2020年中考物理专题20电与磁（附解析2年中考1年模拟）

1 专题 20 电与磁 本专题中考考点及要求（“▲”表示该标准要求属于评价水平这一层次） 知识性 目标 技能性 目标 体验性 目标 评价目标和评价水平 标准要求 了解 认识 理解 独立操作 经历 认同 内化 1.通过实验认识磁场。知道地磁场。 ▲ ▲ ▲ 2.通过实验，了解电流周围存在磁场。探究 并了解通电螺线管外部磁场的方向。 ▲ ▲ 3.通过实验，了解通电导线在磁场中会受到 力的作用，知道力的方向与哪些因素有关。 ▲ ▲ 4.通过实验，探究并了解导体在磁场中运动 时产生感应电流的条件。了解电磁感应在生 产、生活中的应用。 ▲ ▲ 规律总结 1：电磁作图问题思路 1．已知电源的正负极、线圈绕法，判断小磁针的 N、S 极。2 （1）首先根据电源的正、负极画出通电螺线管的绕线中的电流方向； （2）利用安培定则确定通电螺线管的 N、S 极并标注； （3）最后根据磁极间的相互作用断定小磁针的 N、S 极。 2.已知小磁针的 N、S 极、线圈绕法，判断电源的正、负极。 （1）根据小磁针的 N、S 极，利用磁极间的相互作用先确定通电螺线管的 N、S 极； （2）然后利用安培定则判定通电螺线管上的电流方向并用箭头标出； （3）最后根据电源外部电流的流向确定电源的正、负极。 3.已知小磁针的 N、S 极、电源正负极，画螺线管的绕线。 （1）首先根据小磁针的 N、S 极指向，利用磁体间的相互作用规律确定通电螺线管的 N、S 极并标注出； （2）利用安培定则确定通电螺线管中的电流方向，并在螺线管上试着画出一条“S”型或反“S”型绕线； （3）然后结合电源外部电流流向定位螺线管的绕线形状是“S”型还是反“S”型，并在螺线管上等距地画 出美观的绕线。 规律总结 2：磁场的描述——磁感线 从磁场的物质性、方向和磁感线的特点、常见磁体磁感线的分布、地磁场的特点五个维度进行把握是解决 问题的关键： （1）磁场的物质性：磁场是真实存在的看不见摸不着的物质，它的存在可通过其基本性质来体现； （2）磁场的方向：任一点磁场方向跟放在该点小磁针静止时北极指向一致； （3）磁感线的特点：在磁体外部，磁感线从北极出发回到南极；磁感线的疏密反映磁场的强弱，磁极处磁 感线最密； （4）地球本身是一个巨大的磁体，地磁场的形状与条形磁体相似；地磁的北极在地理南极附近，地磁的南 极在地理北极附近；我国宋代的沈括最早发现了磁偏角。 注意：磁感线是为了形象描述磁场而引入的假想曲线，并不真实存在，属于建立的物理模型;磁场中任何一 点的方向都具有唯一性，故任何两条磁感线都不相交。 规律总结 3：电磁铁的应用——电磁继电器 （1）首先要分清控制电路和工作电路； （2）分析步骤：分析当电磁铁无磁性时，观察衔铁上的动触点与哪个静触点连接，进而明确工作电路的初 始工作状态；然后再分析当电磁铁有磁性时，观察衔铁上的动触点又与哪个静触点连接，进而明确工作电 路的末工作状态； 注意：对于“报警器”类工作电路，务必明确控制电路通电或断电的控制方法，从而明确电磁铁磁性有无。3 规律总结 4：磁场对电流的作用及应用 从磁场对电流的作用原理入手，然后顺藤摸瓜领悟相关核心要素： （1）原理：通电导体产生的磁场与磁体相互作用使通电导体运动； （2）能量的转化：电能转化为机械能； （3）通电导体受力方向的决定因素：磁感线的方向与电流方向； （4）生活中的应用实例：电动机、扬声器等。 注意：对于电动机还要掌握以下要点：①工作原理：通电线圈在磁场中受力转动；②平衡位置：线圈平面 与磁感线垂直的位置；③换向器的作用： 对于直流电动机，线圈每转过平衡位置就自动改变电流的方向。 规律总结 5：电磁感应及应用 从磁生电的条件为突破口逐一领悟核心要素： 1.产生感应电流的条件：（1）闭合电路；（2）导体在磁场中做切割磁感线运动（正切、斜切都可以）； （3）切割磁感线运动的导体只能是闭合电路的一部分，三者缺一不可。 2.能量的转化：机械能转化为电能； 3.感应电流的方向决定因素：导体切割磁感线的方向和磁感线的方向； 4.增大感应电流的方法：一是增加磁场的磁性，二是加快运动的速度； 5.生活中的应用实例：发电机、动圈式话筒等。 注意：①区分发电机与电动机的关键是看外部电路有无电源，有电源是电动机，无电源是发电机。 ②我国交流电的频率为 50Hz，周期为 0.02s，即每秒钟电流的方向改变 100 次． 规律总结 6：电与磁的实验处理方法 1.探究通电螺线管的磁场 （1）从螺线管磁场显示的方法及极性的判断方法及影响因素方面入手选择合理的器材；明确操作要领； （2）观察实验现象得出正确结论：通电螺线管的外部磁场与条形磁铁的磁场相似；极性遵循安培定则。 2.探究影响电磁铁的磁性强弱的因素 （1）首先从已有知识写出影响电磁铁磁性的因素：电流的大小与线圈的匝数； （2）根据影响因素选择合理的器材，明确显示电磁铁磁性强弱的方法，然后利用控制变量法设计实验方案； （3）最后根据实验现象得出结论。注意：实验结论要强调”在 xxxx 相同时”前提条件. 3.探究磁场对电流的作用 （1）首先根据磁场对电流的作用选择合理的实验器材；4 （2）利用控制变量法和转化法设计方案研究通电导体受力方向跟电流方向和磁场方向的关系； （3）最后分析实验现象得出结论。 4.探究电磁感应现象 （1）首先根据已有知识写出“感应电流产生的条件”和感应电流方向的决定因素； （2）然后根据感应电流产生的条件和感应电流决定因素选择实验器材，利用控制变量法和转化法设计实验 方案； （3）最后分析实验现象得出结论。 【例题 1】（2018•镇江）请在图中标出通电螺线管和小磁针的 S 极． 【答案】如图所示。 【解析】（1）电流从螺线管的右端流入，左端流出，结合线圈的绕向，利用安培定则可以确定螺线管的右 端为 N 极，左端为 S 极．（2）小磁针静止时，由于受到通电螺线管的作用，小磁针的 N 极一定靠近螺线管 的 S 极，即小磁针的左端为 N 极，右端为 S 极． 【例题 2】（2019•扬州）根据小磁针静止时的指向在如图所示中标出通电螺线管的 N、S 极和电流方向． 【答案】如图所示。 【解析】小磁针静止时 N 极向左，则由同名磁极间相互排斥、异名磁极间相互吸引可知螺线管左侧为 N 极， 右侧为 S 极；由右手螺旋定则可知电流由右侧流入螺线管，即电源右侧为正极。5 【例题 3】（2018•武汉）如图所示是一种水位自动报警器的原理图．水位没有达到金属块 A 时，灯 亮；水位达到金属块 A 时，由于一般的水是 ，灯 亮． 【答案】L1；导体； L2． 【解析】当水位下降没有达到金属块 A 时，使控制电路断开，电磁铁失去磁性，弹簧拉着衔铁使动触点与 上面的静触点接触，工作电路接通，则 L1 亮．当水位上涨时，水与金属 A 接触，由于水是导体，使控制 电路接通，电磁铁吸引衔铁，使动触点与下面的静触点接触，工作电路接通，则 L2 灯发光． 【例题 4】（2019•福建）如图所示，是一种安全门锁的工作原理示意图．保安室里的工作人员通过开关即可 控制安全门锁的开、闭．请你根据示意图，分析安全门锁的工作原理． 【答案】见解析。 【解析】闭合开关后，电磁铁中有电流通过，电磁铁具有磁性，能吸引铁质插销使门锁打开，并且弹簧被 拉长；断开开关后，电磁铁中无电流通过，电磁铁会失去磁性，铁质插销会在弹簧弹力的作用下插入插槽， 门锁关闭． 【例题 5】（2018•聊城）如图为直流电动机的基本构造示意图．以下相关的分析中正确的是（　） A．电动机是利用电磁感应的原理工作的 B．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能 C．使线圈连续不停地转动下去是靠电磁继电器来实现的6 D．仅改变磁感线的方向可以改变线圈转动的方向 【答案】D 【解析】A．电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理工作的，故 A 错误； B．电动机工作过程中，消耗的电能大部分转化为机械能，有一部分电能转化成了热能，故 B 错误； C．使线圈连续不停地转动下去是靠换向器来实现的，故 C 错误； D．电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理工作的，且所受力的方向与电流的方向和磁场的方向 有关，故仅改变磁感线的方向可以改变线圈转动的方向，故 D 正确。 【例题 6】（2019•济宁）发电机的工作原理 ．能说明直流电动机工作原理的是图中的 图． 【答案】电磁感应；乙； 【解析】据课本知识可知，发电机是利用电磁感应现象的原理制成的；甲图中没有电源，即线圈做切割磁 感线运动会产生电流，即发电机原理；乙中有电源，即通电后磁场中的线圈会受力运动，所以乙是直流电 动机的工作原理图。 【2019 年题组】 一、填空题 1.（2019 山东省东营）如图所示，某物理小组在用做条形磁体“吸附”能力实验时，用酒精灯给条形磁体 加热一段时间后，发现大头针纷纷下落。请根据这一现象提出一个可探究的科学问题：　 　。 【答案】磁体磁性强弱与温度是否有关？（磁体的“吸附”能力与温度是否有关？磁体磁性强弱与温度有 什么关系？磁体磁性强弱与温度有关吗？温度是否影响磁体磁性强弱？）7 【解析】磁体“吸附”的大头针越多，说明磁性越强；用酒精灯给条形磁体加热一段时间后，磁体温度升 高，同时发现大头针纷纷下落。说明磁体的磁性减弱了。由此提出猜想： 磁体磁性强弱与温度是否有关？ 2．（2019 大连模拟题）磁体周围存在磁场，磁场的强弱用磁感应强度描述，用符号 B 表示，单位是特斯拉， 符号是 T，我们可以用磁感线的疏密程度形象地表示磁感应强度的大小，磁感应强度大的地方，磁感线密， 磁感应强度小的地方，磁感线疏，磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场叫做匀强磁场．如图所示为条 形磁体外部的磁感线分布示意图，则 a、b 两点磁感应强度较大的是　　点，条形磁体外部的磁场　　（填 “是”或“不是”）匀强磁场． 【答案】a；不是． 【解析】磁体的周围存在着看不见，摸不着但又客观存在的磁场，为了描述磁场，在实验的基础上，利用 建模的方法想象出来的磁感线，磁感线并不客观存在．磁场的强弱可以利用磁感线的疏密程度来描述．磁 场越强，磁感线越密集． 由图 a、b 两点中 a 点的磁感线相对较密，磁感应强度较大；条形磁体外部的磁感线分布不均匀，两极磁感 线密，中间稀，所以其外部磁场不是匀强磁场． 二、选择题 3.（2019 内蒙古通辽）以下是对电与磁部分四幅图的分析，其中错误的是（　　） A．如图装置闭合电路后磁针会偏转，说明电流能产生磁场 B．如图装置说明通电导线在磁场中受到力的作用 C．如图装置所揭示的原理可制造发电机 D．图中动圈式话筒应用了磁场对电流的作用 【答案】D 【解析】（1）电流周围存在着磁场。 （2）电动机和发电机的重要区别在于电路中是否有电源。8 （3）动圈式话筒和发电机的工作原理相同，都是根据电磁感应原理工作的。 A.这是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场（即电流能产生磁场），故 A 正确。 B.如图装置，开关闭合后导体在磁场中运动，说明通电导线在磁场中受到力的作用，故 B 正确。 C.图中无电源，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中有感应电流产生，电流计的 指针发生偏转，根据这个原理可制成发电机，故 C 正确。 D.动圈式话筒是根据电磁感应原理工作的，故 D 错误。 4.（2019 贵州黔东南）关于如图甲、乙所示的实验，下列说法错误的是（　　） A．甲实验可以研究通电导体周围存在磁场 B．甲实验可以研究电磁感应现象 C．乙实验可以研究通电导体在磁场中受力情况 D．乙实验的过程中，电能转化为机械能 【答案】A 【解析】AB、甲实验电路中没有电源，不能用来研究通电导体周围存在磁场；该实验中，开关闭合时，当 导体棒 ab 在磁场中做切割磁感线运动，电路中就会产生感应电流，所以可以研究电磁感应现象，故 A 说法 错误，B 说法正确。 CD、乙实验电路中有电源和磁体，可以研究通电导体在磁场中受力情况，是电动机的原理图，工作时电能 转化为机械能，故 CD 说法都正确。 【答案】D 【解析】由电路图可知，R1 与 R2 串联，电压表测 R2 两端的电压，电流表测电路中的电流。 当滑片 P 向上移动的过程中，变阻器接入电路中的电阻变大，电路的总电阻变大， 由 I＝ 可知，电路中的电流变小，即电流表的读数变小，故 AB 错误； 由 U＝IR 可知，R1 两端的电压变小， 因串联电路中总电压等于各分电压之和，9 所以，R2 两端的电压变大，即电压表的读数变大，故 C 错误、D 正确。 5．（2019 湖南邵阳）在一次物理实验中，小于同学连接了如图所示的电路，电磁铁的 B 端有一个可自由转 动的小磁针，闭合开关后，下列说法错误的是（　　） A．电磁铁的 A 端为 N 极 B．小磁针静止时，N 极水平指向左 C．利用这一现象所揭示的原理可制成的设备是发电机 D．当滑动变阻器滑动片 P 向右端移动，电磁铁磁性增强 【答案】C 【解析】（1）开关闭合后，根据电流方向利用安培定则可判断螺线管的磁极； （2）由磁极间的相互作用可判出小磁针的指向； （3）电磁感应是发电机的原理； （4）由滑动变阻器的滑片移动可得出电路中电流的变化，则可得出螺线管中磁场的变化。 A.由图知，电流从螺线管的右端流入、左端流出，根据安培定则可知，电磁铁的 A 端是 N 极，B 端是 S 极， 故 A 正确； B.电磁铁的 B 端是 S 极，由磁极间的作用规律可知，小磁针静止时，左端是 N 极，即 N 极水平指向左，故 B 正确； C.该实验表明了电能生磁，利用这一现象所揭示的原理可制成电磁铁，故 C 错误； D.当滑动变阻器滑动片 P 向右端移动时，变阻器接入电路的电阻变小，电路中电流变大，则电磁铁的磁性 变强，故 D 正确。 三、实验题 6.（2019 海南）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 θ 的变化，来判断磁体间力的变化，用到的科学方法是__________法。10 （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。 【答案】（1）磁极间的距离越近，磁体间的作用力越大 （2）转换 （3）排斥 【解析】（1）既然发现磁体间的距离不同时，作用力大小也不同，则可以提出猜想：磁极间的距离越近， 磁体间的作用力越大。当然其它猜想只要是围绕磁体间的作用力与距离关系来提出的都可以。（2）当某种 现象不容易直接观察时，可以借助其它现象来判断需要观察的现象的情况，这种方法叫做转换法。（3）由 于小谦在探究“磁体间作用力大小与磁极间的距离有什么关系”时，只做了磁极相互吸引的情况，而磁极 间的作用力还有相互排斥的情况，所以还须研究甲、乙两块磁铁相互排斥时，磁体间作用力与距离的关系。 7.（2020 春•萧山区期中）小华将漆包线（表面涂有绝缘漆的铜线）绕在两个完全相同的铁钉上，制成了简 易电磁铁甲和乙，按图连接好电路，探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”．请你结合该实验中的具体情况， 完成下面的内容． （1）通过观察电磁铁 的不同，可以判断电磁铁的磁性强弱不同． （2）将甲乙串联的目的是 ．本次实验得到的结论是 ． （3）检查电路连接完好，小华闭合开关后发现甲乙两个铁钉都不能吸引大头针，他下一步的操作 是 ． A．重新绕制电磁铁 B．更换电源 C．拆除滑动变阻器 D．移动滑动变阻器滑片 【答案】（1）吸起大头针的数目；（2）控制电流相同； 在电流相同时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性 越强；（3）D． 【解析】（1）探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”时，电磁铁的磁性强弱不能直接观察，而是通过电磁铁11 吸引大头针数量不同来反映，电磁铁吸引大头针越多，说明电磁铁的磁性越强； （2）将甲乙串联的目的是控制电流相同，由图知，甲吸引大头针的个数较多，说明甲的磁性较强；甲乙串 联，电流相等，甲的线圈匝数多于乙的线圈匝数，由此说明：电流相同时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁 性越强； （3）检查电路连接完好，小华闭合开关后发现甲乙两个铁钉都不能吸引大头针，可能是电流太小的缘故， 所以，他下一步的操作是移动滑动变阻器滑片，故选 D． 四、综合计算题 8.（2019 贵州黔东南）将图中的电磁铁连入你设计的电路中（在方框内添加电源和滑动变阻器），使得小磁 针静止时如图所示，且向右移动滑动变阻器滑片时，电磁铁的磁性变弱。 【答案】如图所示。 【解析】小磁针静止时左端为 S 极、右端为 N 极，根据磁极间的相互作用规律可知，通电螺线管的左端是 N 极，右端是 S 极如图； 根据安培定则可以判断电流从左端进入通电螺线管，则可知电源左端为正极、右端为负极； 当电流越小时，电磁铁的磁性越弱，要想电磁铁的磁性变弱，应减小电路中的电流，由欧姆定律可知，应 增大电路中的电阻，则向右移动滑动变阻器滑片时，滑动变阻器接入电路的电阻应变长。 9.（2019 四川内江）请在通电螺线管两端的括号内标出 N，S 极，并画出磁感线的方向。 【答案】如下图所示：12 【解析】用右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指的方向是通电螺线管的 N 极， 所以右端是 N 极，左端是 S 极，磁体周围的磁感线从 N 极出发回到 S 极，则磁体外部的磁 感线方向向左。 【2018 年题组】 一、填空题 1.（2018 兰州）如图所示的电路，开关 S 接到 a 后，电磁铁左端为　　极，小磁针静止时，A 端是　　极； 将开关 S 由 a 拨到 b，调节滑动变阻器，使电流表示数不变，则电磁铁的磁性　　（选填“增强”、“不变” 或“减弱”）。 【答案】S；S；减弱。 【解析】（1）伸出右手握住螺线管，四指弯曲指示电流的方向，大拇指所指的方向即螺线管的左端为通电 螺线管的 S 极，据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的道理可知，小磁针的 C 端是 S 极； （2）在此实验装置中，保持电流不变，将开关 S 由 a 换到 b，则减少了线圈的匝数，因此通电螺线管的磁 性减弱。 2．（2018 经典题）1820 年，丹麦物理学家　　通过大量实验，证明电流周围存在的磁场；1831 年，英国 物理学家法拉第致力于研究“磁生电”，历经十年，终于发现了　　现象，根据这一发现，后来发明了　　 （选填“电动机”或“发电机”）． 【答案】奥斯特；电磁感应；发电机． 【解析】（1）1820 年，丹麦物理学家奥斯特首先通过实验发现通电导线周围存在磁场． （2）经过 10 年坚持不懈地努力，1831 年英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，发电机就是利用这一 原理制成的． 3.（2018 吉林）如图所示是一种水位自动报警器的原理图．水位没有达到金属块 A 时，灯 亮；水位达到 金属块 A 时，由于一般的水是 ，灯 亮．13 【答案】L1；导体； L2． 【解析】当水位下降没有达到金属块 A 时，使控制电路断开，电磁铁失去磁性，弹簧拉着衔铁使动触点与 上面的静触点接触，工作电路接通，则 L1 亮．当水位上涨时，水与金属 A 接触，由于水是导体，使控制 电路接通，电磁铁吸引衔铁，使动触点与下面的静触点接触，工作电路接通，则 L2 灯发光． 二、选择题 4.（2018 广东深圳）下列对电磁实验现象相应的解释正确的是（ ） A. 甲图中，闭合开关，小磁针的 N 极向左偏转 B. 乙图中，线圈匝数多的电磁铁，磁性强 C. 丙图中，该装置用来研究电磁感应现象 D. 丁图中，磁铁放在水平面上，导体 ab 竖直向上运动，电流表指针一定会偏转 【答案】 B 【解析】A.甲图中，线圈上电流从上到下，根据安培定则可知，螺线管的右端是 N 极，左端是 S 极；根据“同 名磁极相互排斥”可知，小磁针的 N 极向右偏转，故 A 错误； B.乙图中，两个电磁铁串联，那么它们的电流相等，线圈匝数多的吸引的铁钉多，说明磁性强，故 B 正确； C.丙图中，闭合开关，通过电流的金属棒在磁场中受力运动，故 C 错误； D.丁图中，导体 ab 竖直方向向上运动时，没有切割磁感线，因此不会有感应电流产生，故 D 错误。 5．（2018 山西）小明把带铁芯的螺线管、电源、导线和开关组成电路，固定在泡沫板上，让它漂浮在水面， 制作指南针。如图所示，该指南针的南极（S）应标在泡沫板的（　　）14 A．a 处 B．b 处 C．c 处 D．d 处 【答案】D 【解析】地球是个大磁场，地磁南极在地理北极的附近，地磁北极在地理南极附近，所以小磁针在地磁场 的作用下静止时总是一端指南一端指北。 由右手螺旋定则可判断通电螺线管的磁极，螺线管处在地球的磁场中，因磁极间的相互作用可知泡沫板静 止时船头的指向。 泡沫板漂浮在水面上时，头 d 指向东，尾 b 指向西，如图所示 由右手螺旋定则可知螺线管 b 端为 N 极，d 端为 S 极； 因地磁场沿南北方向，地球南极处为地磁场的 N 极，地球北极处为地磁场的 S 极， 而同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故头 d 指向北方。 三、实验题 6.（2018•盘锦）在“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验中： （1）为使磁场加强，可以在螺线管中插入一根 棒． （2）把小磁针放到螺线管四周不同位置，螺线管通电后记录小磁针 极的方向，这个方向就是该点的 磁场方向． （3）根据图甲、乙、丙记录的小磁针指向，可以得出：通电螺线管外部的磁场与 磁铁的磁场相似． （4）如果把通电螺线管看做一个磁体，通电螺线管极性跟电流方向之间的关系，可以用安培定则来表述， 即用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流方向，则拇指所指的那端就是螺线管的 极． （5）如果丙和丁两个螺线管同时通电，则这两个螺线管之间会相互 （选填“吸引”或“排斥”）． 【答案】（1）铁；（2）N；（3）条形；（4）N；（5）吸引． 【解析】（1）可以充当“芯”的材料是铁，通电螺线管中插入铁棒后，铁棒被通电螺线管的磁场磁化，磁 化后的铁棒也变成了一个磁体，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；（2）小磁针15 静止时 N 极所指的方向为该点的磁场方向，故把小磁针放到螺线管四周不同位置，螺线管通电后记录小磁 针 N 极的方向； （3）通电螺线管外部磁感线也是从 N 极指向 S 极，故通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场相似；（4） 通电螺线管的磁场极性与电流方向之间的关系由右手螺旋定则来确定：用右手握住螺线管，让弯曲的四指 所指的方向跟螺线管中电流的方向一致，那么，伸直的大拇指所指的那端就是通电螺线管的 N 极． （5）由图可知，丙和丁两个螺线管的绕线和电流方向均相同，根据右手螺旋定则可知，丙和丁螺线管的左 端都为 N 极，则丙的右端为 S 极，两个螺线管之间的磁极为异名磁极，异名磁极互相吸引，所以这两个螺 线管之间会相互吸引． 7.（2018•潍坊）同学们在制作电动机模型时，把一段粗漆包线烧成约 3cm×2cm 的矩形线圈，漆包线在线 圈的两端各伸出约 3cm．然后，用小刀刮两端引线的漆皮．用硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板上．两个 支架分别与电池的两极相连．把线圈放在支架上，线圈下放一块强磁铁，如图所示．给线圈通电并用手轻 推一下，线圈就会不停的转下去． （1）在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，刮线的要求是 （填选项“A”或“B”）． A．两端全刮掉 B．一端全部刮掉，另一端只刮半周 （2）线圈在转动过程中 能转化为 能． （3）小华组装好实验装置，接通电源后，发现线圈不能转动，写出一条可能造成该现象的原 因 ． 【答案】（1）B；（2）电；机械；（3）电源电压较低、磁场太弱或开始线圈处在平衡位置． 【解析】（1）在实验中影响线圈的转向的因素有电流的方向和磁场的方向，则为了使线圈能持续转动，采 取将线圈一头的绝缘漆刮去，另一头刮去一半的办法来改变通入线圈的电流方向．故选 B． （2）根据电动机的原理知，能转动的原因是通电线圈在磁场中受磁力的作用而转动，线圈在转动过程中消 耗电能转化为机械能． （3）小华组装好实验装置，接通电源后，发现线圈不能转动，可能是电源电压较低、磁场太弱或开始线圈16 处在平衡位置． 四、综合计算题 8.（2018•黄石）闭合开关，螺线管右侧的小磁针立即转动，最后静止时 N 极指向螺线管，如图所示，请画 出螺线管上的导线环绕图示． 【答案】如图所示。 【解析】（1）根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可以判断螺线管的右端是 N 极，左端是 S 极．（2）用右手握住螺线管，大拇指指向 N 极，四指就是电流方向，可以判断电流从螺线管的左端流入． 9.（2018 内蒙古通辽）如图所示，在电磁铁上方用弹簧挂着一个条形磁体，开关闭合后，滑片 P 向右滑动 时弹簧伸长。请标出电磁铁上端的极性及电源正负极。 【答案】如图所示：。 【解析】滑动变阻器向右移动时，电阻变小，电流变大，电磁铁的磁性增强，弹簧伸长说明受到的拉力增 大，所以电磁铁的上端应该和上面的磁极是异名磁极，根据磁极判断电流方向，判断电源正负极。 滑动变阻器向右移动时，电阻变小，电流变大，电磁铁的磁性增强，弹簧伸长说明受到的拉力增大，所以17 电磁铁的上端应该和上面的磁极是异名磁极，所以电磁铁的上端是 S 极，根据安培定则可以判断从电磁铁 的下端入电流，所以可以判断电源的左端是正极，右端是负极。 【2020 年模拟压轴题组】 一、填空题 1.（2020 河北模拟）如图是一种单元防盗门门锁的原理图。其工作过程是：当有人在楼下按门铃叫门时， 楼上的人闭合开关，门锁上的电磁铁通电______衔铁，衔铁脱离门扣，这时来人拉开门，进入楼内。在关 门时，开关是断开的，衔铁在______作用下，合入门扣。在合入门扣的过程中______能转化为______能。 【答案】吸引 弹簧（或弹力） 弹性势 动 【解析】有人在楼下按门铃时，楼上的人闭合开关，门锁上的电磁铁通电就具有磁性，衔铁就被吸引，从 而脱离门扣，来人就可以拉开门。 关门时，开关是断开的，电磁铁没有磁性，此时衔铁在弹簧的作用下， 合入门扣，这个过程是弹簧的弹性势能转化为衔铁的动能。 2．（2020 齐齐哈尔模拟）如图是一个温度自动报警器的工作原理电路图。当控制电路中有电流通过时，电 磁铁左端为　　极。在使用中发现，当温度达到设定值时，电铃没有报警。经检查，各元件完好、电路连 接无误，则可能是因为　　（任写一种）导致工作电路没有接通。 【答案】S；控制电路电源电压太小。 【解析】由安培定则可知，电磁铁左端为 S 极； 当温度升高到设定值时，水银柱与上方金属丝连通，使左侧形成通路，电磁铁中有电流通过，电磁铁吸引 衔铁，由于电磁铁磁性的大小与电流大小和匝数多少有关，如果电源电压，使得电流较小，磁性较小，则 电磁铁吸引不动衔铁，工作电路不会工作。18 二、选择题 3.（2020 湖北厦门模拟）我们的日常生活离不开电和磁．发现电流磁效应的科学家是（　　） A．牛顿 B．奥斯特 C．阿基米德 D．瓦特 【答案】B 【解析】多了解物理学史，了解科学家的贡献，有利于对培养学习物理的兴趣．根据各位物理学家的贡献 回答，奥斯特发现电生磁． A.牛顿提出了牛顿第一定律，故 A 错误； B.奥斯特发现了通电导体周围存在磁场，是第一个发现电流磁效应的科学家，故 B 正确； C.阿基米德发现了杠杆原理，故 C 错误； D.瓦特改良了蒸汽机，故 D 错误． 4．（2020 福建模拟）如图的四个实验中，反映电动机工作原理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】电动机是利用通电导体在磁场中受力运动制成的； A.如图是电流磁效应的实验，说明了通电导体周围存在磁场，故 A 不符合题意。 B.是研究电磁铁的实验装置，说明了通电导体周围存在磁场，故 B 不符合题意。 C.电路中有电源，是通电导体在磁场中受力运动，是电动机的工作原理，故 C 符合题意。 D.电路中没有电源，是探究电磁感应现象的实验装置，是发电机工作原理，故 D 不符合题意。 5.（2020 山东东营模拟）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（　　）19 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 【答案】C 【解析】A.磁场方向不变，只改变电流方向时，导线 ab 的运动方向改变，则导线 ab 向右运动，电能转化 为机械能，说法错误。 B.电流方向不变，只改变磁场方向时，导线 ab 的运动方向改变，则导线 ab 向右运动，电能转化为机械能， 说法错误。 CD.电流方向和磁场方向同时改变时，导线 ab 的运动方向不变，即导线 ab 向左运动，电能转化为机械能， C 项说法正确，D 项错误。 三、实验题 6.（2020•云南模拟）发电机是如何发电的呢？同学们用如图所示的装置进行探究． （1）当导体 ab 静止悬挂起来后，闭合开关，灵敏电流计 G 指针不偏转，说明电路中 （选填“有”或 “无”）电流产生． （2）小芳无意间碰到导体 ab，导体 ab 晃动起来，小明发现电流表指针发生了 偏转，就说：“让导体在磁 场中运动就可产生电流”，但小芳说：“不一定，还要看导体怎样运动”．为验证猜想，它们继续探究， 并把观察到的现象记录如下： 序 号 磁体摆放方 向 ab 运动方向 电流计指针偏转情 况 1 N 极在上 竖直上下运 动 不偏转20 2 水平向左运 动 向右偏转 3 水平向右运 动 向左偏转 4 竖直上下运 动 不偏转 5 水平向左运 动 向左偏转 6 N 极在下 水平向右运 动 向右偏转 分析实验现象后，同学们一致认为小芳的观点是 （选填“正确”或“错误”）的，比较第 2、3 次实验 现象发现，产生的电流的方向跟 有关；比较第 3、6 次实验现象发现，产生的电流的方向还跟 有 关． （3）在整理器材时，小明未断开开关，先撤去蹄形磁铁，有同学发现指针又偏转了！他们再重复刚才的操 作，发现电流表的指针都偏转，请教老师后得知，不论是导体运动还是磁体运动，只要闭合电路的一部分 导体在 中做 运动，电路中就会产生感应电流，这就是发电机发电的原理，此原理最早由英 国物理学家 发现． 【答案】（1）无；（2）正确；导体的运动方向；磁场方向；（3）磁场；切割磁感线；法拉第． 【解析】（1）当导体 ab 静止悬挂起来后，闭合开关，此时导体没有做切割磁感线运动，灵敏电流计 G 指针 不偏转，说明电路中无电流产生； （2）根据表格中的信息可知，当导体在磁场中运动时，电流计指针不一定偏转，说明不一定产生电流，故 小芳的观点是正确的； 比较第 2、3 次实验现象发现，磁场方向相同，导体运动的方向不同，产生电流的方向不同，即产生的电流 的方向跟导体运动方向有关； 比较第 3、6 次实验现象发现，导体运动的方向相同，磁场方向不同，产生电流的方向不同，即产生的电流 的方向还跟磁场方向有关． （3）电路闭合时，不论是导体运动还是磁体运动，导体会做切割磁感线运动，所以导体中有感应电流产生，21 这种现象是电磁感应，此原理最早由英国物理学家法拉第发现的． 7.（2019 甘肃兰州模拟）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 1、F 的数据记录在表格中； ③仿照步骤②再进行两次实验。 （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。 【答案】（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。 【解析】（1）①连接电路时，开关要断开，闭合开关前，滑动变阻器的滑片置于阻值最大的位置，由图右 可知，滑动变阻器连入电路的下面接线柱在左侧，因此，闭合开关前，滑动变阻器的滑片置于最右端； （2）由表中数据可知，电磁铁的线圈匝数不变，只改变了电路中电流大小，且电流增大时，电子测力计示 数的变化量F增大（即电磁铁对软铁块的吸引力增大），所以可得出结论：通过电磁铁线圈的电流越大，电 磁铁的磁性越强； （3）导线绕成线圈即可组成电磁铁；根据电源的正负极，判断出电磁铁中电流的方向是从左向右的，由安 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 0.8122 培定则可判出电磁铁的上端为N极，下端为S极； （4）本实验中，滑动变阻器除了保护电路的作用外，还起到改变电路中电流大小的作用。 四、综合计算题 8．（2019 山东威海一模）闭合开关 S 后小磁针的状态如图所示（小磁针黑色一端表示 N 极），请在图中括号 内标出通电螺线管的 N 极和电源的“+”极。 【答案】如下图所示： 【解析】小磁针静止时 N 极指向左，根据异名磁极相互吸引、同名磁极相互排斥，可以确定通电螺线管的 左端为 S 极，右端为 N 极； 结合图中的线圈绕向和通电螺线管的 N 极，利用安培定则可知线圈中的电流方向是从螺旋管的左端流入、 右端流出，所以电源的左端为正极，右端为负极。 9．（2020 河南模拟题）如图所示，根据通电螺线管的“S、N”极，判断并标出电源“+、﹣”极和静止的小 磁针的“S、N” 【答案】如图所示： 【解析】由图知，通电螺线管的右端为 S 极。因为同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以小磁针的 左端为 N 极、右端为 S 极； 由右手螺旋定则可知，螺线管中电流由右侧流入、左侧流出；所以电源的右侧为正极、左侧为负极。