“电磁转换”复习导航
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一、要点解读
（一）如何判断物体有无磁性
判断物体是否有磁性可以从吸铁性、指向性、磁极间的相互作用规律、磁体的磁性强弱分布特点来进行解答.
1.根据磁体的吸铁性判断.分别将钢棒靠近无磁性的铁类物质，如铁屑、大头针等，若能够吸引，则钢棒有磁性，否则没有磁性.
2.根据磁体的指向性判断.分别将钢棒用细线吊起，使它们能在水平面上自由转动，若静止时总是指示南北方向说明钢棒有磁性，否则没有磁性.
3.根据磁极间的相互作用规律判断.将钢棒的一端靠近静止的小磁针的磁极，若发生排斥现象，则钢棒有磁性；若与小磁针的两极都相互吸引，则没有磁性.
4.根据磁极的磁性最强判断.将A棒、B棒如图1放置，因为条形磁体两端的磁性最强，中间的磁性最弱.如果A、B不吸引，则表示钢棒B有磁性，A没有磁性；如果A、B吸引，则表示钢棒A有磁性，B没有磁性.
（二）如何理解通电螺线管外部的磁场和条形磁铁的磁场一样
理解这个问题时应注意以下两点：
1.对通电螺线管概念的理解要到位
两个原则：①同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；②右手定则.
三个因素：有三个因素与通电螺线管周围的磁场有关：螺线管的磁极、电流方向及绕线情况.在这三个因素中，任意两个都能决定第三个.
2.对通电螺线管隐含条件的理解要到位
（1）通电螺线管外部的磁感线是从螺线管的北极发出回到南极.其隐含条件是：通电螺线管内部的磁场方向是从螺线管的南极指向北极.
（2）通电螺线管的磁性强弱与电流大小有关.电流越大，螺线管的磁性越强.
（三）如何分析由电磁继电器组成的电路的工作过程
我们可以用“流程图法”（如图2）来解释电磁继电器的工作过程，总的来说可以分五个步骤.如图所示：
注意：控制电路的通断可以是人为接通或断开，也可以是外界条件变化使之自动接通或断开.
（四）磁场为什么会对电流产生力的作用
我们知道磁体的周围有磁场，当磁体跟另一个磁体接近时，它们之间通过磁场发生相互作用；我们还知道电流周围也存在着磁场，我们可以把通电导体看成一个磁体，当通电导体跟磁体接近时，它们之间也通过磁场发生相互作用.因此，磁场对电流的作用，其实质也是磁体和磁体间通过磁场而发生的作用.
（五）感应电流因何而生
1.由电磁感应现象可知，要得到感应电流应同时满足两个条件：（1）电路必须是闭合的；（2）部分导体在磁场中做切割磁感线运动.
2.要想真正地理解感应电流的产生，除掌握上述两个条件外，还要正确认识以下几个问题：
（1）必须是导体正在做切割磁感线运动.如果某部分导体虽然做过切割磁感线运动，但现在处于静止状态，那么该电路中就不会有感应电流，也就是说只有切割磁感线的过程中，才会产生感应电流.
（2）切割磁线时，导体不一定是运动的.“切割”指的导体与磁场的相对运动.磁体不运动，导体运动，如在电磁感应的实验中，导体切割磁感线，有感应电流产生；导体不运动，磁体运动，如对于大型发电机来说，定子是线圈，转子是磁极，这时导体也会切割磁感线，也有会感应电流产生；导体不动，磁体也不动，但是磁体的磁性强弱发生了变化，即产生了变化了磁场，这时也相当于导体切割了磁感线，也会有感应电流产生.
二、例题解析
考点1.磁场与磁感线
考点归纳：（1）磁体、磁现象在生产生活中的应用；（2）磁极间的相互作用的研究和利用；（3）磁场方向的规定，熟知条形、蹄形磁体周围磁感线的分布情况，还要了解放入磁场中的物体各磁极的受力情况.
例1 为了收集实验台上的铁粉，小明用塑料袋包好磁铁吸引铁粉，当磁铁靠近桌面上的铁粉时，出现如图3所示的情况，小明说：“我终于看到了真正的磁感线”.小红用如图4所示的通电线圈去收集铁粉.
（1）根据如图3所示，条形磁铁有
个磁极，铁粉能够一个接着一个吸引排列下去，说明铁粉被 后也具有磁性，相当于小磁体的铁粉靠在一起的磁极一定是 （选填“同名”或“异名”）磁极.
（2）小明的说法中错误的是 .
磁感线显示的是 .
（3）小红所用线圈绕在铁芯上的作用是 ，图4中画出了部分磁感线，则a点的磁场比b点的磁场 （选填“强”或“弱”）；根据图中磁感线的方向，标出螺线管的磁极和电源的正负极.
解析 任何磁铁都具有两个磁极，磁极就是磁体上磁性最强的部位，也就是吸引铁粉最多的部位.铁粉本身不具有磁性，被磁化后变为小磁体，各个小磁体的异名磁极相互吸引而连成一串.磁感线是描述磁场的假想曲线，这个曲线的要求是：该曲线每点的切线方向与该点的磁场方向一致，曲线的箭头代表磁场方向，同时磁场方向规定磁体外部从N极出发进入S极，因此电磁铁的左端为S极.而磁感线的疏密程度代表了该点的磁场强度，越密集磁场越强.因此图中b点比a点磁感线密集些，b点比a点的磁场强些.根据右手螺旋定则，大拇指向右指向N极，电流必须从左侧流入，因此电源的左端为正极.
答案 （1）两 磁化 异名
（2）磁感线是假想的曲线，看不见的磁场的方向和强弱
（3）增强磁性 弱 如图5
考点2.电流的磁场及其应用
考点归纳：（1）奥斯特实验的实验方法、步骤和结论，最早做实验者及实验的意义；（2）电流磁场的应用；（3）利用安培定则判断电磁铁的磁极、电源的正负极，并绕制通电螺线管；（4）探究电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数的关系.
例2 如图6所示，试判断通电螺线管的南北极.
解析 由图6可知，在我们看到螺线管的一侧导线中电流方向向上，看不到的一侧电流方向向下.如图7所示，根据安培定则，让右手弯曲的四指指向电流方向，则拇指所指的方向就是通电螺线管的北极，即螺线管的左端为N极，右端为S极.
变式 开关S闭合后，通电螺线管上方小磁针静止时的指向如图8所示，试确定电源的正负极.
解析 由磁场规律知，通电螺线管的左端为S极，右端为N极，根据安培定则得，电源的左端为负极，右端为正极.如图9所示.
点评 本题是母题的逆用，先从小磁针的指向，确定通电螺线管的N、S极，再用安培定则判断螺线管中的电流方向，进而确定电源的正负极.
考点3.电磁继电器
考点归纳：（1）电磁继电器的原理和工作过程；（2）能快速判断各种自动控制电路的原理.
例3 如图10是一种水位自动报警器的原理图，有关该报警器工作情况的下列叙述，不正确的是（ ）.
A.该报警器红灯是报警灯，报警器工作时，必须依靠一般水的导电性，且水位必须到达A
B.该报警器的红、绿灯不会同时亮
C.当水位没有达到A时，电磁铁没有磁性，只有绿灯亮
D.当该报警器报警时，电磁铁的上端是N极
解析 水、金属块A和B组成了控制电路的“开关”.当水位没有到达A点时，这个“开关”处于断开状态，控制电路中没有电流，电磁铁没有磁性，此时衔铁在弹簧的拉力作用下使动触点与上面的静触点接触，工作电路中的绿灯亮以示安全；当水位到达A点时，控制电路中的“开关”闭合，电路有电流，使得电磁铁具有磁性，从而吸引衔铁使动触点与下面的静触点接触，工作电路中的红灯亮以示危险.根据电磁铁中的电流方向及其绕线方式，运用右手定则易知电磁铁的下端为N极.
答案 D
点评 此题通过一个自动控制电路来考查电磁继电器的应用.分析这类自动控制作用的电磁继电器的工作原理，通常按下面的程序进行：控制无件或开关处于什么状态——控制电路的通断——电磁铁有无磁性——是否吸引衔铁——工作电路的通断.
考点4.电动机与发电机的区别
考点归纳：（1）从制作原理来区分：电动机是利用通电线圈在磁场中受到力的作用而转动的原理制成的；发电机是利用电磁感应现象制成的.
（2）从构造来区分：电动机的构造：主要由磁铁、线圈、换向器和电刷等组成；发电机的构造：主要由磁铁、线圈、铜环和电刷等组成.
（3）从能量转化形式区分：电动机工作时将电能转化为机械能；发电机工作时将机械能转化成电能.
（4）从结构示意图来区分：由以上两图可以看出电动机和发电机模型非常相似，但不难看出两者最显著的区别就是：①电动机外部有电源，通电线圈通过受力而转动（如图11）；发电机外部无电源，导体运动产生电流，电流表发生偏转（如图12）；②电动机线圈两端连接的滑环是半圆环，发电机线圈两端连接的滑环是圆环.
例4 如图13所示的4个实验装置中，能说明发电机工作原理的是（ ）.
解析 如图13所示的是教科书上4个重要的演示实验装置.A图是用来演示通电导体周围存在磁场，使小磁针受磁场作用发生偏转的现象的；B图是用来演示开关闭合时，导体ab中通过电流在磁场中受力运动的现象的；C图是用来演示通电线圈在磁场中受力转动现象的，B图和C图都能说明电动机的原理；D图是用来演示开关闭合后导体ab在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流的电磁感应现象，是用来说明发电机工作原理的实验装置.
答案 选D.
点评 本题考查对实验现象的观察理解能力，同时考查对电磁现象的综合认识和理解.物理学的发展离不开实验，因此认真做好实验、观察研究实验现象和规律，是学习物理应具备的基本技能.
考点5.发电机应用的探究
考点归纳：电磁感应现象的产生条件
例5 实际的发电机采取线圈不动（称为“定子”）而磁铁运动（称为“转子”）的方式发电，为了增强磁铁的磁性，转子一般不用永磁铁，而用电磁铁代替.小明利用如图14所示的实验装置进行了模拟探究.其中为A电磁铁，B为螺线管（其作用相当于线圈），B与灵敏电流计组成闭合回路.
探究一：闭合开关后，B保持不动，A迅速向下插入B，电流计指针向右偏；A向上拔出时，电流计指针向左偏.
（1）以上操作说明 .
（2）若保持A不动，螺线管B由下向上套住A的过程中，电流计指针应向 偏.
（3）感应电流的大小可能与什么因素有关？
①请说出你的猜想（至少说出两个不同的猜想）： ； .
②请你针对其中一个猜想设计实验来验证猜想是否正确.要求说出实验方案.
探究二：将A放在B内并保持不动.闭合开关瞬间，电流计指针偏转；闭合开关一段时间，A中电流稳定后，电流计指针不偏转；移动滑动变阻器的滑动触头，电流计指针偏转；断开开关瞬间，电流计指针偏转.
（4）探究二说明，闭合电路中的磁场 （选填“发生变化”或“不发生变化”）时，就能产生感应电流.
（5）闭合电路中感应电流的大小与磁场强弱变化的快慢有什么关系呢？将放在内保持不动，闭合开关，快速移动滑动变阻器的滑动触头时，电流计的指针偏转角度较大；慢慢移动滑动变阻器的滑动触头时，电流计的指针偏转角度较小.由此可得出结论： .
解析 B保持不动，当A向下或向上运动即切割磁感线运动方向发生改变时，电流计指针偏转方向发生改变即感应电流发生改变，说明感应电流的方向与切割磁感线的运动方向有关.保持A不动，螺线管B由下向上套住A，相当于B保持不动，A向下插入B，根据题设条件可知，此时电流计指针应向右偏.设计验证猜想的实验方案要体现控制变量法.
根据探究二中实验现象可知，当闭合电路中的磁场发生变化时，就能产生感应电流.滑动变阻器滑动触头移动得快，说明闭合电路中的磁场强弱变化得快；滑动变阻器滑动触头移动得慢，说明闭合电路中的磁场强弱变化得慢.所以根据实验现象可知：闭合电路中感应电流的大小与磁场强弱变化的快慢有关，同样的条件，磁场强弱变化得快，产生的感应电流大.
答案 （1）感应电流的方向与切割磁感线的运动方向有关.（2）右.（3）①可能与线圈匝数有关；或可能与磁场强弱有关；或可能与磁铁（或线圈）运动的快慢有关等.②以猜想“感应电流的大小可能与线圈匝数有关”为例设计实验.实验方法：闭合开关后，螺线管B保持不动，A以一定速度向下插入B，读出此时电流计的示数I1；改变螺线管B的线圈匝数，闭合开关后，螺线管B保持不动，A以同样的速度向下插入A，读出此时电流计的示数I2；分析I1、I2的关系得出结论.（4）发生变化.（5）闭合电路中感应电流的大小与磁场强弱变化的快慢有关，同样的条件，磁场强弱变化得快，产生的感应电流大.
点评 本题在新的环境中全方位探究感应电流是如何产生的，考查同学们的知识迁移能力及在新的问题情境中分析、解决问题的能力.