专题特训八 电磁综合问题-【拔尖特训】2025-2026学年九年级下册物理(苏科版·新教材)

专题特训八 类型一电磁综合 1.某同学为了同时验证老师课堂上讲过的“电 磁感应现象”“通电导线周围存在磁场”以及 “通电导线在磁场中受力运动”几个实验，于 是动手制作了如图所示的闭合线路，当图中 金属导体AB的一部分在磁场中水平向左运 动时，电路中会相应地发生的现象是 S<N (第1题) 2.(2024·牡丹江)小丹做了一个有趣 的实验，她将两个相同的玩具电机 A、B的转轴用塑料管连接起来，图 甲是电机A、B的简易结构示意图。 连接轴 甲 (第2题) (1)如图乙所示，闭合开关S,电流通过电机 B,B中线圈在磁场中会受到 的作 用转动起来，带动电机A中线圈转动，小灯 泡发光。此时，电机A相当于 (用 电器/开关/电源)，这是利用了 原理。 (2)若想改变电机B中线圈的转动方向，可 以通过改变 来实现。 (3)当电机B中线圈转动方向改变时，电机 A中线圈的转动方向也随之改变，通过小灯 泡的电流方向 (会/不会)改变。在 电机A所在电路中添加 (填一 第十六章电和磁 电磁综合问题 》“答案与解析”见P27 种电路元件)，用来判断电路中电流方向是否 改变。 类型二力、电、磁综合 3.一个空心小铁球放在盛有水的容器中，并置于 铁棒AB的上方，绕在铁棒上的线圈连接如图 所示的电路，开关S闭合后，空心小铁球仍漂 浮在水面上，此时A端为电磁铁的 极，当滑片P向左滑动时，空心小铁球所受 的浮力 (增大/不变/减小)。 R (第3题) 4.(2025·苏州)如图所示为控制车辆 进出的电动闸门设计图。抬杆AB 质量分布均匀，长度为3m,重为 20N,在最右端B点处悬挂一重为25N的 铁柱，B点到支点O的距离为0.6m。开关S 闭合后，调节滑动变阻器使抬杆AB处于水平 静止状态。（忽略支点O处的摩擦） On 抬杆 铁 L 电磁铁 (第4题) (1)电磁铁上端为 (N/S)极。 (2)此时电磁铁对铁柱的吸引力为 N。 (3)要使抬杆A端从图示位置向上抬起，滑 动变阻器的滑片P应向 端移动。 类型三热、电、磁综合 5.冬季，汽车后窗玻璃上常会形成一层薄霜，导 致驾驶员无法准确观察后方情况。为保障行 车安全，后窗玻璃装有加热除霜电路。如图 47 拔尖特训·物理（苏科版）九年级下 甲所示为某同学设计的模拟汽车后窗玻璃加 热电路，它由控制电路和工作电路组成。控 制电路中S接“手动”时，电磁铁A通电吸引 衔铁，使触点D、E接触，工作电路中电热丝 R,工作，对玻璃进行均匀加热。S接“自动” 时，加热过程中，玻璃温度升高至45℃时，触 点D、E恰好脱开，此时控制电路中通过的电 流为0.02A。电路中U1=6V,U2=12V, R。=1502,R2=0.82,R1为固定在玻璃内 的热敏电阻，其温度始终与玻璃温度相同，阻 值随温度的升高而增大。若电热丝R2所产 生的热量完全被玻璃吸收，玻璃的质量为 9kg,玻璃的比热容为0.8×103J/(kg·℃)。 电磁铁A中线圈的电阻忽略不计。 n衔铁 U,工作电路 玻璃 银浆线 0 动 关 自动控制电路 玻璃 (第5题) (1)开关S接“手动”： ①电磁铁A通电时具有磁性，此现象称为电 流的 效应，A的上端是 极。 ②将玻璃从一5℃加热至45℃，所需的时间 是 So (2)开关S接“自动”：玻璃的温度为15℃和 45℃时，控制电路的功率相差了0.03W,则 15℃时热敏电阻R,的阻值为 2. (3)汽车后窗玻璃上的电热丝R2是通过丝 网印刷的方式将专用的导电银浆印刷到玻璃 的表面烧结制成的，如图乙所示，在电压U 不变的情况下，为增大电热丝R2的加热功 率，请从银浆线的厚度、条数、粗细等方面，提 出一种改进措施： 48 类型四力、热、电、磁综合 6.如图甲所示为小明设计的一种家用即热式饮 水机，R为电阻箱，R:为置于储水箱底部的压 力敏感电阻，其阻值随上方水的压力的变化而 变化。已知U=6V,当电磁铁线圈中的电流 I≤0.04A时，K被释放，指示灯L亮起，表 示水量不足；当I>0.04A时，K被吸合；电 磁铁的线圈电阻不计，p水=1×103kg/m3,水 的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)。 储水箱 接图乙 R 电 铁 水泵 -8-99999999 L ←—220V→ 甲 乙 (第6题) (1)随着储水箱内水量的减少，R:所受水的 压力 ;R。的阻值应随压力的减小而 (增大/减小) (2)若将电阻箱接入电路的阻值调至100Ω， 则指示灯L刚亮起时R的阻值为 (3)如图乙所示，水泵使储水箱内的水以 0.1m/s的恒定速度流过粗细均匀的管道， 管道的横截面积S=1cm;虚线框内是长 L=0.1m的加热区，阻值R'=222的电阻 丝均匀缠绕在加热区的管道上，两端电压为 220V。设水仅在加热区才被加热，且在通过 加热区的过程中受热均匀，电阻丝产生的热 量全部被水吸收。 ①设水的初温为25℃，经过加热区后热水的 温度为 ℃。（结果保留一位小数） ②为提高经过加热区后热水的温度，请提出 两种符合实际的解决办法：磁场的方向(2)磁场奥斯特 (3)电流方向(4)会解析：(1)磁 场对放入其中的磁体有力的作用，用 小磁针可探测周围磁场的方向。 (2)物理学家奥斯特首先发现通电导 线周围有磁场。(3)电流方向改变， 磁场的方向也跟着发生改变。(4)通 电导线周围的磁感线是以导线为圆心 的一系列同心圆，图甲实验中，导线上 下磁场方向相反，故将小磁针由通电 直导线下方移至直导线上方，小磁针 的偏转方向会改变。 3.【证据】导线【解释】(1)不同 (2)不同(3)甲、丁（或乙、丙） (4)电流的方向螺线管的绕向电 源正负极的接法（后两空可互换顺序） 解析：【证据】通电螺线管的工作原理 是电流的磁效应，所以要先用导线连 接好电路。【解释】(1)由题图(b)中 甲和乙可知，螺线管的绕向相同，同一 端小磁针N极的指向不同，则通电螺 线管同一端的磁极极性不同。(2)由 题图(b)中甲和丙可知，电源正负极接 法相同，通电螺线管同一端小磁针N 极的指向不同，则通电螺线管同一端 的磁极极性不同。(3)由题图(b)中 甲、丁或乙、丙可看出螺线管中电流的 方向相同时，通电螺线管同一端的磁 极极性相同。(4)由上述证据可知， 通电螺线管的极性由螺线管中电流的 方向决定，与电源正负极的接法和螺 线管的绕向无关。 4.(1)转换法(2)磁场(3)电流 (4)戊解析：(1)实验通过观察导体 运动方向判断受力方向，使用了物理 研究方法中的转换法。(2)小谦同学 先对调磁极位置，磁场的方向发生了 变化，闭合开关，观察到铝棒αb稳定 时如题图丙所示，铝棒向右运动，由此 可知通电导体在磁场中受力的方向与 磁场方向有关。(3)如果把电源正、 负极对调后接人电路，电流的方向发 生了变化，观察到铝棒αb稳定时如题 图丁所示，铝棒向右运动，由此可知通 电导体在磁场中受力的方向与电流方 向有关。(4)若把电源正、负极对调 同时把蹄形磁体上下磁极也调换一 下，则铝棒的运动方向不变，向左运 动，则会观察到铝棒αb稳定时如题图 戊所示。 5.(1)不偏转(2)①②（或③④） ①④（或②③）(3)导体切割磁感线 的速度(4)导体切割磁感线的速度 等因素相同时，换用磁场强弱不同的 蹄形磁铁进行多次实验：通过观察比 较灵敏电流计指针的偏转程度来判断 感应电流大小是否与磁场强羽有关 解析：(1)导体AB在磁场中沿竖直 方向上下运动时，没有切割磁感线，不 能产生感应电流，故电流计的指针不 会偏转。(2)从实验记录上可以看出 影响感应电流方向的因素有磁场方向 和切割磁感线的方向，探究感应电流 方向和磁场方向之间的关系时，要控 制切割磁感线的方向相同。磁场方向 和导体切割磁感线方向都不相同的两 组实验为①④（或②③）。(3)改变导 体的运动速度时，电流计的指针偏转 程度发生变化，表明其中的电流大小 发生了变化。说明感应电流大小与导 体切割磁感线的速度有关。(4)探究 感应电流的大小和磁场强弱的关系 时，应该在控制相关变量不变的基础 上，改变磁场的强弱进行多次实验 专题特训八电磁综合问题 1.铁块向下移动小磁针发生偏转 (合理即可)解析：金属导体AB的 一部分在磁场中水平向左运动时，导 体AB中会产生感应电流，则电磁铁 会具有磁性，能吸引铁块；小磁针会因 通电导体E℉产生的磁场而发生偏 转：线圈abdc中因为有电流通过，会 在磁场中受力转动。 2.(1)磁场力电源电磁感应 (2)电流方向(3)会灵敏电流计 解析：(1)闭合开关S,B中通电线圈 在磁场中受力转动，带动电机A转 动，产生感应电流，故电机A相当于 电源。(2)若想改变电机B中线圈的 27 转动方向，可改变电流方向实现。 (3)当电机B中线圈转动方向改变 时，电机A中产生的感应电流方向发 生改变，在电机A所在电路中添加灵 敏电流计，可用来判断电流方向是否 改变。 3.S(或南)增大解析：开关闭合 后，根据安培定则可以判断B端为电 磁铁的N极，因此A端是S极。当滑 片P向左滑动时，电路中电流变大， 电磁铁磁性变强，空心铁球受到的吸 引力增大，浸入水中的体积增大，即排 开水的体积变大，根据阿基米德原理 可知，空心铁球受到的浮力增大。 4.(1)S(2)5(3)上 解析：(1)根据题图中电源的正负极 可知，通电螺线管上的电流从其下端 流人，根据安培定则可知，电磁铁上端 为S极。(2)B点受到的拉力F1为 动力，F1=G铁性十F吸引力，动力臂11= 0.6m,抬杆的重力G#为阻力，质量 分布均匀的抬杆的重心在其中点，重 心到支点的距离即阻力臂？= 1 2aB=low三2×3m=0.6m月 0.9m,根据杠杆平衡条件有(G轶：+ F吸引力)×11=G抖2，即(25N+ F吸引力)×0.6m=20NX0.9m,解得 电磁铁对铁柱的吸引力F吸引力=5N。 (3)使抬杆A端从题图所示位置向上 抬起，需要增大电磁铁对铁柱的吸引 力，即增大电磁铁的磁性，增大电路中 电流，根据欧姆定律可知，应减小申联 电路的总电阻，减小滑动变阻器连人 电路中的阻值，滑动变阻器的滑片P 应向上端移动。 5.(1)①磁N②2000(2)90 (3)增加银浆线的厚度（或增加银 浆线的条数：或将银浆线加粗) 解析：(1)开关S接“手动”：①电磁铁 A通电时具有磁性，这是电生磁，此 现象称为电流的磁效应，据安培定则 可知，A的上端是N极。②玻璃从 一5℃升高到45℃需要吸收的热量 Q-c孩璃m孩璃△=0.8X103J/(kg·℃)× 9kg×[45℃-(-5℃)]=3.6× 22 10J,电热丝R影的电功率P=R (12V)2 =180W,电热丝产生的热量 0.82 完全被玻璃吸收，所以W=Q,加热所 需的时间1-g-号-390 180W 2000s。(2)开关S接“自动”：据题 意，玻璃的温度为45℃时，控制电路 中通过的电流I,=0.02A,消耗的电 功率P1=U1I,=6VX0.02A= 0.12W:因为R1的阻值随温度的降 低而减小，所以据题意，玻璃的温度为 15℃时，控制电路消耗的电功率 P2=P1+△P=0.12W+0.03W= U2 0.15w,总电阻R盘=P (6V)2 0.15w=2400,R,=R#-R。= 2402-1502=902。(3)由P= 可知，P与R成反比：由题图乙 R2 可知，R2由若干条银浆线并联而成， 据影响电阻大小的因素、并联电路电 阻的特点可知，增加银浆线的横截面 积和条数，可减小R2,从而增大P。 6.(1)减小增大(2)502 (3)①77.4②减小水流速度减 小电阻解析：(1)随着储水箱内水 量的减少，RF所受水的压强减小，根 据F=S知，RF所受水的压力减小。 由题可知，压力减小，电流要变小，灯 才能亮，所以R的阻值应随压力的 减小而增大。(2)指示灯L刚亮起时 R的阻值R三气一R=d。 1002=502。(3)①水流经过加热 装置的时间1=L=01m=1s,加 v 0.1m/s 热装置产生的热量Q=w-号二 (220V) 222 -×1s=2200J,水的质量m= 0*V=p*LS=1×103kg/m3×0.1m× 104m=0.01kg,水升高的温度△= Q 2200J cm 4.2×103J/(kg·℃)×0.01kg 52.4℃，末温12=25℃+52.4℃ 77.4℃。②减小水流速度，则加热时 间变长，可以提高经过加热区后热水 的温发减小电阻，根据P只，功率 变大，可以提高经过加热区后热水的 温度。 跨学科实践 1.726增强10~25℃解析：闭 合开关S、S,当衔铁没有被电磁铁吸 引时，电热丝R1、R2并联，此时工作电 U 路的总电阻最小，由PU=尺可知 工作电路的总功率最大，处于加热状 态：加热时，电热丝R1、R2并联，因并 联电路中各支路两端的电压相等，所 U 以工作电路的总功率P细一R U(220V)2,(220V)2 R2=2002 =726W:当 1002 温度升高时，R3阻值减小，电流增大 电磁铁磁性增强：当控制电路中电流I 达到0.15A时衔铁被吸下，此时大棚 内的气温最高，由I= 可得，热敏电 U 6V 阻的阻值R,=7=0.15A=40,由 图乙可知，大棚内的最高气温为25℃： 当控制电路中电流减小到0.1A时衔 铁弹起，此时大棚内的气温最低，此时 热策电阻的凰位R-号品 602,由图乙可知，大棚内的最低气温 为10℃，所以温控器所控制的大棚内 气温的变化范围是10~25℃。 2.如图所示 绿 n衔铁 M 电磁铁 红灯 ① 电源。 加湿机 (第2题) 解析：由题意知，湿敏电阻R,的阻值 随湿度增大而增大：当棚内湿度低于 设定值时，R,阻值较小，根据I=尺 28 知控制电路中电流较大，电磁铁磁性 强，吸引衔铁，使N触点接通，此时红 灯亮，加湿机启动工作；当棚内湿度高 于设定值时，R,阻值较大，根据I= 尺知控制电路中电流较小，电磁铁磁 性弱，衔铁在弹簧作用下弹起，M触 点接通，此时绿灯亮，加湿机停止工 作。要实现上述功能，需将绿灯连接 在M触，点电路，这样湿度高时绿灯能 亮：将红灯和加湿机并联在N触点电 路，保证湿度低时红灯亮且加湿机 工作。 3.如图所示 绿灯 & 电铃 红灯 温控开关 (第3题) 4.(1)R,(2)80(3)3(4)降低 解析：(1)由题图甲知，热敏电阻的阻 值随温度升高而减小，其两端的电压 随阻值的减小而减小，加热设备是否 工作由其两端的电压来控制，且由题 意知，UAB≤U。时，加热设备不工作， 故加热设备应并联在热敏电阻两端 故R1是热敏电阻。(2)加热设备刚 开始工作时，UAB=4V,环境温度为 20℃，由题图甲可知热敏电阻R,= 1602,根据串联电路分压关系可知 是"g即 R R2 解得R,=80。(3)加热设备刚停 止工作时，环境温度为30℃，由题图 甲可知热敏电阻R,'=802,此时 R,'=R2,根据串联电路分压关系可 知U,=U.=U=2×6V=3V. (4)加热设备刚停止工作时系统控制 的气温最高，根据串联电路分压关系 g=UU,解得R, 可知 R。 XR,长时间使用后，电源电