专题05 电磁转换（期末专项训练）九年级物理上学期新教材沪粤版

专题05 电磁转换 一、单选题 1．(25-26九上·吉林松原·期末)如图所示，能自由转动的司南静止时，它的长柄指向南方，说明长柄是磁体的（　　） A．南极 B．北极 C．东极 D．西极 2．(24-25九上·吉林长春新解放学校初中部·期末)地球表面任一点的磁子午圈同地理子午圈的夹角叫做地磁偏角，历史上最早发现它的科学家是（　　） A．奥斯特 B．法拉第 C．安培 D．沈括 3．(24-25九上·山西临汾部分·期末)如图所示是小阳从某废旧电器中拆下的环形磁铁。下列有关环形磁铁的说法正确的是（　　） A．它周围存在磁场 B．它周围存在磁感线 C．它周围的磁场分布是均匀的 D．它周围各点的磁场方向相同 4．关于以下四幅图，下列说法错误的是（　　） A．图甲：地理的两极和地磁的两极不重合 B．图乙：通电导线周围存在磁场 C．图丙：电磁铁的磁性强弱跟电流大小有关 D．图丁：开关闭合后，电能转化为机械能 5．(24-25九上·山东威海某校（五四制）·期末)荣成已成功举办多次马拉松比赛。比赛时运动员佩戴感应芯片通过起点和终点磁场地带时，芯片里的线圈就会产生电流，激发芯片发送编码信息，系统自动获取信息并计时。下列器件中与此工作原理相同的是（   ） A．发电机 B．电磁继电器 C．电风扇 D．电铃 6．(24-25九上·陕西西安交通大学附属中学·期末)2024年1月，我国成功完成了超高速低真空管道磁浮交通系统（简称“高速飞车”）全尺寸超导电动悬浮试验。未来高速飞车具有更快速、更安全的特点。关于高速飞车，下列说法不正确的是（　　） A．超导材料用于高速飞车，可以减少电路中能量损耗 B．磁悬浮列车是利用电流的磁效应来工作的，与发电机工作原理相同 C．列车车体与轨道相分离，可大大减小车体与轨道之间的摩擦 D．列车悬浮是通过车底部与轨道上磁极间的相互作用来实现的 二、多选题 7．(24-25九上·河南新乡河师大附属中学，新乡第十中学·期末)关于各图所示的实验现象及说明的问题，下列说法正确的是（   ） A．如图，司南能够指南北是利用了磁体受地磁场的作用 B．如图，将铅笔芯右端的夹子B向A靠近，灯泡亮度变大，说明电阻与长度有关 C．如图，该仪器的原理是电磁感应 D．如图，相同质量的水和煤油加热相同时间，煤油升温快说明吸热能力强 8．物理实践活动中，小明同学利用热敏电阻R设计了一个“过热自动报警电路”，如图所示，控制电路两端的电压保持不变，电磁铁线圈的电阻忽略不计。将热敏电阻R安装在需要探测温度高低的地方，当探测温度正常时，指示灯亮；当探测温度超过某一值时，警铃响。下列说法正确的是（　　） A．热敏电阻R的阻值随探测温度的升高而减小 B．图中电磁铁的下端P的磁极为S极 C．当探测温度升高时，电磁铁的磁性减弱 D．当探测温度升高时，控制电路消耗的总功率增大 三、填空题 9．(24-25九上·河南新乡·期末)如图所示为车库积水自动报警装置原理图，A、B位置可以安装电铃或者LED灯。当车库没有积水时LED灯亮，有积水时电铃响。则电铃应接在 （选填“A”或“B”），已知LED灯的规格为“12V 6W”，灯泡正常发光时的电流是 A。 10．(25-26九上·辽宁盘锦辽河油田实验中学·期末)如图乙所示，科技兴趣小组为平衡车设计的转向指示灯电路，电源电压恒为6V，指示灯L1、L2的规格均为“6V，6W”，R0为定值电阻，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计，不考虑指示灯电阻随温度的变化，当单刀双掷开关S与“1”接通后，左转指示灯L1会亮暗交替闪烁，在上述过程中，左转指示灯L1两端实际电压UL随时间t变化规律如图丙所示。 (1)当单刀双掷开关S与“1”接触，电磁铁中有电流通过时，左转指示灯L1发光 （选填“较亮”或“较暗”），R0阻值 Ω。随后，衔铁被吸下，发生短路，衔铁又被弹簧拉上去。 (2)在单刀双掷开关S与“1”接通情况下，左转指示灯L1亮暗交替闪烁工作1min，则整个电路消耗的电能 J。 11．(24-25九上·河南濮阳·期末)1820年奥斯特发现了通电导体周围存在磁场后又有实验表明：平行的两根导线通电后，若电流的方向相同，则两根导线会相互吸引。请你据此猜测：当家庭电路中某照明灯发光时，连接该灯的两根平行导线之间会存在微弱的 （选填“吸引力”或“排斥力”），理由是 。 12．(24-25九上·山东威海某校（五四制）·期末)小明为抽屉设计了一个简易防盗报警器，并将它安装在抽屉内。报警器原理图如图，光敏电阻的阻值随光照强度的增大而变小。合上抽屉时，电磁铁磁性 （选填“增强”“减弱”“不变”）。为使电铃更容易响起，可将的阻值 （选填“增大”“减小”）。 13．(24-25九上·河南南阳·期末)福建舰是我国自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。如图是它的弹射装置，弹射车处于导轨的强磁场中，给弹射车内的导体通入强电流，它会获得强大推力，并推动舰载机快速起飞。弹射车获得推力的原理是 ，在此过程中是将电能转化为 。 14．(24-25九上·北京通州区·期末) (1)为了探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件，在如图甲所示的实验装置中，还需在导线夹 a、b间接入的电路元件是 ； (2)连接如图乙所示的电路进行实验，其中两根镍铬合金丝的粗细相同，分别将两个金属丝接入电路。此实验探究的问题是：导体的电阻与 是否有关。 15．(24-25九上·江西南昌江科附中·期末)1820年，丹麦物理学家 通过实验证明电流周围存在磁场，在世界上第一个发现了电与磁之间的联系；英国物理学家法拉第经过10年的不懈探索，终于在1831年发现了电磁感应现象，由此发明了 （选填“电动机”或“发电机”），开创了电气化时代的新纪元。 四、作图题 16．(24-25九上·山东威海某校（五四制）·期末)如图甲所示是一款磁悬浮音箱。使用时，闭合开关，音箱可悬浮空中。音箱底部有一磁铁A，下方底座内部有电磁铁。图乙为其电路原理图，请在括号中标出电源右侧的极性，通电线圈下端极性，画出电磁铁周围磁感线并用箭头标出方向（只画一条即可） 五、实验题 17．(24-25九上·湖北荆楚联盟·期末)学习完电生磁后，小明在螺线管的周围放了一些小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满了铁屑来探究通电螺线管外部的磁场分布，如图甲所示。 (1)闭合开关前，观察到所有的小磁针的N极均指向 （选填“南”或“北”）方。通电后观察到小磁针的指向发生变化，这是由于通电螺线管周围存在磁场，这种现象叫做电流的 效应。 (2)观察铁屑的排列情况，可以发现通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似。 (3)改变螺线管中电流的方向，发现小磁针的指向发生变化，说明通电螺线管两端的极性跟螺线管中 的方向有关。 (4)如图乙所示，如果蚂蚁沿着电流方向绕螺线管爬行，N极就在它的 （选填“左”或“右”）边。 18．(24-25九上·四川巴中·期末)小红和小刚在做探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关的实验时，作出了如下猜想： 猜想①：电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性 猜想②：通电的电磁铁的磁性与线圈的匝数有关 猜想③：通电的电磁铁的磁性与电流大小有关 为了验证上述猜想是否正确，小红和小刚共同设计了以下实验方案：用漆包线在大铁钉上绕制若干圈，制成简单的电磁铁。实验中观察到的现象如图甲、乙、丙所示的实验电路，请你完成如下填空： (1)通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它的 ； (2)通过比较甲乙两图，可以验证猜想 （选填“①”“②”或“③”）是正确的；将图乙中的滑动变阻器向右滑，发现电磁铁吸引的大头针数目 （选填“变多”“变少”或“不变”），可以验证猜想 （选填“①”“②”或“③”）是正确的； (3)实验中，大头针的下端都是分开的，原因是 ； (4)用实验器材组成了如图丙所示的实验电路，分别连接电磁铁线圈的接线柱A、C，并调节滑动变阻器控制电流不变，可以发现接 （选填“A”或“C”）柱时，大铁钉下方吸引大头针较多。 19．(24-25九上·新疆克孜勒苏柯尔克孜·期末)在研究“磁场对通电导体的作用”的实验中： 实验序号 1 2 3 4 磁场方向 向下 向上 向下 向上 电流方向 运动方向 右 左 左 右 (1)如图甲所示，把金属杆放在磁场里，闭合开关，观察到金属杆向右运动，利用此现象原理人们制成了 （选填“电动机”或“发电机”）； (2)改变磁场方向或电流方向，观察到的实验现象记录在表格中。分析第 （填两个实验序号）次数据可知，通电金属杆在磁场中受力方向与磁场方向有关。 (3)如图乙所示，闭合开关，让金属杆做切割磁感线运动，此时金属杆 （选填“会”或“不会”）受到力的作用。 六、计算题 20．(24-25九上·福建泉州鲤城区福建泉州第五中学·期末)智能物联给我们的生活提供了诸多便利，如图甲是一个智能照明灯的工作原理图。工作电路中灯泡L的规格均为“220V 44W”；控制电路中的电源电压大小可调，已知为10Ω，R是光敏电阻，其阻值随光照强度变化（光照强度的单位为，光越强光照强度越大），当控制电路电流时，衔铁被释放而接通工作电路。（不计线圈电阻） (1)当工作电路中的电灯L正常发光时，工作电路中的总电流是多少？ (2)将控制电路中的电源电压设置为6V，光敏电阻R上的光照强度小于或等于多少时，工作电路启动，开始照明？ (3)设置光照强度小于或等于时，工作电路恰好启动，若不变，控制电路中的电源电压应设置为多少？ 七、综合题 21．(24-25九上·河南郑州河南实验中学·期末)图甲是能设定加热温度的家用空气炸锅的简化电路图。它是通过电热丝来加热空气，从而加热食物。 (1)空气炸锅内有的空气，将这些空气从20℃加热到220℃需要吸收多少热量？[取] (2)工作电路中，电热丝与指示灯支路并联。已知的额定电压为220V，额定功率为1210W。正常工作时，工作电路的总电流为5.55A，此时指示灯支路消耗的功率是多少？ (3)在控制电路中，电源电压恒为3V，通过调节变阻器．的阻值来设置加热温度；热敏电阻置于温度监测区域，其阻值随温度变化的关系如图乙所示。当设定加热温度为某一温度时，闭合开关S，工作电路接通，开始加热；当控制电磁铁线圈中的电流时，衔铁被弹起，停止加热。已知该设置温度下的阻值为，电磁铁线圈电阻不计，则设定的加热温度是多少？ (4)若要提高空气炸锅设定的加热温度，请写出一种简便可行的方法。 22．将表面有金属镀层的磁体吸在干电池的负极，将一根硬铜线折成导线框abcd搭在干电池的正极和磁体上，导线框abcd就会以干电池为轴转动起来，如图所示。 (1)若将磁体的N、S极对调，则导线框abcd的转动方向将 （选填“改变”或“不变”）。 (2)导线框abcd能够转动的原因是左、右两段导线受到的力的方向是 的，导线框转动时将 能转化为机械能。 (3)通电时间稍长，干电池会明显发热，原因是干电池被 ；干电池供电时将 能转化为电能。 (4)下列设备的原理与本装置的原理相同的是______。 A．电磁继电器 B．扬声器 C．动圈式话筒 D．电磁铁 八、科普阅读题 23．(24-25九上·山西吕梁交口县·)阅读短文，回答问题。 风力发电 利用风力发电将助力我国实现碳中和目标。风力发电机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如图甲所示，叶片横截面的设计原理如图乙所示，叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，发电机转子高速旋转发电。某风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈。其输出功率P与风速v的关系如图丙所示（为方便计算，图丙数据已作简化处理）。 (1)完成下列风力发电的主要能量转化流程图； (2)当风速为13m/s时，发电机转子1min转400圈，叶片需要转动 圈； (3)当风速为12m/s时，风力发电机组工作1h输出的电能相当于 kg的煤完全燃烧放出的热量（q煤=3.0107J/kg）。 一、单选题 1．关于地磁场，下列说法正确的是（    ） A．地磁场的极在地球的地理北极附近 B．地球周围存在着疏密不同的磁感线 C．地磁场的磁感线从地球地理南极附近出发，回到地球地理北极附近 D．仅在地磁场的作用下，可自由转动的小磁针静止时，极指向地理的南极附近 2．如图所示，这是某道路限载报警器的工作原理图。电源电压不变，是力敏电阻，其阻值随压力的变化而变化。闭合开关S，当车的质量超过限载质量时，电磁铁吸下衔铁，电铃响。根据不同的路面，可以改变滑动变阻器滑片P的位置，来设定不同的限载质量。下列说法不正确的是（　　） A．检测时，车的质量越大，电磁铁的磁性越强 B．力敏电阻的阻值随压力的增大而减小 C．若要提高设定的限载质量，应将滑片P向右移动 D．电磁铁能吸下衔铁，是由于通电导体周围存在磁场 3．如图所示，条形磁铁置于水平桌面上，电磁铁的右端固定，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P向左移动时，条形磁铁仍保持静止状态。在此过程中，条形磁铁受到的摩擦力的方向和大小是（　　） A．水平向左，逐渐减小 B．水平向左，逐渐增大 C．水平向右，逐渐增大 D．水平向右，逐渐减小 4．如图所示，甲、乙、丙、丁是四幅实验图，下列说法正确的是（　　） A．利用甲实验装置的原理可制成动圈式话筒 B．乙实验说明通电导体在磁场中受力的作用 C．根据图丙的实验原理可制成扬声器 D．丁实验说明同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引 5．小明用如图所示的实验装置探究磁场对通电导线的作用，闭合开关，原本静止的直导线AB水平向右运动。要使直导线AB水平向左运动，下列措施可行的是（　　） A．断开开关 B．将蹄形磁体的N、S极对调 C．换用磁性更强的蹄形磁体 D．将滑动变阻器的滑片P向右移动 6．图甲所示是一种自行车上的装置，车前端的灯泡与该装置内部线圈相连。自行车车轮的转动带动该装置上端的小轮转动，小轮带动内部的磁铁转动，灯泡便发光照明，图乙是其结构示意图。下列分析正确的是（     ） A．该装置是一种发电机 B．该装置将电能转化为机械能 C．车轮与小轮间应尽量光滑 D．增大车轮转速灯泡亮度变小 二、多选题 7．心肺机用“电动泵”替代心脏，推动血液循环，“电动泵”的工作原理如图所示，将线圈ab固定在活塞一端，利用其与固定磁铁间的相互作用带动活塞运动，从而使血液定向流动。阀门都只能单向开启，反向则封闭管路，当线圈中电流从a流向b时，下列说法错误的是（　　） A．线圈周围有磁场和磁感线 B．线圈左端是N极 C．活塞将向左运动 D．此时“电动泵”处于送血状态 8．小明通过查阅资料了解到电动汽车的“油门”一般是利用霍尔元件控制的、霍尔元件通电后会因处在强弱不同的磁场中，而产生不同的电压，这种情况下霍尔元件就相当于一个电压可变的电源。小明设计了如图-1所示的电路，闭合开关S后，用一根条形磁体靠近霍尔元件，探究霍尔元件在磁场中产生的电压变化情况，已知定值电阻R的阻值为10Ω，电流表量程为0-0.6A、电压表量程未知，探究时绘制出电压表示数与条形磁体到霍尔元件的距离的关系图像如图-2所示。在电路安全的情况下，下列说法正确的是（   ） A．电压表的量程为0~3V B．当磁体靠近霍尔元件时电流表示数变大 C．当磁体到霍尔元件的距离为1cm时，电流表示数为0.2A D．当磁体到霍尔元件的距离为0.25cm时，定值电阻的功率为0.9W 三、填空题 9．如图①是一款名为“铁钉桥”的科技展品，两边的“桥墩”是电磁铁。断电状态下，“桥墩” （选填“有”或“没有”）磁性；图②为某一侧“桥墩”的电磁铁结构示意图，当通以图示方向的电流时，其右端为 极。    10．如图，这是小红同学为短跑比赛设计的“抢跑判断器”。当运动员蹲在起跑器上后，裁判员老师闭合开关、，发令指示灯亮，此时电磁铁上端为 （选填“N”或“S”）极，运动员抢跑后，所受压力变小，电阻变小，电磁铁将衔铁吸下，抢跑指示灯 （选填“”或“”）变亮，则判定该运动员抢跑。 11．神舟飞船与空间站核心舱对接时，为预防撞击需配备对接缓冲装置。小海设计了模拟对接缓冲装置简图，如图乙所示。通电后，电源的右端为 （选填“正极”或“负极”）；为增大缓冲力，滑片P应向 （选填“左”或“右”）侧滑动。 12．指南针能确定地理方位，是由于指南针在 的作用下能够指南北。如图1所示是同名磁极磁感线分布图，根据磁感线方向判断图中两磁极均为 极。在物理学中，用磁感应强度（用字母B表示，国际单位：特斯拉，符号是T）表示磁场的强弱，磁感应强度越大，磁场越强。用某种材料制成的磁敏电阻，其阻值R随磁感应强度的变化图像如图2（甲）所示，由图像可知磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而 。若将该磁敏电阻连接在图2（丙）所示的电路中（电源电压不变），不改变滑动变阻器滑片的位置，仅将磁敏电阻由图2（乙）中的A位置移动至B位置，那么电流表的示数将 。 13．手摇交流发电机的模型如图甲所示，摇动其手柄会看到小灯泡发光；交流发电机的原理如图乙所示。回答下列问题。 (1)发电机的工作原理是 ，发电时将 能转化为 能。 (2)图乙可用来演示发电机发出来的是交流电。演示时应 （选填“慢慢”或“快速”）摇动手柄，才能明显地观察到电流表的指针 （选填“左右摆动”或“向一侧摆动”），从而说明发出来的是交流电。 14．自制的简易电动机模型如图所示。 (1)绕制线圈的铜丝外面有漆皮，必须对线圈引出线的两端（搁置于铜质弯钩的部位）进行刮漆处理，刮漆方法见放大图。按这种方法刮漆，目的是使线圈能够 。 (2)如果整个制作没有问题，但接上电源后线圈不动，这时应做哪些尝试？ （多选）。 A．使线圈中电流减小 B．将线圈转动一定角度 C．增大电源电压 D．更换一块磁性更强的磁体 (3)通电后线圈能转动，若要改变转动方向，可采取的做法： ； 。 15．动圈式话筒和动圈式扬声器是扩音器中的重要组成部分。下图为扩音器的工作原理示意图。当对着话筒讲话时，话筒将 信号转换为 信号，利用了 ；产生的变化电流经放大电路放大后通过扬声器的线圈2，扬声器将 信号转换为 信号，利用了 ，扬声器就发出声音。 四、作图题 16．按要求作图。 (1)请在甲图中用箭头标出A点的磁感线方向。 (2)请在乙图括号中标出通电螺线管右端的磁极（选填“N”或“S”）。 五、实验题 17．在探究“通电螺线管外部磁场的方向”实验中，同学进行了如下操作。 (1)将多个小磁针摆放在螺线管周围。闭合开关，小磁针发生偏转，静止时的指向如图甲所示，分析可知，通电螺线管周围的磁场和 （选填“条形”或“U形”）磁体的磁场相似； (2)如图乙所示，在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑。实验时发现现象不明显，为了增强磁场的强度，在不改变线圈匝数的情况下，可以采取 的办法； (3)闭合开关后，为了更好地通过铁屑客观地描述磁场分布情况，可轻敲硬纸板，这样做的目的是减小铁屑与玻璃板之间的 力，使铁屑在磁场力的作用下动起来。实验中可以用 （填序号）代替铁屑，显示磁场分布； A．铜    B．铝屑    C．镍粉 (4)改变电流方向，发现铁屑的分布形状 （选填“没有改变”或“发生改变”）； (5)在图甲中，通电后发现螺线管上下两侧中间部位的小磁针没有发生偏转，而其他位置的小磁针均发生了偏转，这两处小磁针不偏转的原因可能是 。 (6)对调电源的正负极重复上述实验，小磁针N极指向与之前相反，说明通电螺线管外部磁场的方向与 有关。 18．小华小组利用图1的装置深入探究“通电螺线管外部磁场的特点”。 (1)闭合开关，观察玻璃板上铁屑及小磁针静止时的状态，可知：通电螺线管的外部磁场与 的磁场相似； (2)为探究通电螺线管外部磁场方向与电流方向的关系，他应该： ，然后观察 ，分析现象得出结论； (3)小丽利用图2所示装置探究通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系。她先将开关S拨到，观察指针偏转的大小；再将开关S换到，调节变阻器的滑片，使 ，可观察到指针偏转角度变大，说明：在电流一定时，线圈匝数越多，通电螺线管的磁场越 ； (4)图2中螺线管的左端是 极，指针下方的“配重块”应选用 （选填“铜”、“铁”、“铝”）质材料。 19．利用如图甲所示的装置观察磁场对通电直导线的作用。 (1)应在M、N之间接入 （选填“灵敏电流计”“电源”或“灯泡”），装置中的导体棒AB应选用轻质的 （选填“铁棒”或“铝棒”）。 (2)如图乙所示，给线圈abcd通电后，cd段导线所受磁场力的方向与ab段导线所受磁场力的方向 （选填“相同”或“相反”），理由是磁场方向相同， 。 (3)如图丙所示，小明自制了一个电动机，将线圈漆包线其中一端的漆全刮掉，另一端的漆刮掉半周，这样能使线圈在平衡位置附近时 （选填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”）。 六、计算题 20．如图1为某校物理小组设计的具有加热和保温功能的电热器内部简化电路。Rt为热敏电阻，阻值随温度升高而减小。R1、R2、R3均为电热丝，且，闭合开关、，电热器开始加热。（电磁铁线圈电阻忽略不计） (1)加热时，动触点a与上方静触点b，c接通，工作电路的总功率？ (2)电磁铁对衔铁的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图2所示。当电磁铁对衔铁的吸引力为时，动触点a与下方静触点d接通，进入保温状态，此时热敏电阻的阻值是多少？ (3)保温状态下，的功率为，则工作电路消耗的电能是多少？ 七、综合题 21．按要求完成下列小题。 (1)实验发现，当通电直导线中通有电流时，其下方的指南针会发生偏转如图甲，且导线中电流方向相反时，指南针的偏转方向也相反。图乙中电子沿着图示方向平行地飞过指南针上方时，指南针的偏转方向与图甲指南针偏转方向 （选填“相同”或“相反”或“不发生偏转”）。 (2)图1是广州市区某交通道路上使用的风光互补LED路灯的电路原理图。 ①白天阳光充足时，光控开关S断开，太阳能电板为蓄电池充电，此时蓄电池相当于电路中的 （选填“电源”或“用电器”），将 能转化为 能。 ②路灯照明部分由两盏LED灯连接而成，傍晚光控开关S闭合，两盏LED灯同时发光；若一盏LED灯因断路而不亮，另一盏LED灯仍能发光，它们是怎么连接的呢？请在图2虚线框内画出两盏LED灯的连接方式。 （LED灯用“”表示） 22．在国庆、中秋长假期间，小明到西安旅游时在西安城墙上乘坐了如图所示的观光电动车。该车技术参数如表所示。 空载质量 1080kg 空载时轮胎与水平地面的总接触面积 1000cm2 电动机的额定功率 4kW (1)观光电动车的主要部件之一是电动机，其工作原理是通电导体在磁场中受 的作用；在给观光电动车的电池充电过程中，其电池相当于电路中的 ； (2)观光电动车空载静止在水平地面上时对地面的压强是多大？（g取10N/kg） (3)若观光电动车的游览里程为12km，该车的电动机以额定功率匀速直线行驶，受到的阻力为320N，将电能转化为机械能的效率是80%。在电池中的电量为2kW·h的情况下，该车能否走完12km的里程？请通过计算说明。 八、科普阅读题 23．请根据材料，回答下列问题： 电动自行车 电动自行车是目前中国老百姓主要的短途代步交通工具，它的能量来自电池组。与传统的内燃机车相比，电动自行车更为轻便、环保，能量转化效率高。 从安全角度考虑，9月1日新国标（GB17761-2024）正式实施，国家规定电动自行车车速不得超过25km/h，锂电池车型质量，电动自行车电池电压、电动机功率。对于400W的电动机来说，配置48V的电池是最合适的，两者可谓是完美搭档，既能够让电动机充分发挥它的性能，又不会出现电池性能过剩的情况。48V的电压，如果搭配容量为20A·h（电池容量是指放电电流与放电时间的乘积）的电池，即使每天行驶15公里左右，三天充一次电也完全够用，所以足够日常使用了。 电动自行车的续航里程与电池容量和能量转化效率有关。冬季，电动自行车续航里程降低，这说明电池实际放电容量受到温度的影响。能量转化效率是指电动机输出的机械能与输入电能的比值。 电动自行车还有一个聪明的大脑——“控制器”，电动自行车的调速手柄（转把）内部有一个叫“霍尔传感器”的元件，它能够根据手柄转动的角度，输出一个连续变化的电压信号。这个微弱的信号被送到“控制器”，控制器就像自行车的大脑，根据这个信号来精确控制输送给电动机的电流大小。 (1)在电动自行车这个控制系统中，调速手柄相当于提供了 （选填“信号”或“动力”）； (2)若某电动机的功率为400W时，其两端电压为48V，此时通过电动机的电流约为 A（结果保留一位小数）； (3)某电动自行车的电池上面标明电压为48V、容量为20A·h，它充满电后，储存的电能为 kW·h； (4)某电动车正常匀速行驶时受到的阻力为f，行驶速度为v，电动机的额定电功率为P，则该电动车的能量转化效率 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 电磁转换 一、单选题 1．(25-26九上·吉林松原·期末)如图所示，能自由转动的司南静止时，它的长柄指向南方，说明长柄是磁体的（　　） A．南极 B．北极 C．东极 D．西极 【答案】A 【解析】司南是最早的指南针，是利用天然的磁石磨制成的。地球本身就是一个大磁体，地磁的北极在地理的南极附近，当司南静止时，指向南方的一端是磁体的南极，其长柄指向南方，说明长柄是南极。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2．(24-25九上·吉林长春新解放学校初中部·期末)地球表面任一点的磁子午圈同地理子午圈的夹角叫做地磁偏角，历史上最早发现它的科学家是（　　） A．奥斯特 B．法拉第 C．安培 D．沈括 【答案】D 【解析】中国宋代的沈括是最早研究地磁偏角的科学家，发现地球的南北两极与地磁的南北两极并不完全重合，并第一个清楚、准确地论述了磁偏角，D符合题意，故ABC不符合题意。 故选D。 3．(24-25九上·山西临汾部分·期末)如图所示是小阳从某废旧电器中拆下的环形磁铁。下列有关环形磁铁的说法正确的是（　　） A．它周围存在磁场 B．它周围存在磁感线 C．它周围的磁场分布是均匀的 D．它周围各点的磁场方向相同 【答案】A 【解析】A．任何磁体周围都存在磁场，这是磁体的基本性质，故A正确； B．磁感线是为了形象描述磁场而假想的曲线，并非实际存在的物质，故B错误； C．环形磁铁的磁场分布不均匀，靠近磁极的区域磁场较强，远离磁极的区域磁场较弱，故C错误； D．磁场方向是指磁场中某点的切线方向，环形磁铁周围不同位置的磁场方向不同，故D错误。 故选A。 4．关于以下四幅图，下列说法错误的是（　　） A．图甲：地理的两极和地磁的两极不重合 B．图乙：通电导线周围存在磁场 C．图丙：电磁铁的磁性强弱跟电流大小有关 D．图丁：开关闭合后，电能转化为机械能 【答案】C 【解析】A．图甲，地理的两极和地磁的两极并不重合的现象是我国宋代学者沈括最早发现的，故A正确，不符合题意； B．图乙是奥斯特实验，能够证明通电导体周围存在磁场，故B正确，不符合题意； C．图丙，两个螺线管串联，通过螺线管的电流相同，两个螺线管的线圈的匝数不同，吸引小铁钉的数目不同，说明电磁铁磁性强弱与通电螺线管中线圈的匝数有关，故C错误，符合题意； D．图丁，开关闭合后，闭合电路的部分导体在磁场中受到力的作用，工作时，将电能转化为机械能，故D正确，不符合题意。 故选C。 5．(24-25九上·山东威海某校（五四制）·期末)荣成已成功举办多次马拉松比赛。比赛时运动员佩戴感应芯片通过起点和终点磁场地带时，芯片里的线圈就会产生电流，激发芯片发送编码信息，系统自动获取信息并计时。下列器件中与此工作原理相同的是（   ） A．发电机 B．电磁继电器 C．电风扇 D．电铃 【答案】A 【解析】由题意可知，当运动员佩戴感应芯片通过起点、终点磁场地带时，芯片里的线圈切割磁感线运动，线圈中就会产生感应电流，所以是电磁感应原理，是发电机的工作原理；电风扇是电动机的工作原理，电磁继电器和电铃是利用电流的磁效应工作的，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 6．(24-25九上·陕西西安交通大学附属中学·期末)2024年1月，我国成功完成了超高速低真空管道磁浮交通系统（简称“高速飞车”）全尺寸超导电动悬浮试验。未来高速飞车具有更快速、更安全的特点。关于高速飞车，下列说法不正确的是（　　） A．超导材料用于高速飞车，可以减少电路中能量损耗 B．磁悬浮列车是利用电流的磁效应来工作的，与发电机工作原理相同 C．列车车体与轨道相分离，可大大减小车体与轨道之间的摩擦 D．列车悬浮是通过车底部与轨道上磁极间的相互作用来实现的 【答案】B 【解析】A．超导材料电阻为零，不会将电能转化为内能，因此可以减少能量损耗，故A正确，不符合题意； B．磁悬浮列车利用电流的磁效应工作，但是发电机是电磁感应，不是电流的磁效应，故B错误，符合题意； C．使物体与接触面分离，可以明显降低摩擦力。列车车体与轨道相分离，使得车体与轨道之间摩擦力几乎为零，故C正确，不符合题意。 D．悬浮是通过列车底部电磁体与永磁体之间同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引的相互作用来实现的，故D正确，不符合题意。 故选 B。 二、多选题 7．(24-25九上·河南新乡河师大附属中学，新乡第十中学·期末)关于各图所示的实验现象及说明的问题，下列说法正确的是（   ） A．如图，司南能够指南北是利用了磁体受地磁场的作用 B．如图，将铅笔芯右端的夹子B向A靠近，灯泡亮度变大，说明电阻与长度有关 C．如图，该仪器的原理是电磁感应 D．如图，相同质量的水和煤油加热相同时间，煤油升温快说明吸热能力强 【答案】AB 【解析】A．司南是磁体，地球存在地磁场，司南能够指南北是利用了磁体受地磁场的作用，该说法是正确的，故A 正确； B．将铅笔芯右端的夹子B向A靠近时，铅笔芯接入电路的长度变短，灯泡变亮，说明电阻与长度有关，该说法正确，故B正确； C．图中仪器是电磁铁，其工作原理是同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，而电磁感应是发电机的工作原理，该说法错误，故C 错误； D．相同质量的水和煤油加热相同时间，吸收的热量相同，煤油升温快，说明煤油的比热容小，吸热能力弱，并非吸热能力强，该说法错误，故D 错误。   故选AB。 8．物理实践活动中，小明同学利用热敏电阻R设计了一个“过热自动报警电路”，如图所示，控制电路两端的电压保持不变，电磁铁线圈的电阻忽略不计。将热敏电阻R安装在需要探测温度高低的地方，当探测温度正常时，指示灯亮；当探测温度超过某一值时，警铃响。下列说法正确的是（　　） A．热敏电阻R的阻值随探测温度的升高而减小 B．图中电磁铁的下端P的磁极为S极 C．当探测温度升高时，电磁铁的磁性减弱 D．当探测温度升高时，控制电路消耗的总功率增大 【答案】ABD 【解析】A．根据题意可知，当探测温度超过某一值时，警铃响，说明衔铁被吸下，电磁铁的磁性变大，电路中的电流变大了，根据欧姆定律可知，电路中的总电阻变小，R的阻值变小了，即热敏电阻R的阻值随探测温度的升高而减小，故A正确； B．由图可知，电流从电磁铁的上端流入，下端流出，根据安培定则可知，电磁铁的下端P的磁极为S极，故B正确； C．当探测温度升高时，热敏电阻的阻值减小，可知电路电流增大，电磁铁的磁性应增强，故C错误； D．当探测温度升高时，热敏电阻的阻值减小，控制电路电压不变，总电阻减小，由 知，功率增大。故D正确。 故选ABD。 三、填空题 9．(24-25九上·河南新乡·期末)如图所示为车库积水自动报警装置原理图，A、B位置可以安装电铃或者LED灯。当车库没有积水时LED灯亮，有积水时电铃响。则电铃应接在 （选填“A”或“B”），已知LED灯的规格为“12V 6W”，灯泡正常发光时的电流是 A。 【答案】 B 0.5 【解析】[1]生活用水是导体，当车库积水时，接通左边的控制电路，电磁铁有了磁性，吸下衔铁，动触点向下移动，接通电铃电路报警，即地面积水较深时，电铃响，根据设计要求，电铃应该安装在图中的B位置。 [2]由可得，灯泡正常发光时的电流为 10．(25-26九上·辽宁盘锦辽河油田实验中学·期末)如图乙所示，科技兴趣小组为平衡车设计的转向指示灯电路，电源电压恒为6V，指示灯L1、L2的规格均为“6V，6W”，R0为定值电阻，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计，不考虑指示灯电阻随温度的变化，当单刀双掷开关S与“1”接通后，左转指示灯L1会亮暗交替闪烁，在上述过程中，左转指示灯L1两端实际电压UL随时间t变化规律如图丙所示。 (1)当单刀双掷开关S与“1”接触，电磁铁中有电流通过时，左转指示灯L1发光 （选填“较亮”或“较暗”），R0阻值 Ω。随后，衔铁被吸下，发生短路，衔铁又被弹簧拉上去。 (2)在单刀双掷开关S与“1”接通情况下，左转指示灯L1亮暗交替闪烁工作1min，则整个电路消耗的电能 J。 【答案】(1) 较暗 9 (2)158.4 【解析】（1）[1]当单刀双掷开关S与“1”接触，电磁铁中有电流通过时，L1与串联。根据串联电路分压原理，此时L1两端电压小于电源电压6V。由（R不变时，U越小，P越小），可知L1实际功率较小，所以发光较暗。 [2]已知指示灯的规格为“6V，6W”，根据公式，则指示灯的电阻 由图丙可知，当L1两端实际电压时，电路中的电流 此时两端的电压 根据可得的阻值 （2）由图丙可知，一个周期为1.5s，其中亮的时间，暗的时间。工作1min = 60s，则周期数个。 亮时功率，暗时L1功率 整个电路消耗的电能 11．(24-25九上·河南濮阳·期末)1820年奥斯特发现了通电导体周围存在磁场后又有实验表明：平行的两根导线通电后，若电流的方向相同，则两根导线会相互吸引。请你据此猜测：当家庭电路中某照明灯发光时，连接该灯的两根平行导线之间会存在微弱的 （选填“吸引力”或“排斥力”），理由是 。 【答案】 排斥力 家庭电路两根导线中的电流方向是相反的 【解析】[1][2]家庭电路中零火线电流相反，而实验表明：平行的两根导线通电后，若电流的方向相同，则两根导线会相互吸引，因此可知，当电流方向相反时，两根导线间会相互排斥。因此照明灯发光时，连接该灯的两根平行导线之间会存在微弱的排斥力。 12．(24-25九上·山东威海某校（五四制）·期末)小明为抽屉设计了一个简易防盗报警器，并将它安装在抽屉内。报警器原理图如图，光敏电阻的阻值随光照强度的增大而变小。合上抽屉时，电磁铁磁性 （选填“增强”“减弱”“不变”）。为使电铃更容易响起，可将的阻值 （选填“增大”“减小”）。 【答案】 减弱 减小 【解析】[1]由题知，光敏电阻的阻值随光照强度的增大而变小。合上抽屉时，光照强度减小，则光敏电阻的阻值变大，控制电路的总电阻变大，根据欧姆定律可知控制电路中的电流变小，则电磁铁的磁性减弱。 [2]为了使电铃更容易响起，需要增强电磁铁的磁性，在线圈匝数不变时，需要增大通过电磁铁的电流，根据欧姆定律可知，需要减小控制电路的总电阻，则可将的阻值减小。 13．(24-25九上·河南南阳·期末)福建舰是我国自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。如图是它的弹射装置，弹射车处于导轨的强磁场中，给弹射车内的导体通入强电流，它会获得强大推力，并推动舰载机快速起飞。弹射车获得推力的原理是 ，在此过程中是将电能转化为 。 【答案】 磁场对通电导线有力的作用 机械能 【解析】[1]弹射车处于导轨的强磁场中，当弹射车内的导体通入强电流时，它会受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动。 [2]电磁弹射过程中，消耗电能，获得机械能，该过程是将电能转化为机械能。 14．(24-25九上·北京通州区·期末) (1)为了探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件，在如图甲所示的实验装置中，还需在导线夹 a、b间接入的电路元件是 ； (2)连接如图乙所示的电路进行实验，其中两根镍铬合金丝的粗细相同，分别将两个金属丝接入电路。此实验探究的问题是：导体的电阻与 是否有关。 【答案】(1)灵敏电流计 (2)导体的长度 【解析】（1）在探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件的实验中，是通过灵敏电流计指针的偏转来确定感应电流的产生及电流方向的，所以还需在导线夹a、b间接入的电路元件是灵敏电流计。 （2）图乙中两根镍铬合金丝的粗细、材质相同，只有长度不同，所以分别将两个金属丝接入电路，探究的问题是：导体的电阻与导体的长度是否有关。 15．(24-25九上·江西南昌江科附中·期末)1820年，丹麦物理学家 通过实验证明电流周围存在磁场，在世界上第一个发现了电与磁之间的联系；英国物理学家法拉第经过10年的不懈探索，终于在1831年发现了电磁感应现象，由此发明了 （选填“电动机”或“发电机”），开创了电气化时代的新纪元。 【答案】 奥斯特 发电机 【解析】[1]1820年，丹麦物理学家奥斯特通过实验证明电流周围存在磁场，他把一根导线平行地放在小磁针上方，当导线中通过电流时，磁针发生了偏转，从而在世界上第一个发现了电与磁之间的联系。 [2]英国物理学家法拉第经过10年的不懈探索，终于在1831年发现了电磁感应现象，电磁感应现象是指闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流。根据电磁感应现象发明了发电机，发电机是将机械能转化为电能的装置，开创了电气化时代的新纪元；而电动机是根据通电导体在磁场中受力运动的原理制成的。 四、作图题 16．(24-25九上·山东威海某校（五四制）·期末)如图甲所示是一款磁悬浮音箱。使用时，闭合开关，音箱可悬浮空中。音箱底部有一磁铁A，下方底座内部有电磁铁。图乙为其电路原理图，请在括号中标出电源右侧的极性，通电线圈下端极性，画出电磁铁周围磁感线并用箭头标出方向（只画一条即可） 【答案】 【解析】闭合开关，音箱可悬浮空中，说明磁铁A和电磁铁相互排斥。磁铁A下端为N极，根据同名磁极相互排斥可知，电磁铁上端为N极，则下端为S极。根据安培定则可知电流从电磁铁下端流入，上端流出，则电源左端为正极，右端为负极；电磁铁外部磁感线是从N极出发指向S极。作图如下： 五、实验题 17．(24-25九上·湖北荆楚联盟·期末)学习完电生磁后，小明在螺线管的周围放了一些小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满了铁屑来探究通电螺线管外部的磁场分布，如图甲所示。 (1)闭合开关前，观察到所有的小磁针的N极均指向 （选填“南”或“北”）方。通电后观察到小磁针的指向发生变化，这是由于通电螺线管周围存在磁场，这种现象叫做电流的 效应。 (2)观察铁屑的排列情况，可以发现通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似。 (3)改变螺线管中电流的方向，发现小磁针的指向发生变化，说明通电螺线管两端的极性跟螺线管中 的方向有关。 (4)如图乙所示，如果蚂蚁沿着电流方向绕螺线管爬行，N极就在它的 （选填“左”或“右”）边。 【答案】(1) 北 磁 (2)条形 (3)电流 (4)左 【解析】（1）[1]小磁针受地磁场的作用，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，小磁针N极所指的方向为地磁S极，为地理北方。 [2]通电后观察到小磁针的指向发生变化，这是由于通电螺线管周围存在磁场，说明电可以生磁，即电流的磁效应。 （2）根据铁屑的排列情况，可以发现通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。 （3）改变螺线管中电流的方向，小磁针的指向也发生改变，说明通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。 （4）根据右手螺旋定则，四指环绕方向为电流方向，即蚂蚁爬行方向，大拇指所指的方向为螺线管N极方向，即小蚂蚁的左边为螺线管的N极方向。 18．(24-25九上·四川巴中·期末)小红和小刚在做探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关的实验时，作出了如下猜想： 猜想①：电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性 猜想②：通电的电磁铁的磁性与线圈的匝数有关 猜想③：通电的电磁铁的磁性与电流大小有关 为了验证上述猜想是否正确，小红和小刚共同设计了以下实验方案：用漆包线在大铁钉上绕制若干圈，制成简单的电磁铁。实验中观察到的现象如图甲、乙、丙所示的实验电路，请你完成如下填空： (1)通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它的 ； (2)通过比较甲乙两图，可以验证猜想 （选填“①”“②”或“③”）是正确的；将图乙中的滑动变阻器向右滑，发现电磁铁吸引的大头针数目 （选填“变多”“变少”或“不变”），可以验证猜想 （选填“①”“②”或“③”）是正确的； (3)实验中，大头针的下端都是分开的，原因是 ； (4)用实验器材组成了如图丙所示的实验电路，分别连接电磁铁线圈的接线柱A、C，并调节滑动变阻器控制电流不变，可以发现接 （选填“A”或“C”）柱时，大铁钉下方吸引大头针较多。 【答案】(1)磁性强弱 (2) ① 变少 ③ (3)见解析 (4)A 【解析】（1）根据转换法，实验中通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它的磁性强弱，吸引大头针数目越多，说明电磁铁磁性越强。 （2）[1]通过比较甲乙两图，只有闭合开关，电磁铁才吸引大头针，说明电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性，即可以验证猜想①是正确的。 [2][3]将图乙中的滑动变阻器向右滑，变阻器阻值变大，电路中电流变小，发现电磁铁吸引的大头针数目变少，说明通电的电磁铁的磁性与电流大小有关，可以验证猜想③是正确的。 （3）大头针被磁化后，下端是同名磁极，根据同名磁极相互排斥，下端都是分开的。 （4）通电的电磁铁的磁性与线圈的匝数有关，当电流相同时，线圈的匝数越多，它的磁性越强。连接电磁铁线圈的接线柱A时，线圈的匝数较多，电磁铁的磁性较强，大铁钉下方吸引大头针较多。 19．(24-25九上·新疆克孜勒苏柯尔克孜·期末)在研究“磁场对通电导体的作用”的实验中： 实验序号 1 2 3 4 磁场方向 向下 向上 向下 向上 电流方向 运动方向 右 左 左 右 (1)如图甲所示，把金属杆放在磁场里，闭合开关，观察到金属杆向右运动，利用此现象原理人们制成了 （选填“电动机”或“发电机”）； (2)改变磁场方向或电流方向，观察到的实验现象记录在表格中。分析第 （填两个实验序号）次数据可知，通电金属杆在磁场中受力方向与磁场方向有关。 (3)如图乙所示，闭合开关，让金属杆做切割磁感线运动，此时金属杆 （选填“会”或“不会”）受到力的作用。 【答案】(1)电动机 (2)1、2/3、4 (3)会 【解析】（1）把金属杆ab放在磁场里，闭合开关，观察到金属杆ab向右运动，说明磁场对通电导线有力的作用，这就是电动机工作的原理。 （2）研究通电金属杆在磁场中受力方向与磁场方向的关系，必须控制通电导体电流的方向相同，改变磁场的方向。从表格中可以看出，序号 1、2 两组或 3、4 两组实验的电流方向相同，磁场方向不同，受力方向不同，因此选择 1、2或 3、4，分析这两次数据可知，通电金属杆受力方向与磁场方向有关。 （3）闭合开关，让金属杆cd做切割磁感线运动，会产生感应电流，此电流会通过金属杆ab；由于金属杆ab处于磁场中，根据“磁场对通电导体有力的作用”，所以金属杆ab会受到力的作用。 六、计算题 20．(24-25九上·福建泉州鲤城区福建泉州第五中学·期末)智能物联给我们的生活提供了诸多便利，如图甲是一个智能照明灯的工作原理图。工作电路中灯泡L的规格均为“220V 44W”；控制电路中的电源电压大小可调，已知为10Ω，R是光敏电阻，其阻值随光照强度变化（光照强度的单位为，光越强光照强度越大），当控制电路电流时，衔铁被释放而接通工作电路。（不计线圈电阻） (1)当工作电路中的电灯L正常发光时，工作电路中的总电流是多少？ (2)将控制电路中的电源电压设置为6V，光敏电阻R上的光照强度小于或等于多少时，工作电路启动，开始照明？ (3)设置光照强度小于或等于时，工作电路恰好启动，若不变，控制电路中的电源电压应设置为多少？ 【答案】(1) (2) (3) 【解析】（1）工作电路中两盏灯L并联，每盏灯的额定电流为 根据并联电流规律，当工作电路中的电灯L正常发光时，工作电路中的总电流 （2）当控制电路中的电流时，工作电路启动。工作电路恰好启动时的临界电流I=0.1A。控制电路中，和光敏电阻R串联，根据欧姆定律，此时控制电路的总电阻为 根据串联电路的电阻特点，光敏电阻的阻值为 由图乙可知，光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。当R=50Ω时，对应的光照强度为0.3lx。因此，当光照强度小于或等于0.3lx时，工作电路启动。 （3）当光照强度为时，工作电路恰好启动，说明此时控制电路中的电流恰好为临界值I=0.1A。由图乙可知，当光照强度为时，光敏电阻的阻值为40Ω。此时控制电路的总电阻 根据欧姆定律，控制电路的电源电压应设置为 七、综合题 21．(24-25九上·河南郑州河南实验中学·期末)图甲是能设定加热温度的家用空气炸锅的简化电路图。它是通过电热丝来加热空气，从而加热食物。 (1)空气炸锅内有的空气，将这些空气从20℃加热到220℃需要吸收多少热量？[取] (2)工作电路中，电热丝与指示灯支路并联。已知的额定电压为220V，额定功率为1210W。正常工作时，工作电路的总电流为5.55A，此时指示灯支路消耗的功率是多少？ (3)在控制电路中，电源电压恒为3V，通过调节变阻器．的阻值来设置加热温度；热敏电阻置于温度监测区域，其阻值随温度变化的关系如图乙所示。当设定加热温度为某一温度时，闭合开关S，工作电路接通，开始加热；当控制电磁铁线圈中的电流时，衔铁被弹起，停止加热。已知该设置温度下的阻值为，电磁铁线圈电阻不计，则设定的加热温度是多少？ (4)若要提高空气炸锅设定的加热温度，请写出一种简便可行的方法。 【答案】(1) (2) (3) (4)减小的阻值 【解析】（1）空气炸锅内有的空气，将这些空气从20℃加热到220℃需要吸收的热量为 （2）工作电路中，电热丝与指示灯支路并联，可得的额定电流 指示灯支路的电流 指示灯支路消耗的功率 （3）当控制电流时，电路的总电阻 热敏电阻 根据乙图知，设置的加热温度为 （4）若要提高空气炸锅设定的加热温度，据乙图可知，温度越高，热敏电阻的阻值越大，当控制电路中的电流不变时，根据可知，控制电路中的总电阻不变，则可减小的阻值。 22．将表面有金属镀层的磁体吸在干电池的负极，将一根硬铜线折成导线框abcd搭在干电池的正极和磁体上，导线框abcd就会以干电池为轴转动起来，如图所示。 (1)若将磁体的N、S极对调，则导线框abcd的转动方向将 （选填“改变”或“不变”）。 (2)导线框abcd能够转动的原因是左、右两段导线受到的力的方向是 的，导线框转动时将 能转化为机械能。 (3)通电时间稍长，干电池会明显发热，原因是干电池被 ；干电池供电时将 能转化为电能。 (4)下列设备的原理与本装置的原理相同的是______。 A．电磁继电器 B．扬声器 C．动圈式话筒 D．电磁铁 【答案】(1)改变 (2) 相反 电 (3) 短路 化学 (4)B 【解析】（1）导线框能转动起来是因为通电导线在磁场中受到力的作用。通电导线在磁场中受力的方向跟电流方向和磁场方向有关，不改变电流方向，将磁体的N、S极对调（磁场方向相反），导线框的转动方向将改变。 （2）[1]由图可知，左、右两段导线周围的磁场方向不同（左边磁场斜向左上方，右边磁场斜向右上方），因此左、右两段导线受到的力的方向是相反的，所以导线框能够转动。 [2]导线框转动时，将电源提供的电能转化为导线框转动的机械能。 （3）[1]用导线直接将电源的正、负极相连会造成电源被短路，电流很大，根据焦耳定律可知，通电时间稍长，干电池会明显发热。 [2]干电池供电时，将干电池内部储存的化学能转化为电能。 （4）由题意可知，本装置的原理是通电导线在磁场中受到力的作用，扬声器就是利用这一原理工作的，而电磁继电器、电磁铁是利用电流的磁效应工作的，动圈式话筒的原理为电磁感应现象，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 八、科普阅读题 23．(24-25九上·山西吕梁交口县·)阅读短文，回答问题。 风力发电 利用风力发电将助力我国实现碳中和目标。风力发电机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如图甲所示，叶片横截面的设计原理如图乙所示，叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，发电机转子高速旋转发电。某风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈。其输出功率P与风速v的关系如图丙所示（为方便计算，图丙数据已作简化处理）。 (1)完成下列风力发电的主要能量转化流程图； (2)当风速为13m/s时，发电机转子1min转400圈，叶片需要转动 圈； (3)当风速为12m/s时，风力发电机组工作1h输出的电能相当于 kg的煤完全燃烧放出的热量（q煤=3.0107J/kg）。 【答案】(1)①机械能；②电能 (2)20 (3)36 【解析】（1）[1][2]风力发电的主要能量转化为风能先转化为叶片的机械能，使叶片转动，带动齿轮转动，发电机转子转动，产生电能，此时叶片的机械能转化为电能。 （2）叶片转1圈，发电机转子转20圈。当风速为13m/s时，发电机转子1min转400圈，叶片需要转动 （3）当风速为12m/s时，据丙图可知，输出功率为300kW，则风力发电机组工作1h输出的电能为 则燃料完全燃烧放出的热量为 可得燃料的质量为 一、单选题 1．关于地磁场，下列说法正确的是（    ） A．地磁场的极在地球的地理北极附近 B．地球周围存在着疏密不同的磁感线 C．地磁场的磁感线从地球地理南极附近出发，回到地球地理北极附近 D．仅在地磁场的作用下，可自由转动的小磁针静止时，极指向地理的南极附近 【答案】C 【解析】A．地磁场的N极在地球的地理南极附近，地磁场的S极在地球的地理北极附近，故A错误； B．磁感线是为了形象地描述磁场而引入的假想曲线，实际并不存在，地球周围并没有真实的磁感线，故B错误。 C．在磁体外部，磁感线是从磁体的N极出发，回到磁体的S极。由于地磁场的N极在地球的地理南极附近，地磁场的S极在地球的地理北极附近，所以地磁场的磁感线从地球地理南极附近出发，回到地球地理北极附近，故C正确； D．小磁针静止时，N极所指的方向就是该点的磁场方向，由于地磁场的N极在地球的地理南极附近，地磁场的S极在地球的地理北极附近，所以仅在地磁场的作用下，可自由转动的小磁针静止时，N极指向地理的北极附近，故D错误。 故选C。 2．如图所示，这是某道路限载报警器的工作原理图。电源电压不变，是力敏电阻，其阻值随压力的变化而变化。闭合开关S，当车的质量超过限载质量时，电磁铁吸下衔铁，电铃响。根据不同的路面，可以改变滑动变阻器滑片P的位置，来设定不同的限载质量。下列说法不正确的是（　　） A．检测时，车的质量越大，电磁铁的磁性越强 B．力敏电阻的阻值随压力的增大而减小 C．若要提高设定的限载质量，应将滑片P向右移动 D．电磁铁能吸下衔铁，是由于通电导体周围存在磁场 【答案】C 【解析】A．车的质量越大，对力敏电阻的压力越大，当车的质量超过限载质量时，电磁铁吸下衔铁，电铃响，说明此时电路中电流增大，电磁铁的磁性就越强，故A正确，不符合题意； B．当车的质量超过限载质量时，电磁铁吸下衔铁，电铃响，说明此时电路中电流增大，由欧姆定律可知电路中的总电阻减小，而滑动变阻器阻值不变，根据串联电路电阻特点，所以力敏电阻R1的阻值减小，即力敏电阻R1的阻值随压力的增大而减小，故B正确，不符合题意； C．若要提高设定的限载质量，则需要车的质量更大时电磁铁才吸下衔铁而使电铃报警。此时力敏电阻R1的阻值更小，因为电磁铁吸下衔铁时的电流不变，由欧姆定律可知，在电源电压和电路电流不变时，电路的总电阻不变。R1的阻值变小，则需增大R2的阻值，即将滑动变阻器滑片P向左移动，故C错误，符合题意； D．电磁铁是根据通电导体周围存在磁场的原理制成的，所以电磁铁能吸下衔铁，是由于通电导体周围存在磁场，故D正确，不符合题意。 故选C。 3．如图所示，条形磁铁置于水平桌面上，电磁铁的右端固定，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P向左移动时，条形磁铁仍保持静止状态。在此过程中，条形磁铁受到的摩擦力的方向和大小是（　　） A．水平向左，逐渐减小 B．水平向左，逐渐增大 C．水平向右，逐渐增大 D．水平向右，逐渐减小 【答案】C 【解析】由安培定则可知，螺线管左侧为N极；因同名磁极相互排斥，故条形磁铁所受磁场力向左；因条形磁铁处于平衡状态，即条形磁铁所受摩擦力应与斥力大小相等、方向相反，故摩擦力的方向水平向右；当滑片向左移动时，滑动变阻器接入电阻减小，由欧姆定律得螺线管内的电流增大，则可知螺线管的磁性增强，条形磁铁所受到的排斥力增大；因条形磁铁仍处于平衡状态，所以条形磁铁所受摩擦力也增大。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 4．如图所示，甲、乙、丙、丁是四幅实验图，下列说法正确的是（　　） A．利用甲实验装置的原理可制成动圈式话筒 B．乙实验说明通电导体在磁场中受力的作用 C．根据图丙的实验原理可制成扬声器 D．丁实验说明同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引 【答案】D 【解析】A．动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象；甲实验装置的原理是通电导线在磁场中受力的作用运动，故A错误； B．乙实验说明磁体在通电导体的周围发生偏转，说明通电导体的周围存在磁场，故B错误； C．根据图丙的实验原理是电磁感应现象，扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用运动，故C错误； D．丁实验说明同名磁极相互靠近时，磁极相互远离、异名磁极相互靠近时，磁极相互靠近，说明同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故D正确。 故选D。 5．小明用如图所示的实验装置探究磁场对通电导线的作用，闭合开关，原本静止的直导线AB水平向右运动。要使直导线AB水平向左运动，下列措施可行的是（　　） A．断开开关 B．将蹄形磁体的N、S极对调 C．换用磁性更强的蹄形磁体 D．将滑动变阻器的滑片P向右移动 【答案】B 【解析】闭合开关，原本静止的直导线AB水平向右运动。要使直导线AB水平向左运动，可以将蹄形磁体的N、S极对调，改变磁场方向或者将电源的正、负极对调，改变电流方向，改变通电导体的受力方向，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 6．图甲所示是一种自行车上的装置，车前端的灯泡与该装置内部线圈相连。自行车车轮的转动带动该装置上端的小轮转动，小轮带动内部的磁铁转动，灯泡便发光照明，图乙是其结构示意图。下列分析正确的是（     ） A．该装置是一种发电机 B．该装置将电能转化为机械能 C．车轮与小轮间应尽量光滑 D．增大车轮转速灯泡亮度变小 【答案】A 【解析】ABC．如图乙，磁铁在线圈内部做切割磁感线转动，产生感应电流，所以该装置是一种发电机，将机械能转化为电能，而且转速越大产生电流越大，所以灯泡越亮，故A正确，BC错误； D．小轮是靠车轮与小轮间摩擦力使其转动的，车轮与小轮间应尽量粗糙，故D错误。 故选A。 二、多选题 7．心肺机用“电动泵”替代心脏，推动血液循环，“电动泵”的工作原理如图所示，将线圈ab固定在活塞一端，利用其与固定磁铁间的相互作用带动活塞运动，从而使血液定向流动。阀门都只能单向开启，反向则封闭管路，当线圈中电流从a流向b时，下列说法错误的是（　　） A．线圈周围有磁场和磁感线 B．线圈左端是N极 C．活塞将向左运动 D．此时“电动泵”处于送血状态 【答案】ABD 【解析】A．通电线圈周围有磁场，不存在磁感线，磁场是真实存在的，磁感线是不存在的，故A错误，符合题意； B．当线圈中的电流从a流向b时，由安培定则可知，右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指方向是螺线管的N极，所以螺线管右端为N极，左端是S极，故B错误，符合题意； C．螺线管右端为N极，左端是S极，由异名磁极相互吸引可知，活塞将向左运动，故C正确，不符合题意； D．由图可知，活塞向左运动时，泵内容积变大，则阀门K1关闭，K2打开，此时“电动泵”处于抽血状态，故D错误，符合题意。 故选ABD。 8．小明通过查阅资料了解到电动汽车的“油门”一般是利用霍尔元件控制的、霍尔元件通电后会因处在强弱不同的磁场中，而产生不同的电压，这种情况下霍尔元件就相当于一个电压可变的电源。小明设计了如图-1所示的电路，闭合开关S后，用一根条形磁体靠近霍尔元件，探究霍尔元件在磁场中产生的电压变化情况，已知定值电阻R的阻值为10Ω，电流表量程为0-0.6A、电压表量程未知，探究时绘制出电压表示数与条形磁体到霍尔元件的距离的关系图像如图-2所示。在电路安全的情况下，下列说法正确的是（   ） A．电压表的量程为0~3V B．当磁体靠近霍尔元件时电流表示数变大 C．当磁体到霍尔元件的距离为1cm时，电流表示数为0.2A D．当磁体到霍尔元件的距离为0.25cm时，定值电阻的功率为0.9W 【答案】BD 【解析】A．分析图-2可知，当条形磁体到霍尔元件的距离为0时，电压表的示数约为4.6V，故电压表的测量值超过3V，故A错误； B．分析图-2可知，当磁体靠近霍尔元件时，电压表的示数变大，由欧姆定律可知，通过定值电阻R的电流变大，则电流表的示数变大，故B正确； C．当磁体到霍尔元件的距离为1cm时，由图-2可知，电压表的示数为1V，则通过定值电阻R的电流 即电流表的示数为0.1A，故C错误； D．当磁体到霍尔元件的距离为0.25cm时，由图-2可知，电压表的示数为3V，则通过定值电阻R的电流 定值电阻的功率 故D正确。 故选BD。 三、填空题 9．如图①是一款名为“铁钉桥”的科技展品，两边的“桥墩”是电磁铁。断电状态下，“桥墩” （选填“有”或“没有”）磁性；图②为某一侧“桥墩”的电磁铁结构示意图，当通以图示方向的电流时，其右端为 极。    【答案】 没有 N 【解析】[1]电磁铁是利用电流的磁效应工作的装置，当线圈中有电流通过时，铁芯会被磁化，从而产生磁性，一旦断电，电流消失，铁芯的磁性也会随之基本消失，因此断电状态下，“桥墩”没有磁性。 [2]图②为某一侧“桥墩”的电磁铁结构示意图，电流从线圈左端流入，右端流出，由安培定则可知，其左端为S极，右端为N极。 10．如图，这是小红同学为短跑比赛设计的“抢跑判断器”。当运动员蹲在起跑器上后，裁判员老师闭合开关、，发令指示灯亮，此时电磁铁上端为 （选填“N”或“S”）极，运动员抢跑后，所受压力变小，电阻变小，电磁铁将衔铁吸下，抢跑指示灯 （选填“”或“”）变亮，则判定该运动员抢跑。 【答案】 N 【解析】[1]闭合开关S1、S2，发令指示灯亮，电流从电磁铁的上端流入，根据安培定则可知，此时电磁铁上端为N极。 [2]工作人员闭合开关S1、S2，发令指示灯L1亮，运动员抢跑后，R0所受压力变小，其电阻变小，根据欧姆定律可知控制电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，将衔铁吸下，灯L2所在电路接通，则抢跑指示灯L2亮。 11．神舟飞船与空间站核心舱对接时，为预防撞击需配备对接缓冲装置。小海设计了模拟对接缓冲装置简图，如图乙所示。通电后，电源的右端为 （选填“正极”或“负极”）；为增大缓冲力，滑片P应向 （选填“左”或“右”）侧滑动。 【答案】 正极 右 【解析】[1]依题意可知，对接缓冲装置是利用同名磁极相互排斥的原理工作的。通电螺线管右端为N极，根据安培定则可知，电流从螺线管右端流入，则电源的右端为正极。 [2]为增大缓冲力，就需要增强螺线管的磁性，从而使斥力更大，则应增大通过它的电流，根据欧姆定律可知，应减小电路中的电阻，故滑动变阻器的滑片应向右移动。 12．指南针能确定地理方位，是由于指南针在 的作用下能够指南北。如图1所示是同名磁极磁感线分布图，根据磁感线方向判断图中两磁极均为 极。在物理学中，用磁感应强度（用字母B表示，国际单位：特斯拉，符号是T）表示磁场的强弱，磁感应强度越大，磁场越强。用某种材料制成的磁敏电阻，其阻值R随磁感应强度的变化图像如图2（甲）所示，由图像可知磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而 。若将该磁敏电阻连接在图2（丙）所示的电路中（电源电压不变），不改变滑动变阻器滑片的位置，仅将磁敏电阻由图2（乙）中的A位置移动至B位置，那么电流表的示数将 。 【答案】 地磁场 S 增大 变大 【解析】[1]指南针是小磁针，地球本身是一个巨大的磁体，周围存在地磁场。小磁针在磁场中会受到磁力的作用，其N极指向地理北极（地磁南极），S极指向地理南极（地磁北极），所以指南针能在地磁场的作用下指南北。 [2]根据“磁体外部的磁感线都是从N极发出，回到S极”可知，图中的两磁极均为S极。 [3]观察图2（甲）的磁敏电阻阻值R随磁感应强度B变化的图像：横坐标是磁感应强度B（单位T），纵坐标是电阻R（单位）。随着B的数值从0逐渐增大，R的数值也持续上升，因此磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而增大。 [4]图2（丙）是磁敏电阻与滑动变阻器串联的电路，电流表测电路中的总电流，电源电压不变，滑动变阻器滑片位置不动则其阻值不变。仅将磁敏电阻由图中的A位置移至B位置，磁感应强度B变弱，根据图2（甲）的规律，磁敏电阻的阻值R会变小，电路的总电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大。 13．手摇交流发电机的模型如图甲所示，摇动其手柄会看到小灯泡发光；交流发电机的原理如图乙所示。回答下列问题。 (1)发电机的工作原理是 ，发电时将 能转化为 能。 (2)图乙可用来演示发电机发出来的是交流电。演示时应 （选填“慢慢”或“快速”）摇动手柄，才能明显地观察到电流表的指针 （选填“左右摆动”或“向一侧摆动”），从而说明发出来的是交流电。 【答案】(1) 电磁感应现象 机械 电 (2) 慢慢 左右摆动 【解析】（1）[1][2][3]闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，这是电磁感应现象；图甲所示发电机的原理是电磁感应现象，发电机发电时需要用手摇动手柄，将机械能转化为电能。 （2）[1][2]图乙中电流表的指针左右摆动，这表明该发电机发出的电是交流电；若快速摇动手柄，电流表的指针摆动过快，现象不明显，所以应慢慢摇动手柄，才能明显地观察到电流表指针的左右摆动情况，从而说明发出来的是交流电。 14．自制的简易电动机模型如图所示。 (1)绕制线圈的铜丝外面有漆皮，必须对线圈引出线的两端（搁置于铜质弯钩的部位）进行刮漆处理，刮漆方法见放大图。按这种方法刮漆，目的是使线圈能够 。 (2)如果整个制作没有问题，但接上电源后线圈不动，这时应做哪些尝试？ （多选）。 A．使线圈中电流减小 B．将线圈转动一定角度 C．增大电源电压 D．更换一块磁性更强的磁体 (3)通电后线圈能转动，若要改变转动方向，可采取的做法： ； 。 【答案】(1)连续转动 (2)BCD (3) 只改变电流方向 只改变磁场方向 【解析】（1）如放大图显示，线圈两端引线的上半边刮掉漆皮，下半边保留漆皮。这种“半截刮漆”的作用是：当线圈转到某一位置时，只有一半周期接通电流，另一半周期靠惯性转过平衡位置，从而实现持续供电，避免线圈在平衡位置附近来回振动，保证持续转动。 （2）A．使线圈中电流减小，电流减小，更不容易启动，故A不符合题意； B．将线圈转动一定角度，可能线圈通电时刚好停在平衡位置，稍微转动即可启动，故B符合题意； C．增大电源电压，可增大电流，线圈受力变大，从而转动，故C符合题意； D．更换一块磁性更强的磁体，增大磁场力，从而使线圈受力变大，从而转动，故D符合题意。 故选BCD。 （3）[1][2]直流电动机转动方向由磁场方向和电流方向共同决定，改变其中任意一个即可反转。 15．动圈式话筒和动圈式扬声器是扩音器中的重要组成部分。下图为扩音器的工作原理示意图。当对着话筒讲话时，话筒将 信号转换为 信号，利用了 ；产生的变化电流经放大电路放大后通过扬声器的线圈2，扬声器将 信号转换为 信号，利用了 ，扬声器就发出声音。 【答案】 声 电 电磁感应原理 电 声 磁场对电流有力的作用 【解析】[1][2][3]话筒工作时，膜片振动使得线圈1在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，属于电磁感应现象，所以将声信号转换为电信号，利用了电磁感应原理。 [4][5][6]对于扬声器，变化的电流经放大器放大后，通过扬声器的线圈2，由于通电导线在磁场中受力的作用，故能使线圈2在磁场中受力来回振动，带动纸盆也来回振动，扬声器就能够发声了，即将电信号转化为声信号，利用的是磁场对电流有力的作用的原理。 四、作图题 16．按要求作图。 (1)请在甲图中用箭头标出A点的磁感线方向。 (2)请在乙图括号中标出通电螺线管右端的磁极（选填“N”或“S”）。 【答案】(1) (2) 【解析】（1）磁体外部周围的磁感线从磁体的N极出来，回到磁体的S极，所以A点磁感线方向是向右的；如图所示： （2）由图乙可知，电路中的电流是从螺线管的左端流入，根据安培定则可知，通电螺线管的右端为N极，如图所示： 五、实验题 17．在探究“通电螺线管外部磁场的方向”实验中，同学进行了如下操作。 (1)将多个小磁针摆放在螺线管周围。闭合开关，小磁针发生偏转，静止时的指向如图甲所示，分析可知，通电螺线管周围的磁场和 （选填“条形”或“U形”）磁体的磁场相似； (2)如图乙所示，在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑。实验时发现现象不明显，为了增强磁场的强度，在不改变线圈匝数的情况下，可以采取 的办法； (3)闭合开关后，为了更好地通过铁屑客观地描述磁场分布情况，可轻敲硬纸板，这样做的目的是减小铁屑与玻璃板之间的 力，使铁屑在磁场力的作用下动起来。实验中可以用 （填序号）代替铁屑，显示磁场分布； A．铜    B．铝屑    C．镍粉 (4)改变电流方向，发现铁屑的分布形状 （选填“没有改变”或“发生改变”）； (5)在图甲中，通电后发现螺线管上下两侧中间部位的小磁针没有发生偏转，而其他位置的小磁针均发生了偏转，这两处小磁针不偏转的原因可能是 。 (6)对调电源的正负极重复上述实验，小磁针N极指向与之前相反，说明通电螺线管外部磁场的方向与 有关。 【答案】(1)条形 (2)增大电流 (3) 摩擦 C (4)没有改变 (5)见解析 (6)电流方向 【解析】（1）通电螺线管周围的磁场分布与条形磁体相似，都是在两端磁性较强，中间磁性较弱，磁感线的形状也较为相似。 （2）根据影响通电螺线管磁性强弱的因素，在不改变线圈匝数的情况下，增大电流可以增强磁场强度。因为通电螺线管的磁性强弱与电流大小、线圈匝数和有无铁芯有关。 （3）[1]轻敲硬纸板是为了减小铁屑与玻璃板之间的摩擦力，使铁屑更容易在磁场力作用下动起来。 [2]镍粉是磁性材料，能被磁场吸引，可代替铁屑显示磁场分布，而铜和铝不是磁性材料，不会被磁场吸引，不能用来显示磁场分布。 故选C。 （4）改变电流方向，通电螺线管的磁极会发生改变，但磁场的分布形状不变，因为磁场分布形状主要取决于螺线管的形状和线圈匝数等因素，而不是电流方向。 （5）闭合开关前，螺线管中间部位两侧的小磁针N极指向地磁南极，假如闭合开关后，螺线管的N极也指向地磁南极方向，那么螺线管中间部位两侧的小磁针就不会发生偏转。这是一种可能的原因，即小磁针原本的指向与通电后螺线管在该位置的磁场方向恰好一致，导致小磁针不受力或受力平衡，从而不发生偏转。 （6）将电源的正负极对调，则通过螺线管的电流方向相反，小磁针的指向与之前相反，说明螺线管的磁极与之前相反，所以通电螺线管外部磁场的方向与电流方向有关。 18．小华小组利用图1的装置深入探究“通电螺线管外部磁场的特点”。 (1)闭合开关，观察玻璃板上铁屑及小磁针静止时的状态，可知：通电螺线管的外部磁场与 的磁场相似； (2)为探究通电螺线管外部磁场方向与电流方向的关系，他应该： ，然后观察 ，分析现象得出结论； (3)小丽利用图2所示装置探究通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系。她先将开关S拨到，观察指针偏转的大小；再将开关S换到，调节变阻器的滑片，使 ，可观察到指针偏转角度变大，说明：在电流一定时，线圈匝数越多，通电螺线管的磁场越 ； (4)图2中螺线管的左端是 极，指针下方的“配重块”应选用 （选填“铜”、“铁”、“铝”）质材料。 【答案】(1)条形磁体 (2) 对调电源的正负极 小磁针指向 (3) 电流表的示数不变 强 (4) 铁 【解析】（1）由图1可知：通电螺线管的外部磁场与条形磁体的磁场相似。 （2）[1][2]为探究通电螺线管外部磁场方向与电流方向的关系，他应该对调电源的正负极，改变通电导体的电流方向，然后观察小磁针指向，分析现象得出结论。 （3）[1][2]小丽利用图2所示装置探究通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系，控制通电螺线管的电流不变，改变线圈匝数。由图2得，滑动变阻器与通电螺线管串联，电流表测量电路电流。她先将开关S拨到a，观察指针偏转的大小；再将开关S换到b，调节变阻器的滑片，使电流表的示数不变，使通过螺线管的电流不变，可观察到指针偏转角度变大，说明：在电流一定时，线圈匝数越多，通电螺线管的磁场越强。 （4）[1]图2中，电流从螺线管的左端流入、右端流出，由右手定则得，螺线管的右端为N极，左端是S极。 [2]铁可以被磁化，铜、铝不能被磁化，指针下方的“配重块”应选用铁质材料。 19．利用如图甲所示的装置观察磁场对通电直导线的作用。 (1)应在M、N之间接入 （选填“灵敏电流计”“电源”或“灯泡”），装置中的导体棒AB应选用轻质的 （选填“铁棒”或“铝棒”）。 (2)如图乙所示，给线圈abcd通电后，cd段导线所受磁场力的方向与ab段导线所受磁场力的方向 （选填“相同”或“相反”），理由是磁场方向相同， 。 (3)如图丙所示，小明自制了一个电动机，将线圈漆包线其中一端的漆全刮掉，另一端的漆刮掉半周，这样能使线圈在平衡位置附近时 （选填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”）。 【答案】(1) 电源 铝棒 (2) 相反 电流方向相反 (3)切断线圈中的电流 【解析】（1）[1]如图甲所示的装置需要观察磁场对通电直导线的作用，故此导线中应有电流通过，在M、N之间接入电源。 [2]图甲所示的装置中有磁体，磁体会吸引铁钴镍一类物质，导体棒不能选用铁棒，故此导体棒AB应选用轻质的铝棒。 （2）[1] [2]磁场对通电直导线的作用力的方向与磁场方向和电流方向有关。图乙所示磁场方向不变，cd段导线与ab段导线通过的电流方向相反，故此cd段导线所受磁场力的方向与ab段导线所受磁场力的方向相反。 （3）线圈在平衡位置附近时刚好线圈的一端转到没刮掉漆的位置，即此时一端为绝缘部分，电路断路切断线圈中的电流，线圈利用惯性继续转动从而改变线圈中的电流方向。 六、计算题 20．如图1为某校物理小组设计的具有加热和保温功能的电热器内部简化电路。Rt为热敏电阻，阻值随温度升高而减小。R1、R2、R3均为电热丝，且，闭合开关、，电热器开始加热。（电磁铁线圈电阻忽略不计） (1)加热时，动触点a与上方静触点b，c接通，工作电路的总功率？ (2)电磁铁对衔铁的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图2所示。当电磁铁对衔铁的吸引力为时，动触点a与下方静触点d接通，进入保温状态，此时热敏电阻的阻值是多少？ (3)保温状态下，的功率为，则工作电路消耗的电能是多少？ 【答案】(1)242W (2)30Ω (3)2640J 【解析】（1）加热时，动触点a与上方静触点b、c接通，由工作电路可知，此时电阻和并联，电源电压。电阻的功率为： 电阻的功率为： 工作电路的总功率为： （2）当电磁铁对衔铁的吸引力为时，电热器进入保温状态。由图2可知，此时控制电路中的电流，控制电路电压，根据欧姆定律，可得热敏电阻的阻值： （3）已知：的功率，保温状态下，动触点a与下方静触点d接通，由工作电路可知，此时电阻和串联在220V的电源上。根据公式可知，此时工作电路中的电流： 此时工作电路的总功率为： 工作电路消耗的电能为： 七、综合题 21．按要求完成下列小题。 (1)实验发现，当通电直导线中通有电流时，其下方的指南针会发生偏转如图甲，且导线中电流方向相反时，指南针的偏转方向也相反。图乙中电子沿着图示方向平行地飞过指南针上方时，指南针的偏转方向与图甲指南针偏转方向 （选填“相同”或“相反”或“不发生偏转”）。 (2)图1是广州市区某交通道路上使用的风光互补LED路灯的电路原理图。 ①白天阳光充足时，光控开关S断开，太阳能电板为蓄电池充电，此时蓄电池相当于电路中的 （选填“电源”或“用电器”），将 能转化为 能。 ②路灯照明部分由两盏LED灯连接而成，傍晚光控开关S闭合，两盏LED灯同时发光；若一盏LED灯因断路而不亮，另一盏LED灯仍能发光，它们是怎么连接的呢？请在图2虚线框内画出两盏LED灯的连接方式。 （LED灯用“”表示） 【答案】(1)相反 (2) 用电器 电 化学 【解析】（1）图甲电流方向向右，物理学中规定正电荷的定向移动方向为电流的方向，所以负电荷定向移动方向与电流方向相反，由于图乙电子方向从左向右，所以电流方向为从右向左，即与甲中电流方向相反，所以指南针的偏转方向与图甲指南针偏转方向相反。 （2）[1][2][3]太阳能电池板发电，然后给蓄电池充电，充电是将电能转化为化学能（储存于电池中）的过程，此时蓄电池在接收电能，属于消耗电能的装置是用电器。 [4]由题可知，光控开关S闭合，两盏LED灯同时发光，一盏LED灯因断路而不亮，另一盏LED灯仍能发光，说明两个灯泡工作互不影响，即是并联的关系，开关在干路上，电路图如下图所示： 22．在国庆、中秋长假期间，小明到西安旅游时在西安城墙上乘坐了如图所示的观光电动车。该车技术参数如表所示。 空载质量 1080kg 空载时轮胎与水平地面的总接触面积 1000cm2 电动机的额定功率 4kW (1)观光电动车的主要部件之一是电动机，其工作原理是通电导体在磁场中受 的作用；在给观光电动车的电池充电过程中，其电池相当于电路中的 ； (2)观光电动车空载静止在水平地面上时对地面的压强是多大？（g取10N/kg） (3)若观光电动车的游览里程为12km，该车的电动机以额定功率匀速直线行驶，受到的阻力为320N，将电能转化为机械能的效率是80%。在电池中的电量为2kW·h的情况下，该车能否走完12km的里程？请通过计算说明。 【答案】(1) 力 用电器 (2)1.08×105Pa (3)见解析 【解析】（1）[1]电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用。 [2]在给观光电动车的电池充电过程中，电池消耗电能，属于用电器。 （2）车静止于水平地面上时，对地面的压力等于自身重力，压力为 车对地面压强为 （3）电池能够提供的总能量为 有用功为 车沿直线匀速行驶，处于平衡状态，牵引力与阻力相等，为 车可以行驶的路程为 故可以走完12km里程。 八、科普阅读题 23．请根据材料，回答下列问题： 电动自行车 电动自行车是目前中国老百姓主要的短途代步交通工具，它的能量来自电池组。与传统的内燃机车相比，电动自行车更为轻便、环保，能量转化效率高。 从安全角度考虑，9月1日新国标（GB17761-2024）正式实施，国家规定电动自行车车速不得超过25km/h，锂电池车型质量，电动自行车电池电压、电动机功率。对于400W的电动机来说，配置48V的电池是最合适的，两者可谓是完美搭档，既能够让电动机充分发挥它的性能，又不会出现电池性能过剩的情况。48V的电压，如果搭配容量为20A·h（电池容量是指放电电流与放电时间的乘积）的电池，即使每天行驶15公里左右，三天充一次电也完全够用，所以足够日常使用了。 电动自行车的续航里程与电池容量和能量转化效率有关。冬季，电动自行车续航里程降低，这说明电池实际放电容量受到温度的影响。能量转化效率是指电动机输出的机械能与输入电能的比值。 电动自行车还有一个聪明的大脑——“控制器”，电动自行车的调速手柄（转把）内部有一个叫“霍尔传感器”的元件，它能够根据手柄转动的角度，输出一个连续变化的电压信号。这个微弱的信号被送到“控制器”，控制器就像自行车的大脑，根据这个信号来精确控制输送给电动机的电流大小。 (1)在电动自行车这个控制系统中，调速手柄相当于提供了 （选填“信号”或“动力”）； (2)若某电动机的功率为400W时，其两端电压为48V，此时通过电动机的电流约为 A（结果保留一位小数）； (3)某电动自行车的电池上面标明电压为48V、容量为20A·h，它充满电后，储存的电能为 kW·h； (4)某电动车正常匀速行驶时受到的阻力为f，行驶速度为v，电动机的额定电功率为P，则该电动车的能量转化效率 。 【答案】(1)信号 (2)8.3 (3)0.96 (4) 【解析】（1）根据材料：“调速手柄内部的霍尔传感器能根据转动角度输出连续变化的电压信号，这个信号被送到控制器”，所以调速手柄提供的是信号。 （2）已知电动机功率，电压，根据功率公式，可得电流 （3）电池电压，容量，因为，因此电能公式可为 换算单位， （4）电动车匀速行驶时，牵引力，则机械功率 能量转化效率是“输出机械能与输入电能的比值”，因此 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $