目錄
考情分析TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc6703" PAGEREF _Tc6703 \h 2
知識(shí)建構(gòu) \l "_Tc1156" PAGEREF _Tc1156 \h 3
\l "_Tc21837" 考點(diǎn)一 磁現(xiàn)象 磁場4
夯基·必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理 \l "_Tc10698" PAGEREF _Tc10698 \h 4
提升·必考題型歸納 \l "_Tc13625" PAGEREF _Tc13625 \h 5
\l "_Tc8168" 考向01 磁現(xiàn)象 PAGEREF _Tc8168 \h 5
\l "_Tc469" 考向02 磁場與磁極間相互作用 PAGEREF _Tc469 \h 6
\l "_Tc23383" 考向03 地磁場 PAGEREF _Tc23383 \h 7
\l "_Tc24933" 考點(diǎn)二 電生磁 PAGEREF _Tc24933 \h 8
夯基·必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理 \l "_Tc9774" PAGEREF _Tc9774 \h 8
提升·必考題型歸納 \l "_Tc26342" PAGEREF _Tc26342 \h 9
\l "_Tc31669" 考向01 奧斯特實(shí)驗(yàn) PAGEREF _Tc31669 \h 9
\l "_Tc27605" 考向02 通電螺線管的磁場 PAGEREF _Tc27605 \h 10
\l "_Tc13691" 考向03 安培定則 PAGEREF _Tc13691 \h 12
\l "_Tc22885" 考點(diǎn)三 電磁鐵 電磁繼電器 PAGEREF _Tc22885 \h 14
夯基·必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理 \l "_Tc15941" PAGEREF _Tc15941 \h 14
提升·必考題型歸納 \l "_Tc25658" PAGEREF _Tc25658 \h 15
\l "_Tc24912" 考向01 電磁鐵及其工作原理 PAGEREF _Tc24912 \h 15
\l "_Tc5918" 考向02 電磁繼電器 PAGEREF _Tc5918 \h 16
\l "_Tc16567" 考點(diǎn)四 電動(dòng)機(jī) PAGEREF _Tc16567 \h 19
夯基·必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理 \l "_Tc11346" PAGEREF _Tc11346 \h 19
提升·必考題型歸納 \l "_Tc5120" PAGEREF _Tc5120 \h 19
\l "_Tc29283" 考向01 磁場對(duì)通電導(dǎo)線的作用 PAGEREF _Tc29283 \h 19
\l "_Tc6175" 考向02 電動(dòng)機(jī) PAGEREF _Tc6175 \h 21
\l "_Tc8367" 考點(diǎn)五 磁生電 PAGEREF _Tc8367 \h 22
夯基·必備基礎(chǔ)知識(shí)梳理 \l "_Tc9320" PAGEREF _Tc9320 \h 22
提升·必考題型歸納 \l "_Tc24822" PAGEREF _Tc24822 \h 23
\l "_Tc13387" 考向01 電磁感應(yīng)現(xiàn)象與感應(yīng)電流 PAGEREF _Tc13387 \h 23
\l "_Tc16057" 考向02 發(fā)電機(jī) PAGEREF _Tc16057 \h 25
一、課標(biāo)考點(diǎn)分析
二、考情分析
《電與磁》是中考必考內(nèi)容。其主要考試方向是通過考題，讓考生了解磁現(xiàn)象及其規(guī)律、電磁轉(zhuǎn)換過程中的應(yīng)用。
本單元的考題一般是一到兩道題，分值在2分-4分之間。?？碱}型有選擇題、填空題、作圖題、實(shí)驗(yàn)探究題和綜合應(yīng)用題等。從考向出現(xiàn)的概率看主要有：電磁轉(zhuǎn)化類型的判斷、磁現(xiàn)象及其應(yīng)用、用作圖的方式判斷磁場方向、電源方向和電流方向、探究影響通電螺線管磁性強(qiáng)弱的因素、探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素、探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件、電磁繼電器的應(yīng)用、電磁轉(zhuǎn)換過程中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系等。
考點(diǎn)一 磁現(xiàn)象 磁場
一、磁現(xiàn)象
二、磁場
三、地磁場
考向01 磁現(xiàn)象
（1）判斷物體是否具有磁性的四個(gè)方法：1）根據(jù)磁體可以吸引鐵、鈷、鎳等磁性材料的性質(zhì)；2）根據(jù)磁體的指向性；3）根據(jù)磁極間的相互作用規(guī)律，注意“斥定吸不定”；4）根據(jù)磁體不同部位磁性強(qiáng)弱不同且磁極的磁性最強(qiáng)的性質(zhì)；
（2）判斷磁極：解答此類題目的關(guān)鍵是明確磁極間的相互作用規(guī)律：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引
【例1】（多選）在探究蹄形磁體周圍磁場的實(shí)驗(yàn)中，老師將玻璃板平放在磁體上，并均勻地撒上一層鐵屑，輕敲玻璃板，鐵屑就會(huì)有序地排列起來，如圖。對(duì)實(shí)驗(yàn)的有關(guān)分析正確的是（ ）。
A．撒鐵屑的目的是將原來不存在的磁場顯示出來；
B．鐵屑在磁場中被磁化成一個(gè)個(gè)小磁體；
C．輕敲玻璃板，目的是使鐵屑可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，鐵屑在磁力作用下有序排列；
D．把玻璃板換成鐵板，實(shí)驗(yàn)效果會(huì)更好
【答案】BC。
【解析】A．磁體周圍始終存在磁場，借助細(xì)鐵屑可以顯示磁體周圍的磁場分布特點(diǎn)，但不是將原來不存在的磁場顯示出來。故A錯(cuò)誤；
B．鐵屑原來沒有磁性，但在磁場的作用下能夠獲得磁性，說明被磁化了。故B正確；
C．鐵屑受到磁場的作用，輕敲玻璃板，鐵屑與玻璃板分離后，鐵屑逐漸有序排列，故C正確；
D．把玻璃板換成鐵板，鐵板會(huì)被磁化，吸引鐵屑，影響鐵屑的排列，故D錯(cuò)誤。故選BC。
【變式1-1】關(guān)于磁現(xiàn)象，下列說法中正確的是（ ）。
A．條形磁體中間部位的磁性最強(qiáng)B．用來描述磁場的磁感線真實(shí)存在
C．地磁場的北極在地理南極附近D．磁場對(duì)放入其中的物體有力的作用
【答案】C。
【解析】A．條形磁體中間部位的磁性最弱，兩極磁性最強(qiáng)，故A錯(cuò)誤；
B．磁感線是為了形象描述磁場而畫出來的假想的線，不是真實(shí)存在的，故B錯(cuò)誤；
C．地磁場的南北極與地理的南北極剛好相反，且不重合，即地磁場的北極在地理南極附近，故C正確；
D．磁場對(duì)放入其中的磁性物質(zhì)或磁體有力的作用，而不是所以物體都有力的作用，故D錯(cuò)誤。
故選C。
【變式1-2】兩根完全相同的鐵塊A和B，如圖甲所示放置時(shí)，B被吸住掉不下來；如圖乙所示放置時(shí)，A不能被吸住而掉下來，此現(xiàn)象說明（ ）。
A．A、B都是磁體B．A、B都不是磁體
C．A是磁體，B不是磁體D．A不是磁體，B是磁體
【答案】D。
【解析】因?yàn)榇朋w的磁極，位于磁體的兩端，磁極的磁性最強(qiáng)，磁性最弱的部分在磁體的中間，這個(gè)位置幾乎沒有磁性；
當(dāng)用B的一端靠近A的中間部分時(shí)，B被吸起，由此可以確定鐵棒B有磁性，不能確定A磁性的有無；
若A有磁性，當(dāng)用A的一端即磁性最強(qiáng)的部位去靠近B的中間部分時(shí)，應(yīng)該吸引B，而實(shí)際上沒有吸引，說明了鐵棒A沒有磁性；故選D。
考向02 磁場與磁極間相互作用
（1）磁場與磁感線的區(qū)別
磁場
磁感線
客觀真實(shí)存在
不存在
一種物質(zhì)
一種物理模型
存在于磁體周圍及內(nèi)部任一點(diǎn)
畫出代表性的幾條，方便分析、研究即可
（2）“三向歸一”法判斷磁場方向和小磁針指向：1）“三向歸一”是指磁場方向、磁感線方向和小磁針方向靜止時(shí)N極所指方向一致；2）若已知小磁針的N極指向，可按相同方向畫出磁感線方向，然后根據(jù)磁體外部的磁感線由N極到S極，確定磁體的N、S極；3）若題目中已知磁體N、S極，可先畫出磁感線的方向，然后根據(jù)小磁針在某點(diǎn)靜止時(shí)N極的指向與該點(diǎn)磁感線方向相同，畫出小磁針的指向。
【例2】下列關(guān)于磁場和磁感線的說法中錯(cuò)誤的有（ ）。
①地磁場的磁感線是從地球北極附近發(fā)出回到南極附近的；
②磁感線是磁體周圍空間實(shí)際存在的曲線；
③磁場中某點(diǎn)的磁場方向是由放在該點(diǎn)的小磁針N極決定的；
④磁場看不見摸不著，但是可以借助小磁針感知它的存在
A．①B．①②C．①②③D．①②③④
【答案】C。
【解析】①地球是一個(gè)巨大的磁體，地磁場的南極在地理北極附近，地磁場的北極在地理南極附近，所以地磁場的磁感線是從地球南極附近發(fā)出回到北極附近，故①錯(cuò)誤；
②磁感線是不存在的，是為了研究方便而假象的一些有方向的曲線，故②錯(cuò)誤；
③磁場中某點(diǎn)的磁場方向是一定的，并不是由放在該點(diǎn)的小磁針N極決定的，故③錯(cuò)誤；
④磁場看不見摸不著，但磁場對(duì)放入其中的磁體有力的作用，所以可以借助小磁針感知它的存在，這是典型的轉(zhuǎn)換法，故④正確。
故ABD不符合題意，C符合題意。故選C。
【變式2-1】請根據(jù)圖中小磁針靜止時(shí)N極的指向，標(biāo)出兩個(gè)磁極的極性和磁感線方向。
【解析】小磁針靜止時(shí)N極朝右，所以磁感線方向朝右，在磁體外部，磁感線從磁體的N極出來，回到S極。所以左端應(yīng)為N極，右端為S極，如圖所示：

【變式2-2】如圖所示的磁體兩極間磁感線的畫法正確的是（ ）。
A．B．C．D．
【答案】A。
【解析】A B．異名磁體的磁感線從N極出發(fā)，回到S極，故A正確；B錯(cuò)誤；
C．同名磁極間都是從N極出發(fā)，而不是回到N極，故C錯(cuò)誤；
D．蹄形磁鐵的磁感線從N極出發(fā)，回到S極，故D錯(cuò)誤。故選A。
考向03 地磁場
【例3】如圖所示的懸浮地球儀，球體和底座都是由磁性材料制成的。它利用了同名磁鐵相互______（選填“吸引”或“排斥”）的原理；指南針能夠指示南北方向，是因?yàn)榈厍蛑車嬖赺_____。
【答案】排斥；地磁場。
【解析】[1]同名磁鐵相互排斥，懸浮地球儀即利用了這一特性。
[2]指南針能夠指示南北方向，是因?yàn)榈厍蛑車嬖诘卮艌觯业卮艌龅腘極在地理的南極附近。
【變式3-1】.我國宋代科學(xué)家______在《夢溪筆談》中明確指出，指南針?biāo)傅姆较颉俺Ｎ⑵珫|不全南也”；地磁場的______極在地理的南極附近。
【答案】沈括；北。
【解析】[1]《夢溪筆談》是我國宋代科學(xué)家沈括的著作，指南針?biāo)傅姆较颉俺Ｎ⑵珫|不全南也”是指地磁兩極與地理兩極并不重合，兩者軸線之間存在著一個(gè)夾角，稱為磁偏角。
[2]地球是一個(gè)巨大的天然磁體，地球周圍存在地磁場，人們把指南針指南的磁極叫南極，地磁場的北極在地球的地理南極附近，地磁場的南極在地球的地理北極附近。
【變式3-2】宋代科學(xué)家沈括在《夢溪筆談》中最早記載了地磁偏角：“以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也?！眻D中符合上述說法的是（ ）。
A． B． C． D．
【答案】C。
【解析】地磁場的南北極與地理南北極相反，且不重合。即：地磁南極在地理北極附近，地磁北極在地理南極附近，如圖所示：
A．小磁針應(yīng)該指向南北，圖中卻指向東西，故A不符合題意；
B．小磁針應(yīng)該指向南北，圖中卻指向東西，故B不符合題意；
C．地磁南極在地理北極附近，所以小磁針S應(yīng)該指向南方，略偏向東方，小磁針N應(yīng)該指向北方，略偏向西方，故C符合題意；
D．地磁南極在地理北極附近，所以小磁針S應(yīng)該指向南方，略偏向東方，小磁針N應(yīng)該指向北方，略偏向西方，故D不符合題意。故選C。
考點(diǎn)二 電生磁
一、電流的磁效應(yīng)
二、通電螺線管的磁場
三、安培定則
考向01 奧斯特實(shí)驗(yàn)
【例1】請完成下列問題?
做奧斯特實(shí)驗(yàn)時(shí)（如圖），若將小磁針替換成一根與導(dǎo)線ab部分平行的直導(dǎo)線cd并通電?請根據(jù)已學(xué)知識(shí)推測，通電導(dǎo)線ab與cd之間 （選填“有”或“沒有”）相互作用力，依據(jù)是 ?
【答案】有；磁場對(duì)電流有力的作用。
【解析】通電導(dǎo)體周圍存在磁場，通電導(dǎo)線ab部分周圍和通電直導(dǎo)線cd 周圍都會(huì)產(chǎn)生磁場，根據(jù)磁場對(duì)電流有力的作用，通電導(dǎo)線ab與cd之間有相互作用力。
【變式1-1】世界上第一個(gè)發(fā)現(xiàn)電與磁之間聯(lián)系的物理學(xué)家是（ ）。
A. 歐姆 B. 焦耳 C. 奧斯特 D. 法拉第
【答案】C。
【解析】1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)電流周圍存在磁場，是第一個(gè)發(fā)現(xiàn)電與磁之間聯(lián)系的人。選C。
【變式1-2】在我們熟悉的各種磁體的磁場中，通電螺線管外部的磁場可能與哪種磁體的相似？小偉用小磁針、條形磁體、通電螺線管來進(jìn)行探究，實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象如圖所示。
（1）比較甲、乙兩圖可知，通電螺線管的外部磁場與______周圍的磁場相似；
（2）比較乙、丙兩圖可知，通電螺線管的外部磁場方向與通過它的______方向有關(guān)。
【答案】條形磁體；電流。
【解析】（1）[1]比較甲、乙兩圖，小磁針在磁場中的受力情況相同，由此可知：通電螺線管的外部磁場與條形磁體周圍的磁場相似。
（2）[2]比較乙、丙兩圖，通電螺線管中的電流方向不同，小磁針受力情況不同，即N、S極偏轉(zhuǎn)的方向不同，說明通電螺線管的磁場方向不同，故通電螺線管的外部磁場方向與通過它的電流方向有關(guān)。
考向02 通電螺線管的磁場
（1）轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用
磁場實(shí)際上是看不到的，所以我們在研究磁場的時(shí)候，主要通過研究磁場對(duì)小磁針的的作用來間接研究磁場，即通過小磁針是否受力偏轉(zhuǎn)說明是否存在磁場，并通過不同位置小磁針的指向研究磁場的方向。
（2）“三步法”判斷電源正負(fù)極（電源正負(fù)極或電流方向的判斷）
先指：讓拇指指向螺線管中的N極；
再標(biāo)：根據(jù)四指指向標(biāo)出螺線管中電流的方向；
后確定：根據(jù)電流方向確定電源正負(fù)極。
（3）螺線管上導(dǎo)線的繞法
→→
【例2】通電螺線管外部的磁場是怎樣分布的，我們通過以下實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行探究：
（1）在硬紙板上放置一個(gè)螺線管，周圍均勻地撒滿鐵屑，給螺線管通電后，鐵屑被_____。輕敲紙板，觀察鐵屑的排列情況如圖甲所示，圖乙和圖丙分別是蹄形磁體和條形磁體的磁場分布情況，對(duì)比分析可知通電螺線管外部的磁場分布與______磁體的相似；
（2）我們要判斷通電螺線管外部的磁場方向，需要借助______；
（3）根據(jù)前面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，把通電螺線管看成一個(gè)磁體，它的兩極如圖于所示，為了進(jìn)一步探究通電螺線管的極性與環(huán)繞螺線管的電流方向之間有什么關(guān)系我們下一步要做的是______，觀察______。
【答案】磁化；條形；小磁針；改變電流方向（調(diào)換電源正負(fù)極）；小磁針的指向。
【解析】（1）[1]通電螺線管周圍存在磁場，鐵鈷鎳等物質(zhì)是能夠被磁化的，所以把鐵屑撒在通電螺線管周圍，鐵屑會(huì)被磁化。
[2]對(duì)比甲、乙、丙三圖可知，通電螺線管外部的磁場分布與條形磁體的相似。
（2）[3]我們規(guī)定小磁針靜止時(shí)N極所指方向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場方向，要判斷通電螺線管外部的磁場方向，需要借助小磁針。
（3）[4][5]要探究通電螺線管的極性與環(huán)繞螺線管的電流方向之間有什么關(guān)系，就要改變導(dǎo)線中電流的方向，所以接下來我們需要對(duì)調(diào)電源的正負(fù)極，通過觀察小磁針的指向來判斷通電螺線管的N、S極。
【變式2-1】攀枝花市某學(xué)校研學(xué)小組在探究通電螺線管磁場的實(shí)驗(yàn)中，小磁針和螺線箮放置于同水平面內(nèi)，螺線管為東西朝向，小磁針可在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。開關(guān)S閉合后，小磁針的指向如圖所示，則電源A端為______（選填“正”或“負(fù)”）極。當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，小磁針N極將______（選填“不”、“向北”或“向南”）偏轉(zhuǎn)。
【答案】負(fù)；向北。
【解析】[1]由小磁針靜止時(shí)，其左端為N極，右端為S極，根據(jù)磁體間的相互作用規(guī)律可知，螺線管左端為N極，右端為S極；根據(jù)螺線管的線圈繞向，利用右手螺旋定則可以確定電流從螺線管的右端流入，左端流出，由于電流是從電源的正極流出，經(jīng)過外電路回到電源的負(fù)極，所以可以確定電源的A端為負(fù)極。
[2] 由于未斷開開關(guān)時(shí)，小磁針是東西走向，斷開開關(guān)時(shí)，小磁針由于受到地磁場的影響，N指向地磁南極，即地理北極，小磁針N極將向北偏轉(zhuǎn)。
【變式2-2】如圖所示，用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接完整，并在括號(hào)中標(biāo)出小磁針靜止時(shí)右端的磁極名稱（要求：閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片P時(shí)，螺線管磁性強(qiáng)弱改變）。
【解析】通過螺線管的電流或螺線管的匝數(shù)改變時(shí)，螺線管磁性強(qiáng)弱會(huì)改變。由于螺線管匝數(shù)一定，可以改變電流改變螺線管的磁性強(qiáng)弱，故滑動(dòng)變阻器一上一下串聯(lián)接入電路能改變電路中電流的大小，故將滑動(dòng)變阻器上面的接線柱與螺線管右端的導(dǎo)線相連；
由于電流從螺線管的右端流入，根據(jù)安培定則可知，螺線管的左端為N極，右端為S極，根據(jù)磁極間的作用規(guī)律可知，小磁針左端為N極，右端為S極，如圖
考向03 安培定則
（1）安培定則：安培定則是判斷通電螺線管磁場分布的方法。利用安培定則不僅可以判斷通電螺線管的磁場分布，換可以判斷電流方向和螺線管的線圈繞向。
（2）“等效法”分析線圈間的作用力
將通電螺線管的每一圈都等效一個(gè)小的條形磁體，則這些條形磁體N、S極相互連接，所以只要一通電各個(gè)線圈就會(huì)相互吸引而使彈簧收縮。
【例3】通電螺線管左側(cè)放一條形磁體，閉合開關(guān)后，小磁針靜止在如圖所示的位置。請標(biāo)出：（1）電源右側(cè)的極性（用“+”或“-”表示）；（2）a點(diǎn)磁感線方向；（3）小磁針靜止時(shí)右端的磁極（用“N”或“S”表示）。
【解析】根據(jù)通電螺線管和條形磁體之間的磁感線可判斷，通電螺線管的左端與條形磁體的右端是同名磁極，都是S極，根據(jù)安培定則可判斷，電源的左側(cè)為正極、右側(cè)為負(fù)極；磁體周圍的磁感線是從磁體N極出來，回到磁體的S極，所以a點(diǎn)的磁感線方向指向條形磁體的S極；根據(jù)異名磁極相互吸引的規(guī)律可知，小磁針靜止時(shí)左端為S極，右端為N極。如圖所示
【變式3-1】如圖所示，閉合電磁鐵開關(guān)S，條形磁鐵靜止在水平桌面上。下列判斷正確的是（ ）。
A．條形磁鐵受到電磁鐵對(duì)其向左的作用力；
B．條形磁鐵受到桌面對(duì)其向左的摩擦力；
C．將滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)，條形磁鐵受到的摩擦力不變；
D．若只改變電源的正負(fù)極，條形磁鐵受到的摩擦力變大
【答案】A。
【解析】A．由安培定則得，右手握住螺線管，四指指向電流的方向，大拇指指向電磁鐵右端為N極，左側(cè)為S極，同名磁極相互排斥，所以條形磁鐵受到電磁鐵對(duì)其向左的作用力，故A正確；
B．條形磁鐵處于靜止?fàn)顟B(tài)，水平方向上受到平衡力的作用，水平向左的排斥力和桌面對(duì)條形磁鐵的水平向右的摩擦力為一對(duì)平衡力，故B錯(cuò)誤；
C．將滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變大，根據(jù)歐姆定律可知，電路中的電流變小，電磁鐵的磁性變?nèi)酰懦饬ψ冃?，摩擦力和排斥力是一?duì)平衡力，大小相等，所以摩擦力變小，故C錯(cuò)誤；
D．若只改變電源的正負(fù)極，電流的方向改變，大小不變，則電磁鐵的磁性不變，條形磁體受到電磁鐵的吸引力大小等于原來的排斥力大小，此時(shí)吸引力與摩擦力是一對(duì)平衡力，大小相等，則摩擦力不變，故D錯(cuò)誤。故選A。
【變式3-2】小磁針靜止在通電螺線管內(nèi)部，小磁針涂黑的一端為N極，如圖所示。則（ ）。
A．電源的a端是正極，通電螺線管的右端是N極 B．電源的a端是負(fù)極，通電螺線管的右端是S極
C．電源的b端是正極，通電螺線管的左端是N極 D．電源的b端是負(fù)極，通電螺線管的左端是S極
【答案】BC。
【解析】由圖可知，小磁針的左端為N極，小磁針N極指向?yàn)榇艌龅姆较?，小磁針在通電螺線管的內(nèi)部，所以通電螺線管內(nèi)部的磁場方向向左，通電螺線管外部磁場方向由N極指向S極，通電螺線管內(nèi)部磁場方向由S極指向N極，所以通電螺線管的右端為S極，左端為N極，由右手螺旋定則可知，電流從通電螺線管的右端流入，左端流出，所以電源的b端是正極，a端是負(fù)極。故選BC。
考點(diǎn)三 電磁鐵 電磁繼電器
一、電磁鐵
二、電磁繼電器
1.定義：電磁繼電器是利用低電壓、弱電流的通斷，來間接控制高電壓、強(qiáng)電流電路的通斷的裝置，其實(shí)質(zhì)就是利用電磁鐵來控制工作電路的一種開關(guān)。含電磁鐵的電路稱為低壓控制電路，被控制的電路稱為高壓工作電路。
2.構(gòu)造及工作原理：電磁繼電器的電路包括低壓控制電路、高壓工作電路兩部分，如圖所示。
控制電路接通時(shí)，電磁鐵產(chǎn)生磁性吸下銜鐵，動(dòng)、靜觸點(diǎn)接觸，接通工作電路；控制電路斷開時(shí)，電磁鐵失去磁性，在彈簧作用下釋放銜鐵，動(dòng)、靜觸點(diǎn)分離，工作電路斷開。從而通過控制電路的通斷來控制工作電路的通斷。
3.電磁繼電器的應(yīng)用
考向01 電磁鐵及其工作原理
電磁鐵的構(gòu)造及工作原理：1）電磁鐵內(nèi)部插入的鐵芯是能夠被磁化，且磁性在斷電時(shí)就消失的軟磁體；2）電磁鐵，有電流時(shí)由磁性，無電流時(shí)無磁性；3）電磁鐵磁性的強(qiáng)弱與電流大小和線圈的匝數(shù)的多少有關(guān)。
（2）按要求連接電磁鐵：1）根據(jù)滑動(dòng)變阻器對(duì)電磁鐵強(qiáng)弱的影響正確選擇滑動(dòng)變阻器的接線柱；2）由小磁針靜止時(shí)的指向和磁極間的相互作用規(guī)律標(biāo)出電磁鐵的N極；3）根據(jù)安培定則標(biāo)出電磁鐵上線圈中電流方向，找出電磁鐵上電流的流入端和流出端；4）把標(biāo)出電流流入端的電磁鐵當(dāng)作一個(gè)已知正、負(fù)接線柱的用電器，依次連接各元件即可
【例1】如圖是研究電磁鐵磁性強(qiáng)弱的實(shí)驗(yàn)裝置，其中E是電磁鐵。只利用此裝置可以研究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與______是否有關(guān)。閉合開關(guān)S后，發(fā)現(xiàn)電磁鐵吸引起少量大頭針。為了讓電磁鐵能吸引起更多的大頭針，只利用圖中的器材，可以將滑動(dòng)變阻器滑片向______移動(dòng)。（選填“左”或“右”）
【答案】電流強(qiáng)度；左。
【解析】[1]由圖中可知，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片的位置，可以改變滑動(dòng)變阻器接入電路中阻值的大小，從而改變電路中電流的大小，故利用此裝置可以用來探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與電流強(qiáng)度是否有關(guān)。
[2]為了讓電磁鐵能吸引更多的大頭針，應(yīng)增大電磁鐵的磁性，即要增大電路中的電流，應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值，故應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)。
【變式1-1】為探究“影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素”，小南用電池（電壓一定）、滑動(dòng)變阻器、數(shù)量較多的大頭針、鐵釘以及較長導(dǎo)線為主要器材，進(jìn)行如圖所示的簡易實(shí)驗(yàn)。
（1）他將導(dǎo)線繞在鐵釘上制成簡易電磁鐵，并巧妙地通過______來顯示電磁鐵磁性的強(qiáng)弱；
（2）連接好電路，使變阻器連入電路的阻值較大，閉合開關(guān)，觀察到如圖甲所示的情景。接著，移動(dòng)變阻器滑片，使其連入電路的阻值變小，觀察到圖乙所示的情景，比較圖甲和乙，可知______圖中的電流較小，從而發(fā)現(xiàn)，通過電磁鐵的電流越______（選填“大”或“小”）磁性越強(qiáng)；
（3）實(shí)驗(yàn)中還可以改變______來改變電磁鐵的磁性強(qiáng)弱。
【答案】吸起大頭針的多少；甲；大；螺線管的匝數(shù)。
【解析】（1）[1]根據(jù)轉(zhuǎn)換法，巧妙地通過電磁鐵吸引大頭針的多少來顯示電磁鐵磁性的強(qiáng)弱。
（2）[2]連接好電路，使變阻器連入電路的阻值較大，接著，移動(dòng)變阻器滑片，使其連入電路的阻值變小，因電源電壓不變，可知甲圖中的電流較小。
[3]甲、乙兩圖中電磁鐵線圈的匝數(shù)相同，比較圖甲和乙，乙圖中電磁鐵吸引大頭針的數(shù)目多，通過乙圖中電磁鐵的電流大，因此可以得出：線圈匝數(shù)一定時(shí)，通過電磁鐵的電流越大，磁性越強(qiáng)。
（3）[4]電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與通過線圈的電流大小及匝數(shù)多少有關(guān)。實(shí)驗(yàn)中還可以改變螺線管的匝數(shù)來改變電磁鐵的磁性強(qiáng)弱。
【變式1-2】將圖中的電磁鐵連入你設(shè)計(jì)的電路中（在方框內(nèi)完成），要求：
（1）電路能改變電磁鐵磁性的強(qiáng)弱；
（2）使小磁針靜止時(shí)如圖。
【解析】改變線圈中的電流大小可以改變電磁鐵磁性的強(qiáng)弱，因此電路中要有一個(gè)滑動(dòng)變阻器．要使電磁鐵的左端為N極，由安培定則可以判定，電流要從電磁鐵的左端流入。故設(shè)計(jì)電路如下：
考向02 電磁繼電器
電磁繼電器的電路連接：
（1）區(qū)分控制電路和工作電路；
（2）分析外部條件的變化引起控制電路中電阻和電流的變化；
（3）分析控制電路中電流的變化引起電磁繼電器銜鐵的動(dòng)作；
（4）分析銜鐵動(dòng)作對(duì)工作電路的影響，根據(jù)設(shè)計(jì)要求連接電路
【例2】自動(dòng)報(bào)警器的工作原理如圖所示，在水銀溫度計(jì)的上方封入一段金屬絲，當(dāng)溫度達(dá) 到金屬絲下端所指示的溫度時(shí)，紅色報(bào)警燈亮，平時(shí)綠燈亮．請根據(jù)以上要求，用筆畫線代替導(dǎo)線，完成工作電路部分的連接。
【解析】當(dāng)溫度升高到設(shè)定溫度時(shí),控制電路接通,電磁鐵有磁性,吸引銜鐵向下移動(dòng),而此時(shí)要求紅燈亮；
水溫低于設(shè)定溫度時(shí),控制電路斷開,電磁鐵沒有磁性,銜鐵向上移動(dòng),而此時(shí)要求此時(shí)綠燈亮；
因此紅燈和綠燈并聯(lián),由動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)控制燈泡的工作。由此設(shè)計(jì)電路如下圖：
【變式2-1】創(chuàng)新小組的同學(xué)們?yōu)閷W(xué)校食堂設(shè)計(jì)了一個(gè)可自動(dòng)注水的儲(chǔ)水池。如圖是它的簡化裝置圖，電源電壓一定?？刂齐娐分校琑N為壓敏電阻，其阻值隨壓力的變化而變化，R0為定值電阻。閉合開關(guān)S1、S2，當(dāng)池中水位上升到一定高度時(shí)，觸點(diǎn)分離，工作電路斷開，注水裝置自動(dòng)停止注水，當(dāng)池中水位下降到一定位置時(shí)，觸點(diǎn)連接，工作電路接通，注水裝置自動(dòng)開始注水。下列分析正確的是（ ）。
A水位上升時(shí)，電磁鐵磁性變?nèi)魾水位上升時(shí)，通過R0電流變小
C水位下降時(shí)，R0的電功率變大D水位下降時(shí)，RN的阻值會(huì)變大
【答案】D。
【解析】AB．水位上升時(shí)，向池中注水，觸點(diǎn)接觸，當(dāng)注滿水時(shí)，觸點(diǎn)分離，說明RN電阻逐漸減小，電流變大，磁性變強(qiáng)，將銜鐵吸引到下面，故AB錯(cuò)誤；
CD．水位下降時(shí)，需要注水，觸點(diǎn)接觸，電磁鐵磁性減弱，故RN的阻值會(huì)變大，電流變小，根據(jù)P=I2R可知，R0的電功率變小，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。
【變式2-2】為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，小明同學(xué)利用電磁繼電器（電磁鐵線圈電阻不計(jì)）制作了具有延時(shí)加熱、保溫、消毒等功能的恒溫調(diào)奶器，其電路圖如圖甲所示?？刂齐娐分?，電壓U1=3V，定值電阻R0=50Ω，熱敏電阻R阻值隨溫度變化的圖象如圖乙所示；工作電路中，電壓U2=220V，R1=836Ω，R2=44Ω。已知恒溫調(diào)奶器容量為2kg，水溫達(dá)到80℃時(shí)銜鐵會(huì)跳起。[水的比熱容為4.2×103J/（kg·℃）]
（1）隨著溫度的升高，熱敏電阻的阻值______（選填“增大”或“減小”），電磁鐵的磁性______（選填“增強(qiáng)”或“減弱”），當(dāng)溫度增大到一定值時(shí)，銜鐵會(huì)跳起；
（2）求銜鐵剛跳起時(shí)，通過電磁鐵線圈的電流______；
（3）求工作電路在保溫狀態(tài)下的電功率______；
（4）當(dāng)調(diào)奶器加滿溫度為25℃的水，加熱元件工作500s后銜鐵跳起，求此過程中水吸收的熱量及恒溫調(diào)奶器的加熱效率______。
【答案】增大；減弱；0.02A；55W；4.62×105J；84%。
【解析】（1）[1][2]由圖可知，隨著溫度的升高，熱敏電阻R阻值變大，電路中的電流變小，電磁鐵的磁性減弱，當(dāng)溫度增大到一定值時(shí)，銜鐵會(huì)跳起，與觸點(diǎn)a連接。
（2）[3]圖甲中，定值電阻R0和熱敏電阻R串聯(lián)，水溫達(dá)到80℃時(shí)銜鐵會(huì)跳起，由圖乙可知，熱敏電阻R=100Ω，通過電磁鐵線圈的電流
（3）[4]銜鐵跳起，與觸點(diǎn)a連接，電阻R1和R2串聯(lián)，電路的總電阻最大，由可知電路的總功率最小，處于保溫狀態(tài)，在保溫狀態(tài)下的電功率
（4）[5]水吸收的熱量Q=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(80℃-25℃)=4.62×105J
銜鐵與觸點(diǎn)b連接，只有電阻R2接入電路，電路的總電阻最小，由可知電路的總功率最大，恒溫調(diào)奶器處于加熱狀態(tài)，500s內(nèi)消耗的電能
恒溫調(diào)奶器的加熱效率。
考點(diǎn)四 電動(dòng)機(jī)
一、磁場對(duì)通電導(dǎo)體的作用
二、電動(dòng)機(jī)
考向01 磁場對(duì)通電導(dǎo)線的作用
【例1】如圖所示的實(shí)驗(yàn)中，閉合開關(guān)，觀察到鋁棒向左運(yùn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明磁場對(duì)___的作用，利用這一原理可以制成____________機(jī)；斷開開關(guān)，對(duì)調(diào)電源正、負(fù)兩極，重新接入電路，再次閉合開關(guān)，觀察到鋁棒向____________運(yùn)動(dòng)。
【答案】①通電導(dǎo)體；②電動(dòng)；③右。
【解析】[1]通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用。鋁棒在磁場中，閉合開關(guān)，鋁棒通電，鋁棒由靜止向左運(yùn)動(dòng)，說明磁場對(duì)通電導(dǎo)體有力的作用。
[2]電動(dòng)機(jī)就是利用了通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用這一原理制成的。
[3]對(duì)調(diào)電源正、負(fù)兩極，改變了導(dǎo)體中電流的方向，再次閉合開關(guān)，鋁棒將向與之前相反的方向運(yùn)動(dòng)，故鋁棒向右運(yùn)動(dòng)。
【變式1-1】如圖所示是一種動(dòng)圈式耳機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。當(dāng)音圈中有大小和方向反復(fù)變化的電流通過時(shí)，音圈帶動(dòng)音膜振動(dòng)發(fā)聲，這是由于磁場對(duì)______有力的作用，此現(xiàn)象中能量的轉(zhuǎn)化情況是______。
【答案】通電導(dǎo)體（電流）；電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
【解析】[1]由于電流周圍存在磁場，磁場與磁場間有力的作用，所以通電導(dǎo)體在磁場中會(huì)受到力的作用，音圈帶動(dòng)音膜振動(dòng)發(fā)聲，這是由于磁場對(duì)通電導(dǎo)體有力的作用。
[2]耳機(jī)工作的過程中，消耗電能，使音膜振動(dòng)，即將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
【變式1-2】實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，兩條平行放置的直導(dǎo)線，當(dāng)通以相同方向的電流時(shí)，通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場對(duì)導(dǎo)線具有向右的作用力；通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場對(duì)導(dǎo)線具有向左的作用力，如圖甲所示。如果改變導(dǎo)線中的電流方向， 如圖乙所示。此時(shí)導(dǎo)線受到導(dǎo)線作用力的方向___________（選填“向左”或“向右”）。
【答案】向右。
【解析】當(dāng)通以相同方向的電流時(shí)，通電導(dǎo)線b產(chǎn)生的磁場對(duì)a導(dǎo)線具有向右的作用力；通電導(dǎo)線a產(chǎn)生的磁場對(duì)b導(dǎo)線具有向左的作用力；通以相反方向的電流時(shí)，b導(dǎo)線電流方向不變，a導(dǎo)線周圍的磁場方向改變，此時(shí)b導(dǎo)線受到a導(dǎo)線向右的作用力。
【變式1-3】如圖所示，將矩形銅線框ACDF上的B、E兩點(diǎn)接入電路并放入磁場中，AB、BC、ED和FE段都受到磁場的作用力，下列哪兩段線框在磁場中受力的方向相同（ ）。
A．AB段與BC段 B．AB段與ED段 C．BC段與ED段 D．ED段與FE段
【答案】B。
【解析】導(dǎo)體在磁場中受力的方向與磁場方向、電流方向有關(guān)，由圖可知，各段導(dǎo)線所處磁場方向相同，AB段與BC段電流方向相反，AB段與ED段電流方向相同，BC段與ED段電流方向相反，ED段與FE段電流方向相反，所以AB段與ED段受力方向相同，故B符合題意，ACD不符合題意。故選B。
考向02 電動(dòng)機(jī)
（1）顧名思義就是通電后“能動(dòng)”的設(shè)備，也是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的設(shè)備，如電流表、揚(yáng)聲器等，都是利用磁場對(duì)通電導(dǎo)體有力的作用這一原理來工作的；
（2）電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向的調(diào)節(jié)：若改變電動(dòng)機(jī)（或線圈）的轉(zhuǎn)向，只改變電動(dòng)機(jī)（或線圈）中電流方向或磁場方向即可；若同時(shí)改變電流方向或磁場方向，則線圈受力方向不變，即電動(dòng)機(jī)（或線圈）的轉(zhuǎn)向不變；
（3）換向器的作用：直流電動(dòng)機(jī)是根據(jù)通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動(dòng)的原理制成的，為使線圈能夠持續(xù)地轉(zhuǎn)動(dòng)下去，每當(dāng)線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí)，換向器就自動(dòng)改變線圈中的電流方向，從而改變線圈兩條邊的受力方向，保證線圈能不停地轉(zhuǎn)動(dòng)下去。
【例2】下列與電動(dòng)機(jī)工作原理相同的是（ ）。
A．B． C．D．
【答案】D。
【解析】A．奧斯特實(shí)驗(yàn)說明通電導(dǎo)體周圍存在磁場，故A不符合題意；
B．電磁繼電器利用了電磁鐵原理，故B不符合題意；
C．電磁感應(yīng)現(xiàn)象是發(fā)電機(jī)的原理，故C不符合題意；
D．通電導(dǎo)體在磁場中受力運(yùn)動(dòng)，是電動(dòng)機(jī)的原理，故D符合題意。
【變式2-1】在直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)中,換向器的作用是( )。
A.改變磁感線的方向；
B.改變線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向；
C.改變線圈中的電流方向；
D.使線圈中的電流方向和轉(zhuǎn)動(dòng)方向同時(shí)改變
【答案】C。
【解析】換向器的作用就是自動(dòng)改變線圈中的電流方向,使線圈能夠持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
【變式2-2】如圖所示，是某同學(xué)在科技節(jié)上展示的作品結(jié)構(gòu)圖。該作品的工作原理是通電線圈在______中受力轉(zhuǎn)動(dòng)，它就是一個(gè)自制的______機(jī)模型圖。
【答案】①磁場；②電動(dòng)。
【解析】[1]通電線圈中有電流通過，線圈在磁體的磁場周圍，線圈能受力轉(zhuǎn)動(dòng)，說明磁場對(duì)電流有力的作用。
[2]該模型是先通電，然后線圈轉(zhuǎn)動(dòng)起來，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，是一個(gè)自制的電動(dòng)機(jī)模型。
【變式2-3】如圖所示，研究磁場對(duì)通電導(dǎo)線作用的實(shí)驗(yàn)裝置，當(dāng)閉合開關(guān)，電流由a至b通過導(dǎo)線ab時(shí)，導(dǎo)線ab向左運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（ ）。
A．只改變電流方向時(shí)，導(dǎo)線ab向右運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；
B．只改變磁場方向時(shí)，導(dǎo)線ab向左運(yùn)動(dòng)，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
C．電流方向和磁場方向同時(shí)改變時(shí)，導(dǎo)線ab向左運(yùn)動(dòng)，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
D．電流方向和磁場方向同時(shí)改變時(shí)，導(dǎo)線ab向右運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能
【答案】C。
【解析】A．磁場方向不變，只改變電流方向時(shí)，導(dǎo)線ab的運(yùn)動(dòng)方向改變，則導(dǎo)線ab向右運(yùn)動(dòng)，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，說法錯(cuò)誤；
B．電流方向不變，只改變磁場方向時(shí)，導(dǎo)線ab的運(yùn)動(dòng)方向改變，則導(dǎo)線ab向右運(yùn)動(dòng)，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，說法錯(cuò)誤；
CD．電流方向和磁場方向同時(shí)改變時(shí)，導(dǎo)線ab的運(yùn)動(dòng)方向不變，即導(dǎo)線ab向左運(yùn)動(dòng)，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，C項(xiàng)說法正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
考點(diǎn)五 磁生電
一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象
二、發(fā)電機(jī)
考向01 電磁感應(yīng)現(xiàn)象與感應(yīng)電流
（1）產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是部分導(dǎo)體切割磁感線，所謂“切割磁感線”，垂直切割或斜著切割都可以，這個(gè)過程可以是導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)切割磁感線，也可以是磁場運(yùn)動(dòng)讓導(dǎo)體切割磁感線。
（2）感應(yīng)電流的大小和方向：感應(yīng)電流的方向與磁場方向、導(dǎo)體切割磁感線方向有關(guān)，當(dāng)其中一個(gè)因素發(fā)生變化時(shí)，感應(yīng)電流的方向就會(huì)發(fā)生變化。若兩者同時(shí)反向，則感應(yīng)電流的方向不變。
【例1】如圖所示是“探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”實(shí)驗(yàn)裝置。
（1）實(shí)驗(yàn)中，AB棒的材料可能是______（填“塑料”或“鋁”）；
（2）我們可以通過靈敏電流計(jì)指針是否偏轉(zhuǎn)來判斷電路中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生；還可以通過指針偏轉(zhuǎn)的方向判斷______；
（3）閉合開關(guān)，實(shí)驗(yàn)探究過程記錄如表所示：
根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，初步得出電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做______運(yùn)動(dòng)，在該運(yùn)動(dòng)過程中，主要將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；
（4）保持AB棒運(yùn)動(dòng)方向不變，僅將磁體N、S極對(duì)調(diào)，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，是為了探究感應(yīng)電流方向與______的關(guān)系；
（5）若將此裝置中靈敏電流計(jì)換成______，可進(jìn)一步探究電動(dòng)機(jī)的工作原理。
【答案】鋁；電流的方向；切割磁感線；磁感線的方向；電源。
【解析】（1）探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件，電路需要形成閉合回路，AB應(yīng)為導(dǎo)體，則可能是鋁。
（2）可以通過靈敏電流計(jì)的正反偏轉(zhuǎn)來判斷電流的方向。
（3）由表格可知，當(dāng)AB棒在磁場中靜止或沿磁場方向運(yùn)動(dòng)（不切割磁感線運(yùn)動(dòng)）時(shí)，沒有感應(yīng)電流，當(dāng)AB棒在磁場中切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生感應(yīng)電流，則總結(jié)可得：電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是，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)，在該運(yùn)動(dòng)過程中，主要將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
（4）AB棒運(yùn)動(dòng)方向不變，僅將磁體N、S極對(duì)調(diào)，則磁感線方向發(fā)生改變，可用于探究感應(yīng)電流方向與磁感線方向的關(guān)系。
（5）將靈敏電流計(jì)換成電源，則可觀察到通電導(dǎo)體在磁場中受力運(yùn)動(dòng)，則可用于探究電動(dòng)機(jī)的工作原理。
【變式1-1】如圖所示的三個(gè)裝置。圖b可用來演示______現(xiàn)象，圖a中將電池的正負(fù)極對(duì)調(diào)，將觀察到的現(xiàn)象是______，根據(jù)圖c的原理，可以制作______。
【答案】電磁感應(yīng)；小磁針的偏轉(zhuǎn)方向改變；電動(dòng)機(jī)。
【解析】[1]圖b中，開關(guān)閉合時(shí)，若導(dǎo)體ab做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
[2]圖a中將電池的正負(fù)極對(duì)調(diào)，此時(shí)導(dǎo)線中電流的方向發(fā)生變化，電流產(chǎn)生磁場的方向發(fā)生變化，小磁針的偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生了變化，則表明通電導(dǎo)體周圍磁場的方向與電流的方向有關(guān)。
[3]圖c中，導(dǎo)體通電后會(huì)在磁場中受力而運(yùn)動(dòng)，根據(jù)該原理可以制成電動(dòng)機(jī)。
【變式1-2】無線充電是一種更便捷的充電方式。如圖甲所示是市場上支持無線充電的智能手機(jī)和充電器。無線充電的原理是：電流通過送電線圈（充電器內(nèi)）產(chǎn)生磁場，受電線圈（手機(jī)上）靠近磁場時(shí)就會(huì)產(chǎn)生電流，給智能手機(jī)充電，如圖乙所示。送電線圈處的工作原理是______（選填“奧斯特”、“法拉第”）發(fā)現(xiàn)的，受電線圈處用到了如下圖______（選填“A”、“B”）所示的實(shí)驗(yàn)原理。
A、 B、
【答案】奧斯特；B。
【解析】[1]電流通過送電線圈（充電器內(nèi)）產(chǎn)生磁場，說明電流周圍存在磁場，因此送電線圈處的工作原理是電生磁，是奧斯特發(fā)現(xiàn)的。
[2]受電線圈（手機(jī)上）靠近磁場時(shí)就會(huì)產(chǎn)生電流，這是磁生電現(xiàn)象，即電磁感應(yīng)現(xiàn)象，是由法拉第發(fā)現(xiàn)的，用到了圖B所示的實(shí)驗(yàn)原理。
考向02 發(fā)電機(jī)
【例2】圖是一種手壓電筒，按壓手柄，塑料齒輪帶動(dòng)線圈內(nèi)磁性飛輪高速旋轉(zhuǎn)，使燈泡發(fā)光。圖中能反映這一過程工作原理的是（ ）。
A．B．C． D．
【答案】B。
【解析】A．手壓電筒，按壓手柄，塑料齒輪帶動(dòng)線圈內(nèi)磁性飛輪高速旋轉(zhuǎn)，使燈泡發(fā)光，是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，A圖中，通電導(dǎo)線周圍小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明通電導(dǎo)線周圍存在磁場，不可以反映手壓電筒工作原理，故A不符合題意；
B．B圖中，導(dǎo)體棒在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，電表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，可以反映手壓電筒工作原理，故B符合題意；
C．C圖中，閉合開關(guān)后，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)，說明通電導(dǎo)線在磁場中會(huì)受到力的作用，不可以反映手壓電筒工作原理，故C不符合題意；
D．D圖中，套有線圈的鐵釘可以吸引大頭針，說明電流的磁效應(yīng)，不可以反映手壓電筒工作原理，故D不符合題意。故選B。
【變式2-1】如圖所示，一種環(huán)保型手電筒，筒內(nèi)有一個(gè)能滑動(dòng)的圓柱形永磁鐵，外圈套著一個(gè)線圈。只要將手電簡沿圖中箭頭方向來回?fù)u動(dòng)，手電筒的小燈就能發(fā)光。下列與此手電筒工作原理相同的是（ ）。
A. 電動(dòng)機(jī)B. 電熱水壺
C. 發(fā)電機(jī)D. 揚(yáng)聲器
【答案】C。
【解析】手搖電筒是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的，磁鐵在線圈中來回運(yùn)動(dòng)，使線圈切割磁感線，從而產(chǎn)生了感應(yīng)電流，使小燈泡發(fā)光。
A．電動(dòng)機(jī)是根據(jù)通電線圈在磁場中受到力轉(zhuǎn)動(dòng)制成的，故A不符合題意；
B．電熱水壺利用電流的熱效應(yīng)工作的，故B不符合題意；
C．發(fā)電機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的，故C符合題意；
D．揚(yáng)聲器是利用通電導(dǎo)體在磁場中受力的原理，故D不符合題意。
故選C。
【變式2-2】英國物理學(xué)家 ______發(fā)現(xiàn)了著名的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，從而實(shí)現(xiàn)了機(jī)械能向電能的大規(guī)模轉(zhuǎn)化，根據(jù)這個(gè)發(fā)現(xiàn)，后來發(fā)明了 ______（選填“發(fā)電機(jī)”或“電動(dòng)機(jī)”）使人類大規(guī)模用電成為可能，開辟了電氣化的時(shí)代。
【答案】法拉第；發(fā)電機(jī)。
【解析】[1][2]法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，后來根據(jù)此原理發(fā)明了發(fā)電機(jī)，為人類大規(guī)模獲得電能提供了可能。
考點(diǎn)內(nèi)容
課標(biāo)要求
命題預(yù)測
磁性與磁場
通過實(shí)驗(yàn)，了解物質(zhì)的磁性；通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)磁場。知道地磁場
《電與磁》是學(xué)生首次接觸到“磁現(xiàn)象”，因?yàn)榇努F(xiàn)象大都需要通過實(shí)驗(yàn)來感知“磁場”的存在，所以本單元的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容就顯得尤為重要，考題內(nèi)容涉及到實(shí)驗(yàn)考題肯定會(huì)很多。
本單元在中考試卷中屬于必考內(nèi)容。試題一般為一到兩個(gè)題，所占分值在2分-4分之間。
本單元考點(diǎn)主要集中在磁場與磁感線、地磁場、奧斯特實(shí)驗(yàn)、通電螺線管的磁場及作圖、影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素、電磁繼電器的應(yīng)用、磁場對(duì)通電導(dǎo)體的作用、電動(dòng)機(jī)的工作原理、電磁感應(yīng)現(xiàn)象、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件、發(fā)電機(jī)和電磁轉(zhuǎn)換類型的判斷等
地磁場
電流的磁場與安培定則
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
電磁鐵與電磁繼電器
磁場對(duì)通電導(dǎo)體的作用、電動(dòng)機(jī)
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)
電磁感應(yīng)現(xiàn)象與發(fā)電機(jī)
通過實(shí)驗(yàn)，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)在產(chǎn)生、生活中的應(yīng)用
磁性
我們把物體能夠吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)叫做磁性。鐵、鈷、鎳等物質(zhì)稱為鐵磁性物質(zhì)（磁性材料）
磁體
具有磁性的物體叫做磁體。
特點(diǎn)：一是能吸引磁性材料；二是吸引磁性材料時(shí)，不必與這些物體直接接觸，如隔著薄木板，磁體也能吸引鐵塊
磁極
條形磁體的兩端磁性最強(qiáng)，中間部位磁性最弱。磁體吸引能力最強(qiáng)的兩個(gè)部位叫磁極。
能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)的磁體，靜止時(shí)指南的那個(gè)磁極叫南極（S極），指北的那個(gè)磁極叫北極（N極）
同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引
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
磁化的三種方式：（1）將能夠被磁化的物體放入強(qiáng)磁體周圍；（2）將能夠被磁化的物體放入強(qiáng)電流周圍；（3）用磁體的南極或北極，沿能被磁化的物體向一個(gè)方向摩擦幾次
消磁
通過撞擊、煅燒或使用消磁器使磁體失去磁性的過程
磁場
磁體周圍存在著某種物質(zhì)，這種物質(zhì)叫做磁場，磁極間的相互作用就是通過磁場（特殊物質(zhì)）發(fā)生的
磁場的基本性質(zhì)
對(duì)放入其中的磁體產(chǎn)生力的作用
磁場的方向
物理學(xué)中規(guī)定，在磁場中的某一點(diǎn)，小磁針靜止時(shí)北極所指的方向，就是改點(diǎn)磁場的方向。
在磁場中某一點(diǎn)，磁場方向是一定的，在磁場中的不同地方，磁場的方向一般不同，即磁場具有方向性
磁感線
在磁場中畫一些有方向的曲線，使曲線上任一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)磁場方向一致，就可以形象地描述磁場了，這樣的曲線叫做磁感線
磁場是真實(shí)存在于磁體周圍的一種特殊物質(zhì)，而磁感線是人們?yōu)榱酥庇^、形象的描述磁場的方向和分布情況而引入帶有方向的曲線，它并不是真實(shí)存在的。正如探究光時(shí)，引入光線的概念一樣。這在物理學(xué)上稱為模型法
磁感線分布的疏密程度可以表示磁場的強(qiáng)弱。磁體的兩極處磁感線最密，表示磁體兩極處的磁場最強(qiáng)
磁感線是有方向的，磁體周圍任意一點(diǎn)的磁場方向都是沿著磁感線從N極指向S極的
在磁體外部，磁感線從磁體的N極出發(fā)，回到磁體的S極；在磁體內(nèi)部，磁感線從磁體的S極出發(fā)回到N極，形成一條條閉合曲線
在畫圖時(shí)，因受紙面的限制，只畫了一個(gè)平面內(nèi)的磁感線的分布情況。但實(shí)際上磁體周圍的磁感線的分布是立體的，在磁體周圍空間都分布有磁場
磁體周圍不管磁感線如何曲折都不會(huì)相交，因?yàn)榇艌鲋腥魏我稽c(diǎn)的磁場只有一個(gè)確定的方向，如果某一點(diǎn)有兩條磁感線相交，則該點(diǎn)的磁場就有兩個(gè)方向，這是不可能的
磁體周圍不管磁感線如何曲折都不會(huì)相交，因?yàn)榇艌鲋腥魏我稽c(diǎn)的磁場只有一個(gè)確定的方向，如果某一點(diǎn)有兩條磁感線相交，則該點(diǎn)的磁場就有兩個(gè)方向，這是不可能的
地磁場
地球本身相當(dāng)于一個(gè)大磁體，地球周圍存在著磁場，叫做地磁場
小磁針的N極總是指向北方，說明地磁場的磁場方向在地表是由南指向北的，所以地磁場的北極應(yīng)在應(yīng)在地理的南極附近，地磁場的南極應(yīng)在地理的北極附近
磁偏角
地磁場的兩極與地理兩極并不重合，所以小磁針?biāo)傅姆较虿⒉皇堑乩碚稀⒄狈较?，而是稍微有點(diǎn)偏離。地磁南、北極的連線和地理南、北極的連線之間有一個(gè)夾角，稱為磁偏角
奧斯特實(shí)驗(yàn)
在靜止的小磁針上方放一根與小磁針平行的直導(dǎo)線，依次進(jìn)行如圖甲、乙、丙所示的操作。
（1）通電導(dǎo)線周圍存在著磁場；
（2）電流的磁場方向與電流方向有關(guān)。
電流的磁效應(yīng)
通電導(dǎo)線周圍存在著與電流方向有關(guān)的磁場，這種現(xiàn)象叫做電流的磁效應(yīng)
通電螺線管
（1）把導(dǎo)線纏繞在圓筒上，就做成了一個(gè)螺線管，也叫線圈。接通電源的螺線管叫通電螺線管。
（2）給螺線管通電后，各線圈產(chǎn)生的磁場疊加在一起，通電螺線管周圍就產(chǎn)生了較強(qiáng)的磁場
通電螺線管外部的磁場
（1）通電螺線管外部的磁場方向與電流方向有關(guān)；
（2）通電螺線管外部磁場跟條形磁體的磁場相似，通電螺線管的兩端相當(dāng)于條形磁體的兩個(gè)磁極；
（3）通電螺線管的內(nèi)部也存在磁場，其磁場方向與外部相反（內(nèi)外磁場方向大致走向相反）
通電螺線管的極性
通電螺線管兩端的極性與通電螺線管中電流方向有關(guān)
通電螺線管兩端的極性與通電螺線管中線圈的繞向有關(guān)
安培定則
用右手握住螺線管，讓四指彎向螺線管中電流的方向，則大拇指所指的那端就是螺線管的北極（N極）
安培定則的應(yīng)用
已知通電螺線管中電流的方向，判斷通電螺線管兩端的極性。
具體方法：
①標(biāo)出通電螺線管中電流的方向；
②用右手握住螺線管，讓彎曲的四指指向螺線管中電流方向；
③大拇指所指的那端就是通電螺線管的N極，如圖所示。
已知通電螺線管兩端磁極，判斷通電螺線管中電流的方向。
具體方法：
①先用右手握住通電螺線管，大拇指指向N極；
②彎曲的四指所指的方向就是螺線管中電流的方向；
③按照四指彎曲的方向在螺線管中標(biāo)出電流方向。
電磁鐵
用一根導(dǎo)線繞成螺線管，再在螺線管內(nèi)插入鐵芯，當(dāng)有電流通過時(shí)由磁性，沒有電流時(shí)就失去磁性。我們把這種磁體叫做電磁鐵
電磁鐵極性的判斷
插入鐵芯只是為了增強(qiáng)螺線管的磁性，不會(huì)影響通電螺線管的磁極磁性，仍然可以用安培定則來表述電流方向和磁極之間的關(guān)系
影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素
電磁鐵的匝數(shù)一定時(shí)，線圈中通過的電流越大，電磁鐵的磁性越強(qiáng)
線圈中通過的電流大小一定時(shí)，外形相同的線圈，線圈匝數(shù)越多，電磁鐵的磁性越強(qiáng)
電磁鐵的特點(diǎn)及應(yīng)用
特點(diǎn)：①磁性的有無可通過通斷電流來控制；②磁極的極性可通過改變電流的方向來實(shí)現(xiàn)；③磁性的強(qiáng)弱可通過改變電流大小、線圈的匝數(shù)來控制
應(yīng)用：（1）對(duì)磁性材料有力的作用。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；（2）產(chǎn)生強(qiáng)磁場?，F(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、磁療設(shè)備、測量儀器以及研究微觀粒子的加速器等
遠(yuǎn)離高電壓
利用電磁繼電器可以通過控制低壓電路通斷間接控制高壓電路的通斷，使人避免高壓觸電的危險(xiǎn)，如大型變電站的高壓開關(guān)等。
遠(yuǎn)離有害環(huán)境
利用電磁繼電器可以使人遠(yuǎn)離高溫、有毒等有害環(huán)境，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制。如核電站中的開關(guān)等。
實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制
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，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力、或光照的自動(dòng)控制。如水位自動(dòng)報(bào)警器、溫度自動(dòng)報(bào)警器等。
磁場對(duì)通電導(dǎo)線的作用
通電導(dǎo)線在磁場中會(huì)受到力的作用（通電導(dǎo)線在磁場中受到磁力的作用，發(fā)生運(yùn)動(dòng)）
磁力的方向和電流方向、磁場方向有關(guān)
磁場對(duì)通電線圈的作用
通電線圈在磁場中受力會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，但不能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)
如果不能使通過線圈的電流發(fā)生改變，通電線圈則不能持續(xù)的轉(zhuǎn)動(dòng)下去
電動(dòng)機(jī)構(gòu)造
轉(zhuǎn)子—轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈；定子—固定不動(dòng)的磁體
工作原理
根據(jù)通電線圈在磁場中受力的作用而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的原理制成的
線圈在磁場中的轉(zhuǎn)動(dòng)
通電后的線圈會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)過平衡位置后，受到的力要阻礙它的轉(zhuǎn)動(dòng)，故線圈又會(huì)減速至零，向反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣線圈在平衡位置左右來回?cái)[動(dòng)，慢慢停下來，最后停在平衡位置
使線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的方法
方法一：當(dāng)線圈越過平衡位置后停止對(duì)線圈供電，讓線圈靠慣性轉(zhuǎn)過后半周。但因?yàn)楹蟀胫芫€圈不受力的作用，故這種方法線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)不穩(wěn)定，動(dòng)力弱。
方法二：在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的后半周，設(shè)法改變電流方向，使線圈在后半周也獲得同轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同的動(dòng)力，這樣線圈會(huì)平穩(wěn)、有力地轉(zhuǎn)動(dòng)下去。實(shí)際的電動(dòng)機(jī)就是采用該方法使線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的，實(shí)現(xiàn)該目的的裝置叫換向器
換向器
當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí)，改變線圈中的電流方向，從而使線圈獲得同轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同的力，能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去
電動(dòng)機(jī)中的能量轉(zhuǎn)化
電動(dòng)機(jī)在使用過程中，主要將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能對(duì)外做功
電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)
結(jié)構(gòu)簡單、體積小、效率高、制造方便、污染較小，種類繁多，能滿足各種不同的需求
揚(yáng)聲器
揚(yáng)聲器俗稱“喇叭”，是十分常見的把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲信號(hào)的裝置，在發(fā)聲的電子設(shè)備中都能見到它。揚(yáng)聲器主要由磁鐵、線圈、錐形紙盆等構(gòu)成。當(dāng)通入大小和方向不斷變化的電流時(shí)，線圈會(huì)受到大小和方向不斷變化的磁場的作用力從而發(fā)生振動(dòng)，并帶動(dòng)相連的紙盆振動(dòng)發(fā)聲
電磁感應(yīng)現(xiàn)象
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。這種由于導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流
感應(yīng)電流的方向
感應(yīng)電流的方向跟導(dǎo)線在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的方向和磁場的方向有關(guān)
產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件
（1）導(dǎo)體為閉合電路的一部分。如果電路不閉合，導(dǎo)體切割磁感線時(shí)不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。
（2）導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)。1）如果把磁場比作一塊麥田，把磁感線比作生長的小麥，把導(dǎo)體比作鐮刀，要切割小麥，必須讓手指的鐮刀與豎直的小麥成某一角度，垂直或斜著都可以切割到小麥，但如果鐮刀在平行小麥的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，則無法切割；2）由運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性可知，如果導(dǎo)體靜止，讓磁場運(yùn)動(dòng)，也能產(chǎn)生切割磁感線的效果，也能產(chǎn)生感應(yīng)電流
感應(yīng)電流的大小
導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的速度越快，感應(yīng)電流越大
磁場越強(qiáng)，感應(yīng)電流越大
線圈匝數(shù)越多，感應(yīng)電流越大
交變電流及其頻率
（1）交變電流：大小和方向做周期性變化的電流叫交變電流，簡稱交流；
（2）頻率：在交變電流中，電流在每秒內(nèi)周期性變化的次數(shù)叫頻率。其單位是赫茲，簡稱赫，符號(hào)為Hz。我國家庭電網(wǎng)以交流供電，頻率為50Hz
發(fā)電機(jī)
構(gòu)造：磁體、線圈、銅環(huán)和電刷四個(gè)基本部分組成
工作原理：電磁感應(yīng)
能量轉(zhuǎn)化：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能
直流發(fā)電機(jī)：交流發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)產(chǎn)生的是交變電流，向外輸出的也是交變電流；直流發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)產(chǎn)生的也是交變電流，但在對(duì)外輸出時(shí)把兩個(gè)銅環(huán)換成了換向器，通過換向器的作用使輸出電流變成直流電
動(dòng)圈式話筒：當(dāng)聲波使膜片振動(dòng)時(shí)，連在膜片上的線圈（也叫音圈）隨著膜片一起振動(dòng)，因?yàn)榫€圈處于永磁體的磁場中，所以線圈會(huì)切割磁感線而產(chǎn)生隨聲音的變化而變化的感應(yīng)電流
次數(shù)
AB棒在磁場中的運(yùn)動(dòng)情況
是否有感應(yīng)電流
1
靜止
無
2
沿磁場方向運(yùn)動(dòng)（不切割磁感線運(yùn)動(dòng)）
無
3
切割磁感線運(yùn)動(dòng)
有

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