?專題18 電與磁（一）
一．選擇題
1．（2021?常州）電動汽車剎車時，汽車電動機“變身”為發(fā)電機，將汽車動能轉(zhuǎn)化為電能，簡稱動能回收系統(tǒng)。下列實驗中與動能回收系統(tǒng)原理相同的是（　?。?br /> A． B．
C． D．
2．（2021?無錫）用如圖的裝置探究磁場對通電直導(dǎo)線的作用，給鋁棒AB通電，觀察到AB向右運動，要使AB通電后向左運動，下列做法中可行的是（　　）


A．僅換用磁性更強的磁體 B．僅增加AB中的電流強度
C．僅將磁體的N、S極對調(diào) D．僅將鋁棒AB換成銅棒
3．（2021?鹽城）如圖甲所示，用強磁鐵塊勻速靠近銅線圈，線圈繞O點發(fā)生轉(zhuǎn)動，引起線圈轉(zhuǎn)動的原因有兩個：①強磁鐵運動帶動線圈周圍空氣流動；②強磁鐵塊勻速靠近使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流。小峰想探究哪個是使線圈轉(zhuǎn)動的主要原因，他進行了以下兩個實驗，實驗1：將外形相同的木棒以相同方式靠近線圈，多次實驗，線圈都幾乎不轉(zhuǎn)動；實驗2：如圖乙所示，在線圈前擋一塊透明塑料板，將強磁鐵以相同方式靠近線圈，多次實驗，線圈都有明顯轉(zhuǎn)動。則（　?。?br />
A．①是主要原因
B．②是主要原因
C．①和②都是主要原因
D．不能說明哪個是主要原因
4．（2021?南京）如圖中與磁現(xiàn)象有關(guān)的四個實驗，其對應(yīng)的判斷正確的是（　　）
A．如圖說明磁體周圍不同點的磁場方向都不同
B．如圖是電磁感應(yīng)現(xiàn)象
C．如圖說明電流具有磁效應(yīng)
D．如圖說明磁場對電流有力的作用
5．（2021?泰州）對下列四幅圖的表述正確的是（　?。?br />
A．甲圖反映的是電動機的工作原理
B．乙圖能實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化為機械能
C．丙圖閉合開關(guān)后，小磁針N極逆時針偏轉(zhuǎn)
D．丁圖中小磁針N極順時針偏轉(zhuǎn)
6．（2021?蘇州）下列圖中能反映發(fā)電機工作原理的（　?。?br /> A． B．
C． D．
7．（2021?連云港）如圖所示，閉合導(dǎo)線框abcd的一部分處于磁場中，將導(dǎo)線框沿圖示方向拉出過程中，則（　?。?br />
A．在此過程中，電能轉(zhuǎn)化為機械能
B．導(dǎo)線框中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，因為回路中沒有電源
C．導(dǎo)線框中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，整個導(dǎo)線框都是電源
D．導(dǎo)線框中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，導(dǎo)線ab段相當于電源
8．（2020?南通）來回搖動某種發(fā)電的手電筒，電筒內(nèi)的磁體就會在線圈里面來回運動，使燈泡發(fā)光。下圖能反映其工作原理的是（　?。?br /> A． B．
C． D．
9．（2020?鎮(zhèn)江）如圖所示，蹄形磁鐵和銅棒均水平放置?，F(xiàn)閉合開關(guān)，水平向左移動銅棒，電流表G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則（　?。?br />
A．根據(jù)此現(xiàn)象的產(chǎn)生原理可制成電動機
B．此現(xiàn)象與奧斯特實驗現(xiàn)象的產(chǎn)生原理相同
C．若將銅棒左右來回移動，可產(chǎn)生交變電流
D．僅將磁鐵水平向右移動，G 的指針不偏轉(zhuǎn)
10．（2020?宿遷）如圖所示，當閉合開關(guān)的瞬間，導(dǎo)體棒AB水平向右運動；若同時對調(diào)電源與磁體的兩極，再次閉合開關(guān)時，導(dǎo)體棒AB的運動方向是（　?。?br />
A．水平向右 B．水平向左 C．豎直向上 D．豎直向下
11．（2020?常州）如圖所示，閉合開關(guān)S1、S2兩個通電螺線管的相互作用情況以及A、B端的極性分別是（　　）

A．相斥，A端為N極，B端為N極
B．相斥，A端為S極，B端為S極
C．相吸，A端為S極，B端為N極
D．相吸，A端為N極，B端為S極
12．（2020?揚州）如圖是一個風(fēng)力發(fā)電機模型。風(fēng)吹過時，扇葉轉(zhuǎn)動，小燈泡發(fā)光。下列選項中哪幅圖的工作原理與它相同（　?。?br />
A． B．
C． D．
13．（2020?無錫）用如圖所示的裝置探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。閉合開關(guān)后，能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（　?。?br />
A．導(dǎo)體棒AB靜止在磁場中
B．導(dǎo)體棒AB做切割磁感線運動
C．導(dǎo)體棒AB沿磁場方向運動
D．只要讓磁體運動，就一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流
14．（2020?南京）如圖是一臺正在工作的電扇。下列四個實驗?zāi)芊从称涔ぷ髟淼氖牵ā　。?br />
A． B．
C． D．
二．填空題
15．（2021?徐州）如圖所示，在“探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”實驗中，閉合開關(guān)，讓導(dǎo)體AB靜止在磁場中，回路中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生？　 　。讓導(dǎo)體AB做切割磁感線運動，回路中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生？　 　。當回路中有感應(yīng)電流時，將磁極對調(diào)，改變磁場方向，感應(yīng)電流的方向是否改變？　 　。

16．（2021?南京）人工心臟泵可短時間代替心臟工作，如圖是該裝置的示意圖，磁體固定在左側(cè)，線圈AB固定在用軟鐵制成的活塞柄上（相當于一個電磁鐵），活塞筒通過閥門與血管相通。閥門S1只能向外開啟，S2只能向內(nèi)開啟。線圈中的電流從A流向B時，電磁鐵左端是 　 　極，血液會 　 ?。ㄟx填“流入”或“流出”）活塞筒，該裝置工作時，線圈AB中的電流方向 　 　（選填“需要”或“不需要”）改變。
17．（2021?蘇州）《論衡》中記載：“司南之杓，投之于地，其柢指南”，如圖，“柢”即握柄，是磁體的 　 　極，司南之所以能指南北，是由于受到 　 　的作用。

18．（2020?徐州）如圖所示是振蕩浮子式波浪發(fā)電原理圖，浮子隨著波浪起伏運動，帶動發(fā)電機運轉(zhuǎn)、利用　 　原理產(chǎn)生電流，將　 　能轉(zhuǎn)化為電能。這種波浪提供的能源屬于　 　能源（填“可再生”或“不可再生“）。

19．（2020?徐州）如圖所示，鋁棒用導(dǎo)線懸掛在磁體兩極之間，通電后鋁棒向左側(cè)擺動，這是因為受到了　 　對它的作用力，若改變電流方向，通電后鋁棒將向　 　側(cè)擺動，若鋁棒中的電流變大，鋁棒的擺動幅度將變　 　。

20．（2020?鹽城）如圖所示，在“探究磁場對電流的作用”實驗中，給直導(dǎo)線通電，觀察到它向右運動，只改變直導(dǎo)線中電流的　 　，導(dǎo)線的運動方向會發(fā)生改變。這個過程將　 　能轉(zhuǎn)化為直導(dǎo)線的機械能。日常生活中的　 　（電動機/發(fā)電機）就是利用這個原理制成的。

三．作圖題
21．（2021?淮安）請在圖中括號中標出小磁針左端的磁極名稱。

22．（2021?鎮(zhèn)江）開關(guān)S閉合后，小磁針靜止時指向如圖所示。請在圖中兩個虛線框內(nèi)分別標出螺線管的磁極和電源的極性。

23．（2021?無錫）磁體旁的小磁針靜止時所指的方向如圖所示。請在括號中標出磁體左端的磁極并畫出通過小磁針中心的一條磁感線。


24．（2020?鹽城）在圖中畫出通電螺線管的S極和A點的電流方向。

25．（2020?南京）如圖所示，小磁針靜止在通電螺線管右側(cè)。標出小磁針的N極并在虛線上用箭頭標出磁感線方向。

26．（2020?連云港）如圖所示，箭頭表示通電螺線管周圍磁感線的方向，請在圖中標出通電螺線管中的電流方向和小磁針靜止時的N極。

四．實驗探究題
27．（2021?淮安）如圖所示是“探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”實驗裝置。
（1）實驗中，AB棒的材料可能是 　 ?。ㄌ睢八芰稀被颉颁X”）。
（2）我們可以通過靈敏電流計指針是否偏轉(zhuǎn)來判斷電路中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生；還可以通過指針偏轉(zhuǎn)的方向判斷 　 　。
（3）閉合開關(guān)，實驗探究過程記錄如表所示：
次數(shù)
AB棒在磁場中的運動情況
是否有感應(yīng)電流
1
靜止
無
2
沿磁場方向運動（不切割磁感線運動）
無
3
切割磁感線運動
有
根據(jù)實驗現(xiàn)象，初步得出電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做 　 　運動，在該運動過程中，主要將機械能轉(zhuǎn)化為 　 　能。
（4）保持AB棒運動方向不變，僅將磁體N、S極對調(diào)，重復(fù)上述實驗，是為了探究感應(yīng)電流方向與 　 　的關(guān)系。
（5）若將此裝置中靈敏電流計換成 　 　，可進一步探究電動機的工作原理。

28．（2021?宿遷）如圖甲所示，是“探究感應(yīng)電流產(chǎn)生條件”的實驗裝置示意圖。
（1）磁體和導(dǎo)體棒AB相對靜止，閉合開關(guān)，能否觀察到靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象？
答：　 　。
（2）探究感應(yīng)電流方向與導(dǎo)體切割磁感線方向的關(guān)系時，應(yīng)該保持 　 　的方向不變。
（3）小明猜想磁場強弱會影響感應(yīng)電流大小，于是他設(shè)計了圖乙所示的電磁鐵代替原有磁體再次實驗，此時需要在圖乙的電路中再接入的元件是 　 　。
29．（2021?泰州）小明在探究“通電直導(dǎo)線周圍的磁場”實驗中，實驗裝置如圖甲所示。

（1）其中小磁針的作用是 　 ??；
（2）接通電路后，觀察到小磁針偏轉(zhuǎn)，說明電流周圍存在 　 　，此現(xiàn)象最早是由物理學(xué)家 　 　發(fā)現(xiàn)的。
（3）改變直導(dǎo)線中電流方向，小磁針的偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生了改變，說明電流周圍的磁場方向與 　 　有關(guān)。
（4）研究表明，通電直導(dǎo)線周圍的磁場分布如圖乙所示，則圖甲實驗中，若將小磁針由通電直導(dǎo)線下方移至直導(dǎo)線上方，小磁針偏轉(zhuǎn)的方向 　 ?。ㄟx填“會”或“不會”）改變。
30．（2020?宿遷）圖是小華為學(xué)校設(shè)計的樓道照明系統(tǒng)自動控制裝置，已知控制電路電壓U恒為6V，電磁繼電器線圈電阻R1為20Ω，R2為光敏電阻，其阻值隨光照強度的增大而減小。圖中AC可繞O點轉(zhuǎn)動，OA長為0.5cm，OB長為1cm，AC部分的重力、觸點間的壓力以及各處的摩擦力均忽略不計。
（1）閉合控制電路中開關(guān)S，電磁鐵上端為　 　極。
（2）為了實現(xiàn)光照減弱時，受控電路接通，燈L發(fā)光，圖中導(dǎo)線M應(yīng)接　 ?。ㄟx填“觸點1”或“觸點2”）。
（3）電磁鐵對銜鐵的吸引力F等效集中作用在B點，吸引力F與控制電路中電流I的關(guān)系如圖所示，當銜鐵剛好被吸下時，彈簧對A點的拉力為2.4N，則此時光敏電阻R2的阻值為　 　Ω。

31．（2020?無錫）冬季，汽車后風(fēng)窗玻璃上常會形成一層薄霜，導(dǎo)致駕駛員無法準確觀察后方情況。為保障行車安全，后風(fēng)窗玻璃裝有加熱除霜電路。如圖甲所示，是某同學(xué)設(shè)計的模擬汽車后風(fēng)窗玻璃加熱電路，它由控制電路和受控電路組成?？刂齐娐分蠸接“手動”時，電磁鐵A通電吸引銜鐵，使觸點D、E接觸、受控電路中電熱絲R2工作，對玻璃均勻加熱。S接“自動”時，加熱過程中，玻璃溫度升高至45℃時，觸點D、E恰好脫開，此時控制電路中通過的電流為0.02A．電路中U1＝6V，U2＝12V，R0＝150Ω，R2＝0.8Ω，R1為固定在玻璃內(nèi)的熱敏電阻，其溫度始終與玻璃溫度相同，阻值隨溫度升高而增大。若電熱絲R2所產(chǎn)生的熱量完全被玻璃吸收，玻璃質(zhì)量為9kg，玻璃比熱容為0.8×103J/（kg?℃）。電磁鐵A線圈的電阻忽略不計。

（1）開關(guān)S接“手動”：
①電磁鐵A通電時具有磁性，此現(xiàn)象稱為電流的　 　效應(yīng)，A的上端是　 　極。
②將玻璃從﹣5℃加熱至45℃．所需的時間是多少？
（2）開關(guān)S接“自動”。玻璃的溫度為15℃和45℃時，控制電路的功率相差了0.03W，則15℃時熱敏電阻R1的阻值為　 　Ω。
（3）汽車后風(fēng)窗玻璃上的電熱絲R2是通過絲網(wǎng)印刷的方式將專用的導(dǎo)電銀漿印刷到玻璃的表面燒結(jié)制成，如圖乙所示，在電壓U2不變的情況下，為增大電熱絲R2的加熱功率，請從銀漿線的厚度，條數(shù)、粗細等方面，提出一種改進措施　 　。
五．計算題
32．（2021?無錫）圖甲為某品牌電壓力鍋，其電路原理圖如圖乙所示。電源轉(zhuǎn)換器將U＝220V的電壓轉(zhuǎn)換為直流低電壓U'（保持不變），R是熱敏電阻，溫度與鍋內(nèi)溫度保持一致，當溫度為100℃時，R的阻值為1700Ω，溫度每升高1℃，阻值減小80Ω。R'是可調(diào)電阻，電磁鐵線圈電阻忽略不計，當電磁鐵線圈中的電流達到0.02A時，銜鐵P被吸起（開關(guān)斷開），此時鍋內(nèi)溫度為115℃；當電流減小到0.012A時，銜鐵P被釋放（開關(guān)重新接通），此時鍋內(nèi)溫度為110℃。S為電源開關(guān)；S1為定時器開關(guān)，閉合后自動開始計時，計時結(jié)束會自動斷開，無外力不再閉合，S2為保溫開關(guān)，開始時處于閉合狀態(tài)，當鍋內(nèi)溫度達到80℃時斷開，當鍋內(nèi)溫度低于60℃時自動閉合，保壓指示燈L1、保溫指示燈L2阻值可忽略。R1、R2阻值均為110kΩ，R3為加熱盤，額定電壓為220V，電阻為48.4Ω。

某次煮飯時，電壓力鍋內(nèi)加入適量米和水，蓋好蓋子，閉合S、S1，電壓力鍋進入“加熱”工作狀態(tài)，6min后燈L1亮起，電壓力鍋進入“保壓”工作狀態(tài)，保壓期間，觀察到燈L1間歇發(fā)光；再過一段時間，S1斷開，燈L2亮起，電壓力鍋進入“保溫”工作狀態(tài)。
（1）電壓力鍋在“加熱”工作狀態(tài)時，加熱盤R3消耗的電能為多少？
（2）電壓力鍋進入“保溫”工作狀態(tài)后，下列說法中錯誤的是 　 　。
A.燈L1、L2間歇發(fā)光
B.燈L1會熄滅、燈L2間歇發(fā)光
C.當鍋內(nèi)溫度低于60℃時，R3正常工作
D.當鍋內(nèi)溫度達到80℃時，通過R3的電流小于0.002A
（3）為控制電壓力鍋在“保壓”工作狀態(tài)時，鍋內(nèi)溫度在110～115℃，可調(diào)電阻R'接入電路的阻值為多少？
六．綜合能力題
33．（2021?鎮(zhèn)江）圖甲是小明設(shè)計的一種家用即熱式飲水機，R為電阻箱，RF為置于儲水箱底部的壓力敏感電阻，其阻值隨上方水的壓力的變化而變化，已知U＝6V；當電磁鐵線圈中的電流I≤0.04A時，開關(guān)K被釋放，指示燈L亮起，表示水量不足；當I≥0.04A，K被吸上；電磁鐵線圈電阻不計。

（1）隨著水箱內(nèi)水量的減少，RF所受水的壓力 　 　；RF的阻值應(yīng)隨壓力的減小而 　 　。（填“增大”或“減小”）
（2）若將電阻箱接入電路的阻值調(diào)至100Ω，求指示燈L剛亮起時RF的阻值。
（3）如圖乙所示，水泵使水箱內(nèi)的水以v＝0.1m/s的恒定速度流過粗細均勻管道，管道的橫截面積S＝1cm2；虛線框內(nèi)是長L＝0.1m的加熱區(qū)，阻值R＝22Ω的電阻絲均勻纏繞在加熱區(qū)的管道上，兩端電壓為220V。設(shè)水僅在加熱區(qū)才被加熱，且在通過加熱區(qū)的過程中受熱均勻，電阻絲產(chǎn)生的熱量全部被水吸收。
①設(shè)水的初溫為25℃，求經(jīng)過加熱區(qū)后熱水的溫度。（結(jié)果保留一位小數(shù)）
②為提高經(jīng)過加熱區(qū)后熱水的溫度，請?zhí)岢鰞煞N符合實際的解決辦法：　 　，　 　。
34．（2021?揚州）閱讀短文，回答問題。
白鶴灘水電站位于云南省巧家縣和四川省寧南縣交界處的金沙江干流之上，總裝機容量1600萬千瓦，居全球第二，預(yù)計今年7月1日前首批機組發(fā)電，2022年7月實現(xiàn)全部機組發(fā)電。建成后，白鶴灘水電站年均發(fā)電量可達6×1010千瓦時，在同等滿足電力系統(tǒng)用電需求的情況下，水電站每年可節(jié)約標準煤約2×107噸，減少排放二氧化碳約5160萬噸。對我國碳達峰、碳中和目標實現(xiàn)，對促進西部開發(fā)，實現(xiàn)“西電東送”都具有深遠的意義。
（1）水電站中的發(fā)電機組是 　 　能轉(zhuǎn)化為 　 　能的裝置，它是利用 　 　原理工作的。
（2）攔河大壩形狀為上窄下寬的原因是 　 　；汛期相較于枯水期，大壩底部所受液體壓強會 　 　。
（3）水力發(fā)電站使用熱值為2.9×107J/kg的標準煤，估算其發(fā)電效率為 　 　。
（4）若水電站輸電的功率為6.6×105kW，采用1100kV特高壓輸電，則輸電電流為 　 　A。
（5）大壩修建成拱形，且向上游凸出，這樣設(shè)計的目的是 　 　。

35．（2020?鎮(zhèn)江）圖1是蓄水池水位自動控制模擬裝置：可繞O點轉(zhuǎn)動的輕質(zhì)杠桿A端用輕繩系一正方體浮塊，B端固定一輕質(zhì)三角支架，支架與固定不動的壓力敏感電阻RF保持水平接觸擠壓，杠桿保持水平平衡。已知：AO長為1m，BO長為2m；浮塊邊長為20cm，密度為5×103kg/m3，下表面距池底2m；當電磁鐵線圈中的電流I≤0.02A時，銜鐵K被釋放，水泵開始工作向水池注水，反之停止注水，池內(nèi)達到所設(shè)定的最高水位，線圈電阻不計；電壓U＝6V，電阻箱R調(diào)至75Ω；設(shè)RF的阻值與支架所施加壓力F的關(guān)系圖線如圖2所示。g取10N/kg。

（1）浮塊的重力為　 　N．在達到最高水位之前，隨著浮塊排開水的體積逐漸增大，支架對RF的壓力將　 　。
（2）當池內(nèi)達到所設(shè)定的最高水位時，求：
①輕繩對浮塊的拉力。
②池內(nèi)水面距池底的高度。
（3）為使該裝置能自動控制水池內(nèi)的最高水位，在其他條件不變的情況下，電阻箱R接入電路的阻值應(yīng)滿足的條件是　 　。
七．解答題
36．（2021?蘇州）純電動汽車是一種采用蓄電池作為唯一動力源的汽車。電池的安全性主要體現(xiàn)在對其溫度的控制上，當某組電池溫度過高時，立即啟動制冷系統(tǒng)進行降溫。圖甲是小明設(shè)計的模擬控溫裝置示意圖。電磁繼電器與熱敏電阻Rt、滑動變阻器Rp串聯(lián)接在電壓為6V的電源兩端。當電磁鐵線圈（電阻不計）中的電流I大于或等于25mA時，銜鐵被吸合。熱敏電阻置于溫度監(jiān)測區(qū)域，其阻值Rt與溫度t的關(guān)系如圖乙所示，滑動變阻器的最大阻值為200Ω。
（1）圖甲中應(yīng)將b端與 　 　端相連；
（2）當開關(guān)S閉合時，電磁鐵上端為 　 　極；
（3）若設(shè)置電池溫度為60℃時啟動制冷系統(tǒng)，則滑動變阻器阻值應(yīng)為 　 　Ω；
（4）該電路可設(shè)置啟動制冷系統(tǒng)的最高溫度是 　 　℃；
（5）現(xiàn)利用一只電阻箱在室溫條件下對上述電路進行調(diào)試，使電路能在60℃時啟動制冷系統(tǒng)。為此，先將電阻箱調(diào)為70Ω，然后還需要經(jīng)過三個關(guān)鍵的調(diào)試步驟才能完成調(diào)試。
第一步：斷開開關(guān)，　 ??；
第二步：閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，直到繼電器的銜鐵被吸合；
第三步：斷開開關(guān)，　 　完成電路調(diào)試。

37．（2020?南通）閱讀短文，回答問題。
智能防疫機器人
我國研制的某款智能防疫機器人，具有自主測溫，移動，避障等功能。機器人利用鏡頭中的菲涅爾透鏡將人體輻射的紅外線聚集到探測器上，通過處理系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)闊釄D像，實現(xiàn)對人群的體溫檢測。當發(fā)現(xiàn)超溫人員，系統(tǒng)會自動語音報警，并在顯示屏上用紅色框標注人的臉部。機器人利用磁敏電阻等器件來監(jiān)控移動速度，控制驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)，圖甲為控制電機運轉(zhuǎn)的原理電路，U為輸入電壓，RB為磁敏電阻，阻值隨外加磁場強弱的變化而改變。機器人為有效避障，在移動過程中會發(fā)射、接收超聲波（或激光）來偵測障礙物信息，當感知到前方障礙物時，機器人依靠減速器進行減速，并重新規(guī)劃行駛路線。
下表為機器人的部分參數(shù)?！半姵乇饶芰俊睘閱挝毁|(zhì)量的電池所能輸出的電能：“減速器的減速比”為輸入轉(zhuǎn)速與輸出轉(zhuǎn)速的比值。

電池的質(zhì)量
10kg
減速器的減速比
30：1
電池比能量
140W?h/kg
驅(qū)動電機的輸入總功率
400W
移動速度
0.1～1m/s
驅(qū)動電機將電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率
60%
（1）機器人在行進過程中遇到玻璃等透明障礙物時，利用　 ?。ㄟx填“超聲波”或“激光”）才能較好感知到障礙物；以移動機器人為參照物，障礙物是　 　的。
（2）下列關(guān)于機器人的說法中，錯誤的是　 　。
A．菲涅爾透鏡的作用相當于凹透鏡
B．菲涅爾透鏡接收的是人體輻射出的電磁波
C．圖甲中電磁鐵的上端為N極
D．機器人發(fā)現(xiàn)體溫38℃的人會語音報警并識別
（3）若機器人以最大速度沿水平路面勻速直線運動7min，此過程中機器人受到的阻力為　 　N，消耗的電能占電池所能輸出總電能的　 　%。
（4）控制電機運轉(zhuǎn)的磁敏電阻阻值隨磁場強弱變化的圖線如圖乙，當磁敏電阻在正常工作區(qū)時，即使圖甲電路中輸入電壓U發(fā)生改變，R1兩端電壓U1都能維持在某一定值附近微小變化，從而使控制電路中的電機穩(wěn)定轉(zhuǎn)動，則磁敏電阻的正常工作區(qū)對應(yīng)圖中　 ?。ㄟx填“ab”或“bc”）段。已知無磁場時RB阻值為200Ω，R1的阻值為400Ω，線圈電阻忽略不計，當U為24V時，處在磁場中的RB電功率為0.32W，則R1兩端的電壓U1是　 　V。
（5）圖丙是機器人測速系統(tǒng)的部分裝置簡化圖，磁敏電阻轉(zhuǎn)速傳感器安裝在驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)齒輪的外側(cè)，當傳感器對準齒輪兩齒間隙時，電纜輸出電流為0．某次當驅(qū)動電機的齒輪勻速轉(zhuǎn)動時，電纜輸出如圖丁所示周期性變化的電流，則1s內(nèi)對準傳感器的齒間隙共有　 　個；若此時機器人遇到障礙物，減速器啟動，則經(jīng)減速器降速后的齒輪轉(zhuǎn)速為　 　。
38．（2020?南京）科技小組為燈暖型浴霸（一種取暖用的電器）設(shè)計了一個可自動控制溫度的裝置。如圖甲所示，控制電路電壓U1恒為12V，繼電器線圈的電阻R0為20Ω，定值電阻R1為40Ω，熱敏電阻R2的阻值隨溫度變化的圖像如圖乙所示；工作電路電壓U2恒為220V，安裝兩只標有“220V 275W”的燈泡。閉合開關(guān)S，當繼電器線圈中的電流大于或等于50mA時，繼電器的銜鐵被吸合，工作電路斷開。

（1）工作電路工作時，A端應(yīng)與　 　（選填“B”或“C”）端相連接。
（2）工作電路工作時的總電流為多大？
（3）浴室里控制的溫度t0為多高？
（4）為使利用R2控制的浴室溫度t0高低可調(diào)，需要對控制電路進行改進，請在圖丙的虛線框內(nèi)畫出改進后的部分電路。添加的器材需說明規(guī)格要求。


專題18 電與磁（一）

一．選擇題
1．（2021?常州）電動汽車剎車時，汽車電動機“變身”為發(fā)電機，將汽車動能轉(zhuǎn)化為電能，簡稱動能回收系統(tǒng)。下列實驗中與動能回收系統(tǒng)原理相同的是（　?。?br /> A． B．
C． D．
【解析】解：汽車電動機“變身”為發(fā)電機，將汽車動能轉(zhuǎn)化為電能，利用的是電磁感應(yīng)的原理；
A探究的是磁場對磁體的作用；B是奧斯特實驗，說明電流的周圍存在磁場；C是電動機的原理圖，其原理是通電導(dǎo)體在磁場中受力運動；D是發(fā)電機的原理圖，其原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故D正確。
故選：D。
2．（2021?無錫）用如圖的裝置探究磁場對通電直導(dǎo)線的作用，給鋁棒AB通電，觀察到AB向右運動，要使AB通電后向左運動，下列做法中可行的是（　　）


A．僅換用磁性更強的磁體 B．僅增加AB中的電流強度
C．僅將磁體的N、S極對調(diào) D．僅將鋁棒AB換成銅棒
【解析】解：
A、換用磁性更強的蹄形磁體，不會改變運動方向，故A錯誤；
B、僅增加AB中的電流強度，不會改變運動方向，故B錯誤；
C、將蹄形磁體的N、S極對調(diào)，只改變一個影響因素（磁場方向），受力運動方向改變，故C正確；
D、將鋁棒AB換成銅棒，電流方向不改變，受力運動方向不改變，故D錯誤。
故選：C。
3．（2021?鹽城）如圖甲所示，用強磁鐵塊勻速靠近銅線圈，線圈繞O點發(fā)生轉(zhuǎn)動，引起線圈轉(zhuǎn)動的原因有兩個：①強磁鐵運動帶動線圈周圍空氣流動；②強磁鐵塊勻速靠近使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流。小峰想探究哪個是使線圈轉(zhuǎn)動的主要原因，他進行了以下兩個實驗，實驗1：將外形相同的木棒以相同方式靠近線圈，多次實驗，線圈都幾乎不轉(zhuǎn)動；實驗2：如圖乙所示，在線圈前擋一塊透明塑料板，將強磁鐵以相同方式靠近線圈，多次實驗，線圈都有明顯轉(zhuǎn)動。則（　?。?br />
A．①是主要原因
B．②是主要原因
C．①和②都是主要原因
D．不能說明哪個是主要原因
【解析】解：實驗一是將外形相同的木棒靠近線圈，多次實驗，線圈都幾乎不轉(zhuǎn)動，說明在沒有磁場存在的情況下，強磁鐵運動帶動周圍空氣流動，對線圈的影響非常??；實驗二中，用塑料板擋住線圈是為了排除空氣流動的影響，而將強磁鐵靠近線圈時，線圈都有明顯轉(zhuǎn)動說明是因為強磁鐵快速靠近使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，而通電導(dǎo)線在磁場中會受到力的作用，所以線圈轉(zhuǎn)動的主要原因是②強磁鐵快速靠近使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流。故ACD錯誤，B正確。
故選：B。
4．（2021?南京）如圖中與磁現(xiàn)象有關(guān)的四個實驗，其對應(yīng)的判斷正確的是（　?。?br /> A．如圖說明磁體周圍不同點的磁場方向都不同
B．如圖是電磁感應(yīng)現(xiàn)象
C．如圖說明電流具有磁效應(yīng)
D．如圖說明磁場對電流有力的作用
【解析】解：
A、小磁針靜止時，其N極指向與該點的磁場方向相同；由圖知磁體中間上下位置的磁場方向相同，故A錯誤；
B、由圖可知，通電后，電磁鐵能吸引大頭針，這說明電磁鐵具有磁性，其原理是電流的磁效應(yīng)，故B錯誤；
C、撥動風(fēng)扇葉，線圈在磁場中做切割磁感線運動，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，使燈泡發(fā)光，這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故C錯誤；
D、圖中通電導(dǎo)線在磁場中會受力運動，即磁場對電流有力的作用，故D正確。
故選：D。
5．（2021?泰州）對下列四幅圖的表述正確的是（　?。?br />
A．甲圖反映的是電動機的工作原理
B．乙圖能實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化為機械能
C．丙圖閉合開關(guān)后，小磁針N極逆時針偏轉(zhuǎn)
D．丁圖中小磁針N極順時針偏轉(zhuǎn)
【解析】解：A、該圖中有電源，若閉合開關(guān)，磁場中的金屬棒會受力運動，即說明通電導(dǎo)體在磁場中受力運動，即電動機的原理圖，故A正確；
B、該圖中沒有電源，是發(fā)電機的原理圖，工作時將機械能轉(zhuǎn)化為電能，故B錯誤；
C、由安培定則可知，螺線管的左端為N極，右端為S極，根據(jù)同名磁極互相排斥、異名磁極相互吸引知閉合開關(guān)后，小磁針N極順時針偏轉(zhuǎn)，故C錯誤；
D、根據(jù)同名磁極互相排斥、異名磁極相互吸引知丁圖中小磁針N極會逆時針偏轉(zhuǎn)，故D錯誤。
故選：A。
6．（2021?蘇州）下列圖中能反映發(fā)電機工作原理的（　?。?br /> A． B．
C． D．
【解析】解：A、圖示的是奧斯特實驗，說明了電流周圍存在磁場，故A不符合題意；
B、圖示的是閉合電路的導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時，導(dǎo)體中就會產(chǎn)生電流，是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，屬于發(fā)電機的工作原理，故B符合題意；
C、圖示的是電磁鐵的相關(guān)實驗，其原理是電流的磁效應(yīng)，故C不符合題意；
D、圖示的通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用，受力的大小與電流的大小有關(guān)，是電動機的工作原理，故D不符合題意。
故選：B。
7．（2021?連云港）如圖所示，閉合導(dǎo)線框abcd的一部分處于磁場中，將導(dǎo)線框沿圖示方向拉出過程中，則（　　）

A．在此過程中，電能轉(zhuǎn)化為機械能
B．導(dǎo)線框中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，因為回路中沒有電源
C．導(dǎo)線框中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，整個導(dǎo)線框都是電源
D．導(dǎo)線框中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，導(dǎo)線ab段相當于電源
【解析】解：A、此過程是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，電磁感應(yīng)現(xiàn)象是機械能轉(zhuǎn)化為電能，故A錯誤。
BCD、閉合導(dǎo)線框abcd的一部分處于磁場中，將導(dǎo)線框沿圖示方向拉出過程中，是閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動，所以導(dǎo)線框中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，在磁場中的部分ab相當于電源，故B和C錯誤，D正確。
故選：D。
8．（2020?南通）來回搖動某種發(fā)電的手電筒，電筒內(nèi)的磁體就會在線圈里面來回運動，使燈泡發(fā)光。下圖能反映其工作原理的是（　?。?br /> A． B．
C． D．
【解析】解：來回搖動發(fā)光的手電筒，其發(fā)光原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
A、如圖是帶電體接觸驗電器的金屬球，驗電器的箔片張開，利用的是同種電荷相互排斥。故A不符合題意；
B、圖中是奧斯特實驗，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)說明通電導(dǎo)線周圍有磁場，故B不符合題意；
C、圖中，開關(guān)閉合后，在外力作用下使導(dǎo)體做切割磁感應(yīng)線運動，電流表指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，產(chǎn)生感應(yīng)電流，這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，是發(fā)電機的工作原理，與該手電筒供電原理相同，故C符合題意；
D、圖中，開關(guān)閉合后，電路中有電流通過，通電線圈受到磁場力的作用而轉(zhuǎn)動，是電動機的原理，故D不符合題意。
故選：C。
9．（2020?鎮(zhèn)江）如圖所示，蹄形磁鐵和銅棒均水平放置?，F(xiàn)閉合開關(guān)，水平向左移動銅棒，電流表G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則（　?。?br />
A．根據(jù)此現(xiàn)象的產(chǎn)生原理可制成電動機
B．此現(xiàn)象與奧斯特實驗現(xiàn)象的產(chǎn)生原理相同
C．若將銅棒左右來回移動，可產(chǎn)生交變電流
D．僅將磁鐵水平向右移動，G 的指針不偏轉(zhuǎn)
【解析】解：
A、由圖可知，水平向左移動銅棒，電流表G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明產(chǎn)生了電流，這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，利用該現(xiàn)象制成了發(fā)電機，故A錯誤；
B、奧斯特實驗說明電流的周圍存在磁場，與電磁感應(yīng)現(xiàn)象不同，故B錯誤；
C、若將銅棒左右來回移動，銅棒切割磁感線的方向不同，產(chǎn)生的電流的方向不同，所以可產(chǎn)生交變電流，故C正確；
D、僅將磁鐵水平向右移動，銅棒做切割磁感線運動，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，G的指針偏轉(zhuǎn)，故D錯誤。
故選：C。
10．（2020?宿遷）如圖所示，當閉合開關(guān)的瞬間，導(dǎo)體棒AB水平向右運動；若同時對調(diào)電源與磁體的兩極，再次閉合開關(guān)時，導(dǎo)體棒AB的運動方向是（　?。?br />
A．水平向右 B．水平向左 C．豎直向上 D．豎直向下
【解析】解：通電導(dǎo)體在磁場中的受力方向與電流的方向和磁場的方向有關(guān)，同時對調(diào)電源與磁體的兩極，即同時改變電流的方向和磁場的方向，則導(dǎo)體受力方向不變，還是水平向右運動。
故選：A。
11．（2020?常州）如圖所示，閉合開關(guān)S1、S2兩個通電螺線管的相互作用情況以及A、B端的極性分別是（　?。?br />
A．相斥，A端為N極，B端為N極
B．相斥，A端為S極，B端為S極
C．相吸，A端為S極，B端為N極
D．相吸，A端為N極，B端為S極
【解析】解：兩個通電螺線管中的電流都是向下，根據(jù)安培定則可知，A端為S極，B端為N極，因此它們相互吸引，靠近的兩端是異名磁極，故C項正確。
故選：C。
12．（2020?揚州）如圖是一個風(fēng)力發(fā)電機模型。風(fēng)吹過時，扇葉轉(zhuǎn)動，小燈泡發(fā)光。下列選項中哪幅圖的工作原理與它相同（　?。?br />
A． B．
C． D．
【解析】解：A、如圖電路中有電源，是通電導(dǎo)體在磁場中受力而運動，故A錯誤。
B、如圖是電流磁效應(yīng)，探究電磁鐵磁性強弱跟線圈匝數(shù)關(guān)系，故B錯誤。
C、如圖是閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動，電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，是電磁感應(yīng)，故C正確。
D、如圖是奧斯特實驗，實驗說明電流周圍存在磁場，故D錯誤。
故選：C。
13．（2020?無錫）用如圖所示的裝置探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。閉合開關(guān)后，能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（　?。?br />
A．導(dǎo)體棒AB靜止在磁場中
B．導(dǎo)體棒AB做切割磁感線運動
C．導(dǎo)體棒AB沿磁場方向運動
D．只要讓磁體運動，就一定能產(chǎn)生感應(yīng)電流
【解析】解：
A、導(dǎo)體棒AB靜止在磁場中，沒有做切割磁感線運動，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A錯誤；
B、閉合開關(guān)后，導(dǎo)體棒AB做切割磁感線運動，則會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B正確；
C、導(dǎo)體棒AB沿磁場方向運動，沒有做切割磁感線運動，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C錯誤；
D、只要讓磁體運動，若磁體沿豎直方向運動時，此時導(dǎo)體相對于磁體沒有做切割磁感線運動，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D錯誤。
故選：B。
14．（2020?南京）如圖是一臺正在工作的電扇。下列四個實驗?zāi)芊从称涔ぷ髟淼氖牵ā　。?br />
A． B．
C． D．
【解析】解：電風(fēng)扇的工作原理是通電導(dǎo)線在磁場中受力運動。
A、該實驗是奧斯特實驗，說明通電導(dǎo)體周圍存在磁場，是電流的磁效應(yīng)，故A不符合題意；
B、該實驗中，閉合開關(guān)，撥動風(fēng)扇，小燈泡會發(fā)光，說明閉合電路中的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，是機械能轉(zhuǎn)化為電能，故B不符合題意；
C、該實驗中，當給導(dǎo)體中通電時，通電導(dǎo)體在磁場中受力的作用而運動，與電扇的工作原理相同，故C符合題意；
D、該實驗是探究影響電磁鐵磁性大小因素的實驗，利用的電流的磁效應(yīng)，故D不符合題意；
故選：C。
二．填空題
15．（2021?徐州）如圖所示，在“探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”實驗中，閉合開關(guān)，讓導(dǎo)體AB靜止在磁場中，回路中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生？　否　。讓導(dǎo)體AB做切割磁感線運動，回路中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生？　是　。當回路中有感應(yīng)電流時，將磁極對調(diào)，改變磁場方向，感應(yīng)電流的方向是否改變？　是　。

【解析】解：在“探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”實驗中，閉合開關(guān)，讓導(dǎo)體AB靜止在磁場中，導(dǎo)體沒有做切割磁感線運動，回路中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生；
讓導(dǎo)體AB做切割磁感線運動，則回路中會有感應(yīng)電流產(chǎn)生；
當回路中有感應(yīng)電流時，將磁極對調(diào)，改變磁場方向，由于感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體運動的方向和磁場的方向有關(guān)，則感應(yīng)電流的方向會改變。
故答案為：否；是；是。
16．（2021?南京）人工心臟泵可短時間代替心臟工作，如圖是該裝置的示意圖，磁體固定在左側(cè)，線圈AB固定在用軟鐵制成的活塞柄上（相當于一個電磁鐵），活塞筒通過閥門與血管相通。閥門S1只能向外開啟，S2只能向內(nèi)開啟。線圈中的電流從A流向B時，電磁鐵左端是 　 　極，血液會 　流入?。ㄟx填“流入”或“流出”）活塞筒，該裝置工作時，線圈AB中的電流方向 　需要?。ㄟx填“需要”或“不需要”）改變。
【解析】解：
線圈中的電流從A流向B時，由安培定則可知，電磁鐵的右端為N極，其左端為S極，電磁鐵和左側(cè)磁體的異名磁極相對，因異名磁極相互吸引，故活塞左移，活塞筒的氣壓減小，而血管內(nèi)氣壓較大、外界大氣壓較大，使得閥門S1關(guān)閉，S2打開，則血液經(jīng)過S2流入活塞筒；
由題知，閥門S1只能向外開啟，S2只能向內(nèi)開啟，說明活塞筒的氣壓應(yīng)增大，則活塞應(yīng)右移，所以電磁鐵應(yīng)受到左側(cè)磁體的排斥力（即需要改變電磁鐵的磁極），故該裝置工作時，線圈AB中的電流方向需要改變。
故答案為：S；流入；需要。
17．（2021?蘇州）《論衡》中記載：“司南之杓，投之于地，其柢指南”，如圖，“柢”即握柄，是磁體的 　S（南）　極，司南之所以能指南北，是由于受到 　地磁場　的作用。

【解析】解：“柢”指南是由于受到地磁場的作用，“柢”指向地理的南極，即地磁北極，由異名磁極相互吸引可知，“柢”是磁體的南極。
故答案為：S（南）；地磁場
18．（2020?徐州）如圖所示是振蕩浮子式波浪發(fā)電原理圖，浮子隨著波浪起伏運動，帶動發(fā)電機運轉(zhuǎn)、利用　電磁感應(yīng)　原理產(chǎn)生電流，將　機械　能轉(zhuǎn)化為電能。這種波浪提供的能源屬于　可再生　能源（填“可再生”或“不可再生“）。

【解析】解：
（1）波浪發(fā)電機是根據(jù)電磁感應(yīng)原理發(fā)電的，利用波浪發(fā)電時，是將機械能（水能）轉(zhuǎn)化為電能；
（2）海浪能能夠源源不斷地從自然界中獲得，屬于可再生能源。
故答案為：電磁感應(yīng)；機械；可再生。
19．（2020?徐州）如圖所示，鋁棒用導(dǎo)線懸掛在磁體兩極之間，通電后鋁棒向左側(cè)擺動，這是因為受到了　磁場　對它的作用力，若改變電流方向，通電后鋁棒將向　右　側(cè)擺動，若鋁棒中的電流變大，鋁棒的擺動幅度將變　大　。

【解析】解：鋁棒用導(dǎo)線懸掛在磁體兩極之間，通電后鋁棒向左側(cè)擺動，這是因為受到了磁場對它的作用力；
力的方向與磁場方向及電流方向有關(guān)；若改變電流方向，通電后鋁棒受力方向改變，將向右側(cè)擺動；
若鋁棒中的電流變大，鋁棒受力變大，擺動幅度將變大。
故答案為：磁場；右；大。
20．（2020?鹽城）如圖所示，在“探究磁場對電流的作用”實驗中，給直導(dǎo)線通電，觀察到它向右運動，只改變直導(dǎo)線中電流的　方向　，導(dǎo)線的運動方向會發(fā)生改變。這個過程將　電　能轉(zhuǎn)化為直導(dǎo)線的機械能。日常生活中的　電動機?。妱訖C/發(fā)電機）就是利用這個原理制成的。

【解析】解：給直導(dǎo)線通電，發(fā)現(xiàn)它向右運動，磁場方向不變，只改變直導(dǎo)線中電流的方向，發(fā)現(xiàn)它向左運動，導(dǎo)線的運動方向發(fā)生改變；
此過程中，消耗電能，產(chǎn)生機械能，將電能轉(zhuǎn)化為機械能，電動機就是根據(jù)此原理制成的。
故答案為：方向；電；電動機。
三．作圖題
21．（2021?淮安）請在圖中括號中標出小磁針左端的磁極名稱。

【解析】解：由右手螺旋定則可得，通電螺線管右側(cè)為N極，通電螺線管左側(cè)為S極，根據(jù)異名磁極相互吸引可知，小磁針右側(cè)為N極，小磁針的左側(cè)為S極，如圖所示：
。
故答案為：如上圖。
22．（2021?鎮(zhèn)江）開關(guān)S閉合后，小磁針靜止時指向如圖所示。請在圖中兩個虛線框內(nèi)分別標出螺線管的磁極和電源的極性。

【解析】解：小磁針靜止時，N極向右，小磁針的左端為S極，根據(jù)異名磁極相互吸引可知，螺線管右側(cè)為N極，左側(cè)為S極；
由右手螺旋定則可知電流由右側(cè)流入，所以電源的右端為正極，左端為負極；如圖所示：

23．（2021?無錫）磁體旁的小磁針靜止時所指的方向如圖所示。請在括號中標出磁體左端的磁極并畫出通過小磁針中心的一條磁感線。


【解析】解：圖中小磁針靜止時其N極向左，說明該點的磁場方向向左，即通過小磁針中心的磁感線向左；因磁體周圍的磁感線從N極發(fā)出，回到S極，故磁體的左側(cè)為S極，右側(cè)為N極；
如圖所示：
。
24．（2020?鹽城）在圖中畫出通電螺線管的S極和A點的電流方向。

【解析】解：由圖可知，小磁針的左端是N極，右端是S極，由磁極間的相互作用可知，螺線管的左端是N極，右端是S極，由安培定則可知電流從螺線管的右端流入，如圖所示：

25．（2020?南京）如圖所示，小磁針靜止在通電螺線管右側(cè)。標出小磁針的N極并在虛線上用箭頭標出磁感線方向。

【解析】解：
閉合開關(guān)后，由圖可知電流從螺線管的上側(cè)流入、下側(cè)流出；右手握住螺線管，四指指向電流的方向，大拇指指向螺線管的下端為N極、上端為S極；
當小磁針靜止時，根據(jù)磁極間的作用規(guī)律可知，相互靠近的一定是異名磁極，則小磁針的上端為N極、下端為S極；
在磁體周圍，磁感線從磁體的N極出發(fā)回到S極，所以圖中磁感線的方向是指向上的。如圖所示：

26．（2020?連云港）如圖所示，箭頭表示通電螺線管周圍磁感線的方向，請在圖中標出通電螺線管中的電流方向和小磁針靜止時的N極。

【解析】解：在磁體的周圍，磁感線從磁體的N極發(fā)出回到S極，所以，根據(jù)螺線管周圍磁感線的方向可知，螺線管的左端為N極，右端為S極，由安培定則可知螺線管線圈正面中電流的方向是向上的；
根據(jù)異名磁極相互吸引、同名磁極相互排斥可知，小磁針的左端為N極，右端為S極，如圖所示：

四．實驗探究題
27．（2021?淮安）如圖所示是“探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”實驗裝置。
（1）實驗中，AB棒的材料可能是 　鋁?。ㄌ睢八芰稀被颉颁X”）。
（2）我們可以通過靈敏電流計指針是否偏轉(zhuǎn)來判斷電路中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生；還可以通過指針偏轉(zhuǎn)的方向判斷 　電流方向　。
（3）閉合開關(guān)，實驗探究過程記錄如表所示：
次數(shù)
AB棒在磁場中的運動情況
是否有感應(yīng)電流
1
靜止
無
2
沿磁場方向運動（不切割磁感線運動）
無
3
切割磁感線運動
有
根據(jù)實驗現(xiàn)象，初步得出電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做 　切割磁感線　運動，在該運動過程中，主要將機械能轉(zhuǎn)化為 　電　能。
（4）保持AB棒運動方向不變，僅將磁體N、S極對調(diào)，重復(fù)上述實驗，是為了探究感應(yīng)電流方向與 　磁場方向　的關(guān)系。
（5）若將此裝置中靈敏電流計換成 　電源　，可進一步探究電動機的工作原理。

【解析】解：（1）在探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗中，我們必須保證處于磁場中的這部分是導(dǎo)體。兩種物質(zhì)中，塑料是絕緣體，鋁是導(dǎo)體，所以我們應(yīng)選擇鋁棒。
（2）圖中的靈敏電流計的指針，在電路中沒有電流時，指在表盤中央；當有電流時，指針的偏轉(zhuǎn)方向與電流方向一致。由此可知，我們可以根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向判斷出電流的方向。
（3）三次實驗中，只有在AB棒在磁場中做切割磁感線運動時才會產(chǎn)生感應(yīng)電流，則我們可以得出結(jié)論：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時，導(dǎo)體中才會產(chǎn)生感應(yīng)電流。在此過程中，主要是將機械能轉(zhuǎn)化為電能。
（4）保持AB棒運動方向不變，僅將磁體N、S極對調(diào)，重復(fù)上述實驗時，只有磁場的方向發(fā)生了改變，則這次實驗主要是為了探究感應(yīng)電流的方向與磁場方向的關(guān)系。
（5）電動機工作時，是將電能轉(zhuǎn)化為機械能，由此可知，我們需要在電路中添加電源，即將靈敏電流計換成電源。
28．（2021?宿遷）如圖甲所示，是“探究感應(yīng)電流產(chǎn)生條件”的實驗裝置示意圖。
（1）磁體和導(dǎo)體棒AB相對靜止，閉合開關(guān)，能否觀察到靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象？
答：　否　。
（2）探究感應(yīng)電流方向與導(dǎo)體切割磁感線方向的關(guān)系時，應(yīng)該保持 　磁場　的方向不變。
（3）小明猜想磁場強弱會影響感應(yīng)電流大小，于是他設(shè)計了圖乙所示的電磁鐵代替原有磁體再次實驗，此時需要在圖乙的電路中再接入的元件是 　滑動變阻器　。
【解析】解：
（1）當導(dǎo)體ab靜止懸掛起來后，閉合開關(guān)，此時導(dǎo)體沒有做切割磁感線運動，靈敏電流計G指針不偏轉(zhuǎn)，說明電路中無電流產(chǎn)生；
（2）要探究感應(yīng)電流方向與導(dǎo)體切割磁感線方向的關(guān)系，應(yīng)控制磁場方向不變；
（3）小明猜想磁場強弱會影響感應(yīng)電流大小，通過改變電流來改變磁場的強弱，需要在圖乙的電路中再接入的元件是滑動變阻器。
故答案為：（1）否；（2）磁場；（3）滑動變阻器。
29．（2021?泰州）小明在探究“通電直導(dǎo)線周圍的磁場”實驗中，實驗裝置如圖甲所示。

（1）其中小磁針的作用是 　探測周圍磁場??；
（2）接通電路后，觀察到小磁針偏轉(zhuǎn)，說明電流周圍存在 　磁場　，此現(xiàn)象最早是由物理學(xué)家 　奧斯特　發(fā)現(xiàn)的。
（3）改變直導(dǎo)線中電流方向，小磁針的偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生了改變，說明電流周圍的磁場方向與 　電流方向　有關(guān)。
（4）研究表明，通電直導(dǎo)線周圍的磁場分布如圖乙所示，則圖甲實驗中，若將小磁針由通電直導(dǎo)線下方移至直導(dǎo)線上方，小磁針偏轉(zhuǎn)的方向 　會　（選填“會”或“不會”）改變。
【解析】解：（1）磁場對放入其中的磁體有力的作用，用小磁針可探測周圍磁場；
（2）因為磁場對放入其中的磁體有力的作用，所以接通電路后，觀察到小磁針偏轉(zhuǎn)，說明電流周圍存在磁場；物理學(xué)家奧斯特首先發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線周圍有磁場；
（3）電流方向改變，磁場的方向也跟著發(fā)生改變；
（4）通電導(dǎo)線周圍的磁感應(yīng)線是圍繞導(dǎo)線的圓，導(dǎo)線上下磁場方向相反，故
將小磁針由通電直導(dǎo)線下方移至直導(dǎo)線上方，小磁針偏轉(zhuǎn)的方向會改變。
故答案為：（1）探測周圍磁場；
（2）磁場；奧斯特；
（3）電流方向；
（4）會。
30．（2020?宿遷）圖是小華為學(xué)校設(shè)計的樓道照明系統(tǒng)自動控制裝置，已知控制電路電壓U恒為6V，電磁繼電器線圈電阻R1為20Ω，R2為光敏電阻，其阻值隨光照強度的增大而減小。圖中AC可繞O點轉(zhuǎn)動，OA長為0.5cm，OB長為1cm，AC部分的重力、觸點間的壓力以及各處的摩擦力均忽略不計。
（1）閉合控制電路中開關(guān)S，電磁鐵上端為　 　極。
（2）為了實現(xiàn)光照減弱時，受控電路接通，燈L發(fā)光，圖中導(dǎo)線M應(yīng)接　觸點1　（選填“觸點1”或“觸點2”）。
（3）電磁鐵對銜鐵的吸引力F等效集中作用在B點，吸引力F與控制電路中電流I的關(guān)系如圖所示，當銜鐵剛好被吸下時，彈簧對A點的拉力為2.4N，則此時光敏電阻R2的阻值為　230　Ω。

【解析】解：（1）閉合控制電路中開關(guān)S，由右手螺旋法則，電磁鐵下端為N極，電磁鐵上端為S極；
（2）光照減弱時，光敏電阻變大，由歐姆定律，控制電路的電流變小，電磁鐵磁性變?nèi)?，C與觸點1連通，要求燈L發(fā)光，圖中導(dǎo)線M應(yīng)接觸點1；
（3）電磁鐵對銜鐵的吸引力F等效集中作用在B點，吸引力F與控制電路中電流I的關(guān)系如圖所示，當銜鐵剛好被吸下時，彈簧對A點的拉力為2.4N，根據(jù)杠桿的平衡條件：
FA×OA＝FB×OB，
FB＝＝×2.4N＝1.2N，
由圖2知，吸引力F與控制電路中電流I成正比，故當引力為1.2N時，對應(yīng)的電流大小為：
I＝×40mA＝24mA
根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律，光敏電阻：
R2＝﹣R1＝﹣20Ω＝230Ω。
故答案為：（1）S；（2）觸點1； （3）230。
31．（2020?無錫）冬季，汽車后風(fēng)窗玻璃上常會形成一層薄霜，導(dǎo)致駕駛員無法準確觀察后方情況。為保障行車安全，后風(fēng)窗玻璃裝有加熱除霜電路。如圖甲所示，是某同學(xué)設(shè)計的模擬汽車后風(fēng)窗玻璃加熱電路，它由控制電路和受控電路組成?？刂齐娐分蠸接“手動”時，電磁鐵A通電吸引銜鐵，使觸點D、E接觸、受控電路中電熱絲R2工作，對玻璃均勻加熱。S接“自動”時，加熱過程中，玻璃溫度升高至45℃時，觸點D、E恰好脫開，此時控制電路中通過的電流為0.02A．電路中U1＝6V，U2＝12V，R0＝150Ω，R2＝0.8Ω，R1為固定在玻璃內(nèi)的熱敏電阻，其溫度始終與玻璃溫度相同，阻值隨溫度升高而增大。若電熱絲R2所產(chǎn)生的熱量完全被玻璃吸收，玻璃質(zhì)量為9kg，玻璃比熱容為0.8×103J/（kg?℃）。電磁鐵A線圈的電阻忽略不計。

（1）開關(guān)S接“手動”：
①電磁鐵A通電時具有磁性，此現(xiàn)象稱為電流的　磁　效應(yīng)，A的上端是　 　極。
②將玻璃從﹣5℃加熱至45℃．所需的時間是多少？
（2）開關(guān)S接“自動”。玻璃的溫度為15℃和45℃時，控制電路的功率相差了0.03W，則15℃時熱敏電阻R1的阻值為　90　Ω。
（3）汽車后風(fēng)窗玻璃上的電熱絲R2是通過絲網(wǎng)印刷的方式將專用的導(dǎo)電銀漿印刷到玻璃的表面燒結(jié)制成，如圖乙所示，在電壓U2不變的情況下，為增大電熱絲R2的加熱功率，請從銀漿線的厚度，條數(shù)、粗細等方面，提出一種改進措施　其它條件不變時增加銀漿線的厚度（或其它條件不變時增加銀漿線的條數(shù)等）　。
【解析】解：（1）①電磁鐵A通電時具有磁性，此現(xiàn)象稱為電流的磁效應(yīng)，
電流從電磁鐵的下端流入，用右手握住螺線管，四指指向電流的方向，大拇指指向N極，即A的上端是N極；
②玻璃從﹣5℃加熱至45℃時，玻璃吸收的熱量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝0.8×103J/（kg?℃）×9kg×[45℃﹣（﹣5℃）]＝3.6×105J，
因電熱絲R2所產(chǎn)生的熱量完全被玻璃吸收，
所以，消耗的電能W＝Q吸＝3.6×105J，
由W＝UIt＝t可得，需要的加熱時間：
t′＝＝＝2000s；
（2）由題意可知，玻璃的溫度為45℃時，控制電路中通過的電流為0.02A，
此時控制電路的功率：
P1＝U1I1＝6V×0.02A＝0.12W，
因熱敏電阻R1的阻值隨溫度升高而增大，且玻璃的溫度為15℃和45℃時，控制電路的功率相差了0.03W，
所以，15℃時控制電路的功率：
P2＝P1+△P＝0.12W+0.03W＝0.15W，
此時控制電路的總電阻：
R＝＝＝240Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，15℃時熱敏電阻R1的阻值：
R1＝R﹣R0＝240Ω﹣150Ω＝90Ω；
（3）在電壓U2不變的情況下，由P＝UI＝可知，為增大電熱絲R2的加熱功率，應(yīng)減小R2的阻值，
因?qū)w的電阻與材料、長度、橫截面積有關(guān)，且材料一定時，長度越短、橫截面積越大，電阻越小，
所以，其它條件不變時增加銀漿線的厚度，或其它條件不變時增加銀漿線的條數(shù)等。
故答案為：（1）①磁；N；②將玻璃從﹣5℃加熱至45℃，需要2000s；
（2）90；
（3）其它條件不變時增加銀漿線的厚度（或其它條件不變時增加銀漿線的條數(shù)等）。
五．計算題
32．（2021?無錫）圖甲為某品牌電壓力鍋，其電路原理圖如圖乙所示。電源轉(zhuǎn)換器將U＝220V的電壓轉(zhuǎn)換為直流低電壓U'（保持不變），R是熱敏電阻，溫度與鍋內(nèi)溫度保持一致，當溫度為100℃時，R的阻值為1700Ω，溫度每升高1℃，阻值減小80Ω。R'是可調(diào)電阻，電磁鐵線圈電阻忽略不計，當電磁鐵線圈中的電流達到0.02A時，銜鐵P被吸起（開關(guān)斷開），此時鍋內(nèi)溫度為115℃；當電流減小到0.012A時，銜鐵P被釋放（開關(guān)重新接通），此時鍋內(nèi)溫度為110℃。S為電源開關(guān)；S1為定時器開關(guān)，閉合后自動開始計時，計時結(jié)束會自動斷開，無外力不再閉合，S2為保溫開關(guān)，開始時處于閉合狀態(tài)，當鍋內(nèi)溫度達到80℃時斷開，當鍋內(nèi)溫度低于60℃時自動閉合，保壓指示燈L1、保溫指示燈L2阻值可忽略。R1、R2阻值均為110kΩ，R3為加熱盤，額定電壓為220V，電阻為48.4Ω。

某次煮飯時，電壓力鍋內(nèi)加入適量米和水，蓋好蓋子，閉合S、S1，電壓力鍋進入“加熱”工作狀態(tài)，6min后燈L1亮起，電壓力鍋進入“保壓”工作狀態(tài)，保壓期間，觀察到燈L1間歇發(fā)光；再過一段時間，S1斷開，燈L2亮起，電壓力鍋進入“保溫”工作狀態(tài)。
（1）電壓力鍋在“加熱”工作狀態(tài)時，加熱盤R3消耗的電能為多少？
（2）電壓力鍋進入“保溫”工作狀態(tài)后，下列說法中錯誤的是 　A　。
A.燈L1、L2間歇發(fā)光
B.燈L1會熄滅、燈L2間歇發(fā)光
C.當鍋內(nèi)溫度低于60℃時，R3正常工作
D.當鍋內(nèi)溫度達到80℃時，通過R3的電流小于0.002A
（3）為控制電壓力鍋在“保壓”工作狀態(tài)時，鍋內(nèi)溫度在110～115℃，可調(diào)電阻R'接入電路的阻值為多少？
【解析】解：（1）由題意可知，電壓力鍋在“加熱”工作狀態(tài)時，銜鐵P被釋放、定時器開關(guān)S1閉合，電路為R3的簡單電路，
加熱盤R3消耗的電功率：P＝＝＝1000W，
加熱時間：t＝6min＝360s，
由P＝可得，加熱盤R3消耗的電能：W＝Pt＝1000W×360s＝3.6×105J；
（2）AB.當電壓力鍋進入“保壓”期間，鍋內(nèi)溫度控制在110℃～115℃之間，此時燈L1間歇發(fā)光，
當電壓力鍋進入“保溫”期間，鍋內(nèi)溫度控制在60℃～80℃之間，
要使電壓力鍋從“保壓”狀態(tài)達到“保溫”狀態(tài)，鍋內(nèi)溫度應(yīng)降低，此時電磁鐵應(yīng)停止工作，銜鐵P被釋放，否則電壓力鍋會一直處于保壓狀態(tài)，
所以，燈L1會熄滅，燈L2間歇發(fā)光，故A錯誤、B正確；
C.當鍋內(nèi)溫度低于60℃時，保溫開關(guān)自動閉合，加熱電路為R3的簡單電路，R3正常工作，故C正確；
D.當鍋內(nèi)溫度達到80℃時，保溫開關(guān)斷開，保溫指示燈L2阻值可忽略，加熱電路為R2與R3串聯(lián)，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，且串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，通過R3的電流I3＝I＝＝＜＝＝0.002A，故D正確；
（3）因當溫度為100℃時，R的阻值為1700Ω，溫度每升高1℃，阻值減小80Ω，
所以，當鍋內(nèi)溫度為115℃時，熱敏電阻的阻值R熱1＝1700Ω﹣（115℃﹣100℃）×80Ω/℃＝500Ω，
當鍋內(nèi)溫度為110℃時，熱敏電阻的阻值R熱2＝1700Ω﹣（110℃﹣100℃）×80Ω/℃＝900Ω，
又因當電磁鐵線圈中的電流達到I1＝0.02A時鍋內(nèi)溫度為115℃，當電流減小到I2＝0.012A時鍋內(nèi)溫度為110℃，
所以，由直流低電壓U'不變可得：U′＝I1（R熱1+R′）＝I2（R熱2+R′），
即：0.02A×（500Ω+R′）＝0.012A×（900Ω+R′），
解得：R′＝100Ω。
答：（1）電壓力鍋在“加熱”工作狀態(tài)時，加熱盤R3消耗的電能為3.6×105J；
（2）A；
（3）為控制電壓力鍋在“保壓”工作狀態(tài)時，鍋內(nèi)溫度在110～115℃，可調(diào)電阻R'接入電路的阻值為100Ω。
六．綜合能力題
33．（2021?鎮(zhèn)江）圖甲是小明設(shè)計的一種家用即熱式飲水機，R為電阻箱，RF為置于儲水箱底部的壓力敏感電阻，其阻值隨上方水的壓力的變化而變化，已知U＝6V；當電磁鐵線圈中的電流I≤0.04A時，開關(guān)K被釋放，指示燈L亮起，表示水量不足；當I≥0.04A，K被吸上；電磁鐵線圈電阻不計。

（1）隨著水箱內(nèi)水量的減少，RF所受水的壓力 　減小?。籖F的阻值應(yīng)隨壓力的減小而 　增大　。（填“增大”或“減小”）
（2）若將電阻箱接入電路的阻值調(diào)至100Ω，求指示燈L剛亮起時RF的阻值。
（3）如圖乙所示，水泵使水箱內(nèi)的水以v＝0.1m/s的恒定速度流過粗細均勻管道，管道的橫截面積S＝1cm2；虛線框內(nèi)是長L＝0.1m的加熱區(qū)，阻值R＝22Ω的電阻絲均勻纏繞在加熱區(qū)的管道上，兩端電壓為220V。設(shè)水僅在加熱區(qū)才被加熱，且在通過加熱區(qū)的過程中受熱均勻，電阻絲產(chǎn)生的熱量全部被水吸收。
①設(shè)水的初溫為25℃，求經(jīng)過加熱區(qū)后熱水的溫度。（結(jié)果保留一位小數(shù)）
②為提高經(jīng)過加熱區(qū)后熱水的溫度，請?zhí)岢鰞煞N符合實際的解決辦法：　加熱區(qū)直管改曲管　，　降低水速　。
【解析】解：
（1）由“當電磁鐵線圈中的電流I≤0.04A時，開關(guān)K被釋放，指示燈L亮起，表示水量不足?！敝核鋬?nèi)水量越少，電路中總電流越??；
根據(jù)歐姆定律知：電源電壓不變，電路中總電流越小，總電阻越大。
即隨著水箱內(nèi)水量的減少，RF所受水的壓力減小；RF的阻值應(yīng)隨壓力的減小而 增大。
（2）由圖甲知RF、R串聯(lián)，且U總＝U＝6V、I總＝I＝0.04A、R＝100Ω，
根據(jù)串聯(lián)電路電壓、電流規(guī)律和歐姆定律得：
（3）①由水速：v＝0.1m/s、加熱區(qū)長：L＝0.1m，則加熱時間t＝1s；
根據(jù)電熱計算公式知：電阻絲產(chǎn)生的熱量；
根據(jù)吸熱公式知：水在加熱區(qū)吸收的熱量為Q吸＝c水m△t；
電阻絲產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，Q電＝Q吸
即：＝c水m△t
△t＝
其中m＝ρ水V＝ρ水SL；△t＝t﹣to，
所以加熱后水的溫度t＝+to＝+25℃≈77.4℃
②從加熱后水的溫度計算公式知：為提高經(jīng)過加熱區(qū)后熱水的溫度，可增大加熱時間，所以可把加熱區(qū)的直管改曲管或改良水泵以降低水速，最終增加水在管道里的流動長度（時間），以達到增大加熱時間的目的。
故答案為：（1）減??；增大；
（2）50Ω；
（3）①加熱后水的溫度約為77.4℃；
②加熱區(qū)直管改曲管；降低水速。
34．（2021?揚州）閱讀短文，回答問題。
白鶴灘水電站位于云南省巧家縣和四川省寧南縣交界處的金沙江干流之上，總裝機容量1600萬千瓦，居全球第二，預(yù)計今年7月1日前首批機組發(fā)電，2022年7月實現(xiàn)全部機組發(fā)電。建成后，白鶴灘水電站年均發(fā)電量可達6×1010千瓦時，在同等滿足電力系統(tǒng)用電需求的情況下，水電站每年可節(jié)約標準煤約2×107噸，減少排放二氧化碳約5160萬噸。對我國碳達峰、碳中和目標實現(xiàn)，對促進西部開發(fā)，實現(xiàn)“西電東送”都具有深遠的意義。
（1）水電站中的發(fā)電機組是 　機械　能轉(zhuǎn)化為 　電　能的裝置，它是利用 　電磁感應(yīng)　原理工作的。
（2）攔河大壩形狀為上窄下寬的原因是 　水的壓強隨深度的增加而增大??；汛期相較于枯水期，大壩底部所受液體壓強會 　變大　。
（3）水力發(fā)電站使用熱值為2.9×107J/kg的標準煤，估算其發(fā)電效率為 　37.24%　。
（4）若水電站輸電的功率為6.6×105kW，采用1100kV特高壓輸電，則輸電電流為 　600　A。
（5）大壩修建成拱形，且向上游凸出，這樣設(shè)計的目的是 　將水的壓力轉(zhuǎn)移到大壩兩端，減輕壩體中心的壓力，使大壩更加牢固　。

【解析】解：
（1）水電站的發(fā)電機是把機械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，它利用了電磁感應(yīng)原理工作；
（2）大壩形狀做成上窄下寬的原因是水的壓強隨深度增加而增大，汛期的水深度比枯水期高，所以大壩底部受到的壓強也大；
（3）由題干知水電站每年可節(jié)約標準煤約2×107噸，則可知節(jié)約的煤完全燃燒放出的總熱量Q＝qm＝2.9×107J/kg×2×107×103kg＝5.8×1017；
由題知水電站年均發(fā)電量可達6×1010千瓦時，則W＝6×1010×3.6×106J＝2.16×1017J；
則η＝×100%＝×100%＝37.24%；
（4）由公式P＝UI可得I＝＝＝600A；
（5）拱形大壩可以將水的壓力分移到大壩兩端，減輕壩體中心的壓力，使得大壩更加牢固。
故答案為：（1）機械；電；電磁感應(yīng)；
（2）水的壓強隨深度的增加而增大；變大；
（3）37.24%；
（4）600；
（5）將水的壓力轉(zhuǎn)移到大壩兩端，減輕壩體中心的壓力，使得大壩更加牢固。
35．（2020?鎮(zhèn)江）圖1是蓄水池水位自動控制模擬裝置：可繞O點轉(zhuǎn)動的輕質(zhì)杠桿A端用輕繩系一正方體浮塊，B端固定一輕質(zhì)三角支架，支架與固定不動的壓力敏感電阻RF保持水平接觸擠壓，杠桿保持水平平衡。已知：AO長為1m，BO長為2m；浮塊邊長為20cm，密度為5×103kg/m3，下表面距池底2m；當電磁鐵線圈中的電流I≤0.02A時，銜鐵K被釋放，水泵開始工作向水池注水，反之停止注水，池內(nèi)達到所設(shè)定的最高水位，線圈電阻不計；電壓U＝6V，電阻箱R調(diào)至75Ω；設(shè)RF的阻值與支架所施加壓力F的關(guān)系圖線如圖2所示。g取10N/kg。

（1）浮塊的重力為　400　N．在達到最高水位之前，隨著浮塊排開水的體積逐漸增大，支架對RF的壓力將　減小　。
（2）當池內(nèi)達到所設(shè)定的最高水位時，求：
①輕繩對浮塊的拉力。
②池內(nèi)水面距池底的高度。
（3）為使該裝置能自動控制水池內(nèi)的最高水位，在其他條件不變的情況下，電阻箱R接入電路的阻值應(yīng)滿足的條件是　50Ω≤R＜90Ω　。
【解析】解：（1）浮塊的重力為：
G＝mg＝ρ物gV＝5×103kg/m3×10N/kg×（0.2m）3＝400N；
在達到最高水位之前，根據(jù)F?。溅岩篻V排知，隨著浮塊排開水的體積逐漸增大，物體受到的浮力增大，根據(jù)杠桿平衡條件和力的作用是相互的可知，支架對RF的壓力將減?。?br /> （2）①由圖1可知，壓敏電阻與電阻箱串聯(lián)，
當池內(nèi)達到所設(shè)定的最高水位時，電路中的電流最大為0.02A，
由歐姆定律得，此時電路的總電阻為：
R總＝＝＝300Ω，
此時壓敏電阻為：RF＝R總﹣R＝300Ω﹣75Ω＝225Ω，
由圖2知，此時壓敏電阻受到的壓力為175N，
根據(jù)力的作用是相互的可知，杠桿B端受到的壓力FB＝F＝175N
根據(jù)杠桿的平衡條件知，F(xiàn)拉×OA＝FB×OB，
所以，F(xiàn)拉＝＝＝350N；
②此時物體受到的浮力為：
F浮＝G﹣F拉＝400N﹣350N＝50N，
根據(jù)F?。溅岩篻V排知，物體浸入水中的體積為：
V排＝＝＝5×10﹣3m3，
根據(jù)V＝Sh知，物體浸入水中的深度為：
h水＝＝＝0.125m，
因為開始時物體下表面距池底2m，所以池內(nèi)水面距池底的高度：
h＝h水+h′＝0.125m+2m＝2.125m；
（3）為使該裝置能自動控制水池內(nèi)的最高水位，水池的最低水位不能低于物體沒有進入水中時的水位，為2m，最高水位為物體剛好完全浸沒，為2m+0.2m＝2.2m；
當水位為2m時，輕繩對浮塊的拉力為物體的重力，為400N，
根據(jù)杠桿的平衡條件F拉′×OA＝FB′×OB知，
此時的壓敏電阻的壓力為：F′＝FB′＝＝＝200N，
由圖2知，此時的壓敏電阻為Rt′＝250Ω，
電阻箱的最小值為：R?。絉總﹣Rt′＝300Ω﹣250Ω＝50Ω；
當水位為2.2m時，物體剛好完全浸沒，
物體受到的浮力為：
F浮′＝ρ水gV＝ρ水ga3＝1.0×103kg/m3×10N/kg×（0.2m）3＝80N；
此時G杠桿A端受到的拉力物體受到的拉力為：
FA″＝F拉″＝G﹣F拉′＝400N﹣80N＝320N，
根據(jù)杠桿的平衡條件FA″×OA＝FB″×OB知，此時的壓敏電阻的壓力為：
F″＝FB″＝＝＝160N，
由圖像知壓敏電阻與壓力成一次函數(shù)關(guān)系，關(guān)系式為Rt＝kF+b，
將（200N，250Ω）和（0，50Ω）代入關(guān)系式得，

解得：k＝1Ω/N，
所以關(guān)系式為Rt＝1Ω/N×F+50Ω，
當壓力為160N時，壓敏電阻為Rt″＝210Ω，
電阻箱的最大值為：R大＝R總﹣Rt″＝300Ω﹣210Ω＝90Ω；
綜合分析電阻箱R接入電路的阻值范圍為50Ω≤R≤90Ω。
故答案為：（1）400；減小；（2）①輕繩對浮塊的拉力為350N；②池內(nèi)水面距池底的高度2.125m；（3）50Ω≤R≤90Ω。
七．解答題
36．（2021?蘇州）純電動汽車是一種采用蓄電池作為唯一動力源的汽車。電池的安全性主要體現(xiàn)在對其溫度的控制上，當某組電池溫度過高時，立即啟動制冷系統(tǒng)進行降溫。圖甲是小明設(shè)計的模擬控溫裝置示意圖。電磁繼電器與熱敏電阻Rt、滑動變阻器Rp串聯(lián)接在電壓為6V的電源兩端。當電磁鐵線圈（電阻不計）中的電流I大于或等于25mA時，銜鐵被吸合。熱敏電阻置于溫度監(jiān)測區(qū)域，其阻值Rt與溫度t的關(guān)系如圖乙所示，滑動變阻器的最大阻值為200Ω。
（1）圖甲中應(yīng)將b端與 　c　端相連；
（2）當開關(guān)S閉合時，電磁鐵上端為 　 　極；
（3）若設(shè)置電池溫度為60℃時啟動制冷系統(tǒng)，則滑動變阻器阻值應(yīng)為 　170　Ω；
（4）該電路可設(shè)置啟動制冷系統(tǒng)的最高溫度是 　90　℃；
（5）現(xiàn)利用一只電阻箱在室溫條件下對上述電路進行調(diào)試，使電路能在60℃時啟動制冷系統(tǒng)。為此，先將電阻箱調(diào)為70Ω，然后還需要經(jīng)過三個關(guān)鍵的調(diào)試步驟才能完成調(diào)試。
第一步：斷開開關(guān)，　用電阻箱替換熱敏電阻??；
第二步：閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，直到繼電器的銜鐵被吸合；
第三步：斷開開關(guān)，　用熱敏電阻替換電阻箱　完成電路調(diào)試。

【解析】解：（1）由題意可知，當控制電路電流達到25mA時銜鐵被吸合，制冷系統(tǒng)工作，所以圖甲中，應(yīng)將b端與c端相連。
（2）由圖甲可知，電流從通電螺線管的上端接線柱流入，下端流出，根據(jù)右手螺旋定則，可知螺線管的上端為N極。
（3）若設(shè)置電池溫度為60℃啟動制冷系統(tǒng)，由圖乙可知，當溫度為60℃時，Rt的阻值為70Ω，
由歐姆定律得，此時控制電路的總電阻R＝＝＝240Ω，
由串聯(lián)電路的電阻規(guī)律，滑動變阻器接入的電阻為
RP＝R﹣Rt＝240Ω﹣70Ω＝170Ω，
（4）當滑動變阻器的最大阻值為200Ω時，熱敏電阻的阻值
Rt′＝R﹣RP′＝240Ω﹣200Ω＝40Ω，
由圖乙可知此時對應(yīng)的溫度為90℃，所以此時該電路可設(shè)置啟動制冷系統(tǒng)的最高溫度是90℃。
（5）為使電路能在60℃時啟動制冷系統(tǒng)。為此，先將電阻箱調(diào)為70Ω，然后過三個關(guān)鍵的調(diào)試步驟，
第一步：斷開開關(guān)，用電阻箱替換熱敏電阻；
第二步：閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，直到繼電器的銜鐵被吸合；
第三步：斷開開關(guān)，用熱敏電阻替換電阻箱，完成電路調(diào)試。
故答案為：（1）c；（2）N；（3）170；（4）90；（5）用電阻箱替換熱敏電阻；用熱敏電阻替換電阻箱。
37．（2020?南通）閱讀短文，回答問題。
智能防疫機器人
我國研制的某款智能防疫機器人，具有自主測溫，移動，避障等功能。機器人利用鏡頭中的菲涅爾透鏡將人體輻射的紅外線聚集到探測器上，通過處理系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)闊釄D像，實現(xiàn)對人群的體溫檢測。當發(fā)現(xiàn)超溫人員，系統(tǒng)會自動語音報警，并在顯示屏上用紅色框標注人的臉部。機器人利用磁敏電阻等器件來監(jiān)控移動速度，控制驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)，圖甲為控制電機運轉(zhuǎn)的原理電路，U為輸入電壓，RB為磁敏電阻，阻值隨外加磁場強弱的變化而改變。機器人為有效避障，在移動過程中會發(fā)射、接收超聲波（或激光）來偵測障礙物信息，當感知到前方障礙物時，機器人依靠減速器進行減速，并重新規(guī)劃行駛路線。
下表為機器人的部分參數(shù)。“電池比能量”為單位質(zhì)量的電池所能輸出的電能：“減速器的減速比”為輸入轉(zhuǎn)速與輸出轉(zhuǎn)速的比值。

電池的質(zhì)量
10kg
減速器的減速比
30：1
電池比能量
140W?h/kg
驅(qū)動電機的輸入總功率
400W
移動速度
0.1～1m/s
驅(qū)動電機將電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率
60%
（1）機器人在行進過程中遇到玻璃等透明障礙物時，利用　超聲波?。ㄟx填“超聲波”或“激光”）才能較好感知到障礙物；以移動機器人為參照物，障礙物是　運動　的。
（2）下列關(guān)于機器人的說法中，錯誤的是　A　。
A．菲涅爾透鏡的作用相當于凹透鏡
B．菲涅爾透鏡接收的是人體輻射出的電磁波
C．圖甲中電磁鐵的上端為N極
D．機器人發(fā)現(xiàn)體溫38℃的人會語音報警并識別
（3）若機器人以最大速度沿水平路面勻速直線運動7min，此過程中機器人受到的阻力為　240　N，消耗的電能占電池所能輸出總電能的　3.33　%。
（4）控制電機運轉(zhuǎn)的磁敏電阻阻值隨磁場強弱變化的圖線如圖乙，當磁敏電阻在正常工作區(qū)時，即使圖甲電路中輸入電壓U發(fā)生改變，R1兩端電壓U1都能維持在某一定值附近微小變化，從而使控制電路中的電機穩(wěn)定轉(zhuǎn)動，則磁敏電阻的正常工作區(qū)對應(yīng)圖中　bc?。ㄟx填“ab”或“bc”）段。已知無磁場時RB阻值為200Ω，R1的阻值為400Ω，線圈電阻忽略不計，當U為24V時，處在磁場中的RB電功率為0.32W，則R1兩端的電壓U1是　8　V。
（5）圖丙是機器人測速系統(tǒng)的部分裝置簡化圖，磁敏電阻轉(zhuǎn)速傳感器安裝在驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)齒輪的外側(cè)，當傳感器對準齒輪兩齒間隙時，電纜輸出電流為0．某次當驅(qū)動電機的齒輪勻速轉(zhuǎn)動時，電纜輸出如圖丁所示周期性變化的電流，則1s內(nèi)對準傳感器的齒間隙共有　100　個；若此時機器人遇到障礙物，減速器啟動，則經(jīng)減速器降速后的齒輪轉(zhuǎn)速為　10r/min　。
【解析】解：
（1）激光可以在透明介質(zhì)中傳播，而超聲波是以波的形式傳播的，遇到障礙物時會反射從而被機器人接收，
故機器人在行進過程中遇到玻璃等透明障礙物時，超聲波才能較好感知到障礙物；
機器人與障礙物之間的位置不斷變化，以機器人為參照物，障礙物是運動的；
（2）A、菲涅爾透鏡能會聚紅外線，是凸透鏡，錯誤；
B、菲涅爾透鏡將人體輻射的紅外線（電磁波）會聚到探測器上進行處理，正確；
C、電流由右端流入電磁鐵，由安培定則可知，電磁鐵上端為N極，正確；
D、人體正常體溫約37℃，體溫38℃屬于超溫狀態(tài)，機器人會報警，正確。故選A；
（3）驅(qū)動電機的輸入總功率為400W，驅(qū)動電機將電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率為60%，機械功率為：
P機＝400W×60%＝240W，
由P＝＝＝Fv得，機器人所受牽引力：F＝＝＝240N；
因做勻速直線運動，由二力平衡，機器人受到的阻力為f＝F＝240N；
若機器人以最大速度沿水平路面勻速直線運動7min，機器人消耗電能：
W＝Pt＝400W×7×60s＝1.68×105J，
由表中數(shù)據(jù)，電池比能量為140W?h/kg，電池所能輸出總電能：
W電＝140W?h/kg×10kg＝1400W×3600s＝5.04×106J，
消耗的電能占電池所能輸出總電能的：
η＝＝×100%≈3.33%；
（4）因為R1與RB串聯(lián)，由串聯(lián)分壓原理可知，為維持U1兩端電壓穩(wěn)定，磁敏電阻RB兩端電壓UB也應(yīng)該隨輸入電壓U的變化而發(fā)生變化，則RB阻值的變化量較大，由圖乙可知應(yīng)選擇“bc”段；
根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律和P＝I2R有：
PB＝IB2RB＝（）2×RB＝0.32W，
RB1＝200Ω，RB2＝800Ω，
由于磁敏電阻工作時電阻變化大，故RB＝RB2＝800Ω，
R1與RB串聯(lián)，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和分壓原理有：
＝＝＝，
U1＝8V；
（5）由圖丁可知，10ms內(nèi)對準傳感器的齒間隙為1個，則1s內(nèi)對準傳感器的齒間隙共有：
n＝＝100；
由丙圖知驅(qū)動電機的齒輪間隙共有20個，也就是說驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速為5r/s，以分鐘為單位，其轉(zhuǎn)速為：
5r/s＝300r/min，
因減速器的減速比為30：1，故經(jīng)減速器減速后的齒輪轉(zhuǎn)速為10r/min。
故答案為：（1）超聲波；運動；（2）A；（3）240；3.33；（4）bc；8；（5）100；10r/min。
38．（2020?南京）科技小組為燈暖型浴霸（一種取暖用的電器）設(shè)計了一個可自動控制溫度的裝置。如圖甲所示，控制電路電壓U1恒為12V，繼電器線圈的電阻R0為20Ω，定值電阻R1為40Ω，熱敏電阻R2的阻值隨溫度變化的圖像如圖乙所示；工作電路電壓U2恒為220V，安裝兩只標有“220V 275W”的燈泡。閉合開關(guān)S，當繼電器線圈中的電流大于或等于50mA時，繼電器的銜鐵被吸合，工作電路斷開。

（1）工作電路工作時，A端應(yīng)與　 ?。ㄟx填“B”或“C”）端相連接。
（2）工作電路工作時的總電流為多大？
（3）浴室里控制的溫度t0為多高？
（4）為使利用R2控制的浴室溫度t0高低可調(diào)，需要對控制電路進行改進，請在圖丙的虛線框內(nèi)畫出改進后的部分電路。添加的器材需說明規(guī)格要求。
【解析】解：
（1）當繼電器線圈中的電流大于或等于50mA時，繼電器的銜鐵被吸合，工作電路斷開，反之，銜鐵被釋放時，工作電路工作，則由圖甲可知此時A端應(yīng)與B端相連；
（2）安裝兩只標有“220V 275W”的燈泡，工作時，兩燈并聯(lián)，P＝2PL＝2×275W＝550W；
工作電路工作時的總電流為：
I＝＝＝2.5A；
（3）當繼電器線圈中的電流大于或等于50mA時，繼電器的銜鐵被吸合，工作電路斷開，I＝50mA，
由歐姆定律，R總＝＝＝240Ω，根據(jù)串聯(lián)電阻的規(guī)律，R2＝R總﹣R1﹣R0＝240Ω﹣40Ω﹣20Ω＝180Ω，由圖乙知，控制的溫度t0＝38℃；
（4）因當繼電器線圈中的電流大于或等于50mA時，繼電器的銜鐵被吸合，工作電路斷開，定值電阻R1為40Ω，由歐姆定律R＝，利用滑動變阻器改變連入電路的電阻，根據(jù)串聯(lián)電阻的規(guī)律，從而改變R2的大小，達到控制的浴室溫度t0高低，可用一個滑動變阻器替換R1，如下所示：

根據(jù)已知條件，選用的變阻器規(guī)格為：最大電阻應(yīng)大于40Ω，允許通過的最大電流不小于50mA。
故答案為：
（1）B；
（2）工作電路工作時的總電流為2.5A；
（3）浴室里控制的溫度t0為38℃；
（4）如上所示；選用的變阻器規(guī)格為：最大電阻大于40Ω，允許通過的最大電流不小于50mA。






相關(guān)試卷

（2019-2021）江蘇中考物理真題分項匯編專題09 浮力：

這是一份（2019-2021）江蘇中考物理真題分項匯編專題09 浮力，共38頁。

（2019-2021）江蘇中考物理真題分項匯編專題08 壓強：

這是一份（2019-2021）江蘇中考物理真題分項匯編專題08 壓強，共68頁。

（2019-2021）江蘇中考物理真題分項匯編專題06 質(zhì)量與密度：

這是一份（2019-2021）江蘇中考物理真題分項匯編專題06 質(zhì)量與密度，共39頁。

英語朗讀寶

相關(guān)試卷 更多

（2019-2021）江蘇中考物理真題分項匯編專題03 光現(xiàn)象

（2019-2021）江蘇中考物理真題分項匯編專題03 光現(xiàn)象
（2019-2021）江蘇中考物理真題分項匯編專題02 聲現(xiàn)象

（2019-2021）江蘇中考物理真題分項匯編專題02 聲現(xiàn)象
（2019-2021）江蘇中考物理真題分項匯編專題17 電功率

（2019-2021）江蘇中考物理真題分項匯編專題17 電功率
（2019-2021）江蘇中考物理真題分項匯編專題19 電與磁（二）

（2019-2021）江蘇中考物理真題分項匯編專題19 電與磁（二）
資料下載及使用幫助
版權(quán)申訴
版權(quán)申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識產(chǎn)權(quán)，請掃碼添加我們的相關(guān)工作人員，我們盡可能的保護您的合法權(quán)益。
入駐教習(xí)網(wǎng)，可獲得資源免費推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎勵，申請 精品資源制作， 工作室入駐。
版權(quán)申訴二維碼
中考專區(qū)
歡迎來到教習(xí)網(wǎng)
  • 900萬優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊
qrcode
二維碼已過期
刷新

微信掃碼，快速注冊

手機號注冊
手機號碼

手機號格式錯誤

手機驗證碼 獲取驗證碼

手機驗證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內(nèi)有效

設(shè)置密碼

6-20個字符，數(shù)字、字母或符號

注冊即視為同意教習(xí)網(wǎng)「注冊協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊
手機號注冊
微信注冊

注冊成功

返回
頂部