2025年中考物理一輪復(fù)習(xí)講與練專題19 電與磁（知識(shí)梳理+典例+練習(xí)）（教師版）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

二、新課標(biāo)要求
2.4.2 了解通過實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)磁場。知道地磁場。
2.4.3 通過實(shí)驗(yàn)，了解電流周圍存在磁場。探究并了解通電螺線管外部磁場的方向。
2.4.4 通過實(shí)驗(yàn)，了解通電導(dǎo)線在磁場中會(huì)受到力的作用，知道力的方向與哪些因素有關(guān)。
2.4.5 探究并了解導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。了解電磁感應(yīng)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。
4.2.9 探究通電螺線管外部磁場的方向
探究導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件
三、知識(shí)梳理與典例
一、磁現(xiàn)象磁場
1. 磁現(xiàn)象
（1）磁性和磁體
①磁性：物體具有吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)叫磁性。
②磁體：具有磁性的物體叫磁體。
磁體的分類：按存在方式可分天然磁體、人造磁鐵；按形狀分為條形磁體、蹄形磁體、針形磁體；按保存磁性時(shí)間長短分為硬磁體、軟磁體。
（2）磁極及相互作用
①磁極：每個(gè)磁體上都有兩個(gè)磁性最強(qiáng)的部位叫做磁極。能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)的磁體，例如懸吊著的磁針，靜止時(shí)指南的那個(gè)磁極叫做南極或S極，指北的那個(gè)磁極叫做北極或N極。
②磁極間相互作用規(guī)律：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。
（3）一個(gè)磁體截成兩半，每一半都有單獨(dú)的N極和S極；兩個(gè)條形磁體異名磁極相互接觸，變成一個(gè)整體，則接觸部分變成新磁體的中間，是磁性最弱的部分。
（3）磁化
①磁化：一些物體在磁體或電流的作用下會(huì)獲得磁性，這種現(xiàn)象叫做磁化。
②磁化的方法
將磁鐵的一極靠近或接觸磁性材料；將磁鐵的一極在磁性材料上沿同一方向重復(fù)摩擦幾次；利用充磁機(jī)對(duì)磁性材料充磁。人造磁體就是將鋼進(jìn)行磁化而制成的。
③磁化的危害：機(jī)械手表被磁化后走時(shí)不準(zhǔn)，彩色電視機(jī)顯像管被磁化后色彩失真等。
④磁化的應(yīng)用：磁帶和磁盤上都含有磁性物質(zhì)，利用它上面的磁性物質(zhì)可以存儲(chǔ)聲音、圖像和文字信息。
（4）磁性材料
①磁性材料：鐵、鈷、鎳和含有鐵、鈷、鎳的合金或這幾種金屬的氧化物統(tǒng)稱為磁性材料。
②軟磁體和硬磁體：鐵棒被磁化后，磁性容易消失，稱為軟磁體。鋼棒被被磁化后，磁性能長期保持，稱為硬磁體。
2. 磁場及其方向
（1）磁場：磁體周圍存在著一種看不見、摸不著的物質(zhì)，我們稱其為磁場。磁體間的相互作用是通過磁場發(fā)生的。
（2）磁場的基本性質(zhì)：磁場的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的磁體產(chǎn)生力的作用。
（3）磁場的方向：在磁場中的某一點(diǎn)，小磁針北極靜止時(shí)所指的方向就是該點(diǎn)磁場的方向。
3. 磁感線
（1）磁感線的作用：用來形象直觀地描述磁場的分布情況。
（2）磁感線的概念：把小磁針在磁場中的排列情況，用一些帶箭頭的曲線畫出來，可以方便、形象地描述磁場，這樣的曲線叫做磁感線。
（3）磁感線的方向
磁感線是有方向的曲線，曲線上箭頭的方向表示磁感線的方向，也是該點(diǎn)磁場的方向，磁體外部的磁感線都是從磁體的N極出發(fā)，回到S極。
磁感線上某點(diǎn)的切線方向與放在該點(diǎn)的小磁針靜止時(shí)北極的指向一致，如圖所示。
（4）五種基本磁場的磁感線描述
①條形磁鐵的磁感線 ②蹄形磁鐵的磁感線 ③異名磁極的磁感線
①條形磁鐵的磁感線；②蹄形磁鐵的磁感線；③同名磁極的磁感線（N、N極之間）；④同名磁極的磁感線（S、S極之間）；⑤異名磁極的磁感線。

④同名磁極的磁感線（S、S極之間） ⑤異名磁極的磁感線
（4）磁感線的性質(zhì)
①磁感線是用來描述磁場的一些假想曲線，實(shí)際上不存在（選填“存在”或“不存在”）。磁感線上任意一點(diǎn)的切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場方向。磁場越強(qiáng)的地方，磁感線分布越密；磁場越弱的地方，磁感線分布越疏。
②磁感線為封閉的、立體的曲線，在磁體的外部，磁感線的方向是從N極指向S極，而在內(nèi)部，是從S極指向N極。
③在同一磁場中，任何兩根磁感線都不會(huì)相交。這是因?yàn)樵谕淮艌鲋腥魏我稽c(diǎn)的磁場方向只有一個(gè)確定的方向，如果在某一點(diǎn)有兩條磁感線相交，就意味著該點(diǎn)有兩個(gè)磁場方向，就與某點(diǎn)磁場方向的唯一性相悖。
4. 研究方法
（1）模型法：描述磁場用到磁感線，這種方法叫模型法（或建模法）。
（2）轉(zhuǎn)換法：磁場看不見、摸不著，通過對(duì)放入其中的小磁針產(chǎn)生力的作用來認(rèn)識(shí)磁場，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法。
5. 地磁場
（1）定義：地球周圍空間存在的磁場叫地磁場。
（2）地磁場的特點(diǎn)：地球本身是一個(gè)巨大的磁體，在地球的周圍空間存在著地磁場，地磁場類似于條形磁體的磁場，地磁場的南極在地理的北極附近，地磁場的北極在地理的南極附近。
（3）磁偏角
地磁的南極在地理的北極附近，地磁的北極在地理的南極附近，它們之間有一個(gè)偏差角度，我們稱為磁偏角。我國宋代學(xué)者沈括第一個(gè)發(fā)現(xiàn)磁偏角。
（4）指南針的工作原理：由于受到地磁場的作用，小磁針靜止時(shí)S極總是指向地理的南極，N極總是指向地理的北極。
【例題1】東漢學(xué)者王充在《論衡》中記載我國最早的指南針是司南，“司南之杓，投之于地，其柢（長柄）指南”。下列說法中正確的是（）
A．司南長柄是指南針的北極 B．司南長柄是指南針的南極
C．司南長柄指向地磁的南極 D．司南的“地盤”由鐵制成
【答案】B。
【詳解】ABC．由“其柢（長柄）指南”，指的是司南長柄指向地球的南極，所以司南長柄是指南針的南極，故AC錯(cuò)誤，B正確；
D．司南是由磁鐵做成的，“地盤”由銅盤制成，司南之杓能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，所以“地盤”不是由鐵制成，故D錯(cuò)誤。
故選B。
【例題2】關(guān)于磁體、磁場和磁感線，以下說法中正確的是（）
A．銅、鐵和鋁都能夠被磁體所吸引
B．磁感線是磁場中真實(shí)存在的曲線
C．磁體之間的相互作用都是通過磁場發(fā)生的
D．物理學(xué)中，把小磁針靜止時(shí)S極所指的方向規(guī)定為該點(diǎn)磁場的方向
【答案】C。
【詳解】A．銅和鋁都不是磁性材料，磁體都不能吸引，A不符合題意；
B．磁感線在磁場中不是真實(shí)存在的，只是為了便于研究磁場，人為畫的一些曲線，B不符合題意；
C．磁體間的相互作用是通過磁場發(fā)生的，C符合題意；
D．物理學(xué)中，把小磁針靜止時(shí)N極所指的方向規(guī)定為該點(diǎn)磁場的方向，小磁針靜止時(shí)S極所指的方向與該點(diǎn)磁場的方向相反，D不符合題意．
故選C。
【例題3】物理學(xué)是美的，許多物理現(xiàn)象都具有對(duì)稱美、平衡美和曲線美。下列優(yōu)美的曲線中，用磁感線描述磁體外部磁場正確的是（）
【答案】A。
【詳解】A．磁感線是為了描述空間磁場假想的一些閉合曲線，在磁體的外部磁感線是從磁體的N極出來回到S極的，故A正確；
B．U形磁體周圍磁感線一樣是從N極出來回到S極，圖中磁感線方向畫反了，故B錯(cuò)誤；
CD．對(duì)于相互靠近的兩個(gè)磁極，如果是異名磁極，磁感線是從N極出來進(jìn)入S極的，箭頭指向S極，故CD錯(cuò)誤。
故選A。
【例題4】地球周圍存在著磁場，如圖所示，圖中虛線部分為地磁場的磁感線分布情況，請(qǐng)?jiān)趫D中用箭頭標(biāo)出地磁場的磁感線方向。

【答案】見右圖。
【詳解】地磁場的北極在地理南極附近，地磁場的南極在地理北極附近，磁感線在磁體外部從N極回到S極，如圖所示。
二、電生磁
1. 奧斯特實(shí)驗(yàn)
（1）內(nèi)容：1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)通電導(dǎo)體和磁體一樣，周圍存在磁場，磁場的方向與電流的方向有關(guān)。
（2）奧斯特實(shí)驗(yàn)的基本要求
為了讓實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，能完成實(shí)驗(yàn)探究，實(shí)際操作中，要注意兩點(diǎn):
①實(shí)驗(yàn)前先讓水平面內(nèi)能自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針靜止；
②導(dǎo)線與小磁針平行，且導(dǎo)線與小磁針間距離較小。通電導(dǎo)線的磁場強(qiáng)弱與距離有關(guān)，若導(dǎo)經(jīng)磁針距離太遠(yuǎn)，現(xiàn)象就會(huì)不明顯。
（3）電流的磁效應(yīng)
通電導(dǎo)體周圍存在與電流方向有關(guān)的磁場，這種現(xiàn)象叫做電流的磁效應(yīng)。奧斯特實(shí)驗(yàn)揭示了電和磁之間存在著聯(lián)系，即“電生磁”。
2. 通電螺線管的磁場
（1）螺線管：將導(dǎo)線繞在圓筒上，即做成螺線管（也叫線圈）。通電后各圈導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場疊加在一起，磁場就會(huì)增強(qiáng)得多。
甲鐵屑的排列情況乙小磁針的排列情況
（2）通電螺線管的磁場特點(diǎn)
①通電螺線管外部的磁場與條形磁體外部的磁場相似，通電螺線管的兩端相當(dāng)于條形磁體的兩個(gè)磁極。
②通電螺線管兩端的極性跟螺線管中電流的方向有關(guān)。
3. 安培定則
（1）安培定則：用右手握住螺線管，讓彎曲的四指所指的方向與螺線管中的電流方向一致，則大拇指所指的那端就是通電螺線管的N極。
（2）安培定則的應(yīng)用
①根據(jù)通電螺線管中電流的方向，判斷螺線管的極性.
②由通電螺線管兩端的極性，判斷螺線管中電流的方向.
③根據(jù)通電螺線管的N、S極以及電源的正、負(fù)極，畫出螺線管的繞線.
（3）提示
①?zèng)Q定通電螺線管兩端極性的根本因素是螺線管中電流的方向，電流的方向一致則通電螺線管兩端的極性就相同。
②N極和S極一定在通電螺線管的兩端。
③判斷時(shí)必須讓右手彎曲四指所指的方向與螺線管中電流的方向一致。
【例題1】如圖所示是著名的奧斯特實(shí)驗(yàn)。
（1）實(shí)驗(yàn)探究的是通電導(dǎo)線周圍是否存在_________。
（2）實(shí)驗(yàn)前小磁針的N極應(yīng)指向地磁場的_______極.
（3）接通電路后，觀察到小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，改變導(dǎo)線中的電流方向，小磁針偏轉(zhuǎn)方向也發(fā)生改變，這表明通電導(dǎo)線周圍磁場的方向與________的方向有關(guān).
（4）實(shí)驗(yàn)中小磁針的作用是___________________。
【答案】（1）磁場；（2）S；（3）電流；（4）檢驗(yàn)磁場是否存在。
【詳解】（1）實(shí)驗(yàn)探究的是通電導(dǎo)線周圍是否存在磁場.
（2）實(shí)驗(yàn)前小磁針的N極應(yīng)指向地磁場的S極；
（3）接通電路后，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，改變導(dǎo)線中的電流方向，小磁針偏轉(zhuǎn)方向也發(fā)生改變，表明通電導(dǎo)線周圍磁場的方向與電流的方向有關(guān).
（4）實(shí)驗(yàn)中小磁針的作用是檢驗(yàn)磁場是否存在。
【例題2】如圖所示，將一根直導(dǎo)線放在靜止小磁針的正上方，并與小磁針平行。
（1）閉合開關(guān)后，觀察到小磁針偏轉(zhuǎn)，說明____________。若此時(shí)移去小磁針，上述結(jié)論是否還成立______（選填“成立”或“不成立”）
（2）改變直導(dǎo)線中的電流方向，小磁針的偏轉(zhuǎn)方向也發(fā)生改變，這表明_________；
（3）實(shí)驗(yàn)中小磁針的作用是_________；
（4）該實(shí)驗(yàn)中用到的一種重要的科學(xué)研究方法是_____；
A．類比法 B．轉(zhuǎn)換法 C．控制變量法 D．等效替代法
【答案】（1）電流周圍存在磁場，成立；（2）電流周圍的磁場方向與電流方向有關(guān) ；（3）驗(yàn)證電流周圍是否存在磁場；（4）B。
【詳解】（1）實(shí)驗(yàn)中，開關(guān)閉合時(shí)，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明通電導(dǎo)體周圍存在磁場；若接通電路后移去小磁針，上述結(jié)論仍然成立。
（2）改變電流方向，小磁針的偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變，說明電流周圍的磁場方向與電流方向有關(guān)。
（3）小磁針受到磁場力的作用能夠發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故小磁針的作用是驗(yàn)證電流周圍是否存在磁場。
（4）小磁針可以檢測磁場的存在，用到了轉(zhuǎn)換法。
【例題3】如圖所示，請(qǐng)根據(jù)圖中信息標(biāo)出電源的正極，用箭頭標(biāo)出A點(diǎn)磁感線的方向。

【答案】見右圖。
【詳解】由同名磁極相排斥可知，通電螺線管的右端為N極，由安培定則可知，電流從通電螺線管的左端流入，從通電螺線管的右端流出，所以電源的左端為正極；由于規(guī)定磁感線從N極出發(fā)，回到S極，所以A點(diǎn)磁感線的方向沿磁感線向上，如圖所示。
三、電磁鐵、電磁繼電器
1. 電磁鐵
（1）概念：內(nèi)部插有鐵芯的螺線管，在有電流通過時(shí)有磁性，沒有電流時(shí)就失去磁性，這種磁體叫做電磁鐵。
（2）工作原理：電磁鐵是利用電流的磁效應(yīng)來工作的。在螺線管的內(nèi)部插入鐵芯通電后，鐵芯在螺線管的磁場中被磁化，兩磁場疊加，使電磁鐵的磁性大大增強(qiáng)。
（3）電磁鐵磁極極性的判斷：電磁鐵的磁極極性與通電螺線管的磁極極性是一致的，可運(yùn)用安培定則來判定。
2. 電磁鐵的磁性
（1）影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素
電磁鐵磁性的強(qiáng)弱與電流的大小和線圈匝數(shù)有關(guān)。
如圖乙、丙所示，線圈匝數(shù)一定時(shí)，通入的電流越大，電磁鐵的磁性越強(qiáng)；如圖丁所示，電流一定時(shí)，外形相同的螺線管，線圈匝數(shù)越多，電磁鐵的磁性越強(qiáng)。
（2）電磁鐵的優(yōu)點(diǎn)
①可以通過電流的通斷來控制其磁性的有無。
②可以通過改變電流的方向來改變其磁極的極性。
③可以通過改變電流的大小或線圈匝數(shù)的多少來控制其磁性的強(qiáng)弱。
3. 電磁鐵的應(yīng)用
（1）電磁鐵可以直接吸引對(duì)磁性物質(zhì)。主要應(yīng)用在電鈴、電磁起重機(jī)、電磁剎車裝置和許多自動(dòng)控制裝置上。全自動(dòng)洗衣機(jī)的進(jìn)水、排水閥門，衛(wèi)生間里感應(yīng)式?jīng)_水器的閥門，也都是由電磁鐵控制的。
（2）產(chǎn)生強(qiáng)磁場。現(xiàn)代技術(shù)上很多地方需要的強(qiáng)磁場都是由電磁鐵提供的，如磁浮列車、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、磁療設(shè)備、測量儀器、研究微觀粒子用的加速器等。
4. 電磁繼電器
（1）電磁繼電器：電磁繼電器是利用低電壓、弱電流電路的通斷，來間接地控制高電壓、強(qiáng)電流電路通斷的裝置。電磁繼電器實(shí)質(zhì)上是利用電磁鐵來控制工作電路的一種開關(guān)。
（2）電磁繼電器的主要構(gòu)造
①控制電路：電磁鐵、銜鐵、彈簧、低壓電源、開關(guān)等；
②受控電路：高壓電源、電動(dòng)機(jī)、動(dòng)、靜觸點(diǎn)。
（3）電磁繼電器的工作原理
閉合低壓控制電路中的開關(guān)S，電流通過電磁鐵的線圈產(chǎn)生磁性，把銜鐵B吸下來，使動(dòng)觸點(diǎn)D與靜觸點(diǎn)E接觸，受控的高壓工作電路閉合，電動(dòng)機(jī)M工作。
斷開開關(guān)S，線圈中的電流消失，電磁鐵的磁性消失，銜鐵B在彈簧的作用下與電磁鐵分離，使觸點(diǎn)D、E脫開，受控電路斷開，電動(dòng)機(jī)停止工作.
（4）電磁繼電器的應(yīng)用
①利用電磁繼電器可以通過控制低電壓、弱電流電路的通斷來間接地控制高電壓、強(qiáng)電流工作電路的通斷，使人遠(yuǎn)離高壓環(huán)境；
②利用電磁繼電器可以使人遠(yuǎn)離高溫、有毒等環(huán)境，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制；
③在電磁繼電器控制電路中接入對(duì)溫度、壓力或光照敏感的元件，利用這些元件操縱控制電路的通斷，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力或光的自動(dòng)控制，如電鈴、防盜報(bào)警、防汛報(bào)警、溫度自動(dòng)控制、空氣開關(guān)自動(dòng)控制等。
【例題1】如圖所示是小李探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置．下列措施中能使電磁鐵磁性增強(qiáng)的是（）
A．滑片P向右移動(dòng)，其他條件不變 B．滑片P向左移動(dòng)，其他條件不變
C．開關(guān)S由1扳到2，其他條件不變 D．電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)，其他條件不變
【答案】B.
【解析】電磁體的磁性強(qiáng)弱與下列3種因素有關(guān)：（1）電流強(qiáng)弱；（2）線圈匝數(shù)；（3）有無鐵芯。A中P向右滑動(dòng)時(shí)電阻增大，電流變小，磁性變小．B中P向左移動(dòng)時(shí)電阻減小，電流增大，磁性增大．C線圈匝數(shù)變少，磁性減弱．D電源正負(fù)極的對(duì)換不影響磁性大小。故選B.
【例題2】為實(shí)現(xiàn)節(jié)能和智能控制，空調(diào)內(nèi)部用到了傳感器和電磁繼電器，下圖是啟動(dòng)或停止空調(diào)壓縮機(jī)的電路示意圖，電磁繼電器是利用電磁鐵控制工作電路通斷的_______ （選填“用電器”、“電源”或“開關(guān)”），夏天，空調(diào)制冷，房間溫度降低，熱敏元件的電阻增大，控制電路的電流減小，電磁鐵的磁性_______，低于設(shè)定溫度時(shí)，工作電路就斷開，停止制冷。
【答案】開關(guān)，減弱。
【詳解】電磁繼電器是利用電磁鐵控制銜鐵的吸下或彈起從而控制工作電路的通斷，相當(dāng)于開關(guān)。電磁鐵的磁性與通過電磁鐵的電流大小有關(guān)，當(dāng)控制電路的電流減小時(shí)，電磁鐵的磁性將會(huì)減弱。
【例題3】某款無接觸式的熱風(fēng)干手器，手伸向出風(fēng)口時(shí)可吹出溫度為35℃～45℃的熱風(fēng)，內(nèi)部電路由控制電路和工作電路兩部分構(gòu)成，簡化電路如圖所示，控制電路中R為光敏電阻。閉合S，當(dāng)手伸向出風(fēng)口時(shí)，R的阻值會(huì)_______（選填“增大”“不變”或“減小”），銜鐵被吸下，工作電路開始工作。若干手器的加熱電阻絲的阻值為44Ω，在額定電壓下，烘干一次手用時(shí)10s，則烘干手的過程中加熱電阻產(chǎn)生的熱量為_________J。
【答案】減小，1.1×104.
【解析】控制電路的電磁繼電器主要是利用了電流的磁效應(yīng)，手伸向出風(fēng)口時(shí)，銜鐵被吸下，工作電路開始工作，說明電路中的電流增大導(dǎo)致電磁鐵的磁性增強(qiáng)。因?yàn)殡娫措妷阂欢ǎ蒊=U/R可知，R的阻值會(huì)減小。
加熱電阻絲與電動(dòng)機(jī)并聯(lián)，加熱電阻兩端電壓為電源電壓，則加熱電阻產(chǎn)生的熱量為
Q=W=U2t R加熱=(220V)2×10s44Ω=1.1×104J
四、電動(dòng)機(jī)
1 . 磁場對(duì)通電導(dǎo)線的作用
（1）磁場對(duì)通電導(dǎo)線的作用
通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用，力的方向跟電流的方向、磁感線（磁場）的方向都有關(guān)系。當(dāng)電流的方向或者磁感線的方向變得相反時(shí)，通電導(dǎo)線受力的方向也變得相反；當(dāng)電流的方向與磁感線的方向同時(shí)變得相反時(shí)，通電導(dǎo)線受力的方向不變。

（2）磁場對(duì)通電線圈的作用
如圖所示，把線框放在磁場里，接通電源，讓電流通過，可以看到，通電線框在磁場中可以轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，但不能（選填“能”或“不能”）持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
分析通電矩形線圈在磁場中不能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的原因
①在如圖甲所示位置時(shí)，通電線圈的兩邊在磁場中都受力，ab邊受力方向豎直向上，cd邊受力方向豎直向下，方向相反，發(fā)生順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。
甲乙
②當(dāng)線圈的平面與磁場垂直時(shí)（圖乙），通電線圈ab邊與cd邊受平衡力作用，達(dá)到平衡位置。這時(shí)由于慣性，線圈還會(huì)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
丙丁
③如圖丙所示，線圈靠慣性越過平衡位置后，ab邊受力方向豎直向上，cd邊受力方向豎直向下，方向相反，磁場力作用的結(jié)果使線圈又逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
④通電線圈最后靜止在平衡位置（圖丁）。
2. 電動(dòng)機(jī)模型
制作模型電動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵就是對(duì)線圈的處理：將粗漆包線制成一個(gè)線圈，把一端的絕緣漆全部刮掉，另一端只刮半周。
這種設(shè)計(jì)，線圈每轉(zhuǎn)一周，只有半周獲得動(dòng)力，在另半周線圈沒有電流通過，線圈不受力，但由于慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)過這半周后，又回到原來的狀態(tài)，線圈又受到向同方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力，線圈就可以持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去。
3. 電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造
（1）電動(dòng)機(jī)的組成
電動(dòng)機(jī)主要由兩部分組成：能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈，也叫轉(zhuǎn)子；固定不動(dòng)的磁體，也叫定子；電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，轉(zhuǎn)子在定子中飛快地轉(zhuǎn)動(dòng)。
（2）換向器
①換向器的構(gòu)造：兩個(gè)銅半環(huán)E和F跟線圈兩端相連，可隨線圈一起轉(zhuǎn)動(dòng)，兩半環(huán)中間斷開，彼此絕緣。A和B是電刷，它們分別跟兩個(gè)半環(huán)接觸，使電源和線圈組成閉合電路（甲圖）。

甲換向器乙換向器原理
②換向器的作用：當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí)，自動(dòng)改變線圈中的電流方向。
如圖乙所示，無論線圈的哪個(gè)邊，只要它處于靠近磁體S極的一側(cè)，其中的電流都是從讀者這邊朝紙內(nèi)的方向流去，這時(shí)它的受力方向總是相同的（向上），線圈就可以不停地轉(zhuǎn)動(dòng)下去了。
4 直流電動(dòng)機(jī)的工作原理
（1）如圖甲所示，通電線圈在磁場中，ab、cd兩邊電流方向相反，受力方向相反，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。
甲乙
（2）如圖乙所示，線圈轉(zhuǎn)到平衡位置，電刷接觸到換向器中間絕緣部分，不受力，利用慣性線圈轉(zhuǎn)過平衡位置。
（3）如圖丙所示，線圈越過平衡位置后，利用換向器改變了電流方向，線圈受力方向改變，仍然順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。
（4）如圖丁所示，線圈利用慣性轉(zhuǎn)過平衡位置后，改變了電流方向和受力方向，線圈繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
丙丁
5. 實(shí)際的電動(dòng)機(jī)
（1）實(shí)際的電動(dòng)機(jī)有多個(gè)線圈，每個(gè)線圈都接在一對(duì)換向片上，以保證每個(gè)線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中受力的方向都能使它朝同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
（2）電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
（3）改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向的辦法：只讓線圈中電流方向與原來相反或只讓磁場方向與原來相反。
（4）改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方法：改變線圈中電流的大小，或改變磁場的磁性強(qiáng)弱。
6. 揚(yáng)聲器的發(fā)聲
（1）揚(yáng)聲器的作用：它是把電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槁曇粜盘?hào)的裝置。
（2）揚(yáng)聲器的主要結(jié)構(gòu)：線圈、永久磁體、錐形紙盆。
（3）揚(yáng)聲器的發(fā)聲原理
揚(yáng)聲器的線圈中通入攜帶聲音信息、時(shí)刻變化的電流，由于線圈中的電流方向是不斷的變化，線圈就不斷的來回振動(dòng)，帶動(dòng)紙盆也不斷地來回振動(dòng)，于是揚(yáng)聲器就發(fā)出了聲音。

揚(yáng)聲器的發(fā)聲原理例題1圖
【例題1】如圖所示，兩根絕緣細(xì)線懸掛著的導(dǎo)體，放在U形磁鐵中央，兩端連接著導(dǎo)線。若要探究電動(dòng)機(jī)的工作原理，虛線方框中接入的實(shí)驗(yàn)器材是（）
A．電源 B．電壓表 C．靈敏電流計(jì)D．滑動(dòng)變阻器
【答案】A.
【詳解】電動(dòng)機(jī)是根據(jù)通電導(dǎo)體在磁場中受力的作用原理制成的，在虛線框中接入電源時(shí)，通電導(dǎo)體在磁場中會(huì)受到力的作用，與電動(dòng)機(jī)的原理相同。故選A.
【例題2】下圖為直流電動(dòng)機(jī)的兩個(gè)不同時(shí)刻的工作原理圖，下列分析不正確的是（）

A．導(dǎo)線ab在這兩個(gè)時(shí)刻受到的磁場力方向不同
B．甲乙兩圖中的線圈再轉(zhuǎn)動(dòng)90度角，都能到達(dá)平衡位置
C．由上往下看，線圈中電流均為順時(shí)針方向
D．如果電動(dòng)機(jī)持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，則電動(dòng)機(jī)內(nèi)外流的都是直流電
【答案】D。
【詳解】A．由圖可知，導(dǎo)線ab在這兩個(gè)時(shí)刻電流方向不同，由于導(dǎo)體受力方向與磁場方向和電流方向有關(guān)，所以兩次導(dǎo)線ab的受力方向不同，故A正確，不符合題意；
B．平衡位置是指線圈平面與磁感線垂直的位置，圖中磁感線從左向右，故甲乙兩圖中的線圈再轉(zhuǎn)動(dòng)90度角，都能到達(dá)平衡位置，故B正確，不符合題意；
C．讀圖由左手定則可知：電源的左側(cè)為正極，從上往下看，線圈中電流都是順時(shí)針方向，故C正確，不符合題意；
D．電動(dòng)機(jī)之所以能轉(zhuǎn)動(dòng)，是因?yàn)閾Q向器每當(dāng)轉(zhuǎn)過平衡位置就會(huì)改變線圈中電流的方向，即電動(dòng)機(jī)線圈外是直流電，線圈內(nèi)是交流電，故D錯(cuò)誤，符合題意。
所以選D。
【例題3】小明為觀察磁場對(duì)通電線圈的作用。用漆包線做成線圈，線圈兩端的漆全部刮去，放在接有電源的金屬支架上并放入磁體中（如圖所示）。閉合開關(guān)后，看到線圈_______ （“持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)”/“左右擺動(dòng)”/“靜止不動(dòng)”）。為了使線圈能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，正確的刮漆方法應(yīng)該是下列哪兩種______ 。
A．兩側(cè)全刮 B．一側(cè)全刮，另一側(cè)刮半周
C．兩側(cè)均刮上半周 D．一側(cè)刮上半周，一側(cè)刮下半周
【答案】左右擺動(dòng)；BC.
【詳解】由圖可知，閉合開關(guān)后，通電線圈在磁場中受力運(yùn)動(dòng)；線圈受力的方向與磁場的方向和電流的方向有關(guān)；當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí)，線圈受到的磁場力發(fā)生變化，使得線圈在平衡位置擺動(dòng)幾次后很快就停下來，故閉合開關(guān)后，看到線圈左右擺動(dòng)。
為了使線圈能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，正確的刮漆方法應(yīng)該是將線圈兩端的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周，或兩側(cè)均刮上半周；按這兩種方法刮漆，線圈轉(zhuǎn)到平衡位置時(shí)，線圈中沒有電流，線圈
由于慣性能夠按原方向持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，故BC符合題意，AD不符合題意。
故選BC。
【例題4】研究磁場對(duì)電流有力的作用。
（1）利用如圖甲所示的裝置研究“磁場對(duì)電流的作用”時(shí)，應(yīng)在 “a”、 “b”之間接入______，根據(jù)該原理可制成________；
（2）若要繼續(xù)研究導(dǎo)體受力的大小與電流大小的關(guān)系，可在上述電路中再串聯(lián)一個(gè)_____，改變電流大小后，根據(jù)_____________可初步判斷受力的大小是否發(fā)生改變；
（3）乙、丙兩個(gè)圖中，_______圖的線圈恰好處于平衡位置；
（4）丁圖中的線圈可以持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，是因?yàn)樗友b了________，該裝置能在線圈_________（選填“剛轉(zhuǎn)到”“即將轉(zhuǎn)到”或“剛轉(zhuǎn)過”）平衡位置時(shí)，自動(dòng)改變線圈中的電流方向。
【答案】（1）電源，電動(dòng)機(jī)；（2）滑動(dòng)變阻器，導(dǎo)體棒擺動(dòng)的幅度；（3）丙；（4）換向器，剛轉(zhuǎn)過.
【詳解】（1）因?yàn)橥妼?dǎo)體在磁場中受力會(huì)運(yùn)動(dòng)，觀察圖可知缺少一個(gè)電源，應(yīng)在“a”、“b”之間接入電源，根據(jù)此原理制成了電動(dòng)機(jī)。
（2）要研究導(dǎo)體受力的大小與電流大小的關(guān)系，可在上述電路中再串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器；根據(jù)導(dǎo)體棒偏動(dòng)幅度可初步判斷受力的大小是否改變。
（3）當(dāng)通電線圈所在平面與磁感線垂直時(shí)，線圈處于平衡狀態(tài)，此時(shí)線圈受力平衡，所以圖丙的線圈恰好處于平衡位置，另一個(gè)圖中線圈左右兩邊所受力不滿足二力平衡條件中的不在同一直線上。
（4）丁圖中加裝了換向器，所以線圈可以持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，它能在線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí)，自動(dòng)改變線圈中的電流方向。
五、磁生電
1. 電磁感應(yīng)
（1）閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。
（2）導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件
導(dǎo)體是閉合電路的一部分；導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)。
（3）對(duì)“切割磁感線運(yùn)動(dòng)”的理解
導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向與磁感線方向垂直或有一定的角度，但不能平行。磁體不動(dòng)，導(dǎo)體ab左右運(yùn)動(dòng)能產(chǎn)生感應(yīng)電流；若ab不動(dòng)，磁體左右運(yùn)動(dòng)，仍能切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流。
（4）電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
（5）感應(yīng)電流大小的影響因素：導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)的速度、磁場的強(qiáng)弱、切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體的有效長度和線圈的匝數(shù)等。
2. 手搖發(fā)電機(jī)
（1）手搖發(fā)電機(jī)的構(gòu)造
磁鐵形狀是蹄形磁鐵；線圈是通過電刷與燈泡（或二極管）串聯(lián)的；搖把是通過皮帶帶動(dòng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)起來的。
（2）手搖發(fā)電機(jī)的原理：根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)電的。
（3）手搖發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)小燈泡亮度的影響
用不同的轉(zhuǎn)速搖動(dòng)轉(zhuǎn)輪，發(fā)現(xiàn)搖動(dòng)轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速越大，燈泡發(fā)光越亮。
（4）檢驗(yàn)手搖發(fā)電機(jī)電流方向的變化
兩個(gè)二極管極性相反并聯(lián) 二極管交替發(fā)光

用兩個(gè)發(fā)光二極管極性相反地并聯(lián)起來，并與發(fā)電機(jī)串聯(lián)。轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，二極管交替發(fā)光，說明產(chǎn)生的電流方向不停在改變。
結(jié)論：手搖發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電流的大小和方向是變化的；電流的大小與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速有關(guān)，轉(zhuǎn)速越快，電流越大。
3. 交變電流
電流的大小和方向周期性變化，這樣的電流叫做交變電流，簡稱交流。交變電流的頻率在數(shù)值上等于電流在每秒內(nèi)周期性變化的次數(shù)。我國電網(wǎng)以交流供電，頻率為50Hz。
4. 交流發(fā)電機(jī)
（1）交流發(fā)電機(jī)主要構(gòu)造：磁鐵、線圈abcd、銅環(huán)K與L、電刷A與B等。
（2）主要部件作用
①磁鐵：用來產(chǎn)生磁場；
②線圈：線圈abcd轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流；
③銅環(huán)：兩個(gè)銅環(huán)隨線圈一起轉(zhuǎn)動(dòng)，與外部電路組成一閉合回路；
④電刷：感應(yīng)電流通過電刷流出。
（3）交流發(fā)電機(jī)工作原理示意圖
①圖甲和圖丙中導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向和磁感線方向平行，不切割磁感線，沒有電流產(chǎn)生。
②圖乙和丁中導(dǎo)線切割磁感線，有電流產(chǎn)生，但切割磁感線的方向相反，所以電流方向相反。每當(dāng)經(jīng)過磁感線與線圈平面垂直的位置時(shí)，線圈中的電流方向改變一次，線圈轉(zhuǎn)一周，電流方向改變兩次。
③線圈不停轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的電流交替往復(fù)，形成持續(xù)的電流。
5. 實(shí)際發(fā)電機(jī)的構(gòu)造與能量轉(zhuǎn)化
（1）構(gòu)造
轉(zhuǎn)子
定子
實(shí)際的發(fā)電機(jī)比模型式發(fā)電機(jī)復(fù)雜得多，但仍是由轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)動(dòng)部分）和定子（固定部分）兩部分組成的。大型發(fā)電機(jī)發(fā)的電，電壓很高、電流很強(qiáng)，一般采取線圈不動(dòng)、磁極旋轉(zhuǎn)的方式來發(fā)電（叫旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)），為了得到較強(qiáng)的磁場，要用電磁鐵代替永磁體。
（2）發(fā)電機(jī)發(fā)電的過程是能量轉(zhuǎn)化的過程
實(shí)際的發(fā)電機(jī)靠內(nèi)燃機(jī)、水輪機(jī)、汽輪機(jī)等機(jī)械的帶動(dòng)，把燃料中的化學(xué)能或者水庫中水流的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。
6. 電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)是兩種不同的裝置，其對(duì)比如表：
7. 磁記錄
（1）軟磁性材料和硬磁性材料
①磁化：鐵棒和鋼棒本來不能吸引鋼鐵，當(dāng)磁體靠近它或者與它接觸時(shí)，它便有了吸引鋼鐵的性質(zhì)，也就是被磁化了。
②軟磁性材料：軟鐵磁化后，磁性很容易消失，稱為軟磁性材料。
③硬磁性材料：鋼等物質(zhì)在磁化后，磁性能夠保持，稱為硬磁性材料。硬磁性材料可以做成永磁體，還可以用來記錄信息。
（2）錄音機(jī)的原理
錄音機(jī)的磁帶上附有一層硬磁性材料制成的小顆粒。錄音時(shí)，聲音先轉(zhuǎn)變成強(qiáng)弱變化的電流，這樣的電流通過錄音磁頭，產(chǎn)生了強(qiáng)弱變化的磁場。磁帶劃過磁頭時(shí)，磁帶上的小顆粒被強(qiáng)弱不同地磁化，于是記錄了一連串有關(guān)磁性變化的信息。
放音時(shí)，磁帶貼著放音磁頭運(yùn)動(dòng)，磁性強(qiáng)弱變化的磁帶使放音磁頭中產(chǎn)生變化的感應(yīng)電流，電流經(jīng)放大后使揚(yáng)聲器發(fā)聲，這便“讀”出了錄音帶中記錄的信息。
3. 磁記錄的應(yīng)用
隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，磁記錄與人們的關(guān)系越來越密切。錄音帶、錄像帶，電腦中的磁盤，打電話的磁卡，銀行的信用卡，還有磁卡式車票等等，都是用磁來記錄信息的。磁記錄技術(shù)提高了工作效率，給生活帶來了很大的方便。
【例題1】經(jīng)過十年的不懈探索，法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。下圖中可以探究產(chǎn)生感應(yīng)電流條件的裝置是（）
【答案】C.
【詳解】A．是奧斯特實(shí)驗(yàn)，說明電流周圍存在磁場，故A不符題意；
B．可以探究通電導(dǎo)體在磁場中受力的作用，故B不符題意；
C．此裝置可以探究什么情況下磁可以生電，即產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，故C符合題意；
D．可探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)多少的關(guān)系，故D不符題意。
故選C.
【例題2】POS刷卡機(jī)的廣泛應(yīng)用給人們的生活帶來了便利。POS機(jī)的刷卡位置有一個(gè)繞有線圈的小鐵環(huán)制成的檢測頭（如圖所示）。在使用時(shí)，將帶有磁條的信用卡在POS機(jī)指定位置刷一下，檢測頭的線圈中就會(huì)產(chǎn)生變化的電流，POS機(jī)便可讀出磁條上的信息。下圖中能反映POS刷卡機(jī)讀出信息原理的是（）

【答案】B。
【詳解】根據(jù)題意，將帶有磁條的信用卡在POS機(jī)指定位置刷一下，檢測頭的線圈中就會(huì)產(chǎn)生變化的電流，類似于發(fā)電機(jī)原理，即閉合電路中的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，此過程中將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，故B符合題意，ACD不符合題意。故選B。
【例題3】圖示是探究電磁感應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，下列說法正確的是（）
A．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象
B．利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制作了電動(dòng)機(jī)
C．導(dǎo)線在磁場中沿不同方向運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)線中都會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生
D．如果磁感線和切割磁感線方向都變得相反，導(dǎo)線中感應(yīng)電流的方向不發(fā)生改變
【答案】D.
【詳解】A．法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；
B．利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制作了發(fā)電機(jī)，故B錯(cuò)誤；
C．導(dǎo)線在磁場中沿與磁感線平行的方向運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)線中不會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故C錯(cuò)誤；
D．如果磁感線和切割磁感線方向都變得相反，由右手定則得，導(dǎo)線中感應(yīng)電流的方向不發(fā)生改變，故D正確。
所以選D.
【例題4】如圖所示，小成同學(xué)利用兩塊磁鐵、一個(gè)線圈等材料制作了一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)，并用兩個(gè)LED燈（發(fā)光二極管左邊為正極，右邊為負(fù)極）進(jìn)行了如圖連接實(shí)驗(yàn)探究。
（1）小成接好電路后，以一定的速度連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)線圈，當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)到如圖所示位置時(shí)，_____（選填“AB”或“BC”）段在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，在電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，這一現(xiàn)象叫_______現(xiàn)象；
（2）連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)線圈，在實(shí)驗(yàn)中將會(huì)看到兩LED燈交替發(fā)光，說明線圈中產(chǎn)生的電流方向___________（選填“不變”或“周期性改變”）。若將一直流電源代替兩LED燈接入電路，閉合開關(guān)，則線圈_____（選填“能”或“不能”）持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
【答案】（1）AB，電磁感應(yīng)；（2）周期性改變，不能.
【詳解】（1）磁感線是由N極出來，回到S極，即磁感線是水平向右的，當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)到如圖所示位置時(shí)，AB段在切割磁感線。
閉合電路部分導(dǎo)體在磁場中切割磁感線，產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
（2）LED燈具有單向?qū)щ娦裕瑢?shí)驗(yàn)中看到兩LED燈交替發(fā)光，說明線圈中產(chǎn)生的電流方向周期性改變。
若將一直流電源代替兩LED燈接入電路，閉合開關(guān)，就形成了一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)，因?yàn)殡娏鞣较蚝痛艌龇较蚓话l(fā)生變化，故線圈受力方向不變，所以不能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
四、實(shí)驗(yàn)專題
一、探究通電螺線管外部磁場的方向
1. 探究通電螺線管外部磁場的分布
（1）實(shí)驗(yàn)一
如圖所示，用銅導(dǎo)線穿過硬紙板，繞成螺線管（或用螺線管演示器），在紙板上均勻地撒滿鐵屑，給螺線管通電后，輕敲紙板，觀察鐵屑的排列情況。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與分析：如圖所示，可以看到小鐵屑有規(guī)則地排列起來。從鐵屑的分布情況來看，通電螺線管外部的磁場和條形磁體相似。

實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)二
（2）實(shí)驗(yàn)二
將小磁針放到通電螺線管周圍不同的位置，包括螺線管內(nèi)部，在紙板上記下小磁針在各個(gè)位置時(shí)的N極指向。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：看到周圍小磁針的N極指向不同，內(nèi)部小磁針N極指向相同，如圖所示。
現(xiàn)象分析：從小磁針N極指向來看，通電螺線管外部的磁感線是從通電螺線管一端出來回到另一端；內(nèi)部磁感線的方向與外部磁感線的方向相反，如圖所示。
（3）實(shí)驗(yàn)三
在上面的實(shí)驗(yàn)中，改變螺線管中的電流方向，對(duì)照上次實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象，觀察小磁針的N極指向與原來是否相同。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：小磁針的N極指向與上次實(shí)驗(yàn)剛好相反。
現(xiàn)象分析：小磁針的N極指向改變，說明磁場方向改變了，即通電螺線管兩端磁極的極性改變了。由此可知，通電螺線管的磁場方向與電流方向有關(guān)。
（4）探究歸納：
①通電螺線管外部的磁場與條形磁體外部的磁場相似，通電螺線管的兩端相當(dāng)于條形磁體的兩個(gè)磁極。
②通電螺線管兩端的極性跟螺線管中電流的方向有關(guān)。
2. 探究通電螺線管兩端的極性與環(huán)繞螺線管的電流方向間的關(guān)系
（1）設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
取繞向不同的螺線管，向螺線管內(nèi)通入不同方向的電流，用小磁針驗(yàn)證它的N、S極，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如圖所示。

（2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析
①甲、乙（或丙、?。﹥蓚€(gè)螺線管的繞法不同，螺線管中電流的方向相同，通電螺線管兩端的極性相同；
②甲、丙（或乙、?。﹥蓚€(gè)螺線管的繞法相同，螺線管中電流的方向不同，通電螺線管兩端的極性不同。
（3）探究歸納：
通電螺線管兩端的極性與環(huán)繞螺線管的電流方向有關(guān)。通電螺線管的繞法可能不同，電流流入的端點(diǎn)可能不同，但只要環(huán)繞螺線管的電流方向相同，通電螺線管兩端的極性就相同。
二、探究導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件
【提出問題】什么情況下磁場里的導(dǎo)線中能夠產(chǎn)生電流？
【猜想與假設(shè)】
（1）能夠產(chǎn)生電流，導(dǎo)線要連成閉合電路。
（2）通電導(dǎo)線在磁場中受力運(yùn)動(dòng)，那么反過來，讓導(dǎo)線在磁場中運(yùn)動(dòng)，可能會(huì)產(chǎn)生電流。
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】
（1）用蹄形磁體提供磁場。
（2）用靈敏電流計(jì)檢驗(yàn)電路中是否有電流。
（3）產(chǎn)生電流的條件可能有多個(gè)，采用控制變量法進(jìn)行探究。
（4）在蹄形磁體的磁場中放置一根導(dǎo)線，導(dǎo)線的兩端跟電流表連接，如圖所示。進(jìn)行如下操作，注意觀察電流表指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
【探究分析】
如果把磁感線想象成一根根實(shí)實(shí)在在的線，把導(dǎo)線想象成一把刀表達(dá)起來可能會(huì)方便些。
（1）由實(shí)驗(yàn)（1）、（2）、（3）可知，電路閉合，導(dǎo)體在磁場中不做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流表的指針不偏轉(zhuǎn)，表明沒有電流產(chǎn)生。
（2）由實(shí)驗(yàn)（4）、（5）可知，電路閉合，導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流表的指針偏轉(zhuǎn)，表明產(chǎn)生了電流。
（3）由實(shí)驗(yàn)（6）可知，電路斷開，導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流表的指針不偏轉(zhuǎn)，表明無電流產(chǎn)生。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】
（1）閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。
（2）導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：
①導(dǎo)體是閉合電路的一部分；②導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)。
【拓展】探究影響感應(yīng)電流方向的因素
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
【探究分析】
（1）比較實(shí)驗(yàn)（1）與（2）或（3）與（4）可知，在磁場方向不變時(shí)，導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的方向相反，感應(yīng)電流的方向相反，說明感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)的方向有關(guān)。
（2）比較（1）與（3）或（2）與（4）可知，在導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的方向相同時(shí)，調(diào)換磁體N、S極的位置，感應(yīng)電流的方向相反，說明感應(yīng)電流的方向與磁場的方向有關(guān)。
（3）比較（1）與（4）或（2）與（3）的實(shí)驗(yàn)可知，磁極和導(dǎo)體切割磁感線的方向均發(fā)生了改變，但感應(yīng)電流的方向不變，說明同時(shí)使磁場方向和導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的方向反向時(shí)，感應(yīng)電流方向不變。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】
在電磁感應(yīng)中，感應(yīng)電流的方向跟導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的方向和磁場方向有關(guān)。只改變磁場的方向或?qū)w做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的方向，感應(yīng)電流的方向改變；若同時(shí)將磁場的方向和導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的方向改變，則感應(yīng)電流的方向不變。
【例題1】小思在“探究通電螺線管外部磁場分布”實(shí)驗(yàn)中，采用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置。
（1）在有螺線管的硬紙板上均勻地灑上鐵屑，給螺線管接上電源通電后，觀察到只有少量鐵屑發(fā)生移動(dòng)；若想使鐵屑在磁場力的作用下有規(guī)律地排列，應(yīng)進(jìn)行的操作是_________ ；
（2）根據(jù)鐵屑的排布可以得出的結(jié)論是：通電螺線管外部的磁場與_____周圍的磁場相似；
（3）若要通過實(shí)驗(yàn)判斷通電螺線管外部的磁場方向，需要再增加的一種器材是_______；
（4）為增強(qiáng)通電螺線管的磁場，實(shí)驗(yàn)時(shí)可采取的有效措施有____ （寫出一種方法即可）。
【答案】（1）輕敲紙板；（2）條形磁鐵；（3）小磁針；（4）增大通電螺線管的電流.
【詳解】（1）給螺線管接上電源通電后，鐵屑會(huì)被磁化，但是由于其與紙板之間摩擦力太大，故只有少量鐵屑發(fā)生移動(dòng)，為了減小鐵屑與紙板之間的摩擦力，需要輕輕敲動(dòng)紙板，使紙屑在磁場力作用下有規(guī)律的排列起來。
（2）由鐵屑的分布情況可知，通電螺線管外部的磁場與條形磁體的磁場相似，都有兩個(gè)磁極。
（3）探究通電螺線管外部的磁場方向時(shí)，可以將小磁針放在通電螺線管外部，小磁針靜止時(shí)N極所指的方向即為該點(diǎn)處磁場的方向。
（4）通電螺線管的磁場的強(qiáng)弱與電流大小有關(guān)，為了增強(qiáng)通電螺線管的磁場，可以增大通電螺線管的電流。
【例題2】在探究“通電螺線管外部的磁場分布”的實(shí)驗(yàn)中：
（1）按照?qǐng)D甲布置實(shí)驗(yàn)器材，螺線管通電后小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明通電螺線管的周圍存在_______；小磁針放在螺線管四周不同位置，在圖上記錄了磁針_______極的方向，這個(gè)方向就是該點(diǎn)的磁場方向；
（2）小明做了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)，由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出：通電螺線管的磁極極性與_____有關(guān)。
【答案】（1）磁場，N（北）；（2）電流方向.
【詳解】（1）按照?qǐng)D甲布置實(shí)驗(yàn)器材，螺線管通電后小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明通電螺線管的周圍存在磁場，是小磁針受力發(fā)生偏轉(zhuǎn)。小磁針靜止時(shí)N極所指的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場方向，故把小磁針放到螺線管四周不同位置，螺線管通電后記錄小磁針N極的方向，這個(gè)方向就是該點(diǎn)的磁場方向。
（2）如圖所示的實(shí)驗(yàn)，由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出：通電螺線管周圍磁場方向與電流方向有關(guān)，當(dāng)電流方向改變時(shí)，磁場方向也會(huì)發(fā)生改變。
【例題3】如圖所示，小明和小剛利用蹄形磁體、靈敏電流計(jì)、開關(guān)、導(dǎo)體AB和若干導(dǎo)線等器材來探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。閉合開關(guān)，他們完成操作，將觀察到的現(xiàn)象記入表格：
（1）分析①、②兩次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，小明說：“閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中的運(yùn)動(dòng)方向與磁場方向垂直時(shí)，電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。”小剛認(rèn)為不準(zhǔn)確，因?yàn)閷?dǎo)體AB 運(yùn)動(dòng)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)方向也與磁場方向垂直，但無感應(yīng)電流；
（2）采納小剛意見后，小明又說：“閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中垂直切割磁感線時(shí)，電路中才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流”，小剛認(rèn)為不全面，因?yàn)閷?dǎo)體AB 運(yùn)動(dòng)時(shí)，也有感應(yīng)電流；
（3）從能量的角度來分析，感應(yīng)電流的產(chǎn)生過程是將能轉(zhuǎn)化為電能；如果將圖中的靈敏電流計(jì)換成，可以探究磁場對(duì)電流的作用。
【答案】（1）前后；（2）斜向上/斜向下；（3）機(jī)械，電源.
【解析】（1）小明的說法是錯(cuò)誤的。因?yàn)閷?dǎo)體AB前后運(yùn)動(dòng)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)方向也與磁場方向垂直，但無感應(yīng)電流；
（2）根據(jù)表格現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)體AB在磁體中斜向上或斜向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，此時(shí)雖然不是垂直切割磁感線，但也有感應(yīng)電流，小明說：“閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中垂直切割磁感線時(shí)，電路中才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流”是不全面的。
（3）閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，從能量的角度來分析，感應(yīng)電流的產(chǎn)生過程是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
要探究磁場對(duì)電流的作用，電流中需要有電源，所以可將圖中的靈敏電流計(jì)換成電源。
直流電動(dòng)機(jī)
交流發(fā)電機(jī)
原理
通電線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動(dòng)
電磁感應(yīng)現(xiàn)象
構(gòu)造
與電刷接觸的是換向器
與電刷接觸的是兩個(gè)滑環(huán)
能量轉(zhuǎn)化
電能→機(jī)械能
機(jī)械能→電能
在電路中的作用
用電器
電源
實(shí)驗(yàn)操作
（1）閉合開關(guān)，讓導(dǎo)線
AB在磁場中靜止
（2）讓導(dǎo)線在磁場中沿豎直方向
上下運(yùn)動(dòng)（與磁感線平行）
示意圖
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
指針不偏轉(zhuǎn)
指針不偏轉(zhuǎn)
實(shí)驗(yàn)操作
（3）讓導(dǎo)線在磁場中沿水平方向里外運(yùn)動(dòng)（與AB平行）
（4）讓導(dǎo)線在磁場中沿水平方向左右運(yùn)動(dòng)（切割磁感線）
示意圖
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
指針不偏轉(zhuǎn)
指針偏轉(zhuǎn)
實(shí)驗(yàn)操作
（5）讓導(dǎo)線在磁場中斜向上運(yùn)動(dòng)（或斜向下）
（6）斷開開關(guān)，讓導(dǎo)線在磁場中沿水平方向左右運(yùn)動(dòng)（切割磁感線）
示意圖
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
指針偏轉(zhuǎn)
指針不偏轉(zhuǎn)
（1）閉合開關(guān)讓導(dǎo)體向左運(yùn)動(dòng)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)電流表指針向右偏轉(zhuǎn)。
（2）閉合開關(guān)讓導(dǎo)體向右運(yùn)動(dòng)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)電流表指針向左偏轉(zhuǎn)。
（3）將磁體的N、S極對(duì)調(diào)，閉合開關(guān)，讓導(dǎo)體向左運(yùn)動(dòng)，電流表指針向左偏轉(zhuǎn)。
（4）將磁體的N、S極對(duì)調(diào)，閉合開關(guān)，讓導(dǎo)體向右運(yùn)動(dòng)，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)。
序號(hào)
導(dǎo)體AB的運(yùn)動(dòng)情況
有無感應(yīng)電流
①
左右運(yùn)動(dòng)
有
②
上下運(yùn)動(dòng)
無
③
前后運(yùn)動(dòng)
無
④
斜向上、斜向下運(yùn)動(dòng)
有

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