第二十章 电与磁

王美霞

一、知识点例析

（一）磁体、磁场与磁感线

图201【例1】（2015·安徽）一个能绕中心转动的小磁针在图示位置保持静止。某时刻开始小磁针所在区域出现水平向右的磁场，磁感线如图201所示，则小磁针在磁场出现后（ ）

A.两极所受的力是平衡力，所以不会发生转动

B.两极所受的力方向相反，所以会持续转动

C.只有N极受力，会发生转动，最终静止时N极所指方向水平向右

D.两极所受的力方向相反，会发生转动，最终静止时N极所指方向水平向右

解析：某时刻开始小磁针所在的区域出现水平向右的磁场，小磁针将会受到磁场力的作用，且N极受力方向与磁场方向相同，水平向右；S极受力方向与磁场方向相反，水平向左。所以小磁针会发生转动，最终小磁针在磁场中静止，N极指向水平向右。所以选项A、B、C错误，选项D正确。

答案：D

（二）电流的磁场

图202【例2】（2014·厦门）如图202所示，给直导线通电时，其下方的小磁针发生偏转。这说明通电导体周围存在着

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；在直导线正下方的不同位置，小磁针静止的N极指向相同，说明该区域

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相同。

解析：在静止的小磁针上方，放一根与磁针平行的导线，给导线通电时磁针发生偏转，说明了通电导体周围存在磁场，这是由丹麦的物理学家奥斯特首先发现的。在直导线正下方的不同位置，小磁针静止的N极指向相同，说明该区域磁场方向相同。

答案：磁场 磁场方向

（三）电磁铁

【例3】（2015·孝感）张扬同学在探究电磁铁磁性强弱的实验中，使用两个相同的A、B大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图203所示，下列说法错误的是（ ）

图203A.滑片P向右滑动，电磁铁的磁性减弱

B.电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强

C.电磁铁A、B的上端均为S极

D.该实验可以探究电磁铁磁性的强弱与匝数多少的关系

解析： 变阻器的滑片向右滑动，电阻的阻值增大，电路中的电流减小，所以电磁铁的磁性减弱，所以选项A说法正确。在实验中电磁铁的磁性强弱无法直接看出，通过吸引大头针的多少来进行判断。吸引的大头针越多，说明电磁铁的磁性越强，否则越弱，所以选项B说法正确。根据安培定则，A的上端为N极，下端为S极，B的上端为N极，下端为S极，所以选项C说法错误。两电磁铁的线圈串联是为了使通过两线圈的电流相等，研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数之间的关系，所以选项D说法正确。

答案：C

（四）通电导体在磁场中受到力的作用 电动机

图204【例4】（2015·江西）如图204所示的是灵敏电流计内部结构示意图，它的工作原理是利用通电导体在

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中会受到力的作用，使指针发生偏转，此时如果改变线圈中的电流方向，指针的偏转方向

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（填“会”或“不会”）发生改变。

解析：通电导体在磁场中受到力的作用，灵敏电流计就是利用这一原理工作的，当电流通过线圈时，受到磁场力的作用，电流计指针发生偏转；通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向都有关系，如果保持磁场方向不变，改变电流方向，线圈受力方向发生变化，指针的偏转方向也会改变。

答案：磁场 会

（五）电磁感应与发电机

图205【例5】（2015·济宁）如图205所示是“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。闭合开关后，导体棒、灵敏电流计、开关、导线组成闭合电路。

（1）要使灵敏电流计的指针发生偏转，可行的操作是

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。

（2）要使灵敏电流计的指针偏转方向发生改变，可以

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采取两种方法。

方法一：

；

方法二：

。

解析：（1）导体棒在磁体里边，水平左右运动，正好和蹄形磁体中磁感线的方向垂直，能做切割磁感线运动，能产生感应电流，电流表的指针就发生偏转；

（2）要使电流表指针偏转方向发生改变，即改变流入电流表的电流方向，也就是要改变感应电流的方向，可以从影响感应电流方向的两个因素（导体的运动方向和磁场方向）考虑，只改变其中一个因素时，感应电流的方向就会发生改变；故调换N极S极位置可改变磁场方向，或改变AB运动方向。

答案：（1）使导体棒左右运动 （2）改变导体棒的运动方向 改变磁场的方向

（六）安培定则作图

图206【例6】（2015·扬州）请利用图206中给出的信息，在图中标出通电螺线管的N、S极和磁感线方向。

解析：电源右侧为正极，则电流由右侧流入，

图207根据安培定则：用右手握住螺线管，使四指所指的方向为电流的方向，则大拇指所指的左侧为N极，右侧为S极，外部磁感线由N指向S。

答案：如图207所示

二、习题演练

（一）课后巩固

1.（2014·雅安）水平桌上自由转动的小磁针，静止时指向地球北方的那端是小磁针的

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极；地磁场的北极在地理位置的

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极附近。

2.在铜、橡胶、碳棒和硬币中，通常属于绝缘体的是

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。如图208所示，当开关闭合时，导体AB发生运动，这表明通电导体在

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中要受到力的作用，

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机就是根据这一原理制造出来的。

图2083.（2015·福州）下列用到电动机的电器是（ ）

A.电炉 B.电风扇

C.日光灯D.电热水器

4.（2014·丹东）对图209甲、乙两图所示的实验，下列说法正确的是（ ）

图209A.甲实验可以研究电动机的工作原理

B.乙实验可以研究通电导体在磁场中受力情况

C.甲实验的过程中，电能转化为机械能

D.乙实验的过程中，机械能转化为电能

5.（2015·宜宾）在图2010中的设备中，利用电磁感应原理工作的是（ ）

A.电磁铁 B.动圈式话筒

C.喇叭D.电动机

图2010

图20116.（2015·遂宁）如图2011所示，A是悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁，B是螺线管。闭合开关，待弹簧测力计示数稳定后，将滑动变阻器的滑片缓慢向右移动的过程中，下列说法正确的是（ ）

A.电压表示数变大，电流表示数也变大

B.电压表示数变小，电流表示数也变小

C.螺线管上端是N极，弹簧测力计示数变小

D.螺线管上端是S极，弹簧测力计示数变大

图20127.（2015·成都）如图2012所示，为发电机的工作原理图，下列说法中正确的是（ ）

A.发电机的基本原理是通电导体在磁场中受力的作用

B.发电机的基本原理是电磁感应

C.线圈在转动过程中，感应电流的大小不变

D.线圈在转动过程中，感应电流的方向不变

8.如图2013所示是国外媒体报道的一种可发电的足球，这是用皮革包裹的泡沫足球。每次踢这种球时，它里面的摆锤都会摆动，而摆锤的摇摆又会促使与一个可充电电池相连的发电机开始旋转。其中发电机的工作原理是电磁感应，下图中能够说明这一原理的是（ ）

图2013

图20149.（2014·锦州）如图2014所示，请根据通电螺线管的N、S极，标出小磁针N极、通电螺线管的磁感线方向以及电源的正、负极。

10.小明同学想探究通电螺线管外部磁场的方向。

（1）实验中，他设计的部分电路如图2015所示，请根据要求用笔画线代替导线将图中的电路补充完整。要求：①小磁针的指向满足如图所示的方向；②滑动变阻器的滑片向A端移动后，通电螺线管的磁性减弱。

图2015（2）磁场看不见、摸不着，在探究“通电螺线管磁场”的实验中，为了研究通电螺线管周围的磁场分布情况，我们通常在螺线管周围摆放一些小磁针，通电后，小磁针的分布情况如图乙所示，由此可以看出，通电螺线管外部的磁场分布与

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磁体相似，这里用到了哪种研究问题的物理方法：

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。

（3）在实验过程中，小明改变了通电螺线管中的电流方向，发现小磁针转动了180°，由此可知，通电螺线管外部磁场的方向与

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有关。

11.（2015·济宁）如图2016所示是“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。闭合开关后，导体棒、灵敏电流计、开关、导线组成闭合电路。

图2016（1）要使灵敏电流计的指针发生偏转，可行的操作是

。

（2）要使灵敏电流计的指针偏转方向发生改变，可以采取两种方法。

方法一：

；

方法二：

。

（二）能力提升

1.某市科技馆有机器人和参观者下象棋的展台。机器人取放棋子时，用一根“手指”接触棋子表面就可以实现（如图2017），其奥秘是“手指”内部有电磁铁。机器人取放棋子是利用了电磁铁的

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（填“磁性有无”或“磁极方向”）可以控制的特点，制作象棋棋子的材料应该是下列常见金属材料中的

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（填“铁”“铜”或“铝”）。

图2017

图20182.在图2018所示的

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