2025年中考物理寒假专题训练：电磁铁与自动控制

2025年中考物理寒假专题训练：电磁铁与自动控制 一、单选题 1．如图对磁场的描述正确的是（　　） A． B． C． D． 2．小鑫同学看到了一个悬浮地球仪摆件如图，于是利用选购材料制作了一个仿制品，并成功地将他的地球仪稳定地“悬浮”起来。下列说法正确的是（　　） A．实现“悬浮”的磁铁A端是N极 B．M点处磁感线方向竖直向下 C．若要增加地球仪“悬浮”的高度，可将滑片P向下移动加以调节 D．地球仪在更高的位置稳定“悬浮”后，受到的磁铁对它的斥力变大 3．关于电与磁的知识下列说法中不正确的是（     ） A．磁感线不是真实存在的 B．指南针指南北是因为受到地磁场的作用 C．通电螺线管周围的磁场跟条形磁体的磁场相似 D．奥斯特实验表明，导线周围存在着磁场 4．图是我国早期的指南针﹣﹣司南．东汉学者王充在《论衡》中记载为：“司南之杓，投之于地，其柢指南”．司南是把天然磁石琢磨成勺子的形状，放在一个水平光滑的“地盘”上制成的，静止时它的长柄指向南方．下列说法正确的是（  ） A．司南的长柄是磁石的南极 B．地磁场的磁感线真实存在 C．地理的两极和地磁场的两极相互重合 D．司南静止时，它的长柄指向地磁南极 5．科学研究中常常用到“控制变量法”、“转换法”、“模型法”、“类比法”等科学方法。在下列研究实例中，运用了“类比法”的是（　　） A．研究电流时，从分析水流的形成来分析电流的形成 B．温度的高低是看不见的，我们可以通过液体体积的变化去认识它 C．研究磁场时，用磁感线描述空间磁场的分布情况 D．研究滑动摩擦力与压力大小关系时，保持粗糙程度不变 6．图甲是一种磁悬浮地球仪摆件，地球仪内部装有磁铁，底座内部装有如图乙所示的电磁铁。下列说法正确的是（　　） A．电磁铁周围存在着磁感线 B．地球仪利用异名磁极间相互排斥的原理工作 C．乙图中，利用安培定则可判断电磁铁上端是S极 D．乙图中，将电源正负极对调后，电磁铁磁极方向不变 二、填空题 7．图为小徽探究电磁铁磁性的电路图，当开关闭合时，请你利用右手螺旋定则判断出铁钉的下端为 极。 8．如图所示是消防应急灯的工作原理图，外部电路为220V交流电，当其正常工作时，电磁铁 （选填“不具有”或“具有”）磁性，衔铁被 （选填“拉上去”或“吸下”）；外部电路停电时，电磁铁所在电路不工作，两盏标有“6V”灯泡 （选填“不发光”或“发光”）。 9．将一磁针放在针座上，磁针静止时，指南的那端是 极（选填“S”或“N”）；在磁针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时磁针会偏转，说明力可以 。 10．如图，这是某电梯的自动控制电路，R是一个安装在电梯上的压敏电阻，可以实现电梯在无人乘坐时运行速度变慢，从而节约用电。则压敏电阻的阻值随压力的增大而 ，当所有人走出电梯后，电磁铁的磁性将 （选填“增强”“减弱”或“不变”）。 11．如图，玩具小船上装有一个由电池和带铁芯的细长螺线管组成的电路。小船漂浮在水面上，当闭合开关后，由于地球存在 ，船头会指向 方。 三、实验题 12．为探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关，小丽同学作出以下猜想： 猜想A：电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性 猜想B：通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强 猜想C：外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强 为了检验上述猜想是否正确，小丽所在实验小组通过交流与合作设计了以下实验方案：用漆包线（表面涂有绝缘漆的导线）在大铁钉上绕制若干圈，制成简单的电磁铁．图上所示的a、b、c、d为实验中观察到的四种情况． 根据小丽的猜想和实验，完成下面填空： （1）通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它 的不同． （2）通过比较 两种情况，可以验证猜想A是正确的． （3）通过比较 两种情况，可以验证猜想B是正确的． （4）通过比较d中甲、乙两电磁铁，发现猜想C不全面，应补充 ． 四、计算题 13．梅雨季节，湿衣服久晾不干，令人烦恼。小黄同学设计了一款自动控制“干衣神器”，其部分电路如图甲所示。器材：开关、电源转换器（将220V交流电压转换为6V直流电压）、定值电阻、热敏电阻（电阻随温度的变化关系如图乙所示）、电磁继电器（线圈电阻不计，当线圈中电流大于或等于0.2A时衔铁被吸下）、电风扇、电热丝（电阻不变）。 功能：①闭合开关S，当温度t≤60℃时，机器吹热风；当t＞60℃时，机器吹冷风； ②受控电路（220V工作电路）吹热风时功率为120W，吹冷风时功率为20W。    (1)请以笔画线代替导线完成图甲电路连接。 (2)定值电阻的阻值为多少Ω？ (3)电热丝的阻值为多少Ω？ 五、简答题 14．电梯在正常使用时，一旦超载就会自动报警。如图是它的原理图，请简要解释它报警的原理。 15．家庭燃气报警器能够检测燃气泄漏情况，部分电路示意图如图甲所示。其中控制电路中的R1是由气敏电阻制成的传感器，R1阻值与燃气浓度的关系如图乙，R2为滑动变阻器，通过移动滑片P的位置来设定燃气报警值。本报警器出厂测试时的信息记录如图丙。电源电压U保持恒定（忽略电磁铁线圈的阻值，不考虑温度对电阻的影响）。I 出厂测试情况记录 1.控制电路中的电流为I0时，电磁 铁A恰好能将铁B吸下，工作 电路中相应的灯亮起而报警。 2.预设当燃气浓度达到4%时报警。 丙 若想在实际使用时，燃气浓度达到3%时就报警，请分析并说明滑动变阻器应该向上还是向下滑动。 16．阅读短文，回答问题： 电饭锅中的磁钢限温器 电饭锅是生活中常见的用电器，它是利用感温磁钢（软磁体）的磁性随温度的变化而变化的特性来设计的，这样可以限制煮饭过程中的最高温度。 磁钢限温器结构如图所示，它主要由感温磁钢、永磁体和弹簧构成。感温磁钢及其外套、内锅由弹簧支撑。感温磁钢与受热面固定在一起，受热面直接把热量传递给锅底。 煮饭时用手按下按钮开关，通过杠杆AOC使永磁体和感温磁钢吸合，在吸力作用下永磁体不会落下，金属触点闭合，电路接通，加热元件开始发热。当饭煮熟后，温度继续上升，当升高到某一温度时，永磁体落下，通过杠杆CBO使触点分开，加热元件停止发热，同时按钮开关跳起。 (1)与铜导线相比，制作电饭锅加热元件的材料应具备的特性是 ； A．电阻较大，熔点较低    B．电阻较大，熔点较高 C．电阻较小，熔点较低    D．电阻较小，熔点较高 (2)在磁钢限温器工作过程中，感温磁钢的磁性急剧减弱是在 ； A．按下按钮开关时    B．加热升温过程中 C．按钮开关跳起时    D．降温过程中 (3)饭煮熟后，永磁体落下，通过杠杆CBO使触点分开，杠杆CBO属于 杠杆； (4)永磁体下落过程中，感温磁钢对永磁体 （选填“有”或“没有”）磁力的作用。 (5)未按下按钮开关时，弹簧片 （选填“有”或“没有”）弹性势能。 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 答案 B A D A A C 1．B 【详解】磁体的外部的磁感线总是从N极出发，回到S极。由图中磁感线的方向可知，只有选项B是正确的。 故选B。 2．A 【详解】A．“地球仪”稳定地“悬浮”起来，利用安培定则可知电磁铁的上端是S极，下端是N极，根据同名磁极相互排斥可知，磁铁的B端为S极，A端是N极，故A正确； B．磁体外部的磁场方向从N极出发回到S极，故M点磁感线方向大致向上，故B错误； CD．若要增加地球仪“悬浮”的高度，必须增强磁性，可将滑片P向上移动加以调节，使电路中的电阻变小，电流变大，电磁铁磁性增强。增加地球仪“悬浮”的高度后，电磁铁对地球仪的斥力仍等于地球仪的重力，故斥力大小不变，故CD错误。 故选A。 3．D 【详解】A. 磁感线是描述磁场分布和强弱的假想曲线，不是真实存在的，故A说法正确，不符合题意； B.地球相当于一个大的条形磁体，指南针能指明南北方向，是利用了同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，即是因为受到了地磁场的作用，故B说法正确，不符合题意； C. 通电螺线管的两端磁性最强，条形磁铁也是两端磁性最强，分别是两个磁极，所以通电螺线管的外部的磁场与条形磁铁的磁场分布相似，故C说法正确，不符合题意． D. 奥斯特实验表明通电导体周围存在磁场，不是导线周围存在着磁场，从而揭示了电和磁之间的联系，故D说法错误，符合题意； 4．A 【详解】AD．地球本身是一个大磁体，司南是用天然磁石磨制成的勺子，即其实质就是一块磁铁，其静止时其勺柄指向南方，勺柄是磁石的南极，故A正确，D错误； B．磁感线是人们为了研究磁场的方便而假想出来的，所以磁感线不是真实存在的，故B错误； C．地磁的南极在地理北极附近，地磁的北极在地理南极附近，地理南北两极与地磁南北两极并不是完全重合，而是存在着一个夹角，叫磁偏角，故C错误． 5．A 【详解】类比法也叫“比较类推法”，是指由一类事物所具有的某种属性，可以推测与其类似的事物也应具有这种属性的推理方法。 A．电流不能直接观察，水流可以直接观察。研究电流时，从分析水流的形成来分析电流的形成，采用的是类比法，故A符合题意； B．温度的高低是看不见的，通过液体体积的变化去认识温度的变化，采用的是转换法，故B不符合题意； C．磁感线实际不存在，用实际不存在的磁感线描述磁场的分布特点，具有直观、形象的特点，采用的是模型法，故C不符合题意； D．滑动摩擦力和压力、接触面粗糙程度都有关系，研究滑动摩擦力与压力大小关系时，保持粗糙程度不变，改变压力，采用的是控制变量法，故D不符合题意。 故选A。 6．C 【详解】A．人们为了描述磁场的性质，引入了磁感线，电磁铁周围存在磁场，但磁感线实际上是不存在的，故A错误； B．磁悬浮地球仪之所以能悬浮在空中，是利用了同名磁极相互排斥的原理，故B错误； C．根据安培定则和图示可知，底座的上端为S极，由于磁悬浮地球仪之所以能悬浮在空中，是利用了同名磁极相互排斥的原理，所以地球仪内部磁铁的下端一定是S极，故C正确； D．乙图中，将电源正负极对调后，电流的方向发生了改变，电磁铁磁极方向随之改变，故D错误。 故选C。 7．S 【详解】如图通过电源判断导线中电流方向，由右手螺旋定则，四指指向电流方向，大拇指指向N极方向可知，下端为S极。 8． 具有 吸下 发光 【详解】[1][2]通电导线周围存在磁场，所以电磁铁具有磁性。可以吸引铁钴镍等物质。 [3]当电磁铁不同点，衔铁不吸下，消防应急灯电路正常工作，两灯发光。 9． S 改变物体的运动状态 【详解】[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；小磁针指南的一端为S极。 [2]在磁针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针会发生偏转，指南针的状态发生改变，说明力可以改变物体的运动状态。 10． 减小 减弱 【详解】[1]电梯在无人乘坐时压力减小，运行速度变慢，说明通过电动机的电流变小，根据欧姆定律可知，此时工作电路的电阻变大，这说明衔铁与触点1接触，说明电磁铁对衔铁的吸引力变小，通过电磁铁的电流变小，控制电路中的总电阻变大，所以压敏电阻的阻值随压力的增大而减小。 [2]当所有人走出电梯后，压敏电阻受到的压力变小阻值增大，根据欧姆定律可知，通过电磁铁的电流变小，磁性将减弱。 11． 地磁场 北 【详解】[1][2]地球是个大磁场，螺线管通电后具有磁性，由右手螺旋定则可知螺线管A端为N极，B端为S极，磁场对放入其中的磁体有力的作用，因地磁场沿南北方向，地球南极处为地磁场的N极，地球北极处为地磁场的S极，而同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故船头A指向北方。 【点睛】通过本题应掌握：(1)知道地球是个巨大的磁体，地磁南极在地理北极的附近，地磁北极在地理南极附近； (2)右手螺旋定则内容为：右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指向的方向为磁感线N极方向。 12． 电磁铁磁性强弱 a、b b、c 通电电磁铁的电流相同 【详解】（1）电磁铁磁性的强弱可用吸引大头针数目的多少来体现，是转换法的应用，所以通过观察电磁铁吸引大头针的多少的不同，来判断它磁性强弱的不同； （2）电磁铁磁性的有无可以通过电磁铁是否吸引大头针来判断．由ab两图可知，a图的开关断开，电路中没有电流，电磁铁也不吸引大头针闭合，说明电磁铁没有磁性．b图的开关闭合，电路中有电流，电磁铁吸引大头针闭合，说明电磁铁有磁性；所以通过比较ab两种情况，可以验证猜想A是正确的； （3）要验证猜想B，即磁性的强弱是否与电流大小有关，要控制匝数相同，电流大小不同．比较图可知，bc两图滑动变阻器的位置不同，电路中电流大小不同，且c图滑动变阻器接入电路的电阻小，电路中电流大，电磁铁吸引的大头针多，表明磁性强，所以通过比较bc两种情况，可以验证猜想B是正确的； （4）在d图中，由于两电磁铁串联，控制了电流相等，匝数不同，且匝数越多时，磁性越强．但磁性大小不仅与线圈匝数有关，还与电流大小有关，因此猜想C不全面，要增加电流相同这个条件． 13．(1)   (2) (3) 【详解】（1）由图知道，温度为60℃时，热敏电阻的阻值为60Ω，热敏电阻的阻值随温度的升高而增大（或热敏电阻的阻值随温度的降低而减小），若控制电路只有热敏电阻，则电流为 电流小于0.2A（线圈电流大于0.2A时衔铁被吸下，线圈电流小于0.2A时衔铁被弹回），则需要将定值电阻R0和热敏电阻Rx并联连接时，线圈中电流才能达到0.2A，温度低于60℃时吹热风；根据图象可知，随温度的降低，Rx的阻值减小，控制电路中的电阻减小，电流变大，衔铁将被吸下，则电热丝要接在下方静触点上，电热丝和电风扇并联连接，电风扇不受电磁继电器的控制，电风扇直接接在火线和零线之间，如下图    （2）根据题意和欧姆定律知道，衔铁即将吸下时控制电路的总电流 即 解得 R0=60Ω （3）由于吹热风时功率为120W、吹冷风时功率为20W，且电热丝和电风扇并联连接， 所以电热丝消耗的功率为 则电热丝的电阻为 14．当电梯超载时，控制电路接通，电磁铁通电有磁性，吸引衔铁，工作电路接通，电铃响，报警。 【详解】当电梯超载时，控制电路接通，电磁铁通电有磁性，吸引衔铁，工作电路接通，电铃响，报警。 15．见解析 【详解】由图像可知，燃气浓度由4%变成3%时，R1阻值变大，刚好报警时电流仍为I0，根据，可得U1变大，U不变，根据，可得U2变小，根据可知， R2应该变小，所以滑动变阻器的滑片应该向下移动。 16． B C 省力 有 有 【详解】(1)[1]与铜导线相比，电饭锅利用电流的热效应工作，需要通过大电流，所以制作电饭锅加热元件的材料应具备的特性是电阻较大、熔点较高，故B符合题意。 (2)[2]根据“当饭煮熟后，温度继续上升，当升高到某一温度时，永磁体落下，通过杠杆CBO使触点分开，加热元件停止发热，同时按钮开关跳起”可知，在磁钢限温器工作过程中，感温磁钢的磁性急剧减弱是在按钮开关跳起时，故C符合题意。 (3)[3]饭煮熟后，永磁体落下，通过杠杆CBO使触点分开，动力臂大于阻力臂，则杠杆CBO属于省力杠杆。 (4)[4]永磁体下落过程中，感温磁钢对永磁体仍有磁力的作用，只是磁力较弱。 (5)[5]未按下按钮开关时，弹簧片有弹性变形，所以有弹性势能，按下按钮后弹性势能被释放。 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 $$