教材同步复习第一部分第十四章 电与磁
知识思维导图
知识要点归纳
1．磁现象(1)磁体：能够吸引铁、钴、镍等金属的物体．(2)磁极：磁体吸引能力最强的两个部位．能够自由转动的磁体，如悬吊着的磁针，静止时指①______的那个磁极叫做南极或S极；指②______的那个磁极叫做北极或N极．(3)磁极间的相互作用：同名磁极相互③________，异名磁极相互④________.(4)磁化：使没有磁性的物体获得⑤________的过程叫做磁化．知识点1磁现象 磁场(A卷：2019.4D；B卷：2020.4C,2018.10第1空)南北排斥吸引磁性
2．磁场(1)定义：在磁体周围存在一种我们看不见、摸不着的特殊物质，叫做磁场．(2)方向：小磁针静止时⑥_____________所指的方向．(3)磁感线：为了描述磁场，引入磁感线．磁体外部的磁感线都是从磁体的⑦_____________出发，回到磁体的⑧_____________.磁感线上任意一点的切线方向表示该点的磁场方向，磁感线的疏密程度表示磁场的⑨________.北(N)极北(N)极南(S)极强弱
3．地磁场：地球周围存在着磁场，地磁场的北极在地理的⑩______极附近，地磁场的南极在地理的⑪______极附近．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．4．探究通电螺线管外部磁场的方向(详见核心素养实验)．南北
【知识链接】对磁感线的认识1．磁感线是假想的，不是真实存在的．2．磁感线可以表示磁场的强弱，其密集处磁场较强，稀疏处磁场较弱．3．磁感线布满磁体周围的所有空间，并且磁感线不相交．4．磁感线上任意一点的切线方向与该点的磁场方向一致．5．在磁体的内部，磁感线从磁体的S极指向磁体的N极；在磁体的外部则相反，从而形成闭合的曲线．
【即时小练】 正误判断1．磁感线是假想的，不是真实存在的()2．磁感线布满磁体周围的所有空间，磁感线互相交织()3．地球的地理两极与地磁场两极完全重合()4.将一个条形磁体从中间切成两半，则这两部分都将只有一个磁极()√×××
1．电流的磁效应(1)发现：1820年4月，丹麦物理学家⑫__________发现了电流的磁效应．(2)内容：通电导线周围存在与⑬____________有关的磁场．2．通电螺线管的磁场(1)通电螺线管周围存在磁场，其外部的磁场与⑭____________的磁场相似，螺线管的两端相当于条形磁体的两极．(2)极性：通电螺线管两端的极性与螺线管的⑮____________有关．知识点2电生磁(A卷5年3考；B卷：2020.4D,2016.4B)奥斯特电流方向条形磁体电流方向
3．安培定则：用⑯________握住螺线管，让⑰________指向电流的方向，则⑱__________所指的那端就是螺线管的⑲_____极．右手四指大拇指N
【知识链接】安培定则的应用
知识点3电磁铁、电磁继电器线圈铁芯匝数电流匝数电流强
2．电磁继电器(1)工作电路其中A是电磁铁，B是衔铁，C是弹簧，D是动触点，E是静触点，两个电路分别为低压控制电路和高压工作电路．
电磁铁
【知识链接】1．电磁铁的优点和应用(1)优点：磁性的有无可以由电流通断来控制，磁性的强弱可以由电流大小和线圈匝数的多少来控制，磁极及它周围的磁场方向可以由电流方向来控制．(2)应用：电磁继电器、电铃、电磁阀车门等．
2．电磁继电器的工作原理当有一定强度的电流通过控制电路中的电磁铁时，电磁铁产生磁性，将衔铁吸引，使工作电路接通，工作电路中的用电器就可以工作了；当控制电路断电时，电磁铁没有了磁性，弹簧将衔铁拉起，工作电路断开，工作电路中的用电器就会停止工作．
知识点4电动机(A卷：2017.5A；B卷5年3考)电流磁场
(3)直流电动机换向器的作用：每当线圈刚转过平衡位置时，换向器能自动改变线圈中的电流方向．(4)能量转化：电能→机械能．3．应用：有轨电车、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、高速电动列车等都是利用直流电动机提供动力的．
【知识链接】电动机的认识结构图
知识点5磁生电(A卷5年4考；B卷5年3考)闭合的部分切割磁感线磁场的方向切割磁感线的方向发生不发生
电磁感应现象机械能电能
【知识链接】发电机的认识1．结构图2．工作原理：电磁感应．3．能量转化：机械能转化为电能．4．在电路中的作用：相当于电源．
教材图片解读
命题点 地磁场1．如图是我国早期的指南针——司南，它是把天然磁石磨成勺子的形状，放在水平光滑的“地盘”上制成的．东汉学者王充在《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南”．则司南静止时其长柄一端是磁石的___________极，司南指南北是由于它受到__________的作用．南(S)地磁场
命题点 地磁场2．小强用缝衣针、按扣、大头针、橡皮和硬纸板制作了一个指南针如图所示．该指南针静止后，针尖指北方，则针尖是指南针的_____(选填“N”或“S”)极，指南针能够指南，说明地球周围存在________.N磁场
命题点 电磁铁3．如图所示为自制电磁铁，为了使电磁铁的磁性更强，可以________(选填“增加”或“减少”)绕线的匝数或________(选填“增大”或“减小”)通过电流的大小．增加增大
命题点 电流的磁效应4．扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置，如图所示是扬声器构造示意图．当线圈中通过变化电流时，线圈受到________力作用，从而带动与线圈相连的纸盆____________，于是扬声器就发出了声音.磁场来回振动
命题点 电磁感应现象5．如图所示的实验装置中，当开关闭合，导体棒竖直向上运动时，灵敏电流计的指针________偏转，让导体棒水平向右运动，灵敏电流计的指针______偏转(以上两空均选填“会”或“不会”)，_________(选填“电动机”或“发电机”)是应用电磁感应原理制成的．不会会发电机
命题点 电磁感应现象的应用6．如图所示，当动圈式话筒工作时，声音使得膜片________，与膜片相连的线圈跟着做______________运动产生感应电流，这就是____________现象.振动切割磁感线电磁感应
核心素养实验
【设计和进行实验】1．实验原理：电流的磁效应.2．转换法的应用：(1)通过观察磁体周围铁屑的疏密或小磁针的排列顺序来判断磁场的强弱.(2)通过观察小磁针的方向判断磁场的方向.3．理想模型法的应用：磁感线是为了描述磁场而引入的假想曲线，不是真实存在的．实验1探究通电螺线管外部磁场的方向
【交流与反思】4．在通电螺线管周围不同位置放置小磁针的目的：便于观察磁场的方向.5．小磁针静止时，N极所指的方向就是该点磁场的方向．6．通电螺线管极性的判断方法：安培定则.7．通电螺线管外部磁场方向的影响因素：电流的方向.【实验评估与改进】8．实验中轻敲玻璃板的目的：减小铁屑与玻璃板间的摩擦，使铁屑受到磁场的作用而有规律地排列.9．在通电螺线管中插入铁芯的目的：增强通电螺线管的磁性.
【实验方案拓展】10．通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似，磁感线从N极出来回到S极．11．不能用悬挂的大头针来代替小磁针的理由：因为大头针没有磁性，不能指示磁场方向.【实验结论】通电螺线管外部存在着与电流方向有关的磁场，其磁场与条形磁体的磁场相似．
【例1】在探究通电螺线管外部磁场的实验中，采用了如图甲所示的实验装置．(1)当闭合开关S后，小磁针______(选填“会”或“不会”)发生偏转，说明通电螺线管与小磁针之间是通过________发生力的作用．会磁场
(2)用铁屑来做实验，得到了如图乙所示的情形，它与________磁体的磁场分布相似．为描述磁场而引入的磁感线________真实存在的．(3)为了探究通电螺线管的磁极性质，老师与同学们一起对螺线管可能的电流方向和绕线方式进行了实验，得到了如图丙所示的四种情况．实验说明通电螺线管磁极的极性只与它的____________有关，且这个关系可以用________________来判断．条形不是电流方向右手螺旋定则
(4)闭合开关S，通电螺线管周围的小磁针N极指向如图丁所示，由图可知：在通电螺线管外部，磁感线是从_____极出发，最后回到_____极．NS
【能力提升】(5)将螺线管连接到如图戊所示的电路中，闭合开关后，将大头针靠近螺线管，发现_____________，此现象说明_______________________.大头针被吸引通电螺线管周围存在磁场
(6)如图丁所示，将小磁针放在螺线管周围不同的位置，如此放置小磁针的目的是__________________.闭合开关后，观察到的现象是__________________，这一步骤中________(选填“能”或“不能”)用大头针代替小磁针(假设大头针也能被悬挂起且自由转动)．(7)如果移走图丁中的小磁针，通电螺线管周围________(选填“存在”或“不存在”)磁场．确定磁场的方向小磁针发生偏转不能存在
【设计和进行实验】1．实验装置实验2探究产生感应电流的条件
2．实验方法(1)转换法的应用：通过观察灵敏电流计(或电流表)的指针是否偏转来判断有没有产生感应电流，偏转幅度反映感应电流的大小，偏转方向反映感应电流的方向．(2)控制变量法的应用：①探究感应电流的方向与磁场方向的关系时，控制导体切割磁感线运动的方向不变，改变磁场的方向，观察灵敏电流计(或电流表)指针的偏转方向．
②探究感应电流的方向与导体切割磁感线运动方向的关系时，控制磁场的方向不变，改变导体切割磁感线运动的方向，观察灵敏电流计(或电流表)指针的偏转方向．③同时改变导体切割磁感线运动的方向和磁场方向，感应电流的方向不变.3．实验操作方法：闭合开关，让导体棒AB做切割磁感线运动，并观察电流计(或电流表)的指针偏转方向．4．安培定则的应用．
【交流与反思】5．感应电流产生过程中的能量转化：机械能转化为电能.6．探究感应电流的大小与导体运动速度的关系：控制磁场方向和强度不变，改变导体沿相同方向切割磁感线的速度．7．要使灵敏电流计(或电流表)指针偏转明显可采取的措施：换灵敏度更高的电流计、用多根导线替代单根导线、加快导体切割磁感线的速度、换磁感应强度大的磁体．
8．实验中将灵敏电流计换成电源可探究通电导体在磁场中受到力的作用．【实验结论】产生感应电流的条件是闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动．
【例2】在学习了“怎样产生感应电流”后，小浩同学在课后又试着重新进行了实验，仔细体会其中的细节．
(1)如图甲所示，小浩首先将检查过的实验器材连接好，确认连接无误后，闭合开关，让金属棒沿水平方向切割磁感线，实验中却几乎看不出电流计指针发生偏转．你认为看不出电流计指针偏转的原因可能是______________________________________________.(2)另一组的小森采用了如图乙所示的装置进行实验，发现让金属棒在磁场中水平左右切割磁感线时，灵敏电流计指针的摆动方向在不断地发生变化，于是，他意识到感应电流的________发生了变化．除此之外，你还有什么方法能让灵敏电流计指针的摆动方向发生变化．具体的方法是______________________________________.产生的感应电流太小，无法使电流计的指针偏转方向改变磁场的方向(将磁铁的磁极对调)
(3)其他组的同学在实验中还发现灵敏电流计指针摆动的角度大小也发生变化，于是想探究“感应电流的大小与哪些因素有关”．小森猜想可能与导体切割磁感线运动的速度有关．从能量转化的角度看，小森的猜想依据是______________________________________________________________________________.在质量一定时，速度越大，动能越大，转化的电能就越多，所以产生的感应电流就越大
(4)小森为了验证自己的猜想，他重新进行了实验，测得的数据如下表所示.分析数据可得出结论：在磁场强弱相同时，________________________________________________.从能量转换的角度分析是机械能转换为______能．(5)如果将电流计换成________，可以观察磁场对通电导体的作用．利用这一原理可制成__________.导体切割磁感线的速实验次数123456速度(cm/s)1.02.03.04.05.06.0电流(μA)5.210.115.020.025.029.8度越大，产生的感应电流越大电电源电动机
【能力提升】(6)当导体向左运动时，电流计的指针向右偏转；调换蹄形磁体的南北极后，导体依然向左运动，电流计的指针向左偏转，说明感应电流的方向与____________有关．(7)若实验中增强蹄形磁体的磁性，保持导体切割磁感线的运动方向和速度大小不变，则电流计的偏转角度会________(选填“变大”“不变”或“变小”)．磁场方向变大
重点难点突破
【例1】请完成下列填空．(1)图中利用电流的磁效应原理工作的是_______，图中利用电磁感应原理工作的是______.重难点1电磁现象的辨识ADGCF
(2)图中能说明电动机工作原理的是______，其是将______能转化为________能，请写出一种利用该原理工作的机器：__________.(3)发电机工作时是将________能转化为______能，请写出一种利用该原理工作的机器：__________________________.(4)图中与银行、超市用的刷卡机工作原理相同的是______.BE电机械电风扇机械电动圈式话筒(或发电机)CF
(5)图中与奥斯特实验有关的是_____，图F是根据英国物理学家法拉第发现的____________现象制成的__________(选填“发电机”或“电动机”)示意图．(6)图D中，如果滑动变阻器的滑片向左滑动，a、b所吸引的小铁钉数量将________(选填“增加”或“减少”)；如果开关S断开，你会发现的现象是____________________________.(7)图G中若A浸没在溶液中时(溶液导电)，则______(选填“红”或“绿”)灯会亮．A电磁感应发电机增加a、b上面的小铁钉全部掉落红
【方法指导】三种电磁现象的辨识
实验奥斯特实验电磁感应实验磁场对电流的作用实验影响因素磁场的方向与电流方向有关感应电流的方向与磁场的方向和导体运动的方向有关导体受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关主要应用电磁铁、电磁继电器、电话的听筒等发电机、动圈式话筒等电动机
【例2】如图所示，螺线管的左端放着一枚可自由转动的小磁针，闭合开关S前小磁针静止，闭合开关S后，小磁针的N极将()A．逆时针偏转B．顺时针偏转C．仍然静止D．无法判断重难点2安培定则的应用B
【变式1】如图所示，斜面顶端固定着一个电磁铁，闭合开关时，其右端为_____极；在其右端放置一个铁质小车，发现电磁铁的吸引力不足以吸住小车，为了能吸住小车，可将滑动变阻器的滑片向_____(选填“a”或“b”)端移动．Na
类型1磁现象作图【例3】请在图中将小磁针的北极涂黑，并用“N”表示．重难点3电磁作图
【答案】如答图所示．
类型2通电螺线管作图【例4】请利用图中给出的信息，在图中标出小磁针的N极与磁感线的方向．
【答案】如答图所示．
【变式2】如图所示，小磁针静止在通电螺线管的右侧，在图中每条磁感线上用箭头标出磁感线方向并标出电源的正极．【答案】如答图所示．
【变式3】请画出图中螺线管的绕法并标出螺线管的N极．【答案】如答图所示．
【方法指导】三种电磁作图思路分析类型一：已知电源的正负极、线圈绕法
类型二：已知小磁针的N、S极
类型三：已知螺线管的N、S极、电源的正负极注意：1．磁感线不是真实存在的，用虚线表示，且磁感线之间永不相交．2．磁感线的方向与磁场方向一致，在磁体外部磁感线的方向是从N极出发回到S极．3．电磁铁线圈的绕向要保持一致．
重庆真题精练
1．(2019·重庆A卷9题2分)英国物理学家法拉第发现了____________现象，利用这个原理制成了__________(选填“发电机”或“电动机”)．2．(2018·重庆A卷9题2分)丹麦物理学家__________首先发现了电与磁之间存在本质联系，生产生活中的______________(选填“电磁起重机”“台灯”或“电热毯”)主要是利用电流磁效应工作的．命题点1物理学史电磁感应发电机奥斯特电磁起重机
3．(2018·重庆B卷10题2分)图(甲)是我国早期的指南针——司南，它的S极与条形磁体的N极相互________(选填“排斥”或“吸引”).2018年5月21日，我国发射了一颗名叫“鹊桥”的卫星，如图(乙)所示，该卫星在发射升空的过程中，若以“鹊桥”卫星为参照物，地面上的建筑物是________(选填“运动”或“静止”)的．吸引运动
4．(2017·重庆A卷9题2分)英国物理学家__________经过10年的不懈探索，终于在1831年发现了电磁感应现象，由此发明了__________(选填“电动机”或“发电机”)，开创了电气化时代的新纪元．法拉第发电机
5．(2019·重庆A卷4题3分)以下对电和磁相关描述正确的是()A．所有电器只能用三孔插座B．摩擦起电的实质是产生了电子C．电风扇可以将电能转化为机械能D．地磁场周围的磁感线是真实存在的命题点2电磁现象的理解及辨析C
【解析】有金属外壳的大功率用电器要使用三孔插座，这样可防止因外壳漏电而触电，但不是所有电器只能用三孔插座，故A错误；摩擦起电的过程是得到和失去电子，因此其实质是电子的转移，不是产生了电子，故B错误；电风扇的主要部分是电动机，是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，工作时将电能转化为机械能，故C正确；磁感线是人们为了方便研究磁场而假想出的一个物理模型，地磁场周围的磁感线实际是不存在的，故D错误．
6．(2019·重庆B卷6题3分)油电混合动力汽车逐渐走进普通家庭，混动汽车搭载了传统的内燃机，高效的电动机、发电机和蓄电池组．行驶过程中内燃机提供动力，同时可为蓄电池充电，也可以由蓄电池和电动机提供动力．下列说法正确的是()A．油电混动汽车的工作效率可以达到100%B．发电机的工作原理是利用电流能产生磁场C．蓄电池组充电时实现了化学能转化为电能D．电动机的工作原理是磁场对通电导体有力的作用D
【解析】热机在工作过程中，燃料不可能完全燃烧，尾气带走较多的热量，机器本身散热，克服机械间摩擦做功，剩余的能量才是有用的能量，在燃料完全燃烧提供的能量中只占很少一部分，所以热机效率不可能达到100%，故A错误；电磁感应现象的内容为闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，利用此原理发明了发电机，故B错误；蓄电池组充电时是将外加电源提供的电能转化为蓄电池组的化学能，故C错误；磁场对电流的作用是通电导体在磁场中会受到磁场对它的力的作用，电动机利用此原理制成，故D正确．
7．(2018·重庆A卷5题3分)有关电和磁的知识，下列说法正确的是()A．玩耍的儿童可以将手指塞进插座孔B．发电机是利用电磁感应原理制成的C．通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场不相似D．验电器是利用同种电荷相互吸引的原理制成的B
【解析】手指塞进插座孔，容易接触火线引起触电，故A错误；发电机是利用电磁感应原理制成的，发电机工作时消耗了机械能，得到了电能，是将机械能转化为电能的装置，故B正确；通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似，故C错误；验电器是利用同种电荷相互排斥的原理来工作的，故D错误．
8．(2017·重庆A卷5题3分)关于如图所示的电和磁知识，下列描述错误的是()C
【解析】电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用来工作的，故A正确；有金属外壳的家用电器使用的三孔插座，避免金属外壳带电接触后发生触电事故，故B正确；塑料梳子和头发摩擦，塑料梳子因摩擦而带电，吸引碎纸屑，属于摩擦起电现象，故C错误；磁悬浮列车是利用电流的磁效应来工作的，故D正确．
9．(2017·重庆B卷6题3分)如图与电有关的设备中，下列说法正确的是()A．甲图中的电能表是用于测量用电器电功率的仪表B．乙图中三脚插头的其中一个脚与用电器金属外壳连接C．丙图中无人机的电动机在工作时将机械能转化为电能D．丁图中POS机检测头利用的电磁感应原理是安培首先发现的B
【解析】题图甲中电能表是测量电路中消耗电能的仪表，故A错误；题图乙中三脚插头的接地脚应与用电器的金属外壳相连通，这样若有金属外壳的用电器外壳万一带电，电流会通过地线导入大地，防止触电事故，故B正确；题图丙中无人机的电动机工作时将电能转化成机械能，故C错误；题图丁中将带有磁条的银行卡在POS机中的线圈中刷一下，POS机便通过产生的感应电流读出银行卡的信息，利用了电磁感应原理，法拉第最先发现了电磁感应现象，故D错误．
10．(2016·重庆B卷4题3分)关于如图所示的电和磁知识描述错误的是()A．甲图说明同种电荷相互排斥B．乙图说明电流周围存在磁场C．丙图是电动机工作原理示意图D．丁图是有金属外壳的家用电器使用的插座C
【解析】题图甲中摩擦过的橡胶棒与橡胶棒靠近出现排斥现象，是研究同种电荷相互排斥，故A正确；题图乙实验是探究通电导线周围存在磁场，是电流的磁效应实验，故B正确；题图丙实验中没有电源，是探究电磁感应现象的实验，是发电机的工作原理，故C错误；有金属外壳的家用电器使用的三孔插座，避免金属外壳带电接触后发生触电事故，故D正确．
类型1磁体相关作图11．【2016·重庆A卷14(1)题1分】请在图中的A点用箭头画出条形磁体外部磁感线的方向．【答案】如答图所示．命题点3电磁作图
类型2通电螺线管相关作图12．【2019·重庆A卷14(2)题1分】在图中括号内标出静止在通电螺线管正上方小磁针右端的极性．【答案】如答图所示．
13．【2018·重庆B卷14(2)题1分】如图所示，是小磁针放在通电螺线管右端静止时的情形，在螺线管左侧的虚线框内标出导线中电流的方向．【答案】如答图所示．
14．【2017·重庆A卷14(2)题1分】根据图中的螺线管的电流I的方向，在右端虚框内标出螺线管的“N”极或“S”极．【答案】如答图所示．
