第二十章 电与磁（举一反三·单元复习讲义）物理新教材人教版九年级全一册

该初中物理“电与磁”单元复习讲义通过知识框架构建系统知识体系，以6个核心知识点（磁现象、电生磁等）为脉络，采用填空式归纳、例题解析呈现要点，突出电与磁相互作用的内在联系及高频考点。 讲义亮点在于“知识精讲+分层实训”设计，如探究电磁铁磁性强弱实验题培养科学探究能力，磁悬浮地球仪实例渗透科学思维，课后作业涵盖选择、实验等题型，助力不同层次学生提升，支持教师精准复习教学。

第二十章 电与磁 【新教材人教版】 【知识框架+知识精讲（6个知识归纳+6个题型）+课后作业】 模块二 知识精讲 情景导入 电和磁不是互相独立的，电能够生磁，磁也能够生电。奥斯特实验、电磁铁、电动机、发电机都是考试高频考点。 电和磁是互相独立的吗？ 知识归纳 【知识点1 磁现象 磁场】 1.磁体能够吸引铁、钴、镍等物质。 2.磁体上磁性最强的部位叫磁极，一个磁体有2个磁极，分别是N极、S极。 3.磁极间相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 4.一些物体在磁体或电流的作用下获得磁性，这种现象叫磁化。 5.磁体周围存在磁场，它是真实存在的物质。 6.磁场方向：在磁场中的某一点，小磁针静止时N极所指的方向就是该点磁场方向。 7.磁感线不是真实存在，用来形象描述磁场；在磁体外部，磁感线总是从N极出发，回到S极。 8.地球周围存在地磁场，地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近。 【例1】（25-26•九年级下·山西阳泉•期末）我国古代对磁现象有丰富的观察和记载。下列说法中错误的是（     ） A．“磁石吸铁，间隔潜应”——磁场的作用 B．“以针横贯灯心，浮水上，亦指南”——磁化的过程 C．“慈石能引铁，及其于铜，则不行也”——磁性是指磁体吸引铁、钴、镍的性质 D．“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”——地磁两极与地理两极并不重合 【答案】B 【详解】A．天然磁石能够吸引铁制品，即便中间隔着物体，这种吸引作用依然存在，是磁场的作用，故A正确； B．“以针横贯灯心，浮水上，亦指南”，是指南针的指向性，是地磁场的作用，故B错误； C．“慈石能引铁，及其于铜，则不行也”，说明磁体吸引铁、钴、镍等物质，磁体具有磁性，故C正确； D．“以磁石磨针锋，则能指南，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D正确。 本题选择描述错误的，故选B。 【变式1-1】（25-26•九年级下·广东韶关•期末）在探究磁体周围磁场的实验中，小明绘制了如图所示的图，其中甲、乙为两个条形磁铁的两个磁极，弧线是部分未标方向的磁感线，根据图中小磁针静止时的指向，乙是 _______ （选填“N极”或“S极”）。 【答案】S极 【详解】图中小磁针的N极指向上方，由于同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引，因此乙为S极。 【变式1-2】（25-26•九年级下·山东济南•期末）磁现象在生活中的应用给我们带来了方便。例如门吸，它由安装在墙上（或地上）的磁体和门上的吸板两部分组成，如图所示。门打开后，磁体和吸板吸合，能够防止风吹或不小心触碰时房门关闭。请你再列举两个磁现象在生活中应用的实例。 【答案】（1）冰箱门封条（2）指南针 【详解】（1）冰箱门封条：冰箱门封条内部有磁体，利用磁体的磁力，使冰箱门能够紧紧地贴在箱体上，达到良好的密封效果。 （2）指南针：指南针是利用磁体在地磁场中指示南北的特性制成的。在野外探险、海上航行等活动中，人们可以通过指南针来确定方向，确保出行安全，避免迷路。 【知识点2 电生磁】 1.奥斯特实验说明：电流周围存在磁场；磁场方向跟电流方向有关。 2.通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场相似。 3.安培定则（右手螺旋定则）：用右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指那端为螺线管N极。 【例2】（25-26•九年级下·辽宁铁岭•期末）冰冰在做奥斯特实验。她将一枚转动灵活的小磁针置于桌面上，上方平行放置一根直导线。 (1)当小磁针静止后，使导线与电池接触，看到小磁针偏转方向如图甲所示，断电后小磁针又回到原来的位置（如图乙），这说明通电导体周围存在______。 (2)为使实验效果更加明显，通电直导线应沿______（选填“东西”“南北”或“竖直”）方向放置。 (3)改变电流方向，看到小磁针偏转方向如图丙所示，对比甲、丙两图可以得到的结论是通电导体的磁场方向与______有关。 (4)我们把奥斯特实验中的发现称为电流的______效应。 【答案】(1)磁场 (2)南北 (3)电流的方向 (4)磁 【详解】（1）当导线通电时小磁针偏转，断电后小磁针回到原来位置，这表明通电导体周围存在磁场，因为小磁针的偏转是受到磁场力的作用。 （2）由于地球本身是个大磁体，小磁针静止时会指向南北方向。为使实验效果更明显，通电直导线应沿南北方向放置，这样导线产生的磁场方向与地磁场方向不同，小磁针的偏转更易观察。 （3）对比甲、丙两图，改变电流方向，看到小磁针的偏转方向发生了改变，这说明磁场的方向发生了改变，故结论为：通电导体的磁场方向与电流方向有关。 （4）1820年丹麦物理学家奥斯特通过实验证实了电流周围存在磁场，即电流的磁效应。 【变式2-1】（25-26•九年级下·黑龙江七台河•期末）如图甲所示是一款使用磁悬浮技术的地球仪，与普通地球仪不同，它无需转轴穿过球体便可悬浮于空中，如图丙是其工作原理图：磁悬浮地球仪的球体中有一 个磁体，环形底座内有一个金属线圈，通电后相当于电磁铁。 (1)金属线圈与球体中的磁体相互____________（选填“吸引”或“排斥”），从而悬浮于空中； (2)若要减小地球仪到底座的高度，应将丙图中的滑动变阻器RP滑片向________（选填“左”或“右”）调节； (3)请在乙图中画出地球仪的受力示意图；在丙图中括号内填入磁体的磁极，虚框内标上磁感线的方向。 【答案】(1)排斥 (2)右 (3) 【详解】（1）地球仪悬浮在空中，说明它受到的向上的磁力与自身重力平衡。因此，底座的电磁铁与球体中的磁体必须相互排斥，才能提供向上的斥力抵消重力。 （2）要减小地球仪到底座的高度，需要减小斥力。斥力的大小与电磁铁的磁性强弱有关，电流越小，磁性越弱，斥力越小。因此需要增大电路中的电阻，减小电流，所以滑片应向右调节（使滑动变阻器接入电阻变大）。 （3）竖直向下的重力G，作用点在球心O；竖直向上的磁力，作用点也在O，且。 判断电磁铁磁极：用安培定则（右手螺旋定则），电流从电源正极流出，流入螺线管的上端，右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向上端，因此螺线管上端为N极，下端为S极，判断球体磁体磁极：由于两者相互排斥，球体磁体的下端应与螺线管上端（N极）同名，因此球体磁体的下端为N极（括号内填N）。磁感线方向：在螺线管外部，磁感线从N极出发，回到S极，因此虚框内的磁感线方向是从上往下（指向螺线管的 S 极）。 【变式2-2】（25-26•九年级下·陕西西安•期末）小明学习小组利用铁屑、小磁针、定值电阻、电池、通电螺线管等实验器材，探究通电螺线管外部的磁场方向是怎样的。实验装置及现象如图1所示。在螺线管的两端各放一个小磁针，在固定有通电螺线管的水平硬纸板上均匀的撒满铁屑，轻敲纸板，铁屑的排列情况如图所示。请你参与探究并回答下列问题： （1）本实验通过________来证明磁场的存在； （2）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2所示。分析可知，通电螺线管周围的磁场和________磁体的磁场相似，摆放小磁针是为了确定通电螺线管周围磁场的________； （3）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； （4）小组同学还想探究一下通电螺线管周围磁场强弱与电流大小的关系，你认为可行的方法是________； （5）地球周围存在磁场，有学者认为，地磁场是由于地球带电自转形成圆形电流引起的，结合安培定则和地磁场方向，图3中地球的圆形电流方向与地球自转方向________（选填“相同”或“相反”）。 【答案】 见解析 条形 方向 电流方向 见解析 相反 【详解】（1）[1]本实验通过铁屑在磁场力的作用下有序分布来证明磁场的存在。 （2）[2]由图可看出，通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。 [3]因为小磁针放在螺线管周围不同位置，小磁针静止时N极指向和该点磁场方向相同，所以实验中使用小磁针是为了判断该点的磁场方向。 （3）[4]将电源的正负极对调，则通过螺线管的电流方向与原来相反，小磁针的指向也与之前相反，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螺线管中电流方向有关。 （4）[5]要探究螺线管的磁场强弱与电流大小的关系，就要改变螺线管中的电流大小，可在原电路中串联一个滑动变阻器，利用滑动变阻器来改变电路中电流的大小。 （5）[6]由于地磁北极在地理南极附近，根据安培定则，拇指指向N极，四指弯曲的方向为电流的方向，所以地球的圆形电流方向自东向西，与地球自转的方向相反。 【知识点3 电磁铁 电磁继电器】 1.电磁铁：内部插入铁芯的通电螺线管。 2.电磁铁磁性强弱： ①电流越大，磁性越强； ②线圈匝数越多，磁性越强； ③有铁芯比无铁芯磁性强。 3.电磁铁优点：磁性有无由通断电控制；磁性强弱由电流大小、线圈匝数控制；磁极方向由电流方向控制。 4.电磁继电器实质是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关，可以实现低电压、弱电流控制高电压、强电流。 【例3】（25-26•九年级下·陕西榆林•期末）西安正式实施电动车管理新规，只允许新国标电动自行车上路，要求车速不超过25km/h。如图所示是某品牌电动自行车的简化电路图，OP为调速旋钮，当电动机转速超过规定值，电铃会自动报警。下列说法正确的是（    ） A．旋钮OP绕点顺时针转动，变阻器接入电阻变大，电动机转速变快 B．触头需被电磁铁吸引且保证导电，材质应选用易导电的铜 C．电动机是根据电磁感应原理工作的 D．闭合开关S后，根据安培定则可以判断电磁铁E的右端为N极 【答案】D 【详解】A．旋钮OP绕点顺时针转动，变阻器接入电阻变小，电路中电流变大，电动机转速变快，故A错误； B．铜不能被电磁铁吸引，触头需被电磁铁吸引且保证导电，材质应选用易导电的铁，故B错误； C．电动机的原理是通电导体在磁场中受力运动，故C错误； D．闭合开关S后，电流从电磁铁左端流入，从右端流出，根据安培定则可以判断电磁铁E的右端为N极，故D正确。 故选D。 【变式3-1】（25-26•九年级下·甘肃陇南•期末）课外兴趣小组自制了一个“温度自动报警器”（原理如图所示）。 （1）控制电路接通时能吸引衔铁是因为电流具有______效应，此时电磁铁的上端是______（选填“N”或“S”）极。 （2）当环境温度达到设定的报警温度时，工作电路中______（选填“电铃”或“小灯泡”）通电工作。使用时发现电磁铁磁性不够强，改进的办法有______（写出一种即可）。 【答案】磁 N 电铃 增大控制电路电源电压 【详解】（1）电磁铁通电后能够吸引衔铁，说明电磁铁有了磁性，利用的是电流的磁效应；根据安培定则：右手握住螺线管，电流从螺线管下端流入、上端流出，四指沿电流方向，大拇指指向螺线管上端，因此电磁铁上端为N极。 （2）当温度达到设定温度时，温度计内的水银（导体）上升接通控制电路，电磁铁吸下衔铁，电铃所在的工作电路接通，因此电铃通电工作报警；电磁铁磁性强弱与电流大小、线圈匝数有关，磁性不够强时，可以增大控制电路电源电压来增大控制电路中的电流增强磁性，或增加线圈匝数来增强磁性。 【变式3-2】（25-26•九年级下·福建龙岩•期末）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，并设计了如图所示的电路。 (1)当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲，乙吸引大头针个数________（选填“增加”或“减少”），说明电流越___________，电磁铁磁性越强； (2)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是__________________________； (3)本实验进行了多次实验，多次实验的目的和下列实验多次实验的目的相同的是___________。 A．伏安法测量定值电阻的阻值 B．探究并联电路电流规律 C．测量小石块的密度 【答案】(1) 增加 大 (2)大头针被磁化后，相邻大头针的下端为同名磁极，同名磁极相互排斥 (3)B 【详解】（1）滑动变阻器接入的是左侧固定接线柱和滑片。滑片向左移动时，接入电路的电阻减小，电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，吸引的大头针个数增加。 （2）大头针被电磁铁吸引后发生磁化，相邻大头针的下端形成同名磁极；同名磁极相互排斥，所以大头针下端分散。 （3）A．伏安法测量定值电阻时多次测量是为了取平均值以减小误差，故A不符合题意； B．探究并联电路电流规律时多次测量是为了获得多组数据，使结论具有普遍性，故B符合题意； C．测量小石块密度时多次测量通常是为了减小误差，故C不符合题意。 故选B。 【知识点4 电动机】 1.电动机原理：通电导体在磁场中受到力的作用。 2.通电导体受力方向与电流方向和磁场方向有关。 3.电动机能量转化：电能转化为机械能。 4.换向器作用：每当线圈转过平衡位置，自动改变线圈中的电流方向，使线圈持续转动。 【例4】（25-26•九年级下·辽宁朝阳•期末）如图所示，磁场中的矩形铜线框处于静止状态，闭合开关后，若CD段导体受到向上的磁场力，则（     ） A．AB段导体受到磁场力的方向向下 B．电路中M处的电流大于Q处的电流 C．矩形铜线框一定发生转动 D．若只将电源正负极对调，AB段受到磁场力的方向一定向下 【答案】D 【详解】A．段与段电流方向、磁场方向均相同，则受力方向相同，由题意知，段受力向上，因此段受力也向上，故A错误； B．和都在干路，干路电流处处相等，因此处电流等于处电流，故B错误； C．段和段受力方向相同，两个力同向，不会使铜线框产生转动效果，因此矩形铜线框不会发生转动，故C错误； D．磁场方向不变，只对调电源正负极，电流方向反向，因此所有导体受力方向都反向；原来段受力向上，对调后段受力方向一定向下，故D正确。 故选 D。 【变式4-1】（25-26•九年级下·山东青岛•期末）扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置。如图是扬声器的构造示意图，它主要由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成。下列关于扬声器工作的说法中，正确的是（　　 ） A．扬声器的工作原理与电动机相同，都是利用磁场对通电线圈的作用而使线圈转动起来 B．扬声器的工作原理与发电机相同，都是利用电磁感应原理而使线圈转动起来 C．线圈中通过的电流是交变电流，线圈受到磁力方向不断变化，带动纸盆来回振动发声 D．线圈处在不断变化的磁场中，带动纸盆来回振动发声 【答案】AC 【详解】AB．扬声器的原理与电动机的原理是相同的，其原理是磁场对通电线圈有力的作用，都是把电能转化为机械能；发电机的工作原理是电磁感应现象，故A正确；故B错误； CD．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，故C正确；故D错误。 故选AC。 【变式4-2】（25-26•九年级下·甘肃甘南•期末）下列图片所示的是直流电动机在两个不同时刻的工作原理图，其中图__________（选填“甲”或“乙”）的线圈恰好处于平衡位置。当线圈刚转过平衡位置时，__________（选填“”或“”）部件能自动改变线圈中的电流方向，从而使通电线圈在磁场中连续转动。电动机工作时，把电能转化为__________能。 【答案】 乙 CD 机械 【详解】[1][2][3]如图所示是直流电动机在两个不同时刻的工作原理图，其中乙图的线圈恰好处于平衡位置，此时线圈不受力的作用。当线圈转动到平衡位置时，CD部件能自动改变线圈中的电流方向，使线圈在后半圈也能获得力的作用，从而实现通电线圈在磁场中的连续转动。电动机工作时，消耗电能，获得机械能，是把电能转化为机械能。 【知识点5 制作简易直流电动机】 1.简易电动机主要材料：漆包线、磁体、电池、支架。 2.线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周，这一结构相当于换向器。 3.只刮半周漆皮的作用：线圈转过半周，切断电流，依靠惯性转过平衡位置，之后再次通电持续转动。 4.简易电动机不转动常见原因：电路断路、磁场太弱、线圈处于平衡位置、转轴摩擦力太大。 5.简易电动机转动方向改变方法：改变电流方向或改变磁场方向。 6.能量转化：电能转化为机械能。 【例5】（25-26•九年级下•山西太原•期末）在电动机模型展示课上，某小组展示了如图所示的电动机模型。闭合开关后，线圈转动带动扇叶旋转。下列说法正确的是（　　） A．磁体周围存在磁场，也存在磁感线 B．扇叶转动的方向跟电流的方向有关 C．该模型工作时，将机械能转化为电能 D．该模型与风力发电机的工作原理相同 【答案】B 【详解】A．磁体周围存在磁场，磁感线是为了描述磁场的性质而引入的曲线，磁体周围不存在磁感线，故A错误； B．通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关，所以扇叶转动的方向跟电流的方向有关，故B正确； C．该模型工作时，将电能转化为机械能，故C错误； D．电动机的原理是根据通电导体在磁场中受到力的作用，发电机的原理是电磁感应，该模型与风力发电机的工作原理不相同，故D错误。 故选B。 【变式5-1】（25-26•九年级下·重庆沙坪坝•期末）如图所示，兴趣小组制作了一个简易电动机，给线圈通电，轻轻一推，线圈就会持续转动。该作品的工作原理是通电线圈在________中受力转动。电动机主要把电能转化为________能。 【答案】 磁场 机械 【详解】[1]电动机是利用磁场对电流的作用来工作的，工作原理是通电线圈在磁场中受力转动。 [2]电动机工作时将电能主要转化为机械能，使得线圈转动。 【变式5-2】（25-26•九年级下·吉林延边•期末）将自制电动机接入电路，如图所示，闭合开关，线圈开始转动，其中A、B支架是________（选填“导体”“绝缘体”或“换向器”）。若仅对调磁体的磁极，线圈转动方向与原转动方向________。 【答案】 导体 相反 【详解】[1]将自制电动机接入电路，如图所示，闭合开关，线圈开始转动，其中A、B支架是导体，使电流通过线圈。 [2]若仅对调磁体的磁极，线圈受到的磁力方向与原来相反，其转动方向与原转动方向相反。 【知识点6 磁生电】 1.法拉第发现电磁感应现象。 2.电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生感应电流。 3.感应电流方向跟导体切割磁感线方向、磁场方向有关。 4.发电机原理：电磁感应现象；能量转化：机械能转化为电能。 5.交变电流：周期性改变方向的电流；我国电网交流电频率50Hz。 【例6】（25-26•九年级下·河南安阳•期末）交流发电机的原理如图所示。 (1)导线AB在做__________的运动，使闭合回路产生感应电流。 (2)图甲中，导线AB的电流由流向，当它转过半圈后，在图乙中时，导线AB的电流方向为__________（选填“到”或“到”）。 (3)在发电机发电时，把__________能转化为__________能。 【答案】(1)切割磁感线 (2)B到A (3) 机械 电 【详解】（1）当闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流，故导线AB在磁场中做切割磁感线的运动，使闭合回路产生感应电流。 （2）图甲中，导线AB的电流由A流向B由于感应电流的方向与磁场方向和导体的运动方向有关，当导线转过半圈后，导体切割磁感线的运动方向发生改变，故导线AB的电流方向也发生改变，由B到A。 （3）[1][2]在发电机工作过程中，消耗了机械能，产生了电能，故发电机发电时将机械能转化为电能。 【变式6-1】（25-26•九年级下·天津东丽•期末）如图所示为动圈式话筒的构造示意图。当人对着话筒说话时，声波引起膜片振动，磁场中的线圈跟随着膜片一起运动，能产生不同电流。下列装置的工作原理与动圈式话筒的工作原理相同的是（　　） A．汽油机 B．电磁起重机 C．发电机 D．扬声器 【答案】C 【详解】动圈式话筒工作过程是：声波振动引起膜片振动从而带动线圈振动，线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流，经放大传给扬声器。由此可知其工作原理是电磁感应现象。 A．汽油机是将内能转化为机械能的机器，其工作原理是通过燃料燃烧产生高温高压气体推动活塞做功，与电磁感应现象无关，故A不符合题意； B．电磁起重机是利用电流的磁效应工作的，即通电线圈周围存在磁场，从而吸引铁质物体，与电磁感应现象无关，故B不符合题意。 C．发电机是利用电磁感应原理工作的，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，产生感应电流，与动圈式话筒的工作原理相同，故C符合题意； D．扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，故D不符合题意。 故选 C。 【变式6-2】（25-26•九年级下·云南大理•期末）为了探究导体在磁场中怎样运动，才能在电路中产生电流，采用了如图1所示的实验装置： (1)将细导线悬挂的导体放入蹄形磁体中，如图1甲所示，闭合开关，让导体向左运动，电流计指针向右偏，若导体向右运动，电流计指针向______偏；若将蹄形磁体转180°放置，如图1乙所示，且导体向右运动，那么电流计指针向______偏。 (2)将细导线悬挂的导体放入蹄形磁体中，闭合开关，让导体在蹄形磁体中______运动，电流计指针不会偏转；而让导体在蹄形磁体中______，电流计指针也会偏转。 (3)在上述（1）（2）两种情况下，都断开开关，无论导体如何移动，电流计指针都不偏转，说明必须是______导体在磁场中做切割磁感线运动，才会产生感应电流。 (4)在上面实验装置中，若只把电流计换成一个电源，如图2所示，那么闭合开关后，悬挂在蹄形磁体中的导体______（选填“会”或“不会”）运动，这是______的工作原理，它工作过程中，主要的能量转化是______。 【答案】(1) 左 右 (2) 竖直上下 左右运动/斜向上/向下运动 (3)闭合电路的部分 (4) 会 电动机 电能转化为机械能 【详解】（1）感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁场方向有关。在图甲中，闭合开关，导体向左运动时，电流计指针向右偏。如果导体改为向右运动，即运动方向相反，而磁场方向不变，那么产生的感应电流方向也会相反，所以电流计指针将向左偏； 若将蹄形磁体转180°放置（如图乙），磁场方向发生了反转。此时导体向右运动。与图甲中导体向左运动相比，运动方向相反，同时磁场方向也相反。根据电磁感应规律，当运动方向和磁场方向同时改变时，感应电流的方向保持不变。因此，电流计指针依然向右偏。 （2）产生感应电流的条件之一是导体必须做切割磁感线运动。由图可知，蹄形磁体的磁感线方向是竖直方向的。如果让导体在蹄形磁体中上下运动，导体的运动方向与磁感线平行，没有切割磁感线，电路中就不会产生感应电流，电流计指针不会偏转； 要让电流计指针偏转，即产生感应电流，导体必须做切割磁感线运动，如左右运动（或斜向上/斜向下运动等）。 （3）在上述（1）（2）两种情况下，如果断开开关，电路就变成了断路。无论导体如何移动，即使切割了磁感线产生了感应电流，由于电路不通，也不会有感应电流流过电流计，指针不偏转。这说明产生感应电流的另一个必要条件是电路必须是闭合的。即必须是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，才会产生感应电流。 （4）若把电流计换成一个电源（如图2），闭合开关后，电路中就有了电流，悬挂在蹄形磁体中的导体就变成了通电导体。通电导体在磁场中会受到力的作用，因此导体会运动。这是电动机的工作原理； 在电动机工作过程中，消耗了电能，产生了机械运动，主要的能量转化是电能转化为机械能。 模块三 课后作业 一、单选题(共5题) 1.（25-26•九年级下·江苏南京•期末）关于磁场、磁感线的概念，下列说法中不正确的是（     ） A．磁针北极在某点所受的磁力方向跟该点的磁场方向一致 B．磁体周围越接近磁极的地方磁感线越密 C．磁感线上任意一点的切线方向与该点磁场方向相反 D．磁感线是一种假想的曲线，在磁体外部是从北极到南极 【答案】C 【详解】A．某点磁场方向与小磁针N极（北极）静止时所受的磁力方向一致，故A正确； B．磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁极处磁场最强，越靠近磁极磁感线越密，故B正确； C．磁感线上任意一点切线方向与该点的磁场方向相同，故C错误； D．磁感线是人为假想的曲线，实际不存在，磁体外部磁感线走向为，从北极出发，回到南极，故D正确。 本题选择不正确的，故选C。 2.（25-26•九年级下·福建南平•期末）图甲是一种磁悬浮地球仪摆件，地球仪内部装有磁铁，底座内部装有如图乙所示的电磁铁。下列说法正确的是（　　） A．电磁铁周围存在着磁感线 B．地球仪利用异名磁极间相互排斥的原理工作 C．乙图中，利用安培定则可判断电磁铁上端是S极 D．乙图中，将电源正负极对调后，电磁铁磁极方向不变 【答案】C 【详解】A．人们为了描述磁场的性质，引入了磁感线，电磁铁周围存在磁场，但磁感线实际上是不存在的，故A错误； B．磁悬浮地球仪之所以能悬浮在空中，是利用了同名磁极相互排斥的原理，故B错误； C．根据安培定则和图示可知，底座的上端为S极，由于磁悬浮地球仪之所以能悬浮在空中，是利用了同名磁极相互排斥的原理，所以地球仪内部磁铁的下端一定是S极，故C正确； D．乙图中，将电源正负极对调后，电流的方向发生了改变，电磁铁磁极方向随之改变，故D错误。 故选C。 3.（25-26•九年级下·青海海西•期末）一款学生使用的电动橡皮擦，其内部构造是在一个壳体内安装微型电动机和两节干电池。闭合开关后电动机开始工作，使橡皮可以自动擦除字迹。关于电动橡皮擦工作时涉及的物理知识，下列说法正确的是（    ） A．电动橡皮擦正常工作时的功率约为200W B．干电池为橡皮擦供电时将化学能转化为电能 C．电动机的工作原理是通电导线周围存在磁场 D．橡皮擦和纸张摩擦微微发热是通过热传递的方式改变橡皮擦的内能 【答案】B 【详解】A．电动橡皮擦是学生使用的小型电器，功率通常较小，约为几瓦，200W 功率过大，不符合实际情况，故A错误；                                                                                                                         B．干电池为橡皮擦供电时将化学能转化为电能，供电动机使用，故B正确； C．电动机的工作原理是通电导线在磁场中受力的作用运动，故C错误； D．橡皮擦和纸张摩擦微微发热是因为克服摩擦力做功产生内能，通过做功的方式改变橡皮擦的内能，故D错误。 故选B。 4.（25-26•九年级下·内蒙古通辽•期末）某同学制作了如图所示的装置：风吹动时，风车带动磁体上方的线圈转动（线圈两端引出线上的绝缘漆已全部刮掉），灵敏电流计的指针会发生偏转，则下列说法正确的是（     ） A．该装置是利用磁场对电流的作用原理工作的 B．该装置工作时线圈相当于电路中的用电器 C．该装置工作时将机械能转化为电能 D．若图中电流计换成干电池，则无风吹时，线圈能持续转动 【答案】C 【详解】A. 风吹动线圈在磁场中转动切割磁感线产生感应电流，利用的是电磁感应原理，故A错误； B. 线圈产生感应电流，相当于电路中的电源，故B错误； C. 装置工作时消耗机械能产生电能，将机械能转化为电能，故C正确； D. 线圈两端绝缘漆全部刮掉，相当于没有换向器，通电线圈转过平衡位置后受力方向不变，不能持续转动，故D错误。 故选C。 5.（25-26•九年级下·江苏省扬州•期末）国产新型电动汽车具有各种“超能力”：其“动力系统”是由四个独立驱动电机构成的；“能量回收系统”可以将车辆制动时部分能量转化为电能，储存在蓄电池中，下列说法正确的是（　　） A．驱动电机与发电机的原理相同 B．四个独立驱动电机是并联的 C．能量回收系统与电动机的原理相同 D．能量回收时，蓄电池相当于电源 【答案】B 【详解】A．驱动电机的原理是通电线圈在磁场中受力转动，发电机原理是电磁感应现象，二者原理不同，故A错误； B．四个独立驱动电机工作时互不影响，可以独立工作，是并联的，故B正确； C．能量回收系统是把机械能转化为电能，电动机是把电能转化为机械能，原理不同，故C错误； D．能量回收时，把部分能量转化为电能，给蓄电池充电，转化为化学能，蓄电池相当于用电器，故D错误。 故选B。 二、多项选择题(共2题) 6.（25-26•九年级下·辽宁锦州•期末）图甲是一种太阳能摆叶花，摆动原理如图乙所示。塑料摆叶AOB是硬质整体，由摆杆OB和叶瓣OA组成，绕固定点O自由转动。OA重0.04N，C是重心，OB质量不计，B端固定着一块小磁铁。线圈E有电流时，推动磁铁向左上方运动，使AOB顺时针小幅摆动，立即断电，AOB会自动逆时针摆回来，如此往复。断电静止时，C、O、D在同一水平线上。下列说法正确的是（　　） A．断电静止时，磁铁受到的重力是0.12N B．有电流时，线圈E上端的磁极是S极 C．摆叶花叶子摆动与动圈式话筒原理相同 D．太阳能电池充电时将电能转化为化学能 【答案】AB 【详解】A．断电静止时，AOB绕O点平衡，动力：动力大小等于OA的重力大小，OA的重力，力臂 阻力：阻力的大小等于磁铁的重力G磁，力臂 ，根据杠杆平衡条件得 代入数据 解得磁铁受到的重力，故A正确； B．磁铁上端为N极、下端为S极，要推动磁铁向左上运动，线圈对磁铁需产生排斥力（同名磁极相互排斥），因此线圈上端应为S极（与磁铁S极排斥），故B正确； C．摆叶花利用线圈通电产生磁场，推动磁铁运动，利用了电流周围存在磁场的原理；动圈式话筒是声音振动带动线圈在磁场中切割磁感线，产生感应电流，原理是电磁感应（发电机原理）。 两者原理不同。故C错误； D．太阳能电池发电时：将太阳能（光能）转化为电能。故D错误。 故选AB。 7.（25-26•九年级下·河南三门峡•期末）如下图所示是一种高温报警装置，当温度高于设定值时，电铃报警。控制电路电源电压为U，R1为敏感电阻，其阻值随温度的升高而减小。闭合开关，保持R2滑片的位置不变，下列说法正确的是（     ） A．电铃应接在甲中 B．衔铁可用铁、钴、镍等材料制作 C．电磁铁通电后，其下端为S极 D．若U减小，则报警温度将升高 【答案】BD 【详解】A．R1阻值随温度升高而减小，当温度升高到设定值时，R1变小，控制电路电流变大，电磁铁磁性增强，吸下衔铁，接通乙所在电路，题目要求高温报警，因此电铃应接在乙，故A错误； B．衔铁的作用是被电磁铁吸引以改变工作电路的连接状态。 因此，衔铁必须由容易被磁化的磁性材料制成，铁、钴、镍都是常见的磁性材料，故B正确； C．根据安培定则（右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向N极），可判断该电磁铁下端为N极，上端为S极，故C错误； D．报警时电磁铁需要达到固定的吸合电流I，由，R₂滑片位置不变，若U减小，要达到吸合电流I，R1的阻值需要更小；R1阻值随温度升高而减小，更小的R1对应更高的温度，因此报警温度将升高，故D正确。 故选BD。 三、填空题(共6题) 8.（25-26•九年级下·云南普洱•期末）如图所示在中国科技馆“电磁之奥”展区，有一个“液体宝塔”展台，展台上的圆柱形容器中装有磁液，这种磁液既有液体的流动性又有固体磁性材料的强磁性．磁液中有三个宝塔形圆锥，锥内安装电磁铁，圆形台面下有三个手柄．转动手柄时产生感应电流，电流通过电磁铁产生磁场，从而使磁液沿圆锥体螺旋爬升．手柄转动越快，磁液爬升就越快，针对这一现象，提出一个可探究的科学问题：_____． 【答案】磁液上升的速度与手柄转速有什么关系 【详解】由题意可知，转动手柄时产生感应电流，电流通过电磁铁产生磁场，从而使磁液沿圆锥体螺旋爬升．手柄转动越快，磁液爬升就越快，故提出一个可探究的科学问题：磁液上升的速度与手柄转速有什么关系？ 9.（25-26•九年级下·江苏扬州•期末）物理兴趣小组将锌片与铜片插入柠檬制作水果电池，水果电池是将______能转化为电能。把导线绕成螺线管，接入该水果电池后，小磁针静止时右端为N极。根据磁极规律判断，通电螺线管的左端为_____极；利用安培定则可知，水果电池的金属片______为正极。 【答案】 化学 S B 【详解】[1]水果电池依靠水果内部的化学反应供电，将化学能转化为电能。 [2]根据磁极间的相互作用规律（异名磁极相互吸引），小磁针位于螺线管右侧，静止时小磁针右端为N极，说明小磁针左端为S极，S极朝向螺线管右端并被吸引，因此螺线管右端为N极，可得螺线管左端为S（南）极。 [3]根据安培定则：右手握住螺线管，大拇指指向螺线管的N极（右端），四指弯曲方向为电流方向，可判断出电流从螺线管右端流入、左端流出，电流从电源正极流出，因此连接螺线管左端的金属片B是正极。 10.（25-26•九年级下·河南中牟•期末）如图太阳风暴爆发时，地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，对地球上的生命起到保护作用。地磁场的产生是由于地球表面带有某种电荷，随地球一起自西向东转动时产生了N极和S极，地磁北极在地理_________（选填“南极”或“北极”）附近。电荷随地球转动产生的电流是环形电流，相当于通电螺线管上的一匝线圈。根据安培定则推测：地球表面应带有_________（选填“正”或“负”）电荷，理由是：_________。 【答案】 南极 负 见解析 【详解】[1]地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在地理的北极附近。 [2][3]磁感线的方向由N极指向S极，由安培定则可知，环形电流的方向是自东向西，而地球的转动方向是自西向东，电流方向与电荷的定向移动方向相反，所以地球表面应带有负电荷。 11.（25-26•九年级下·安徽滁州•期末）历史上，奥斯特通过如图所示的实验发现了电流的磁效应。实验时，要将导线和小磁针______（填“平行”或“垂直”）放置，然后给导线通电。 【答案】平行 【详解】在做此实验时，要将导线和小磁针平行放置，并且应先放小磁针，然后放置导线，最后再通电，这样才能确保实验的效果。 12.（25-26•九年级下·甘肃白银•期末）现在医学上使用的心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏，推动血液循环。如图所示，当线圈中的电流从流向时，电磁铁的左端为____________（选填“N”或“S”）极，此时活塞将向__________（选填“左”或“右”）运动，促使血液流动。 【答案】 N 右 【详解】根据安培定则，右手握住螺线管，让四指弯曲的方向与线圈中从a流向b的电流环绕方向一致，大拇指指向螺线管的左端，因此电磁铁的左端为N极； 左侧固定磁铁的右端为N极，电磁铁左端与固定磁铁右端是同名磁极，相互排斥，因此和电磁铁固定相连的活塞将向右运动，挤压泵腔推动血液流动。 13.（25-26•九年级下·江苏宿迁•期末）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）。 【答案】 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。 四、作图题(共2题) 14.（25-26•九年级下·山东临沂•期末）如图所示，GMR是巨磁电阻，其阻值随着磁场的增强而急剧减小。当开关、闭合时，向左稍微移动滑动变阻器的滑片P，指示灯明显变亮。根据信息，在图中标出电源的正负极和电磁铁的N极。 【答案】 【详解】确定电源正负极： 电流表使用规则为「电流从正接线柱流入，负接线柱流出」，图中电流表上为正接线柱、下为负接线柱，说明电流从上端流入电流表、下端流出。结合左侧电路连接顺序，电流从电源流出后经灯泡、巨磁电阻，再流入电流表正接线柱，因此电流从电源左端流出、右端回到电源，得电源左正右负。 确定电磁铁N极： 电源符号中，长线段为正极、短线段为负极，因此右侧电路电流从正极流出，经开关、滑动变阻器后，从螺线管右端流入、左端流出。根据安培定则（右手螺旋定则）：右手握住螺线管，四指顺着电流方向，大拇指指向螺线管的N极，可判断出电磁铁左端为N极，如图所示： 15.（25-26•九年级下·广东佛山•期末）为保证桥梁以及过桥车辆的安全，工作人员在桥的入口处安装了“超载检测报警系统”。检测时，当车辆重量小于限定值时，绿灯亮、红灯灭，表示可以通行；当车辆重量大于等于限定值时，红灯亮、绿灯灭，表示禁止通行。图中压敏电阻的阻值随着压力增大而减小。请用笔划线代替导线完成电路连接。 【答案】 【详解】当车辆重量小于限定值时，压敏电阻的阻值较大，电路的电流较小，电磁继电器磁性较弱，不能把衔铁吸下来，这个时候绿灯接通，红灯未接通，所以绿灯亮，红灯灭；当车辆重量大于等于限定值时，压敏电阻的阻值较小，电路的电流较大，电磁继电器磁性较强，把衔铁吸下来，这个时候绿灯没有接通，红灯接通，所以绿灯灭，红灯亮。如图所示： 五、实验题(共2题) 16.（25-26•九年级下·陕西宝鸡•期末）探究“通电螺线管外部磁场的方向”。 【证据】 (1)在嵌入螺线管的玻璃板上撒些细铁屑，通电后为了使铁屑在磁场中有序排列，应该轻敲玻璃板，观察细铁屑的排列如图甲所示，由此可以判断，通电螺线管外部的磁场分布与___________周围的磁场分布是相似的。 【解释】 (2)将电源正、负极对调，小磁针的指向也改变了；说明通电螺线管的磁场方向与___________有关。 【拓展】 (3)利用上述通电螺线管制成了简易的电磁铁甲、乙，并设计了如图乙所示的电路。图乙情景中，当调节滑动变阻器的滑片时，甲、乙电磁铁吸引的大头针数量都发生改变，说明当线圈匝数一定时，___________越大，电磁铁磁性越强；同时观察到电磁铁吸引的大头针下端分散，其原因是___________。 【答案】(1)条形磁体 (2)电流方向 (3) 电流 大头针被磁化，同名磁极相互排斥 【详解】（1）观察细铁屑的排列（如图甲所示），通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体周围的磁场分布相似，都有类似的磁极和磁场分布形态。 （2）电源正负极对调后，螺线管中的电流方向改变，小磁针的指向也改变，说明通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。 （3）滑动变阻器滑片移动，电路中的电流改变，电磁铁吸引的大头针数量改变，电磁铁的磁性发生改变，说明线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁磁性越强。 大头针被电磁铁磁化后，下端会形成同名磁极，同名磁极相互排斥，所以大头针下端会分散开。 17.（25-26•九年级下·江西九江•期末）探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件 发电机是如何发电的呢？为了探究发电机的工作原理，某同学组装了图甲所示的电路进行探究：在蹄形磁体的磁场中放置一根金属棒，金属棒两端跟灵敏电流计连接组成电路。 【证据】 (1)装置中，金属棒ab的材料应选择___________（选填“铁”或“铝”）较好。 (2)实验时，可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生，还可以通过指针偏转的方向是否改变来判断___________是否改变。 让金属棒ab在磁场中静止或运动，将得到的实验现象记录在下表中： 序号 开关状态 金属棒ab的运动方向 灵敏电流计指针偏转情况 1 断开 上下或左右运动 不偏转 2 闭合 向上运动 不偏转 3 闭合 向下运动 不偏转 4 闭合 向左运动 向右偏转 5 闭合 向左上运动 向右偏转 【解释】 (3)分析表格中的实验现象，初步得出电路中产生感应电流的条件：___________电路的一部分导体在磁场中做___________运动时，电路中会产生感应电流。 【交流】 (4)实验中，金属棒左右运动过程中，该同学发现灵敏电流计的指针偏转角度有时大有时小，说明产生的感应电流的___________不同，这可能与金属棒运动时的___________有关。 (5)若将此装置中灵敏电流计换成___________，可进一步探究电动机的工作原理。 【答案】(1)铝 (2)感应电流的方向 (3) 闭合 切割磁感线 (4) 大小 速度 (5)电源 【详解】（1）铁棒会被磁化，影响实验效果，铝是导体且不会被磁体吸引，因此选铝更好。 （2）灵敏电流计指针的偏转方向由电路中电流的方向决定，所以可以通过指针偏转方向的变化，判断感应电流的方向是否改变。 （3）分析表格现象：开关断开时，导体怎么运动也不产生电流；电路闭合后，导体沿磁感线方向上下运动，不切割磁感线时，也不产生电流；只有闭合电路中，导体切割磁感线运动时，才会产生感应电流，因此得出感应电流产生条件：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流。 （4）灵敏电流计指针偏转角度反映感应电流的大小，偏转角度不同说明感应电流大小不同。 感应电流的大小和导体切割磁感线的运动速度有关，速度越快，感应电流越大，因此偏转角度不同。 （5）电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，需要电源给导体供电，因此将灵敏电流计换成电源，即可探究电动机的工作原理。 六、计算题(共2题) 18.（25-26•九年级下·北京顺义•期末）一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V电压后。问： (1)若电动机消耗功率88W，电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？ (2)若电动机消耗功率88W，转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？ (3)若接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？ (4)若要使电动机输出功率最大，则流过电动机的电流应该为多少安？ 【答案】(1)0.4A (2)3.2W；96% (3)11A；2420W；2420W (4)5.5A 【详解】（1）正常工作时消耗的总功率满足，变形得电流 （2）转化为内能的功率即发热功率，由焦耳定律得 输出机械功率 效率 （3）风叶卡住后电动机不转动，电能全部转化为内能，属于纯电阻电路，符合欧姆定律： 电流 消耗的电功率 纯电阻电路中电能全部发热，因此发热功率等于消耗的电功率，也为2420W。 （4）电动机输出功率 代入得 这是开口向下的二次函数，根据数学知识，当时，输出功率最大。 19.（25-26•九年级下·海南澄迈•期末）道路被损坏的一个重要原因是车辆严重超载。为了抓拍超载车辆，学校的科技小组设计了一个“汽车超载记录器”，其电路原理图如图甲。已知控制电路的电源电压U=10V，线圈电阻R0=5Ω，保护电阻R1=10Ω。当车辆经过水平检测点时，阻值与压力变化的关系如图乙所示。当电压表示数U1≥4V时，继电器的衔铁被吸下，工作电路中的照相机就开始抓拍。（g取10N/kg）求： \ (1)抓拍时通过R0的电流； (2)某总质量为1.5×104kg的汽车通过时，计算说明该车是否被抓拍； (3)为了延长某大桥的使用寿命，将控制电路电源电压降为9V，要抓拍m总≥30t的车，则R1要更换多大的电阻。 【答案】(1)0.4A (2)不会被抓拍 (3) 【详解】（1）控制电路中，、、串联，根据串联电流规律，通过、、的电流相等，电压表测电压，则抓拍时通过R0的电流 （2）某总质量为1.5×104kg的汽车通过时，压力为 由乙图可知，此时阻值为，控制电路中电流为 则电压表示数为 此时继电器的衔铁没有被吸下，该车不会被抓拍。 （3）依题意可知，当车子质量为30t时，对压敏电阻的压力为 由乙图可知，此时阻值为，抓拍时，通过电磁铁的电流为0.4A不变，将控制电路电源电压降为9V，则抓拍时，电路总电阻为 此时，R1的阻值应更换为 七、阅读题(共1题) 20.（25-26•九年级下·北京昌平•期末）请阅读《未来交通，高温超导磁悬浮列车》并回答问题。 未来交通，高温超导磁悬浮列车 人类对速度的追求，从未止步，从人类诞生至今，伴随着交通工具的发展，速度的极限不断被刷新。 高铁（速度可达350km/h）已经成为我们国家的金质名片，实现了领跑世界的目标。但高铁的进一步提速，还是会面对很多的挑战和困难，比如轮轨黏着、运行噪声、空气阻力等，用什么样的技术可以解决这些问题呢？答案是磁悬浮。磁悬浮是轨道交通速度追求的一个新范式，它具有很多优点，例如，它具有高速不可替代性，因为它摆脱了传统轮轨的接触；它具有低噪音不可替代性，同样因为没有轮轨接触噪声，运行起来安静环保。 磁悬浮的原理是什么？它又分为哪些种类？目前磁悬浮根据原理不同可以分为永磁悬浮、电磁悬浮、电动悬浮、钉扎悬浮四大类，如下表和图所示。 磁悬浮 种类 原理 永磁悬浮 利用永磁体同名磁极间排斥力实现悬浮。（图甲所示） 电磁悬浮 电磁铁通电产生磁场（电生磁），和铁磁性轨道之间产生吸引力，把车子给吸上去，速度可以达到550km/h。（图乙所示） 电动悬浮 当磁体在导体板上移动过程中，在原来没有电的导体板上就会产生一个感应的电流（动生电），同时感应电流产生磁场，和磁体相互排斥，就把车子给托起来了。电动磁悬浮的特点就是运动才能产生悬浮。低温超导电动悬浮最高时速可达603km/h。（图丙所示） 钉扎悬浮（也称高温超导磁悬浮） 在车上和轨道上，都不需要通电，靠超导体所在位置的磁场变化在内部产生的感应电流（感生电），这种磁悬浮比较神奇，它既可以悬浮，又可以悬挂，就好比有一个无形的弹簧，拽着这个车，如果将车压向轨道，车和轨道就有排斥力，如果将车拉离轨道，它们之间就有吸引力，所以它既能悬浮又能悬挂。（图丁所示）。 当前我国研制的高温超导磁悬浮列车，未来速度将突破620km/h。列车的速度还能不能更快、甚至超过1000km/h的飞机呢？回答是“能”。科学家正在研制“高温超导磁悬浮+真空管道的方式”。用磁悬浮技术消除了轨道之间的机械摩擦，影响列车提速的还有一个很重要的因素，就是空气阻力，真空管道的引入完美地解决了这个问题，实现一种超高速、低能耗的运行。 请根据上述材料，回答下列问题： (1)请写出磁悬浮轨道交通的一个优点（与高铁相比）：______； (2)以下实验中能说明“电动悬浮”中“当磁体在导体板上移动过程中，在原来没有电的导体板上就会产生一个感应的电流（动生电）”原理的是______； A．磁极间有相互作用 B．通电导体在磁场中受力 C．电磁感应现象 (3)为了更直观的演示某种磁悬浮列车的悬浮原理，科学家在实验室用特殊材料制作了一个模型，在模型中注入液氮后，它瞬间变成了超导体，把模型放置在由磁性材料制成的环形轨道上，使其运动起来，便可以实现无源的自稳定悬浮，整个悬浮不需要通电，模型有时悬浮在轨道上面运动，有时悬挂在轨道下面运动（如下图所示）。科学家演示的是______（选填“电磁悬浮列车”“电动悬浮列车”或“高温超导磁悬浮列车”）的悬浮原理。 【答案】(1)速度大 (2)C (3)高温超导磁悬浮列车 【详解】（1）根据题文“高铁（速度可达350km/h）已经成为我们国家的金质名片，实现了领跑世界的目标。但高铁的进一步提速，还是会面对很多的挑战和困难，比如轮轨黏着、运行噪声、空气阻力等，用什么样的技术可以解决这些问题呢？答案是磁悬浮。”可知磁悬浮轨道交通的一个优点（与高铁相比）是速度大。 （2）当磁体在导体板上移动过程中，在原来没有电的导体板上就会产生一个感应的电流（动生电），这是电磁感应现象。 A．磁极间的相互作用规律是同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故A不符合题意； B．通电导体在磁场中受力，利用该原理制成了电动机，故B不符合题意； C．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，这是电磁感应现象，故C符合题意。 故选C。 （3）为了更直观的演示某种磁悬浮列车的悬浮原理，科学家在实验室用特殊材料制作了一个模型，在模型中注入液氮后，它瞬间变成了超导体，把模型放置在由磁性材料制成的环形轨道上，使其运动起来，便可以实现无源的自稳定悬浮，整个悬浮不需要通电，模型有时悬浮在轨道上面运动，有时悬挂在轨道下面运动，既能悬浮又能悬挂，运用了超导体，所以科学家演示的是高温超导磁悬浮列车的悬浮原理。 第 21 页 共 31 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二十章 电与磁 【新教材人教版】 【知识框架+知识精讲（6个知识归纳+6个题型）+课后作业】 模块二 知识精讲 情景导入 电和磁不是互相独立的，电能够生磁，磁也能够生电。奥斯特实验、电磁铁、电动机、发电机都是考试高频考点。 电和磁是互相独立的吗？ 知识归纳 【知识点1 磁现象 磁场】 1.磁体能够吸引 、 、 等物质。 2.磁体上磁性最强的部位叫 ，一个磁体有 个磁极，分别是 极、 极。 3.磁极间相互作用规律：同名磁极相互 ，异名磁极相互 。 4.一些物体在磁体或电流的作用下获得磁性，这种现象叫 。 5.磁体周围存在 ，它是真实存在的物质。 6.磁场方向：在磁场中的某一点，小磁针静止时 极所指的方向就是该点磁场方向。 7.磁感线 真实存在，用来形象描述磁场；在磁体外部，磁感线总是从 极出发，回到 极。 8.地球周围存在地磁场，地磁北极在地理 极附近，地磁南极在地理 极附近。 【例1】（25-26•九年级下·山西阳泉•期末）我国古代对磁现象有丰富的观察和记载。下列说法中错误的是（     ） A．“磁石吸铁，间隔潜应”——磁场的作用 B．“以针横贯灯心，浮水上，亦指南”——磁化的过程 C．“慈石能引铁，及其于铜，则不行也”——磁性是指磁体吸引铁、钴、镍的性质 D．“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也”——地磁两极与地理两极并不重合 【变式1-1】（25-26•九年级下·广东韶关•期末）在探究磁体周围磁场的实验中，小明绘制了如图所示的图，其中甲、乙为两个条形磁铁的两个磁极，弧线是部分未标方向的磁感线，根据图中小磁针静止时的指向，乙是 _______ （选填“N极”或“S极”）。 【变式1-2】（25-26•九年级下·山东济南•期末）磁现象在生活中的应用给我们带来了方便。例如门吸，它由安装在墙上（或地上）的磁体和门上的吸板两部分组成，如图所示。门打开后，磁体和吸板吸合，能够防止风吹或不小心触碰时房门关闭。请你再列举两个磁现象在生活中应用的实例。 【知识点2 电生磁】 1.奥斯特实验说明： ；磁场方向跟 方向有关。 2.通电螺线管外部磁场与 磁体的磁场相似。 3.安培定则（右手螺旋定则）：用右手握住螺线管，四指指向 方向，大拇指所指那端为螺线管 极。 【例2】（25-26•九年级下·辽宁铁岭•期末）冰冰在做奥斯特实验。她将一枚转动灵活的小磁针置于桌面上，上方平行放置一根直导线。 (1)当小磁针静止后，使导线与电池接触，看到小磁针偏转方向如图甲所示，断电后小磁针又回到原来的位置（如图乙），这说明通电导体周围存在______。 (2)为使实验效果更加明显，通电直导线应沿______（选填“东西”“南北”或“竖直”）方向放置。 (3)改变电流方向，看到小磁针偏转方向如图丙所示，对比甲、丙两图可以得到的结论是通电导体的磁场方向与______有关。 (4)我们把奥斯特实验中的发现称为电流的______效应。 【变式2-1】（25-26•九年级下·黑龙江七台河•期末）如图甲所示是一款使用磁悬浮技术的地球仪，与普通地球仪不同，它无需转轴穿过球体便可悬浮于空中，如图丙是其工作原理图：磁悬浮地球仪的球体中有一 个磁体，环形底座内有一个金属线圈，通电后相当于电磁铁。 (1)金属线圈与球体中的磁体相互____________（选填“吸引”或“排斥”），从而悬浮于空中； (2)若要减小地球仪到底座的高度，应将丙图中的滑动变阻器RP滑片向________（选填“左”或“右”）调节； (3)请在乙图中画出地球仪的受力示意图；在丙图中括号内填入磁体的磁极，虚框内标上磁感线的方向。 【变式2-2】（25-26•九年级下·陕西西安•期末）小明学习小组利用铁屑、小磁针、定值电阻、电池、通电螺线管等实验器材，探究通电螺线管外部的磁场方向是怎样的。实验装置及现象如图1所示。在螺线管的两端各放一个小磁针，在固定有通电螺线管的水平硬纸板上均匀的撒满铁屑，轻敲纸板，铁屑的排列情况如图所示。请你参与探究并回答下列问题： （1）本实验通过________来证明磁场的存在； （2）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2所示。分析可知，通电螺线管周围的磁场和________磁体的磁场相似，摆放小磁针是为了确定通电螺线管周围磁场的________； （3）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； （4）小组同学还想探究一下通电螺线管周围磁场强弱与电流大小的关系，你认为可行的方法是________； （5）地球周围存在磁场，有学者认为，地磁场是由于地球带电自转形成圆形电流引起的，结合安培定则和地磁场方向，图3中地球的圆形电流方向与地球自转方向________（选填“相同”或“相反”）。 【知识点3 电磁铁 电磁继电器】 1.电磁铁：内部插入 的通电螺线管。 2.电磁铁磁性强弱： ① 越大，磁性越强； ②线圈 越多，磁性越强； ③有铁芯比无铁芯磁性强。 3.电磁铁优点：磁性有无由 控制；磁性强弱由 、 控制；磁极方向由 控制。 4.电磁继电器实质是利用 来控制工作电路的一种开关，可以实现低电压、弱电流控制 。 【例3】（25-26•九年级下·陕西榆林•期末）西安正式实施电动车管理新规，只允许新国标电动自行车上路，要求车速不超过25km/h。如图所示是某品牌电动自行车的简化电路图，OP为调速旋钮，当电动机转速超过规定值，电铃会自动报警。下列说法正确的是（    ） A．旋钮OP绕点顺时针转动，变阻器接入电阻变大，电动机转速变快 B．触头需被电磁铁吸引且保证导电，材质应选用易导电的铜 C．电动机是根据电磁感应原理工作的 D．闭合开关S后，根据安培定则可以判断电磁铁E的右端为N极 【变式3-1】（25-26•九年级下·甘肃陇南•期末）课外兴趣小组自制了一个“温度自动报警器”（原理如图所示）。 （1）控制电路接通时能吸引衔铁是因为电流具有______效应，此时电磁铁的上端是______（选填“N”或“S”）极。 （2）当环境温度达到设定的报警温度时，工作电路中______（选填“电铃”或“小灯泡”）通电工作。使用时发现电磁铁磁性不够强，改进的办法有______（写出一种即可）。 【变式3-2】（25-26•九年级下·福建龙岩•期末）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，并设计了如图所示的电路。 (1)当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲，乙吸引大头针个数________（选填“增加”或“减少”），说明电流越___________，电磁铁磁性越强； (2)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是__________________________； (3)本实验进行了多次实验，多次实验的目的和下列实验多次实验的目的相同的是___________。 A．伏安法测量定值电阻的阻值 B．探究并联电路电流规律 C．测量小石块的密度 【知识点4 电动机】 1.电动机原理： 。 2.通电导体受力方向与 方向和 方向有关。 3.电动机能量转化： 能转化为 能。 4.换向器作用：每当线圈转过 位置，自动改变线圈中的 ，使线圈持续转动。 【例4】（25-26•九年级下·辽宁朝阳•期末）如图所示，磁场中的矩形铜线框处于静止状态，闭合开关后，若CD段导体受到向上的磁场力，则（     ） A．AB段导体受到磁场力的方向向下 B．电路中M处的电流大于Q处的电流 C．矩形铜线框一定发生转动 D．若只将电源正负极对调，AB段受到磁场力的方向一定向下 【变式4-1】（25-26•九年级下·山东青岛•期末）扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置。如图是扬声器的构造示意图，它主要由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成。下列关于扬声器工作的说法中，正确的是（　　 ） A．扬声器的工作原理与电动机相同，都是利用磁场对通电线圈的作用而使线圈转动起来 B．扬声器的工作原理与发电机相同，都是利用电磁感应原理而使线圈转动起来 C．线圈中通过的电流是交变电流，线圈受到磁力方向不断变化，带动纸盆来回振动发声 D．线圈处在不断变化的磁场中，带动纸盆来回振动发声 【变式4-2】（25-26•九年级下·甘肃甘南•期末）下列图片所示的是直流电动机在两个不同时刻的工作原理图，其中图__________（选填“甲”或“乙”）的线圈恰好处于平衡位置。当线圈刚转过平衡位置时，__________（选填“”或“”）部件能自动改变线圈中的电流方向，从而使通电线圈在磁场中连续转动。电动机工作时，把电能转化为__________能。 【知识点5 制作简易直流电动机】 1.简易电动机主要材料： 、磁体、电池、支架。 2.线圈两端引线的漆皮，一端 ，另一端 ，这一结构相当于 。 3.只刮半周漆皮的作用：线圈转过半周， ，依靠 转过平衡位置，之后再次通电持续转动。 4.简易电动机不转动常见原因： 、 、 、 。 5.简易电动机转动方向改变方法：改变 或改变 。 6.能量转化： 能转化为 能。 【例5】（25-26•九年级下•山西太原•期末）在电动机模型展示课上，某小组展示了如图所示的电动机模型。闭合开关后，线圈转动带动扇叶旋转。下列说法正确的是（　　） A．磁体周围存在磁场，也存在磁感线 B．扇叶转动的方向跟电流的方向有关 C．该模型工作时，将机械能转化为电能 D．该模型与风力发电机的工作原理相同 【变式5-1】（25-26•九年级下·重庆沙坪坝•期末）如图所示，兴趣小组制作了一个简易电动机，给线圈通电，轻轻一推，线圈就会持续转动。该作品的工作原理是通电线圈在________中受力转动。电动机主要把电能转化为________能。 【变式5-2】（25-26•九年级下·吉林延边•期末）将自制电动机接入电路，如图所示，闭合开关，线圈开始转动，其中A、B支架是________（选填“导体”“绝缘体”或“换向器”）。若仅对调磁体的磁极，线圈转动方向与原转动方向________。 【知识点6 磁生电】 1. 发现电磁感应现象。 2.电磁感应： 电路的一部分导体在磁场中做 运动时，导体中就产生感应电流。 3.感应电流方向跟 方向、 方向有关。 4.发电机原理： ；能量转化： 能转化为 能。 5.交变电流：周期性改变 的电流；我国电网交流电频率 Hz。 【例6】（25-26•九年级下·河南安阳•期末）交流发电机的原理如图所示。 (1)导线AB在做__________的运动，使闭合回路产生感应电流。 (2)图甲中，导线AB的电流由流向，当它转过半圈后，在图乙中时，导线AB的电流方向为__________（选填“到”或“到”）。 (3)在发电机发电时，把__________能转化为__________能。 【变式6-1】（25-26•九年级下·天津东丽•期末）如图所示为动圈式话筒的构造示意图。当人对着话筒说话时，声波引起膜片振动，磁场中的线圈跟随着膜片一起运动，能产生不同电流。下列装置的工作原理与动圈式话筒的工作原理相同的是（　　） A．汽油机 B．电磁起重机 C．发电机 D．扬声器 【变式6-2】（25-26•九年级下·云南大理•期末）为了探究导体在磁场中怎样运动，才能在电路中产生电流，采用了如图1所示的实验装置： (1)将细导线悬挂的导体放入蹄形磁体中，如图1甲所示，闭合开关，让导体向左运动，电流计指针向右偏，若导体向右运动，电流计指针向______偏；若将蹄形磁体转180°放置，如图1乙所示，且导体向右运动，那么电流计指针向______偏。 (2)将细导线悬挂的导体放入蹄形磁体中，闭合开关，让导体在蹄形磁体中______运动，电流计指针不会偏转；而让导体在蹄形磁体中______，电流计指针也会偏转。 (3)在上述（1）（2）两种情况下，都断开开关，无论导体如何移动，电流计指针都不偏转，说明必须是______导体在磁场中做切割磁感线运动，才会产生感应电流。 (4)在上面实验装置中，若只把电流计换成一个电源，如图2所示，那么闭合开关后，悬挂在蹄形磁体中的导体______（选填“会”或“不会”）运动，这是______的工作原理，它工作过程中，主要的能量转化是______。 模块三 课后作业 一、单选题(共5题) 1.（25-26•九年级下·江苏南京•期末）关于磁场、磁感线的概念，下列说法中不正确的是（     ） A．磁针北极在某点所受的磁力方向跟该点的磁场方向一致 B．磁体周围越接近磁极的地方磁感线越密 C．磁感线上任意一点的切线方向与该点磁场方向相反 D．磁感线是一种假想的曲线，在磁体外部是从北极到南极 2.（25-26•九年级下·福建南平•期末）图甲是一种磁悬浮地球仪摆件，地球仪内部装有磁铁，底座内部装有如图乙所示的电磁铁。下列说法正确的是（　　） A．电磁铁周围存在着磁感线 B．地球仪利用异名磁极间相互排斥的原理工作 C．乙图中，利用安培定则可判断电磁铁上端是S极 D．乙图中，将电源正负极对调后，电磁铁磁极方向不变 3.（25-26•九年级下·青海海西•期末）一款学生使用的电动橡皮擦，其内部构造是在一个壳体内安装微型电动机和两节干电池。闭合开关后电动机开始工作，使橡皮可以自动擦除字迹。关于电动橡皮擦工作时涉及的物理知识，下列说法正确的是（    ） A．电动橡皮擦正常工作时的功率约为200W B．干电池为橡皮擦供电时将化学能转化为电能 C．电动机的工作原理是通电导线周围存在磁场 D．橡皮擦和纸张摩擦微微发热是通过热传递的方式改变橡皮擦的内能 4.（25-26•九年级下·内蒙古通辽•期末）某同学制作了如图所示的装置：风吹动时，风车带动磁体上方的线圈转动（线圈两端引出线上的绝缘漆已全部刮掉），灵敏电流计的指针会发生偏转，则下列说法正确的是（     ） A．该装置是利用磁场对电流的作用原理工作的 B．该装置工作时线圈相当于电路中的用电器 C．该装置工作时将机械能转化为电能 D．若图中电流计换成干电池，则无风吹时，线圈能持续转动 5.（25-26•九年级下·江苏省扬州•期末）国产新型电动汽车具有各种“超能力”：其“动力系统”是由四个独立驱动电机构成的；“能量回收系统”可以将车辆制动时部分能量转化为电能，储存在蓄电池中，下列说法正确的是（　　） A．驱动电机与发电机的原理相同 B．四个独立驱动电机是并联的 C．能量回收系统与电动机的原理相同 D．能量回收时，蓄电池相当于电源 二、多项选择题(共2题) 6.（25-26•九年级下·辽宁锦州•期末）图甲是一种太阳能摆叶花，摆动原理如图乙所示。塑料摆叶AOB是硬质整体，由摆杆OB和叶瓣OA组成，绕固定点O自由转动。OA重0.04N，C是重心，OB质量不计，B端固定着一块小磁铁。线圈E有电流时，推动磁铁向左上方运动，使AOB顺时针小幅摆动，立即断电，AOB会自动逆时针摆回来，如此往复。断电静止时，C、O、D在同一水平线上。下列说法正确的是（　　） A．断电静止时，磁铁受到的重力是0.12N B．有电流时，线圈E上端的磁极是S极 C．摆叶花叶子摆动与动圈式话筒原理相同 D．太阳能电池充电时将电能转化为化学能 7.（25-26•九年级下·河南三门峡•期末）如下图所示是一种高温报警装置，当温度高于设定值时，电铃报警。控制电路电源电压为U，R1为敏感电阻，其阻值随温度的升高而减小。闭合开关，保持R2滑片的位置不变，下列说法正确的是（     ） A．电铃应接在甲中 B．衔铁可用铁、钴、镍等材料制作 C．电磁铁通电后，其下端为S极 D．若U减小，则报警温度将升高 三、填空题(共6题) 8.（25-26•九年级下·云南普洱•期末）如图所示在中国科技馆“电磁之奥”展区，有一个“液体宝塔”展台，展台上的圆柱形容器中装有磁液，这种磁液既有液体的流动性又有固体磁性材料的强磁性．磁液中有三个宝塔形圆锥，锥内安装电磁铁，圆形台面下有三个手柄．转动手柄时产生感应电流，电流通过电磁铁产生磁场，从而使磁液沿圆锥体螺旋爬升．手柄转动越快，磁液爬升就越快，针对这一现象，提出一个可探究的科学问题：_____． 9.（25-26•九年级下·江苏扬州•期末）物理兴趣小组将锌片与铜片插入柠檬制作水果电池，水果电池是将______能转化为电能。把导线绕成螺线管，接入该水果电池后，小磁针静止时右端为N极。根据磁极规律判断，通电螺线管的左端为_____极；利用安培定则可知，水果电池的金属片______为正极。 10.（25-26•九年级下·河南中牟•期末）如图太阳风暴爆发时，地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，对地球上的生命起到保护作用。地磁场的产生是由于地球表面带有某种电荷，随地球一起自西向东转动时产生了N极和S极，地磁北极在地理_________（选填“南极”或“北极”）附近。电荷随地球转动产生的电流是环形电流，相当于通电螺线管上的一匝线圈。根据安培定则推测：地球表面应带有_________（选填“正”或“负”）电荷，理由是：_________。 11.（25-26•九年级下·安徽滁州•期末）历史上，奥斯特通过如图所示的实验发现了电流的磁效应。实验时，要将导线和小磁针______（填“平行”或“垂直”）放置，然后给导线通电。 12.（25-26•九年级下·甘肃白银•期末）现在医学上使用的心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏，推动血液循环。如图所示，当线圈中的电流从流向时，电磁铁的左端为____________（选填“N”或“S”）极，此时活塞将向__________（选填“左”或“右”）运动，促使血液流动。 13.（25-26•九年级下·江苏宿迁•期末）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）。 四、作图题(共2题) 14.（25-26•九年级下·山东临沂•期末）如图所示，GMR是巨磁电阻，其阻值随着磁场的增强而急剧减小。当开关、闭合时，向左稍微移动滑动变阻器的滑片P，指示灯明显变亮。根据信息，在图中标出电源的正负极和电磁铁的N极。 15.（25-26•九年级下·广东佛山•期末）为保证桥梁以及过桥车辆的安全，工作人员在桥的入口处安装了“超载检测报警系统”。检测时，当车辆重量小于限定值时，绿灯亮、红灯灭，表示可以通行；当车辆重量大于等于限定值时，红灯亮、绿灯灭，表示禁止通行。图中压敏电阻的阻值随着压力增大而减小。请用笔划线代替导线完成电路连接。 五、实验题(共2题) 16.（25-26•九年级下·陕西宝鸡•期末）探究“通电螺线管外部磁场的方向”。 【证据】 (1)在嵌入螺线管的玻璃板上撒些细铁屑，通电后为了使铁屑在磁场中有序排列，应该轻敲玻璃板，观察细铁屑的排列如图甲所示，由此可以判断，通电螺线管外部的磁场分布与___________周围的磁场分布是相似的。 【解释】 (2)将电源正、负极对调，小磁针的指向也改变了；说明通电螺线管的磁场方向与___________有关。 【拓展】 (3)利用上述通电螺线管制成了简易的电磁铁甲、乙，并设计了如图乙所示的电路。图乙情景中，当调节滑动变阻器的滑片时，甲、乙电磁铁吸引的大头针数量都发生改变，说明当线圈匝数一定时，___________越大，电磁铁磁性越强；同时观察到电磁铁吸引的大头针下端分散，其原因是___________。 17.（25-26•九年级下·江西九江•期末）探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件 发电机是如何发电的呢？为了探究发电机的工作原理，某同学组装了图甲所示的电路进行探究：在蹄形磁体的磁场中放置一根金属棒，金属棒两端跟灵敏电流计连接组成电路。 【证据】 (1)装置中，金属棒ab的材料应选择___________（选填“铁”或“铝”）较好。 (2)实验时，可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生，还可以通过指针偏转的方向是否改变来判断___________是否改变。 让金属棒ab在磁场中静止或运动，将得到的实验现象记录在下表中： 序号 开关状态 金属棒ab的运动方向 灵敏电流计指针偏转情况 1 断开 上下或左右运动 不偏转 2 闭合 向上运动 不偏转 3 闭合 向下运动 不偏转 4 闭合 向左运动 向右偏转 5 闭合 向左上运动 向右偏转 【解释】 (3)分析表格中的实验现象，初步得出电路中产生感应电流的条件：___________电路的一部分导体在磁场中做___________运动时，电路中会产生感应电流。 【交流】 (4)实验中，金属棒左右运动过程中，该同学发现灵敏电流计的指针偏转角度有时大有时小，说明产生的感应电流的___________不同，这可能与金属棒运动时的___________有关。 (5)若将此装置中灵敏电流计换成___________，可进一步探究电动机的工作原理。 六、计算题(共2题) 18.（25-26•九年级下·北京顺义•期末）一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V电压后。问： (1)若电动机消耗功率88W，电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？ (2)若电动机消耗功率88W，转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？ (3)若接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？ (4)若要使电动机输出功率最大，则流过电动机的电流应该为多少安？ 19.（25-26•九年级下·海南澄迈•期末）道路被损坏的一个重要原因是车辆严重超载。为了抓拍超载车辆，学校的科技小组设计了一个“汽车超载记录器”，其电路原理图如图甲。已知控制电路的电源电压U=10V，线圈电阻R0=5Ω，保护电阻R1=10Ω。当车辆经过水平检测点时，阻值与压力变化的关系如图乙所示。当电压表示数U1≥4V时，继电器的衔铁被吸下，工作电路中的照相机就开始抓拍。（g取10N/kg）求： \ (1)抓拍时通过R0的电流； (2)某总质量为1.5×104kg的汽车通过时，计算说明该车是否被抓拍； (3)为了延长某大桥的使用寿命，将控制电路电源电压降为9V，要抓拍m总≥30t的车，则R1要更换多大的电阻。 七、阅读题(共1题) 20.（25-26•九年级下·北京昌平•期末）请阅读《未来交通，高温超导磁悬浮列车》并回答问题。 未来交通，高温超导磁悬浮列车 人类对速度的追求，从未止步，从人类诞生至今，伴随着交通工具的发展，速度的极限不断被刷新。 高铁（速度可达350km/h）已经成为我们国家的金质名片，实现了领跑世界的目标。但高铁的进一步提速，还是会面对很多的挑战和困难，比如轮轨黏着、运行噪声、空气阻力等，用什么样的技术可以解决这些问题呢？答案是磁悬浮。磁悬浮是轨道交通速度追求的一个新范式，它具有很多优点，例如，它具有高速不可替代性，因为它摆脱了传统轮轨的接触；它具有低噪音不可替代性，同样因为没有轮轨接触噪声，运行起来安静环保。 磁悬浮的原理是什么？它又分为哪些种类？目前磁悬浮根据原理不同可以分为永磁悬浮、电磁悬浮、电动悬浮、钉扎悬浮四大类，如下表和图所示。 磁悬浮 种类 原理 永磁悬浮 利用永磁体同名磁极间排斥力实现悬浮。（图甲所示） 电磁悬浮 电磁铁通电产生磁场（电生磁），和铁磁性轨道之间产生吸引力，把车子给吸上去，速度可以达到550km/h。（图乙所示） 电动悬浮 当磁体在导体板上移动过程中，在原来没有电的导体板上就会产生一个感应的电流（动生电），同时感应电流产生磁场，和磁体相互排斥，就把车子给托起来了。电动磁悬浮的特点就是运动才能产生悬浮。低温超导电动悬浮最高时速可达603km/h。（图丙所示） 钉扎悬浮（也称高温超导磁悬浮） 在车上和轨道上，都不需要通电，靠超导体所在位置的磁场变化在内部产生的感应电流（感生电），这种磁悬浮比较神奇，它既可以悬浮，又可以悬挂，就好比有一个无形的弹簧，拽着这个车，如果将车压向轨道，车和轨道就有排斥力，如果将车拉离轨道，它们之间就有吸引力，所以它既能悬浮又能悬挂。（图丁所示）。 当前我国研制的高温超导磁悬浮列车，未来速度将突破620km/h。列车的速度还能不能更快、甚至超过1000km/h的飞机呢？回答是“能”。科学家正在研制“高温超导磁悬浮+真空管道的方式”。用磁悬浮技术消除了轨道之间的机械摩擦，影响列车提速的还有一个很重要的因素，就是空气阻力，真空管道的引入完美地解决了这个问题，实现一种超高速、低能耗的运行。 请根据上述材料，回答下列问题： (1)请写出磁悬浮轨道交通的一个优点（与高铁相比）：______； (2)以下实验中能说明“电动悬浮”中“当磁体在导体板上移动过程中，在原来没有电的导体板上就会产生一个感应的电流（动生电）”原理的是______； A．磁极间有相互作用 B．通电导体在磁场中受力 C．电磁感应现象 (3)为了更直观的演示某种磁悬浮列车的悬浮原理，科学家在实验室用特殊材料制作了一个模型，在模型中注入液氮后，它瞬间变成了超导体，把模型放置在由磁性材料制成的环形轨道上，使其运动起来，便可以实现无源的自稳定悬浮，整个悬浮不需要通电，模型有时悬浮在轨道上面运动，有时悬挂在轨道下面运动（如下图所示）。科学家演示的是______（选填“电磁悬浮列车”“电动悬浮列车”或“高温超导磁悬浮列车”）的悬浮原理。 第 18 页 共 19 页 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