专题24 电和磁（原卷版）

专题24电和磁【思维导图】【知识点回顾】一、磁场eq\a\vs4\al(考点1知道磁性的概念)1．具有吸引铁、钴、镍等物质的性质称为________。2．具有磁性的物体叫________。eq\a\vs4\al(考点2描述磁体周围存在着磁场)1．磁体周围存在磁场，磁场是一种看不见，而又摸不着的________。2．基本性质：它对放入其中的磁体产生________。磁体间的相互作用就是通过________发生的。3．方向：磁场具有________。将一个小磁针放入磁场中任何一点，小磁针________所指的方向就是该点磁场的方向。eq\a\vs4\al(考点3能根据磁感线识别磁体的极性)1．磁体中各部分磁性强弱不同，两端磁性最强称为磁极。磁极分为________极和________极。2．磁极相互作用的规律：同名磁极________，异名磁极________。3．条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线：在磁铁外部，________。4．磁感线的________表示磁场的强弱，磁感线的切线方向表示磁场的方向。注意：磁场是一种实际存在的物质，而磁感线是人为________的，实际并不存在。eq\a\vs4\al(考点4绘制条形磁铁、蹄形磁铁周围的磁感线)考点5绘制通电直导线周围的磁感线描述通电直导线周围存在着磁场及磁场的分布规律1．奥斯特实验________表明电流周围存在磁场。2．通电直导线周围的磁场是以导线上各点为中心的同心圆。越靠近导线，磁感线越________。磁场方向随着________的改变而改变。考点6绘制通电螺线管周围的磁感线描述通电螺线管周围存在着磁场及磁场的分布规律通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场相似。其两端的极性跟________有关，电流方向与磁极间的关系可由________来判断。考点7知道通电导体在磁场中受力方向与磁场方向、电流方向有关通电导体在磁场中受到力的作用，受力的方向跟____________和____________有关。如果这两者其中之一的方向改变，则力的方向____________，如果这两者的方向同时改变，则力的方向____________。eq\a\vs4\al(考点8概述电磁铁的特点及作用)1．定义：内部带________的通电螺线管。2．原理：当在通电螺线管内部插入铁芯后，铁芯被通电螺线管的磁场________。磁化后的铁芯也变成了一个磁体，这样由于两个磁场互相叠加，从而使螺线管的磁性大大增强。3．优点：磁性有无由________来控制，磁极方向由________来控制，磁性强弱由________、________来控制。4．应用：电话、电磁继电器等。二、电磁感应现象eq\a\vs4\al(考点9描述电磁感应现象)1．闭合电路的________导体在磁场中做________磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象称为电磁感应现象。2．如果电路没闭合，则没有________，仅有________。eq\a\vs4\al(考点10说明产生感应电流的条件)1．电路必须是________的。2．导体必须做________的运动。考点11知道感应电流的方向跟磁场方向和导体运动方向有关感应电流的方向与________和________有关。三、电磁知识在技术中的应用eq\a\vs4\al(考点12举例说出电磁知识在技术中的应用)1．发电机是利用________制成的。能量转化：________。2．电动机是利用________的原理制成的。能量转化：____________。3．电磁起重机、电磁继电器及磁悬浮列车都是根据电磁铁的原理制成的。4．磁带、磁卡等是利用磁性材料的磁化来记录信息的产品。eq\a\vs4\al(考点13列举在自然界或生命活动中的电现象)1．自然界有一些发电的动物，如电鳗。2．人体电流：人在肌肉运动及神经传导信息至大脑时会产生极微弱的电流。人体内的心脏在每一次周期性的跳动中，心脏内某些部位间的电压发生有规律的变化。这种生物电通过心脏周围的导电组织和体液，反映到身体各部位，使身体各部位间电压随心脏的跳动发生有规律的变化。大脑皮层中神经元的生物电活动表现为大脑皮层具有规律性的电压改变。3．静电：冬天脱毛衣时有时会有火花，这是毛衣与皮肤摩擦产生了________。人体静电的电压最大可达2万伏左右，但由于电流小，没有危险。eq\a\vs4\al(考点14根据具体要求绘制简单的电磁控制电路)电磁继电器是用电磁铁控制的自动开关，使用电磁继电器可以用低电压、弱电流控制高电压、强电流。【例题精析】（2022•杭州）如图所示，粗糙的水平桌面上有两块相同的条形磁体甲和乙，它们之间有相互作用力且保持静止。对图示甲、乙两块条形磁体受到摩擦力的方向分析正确的是（）A．甲一定水平向左，乙一定水平向右 B．甲水平向右，乙无法确定 C．甲水平向左，乙无法确定 D．甲、乙均无法确定（2022•宁波）如图所示为课本中的一个实验：“把一段通电导线弯成圆环，形成环形电流，让圆环导线穿过一块与圆环平面垂直的平板。利用铁粉观察它周围的磁场分布。”如果导线内电流方向如箭头所示，当置于平板上A点的磁针（黑色端为N极）静止时，下列图中磁针指向正确的是（）A． B． C． D．（2022•金华）司南是我国早期的指南针。小科将条形磁体置于塑料勺内，在勺下垫泡沫，一起置于装水的纸盘中，漂浮在水面上，能自由转动，从而得到一个仿制“司南”（如图所示）。下列说法正确的是（）A．“司南”静止时勺柄指南，标为N极 B．“司南”能指南北是受地磁场的作用 C．“司南”的纸盘换成铁盘后也能正常使用 D．“司南”勺柄的指向与勺内磁体的磁极方向无关（2022•温州）如图是某同学发明的“铁皮自动分开装置”。将强磁铁靠近一叠铁皮，被磁化后的铁皮会自动分开。铁皮分开的原因是（）A．同名磁极相互吸引 B．异名磁极相互吸引 C．同名磁极相互排斥 D．异名磁极相互排斥（2022•丽水）按如图电路进行实验，每次总观察到电磁铁A吸引大头针的数目比电磁铁B多。此现象说明影响电磁铁磁性强弱的一个因素是（）A．电流大小 B．线圈匝数 C．电流方向 D．电磁铁极性（2022•台州）铝箔轻巧，导电性好，能做许多科学实验。实验1：“铝箔小火箭”将铝箔卷成筒状，上端封闭并装入一截火柴头，下端开口并装上尾翼，制成小火箭。将小火箭套在发射架上，加热其上端，如图甲所示。稍后小火箭就会射到空中。（1）小火箭与发射架不能套得太紧，否则会因力太大，难以起飞。（2）火柴头燃尽后，空中的小火箭还能继续上升，这是因为小火箭具有。实验2：“铝箔秋千”折一个U形铝箔框，其两端通过回形针与干电池两端相连，置于磁铁上方，如图乙所示。通电时，铝箔框就会朝一个方向摆动。（3）通电摆动时，电能转化为能和内能。（4）若要改变铝箔框通电时的摆动方向，请写出一种方法：。（2022•绍兴）如图是手机无线充电的原理简化图。当充电器线圈接通电源之后，该线圈就会产生一个磁场，当手机放在充电器上的时候，手机中的线圈就会产生感应电流，实现无线充电。（1）手机线圈中产生电流是利用现象。（2）当充电器线圈中某一时刻的电流方向如图所示，则图中B点的磁场方向是（选填“向上”或“向下”）。（3）与传统方式相比，请你对这种充电方式进行评价：。8．（2022•浙江）1820年，丹麦物理学家奥斯特通过实验首次证实电和磁之间的联系。小舟用图甲所示装置来模仿该实验。（1）实验中得到通电直导线周围存在磁场的结论，那么他观察到的现象是。（2）早先电话听筒的结构如图乙所示，当变化的电流通过线圈时，电磁铁的强弱发生变化，对薄铁片产生变化的吸引力，从而使薄铁片振动不同而发出不同的声音，这样就可以听到对方的讲话了。（2022•湖州）学习了“电生磁”的知识后，小柯在家里进行实验探究。实验器材主要有：全新干电池若干节、铁钉3枚、大头针若干、长导线1根。实验过程：①用细线把3枚铁钉捆绑在一起，再用长导线缠绕铁钉6圈，连接在1节全新干电池两端（如图所示），制成简易的电磁铁。用电磁铁尖端去靠近大头针，观察吸引大头针的数目（通电时间不超过10秒钟，下同）。②将电磁铁连接在2节串联的全新干电池两端，重复实验。③将电磁铁连接在3节串联的全新干电池两端，重复实验。④增加电磁铁的线圈匝数至9匝，连接在1节全新干电池两端，重复实验。⑤增加电磁铁的线圈匝数至12匝，连接在1节全新干电池两端，重复实验。（1）1节全新干电池的电压是伏。（2）小柯的实验想要探究的问题是：。（3）本实验用电磁铁吸引大头针的数目来比较电磁铁的磁性强弱，此科学方法属于（选填“类比法”或“转换法”）。（4）请帮助小柯设计用于记录实验数据的表格。（2022•湖州）我国现在倡导绿色、环保、低碳的生产和生活方式。湖州长兴弁山风力发电场是浙江省首个低风速区域风电项目，已并网发电，一年可发电约5000万千瓦时。（1）图1装置可以演示风力发电机原理的是（选填“A”或“B”）。（2）已知火力发电时，发1度电需煤400克，弁山风力发电场的投入使用，每年可节省煤约多少吨？（3）现代人居家装修普遍采用无主灯风格，如图2所示。小明家今年装修新房，家庭电路中总共安装了20只规格为“220V10W”的灯泡，若这20只灯泡全部正常工作（其他用电器不工作），求家庭电路中的总电流。

【习题巩固】一．选择题（共14小题）1．（2022•拱墅区一模）如图为一外形为正方体的强磁铁。为探究该磁铁的磁极分布，下列提出猜想不合理的是（）A．磁极可能是左右分布 B．磁极可能是中间S极两端N极分布 C．磁极可能是上下分布 D．磁极可能是对角分布2．（2022•上城区一模）小徐为栽种蔬菜的大棚设计了温度自动报警器，电路如图所示。下列对此设计的认识合理的是（）A．改变控制电路的电源正负极，不影响报警器工作 B．若要提高报警温度，可以增大控制电路的电源电压 C．控制电路中的水银可以换成蒸馏水 D．工作电路中的衔铁可以用铜代替3．（2022•金东区二模）如图是一种名为“铁钉桥”的游戏，它是利用左右两块同一电路的电磁铁将数枚细铁钉搭建而成，下列说法正确的是（）A．“铁钉桥”利用了异名磁极相互吸引 B．被磁化后的“铁钉桥”中间磁性最强 C．电磁铁断电后“铁钉桥”也不会倒塌 D．改变电流方向会导致“铁钉桥”倒塌4．（2022•桐庐县一模）科学需要实验探究。如图，在静止指向南北方向的小磁针上方平行地放一根直导线。闭合开关，原来静止的小磁针发生转动，原来静止的直导线仍然未动。下列分析正确的是（）A．小磁针发生转动，说明通电直导线周围存在磁场 B．小磁针发生转动，说明通电直导线周围存在磁感线 C．直导线仍然未动，此时偏转的小磁针对直导线没有力的作用 D．改变电池正负极，原来静止的小磁针发生转动方向不变5．（2022•拱墅区校级一模）如图所示，是电磁继电器的应用，通过低压电路控制高压的电路，下列有关说法不正确的是（）A．此装置利用了电流的磁效应 B．正常情况下当控制电路开关闭合时，绿灯亮电动机工作 C．若闭合控制电路开关仍是红灯亮，应将支点O向右移 D．若改变低压电源的正负极，工作电路的工作情况不变6．（2022•临安区一模）如图所示，条形磁铁置于水平桌面上，电磁铁水平放置且左端固定，电路中滑动变阻器的滑片P逐渐向左移动，条形磁铁从静止到开始运动的过程中，下列说法中正确的是（）A．电磁铁右端是N极 B．静止时，条形磁铁受到的摩擦力方向向左，大小不变 C．运动时，条形磁铁受到的摩擦力方向向左，逐渐变大 D．条形磁铁受到两对平衡力的作用7．（2022•鹿城区一模）某小组探究“导体在磁场中产生感应电流的条件”，下列四种情况中（箭头表示导体ab的移动方向），灵敏电流计指针会偏转的是（）A． B． C． D．8．（2022•杭州模拟）如图，电磁铁的左下方有条形磁铁，在弹簧测力计作用下向右沿水平方向缓慢移动。闭合开关，当条形磁铁从电磁铁的左下方运动到正下方过程中，下列判断正确的是（）A．电磁铁的下端为S极 B．滑片逐渐向下移动时，电磁铁的磁性逐渐减弱 C．若只改变电源正负极，弹簧秤的拉力会逐渐变大 D．条形磁铁对地面的摩擦力逐渐减小9．（2022•兰溪市校级模拟）一条形磁铁放在水平桌面上，并受到水平向右的拉力F，电磁铁置于条形磁铁附近并正对（如图所示）。若条形磁铁始终处于静止状态，下列叙述中，正确的是（）A．闭合开关前，电磁铁与条形磁铁间没有力的作用 B．闭合开关前，条形磁铁受到桌面向左的摩擦力，且大小与拉力F相等 C．闭合开关后，滑片P向a移动时条形磁铁一定受到桌面向左的摩擦力 D．闭合开关后，滑片P向a移动时电磁铁与条形磁铁间的作用力增大10．（2022•下城区校级模拟）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N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减少11．（2022•萧山区模拟）某同学研究磁体周围的磁场情况，将一根条形磁体放在水平桌面上，在它周围放置一些小磁针，小磁针的指向情况如图甲所示；将小磁针拿掉之后，在条形磁体上面放一块有机玻璃，玻璃上均匀撒一层铁屑，轻轻敲打玻璃，可以看到铁屑的分布情况如图乙所示；根据甲图和乙图所示的实验现象，用磁感线描述条形磁体周围的磁场情况如图丙所示。下列说法不正确的是（）A．图甲所示的实验，研究的是条形磁体周围的磁场方向特点 B．图乙所示的实验，研究的是条形磁体周围的磁场分布特点 C．图丙所示的条形磁体周围的磁感线，是人们为了描述磁场建立的物理模型 D．由图丙可知，条形磁体周围的磁场是由磁感线组成的12．（2022•宁波模拟）想利用细铁屑和小磁针来显示通电螺线管外部的磁场，下列方法错误的是（）A．用细铁屑的疏密来显示磁场的强弱 B．用小磁针的偏转来显示磁场的存在 C．用细铁屑的分布来显示磁场的分布 D．用小磁针S极的指向来显示磁场的方向13．（2022•拱墅区校级三模）人工心脏泵能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。关于人工心脏泵，下列说法正确的是（）A．电流从线圈A端流入时，血液流入泵室 B．电流从A端流入时，活塞向右移动 C．线圈AB中应通入大小方向都不变的直流电 D．人工心脏泵跳动的频率由线圈中电流的大小决定14．（2022•杭州二模）要求设计一个电磁限流器，当电路中电流过大时，它能切断电路，并需手动闭合。兴趣小组设计了两个电磁限流器，示意图如下，其中的C、D为动触点。下列说法中正确的是（）A．甲能满足设计要求，乙不能满足设计要求 B．乙能满足设计要求，甲不能满足设计要求 C．甲和乙都能满足设计要求 D．当电路中电流过大时，弹簧1和弹簧2都变短二．填空题（共4小题）15．（2022•临安区一模）电动机是利用通电导体在磁场中会受到力的作用而制成的，而通电导体在磁场中的受力方向与和有关。电动机工作时是将能转化成能。16．（2022•普陀区校级模拟）如图所示，用细线悬挂的磁体AB，磁极未知，当闭合电路开关S后，磁体的B端与通电螺线管左端相互排斥，则A端是磁体的极，断开开关S，磁体静止时，B端会指向地理的。（选填“北方”或“南方”）17．（2022•宁波一模）如图所示是小科设计的一种限流器原理图，当电流超过限制电流时，衔铁N被电磁铁M吸引过去，轻质的金属杆OA在弹簧拉力作用下绕O点转动，电路断开，会自动切断电路。（1）电流低于限制电流时，衔铁N对金属杆OA向下的力为F1，弹簧对