第九講磁與磁場

一'磁體、磁性和磁極

1.物體能夠吸引鐵、鉆、鑲等物質的性質叫做磁性。具有磁性的物體叫做磁體。磁體上

的磁性最強的部位叫磁極，磁極分南極(S極)和北極(N極)。一個磁體有兩個磁極。

2.磁極間的相互作用規律：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。

二'磁場

1.基本性質：它對放入其中的磁體產生磁力的作用。磁體間的相互作用就是通過磁場發

生的。

2.方向：磁場具有方向性。將一根小磁針放入磁場中任何一點，小磁針N極所指的方向

就是該點磁場的方向。

3.表示方法：用磁感線表示，磁感線的疏密表示磁場的強弱，磁感線的切線方向表示磁

場的方向。

4.地球是一個大磁體，存在著地磁場。地磁南極在地理北極的附近，地磁北極在地理南

極的附近。

三'電流的磁場

1.直線電流的磁場：奧斯特實驗表明電流周圍存在磁場。若用磁感線表示，直線電流的

磁場是以導線上各點為圓心的同心圓。

2.通電螺線管的磁場：螺線管的形狀與什么樣的磁體形狀相似，其磁場也與什么樣的磁

場相似，如通電螺線管形狀是條形的，則其周圍磁場與條形磁體相似。

3.與永磁體不同的是，螺線管的南北極可隨電流方向的改變而改變。判斷其極性與電流

方向的關系是右手螺旋定則，即安培定則：用右手握住螺線管，讓四指指向螺線管中電流的

方向，則拇指所指的那端就是螺線管的N級。螺線管的磁場強弱會隨電流大小、線圈匝數多

少的改變而改變。電流為零時，磁場也隨之消失。

4.電磁鐵與電磁繼電器。

(1)把一根導線繞成螺線管，再在螺線管內插入鐵芯，當有電流通過時，會有較強的磁性，

這種磁體叫電磁鐵。

(2)當匝數一定時，通入的電流越大，電磁鐵的磁性越強；電流一定時，外形相同的螺線

管，匝數越多，電磁鐵的磁性越強。

(3)電磁繼電器的本質是用較小的電流、較低的電壓控制電磁鐵電流的通斷，從而控制高

電壓、強電流電路的通斷，以便人們安全方便地操縱大型機械。

綜合練習

一、選擇題

1.如圖所示是一款磁吸式數據線，含有磁鐵的線體可以和不同型號的具有磁性的充電頭吸附對接，達

到''一線多頭”的使用效果。下列說法正確的是（）

A.含有磁鐵的線體可以吸附任何金屬B.磁性充電頭只有一個磁極

C.線體周圍的磁場是由無數條磁感線組成的D.線體和充電頭吸附是因為異名磁極相互吸引

2.在螺線管附近放一小磁針，靜止時小磁針位置如圖所示。閉合開關S時，小磁針發生旋轉，關于通

電螺線管的N極及小磁針旋轉方向描述正確的是

A.通電螺線管的左端是N極，小磁針順時針旋轉:

B.通電螺線管的左端是N極，小針逆時針旋轉；

C.通電螺線管的右端是N極，小磁針順時針旋轉:

D.通電螺線管的右端是N極，小磁針逆時針旋轉。

3.下列物理實驗與你所學的物理知識不相符的是（）

甲乙丙丁

A.甲：奧斯特實驗說明通電導體周圍存在著磁場

B.乙：閉合開關、小磁針靜止后會指向如圖所示位置

C.丙：利用這個裝置可以探究在什么情況下磁可以生電

D.T：可以研究電磁鐵的磁性強弱與線圈匝數的關系

4.新型智能手機無線充電技術應用了電磁感應原理，當交變電流通過充電底座中的線圈時，線圈產生

磁場，帶有金屬線圈的智能手機靠近該磁場就能產生電流。如圖，通過“磁生電”來實現充電。如圖所

示的四種電器中，利用此原理工作的是（）

C.

6.如圖所示，條形磁鐵置于水平桌面上，電磁鐵與條形磁鐵處于同一水平線放置,且左端固定，當開

關S閉合，電路中滑動變阻器的滑片P逐漸向下移動時，條形磁鐵始終保持靜止，則在此過程中，條

形磁鐵受到的摩擦力（）

A.方向向右，逐漸增大B.方向向右，逐漸減小

C.方向向左，逐漸減小D.方向向左，逐漸增大

7.腕力球是一種靠手腕的轉動帶動線圈旋轉的健身器材，手握腕力球快速運動時,球芯加速旋轉，產

生電流使LED燈發光。下列選項中與其內部工作原理相同的是（）

B.

0

+

q

8.科學家經過長期研究，發現了電和磁有密切關系，其中最重要的兩項研究如題圖所示，下列判斷中

正確的是（）

甲：閉合開關，乙：導線向右運動，

導線a力向右運動電流表指針向左偏轉

A.甲圖所揭示的原理可制成發電機

B.甲圖中向左移動滑片，ab將向左運動

C.乙圖的操作過程把機械能轉化為電能

D.乙圖中若對調磁體磁極，同時導線向左運動，電流表指針將會向右偏轉

9.某同學對家里的洗衣機展開研究，查閱相關資料得到洗衣機的基本電路如圖和部分參數如下表所示。

該洗衣機有2個擋位，加熱擋和保溫洗滌擋，Ri=22Qo下列說法正確的是（）（c水=4.2xl03j/

(kg.℃))

全自動洗衣機

額定電壓220V

加熱功率2300W

保溫洗滌功率500W

防電墻電阻lxlO6Q

A.電動機的原理和動圈式話筒的原理相同

B.當洗衣機漏電時，電流依次經防電墻和人體（串聯）流入大地，若人體的最大電阻為1x105。,

則此時人體是安全的

C.開關接0、1時，洗衣機是保溫洗滌擋

D.電動機正常工作時的功率為320W

10.我國高鐵動車組普遍采用了再生制動技術；動車到站前停止供電，動車繼續向前運行，電機逆轉

產生電流并輸入電網。下圖與再生制動技術工作原理相同的是（）

11.如圖，兩銅線圈用導線相連，磁鐵放在線圈1中快速向上抽出瞬間，觀察到線圈2右側的小磁針

偏轉情況如圖所示。兩線圈間導線足夠長，忽略磁鐵的磁場對小磁針的影響，則磁鐵在線圈1中向上

抽出瞬間（）

A.線圈2的右端是N極

B.磁鐵抽出時可以使線圈1產生感應電流

C.此過程將線圈1的電能轉化成磁鐵的機械能

D.不改變磁極方向，把已抽出的磁鐵快速向下重新插入線圈1中，小磁針的偏轉方向不變

12.2024年4月14日，，“鹽，續紅色基因，，城，載綠色未來”的馬拉松比賽（鹽城站）開賽。比賽采用

感應芯片計時，正確佩戴感應芯片的參賽者，通過起點和終點設置的有磁場地帶時，感應芯片的線圈

中會有電流產生，從而激活感應芯片發送運動員的編碼信息，系統就能實時獲取計時信息。下列能反

映該感應芯片的工作原理的是（）

13.科技節上有一個“聽話”的小瓶子，調節滑片P,能讓敞口的小瓶子在水中上浮、下沉或懸停，如圖

所示，閉合開關S,移動滑片P,使小瓶子懸停。下列分析正確的是（）

A.電磁鐵的右端為N極B.此時，小瓶子所受重力大于浮力

C.若滑片P向左移，則活塞向左移D.若小瓶子下沉，則桌面所受壓力變小

14.如圖所示，甲是懸掛在彈簧測力計下的條形磁鐵，乙是螺線管，閉合開關，待彈簧測力計示數穩

定后，將滑動變阻器的滑片緩慢向右移動的過程中，下列說法正確的是（）

A.電壓表示數變大，電流表示數也變大B.電路中消耗的總功率變小

C.螺線管上端是N極，彈簧測力計示數變小D.螺線管下端是S極，彈簧測力計示數變大

15.如圖甲所示，磁鐵上下擺放形成穩定磁場，取閉合回路的一部分直導體ab沿東西方向放置于兩磁

鐵中間，已知閉合開關時，該磁場對導體ab產生向北的作用力。已知螺線管通電后外部磁場的情況如

圖乙所示。則下列哪種方式可以使得通電螺線管的磁場對導線中電流的作用力方向與圖中ab的受力方

16.如圖是某道路限載報警器的工作原理圖,電源電壓不變，足是力敏電阻，其阻值隨壓力的變化而

變化。閉合開關s,當車的質量超過限載質量時，電磁鐵吸下銜鐵、電鈴響。根據不同的路面，可以改

變滑動變阻器滑片P的位置，來設定不同的限載質量。下列說法錯誤的是（）

A.電磁鐵能吸下銜鐵，是由于通電導體在磁場中受力

B.檢測時，車的質量越大電磁鐵的磁性越強

C.力敏電阻Ri的阻值隨壓力的增大而減小

D.若要提高設定的限載質量，應將滑片P向左移動

17.如圖所示，給電磁鐵通電，條形磁鐵及彈簧在圖中位置靜止，當滑動變阻器的滑片向b端滑動時,

下列說法正確的是（）

A.電流表示數增大，彈簧伸長B.電流表示數增大，彈簧縮短

C.電流表示數減小，彈簧伸長D.電流表示數減小，彈簧縮短

18.如圖所示，用導線、靈敏電流表組成閉合回路。選項中，用“。”示閉合電路中垂直于紙面方向放置

的導線ab的橫截面，當導線ab在磁場中沿虛線運動,靈敏電流表指針有明顯偏轉的是（)

19.下列說法中，正確的是（）

A.如圖甲，接通電源后，相同時間內R甲產生的熱量比R乙多

B.如圖乙，將變阻器滑片P向右移動，電磁鐵的磁性增強

C.通電導線周圍存在磁場，將小磁針移走，該磁場消失

D.改變電流方向并對調磁體的N、S極，導體AB運動方向不改變

20.以下是研究電和磁的四個實驗裝置圖，下列有關從發現到發明的描述錯誤的是（）

A.甲圖：發現通電導體周圍存在磁場，發明了通電螺線管

B.乙圖：發現插入鐵芯的通電螺線管磁性更強，動圈式話筒

C.丙圖：發現通電導體在磁場中受到力的作用，發明了電動機

D.丁圖：發現閉合電路的部分導體做切割磁感線運動時產生電流，發明了發電機

二'填空題

21.如圖所示為一種溫度自動報警器的原理圖，水銀溫度計的玻璃管中封入一段金屬絲，電源的兩

極分別與水銀和金屬絲相連，當溫度達到金屬絲下端所指的溫度時，電流通過電磁鐵的線圈產

生，吸引銜鐵，電鈴響起，發出報警信號，電磁鐵的a端為極，若將溫度計

上端的金屬絲向下調整，則報警溫度將（填“升高”或“降低”）.

電源電源

22.如圖是動圈式話筒內部結構。對著話簡說話時，聲帶發出聲音，使膜片帶動線圈做切割

磁感線運動，產生的進入擴音機，通過揚聲器還原成聲音，此時改變了聲音的

（選填“音調”或“響度"）。線圈做切割磁感線運動的過程中，將能轉化為電能。

23.如圖所示，閉合開關，通電螺線管的右端是（選填"N"或"S"）極，此時在水平桌面上的條

形磁體仍處于靜止狀態，條形磁體受到向（選填“左”或“右”）的摩擦力：若將滑動變阻器滑片

向下滑動，條形磁體受到的摩擦力將（選填“變大”、“變小”或“不變"）。

SN

24.如圖所示，在電磁鐵正上方用彈簧掛一條形磁鐵，當開關S閉合后，電磁鐵的上端是極

（選填"N”或"S”），當滑片P從a端向b端滑動的過程中，小燈泡的亮度（選填“變亮”或“變

暗”），彈簧長度（選填“變長”或“變短”）。

25.如題圖甲，“懸浮燈泡”能夠懸浮發光，其內部結構如圖乙所示。基座內電路接通后，燈泡懸浮是

利用同名磁極相互_____________________的原理。乙圖中電源左側為（選填“正”或"負”）

極，想讓燈泡懸浮得更高，應該將滑片P向（選填“左”或“右”）移動。

甲乙

26.我國磁懸浮技術世界領先，圖1為常導吸掛式列年，原理如圖2。圖2中通電螺線管的下端為

極（選填"N"或"S"）；根據圖3,判定圖2中a為極（選填“正”“負”），圖4為列車推進的原理圖,

線框abed通有電流，ad邊處于方向垂直紙面向里的場中，受到向右的磁場力；be邊處于方向

（選填唾直紙面向里”“垂直紙面向里外”或“沿紙面向右”）磁場中，也受到向右的磁場力：列車前進過程

中，（選填"動能轉化為電能”“電能轉化為動能”）,

接電源線框

左右

圖3

27.某小區因暴雨引起車庫積水,部分車輛被淹，小明看到新聞后，設計了如圖所示的車庫積水自動

報警器，如圖是該報警器原理圖,金屬塊A和B分別固定在車庫地面附近適當高處，若車庫積水水面

到達處（選填“A”或"B"）時，（選填“綠”或“紅”）燈發光報警，此時電磁鐵的上

777777777777777777777

車庫地面

28.將自制的電動機接入電路，如圖所示，其中支架A是（選填“導體”或“絕緣體”）。閉

合開關，線圈開始轉動，磁場對線圈（選填“有”或無‘）作用力。僅調換磁體的磁極，線圈

轉動方向與原轉動方向。

線圈

乙一,+

29.如圖所示，閉合開關S后，螺線管右側為極，滑動變阻器的滑片P向左移動時，螺線

管的磁性變。通電螺線管主要利用了（選填“電流的熱效應”“電流的磁

①圖1中P為磁體N極，Q為磁體極（選填“N”“S”）；

②圖1中線圈ab邊受力方向豎直向下，圖2中將電源正負極調轉后ab邊的受力方向豎直向

（選填“上”“下”）。

（2）如圖所示，已經將電磁鐵接外電源。線圈abed接入LED和小燈泡。閉合開關后，搖動手柄（未

畫出）使線圈abed轉動，LED和燈泡可發光。此過程，線圈abed將能轉化為能。

在方框內畫出圖中LED和燈泡所在電路的電路圖，已經畫出LED和等效電源。

三、實驗題

31.如圖是小明做“探究什么情況下磁可以生電”的實驗裝置。

①導體AB②導體③導體AB④磁體水平⑤磁體豎直

永平向豎直向斜向上向左運動向上運動

吉運訖上運動運動

圖乙

(1)實驗時，小明通過觀察來判斷電路中是否產生感應電流。

(2)小明進行了如圖乙所示的5次操作，其中能產生感應電流的是(選填所有符合要求

的操作序號)。這個實驗中把能轉化為電能，水電站的機就是根據這一原理進

行發電的。

(3)完成實驗后，小明認為實驗現象不太明顯，請你提出一條改進措

施：。

(4)若將圖中靈敏電流計換成,可用來探究通電導體在磁場中是否受到力的作用。

32.在“探究影響電磁鐵磁性強弱的因素”的實驗中，電源電壓恒定，大、小鐵釘各自完全相同，進行

如圖所示的甲、乙、丙三次實驗。圖甲中大鐵釘的N極是(選填“釘尖”或“釘帽”)。通過觀

察甲、乙兩次實驗現象，得出的結論是：通過觀察圖

丙實驗現象得出的結論是o將圖甲中的小鐵釘換成小鋼釘

進行實驗，斷開開關S后，發現的有趣的實驗現象是。

^7b

33.在做“探究通電螺線管外部的磁場分布”實驗中:

(D閉合開關后，觀察到螺線管周圍的小磁針發生偏轉，說明

(2)在嵌入螺線管的玻璃板上均勻撒滿細鐵屑，閉合開關后(填寫操作方法),

細鐵屑的排列如圖甲所示；

(3)把小磁針放到螺線管四周不同位置，螺線管通電后記錄小磁針極的方向，這個方向

就是該點的磁場方向；

(4)在螺線管外部A、B兩處放置小磁針，如圖丙所示，閉合開關，發現A處小磁針發生偏轉，

而B處正常的小磁針不偏轉，試說明B處小磁針不偏轉的可能原

因：：

(5)如果想探究通電螺線管的極性與電流方向的關系，接下來的操作

是；并觀察小磁針的指向。

34.小園在實驗室利用如題圖所示的電路探究電磁相互作用的實驗。

【實驗一】探究“磁場對通電導體的作用”

(1)進行實驗一時，應將開關的接線柱與(選填“2”或“3”)接通:

(2)下圖中(選填字母)是利用該實驗對應原理工作的；

電磁起重機

動圈式話筒

【實驗二】探究“產生感應電流的條件”

（3）將開關反方向閉合，讓導體ab在圖示位置沿豎直方向上下運動，靈敏電流計指針

（選填“會”或“不會”）發生偏轉；

（4）保持磁體不動，若導體ab水平向右運動、靈敏電流計指針向左偏轉，則要使靈敏電流計的指

針向右偏轉，下列操作可行的是（選填字母）：

A.對調磁體的磁極，導體ab向左運動

B.磁體不動，導體ab向左運動

（5）從能量的角度分析，感應電流的產生是能轉化為能的過程。

35.探究電磁關系如圖所示，把甲、乙裝置中的導體棒ab、cd組成電路。施加動力使懸掛的導體棒cd

沿水平方向向右運動時，看到導體棒ab在導軌上也向右運動。

NNd

S

甲

（1）在ab、cd組成電路中，（選填“ab”或“cd”）相當于電源，在cd棒運動過程中，實現

的能量轉化是；

（2）若使導體棒cd沿水平方向向左運動（其他條件不變），則導體棒ab將向運動；

（3）若使導體棒cd沿豎直方向上下運動，則導體棒ab將；

（4）某些公交車上安裝的“車窗爆破器”的工作原理是當爆破器中的線圈有電流通過時，爆破器中

的“鴇鋼頭，，會產生一個瞬間的沖擊力。“車窗爆破器，，工作原理與圖裝置中（選填“甲”或"乙”）

部分相同。

四'綜合能力題

36.某同學家里買了一輛電動自行車，電源由四塊蓄電池組成，電力充足，節能減排，但麻煩的是要

天天充電。有一天，他裝好充電器接通電源，但充電器不工作，瞬間就起火了，他馬上用水將其澆滅。

后來經檢查此次事故的原因是一根鋼針掉入充電器的內部所致。這時他才想起：他家的充電器常常放

在抽屜里，抽屜里什么都有，這根針差點釀成一場火災，以后要記得充電器側壁有孔，不能亂放。

XXX型電動自行車

整車質量(kg)：40

載重量(kg)：75

最高車速(km/h)：20

最大續行里程(km)<50

騎行能力(km/30-in巨9

每百公里耗電(kW-h)W1.2

最大騎行噪聲(dB)W66

(D若每塊蓄電池的電壓是12V,該同學拆卸電池碰到電源兩極時是(選填“安全”或“不

安全”)的。

(2)文中提到：“瞬間充電器就起火了，他馬上用水將其澆滅”，這樣操作是錯誤的，正確的操作方

法應該是先,再用水澆滅。對此次充電器起火原因的猜測，你認為可能是

(填序號)。

①鋼針扎破了輸電線中的火線或零線：②鋼針掉入充電器的內部所致引起短路；③充電器是偽

劣假冒產品易起火。

(3)你認為充電器側壁有孔的目的是,電動車里負責將電能轉化為機械能的裝置

是O

(4)該同學聽說電動車使用成本低，他很想知道為什么，就查看車的銘牌(如所示)。經過思考，他

明白了該車一次充滿電最多可行駛的距離是,消耗的電能是,每次充電花費

不足1元。

37.如圖1、2是某款空氣開關工作原理簡化圖，電流過大時，電磁鐵將銜鐵向左吸，彈簧將金屬閘刀

拉起從而切斷電源。

(1)正常工作時，電磁鐵(選填“有”或“無”)磁性；

(2)電流過大跳閘時，彈簧將閘刀拉起，斷開電路。此時可將金屬閘刀看成一個杠桿，請以。為

支點，在圖2中畫出彈簧作用在金屬閘刀上的拉力B的示意圖，并畫出對應的力臂h；若錯

將空氣開關的輸入端和輸出端反接，空