5.2电流的磁效应同步练习题-2024-2025学年华东师大版八年级下册科学

华东师大版5.2电流的磁效应同步练习题 一．选择题（共21小题） 1．小文在路上发现当有些电动车的车速较快时，电动车就会发出滴滴滴的警报声，小文对警报装置的原理展开了探究。下面是小文设计的电动自行车的电路（图中M表示电动机，表示电铃，R为旋钮型变阻器），其中符合“旋钮OP绕O点顺时针转动时，电动机转速变快，当转速超过一定值，电铃会自动报警”的电路的是（　　） A． B． C． D． 2．小明从电动玩具上拆下一块电池。为了确定该电池的正负极，他设计了以下四种方案，其中可行的是（　　） A． B． C． D． 3．将“窗帘伴侣”挂在窗帘导轨上后，只需在遥控器上按下“打开”，窗帘伴侣会移动，并推动窗帘挂环将窗帘拉开。下列选项中，与窗帘伴侣工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 4．如图所示，在一通电环形线圈内放一小磁针，小磁针的指向是（　　） A．N极垂直纸面指向纸内 B．N极垂直纸面指向纸外 C．N极指向右 D．N极指向左 5．如图所示，条形磁铁置于水平面上，当通电螺线管向左靠近条形磁铁时，条形磁铁仍保持静止，在此过程中条形磁铁受到的摩擦力的方向和大小（　　） A．方向向左，逐渐增大 B．方向向左，逐渐减小 C．方向向右，逐渐增大 D．方向向右，逐渐减小 6．在昼夜明灯的地下停车场，驾驶员根据车位入口上方的红绿灯入停。如图是小吴设计的自动控制电路图，将光控开关（遮光时开关闭合）装在每个车位地面中央，红绿灯装在车位入口上方。当车位未停车时绿灯亮，当车位已停车时红灯亮，则图中L1、L2（　　） A．都是红灯 B．都是绿灯 C．分别是红灯、绿灯 D．分别是绿灯、红灯 7．如图为实验室电流表的内部结构图。多匝金属线圈悬置在磁体的两极间，线圈同时与一根指针和一只弹簧相连。当给线圈通电时，线圈转动带动指针偏转，使弹簧形变，便可显示出电流的大小。如图所示的实验中，与电流表工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 8．如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，开关闭合后，当滑片P从a端向b端滑动过程中，会出现的现象是（　　） A．电流表示数变小，弹簧长度变短 B．电流表示数变大，弹簧长度变短 C．电流表示数变小，弹簧长度变长 D．电流表示数变大，弹簧长度变长 9．如图是拍摄机动车闯红灯的工作原理示意图。光控开关接收到红灯发出的光会自动闭合，压力开关受到机动车的压力会闭合，摄像系统在电路接通时可自动拍摄违规车辆。下列有关说法正确的是（　　） A．只要光控开关接收到红光，摄像系统就会自动拍摄 B．机动车只要驶过埋有压力开关的路口，摄像系统就会自动拍摄 C．只有光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄 D．若将光控开关和压力开关并联，也能起到相同的作用 10．如图所示，是“线圈不能连续转动”的三幅实验图，下列说法中不正确的是（　　） A．三图中，导线ab与cd所受的磁力方向始终没有发生改变 B．乙图中，线圈能够连续往下转动变成丙图所示，是由于惯性 C．通电一段时间后，线圈abcd最终会停止在乙图所示的位置 D．只要开关始终闭合，线圈abcd一定会在乙图的平衡位置左右摆动，永不停止 11．下列用电器或设备中，没有电磁铁的是（　　） A．日光灯 B．电铃 C．电磁起重机 D．磁悬浮列车 12．我国的新型航母将采用自行研制的电磁弹射器，小明猜想它的工作原理如图所示，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通过强电流时，即可受到强大的推力，小明的猜想与下列实验原理相同的是（　　） A． B． C． D． 13．如图所示，螺线管右方放置了一个小磁针。闭合开关S后，下列说法中正确的是（　　） A．通电螺线管的左端为N极 B．通电螺线管周围的磁场方向从左向右 C．小磁针静止后，其N极的指向向右 D．向左移动滑片P，电磁铁的磁性减弱 14．下列没有利用电磁铁工作的是（　　） A．电铃 B．电磁选矿机 C．电磁起重机 D．电热水壶 15．下列通电螺线管的磁极标识正确的是（　　） A． B． C． D． 16．如图所示，盛水烧杯放置在电磁铁的A端上，烧杯中水面上漂浮着一个空心铁球。当电磁铁磁性的强弱发生改变时，烧杯中的空心铁球会上下浮动。现闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P向右滑动。针对这种情况，下列说法中正确的是（　　） A．电磁铁A端为S极，烧杯中水面上升 B．电磁铁A端为S极，烧杯中水面下降 C．电磁铁A端为N极，烧杯中水面上升 D．电磁铁A端为N极，烧杯中水面下降 17．矩形铜线框在某磁场中的位置如图所示，ab、bc、ed和fe段都受到该磁场的作用力，下列哪两段受到该磁场的作用力方向相同（　　） A．ab段与bc段 B．ab段与ed段 C．ab段与fe段 D．fe段与ed段 18．如图是一些研究电现象和磁现象的实验，下列关于这些实验叙述正确的是（　　） A．小磁针被铁棒吸引，说明铁棒本身具有磁性 B．小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场 C．条形磁铁静止时A端总是指向北，说明A端是条形磁铁的南极 D．铁钉B吸引大头针比A多，说明电磁铁的磁性强弱与电流大小有关 19．某兴趣小组设计了一个如图所示的自动控制电路。当低压电源开关闭合时，红灯熄灭绿灯亮起，电动机开始工作。在实际调试时，发现红灯始终亮着电动机不工作。其他电路元件都正常，下列调节能达到要求的是（　　） A．增加电磁铁线圈的匝数 B．抽出电磁铁中的铁芯 C．使用更粗更有力的弹簧 D．减小低压电源的电压 20．如图所示，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过小磁针的上方，小磁针的S极向纸内偏转。对带电粒子束的判断：①向右飞行的正离子束；②向左飞行的正离子束；③向右飞行的负离子束；④向左飞行的负离子束；⑤向右飞行的电子束；⑥向左飞行的电子束，则可能正确的是（　　） A．②③⑤ B．①④⑥ C．②④⑥ D．①③⑤ 21．如图所示为一种温度自动报警器的原理图，图中的水银温度计在制作时，玻璃管中封入了一段金属丝，电源和金属丝相连，当温度达到设定值，电铃报警。下列说法不正确的是（　　） A．电磁铁的工作原理是电流的磁效应 B．温度升高至78℃时，电铃报警 C．若将温度计上端的金属丝向下调整，则报警温度会降低 D．电铃工作时，电磁铁a端为N极 二．填空题（共6小题） 22．利用如图甲所示装置研究“磁场对通电导体的作用”。 （1）应在图甲装置中的MN之间接入 　 　 （填“灵敏电流计”“电源”或“灯泡”）。 （2）图乙装置中，当通入恒定不变的电流后，线的 　 　 （填字母）段会受到力的作用；在此实验中，不能做线圈材料的有 　 　 。 A.铜 B.铝 C.铁 D.塑料 （3）要使图乙中的线圈持续转动，应在其外部加装换向器，其目的是 　 　 。 23．福建舰是我国第一架利用电磁弹射系统的航空母舰，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，其工作原理如图所示。 （1）舰载机位于两条通电轨道的中间，当要起飞时，为轨道加上驱动电流使其沿轨道方向由静止开始加速，最终被弹射出去，此过程中应用到的电磁学原理是 　 　 。 （2）弹射不同的飞机，所用的推力是不同的，要增大弹射力，可采取的措施有 　 　 。（写出一条即可） （3）弹射起飞分两种：蒸汽弹射和电磁弹射，两种方法都有利弊。蒸汽弹射就是利用水蒸气受热膨胀后产生强大推力将舰载机推出去。下列支持蒸汽弹射技术的是 　 　 （可多选，填字母）。 A.需消耗大量淡水，且产生蒸汽的过程耗时太长 B.短时间产生大量水汽，功率大，能在三秒内把舰载机从静止加速到离舰速度 C.连续弹射后，蒸汽压力会明显减小，后续弹射动力不足 D.技术成熟，可靠性高 24．如图甲是一种“潜水自救装置”，其工作原理如图乙所示，力敏电阻Rx的阻值随潜水深度的改变而改变，当达到设定的安全深度时，电磁铁吸引衔铁，反应盒中两种物质混合并开始反应产生气体，气囊快速充气上浮，将潜水运动员拉回到水面，其中U为电源电压，R0为定值电阻。请完成下列问题： （1）为实现以上功能，在图丙中选出力敏电阻Rx的阻值随深度变化的大致曲线是 　 　 （选填“A”或“B”）。 （2）其他条件不变，若增加电磁铁线圈匝数，安全深度 　 　 （选填“变大”或“变小”）。 25．福建舰是我国第一架利用电磁弹射系统的航空母舰，如图所示，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，其工作原理如图所示。 （1）舰载机位于两条通电轨道的中间，当要起飞时，为轨道加上驱动电流使其沿轨道方向由静止开始加速，从而缩短弹射起飞，最终被弹射出去，此过程中应用到的电磁学原理是 　 　 。 （2）若要改变舰载机的运动方向，可采取的措施有：　 　 。（列举1点） （3）弹射起飞分两种：蒸汽弹射和电磁弹射，两种方法都有利弊。蒸汽弹射就是利用水蒸气受热膨胀后产生强大推力将舰载机推出去。下列支持蒸汽弹射技术的是 　 　 （可多选）。 A.需消耗大量淡水，且产生蒸汽的过程耗时太长 B.短时间产生大量水汽，功率大，能在三秒内把舰载机从静止加速到离舰速度 C.连续弹射后，蒸汽压力会明显减小，后续弹射动力不足 D.技术成熟，可靠性高 26．通电螺线管的外部磁场与条形磁体周围磁场相似，其磁极可以用安培定则判定。 （1）图中螺线管的A端是 　 　 极。 （2）螺线管实际上就是由多个单匝圆形圈组成，通电螺线管的磁场可以看成由每一个单匝圆形通电线圈的磁场组合而成，因此应用安培定则也可以判断单匝圆形通电线圈的磁极。现一单匝圆形通电线圈中的电流方向如图所示，则其B端是 　 　 极。 （3）地球周围存在的磁场，有学者认为，地磁场是由于地球带电自转形成圆形电流引起的，地球自转的方向自西向东，则形成圆形电流方向与地球自转方向 　 　 （选填“相同”或“相反”）。 27．如图所示，ab为可以沿着光滑金属轨道移动的导体，符号“×”表示垂直于纸面向里的磁场的磁感线，螺线管AB及线圈绕向固定不动。当导体ab向左运动时，小磁针的N极会向左偏转，此时，螺线管A端是 　 　 （填“S极”或“N极”）；若将运动的导体ab看作一个电源，则b端为 　 　 极。 三．实验探究题（共5小题） 28．在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小明用导线在固定的接线柱MN下悬挂一根较轻的金属棒ab，然后将其作为通电导线接入电路放在蹄形磁体的磁场里，如图甲所示。 （1）做实验前，为排除其他因素的干扰，应选择 　 　 （填“铁”或“铝”）棒为好。 （2）在（1）中提供的金属棒中，选择合适金属棒ab进行实验，看到金属棒ab稳定时如图乙所示，然后小明仅对调磁极位置，再闭合开关，观察到金属棒ab稳定时如图丙所示，由此可得的结论是 　 　 。 （3）小明分析认为导体的运动一定是由于磁场的相互作用导致的。为验证此观点，小明需要补做的操作是 　 　 。 （4）小明进一步猜想：在同一磁场中，磁场对导线的作用力大小是否与通过导线的电流大小有关呢？ 为此小明决定在图丙的实验基础上，在电路中串联接入电流表，并通过将金属棒ab换成长短、粗细均相同但电阻更小的铜棒（已知铜的密度均大于铁和铝的密度）来改变电路中的电流，进行对比实验。 实验过程中，发现金属棒偏转角度比丙中小，于是得出结论：“在同一磁场中，通过导线的电流越大，磁场对直导线的作用力就越小”。请对小明的说法进行评价并说明理由 　 　 。 29．物理学中常用磁感线来形象地描述磁场，用磁感应强度（用字母B表示）来描述磁场的强弱，它的国际单位是特斯拉（符号是T），磁感应强度B越大表明磁场越强；B＝0表明没有磁场。有一种电阻，它的大小随磁场强弱的变化而变化，这种电阻叫做磁敏电阻，图1所示是某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图象。为了研究某磁敏电阻R的性质，小刚设计了如图2所示的电路进行实验，请解答下列问题： （1）当S1断开，S2闭合时，电压表的示数为3V，则此时电流表的示数为　 　 A。 （2）只闭合S1，通电螺线管的左端为　 　 极；闭合S1和S2，移动两个滑动变阻器的滑片，当电流表示数为0.04A时，电压表的示数为6V，由图象可得，此时该磁敏电阻所在位置的磁感应强度为　 　 T。 （3）实验中小刚将电路中电源的正负极对调，发现乙电路中电压表和电流表的示数不变，这表明：该磁敏电阻的阻值与磁场的　 　 无关。 （4）实验中小刚通过改变滑动变阻器连入电路中的阻值来改变磁敏电阻所在位置的磁感应强度，请你再提供一种改变磁感应强度的方法　 　 。 30．如图所示，将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针平行。 （1）小磁针上方的直导线应沿 　 　 （选填“南北”或“东西”）方向放置。 （2）闭合开关后，观察到 　 　 ，这表明通电直导线周围存在磁场；小磁针北极偏转方向为 　 　 （选填“垂直纸面向外”或“垂直纸面向内”）。 （3）实验中小磁针除了能验证通电直导线周围存在磁场，还能验证 　 　 。 31．同学们在实验室进行电磁相互作用的实验探究。 （1）大家先设计了如图甲所示的实验装置。当开关S闭合时，可以观察到小磁针因 　 　 发生偏转，此现象反映了通电直导线周围存在 　 　 。 （2）接着将小磁针更换为蹄形磁体，按图乙所示放置，闭合开关S，发现导体棒ab向右摆动，为使导体棒ab向左摆动，可通过改变 　 　 来实现；生活中 　 　 （填“发电机”或“电动机”）是利用此原理工作的。 32．磁感应强度B用来描述磁场的强弱，国际单位是特斯拉，符号是“T”。为了探究电磁铁外轴线上磁感应强度的大小与哪些因素有关，小鹭设计了如图1所示的电路，图甲电源电压6V，R为磁感应电阻，其阻值随磁感应强度变化的关系图线如图2。 （1）当图乙S2断开，图甲S1闭合时，电流表的示数为　 　 mA．闭合S1和S2，图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动，图甲中电流表的示数逐渐减小，说明磁感电阻R处的磁感应强度B逐渐　 　 。 （2）闭合S1和S2，滑片P不动，沿电磁铁轴线向左移动磁感电阻R，测出R离电磁铁左端的距离x与对应的电流表示数I，算出R处磁感应强度B的数值如表。请计算x＝5cm时，B＝　 　 T． x/cm 1 2 3 4 5 6 I/mA 10 12 15 20 30 46 B/T 0.68 0.65 0.60 0.51 　 　 0.20 （3）综合以上实验数据可以得出“电磁铁外轴线上磁感应强度随电磁铁电流的增大而　 　 ，离电磁铁越远，磁感应强度越　 　 。 四．计算题（共3小题） 33．丽水市已经有旧小区加装了电梯，解决老年人的出行困难。出于安全考虑，电梯都设置超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示。当压敏电阻R2受到的压力F增大时，其阻值减小（如图乙所示），控制电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，当电磁铁线圈电流增大至20毫安时，衔铁被电磁铁吸住，电铃发出警报声，电梯超载。 （1）从乙图可知，当压敏电阻R2为800欧时，受到的压力F为 　 　 牛； （2）根据要求将图甲的工作电路连接完整； （3）已知控制电路的电源电压U为8伏，保护电压R1为200欧。若该电梯厢内乘客总质量为800千克时，通过计算说明电梯是否超载。（电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计） 34．许多大桥被损坏的一个重要原因是过往车辆严重超载，为了能抓拍超载车辆，小明及其物理兴趣小组成员决定为大桥管理者设计一个“汽车超载记录器”来进行监控管理，如图甲为该超载记录器原理图，已知电源电压U＝10V，线圈电阻R0＝5Ω，保护电阻R1＝10Ω，Rx为压敏电阻，当车辆驶入被检测路段时，其阻值随它受到的压力变化的情况如图乙所示，当电压表示数达到或超过4V时，继电器的衔铁被吸下，工作电路中的照相机就开始工作，抓拍超载车辆。试问：（g取10N/kg） （1）在控制电路中，当压敏电阻Rx受到的压力增大时，电磁铁的磁性将　 　 （选填“增强”“减弱”或“不变”）。 （2）当一辆总质量为15t的大货车过桥时，请通过计算判断工作电路中的照相机是否工作？ （3）若电压表量程为0﹣5V，该记录器所能记录的过桥车辆的最大质量是多少？ 35．为了节能环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为：勒克斯）。 照度/勒克斯 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 电阻/千欧 5.8 3.7 2.8 2.3 ？ 1.8 （1）某光敏电阻R在不同照度下的阻值如表，根据表中已知数据，在图1坐标系中描绘出了阻值随照度变化的曲线。由图象可求出照度为1.0勒克斯时的电阻约为 　 　 千欧。 （2）如图2是街道路灯自动控制模拟电路，利用直流电源为电磁铁供电，利用照明电源为路灯供电。为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，路灯应接在 　 　 （选填“AB”或“BC”）之间。 （3）已知控制电路电源电压为6伏，当控制电路中电流大于2毫安时，衔铁会被吸引。要求天色渐暗照度降低至0勒克斯时点亮路灯，求滑动变阻器接入的电阻值（电路中其它电阻忽略不计）。 　 　 。 （4）为使光线更暗时路灯才点亮，应适当 　 　 （选填“增大”或“减小”）滑动变阻器的电阻。 五．解答题（共2小题） 36．为响应光盘行动，某学习小组设计了如图甲所示的光盘检测仪，托盘内不放餐盘时滑动变阻器Rp滑片处于最上端，当放入托盘的餐盘总质量超过一定值，通过电磁铁的电流达到0.1安时，衔铁吸下电铃响起。电阻RP的最大阻值为12欧、总长度为12厘米，其阻值与长度成正比。控制电路电源电压U1恒为3伏，电磁继电器线圈电阻忽略不计。弹簧压缩量Δx与压力F的大小关系如图乙（弹簧始终在弹性限度内，滑片间摩擦忽略不计）。 （1）电磁继电器中的电磁铁上端是 　 　 极。 （2）要使放入托盘内的物体质量超过0.2千克时，电铃响起，则R0的阻值为多少欧？（写出计算过程） （3）小明调试时发现当放入托盘物体超重却没响铃，有同学建议增加线圈匝数，你认为可行吗？并说明理由 　 　 ，　 　 。 37．电梯为居民出入带来很大的便利，小明家住某小区某栋6楼，放学后乘电梯回家。小明查阅资料，了解到出于安全考虑，电梯都设置了超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示，电路由工作电路和控制电路组成：在工作电路中，当电梯没有超载时，动触点K与静触点A接触，闭合开关S，电动机正常工作；当电梯超载时，动触点K与静触点B接触，电铃发出报警铃声，即使闭合开关S，电动机也不工作。在控制电路中，已知电源电压U＝6V，保护电阻R1＝100Ω，电阻式压力传感器（压敏电阻）R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示，电梯自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。 （1）在控制电路中，当压敏电阻R2受到的压力F增大时，电磁铁的磁性 　 　 （选填“增强”、“减弱”或“不变”）。 （2）若电磁铁线圈电流达到20mA时，刚好接触静触点B，电铃发出警报声。当该电梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时，试通过计算说明电梯是否超载？（g取10N/kg） （3）若电铃发出警报声的条件如（2），需减少最大载客量，可采取什么措施（写出两种措施）？ 华东师大版5.2电流的磁效应同步练习题 参考答案与试题解析 一．选择题（共21小题） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 C C A B A D D B C D A 题号 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 答案 A AB D A B B B A A D 一．选择题（共21小题） 1．小文在路上发现当有些电动车的车速较快时，电动车就会发出滴滴滴的警报声，小文对警报装置的原理展开了探究。下面是小文设计的电动自行车的电路（图中M表示电动机，表示电铃，R为旋钮型变阻器），其中符合“旋钮OP绕O点顺时针转动时，电动机转速变快，当转速超过一定值，电铃会自动报警”的电路的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：A、旋钮OP绕O点顺时针转动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电动机的转速变慢，电磁铁的磁性减弱，电铃会报警，故A不符合题意； B、旋钮OP绕O点顺时针转动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电动机的转速变慢，电磁铁的磁性减弱，电铃不会报警，故B不符合题意； C、旋钮OP绕O点顺时针转动时，滑动变阻器接入电路的有效电阻变小，电路中的电流变大，电动机的转数变快，电磁铁的磁性变强，吸下衔铁，接通电铃电路，电铃响，报警，故C符合题意； D、旋钮OP绕O点顺时针转动时，滑动变阻器接入电路的有效电阻变小，电路中的电流变大，电动机的转数变快，电磁铁的磁性变强，吸下衔铁，断开电铃电路，电铃不会响，不报警，故D不符合题意。 故选：C。 2．小明从电动玩具上拆下一块电池。为了确定该电池的正负极，他设计了以下四种方案，其中可行的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解： A、试电笔是测量家庭电路的，低电压情况下无法测试其是否带电，故A选项错误； B、灯泡没有正负接线柱之分，无论哪边是正极都会亮，所以无法判断，故B选项错误； C、通电螺线管的磁极方向可以通过小磁针偏转来判断，而磁极方向与电流方向有关，因此可以辨别电源正负极，故C选项正确； D、与C类似，但螺线管吸引的是小铁钉，无论电流方向如何都可以吸引，因此无法判断电源正负极，故D选项错误。 故选：C。 3．将“窗帘伴侣”挂在窗帘导轨上后，只需在遥控器上按下“打开”，窗帘伴侣会移动，并推动窗帘挂环将窗帘拉开。下列选项中，与窗帘伴侣工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：窗帘伴侣的核心部件是电动机，工作原理是通电导体在磁场中受力而运动。 A、该装置中有电源，通电导体在磁场中受力而运动，反映了电动机的工作原理，与题中窗帘伴侣的工作原理相同，故A正确； B、该实验中无电源，是探究电磁感应现象的实验，故B错误； C、该实验是探究电磁铁磁性强弱影响因素的实验，故C错误； D、该实验是奥斯特实验，说明通电导线周围有磁场，是电流的磁效应，故D错误。 故选：A。 4．如图所示，在一通电环形线圈内放一小磁针，小磁针的指向是（　　） A．N极垂直纸面指向纸内 B．N极垂直纸面指向纸外 C．N极指向右 D．N极指向左 【解答】解：如图所示，若通电时，据安培定则不难看出此时环形线圈的前面是N极，其后面是S极，故其磁感线的方向是应该是垂直于纸面向外，故此时小磁针静止时的N极指向与环形线圈的磁感线的方向是一致的，由于小磁针的磁感线应是从小磁针的N极出发回到S极的，故此时小磁针的静止时的N极应该是垂直纸面向外。 故选：B。 5．如图所示，条形磁铁置于水平面上，当通电螺线管向左靠近条形磁铁时，条形磁铁仍保持静止，在此过程中条形磁铁受到的摩擦力的方向和大小（　　） A．方向向左，逐渐增大 B．方向向左，逐渐减小 C．方向向右，逐渐增大 D．方向向右，逐渐减小 【解答】解：由右手螺旋定则得，电磁铁右端为N极，则与条形磁铁异名磁极相互吸引，则条形磁铁受磁场力向右，因条形磁铁受力平衡则受向左的摩擦力，因磁铁处于静止，故摩擦力等于引力； 当通电螺线管向左靠近条形磁铁时，条形磁铁受磁场力变大，因仍处于平衡状态，故摩擦力变大。 故选：A。 6．在昼夜明灯的地下停车场，驾驶员根据车位入口上方的红绿灯入停。如图是小吴设计的自动控制电路图，将光控开关（遮光时开关闭合）装在每个车位地面中央，红绿灯装在车位入口上方。当车位未停车时绿灯亮，当车位已停车时红灯亮，则图中L1、L2（　　） A．都是红灯 B．都是绿灯 C．分别是红灯、绿灯 D．分别是绿灯、红灯 【解答】解： 由题当车位已停车时，光控开关被遮光而闭合，由图可知，此时左侧控制电路连通，电磁继电器中的电磁铁产生磁性，吸下衔铁，L2灯泡电路被接通，所以L2为红灯； 当车位未停车时，光控开关有光照而断开，电磁铁中无磁性，弹簧将衔铁拉起，L1电路接通而发光，所以L1为绿灯。故ABC错误，D正确。 故选：D。 7．如图为实验室电流表的内部结构图。多匝金属线圈悬置在磁体的两极间，线圈同时与一根指针和一只弹簧相连。当给线圈通电时，线圈转动带动指针偏转，使弹簧形变，便可显示出电流的大小。如图所示的实验中，与电流表工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：由题知，电流表的工作原理：通电线圈在磁场中受力而转动，并且电流越大，线圈受到的力越大，其转动的幅度越大；因此可以利用电流表指针的转动幅度来体现电路中电流的大小。 A、该图为研究电流磁效应的实验，与电流表的工作原理无关，故A错误； B、该图为研究电磁感应现象的实验，与电流表的工作原理无关，故B错误。 C、该图为研究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关的实验，与电流表的工作原理无关，故C错误。 D、该图为研究通电导体在磁场中受力而运动的实验，是电动机的原理图，与电流表的工作原理相同，故D正确。 故选：D。 8．如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，开关闭合后，当滑片P从a端向b端滑动过程中，会出现的现象是（　　） A．电流表示数变小，弹簧长度变短 B．电流表示数变大，弹簧长度变短 C．电流表示数变小，弹簧长度变长 D．电流表示数变大，弹簧长度变长 【解答】解：由图知，开关闭合后，电流由螺线管下方流入，则由安培定则可知，螺线管的上端为N极； 因同名磁极相互排斥，两磁铁的同名磁极相对，故相互排斥； 当滑片P从a端向b端滑动过程中，滑动变阻器接入电阻减小，由欧姆定律可知电路中电流变大（即电流表示数变大），电磁铁的磁性增强，则条形磁铁受到向上的排斥力增大，所以弹簧的长度变短。 故选：B。 9．如图是拍摄机动车闯红灯的工作原理示意图。光控开关接收到红灯发出的光会自动闭合，压力开关受到机动车的压力会闭合，摄像系统在电路接通时可自动拍摄违规车辆。下列有关说法正确的是（　　） A．只要光控开关接收到红光，摄像系统就会自动拍摄 B．机动车只要驶过埋有压力开关的路口，摄像系统就会自动拍摄 C．只有光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄 D．若将光控开关和压力开关并联，也能起到相同的作用 【解答】解：（1）分析题意可知，只有光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄，因此A和B两个选项的说法是错误的； （2）分析可见，光控开关和压力开关是相互牵制，相互影响的，因此这两个开关只能串联，不能并联，所以D选项的说法也是错误的。 故选：C。 10．如图所示，是“线圈不能连续转动”的三幅实验图，下列说法中不正确的是（　　） A．三图中，导线ab与cd所受的磁力方向始终没有发生改变 B．乙图中，线圈能够连续往下转动变成丙图所示，是由于惯性 C．通电一段时间后，线圈abcd最终会停止在乙图所示的位置 D．只要开关始终闭合，线圈abcd一定会在乙图的平衡位置左右摆动，永不停止 【解答】解：A、导体受力的方向与电流的方向、磁场的方向有关，三图中，线圈在转动，但电流方向、磁场方向均未改变，所以导线受力方向没有发生改变，故A正确； B、乙图中，线圈中的ab与cd所受磁力在一条直线上，且方向相反，无法使线圈再转动，因此线圈能够连续往下转动变成丙图所示，是由于惯性，故B正确； C、通电一段时间后，线圈abcd由于在竖直方向受力平衡，所以最终会停止在乙图所示的位置，故C正确； D、闭合开关，线圈abcd会在乙图的平衡位置左右摆动，但最终会因为受力平衡而停止，故D错误。 故选：D。 11．下列用电器或设备中，没有电磁铁的是（　　） A．日光灯 B．电铃 C．电磁起重机 D．磁悬浮列车 【解答】解：在题目中所示答案，只有日光灯不需电磁铁，而其他电器中均需要电磁铁产生磁性进行工作。 故选：A。 12．我国的新型航母将采用自行研制的电磁弹射器，小明猜想它的工作原理如图所示，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通过强电流时，即可受到强大的推力，小明的猜想与下列实验原理相同的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：由题意可知，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通过强电流时，即可受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动。 A、图中有电源，开关闭合时，通电导体棒在磁场中受力而运动，与电磁弹射器工作原理相同，故A正确； B、图中没有电源，闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，为电磁感应实验，故B错误； C、该实验为奥斯特实验，说明了电流周围存在着磁场，故C错误； D、该实验是电磁铁的实验，是利用电流的磁效应工作的，故D错误。 故选：A。 13．如图所示，螺线管右方放置了一个小磁针。闭合开关S后，下列说法中正确的是（　　） A．通电螺线管的左端为N极 B．通电螺线管周围的磁场方向从左向右 C．小磁针静止后，其N极的指向向右 D．向左移动滑片P，电磁铁的磁性减弱 【解答】解：由图知： A、电流从左端流入，右端流出，故据安培定则可知，此时通电螺线管的左端是N极，右端是S极。故A正确； B、通电螺线管周围的磁感线方向从左向右。故B正确； C、据磁极间的作用规律可知，小磁针静止时，左端是N极，右端是S极。故C错误； D、滑动变阻器的滑动片P向左端移动，电阻变小，电流变大，故电磁铁的磁性变强。故D错误。 故选：AB。 14．下列没有利用电磁铁工作的是（　　） A．电铃 B．电磁选矿机 C．电磁起重机 D．电热水壶 【解答】解：ABC、电铃、电磁选矿机、电磁起重机的核心都是电磁铁，因而是利用电磁铁工作的，故ABC不符合题意； D、电热水壶利用电流的热效应，没有利用电磁铁，故D符合题意。 故选：D。 15．下列通电螺线管的磁极标识正确的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：A、电流由左端流入，则由安培定则可知，螺线管的左端为N极，磁极标注正确，故A正确； B、电流由左端流入，则由安培定则可知，螺线管的右端为N极，磁极标注错误，故B错误； C、电流由右端流入，则由安培定则可知，螺线管左端为N极，磁极标注错误，故C错误； D、电流由右端流入，则由安培定则可知，螺线管右端为N极，磁极标注错误，故D错误。 故选：A。 16．如图所示，盛水烧杯放置在电磁铁的A端上，烧杯中水面上漂浮着一个空心铁球。当电磁铁磁性的强弱发生改变时，烧杯中的空心铁球会上下浮动。现闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P向右滑动。针对这种情况，下列说法中正确的是（　　） A．电磁铁A端为S极，烧杯中水面上升 B．电磁铁A端为S极，烧杯中水面下降 C．电磁铁A端为N极，烧杯中水面上升 D．电磁铁A端为N极，烧杯中水面下降 【解答】解：电流由A流向B，则由右手螺旋定则可知螺线管B端为N极，则A端为S极（南极）； 当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电阻增大，则由欧姆定律可知电路中电流减小，则螺线管中的磁性减弱，故小铁球所受磁力减小；小铁球受重力、磁力及浮力，因小球处于静止状态，故向下的磁力与重力之和应等于向上的浮力，因磁力减小，故浮力也将减小，所以烧杯中水面下降。故B正确。 故选：B。 17．矩形铜线框在某磁场中的位置如图所示，ab、bc、ed和fe段都受到该磁场的作用力，下列哪两段受到该磁场的作用力方向相同（　　） A．ab段与bc段 B．ab段与ed段 C．ab段与fe段 D．fe段与ed段 【解答】解：如图磁场方向相同，电流方向相同，通电导体的受力方向相同， abfe段和bcde段并联的电源上，所以ab电流向下、ef电流向上、cb电流向上、de电流向下， ab和ed电流方向相同，受到磁场作用力方向相同， ef和cb电流方向相同，受到磁场作用力方向相同。 故选：B。 18．如图是一些研究电现象和磁现象的实验，下列关于这些实验叙述正确的是（　　） A．小磁针被铁棒吸引，说明铁棒本身具有磁性 B．小磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场 C．条形磁铁静止时A端总是指向北，说明A端是条形磁铁的南极 D．铁钉B吸引大头针比A多，说明电磁铁的磁性强弱与电流大小有关 【解答】解：A、该图中铁棒靠近小磁针，即使铁棒没有磁性，小磁针也会吸引铁棒，而力的作用是相互的，则小磁针也会被铁棒吸引，所以不能确定铁棒是否具有磁性，故A错误； B、该图所示实验是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，故B正确； C、磁铁都具有指向性，图中条形磁铁静止时A端总是指向北方，说明A端是条形磁铁的北极，故C错误； D、由图知，两电磁铁串联，则通过的电流大小相同，只有线圈的匝数不同，且吸引大头针的数量不同，说明电磁铁磁性强弱与线圈匝数是有关系的，故D错误。 故选：B。 19．某兴趣小组设计了一个如图所示的自动控制电路。当低压电源开关闭合时，红灯熄灭绿灯亮起，电动机开始工作。在实际调试时，发现红灯始终亮着电动机不工作。其他电路元件都正常，下列调节能达到要求的是（　　） A．增加电磁铁线圈的匝数 B．抽出电磁铁中的铁芯 C．使用更粗更有力的弹簧 D．减小低压电源的电压 【解答】解：电磁继电器的主要部分是电磁铁，电磁铁的磁性强弱跟电流的大小、线圈的匝数的多少、是否有铁芯插入，要想绿灯亮起，电动机开始工作，一定要增大电磁铁的磁性，采取的方法是增大电流、增加线圈的匝数。 A、增加线圈的匝数减弱电磁铁的磁性，符合题意。 B、抽出铁芯减弱电磁铁的磁性，不符合题意。 C、使用更粗更有力的弹簧，不符合题意。 D、减小低压电源电压，电路中的电流减小，磁性减弱，不符合题意。 故选：A。 20．如图所示，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过小磁针的上方，小磁针的S极向纸内偏转。对带电粒子束的判断：①向右飞行的正离子束；②向左飞行的正离子束；③向右飞行的负离子束；④向左飞行的负离子束；⑤向右飞行的电子束；⑥向左飞行的电子束，则可能正确的是（　　） A．②③⑤ B．①④⑥ C．②④⑥ D．①③⑤ 【解答】解： 小磁针的S极向纸内偏转，则N极向纸外偏转，所以，飞行粒子下方的磁场方向向外，根据安培定则可知电流方向向左； 由于电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反， 所以，这束粒子若带正电，则向左飞行，若带负电（负离子和电子均带负电），则向右飞行，故②③⑤正确。 故选：A。 21．如图所示为一种温度自动报警器的原理图，图中的水银温度计在制作时，玻璃管中封入了一段金属丝，电源和金属丝相连，当温度达到设定值，电铃报警。下列说法不正确的是（　　） A．电磁铁的工作原理是电流的磁效应 B．温度升高至78℃时，电铃报警 C．若将温度计上端的金属丝向下调整，则报警温度会降低 D．电铃工作时，电磁铁a端为N极 【解答】解： A、电磁铁的工作原理是电流的磁效应，故A正确； B、温度升高到78℃时，水银柱与上方金属丝连通，使左侧形成通路，电磁铁中有电流通过，电磁铁吸引衔铁，使触点接触，右侧电路接通，电铃发出报警信号，故B正确； C、若将温度计上端的金属丝向下调整，则报警温度将降低，故C正确； D、由安培定则可知，当电铃工作时，电磁铁的a端为S极，故D错误； 故选：D。 二．填空题（共6小题） 22．利用如图甲所示装置研究“磁场对通电导体的作用”。 （1）应在图甲装置中的MN之间接入 　电源　 （填“灵敏电流计”“电源”或“灯泡”）。 （2）图乙装置中，当通入恒定不变的电流后，线的 　ab、cd　 （填字母）段会受到力的作用；在此实验中，不能做线圈材料的有 　CD　 。 A.铜 B.铝 C.铁 D.塑料 （3）要使图乙中的线圈持续转动，应在其外部加装换向器，其目的是 　当通电线圈所在平面与磁感线垂直时（平衡位置），它能自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动　 。 【解答】解： （1）因为通电导体在磁场中受力会运动，观察图甲可知缺少一个电源，因此利用如图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，应在MN之间接入电源； （2）在乙图中，通电后ab、cd段导线受磁场力的作用； （3）要使图乙中的线圈持续转动，应在其外部加装换向器，当通电线圈所在平面与磁感线垂直时（平衡位置），它能自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动。 故答案为：（1）电源；（2）ab、cd；（3）当通电线圈所在平面与磁感线垂直时（平衡位置），它能自动改变线圈中的电流方向，从而使线圈持续转动。 23．福建舰是我国第一架利用电磁弹射系统的航空母舰，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，其工作原理如图所示。 （1）舰载机位于两条通电轨道的中间，当要起飞时，为轨道加上驱动电流使其沿轨道方向由静止开始加速，最终被弹射出去，此过程中应用到的电磁学原理是 　通电导体在磁场中受力的作用　 。 （2）弹射不同的飞机，所用的推力是不同的，要增大弹射力，可采取的措施有 　增大驱动电流的大小　 。（写出一条即可） （3）弹射起飞分两种：蒸汽弹射和电磁弹射，两种方法都有利弊。蒸汽弹射就是利用水蒸气受热膨胀后产生强大推力将舰载机推出去。下列支持蒸汽弹射技术的是 　BD　 （可多选，填字母）。 A.需消耗大量淡水，且产生蒸汽的过程耗时太长 B.短时间产生大量水汽，功率大，能在三秒内把舰载机从静止加速到离舰速度 C.连续弹射后，蒸汽压力会明显减小，后续弹射动力不足 D.技术成熟，可靠性高 【解答】解：（1）由题意可知，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力的作用而运动； （2）要增大弹射力，可采取的措施是增大驱动电流的大小； （3）蒸汽弹射技术的优点有：B、短时间产生大量水汽，功率大，能在三秒内把舰载机从静止加速到离舰速度；D、技术成熟，可靠性高； 这些能支持蒸汽弹射技术，故BD符合题意，而AC都是蒸汽弹射技术的缺点，故AC不符合题意。 故答案为：（1）通电导体在磁场中受力的作用；（2）增大驱动电流的大小；（3）BD。 24．如图甲是一种“潜水自救装置”，其工作原理如图乙所示，力敏电阻Rx的阻值随潜水深度的改变而改变，当达到设定的安全深度时，电磁铁吸引衔铁，反应盒中两种物质混合并开始反应产生气体，气囊快速充气上浮，将潜水运动员拉回到水面，其中U为电源电压，R0为定值电阻。请完成下列问题： （1）为实现以上功能，在图丙中选出力敏电阻Rx的阻值随深度变化的大致曲线是 　B　 （选填“A”或“B”）。 （2）其他条件不变，若增加电磁铁线圈匝数，安全深度 　变小　 （选填“变大”或“变小”）。 【解答】解：（1）由题意可知在衔铁被吸引下来之前，电路是力敏电阻Rx的简单电路，因为力敏电阻Rx的阻值随潜水深度的改变而改变，当达到设定的安全深度时，电磁铁吸引衔铁，即深度增大时，电磁铁的磁性增强，电路的电流减小，故力敏电阻Rx的阻值减小，因此力敏电阻Rx的阻值随深度的增大而减小，故选B； （2）当其他条件不变时，若增加电磁铁线圈匝数，其磁性增强，在较小的深度时，电磁铁就能吸引衔铁，所以安全深度变小。 故答案为：（1）B；（2）变小。 25．福建舰是我国第一架利用电磁弹射系统的航空母舰，如图所示，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，其工作原理如图所示。 （1）舰载机位于两条通电轨道的中间，当要起飞时，为轨道加上驱动电流使其沿轨道方向由静止开始加速，从而缩短弹射起飞，最终被弹射出去，此过程中应用到的电磁学原理是 　通电导体在磁场中受力的作用　 。 （2）若要改变舰载机的运动方向，可采取的措施有：　对调磁体的磁极　 。（列举1点） （3）弹射起飞分两种：蒸汽弹射和电磁弹射，两种方法都有利弊。蒸汽弹射就是利用水蒸气受热膨胀后产生强大推力将舰载机推出去。下列支持蒸汽弹射技术的是 　BD　 （可多选）。 A.需消耗大量淡水，且产生蒸汽的过程耗时太长 B.短时间产生大量水汽，功率大，能在三秒内把舰载机从静止加速到离舰速度 C.连续弹射后，蒸汽压力会明显减小，后续弹射动力不足 D.技术成熟，可靠性高 【解答】解：（1）由题意可知，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力的作用而运动 （2）若要改变舰载机的运动方向，可采取的措施有：对调电源的正负极或者对调磁体的磁极； （3）蒸汽弹射技术的优点有： B.短时间产生大量水汽，功率大，能在三秒内把舰载机从静止加速到离舰速度； D.技术成熟，可靠性高； 这些能支持蒸汽弹射技术，故BD符合题意，而AC都是蒸汽弹射技术的缺点，故AC不符合题意。 故答案为：（1）通电导体在磁场中受力的作用；（2）对调磁体的磁极；（3）BD。 26．通电螺线管的外部磁场与条形磁体周围磁场相似，其磁极可以用安培定则判定。 （1）图中螺线管的A端是 　N　 极。 （2）螺线管实际上就是由多个单匝圆形圈组成，通电螺线管的磁场可以看成由每一个单匝圆形通电线圈的磁场组合而成，因此应用安培定则也可以判断单匝圆形通电线圈的磁极。现一单匝圆形通电线圈中的电流方向如图所示，则其B端是 　N　 极。 （3）地球周围存在的磁场，有学者认为，地磁场是由于地球带电自转形成圆形电流引起的，地球自转的方向自西向东，则形成圆形电流方向与地球自转方向 　相反　 （选填“相同”或“相反”）。 【解答】解：（1）根据安培定则，用右手握住螺线管，四指弯向电流的方向，拇指指向螺线管的A端，所以A端为N极； （2）根据安培定则，用右手握住单匝线圈，四指弯向电流的方向，拇指指向单匝线圈的B端，所以B端为N极； （3）由于地磁北极在地理南极附近，根据安培定则，拇指指向N极，四指的方向为电流的方向，所以电流自东向西，与地球自转的方向相反。 故答案为：（1）N；（2）N；（3）相反。 27．如图所示，ab为可以沿着光滑金属轨道移动的导体，符号“×”表示垂直于纸面向里的磁场的磁感线，螺线管AB及线圈绕向固定不动。当导体ab向左运动时，小磁针的N极会向左偏转，此时，螺线管A端是 　S　 （填“S极”或“N极”）；若将运动的导体ab看作一个电源，则b端为 　正　 极。 【解答】解： （1）ab向左运动时，小磁针的N极会向左偏转，根据异名磁极相互吸引可知，螺线管的A端为S极，B端为N极； （2）由前面分析可知，螺线管的B端为N极，根据安培定则可知，螺线管中电流是从左端流入，右端流出（即流回到电源的负极），故a端为负极、b端为正极。 故答案为：S；正。 三．实验探究题（共5小题） 28．在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小明用导线在固定的接线柱MN下悬挂一根较轻的金属棒ab，然后将其作为通电导线接入电路放在蹄形磁体的磁场里，如图甲所示。 （1）做实验前，为排除其他因素的干扰，应选择 　铝　 （填“铁”或“铝”）棒为好。 （2）在（1）中提供的金属棒中，选择合适金属棒ab进行实验，看到金属棒ab稳定时如图乙所示，然后小明仅对调磁极位置，再闭合开关，观察到金属棒ab稳定时如图丙所示，由此可得的结论是 　通电导线在磁场中的受力方向与磁场方向有关　 。 （3）小明分析认为导体的运动一定是由于磁场的相互作用导致的。为验证此观点，小明需要补做的操作是 　将蹄形磁体撤掉，观察导体是否运动　 。 （4）小明进一步猜想：在同一磁场中，磁场对导线的作用力大小是否与通过导线的电流大小有关呢？ 为此小明决定在图丙的实验基础上，在电路中串联接入电流表，并通过将金属棒ab换成长短、粗细均相同但电阻更小的铜棒（已知铜的密度均大于铁和铝的密度）来改变电路中的电流，进行对比实验。 实验过程中，发现金属棒偏转角度比丙中小，于是得出结论：“在同一磁场中，通过导线的电流越大，磁场对直导线的作用力就越小”。请对小明的说法进行评价并说明理由 　说法错误；铜棒的质量和原先的金属棒不同　 。 【解答】解：（1）在做实验前，为了防止铁棒被磁体吸引着，应选择铝棒为好。 （2）在（1）中提供的金属棒中，选择合适金属棒ab进行实验，看到金属棒ab稳定时如图乙所示，仅对调磁极位置，再闭合开关，观察到金属棒ab稳定时如图丙所示，受力方向改变，由此可知通电导线在磁场中受力的方向与磁场方向有关。 （3）将蹄形磁体撤掉，观察导体是否运动，可探究导体的运动是由于磁场的相互作用导致的。 （4）闭合开关，小明发现铜棒稳定时的位置都如图丁所示，与丙图实验现象相比，由于导体棒变为了铜棒，质量变大，重力变大，摆动角度相同，但受到的力不同，小明得出结论：“在同一磁场中，通过导线的电流越大，磁场对导线的作用力就越小”。小明的这种说法是错误。 故答案为：（1）铝；（2）力通电导线在磁场中的受力方向与磁场方向有关；（3）将蹄形磁体撤掉，观察导体是否运动；（4）①说法错误；铜棒的质量和原先的金属棒不同。 29．物理学中常用磁感线来形象地描述磁场，用磁感应强度（用字母B表示）来描述磁场的强弱，它的国际单位是特斯拉（符号是T），磁感应强度B越大表明磁场越强；B＝0表明没有磁场。有一种电阻，它的大小随磁场强弱的变化而变化，这种电阻叫做磁敏电阻，图1所示是某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图象。为了研究某磁敏电阻R的性质，小刚设计了如图2所示的电路进行实验，请解答下列问题： （1）当S1断开，S2闭合时，电压表的示数为3V，则此时电流表的示数为　0.03　 A。 （2）只闭合S1，通电螺线管的左端为　S　 极；闭合S1和S2，移动两个滑动变阻器的滑片，当电流表示数为0.04A时，电压表的示数为6V，由图象可得，此时该磁敏电阻所在位置的磁感应强度为　0.3　 T。 （3）实验中小刚将电路中电源的正负极对调，发现乙电路中电压表和电流表的示数不变，这表明：该磁敏电阻的阻值与磁场的　方向　 无关。 （4）实验中小刚通过改变滑动变阻器连入电路中的阻值来改变磁敏电阻所在位置的磁感应强度，请你再提供一种改变磁感应强度的方法　改变通电螺线管的线圈匝数　 。 【解答】解： （1）当S1断开，螺线管中没有磁性，即B＝0，由图象知此时R＝100Ω， 乙图中R与R2串联，电压表测R两端电压，电流表测电路中电流， 根据欧姆定律得，此时电流表的示数为：I0.03A； （2）闭合开关S1时，螺线管产生磁性，由安培定则知：左端为S极； 当电流表示数为0.04A时，电压表的示数为6V， 磁敏电阻的阻值为R′150Ω， 由图象知，此时的磁感应强度B＝0.3T； （3）小刚将电源的正负极对调，螺线管的磁极发生变化；发现乙电路中电压表和电流表的示数不变，也就是磁敏电阻的阻值不变。这表明：该磁敏电阻的阻值与磁场的方向无关； （4）已知磁敏电阻的大小随磁场强弱的变化而变化，所以可以通过改变通电螺线管中线圈匝数改变螺线管的磁性强弱，即改变了磁敏电阻所在位置的磁感应强度。 故答案为： （1）0.03；（2）S；0.3；（3）方向；（4）改变通电螺线管的线圈匝数。 30．如图所示，将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针平行。 （1）小磁针上方的直导线应沿 　南北　 （选填“南北”或“东西”）方向放置。 （2）闭合开关后，观察到 　小磁针偏转　 ，这表明通电直导线周围存在磁场；小磁针北极偏转方向为 　垂直纸面向外　 （选填“垂直纸面向外”或“垂直纸面向内”）。 （3）实验中小磁针除了能验证通电直导线周围存在磁场，还能验证 　通电直导线周围磁场的方向与电流方向有关　 。 【解答】解：（1）小磁针上方的直导线应沿南北方向放置，可避免地磁场的影响。 （2）根据磁极间的相互作用可知，闭合开关后，观察到小磁针偏转，这表明通电直导线周围存在磁场；根据安培定则可知，小磁针北极偏转方向为垂直纸面向外。 （3）实验中小磁针除了能验证通电直导线周围存在磁场，改变电流方向，还能验证通电直导线周围磁场的方向与电流方向有关。 故答案为：（1）南北；（2）小磁针偏转；垂直纸面向外；（3）通电直导线周围磁场的方向与电流方向有关。 31．同学们在实验室进行电磁相互作用的实验探究。 （1）大家先设计了如图甲所示的实验装置。当开关S闭合时，可以观察到小磁针因 　受到磁场力　 发生偏转，此现象反映了通电直导线周围存在 　磁场　 。 （2）接着将小磁针更换为蹄形磁体，按图乙所示放置，闭合开关S，发现导体棒ab向右摆动，为使导体棒ab向左摆动，可通过改变 　蹄形磁体磁极　 来实现；生活中 　电动机　 （填“发电机”或“电动机”）是利用此原理工作的。 【解答】解：（1）这是著名的奥斯特实验，实验中，开关闭合时，小磁针因受磁场力发生偏转，说明通电导体周围存在着磁场； （2）通电导体在磁场中受到磁场力的作用，受力方向与磁极的方向有关，可将磁体的磁极对调，闭合开关，导体棒ab向左运动，生活中电动机是利用此原理工作的。 故答案为：（1）受磁场力；磁场；（2）蹄形磁体磁极；电动机。 32．磁感应强度B用来描述磁场的强弱，国际单位是特斯拉，符号是“T”。为了探究电磁铁外轴线上磁感应强度的大小与哪些因素有关，小鹭设计了如图1所示的电路，图甲电源电压6V，R为磁感应电阻，其阻值随磁感应强度变化的关系图线如图2。 （1）当图乙S2断开，图甲S1闭合时，电流表的示数为　60　 mA．闭合S1和S2，图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动，图甲中电流表的示数逐渐减小，说明磁感电阻R处的磁感应强度B逐渐　增大　 。 （2）闭合S1和S2，滑片P不动，沿电磁铁轴线向左移动磁感电阻R，测出R离电磁铁左端的距离x与对应的电流表示数I，算出R处磁感应强度B的数值如表。请计算x＝5cm时，B＝　0.40　 T． x/cm 1 2 3 4 5 6 I/mA 10 12 15 20 30 46 B/T 0.68 0.65 0.60 0.51 　0.40　 0.20 （3）综合以上实验数据可以得出“电磁铁外轴线上磁感应强度随电磁铁电流的增大而　增大　 ，离电磁铁越远，磁感应强度越　小　 。 【解答】解：（1）当图乙S2断开，图甲S1闭合时，即磁场强度为零，据图2可知，此时的R＝100Ω，故此时电路中的电流是：I0.06A＝60mA；图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动，有效电阻变小，电流变大磁场变强，图甲中电流表的示数逐渐减小，即R的电阻变大，据此分析可知：磁感电阻R处的磁感应强度B逐渐增大； （2）x＝5cm时，对于图表得出电流是30mA，据欧姆定律可知，R200Ω，故对应磁场的强度是0.40T； （3）综合以上实验数据，分析（2）中的表格数据可以得出“电磁铁外轴线上磁感应强度随电磁铁电流的增大而增大，离电磁铁越远，磁感应强度越小； 故答案为：（1）60；增大；（2）0.40；（3）增大；小。 四．计算题（共3小题） 33．丽水市已经有旧小区加装了电梯，解决老年人的出行困难。出于安全考虑，电梯都设置超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示。当压敏电阻R2受到的压力F增大时，其阻值减小（如图乙所示），控制电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，当电磁铁线圈电流增大至20毫安时，衔铁被电磁铁吸住，电铃发出警报声，电梯超载。 （1）从乙图可知，当压敏电阻R2为800欧时，受到的压力F为 　4000　 牛； （2）根据要求将图甲的工作电路连接完整； （3）已知控制电路的电源电压U为8伏，保护电压R1为200欧。若该电梯厢内乘客总质量为800千克时，通过计算说明电梯是否超载。（电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计） 【解答】解：（1）从乙图可知，当压敏电阻R2为800欧时，其受到的压力F为4000N； （2）由题知，电梯超载时，衔铁被电磁铁吸住，电梯电机断路停止工作，电铃接通电源发出警报声，电路连接图如下： （3）控制电路中的设定电流为20mA，由欧姆定律得，控制电路超载时的总电阻为：R总400Ω，控制电路中两电阻串联，由串联电路中的电阻规律知：R总＝R1+R2，则R2＝R总﹣R1＝400Ω﹣200Ω＝200Ω，由图乙知，R2＝200Ω时，电梯的载重为9000N，当该电梯厢内乘客总质量为800千克时，电梯厢内乘客总重力为：G＝mg＝800kg×10N/kg＝8000N＜9000N，说明电梯没有超载。 故答案为：（1）4000；（2）见解析；（3）电梯没有超载。 34．许多大桥被损坏的一个重要原因是过往车辆严重超载，为了能抓拍超载车辆，小明及其物理兴趣小组成员决定为大桥管理者设计一个“汽车超载记录器”来进行监控管理，如图甲为该超载记录器原理图，已知电源电压U＝10V，线圈电阻R0＝5Ω，保护电阻R1＝10Ω，Rx为压敏电阻，当车辆驶入被检测路段时，其阻值随它受到的压力变化的情况如图乙所示，当电压表示数达到或超过4V时，继电器的衔铁被吸下，工作电路中的照相机就开始工作，抓拍超载车辆。试问：（g取10N/kg） （1）在控制电路中，当压敏电阻Rx受到的压力增大时，电磁铁的磁性将　增强　 （选填“增强”“减弱”或“不变”）。 （2）当一辆总质量为15t的大货车过桥时，请通过计算判断工作电路中的照相机是否工作？ （3）若电压表量程为0﹣5V，该记录器所能记录的过桥车辆的最大质量是多少？ 【解答】解：由控制电路可知，三电阻串联，电压表测R1两端的电压。 （1）由图乙可知，当压敏电阻Rx受到的压力增大时其阻值减小，电路的总电阻减小， 由I可知，控制电路的电流变大，电磁铁的磁性将增强； （2）当一辆总质量为15t的大货车过桥时，对桥面的压力： F＝G＝15×103kg×10N/kg＝1.5×105N， 由乙图象可知，当F＝1.5×105N时，Rx＝25Ω， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，电路中的电流： I0.25A， 电压表的示数： U1＝IR1＝0.25A×10Ω＝2.5V＜4V， 所以，工作电路中的照相机不工作； （3）当电压表的示数最大即U1大＝5V时，记录器所能记录的过桥车辆的质量最大， 因串联电路各处的电流相等， 所以，电路中的电流： I′，即， 解得：Rx′＝5Ω， 由乙图象可知，此时汽车对压敏电阻的压力F′＝5.5×105N， 因汽车的压力和自身的重力相等， 所以该记录器所能记录的过桥车辆的最大质量： m大5.5×104kg。 答：（1）增强； （2）当一辆总质量为15t的大货车过桥时，工作电路中的照相机不工作； （3）该记录器所能记录的过桥车辆的最大质量是5.5×104kg。 35．为了节能环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为：勒克斯）。 照度/勒克斯 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 电阻/千欧 5.8 3.7 2.8 2.3 ？ 1.8 （1）某光敏电阻R在不同照度下的阻值如表，根据表中已知数据，在图1坐标系中描绘出了阻值随照度变化的曲线。由图象可求出照度为1.0勒克斯时的电阻约为 　2.0　 千欧。 （2）如图2是街道路灯自动控制模拟电路，利用直流电源为电磁铁供电，利用照明电源为路灯供电。为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，路灯应接在 　AB　 （选填“AB”或“BC”）之间。 （3）已知控制电路电源电压为6伏，当控制电路中电流大于2毫安时，衔铁会被吸引。要求天色渐暗照度降低至0勒克斯时点亮路灯，求滑动变阻器接入的电阻值（电路中其它电阻忽略不计）。 　1000Ω　 。 （4）为使光线更暗时路灯才点亮，应适当 　减小　 （选填“增大”或“减小”）滑动变阻器的电阻。 【解答】解：（1）根据图象直接读出对应的照度为1.0 x时的电阻约为 2.0kΩ。 （2）光敏电阻的电阻值随光照强度的增大而减小，所以白天时光敏电阻的电阻值小，电路中的电流值大，电磁铁将被吸住，静触点与C接通； 晚上时的光线暗，光敏电阻的电阻值大，电路中的电流值小，所以静触点与B接通；所以要达到晚上灯亮，白天灯灭，则路灯应接在AB之间； （3）天色渐暗照度降低至1.0x时点亮路灯，此时光敏电阻的电阻值是2kΩ，电路中的电流是2mA， 滑动变阻器接入电路的电阻为：RR光2000Ω＝1000Ω； （4）由于光变暗时，光敏电阻变大，由于吸合电流不变，控制电路的总电阻不变，所以为使光线更暗时路灯才点亮，应适当地减小滑动变阻器接入电路中的电阻。 故答案为：（1）2.0；（2）AB；（3）1000Ω；（4）减小。 五．解答题（共2小题） 36．为响应光盘行动，某学习小组设计了如图甲所示的光盘检测仪，托盘内不放餐盘时滑动变阻器Rp滑片处于最上端，当放入托盘的餐盘总质量超过一定值，通过电磁铁的电流达到0.1安时，衔铁吸下电铃响起。电阻RP的最大阻值为12欧、总长度为12厘米，其阻值与长度成正比。控制电路电源电压U1恒为3伏，电磁继电器线圈电阻忽略不计。弹簧压缩量Δx与压力F的大小关系如图乙（弹簧始终在弹性限度内，滑片间摩擦忽略不计）。 （1）电磁继电器中的电磁铁上端是 　S　 极。 （2）要使放入托盘内的物体质量超过0.2千克时，电铃响起，则R0的阻值为多少欧？（写出计算过程） （3）小明调试时发现当放入托盘物体超重却没响铃，有同学建议增加线圈匝数，你认为可行吗？并说明理由 　可行　 ，　通过增加线圈匝数，可以使磁性增强，从而吸引衔铁　 。 【解答】解：（1）根据图甲，利用安培定则可知，电磁铁的上端为：S极； （2）过电磁铁的电流达到0.1安时，衔铁吸下电铃响起，此时电路中总电阻为：； 放入托盘内的物体质量超过0.2千克，重力为：G＝mg＝0.2kg×10N/kg＝2N，结合乙图可知此时伸长2cm，电阻Rp的最大阻值为12欧、总长度为12厘米，其阻值与长度成正比，此时Rp的电阻为10Ω， 由电路图可知R0和Rp串联，所以R0＝R﹣Rp＝30Ω﹣10Ω＝20Ω； （3）可行；当放入托盘物体超重却没响铃，说明电路中的电路太小，因此要适当的减小电阻，或者是增大电磁铁的磁性， 通过增加线圈匝数，可以使磁性增强，吸引衔铁； 故答案为：（1）S；（2）R0的阻值为20Ω；（3）可行；通过增加线圈匝数，可以使磁性增强，从而吸引衔铁。 37．电梯为居民出入带来很大的便利，小明家住某小区某栋6楼，放学后乘电梯回家。小明查阅资料，了解到出于安全考虑，电梯都设置了超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示，电路由工作电路和控制电路组成：在工作电路中，当电梯没有超载时，动触点K与静触点A接触，闭合开关S，电动机正常工作；当电梯超载时，动触点K与静触点B接触，电铃发出报警铃声，即使闭合开关S，电动机也不工作。在控制电路中，已知电源电压U＝6V，保护电阻R1＝100Ω，电阻式压力传感器（压敏电阻）R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示，电梯自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。 （1）在控制电路中，当压敏电阻R2受到的压力F增大时，电磁铁的磁性 　增强　 （选填“增强”、“减弱”或“不变”）。 （2）若电磁铁线圈电流达到20mA时，刚好接触静触点B，电铃发出警报声。当该电梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时，试通过计算说明电梯是否超载？（g取10N/kg） （3）若电铃发出警报声的条件如（2），需减少最大载客量，可采取什么措施（写出两种措施）？ 【解答】解：（1）在控制电路中，当压敏电阻R2受到的压力F增大时，其阻值减小，电路中的总电阻减小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，电流增大时电磁铁的磁性增强； （2）电梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时，电梯受到的压力等于乘客的重力， 即F＝G＝mg＝1000kg×10N/kg＝10000N， 由图乙，当压力F＝10000N，对应的压敏电阻阻值R2＝100Ω 因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以控制电路中的电流：I0.03A＝30mA， 因为30mA＞20mA，所以此时电梯超载。 （3）由于电磁铁线圈电流达到20mA时，电铃发出警报声，减小最大载客量则R2的阻值变大，为了使电路中的电流提前达到20mA，所以根据I可知应减小R1或增大电源电压。 答：（1）增强； （2）此时电梯超载； （3）减小R1或增大电源电压。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2025/5/9 12:17:51；用户：1873565391；邮箱：18735653916；学号：20722867 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$