内容正文:
专题18 电与磁
磁现象 磁场
1.(2025·陕西省延安市·三模)小明在科技活动中自制了如图所示的“指南鱼”,得到很多同学的喜欢。他将一个薄铁片剪成鱼的形状,用磁体磁化后,放入水中漂浮,多次将“指南鱼”旋转,静止后,鱼头总能指向南方。下列说法正确的是( )
A.“指南鱼”也可以用铜片制作
B.“指南鱼”的鱼尾应该标注N极
C.“指南鱼”被磁化后具有磁性,周围存在磁场和磁感线
D.“指南鱼”漂浮在水中受到的浮力大于它受到的重力
电生磁
1.(2025·山东省东营市·三模)2024年5月1日,我国第三艘航空母舰福建舰首次海试。将搭载自主研发的电磁弹射系统,是利用强磁场对通电轨道产生的力使舰载机加速起飞的。下列图示与此原理相同的是( )
A. B.
C. D.
2.(2025·陕西省西安市·三模)我国自行研制的第三艘航空母舰福建号采用了最先进的电磁弹射器。电磁弹射器的弹射车处于强磁场中,当弹射车内的导体有强电流通过时,弹射车就给舰载机提供强大的推力而快速起飞。下列各图能正确反映电磁弹射器工作原理的是( )
A. B.
C. D.
3.(2025·江西省上饶市·三模)下列作图或标注中错误的是( )
A.岸上的人看到水中的鱼的光路图
B.撬瓶盖的力的力臂
C.斜面上的物体受到的重力和支持力
D.通电螺线管两端磁极的极性
4.(2025·陕西省西安市·三模)请完成下列填空。
(1)如图1,秒表的读数为______s;
(2)如图2,在“探究水沸腾时温度变化特点”的实验中,按规范要求,实验前应先调节图甲中十字夹______(选填“1”或“2”)的高度;图乙为水沸腾前后温度随时间变化的图像,可判断此时大气压______(选填“大于”或“小于”)1个标准大气压;
(3)在探究“通电螺线管外部的磁场方向”时,给螺线管通电后,小磁针(黑色一端为N极)静止时的指向情况如图3所示,移去图中的小磁针,通电螺线管周围的磁场______(选填“会”或“不会”)消失。
5.(2025·安徽省合肥市·三模)在“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验中:
(1)如图所示,闭合开关,小磁针的左端为________极;
(2)对调电源正、负极,小磁针N极指向与(1)中相反,这表明,通电螺线管外部的磁场方向与________的方向有关;
(3)在螺线管中插入一根铁棒,可使通电螺线管的磁性_______。
电磁铁 电磁继电器
1.(2025·四川省绵阳市·三模)如图所示的四个实验,下列说法正确的是( )
A.图甲是研究发电机工作原理的实验装置
B.图乙实验说明通电的导体周围存在磁场
C.图丙实验可以研究电热与电阻的关系
D.图丁是探究电磁铁磁性强弱与电流关系的实验装置
2.(2025·陕西省西安市·三模)某展览厅(图1)为保护展品,当外界光照较强时,启动电动卷帘减少进光量;当外界光照较弱时,自动启动节能灯补光。调光天窗电路(图2)中的光敏材料R的电阻随光照强度E(单位为cd)的变化如图3所示。为定值电阻,线圈p电阻为,当电流达到时能吸合衔铁,则以下说法正确的是( )
A.通电螺线管的上端是N极
B.展览厅内10盏“ ”节能灯并联后同时正常工作4小时消耗电能
C.若外界光照强度达到启动电动卷帘,则为
D.换用阻值较小的可缩短节能灯点亮的时间
3.(2025·陕西省延安市·三模)物理实践小组为学校智慧农场设计了一款自动灌溉装置,其简化电路如图甲所示。该自动灌溉装置由控制电路和工作电路两部分组成,其中湿敏电阻R的阻值随土壤湿度H变化的关系图像如图乙所示,当线圈中的电流减小至0.04A时,衔铁被弹起,弹片与触点B、C接通,灌溉系统开始工作;当线圈中的电流增大至0.06A时,衔铁被吸下,弹片与触点B、C断开,灌溉系统停止工作。控制电路的电源电压恒为12V,线圈电阻不计。下列说法正确的是( )
A.控制电路中电磁铁的上端为S极
B.湿敏电阻R的阻值随土壤湿度H的增加而增大
C.若R0的阻值为150Ω,则土壤的最大湿度为60%
D.灌溉系统由两个标有“220V,110W”字样的抽水泵并联组成,当其正常工作时,工作电路中的干路电流为1A
4.(2025·辽宁省鞍山市·三模)如图甲是科技小组设计的“智能温控小屋”简化电路,受控电路功率随时间的变化关系如图乙所示。当室温上升至28℃时冷却系统开始工作,当室温降至23℃时停止工作。R。为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小,当控制电路中的电流为0.15A时,衔铁刚好被吸下,控制电路电源电压恒为3V。定值电阻R₀为100Ω,线圈电阻忽略不计。下列说法中正确的是( )
A.受控电路30min内消耗的电能为
B.电磁铁上端是N极
C.受控电路工作时,通过电阻 的电流为0.03A
D.热敏电阻 的变化范围为20Ω~25Ω
5.(2025·江西省上饶市·三模)下面是有关电学的几个图例,其中对图例的描述正确的是( )
A.图中测电笔的使用正确
B.图中电路的接法正确
C.当图中导体棒竖直向上运动时,灵敏电流计指针不会偏转
D.图中断开开关时,绿灯亮
6.(2025·陕西省西安市·三模)如图是某变频空调电路原理示意图,电源电压U1不变,RS为调控电阻,可通过遥控调节其阻值大小,Rt为热敏电阻,其阻值随温度的变化而变化,L为磁控开关。电磁铁是利用电流的 __________效应来工作的,当环境温度升高到设定值时,L的两个磁性弹片因磁力增大而相互吸合,由此可知,热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而 __________(选填“增大”或“减小”);若要提高设定温度,应将调控电阻RS的电阻调 __________(选填“大”或“小”)。
7.(2025·陕西省西安市·三模)如图是某变频空调电路原理示意图,电源电压U1不变,RS为调控电阻,可通过遥控调节其阻值大小,Rt为热敏电阻,其阻值随温度的变化而变化,L为磁控开关。电磁铁是利用电流的 __________效应来工作的,当环境温度升高到设定值时,L的两个磁性弹片因磁力增大而相互吸合,由此可知,热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而 __________(选填“增大”或“减小”);若要提高设定温度,应将调控电阻RS的电阻调 __________(选填“大”或“小”)。
8.(2025·陕西省西安市·三模)电动自行车因快捷、经济等优点深受大家喜爱,但超速行驶极易发生交通事故。小明为电动车设计了一个简单的超速报警电路,如图甲所示,它由“传感电路”、“执行电路”组成。传感电路电源电压为12V,R是电阻箱,为可变电阻,电磁铁线圈电阻不计,图乙是的阻值与车速关系的图像。当传感电路工作时,电磁铁上端为______极;若通过电磁铁电流必须等于或大于1.2A时,才能启动报警,小明设定速度为30km/h时红灯亮,执行报警,则电阻箱的阻值至少应调到______Ω;为了提高骑行安全,需要速度更小时就能启动报警,可采取的方法是______。
9.(2025·湖北省襄阳市·三模)空气炸锅是一种可以用空气来进行“油炸”的机器,主要是利用空气替代原本煎锅里的热油,以热风在密闭的锅内形成急速循环的热流,让食物变熟;同时热空气还吹走了食物表层的水分,使食物达到近似油炸的效果。小亮家有一个空气炸锅,图甲是说明书上加热管的简化电路。在控制电路中,电源电压为6V,R0为热敏电阻,其阻值随温度变化的图像如图乙所示,R为滑动变阻器,电磁继电器线圈的电阻为10Ω,当继电器线圈电流达到50mA时,衔铁会被吸下。工作电路电源电压为220V,R1、R2为电加热丝,加热功率为1100W,保温功率为200W。
(1)根据图中电流方向可以判断电磁铁上端为___________极;
(2)求将空气炸锅中的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量;[]
(3)求R2的阻值;
(4)换用烤薯条功能时,为避免温度过高,破坏营养成分,需要在温度达到140℃时就停止加热。通过分析并判断滑动变阻器R接入电路的阻值应当如何调节。
10.(2025·辽宁省鞍山市·三模)0.每年进入汛期,多地会发生强降雨,导致河流水位上涨。鞍山市育才中学的物理科技小组围绕“监测水位”主题设计了多个监测水位的方案,进行多种“项目化设计”活动。
【项目分解】(1)设计水位监测系统;(2)设计水位报警系统。
【项目实施】
方案1、光学水位自动监测系统设计
如图甲所示是浩然设计的光学水位自动监测装置,在水面上方水平放置刻度尺,现一束光经反射后的光斑在A处,若水面上升则反射的光斑会向A的_______(选填“左侧”或“右侧”)偏移,根据光斑在刻度尺上的移动位置判断水位。
方案2、水位监测的力电整合设计
如图乙所示为大鹏设计的浮力水位监测电路,电路中电源电压保持不变,R0为定值电阻,R滑是竖直放置的起滑动变阻器作用的电阻装置(最大阻值40Ω),浮子可带动金属滑杆AP即滑动变阻器滑片竖直上下移动,当电流表的示数达到某一数值时提醒水位达到警戒值。R滑接入电路的阻值R随水位的变化关系如图丙所示,与之对应的电压表与电流表示数变化关系如图丁所示。大鹏结合代数的函数知识分析得出水位显示仪的刻度________(选填“均匀”或“不均匀”)的结论,再进一步分析得出滑动变阻器的最大电功率是_______W;当水位达到警戒水位时,电压表的示数为_______V。
【项目拓展】
方案3、水位监测与报警电路的整合设计
如图戊所示是小雯设计兼有水位监测和报警的电路,绿灯为安全指示灯,电铃和红灯为报警器,R1为定值电阻,R2为竖直放置、粗细均匀且足够长的电阻棒,滑片P可以在电阻棒上自由滑动,并与浮子用竖直的绝缘杆连接,可随着浮子的上下移动而改变电阻棒R2接入电路的阻值,从而可通过电流表的示数来反映水位的高低。当滑片P指向R2的中点时,水位达到警戒值,电磁铁吸下衔铁报警。当减小R1的阻值,警戒水位会变_______(选填“高”或“低”)。通过正在工作的电灯的电流_______(选填“是”或“不是”)连续的。
【展望与优化】
同学们展开“头脑风暴”,充分利用学过的物理知识,积极参与探究活动,学研结合,创新无限,期待我们能获得更多突破性的科研成果。
11.(2025·陕西省西安市·三模)道路被损坏的一个重要原因是车辆严重超载。为了抓拍超载车辆,学校的科技小组设计了一个“汽车超载记录器”,其电路原理图如图甲。已知控制电路的电源电压U=10V,线圈电阻R0=5Ω,保护电阻R1=10Ω。当车辆经过水平检测点时,Rx阻值与压力变化的关系如图乙所示。当电压表示数U1≥4V时,继电器的衔铁被吸下,工作电路中的照相机就开始抓拍。某总质量为1.5×104kg的汽车,轮胎与路面接触的总面积为0.3m2。(g取10N/kg)求:
(1)该汽车对水平路面的压强;
(2)通过计算说明该车是否被抓拍;
(3)为了延长某大桥的使用寿命,将控制电路电源电压降为9V,要抓拍m总≥30t的车,则R1要更换多大的电阻。
电动机 磁生电
1.(2025·辽宁省鞍山市·三模)辽宁省鞍山市素有“评书之乡”的美称。小明的爷爷每天吃晚饭时都要用老式的收音机听评书。今晚收音机刚打开,爷爷就立即说这是单前芳的《百年风云》。下列有关说法不符合物理原理的是( )
A.爷爷听出评书演员是单前芳,是依据声音的音色
B.爷爷听到的评书声音是收音机内的扬声器纸盆振动产生的
C.收音机接受鞍山广播电台的信号是无线电波,属于电磁波
D.收音机的扬声器工作原理跟发电机工作原理相同
2.(2025·陕西省西安市·三模)在人工智能飞速发展的今天,智能机器人已被广泛使用,机器人离不开电动机,下图所示实验中,能说明电动机工作原理的是( )
A. B.
C. D.
3.(2025·陕西省西安市·三模)新能源电动汽车绿色环保,出行方便,深受大家喜爱,某款电动汽车有一种叫做动能回收系统,即该汽车动力装置是电动机,当刹车时,电动机变为发电机,将汽车动能转化为电能。下列所示的四个实验中与动能回收系统原理相同的是( )
A. B.
C. D.
4.(2025·陕西省西安市·三模)小明给他的同学展示了一个神奇的手电筒,如图所示,此手电筒不需要安装电池,使用时只要将它来回摇晃,就能发光,并且来回摇晃得越快,手电筒发光越亮。关于该手电筒,下列说法中正确的是( )
A.手电筒周围存在磁感线
B.发电过程中将电能转化为机械能
C.手电筒产生的电能是根据电磁感应原理获得的
D.改变摇晃速度,是为了改变手电筒中的电流方向
5.(2025·陕西省西安市·三模)如图是我国生产的电动式无针注射器,该注射器通电时,通电线圈在永磁体产生的磁场中受到强大的推力,使药液以接近声音的速度注入皮肤。关于该注射器下列说法正确的是( )
A.无针注射器的工作原理与发电机相同
B.无针注射器的工作原理与扬声器相同
C.无针注射器工作时将机械能转化为电能
D.改变电流的大小,产生的推力大小不变
6.(2025·陕西省西安市·三模)西安大唐不夜城有一条100多米长的网红“钢琴街”如图所示,“钢琴街”的主要部件由永磁体和线圈组成。当路人踩在琴键上时,下面的线圈中会产生电流,从而发出不同旋律的声音,且对应的琴键还会发光。该“钢琴街”的工作原理与下列哪个选项的实验原理相同( )
A.电磁起重机 B.电铃
C.动圈式话筒 D.扬声器
7.(2025·四川省绵阳市·三模)下列关于图中电磁现象的描述,正确的是( )
①图甲,是电动机的工作原理
②图乙,当电磁继电器的开关S闭合时,红灯亮
③图丙,是奥斯特发现的磁生电现象
④图丁,动圈式话筒是利用电磁感应的原理工作的
A.只有①③ B.只有②④ C.只有②③ D.只有①④
8.(2025·湖北省襄阳市·三模)下列装置中,利用图示实验原理工作的是( )
A.电烤箱 B.发电机
C.电风扇 D.电磁继电器
9.如图-1所示的是国内某智能科技公司推出的鲁班轴柔性抓手,其简化结构模型如图-2所示,此技术为国内首创,其内置高科技模块,可实现积木式灵活拓展,抓手可灵活调整抓取策略和夹持方式,可以适应不同形状和尺寸的工件,g取10N/kg。下列说法中不正确的是( )
A.A处会有一个电动机驱动,电动机的工作原理是电磁感应
B.当抓手抓取右侧物体时,为了使设备更加稳定,大臂应逆时针转动一定角度
C.当需要抓取更重的物体时,抓手对物体的压力会增加,从而增大摩擦力
D.该设备工作时将质量为30kg的物体提升0.5m,克服物体重力做功15J
10.(2025·陕西省西安市·三模)0.近日,国产航母福建舰将组建航母编队进行新一轮海上测试,舰队在编排过程中,不并排行驶的原因是:舰船并排行驶时,舰船间海水流速变大,其间的压强_______(选填“变大”或“变小”或“不变”),容易造成安全事故。航母采用电磁弹射技术,使电流通过线圈时产生强大的推力,可在短时间内大批次起降舰载机,该技术的原理是_______________,舰载机起飞后,福建舰底部受到的压强________(选填“变大”或“变小”或“不变”)。
11.(2025·陕西省西安市·三模)1.学校的魔方兴趣小组有一款奇异的魔方,如图甲所示,在魔方的内部,嵌入了金属丝,当转动带有磁性的小方块时可以产生电能,可通过USB端口给移动设备充电,为了弄清这款魔方的工作原理,同学们找来了如图乙所示的实验装置进行探究。
(1)当导体ab静止悬挂起来后,闭合开关,灵敏电流计指针没有偏转,说明电路中___________(选填“有”或“没有”)电流产生。
(2)实验中不能用小灯泡代替灵敏电流计的原因是___________。
(3)小芳无意间碰到导体ab,导体ab晃动起来,此时灵敏电流计指针发生了偏转,他们继续探究,并把观察到的现象记录在了表中;随后,兴趣小组的同学们还探究了S极在下,N极在上的情况,并发现了类似的现象,通过进一步探究得出:当闭合电路中的部分导体在磁场中做___________运动时,电路中能产生电流,与这个过程中能量转化相同的装置是___________(选填“电动机”或“发电机”)。
序号
磁体摆放方向
ab运动方向
电流计指针偏转情况
1
S极在上N极在下
水平向左运动
偏转
2
水平向右运动
偏转
3
竖直向上运动
不偏转
4
竖直向下运动
不偏转
(4)他们联想到魔方中是磁性小方块围绕金属丝转动而产生电流,是磁体围绕着导体运动,而不是导体在磁场中运动,于是他们闭合电路后让磁体如下图方向进行运动,其中能够产生电流的是___________图。
A. B.
C. D.
(5)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。
(6)下列利用电磁感应原理工作的装置是___________。(填字母)
A.电铃 B.扬声器 C.电磁起重机 D.动圈式话筒
12.某实验小组在做“电与磁”的实验。
(1)电磁铁下端的铁钉分布成图甲“发散”状态,这是由于 ___________相互排斥。
(2)图乙,灵敏电流表的内部主要由固定的磁铁和可以转动的线圈(与表外指针相连)两大部分组成。他们把两表连接起来(图丙),用手拨动右侧灵敏电流表指针,左侧灵敏电流表的指针也发生了偏转。他们的分析是:拨动右侧电流表的指针,表内线圈在磁场中做 ___________运动,产生了感应电流,利用这一原理可制成 ___________机,这样左侧电流表内线圈同时也会有电流,指针偏转,此时左侧电流表相当于 ___________机(后两空均选填“发电”或“电动”)。
13.(2025·陕西省西安市·三模)我国第三艘航空母舰“福建舰”下水,标志着我国已经成为继美国之后第二个掌握电磁弹射航空母舰的国家。如图甲所示,电磁弹射器的弹射车处于强磁场中,当弹射车内的导体有强电流通过时,受到推力并带动飞机短距离快速起飞,短时间内可放飞多架舰载机形成强大战斗力。创新小组的同学们,查阅资料发现:通电直导体在磁场中受力大小与磁场强弱、磁场中的导体长度及电流大小有关。他们为进一步研究,设计了如图乙所示的实验装置,通电直铜棒置于水平放置的压力传感器上,直铜棒的两端通过导线与电流表、滑动变阻器、电源、开关相连。闭合开关,通过改变连入电路中滑动变阻器的阻值,获得多组数据并记录在表格中。
(1)创新小组探究的问题是:通电直导体在磁场中受力大小与__________的关系;
(2)分析表中数据可知:闭合开关后,直铜棒受到磁场的作用力方向是__________(选填“向上”或“向下”)。得出的结论:在其他条件一定时,通过导体的电流越大,导体在磁场中受力越_________;
序号
电流表示数/A
传感器示数/N
直铜棒受到的磁场力/N
1
0
4.0
0
2
0.1
3.6
0.4
3
0.2
3.2
0.8
4
0.3
2.8
1.2
(3)航母上配备大量先进装备,其中舰载机是航母战斗力的核心,研究人员发现影响飞机油耗主要因素是其在行进中所受到的空气阻力(也称风阻),主要与两个因素有关:①飞机正面投影面积S;②飞机行驶速度v。某研究人员在风洞实验室中通过模拟实验得到下表所列数据:
20
30
40
50
60
2.0
206
464
824
1291
1856
2.5
258
580
1030
1614
2320
3.0
309
696
1236
1937
2784
3.5
361
812
1442
2259
3248
4.0
412
928
1648
2582
3712
请由上述数据推出:在其他条件一定时,风阻f与正面投影面积S成_________,与_________(选填“v”或“v2”)成正比;
(4)为庆祝“福建舰”列装服役,各种焰火缤纷绽放。有一种质量为100g的叫做“高声”的焰火,能够持续向下喷射火焰,产生大小为自重6倍的恒定的推力,因其速度快产生啸叫声,所以称为“高声”。经实验测量,这种焰火在运动时,受到的阻力与速度的关系如图所示,则焰火受到的最大阻力为_________N,焰火能够达到的最大速度为_________m/s。(火药的质量不计,g取10N/kg)
14.(2025·辽宁省鞍山市·三模)4.阅读短文,回答问题:
智能图书管理员
在某学校图书馆里,智能机器人“小爱”(如图甲)已经辅助图书馆员的工作,提供整理图书、读者咨询等服务。机器人“小爱”为有效避障,在移动过程中会发射、接收超声波(或激光)来侦测障碍物信息,当感知到前方障碍物时,机器人依靠减速器进行减速,并重新规划行驶路线。若当剩余电量减为电池容量的10%时,智能机器人“小爱”会主动寻找充电器充电。下表为该智能机器人图书馆员“小爱”的部分参数:
参数名称
自 身 质量 m/ kg
最 大 负重G/N
提升重物最
大高度 h/m
脚与地面的总接触面积S/cm²
电 源 电压 U/V
电 池 容量 Q/ Ah
数据
50
300
0.6
400
30
20
(1)读者与“小爱”对话,咨询某图书所在的位置,“小爱”需将读者的声音信号转化为电流信号,这与___________的原理相同。(选“发电机”或“电动机”)
(2)关于智能机器人“小爱”,下列说法错误的是___________。
A.脚的下表面有粗糙的花纹,主要是为了增加摩擦
B.托着图书水平匀速直线运动时,机器人对书本没有做功
C.在行进过程中遇到玻璃等透明障碍物时,利用超声波感知障碍物
D.为减轻自重、提升耐用性,最好选择密度和硬度都较大的材料制作
(3)为确保智能机器人“小爱”能顺利返回充电,离充电器最远路程不能超过180m,若剩余电池容量的30%用于提供克服阻力做功,则该智能机器人返回过程中受到的水平阻力为___________N。
(4)如图乙所示为“小爱”承受图书重力的过载保护电路原理图,图中电源电压为4.5V,Rₚ为压敏电阻,阻值随所受压力变化图像如图丙所示,报警器(电阻不计)通过的电流超过10mA时就会报警,放弃执行搬书指令,以免“小爱”受损伤。
①要求:当“小爱”的负重达到或超过最大值时,系统报警,按照下列步骤调试电路:
a、电路接通前,应先将滑动变阻器滑片置于b端,再将电阻箱调到___________Ω;
b、将开关S向c端闭合,移动滑动变阻器的滑片,直至报警器报警;
c、保持滑动变阻器滑片位置不变,将开关S向d端闭合,报警系统即可正常使用。
②用已调好的报警电路进行测试,若负重为200N,此时该电路中的电流是___________mA。
③为减轻其最大负重,应将滑动变阻器的阻值适当移向___________(选填“a”或“b”)。
15.(2025·安徽省合肥市·三模)5.如图甲的线圈abcd位于磁场中:
(1)通电后,cd段导线的电流方向________(填“由c到d”或“由d到c”);
(2)cd段导线受磁场力的方向如图甲所示,则在甲图中ab段导线受磁场力的方向________;
(3)如果最初线圈转到竖直位置时,如图乙所示,此时导线受到的力________(填“是”或“不是”)平衡力;
(4)图丙是手摇发电机原理的示意图,此手摇发电机工作时产生的是________(填“直流”或“交流”)电;
16.(2025·甘肃省定西市·三模)6.如图所示,是一款航天员造型音箱,其工作原理是通电导线在磁场中受到力的作用,下列实例中与该音箱工作原理一致的是______;能产生感应电流的是______。
17.(2025·云南省楚雄彝族自治州禄丰市·三模)据央视报道,中国计划做一面在月球飘动的旗帜,如图所示。科研人员正开展嫦娥七号科普载荷的研制工作,这个载荷的创意来自长沙的小学生们,它将和嫦娥七号探测器一同前往月球南极,尝试利用电磁场的相互作用实现旗帜在月球上飘扬。深空探测实验室未来技术研究院负责人介绍,我们知道在月球上是真空的,它没有大气,所以很难像地球上一样通过风力使旗帜飘扬。而小学生们的想法是什么呢?就是我们在旗帜的表面,布置闭合回路的导线,通入双向的正反方向的电流,通过电磁场的相互作用而使旗帜飘扬起来。如果计划顺利,这将是第一面在月球表面飘动的旗帜。期待!
(1)在月球上,旗帜无法通过风力飘扬,是因为月球上( )
A.没有物质 B.没有大气
C.温度过低 D.引力过小
(2)科研人员计划使旗帜在月球上飘动,是利用了______(选填“电磁感应现象”或“磁场对通电导线有力的作用”)的原理,旗帜飘动时把电能转化为______。
(3)若要改变旗帜飘动的方向,可采取的措施是______(写出一种即可)。
电与磁相关作图
1.如图所示,将条形磁铁A悬挂于磁铁B正上方,此时磁铁B对桌面压力为零且保持静止。请在答题卡中画出此时磁铁B所受力的示意图。
2.(2025·甘肃省定西市·三模)请根据静止后小磁针的指向,在虚线框右侧括号内标出电源极性和A点的磁感线方向。
3.(2025·陕西省西安市·三模)如图所示,请在括号中标出电源的“+”“-”极,并标出磁感线A点的方向。
4.如图所示,用笔画线代替导线将电路连接完整,并在括号中标出小磁针静止时右端的磁极名称(要求:闭合开关,移动滑片P时,螺线管磁性强弱改变)。
探究感应电流的产生条件
1.(2025·陕西省西安市·三模)按要求填空。
(1)在图1所示的实验中,竖直向上提升玻璃板,在玻璃板将要离开水面时,由于分子间存在引力,能观察到弹簧测力计的示数变______;
(2)如图2所示,让导线在磁场中做______运动,观察到电流表指针发生偏转,说明回路中有电流产生;
(3)某同学用托盘天平测量一小石块的质量,先将天平放在水平工作台上,再将游码移到标尺左端的零刻度线处,如果指针右偏,则需要向______(选填“左”或“右”)调节平衡螺母。天平调节水平平衡后测量石块质量时,天平右盘中砝码和游码的情形如图3所示,可知石块的质量是______g。
/
学科网(北京)股份有限公司
$$
专题18 电与磁
磁现象 磁场
1.(2025·陕西省延安市·三模)小明在科技活动中自制了如图所示的“指南鱼”,得到很多同学的喜欢。他将一个薄铁片剪成鱼的形状,用磁体磁化后,放入水中漂浮,多次将“指南鱼”旋转,静止后,鱼头总能指向南方。下列说法正确的是( )
A.“指南鱼”也可以用铜片制作
B.“指南鱼”的鱼尾应该标注N极
C.“指南鱼”被磁化后具有磁性,周围存在磁场和磁感线
D.“指南鱼”漂浮在水中受到的浮力大于它受到的重力
【答案】B
【来源】2025年陕西省延安市安塞区初级中学中考三模物理试题
【解析】A.“指南鱼”不可以用铜片制作,因为铜是非铁磁性材料,无法被磁化而具有磁性,故A错误;
B.“指南鱼”静止时鱼头指向南方(地理南极),说明鱼头为磁体的S极,鱼尾则为N极,因此鱼尾应标注N极,故B正确;
C.“指南鱼”被磁化后具有磁性,周围存在磁场,但磁感线是人为假想的曲线,用于描述磁场分布,并非真实存在,故C错误;
D.“指南鱼”漂浮在水中时,根据二力平衡条件,其受到的浮力等于重力,而非大于重力,故D错误。
故选B。
电生磁
1.(2025·山东省东营市·三模)2024年5月1日,我国第三艘航空母舰福建舰首次海试。将搭载自主研发的电磁弹射系统,是利用强磁场对通电轨道产生的力使舰载机加速起飞的。下列图示与此原理相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【来源】2025年山东省东营市实验中学中考三模物理试题
【解析】A.电磁弹射器是利用通电导体在磁场中受力的原理制成的,而图中说明的是奥斯特实验,说明电流周围存在磁场,故A不符合题意;
B.图中装置有电源、闭合开关后形成通路有电流流过,可说明通电导体在磁场中受到力的作用,故B符合题意;
C.该装置是电磁感应的实验装置,故C不符合题意;
D.该装置中电流相等,电磁铁线圈匝数不相同,可用来探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系,故D不符合题意。
故选B。
2.(2025·陕西省西安市·三模)我国自行研制的第三艘航空母舰福建号采用了最先进的电磁弹射器。电磁弹射器的弹射车处于强磁场中,当弹射车内的导体有强电流通过时,弹射车就给舰载机提供强大的推力而快速起飞。下列各图能正确反映电磁弹射器工作原理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【来源】2025年陕西省西安市高新区第三初级中学中考三模物理试题
【解析】依题意电磁弹射器的弹射车处于强磁场中,当弹射车内的导体有强电流通过时,弹射车就给舰载机提供强大的推力,由此可知其原理是通电导体在磁场中受力运动,与电动机原理相同。
A.图A是奥斯特实验,说明电流周围存在磁场,故A不符合题意;
B.图B是探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系,故B不符合题意;
C.图C有电源,通电导体在磁场中受力运动,是电动机原理,故C符合题意;
D.图D没有电源,是探究电磁感应现象的实验,故D不符合题意。
故选C。
3.(2025·江西省上饶市·三模)下列作图或标注中错误的是( )
A.岸上的人看到水中的鱼的光路图
B.撬瓶盖的力的力臂
C.斜面上的物体受到的重力和支持力
D.通电螺线管两端磁极的极性
【答案】BCD
【来源】2025年江西省上饶市部分学校中考三模物理试题
【解析】A.人眼看到水中的鱼是由鱼身上反射的光线经水面折射后,进入人的眼睛,故A正确,不符合题意;
B.力臂是指从支点到力的作用线的距离,撬瓶盖时支点在A点,过A点做力F的垂线,才是动力的力臂,故B错误,符合题意;
C.物体受到的支持力垂直于支持面向上,故C错误,符合题意;
D.用右手握住通电螺线管,四指环绕的方向指向电流方向,则大拇指指向为通电螺线管的N极,所以左端为N极、右端为S极,故D错误,符合题意。
故选BCD。
4.(2025·陕西省西安市·三模)请完成下列填空。
(1)如图1,秒表的读数为______s;
(2)如图2,在“探究水沸腾时温度变化特点”的实验中,按规范要求,实验前应先调节图甲中十字夹______(选填“1”或“2”)的高度;图乙为水沸腾前后温度随时间变化的图像,可判断此时大气压______(选填“大于”或“小于”)1个标准大气压;
(3)在探究“通电螺线管外部的磁场方向”时,给螺线管通电后,小磁针(黑色一端为N极)静止时的指向情况如图3所示,移去图中的小磁针,通电螺线管周围的磁场______(选填“会”或“不会”)消失。
【答案】(1)170
(2)2 小于
(3)不会
【来源】2025年陕西省西安市高新唐南中学中考三模物理试题
【解析】(1)如图1,秒表的分针指在2min和3min刻度线之间,且过了2.5min刻度线,所以秒针读数为50s,则秒表的读数为2min50s=170s
(2)[1]在探究水沸腾时温度变化特点的实验中,要自下而上安装器材,先根据酒精灯火焰高度调节图甲中十字夹2的高度。
[2]在1个标准大气压,水的沸点是100℃,且大气压越低,水的沸点越低。由图乙可知,水的沸点是98℃,可判断此时大气压小于1个标准大气压。
(3)通电螺线管周围的小磁针作用是研究螺线管磁场的分布情况,不论有没有小磁针,通电螺线管周围的磁场都存在,不会消失。
5.(2025·安徽省合肥市·三模)在“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验中:
(1)如图所示,闭合开关,小磁针的左端为________极;
(2)对调电源正、负极,小磁针N极指向与(1)中相反,这表明,通电螺线管外部的磁场方向与________的方向有关;
(3)在螺线管中插入一根铁棒,可使通电螺线管的磁性_______。
【答案】(1)S
(2)电流
(3)增强
【来源】 2025年安徽省合肥市新站区中考三模物理试题
【解析】(1)闭合开关,根据安培定则可知,通电螺线管的右端为N极。由异名磁极相互吸引可知,小磁针的左端为S极。
(2)对调电源正负极,改变了电流的方向,小磁针N极指向与(1)中相反,这表明通电螺线管外部的磁场方向与电流的方向有关。
(3)在螺线管中插入一根铁棒,可使通电螺线管的磁性增强。因为铁芯被磁化也获得了磁性,产生磁场,使通电螺线管的磁性增强。
电磁铁 电磁继电器
1.(2025·四川省绵阳市·三模)如图所示的四个实验,下列说法正确的是( )
A.图甲是研究发电机工作原理的实验装置
B.图乙实验说明通电的导体周围存在磁场
C.图丙实验可以研究电热与电阻的关系
D.图丁是探究电磁铁磁性强弱与电流关系的实验装置
【答案】D
【来源】2025年四川省绵阳市安州区中考三模物理试题
【解析】A.图甲中有电源,当开关闭合后,磁场中金属线框由于受到力的作用而转动,即通电导体在磁场中受力的作用,这是电动机的工作原理,故A错误;
B.图乙无电源,是电磁感应现象,是研究发机工作原理的实验装置,故B错误;
C.图丙中实验电阻相同,并联一电阻目的是为了分流,该装置可以研究电热和电流的关系,故C错误;
D.图丁中线圈匝数相同,滑片移动时,电流变化,导致电流的磁场发生变化,是探究电磁铁磁性强弱与电流关系的实验装置,故D正确。
故选D。
2.(2025·陕西省西安市·三模)某展览厅(图1)为保护展品,当外界光照较强时,启动电动卷帘减少进光量;当外界光照较弱时,自动启动节能灯补光。调光天窗电路(图2)中的光敏材料R的电阻随光照强度E(单位为cd)的变化如图3所示。为定值电阻,线圈p电阻为,当电流达到时能吸合衔铁,则以下说法正确的是( )
A.通电螺线管的上端是N极
B.展览厅内10盏“ ”节能灯并联后同时正常工作4小时消耗电能
C.若外界光照强度达到启动电动卷帘,则为
D.换用阻值较小的可缩短节能灯点亮的时间
【答案】D
【来源】2025年陕西省西安市高新一中初级中学中考三模物理试题
【解析】A.根据题目中电流方向以及安培定则可知,通电螺线管的下端是N极,故A错误。
B.灯泡属于并联,工作4小时消耗的电能Q=Pt=10W×4×60×60s=1.44×105J
故B错误。
C.外界光照强度达到,R=120Ω,控制电路的电源电压为12V,此时电路电流为0.06A,根据欧姆定律计算可知此时电路的总电阻
所以R0=R总-R-Rp=200Ω-120Ω-10Ω=70Ω
故C错误。
D.电流不变,换用阻值较小的,可以使得光敏电阻的阻值更大时开始工作,此时外界的光照强度更小,所以节能灯延后亮,即缩短点亮时间。故D正确。
故选D。
3.(2025·陕西省延安市·三模)物理实践小组为学校智慧农场设计了一款自动灌溉装置,其简化电路如图甲所示。该自动灌溉装置由控制电路和工作电路两部分组成,其中湿敏电阻R的阻值随土壤湿度H变化的关系图像如图乙所示,当线圈中的电流减小至0.04A时,衔铁被弹起,弹片与触点B、C接通,灌溉系统开始工作;当线圈中的电流增大至0.06A时,衔铁被吸下,弹片与触点B、C断开,灌溉系统停止工作。控制电路的电源电压恒为12V,线圈电阻不计。下列说法正确的是( )
A.控制电路中电磁铁的上端为S极
B.湿敏电阻R的阻值随土壤湿度H的增加而增大
C.若R0的阻值为150Ω,则土壤的最大湿度为60%
D.灌溉系统由两个标有“220V,110W”字样的抽水泵并联组成,当其正常工作时,工作电路中的干路电流为1A
【答案】AD
【来源】2025年陕西省延安市安塞区初级中学中考三模物理试题
【解析】A.由电路图可知,电磁铁线圈电流方向向右,根据右手定则可知,控制电路中电磁铁的上端为S极,故A正确;
B.由图乙可知,湿敏电阻R的阻值随土壤湿度H的增加而减小,故B错误;
C.土壤达到最大湿度时,工作电路停止工作,此时控制电路的电流最大为0.06A,当线圈电流减为0.06A时,电路中的总电阻为
此时湿敏电阻阻值为
对应湿度为80%,此时关闭灌溉系统,故湿度最大值为80%,故C错误;
D.抽水泵正常工作时的电流为
电路中有两个抽水泵并联,故干路电流为
故D正确。
故选AD。
4.(2025·辽宁省鞍山市·三模)如图甲是科技小组设计的“智能温控小屋”简化电路,受控电路功率随时间的变化关系如图乙所示。当室温上升至28℃时冷却系统开始工作,当室温降至23℃时停止工作。R。为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小,当控制电路中的电流为0.15A时,衔铁刚好被吸下,控制电路电源电压恒为3V。定值电阻R₀为100Ω,线圈电阻忽略不计。下列说法中正确的是( )
A.受控电路30min内消耗的电能为
B.电磁铁上端是N极
C.受控电路工作时,通过电阻 的电流为0.03A
D.热敏电阻 的变化范围为20Ω~25Ω
【答案】ACD
【来源】2025年辽宁省鞍山市立山区中考三模物理试题
【解析】A.由图乙可知受控电路的冷却系统30min内工作量20min,工作功率P=1200W,则所消耗的电能W=Pt=1200W×1200s=1.44×106J,故A正确;
B.电流从螺线管的上端流入,根据安培定则,电磁铁下端是N极,上端是S极,故B错误;
C.当控制电路中的电流为0.15A时,衔铁刚好被吸下,受控电路工作,控制电路中两电阻并联,则R0两端电压为3V,则通过的电流为,故C正确;
D.当控制电路中的电流为0.15 A时,衔铁刚好被吸下或衔铁即将被吸下,冷却系统工作,由图可知此时控制电路为热敏电阻R1的简单电路,根据题意可知此时室温升至28℃,且此时热敏电阻的阻值最小,热敏电阻两端电压为3V,则热敏电阻的最小阻值为
由题意和图示可知,冷却系统工作后,控制电路中热敏电阻和定值电阻并联,在降温过程中热敏电阻的阻值会增大,则通过热敏电阻的电流会减小,但此过程中衔铁一直被吸下,说明此过程中控制电路的总电流为0.15A,当室温降至23℃时,热敏电阻的阻值最大,控制电路的总电流仍为0.15A,则此时通过热敏电阻的电流为0.15A-0.03A=0.12A
热敏电阻两端电压为3V,所以热敏电阻的最大阻值
由此可知热敏电阻的阻值变化范围为20Ω~25Ω,故D正确。
故选ACD。
5.(2025·江西省上饶市·三模)下面是有关电学的几个图例,其中对图例的描述正确的是( )
A.图中测电笔的使用正确
B.图中电路的接法正确
C.当图中导体棒竖直向上运动时,灵敏电流计指针不会偏转
D.图中断开开关时,绿灯亮
【答案】BCD
【来源】2025年江西省上饶市部分学校中考三模物理试题
【解析】A.此题中,手碰到了笔尖,会使得人触电,故A错误;
B.据图可以看出,灯泡的开关接在了火线和用电器之间,接法正确,故B正确;
C.图中是电磁感应原理实验,当导体棒AB竖直向上运动时,没有做切割磁感线运动,灵敏电流计指针不会偏转,故C正确;
D.丁图中断开开关,电磁继电器的衔铁在弹簧作用下向上运动,绿灯所在电路接通,绿灯亮,故D正确。
故选BCD。
6.(2025·陕西省西安市·三模)如图是某变频空调电路原理示意图,电源电压U1不变,RS为调控电阻,可通过遥控调节其阻值大小,Rt为热敏电阻,其阻值随温度的变化而变化,L为磁控开关。电磁铁是利用电流的 __________效应来工作的,当环境温度升高到设定值时,L的两个磁性弹片因磁力增大而相互吸合,由此可知,热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而 __________(选填“增大”或“减小”);若要提高设定温度,应将调控电阻RS的电阻调 __________(选填“大”或“小”)。
【答案】磁 减小 大
【来源】2025年陕西省西安市高新唐南中学中考三模物理试题
【解析】[1]通电导体周围存在磁场,因此电磁铁是利用电流的磁效应来工作的。
[2]当环境温度升高到设定值时,L的两个磁性弹片因磁力增大而相互吸合,这说明随着温度的升高,电路中的电流增大,电路中总电阻减小;由于电源电压U1不变,电路中的总电阻是由调控电阻RS和热敏电阻Rt串联而成的,调控电阻阻值固定,因此热敏电阻Rt的阻值减小了,即热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而减小。
[3]若要提高设定温度,热敏电阻的阻值变得更小,根据题意可知电路中电磁铁被吸下的电流不变,根据欧姆定律可知电路的总电阻不变,根据串联电路的电阻关系可知应调大RS的电阻值。
7.(2025·陕西省西安市·三模)如图是某变频空调电路原理示意图,电源电压U1不变,RS为调控电阻,可通过遥控调节其阻值大小,Rt为热敏电阻,其阻值随温度的变化而变化,L为磁控开关。电磁铁是利用电流的 __________效应来工作的,当环境温度升高到设定值时,L的两个磁性弹片因磁力增大而相互吸合,由此可知,热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而 __________(选填“增大”或“减小”);若要提高设定温度,应将调控电阻RS的电阻调 __________(选填“大”或“小”)。
【答案】磁 减小 大
【来源】2025年陕西省西安市曲江第一中学中考三模物理试题
【解析】[1]通电导体周围存在磁场,因此电磁铁是利用电流的磁效应来工作的。
[2]当环境温度升高到设定值时,L的两个磁性弹片因磁力增大而相互吸合,这说明随着温度的升高,电路中的电流增大,电路中总电阻减小;由于电源电压U1不变,电路中的总电阻是由调控电阻RS和热敏电阻Rt串联而成的,调控电阻阻值固定,因此热敏电阻Rt的阻值减小了,即热敏电阻Rt的阻值随温度的升高而减小。
[3]若要提高设定温度,热敏电阻的阻值变得更小,根据题意可知电路中电磁铁被吸下的电流不变,根据欧姆定律可知电路的总电阻不变,根据串联电路的电阻关系可知应调大RS的电阻值。
8.(2025·陕西省西安市·三模)电动自行车因快捷、经济等优点深受大家喜爱,但超速行驶极易发生交通事故。小明为电动车设计了一个简单的超速报警电路,如图甲所示,它由“传感电路”、“执行电路”组成。传感电路电源电压为12V,R是电阻箱,为可变电阻,电磁铁线圈电阻不计,图乙是的阻值与车速关系的图像。当传感电路工作时,电磁铁上端为______极;若通过电磁铁电流必须等于或大于1.2A时,才能启动报警,小明设定速度为30km/h时红灯亮,执行报警,则电阻箱的阻值至少应调到______Ω;为了提高骑行安全,需要速度更小时就能启动报警,可采取的方法是______。
【答案】S 4 减小电阻箱的阻值
【来源】2025年陕西省西安市西光中学教育集团中考三模联考物理试题
【解析】[1]由图甲螺线管内电流方向,由安培定则可知,电磁铁下端为N极,上端为S极。
[2]传感电路电源电压为12V,通过电磁铁电流必须等于或大于1.2A时,才能启动报警,由欧姆定律可得
由图乙可知,当速度为30km/h时,可变电阻RP=6Ω,所以电阻箱R=R总-Rp=10Ω-6Ω=4Ω;
[3]由图丙可知,速度越小,Rp电阻值越大,在其他条件不变时,总电阻不变,因此需要减小电阻箱阻值,速度更小时就能启动报警。
9.(2025·湖北省襄阳市·三模)空气炸锅是一种可以用空气来进行“油炸”的机器,主要是利用空气替代原本煎锅里的热油,以热风在密闭的锅内形成急速循环的热流,让食物变熟;同时热空气还吹走了食物表层的水分,使食物达到近似油炸的效果。小亮家有一个空气炸锅,图甲是说明书上加热管的简化电路。在控制电路中,电源电压为6V,R0为热敏电阻,其阻值随温度变化的图像如图乙所示,R为滑动变阻器,电磁继电器线圈的电阻为10Ω,当继电器线圈电流达到50mA时,衔铁会被吸下。工作电路电源电压为220V,R1、R2为电加热丝,加热功率为1100W,保温功率为200W。
(1)根据图中电流方向可以判断电磁铁上端为___________极;
(2)求将空气炸锅中的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量;[]
(3)求R2的阻值;
(4)换用烤薯条功能时,为避免温度过高,破坏营养成分,需要在温度达到140℃时就停止加热。通过分析并判断滑动变阻器R接入电路的阻值应当如何调节。
【答案】(1)S
(2)900J
(3)198Ω
(4)滑动变阻器R的滑片向右调节
【来源】2025年湖北省襄阳市襄州区中考三模物理试题
【解析】(1)由图可知,电流从螺线管的上端流入,根据安培定则可知,此时电磁铁上端是S极,下端是N极。
(2)空气吸收的热量Q吸=c空气m(t-t0)=1.0×103J/(kg·℃)×5×10-3kg×(200℃-20℃)=900J
(3)当继电器线圈电流达不到50mA时,衔铁不会被吸下,此时工作电路中只有电阻R1工作,电阻较小,根据可知电路处于加热状态;R1的阻值
当继电器线圈电流达到50mA时,衔铁会被吸下,此时工作电路中两电阻串联,电阻较大,根据可知电路处于保温状态,R1和R2的总电阻为
根据串联电路电阻的规律可知R2的阻值为R2=R总-R1=242Ω-44Ω=198Ω
(4)换用烤薯条功能时,为避免温度过高,破坏营养成分,需要在温度达到140℃时就停止加热,即控制温度降低,从图乙可知R0的电阻变大,为了使衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍为50mA,根据可知电路的总电阻不变,根据串联电路电阻的规律可知滑动变阻器的电阻需要减小,将滑片向右移动。
10.(2025·辽宁省鞍山市·三模)0.每年进入汛期,多地会发生强降雨,导致河流水位上涨。鞍山市育才中学的物理科技小组围绕“监测水位”主题设计了多个监测水位的方案,进行多种“项目化设计”活动。
【项目分解】(1)设计水位监测系统;(2)设计水位报警系统。
【项目实施】
方案1、光学水位自动监测系统设计
如图甲所示是浩然设计的光学水位自动监测装置,在水面上方水平放置刻度尺,现一束光经反射后的光斑在A处,若水面上升则反射的光斑会向A的_______(选填“左侧”或“右侧”)偏移,根据光斑在刻度尺上的移动位置判断水位。
方案2、水位监测的力电整合设计
如图乙所示为大鹏设计的浮力水位监测电路,电路中电源电压保持不变,R0为定值电阻,R滑是竖直放置的起滑动变阻器作用的电阻装置(最大阻值40Ω),浮子可带动金属滑杆AP即滑动变阻器滑片竖直上下移动,当电流表的示数达到某一数值时提醒水位达到警戒值。R滑接入电路的阻值R随水位的变化关系如图丙所示,与之对应的电压表与电流表示数变化关系如图丁所示。大鹏结合代数的函数知识分析得出水位显示仪的刻度________(选填“均匀”或“不均匀”)的结论,再进一步分析得出滑动变阻器的最大电功率是_______W;当水位达到警戒水位时,电压表的示数为_______V。
【项目拓展】
方案3、水位监测与报警电路的整合设计
如图戊所示是小雯设计兼有水位监测和报警的电路,绿灯为安全指示灯,电铃和红灯为报警器,R1为定值电阻,R2为竖直放置、粗细均匀且足够长的电阻棒,滑片P可以在电阻棒上自由滑动,并与浮子用竖直的绝缘杆连接,可随着浮子的上下移动而改变电阻棒R2接入电路的阻值,从而可通过电流表的示数来反映水位的高低。当滑片P指向R2的中点时,水位达到警戒值,电磁铁吸下衔铁报警。当减小R1的阻值,警戒水位会变_______(选填“高”或“低”)。通过正在工作的电灯的电流_______(选填“是”或“不是”)连续的。
【展望与优化】
同学们展开“头脑风暴”,充分利用学过的物理知识,积极参与探究活动,学研结合,创新无限,期待我们能获得更多突破性的科研成果。
【答案】左侧 不均匀 0.45 4 低 不是
【来源】2025年辽宁省鞍山市育才中学中考三模物理试题
【解析】[1]由于光源位置不变,则入射光线方向不变,即激光射入的角度不变,水面上升时,入射点左移,根据光的反射定律可知反射角不变,故光斑位置左移。
[2][3][4]由图甲可知,闭合开关,定值电阻R0和滑动变阻器R滑串联,电流表测电路中的电流,电压表测R0两端的电压;当变阻器接入电路的阻值为0时,电路为定值电阻的简单电路,由欧姆定律可知电路中的电流最大,由图丙可知电路中的最大电流为0.3A,此时定值电阻两端的电压为6V,故电源电压为6V, 根据欧姆定律可知定值电阻R0的阻值
接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙,由乙图可知,……①
……②
两式联立可得,
则接入电路的阻值随水位的变化关系:
由此可知水位显示仪的刻度是不均匀的。
当水位达到警戒水位25cm时,滑动变阻器接入电路的电阻为
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,电路的总电阻
根据欧姆定律可得通过电路的电流
串联电路的电流相等,电压表示数就为
滑动变阻器消耗的功率
所以,当时,滑动变阻器的功率最大,为
[5]电磁铁刚好吸下衔铁的电流不变,电源电压不变,由欧姆定律可知电路的总电阻不变,若减小R1的阻值,电阻棒R2的阻值会增大,滑片P会向下移动,警戒水位会变低。
[6]该电路报警时,红灯和电铃并联接入电路中,通过灯泡有电流,通过电铃的电磁铁有电流,电磁铁会吸引衔铁,斜铁把工作电路断开,灯泡不发光,通过灯泡和电铃无电流,电磁铁不具有磁性,衔铁在弹簧的作用下恢复原状,接通工作电路,所以该电路报警时,通过正在工作的电灯的电流是不连续的。
11.(2025·陕西省西安市·三模)道路被损坏的一个重要原因是车辆严重超载。为了抓拍超载车辆,学校的科技小组设计了一个“汽车超载记录器”,其电路原理图如图甲。已知控制电路的电源电压U=10V,线圈电阻R0=5Ω,保护电阻R1=10Ω。当车辆经过水平检测点时,Rx阻值与压力变化的关系如图乙所示。当电压表示数U1≥4V时,继电器的衔铁被吸下,工作电路中的照相机就开始抓拍。某总质量为1.5×104kg的汽车,轮胎与路面接触的总面积为0.3m2。(g取10N/kg)求:
(1)该汽车对水平路面的压强;
(2)通过计算说明该车是否被抓拍;
(3)为了延长某大桥的使用寿命,将控制电路电源电压降为9V,要抓拍m总≥30t的车,则R1要更换多大的电阻。
【答案】(1)5×105Pa
(2)不会
(3)2.5Ω
【来源】2025年陕西省西安市第八十五中学中考三模物理试题
【解析】(1)已知汽车的总质量为,汽车对水平路面的压力为
该汽车对水平路面的压强为
(2)据甲图可知,控制电路是串联的,电压表测R1两端电压,据乙图可知,此时Rx阻值为25Ω,控制电路中的总电阻为
控制电路中的电流为
此时R1两端电压为
因为此时电压表示数小于4V,因此不会被抓拍。
(3)已知当保护电阻R1=10Ω,R1两端电压至少为4V时开始抓拍,此时控制电路中的电流为
当抓拍车的质量为30t时产生的压力为
据乙图可知,Rx'阻值为15Ω,由于衔铁被吸下时,控制电路中的电流不发生改变,则当控制电路电源电压是9V,控制电路中的总电阻为
则R1要更换的阻值为
电动机 磁生电
1.(2025·辽宁省鞍山市·三模)辽宁省鞍山市素有“评书之乡”的美称。小明的爷爷每天吃晚饭时都要用老式的收音机听评书。今晚收音机刚打开,爷爷就立即说这是单前芳的《百年风云》。下列有关说法不符合物理原理的是( )
A.爷爷听出评书演员是单前芳,是依据声音的音色
B.爷爷听到的评书声音是收音机内的扬声器纸盆振动产生的
C.收音机接受鞍山广播电台的信号是无线电波,属于电磁波
D.收音机的扬声器工作原理跟发电机工作原理相同
【答案】D
【来源】2025年辽宁省鞍山市育才中学中考三模物理试题
【解析】A. 不同发声体的结构不同,发出声音的音色不同, 爷爷听出评书演员是单前芳,是依据声音的音色,故A不符合题意;
B.声音是由物体振动产生的,爷爷听到的评书声音是收音机内的扬声器纸盆振动产生的,故B不符合题意;
C. 广播电台和电视台都是利用电磁波来传递信号的。收音机接受鞍山广播电台的信号是无线电波,属于电磁波,故C不符合题意;
D. 发电机的制作原理是电磁感应,而扬声器的工作原理是磁场对电流有力的作用,故D符合题意。
故选D。
2.(2025·陕西省西安市·三模)在人工智能飞速发展的今天,智能机器人已被广泛使用,机器人离不开电动机,下图所示实验中,能说明电动机工作原理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【来源】2025年陕西省西安市西光中学教育集团中考三模联考物理试题
【解析】A.由图可知,该实验是通电导体周围的小磁针发生偏转,说明通电导体周围存在磁场,是电流的磁效应,故A不符合题意;
B.由图可知,该实验是探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验,可探究与电流大小之间的关系。故B不符合题意;
C.由图可知,该实验是电磁感应现象,闭合回路一部分导体做切割磁感线运动,电路中才会产生感应电流,是发电机原理,故C不符合题意;
D.由图可知,该实验是通电导体在磁场中受力运动,这个过程中电能转化为机械能,是电动机原理,故D符合题意。
故选D。
3.(2025·陕西省西安市·三模)新能源电动汽车绿色环保,出行方便,深受大家喜爱,某款电动汽车有一种叫做动能回收系统,即该汽车动力装置是电动机,当刹车时,电动机变为发电机,将汽车动能转化为电能。下列所示的四个实验中与动能回收系统原理相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【来源】2025年陕西省西安市曲江第一中学中考三模物理试题
【解析】A.汽车电动机“变身”为发电机,将汽车动能转化为电能,其原理是电磁感应,图中是电磁感应现象原理图,故A符合题意;
B.图中是奥斯特实验,故B不符合题意;
C.图中是电动机的原理图,故C不符合题意;
D.图中是探究通电导线在磁场中受力的大小与电流大小的关系,故D不符合题意。
故选A。
4.(2025·陕西省西安市·三模)小明给他的同学展示了一个神奇的手电筒,如图所示,此手电筒不需要安装电池,使用时只要将它来回摇晃,就能发光,并且来回摇晃得越快,手电筒发光越亮。关于该手电筒,下列说法中正确的是( )
A.手电筒周围存在磁感线
B.发电过程中将电能转化为机械能
C.手电筒产生的电能是根据电磁感应原理获得的
D.改变摇晃速度,是为了改变手电筒中的电流方向
【答案】C
【来源】2025年陕西省西安市新城区中考三模物理试题
【解析】A.手电筒通电时周围存在磁场,但不存在磁感线,故A错误;
B.发电过程中将机械能转化为电能,故B错误;
C.手电筒内的线圈切割磁感线运动,会产生电流,所以手电筒产生的电能是根据电磁感应原理获得的,故C正确;
D.摇晃速度改变,手电筒中的电流大小改变,来回摇晃,线圈切割磁感线方向改变,手电筒中的电流方向不变,故D错误。
故选C。
5.(2025·陕西省西安市·三模)如图是我国生产的电动式无针注射器,该注射器通电时,通电线圈在永磁体产生的磁场中受到强大的推力,使药液以接近声音的速度注入皮肤。关于该注射器下列说法正确的是( )
A.无针注射器的工作原理与发电机相同
B.无针注射器的工作原理与扬声器相同
C.无针注射器工作时将机械能转化为电能
D.改变电流的大小,产生的推力大小不变
【答案】B
【来源】2025年陕西省西安市高新一中初级中学中考三模物理试题
【解析】AC.根据题意可知,电动式无针注射器是依靠磁场对通电导体有力的作用,将药液快速“注入”皮肤的,这与电动机的原理相同,工作时将电能转化为机械能,故AC错误;
B.扬声器是通电导体在磁场中受力的作用从而带动薄膜振动发出声音的,故与无针注射器的工作原理同,故B正确;
D.通电导体在磁场中受力的大小与磁场强度和电流大小有关,因此磁场强度不变,改变电流的大小,产生的推力会改变,故D错误。
故选B。
6.(2025·陕西省西安市·三模)西安大唐不夜城有一条100多米长的网红“钢琴街”如图所示,“钢琴街”的主要部件由永磁体和线圈组成。当路人踩在琴键上时,下面的线圈中会产生电流,从而发出不同旋律的声音,且对应的琴键还会发光。该“钢琴街”的工作原理与下列哪个选项的实验原理相同( )
A.电磁起重机 B.电铃
C.动圈式话筒 D.扬声器
【答案】C
【来源】2025年陕西省西安市第八十五中学中考三模物理试题
【解析】由题意可知,“钢琴街”的主要部件由永磁体和线圈组成。当路人踩在琴键上时,下面的线圈中会产生电流,这是电磁感应现象,属于发电机的原理。
A.电磁起重机利用的是电磁铁,是电流的磁效应,故A不符合题意;
B.电铃内部是电磁继电器,利用的是电磁铁,是电流的磁效应,故B不符合题意;
C.动圈式话筒使用时,膜片带动线圈在磁场中振动,切割磁感线,产生感应电流,是电磁感应现象,故C符合题意;
D.扬声器工作时,通电线圈在磁场中受力振动,是电动机原理,故D不符合题意。
故选C。
7.(2025·四川省绵阳市·三模)下列关于图中电磁现象的描述,正确的是( )
①图甲,是电动机的工作原理
②图乙,当电磁继电器的开关S闭合时,红灯亮
③图丙,是奥斯特发现的磁生电现象
④图丁,动圈式话筒是利用电磁感应的原理工作的
A.只有①③ B.只有②④ C.只有②③ D.只有①④
【答案】D
【来源】2025年四川省绵阳市游仙区中考三模物理试题
【解析】①图甲为通电导体在磁场中受到力的作用,是电动机的工作原理图,故①正确;
②图乙中,当电磁继电器的开关S闭合时,电磁铁有磁性,衔铁被吸下,绿灯接通,绿灯亮,故②错误;
③图丙中,通电导线周围存在磁场,是奥斯特发现的电流的磁效应,故③错误;
④动圈式话筒的原理是闭合回路的部分导体做切割磁感线运动,电路中产生感应电流,与发电机相同,是电磁感应现象,故④正确;
综上所述,只有①④正确,故D正确,ABC错误。
故选D。
8.(2025·湖北省襄阳市·三模)下列装置中,利用图示实验原理工作的是( )
A.电烤箱 B.发电机
C.电风扇 D.电磁继电器
【答案】C
【来源】2025年湖北省襄阳市襄州区中考三模物理试题
【解析】A.电烤箱的工作原理是电流的热效应,故A不符合题意;
B.发电机的工作原理是闭合电路中的部分导体切割磁感线产生感应电流故B不符合题意;
C.电风扇的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用,故C符合题意;
D.电磁继电器的工作原理是通电导线的周围存在磁场,故D不符合题意。
故选C。
9.如图-1所示的是国内某智能科技公司推出的鲁班轴柔性抓手,其简化结构模型如图-2所示,此技术为国内首创,其内置高科技模块,可实现积木式灵活拓展,抓手可灵活调整抓取策略和夹持方式,可以适应不同形状和尺寸的工件,g取10N/kg。下列说法中不正确的是( )
A.A处会有一个电动机驱动,电动机的工作原理是电磁感应
B.当抓手抓取右侧物体时,为了使设备更加稳定,大臂应逆时针转动一定角度
C.当需要抓取更重的物体时,抓手对物体的压力会增加,从而增大摩擦力
D.该设备工作时将质量为30kg的物体提升0.5m,克服物体重力做功15J
【答案】AD
【来源】2025年陕西省西安理工大学附属中学中考三模物理试题
【解析】A.电动机的工作原理是通电导线在磁场中受到力的作用,故A错误,符合题意;
B.稳定性与重心、支撑面积有关,当当抓手抓取右侧物体时,大臂逆时针转动一定角度,可以使重心向左移动至支撑面上方,可以使设备更加稳定不易侧翻,故B正确,不符合题意;
C.当需要抓取更重的物体时,竖直方向上物体受到重力和摩擦力,随着重力增大,摩擦力也增大。摩擦力的大小与接触面粗糙程度、压力大小有关,抓手与物体的接触面粗糙程度不变,只能是抓手对物体的压力会增加,从而增大摩擦力,故C正确,不符合题意;
D.质量为30kg的物体重力为
提升0.5m,克服物体重力做功,故D错误,符合题意。
故选AD。
10.(2025·陕西省西安市·三模)0.近日,国产航母福建舰将组建航母编队进行新一轮海上测试,舰队在编排过程中,不并排行驶的原因是:舰船并排行驶时,舰船间海水流速变大,其间的压强_______(选填“变大”或“变小”或“不变”),容易造成安全事故。航母采用电磁弹射技术,使电流通过线圈时产生强大的推力,可在短时间内大批次起降舰载机,该技术的原理是_______________,舰载机起飞后,福建舰底部受到的压强________(选填“变大”或“变小”或“不变”)。
【答案】变小 磁场对电流有力的作用 变小
【来源】2025年陕西省西安市第八十五中学中考三模物理试题
【解析】[1]流体流速越大,流体产生的压强越小。舰船并排行驶时,舰船间海水流速变大,其间的压强变小,舰船外侧的压强大于两船之间的压强,在压强差的作用下,两船会靠近,容易造成安全事故。
[2]磁场对电流有力的作用,当电流通过线圈时,会受到磁场对其强大的推力,可在短时间内大批次起降舰载机,因此该技术的原理是磁场对电流有力的作用。
[3]舰载机起飞后,福建舰的总重力减小,仍然处于漂浮状态,由于物体漂浮时浮力等于自身的重力,所以受到的浮力变小,根据可知福建舰排开水的体积变小,故所处的深度变小,根据可得,福建舰底部受到水的压强变小。
11.(2025·陕西省西安市·三模)1.学校的魔方兴趣小组有一款奇异的魔方,如图甲所示,在魔方的内部,嵌入了金属丝,当转动带有磁性的小方块时可以产生电能,可通过USB端口给移动设备充电,为了弄清这款魔方的工作原理,同学们找来了如图乙所示的实验装置进行探究。
(1)当导体ab静止悬挂起来后,闭合开关,灵敏电流计指针没有偏转,说明电路中___________(选填“有”或“没有”)电流产生。
(2)实验中不能用小灯泡代替灵敏电流计的原因是___________。
(3)小芳无意间碰到导体ab,导体ab晃动起来,此时灵敏电流计指针发生了偏转,他们继续探究,并把观察到的现象记录在了表中;随后,兴趣小组的同学们还探究了S极在下,N极在上的情况,并发现了类似的现象,通过进一步探究得出:当闭合电路中的部分导体在磁场中做___________运动时,电路中能产生电流,与这个过程中能量转化相同的装置是___________(选填“电动机”或“发电机”)。
序号
磁体摆放方向
ab运动方向
电流计指针偏转情况
1
S极在上N极在下
水平向左运动
偏转
2
水平向右运动
偏转
3
竖直向上运动
不偏转
4
竖直向下运动
不偏转
(4)他们联想到魔方中是磁性小方块围绕金属丝转动而产生电流,是磁体围绕着导体运动,而不是导体在磁场中运动,于是他们闭合电路后让磁体如下图方向进行运动,其中能够产生电流的是___________图。
A. B.
C. D.
(5)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。
(6)下列利用电磁感应原理工作的装置是___________。(填字母)
A.电铃 B.扬声器 C.电磁起重机 D.动圈式话筒
【答案】(1)没有
(2)见解析
(3)切割磁感线 发电机
(4)AC
(5)电源
(6)D
【来源】2025年陕西省西安市灞桥区部分学校中考第三次模拟物理试题
【解析】(1)闭合开关,当导体ab静止悬挂起来后,没有切割磁感线,灵敏电流计指针没有偏转,说明电路中没有电流产生。
(2)在“探究产生感应电流的条件”的实验中,实验中灵敏电流计的作用是显示感应电流的大小和方向,而如果换成小灯泡,由于电流太小,灯泡不能发光或发光不明显,且不能显示电流方向。
(3)[1]无论S极在上N极在下还是N极在上S极在下,当导体ab水平向左、右运动时,此时ab做切割磁感线运动,电流计指针都发生偏转,说明有感应电流产生;而当导体ab竖直向上、向下运动时,此时ab不切割磁感线运动,电流计指针不发生偏转,说明没有感应电流产生。
[2]该实验中,导体ab做切割磁感线运动,产生电流,实验中消耗机械能,获得电能,将机械能转化为电能。发电机是将机械能转化为电能的装置,而电动机是将电能转化为机械能的装置,故能量转化与上述过程中相同的装置是发电机。
(4)由图可知,AC图中,导体不动,磁体运动,导体做切割磁感线运动,产生感应电流;BD图中,导体运动的方向与磁感线平行,没有切割磁感线,所以不能够产生电流。故能产生感应电流的是AC图。
(5)电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力而运动,所以电路中需要有电源,故需将此装置中灵敏电流计换成电源。
(6)AC.电铃、电磁起重机的主要部件是电磁铁,是利用电流的磁效应工作的,故AC不符合题意;
B.扬声器是把电信号转化为声信号,利用通电导体在磁场中受力的原理,故B不符合题意;
D.动圈式话筒是把声信号转变成电信号的,声信号的振动带动线圈在磁场中振动,产生电流,是电磁感应原理,故D符合题意。
故选D。
12.某实验小组在做“电与磁”的实验。
(1)电磁铁下端的铁钉分布成图甲“发散”状态,这是由于 ___________相互排斥。
(2)图乙,灵敏电流表的内部主要由固定的磁铁和可以转动的线圈(与表外指针相连)两大部分组成。他们把两表连接起来(图丙),用手拨动右侧灵敏电流表指针,左侧灵敏电流表的指针也发生了偏转。他们的分析是:拨动右侧电流表的指针,表内线圈在磁场中做 ___________运动,产生了感应电流,利用这一原理可制成 ___________机,这样左侧电流表内线圈同时也会有电流,指针偏转,此时左侧电流表相当于 ___________机(后两空均选填“发电”或“电动”)。
【答案】(1)同名磁极
(2)切割磁感线 发电 电动
【来源】2025年陕西省西安国际港务区铁一中陆港初级中学中考三模物理试题
【解析】(1)小铁钉被磁化,小铁钉远离铁钉的一端磁性相同,互相排斥,所以下端“发散”的。
(2)[1][2]拨动右侧灵敏电流计的指针时,表内线圈在磁场中做切割磁感线运动,产生了感应电流,该现象称之为电磁感应现象,根据电磁感应原理可制成发电机。
[3]这样左侧灵敏电流计内的线圈同时也会有电流,通电导体在磁场中受到力的作用,带动指针偏转起来,此时左侧电流表相当于电动机。
13.(2025·陕西省西安市·三模)我国第三艘航空母舰“福建舰”下水,标志着我国已经成为继美国之后第二个掌握电磁弹射航空母舰的国家。如图甲所示,电磁弹射器的弹射车处于强磁场中,当弹射车内的导体有强电流通过时,受到推力并带动飞机短距离快速起飞,短时间内可放飞多架舰载机形成强大战斗力。创新小组的同学们,查阅资料发现:通电直导体在磁场中受力大小与磁场强弱、磁场中的导体长度及电流大小有关。他们为进一步研究,设计了如图乙所示的实验装置,通电直铜棒置于水平放置的压力传感器上,直铜棒的两端通过导线与电流表、滑动变阻器、电源、开关相连。闭合开关,通过改变连入电路中滑动变阻器的阻值,获得多组数据并记录在表格中。
(1)创新小组探究的问题是:通电直导体在磁场中受力大小与__________的关系;
(2)分析表中数据可知:闭合开关后,直铜棒受到磁场的作用力方向是__________(选填“向上”或“向下”)。得出的结论:在其他条件一定时,通过导体的电流越大,导体在磁场中受力越_________;
序号
电流表示数/A
传感器示数/N
直铜棒受到的磁场力/N
1
0
4.0
0
2
0.1
3.6
0.4
3
0.2
3.2
0.8
4
0.3
2.8
1.2
(3)航母上配备大量先进装备,其中舰载机是航母战斗力的核心,研究人员发现影响飞机油耗主要因素是其在行进中所受到的空气阻力(也称风阻),主要与两个因素有关:①飞机正面投影面积S;②飞机行驶速度v。某研究人员在风洞实验室中通过模拟实验得到下表所列数据:
20
30
40
50
60
2.0
206
464
824
1291
1856
2.5
258
580
1030
1614
2320
3.0
309
696
1236
1937
2784
3.5
361
812
1442
2259
3248
4.0
412
928
1648
2582
3712
请由上述数据推出:在其他条件一定时,风阻f与正面投影面积S成_________,与_________(选填“v”或“v2”)成正比;
(4)为庆祝“福建舰”列装服役,各种焰火缤纷绽放。有一种质量为100g的叫做“高声”的焰火,能够持续向下喷射火焰,产生大小为自重6倍的恒定的推力,因其速度快产生啸叫声,所以称为“高声”。经实验测量,这种焰火在运动时,受到的阻力与速度的关系如图所示,则焰火受到的最大阻力为_________N,焰火能够达到的最大速度为_________m/s。(火药的质量不计,g取10N/kg)
【答案】电流 向上 大 正比 v2 5 11
【来源】2025年陕西省西安市高新区第三初级中学中考三模物理试题
【解析】(1)[1]创新小组探究的问题是:通电直导体在磁场中受力大小与电流大小的关系,通过改变滑动变阻器连入电路的阻值大小可以改变电路中的电流大小,从而获得多组数据。
(2)[2]由表中数据可知,直铜棒受到的磁场力逐渐变大时,压力传感器受到的压力逐渐变小,说明直铜棒受到的支持力逐渐变小,直铜棒的重力不变,说明磁场力方向向上。
[3]由表中数据可知,随着电流逐渐增大,磁场力逐渐变大,故可得:在其他条件一定时,通过导体的电流越大,导体在磁场中受力越大。
(3)[4]当风速为20时,飞机正面投影面积为2.0时,风阻为206N,飞机正面投影面积为4.0时,风阻为412N,飞机正面投影面积为原来的两倍时,风阻也为原来的两倍,可知在风速一定时,风阻与飞机正面投影面积成正比。
[5]当飞机正面投影面积为2.0时,风速为20时,风阻为206N,风速为40时,风阻为824N,速度变为原来的两倍,风阻为原来的四倍,说明风阻与风速的平方成正比。
(4)[6]焰火的重力
产生大小为自重6倍的恒定的推力,故推力为
焰火上升时受到最大的阻力
[7]由图可知,当阻力为5N时,速度为11。
14.(2025·辽宁省鞍山市·三模)4.阅读短文,回答问题:
智能图书管理员
在某学校图书馆里,智能机器人“小爱”(如图甲)已经辅助图书馆员的工作,提供整理图书、读者咨询等服务。机器人“小爱”为有效避障,在移动过程中会发射、接收超声波(或激光)来侦测障碍物信息,当感知到前方障碍物时,机器人依靠减速器进行减速,并重新规划行驶路线。若当剩余电量减为电池容量的10%时,智能机器人“小爱”会主动寻找充电器充电。下表为该智能机器人图书馆员“小爱”的部分参数:
参数名称
自 身 质量 m/ kg
最 大 负重G/N
提升重物最
大高度 h/m
脚与地面的总接触面积S/cm²
电 源 电压 U/V
电 池 容量 Q/ Ah
数据
50
300
0.6
400
30
20
(1)读者与“小爱”对话,咨询某图书所在的位置,“小爱”需将读者的声音信号转化为电流信号,这与___________的原理相同。(选“发电机”或“电动机”)
(2)关于智能机器人“小爱”,下列说法错误的是___________。
A.脚的下表面有粗糙的花纹,主要是为了增加摩擦
B.托着图书水平匀速直线运动时,机器人对书本没有做功
C.在行进过程中遇到玻璃等透明障碍物时,利用超声波感知障碍物
D.为减轻自重、提升耐用性,最好选择密度和硬度都较大的材料制作
(3)为确保智能机器人“小爱”能顺利返回充电,离充电器最远路程不能超过180m,若剩余电池容量的30%用于提供克服阻力做功,则该智能机器人返回过程中受到的水平阻力为___________N。
(4)如图乙所示为“小爱”承受图书重力的过载保护电路原理图,图中电源电压为4.5V,Rₚ为压敏电阻,阻值随所受压力变化图像如图丙所示,报警器(电阻不计)通过的电流超过10mA时就会报警,放弃执行搬书指令,以免“小爱”受损伤。
①要求:当“小爱”的负重达到或超过最大值时,系统报警,按照下列步骤调试电路:
a、电路接通前,应先将滑动变阻器滑片置于b端,再将电阻箱调到___________Ω;
b、将开关S向c端闭合,移动滑动变阻器的滑片,直至报警器报警;
c、保持滑动变阻器滑片位置不变,将开关S向d端闭合,报警系统即可正常使用。
②用已调好的报警电路进行测试,若负重为200N,此时该电路中的电流是___________mA。
③为减轻其最大负重,应将滑动变阻器的阻值适当移向___________(选填“a”或“b”)。
【答案】(1)发电机
(2)D
(3)360
(4)100 9 a
【来源】2025年辽宁省鞍山市立山区中考三模物理试题
【解析】(1)“小爱”将读者的声音信号转化为电流信号,即将机械能转化为电能,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流,是电磁感应现象,因此与发电机的原理相同。
(2)A.脚的下表面有粗糙的花纹,是增大接触面的粗糙程度来增加摩擦的,故A正确,不符合题意;
B.托着图书水平匀速直线运动时,机器人对书本在竖直向上没有移动距离,所以没有做功,故B正确,不符合题意;
C.超声波是以波的形式传播的,遇到障碍物时会反射从而被机器人接收,光速度太快,传播或反射回来的时间过短,不便于测量,故机器人在行进过程中遇到玻璃等透明障碍物时,超声波才能较好感知到障碍物,故C正确,不符合题意;
D.为了减轻机器人的自重应选择密度小的材料制作,故D错误,符合题意。
故选D。
(3)电池充满电后储存的电能W=UIt=30V×20A×3600s=2.16×106J
由题意可得,智能机器人返回过程中克服摩擦力做的功W返=30%×W剩=30%×10%×W=30%×10%×2.16×106J=64800J
由W=Fs=fs得,智能机器人返回过程中受到的水平阻力
(4)[1]由图丙可知,RF与F为一次函数,设关系式为RF=kF+b
将(400N,500Ω)和(100N,200Ω)代入上式得500Ω=k×400N+b……I
200Ω=k×100N+b……Ⅱ
联立解得,k=-0.5Ω/N,b=250Ω。所以关系式为RF=-0.5Ω/N×F+250Ω
由题可知,最大负重300N,代入上式可得压敏电阻的阻值RF=-0.5Ω/N×300N+250Ω=100Ω
所以为使报警电路可正常使用,应先让电阻箱调到压敏电阻达到设定压力时的阻值100Ω,再将开关向c端闭合(电阻箱与滑动变阻器串联),调节滑动变阻器的滑片,直至报警器报警。
[2]将开关S向d端闭合,报警系统即可正常使用,此时压敏电阻和变阻器RP串联,报警器(电阻不计)通过的电流超过10mA时就会报警,电源电压为U=4.5V,此时电路的总电阻
则变阻器接入电路的阻值RP=R总-RF=450Ω-100Ω=350Ω
因RF=-0.5Ω/N×F+250Ω
则当F'=200N时,压敏电阻的阻值RF'=-0.5Ω/N×200N+250Ω=150Ω
此时该电路中的电流
[3]报警器(电阻不计)通过的10mA电流不变时
既压力减小,RF增大, RP减小,则应将滑动变阻器的阻值适当移向a端滑动。
15.(2025·安徽省合肥市·三模)5.如图甲的线圈abcd位于磁场中:
(1)通电后,cd段导线的电流方向________(填“由c到d”或“由d到c”);
(2)cd段导线受磁场力的方向如图甲所示,则在甲图中ab段导线受磁场力的方向________;
(3)如果最初线圈转到竖直位置时,如图乙所示,此时导线受到的力________(填“是”或“不是”)平衡力;
(4)图丙是手摇发电机原理的示意图,此手摇发电机工作时产生的是________(填“直流”或“交流”)电;
【答案】由c到d 竖直向上 是 交流
【来源】 2025年安徽省合肥市新站区中考三模物理试题
【解析】(1)[1]根据图示信息,电流从电源的正极出发经过线圈回到负极,线圈中cd段导线的电流方向由c到d。
(2)[2]ab段的电流方向和cd段的电流方向相反,磁感线方向不变,则ab段导线受磁场力的方向与cd段相反,ab段导线受磁场力的方向是竖直向上。
(3)[3]如图乙,ab段导线受到竖直向上的力,cd段导线受到竖直向下的力,因此,线圈abcd受到的磁场力是一对平衡力,线圈abcd最终将在图中位置保持平衡,该位置叫做平衡位置。
(4)[4]手摇发电机的线圈在转动过程中,不断周期性地切割磁感线,所以在线圈内产生了交流电。
16.(2025·甘肃省定西市·三模)6.如图所示,是一款航天员造型音箱,其工作原理是通电导线在磁场中受到力的作用,下列实例中与该音箱工作原理一致的是______;能产生感应电流的是______。
【答案】乙 甲
【来源】2025年甘肃省定西市安定区城区三校联考中考三模物理试题
【解析】[1][2]甲图是导线切割磁感线,产生感应电流,是电磁感应现象,乙图是通电的导线在磁场中受到力的作用,是电动机的原理图。所以与该音箱工作原理一致的是乙,能产生感应电流的是甲。
17.(2025·云南省楚雄彝族自治州禄丰市·三模)据央视报道,中国计划做一面在月球飘动的旗帜,如图所示。科研人员正开展嫦娥七号科普载荷的研制工作,这个载荷的创意来自长沙的小学生们,它将和嫦娥七号探测器一同前往月球南极,尝试利用电磁场的相互作用实现旗帜在月球上飘扬。深空探测实验室未来技术研究院负责人介绍,我们知道在月球上是真空的,它没有大气,所以很难像地球上一样通过风力使旗帜飘扬。而小学生们的想法是什么呢?就是我们在旗帜的表面,布置闭合回路的导线,通入双向的正反方向的电流,通过电磁场的相互作用而使旗帜飘扬起来。如果计划顺利,这将是第一面在月球表面飘动的旗帜。期待!
(1)在月球上,旗帜无法通过风力飘扬,是因为月球上( )
A.没有物质 B.没有大气
C.温度过低 D.引力过小
(2)科研人员计划使旗帜在月球上飘动,是利用了______(选填“电磁感应现象”或“磁场对通电导线有力的作用”)的原理,旗帜飘动时把电能转化为______。
(3)若要改变旗帜飘动的方向,可采取的措施是______(写出一种即可)。
【答案】(1)B
(2)磁场对通电导线有力的作用 机械能
(3)见解析
【来源】2025年云南省楚雄彝族自治州禄丰市中考三模物理试题
【解析】(1)空气流动形成风,由于月球上没有大气,无法形成风,所以月球上的旗帜不会迎风飘扬,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(2)[1][2]由题意可知,利用磁场对通电导线有力的作用可实现旗帜在月球上飘扬。在旗帜的表面,布置闭合回路的导线,通入双向的正反方向的电流,让通电线圈在磁场中受力作用而使旗帜飘扬起来。此过程将电能转化为机械能。
(3)改变旗帜飘动方向有两种方法①可保持磁场方向不变,改变电流方向;②可保持电流方向不变,改变磁场方向。
电与磁相关作图
1.如图所示,将条形磁铁A悬挂于磁铁B正上方,此时磁铁B对桌面压力为零且保持静止。请在答题卡中画出此时磁铁B所受力的示意图。
【答案】
【来源】2025年贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县中考三模物理试题
【解析】由图可知,若此时磁铁B对桌面压力为零且保持静止,则此时磁铁B受到自身竖直向下的重力和磁铁A对磁铁B竖直向上的吸引力,这两个力是一对平衡力,如图所示:
2.(2025·甘肃省定西市·三模)请根据静止后小磁针的指向,在虚线框右侧括号内标出电源极性和A点的磁感线方向。
【答案】
【来源】2025年甘肃省定西市安定区城区三校联考中考三模物理试题
【解析】由小磁针的指向利用磁极间的相互作用可知螺线管的右端为N极,左端为S极,磁感线从N极发出,经外部回到S极,故A点的磁感线方向向左;又根据右手螺旋定则知,电流从电源的左端流出,经螺线管回到右端,故电源右端为负极。如图所示
3.(2025·陕西省西安市·三模)如图所示,请在括号中标出电源的“+”“-”极,并标出磁感线A点的方向。
【答案】
【来源】2025年陕西省西安市新城区中考三模物理试题
【解析】由图可知,条形磁铁的左端为S极,条形磁铁的磁感线与通电螺线管的磁感线相互排斥,由此可知,通电螺线管左端为N极,右端为S极;根据安培定则,伸出右手使大拇指指向螺线管的N极,则四指弯曲所指的方向为电流的方向,所以电流从螺线管的左端外侧流入,则电源的左端为正极,右端为负极。因为在磁体外部,磁感线总是从N极发出,回到S极,所以磁感线A点的方向是指向右的,如图所示:
4.如图所示,用笔画线代替导线将电路连接完整,并在括号中标出小磁针静止时右端的磁极名称(要求:闭合开关,移动滑片P时,螺线管磁性强弱改变)。
【答案】
【来源】2025年陕西省西安国际港务区铁一中陆港初级中学中考三模物理试题
【解析】通过螺线管的电流或螺线管的匝数改变时,螺线管磁性强弱会改变。由于螺线管匝数一定,可以改变电流改变螺线管的磁性强弱,故滑动变阻器一上一下串联接入电路能改变电路中电流的大小,故将滑动变阻器上面的接线柱与螺线管右端的导线相连;由于电流从螺线管的右端流入,根据安培定则可知,螺线管的左端为N极,右端为S极,根据磁极间的作用规律可知,小磁针左端为N极,右端为S极,如图
探究感应电流的产生条件
1.(2025·陕西省西安市·三模)按要求填空。
(1)在图1所示的实验中,竖直向上提升玻璃板,在玻璃板将要离开水面时,由于分子间存在引力,能观察到弹簧测力计的示数变______;
(2)如图2所示,让导线在磁场中做______运动,观察到电流表指针发生偏转,说明回路中有电流产生;
(3)某同学用托盘天平测量一小石块的质量,先将天平放在水平工作台上,再将游码移到标尺左端的零刻度线处,如果指针右偏,则需要向______(选填“左”或“右”)调节平衡螺母。天平调节水平平衡后测量石块质量时,天平右盘中砝码和游码的情形如图3所示,可知石块的质量是______g。
【答案】(1)大
(2)切割磁感线
(3)左 52
【来源】2025年陕西省西安市高新一中初级中学中考三模物理试题
【解析】(1)由于分子间存在引力,在玻璃板将要离开水面时,玻璃板分子受到水分子向下的拉力,所以会观察到弹簧测力计的示数变大。
(2)如图2所示,让闭合电路的部分导线在磁场中做切割磁感线运动,观察到电流表指针发生偏转,说明回路中有电流产生,这种现象叫电磁感应。
(3)[1][2]调节天平平衡时,如果指针右偏,则需要向左调节平衡螺母,使天平平衡;如图3所示,石块的质量是m=50g+2g=52g。
/
学科网(北京)股份有限公司
$$