第七章 磁与电 单元总结（原卷版）教科版物理 九年级上册习题

第七章  磁与电单元总结（解析版）

1.了解：磁体、磁场和磁感线的概念；知道如何用磁感线描述磁场；电磁继电器的结构和工作原理；

2.认识：通电螺线管的磁场；

3.理解：电流的磁效应；电磁铁的特征和原理；

4.会：判断通电螺线管的磁场。

★知识点一：磁性和磁场

1. 磁性

物体吸引铁、钴、镍的性质叫磁性，具有磁性的物体叫磁体。磁体不同部位的磁性强弱并不相同，磁性最强的部分叫磁极。

2.磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。

3. 判断物体是否具有磁性的几个方法：

（1）根据磁体的吸铁性判断：将被测物体靠近铁类物质（如铁屑），若能吸引铁类物质，说明该物体具有磁性，否则没有磁性。

（2）根据磁体的指向性判断：在水平面内自由转动的被测物，静止时若总是指南北方向，说明该物体具有磁性，否则便没有磁性。

（3）根据磁极间的相互作用规律判断：将被测物体分别靠近静止的小磁针的两极，若发现有一端发生排斥现象，则说明该物体具有磁性。若与小磁针的两极都表现为相互吸引，则该物体没有磁性。

（4）根据磁极的磁性最强判断：A、B两个外形相同的钢棒，已知其中一个具有磁性，另一个没有磁性，具体的区分方法是：将A的一端从B的左端向右滑动，若发现吸引力的大小不变，则说明A有磁性；若吸引力由大变小再变大，则说明B有磁性。

4. 磁场和磁感线

磁场：磁体间存在一种看不见、摸不着的特殊物质，即磁场。它有强弱和方向。

磁场方向：物理学规定小磁针静止时N极的所指的方向（即N极受力方向）是这一点的磁场方向。

磁场的基本性质：就是对放入其中的磁体产生磁力的作用。

磁感线：为了描述磁场情况而画的带箭头的曲线。磁场是客观存在的，磁感线是人们假象出来的。磁感线是立体分布的，且不交叉；磁体周围的磁感线总是从N极出发回到S极的；它的疏密表示磁场的强弱。

常见的几种磁场的磁感线分布如图1所示

地磁场：地球是个大的条形磁体，地磁的N极在地理的南极附近，地磁的S极在地理的北极附近，海龟信鸽都是利用地磁场来导航的。

考点二、电流的磁效应

1.奥斯特实验：

（1）现象：闭合开关小磁针偏转，断开开关小磁针回到原位，改变电流方向磁针反向偏转。

（2）结论：该实验说明通电导体的周围有磁场，磁场的方向与电流的方向有关。

（3）实验注意：要将导线平行的放在静止小磁针的上方

2.通电螺线管的磁场

（1）磁场特点：外部磁场方向与与条形磁铁的磁场相似，磁感线从N极出来，进入S极；在螺线管的内部，磁感线由S极指向N极。

（2）安培定则:螺线管的极性用安培定则判定。

内容：用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就螺线管的北极。

判断方法：先标出螺线管中的电流方向;用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中的电流方向，大拇指所指的那端就是螺线管的北极。

3.应用：电磁铁

插有铁芯的通电螺线管就是电磁铁。：软铁芯在通电螺线管中被磁化，也产生磁场，电磁铁周围的磁场既有电流产生的磁场，又有磁铁产生的磁场。

要点诠释：

 1、电磁铁的优点：

（1）磁性强弱与通入的电流大小和线圈的匝数有关，电流越大，磁性越强；在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强。

（2）磁性有无可由电路的通断来控制。通电时有磁性，断电时磁性立即消失。（注意：电磁铁中的铁芯必须采用软铁，而不能用钢，因为钢能保持磁性。）

（3）磁极的性质可以通过电流的方向来改变。

2、电磁继电器：（1）电磁继电器的工作原理：通过控制电磁铁的电流，来达到控制工作电路的目的。因此，一般的继电器电路由（低压）控制电路和（高压）工作电路两部分组成。

电磁继电器的工作电路和控制电路的组成和特点如图所示：

考点一：磁体、磁场与磁现象

★典例一：（2020·天门）“指南针”是我国古代四大发明之一，利用指南针能辨别方向，是因为指南针受到了_____的作用，它的南极指向地理的_____方｡

【答案】(1)地磁场；(2)南。

【解析】地球是一个巨大的磁体，它对放入其中的磁体产生磁力作用，“指南针”是我国的四大发明之一，指南针之所以能够指方向就是因为受到了地磁场的作用。

指南针静止时南极指向地磁北极，在地理南极附近。

★典例二：（2020·临夏）如图所示，根据小磁针的N极指向，判断电源的正负极，填在括号内。

【解析】根据同名磁极相互排斥异名磁极相互吸引，可以判断通电螺线管的左端是N 极，右端是S极，根据安培定则判断，电流从螺线管的右端进入，从左端流出，可以判断电源的右端是正极，左端是负极，如图。

考点二：电流的磁效应

★典例三：（2020·天门）如图所示，根据小磁针静止时的指向标出通电螺线管的N极和电源的正､负极｡

【解析】小磁针的右端是N极，由磁极间的相互作用可知螺线管的左端是S极，右端是N极，由安培定则可知电流从螺线管的左端流入，电源的左端是正极，右端是负极，如图所示：

★典例四：（2020·荆州）关于电与磁，下列说法正确的是（　　）。

A. 磁感线是磁体周围真实存在的曲线 B. 电磁铁磁性强弱与线圈匝数多少无关

C. 电动机是利用电磁感应的原理制成的 D. 奥斯特实验说明通电导体周围存在磁场

【答案】D。

【解析】A．磁感线是理想化的物理模型，实际上并不存在，故A错误；

B．电磁铁磁性强弱与线圈匝数多少、电流大小有关，故B错误；

C．电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，故C错误；

D．奥斯特实验说明通电导体周围存在磁场，故D正确。故选D。

考点三：电磁铁与电磁继电器

★典例五：（2020·湘西）小明设计了一款“智能照明灯”，其电路的原理图如图所示，光线较暗时灯泡自动发光，光线较亮时灯液所示制电路中，电源电压恒定，R0为定值电阻，R为光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小。以下说法正确的是（　　）。

A．电磁铁的上端为S极；

B．当光照强度增强，控制电路的电流变小；

C．当光照强度减弱，电磁铁的磁性增强；

D．灯泡应设计在A和B两接线柱之间

【答案】D。

【解析】A、由图可知，根据安培定则可知，电磁铁的上端为N极，故A错误；

B、当光照强度增强，光敏电阻的阻值减小，总电阻减小，根据欧姆定律可知，控制电路的电流变大，故B错误；

C、当光照强度减弱时，光敏电阻的阻值变大，总电阻变大，根据欧姆定律可知，控制电路的电流变小，电磁铁磁性大小与电流大小、线圈匝数有关，电流减小，则磁性变弱，故C错误；

D、光线较暗时，光敏电阻的阻值大，则控制电路中的电流小，电磁铁的磁性弱，衔铁在弹簧的作用下被拉起，灯泡自动发光，说明灯泡在A和B两接线柱之间，故D正确。故选：D。

★典例六：（2020·长沙）小英看到某小区车库积水造成大量财产损失的新闻后，设计了如图所示的车库积水自动报警器，图中A、B位置可以安装电铃或LED灯，车库没有积水时，LED灯亮；车库有积水时，左侧控制电路接通，电磁铁通电，具有　   　性，把衔铁吸下，电铃发出声音。电铃应该安装在图中的　   　位置。

【答案】磁；B。

【解析】车库没有积水时，电磁铁不具有磁性，不会吸引衔铁，LED灯亮，说明A为LED灯；车库有积水时，左侧控制电路接通，电磁铁通电，电磁铁会具有磁性，能吸引衔铁，使得B的电路接通，电铃发出声音，所以电铃应安装在图中的B位置。

故答案为：磁；B。

一、选择题

1.地球是一个巨大的球体，下列图中有关地磁体的示意图正确的是（　　）。

A．；B．；C．；D．

【答案】C。

【解析】（1）地磁两极和地理两极不完全重合，地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近，因此AB两图不正确；

（2）地磁场的磁感线从地磁北极（地理的南极附近）出来，回到地磁南极（地理的北极附近），因此C正确，D不正确。故选C。

2.在探究通电螺线管的实验中，小英连接了如图所示的电路，通电螺线管A端放有一小磁针，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，下面说法正确的是（　　）。

A．通电螺线管B端为N极；

B．小磁针N极向右转动；

C．通电螺线管外C点的磁场方向向左；

D．滑动变阻器的滑片P向b端移动，通电螺线管的磁性减弱

【答案】D。

【解析】A、由图知电流从螺线管的左端流入、右端流出，据安培定则可知，通电螺线管A端为N极、B端为S极，故A错；

B、由磁极间的作用规律可知，小磁针静止时，左端是N极，右端是S极，即小磁针N极向左转动，故B错；

C、通电螺线管A端为N极、B端为S极，外部磁感线是从A指向B，通电螺线管外C点的磁场方向向右，故C错；

D、滑动变阻器的滑动片P向b端移动，变阻器接入电路的电阻变大，电流变小，则通电螺线管的磁性减弱，故D正确。故选D。

3.法国科学家阿尔贝•费尔和德国科学家彼得•格林贝格尔由于发现了巨磁电阻 （GMR）效应，荣获了2007年诺贝尔物理学奖。如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图。实验发现，当闭合S1、S2后使滑片P向右滑动过程中，指示灯明显变暗，以下判断正确的是（　　）。

A．电磁铁左端为S极；

B．流过灯泡的电流増大；

C．巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显增大；

D．巨磁电阻的阻值与磁场的强弱没有关系

【答案】C。

【解析】（1）由安培定则可知，电磁铁左端为N极，故A错误；

（2）滑片P向右滑动过程中，电阻变大，电流变小，通电螺线管的磁性减弱，而指示灯明显变暗，故B错误；

（3）滑片向右滑动的过程中，右边电路中的指示灯明显变暗，则说明右边电路的电流变小了，巨磁电阻的电阻变大了，即巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显增大。故C正确，D错误。故选C。

4.（2020·赤峰）下列说法正确的是（　　）。

A. 地磁场的N极在地理北极附近；

B. 电炉子是利用电流的磁效应工作的；

C. 磁感线客观上并不存在，利用磁感线描述磁场是物理学的一种重要研究方法；

D. 发电机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的

【答案】C。

【解析】A．地磁场的N极在地理南极附近，故A错误；

B．电炉子是利用电流的热效应工作的，故B错误；

C．磁感线客观上并不存在，用磁感线来描述磁体的磁场，采用的是模型法，故C正确；

D．发电机是利用电磁感应的原理制成的，故D错误。故选C。

5.（2020·呼和浩特）下列说法中正确的是（  ）。

A. 中国最古老的指南针叫司南，司南利用地磁场对磁体有力的作用来指示南北；

B. 磁感线是真实存在的；

C. 电动机能够把电能转化为机械能；

D. 只要导体在磁场中做切割磁感线运动，就会产生感应电流

【答案】AC。

【解析】A．指南针之所以会指南，是因为受到地磁场的作用，所以司南利用地磁场对磁体有力的作用来指示南北，故A正确；

B．为了便于研究磁场，引入磁感线，磁感线是假想的分布在磁体周围的曲线，不是真实存在的，故B错误；

C．电动机工作时，消耗电能，获得了机械能，将电能转化为机械能，故C正确；

D．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，所以即使导体在磁场中做切割磁感线运动，也不一定会产生感应电流，故D错误。故选AC。

二、填空题

6.如图所示，是利用被磁化的缝衣针制成的简易指南针，若静止时针尖指向地理位置的北方，则针尖是简易指南针的　   　极。此时，将指南针底座逆时针旋转90°，针尖静止时将指向地理位置的　   　方。

【答案】N；北。

【解析】若静止时针尖指向地理位置的北方，说明指向地磁南极附近，则针尖是简易指南针的N极。无论如何转动底座，N极指向是不变的，所以针尖N极还是指向地理北方。

故答案为：N；北。

7.电梯为居民上下楼带来很大的便利，出于安全考虑，电梯设置了超载自动报警系统，其工作原理如图所示，电梯厢底层装有压敏电阻R1、R2为保护电阻，K为动触点，A、B为静触点，当出现超载情况时，电铃将发出报警声，此时电梯　   　（能/不能）运行，电磁铁的上端是　   　极，电梯超载时报警说明压敏电阻的阻值随压力增大而　   　。

【答案】不能；S；减小。

【解析】工作时，电流从电磁铁的下面导线流入，利用安培定则判断出电磁铁的下端为N极，上端为S极；

正常情况下（未超载时），衔铁没有被弹簧拉起，K与静触点A接触，电梯正常工作；

超载时，随着压力的增大，压敏电阻的阻值随着减小，电路中的电流逐渐增大，电磁铁的磁性逐渐增强，动触点K与静触点B接触，电铃报警，电梯不工作。

故答案为：不能；S；减小。

8.（2020·荆门）如图所示的电路中，当开关S拨到a后，电磁铁左端为______极，小磁针静止时，B端是______极；当开关S由a拨到b，调节滑动变阻器，使电流表的示数仍保持不变，则电磁铁的磁性______（选填 “增强”、“不变”或“减弱”）。

【答案】(1)N；(2)S；(3)减弱。

【解析】从图可知，当开关S拨到a时，电流从螺线管的右端流入，左端流出，根据安培定则可知，螺线管左端是N极，右端是S极。由磁极间的相互作用可知，小磁针静止时B端为N极。

在此实验装置中，保持电流不变，将开关S由a换到b，则减少了线圈的匝数，因此通电螺线管的磁性减弱。

三、实验探究题

9.（2020·沈阳）安安在探究通电螺线管的磁场分布的实验中，如图所示：

(1)在固定有螺线管的水平硬纸板上均匀地撒满铁屑，通电后轻敲纸板，观察铁屑的排列情况，发现通电螺线管外都的磁场与______磁体的磁场相似；在通电螺线管的两端各放一个小磁针，根据小磁针静止时的指向，可以判定通电螺线管的______（选填“左”或“右”）端是它的N极；

(2)如果想探究通电螺线管的极性与电流方向的关系，接下来的操作是______，并观察小磁针的指向。

【答案】(1)条形；(2)右；(3)对调电源的正负极（或改变电流方向）。

【解析】(1)由图可知，通电螺线管外部磁场与条形磁体相似。左边小磁针的右端是N极，由异名磁极相互吸引可知螺线管的左端是S极，右端是N极。

(2)探究通电螺线管的极性与电流方向的关系，由控制变量法可知需要对调电源的正负极。

四、作图题

10.根据要求画图：

（1）如图甲所示，标出通电螺线管中的电流方向和N、S极；

（2）在图乙中标出右边磁体的磁极和磁场的磁感线方向。

【答案】见解析。

【解析】（1）由于小磁针静止时，其左端为S极，右端为N极，根据磁极间的作用规律可知，螺线管的左端为N极，右端为S极。根据右手定则，伸出右手，让右手的大拇指指示螺线管的N极（螺线管的左端），四指弯曲所指的方向为电流的方向。所以，电流由最左端的导线流入。

（2）据图可知，此时一定是异名磁极，左端是N极，右端一定是S极，故磁感线的方向是向右的，如下图所示：

11.按照要求完成作图。在图中标出通电螺线管的N极。

【答案】见解析。

【解析】电流表的上端是“+”接线柱，说明电流是从螺线管的右端流向左端，根据安培定则可知螺线管的右端是N极，左端是S极；如图所示：