2025年中考物理专项提升：电磁铁与自动控制

2025年中考物理专项提升：电磁铁与自动控制 一、单选题 1．以下说法中正确的是（　　） A．磁场是真实存在的 B．磁感线是从磁场中实际存在的曲线 C．毛皮摩擦过的橡胶棒具有吸引铁钴镍的性质 D．小磁针N极在磁场中某点所受磁力的方向跟该点的磁场方向相反 2．下面是几位同学关于电磁继电器的几种说法，你认为其中不正确的是 A．使用电磁继电器可以直接控制工作电路的通断 B．我们操作时直接控制的是低电压、弱电流电路的通断 C．电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路的一种开关 D．电磁继电器是自动控制电路的重要部件 3．指南针是我国的四大发明之一，“指南鱼”是它的一种形态。将一块形状像鱼的薄铁片磁化后，浮在水面上，静止时鱼头指向南方。下列说法正确的是（　　） A．“指南鱼”能指南是因为其受到地磁场的作用 B．“指南鱼”被磁化后，只有N极一个磁极 C．磁场是由磁感线组成的 D．磁场对放入其中的物体都有力的作用 4．近期，我国南方各地普降暴雨，城市内涝给人们生活带来很大影响，小明设计一种利用电磁继电器来自动控制抽水机工作的电路，当水位在安全位置以下时绿灯亮，抽水机不工作；当水位到达安全位置上限时红灯亮，抽水机开始工作，下图是小明还未连接完成的电路，小明接下去的电路连接应该是（   ） A．M接A，N接B B．M接B，N接D C．M接B，N接C D．M接A，N接D 5．如图展示了我国古代劳动人民的智慧成果，其中所涉及的物理知识，下列说法中不正确的是（　　） A． 古人冬天在路面上泼水成冰运送巨石，这是通过增大压力来增大摩擦 B． 日晷利用了光的直线传播 C．古代捣谷工具利用了杠杆原理 D．司南能够指南北是受地磁场的作用 6．宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”图中符合上述说法的是（　　） A． B． C． D． 二、填空题 7．如图为探究通电直导线周围磁场分布的实验，实验时先在有机玻璃板上均匀地撒上铁屑，然后给直导线通电．为了更好地通过铁屑客观描述出磁场分布情况，接下去的操作是 ．该操作的主要目的是减小铁屑与玻璃板之间的摩擦，使铁屑在磁场力作用下动起来，说明力能 ．为了进一步探究通电直导线周围磁场的方向，可用 代替铁屑进行实验． 8．如图甲所示的“聪明电梯”在有、无人乘坐时会以不同的速度运行，这样可以节约用电。图乙所示是其控制电路图，R是一个压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。当所有人走出电梯后，则图中电磁铁的磁性将 （选填“增强”、“减弱”或“不变"），电动机的转速将 （选填“变快”、“变慢”或“不变”）。 9．如图所示是温度自动报警器，当温度达到 ℃时，电铃发声报警，此时电磁铁的左端是 极． 10．如图所示，弹簧下端挂一条形磁铁，磁铁下端为S极，条形磁铁的正下方有一电磁铁，闭合开关后，电磁铁上端是 极，弹簧长度会 （选填“伸长”“缩短”或“不变”）；再将变阻器滑片向右移动，弹簧长度会 （选填“伸长”“缩短”或“不变”）。 11．如图所示，在静止的磁针上方拉一根与磁针平行的导线，给导线 时，磁针发生偏转，此实验表明 ，这一现象是1820年 物理学家 发现的。    12．关注生活物理  如图所示是公共汽车上用电磁阀控制车门开、关的工作电路图．L1、L2是固定的电磁线圈．衔铁T1、T2通过横杆相连并可左右移动，带动传动装置使车门开启或关闭．S接通触点b时，线圈 （填“L1”或“L2”）具有磁性，吸引衔铁使横杆向 （填“左”或“右”）运动，带动传动装置关闭车门． 三、实验题 13．小红同学在探究通电螺线管外部磁场的方向时，使用的实验装置如图所示。 (1)闭合开关后，螺线管周围可自由转动的小磁针静止时的指向如图所示，根据此时螺线管周围小磁针的指向可知，电源的A端为 极（选填“正”或“负”）。 (2)当电源的正负极对调后再闭合开关，发现螺线管周围的小磁针的N极、S极的指向也发生对调，由此可知 。 14．如图所示是某学习小组同学设计的“研究电磁铁磁性强弱”的实验电路图． (1)要判断电磁铁的磁性强弱，可观察 来确定． (2)下表是该组同学所做实验的记录： ①比较实验中的1、2、3(或4、5、6)，可得出的结论：电磁铁的匝数一定时，通过电磁铁线圈中的电流 ，磁性越强； ②比较实验中的1和4(或2和5，或3和6)，可得出的结论：电磁铁线圈中的电流一定时，线圈匝数 ，磁性越强． (3)在与同学们交流讨论时，另一组的一名同学提出一个问题：“当线圈中的电流和匝数一定时，电磁铁的磁性强弱会不会还与线圈内的铁芯大小有关？” ①你的猜想是 ； ②现有大小不同的两根铁芯，利用本题电路说出你验证猜想的方法： ． 四、简答题 15．将磁卡、磁带等磁记录介质靠近强磁性物体后常会导致磁卡、磁带的失效．请分析导致磁记录介质失效（信息破坏）的原因． 16．如图为蔬菜大棚使用的一种温度自动报警器，若水银温度计里封入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指的温度时，电铃就响起来，发出报警信号，请说明它的工作原理。 五、科普阅读题 17．请阅读《手机里的“指南针”》回答问题． 手机里的“指南针” 智能手机里面“指南针”可以像真实小磁针一样指示方向（如图左所示），但手机中并不存在真实的小磁针，发挥小磁针作用的是一个能对磁场做出反应的电子罗盘．有一种电子罗盘是利用 “霍尔效应”制成的“磁传感器”． 如图右所示，通电长方体金属导体在磁场 B 中时，会受到磁场力的作用，而金属导体中的电流是由自由电子定向移动形成的，因此其微观本质上是电子受到了磁场力的作用，于是这些电子就在磁场力的作用下运动到导体的后表面 D，从而使后表面 D 带上负电荷；而前表面 C 因缺少了电子，带上了正电荷．由于 C、D 表面带有不同种电荷，因此在 C、D 两表面之间就形成一定的电压，这就是霍尔效应． 通过实验可知，电流越大、磁场越强，C、D 两表面间的电压就越大，即霍尔效应越显著．在电流和磁场一定时，“霍尔效应”的显著程度还与导体在磁场中的方位有关，导体中电流 I 的走向与磁场方向的夹角越接近垂直，霍尔效应越显著．手机中的电子罗盘（磁传感器）正是利用这一物理原理制成的． 手机都有 GPS 定位功能，还有必要装电子罗盘吗？很有必要！因为在森林里或者大厦林立的地方，手机很有可能接收不到 GPS 信号，而有了电子罗盘就可以保障你不会迷失方向，毕竟地球磁场是无处不在的． 手机外部强磁体会不会影响手机内部电子罗盘的功能呢？答案是肯定的．靠近手机的强磁体会影响手机中的电子罗盘的正常工作．更糟糕的是，如果把强磁体紧靠手机放置，手机内部的铁质元器件会被磁化，成为磁体，给校正电子罗盘带来困难．有些用户可能会认为这无所谓，因为自己不常使用电子罗盘，但这并不意味着手机中其他功能的应用不依赖电子罗盘．例如有些地图软件就是利用电子罗盘来判断手机朝向的． 请根据上述材料，回答下列问题： （1）对于将强磁铁紧靠智能手机放置的后果，下列说法中正确的是 ．（选填选项前的字母） A．将手机内部的铁质元器件磁化，对电子罗盘的校正带来困难 B．只是暂时性影响手机的电子罗盘工作，移开磁铁后一切恢复正确 C．只会影响手机中的电子罗盘，对于手机的听筒、话筒不会产生任何影响 D．手机中的电子罗盘并不是小磁针，所以不会对手机产生任何影响 （2）微观上运动的电子受到磁场力的作用，与下列 图所示实验的原理最为相似．（选填图下面的字母） （3）请你猜想霍尔效应还能有哪些应用 ？ 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 A A A B A C 1．A 【详解】A．磁体周围存在磁场，磁场是真实存在的，故A正确， B．为方便、形象地描述磁场引入磁感线，磁感线并不存在，故B错误； C．磁体具有吸引铁钴镍的性质，毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷，不是磁体，故C错误； D．小磁针S极在磁场中某点所受磁力的方向跟该点的磁场方向相反，小磁针N极在磁场中某点所受磁力的方向跟该点的磁场方向相同，故D错误。 故选A。 2．A 【详解】A．使用电磁继电器可以间接控制电路的通断，故A错误，符合题意； B．电磁继电器是用低电压、弱电流的控制电路来控制高电压、强电流的工作电路，我们操作时控制的是低电压、弱电流的通断，故B正确，不符合题意； C．电磁继电器的实质是一个利用电磁铁间接控制工作电路的开关，故C正确，不符合题意； D．电磁继电器是一个间接控制工作电路的开关，而电磁继电器是自动控制电路的重要部件，故D正确，不符合题意． 3．A 【详解】A．“指南鱼”能指南是因为其受到地磁场的作用，地磁的S极在地理的北极附近，所以“指南鱼”的N极就能指向北方；故A正确； B．所有磁体都有S、N两个磁极；故B错误； C．磁场是存在于磁体周围的一种物质，磁感线是一种理想化的物理模型，实际是不存在的，磁场不是由磁感线组成的；故C错误； D．磁场只对放入其中的磁体有力的作用；故D错误。 故选A。 4．B 【详解】由题意可知，当水位超过安全水位时，控制电路接通，电磁铁产生磁性吸引衔铁向下运动，红灯与抽水机同时工作，当水位在安全位置以下时，控制电路断开，电磁铁失去磁性，衔铁在弹簧的作用下向上运动，绿灯亮，抽水机不工作，M接B，N接D，所以故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 5．A 【详解】A．古人冬天在路面上泼水成冰运送巨石，这是通过把滑动变为滚动来减小摩擦，故A错误，符合题意； B．日晷利用了光的直线传播，故B正确，不符合题意； C．古代捣谷工具利用了杠杆原理，故C正确，不符合题意； D．司南能够指南北是受地磁场的作用，故D正确，不符合题意； 故选A。 6．C 【详解】地磁场的南北极与地理南北极相反，且不重合，地磁北极在地理南极附近 A．小磁针应该指向南北，故A不符合题意； B．小磁针应该指向南北，故B不符合题意； C．地磁南极在地理北极附近，略偏向东方，略偏向西方，故C符合题意； D．地磁南极在地理北极附近，略偏向东方，略偏向西方，故D不符合题意。 故选C。 7． 轻敲有机玻璃板 改变物体的运动状态 小磁针 【详解】试题分析：在有机玻璃板上均匀地撒上铁屑，然后给直导线通电，为了更好地通过铁屑客观描述出磁场分布情况，为了减小铁屑与玻璃板之间的摩擦，需轻敲有机玻璃板，使铁屑在磁场力作用下动起来，说明力能改变物体的运动状态；由于放在磁场的小磁针会由于磁力作用而运动，因此为了进一步探究通电直导线周围磁场的方向，可用小磁针代替铁屑进行实验． 考点：磁现象 8． 减弱 变慢 【详解】当所有人走出电梯后，压力减小，则压敏电阻R的阻值增大，左侧控制电路中的电流减小，电磁铁磁性变弱，则衔铁被拉起，与触点1接触，此时电动机与电阻R1串联，通过电动机的电流减小，电动机的转速变慢。 9． 85 S 【详解】试题分析：（1）由题干中图可知：金属丝下端所指的示数为98℃，当温度没有升高到98℃时，电磁铁无磁性，弹簧片把衔铁拉起来，电铃电路断开； （2）当温度升高到98℃时，由于水银是导体，电磁铁电路就会接通，电磁铁有了磁性，且根据安培定则知右端为N极，左端为S极，衔铁就会在电磁力吸引的作用下接通电铃电路，电铃响，报警． 考点：电磁继电器 点评：（1）该温度计的分度值为1℃，金属丝下端指在90℃上面第8个小格上，因此金属丝下端所指的温度是90℃+1℃×8=98℃； （2）电磁铁中有电流通过时，产生磁性会把衔铁吸来过，电铃电路接通；电磁铁中无电流时，无磁性，弹簧片把衔铁拉起来，电铃电路断开； （3）用安培定则判断通电螺线管的极性，右手握住螺线管，四指弯向线圈中电流的方向，大拇指所指的就是通电螺线管的N极． 10． S 缩短 增大 【详解】[1][2]开关闭合，根据安培定则判断电螺线管的上端为S极，同名磁极相互排斥，弹簧长度会缩短。 [3]滑动变阻器滑片向右移动时，电路中的电流变小，电磁铁磁性减弱，条形磁铁的排斥力减小，所以弹簧长度会增大。 11． 通电 通电导线周围存在着磁场 丹麦 奥斯特 【详解】[1][2][3][4] 如图所示，在静止的磁针上方拉一根与磁针平行的导线，给导线通电后，磁针发生偏转，此实验表明通电导体周围存在磁场，这一现象称为电流的磁效应，是1820年丹麦物理学家奥斯特用实验发现的。 12． L2 右 【详解】[1][2]由题图可知，开关S接通触点b时，线圈L2接入电路，有电流通过，具有磁性，吸引衔铁T2使横杆向右运动，带动传动装置关闭车门． 13． 正 电流产生的磁场方向跟电流的方向有关 【详解】(1)[1]由图知，最上面小磁针的左端为N极，右端为S极，根据磁极间的相互作用可知，螺线管的右端为N极，根据右手螺旋定则结合导线绕向，大拇指指向N极，四指指向电流的方向，则可知电源的A端是正极，B端是负极。 (2)[2]正负极对调后电流方向改变，小磁针两极对调，说明电流产生的磁场方向跟电流的方向有关。 14． 电磁铁吸引大头针的数目多少 越大 越多 在电流和线圈匝数一定时，铁芯越大，磁性越强 使电路中的电流、线圈匝数保持不变，换用大小不同的铁芯插入螺线管中，观察电磁铁吸引大头针的多少并进行比较，验证猜想正确与否 【分析】（1）通过电磁铁吸引铁钉的多少反映电磁铁磁性的强弱，这种研究问题的方法为转换法； （2）实验数据中可以获取信息，找出控制的量和改变的量，再通过吸引铁钉的数量得出影响电磁铁磁性的因素； （3）探究与铁芯的大小是否有关时，要控制电流大小、线圈匝数都相同，让铁芯的大小不同． 【详解】（1）电磁铁与滑动变阻器串联，要想改变通过电磁铁的电流，可以通过移动滑动变阻器的滑片来实现，通过电磁铁吸引铁钉的多少来反映出电磁铁磁性的强弱； （2）①比较实验中的1、2、3（或4、5、6）可以看出，在线圈的匝数相同时，电流从0.8A增加到1.5A时，吸引铁钉的个数由5枚增大到10枚，说明在线圈的匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强； ②比较实验中的1和4（或2和5或3和6）可以得出通过电磁铁的电流都为0.8A时，线圈匝数50匝的吸引5枚铁钉，线圈匝数为100匝的吸引铁钉7枚，说明在通过电磁铁的电流相同时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强； （3）①猜想：在电流和线圈匝数一定时，铁芯越大，磁性越强； ②使电路中的电流、线圈匝数保持不变，换用大小不同的铁芯插入螺线管中，观察电磁铁吸引大头针的多少并进行比较，验证猜想是否正确． 15．将磁卡、磁带等磁记录介质靠近强磁场时，被磁化的磁性材料在强磁场中受到磁力作用，排列发生了改变，信息被破坏． 【详解】将磁卡、磁带等磁记录介质靠近强磁场时，被磁化的磁性材料在强磁场中受到磁力作用，排列发生了改变，信息被破坏． 点睛：录音时，声音以磁的形式记录下来，磁卡、磁带上的磁性材料被磁化，成为一个个很小的磁体．磁场对放入其中的磁体产生磁力作用，磁体在强磁场中受到磁力作用，排列发生改变，信息被破坏． 16．见解析 【详解】温度升高，水银面上升，因水银是导体，当温度上升到金属丝下端所指温度时，控制电路被接通，电磁铁线圈就有电流通过，电磁铁产生磁性吸引衔铁，使触点开关闭合，工作电路形成回路，电铃就响起来，发出报警信号。 17． A A 高精度的电压和电流型传感器 【分析】（1）智能手机里的“指南针”可以像普通小磁针一样指示方向，是一个能对磁场做出反应的电子罗盘；分析将强磁铁紧靠智能手机放置的后果； （2）通过导体在磁场中受到力的作用； （3）联系材料可知霍尔效应还能有哪些应用． 【详解】（1）由材料可知，将强磁铁紧靠智能手机放置，将手机内部的铁质元器件磁化，对电子罗盘的校正带来困难，故A正确； （2）微观上运动的电子受到磁场力的作用，因为电荷的定向移动可以形成电流，所以通电导体中有电流通过，导体在磁场中会受到力的作用，A图中探究通过导体在磁场中受到力的作用，符合题意； B图中探究电磁感应现象的状态，不符合题意； C图中探究电流的磁效应，不符合题意； D图中探究电磁铁磁性强弱的影响因素，不符合题意； 故选A． （3）目前工业上应用的高精度的电压和电流型传感器有很多就是根据霍尔效应制成的． 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 $$