2027 山西中考闭关复习 · 物理 · 第 9 章教科书级 v2

09 电与磁

这章讲两件大事:电生磁(奥斯特→电磁铁→电动机)和磁生电(法拉第电磁感应→发电机)。山西中考约 4–8 分,多是选择、填空和作图。知识点就那几对,把方向记清,分就到手。
中考地位:选择/填空/作图,4–8 分目标:电动机与发电机不搞反,安培定则会用建议学时:1–2 天

图本章知识地图 + 山西中考考情

本章知识结构(一张图看懂):
磁体与磁场:N/S 极,同名相斥、异名相吸;磁场真实存在,磁感线是假想模型;外部磁感线 N→S
电生磁 ┬─ 奥斯特实验:通电导线周围有磁场(电流磁效应)
     ├─ 通电螺线管:磁场类似条形磁体,用安培定则(右手)判 N 极
     └─ 电磁铁=螺线管+铁芯:通断电控制有无、电流/匝数控制强弱
磁场对电流的作用:通电线圈在磁场中受力转动 → 电动机(电能→机械能,有电源)
磁生电:闭合电路一部分导体切割磁感线 → 电磁感应 → 发电机(机械能→电能,无电源)
贯穿主线:能量转化方向——电动机"通电才转"(电→动),发电机"转动才发电"(动→电)。

山西近 5 年怎么考(2021–2025)

考点出现频率题型与分值难度
电动机 vs 发电机原理辨析每年必考选择/填空,3 分★★(记反就丢分)
安培定则判 N 极 / 绕线作图高频作图或选择,3 分★★
电磁铁磁性强弱因素高频填空,3 分★
电磁继电器(温度报警器等)2024 考过填空/简答,3–4 分★★
奥斯特实验 / 电磁感应条件中频选择,3 分★
给中等生的话:这章是整个物理里最"背了就得分"的一章——没有复杂计算,就考你概念清不清。把"电生磁/磁生电""电动机/发电机""有电源/没电源"这三组对比记牢,4–8 分基本全拿。别怕,它们长得像,但记住"谁给谁供能"就不会混。

1磁体、磁场与磁感线

知识点 1.1 磁极与磁场方向

讲透本源:磁体上磁性最强的部位叫磁极,一个叫 N 极(北极),一个叫 S 极(南极)。同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。(注意:这跟电荷"同斥异吸"一样,但磁极不能单独存在——摔断磁铁,每段还是有 N、S 两极。)
磁体周围存在一种看不见、摸不着但真实存在的特殊物质,叫磁场。磁场对放入其中的磁体有力的作用。
磁场方向的规定:小磁针静止时 N 极所指的方向,就是那一点的磁场方向。
磁感线:在磁体外部,磁感线从 N 极出发,回到 S 极;磁感线越密的地方磁场越强;磁感线是为描述磁场假想的模型,实际并不存在。
想一想:磁感线是真实存在的曲线吗?两条磁感线能相交吗?
指引:磁感线是假想的(磁场才是真的)。不能相交——若相交,交点就有两个磁场方向,矛盾。
【例 1.1】关于磁场和磁感线,正确的是( )
A. 磁感线是磁场中真实存在的线 B. 磁体外部磁感线从 N 极指向 S 极 C. 磁感线可以相交 D. 磁场看不见所以不存在
解:磁感线是假想模型(A 错);外部 N→S(B 对);不相交(C 错);磁场真实存在(D 错)。答案 B。
采分点提醒:地球本身是个大磁体,地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理北极附近。所以小磁针静止时 N 极指北——这就是指南针的原理。作图题中,磁感线在磁体外部一律从 N 极出发、带箭头回到 S 极,磁感线永不相交。

知识点 1.2 磁化与磁极间相互作用的应用

一些物体(铁、钴、镍)在磁体或电流作用下会获得磁性,叫磁化。银行卡、磁带用磁记录信息;电磁起重机、磁悬浮列车都利用磁极间的相互作用。注意:同名相斥、异名相吸——这与电荷相互作用规律相似,但磁极不能单独存在。

2电生磁:奥斯特实验与电磁铁

知识点 2.1 奥斯特实验——电流的磁效应

讲透本源:1820 年丹麦物理学家奥斯特发现:把一根导线平行放在小磁针上方,给导线通电,小磁针竟然偏转了;断电又转回。这说明通电导线周围存在磁场——电和磁不是两回事,电流能产生磁!这叫电流的磁效应。
这个实验第一次把"电"和"磁"联系起来,意义重大:电可以生磁。
想一想:奥斯特实验中,改变导线中的电流方向,小磁针偏转方向会怎样?
指引:会反向。磁场方向与电流方向有关。

知识点 2.2 通电螺线管与安培定则(右手螺旋定则)

把导线绕成螺线管,通电后它的磁场跟条形磁体很像:两端相当于 N、S 极。怎么判断哪端是 N 极?用安培定则:
 用右手握住螺线管,让四指指向电流的方向,那么大拇指所指的那端就是 N 极。
口诀:右手、四指顺电流、大拇指指 N 极。(别用左手!)
红色错误:左右手别搞反。
错例:判断螺线管 N 极用左手。
正解:安培定则用右手。画绕线图时,先看清电流从哪端流入、沿绕线怎么流,再把右手四指顺着那个方向弯过去。

知识点 2.3 电磁铁——通电才有磁的"自动开关"

讲透本源:在螺线管里插入一根铁芯,就成了电磁铁。为什么加铁芯?因为通电时铁芯被电流的磁场磁化,磁性大大增强;一断电,铁芯磁性几乎消失。所以电磁铁有三大好处:
  1. 磁性有无:通电有磁、断电无磁(靠通断电流控制)。
  2. 磁性强弱:电流越大磁性越强;线圈匝数越多磁性越强。
  3. 磁极方向:改变电流方向就能改变 N、S 极。
想一想:要让电磁铁吸起更多大头针,你能想出几种办法?
指引:①增大电路电流(串联滑动变阻器,减小阻值);②增加线圈匝数;③插入更粗的铁芯。
采分点提醒——电磁继电器:它本质是一个利用低弱电流控制高压工作电路的自动开关。由电磁铁、衔铁、触点组成。控制电路(低压弱电流)一通,电磁铁吸下衔铁,工作电路(高压强电流)就接通——实现了"安全控制强电"。电磁继电器利用的是电流的磁效应。温度自动报警器、水位自动报警器都是它的应用。

3磁场对电流的作用与电磁感应(本章最易混对比)

知识点 3.1 电动机——通电线圈在磁场中受力转动

讲透本源:把通电线圈放进磁场,线圈两边的电流方向相反,受到的磁力方向也相反,于是线圈转动起来。这就是电动机的原理。为让线圈持续转,电动机装了换向器(两个半铜环),每当线圈转过平衡位置就自动改变电流方向。
电动机:原理=通电导体在磁场中受力运动;能量转化=电能→机械能;外电路接电源。

知识点 3.2 电磁感应与发电机——法拉第的伟大发现

讲透本源:奥斯特发现"电能生磁"后,法拉第反过来想:磁能不能生电?经过十年探索,1831 年他终于发现:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生电流。这叫电磁感应现象,产生的电流叫感应电流。
 产生感应电流的两个条件(缺一不可):
 ① 电路是闭合的;② 一部分导体做切割磁感线运动。
 发电机:原理=电磁感应;能量转化=机械能→电能;外电路不接电源(接用电器)。
红色错误——电动机 vs 发电机:
错例:说"发电机的原理是通电线圈在磁场中受力转动"。
正解:那是电动机。最快的判别法——看外电路有没有接电源:
电动机发电机
原理通电导体在磁场中受力电磁感应(切割磁感线)
能量转化电能→机械能机械能→电能
外电路有电源无电源,靠转动发电
记法:电风扇通电才转→电动机(要供电);手摇发电机摇它才亮灯→发电机(用机械换电)。

技做题技巧专题

技巧 ①:判断题型,先问"电从哪来、给谁用"

看到装置图,先判断:有电池/电源符号吗?有→是电动机类(电生磁、磁场对电流作用);没有、靠导体运动→是发电机类(电磁感应、磁生电)。一秒定性。

技巧 ②:安培定则作图,按三步

  1. 确定电流从螺线管哪端流入、沿绕线方向怎么走;
  2. 右手四指顺着电流方向弯曲握住螺线管;
  3. 大拇指指的那端标 N 极,另一端标 S 极。

技巧 ③:电磁感应条件,两个"缺一个都不发电"

电路必须闭合、导体必须切割磁感线。若导体顺着磁感线方向运动(不切割),或电路断开,都没有感应电流。题目常拿"导体沿磁感线运动"来骗你。
经验级总结:这章失分就一个原因——把电动机和发电机记反。考前在草稿纸上画两个框:左边"有电池→电动机→电变动",右边"无电池→发电机→动变电"。看完题先对号入座。

真山西中考真题精讲

2024 山西中考电磁继电器·温度自动报警器
题目:温度升高到设定值时,控制电路接通,电磁铁吸合衔铁,报警灯亮。
问:电磁铁利用了电流的____效应;该装置把____电路(低压弱电流)的通断,转化为高压工作电路的通断。
答案:磁;控制(低压)。
来源:2024 山西中考物理。
2023 山西中考电动机与发电机辨析(选择)
下列设备中,利用电磁感应原理工作的是( )
A. 电动机 B. 发电机 C. 电铃 D. 电磁铁
解:电动机是磁场对电流作用(A 错);发电机是电磁感应(B 对);电铃、电磁铁都利用电流磁效应(C、D 错)。答案 B。
2025 山西中考安培定则与电磁铁(填空/作图)
题目:给通电螺线管绕线图,标明电流方向,判断哪端是 N 极,并说明如何让电磁铁磁性增强。
要点:右手四指顺电流、大拇指指 N 极;增强磁性→增大电流或增加线圈匝数。
来源:2025 山西中考物理(电与磁作图常见考法)。

练分层练习(盖住答案先做)

基础必须全对(6 题)

1. 同名磁极相互____,异名磁极相互____。
2. 磁体外部,磁感线从____极出发,回到____极。
3. 奥斯特实验说明通电导线周围存在____,这叫电流的____效应。
4. 安培定则:用____手握螺线管,四指指向____方向,大拇指指的那端是____极。
5. 电动机把____能转化为____能;发电机把____能转化为____能。
6. 电磁铁磁性强弱与____大小和____多少有关。

提高中档题(4 题)

7. 产生感应电流必须满足哪两个条件?
8. 判断一个装置是电动机还是发电机,最直接看什么?
9. 电磁继电器实质是一个什么?它利用了电流的什么效应?
10. 电风扇通电转动是____机;摇动手摇发电机使灯泡发光是____现象。

冲刺冲高分(2 题)

11. 简述奥斯特实验的现象和结论。
12. 探究"电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系"时,应控制什么不变、改变什么?通过观察什么来比较磁性强弱?(这是什么实验方法?)

答练习答案与详解

1.排斥;吸引。
2.N(北);S(南)。
3.磁场;磁。
4.右;电流;N(北)。
5.电→机械;机械→电。
6.电流;线圈匝数。
7.电路闭合;一部分导体做切割磁感线运动。两者缺一不可。
8.看外电路有没有接电源:有电源是电动机,没有、靠导体运动发电是发电机。
9.利用低弱电流控制高压工作电路的自动开关;电流的磁效应。
10.电动;电磁感应。
11.现象:通电时小磁针发生偏转,断电后小磁针转回。结论:通电导线周围存在磁场(电流的磁效应),磁场方向与电流方向有关。
12.控制电流大小不变、改变线圈匝数;通过观察电磁铁吸引大头针(或回形针)的多少来比较磁性强弱;这是转换法(把看不见的磁性强弱转成看得见的吸引大头针数目)。

结本章总结 + 自检问题清单

全章要点(背下来):
① 磁场真实存在、磁感线是假想模型;外部磁感线 N→S;同名相斥异名相吸;
② 奥斯特实验:通电导线周围有磁场(电生磁,电流磁效应);
③ 安培定则:右手握螺线管,四指顺电流、大拇指指 N 极;
④ 电磁铁:通断电控有无、电流/匝数控强弱;电磁继电器是低压控制高压的自动开关;
⑤ 电动机:通电线圈受力转动,电能→机械能,外电路有电源;
⑥ 发电机:电磁感应,机械能→电能,外电路无电源;感应电流需"闭合电路+切割磁感线"。

合上书写一遍——能答上才算真会

  1. 磁场和磁感线,哪个是真实存在的?外部磁感线方向?
  2. 小磁针静止时 N 极指向代表什么?
  3. 奥斯特实验说明了什么?谁发现的?
  4. 安培定则怎么用?用哪只手?
  5. 电磁铁磁性强弱跟哪两个因素有关?为什么要插入铁芯?
  6. 电磁继电器利用了电流的什么效应?它起什么作用?
  7. 电动机的原理和能量转化?外电路有没有电源?
  8. 电磁感应是谁发现的?产生感应电流的两个条件?
  9. 发电机的原理和能量转化?外电路有没有电源?
  10. 怎么一秒判断一个装置是电动机还是发电机?