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第九讲 电与磁
【中考透视】
新课改以来，各地中考题中对电与磁的考查有所增加.特别是与其他章节的联系，易出综合性的考查题，本章主要围绕磁极间相互作用规律、奥斯特实验、安培定则、电磁铁、电磁继电器、电磁感应现象、发电机原理的有关知识命题.对本章单独考查，一是考查对磁性物体的判断、磁感线的画法、电磁铁的作用等， 二是对探究实验的考查，题型以选择题、作图题为主，在每年的中考试题中本章内容约占总分的2％～3％.
【知识网络图示】
【名师解读】
一、知识性专题
专题1 安培定则的应用
例1 通电螺线管上方的小磁针静止时的指向如图9-148所示，a端电源的 极，c端是通电螺线管的 极.
分析 由图可知，小磁针右端为N极，可以判断通电螺线管外部磁感由左向右，所以通电螺线管c端为N极；由安培定则知，通电螺线管中电流在前面线圈中应向上流动，根据电流的方向可确定电源左侧为负极，右侧为正极.
答案：负 N
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例2 在图9-149中根据静止小磁针的指向，标出通电螺线管的N，S极，磁感线方向及电源正、负极.
分析 由小磁针静止时的指向判断出通电螺线管的左端为S极，右端为N极，再根据通电螺线管的极性及安培定则判断出电源的右端为正极，左端为负极，在磁体的外部磁感线是从磁体的N极出来，回到磁体的S极.
答案：如图9-150所示.
例3 如图9-151所示，两个螺线管通电后互相排斥，而且电流表的连接正确，请在图中画出螺线管B的绕法，并标出螺线管A的N极.
分析 根据电流表的连接可知，电源右侧为正极，左侧为负极.根据安培定则判断螺线管A的右端是S极，由于两个螺线管通电后互相排斥，螺线管B的左端为S极，右端为N极.再次用安培定则，用右手握住螺线管，大拇指指指向右端，线圈中的电流从螺线管背后上去，从前面下来.
答案：如图9-152所示.
专题2 电磁铁及其应用
例4 小张同学在做“制作、研究电磁铁”的实验时，猜想电磁铁的磁性强弱应该与电流大小有关，还与线圈的匝数有关.为此他用铁钉和漆包线绕制成匝数不同的甲、乙两个简易电磁铁，并找来了相关的实验器材，如图9-153所示，请你将图中的器材连成一个电路，使该电路既能用来做探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数多少有关的实验，又能用来做探究电磁铁磁性强弱与线圈中电流大小有关的实验.
（1）研究电磁铁磁性强弱跟线圈匝数的关系时，闭合开关S后，通过观察比较 得出结论.
（2）在（1）的基础上，再研究电磁铁磁性强弱跟线圈中电流的关系时，只需移动变阻器的滑片，通过观察比较 得出结论.
（3）实验中小张采用的研究方法是 .
分析 要探究磁性强弱与匝数多少和电流大小的关系，可以将所有器材（除了小铁钉）串联.电磁铁磁性的强弱我们看不到，但可以通过它吸引小铁钉的数目来判断；研究磁性强弱跟线圈中电流的关系时，只需选择其中一个电磁铁为研究对象，观察电流大小变化前后，吸引小铁钉数目有无变化；这种研究方法就及初中物理中常用的控制变量法.
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答案：电路图如图9-154所示. （1）甲、乙铁钉下面吸引的小铁钉数目 （2）移动滑片前后甲（乙）铁钉下面吸引的小铁钉数目 （3）控制变量法
例5 如图9-155所示是一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计里封入电极ab，当温度没达到时，绿灯G亮，电铃不响，红灯R灭，当温度达到后，绿灯G灭，电铃响，红灯R亮，试在图中完成接线.
分析 在电磁继电器应用过程中分为低压控制电路和高压工作电路，由于电磁继电器起到开关的作用，必须接在低压控制电路中.
答案：如图9-156所示.
例6 如图9-157所示，螺线管磁性的无可以由 的有无来控制，其极性与螺线管中的 方向有关；若将甲和乙两螺线管串联在电路中， 的磁性更强（填 “甲”或“乙”）
分析 通电螺线管相当于一个条形磁体，其磁极在两端，原理是电流的磁效应，可用安培定则来判定磁极，通电时有磁性，断电时失去磁性，磁性的强弱与电流的大小和线圈的匝数有关，在电流相同时，匝数越多，磁性越强，
答案：电流 电流 乙
专题3 关于电动机和发电机的原理及能量转化
例7 如图9-158所示的四种设备，有一个的工作原理与其他三个明显不同，这个设备是
（ ）
分析 手摇发电机是利用电磁感应现象制成的，扬声器、电铃、水位自动报警器都是利用电磁铁工作的.故选A.
例8 如图9-159所示的四幅实验装置图中，能反映发电机原理的是 （ ）
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分析 发电机的原理是电磁感应现象，是将机械能转化为电能，A是探究电磁铁的磁性与线圈匝数的关系；B是探究磁场对电流的作用；C是探究电生磁现象.故选D.
二、规律方法专题
专题4 判断物体是否具有磁性的方法
【专题解读】（1）根据磁体的吸铁性判断：将被测物体靠近铁质物体（如铁屑），若能够吸引铁质物体，说明该物体具有磁性，否则便没有磁性.
（2）根据磁体的指向性判断：将被测物体用细线吊起，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.
（3）根据磁极间的相互作用规律判断：将被侧物体的一端分别靠近静止小磁针的两极，若发现有一端发生排斥现象，说明该物体具有磁性；若与小磁针的两极均表现为相互吸引，则说明该物体没有磁性.
（4）根据磁极间的磁性最强判断：若A，B两个外形完全相同的钢棒，已知一个有磁性，另一个没有磁性，区分它们的方法是：将A的一端从B的左湍向右滑动，若在滑动过程中发现吸引力的大小不变，则说明A有磁性；若发现吸引力由大变小再变大，则说明B有磁性.
例9 某兴趣小组在研究扬声器结构时，发现扬声器中有一个环形磁体，他们不知道环形磁体的磁极分布情况，于是几位同学提出了以下三种猜想：
猜想1：磁极呈横向分布（如图9-160甲所示，左侧为N极，右侧为S极）.
猜想2：磁极呈轴向分布（如图9-160乙所示，上面为N极，下面为S极）.
猜想3：磁极呈上中下分布（如图9-160丙所示，上下两面为N极，中部为S极）.
（1）根据所学知识，他们经过讨论，断定猜想3是错误的.你认为他们判断的依据是 .
（2）为了验证其他猜想，他们用细线将环形磁体水平悬挂起来（如图丁所示），结果观察到磁体在任意位置都能保持静止.这说明猜想 是错误的.
（3）请设计一个简单实验，验证剩下的一个猜想是否正确，简述你的实验方案.
主要器材： ；简要做法： ；如何判断： .
分析 每一个磁体都有两个磁极，且是成对出现，所以猜想3是不合理的；磁体具有指向性，悬吊自由转动的磁体后，磁体在地磁场的作用下，总是一端指南，一端指北，则指示南北的磁体两端为磁体的两磁极，若静止时可在任意位置静止，则说明猜想1是错误的.
答案：（1）一个磁体只可能有两个磁极 （2）1 （3）小磁针
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将小磁针置于环形磁体周围不同处多次 观察小磁针稳定后两极的指向情况，从而判断出环形磁体磁极的位置
三、思想方法专题
专题5 控制变量法
【专题解读】物理学中对于多因素的问题，常常采用控制因素的办法，把多因素的问题变成多个单因素的问题，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法.
例10 小李同学为了探究电磁铁的磁性强弱跟什么因素有关，分别将线圈匝数为60匝和120匝，且外形相同的电磁铁接入如图9-161所示的电路中.闭合开关S后，用电磁铁吸引大头针，并移动滑动变阻器的滑片P，重复上述实验，记录了如下表所示的数据.
（1）分析1，2，3次实验记录，会发现： 相同时， 磁性越强.
（2）分析第 次实验记录，会发现：电流相同时， ，磁性越强.
（3）探究问题的方法通常有控制变量法、等交效代替法、类比法、建模法等，本探究所用的主要方法是 .
60匝的电磁铁
120匝的电磁铁
实验次数
1
2
3
4
5
6
电流表示数/A
0.6
0.8
1.0
0.6
0.8
1.0
吸引大头针的最大数目/枚
8
10
12
16
20
24
分析 （1）第1，2，3次实验使用的电磁铁线圈匝数相同，但后一次总比前一次的电流增大0.2A，使得电磁铁吸引的大头针数目每次增加2枚，这意味着电流增大，磁性增强.
（2）电流相同的实验次数分别是第1次与第4次、第2次与第5次、第3次与第6次，但第4，5，6次实验所使用的电磁铁线圈的匝数是120匝，为1，2，3次实验使用的电磁铁线圈匝数的2倍，使得对应的大头针数目后者为前者的2倍，这意味着电磁铁线圈匝数越多，磁性越强.
（3）电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数两个因素都有关，实验每次控制着其中一个因素相同，通过观察另一个因素的改变对磁性强弱的影响来得出有关结论.
答案：（1）线圈匝数 电流越大 （2）1与4或2与5或3与6 线圈的匝数越多 （3）控制变量法
【解题策略】在运用控制变量法分析实验数据时，一定要明确哪些因素是相同的，哪些因素是不同的，从而进行比较得出结论.
【沙场点兵】
一、选择题
1.英国物理学家法拉第发现了 （ ）
A.电流热效应 B.电磁感应现象
C.电流周围存在磁场 D.通电导体在磁场中受到力的作用
2.关于磁场和磁感线，下列说法中不正确的是 （ ）
A.磁体周围存在着磁场
B.磁感线可以形象地描述磁场
C.磁感线只分布在磁体外，不分布在磁体内
D.磁体周围的磁感线都是从磁体的北极出来，回到磁体的南极
3.用一根金属棒的一端分别靠近磁针的北极和南极时，都相互吸引，则此金属棒 （ ）
A.一定是磁铁棒 B.一定是铁棒
C.一定是铜棒 D.一定是铁、钴、镍类物质做成的棒
4.下列说法错误的是 （ ）
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A.通电导线周围有磁场
B.通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场相似
C.其他条件相同时，电流越大，电磁铁的磁性越强
D.一根导体在磁场中运动，一定能产生感应电流
5.关于地磁场的概念，下列说法中正确的是 （ ）
A.地球本身是一个巨大的磁体
B.地磁场的南极在地理的南极附近
C.地磁场的南北极和地理的南北极完全重合
D.地磁场的南北极与地理子午线有一夹角叫磁偏角
6.甲、乙两个线圈套在一根绝缘棒上，能够自由滑动.如图9-162所示的连接电路，当开关S闭合时，两个线圈将 （ ）
A.向中间靠拢
B.向左右分开
C.静止不动
D.先左右分开，然后又向中间靠拢
7.要改变通电导体在磁场里受力的方向，下列可供选用的方法是 （ ）
A.改变通电导体两端的电压的大小 B.改变通电导体电阻的大小
C.只改变电流的方向 D.只改变磁感线的方向
8.如图9-163所示的四幅图中，反映发电机工作原理的是 （ ）
9.以下的用电器中，属于利用“通电导线在磁场中受磁场力的作用”原理工作的是（ ）
A.电炉 B.白炽灯 C.电热毯 D.电风扇
10.如图9-164所示是动圈式话筒的构造示意图，动圈式话筒在工作时主要利用了 （ ）
A.电磁铁原理
B.电流周围存在磁场
C.电磁感应原理
D.磁场对通电导体的作用力
二、填空题
11.在磁场中的某一点，小磁针静止时其 极所指方向就是该点的磁场方向.
12.人类最先认识的磁体是天然的 ，叫天然磁体，磁体间的相互作用是通过
发生的.
13.通电螺线管的上方放一个可以自由转动的小磁针，小磁针静止时的方向如图9-165所示，则通电螺线管的d端为 极，电源的b端为 极.
14.影响通电螺线管磁性强弱的因素是电流的大小、 ，还跟是否插入铁芯有关.
15.地磁南极在地理的 极附近；指南针静止时总是指南北，是因为它受到 的作用.
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16.具有软磁性、硬磁性或其他具有电磁特性的材料，统称为磁性材料.磁性材料在现代生活和科学技术中得到了广泛应用，请你举出两个例子： 、 .
17.由于地理两极跟 两极不重合，因此水平放置的磁针的指向跟地理子午线并不一致，其间有一夹角，叫 .
18.作为一种应急措施，有时也可以用扬声器代替话筒.人对着扬声器的锥形纸盆说话，声音就会使与纸盆相连的线圈在 中振动，从而产生随着声音的变化而变化的电流.这种产生电流的现象在物理学上称为 现象.
19.由通电导线在磁场中受力实验可得，通电导线在磁场中要受到 的作用， 的方向跟 的方向、 的方向都有关系当 的方向或者 的方向变得相反时，通电导线 的方向也变得相反.
三、实验探究题
20.如图9-166所示是奥斯特实验的示意图，分别做甲和乙所示实验，说明 ；分别做甲和丙所示实验，说明 .
21.在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明用相同的漆包线和铁钉绕制成电磁铁A和B，设计了如图9-167所示的电路.
（1）A，B串联的目的是 .
（2）闭合开关后，分析图中的现象，得出的结论是 .
（3）B铁钉的钉尖是 极.若想让B铁钉再多吸一些大头钉，滑动变阻器的滑片应向 端移动.（填“左”或“右”）
22.小文同学学习了有关物理知识后，设想制作一个电动充气泵，她画出了如图9-168所示的结构示意图，图中E为电流大小和方向都不断变化的交流电.
（1）你认为小文的设想运用了哪些物理知识？（至少写出3个）
① ；② ；③ ；
（2）当电流从a端流入时，小磁针向下运动，则此时电磁铁的上端为 极，小磁铁的下端为 极.
23.法拉第电磁感应现象是指：“闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流.”小明和芳芳根据课文中描述进行了进一步探究，实验装置如图9-169所示.
（1）小明同学提出了“感应电流的大小可能与磁场的强弱有关”
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的猜想.除此以外你的猜想是 .
写出验证你的猜想的主要步骤： .
分析实验结论： .
（2）芳芳同学思考：线圈的一边在磁场中做切割磁感线运动与单根导线在磁场中做切割磁感线运动产生的感应电流的大小可能不一样.她的验证过程如下：
（a）先用大约25匝的漆包线圈的一条边框较快地做切割磁感线运动；
（b）然后用单根导线以相同的速度做切割磁感线运动.
你认为两次电流表指针的偏转程度 （ ）
A.（a）较大 B.（b）较大 C.一样大 D.无法确定
四、作图题
24.如图9-170所示为两个长条形磁体及它们之间的磁感线，请在图中标出条形磁体的磁
极以及相应的磁感线的方向.
25.请按要求将如图9-171所示的电磁铁连入你设计的电路中（在虚线框内完成）.
要求：（1）电路能改变电磁铁磁性的强弱；（2）电路接通后能使小磁针静止在图示位置.
26.如图9-172所示，根据所给条件画出通电螺线管的绕法.
参考答案
1.B
2.C
3.D
4.D
5.AD
6.A
7.CD
8.A
9.D
10.C
11.北
12.铁矿 石 磁场
13.N 负
14.线圈匝数的多少
15.北 地磁场
16.录音磁带 磁卡
17.地磁 磁偏角
18磁场 电磁感应
19.力 力 电流磁感线 电流 磁感线 受力
20.电流能够产生磁场（或电流有磁效应） 磁场方向和电流方向有关
21.（1）控制电流相等 （2）电流一定时，电磁铁线圈匝数越多，磁性越强 （2）S 左
22.（1）①电流的磁效应 ②电磁铁的原理 ③磁极间的相互作用 （2）S N
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23.（1）感应电流的大小可能与导体切割磁感线的速度大小有关 按图所示连接好电路，先使导体以较小的速度做切割磁感线的运动，观察电流表指针的偏转情况，然后使导体以较大的速度做切割磁感线运动，观察电流表指针的偏转情况 若两次实验中电流表指针偏转的角度大小不同，说明感应电流的大小与导体切割磁感线的速度大小有关；若两次实验中电流表指针偏转的角度大小相同，说明感应电流的大小与导体切割磁感线的速度大小无关 （2）A 24.如图9-173所示.
25.如图9-174所示.
26.如图9-175所示.
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