第二十章《電與磁》單元基礎(chǔ)鞏固與培優(yōu)必刷達(dá)標(biāo)卷 （考試時(shí)間：80分鐘 試卷滿分：100分） 一、單項(xiàng)選擇題（本大題共7小題，每小題3分，共21分）在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)是正確的。 1．關(guān)于地磁場，下列說法中正確的是（　?。?A．磁感線是磁場中真實(shí)存在的曲線 B．地球周圍的地磁場的磁感線是從地磁S極出發(fā)回到地磁N極 C．教室里水平放置、能自由轉(zhuǎn)動的小磁針靜止時(shí)N極指向地理南極 D．指南針是我國古代四大發(fā)明之一，它能指南北是因?yàn)槭艿降卮艌龅淖饔?【答案】D 【詳解】A．磁感線是為了描述磁場而引入的，不存在，故A錯(cuò)誤； B．磁體外部磁感線都是從N極出發(fā)，回到S極，地磁場的磁感線也一樣，故B錯(cuò)誤； C．教室里水平放置、能自由轉(zhuǎn)動的小磁針的磁場與地磁場相互作用，靜止時(shí)，小磁針的N極指向地理北極，故C錯(cuò)誤； D．指南針是我國古代四大發(fā)明之一，指南針能夠指南北，為我們辨別方向，是因?yàn)橹改厢樀拇艌龊偷卮艌龅南嗷プ饔?，使指南針受到地磁場給的力的作用，靜止時(shí)針尖指向地理南方，故D正確。 故選D。 2．小明家有一款磁懸浮音箱（圖甲），其內(nèi)部電路圖如圖乙所示。下列對此音箱的說法正確的是（　?。? A．調(diào)節(jié)滑片P位置可調(diào)節(jié)音箱懸浮高度 B．通電后底座的周圍存在許多磁感線 C．音箱懸浮利用了異名磁極相互吸引的原理 D．音箱底部的永磁鐵的A端為S極 【答案】A 【詳解】A．由圖可知，閉合開關(guān)，使音箱懸浮后，調(diào)節(jié)滑片P，電磁鐵線圈中的電流發(fā)生變化，磁性大小發(fā)生變化，音箱受到的磁力發(fā)生變化，音箱與底座之間的距離發(fā)生變化，音箱懸浮高度發(fā)生變化，故A正確； B．通電后底座的周圍存在磁場，但不存在磁感線，磁感線是人們?yōu)榱诵蜗蠓奖愕孛枋龃艌龆傧氲那€，故B錯(cuò)誤； C．磁懸浮音箱利用了同名磁極相互排斥的原理，故C錯(cuò)誤； D．由安培定則和圖示可知，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上端，則螺線管的上端為N極、下端為S極，磁懸浮音箱利用了同名磁極相互排斥的原理，所以音箱底部磁體的A端應(yīng)該是N極，故D錯(cuò)誤。 故選A。 3．如圖所示，是某同學(xué)自制的簡易電磁鎖原理圖。閉合開關(guān)S，滑片P向左移動，使靜止在水平桌面的條形磁體滑動，打開門鎖。下列說法正確的是（　?。? A．通電后電磁鐵a端為S極 B．滑片向左移動的過程中電磁鐵的磁性增強(qiáng) C．條形磁體在滑動過程中受到向左的摩擦力 D．條形磁體在滑動過程中受到的摩擦力變小 【答案】B 【詳解】A．由圖中可知，通電后電流從電磁鐵的b端流入，由安培定則可知，電磁鐵的a端為N極，故A錯(cuò)誤； B．滑片向左移動的過程中，滑動變阻器接入電路中的阻值變小，故電路中電流變大，則電磁鐵的磁性增強(qiáng)，故B正確； C．因條形磁鐵的b端為S極，故由異名磁極相互吸引可知，條形磁體會受到向左的磁力作用而向左滑動，故條形在滑動過程中受到桌面向右的摩擦力，故C錯(cuò)誤； D．條形磁體在滑動過程中，在豎直方向上處于受力平衡狀態(tài)，條形磁鐵與桌面之間的壓力和粗糙程度不變，故條形磁體在滑動過程中受到的摩擦力不變，故D錯(cuò)誤。 故選B。 4．風(fēng)能作為一種清潔的新能源，越來越受到世界各國的重視。風(fēng)力發(fā)電已成為我國新能源戰(zhàn)略的重要組成部分。下列選項(xiàng)中與風(fēng)力發(fā)電機(jī)原理相同的是（　?。? A． B． C． D． 【答案】C 【詳解】風(fēng)力發(fā)電，消耗風(fēng)能，產(chǎn)生電能，是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的過程，所以，原理是電磁感應(yīng)。 A．圖中是奧斯特實(shí)驗(yàn)，小磁針發(fā)針偏轉(zhuǎn)說明通電導(dǎo)體周圍有磁場，故A不符合題意； B．圖中是利用電磁繼電器進(jìn)行控制的電路，電磁鐵通電時(shí)有磁性，斷電時(shí)無磁性，電鈴就是利用電磁鐵的這個(gè)特性工作的，故B不符合題意； C．當(dāng)圖中線圈在磁場中做切割磁感線運(yùn)動時(shí)，燈泡會發(fā)光，這是電磁感應(yīng)，與發(fā)電機(jī)的原理相同，故C符合題意； D．圖中開關(guān)閉合后，電路中有電流，通電導(dǎo)體受到磁場力的作用發(fā)生運(yùn)動，即是電動機(jī)的制作原理，故D不符合題意。 故選C。 5．如圖所示為直流電動機(jī)的工作原理圖，下列說法正確的是（　?。? A．通電后線圈轉(zhuǎn)動的過程中ab和cd 受力方向相同 B．線圈從圖中位置轉(zhuǎn)過90°時(shí)，線圈受力平衡 C．通電后線圈轉(zhuǎn)動的過程中，消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 D．通電后線圈轉(zhuǎn)動的原理是電磁感應(yīng) 【答案】B 【詳解】A．通電后線圈轉(zhuǎn)動的過程中ab和cd 受力方向是相反的，故A錯(cuò)誤； B．線圈從圖中位置轉(zhuǎn)過90°時(shí)，恰好處于平衡位置，線圈受力平衡，故B正確； C．通電后線圈轉(zhuǎn)動的過程中，線圈中有電流，線圈會發(fā)熱，故消耗的電能一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，另一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故C錯(cuò)誤； D．通電后線圈轉(zhuǎn)動的原理是通電線圈在磁場中受到力的作用，故D錯(cuò)誤。 故選B。 6．我國自行研制的第三艘航空母艦福建號采用了最先進(jìn)的電磁彈射器。電磁彈射器的彈射車處于強(qiáng)磁場中，當(dāng)彈射車內(nèi)的導(dǎo)體有強(qiáng)電流通過時(shí)，彈射車就給艦載機(jī)提供強(qiáng)大的推力而快速起飛。下列各圖能正確反映電磁彈射器工作原理的是（　?。??? A．?? B．?? C．?? D．?? 【答案】C 【詳解】依題意電磁彈射器的彈射車處于強(qiáng)磁場中，當(dāng)彈射車內(nèi)的導(dǎo)體有強(qiáng)電流通過時(shí)，彈射車就給艦載機(jī)提供強(qiáng)大的推力，由此可知其原理是通電導(dǎo)體在磁場中受力運(yùn)動，與電動機(jī)原理相同。 A．圖A是奧斯特實(shí)驗(yàn)，說明電流周圍存在磁場，故A不符合題意； B．圖B是探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系，故B不符合題意； C．圖C有電源，通電導(dǎo)體在磁場中受力運(yùn)動，是電動機(jī)原理，故C符合題意； D．圖D沒有電源，是探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)，故D不符合題意。 故選C。 7．如圖是小明利用光敏電阻為居民樓門口設(shè)計(jì)的一種智能照明電路，L為“220V 22W”照明燈，天暗時(shí)自動發(fā)光，天亮?xí)r自動熄滅?？刂齐娐分?，電源由兩節(jié)干電池串聯(lián)而成。R1為定值電阻，R2為阻值會隨著光照強(qiáng)度變化而變化的光敏電阻。下列說法中不正確的是（　?。? A．受控電路中導(dǎo)線a端應(yīng)連接照明電路的火線 B．提高控制電路電源電壓，L白天也可能發(fā)光 C．當(dāng)光照強(qiáng)度增大時(shí)，控制電路總功率將增大 D．為了讓燈在天更暗時(shí)才發(fā)光，可換用阻值更小的R1 【答案】B 【詳解】A．開關(guān)控制燈泡時(shí)，開關(guān)接在火線上，所以，受控電路中導(dǎo)線a端應(yīng)連接照明電路的火線，故A正確，不符合題意； B．如果提高控制電路的電壓，由歐姆定律知道，控制電路中的電流增大，在白天時(shí)，控制電路的電流很大，銜鐵會被吸下，照明燈L不發(fā)光，且到晚上時(shí)，由于控制電路的電壓高、電流大，也可能導(dǎo)致銜鐵被吸下，照明燈L也可能不發(fā)光，故B錯(cuò)誤，符合題意； C．當(dāng)光照強(qiáng)度增大時(shí)，光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻關(guān)系知道，控制電路的總電阻變小，根據(jù)歐姆定律可知，電路中的電流變大，由P＝UI知道，控制電路的功率變大，故C正確，不符合題意； D．根據(jù)題意知道，照明燈在天暗時(shí)發(fā)光，說明此時(shí)照明電路閉合，即銜鐵上動觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)接觸，由圖知道，此時(shí)銜鐵應(yīng)被釋放，則電磁鐵的磁性減弱，說明控制電路中的電流變小，由知道，控制電路中的電阻變大，即此時(shí)光敏電阻的阻值變大，反之，天亮?xí)r光敏電阻的阻值變小，所以，該光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減??；電磁鐵的吸合電流不變，控制電路電源電壓不變，由歐姆定律知道，銜鐵被吸下時(shí)電路的總電阻不變，要在環(huán)境光線更弱時(shí)才啟動節(jié)能燈照明，此時(shí)光敏電阻的阻值較大，則應(yīng)換用阻值較小的R1，故D正確，不符合題意。 故選B。 二：填空題（本題有7小題，每空1分，共21分） 8．如圖所示是我國早期的指南針——司南。東漢學(xué)者王充在《論衡》中記載：“司南之杓，投之于地，其柢指南”，其“柢”指南是因?yàn)槭艿? 的作用，“柢”應(yīng)該為該磁體的 極。司南在光滑的青銅盤比在粗糙的桌面上更能正確指向，是因?yàn)樗灸吓c桌面之間 的影響了實(shí)驗(yàn)效果。 【答案】 地磁場 南 摩擦力 【詳解】[1]司南是用天然磁石磨制成的勺子，其本質(zhì)就是一塊磁鐵，在地磁場中受到磁力的作用。 [2]由“司南之杓，投之于地，其柢指南”可知，司南的長柄指的是地理的南極，即地磁的N極，所以其“柢”應(yīng)該為磁體的南極，即S極。 [3]把天然磁石按照正確方法打磨成磁勺后，放在粗糙的木盤上，使磁勺水平自由轉(zhuǎn)動直至最終靜止，由于摩擦力較大，磁勺總不能正確指向，將粗糙木盤換成較光滑的青銅盤，摩擦力減小了才略有改善。這是因?yàn)樗灸吓c桌面之間的摩擦力影響了實(shí)驗(yàn)效果。 9．兩根平行導(dǎo)線通電后會出現(xiàn)如圖甲所示的現(xiàn)象（圖中實(shí)線、虛線分別表示通電前后的情況），由此可以推斷出在圖乙所示的電路中，當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，螺線管的長度會 （選填“變長”或“變短”，不考慮摩擦），你判斷的依據(jù)是 ；如果螺線管左端是N極，則電源的右端是 極。 【答案】 變短 由于螺線管上相鄰導(dǎo)線中電流方向都相同，導(dǎo)線相互吸引 正 【詳解】[1][2]根據(jù)圖（甲）所示的現(xiàn)象可知，電流方向相同時(shí)，兩導(dǎo)線會相互吸引；圖乙中，當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，由于螺線管上相鄰導(dǎo)線中電流方向都相同，導(dǎo)線相互吸引，故螺線管的長度會變短。 [3]圖乙中，螺線管的左端為N極，右端為S極，根據(jù)螺線管的線圈繞向，利用安培定則可知，電流從螺線管的右端流入，左端流出；所以電源右端是正極。 10．如圖所示是一種溫度自動控制裝置的原理圖。制作水銀溫度計(jì)時(shí)在玻璃管中封入一段金屬絲，“電源1”的兩極分別與水銀和金屬絲相連。 （1）閉合開關(guān)S后，當(dāng)溫度達(dá)到 ℃時(shí)，發(fā)熱電阻就停止加熱； （2）當(dāng)電磁鐵中有電流通過時(shí)，若它的左端為N極，則“電源1”的 端為正極； （3）為增強(qiáng)電磁鐵的磁性，下列措施一定可行的是 （填序號）。 ①增大“電源1”的電壓????????②減小“電源2”的電壓 ③減少電磁鐵線圈匝數(shù)?????????④改變電磁鐵中電流方向 【答案】 90 右 ① 【詳解】（1）[1]水銀是導(dǎo)體，當(dāng)溫度達(dá)到90℃，水銀柱接觸到溫度計(jì)上端的金屬絲使電磁鐵電路接通，此時(shí)電磁鐵線圈中有電流通過，線圈中就會產(chǎn)生磁性，吸引銜鐵，右端的電路斷開，發(fā)熱電阻停止加熱。 （2）[2]當(dāng)電磁鐵中有電流通過時(shí)，若它的左端為N極，根據(jù)安培定則可知，此時(shí)線圈中的電流方向在外部是向上的，則“電源1”的右端為正極。 （3）[3]電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與電流大小、線圈匝數(shù)有關(guān)；為增強(qiáng)電磁鐵的磁性，可通過增大電流、增加線圈匝數(shù)實(shí)現(xiàn)，故①符合題意，②③④不符合題意。故選填①。 11．如圖所示的裝置，線圈abcd轉(zhuǎn)動過程中經(jīng)過甲、乙位置。 ?? （1）圖甲中ab段導(dǎo)線的電流方向是 （選填“由a到b”或“由b到a”），圖乙中ab段導(dǎo)線的電流方向是 （選填“由a到b”或“由b到a”）； （2）圖甲中ab段導(dǎo)線所受磁場力F的方向豎直向上，請標(biāo)出圖乙中ab段導(dǎo)線所受磁場力的方向 ； （3）本裝置是采用 的辦法使線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動下去。 【答案】 由b到a 由a到b ?? 改變電流方向 【詳解】（1）[1]由于電流從電源的正極出發(fā)，故圖甲中ab的電流方向是由b到a。 [2] 在圖乙中，導(dǎo)線ab中的電流方向是由a到b，與圖甲的電流方向相反。 （2）[3]磁場方向不變，導(dǎo)線ab中的電流方向改變，所以導(dǎo)線ab的受力方向改變，圖甲中導(dǎo)線ab的受力方向向上，所以圖乙中導(dǎo)線ab的受力方向向下，如下圖所示 ?? （3）[4]由圖可知，本裝置是采用改變電流方向的辦法使線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動下去，圖中換向器起到改變電流方向的作用。 12．如圖所示，兩根絕緣細(xì)線懸掛著的導(dǎo)體ab，放在U形磁鐵中央，ab兩端連接著導(dǎo)線，在虛線框中接入 （選填“靈敏電流計(jì)”或“電池組”時(shí)可以探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，要完成該實(shí)驗(yàn)，應(yīng)閉合開關(guān)，導(dǎo)體ab應(yīng) （選填“上下”或“左右”）運(yùn)動，這就是 （選填“發(fā)電機(jī)”或“電動機(jī)”）的工作原理。 【答案】 靈敏電流計(jì) 左右 發(fā)電機(jī) 【詳解】[1]電磁感應(yīng)現(xiàn)象是閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線的運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象，因此要探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，虛框中應(yīng)接入靈敏電流計(jì)。 [2]應(yīng)閉合開關(guān)，導(dǎo)體ab要切割磁感線，應(yīng)左右運(yùn)動。 [3]發(fā)電機(jī)的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，電動機(jī)的工作原理為通電導(dǎo)體在磁場中受力的作用。 13．人工心臟泵可短時(shí)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(dāng)于一個(gè)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(shí)，電磁鐵左端是 極，血液會 （選填“流入”或“流出”）活塞筒，該裝置工作時(shí)，線圈AB中的電流方向 （選填“需要”或“不需要”）改變。 【答案】 S 流入 需要 【詳解】[1]線圈中的電流從A流向B時(shí)，根據(jù)安培定則，電磁鐵右端N極，左端S極。 [2]異名磁極相互吸引，此時(shí)活塞左移，筒內(nèi)壓強(qiáng)減小，血液流入筒。 [3]因?yàn)楣ぷ鲿r(shí)活塞要左右移動，電磁鐵磁極要改變，所以電流方向需要改變。 14．小華學(xué)習(xí)了電磁繼電器后，發(fā)明了一種自動拍照監(jiān)控裝置，其電路原理圖如圖所示。當(dāng)有人踩在壓敏電阻上時(shí)，壓敏電阻阻值減小，電磁鐵磁性變 ，通電的電磁鐵上端磁極為 極，工作電路中的 （選填“電控照相機(jī)”或指示燈）開始工作。 【答案】 強(qiáng) S 電控照相機(jī) 【詳解】[1] 有人踩在壓敏電阻上時(shí)，壓敏電阻阻值減小，控制電路的總電阻變小，根據(jù)歐姆定律可知，控制電路中的電流變大，則電磁鐵的磁性增強(qiáng)。 [2] 電流從電磁鐵的上端流入，根據(jù)安培定則可知，電磁鐵的上端為S極。 [3] 電磁鐵的磁性增強(qiáng)后，將銜鐵吸引下來，與觸點(diǎn)2接觸，則電控照相機(jī)連入電路，開始工作。 三、作圖題（共7分） 15．如圖所示，小磁針在條形磁鐵的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，請標(biāo)出小磁針的N極和條形磁鐵磁感線的方向。 【答案】 【詳解】磁鐵外部磁感線從磁鐵的N極出發(fā)，回到S極，根據(jù)磁極間相互作用規(guī)律，同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，小磁針左端為N極，如圖所示： 16．如圖所示，畫出通電螺線管中的電流方向和它外部磁感線a的方向。 【答案】 【詳解】由圖可知，電流從正極出發(fā)，回到負(fù)極，根據(jù)安培定則可知，右手握住通電螺線管，四指指向電流方向，大拇指所指方向，即通電螺線管的右端為N極，磁感線由N極出發(fā)，回到S極，如圖所示： 17．如圖，為某大橋設(shè)計(jì)一個(gè)車輛超重的報(bào)警裝置，當(dāng)路面壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，壓力傳感器就接通電路。要求車輛超重時(shí)，信號燈就發(fā)光，請?jiān)趫D中為他連好電路。 【答案】 【詳解】根據(jù)題意知道，這是一個(gè)電磁繼電器的工作原理圖，左側(cè)與電磁鐵連接的為控制電路，右側(cè)與信號燈連接的為工作電路，壓力傳感器、電磁鐵、電源組成控制電路；信號燈、電源、觸點(diǎn)開關(guān)組成工作電路，電路連接如下 四、實(shí)驗(yàn)題:本大題共3小題，第16小題7分，第17、18小題各6分，共19分。 18．電與磁之間存在著相互聯(lián)系，彰顯物理現(xiàn)象的對稱、統(tǒng)一之美。 （1）如圖1所示，小雨利用干電池、導(dǎo)線和小磁針進(jìn)行實(shí)驗(yàn)； ①通電后小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，斷電后小磁針復(fù)位。實(shí)驗(yàn)表明 ； ②若把圖甲中的小磁針換成直導(dǎo)線并通電。推測：兩條通電導(dǎo)線之間 （填“有”或“沒有”）相互作用力，依據(jù)是 （填字母）； A．電磁感應(yīng)現(xiàn)象??????????B．磁場對電流的作用 （2）小雨又將直導(dǎo)線繞成螺線管形狀，在螺線管的兩端各放一個(gè)小磁針，并在硬紙板上均勻地撒滿鐵屑。通電后觀察小磁針的指向及鐵屑的排列情況，如圖2所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：通電螺線管外部的磁場與 的磁場一樣； （3）在螺線管中插入軟鐵棒，制成電磁鐵。下列設(shè)備中沒有用到電磁鐵的是 （填字母）。 A．大型發(fā)電機(jī)????? B．電磁起重機(jī)???????? C．電爐 【答案】 通電導(dǎo)線周圍存在磁場 有 B 條形磁體 C 【詳解】（1）①[1]通電后小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，斷電后小磁針復(fù)位。實(shí)驗(yàn)表明表明通電導(dǎo)線周圍存在磁場。 ②[2][3]由于通電導(dǎo)線周圍有磁場，磁場對電流有力的作用，故若把圖甲中的小磁針換成直導(dǎo)線并通電，兩條通電導(dǎo)線之間有相互作用力。故選B。 （2）[4]通電后觀察小磁針的指向及鐵屑的排列情況，畫出通電螺線管的磁感線，根據(jù)通電螺線管的磁感線分布形狀可知，通電螺線管外部的磁場和條形磁體外部的磁場一樣，通電螺線管的兩端相當(dāng)于條形磁體的兩個(gè)極。 （3）[5]電爐是完全的發(fā)熱裝置，而發(fā)電機(jī)和電磁起重機(jī)均需要電磁鐵產(chǎn)生磁性進(jìn)行工作。 故選C。 19．在研究“磁場對通電導(dǎo)體（電流）有力的作用”實(shí)驗(yàn)中． （1）利用圖甲所示的裝置研究“磁場對電流的作用”時(shí)，應(yīng)在“a”、“b”之間接入 （選填“靈敏電流計(jì)““電源””燈泡“），根據(jù)該原理可制成 機(jī)，在“a”、“b”之間接入 （選填“靈敏電流計(jì)““電源””燈泡“）可研究“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”，根據(jù)該原理可制成 機(jī)． （2）如圖乙、丙中，磁體間磁場的磁感線方向都是從磁體N極水平指向S極，且線圈所處的空間磁場強(qiáng)弱是恒定不變的（也稱勻強(qiáng)磁場）． （a）在乙圖中，通電后cd段導(dǎo)線受磁場力的方向?yàn)樨Q直向下，此時(shí)，ab段導(dǎo)線所受磁場力的方向是豎直向上，這兩個(gè)力 （選填“是”或“不是”）不是一對平衡力． （b）圖丙中的線圈可以持續(xù)轉(zhuǎn)動，是在外部加裝了 ，該裝置能使線圈平面剛處于 （選填“平行磁感線““垂直磁感線”或“任一”）位置時(shí)，自動改變線圈中的電流方向． （c）寫出一種讓圖丙中線圈轉(zhuǎn)動更快的措施： ． 【答案】 電源 電動 靈敏電流計(jì) 發(fā)電 不是 換向器 垂直磁感線 增大線圈中的電流（或增加線圈的匝數(shù)、換更強(qiáng)的磁場等） 【詳解】（1）因?yàn)橥妼?dǎo)體在磁場中受力會運(yùn)動，觀察圖可知缺少一個(gè)電源，因此利用如圖甲所示的裝置研究“磁場對電流的作用”時(shí)，應(yīng)在“a”、“b”之間接入電源，根據(jù)此原理制成了電動機(jī)； 電磁感應(yīng)現(xiàn)象是閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，沒有電源，為了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，利用靈敏電流計(jì)顯示是否有電流產(chǎn)生，而不選用燈泡，故選用靈敏電流表； 發(fā)動機(jī)是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的； （2）（a）在乙圖中，通電后cd段導(dǎo)線受磁場力的方向?yàn)樨Q直向下，此時(shí)，ab段導(dǎo)線所受磁場力的方向是豎直向上，這兩個(gè)力不是一對平衡力，這是因?yàn)檫@兩個(gè)力不作用在一條直線上； （b）圖丙中的線圈可以持續(xù)轉(zhuǎn)動，是在外部加裝了換向器．當(dāng)通電線圈所在平面與磁感線垂直時(shí)（平衡位置），它能自動改變線圈中的電流方向，從而使線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動． （c）線圈轉(zhuǎn)動的快慢與電流的大小、線圈的匝數(shù)、磁場的強(qiáng)弱等因素有關(guān)，所以要使線圈轉(zhuǎn)動的更快，可以增大線圈中的電流、增加線圈的匝數(shù)、換更強(qiáng)的磁場等． 20．某興趣小組的同學(xué)，學(xué)習(xí)了磁現(xiàn)象的知識后，對學(xué)過的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了梳理和探究。 （1）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如圖甲乙所示，通過分析得出條形磁鐵和通電導(dǎo)線周圍都存在著一種看不見、摸不著的物質(zhì)，將其稱為 ；拿走條形磁鐵或斷開電源后，小磁針恢復(fù)到原來狀態(tài)，這是因?yàn)樾〈裴樖艿搅说? 作用； （2）乙圖小磁針偏轉(zhuǎn)方向不同，說明通電導(dǎo)線周圍磁場的方向與 方向有關(guān)； （3）通過分析下面實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，說明通電螺線管周圍的磁場與條形磁鐵周圍的磁場相似，因此通電螺線管兩端也有磁性較強(qiáng)的磁極，人們通過右手螺旋定則科學(xué)、巧妙的來幫助我們記憶通電螺線管的N極和S極，用右手握住通電螺線管，四指彎曲的方向表示 ，大拇指所指的方向表示 ； （4）在評估交流中，某小組給出了另外的判斷方法，沿著螺線管軸線方向看，電流流向若是順時(shí)針方向，則看到的螺線管一端是 （選填“N極”或“S極”）； （5）既然電可以生磁，根據(jù)辯證唯物主義觀，磁就可以生電，如下圖甲所示，乙為蹄形磁鐵和導(dǎo)體棒AB的截面圖。實(shí)驗(yàn)中靈敏電流計(jì)的作用是 ，閉合開關(guān)后，能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是 （填序號） 【答案】 磁場 地磁場 電流 電流方向 通電螺線管的N極 S極 檢驗(yàn)電路中是否產(chǎn)生微弱的感應(yīng)電流 ABD 【詳解】（1）[1]磁體在磁場中會受到磁力的作用，條形磁鐵和通電導(dǎo)線周圍的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明它們受到磁力的作用，即條形磁鐵和通電導(dǎo)線周圍存在著磁場。 [2]地球是一個(gè)巨大的磁體，周圍存在的磁場稱作地磁場，拿走條形磁鐵或斷開電源后，小磁針恢復(fù)到原來狀態(tài)，指示南北，這是因?yàn)樾〈裴樖艿搅说牡卮艌鲎饔谩?（2）[3]乙圖導(dǎo)線中電流方向不同，小磁針偏轉(zhuǎn)方向不同，說明通電導(dǎo)線周圍磁場的方向與電流方向有關(guān)。 （3）[4][5]安培定則的內(nèi)容，根據(jù)電流的方向能夠判斷通電螺線管的N、S極，用右手握住通電螺線管，四指彎曲的方向表示電流方向，大拇指所指的方向表示通電螺線管的N極。 （4）[6]由圖可知，沿著螺線管軸線方向看，電流流向若是順時(shí)針方向，則看到的螺線管一端是S極，電流流向若是逆時(shí)針方向，則看到的螺線管一端是N極。 （5）[7]要判斷磁能否生電，電路中應(yīng)連接電流表，實(shí)驗(yàn)中選用靈敏電流計(jì)，作用是檢驗(yàn)電路中是否產(chǎn)生微弱的感應(yīng)電流。 [8]由圖可知，磁感線從N極指向S極，方向豎直向下； ABD．閉合開關(guān)后，導(dǎo)體做切割磁感線的運(yùn)動，能產(chǎn)生感應(yīng)電流，故ABD符合題意； C．閉合開關(guān)后，導(dǎo)體沿著磁感線運(yùn)動，沒有切割磁感線，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C不符合題意。 故選ABD。 五、計(jì)算題:本大題共2小題，第19小題6分，第20小題7分，共13分。 21．如圖甲是科技小組設(shè)計(jì)的“智能溫控小屋”簡化電路，受控電路功率隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示。當(dāng)室溫上升至28℃時(shí)冷卻系統(tǒng)開始工作，當(dāng)室溫降至23℃時(shí)停止工作。Rt為熱敏電阻，其阻值隨溫度的升高而減小，當(dāng)控制電路中的電流為0.15A時(shí)，銜鐵剛好被吸下，控制電路電源電壓恒為3V。定值電阻R0為100Ω，線圈電阻忽略不計(jì)。求： （1）受控電路30min內(nèi)消耗的電能； （2）受控電路工作時(shí)，通過電阻R0的電流； （3）熱敏電阻Rt的變化范圍。 【答案】（1）1.44×106J；（2）0.03A；（3）20Ω≤Rt＜25Ω 【詳解】解：（1）由圖像可知，受控電路30min內(nèi)工作了20min消耗的電能為 W＝Pt＝1200W×20×60s＝1.44×106J （2）銜鐵被吸下時(shí)，受控電路工作，此時(shí)控制電路中R0與Rt并聯(lián)，由并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律知，R0兩端的電壓為 U0＝U＝3V 通過電阻R0的電流為 （3）當(dāng)室溫上升至28℃時(shí)冷卻系統(tǒng)開始工作前，控制電路只有熱敏電阻接入電路，此時(shí)斷路，此時(shí)經(jīng)過熱敏電阻的電流最大為0.15A，電阻最小時(shí)恰好銜鐵被吸下，因此可以求出Rt的最小值 銜鐵被下瞬間，冷卻系統(tǒng)開始工作，溫度不再上升，而是下降，電阻Rt開始變大，但由于銜鐵被吸下后定值電阻被接入電路，與并聯(lián)，當(dāng)電路中的總電流小到0.15A時(shí)，銜鐵才會被彈回，此時(shí)經(jīng)過的電流為 It＝I－I0＝0.15A－0.03A＝0.12A 此時(shí)Rt的阻值最大為 因?yàn)镽t的阻值隨溫度的升高而減小，若Rt的阻值繼續(xù)減小， 電路中的電流變大， 銜鐵被吸下，冷卻系統(tǒng)開始工作，溫度降低，此時(shí)Rt的阻值會減小，故Rt的阻值最大為25Ω，故熱敏電阻Rt的變化范圍為20Ω≤Rt＜25Ω。 答：（1）受控電路30min內(nèi)消耗的電能為1.44×106J； （2）受控電路工作時(shí)，通過電阻R0的電流為0.03 A； （3）熱敏電阻Rt的變化范圍為20Ω≤Rt＜25Ω。 22．某商場新進(jìn)了一批具有加熱和保溫兩種功能的微型電熱水器，其內(nèi)部簡化電路如圖甲所示。該電熱水器由控制電路和工作電路兩部分組成?？刂齐娐酚呻娫矗妷汉愣║=5V）、開關(guān)S0、電磁鐵（線圈電阻R0=20Ω）、熱敏電阻R組成，熱敏電阻R的阻值隨水溫的變化圖像如圖乙所示。工作電路中R1=44Ω，R2=956Ω。當(dāng)開關(guān)S0和S均閉合時(shí)，電熱水器開始加熱，當(dāng)水溫達(dá)到100℃時(shí)，銜鐵會被吸下，工作電路處于保溫狀態(tài)。已知c水=4.2×103J/(kg·℃)，解答下列問題： （1）當(dāng)水溫達(dá)到100℃時(shí)，控制電路中的電流是多少？ （2）電熱水器將水箱中1kg的水從17℃加熱到83℃，用時(shí)5min。求此過程水吸收的熱量及電熱水器的加熱效率； （3）用電高峰期，當(dāng)電熱水器處于保溫狀態(tài)時(shí)，電熱水器工作450s，消耗1.8×104J的電能，此時(shí)電熱水器兩端的實(shí)際電壓是多少？ 【答案】（1）0.125A；（2）2.772×105J； 84%；（3）200V。 【詳解】解：（1）由圖乙可知，當(dāng)水溫達(dá)到100℃時(shí)，熱敏電阻R大小為20Ω，此時(shí)控制電路中電流 （2）水吸收的熱量 Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(83℃-17℃)=2.772×105J 根據(jù)題意可知，當(dāng)開關(guān)S0和S均閉合時(shí)，電熱水器開始加熱，此時(shí)工作電路只有R1工作，電熱水器的加熱功率 加熱消耗的電能 W1=P加熱t(yī)1=1100W×5×60s=3.3×105J 電熱水器的加熱效率 （3）當(dāng)水溫達(dá)到100℃時(shí)，銜鐵會被吸下，工作電路處于保溫狀態(tài)，此時(shí)工作電路中R1、R2串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知，保溫時(shí)工作電路中電阻 R總=R1+R2=44Ω+956Ω=1000Ω 電熱水器實(shí)際電功率 此時(shí)電熱水器兩端的實(shí)際電壓是 答：（1）當(dāng)水溫達(dá)到100℃時(shí)，控制電路中的電流是0.125A； （2）電熱水器將水箱中1kg的水從17℃加熱到83℃，用時(shí)5min。此過程水吸收的熱量為2.772×105J；電熱水器的加熱效率為84%； （3）電熱水器兩端的實(shí)際電壓是200V。 六、綜合能力題:本大題共3小題，第21小題7分，第22、23小題各6分，共19分 23．如圖甲所示是一個(gè)磁懸浮地球儀，球體內(nèi)有一個(gè)條形磁體，其磁場方向與地磁場磁場方向相同，下方環(huán)形底座內(nèi)有一個(gè)電磁鐵，通過磁極間的相互作用使地球儀懸浮在空中，圖乙是其內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。 （1）圖甲所示的地球儀，上方是地理位置的北極，則球體內(nèi)條形磁體的 （選填“上”或“下”）方是它的N極； （2）圖甲中地球儀懸浮在空中這是根據(jù)同名磁極相互 的原理實(shí)現(xiàn)的； （3）請標(biāo)出圖乙中電磁鐵的磁感線方向及電源的“+、﹣”極。( ) 【答案】 下 排斥 【詳解】（1）[1]由題可知，球體內(nèi)有一個(gè)條形磁體，其磁場方向與地磁場磁場方向相同。圖甲所示的地球儀上方是地理位置的北極，根據(jù)地磁南（S）極在地理北極附近可知，條形磁體的上端是S極，下端是N極。 （2）[2]地球儀懸浮在空中這是根據(jù)同名磁極相互排斥的原理，懸浮時(shí)排斥力等于球體的重力，處于二力平衡的狀態(tài)。 （3）[3]因?yàn)榈厍騼x懸浮，所以條形磁體和電磁鐵相互靠近的部分是同名磁極，所以電磁鐵的上端是N極，下端是S極，根據(jù)磁體周圍的磁感線從N極出發(fā)，回到S極，所以圖中磁感線方向從上到下；根據(jù)安培定則，可以判斷電流從下端進(jìn)入電磁鐵，從上端流出，所以電源的下端是正極，上端是負(fù)極，如下圖所示： 24．閱讀短文，回答問題。 為延長蔬果保鮮時(shí)間，某同學(xué)幫助菜農(nóng)設(shè)計(jì)了蔬果保鮮倉庫的自動制冷裝置，裝置如圖甲所示。控制電路中電源電壓恒定，為熱敏電阻，阻值隨溫度的變化關(guān)系如圖乙所示，為定值電阻，阻值為5Ω，電磁鐵線圈阻值忽略不計(jì)。當(dāng)溫度升高到5℃時(shí)，控制電路中電流達(dá)到100mA，銜鐵吸下，制冷器啟動工作；當(dāng)電流降至37.5mA時(shí)，銜鐵彈回，工作電路斷開，制冷器停止工作，如此進(jìn)行間歇性循環(huán)工作。圖丙為工作電路某1小時(shí)內(nèi)制冷器功率與時(shí)間的關(guān)系圖。請完成下列問題： （1）通電后，電磁鐵上端是 極； （2）溫度升高時(shí)，熱敏電阻的阻值將 （選填“增大”或“減小”）； （3）若在控制電路中加一個(gè)電壓表，使得溫度升高時(shí)，電壓表示數(shù)變大，應(yīng)加在 （選填“”或“”）兩端； （4）該裝置所控制的最低溫度 ℃； （5）一小時(shí)內(nèi)，工作電路制冷器消耗的總電能 J； （6）如果要提高該裝置所控制的最低溫度，應(yīng)更換，將的阻值 （選填“增大”或“減小”），但此時(shí)最高溫和最低溫的溫度差可能將增大，理由是 。 【答案】 S 減小 R2 2 6.48×106J 增大 見解析 【詳解】（1）[1]由圖甲可知，電流從電磁鐵的上端流入，由安培定則可知電磁鐵的下端是N極，上端是S極。 （2）[2]由圖乙可知，溫度升高時(shí)，熱敏電阻R1的阻值變小，即熱敏電阻R1的阻值隨溫度的升高而減小。 （3）[3]兩電阻串聯(lián)，溫度升高時(shí)，R1電阻變小，電路的總電阻變小，由歐姆定律可知電路中電流變大，R2電阻不變，由U=IR可知R2兩端電壓變大，所以電壓表應(yīng)加在R2兩端。 （4）[4]當(dāng)溫度升高到5℃時(shí)，R1=25Ω，控制電路中電流達(dá)到 100mA=0.1A 電源電壓 U=I(R1+R2)=0.1A×(25Ω+5Ω)=3V 制冷器啟動工作時(shí)溫度降低，當(dāng)制冷器停止工作時(shí)該裝置所控制的溫度最低，此時(shí)電路中的電流 I1=37.5mA=0.0375A 此時(shí)電路中的總電阻為 熱敏電阻 R1′=R-R2=80Ω-5Ω=75Ω 由圖乙可知，熱敏電阻的阻值為75Ω時(shí)，溫度為2℃。 （5）[5]由圖丙可知一小時(shí)內(nèi)，工作電路制冷器時(shí)間 t=15min+10min+10min+10min=45min=2700s 一小時(shí)內(nèi)，工作電路制冷器消耗的總電能 W=Pt=2400W×2700s=6.48×106J （6）[6][7]提高該裝置所控制的最低溫度，R1電阻變小，若要保持電流降至37.5mA時(shí)，銜鐵彈回，工作電路斷開，應(yīng)增大R2的阻值，此時(shí)溫度差會變大，由圖乙可知，溫度越高，R1阻值變化越慢。 25．太陽能是一種可再生的清潔能源，可以利用太陽能給物體加熱。 【項(xiàng)目名稱】制作太陽能集熱器 【項(xiàng)目實(shí)施】 任務(wù)1.設(shè)計(jì)集熱器 方案一：如圖，用木架支撐起一塊透明塑料薄膜，并在薄膜上注入清水，形成一個(gè)“大水珠”，它相當(dāng)于凸透鏡，能夠用來集熱的原因是： 。 方案二：如圖，利用凹面鏡制成固定式“太陽灶”。 同學(xué)們發(fā)現(xiàn)兩個(gè)方案中由于集熱器朝向固定，陽光斜射時(shí)集熱溫度較低，為了提高太陽能的利用率獲得高溫，同學(xué)們針對方案二進(jìn)行改造。 任務(wù)2.設(shè)計(jì)“追蹤”太陽的傳感器 如圖，是一種自動追蹤太陽的傳感器，當(dāng)凸透鏡正對太陽光時(shí)，暗箱內(nèi)幾乎沒有光射到太陽能電池板上，太陽能電池不工作，當(dāng)陽光斜射向凸透鏡時(shí)，暗箱內(nèi)太陽能電池A或B工作。 如圖，直流電動機(jī)通過齒輪傳動裝置能使轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動。 任務(wù)4.產(chǎn)品組裝及工作過程 如圖，將傳感器和角度調(diào)節(jié)裝置組裝在太陽灶上，傳感器和角度調(diào)節(jié)裝置的電路連接如圖所示，其中C為動觸點(diǎn)，G和H為靜觸點(diǎn)。當(dāng)太陽光從東向西斜射向凸透鏡時(shí)，電磁鐵通電吸引銜鐵，動觸點(diǎn)C與靜觸點(diǎn) 接觸，直流電動機(jī)通電轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動軸帶動鏡面向 （選填“東”或“西”）轉(zhuǎn)動。當(dāng)與太陽能電池B連接的電磁鐵通電時(shí)，其右端磁極為 極。 【項(xiàng)目拓展】產(chǎn)品參數(shù)淺析 （1）產(chǎn)品最大承重淺析：如圖是爐灶支架的示意圖，其中支架OCD可看作杠桿，轉(zhuǎn)軸O為支點(diǎn)，AB為固定支架的鋼絲繩，鋼絲繩對支架的拉力為，水壺對支架的壓力為，正常使用時(shí)和的大小關(guān)系是： ，由此可見產(chǎn)品的最大載重與鋼絲繩能承受的最大拉力有關(guān)。 （2）產(chǎn)品節(jié)能淺析：假設(shè)利用太陽灶給水加熱，水吸收的熱量為，如果這些熱量是由加熱效率為60%的普通燃?xì)庠钐峁┑?，則需要消耗 的燃?xì)狻Ｓ纱丝梢?，使用太陽灶可以有效地減少化石能源的消耗。（燃?xì)獾臒嶂等。? 【答案】 凸透鏡對光線具有會聚作用 G 東 S 大于 0.05 【詳解】[1] 凸透鏡對光線具有會聚作用，所以用木架支撐起一塊透明塑料薄膜，并在薄膜上注入清水，形成一個(gè)“大水珠”，它相當(dāng)于凸透鏡，能夠用來集熱。 [2][3][4]當(dāng)太陽光從東向西斜射向凸透鏡時(shí)，折射出的光線照射到太陽能電池A上，則太陽能電池A工作，左側(cè)電磁鐵通電吸引銜鐵，動觸點(diǎn)C與靜觸點(diǎn)G接觸，直流電動機(jī)通電轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動軸帶動鏡面向東轉(zhuǎn)動，使得鏡面正對陽光；當(dāng)與太陽能電池B連接的電磁鐵通電時(shí)，說明此時(shí)太陽光從西向東斜射向凸透鏡，且根據(jù)題意可知，此時(shí)電動機(jī)應(yīng)反向轉(zhuǎn)動，才能使轉(zhuǎn)動軸帶動鏡面向西轉(zhuǎn)動，使得鏡面正對陽光；如圖所示： 原來太陽能電池A工作時(shí)，電流從電動機(jī)下方接線柱流入；當(dāng)太陽能電池B工作時(shí)，需電動機(jī)反向轉(zhuǎn)動，則此時(shí)C、H兩觸點(diǎn)接觸，電流應(yīng)從電動機(jī)上方接線柱流入（下面紫色箭頭為此時(shí)的電流方向），則可知太陽能電池B的左端為正極、右端為負(fù)極，所以此時(shí)電流從電磁鐵的左端流入，根據(jù)安培定則可知，電磁鐵通電時(shí)，其左端磁極為N極，則右端磁極為S極。 （1）[5] 由圖可知，的力臂小于的力臂，根據(jù)杠桿平衡條件可知大于。 （2）[6] 燃?xì)馔耆紵懦龅臒崃繛? 則需要消耗燃?xì)獾捏w積為

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