第20章电与磁单元练习(广东专用)2026-2027学年物理人教版九年级全一册
2026-09-10
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摘要:
**基本信息**
2026-2027学年人教版九年级物理电与磁单元卷(广东专用),立足单元复习,融合广东地区期末真题素材,通过基础巩固、实验探究及综合应用,全面考查磁场、电磁感应、电磁铁等核心知识,适配九年级电与磁单元教学目标。
**题型特征**
|题型|题量|知识覆盖|命题特色|
|----|----|----|----|
|单选题|4|磁场性质、电磁感应、地磁场|结合共享单车充电等生活情境,考查物理观念|
|填空题|4|电磁铁磁极、磁化、电磁感应|通过弹簧受力、钢针磁化实验,强化科学思维|
|实验题|6|感应电流条件、电磁铁磁性、电动机原理|设计多组对比实验(如导体运动方向与电流方向),突出科学探究|
|综合题|4|热机与电动机、光伏供电、空调控制|联系智能科技(光伏系统)与实践制作,体现科学态度与责任|
|科普阅读题|2|海龟孵化温控、3D打印电磁原理|以科技前沿情境(3D打印)设问,培养知识迁移能力|
内容正文:
第20章电与磁单元练习(广东专用)
2026-2027学年物理人教版九年级全一册
一、单选题
1.(2026广东九上江门期末)下列有关磁场的说法错误的是( )
A.磁体周围的磁场是真实存在的 B.磁感线是为了描述磁场而虚拟的封闭曲线
C.通电导体周围存在着磁场 D.地球的南极与地磁场的南极几乎重合
2.(2026广东九上市区级期末)在深圳共享单车给人们出行提供很多便利,乐乐发现骑共享单车要比普通单车费劲一些。他查阅资料得知:脚蹬单车踏板在驱动自行车前进时,也在转动线圈做切割磁感线运动给自行车的内部电池充电。下图中与上述原理相同的是( )
A. B. C. D.
3.(2026广东九上佛山禅城期末)古人先将鱼形铁烧红,令铁鱼头尾指向南北,然后将其放入水中冷却,依靠地磁场获得磁性,再将其放入水中漂浮制成指南鱼,图中是它静止时的指向。则下列说法中正确的是( )
A.指南鱼的磁感线真实存在 B.指南鱼的腹部磁性最强
C.指南鱼不会被其他磁体吸引 D.指南鱼的鱼头应标注“N”极
4.(2026广东九上江门期末)如图是探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验,闭合开关后移动变阻器的滑片( )
A.滑片向左滑动时,电磁铁A吸引的大头针多
B.滑片向右滑动时,电磁铁A吸引的大头针多
C.无论滑片怎样移动,电磁铁A吸引的大头针多
D.无论滑片怎样移动,电磁铁B吸引的大头针多
二、填空题
5.(2026广东九上佛山三水期末)如图所示,在电磁铁正上方用弹簧挂一条形磁铁,当开关S闭合后,电磁铁的上端是______极(选填“N”或“S”),当滑片P从a端向b端滑动的过程中,小灯泡的亮度______(选填“变亮”或“变暗”),弹簧长度______(选填“变长”或“变短”)。
6.(2026广东九上珠海金湾期末)如图所示,为了完成物理实践作业“自制的指南针”,小明用条形磁体先将钢针________后具有了磁性。接着将其穿过薄纸后放置在水中漂浮,不管如何旋转钢针,钢针静止后,B端总是指向南方,这是由于其受到了________的作用,B端是指南针的________极。
7.(2026广东九上珠海香洲期末)如图所示实验中,闭合开关,让导体ab______(选填“水平”或“竖直”)运动时,电流表指针会发生偏转,此过程中将______能转化为电能,利用该原理可以制成______(仅举一例即可)。
8.(2026广东九上珠海期末)如图1为一玩具直流电动机,它在工作时把电能转化为______能;同时改变直流电动机的磁场和电流方向,它的转动方向______(选填“改变”或“不改变”);小明回家做了一个电动机模型如图2,他将线圈两端引线的漆皮,一端全部刮掉,要使线圈能连续转动,则另一端的漆皮应刮______(“半周”或“全部”)。
三、实验题
9.(2026广东九上佛山禅城期末)小明在“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”实验中,利用灵敏电流计、开关、U形磁铁、导线、导体棒组成了如图甲所示电路。
(1)为完成实验,导体棒应选择__________(选填“铁棒”、“铝棒”或“塑料棒”);
(2)小明将观察到的灵敏电流计指针偏转方向记录在下表中:
开关状态
导体棒运动方向
水平向右(图乙.1)
竖直向上(图乙.2)
左斜向上(图乙.3)
闭合
向左偏转
不偏转
向右偏转
断开
不偏转
不偏转
不偏转
分析表中信息可知:导体在磁场中运动产生感应电流的条件:__________电路的一部分导体在磁场中做__________运动;
(3)若控制导体棒静止不动,磁体向右运动,将观察到电流表指针向__________偏转;实验中电流表的指针偏转角度较小,你有什么方法使指针偏转角度变大?__________(写出一种即可)。
(4)如图是一种“手摇充电式电筒”,从透明外壳可发现内有固定线圈。握住它上下摇动就能充电,摇动时内部有一物块在来回滑动。据此猜测,滑动的物块是__________。
10.(2026广东九上珠海香洲期末)按要求完成下列实验题;
(1)在探究并联电路的电流规律时,小珠设计了如图甲的电路图,实验时需要测量A、B、C三处的电流。
①其中一次电路连接如图乙,电流表测量的是______点的电流。若将图乙中a导线的左端由电流表的“0.6”接线柱改接在“-”接线柱上,电流表测量的是______点的电流;(以上两空均选填“A”“B”或“C”)
②实验中更换不同规格的灯泡并多次实验,记录数据如下表所示,分析表中数据可得出结论:______(用、、写表达式即可)。
实验次数
A处电流
B处电流
C处电流
1
0.10
0.12
0.22
2
0.14
0.22
0.36
3
0.10
0.24
0.34
(2)如图为小海自制的简易电磁铁,通过电磁铁吸引大头针的数量可判定其磁性强弱,这种研究方法称为______,由图可知______(选填“M”或“N”)的磁性更强,说明电流相同时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越______(选填“强”或“弱”)。
11.(2026广东九上江门江海期末)用如图所示的实验装置探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”。
(1)闭合开关,使导体棒竖直上下运动,观察发现灵敏电流计的指针___________(选填“会”或“不会”)发生偏转;使导体棒水平向右运动,发现灵敏电流计指针向左偏转;再使导体棒水平向左运动,发现灵敏电流计指针向右偏转,说明感应电流的方向与导体的___________有关;如果加大导体棒水平切割磁感线运动的速度,灵敏电流计的指针偏转角度将___________(选填“变大”或“变小”);
(2)断开开关,无论磁铁如何放置,导体棒怎样运动,灵敏电流计指针均不偏转,由此得出结论:___________电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流;
(3)在仪器和电路连接都完好的情况下,某小组的实验现象不太明显,为使实验现象更明显,应___________(填序号);
A.改变磁场方向 B.换用磁性更强的磁铁
(4)以下装置和本实验原理相同的是( )
A.电动机 B.电磁铁 C.动圈式话筒
12.(2026广东九上市区级期末)小明用自己安装好的直流电动机模型(如图甲)来研究电动机的工作过程;
(1)电动机的工作原理是磁场对______有力的作用;图乙是直流电动机工作原理图,其中C、D叫作______,线圈左右两边框的受力方向相反,其原因是______方向相反;
(2)小明将直流电动机模型接入电路,各部分连接完好,闭合开关后电动机却不能转动;他用手轻轻地碰了一下线圈后,直流电动机模型开始正常转动;刚开始不转的原因可能是______;(填序号)
A.蹄形磁铁磁性太弱
B.电源电压太低
C.线圈刚好处于平衡位置
D.线圈中的电流太小
(3)小明按图丙电路将电动机模型连入电路,闭合开关,电动机正常转动,小明记下了电流表和电压表的示数;实验过程中,由于弧形铁片螺丝松动,电动机线圈被弧形铁片卡住了,小明惊奇地发现,电动机线圈被卡住后,电流表和电压表的示数都发生了变化,小明赶紧记下了两表的示数(如下表所示)并断开了开关;
电动机状态
电压U/V
电流I/A
正常转动
2.2
0.18
被卡住不转
2.0
0.33
为什么电动机线圈被卡住后电流会变大呢?小明经过反复思考,终于明白了其中的道理,原来线圈不转时只有线圈电阻阻碍电流,线圈电阻比较小,因此电流较大;当通电线圈在磁场中转动时,线圈同时也会在磁场中做______运动,产生感应电流,根据实验数据可以判断,感应电流的方向应该与原来线圈中的电流方向______;在实际生活中,如果电动机转轴被卡住而不转动时,电能将全部转化为______能,很容易烧坏电动机线圈。
13.(2026广东九上茂名茂南期末)如图在探究“产生感应电流的条件”实验中:
(1)实验中通过观察______来判断电路中是否有感应电流;
(2)磁铁不动,闭合开关,导体AB沿______(选填“上下”或“左右”)方向运动时,电流表指针会发生偏转。导体AB不动,闭合开关,磁铁上下运动,电流表指针______(选填 “会”或“不会”)发生偏转;
(3)该实验的结论是:闭合电路的一部分导体,在磁场中做______运动时,导体中就会产生感应电流。在产生感应电流的实验中,将______能转化为电能;
(4)如果将小量程电流表换成______,可以探究磁场对通电导体的作用。
14.(2026广东九上江门鹤山期末)
(1)如图所示,丝绸摩擦过的玻璃棒A,玻璃棒A因__________(选填“得到”或“失去”)电子而带正电。将A靠近用棉线悬挂的带电体B,发现二者相互排斥,由此可知B带_________电;
(2)在“探究什么情况下磁可以生电”实验中,实验装置如图所示:根据图中磁感线方向判断蹄形磁体的上端是__________极;闭合开关,让悬挂着的导体棒AB__________(选填“左右”或“上下”)运动时观察到电流表指针发生偏转,说明回路中有电流产生,根据这个现象制成了__________(选填“发电机”或“电动机”)。
(3)如图所示是探究“电流通过导体产生的热量和__________大小的关系”的实验,若通过R2的电流为1A,则通电1min后,R1产生的热量为__________J。
四、综合题
15.(2026广东九上佛山禅城期末)校园科技节上,同学们开展了“自制动力装置”的实践活动,请完成以下填空。
(1)某组同学选用空易拉罐、中性笔管、小风扇、酒精灯等器材制作了简易热机模型。向易拉罐注入半罐水,密封后置于支架上,笔管尖端对准扇叶,点燃酒精灯加热。加热时,罐内的水发生__________(填物态变化名称),产生高温高压的水蒸气。水蒸气推动扇叶转动的过程与汽油机的__________冲程能量转化相同。若实验中扇叶转动不顺畅,排除机械摩擦因素后,还可能的原因是__________。
(2)另一组同学制作简易直流电动机:用漆包线绕成矩形线圈作为转动部分,将线圈两端引线的漆皮处理为“左端全刮、右端刮半周”,再将线圈放在强磁体之间,连接电池和支架。引线的刮漆处理让线圈依靠__________能连续转动。线圈转动时,电能转化为__________能。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?__________(写出一条即可)
16.(2026广东九上中山期末)如图,是小宇设计的智能光伏供电系统。光敏电阻R的阻值跟光照有关,白天电磁铁磁性强,吸下衔铁,太阳能电池板、蓄电池与控制器所在电路工作。晚上电磁铁磁性弱,衔铁向上弹起,蓄电池给LED灯供电。相关设备技术参数与信息如表所示。
太阳能电池板
蓄电池
LED灯
光电转化效率15%
额定容量10,额定电压12V
额定电压12V,额定功率20W
(1)白天,太阳能电池板将太阳能转化为__________能,再通过蓄电池转化为__________能储存起来。
(2)如图所示,电磁铁上端的极性是__________极。晚上电磁铁磁性弱,衔铁向上弹起,蓄电池给LED灯供电。说明光敏电阻R在晚上的阻值比的白天阻值__________(选填“大”或“小”)。
(3)太阳光照射到此太阳能电池板的功率为250W,太阳光照射4h,电池板能输出电能__________。
(4)充满电的蓄电池储存了电能__________J,一次可供LED灯正常工作__________h(蓄电池放电至余留20%自动停止电能输出)。
17.(2026广东九上珠海香洲期末)香洲区物理学习小组开展了有关生活中常用的直流电动机的项目式学习。
【任务一】制作简易电动机
如图甲所示是小海学习小组制作的简单电动机模型,该模型主要由强磁体、用漆包线绕成的线圈和电池等构成。
(1)为使线圈能够持续转动,用小刀刮去线圈两端引线漆皮的要求是( )
A.两端全刮掉 B.一端全刮掉,另一端只刮半周
(2)图乙中直流电动机的线圈可以持续转动,是因为换向器能在线圈越过平衡位置时,自动改变线圈中的______。
【任务二】制作“书桌神器”
学习小组利用电动机制作了一款“书桌神器”;既能清理纸屑,又能吹风纳凉;
(3)如图丙接通电路后,旋钮式电阻的旋钮绕O点沿箭头方向转动时,电路中电阻______,电动机转速会______;(两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
(4)如图丙、丁,当开关与a接触、与c接触时,电动机正转,产生向左的气流向内吸纸屑;若要电动机反转,产生向右的气流向外吹风,则开关与______接触、与______接触;
(5)结合评价表,判断该模型的评价等级为______。
评价等级
优秀
合格
待改进
能吸纸屑、吹风且风速可调
能吸纸屑、吹风,风速不可调
只能吸纸屑或只能吹风
18.(2026广东九上江门期末)某品牌空调内部用传感器和电磁继电器实现了自动控制,如图是简化的工作原理示意图。如果设定温度为26℃,问:
(1)当室内温度低于________℃,流过电磁铁的电流变________(选填“大”或“小”),继电器使制冷系统的压缩机停止工作;当温度高于________℃时,继电器使压缩机开始制冷。
(2)图中热敏元件的电阻随温度升高而_______(选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)控制电路与工作电路的电源________(选填“能”或“不能”)共用同一电源,原因是:________。
五、科普阅读题
19.(2026广东九上珠海香洲期末)阅读文章,回答问题,
海龟孵化温控装置
2025年6月,珠海市海洋综合执法支队紧急救助了受伤海龟。
海龟是一种古老的生物,被誉为海洋生态系统健康的“晴雨表”。科学家猜测,A地海龟在春季是利用地磁场向地理南极返回出生地的。海龟性别由孵化温度决定。某种海龟在温度时,孵化出来的几乎全为雌性;温度时,几乎全为雄性。因气候变暖导致自然界雌海龟数量远多于雄海龟,为能在外界环境温度高于30℃的情况下孵化雄海龟,科技小组利用如下器材设计了一个自动温控孵化箱;控制电路电源(电压为)、热敏电阻R(阻值随温度变化曲线如图乙所示)、电磁继电器(当电磁铁线圈电流时,吸下衔铁;当时,弹开衔铁;线圈电阻忽略不计)、降温元件(额定电压,额定功率)、开关及导线若干,设计了孵化箱电路如图丙所示。
请你解决下列问题:
(1)春季在A地某屏蔽磁场的实验室中,无磁场环境下海龟无固定游向:当把海龟置于模拟地磁场中,图甲为简化示意图。按科学家猜测,海龟应向______游动(选填“左”或“右”);
(2)随着温度逐渐升高,热敏电阻R的阻值将会______(选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)降温元件正常工作时的电流为______A;
(4)使用一段时间后,控制电路的电源电压降低,若其它因素均不变,则孵化箱内的最高温度会______(选填“升高”“降低”或“不变”);
(5)通过计算可知,该孵化箱的最低温度为______℃;为了提高孵化箱的最低温度,达到节能目的,可在控制电路中增加一个与R______(选填“串联”或“并联”)的定值电阻。
20.(2026广东九上江门鹤山期末)阅读下列材料,回答问题:
3D打印
3D打印机是一种可快速成型的机器,原理是把数据和原料放进3D打印机中,通过逐层打印的方式来构造物体,热融技术是添加打印丝材到打印喷头,加热到190℃~230℃,熔化后从喷头挤出细细的料丝,液体在铜头管道中流动会受到较大的阻力,3D打印属于增材制造,精度越高速度越慢。某家用级别3D打印机所使用的丝材主要是ABS和PLA塑料,当给ABS塑料进行加热的时候,它就会逐渐变软变稀再变成液体;而PLA塑料加热到一定温度时直接从固体变成液体。1图所示是某型号3D打印机,表格为其部分技术参数:
型号
XXX
成形技术
热融
额定电压
220V
额定输入功率
250W
最大打印速度
80mm/s
工作噪音
50dB~60dB
净重
25kg
喷嘴最高工作温度
250℃
(1)2图是打印机电路示意图,当打印机正常工作时,电磁铁的上方为__________(选填“N”或“S”)极;
(2)下列说法中错误的是( )
A.PLA塑料加热成液体时,通过热传递改变其内能
B.该打印机工作工作1min,放出热量1.5×104J
C.该打印机工作1小时消耗的电能为0.25KW·h
D.该打印机工作时发出的声音不会对人的听力造成损伤
(3)3D打印机正常工作时的电流大约是__________A(计算结果保留1位小数),打印喷头工作时主要用了电流的__________效应;
(4)不同的打印丝材温度要求是有差异的,利用温度传感器可实现对打印喷头温度的精确测量。2图中,U1=9V,电磁铁的线圈电阻忽略不计,当电磁继电器线圈的电流达到100mA时,衔铁被吸下来。3图是温度传感器R1阻值随温度变化的图像,当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为60Ω时,喷头的温度最高可达到________℃。要使打印丝材能熔化,滑动变阻器的滑片可以___________(选填“不”“向左”或“向右”)移动。
试卷第2页(共21页)
第12页(共12页)
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第20章电与磁单元练习(广东专用)
2026-2027学年物理人教版九年级全一册
一、单选题
1.(2026广东九上江门期末)下列有关磁场的说法错误的是( )
A.磁体周围的磁场是真实存在的 B.磁感线是为了描述磁场而虚拟的封闭曲线
C.通电导体周围存在着磁场 D.地球的南极与地磁场的南极几乎重合
【答案】D
【难度】0.85
【详解】A.磁体周围存在磁场,磁场是真实存在的,故A正确,不符合题意;
B.磁感线是为了形象描述磁场的分布而引入的物理模型,是虚拟的封闭曲线,故B正确,不符合题意;
C.根据奥斯特实验可知,通电导体周围存在着磁场,故C正确,不符合题意;
D.地球是一个大磁体,地磁的南极在地理的北极附近,地磁的北极在地理的南极附近,所以指南针静止时,指南针的N极指向地磁的南极即地理的北极,故D错误,符合题意。
故选D。
2.(2026广东九上市区级期末)在深圳共享单车给人们出行提供很多便利,乐乐发现骑共享单车要比普通单车费劲一些。他查阅资料得知:脚蹬单车踏板在驱动自行车前进时,也在转动线圈做切割磁感线运动给自行车的内部电池充电。下图中与上述原理相同的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【难度】0.85
【详解】A.脚蹬单车踏板转动线圈切割磁感线给电池充电,是电磁感应现象。A选项验电器是利用同种电荷相互排斥原理工作,与电磁感应无关,故A不符合题意;
B.该实验是奥斯特实验,说明电流周围存在磁场(电流的磁效应),与电磁感应无关,故B不符合题意;
C.图中有电源,是利用通电线圈在磁场中受力转动(电动机原理),与电磁感应无关,故C不符合题意;
D.闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电流表指针偏转,说明产生感应电流,是电磁感应现象,与题干原理相同,故D符合题意。
故选D。
3.(2026广东九上佛山禅城期末)古人先将鱼形铁烧红,令铁鱼头尾指向南北,然后将其放入水中冷却,依靠地磁场获得磁性,再将其放入水中漂浮制成指南鱼,图中是它静止时的指向。则下列说法中正确的是( )
A.指南鱼的磁感线真实存在 B.指南鱼的腹部磁性最强
C.指南鱼不会被其他磁体吸引 D.指南鱼的鱼头应标注“N”极
【答案】D
【难度】0.65
【详解】A.磁感线是为了形象描述磁场而引入的假想曲线,实际上并不存在,故A错误;
B.磁体的磁性在两端最强,中间最弱。指南鱼的鱼头和鱼尾是磁极所在位置,磁性最强,而腹部位于中间,磁性最弱,故B错误;
C.指南鱼本身是一个磁体,根据磁体的性质,它会被其他磁体吸引,故C错误;
D.静止时指南鱼,鱼头指向北方,而北方是地磁的S极,因此鱼头应为N极,故D正确。
故选D。
4.(2026广东九上江门期末)如图是探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验,闭合开关后移动变阻器的滑片( )
A.滑片向左滑动时,电磁铁A吸引的大头针多
B.滑片向右滑动时,电磁铁A吸引的大头针多
C.无论滑片怎样移动,电磁铁A吸引的大头针多
D.无论滑片怎样移动,电磁铁B吸引的大头针多
【答案】D
【难度】0.65
【详解】由图知,电磁铁A和电磁铁B串联,无论滑片如何移动,通过电磁铁A的电流等于电磁铁B的电流。而电磁铁A比电磁铁B线圈匝数少,在电流相同时,电磁铁A的磁性比电磁铁B的磁性弱,电磁铁B吸引大头针的数目比电磁铁A多,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
二、填空题
5.(2026广东九上佛山三水期末)如图所示,在电磁铁正上方用弹簧挂一条形磁铁,当开关S闭合后,电磁铁的上端是______极(选填“N”或“S”),当滑片P从a端向b端滑动的过程中,小灯泡的亮度______(选填“变亮”或“变暗”),弹簧长度______(选填“变长”或“变短”)。
【答案】 N 变亮 变短
【难度】0.94
【详解】[1]据安培定则可知,此时电流从下面的线流入,从上面的线流出,故电磁铁上端是N极,下端为S极。
[2][3]当滑片P 从a端向b端的滑动过程中,电阻变小,电流变大,灯泡变亮,电磁铁的磁性增强,据同名磁极相互排斥的特点可知,条形磁铁与电磁铁是相互排斥的,故排斥力变大,故弹簧变短。
6.(2026广东九上珠海金湾期末)如图所示,为了完成物理实践作业“自制的指南针”,小明用条形磁体先将钢针________后具有了磁性。接着将其穿过薄纸后放置在水中漂浮,不管如何旋转钢针,钢针静止后,B端总是指向南方,这是由于其受到了________的作用,B端是指南针的________极。
【答案】 磁化 地磁场 S
【难度】0.85
【详解】[1]使原本没有磁性的钢针获得磁性的过程叫磁化。
[2]地球本身是一个大磁体,周围存在着地磁场。指南针能指示南北方向,就是因为受到了地磁场的作用。
[3]地磁场的南极在地理的北极附近,地磁场的北极在地理的南极附近。根据磁极间的相互作用规律,指南针静止时,指向南方的一端是南极,所以B端是指南针的南极。
7.(2026广东九上珠海香洲期末)如图所示实验中,闭合开关,让导体ab______(选填“水平”或“竖直”)运动时,电流表指针会发生偏转,此过程中将______能转化为电能,利用该原理可以制成______(仅举一例即可)。
【答案】 水平 机械 发电机
【难度】0.85
【详解】[1][2][3]根据产生感应电流的条件可知:当导体棒在磁场中水平方向运动时,切割磁感线会产生电流;该过程机械能转化为电能;发电机是根据电磁感应原理制成的。
8.(2026广东九上珠海期末)如图1为一玩具直流电动机,它在工作时把电能转化为______能;同时改变直流电动机的磁场和电流方向,它的转动方向______(选填“改变”或“不改变”);小明回家做了一个电动机模型如图2,他将线圈两端引线的漆皮,一端全部刮掉,要使线圈能连续转动,则另一端的漆皮应刮______(“半周”或“全部”)。
【答案】 机械 不改变 半周
【难度】0.85
【详解】[1]直流电动机工作时,消耗电能,获得机械能,所以把电能转化为机械能。
[2]直流电动机的转动方向与磁场方向和电流方向有关,当同时改变直流电动机的磁场和电流方向时,它的转动方向不改变。
[3]将线圈两端引线的漆皮,一端全部刮掉,另一端刮半周,这样在一个半周内受到磁场的力的作用而转动,另一个半周没有电流通过,利用惯性转动,从而能使线圈连续转动。如果两端都全部刮掉,线圈转过半周后受力方向改变,会阻碍转动,不能连续转动。
三、实验题
9.(2026广东九上佛山禅城期末)小明在“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”实验中,利用灵敏电流计、开关、U形磁铁、导线、导体棒组成了如图甲所示电路。
(1)为完成实验,导体棒应选择__________(选填“铁棒”、“铝棒”或“塑料棒”);
(2)小明将观察到的灵敏电流计指针偏转方向记录在下表中:
开关状态
导体棒运动方向
水平向右(图乙.1)
竖直向上(图乙.2)
左斜向上(图乙.3)
闭合
向左偏转
不偏转
向右偏转
断开
不偏转
不偏转
不偏转
分析表中信息可知:导体在磁场中运动产生感应电流的条件:__________电路的一部分导体在磁场中做__________运动;
(3)若控制导体棒静止不动,磁体向右运动,将观察到电流表指针向__________偏转;实验中电流表的指针偏转角度较小,你有什么方法使指针偏转角度变大?__________(写出一种即可)。
(4)如图是一种“手摇充电式电筒”,从透明外壳可发现内有固定线圈。握住它上下摇动就能充电,摇动时内部有一物块在来回滑动。据此猜测,滑动的物块是__________。
【答案】(1)铝棒
(2) 闭合 切割磁感线
(3) 右 增大导体切割磁感线的速度或换用更强的U形磁铁
(4)磁铁
【难度】0.65
【详解】(1)在“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”实验中,导体AB棒应选择能够导电且不能被磁化的物体。铁棒能被磁化,塑料棒不导电,所以应选择铝棒。
(2)由表中数据可知,开关闭合,电路的一部分导体,在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流。
(3)[1]若导体棒静止不动,磁体向右运动时,相当于导体向左切割磁感线,根据表中数据分析可知,电流表指针向右偏转。
[2]电流表指针偏转角度较小,要使指针偏转角度变大,可以增大导体切割磁感线的速度或换用更强的U形磁铁。
(4)“手摇充电式电筒”,消耗了机械能产生了电能;握住它上下摇动为了让线圈切割磁感线产生感应电流,利用了电磁感应原理,由于线圈是固定的,因此那个滑动的物块是磁铁。
10.(2026广东九上珠海香洲期末)按要求完成下列实验题;
(1)在探究并联电路的电流规律时,小珠设计了如图甲的电路图,实验时需要测量A、B、C三处的电流。
①其中一次电路连接如图乙,电流表测量的是______点的电流。若将图乙中a导线的左端由电流表的“0.6”接线柱改接在“-”接线柱上,电流表测量的是______点的电流;(以上两空均选填“A”“B”或“C”)
②实验中更换不同规格的灯泡并多次实验,记录数据如下表所示,分析表中数据可得出结论:______(用、、写表达式即可)。
实验次数
A处电流
B处电流
C处电流
1
0.10
0.12
0.22
2
0.14
0.22
0.36
3
0.10
0.24
0.34
(2)如图为小海自制的简易电磁铁,通过电磁铁吸引大头针的数量可判定其磁性强弱,这种研究方法称为______,由图可知______(选填“M”或“N”)的磁性更强,说明电流相同时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越______(选填“强”或“弱”)。
【答案】(1)
(2) 转换法 强
【难度】0.65
【详解】(1)[1][2]由图甲可知,灯和并联,电流表接点测通过的电流,电流表接点测通过的电流,电流表接点测干路的电流,由图乙可知,电流表测干路电流,即电流表测量的是点的电流。若将图乙中导线的左端由电流表的“”接线柱改接在“”接线柱上,电流表测通过的电流,即电流表测量的是点的电流。
[3]由实验数据可知,
可得出结论:并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,即
(2)[1]电磁铁磁性的强弱无法用眼睛直接观察,实验中通过电磁铁吸引大头针的数量来反映电磁铁磁性的强弱,这种研究方法称为转换法。
[2][3]由图可知,电磁铁吸引大头针的数量更多,说明N的磁性更强,和串联,的匝数比多,说明电流相同时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强。
11.(2026广东九上江门江海期末)用如图所示的实验装置探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”。
(1)闭合开关,使导体棒竖直上下运动,观察发现灵敏电流计的指针___________(选填“会”或“不会”)发生偏转;使导体棒水平向右运动,发现灵敏电流计指针向左偏转;再使导体棒水平向左运动,发现灵敏电流计指针向右偏转,说明感应电流的方向与导体的___________有关;如果加大导体棒水平切割磁感线运动的速度,灵敏电流计的指针偏转角度将___________(选填“变大”或“变小”);
(2)断开开关,无论磁铁如何放置,导体棒怎样运动,灵敏电流计指针均不偏转,由此得出结论:___________电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流;
(3)在仪器和电路连接都完好的情况下,某小组的实验现象不太明显,为使实验现象更明显,应___________(填序号);
A.改变磁场方向 B.换用磁性更强的磁铁
(4)以下装置和本实验原理相同的是( )
A.电动机 B.电磁铁 C.动圈式话筒
【答案】(1) 不会 运动方向 变大
(2)闭合
(3)B
(4)C
【难度】0.65
【详解】(1)[1]如图,闭合开关,导体棒竖直上下运动时,没有切割磁感线,故不产生感应电流,电流表指针不会偏转。
[2]导体棒运动方向改变时,灵敏电流计指针偏转方向也发生改变,即运动方向改变时,电流方向发生改变,说明感应电流的方向与导体的运动方向有关。
[3]在电磁感应现象中,感应电流的大小与磁场的强度和切割磁感线运动的速度有关,所以加大导体棒水平切割磁感线运动的速度,灵敏电流计的指针偏转角度将变大。
(2)开关断开,无论磁铁如何放置,导体棒怎样运动,灵敏电流计指针均不偏转,说明只有闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流。
(3)实验现象不明显说明产生的感应电流很小,要让现象明显,就是要让产生的感应电流增大,让磁场变强或者增大导体棒切割磁感线的速度都可以增大感应电流。
故选B。
(4)电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用,电磁铁的原理是电流的磁效应,动圈式话筒是电磁感应现象,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流,将声信号转变为电信号。故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
12.(2026广东九上市区级期末)小明用自己安装好的直流电动机模型(如图甲)来研究电动机的工作过程;
(1)电动机的工作原理是磁场对______有力的作用;图乙是直流电动机工作原理图,其中C、D叫作______,线圈左右两边框的受力方向相反,其原因是______方向相反;
(2)小明将直流电动机模型接入电路,各部分连接完好,闭合开关后电动机却不能转动;他用手轻轻地碰了一下线圈后,直流电动机模型开始正常转动;刚开始不转的原因可能是______;(填序号)
A.蹄形磁铁磁性太弱
B.电源电压太低
C.线圈刚好处于平衡位置
D.线圈中的电流太小
(3)小明按图丙电路将电动机模型连入电路,闭合开关,电动机正常转动,小明记下了电流表和电压表的示数;实验过程中,由于弧形铁片螺丝松动,电动机线圈被弧形铁片卡住了,小明惊奇地发现,电动机线圈被卡住后,电流表和电压表的示数都发生了变化,小明赶紧记下了两表的示数(如下表所示)并断开了开关;
电动机状态
电压U/V
电流I/A
正常转动
2.2
0.18
被卡住不转
2.0
0.33
为什么电动机线圈被卡住后电流会变大呢?小明经过反复思考,终于明白了其中的道理,原来线圈不转时只有线圈电阻阻碍电流,线圈电阻比较小,因此电流较大;当通电线圈在磁场中转动时,线圈同时也会在磁场中做______运动,产生感应电流,根据实验数据可以判断,感应电流的方向应该与原来线圈中的电流方向______;在实际生活中,如果电动机转轴被卡住而不转动时,电能将全部转化为______能,很容易烧坏电动机线圈。
【答案】 通电导体 换向器 电流 C 切割磁感线 相反 内
【难度】0.65
【详解】(1)[1][2][3]电动机的工作原理是磁场对通电导体有力的作用;图乙是直流电动机工作原理图,其中C、D叫作换向器,线圈左右两边框的受力方向相反,其原因是电流方向相反。
(2)[4]A.蹄形磁铁磁性太弱,用手轻轻碰了以后也不会持续转动,故A不符合题意;
B.电源电压太低,用手轻轻碰了以后也不会持续转动,故B不符合题意;
C.线圈刚好处于平衡位置,用手轻轻碰了以后会持续转动,故C符合题意;
D.线圈中的电流太小,用手轻轻碰了以后也不会持续转动,故D不符合题意。
故选C。
(3)[5][6]当通电线圈在磁场中转动时,线圈同时也会在磁场中做切割磁感线运动,产生感应电流,根据实验数据可以判断,感应电流的方向应该与原来线圈中的电流方向相反。
[7]在实际生活中,如果电动机转轴被卡住而不转动时,电能将全部转化为内能,很容易烧坏电动机线圈。
13.(2026广东九上茂名茂南期末)如图在探究“产生感应电流的条件”实验中:
(1)实验中通过观察______来判断电路中是否有感应电流;
(2)磁铁不动,闭合开关,导体AB沿______(选填“上下”或“左右”)方向运动时,电流表指针会发生偏转。导体AB不动,闭合开关,磁铁上下运动,电流表指针______(选填 “会”或“不会”)发生偏转;
(3)该实验的结论是:闭合电路的一部分导体,在磁场中做______运动时,导体中就会产生感应电流。在产生感应电流的实验中,将______能转化为电能;
(4)如果将小量程电流表换成______,可以探究磁场对通电导体的作用。
【答案】 电流表指针偏转 左右 不会 切割磁感线 机械 电源
【难度】0.65
【详解】(1)[1]电路中有电流时,电流表的指针会转动。实验时,通过观察电流表的指针偏转来判断电路中是否有感应电流。
(2)[2]磁铁不动,闭合开关,导体AB沿左右方向运动时,导体AB在磁场中做切割磁感线运动,导体中会产生感应电流,电流表指针会发生偏转。
[3]导体AB不动,闭合开关,磁铁上下运动,相当于磁铁不动,导体AB上下运动,因导体AB没有切割感感线,故电流表指针不会发生偏转。
(3)[4]根据上述实验现象可得,该实验的结论是:闭合电路的一部分导体,在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流。
[5]在实验过程中,消耗了机械能,获得了电能。在产生感应电流的实验中,将机械能转化为电能。
(4)[6]通电导体在磁场中会受到磁场力的作用。如果将小量程电流表换成电源,闭合开关后电流流过导体,导体受磁场力的作用,可以探究磁场对通电导体的作用。
14.(2026广东九上江门鹤山期末)
(1)如图所示,丝绸摩擦过的玻璃棒A,玻璃棒A因__________(选填“得到”或“失去”)电子而带正电。将A靠近用棉线悬挂的带电体B,发现二者相互排斥,由此可知B带_________电;
(2)在“探究什么情况下磁可以生电”实验中,实验装置如图所示:根据图中磁感线方向判断蹄形磁体的上端是__________极;闭合开关,让悬挂着的导体棒AB__________(选填“左右”或“上下”)运动时观察到电流表指针发生偏转,说明回路中有电流产生,根据这个现象制成了__________(选填“发电机”或“电动机”)。
(3)如图所示是探究“电流通过导体产生的热量和__________大小的关系”的实验,若通过R2的电流为1A,则通电1min后,R1产生的热量为__________J。
【答案】(1) 失去 正
(2) N 左右 发电机
(3) 电流 1200
【难度】0.65
【详解】(1)[1]摩擦起电的实质是电荷的转移,失去电子的带正电,得到电子的带负电。丝绸和玻璃棒摩擦时,玻璃棒上的电子转移到丝绸上,所以玻璃棒A因失去电子而带正电。
[2]同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。已知玻璃棒A带正电,将A靠近用棉线悬挂的带电体B,二者相互排斥,说明B与A带同种电荷,所以B带正电。
(2)[1]在磁体外部,磁感线总是从N极出发,回到S极。由图中磁感线方向可知,磁感线从蹄形磁体的上端出发向下,所以蹄形磁体的上端是N极。
[2]产生感应电流的条件之一是导体在磁场中做切割磁感线运动。图中磁感线是上下方向的,当导体棒AB左右运动时,会切割磁感线,此时电路闭合,会产生感应电流,使电流表指针发生偏转;而导体棒AB上下运动时,运动方向与磁感线方向平行,不切割磁感线,不会产生感应电流。
[3]根据电磁感应现象,即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电流的现象,制成了发电机。
(3)[1][2]由图可知,两个密封容器中的电阻
电阻相等,右侧容器外并联了一个与容器内电阻阻值相同的电阻,起到分流的作用,此时通过��2和与之并联电阻的电流相等且小于通过��1的电流,所以本实验探究的是电流通过导体产生的热量和电流大小的关系。 因为��2 和与之并联的电阻相等且并联电压相等,根据并联电路电流规律可知,通过��2的电流为��2 ,通过��1的电流
已知通过��2的电流
则通过��1的电流
通电时间
根据焦耳定律可知产生的热量
四、综合题
15.(2026广东九上佛山禅城期末)校园科技节上,同学们开展了“自制动力装置”的实践活动,请完成以下填空。
(1)某组同学选用空易拉罐、中性笔管、小风扇、酒精灯等器材制作了简易热机模型。向易拉罐注入半罐水,密封后置于支架上,笔管尖端对准扇叶,点燃酒精灯加热。加热时,罐内的水发生__________(填物态变化名称),产生高温高压的水蒸气。水蒸气推动扇叶转动的过程与汽油机的__________冲程能量转化相同。若实验中扇叶转动不顺畅,排除机械摩擦因素后,还可能的原因是__________。
(2)另一组同学制作简易直流电动机:用漆包线绕成矩形线圈作为转动部分,将线圈两端引线的漆皮处理为“左端全刮、右端刮半周”,再将线圈放在强磁体之间,连接电池和支架。引线的刮漆处理让线圈依靠__________能连续转动。线圈转动时,电能转化为__________能。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?__________(写出一条即可)
【答案】(1) 汽化 做功 水蒸气气流速度慢
(2) 惯性 机械 拨动一下线圈,让它越过平衡位置
【难度】0.65
【详解】(1)[1][2]向易拉罐注入半罐水,加热时,水吸收热量,内能增加,温度升高,罐内的水发生汽化,产生高温高压的水蒸气;水蒸气推动扇叶转动,将内能转化成机械能;在汽油机做功冲程,气缸内高温高压的燃气对活塞做功,将内能转化为机械能,水蒸气推动扇叶转动的过程与汽油机的做功冲程能量转化相同。
[3]若实验中扇叶转动不顺畅,排除机械摩擦因素后,还可能的原因水蒸气气流速度慢,可以加大火力,使罐内产生更多的水蒸气。
(2)[1][2]引线左端全刮、右端刮半周,在刮去绝缘漆的半圈内,通电线圈受到磁场力的作用而转动,没有刮去绝缘漆的半圈,线圈内没有电流,不受磁场力的作用,线圈依靠惯性转过另外半圈;引线的刮漆处理,让线圈依靠惯性能连续转动。线圈转动时,消耗电能,将电能转化为机械能。
[3]如果整个制作没有问题,但接上电源后线圈不动,可能是线圈恰好处在平衡位置,这时应拨动一下线圈,让它越过平衡位置,看线圈能不能转动起来。
16.(2026广东九上中山期末)如图,是小宇设计的智能光伏供电系统。光敏电阻R的阻值跟光照有关,白天电磁铁磁性强,吸下衔铁,太阳能电池板、蓄电池与控制器所在电路工作。晚上电磁铁磁性弱,衔铁向上弹起,蓄电池给LED灯供电。相关设备技术参数与信息如表所示。
太阳能电池板
蓄电池
LED灯
光电转化效率15%
额定容量10,额定电压12V
额定电压12V,额定功率20W
(1)白天,太阳能电池板将太阳能转化为__________能,再通过蓄电池转化为__________能储存起来。
(2)如图所示,电磁铁上端的极性是__________极。晚上电磁铁磁性弱,衔铁向上弹起,蓄电池给LED灯供电。说明光敏电阻R在晚上的阻值比的白天阻值__________(选填“大”或“小”)。
(3)太阳光照射到此太阳能电池板的功率为250W,太阳光照射4h,电池板能输出电能__________。
(4)充满电的蓄电池储存了电能__________J,一次可供LED灯正常工作__________h(蓄电池放电至余留20%自动停止电能输出)。
【答案】(1) 电 化学
(2) S 大
(3)0.15
(4) 4.8
【难度】0.65
【详解】(1)[1] [2]由题意可知,白天电磁铁磁性强,吸下衔铁,太阳能电池板工作,将太阳能转化为电能;然后蓄电池再将电能转化为化学能储蓄起来。
(2)[1]如图所示,根据安培定则,电流从电磁体的上方流入,下方流出,用右手握住螺线管,四指弯曲方向与电流方向一致,大拇指所指的方向即电磁铁的下端为N极,则电磁铁的上端是S极。
[2]电磁铁的磁性强弱与通过它的电流和线圈匝数有关,晚上电磁铁磁性弱,衔铁向上弹起,蓄电池给LED灯供电,则电路中的电流变小,由可得,光敏电阻R在晚上的阻值比的白天阻值大。
(3)根据可得,太阳光照射4h获得的太阳能为
由表格可知,太阳能电池板的光电转化效率为15%,则电池板能输出电能为
(4)[1]由表格可得,充满电的蓄电池储存了电能为
[2]由题意可知,蓄电池放电至余留20%自动停止电能输出,所以一次可供LED灯正常工作的时间为
17.(2026广东九上珠海香洲期末)香洲区物理学习小组开展了有关生活中常用的直流电动机的项目式学习。
【任务一】制作简易电动机
如图甲所示是小海学习小组制作的简单电动机模型,该模型主要由强磁体、用漆包线绕成的线圈和电池等构成。
(1)为使线圈能够持续转动,用小刀刮去线圈两端引线漆皮的要求是( )
A.两端全刮掉 B.一端全刮掉,另一端只刮半周
(2)图乙中直流电动机的线圈可以持续转动,是因为换向器能在线圈越过平衡位置时,自动改变线圈中的______。
【任务二】制作“书桌神器”
学习小组利用电动机制作了一款“书桌神器”;既能清理纸屑,又能吹风纳凉;
(3)如图丙接通电路后,旋钮式电阻的旋钮绕O点沿箭头方向转动时,电路中电阻______,电动机转速会______;(两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
(4)如图丙、丁,当开关与a接触、与c接触时,电动机正转,产生向左的气流向内吸纸屑;若要电动机反转,产生向右的气流向外吹风,则开关与______接触、与______接触;
(5)结合评价表,判断该模型的评价等级为______。
评价等级
优秀
合格
待改进
能吸纸屑、吹风且风速可调
能吸纸屑、吹风,风速不可调
只能吸纸屑或只能吹风
【答案】(1)B
(2)电流方向
(3) 变小 变大
(4) b d
(5)优秀
【难度】0.65
【详解】(1)要使线圈能够持续转动,需要通过换向器在平衡位置时改变电流的方向,可以通过刮去引线漆皮的方法模拟换向器;引线漆皮一端全刮掉,另一端只刮半周。当线圈转过平衡位置时,未刮掉的部分会断开电流,依靠惯性继续转动,待转过一定角度后,刮掉的部分再次接触电刷,电流恢复,从而实现连续转动,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
(2)换向器的作用就是在线圈刚转过平衡位置时,自动改变线圈中的电流方向,使线圈受到的力方向始终与转动方向一致,从而实现连续转动。
(3)[1][2]旋钮式电阻的旋钮绕O点沿箭头方向转动时,旋钮式电阻接入电路中的电阻变小,电路总电阻变小;由可得,通过电路的电流变大;通过电动机的电流变大,电动机的转速变大。
(4)[1][2]电动机转动的方向与电流方向有关,现在要让电动机反转,则需改变电流方向,使电流方向与原来的电流方向相反。则当开关与b接触、与d接触。
(5)由题意知,电动机正转时,能向内吸纸屑;电动机反转时,向外吹风;并且还可以通过旋钮来调节电动机的转速,从而调节风速;所以,判断该模型的评价等级为优秀。
18.(2026广东九上江门期末)某品牌空调内部用传感器和电磁继电器实现了自动控制,如图是简化的工作原理示意图。如果设定温度为26℃,问:
(1)当室内温度低于________℃,流过电磁铁的电流变________(选填“大”或“小”),继电器使制冷系统的压缩机停止工作;当温度高于________℃时,继电器使压缩机开始制冷。
(2)图中热敏元件的电阻随温度升高而_______(选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)控制电路与工作电路的电源________(选填“能”或“不能”)共用同一电源,原因是:________。
【答案】(1) 26 小 26
(2)变小
(3) 不能 不能共用同一电源。原因是控制电路通常是低压安全电路(如直流低压),而工作电路是驱动压缩机的高压动力电路(如220V交流)。若共用电源,高压会损坏控制电路的低压元件,且存在安全隐患;同时两者的电压、电流等级不同,共用会导致控制电路无法正常工作。
【难度】0.65
【详解】(1)[1][2]设定温度为26℃,当室内温度低于26℃时,制冷系统无需工作,此时流过电磁铁的电流变小,电磁铁磁性弱,无法吸下衔铁,工作电路断开,压缩机停止。
[3]当室内温度高于26℃时,控制电路电流变大,电磁铁吸合衔铁,工作电路接通,压缩机开始制冷。
(2)控制电路中,热敏元件与电磁铁串联。当空调制冷使室内温度降低到设定温度以下时,继电器使制冷系统的压缩机停止工作,此时衔铁被断开,电磁铁的磁性变小,通过电磁铁的电流变小,说明此时控制电路的电阻变大,热敏元件的电阻变大;当温度高于设定温度时,继电器使压缩机开始制冷,此时衔铁被吸下,电磁铁的磁性变大,通过电磁铁的电流变大,说明此时控制电路的电阻变小,热敏元件的电阻变小,则热敏元件的电阻随温度升高而变小。
(3)[1][2]略。
五、科普阅读题
19.(2026广东九上珠海香洲期末)阅读文章,回答问题,
海龟孵化温控装置
2025年6月,珠海市海洋综合执法支队紧急救助了受伤海龟。
海龟是一种古老的生物,被誉为海洋生态系统健康的“晴雨表”。科学家猜测,A地海龟在春季是利用地磁场向地理南极返回出生地的。海龟性别由孵化温度决定。某种海龟在温度时,孵化出来的几乎全为雌性;温度时,几乎全为雄性。因气候变暖导致自然界雌海龟数量远多于雄海龟,为能在外界环境温度高于30℃的情况下孵化雄海龟,科技小组利用如下器材设计了一个自动温控孵化箱;控制电路电源(电压为)、热敏电阻R(阻值随温度变化曲线如图乙所示)、电磁继电器(当电磁铁线圈电流时,吸下衔铁;当时,弹开衔铁;线圈电阻忽略不计)、降温元件(额定电压,额定功率)、开关及导线若干,设计了孵化箱电路如图丙所示。
请你解决下列问题:
(1)春季在A地某屏蔽磁场的实验室中,无磁场环境下海龟无固定游向:当把海龟置于模拟地磁场中,图甲为简化示意图。按科学家猜测,海龟应向______游动(选填“左”或“右”);
(2)随着温度逐渐升高,热敏电阻R的阻值将会______(选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)降温元件正常工作时的电流为______A;
(4)使用一段时间后,控制电路的电源电压降低,若其它因素均不变,则孵化箱内的最高温度会______(选填“升高”“降低”或“不变”);
(5)通过计算可知,该孵化箱的最低温度为______℃;为了提高孵化箱的最低温度,达到节能目的,可在控制电路中增加一个与R______(选填“串联”或“并联”)的定值电阻。
【答案】(1)左
(2)变小
(3)0.2
(4)升高
(5) 28 串联
【难度】0.4
【详解】(1)根据科学家的推测,海龟会利用地磁场向地理南极(地磁场的北极)方向游动。图甲中,螺线管的左端为S极、右端为N极,模拟地磁场的北极在左侧,因此海龟应向左游动。
(2)由图乙的热敏电阻R的阻值随温度变化曲线可知,温度升高时,热敏电阻的阻值会变小。
(3)根据公式,降温元件的额定功率,额定电压,代入得
(4)控制电路电源电压降低,若其他因素不变,电源电压降低会导致电磁铁线圈电流减小,从而影响衔铁的吸合与释放。当电流小于0.02A时,衔铁释放,加热器工作;当电流大于0.03A时,衔铁吸合,加热器停止工作。 由于电源电压降低,达到相同电流所需的电阻值会减小,即热敏电阻R的阻值会更小,对应温度更高。因此,孵化箱内的最高温度会升高。
(5)[1][2]当电磁铁线圈电流为0.03A时,衔铁吸合,加热器停止工作。 控制电路电源电压为6V。 热敏电阻R的阻值为
根据图乙,当时,对应的温度约为28°C。 节能措施: 为了提高孵化箱的最低温度即让加热器在更高温度下才停止工作,可以在控制电路中增加一个与R串联的定值电阻。这样可以增加总电阻,使得在相同电压下电流减小,从而在更高温度下才达到0.03A的电流阈值。
20.(2026广东九上江门鹤山期末)阅读下列材料,回答问题:
3D打印
3D打印机是一种可快速成型的机器,原理是把数据和原料放进3D打印机中,通过逐层打印的方式来构造物体,热融技术是添加打印丝材到打印喷头,加热到190℃~230℃,熔化后从喷头挤出细细的料丝,液体在铜头管道中流动会受到较大的阻力,3D打印属于增材制造,精度越高速度越慢。某家用级别3D打印机所使用的丝材主要是ABS和PLA塑料,当给ABS塑料进行加热的时候,它就会逐渐变软变稀再变成液体;而PLA塑料加热到一定温度时直接从固体变成液体。1图所示是某型号3D打印机,表格为其部分技术参数:
型号
XXX
成形技术
热融
额定电压
220V
额定输入功率
250W
最大打印速度
80mm/s
工作噪音
50dB~60dB
净重
25kg
喷嘴最高工作温度
250℃
(1)2图是打印机电路示意图,当打印机正常工作时,电磁铁的上方为__________(选填“N”或“S”)极;
(2)下列说法中错误的是( )
A.PLA塑料加热成液体时,通过热传递改变其内能
B.该打印机工作工作1min,放出热量1.5×104J
C.该打印机工作1小时消耗的电能为0.25KW·h
D.该打印机工作时发出的声音不会对人的听力造成损伤
(3)3D打印机正常工作时的电流大约是__________A(计算结果保留1位小数),打印喷头工作时主要用了电流的__________效应;
(4)不同的打印丝材温度要求是有差异的,利用温度传感器可实现对打印喷头温度的精确测量。2图中,U1=9V,电磁铁的线圈电阻忽略不计,当电磁继电器线圈的电流达到100mA时,衔铁被吸下来。3图是温度传感器R1阻值随温度变化的图像,当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为60Ω时,喷头的温度最高可达到________℃。要使打印丝材能熔化,滑动变阻器的滑片可以___________(选填“不”“向左”或“向右”)移动。
【答案】(1)S
(2)B
(3)
1.1
热
(4)
170
向右
【难度】0.4
【详解】(1)根据安培定则(右手螺旋定则),电流从电磁铁下端流入、上端流出,因此电磁铁的上方为S极。
(2)A.PLA 塑料加热成液体时,通过热传递吸收热量,内能增加 ,故A正确,不符合题意;
B.打印机额定输入功率P=250 W ,工作1min 消耗的电能
但放出的热量会小于消耗的电能,因为部分电能转化为机械能等,故B错误,符合题意;
C.工作 1 小时消耗的电能,故C正确,不符合题意;
D.工作噪音为50dB~60dB,属于较安静的范围,不会对听力造成损伤,故D正确,不符合题意。
故选B。
(3)[1]正常工作电流
[2]打印喷头工作时主要利用了电流的热效应,通过电流发热来熔化塑料丝。
(4)[1]当电磁继电器线圈电流达到时,控制电路总电阻
已知滑动变阻器R2=60Ω ,因此温度传感器
从3图可知,当 R1=30Ω 时,对应的温度为 170℃
[2]要使打印丝料熔化,需要喷头温度升高,即R1阻值减小。 为保持线圈电流不变,总电阻需不变,因此滑动变阻器R2的阻值应增大,滑片应向右移动。
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