重难点28电与磁

专项四电学重难点27电与磁【重点知识梳理】28.1磁现象与磁场1.磁体能够吸引铁、钴、镍等物质。它的吸引能力最强的两个部位，叫磁极。能够自由转动的磁体，静止时指南的那个磁极叫南极（S极），指北的那个磁极叫北极（N极）。2.磁极间相互作用的规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。磁极间的相互作用是通过磁场作用的。3.用一些带箭头的曲线来描述小磁针在磁场中的排列情况，这样的曲线叫磁场线。磁感线上任何一点的切线方向表示该点磁场的方向，曲线分布的疏密程度表示磁场的强弱。磁感线不是真实存在的。28.2电磁铁及其应用1.奥斯特发现：电流周围存在着磁场。2.判断通电螺线管极性与电流方向的关系（安培定则）：用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那一端就是螺线管的N极。3.带铁芯的螺线管叫做电磁铁。电磁铁的磁性强弱与电流的大小、线圈的匝数、有无铁芯有关。4.继电器：利用一个回路中的电流控制另一个回路中电流的装置。主要应用在自动控制、低压控制高压中。28.3电磁感应现象1.法拉第发现了利用磁场产生电流的条件和规律。2.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，所产生的电流叫做感应电流。感应电流的方向与导体的运动方向及磁场方向有关。感应电流的大小与磁场的强弱、线圈的匝数、运动的速度有关。3.发电机、变压器、动圈式话筒等都是利用电磁感应原理工作的。28.5磁场对电流的作用1.通电导体在磁场中受力的作用。力的方向与磁场和电流的方向有关。力的大小与磁场的强弱、电流的强弱、线圈的匝数有关。2.电动机就是利用磁场对电流的作用工作的。【难点知识突破】28.1判断通电螺线管的磁极及其相关问题1.安培定则：伸出右手，用右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指所指的方向是N极。这是判断通电螺线管磁极的理论依据。2.注意以下三点：（1）磁针静止时，靠近的两极为异名磁极；（2）磁感线从N极出来回到S极；（3）电流的电流方向是由电源的正极到负极。【例题分析】【例1】（2021达州）某同学用一个电磁铁和滑动变阻器串联接入电路中，如图所示，闭合开关S后，小磁针静止时左端应为______极。当滑动变阻器的滑片P向上移动时，电磁铁的磁性将______（选填“增强”“减弱”“不变”）【答案】S增强【解析】如图，电流从电磁铁的右端流入，用右手握住螺线管，使四指指向电流的方向，则大拇指指向右端，所以电磁铁的左端是S极，右端为N极，根据异名磁极相互吸引，可知小磁针的左端为S极。当滑动变阻器的滑片P向上移动时，连入电路的电阻变小，电流增大，在螺线管的匝数一定时，电流越大，电磁铁的磁性将增强。28.2电磁感应产生的条件及其应用1.产生感应电流的条件：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动。2.注意三个关键词：（1）“闭合”，没有构成回路的电路是不会产生电流的；（2）“一部分”，全部电路都在做运动也不符合条件；（3）“切割”，不是运动就行，而是运动方向要切割磁感线，不切割，怎么运动也不产生电流。3.电磁感应常见的应用：发电机、动圈式话筒、变压器等。【例题分析】【例2】（2021成都）将导体ab、开关和灵敏电流表用导线连接，导体ab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，ab水平向左快速移动，指针不偏转 B．磁极对调后，开关闭合，ab水平向右快速运动，指针要偏转 C．开关闭合，ab竖直上下运动，指针要偏转 D．开关断开，ab快速运动，指针可能偏转【答案】B【解析】A.开关闭合，磁铁不动，ab水平向左快速移动，ab做切割磁感线运动，会产生感应电流，电流表指针偏转，A错。B.磁极对调后，开关闭合，ab水平向右快速运动，ab做切割磁感线运动，会产生感应电流，电流表指针偏转，B正确。C.开关闭合，ab竖直上下运动，ab没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，电流表指针不会偏转，C错。D.开关断开，ab快速运动，由于电路是断开的，所以不会产生感应电流，指针不偏转，D错。选B。【巩固练习】1.（2021北京）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。选项图中能正确用磁感线描述这两个实验现象的是（）A．B． C．D．【答案】C【解析】根据异名磁极相互吸引可知：甲螺线管的左端为S极，右端为N极；通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似；在通电螺线管的外部，磁感线是从N极出来回到S极的，在螺线管的内部，磁感线是从S极到N极，磁感线是一条封闭的曲线，C正确。选C。2.（2021海南）如图所示，电磁铁的右下方有一铁块，在弹簧测力计作用下向左做匀速直线运动，在铁块从电磁铁的右下方运动到正下方的过程中，滑片P逐渐向a端滑动，下列判断正确的是（）A.电磁铁的磁性逐渐减弱 B.电磁铁的上端为S极

C.铁块对地面的压强逐渐变大 D.弹簧测力计的示数逐渐变大【答案】B【解析】A.由图可知：当滑片逐渐向a滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，由欧姆定律QUOTEI=UR可知电路中的电流增大，其他因素不变时，电磁铁的磁性逐渐增强，A错。

B.电流从电磁铁的下端流入，上端流出，根据安培定则可知，电磁铁的下端为N极，上端为S极，B正确。

CD.当铁块在电磁铁右下方时，铁块对地面的压力大小等于铁块的重力；当铁块逐渐向电磁铁下方移动时，此时铁块会受到电磁铁对它向上的吸引力，则此时铁块对地面的压力等于重力减去吸引力，所以此时铁块对地面的压力小于铁块的重力；同时滑片逐渐向上滑动，电磁铁的磁性逐渐增强，铁块受到的吸引力在逐渐变大，所以铁块对地面的压力在逐渐减小，由于接触面的粗糙程度不变，所以滑动摩擦力变小，拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以拉力变小，弹簧测力计示数变小；根据p=F/SQUOTEp=FS可知：在受力面积一定时，铁块对地面的压强在逐渐减小，CD错。选B。3.（2021湖州）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

【解析】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，线圈做切割永磁体的磁感线运动，会产生电流，这是电磁感应现象；线圈来回振动时，切割磁感线的方向会发生变化，产生的感应电流的方向也会发生改变，产生的是交流电。A正确。选A。4.（2021天津）利用图所示实验揭示的原理，可制成（）A.发电机B.电动机C.电磁铁D.电磁继电器【答案】A【解析】分析图可知：图中将闭合回路的一部分导线放在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，这就是电磁感应现象，该过程将机械能转化为电能，人们利用这个原理制成了发电机，A正确，选A。5.（2021攀枝花）以下设备工作时利用电磁感应原理的（）A．洗衣机 B．发电机 C．电热水器 D．电风扇【答案】B【解析】AD.洗衣机和电风扇的动力是由电动机提供，电动机利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，AD错。B.发电机是利用电磁感应原理工作的：线圈在磁场中转动切割磁感线时，就会产生感应电流，B正确。C.电热水器工作时，消耗电能，得到内能，是利用电流的热效应工作的，C错。选B。6.（2021成都）下列用电器使用了电动机的是（）A．电风扇 B．电水壶 C．台灯 D．手电筒【答案】A【解析】A.电风扇的主要部件时电动机，电风扇工作时，电能转化为机械能和内能，A正确。B.电水壶工作时，把电能全部转化为内能，B错。CD.台灯、手电筒工作时，电能主要转化为声能、光能和内能，CD错。选A。7.（2021贺州）如图所示，下列实验原理与电动机原理相同的是（）A． B． C． D．【答案】B【解析】A.这是奥斯特实验，表明通电导线周围存在磁场，A错。B.图中有电源，通电导体在磁场中受力而运动，是电动机的原理图，B正确。C.图中没有电源，是探究电磁感应现象的实验，是发电机的原理图，C错。D.该装置是探究影响电磁铁磁性大小因素的实验，其原理是电流的磁效应，D错。选B。8.（2021张家界）如图所示实验现象揭示物理原理或规律所对应的技术应用不正确的是（）A.磁极相互作用→磁悬浮列车

B.连通器→三峡船闸

C.水蒸气的内能转化为木塞的机械能→火箭发射

D.电流的磁效应→动圈式话筒【答案】D【解析】A.磁悬浮列车是利用同名磁极相互排斥原理工作的，A正确。

B.三峡船闸利用的是连通器原理，B正确。

C.用酒精灯给试管中的水加热，水沸腾后，试管中的水蒸气将木塞冲起，表明：水蒸气的内能转化为木塞的机械能，与火箭的发射原理是相同的，C正确。

D.动圈式话筒利用的是电磁感应现象，不是电流的磁效应，D错。选D。

9.（2021成都）探究小组为了模拟电磁起重机的工作原理，用表面涂有绝缘漆的导线绕在大铁钉上制成电磁铁，接入电路，如图所示。闭合开关S，电磁铁有了磁性，A端是极。将滑动变阻器的滑片向右移动一段距离后，硬币才被吸起，这说明电流越大，电磁铁的磁性。【答案】N越强【解析】由图可知：开关闭合后，电流由螺线管的上端流入、下端流出，由安培定则可知，螺线管的A端为N极，B端为S极，滑片向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，由欧姆定律可知线圈中的电流增大，则电磁铁的磁性增强。10.（2021武威）如图所示是我国早期的指南针——司南，东汉学者王充在《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南”。“柢”指的是司南长柄，司南指南北是由于它受到________的作用，司南长柄指的是地理的________极。【答案】地磁场南【解析】地球本身是一个大磁体，司南是用天然磁石磨制成的勺子，其实质就是一块磁铁，在地磁场中受到磁力的作用。静止时长柄指向南方，指向地理南极，则司南长柄一端是磁石的南极。11.（2021张家界）如图是研究巨磁电阻（GMR电阻在磁场中急剧减小）特性的原理示意图，闭合开关S1、S2后，电磁铁右端为______极，滑片P向左滑动过程中，指示灯明显变______（选填“亮”或“暗”）。【答案】S

亮【解析】利用安培定则可知，电磁铁的左端为N极、右端为S极。

滑片P向左滑动过程中，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，则电路中的电流变大，通电螺线管的磁性增强；由右图可知，巨磁电阻和灯泡串联，因巨磁电阻在磁场中急剧减小，所以，此时巨磁电阻的阻值会变小，右侧电路中的总电阻变小，由欧姆定律可知，右侧电路中的电流变大，通过灯泡的电流变大，因P=I2RQUOTEP=I2R，且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以，灯泡的实际功率变大，灯泡变亮。

12.（2021通辽）如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半圈或下半圈。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的（填“发电机”或“电动机”）。【答案】N电动机【解析】由图可知：电流是从电磁铁的上端流入，下端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端是N极。闭合开关，用手轻推一下线圈，通电的线圈在磁场中由于受到磁力的作用会持续转动，这就是简易的电动机。13．（2021攀枝花）攀枝花市某学校研学小组在探究通电螺线管磁场的实验中，小磁针和螺线管放置于同一水平面内，螺线管为东西朝向，小磁针可在水平面内自由转动。开关S闭合后，小磁针的指向如图所示，则电源A端为（选填“正”或“负”）极。当开关S断开时，小磁针N极将（选填“不”、“向北”或“向南”）偏转。【答案】负向北【解析】小磁针的左端是N极，可以判断小磁针处磁感线方向指向左侧，根据磁体周围的磁感线从N极出发，回到S极，可以判断通电螺线管的左端是N极，右端是S极，根据安培定则判断电流从螺线管的右边进入，从左边流出，可以判断电源的B端是正极，A端是负极。当开关S断开时，通电螺旋管无磁性，小磁针受地磁场的作用，一端指南，一端指北，指南的是S极，指北的是N极。12.（2021广东）【选编】蹄形磁体附近的导体与灵敏电流计组成闭合电路，如图2所示，现将该导体竖直向上快速移动（沿图示箭头方向），电路中______（选填“有”或“无”）感应电流产生。

【答案】无【解析】磁体中磁场方向是竖直方向，导体运动方向竖直向上与磁感线平行，不切割磁感线，无感应电流产生。

13.（2021海南）如图所示，请用箭头标出A点的磁感线方向。

【答案】

【解析】由图可知，磁体的左端为N极，在磁体的外部，磁感线是从N极出来回到S极的，如答案图所示。

14.（2021菏泽）请在图中标出电磁铁的N极和图中这条磁感线的方向。【答案】【解析】由图示知：闭合开关后，电流由通电螺线管的右端流入，左端流出，那么电磁铁的N极在左端，而磁感线由N极出来回到S极，如答案图所示。15.（2021枣庄）学习了电磁感应现象后，小雨同学还想进一步探究感应电流的大小与哪些因素有关。他使用的装置如图所示：铁块E、F上绕有导线并与开关，滑动变阻器、电源、灯泡组成电路。线框abcd与灵敏电流计G相连。（线框abcd在铁块E、F上方，实验过程中线框不扭转）（猜想与假设）小雨做出了如下猜想：A.感应电流的大小与磁场的强弱有关B.感应电流的大小与导体切割磁感线的速度有关。（设计与进行实验）进行多次实验，每次实验（1）小雨探究猜想A的设计思路如下：改变电磁铁的________保持线框沿竖直向下穿过电磁铁磁场的速度相等，观察并记录每次实验中灵敏电流计G指针偏转的格数；（2）要探究猜想B，实验时应保持电磁铁________不变，改变线框切割磁感线的速度进行多次实验，分别记下每次实验中灵敏电流计指针偏转的格数。实验数据记录如右表所示；实验次数切割磁感线的速度电流计指针偏转格数1慢速1.5格2中速2.5格3快速4格（3）（分析论证）分析表格数据可得出的结论是：其他条件都相同时，________，闭合电路中产生的感应电流越大；（4）（交流评估）实验中用电磁铁代替永磁体的好处是：________；（5）按照小雨的设计思路探究猜想A，实验时在操作上存在的困难是：________。【答案】（1）电流大小（2）磁场的强弱（3）导体切割磁感线的速度越快

（4）电磁铁可以改变磁性强弱（5）很难保证每次线框沿竖直向下穿过