专题01 电与磁（考题猜想）-2024-2025学年八年级科学下学期期末考点大串讲（浙教版）

专题01电与磁 一．磁性、磁体、磁极、磁化 1 二．磁场和磁感线及其特点 2 三．直线电流的磁场 3 四．影响电磁铁磁性强弱的因素 5 五．通电螺线管的磁场 7 六．直流电动机的原理 10 七．电磁继电器的特点和应用 10 八．探究电磁感应现象的条件和规律 13 九．磁场对通电导线的作用 17 十．安全用电原则 19 十一．测电笔的使用 20 十二．家庭电路的连接 20 十三．电磁感应 21 一．磁性、磁体、磁极、磁化 1．如图是一款磁吸收纳盒，盒中含有磁铁，能吸附在冰箱门上。这是因为冰箱门中含有以下材料中的（　　） A．银 B．锌 C．铁 D．铝 2．某兴趣小组在研究扬声器结构时，发现扬声器中有一个环形磁体，他们不知道环形磁体的磁极分布情况，于是几位同学提出了以下三种猜想： 猜想1：磁极呈横向分布（例如图甲，左侧为N极，右侧为S极）。 猜想2：磁极呈轴向分布（例如图乙，上面为N极，下面为S极）。 猜想3：磁极呈上中下分布（例如图丙，上下面为N极，中部为S极）。 （1）根据所学知识，他们经过讨论，断定猜想3是错误的。你认为他们判断的依据是 。 （2）为了验证其他猜想，他们用细线将环形磁体水平悬挂起来（如图丁所示），结果观察到磁体在任意位置都能保持静止。这说明猜想 是错误的。 （3）请设计一个简单实验，验证剩下的一个猜想是否正确，简述你的设计实验。设计实验： 。 二．磁场和磁感线及其特点 3．下列各图中，用磁感线描述磁体外部磁场正确的是（　　） A． B． C． D． 三．直线电流的磁场 4．“大胆猜想与小心求证”是科学研究的基本要求。甲、乙两同学做了如图所示的实验：在静止的小磁针上方平行地放一根直导线，闭合开关，原来静止的小磁针转动了。对于小磁针转动的原因，两同学有着不同的假设： 甲：是因为导线通电发热，造成导线周围空气温度升高，空气的对流运动使磁针偏转 乙：是因为电流周围产生磁场，磁场对磁针产生了力的作用 （1）没通电时，静止的小磁针的N极指向 。（填“南方”或“北方”） （2）两同学讨论后，设计了以下实验来验证哪一个观点是正确的：他们调换电池的正负极，改变电流的方向，闭合开关，如果甲同学的假设是正确的，预计应该看到的现象是 。 （3）乙同学在其它实验条件不变的情况下，把小磁针从直导线下方移到了直导线上方，闭合开关后，小磁针的转动方向将 （选填“不改变”或“改变”）。 （4）在做该实验时，下列操作中实验现象最明显的是 。 A.直导线沿东西方向放置在磁针的正上方 B.直导线沿南北方向放置在磁针的正上方 C.沿电流方向放置小磁针，使磁针在导线的正下方 D.沿电流方向放置小磁针，使磁针在导线的延长线上。 5．小科设计了如图所示的实验来研究电磁现象，当他闭合开关S后，发现小磁针发生了偏转。 （1）小磁针发生偏转这一现象说明电流的周围存在着 ，这一现象最早是由 （选填“法拉第”、“奥斯特”或“安培”）发现的。 （2）实验前，小磁针静止时指向 （选填“东西”或“南北”）方向。 6．如图甲所示，探究“通电直导线周围的磁场”时，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）闭合开关后，观察到小磁针发生偏转，说明通电直导线周围存在磁场，改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向 。 （2）实验中小磁针的作用是 。若移走小磁针，通电直导线周围 。（仍有/没有）磁场。 （3）进一步探究表明，通电直导线周围磁场分布情况如图乙所示。它的磁感线是以电流为中心的一系列同心圆。由乙图可知，若甲图中直导线的电流方向不变，将小磁针移到直导线的正上方平行放置，小磁针的偏转方向与原来 （相同/相反），你判断的依据是 。 四．影响电磁铁磁性强弱的因素 7．如图为通电螺线管磁场强弱演示仪的示意图，指针会绕着转动轴O转动。 （1）通电螺线管的左端为 极。 （2）在探究通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系时，将开关S从a点换到b点，并向 （填“左”或“右”）调节变阻器的滑片，使电流表的示数不变。 8．设计人员要开发一款倒悬的酷悬浮发光月球装饰品，如图甲所示。 【材料组装】如图乙，球内装入磁体，灯泡等元件，底座内装入电磁铁等元件； （1）电源的上端应为 极。 【问题呈现】在试验过程中难以找到发光月球的磁悬浮位置。离底座过远，球会掉落；离底座过近，球直接吸附在底座上。 【原因分析】球离底座过远时，底座中的电磁铁对球内磁体的吸引力小于重力，所以球会掉落。过近则吸引力大于重力，球直接吸附在底座上。 【解决方案】设计人员在电路中加入了开关型霍尔传感器H来检测磁场强弱，并控制电路的通断，经简化的电路图如图丙所示。 （2）当球与底座距离过近，传感器H检测到磁场过强时，传感器H应 （选填“闭合”或“断开”）电路。 【产品优化】 （3）经调试，成功实现月球悬浮。若需增大悬浮时月球与底座的距离来增强观赏效果，在适当调整传感器H的位置后，对底座电路的处理方式可以是 （写出两种即可）。 9．智能家居已经悄然走入我们的生活，智能扫地机器人（如图甲）可通过灰尘传感器自动寻找灰尘清扫，通过电动机旋转产生高速气流，将灰尘等吸入集尘盒。图乙为其自动扫地的工作原理图，当地面灰尘增多时，空气的透光程度减弱，使照射到光敏电阻上的光照强度减弱，改变电磁铁的磁性，从而实现自动控制。控制电路电源电压U为9伏，定值电阻R0＝12欧，R为光敏电阻，其阻值随光照强度E（单位cd）的变化如图丙所示，其中电磁铁线圈的电阻不计。 （1）当控制电路开关闭合时，电磁铁上端的磁极为 极。当地面灰尘减少时，电磁铁的磁性将如何变化？ （2）若电压表示数小于等于6V时，电动机开始工作。求电压表示数为6V时，光照强度为多少？ （3）若想在家里地面灰尘更多时扫地机器人才开始工作，请写出一种改进扫地机器人控制电路的方法 。 10．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）？ 11．如图所示是小玉设计的一种限流器原理图，当电流超过限制电流时，N部分被电磁铁M吸引过去，匀质的金属杆OA在弹簧拉力作用下绕O点转动，电路断开，会自动切断电路。 （1）若要把限流器接入家庭电路中，从安全用电角度考虑，应该把它接在进户线的 线上。 （2）N部分能被电磁铁吸引，是因为其制作材料可能含有物质 （写化学式）。 （3）滑动变阻器滑片P向右移，通过电磁铁线圈的电流将 （填“减小”“不变”“增大”）。 五．通电螺线管的磁场 12．小科用如图装置来探究“影响通电螺线管磁性强弱因素”，它由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管（电阻不计）和一些小铁钉组成。 （1）小科通过观察 判断通电螺线管磁性强弱。 （2）闭合开关后，电磁铁上端对应磁极的 极；滑片P向右移动，被吸引的小铁钉数目 。 （3）利用本实验 （选填“可以”或“不可以”）探究“影响通电螺线管磁极的因素”。 13．如图所示是研究“通电螺线管周围磁场的强弱”的实验中，可通过观察吸引小铁钉的数量来判断通电螺线管周围磁场的强弱，图中的电磁铁上端是 极。想探究通电螺线管周围磁场强弱跟线圈匝数的关系，把S由“1”拨到“2”后，滑动变阻器的滑片P应向b移动，理由是 。 14．如图为小科制作的电流磁效应演示器。玻璃管中装有适量的水，固定在桌上，水中悬浮着一个带有铁钉的浮球。管外绕有匝数可变的线圈（1和2之间为150匝，1和3之间为400匝）。按图示连接好电路后，小科开始探究通电螺线管周围磁场强弱的影响因素，步骤如表： 实验步骤 实验操作 实验现象 ① 线圈连接1和2，闭合开关，调节滑动变阻器滑片至电流表示数为0.5A 浮球没有运动 ② 断开开关，线圈改接1和3后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片至电流表示数为0.5A 浮球向下运动到线圈附近 ③ 断开开关，……，闭合开关，调节滑片至电流表示数为1.5A 浮球向下运动到线圈附近 请回答以下问题： （1）根据步骤①②可得出的结论是 。 （2）如果要得出通电螺线管周围磁场强弱与电流大小有关，还需要增加步骤③，请你将该操作中的“……”补充完整： 。 （3）小科想要继续探究通电螺线管周围磁场方向与电流方向的关系，除了将电源“+”“﹣”极对调，还需要将浮球中的铁钉换成 ，才能完成实验。 15．如图，是小金在使用通电螺线管进行科学实验，他观察到通电螺线管周围放置的小磁针（黑色为N极）发生了偏转。 （1）由图可判断，小金制作的通电螺线管的右端为 极。 （2）小金在通电螺线管中插入一根铁钉，磁化后铁钉的N极与没有插入前通电螺线管的N极方向 （填“相同”“相反”或“都有可能”）。 六．直流电动机的原理 16．如图所示，下列有关电与磁的知识，说法正确的是（　　） A．甲图所示的实验装置，若取走导体下方的小磁针，闭合开关，通电导体周围不产生磁场 B．乙图所示的实验现象，说明电磁铁磁性强弱与电流大小有关 C．丙图中换向器的作用是改变线圈中的电流方向，使线圈能持续转动 D．丁图中使用测电笔时，为了安全，手不能接触笔上任何金属部位 七．电磁继电器的特点和应用 17．学校的楼道里的消防应急灯，平时是不亮的，一旦停电，消防应急灯里的两个灯泡（额定电压为36V）就会正常发光。下图是四位同学设计的模拟电路，最科学的是（　　） A． B． C． D． 18．如图甲所示是一家庭燃气报警器的部分电路示意图，其中控制电路中的R1是由气敏电阻制成的传感器，R1的阻值与燃气浓度的关系如图乙所示。出厂预设，当燃气浓度达到4%时报警，出厂测试时，控制电路的电源电压U1为3伏且保持恒定，闭合开关S1、S2，移动滑动变阻器R2滑片P的位置，当控制电路中的电流为0.03安，电磁铁A恰好能将衔铁B吸下，工作电路中相应的灯亮起而报警。（电磁铁线圈的阻值忽略不计） （1）小科认为报警时只有灯亮还不能起到很好的报警作用，最好灯亮同时发出警报声，他建议加接蜂鸣器，则蜂鸣器应与灯 并联（选填“L1”或“L2”）。 （2）该报警器要达到出厂预设值，滑动变阻器接入电路的阻值有多大？（写出计算过程） （3）小科想让该报警器报警时的燃气浓度值调到比出厂预设值更低一些，下列操作理论上可行的是 。（选填字母） A.将滑动变阻器滑片向下滑动 B.控制电路中串联一个电阻 C.增大控制电路的电源电压 D.减少电磁铁线圈匝数 19．出于安全考虑，电梯都装有超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示。已知控制电路的电源电压U＝12V，保护电阻R1＝200Ω，电梯底架自重为1000N，压敏电阻R2（压力传感器）的阻值随压力F大小变化如图乙所示。出厂预设控制电路的电流达到0.02A时，衔铁被电磁铁吸下，触点K与B接触，电铃响而报警。 （1）闭合S1且电铃报警时，电梯内部载重至少达到了 N（电磁铁的阻值忽略不计）。 （2）若重设电梯内部载重达到5000N时就报警，有以下两种方法。 ①其他不变，可将控制电路中200Ω的R1换成 Ω的保护电阻。 ②其他不变，可将控制电路中12V的电源电压换成多少V？（写出计算过程） 20．PTC是一种半导体陶瓷新型发热材料，用PTC材料制成的陶瓷暖风器、陶瓷电热壶等电热器具有发热、控温双重功能，应用十分广泛。PTC有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其电阻随温度的升高而减小，高于这个温度时，电阻值则随温度的升高而增大，我们把这个设定的温度叫“居里点温度”。 （1）家用固体电热灭蚊器就使用PTC陶瓷电热元件，如图（1）为其电阻随温度变化的图象，由图可知，该PTC材料的居里点温度为 ℃。 （2）家用固体电热灭蚊器工作时的温度基本恒定在165℃左右，若它的温度高于165℃，电阻变 ，电功率降低，使其温度下降；反之，也能自动调节。因此用PTC材料制成的电热器具有自动调节功能。 （3）某同学利用PTC电阻设计了一个“过热自动报警电路”：将PTC电阻安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，指示灯亮；当环境温度超过PTC电阻的居里点温度时，由于电阻变化，导致电磁铁磁性减弱，使警铃响。请帮他将如图（2）所示的电路连接完整。 21．项目化学习小组设计了一款电热水器，示意原理如图甲。它可以设定不同的出水温度。控制电路中的直流电源转换器能将220V交流电转换成6V的直流电，A是电热水器。R1是热敏电阻，其阻值与温度的关系如图乙。电磁铁线圈电阻忽略不计，R0是滑动变阻器，当电磁继电器线圈中的电流小于等于20mA时，衔铁片会弹起，触点分离，热水器停止加热。 （1）请根据要求，在图甲中将热水器A接入220V的家庭电路中。 （2）如果设定出水温度为60℃，则滑动变阻器的阻值要调到多大？ （3）夏天，为了节约用电，使出水温度降低到50℃，请写出一种（除改变滑动变阻器阻值以外）可行的方法。 八．探究电磁感应现象的条件和规律 22．如图是探究“怎样产生感应电流”的实验装置。Ab是一根导体，通过导线、开关连接在灵敏电流计的两接线柱上。 （1）本实验中，如果 ，我们就认为有感应电流产生。 （2）闭合开关后，假设导线不动，磁铁左右水平运动，电路 感应电流〔选填“有”或“无”〕。 （3）闭合开关后，假设磁铁不动，导体向纸面里外方向运动，电路 感应电路（选填“有”或“无”）。 23．如图所示是“探究感应电流产生条件”的实验装置。 （1）实验中，可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生；还可以通过指针偏转的方向判断 。 （2）闭合开关，实验探究过程记录如表所示，根据实验现象，初步得出电路中产生感应电流的条件是： 。 次数 AB棒在磁场中的运动情况 是否有感应电流 1 静止 无 2 沿磁场方向运动（不切割磁感线运动） 无 3 切割磁感线运动 有 （3）保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验，是为了探究感应电流方向与 的关系。 （4）若将此装置中灵敏电流计换成 ，可进一步探究电动机的工作原理。 24．在学校实验室开放时，同学们对手摇发电机（如图1）非常感兴趣，他们想知道：发电机产生电流大小跟哪些因素有关？于是开展了探究，以下是他们所用的发电机和实验记录表： 实验顺序 线圈转速 线圈转向 小灯泡亮度 1 2 3 请回答： （1）手摇发电机在发电时应用了 原理，发电过程中将 能转化为电能。 （2）实验中，同学们想探究图1的手摇发电机产生感应电流大小是否跟 有关。 （3）同学们根据小灯泡的亮度来判断电路中感应电流的大小，像这种用能直接观测的量来显示不易直接观测的量的方法叫“转换法”。下列方法不属于“转换法”的是 （填序号）。 （4）实验中换用如图2电流表来显示感应电流，摇动发电机时可以看到电流表的指针在 。 25．小滨在探究“感应电流大小与哪些因素有关”的实验中，连接了如图所示的实验装置，并提出了以下猜想： ①可能与线圈匝数有关。 ②可能与磁场的强弱有关。 ③可能与切割磁感线的速度有关。 （1）小滨将磁铁匀速向下插入螺线管，观察到电表指针偏转；换用一个线圈匝数更多的螺线管重复试验，此时他想验证的是猜想 （填编号）。 （2）要使产生的感应电流的方向发生变化，可以采取的方法有 。 （3）小滨得出结论：在线圈匝数和切割磁感线速度相同时，磁场越强，感应电流越大，则他进行的操作以及观察到的实验现象是 。 26．在探究“感应电流产生的条件”实验中： （1）如图，a，b两接线柱间应接入小量程的 （填“电源”、“电流表”或“电压表”）。 （2）导体在磁场中运动时，电流表指针没有发生偏转，操作上的原因可能是 （写一种）。 （3）改正错误后继续实验，小王发现每次电流表指针的偏转角度不相同，于是他对影响感应电流大小的因素作以下猜想。 猜想一：与导体切割磁感线运动的速度大小有关。 猜想二：与磁场的强弱有关。 猜想三：与导体的匝数有关。 为了验证猜想三，他设计的方案是：分别让两个匝数不同的线圈，在如图所示的磁场中水平向左运动，观察电流表指针的偏转角度。 ①请对此方案作出评价，指出存在的主要问题是 。 ②请你说出小王最终如何判断猜想三是否正确： 。 27．小明在探究“感应电流的大小与哪些因素有关”的实验中，连接了如图所示的实验装置，闭合开关后，导体AB、灵敏电流计、开关、导线组成闭合回路。 【猜想与假设】 猜想1：感应电流的大小与磁场的强弱有关。 猜想2：感应电流的大小与导体切割磁感线的方向有关。 猜想3：感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度有关。 【设计与实验】 验证猜想1的实验设计思路如下：改变磁铁的磁性强弱进行多次实验，每次实验保持 相等。观察并记录每次实验中灵敏电流计指针偏转的格数，实验数据记录如表所示。 实验次数 磁场强弱 电流计指针偏转格数 1 弱 1.5格 2 较强 3.5格 3 强 4.5格 【结论与分析】 （1）分析表格数据，可得出的结论是：其他条件相同时， 。 （2）小红提出该实验中可以用电磁铁代替永磁体，其优点是 。 （3）按照设计思路验证猜想1，实验时在操作上存在的困难是 。 九．磁场对通电导线的作用 28．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． 29．课堂上，老师做了如图所示的演示实验，给直导线（铝棒）通电，观察到直导线运动起来。 （1）实验现象说明 对放入其中的通电导体有力的作用， 机就是利用这种现象制成的。 （2）将磁极上下对调，观察直导线的运动情况，这样操作是为了研究通电导体在磁场中受力的方向与 。 30．实验是科学探究的重要途径，多角度的探索、对实验过程及结果的反思与改进都能让我们对实验背后的科学原理与方法有更深刻的理解。以下是教材中的部分实验，请回答相关问题： （1）奥斯特实验：在静止的小磁针上方拉一根与小磁针垂直的直导线，当直导线通电时，发现小磁针并没有发生偏转，如图甲所示。请分析原因 。 （2）磁场对通电导线的作用实验：如图乙所示的装置，小科把导线ab放在磁场中，闭合开关后，看到ab导体运动。于是小科得出通电导体在磁场中会受到力的作用，小明认为只有这个实验不能说明一定是磁场给的力，还要补充一个去掉磁体的实验，当观察到导体不运动时才能说明小科的结论是正确的。除小明的思路外，请你再提供一个证明思路（说明方法与现象）： 。 （3）探究“感应电流产生的条件”实验：实验过程中发现电流表的指针偏转很小，下列方法中可以使指针偏转角度增大的是 。 ①换用磁性更强的磁体 ②换用导线绕成线圈进行运动 ③换用更细的导线 ④使导体运动速度加快 十．安全用电原则 31．如图所示是电动车在楼道中充电时易引发火灾的宣传警示图，以此警示大家要注意安全用电。下列做法符合安全用电原则的是（　　） A．电线着火时应迅速泼水浇灭火焰 B．发生电火灾时应该立即切断电源 C．充电时空气开关跳闸，立即合上空气开关 D．电动车充电线绝缘皮破损后仍可继续使用 32．“珍爱生命，安全用电”是公民必备的安全意识。下列做法符合“安全用电”的是（　　） A．甲图中当人触电时，应及时切断电源 B．乙图中在高压线旁放风筝 C．丙图中插座超负荷工作 D．丁图中用湿手触摸开关 33．2020年11月，国务院办公厅提出新能源汽车发展战略。如图是新能源汽车的充电桩，下列做法符合安全用电的是（　　） A．安装充电桩时，不连接地线也可以 B．每个充电桩在安装时都要装漏电保护器 C．有经验的电工在安装充电桩时不必断开电源开关 D．充电桩起火，应迅速浇水扑灭 十一．测电笔的使用 34．下列关于家庭电路及安全用电的说法，正确的是（　　） A．使用测电笔时，手不能接触笔尾金属体 B．发现有人触电时，应迅速用手将其拉开 C．可以用湿抹布擦拭正在使用的电视机 D．家用电器失火时，应先断电后灭火 十二．家庭电路的连接 35．小科学习了家庭电路知识后，设计如下电路。请回答； （1）若要在图中虚线框内分别接上开关和电灯，则开关应接在 内。 （2）正确连接电路后，用测电笔分别测量图中的A、B、C三个点，其中氖管会发光的是 点。 36．五一长假，小明和爸妈一起外出旅游，图甲是某宾馆床头柜上的开关示意图，图乙是其控制的电路，其中S1为旋钮开关，单独控制台灯的通断和亮度；S2为单独控制电视插座的开关。请用笔画线代替导线画图。 十三．电磁感应 37．如图所示是一种环保型手电筒。使用时，只要将它来回摇晃，就能使灯泡发光。四幅图中能反映这种手电筒的工作原理的是（　　） A． B． C． D． 38．某学校开展项目化学习挑战赛——为夜跑者设计制作节能夜跑灯。 【项目要求】设计制作节能夜跑灯，将日常跑步产生的机械能转化为电能使LED灯发光。 【提供器材】塑料水管、胶塞、圆柱形强磁体、漆包线、LED灯（额定电压为0.54V） 线圈匝数 50匝 100匝 150匝 200匝 感应电压 0.18V 0.36V 0.54V 0.72V （1）某学习小组用磁性相同的磁体，以相同的速度切割磁感线，探究感应电压大小和线圈匝数关系，具体数据如表所示，根据表中数据分析，在其他条件不变的情况下，该小组同学至少要绕制 匝线圈，才能使额定电压为0.54V的LED灯正常发光。 （2）图甲为学习小组制作好的节能夜跑灯的结构图，磁体放在塑料水管中，随着手臂摆动可以移动，线圈缠绕在塑料水管外壳并与LED灯构成闭合电路，请分析：夜跑灯要达到最亮时，应佩戴在图乙手臂A、B中的哪个部位，并简述理由： 。 39．小金发现电吉他的发音是通过电磁拾音装置连接扬声器而实现的。拾音装置的基本结构如图甲所示，由铜线在磁体上绕成线圈，线圈连接到放大器。磁体产生的磁场使吉他弦磁化，当弦被拨动而产生振动时，相当于线圈在切割弦的磁感线，从而在线圈中产生感应电流，电流越大声音越响。小金想探究吉他的响度与什么因素有关，他用电流检测仪器测得某一次拨弦的电流情况，如图乙所示。小金得出“吉他的响度与弦的振动的幅度有关，越用力拨弦，声音越响”的结论。 （1）电吉他线圈中能产生电流的原理是 。 （2）观察图乙可知电流方向在不断变化，引起电流方向变化的原因是 。 （3）在不改变拾音装置的前提下，想让同样弹奏情况下的响度更大，可对图中装置进行改良的地方是 。 1 / 37 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题01电与磁 一．磁性、磁体、磁极、磁化 1 二．磁场和磁感线及其特点 2 三．直线电流的磁场 3 四．影响电磁铁磁性强弱的因素 5 五．通电螺线管的磁场 10 六．直流电动机的原理 13 七．电磁继电器的特点和应用 13 八．探究电磁感应现象的条件和规律 19 九．磁场对通电导线的作用 25 十．安全用电原则 27 十一．测电笔的使用 29 十二．家庭电路的连接 29 十三．电磁感应 30 一．磁性、磁体、磁极、磁化 1．如图是一款磁吸收纳盒，盒中含有磁铁，能吸附在冰箱门上。这是因为冰箱门中含有以下材料中的（　　） A．银 B．锌 C．铁 D．铝 【解答】解：磁吸收纳盒能吸附在冰箱门上，是因为冰箱门中含有铁，故C正确。 故选：C。 2．某兴趣小组在研究扬声器结构时，发现扬声器中有一个环形磁体，他们不知道环形磁体的磁极分布情况，于是几位同学提出了以下三种猜想： 猜想1：磁极呈横向分布（例如图甲，左侧为N极，右侧为S极）。 猜想2：磁极呈轴向分布（例如图乙，上面为N极，下面为S极）。 猜想3：磁极呈上中下分布（例如图丙，上下面为N极，中部为S极）。 （1）根据所学知识，他们经过讨论，断定猜想3是错误的。你认为他们判断的依据是 。 （2）为了验证其他猜想，他们用细线将环形磁体水平悬挂起来（如图丁所示），结果观察到磁体在任意位置都能保持静止。这说明猜想 是错误的。 （3）请设计一个简单实验，验证剩下的一个猜想是否正确，简述你的设计实验。设计实验： 。 【解答】解：（1）因为每个磁体都只有两个磁极，分别叫做S极和N极，故猜想3是错误的； （2）如果猜想1正确，用细线将环形磁体水平悬挂起来，由于地磁场的作用，磁体在特定位置才能保持静止，结果观察到磁体在任意位置都能保持静止这说明猜想1是错误的。 （3）若想验证猜想2是否正确，我们只需选用小磁针即可，即将小磁针置于磁环周围不同处，多次观察小磁针稳定后两极的指向情况，从而判断出磁环磁极的位置。 故答案为：（1）一个磁体只可能有两个磁极；（2）1；（3）将小磁针置于磁环周围不同处；多次观察小磁针稳定后两极的指向情况，从而判断出磁环磁极的位置。 二．磁场和磁感线及其特点 3．下列各图中，用磁感线描述磁体外部磁场正确的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：在磁体外部，磁感线从磁体的N极出发，回到S极，故A正确，BCD错误。 故选：A。 三．直线电流的磁场 4．“大胆猜想与小心求证”是科学研究的基本要求。甲、乙两同学做了如图所示的实验：在静止的小磁针上方平行地放一根直导线，闭合开关，原来静止的小磁针转动了。对于小磁针转动的原因，两同学有着不同的假设： 甲：是因为导线通电发热，造成导线周围空气温度升高，空气的对流运动使磁针偏转 乙：是因为电流周围产生磁场，磁场对磁针产生了力的作用 （1）没通电时，静止的小磁针的N极指向 。（填“南方”或“北方”） （2）两同学讨论后，设计了以下实验来验证哪一个观点是正确的：他们调换电池的正负极，改变电流的方向，闭合开关，如果甲同学的假设是正确的，预计应该看到的现象是 。 （3）乙同学在其它实验条件不变的情况下，把小磁针从直导线下方移到了直导线上方，闭合开关后，小磁针的转动方向将 （选填“不改变”或“改变”）。 （4）在做该实验时，下列操作中实验现象最明显的是 。 A.直导线沿东西方向放置在磁针的正上方 B.直导线沿南北方向放置在磁针的正上方 C.沿电流方向放置小磁针，使磁针在导线的正下方 D.沿电流方向放置小磁针，使磁针在导线的延长线上。 【解答】解：（1）没通电时，通电导线周围没有磁场；由于地球是一个巨大的磁体，地理的南极是地磁场的北极，地理的北极是地磁场的南极，所以没通电时，小磁针在地磁场的作用下N极指向北方； （2）如果乙正确，他们调换电池的正负极，改变电流的方向，磁场方向改变，小磁针偏转方向改变，如果甲同学的假设是正确的，磁针偏转的方向不变。 （3）由于电流产生的磁场在导线上、下方的方向相反，当小磁针从下方移到上方之后，小磁针的转动方向会相反。 （4）地球的磁场方向是从地理的南极指向北极，所以若将导线东西放置，导线周围的磁场是南北方向的，与地球的磁场方向可能一致，而导致实验现象不明显，但若将导线南北放置，此时导线的磁场方向是东西方向的，所以此时小磁针会在导线磁场的作用下指示东西，故现象更为明显。 故答案为：（1）北方；（2）磁针偏转的方向不变；（3）改变；（4）B。 5．小科设计了如图所示的实验来研究电磁现象，当他闭合开关S后，发现小磁针发生了偏转。 （1）小磁针发生偏转这一现象说明电流的周围存在着 ，这一现象最早是由 （选填“法拉第”、“奥斯特”或“安培”）发现的。 （2）实验前，小磁针静止时指向 （选填“东西”或“南北”）方向。 【解答】解：（1）奥斯特发现在通电导体放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，即发明电流周围存在磁场。 （2）由于地球的周围存在地磁场，且地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，根据磁极间的相互作用，所以实验前，小磁针（指南针）都要受到地磁场的作用，并且指向南北方向。 故答案为：（1）磁场；奥斯特；（2）南北。 6．如图甲所示，探究“通电直导线周围的磁场”时，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）闭合开关后，观察到小磁针发生偏转，说明通电直导线周围存在磁场，改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向 。 （2）实验中小磁针的作用是 。若移走小磁针，通电直导线周围 。（仍有/没有）磁场。 （3）进一步探究表明，通电直导线周围磁场分布情况如图乙所示。它的磁感线是以电流为中心的一系列同心圆。由乙图可知，若甲图中直导线的电流方向不变，将小磁针移到直导线的正上方平行放置，小磁针的偏转方向与原来 （相同/相反），你判断的依据是 。 【解答】解： （1）这是著名的奥斯特实验，实验中，开关闭合时，小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在着磁场；改变电流方向，小磁针的方向也发生了偏转，说明了产生的磁场方向也改变，即表明了通电导体周围的磁场方向与电流方向有关； （2）小磁针受到磁场力的作用能够发生偏转，故小磁针可以检测磁场的存在；若移走小磁针，通电直导线周围仍有磁场。 （3）据图中的信息可知，通电直导线上方和下方的磁场方向是相反的，所以甲图中直导线的电流方向不变，将小磁针移到直导线的正上方平行放置，小磁针的偏转方向与原来相反。 故答案为：（1）改变；（2）检验磁场的存在；仍有；（3）相反；通电直导线上方和下方的磁场方向是相反的。 四．影响电磁铁磁性强弱的因素 7．如图为通电螺线管磁场强弱演示仪的示意图，指针会绕着转动轴O转动。 （1）通电螺线管的左端为 极。 （2）在探究通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系时，将开关S从a点换到b点，并向 （填“左”或“右”）调节变阻器的滑片，使电流表的示数不变。 【解答】解：（1）电流由螺线管的左端流入，由安培定则判断该螺线管的左端是S极，右端是N极； （2）验证通电螺线管的磁性与线圈匝数有关，即需要在电流一定的情况下，改变线圈的匝数看电磁铁的磁性有何变化即可；故当将开关S从a点换到b点时，由于接入电路的螺线管变长，即电阻变大，所以电路中的电流变小；而在该题中要求电路中的电流与原来相比是不变的，所以需向左移动滑片才能实现上述目的。 故答案为：（1）S； （2）左。 8．设计人员要开发一款倒悬的酷悬浮发光月球装饰品，如图甲所示。 【材料组装】如图乙，球内装入磁体，灯泡等元件，底座内装入电磁铁等元件； （1）电源的上端应为 极。 【问题呈现】在试验过程中难以找到发光月球的磁悬浮位置。离底座过远，球会掉落；离底座过近，球直接吸附在底座上。 【原因分析】球离底座过远时，底座中的电磁铁对球内磁体的吸引力小于重力，所以球会掉落。过近则吸引力大于重力，球直接吸附在底座上。 【解决方案】设计人员在电路中加入了开关型霍尔传感器H来检测磁场强弱，并控制电路的通断，经简化的电路图如图丙所示。 （2）当球与底座距离过近，传感器H检测到磁场过强时，传感器H应 （选填“闭合”或“断开”）电路。 【产品优化】 （3）经调试，成功实现月球悬浮。若需增大悬浮时月球与底座的距离来增强观赏效果，在适当调整传感器H的位置后，对底座电路的处理方式可以是 （写出两种即可）。 【解答】解：（1）悬浮月光球里面的磁体上面是N极，根据异性磁极相互吸引，电磁铁下端为S极，根据安培定则可判断电源上端为负极。 （2）当球与底座距离过近时，说明磁力大于重力，磁场过强，为减小磁性可断开电路。 （3）增大悬浮时月球与底座的距离来增强观赏效果，在适当调整传感器H的位置后，效果还不明显，可进一步减小磁性，根据影响电磁铁磁性强弱的因素可知减小电路中的电流，减少电磁铁的线圈匝数可达到目的。 故本题答案为：（1）负；（2）断开；（3）减小电流中的电流；减少电磁铁线圈匝数。 9．智能家居已经悄然走入我们的生活，智能扫地机器人（如图甲）可通过灰尘传感器自动寻找灰尘清扫，通过电动机旋转产生高速气流，将灰尘等吸入集尘盒。图乙为其自动扫地的工作原理图，当地面灰尘增多时，空气的透光程度减弱，使照射到光敏电阻上的光照强度减弱，改变电磁铁的磁性，从而实现自动控制。控制电路电源电压U为9伏，定值电阻R0＝12欧，R为光敏电阻，其阻值随光照强度E（单位cd）的变化如图丙所示，其中电磁铁线圈的电阻不计。 （1）当控制电路开关闭合时，电磁铁上端的磁极为 极。当地面灰尘减少时，电磁铁的磁性将如何变化？ （2）若电压表示数小于等于6V时，电动机开始工作。求电压表示数为6V时，光照强度为多少？ （3）若想在家里地面灰尘更多时扫地机器人才开始工作，请写出一种改进扫地机器人控制电路的方法 。 【解答】解：（1）当控制电路开关闭合时，电流从螺线管的上端流入，下端流出，利用右手螺旋定则判断，电磁铁的上端是N极； 由图丙可知，光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小，当地面灰尘减少时，空气的透光程度增强，使照射到光敏电阻上的光照强度增强，光敏电阻的阻值变小，电路中电流变大，电磁铁磁性增强； （2）由图乙可知，控制电路中，光敏电阻与定值电阻串联，电压表测量定值电阻两端电压； 电压表示数为6V时，定值电阻R0的电流为：I0.5A； 光敏电阻两端的电压：U′＝U﹣U0＝9V﹣6V＝3V， 光敏电阻的电阻：R6Ω，由图丙可知，当光敏电阻的电阻为6Ω时，光照强度为3.0cd； （3）根据图丙可知，若想在家里地面灰尘更多时扫地机器人才开始工作，即当光照强度减弱时，光敏电阻的阻值变大，在R0不变时，由串联分压的规律可知光敏电阻分得的电压变大，若要电动机仍在电压表示数≤6V时开始工作，由串联电路的电压特点可知应增大电源电压。 10．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）？ 【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。 11．如图所示是小玉设计的一种限流器原理图，当电流超过限制电流时，N部分被电磁铁M吸引过去，匀质的金属杆OA在弹簧拉力作用下绕O点转动，电路断开，会自动切断电路。 （1）若要把限流器接入家庭电路中，从安全用电角度考虑，应该把它接在进户线的 线上。 （2）N部分能被电磁铁吸引，是因为其制作材料可能含有物质 （写化学式）。 （3）滑动变阻器滑片P向右移，通过电磁铁线圈的电流将 （填“减小”“不变”“增大”）。 【解答】解：（1）若要把限流器接入家庭电路中，从安全用电角度考虑，应该把它接在进户线的火线上。 （2）N部分能被电磁铁吸引，是因为其制作材料可能含有物质Fe。 （3）滑动变阻器滑片P向右移，电路中的电阻变小，通过电磁铁线圈的电流将增大。 故答案为：（1）火；（2）Fe；（3）增大。 五．通电螺线管的磁场 12．小科用如图装置来探究“影响通电螺线管磁性强弱因素”，它由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管（电阻不计）和一些小铁钉组成。 （1）小科通过观察 判断通电螺线管磁性强弱。 （2）闭合开关后，电磁铁上端对应磁极的 极；滑片P向右移动，被吸引的小铁钉数目 。 （3）利用本实验 （选填“可以”或“不可以”）探究“影响通电螺线管磁极的因素”。 【解答】解：（1）可通过观察吸引小铁钉数目多少判断通电螺线管磁性的强弱； （2）闭合开关后，电流从电磁铁上端流入，下端流出，故电磁铁上端为N极，下端为S极； 滑片P向右移动，滑动变阻器阻值变大，根据欧姆定律可知，电路中电流变小，电磁铁磁性变弱，故被吸引的小铁钉数目减少； （3）因本实验无法显示电磁铁的磁极，故不可以探究“影响通电螺线管磁极的因素”。 故答案为：（1）吸引小铁钉数目多少；（2）N；减少；（3）不可以。 13．如图所示是研究“通电螺线管周围磁场的强弱”的实验中，可通过观察吸引小铁钉的数量来判断通电螺线管周围磁场的强弱，图中的电磁铁上端是 极。想探究通电螺线管周围磁场强弱跟线圈匝数的关系，把S由“1”拨到“2”后，滑动变阻器的滑片P应向b移动，理由是 。 【解答】解：（1）图中电流从通电螺线管的下端流入，根据安培定则，电磁铁下端为N极，上端是S极； （2）想探究通电螺线管周围磁场强弱跟线圈匝数的关系，要控制电路的电流大小不变，把S由“1”拨到“2”后，线圈的匝数变少，电路的电阻变小，为控制电路的电流不变，要增大电阻，故滑动变阻器的滑片P应向b移动。 故答案为：（1）S；（2）控制电路的电流大小保持不变。 14．如图为小科制作的电流磁效应演示器。玻璃管中装有适量的水，固定在桌上，水中悬浮着一个带有铁钉的浮球。管外绕有匝数可变的线圈（1和2之间为150匝，1和3之间为400匝）。按图示连接好电路后，小科开始探究通电螺线管周围磁场强弱的影响因素，步骤如表： 实验步骤 实验操作 实验现象 ① 线圈连接1和2，闭合开关，调节滑动变阻器滑片至电流表示数为0.5A 浮球没有运动 ② 断开开关，线圈改接1和3后，闭合开关，调节滑动变阻器滑片至电流表示数为0.5A 浮球向下运动到线圈附近 ③ 断开开关，……，闭合开关，调节滑片至电流表示数为1.5A 浮球向下运动到线圈附近 请回答以下问题： （1）根据步骤①②可得出的结论是 。 （2）如果要得出通电螺线管周围磁场强弱与电流大小有关，还需要增加步骤③，请你将该操作中的“……”补充完整： 。 （3）小科想要继续探究通电螺线管周围磁场方向与电流方向的关系，除了将电源“+”“﹣”极对调，还需要将浮球中的铁钉换成 ，才能完成实验。 【解答】解：（1）步骤①②两次实验可以看出，在电流一定时，线圈的匝数越多，通电螺线管的磁性越强；（2）如果要得出通电螺线管周围磁场强弱与电流大小有关，需要控制线圈的匝数不变，因此步骤③中，断开开关，线圈改接1和2，闭合开关，调节滑片至电流表示数为1.5A，浮球向下运动到线圈附近； （3）在螺线管旁有两个小磁针，可以通过观察小磁针静止时N极（或S极）的指向来判断通电螺线管的磁极，因此要探究通电螺线管周围磁场的方向与电流方向的关系，需要将浮球中的铁钉换成小磁针。 15．如图，是小金在使用通电螺线管进行科学实验，他观察到通电螺线管周围放置的小磁针（黑色为N极）发生了偏转。 （1）由图可判断，小金制作的通电螺线管的右端为 极。 （2）小金在通电螺线管中插入一根铁钉，磁化后铁钉的N极与没有插入前通电螺线管的N极方向 （填“相同”“相反”或“都有可能”）。 【解答】解：（1）由图中左侧小磁针右端是N极，吸引S极，则左侧为S极，小金制作的通电螺线管的右端为N极。 （2）小金在通电螺线管中插入一根铁钉，磁化后使得磁性增强，因而两个的磁极是相同叠加的，故铁钉的N极与没有插入前通电螺线管的N极方向相同。 故答案为：（1）N；（2）相同。 六．直流电动机的原理 16．如图所示，下列有关电与磁的知识，说法正确的是（　　） A．甲图所示的实验装置，若取走导体下方的小磁针，闭合开关，通电导体周围不产生磁场 B．乙图所示的实验现象，说明电磁铁磁性强弱与电流大小有关 C．丙图中换向器的作用是改变线圈中的电流方向，使线圈能持续转动 D．丁图中使用测电笔时，为了安全，手不能接触笔上任何金属部位 【解答】解：A、甲图是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，若取走导体下方的小磁针，闭合开关，通电导体周围产生磁场 ，故A错误； B、图中的两个电磁铁串联，控制电流相等，是探究电磁铁磁性的强弱与线圈匝数的关系，在其它条件相同时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强，故B错误； C、换向器改变线圈中的电流方向，使线圈能够持续转动下去，图中换向器的作用是改变线圈中的电流方向，使线圈能持续转动，故C正确； D、用测电笔时，手必须要接触笔尾金属体，这样才能使测电笔发挥作用，故D错误。 故选：C。 七．电磁继电器的特点和应用 17．学校的楼道里的消防应急灯，平时是不亮的，一旦停电，消防应急灯里的两个灯泡（额定电压为36V）就会正常发光。下图是四位同学设计的模拟电路，最科学的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：根据题意，分析各图可知，当照明电路正常工作时，电磁铁具有磁性，吸引衔铁，使消防应急灯所在电路断开，而当停电后，电磁铁失去磁性，衔铁在弹簧的作用下向上弹起，与触点接触，两灯泡连接，且为并联。因此，对照各图发现，只有图C符合这一要求。 故选：C。 18．如图甲所示是一家庭燃气报警器的部分电路示意图，其中控制电路中的R1是由气敏电阻制成的传感器，R1的阻值与燃气浓度的关系如图乙所示。出厂预设，当燃气浓度达到4%时报警，出厂测试时，控制电路的电源电压U1为3伏且保持恒定，闭合开关S1、S2，移动滑动变阻器R2滑片P的位置，当控制电路中的电流为0.03安，电磁铁A恰好能将衔铁B吸下，工作电路中相应的灯亮起而报警。（电磁铁线圈的阻值忽略不计） （1）小科认为报警时只有灯亮还不能起到很好的报警作用，最好灯亮同时发出警报声，他建议加接蜂鸣器，则蜂鸣器应与灯 并联（选填“L1”或“L2”）。 （2）该报警器要达到出厂预设值，滑动变阻器接入电路的阻值有多大？（写出计算过程） （3）小科想让该报警器报警时的燃气浓度值调到比出厂预设值更低一些，下列操作理论上可行的是 。（选填字母） A.将滑动变阻器滑片向下滑动 B.控制电路中串联一个电阻 C.增大控制电路的电源电压 D.减少电磁铁线圈匝数 【解答】解；（1）当衔铁被吸下时，报警灯亮，由此可知L2为报警灯，故应把蜂鸣器应与L2并联； （2）控制电路的总电阻100Ω，由图乙可知燃气浓度达到4%时的报警值时R气敏＝40Ω，所以R滑＝R总﹣R气敏＝100Ω﹣40Ω＝60Ω； （3）该报警器报警时的燃气浓度值调到比出厂预设值更低一些，R气敏增大，如果线圈匝数不变，电流不变，不变，根据R滑＝R总﹣R气敏可知，滑动变阻器接入的阻值变小，故A可行； B.在控制电路中串联一个电阻，总电阻更大，电路中电路变小，电磁铁线圈的磁性变小，达到报警浓度时，不能闭合报警回路，故B不可行； C.R气敏增大时，若滑动变阻器不动，控制电路中的总电阻R总变大，要保证电流不变，根据I，适当增大电源电压，故C 可行； D.R气敏增大时，若滑动变阻器不动，电源电压不变的情况下，电路中的电流变小，磁性减弱，若再减小电磁铁线圈匝数，磁性更弱，到达报警浓度时，不能吸下衔铁报警，故D不可行； 故选AC 故本题答案为：（1）L2；（2）滑动变阻器接入的阻值为60Ω；（3）AC。 19．出于安全考虑，电梯都装有超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示。已知控制电路的电源电压U＝12V，保护电阻R1＝200Ω，电梯底架自重为1000N，压敏电阻R2（压力传感器）的阻值随压力F大小变化如图乙所示。出厂预设控制电路的电流达到0.02A时，衔铁被电磁铁吸下，触点K与B接触，电铃响而报警。 （1）闭合S1且电铃报警时，电梯内部载重至少达到了 N（电磁铁的阻值忽略不计）。 （2）若重设电梯内部载重达到5000N时就报警，有以下两种方法。 ①其他不变，可将控制电路中200Ω的R1换成 Ω的保护电阻。 ②其他不变，可将控制电路中12V的电源电压换成多少V？（写出计算过程） 【解答】解：（1）根据题意可知，控制电路的电流达到0.02A时，衔铁被电磁铁吸下，触点K与B接触，电铃响而报警， 由I可知，此时控制电路的总电阻：R总600Ω， 根据串联电路的电阻特点可知，此时压敏电阻的阻值：R2＝R总﹣R＝600Ω﹣200Ω＝400Ω， 由图乙可知，当压敏电阻的阻值为400Ω时，电梯底架对压敏电阻的压力F＝7000N， 则此时电梯内部载重G载＝F﹣G自重＝7000N﹣1000N＝6000N； （2）若重设电梯内部载重为5000N时，电梯底架对压敏电阻的压力为F′＝5000N+1000N＝6000N， 由图乙可知，此时压敏电阻的阻值：R2′＝500Ω； ①若电源电压不变，控制电路中报警电流不变，由I可知，控制电路的总电阻不变， 根据串联电路的电阻特点可知，此时R1的阻值：R1′＝R总﹣R2′＝600Ω﹣500Ω＝100Ω； ②若R1阻值不变，控制电路中报警电流不变，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻：R总′＝R1+R2′＝200Ω+500Ω＝700Ω， 由I可知，此时控制电路的电源电压：U′＝IR总′＝0.02A×700Ω＝14V。 答：（1）6000； （2）①100； ②其他不变，可将控制电路中12V的电源电压换成14V。 20．PTC是一种半导体陶瓷新型发热材料，用PTC材料制成的陶瓷暖风器、陶瓷电热壶等电热器具有发热、控温双重功能，应用十分广泛。PTC有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其电阻随温度的升高而减小，高于这个温度时，电阻值则随温度的升高而增大，我们把这个设定的温度叫“居里点温度”。 （1）家用固体电热灭蚊器就使用PTC陶瓷电热元件，如图（1）为其电阻随温度变化的图象，由图可知，该PTC材料的居里点温度为 ℃。 （2）家用固体电热灭蚊器工作时的温度基本恒定在165℃左右，若它的温度高于165℃，电阻变 ，电功率降低，使其温度下降；反之，也能自动调节。因此用PTC材料制成的电热器具有自动调节功能。 （3）某同学利用PTC电阻设计了一个“过热自动报警电路”：将PTC电阻安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，指示灯亮；当环境温度超过PTC电阻的居里点温度时，由于电阻变化，导致电磁铁磁性减弱，使警铃响。请帮他将如图（2）所示的电路连接完整。 【解答】解：（1）PTC有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其电阻随温度的升高而减小，高于这个温度时，电阻值则随温度的升高而增大，我们把这个设定的温度叫“居里点温度”。根据图象可知居里点温度为 100℃。 （2）根据图象，温度高于165℃，电阻值则随温度的升高而增大，根据公式P可知，功率减小；功率减小后，温度会降低。 （3）如图所示：当环境温度正常时，指示灯亮；当环境温度超过PTC电阻的居里点温度时，由于电阻变化，导致电磁铁磁性减弱，使警铃响。 故答案为：（1）100；（2）大；（3）。 21．项目化学习小组设计了一款电热水器，示意原理如图甲。它可以设定不同的出水温度。控制电路中的直流电源转换器能将220V交流电转换成6V的直流电，A是电热水器。R1是热敏电阻，其阻值与温度的关系如图乙。电磁铁线圈电阻忽略不计，R0是滑动变阻器，当电磁继电器线圈中的电流小于等于20mA时，衔铁片会弹起，触点分离，热水器停止加热。 （1）请根据要求，在图甲中将热水器A接入220V的家庭电路中。 （2）如果设定出水温度为60℃，则滑动变阻器的阻值要调到多大？ （3）夏天，为了节约用电，使出水温度降低到50℃，请写出一种（除改变滑动变阻器阻值以外）可行的方法。 【解答】解：（1）工作电路中开关应该接在火线上，电磁继电器的触点与火线相连，如下图所示： ； （2）控制电路中，两电阻串联接入电路， 电磁继电器线圈中的电流小于等于20mA时，衔铁片会弹起，触点分离，热水器停止加热，根据欧姆定律可得此时电路的总电阻：R300Ω， 由图乙可知温度为60℃时，热敏电阻的阻值为40Ω， 串联电路总电阻等于各部分电阻之和，此时滑动变阻器接入电路的电阻：R0＝R﹣R1＝300Ω﹣40Ω＝260Ω； （3）由图乙可知出水温度降低到50℃时，热敏电阻接入电路的阻值变小，根据串联电路电阻规律可知电路总电阻变小，热水器停止加热，通过控制电路的电流不变，根据欧姆定律可知电源电压降低，所以可适当减小电源电压。 八．探究电磁感应现象的条件和规律 22．如图是探究“怎样产生感应电流”的实验装置。Ab是一根导体，通过导线、开关连接在灵敏电流计的两接线柱上。 （1）本实验中，如果 ，我们就认为有感应电流产生。 （2）闭合开关后，假设导线不动，磁铁左右水平运动，电路 感应电流〔选填“有”或“无”〕。 （3）闭合开关后，假设磁铁不动，导体向纸面里外方向运动，电路 感应电路（选填“有”或“无”）。 【解答】解：（1）本实验中，如果灵敏电流计的指针偏转，我们就认为有感应电流产生； （2）闭合开关后，若导体不动，磁铁左右水平运动，由于磁感线沿竖直方向分布，因此导体做切割磁感线运动，此时电路产生感应电流； （3）闭合开关后，假设磁铁不动，导体向纸面里外方向运动，由于磁感线沿竖直方向分布，因此导体没有做切割磁感线运动，此时电路不产生感应电流。 23．如图所示是“探究感应电流产生条件”的实验装置。 （1）实验中，可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生；还可以通过指针偏转的方向判断 。 （2）闭合开关，实验探究过程记录如表所示，根据实验现象，初步得出电路中产生感应电流的条件是： 。 次数 AB棒在磁场中的运动情况 是否有感应电流 1 静止 无 2 沿磁场方向运动（不切割磁感线运动） 无 3 切割磁感线运动 有 （3）保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验，是为了探究感应电流方向与 的关系。 （4）若将此装置中灵敏电流计换成 ，可进一步探究电动机的工作原理。 【解答】解：（1）实验中，可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生；还可以通过指针偏转的方向判断感应电流的方向。 （2）闭合开关，实验探究过程记录如表所示，根据实验现象，初步得出电路中产生感应电流的条件是：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动。 （3）保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验，是为了探究感应电流方向与磁场方向的关系。 （4）若将此装置中灵敏电流计换成电源，可进一步探究电动机的工作原理。 24．在学校实验室开放时，同学们对手摇发电机（如图1）非常感兴趣，他们想知道：发电机产生电流大小跟哪些因素有关？于是开展了探究，以下是他们所用的发电机和实验记录表： 实验顺序 线圈转速 线圈转向 小灯泡亮度 1 2 3 请回答： （1）手摇发电机在发电时应用了 原理，发电过程中将 能转化为电能。 （2）实验中，同学们想探究图1的手摇发电机产生感应电流大小是否跟 有关。 （3）同学们根据小灯泡的亮度来判断电路中感应电流的大小，像这种用能直接观测的量来显示不易直接观测的量的方法叫“转换法”。下列方法不属于“转换法”的是 （填序号）。 （4）实验中换用如图2电流表来显示感应电流，摇动发电机时可以看到电流表的指针在 。 【解答】解：（1）手摇发电机在发电时应用了电磁感应原理，发电过程中将机械能转化为电能。 （2）实验中，同学们想探究图1的手摇发电机产生感应电流大小是否跟线圈转速和线圈转向有关。 （3）ABD是利用的转换法，C是利用的模型法，故选：C。 （4）实验中换用如图2电流表来显示感应电流，摇动发电机时线圈中产生的是交流电，可以看到电流表的指针在左右摆动。 故答案为：（1）电磁感应；机械；（2）线圈转速和线圈转向（3）C；（4）左右摆动。 25．小滨在探究“感应电流大小与哪些因素有关”的实验中，连接了如图所示的实验装置，并提出了以下猜想： ①可能与线圈匝数有关。 ②可能与磁场的强弱有关。 ③可能与切割磁感线的速度有关。 （1）小滨将磁铁匀速向下插入螺线管，观察到电表指针偏转；换用一个线圈匝数更多的螺线管重复试验，此时他想验证的是猜想 （填编号）。 （2）要使产生的感应电流的方向发生变化，可以采取的方法有 。 （3）小滨得出结论：在线圈匝数和切割磁感线速度相同时，磁场越强，感应电流越大，则他进行的操作以及观察到的实验现象是 。 【解答】解：（1）小滨将磁铁匀速向下插入螺线管，观察到电表指针偏转；换用一个线圈匝数更多的螺线管重复试验，此时他想验证的是猜想①。 （2）要使产生的感应电流的方向发生变化，可以采取的方法有改变磁极的方向。 （3）小滨得出结论：在线圈匝数和切割磁感线速度相同时，磁场越强，感应电流越大，则他进行的操作以及观察到的实验现象是换用更强的磁体，观察灵敏电流计的示数是否变大。 26．在探究“感应电流产生的条件”实验中： （1）如图，a，b两接线柱间应接入小量程的 （填“电源”、“电流表”或“电压表”）。 （2）导体在磁场中运动时，电流表指针没有发生偏转，操作上的原因可能是 （写一种）。 （3）改正错误后继续实验，小王发现每次电流表指针的偏转角度不相同，于是他对影响感应电流大小的因素作以下猜想。 猜想一：与导体切割磁感线运动的速度大小有关。 猜想二：与磁场的强弱有关。 猜想三：与导体的匝数有关。 为了验证猜想三，他设计的方案是：分别让两个匝数不同的线圈，在如图所示的磁场中水平向左运动，观察电流表指针的偏转角度。 ①请对此方案作出评价，指出存在的主要问题是 。 ②请你说出小王最终如何判断猜想三是否正确： 。 【解答】解：（1）由于产生的是感应电流，因此应选择电流表； （2）导体在磁场中运动时，电流表指针没有发生偏转，可能是开关没有闭合，或者线圈没有做切割磁感线运动； （3）要研究感应电流的大小与线圈的匝数是否有关，应该控制磁场强弱和线圈切割磁感线的速度不变，只改变线圈匝数，观察电流表指针偏转的角度。两次偏转角度，若相差不大，与线圈匝数无关；若相差明显，与线圈匝数有关。 故答案为：（1）电流表； （2）开关没有闭合（或导体没有做切割磁感线运动）； （3）没有控制线圈切割磁感线速度大小不变； 比较指针两次偏转角度，若相差不大，与线圈匝数无关；若相差明显，与线圈匝数有关。 27．小明在探究“感应电流的大小与哪些因素有关”的实验中，连接了如图所示的实验装置，闭合开关后，导体AB、灵敏电流计、开关、导线组成闭合回路。 【猜想与假设】 猜想1：感应电流的大小与磁场的强弱有关。 猜想2：感应电流的大小与导体切割磁感线的方向有关。 猜想3：感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度有关。 【设计与实验】 验证猜想1的实验设计思路如下：改变磁铁的磁性强弱进行多次实验，每次实验保持 相等。观察并记录每次实验中灵敏电流计指针偏转的格数，实验数据记录如表所示。 实验次数 磁场强弱 电流计指针偏转格数 1 弱 1.5格 2 较强 3.5格 3 强 4.5格 【结论与分析】 （1）分析表格数据，可得出的结论是：其他条件相同时， 。 （2）小红提出该实验中可以用电磁铁代替永磁体，其优点是 。 （3）按照设计思路验证猜想1，实验时在操作上存在的困难是 。 【解答】解：根据猜想有三个因素，根据控制变量法，改变磁铁的磁性强弱进行多次实验，每次必须保持导体切割磁感线的方向、导体切割磁感线运动速度不变； （1）从表格中看出，从实验1到实验3，磁体的磁性越来越强，电流计指针偏转格数越来越大，电流越来越大，由此可得出的结论是：其他条件都相同时，磁体的磁性越强，闭合电路中产生的感应电流越大； （2）实验中用电磁铁代替永磁体的好处是：易于改变磁体的磁性强弱； （3）按照小明的设计思路探究猜想A，实验时在操作上存在的困难是：难以控制每次移动金属棒的速度相等。 九．磁场对通电导线的作用 28．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。 29．课堂上，老师做了如图所示的演示实验，给直导线（铝棒）通电，观察到直导线运动起来。 （1）实验现象说明 对放入其中的通电导体有力的作用， 机就是利用这种现象制成的。 （2）将磁极上下对调，观察直导线的运动情况，这样操作是为了研究通电导体在磁场中受力的方向与 。 【解答】解：（1）导线通电后产生了运动，说明磁场对放入其中的导体有力的作用。电动机就是利用这种现象制成的。 （2）将磁极上下对调，观察直导线的运动情况，这样操作是为了研究：导体所受力的方向与磁场方向的关系； 故答案为：（1）磁场；电动机；（2）磁场方向的关系。 30．实验是科学探究的重要途径，多角度的探索、对实验过程及结果的反思与改进都能让我们对实验背后的科学原理与方法有更深刻的理解。以下是教材中的部分实验，请回答相关问题： （1）奥斯特实验：在静止的小磁针上方拉一根与小磁针垂直的直导线，当直导线通电时，发现小磁针并没有发生偏转，如图甲所示。请分析原因 。 （2）磁场对通电导线的作用实验：如图乙所示的装置，小科把导线ab放在磁场中，闭合开关后，看到ab导体运动。于是小科得出通电导体在磁场中会受到力的作用，小明认为只有这个实验不能说明一定是磁场给的力，还要补充一个去掉磁体的实验，当观察到导体不运动时才能说明小科的结论是正确的。除小明的思路外，请你再提供一个证明思路（说明方法与现象）： 。 （3）探究“感应电流产生的条件”实验：实验过程中发现电流表的指针偏转很小，下列方法中可以使指针偏转角度增大的是 。 ①换用磁性更强的磁体 ②换用导线绕成线圈进行运动 ③换用更细的导线 ④使导体运动速度加快 【解答】解：（1）当直导线通电时，发现小磁针并没有发生偏转，如图甲所示。原因是电流的磁场与小磁针原来的磁场方向相同。 （2）提供另一个证明思路：拿掉蹄形磁体后，闭合开关，观察导体是否运动。 （3）①换用磁性更强的磁体，可以增大感应电流，故①符合题意； ②换用导线绕成线圈进行运动，可以增大感应电流，故②符合题意； ③换用更细的导线，电阻变大，感应电流会变小，故③不符合题意； ④使导体运动速度加快，可以增大感应电流，故④符合题意。 故选：①②④。 故答案为：（1）电流的磁场与小磁针原来的磁场方向相同；（2）拿掉蹄形磁体后，断开开关，观察导体是否运动；（3）①②④。 十．安全用电原则 31．如图所示是电动车在楼道中充电时易引发火灾的宣传警示图，以此警示大家要注意安全用电。下列做法符合安全用电原则的是（　　） A．电线着火时应迅速泼水浇灭火焰 B．发生电火灾时应该立即切断电源 C．充电时空气开关跳闸，立即合上空气开关 D．电动车充电线绝缘皮破损后仍可继续使用 【解答】解：A、水是导体，容易造成触电事故，因此电器设备着火时，不能立即泼水灭火，故A错误； B、发生电火灾时应立即切断电源，再灭火，防止灭火时触电，故B正确； C、因为电路有短路或总功率过大的情况，空气开关才跳闸，所以应先检修，检查没有问题后再使空气开关复位，因此不可以立刻合上空气开关，故C错误； D、充电线绝缘皮破损后裸露的线芯极易造成短路引起火灾，或者人员触电，故D错误。 故选：B。 32．“珍爱生命，安全用电”是公民必备的安全意识。下列做法符合“安全用电”的是（　　） A．甲图中当人触电时，应及时切断电源 B．乙图中在高压线旁放风筝 C．丙图中插座超负荷工作 D．丁图中用湿手触摸开关 【解答】解：A、发现有人触电时，若直接用手将触电者拉开，由于人体也是导体，所以会造成救人者也触电，应先切断电源，然后进行抢救，故A正确； B、在高压线下放风筝，靠近了高压带电体，易发生触电，故B错误； C、一个多孔插线板若同时使用多个大功率用电器，会造成总电流过大，易引发火灾，故C错误； D、生活用水是电的导体，用湿手触摸开关时，可能会因湿抹布导电而发生触电事故，故D错误。 故选：A。 33．2020年11月，国务院办公厅提出新能源汽车发展战略。如图是新能源汽车的充电桩，下列做法符合安全用电的是（　　） A．安装充电桩时，不连接地线也可以 B．每个充电桩在安装时都要装漏电保护器 C．有经验的电工在安装充电桩时不必断开电源开关 D．充电桩起火，应迅速浇水扑灭 【解答】解：A、安装充电桩时，为了安全，要接地线，故A错误； B、为了安全电路中必须要有保险丝或空气开关，每个充电桩在安装时都要装漏电保护器，故B正确； C、安装充电桩时必须断开电源，故C错误； D、充电桩起火，应先断开电源再施救，故D错误。 故选：B。 十一．测电笔的使用 34．下列关于家庭电路及安全用电的说法，正确的是（　　） A．使用测电笔时，手不能接触笔尾金属体 B．发现有人触电时，应迅速用手将其拉开 C．可以用湿抹布擦拭正在使用的电视机 D．家用电器失火时，应先断电后灭火 【解答】解：A、使用测电笔时，手一定要接触笔尾金属体，千万不能接触笔尖金属体，故A错误； B、人是导体，发现触电时，要用绝缘木棒把电线挑开，不能直接用手拉开，故B错误； C、湿抹布是导体，擦拭正在使用的电视机时容易触电，故C错误； D、用电器着火时，要先切断电源，再救火，若先灭火易引发触电，故D正确。 故选：D。 十二．家庭电路的连接 35．小科学习了家庭电路知识后，设计如下电路。请回答； （1）若要在图中虚线框内分别接上开关和电灯，则开关应接在 内。 （2）正确连接电路后，用测电笔分别测量图中的A、B、C三个点，其中氖管会发光的是 点。 【解答】解：（1）若要在图中虚线框内分别接上开关和电灯，则开关应接在2内，与火线连接。 （2）正确连接电路后，用测电笔分别测量图中的A、B、C三个点，其中氖管会发光的是A、B两点。 故答案为：（1）2；（2）A、B。 36．五一长假，小明和爸妈一起外出旅游，图甲是某宾馆床头柜上的开关示意图，图乙是其控制的电路，其中S1为旋钮开关，单独控制台灯的通断和亮度；S2为单独控制电视插座的开关。请用笔画线代替导线画图。 【解答】解：由经验可知，若插座坏了，灯泡正常发光，二者互不影响，为并联。开关S1只能控制台灯，那么二者串联在同一支路；开关S2只能控制插座，那么二者串联在同一支路上。从火线上引线，先连接开关S1，再连接灯泡回到零线； 从火线上引线，先连接开关S2，再接在插座上，最后将另一个孔与零线相连，如下图所示： 十三．电磁感应 37．如图所示是一种环保型手电筒。使用时，只要将它来回摇晃，就能使灯泡发光。四幅图中能反映这种手电筒的工作原理的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：如图所示是一种环保型手电筒，使用它时只要将它来回摇晃，就能使灯泡发光，能产生电，是利用电磁感应现象的原理工作的； A、该装置是奥斯特实验，说明通电导线周围存在着磁场，与手电筒工作原理不同，故A错误； B、该图是电动机的原理图，利用了通电线圈在磁场中受力的作用，与该手电筒的工作原理不同，故B错误； C、闭合线圈在磁场中做切割磁感线运动时，线圈中产生感应电流，是电磁感应现象，故C正确； D、图中利用小磁针来反映条形磁铁周围的磁场情况，故D错误。 故选：C。 38．某学校开展项目化学习挑战赛——为夜跑者设计制作节能夜跑灯。 【项目要求】设计制作节能夜跑灯，将日常跑步产生的机械能转化为电能使LED灯发光。 【提供器材】塑料水管、胶塞、圆柱形强磁体、漆包线、LED灯（额定电压为0.54V） 线圈匝数 50匝 100匝 150匝 200匝 感应电压 0.18V 0.36V 0.54V 0.72V （1）某学习小组用磁性相同的磁体，以相同的速度切割磁感线，探究感应电压大小和线圈匝数关系，具体数据如表所示，根据表中数据分析，在其他条件不变的情况下，该小组同学至少要绕制 匝线圈，才能使额定电压为0.54V的LED灯正常发光。 （2）图甲为学习小组制作好的节能夜跑灯的结构图，磁体放在塑料水管中，随着手臂摆动可以移动，线圈缠绕在塑料水管外壳并与LED灯构成闭合电路，请分析：夜跑灯要达到最亮时，应佩戴在图乙手臂A、B中的哪个部位，并简述理由： 。 【解答】解：（1）由表中数据知，为使额定电压为0.54V的LED灯正常发光，线圈匝数至少要150匝； （2）根据电磁感应原理可知为了夜跑灯达到最亮，应将夜跑灯佩戴在乙图手臂B处，前臂B位置主要做水平往返运动，能使强磁铁在水管内往返运动，连续切割磁感线产生感应电流使灯发光，且手臂摆时，B处速度大于A处的速度。 故答案为：（1）150；（2）应将夜跑灯佩戴在乙图手臂B处，前臂B位置主要做水平往返运动，能使强磁铁在水管内往返运动，连续切割磁感线产生感应电流使灯发光，且手臂摆时，B处速度大于A处的速度。 39．小金发现电吉他的发音是通过电磁拾音装置连接扬声器而实现的。拾音装置的基本结构如图甲所示，由铜线在磁体上绕成线圈，线圈连接到放大器。磁体产生的磁场使吉他弦磁化，当弦被拨动而产生振动时，相当于线圈在切割弦的磁感线，从而在线圈中产生感应电流，电流越大声音越响。小金想探究吉他的响度与什么因素有关，他用电流检测仪器测得某一次拨弦的电流情况，如图乙所示。小金得出“吉他的响度与弦的振动的幅度有关，越用力拨弦，声音越响”的结论。 （1）电吉他线圈中能产生电流的原理是 。 （2）观察图乙可知电流方向在不断变化，引起电流方向变化的原因是 。 （3）在不改变拾音装置的前提下，想让同样弹奏情况下的响度更大，可对图中装置进行改良的地方是 。 【解答】解： （1）电吉他的线圈在磁场中做切割磁感线运动，线圈中会产生电流，这是电磁感应现象； （2）根据图2可知，感应电流的方向是变化的，是因为琴弦来回振动时，线圈切割磁感线的方向不同，则感应电流的方向不同； （3）感应电流的大小与导体切割磁感线的速度和磁场强弱有关； 在不改变拾音装置的前提下，想让同样弹奏情况下的响度更大，需要增大电流，减小金属弦到磁体的距离时，金属弦所在位置的磁场更强，从而在线圈中产生更大的感应电流，能增大声音的响度。 1 / 37 学科网（北京）股份有限公司 $$