内容正文:
专题08 电与磁、信息、能源、材料
题型
填空题
单选题
实验题
总数
题数
9
15
5
29
一、填空题
1.(2025·安徽合肥·一模)小明把两块圆形磁铁分别吸在干电池的正、负极上,使两个磁铁的N极都向外,制成一个“滚轮”,放在水平桌面的锡箔纸上,松手后“滚轮”就会滚动,如图所示。“滚轮”能滚动的原因是 。
【答案】通电导体在磁场中受到力的作用
【解析】锡箔纸是导体,当把两块圆形磁体分别吸在干电池的正、负极上,再放在水平桌面的锡箔纸上时,干电池提供电压,使得锡箔纸中有电流通过,此时锡箔纸就成为了通电导体。而两块圆形磁体产生了磁场,根据磁场对电流的作用原理,通电导体在磁场中会受到力的作用。松手后,“滚轮”就会与锡箔纸之间产生相对运动,所以“滚轮”能滚动的原因是通电导体在磁场中受力而运动。
2.(2025·安徽合肥·一模)如图所示的是一款“运动手环”,其主要工作部分是一段密闭空心塑料管,管内有一小块磁铁,管外缠绕着线圈。当人佩戴这种手环走路时,塑料管将跟着一起运动起来。磁铁则在管内往复运动,线圈中便会产生电流。与此同时液晶屏上就会显示出运动的步数。此运动手环计步的工作原理是 。
【答案】电磁感应现象
【解析】人佩戴这种手环走路时,塑料管将跟着一起运动起来。磁铁则在管内往复运动,线圈切割磁感线,线圈中便会产生电流,这是电磁感应现象。
3.(2025·安徽合肥·一模)如图甲是磁悬浮台灯,上方灯泡内装有磁体,下方灯座内装有如图乙所示电磁铁。灯座通电后,内部电磁铁具有磁性,灯泡利用同名磁极相互排斥的原理悬浮在灯座上方。图乙中电磁铁的上端为 (选填“S”或“N”)极。
【答案】S
【解析】判断电磁铁磁极需用到安培定则:用右手握住螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。
从图乙可知,电流从螺线管的上端流入,下端流出。当用右手握住螺线管,四指顺着电流方向时,大拇指指向螺线管的下端,所以螺线管的下端为N极,那么上端就为S极。
4.(2025·安徽合肥·一模)如图所示电路中,开关闭合后,待小磁针静止时,其右端是 (选填“N”或“S”)极。
【答案】S
【解析】由图可知,电流应由螺线管的右侧流入,由安培定则可知通电螺线管左端为N极,右端为S极,由异名磁极相互吸引可知,待小磁针静止时,其左端是N极,右端是S极。
5.(2025·安徽合肥·一模)如图所示,把轻质导电线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近,磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面,当线圈内通入如图方向的电流后,则线圈将 (选填“向右运动”“向左运动”或“不动”)。
【答案】向左运动
【解析】步骤一:将环形电流等效为小磁针
根据安培定则,用右手握住环形电流,让四指指向电流的方向,那么大拇指所指的那一端就是环形电流的N极。对于图中所示的环形电流,我们用右手握住,四指沿电流方向,此时大拇指指向右,所以环形电流等效小磁针右边为N极,左边为S极。
步骤二:分析磁极间的相互作用
已知磁铁的N极在左侧,而环形电流等效小磁针右边为N极,根据磁极间“同名磁极相互排斥”的规律,所以线圈会受到磁铁的排斥力,从而向左运动。
6.(2025·安徽芜湖·一模)开关S闭合后,小磁针的指向如图所示,则电源A端为 (选填“正”或“负”)极。
【答案】负
【解析】由图可知,小磁针的S极靠近螺线管的左端,根据异名磁极相互吸引可知,螺线管的左端为N极,由安培定则得,电流从电源B端流出,回到A端,所以电源A端为负极。
7.(2025·安徽合肥·一模)如图所示,闭合开关S,小磁针静止在如图所示的位置。那么电源的a端是 (选填“正极”或“负极”)。
【答案】负极
【解析】如图所示,闭合开关S,小磁针左端为N极,根据磁极间的相互作用规律可以确定螺线管的右端为S极,左端N极,根据安培定则可知电流从螺线管的右端流入,左端流出,所以电源的a端是负极。
8.(2025·安徽合肥·一模)地磁场被称为地球生命的保护伞,对我们来说有着至关重要的意义。地磁场的存在,使得来自宇宙空间的高速带电粒子无法直射地球,避免了对地球生命的威胁。这是因为 ,从而使带电粒子运动状态发生改变。
【答案】见解析
【解析】高速带电粒子流的定向运动形成电流,根据磁场对通电导体有力的作用可知,高速带电粒子流受地磁场力的作用而偏离地球,无法直射地球,对地球起到保护作用。
9.(2025·安徽淮北·一模)如图所示,闭合开关S, 条形磁铁静止后,将滑动变阻器滑片P 从左往右滑动的过程中,弹簧将 (选填“伸长”或“缩短”)。
【答案】伸长
【解析】由图可知,电流从螺线管下端流入、上端流出,根据右手螺旋定则可知,螺线管上端为N极;根据异名磁极相互吸引可知,条形磁铁受到向下的吸引力;将滑动变阻器滑片P 从左往右滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电路中电流变大,螺线管磁性增强,条形磁铁受到的向下的吸引力增大,弹簧将伸长。
二、单选题
10.(2025·安徽合肥·一模)如图所示是直流电动机的模型,闭合开关后线圈顺时针转动,下列分析正确的是( )
A.电动机在转动过程中,消耗的电能全部转化为机械能
B.同时对调磁极和电源的正负极,电动机的转动方向会发生改变
C.当线圈在图示位置时,ab边所受力的方向与cd边所受力的方向相反
D.该装置所用到的实验原理为电磁感应
【答案】C
【解析】A.电动机工作过程中,消耗的电能大部分转化为机械能,少部分转化为内能,故A错误;
B.同时对调磁极和电源的正负极,磁场方向和电流方向均改变,电动机的转动方向不变,故B错误;
C.当线圈在图示位置时,ab边与cd边通过的电流方向相反,处在相同的磁场中,所以ab边所受力的方向与cd边所受力的方向相反,故C正确;
D.该装置所用到的实验原理是通电导体在磁场中受力运动,故D错误。
故选C。
11.(2025·安徽·二模)如图是某道路限载报警器的工作原理图。电源电压不变,R1是力敏电阻,其阻值随压力的变化而变化。闭合开关S,当车的质量超过限载质量时,电磁铁吸下衔铁,电铃响。根据不同的路面可以改变滑动变阻器滑片P的位置,来设定不同的限载质量。下列说法正确的是( )
A.电磁铁能吸下衔铁,是由于通电导体在磁场中受力
B.检测时,车的质量越大电磁铁的磁性越弱
C.力敏电阻R1的阻值随压力的增大而增大
D.若要提高设定的限载质量,应将滑片P向左移动
【答案】D
【解析】A.电磁铁是利用电流的磁效应来工作的,因此电磁铁能吸下衔铁,是由于通电导体的周围存在磁场,故A错误;
BC.闭合开关S,当车的质量超过限载质量时,电磁铁吸下衔铁,说明压力增大,电路中的电流增大,由欧姆定律可知电路中的总电阻减小,R1和R2串联,设定限载质量后,R2不变,力敏电阻R1的阻值减小,可以得到力敏电阻的阻值随压力的增大而减小,检测时,车的质量越大,对力敏电阻的压力越大,力敏电阻的阻值越小,电路中的电流越大,电磁铁的磁性越强,故BC错误;
D.若要提高设定的限载质量,此时力敏电阻的阻值减小,电磁铁吸下衔铁时的电流不变,根据欧姆定律可知电路的总电阻不变,应该增大滑动变阻器的电阻,应将滑片P向左移动,故D正确。
故选D。
12.(2025·安徽马鞍山·模拟预测)瑶瑶同学在学习课本中奥斯特电流磁效应的探究实验时发现通电直导线需平行于小磁针沿南北方向放置,好学的她想知道沿东西方向放置会出现什么不同的效果,于是查阅了相关资料得知,直线电流周围磁场的磁感线分布和磁场方向的判定方法如图所示。根据这些请你帮她分析一下从上向下观察时,通电导线不宜沿东西方向放置的原因( )
①将小磁针放在导线正下方,自东向西通电,通电的瞬间小磁针不会发生偏转
②将小磁针放在导线正下方,自西向东通电,通电的瞬间小磁针不会发生偏转
③将小磁针放在导线正上方,自西向东通电,通电的瞬间小磁针不会发生偏转
④将小磁针放在导线正上方,自东向西通电,通电的瞬间小磁针不会发生偏转
A.①③ B.②④ C.①② D.③④
【答案】B
【解析】①将小磁针放在导线正下方,自东向西通电,导线正下方,电流产生的磁场方向与地磁场的方向相反,通电的瞬间小磁针会发生偏转;②将小磁针放在导线正下方,自西向东通电,导线正下方,电流产生的磁场方向与地磁场的方向相同,通电的瞬间小磁针不会发生偏转;③将小磁针放在导线正上方,自西向东通电,导线正上方,电流产生的磁场方向与地磁场的方向相反,通电的瞬间小磁针会发生偏转;④将小磁针放在导线正上方,自东向西通电,导线正上方,电流产生的磁场方向与地磁场的方向相同,通电的瞬间小磁针不会发生偏转。综上可知,在②④两种情况下无法得出正确的实验结论,所以通电导线不宜沿东西方向放置,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
13.(2025·安徽合肥·一模)如图所示,某综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd,用小刀刮两端引线的漆皮,一端全部刮去,另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上,并按图示连接电路。闭合开关,用手轻推一下线圈,线圈会持续转动。若只将电源的正负极互换,则电磁铁的上端的磁极是( );相对原来的转动方向,线圈的转动方向会( )。
A.N极 改变 B.N极 不变 C.S极 改变 D.S极 不变
【答案】D
【解析】若只将电源的正负极互换,电流从电磁铁的下端流入,根据安培定则,电磁铁的上端的磁极为S极,下端为N极。此时通过线圈abcd的电流方向改变,电磁铁的磁场方向也改变,所以线圈受力的方向不变,则转动方向不变。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
14.(2025·安徽合肥·一模)关于图甲、乙所示的实验,下列说法错误的是( )
A.甲可以研究电磁感应现象
B.甲中将ab向上移动,灵敏电流计的指针发生偏转
C.乙可以研究通电导体在磁场中的受力情况
D.乙实验的过程中,主要将电能转化为机械能
【答案】B
【解析】AB.甲装置(无外接电源)中开关闭合后,导体棒在磁场中被外力推动做切割磁感线的运动,产生感应电流,是电磁感应现象,将机械能转化为电能;将ab向上移动,导体棒没有切割磁感线,灵敏电流计的指针不发生偏转,故A正确,不符合题意,B错误,符合题意;
CD.乙装置(有电源)中开关闭合后,通电导体棒在磁场中受力运动,电能转化为机械能,可以研究通电导体在磁场中的受力情况,是电动机的原理图,故CD正确,不符合题意。
故选B。
15.(2025·安徽合肥·一模)如图是一种不用外接电源就能工作的水泵,其基本原理是水泵旋转带动发电机发电,发电机发的电又能供给水泵工作。下列选项中与发电机工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】发电机工作原理是电磁感应现象。
A.图示的是闭合电路的导体(线圈)在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流,使得灯泡发光,是电磁感应现象,属于发电机的工作原理,故A符合题意;
B.图示的是奥斯特实验,说明了电流的磁效应,故B不符合题意;
C.图示的是磁极间的相互作用规律,故C不符合题意;
D.图示的是通电导体在磁场中受到力的作用,受力的大小与电流的大小有关,是电动机的工作原理,故D不符合题意。
故选A。
16.(2025·安徽合肥·一模)如图所示为交流发电机的工作原理图。当发电机的线圈ABCD绕转轴OO'逆时针转动时,在图甲中此时线圈的AB边中的电流方向为从B→A。下列说法正确的是( )
A.图甲中线圈AB的感应电流方向与图乙AB中感应电流方向相同
B.在图乙位置处,导线AB和CD中产生的感应电流方向相同
C.线圈ABCD在图甲、图乙位置处,线圈不会受到磁场力的作用
D.图甲和图乙位置处,CD边受到的磁场的力方向相反
【答案】D
【解析】A.图甲中线圈AB的感应电流方向与图乙AB中感应电流方向相反,因为磁场的方向不变,导线切割磁感线的运动方向相反,故A错误;
B.在图乙位置处,导线AB和CD所处的磁场方向相同,但导线切割磁感线的运动方向相反,则产生的感应电流方向相反,故B错误;
C.线圈ABCD在图甲、图乙位置处,线圈会受到磁场力的作用,因为线圈在转动过程中切割磁感线,从而产生感应电流,电流在磁场中会受到磁场力的作用,故C错误;
D.图甲和图乙位置处,CD边的感应电流方向相反,磁场的方向相同,则其受到的磁场力方向相反,故D正确。
故选D。
17.(2025·安徽合肥·一模)福建舰是我国自主设计建造的首艘电磁弹射型航空母舰。如图是它的电磁弹射装置,电磁弹射车处于导轨的强磁场中,给弹射车内的导体通入强电流,它会获得强大推力,并推动舰载机快速起飞。下列说法正确的是( )
A.飞机加速过程中惯性变大
B.巨大推力使飞机加速起飞,说明力可以改变物体的运动状态
C.飞机升力的产生利用了流体在流速大的地方压强大的原理
D.电磁弹射过程中将机械能转化为电能
【答案】B
【解析】A.惯性只与物体的质量有关,与速度无关。飞机加速过程中,其质量不变,因此惯性也不变,故A错误,不符合题意;
B.因为电磁弹射装置产生的巨大推力改变了飞机的运动状态,使其加速起飞,说明力可以改变物体的运动状态,故B正确,符合题意;
C.飞机升力的产生是基于流体与流速的关系,即流体在流速大的地方压强小,而不是压强大,故C错误,不符合题意;
D.电磁弹射过程中实际上是将电能转化为机械能,故D错误,不符合题意。
故选B。
18.(2025·安徽合肥·一模)在如图所示的关于磁场的现象与实验中,下列表述正确的是( )
A.图a奥斯特最早发现地磁两极与地理两极并不重合
B.图b实验可探究通电导线周围是否存在磁场
C.图c实验探究结果与发电机原理相同
D.图d电路闭合开关瞬间可观察到小磁针逆时针转动
【答案】B
【解析】A.中国宋代的沈括是第一个清楚、准确地论述了磁偏角的科学家,故A错误;
B.通电导线能够使自由转动的静止小磁针发生偏转,这说明通电导线周围存在磁场,故B正确;
C.磁场中的导体通电后,会受力运动,即说明通电导线在磁场中受力的作用,这是电动机的原理,故C错误;
D.图d电路电流从通电螺线管的左边流入,右边流出,根据安培定则,则通电螺线管的右端为N极,由于同名磁极相互排斥,小磁针顺时针转动,故D错误。
故选B。
19.(2025·安徽合肥·一模)太阳能作为清洁、无污染的可再生能源,蕴含着巨大的价值。科学家们正在研究一种太空电站,即在地球同步轨道上建立太阳能电站并向地面“无线缆输送”电能,其示意图如图所示。下列有关说法错误的是( )
A.向地面“无线缆输送”电能利用的微波是一种超声波
B.太阳能来源于太阳内部的核聚变所释放出的能量
C.这种太空电站工作的过程是将太阳能转化为电能
D.以地面为参照物,这种太空电站是静止的
【答案】A
【解析】A.在太空中,属于真空环境,而真空无法传播声波,故向地面“无线缆输送”电能利用的微波不是超声波,故A错误,符合题意;
B.太阳能来源于太阳内部的氢核聚变所释放出的能量,产生的能量特别多,故B正确,不符合题意;
C.这种太空电站工作时,消耗太阳能,产生了电能,故工作过程中的能量转化是将太阳能转化为电能,故C正确,不符合题意;
D.太空电站在地球同步轨道上,故以地面为参照物,太空电站的位置没有发生变化,这种太空电站是静止的,故D正确,不符合题意。
故选A。
20.(2025·安徽淮北·一模)下列说法中正确的是( )
A.内能可以从温度低的物体传给温度高的物体
B.电磁波在真空中传播的速度最慢
C.核能发电过程中能量转化的过程是核能内能机械能电能
D.煤、石油是当今人类利用的主要能源,它们是可再生能源
【答案】C
【解析】A.热传递的方向是从高温物体到低温物体,或者从物体的高温部分到低温部分,故A错误;
B.电磁波在真空中传播的速度最快,故B错误;
C.核电站是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的。能量转化的过程是:通过核反应把核能转化为内能,得到高温水蒸气;水蒸气推动汽轮机转动,把内能又转化为机械能;汽轮机再带动发电机发电,得到电能,故能量转化的顺序正确的是核能→内能→机械能→电能,故C正确;
D.煤、石油不是当今人类利用的主要能源,它们是不可再生能源,故D错误。
故选C。
21.(2025·安徽淮北·一模)下列对信息、能源的分析中,不正确的是( )
A.煤、石油、天然气这些属于不可再生能源
B.现在遍布全球的通讯技术所依赖的主要媒介是电磁波
C.太阳能电池板可以将太阳能转化为电能
D.目前核电站是利用核聚变释放的核能来发电的
【答案】D
【解析】A.煤、石油、天然气的形成过程极为漫长,属于不可再生资源,故A正确,不符合题意;
B.电磁波可以传递信息,因此现在遍布全球的通讯技术所依赖的媒介是电磁波,故B正确,不符合题意;
C.太阳能电池板工作时,需要消耗太阳能,得到了电能,因此可以将太阳能转化为电能,故C正确,不符合题意;
D.核电站是利用可控的核裂变释放的能量发电,不是核聚变,故D错误,符合题意。
故选D。
22.(2025·安徽滁州·一模)信息、能源和材料是现代文明的三大支柱。下列说法错误的是( )
A.核电站是利用核裂变释放的能量来发电的
B.煤、石油、天然气称为化石能源,属于一次能源
C.如果将超导材料应用于电能输送,就可以大大降低由电阻引起的电能损耗
D.因为自然界中的能量是守恒的,所以我们不需要节约能源
【答案】D
【解析】A.利用核能的方式是核裂变和核聚变,核电站是利用核裂变释放的能量来发电的,故A正确,不符合题意;
B.煤、石油、天然气称为化石能源,可以从自然界直接获取,属于一次能源,故B正确,不符合题意;
C.超导体电阻为零,不会发热,如果将超导材料应用于电能输送,就可以大大降低由电阻引起的电能损耗,故C正确,不符合题意;
D.自然界中的能量是守恒的,但能量的转移和转化具有方向性,所以仍要节约能源,故D错误,符合题意。
故选D。
23.(2025·安徽合肥·一模)图是单缸四冲程内燃机的某个冲程,关于这个内燃机,下列说法正确的是( )
A.这是压缩冲程
B.这一冲程将内能转化为机械能
C.内燃机使用的汽油燃料属于可再生能源
D.内燃机排出的废气中有浓烈味道是因为分子之间有引力
【答案】B
【解析】AB.图中两气门均关闭,活塞下行,是做功冲程,这一冲程中,燃料燃烧产生的高温燃气推动活塞,将内能转化为机械能,故A错误,B正确;
C.内燃机使用的汽油燃料不能从自然界源源不断得到,属于不可再生能源,故C错误;
D.内燃机排出的废气中有浓烈味道是因为分子在不停地做无规则运动,故D错误。
故选B。
24.(2025·安徽·一模)如图所示,记录了两辆电动汽车在平直的公路上同时行驶时,在相同的时间内通过的路程。以下分析正确的是( )
A.甲车行驶时动能不断增加
B.乙车行驶时动能不断增加
C.电动机工作时将电能全部转化为汽车行驶的动能
D.汽车行驶时因为有能量损失,所以能量不能守恒
【答案】B
【解析】AB.由图像可知,甲车在相同时间内通过的路程相同,做匀速直线运动,动能不变,乙车在相同时间内通过的路程逐渐变大,做加速运动,动能增加,故A错误,B正确;
C.电动机工作时将电能转化为汽车行驶的动能和内能,故C错误;
D.能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,在转化或转移的过程中,能量的总量不变。这就是能量守恒定律。汽车行驶时有能量损失,但能量的总量保持不变,故D错误。
故选B。
三、实验题
25.(2025·安徽合肥·一模)学习小组利用铁屑、小磁针、定值电阻、电池、通电螺线管等实验器材,探究通电螺线管外部的磁场是怎样的。实验装置及现象如图所示。
(1)将多个小磁针摆放在螺线管周围。闭合开关,小磁针发生偏转,静止时的指向如图乙所示。分析可知,通电螺线管周围的磁场和 (选填“条形”或“U形”)磁体的磁场相似;
(2)在图乙中,发现螺线管中间部位上下两侧的小磁针没有发生偏转,而其他位置的小磁针均发生了偏转,这两处小磁针不偏转的可能原因是: 。
【答案】(1)条形;(2)见解析
【解析】(1)由图乙可看出,通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似,两个磁极在两端。
(2)规定小磁针N极所指的方向为该点磁场的方向。闭合开关前,受地磁场影响,螺线管中间部位两侧的小磁针N极指向地磁南极,假如闭合开关后,螺线管的N极指向地磁北极方向,那么螺线管中间部位两侧的小磁针就不会发生偏转。
26.(2025·安徽合肥·一模)小斌在做“科学探究:怎样产生感应电流”的实验,装置如图所示,蹄形磁体水平放置。
(1)小斌利用此装置进行了多次实验,观察灵敏电流计的指针是否偏转,实验现象如下表:
实验次数
开关状态
磁体运动情况
导体ab运动情况
灵敏电流计指针偏转情况
1
断开
静止
左右运动
不偏转
2
闭合
静止
左右运动
偏转
3
闭合
静止
上下运动
不偏转
4
闭合
静止
前后运动
不偏转
5
闭合
左右运动
静止
分析第1—4次实验得出结论:当闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流。请判断在第5次实验中,灵敏电流计 (选填“偏转”或“不偏转”)。
(2)他想进一步探究感应电流的方向与什么因素有关,于是利用原有实验器材又做了3次实验,实验现象如下表:
实验次数
开关状态
磁极位置
导体ab运动方向
灵敏电流计指针偏转方向
6
闭合
上N下S
向左运动
向右偏转
7
闭合
上S下N
向左运动
向左偏转
8
闭合
上S下N
向右运动
向右偏转
分析6、7、8三次实验可知,感应电流的方向与 方向及导体切割磁感线的方向有关。
【答案】(1)偏转;(2)磁场
【解析】(1)当导体静止时,磁体左右运动,可以看作是导体相对于磁体左右运动,所以第5次实验和第2次实验一样,灵敏电流计会发生偏转。
(2)由6、7两次实验数据可知,当磁场方向发生改变时,感应电流的方向会发生改变,说明感应电流的方向与磁场方向有关;由7、8两次实验可知,当导体运动方向即导体切割磁感线的方向发生改变时,感应电流的方向会发生改变,故分析6、7、8三次实验可知,感应电流的方向与磁场方向及导体切割磁感线的方向有关。
27.(2025·安徽芜湖·一模)探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,实验室准备的器材有:电源、开关、滑动变阻器、两根完全相同的铁钉、表面绝缘的铜线、大头针若干。小明利用上述器材,制成了简易电磁铁。
(1)通过观察电磁铁吸引大头针数目的不同,可以判断电磁铁磁性强弱的不同。下列研究方法与本实验相同的是( )
A.用磁感线描述磁场
B.学习电压时可以通过对比水压来认识它
C.探究导体电阻的大小跟哪些因素有关时,控制相关物理量保持不变
D.探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关时,用温度计示数变化的大小反映导体产生热量的多少
(2)根据如图所示可知,说明电流一定时, ,电磁铁磁性越强。
【答案】(1)D;(2)线圈匝数越多
【解析】(1)通过观察电磁铁的吸引大头针的数目不同,判断电磁铁的磁性强弱不同,运用了转换法。
A.用磁感线描述磁场是模型法,故A不符合题意;
B.学习电压时可以通过对比水压来认识它,运用了类比法,故B不符合题意;
C.探究导体电阻的大小跟哪些因素有关时,控制相关物理量保持不变,运用了控制变量法,故C不符合题意;
D.探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关时,用温度计示数变化的大小反映导体产生热量的多少,运用了转换法,故D符合题意。
故选D。
(2)根据图示的情境可知,甲、乙是串联在电路中的,电流相等,甲线圈的匝数多,吸引的大头针数量多,磁性强,说明电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强。
28.(2025·安徽马鞍山·一模)小明利用如图所示的实验装置,探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
(1)实验中,通过观察 来判断电路中是否有感应电流产生。
(2)如图所示,闭合开关后,下列实验操作不能产生感应电流的是( )
A.磁体不动,导体棒AB水平向右运动
B.磁体不动,导体棒AB向斜上方运动
C.磁体不动,导体棒AB沿前后方向运动
D.导体棒AB不动,磁体水平向右运动
【答案】(1)灵敏电流计的指针是否偏转;(2)C
【解析】(1)灵敏电流计就是灵敏度更高的电流表,当有电流通过时,其指针会发生偏转,所以实验中我们要观察灵敏电流计的指针是否偏转来判断是否有电流产生。
(2)在闭合电路中,导体棒ab在切割磁感线时,会产生感应电流。
A.磁体不动,导体棒AB水平向右运动,导体棒ab在切割磁感线,会产生感应电流,故A不符合题意;
B.磁体不动,导体棒AB向斜上方运动,导体棒ab在切割磁感线,会产生感应电流,故B不符合题意;
C.磁体不动,导体棒AB沿前后方向运动,导体棒ab未在切割磁感线,不会产生感应电流,故C符合题意;
D.导体棒AB不动,磁体水平向右运动,会产生感应电流,故D不符合题意;
故选C。
29.(2025·安徽合肥·一模)如图所示是奥斯特实验装置。
(1)接通电路后,观察到小磁针偏转,说明电流周围存在 ;
(2)此时若移去小磁针,上述结论是否成立? (填“是”或“否”)。
【答案】(1)磁场;(2)是
【解析】(1)接通电路后,小磁针方向发生偏转,小磁针受到磁力的作用,说明通电导线周围存在磁场,即电流周围存在磁场。
(2)磁场是客观存在的,此时若移去小磁针,上述结论是成立,即电流周围存在磁场。
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专题08 电与磁、信息、能源、材料
题型
填空题
单选题
实验题
总数
题数
9
15
5
29
一、填空题
1.(2025·安徽合肥·一模)小明把两块圆形磁铁分别吸在干电池的正、负极上,使两个磁铁的N极都向外,制成一个“滚轮”,放在水平桌面的锡箔纸上,松手后“滚轮”就会滚动,如图所示。“滚轮”能滚动的原因是 。
2.(2025·安徽合肥·一模)如图所示的是一款“运动手环”,其主要工作部分是一段密闭空心塑料管,管内有一小块磁铁,管外缠绕着线圈。当人佩戴这种手环走路时,塑料管将跟着一起运动起来。磁铁则在管内往复运动,线圈中便会产生电流。与此同时液晶屏上就会显示出运动的步数。此运动手环计步的工作原理是 。
3.(2025·安徽合肥·一模)如图甲是磁悬浮台灯,上方灯泡内装有磁体,下方灯座内装有如图乙所示电磁铁。灯座通电后,内部电磁铁具有磁性,灯泡利用同名磁极相互排斥的原理悬浮在灯座上方。图乙中电磁铁的上端为 (选填“S”或“N”)极。
4.(2025·安徽合肥·一模)如图所示电路中,开关闭合后,待小磁针静止时,其右端是 (选填“N”或“S”)极。
5.(2025·安徽合肥·一模)如图所示,把轻质导电线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近,磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面,当线圈内通入如图方向的电流后,则线圈将 (选填“向右运动”“向左运动”或“不动”)。
6.(2025·安徽芜湖·一模)开关S闭合后,小磁针的指向如图所示,则电源A端为 (选填“正”或“负”)极。
7.(2025·安徽合肥·一模)如图所示,闭合开关S,小磁针静止在如图所示的位置。那么电源的a端是 (选填“正极”或“负极”)。
8.(2025·安徽合肥·一模)地磁场被称为地球生命的保护伞,对我们来说有着至关重要的意义。地磁场的存在,使得来自宇宙空间的高速带电粒子无法直射地球,避免了对地球生命的威胁。这是因为 ,从而使带电粒子运动状态发生改变。
9.(2025·安徽淮北·一模)如图所示,闭合开关S, 条形磁铁静止后,将滑动变阻器滑片P 从左往右滑动的过程中,弹簧将 (选填“伸长”或“缩短”)。
二、单选题
10.(2025·安徽合肥·一模)如图所示是直流电动机的模型,闭合开关后线圈顺时针转动,下列分析正确的是( )
A.电动机在转动过程中,消耗的电能全部转化为机械能
B.同时对调磁极和电源的正负极,电动机的转动方向会发生改变
C.当线圈在图示位置时,ab边所受力的方向与cd边所受力的方向相反
D.该装置所用到的实验原理为电磁感应
11.(2025·安徽·二模)如图是某道路限载报警器的工作原理图。电源电压不变,R1是力敏电阻,其阻值随压力的变化而变化。闭合开关S,当车的质量超过限载质量时,电磁铁吸下衔铁,电铃响。根据不同的路面可以改变滑动变阻器滑片P的位置,来设定不同的限载质量。下列说法正确的是( )
A.电磁铁能吸下衔铁,是由于通电导体在磁场中受力
B.检测时,车的质量越大电磁铁的磁性越弱
C.力敏电阻R1的阻值随压力的增大而增大
D.若要提高设定的限载质量,应将滑片P向左移动
12.(2025·安徽马鞍山·模拟预测)瑶瑶同学在学习课本中奥斯特电流磁效应的探究实验时发现通电直导线需平行于小磁针沿南北方向放置,好学的她想知道沿东西方向放置会出现什么不同的效果,于是查阅了相关资料得知,直线电流周围磁场的磁感线分布和磁场方向的判定方法如图所示。根据这些请你帮她分析一下从上向下观察时,通电导线不宜沿东西方向放置的原因( )
①将小磁针放在导线正下方,自东向西通电,通电的瞬间小磁针不会发生偏转
②将小磁针放在导线正下方,自西向东通电,通电的瞬间小磁针不会发生偏转
③将小磁针放在导线正上方,自西向东通电,通电的瞬间小磁针不会发生偏转
④将小磁针放在导线正上方,自东向西通电,通电的瞬间小磁针不会发生偏转
A.①③ B.②④ C.①② D.③④
13.(2025·安徽合肥·一模)如图所示,某综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd,用小刀刮两端引线的漆皮,一端全部刮去,另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上,并按图示连接电路。闭合开关,用手轻推一下线圈,线圈会持续转动。若只将电源的正负极互换,则电磁铁的上端的磁极是( );相对原来的转动方向,线圈的转动方向会( )。
A.N极 改变 B.N极 不变 C.S极 改变 D.S极 不变
14.(2025·安徽合肥·一模)关于图甲、乙所示的实验,下列说法错误的是( )
A.甲可以研究电磁感应现象
B.甲中将ab向上移动,灵敏电流计的指针发生偏转
C.乙可以研究通电导体在磁场中的受力情况
D.乙实验的过程中,主要将电能转化为机械能
15.(2025·安徽合肥·一模)如图是一种不用外接电源就能工作的水泵,其基本原理是水泵旋转带动发电机发电,发电机发的电又能供给水泵工作。下列选项中与发电机工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
16.(2025·安徽合肥·一模)如图所示为交流发电机的工作原理图。当发电机的线圈ABCD绕转轴OO'逆时针转动时,在图甲中此时线圈的AB边中的电流方向为从B→A。下列说法正确的是( )
A.图甲中线圈AB的感应电流方向与图乙AB中感应电流方向相同
B.在图乙位置处,导线AB和CD中产生的感应电流方向相同
C.线圈ABCD在图甲、图乙位置处,线圈不会受到磁场力的作用
D.图甲和图乙位置处,CD边受到的磁场的力方向相反
17.(2025·安徽合肥·一模)福建舰是我国自主设计建造的首艘电磁弹射型航空母舰。如图是它的电磁弹射装置,电磁弹射车处于导轨的强磁场中,给弹射车内的导体通入强电流,它会获得强大推力,并推动舰载机快速起飞。下列说法正确的是( )
A.飞机加速过程中惯性变大
B.巨大推力使飞机加速起飞,说明力可以改变物体的运动状态
C.飞机升力的产生利用了流体在流速大的地方压强大的原理
D.电磁弹射过程中将机械能转化为电能
18.(2025·安徽合肥·一模)在如图所示的关于磁场的现象与实验中,下列表述正确的是( )
A.图a奥斯特最早发现地磁两极与地理两极并不重合
B.图b实验可探究通电导线周围是否存在磁场
C.图c实验探究结果与发电机原理相同
D.图d电路闭合开关瞬间可观察到小磁针逆时针转动
19.(2025·安徽合肥·一模)太阳能作为清洁、无污染的可再生能源,蕴含着巨大的价值。科学家们正在研究一种太空电站,即在地球同步轨道上建立太阳能电站并向地面“无线缆输送”电能,其示意图如图所示。下列有关说法错误的是( )
A.向地面“无线缆输送”电能利用的微波是一种超声波
B.太阳能来源于太阳内部的核聚变所释放出的能量
C.这种太空电站工作的过程是将太阳能转化为电能
D.以地面为参照物,这种太空电站是静止的
20.(2025·安徽淮北·一模)下列说法中正确的是( )
A.内能可以从温度低的物体传给温度高的物体
B.电磁波在真空中传播的速度最慢
C.核能发电过程中能量转化的过程是核能内能机械能电能
D.煤、石油是当今人类利用的主要能源,它们是可再生能源
21.(2025·安徽淮北·一模)下列对信息、能源的分析中,不正确的是( )
A.煤、石油、天然气这些属于不可再生能源
B.现在遍布全球的通讯技术所依赖的主要媒介是电磁波
C.太阳能电池板可以将太阳能转化为电能
D.目前核电站是利用核聚变释放的核能来发电的
22.(2025·安徽滁州·一模)信息、能源和材料是现代文明的三大支柱。下列说法错误的是( )
A.核电站是利用核裂变释放的能量来发电的
B.煤、石油、天然气称为化石能源,属于一次能源
C.如果将超导材料应用于电能输送,就可以大大降低由电阻引起的电能损耗
D.因为自然界中的能量是守恒的,所以我们不需要节约能源
23.(2025·安徽合肥·一模)图是单缸四冲程内燃机的某个冲程,关于这个内燃机,下列说法正确的是( )
A.这是压缩冲程
B.这一冲程将内能转化为机械能
C.内燃机使用的汽油燃料属于可再生能源
D.内燃机排出的废气中有浓烈味道是因为分子之间有引力
24.(2025·安徽·一模)如图所示,记录了两辆电动汽车在平直的公路上同时行驶时,在相同的时间内通过的路程。以下分析正确的是( )
A.甲车行驶时动能不断增加
B.乙车行驶时动能不断增加
C.电动机工作时将电能全部转化为汽车行驶的动能
D.汽车行驶时因为有能量损失,所以能量不能守恒
三、实验题
25.(2025·安徽合肥·一模)学习小组利用铁屑、小磁针、定值电阻、电池、通电螺线管等实验器材,探究通电螺线管外部的磁场是怎样的。实验装置及现象如图所示。
(1)将多个小磁针摆放在螺线管周围。闭合开关,小磁针发生偏转,静止时的指向如图乙所示。分析可知,通电螺线管周围的磁场和 (选填“条形”或“U形”)磁体的磁场相似;
(2)在图乙中,发现螺线管中间部位上下两侧的小磁针没有发生偏转,而其他位置的小磁针均发生了偏转,这两处小磁针不偏转的可能原因是: 。
26.(2025·安徽合肥·一模)小斌在做“科学探究:怎样产生感应电流”的实验,装置如图所示,蹄形磁体水平放置。
(1)小斌利用此装置进行了多次实验,观察灵敏电流计的指针是否偏转,实验现象如下表:
实验次数
开关状态
磁体运动情况
导体ab运动情况
灵敏电流计指针偏转情况
1
断开
静止
左右运动
不偏转
2
闭合
静止
左右运动
偏转
3
闭合
静止
上下运动
不偏转
4
闭合
静止
前后运动
不偏转
5
闭合
左右运动
静止
分析第1—4次实验得出结论:当闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流。请判断在第5次实验中,灵敏电流计 (选填“偏转”或“不偏转”)。
(2)他想进一步探究感应电流的方向与什么因素有关,于是利用原有实验器材又做了3次实验,实验现象如下表:
实验次数
开关状态
磁极位置
导体ab运动方向
灵敏电流计指针偏转方向
6
闭合
上N下S
向左运动
向右偏转
7
闭合
上S下N
向左运动
向左偏转
8
闭合
上S下N
向右运动
向右偏转
分析6、7、8三次实验可知,感应电流的方向与 方向及导体切割磁感线的方向有关。
27.(2025·安徽芜湖·一模)探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,实验室准备的器材有:电源、开关、滑动变阻器、两根完全相同的铁钉、表面绝缘的铜线、大头针若干。小明利用上述器材,制成了简易电磁铁。
(1)通过观察电磁铁吸引大头针数目的不同,可以判断电磁铁磁性强弱的不同。下列研究方法与本实验相同的是( )
A.用磁感线描述磁场
B.学习电压时可以通过对比水压来认识它
C.探究导体电阻的大小跟哪些因素有关时,控制相关物理量保持不变
D.探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关时,用温度计示数变化的大小反映导体产生热量的多少
(2)根据如图所示可知,说明电流一定时, ,电磁铁磁性越强。
28.(2025·安徽马鞍山·一模)小明利用如图所示的实验装置,探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
(1)实验中,通过观察 来判断电路中是否有感应电流产生。
(2)如图所示,闭合开关后,下列实验操作不能产生感应电流的是( )
A.磁体不动,导体棒AB水平向右运动
B.磁体不动,导体棒AB向斜上方运动
C.磁体不动,导体棒AB沿前后方向运动
D.导体棒AB不动,磁体水平向右运动
29.(2025·安徽合肥·一模)如图所示是奥斯特实验装置。
(1)接通电路后,观察到小磁针偏转,说明电流周围存在 ;
(2)此时若移去小磁针,上述结论是否成立? (填“是”或“否”)。
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