初中物理電磁學(xué)重點(diǎn)難題訓(xùn)練材料電磁學(xué)是初中物理的重要組成部分，它不僅揭示了電與磁之間奇妙的聯(lián)系，也為我們理解現(xiàn)代科技的許多應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。這部分內(nèi)容概念抽象，規(guī)律繁多，且與前面所學(xué)的力學(xué)、電學(xué)知識(shí)聯(lián)系緊密，因此成為不少同學(xué)學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。本材料將聚焦電磁學(xué)中的重點(diǎn)與難點(diǎn)問(wèn)題，通過(guò)對(duì)核心概念的深入剖析和典型例題的細(xì)致講解，幫助同學(xué)們梳理知識(shí)脈絡(luò)，掌握解題方法，提升綜合運(yùn)用能力。一、磁現(xiàn)象與磁場(chǎng)——看不見(jiàn)的力線我們生活在一個(gè)充滿磁場(chǎng)的世界里，從指南針的指向到電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，都與磁現(xiàn)象息息相關(guān)。理解磁場(chǎng)的性質(zhì)是學(xué)好電磁學(xué)的第一步。重點(diǎn)難點(diǎn)一：磁場(chǎng)的基本性質(zhì)與磁感線的理解磁場(chǎng)是一種客觀存在的物質(zhì)，它對(duì)放入其中的磁體產(chǎn)生磁力的作用。磁感線是為了形象描述磁場(chǎng)而引入的假想曲線，它的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，切線方向表示該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向（即小磁針靜止時(shí)N極所指的方向）。同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)時(shí)，常常對(duì)磁感線的“方向”和“疏密”的物理意義理解不到位，容易將磁感線本身當(dāng)成真實(shí)存在的物質(zhì)，或者錯(cuò)誤地認(rèn)為磁感線是從磁體南極出發(fā)回到北極。例題解析：關(guān)于磁感線，下列說(shuō)法正確的是（）A.磁感線是磁場(chǎng)中真實(shí)存在的曲線B.磁體周圍的磁感線都是從磁體的北極出發(fā)，回到磁體的南極C.小磁針在磁場(chǎng)中靜止時(shí)，南極所指的方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向D.磁感線越密的地方，磁場(chǎng)越弱思路點(diǎn)撥：本題考查對(duì)磁感線基本概念的理解。磁感線是假想的，不是真實(shí)存在的，A錯(cuò)誤。磁體外部的磁感線從N極出發(fā)回到S極，內(nèi)部則相反，B選項(xiàng)未說(shuō)明“外部”，故表述不準(zhǔn)確。小磁針靜止時(shí)N極所指方向?yàn)樵擖c(diǎn)磁場(chǎng)方向，C錯(cuò)誤。磁感線的疏密表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱，越密越強(qiáng)，D錯(cuò)誤。因此，本題沒(méi)有正確選項(xiàng)？（引導(dǎo)學(xué)生思考B選項(xiàng)的嚴(yán)謹(jǐn)性，強(qiáng)調(diào)“磁體外部”這一前提條件的重要性。如果原題B選項(xiàng)有“外部”二字，則B正確。）解題關(guān)鍵：準(zhǔn)確記憶磁感線的定義、方向規(guī)定及物理意義，特別注意“磁體外部”與“磁體內(nèi)部”磁感線方向的區(qū)別，以及磁感線的疏密與磁場(chǎng)強(qiáng)弱的對(duì)應(yīng)關(guān)系。重點(diǎn)難點(diǎn)二：通電螺線管的磁場(chǎng)與安培定則的應(yīng)用通電螺線管的磁場(chǎng)分布與條形磁體相似，其兩端的磁極性質(zhì)與電流方向有關(guān)，可由安培定則（右手螺旋定則）判斷。這是電磁學(xué)中的一個(gè)核心技能點(diǎn)，也是各類考題的?？汀＠}解析：如圖所示（假設(shè)為一個(gè)通電螺線管，電源正極在左端，電流從螺線管左端背面流入，右端正面流出），請(qǐng)判斷通電螺線管的左端是什么磁極，并標(biāo)出磁感線的方向。思路梳理：應(yīng)用安培定則，首先明確“四指指向電流方向”。我們需要從螺線管的一端觀察線圈的繞向和電流流入流出情況。假設(shè)我們面對(duì)螺線管的左端，電流是從背面流入，那么此時(shí)，我們用右手握住螺線管，讓四指彎曲的方向與電流方向一致。此時(shí)，大拇指所指的方向就是螺線管的N極。具體操作：右手握住螺線管，讓四指從螺線管左端背面（電流流入端）沿線圈繞向彎曲，經(jīng)過(guò)正面再到右端流出。此時(shí)，大拇指會(huì)指向螺線管的右端，因此右端為N極，左端為S極。磁感線在螺線管外部從N極出發(fā)，回到S極，因此外部磁感線方向從右向左。解題關(guān)鍵：1.明確電流方向：從電源正極出發(fā)，判斷電流在螺線管線圈中的具體流向（哪端流入，哪端流出，以及在線圈上是正面流還是背面流）。2.正確“握管”：右手握住螺線管，確保四指的彎曲方向與螺線管上電流的環(huán)繞方向完全一致。這一步需要一定的空間想象能力，初學(xué)者可借助實(shí)物或畫(huà)圖輔助。3.判斷磁極：大拇指伸直所指的方向即為螺線管的N極。4.磁感線方向：磁體外部磁感線從N極指向S極，內(nèi)部則相反。常見(jiàn)錯(cuò)誤：安培定則中“四指指向電流方向”理解不清，誤將電源正負(fù)極直接等同于磁極；握螺線管時(shí)手的方向錯(cuò)誤；磁感線方向與磁極關(guān)系記混。二、電磁繼電器——電路的“自動(dòng)開(kāi)關(guān)”電磁繼電器是利用低電壓、弱電流電路的通斷，來(lái)間接控制高電壓、強(qiáng)電流電路通斷的裝置。其核心是電磁鐵，利用了電流的磁效應(yīng)。理解其工作原理，關(guān)鍵在于分清控制電路和工作電路。重點(diǎn)難點(diǎn)：電磁繼電器的工作原理分析例題解析：如圖所示（假設(shè)為一個(gè)電磁繼電器原理圖，包含控制電路：電源、開(kāi)關(guān)、電磁鐵線圈；工作電路：電源、用電器如燈泡、動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)），當(dāng)控制電路中的開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，電磁鐵吸引銜鐵，工作電路接通，燈泡發(fā)光。請(qǐng)分析：(1)控制電路的組成部分有哪些？工作電路的組成部分有哪些？(2)如果想讓控制電路中開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，工作電路的燈泡發(fā)光，應(yīng)該如何調(diào)整繼電器的結(jié)構(gòu)？思路梳理：(1)控制電路：由低壓電源、開(kāi)關(guān)、電磁鐵線圈組成，其作用是控制電磁鐵的磁性有無(wú)。工作電路：由高壓電源（或另一低壓電源）、用電器（燈泡）、動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)組成，其通斷由控制電路控制。(2)原題中，開(kāi)關(guān)閉合，電磁鐵有磁性，吸下銜鐵，工作電路接通。要實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)燈泡發(fā)光，即需要銜鐵在電磁鐵無(wú)磁性時(shí)（開(kāi)關(guān)斷開(kāi)）與工作電路的觸點(diǎn)接觸。因此，需要調(diào)整銜鐵的初始位置和彈簧的拉力方向，使得在電磁鐵無(wú)磁性時(shí)，銜鐵在彈簧作用下與工作電路的常閉觸點(diǎn)接觸；當(dāng)電磁鐵有磁性時(shí)，才吸下銜鐵，斷開(kāi)工作電路。即，將原來(lái)的“常開(kāi)觸點(diǎn)”改為“常閉觸點(diǎn)”。解題關(guān)鍵：1.區(qū)分兩個(gè)電路：控制電路（低壓、弱電流，含電磁鐵）和工作電路（高壓、強(qiáng)電流，含用電器）。2.理解電磁鐵作用：通電有磁性吸引銜鐵，斷電無(wú)磁性釋放銜鐵，從而控制工作電路中觸點(diǎn)的通斷。3.分析觸點(diǎn)類型：明確是“常開(kāi)觸點(diǎn)”（不通電時(shí)斷開(kāi)，通電時(shí)閉合）還是“常閉觸點(diǎn)”（不通電時(shí)閉合，通電時(shí)斷開(kāi)）。三、電磁感應(yīng)與發(fā)電機(jī)——磁生電的奧秘電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械能向電能的轉(zhuǎn)化，是發(fā)電機(jī)的原理。理解產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是核心。重點(diǎn)難點(diǎn)：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件與影響感應(yīng)電流方向的因素閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。這一現(xiàn)象由法拉第發(fā)現(xiàn)，具有劃時(shí)代的意義。例題解析：下列哪種情況能產(chǎn)生感應(yīng)電流（）A.閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中靜止不動(dòng)B.閉合電路的整體在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)C.閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中沿著磁感線方向運(yùn)動(dòng)D.閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，但電路未閉合思路分析：產(chǎn)生感應(yīng)電流必須同時(shí)滿足三個(gè)條件：1.閉合電路；2.一部分導(dǎo)體；3.做切割磁感線運(yùn)動(dòng)。A選項(xiàng)，靜止不動(dòng)，不滿足“切割”，無(wú)電流。B選項(xiàng)，“整體”導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割，如果整個(gè)回路的磁通量沒(méi)有變化（例如矩形線圈整體在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中平動(dòng)），則不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。強(qiáng)調(diào)“一部分導(dǎo)體”的重要性。C選項(xiàng)，沿著磁感線方向運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向與磁感線方向平行，不切割磁感線，無(wú)電流。D選項(xiàng)，電路未閉合，只有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，無(wú)感應(yīng)電流。因此，正確答案為：無(wú)正確選項(xiàng)？（引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)甄別每個(gè)選項(xiàng)，特別是B選項(xiàng)，強(qiáng)調(diào)“一部分導(dǎo)體”是指閉合電路中的某一段導(dǎo)體，而非整個(gè)閉合電路。如果B選項(xiàng)是一個(gè)不閉合的導(dǎo)體棒整體切割，則也不滿足閉合電路條件。）解題關(guān)鍵：牢牢記住并理解產(chǎn)生感應(yīng)電流的三個(gè)缺一不可的條件?！扒懈畲鸥芯€運(yùn)動(dòng)”是指導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向與磁感線方向不平行（有夾角，包括垂直）。同時(shí)，要理解“閉合電路的一部分導(dǎo)體”的含義。拓展思考：發(fā)電機(jī)的工作過(guò)程中，線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，為什么能持續(xù)產(chǎn)生電流？其電流方向如何變化？這與換向器的作用有什么關(guān)系？（引導(dǎo)學(xué)生將電磁感應(yīng)知識(shí)與發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)、交流電、直流電的產(chǎn)生聯(lián)系起來(lái)。）四、電動(dòng)機(jī)——電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的橋梁電動(dòng)機(jī)是根據(jù)通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用（即磁場(chǎng)對(duì)電流的作用）的原理制成的。其轉(zhuǎn)動(dòng)方向與電流方向和磁場(chǎng)方向有關(guān)，轉(zhuǎn)動(dòng)速度與電流大小和磁場(chǎng)強(qiáng)弱有關(guān)。重點(diǎn)難點(diǎn)：電動(dòng)機(jī)的工作原理與左手定則（或受力方向判斷）雖然初中階段不要求嚴(yán)格掌握左手定則，但判斷通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的受力方向是理解電動(dòng)機(jī)原理的關(guān)鍵。例題解析：如圖所示（假設(shè)為一個(gè)蹄形磁鐵，N極在上，S極在下，有一根直導(dǎo)線垂直于紙面放置，電流方向垂直紙面向外），請(qǐng)判斷通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的方向。思路分析：初中階段可結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和規(guī)律來(lái)記憶：改變電流方向或磁場(chǎng)方向，導(dǎo)體受力方向改變；同時(shí)改變電流方向和磁場(chǎng)方向，導(dǎo)體受力方向不變。對(duì)于上述典型情況（蹄形磁鐵，N上S下，導(dǎo)線電流向外），根據(jù)常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論或簡(jiǎn)化的左手定則（伸開(kāi)左手，使拇指與其余四指垂直，并都與手掌在同一平面內(nèi)。讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向電流的方向，這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向）。應(yīng)用左手定則：掌心向上（磁感線從N極出來(lái)進(jìn)入S極，即從上方進(jìn)入掌心），四指指向紙外（電流方向），此時(shí)大拇指指向右方。因此，導(dǎo)線受力方向向右。解題關(guān)鍵：理解磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用，知道力的方向與電流方向和磁場(chǎng)方向有關(guān)。能根據(jù)給定的電流方向和磁場(chǎng)方向，運(yùn)用（簡(jiǎn)化的）左手定則或?qū)嶒?yàn)規(guī)律判斷受力方向。易混辨析：發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)的區(qū)別與聯(lián)系。裝置原理能量轉(zhuǎn)化主要構(gòu)造有無(wú)電源:---::---::---::---::---:發(fā)電機(jī)電磁感應(yīng)現(xiàn)象機(jī)械能→電能定子、轉(zhuǎn)子、滑環(huán)（或換向器）無(wú)（本身是電源）電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用電能→機(jī)械能定子、轉(zhuǎn)子、換向器有（需要電源供電）解題關(guān)鍵：抓住核心原理和能量轉(zhuǎn)化形式是區(qū)分兩者的根本。五、綜合應(yīng)用與難點(diǎn)突破電磁學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用往往涉及多個(gè)知識(shí)點(diǎn)的串聯(lián)，例如電生磁、磁生電、磁場(chǎng)對(duì)電流的作用的綜合判斷，以及結(jié)合歐姆定律、電路分析等。例題解析（綜合題）：在一個(gè)電路中，有電源、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、定值電阻和一個(gè)電磁鐵串聯(lián)。電磁鐵下方有一個(gè)可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針。問(wèn)：(1)開(kāi)關(guān)閉合后，小磁針靜止時(shí)N極指向何方？(2)若將滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)，電磁鐵的磁性如何變化？小磁針的指向是否改變？(3)在電磁鐵的鐵芯上方，有一根平行于鐵芯的直導(dǎo)線，當(dāng)給這根導(dǎo)線通以如圖所示方向的電流時(shí)（假設(shè)電流方向向右），導(dǎo)線將受到向哪個(gè)方向的力？思路分析：(1)首先判斷電磁鐵的磁極。根據(jù)電流方向（從電源正極出發(fā)，經(jīng)過(guò)各元件回到負(fù)極），用安培定則判斷電磁鐵的N、S極。假設(shè)電流從電磁鐵下端流入，上端流出，且繞線方式已知，可判斷電磁鐵上端為N極，下端為S極。則小磁針靜止時(shí)，N極會(huì)指向電磁鐵的S極（下端）。(2)滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)，若接入電路的電阻變大，則電路中電流變小，電磁鐵磁性減弱。但電磁鐵的磁極方向由電流方向和繞線方式?jīng)Q定，電流方向未變，故磁極方向不變，小磁針指向不變。(3)這是判斷通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的受力方向。電磁鐵鐵芯上方的磁場(chǎng)方向，由電磁鐵的磁極決定，即從N極（上端）出來(lái)，指向下端S極，所以鐵芯上方的磁感線方向向下。導(dǎo)線中的電流方向向右。根據(jù)左手定則（掌心向上，磁感線向下穿過(guò)掌心，四指指向右方電流方向），大拇指指向（假設(shè)）前方，即導(dǎo)線受到向前的力。解題關(guān)鍵：本題綜合考查了安培定則、影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素、磁極間的相互作用以及磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力。解決此類問(wèn)題，需要分步分析，逐個(gè)突破，前一步的結(jié)論往往是后一步分析的基礎(chǔ)?？偨Y(jié)與建議：電磁學(xué)內(nèi)容抽象，邏輯性強(qiáng)，同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)過(guò)程中要注重：1.理解概念的本質(zhì)：不要死記硬背，要多問(wèn)“