内容正文:
专题八:电磁转换、信息与能源
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.(2025·江苏淮安·中考真题)下列能源中属于可再生能源的是( )
A.煤 B.天然气 C.石油 D.风能
2.(2025·江苏扬州·二模·改编)下列设备没有利用磁体或磁场来工作的是( )
A.电磁铁 B.电风扇
C.电饭煲 D.风力发电机
3.(2024·江苏南通·中考真题)小明按人类对磁的认识历程,对“电磁转换”一章知识进行梳理,图中对应位置的内容填写正确的是( )
A.赫兹 B.电动机 C.电磁起重机 D.电磁感应现象
4.(2025·江苏连云港·中考真题)有关电和磁的知识,下列说法正确的是( )
A.磁感线是磁场中真实存在的曲线 B.摩擦起电创造了电荷
C.电动机的工作原理是电磁感应现象 D.电能表是测量电路消耗电能多少的仪表
5.(2025·江苏宿迁·三模)安检时,当金属探测仪靠近金属物体,会产生感应电流,发出警示信号。下图中与其工作原理相同的实验装置是( )
A. B.
C. D.
6.(2025·江苏盐城·中考真题)如图所示,给绕在铁钉上的线圈通电后,铁钉吸引大头针。下列操作能使铁钉吸引大头针数目变多的是( )
A.减少线圈匝数
B.减少电池节数
C.向右移动滑动变阻器的滑片
D.对调电源正、负接线柱上的接线
7.(2025·江苏苏州·一模)如图所示,在“探究感应电流产生的条件”活动中,下列说法正确的是( )
A.AB必须是导体
B.AB上下、左右移动时,电流计指针都会发生偏转
C.电流计指针偏转方向只与AB的运动方向有关
D.电流计指针偏转方向只与磁场方向有关
8.(2025·江苏无锡·中考真题)如图所示,是我国宋代的指南龟,将条形磁石装入木龟腹内,针的尖端与磁石接触后被磁化。将指南龟装于竹针之上,使竹针尖撑于龟体的重心正上方某点,水平放置并拨动指南龟,静止后针尾指南。下列说法中正确的是( )
A.针是铜制成的 B.针尖接触的是磁石的N极
C.针尾指南是受到地磁场的作用 D.若稍倾斜木板,则指南龟静止时一定会倾斜
9.(2024·江苏徐州·中考真题)如图所示,托架上有两个磁环,同名磁极相对,上面的磁环悬浮着,托架静止挂在弹簧测力计的秤钩上,若托架重1N,每个磁环重2N,则弹簧测力计的示数为( )
A.1N B.3N C.4N D.5N
10.(2025·江苏泰州·二模)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K1、K2都只能单向开启。当线圈中的电流从a流向b时( )
A.该装置的工作原理是电磁感应 B.该电动泵可用干电池供电
C.活塞将向左运动 D.此时为“送血”状态
11.(2025·江苏盐城·押题预测)我市已逐渐开始实行电动自行车新政策:只允许新国标电动自行车上路,要求车速不超过25km/h。下面是同学们设计的某品牌电动自行车的电路,其中符合“旋钮OP绕O点顺时针转动时,电动机转速变快,当转速超过一定值,电铃会自动报警”的电路是( )
A.B.
C.D.
12.(2025·江苏扬州·二模)如图所示,R0是一个光敏电阻,其阻值随光照强度的增大而减小,R是电阻箱(已调至合适阻值),它们和电磁继电器组成智能电路来控制路灯。白天灯熄,夜晚灯亮。下列说法正确的是( )
A.白天流过R0的电流较小
B.给路灯供电的电源应接在“b、c”两端
C.电源电压U减小后,傍晚时路灯会比原来早一些亮
D.要让路灯在天更暗的时候才发光,应将电阻R调大些
二、填空题
13.(2025·江苏镇江·中考真题·改编)我国通信领域5G-A、6G等关键技术研发和国际标准研制均处于全球第一阵营,5G手机与通信基站通过 波进行通讯,将其放置于 (选填“金属”或“玻璃”)罩中可屏蔽信号。
14.(2025·江苏徐州·中考真题)在“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验中,在螺线管周围的不同位置放上小磁针,接通电路,小磁针静止时的指向如图所示,小磁针 极的指向就是该点的磁场方向,由此可知通电螺线管的右端是 极。把电池的正负极对调,再进行实验,目的是探究通电螺线管外部磁场方向与 方向是否有关。
15.(2025·江苏盐城·二模)我国的核电站技术是全世界最领先的,目前我国已经建成了16座核电站。核电站是利用核 (裂/聚)变,核能属于 (可再生/不可再生)能源,电能可以使电 灯发光,同时产生热量散失在空气中,但这些内能却无法自动转化为电能,说明能量的转化具有 性。
16.(2025·江苏扬州·中考真题)在研究电磁感应现象活动中。
(1)摇动发电机模型的手柄,灯泡发光,是因为线圈在 中转动,产生感应电流,把 能转化为电能。
(2)如图,导体AB静止,闭合开关,灵敏电流计指针 ;再让导体AB水平向右运动,灵敏电流计指针 。(选填“偏转”或“不偏转”)
17.(2025·江苏苏州·一模)如图所示是用来描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线,由磁感线的分布特点可知,a点的磁场比b点的磁场 (选填“强”或“弱”);若在b点放置一个可自由转动的小磁针,则小磁针静止时,其N极指向 (选填“P”或“Q”)处。
18.(2025·江苏宿迁·中考真题)如图甲所示,将一条长约5米的软导线两端与微电流传感器相连,形成闭合回路。微电流传感器与计算机相连。让两位同学快速甩动软导线,计算机显示的微电流波形如图乙所示,这是 现象,此过程中产生的电流是 (选填“直流电”或“交变电流”),利用这一原理,可制成 (写出一种即可)。
19.(2025·江苏苏州·二模)在学习了电磁继电器内容后,学校科技小组自制了一个“户外路灯光控自动系统”,其内部电路如图所示。当户外光线不足时,光敏电阻R的阻值 (增大/减小),则电磁铁的磁性变 (强/弱),衔铁与触点 (1/2)接触,户外路灯L通电发光。
20.(2025·江苏盐城·一模·改编)如图甲所示,某小组设计的调节光照度助力植物成长的模拟电路。电源电压为U,R0为电阻箱,光敏电阻R的阻值随光照度E的变化图像如图乙所示。当电流I≥0.2A时,电磁铁刚好能够吸下衔铁A,启动电动机(图中省略),带动遮光板下移减少光照。若电源电压U为12V,调节R0阻值为10Ω,不计电磁铁线圈电阻,则闭合开关后,电磁铁的上端是 极,光照度E最大为 Lx,此时光敏电阻R的电功率是 W;若某植物对阳光需求更大,对电路可采取的办法是 。
三、作图题
21.(2025·江苏南通·中考真题)如下图所示,小磁针静止在通电螺线管右侧。请标出磁感线的方向和小磁针的S极。
四、实验题
22.(2025·江苏淮安·中考真题)“探究通电螺线管外部磁场的特点”的实验装置如图甲所示。
(1)在用铁屑探究螺线管外部磁场分布时,需要经历下列步骤:①轻敲有机玻璃板,观察铁屑分布;②将铁屑均匀撒在有机玻璃板上;③闭合开关。三个步骤合理的顺序是 (填序号);
(2)经过对铁屑分布的观察,发现通电螺线管外部磁场与 磁体周围磁场分布相似;
(3)把小磁针放在螺线管四周不同的位置,通电后,小磁针分布如图乙所示,发现通电前后A、B两个小磁针未发生明显偏转,此时的螺线管可能是向 (选填“南北”或“东西”)方向放置的;
(4)根据图丙中小磁针静止时的指向,在括号中标出电源左端的极性;
(5)未来,科学家想研究月球是否也像地球一样是一个磁体,在月球科研站内将小磁针放在不同位置,若观察到 现象,则说明月球也是一个磁体。
五、计算题
23.(2023·江苏扬州·月考)太阳能属于清洁且可再生能源,人们可以利用太阳能发电、加热;如图所示,小育家利用太阳能电池板将太阳能转化为内能,给家庭加热水,已知垂直于太阳光1m2的面积上每秒接收的太阳能为500J,小育家太阳能电池板面积为7m2,当太阳光垂直射向的太阳能电池板时,求:
(1)1分钟内小育家太阳能电池板接收到的太阳能E?
(2)利用这些太阳能烧水,假设这些太阳能全部被水吸收,则可将25℃的10kg的水升高到多少℃?
24.(2025·江苏无锡·二模·改编)如图甲,是某家用烟雾报警器的简化电路图,当烟雾达到一定浓度时衔铁被吸引,工作电路会响铃亮灯,烟雾报警器控制电路的额定电压U为10V,R是光敏电阻,其阻值与烟雾浓度的关系如图乙。若定值电阻R0的阻值是10Ω(电磁铁线圈电阻不计),工作电路响铃亮灯时,控制电路中的最小电流是0.2A。
(1)光敏电阻属于 (选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”);
(2)当工作电路刚好响铃亮灯时,求烟雾的浓度;
(3)烟雾浓度分别是10%和60%时,求定值电阻R0消耗的功率之比;
(4)为了让烟雾浓度为20%时报警器报警,可以适当 (选填“增大”或“减小”)控制电路电源电压U。
《专题八:电磁转换、信息与能源》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
D
C
D
D
C
C
A
C
D
C
A
C
1.D
【详解】煤、石油、天然气不能在短期内从自然界得到补充,属于不可再生能源;风能可以源源不断地从自然界获取,属于可再生能源。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
2.C
【详解】A.电磁铁是利用电流的磁效应来工作的,故A不符合题意;
B.电风扇是利用通电导体在磁场中受力运动的原理来工作的,故B不符合题意;
C.电饭煲是利用电流的热效应来工作的,故C符合题意;
D.风力发电机是利用电磁感应原理来工作的,故D不符合题意。
故选C。
3.D
【详解】A.奥斯特发现电流的磁效应,故A错误;
B.电流的磁效应的应用为电磁铁,发电机应用了通电线圈在磁场中受力的作用,故B错误;
C.磁场对电流的作用的应用为发电机,电磁起重机应用了电流的磁效应,故C错误;
D.发电机应用了电磁感应的原理,故D正确。
故选D。
4.D
【详解】A.磁感线是为了形象描述磁场而人为引入的,实际上磁感线并不存在,故A错误;
B.摩擦起电的实质并不是创造了电荷,而是电荷发生了转移,故B错误;
C.电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用,故C错误;
D.电能表是测量电路消耗电能多少的仪表,单位是,故D正确。
故选D。
5.C
【详解】当金属探测仪靠近金属物体,会产生感应电流,说明其工作原理是电磁感应现象;
A.图中是奥斯特实验,说明通电导线周围存在磁场,故A不符合题意;
B.图中是电动机的工作原理图,说明通电导体在磁场中受力的作用运动,故B不符合题意;
C.图中无电源,满足闭合电路中的部分导体切割磁感线,产生感应电流,是电磁感应现象,故C符合题意;
D.图中电流相同时,线圈匝数不同,探究电磁铁磁性与线圈匝数之间的关系,即电流的磁效应,故D不符合题意。
故选C。
6.C
【详解】要使铁钉吸引大头针数目变多,则电磁铁磁性需要变强,电磁铁磁性的强弱与电流的大小、线圈的匝数、有无铁芯有关。
A.在其他条件不变情况下,减少线圈匝数,电磁铁磁性减弱,铁钉吸引大头针数目变少,故A不符合题意;
B.减少电池节数,则电源电压减少,其他条件不变,则电路中电流变小,电磁铁磁性减弱,铁钉吸引大头针数目变少,故B不符合题意;
C.向右移动滑动变阻器的滑片,滑动变阻器接入电路电阻变小,电路总电阻变小,电源电压不变,电路中总电流变大,电磁铁磁性增强,铁钉吸引大头针数目变多,故C符合题意;
D.对调电源正、负接线柱上的接线,改变了电流的方向,电磁铁的磁极位置对调,而磁性强弱不变,铁钉吸引大头针数目不会变多,故D不符合题意。
故选C。
7.A
【详解】A.本实验探究感应电流产生的条件,则AB必须是导体,故A正确;
B.AB上下移动时不切割磁感线,不会产生感应电流,电流计指针不会发生偏转;AB左右移动时切割磁感线,会产生感应电流,电流计指针会发生偏转,故B错误;
CD.电流计指针偏转方向与导体切割磁感线的方向和磁场方向有关,故CD错误。
故选A。
8.C
【详解】A.铜不是磁性材料,不能被磁化,而针能被磁化,所以针不是铜制成的,故A错误;
B.静止后针尾指南,说明针尾是磁体的S极,针尖是N极,根据磁化的特点,针尖接触的是磁石的S极,故B错误;
C.地球本身是一个大磁体,存在地磁场,针尾指南是受到地磁场的作用,故C正确;
D.若稍倾斜木板,由于指南龟的重心在竹针尖支撑点正上方,且地磁场的作用,指南龟静止时仍会在水平面内,不会倾斜,故D错误。
故选C。
9.D
【详解】上面的磁环悬浮着,同名磁极相互排斥,此磁环受到重力和排斥力是平衡力,大小相等,排斥力大小为
F斥=G环=2N
下面磁环受到向下的排斥力和上面磁环受到向上的排斥力是相互作用力,大小相等,托架受到的压力
F压=F斥+G环=2N+2N=4N
弹簧测力计的示数为
F=G架+F压=1N+4N=5N
故选D。
10.C
【详解】A.该装置的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用,与电动机原理相同,故A不符合题意;
B.普通干电池的电压会随使用时间快速下降,可能导致电动泵输出功率不稳定,影响血液循环的精确控制。而心肺机需要持续、稳定的电源支持,锂电池因能量密度高、放电曲线平稳,更符合此类需求,故B不符合题意;
CD.根据安培定则可知:螺线管的左端是S极,此时固定磁铁和电磁铁相互吸引,活塞向左运动,K1关闭,K2打开,为“抽血”状态,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
11.A
【详解】电动机的转速与电流大小有关,根据题意,当旋钮OP绕O点顺时针方向转动时,滑动变阻器接入电路中的电阻应变小,控制电路部分电流变大,电动机转速变快;当电流达到一定程度时,电磁铁将衔铁吸过来,接通电铃所在电路而报警,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
12.C
【详解】A.光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小,白天光照强度强,光敏电阻的电阻减小,光敏电阻R0与变阻器串联,电阻箱已调至合适阻值,则白天控制电路的电阻减小,由欧姆定律得,控制电路电流增大,串联电路电流处处相等,则白天流过R0的电流较大,故A错误;
B.白天灯熄,夜晚灯亮;白天通过电磁铁的电流较大,电磁铁的磁性较大,衔铁被吸下,路灯断路;夜晚通过电磁铁的电流较小,电磁铁的磁性较小,衔铁被放开,路灯通路,则给路灯供电的电源应接在“a、b”两端,故B错误;
C.电源电压减小后,当衔铁被吸下时,控制电路的电流不变,由欧姆定律得,此时电路的电阻变小,变阻箱的电阻不变时,光敏电阻的阻值变小,光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小,则此时光照强度较强,即傍晚时路灯比原来早一些亮,故C正确;
D.要让路灯在天更暗的时候才发光,此时光敏电阻的阻值更大,此时衔铁才被吸下,此时控制电路的电阻达到衔铁被吸下时的电阻,由串联电路中电路的电阻特点得,此时应将电阻R调小些,故D错误。
故选C。
13. 电磁 金属
【详解】[1]电磁波可以传递信息,5G手机与基站是通过电磁波传递信息的,电磁波是无线通信的主要载体。
[2]金属是导体,能形成电磁屏蔽,阻碍电磁波的传播;玻璃为绝缘体,无法有效屏蔽电磁波。
14. N S 电流
【详解】[1][2]物理学规定,磁场中某一点小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向;由图可知,小磁针的N极指向通电螺线管的右端,由于异名磁极相互吸引,可知通电螺线管的右端是S极。
[3]把电池的正负极对调,这样就改变了通电螺线管中的电流方向,再进行实验,观察小磁针指向,目的是探究通电螺线管外部磁场方向与电流方向是否有关。
15. 裂 不可再生 方向
【详解】[1]由于核裂变是可控的,故核电站中的核反应堆就是通过核裂变过程中释放核能带动发电机发电的。
[2]核能所利用的核燃料在短时间内不能得到补充,其储量是有限的,所以核能属不可再生能源。
[3]能量在转化的过程中,会有一部分能量转化成内能散失在空气中,这些内能却无法自动转化为电能,该现象说明能量转化具有方向性。
16.(1) 磁场 机械
(2) 不偏转 偏转
【详解】(1)[1]发电机模型中,线圈在磁场中转动,切割磁感线产生感应电流
[2]转动手柄时,机械能转化为电能,所以是把机械能转化为电能 。
(2)[1][2]电磁感应现象中,闭合回路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动才会产生感应电流。导体静止时,无电流产生,指针不偏转。导体AB水平向右运动,此时导体做切割磁感线运动产生感应电流,指针偏转。
17. 弱 P
【详解】[1]从图中可以看出a点的磁感线比b点的磁感线疏,故a点的磁场比b点的磁场弱。
[2]小磁针静止在b点时,其N极指向与该点磁感线的切线方向一致,故N极指向P点。
18. 电磁感应 交变电流 发电机
【详解】[1][2][3]地球的周围存在磁场,两位同学快速甩动软导线,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,由图乙可知,产生电流,这是电磁感应现象,由图乙可知,电流的大小和方向发生变化,产生的电流是交变电流,发电机就是根据此原理制成的。
19. 增大 弱 1
【详解】[1][2]由图得,定值电阻R与电磁铁串联,当户外光线不足时,光敏电阻R的阻值增大,控制电路的电阻变大,电源电压不变,由欧姆定律得,电路电流变小,串联电路电流处处相等,则通过电磁铁的电流变小,电磁铁的磁性变弱。
[3]衔铁与触点1接触,路灯L被接通,户外路灯L通电发光;衔铁与触点2接触,路灯L被断开,户外路灯L不发光。
20. S 2 增大R0的阻值或者减小电源电压
【详解】[1]根据安培定则,电磁铁的下端为N极,故上端为S极;
[2]由图甲知,光敏电阻R与电阻箱R0及电磁铁串联接入电路,电流表测电路中的电流。电路中的电流最小为0.2A,遮光板下移。此时电路的总电阻
则光敏电阻的阻值
由图乙知,光照度E最大为
[3]光敏电阻此时的电功率
[4]由图乙知,光敏电阻的阻值随着光照强度的增大而减小,若植物对阳光需求更大,则需要光敏电阻在较小的电阻时,遮光板仍不下移,而电路中的电流仍然是大于等于0.2A,遮光板下移,则在电源电压不变时,需要增大电阻箱接入电路的阻值或在电阻箱接入电路的阻值不变时,减小电源电压。
21.
【详解】根据安培定则,右手握住螺线管,四指指向电流的方向,大拇指指向螺线管的左端为N极,右端为S极;由于同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,所以,小磁针的左端为N极、右端为S极;在磁体外部磁感线都是从磁体的N极出发,回到S极,由此标出磁感线的方向向右,如图所示:
22.(1)②③①
(2)条形
(3)南北
(4)
(5)小磁针指示固定的方向
【详解】(1)铁屑在磁场中容易被磁化,故可以用铁屑来显示通电螺线管周围的磁场分布。在用铁屑探究螺线管外部磁场分布时,应先将铁屑均匀撒在有机玻璃板上,再闭合开关使得螺线管产生磁场将铁屑磁化,最后轻敲有机玻璃板,观察铁屑分布。所以三个步骤合理的顺序是②③①。
(2)观察铁屑分布可知通电螺线管两端铁屑分布较多,中间较少,说明两端磁性强,中间磁性弱,说明通电螺线管外部磁场与条形磁体周围磁场分布相似。
(3)小磁针静止时指示南北,通电后,A、B两个小磁针所在位置的磁场方向是水平方向的,发现通电前后A、B两个小磁针未发生明显偏转,说明此时的螺线管可能是向南北方向放置的。
(4)图丙中小磁针静止时左端为N极,根据磁极间相互作用规律可知螺线管左端为S极,右端为N极,根据安培定则可知电流从螺线管左端流入,则电源左端为正极,作图如下:
(5)若月球也是一个磁体,则会对放入其中的小磁针产生磁场力的作用。所以在月球科研站内将小磁针放在不同位置,若观察到小磁针指示固定的方向,则说明月球也是一个磁体。
23.(1)2.1×105J;(2)30℃
【详解】解:(1)1分钟内小育家太阳能电池板接收到的太阳能
(2)由于这些太阳能全部被水吸收,所以
答:(1)1分钟内小育家太阳能电池板接收到的太阳能为;
(2)利用这些太阳能烧水,假设这些太阳能全部被水吸收,则可将25℃的10kg的水升高到30℃。
24.(1)半导体
(2)40%
(3)1∶9
(4)增大
【详解】(1)半导体的导电性能受温度、压力、光照等因素影响较大,光敏电阻的阻值随着温度的变化而变化,光敏电阻属于半导体材料。
(2)工作电路响铃亮灯时,控制电路中的电流是0.2A,此时控制电路中的总电阻为
此时光敏电阻的阻值为R=R总-R0=50Ω-10Ω=40Ω
查图乙可知,此时烟雾的浓度为40%,故浓度40%时灯亮。
(3)烟雾浓度分别是10%和60%时,光敏电阻的阻值分别为80Ω和20Ω,当光敏电阻是80Ω时,此时控制电路中的电流为
当光敏电阻是20Ω时,此时控制电路中的电流为
则电流之比为
根据P=I2R0可知定值电阻R0消耗的功率之比为P01∶P02=I12R0∶I22R0=I12∶I22=1∶9
(4)为了让烟雾浓度为20%时报警器报警,此时光敏电阻的阻值增大,电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知,适当增大控制电路电源电压,可以保证控制电流不变。
1
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