第二十章 《电与磁》知识点精练评价试题（满分70分）
一、填空题（每空1分，共19分。）
1.（2021年江苏苏州中考题）《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南”，如图，“柢”即握柄，是磁体的 极，司南之所以能指南北，是由于受到 的作用。
第1题图 第2题图 第3题图
2.（2020年山东威海中考题）地磁场使地球生命免受宇宙射线的危害。有关地磁场形成的原因有很多假说，其中一种认为，在高温高压环境下，地核物质中的部分带电粒子向外逃逸到地幔层，并随着地球自转形成电流，从而产生磁场，如图所示，这种现象叫做 ，形成磁场的带电粒子是 （选填“质子”或“电子”）。
3.（2021年四川内江中考题）如图所示，在奥斯特实验中，导线通电时，导线附近的小磁针发生了 ，证实了电流周围存在 。
4.（2024年甘肃中考题）如图甲所示为磁悬浮地球仪，悬浮时球体只能沿着“地轴”转动，它的“南”、“北”指向与地球实际方位一致；地球仪中有一个磁铁，它的磁场与地磁场分布特点一致；环形底座内有一电磁铁，其电路原理如图乙所示。地球仪工作时，球体悬浮于空气中，则图甲中球体上方是“地磁场”的______（选填“N”或“S”）极，图乙中A端应连接电源的______（选填“正”或“负”）极。
5.(2024年福建中考题) 福建舰是我国首艘采用电磁弹射系统的航空母舰．电磁弹射系统采用飞轮储能技术，即利用电能驱动大质量的飞轮高速旋转，把电能转化为飞轮的_______能，这种能量转化方式与我们学过的_________(选填“电动机”或“发电机”)相似。
6.（2021年湖北黄冈中考题）如图所示是一种动圈式耳机的内部结构示意图。当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时，音圈带动音膜 （选填“向左”、“向右”或“左右往复”）运动。音圈之所以运动，是由于磁场对 有力的作用，此现象中能量转化情况是 。
第5题图 第6题图 第7题图
7.(2024年四川凉山州中考题) 位于四川省宁南县与云南省巧家县的白鹤滩水电站是世界第二大水电站．水电站发电机的原理是________(填科学家名字)发现的；如图所示，_______图是发电机基本构造示意图。
8.（2021年甘肃兰州中考题）小亮同学在学习了“电和磁”的知识后，用甲、乙两个直流电动机设计了如图所示的装置，闭合开关S后甲开始转动，同时用皮带带动乙转动，小灯泡发光。在此过程中，将电能转化为机械能的装置是 （选填“甲”或“乙”）。乙的工作原理是 ，生活中应用这一原理工作的还有 （选填“动圈式扬声器”或“动圈式话筒”），如果要使甲的转动方向与原来相反，则应采取的措施是 。
二、选择题（每题2分，共16分。第9～14题，每题只有一个选项符合题目要求。第15～16题，每题有两个选项符合题目要求，全部选对的得2分，只选1个且正确的得1分，有选错的得0分。）
9.（2020年山东日照中考题）下列关于磁感线的说法，正确的是【 】
A．磁感线分布越密的地方，磁场越弱
B．磁感线是磁场中真实存在的一些曲线，还可以通过实验来模拟
C．磁体周围的磁感线从磁体的S极出发，回到磁体的N极，构成闭合曲线
D．磁感线上某一点的切线方向与放在该点的小磁针静止时南极所指的方向相反
10.（2019年山东烟台中考题）甲、乙为两个条形磁铁的两个磁极，根据图所示的小磁针静止时的指向，可以判断【 】
A．甲是N极，乙是S极
B．甲、乙都是N极
C．甲、乙都是S极
D．甲是S极，乙是N极
11.（2023年山西中考题）在班级组织的“自制指南针”活动中，小伟同学用条形磁体将缝衣针磁化后，将其放在水中漂浮的一片树叶上。多次将树叶轻轻旋转，待树叶静止后，观察到树叶的尖端总是指向南方，如图所示。下列说法中正确的是【 】
A．树叶尖端指向地磁南极
B．指南针的“N”应标注在树叶尖端
C．树叶周围存在磁场和磁感线
D．若用磁体的N极靠近树叶尖端，会相互吸引
12.（2023年四川成都中考题）如图是小聪和小明同学探究“通电螺线管的磁场方向”实验示意图。实验时，在小圆位置放置小磁针，闭合开关，画出不同位置小磁针静止时N极的指向；对调电源正负极，重复上述操作。下列说法不正确的是【 】
A．小磁针的作用是指示通电螺线管周围的磁场方向
B．闭合开关，放置在a、b处的小磁针静止时N极指向相同
C．对调电源正负极，闭合开关，通电螺线管的磁场方向改变
D．通过实验可总结出通电螺线管的磁极性质和电流方向的关系
13.（2024年江苏扬州中考题）如图所示为送餐机器人，下列图中能说明其内部电动机工作原理的是【 】
14.(2024年湖南中考题)下列生活中的设施设备工作原理主要应用了电磁感应的是【 】
A.工人师傅的电钻 B.书桌上的台灯 C.家用电饭煲 D.风力发电机
15．（2019年河南中考题）（双选题）如图为一款“智能照明灯”的电路，灯L天暗时自动发光，天亮时自动熄灭。控制电路中，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为光敏电阻，其阻值随光照强度而变化。以下说法正确的是【 】
A．电磁继电器利用电磁感应原理工作
B．R2的阻值随光照强度的增大而增大
C．当光照强度增大时，电压表示数减小
D．若将R1换成阻值稍小的电阻，可缩短灯L的发光时间
16.（2024年广西中考题）（多选题）如图，兴趣小组制作了一个电动机，给线圈通电，轻轻一推，线圈就会持续转动。下列关于电动机的说法正确的有【 】
A．电动机主要由磁体和线圈组成
B．电动机主要把动能转化为电能
C．对调电源正、负极可以改变线圈的转动方向
D．电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻无关
三、作图题（每小题2分，共4分。）
17.（2024年江苏连云港中考题） 如图所示，请标出通电螺线管的N、S极并用箭头画出图中磁感线的方向。
第16题图 第17题图
18.（2024年四川眉山中考题）探究“电磁铁的性质”实验时，铁钉A端为N极，附近的小磁针处于静止，如图所示。请在图中：（1）标出B点的电流方向；（2）括号内标出小磁针右端的极性（用“N”或“S”表示）。
四、实验探究题（19题4分，20题4分，21题5分，共13分。）
19.（2022年江苏淮安中考题）如图所示，探究通电螺线管外部磁场的方向。
（1）玻璃板上均匀撒上铁屑，放上小磁针。闭合开关后， 玻璃板，铁屑分布情况表明，螺线管的外部磁场与 磁体周围的磁场相似。
（2）接通电路，小磁针静止时 极的指向是该点的磁场方向。
（3）调换电源的正负极，闭合开关，小磁针反方向偏转，说明通电螺线管外部的磁场方向与 有关。
20.（2019年甘肃兰州中考题）如图所示，在“探究电磁铁磁性强弱与电流大小关系”的实验中，某同学用绝缘细线将电磁铁M悬挂在铁架台上，并保持它与软铁块P的距离不变。
（1）以下是他的部分实验步骤：①断开开关S，按图组装实验电路，将滑动变阻器的滑片置于最 （选填“左”或“右”）端。用已调零的电子测力计测出软铁块P对测力计的压力F0并记录在表格中；②闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片到适当位置，读出电流表的示数I和电子测力计的示数F，并将I、F的数据记录在表格中；③仿照步骤②再进行两次实验。
实验次数 1 2 3
I/A 0.34 0.40 0.44
F0/N 0.9 0.9 0.9
F/N 0.84 0.82 0.81
（2）由表中数据可以得出的实验结论是：对于同一电磁铁， 。
（3）闭合开关S后，电磁铁下端的磁极为 （选填“N”或“S”）极。
（4）本实验中，滑动变阻器除了保护电路的作用外，还起到 的作用。
21.(2022年黑龙江牡丹江中考题)如图甲是小雪自制的小风扇，使用时发现小风扇转动，但风却向后吹。小雪设计了如图乙所示的实验，探究其原因。
（1）闭合开关，给铜棒ab通电，发现铜棒ab向右运动，这表明铜棒ab在磁场中受到_____的作用。
（2）保持磁场方向不变，将电源正负极对调后接入电路，闭合开关，发现铜棒ab向左运动，这表明 。
（3）保持电流方向不变，将磁体的两极对调，闭合开关，发现铜棒ab向右运动，这表明 。
（4）根据实验，要改变小风扇转动方向，小雪应该 。
（5）请列举一个和小风扇工作原理相同的用电器 。
四、综合应用题（第22题9分，第22题9分，共18分。）
22.（2024年江苏盐城中考题）如图甲是科技小组设计的“智能温控小屋”简化电路，受控电路功率随时间的变化关系如图乙所示。当室温上升至28℃时冷却系统开始工作，当室温降至23℃时停止工作。Rt为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，当控制电路中的电流为0.15A时，衔铁刚好被吸下，控制电路电源电压恒为3V.定值电阻R0为100Ω ,线圈电阻忽略不计。求：
（1） 受控电路30min内消耗的电能。
（2） 受控电路工作时，通过电阻R0的电流。
（3） 热敏电阻Rt的变化范围。
额定电压 220V
高温挡功率 2000W
低温挡功率 800W
23.（2022年湖北黄冈中考题）图甲是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅，其简化电路如图乙所示。它是通过电阻丝R1来加热空气，从而加热食物，达到设定加热温度后，断开开关。求：
（1）将5×10﹣3kg的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量。c空气取1.0×103J/（kg ℃）；
（2）工作电路中电热丝R1与指示灯支路并联。已知R1的额定电压为220V，额定功率为1210W.正常工作时，工作电路的总电流为5.55A，此时指示灯支路消耗的功率；
（3）控制电路电源电压恒定，通过调节变阻器R3接入电路的阻值来设置加热温度，电阻R2置于温度监测区域，它的阻值随温度变化的关系如图丙所示。当加热温度设定为150℃，即R3的阻值调为100Ω时，闭合开关S，电磁继电器（不计线圈的电阻）的衔铁被吸下，工作电路接通，开始加热；直到温度达到150℃时，衔铁向上弹起，停止加热。则当R3的阻值调为80Ω时，对应的加热温度设定为多少？
第二十章《电与磁》 知识点精练评价试题参考答案
一、填空题（每空1分，共19分。）
1.南（或S） 地磁场（或地磁场力） 2. 电流的磁效应 电子 3. 偏转 磁场 4. S 负 5. 机械 电动机 6. 左右往复 通电线圈 电能转化为机械能 7. 法拉第 乙 8. 甲 电磁感应现象 动圈式话筒；将电池组正负极对调
二、选择题（每题2分，共16分。)
9.A 10.B 11.D 12.B 13.A 14. D 15.C D 16.A C
三、作图题（每小题2分，共4分。）
17.如图所示。 18.如图所示。
四、实验探究题（19题4分，20题4分，21题5分，共13分。）
19.（1）轻敲 条形 （2）N （3）电流方向 20.（1）①右 （2）通过线圈的电流越大，电磁铁的磁性越强 （3）S （4）改变电路中电流大小 21.（1）力 （2）通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关 （3）通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向有关 （4）改变电流方向 （5）电吹风机（或洗衣机）
五、综合应用题（第22题9分，第23题9分，共18分。）
22.（1）由图像可知，受控电路30min内工作了20min，
由P=W/t得，受控电路30min内消耗的电能为 W＝Pt＝1200W×20×60s＝1.44×106J （2分）
（2）衔铁被吸下时，受控电路工作，此时控制电路中R0与Rt并联，由并联电路中电压的规律知，R0两端的电压为 U0＝U＝3V
通过电阻R0的电流为 （2分）
（3）当室温上升至28℃时冷却系统开始工作前，控制电路只有热敏电阻接入电路，此时R0断路，此时经过热敏电阻的电流最大为0.15A，电阻最小时恰好衔铁被吸下。由欧姆定律得，Rt的最小值
（2分）
衔铁被吸下瞬间，冷却系统开始工作，温度下降，电阻Rt变大，由于衔铁被吸下后定值电阻R0被接入电路，R0与Rt并联，当电路中的总电流减小到1.5A时，衔铁才会被弹回。由并联电路中电流的规律得，此时通过Rt的电流为 It＝I－I0＝0.15A－0.03A＝0.12A
由欧姆定律得，此时Rt的最大阻值为 （2分）
因为Rt的阻值随温度的升高而减小，若Rt的阻值继续增大，电路中的电流变小，衔铁被弹回，冷却系统开始工作，温度降低，此时Rt的阻值会减小，故Rt的最大阻值为25Ω，故热敏电阻Rt的变化范围为20Ω≤Rt≤25Ω. （1分）
23.（1）将5×10﹣3kg的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量
Q＝c空气m(t空气-t0空气）＝1.0×103J/（kg ℃）×5×10﹣3kg×（200℃﹣20℃）＝900J （2分）
（2）由P=UI得，R1的额定电流I额＝＝＝5.5A （2分）
由并联电路中的电流规律得，指示灯支路的电流I指＝I﹣I额＝5.55A﹣5.5A＝0.05A （1分）
指示灯支路消耗的功率P指＝UI指＝220V×0.05A＝11W （2分）
（3）R3的阻值调为100Ω，加热温度设定为150℃，R2的阻值是30Ω，衔铁被弹簧拉起，停止加热。此时控制电路的总电阻R＝R2+R3＝30Ω+100Ω＝130Ω （1分）
当R3的阻值调为R3′＝80Ω时，由于衔铁被吸下时的电流不变，电源电压也不变，则控制电路的总电阻不变。由串联电路中电阻的特点得，此时R2′＝R﹣R3′＝130Ω﹣80Ω＝50Ω；
由图丙可知，对应设置的加热温度为200℃ （1分）
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）第二十章《电与磁》 知识点精析精练
知识点一 磁现象
物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性，具有磁性的物体叫做磁体。磁体上磁性最强的部分叫做磁极。一个磁体有两个磁极，在磁体的两端，分别叫做南极（S）和北极（N）。
磁极间存在相互作用，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
原来没有磁性的物体在磁体或电流的作用下获得磁性的现象叫做磁化。能够被磁化的物质称为磁性材料。
【例题1】（2020年浙江杭州中考题）有外形相同的两根钢条M、N，按图甲、图乙两种方式接触时，它们之间都有较大吸引力。则下列推断正确的是【 】
A．M无磁性、N无磁性 B．M无磁性、N有磁性
C．M有磁性、N无磁性 D．M有磁性、N有磁性
【解析】两根钢条按图甲、图乙两种方式接触时，它们之间都有较大吸引力，因磁体的两端磁性最强，中间最弱，几乎没有磁性，所以，在图甲中，钢条M的中间位置几乎没有磁性，N却能吸引M，说明钢条N具有磁性；同理，由图乙可知，钢条M也具有磁性。
【答案】D
【拓展训练题1】
1.（2024年吉林长春中考题）能被磁体吸引的物体是【 】
A. 铁钉 B. 铜线 C. 金币 D. 铝箔
2.（2022年湖南湘西州中考题）有一堆铁粉和一堆铅粉，用两根完全相同的磁铁分别插入其中，提起后情形如图所示，则甲和乙中，属于铅粉的是 。
第2题图 第3题图
3.（2017年湖北宜昌中考题）如图甲所示,一个条形磁铁摔成两段，取右边的一段靠近小磁针，小磁针静止时的指向如图乙所示，则右边这处裂纹的磁极是______极。如果把这段磁铁沿裂纹吻合放在一起(如图甲所示)，这两段会相互______(选填“吸引”或“排斥”)。
【拓展训练题1答案】1.A 2. 乙 3. N（或北） 吸引
【例题2】（2024年黑龙江哈尔滨中考题）有A、B、C三个物体，当A、B靠近时相互排斥，B、C靠近时相互吸引。上述现象如果是由它们可能具有磁性导致的，那么 一定具有磁性；上述现象如果是由它们可能带有电荷导致的、那么 可能带电。
【解析】磁极间有相互作用，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，具有磁性的物体能够吸引铁、钴、镍等磁性物质。当A、B靠近时相互排斥，说明A、B都是磁体，靠近的一端为同名磁极，A、B一定具有磁性；B、C靠近时相互吸引，B具有磁性，C可能具有磁性，异名磁极而相互吸引，C也可能是铁、钴、镍等磁性物质被具有磁性的B吸引，所以A、B一定具有磁性。
电荷间也存在相互作用，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。带电体能够吸引轻小物体，当A、B靠近时相互排斥，说明A、B都是带电体并且带同种电荷；B、C靠近时相互吸引，B带有电荷，C可能带有异种电荷被吸引，也可能是因为带电体能够吸引轻小物体的性质被吸引，所以C可能带电。
【答案】A、B C
【拓展训练题2】
1.（2022年浙江衢州中考题）如图是“追风者”磁悬浮列车悬浮原理的示意图。该列车通过磁体之间的相互作用，悬浮在轨道上方，以提高运行速度，这里的相互作用是指【 】
A.异名磁极相互吸引
B.同名磁极相互吸引
C.异名磁极相互排斥
D.同名磁极相互排斥
2.（2019年浙江台州中考题）能写红黑双色的磁画板截面如图所示，按下写字笔黑色按钮写出黑色的字，按下红色按钮写出红色的字，刷子左右移动则字消失。下列说法正确的是【 】
A．刷子可以用铁制作
B．写黑字时笔尖为S极
C．写红字时笔尖为N极
D．写字的原理是同名磁极相互排斥
3.（2022年广州中考题）放在条形磁体周围的小磁针静止时如图所示，三个小磁针的N极和一个小磁针的S极被涂黑，则S极被涂黑的小磁针是【 】
A. 甲 B. 乙
C. 丙 D．丁
4.（2019年海南中考题）小谦在探究“磁体间相互作用规律”时发现：磁体间的距离不同，作用力大小也不同。他想：磁体间作用力的大小与磁极间的距离有什么关系呢？
（1）你的猜想是 。
（2）小谦用如图所示的实验进行探究。由于磁体间作用力的大小不便测量，他通过观察细线与竖直方向的夹角的变化，来判断磁体间力的变化，用到的科学方法是 法。
（3）小谦分析三次实验现象，得出结论：磁极间距离越近，相互作用力越大。小月认为：这个结论还需要进一步实验论证，联想到磁体间的相互作用规律，还须研究甲、乙两块磁铁相互 时，磁体间作用力与距离的关系。
【拓展训练题2答案】1.A 2. A 3. A 4.（1）磁体间的距离越近，作用力越大；（2）转换；（3）排斥
【例题3】（2022年浙江温州中考题）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
【解析】图中的铁皮被强磁铁磁化，铁皮的左端都为N极，右端同为S极。根据磁极间的相互作用规律可知，铁皮左端互相排斥，右端也相互排斥，因此会自动分开。两铁皮分开的原因是同名磁极相互排斥。
【答案】C
【拓展训练题3】
1.（2023年江苏苏州中考模拟题）小华同学在教室里擦黑板时，发现当板擦靠近黑板时，会被吸附在黑板上。为了探究是黑板具有磁性还是板擦具有磁性，它设计了下列实验，能得出正确结论的是【 】
A.用小磁针分别靠近板擦和黑板，小磁针都发生了偏转，说明板擦和黑板都具有磁性
B.将板擦的正面和反面靠近黑板，板擦都能吸附在黑板上，说明板擦一定具有磁性
C.将板擦用细线悬挂起来使其自由旋转，发现板擦静止时某侧边始终指向东方，说明板擦一定具有磁性
D.将板擦用细线悬挂起来使其自由旋转，发现板擦靠近黑板时细线偏离了竖直方向，说明黑板具有磁性
2.（2023年福州中考题）在我国古代的四大发明中，主要应用了磁性材料特性的是【 】
A．指南针 B．火药 C．印刷术 D．造纸术
3.（2022年山西中考题）人类最早的磁化技术出现在我国宋代。据《武经总要》记载，如图所示，古人先将鱼形铁烧红，令铁鱼头尾指向南北，然后将其放入水中冷却，依靠地磁场获得磁性，再将其放入水中漂浮，制成指南鱼，图中是它静止时的指向。下列判断正确的是【 】
A．鱼形铁不能被磁体吸引
B．指南鱼周围存在磁感线
C．指南鱼鱼头应标注“N”
D．指南鱼的腹部磁性最强
【拓展训练题3答案】1. C 2. A 3. C
知识点二 磁场和磁感线
磁体周围存在着特殊形式的物质——磁场。磁场的基本性质是对处在其中的磁体产生力的作用。磁场中某点的磁场方向和放在该点的能够在水平方向上自由转动的小磁针静止时北（N）极所指方向相同。磁体周围的磁场可用带箭头的曲线——磁感线形象直观的描述。磁体周围的磁感线都是从北（N）极出来，回到南（S）极。磁感线的疏密可反映磁场的强弱，磁感线稠密处磁场强，稀疏处磁场弱。
【例题4】（2021年湖南郴州中考题）a、b两个磁极间的磁感线分布如图所示。下列说法正确的是【 】
a端磁极是S极，b端磁极是N极
B．P点没有磁场
C．磁感线是真实存在的
D．Q点的磁场方向水平向右
【解析】磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出来回到S极。由此可知图中磁体的a端为N极，b端为S极。磁体周围各处都存在磁场，图中磁体周围空间的P点存在有磁场。
物理学中引入磁感线，是为了形象直观地描述磁场分布和强弱而建立的一种物理模型，磁体周围有磁场但没有磁感线。磁感线不是真实存在的。图中过Q点的磁感线方向水平向右，Q点的磁场方向和过Q点的磁感线方向相同，是水平向右的。
【答案】D
【拓展训练题4】
1.（2021年浙江金华中考题）甲、乙为不同条形磁铁的两个磁极，弧线是部分未标方向的磁感线，如图所示。根据图中小磁针静止时的指向判断甲、乙的磁极，下列描述正确的是【 】
A．甲、乙都是N极
B．甲、乙都是S极
C．甲是N极，乙是S极
D．甲是S极，乙是N极
2.（2017年天津中考题）图中磁体两极间磁感线的画法正确的是【 】
3.（2019年山东聊城中考题）关于磁场和磁感线，以下说法错误的是【 】
A．磁体周围存在着磁感线
B．磁体之间的相互作用是通过磁场产生的
C．磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极的
D．磁场中，小磁针静止时北极所指的方向为该点磁场的方向
3.（2020年北京中考题）（多选题）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
【拓展训练题4答案】1. B 2. A 3. A 4. A B C
知识点三 地磁场
地球是一个大磁体，地球周围存在的磁场叫做地磁场。地磁体的北极在地球的南极附近，南极在地球的北极附近。指南针能够指南北，是因为受到地磁场力的作用。指南针所指的南北方向和地理的南北方向并不重合，之间所夹的角叫做磁偏角。
【例题5】（2024年广西中考题）在研究地磁场方向时，如图所示，发现司南的长柄静止时总是指向南方，则长柄相当于指南针的_______极。我国宋代学者沈括最早记述了地理的两极和地磁场的两极_______（选填“重合”或“不重合”）的现象。
【解析】地磁体的南极在地球的北极附近，北极在地球的南极附近。司南能够在水平面自由转动，静止后司南的长柄总是指向南方，由磁极间相互作用规律可知，异名磁极相互吸引，长柄相当于指南针的南极。我国宋代学者沈括最早记述了地理的两极和地磁场的两极不重合的现象，即司南所指的南北方向和地理的南北方向不重合，存在磁偏角。
【答案】南（或S） 不重合
【拓展训练题5】
1.（2024年江苏常州中考题）美国《发现》网站于2023年10月报道：“牛能感知地球磁场，吃草、休息时，其身体朝向习惯与地磁场磁感线平行（如图所示），”为求证真伪，同学们设计如下实验方案：在四周无明显差异的草地上，多次观察牛吃草、休息时的身体朝向，若报道真实，则牛的身体朝向习惯性呈现四个场景中的【 】
A．①和② B．③和④ C．①和③ D．②和④
2.（2023年长沙中考题）我国是最早用文字记载磁现象的国家之一，下列说法正确的是【 】
A．“慈（磁）石召铁，或引之也”，说明磁石没有磁性
B．罗盘周围的磁感线真实存在且可见
C．司南静止时指南北是因为受到了地磁场的作用
D．鱼形铁被磁化后制成的指南鱼只有一个磁极
3.(2018年四川绵阳中考题)指南针是我国四大发明之一,《论衡》记载:司南之杓,投之于地,其柢指南。如图所示的司南放在水平光滑的“地盘”上,静止时它的长柄指向南方。司南长柄所指方向是【 】
A.地理南极,地磁北极
B,地理南极,地磁南极
C.地理北极,地磁北极
D.地理北极,地磁南极
4.（2022年湖南娄底中考题）磁体与磁体之间会有力的作用，是因为磁体周围存在 ；绿海龟是著名的航海能手，它是利用 进行导航的。
【拓展训练题5答案】1. A 2. C 3. A 4. 磁场 地磁场
知识点四 电流的磁效应
电流周围存在着与电流方向有关的磁场，即电流周围存在着与磁体相同的作用，这种现象叫做电流的磁效应。丹麦物理学家奥斯特在1820年通过实验发现了电流周围存在磁场的现象，在世界上第一个揭示了电和磁之间的联系。
【例题6】（2023年广东中考题）如图所示，桌面上有一枚转动灵活的小磁针，静止时，小磁针 极指南。当导线与电池触接时，小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在 ；断开电路，小磁针 （选填“会”或“不会”）回到原来位置。
【解析】地磁体的北极在地球的南极附近，根据磁极间相互作用规律，异名磁极相互吸引，静止时，小磁针的S极指向地球南极，即磁针的南极指南；实验中，直导线接触电池电极通电时，看到小磁针发生偏转，是因为小磁针受到磁场力的作用，说明通电导线周围存在磁场；断开电路，电路中无电流，小磁针在地磁场作用下回到原来的位置，并且磁针静止时，南极将指向地球的南极附近，即南极指向地理南方。
【答案】S 磁场 会
【拓展训练题6】
1.（2021年江苏泰州中考题）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 ，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乙所示，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。
2.（2022年江苏徐州中考题）如图所示，先将小磁针放在水平桌面上，静止时小磁针N极指向 方。再将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，小磁针将 ，说明通电导线周围存在 。
3.（2023年江苏连云港中考题）如图所示，将一根直导线沿南北方向水平放置在静止的小磁针正上方，当接通电源时小磁针偏转，表明 。改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也随之改变，表明 。
4.（2017年浙江嘉兴中考题）如图是奥斯特实验的示意图，有关分析正确的是【 】
A.通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定
B.发生偏转的小磁针对通电导线有力的作用
C.移去小磁针后的通电导线周围不存在磁场
D.通电导线周围的磁场方向与电流方向无关
【拓展训练题6答案】1.（1）探测周围磁场（或显示通电直导线周围是否存在磁场及磁场的方向） （2）磁场 奥斯特 （3）电流方向 （4）会 2. 北 发生偏转 磁场 3.通电导体周围存在磁场 通电导体周围的磁场方向与电流方向有关 4. B
知识点五 通电螺线管的磁场
通电螺线管周围的磁场和条形磁体周围的磁场相似。通电螺线管线圈中的电流方向改变，螺线管周围的磁场方向变得和原来相反。通电螺线管两端的磁极性质和螺线管线圈中电流方向的关系可用安培定则描述。
【例题7】（2022年河南中考题）在探究通电螺线管外部磁场方向的实验中：
（1）在装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑，通电后铁屑分布无明显变化，这时需_____纸板，观察到铁屑排列成如图所示的形状。可见，通电螺线管外部磁场与 磁体的磁场相似。
（2）用小磁针探究磁场方向时，发现小磁针没有标N、S极，请写出一种判断小磁针N、S极的做法： 。
（3）对调螺线管所接电源正、负极，周围小磁针的指向也随之对调，说明通电螺线管的极性与螺线管中电流的 有关。
【解析】（1）通电螺线管与纸板间的摩擦力太大，不能自由转动，因此轻敲纸板减小铁屑与纸板间的摩擦，使铁屑在磁场力的作用下有规则地排列。由图中铁屑排列形状可知，通电螺线管外部磁场与条形磁体周围的磁场相似。
（2）将小磁针放置在光滑的水平桌面上使其能够自由转动，待其静止时，指向南方的一端为S极，指向北方的一端为 N极。
（3）对调螺线管所接电源的正、负极，周围小磁针的指向也随之对调，说明通电螺线管的磁极性质与螺线管线圈中的电流方向有关。
【答案】（1）轻敲 条形 （2）将小磁针放在光滑的水平桌面上，静止时指向南的一端为S极，另一端为N极 (或用条形磁体的N极靠近小磁针的一端，被吸引的为S极，被排斥的为N极) （3）方向
【拓展训练题7】
1.（2020年江苏淮安中考题）在“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验中：
（1）小磁针的作用： 。
（2）在螺线管外部A、B两处放置小磁针，闭合开关，发现A处小磁针发生偏转，而B处小磁针不偏转，试说明B处小磁针不偏转的可能原因： 。
（3）将电池的正负极对调，重复上述实验，是为了探究通电螺线管外部磁场的方向与 方向的关系。
（4）观察实验现象后，应立即断开开关，是为了 。
2．（2024年安徽中考题）图甲为小明同学用铜导线穿过硬纸板绕制而成的螺线管。他先在水平放置的硬纸板上均匀地撒满铁屑，然后在螺线管中通以图乙所示的电流，轻敲纸板，观察到铁屑的排列情况如图丙所示。
（1）由图丙中的铁屑排列情况可以得出：通电螺线管外部的磁场与 （选填“条形”或“蹄形”）磁体的磁场相似；
（2）若将一小磁针放置在图丙中通电螺线管右端轴线上的A处，则小磁针静止时N极的指向水平向 （选填“左”或“右”）。
3.（2023年云南中考题）某实验小组探究“通电螺线管外部磁场的特点”。
（1）将螺线管安装在一块有机玻璃板上，连入电路中。在板面上均匀地洒满铁屑，闭合开关并轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示。铁屑的分布情况与 磁体周围铁屑的分布情况相似，铁屑的作用是显示 。
（2）把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示，则通电螺线管的右端为 极。对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极所指方向如图丙所示，说明通电螺线管的极性与 的方向有关。
4.（2021年湖北宜昌中考题）通电螺线管外部的磁场是怎样分布的，我们通过以下实验来进行探究：
（1）在硬纸板上放置一个螺线管，周围均匀地撒满铁屑，给螺线管通电后，铁屑被 。轻敲纸板，观察铁屑的排列情况如图甲所示，图乙和图丙分别是蹄形磁体和条形磁体的磁场分布情况，对比分析可知通电螺线管外部的磁场分布与 磁体的相似；
（2）我们要判断通电螺线管外部的磁场方向，需要借助 ；
（3）根据前面的实验结果，把通电螺线管看成一个磁体，它的两极如图丁所示，为了进一步探究通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间有什么关系，我们下一步要做的是 ，观察 。
【拓展训练题7答案】1.（1）判断某点磁场的有无及方向 （2）小磁针N极的指向与磁场方向相同 （3）电流 （4）保护电路，防止螺线管线圈温度过高 2. 条形 左 3.（1）条形 磁场的分布情况 （2）N 电流 4.（1）磁化 条形 （2）小磁针 （3）改变电流方向 小磁针指向。
【例题8】(2024年吉林长春中考题) 在“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验中：
（1）如图所示，闭合开关，通电螺线管的右端为 极，小磁针的左端为 极。
（2）对调电源正、负极，小磁针N极指向与(1)中相反，这表明，通电螺线管外部的磁场方向与 的方向有关。
（3）在螺线管中插入一根铁棒，可使通电螺线管的磁性 ．
【解析】（1）闭合图示电路的开关，电流从螺线管的右端流入，由安培定则得，通电螺线管的右端为N极。由磁极间的相互作用规律得，异名磁极相互吸引，小磁针的左端为S极。
（2）小磁针处在通电螺线管的磁场中，静止时N极指向和所在处的磁场方向相同。对调电源正、负极，通电螺线管线圈中的电流方向改变，小磁针两磁极指向与（1）中相反，通电螺线管周围的磁场方向改变，说明通电螺线管外部的磁场方向与电流的方向有关。
（3）在螺线管中插入一根铁棒，螺线管通电后铁棒被磁化，可使通电螺线管的磁性增强。
【答案】（1）N S （2）电流 （3）增强
【拓展训练题8】
1.（2024年山东烟台中考题）螺线管是汽车启动器的一个重要部件，驾驶员转动钥匙发动汽车时，相当于给螺线管通电。如图所示，螺线管的左端为 极，小磁针的左端为 极，A为电源的 极。
2.（2024年江西中考题）如图所示，通电螺线管旁的小磁针分别静止在图示位置。请科学推断，最终决定通电螺线管极性的是【 】
A．电源正负极的接法 B．螺线管导线的环绕方向
C．小磁针静止时N极的指向 D．螺线管中电流的方向
3.（2024年四川成都中考题）图是小李同学探究“通电螺线管的磁场方向”的实验示意图。闭合开关，小磁针静止时N极的指向如图所示。下列说法正确的是【 】
A．根据小磁针指向可以判定，通电螺线管的右端为S极
B．小磁针静止时N极所指方向就是该点的磁场方向
C．将小磁针移到其他位置，N极所指方向一定不变
D．本实验可以得出：通电螺线管的磁极与电流方向无关
4.（2023年山东临沂中考题）闭合如图所示电路的开关，小磁针静止时指向如图，则【 】
A．通电螺线管的左端为N极
B．电源的左端为正极
C．电流表的左端为“+”接线柱
D．R的滑片不能置于最右端
【拓展训练题8答案】1.北（或N） 北（N） 负 2. D 3. B 4. C
【例题9】(2020年辽宁锦州中考题)如图所示，根据电磁铁通电后磁感线的方向，标出小磁针左端的磁极（用“N”或“S”表示）和电源左端的极性（用“+”或“﹣”表示）。
【解析】通电螺线管外部的磁感线从北极出来回到南极。图中电磁铁外部的磁感线回到电磁铁的右端，说明电磁铁的右端为S极，左端为N极，根据磁极间的相互作用规律可得，小磁针的左端为S极，右端为N极；利用安培定则判断，电流从电磁铁线圈的左端流入，由此可推断电源的左端为正极。
【答案】
【拓展训练题9】
1.（2024年江苏连云港中考题）如图所示，请标出通电螺线管的N、S极并用箭头画出图中磁感线的方向。
第1题图 第2题图
2．（2024年四川乐山中考题）如图所示，闭合开关S后，位于螺线管右侧的小磁针N极顺时针旋转90°。请在对应括号中标出电源的“+”、“-”极和通电螺线管左侧的极性。
3.（2024年四川内江中考题）如图，小磁针静止在通电螺线管右侧，请根据图中磁感线的方向，在螺线管左端和小磁针右端的括号内标出极性（“N”或“S”），在电源左边的括号内标出极性（“+”或“﹣”）。
第3题图 第4题图
4.（2024年山东东营中考题）闭合开关，通电螺线管附近小磁针的N极指向如图所示，请在图中括号内标出电源的“+”“-”极。
【拓展训练题9答案】
1.如图。 2.如图。
3.如图。 4.如图。
知识点六 电磁铁
电磁铁是内部带铁芯的螺线管。电磁铁利用电流的磁效应和通电螺线管内部插入铁芯后磁性大大增强的原理工作。电磁铁的磁性有无可由通断电控制，磁性强弱可由电流大小和线圈匝数多少控制，磁极性质可由线圈中的电流方向控制。
【例题10】（2022年海南中考题）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，电磁铁A的钉尖是 （选填“N”或“S”）极；将滑动变阻器的滑片P向右移动，能吸引 （选填“更多”、“不变”或“更少”）的大头针。
（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： 。
【解析】（1）图甲所示电磁铁电路中，电流从电磁铁A的上方流入、下方流出，由安培定则可知，电磁铁A的上端是N极，下端的钉尖是S极；将滑动变阻器的滑片P向右移动，变阻器接入电路的电阻变大，电路中的电流变小，电磁铁A的磁性变弱，能吸引大头针的数量更少。
（2）图乙所示电路中的电磁铁A、B串联，通过的电流大小相同，铁芯相同，B电磁铁的线圈匝数更多，吸引大头针的数量更多，电磁铁的磁性更强。由此可以得出的结论是：电流相同，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强。
（3）电磁铁的应用十分广泛，如电铃、电磁继电器、空气开关等。
【答案】（1）S 更少 （2）电流相同，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强 （3）电铃
【拓展训练题10】
1.（2020年湖南株洲中考题）如图所示，A、B两个相同的铁钉上绕有不同匝数的线圈，把它们接入电路中。
（1）闭合开关，铁钉下端都吸引了大头针，这是因为线圈通电时，铁钉具有磁性，由安培定则可知，A的上端为它 （选填“N”或“S”）极；
（2）B铁钉能吸引更多的大头针，这是因为绕在它上面的线圈匝数较多，而线圈中的电流 （选填“大于”、“等于”或“小于”）绕在A铁钉上的线圈中的电流；
（3）不改变线圈匝数，要想铁钉能吸引更多的大头针，可以将滑片P向 （选填“左”或“右”）移。
2.（2024年广西中考题）如图所示，在探究通电螺线管外部磁场分布的实验中，闭合开关后，通电螺线管的上端为______ 极，将滑动变阻器的滑片向左移，铁钉吸起大头针的数量更______ （选填“多”或“少”）。
3.（2023年河北中考题）如图所示，用甲装置探究通电螺线管外部的磁场分布，用乙装置探究电磁铁磁性强弱跟哪些因素有关。下列说法正确的是【 】
A．通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似
B．改变通电螺线管中电流方向，小磁针N极指向不变
C．匝数一定时，通入的电流越小，电磁铁的磁性越强
D．电流一定时，减少铁钉上线圈的匝数，电磁铁的磁性强弱不变
4.（2020年浙江绍兴中考题）下列有关电铃（如图）说法正确的是【 】
A．电铃的工作原理是电磁感应
B．小锤击打到铃碗时，电磁铁仍具有磁性
C．要使铃声响度大一些，可适当降低电压
D．滑动变阻器的滑片向左移动，电磁铁的磁性增强
【拓展训练题10答案】1.（1）N （2）等于 （3）左 2. N 多 3.A 4. D
知识点七 电磁继电器
电磁继电器利用电流磁效应工作，实质是用低电压、弱电流控制高电压、强电流的开关。被广泛应用于自动控制和远程控制、操作。
【例题11】（2024年四川资阳中考题）超市的智能扶手电梯很“聪明”。电梯上无乘客时，电动机转动变慢，使电梯运动变慢；电梯上有乘客时，电动机转动变快，使电梯运动变快。查阅资料后，了解到智能扶手电梯的工作原理如图所示。左边的控制电路是一个电磁继电器，其中 R 是阻值随压力变化而变化的压敏电阻(压力越大阻值越小)。右边的工作电路由一个单刀双掷开关控制。电磁继电器主要是利用__________(选填“电生磁”或“磁生电”)的原理工作。电梯上无乘客时，衔铁与接触点__________(选填“1”或“2”)接触。电梯上有乘客时，衔铁与接触点_________(选填“1”或“2”)接触，此时压敏电阻R 的阻值_______(选填“大于”、“小于”或“等于”)无乘客时的阻值。
【解析】电磁继电器的主要组成部分是电磁铁，它是利用电流磁效应工作，即利用“电生磁”工作。图示的是利用电磁继电器控制智能扶手电梯的电路。
电梯上无乘客时，R不受压力，电阻阻值大，电磁铁电路（控制电路）中电流小，电磁铁磁性弱，不能将衔铁吸住，弹簧将衔铁拉起，触点1和动触点接触，工作电路是R1和电动机M组成的串联电路，电路电阻大电流小，电动机转动慢。
电梯上有乘客时，R受压力大，电阻小，电磁铁电路中电流大，电磁铁磁性强，将衔铁吸下，触点2和动触点接触，工作电路是只有电动机M的简单电路，电路电阻小电流大，电动机转动快。
【答案】 电生磁 1 2
【拓展训练题11】
1.（2024年湖北武汉中考题） 如图所示是一种温度自动控制装置的原理 图。制作水银温度计时在玻璃管中封入一段金属丝，“电源1”的两极分别与水银和金属丝相连。
（1）闭合开关S后，当温度达到______℃时，发热电阻就停止加热；
（2）当电磁铁中有电流通过时，若它的左端为N极，则“电源1”的______端为正极；
（3）为增强电磁铁的磁性，下列措施一定可行的是______（填序号）。
①增大“电源1”的电压 ②减小“电源2”的电压
③减少电磁铁线圈匝数 ④改变电磁铁中电流方向
2.（2024年河南中考题）（多选题）如图是小明为某仓库设计的温度报警电路。R1为热敏电阻，其阻值随温度的变化而变化；R2为可调电阻。温度正常时指示灯L发光，当温度升高到报警温度时，指示灯熄灭，蜂鸣器报警。下列判断正确的是【 】
A．R1的阻值随温度的升高而增大
B．温度升高过程中，电磁铁磁性增强
C．若要调低报警温度，可将R2的阻值调大
D．若控制电路电源电压降低，报警温度将升高
3.（2023年浙江绍兴中考题）如图为市场上在售的某款鸡蛋孵化器,鸡蛋的孵化需要适宜的湿度和温度。某项目化小组设计了一个自动控制电路(图甲)。控制电路电源电压U为9伏,定值电阻R0的阻值为30欧,R1为湿敏电阻,其阻值随湿度的变化情况如图乙所示。当线圈中的电流为0.18安时,衔铁被吸合；当线圈中的电流为0.15安时,衔铁释放。(线圈电阻不计)
（1）由图乙可知,湿敏电阻的阻值随湿度增大而______（选填“增大”、“不变”或“减小”）。
（2）按控湿电路的工作要求,加湿器应接在工作电路的______(选填“AB”或“CD”)之间。
（3）通过计算说明该控湿电路的湿度变化范围为_____________。
（4）如果要适当提高控湿电路的最大湿度值,下列措施中可行的有【 】
A.换用阻值更大的R0 B.适当提高电源电压U C.减少该电磁铁线圈匝数
4.（2023年江苏苏州中考题）寒冬，为给小鸡仔提供温暖的环境，小明制作了恒温箱系统，原理如图。控制电路由电磁继电器、滑动变阻器R1、热敏电阻R2（安装在恒温箱内，阻值随温度升高而显著减小）、低压电源等组成。加热电路由电源、电热丝R3和R4等组成。调好R1阻值，闭合开关S1、S2，箱内温度升高到设定值后即在小范围内波动，且降温阶段降温比较平缓。
（1）通电线圈上端是 极，温度升高时，电磁铁磁性 ；
（2）R3阻值 （选填“大于”或“小于”）R4阻值；
（3）将R1的阻值稍微调小一些，恒温箱控制的温度将 。
【拓展训练题11答案】1.（1）90 （2）右 （3）① 2. B D 3.（1）减小 （2）AB （3）40%～60% （4）A C 4.（1）N 增强 （2）小于 （3）降低
【例题12】（2024年福建中考题）小闽为学校的陶器烧制炉加装一个自制的可控制温度的装置，其简化的工作电路图如图。R1、R2是炉内加热电阻，R1阻值为44Ω，R是变阻器，R0是电磁铁线圈电阻。温差电源的热点探头放在炉内，冷点探头放在20℃的恒温箱中。烧制炉接入220V的电路中，闭合开关S1、S2，衔铁与触点A接触，烧制炉处于加热状态；当电磁铁线圈中的电流达到0.01A时，衔铁被吸下与触点B接触，烧制炉进入保温状态，保温功率为200W.测试时，第一次调节R的阻值为1Ω，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉内温度t为400℃；第二次调节R的阻值为4Ω，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉内温度t为1000℃.求：
（1）烧制炉处于加热状态时，通过R1的电流。
（2）烧制炉处于保温状态时，R2的阻值。
（3）温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比，为便于设置烧制炉的保温温度t，写出R与t关系的表达式。
【解析】在图示装置中，通过调节电磁铁控制电路中变阻器R的阻值，调节电磁铁中的电流和电磁铁的磁性强弱，从而控制烧制炉的工作状态。
【答案】（1）烧制炉处于加热状态时，加热电路中只有R1工作，通过R1的电流
（2）烧制炉处于保温状态时，工作电路中R1与R2串联，根据可知，
工作电路的总电阻
由串联电路中电阻的特点得，R2的阻值
（3）温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比，即，
根据欧姆定律得，温差电源提供的电压U温差=IR总=I（R+R0），则有，
冷点探头温度t0=20℃，保温时电磁铁线圈的电流I=0.01A
第一次测试：变阻器电阻R＇=1Ω，炉内温度t1=400℃，则有
第二次测试：变阻器电阻R＇＇=4Ω，炉内温度t2=1000℃，则有
代入数据解得，电磁铁线圈电阻R0=0.9Ω，
温差电源提供的电压与两探头间的温度差的比值 ，
R与t关系的表达式为R=(5×10-3Ω/℃)×t-1Ω
【拓展训练题12】
1.（2024年山西中考题）海鲜保存常要求温度低于-18℃。小明为海鲜市场的冷库设计了温度自动报警器，其原理如图甲所示。控制电路和工作电路的电源电压均为3V保持不变，电磁铁线圈电阻忽略不计，乙图为热敏电阻R随温度变化的图像。冷库温度等于或高于-18℃时，工作电路报警。下列说法正确的是【 】
A．冷库温度升高时，热敏电阻R的阻值变大
B．工作电路报警时，衔铁被吸下，灯亮铃不响
C．冷库温度为-18℃时，控制电路中电流为0.03A
D．冷库温度降低时，控制电路消耗的电功率变大
2.（2021年山东潍坊中考题）（多选题）某电热水器的工作原理如图甲所示，用电磁继电器控制加热和保温状态的转换。R1、R2为电热丝，且R2＝3R1，R3为滑动变阻器，R0为热敏电阻（置于电热水器内），R0阻值随温度的变化规律如图乙所示。电源E的电压为6V，当R0中的电流I≥15mA时，衔铁被吸下，电磁继电器线圈电阻不计，下列说法正确的是【 】
A．热水器的加热功率是保温功率的4倍
B．S1闭合，当衔铁吸下后，热水器处于加热状态
C．当热水温度设置为55℃时，R3连入电路的阻值为250Ω
D．若提高热水设置温度，应向左移动R3滑片
3.（2021年河南中考题）小聪利用光敏电阻为社区设计了一种自动草坪灯，其工作原理如图所示。工作电路中有两盏规格均为“220V 44W”的灯泡L，天暗时灯自动发光，天亮时灯自动熄灭。控制电路中电源电压U恒为6V，定值电阻R0为200Ω.在一定范围内，光敏电阻R的阻值与光照强度E（光照强度E的单位为lx，光越强光照强度越大）之间存在一定关系，部分数据如表所示。电磁铁的线圈电阻忽略不计，当天色渐暗，通过线圈的电流为0.02A时，恰好启动工作电路的照明系统。试问：
光照强度E/lx 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
光敏电阻R/Ω 120 60 40 30 24
（1）随着光照强度减小，光敏电阻R的阻值 （选填“增大”或“减小”），电磁铁的磁性 （选填“增强”或“减弱”），当光照强度减小到一定值时，衔铁会被 （选填“吸下”或“释放”），照明系统启动。
（2）两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流是多少？
（3）照明系统恰好启动时，光敏电阻R的阻值为多少？此时光照强度为多少？
4.（2022年江苏连云港中考题）在一次综合实践活动中，小明制作了一个简单的保温箱，其工作原理如图所示。热敏电阻R、定值电阻R0和电磁继电器组成保温箱的控制电路。热敏电阻R的阻值随温度的升高而减小，当箱内温度达到100℃时，电磁铁吸合衔铁，使触点A脱开触点B改与触点C接触，当箱内温度低于50℃时电磁铁松开衔铁，触点A再次与触点B接触。当触点A先后与触点B、C接触时，电流表的示数分别为5A和1A.求：
（1）电阻R1和R2的阻值；
（2）保温箱加热时工作电路的功率；
（3）保温箱保温10min工作电路消耗的电能。
【拓展训练题12答案】1. C 2. A C 3.（1）增大 减弱 释放 （2）
（2）由P＝UI得，每盏灯泡正常发光时通过的电流：IL＝＝＝0.2A，
并联电路中干路电流等于各支路电流之和，两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流
I总＝2IL＝2×0.2A＝0.4A
（3）由表格数据可知，光照强度E和光敏电阻R的阻值的关系为RE＝120Ω×1.0lx不变，
照明系统恰好启动时，控制电路的电流I＝0.02A，
由I＝得，控制电路的总电阻：R总＝＝＝300Ω，
串联电路中总电阻等于各分电阻之和，光敏电阻R的阻值：R＝R总﹣R0＝300Ω﹣200Ω＝100Ω，
此时光照强度：E＝＝1.2lx
4.（1）当触点A、B接触时，R2被短路，只有R1连接在电路中，保温箱处于加热状态，I加＝5A，
由欧姆定律得，R1＝＝＝44Ω，
当触点A、C接触时，R1与R2串联在电路中，此时保温箱处于保温状态，I保＝1A，
由欧姆定律得，电路总电阻R总＝＝＝220Ω，
由串联电路中的电阻规律得，R2＝R总﹣R1＝220Ω﹣44Ω＝176Ω，
（2）保温箱加热时工作电路的功率：P＝UI加＝220V×5A＝1100W；
（3）保温箱保温10min工作电路消耗的电能：W＝UI保t＝220V×1A×10×60s＝1.32×105J
知识点八 磁场对通电导体的作用
通电导体在磁场中受到力的作用，受力运动的方向跟电流方向和磁场方向有关。磁场方向一定，电流方向改变，通电导体受力方向和原来相反；电流方向不变，磁场方向变得和原来相反，通电导体受力方向和原来相反。通电导体在磁场中受力运动过程中，消耗的电能转化为机械能。
电动机、扬声器都是利用通电导体在磁场中受力运动的现象制作和工作的。
【例题13】（2019年广东中考题）如图所示，闭合开关，静止的导体棒ab在轨道上向右运动，说明了通电导体在磁场中受到________的作用，若只将电源的正、负极对调，则导体棒ab将向______（选填“”左”或“右”）运动。若只将蹄形磁铁的N、S极对调，则导体棒ab将向______运动（选填“左”或“右”）。
【解析】图示实验电路中，闭合开关，静止的导体棒ab在轨道上向右运动，说明通电导体在磁场中受到力的作用。若只将电源的正、负极对调，改变了导体中的电流方向，则导体棒ab的受力运动方向改变，所以导体棒ab将向左运动。若只将蹄形磁铁的N、S极对调，改变了导体棒所在处的磁场方向，则导体棒ab的受力运动方向改变，所以导体ab棒将向左运动。
【答案】力 左 左
【拓展训练题13】
1.（2019年四川绵阳中考题）用如图所示的装置探究通电导线在磁场中的受力情况。接通电源，发现导体ab向右运动；把电源正负极对调后接入电路，发现导体ab向左运动。这个实验事实说明通电导线在磁场中受力【 】
A．方向与电流方向有关 B．方向与磁感线方向有关
C．大小与电流大小有关 D．大小与磁场强弱有关
2.(2019年山东东营中考题)如图所示，研究磁场对通电导线作用的实验装置，当闭合开关，电流由a至b通过导线ab时，导线ab向左运动，下列说法正确的是【 】
A．只改变电流方向时，导线ab向右运动，机械能转化为电能
B．只改变磁场方向时，导线ab向左运动，电能转化为机械能
C．电流方向和磁场方向同时改变时，导线ab向左运动，电能转化为机械能
D．电流方向和磁场方向同时改变时，导线ab向右运动，机械能转化为电能
3.（2022年江苏徐州中考题）如图所示，线圈通电后，受磁场力作用将开始顺时针旋转。如果线圈是固定的，磁体可以绕线圈旋转，则线圈通电后，磁体将【 】
A．开始顺时针旋转
B．开始逆时针旋转
C．保持静止
D．以上三种情况都有可能
4.（2022年江苏无锡中考题）如图所示的实验中，闭合开关，观察到铝棒向左运动，实验现象说明磁场对 有力的作用，利用这一原理可以制成 机；断开开关，对调电源正、负两极，重新接入电路，再次闭合开关，观察到铝棒向 运动。
【拓展训练题13答案】1. A 2. C 3. B 4. 通电导体 电动 右
【例题14】（2023年安徽中考题）图示为某电动机的原理图，EF、PQ为螺线管，abcd为电动机的线圈，OO′为转轴。闭合开关，从O点沿转轴观察，线圈顺时针转动，则【 】
A．螺线管F端为N极，P端为N极
B．螺线管F端为S极，P端为S极
C．若将电源的正负极对调，从O点沿转轴观察，线圈仍顺时针转动 D．若将电源的正负极对调，从O点沿转轴观察，线圈将逆时针转动
【解析】图中电流从螺线管EF、PQ的左端流入、右端流出，据安培定则可知，通电螺线管EF 的E端为N极、F端为S极，通电螺线管PQ的P端为N极、Q端为S极；
闭合开关后，图中线圈中电流方向沿abcd，线圈所在处磁场方向水平向左，从O点沿转轴观察，线圈顺时针转动；若只将电源的正负极对调，则线圈中电流的方向发生改变，两个螺线管中的电流方向也发生了改变，线圈所在空间的磁场方向变得和原来相反，线圈受到的磁场力方向不变，线圈转动方向会与原来的转动方向相同，即顺时针转动。
【答案】C
【拓展训练题14】
1.(2024年广东中考题)将自制的电动机接入电路，如图所示，其中支架A 是 (选填“导体”或“绝缘体”)。闭合开关，线圈开始转动，磁场对线圈 (选填“有”或“无”)作用力。仅调换磁体的磁极，线圈转动方向与原转动方向 。
2.（2024年广西中考题）（多选题）如图，兴趣小组制作了一个电动机，给线圈通电，轻轻一推，线圈就会持续转动。下列关于电动机的说法正确的有【 】
A．电动机主要由磁体和线圈组成
B．电动机主要把动能转化为电能
C．对调电源正、负极可以改变线圈的转动方向
D．电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻无关
3.（2023年四川广元中考题）电流表是电学实验中的重要仪器，如图所示是电流表的内部结构简图，将线圈置于两磁极之间，线圈上固定有一指针，有电流通过线圈时，线圈会带动指针一起偏转，线圈中电流越大，指针偏转角度越大。则电流表的工作原理与下列说法相符的是【 】
A．通电线圈在磁场中受到了力的作用
B．同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引
C．与发电机工作原理相同
D．电流表工作过程中，机械能转化为电能
4.（2022年湖北宜昌中考题）如图在扬声器的线圈两端连接干电池，扬声器 持续发声，线圈 持续受到磁场的作用力。（均选填“会”或“不会”）
5.（2023年甘肃兰州中考题）如图甲所示是我国自主设计建造的首艘弹射型航空母舰——福建舰，配备了全球领先的电磁弹射装置。如图乙所示，电磁弹射装置的弹射车与战斗机前轮连接，并处于强磁场中。当弹射车内的导体通以强大电流时，战斗机就会受到强大的推力而向前弹射飞出。电磁弹射装置的工作原理是 （选填“电磁感应”或“磁场对通电导体的作用力”）。
【拓展训练题14答案】1.导体 有 相反 2. A C 3. A 4. 不会 会 5.磁场对通电导体的作用力
知识点九 电磁感应
闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中产生电流的现象叫做电磁感应。产生的电流叫做感应电流。在这个现象中，机械能转化为电能。感应电流的方向跟磁场方向和导体切割磁感线的方向都有关系。
发电机、动圈式话筒都是利用电磁感应原理制作和工作的。
实验次数 导体ab在磁场中的运动情况 灵敏电流计指针偏转情况
1 静止 不偏转
2 上下运动 不偏转
3 左右运动 偏转
【例题15】(2024年陕西中考题)如图，是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。
（1）闭合开关后，观察各种情况下灵敏电流计指针偏转情况，将实验现象记录在表格中。分析实验现象可知：闭合电路中的一部分导体在磁场中做________运动时，电路中会产生感应电流。产生感应电流时，导体ab相当于电路中的________（填电路元件名称）；
（2）若要探究感应电流方向与磁场方向的关系，应保持导体ab运动方向不变，将________对调，观察灵敏电流计指针偏转情况。
（3）下列物品中，应用该实验结论工作的是________（填选项字母）。
A.电风扇 B.手摇发电手电筒
【解析】（1）对比分析表格中记录的三次实验的实验现象可知：闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流。产生感应电流时，导体ab相当于电路中的电源。
（2）若要探究感应电流方向与磁场方向的关系，应保持导体ab切割磁感线的运动方向不变，改变磁场的方向，故将磁体的磁极对调，观察灵敏电流计指针偏转情况。
（3）闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，叫电磁感应现象，应用该实验结论工作的是手摇发电手电筒。
【答案】（1）切割磁感线 电源 （2）磁体的磁极 （3）B
【拓展训练题15】
1.（2021年广西柳州中考题）小夕用如图甲的装置探究电磁感应现象。
（1）他上下移动单根导线时，观察到灵敏电流计的指针 ；左右移动该导线时，观察到灵敏电流计的指针 。
（2）他通过这个实验现象得出初步结论：闭合电路的一部分导体在磁场里 磁感线的运动时，导体中就会产生电流。
（3）为了进一步验证这个结论，他又用如图乙的装置进行实验，发现将条形磁铁向下插入线圈时，灵敏电流计的指针 ；保持条形磁铁在线圈中不动，向上提起线圈时，灵敏电流计的指针 ，结果符合上述实验结论。
2.(2023年湖北鄂州中考题)物理小组的同学们利用如图所示的实验装置，探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
（1）磁铁不动，闭合开关，导体棒沿 （选填“上下”、“左右”或“前后”）方向运动时，灵敏电流计指针会发生偏转；
（2）断开开关，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，灵敏电流计指针都不发生偏转。由此得出结论： 电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就产生感应电流；
（3）该实验在探究过程中，是将 能转化成电能，生活中的 （选填“电动机”或“发电机”）是根据这一原理制成的。
3.(2022年河北中考题)如图是小明做“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。
（1）实验时，小明通过观察 来判断电路中是否产生感应电流。
（2）小明进行了如图乙所示的5次操作，其中能产生感应电流的是 （选填所有符合要求的操作序号）。
（3）完成实验后，小明认为实验现象不太明显，请你提出一条改进措施： 。
（4）利用“磁生电”工作的装置有 （选填“电铃”、“扬声器”、“动圈式话筒”或“电磁起重机”）。
4. (2024年新疆中考题)如图所示，用蹄形磁体、导体棒AB、电流表等实验器材探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
（1）请用笔画线代替导线完成实物图连接；
（2）当导体棒AB沿______（选填“上下”或“左右”）方向运动时，电流表指针发生偏转。通过多次实验可得：当闭合电路的部分导体在磁场中做______运动时，电路中就产生感应电流；
（3）当导体棒AB向右运动时，导体棒______（选填“受到”或“不受”）磁场对它的力的作用。
【拓展训练题15答案】1.（1）不偏转 偏转 （2）切割 （3）偏转 偏转 2.（1）左右 （2）闭合 （3）机械 发电机 3..（1）灵敏电流计的指针是否偏转 （2）①③④ （3）换一个磁性更强的磁体 （4）动圈式话筒 4.（1） （2）左右 切割磁感线 （3）受到
【例题16】(2023年湖北宜昌中考题)如图甲把一台手摇发电机跟小灯泡连接起来，使线圈在磁场中转动，可以看到小灯泡会发光。下列说法正确的是【 】
A．发电机是利用电流的磁效应来工作的
B．发电机将电能转化为了机械能
C．线圈转得越快，小灯泡越亮
D．如果将小灯泡换成如图乙的电流表，指针一直偏向右边
【解析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中会产生感应电流，这是电磁感应现象，发电机是利用电磁感应的原理工作的，发电机工作过程中，将机械能（动能）转化为电能；
发电机的线圈（转子）转得越快，导体切割磁感线的速度越快，产生的的感应电流越大，灯泡亮度越亮；发电机的线圈在磁场中转动，产生的是交变电流，感应电流的方向随时间是不断变化的，将小灯泡换成如图乙的电流表，电流表的指针将左右摆动。
【答案】C
【拓展训练题16】
1.(2024年安徽中考题)如图所示为动圈式话筒的简化示意图，磁铁固定在适当位置，线圈与膜片相通，声波可使膜片左右振动从而带动线圈振动，线圈中就产生电流，实现声信号到电信号的转变。其工作原理是【 】
A. 磁场对通电导线的作用
B. 电流的热效应
C. 电流的磁效应
D. 电磁感应
2.(2024年贵州中考题)如图所示是银行卡信息读卡器，将银行卡的磁条在读卡器的刷卡槽内快速刷过时，相当于磁体穿过闭合金属线圈，产生了____________，经读卡器处理，就能识别卡片信息。
3.(2024年甘肃中考题)兰州马拉松已成为兰州的一张名片。比赛计时采用感应芯片，运动员佩戴感应芯片通过起点和终点磁场地带时，芯片里的线圈就会产生电流，激发芯片发送编码信息，系统自动获取信息并计时。下列器件中与此工作原理相同的是【 】
A. 发电机 B. 电磁继电器 C. 电风扇 D. 电铃
4.(2020年湖南湘潭中考题)新型智能手机无线充电技术应用了电磁感应原理，当交变电流通过充电底座中的线圈时，线圈产生磁场，带有金属线圈的智能手机靠近该磁场（如图）就能产生电流，通过“磁生电”来实现充电。下列设备也是利用“磁生电”原理工作的是【 】
A．电烙铁 B．电动机
C．发电机 D．电磁起重机
【拓展训练题16答案】 1. D 2. 感应电流 3. A 4. C
【例题17】（2024年四川泸州中考题）如图所示，ab、cd两根光滑平行金属导轨固定在同一水平面内，处于蹄形磁铁磁场中的金属杆pq放在导轨上，在外力作用下沿导轨运动。若ad之间断开，则电路中 （选填“有”或“无”）感应电流；若ad之间接入电流计，pq杆向右运动时，指针向右偏，pq杆向左运动时，指针将向 偏；若ad之间安装一个直流电源，pq杆通电后由静止开始沿导轨向右运动，同时交换电源的正负极和磁铁的南北极，pq杆通电后由静止开始沿导轨向 运动。
【解析】由图知道，若ad之间断开，则由ab、cd和pq杆构成的电路是不闭合的，尽管pq在磁场中切割磁感线两端产生感应电压，但电路是断开的，电路中没有感应电流产生。
电磁感应现象中，感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线运动方向有关。在接入电流计的闭合电路中，pq杆向右做切割磁感线运动时，电流计指针向右偏；磁场方向不变的情况下，pq杆向左做切割磁感线运动时， 产生的感应电流方向发生变化，电流计指针将向左偏。
磁场对通电导体会产生力的作用，通电导体在磁场中受力运动方向与电流方向和磁场方向有关，电流方向或磁场方向发生变化，通电导体受力运动方向会随着发生变化；电流方向、磁场方向同时变得和原来相反，则通电导体受力运动方向不变。图示装置中，同时交换电源的正负极和磁铁的南北极，通电导体pq在磁场中受力运动方向不变，pq杆仍燃沿导轨向右运动。
【答案】 无 左 右
【拓展训练题17】
1.（2024年江苏苏州中考题）如图所示，在a、b两端接入电源或电流表组成不同装置，以下正确的是【 】
A. 接电源，和发电机的原理相同
B. 接电流表，和电动机的原理相同
C. 接电源，可将电能转化为机械能
D. 接电流表，移动直导线电流表指针一定偏转
2.（2024年甘肃兰州中考题）科技创新活动中，小雅的作品“隔板推物”引起了同学们的极大兴趣，其原理如图甲所示，a、b两个导体棒分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，两导体棒通过导线相连，构成了一个闭合回路，用手推动导体棒a左右摆动时，导体棒b会随之摆动，下列关于这一现象的说法中不正确的是【 】
A．导体棒a左右摆动时，闭合回路中能够产生感应电流
B．导体棒a左右摆动时，实现了电能向机械能的转化
C．导体棒b随之摆动的原理与图乙所示装置的原理相同
D．用手推动导体棒b左右摆动时，导体棒a也会随之摆动
3.（2020年四川成都中考题）小罗把两个玩具电机用导线连接在一起（如图），用力快速拨动甲电机的转叶，发现乙电机的转叶也缓慢转动起来。对这个现象分析正确的是【 】
A．“甲电机”将电能转化为机械能
B．“乙电机”将机械能转化为电能
C．“甲电机”依据电磁感应来工作
D．两电机的工作原理是相同的
4.（2019年湖北宜昌中考题）如图所示为玩具小风扇里的小直流电动机。
（1）小明同学将电池接到该直流电动机两端，看到电动机转动起来，电动机的工作原理是 ；小明将电池反向接到电动机两端，看到电动机 （选填“原方向旋转”、“不转动”或“反向旋转”）。
（2）学习了电磁感应知识后，小明同学想到：“直流电动机线圈转动时也切割了磁感线，那么线圈中是否也会产生感应电流呢？”于是小明将一个小灯泡连在直流电动机两端，用手搓动转轴，发现小灯并未发光。小红同学认为，这说明直流电动机不会产生感应电流。你是否同意小红的看法： ；若小明要继续研究，应该使用什么仪器比较妥当： 。
【拓展训练题17答案】1. C 2. B 3. C 4.（1）通电线圈在磁场中受到力转动 反向旋转 （2）不同意 灵敏电流表
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