．图中没有电源，当磁场中的金属棒做切割磁感线运动时，电路中就会产生感应电流，故电磁感应现象，该现象就是发电机的原理，故B符合题意；
C．该图是奥斯特实验，说明通电导线周围有磁场，与发电机无关，故C不符合题意；
D．司南是天然的磁体，由于受地磁场的影响，磁体具有指南北的性质，故D不符合题意。
故选B。
【例2】（2021·四川成都市·中考真题）将导体、开关和灵敏电流表用导线连接，导体放置在磁极间，如图所示。下列说法正确的是（　　）

A．开关闭合，磁铁不动，水平向左快速移动，指针不偏转
B．磁极对调后，开关闭合，水平向右快速运动，指针要偏转
C．开关闭合，竖直上下运动，指针要偏转
D．开关断开，快速运动，指针可能偏转
【答案】B
【详解】
A．开关闭合，磁铁不动，ab水平向左快速移动，导体ab切割磁感线，产生感应电流，指针偏转，故A错误；
B．磁极对调后，开关闭合，水平向右快速运动，导体ab切割磁感线，产生感应电流，指针偏转，故B正确；
C．开关闭合，竖直上下运动，导体ab没有切割磁感线，不会产生感应电流，指针不偏转，故C错误；
D．开关断开，快速运动，电路是断路，不会产生感应电流，指针不会偏转，故D错误。
故选B。

（1）对产生感应电流的条件的理解,应注意以下几个关键词:“闭合”“一部分导体”和“切割”.
（2）发电机工作原理是电磁感应,它将机械能转化为电能.

1．（2020·内蒙古赤峰市)电磁感应现象是物理学史上重大的发现之一，发现这一现象的物理学家是
A. 牛顿 B. 法拉第
C. 欧姆 D. 焦耳
【答案】B
【解析】
【详解】A．牛顿在伽利略等人工作的基础上进行深入研究，总结出了物体运动的三个基本定律，故A不符合题意；
B．法拉第经十年的努力，在1831年发现了电磁感应现象，故B符合题意；
C．欧姆发现了欧姆定律，故C不符合题意；
D．焦耳最先发现了“电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间的关系”，即焦耳定律，故D不符合题意。
故选B。
2．（2020·四川省遂宁市)对于下列四个实验的描述完全正确的有（　　）
①甲图实验现象说明了动圈式话筒的工作原理
②乙图实验探究的结论是：材料长度均相同的导体，粗导体的电阻大，细导体的电阻小
③丙图实验证明通电导体周围存在磁场
④丁图中开关闭合导体ab向左运动，若同时改变电流方向和磁场方向，导体ab运动方向不改变

A. ①② B. ①②③ C. ②③④ D. ①③④
【答案】D
【解析】
【详解】①图中闭合电路的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，这就是电磁感应现象，动圈式话筒的工作原理就是电磁感应现象，故①正确；
②乙图中，材料相同，长度相同，横截面积越大的导体的电阻越小，故②错误；
③图中是奥斯特实验，该图中的实验现象说明通电导体周围存在着磁场，故③正确；
④图中有电源，是演示磁场对电流作用的实验装置，导体受力的方向与电流方向和磁场方向有关，若同时改变电流方向和磁场方向，导体ab运动方向不改变，故④正确。
综上所述，只有D正确。
故选D。
3．（2020·四川省成都市）小罗把两个玩具电机用导线连接在一起(如图)，用力快速拨动甲电机的转叶，发现乙电机的转叶也缓慢转动起来。对这个现象分析正确的是（　　）

A. “甲电机”将电能转化为机械能
B. “乙电机”将机械能转化为电能
C. “甲电机”依据电磁感应来工作
D. 两电机的工作原理是相同的
【答案】C
【解析】
【详解】A．“甲电机”相当于发电机，将机械能转化为电能，故A错误；
B．“乙电机”相当于电动机，将电能转化为机械能，故B错误；
C．“甲电机”相当于发电机，利用电磁感应工作，故C正确；
D．“乙电机”相当于电动机，利用磁场对电流受力的作用工作，两电机的工作原理不同，故D错误。
故选C。
4．（2020·四川省甘孜州）如图所示为“探究感应电流产生条件”的实验装置示意图，将实验装置放在水平桌面上。在下列四种情形中，能使灵敏电流计的指针发生偏转的是（　　）

A. 蹄形磁铁不动，导体棒沿竖直方向向下运动时
B. 蹄形磁铁不动，导体棒沿竖直方向向上运动时
C. 导体棒不动，蹄形磁铁沿水平方向左右运动时
D. 导体棒不动，蹄形磁铁沿竖直方向上下运动时
【答案】C
【解析】
【详解】A．蹄形磁铁不动，导体棒沿竖直方向向上运动时，导体未切割磁感线，不会产生感应电流，电路中无电流，电流计的指针不会发生偏转，故A不符合题意；
B．蹄形磁铁不动，导体棒沿竖直方向向下运动时，导体未切割磁感线，不会产生感应电流，电路中无电流，电流计的指针不会发生偏转，故B不符合题意；
C．导体棒不动，蹄形磁铁沿水平方向左右运动时，导体切割磁感线运动，产生感应电流，电路中有电流，电流计的指针发生偏转，故C符合题意；
D．导体棒不动，蹄形磁铁沿竖直方向上下运动时，导体未切割磁感线，不会产生感应电流，电路中无电流，电流计的指针不会发生偏转，故D不符合题意。
故选C。
5．（2020·广东省）关于如图所示的实验装置，表述错误的是（ ）

A. 该装置可用来研究电磁感应现象
B. 该装置能将电能转化为机械能
C. 该装置可用来研究磁场对通电导体的作用
D. 该装置揭示的原理可应用于电动机
【答案】A
【解析】
【分析】
通电导体在磁场中会受到力的作用，这一现象是电动机的原理；在这一过程中，电能转化为机械能。
【详解】A．图中不是电磁感应的研究装置，因此不能研究电磁感应现象，故A错误，符合题意；
B．该装置实验过程中使电能转化为机械能，故B正确，不符合题意；
C．图中的装置可以研究磁场对通电导体的作用力，故C正确，不符合题意；
D．通电导体在磁场中受力是电动机的原理，故D正确，不符合题意。
故选A。
6．（2020·四川省自贡市）闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时，导体中就会产生电流。这种利用磁场产生电流的现象叫做______现象。利用这一现象，人们发明了______（选填“电动机”或“发电机”）。
【答案】 (1). 电磁感应 (2). 发电机
【解析】
【详解】[1][2]闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中会产生感应电流，这种现象就是电磁感应现象。在电磁感应现象中，消耗了机械能，产生了电能，人们利用这个现象制成了发电机。