第20章《电与磁》考点专项复习（原卷版）

第二十章《\o"第20章电与磁"电与磁》考点专项复习（原卷版）知识导航考点回顾考点1：\o"20.1磁现象磁场"磁现象磁场1、磁现象：磁性、磁体、磁极、磁化、磁场、磁感线等。（1）磁性：物体能够吸引铁、镍、钴等物质的性质。（2）磁体：具有磁性的物体叫磁体。它有指向性：指南北。（3）磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极。a、任何磁体都有两个磁极：北极(N极)和南极(S极)；b、同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。（4）磁化：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。a、铁、镍、钴等物质能被磁化，称为磁性材料；b、磁性材料能被磁化，非磁性材料不能被磁化；c、铁磁化后磁性容易消失，叫软磁性材料，钢磁化后磁性不容易消失，叫硬磁性材料。2、磁场：在磁体周围存在的一种物质，能使小磁针偏转，这种物质看不见，摸不到，我们把它叫做磁场。磁体周围存在着磁场。（1）磁极间的相互作用就是通过磁场发生的；（2）磁场的基本性质：对放入其中的磁体产生磁力的作用；（3）磁场的方向：在磁场中的某一点，小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向。※注意：在磁场中的任意一个位置的磁场方向只有一个。3、磁感线：描述磁场的强弱和方向而假想的曲线。（1）磁体外部的磁感线从N极出发回到S极，在磁体内部从S极出发回到N极；（2）磁体周围的磁感线是立体分布的，磁感线的疏密程度表示磁性强弱；（3）磁感线是空间立体分布，是一些闭合曲线，在空间不能断裂，任意两条磁感线不能相交；（4）磁场中某点的磁场方向、磁感线方向、小磁针静止时北极指的方向相同；（5）磁场存在于磁体周围，是真实存在的，而磁感线是为了形象描述磁场虚构的。4、地磁场：地磁的北极在地理位置的南极附近；而地磁的南极则在地理位置的北极附近。（1）指南针属于磁体，静止时，总是指南北方向，是因为受到了地磁场的作用。（2）地磁的南北极与地理的南北极并不重合，它们的交角称磁偏角，这一现象是我国宋代学者沈括最早记述的。考点2：\o"20.2电生磁"电生磁1、电流的磁效应：通电导线周围存在磁场（电能生磁），是由丹麦物理学家奥斯特发现的。（1）实验：奥斯特实验；（2）内容：通电导线周围存在磁场；磁场的方向与电流方向有关。2、通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似，两端的极性与螺线管中的电流方向有关。3、安培定则：（1）内容：用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中的电流方向，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。（如下图）（2）口诀：入线见，手正握；入线不见，手反握。大拇指指的一端是北极(N极)。4、通电螺线管的性质：（1）通过电流越大，磁性越强；（2）线圈匝数越多，磁性越强；（3）插入软铁芯，磁性大大增强；（4）通电螺线管的极性可用电流方向来改变。考点3：\o"20.3电磁铁电磁继电器"电磁铁电磁继电器1、电磁铁：电磁铁是一个内部插有铁芯的螺线管。（1）电磁铁的特点：①磁性的有无可由电流的通断来控制；②磁性的强弱可由改变电流大小或线圈的匝数来调节；③磁极可由电流方向来改变。（2）影响电磁铁磁性强弱的因素：①电流大小；②有无铁芯；③线圈匝数的多少。a.在电磁铁线圈匝数相同时，电流越大，电磁铁的磁性越强；b.电磁铁的磁性强弱跟有无铁芯有关，有铁芯的磁性越强；c.当通过电磁铁的电流相同时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强。（3）电磁铁的应用：电磁起重机、磁悬浮列车、电磁选矿机、电铃、电磁自动门等。2、电磁继电器：实质上是一个利用电磁铁来控制的开关。（1）结构（如图所示）：由电磁铁、衔铁、簧片、触点（静触点、动触点）组成。（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）作用：a.实现远距离操作；b.利用低电压、弱电流来控制高电压、强电流；c.实现自动控制。考点4：\o"20.4电动机"电动机1、磁场对电流的作用：通电导体在磁场中受磁力的作用。（1）能的转化：电能转化为机械能。（2）受力方向（利用左手定则判定）：跟电流方向和磁感线方向有关。※左手定则：左手平展，手心对准N极，大拇指与并在一起的四指垂直，四指指向电流方向，大拇指所指的方向为受力方向。（3）应用：电动机。2、电动机（如图所示）（1）基本结构：转子（线圈）、定子（磁体）、电刷、换向器。电刷的作用：与半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。换向器的作用：使线圈一转过平衡位置就改变线圈中的电流方向。（2）工作原理：电动机是利用通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的。（3）通电线圈在磁场中的受力大小跟电流（电流越大，受力越大），磁场的强弱（磁性越强，受力越大）和线圈的匝数（匝数越大，受力越大）有关。（4）应用：直接电动机：（电动玩具、录音机、小型电器等）；交流电动机：（电风扇、洗衣机、家用电器等）。考点5：\o"20.5磁生电"磁生电1、电磁感应：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，这种现象叫电磁感应，产生的电流叫感应电流（磁生电），是由英国物理学家法拉第发现的。（1）产生感应电流的条件：a、电路必须闭合；b、只是电路的一部分导体切割磁感线运动。（2）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。（3）能的转化：机械能转化为电能。（4）应用：发电机2、发电机（1）工作原理：发电机是根据电磁感应原理工作的，交流发电机主要由定子和转子组成。（2）交流电：电流方向作周期性改变的电流。（3）直流电：电流方向不改变的电流。（4）产生的感应电流大小跟磁场强度、切割磁感线速度、线圈匝数（导体的长度）有关。（5）周期（T）、频率（f）：我国交流电周期是0.02s，频率为50Hz（每秒内产生的周期性变化的次数是50次），每秒电流方向改变100次。（6）发电机和电动机的区别※动圈式话筒的原理是电磁感应。典例分析【考点1磁现象

磁场】【典例1】（2023•天元区一模）如图所示是条形磁铁的磁场分布图，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．P和Q两处的磁场强弱相同 C．条形磁铁周围的磁感线方向从右端发出，回到左端 D．置于Q点的小磁针，静止时南极指向右侧【典例2】（2023•宁化县模拟）人类最早的磁化技术出现在我国宋代。据《武经总要》记载，古人先将鱼形铁烧红，令铁鱼头尾指向南北，如图甲所示，然后将其放入水中冷却，依靠地磁场获得磁性，再将其放入水中漂浮，制成指南鱼，图乙中是它静止时的指向。下列判断不正确的是（）A．鱼形铁能被磁体吸引 B．指南鱼漂浮在水中受到的浮力等于它受到的重力 C．指南鱼鱼头应标注“N” D．指南鱼的腹部磁性最强【典例3】（2023春•句容市校级月考）磁体间力的作用是通过发生的。如图所示的是用来描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线，a点和b点磁场更强的是点。若在b点放置一个可自由转动的小磁针，则小磁针静止时，其S极指向处（选填“P”或“Q”）。【典例4】（2023•陕西）如图，请在括号中标出小磁针静止时右侧磁极的名称，并用箭头在M点标出磁感线的方向。【考点2电生磁】【典例5】（2023•合肥模拟）在螺线管附近放一小磁针，静止时小磁针位置如图所示。闭合开关后，下列判断正确的是（）A．通电螺线管的左侧是N极，小磁针顺时针旋转 B．螺线管外A点磁场的方向向左 C．通电螺线管外真实存在磁感线 D．把小磁针取走，则通电螺线管周围的磁场消失【典例6】（2022秋•河东区期末）如图所示，闭合开关S1、S2，两个通电螺线管的相互作用情况以及A、B端的极性分别是（）A．相斥，A端为N极，B端为N极 B．相斥，A端为S极，B端为S极 C．相吸，A端为S极，B端为N极 D．相吸，A端为N极，B端为S极【典例7】（2023春•蜀山区校级月考）某同学绕制了一个蹄形电磁铁，通电后电磁铁上方的小磁针的指向如图所示，由此可判断导线a端与电源的（选填“正”或“负”）极相连。【典例8】（2023•西宁）如图所示，请根据小磁针静止时N极的指向，标出通电螺线管外部的磁感线方向并在括号内标出电源的“+”“﹣”极。【典例9】（2022秋•阳泉期末）在探究通电螺线管外部的磁场分布的实验中。（1）如图所示，在固定有螺线管的水平硬纸板上均匀地撒满铁屑通电后轻敲纸板，观察铁屑的排列情况，发现通电螺线管外部的磁场与磁体的磁场相似；（2）在螺线管外部A、B两处放置小磁针，闭合开关，发现A处小磁针发生偏转，而B处小磁针不偏转，试说明B处小磁针不偏转的可能原因：（写出一条即可）；（3）将电池的正负极对调，重复上述实验，是为了探究通电螺线管外部磁场的方向与方向的关系；（4）如果想探究通电螺线管外部磁场的强弱与电流大小的关系，可以增加的实验器材有：（写出一个即可）；（5）在螺线管内插入铁芯，就可以制成电磁铁。许多自动控制的电路中都安装有电磁铁，关于电磁铁下列说法中正确的是：。A．电磁铁的铁芯，可以用铝棒代替B．电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关C．电磁铁是根据电流的磁效应制成的【考点3电磁铁

电磁继电器】【典例10】（2023秋•二道区校级月考）关于图中实验的说法不正确的是（）A．甲图小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场 B．乙图条形磁体静止时B端总是指向地理北方，B端是条形磁体的南极 C．丙图中A铁钉的上端为S极 D．丙图中铁钉B吸引的大头针比A多，说明电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关【典例11】（2023•花山区一模）如图所示的实验装置，当开关S闭合后，下列说法错误的是（）A．通电螺线管上端为N极 B．弹簧测力计示数会变大 C．若滑动变阻器滑片P向右滑动，弹簧测力计示数变大 D．若增大电源电压，弹簧测力计示数变大【典例12】（2023春•鼓楼区校级月考）如图乙所示是某车间自动除尘装置的简化电路图。空气中尘埃量较少时，光源发出来的光被挡板挡住了。当空气中尘埃量达到一定值时，由于尘埃的反射，部分光越过挡板射到光敏电阻上，光敏电阻的阻值符合图像甲中的（A/B），致电路中的电流增大，在衔铁的作用下，开启自动除尘模式，则除尘器的位置应接在电路中的（选填“a”“b”或“c”）位置；由于电池用久了电压降低，会导致车间尘埃浓度。（增加/降低/不变）【典例13】（2023•灌云县校级模拟）如图甲是小明制作的防盗报警装置示意图，其中工作电路电源电压U1＝6伏，指示灯L的额定电压UL＝2.5伏，定值电阻R0＝350欧；控制电路电源电压U2＝1.5伏，磁敏电阻Rx的阻值随其所处位置磁场强度的变化关系如图乙所示，当窗户分别处在轨道A、B、C处时，磁敏电阻Rx所处位置的磁场强度分别为a、b、c，闭合开关S1和S2后，当窗户关闭时，指示灯亮，蜂鸣器不工作；当窗户打开一定程度时，指示灯熄灭，蜂鸣器发出警报声。（1）电磁继电器实则就是电磁铁控制的一种。（2）将窗户移至A点时，窗户关闭，闭合开关S1，指示灯L正常发光，求此时指示灯L消耗的电功率。（3）已知电磁铁线圈中的电流达到3毫安时，电磁铁的衔铁刚好被吸下，指示灯L熄灭，蜂鸣器开始报警。现移动滑动变阻器RP的滑片，使其接入电路的阻值为其最大阻值的，当窗户移至轨道B点位置时，蜂鸣器恰好开始报警。若要求窗户移至轨道C点位置时蜂鸣器才开始报警，此时能否通过调节滑动变阻器的阻值来实现？请通过计算加以说明。（电磁铁线圈电阻忽略不计）【考点4电动机】【典例14】（2023•内蒙古）图甲中“福建舰”配备了电磁弹射车。当弹射车内的导体通过强大的电流时，战斗机就受到强大的电磁力而向前弹射飞出，如图乙所示。下列实验与电磁弹射车工作原理相同的是（）A． B． C． D．【典例15】（2023•沙坪坝区校级模拟）如图所示现象中涉及的物理知识正确的是（）A．图甲中两个物体一定带异种电荷 B．图乙中设备工作时把电能转化为机械能 C．图丙中原理可以制作电扇 D．图丁中人站在干燥的木凳上同时接触火线和零线，不会触电【典例16】（2023•阜新模拟）如图所示，闭合开关前，金属棒AB静止不动，闭合开关后，金属棒AB向右运动，这个现象表明，通电导体在磁场中受到的作用。改变金属棒AB中的电流方向，则金属棒AB将会向运动。若将图中电源换成，还可以探究发电机的原理。【典例17】（2023•蜀山区二模）如图所示，闭合开关，静止在轨道上的金属杆向左运动，说明了。【考点5磁生电】【典例18】（2023•蜀山区二模）在学习电和磁的相关知识时，利用如图所示的实验装置进行了探究。当闭合开关，则以下对该实验的说法正确的是（）A．只要导线ab运动就会产生感应电流 B．导线ab水平方向运动可以产生感应电流 C．导线ab竖直方向运动可以产生感应电流 D．此实验装置揭示的是电动机的工作原理【典例19】（2023•丰县校级模拟）图示实验装置中，磁体和导体棒均水平放置，断开S2、闭合S1，使导体棒水平向右运动，电流表G的指针向右偏，这是现象。为使G的指针向左偏，可使导体棒水平向（选填“左”或者“右”）运动。断开S1、闭合S2，导体棒能运动起来，依此原理可制成（选填“电动机”或“发电机”）。【典例20】（2023•安徽模拟）某物理兴趣小组通过以下实验来探究“产生感应电流的条件”。（1）通过实验可以得出产生感应电流的条件为；（2）生活中的（选填“电动机”“发电机”或“电磁继电器”）是根据上述原理制成的。巩固训练1．（2023•灌云县校级模拟）如图的示意图正确的是（）A．同名磁极间的磁感线 B．力和力臂 C．光的反射 D．平面镜成像2．（2022秋•威县期末）关于磁现象，下列说法中正确的是（）A．条形磁体中间部位的磁性最强 B．用来描述磁场的磁感线真实存在 C．放在磁场中某点的小磁针静止时N极指向与该点磁场方向相同 D．磁场对放入其中的物体有力的作用3．（2023•陕西）如图所示，将一根直导线架在静止小磁针的上方，并使直导线与小磁针平行，接通电路，发现小磁针偏转。关于该实验说法正确的是（）A．该实验说明电流周围存在磁场 B．最早发现该实验现象的科学家是法拉第 C．利用该实验原理可以制成发电机 D．改变电流方向，小磁针偏转方向不变4．（2023•周村区二模）关于如图所示的实验，下列说法中正确的是（）A．这是探究电磁感应现象的实验场景 B．根据这一现象的原理，制成了电动机 C．将小磁针移走，电流的磁场消失 D．将导线断开，小磁针N极将指向地理的北极5．（2022秋•阳泉期末）如图所示，小磁针置于电磁铁的右侧，下列叙述中正确的是（）A．闭合开关前，电磁铁与小磁针间没有力的作用 B．闭合开关后，滑片P向a移动时电磁铁与小磁针的作用力不变 C．闭合开关后，小磁针的N极将旋转指向右方 D．闭合开关后，电磁铁的左端为N极6．（2023春•庐江县月考）小明家有一款磁悬浮音响，如图甲所示，音响底部有一块磁铁，底座内部有电磁铁，他发现个底座内部电路与图乙所示电路的原理相同，闭合开关，音响悬浮于空中，通过改变底座路的电流大小可以调节音响悬浮时的高度，下列判断正确的是（）A．底座通电后能产生磁场，与电动机的工作原理相同 B．底座与音响之间的相互作用与验电器的工作原理相同 C．音响悬浮位置的变化说明通电螺线管周围的磁场强度受电流大小的影响 D．若增大电流使音响悬浮位置升高，再次悬浮至静止时音响受到底座的斥力增大7．（2023•十一自主招生）在探究“怎样产生感应电流”的实验中，蹄形磁体水平放置，如图所示。闭合开关，当导体ab向右运动时，灵敏电流计的指针向左偏转，在某次实验时，导体ab运动时发现指针向右偏转，则导体ab（）A．竖直向上运动 B．水平向右运动 C．水平向左运动 D．竖直向下运动8．（2023•泗洪县一模）电子车票，也称“无纸化”车票，乘客网上购票后，直接通过“刷身份证”或“扫”即可顺利进站。如图甲所示是乘客通过“刷身份证”进站时的情景，将身份证靠近检验口，机器感应电路中就会产生电流，从而识别乘客身份。下图中能说明这一原理的是（）A．B．C．D．9．（2022秋•阳泉期末）研究发现人体内部存在磁场，而且人体内部的磁场与地磁场相比很弱，则人体内部的磁场的磁感线分布比地磁场的磁感线分布较（填“疏”或“密”）。请你分析人体内部存在磁场的原因可能是：。10．（2023•高安市二模）如图所示是某种磁悬浮列车示意图，轨道线圈上端是S极，要使列车悬浮起来，车身线圈上端应是极，列车是靠电磁铁（选填“同名”或“异名”）磁极相互吸引而悬浮起来。11．（2023•安徽模拟）如图所示，在螺线管的右端有一个小磁针，螺线管通电瞬间小磁针顺时针偏转，则（选填“A”或“B”）端为电源的正极。12．（2023•瑶海区模拟）四冲程汽油机在工作过程中，将机械能转化为内能的冲程是。丹麦物理学家通过实验发现电流周围存在磁场。根据图中通电螺线管的S极，可以判断：电源的端为正极（选填“左”或“右”）。13．（2023•丹东一模）如图所示，闭合开关，则通电螺线管的a端是极；在滑动变阻器的滑片向右移动的过程中，通电螺线管的磁性（选填：“增强”，“减弱”或“不变”）。14．（2023•宜兴市校级模拟）某小区因暴雨引起车库积水车辆被淹，小明看到新闻后，设计了如图所示的车库积水自动报警器，如图是该报警器原理图，金属块A和B分别固定在车库地面附近适当高处，若车库积水水面到达处（选填“A”或“B”）时，红灯发光报警，此时电磁铁的上端是极（选填“N”或“S”）。15．（2023•东莞市一模）如图所示，卸下家用微型吊扇的插头后，将两根导线分别与灵敏电流计连接起来，用手转动风扇叶子，灵敏电流计的指针将（选填“偏转”或“不偏转”），这是现象，此时的微型吊扇相当于。（选填“电动机”或“发电机”）16．（2023•鼓楼区校级模拟）如图，在图中标出通电螺线管A处磁感线方向和小磁针的N极。17．（2023•大连一模）通电螺线管的磁感线方向和小磁针静止时的指向