备战2023新中考二轮科学专题导练 考点19 电和磁

考点精讲

一、磁性和磁体

1．磁性：物体具有吸引铁、钴、镍的性质。具有磁性的物体叫做磁体。

2．磁体两端磁性最强的部分叫磁极，磁体中间磁性最弱。当磁体悬挂静止时，指向南方的叫南极(S)，指向北方的叫北极(N)。同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。

3．磁体周围存在着一种看不见，摸不着的物质，能使磁针发生偏转，叫做磁场。磁场对放入其中的磁体会产生磁力的作用。

4．磁场方向：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。

5．磁感线总是从磁体的N极出发，回到S极。

6．地球也是一个磁体，周围也存在着磁场，叫地磁场。地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。

7．地磁南极与地理北极、地磁北极与地理南极并不完全重合，中间有一个夹角，叫做磁偏角，是由我国宋代学者沈括首先发现的。

二、电生磁

1．奥斯特实验证明：通电导线的周围存在着磁场，磁场的方向跟电流的方向有关，这种现象叫做电流的磁效应。这一现象是由丹麦物理学家奥斯特在1820年发现的。

2．通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场类似。通电螺线管的磁场方向与电流方向及线圈绕法有关。

3．电磁铁磁场的强弱与电流强弱、线圈匝数及有无铁芯有关。可以制成电磁起重机、扬声器和吸尘器等。

4．安培(右手)定则：将右手的四指顺着电流方向抓住螺线管，大拇指所指的方向就是该螺线管的N极。

5．电生磁的应用

(1)继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接地控制高电压、强电流电路的通断。实质上它就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。

(2)电磁继电器的工作电路由低压控制电路和高压工作电路两部分组成。

6．电动机

(1)电动机的原理：通电导体在磁场中会受到力的作用。它的受力方向跟电流方向、磁场方向有关。

(2)电动机由转子和定子两部分组成。

三、磁生电

1．在1831年由英国物理学家法拉第首先发现了利用磁场产生电流的条件和规律。

2．电磁感应现象：当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就会产生电流。

3．没有使用换向器的发电机，产生的电流，它的方向会周期性变化，这种电流叫交变电流，简称交流电。它每秒钟电流方向改变的次数叫频率，单位是赫兹，简称赫，符号为Hz。我国的交流电频率是50Hz。

四、电和磁需要注意的一些知识点：

（1）磁场看不见，摸不着，但我们可以通过它对其他物体的作用来认识，应用了转换法。

（2）用磁感线表示磁场分布，利用了模型法。

（3）磁感线的画法：

①画三至五条即可，且所画磁感线N极与S极对称，并在磁感线上用箭头标明方向。

②所画的磁感线不能相交，也不能相切。

（4）判断物体是否具有磁性的四种方法：①根据磁体的吸铁性判断；②根据磁体的指向性(指南北方向)判断；③根据磁体两端磁性最强中间最弱来判断；④根据磁极间的相互作用判断。

（5）一个磁体有且只有两个磁极。一个永磁体截成若干段，每一部分仍有两个磁极。

（6）物体与磁体相互排斥，则物体一定具有磁性；物体与磁体相互吸引，则物体不一定具有磁性。

五、电动机与发电机的比较

六、电磁现象的综合比较

注意：

①电生磁：无条件，只要有电流，在其周围就存在磁场；

②磁生电：有条件，有外力的参与且做切割磁感线运动；

③磁场对电流的作用：有条件，电流必须在磁场中且电流方向与磁场方向不平行；④机械能和电能的相互转化离不开磁场这个媒介物，即都是在磁场中完成的。

真题解析

例题

1．磁共振成像是一种较新的医学成像技术，它采用强静磁场和变化磁场使人体组织成像。若携带金属物做磁共振成像，强静磁场会吸引铁质物品，变化磁场会使携带的金属中产生感应电流，从而使金属发热而灼伤病人，重则危及生命。上述说明中，有涉及到的知识是（　　）

A．磁能生电 B．同名磁极相互排斥

C．通电导体周围存在磁场 D．金属导体的电阻受温度影响

答案

1．A

【解析】

【分析】

从文本提取信息，然后跟选项进行对照即可。

【详解】

A．变化磁场会使携带的金属中产生感应电流—电磁感应（磁生电），故A正确。

BCD．文中的内容没有提及同名磁极相互排斥、通电导体周围存在磁场、金属导体的电阻受温度影响，故BCD错误。

故选A。

2．如图为一个有趣的科学实验“磁悬浮陀螺”。在水平桌面上放置一块较大的环形磁铁，再将一个由磁铁制成的陀螺旋转起来，细心调整两个磁铁的相对位置，使陀螺悬浮在大磁铁上方的某个位置。对于正处在悬浮状态的陀螺，以下说法不正确的是（　　）

A．同名磁极相互排斥

B．陀螺受到竖直向上的磁力作用

C．在陀螺底部粘上一块橡皮泥，它仍然能在该处悬浮

D．在陀螺和环形磁铁的空隙间平放入一块普通玻璃，它仍然能在该处悬浮

答案

2．C

【解析】

【详解】

A．地球周围的一切物体都受到重力的作用，所以陀螺受到竖直向下的重力；同时陀螺处于悬浮状态，所以还受到竖直向上的磁力的作用，故正确，不符合题意；

B．磁性陀螺是利用同名磁极相互排斥受到竖直向上斥力的作用而悬浮在空中的，故正确，不符合题意；

C．陀螺原来处于悬浮状态，说明竖直方向的重力和磁力是一对平衡力，当在陀螺上粘上一块橡皮泥，重力增大，但磁力不变，所以陀螺竖直方向受力不再平衡，因此不可能在此处继续悬浮，故错误，符合题意；

D．在陀螺和环形磁铁的空隙间平放入一块普通玻璃，并不影响竖直方向的重力和磁力成为一对平衡力，因此它仍然能在该处悬浮，故正确，不符合题意。

故选C。

3．小科利用如图所示装置探究“感应电流产生的条件”：

（1）如图，a、b两接线柱间应接入__________。

（2）下列各种操作中，能使闭合回路产生电流的是__________（填字母）

A．让导体在磁场中静止

B．保持导体静止，使蹄形磁体水平向左运动

C．让导体在磁场中作竖直向上或竖直向下的运动

（3）在仪器和电路连接都完好的情况下，某小组的实验现象不太明显。请提出一条改进措施：__________。

答案

3．     小量程电流表##灵敏电流计     B     将导体换成多匝线圈或换磁性更强的磁铁等（合理即可）

【解析】

【详解】

（1）[1]实验时，通过观察电流表的指针是否偏转，来确定电路中是否产生感应电流。

（2）[2]A．让导体ab在磁场中静止，闭合电路的一部分导体不切割磁感线，电路中不会产生电流，故不合题意；

B．保持导体ab静止，使得蹄形磁体水平向左运动，闭合电路的一部分导线切割磁感线，电路中会产生电流，故符合题意；

C．让导体ab在磁场中作竖直向上或竖直向下运动，导线不切割磁感线，电路中也不会产生电流，故不合题意。

故选B。

（3）[3]我们可以将导体换成多匝线圈或换磁性更强的磁铁，使其产生感应电流更大，更容易观察。

4．在“探究电磁铁磁性强弱与电流大小关系”的实验中，小明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。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。

（1）实验中小明是通过___________来判定电磁铁磁性强弱的。

（2）闭合开关S后，电磁铁下端的磁极为___________（选填“N”或“S”）极。

（3）由表中数据可以得出的实验结论是：___________。

（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

4．     电子测力计示数改变大小     S     对于同一电磁铁，通过线圈的电流越大，电磁铁的磁性越强     改变电路中电流大小

【解析】

【详解】

（1）[1]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增大（即电磁铁对软铁块的吸引力增大），所以实验中是根据电子测力计示数改变大小来判断电磁铁的磁性强弱。

（2）[2]根据电的正负极，判断出电磁铁线圈中电流的方向是从左向右的，由安培定则可判出电磁铁的上端为N极，下端为S极。

（3）[3]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增大（即电磁铁对软铁块的吸引力增大），所以可得出结论：对于同一电磁铁，通过线圈的电流越大，电磁铁的磁性越强。

（4）[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。

5．如图甲所示为某智能扫地机器人部分工作原理图，其中R为光敏电阻：如图乙所示为光敏电阻R的阻值随照度变化的图线（照度表示物体被照明的程度，照度越大被照明的程度越大）。

（1）上述智能扫地机器人工作原理如下：接通电，当地面灰尘较多时，使照射到光敏电阻R上的照度变小，光敏电阻R的阻值________（选填“变大”或“变小”），电磁铁的磁性________（选填“增强”或“减弱”），此时电动机旋转产生高速气流将灰尘等吸入集尘盒；当灰尘济扫到一定程度时，电动机停止工作，指示灯亮，该智能扫地机器人处于待机状态；

（2）根据其工作原理可知，电动机应接入________（选填“ab”或“cd”）之间。

答案：

5．     变大     减弱     ab

【解析】

【详解】

（1）[1][2]接通电，当地面灰尘增多时，使照射到光敏电阻上的照度变小，由图乙可知，光敏电阻的阻值增大，光敏电阻与定值电阻串联，则串联电路的总电阻变大，根据欧姆定律可知，控制电路中的电流将变小，电磁铁的磁性会减弱。

（2）[3]当清扫到一定程度，地面灰尘减少，使照射到光敏电阻上的光照强度增强，光敏电阻变小，电流变大，电磁铁磁性增强，弹簧将衔铁吸下，动触头与静触头接触，电动机停止工作，指示灯发光，电动机应接入ab之间。

突破提升

一、选择题

1．下列磁感线描述错误的是（　　）

A． B． C． D．

2．新型智能手机无线充电技术原理如下：当交变电流通过充电底座中的线圈时，线圈产生磁场；如图所示，带有金属线圈的智能手机靠近该磁场就能产生电流，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．发电机

C．电动机 D．电磁起重机

3．如图所示，下端为S极的条形磁体悬挂在一弹簧上；闭合开关，条形磁体处于静止状态后，下端位于螺线管的上方。下列措施可使弹簧缩短的是（　　）

A．滑片P向右缓慢移动

B．在螺线管中插入铁芯

C．增大电电压

D．将电的正负极对换位置

4．将小电动机与小灯泡按如图所示的电路连接，在小电动机转轴上绕线，然后用力拉线，使电动机转动。在电动机转动过程中，小灯泡发光，该现象中（　　）

①电产生了磁，使电动机转动②磁产生了电，使小灯泡发光③电动机是电④转速越快，灯泡越亮

A．①②③ B．①③④ C．①②④ D．②③④

5．2020年新冠肺炎肆虐全球，中国人民发扬人道主义，为多个国家捐赠口罩与呼吸机等医疗设备，图是呼吸机的组成示意图，其中空气压缩机工作原理与图4个实验所揭示的原理相同的是（　　）     

A．           B．

C．           D．

二、填空题

6．随着全民健身活动的兴起，有更多的人参加马拉松运动。马拉松已经远远不只是一场比赛，它是你认识自己，认识一座城市，认识这个世界的方式。因参赛选手很多，无法在同一起跑线出发而计时困难。近年常采用感应 芯片计时，参赛者须按要求正确佩带计时芯片，当参赛者通过起点和终点 设置有磁场的感应带时，芯片里的线圈中就会产生________，工作原理是_________，从而激发芯片发送编码信息，系统实时获取计时信息。

7．（1）商场里的电动扶梯，为了节约能，同学想利用电磁继电器设计了这样的电路：无人时电梯运行较慢，有人时电梯正常运行。请按照要求用笔画线代替导线将图乙中的控制电路和工作电路分别连接完整。其中 R1是压敏电阻（受到压力时阻值较小，不受压力时阻值很大），R2是定值电阻。(       )

（2）为了使电磁铁对衔铁的吸引力变大，以下做法可行的是___________。

A．去掉电磁铁线圈中的铁芯       B．减少电磁铁线圈的匝数

C．适当增大控制电路电电压       D．适当增大工作电路电电压

三、简答题

8．桌面发热暖桌垫能为冬季伏案工作学习的人暖手而得到广泛使用。某品牌的一款暖桌垫有低温、高温两档调温，低温档和高温档的额定电功率分别是24瓦和56瓦，且只有采用高温档时才能保待恒温50°C。小明模拟该暖桌垫的工作原理设计简易电路，如图甲所示，工作电路中电U2电压为24伏且保持不变、电热丝R1和R2的额定电压为24伏，开关可打在“12”、“23”、“34”这三个档中的一个档上；温控电路中电电压U1为3伏，R0为定值电阻，电磁铁、衔铁、开关、导线等电阻忽略不计。

（1）该品牌的暖桌垫采用变压器，将工作电路的电压由220V将为24V。将工作电路的额定电压设计为24V的目的是_________

（2）某次该暖桌垫在高温档上连续工作1分钟，则这次使用过程中R1消耗电能多少焦？（写出计算过程）___

（3）将电电压U1从3V降低为1.5V，可减少定值电阻R0的耗能，同时通过增加线圈匝数增加磁性也能达到同样的保温效果。已知电电压U1为3V时，定值电阻R0的电功率P0随热敏电阻Rt的变化如图乙所示，其中点A为热敏电阻Rt温度达到50℃的电功率值。请画图当电电压U1为1.5V时定值电阻R0的电功率P0随热敏电阻Rt变化的图像且标出当热敏电阻Rt温度达到50℃时的电功率值点A。___

四、探究题

9．在研究“电磁铁磁性强弱与电流大小有关”这一猜想时，小乐设计了如图所示实验装置，其中电磁铁M用绝缘细线悬挂在铁架台上，并保持其与软铁块N的距离不变。部分实验步骤如下：

①断开开关，按图组装实验装置，将滑动变阻器的滑片置于最右端。用已调零的电子测力计测出软铁块N对电子测力计的压力F0并记录；

②闭合开关，调节滑动变阻器的滑片到适当位置，读出并记录电流表的示数I和电子测力计的示数F；

③仿照步骤②再进行两次实验。

（1）本实验中，滑动变阻器除了起到保护电路的作用外，还起到的_______作用；

（2）根据上述实验步骤，设计实验数据记录表_______；

（3）若随着电流表的示数I增大，电子测力计的示数F________（选填“增大”或“减小”），则可得出“对于同一电磁铁，通过线圈的电流越大，电磁铁的磁性越强”的结论。

10．为探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关，小明所在的实验小组用漆包线（表面涂在绝缘漆的导线）在大铁钉上绕若干圈，制成简单的电磁铁，结合其它实验器材（大头针、滑 动变阻器等）做了如图所示的实验。根据b、c、d   中观察到的情况，完成下面填空：

（1）通过___________，来判断它的磁性强弱不同；

（2）通过比较___________两种情况，可以知道通过的电流越大，电磁铁的磁性越强；

（3）通过比较 d 中甲、乙两个电磁铁，发现________电磁铁的磁性强，由此得到的结论是____________。

答案：

1．A

【解析】

【详解】

A．图中为两异名磁极，在磁体外部磁感线从N极出发回到S极，故A错误，符合题意；

B．图中蹄形磁体的磁感线从N极出发回到S极，故B正确，不符合题意；

C．图中为两N极，为同名磁极，磁感线都应从N极出发，故C正确，不符合题意；

D．图中电流从螺线管的左端流入，右端流出，由安培定则可知螺线管的右端是N极，磁感线从N极出发回到S极，故D正确，不符合题意。

故选A。

2．B

【解析】

【详解】

A．电流通过电烙铁时产生热量，所以电烙铁是根据电流的热效应来工作，故A不符合题意；

B．发电机的工作原理是电磁感应，是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中有感应电流产生，发电机工作原理是磁生电，故B符合题意；

C．电动机工作原理是通电导体在磁场中受力而运动，故C不符合题意；

D．电磁起重机在有电流通过时产生磁场，工作原理是电流的磁效应，故D不符合题意。

故选B。

3．D

【解析】

【详解】

A．开关闭合，根据安培定则可知，通电螺线管的上端为N极，异名磁极相互吸引，条形磁体向下运动；滑片P向右缓慢移动时，变阻器连入电路的电阻变小，电路中的电流变大，电磁铁磁性增强，条形磁铁的吸引力增大，所以条形磁体继续向下运动，使弹簧伸长，故A不符合题意；

B．在螺线管中插入铁芯，电磁铁磁性增强，条形磁铁的吸引力增大，所以条形磁体继续向下运动，使弹簧伸长，故B不符合题意；

C．增大电电压，电路中的电流变大，电磁铁磁性增强，条形磁铁的吸引力增大，所以条形磁体继续向下运动，使弹簧伸长，故C不符合题意；

D．将电的正负极对换位置，根据安培定则可知，通电螺线管的上端为S极，同名磁极相互排斥，条形磁体向上运动，使弹簧缩短，故D符合题意。

故选D。

4．D

【解析】

【分析】

【详解】

该现象说明磁产生了电，使小灯泡发光，这就是电动机原理，且转速越大灯泡越亮，故②③④正确。

故选D。

5．A

【解析】

【分析】

根据图片可知，空气压缩机的主要结构为电动机，其工作原理为通电导体在磁场中受力运动，据此分析判断。

【详解】

A.闭合开关后，通过电流的导体在磁场中受力运动，这就是电动机的工作原理，故A符合题意。

B.闭合开关后，导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针摆动，说明有电流产生，这是电磁感应现象，故B不合题意。

C.当导线中有电流经过时，小磁针的指向发生偏转，说明电流周围存在磁场，故C不合题意。

D.闭合开关后，缠绕有线圈的铁钉能够吸引大头针，这就是电流的磁效应，故D不合题意。

故选A。

6．     感应电流     电磁感应

【解析】

【分析】

【详解】

[1][2]采用感应芯片计时，参赛者须按要求正确佩带计时芯片，当参赛者通过起点、终点设置的磁感应带时，芯片里的线圈切割磁感线运动，因此线圈中就会产生感应电流，从而激发芯片发送编码信息，系统实时获取计时信息，工作原理是电磁感应。

7．          C

【解析】

【分析】

【详解】

（1）由题意可知应将压敏电阻R1串联在控制电路中；为了满足题中的要求，应将电动机和电阻R2接入工作电路中，电路如图所示：

由图知，无人时衔铁没有被吸下，电动机与R2串联接入电路，电动机两端电压小于电电压，电动机的转速慢；当有人时衔铁被吸下，右侧电路只有电动机工作，其两端电压等于电电压，通过电动机的电流变大，电动机转速变快，符合要求。

（2）A．若去掉电磁铁线圈中的铁芯，电磁铁的磁性将减弱，故A不可行；

B．若减少电磁铁线圈的匝数，电磁铁的磁性减弱，故B不可行；

C．增大控制电路电的电压，可以增大通过电磁铁的电流，电磁铁的磁性将增强，故C可行；

D．增大工作电路电的电压，不会影响通过电磁铁的电流，不会改变电磁铁的磁性，故D不可行。

故选C。

8．     24V小于36V，属于安全电压，利于人体安全     1920J    

【解析】

【详解】

（1）[1]因为24V小于36V，属于安全电压，利于人体安全。

（2）[2]当R1和R2并联时，电路中的功率最大，为高温档，R1额定电功率

P1=56W-24W=32W

使用过程中R1消耗电能

W=Pt=32w60s=1920J

（3）[3]因为电电压U1从3V降低为1.5V，且保待恒温50°C，此时电路中阻值不变，根据

当

则

所以新的曲线纵坐标为原曲线的，如图所示：

9．     改变电路中电流的大小     见解析     增大

【解析】

【详解】

（1）[1]实验中，调节滑动变阻器的滑片，改变变阻器连入电路的电阻，可以改变电路中电流的大小。

（2）[2]实验表格中要有电流表的示数，电子测力计的示数和实验次数，如下表所示

（3）[3]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，电子测力计示数的增大，所以可得出结论：对于同一电磁铁，通过线圈的电流越大，电磁铁的磁性越强。

10．     观察电磁铁吸引大头针数目的不同     b、c     甲     外形结构相同的电磁铁，通过相同的电流时，线圈匝数越多，磁性越强

【解析】

【分析】

【详解】

（1）电磁铁吸引大头针的多少来反映电磁铁磁性的强弱，电磁铁吸引大头针越多，电磁铁的磁性越强。

（2）bc实验，线圈匝数和铁芯一定，c实验中，滑动变阻器的滑片左移，电阻减小，电电压不变，电流增大，吸引的大头针越多，磁性越强。

（3）d中甲、乙两个电磁铁串联，电流相同，铁芯相同，匝数越多的电磁铁吸引大头针越多，磁性越强。