内容梳理 一、磁场和磁感线 磁场看不见、摸不着，却是客观存在的物质，而磁感线是人们假想的曲线，不是客观存在的物质，就如同用“光线”描述光的传播路径一样.
二、电磁铁
与永磁体相比，电磁铁有这样几个优点：磁性的有无可以通过电流的通断来控制；磁场的方向可以通过电流的方向来控制；磁性的强弱可以通过电流的大小来控制.探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验中，关键是掌握控制变量法和转换法，把电磁铁磁性的强弱转换为电磁铁吸引大头针的多少.
三、电磁感应
闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流，这就是电磁感应现象.
1.（1）“闭合电路”是指电路是闭合的，而不是断开的；“一部分导体”说明不是整个电路；“切割磁感线运动”指的是导体与磁场的相对运动，磁场不运动，导体运动时，导体能切割磁感线产生感应电流；导体不运动，磁场运动时，导体同样也能切割磁感线产生感应电流.（2）当切割磁感线的方向或磁场的方向发生改变时，产生的感应电流的方向也会发生改变，但当这两个因素同时改变时，感应电流的方向不变.
2.电磁感应现象是发电机的工作原理，发电机在工作时将机械能转化为电能.
四、直流电动机和交流发电机的比较
五、电磁波与通信
当导体中有迅速变化的电流时，在它的周围空间就会产生电磁波.电磁波传播的速度与电磁波的频率无关.频率越高，它的波长越短.电磁波可以在真空中传播，但能被金属物质屏蔽.
考点扫描
考点1 磁场和磁感线
例1 如图1所示是蹄形磁铁周围的磁感线.根据磁感线方向，下列对磁感线的判断，正确的是（ ）.
A.甲是N极，乙是S极
B.甲是S极，，乙是N极
C.甲、乙都是S极
D.甲、乙都是N极
解析 在磁体的外部，磁感线的方向都是从磁体N极出来，回到磁体的S极，而在磁体内部则正好相反.所以甲是N极，乙是S极.选项A正确.
考点2 电磁铁的磁性
例2 如图2所示，给电磁铁通电，铁块及弹簧在图中位置静止，当滑动变阻器的滑片向b端滑动时，电流表示数和弹簧长度的变化情况是（ ）.
A.电流表的示数增大，弹簧的长度增加
B.电流表的示数增大，弹簧的长度减小
C.电流表的示数减小，弹簧的长度增加
D.电流表的示数减小，弹簧的长度减小
解析 分析电路图可知，当滑动变阻器的滑片向b端滑动时，接入电路中的电阻减小，所以电路中的电流变大，电磁铁的磁性变强，对铁块的吸引力变大，弹簧的长度变长.选项A正确.
考点3 电动机与发电机
例3 如图3所示，在蹄形磁体的磁场中放置一根与螺线管连接的导体棒ab，当ab棒水平向右运动时，小磁针N极转至右边.可使如图3所示位置的小磁针N极转至左边的操作是图4中的（ ）.
解析 根据图3所示，若要改变小磁针N极的指向，方法有两个：一是控制导体运动的方向不变，改变磁场的方向；二是控制磁场方向不变，改变导体运动的方向.B、C选项中导体的运动方向与磁感线平行，导体不切割磁感线，故不能产生感应电流.D选项中导体运动的方向和磁场方向都发生了改变，故磁场方向不发生变化.选项A正确.
考点4 电磁波的波长、频率和波速的关系
例4 下列说法中正确的是（ ）.
A.红外线不是电磁波
B.电磁波的传播速度小于光速
C.电磁波的频率越高其波长越长
D.电磁波的频率越高其波长越短
解析 因为红外线和光波都是电磁波大家族中的一员，所以它们有许多共同特征，如都能在真空中传播，而且在真空中传播的速度也相同，都是3×108m／s，所以A、B都错.判断C和D时，需要理解电磁波的波长、频率和波速的关系.公式v=λf中，v表示电磁波的传播速度；λ表示波长，f表示频率.因为各种电磁波在真空中的速度相同，所以，当速度不变时，频率越高的电磁波的波长越短.选项D正确.
典例讲析
典例1 图5是直流电动机模型（主要部件见文字说明），图6是自制简易电动机模型.现在主要讨论图6简易电动机的制作与操作问题：
（1）绕制线圈的铜丝外表有漆皮，必须对线圈引出线的两端（搁置于铜质弯钩的部位）进行刮漆处理，刮漆方法见放大图.按这种方法刮漆，目的是使线圈能够 ，因此这一部位就相当于图5中的
（填某一部件的名称）.
（2）如果整个制作没有问题，但接上电源后线圈不动，这时应做哪些尝试？①
；② .（说出两点即可）
（3）通电后线圈能转动，如要改变转动方向，可采取的做法：① ；② .
讲析 （1）从“刮漆情况放大图”可以看出，线圈引出线的右端接触支架的绝缘漆被全部刮掉了，左端被刮掉一半，这样线圈每转过一周只有半周给线圈供电.当线圈转到左端刮掉漆的位置时有电流通过，线圈获得动力，使线圈转动；当线圈转到左端没有刮掉漆的位置时，停止给线圈供电，但线圈依靠惯性会继续转动，转到刮掉漆的位置时电流重新接通，获得正好与上次方向一致的力，使线圈能够持续转动.图5中的直流电动机模型是通过换向器来实现这项功能的，因此这一部位就相当于图5中的换向器.
（2）如果整个制作没有问题，但接上电源后线圈不动，其故障可能是以下原因：①线圈引出线左端的绝缘部分接触支架，使线圈中没有电流通过，或者引出线左端刮掉漆的部分接触支架，有电流通过，但线圈刚好处于平衡位置；②线圈中的电流太小；③磁铁的磁性太弱.所以对应的操作：a用手指轻轻转一下线圈；b增大电源电压；c换一块磁性更强的磁体.
（3）要改变电动机的转动方向，需使线圈的受力方向发生改变，根据磁场对通电导线的作用特点，可以采取的做法：①只改变电流方向；②只改变磁场方向.
仿真测试
一、选择题（每题4分，共32分）
1.最早利用磁场获得电流，促使人类进入电气化时代的科学家是（ ）.
A.安培 B.法拉第
C.焦耳 D.奥斯特
2.如图所示是一款利用电磁悬浮技术制作的没有“地轴”的地球仪，其原理是将空心金属球放在通电的线圈上，电磁场在金属球表面产生涡流，涡流与磁场作用形成磁力，从而实现地球仪的悬空静止.地球仪悬空静止的原因是（ ）.
A.只受到磁力的作用
B.由于惯性的作用
C.没有受到重力的作用
D.地球仪受到的磁力和重力相互平衡
3.关于磁场和磁感线，下列说法中错误的是（ ）.
A.磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用
B.磁场看不见、摸不着，但我们可以借助小磁针的偏转和指向来判断
C.磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线
D.在磁体的外部，磁感线都是从磁体的北极出发，回到南极
4.法国科学家阿尔贝和德国科学家彼得由于发现了巨磁电阻（GMR）效应，荣获诺贝尔物理学奖.如图所示是研究巨磁电阻特性的原理示意图.实验发现，当闭合开关S1、S2后使滑片P向左滑动过程中，指示灯明显变亮，则下列说法中正确的是（ ）.
A.电磁铁右端为N极
B.滑片P向左滑动过程中电磁铁的磁性减弱
C.巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小
D.巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显减小
5.在安装直流电动机模型时，通过改变下列哪个因素，可以改变直流电动机转动的方向（ ）.
A.电流的大小
B.电流的方向
C.磁体磁性的强弱
D.电源电压的大小
6.如图所示，要使流过电流表的电流反向，下列措施中可行的是（ ）.
①只将磁场反向；
②只将线圈的运动方向反向；
③同时将磁场和线圈的运动方向反向；
④增加磁铁的磁性或线圈匝数.
A.①② B.②③ C.①③ D.①④
7.如图所示的四个装置可以用来演示物理现象，下列表述正确的是（ ）.
A.图甲可用来演示电磁感应现象
B.图乙可用来演示磁场对电流的作用
C.图丙可用来演示电流的磁效应
D.图丁可用来演示电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系
8.在建国60周年期间，各地群众通过多种方式了解国庆大阅兵的信息.下列各种信息传递方式中，运用电磁波传递信息的是（ ）.
A.声呐和无线电广播电视
B.卫星通信和光纤通讯
C.有线电话和无线电广播电视
D.两人之间面对面相互交谈
二、填空题（每空2分，共24分）
9.丹麦物理学家奥斯特首先发现了通电导体周围存在 ；进一步研究发现，当导体中的电流 时，导体周围的磁场就增强.通电导体周围磁场的方向与 的方向有关.
10.电磁波分为长波、中波和短波，和长波比较，短波的频率 .在月球上，两个宇航员即使面对面站着也必须借助电磁波通话，因为声波与电磁波不同，声音的传播需要 .
11.如图所示，当开关闭合后，通电螺线管上方的小磁针受力的作用保持静止，则通电螺线管的右端是 （选填“N”或“S”）极，电源的右端是 （选填“正”或“负”）极.
12.图示是某位同学制作的一个小电动机.电动机的工作原理是 .如果要改变小电动机的转速，可以通过改变 来达到目的.
13.小明去超市，走到电梯前发现电梯运动较慢，当他站在电梯上时又快了起来.小明根据所学的知识画出如图所示的电路（R是一个压敏电阻）.小明分析：当人站在电梯上时，压敏电阻的阻值减小，电磁铁的磁性变 ，衔铁与触点 （选填“1”或“2”）接触，电动机的转速变 .
三、解答题（共44分）
14.（3分）在图中，标出磁感线的方向和小磁针的N、S极.
15.（3分）如图所示，请你根据小磁针的指向标出螺线管的磁极和电源的“+”“-”极.
16.（10分）小明用图所示的装置探究电磁铁磁性的强弱跟哪些因素有关.
（1）上表是小明的实验记录，根据表中数据回答下列问题：
①通过比较第 和第 两次实验，可知电磁铁的磁性强弱跟线圈匝数有关.
②电磁铁的磁性强弱除了跟线圈匝数有关外，还跟 有关.
（2）实验中，小明通过观察 来判断电磁铁磁性的强弱.
17.（18分）图示是“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ab、电流表、开关组成闭合电路.小明将实验中观察到的现象记录在下表中.
（1）小明分析得出：闭合电路中的部分导体在磁场中做 时，导体中就会产生感应电流.
（2）比较实验2和3（或6和7）可知：在磁场方向一定时，感应电流的方向与
有关.
（3）比较实验2和6（或3和7）可知：
.
（4）此实验的研究方法有控制变量法
和 法.在此实验过程中是 能转化为 能，重要的应用是 .
（5）针对这个实验小明进行了进一步探究，他提出了“感应电流的大小可能与磁场的强弱有关”的猜想，除此之外你的猜想是 .
①写出验证你的猜想的主要步骤.
②你怎样对实验结果进行分析判断？
18.（10分）小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示.将热敏电阻只安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响.图甲中继电器的供电电压U1
=3V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R0为30Ω.当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响.图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像.
（1）由图乙可知，当环境温度为40℃时，热敏电阻的阻值为 Ω.当环境温度升高时，热敏电阻的阻值将 ，电磁铁的磁性将 .（选填“增强”“减弱”或“不变”）
（2）图甲中警铃的接线柱C应与接线柱 相连，指示灯的接线柱D应与接线柱 相连.（选填“A”或“B”）
（3）请计算说明，环境温度在什么范围内时，警铃报警.