专题08 家庭电路、电与磁、信息、能源、材料（测试）-【上好课】2025年中考物理二轮复习讲练测（湖南专用）

模块四 电磁学 专题08 家庭电路、电与磁、信息、能源、材料 （试题分值：100分 测试时间：60分钟） 一、选择题：本题共12小题，每小题3分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．【能源及其分类】我国第三代核电站“华龙一号”示范工程已全面建成，标志着我国核电技术跻身世界先进水平。下列有关说法正确的是（　　） A．核能属于可再生能源 B．铀原子核由质子和核外电子构成 C．“华龙一号”利用核裂变释放的能量发电 D．核废料无污染，可以任意排放 2．【信息传递】我们生活在光的世界里，光每时每刻都在为人类服务，下列属于利用光来传输文字、图像信息的是（　　） A．植物的光合作用 B．太阳能汽车 C．太阳能热水器 D．光纤 3．【磁场】在水平桌面上放置一条形磁体，磁体上盖有一薄玻璃板，在玻璃板上均匀地撒上一些细碎的铁屑，然后轻敲玻璃板，发现铁屑在玻璃板上有规律地排列，如图所示。则下列说法中正确的是（　　） A．用碎纸屑代替铁屑重做实验，纸屑也能有规律地排列 B．用其他任何金属碎屑重做实验，金属屑都能有规律地排列 C．根据铁屑的排列规律，可以判断出条形磁体周围各位置的磁场方向 D．磁体两端附近聚集的铁屑较多而中间铁屑较少，是因为条形磁体两端的磁性较强 4．【安全用电】“谨慎用电，安全过年”，下列符合雷电预防或安全用电原则的是（　　） A．雷雨天树下躲雨 B．湿毛巾擦通电电灯 C．边充电边玩手机 D．及时更换破损电线 5．【试电笔】如图所示的是某测电笔的外形图，在使用测电笔辨别某裸露导线是火线还是零线时，手不能触碰的部位是（　　） A．金属笔尖 B．塑料套管 C．塑料笔杆 D．金属笔卡 6．【电磁波】嫦娥五号“月面起飞”载入史册，“旗开月表”振奋人心，“采撷月壤”荣誉归来，航天工作者对航天器实行这一系列指令操作依靠的是（　　） A．超声波 B．电磁波 C．次声波 D．红外线 7．【能源及材料】如图是“风能——太阳能”路灯示意图，下列说法正确的是（　　） A．风力发电机利用了电磁感应原理 B．太阳能来自太阳内部的核裂变 C．给蓄电池充电时化学能转化为电能 D．控制器中的集成电路是用超导材料制成的 8．【电动机】如图为一种无链条电动自行车，它结合了人体动力和电池动力，骑行者踩脚踏板产生的动能可转化为电能，补充在锂电池内，之后通过锂电池驱动后轮前行，下列关于人体动力和电池动力的原理正确的是（　　） A．①② B．①④ C．②③ D．③④ 9．【电磁继电器】如图所示是某同学设计的“温度自动报警器”的电路图，图中金属丝下端与90℃刻度线对齐。下列说法中正确的是（　　） A．图中的A是电磁铁，它的工作原理是电磁感应 B．控制电路的电源的正负极对调后不会影响自动报警器工作 C．当温度达到85℃就发出报警信号 D．如果要降低报警温度，需要将金属丝往上提 10．【电磁感应】电动车在滑行或刹车时，会利用电磁感应反向充电。这项技术不仅提高了能源利用率，还有助于延长电动车行驶里程。下列实验能反映电磁感应原理的是（　　） A． B． C． D． 11．【磁现象】大头针被条形磁铁吸起后会被磁化，图中四种现象正确的是（　　） A． B． C． D． 12．【安全用电】电是把双刃剑，它在造福人类的同时也带来了安全隐患。下列说法正确的是（    ） A．图甲：手指与测电笔笔尾的金属体接触会触电 B．图乙：可以使用湿抹布去擦拭正在发光的台灯 C．图丙：如果电路开路断路就会引起空气开关跳闸 D．图丁：用三脚插头是为了让洗衣机的金属外壳接地 二、填空题：本题共4小题，每空2分，共18分。 13．【能源及其分类】新疆的风光电资源充足，产能过剩时，抽水蓄能电站安装的可逆式发电机组处于 （选填“抽水”或“发电”）状态，提高了电网对风电、光伏等新能源的接纳能力，该过程中水库中的水增加的水能属于 （选填“一”或“二”）次能源． 14．【信息传递、电磁波】蝙蝠向外发射 （选填“超声波”或“电磁波”），利用接收反射波时间来判断障碍物的距离，人们利用这个原理发明了雷达。已知某航空探测雷达向空中发射信号后，经过0.02s收到雷达回波，则被探测物距离 m。（空气中声速340m/s，空气中光速） 15．【电生磁】如图，一个不能打开的盒子外露出一段导线，小明为判断其中是否有电流，将导线悬挂起来，并将一个蹄形磁体缓慢靠近，发现导线向靠近磁体的方向运动，说明导线中 （选填“有”或“无”）电流，利用此原理可制成 （选填“电动机”或“发电机”）。将蹄形磁体磁极对调放置，重复上述操作，导线的运动方向 （选填“改变”或“不变”）。 16．【家庭电路】随着人们生活水平的提高，家里使用的用电器越来越多，当开关闭合，发生如图甲、乙所示情况时，产生电流过大，会造成空气开关跳闸。请你分析两者不同的原因：甲是 ，乙是 。 三、作图与实验探究题：本题共4小题，作图每问2分，填空每空2分，共30分。 17．【通电螺线管】(1)根据通电螺线管周围的磁感线方向，在图中标出通电螺线管的左端的极性和电源左端的极性。 (2)【家庭电路】如图为家庭照明电路一部分，请用笔画线代替导线，将开关、灯泡、三孔插座接入电路中，要求开关只控制灯泡。 18．【电磁感应】小红在学习了电磁感应的知识后，用如图所示的装置重新做了“怎样产生感应电流”的实验。 (1)她发现，如果开关处于 状态，无论磁体怎样放置、导体棒怎样运动，灵敏电流计指针均不偏转，这说明闭合电路是产生感应电流的必要条件； (2)如图所示，电路闭合后，下列实验操作能使灵敏电流计指针发生偏转的是___________； A．磁体不动，导体棒水平向右运动 B．磁体不动，导体棒向斜上方运动 C．导体棒不动，磁体竖直向下运动 D．导体棒不动，磁体水平向左运动 (3)小红在实验中有了新的思考：如果把灵敏电流计换成 ，就能继续探究磁场对通电导体的作用了。 19．【通电螺线管磁场分布】如图是某同学探究通电螺线管外部磁场方向的实验装置。小磁针涂黑的一端是N极，闭合开关S，回答下列问题： (1)螺线管的左端是 （选填“N”或“S”）极； (2)若将小磁针移到M点位置，小磁针静止时N极的指向 （选填“会”或“不会”）改变； (3)要探究通电螺线管外部磁场的方向与螺线管中电流的方向是否有关，可以 ，从而改变螺线管中的电流方向。闭合开关S，若小磁针静止时N极的指向发生改变，则可以得出结论： 。 20．【电生磁】电生磁实验； (1)如图甲所示为奥斯特实验装置，接通电路后，观察到小磁针偏转，说明 ，改变直导线中电流方向，小磁针的偏转方向发生改变，说明 ； (2)用如图乙所示的装置“探究通电螺线管外部磁场的特点”： ①闭合开关，将小磁针放在螺线管周围的不同位置，观察小磁针静止时 极的指向，可以判断小磁针所在位置的磁场方向； ②在固定螺线管的光滑板面上均匀地撒上铁屑，铁屑有序排列成许多条曲线，由此可以看出螺线管周围的磁场和 周围的磁场相似； (3)在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，同学们用相同的大铁钉制成了简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。当滑动变阻器向左移动时，电磁铁甲、乙能够吸引大头针的个数将 （填“增多”或“减少”），说明电流越 ，电磁铁磁性越强。根据图示可知，电磁铁 （填“甲”或“乙”）的磁性强。 四、综合题：本题共2小题，第21题8分，第22题8分，共16分。 21．【电磁继电器】电梯为居民出入带来了很大的便利，出于安全考虑，电梯设置有超载响铃报警系统。如图1所示为电梯报警系统工作原理图，已知控制电路电源电压为8V，定值电阻的阻值为100Ω，力敏电阻的阻值随所受压力F的变化图像如图2所示。当控制电路中的电流为20mA时，衔铁刚好被吸下（此时控制电路中的电流称为吸合电流），工作电路电铃发出报警信号（电磁铁线圈电阻忽略不计）。 (1)电磁铁的上端为 （选填“N”或“S”）极。 (2)衔铁刚好被吸下时，控制电路消耗的功率是多少？ (3)若平均每个人的重力为600N，则此电梯的最大载客量是多少人？ (4)为增大载客量，工程师在升级电梯配置后，还需在吸合电流、力敏电阻、控制电路电源电压均不改变的前提下对电路进行改进，改进后的最大载重量为9000N，请你通过计算写出电路的改进方案。 22．【家庭电路、电学综合】图1，是某保温电热水器接入家庭电路，其加热电阻R在是由虚线框内某一种或两种温控开关控制。现有K1和K2两款温控开关，当温度低于45℃时，K1保持闭合，K2保持断开；当温度高于45℃时，K1保持断开，K2保持闭合。 （1）当在虚线框内串联接入图2装置 时，能实现加热电阻R在水温低于45℃时工作，在水温高于45℃时不工作的功能。 （2）当保温电热水器工作时，已知流过b段导线的电流为5A，加热电阻R=45Ω。 ①求电阻R两端的电压； ②若b段导线的电阻为0.001Ω，求b段导线在100s内消耗的电能。 （3）使用过程中保温电热水器突然停止工作，但空气开关未跳闸。在检测故障时，分别用试电笔接触图1中a、b、c、d四个点，接触a、b、c三个点时，试电笔的氖管均发光，接触d点时，试电笔的氖管不发光，则电路可能出现的故障是 （选填“ab间断路”“bc间短路”“bc间断路”或“cd间断路”）。 1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 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【详解】AB．铁屑在玻璃板上有规律地排列，是因为铁是磁性材料，在磁场中受到磁场力的作用，而碎纸屑不是磁性材料，也不是所有的金属都是磁性材料，故用碎纸屑或其他非磁性材料的金属代替铁屑重做实验，不能有规律地排列，故AB错误； C．根据铁屑的排列规律，可以判断出条形磁体周围磁场的大致分布以及磁性的强弱，但不能判断磁场方向，故C错误； D．磁性越强的位置对铁屑的吸引力就越强，铁屑就越多，故磁体两端附近聚集的铁屑较多而中间铁屑较少，是因为条形磁体两端的磁性较强，故D正确。 故选D。 4．【安全用电】“谨慎用电，安全过年”，下列符合雷电预防或安全用电原则的是（　　） A．雷雨天树下躲雨 B．湿毛巾擦通电电灯 C．边充电边玩手机 D．及时更换破损电线 【答案】D 【详解】A．在雷雨天气，因为树比较高，而且树上带有水，树木就成了导体，容易将雷电引下来，如果人在大树下避雨，可能会遭受雷击伤害，故A不符合题意； B．生活用水是导体，用湿毛巾擦通电电灯，容易发生触电事故，故B不符合题意； C．边充电边玩手机，不仅会增加手机运行负担，手机电池还会释放大量的热，极易引发事故，故D不符合题意； D．使用绝缘皮破损的电线可能会发生短路或人体触电事故，所以要及时更换绝缘皮破损的电线，故D符合题意。 故选D。 5．【试电笔】如图所示的是某测电笔的外形图，在使用测电笔辨别某裸露导线是火线还是零线时，手不能触碰的部位是（　　） A．金属笔尖 B．塑料套管 C．塑料笔杆 D．金属笔卡 【答案】A 【详解】在使用测电笔辨别某裸露导线是火线还是零线时，手不能触碰的部位是金属笔尖，若触碰金属笔尖，火线和人体形成通路，并且会有较大电流流过人体，造成触电事故，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 6．【电磁波】嫦娥五号“月面起飞”载入史册，“旗开月表”振奋人心，“采撷月壤”荣誉归来，航天工作者对航天器实行这一系列指令操作依靠的是（　　） A．超声波 B．电磁波 C．次声波 D．红外线 【答案】B 【详解】由于电磁波能在真空中传播，传播速度快，传播范围广，所以航天工作者对航天器实行这一系列指令操作，传递信息传递依靠的是电磁波，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 7．【能源及材料】如图是“风能——太阳能”路灯示意图，下列说法正确的是（　　） A．风力发电机利用了电磁感应原理 B．太阳能来自太阳内部的核裂变 C．给蓄电池充电时化学能转化为电能 D．控制器中的集成电路是用超导材料制成的 【答案】A 【详解】A．发电机的工作原理是闭合回路的一部分导体切割磁感线产生感应电流，即电磁感应原理，故A正确； B．太阳能是来自太阳内部的核聚变反应。‌太阳内部的氢原子核在高温和高压的条件下发生核聚变反应，生成氦原子核，并释放出巨大的能量，故B错误； C．给蓄电池充电时，蓄电池相当于用电器，消耗电能，电能转化为化学能，故C错误； D．半导体材料具有导电性能介于导体和绝缘体之间的特性，这使得它们在电子器件中有着广泛的应用。集成电路中的主要元件，如二极管和三极管，都是利用半导体材料制作的‌，故D错误。 故选A。 8．【电动机】如图为一种无链条电动自行车，它结合了人体动力和电池动力，骑行者踩脚踏板产生的动能可转化为电能，补充在锂电池内，之后通过锂电池驱动后轮前行，下列关于人体动力和电池动力的原理正确的是（　　） A．①② B．①④ C．②③ D．③④ 【答案】B 【详解】根据题意可知，人体动力是将机械能转化为电能，原理是电磁感应，锂电池驱动后轮前行是电能转化为机械能，是磁场对通电导体有力的作用。 ①图中，闭合开关，切割磁感线产生感应电流，是电磁感应现象，故①符合题意； ②表示电流周围有磁场，故②不符合题意； ③图是探究电磁铁的磁性强弱与什么因素有关，故③不符合题意； ④是电动机的原理图，电能转化为机械能，原理是磁场对通电导体有力的作用，故④符合题意。 综上所述：故B正确，ACD错误。 故选B。 9．【电磁继电器】如图所示是某同学设计的“温度自动报警器”的电路图，图中金属丝下端与90℃刻度线对齐。下列说法中正确的是（　　） A．图中的A是电磁铁，它的工作原理是电磁感应 B．控制电路的电源的正负极对调后不会影响自动报警器工作 C．当温度达到85℃就发出报警信号 D．如果要降低报警温度，需要将金属丝往上提 【答案】B 【详解】A．图中的A是电磁铁，电磁铁的工作原理是电流的磁效应，故A错误； B．报警器中的控制电路的电源的正负极对调后会影响电磁铁的极性，不会影响自动报警器工作，故B正确。 C．水银温度计和电磁铁串联接在电路中，当温度升高到90℃时，水银和金属丝接通，由于水银和金属丝都是导体，所以控制电路接通，电磁铁有磁性，电磁铁吸引衔铁，动触头和电铃的电路接通，电铃响，故C错误； D．若报警温度将降低，报警的温度会低于90摄氏度，将上端的金属丝向下移，故D错误。 故选B。 10．【电磁感应】电动车在滑行或刹车时，会利用电磁感应反向充电。这项技术不仅提高了能源利用率，还有助于延长电动车行驶里程。下列实验能反映电磁感应原理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．图中所示反映的是奥斯特实验，是电流的磁效应，故A不符合题意； B．闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动能够产生感应电流，是电磁感应现象，故B符合题意； C．图中有电源，其原理是通电导体在磁场中受到力的作用，故C不符合题意； D．图中所示的电路是探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系的电路，故D不符合题意。 故选B。 11．【磁现象】大头针被条形磁铁吸起后会被磁化，图中四种现象正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】磁体的下端为S极，大头针被条形磁铁吸起磁化后，大头针与磁体下端的S极相吸的上端都为N极，大头针的下端都为S极，根据同名磁极相互排斥的道理，两个大头针的下端会相互排斥，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 12．【安全用电】电是把双刃剑，它在造福人类的同时也带来了安全隐患。下列说法正确的是（    ） A．图甲：手指与测电笔笔尾的金属体接触会触电 B．图乙：可以使用湿抹布去擦拭正在发光的台灯 C．图丙：如果电路开路断路就会引起空气开关跳闸 D．图丁：用三脚插头是为了让洗衣机的金属外壳接地 【答案】D 【详解】A．图甲：手指与测电笔笔尾的金属体接触不会触电，构成通路，氖管发光，故A错误； B．图乙：不可以使用湿抹布去擦拭正在发光的台灯，这样会触电，故B错误； C．图丙：如果电路短路或者用电器的总功率过大就会引起空气开关跳闸，故C错误； D．图丁：用三脚插头是为了让洗衣机的金属外壳接地，防止金属壳漏电，发生触电，故D正确。 故选D。 二、填空题：本题共4小题，每空2分，共18分。 13．【能源及其分类】新疆的风光电资源充足，产能过剩时，抽水蓄能电站安装的可逆式发电机组处于 （选填“抽水”或“发电”）状态，提高了电网对风电、光伏等新能源的接纳能力，该过程中水库中的水增加的水能属于 （选填“一”或“二”）次能源． 【答案】 抽水 一 【解析】[1]当风光电资源充足、产能过剩时，需要将多余的能量储存起来。抽水蓄能电站的可逆式发电机组此时处于抽水状态，将电能转化为水的重力势能（水能）储存起来，以备后续发电使用。 [2]一次能源是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资源，二次能源是指由一次能源经过加工转换以后得到的能源。水库中的水增加的水能是自然界中本来就存在的，属于一次能源。 14．【信息传递、电磁波】蝙蝠向外发射 （选填“超声波”或“电磁波”），利用接收反射波时间来判断障碍物的距离，人们利用这个原理发明了雷达。已知某航空探测雷达向空中发射信号后，经过0.02s收到雷达回波，则被探测物距离 m。（空气中声速340m/s，空气中光速） 【答案】 超声波 【详解】[1]蝙蝠是利用超声波来判断它与障碍物之前的距离。 [2]航空探测雷达是利用电磁波探测目标的电子设备，已知电磁波在空气中传播的速度与光速相同，则经过0.02s收到雷达回波，被探测物距离为 15．【电生磁】如图，一个不能打开的盒子外露出一段导线，小明为判断其中是否有电流，将导线悬挂起来，并将一个蹄形磁体缓慢靠近，发现导线向靠近磁体的方向运动，说明导线中 （选填“有”或“无”）电流，利用此原理可制成 （选填“电动机”或“发电机”）。将蹄形磁体磁极对调放置，重复上述操作，导线的运动方向 （选填“改变”或“不变”）。 【答案】 有 电动机 改变 【详解】[1][2]将导线悬挂起来，将一个蹄形磁体缓慢靠近导线，发现导线向远离磁体的方向发生了运动，说明导线中有电流通过，通电导线在磁场中受到了力的作用，根据此原理制成的是电动机。 [3]因为通电导体的受力方向与磁场方向和电流方向有关，当只改变其中一个方向时，导体的受力方向会发生改变，因此若将蹄形磁体磁极对调放置，则导线的运动方向改变。 16．【家庭电路】随着人们生活水平的提高，家里使用的用电器越来越多，当开关闭合，发生如图甲、乙所示情况时，产生电流过大，会造成空气开关跳闸。请你分析两者不同的原因：甲是 ，乙是 。 【答案】 总功率过大 短路 【详解】[1]家庭电路中，同时接入多个大功率用电器，根据公式知，电路中电流变大，会造成空气开关跳闸，这种属于过载跳闸。 [2]电路中的两相或多相之间直接连接，造成电流突然增大，这种属于短路跳闸。 三、作图与实验探究题：本题共4小题，作图每问2分，填空每空2分，共30分。 17．【通电螺线管】(1)根据通电螺线管周围的磁感线方向，在图中标出通电螺线管的左端的极性和电源左端的极性。 (2)【家庭电路】如图为家庭照明电路一部分，请用笔画线代替导线，将开关、灯泡、三孔插座接入电路中，要求开关只控制灯泡。 【答案】(1)；(2) 【详解】（1）根据磁体周围的磁感线都是从N极出发回到S极，可以判断电磁铁的左端是S极，右端是N极，根据安培定则可以判断电流从电磁铁的左端进入，从右端流出，可以判断电源的左端是正极；如图所示： （2）灯泡的接法：灯和开关串联，开关接在火线和灯之间，这样既能控制灯泡，又能更安全；安装三孔插座时，上孔接地线，左孔接零线，右孔接火线。如图所示： 18．【电磁感应】小红在学习了电磁感应的知识后，用如图所示的装置重新做了“怎样产生感应电流”的实验。 (1)她发现，如果开关处于 状态，无论磁体怎样放置、导体棒怎样运动，灵敏电流计指针均不偏转，这说明闭合电路是产生感应电流的必要条件； (2)如图所示，电路闭合后，下列实验操作能使灵敏电流计指针发生偏转的是___________； A．磁体不动，导体棒水平向右运动 B．磁体不动，导体棒向斜上方运动 C．导体棒不动，磁体竖直向下运动 D．导体棒不动，磁体水平向左运动 (3)小红在实验中有了新的思考：如果把灵敏电流计换成 ，就能继续探究磁场对通电导体的作用了。 【答案】(1)断开；(2)ABD；(3)电源 【详解】（1）如果实验时，开关处于断开状态，电路是断路状态，无论磁体怎样放置、导体棒怎样运动，灵敏电流计指针均不偏转，说明电路中没有感应电流产生，说明断路状态不能产生感应电流，闭合电路是产生感应电流的必要条件。 （2）由电磁感应现象可知，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中才能产生感应电流； A．磁体不动，导体棒水平向右运动，则导体棒在磁场中做切割磁感线运动，所以电路会产生感应电流，故能使灵敏电流计指针发生偏转，故A符合题意； B．磁体不动，导体棒向斜上方运动，则导体棒在磁场中做切割磁感线运动，所以电路会产生感应电流，故能使灵敏电流计指针发生偏转，故B符合题意； C．导体棒不动，磁体竖直向下运动，则导体棒不能做切割磁感线运动，所以电路不会产生感应电流，故灵敏电流计指针不会发生偏转，故C不符合题意； D．导体棒不动，磁体水平向左运动，则导体棒在磁场中做切割磁感线运动，所以电路会产生感应电流，故能使灵敏电流计指针发生偏转，故D符合题意。 故选ABD。 （3）要继续探究磁场对通电导体的作用，则导体棒中有电流通过，所以电路中需要有电源，故把灵敏电流计换成电源，就能继续探究磁场对通电导体的作用了。 19．【通电螺线管磁场分布】如图是某同学探究通电螺线管外部磁场方向的实验装置。小磁针涂黑的一端是N极，闭合开关S，回答下列问题： (1)螺线管的左端是 （选填“N”或“S”）极； (2)若将小磁针移到M点位置，小磁针静止时N极的指向 （选填“会”或“不会”）改变； (3)要探究通电螺线管外部磁场的方向与螺线管中电流的方向是否有关，可以 ，从而改变螺线管中的电流方向。闭合开关S，若小磁针静止时N极的指向发生改变，则可以得出结论： 。 【答案】(1)S；(2)会；(3) 把电源正负极对调/改变导线的绕向；通电螺线管外部磁场的方向与螺线管中电流的方向有关 【详解】（1）图中电流从螺线管的左端流入、右端流出，根据螺线管的线圈绕向，再利用安培定则即可确定螺线管的左端为S极，右端为N极。 （2）通电螺线管左端为S极，右端为N极，此时小磁针静止时N极指向右侧，磁场方向从N极指向S极，将小磁针移到M点位置，小磁针静止时，N极指向左侧，所以小磁针静止时指向会发生改变。 （3）[1][2]探究通电螺线管外部磁场的方向与螺线管中电流的方向是否有关时，要改变电流的方向，改变电源的正负极或者改变导线的绕向，螺线管中的电流方向发生了改变；闭合开关S，若小磁针静止时N极的指向发生改变，小磁针的N极指向与原来相反，说明磁场的方向相反，由此可以确定，螺线管磁场的方向与电流方向有关。 20．【电生磁】电生磁实验； (1)如图甲所示为奥斯特实验装置，接通电路后，观察到小磁针偏转，说明 ，改变直导线中电流方向，小磁针的偏转方向发生改变，说明 ； (2)用如图乙所示的装置“探究通电螺线管外部磁场的特点”： ①闭合开关，将小磁针放在螺线管周围的不同位置，观察小磁针静止时 极的指向，可以判断小磁针所在位置的磁场方向； ②在固定螺线管的光滑板面上均匀地撒上铁屑，铁屑有序排列成许多条曲线，由此可以看出螺线管周围的磁场和 周围的磁场相似； (3)在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，同学们用相同的大铁钉制成了简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。当滑动变阻器向左移动时，电磁铁甲、乙能够吸引大头针的个数将 （填“增多”或“减少”），说明电流越 ，电磁铁磁性越强。根据图示可知，电磁铁 （填“甲”或“乙”）的磁性强。 【答案】(1)通电导体周围存在磁场；通电导体周围的磁场方向与电流方向有关；(2)N；条形磁体；(3) 大；甲 【详解】（1）[1]由图可知，该装置是著名的奥斯特实验，开关闭合后，电路为通路，有电流通过，小磁针发生偏转，说明小磁针受到磁力作用，故说明通电导体周围存在着磁场。 [2]改变电流方向，小磁针的偏转方向发生了改变，说明通电导体周围的磁场方向发生了改变，故表明了通电导体周围的磁场方向与电流方向有关。 （2）[1]物理学中规定小磁针静止时N极的指向即为该点的磁场方向，所以实验时通过观察小磁针静止时N极的指向，可以判断小磁针所在位置的磁场方向。 [2]铁屑在磁场中会被磁体磁化，从而在磁场中有序地排列起来。由通电螺线管周围的铁屑的排布情况可以确定通电螺线管周围磁感线的形状是纺锤形的，和条形磁体周围的磁场相似。 （3）[1]当滑动变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器连入电路的阻值减小，由可知，电路中电流变大，吸引大头针的个数增多，说明电路中的电流越大，电磁铁的磁性越强。 [2]图示可知，甲吸引的大头针更多，说明电磁铁甲的磁性强。 四、综合题：本题共2小题，第21题8分，第22题8分，共16分。 21．【电磁继电器】电梯为居民出入带来了很大的便利，出于安全考虑，电梯设置有超载响铃报警系统。如图1所示为电梯的报警系统工作原理图，已知控制电路电源电压为8V，定值电阻的阻值为100Ω，力敏电阻的阻值随所受压力F的变化图像如图2所示。当控制电路中的电流为20mA时，衔铁刚好被吸下（此时控制电路中的电流称为吸合电流），工作电路电铃发出报警信号（电磁铁线圈电阻忽略不计）。 (1)电磁铁的上端为 （选填“N”或“S”）极。 (2)衔铁刚好被吸下时，控制电路消耗的功率是多少？ (3)若平均每个人的重力为600N，则此电梯的最大载客量是多少人？ (4)为增大载客量，工程师在升级电梯配置后，还需在吸合电流、力敏电阻、控制电路电源电压均不改变的前提下对电路进行改进，改进后的最大载重量为9000N，请你通过计算写出电路的改进方案。 【答案】(1)S；(2)0.16W；(3)13人；(4)在控制电路串联一个100Ω的定值电阻，或用阻值为200Ω的定值电阻替换 【详解】（1）电磁铁线圈中的电流从下端流入，上端流出，由安培定则可知，电磁铁上端为S极，下端为N极。 （2）衔铁刚好被吸下时，控制电路中的电流为 控制电路消耗的功率 （3）衔铁刚好被吸下时，控制电路中的总电阻 力敏电阻的阻值 由图-2可知，响铃时力敏电阻受到的压力 电梯能搭载的人数 则此电梯的最大载客量为13人。 （4）改进后的最大载重量为9000N，由图-2可知，此时力敏电阻的阻值，在吸合电流、力敏电阻、电源电压不变的前提下，衔铁被吸下时控制电路中的总电阻不变，此时定值电阻的阻值 方案1 在控制电路中再串联一个电阻，阻值为 或方案2 用阻值为200Ω的定值电阻替换。 22．【家庭电路、电学综合】图1，是某保温电热水器接入家庭电路，其加热电阻R在是由虚线框内某一种或两种温控开关控制。现有K1和K2两款温控开关，当温度低于45℃时，K1保持闭合，K2保持断开；当温度高于45℃时，K1保持断开，K2保持闭合。 （1）当在虚线框内串联接入图2装置 时，能实现加热电阻R在水温低于45℃时工作，在水温高于45℃时不工作的功能。 （2）当保温电热水器工作时，已知流过b段导线的电流为5A，加热电阻R=45Ω。 ①求电阻R两端的电压； ②若b段导线的电阻为0.001Ω，求b段导线在100s内消耗的电能。 （3）使用过程中保温电热水器突然停止工作，但空气开关未跳闸。在检测故障时，分别用试电笔接触图1中a、b、c、d四个点，接触a、b、c三个点时，试电笔的氖管均发光，接触d点时，试电笔的氖管不发光，则电路可能出现的故障是 （选填“ab间断路”“bc间短路”“bc间断路”或“cd间断路”）。 【答案】（1）①；（2）225V；2.5J；（3）cd间断路 【详解】解：（1）[1]由题意知，当温度低于时，保持闭合，保持断开；当温度高于45℃时，保持断开，保持闭合，所以若要实现加热电阻在水温低于45℃时工作，在水温高于45℃时不工作的功能，应在虚线框内串联接入，即接入装置①； （2）①[2]电阻两端的电压 ②[3]电流通过段导线时，将电能转化为内能，则段导线在内消耗的电能为 （3）[4]由题意知，保温电热水器突然停止工作，但空气开关未跳闸，说明没有发生短路，而是发生了断路；分别用试电笔接触图1中、、三个点时，试电笔的氖管均发光，说明这三个点与火线是连通的；接触点时，试电笔的氖管不发光，说明点之间出现了断路。 1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$