專題17電與磁

2000

G2

遜2

1、（2022?北京?T1O）如圖所示的實驗中能說明發電機工作原理的是（）

電磁感應現象

【答案】D

【解析】

A.磁極之間的相互作用是同極相互排斥，異極相互吸引，并不能說明發電機的工作原理，故A不符合題意;

B.通電導體周圍存在磁場是奧斯特實驗，并不能說明發電機的工作原理，故B不符合題意；

C.通電導體在磁場中受力是電動機的工作原理，故C不符合題意；

D.電磁感應現象是發電機的工作原理。故D符合題意。

故選D。

2、（2021?北京-T10）在探究通電螺線管的磁場特點時，通電螺線管在某狀態下的兩個實驗現象如圖所示，

其中小磁針（黑色一端為N極）靜止時的指向情況如圖甲所示。鐵屑靜止時的分布情況如圖乙所示。圖中

能正確用磁感線描述這兩個實驗現象的是（）

【答案】C

【解析】

通電螺線管的外部磁場和條形磁體的磁場相似，由甲圖中小磁針的分布情況可以判斷該通電螺線管的左側

為S極，右側為N極。我們規定小磁針靜止時的N極指向為該點的磁場方向，所以在磁體外部，磁感線總

是從N極出發回到S極。而在磁體內部，磁感線的分布和磁體的N、S極一致，由此判斷，A、B、D不符

合題意：C符合題意。

故選C。

3、（2021?北京?T14）勤思考、愛交流的小琴對電磁的知識進行了總結，并與小文進行交流。小文認為小

琴的結論有的正確、有的錯誤。小琴總結的下列結論中正確的是（）

A.導體中的負電荷在做定向移動時一定產生磁場

B.改變磁場的方向，通電導線在磁場中的受力方向就發生改變

C.閉合回路的導體在磁場中做切割磁感線運動時，導體中就產生感應電流

D.指南針在地磁場中靜止時，指南針的N極受到地磁場的作用力

【答案】AD

【解析】

A.導體中的負電荷在做定向移動時能產生電流，電流周圍一定有磁場，故A正確;

B.保持電流方向不變，改變磁場的方向，通電導線在磁場中的受力方向就發生改變，故B錯誤；

C.閉合回路的部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，導體中就產生感應電流，故C錯誤；

D.磁體在磁場中會受到力的作用，指南針在地磁場中靜止時，指南針的N極受到地磁場的作用力，故D

正確。

故選ADo

4、（2020?北京?T18）某同學研究磁體周圍的磁場情況，將一根條形磁體放在水平桌面上，在它周圍放置

一些小磁針，小磁針的指向情況如圖甲所示；將小磁針拿掉之后，在條形磁體上面放一塊有機玻璃，玻璃

上均勻撒一層鐵屑，輕輕敲打玻璃，可以看到鐵屑的分布情況如圖乙所示；根據甲圖和乙圖所示的實驗現

象，用磁感線描述條形磁體周圍的磁場情況如圖丙所示。下列說法正確的是（）

A.圖甲所示的實驗，研究的是條形磁體周圍的磁場方向特點

B.圖乙所示的實驗，研究的是條形磁體周圍的磁場分布特點

C.圖丙所示的條形磁體周圍的磁感線，是人們為了描述磁場建立的物理模型

D.由圖丙可知，條形磁體周圍的磁場是由磁感線組成的

【答案】ABC

【解析】

A.圖甲中，條形磁體周圍不同位置上放一些小磁針，小磁針N極所指的方向不同，可以研究條形磁體周圍

的磁場方向特點，故A正確；

B.圖乙中，利用撒在磁體周圍的鐵屑可以判斷該磁體周圍磁場的分布，故BiE確:

c.圖丙中條形磁體周圍的磁感線，是人們利用建模的方法畫出來的并不真實存在的曲線，故c正確;

D.磁場是一種物質，為了描述磁場的分布引入了磁感線，磁感線其實不存在，故D錯誤。

故選ABC。

5、（2019?北京?T18）某同學研究電流產生的磁場，閉合開關前，小磁針的指向如圖甲所示；閉合開關,

小磁針的偏轉情況如圖乙中箭頭所示；只改變電流方向，再次進行實驗，小磁針的偏轉情況如圖丙中箭頭

所示.下列結論中合理的是

A.由甲、乙兩圖可得電流可以產生磁場

B.由甲、乙兩圖可得電流產生的磁場的方向與電流方向有關

C.由乙、丙兩圖可得電流產生的磁場的強弱與電流大小有關

D.由乙、丙兩圖可得電流產生的磁場的方向與電流方向有關

【答案】AD

【解析】

AB.圖甲沒有閉合開關，圖乙是閉合開關后，小磁針順時針偏轉，因此由甲、乙兩圖可得電流可以產生磁

場，但不能得出電流產生的磁場的方向與電流方向有關，故A正確，B錯誤；

CD.乙、丙兩圖中電源電壓相同，電源正負極對調了，電流方向改變了，乙圖小磁針順時針偏轉，甲圖小

磁針逆時針偏轉，因此由乙、丙兩圖可得電流產生的磁場的方向與電流方向有關，但不能得出電流產生的

磁場的方向與電流大小有關，故D正確，C錯誤.

6、（2018?北京?T13）在如圖所示實驗中，將小鐵球從斜面頂端由靜止釋放，觀察到它在水平桌面上運動

的軌跡如圖甲中虛線OA所示.在OA方向的側旁放一磁鐵，再次將小鐵球從斜面頂端由靜止釋放，觀察到

它在水平桌面上運動的軌跡如圖乙中虛線OB所示.由上述實驗現象可以得出的結論是（）

A.小鐵球在桌面上繼續運動是由于受到向前的作用力

B.磁鐵對小鐵球沒有作用力

C.力可以改變小鐵球的運動方向

D.力可以使小鐵球發生形變

【答案】C

【解析】

A.小鐵球在桌面上繼續運動是因為小球具有慣性，故A錯誤；

B.磁鐵能夠吸引鐵質物品，所以磁鐵對小鐵球有吸引力，故B錯誤；

C.在磁鐵對小鐵球的吸引力作用下，小球改變/運動方向，故可以說明力可以改變小鐵球的運動方向，C

正確；

D.小鐵球的運動方向發生了改變，但沒有發生形變，所以不能說明力可以使小鐵球發生形變，故D錯誤;

故選C.

點睛：重點是牢記力的兩個作用效果，即力可以改變物體的形狀；力可以改變物體的運動狀態.

7、（2018?北京?T19）如圖展示了我國古代勞動人民的智慧成果，對其中所涉及的物理知識，下列說法中

正確的是（）

司南數子篆刻編鐘

A.司南利用地磁場對磁體有力的作用來指示南北

B.威子利用杠桿平衡來稱量質量

C.篆刻刀的刀口做得很鋒利，是為了減小壓強

D.正在發聲的編鐘一定在振動

【答案】ABD

【解析】

A.指南針只所以會指南，是因為受到地磁場的作用，所以司南利用地磁場對磁體有力的作用來指示南北，

說法正確，故A正確；

B.載子以及生活中使用的桿秤都是利用杠桿平衡條件來稱量質量的，故B正確；

C.篆刻刀的刀口做得很鋒利，是在壓力一定時，通過減小受力面積來增大壓強的，故C錯誤；

D.聲音由振動產生，所以正在發聲的編鐘一定在振動，故D正確；

故選ABD.

點睛：要牢記地球是一個大磁體，指南針只所以會指南，就是因為受到地磁場的作用，且要注意了解地磁

場的分布情況，地磁的南北極與地理的南北極相反，且不重合，有一個小的偏角，稱為磁偏角.

8、（2018?北京?T20）下列說法中正確的是（）

A.電流周圍存在磁場

B.磁感線是真實存在的

C.電動機能夠把電能轉化為機械能

D.只要導體在磁場中做切割磁感線運動，就會產生感應電流

【答案】AC

【解析】

A.電流具有磁效應，即電流周圍存在磁場，故A正確;

B.磁感線是為了形象的描述磁場的分布特征而引入的，磁感線描述磁場是模型法的應用，磁感線并不是真

實存在的，故B錯誤；

C.電動機利用磁場對電流的作用力工作，能夠把電能轉化為機械能，故C正確；

D.閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，才會產生感應電流，故D錯誤；

故選AC.

點睛：牢記產生感應電流應具備三個條件，一、閉合回路，即必須是通路，二、一部分導體，三、切割磁

感線運動.

9、（2022?北京?T17）根據圖中的電流方向，可知通電螺線管的端是N極。

【答案】A

【解析】

電流從螺線管的左端流入，根據安培定則可知，螺線管的A端為N極。

10、（2020?北京?T22）根據圖中的電流方向，可知通電螺線管的端是N極。

【答案】A

【解析】

用右手握住螺線管，四指的方向和電流方向相同，那么大拇指所指的A端即為螺線管的N極。

11、（2019?北京?T23）在條形磁鐵四周放置的小磁針靜止時的指向如圖所示，圖中小磁針涂黑的一端為

它的N極，由此可以判斷出條形磁鐵的A端是（選填"N"或"S"）極

@修段，

0函@

【答案】N

【解析】

小磁針靜止時北極（小磁針涂黑端），所指的方向為磁場的方向，根據磁感線方向的規定，從北極出來回到南

極，讀圖可以看出，左側A端條形磁鐵N極.

12、（2018?北京?T24）根據如圖所示的電流方向，判斷通電螺線管的A端是極.（選填"N"或"S"）

【答案】△

【解析】

根據安培定則進行判斷.

右手握住螺線管，四指彎曲指向電流的方向，則大母指的指向即為螺線管的磁場方向，即大母指所指的左

端為N極.

所以A端為N極，B端為S極.

點睛：安培定則應用時，要注意四指彎曲指向電流的方向，千萬不要理解成線圈的繞向，有同學容易在這

點混淆，有個簡單的方法，即使用右手螺旋定則前先把電流方向標在線圈上.

一、多選題

1.（2022?北京市朝陽區陳經綸中學分校實驗學校三模）關于電磁現象，下列說法正確的是（）

A.可以自由轉動的小磁針靜止時N極指向地理的南方

B.金屬導體中的自由電子做定向移動時，導體周圍一定會產生磁場

C.導體在磁場中做切割磁感線運動，導體中一定會產生電流

D.發電機是根據電磁感應現象制成的，可以將機械能轉化為電能

【答案】BD

【解析】

A.可以自由轉動的小磁針靜止時N極指向地磁南極，即地理北方，故A錯誤；

B.金屬導體中的自由電子做定向移動時，會形成電流，則導體周圍一定會產生磁場，故B正確；

C.導體在磁場中做切割磁感線運動，只有當電路閉合時，導體中才會產生感應電流，故C錯誤；

D.發電機是根據電磁感應現象制成的，線圈做切割磁感線運動，將機械能轉化為電能，故D正確。

故選BDo

2.（2022?北京昌平?二模）下列說法中正確的是（）

A.金屬導體中的負電荷在做定向移動時一定產生磁場

B.通電導體產生的磁場的方向與通過該導體的電流方向有關

C.閉合回路的導體在磁場中做切割磁感線運動時，導體中就產生感應電流

D.負電荷定向移動的方向就是電流的方向

【答案】AB

【解析】

A.導體中的負電荷在做定向移動時會產生電流，電流的周圍存在磁場，故A正確:

B.奧斯特實驗說明J'通電導體周圍存在磁場，該實驗還表明電流方向改變時;其磁場方向也隨之改變，所

以，通電導體產生磁場的方向與通過該導體的電流方向有關，故B正確；

C.導體中產生感應電流的條件是：閉合電路的一部分導體、在磁場中做切割磁感線運動，缺一不可；所以

導體在磁場中做切割磁感線運動時，不一定會產生感應電流，故c錯誤；

D.物理學上把正電荷的定向移動的方向規定為電流的方向，負電荷的定向移動方向與電流的方向相反，故

D錯誤。

故選AB。

3.（2022?北京東城?二模）關于圖所示的四個電磁實驗，下列說法中正確的是（）

A.實驗甲：斷開開關S時，小磁針指向如圖甲所示，閉合開關S,小磁針發生偏轉，表明通電導線周圍存

在磁場

B.實驗乙：閉合開關S,改變滑動變阻器接入電路的阻值，電磁鐵的磁性強弱會改變

C.實驗丙：閉合開關S,導體ab在磁場中水平向左運動，ab中會產生感應電流

D.實驗?。洪]合開關S,導體ab在磁場中運動，發電機是根據這一原理制成的

【答案】ABC

【解析】

A.實驗甲，閉合開關S,通電導線周圍存在磁場，小磁針受到磁場的作用發生偏轉，表明通電導線的周圍

存在磁場，故A正確;

B.實驗乙，閉合開關S,改變滑動變阻器接入電路的阻值，改變電路中電流大小即電磁鐵的磁性強弱會改

變，故B正確;

C.實驗丙，閉合開關后，導體ab在磁場中水平向左運動，做切割磁感線運動，電路中就會有感應電流，

故C正確；

D.實驗丁，開關S閉合，導體在磁場中運動，其工作原理是通電導體在磁場中受力而運動，電動機是利用

這一原理制成的，故D錯誤。

故選ABC。

4.（2022?北京西城?二模）關于電磁現象，下列說法中正確的是（）

A.指南針能指南是由于地磁場對指南針磁極有力的作用

B.導體在磁場中做切割磁感線運動時，導體中一定產生電流

C.磁場中某點的磁場方向是由放在該點的小磁針北極決定的

D.通電線圈在磁場中受力轉動的過程中，電能轉化為機械能

【答案】AD

【解析】

A.指南針屬于磁體，有南北兩個磁極，放入地磁場中會受到磁力的作用而指示南北方向，故A正確：

B.閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動，才能產生感應電流，，故B錯誤；

C.磁場中某點的磁場方向是一定的，可以由放在該點的小磁針北極的指向來判斷，但磁場方向不是由小磁

針決定的，故C錯誤；

D.通電線圈在磁場中受力轉動的過程中，消耗電能轉化為線圈的機械能，故D正確。

故選ADo

5.（2022?北京市第二中學通州校區一模）關于電磁現象，下列說法中正確的是（）

A.通電導體的周圍存在磁場

B.改變電磁鐵線圈的匝數，電磁鐵的磁性強弱就會改變

C.磁場中，自由旋轉的小磁針靜止時N極的指向為該點的磁場方向

D.一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，電路中一定會產生感應電流

【答案】AC

【解析】

A.奧斯特實驗向人們揭示了電流具有磁效應，通電導體周圍存在磁場，故A正確；

B.電磁鐵的磁性強弱受線圈匝數，電流大小，是否插入鐵芯等因素有關，若在改變電磁鐵線圈匝數的同時

也改變了電流大小，則電磁鐵的磁性強弱可能不變，故B錯誤；

C.物理學中把磁場中自由小磁針靜止時北極所指方向規定為該點的磁場方向，故C正確；

D.一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，電路如果沒有閉合，不會產生感應電流，故D錯誤。

故選AC。

二、單選題

6.（2022?北京101中學二模）勤思考、愛交流的小琴對電磁的知識進行了總結，并與小文進行交流，小文

認為小琴總結的結論有的正確，有的錯誤。小琴總結的下列結論中正確的是（）

A.導體中的自由電子定向移動時一定產生磁場

B.改變電流的方向，通電導線在磁場中的受力方向就發生改變

C.磁場中某點的磁場方向是由放在該點的小磁針決定的

D.電磁感應現象中產生的感應電流的方向與磁場的方向有關

【答案】ABD

【解析】

A.導體中的自由電子定向移動時形成電流，導體中有電流，電流周圍一定產生磁場，故A正確；

B.通電導線在磁場中受力與磁場方向和電流方向都有關系：當改變電流的方向時，通電導線在磁場中的受

力方向就發生改變，故B正確；

C.放在磁場中的小磁針靜止時北極所指的方向就是該點的磁場方向，但是磁場中某點的磁場方向由磁場本

身決定，與該點是否放小磁針無關，故C錯誤；

D.電磁感應現象中產生的感應電流的方向與磁場的方向和導體切割磁感線時的運動方向有關，當改變磁場

的方向或改變導體切割磁感線方向時，感應電流的方向改變，故D正確。

故選ABD。

7.（2022?北京東城?二模）將一個能水平自由轉動的小磁針放在水平桌面上，我們可以發現，靜止時它的兩

極分別指向地理的南北方向，下列說法正確的是（）

A.靜止時小磁針的N極指向地理的北方

B.靜止時小磁針的N極指向地磁的北極

C.地球周圍存在著磁場，地磁場的形狀跟蹄形磁體的磁場相似

D.小磁針在地磁場中靜止時，只有小磁針的N極受到地磁場的作用力

【答案】A

【解析】

ABD.地磁南極在地理北極附近，地磁北極在地理南極附近，靜止時的小磁針受到地磁場的作用，小磁針

的N極應指向地理北極，故A正確、BD錯誤；

C.地球可以看做是一個巨大的磁體，地磁場與條形磁鐵的磁場相似，故C錯誤。

故選A。

8.（2022?北京平谷?二模）如圖是奧斯特實驗的示意圖，當開關閉合時，小磁針發生偏轉，下列說法正確的

是（）

A.這一現象說明通電導線周圍的空間中產生了磁場

B.發生偏轉的小磁針對通電導線沒有力的作用

C.通電導線周圍磁場方向由小磁針的指向決定

D.移去小磁針后的通電導線周圍不存在磁場

【答案】A

【解析】

A.導體通電后，導體旁邊的小磁針發生偏轉說明通電導線周圍的空間中產生J'磁場，故A正確；

B.力的作用是相互的，發生偏轉的小磁針受到通電導線磁力的作用，小磁針也對通電導體有磁力的作用,

故B錯誤；

CD.通電導線周圍磁場方向與電流的方向有關，并不是由小磁針的指向決定的，即使移去小磁針，通電導

線周圍的磁場也不會消失，故CD錯誤。

故選Ao

9.（2022?北京石景山?一模）某型號計步器內部有一段塑料管，管中密封一小塊磁體，管外纏繞著線圈，當

塑料管運動時，磁體在管中往復運動，線圈中產生電流，計步器通過線圈中的電流情況計得運動的步數。

圖中與此計步器工作原理相同的是（）

【答案】C

【解析】

塑料管運動時，磁體在管中往復運動，線圈中產生電流，即計步器的工作原理是電磁感應現象。

A.圖為奧斯特實驗裝置，說明電流周圍存在磁場，故A不符合題意；

B.圖中演示電磁鐵的磁性有無，通過電路中電流有無來控制，電路中有電流時，則電磁鐵具有磁性，電路

中沒有電流時，電磁鐵沒有磁性，故B不符合題意；

C.圖中當閉合回路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，會產生感應電流，即電磁感應現象，故C

符合題意

D.圖中電路有電源，為電動機原理圖，利用了通電導體在磁場中受到力的作用而運動，故D不符合題意。

故選Co

三、綜合題

10.（2022?北京市第五中學分校模擬預測）請閱讀《風能及其利用》回答問題。

風能及其利用

風具有能量嗎？

“八月秋高風怒號，卷我屋上三重茅。"很久以前我們的祖先就用詩句描述了風可以推動物體，具有對外做功

的本領。風能是空氣流動產生的動能。動能是人類很早就認識的一種能量形式。

我國風能資源豐富，立軸大風車及其驅動的龍骨水車（廣泛應用不晚于12世紀）是體型巨大，結構復雜的

風力提水機械，曾應用于農田灌溉和制鹽生產（圖2為現代仿制立軸大風車及龍骨水車）。立軸大風車最為

特別之處在于風帆的自動調節功能，它巧妙地借助了中國式船帆的結構與操控方式，當風帆轉到順風一邊，

它自動與風向垂直，受風面積最大；當風帆轉到逆風一邊時，就自動與風向平行，所受阻力最小。風帆升

起后，不論風向如何，風車可以接受360度任何方向的來風，使風吹動風帆轉動起來，進一步驅動龍骨水

車向上提水，操控運行便捷，靈活。

風能是可再生、無污染的清潔能源。在當今能源短缺情況下，開發風力發電滿足能源需求得到重視（圖3

為風力發電機）。

風力發電是通過一定的裝置，將風能轉變成機械能，再將機械能轉變為電能。如圖3所示為某風力發電機

結構示意圖，它的原理是利用風力帶動風車的旋轉器（葉片）旋轉，再通過增速機將旋轉速度提升到發電

機的額定轉速，又通過調速機構使其轉速保持穩定，然后連接到發電機上發電，發電機利用電磁鐵將動能

轉化為電能。

依據目前的風力發電技術，大約3m/s的微風速度即開始發電。太小的風速不能利用，風力機能正常工作的

風速一般為3?22m/s,超風速時，風力機自動閉鎖。據測定，一臺55kW的風力發電機組，當風速為9.5m/s

時，機組的輸出功率為55kW；風速為8m/s時，功率為38kW；風速為6m/s時，功率只有16kW；風速為

5m/s時，功率僅為9.5kW。

我國的風力資源極為豐富，許多地區的平均風速都在3m/s以上，特別是東北、西北、西南地區和沿海島嶼，

平均風速更大，適宜發展風力發電。風力發電的優點很多：清潔，環境效益好；可再生，永不枯竭；基建

周期短；裝機規模靈活。但也有一些不可回避的問題，如噪聲大，占用土地多，不穩定不可控，影響鳥類

生存等。

（1）立軸風車及其驅動的龍骨水車風力提水機械工作過程中，風吹動風帆轉動起來，進一步驅動龍骨水車

向上提水，該過程中，風能轉化成了水的；

（2）風力發電機的工作原理是電磁感應，即：閉合電路的部分導體在磁場中做切割磁感線運動，小型風力

發電機的磁場是由永磁體提供的，而大型風力發電機中的磁場則是由_____提供的；

（3）一臺55kW的風力發電機組在風速為6m/s下工作時，1小時輸出的電能能使額定功率為40W的白熾

燈正常工作h；

（4）在我們國家現代化建設進程中，為何要大力發展風力發電？請簡述之。

【答案】重力勢能電磁鐵1375見解析

【解析】

(1)⑴風吹動風帆轉動起來，風的動能轉化為風帆的動能，進一步驅動龍骨水車向上提水，水被提到高處

后，風帆的動能轉化為水的重力勢能。

(2)⑵由材料可知，大型風力發電機中的磁場則是由電磁鐵提供的。

(3)[3]1小時輸出的電能

Wza=P/=55kWxlh=55kW-h

能使額定功率為40W的白熾燈正常工作時間

,W55kWh

t=—=-------=1375h

P'0.04kW

(4)⑷風力發電，清潔，環境效益好，可再生，永不枯竭，基建周期短，裝機規模靈活。

11.(2022?北京東城?一模)請閱讀《超導體的發現》并回答題

超導體的發現

導體雖然能夠導電，但都具有一定的電阻，而有一類導體的電阻為零，我們稱之為超導體。因為沒有電阻，

所以電流通過超導體不會產熱，電能損失很小，具有很大的應用前景。

1911年，荷蘭科學家昂內斯研究低溫下各種金屬電阻變化時，首先在水銀中發現了超導現象，他通過靈敏

的電壓表測量樣品，發現水銀的電阻在4.2K的溫度左右陡然下降到零，靈敏的電壓表沒有示數就可以判定

所測量的導體電阻為零嗎？會不會存在一種可能是導體的電阻太小，測量工具精度不夠而無法測出呢？這

當然是可能的，這個問題也無法只通過升級更精密的測量工具來解決。

為了解決這個難題，昂內斯團隊通過不懈努力，終于設計出了一套能夠精確驗證超導體電阻是否為零的裝

置：將一根磁針放置在裝置中間，磁針靜止時兩極分別指向南北方向，在磁針的正西方不遠處放置超導體

制成的線圈，在磁針正東方相同距離放置一個和超導體線圈相同的銅線圈，如圖所示。實驗時，用永磁體

在超導體線圈中感應出電流，將永磁體移出后，在銅線圈中通入相同的恒定電流，然后觀察磁針是否發生

偏轉。

如果超導體電阻確實為零，則超導線圈中的電流不會隨時間衰減，磁針兩側的線圈中的電流均不變，所產

生的磁場也不會發生變化，因此磁針也不會發生偏轉。昂內斯團隊經過幾個小時的觀察，磁針指向確實完

全沒有任何變化。

通過這個巧妙的實驗，昂內斯團隊嚴格的證實了超導體的電阻確實為零。由于對低溫物理所作出的突出貢

獻，卡末林?昂內斯被授予1913年的諾貝爾物理學獎。

請根據上述材料，回答下列問題：

（1）在實驗中，能夠使超導線圈中產生電流的原理是（填寫正確選項前的字母）

A.通電導體周圍存在磁場B.通電導體在磁場中C.電磁感應

（2）物理實驗中，常常將不易測量（或觀察）的物理量（或現象）轉換為其他物理量（或現象）進行觀測。

昂內斯團隊的實驗將“超導體電阻的變化情況"經過多次轉換最終轉換為"小磁針的偏轉情況"。請將該轉換過

程中，所涉及到的相關變化關系補充完整：

①超導體的電阻變化f②玲③玲④小磁針的偏轉情況。

（3）超導體具有很大的應用前景，請你列舉一實例。（）

【答案】C超導線圈中的電流變化電流所產生的磁場變化遠程輸電

【解析】

（1）[1]A.奧斯特第一個發現通電導體周圍存在磁場，揭示了電與磁之間的聯系，故A不符合題意；

B.通電導體在磁場中會受力轉動，利用這個原理制成了電動機，故B不符合題意；

C.閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線會產生感應電流，這種現象叫電磁感應，故C符合題意。

故選C?

（2）⑵⑶實驗時，用永磁體在超導體線圈中感應出電流，將永磁體移出后，在銅線圈中通入相同的恒定電

流，如果超導體電阻確實為零，則超導線圈中的電流不會隨時間衰減，磁針兩側的線圈中的電流均不變，

所產生的磁場也不會發生變化，因此磁針也不會發生偏轉。通過實驗操作可知，將超導體的電阻變化轉換

為超導體線圈中感應出電流，再把超導體線圈中感應出電流轉換為電流所產生的磁場變化，最后再轉換為

小磁針的偏轉情況。

（3）⑷超導材料的特點是，在溫度很低時電阻為零，當電阻為零時，用超導材料傳輸電能可以減少電能損

耗，故可以應用于遠距離輸電。

四、實驗題

12.（2022?北京?清華附中三模）如圖所示的是四個常見的電磁實驗，A中導體棒向右運動時，靈敏電流計指

針向右偏轉，如果對調磁體的N、S磁極位置，導體棒仍然向右運動，則靈敏電流計指針將向偏轉;

B中閉合開關以后，電磁繼電器正常工作，則此時電動機和電熱器兩個用電器中，能夠工作；C中通

電導線下方的小磁針發生偏轉，電流對小磁針的作用力是通過施加的；D中所示是兩個磁體的磁極靠

近時相互遠離的現象，這說明同名磁極。

【答案】左電動機磁場排斥

【解析】

⑴感應電流的方向與導體運動的方向和磁場的方向有關，如果對調磁體的N、S磁極位置，磁場方向改變，

導體運動的方向不變，則感應電流的方向發生改變，則靈敏電流計指針將向左偏轉。

[2]B中閉合開關以后，電磁繼電器正常工作，具有磁性，銜鐵會被吸下，電動機能夠工作。

[3]C中通電導線下方的小磁針發生偏轉，是因為通電導體周圍存在磁場，磁場的基本性質是對放入其中的磁

體的力的作用，所以電流對小磁針的作用力是通過磁場施加的。

[4]D中所示是兩個磁體的磁極靠近時相互遠離的現象，兩個相互靠近的磁極相同，相互排斥，這說明同名

磁極相互排斥。

13.（2022,北京平谷?二模）在"探究產生感應電流條件”的實驗中，某同學組裝了如圖所示電路，閉合開關后,

進行了實驗操作，請回答下列問題：

（1）保持金屬棒AB靜止，當蹄形磁鐵豎直向上運動時，靈敏電流計的指針將（選填"會"或"不

會"）偏轉;

（2）保持蹄形磁鐵靜止，使金屬棒AB由靜止向右水平運動時，靈敏電流計的指針發生偏轉，使金屬棒AB

加快向右水平運動時，指針偏轉的角度增大，針對以上實驗現象，請你提出一個可探究的科學問題：

【答案】不會見解析

【解析】

（1）⑴保持金屬棒AB靜止，當蹄形磁鐵豎直向上運動時，此時導體棒相對于蹄形磁鐵向下運動，金屬棒

未做切割磁感線運動，電路中不產生感應電流，故靈敏電流計的指針將不會偏轉。

（2〉［2］由題意可知，當金屬棒運動加快時，電流計指針偏轉的角度增大，說明電路中的感應電流變大，可

知感應電流的大小與導體切割磁感線的速度有關，故提出的可探究的科學問題是：感應電流的大小與金屬

棒切割磁感線的速度有什么關系？

14.（2022?北京順義?二模）在探究通電螺線管外部的磁場分布時，在螺線管周圍放一些小磁針，通電后，

小磁針（黑色一端為N極）的指向如圖甲所示。

氫自廛

@@

~J-JJJJJJ—

?@

甲

（1）只改變螺線管中的電流方向，觀察到的現象是,說明

(2)根據圖乙所示的電流方向，可判斷通電螺線管的左端是(選填"N"或"S")極。

【答案】小磁針的方向發生變化見解析N

【解析】

(1)⑴⑵改變電流方向，小磁針的方向也發生了變化，說明通電導體周圍的磁場方向與電流方向有關。

(2)⑶由圖可知，電流從螺線管的左端流入，右端流出，根據右手螺旋定則可知，通電螺線管的左端是N

極，右端為S極。

15.(2022?北京順義?二模)利用如圖所示的裝置進行如下操作。

①閉合開關，使金屬棒A8水平向左運動，觀察到靈敏電流計指針向右偏轉；

②閉合開關，使金屬棒A8水平向右運動，觀察到靈敏電流計指針向左偏轉；

(1)由此可以得出的結論是;

(2)閉合開關，A8水平左右運動產生電流的現象是(選填"電動機"或"發電機")的工作原理。

【答案】磁場方向不變，產生的感應電流的方向與導體棒的運動方向有關發電機

【解析】

(1)口］由題意可知，閉合開關后，兩次實驗磁場方向不變，金屬棒AB水平向左運動，觀察到靈敏電流計

指針向右偏轉；金屬棒A8水平向右運動，觀察到靈敏電流計指針向左偏轉；所以可以得到的結論是磁場方

向不變，產生的感應電流的方向與導體棒的運動方向有關。

(2)⑵由圖可知，圖中沒有電源，靈敏電流計用來判斷感應電流的方向，所以此裝置是探究電磁感應的實

驗裝置；電動機的原理是通電導體在磁場中受力轉動，發電機的原理是電磁感應現象，所以閉合開關，AB

水平左右運動產生電流的現象是發電機的工作原理。

16.（2022?北京朝陽?二模）如圖所示，在蹄形磁體的磁場中放置一根導線，導線兩端通過開關與靈敏電流

表連接。

（1）開關閉合后，當電流表指針發生偏轉時，導線可能是o

A.沿水平方向左右運動B.沿豎直方向上下運動

（2）通過大量實驗，總結得出：當閉合電路的一部分導體在磁場中做運動時，導體中就會產生

電流。

【答案】A切割磁感線

【解析】

（1）[1]A.導線沿水平方向左右運動，導線在磁場中做切割磁感線運動，電路中就產生感應電流，故A符

合題意；

B.導線沿豎直方向上下運動，導線在磁場中沒有做切割磁感線運動，電路中不會產生感應電流，故B不符

合題意。

故選A,

（2）⑵由實驗現象可知，閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，電路中就產生感應電流。

17.（2022?北京房山?二模）在探究通電螺線管外部磁場特點時，實驗現象如圖所示。

（1）由圖甲中鐵屑的排列情況可初步推斷：通電螺線管外部的磁場分布與磁體的磁場相似。

（2）利用如圖乙所示裝置進行實驗，改變通電螺線管中的電流方向，發現磁場的方向發生了改變。由此可

知通電螺線管的磁極與有關。

甲乙

【答案】條形通電螺線管中的電流方向

【解析】

（1）⑴從鐵屑的分布情況可知，通電螺線管外部的磁場和條形磁體的磁場一樣，通電螺線管的兩端相當于

條形磁體的兩個磁極。

（2）⑵改變通電螺線管中的電流方向，小磁針的N極指向發生改變，說明磁場的方向發生了改變，由此可

知通電螺線管的磁極與通電螺線管中的電流方向有關。

五、填空題

18.（2022?北京中學二模）如圖所示，請根據通電螺線管中的電流方向，判斷通電螺線管的左端是

極。

【答案】N

【解析】

如圖，電流從螺線管右端流入，左端流出；根據安培定則，用右手握住螺線管，四指的的環繞方向為螺線

管中電流的方向，大拇指指向的一端就是螺線管的N極，即左端為螺線管的N極。

19.（2022?北京市第三十五中學三模）在條形磁鐵附近放置的小磁針，靜止時的指向如圖所示，圖中小磁針

涂顏色的一端為N極，由此可以判斷出條形磁鐵的3端為（選填"N"或"S"）極。

0

B

【答案】N

【解析】

由圖知，小磁針靜止時N極指向條形磁鐵的A端，因異名磁極相互吸引，故可知條形磁鐵的A端為S極，B

端為N極。

20.（2022?北京豐臺?二模）如圖所示，中國科技館"探索與發現A廳”中有一個展品叫"磁棒過線圈”。如圖所

示，磁棒靜止在線圈中時，電路中沒有電流，靈敏電流計的指針指在中間零刻度線位置。若讓磁棒在線圈

中向上運動時，靈敏電流計的指針向左偏轉：若讓磁棒在線圈中向下運動時，靈敏電流計的指針向右偏轉。

請你根據上述實驗步驟及現象。提出一個可探究的問題：。

【答案】感應電流的方向與磁棒在線圈中運動的方向是否有關

【解析】

由題意可知，將磁棒從線圈中向上取出時，電流表（靈敏電流計）指針向左偏轉；當把磁棒向下插入線圈

中時，電流表（靈敏電流計）指針向右偏轉；因為切割磁感線的方向發生了變化，所以電流方向發生變化，

則靈敏電流計指針偏轉方向發生改變；所以探究的問題是感應電流的方向與磁棒在線圈中的運動方向是否

有關。

21.（2022?北京石景山?二模）根據圖中所給電流方向，判斷通電螺線管的B端是極。

【答案】N

用右手握住螺線管，四指彎向電流方向，大拇指所指的8端即為螺線管的N極。

22.（2022?北京石景山?二模）如圖所示是科技館中的一個展品叫"磁棒過線圈"，該裝置可以演示感應電流的

產生。當把磁棒向下插入線圈時，電流計指針向右偏轉；當把磁棒從線圈中向上取出時，電流計指針向左

偏轉。請結合上述操作，提出一個可探究的科學問題：。

磁棒

電流計線圈

【答案】感應電流的方向與線圈切割磁感線的方向是否有關

【解析】

由題意可知，當將磁棒從線圈中向上取出時，電流表計指針向左偏轉；當把磁棒向下插入線圈中時，電流

計指針向右偏轉；線圈切割磁感線的方向發生變化時，電流計指針偏轉方向也發生了改變，說明電流方向

發生了變化；所以可以探究的問題是，感應電流的方向與線圈切割磁感線的方向是否有關。

23.（2022?北京西城?二模）如圖所示，根據通電螺線管附近小磁針N、S極的指向，判斷通電螺線管的

端是N極，電源右端為極。

S<]>N

電源

【答案】左正

【解析】

⑴通電螺線管相當于條形磁鐵，根據同名磁極相互排斥、異名磁極相互吸引可知通電螺線管的左端為N極,

右端為S極。

[2]由右手定則可知，當拇指指向左端時，在通電螺線管的正面四指向上，即電流在通電螺線管的正面向上,

可知電流從電源的右端出發回到左端，可知電源的右端為正極，左端為負極。

24.（2022?北京市朝陽區陳經綸中學分校實驗學校三模）小磁針在通電螺線管的磁場作用下靜止，如圖所示,

則電源的左端為電源的極。（選填"正"或"負"）

【答案】負

【解析】

從圖中可以看到，小磁針的右端是N極，根據同名磁極互相排斥，異名磁極互相吸引，可知，通電螺線管

的右端是S極，左端是N極，再根據安培定則，可知，電流從線圈的右端流入，左端流出，則電源的右端

為正極，左端為負極。

25.（2022?北京石景山?一模）請閱讀《"波浪能"真的能發電嗎》并回答題

“波浪能"真的能發電嗎

波浪能作為一種清潔能源，因其分布廣、儲量巨大受到了研究者們的重點關注。什么是波浪能呢？波浪能

是從海浪中提取的能量，是海洋表面所具有的動能和勢能的和。波浪沖擊海岸時會激起大量浪花，劇烈的

垂直和水平運動蘊含大量動能。1平方千米海面上，每秒可產生2xl（）8焦左右的能量，能源儲量十分豐富。

波浪能是怎樣發電的？波浪能從捕獲到發電一般經過三級能量轉換，如圖所示，一級轉換為波浪蘊含的能

量通過捕能機構在波浪下的運動轉換為傳動系統所需能量，二級轉換為將捕獲的能量通過傳動系統轉換成

發電機所需的能量形式，三級轉換為通過發電機等設備將能量以電能形式輸出。當然，經過一級轉換捕捉

的能量也可以通過直線發電機直接轉換為電能輸出。波浪能的發電方式有很多種，按照不同的能量轉換形

式，分為機械式發電、氣動式發電和液壓式發電。

直接轉換

波浪能發電的三級轉換

波浪能是一種機械能，是海洋能中質量最好的能源，同時也使其能量轉化裝置相對簡單，已設計并投入運

用的發電裝置迭代發展。其中，鷹式波浪能發電裝置"先導一號"（如圖所示）可移動能源平臺并網技術的成

功實現，使我國成為了全球首個在深遠海布放波浪能發電裝置并成功并網的國家。"先導一號"平臺裝機容量

260千瓦，通過2000米長的電纜由電站連接至岸上電力接入點，已成功并入三沙市永興島電網。平臺也在

海上波-光-儲互補技術上實現了重大突破，為其他海上多功能互補平臺提供了成功經驗。未來的能源結構布

局中新能源必定將占有舉足輕重的地位，合理分配使用傳統能源，著力研發波浪能等新型清潔能源是發展

大勢，波浪能前景十分廣闊！

根據上述材料，回答下列問題：

（1）波浪能屬于（選填"可再生"或"不可再生"）能源。

（2）波浪能的發電是指將波浪能轉換為能的過程。

（3）如果以“1平方千米海面上，每秒可產生2X1O15焦左右的能量”來計算，每天正常發電6h（小時），則每

天可發電度（kW-h）,

（4）“先導一號"平臺并入的電網結構中，"先導一號"相當于電路中的（填符號）。

A.電源B.用電器C.開關D.導線

【答案】可再生電能1.2x106A

【解析】

（1）⑴波浪能是從海浪中提取的能量，是海洋表面所具有的動能和勢能的和。波浪能能短時間內在自然界

中獲得補充，波浪能屬于可再生能源。

（2）[2]波浪能的發電的原理是電磁感應，是指將波浪能轉換為電能的過程。

（3）[3]如果以“1平方千米海面上，每秒可產生2x108焦左右的能量”來計算，每天正常發電6h（小時），則

每天可發電

VV=2xlORJ/sx6x36OOs=4.32xlOl2J=1.2xlO6kWh

（4）⑷"先導一號"利用波浪能發電，相當于電路中的電源。故A符合題意，BCD不符合題意。

故選A,

專題16電流做功與電功率

頗8

O

一.選擇題（共5小題）

1.（2021?福建）如圖電路，電源電壓保持不變，滑動變阻器R標有“30Q1A”，定值電阻

Ro的阻值為10Q，小燈泡L標有“6V3.6W”（電阻不隨溫度而變化），電流表的量程為。?

3Ao當S閉合，Si、S2斷開，滑片P移到R的中點時，小燈泡恰好正常發光。在保證電

路安全的前提下，電路消耗總功率的最小值與最大值之比是（）

A.1：4B.1：8C.2：7D.3：20

【答案】D?

【解析】解：當S閉合，Si、S2斷開，燈L和滑動變阻器串聯，小燈泡恰好正常發光，

則此時的電流l=E=支阻=0.6A：小燈泡的電阻為RL=_U=22匚=10。

U6VI0.6A

滑片P移到R的中點時，滑動變阻器接入的有效電阻R'=15。；則滑動變阻器兩端的電

壓U'=IR'=0.6AX150=9V；

根據串聯電路電壓的特點，電壓電源U總=UL+U'=6V+9V=15V；

要保證電路安全，分析電路可得當閉合開關S、S2和Si時，且通過滑動變阻器的電流為

1A時，干路電流最大；則此時通過Ro的電流為lo=」L=」%=1.5A；干路電流即為最

Ro10Q

大電流lmax=lA+1.5A=2.5A;最大功率Pmax=Ulmax=15VX2.5A=37.5W;

Ua

最小電流即為滑動變阻器接入最大阻值并且與燈L串聯時，電流最小，即根據|=一二=

R,a8

----昱——=0.375A；

10Q+30Q

最小功率Pmin=Ulmin=15VX0.375A=5.625W；

故Pmin：Pmax=5.625W：37.5W=3：20o

2.（2018?福建）新的國家標準對延長線插座配用電纜的導線橫截面積要求進行了修改，額

定電流16A的延長線插座，導線

最小標準橫截面積由lmn?提升到1.5mm2.增大導線橫截面積的目的是（）

A.增大導線的電阻B.減小通過導線的電流

C.增大導線的電壓D.減小導線發熱的功率

【答案】Do

【解析】解：

A.延長線的材料和長度相同時，增大導線橫截面積可以減小導線的電阻，故A錯誤；

B.通過導線的電流與插座上用電器消耗的電功率有關，無法判斷通過導線電流的變化,

故B錯誤；

C.在通過導線的電流一定時，導線的電阻減小，由U=IR可知，可以減小導線兩端的電

壓，故C錯誤；

D.在通過導線的電流一定時，導線的電阻減小，由P=PR可知，可以減小導線發熱的

功率，故D正確。

3.（2018?福建）燈泡L與定值電阻R組成的電路如圖甲，L和R的I-U圖線分別為圖乙中

的A、B.閉合開關S,L正常發光，電路的總功率為4.8W,此時燈泡L的（)

A.電壓為7VB.電流為0.3AC.電阻為20。D.功率為3W

【答案】D.

【解析】解：

圖甲中燈泡和電阻并聯，已知L和R的I-U圖線分別為圖乙中的A、B；

閉合開關S,要求總功率為4.8W,

因并聯電路各支路兩端的電壓相等，根據圖象可知，在電壓為6V時，通過燈泡的電流II

=0.5A,通過電阻R的電流IR=0.3A,則干路中的電流：I=IL+IR=0.5A+0.3A=0.8A,

此時的總功率：P=UI=6VX0.8A=4.8W,滿足題中的要求；

所以，電源電壓為6V,則此時燈泡L的電壓為6V,通過燈泡的電流IL=0.5A,故AB錯

誤；

根據歐姆定律可得，此時燈泡的電阻：RL=」L=_旺=12。，故C錯誤。

IL0.5A

此時燈泡的功率為：PL=UIL=6VXO.5A=3W；故D正確；

4.（2022?福建）電流的磁效應被發現后，科學家篤信自然力的統一，以逆向的思想，開始

在磁生電的研究中進行艱辛的探索。下列科學家與其重要發現對應正確的是（）

A.法拉第一一電磁感應現象

B.奧斯特---電流的熱效應

C.安培---通電導體周圍存在磁場

D.焦耳——磁場對通電導體的作用

【答案】A.

【解析】解：A、在奧斯特發現電生磁現象的基礎上，法拉第發現了磁生電一一電磁感應

現象，故A正確；

B、奧斯特發現了電流的磁效應，故B錯誤；

C、安培做了大量實驗，研究了磁場方向與電流方向之間的關系，并總結出安培定則，也

叫做右手螺旋定則，故C錯誤；

D、焦耳的主要貢獻是發現了熱和機械功的當量關系，提出了焦耳定律，故D錯誤。

5.（2021?福建）歷史上第一個成功研究熱和功關系及電流的熱效應，為能量守恒定律的建

立奠定堅實實驗基礎的科學家是（）

A.焦耳B.安培C.伏特D.歐姆

【答案】A。

【解析】解：歷史上第一個成功研究熱和功關系及電流的熱效應，為能量守恒定律的建

立奠定堅實實驗基礎的科學家是焦耳。

二.填空題（共3小題）

6.（2019?福建）一臺標有“5V2.5W”的帶有USB接口的小電風扇，線圈電阻為1Q,正常

工作lmin,產生的熱量是Jo工作一段時間后的風扇葉片黏有不少灰塵，這屬于

現象。

【答案】15；靜電（摩擦起電）。

【解析】解：工作時間t=lmin=60s,

由P=UI得，線圈中的電流：

l=E=^_^L=0.5A,

U5V

則線圈產生的熱量：

Q=pRt=（0.5A）2XinX60s=15Jo

風扇的葉片在轉動過程中與空氣摩擦帶上了電荷，可以吸引輕小物體，所以灰塵會附著

在扇葉上，這屬于靜電（摩擦起電）現象。

7.（2021?福建）某手機電池容量為4200mAh,電池電壓為3.7V。用一個標有“輸出5V4A”

的快速充電器，將手機電池從零電量充滿，充電效率為84%,需要min?？斐涑?/p>

電線比普通手機充電線要粗一些，這是因為正常工作時，通過快充充電線的較

大。

【答案】55.5；電流。

【解析】解：（1）電池充滿電儲存的電能為：W=Ult=3.7VX4.2AX3600s=55944J,

充電器的有效功率為：Pff=i]P充=i]U先I充=84%X5VX4A=16.8W,

5

充滿電所需時間為：t*=-^-=-=3330s=55.5mir；

兀P有1?6.t8SW

（2）由焦耳定律公式Q=pRt可知，快充充電時電流大，在相同條件卜，產牛?的熱