第13讲 电与磁（解析版）

第13讲电与磁——划重点初三期中期末之复习讲义考点1：磁现象1.磁性：物体具有能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性。2.磁性材料：铁、钴、镍等物质称为铁磁性物质，也叫磁性材料。3.磁体：具有磁性的物体。4.磁体的分类(1)按形状分，可以分为条形磁体、蹄形磁体和针形磁体等，如图所示。(2)按来源分，可以分为天然磁体(如磁铁矿石)和人造磁体。(3)按保持磁性的时间长短来分，可以分为硬磁体(也叫永磁体，磁性可长期保留)和软磁体(磁性容易消失)。5.磁极(1)磁极：磁体上吸引能力最强的两个部位叫做磁极。每个磁体都有两个磁极。(2)N极和S极：能够自由转动的磁体，如悬吊着的磁针，静止时指南的那个磁极叫做南极(S极),指北的那个磁极叫做北极(N极)。(3)条形磁体的磁性特点：条形磁体两端(N极和S极)的磁性最强，中间磁性最弱，几乎没有磁性。(1)一个磁体不管形状如何，都有且只有两个磁极：N极和S极。(2)如果磁体被分割成两段或几段后，每一段磁体上仍然有N极和S极，如图甲所示。(3)如果让两个磁体相互吸引，合二为一，则相互靠近的原来的两个磁极便不再存在，整个磁体仍只有两个磁极，而不是四个磁极，如图乙所示。6.磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。异名磁极相互吸引，并不意味着相互吸引的就是异名磁极，还有可能是一个物体是磁体，另一个物体是磁性材料。7.磁化：一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性，这种现象叫做磁化。一般只有磁性材料才能被磁化，非磁性材料不能被磁化。铁和钢制的物体都能被磁化。①磁化的几种方法：(1)将磁性物体接触或靠近磁体，如图甲所示；(2)用一个磁体在磁性物体上沿一个方向多次摩擦，就可使这个物体变成磁体，如图乙所示；(3)将磁性物体放在强电流周围。②磁化后的磁极特点：相互靠近的是异名磁极。原因：磁性物质内部的磁分子相当于一个个小磁针。未被磁化时，这些磁分子的排列杂乱无章，对外不显磁性；被磁化后，磁分子在磁体的作用下有序排列，对外显示出磁性。上面的磁性物质AB被磁化后的示意图分别如图丙、丁所示。③铁棒被磁化后，获得的磁性很容易消失，称为软磁体；钢棒被磁化后，磁性能够长期保持，称为硬磁体或永磁体。8.磁化的应用与危害应用：磁带和磁盘上的磁性物质被磁化后可以存储声音、图像和文字信息；钢针被磁化后可以制作指南针。危害：机械手表磁化后，走时不准；彩色电视机显像管磁化后，色彩失真；磁卡、磁盘等放在磁体周围时，存储的信息可能会消失。9.消磁：通过撞击、煅烧等手段使磁体失去磁性的过程叫做消磁。消磁是磁化的逆过程。考点2磁场1.磁场(1)磁场：磁体的周围存在着一种看不见、摸不着，能使磁针偏转的物质，我们把它叫做磁场。(2)基本性质：磁场对放入其中的磁体产生磁力的作用。(3)方向：在物理学中把小磁针静止时北极所指的方向规定为该点磁场的方向。如图所示，每一点处小磁针N极的指向即为该点的磁场方向。磁场看不见、摸不着，所以研究磁场时，我们通过磁场对小磁针的作用来间接认识磁场的存在，这是转换法的具体应用。①磁场虽然看不见、摸不着，但它是真实存在的，可以通过磁场对放入其中的磁体产生磁力的作用来体现。磁场存在于磁体周围的整个空间。②空间中某点是否存在磁场，与小磁针的存在与否无关，小磁针只起到显示磁场存在及方向的作用。③磁场中各点的方向是不同的，且每一点只有一个磁场方向，在磁场中某一点，小磁针静止时N极所指的方向就是该点的磁场方向。2.磁感线(1)概念：为了方便、形象地描述磁场，在磁场中画出了一些带箭头的曲线来描述磁场，这样的曲线叫做磁感线。(2)方向：在磁体外部，磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极。如图所示。磁场是真实存在的，但磁感线并不是真实存在的，而是人们为了直观、形象地描述磁场而引入的物理模型，就像用光线来表示光的传播路径一样。磁感线是模型法的应用。3.对磁感线的理解(1)方向：磁感线是有方向的，磁感线上任意一点的切线方向就是该点的磁场方向。(2)疏密；磁感线分布的疏密可以表示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强，越疏的地方磁场越弱。磁体两极处磁感线最密，表示其两磁极处磁性最强，如图所示。(3)闭合性：磁感线是闭合曲线，在磁体外部，从磁体N极出发，回到S极；在磁体内部，从S极回到N极。(4)立体性：磁体周围布满了磁场，磁体周围磁感线的分布应该是立体的，而不是平面的，但通常只在平面上画出，并且只画出有代表性的部分磁感线。(5)不相交性：磁场中任何两条磁感线都不会相交。因为磁场中某点的磁场方向只有一个确定的方向。4.几种常见磁场的磁感线分布考点3：地磁场1.地磁场：地球是一个巨大的磁体，地球周围存在着磁场，叫地磁场。地磁场的形状与条形磁体磁场的形状相似。2.地磁的两极：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。如图所示。3.磁偏角地磁的两极与地理的两极并不完全重合，地磁南北的连线与地理南北的连线之间有一个偏差角度，称为磁偏角，所以小磁针所指的方向并不是地理的正南、正北方向，而是稍微有点偏离。世界上最早发现并记录这一现象的是我国宋代学者沈括。指南针就是一个能水平转动的磁针。因为地面附近的磁感线总是从地理南极指向地理北极，所以指南针可以一直指南北方向。要注意，在地理的南极和北极附近磁感线与地面垂直，此时指南针无法使用。判断物体是否具有磁性的四种方法方法实验操作根据磁体的吸铁性判断将被测物体靠近铁屑等磁性物质，若能够吸引铁磁性物质，说明该物体具有磁性，否则便没有磁性根据磁体的指向性判断将被测物体用细线悬挂，使其能够在水平面内自由转动，若静止时总是指南北方向，说明该物体具有磁性，否则便没有磁性根据磁极间的相互作用规律判断将被测物体的一端分别靠近小磁针的两极，若发现与小磁针的一端发生排斥现象，说明该物体具有磁性；若与小磁针的两极均吸引或均无相互作用，说明该物体没有磁性根据磁极的磁性最强判断若有两个完全相同的钢棒A和B，已知一根钢棒有磁性，另一根钢棒没有磁性。如图所示，将A的一端从B的一端移向另一端，若发现在移动过程中吸引力的大小不变，说明A有磁性；若发现吸引力由大变小再变大，说明B有磁性【针对练习1】指南针是我国古代的四大发明之一，有关指南针和地磁场的说法正确的是A．指南针静止时指示南北方向，是因为指南针受到地磁场的作用B．指南针静止时南极指向地理北极C．如果地磁场消失，指南针还能指示南北方向D．信鸽是靠绑在身上的小磁铁来实现导航的【答案】A【详解】A．地球是一个巨大的磁体，它对放入其中的磁体产生磁力作用，指南针静止时指示南北方向，是因为指南针受到地磁场的作用，故A正确；B．指南针静止时南极指向地磁北极，在地理南极附近，故B错误；C．如果地磁场消失，指南针能停在任意方向，故C错误；D．信鸽是靠地磁场来实现导航的，倘若在信鸽身上绑上一个磁体会干扰它飞行，故D错误；【针对练习2】梳理“磁场和磁感线”相关知识，整理归纳如下，其中错误的是（）①磁场看不见摸不着，但是可以借助小磁针感知它的存在②磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线③磁感线是铁屑组成的④地磁场的磁感线是从地球南极附近发出回到北极附近⑤磁感线有疏密之分，可以表示磁场的强弱且可以相交A．①③ B．①④ C．②④ D．②③⑤【答案】D【详解】①磁场看不见摸不着，但是它会对放入其中的小磁针发生力的作用，因此可以借助小磁针感知它的存在；②磁感线本身并不存在，是为了形象的描述磁场的分布而人为引入的虚线；③磁感线是一条条封闭的虚拟的曲线，不是由铁屑组成的；④地磁场的磁感线是从地磁北极附近发出回到地磁南极附近，因为地磁方向与地理方向交错分布，所以磁感线是从地理的南极出发回到地理的北极附近；⑤磁感线有疏密之分，可以表示磁场的强弱且不可以相交，那么错误的是②③⑤。故选D。【针对练习3】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【答案】C【详解】A．根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，小磁针的N极指左，所以左端为磁铁的S极，右端为磁铁的N极，故A错误；B．磁感线分布越密的地方，其磁场越强，故P处磁场比Q处弱，故B错误；C．由小磁针的指向可以知道，该条形磁体的右端为N极，左端为S极，磁体周围的磁感线从磁体的N极出来，回到磁体的S极，即磁感线方向从右端出来，回到左端，故C正确；D．磁体的左端为S极，当置于Q点的小磁针，根据磁极间的相互作用可知，其静止时南极指向左侧，故D错误。故选C。【针对练习4】如图，用一根不知有无磁性的铁棒的A端靠近一根悬挂的条形磁铁的N极，发现条形磁铁被吸引。该铁棒有没有磁性呢？下列说法正确的是（）

A．可以确定有磁性，且A端是S极B．不确定有无磁性，只需要将B端靠近S极，观察现象就可以判断C．不确定有无磁性，只需要将B端靠近N极，观察现象就可以判断D．不确定有无磁性，若将A端靠近S极，观察现象仍然无法判断【答案】C【详解】假如铁棒有磁性，异名磁极相互吸引，铁棒的A端靠近一根悬挂的条形磁铁的N极，铁棒和条形磁铁的N极相吸引，说明铁棒的A端是S极；假如铁棒没有磁性，磁体可以吸引磁性材料，条形磁铁具有磁性，可以吸引没有磁性的铁棒，所以铁棒是否具有磁性不能确定；将铁棒的B端靠近悬挂的条形磁铁的N极，磁铁远离铁棒，由于只有同名磁极相互排斥，因此铁棒一定有磁性，并且B端为N极，则A端为S极。故C正确，ABD错误。故选C。【针对练习5】关于磁场，下列说法正确的是（）A．磁场虽看不见摸不着，但它却是客观存在的特殊物质B．磁感线是磁场中真实存在的曲线C．磁极间的相互作用不都是通过磁场发生的D．磁感线总是从N极出发回到S极【答案】A【详解】A．磁体周围存在的特殊物质叫磁场，磁场虽看不见摸不着，但磁场是客观存在的特殊物质，故A正确；B．磁感线是科学家为了研究起来形象、直观，是通过想象而描绘出来的，所以不是真实存在的，故B错误；C．磁极间的相互作用是通过磁场而发生的，故C错误；D．在磁体外部，磁感线总是从N极出发回到S极，故D错误。故选A。【针对练习6】指南针是我国的四大发明之一，“指南鱼”是它的一种形态。将一块形状像鱼的薄铁片磁化后，浮在水面上，静止时鱼头指向南方。下列说法正确的是（）A．“指南鱼”能指南是因为其受到地磁场的作用B．“指南鱼”被磁化后，只有N极一个磁极C．磁场是由磁感线组成的D．磁场对放入其中的物体都有力的作用【答案】A【详解】A．“指南鱼”能指南是因为其受到地磁场的作用，地磁的S极在地理的北极附近，所以“指南鱼”的N极就能指向北方；故A正确；B．所有磁体都有S、N两个磁极；故B错误；C．磁场是存在于磁体周围的一种物质，磁感线是一种理想化的物理模型，实际是不存在的，磁场不是由磁感线组成的；故C错误；D．磁场只对放入其中的磁体有力的作用；故D错误。故选A。【针对练习7】甲、乙为两块条形磁体的两个磁极，根据小磁针静止时的指向和磁感线的分布（如图所示）可知（）

A．甲、乙都是S极 B．甲、乙都是N极C．甲、乙是异名磁极 D．磁场是由磁感线组成的【答案】B【详解】ABC．由图中磁感线的分布呈排斥状，可知两磁极是同名磁极；小磁针静止时其上端为S极，根据异名磁极相互吸引可知，甲、乙两个磁极都是N极；故B正确，AC错误；D．两个磁铁周围的磁场是看不见、摸不着的，人们为了描述磁场的性质，引入了磁感线，所以磁场不是由磁感线组成的，故D错误。故选B。【针对练习8】小明利用手边的一块磁性很强的磁铁进行了如图所示的吸引曲别针的实验。根据实验情景，可以判定下列说法正确的是（）

A．磁铁周围客观存在磁场和磁感线B．磁铁周围各点的磁场方向都是竖直向下的C．磁铁周围磁场的强弱是均匀的D．曲别针能够被磁铁吸引是由于被磁化了【答案】D【详解】A．磁铁周围客观存在磁场，磁感线不是真实存在的，故A错误；B．磁体周围的磁感线总是从N极发出回到S极，故B错误；C．磁体周围的磁场强弱是不均匀的，磁极处最强。故C错误；D．使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫磁化，曲别针能够被磁铁吸引是由于被磁化了，故D正确。故选D。【针对练习9】下列有关磁现象的说法错误的是（）A．

条形磁体两端磁性强、中间磁性弱B．磁体周围的磁感线是真实存在的C．

地理的两极和地磁的两极并不重合D．

司南静止时长柄指向南方是受地磁场的作用【答案】B【详解】A．由图可知，条形磁体两端磁性强、中间磁性弱，故A正确，不符合题意；B．磁感线是假想的分布在磁体周围的曲线，所以磁感线不是真实存在的，磁场是真实存在的，故B错误，符合题意；C．我国宋代的沈括，他提出磁偏角的概念，指出地理的两极和地磁的两极并不重合，故C正确，不符合题意；D．司南受地磁场的作用，静止时长柄指向南方，故D正确，不符合题意。故选B。【针对练习10】如图1所示，弹簧测力计的挂钩上分别挂着甲、乙、丙、丁四个不同材料制成的物体M，从条形磁体的左端沿水平方向运动到右端，根据测力计示数的变化情况绘制了图2所示的甲、乙、丙、丁四个“F-t”图像，下列对各个图像的解读正确的是（）

A．甲物体可能是铜块，也可能是铁块B．乙物体一定是软磁性材料C．丙物体一定是软磁性材料D．丁物体一定是由硬磁性材料组成的磁体，其下端为N极【答案】B【详解】A．甲物体中弹簧测力计没有受到磁铁的影响，说明其不是磁性材料，故不可能是铁，故A错误；BC．若M为磁性材料，根据磁体两端的磁性最强，中间的磁性最弱，于是可知，从条形磁体的左端沿水平方向运动到右端，条形磁体对M的力由大到小再变大，弹簧测力计的示数由大到小再变大，故B正确，故C错误；D．若丁物体为磁性材料，且下端为N级，则根据同名磁极相互排斥，且磁体两端的磁性最强，中间的磁性最弱，弹簧测力计的示数应该由小变大，故D错误。故选B。【针对练习11】关于磁体、磁场和磁感线，以下说法中正确的是（）A．铁和铝都能够被磁体吸引 B．磁感线从磁体的S极出来，回到磁体的N极C．磁感线是磁场中真实存在的曲线 D．磁体之间的相互作用是通过磁场发生的【答案】D【详解】A．磁体能够吸引铁、钴、镍等物质，不能吸引铝，故A错误；B．在磁体的外部，磁感线从磁体的N极出发，回到S极，故B错误；C．根据课本中的相关基础知识可知，为了描述看不见但又客观存在的磁场，人们利用建立模型的方法引入了磁感线，故C错误；D．磁体周围存在磁场，磁体对处于其磁场内的磁性物质有磁力的作用，磁体之间的相互作用就是通过磁场实现，故D正确。故选D。【针对练习12】我国宋代学者沈括在《梦溪笔谈》中记述，地理的两极和地磁场的两极并不重合，地球的磁北极位于地理极附近。地球上指南针静止时N极所指的是地理的方。（均选填“北”或“南”）【答案】南北【详解】[1][2]我国宋代学者沈括最早准确记录了磁针所指南北方向不是地理的正南正北方向的现象，即地理的两极和地磁场的两极并不重合，地球的磁北极位于地理南极附近。地球上指南针静止时N极所指的是地理的北方。【针对练习13】干簧管是一种开关，其结构如图甲所示，其中磁簧片是一种有弹性、易被磁化的软铁材料，被固定于玻璃管内。将一个条形磁铁靠近并与干簧管平行放置时，干簧管的磁簧片触点就会闭合，电路接通，如图乙所示；当条形磁铁远离干簧管时，触点就会断开。干簧管的磁簧片被磁化后，触点部位闭合的原因是名磁极相互。【答案】异吸引【详解】[1][2]左侧磁簧片的最左端靠近条形磁铁的N极，所以磁化后该端为S极，则另一端为N极；同理可以确定右侧磁簧片的右端为N极，另一端为S极，所以两磁簧片中间靠近的部分因异名磁极相互吸引而触接；当条形磁铁移开时，磁性消失，磁簧片因弹性而断开。【针对练习14】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。

【答案】

【详解】根据条形磁铁的极性可知，小磁针静止，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以，小磁针右侧磁极是N极，根据磁感线总是从N极出发，回到S极，所以，M点标出磁感线的方向朝右边，如图所示：

【针对练习15】如图所示，请根据两磁极间磁感线的方向标出N极。

【答案】

【详解】在磁体外部，磁感线的方向是由磁体的N极出发回到磁体的S极，则由图可知左端磁极为N极，右端为S极。如图所示：

【针对练习16】阅读短文，回答问题。巨磁电阻效应1988年阿尔贝·费尔和彼得·格林贝格尔发现，在铁、铬相间的三层复合膜电阻中，微弱的磁场可以导致电阻大小的急剧变化，这种现象被命名为“巨磁电阻效应”。更多的实验发现，并非任意两种不同种金属相间的三层膜都具有“巨磁电阻效应”。组成三层膜的两种金属中，有一种是铁、钴、镍这三种容易被磁化的金属中的一种，另一种是不易被磁化的其他金属，才可能产生“巨磁电阻效应”，进一步研究表明，“巨磁电阻效应”只发生在膜层的厚度为特定值时。用R0表示未加磁场时的电阻，R表示加入磁场后的电阻，科学家测得铁、铬组成的复合膜R与R0之比与膜层厚度d(三层膜厚度均相同)的关系如图所示。1994年，IBM公司根据“巨磁电阻效应”原理，研制出“新型读出磁头”，将磁场对复合膜阻值的影响转换成电流的变化来读取信息。(1)以下两种金属组成的三层复合膜可能发生“巨磁电阻效应”的是；A．铜、银

B．铁、铜

C．铜、铝

D．铁、镍(2)对铁、铬组成的复合膜，当膜层的厚度是1.7nm时，这种复合膜的电阻(选填“具有”或“不具有”)“巨磁电阻效应”；(3)“新型读出磁头”可将微弱的信息转化为电信息；(4)铁、铬组成的复合膜，发生“巨磁电阻效应”时，其电阻R比未加磁场时的电阻R0(选填“大”或“小”)得多。【答案】B具有磁小【详解】(1)[1]由题意知，组成复合膜的两种金属一种是易磁化的金属铁、铬、镍中的一种，另一种是不易被磁化的。故选B。(2)[2]由图知，当d＝1.7nm时，RR(3)[3]由题意知，“新型读出磁头”将磁场对复合膜阻值的影响转换成电流的变化来读取信息，即将磁场的变化(磁信息)转化为电流的变化(电信息)。(4)[4]由图知，当复合膜发生“巨磁电阻效应”时RR0远小于1，即R远小于R0，因此电阻R要比R考点4：电流的磁效应1.奥斯特实验表明：(1)通电导体周围存在着磁场；(2)通电导体周围的磁场方向与电流的方向有关。2.电流的磁效应：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。电流的磁效应是丹麦物理学家奥斯特通过实验首先发现的，奥斯特实验第一次揭示了电与磁之间的联系，即电可以产生磁。考点5：通电螺线管的磁场1.通电螺线管把导线绕在圆筒上即可做成螺线管，也叫线圈。给螺线管通电，通上电的螺线管叫通电螺线管。通电后各圈导线产生的磁场叠加，磁场强度会增强很多。2.通电螺线管的磁场分布通电螺线管周围存在磁场，通电螺线管周围的磁场与条形磁体周围的磁场相似，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两极，如图所示。3.通电螺线管的磁场方向通电螺线管的磁场方向与螺线管中通过的电流方向有关，电流方向改变，磁场方向也改变。通电螺线管的内部也存在磁场，且内部磁感线的方向也与条形磁体一样，由S极指向N极。通电螺线管内部的磁感线与外部的磁感线组成闭合曲线。4.通电螺线管与条形磁体的异同条形磁体通电螺线管不同点磁场磁极不变N极和S极随电流方向改变磁性是永磁体通电时有磁性，断电时无磁性相同点磁场磁场分布相同，两端分别为N极和S极磁性具有吸铁性、指向性，两极磁性最强考点6：安培定则1.安培定则：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。如图所示。①安培定则中“电流的方向”是指通电螺线管中电流的环绕方向，要让四指弯曲的方向跟螺线管中电流的环绕方向一致。②通电螺线管的极性由通电螺线管中电流的环绕方向决定，即使螺线管的绕法不同，只要螺线管中电流的环绕方向相同，通电螺线管两端的极性就相同(如图所示)。③在使用安培定则判断通电螺线管的极性时，注意观察电流是从螺线管的后面流入，还是从螺线管的前面流入。若从螺线管的后面流入，则右手手心朝纸外握住螺线管；若从螺线管的前面流入，则右手手心朝向纸面握住螺线管。2.安培定则的应用(1)根据电流方向判断螺线管两端极性步骤：①标出通电螺线管中电流的环绕方向；②用右手握住螺线管，让四指弯向电流的方向；③大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。如图所示。(2)根据螺线管两端极性判断电流方向步骤：①用右手握住螺线管，使大拇指指向N极；②四指的指向就是电流的方向；③按照四指的指向在螺线管上标出电流的方向。如图所示。(3)根据电流方向和螺线管极性判断螺线管绕线方式步骤如下：【针对练习17】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【答案】A【详解】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，这是奥斯特最早发现的实验，该实验说明电流周围存在磁场，而且这种磁场的方向跟电流方向有关，第一个发现了电与磁的联系，利用该实验原理可以制成电磁铁、电磁继电器，故A正确，BCD错误。故选A。【针对练习18】如图所示，通电螺线管左侧有一个小磁针，开关闭合后，小磁针将（）A．顺时针旋转 B．逆时针旋转C．保持静止状态 D．先顺时针旋转再逆时针旋转【答案】B【详解】由图可知，电流从螺线管的左端流入，由安培定则可知通电螺线管的右端是N极，左端为S极，因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以小磁针的N极因吸引而逆时针旋转。故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。【针对练习19】如图所示是奥斯特实验的示意图，关于该实验下列说法正确的是（）

A．将小磁针移走，磁场仍存在B．该实验说明“通电导体在磁场中受到力的作用”C．根据该原理制成发电机D．改变电流方向，小磁针的偏转方向不变【答案】A【详解】AB．奥斯特实验说明通电导体周围存在磁场，通过小磁针显示磁场的方向，将小磁针移走，磁场仍存在，故A正确，B错误；C．该实验是电生磁，而发电机的电磁感应，是磁生电，故C错误；D．改变电流方向，磁场方向改变，小磁针的偏转方向改变，故D错误。故选A。【针对练习20】人工心脏泵可短时间代替心脏工作，其结构如图所示，线圈AB固定在活塞的柄上，泵室通过单向阀门与血管相通。阀门S1只能向泵室外侧开启，阀门S2只能向泵室内侧开启。人工心脏泵工作时，以下说法不正确的是（）

A．线圈AB中应通入方向周期性改变的电流B．电流从线圈A端流入时，磁铁吸引活塞柄C．电流从线圈B端流入时，血液流出泵室D．人工心脏泵每分钟“跳动”的次数由线圈中电流的大小决定【答案】D【详解】A．线圈AB中若通入直流电，根据图结合题意可知，活塞只能向一个方向移动，完不成泵血任务，因此要使该装置能维人体血液循环，线圈间所接电源应为交流电，即：活塞可以左右移动，血液既能流回心脏也能从心脏输出去，故A正确，不符合题意；B．电流从线圈A端流入过程中，根据安培定则，螺线管左端为S极，此时异名磁极相互吸引，磁铁吸引活塞柄，故B正确，不符合题意；C．电流从线圈B端流入过程中，根据安培定则，螺线管左端为N极，此时同名磁极相互排斥，活塞右移，S1打开，S2闭合，血液从S1流出泵室，故C正确，不符合题意；D．图中的线圈移动快慢与交流电的频率有关，与电流大小无关，故D错误，符合题意。故选D。【针对练习21】奥斯特实验：（1）最早发现电流磁效应的科学家是丹麦物理学家。（2）奥斯特实验：对比甲图、乙图，可以说明：通电导线的周围有；对比甲图、丙图，可以说明：磁场的方向跟的方向有关。【答案】奥斯特磁场电流【详解】[1]根据常识知道，最早发现电流磁效应的科学家是奥斯特。[2]甲、乙两图中，当电路闭合时，电路中有电流，小磁针发生偏转，即小磁针受到磁场作用；电路断开时，电路中无电流，小磁针不发生偏转，所以甲、乙两图得到的结论为：电流周围存在磁场。[3]甲、丙两图中，电路中电流方向相反时，小磁针偏转方向发生也相反，说明电流的磁场方向相反，所以甲、丙两图得到的结论为：电流的磁场方向跟电流的方向有关。【针对练习22】如图甲所示电路，在螺线管左侧放置一个小磁针，闭合开关后，小磁针南极指向螺线管，由此可判断A端是电源的（选填“正”或“负”）极。在制造精密仪器所用的电阻时，常常采用如图乙所示的双线绕法。把电阻丝从螺线管一端绕到另一端，再从另一端绕回来。请你从电磁学的角度分析，这样缠绕电阻丝的目的是。【答案】负避免电阻丝两端产生磁极（或螺线管两端的磁场相互抵消）【详解】[1]由题意可知，闭合开关后，小磁针南极指向螺线管，根据磁极间的相互作用可知，通电螺线管的左端为N极，右端为S极；伸出右手握住螺线管，四指弯曲指示电流的方向，大拇指所指的方向为通电螺线管的N极，故电源右端为正极，左端（A）为负极。[2]把电阻丝从螺线管一端绕到另一端，再从另一端绕回来，并排两根导线中的电流方向相反，产生的磁场方向相反，避免电阻丝两端产生磁极（或螺线管两端的磁场相互抵消），所以在制造精密仪器所用的电阻时，常常采用如图乙所示的双线绕法。【针对练习23】如图所示，闭合开关，滑片P向左移动过程中，条形磁体对水平地面的压强变。电阻R0中电子的定向移动方向为（选填“A到B”或“B到A

【答案】增大B到A【详解】[1]闭合开关S，当滑片P向左端移动时，变阻器连入电路中的电阻变小，由欧姆定律可知电路中的电流变大，则电磁铁的磁性增强，开关闭合，电流从螺线管的上方流入，根据安培定则可知通电螺线管的下端为N极，根据同名磁极相互排斥可知，通电螺线管对条形磁体有向下的斥力，当滑片P向左端移动时，电磁铁的磁性增强，通电螺线管对条形磁体向下的斥力增大，则条形磁体对水平地面的压力增大，受力面积不变，由p=F[2]电路中，电流的方向是从A到B，自由电子定向移动的方向与电流的方向相反，所以电阻R0中电子的定向移动方向为B到A【针对练习24】请根据小磁针静止时N极的指向标出A处的磁感线方向，电源正、负极和螺线管的N、S极。

【答案】

【详解】如图，小磁针静止时右端是N极，根据同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引可知，螺线管的左端为N极，右端为S极；磁体外部的磁感线总是从N极出发回到S极，A点磁感线的方向指向右端的S极；根据右手定则可知，螺线管中的电流方向为右进、左出，电源的左端为负极，右端为正极，如图

【针对练习25】将一枚转动灵活的小磁针置于桌面上，在小磁针旁放一条直导线；（1）如图甲所示，使导线与电池试触，电路接通瞬间，发现小磁针，这表明通电导线周围存在；（2）通过改变电流方向，观察小磁针变化，可以发现：电流的方向与电流方向有关；（3）把导线绕在圆筒上，就做成了螺线管，通电螺线管外部磁场与磁体的磁场相似，如图乙所示，闭合开关后，原本自由静止的小磁针将时针发生旋转。【答案】发生偏转磁场磁场条形顺【详解】（1）[1][2]将导线与电池试触，则电路接通瞬间，导线中有电流经过，会观察到小磁针发生偏转，由于小磁针在磁场中受到磁力的作用会发生偏转，速说明通电导线周围存在磁场。（2）[3]改变导线中电流的方向，会观察小磁针偏转方向发生变化，说明通电导线周围的磁场方向发生变化，故说明电流的磁场方向与导体中电流的方向有关。（3）[4]观察通电螺线管外部磁场发现，通电螺线管的磁极在磁体的两端，与条形磁体的磁场相似。[5]如图乙所示，闭合开关后，电流从螺线管右端流入，从螺线管左端流出，所以通电螺线管的左端为N极，由同名磁极相互排斥，异名磁极相吸引可知，原本自由静止的小磁针将顺时针发生旋转。【针对练习26】实验小组的同学们用一块安装在有机玻璃上的螺线管，小磁针、铁屑、电源、导线、开关等器材来探究通电螺线管周围的磁场分布，实验装置如图。

（1）先将电源、开关、螺线管用导线依次连接起来，将多个小磁针放到螺线管周围，如图甲所示。闭合开关，螺线管周围的小磁针发生了明显偏转，如图乙所示，该现象说明：，小明同学发现放在A、B两处的小磁针在开关闭合后不发生偏转，则小磁针不偏转的原因是：；（2）小云同学发现小磁针体积较大，放在螺线管周围的数量有限，不能细致地探究通电螺线管周围的磁场分布，于是建议小明改为在螺线管周围撒上铁屑来观察，当小明在玻璃板上均匀撒上铁屑并接通电路后，并没有发现铁屑出现有规律的分布，这时应进行的操作是；（3）实验完成后，老师提问：通电螺线管两端的磁性与电流方向是否有关，请你帮他们设计可行的方案进行验证：。【答案】通电螺线管周围存在磁场此处的磁场方向与地磁场的磁场方向一致轻敲玻璃板见解析【详解】（1）[1]图甲所示，闭合开关，螺线管周围的小磁针发生了明显偏转，说明小磁针受到磁场力的作用，则证明通电螺线管周围存在磁场。[2]小明同学发现放在A、B两处的小磁针在开关闭合后不发生偏转，则小磁针不偏转的原因可能是此处的磁场方向与地磁场的磁场方向一致。（2）[3]当在玻璃板上均匀地撒上铁屑并接通电路后，并没有发现铁屑出现有规律的分布，是因为小铁屑与玻璃板之间存在摩擦力，这时应轻敲玻璃板，使接触面分离减小摩擦，从而使小铁屑能灵活运动。（3）[4]探究通电螺线管的极性与电流方向的关系，应该改变通电螺线管线圈中的电流方向，如果观察到小磁针的N极指向与原来相反，则能证明通电螺线管的极性与电流方向有关。考点7：电磁铁1.电磁铁：把一根导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，当有电流通过时，它会有较强的磁性。这种磁体，在有电流时有磁性，没有电流时就失去磁性，我们把这种磁体叫做电磁铁。2.电磁铁工作原理：电流的磁效应。3.电磁铁的磁性特点：通电时有磁性，断电时无磁性。4.构造：主要由线圈和铁芯构成。如图所示。电磁铁的工作原理利用电流的磁效应。铁芯被磁化后的磁场与通电螺线管的磁场叠加，使电磁铁的磁性增强。电磁铁的铁芯要用软铁而不能用钢因为软铁断电后磁性很容易消失，而钢被磁化后磁性不容易消失，断电后也不会立即失去磁性。考点8：电磁铁的磁性1.影响电磁铁磁性强弱的因素(1)电流大小：电磁铁的磁性强弱与线圈中电流大小有关，在螺线管的外形和匝数相同时，电流越大，电磁铁的磁性越强。(2)线圈匝数：电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数有关，在螺线管的外形和通过的电流相同时，电磁铁线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强。2.电磁铁的优点(1)磁性的有无可通过电流的通断来控制；(2)磁极的极性可通过改变电流的方向来控制；(3)磁性的强弱可通过改变电流的大小和线圈的匝数来控制。3.电磁铁的应用；电磁铁在电磁起重机、电磁继电器、电动机、发电机、电铃、磁浮列车上都有应用。考点9：电磁继电器1.电磁继电器：继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接地控制高电压、强电流电路通断的装置。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.构造：电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、触点组成。各部分作用如下：电磁铁：通电时产生磁性，吸下衔铁；衔铁：和动触点连在一起，带动动触点上下运动；弹簧：电磁铁无磁性时，带动衔铁离开电磁铁；触点：相当于控制电路的开关。3.工作原理电磁继电器电路包括低压控制电路和高压工作电路两部分。如图所示，低压控制电路接通时，电磁铁线圈中有电流，电磁铁有磁性，吸下衔铁，使动触点与静触点接触，从而使高压工作电路接通，高压工作电路中用电器开始工作；低压控制电路断开时，电磁铁线圈中无电流，电磁铁失去磁性，弹簧通过杠杆作用把衔铁拉起，使动触点与静触点分开，高压工作电路断开，高压工作电路中用电器停止工作。低压控制电路包括：(低压)电源、电磁铁、开关、弹簧、衔铁；高压工作电路包括：(高压)电源、用电器、触点。4.电磁继电器的应用(1)用低电压，弱电流控制高电压、强电流。利用电磁继电器可以实现利用低电压、弱电流控制高电压、强电流，从而使人远离高压电路，避免危险，如大型变电站的高压开关等。(2)实现远距离控制。利用电磁继电器可以使人远离高温、有毒、有害的环境，实现远距离控制，如核电站中的开关等。(3)实现自动控制。在电磁继电器控制电路中接入对温度、压力、光照等敏感的元件，还可以实现对温度、压力或光的自动控制，如水位自动报警器、温度自动报警器等。实验探究影响电磁铁的磁性强弱的因素实验目的探究影响电磁铁磁性强弱的因素实验猜想影响电磁铁磁性强弱的因素可能有螺线管中电流的大小、线圈匝数的多少实验图示物理研究方法(1)控制变量法：在探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系时，必须控制线圈的匝数相同；在探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系时，必须控制线圈中电流相同。(2)转换法：通过吸引大头针的数目来显示电磁铁磁性的强弱，利用了转换法。实验结论(1)电磁铁的磁性强弱与线圈中电流的大小有关，在电磁铁的外形和线圈匝数相同时，电流越大，电磁铁的磁性越强；(2)电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数有关，在电磁铁的外形和通过的电流相同时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强实验改进提升电磁铁磁性强弱除了受电流大小、线圈匝数的影响，还与有无铁芯有关，加入铁芯可以大大增强电磁铁的磁性。根据控制变量法的思想，在探究电磁铁的磁性与有无铁芯的关系时，应该保持电流大小和线圈匝数相同，一个有铁芯，一个无铁芯，然后观察两个电磁铁吸引大头针的数目，从而判断电磁铁磁性强弱与有无铁芯的关系。如图所示。【针对练习27】如图所示，是一种江河水位自动报警的原理图，当水位低于金属块A时工作电路中绿灯L1亮，当水位达到金属块A时衔铁被吸下，工作电路中红灯L2亮。某次水位超过了金属块A，但由于电磁铁磁性太弱，衔铁没被吸下来，为了让其恢复正常工作，下列做法中合理的是（）A．更换弹性更好的弹簧 B．减少电磁铁线圈匝数C．增加控制电路的电源电压 D．增加工作电路的电源电压【答案】C【详解】A．更换弹性更好的弹簧，则需要更大的电磁铁磁性，才能把衔铁吸下来，故A不符合题意；B．减少电磁铁线圈的匝数，电磁铁磁性会减小，故B不符合题意；C．增加控制电路的电源电压，电路中的电流会变大，可以增大电磁铁的磁性，故C符合题意；D．增加工作电路的电源电压不影响控制电路，故D不符合题意。故选C。【针对练习28】图﹣1是一种磁悬浮地球仪摆件，地球仪内部装有磁铁，底座内部装有如图﹣2所示的电磁铁。下列说法正确的是（）

A．图﹣1中，电磁铁周围存在着真实的磁场和磁感线B．图﹣1中，地球仪利用异名磁极相互排斥的原理悬浮C．图﹣2中，电磁铁的上端是S极D．图﹣2中，将电源正负极对调后，电磁铁周围的磁场方向不变【答案】C【详解】A．磁体周围存在磁场，电磁铁周围也存在磁场，磁感线是为了描述磁场的分布，假想的曲线，不存在磁感线，故A错误；B．磁悬浮地球仪之所以能悬浮在空中，是利用了同名磁极相互排斥的原理，故B错误；C．图﹣2中，电流从螺线管的上端流入，由安培定则和图示可知，电磁铁上端为S极，故C正确；D．图﹣2中，将电源正负极对调后，电流的方向发生了改变，电磁铁磁极方向随之改变，电磁铁周围的磁场方向改变。故D错误。故选C。【针对练习29】被誉为洞庭湖及长江流域水情“晴雨表”的岳阳市城陵矶水文站。下图是一种水位自动报警器的原理示意图，一般的水都能导电，对于该水位自动报警器说法正确的是（）A．水位上升到B时，电磁铁通电，红灯亮报警B．水位上升到B时，电磁铁断电，绿灯亮报警C．水位下降到A时，电磁铁断电，红灯亮报警D．水位下降到A时，电磁铁通电，绿灯亮报警【答案】A【详解】AB．当水位没有达到B时，电磁铁没有磁性，只有绿灯亮；当水位到达B时电路接通，电磁继电器有磁性，衔铁就会在电磁力吸引的作用下与红灯接通，红灯亮；该报警器的红、绿灯不会同时亮。故A正确，B错误；CD．当水位下降到A时，电磁铁断电，无磁性，衔铁在弹簧弹力的作用下向上运动，与上面的静触点接触，绿灯所在电路接通，此时绿灯亮，故CD错误。故选A。【针对练习30】如图所示是电动充气泵的结构示意图，其工作原理是：电磁铁通入电流，弹簧片上下振动，通过橡皮碗对气室施加力的作用，达到充气目的。当电流从电磁铁的A端流入时，小磁体被吸引而向下运动，则（）

A．小磁体向下运动是因为同名磁极相吸引 B．小磁体的下端为S极C．电磁铁的原理是磁场对通电导体有力的作用 D．A、B间可以接入交流电【答案】D【详解】AB．当电流从A端流入电磁铁时，根据安培定则可知，电磁铁的上端为S极，小磁体的下端为N极，则异名磁极相互排吸，所以小磁体向下运动，故AB不符合题意；C．电磁铁的原理是电流的周围存在磁场，故C不符合题意；D．电磁铁的磁极方向与电流的方向有关，当电磁铁输入方向改变的交流电时，小磁体会受到引力或斥力，弹簧片上下振动，电动充气泵正常工作，故D符合题意。故选D。【针对练习31】如图所示是直流电铃的工作原理图，下列有关说法不正确的是（）

A．电铃利用电流的磁效应工作B．电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性且A端为N极C．小锤打击铃碗时，电磁铁仍具有磁性D．电磁铁吸引衔铁，弹性片发生弹性形变具有弹性势能【答案】C【详解】A．电铃的主要部件是电磁铁，电磁铁是利用电流的磁效应工作的，故A正确，不符合题意；B．电流从电磁铁的下端流入，根据安培定则判断出A端为N极，故B正确，不符合题意；C．小锤击打铃碗时，弹性片和衔铁分离，电路断开，电磁铁没有磁性，故C错误，符合题意；D．电磁铁吸引衔铁，弹性片发生了弹性形变，所以弹性片具有弹性势能，故D正确，不符合题意。故选C。【针对练习32】探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，设计了如图所示的电路，下列说法中（）①电磁铁A、B上方都是N极②通过电磁铁A和B的电流相等③电磁铁A的磁性比电磁铁B的磁性弱④向右移动滑片P，电磁铁A、B磁性都增强

A．只有①②正确 B．只有③④正确 C．只有②④正确 D．只有②③正确【答案】D【详解】①电流由上端流入，由安培定则可知，电磁铁A、B的下方都是N极，其上方都是S极，故①错误；②由图可知，电磁铁A和B串联接入电路中，所以电流相等，故②正确；③电磁铁A和B的电流相同，由图可知A的线圈匝数少于B的线圈匝数，所以电磁铁A的磁性比电磁铁B的磁性弱，故③正确；④向右移动滑片P，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律可知，电流减小，电磁铁A、B磁性都减弱，故④错误。故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。【针对练习33】（多选）2021年1月13日，我国自主研发设计的世界首台高温超导高速磁浮工程化样车下线，设计时速620km，标志着我国高速列车迈向新的高度，如图甲是磁悬浮列车的结构图，图乙是另一种磁悬浮列车的设计原理图，A是磁性稳定的电磁铁，安装在铁轨上，B是安装在车身上（紧靠铁轨上方）电阻非常小的螺线管，B中的电流方向如图乙所示，下列说法正确的是（）A．甲图中，要使列车悬浮起来，车身线圈的上端是S极B．甲图中，该磁悬浮列车是根据电磁感应原理工作的C．乙图中，通电螺线管B的上方是S极D．乙图中，要使通电螺线管的磁性减弱，可以减少线圈匝数【答案】AD【详解】A．同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，甲图中，要使列车悬浮起来，车身线圈的上端是S极，故A正确；B．通电导线周围存在磁场，磁悬浮列车是根据电流的磁效应原理工作的，故B错误；C．根据安培定则判断出通电螺线管的上端是N极，下端是S极，故C错误；D．减弱磁性的方法有减小电流、减少线圈匝数、去掉铁芯，乙图中，要使通电螺线管的磁性减弱，可以减少线圈匝数，故D正确。故选AD。【针对练习34】（多选）图为某超市的热风干手器，手伸入舱内时可吹出热风，其电路简化为如图所示，控制电路中R为光敏电阻。正常工作时工作电路的功率为1000W，电动机的功率为560W，下列说法正确的是（）A．电磁继电器利用了电流的热效应B．开关S闭合后电磁铁上端为N极C．手伸入舱内时光敏电阻R的阻值增大D．加热电阻丝阻值为110Ω【答案】BD【详解】A．控制电路中的电磁继电器主要是利用了电流的磁效应，故A错误；B．电流从电磁铁的下方后侧流入，根据安培定则知，电磁铁上端为N极，故B正确；C．手伸入舱内时可吹出热风，衔铁被吸下，工作电路开始工作，说明电路中的电流增大导致电磁铁的磁性增强，根据欧姆定律知，控制电路的总电阻减小，则光敏电阻R的阻值减小，故C错误；D．工作电路的电热丝和电动机并联，互不影响，则电热丝的电功率为P=100根据P=UR=故D正确。故选BD。【针对练习35】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，电磁铁是利用电流的特点工作的，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】磁效应S亮【详解】[1]电磁铁通电时有磁性，断电时失去磁性，电磁铁是利用电流的磁效应特点工作的。[2][3]闭合开关S1、S2后，根据安培定则，电磁铁的左端是N极，电磁铁右端为S极，滑片P向左滑动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律，电磁铁电路中的电流变大，电磁铁中的磁性增强，GMR的电阻减小，巨磁电阻电路中的电流变大，根据P=UI可知：指示灯的实际功率增大，指示灯明显变亮。【针对练习36】磁悬浮地球仪是使用磁悬浮技术的地球仪，它无需转轴穿过球体便可悬浮于空中，给人以奇特新颖的感觉和精神享受。

（1）磁悬浮地球仪的球体中有一个磁铁，环形底座内有一金属线圈，通电后相当于电磁铁。金属线圈与球体中的磁铁相互（选填“吸引”或“排斥”），使球体受力（选填“平衡”或“不平衡”），从而悬浮于空中。磁悬浮地球仪是利用丹麦物理学家奥斯特发现的电流的效应工作的。当磁悬浮地球仪停止工作时，应先（选填“拿开球体”或“切断电源”）；（2）将磁悬浮地球仪的球体用手轻轻向下按一下，球体就会从原来的悬浮位置向下运动，此时金属线圈中的电流（选填“增大”或“减小”或“不变”），磁性增强，金属线圈对球体的作用力（选填“大于”或“小于”或“等于”）球体重力，球体到达最低点后向上运动返回原悬浮位置。由于球体具有，球体越过原悬浮位置向上运动，此时金属线圈中的电流减小，磁性减弱，球体速度越来越小，到达最高点后向下运动，并再次回到原悬浮位置，几经反复，球体最终停在原悬浮位置。【答案】排斥平衡磁拿开球体增大大于惯性【详解】（1）[1][2][3][4]磁悬浮地球仪悬浮的原因是因为金属线圈与球体中的磁铁相互排斥，球体所受的斥力与球体的重力大小相等，方向相反，从而使球体处于平衡状态；其悬浮的核心是利用电流的磁效应产生的磁场与磁铁相互排斥，想要地球仪停止工作时，应先拿开球体，再断电，防止突然断电，球体突然下落，砸坏底座。（2）[5][6][7]球体向下运动后，在线圈匝数一定的情况下，电磁铁的磁性会增强，说明通过线圈的电流增大，此时金属线圈对球体的作用力大于球体自身的重力，球下落到最低点后会向上运动，回到原来的位置，由于球具有惯性，所以球到原来位置后会继续向上运动，之后再次下落，不断重复这样的运动。【针对练习37】如图所示是小刚自制的电磁铁，它能吸引曲别针是因为电流具有效应；他想让电磁铁吸引更多的曲别针，可以采用电流的方法来实现。

【答案】磁增大【详解】[1]电磁铁能吸引曲别针，这说明电流具有磁效应。[2]因为电磁铁磁性的大小与电流的大小、线圈的匝数多少有关，且电流越大、线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强，所以若他想让电磁铁吸引更多的曲别针，小刚可以采用增大的方法来实现。【针对练习38】某温度自动报警器的原理图如图所示。电磁铁上端为N极，在水银温度计中封入一段金属丝，当温度低于设定温度时，安全指示灯常亮；当温度达到设定温度时，安全指示灯熄灭，电铃发出报警信号。请在括号中标出电源的极性（用“+”或“-”表示），并在虚线框内填入电铃（）和指示灯的电路元件符号。

【答案】

【详解】电磁铁上端为N极，由安培定则可知电流从下端流入，电源的右端是负极，左端是正极，当温度低于设定温度时，水银与金属丝断开，电磁铁断电没有磁性，安全指示灯所在电路接通，指示灯亮，上面虚线框是指示灯，当温度达到设定温度时，水银和金属丝连接，电磁铁通电有磁性，把衔铁吸引下来，电铃所在电路接通，电铃发出报警信号，下面虚线框是电铃，如图所示：

【针对练习39】如图是直流电铃的原理图。衔铁B与弹性片A相连，自然情况下弹性片是和螺钉接触的。接通电源后电磁铁吸引衔铁，敲击铃发出声音，但同时弹性片与螺钉分离导致断电，电磁铁失去磁性后又与螺钉接触而断电，如此往复。请在图中用比画线代替导线，将直流电铃的工作电路连接完整，闭合开关后电路能按照上述原理工作。

【答案】

【详解】闭合开关，电磁铁中有电流，吸引衔铁，弹簧向下振动，螺钉与弹簧片断开，电路中没有电流，电磁铁没有磁性，弹簧片恢复原状，使电路再次接通，弹簧不断的振动，敲击铃发出声音。如图所示：

【针对练习40】小英看到某小区车库积水造成大量财产损失的新闻后，设计了如图所示的车库积水自动报警器，图中方框空白位置可以安装电铃或LED灯，车库没有积水时，LED灯亮；车库有积水时，电铃发出警报声音；请在图中方框空白的位置分别接上电铃和LED灯（电铃符号：

，LED灯符号：

）。

【答案】

【详解】车库没有水时，电磁铁不具有磁性，不会吸引衔铁，灯亮，所以图中上方为LED灯，当车库有水时，左边电路接通，电磁铁通电，电磁铁具有磁性，能吸引衔铁，使下方电路接通，电铃发出声音，所以下方为电铃，如图所示：

【针对练习41】在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，实验室准备的器材有：电源开关、滑动变阻器、两根完全相同的铁钉、表面绝缘的铜线、大头针若干。小聪利用上述器材，制成了简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。（1）实验中通过观察电磁铁的不同，可以判断电磁铁的磁性强弱的不同；（2）当滑动变阻器的滑片向左移动时，发现电磁铁甲乙吸引大头针的个数增加，这说明；（3）根据图示的情景可知，（选填“甲”或“乙”）的磁性强，说明电流一定时，，电磁铁磁性越强；（4）小聪做完实验又提出了一个新的问题：电磁铁的磁性强弱是否与铁芯的有无有关呢?于是他将甲中的铁钉去掉，比较甲、乙吸引大头针的数目。请你对他的方案进行评价：【答案】吸引大头针的数量电流越大，电磁铁磁性越强甲线圈匝数越多见解析【详解】（1）[1]磁性的强弱是直接看不出来的，可以通过电磁铁吸引大头针的多少来认识其磁性强弱，电磁铁吸引的大头针越多说明磁性越强。（2）[2]当滑动变阻器滑片向左移动时，接入电路中的总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，发现电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加，说明电流越大，电磁铁磁性越强。（3）[3][4]根据图示的情景可知，甲电磁铁吸引的大头针多，说明甲的磁性强，究其原因，电流相同，甲缠绕的线圈的匝数多，便得出：电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。（4）[5]电磁铁磁性的强弱跟电流的大小、线圈匝数多少、有关铁芯有关，甲乙串联，电流相等，甲线圈匝数多，无铁芯，乙线圈匝数少，有铁芯，所以无法比较。【针对练习42】小明在探究“通电直导线周围的磁场”实验中，实验装置如图甲所示：（1）其中小磁针的作用是；（2）接通电路后，观察到小磁针偏转，说明电流周围存在着磁场，此现象最早是由物理学家发现的；（3）改变直导线中电流方向，小磁针的偏转方向发生了改变，说明电流周围的磁场方向与有关；（4）研究表明，通电直导线周围的磁场分布如图所示，则图甲实验中，若将小磁针由通电直导线下方移至直导线上方，小磁针偏转的方向（选填“会”或“不会”）改变；（5）某实验小组用自制电磁铁探究影响电磁铁磁性强弱的因素。他们用相同的漆包线和铁钉绕制成两个电磁铁A和B，B铁钉上绕有更多匝数的线圈，实验装置如图所示：①如图甲，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P向右移动，能吸引的大头针（选填“更多”“不变”或“更少”）；②如图乙，把电磁铁A和B串联，闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片P，发现电磁铁B总能吸引更多的大头针，通过比较，得出的结论是；③电磁铁在生活中应用广泛，请举一例：。【答案】检测通电导体周围是否存在磁场奥斯特电流方向会更少电流和铁芯相同时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强电铃【详解】（1）[1]磁场对放入其中的磁体有力的作用。若小磁针受到磁场力的作用能够发生偏转，故小磁针的作用检测通电导体周围是否存在磁场。（2）[2]因为磁场对放入其中的磁体有力的作用，所以接通电路后，观察到小磁针偏转，说明电流周围存在磁场；物理学家奥斯特首先发现通电导线周围有磁场。（3）[3]根据控制变量法可知，只将直导线电流方向改变，小磁针的偏转方向发生了改变，磁场的方向也跟着发生改变，说明电流周围的磁场方向与电流方向有关。（4）[4]由乙图可知通电导线周围的磁感线是围绕导线的圆，导线上下方的磁场方向相反，故将小磁针由通电直导线下方移至直导线上方，小磁针偏转的方向会改变。（5）[5]①将滑动变阻器的滑片P向右移动，电阻变大，根据欧姆定律知，电流变小，电磁铁的磁性变弱，能吸引更少的大头针。（2）[6]图中电流大小相同，铁芯相同，线圈的匝数越多，电磁铁吸引的大头针越多，电磁铁的磁性越强。所以可以得出的结论是：电流和铁芯相同时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强。[7]③电磁铁的应用十分广泛，有电铃、电磁继电器、空气开关等。【针对练习43】在探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验中，实验室准备的器材有，电源、开关、滑动变阻器、两根完全相同的铁钉、表面绝缘的铜线、大头针若干。小明利用上述器材，制成简易电磁铁甲、乙，并设计了电路，如图所示。（1）实验中通过观察电磁铁的不同，可以判断电磁铁的磁性强弱不同，这种研究问题的方法物理上称之为法；（2）当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数（选填“增加”或“减少”），说明电流越，电磁铁磁性越强；（3）根据图中的情境可知，（选填“甲”或“乙”）的磁性强，说明电流一定时，电磁铁磁性越强；（4）实验结束，断开开关，大头针全部掉落，说明电磁铁磁性的有无可以通过来控制。【答案】吸引大头针数量转换增加大甲线圈匝数越多电流通断【详解】（1）[1][2]电磁铁吸引的大头针数量不同，说明电磁铁的磁性强弱不同。实验中通过观察电磁铁吸引大头针数量的不同，可以判断电磁铁的磁性强弱不同，吸引得多，说明磁性强，这种研究问题的方法物理上称之为转换法。（2）[3][4]当滑动变阻器滑片向左移动时，接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知，在电压一定时，电流变大，电磁铁吸引大头针个数增加，说明电流越大，电磁铁的磁性越强。（3）[5][6]甲乙串联在电路中，电流相等，甲的线圈匝数多，吸引的大头针数量多，说明电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。（4）[7]实验结束，断开开关，电路中没有电流，大头针全部掉落，说明电磁铁没有磁性，说明电磁铁的磁性有无可以通过电流的通断来控制。【针对练习44】纯电动汽车是一种采用蓄电池作为唯一动力源的汽车，电池的安全性主要体现在对其温度的控制上，当某组电池温度过高时，立即启动制冷系统进行降温，图甲是小明设计的模拟控温装置示意图，电磁继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器Rp串联接在电压为6V的电源两端。当电磁铁线圈（电阻不计）中的电流I大于或等于25mA时，衔铁被吸合，热敏电阻置于温度监测区域，其阻值Rt，与温度t的关系如图乙所示，滑动变阻器的最大阻值为200Ω。（1）图甲中应将b端与端相连；（2）若设置电池温度为60℃时启动制冷系统，则滑动变阻器阻值应为Ω；（3）当Rp=200Ω时，该电路的启动制冷温度最高，该最高温度是℃；（4）现利用一只电阻箱在室温条件下对上述电路进行调试。使电路能在60℃时启动制冷系统。为此，先将电阻箱调为Ω，然后还需要经过三个关键的调试步骤才能完成调试；第一步：断开开关，用电阻箱替换热敏电阻；第二步：闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到；第三步：断开开关，，完成电路调试。【答案】c1709070继电器的衔铁被吸合用热敏电阻替换电阻箱【详解】（1）[1]由图乙知，温度升高，热敏电阻阻值减小，控制电路电流变大，由图甲知此时电磁铁磁性增强，衔铁被吸下，动触点将与下端的静触点接触，制冷系统开始工作，故应将b端与c端相连。（2）[2]衔铁被吸合时，控制电路的总电阻R=由图乙知，当温度为60℃时，Rt＝70Ω，则滑动变阻器接入电路的阻值RP＝R总﹣Rt＝240Ω﹣70Ω＝170Ω（3）[3]当滑动变阻器的最大阻值为200Ω时，热敏电阻的阻值Rt′=R−RP′=240Ω−200Ω=40Ω由图乙可知此时对应的温度为90℃，所以此时该电路可设置启动制冷系统的最高温度是90℃。（4）[4][5][6]当热敏电阻的阻值为70Ω时，电磁铁应该吸合，因此为使电路能在60℃时启动制冷系统，应先将电阻箱调为70Ω，代替热敏电阻，移动滑动变阻器滑片，直到继电器磁铁被吸合，保持滑片位置不变，再用热敏电阻替换电阻箱即可。三个关键的调试步骤，第一步：断开开关，用电阻箱替换热敏电阻；第二步：闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到继电器的衔铁被吸合；第三步：断开开关，用热敏电阻替换电阻箱，完成电路调试。考点10：磁场对通电导线的作用1.磁场对通电导线的作用(1)磁场对通电导线的作用：通电导线在磁场中受到力的作用。(2)通电导线在磁场中受力的方向的影响因素：通电导线在磁场中受力的方向跟电流的方向、磁感线的方向有关。当电流方向与磁感线方向中的一个变得相反时，通电导线受力的方向也相反；当电流方向与磁感线方向同时相反时，受力方向不变。(3)能量转化：通电导线在磁场中受力运动的过程，消耗了电能，获得了机械能。①电流周围存在磁场，因此我们可以把通电导线看成一个磁体，通电导线和其他磁体距离较近时，它们就会通过各自的磁场而发生相互作用。即磁场对通电导线的作用，实质是磁体和磁体间通过磁场而发生的相互作用。②不是在任何情况下通电导体在磁场中都会受到力的作用。当通电导体中的电流方向与磁场方向相同或相反(即导体中的电流方向与磁场方向平行)时，导体不受磁场力的作用。③当通电导体中电流的方向与磁场方向垂直时，导体所受磁场的作用力最大。2.磁场对通电线图的作用如图所示，将通电线圈放在磁场中，线圈受到磁场力会开始转动。转过180°时，分析可知，此时的电流方向与最开始刚好相反，而磁场方向不变，则此时线圈受到的磁场力方向与之前相反，因此线圈可以转过一个角度，但不能持续转动。考点11：电动机的基本构造1.电动机的基本构造：电动机由两部分组成——能够转动的线圈(转子)和固定不动的磁体(定子)。电动机工作时，转子在定子中飞快地转动。2.电动机的工作原理：电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的（或者通电导线在磁场中到力的作用）。3.线图的平衡位置如图所示，当线圈转到线圈平面与磁场方向垂直的位置时，流过线圈上下两个边的电流方向相反，磁场方向相同，此时上下两个边受力大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上。这个位置叫线圈的平衡位置。4.线圈在磁场中不能连续转动5.使线圈连续转动的两种方法(1)在线圈越过平衡位置后停止对线圈供电，由于惯性，线圈继续转动。转动半周后再继续供电，线圈又受到同方向转动的力，会继续转动下去。将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮掉半周，这样即可实现对线圈只供电半周。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停地转下去。(2)利用换向器：在线圈转动的后半周，设法改变电流的方向，使线圈在后半周也获得同方向转动的动力，这样，线圈会平稳、有力地转动下去。实际的电动机是通过换向器来实现这一目的的。6.换向器(1)构造：如图所示，两个铜半环E、F分别与线圈两端相连，中间断开，彼此绝缘，两个电刷A、B一端分别连接电源的两极，另一端分别与两个铜半环接触。工作时，两个铜半环随线圈一起转动，线圈、铜半环、电刷和电源组成闭合回路。(2)作用：每当线圈刚转过平衡位置时，换向器都能自动改变线圈中的电流方向，从而获得同方向转动的力，使线圈连续转动。7.电动机工作过程电动机通电后不转动的原因①电源电压太低，电动机线圈中的电流太小。②磁体的磁性太弱(或失去了磁性)，磁场对通电线圈的力太小(或线圈不受力)。③线圈刚好处于平衡位置，线圈中无电流，线圈不受磁场力的作用。④电动机的换向器与电刷接触不良，线图中无电流。⑤轴与支架、换向器与电刷之间摩擦力太大。电动机的转动方向和转速的调节(1)电动机的转动方向：电动机的转动方向跟电流方向和磁场方向有关，二者之一改变，电动机的转动方向改变；二者同时改变，电动机转向不变。(2)电动机的转速：电动机的转动速度跟电流大小和磁场的强弱有关；电流越大，磁场越强，转速越快。若要改变电动机的转速，只需改变电流大小或磁场强弱即可。8.电动机的分类和应用(1)分类：电动机分为直流电动机和交流电动机。直流电动机由直流电源供电，交流电动机由交流电源供电。我们本节讲的主要是直流电动机。(2)应用：电动机广泛应用于生产、生活的方方面面，如电风扇、洗衣机、各种各样的机床、电动汽车等。扬声器1.作用：扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置。2.构造：由永久磁体、线圈和锥形纸盆构成，如图所示。3.工作原理：扬声器的线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流，使得线圈在一个瞬间和下一个瞬间受到不同的磁场力的作用而运动，同时带动纸盆振动，便发出了声音。（通电导线在磁场中受到力的作用或者电流的磁效应这两个原理均可以说明。）【针对练习45】用如图所示的装置探究磁场对通电直导线的作用，给铝棒AB通电，观察到AB向右运动。要使AB向左运动，下列做法中可行的是（）

A．仅将磁体的N、S极对调 B．仅换用磁性更强的磁体C．仅将铝棒AB换成铜棒 D．仅增加AB中的电流强度【答案】A【详解】A．仅将磁体的N、S极对调，只改变一个影响因素（磁场方向），受力运动方向改变，故A符合题意；B．换用磁性更强的蹄形磁体，不会改变运动方向，故B错误；C．将铝棒AB换成铜棒，电流方向不改变，受力运动方向不改变，故C错误；D．仅增加AB中的电流强度，不会改变运动方向，故D错误。故选A。【针对练习46】在如图所示的装置中，闭合开关，观察到导体棒ab运动，下列说法正确的是（）

A．该实验现象说明电流周围存在磁场B．只改变电流方向，导体ab的运动方向不变C．在此过程中，机械能转化为电能D．电动机是利用这一原理工作的【答案】D【详解】ACD．如图，闭合开关，导体ab中有电流通过，通电导体在磁场上受力而运动，是电动机原理图，此过程中，电能转化为机械能，故AC错误，D正确；B．通电导体在磁场中受力运动方向跟电流方向和磁场方向有关，只改变电流方向，导体ab的运动方向会改变，故B错误。故选D。【针对练习47】如图所示为直流电动机的两个不同时刻的工作原理图，下列分析不正确的是（）

A．导线ab中的电流在这两个时刻方向不同B．导线ab在这两个时刻受到的磁力方向不同C．导线ab和cd在乙图位置受到的两个力相互平衡D．由上往下看，线圈中电流均为顺时针方向【答案】C【详解】AB．甲图中导线ab的电流方向是由b到a，乙图中导线ab的电流方向是由a到b，电流方向不同，受力方向也不同，故AB正确，不符合题意；C．导线ab和cd在乙图位置受到的两个力不在同一直线上，相互不平衡，故C错误，符合题意；D．由于电路中接入了换向器，由上往下看，线圈中电流均为顺时针方向，故D正确，不符合题意。故选C。【针对练习48】图中是小明制作的简单电动机模型，其线圈由漆包线绕成，将线圈一端的漆全部刮掉，另一端只刮掉半周，在线圈的下面放置了一块磁体。将其接入电路中，闭合开关后，线圈转动起来了。关于此电动机模型下列说法正确的是（）

A．利用电磁感应原理工作B．线圈在转动时，始终受到磁场作用力C．将电能转化为机械能D．增大线圈中的电流可改变转动方向【答案】C【详解】A．此实验利用通电线圈在磁场中受到力的作用，故A错误；B．由于线圈中有一端的漆只刮掉半周，会出现电路中无电流状态，当线圈转到该位置处，由于线圈中无电流，所以不会受到磁场力的作用，故B错误；C．电动机消耗电能而转动起来，能量转化为电能转化为机械能，故C正确；D．增大线圈中的电流，会改变线圈受到磁场力的大小，而不会改变受力的方向，故D错误。故选C。【针对练习49】矩形铜线框在某磁场中的位置如图所示，ab、bc、ed和fe段都受到该磁场的作用力，下列哪两段受到该磁场的作用力方向相反（）A．ab段与fe段 B．ab段与ed段C．bc段与fe段 D．af段与cd段【答案】A【详解】A．由电路分析可知，ab段与fe段的电流方向相反，所以ab段与fe段受到该磁场的作用力方向相反，故A符合题意；B．由电路分析可知，ab段与ed段的电流方向相同，所以ab段与ed段段受到该磁场的作用力方向相同，故B不符合题意；C．磁场的作用力方向与磁场方向和电流方向有关，由图可知磁场方向不变，由电路分析可知，bc段与fe段的电流方向相同，所以bc段与fe段受到该磁场的作用力方向相同，故C不符合题意；D．由电路分析可知，af段与cd段的电流方向相同，所以af段与cd段受到该磁场的作用力方向相同，故D不符合题意。故选A。【针对练习50】如图所示圆环形绝缘凹槽内装满水银，水银的内外侧用导线接入电路，圆心处放置一块圆柱形磁铁，闭合开关后，发现水银逆时针流动，小明进行了如下操作：先对调电源的正负极，再对调磁铁的南北极，则该操作中水银的流动情况是（）

A．一直顺时针流动B．一直逆时针流动C．先顺时针流动，再逆时针流动D．先逆时针流动，再顺时针流动【答案】C【详解】水银是导体，水银的内外侧用导线接入电路通过电流后，会在磁场中受力而运动起来。通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关，对调电源的正负极后，电流方向发生改变，因此水银受力方向改变，水银沿顺时针方向流动；再对调磁铁的南北极，磁场方向改变，则水银受力方向再一次改变，此时水银沿逆时针方向流动，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。【针对练习51】如图所示是扬声器（喇叭）的结构图。当扬声器的线圈中通入携带声音信息的时刻变化的电流时，线圈会在永久磁体的作用下带动锥形纸盆振动发声。下列说法中正确的是（）A．扬声器工作时是将机械能转化为电能 B．扬声器工作时线圈中不会有电流C．扬声器中的永久磁体不会对线圈有作用力 D．扬声器的工作原理是通电线圈在磁场中受力运动【答案】D【详解】A．动圈式扬声器在工作过程中消耗了电能，把电能转化为机械能，故A错误；B．动圈式扬声器工作时线圈会有地电流，故B错误；C．当线圈中有电流通过时，扬声器中的永久磁体会对线圈有作用力，故C错误；D．扬声器的工作原理是磁场对电流有力的作用，故D正确。故选D。【针对练习52】同学们在制作“让线圈转动起来”的活动中，将表面有金属镀层的磁铁吸在干电池的负极，将一根硬铜线折成线框搭在干电池的正极和磁铁上，如图所示。线框就会以干电池为轴转动起来（）

A．线框转动是因为电磁感应现象B．改变电流方向，线框的转动方向不会改变C．改变磁场方向，线框的转动方向不会改变D．通电后的线框周围存在磁场【答案】D【详解】A．线框转动是因为通电导体在磁场中受力而转动的，故A