第十七章 电磁相互作用(单元测试·提升卷)物理北师大版(北京)2024九年级全一册
2026-01-23
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内容正文:
2025-2026学年九年级全一册物理单元检测卷
第十七章·素养提升
建议用时:70分钟,满分:70分
一、单项选择题(下列每题均有四个选项,其中只有一个选项符合题意。共24分,每题2分)
1.他经过10年的不懈探索,终于在1831年发现了电磁感应现象,为人类进入电气时代起到了重要作用,这位科学家是( )
A.牛顿 B.焦耳 C.欧姆 D.法拉第
【答案】D
【详解】英国物理学家法拉第最早发现了电磁感应现象,根据这一现象发明了发电机,将机械能转化为电能。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2.如图是磁悬浮鼠标。基座通电后鼠标会悬浮起来,悬浮鼠标的工作原理是( )
A.异名磁极相互排斥 B.同名磁极相互排斥
C.同种电荷相互排斥 D.异种电荷相互排斥
【答案】B
【详解】A.异名磁极(如N极与S极)会相互吸引,而非排斥,故A不符合题意;
B.同名磁极(如N极与N极或S极与S极)会相互排斥,这是磁悬浮技术的基础,与题目描述的悬浮现象一致,故B符合题意;
C.题目涉及磁悬浮而非静电现象,电荷间的相互作用不适用,故C不符合题意;
D.异种电荷会相互吸引,且题目讨论的是磁力而非电力,故D不符合题意。
故选B。
3.如图所示,小明用漆包线绕成线圈ABCD,做成电动机模型,通电后能让线圈在磁场中持续转动的方法是( )
A.将线圈两端的漆全部刮去
B.将线圈一端的漆全部刮去,另一端的漆不刮
C.将线圈两端的漆各刮去一半,两端刮去的漆在同侧
D.将线圈两端的漆各刮去一半,两端刮去的漆在异侧
【答案】C
【详解】没有换向器,不能改变线圈中的电流方向,就不能改变线圈的受力方向,所以闭合开关S后,发现线圈只能偏转至图示位置、不能持续转动,要想让线圈持续转动,需增加换向器,即将将线圈两端的漆各刮去一半,两端刮去的漆在同侧,相当于添加一个换向器,使线圈能够持续转动,故C正确。
故选C。
4.古话说:“床位的摆放应与大自然的能量流动相协调”,即顺应地磁场摆放。有科学研究也证实,人类的睡眠与地球磁场有一定关联,人体(由头到脚)顺应磁场方向睡觉有利于身体各个系统的平衡与健康。按上面说法,床位最合适的摆放方向是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】地磁场的方向在地球的外部由地球磁体的N极出发回到地球磁体的S极,地球磁体的N极在地理南极,地球磁体的S极在地理北极,故磁场方向从南向北,床的摆放如C所示,床头朝南,这样睡觉时,人体从头部到脚部的生物电流方向与地磁场方向基本一致,也是由南向北,这样有利于血液循环和神经系统与磁场共振,符合“顺应地磁场”的科学依据,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
5.如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲图中电源右端是负极,小磁针的A端是N极
B.乙图中该电流一定时,匝数越多磁性越弱
C.丙图中当水位升高到B时,红灯会发光报警
D.丁图中模型的原理是通电导体在磁场中受力
【答案】C
【详解】A.甲图螺线管的左端为N极,右端为S极,根据磁极间相互作用的规律,A端为S极,根据安培定则,电流应从右端流入,故右端为电源的正极,故A错误;
B.电磁铁的磁性与电流大小、线圈匝数有关,乙图中该电流一定时,匝数越多吸引的大头针越多,表明磁性越强,故B错误;
C.丙图中当水位升高到B时,控制电路被接通,电磁铁将衔铁吸下,红灯被接通,红灯会发光报警,故C正确;
D.丁图中模型的原理是导体切割磁感线产生感应电流,为电磁感应现象,属于发电机的原理,故D错误。
故选C。
6.下列说法正确的是( )
A.利用磁感线只能描述磁场方向,不能描述磁场强弱
B.利用撒在磁体周围铁屑的分布情况可以判断磁体周围各点的磁场强弱
C.可水平转动的小磁针在地磁场作用下,静止时N极指向地理的南极附近
D.条形磁体外部的磁感线方向由磁体的S极指向N极
【答案】B
【详解】A.利用磁感线既可以描述磁场的方向,也可以通过观察磁感线的密集程度,表示磁场的强弱,故A错误;
B.磁场越强,吸引的铁屑越多,因此可利用撒在磁体周围铁屑的分布密集程度,判断磁体周围各点的磁场强弱,故B正确;
C.已知地磁场的地理位置的北极,对应地磁的S极,因此静止时N极指向地理的北极附近,故C错误;
D.条形磁体外部的磁感线方向由磁体的N极指向S极,故D错误。
故选B。
7.下列关于磁体的说法中正确的是
A.磁体与带电体一样也能吸引轻小物体
B.永磁体的磁性永远不会消失
C.磁体间不需要直接接触就能产生力的作用
D.任何材料制成的物体都能被磁化
【答案】C
【详解】A、磁体不能吸引轻小物体,可以吸收铁、钴、镍等物质,故A错误;
B、磁体的磁性不是永远存在的,例如把磁铁放在火里烧,磁性就会消失,故B错误;
C、磁体间通过磁场发生力的作用,不用接触就可以发生,故C正确;
D、自然界中只有磁性材料才能被磁化,木头等非磁性材料就不能被磁化,故D错误;
故选C.
【点睛】理解磁体间力的作用通过磁场发生,不需要相互接触就可发生力的作用;另外自然界中只有磁性材料才能被磁化.
8.如图所示,将某发光二极管的两极接入电路的a、b两点,闭合开关时,通电螺线管旁边小磁针S极向右偏转。下列判断正确的是( )
A.通电螺线管右端为N极
B.电源左端为正极,右端为负极
C.发光二极管极接点,极接点
D.图中P处磁感线的方向从螺线管右端到左端
【答案】C
【详解】A.根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引可知,通电螺线管的左端为N极,右端为S极,故A错误;
B.根据安培定则可知,当通电螺线管的左端为N极时,螺线管上的电流方向向上,因为电流是从电源正极流出的,所以电源右端为正极,左端为负极,故B错误;
C.发光二极管具有单向导电性,只有电流从长针进短针出时,二极管才发光,所以发光二极管极接点,极接点,故C正确;
D.磁感线的方向是从N极到S极,所以图中P处磁感线的方向从螺线管左端到右端,故D错误。
故选C。
9.2025年蛇年春晚在节目最后机器人们的“飞手绢”环节,凭借腕部电机的创新抛放线机构,精准还原传统秧歌中抛接手绢的高难度技巧。下列各图中能反映腕部电机工作原理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.A是探究电磁铁磁性强弱影响因素的实验,利用电流的磁效应,故A不符合题意;
B.B是奥斯特实验,说明电流周围存在磁场,故B不符合题意;
C.C是电磁感应现象实验,是发电机原理,故C不符合题意;
D.D是通电导体在磁场中受力运动,反映电动机工作原理,故D符合题意。
故选D。
10.小明同学利用如图所示的实验装置探究“感应电流的产生条件”,保持线圈位置不动,将条形磁铁水平向右快速插入线圈中时,观察到灵敏电流表的指针向右偏转。下列分析判断正确的是( )
A.该装置相当于电动机模型
B.条形磁铁与线圈保持相对静止也可观察到灵敏电流表指针偏转
C.该装置中条形磁铁相当于电源
D.若将条形磁铁从线圈中向左拔出,灵敏电流表指针将向左偏转
【答案】D
【详解】A.保持线圈位置不动,将条形磁铁水平向右快速插入线圈中时,线圈在磁场中切割磁感线,观察到灵敏电流表的指针向右偏转,说明产生了感应电流,这是电磁感应现象,该原理应用于发电机,所以该装置相当于发电机模型,故A错误;
B.条形磁铁与线圈保持相对静止时,线圈没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,灵敏电流表指针不会偏转,故B错误;
C.该装置中,线圈切割磁感线产生感应电流,为电路提供电能,所以线圈相当于电源,条形磁铁没有连入电路中去,不是电源,故C错误;
D.若将条形磁铁从线圈中向左拔出,线圈切割磁感线的方向与插入时相反,而磁场方向不变,则产生的感应电流方向与插入时相反,所以灵敏电流表的指针将向左偏转,故D正确。
故选D。
11.观察手摇发电机灯泡的发光与手电筒灯泡的发光,通过比较我们可以发现:( )
A.两个仪器的工作过程中其能量转化是相同的
B.手摇发电机灯泡会闪烁发光说明通过灯泡的电流方向在改变
C.两灯泡中通过的电流都是直流电
D.若用发光二极管替代小灯泡,同样的速度转动手摇发电机时,二极管每分钟闪烁的次数会减少
【答案】D
【详解】A.手摇发电机灯泡发光的过程是机械能转化为电能,电能再转化为光能,手电筒灯泡发光过程是电池的化学能转化为电能,电能再转化为光能,故A不符合题意;
B.灯泡闪烁是因为通过其电流的大小发生改变,不能说明电流方向在改变,故B不符合题意;
C.手摇发电机产生的电流方向发生改变,不是直流电,手电筒灯泡中电流方向不变,是直流电,故C不符合题意;
D.用发光二极管替代小灯泡,同样的速度转动手摇发电机时,电流方向变化速度相同,但二极管是单向导电性,一个方向的电流发光,另一个方向的电流时不发光,所以每分钟闪烁的次数减少,故D正确。
故选D。
12.如图所示为条形磁铁和电磁铁,虚线表示磁感线,则甲、乙、丙、丁的极性依次是( )
A.S、N、S、S B.N、N、S、N C.S、S、N、N D.N、S、N、N
【答案】D
【详解】由图得,电流从螺线管的左端流入,右端流出,由右手定则得,丙为N极,则乙为S极,由磁场分别情况,甲为N极,丁为N极,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
二、多项选择题(下列每题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。共6分,每题2分。每题选项全选对的得2分,选对但不全的得1分,有错选的不得分)
13.以下关于电与磁的描述中,说法正确的是( )
A.图甲可用来演示电磁感应现象
B.图乙可用来演示电流周围存在磁场,最早是由法拉第发现的;
C.图丙可用来演示电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系
D.图丁同时对调磁极和电源正负极,线圈的转动方向会发生改变
【答案】AC
【详解】A.图甲中让导体棒ab在磁场中沿不同方向运动,观察是否产生电流,是用来探究产生感应电流的条件的实验,故A正确;
B.图乙观测到通电导线能使小磁针发生偏转,可以用来演示电流周围存在磁场,最早是由奥斯特发现的,故B错误;
C.图丙中两个匝数不同的电磁铁串联,通过两个电磁铁的电流相同,可用来演示电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系,故C正确;
D.图丁同时对调磁极和电源正负极,就同时改变了磁场方向和电流方向,则通电导体受力方向不变,所以线圈转动方向不发生改变,故D错误。
故选AC。
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
【详解】A.由图乙可知,恒温箱内的温度升高时,热敏电阻的阻值随之减小,电路中的电流增大,当电流达到20mA时,电磁铁能够吸引下衔铁,使动触点与C、D所在的电路接通。若把加热器接在此电路中,会使恒温箱内的温度持续升高,相应的,热敏电阻的阻值继续减小,电流持续增大,电磁铁的磁性继续增强,使CD这个电路始终接通,加热器永远工作,达不到控制温度的目的,所以,要把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时,继电器的衔铁被吸合,此时,恒温箱的温度为时,电路中总电阻
则此时热敏电阻的阻值
可以求得热敏电阻的阻值与其温度的乘积的定值为
若电阻的阻值调为,则热敏电阻的阻值
因此恒温箱内的温度会保持在
故B正确;
C.恒温箱保持时,热敏电阻两端的电压
故C错误;
D.恒温箱的加热器加热,消耗的电能为
故D正确。
故选。
15.海鲜保存常要求温度低于-18℃。小祝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电源电压均为3V保持不变,电磁铁线圈电阻忽略不计,图乙为热敏电阻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.若控制电路中换用电压更大的电源,警戒温度将变低
D.冷库温度降低时,控制电路消耗的电功率变小
【答案】ACD
【详解】A.由图乙知,随着温度升高,热敏电阻的阻值减小,所以冷库温度升高时,热敏电阻R的阻值减小,故A正确;
B.冷库的温度要求低于-18摄氏度,等于或高于-18摄氏度时,工作电路报警,而温度较高时,热敏电阻的阻值较小。控制电路中,热敏电阻与电磁铁串联接入电路,其阻值较小时,电路中的电流较大,电磁铁的磁性较强,衔铁被吸下,灯所在电路断开,铃所在电路接通,铃响、灯不亮,故B错误;
C.若控制电路中电压更大的电源,则在热敏电阻的阻值较大时,电路中的电流便已经较大,衔铁已能被吸下,此时报警时的温度较低,故C正确;
D.冷库温度降低时,热敏电阻的阻值升高,而电源电压不变,根据知,控制电路消耗的电功率变小,故D正确。
故选ACD。
三、实验探究题(共28分)
16.学习了电磁知识后,兴趣小组用如图所示的装置探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件;
(1)小组同学发现,如果开关处于断开状态,无论磁体怎样放置、AB棒怎样运动,灵敏电流计指针均不偏转,这说明 是产生感应电流的必要条件;
(2)闭合开关,小组同学先后进行了如下图所示的5次实验,其中能产生感应电流的有 (填序号)。
①向右运动
② AB向左运动
③ AB向上运动
④ AB向后运动
⑤磁体向左运动
【答案】(1)电路闭合
(2)①②⑤
【详解】(1)当开关处于断开状态,无论磁体怎样放置、AB棒怎样运动,灵敏电流计指针均不偏转,说明开关处于断开状态时,电路处于断开状态,电路不闭合,就不会产生感应电流,故产生感应电流的必要条件电路必须闭合。
(2)根据电磁感应原理可知,只有闭合电路的部分导体切割磁感线时,会产生感应电流,而①②⑤切割了磁感线,③④没有切割磁感线,故产生感应电流的是①②⑤。
17.探究通电螺线管周围的磁场:
(1)将螺线管放在玻璃板上,玻璃板上均匀地撒上铁屑。闭合开关,轻敲玻璃板,铁屑在磁场中被 成一个个小磁针,从而在磁场中有序地排列起来。
(2)在通电螺线管周围再放上小磁针,铁屑、小磁针的分布情况如图所示,说明通电螺线管外部的磁场分布与 磁体的磁场分布非常相似。
(3)若把连接电源正负极的导线对调,再闭合开关,此时铁屑分布情况 (选填“改变”或“不改变”),小磁针N、S极的指向 (选填“改变”或“不改变”)。
(4)断开开关后,小磁针静止时 (选填“S”或“N”)极指向南方。
【答案】(1)磁化
(2)条形
(3) 不改变 改变
(4)S
【详解】(1)使原来没有磁性的物体获得磁性的现象叫磁化;本题闭合开关后,螺线管中有了电流,螺线管的周围就产生了磁场,玻璃板上的铁屑就被磁化成一个个的小磁针,在磁场中有序地排列起来。
(2)结合铁屑、小磁针的分布情况可知,通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体的磁场分布非常相似。
(3)[1][2]因为通电螺线管的磁场分布情况与条形磁体相似,当把连接电源正负极的导线对调时,只是改变了通电螺线管中的电流方向而改变了通电螺线管的N极、S极,磁场的分布情况并未改变,仍然类似于条形磁体,所以若把连接电源正负极的导线对调,再闭合开关,此时铁屑分布情况不改变,而小磁针N、S极的指向会改变。
(4)已知地球是一个大磁体,且地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近,根据磁极间的作用规律可知,小磁针静止时,其S极指向南方。
18.利用如图甲所示实验装置探究“磁体的磁性强弱是否与温度有关”。
(1)被磁铁吸引的大头针下端是分散的,这是因为大头针被磁场磁化后, ;
(2)用酒精灯给磁铁加热,开始时如图甲所示,当磁铁被烧红时,现象如图乙所示,可以得出结论:温度越高,磁体的磁性越 ;
(3)根据探究结论,小组成员设计了如图丙所示的温度报警器,工作原理为:当条形磁体温度逐渐升高时,钢质弹簧开关将 (选填“闭合”或“断开”),实现报警;
(4)课本中还有一种精确温度报警装置(如图丁),当温度达到 ℃时,电铃响,实现报警;
(5)图丁中的螺线管中有电流通过时,N极在螺线管的 端(选填“左”或“右”)。
【答案】(1)下端因磁化而带上同名磁极,互相排斥
(2)弱
(3)闭合
(4)80
(5)右
【详解】(1)大头针在磁场中被磁化后,其下端成为同名磁极(如都是南极或北极),根据磁极间相互作用的规律,同名磁极相互排斥,导致分散现象。
(2)加热后磁铁吸引的大头针数量减小,表明磁体的磁性强弱受温度影响,温度升高时,磁性减弱。
(3)温度升高导致磁体磁性减弱,弹簧开关所受磁力减小,在弹簧弹力作用下,开关闭合,从而接通报警电路,触发报警。
(4)液体具有热胀冷缩的性质,当达到报警温度80℃时,温度计内波体与上方导线接触使控制电路有电流,电磁铁有磁性,衔铁被吸引,工作电路接通,电铃响。
(5)利用安培定则(右手螺旋定则)判断,电源正极在右端,电流从右端流入螺线管;右手握住螺线管,四指弯曲指向电流方向,拇指指向N极(即右端)。此时螺线管内部磁场方向由电流决定,N极位于右端。
19.在学习电磁感应现象时,小明猜想感应电流的大小可能与磁场的强弱有关。于是连接了如图甲所示的实验装置,闭合开关后,导体AB、磁体、灵敏电流计、开关、导线组成闭合回路。
(1)实验中灵敏电流计的指针偏转角度越大,说明电路中产生的感应电流越 ;
(2)小红同学在小明实验的基础上做了改进,她在两个铁块E、F上绕上导线组成电磁铁,并与开关、滑动变阻器、电源、灯泡组成电路,导体AB与灵敏电流计相连。这样就可以通过移动 来改变电磁铁的磁性强弱;
(3)将滑动触头P置于不同位置,让导体AB都以相同速度向下切割磁感线运动,观察并记录每次实验情况如下表所示:
滑动触头P所处位置
a端
中间
b端
灵敏电流计偏转情况
最大
较大
最小
由实验现象可知:感应电流的大小与磁场的强弱 关(选填“有”或“无”)。
(4)实验中小红用电磁铁代替磁体的好处是: 。
【答案】(1)大
(2)滑动变阻器的滑片
(3)有
(4)易于改变磁体的磁性强弱
【详解】(1)灵敏电流计可以检测电流大小和电流方向,指针偏转角度越大,电路中感应电流越大。
(2)图中将磁铁换成了电磁铁,电磁铁的优点就是磁场有无,磁场强弱可以通过电流大小和电路通断来控制,故图中通过移动滑动变阻器改变电流,来影响电磁铁的磁性强弱。
(3)滑片在不同位置,改变了电路中电流,电流大小不同,影响电磁铁的磁场强弱,由数据可知,产生的感应电流大小也发生变化,故可知感应电流的大小与磁场的强弱有关。
(4)电磁铁的优点就是磁场有无,磁场强弱可以通过电流大小和电路通断来控制。
20.磁性材料是很多电子产品的重要组成部件,某兴趣小组找到一个带缺口的环形磁体,他们不知道这个环形磁体的磁极分布情况。请你设计一个简单实验,确定该环形磁体的磁极,同时显示出该环形磁体磁场的分布。
(1)实验器材: ;
(2)实验方案: ;
(3)实验结论: 。
【答案】(1)小磁针、铁屑、硬纸板
(2)见解析
(3)见解析
【详解】(1)实验中可通过铁屑在磁场中的排列情况来显示磁体磁场的分布,用小磁针来确定磁体的磁极,所以,该实验的实验器材为:小磁针、铁屑、硬纸板。
(2)实验方案为:沿环形磁体的缺口处插入硬纸板,并在硬纸板上均匀地撒满铁屑,轻敲硬纸板,观察铁屑的排列情况;在环形磁体周围放一个小磁针,记录小磁针的指向。
(3)铁屑的排布,显示磁场的分布;根据磁极间的相互作用规律,小磁针静止时北极所指的方向为环形磁体的南极。
21.“福建舰”航空母舰具有电磁弹射航技术,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。
【项目一:通电直导体在磁场中受力大小与哪些因素有关】
创新小组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。
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
(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”)的。得出的结论是 ;
【项目二:探究影响飞机油耗主要因素】
(3)查阅资料发现影响飞机油耗主要因素是行进中所受到的空气阻力(也称风阻),阻力F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。某模拟实验得到如下数据:
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 (选填“正比”或“反比”),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丙所示,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)
【答案】(1)电流大小
(2) 向上 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) 正比 v2
(4) 5 11
【详解】(1)由题意可得,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)[1]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。
[2]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)[1]当风速为20m/s时,飞机正面投影面积为2.0m2时,风阻为206N,飞机正面投影面积为4.0m2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。
[2]当飞机正面投影面积为2.0m2时,风速为20m/s时,风阻为206N,风速为40/s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)[1]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为
[2]由图可知,当阻力为5N时,速度最大为11m/s。
四、科普阅读题(共12分)
22.潮湿毛巾挂在浴室里长期不干,很容易滋生细菌,电热毛巾架应运而生。目前,电热毛巾架主要有两种工作方式:一种是以导热液为媒介,传递来自电热棒的热量,由于水的________大,加热速度较慢;二是干式加热,一般采用合金发热丝或者碳纤维发热丝加热。合金发热丝使用的是电阻较________的合金,电热转换效率不及碳纤维发热丝,但价格相对便宜。
(1)请将文段中的填空补充完整。 、
(2)图甲是小明家的某款电热毛巾架,它是利用电流的 效应工作的,图乙为其简化电路。小明认为图乙电路不能实现高、低温挡自动切换,于是设计了如图丙的方案(湿敏电阻的阻值与环境湿度成反比)。
①把湿毛巾挂到毛巾架上,闭合图丙中的开关S和,工作电路中只有发热,电路处于高温挡,随着空气湿度逐渐增大,湿敏电阻阻值逐渐变 (选填“大”或“小”);当电流达到一定数值时,衔铁被吸引下来,电路处于 温挡,从而实现高温挡与低温挡的自动切换。
②如果想让电热毛巾架高温挡加热的时间更短一些,可采用的方法有: 。
【答案】(1) 比热容 大
(2) 热 小 低 见解析
【详解】(1)[1]由于水的比热容大,吸收相同热量的前提下,温度变化量小,加热速度较慢。
[2]一般采用合金发热丝或者碳纤维发热丝加热,由于合金发热丝使用的是电阻较大的合金,根据可知,产生的电热较多。
(2)[1]电热毛巾架消耗电能,将电能转化为内能,是利用电流的热效应工作的。
[2]根据题意“湿敏电阻的阻值与环境湿度成反比”可知,随着空气湿度逐渐增大,湿敏电阻阻值逐渐变小。
[3]当电流达到一定数值时,衔铁被吸引下来,此时工作电路中R2和R1串联工作,电路中的电阻较大,根据可知,电路的功率较小,此时电路处于低温挡。
[4]如果想让电热毛巾架高温挡加热的时间更短一些,即衔铁提前被电磁铁吸下来,需要使电磁铁的磁性增强,使控制电路中的电流变大,因此可以减小阻值。
23.阅读短文,回答问题。
居家用气,安“燃”无恙
炒菜、做饭、取暖……燃气为我们生活带来了极大的便利。但在燃气使用过程中如发生泄漏或燃气具使用不规范的情况,会导致燃气事故的发生。为确保居家用气安“燃”无恙,燃气管理部门要求用户要安装家用燃气报警器。
图甲是某种燃气报警器的部分电路示意图,控制电路中的为气敏电阻,的阻值与燃气浓度的关系如图乙所示。电源电压稳定,闭合开关和,报警器处于工作状态。当燃气浓度达到预设值时,电磁铁恰好能将衔铁吸下,工作电路中灯熄灭,灯发光、电铃响而报警(电磁铁线圈的阻值忽略不计)。
(1)燃气报警器的安装位置应根据被检测气体的密度确定,若家中使用天然气(主要成分是密度比空气密度小的甲烷),则燃气报警器应安装在燃气灶附近的 (选填“上”或“下”)方区域。
(2)图甲中,闭合控制电路的开关,电磁铁上端是 (选填“”或“”)极。当燃气浓度未达到预设值时,杆处于静止状态。若弹簧对端的拉力为动力,观察图甲可知,此时杆AOB是 (选填“省力”“等臂”或“费力”)杠杆。
(3)下列四幅图所示的原理与控制电路中电磁铁的工作原理相同的是( )
A.验电器工作原理 B.电流的磁效应
C.电磁感应现象 D.交流发电机原理
(4)若想将燃气报警器的预设值调低,在保证电路元件安全的前提下,可以采取的合理方法是 。(写出一种即可)
【答案】(1)上
(2) N 费力
(3)B
(4)减小的阻值/增大电源电压
【详解】(1)因为天然气的主要成分是密度比空气密度小的甲烷,天然气泄漏时会向上飘,所以燃气报警器应安装在燃气灶台附近的上方区域。
(2)[1]闭合控制电路的开关S1,电流从电磁铁的下端流入,根据安培定则可以判断电磁铁上端是N极。
[2]当燃气浓度未达到预设值时,杆AOB处于静止状态,此时动力臂小于阻力臂,根据杠杆的分类,杆AOB是费力杠杆。
(3)控制电路中电磁铁的工作原理是电流的磁效应。
A.验电器工作原理是同种电荷相互排斥,故A不符合题意;
B.奥斯特实验的原理是电流的磁效应,故B符合题意;
CD.探究怎样产生感应电流的实验和交流发电机的原理是电磁感应现象,故CD不符合题意。
故选B。
(4)无论燃气报警器的预设值如何调,控制电路中的报警电流不变,根据欧姆定律
若将燃气报警器的预设值调低,由图乙可知R1变大,当控制电路中的电源电压不变时,应减小R2的阻值,从电路而达到报警电流;
或当R2阻值不变时,增大控制电路中的电源电压。
试卷第18页,共21页
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第十七章·素养提升
建议用时:70分钟,满分:70分
一、单项选择题(下列每题均有四个选项,其中只有一个选项符合题意。共24分,每题2分)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
B
C
C
C
B
C
C
D
D
题号
11
12
答案
D
D
二、多项选择题(下列每题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。共6分,每题2分。每题选项全选对的得2分,选对但不全的得1分,有错选的不得分)
13
14
15
AC
BD
ACD
三、实验探究题(共28分)
16.(1)电路闭合
(2)①②⑤
17.(1)磁化
(2)条形
(3) 不改变 改变
(4)S
18.(1)下端因磁化而带上同名磁极,互相排斥
(2)弱
(3)闭合
(4)80
(5)右
19.(1)大
(2)滑动变阻器的滑片
(3)有
(4)易于改变磁体的磁性强弱
20.(1)小磁针、铁屑、硬纸板
(2) 沿环形磁体的缺口处插入硬纸板,并在硬纸板上均匀地撒满铁屑,轻敲硬纸板,观察铁屑的排列情况;在环形磁体周围放一个小磁针,记录小磁针的指向
(3) 根据磁极间的相互作用规律,小磁针静止时北极所指的方向为环形磁体的南极。
21.(1)电流大小
(2) 向上 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) 正比 v2
(4) 5 11
四、科普阅读题(共12分)
22.(1) 比热容 大
(2) 热 小 低 电磁铁的磁性增强,使控制电路中的电流变大,因此可以减小阻值。
23.(1)上
(2) N 费力
(3)B
(4)减小的阻值/增大电源电压
答案第2页,共2页
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第十七章·素养提升
建议用时:70分钟,满分:70分
一、单项选择题(下列每题均有四个选项,其中只有一个选项符合题意。共24分,每题2分)
1.他经过10年的不懈探索,终于在1831年发现了电磁感应现象,为人类进入电气时代起到了重要作用,这位科学家是( )
A.牛顿 B.焦耳 C.欧姆 D.法拉第
2.如图是磁悬浮鼠标。基座通电后鼠标会悬浮起来,悬浮鼠标的工作原理是( )
A.异名磁极相互排斥 B.同名磁极相互排斥
C.同种电荷相互排斥 D.异种电荷相互排斥
3.如图所示,小明用漆包线绕成线圈ABCD,做成电动机模型,通电后能让线圈在磁场中持续转动的方法是( )
A.将线圈两端的漆全部刮去
B.将线圈一端的漆全部刮去,另一端的漆不刮
C.将线圈两端的漆各刮去一半,两端刮去的漆在同侧
D.将线圈两端的漆各刮去一半,两端刮去的漆在异侧
4.古话说:“床位的摆放应与大自然的能量流动相协调”,即顺应地磁场摆放。有科学研究也证实,人类的睡眠与地球磁场有一定关联,人体(由头到脚)顺应磁场方向睡觉有利于身体各个系统的平衡与健康。按上面说法,床位最合适的摆放方向是( )
A. B.
C. D.
5.如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲图中电源右端是负极,小磁针的A端是N极
B.乙图中该电流一定时,匝数越多磁性越弱
C.丙图中当水位升高到B时,红灯会发光报警
D.丁图中模型的原理是通电导体在磁场中受力
6.下列说法正确的是( )
A.利用磁感线只能描述磁场方向,不能描述磁场强弱
B.利用撒在磁体周围铁屑的分布情况可以判断磁体周围各点的磁场强弱
C.可水平转动的小磁针在地磁场作用下,静止时N极指向地理的南极附近
D.条形磁体外部的磁感线方向由磁体的S极指向N极
7.下列关于磁体的说法中正确的是
A.磁体与带电体一样也能吸引轻小物体
B.永磁体的磁性永远不会消失
C.磁体间不需要直接接触就能产生力的作用
D.任何材料制成的物体都能被磁化
8.如图所示,将某发光二极管的两极接入电路的a、b两点,闭合开关时,通电螺线管旁边小磁针S极向右偏转。下列判断正确的是( )
A.通电螺线管右端为N极
B.电源左端为正极,右端为负极
C.发光二极管极接点,极接点
D.图中P处磁感线的方向从螺线管右端到左端
9.2025年蛇年春晚在节目最后机器人们的“飞手绢”环节,凭借腕部电机的创新抛放线机构,精准还原传统秧歌中抛接手绢的高难度技巧。下列各图中能反映腕部电机工作原理的是( )
A. B.
C. D.
10.小明同学利用如图所示的实验装置探究“感应电流的产生条件”,保持线圈位置不动,将条形磁铁水平向右快速插入线圈中时,观察到灵敏电流表的指针向右偏转。下列分析判断正确的是( )
A.该装置相当于电动机模型
B.条形磁铁与线圈保持相对静止也可观察到灵敏电流表指针偏转
C.该装置中条形磁铁相当于电源
D.若将条形磁铁从线圈中向左拔出,灵敏电流表指针将向左偏转
11.观察手摇发电机灯泡的发光与手电筒灯泡的发光,通过比较我们可以发现:( )
A.两个仪器的工作过程中其能量转化是相同的
B.手摇发电机灯泡会闪烁发光说明通过灯泡的电流方向在改变
C.两灯泡中通过的电流都是直流电
D.若用发光二极管替代小灯泡,同样的速度转动手摇发电机时,二极管每分钟闪烁的次数会减少
12.如图所示为条形磁铁和电磁铁,虚线表示磁感线,则甲、乙、丙、丁的极性依次是( )
A.S、N、S、S B.N、N、S、N C.S、S、N、N D.N、S、N、N
二、多项选择题(下列每题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。共6分,每题2分。每题选项全选对的得2分,选对但不全的得1分,有错选的不得分)
13.以下关于电与磁的描述中,说法正确的是( )
A.图甲可用来演示电磁感应现象
B.图乙可用来演示电流周围存在磁场,最早是由法拉第发现的;
C.图丙可用来演示电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系
D.图丁同时对调磁极和电源正负极,线圈的转动方向会发生改变
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.海鲜保存常要求温度低于-18℃。小祝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电源电压均为3V保持不变,电磁铁线圈电阻忽略不计,图乙为热敏电阻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.若控制电路中换用电压更大的电源,警戒温度将变低
D.冷库温度降低时,控制电路消耗的电功率变小
三、实验探究题(共28分)
16.学习了电磁知识后,兴趣小组用如图所示的装置探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件;
(1)小组同学发现,如果开关处于断开状态,无论磁体怎样放置、AB棒怎样运动,灵敏电流计指针均不偏转,这说明 是产生感应电流的必要条件;
(2)闭合开关,小组同学先后进行了如下图所示的5次实验,其中能产生感应电流的有 (填序号)。
①向右运动
② AB向左运动
③ AB向上运动
④ AB向后运动
⑤磁体向左运动
17.探究通电螺线管周围的磁场:
(1)将螺线管放在玻璃板上,玻璃板上均匀地撒上铁屑。闭合开关,轻敲玻璃板,铁屑在磁场中被 成一个个小磁针,从而在磁场中有序地排列起来。
(2)在通电螺线管周围再放上小磁针,铁屑、小磁针的分布情况如图所示,说明通电螺线管外部的磁场分布与 磁体的磁场分布非常相似。
(3)若把连接电源正负极的导线对调,再闭合开关,此时铁屑分布情况 (选填“改变”或“不改变”),小磁针N、S极的指向 (选填“改变”或“不改变”)。
(4)断开开关后,小磁针静止时 (选填“S”或“N”)极指向南方。
18.利用如图甲所示实验装置探究“磁体的磁性强弱是否与温度有关”。
(1)被磁铁吸引的大头针下端是分散的,这是因为大头针被磁场磁化后, ;
(2)用酒精灯给磁铁加热,开始时如图甲所示,当磁铁被烧红时,现象如图乙所示,可以得出结论:温度越高,磁体的磁性越 ;
(3)根据探究结论,小组成员设计了如图丙所示的温度报警器,工作原理为:当条形磁体温度逐渐升高时,钢质弹簧开关将 (选填“闭合”或“断开”),实现报警;
(4)课本中还有一种精确温度报警装置(如图丁),当温度达到 ℃时,电铃响,实现报警;
(5)图丁中的螺线管中有电流通过时,N极在螺线管的 端(选填“左”或“右”)。
19.在学习电磁感应现象时,小明猜想感应电流的大小可能与磁场的强弱有关。于是连接了如图甲所示的实验装置,闭合开关后,导体AB、磁体、灵敏电流计、开关、导线组成闭合回路。
(1)实验中灵敏电流计的指针偏转角度越大,说明电路中产生的感应电流越 ;
(2)小红同学在小明实验的基础上做了改进,她在两个铁块E、F上绕上导线组成电磁铁,并与开关、滑动变阻器、电源、灯泡组成电路,导体AB与灵敏电流计相连。这样就可以通过移动 来改变电磁铁的磁性强弱;
(3)将滑动触头P置于不同位置,让导体AB都以相同速度向下切割磁感线运动,观察并记录每次实验情况如下表所示:
滑动触头P所处位置
a端
中间
b端
灵敏电流计偏转情况
最大
较大
最小
由实验现象可知:感应电流的大小与磁场的强弱 关(选填“有”或“无”)。
(4)实验中小红用电磁铁代替磁体的好处是: 。
20.磁性材料是很多电子产品的重要组成部件,某兴趣小组找到一个带缺口的环形磁体,他们不知道这个环形磁体的磁极分布情况。请你设计一个简单实验,确定该环形磁体的磁极,同时显示出该环形磁体磁场的分布。
(1)实验器材: ;
(2)实验方案: ;
(3)实验结论: 。
21.“福建舰”航空母舰具有电磁弹射航技术,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。
【项目一:通电直导体在磁场中受力大小与哪些因素有关】
创新小组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。
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
(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”)的。得出的结论是 ;
【项目二:探究影响飞机油耗主要因素】
(3)查阅资料发现影响飞机油耗主要因素是行进中所受到的空气阻力(也称风阻),阻力F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。某模拟实验得到如下数据:
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 (选填“正比”或“反比”),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丙所示,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)
四、科普阅读题(共12分)
22.潮湿毛巾挂在浴室里长期不干,很容易滋生细菌,电热毛巾架应运而生。目前,电热毛巾架主要有两种工作方式:一种是以导热液为媒介,传递来自电热棒的热量,由于水的________大,加热速度较慢;二是干式加热,一般采用合金发热丝或者碳纤维发热丝加热。合金发热丝使用的是电阻较________的合金,电热转换效率不及碳纤维发热丝,但价格相对便宜。
(1)请将文段中的填空补充完整。 、
(2)图甲是小明家的某款电热毛巾架,它是利用电流的 效应工作的,图乙为其简化电路。小明认为图乙电路不能实现高、低温挡自动切换,于是设计了如图丙的方案(湿敏电阻的阻值与环境湿度成反比)。
①把湿毛巾挂到毛巾架上,闭合图丙中的开关S和,工作电路中只有发热,电路处于高温挡,随着空气湿度逐渐增大,湿敏电阻阻值逐渐变 (选填“大”或“小”);当电流达到一定数值时,衔铁被吸引下来,电路处于 温挡,从而实现高温挡与低温挡的自动切换。
②如果想让电热毛巾架高温挡加热的时间更短一些,可采用的方法有: 。
23.阅读短文,回答问题。
居家用气,安“燃”无恙
炒菜、做饭、取暖……燃气为我们生活带来了极大的便利。但在燃气使用过程中如发生泄漏或燃气具使用不规范的情况,会导致燃气事故的发生。为确保居家用气安“燃”无恙,燃气管理部门要求用户要安装家用燃气报警器。
图甲是某种燃气报警器的部分电路示意图,控制电路中的为气敏电阻,的阻值与燃气浓度的关系如图乙所示。电源电压稳定,闭合开关和,报警器处于工作状态。当燃气浓度达到预设值时,电磁铁恰好能将衔铁吸下,工作电路中灯熄灭,灯发光、电铃响而报警(电磁铁线圈的阻值忽略不计)。
(1)燃气报警器的安装位置应根据被检测气体的密度确定,若家中使用天然气(主要成分是密度比空气密度小的甲烷),则燃气报警器应安装在燃气灶附近的 (选填“上”或“下”)方区域。
(2)图甲中,闭合控制电路的开关,电磁铁上端是 (选填“”或“”)极。当燃气浓度未达到预设值时,杆处于静止状态。若弹簧对端的拉力为动力,观察图甲可知,此时杆AOB是 (选填“省力”“等臂”或“费力”)杠杆。
(3)下列四幅图所示的原理与控制电路中电磁铁的工作原理相同的是( )
A.验电器工作原理 B.电流的磁效应
C.电磁感应现象 D.交流发电机原理
(4)若想将燃气报警器的预设值调低,在保证电路元件安全的前提下,可以采取的合理方法是 。(写出一种即可)
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………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○………………
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建议用时:70分钟,满分:70分
一、单项选择题(下列每题均有四个选项,其中只有一个选项符合题意。共24分,每题2分)
1.他经过10年的不懈探索,终于在1831年发现了电磁感应现象,为人类进入电气时代起到了重要作用,这位科学家是( )
A.牛顿 B.焦耳 C.欧姆 D.法拉第
2.如图是磁悬浮鼠标。基座通电后鼠标会悬浮起来,悬浮鼠标的工作原理是( )
A.异名磁极相互排斥 B.同名磁极相互排斥
C.同种电荷相互排斥 D.异种电荷相互排斥
3.如图所示,小明用漆包线绕成线圈ABCD,做成电动机模型,通电后能让线圈在磁场中持续转动的方法是( )
A.将线圈两端的漆全部刮去
B.将线圈一端的漆全部刮去,另一端的漆不刮
C.将线圈两端的漆各刮去一半,两端刮去的漆在同侧
D.将线圈两端的漆各刮去一半,两端刮去的漆在异侧
4.古话说:“床位的摆放应与大自然的能量流动相协调”,即顺应地磁场摆放。有科学研究也证实,人类的睡眠与地球磁场有一定关联,人体(由头到脚)顺应磁场方向睡觉有利于身体各个系统的平衡与健康。按上面说法,床位最合适的摆放方向是( )
A. B.
C. D.
5.如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲图中电源右端是负极,小磁针的A端是N极
B.乙图中该电流一定时,匝数越多磁性越弱
C.丙图中当水位升高到B时,红灯会发光报警
D.丁图中模型的原理是通电导体在磁场中受力
6.下列说法正确的是( )
A.利用磁感线只能描述磁场方向,不能描述磁场强弱
B.利用撒在磁体周围铁屑的分布情况可以判断磁体周围各点的磁场强弱
C.可水平转动的小磁针在地磁场作用下,静止时N极指向地理的南极附近
D.条形磁体外部的磁感线方向由磁体的S极指向N极
7.下列关于磁体的说法中正确的是
A.磁体与带电体一样也能吸引轻小物体
B.永磁体的磁性永远不会消失
C.磁体间不需要直接接触就能产生力的作用
D.任何材料制成的物体都能被磁化
8.如图所示,将某发光二极管的两极接入电路的a、b两点,闭合开关时,通电螺线管旁边小磁针S极向右偏转。下列判断正确的是( )
A.通电螺线管右端为N极
B.电源左端为正极,右端为负极
C.发光二极管极接点,极接点
D.图中P处磁感线的方向从螺线管右端到左端
9.2025年蛇年春晚在节目最后机器人们的“飞手绢”环节,凭借腕部电机的创新抛放线机构,精准还原传统秧歌中抛接手绢的高难度技巧。下列各图中能反映腕部电机工作原理的是( )
A. B.
C. D.
10.小明同学利用如图所示的实验装置探究“感应电流的产生条件”,保持线圈位置不动,将条形磁铁水平向右快速插入线圈中时,观察到灵敏电流表的指针向右偏转。下列分析判断正确的是( )
A.该装置相当于电动机模型
B.条形磁铁与线圈保持相对静止也可观察到灵敏电流表指针偏转
C.该装置中条形磁铁相当于电源
D.若将条形磁铁从线圈中向左拔出,灵敏电流表指针将向左偏转
11.观察手摇发电机灯泡的发光与手电筒灯泡的发光,通过比较我们可以发现:( )
A.两个仪器的工作过程中其能量转化是相同的
B.手摇发电机灯泡会闪烁发光说明通过灯泡的电流方向在改变
C.两灯泡中通过的电流都是直流电
D.若用发光二极管替代小灯泡,同样的速度转动手摇发电机时,二极管每分钟闪烁的次数会减少
12.如图所示为条形磁铁和电磁铁,虚线表示磁感线,则甲、乙、丙、丁的极性依次是( )
A.S、N、S、S B.N、N、S、N C.S、S、N、N D.N、S、N、N
二、多项选择题(下列每题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。共6分,每题2分。每题选项全选对的得2分,选对但不全的得1分,有错选的不得分)
13.以下关于电与磁的描述中,说法正确的是( )
A.图甲可用来演示电磁感应现象
B.图乙可用来演示电流周围存在磁场,最早是由法拉第发现的;
C.图丙可用来演示电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系
D.图丁同时对调磁极和电源正负极,线圈的转动方向会发生改变
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.海鲜保存常要求温度低于-18℃。小祝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电源电压均为3V保持不变,电磁铁线圈电阻忽略不计,图乙为热敏电阻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.若控制电路中换用电压更大的电源,警戒温度将变低
D.冷库温度降低时,控制电路消耗的电功率变小
三、实验探究题(共28分)
16.学习了电磁知识后,兴趣小组用如图所示的装置探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件;
(1)小组同学发现,如果开关处于断开状态,无论磁体怎样放置、AB棒怎样运动,灵敏电流计指针均不偏转,这说明 是产生感应电流的必要条件;
(2)闭合开关,小组同学先后进行了如下图所示的5次实验,其中能产生感应电流的有 (填序号)。
①向右运动
② AB向左运动
③ AB向上运动
④ AB向后运动
⑤磁体向左运动
17.探究通电螺线管周围的磁场:
(1)将螺线管放在玻璃板上,玻璃板上均匀地撒上铁屑。闭合开关,轻敲玻璃板,铁屑在磁场中被 成一个个小磁针,从而在磁场中有序地排列起来。
(2)在通电螺线管周围再放上小磁针,铁屑、小磁针的分布情况如图所示,说明通电螺线管外部的磁场分布与 磁体的磁场分布非常相似。
(3)若把连接电源正负极的导线对调,再闭合开关,此时铁屑分布情况 (选填“改变”或“不改变”),小磁针N、S极的指向 (选填“改变”或“不改变”)。
(4)断开开关后,小磁针静止时 (选填“S”或“N”)极指向南方。
18.利用如图甲所示实验装置探究“磁体的磁性强弱是否与温度有关”。
(1)被磁铁吸引的大头针下端是分散的,这是因为大头针被磁场磁化后, ;
(2)用酒精灯给磁铁加热,开始时如图甲所示,当磁铁被烧红时,现象如图乙所示,可以得出结论:温度越高,磁体的磁性越 ;
(3)根据探究结论,小组成员设计了如图丙所示的温度报警器,工作原理为:当条形磁体温度逐渐升高时,钢质弹簧开关将 (选填“闭合”或“断开”),实现报警;
(4)课本中还有一种精确温度报警装置(如图丁),当温度达到 ℃时,电铃响,实现报警;
(5)图丁中的螺线管中有电流通过时,N极在螺线管的 端(选填“左”或“右”)。
19.在学习电磁感应现象时,小明猜想感应电流的大小可能与磁场的强弱有关。于是连接了如图甲所示的实验装置,闭合开关后,导体AB、磁体、灵敏电流计、开关、导线组成闭合回路。
(1)实验中灵敏电流计的指针偏转角度越大,说明电路中产生的感应电流越 ;
(2)小红同学在小明实验的基础上做了改进,她在两个铁块E、F上绕上导线组成电磁铁,并与开关、滑动变阻器、电源、灯泡组成电路,导体AB与灵敏电流计相连。这样就可以通过移动 来改变电磁铁的磁性强弱;
(3)将滑动触头P置于不同位置,让导体AB都以相同速度向下切割磁感线运动,观察并记录每次实验情况如下表所示:
滑动触头P所处位置
a端
中间
b端
灵敏电流计偏转情况
最大
较大
最小
由实验现象可知:感应电流的大小与磁场的强弱 关(选填“有”或“无”)。
(4)实验中小红用电磁铁代替磁体的好处是: 。
20.磁性材料是很多电子产品的重要组成部件,某兴趣小组找到一个带缺口的环形磁体,他们不知道这个环形磁体的磁极分布情况。请你设计一个简单实验,确定该环形磁体的磁极,同时显示出该环形磁体磁场的分布。
(1)实验器材: ;
(2)实验方案: ;
(3)实验结论: 。
21.“福建舰”航空母舰具有电磁弹射航技术,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。
【项目一:通电直导体在磁场中受力大小与哪些因素有关】
创新小组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。
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
(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”)的。得出的结论是 ;
【项目二:探究影响飞机油耗主要因素】
(3)查阅资料发现影响飞机油耗主要因素是行进中所受到的空气阻力(也称风阻),阻力F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。某模拟实验得到如下数据:
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 (选填“正比”或“反比”),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丙所示,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)
四、科普阅读题(共12分)
22.潮湿毛巾挂在浴室里长期不干,很容易滋生细菌,电热毛巾架应运而生。目前,电热毛巾架主要有两种工作方式:一种是以导热液为媒介,传递来自电热棒的热量,由于水的________大,加热速度较慢;二是干式加热,一般采用合金发热丝或者碳纤维发热丝加热。合金发热丝使用的是电阻较________的合金,电热转换效率不及碳纤维发热丝,但价格相对便宜。
(1)请将文段中的填空补充完整。 、
(2)图甲是小明家的某款电热毛巾架,它是利用电流的 效应工作的,图乙为其简化电路。小明认为图乙电路不能实现高、低温挡自动切换,于是设计了如图丙的方案(湿敏电阻的阻值与环境湿度成反比)。
①把湿毛巾挂到毛巾架上,闭合图丙中的开关S和,工作电路中只有发热,电路处于高温挡,随着空气湿度逐渐增大,湿敏电阻阻值逐渐变 (选填“大”或“小”);当电流达到一定数值时,衔铁被吸引下来,电路处于 温挡,从而实现高温挡与低温挡的自动切换。
②如果想让电热毛巾架高温挡加热的时间更短一些,可采用的方法有: 。
23.阅读短文,回答问题。
居家用气,安“燃”无恙
炒菜、做饭、取暖……燃气为我们生活带来了极大的便利。但在燃气使用过程中如发生泄漏或燃气具使用不规范的情况,会导致燃气事故的发生。为确保居家用气安“燃”无恙,燃气管理部门要求用户要安装家用燃气报警器。
图甲是某种燃气报警器的部分电路示意图,控制电路中的为气敏电阻,的阻值与燃气浓度的关系如图乙所示。电源电压稳定,闭合开关和,报警器处于工作状态。当燃气浓度达到预设值时,电磁铁恰好能将衔铁吸下,工作电路中灯熄灭,灯发光、电铃响而报警(电磁铁线圈的阻值忽略不计)。
(1)燃气报警器的安装位置应根据被检测气体的密度确定,若家中使用天然气(主要成分是密度比空气密度小的甲烷),则燃气报警器应安装在燃气灶附近的 (选填“上”或“下”)方区域。
(2)图甲中,闭合控制电路的开关,电磁铁上端是 (选填“”或“”)极。当燃气浓度未达到预设值时,杆处于静止状态。若弹簧对端的拉力为动力,观察图甲可知,此时杆AOB是 (选填“省力”“等臂”或“费力”)杠杆。
(3)下列四幅图所示的原理与控制电路中电磁铁的工作原理相同的是( )
A.验电器工作原理 B.电流的磁效应
C.电磁感应现象 D.交流发电机原理
(4)若想将燃气报警器的预设值调低,在保证电路元件安全的前提下,可以采取的合理方法是
试题 第11页(共8页) 试题 第12页(共8页)
试题 第9页(共8页) 试题 第10页(共8页)
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