第二十章 电与磁（单元培优）-2025-2026学年九年级全一册物理人教版（2024）

第二十章 电与磁 一．选择题（共9小题） 1．磁体能够指示南北方，是因为地球周围存在（　　） A．磁感线 B．地磁场 C．电荷 D．小磁针 2．世界上最早记录了“地理的两极和地磁场的两极并不重合”这一现象的人是（　　） A．牛顿 B．沈括 C．托里拆利 D．阿基米德 3．下列说法正确的是（　　） A．摩擦起电的实质是正电荷的转移 B．金属导电时，电子定向移动的方向与电流方向相同 C．毛皮摩擦过的橡胶棒具有吸引铁钴镍的性质 D．在地球上自由转动的小磁针静止时，指向地理北方的那一端是该磁针的北极 4．如图所示，a表示垂直于纸面的一根导体，它是闭合电路的一部分。它在下面各图中按所示方向运动时，不会产生感应电流的是（　　） A． B． C． D． 5．如图所示，用橡胶小锤敲击音叉，音叉发出的声音用话筒接收，将声信号转换成电信号，这个带有声音特征的电信号通过示波器中的波形图显示出来。下列说法正确的是（　　） A．声音是由物体的振动产生的 B．声音的传播不需要介质 C．话筒的工作原理是磁场对通电导线的作用 D．用大小不同的力敲击同一音叉发出的声音，经示波器显示出来的振幅相同 6．小明非常好奇新买的手电筒，他来回捆动这个手电筒，电筒内的磁体就会在线圈里面来回运动，使灯泡发光。下列能反映其工作原理的是（　　） A． B． C． D． 7．如图所示，下列说法不正确的是（　　） A．图甲中实验现象表明通电导体周围存在着磁场 B．图乙中，闭合开关，当导体ab在磁场中沿竖直方向运动时，电流表指针不会偏转 C．图丙中，是电动机的工作原理图 D．图丁中，动圈式扬声器的工作原理是电磁感应 8．关于磁体、磁场和磁感线，以下说法中正确的是（　　） A．铜、铁和铝都能够被磁体所吸引 B．磁感线是磁场中真实存在的曲线 C．磁场对放入其中的物体产生力的作用 D．物理学中，把小磁针静止时N极所指的方向规定为该点磁场的方向 9．如图是2024年杭州马拉松推出的机器狗配速员，机器狗内部电动机的工作原理是（　　） A．电磁感应现象 B．通电导体在磁场中受到力的作用 C．电流的磁效应 D．电流的热效应 二．多选题（共10小题） 10．如图所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同，方向相同的电流，a受到的磁场力大小为F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为F2，则此时b受到的磁场力大小变为（　　） A．F2 B．2F1﹣F2 C．2F1+F2 D．F2﹣2F1 11．下列说法中正确的是（　　） A．电流一定会在周围空间产生磁场 B．地磁场的南极在地球上地理位置南极附近 C．用撒铁屑的方法可以判断条形磁铁N极位置 D．通电铜导线中的电流方向与该导线中自由电子定向移动方向相反 12．关于电磁现象，下列说法中正确的是（　　） A．磁场是由磁感线组成的 B．磁场对放入其中的小磁针一定有力的作用 C．导体中的负电荷在做定向移动时一定产生磁场 D．利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围各点的磁场方向 13．对下列四幅图的表述错误的是（　　） A．图中，闭合开关，小磁针静止时N极指向右侧 B．图中，闭合开关，滑动变阻器滑片p 向右侧滑动时，弹簧测力计的示数变小 C．如图是发电机的工作原理图 D．如图是电动机的工作原理图 14．如图甲为恒温箱控制电路，热敏电阻R1和加热电阻R3（R3未画出）都处于恒温箱内。已知R3＝22Ω，电源电压U＝6V，继电器线圈的电阻为10Ω。图乙为热敏电阻的阻值R1随温度t的变化图像（在50～150℃范围内，热敏电阻的阻值与其温度的乘积为定值），R2是可变电阻。当线圈中的电流达到20mA时，继电器的衔铁被吸合，此时R2＝225Ω，恒温箱的温度为60℃。下列说法正确的是（　　） A．恒温箱的加热器应接在C、D端 B．若电阻R2的阻值调为260Ω，恒温箱内的温度会保持在130℃ C．恒温箱保持60℃时，热敏电阻R1两端的电压为1.5V D．恒温箱的加热器加热12min，消耗的电能为0.44kW•h 15．如图是小敏设计的汽车尾气中CO排放量的检测电路。当CO浓度高于某一设定值时，电铃发声报警。图中气敏电阻R1阻值随CO浓度的增大而减小。下列说法正确的是（　　） A．电铃应接在A和C之间 B．当CO浓度升高，电磁铁磁性减弱 C．用久后，电源电压U会减小，报警时CO最小浓度比设定值高 D．为使该检测电路在CO浓度更低时报警，可将R2的滑片向上移 16．为了判断一根钢棒是否有磁性，小明做了以下实验，其中能达到目的方法有（　　） A．让钢棒靠近铁屑，铁屑被吸引，则钢棒具有磁性 B．用细线将钢棒悬吊，使之水平自由转动，若静止时总是指南北，则钢棒具有磁性 C．让小磁针靠近钢棒，若钢棒与小磁针相互排斥，则钢棒具有磁性 D．让小磁针靠近钢棒，若钢棒与小磁针相互吸引，则钢棒具有磁性 17．如图，某同学自制了一个扬声器，将线圈紧密粘贴在纸杯底部，在线圈上方放置一个强磁铁，在线圈中通入交变电流后，纸杯振动发声。下列说法正确的是（　　） A．该扬声器与电动机的工作原理相同 B．磁场对线圈的力的方向随电流方向改变而改变 C．线圈带动纸杯振动是电磁感应现象 D．线圈中的电流不会产生磁场 18．如图所示，条形磁铁放在粗糙程度相同的水平桌面上静止后，闭合开关S，滑片P向下移动。下列说法正确的是（　　） A．滑片P向下移动过程中，通电螺线管的磁性变强 B．滑片P向下移动过程中，条形磁铁所受摩擦力一直不变 C．滑片P向下移动过程中，条形磁铁可能静止，也可能向右运动 D．滑片P向下移动过程中，条形磁铁可能静止，也可能向左运动 19．海鲜保存常要求温度低于﹣18℃。小明为海鲜市场的冷库设计了温度自动报警器，其原理如图甲所示。控制电路和工作电路的电源电压均为3V且保持不变，电磁铁线圈电阻忽略不计，乙图为热敏电阻R随温度变化的图像。冷库温度等于或高于﹣18℃时，工作电路报警。下列说法正确的是（　　） A．冷库温度升高时，热敏电阻R的阻值变小 B．工作电路报警时，衔铁被吸下，灯亮铃不响 C．冷库温度为﹣18℃时，控制电路中的电流为0.03A D．冷库温度降低时，控制电路消耗的电功率变大 三．填空题（共10小题） 20．3月28日，2025中国科幻大会在北京举行，会上展示了我国低真空、磁悬浮高速列车，如图1所示。请回答问题。 （1）运行管道做成低真空，主要是为了减小列车行驶时所受的 　 　 力，同时在 　 　 减弱了噪声。 （2）如图2所示，磁悬浮列车在高速运行过程中为实现悬浮效果，通电超导线圈与永磁轨道应相互 　 　 ，行驶时若要刹车减速，请结合电磁知识提出方案 　 　 。 21．如图所示的两种模型中，与动圈式扬声器原理相同的是 　 　 （选填“甲”或“乙”）。 22．2025年7月，中国科学院将开启“太阳风如何与地球磁场相互作用”项目研究。“太阳风”是从太阳射出的超声速带电粒子流，地球两极地区绚丽多彩的极光，是太阳风的带电粒子进入地球高层大气时，大气中的原子和分子被碰撞、激发，所辐射出的光芒。太阳风的速度至少超过了 　 　 （选填“3×108m/s”或“340m/s”），太阳风经过的区域内 　 　 （选填“产生”或“不产生”）新的磁场；地球两极地区绚丽多彩的极光 　 　 （选填“属于”或“不属于”）光的色散现象。 23．《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南。”如图1，“其柢指南”是由于受到 　 　 的作用。如图2，这是战国时期的青铜汲酒器，其底部有一个圆孔，当汲酒器进入酒水后用手按住方孔，提起汲酒器后酒水不会流出，这是利用了 　 　 的作用。如图3，这是《天工开物》中记载的民间捣谷用的舂的示意图，捣谷时在A点向下踩，舂相当于一个 　 　 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。 24．指南针是我国古代的四大发明之一，如图所示是我国早期的指南针——司南。《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南。”指南针能指南北方向是由于受到 　 　 的作用；“其柢指南”中，“柢”是指南针的 　 　 极，“南”是指 　 　 （选填“地理”或“地磁”）的南极。 25．如图所示的电路，开关S接到a处，小磁针静止时，A端是　 　 极；将开关S由a拨到b，调节滑动变阻器，使电流表示数不变，则电磁铁的磁性　 　 （选填“增强”、“不变”或“减弱”）。 26．东汉学者王充在《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南。”司南即指南针，如图所示，“柢”为指南针的 　 　 极。指南针之所以指南北，是因为它受到 　 　 的作用。 27．如图，将甲、乙两个电动机的转轴对接并固定在一起。闭合开关，甲的线圈通电在 　 　 中受力转动，带动乙的线圈转动，使小灯泡发光。乙相当于电路中的 　 　 （选填“电源”或“用电器”）。该过程中主要发生的能量转化是：电能→　 　 能→电能，最终转化为光能。 28．沈括在《梦溪笔谈》卷二十四《杂志》中有这么一段描述：“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”针锋是磁体的 　 　 极；“然常微偏东，不全南也。”说明地理的两极和地磁场的两极 　 　 。 29．1831年英国物理学家 　 　 发现了电磁感应现象，根据这个发现，后来发明了发电机，图中 　 　 （选填“甲”或“乙”）反映的是发电机的工作原理。 四．作图题（共4小题） 30．用箭头标出磁极周围磁感线的方向。 31．（1）在虚线框内画出图所示的实物图的电路图 （2）如图所示为某校科技活动小组制作的恒温箱的电路示意图，电热丝是恒温箱的加热元件。图中的水银温度计为导电温度计，上面的金属丝A的高度可以调整，下面的金属丝B与温度计中的水银接触，该温度计的水银液泡被放置到恒温箱内，请根据此电路图说明恒温工作的原理。 32．作图题：（1）如图1，根据小磁针的指向，请你标出磁体的N、S极和磁感线方向。 （2）如图2，根据小磁针静止时的指向，请你标出通电螺线管的N、S极和电源正、负极。 （3）如图3，把带有开关的电灯、三孔插座正确地连入家庭电路中。 33．根据图甲中磁场方向、通电导体中的电流方向及导体在磁场中的受力方向之间的关系，将乙、丙、丁三图所缺的内容补充完整。 五．实验探究题（共4小题） 34．在如图所示的装置中，闭合开关后，导体AB在磁场中沿 　 　 （选填“左右”或“上下”）方向运动时，会产生感应电流。探究电流方向时，对调磁体的N、S极，需要保持 　 　 不变，将会观察到的现象是 　 　 。 35．探究磁与电的联系如图所示，是灵敏电流计的内部结构。小红同学参加课外实践活动，发现灵敏电流计内部结构与电动机、发电机内部结构类似。出于好奇，她利用如图所示的装置进行了下面的实验。 【进行实验】用手拨动其中一个灵敏电流计指针的同时，另一个灵敏电流计的指针也发生了偏转。 【交流】拨动右侧灵敏电流计的指针时，表内线圈在磁场中　 　 运动，产生了感应电流。于是，左侧灵敏电流计内的线圈同时也会有电流，它在　 　 中受到力的作用，带动指针偏转起来。此时的右侧灵敏电流计相当于　 　 机。 36．在探究通电螺线管外部磁场方向的实验中： （1）在装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑，通电后铁屑分布无明显变化，这时需 　 　 纸板，观察到铁屑排列成如图所示的形状。说明通电螺线管外部磁场分布与 　 　 磁体的磁场相似； （2）用小磁针探究磁场方向时，发现小磁针没有标N、S极，请写出一种判断小磁针N、S极的方法：　 　 ； （3）对调螺线管所接电源正、负极，周围小磁针的指向也随之对调，说明通电螺线管的极性与螺线管中的 　 　 有关； （4）在螺线管内插入铁芯就做成了电磁铁，电磁铁的磁性有无可以用 　 　 来控制。请举一个电磁铁在生活中应用的实例：　 　 。 37．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示电路。 （1）实验中是通过观察 　 　 来比较电磁铁磁性强弱。 （2）把甲、乙两个电磁铁串联，目的是 　 　 相同，以探究电磁铁磁性强弱与的关系；由现象可得结论：　 　 。 （3）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 　 　 。 （4）电磁铁在生产、生活中应用广泛，请写出其中的一个应用：　 　 。 六．计算题（共4小题） 38．近年来，智能机器人进入百姓家，如图所示是质量为4kg的扫地机器人某次工作时的情景，在4s内沿水平直线运动了2m，此过程机器人所提供的牵引力为50N，g取10N/kg．求： （1）为智能机器人提供牵引力的是电动机，电动机的原理是　 　 ； （2）若机器人静止充电时和地面的接触面积为2cm2，则它对地面的压强为多少？ （3）上述工作过程中牵引力的功率为多少？ 39．如图1为一恒温水箱电路结构示意图，包括控制电路和工作电路两部分，控制电路：电源电压恒为12V，R1为热敏电阻（置于水箱中），阻值随温度变化的关系如图2所示，R0为滑动变阻器，线圈电阻不计，线圈中电流大于0.2A时衔铁被吸下；工作电路：R2为电热器，上面标有“220V1000W”的字样，L1、L2为红绿指示灯，其额定电压均为220V，加热时红灯正常发光，绿灯不亮，停止加热时绿灯正常发光，红灯不亮。 （1）按要求连接好工作电路； （2）为了使水箱内温度保持在60℃（水温低于60℃时电热器工作，高于60℃时停止加热），滑动变阻器接入电路阻值应为多少？ （3）水箱内装有质量为6kg20℃的冷水，电热器正常工作20min后自动停止加热，求电热器的加热效率； （4）为了使恒温水箱内设定的温度降低一些，请你想出两种办法？ 40．电梯为居民出入带来很大的便利。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，电铃发声报警，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＝6伏，保护电阻R1＝190欧，置于电梯下方的压敏电阻R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示，电梯自重3000牛，电磁铁线圈的阻值为10欧。 （1）电梯空载时，通过电磁铁线圈的电流大小为多少安？ （2）若电磁铁线圈电流达到20毫安时，衔铁刚好能被吸下使K与B接触。电铃发出警报声，则该电梯内最多可乘质量为60千克的乘客几人？ 41．图甲是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅的简化电路。它是通过电热丝R1来加热空气，从而加热食物，达到设定加热温度后，断开开关。 （1）求将5×10﹣3kg的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量。[c空气取1.0×103J/（kg•℃）] （2）工作电路中电热丝R1与指示灯支路并联。已知R1的额定电压为220V，额定功率为1100W。正常工作时，工作电路的总电流为5.55A，求此时指示灯支路的功率。 （3）控制电路电源电压恒定，通过调节变阻器R3接入电路的阻值来设置加热温度，电阻R2置于温度监测区域，它的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当加热温度设定为150℃，R3的阻值调为100Ω时，闭合开关S，电磁继电器（不计线圈的电阻）的衔铁被吸下，工作电路接通，开始加热；直到温度达到150℃时，衔铁向上弹起，停止加热。则当R3的阻值调为80Ω时，对应的加热温度设定为多少？ 七．综合能力题（共3小题） 42．新冠疫情期间，ECMO（体外肺膜氧合）技术的使用挽救了许多危重患者的生命。ECMO技术的原理是先将体内的上下腔静脉血引出体外，经过人工心肺旁路氧合后注入病人的肺静脉（图甲）和心主动脉（图乙）起到部分心肺替代作用，其主要设备包括氧合器、氧气泵、动力泵、监测系统、医用物理升温仪等。 （1）ECMO技术中能够替代人体肺功能的主要设备是 　 　 ； A．动力泵 B．氧合器 C．氧气泵 D．热交换器 （2）ECMO技术常被用于挽救肺功能丧失或心肺功能衰竭病人的生命，其中被用于挽救心肺功能衰竭病人生命的是图 　 　 所示模式； （3）在医院，人工心脏泵可短时间代替心脏工作，其结构如图丙所示，线圈AB固定在活塞的柄上，泵室通过单向阀门与血管相通，阀门S1只能向泵室外侧开启；阀门S2只能向泵室内侧开启，人工心脏泵工作时，以下说法正确的是 　 　 。 A．线圈AB中应通入方向周期性改变的电流 B．线圈AB中应通入方向不变的电流 C．电流从线圈B端流入过程，血液流入泵室 D．人工心脏泵每分钟“跳动”的次数由线圈中电流的大小决定 43．阅读短文，回答问题。 湿度与除湿机 湿度是指空气的干湿程度或含有水蒸气的多少，天气预报中最常用的是相对湿度，相对湿度是空气中实际水蒸气含量与同温度下最大可容纳水蒸气含量的百分比值，符号为%RH，人体感觉舒适的湿度一般为40%～70%RH，相对湿度为100%RH时，称为饱和状态，在饱和状态下，水分不再蒸发，夏季遇到这种天气，人体分泌的汗水难以蒸发，感到闷热难以忍受。 图甲为一款家用除湿机，由压缩机、热交换器（蒸发器、冷凝器）、风机、水箱等组成，如图乙所示，风机将潮湿空气吸入机内，蒸发器内部的制冷剂汽化，吸入空气中的水蒸气变成水珠，会聚到水箱中，干燥空气由风机排出，从蒸发器流出的制冷剂被抽入压缩机压缩，经冷凝器冷却后再次从毛细管流入蒸发器，如此循环使湿度降低，除湿机内部电路由控制电路和工作电路组成，原理如图丙所示，R为湿敏电阻，其阻值随相对湿度变化，L为磁控开关，当R阻值变化时，控制电路中线圈的电流随之发生变化，当电流大于某值时，L的两个磁性弹片相互吸合，工作电路的压缩机开始运转进行除湿，当湿度达到设定值时，会自动断开电源。 （1）20℃时，1m3的空气最大可容纳80g水蒸气，如果空气中实际的水蒸气含量为60g，则相对湿度是 　 　 %RH。 （2）当S接通时，可判断出图丙中线圈上端P的磁极是 　 　 极。 （3）图丙中湿敏电阻R的阻值随湿度增加而 　 　 （增大/不变/减小）。 （4）下列关于除湿机的说法正确的是 　 　 。 A.除湿机长时间工作会造成环境温度下降 B.设定湿度越低，则通过压缩机电流越大 C.冷凝器工作时内部制冷剂不断汽化 D.设定湿度越低，则可变电阻R0应越小 （5）某除湿机有40%（干衣模式）、50%、60%、70%等4个恒湿功能挡位，如图是它分别工作于不同挡位时测得的压缩机电流随时间的变化图像，其中属于60%挡位的是 　 　 。 44．如图甲所示是家用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。出厂预设当燃气浓度达到6%时报警，出厂测试时，控制电路的电源电压为3V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0.03A时，电磁铁恰好能将衔铁吸下，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）使用燃气的场所都应安装燃气报警器，安装的具体位置应根据被检测气体相对于空气的密度来决定。如果家中使用的是天然气（主要成分是密度比空气小的甲烷），则报警器应安装在厨房（如图丙）的 　 　 （填“A”或“B”）区域。 （2）由图乙可知，当燃气浓度升高时，气敏电阻R1的阻值 　 　 ，控制电路的总功率 　 　 （前两空均选填“变大”“变小”或“不变”）；按出厂预设，当燃气浓度达到6%时报警，此时工作电路的灯 　 　 （选填“L1”或“L2”）亮。 （3）该报警器要达到出厂预设值，则滑动变阻器应接入电路的电阻值为 　 　 Ω。 （4）小明研究发现：调节控制电路滑动变阻器R2的阻值，就可以改变报警时设定的燃气浓度值。若想将报警时的燃气浓度值比出厂预设值调低一些，应适当 　 　 （选填“增大”或“减小”）滑动变阻器R2的阻值。 第二十章 电与磁 参考答案与试题解析 一．选择题（共9小题） 1．磁体能够指示南北方，是因为地球周围存在（　　） A．磁感线 B．地磁场 C．电荷 D．小磁针 【答案】B 【分析】地球是一个大磁体，地球周围存在的磁场叫地磁场。 【解答】解：磁体能够指示南北方，是因为地球周围存在地磁场。 故选：B。 【点评】本题考查了地磁场的概念，属于基础题。 2．世界上最早记录了“地理的两极和地磁场的两极并不重合”这一现象的人是（　　） A．牛顿 B．沈括 C．托里拆利 D．阿基米德 【答案】B 【分析】地磁场的南北极与地理南北极相反，且不重合．即：地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。 【解答】解：北宋科学家沈括在《梦溪笔谈》中记载了指南针指向“常微偏东，不全南也”，即：地理的两极与地磁的两极并不重合，磁针所指的南北方向与地理的南北方向略有偏离，是第一位指出地磁偏角的科学家，故ACD错误，B正确。 【点评】物理学史也是物理考试中经常出现的一类题型，要求学生熟记著名科学家的贡献。 3．下列说法正确的是（　　） A．摩擦起电的实质是正电荷的转移 B．金属导电时，电子定向移动的方向与电流方向相同 C．毛皮摩擦过的橡胶棒具有吸引铁钴镍的性质 D．在地球上自由转动的小磁针静止时，指向地理北方的那一端是该磁针的北极 【答案】D 【分析】（1）摩擦起电的实质是电子的转移； （2）电子定向移动的方向与电流的方向相反； （3）带电物体能吸引轻小物体； （4）指南针的南极指地理的南方。 【解答】解：A．摩擦起电的实质是使电子的转移，故A错误； B、金属导电时，能移动的是自由电子，自由电子带负电荷，电子定向移动的方向与电流方向相反，故B错误； C、毛皮摩擦过的橡胶棒具有吸引轻小物体的性质，故C错误； D、小磁针静止时，小磁针的北极指向地理北极附近（地磁的南极附近），故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查了摩擦起电的实质、电流的方向与带电体的特点，属于基础题。 4．如图所示，a表示垂直于纸面的一根导体，它是闭合电路的一部分。它在下面各图中按所示方向运动时，不会产生感应电流的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【分析】根据感应电流产生的条件，分析图示情景，然后做出判断； 感应电流产生的条件：电路闭合，闭合电路的部分导体切割磁感线。 【解答】解：四个图中磁感线的方向都是向下的； 由图分析可知，A、B、D中的导体运动时都会切割磁感线，所以会产生感应电流； C图中导体的运动方向与磁感线方向平行，没有切割磁感线，所以不会产生感应电流； 故选：C。 【点评】解决此类问题的关键是知道产生感应电流的条件：闭合电路的一部分导体、切割磁感线运动。 5．如图所示，用橡胶小锤敲击音叉，音叉发出的声音用话筒接收，将声信号转换成电信号，这个带有声音特征的电信号通过示波器中的波形图显示出来。下列说法正确的是（　　） A．声音是由物体的振动产生的 B．声音的传播不需要介质 C．话筒的工作原理是磁场对通电导线的作用 D．用大小不同的力敲击同一音叉发出的声音，经示波器显示出来的振幅相同 【答案】A 【分析】（1）声音是由物体的振动产生的； （2）声音的传播需要介质，真空不能传声； （3）话筒的工作原理是电磁感应现象； （4）响度和发声体的振幅有关，振幅越大，响度越大。 【解答】解：A、声音是由物体的振动产生的，故A正确； B、声音的传播需要介质，故B错误； C、话筒的工作原理是电磁感应现象，故C错误； D、用大小不同的力敲击同一音叉发出的声音响度不同，即振幅不同，因此经示波器显示出来的振幅不同，故D错误。 故选：A。 【点评】本题考查声音的产生、声音的传播、声音的特性以及话筒的工作原理，是一道基础题。 6．小明非常好奇新买的手电筒，他来回捆动这个手电筒，电筒内的磁体就会在线圈里面来回运动，使灯泡发光。下列能反映其工作原理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，就会产生感应电流，这种现象叫电磁感应现象。 来回摇晃手电筒，使永磁体在线圈中来回运动，线圈做切割磁感线的运动，线圈中就会产生感应电流，小灯泡就会发光。 【解答】解：来回摇动发光的手电筒，其发光原理是电磁感应现象。 A、图中是探究影响电磁铁磁性大小的因素，其原理是电流的磁效应，故A不符合题意； BD、图中，开关闭合后，电路中有电流通过，通电线圈受到磁场力的作用而转动，是电动机的原理，故BD不符合题意； C、图中，开关闭合后，在外力作用下使导体做切割磁感应线运动，电流表指针会发生偏转，产生感应电流，这是电磁感应现象，是发电机的工作原理，与该手电筒供电原理相同，故C符合题意。 故选：C。 【点评】本题考查了电与磁之间联系及应用，属于基础题目。 7．如图所示，下列说法不正确的是（　　） A．图甲中实验现象表明通电导体周围存在着磁场 B．图乙中，闭合开关，当导体ab在磁场中沿竖直方向运动时，电流表指针不会偏转 C．图丙中，是电动机的工作原理图 D．图丁中，动圈式扬声器的工作原理是电磁感应 【答案】D 【分析】（1）奥斯特实验说明电流磁效应，即电流能产生磁场； （2）电磁感应是指闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线，电路中会产生感应电流； （3）研究磁场对电流的作用要先给导体通电，再将其放入磁场中，即说明通电导线在磁场中受力的作用，电动机就是利用该原理制成的； （4）对扬声器的工作过程有清楚的了解。扬声器的线圈中通过携带声音信息、时刻变化的电流，使得在一个瞬间和下一个瞬间产生不同方向的磁场，线圈就不断地来回振动，纸盆也就振动起来，便发出了声音。 【解答】解：A、图甲是奥斯特实验，该图中的实验现象说明通电导体周围存在着磁场，故A正确； B、图乙中，闭合开关，当导体ab在磁场中沿竖直方向上下运动时，没有切割磁感线，所以不会产生感应电流，故B正确； C、图丙中有电源，是演示磁场对电流作用的实验装置，是电动机的原理，故C正确； D、扬声器工作时把电信号转换成声信号，电能转化成机械能，其原理是通电导体在磁场中受力而运动，乙图是电磁感应现象，它们的实验原理不同，故D错误。 故选：D。 【点评】图中所示的四个实验，是电与磁这一单元最典型的四个实验，它们各自的特点不同，代表了不同的含义，学习中我们应该加以重点区分才行。 8．关于磁体、磁场和磁感线，以下说法中正确的是（　　） A．铜、铁和铝都能够被磁体所吸引 B．磁感线是磁场中真实存在的曲线 C．磁场对放入其中的物体产生力的作用 D．物理学中，把小磁针静止时N极所指的方向规定为该点磁场的方向 【答案】D 【分析】（1）磁体只能吸引铁、钴、镍等磁性材料。 （2）磁感线是为了描述磁场人们想象出来的曲线，磁场实际是存在的，磁感线是不存在的。 （3）磁体间相互作用是通过磁场完成的。 （4）物理学中，把小磁针静止时N极所指的方向规定为该点磁场的方向。 【解答】解：A、铜和铝都不是磁性材料，磁体都不能吸引，故A错误。 B、磁感线在磁场中不是真实存在的，只是为了便于研究磁场，人为画的一些曲线，故B错误。 C、磁场对放入其中的磁体产生力的作用，故C错误。 D、物理学中，把小磁针静止时N极所指的方向规定为该点磁场的方向，故D正确。 故选：D。 【点评】磁场是真实存在的，磁感线不是真实存在的，为了描述磁场，人为画的磁感线。 9．如图是2024年杭州马拉松推出的机器狗配速员，机器狗内部电动机的工作原理是（　　） A．电磁感应现象 B．通电导体在磁场中受到力的作用 C．电流的磁效应 D．电流的热效应 【答案】B 【分析】电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。 【解答】解：机器狗内部电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，故B正确，ACD错误。 故选：B。 【点评】此题主要考查了电动机的原理，比较简单。 二．多选题（共10小题） 10．如图所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同，方向相同的电流，a受到的磁场力大小为F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为F2，则此时b受到的磁场力大小变为（　　） A．F2 B．2F1﹣F2 C．2F1+F2 D．F2﹣2F1 【答案】BCD 【分析】不加磁场时，ab受到大小相等方向相反的力；然后再加入一匀强磁场，则此时b受到的磁场力大小与a相同，方向相同；根据a的合力即可分析磁场力的大小，从而求出b受到的合力的可能值；注意所加磁场力的方向可能与原磁场力同向也可以反向。 【解答】解： 如图所示，两根长直导线，电流大小相同，方向相同。由安培定则可知a右侧磁场方向向外，b左侧的磁场方向向里， 由左手定则知，a受到b产生磁场的作用力向右，大小为F1，那么b受到a产生磁场的作用力向左大小也为F1，但方向相反（向左）。 再加入匀强磁场时产生的磁场力大小为F0，则a、b受到加入匀强匀强磁场的作用力均为F0，且方向相同。 （1）如果加入匀强磁场方向垂直导线平面向里时，F0方向向右，则a受到的作用力为F2＝F1+F0， 若此时F1＞F0，则b受到的作用力为F2′＝F1﹣F0＝F1﹣（F2﹣F1）＝2F1﹣F2，故B正确； 若此时F1＜F0，则F2′＝F0﹣F1＝（F2﹣F1）﹣F1＝F2﹣2F1，故D正确； （2）如果加入匀强磁场方向垂直导线平面向外时，F0方向向左， 若F1＞F0，则a受到的作用力为F2＝F1﹣F0，则b受到的作用力为F2′＝F1+F0＝F1+（F1﹣F2）＝2F1﹣F2，故B正确； 若F1＜F0，则a受到的作用力为F2＝F0﹣F1，则b受到的作用力为F2′＝F1+F0＝F1+（F2+F1）＝2F1+F2，故C正确。 故选：BCD。 【点评】本题要明确加入磁场前后两电流之间的磁场力是不变的；只要分析所加磁场产生的磁场力即可，根据力的合成方法求出对应的合力即可。 11．下列说法中正确的是（　　） A．电流一定会在周围空间产生磁场 B．地磁场的南极在地球上地理位置南极附近 C．用撒铁屑的方法可以判断条形磁铁N极位置 D．通电铜导线中的电流方向与该导线中自由电子定向移动方向相反 【答案】AD 【分析】（1）奥斯特实验说明了通电导线周围存在着磁场； （2）地球周围有磁场，地磁北极在地理南极附近； （3）磁感线是假想的曲线，可以用撒铁屑的方法模拟，但它无法显示磁场的方向； （4）正电荷定向移动方向规定为电流方向。 【解答】解： A、电流的周围一定会产生磁场，故A正确； B、地球周围有磁场，地磁南极在地理北极附近，故B错误； C、用撒铁屑的方法可以模拟磁感线，但它无法显示磁场的方向，不可以判断条形磁铁N极位置，故C错误； D、自由电子带负电，所以通电铜导线中的电流方向与该导线中自由电子定向移动的方向相反，故D正确。 故选：AD。 【点评】此题考查了电磁学中的多个知识点，包括电流的磁场、地磁场、磁场方向、导体中电流方向等，都是基础内容，是必须掌握的。 12．关于电磁现象，下列说法中正确的是（　　） A．磁场是由磁感线组成的 B．磁场对放入其中的小磁针一定有力的作用 C．导体中的负电荷在做定向移动时一定产生磁场 D．利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围各点的磁场方向 【答案】BC 【分析】解答本题要弄清磁场的基础知识。 （1）磁场是看不见的，却是真实的客观存在，磁感线是形象、直观地描述磁场的方法，能看见，却是假的； （2）磁场看不见，可以通过它表现的性质来认识它，基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用； （3）奥斯特实验告诉我们，电流的周围存在磁场，即电可以生磁； （4）磁场的分布情况可能通过撒铁屑的方法粗略观察，用铁屑可以看出磁场的强弱。 【解答】解：A、磁感线是描述磁场的方法，是建立理想模型法，磁场不是有磁感线组成的，故A错误； B、磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用，故B正确； C、负电荷定向移动可以产生电流，电流的周围存在磁场，故C正确； D、利用铁屑可以看到磁体周围磁场的分布情况，但看不到方向，磁场方向是人为规定的，故D错误。 故选：BC。 【点评】磁场是一种抽象的物质，学习磁场的概念要从客观存在性、描述方法、基本性质，等多方面理解。 13．对下列四幅图的表述错误的是（　　） A．图中，闭合开关，小磁针静止时N极指向右侧 B．图中，闭合开关，滑动变阻器滑片p 向右侧滑动时，弹簧测力计的示数变小 C．如图是发电机的工作原理图 D．如图是电动机的工作原理图 【答案】ACD 【分析】（1）根据安培定则判定螺线管的N、S极；根据磁极间的相互作用判定小磁针的N极； （2）影响电磁铁磁性大小的因素有电流大小和匝数的多少；根据电流的变化判定磁性的变化； （3）发电机是利用电磁感应现象的原理制成的；电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的。 【解答】解： A、由安培定则可知，螺线管的左端为N极，右端为S极，根据磁极间的相互作用，可知，小磁针小磁针静止时左端应为N极，右端应为S极，故A错误； B、由安培定则可知，螺线管的上端为N极，下端为S极，螺线管与条形磁铁的下端是同名磁极，同名磁极互相排斥， 闭合开关，滑动变阻器滑片P向右侧滑动时，滑动变阻器电阻减小，电流变大，电磁铁磁性变强，则斥力增大，故弹簧测力计的示数变小，故B正确； C、图中有电源，若闭合开关，磁场中的金属棒会受力运动，即说明通电导线在磁场中受力的作用，即电动机的原理图，故C错误； D、图中，当导体在磁场里上下运动时，金属棒ab没有做切割磁感线运动，电路中不会产生感应电流，电流表指针不会偏转，当金属棒ab做切割磁感线运动时，电路中就会产生感应电流，电流表指针会偏转，是发电机的工作原理图，故D错误。 故选：ACD。 【点评】利用好安培定则，磁极间的相互作用、知道电磁铁、电动机和发电机的制作原理即原理图是解决该题的关键。 14．如图甲为恒温箱控制电路，热敏电阻R1和加热电阻R3（R3未画出）都处于恒温箱内。已知R3＝22Ω，电源电压U＝6V，继电器线圈的电阻为10Ω。图乙为热敏电阻的阻值R1随温度t的变化图像（在50～150℃范围内，热敏电阻的阻值与其温度的乘积为定值），R2是可变电阻。当线圈中的电流达到20mA时，继电器的衔铁被吸合，此时R2＝225Ω，恒温箱的温度为60℃。下列说法正确的是（　　） A．恒温箱的加热器应接在C、D端 B．若电阻R2的阻值调为260Ω，恒温箱内的温度会保持在130℃ C．恒温箱保持60℃时，热敏电阻R1两端的电压为1.5V D．恒温箱的加热器加热12min，消耗的电能为0.44kW•h 【答案】BD 【分析】（1）当线圈中的电流达到20mA时，继电器的衔铁被吸合，此时R2＝225Ω，恒温箱的温度为60℃，说明停止加热； （2）根据当线圈中的电流达到20mA时，继电器的衔铁被吸合，此时R2＝225Ω，恒温箱的温度为60℃，可以求得热敏电阻的阻值与其温度的乘积的定值； （3）根据欧姆定律可得恒温箱保持60℃时，热敏电阻R1两端的电压； （4）根据电功公式可得恒温箱的加热器加热12min，消耗的电能。 【解答】解：A、当线圈中的电流达到20mA时，继电器的衔铁被吸合，此时R2＝225Ω，恒温箱的温度为60℃，说明停止加热，恒温箱的加热器应接在A、B端，故A错误； B、当线圈中的电流达到20mA时，继电器的衔铁被吸合，此时R2＝225Ω，恒温箱的温度为60℃时，电路中总电阻R总，则R1＝R总﹣R2﹣10Ω＝300Ω﹣225Ω﹣10Ω＝65Ω， 可以求得热敏电阻的阻值与其温度的乘积的定值Q＝R1t＝65Ω×60℃＝3900Ω•℃； 若电阻R2的阻值调为260Ω，则R1＝R总﹣R2﹣10Ω＝300Ω﹣260Ω﹣10Ω＝30Ω，因此恒温箱内的温度会保持在t，故B正确； C、恒温箱保持60℃时，热敏电阻R1两端的电压U＝IR1＝0.02A×65Ω＝1.3V，故C错误； D、恒温箱的加热器加热12min，消耗的电能为：1.584×106J＝0.44kW•h，故D正确。 故选：BD。 【点评】本题考查电功与电能的计算，欧姆定律的应用，电磁继电器的应用。 15．如图是小敏设计的汽车尾气中CO排放量的检测电路。当CO浓度高于某一设定值时，电铃发声报警。图中气敏电阻R1阻值随CO浓度的增大而减小。下列说法正确的是（　　） A．电铃应接在A和C之间 B．当CO浓度升高，电磁铁磁性减弱 C．用久后，电源电压U会减小，报警时CO最小浓度比设定值高 D．为使该检测电路在CO浓度更低时报警，可将R2的滑片向上移 【答案】CD 【分析】AB、图中气敏电阻R1阻值随CO浓度的增大而减小，由欧姆定律得出控制电路的电流变化，根据影响电磁铁磁性强弱的因素可知磁性的变化，结合电路分析； C、用久后，电源电压U1会减小，由欧姆定律，只有当R1阻值变小时，控制电路才能达到衔铁被吸下的最小电流，据此分析； D、在CO浓度越低电阻越大，因控制电路衔铁被吸下的最小电流不变，由欧姆定律和电阻的串联分析。 【解答】解：AB、图中气敏电阻R1阻值随CO浓度的增大而减小，由欧姆定律，控制电路的电流增大，电磁铁磁性增强，衔铁被吸下，因CO浓度高于某一设定值时，电铃发声报警，故电铃应接在B、D之间，故AB错误； C、用久后，电源电压U1会减小，由欧姆定律，只有当R1阻值变小时，控制电路才能达到衔铁被吸下的最小电流，即报警时CO最小浓度比设定值高，故C正确； D、在CO浓度越低时气敏电阻R1阻值越大，因控制电路中衔铁被吸下的最小电流不变，由欧姆定律和电阻的串联可得I，即减小变阻器的电阻，故将R2的滑片向上移，故D正确。 故选：CD。 【点评】本题考查串联电路的规律及欧姆定律的运用和影响电磁铁磁性强弱的因素。 16．为了判断一根钢棒是否有磁性，小明做了以下实验，其中能达到目的方法有（　　） A．让钢棒靠近铁屑，铁屑被吸引，则钢棒具有磁性 B．用细线将钢棒悬吊，使之水平自由转动，若静止时总是指南北，则钢棒具有磁性 C．让小磁针靠近钢棒，若钢棒与小磁针相互排斥，则钢棒具有磁性 D．让小磁针靠近钢棒，若钢棒与小磁针相互吸引，则钢棒具有磁性 【答案】ABC 【分析】钢棒有磁性，就是具有了吸引铁、钴、镍等磁性物质的性质，则有磁性的钢棒具有指向性，能发生磁极间的相互作用规律。 【解答】解： A、钢棒能吸引铁屑，说明钢棒具有磁体的性质：能够吸引铁、钴、镍等物质，即钢棒有磁性。故A能达到目的。 B、磁体由于受到地磁场的作用，当其自由静止时，要指向南北方向，即磁体的指向性。故B能达到目的。 C、小磁针具有磁性，而相斥说明了钢棒也具有磁性，因为只有同名磁极才会相斥。故C能达到目的。 D、小磁针靠近钢棒，即使钢棒没有磁性，小磁针也会吸引钢棒。所以不能确定钢棒是否具有磁性。故D不能达到目的。 故选：ABC。 【点评】此题考查了磁体的性质和磁极间的相互作用规律，抓住钢棒有磁性与没有磁性的区别是解题的关键。 17．如图，某同学自制了一个扬声器，将线圈紧密粘贴在纸杯底部，在线圈上方放置一个强磁铁，在线圈中通入交变电流后，纸杯振动发声。下列说法正确的是（　　） A．该扬声器与电动机的工作原理相同 B．磁场对线圈的力的方向随电流方向改变而改变 C．线圈带动纸杯振动是电磁感应现象 D．线圈中的电流不会产生磁场 【答案】AB 【分析】（1）扬声器的工作原理：通电线圈在磁场中受到力的作用；电动机的工作原理：通电线圈在磁场中受到力的作用； （2）通电线圈在磁场中受到力的作用，力的方向与电流方向和磁场方向有关； （3）扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置，它的原理是通电线圈在磁场中受力而运动，由此带动纸盆振动发出声音； （4）通电线圈周围存在磁场。 【解答】解：A、扬声器的工作原理：通电线圈在磁场中受到力的作用；电动机的工作原理：通电线圈在磁场中受到力的作用，所以该扬声器与电动机的工作原理相同，故A正确； B、通电线圈在磁场中受到力的作用，力的方向与电流方向和磁场方向有关，所以磁场对线圈的力的方向随电流方向改变而改变，故B正确； C、扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置，它的原理是通电线圈在磁场中受力而运动，由此带动纸盆振动发出声音，故C错误； D、通电线圈周围存在磁场，故D错误。 故选：AB。 【点评】本题考查扬声器和电动机的工作原理、电磁感应现象、磁场对电流的作用以及电生磁现象，这是常考题，有一定的难度。 18．如图所示，条形磁铁放在粗糙程度相同的水平桌面上静止后，闭合开关S，滑片P向下移动。下列说法正确的是（　　） A．滑片P向下移动过程中，通电螺线管的磁性变强 B．滑片P向下移动过程中，条形磁铁所受摩擦力一直不变 C．滑片P向下移动过程中，条形磁铁可能静止，也可能向右运动 D．滑片P向下移动过程中，条形磁铁可能静止，也可能向左运动 【答案】AC 【分析】（1）由安培定则可判断电磁铁的极性；由磁极间的相互作用可判断条形磁铁受力方向；由滑片的移动可知接入电阻的变化及电流的变化，则可知磁性强弱的变化，从而求得磁铁受力大小的变化，根据二力平衡可知所受摩擦力的方向； （2）静摩擦力与排斥力是一对平衡力，大小相等；滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关。 【解答】解：A、当滑片P逐渐向下移动时，变阻器连入电路的电阻逐渐变小，由欧姆定律可知线圈中电流逐渐变大，则通电螺线管的磁性变强，故A正确； BCD、当滑片P逐渐向下移动时，由于通电螺线管的磁性变强，且螺线管和条形磁铁相对的磁极为同名磁极，所以条形磁铁受到电磁铁的排斥力逐渐变大，则条形磁铁可能静止，也可能向右运动；当条形磁铁静止时，静摩擦力和吸引力平衡，吸引力增大时，静摩擦力也随着增大，故BD错误，C正确。 故选：AC。 【点评】本题是电磁学和二力平衡知识的综合分析题，涉及的知识规律要掌握清楚：磁极间的相互作用规律，影响电磁铁磁性强弱的因素，二力平衡的判断及应用等等。 19．海鲜保存常要求温度低于﹣18℃。小明为海鲜市场的冷库设计了温度自动报警器，其原理如图甲所示。控制电路和工作电路的电源电压均为3V且保持不变，电磁铁线圈电阻忽略不计，乙图为热敏电阻R随温度变化的图像。冷库温度等于或高于﹣18℃时，工作电路报警。下列说法正确的是（　　） A．冷库温度升高时，热敏电阻R的阻值变小 B．工作电路报警时，衔铁被吸下，灯亮铃不响 C．冷库温度为﹣18℃时，控制电路中的电流为0.03A D．冷库温度降低时，控制电路消耗的电功率变大 【答案】AC 【分析】电磁铁线圈电阻忽略不计，控制电路为热敏电阻R的简单电路； AB、当冷库温度升高时，根据图像可知热敏电阻R的阻值变化，由欧姆定律可知控制电路的电流变化，衔铁被吸下时，工作电路中电铃工作； CD、由图像可知，冷库温度为﹣18℃时热敏电阻的阻值，根据欧姆定律求出此时控制电路中的电流； 冷库温度降低时，由图像可知热敏电阻的阻值变化，根据P可知控制电路消耗电功率的变化。 【解答】解：电磁铁线圈电阻忽略不计，由图甲可知，控制电路为热敏电阻R的简单电路； A、根据图像可知，冷库温度升高时，热敏电阻R的阻值变小，故A正确； B、工作电路报警时，说明冷库温度较高，热敏电阻的阻值较小，则控制电路的电流变大，衔铁被吸下，则由图可知此时电铃响，而灯不亮，故B错误； C、由图像可知，冷库温度为﹣18℃时，热敏电阻的阻值为100Ω， 根据欧姆定律可得此时控制电路中的电流为：，故C正确； D、冷库温度降低时，由图像可知热敏电阻的阻值变大，根据P可知控制电路消耗的电功率变小，故D错误。 故选：AC。 【点评】本题考查了电磁继电器的基本工作原理、欧姆定律的应用和动态电路的分析等，难度适中。 三．填空题（共10小题） 20．3月28日，2025中国科幻大会在北京举行，会上展示了我国低真空、磁悬浮高速列车，如图1所示。请回答问题。 （1）运行管道做成低真空，主要是为了减小列车行驶时所受的 　摩擦　 力，同时在 　声源处　 减弱了噪声。 （2）如图2所示，磁悬浮列车在高速运行过程中为实现悬浮效果，通电超导线圈与永磁轨道应相互 　排斥　 ，行驶时若要刹车减速，请结合电磁知识提出方案 　减小超导线圈中的电流　 。 【答案】（1）摩擦；声源处；（2）排斥；减小超导线圈中的电流。 【分析】（1）低真空、磁悬浮高速列车可以减小摩擦力，同时在声源处减弱噪声； （2）同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引。电磁铁的磁性强弱与电流的大小有关。 【解答】解：（1）运行管道做成低真空，主要是为了减小列车行驶时所受的摩擦力，同时在声源处减弱了噪声。 （2）磁悬浮列车在高速运行过程中为实现悬浮效果，通电超导线圈与永磁轨道应相互排斥，行驶时若要刹车减速，可以减小超导线圈中的电流，超导线圈中的磁场减弱，车厢在重力的作用下向下移动，摩擦力增大，刹车减速。 故答案为：（1）摩擦；声源处；（2）排斥；减小超导线圈中的电流。 【点评】本题考查的是磁悬浮的基本原理；知道减弱噪声的办法和磁极间的相互作用规律。 21．如图所示的两种模型中，与动圈式扬声器原理相同的是 　甲　 （选填“甲”或“乙”）。 【答案】甲。 【分析】动圈式扬声器是利用通电线圈在磁场中受力的原理制成的。 【解答】解：动圈式扬声器是利用通电线圈在磁场中受力的原理制成的，图甲是电动机的原理示意图，与动圈式扬声器的原理相同，图乙是发电机的原理图，是利用电磁感应现象制成的，动圈式话筒是利用该原理制成的。 故答案为：甲。 【点评】本题考查的是电磁感应现象和通电导体在磁场中受到力的作用；知道动圈式话筒和动圈式扬声器的原理。 22．2025年7月，中国科学院将开启“太阳风如何与地球磁场相互作用”项目研究。“太阳风”是从太阳射出的超声速带电粒子流，地球两极地区绚丽多彩的极光，是太阳风的带电粒子进入地球高层大气时，大气中的原子和分子被碰撞、激发，所辐射出的光芒。太阳风的速度至少超过了 　340m/s　 （选填“3×108m/s”或“340m/s”），太阳风经过的区域内 　产生　 （选填“产生”或“不产生”）新的磁场；地球两极地区绚丽多彩的极光 　不属于　 （选填“属于”或“不属于”）光的色散现象。 【答案】340m/s；产生；不属于。 【分析】（1）“太阳风”是从太阳射出的超声速带电粒子流； （2）变化的电流产生磁场； （3）地球两极地区绚丽多彩的极光，大气中的原子和分子被碰撞、激发，所辐射出的光芒。 【解答】解：（1）“太阳风”是从太阳射出的超声速带电粒子流；所以速度至少超过了声速340m/s， （2）变化的电流产生磁场；故太阳风经过的区域内产生新的磁场； （3）太阳风的带电粒子进入地球高层大气时，大气中的原子和分子被碰撞、激发，所辐射出的光芒，不是光的色散形成的。 故答案为：340m/s；产生；不属于。 【点评】本题是根据材料解答的应用题，难度不大。 23．《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南。”如图1，“其柢指南”是由于受到 　地磁场　 的作用。如图2，这是战国时期的青铜汲酒器，其底部有一个圆孔，当汲酒器进入酒水后用手按住方孔，提起汲酒器后酒水不会流出，这是利用了 　大气压　 的作用。如图3，这是《天工开物》中记载的民间捣谷用的舂的示意图，捣谷时在A点向下踩，舂相当于一个 　费力　 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。 【答案】地磁场；大气压；费力。 【分析】地球本身就是一个大磁体，周围存在地磁场。 大气压的综合应用主要涉及到多个方面，‌包括生活用品、‌天气影响、‌人体影响、‌液体沸点的影响以及体积与压强的关系。‌ 费力杠杆（动力臂小于阻力臂，费力省距离）。 【解答】解：地球本身就是一个大磁体，周围存在地磁场，司南静止时能指南北是因为受到地磁场作用。 浸入时：液体从底部圆孔进入，气体从方孔排出，按住方孔时：内部形成低压区，大气压＞水压，所以液体不流出，因此这是利用了大气压的作用。 由图知动力臂小于阻力臂，由F1l1＝F2l2可知，动力＞阻力，故舂相当于一个费力杠杆。 故答案为：地磁场；大气压；费力。 【点评】本题考查了地磁场，大气压的利用，杠杆的分类。 24．指南针是我国古代的四大发明之一，如图所示是我国早期的指南针——司南。《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南。”指南针能指南北方向是由于受到 　地磁场　 的作用；“其柢指南”中，“柢”是指南针的 　南　 极，“南”是指 　地理　 （选填“地理”或“地磁”）的南极。 【答案】地磁场；南；地理。 【分析】地球是一个大磁体，地球周围存在的磁场叫地磁场。地磁场的南北极与地理南北极相反，且不重合。即：地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。 【解答】解：地球本身是一个大磁体，司南是用天然磁石磨制成的勺子，即其实质就是一块磁铁，在地球的磁场中受到磁力的作用，其静止时其“柢”（勺柄）指向南方，即指南针的南极，地理上的南极是地磁的北极，故“南“是指地理的南极。 故答案为：地磁场；南；地理。 【点评】记住地磁两极和地理两极的关系：相反，不重合。 25．如图所示的电路，开关S接到a处，小磁针静止时，A端是　S　 极；将开关S由a拨到b，调节滑动变阻器，使电流表示数不变，则电磁铁的磁性　减弱　 （选填“增强”、“不变”或“减弱”）。 【答案】见试题解答内容 【分析】（1）根据安培定则判断电磁铁的极性，根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引判断A端的极性； （2）电磁铁的磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关：电流不变时，匝数越少，磁性越弱；匝数一定时，电流减小，磁性减弱。 【解答】解：（1）伸出右手握住螺线管，四指弯曲指示电流的方向，大拇指所指的方向即螺线管的右端为电磁铁的N极，据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的道理可知，小磁针的A端是S极； （2）在此实验装置中，保持电流不变，将开关S由a换到b，则减少了线圈的匝数，因此通电螺线管的磁性减弱。 故答案为：S；减弱。 【点评】本题考查了影响电磁铁磁性强弱的因素和根据安培定则判断通电螺线管的极性。有一定的综合性。 26．东汉学者王充在《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南。”司南即指南针，如图所示，“柢”为指南针的 　S　 极。指南针之所以指南北，是因为它受到 　地磁场　 的作用。 【答案】S；地磁场。 【分析】指南针指示南北是因为受到地磁场的作用。指南针指南的那一端是它的S极。 【解答】解：柢”为指南针的S极。指南针之所以指南北，是因为它受到地磁场的作用。 故答案为：S；地磁场。 【点评】本题考查了地磁场和指南针指示南北的原因，属于基础性题目。 27．如图，将甲、乙两个电动机的转轴对接并固定在一起。闭合开关，甲的线圈通电在 　磁场　 中受力转动，带动乙的线圈转动，使小灯泡发光。乙相当于电路中的 　电源　 （选填“电源”或“用电器”）。该过程中主要发生的能量转化是：电能→　机械　 能→电能，最终转化为光能。 【答案】磁场；电源；机械。 【分析】电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动。 电路的组成：电路是由提供电能的电源、消耗电能的用电器、控制电路通断的开关和输送电能的导线四部分组成，缺少或不完整都会影响电路的正常工作。 甲电动机通电后将电能转化为机械能，带动乙的线圈转动，乙线圈在磁场中做切割磁感线运动产生电能。 【解答】解：电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，所以甲的线圈通电在磁场中受力转动。 乙的线圈在甲的带动下转动，使小灯泡发光，说明乙线圈中产生了感应电流，此时乙是利用电磁感应原理工作的，相当于发电机，在电路中充当电源。 甲电动机通电后将电能转化为机械能，带动乙的线圈转动，乙线圈在磁场中做切割磁感线运动产生电能，所以该过程中主要发生的能量转化是：电能→机械能→电能，最终小灯泡发光，电能转化为光能。 故答案为：磁场；电源；机械。 【点评】本题考查了电动机的工作原理，电路的组成，以及能量的转化。 28．沈括在《梦溪笔谈》卷二十四《杂志》中有这么一段描述：“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”针锋是磁体的 　南　 极；“然常微偏东，不全南也。”说明地理的两极和地磁场的两极 　不重合　 。 【答案】见试题解答内容 【分析】地球是一个大磁体，地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，存在磁偏角。 【解答】解：针锋能指南，即指地理北极附近，是因为针锋受到地磁场的作用，磁体的南极指向地磁的北极，故“针锋”是磁体的南极； “然常微偏东，不全南也”，说明地理的两极和地磁场的两极并不是完全重合，存在磁偏角。 故答案为：南；不重合。 【点评】此题考查了地磁场的概念，是基础性问题。 29．1831年英国物理学家 　法拉第　 发现了电磁感应现象，根据这个发现，后来发明了发电机，图中 　乙　 （选填“甲”或“乙”）反映的是发电机的工作原理。 【答案】法拉第；乙。 【分析】法拉第在奥斯特的启发下，研究了磁场与电流的关系，最终在1831年终于发现了电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生电流。根据这个发现，后来发明了发电机。 【解答】解：1831年英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，根据法拉第发现的电磁感应现象，人们发明了发电机，为人类大规模获得电能提供了可能。 由图可知，甲图中有电源，反映的是电动机的原理，乙图中没有电源，反映的发电机的原理。 故答案为：法拉第；乙。 【点评】物理学史一直是考试中的热点，了解相关的物理学史可以使我们了解科学家的贡献，激发我们学习物理的兴趣。 四．作图题（共4小题） 30．用箭头标出磁极周围磁感线的方向。 【答案】见试题解答内容 【分析】在磁体的周围磁感线是从磁体的N极出发回到S极。可以根据图示的磁体的N极，确定磁感线的方向。 【解答】解：据图可知，磁体的上端为N极，磁感线是从磁体的N极出发回到S极，故此时在N极附近的磁感线是出发的磁感线，答案如下图所示： 【点评】知道并理解磁感线的方向是解决该题的关键。 31．（1）在虚线框内画出图所示的实物图的电路图 （2）如图所示为某校科技活动小组制作的恒温箱的电路示意图，电热丝是恒温箱的加热元件。图中的水银温度计为导电温度计，上面的金属丝A的高度可以调整，下面的金属丝B与温度计中的水银接触，该温度计的水银液泡被放置到恒温箱内，请根据此电路图说明恒温工作的原理。 【答案】见试题解答内容 【分析】（1）从实物图可以看出，定值电阻与滑动变阻器串联，电压表测量定值电阻两端的电压，电流表测量电路总电流； （2）水银温度计中装的是水银，即其是导体，当恒温箱中的温度高于一定温度时，温度计内的水银与上面的金属丝接触，电路接通，电磁铁具有磁性，将衔铁吸引过来，使电热丝所在电路断开，停止加热；同理分析当温度降低时，即温度计内的水银与其上面的金属丝A分理，再分析电磁铁中有无电流及对应状况即可判断该装置的工作原理。 【解答】解：（1）从正极开始连接，依次是开关、定值电阻、电流表、滑动变阻器回到负极，电压表并联在定值电阻两端；如图： （2）通电后当恒温箱内温度未达到导电温度计金属丝所指示的温度时，电热丝被连接在电路中，是恒温箱温度升高，当导电温度计中的水银柱上升到金属丝指示的温度时，继电器线圈被接通，衔铁被吸下，电热丝断电停止加热。温度降低后线圈电路断开，衔铁被释放，电热丝再次被接入电路，从而保持恒温箱内温度恒定。 【点评】本题考查了根据实物图画电路图和电磁铁在电磁继电器上的应用，电磁继电器实质上是一个由电磁铁来控制的自动开关，解题时结合电磁继电器的原理进行分析。 32．作图题：（1）如图1，根据小磁针的指向，请你标出磁体的N、S极和磁感线方向。 （2）如图2，根据小磁针静止时的指向，请你标出通电螺线管的N、S极和电源正、负极。 （3）如图3，把带有开关的电灯、三孔插座正确地连入家庭电路中。 【答案】见试题解答内容 【分析】（1）据磁体间的作用规律确定磁体的NS极；在磁体的外部磁感线都是从磁体的北极出来，回到南极； （2）已知了小磁针的磁极，根据磁极间的相互作用，可判断出通电螺线管的磁极，再由右手螺旋定则来得出电源的正负极。 （3）火线首先进入开关，然后进入灯泡顶端的金属点；零线直接进入螺旋套。火线接在灯泡的顶端，在更换灯泡时，断开开关，切断火线，更安全。三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线 【解答】解：（1）由图可知，与小磁针N极靠近的是磁体的S极；与小磁针S极靠近的是磁体的N极，而后据磁感线的方向是从N极指向S极可判断磁感线的方向。如下图： （2）解：由图知：小磁针的磁极为：左S、右N，那么螺线管的磁极为：左S、右N； 由右手螺旋定则可作图如下： （3）零线直接进入灯泡的螺旋套；火线先接入开关，再进入灯泡顶端的金属点。三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线。 【点评】此题主要考查对磁极间的相互作用以及右手螺旋定则的掌握情况。会判断磁感线的方向是解决此类问题的关键，掌握家庭电路中灯泡、开关、保险丝、两孔插座、三孔插座的接法。 33．根据图甲中磁场方向、通电导体中的电流方向及导体在磁场中的受力方向之间的关系，将乙、丙、丁三图所缺的内容补充完整。 【答案】见试题解答内容 【分析】先由已知的甲图中关系明确磁场的方向，利用受力方向与磁场方向和电流方向的关系确定：一个方向变化，受力方向变化，两个方向同时变化，受力方向不变；再分别对乙、丙、丁求解。 【解答】解： 由甲图知，磁场方向向下，电流方向垂直纸面向里，导体受力方向向左。 乙相对甲而言，磁场方向向下，不变，导体受力方向改为向右，则电流方向应改为垂直纸面向外； 丙相对甲而言，磁场方向改为向上，电流方向仍垂直纸面向里不变，则导体受力方向改为向右； 丁相对甲而言，电流方向改为垂直纸面向外，受力方向不变，则磁场方向应改为向上，下端为N极，上端为S极；如图所示： 【点评】本题由已知的甲图中关系明确磁场的方向，其他三图利用受力方向与磁场方向和电流方向的关系确定。 五．实验探究题（共4小题） 34．在如图所示的装置中，闭合开关后，导体AB在磁场中沿 　左右　 （选填“左右”或“上下”）方向运动时，会产生感应电流。探究电流方向时，对调磁体的N、S极，需要保持 　AB运动方向　 不变，将会观察到的现象是 　灵敏电流计指针偏转方向改变　 。 【答案】左右；AB运动方向；灵敏电流计指针偏转方向改变 【分析】闭合电路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，这种现象叫电磁感应现象；感应电流的方向与导体运动的方向、磁场的方向有关。 【解答】解：闭合开关后，导体AB在磁场中沿左右方向运动时，会做切割磁感线运动，AB中会产生感应电流； 探究电流方向时，对调磁体的N、S极，需要保持导体运动的方向不变，感应电流的方向会改变，所以将会观察到的现象是灵敏电流计指针偏转方向改变。 故答案为：左右；AB运动方向；灵敏电流计指针偏转方向改变。 【点评】本题主要考查了产生感应电流的条件、感应电流方向的影响因素，属于基础题。 35．探究磁与电的联系如图所示，是灵敏电流计的内部结构。小红同学参加课外实践活动，发现灵敏电流计内部结构与电动机、发电机内部结构类似。出于好奇，她利用如图所示的装置进行了下面的实验。 【进行实验】用手拨动其中一个灵敏电流计指针的同时，另一个灵敏电流计的指针也发生了偏转。 【交流】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。于是，左侧灵敏电流计内的线圈同时也会有电流，它在　磁场　 中受到力的作用，带动指针偏转起来。此时的右侧灵敏电流计相当于　发电　 机。 【答案】做切割磁感线；磁场；发电。 【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生电流，这种电流叫感应电流，这一现象叫电磁感应现象；发电机是根据电磁感应原理制成的。通电导体在磁场中受力的作用。 【解答】解：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，根据电磁感应原理产生了感应电流。于是，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。此时的右侧灵敏电流计相当于发电机。 故答案为：做切割磁感线；磁场；发电。 【点评】本题考查电磁感应现象、通电导体在磁场中的作用的实验，关键是将课本知识内容记忆清楚，仔细分析即可。 36．在探究通电螺线管外部磁场方向的实验中： （1）在装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑，通电后铁屑分布无明显变化，这时需 　轻敲　 纸板，观察到铁屑排列成如图所示的形状。说明通电螺线管外部磁场分布与 　条形　 磁体的磁场相似； （2）用小磁针探究磁场方向时，发现小磁针没有标N、S极，请写出一种判断小磁针N、S极的方法：　小磁针远离磁铁静止在水平桌面土，指南的一侧为S极　 ； （3）对调螺线管所接电源正、负极，周围小磁针的指向也随之对调，说明通电螺线管的极性与螺线管中的 　电流方向　 有关； （4）在螺线管内插入铁芯就做成了电磁铁，电磁铁的磁性有无可以用 　电流通断　 来控制。请举一个电磁铁在生活中应用的实例：　电铃　 。 【答案】轻敲；条形；小磁针远离磁铁静止在水平桌面土，指南的一侧为S极；电流方向；电流通断；电铃。 【分析】（1）通电螺线管的外部磁场与条形磁体的磁场相似。 （2）由于地磁场的作用，小磁针静止时总是一端指南、一端指北。 （3）通电螺线管的方向与电流的方向有关。 （4）软铁的磁性易消失。 【解答】解：（1）在装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑，轻敲纸板，观察到铁屑排列成如条形磁体外部的磁场一样，说明通电螺线管外部磁场分布与条形磁体的磁场相似。 （2）将小磁针远离磁铁静止在水平桌面土，在地磁场的作用下，小磁针静止时指南的一侧为S极。 （3）改变螺线管中电流方向，发现小磁针的指向对调，说明通电螺线管的极性与螺线管中的电流方向有关。 （4）电磁铁是在螺线管内插入铁芯，可以用电流通断来控制电磁铁的磁性有无，生活中的电铃就是电磁铁的特性制成的。 故答案为：（1）轻敲；条形；（2）小磁针远离磁铁静止在水平桌面土，指南的一侧为S极；（3）电流方向；（4）电流通断；电铃。 【点评】知道通电螺线管的磁场；知道地磁场；知道通电螺线管的磁极与电流方向有关。 37．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示电路。 （1）实验中是通过观察 　电磁铁吸引大头针的数量　 来比较电磁铁磁性强弱。 （2）把甲、乙两个电磁铁串联，目的是 　控制电流　 相同，以探究电磁铁磁性强弱与的关系；由现象可得结论：　线圈匝数　 。 （3）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 　大头针被磁化，同名磁极相互排斥　 。 （4）电磁铁在生产、生活中应用广泛，请写出其中的一个应用：　电磁起重机；电动机；扬声器；磁悬浮列车等等　 。 【答案】（1）电磁铁吸引大头针的数量；（2）控制电流；线圈匝数；（3）线圈匝数越多；（4）大头针被磁化，同名磁极相互排斥；（5）电磁起重机；电动机；扬声器；磁悬浮列车等等。 【分析】（1）掌握转换法的应用：实验中通过电磁铁吸引大头针的多少来反映电磁铁磁性的强弱； （2）将两个电磁铁串联，是为了使通过两个电磁铁的电流相等； （3）影响电磁铁磁性强弱的因素：电流的大小、线圈的匝数、有无铁芯，在探究过程中要用控制变量法；根据甲、乙吸引大头针的多少判断磁性的强弱； （4）利用磁化和磁极间的作用规律进行分析； （5）掌握电磁铁在生活中的应用。 【解答】解：（1）电磁铁磁性的强弱无法用眼睛直接观察，实验中通过电磁铁吸引大头针的多少来反映电磁铁磁性的强弱，这是转换法的应用； （2）把甲、乙两个电磁铁串联，目的是使通过它们的电流相等；由图可知，甲、乙电磁铁的线圈匝数不同，所以是探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系； （3）由图可知，电流相同时，线圈匝数多的甲电磁铁吸引大头针的个数多，说明甲的磁性强，可得出结论：电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强； （4）大头针被磁化，同一端的磁性相同，互相排斥，所以下端分散； （5）电磁铁在生产、生活中应用：电磁起重机；电动机；扬声器；磁悬浮列车等等。 故答案为：（1）电磁铁吸引大头针的数量；（2）控制电流；线圈匝数；（3）线圈匝数越多；（4）大头针被磁化，同名磁极相互排斥；（5）电磁起重机；电动机；扬声器；磁悬浮列车等等。 【点评】探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验，考查了影响电磁铁磁性强弱的因素，考查了滑动变阻器对电路电流的影响，同时涉及到了右手螺旋定则及磁极间的相互作用规律的应用。 六．计算题（共4小题） 38．近年来，智能机器人进入百姓家，如图所示是质量为4kg的扫地机器人某次工作时的情景，在4s内沿水平直线运动了2m，此过程机器人所提供的牵引力为50N，g取10N/kg．求： （1）为智能机器人提供牵引力的是电动机，电动机的原理是　通电导线在磁场中受力的作用　 ； （2）若机器人静止充电时和地面的接触面积为2cm2，则它对地面的压强为多少？ （3）上述工作过程中牵引力的功率为多少？ 【答案】见试题解答内容 【分析】（1）通电导线在磁场中受力运动，即电能转化为机械能，电动机就是利用该原理制成的。 （2）机器人静止在水平地面上时对地面的压力和自身的重力相等，根据F＝G＝mg求出它对地面的压力；又知道机器人与地面的接触面积即受力面积，根据p求出它对地面的压强； （3）知道牵引力和移动的距离，利用W＝Fs求得此过程中牵引力所做的功，再利用P求出牵引力的功率。 【解答】解： （1）电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的。 （2）机器人静止充电时，对地面的压力： F压＝G＝mg＝4kg×10N/kg＝40N； 机器人对地面的压强： p2×105Pa； （3）此过程中牵引力做的功： W＝Fs＝50N×2m＝100J； 牵引力的功率： P25W。 答：（1）通电导线在磁场中受力的作用。 （2）若机器人静止充电时和地面的接触面积为2cm2，则它对地面的压强为2×105Pa； （3）上述工作过程中牵引力的功率为25W。 【点评】本题以扫地机器人为载体考查了重力和压强大小的计算、功和功率的计算，涉及的知识点较多，但总体难度不大。 39．如图1为一恒温水箱电路结构示意图，包括控制电路和工作电路两部分，控制电路：电源电压恒为12V，R1为热敏电阻（置于水箱中），阻值随温度变化的关系如图2所示，R0为滑动变阻器，线圈电阻不计，线圈中电流大于0.2A时衔铁被吸下；工作电路：R2为电热器，上面标有“220V1000W”的字样，L1、L2为红绿指示灯，其额定电压均为220V，加热时红灯正常发光，绿灯不亮，停止加热时绿灯正常发光，红灯不亮。 （1）按要求连接好工作电路； （2）为了使水箱内温度保持在60℃（水温低于60℃时电热器工作，高于60℃时停止加热），滑动变阻器接入电路阻值应为多少？ （3）水箱内装有质量为6kg20℃的冷水，电热器正常工作20min后自动停止加热，求电热器的加热效率； （4）为了使恒温水箱内设定的温度降低一些，请你想出两种办法？ 【答案】见试题解答内容 【分析】（1）根据题意可知，当动触点与上方静触点接触时，停止加热时绿灯正常发光，因此此时为绿灯的基本电路；当动触点与下方静触点接触时，加热电路工作，并且红灯亮，因此R2与红灯并联接入电路； （2）先根据图2读出当温度为60℃时R1欧姆定律求出控制电流为0.2A时，电路中的总电阻，然后根据串联电路电阻的特点求出滑动变阻器接入电路阻值； （3）先根据Q吸＝cm△t求出水吸收的热量，然后根据W＝Pt求出电流做的功，最后根据η100%求出电热器的加热效率； （4）从图乙可知，要降低恒温箱的设定温度，就要减小热敏电阻的阻值；但为了使衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍为0.2A，根据欧姆定律可知，增大滑动变阻器连入的电阻值或减小电源电压，据此设计方案。 【解答】解：（1）当动触点与上方静触点接触时，电路为绿灯的基本电路；当动触点与下方静触点接触时，电路为R2与红灯的并联电路；如下图所示： （2）根据图2示可知，当温度为60℃时，热敏电阻R1的阻值为32Ω； 由I可知，当电路电流为0.2A时，控制电路的总电阻：R60Ω； 因为R1与R0串联，所以R0接入电路的阻值：R0＝R﹣R1＝60Ω﹣32Ω＝28Ω； （3）水吸收的热量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×6kg×（60℃﹣20℃）＝1.008×106J； 电流做的功：W＝Pt＝1000W×20×60s＝1.2×106J； 电热器的加热效率：η100%100%＝84%； （4）从图乙可知，要降低恒温箱的设定温度，就要减小热敏电阻R1的阻值；但为了使衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍为0.2A，根据欧姆定律I可知，应增大滑动变阻器R0接入电路的阻值或减小电源电压。 故方案一：将滑动变阻器R0接入电路的阻值调大一些； 方案二：换电源，降低电源电压。 答：（2）滑动变阻器接入电路阻值应为28Ω； （3）电热器的加热效率为84%； （4）方案一：将滑动变阻器R0接入电路的阻值调大一些； 方案二：换电源，降低电源电压。 【点评】本题考查了欧姆定律的运用、热量、电功公式的运用、串联电路的特点等。关键点是弄明白工作原理，并能从图中读出有用信息，具有一定的综合性。 40．电梯为居民出入带来很大的便利。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，电铃发声报警，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＝6伏，保护电阻R1＝190欧，置于电梯下方的压敏电阻R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示，电梯自重3000牛，电磁铁线圈的阻值为10欧。 （1）电梯空载时，通过电磁铁线圈的电流大小为多少安？ （2）若电磁铁线圈电流达到20毫安时，衔铁刚好能被吸下使K与B接触。电铃发出警报声，则该电梯内最多可乘质量为60千克的乘客几人？ 【答案】（1）电梯空载时，通过电磁铁线圈的电流大小为0.005A； （2）该电梯内最多可乘质量为60千克的乘客11人。 【分析】（1）电梯自重3000N，由图知，R2＝1000Ω，由电阻的串联和欧姆定律求出电路的电阻，由欧姆定律求出通过电磁铁线圈的电流大小； （2）电磁铁线圈电流达到20mA，由欧姆定律和串联电路的规律求得压敏电阻，由图乙知最大压力，根据F＝G＝mg结合实际情况求出该电梯内最多可乘质量为60kg的乘客人数。 【解答】解：（1）电梯自重3000N，由图乙知，R2＝1000Q，由电阻的串联和欧姆定律，电路的电阻为： R＝R1+R2+R磁＝190Ω+1000Ω+10Ω＝1200Ω， 由欧姆定律可知，通过电磁铁线圈的电流大小为： I0.005A； （2）电磁铁线圈电流达到20mA＝0.02A时，由欧姆定律和串联电路的规律可知， R'2R1﹣R磁190Ω﹣10Ω＝100Ω，由图乙知，当电阻R2为100Ω时，压力为10000N，由于电梯自重3000N，则人的重力为G人＝10000N﹣3000N＝7000N，根据G＝mg，最大质量： m700kg， 则该电梯内最多可乘质量为60kg的乘客人数：n11.7人，根据实际情况只能为11人。 答：（1）电梯空载时，通过电磁铁线圈的电流大小为0.005A； （2）该电梯内最多可乘质量为60千克的乘客11人。 【点评】本题考查了电路的串联规律、重力公式以及欧姆定律，关键是从图中获取有效的信息并应用。 41．图甲是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅的简化电路。它是通过电热丝R1来加热空气，从而加热食物，达到设定加热温度后，断开开关。 （1）求将5×10﹣3kg的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量。[c空气取1.0×103J/（kg•℃）] （2）工作电路中电热丝R1与指示灯支路并联。已知R1的额定电压为220V，额定功率为1100W。正常工作时，工作电路的总电流为5.55A，求此时指示灯支路的功率。 （3）控制电路电源电压恒定，通过调节变阻器R3接入电路的阻值来设置加热温度，电阻R2置于温度监测区域，它的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当加热温度设定为150℃，R3的阻值调为100Ω时，闭合开关S，电磁继电器（不计线圈的电阻）的衔铁被吸下，工作电路接通，开始加热；直到温度达到150℃时，衔铁向上弹起，停止加热。则当R3的阻值调为80Ω时，对应的加热温度设定为多少？ 【答案】见试题解答内容 【分析】（1）根据Q＝cmΔt可得空气需要吸收的热量； （2）工作电路中电热丝R1与指示灯支路并联，所以各支路两端的电压相等，各支路电流之和等于总电流，根据并联电路特点和欧姆定律即可得出通过指示灯的电流和两端的电压，再利用功率公式可得指示灯的功率； （3）由于衔铁被吸下时的电流不变，电源电压也不变，则总电阻不变。所以不管滑动变阻器怎么变，总电阻不变。 【解答】解：（1）将5×10﹣3kg的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量Q＝cmΔt＝1.0×103J/（kg•℃）×5×10﹣3kg×（200℃﹣20℃）＝900J； （2）R1的额定电流I额5A； 指示灯支路的电流I指＝I﹣I额＝5.55A﹣5A＝0.55A； 指示灯支路消耗的功率P指＝UI指＝220V×0.55A＝121W； （3）R3的阻值调为100Ω，加热温度设定为150℃，R2的阻值是30Ω，衔铁向上弹起，停止加热。此时的总电阻R＝R2+R3＝30Ω+100Ω＝130Ω； 当R3的阻值调为80Ω时，由于衔铁被吸下时的电流不变，电源电压也不变，则总电阻不变。 所以此时R′2＝R﹣R′3＝130Ω﹣80Ω＝50Ω； 由图乙可知，温度为200℃； 答：（1）将5×10﹣3kg的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量是900J； （2）指示灯支路消耗的功率是121W； （3）当R3的阻值调为80Ω时，对应的加热温度设定为200℃。 【点评】本题考查了热量和功率的计算、电磁继电器的动态辨析，有一定的难度。 七．综合能力题（共3小题） 42．新冠疫情期间，ECMO（体外肺膜氧合）技术的使用挽救了许多危重患者的生命。ECMO技术的原理是先将体内的上下腔静脉血引出体外，经过人工心肺旁路氧合后注入病人的肺静脉（图甲）和心主动脉（图乙）起到部分心肺替代作用，其主要设备包括氧合器、氧气泵、动力泵、监测系统、医用物理升温仪等。 （1）ECMO技术中能够替代人体肺功能的主要设备是 　B　 ； A．动力泵 B．氧合器 C．氧气泵 D．热交换器 （2）ECMO技术常被用于挽救肺功能丧失或心肺功能衰竭病人的生命，其中被用于挽救心肺功能衰竭病人生命的是图 　乙　 所示模式； （3）在医院，人工心脏泵可短时间代替心脏工作，其结构如图丙所示，线圈AB固定在活塞的柄上，泵室通过单向阀门与血管相通，阀门S1只能向泵室外侧开启；阀门S2只能向泵室内侧开启，人工心脏泵工作时，以下说法正确的是 　A　 。 A．线圈AB中应通入方向周期性改变的电流 B．线圈AB中应通入方向不变的电流 C．电流从线圈B端流入过程，血液流入泵室 D．人工心脏泵每分钟“跳动”的次数由线圈中电流的大小决定 【答案】（1）B；（2）乙；（3）A。 【分析】（1）根据图示判断ECMO技术中能够替代人体肺功能的主要设备。 （2）新冠疫情期间，ECMO（体外肺膜氧合）技术的使用挽救了许多危重患者的生命，ECMO的本质是一种人工肺机，最核心的部分是膜肺，膜肺在一定程度上可以辅助肺的功能，利于患者康复。 （3）根据题目和图示判断线圈中使用交流电还是直流电。 【解答】解： （1）ECMO技术常被用于肺功能丧失患者的急救，氧合器是CMO技术中能够替代人体肺功能的主要设备，故选B。 （2）要挽救心肺功能衰竭病人生命，应先将体内的上下腔静脉血引出体外，再经过人工心肺旁路氧合后注入病人的心主动脉起到部分心肺替代作用，故是图乙所示模式。 （3）AB、线圈AB中若通入直流电，根据图结合题意可知，活塞只能向一个方向移动，完不成泵血任务，因此要使该装置能维持人体血液循环，线圈间所接电源应为交流电，让活塞可以左右移动，这样血液既能流回心脏也能从心脏输出去。故A正确、B错误； C、电流从线圈B端流入过程中，根据安培定则，螺线管左端为N极，此时同名磁极相互排斥，活塞右移，S1打开，S2闭合，血液从S1流出，故C错误； D、图中的线圈移动快慢与交流电的频率有关，交流电电流方向改变的快慢影响跳动次数，与电流大小无关，故D错误。 故选A。 故答案为：（1）B；（2 ）乙；（3）A。 【点评】解题关键是了解人工肺、人工心脏泵的功能。 43．阅读短文，回答问题。 湿度与除湿机 湿度是指空气的干湿程度或含有水蒸气的多少，天气预报中最常用的是相对湿度，相对湿度是空气中实际水蒸气含量与同温度下最大可容纳水蒸气含量的百分比值，符号为%RH，人体感觉舒适的湿度一般为40%～70%RH，相对湿度为100%RH时，称为饱和状态，在饱和状态下，水分不再蒸发，夏季遇到这种天气，人体分泌的汗水难以蒸发，感到闷热难以忍受。 图甲为一款家用除湿机，由压缩机、热交换器（蒸发器、冷凝器）、风机、水箱等组成，如图乙所示，风机将潮湿空气吸入机内，蒸发器内部的制冷剂汽化，吸入空气中的水蒸气变成水珠，会聚到水箱中，干燥空气由风机排出，从蒸发器流出的制冷剂被抽入压缩机压缩，经冷凝器冷却后再次从毛细管流入蒸发器，如此循环使湿度降低，除湿机内部电路由控制电路和工作电路组成，原理如图丙所示，R为湿敏电阻，其阻值随相对湿度变化，L为磁控开关，当R阻值变化时，控制电路中线圈的电流随之发生变化，当电流大于某值时，L的两个磁性弹片相互吸合，工作电路的压缩机开始运转进行除湿，当湿度达到设定值时，会自动断开电源。 （1）20℃时，1m3的空气最大可容纳80g水蒸气，如果空气中实际的水蒸气含量为60g，则相对湿度是 　75　 %RH。 （2）当S接通时，可判断出图丙中线圈上端P的磁极是 　N　 极。 （3）图丙中湿敏电阻R的阻值随湿度增加而 　减小　 （增大/不变/减小）。 （4）下列关于除湿机的说法正确的是 　D　 。 A.除湿机长时间工作会造成环境温度下降 B.设定湿度越低，则通过压缩机电流越大 C.冷凝器工作时内部制冷剂不断汽化 D.设定湿度越低，则可变电阻R0应越小 （5）某除湿机有40%（干衣模式）、50%、60%、70%等4个恒湿功能挡位，如图是它分别工作于不同挡位时测得的压缩机电流随时间的变化图像，其中属于60%挡位的是 　B　 。 【答案】（1）75；（2）N；（3）减小；（4）D；（5）B。 【分析】（1）根据相对湿度是空气中实际水蒸气含量与同温度下最大可容纳水蒸气含量的百分比值计算； （2）根据安培定则判断电流方向和磁场方向之间的关系； （3）根据“当电流大于某值时，L的两个碳性弹片相互吸合，工作电路的压缩机开始运转进行除湿；当湿度达到设定值时，会自动断开电源”进行判断； （4）①由电流的热效应可知，通电时间越长产生的电热越多；②设定湿度大小只会影响R0的阻值，不会影响最大电流；③除湿是制冷剂在冷凝器中压缩体积液化，进入蒸发器后蒸发吸热，再使空气中的水蒸气液化；④电路中的最大电流不变，湿度越低，则湿敏电阻的阻值越大，则R0越小； （5）根据设定湿度越小，工作时间越长判断60%对应第二位，据此解答。 【解答】解：（1）根据相对湿度是空气中实际水蒸气含量与同温度下最大可容纳水蒸气含量的百分比值可得：20℃时的相对湿度100%； （2）S接通时，控制电路中的电流方向为逆时针，由安培定则可知，弯曲的四指指向电流方向，大拇指指的是螺线管N极的方向，故线圈上端P的磁极是N极； （3）根据“当R阻值变化时，控制电路中线圈的电流随之发生变化，当电流大于某值时，L的两个碳性弹片相互吸合，工作电路的压缩机开始运转进行除湿；当湿度达到设定值时，会自动断开电源”可知，湿度越大，电路中的电流越大，则电阻的阻值就越小。故湿敏电阻R的阻值随湿度的增加而减小； （4）A、由于电流的热效应，除湿机长时间工作会将部分电能转化为内能，造成环境温度上升，故A错误： B、电流只有大于某个值时，L的两个弹片才会闭合，所以设定湿度的大小只会影响R0的大小，不会改变控制最大电流的大小，更不影响工作电路电流，故B错误； C、制冷剂在冷凝器中压缩体积液化，放出热量，进入蒸发器后蒸发吸热，温度降低使空气经过时其中水蒸气液化，降低空气的湿度，故C错误； D、因为最大电流I不变，设定湿度越低，则湿敏电阻R的最后阻值越大，故可变电阻R0应越小，故D正确。 故选：D。 （5）从40%到70%四个模式，设定湿度越小，工作时间越长，工作时间由短到长依次为70%、60%、50%、40%，如图所示，四个图中工作时间依次为10min、15min、20min、25min，故60%挡位工作时间由短到长应排在第二位，故ACD错误，B正确。 故选：B。 故答案为：（1）75；（2）N；（3）减小；（4）D；（5）B。 【点评】本题是一道信息分析题，重在考查安培定则及其应用、欧姆定律及其应用，难度中等。 44．如图甲所示是家用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。出厂预设当燃气浓度达到6%时报警，出厂测试时，控制电路的电源电压为3V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0.03A时，电磁铁恰好能将衔铁吸下，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）使用燃气的场所都应安装燃气报警器，安装的具体位置应根据被检测气体相对于空气的密度来决定。如果家中使用的是天然气（主要成分是密度比空气小的甲烷），则报警器应安装在厨房（如图丙）的 　A　 （填“A”或“B”）区域。 （2）由图乙可知，当燃气浓度升高时，气敏电阻R1的阻值 　变小　 ，控制电路的总功率 　变大　 （前两空均选填“变大”“变小”或“不变”）；按出厂预设，当燃气浓度达到6%时报警，此时工作电路的灯 　L2　 （选填“L1”或“L2”）亮。 （3）该报警器要达到出厂预设值，则滑动变阻器应接入电路的电阻值为 　70　 Ω。 （4）小明研究发现：调节控制电路滑动变阻器R2的阻值，就可以改变报警时设定的燃气浓度值。若想将报警时的燃气浓度值比出厂预设值调低一些，应适当 　减小　 （选填“增大”或“减小”）滑动变阻器R2的阻值。 【答案】（1）A；（2）变小；变大；L2；（3）70；（4）减小。 【分析】（1）天然气主要成分甲烷，其密度比空气的密度小，则当天然气泄漏时，天然气会向上运动； （2）根据图乙分析气敏电阻R1的阻值变化，利用欧姆定律判断电路中电流的变化，然后结合P＝UI判断控制电路的总功率变化；当燃气浓度达到6%时报警，电磁铁恰好能将衔铁吸下，由图甲分析回答； （3）当燃气浓度达到6%时，根据图乙得到气敏电阻的阻值，根据欧姆定律求出此时控制电路的总电阻，根据电阻的串联求出滑动变阻器接入电路的电阻值； （4）根据图乙可知，当燃气浓度降低时，气敏电阻接入电路的阻值变大，为保证报警时电路电流仍为0.03A，由欧姆定律可知，需控制电路的总电阻不变，据此可知滑动变阻器阻值变化。 【解答】解：（1）由题意可知天然气的密度小于空气的密度，泄漏后会很快上升到室内的上方，结合图丙可知，报警器应安装在厨房的A区域； （2）由图乙可知，当燃气浓度升高时，气敏电阻R1的阻值变小，电路的总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中电流变大，控制电路电源电压保持恒定，根据P＝UI可知，控制电路的总功率变大； 当燃气浓度达到6%时报警，电磁铁恰好能将衔铁吸下，由图甲可知，衔铁带动动触点与下方静触点接触，此时灯L2的工作电路连通，故灯L2亮； （3）当燃气浓度达到6%时，根据图乙可知，此时气敏电阻的阻值为：R1＝30Ω； 此时控制电路中的电流为I＝0.03A，根据欧姆定律可知，此时控制电路的总电阻为： R100Ω； 根据电阻的串联可知，滑动变阻器接入电路的电阻为：R2＝R﹣R1＝100Ω﹣30Ω＝70Ω； （4）根据图乙可知，当燃气浓度达降低时，气敏电阻接入电路的阻值变大，为保证报警时电路电流仍为0.03A， 由欧姆定律可知，当电压一定时，需控制电路中的总电阻不变，因此应适当调节滑片使滑动变阻器R2接入电路的阻值减小。 故答案为：（1）A；（2）变小；变大；L2；（3）70；（4）减小。 【点评】本题考查了电磁继电器的使用和串联电路的特点、欧姆定律的应用，从图象中获取有用的信息以及明白报警器的工作特点是关键。 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$