一、單項選擇題（本大題共7小題，每小題3分，共21分）在每小題列出的四個選項中，只有一個是正確的。
1．關于地磁場，下列說法中正確的是（ ）
A．磁感線是磁場中真實存在的曲線
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，它能指南北是因為受到地磁場的作用
【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，小磁針的N極指向地理北極，故C錯誤；
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，是因為指南針的磁場和地磁場的相互作用，使指南針受到地磁場給的力的作用，靜止時針尖指向地理南方，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，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錯誤；
C．磁懸浮音箱利用了同名磁極相互排斥的原理，故C錯誤；
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端應該是N極，故D錯誤。
故選A。
3．如圖所示，是某同學自制的簡易電磁鎖原理圖。閉合開關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
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，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錯誤。
故選B。
4．風能作為一種清潔的新能源，越來越受到世界各國的重視。風力發(fā)電已成為我國新能源戰(zhàn)略的重要組成部分。下列選項中與風力發(fā)電機原理相同的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【詳解】風力發(fā)電，消耗風能，產(chǎn)生電能，是將風能轉(zhuǎn)化為電能的過程，所以，原理是電磁感應。
A．圖中是奧斯特實驗，小磁針發(fā)針偏轉(zhuǎn)說明通電導體周圍有磁場，故A不符合題意；
B．圖中是利用電磁繼電器進行控制的電路，電磁鐵通電時有磁性，斷電時無磁性，電鈴就是利用電磁鐵的這個特性工作的，故B不符合題意；
C．當圖中線圈在磁場中做切割磁感線運動時，燈泡會發(fā)光，這是電磁感應，與發(fā)電機的原理相同，故C符合題意；
D．圖中開關閉合后，電路中有電流，通電導體受到磁場力的作用發(fā)生運動，即是電動機的制作原理，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，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)化為機械能
D．通電后線圈轉(zhuǎn)動的原理是電磁感應
【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錯誤；
B．線圈從圖中位置轉(zhuǎn)過90°時，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)化為機械能，另一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故C錯誤；
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的電磁彈射器。電磁彈射器的彈射車處于強磁場中，當彈射車內(nèi)的導體有強電流通過時，彈射車就給艦載機提供強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磁場中，當彈射車內(nèi)的導體有強電流通過時，彈射車就給艦載機提供強大的推力，由此可知其原理是通電導體在磁場中受力運動，與電動機原理相同。
A．圖A是奧斯特實驗，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弱與線圈匝數(shù)的關系，故B不符合題意；
C．圖C有電源，通電導體在磁場中受力運動，是電動機原理，故C符合題意；
D．圖D沒有電源，是探究電磁感應現(xiàn)象的實驗，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計的一種智能照明電路，L為“220V 22W”照明燈，天暗時自動發(fā)光，天亮時自動熄滅?？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．受控電路中導線a端應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．當光照強度增大時，控制電路總功率將增大
D．為了讓燈在天更暗時才發(fā)光，可換用阻值更小的R1
【答案】B
【詳解】A．開關控制燈泡時，開關接在火線上，所以，受控電路中導線a端應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，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，由于控制電路的電壓高、電流大，也可能導致銜鐵被吸下，照明燈L也可能不發(fā)光，故B錯誤，符合題意；
C．當光照強度增大時，光敏電阻的阻值隨光照強度的增大而減小，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻關系知道，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，照明燈在天暗時發(fā)光，說明此時照明電路閉合，即銜鐵上動觸點與靜觸點接觸，由圖知道，此時銜鐵應被釋放，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，即此時光敏電阻的阻值變大，反之，天亮時光敏電阻的阻值變小，所以，該光敏電阻的阻值隨光照強度的增大而減?。浑姶盆F的吸合電流不變，控制電路電源電壓不變，由歐姆定律知道，銜鐵被吸下時電路的總電阻不變，要在環(huán)境光線更弱時才啟動節(jié)能燈照明，此時光敏電阻的阻值較大，則應換用阻值較小的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”指南是因為受到 的作用，“柢”應該為該磁體的 極。司南在光滑的青銅盤比在粗糙的桌面上更能正確指向，是因為司南與桌面之間 的影響了實驗效果。
【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。這是因為司南與桌面之間的摩擦力影響了實驗效果。
9．兩根平行導線通電后會出現(xiàn)如圖甲所示的現(xiàn)象（圖中實線、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，當開關S閉合時，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線中電流方向都相同，導線相互吸引 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，兩導線會相互吸引；圖乙中，當開關S閉合時，由于螺線管上相鄰導線中電流方向都相同，導線相互吸引，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。制作水銀溫度計時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S后，當溫度達到 ℃時，發(fā)熱電阻就停止加熱；
（2）當電磁鐵中有電流通過時，若它的左端為N極，則“電源1”的 端為正極；
（3）為增強電磁鐵的磁性，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]水銀是導體，當溫度達到90℃，水銀柱接觸到溫度計上端的金屬絲使電磁鐵電路接通，此時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]當電磁鐵中有電流通過時，若它的左端為N極，根據(jù)安培定則可知，此時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]電磁鐵的磁性強弱與電流大小、線圈匝數(shù)有關；為增強電磁鐵的磁性，可通過增大電流、增加線圈匝數(shù)實現(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段導線的電流方向是 （選填“由a到b”或“由b到a”），圖乙中ab段導線的電流方向是 （選填“由a到b”或“由b到a”）；
（2）圖甲中ab段導線所受磁場力F的方向豎直向上，請標出圖乙中ab段導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，導線ab中的電流方向改變，所以導線ab的受力方向改變，圖甲中導線ab的受力方向向上，所以圖乙中導線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，兩根絕緣細線懸掛著的導體ab，放在U形磁鐵中央，ab兩端連接著導線，在虛線框中接入 （選填“靈敏電流計”或“電池組”時可以探究電磁感應現(xiàn)象，要完成該實驗，應閉合開關，導體ab應 （選填“上下”或“左右”）運動，這就是 （選填“發(fā)電機”或“電動機”）的工作原理。
【答案】 靈敏電流計 左右 發(fā)電機
【詳解】[1]電磁感應現(xiàn)象是閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線的運動時產(chǎn)生感應電流的現(xiàn)象，因此要探究電磁感應現(xiàn)象，虛框中應接入靈敏電流計。
[2]應閉合開關，導體ab要切割磁感線，應左右運動。
[3]發(fā)電機的工作原理是電磁感應現(xiàn)象，電動機的工作原理為通電導體在磁場中受力的作用。
13．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，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 （選填“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。
【答案】 S 流入 需要
【詳解】[1]線圈中的電流從A流向B時，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，此時活塞左移，筒內(nèi)壓強減小，血液流入筒。
[3]因為工作時活塞要左右移動，電磁鐵磁極要改變，所以電流方向需要改變。
14．小華學習了電磁繼電器后，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。當有人踩在壓敏電阻上時，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”或指示燈）開始工作。
【答案】 強 S 電控照相機
【詳解】[1] 有人踩在壓敏電阻上時，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。
[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] 電磁鐵的磁性增強后，將銜鐵吸引下來，與觸點2接觸，則電控照相機連入電路，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狀態(tài)，請標出小磁針的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，為某大橋設計一個車輛超重的報警裝置，當路面壓力達到設定值時，壓力傳感器就接通電路。要求車輛超重時，信號燈就發(fā)光，請在圖中為他連好電路。

【答案】
【詳解】根據(jù)題意知道，這是一個電磁繼電器的工作原理圖，左側與電磁鐵連接的為控制電路，右側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、觸點開關組成工作電路，電路連接如下
四、實驗題: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、導線和小磁針進行實驗；
①通電后小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，斷電后小磁針復位。實驗表明 ；
②若把圖甲中的小磁針換成直導線并通電。推測：兩條通電導線之間 （填“有”或“沒有”）相互作用力，依據(jù)是 （填字母）；
A．電磁感應現(xiàn)象 B．磁場對電流的作用
（2）小雨又將直導線繞成螺線管形狀，在螺線管的兩端各放一個小磁針，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。實驗結果表明：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。下列設備中沒有用到電磁鐵的是 （填字母）。
A．大型發(fā)電機
B．電磁起重機
C．電爐
【答案】 通電導線周圍存在磁場 有 B 條形磁體 C
【詳解】（1）①[1]通電后小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，斷電后小磁針復位。實驗表明表明通電導線周圍存在磁場。
②[2][3]由于通電導線周圍有磁場，磁場對電流有力的作用，故若把圖甲中的小磁針換成直導線并通電，兩條通電導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于條形磁體的兩個極。
（3）[5]電爐是完全的發(fā)熱裝置，而發(fā)電機和電磁起重機均需要電磁鐵產(chǎn)生磁性進行工作。
故選C。
19．在研究“磁場對通電導體（電流）有力的作用”實驗中．
（1）利用圖甲所示的裝置研究“磁場對電流的作用”時，應在“a”、“b”之間接入 （選填“靈敏電流計““電源””燈泡“），根據(jù)該原理可制成 機，在“a”、“b”之間接入 （選填“靈敏電流計““電源””燈泡“）可研究“電磁感應現(xiàn)象”，根據(jù)該原理可制成 機．
（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弱是恒定不變的（也稱勻強磁場）．
（a）在乙圖中，通電后cd段導線受磁場力的方向為豎直向下，此時，ab段導線所受磁場力的方向是豎直向上，這兩個力 （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，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 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)、換更強的磁場等）
【詳解】（1）因為通電導體在磁場中受力會運動，觀察圖可知缺少一個電源，因此利用如圖甲所示的裝置研究“磁場對電流的作用”時，應在“a”、“b”之間接入電源，根據(jù)此原理制成了電動機；
電磁感應現(xiàn)象是閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時產(chǎn)生感應電流的現(xiàn)象，將機械能轉(zhuǎn)化為電能，沒有電源，為了實驗現(xiàn)象明顯，利用靈敏電流計顯示是否有電流產(chǎn)生，而不選用燈泡，故選用靈敏電流表；
發(fā)動機是利用電磁感應現(xiàn)象制成的；
（2）（a）在乙圖中，通電后cd段導線受磁場力的方向為豎直向下，此時，ab段導線所受磁場力的方向是豎直向上，這兩個力不是一對平衡力，這是因為這兩個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．當通電線圈所在平面與磁感線垂直時（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)、磁場的強弱等因素有關，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)、換更強的磁場等．
20．某興趣小組的同學，學習了磁現(xiàn)象的知識后，對學過的實驗進行了梳理和探究。
（1）實驗現(xiàn)象如圖甲乙所示，通過分析得出條形磁鐵和通電導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，小磁針恢復到原來狀態(tài)，這是因為小磁針受到了的 作用；
（2）乙圖小磁針偏轉(zhuǎn)方向不同，說明通電導線周圍磁場的方向與 方向有關；
（3）通過分析下面實驗現(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的磁極，人們通過右手螺旋定則科學、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，乙為蹄形磁鐵和導體棒AB的截面圖。實驗中靈敏電流計的作用是 ，閉合開關后，能產(chǎn)生感應電流的是 （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 檢驗電路中是否產(chǎn)生微弱的感應電流 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線周圍存在著磁場。
[2]地球是一個巨大的磁體，周圍存在的磁場稱作地磁場，拿走條形磁鐵或斷開電源后，小磁針恢復到原來狀態(tài)，指示南北，這是因為小磁針受到了的地磁場作用。
（2）[3]乙圖導線中電流方向不同，小磁針偏轉(zhuǎn)方向不同，說明通電導線周圍磁場的方向與電流方向有關。
（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，電流流向若是順時針方向，則看到的螺線管一端是S極，電流流向若是逆時針方向，則看到的螺線管一端是N極。
（5）[7]要判斷磁能否生電，電路中應連接電流表，實驗中選用靈敏電流計，作用是檢驗電路中是否產(chǎn)生微弱的感應電流。
[8]由圖可知，磁感線從N極指向S極，方向豎直向下；
ABD．閉合開關后，導體做切割磁感線的運動，能產(chǎn)生感應電流，故ABD符合題意；
C．閉合開關后，導體沿著磁感線運動，沒有切割磁感線，不能產(chǎn)生感應電流，故C不符合題意。
故選ABD。
五、計算題: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計的“智能溫控小屋”簡化電路，受控電路功率隨時間的變化關系如圖乙所示。當室溫上升至28℃時冷卻系統(tǒng)開始工作，當室溫降至23℃時停止工作。Rt為熱敏電阻，其阻值隨溫度的升高而減小，當控制電路中的電流為0.15A時，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。求：
（1）受控電路30min內(nèi)消耗的電能；
（2）受控電路工作時，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，受控電路工作，此時控制電路中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）當室溫上升至28℃時冷卻系統(tǒng)開始工作前，控制電路只有熱敏電阻接入電路，此時斷路，此時經(jīng)過熱敏電阻的電流最大為0.15A，電阻最小時恰好銜鐵被吸下，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)，當電路中的總電流小到0.15A時，銜鐵才會被彈回，此時經(jīng)過的電流為
It＝I－I0＝0.15A－0.03A＝0.12A
此時Rt的阻值最大為
因為Rt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，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。控制電路由電源（電壓恒定U=5V）、開關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。當開關S0和S均閉合時，電熱水器開始加熱，當水溫達到100℃時，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）當水溫達到100℃時，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，當電熱水器處于保溫狀態(tài)時，電熱水器工作450s，消耗1.8×104J的電能，此時電熱水器兩端的實際電壓是多少？
【答案】（1）0.125A；（2）2.772×105J； 84%；（3）200V。
【詳解】解：（1）由圖乙可知，當水溫達到100℃時，熱敏電阻R大小為20Ω，此時控制電路中電流
（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，當開關S0和S均閉合時，電熱水器開始加熱，此時工作電路只有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）當水溫達到100℃時，銜鐵會被吸下，工作電路處于保溫狀態(tài)，此時工作電路中R1、R2串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點可知，保溫時工作電路中電阻
R總=R1+R2=44Ω+956Ω=1000Ω
電熱水器實際電功率
此時電熱水器兩端的實際電壓是
答：（1）當水溫達到100℃時，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．如圖甲所示是一個磁懸浮地球儀，球體內(nèi)有一個條形磁體，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)部結構示意圖。
（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 的原理實現(xiàn)的；
（3）請標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，懸浮時排斥力等于球體的重力，處于二力平衡的狀態(tài)。
（3）[3]因為地球儀懸浮，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入電磁鐵，從上端流出，所以電源的下端是正極，上端是負極，如下圖所示：
24．閱讀短文，回答問題。
為延長蔬果保鮮時間，某同學幫助菜農(nóng)設計了蔬果保鮮倉庫的自動制冷裝置，裝置如圖甲所示?？刂齐娐分须娫措妷汉愣?，為熱敏電阻，阻值隨溫度的變化關系如圖乙所示，為定值電阻，阻值為5Ω，電磁鐵線圈阻值忽略不計。當溫度升高到5℃時，控制電路中電流達到100mA，銜鐵吸下，制冷器啟動工作；當電流降至37.5mA時，銜鐵彈回，工作電路斷開，制冷器停止工作，如此進行間歇性循環(huán)工作。圖丙為工作電路某1小時內(nèi)制冷器功率與時間的關系圖。請完成下列問題：
（1）通電后，電磁鐵上端是 極；
（2）溫度升高時，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電壓表，使得溫度升高時，電壓表示數(shù)變大，應加在 （選填“”或“”）兩端；
（4）該裝置所控制的最低溫度 ℃；
（5）一小時內(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，應更換，將的阻值 （選填“增大”或“減小”），但此時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，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，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，所以電壓表應加在R2兩端。
（4）[4]當溫度升高到5℃時，R1=25Ω，控制電路中電流達到
100mA=0.1A
電源電壓
U=I(R1+R2)=0.1A×(25Ω+5Ω)=3V
制冷器啟動工作時溫度降低，當制冷器停止工作時該裝置所控制的溫度最低，此時電路中的電流
I1=37.5mA=0.0375A
此時電路中的總電阻為
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，溫度為2℃。
（5）[5]由圖丙可知一小時內(nèi)，工作電路制冷器時間
t=15min+10min+10min+10min=45min=2700s
一小時內(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，銜鐵彈回，工作電路斷開，應增大R2的阻值，此時溫度差會變大，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。
【項目名稱】制作太陽能集熱器
【項目實施】
任務1.設計集熱器
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“大水珠”，它相當于凸透鏡，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”。
同學們發(fā)現(xiàn)兩個方案中由于集熱器朝向固定，陽光斜射時集熱溫度較低，為了提高太陽能的利用率獲得高溫，同學們針對方案二進行改造。
任務2.設計“追蹤”太陽的傳感器
如圖，是一種自動追蹤太陽的傳感器，當凸透鏡正對太陽光時，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，當陽光斜射向凸透鏡時，暗箱內(nèi)太陽能電池A或B工作。
如圖，直流電動機通過齒輪傳動裝置能使轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動。
任務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，G和H為靜觸點。當太陽光從東向西斜射向凸透鏡時，電磁鐵通電吸引銜鐵，動觸點C與靜觸點 接觸，直流電動機通電轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動軸帶動鏡面向 （選填“東”或“西”）轉(zhuǎn)動。當與太陽能電池B連接的電磁鐵通電時，其右端磁極為 極。
【項目拓展】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，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，正常使用時和的大小關系是： ，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。
（2）產(chǎn)品節(jié)能淺析：假設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%的普通燃氣灶提供的，則需要消耗 的燃氣。由此可見，使用太陽灶可以有效地減少化石能源的消耗。（燃氣的熱值取）
【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“大水珠”，它相當于凸透鏡，能夠用來集熱。
[2][3][4]當太陽光從東向西斜射向凸透鏡時，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，左側電磁鐵通電吸引銜鐵，動觸點C與靜觸點G接觸，直流電動機通電轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動軸帶動鏡面向東轉(zhuǎn)動，使得鏡面正對陽光；當與太陽能電池B連接的電磁鐵通電時，說明此時太陽光從西向東斜射向凸透鏡，且根據(jù)題意可知，此時電動機應反向轉(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，電流從電動機下方接線柱流入；當太陽能電池B工作時，需電動機反向轉(zhuǎn)動，則此時C、H兩觸點接觸，電流應從電動機上方接線柱流入（下面紫色箭頭為此時的電流方向），則可知太陽能電池B的左端為正極、右端為負極，所以此時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，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] 燃氣完全燃燒放出的熱量為
則需要消耗燃氣的體積為

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