2021年中考物理总复习 专题20 电与磁
磁现象、电磁铁、电动机、电磁感应
（知识点+例题）
一、磁体、磁极： 1.磁性：物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性。 2.磁体：具有磁性的物体叫做磁体。
3.磁极：磁体上磁性最强的部分叫做磁极；任何磁体都有两个磁极（磁北极和磁南极）。 将磁体水平悬挂起来，当它静止时：
指北的一端叫做磁北极（N极），指南的一端叫做磁南极（S极）。 4.磁极间的相互作用：同名磁极之间相互排斥，异名磁极之间相互吸引。 5.磁化：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫做磁化。
一根没有磁性的大头针，在接近条形磁体下端的N极时，大头针上端就出现了S极，下端出现了N极，也就是说大头针具有了磁性。 6.要点诠释：
（1）磁体分天然磁体和人造磁体。磁体的两端磁性最强，中间磁性最弱。
将一块磁体分成若干小磁体，发现不论分成多少块，每个磁体均有两个磁极。 （2）有些磁性材料如软铁、硅钢很容易被磁化，但磁性不容易保留，称为软磁性材料，
常用作电磁体、变压器、发动机的铁芯。
另一些磁性材料，如合金钢、碳钢不容易被磁化，但是一旦被磁化后磁性能长期保留，称为硬磁性材料，常用作扬声器、话筒等设备中的永磁体。
许多材料既不能被磁化，也不能被磁铁吸引，例如橡胶、塑料、铝、铜、金、银等。
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（3）磁体的基本性质有：
①吸铁性：磁体只能吸引铁、钴、镍等磁性材料，而不能吸引铝、铜、木材等非磁性材料。利用“吸铁性”也可判断物体有无磁性。
②指向性：磁体自由静止时具有指南北方向的性质。利用“指向性”不仅可以判断物体有无磁性，而且还可确定磁体的极性。
【例题1】用钢棒的一端靠近小磁针的一个极，小磁针的这个极被吸引过来，这说明（ ） A.钢棒原来一定有磁性 B.钢棒原来一定没有磁性 C.钢棒原来不一定有磁 D.条件不足，无法确定 【答案】C
【解析】具有磁性的物质能吸引铁、钴、镍等物质。具有磁性的两个物体，异名磁极互相吸引，故答案为C。
【变式练习1】如图所示，A和B两根外形相同的钢棒，把B棒从A的左端移动到右端，移动过程中感到B棒受到的吸引力由大变小再变大，则下述说法正确的是（ ） A.A、B两根都是磁铁 B.A棒是磁铁，B棒不是 C.B棒是磁铁，A棒不是 D.A、B两棒都不是磁铁 【答案】B
【解析】A.AB两根都是永磁体，把B棒从A棒的左端移动到右端，A棒两端是异名磁极，B的上端是磁极，会出现吸引力逐渐增大或逐渐减小的现象；不符合题意。
B.A棒是永磁体，B棒不是，A棒两端磁性最强，中间磁性最弱，对B棒的吸引由大变小再变大；符合题意。
C.B棒是永磁体，A棒不是，B棒的上端是磁极，对A棒的吸引不变；不符合题意； D.根据条件可以判断；不符合题意。 故选B
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二、磁场、磁感线：
1.磁场的定义：磁体周围存在一种看不见、摸不着的特殊物质，叫做磁场。 2.磁场的性质：磁场对放入其中的磁体具有力的作用。
常用小磁针是否受到力的作用来检验小磁针所在的空间是否存在磁场。 3.磁场的方向：对磁场方向的描述人为规定为：
在磁场中的某一点，小磁针静止时N极所指的方向就是该点的磁场方向。
4.磁感线：为了形象直观的描述磁场，人们按照“小磁针”的排列在磁场中画出一条条带箭头的曲线，这样的曲线叫做磁感线。（磁感线不是真实存在的）
5.磁感线的特点：
(1)磁感线是人为引入的一组假想曲线，是模拟无数小磁针在磁场中的分布和排列情况而画出的曲线，磁场中并没有客观存在的磁感线。
(2)用磁感线能形象地确定磁场的方向：磁感线上任一点的切线方向与该点的磁场方向一致。
(3)用磁感线能表示磁场的强弱：磁感线越密处磁场越强，磁感线越疏处磁场越弱。 (4)磁感线为闭合曲线。在磁体外部，从N极到S极；在磁体内部，从S极到N极。 (5)任意两条磁感线不能相交。因为在磁场中任一点，其磁场只有一个确定的方向。
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(6)磁感线是空间立体分布的，不只是在一个平面上。
6.地磁场：地球本身就是一个巨大的磁体，地球周围空间存在的磁场叫做地磁场。 7.地磁场的两极：地磁场的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近。 地磁的两极与地理的两极并不重合。
9.指南针之所以指示南北是由于地磁场的作用，小磁针的S极指南，是由于地磁场的N极在地理南极附近，根据磁极间的相互作用可知，小磁针的S极指南，N极指北。 【例题2】以下描述两个磁极间的磁感线分布图中，正确的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】在磁体的外部，磁感线从磁体的北极出来，回到南极，所以A、B、D错误，C正确。
【变式练习2】关于磁感线的说法中，不正确的是（ ） A.磁感线是闭合的曲线
B.磁感线的方向总是从N极到S极
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C.磁场中的任意两条磁感线都不会相交
D.磁感线在某点的方向总是和放在该点的小磁针南极指向相 【答案】B
【解析】磁感线是用图形形象直观描述空间磁场的一种方法，它是人为画出的一些假想的线，并不客观存在，为了用它描述磁场，人们赋予它如下性质：（1）磁体周围的磁感线是从磁体北极出来，回到磁体南极，在磁体内部由南极指向北极，是闭合曲线；（2）磁感线上任一点的切线方向都跟该点的小磁针北极所指的方向一致。与小磁针南极所指的方向相反。故答案为B。
三、电生磁：丹麦物理学家：奥斯特
1.电流的磁效应：
（1）通电导体和磁体一样，周围存在着磁场，即电流具有磁效应。 （2）电流周围的磁场方向与通过导体的电流方向有关。 2.通电螺线管的磁场：
（1）螺线管：用导线绕成的螺旋形线圈叫做螺线管。 （2）安培定则：
①假设用右手握住通电导线，大拇指指向电流方向，那么弯曲的四指就表示导线周围的磁场方向，如图甲所示。
②假设用右手握住通电螺线管，弯曲的四指指向电流方向，那么大拇指的指向就是通电螺线管内部的磁场方向，如图乙所示。
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【例题3】如左图，甲、乙、丙是放在通电螺线管周围的软铁片，当开关闭合时则（ ） A.甲的左端为N极 B.乙的左端为N极 C.丙的左端为N极 D.丙的右端为N极 【答案】A、C
【解析】如图，用安培定则来决定：用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。根据电源的正负极可判定螺线管中电流方向，用安培定则判断出螺线管左端为北极，右端为南极，实验结果表明，通电螺线管外部的磁场和条形磁铁的磁场一样，通电螺线管的两端相当于条形磁铁的两端。磁感线从北极出来，回到南极，软铁片磁化后的北极方向和磁感线方向一致。甲的左端，乙的右端，丙的左端均为N极。故答案为A、C。
【变式练习3】如图所示，根据通电螺线管中的电流方向，标出静止在通电螺线管上方的小磁针的“N”、“S”极。
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【答案】如右图。
四、电磁铁、电磁继电器：
1.电磁铁：内部有铁心的螺线管叫做电磁铁。
电磁铁在电磁起重机、电铃、发电机、电动机、自动控制上有着广泛的应用。
2.电磁铁的磁性：
（1）电磁铁磁性的有无，完全可以由通断电来控制。 （2）电磁铁磁性的强弱可以由电流的大小、线圈匝数控制。 3.电磁继电器：
（1）结构：具有磁性的电磁继电器由控制电路和工作电路两部分组成。
①控制电路包括低压电源、开关和电磁铁，其特点是低电压、弱电流的电路； ②工作电路包括高压电源、用电器和电磁继电器的触点，其特点是高电压、强电流的电路。
（2）原理：电磁继电器的核心是电磁铁。
当电磁铁通电时，把衔铁吸过来，使动触点和静触点接触（或分离），工作电路闭 合（或断开）。当电磁铁断电时失去磁性，衔铁在弹簧的作用下脱离电磁铁，切断（或接通）工作电路。从而由低压控制电路的通断，间接地控制高压工作电路的通断，实现远距离操作和自动化控制。电磁继电器的作用相当于一个电磁开关。
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【例题4】探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，按如图电路进行实验，每次实验总观察到电磁铁A吸引大头针的数目均比B多．此实验说明影响电磁铁磁性强弱的因素是（ ） A.电流的大小 B.线圈的匝数 C.电流的方向 D.电磁铁的极性 【答案】B
【解析】由图知，A、B线圈串联，所以通过A、B的电流相等，A的线圈匝数明显比B的线圈匝数多。每次实验总观察到电磁铁A吸引大头针的数目均比B多。所以此实验说明电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关。
【变式练习4】如图是汽车启动装置原理图对于过一装置及其工作特点，下列说法中不正确的是（ ）
A.旋转钥匙能使电磁铁所在电路工作 B.电磁铁的工作电压比电动机的工作电压低 C.电磁铁通电时，上端是S极下端是N极
D.电磁铁通电时，吸引上方的衔铁，使触点A向右与B接触 【答案】C
【解析】AD.将汽车钥匙插入钥匙孔，转动钥匙相当于闭合电磁铁的开关，使电磁铁工作，吸引衔铁向下，使触点A向右与B接触，把电动机所在电路接通，汽车启动。故AD正确；
B.由图知，电磁铁的工作电压只是电动机的工作电压的一部分，电磁铁的工作电压比电动机的工作电压低，故B正确；
C.电磁铁上端无论是S极还是N极，都会对衔铁有吸引作用，故C错。
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故选C。
五、电动机：
1.原理：通电导线在磁场中受力作用运动。 2.磁场对通电导线的受力方向影响因素： （1）和电流方向有关； （2）与磁感线方向有关。 3.电动机的基本构造： （1）转子：能够转动的部分； （2）定子：固定不动的部分。
【例题5】如图所示的是直流发电机的工作原理图，关于直流发电机下列说法中正确的是（ ）
A.直流发电机线圈内产生的是交流电，供给外部电路的是直流电 B.直流发电机线圈内产生的是直流电，供给外部电路的也是直流电 C.它是利用通电线圈在磁场中受到力的作用而转动的原理工作的 D.图中的E、F称为换向器，它的作用是改变线圈中的电流方向 【答案】A
【解析】直流发电机的原理是电磁感应，是通过闭合电路的两条边来切割磁感线产生的感应电流，由于矩形线圈在磁场中不停地转动，每转一周，切割磁感线的方向改变两次，所产生的电流方向也改变两次，使线圈内部产生方向做周期性变化的电流即交流电，换向器的作用是将线圈产生的交流电变为对外输出的直流电，因此答案为A。
【变式练习5】在安装直流电动机模型的实验中，为了改变电动机的转动方向，可采取的措施是（ ）
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A.改变磁场的强弱 B.改变电流的大小
C.只改变电流方向或只改变磁场方向 D.同时改变电流方向和磁场方向 【答案】C
【解析】因为电动机线圈转动的方向与磁场方向和电流方向有关，因此要改变电动机的转动方向有两种方法：①可保持磁场方向不变，改变电流方向；②可保持电流方向不变，改变磁场方向。因此选项C符合题意。
六、磁生电（电磁感应）：
1.原理：闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，在导体上就会产生电流的现象叫
电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流。发电机便是依据此原理制成。
2.发现者：英国物理学家法拉第 3.应用：发电机。 4.要点诠释：
（1）产生感应电流必须同时满足三个条件：
①电路是闭合的；
②导体要在磁场中做切割磁感线的运动； ③切割磁感线运动的导体只能是一部分。
三者缺一不可，如果不是闭合电路，即使导体做切割磁感线运动，导体中也不会有感应电流产生，只是在导体的两端产生感应电压。
（2）感应电流的方向：感应电流的方向跟导体切割磁感线运动方向和磁感线方向有关。
因此要改变感应电流的方向，可以从两方面考虑：
一是改变导体的运动方向，即与原运动方向相反；二是使磁感线方向反向。 但是若导体运动方向和磁感线方向同时改变，则感应电流的方向不发生改变。
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【总结】
1.三种电磁现象，容易混淆，为了记忆和理解，特列表如下：
现象 电流的磁场 电磁感应 磁场对电流的作用 发现者 奥斯特 法拉第 安培 能量转化 电能→磁能 机械能→电能 电能→机械能 判定方法 安培定则 （右手定则） （左手定则） 2.三种电磁现象的重要应用对比如下：
应用 原理 电流的效应 电磁铁 要点 磁性有无可用通断电控制，磁性强弱可用电流大小及匝数多少控制。 通电螺线管内插入铁芯，磁场大大增强 交流电：周期性改变方向的电流。 交流发电机 电磁感应 集流环（两个铜环）和一对电刷的作用 用换向器（两个铜束环）和一对电刷使通电线圈在磁场中受力转动 线圈持续转动 直流电动机 【例题6】关于产生感应电流的说法中，正确的是（ ） A.闭合导体在磁场中运动时，导体中会产生感生电流
B.闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流 C.闭合导体的一部分在磁场中沿磁感线运动时，导体中产生感应电流 D.感应电流的方向与磁感线的方向、导体切割磁感线的运动方向有关向 【答案】A
【解析】A.即使是闭合的回路，导体的运动既可以是沿磁感线运动，也可是切割磁感线，
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只有切割才会产生感应电流；故A错误。
B.只有闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动才能产生感应电流；故B正确。 C.只有闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动才能产生感应电流，沿着磁感线的方向运动时不会产生感应电流的；故C错误。
D.感应电流的方向跟磁场方向和导体切割磁感线方向有关；同时改变磁场的方向和导体切割磁感线的运动方向，感应电流方向不变；故D正确。 故选BD。
【变式练习6】如图所示的四个图的装置可以用来演示物理现象，则下列表述正确的是（ ）
A.图甲可用来演示电磁感应现象 B.图乙可用来演示磁场对电流的作用 C.图丙可用来演示电流的磁效应
D.图丁可用来演示电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系 【答案】C
【解析】本题涵盖了电与磁中三个重要的实验。对这三个实验要理解记忆。例如第一个图中所给器材有电（源）有磁（场）那就是要探究磁场对电流的作用；第二图器材中有磁（场）没电（源）一定是探究磁生电即电磁感应现象；第三图中器材有电没磁，因此研究电生磁即电流的磁效应。
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