电流的磁场（基础知识+练习）-上海市2024年中考冲刺复习资料（解析版）

专题31电流的磁场（基础+练习）

一、知识结构

磁性：物体吸引铁、钻、锲等物

质的性质.具有磁性的物体叫磁体

磁极：磁体上磁性最强的两个部

分（每个磁体都有两个磁极）

Q磁现象磁体相互作用规律：同名磁极

相互排斥，异名磁极相互吸引

磁化：原来没有磁性的

物体获得磁性的过程

磁体周围存在一种看不见、

摸不着的物质，称为磁场

。磁场基本性质：对其中的小磁针有力的作用

磁方向：小磁针静止时北极所指的方向

磁感线可以形象地描述磁场，

磁感线的疏密表示磁场的强弱

O磁感线磁体外部，磁感线从N极出发，回到S极

磁感线上任一点的磁感线方

向，就是该点磁场的方向

地球周围空间存在的磁场，地被两极与

。地磁场地理两极相反且并不重合；出现磁偏角

奥斯特实验：电流周围存在着磁

场;磁场更向跟电流方向有

通电直导线周围的磁场：是以导线上各点为圆

电流的心的则心圆：磁感线的方向与电流方向有头

磁场通电螺线管的磁场特点：通电螺线管外部的磁

电流的场和条形磁体的磁场•样。通电螺线管两端的

磁场极性与其中的电流方向有关。用右手定则判断

国二电磁铁，通过的电流越方，磁性越强

电流一时，外形相同的电磁

电磁铁铁，线圈匝数多，磁性强

线圈匝数和电流一定时，

有铁芯的电磁铁磁性强

c机械能、内能、化学能、核能都可以转化为

电能的获电能，电能与其他形式的能吊可以相互转化

得和输c电能的优点：一是便于转

化：二是便于输送和分配

无线电波在真空中的传播速度：

无线电波与3.0x108mzs

无线电通信波长、频率、波速间的关系：波速cff

应用：收音机、电视机、导航、雷达、通讯广播等

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二、知识梳理

一、磁现象

1,磁性：物体能够吸引铁、钻、黑等物质的性质叫磁性。

2.磁体：具有磁性的物体叫磁体，常见的磁体有条形磁体、蹄形磁体（U形）、小磁针等。

3.磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极。每个磁体都有两个磁极，一个是南极（S极），一个

是北极（N极）。

磁极间的相互作用规律：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叫磁化。

二、磁场

1.磁场

（1）磁场的概念：磁体周围存在着一种看不见、摸不着的物质，我们称其为磁场。磁体间的

相互作用是通过磁场发生的。

（2）磁场的基本性质：磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生力的作用。

（3）磁场的方向：在磁场中的某一点，小磁针北极静止时所指的方向就是该点磁场的方向。

2.磁感线

（1）磁感线的作用：用来形象直观地描述磁场的分布情况。

（2）磁感线的概念：把小磁针在磁场中的排列情况，用一些带箭头的曲线画出来，可以方

便、形象地描述磁场，这样的曲线叫做磁感线。

（3）五种基本磁场的磁感线描述

条形磁铁的磁感线蹄形磁铁的磁感线异名磁极的磁感线

①条形磁铁的磁感线；②蹄形磁铁的磁感线；③同名磁极的磁感线（N、N极之间）；④同名

同名磁极的磁感线（S、S极之间）异名磁极的磁感线

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(4)磁感线的性质

①磁感线是用来描述磁场的一些假想曲线，实际上不存在(选填“存在”或“不存在”)。磁感

线上任意一点的切线方向为该点的磁场方向。磁场越强的地方，磁感线分布越蜜；磁场越弱的地

方,磁感线分布越选。

②磁感线为封闭的、立体的曲线，在磁体的外部，磁感线的方向是从M极指向&极，而在内

部，是从&极指向M极。

③在同一磁场中，任何两根磁感线都不会相交。这是因为在同一磁场中任何一点的磁场方向只

有一个确定的方向，如果在某一点有两条磁感线相交，就意味着该点有两个磁场方向，就与某点磁

场方向的唯•性相悖。

3.研究方法

(1)模型法：描述磁场用到磁感线，这种方法叫模型法(或建模法工

(2)转换法：磁场看不见、摸不着，通过对放入其中的小磁针产生力的作用来认识磁场，这

种研究方法叫转换法。

三、地磁场

1.定义：地球周围空间存在的磁场叫地磁场。

2.地磁场的特点：地球本身是一个巨大的磁体，在地球的周围空间存在着地磁场，地磁场类

似于级磁体的磁场，地磁场的南极在地理的北极附近，地磁场的北极在地理的南极附近。

3.磁偏角

地磁的南极在地理的北极附近，地磁的北极在地理的南极附近，它们之间有一个偏差角度，我

们称为磁偏角。我国宋代学者沈括第一个发现磁偏角。

4.指南针的工作原理：由于受到地磁场的作用，小磁针静止时S极总是指向地理的南极，N

极总是指向地理的北极。

【例题1】关于磁场、磁感线，下列描述中正确的是()

A.磁场分布局限于某一平面内B.磁感线可以交叉

C.磁场是具有强弱和方向的D.磁感线客观存在

【答案】Co

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【解析】A选项.磁场分布局限于某一平面内，错误的，因为磁场分布在磁体的空间中；

B.磁感线可以交叉；错误，因为在磁场中的一点，磁场的方向是一定的，磁感线的切线方向

就是磁场的方向，所以磁感线不能交叉；

C.磁场是具有强弱和方向的；正确，磁场既具有强弱又有方向；

D.磁感线客观存在；错误，磁感线并不存在，是为研究磁场引入的一种模型。

所以选C。

【例题2】如图1所示为磁极间磁场的分布情况，其中正确的是（）

【答案】Co

【解析】根据同名、异名磁极间的磁感线的分布情况分析，同名磁极间的磁感线相互排斥，异

名磁极间的磁感线相互吸引，在磁体的外部，磁感线是从N极出发，回到S极，可以判断C是正

确的。

【例题3】（2022青浦区）磁体与磁体间的相互作用，可以不相互接触，这是因为磁体周围存

在磁场。

①在磁体周围，磁体两极处的磁场（选填“最强”或“最弱”）；

②我们可以用磁感线来表示磁体周围的磁场。

下列关于磁感线的说法，正确的是。

a磁感线是真实存在的（/<^77

b磁感线能表示磁体周围各处磁场的强弱图5

c磁感线能表示磁体周围各处磁场的方向

③图5是某同学绘制的条形磁体周围的磁感线，请指出图中磁感线的主要错误并说明理由：

【答案】最强；b、c：主要错误为：图中磁感线交叉了；理由：磁感线表示磁体周围磁场，磁

场中任一点的磁场只有一个确定的方向，交叉处的磁场方向有两个，因此错误。

【解析】①在磁体周围，磁体两极处的磁场最强。②磁感线能表示磁体周围各处磁场的强弱，

磁感线能表示磁体周围各处磁场的方向，故选b、c；③主要错误为：图中磁感线交叉了；理由：

磁感线表示磁体周围磁场，磁场中任一点的磁场只有一个确定的方向，交叉处的磁场方向有两个，

因此错误。

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四、电流的磁场

1.奥斯特实验

1820年，丹麦物理学家奥斯特通过实验证实通电导体和磁体一样，周围存在磁场,磁场的方

向与电流的方向有关。

2.直线电流的磁场

（1）通电直导线周围存在着磁场；磁场方向跟电流方向有关。

（2）直线电流的磁场方向可以用安培定则（一）来判定（下图）：用右手握住导线，让伸直的

拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。

3.螺线管的磁场

（1）探究通电螺线管的磁场

①如图所示，可以看到细铁屑在通电螺线管外部和内部有规则地排列起来。从细铁屑的分布情

况来看，通电螺线管外部的磁场和条影磁隹相似。

铁屑的排列情况小磁针的排列情况

②如图所示，在通电螺线管外部周围小磁针的N极指向丕圆，内部小磁针N极指向蛔（均

选填“相同”或“不相同”）。从小磁针N极指向来看，通电螺线管外部的磁感线是从通电螺线

管一端出来回到另一端；内部磁感线的方向与外部磁感线的方向相反。

③在上面的实验中，改变螺线管中的电流方向，小磁针的N极指向与上次实验刚好相反。由

此可知，通电螺线管的磁场方向与虫遮方向有关。

（2）通电螺线管的磁场特点

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①通电螺线管外部的磁场与条形磁体外部的磁场相似，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两

个磁极。

②通电螺线管两端的极性与环绕螺线管的电流方向有关。

切记通电螺线管两端的极性与螺线管的绕法无关，与电流由哪端流入无关（均选填“有关”或

“无关”）！

4.安培定则

（1）安培定则：用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向与螺线管中的电流方向一致，

则大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。

（2）安培定则的应用

①根据通电螺线管中电流的方向，判断螺线管的极性。

②由通电螺线管两端的极性，判断螺线管中电流的方向。

③根据通电螺线管的N、S极以及电源的正、负极，画出螺线管的绕线。

（4）提示

①决定通电螺线管两端极性的根本因素是螺线管中电流的方向，电流的方向一致则通电螺线管

两端的极性就相同。

②N极和S极一定在通电螺线管的两端。

③判断时必须让右手弯曲四指所指的方向与螺线管中电流的方向一致。

五、电磁铁

1.概念：内部插有铁芯的螺线管，在有电流通过时有磁性，没有电流时就失去磁性，这种磁

体叫做电磁铁。

2.特点：有电流通过时有磁性，没有电流时就无磁性（选填“有”或“无

3.工作原理：电磁铁是利用电流的磁效应来工作的。在螺线管的内剖插入铁芯通电后，铁芯

在螺线管的磁场中被磁化，两磁场叠加，使电磁铁的磁性大大增强。

4.电磁铁磁极极性的判断

电磁铁的磁极极性与通电螺线管的磁极极性是一致的，可运用安培定则来判定。

5.探究电磁铁磁性强弱的影响因素

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(1)实验方法

①控制变量法：控制电磁铁线圈的匝数不变，改变线圈中电流的大小；控制电磁铁线圈的电流

不变，改变线圈匝数。

②转换法：根据电磁铁吸引铁钉或曲别针等教量的多少来判断电磁铁的磁性强弱。

(2)实验设计

①按照电路图，把滑动变阻器、电流表和一定匝数的电磁铁串联起来，移动变阻器的滑片P,

改变电路中的电流，观察电磁铁吸引由别针的数目有什么变化。

②把匝数不问的电磁铁串联在电路中，观察电磁铁吸引曲别针的数目有什么变化。

(3)实验结论

线圈匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越强；电流一定时，外形相同的螺线管，线

圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。

6.电磁铁的优点

(1)可以通过电流的通断来控制其磁性的有无。

(2)可以通过改变电流的方向来改变其磁极的极性。

(3)可以通过改变电流的大小或线圈匝数的多少来控制其磁性的强弱。

7.电磁铁的应用

(1)电磁铁可以直接对磁性物质有吸引力的作用

主要应用在电铃、电磁起重机、电磁刹车装置和许多自动控制装置上。全自动洗衣机的进水、

排水阀门，卫生间里感应式冲水器的阀门，也都是由电磁铁控制的。

(2)电磁铁的另一个应用是产生强磁场。

现代技术上很多地方需要的强磁场都是由电磁铁提供的，如磁浮列车、电动机、发电机、磁疗

设备、测量仪器、研究微观粒子用的加速器等。

(3)电磁继电器

①电磁继电器概念

电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接地控制血电压、强电流电路通断的装

置。电磁继电器实质上是利用电磁铁来控制工作电路的一种开去。

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②电磁继电器的主要构造

控制电路：电磁铁、衔铁、弹簧、低压电源、开关等:

受控电路：高压电源、电动机、动、静触点。

布动触点D

弹基

簧B

电

源

③电磁继电器的工作原理

闭合低压控制电路中的开关S,电流通过电磁铁的线圈产生磁性，把衔铁B吸下来，使动触点

D与静触点互接触，受控的高压工作电路闭合，电动机M工作。

断开开关S,线圈中的电流消失，电磁铁的磁性消失，衔铁B在弹簧的作用下与电磁铁分离，

使触点D、E脱开,受控电路断开，电动机停止工作.

（4）电磁继电器的应用

①利用电磁继电器可以通过控制低电压、弱电流电路的通断来间接地控制高电压、强电流工作

电路的通断，使人远离高压环境；

②利用电磁继电器可以使人远离高温、有毒等环境，实现远距离控制;

③在电磁继电器控制电路中接入对温度、压力或光照敏感的元件，利用这些元件操纵控制电路

的通断，可以实现对温度、压力或光的自动控制，如电铃、防盗报警、防汛报警、温度自动控制、

空气开关自动控制等。

【例题3】（2022•上海浦东新区）1820年，发现电流周围存在磁场的物理学家是（）

A.安培B.焦耳C.欧姆D.奥斯特

【答案】D.

【详解】1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流周围存在有磁场，故ABC不符合题意，D符

合题意。故选D。

【例题4】（2022•上海虹口・统考二模）根据图中通电螺线管的N极，标出磁感线方向、小磁针

N极，并在括号内标出电源的正、负极。

【答案】见右图.

【解析】螺线管左端为N极，则右端为S极，螺线管外部磁感线从N极出发回到S极，故磁

感线从左到右；根据同极相斥、异极相吸可知小磁针的N极在远离螺线管的那一端；根据右手安

培定则，四指弯曲方向为电流的方向，大拇指的方向指向螺旋的N,故外部螺旋管的电流是向上

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的，故左端为电源的负极，右端有电源的正极。如图所示。

TOW

Z

—।电源卜~—H—

（-）（+）

【例题5】（2022•上海徐汇・统考模拟预测）如图所示，通电螺线管周围有四个小磁针E、F、

P、Q（图中涂黑端为N极），当小磁针静止时指向正确的是（）

F

■<t>

A.EB.FC.PD.Q

【答案】D.

【详解】根据电源的正负极可知，通电螺线管的电流方向从右边流入、从左边流出，根据电流

方向，利用安培定则判断螺线管的左端为N极、右端为S极；而同名磁极相互排斥、异名磁极相

互吸引，可见小磁针P的指向正确。故D符合题意，ABC不符合题意。改选D。

【例题6】（2022•上海黄浦・统考二模）图a是一个磁悬浮地球仪，其内部结构示意图如图b

所示，球体内有一个条形磁体。底座里面有一个电磁铁，可使地球仪悬浮在空中。

电

源

①请在图b中标出开关闭合后，电源的“+”、极；

②请利用所学知识解释地球仪能够悬浮在空中的原因;

③查阅资料可知：当地球仪受竖直方向外力干扰时，偏离原来位置后，底座内自动校正系统会

改变通电螺线管中电流大小，从而改变了磁力大小，使地球仪恢复原先平衡位置。可使螺线管中电

流大小发生改变的措施有O

A.改变电源电压的大小

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B.改变电源的正负极

C.改变电源输出的功率

【答案】见下图，同名磁极相互排斥，ACo

【解析】①⑴由图可知，磁铁的上端为N极，根据安培定则，伸出右手使大拇指指向电磁铁

的上端N极，则四指弯曲所指的方向为电流的方向，电流从螺线管的上端流入，所以电源的上端

为正极下端为负极，作图如下。

B;_

N

b

l(+)

_

六、电能的获得和输送

1.电能的优点是便于转化、输送用分配。

2.远距离输电时，为了减少导线上电能的损耗，必须采用高压输电。

【例题7】我国家庭电路中，电灯正常工作的电压为伏，电灯与电灯之间是连接

的（选填“串联”或“并联电灯所消耗的电能是远方的发电站通过输电线路输送至用电

区的（选填“高压”或“低压

【答案】220,并联，高压。

【解析】我国家庭电路中，电灯正常工作的电压为220伏，电灯与电灯之间是并联连接的。电

灯所消耗的电能是远方的发电站通过高压输电线路输送至用电区的。

【例题8】（2022奉贤二模）无线充电器是利用电磁感应原理进行充电的设备，其过程为：通

过在发送和接收端各安置一个线圈，送电线圈利用电流产生磁场，受电线圈利用磁场产生电流。受

电线圈正对并靠近送电线圈可以产生电流，使灯泡发光，实现电能的无线传输。如图（a）为手机

通过无线充电进行充电，图（b）为“电能无线传输”示意图。

（1）当在进行无线充电时，无线充电器可看作（均选填“送电线圈”、“受电线圈”）。

（2）通过查阅资料，可以了解到受电线圈两端电压与受电线圈匝数、受电线圈直径、两线圈

的距离有关。现用相同规格的漆包线绕制了三个匝数相同、直径相同的受电线圈进行探究。实验数

据如表：（送电线圈直径为70.0mm）

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送电线圈受电线圈

图(a)图(b)

受电线圈的两线圈之间

实验次数受电线圈两端的电压U/V

直径D/mm的距离d/mm

170.022.08.6

270.011.014.1

370.05.520.5

①分析序号1、2、3数据，可初步得出结论：在受电线圈的直径和匝数相同时，o

②通过实验，小组同学发现电能无线传输存在传输距离（选填“长”或“短”）的缺

点，尽管如此，电能无线传输技术仍然有着广阔的应用前景。

【答案】送电线圈；两线圈之间的距离d越小，受电线圈两端电压越大，短。

【详解】（1）由题意可知，送电线圈利用电流产生磁场，受电线圈利用磁场产生电流，所以当

进行无线充电时，无线充电器是电源，无线充电器可看作送电线圈。

（2）由表中数据可得，1、2、3实验的受电线圈直径相同，线圈匝数相同，两线圈距离逐渐

减小，受电线圈两端的电压不断增大，所以可以得到的结论是在受电线圈的直径和匝数相同时，两

线圈距离减小，受电线圈两端的电压增大。

由于从实验数据知，在受电线圈的直径和匝数相同时，两线圈之间的距离越小，受电线圈两端

的电压越大，当两线圈距离增大时，受电线圈两端的电压会减小，所以电能无线传输存在传输距离

短的缺点。

七、无线电波

1.无线电波是一种电磁波，在空间中向各个方向传播，常用于无线电通信，如手机通信、广

播电视等。

2.无线电波可以在真空中传播，在真空中的传播速度等于凶登米/秒，这个速度和光在真空中

传播的速度是相同的。

三、基础练习

1.（2020杨浦二模）丹麦物理学家通过实验发现电流周围存在磁场。如图所示，通电

螺线管的左端是一极（选填"N”或"S”），电源的左端是极（选填“正”或“负叽

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【答案】奥斯特；N；负。

【解析】丹麦物理学家奥斯特通过实验发现电流周围存在磁场。如图4所示，根据异名磁极相

互吸引可以判断通电螺线管的右端是S极，左端是N极；用安培定则可以判断螺线管的里面电流

的流向是向下的，得出电源的左端是负极。

2.根据图4中通电螺线管通电后小磁针静止时N极所指的方向，标出磁感线方向、通电螺线

管的N、S极，并在括号内标出电源的正、负极。

【答案】见右图。

【解析】根据异名磁极相互吸引可以判断通电螺线管的右端是S极，左端是N极；用安培定

则可以判断螺线管的里面电流的流向是向下的，得出电源的左端是负极；最后根据在螺线管的外部

磁感线的方向从N极到S极可以画出磁感线的方向。

3.某同学利用如图所示装置研究做和电的关系.请仔细观察图中的装置、操作和现象，然后

归纳得出初步结论.

（1）比较甲、乙两图可知：.

（2）比较乙、丙两图可知：.

【答案】（1）电流周围存在着磁场；（2）通电导体周围的磁场方向与电流方向有关

【详解】（1）甲图中无电流，小磁针不发生了偏转，乙图中有电流，小磁针发生偏转，因此可

知：通电导体周围存在磁场；

（2）乙和丙图中都有电流通过，但电流方向相反，同时小磁针偏转的方向也相反，因此这两

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图的比较可得出电流的磁场方向与电流方向有关的结论.

4.在下图5中，能正确表示螺线管及静止小磁针的N极指向的是（）

A

【答案】Co

【解析】先画出螺线管上电流的流向，用安培定则判断出A、B螺线管的磁极是错误的;

C图螺线管的磁极的极性正确，且与小磁针的异名磁极吸引，所以C图正确;

D图螺线管的磁极的极性正确，但是小磁针的N极指向错误。所以选C。

5.学习了通电螺线管的磁场后，小华同学利用螺线管、小磁针、电键和电池等器材继续做实

验。小华将小磁针放在螺线管内部，电键S断开，小磁针静止后如图5（a）所示。闭合电键S,小

磁针转动，静止后如图5（b）所示。接着小华改变电池的接法，再闭合电键S,小磁针静止后如图

5（c）所示。请根据现象及相关条件归纳得出初步结论。

①比较图5（a）和（b）可知：o

②比较图5（b）和（c）可知：o

（a）电键断开（b）电键闭合（c）电镀闭合

图5

【答案】①当螺线管通电时，螺线管内部有磁场：②当螺线管上的电流方向变化时，螺线管内

磁场的方向也发生变化。

【解析】①比较图（a）和（b）能看出，当线圈中没有电流时，小磁针的指向无规律，当通电

后，发现小磁针指向有一定的规律，即说明当螺线管通电时，螺线管内部有磁场；

②比较图（b）和（c）可知，当螺线管中的电流方向发生改变时，小磁针的N极指向也发生了

改变，故说明：当螺线管内的电流方向变化时，螺线管内磁场的方向发生变化.

6.我国家庭电路中，电灯正常工作的电压为伏，电灯与电灯之间是连接的（选填

“串联”或“并联”）。电灯所消耗的电能是远方的发电站通过输电线路输送至用电区的（选

填“高压”或“低压

【答案】220,并联，高压。

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【解析】我国家庭电路中，电灯正常工作的电压为220伏，电灯与电灯之间是并联连接的。电

灯所消耗的电能是远方的发电站通过高压输电线路输送至用电区的。

7.2020年10月30口，第三届中国国际进II博览会在上海举行，所用电动警用四轮车采用薄膜太

阳能电池板、无铭电池、移动通信等技术，真正达到碳的“零排放”。警车和地面指挥中心联络时

发出的是波(选填“无线电”或“声”)，太阳能电池板将太阳能转化为能。

【答案】无线电，电。

【解析】警车和地面指挥中心联络时发出的是无线电波，太阳能电池板将太阳能转化为电能。

8.下列工具(或设备)与无线电波应用无关的是()

A.电视遥控器B.军用雷达

C.行车导航器D.医用B超探测仪

【答案】Do

【解析】电视遥控器、军用雷达、行车导航器都应用了无线电波，医用B超探测仪是运用了超

声波。所以选D。

四、综合练习

1.(2020静安二模)小明在学习奥斯特实验后，知道电与磁之间存在联系，于是对电与磁的相

关内容进行整理，部分整理内容如上表所示。

电荷磁体

正、负两种电荷N、S两个磁极

同种电荷相互排斥

异种电荷相互吸引

电荷间的相互作用无需直接接触磁体间的相互作用无需直接接触

①请你将表格中空缺处填写完整。(17)

②小明类比磁的相关知识，提出“电荷的周围可能存在电场”的猜想。

(a)你认为小明所类比的“磁的相关知识”是：(18)；

(b)若确实存在“电场”，我们可以从哪些方面进行学习，请举例：(19)o

【答案】①同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；②磁体周围存在磁场，电场的分布特点和

方向。

【详解】与电荷间的相互作用类似，磁体磁极之间同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。

磁体周围存在磁场，因此可联想电荷的周围可能存在电场。根据磁场的特点，研究电场时可研

究电场的分布特点和方向。

2.(2020浦东二模)无线电波与声波都可以传递信息，两者有许多相似与不同之处，请仿照下

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例，通过举例说明无线电波不同于声波的两个特点。

序号事例特点

“玉兔”号探测器通过无线电波把说明无线电波传送的距离可以很远

1

月球表面图像传送回地球

2£16)(17)

3(18)(19)

【答案】见解析。

【详解】通过无线电视直播可以把春晚的画面实时传播到千家万户，说明无线电波传播的速度

很快。无线电通信时必须使用专业器材才能听到声音，说明无线电波不能被人耳直接所到。

3.（2021崇明二模）自从发现了电流周围存在磁场，许多科学家都在逆向思考：既然电能生

磁，那么磁也能生电。1825年，科学家科拉顿也用实验探索如何磁生电。科拉顿用条形磁铁在线

圈中插入和拔出进行实验时，为了排除磁铁对“电流表”的影响，把“电流表”和线圈分别放在两

个房间里。实验时，他在两个房间之间跑来跑去，没有观察到电流表偏转，实验失败。某同学利用

一根条形磁铁、一个电流表、一个线圈来通过条形磁铁插入和拔出线圈来改变穿过线圈的磁场从而

探究磁生电需要满足的条件，其实验过程如图所示。

①电流周围存在磁场，为了形象直观地描述磁场，物理学中引入了“磁感线”的概念，其实磁

感线在磁场中的是（选填“存在”或“不存在”）的。

②如图6（A）中的条形磁铁，在条形磁铁外部，磁感线总是从磁铁的某极出来，由

（选填"N”或"S”）极进入磁铁。

③比较图6中A与B或C与D可知，要使线圈中产生（感应）电流需要满足的条件是:

④根据以上实验，判断科学家科拉顿实验失败的原因是。

A.在线圈的电路在缺少电源（如干电池）B.电表发生了故障

C.看电表时线圈中的磁场没有变化D.看电表时线圈中一定没有磁场

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【答案】不存在；S；穿过线圈的磁场（或磁感线多少）发生变化；Co

【详解】（1）磁场是真实存在的，但磁感线是假想出来的有方向的曲线，不是真实存在的。

（2）条形磁铁外部的磁感线总是从磁铁的N极出发，终止于磁铁的S极，内部是从S极到N

极，正好构成闭合曲线。

（3）比较图中A与B或C与D可知，当磁体运动时才能产生电流，磁体向上或向下运动，

通过线圈的磁感线数量改变，所以要使线圈中产生（感应）电流需要满足的条件是，穿过线圈的磁

场（或磁感线多少）发生变化。

（4）因为穿过线圈的磁场（或磁感线多少）发生变化才能产生电流，把“电流表”和线圈分别

放在两个房间里，到房间时间过长，看电表时线圈中的磁场没有变化，产生的电流已经消失了，故

选C。

4.（2021闵行二模）学习电流的磁场后，甲乙两同学继续探究磁能否生电，他们利用如图6

（a）所示的装置进行实验：将金属棒P悬挂于蹄形磁铁的磁场中，并

用导线将金属棒P与灵敏电流计、开关串联连接。闭合开关，当金属

棒P静止时的实验现象如图6（b）所示；当金属棒P以不同方式运动

时的实验现象分别如图6（c）、图6（d）所示。

（1）甲同学根据图6（b）、图6（c）中的实验现象，认为：当闭合电路中的一部分导体在磁

场中运动时，会产生电流。乙同学不同意甲的结论，他判断的依据是o

（2）他俩改用塑料棒代替金属棒进行实验，你认为能不能产生电流？请判断并说明理

由OO

【答案】（1）见解析；（2）不能，因为塑料棒为绝缘体，不导电。

【详解】（1）根据图（b）、图（d）中的实验现象可知，当闭合电路中的一部分导体在磁场中

沿平行于磁场方向运动时，不会产生电流。

（2）磁生电需要导体，塑料棒是绝缘体，不导电，所以也不会产生电流。

5.（2021徐汇二模）小佳在科技馆中看到，起电机使人体带电后，人的头发会竖起散开，如

图5（a）所示。联系己学习的磁场相关知识：（1）磁体对周围小磁针有力的作用，不需要接触，

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说明磁体周围存在磁场：(2)磁体周围有磁场，能磁化磁体周围的铁粉，使其排列成很多曲线。这

些曲线与竖起头发场景类似，他提出“带电体的周围可能存在电场”的猜想并进行了研究。

首先将带正电的物体甲放在绝缘支架上，然后把挂在丝线上带正电的小球先后挂在P1、P2位

置，如图5(b)所示，发现小球偏离竖直方向，且偏转角度不同，a大于0。

①由“悬挂在丝线上的带正电小球靠近带电体甲，小球偏离竖直方向”的实验现象可判断出

带电体，说明带电体周围存在电场，小佳的猜想是正确的。

②由图5(b)他还得出“带电体甲周围电场的分布是不均匀的，越靠近带电体甲电场越强”

的结论。你觉得他的结论正确吗？―，理由是0

③如果用正电荷受到的带电体甲的作用力方向来表示“电场”的方向。类比用磁感线描述磁

场，用一系列假想线来描述带电体甲周围的“电场”，在图6中最为合理的是(选填"A”

【答案】①对周围带电小球有力的作用，不需要接触；②正确，同样的带电小球距离带电体甲

近时，小球偏离竖直方向的夹角大，说明小球受到的作用力大；③B

【详解】①根据题干中“磁体对周围小磁针有力的作用，不需要接触，说明磁体周围存在磁场”

类比可知，带电体对小球有力的作用。

②在磁场中，小球悬挂在P/比P?处偏转角度大，因此小球在P/受到的电场力更大，所以该处

的电场也越强。所以结论是正确的。

③将试探正电荷放在带电体右侧，试探电荷受到的力排斥力水平向右，因此电场方向也水平向

右，故电荷右侧电场线应该水平向右。所以最合理的是B选项。

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6.(2021杨浦二模)如图5所示，当一块条形磁铁的N极缓慢靠近铁块时，a端被磁化为S

极、b端为N极,a端相互

NSN

条形磁铁a铁块b

图5

环形电流

未磁化铁块内部的磁畴方向碳化后铁块内部的磁畸方向

(b)(c)

图6

①经查阅资料得知：铁原子中的电子围绕原子核运动或自旋时，会形成微小的环形电流【如

图6(a)所示】，微小的环形电流的周围存在微小的o铁磁质内部原子中电子围绕原子核运动或

自旋的方向一致且排列整齐所构成微小的区域叫做磁畴。通常情况下，各个磁畴的方向是无序的，

如图6(b)所示，整个铁块对外就不显磁性。当磁体靠近铁块时，铁块内部各个磁畴方向趋于同一方

向，整个铁块对外就显示出磁性，如图6(c)所示。

②有人猜测蜜蜂、家鸽等动物体内也存在磁畴，受地磁场的作用，所以它们能自行辨认地理

方位。请你设计一个实验，初步推断上述观点是否合理。写出简要的实验过程：O

【答案】吸引；①磁场；②在蜂巢周围放置强磁体、家鸽腿上绑强磁体，观察它们能否顺利回

巢，若都能则不合理，若不能则合理。

【详解】当一块条形磁铁的N极慢慢靠近铁块时，a端被磁化为S极、b端为N极，根据异名

磁极相互吸引可知，磁铁的N极与铁块a端相互吸引。

①铁原子中的电子围绕原子核运动或自旋时，会形成微小的环形电流，根据电流的磁效应可

知，微小的环形电流周围存在微小的磁场。

②在蜂巢周围放置强磁体、家鸽腿上绑强磁体，观察它们能否顺利回巢，若都能则不合理，若

不能则合理。

7.(2021长宁二模)小红用图(a)、(b)、(c)所示装置研究磁与电的关系。

①由图(a)、(b)、(c)可知：电流周围存在磁场，且。

②小红推理：若一束电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方，如图(d)所示，小磁针也会

发生偏转。其依据是：,

③图(d)中小磁针N极偏转方向和图中小磁针的偏转方向相同，依据是：。

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未通也通电改变电流方向包子运动方向

【答案】①磁场方向与电流方向有关；②自由电子定向移动形成电流，电流周围存在磁场；③C,

电子带负电，负电荷定向移动的方向与电流的方向相反。

【详解】①由（a）、（b）、（c）知，导线不通电，小磁针不偏转，通电后小磁针发生偏转，说明电

流周围存在磁场，改变电流方向，小磁针的偏转方向发生改变，说明磁场的方向与电流方向有关。

②小红推理：若一束电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方，电子是负电荷，其定向移动时会

产生电流，电流的周围存在磁场，则小磁针也会发生偏转。

③电子带负电，负电荷定向移动的方向与电流的方向相反，故图d中小磁针N极偏转方向和图c

小磁针的偏转方向相同。

8.（2020闵行二模）某小组同学完成电流的磁场学习后，想进一步研究通电直导线周围的磁场

强弱与哪些因素有关。他们将六枚小磁针放在距离导线半径为4的圆上，导线中没有电流通过

时，小磁针指向如图8（a）所示。当导线中有电流通过时，各小磁针所在位置的磁场发生改变使得小

磁针发生转动，且磁场越强，小磁针恢复静止所用时间越短。记录从开始通电到所有小磁针恢复静

止所用的时间力，实验现象如图8（b）所示。然后，将小磁针移至以半径为当的圆上，再次通电并记

录所用时间4实验现象如图8（c）所示。（已知人〈及）

（1）在图8（。）中，因为小磁针受的作用，所以N极指向均相同。

（2）分析比较图8（幻、（份、（c）可得初步结论：。

（3）小组内某位同学猜想通电直导线周围的磁场强弱可能还和电流强弱有关，请帮忙设计实

验方案验证他的猜想。

【答案】（1）磁力或磁场力；（2；通电直导线周围磁场的强弱与到导线的距离有关，且距离越