2025年中考物理寒假强基提升：电磁铁与自动控制

2025年中考物理寒假强基提升：电磁铁与自动控制 一、单选题 1．20世纪60年代，美国细菌学家发现趋磁细菌，将磁铁置于细菌附近，细菌向磁铁的N极运动，如图所示。由此可见，在海洋中，地磁场将驱使这种细菌运动的方向为（    ） A．由南向北 B．由北向南 C．由西向东 D．由东向西 2．如图所示，条形磁铁置于水平桌面上，电磁铁水平放置且左端固定．当电路中滑动变阻器的滑片P逐渐向左移动，条形磁铁仍然静止．此过程中条形磁铁受到的摩擦力（   ） A．逐渐增大，方向向右 B．逐渐减小，方向向右 C．逐渐增大，方向向左 D．逐渐减小，方向向左 3．若能顺着在水平面可以自由转动的静止小磁针的S极一直朝前走，则可以到达 A．地理南极 B．地理北极 C．地磁南极 D．地磁北极 4．如图所示，是用电磁继电器和光敏电阻（光照后电阻值就明显减小的电阻）组成的自动控制电路的示意图．当光线照射到光敏电阻上时，将发生的变化是（ ） A．电磁继电器控制电路中的电流减小 B．电磁继电器控制电路断开 C．当电阻减小到某特定值时，电磁铁的磁性减弱使得衔铁能复位，L发光 D．当电阻减小到某特定值时，电磁铁的磁性增强足以吸引下衔铁，电动机工作 5．下列关于电和磁的说法正确的是（　　） A．铁和铝都能够被磁体吸引 B．磁感线是磁体周围真实存在的曲线 C．奥斯特实验说明电流的周围存在着磁场 D．电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关 6．如图所示，磁铁吸住两根铁钉的一端，那么这两根铁钉的另一端将（    ） A．互相吸引，如图甲 B．互相排斥，如图乙 C．既不吸引，也不排斥，如图丙 D．以上三种情况都有可能 7．下列物理学家和他们对科学的贡献对应关系正确的是（    ） A．牛顿——原子核式结构模型 B．法拉第——通电导体周围存在磁场 C．焦耳——焦耳定律 D．卢瑟福——惯性定律 二、填空题 8．如图所示为苏北某市郊区林场，树木已成材，砍伐后，地面上留有一截树桩．同学们利用双休日到林场参加植树造林活动，此时有一群大雁自右向左迁徙，小刚同学为确定大雁飞行方向拿出指南针，指南针指向如图中所示。请你根据图中提供的信息帮助小刚确定磁针A端是 极，此时季节为 季。    9．“立竿见影”这一现象可以用光的 来解释。“司南之杓，投之于地，其柢指南”说明地球周围存在 。月球是否也是一个磁体呢？假如你到月球，请简要说出你的判断方法： 。 10．图甲为水平放置的条形磁铁上方有一弹簧测力计，由A端移动到B端，其示数如图乙所示．物体应由 （填“塑料”、“铁”或“铜”）材料制成．弹簧测力计示数变化的原因是 ． 11．如图所示，1820年丹麦科学家 通过实验发现通电导体周围存在 。 12．在探究通电螺线管外部磁场的方向时，玻璃板上均匀地撒上铁屑，闭合开关，轻敲玻璃板，铁屑的分布如图所示．其分布情况与 的磁场分布非常相似，若把连接电源正负极的接线对调，再闭合开关，轻敲玻璃板，小磁针N、S极的指向 （改变/不变）． 三、实验题 13．如图为“探究通电螺线管外部磁场方向”的实验装置。 （1）闭合开关前，把小磁针放在水平桌面上，发现小磁针静止时总是指向南北方向，这是因为 ； （2）闭合开关后，竖直悬挂的小铁球向右运动，这说明通电螺线管周围存在 ；同时发现小磁针的N极与通电螺线管的右端相互 ； （3）将小铁球换成小铝球，闭合开关后，小铝球将 ；（选填“向右运动”“向左运动”或“保持静止”） （4）为了探究通电螺线管周围磁场强弱与电流大小是否有关，可在电路中串联一个 （填电学元件）； （5）为了探究通电螺线管周围磁场方向与电流方向是否有关，写出一种操作方法： 。    四、简答题 14．如图，小磁针静止在通电螺线管上侧，标出小磁针的 N 极。 15．冲泡茶或奶粉等常需要不同温度的热水。小明设计了一款电热水壶，它可以将纯净水加热到所需的不同温度（如60℃或80℃或100℃）时就自动断开电路。其工作原理如图甲所示：铁质搭钩可绕着转轴A转动，挺杆DE可以上下运动并与搭钩连动，锁扣右侧与搭钩扣在一起，左侧通过拉紧的弹簧固定。当搭钩在C点受到大于0.2牛竖直向上的力就会与锁扣脱离，弹簧收缩带动锁扣和S1向左运动，触点分离电路断开。烧水时，闭合S1和S2，发热电阻R工作，双金属片受热向上弯曲，当温度达到设定值时，推起挺杆使搭钩与锁扣脱开。双金属片对挺杆E点向上的力F1随时间t的关系图如图乙。若加热过程中电流超过电热水壶的安全值，电磁铁B对搭钩的C点吸引力变大，可使搭钩与锁扣自动脱开，保护电路。电磁铁B对搭钩吸引力F2与线圈中的电流I关系如图丙。已知，CD＝4厘米，DA＝2厘米，发热电阻R阻值为100欧，电磁铁B的线圈电阻忽略不计。 (1)该热水壶最大允许通过的电流是 安。 (2)在220伏的电压下，电热水壶将壶水加热到60℃时自动切断电路，求这段时间内发热电阻R放出的热量是多少 ？ (3)电路和各个元件的参数都保持不变，若要升高该热水壶加热的预设温度，可以通过改变什么来实现目的，请你设计一种方法并简要说明理由。 16．(2012江苏镇江)在探究“电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系”时，小华找来了50匝和100匝的电磁铁各一个、学生电源、大头针、导线、开关．他准备这样操作：将两个电磁铁分别直接接在学生电源上，通过观察电磁铁吸引大头针的个数来判断磁性的强弱．他这样操作有什么问题？应怎样更正． 17．小明观察到学校楼道里的消防应急灯，如图所示，平时灯是熄灭的，一旦停电，两盏标有“36V”的灯泡就会正常发光，请你简要分析应急灯的工作原理。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 B C D D C B C 1．B 【解析】略 2．C 【详解】试题分析：由图示可知，当电路中滑动变阻器的滑片P逐渐向左移动时，电阻变小，电流变大，电磁铁的磁性增强，条形磁铁与电磁铁之间的作用力增大，而此时条形磁铁仍然静止，所以可判断出此过程中条形磁铁受到的摩擦力逐渐增大，方向向左；应选C． 考点：电磁铁磁性的强弱变化 3．D 【分析】（1）地球是一个巨大的磁体，周围存在着地磁场； （2）地磁的南北极和地理的南北极是相反的，地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近，存在着磁偏角． 【详解】能在水平面内自由转动的小磁针静止后总是指向南北方向，是因为受到地磁场的作用，小磁针的S极指向南方，实际上是地磁北极，所以，顺着小磁针的S极一直朝前走，则可以到达地磁北极． 因为存在着磁偏角，地磁北极与地理南极并不重合，所以不能到达地理南极． 故选D． 4．D 【详解】当光线照射到光敏电阻上时，光敏电阻的阻值明显减小，电磁继电器上的线圈中就有电流通过，电磁铁的磁性增强，从而把衔铁吸下，使衔铁和静触点③接触，电动机所在的工作电路接通，电动机工作．故选D． 点睛：电磁继电器就是一个自动控制电路通断的开关，根据电磁继电器的工作原理来分析解答． 5．C 【详解】A．磁体能够吸引铁钴镍，但不能吸引铝，故A错误； B．磁感线是人们为了描述磁体周围空间磁场的情况，假想出来的一些闭合曲线，并不是真实存在的，故B错误； C．奥斯特实验说明电流的周围存在着磁场，故C正确； D．电磁铁磁性的强弱既与电流的大小有关，还与线圈匝数有关，故D错误。 故选C。 6．B 【详解】由图可知：铁钉是吸在磁铁的N极上，铁钉会在磁铁磁场的作用下被磁化，从而获得了磁性。故靠近磁铁的一端都是S极，远离的一端都是N极，因同名磁极相互排斥，所以情况如图乙所示。故选B。 【点睛】解答此题，关键是要知道两根铁钉都会被磁化，而且相同的一端是同名磁极。 7．C 【解析】略 8． N 春 【详解】[1]树木生长过程中，树干朝南一面受阳光照射较多，形成层原始细胞分裂也较迅速，径向生长加快，结果茎干南面的年轮也较宽。而在茎干背阴朝北的一面，年轮则明显狭窄。从树桩横断面上的年轮可以判明，图中右边为南方，左边为北方，所以由图可知小磁针A端指向北方，为N极。 [2]由图可知大雁从南方向北方迁徙，所以此季节为春季。 9． 直线传播 地磁场 见解析 【详解】[1]“立竿见影”利用的是光沿直线传播的原理。 [2]指南针指示南北方向，是由于受地磁场的作用，说明地球周围存在磁场。 [3]将小磁针放在月球上，让其自由转动，多次观察小磁针静止时N极是否总是指向同一位置，如果是则表示也是磁体，否则则不是。 10． 铁 磁体的不同位置磁性的强弱不同，两端最强，中间最弱 【分析】磁体能够吸引铁、钴、镍等金属；测力计示数等于铁块的重力加上条形磁铁对铁块的吸引力，根据条形磁体两极磁性最强而中间磁性最弱分析． 【详解】磁体只能吸引铁、钴、镍等金属，所以物体只能是铁质材料，不可能是塑料或铜； 由图象可以看出，当铁块从条形磁铁的左端移动到中间过程中，磁体对铁块的吸引力变小；从中间到最右端的过程中，磁体对铁块的吸引力变大，说明磁体两极磁性最强，中间磁性最弱． 11． 奥斯特 磁场 【详解】[1][2]丹麦科学家奥斯特在课堂上做实验时发现：当导线通电流时，它下方的小磁针发生偏转，他怀着极大的兴趣又继续做了大量的实验，终于证实通电导体周围存在磁场，在世界上第一个发现电与磁的联系。 12． 条形磁铁 改变 【详解】解：由图知，通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似． 若把连接电源正负极的接线对调，即改变螺线管中电流的方向，磁场的方向改变，所以小磁针N、S极的指向发生改变． 13． 受到地磁场的作用 磁场 吸引 保持静止 滑动变阻器 将电池的正负极对调 【详解】（1）[1]由于地球的周围存在地磁场，所以地球周围任何范围内的小磁针（指南针）都要受到地磁场的作用而指向南北方向。 （2）[2]闭合开关后，竖直悬挂的小铁球向右运动，这说明通电螺线管周围存在磁场。 [3]由图知，电流从螺线管的右端流入，左端流出，根据安培定则可知，螺线管的右端为S极；由于异名磁极相互吸引，所以小磁针的N极与通电螺线管的右端相互吸引。 （3）[4]通电螺线管周围存在磁场，对小铁球存在磁力作用，铝球不受磁力作用，故铝球将保持静止。 （4）[5]要想探究通电螺线管周围磁场强弱与电流大小是否有关，可在电路中串联一个滑动变阻器，用来改变电流的大小。 （5）[6]要想探究通电螺线管周围磁场方向与电流方向是否有关，可以将电池的正负极对调。 14． 【详解】图中电流从左侧出发流向右侧，根据安培定则，右手握住通电螺线管，四指方向与电流方向一致，则大拇指所指方向为螺线管的N极，即右侧为螺线管N极，根据同名磁极相排斥，则小磁针左侧为N极，如下图所示： 15． 2.5 1.16×105J 将弹簧固定点适当左移，由于弹簧伸长更多，能产生更大的拉力，使搭钩与锁扣间的摩擦力增大，需要更高的温度才能让双金属片推起挺杆 【详解】(1)电磁铁B对搭钩吸引力F2与线圈中的电流I关系如图丙，由图丙可知，电路电流达到2.5A时，电磁铁B对搭钩吸引力F2为0.2N，当搭钩在C点受到大于0.2牛竖直向上的力就会与锁扣脱离，弹簧收缩带动锁扣和S1向左运动，触点分离电路断开。 (2) 已知， CD＝4厘米，DA＝2厘米，搭钩在C点受到0.2牛竖直向上的力就会与锁扣脱离，由杠杆原理可得 由图乙可知，加热时间为4min发热电阻R放出的热量是 (3)将弹簧固定点适当左移，由于弹簧伸长更多，能产生更大的拉力，使搭钩与锁扣间的摩擦力增大，需要更高的温度才能让双金属片推起挺杆 16．损坏电源 将两电磁铁、滑动变阻器(或电阻)串联后与电源相连，观察电磁铁各自吸引大头针的数目 【详解】将电磁铁直接接在电源上，这样会造成电流过大，损坏电源；要探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系时，要控制通过两个线圈的电流相等． 17．详见解析 【详解】应急灯接通在家庭电路中，电磁铁通电，具有磁性，将衔铁吸下，断开应急灯，故家庭电路中有电时，应急灯是熄灭的；当家庭电路停电时，电磁铁失去磁性，松开衔铁，接通应急灯，应急灯利用自带电源给楼道提供照明。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$