电和磁（解析卷）-2021年中考科学考点

考点16电和磁

思维导图

就*HEW宣◎同名磁极相斥

磁极间相互◎异名磁极相吸

③作用规律.

,,,,®吸引铁、钻、锲等

。磁性/------------------

磁体$

I◎磁极

存"S极、N极

在

电和磁。对放入的磁体有磁力

——,，©性质

磁场M•磁感线

—、©描述磁场的强弱与方向

•电磁铁

•通电导体一"~磁场/

•电生磁厂

&通电线圈在

磁场,转动

应用磁生电、@电动机

I电磁感应心”

~\©发电机

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一、磁现象

1.磁铁

磁性是磁体具有吸引铁、钻、镣等物质的性质(吸铁性)。具有磁性的物质称为磁体，永磁体分为天然磁

体和人造磁体。

2.磁极

磁体上磁性最强的部位叫磁极(磁体两端最强中间最弱)。能自由转动的磁体，静止时指南的磁极叫南极

(S),指北的磁极叫北极(N)。磁极间的相互作用规律为:同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。

【知识拓展】

最早的指南针叫司南。其勺柄是磁铁的S极，指向地理南方。

一个永磁体分成多部分后，每一部分仍存在两个磁极。

磁化指使原来没有磁性的物体得到磁性的过程。磁铁之所以可以吸引铁钉是因为铁钉被磁化后，铁钉与

磁铁的接触部分间形成异名磁极后相互吸引的结果。

软铁被磁化后，磁性很容易消失，称为软磁性材料。钢被磁化后，磁性能长期保持，称为硬磁性材料。

所以制造永磁体使用钢，制造电磁铁的铁芯使用软铁。

物体是否具有磁性的判断方法：①根据磁体的吸铁性判断；②根据磁体的指向性判断；③根据磁体相互

作用规律判断；④根据磁极的磁性最强判断。

典例训练

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1.（2020•杭州）有外形相同的两根钢条M、N,按图甲、图乙两种方式接触时，它们之间都有较大吸引力。

则下列推断正确的是（）

甲乙

A.M无磁性、N无磁性B.M无磁性、N有磁性C.M有磁性、N无磁性D.M有磁性、N有磁性

【答案】D

【解析】条形磁铁的两端磁性最强，而中间磁性最弱，据此判断。

【解答】无论M是否有磁性，它的中间位置几乎都没有磁性，用N的一端靠近M的中间，二者相互吸引，

那么只能说明N是磁体有磁性；同理，能够说明M是磁体有磁性，故D正确，而A、B、C错误。

2、如图所示，一根条形磁体，左端为S极，右端为N极。另用弹簧测力计下悬挂一铁球，将弹簧测力计自

左向右沿水平方向移动时，弹簧测力计的示数变化规律是（）

ABCD

【答案】D

【解析】本身不带磁性的铁球能被磁体吸引。条形磁体两端磁性最强，中间磁性最弱。

3.［杭州中考］一根条形磁体断裂成三段（如图所示），以下现象与相关的说法，正确的是（）

【答案】A

【解析】4端为S极，与小磁针的N极相互吸引，所以小磁针的黑色部分为N极；利用安培定则确定螺线管

的左端为N极，而C端为S极，所以两者相互吸引；同一块磁体的磁极磁性相同，吸引大头针的数量也相

同；闭合电路的万■段导体穿过⑺之间时，做切割磁感线运动，会产生感应电流。

4.（2019•台州）能写红黑双色的磁画板截面如图所示，按下写字笔黑色按钮写出黑色的字，按下红色按

钮写出红色的字，刷子左右移动则字消失。下列说法正确的是（）

面

SHaiBfiSBS

A.刷子可以用铁制作B.写黑字时笔尖为S极

C.写红字时笔尖为N极D.写字的原理是同名磁极相互排斥

【答案】A

【解析】（1）磁极之间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；

（2）磁铁都有吸引铁、钻、银等物质的性质。

【解答】当按下黑色按钮，笔尖靠近磁画板时，画板上黑色的S极在上显示黑字，根据“异名磁极相互吸

引”可知，这时笔尖为N极，故B错误；

当按下红色按钮，笔尖靠近磁画板时，画板上红色的N极在上显示红字，根据“异名磁极相互吸引”可知,

这时笔尖为S极，故C错误；

写字的原理是“异名磁极相互吸引"，故D错误；

当用刷子左右移动时，文字消失，说明磁画板上的小磁体又在刷子的引力恢复原来的位置，因此刷子可以

用铁制作，故A正确。

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二、磁场

1.磁场

磁场是磁体周围存在着的看不见、摸不着的特殊物质。可利用转换法根据磁场所产生的作用来认识磁场。

磁场对放入其中的磁体会产生力的作用。磁极间的相互作用是通过磁场而发生的。在磁场中某点，小磁

针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向。

2.磁感线

磁感线是用来描述磁场强弱、方向的一种科学模型。任何一点的曲线方向都跟—放在该点的小磁针北极

所指的方向一致。磁感线的方向：磁体周围的磁感线总是从磁体的北极出来，回到磁体的南极。

【知识拓展】

磁感线是为了直观、形象地描述磁场而引入的带方向的曲线，不是客观存在的。但磁场是客观存在的。用

磁感线描述磁场的方法叫模型法。磁感线是封闭的曲线。磁感线立体的分布在磁体周围，而不是平面的，

磁感线不相交，磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。

典例训练

1、［天津中考］下图中磁体两极间磁感线的画法正确的是（）

ABCD

【答案】A

【解析】磁体周围的磁感线总是从N极出来，回到S极。

2.［山西中考］小明在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管，在板面上均匀撒满铁屑，通电后

轻敲玻璃板，铁屑的排列如图所示。下列说法正确的是()

囱11-2

A.图中只0两点相比，尸点处的磁场较强

B.若只改变螺线管中的电流方向，入0两点处的磁场会减弱

C.若只改变螺线管中的电流方向，只0两点处的磁场方向会改变

D.若只增大螺线管中的电流，只。两点处的磁场方向会改变

【答案】C

【解析】通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场一样，0点铁屑的分布比尸点密集，0点的磁场比一点强；只

改变电流方向，则磁场方向发生改变，但通电螺线管的磁场强弱不变；只增大螺线管中的电流，则磁场的

强弱发生改变，但磁场方向不变。

3.(2020•宁波)1852年，法拉第经过深入的思考和大量的尝试，建立了“力线”的概念。他认为在磁极

周围充满了力线，依靠力线将磁极间的作用联系起来。他还利用细铁屑把这种所谓的“力线”形象地呈现

出来。小科进行了如下实验:①在玻璃板上均匀地撒上一层薄薄的细铁屑。②把玻璃板放在条形磁铁上，观

察细铁屑的分布情况。③轻敲玻璃板，再观察细铁屑的分布情况。请回答：

(1)如图所示为实验步骤③得到的细铁屑分布情况。请你在答题卷对应的位置上画出经过A点的磁感线。

(2)实验步骤②中未敲玻璃板“力线”未能通过细铁屑呈现出来，而步骤③中轻敲玻璃板“力线”能通过

细铁屑呈现出来。上述原因分别是什么？

【答案】（1）

（2）

采分点答题要点参考答案

细铁屑受磁力及原因能说出细铁屑在磁场中把撒有细铁屑的玻璃板放在条形磁铁上后，每一颗细铁屑都会被

被磁化磁化，磁体会对细铁屑产生磁力的作用。

解释未敲玻璃板时，“力能说出细铁屑受到磁力，由于细铁屑与玻璃表面之间存在摩擦，离磁极较近的细铁屑会被

线”未能通过细铁屑呈不足以克服摩擦而改变吸引到磁极附近，而离磁极较远的细铁屑受到的磁力较小，不足

现出来的原因位置或排列方向以克服摩擦而改变位置或排列方向，所以细铁屑排布尚无规律。

解释轻敲玻璃板时，“力能说出轻敲玻璃板导致轻轻敲动玻璃板，玻璃板受力而振动，细铁屑由于惯性保持静止

线”能通过细铁屑呈现细铁屑与玻璃板间弹力状态，使细铁屑与玻璃板间弹力减小，甚至短暂分离。此时，被

出来的原因减小，甚至短暂分离，细磁化的每一颗细铁屑在磁力的作用下，会围绕磁铁呈辐射状有规

铁屑受磁力作用而改变律地排列起来，把磁体周围的磁场在一个平面上的分布情况形象

位置或排列方向地模拟出来。

【解析】（1）根据条形磁铁周围磁感线的分布情况完成作图；

（2）①根据磁化的知识，分析每颗铁屑在磁场中的变化，以及磁场对它的作用；

②对磁场中的铁屑进行受力分析，通过大小的比较确定铁屑的运动状态是否能够改变，进而排列成一定形

状；

③分析轻敲玻璃板对铁屑受到的摩擦力的影响，进而确定它们在磁力作用下最终的排列情况。

【解答】（1）条形磁铁周围的磁感线从北极出来，回到南极，且每条磁感线都是封闭的曲线，在两极附近

磁感线呈放射状排布，如下图所示：

（2）实验步骤②中未敲玻璃板“力线”未能通过细铁屑呈现出来，而步骤③中轻敲玻璃板“力线”能通

过细铁屑呈现出来，其中的原因是：

①把撒有细铁屑的玻璃板放在条形磁铁上后，每一颗细铁屑都会被磁化，磁体会对细铁屑产生磁力的作用。

②由于细铁屑与玻璃表面之间存在摩擦，离磁极较近的细铁屑会被吸引到磁极附近，而离磁极较远的细铁

屑受到的磁力较小，不足以克服摩擦而改变位置或排列方向，所以细铁屑排布尚无规律。

③轻轻敲动玻璃板，玻璃板受力而振动，细铁屑由于惯性保持静止状态，使细铁屑与玻璃板间弹力减小，

甚至短暂分离。此时，被磁化的每一颗细铁屑在磁力的作用下，会围绕磁铁呈辐射状有规律地排列起来，把

磁体周围的磁场在一个平面上的分布情况形象地模拟出来。

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三、地磁场

地球是一个大磁体，地球产生的磁场叫地磁场，地磁场分布于地球周围的空间里。小磁针总是指南北是因

为受到地磁场的作用。地磁场的北极在地理的南极附近，地磁场的南极在地理的北极附近。首先由我国宋

代的沈括发现磁偏角（磁场方向与经线的夹角）。

典例训练

1.[2018•绵阳]指南针是我国四大发明之一，《论衡》记载：司南之杓，投之于地，其柢指南。如图所示

的司南放在水平光滑的“地盘”上，静止时它的长柄指向南方。司南长柄所指方向是（）

A.地理南极，地磁北极B.地理南极，地磁南极

C.地理北极，地磁北极D.地理北极，地磁南极

【答案】A

【解析】司南的“司”是动词，即杓柄的指向之意，“南”指地理南方。地磁北极在地理南极附近，地磁

南极在地理北极附近。

2.（2020•衢州）2019年9月，荷兰科学家辛斯伯根发现：在欧洲大陆下“藏着”一块1亿多年前的“大

阿德里亚”大陆。他是怎么找到这块大陆的呢？原来一些原始的磁细菌在细胞内会产生磁性物质，其磁极

指向受地磁场影响，如图所示。磁细菌死后，留下的磁性物质与周围沉积物一起形成岩石。科学家根据地

磁信息，就能还原出该岩石在地球上曾经所处的位置。

（1）从细胞结构看，磁细菌的细胞内没有,因此它属于原核生物。

（2）根据图中地磁场的方向和磁细菌的指向，判断此时磁细菌鞭毛端的磁极是.

（3）“大阿德里亚”大陆“藏到”欧洲大陆下面，可证明地壳在不断。

【答案】（1）成形的细胞核（2）S（南）极（3）变动或运动

【解析】1、细菌是原核生物，细胞内没有成形的细胞核：

2、小磁针在磁场中静止时，N极的指向为磁场的方向；

3、地壳变动的证据：悬崖峭壁上岩层断裂的痕迹、采石场上弯曲的岩层、高山上的海洋生物化石、意大

利那不勒斯海岸的三根大理石柱的升降（说明发生了海陆变迁）、火山和地震。

【解答】（1）磁细菌的一种细胞，在细胞内没有成形的细胞核，因此它属于原核生物；

（2）由图中的地磁场方向可知，磁细菌的鞭毛端是逆着磁场方向的，所以判断鞭毛端为磁极的S（南）极:

（3）“大阿德里亚”大陆“藏到”欧洲大陆下面，可证明地壳在不断变动或运动。

3.（2020•温州）北宋著名科学家沈括所著的《梦溪笔谈》是一部中国古代科技类百科全书，记载了我国

古代的许多科技发现与发明。

（1）在北宋之前就有人将磁石（磁体）磨成针悬挂或支撑起来，磁针就能指南。“磁针指南”是因为地球存

在。

（2）沈括考察太行山时，发现有些岩石中夹杂着螺蚌壳。他推测太行山以前是大海，但现在太行山距离大

海有近千里。造成这种海陆变迁的主要原因是。

（3）沈括大胆预测石油在未来社会中会得到广泛使用，现预测已被证实。石油的大量使用引起大气中的二

氧化碳含量增加，导致全球气候变暖，这种环境问题称为________»

【答案】（1）地磁场（2）地壳运动（3）温室效应

【解析】1、地球存在地磁场，能使处在其中的小磁体静止后指向南北方向；

2、地壳运动是由于地球内部原因引起的组成地球物质的机械运动。地壳运动是由内力引起地壳结构改变、

地壳内部物质变位的构造运动，它可以引起岩石圈的演变，促使大陆、洋底的增生和消亡；并形成海沟和

山脉；同时还导致发生地震、火山爆发等；

3、温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气，产生的和大量排放的汽车尾气中

含有的二氧化碳气体进入大气造成的。

【解答】（1）在北宋之前就有人将磁石（磁体）磨成针悬挂或支撑起来，磁针就能指南。“磁针指南”是因

为地球存在地磁场；

（2）沈括考察太行山时，发现有些岩石中夹杂着螺蚌壳。他推测太行山以前是大海，但现在太行山距离大

海有近千里。造成这种海陆变迁的主要原因是地壳运动；

（3）由题中信息“石油的大量使用引起大气中的二氧化碳含量增加，导致全球气候变暖”可知，这种环境

问题是温室效应。

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四、电流的磁场

1.奥斯特实验：小磁针在通电导线的周围发生偏转，称为电流的磁效应。该现象说明：通电导线的周围存

在磁场，且产生的磁场方向与电流方向有关。

2.通电螺线管的磁场：通电螺线管周围的磁场和条形磁体的磁场很相似。其两端的极性跟电流方向有关，

电流方向与磁极间的关系可由右手螺旋定则（或安培定则）来判断。

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典例训练

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1.[2018•绍兴义乌]汤姆生在研究阴极射线时发现了电子。如图所示，一条向上射出的阴极射线可以看作

是许多电子定向运动形成的电子流。则通过这束电子流的运动方向推断电流及周围的磁场方向是（）

"I--------

--------1—

ABCD

【答案】A

【解析】电子带负电，电子向上运动则电流方向向下。再根据安培定则（右手螺旋定则）可判断通电导体周

围的磁场方向。

2.（2020•邺州模拟）如图是某种磁悬浮灯泡的示意图。在磁悬浮灯泡的内部装有一块永磁体，在灯泡上

方的展柜中安装有电磁铁。给电磁铁通电，在控制电路的调节下，能使灯泡静止悬浮在空中。关于灯泡受

力情况，下列说法中正确的是（）

।工卜・柜

A.灯泡受到的磁力方向竖直向下

B.灯泡受到的重力方向竖直向上

C.增大通过电磁铁的电流，可使灯泡受到的磁力变大

D.灯泡能静止悬浮在空中是因为灯泡受到的磁力大于它受到的重力

【答案】C

【解析】（1）根据二力平衡的知识分析；

（2）重力的方向始终是竖直向下的；

（3）电流大小和线圈匝数是影响电磁铁磁性强弱的因素；

（4）根据（1）中的分析判断。

【解答】地面附近，任何物体受到的重力方向都是竖直向下的，故B错误;

灯泡悬空静止，处于平衡状态，那么它受到的重力和磁力相互平衡。根据二力平衡的知识可知，磁力

等于重力，故D错误；

根据二力平衡的知识可知，磁力的方向与重力方向相反，即竖直向上，故A错误：

增大通过电磁铁的电流，可以增强电磁铁的磁场，使灯泡受到的磁力增大，故C正确。

3.[2018•枣庄]在探究“通电螺线管的外部磁场”的实验中，小明在螺线管周围摆放了一些小磁针。

（1）通电后小磁针静止时的分布如图甲所示，由此可看出通电螺线管外部的磁场与一的磁场相似。

（2）小明改变通电螺线管中的电流方向，发现小磁针指向转动180°,南北极发生了对调，由此可知：通电

螺线管外部的磁场方向与螺线管中方向有关。

（3）小明继续实验探究，并按图乙连接电路，他先将开关S接a,观察电流表的示数及吸引大头针的数目；

再将开关S从a换到4调节变阻器的滑片只再次观察电流表的示数及吸引大头针的数目，此时调节滑动

变阻器是为了,来探究的关系。

【答案】（D条形磁体（2）电流（3）控制两次实验的电流大小不变通电螺线管磁场强弱与线圈匝数

【解析】（1）通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似，都具有两个磁性较强的磁极。（2）实验中，他将开关S

从a换到。上时，连入电路的线圈匝数发生了变化，应调节变阻器的滑片P,控制两次实验的电流大小不变,

再次观察电流表示数及吸引的大头针数目，这样才能探究出通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系。

4.（2019•宁波模拟）科学家安培发现，两根平行导线通电后有如图所示的现象（图中实线、虚线分别表

示通电前、后的情况）。

(1)可见，平行通电导线之间有力的作用。而且，当通入的电流方向相同时，导线相互________。

(2)平行通电导线之间相互作用力的大小可以用安培定律F=kLLL/r来描述。其中，分别为两根导

线中通入的电流，L为导线的长度，r为导线之间的距离，k为比例系数。某次实验数据如下：

实验次数L.mI,/ALAr/niF/N

110.20.20.10.8X107

20.50.20.20.10.4X107

31.50.40.30.21.8X101

对于位置固定、长度一定的两根平行导线，如果保持F大小不变，两根导线中的电流大小关系可以用图像

【解析】(1)通电导线周围存在磁场;磁场方向和电流方向有关这一现象叫电流的磁效应，也就是所说的

电生磁。

(2)要用图象中的图线表示两根导线中的电流大小关系，应先分析得出两根导线中电流的数学关系式。

【解答】(1)由图可知：左边的平行通电导线在当通入方向相同的电流时，它们之间的距离变小，表明它

们导线相互吸引(通电直导线周围的磁场吸引)。

(2)由安培定律F=kLI,I2/r可得k=Fr/LLL

由表格的第1次中的数据代入得：k=Fr/LI1I2=0.8X107NX0.Im/lmXO.2AX0.2A=2X107

因为k为比例系数，位置固定、长度一定的两根平行导线，保持F大小不变，所以可知II=Fr/KL=

定值，所以两根导线中的电流大小关系是成反比的，图象中的图线b来表示。

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五、电磁铁

电磁铁是带有铁芯的通电螺线管。电磁铁是由线圈和铁芯两部分组成的。

电磁铁通电时有磁性，断电时磁性消失：当线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强;

当电流一定时，电磁铁线圈的匝数越多，磁性越强。电磁铁磁性的有无，可由开关来控制；电磁铁磁性的

强弱，可由电流大小和线圈匝数来控制；电磁铁的极性位置，可由电流方向来控制。

典例训练

1、［金华中考］在探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，小科设计了如图所示的电路。下列相关说法不正确的

是（）

A.电磁铁力、5上方都是S极

B.通过电磁铁/和8的电流相等

C.电磁铁/的磁性强于电磁铁8的磁性

D.向右移动滑片只电磁铁46磁性都减弱

【答案】A

【解析】根据安培定则判定电磁铁的极性；串联电路中电流处处相等；磁性的强弱与电流大小和线圈的匝

数有关。

2、［2018•泸州］如图所示，电磁铁上方附近有一点4小磁针置于电磁铁的右方附近。闭合开关S,下列

判断正确的是（）

A.电磁铁的左端为N极

B.电磁铁上方/点的磁场方向向右

C.小磁针静止后，其N极的指向向右

D.向左移动滑片只电磁铁的磁性减弱

【答案】C

【解析】根据安培定则，右手握螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向右端，则通电螺线管的右端为N

极；在磁体的外部，磁感线从N极指向S极，所以通电螺线管外/点的磁场方向向左；通电螺线管的右端

是N极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的S极应指向螺线管的右端，故小磁针静止时，其N极的指

向向右；向左移动滑片户，滑动变阻器连入电路的电阻减小，电流增大，电磁铁的磁性增强。

3.[2018•衡阳]巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象，且磁场越强电阻越小，图中

是说明巨磁电阻特性原理的示意图，图中G物?是巨磁电阻。如果闭合8、％,滑片尸向左移动时，电表

的变化情况是（）

A.-二表和-彳表示数均变小

民二表和二表示数均变大

C.K表示数变小，匚表示数变大

D.⑷表示数变大，①表示数变小

【答案】D

【解析】滑片一向左移动时，后连入电路的阻值减小，控制电路电流增大，电磁铁磁性增强，巨磁电阻G物?

阻值减小，其分压减小，右侧工作电路总电阻减小，电流增大。

4.（2020•杭州模拟）如图所示，A为弹簧测力计，B为条形磁铁，C为螺线管。闭合S时电流表和弹簧测

力计都有示数，再闭合3时，贝M）

A.电流表的示数变大，弹簧测力计的示数变大B.电流表的示数变大，弹簧测力计的示数减小

C.电流表的示数减小，弹簧测力计的示数减小D.电流表的示数减小，弹簧测力计的示数变大

【答案】A

【解析】（1）闭合开关$后，分析电路总电阻的变化，然后根据欧姆定律确定电流表的示数变化；

（2）首先根据安培定则判断通电螺线管的上端的极性，然后根据磁极之间的相互作用确定条形磁铁受到电

磁力的方向，接下来根据二力平衡的知识得到受力关系式，最后根据电磁力的变化确定测力计的示数变化

即可。

【解答】（1）闭合开关Si后，电阻R与R并联，总电阻变小；根据/=:可知，总电压不变，那么总电流

变小，即电流表的示数变小：

（2）螺线管线圈上电流方向向右，用右手握住螺线管，四指指尖向右，此时大拇指向上，因此螺线管的上

端为N极。根据“异名磁极相互吸引”可知，条形磁铁受到向下的吸引力。对条形磁铁进行受力分析，那

么弹簧测力计的示数F.HG+F.。因为通过螺线管的电流增大，所以条形磁铁受到的吸引力增大，那么弹

簧测力计的示数增大。

5.[2018•嘉兴舟山]如图是一个温度自动报警器的工作原理电路图。

IZZJ.I

IZZ11I

当控制电路中有电流通过时，电磁铁左端为极。在使用中发现，当温度达到设定值时，电铃没有报

警。经检查，各元件完好、电路连接无误，则可能是因为（任写一利I）导致工作电路没有接通。

【答案】S（或南）控制电路电源电压太小（合理即可）

【解析】当温度升高到设定值时，水银柱与上方金属丝连通，使左侧形成通路，电磁铁中有电流通过，产

生磁性，电磁铁吸引衔铁，由于电磁铁磁性的大小与电流大小和线圈匝数多少有关，如果电源电压太小，

使得电流太小，磁性太小，则电磁铁吸引不动衔铁，工作电路不会工作。

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六、电磁继电器

1.电磁继电器：利用电磁铁来控制工作电路的一种自动开关。应用：用低电压和弱电流电路的通断，来控

制高电压和强电流电路的通断，进行远距离操作和自动控制。电磁继电器的主要部件是电磁铁、衔铁、弹

簧和动触点。

2.电磁继电器工作原理如图所示，是一个利用电磁继电器来控制电动机的电路.其中电源后、电磁铁线圈、

开关Si组成控制电路；而电源氏、电动机M、开关S2和触点开关S组成工作电路。当闭合Si时，电磁铁线

圈中有电流通过，电磁铁有磁性，将衔铁吸下，触点开关接通，电动机便转动起来；当断开与时，电磁铁

线圈中失去电流，电磁铁失去磁性，弹簧使衔铁上升，触点开关断开，电动机停止运转。

典例训练

1、［绍兴中考］如图是温度自动报警器工作电路，在水银温度计上部插入一段金属丝，当温度达到金属丝下

端所指示的温度时（）

A.铃响，灯不亮

B.铃不响，灯不亮

C.铃响，灯亮

D.铃不响，灯亮

【答案】A

【解析】当温度计开关接通时，控制电路（低压电路）接通，电磁铁产生磁性吸引衔铁，使动触点与下面的

电铃支路接通，与上面的电灯支路断开。

2.［2018•潍坊改编］如图是某同学设计的汽车启动电路。旋转钥匙接通a、6间电路，电动机M启动。下

列说法正确的是（）

X、

/「

I_I

A.尸端为螺线管的N极

B.〃的滑片左移时螺线管磁性减弱

C.电动机启动说明螺线管产生磁性

D.螺线管两端电压大于电动机两端电压

【答案】C

【解析】根据安培定则可知，尸端为螺线管的S极；E的滑片左移时，接入电路的电阻减小，电流变大，螺

线管磁性增强；衔铁向下移动，使电动机启动，说明螺线管产生了磁性；螺线管的电路中电源只有一节干

电池，电动机的电源是两节干电池，故螺线管两端电压小于电动机两端电压。

3.(2019•绍兴)如图是小敏设计的汽车尾气中CO排放量的检测电路。当C0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C0浓度的增大而减小。下列说法正确的是()

W

电

弹A

磁

苗V

铁

：CD

工作电路

U|R

控制电路气徽电阻

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5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。

【解答】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。

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七、磁场对电流的作用（电动机）

1.磁场对电流的作用

通电导线在磁场中会受到力的作用，力的方向与磁场方向及电流方向有关。

通电线圈在磁场中，当线圈平面与磁感线不垂直时，磁场力会使线圈转动；当线圈平面与磁感线垂直时,

线圈也会受到磁场力的作用，但不会转动，这一位置叫做平衡位置。

2.直流电动机

电动机是利用通电线圈能在磁场中转动的原理制成的。

直流电动机模型主要由磁体（定子）、线圈（转子）、换向器和电刷四部分组成，其中，最简单的换向器是

两个彼此绝缘的金属半环，它的作用是当通电线圈由于惯性转过平衡位置时，立即改变线圈中的电流方

向，以实现线圈的持续转动。

直流电动机的转速可由电流大小来控制；转动方向可由电流方向和磁极的位置来控制。

典例训练

1、［2018・淄博］如图是探究“通电导线在磁场中受力”的实验装置。瞬间接通电路，原来静止的导线ab

向右运动。要使导线数向左运动，可行的措施是（）

A.将磁体的N、S极对调

B.增大电源电压

C.换用磁性更强的磁体

D.将磁体的N、S极对调，同时改变电流的方向

【答案】A

【解析】通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向两个因素有关；将磁体的磁极对调，磁场方

向与原来相反，则导线的受力方向与原来相反，能使导线向左运动；增大电源电压、换用磁性更强的磁体,

会改变受力大小，但不能改变导线的运动方向；将磁体的N、S极对调，同时改变电流的方向，不会改变导

线的运动方向。

2、［聊城中考］如图为直流电动机的基本构造示意图。以下相关的分析中正确的是（）

\——

、_________

A.电动机是利用电磁感应的原理工作的

B.电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能

C.使线圈连续不停地转动下去是靠电磁继电器来实现的

D.仅改变磁感线的方向可以改变线圈转动的方向

【答案】D

【解析】电动机是利川通电线圈能在磁场中转动的原理制成的；电动机工作过程中，消耗的电能大部分转

化为机械能但也有少量转化为内能：使线圈连续不停地转动下去是靠换向器来实现的。

回归教材

-

八、电磁感应与发电机

1.电磁感应

英国物理学家法拉第在1831年发现了电磁感应现象。闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的

运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应。

电磁感应中产生的电流叫感应电流。感应电流的产生条件：电路必须是闭合电路，必须有一部分导体做

切割磁感线运动。感应电流的方向跟磁场方向和导体的运动方向有关。

2.发电机

发电机是根据电磁感应原理制成的。

交流发电机主要由定子（磁体）、转子（线圈）、铜环和电刷。

3.直流电与交流电

方向不变的电流叫直流电。大小和方向都发生周期性变化的电流叫交流电。

交流电的周期指电流发生一个周期性变化所用的时间，其单位就是时间的单位秒（s）。

交流电的频率指电流每秒发生周期性变化的次数。其单位是赫兹，符号是Hz。频率和周期的数值互为倒

数。

✓----------------------------------------------S

典例训练

1、［2018•湖州］下列4个实验所揭示的原理能直接推动发电机发明的是（）

ABcD

【答案】B

【解析】A实验揭示通电导体在磁场中受力的作用，与电动机发明有关；B实验揭示电磁感应原理，直接推

动发电机的发明；C实验是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场；D实验说明通电线圈能产生磁场，也

能探究通电线圈磁场强弱与哪些因素有关。

2.［2018•株洲］如图为交流发电机原理图，线圈在磁场中转动，则（）

A.两磁极间的磁场方向向左

B.线圈在磁场中切割磁感线

C.通过灯泡的电流方向不变

D.线圈一定不受磁场力作用

【答案】B

【解析】磁场方向是从N极出来到S极，所以图中两磁极间的磁场方向向右。发电机发电时，线圈一定做

切割磁感线运动。交流发电机输出的是交流电，方向会周期性变化。发电机线圈转动时会受磁场力作用。

3、［2018•淮安］在探究“产生感应电流的条件”实验中:

\

（1）实验中，观察判断电路中是否有感应电流。

⑵闭合开关，若导体仍不动，左右移动磁体，电路中（选填“有”或“无”）感应电流。

（3）该实验的结论是：闭合电路的一部分导体，在磁场中做运动时，导体中就会产生感应电流。

（4）如果将小量程电流表换成,可以探究磁场对通电导体的作用。

【答案】电流表的指针是否偏转有切割磁感线电源

【解析】抓住电磁感应的三个关键词：“闭合电路”“部分导体”“切割磁感线”。该探究实验要用灵敏

电流表去检测，普通电流表效果不明显。（4）探究通电导体在磁场中受力运动的实验图与该图的本质区别是

将灵敏电流表换成电源。

跟踪训练

1.（2020•金衢模拟）下列设备，利用电磁继电器工作的是（）

【答案】A

【解析】电磁继电器其实就是用电磁铁控制的开关，据此分析判断。

【解答】A.当水面与上面的金属块A接触时，整个控制电路接通，电磁铁产生磁性，将衔铁吸下来，接通

工作电路里的红灯，从而达到报警的目的，这里的电磁铁相当于一个开关，故A符合题意；

B.声音振动引起线圈振动，线圈在磁场中切割磁感线，从而将声音转化为强弱变化的电流，这就是动

圈式话筒的工作过程，没有利用电磁铁，故B不合题意；

C.在电磁起重机中，闭合开关，电磁铁通过电流而产生强大的磁力，将钢铁分拣并运走；断开开关，

电磁铁没有电流从而磁性消失，钢铁可以被放下来，故C不合题意；

D.闭合开关后，电磁铁产生磁性，将衔铁吸下来，衔铁上的小锤敲击铃铛盖发出声音；此时，衔铁与

上面的触点分开，电流消失，那么电磁铁也就没有磁性，衔铁在自身弹力的作用下恢复原装再次接通电

路，如此循环往复，实现小锤反复敲击铃铛盖，故D不合题意。

2.[2018•孝感]如图所示，条形磁铁放在粗糙程度相同的水平桌面上静止后，闭合开关S,滑片尸向下移

动。下列说法正确的是（多选）（）

A.通电螺线管的右端为N极

B.滑片？向下移动过程中，通电螺线管的磁性变弱

C.滑片尸向下移动过程中，条形磁铁所受摩擦力一直不变

D.滑片〃向下移动过程中，条形磁铁可能静止，也可能向左运动

【答案】AD

【解析】由图可知，闭合开关S,电流从螺线管右侧流入；根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流

的方向，则大拇指指向螺线管的右侧，即螺丝管的右端为N极；当滑片尸向下移动时，变阻器连入电路的

电阻逐渐变小，由欧姆定律可知线圈中电流逐渐变大，则通电螺线管的磁性逐渐变强，条形磁铁受到电磁

铁的吸引力逐渐变大，则条形磁铁可能静止，也可能向左运动；当条形磁铁静止时，静摩擦力和吸引力平

衡，吸引力增大时，静摩擦力也随着增大；当条形磁铁运动时，因压力大小和接触面的粗糙程度不变，则

条形磁铁所受滑动摩擦力的大小不变：所以，条形磁铁所受摩擦力不是一直不变。

3.[2017•滨州]对下列四幅图的表述正确的是（）

A.甲图中，闭合开关，小磁针静止时N极指向右侧

B.乙图中，闭合开关，滑动变阻器滑片尸向右滑动时，弹簧测力计的示数变小

C.丙图是发电机的工作原理图

D.丁图是电动机的工作原理图

【答案】A

【解析】甲图：由安培定则可知，螺线管的右端为N极，左端为S极，故小磁针静止时N极指向右侧：乙

图中，闭合开关，滑动变阻器滑片。向右侧滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电流变大，电磁铁

磁性变强，但不知电流的方向，无法判定螺线管的极性，故无法判定测力计的示数变化：内图中有电源，

若闭合开关，磁场中的导体会受力运动，即说明通电导线在磁场中受力的作用，是电动机的原理图；丁图

中没有电源，闭合开关后，当导体棒做切割磁感线运动时，电路中就会产生感应电流，是发电机的原理图。

4.（2019•宁波模拟）小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲。将热敏电阻R安装

在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，警铃响。图甲中继电

器的供电电压口=3V,继电器线圈的电阻R。为30Q,当线圈中的电流大于等于50mA时，警铃响。图乙是热

敏电阻的阻值随温度变化的图象。以下说法正确的是（）

A.图中接线柱A应与C连接，B与D连接B.当环境温度升高时，电磁铁的磁性减弱

C.图甲中电磁铁的下端P的磁极应为N极D.环境温度达到80℃时，警铃响

【答案】D

【解析】（1）当环境温度过高时，热敏电阻R的阻值减小，据此判断电磁铁磁性的变化，得到衔铁的运动

方向，进而判断接线情况：

（2）根据乙图判断磁敏电阻的阻值变化，进而得到电流大小变化，最终判断电磁铁磁性变化；

（3）根据安培定则判断电磁铁的磁极；

（4）利用欧姆定律计算出电流为50mA时热敏电阻的阻值，从乙图中找到对应的温度即可。

【解答】A.当环境温度超过某一值时，热敏电阻R阻值减小，电流增大，电磁铁磁场增强，将衔铁吸下

来与B接通，这时警铃报警，因此B与C连接，A与D连接，故A错误；

B.据乙图可知，当环境温度升高时，热敏电阻阻值减小，电路电流增大，电磁铁磁性增强，故B错误;

C.电磁铁线圈上电流方向向右，右手握住螺线管，四指指向右侧，大拇指指向上端，因此电磁铁上端

是N极，下端是S极，故B错误；

D.当线圈中的电流大于等于50mA时，

总电阻为：=7^=-^-=60/2；

&/,；；SQmA

热敏电阻的阻值：R=R总-R0=60C-30Q=30Q；

据乙图可知，这时环境温度为80℃,故D正确。

5.［潍坊中考］同学们在制作电动机模型时，把一段粗漆包线烧成约3cmX2cm的矩形线圈，漆包线在线圈

的两端各伸出约3cm。然后，用小刀刮去两端引线的漆皮。用硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板上。

两个支架分别与电池的两极相连。把线圈放在支架上，线圈下放一块强磁铁，如图所示。给线圈通电并

用手轻推一下，线圈就会不停地转下去。

（1）在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，刮线的要求是（填字母）。

A.两端全刮掉B.一端全部刮掉，另一端只刮半周

（2）线圈在转动过程中能转化为能。

（3）小华组装好实验装置，接通电源后，发现线圈不能转动，写出一条可能造成该现象的原因：。

【答案】B电机械（或动）电源电压较低（或线圈正好处于平衡位置等）

【解析】（1）在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮时，一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样做相当于''换

向器”。（3）电动机模型组装实验中，通电后不转的原因最常见的有线圈正好处于平衡位置、导线接触不良、

电源电压偏低等。

6.（2020•温州）小明观察了小区入口的车辆出入自动控制闸，发现当车牌被识别系统识别后，绿灯亮，

栏杆抬起，车辆通行。于是他设计了如图所示的模拟电路，车牌识别成功相当于图中开关S闭合。

（1）已知该电路电源电压为6伏，指示灯L工作时的阻值为5欧，滑动变阻器接入电路的阻值为10欧，

线圈阻值不计。闭合开关后，线圈吸住铁柱时，指示灯的功率为_______瓦。

（2）若电源电压下降，栏杆不能抬起。除了更换电池外，请你再写出一种能使栏杆正常抬起的方法•。

【答案】（1）0.8（2）滑动变阻器滑片向上移动

u小

【解析】（1）首先根据公式//=3计算出通过电路的电流，再根据公式Pi=L.询计算指示灯的功率；

总R.0

（2）栏杆不能抬起，可能是因为线圈对铁柱的吸引力太小，可从增大控制电路的电流的角度思考解决方法。

【解答】（1）变阻器和指示灯串联，

电路的总电流为：T=—=。­

此时指示灯的功率为:PL=IL2RL=（0.4A）2X5Q=0.8WO

（2）栏杆不能抬起，可能是因为线圈对铁柱的吸引力太小，也就是通过线圈的电流太小，解决方法；

①当电阻不变时，根据U=IR可知，要增大电流就必须增大电池的电压；

②根据U=IR可知，当电压不变时，要增大电流必须减小电阻，即变阻器的滑片向上移动。

7.［湖州中考］科学兴趣小组做了一个有趣的纸盒实验：在水平桌面的右端放有一个封闭纸盒，一辆绑有磁

铁的小车从斜面上静止下滑后在水平桌面上向右运动。在靠近纸盒的过程中小车的速度越来越小，最后

停在了4位置。如图所示。

小组同学对这一现象展开了讨论：

（1）小明认为小车的速度减小除了受到了摩擦力的作用外，可能还受到纸盒的影响。为了证实他的猜想，小

明应该如何设置实验？。

（2）小强打开纸盒，发现里面是一个闭合的线圈。为什么闭合的线圈会使小车的速度减小得更快？请对这一

现象作出合理的解释。。

【答案】拿掉纸盒后重复实验，观察小车停止的位置，并与原来比较

带磁铁的小车靠近闭合的线圈时，闭合线圈切割磁感线产生感应电流，小车的动能转化为线圈的电能，动

能减小，速度减小得更快（合理即可）

【解析】（2）电磁感应现象：当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应

电流。

8.（2019•金华）如图是一款用锂电池供电的平衡台灯，悬挂在中间的木质小球是它的“开关”。使用时

只需要将上下两个小球靠近，小球就相互吸引，灯管发光。以下为平衡台灯参数;

额定电压：5伏

额定功率：5瓦

光源类型：LED

狸电池输出电压：5伏

但电池容量：4800毫安时

（注：以4800毫安的电流放电能工作1小时）

甲乙

(1)若A球内置的磁体下端为N极，则B球内置磁体上端为极；

(2)求平衡台灯正常发光时电路中的电流；

(3)给该台灯充电时，充电器的输出电压为5伏、电流2安，充电效率为80%,则为用完电的台灯充满电

至少需要多长时间？

【答案】(1)南(S)

(2)I=P/U=5W/5V=1A

(3)W电池=UiLti=5VX4.8Ax3600s=86400JW输出=W,Uifi/80%=108000J

t2=WWU[=108000]/(5VX2A)=10800s=3h

【解析】磁体上磁性最强的部分叫磁极。磁体周围存在磁场，磁体间的相互作用就是以磁场作为媒介的。

之间呈现同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的现象。电能可以转化成多种其他形式的能量。电能转化

成多种其他形式能的过程也可以说是电流做功的过程，有多少电能发生了转化就说电流做了多少功，即电

功是多少。

【解答】(1)当两个小球靠近时，小球就相互吸引，A的下端与B的上端为异名磁极，而A球下端为N极,

则B的上端为S极；

(2)由平衡台灯的参数可知，小灯泡正常发光时，P=5W,U=5V,根据P=U1,即可得出正常发光的电流；

(3)根据电池容量和输出电压，可以得出平衡灯的能够储存的能量，再根据W+80%=UIt,即可得出时间;

9.(2018•宁波)为响应宁波市政府提出的“创建海绵型城市”的号召，小科设计了如图所示的市政自动

排水装置模型，控制电路由电压为12V、最大容量为lOOAh的蓄电池供电，蓄电池用“发电玻璃”制成的太

阳能电板充电。R。为定值电阻，R为压敏电阻，压敏电阳通过杠杆ABO与圆柱形浮体相连，AB：B0=4：1,

压敏电阳的阻值随压力变化的关系如下表。(压板、杠杆和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计，

所用绿灯红灯及排水袋的额定电压均为220V)

体220V

!S

（2）“发电玻璃”光电转化率接近18%„要求在5h内对控制电路的蓄电池充满电、则选用的“发电玻璃”

面积至少为（太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率按1000W计算，计算结果精确到0.1m）

（3）按照设计要求，当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力为360N,通过电磁铁线圈

的电流为100mA,排水泵启动；当水位回落到浮体只有|体积浸入水中时，杠杆AB0仍处于水平位置，线

圈中电流为30mA,排水泵停止工作，则小科应选择重力为多大的浮体。

（4）在实际调试过程中，小科发现水位已达到安全位置上限，但排水装置还未启动。如果在其他条件保持

不变的前提下，使排水装置符合设计要求。应将与压敏电阻相连的压板向（填“左”成“右”）

移动。

红灯

T排水泵尸

【答案】（1）220V

（2）1.3

（3）当浮体刚好全部浸入水中时，压敏电阻受到压力"为360N,查表可知R=80Q

R总二上二出=1200

/O.1A

Ro=R总-R=120Q-80Q=40。

根据杠杆平衡条件有：FALOA=FBLOB

FA=处皿=360NXi=72N

LOA5

Fif=G+F；即FjT=G+72N...①

当浮体只有|体积浸入水中时F/=|F律

R/=子-1-2-V=40s0eQe

0.034

R'=R&-Ro=4OOQ-60Q=360Q

查表可知F/=120N