第14章 电与磁（举一反三·重难点训练）物理新教材沪科版（五四学制）九年级下册

第14章 电与磁 【题型1 磁现象与磁场】 1 【题型2 通电螺线管外部的磁场】 2 【题型3 电磁继电器相关计算题】 10 【题型4 电磁作图题】 17 【题型5 磁场对通电导线的作用与应用】 20 【题型6 电磁感应现象与应用】 25 【题型1 磁现象与磁场】 1．关于磁场和磁感线的描述，下列说法不正确的是（     ） A．磁场是客观存在的物质，磁感线是人为引入并非真实存在的曲线 B．规定小磁针静止时N极所指方向为该点的磁场方向 C．磁感线从磁体的S极出发，回到N极，所以磁铁内部不能有磁感线 D．磁场对放入其中的磁性物体有力的作用 【答案】C 【详解】A．磁场是场形态的客观存在的特殊物质，而磁感线是为了直观形象描述磁场人为构建的物理模型，现实中并不真实存在，故A正确； B．物理学中明确规定，小磁针在磁场中静止时N极的指向，就是该点的磁场方向，故B正确； C．磁感线是闭合曲线，在磁体的外部，磁感线从N极出发指向S极；而在磁体内部，磁感线是从S极指向N极，并非磁铁内部没有磁感线，故C错误； D．磁场仅对放入其中的磁体、和有磁相互作用属性的物体有力的作用，故D正确。 本题选择描述错误的，故选C。 2．追梦小组开展“中国古代科技溯源”跨学科实践活动，研究指南针的进化历程。下列选项中叙述符合实际的是（     ） A．春秋“司南”的勺柄指向南方，因天然磁石受地球磁场磁化，说明古人已掌握人工磁化技术 B．唐代“指南鱼”用烧红的铁片淬火制成，利用磁效应指示南北方向，证明当时已发现地磁场的作用 C．北宋沈括《梦溪笔谈》记载“方家以磁石磨针锋，则能指南”，体现磁化技术的实验探索与记录 D．北宋地理学家朱彧《萍洲可谈》中的相关记载，说明我国古人最早将指南针应用于大地测量 【答案】C 【详解】A．司南由天然磁石制成，未使用人工磁化技术，故A不符合题意； B．唐代制作指南鱼时虽利用地磁场实现磁化，但当时并未发现地磁场的作用，故B不符合题意； C．磁石磨针锋是通过摩擦使钢针磁化的操作，该记载是磁化技术的实验探索记录，故C符合题意； D．《萍洲可谈》记载的是指南针应用于航海，故D不符合题意。 故选C。 3．三根钢棒位置如图所示。已知B棒有磁性，那么（     ） A．A棒有磁性，C棒没有磁性 B．A棒一定没有磁性，而C棒可能有磁性 C．A棒可能有磁性，也可能没有磁性 D．C棒可能有磁性，也可能没有磁性 【答案】C 【详解】由图可知，B和C相互排斥，已知B有磁性，由同名磁极相互排斥可知，因此C一定有磁性； B和A相互吸引，存在两种情况：①A有磁性，因异名磁极相互吸引，则靠近B的一端是异名磁极； ②A没有磁性，因磁体具有吸铁性，但A是钢棒，会被具有磁性的B吸引。 因此A可能有磁性，也可能没有磁性。 故选C。 4．利用如图所示装置探究磁化过程，如图甲，在固定的软铁棒M下方撒一层铁粉，软铁棒不吸引铁粉；当把一根条形磁铁固定在软铁棒上方附近时，铁粉被软铁棒吸引，如图乙。以下关于此实验的观点不正确的是（     ） A．甲图到乙图的过程叫磁化 B．乙图中软铁棒的上端是S极 C．若把乙图中磁体移走，铁棒的磁性将消失 D．若将乙图中铁棒换成钢棒，被吸引的铁屑会减少 【答案】D 【详解】A．软铁棒由无磁性变为有磁性的过程叫磁化，故A正确，不符合题意； B．条形磁铁下端为N极，靠近磁体N极的软铁棒上端被磁化为S极，故B正确，不符合题意； C．软铁是软磁材料，移走磁体后其磁性将消失，故C正确，不符合题意； D．钢棒也能被磁化且磁化后能保持磁性，换成钢棒后被吸引的铁屑不会减少，故D错误，符合题意。 故选D。 5．弹簧测力计下竖直悬挂着一铁块，当条形磁体的极从图中位置向左匀速运动到铁块正下方的过程中，能反映弹簧测力计示数随时间变化情况的图像是（     ） A． B．C． D． 【答案】A 【详解】磁体上的不同部位的磁性强弱不一样，磁体两端（磁极）处的磁性最强，而中间的磁性最弱，因而铁块在条形磁体的N极和S极处受到的吸引力最大，在中间受到的吸引力最小，所以从右向左匀速运动过程中，弹簧测力计示数先变小再变大，故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。 6．某同学研究磁极间相互作用力的大小。他先将一块条形磁铁悬挂在弹簧测力计下保持静止，观察弹簧测力计的示数，如图（a）所示；再将它逐渐靠近另一块条形磁铁，并观察弹簧测力计示数，过程如图（b）、（c）、（d）所示。根据要求做出判断，写出结论。 （1）请判断：弹簧测力计下悬挂的条形磁铁的下端为_______极。 （2）比较图（b）、（c）、（d）三图，可得出结论：_______。 【答案】(1)N/北 (2)在磁极不变的条件下，磁极间的距离越近，相互作用力越大 【详解】（1）条形磁铁在从最左端向右移动的过程中，测力计的示数在减小，说明两个磁极间相互排斥、所以两个磁极是同名磁极，都为N极 （2）两磁铁距离越近，测力计的示数越小，说明两个磁极相互排斥的力越大。 7．通过实验探究磁体周围的磁场特点。 （1）在条形磁铁四周放置的小磁针静止时指向如图甲所示，图中小磁针涂黑的一端为N极。由此可以判断出条形磁铁的B端是_______（选填“N”或“S”）极。 （2）小美用铁屑探究磁体周围的磁场如图乙所示。 ①在蹄形磁铁上面放一块透明有机玻璃，并在玻璃板上均匀撒上一层铁屑，轻轻敲击玻璃板，可以看到小铁屑有规则地排列起来。这是因为撒在磁体周围的每个小铁屑都被_______，磁场的分布情况也被形象地显示出来。 ②再在玻璃板上放一些小磁针，记录这些小磁针静止时N极的指向。 ③人们仿照铁屑在磁场中排列的情况和小磁针N极的指向，画出一些带箭头的曲线形象地描述磁场，物理学中把这样的曲线叫作磁感线．磁体外部的磁感线都是从_______极出发的。 【答案】(1)S (2) 磁化 N 【详解】（1）由图知，左侧的小磁针静止时S极都指向A端，因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故可知条形磁铁的A端为N极，B端为S极； （2）轻敲玻璃板的目的是减小摩擦力对铁屑的影响，铁屑在磁场中会被磁体磁化，成为一个个小磁针，从而在磁场中有序地排列起来；在磁体的外部，磁感线是从N极出来，回到S极的。 8．如图所示，小莉同学对磁现象进行了一些探究活动： （1）甲图所示探究活动，说明磁体的异名磁极间存在相互__________的作用； （2）小莉同学通过图乙和图丙所示的实验探究，理解了法拉第为形象地描述磁场而建立的__________模型。 （3）和小莉同班的小明捡到一块废弃的正方体磁铁，为了探测其磁极性，他将相邻的三面分别用、、标记，然后放在透明的塑料袋里，用细线悬挂起来。第一次将磁铁按图丁所示放置在塑料袋中，确保面向上，结果面在任意方向均可静止。第二次将磁铁按图戊所示放置在塑料袋中，结果磁铁静止时总是面朝南。根据以上操作，请你帮助小明推断：、、三面中，__________是磁极所在面；该面对应的磁极是_____极；为了进一步探究其磁极的性质，把正方体磁铁沿戊图中“虚线”水平方向切割成两部分，则它们上下两部分之间将相互__________（选填“吸引”或“排斥”）。 【答案】(1)吸引 (2)磁感线 (3) C 南 排斥 【详解】（1）如甲图所示探究活动，异名磁极靠在一起，说明磁体的异名磁极间存在相互吸引。 （2）如图乙丙所示，磁铁周围放小磁针或小铁屑，描述磁铁周围的磁场分布，把小磁针的排列情况用带箭头的曲线画出来，形象地描述磁场，这样的曲线叫磁感线。 （3）[1]第一次将磁铁按图丁所示放置在塑料袋中，确保C面向上，结果A、B面在任意方向均可静止，说明A、B不是磁极。第二次将磁铁按图戊所示放置在塑料袋中，结果磁铁静止时总是C面朝南，说明C面是磁极所在。 [2]地球有地磁场，小磁针指南的叫南极，也叫S极，C面朝南，对应的磁极是南极。 [3]把正方体磁铁沿戊图中虚线水平方向切割成两部分，分成两个磁铁，则上下两部分是同名磁极在一块，它们相互排斥。 【题型2 通电螺线管外部的磁场】 9. 如图所示的是小明同学探究“通电螺线管的磁场方向”的实验示意图。实验时，在圆圈位置放置小磁针，闭合开关，画出不同位置小磁针静止时N极的指向。下列说法正确的是（     ） A．用铁屑代替小磁针也可以达到实验目的 B．对调电源正负极，闭合开关，通电螺线管的磁场方向不变 C．开关闭合前，放置在a、b处的小磁针静止时N极指向相反 D．闭合开关前，放置在a、b处的小磁针静止时N极指向相同 【答案】D 【详解】A．小磁针的作用是检验通电螺线管周围的磁场方向，铁屑只能表示磁场的分布情况，不能指示磁场方向，故A错误； B．对调电源正负极，闭合开关，通电螺线管的磁场方向改变，故B错误； CD．开关闭合前，通电螺线管未通电，不产生磁场，放置在a、b处的小磁针受地磁场作用，静止时N极指向相同，故C错误，D正确。 故选D。 10. 如图，将小磁针（N极涂黑）放置在通电螺线管产生的磁场中，小磁针静止时指向正确的是（     ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】ABD．由图A、B、D可知，电源左端为正极，电流从左侧螺线管左端流入，线圈正面电流方向向下。根据安培定则，左侧螺线管右端为N极，左端为S极；电流经导线流入右侧螺线管，线圈正面电流方向向下，右侧螺线管左端为S极，右端为N极。同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，小磁针的N极应指向右侧，故AB错误，D正确； C．电源右端为正极，电流从右侧螺线管右端流入，线圈正面电流方向向上。根据安培定则，右侧螺线管左端为N极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的N极应指向左侧，故C错误。 故选D。 11．小明家有一款磁悬浮音箱，音箱下部有一块磁铁（磁铁S极在下），圆柱状底座内部有电磁铁。他发现这个音箱与图（b）所示电路原理相似。下列判断正确的是（不计空气浮力）（     ） A．如图（b），闭合开关，使音箱悬浮后，滑片P向右调节，当音箱再次悬浮时，音箱受到的磁力变大 B．闭合开关，当滑片P向右滑动时，电源输出的功率变大 C．通电后电磁铁的周围，磁感线的方向是从S极到N极 D．若对调图（b）电路中电源正、负极，闭合开关，音箱静止在底座上，音箱受到的重力和支持力是一对平衡力 【答案】B 【详解】A．音箱悬浮时处于平衡状态，竖直方向上受到的磁力与重力平衡，即。滑片P向右调节，变阻器接入电阻减小，由欧姆定律可知电路中的电流增大，磁性增强，音箱向上运动，再次悬浮时仍满足，因不变，故不变，故A错误； B．闭合开关，滑片P向右滑动，变阻器接入电路的电阻减小，电路的总电阻减小，电源电压不变，由P=U2/R可知电源输出的功率变大，故B正确； C．在磁体外部，磁感线方向是从N极到S极，故C错误； D．对调电源正负极，电磁铁上端变为N极，与音箱下部S极相互吸引，磁力方向向下。音箱静止时受重力、磁力和支持力，由平衡条件得，即，重力和支持力大小不等，不是平衡力，故D错误。 故选B。 12．如图所示，当变阻器的滑片P缓慢向左移动时，则（     ） A．悬挂磁铁的弹簧伸长 B．悬挂磁铁的弹簧缩短 C．悬挂磁铁的弹簧长度不变 D．悬挂磁铁的弹簧可能伸长，也可能缩短 【答案】A 【详解】由图可知，滑片P向左移动，变阻器接入电路电阻R变大，电源电压U不变，由 I=U/R 可知电路电流I变小，电磁铁磁性减弱。根据安培定则可知，电磁铁上端为N极，与悬挂磁铁N极相互排斥，排斥力减弱，弹簧拉力 变大，弹簧伸长，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 13．如图所示，螺线管的上方放置一个小磁针，螺线管左方的水平地面上放置一个铁块。闭合开关后，铁块静止不动，小磁针在磁场的作用下会发生转动，它的周围____________（有/无）磁感线，小磁针静止时左端为____________（S/N）极。当滑片P向左滑动时，铁块受到的摩擦力的方向是____________（水平向左/水平向右），大小将____________（变大/不变/变小）。 【答案】 无 S 水平向左 变小 【详解】磁感线是描述磁场的假想模型，实际并不存在，故小磁针周围无磁感线； 由安培定则可知螺线管左端为N极、右端为S极；因螺线管外部磁场从N极指向S极，故上方磁场方向水平向右，小磁针静止时N极与磁场方向一致，左端为S极； 螺线管对铁块有向右的吸引力，铁块静止，由二力平衡可知摩擦力方向水平向左； 滑片P向左滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路电流变小，螺线管磁性减弱，铁块受到的吸引力变小；因铁块仍静止，摩擦力大小等于吸引力，故摩擦力变小。 14．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。 15．小明和他的学习小组在实验室探究通电螺线管外部磁场的特点。 （1）将螺线管安装在一块有机玻璃板上，连入电路中。在玻璃板面上均匀地撒满铁屑、闭合开关并______玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示。可见，通电螺线管外部磁场与______的磁场相似； （2）为了进一步探究通电螺线管外部磁场的方向，同学们把小磁针放在螺线管四周不同的位置闭合开关，小磁针静止时N极所指的方向如图乙所示（涂黑的一端是N极），则此时通电螺线管的A端为______极（选填“N”或“S”）。对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极所指的方向与图乙相反，说明通电螺线管外部磁场的方向与______有关； （3）根据以上图中的实验现象推断，通电螺线管的内部______（选填“有”或“没有”）磁场，依据是：______。 【答案】(1) 轻敲 条形磁体 (2) N 电流的方向 (3) 有 铁屑在螺线管内部的分布是有规律的 【详解】（1）闭合开关后轻敲玻璃板，是为了减小铁屑与玻璃板的摩擦，让铁屑在磁场作用下自由转动排列，清晰显示磁场分布。 最终铁屑的排布和条形磁体周围的铁屑分布规律一致，因此通电螺线管外部磁场和条形磁体的磁场相似。 （2）根据磁场方向的规定，小磁针静止时N极的指向就是该点的磁场方向，图乙中螺线管上方的小磁针N极指向右侧，说明螺线管外部磁场从A端指向B端，而磁体外部磁感线是从N极出发回到S极，因此A端为N极. 对调电源正负极后，螺线管的电流方向改变，小磁针指向全部反向，说明螺线管外部磁场方向和电流方向有关。 （3）如图所示，铁屑在螺线管内部的分布是有规律的，呈现的线形与外部铁屑分布的线形形成闭合不中断的曲线，由此可推断通电螺线管内部存在磁场。 16．小鹭利用电磁铁、小磁铁、指针和刻度盘制成多量程电流表，结构示意图如图所示，其中A、B、C为接线柱。当电流通过电磁铁时，指针绕点顺时针偏转；电路断开时，指针指0刻度线。 (1)若选择A、C为该电流表的接线柱，则应选择___________为“负”接线柱，才能使电流表正常工作。 (2)若将电磁铁适当靠近小磁铁，则该电流表___________。 A．零刻度将向右移动 B．指针将发生反偏 C．精确度将提高 D．量程将增大 (3)该电流表选小量程时所选的接线柱是___________。 【答案】(1)A (2)AC (3)AC 【详解】（1）当电流通过电磁铁时，指针绕O点顺时针偏转，说明小磁铁和电磁铁相互吸引，所以可以判断电磁铁的右端是极，左端是极，根据安培定则判断电流从电磁铁的右端进入，左端流出，可以判断C为“正”接线柱，A为“负”接线柱。 （2）A．电路不通电时，右边小磁铁会对电磁铁的铁芯有吸引力作用，因物体间力的作用是相互的，所以将电磁铁适当靠近小磁铁时，铁芯对小磁铁的吸引力增大，使指针顺时针转动，则零刻度线会向右移动，故A符合题意； B．电磁铁适当靠近小磁铁，没有改变电磁铁的极性，指针偏转方向不变，故B不符合题意； C．若将电磁铁适当靠近小磁铁，电磁铁对小磁铁的吸引增强，在相同电流时，指针偏转明显，分度值不变，但是小格宽度增大，电流表的精确度会提高，故C符合题意； D．若将电磁铁适当靠近小磁铁，电磁铁对小磁铁的吸引增强，在电流不变时，指针会超过最大位置，所以会使量程减小，故D不符合题意。 故选AC。 （3）电磁铁的磁性强弱跟电流大小和线圈匝数有关，在电流表指针偏转角度相同时，电磁铁对小磁铁的磁力相同，为了达到减小电流的目的，可以增大线圈的匝数，所以电磁铁接线圈匝数最多的，才能减小电流表的量程。 【题型3 电磁继电器相关计算题】 17．图甲为简单恒温箱温控电路（U为恒压电源），电磁继电器线圈的电阻为30Ω，R为热敏电阻，其阻值R随温度t变化的图像如图乙所示，为滑动变阻器，当线圈中的电流大于或等于20mA时，衔铁被吸合，加热器停止工作，实现温度控制，关于该恒温箱的说法正确的是（     ） A．继电器中电磁铁的上端为N极 B．恒温箱内的加热器应接在BD间 C．若该恒温箱的设定温度高一些，滑动变阻器滑片应向上移 D．若将U的正负极对调不会影响其工作 【答案】D 【详解】A．根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流的流向（电流从电磁铁下端流入、上端流出），大拇指指向电磁铁的下端，因此电磁铁下端为N极，上端为S极，故A错误； ‌B．温控逻辑要求：温度较低时，控制电路电流小，衔铁未被吸合，加热器需要工作；当电流达到20mA衔铁被吸合后，加热器停止工作。因此加热器需要接在衔铁未吸合时连通的触点A、C之间，若接在BD间，衔铁吸合时加热器才接通工作，不符合温控要求，故B错误； C．衔铁触发吸合的电流固定为20mA，由可知触发时控制电路总电阻为定值。若设定温度更高，由图乙可知热敏电阻R的阻值随温度升高而减小，因此需要增大滑动变阻器接入的阻值来维持总电阻不变，滑动变阻器滑片应向下移动（接入电阻变大），向上移动会使接入电阻变小，无法满足要求，故C错误； D‌．电磁铁的磁性仅与电流大小、线圈匝数有关，和电流方向无关。将电源U的正负极对调后，线圈中电流大小的变化规律不变，电磁铁仍然可以在电流达到20mA时吸合衔铁，完全不影响温控电路的正常工作，故D正确。 故选D。 18．为了交通安全，货车上高速公路前要进行超载检查。如图-1是某道路超载报警器的工作原理，控制电路电源电压恒为12V，R2是压敏电阻，阻值随压力的变化如图-2。闭合开关S，当压敏电阻受到的压力达到40000N时，电磁铁线圈中的电流为0.1A，此时衔铁被吸下，动触点K与触点A断开，同时与触点B接触，报警铃声响起。电磁铁线圈电阻不计，下列说法正确的是（     ） A．检查时，车的质量越大电磁铁的磁性越弱 B．当控制电路中的总电阻为40Ω时，报警铃声开始响起 C．当R1的功率为0.4W时，报警铃声开始响起 D．若要提高设定的限载质量，应将滑片P向右移动 【答案】D 【详解】A．由图-1可知控制电路中压敏电阻R2与滑动变阻器R1串联，车的质量越大，对压敏电阻的压力越大，由图-2可知R2的阻值随压力增大而减小，控制电路总电阻变小，电源电压不变，根据欧姆定律I=U/R，电路电流变大，电磁铁的磁性随电流增大而增强，故A错误； BC．当报警铃声开始响起时，控制电路中的电流为0.1A，由欧姆定律可知电路中的总电阻 由图-2知，压力为40000N时，R2的阻值为40Ω，则R1接入电路的阻值 R1的功率，故BC错误； D．若要提高设定的限载质量，压敏电阻的阻值需减小，而电磁铁吸下衔铁时的电流不变，根据欧姆定律可知电路的总电阻不变，故应增大滑动变阻器接入电路的电阻，应将滑片P向右移动，故D正确。 故选D。 19．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所示。已知控制电路的电源电压保持不变，线圈电阻，保护电阻。当车辆经过水平检测点时，压敏电阻Rx的阻值与压力变化的关系如图乙所示。当电压表示数时，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，下列说法正确的是（     ） A．Rx的阻值随压力的增大而增大 B．当压力增大时，电压表示数减小 C．继电器的衔铁恰好被吸下时，控制电路中的电流为 D．质量为55 t的汽车经过水平检测点时会被抓拍 【答案】D 【详解】A.由图乙可知，压力F增大时，Rx的阻值减小，故A错误； B.压力增大时，Rx减小，控制电路总电阻减小，电源电压不变，根据欧姆定律I=U/R​，电路总电流I增大；R1是定值电阻，由可知 ​，U1（电压表示数）增大，故B错误； C.衔铁恰好被吸下时，电压表示数，电路电流 故C错误； D.恰好吸下时，总电阻 压敏电阻 根据图乙可知时对应压力F=4×N。 质量m=55 t的汽车，对检测点的压力 压力更大，Rx更小，电流更大，，满足抓拍条件，因此会被抓拍，故D正确。 故选D。 20．图为科创小组在科学实践活动中设计的饮水机工作原理图，该饮水机具有加热和保温功能。R1、Rt为加热电阻，Rt为热敏电阻，Rt阻值随温度的变化关系如下表。加热电路电压恒为220V，，加热挡的功率为840W。控制电路电源电压恒为3V，当电流达到0.02 A时衔铁被吸合，不计线圈电阻。 30 40 50 60 70 220 165 130 100 83 （1）衔铁被吸合时，饮水机处于何种状态？ （2）求R2的阻值。 （3）将滑动变阻器Rp阻值调至时，求设定的最高水温。 （4）请提出提高设定最高水温的一种方案，并说明理由。 【答案】(1)保温状态 (2) (3) (4)方案：调大滑动变阻器Rp的阻值。理由：控制电路电源电压和衔铁吸合电流不变，吸合时总电阻不变，Rp越大，对应的Rt越小，设定的最高水温越高。 【详解】（1）衔铁被吸合后，加热电路中只有R1接入电路，R2所在支路断开。根据P=U2/R，电压不变时，接入的电阻越大，功率越小，此时总功率更小，因此饮水机处于保温状态。 （2）加热挡时，R1与R2并联。R1的功率为 R2的功率为 R2的阻值为 （3）设定最高水温时，衔铁刚好被吸合，控制电路电流为，。控制电路总电阻为 热敏电阻的阻值为 由表格数据可知，对应的温度为，即设定的最高水温为。 （4）方案：调大滑动变阻器Rp的阻值。理由：由可知，控制电路电源电压和衔铁吸合电流不变时，吸合时总电阻不变；Rp越大，对应的热敏电阻Rt阻值越小，根据Rt随温度升高而减小的规律，可知设定的最高水温越高。（合理即可） 21．为保障消防安全，商场、宾馆等人员密集的公共场所均安装了烟雾报警器。如图甲所示为某款烟雾报警器电路示意图，当烟雾浓度为时，蜂鸣器报警。已知控制电路的电源电压为6 V，R1为光敏电阻，其阻值随光照强度的变化关系如图乙所示，线圈电阻为。当控制电路中的电流低于150 mA时，指示灯发光，灯上标有“220 V   40 W”的字样；当电流达到150 mA时，电磁铁吸合衔铁，蜂鸣器报警。求： 10 20 30 40 50 60 80 100 烟雾浓度/（） 20 18 16 14 12 10 8 6 （1）求灯泡正常工作时的电阻； （2）判断该装置能否实现要求，若不符合要求通过计算说明如何改进； （3）小明认为通过减少线圈匝数可以使该装置在烟雾较淡时报警，请分析该说法是否正确。 【答案】（1）1210 Ω （2）不满足要求，需要再串联一个25 Ω的定值电阻 （3）该说法正确，分析： 电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关：电流相同时，线圈匝数越少，磁性越弱。要达到吸合衔铁的磁性，需要更大的控制电流；更大电流对应更小的R1​，更小的R1对应更大的光照强度，而更大光照对应更小的烟雾浓度（烟雾更淡），因此减少线圈匝数可以使装置在烟雾较淡时报警。 【详解】（1）灯泡正常工作的电阻 （2）蜂鸣器报警时控制电路的总电阻 当烟雾浓度为时，光照强度为60Lx，，此时电路总电阻为 所以不满足要求，需要再串联一个定值电阻，其阻值为 （3）见答案。 22．在实践活动中，小博利用电磁继电器（电磁铁线圈电阻不计）制作了具有加热、保温功能的恒温孵化器，如图甲所示。在控制电路中，电源电压U1=12V，定值电阻R0=50Ω，热敏电阻R阻值随温度变化的图像如图乙所示；在孵化器内的工作电路中，电源电压U2=220V，R1、R2为电热丝，R1=1000Ω，R2=100Ω。当孵化器内温度达到时，衔铁会跳起。求： （1）衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流； （2）工作电路在保温状态下的电功率； （3）衔铁被吸下以后经过10min工作电路中产生的热量； （4）若要使孵化器内温度达到时衔铁就跳起，请通过计算说明应如何调整控制电路。 【答案】(1)0.04A (2)44W (3) (4)应将定值电阻R0串联一个50Ω的电阻 【详解】（1）当孵化器内温度达到45℃时，衔铁会跳起。由图乙可知，此时热敏电阻的阻值R=250Ω。控制电路中，定值电阻R0与热敏电阻R串联，电磁铁线圈电阻不计。控制电路的总电阻 根据可得，通过电磁铁线圈的电流 （2）当温度升高，控制电路中电流减小，电磁铁磁性减弱，衔铁跳起，动触点与静触点a接通，工作电路中R1与R2串联，此时电路总电阻较大，功率较小，处于保温状态。由可得，工作电路在保温状态下的电功率 （3）当温度较低时，控制电路中电流较大，电磁铁磁性较强，将衔铁吸下，动触点与静触点b接通，工作电路中只有R2工作，此时电路总电阻较小，功率较大，处于加热状态。加热状态下的电功率 工作时间 产生的热量 （4）电磁继电器衔铁跳起的动作电流是固定的，由第（1）问可知，动作电流。若要使孵化器内温度达到35℃时衔铁就跳起，由图乙可知，此时热敏电阻的阻值。此时控制电路的总电阻 此时控制电路中的定值电阻 需要串联的电阻阻值 23. 日照万平口景区风景秀丽，商铺货品琳琅满目，满足游客需求，某奶茶店恒温调奶器可实现温度过高时自动停止加热。其内部由加热电路和控制电路组成，简化电路如图所示。加热电路有加热、保温两个挡位，已知，，加热挡电功率为1100W。控制电路电压，R0为定值电阻，R为热敏电阻，其阻值随锅内温度的变化情况如表所示。已知恒温调奶器容量为5kg，当水温达到80℃时衔铁会跳起，停止加热，此时控制电路中电流大小为0.02A。（电磁铁线圈电阻忽略不计） (1)电磁继电器的工作原理是电流的______。 (2)求R0的阻值。 (3)求保温挡的电功率和R2的阻值。 (4)当调奶器加满温度为25℃的牛奶，加热元件工作1250s后衔铁跳起，求此过程中牛奶吸收的热量及恒温调奶器的加热效率。（） (5)要使控制电路在温度更高时才自动停止加热，可采取什么措施？（写出一种即可） 【答案】(1)磁效应 (2)70Ω (3)220W (4)80% (5)增大R0的阻值 【详解】（1）电磁继电器利用通电电磁铁产生磁性工作，工作原理是电流的磁效应。 （2）由图乙可知，时热敏电阻阻值，控制电路中R0与R串联。 根据欧姆定律，可得控制电路总电阻为 根据串联电路规律，R0的阻值为 （3）当衔铁吸合时，R1被短路，仅R2接入加热电路，此时电阻最小，为加热挡。 R2的阻值为 当衔铁跳起时，R1与R2串联，此时电阻最大，为保温挡。 加热电路总电阻为 保温挡电功率为 （4）牛奶升高的温度为 在此过程中牛奶吸收的热量为 恒温调奶器消耗的电能为 恒温调奶器的加热效率为 （5）温度越高，热敏电阻R阻值越小，衔铁跳起时控制电路起跳电流不变，需要更高温度才停止加热，因此需要增大R0的阻值。 【题型4 电磁作图题】 24. 如图所示，请在图中虚线框内标出磁体右端的磁极用“N”或“S”表示和A点磁感线的方向。 【答案】见右图。 【详解】如图，磁感线是相互排斥的。且右侧磁体的左端是S极，则左侧磁体的右端为S极，再根据磁体外部磁感线从N极出发，回到S极，则A点磁感线方向指向右侧磁体的左端。如图所示。 25．闭合开关，通电螺线管附近的小磁针方向如图所示，请在图中括号内标出电源的极性（“+”或“-”），并标出磁感线的方向。    【答案】 见右图。  【详解】闭合开关，通电螺线管附近的小磁针方向如图所示，结合小磁针N极所指方向和磁极间的相互作用，通电螺线管的右端为N极，则左端为S极，磁体外部的磁感线方向为从N极指向S极；根据右手螺旋定则，螺线管的电流方向向下，则电源的左端为正极，如图所示：     26．如图所示是一电磁铁和条形磁铁相互作用时的磁场分布、电磁铁和条形磁铁相互________（选填“吸引”、“排斥”或“不发生作用”）。请根据图中静止的小磁针的N、S极标出条形磁铁左端的磁极、电源的正极（电源的正极用“+”表示）和A点磁感线的方向______。 【答案】 排斥 见右图 【详解】根据图中静止的小磁针的N、S极，由磁极间的相互作用可知，条形磁铁左端为N极；由磁感线的形状可知，通电螺线管的右端和条形磁铁左端为同名磁极，电磁铁和条形磁铁相互排斥，所以通电螺线管的右端为N极，结合安培定则可知，电流从电源的左端流出，所以电源的左端为正极；根据以上分析，结合磁感线分布的特点得出A点的磁感线方向为向下，据此作图。 27．如图所示是悬浮车模具的简化示意图，请标出磁感线的方向和电源上方的极性。 【答案】见右图 【详解】磁悬浮利用同名磁极相互排斥实现悬浮：已知上方悬浮车的磁体上端为S极，因此磁体下端为N极，可得螺线管上端为N极，下端为S极。根据安培定则（右手螺旋定则）：右手握住螺线管，大拇指指向螺线管上端的N极，四指弯曲方向为电流方向，可判断电流从螺线管下端流入、上端流出，因此电源下端是正极，电源上端为负极（-）。 28．地球周围存在着磁场，如图所示为地磁场的磁感线分布情况，请在图中用箭头标出磁感线上P点的磁场方向，以及小磁针S极的指向。 【答案】见右图。 【详解】地磁场的N极在地理南极附近，其S极在地理北极附近；在磁体的外部，磁感线总是从磁体的N极发出，最后回到S极，则地磁场磁感线上P点的方向向上，小磁针静止时，N极指向和该点磁场方向一致，S极指向与磁场方向相反，如图所示： 29．如图，电流表的正、负接线柱连接正确，请标出小磁针的N极，并用箭头标出A点的磁感线方向。 【答案】见右图。 【详解】电流表按正进负出接入电路，因此电源的右侧为正极，左侧为负极； 根据安培定则，螺线管的右端为N极，左端为S极；在磁体外部，磁感线总是从N极出发，回到S极，因此螺线管上方A点的磁感线方向从右指向左；根据磁极间的相互作用，小磁针的右端为N极。 30. 如图所示，电磁继电器可实现用12V电路控制220V电路，声控开关在有声音时会闭合20s，光控开关在有光时会延迟20s断开，请利用这些元件设计一个楼道灯电路，达到既能照明又省电的目的。请用笔画线按要求连接电路元件。 【答案】 见解析 【详解】仅在夜间（光线暗，光控开关闭合）且有声音（有人经过，声控开关闭合）时灯才点亮，因此两个开关必须同时满足条件才能接通控制电路，所以二者需要串联，共同控制12V低压侧的电磁铁，满足省电要求；声控开关闭合20s、光控开关有光时延迟20s断开，保证人走后灯仍能持续照明20秒再熄灭，满足照明需求。将12V电源、光控开关、声控开关、电磁继电器的电磁铁线圈依次串联，组成完整的12V回路；将220V电源、楼道灯泡、电磁继电器的常开触点（虚线框右侧下方的两个静触点接线端）依次串联，组成完整的220V回路。据此作图。 31．圆纸盒里有一个条形磁体，圆纸盒外放着一些小磁针，各小磁针的指向如图所示。请画出圆纸盒里的磁体并标明N极和S极。（小磁针涂黑的一端表示N极） 【答案】见右图。 【详解】根据磁场方向的规定，小磁针静止时N极所指的方向即为该点的磁场方向。观察图中各小磁针的指向，可以看出磁感线是从圆纸盒的左下端发出，回到右上端。因为磁体外部的磁感线总是从N极出发回到S极，所以条形磁体的左下端为N极，右上端为S极。 32．机器人拟采用无线充电技术。如图为无线充电简化示意图，某时刻送电线圈电流方向如图所示，请在图中标出送电线圈左侧磁极，并在B点处标出磁感线的方向。 【答案】见解析 【详解】由图可知，送电线圈正面的电流向下，根据安培定则可知，送电线圈右端为N极，左端为S极，磁感线由N极出发指向S极，B点磁感线方向向左，据此作图。 【题型5 磁场对通电导线的作用与应用】 33．下列实验装置能体现电动机工作原理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的。 A．开关闭合后，通电导体受到磁场的作用，可以在导轨上运动，将电能转化为机械能，这符合电动机的工作原理，故A符合题意； B．电源、开关、滑动变阻器、定值电阻和电流表串联，电压表并联在定值电阻两端，此实验为测量定值电阻的阻值或探究电流与电压、电阻关系的实验，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，电路中会产生电流，这是电磁感应现象，是发电机的工作原理，故C不符合题意； D．闭合开关，通电螺线管中有电流流过时，会产生磁性，吸引悬挂的铁块，利用的是电流的磁效应，通过滑动变阻器改变电路中的电流，观察悬挂的铁块弹簧的伸长量判断磁性的强弱，可以研究电磁铁磁性的强弱与电流大小的关系，故D不符合题意。 故选A。 34．近年来我国先进装备层出不穷，我们倍感自豪，如图所示装备的动力装置与其他不同的是（　　） A．玉兔号月球车 B．福建号航母 C．歼20战机 D．C919大型客机 【答案】A 【详解】月球车在月球运动，月球无空气，靠太阳能电池板，将太阳能转化为电能来工作，动力装置是电动机；航母、战机、客机燃烧燃料，动力装置是热机，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 35．如图所示，某同学自制了一个扬声器，将线圈紧密粘贴在纸杯底部，在线圈上方放置一个强磁体，在线圈中通入交变电流后，纸杯振动发声。下列说法正确的是（　　） A．该扬声器与电磁继电器的工作原理相同 B．磁场对线圈的力的方向随电流方向的改变而改变 C．线圈带动纸杯振动是电磁感应现象 D．线圈中的电流不会产生磁场 【答案】B 【详解】A．电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关，其工作原理是电流的磁效应。而扬声器是利用磁场对通电线圈有力的作用工作的，二者工作原理不同，故A 错误； B．磁场对通电导体有力的作用，力的方向与电流方向和磁场方向有关。当磁场方向不变时，电流方向改变，磁场对线圈的力的方向就会改变，故B 正确； C．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产生感应电流的现象。而线圈带动纸杯振动是因为通电线圈在磁场中受到力的作用，不是电磁感应现象，故C 错误； D．根据电流的磁效应，通电导体周围存在磁场，所以线圈中的电流会产生磁场，故D 错误。 故选B。 36．图是某家庭电路中空气开关的原理图。当家庭电路中电流过大时，通电螺线管P的磁性增强，吸引卡扣Q向左偏转，弹簧拉起开关S切断电路。下列说法正确的是（     ） A．卡扣Q可以选用铜块制成 B．该空气开关与电动机工作原理相同 C．当电流方向如图中箭头所示时，螺线管P的右端是N极 D．将台灯的插头插入插座时，该空气开关立刻“跳闸”，则可能是插头短路 【答案】D 【详解】A．通电螺线管只能吸引铁磁性材料，铜不是铁磁性材料，无法被螺线管吸引，因此卡扣Q不能用铜块制成，故A错误； B．该空气开关利用电流的磁效应工作，电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，二者工作原理不同，故B错误； C．电流从螺线管左端流入、右端流出，由安培定则可知，通电螺线管左端是N极，右端是S极，故C错误； D．台灯本身功率很小，且由题意可知，插入插头后立刻跳闸，说明电路电流过大，最可能的原因是插头处短路，触发空气开关切断电路，故D正确。 故选D。 37．如图所示是实验室中电流表的内部结构图，处在磁场中的线圈中有电流通过，线圈会带动指针一起偏转①，线圈中的电流越大，指针偏转角度越大②。则下列说法正确的是（　　） A．该装置中没有磁体，通电后指针依然能偏转 B．线圈中有电流通过时，把电能全部转化为内能 C．改变线圈中的电流方向，其转动方向不会改变 D．线圈中的电流越大，其所受的磁场力越大 【答案】D 【详解】A．根据题意知道，该装置其制成原理即通电线圈在磁场中受力转动。所以，该装置中如果没有磁体，通电线圈不会受到磁场力作用，指针不会偏转，故A错误； B．电流具有热效应，所以，线圈中有电流通过时，电能转化为机械能和内能，故B错误； C．通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场的方向有关，所以，改变线圈中的电流方向，其转动方向会发生改变，故C错误； D．电流越大，线圈受到的磁场力越大，所以，可以利用电流表指针的偏转角度来体现电路中电流的大小，故D正确。 故选D。 38. 用电动机竖直提升重物。 （1）图1中重物上升过程经过M、N、O、P点，其速度在MN段不断增大，在NO段不变，在OP段不断减小，忽略空气阻力，则重物在( ) A．MN段动能不变                                 B．MN段机械能不变 C．NO段机械能增大                               D．OP段重力势能减小      （2）图1中ab边所受磁场的作用力为F。把电源的正负极对调再接入电路，闭合开关，线圈abcd转至图2所示位置，则（ ） A．图1中流过ab边的电流方向是从b到a B．图1中cd边受到磁场作用力的方向与F的相同 C．图2中ab边受到磁场作用力的方向与F的相反 D．图2中cd边受到磁场作用力的方向与F的相反 【答案】 C D 【详解】（1）A．动能与质量、速度有关，质量、速度越大，动能越大。MN段速度增大，质量不变，动能增大，故A不符合题意； B．MN段动能增大，同时高度升高，质量不变，重力势能增大，所以机械能增大，故B不符合题意； C．在NO段速度不变，质量也不变，动能不变，但高度升高，重力势能增大，所以在NO段机械能增大，故C符合题意； D．OP段高度升高，质量不变，所以重力势能增大，故D不符合题意。 故选C。 （2）A．图1中，电流从正极流出，经开关，从a流向b，所以电流方向是从a到b，故A不符合题意； B．导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向有关，当磁场方向相同时，电流反向，导体受力也会反向，故图1中cd边受到磁场作用力的方向与F的相反，故B不符合题意； C．把电源的正负极对调再接入电路，闭合开关，ab边的电流方向仍是从a到b，磁场方向没有发生变化，所以图2中，ab边受到磁场作用力的方向与F的相同，故C不符合题意； D．把电源的正负极对调再接入电路，闭合开关，cd边的电流方向仍是从c到d，与图2中ab电流方向相反，磁场方向没有发生变化，所以图2中，cd边受到磁场作用力的方向与F的相反，故D符合题意。 故选D。 39. 如图所示是“通电导体在磁场中受力运动”的探究实验，回答下列问题。 （1）把导体放在磁场中，接通电源，闭合开关，让电流通过导体ab，会发现导体ab________（选填“运动”或“静止”）。 （2）把电源的正、负极对调后，使通过导体的电流方向与原来相反，这时导体ab________。 （3）保持电源的正、负极不变，对调磁体的磁极，使磁场的方向与原来相反，这时导体ab将反向运动。由此可以得出：通电导体在磁场中受力的作用，力的方向与________的方向和________的方向都有关。根据这个原理制成了________（选填“发电机”或“电动机”），该装置工作过程中发生的能量转化是________。 （4）通过观察导体运动方向来判断导体在磁场中的受力方向，用到的物理学方法是________（填字母）。 A．类比法 B．控制变量法 C．转换法 （5）小李想在这个实验装置的基础上进行改装，用来探究影响感应电流方向的因素，为了观察到明显的实验现象，他应把图中的电源换成小量程________（选填“电流表”或“电压表”）。 【答案】（1）运动 （2）向相反方向运动 （3）电流 磁场 电动机 电能转化为机械能 （4）C （5）电流表 【详解】（1）通电导体在磁场中会受到力的作用，所以导体ab运动。 （2）只改变电流方向，导体受力方向会反向，因此导体ab反向运动。 （3）[1][2]通电导体在磁场中受力的方向与电流的方向和磁场的方向都有关； [3]利用导体在磁场中受力的原理制成了电动机； [4]电动机工作的能量转化是电能转化为机械能。 （4）实验中通过观察导线运动方向，来判断导线在磁场中受力方向，用到了转换法。 故选C。 （5）探究影响感应电流方向的因素，为了观察到明显的实验现象，需要用电流表代替电源来显示产生感应电流的方向。 【题型6 电磁感应现象与应用】 40. 兰州马拉松已成为兰州的一张名片。比赛计时采用感应芯片，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 【详解】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。 41．如图是一新型手电筒。上下快速晃动时，筒内的磁体会上下运动，使筒壁上的线圈内产生感应电流，并为筒内的蓄电池充电。下列说法正确的是（　　） A．该装置利用了电动机原理 B．上下快速晃动时电能转化为机械能 C．该装置利用了发电机原理 D．为蓄电池充电时化学能转化为电能 【答案】C 【详解】ABC．上下快速晃动时，筒内的磁体会上下运动，切割磁感线，产生感应电流，将机械能转化为电能，所以利用了发电机原理，故C正确，AB错误； D．为蓄电池充电时，蓄电池消耗电能，所以将电能转化为化学能，故D错误。 故选C。 42．如图是一款“收音机钢笔”，当书写的时候，笔端摇摆产生电流，就能给钢笔的内置电池储存电能，同时供笔端微型收音机和扬声器工作。在繁重的学习中可以听听音乐，缓解学习的压力。关于“收音机钢笔”的说法正确的是（    ） A．“产生电流”利用了电磁感应的原理 B．电磁感应现象由奥斯特首先发现 C．扬声器工作原理与发电机工作原理相同 D．“储存电能”时把化学能转化为电能 【答案】A 【详解】A．当书写时笔端摇摆产生电流，这是导体在磁场中做切割磁感线运动，从而产生感应电流，利用了电磁感应原理，故A正确； B．电磁感应现象是由法拉第首先发现的，奥斯特发现的是电流的磁效应，故B错误； C．扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，而发电机的工作原理是电磁感应，二者原理不同，故C错误； D．“储存电能”时，是将产生的电能转化为电池内部的化学能储存起来，而不是化学能转化为电能，故D错误。 故选A。 43. 如图所示的装置中，线圈abcd的ab、cd边分别与金属圆环A、B固定，电刷E、F分别与金属圆环A、B接触，电流计的指针偏转方向可以反映电流的方向。闭合开关后，线圈顺时针转动到图中位置时，电流计指针往左偏。则（　　） A．当线圈abcd转过90°后，电流计指针往右偏 B．当线圈abcd转过180°后，电流计指针往右偏 C．当线圈abcd在图中位置逆时针转动，则电流计指针往左偏 D．当线圈abcd从图中位置逆时针转过180°，则电流计指针往右偏 【答案】B 【详解】A．线圈顺时针转动到图中位置时，ab边向上切割磁感线，cd边向下切割磁感线，线圈中产生感应电流，线圈转过90°后，ab、cd边不切割磁感线，无感应电流，指针不偏转，故A 错误； B．线圈转过180 °后，ab、cd边切割磁感线的方向反向，感应电流方向改变，指针往右偏，故B 正确； C．当线圈abcd在图中位置逆时针转动，ab、cd边切割磁感线方向反向，感应电流方向改变，指针应往右偏，故C错误； D．线圈逆时针转过180 °，则ab边仍向上切割磁感线，cd边仍向下切割磁感线，感应电流方向与原方向一致，指针往左偏，故D错误。 故选B。 44．如图所示为一种佩戴在手腕上的“计步器”，其基本构造是在一段塑料管中密封一小块磁体，管外绕着线圈。运动时，磁体在管中往复运动，线圈输出不断变化的电流，从而实现计步。下列说法正确的是（　　） A．线圈中产生电流的过程将机械能转化为电能 B．线圈中产生电流的原理是电流的磁效应 C．磁体的周围存在磁场和磁感线 D．改变走路的速度，则“计步器”中的电流方向发生改变 【答案】A 【详解】运动时，磁体在管中往复运动，线圈切割磁感线产生电流，输出不断变化的电流从而实现计步，这属于电磁感应现象。 A．磁体运动驱动线圈切割磁感线，产生感应电流，该过程是将机械能转化为电能，故A正确； B．电流的磁效应是指通电导线周围存在与电流方向有关的磁场，属于电生磁，而线圈中产生电流的原理是电磁感应，属于磁生电，故B错误； C．磁体的周围存在真实的磁场，但磁感线是假想的模型，非真实存在，故C错误； D．电流方向由磁场方向和切割磁感线的运动方向决定，与运动速度大小无关（速度影响电流大小），改变走路速度，电流方向不变，故D错误。 故选A。 45．如图甲所示是动圈式话筒构造示意图。当你对着话筒说话时，声音使膜片振动，与膜片相连的、处在磁场中的线圈也跟着一起振动，线圈中产生大小和方向都变化的电流。在如图乙所示的四个实验中，与动圈式话筒的工作原理相同的是（     ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】动圈式话筒的工作过程：声音带动膜片振动，使与膜片相连的线圈在磁场中振动，切割磁感线产生感应电流，因此动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象。 A．该实验探究磁极间的相互作用，故A不符合题意； B．该图是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，属于电流的磁效应，故B不符合题意； C．该装置有外接电源，原理是通电导体在磁场中受力运动，故C不符合题意； D．该装置无外接电源，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，灵敏电流计检测到感应电流，属于电磁感应现象，故D符合题意。 故选D。 46．小明把一个钕磁铁（强力磁铁）通过铜管时，发现磁铁下落是缓慢的，且磁性越强，磁铁下降越慢。小明分析产生这种现象的原因可能是：钕磁铁下降时，在铜管中产生了________，随即使铜管周围存在________，与钕磁铁产生相互作用，使磁铁下降减慢。 【答案】 感应电流 磁场 【详解】钕磁铁下降时，铜管作为闭合导体相对磁场做切割磁感线运动，由电磁感应现象可知，铜管中产生感应电流；因通电导体周围存在磁场，故铜管周围的磁场与钕磁铁产生相互作用，阻碍磁铁下落，使磁铁下降减慢。 47．如图，水平平行放置的金属导轨与电路连接置于磁场中（其中“”表示磁场方向垂直纸面向里），两根相同的金属棒AB、CD平行放在导轨上，与导轨紧密接触且可自由滑动，AB和CD的电阻均为R。 （1）连接1、3接线柱，此时通过AB和CD的电流IAB_________ICD（选填“>”、“＝”或“<”）。若磁场对AB的作用力水平向左，则磁场对CD的作用力方向_________（选填“水平向左”或“水平向右”）； （2）固定CD在导轨上，连接1、2接线柱，使AB在导轨上水平向右运动，此时产生的电流从A经电流表到B，同时是否有电流通过CD？_________，若有，请判断电流通过CD时的方向，若没有，请说明理由_________。 【答案】（1） = 水平向左 （2）没有 固定CD，连接1、2接线柱，使AB在导轨上水平向右运动，AB切割磁感线产生感应电流，相当于电源，电流表将电源短路，所以没有电流流过CD。 【详解】（1）连接1、3接线柱时，AB和CD并联在电路中，因为两根金属棒相同，电阻均为R，且在同一电源电压下，根据并联电路的特点，各支路电压相等，由欧姆定律可知，通过AB和CD的电流IAB=ICD。 根据通电导体在磁场中受力方向的决定因素：已知磁场对AB的作用力水平向左，说明AB中电流方向是从B到A。因为AB和CD并联，电流方向相同，所以磁场对CD的作用力方向也是水平向左。 （2）见答案。 48. 阅读材料，回答问题 手机无线充电 生活中常见的手机无线充电主要方式为电磁感应充电，原理如图甲所示，交变电流通过无线充电板（送电线圈）产生磁场，手机（受电线圈）放在无线充电板上就能充电，并将电能储存到手机的锂电池内。这种无线充电的主要优势是在近距离时效率可达90%，现在很多手机都搭配了超级无线快充功能，在快充过程中的不同阶段中充电功率会根据电池的电量进行调整。我国某品牌智能手机A使用标称电压3V，容量4400mA·h的电池，采用超级快充技术，不到10min就可把电池的电量充达一半，极大地方便了人们使用。 虽然电磁感应式无线充电具有便捷、高效等优点，但充电效率也受到多种因素影响。系统的发热程度、环境干扰物、线圈材料的电阻、对齐相对位置等都会影响能量传输的效率。例如，环境温度过高会使线圈电阻增大，影响能量传输降低充电效率；周围金属物体可能会干扰磁场分布，降低充电效率；只有当线圈对齐时才能实现高效率的充电。 （1）手机在无线充电时，手机中的受电线圈会产生感应电流，该过程与_______（选填“发电机”或“电动机”）工作原理相似； （2）给电池充电过程中，将_______能转化为化学能，电池相当于_______（选填“用电器”或“电源”）； （3）以下__________是正确的充电方式并能提高充电的效率； A．在高温环境下充电 B．将手机与充电底座紧密对齐放置 C．在充电底座周围放置金属装饰物 D．随意摆放手机进行充电 （4）用标有“输出11V 6A”字样的充电器给智能手机A电池充电，设充电器工作时输出功率保持不变，充电效率为75%，则选用该充电器将手机A电池从零到充满电需要_________min； （5）利用USB充电电流电压显示计来实时测量充电过程中充电器输出的电流和电压，并绘制如图乙、丙所示图像。若充电导线的阻值为0.1Ω，前20min导线产生的热量为_________J。 【答案】(1)发电机 (2) 电 用电器 (3)B (4)16 (5)1800 【详解】（1）手机在无线充电时，手机中的受电线圈会产生感应电流，原理是电磁感应现象，该过程与发电机工作原理相似。 （2）电池放电时，化学能转化为电能；给电池充电的过程中，将电能转化为化学能，此时电池相当于用电器。 （3）系统的发热程度、环境干扰物，线圈材料的电阻、对齐相对位置等都会影响能量传输的效率。只有当线圈完全对齐时才能实现高效率的充电，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 （4）充电器的输出功率为P=UI=11V×6A=66W 电池充满电储存的电能为W=U1I1t1=3V×4.4A×3600s=4.752×104J 电池从零到充满电需要的时间为 （5）由图乙、丙可知，前20min电压不变，电流分别为6A、4A、2A，根据焦耳定律可得，前20min导线产生的热量为 Q=I12Rt1+I22Rt2+I32Rt3=(6A)2×0.1Ω×5×60s+(4A)2×0.1Ω×5×60s+(2A)2×0.1Ω×10×60s=1800J 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第14章 电与磁 【题型1 磁现象与磁场】 1 【题型2 通电螺线管外部的磁场】 4 【题型3 电磁继电器相关计算题】 6 【题型4 电磁作图题】 10 【题型5 磁场对通电导线的作用与应用】 12 【题型6 电磁感应现象与应用】 15 【题型1 磁现象与磁场】 1．关于磁场和磁感线的描述，下列说法不正确的是（     ） A．磁场是客观存在的物质，磁感线是人为引入并非真实存在的曲线 B．规定小磁针静止时N极所指方向为该点的磁场方向 C．磁感线从磁体的S极出发，回到N极，所以磁铁内部不能有磁感线 D．磁场对放入其中的磁性物体有力的作用 2．追梦小组开展“中国古代科技溯源”跨学科实践活动，研究指南针的进化历程。下列选项中叙述符合实际的是（     ） A．春秋“司南”的勺柄指向南方，因天然磁石受地球磁场磁化，说明古人已掌握人工磁化技术 B．唐代“指南鱼”用烧红的铁片淬火制成，利用磁效应指示南北方向，证明当时已发现地磁场的作用 C．北宋沈括《梦溪笔谈》记载“方家以磁石磨针锋，则能指南”，体现磁化技术的实验探索与记录 D．北宋地理学家朱彧《萍洲可谈》中的相关记载，说明我国古人最早将指南针应用于大地测量 3．三根钢棒位置如图所示。已知B棒有磁性，那么（     ） A．A棒有磁性，C棒没有磁性 B．A棒一定没有磁性，而C棒可能有磁性 C．A棒可能有磁性，也可能没有磁性 D．C棒可能有磁性，也可能没有磁性 4．利用如图所示装置探究磁化过程，如图甲，在固定的软铁棒M下方撒一层铁粉，软铁棒不吸引铁粉；当把一根条形磁铁固定在软铁棒上方附近时，铁粉被软铁棒吸引，如图乙。以下关于此实验的观点不正确的是（     ） A．甲图到乙图的过程叫磁化 B．乙图中软铁棒的上端是S极 C．若把乙图中磁体移走，铁棒的磁性将消失 D．若将乙图中铁棒换成钢棒，被吸引的铁屑会减少 5．弹簧测力计下竖直悬挂着一铁块，当条形磁体的极从图中位置向左匀速运动到铁块正下方的过程中，能反映弹簧测力计示数随时间变化情况的图像是（     ） A． B．C． D． 6．某同学研究磁极间相互作用力的大小。他先将一块条形磁铁悬挂在弹簧测力计下保持静止，观察弹簧测力计的示数，如图（a）所示；再将它逐渐靠近另一块条形磁铁，并观察弹簧测力计示数，过程如图（b）、（c）、（d）所示。根据要求做出判断，写出结论。 （1）请判断：弹簧测力计下悬挂的条形磁铁的下端为_______极。 （2）比较图（b）、（c）、（d）三图，可得出结论：_______。 7．通过实验探究磁体周围的磁场特点。 （1）在条形磁铁四周放置的小磁针静止时指向如图甲所示，图中小磁针涂黑的一端为N极。由此可以判断出条形磁铁的B端是_______（选填“N”或“S”）极。 （2）小美用铁屑探究磁体周围的磁场如图乙所示。 ①在蹄形磁铁上面放一块透明有机玻璃，并在玻璃板上均匀撒上一层铁屑，轻轻敲击玻璃板，可以看到小铁屑有规则地排列起来。这是因为撒在磁体周围的每个小铁屑都被_______，磁场的分布情况也被形象地显示出来。 ②再在玻璃板上放一些小磁针，记录这些小磁针静止时N极的指向。 ③人们仿照铁屑在磁场中排列的情况和小磁针N极的指向，画出一些带箭头的曲线形象地描述磁场，物理学中把这样的曲线叫作磁感线．磁体外部的磁感线都是从_______极出发的。 8．如图所示，小莉同学对磁现象进行了一些探究活动： （1）甲图所示探究活动，说明磁体的异名磁极间存在相互__________的作用； （2）小莉同学通过图乙和图丙所示的实验探究，理解了法拉第为形象地描述磁场而建立的__________模型。 （3）和小莉同班的小明捡到一块废弃的正方体磁铁，为了探测其磁极性，他将相邻的三面分别用、、标记，然后放在透明的塑料袋里，用细线悬挂起来。第一次将磁铁按图丁所示放置在塑料袋中，确保面向上，结果面在任意方向均可静止。第二次将磁铁按图戊所示放置在塑料袋中，结果磁铁静止时总是面朝南。根据以上操作，请你帮助小明推断：、、三面中，__________是磁极所在面；该面对应的磁极是_____极；为了进一步探究其磁极的性质，把正方体磁铁沿戊图中“虚线”水平方向切割成两部分，则它们上下两部分之间将相互__________（选填“吸引”或“排斥”）。 【题型2 通电螺线管外部的磁场】 9. 如图所示的是小明同学探究“通电螺线管的磁场方向”的实验示意图。实验时，在圆圈位置放置小磁针，闭合开关，画出不同位置小磁针静止时N极的指向。下列说法正确的是（     ） A．用铁屑代替小磁针也可以达到实验目的 B．对调电源正负极，闭合开关，通电螺线管的磁场方向不变 C．开关闭合前，放置在a、b处的小磁针静止时N极指向相反 D．闭合开关前，放置在a、b处的小磁针静止时N极指向相同 10. 如图，将小磁针（N极涂黑）放置在通电螺线管产生的磁场中，小磁针静止时指向正确的是（     ） A． B． C． D． 11．小明家有一款磁悬浮音箱，音箱下部有一块磁铁（磁铁S极在下），圆柱状底座内部有电磁铁。他发现这个音箱与图（b）所示电路原理相似。下列判断正确的是（不计空气浮力）（     ） A．如图（b），闭合开关，使音箱悬浮后，滑片P向右调节，当音箱再次悬浮时，音箱受到的磁力变大 B．闭合开关，当滑片P向右滑动时，电源输出的功率变大 C．通电后电磁铁的周围，磁感线的方向是从S极到N极 D．若对调图（b）电路中电源正、负极，闭合开关，音箱静止在底座上，音箱受到的重力和支持力是一对平衡力 12．如图所示，当变阻器的滑片P缓慢向左移动时，则（     ） A．悬挂磁铁的弹簧伸长 B．悬挂磁铁的弹簧缩短 C．悬挂磁铁的弹簧长度不变 D．悬挂磁铁的弹簧可能伸长，也可能缩短 13．如图所示，螺线管的上方放置一个小磁针，螺线管左方的水平地面上放置一个铁块。闭合开关后，铁块静止不动，小磁针在磁场的作用下会发生转动，它的周围____________（有/无）磁感线，小磁针静止时左端为____________（S/N）极。当滑片P向左滑动时，铁块受到的摩擦力的方向是____________（水平向左/水平向右），大小将____________（变大/不变/变小）。 14．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。 15．小明和他的学习小组在实验室探究通电螺线管外部磁场的特点。 （1）将螺线管安装在一块有机玻璃板上，连入电路中。在玻璃板面上均匀地撒满铁屑、闭合开关并______玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示。可见，通电螺线管外部磁场与______的磁场相似； （2）为了进一步探究通电螺线管外部磁场的方向，同学们把小磁针放在螺线管四周不同的位置闭合开关，小磁针静止时N极所指的方向如图乙所示（涂黑的一端是N极），则此时通电螺线管的A端为______极（选填“N”或“S”）。对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极所指的方向与图乙相反，说明通电螺线管外部磁场的方向与______有关； （3）根据以上图中的实验现象推断，通电螺线管的内部______（选填“有”或“没有”）磁场，依据是：______。 16．小鹭利用电磁铁、小磁铁、指针和刻度盘制成多量程电流表，结构示意图如图所示，其中A、B、C为接线柱。当电流通过电磁铁时，指针绕点顺时针偏转；电路断开时，指针指0刻度线。 (1)若选择A、C为该电流表的接线柱，则应选择___________为“负”接线柱，才能使电流表正常工作。 (2)若将电磁铁适当靠近小磁铁，则该电流表___________。 A．零刻度将向右移动 B．指针将发生反偏 C．精确度将提高 D．量程将增大 (3)该电流表选小量程时所选的接线柱是___________。 【题型3 电磁继电器相关计算题】 17．图甲为简单恒温箱温控电路（U为恒压电源），电磁继电器线圈的电阻为30Ω，R为热敏电阻，其阻值R随温度t变化的图像如图乙所示，为滑动变阻器，当线圈中的电流大于或等于20mA时，衔铁被吸合，加热器停止工作，实现温度控制，关于该恒温箱的说法正确的是（     ） A．继电器中电磁铁的上端为N极 B．恒温箱内的加热器应接在BD间 C．若该恒温箱的设定温度高一些，滑动变阻器滑片应向上移 D．若将U的正负极对调不会影响其工作 18．为了交通安全，货车上高速公路前要进行超载检查。如图-1是某道路超载报警器的工作原理，控制电路电源电压恒为12V，R2是压敏电阻，阻值随压力的变化如图-2。闭合开关S，当压敏电阻受到的压力达到40000N时，电磁铁线圈中的电流为0.1A，此时衔铁被吸下，动触点K与触点A断开，同时与触点B接触，报警铃声响起。电磁铁线圈电阻不计，下列说法正确的是（     ） A．检查时，车的质量越大电磁铁的磁性越弱 B．当控制电路中的总电阻为40Ω时，报警铃声开始响起 C．当R1的功率为0.4W时，报警铃声开始响起 D．若要提高设定的限载质量，应将滑片P向右移动 19．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所示。已知控制电路的电源电压保持不变，线圈电阻，保护电阻。当车辆经过水平检测点时，压敏电阻Rx的阻值与压力变化的关系如图乙所示。当电压表示数时，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，下列说法正确的是（     ） A．Rx的阻值随压力的增大而增大 B．当压力增大时，电压表示数减小 C．继电器的衔铁恰好被吸下时，控制电路中的电流为 D．质量为55 t的汽车经过水平检测点时会被抓拍 20．图为科创小组在科学实践活动中设计的饮水机工作原理图，该饮水机具有加热和保温功能。R1、Rt为加热电阻，Rt为热敏电阻，Rt阻值随温度的变化关系如下表。加热电路电压恒为220V，，加热挡的功率为840W。控制电路电源电压恒为3V，当电流达到0.02 A时衔铁被吸合，不计线圈电阻。 30 40 50 60 70 220 165 130 100 83 （1）衔铁被吸合时，饮水机处于何种状态？ （2）求R2的阻值。 （3）将滑动变阻器Rp阻值调至时，求设定的最高水温。 （4）请提出提高设定最高水温的一种方案，并说明理由。 21．为保障消防安全，商场、宾馆等人员密集的公共场所均安装了烟雾报警器。如图甲所示为某款烟雾报警器电路示意图，当烟雾浓度为时，蜂鸣器报警。已知控制电路的电源电压为6 V，R1为光敏电阻，其阻值随光照强度的变化关系如图乙所示，线圈电阻为。当控制电路中的电流低于150 mA时，指示灯发光，灯上标有“220 V   40 W”的字样；当电流达到150 mA时，电磁铁吸合衔铁，蜂鸣器报警。求： 10 20 30 40 50 60 80 100 烟雾浓度/（） 20 18 16 14 12 10 8 6 （1）求灯泡正常工作时的电阻； （2）判断该装置能否实现要求，若不符合要求通过计算说明如何改进； （3）小明认为通过减少线圈匝数可以使该装置在烟雾较淡时报警，请分析该说法是否正确。 22．在实践活动中，小博利用电磁继电器（电磁铁线圈电阻不计）制作了具有加热、保温功能的恒温孵化器，如图甲所示。在控制电路中，电源电压U1=12V，定值电阻R0=50Ω，热敏电阻R阻值随温度变化的图像如图乙所示；在孵化器内的工作电路中，电源电压U2=220V，R1、R2为电热丝，R1=1000Ω，R2=100Ω。当孵化器内温度达到时，衔铁会跳起。求： （1）衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流； （2）工作电路在保温状态下的电功率； （3）衔铁被吸下以后经过10min工作电路中产生的热量； （4）若要使孵化器内温度达到时衔铁就跳起，请通过计算说明应如何调整控制电路。 23. 日照万平口景区风景秀丽，商铺货品琳琅满目，满足游客需求，某奶茶店恒温调奶器可实现温度过高时自动停止加热。其内部由加热电路和控制电路组成，简化电路如图所示。加热电路有加热、保温两个挡位，已知，，加热挡电功率为1100W。控制电路电压，R0为定值电阻，R为热敏电阻，其阻值随锅内温度的变化情况如表所示。已知恒温调奶器容量为5kg，当水温达到80℃时衔铁会跳起，停止加热，此时控制电路中电流大小为0.02A。（电磁铁线圈电阻忽略不计） (1)电磁继电器的工作原理是电流的______。 (2)求R0的阻值。 (3)求保温挡的电功率和R2的阻值。 (4)当调奶器加满温度为25℃的牛奶，加热元件工作1250s后衔铁跳起，求此过程中牛奶吸收的热量及恒温调奶器的加热效率。（） (5)要使控制电路在温度更高时才自动停止加热，可采取什么措施？（写出一种即可） 【题型4 电磁作图题】 24. 如图所示，请在图中虚线框内标出磁体右端的磁极用“N”或“S”表示和A点磁感线的方向。 25．闭合开关，通电螺线管附近的小磁针方向如图所示，请在图中括号内标出电源的极性（“+”或“-”），并标出磁感线的方向。    26．如图所示是一电磁铁和条形磁铁相互作用时的磁场分布、电磁铁和条形磁铁相互________（选填“吸引”、“排斥”或“不发生作用”）。请根据图中静止的小磁针的N、S极标出条形磁铁左端的磁极、电源的正极（电源的正极用“+”表示）和A点磁感线的方向______。 27．如图所示是悬浮车模具的简化示意图，请标出磁感线的方向和电源上方的极性。 28．地球周围存在着磁场，如图所示为地磁场的磁感线分布情况，请在图中用箭头标出磁感线上P点的磁场方向，以及小磁针S极的指向。 29．如图，电流表的正、负接线柱连接正确，请标出小磁针的N极，并用箭头标出A点的磁感线方向。 30. 如图所示，电磁继电器可实现用12V电路控制220V电路，声控开关在有声音时会闭合20s，光控开关在有光时会延迟20s断开，请利用这些元件设计一个楼道灯电路，达到既能照明又省电的目的。请用笔画线按要求连接电路元件。 31．圆纸盒里有一个条形磁体，圆纸盒外放着一些小磁针，各小磁针的指向如图所示。请画出圆纸盒里的磁体并标明N极和S极。（小磁针涂黑的一端表示N极） 32．机器人拟采用无线充电技术。如图为无线充电简化示意图，某时刻送电线圈电流方向如图所示，请在图中标出送电线圈左侧磁极，并在B点处标出磁感线的方向。 【题型5 磁场对通电导线的作用与应用】 33．下列实验装置能体现电动机工作原理的是（　　） A． B． C． D． 34．近年来我国先进装备层出不穷，我们倍感自豪，如图所示装备的动力装置与其他不同的是（　　） A．玉兔号月球车 B．福建号航母 C．歼20战机 D．C919大型客机 35．如图所示，某同学自制了一个扬声器，将线圈紧密粘贴在纸杯底部，在线圈上方放置一个强磁体，在线圈中通入交变电流后，纸杯振动发声。下列说法正确的是（　　） A．该扬声器与电磁继电器的工作原理相同 B．磁场对线圈的力的方向随电流方向的改变而改变 C．线圈带动纸杯振动是电磁感应现象 D．线圈中的电流不会产生磁场 36．图是某家庭电路中空气开关的原理图。当家庭电路中电流过大时，通电螺线管P的磁性增强，吸引卡扣Q向左偏转，弹簧拉起开关S切断电路。下列说法正确的是（     ） A．卡扣Q可以选用铜块制成 B．该空气开关与电动机工作原理相同 C．当电流方向如图中箭头所示时，螺线管P的右端是N极 D．将台灯的插头插入插座时，该空气开关立刻“跳闸”，则可能是插头短路 37．如图所示是实验室中电流表的内部结构图，处在磁场中的线圈中有电流通过，线圈会带动指针一起偏转①，线圈中的电流越大，指针偏转角度越大②。则下列说法正确的是（　　） A．该装置中没有磁体，通电后指针依然能偏转 B．线圈中有电流通过时，把电能全部转化为内能 C．改变线圈中的电流方向，其转动方向不会改变 D．线圈中的电流越大，其所受的磁场力越大 38. 用电动机竖直提升重物。 （1）图1中重物上升过程经过M、N、O、P点，其速度在MN段不断增大，在NO段不变，在OP段不断减小，忽略空气阻力，则重物在( ) A．MN段动能不变                                 B．MN段机械能不变 C．NO段机械能增大                               D．OP段重力势能减小      （2）图1中ab边所受磁场的作用力为F。把电源的正负极对调再接入电路，闭合开关，线圈abcd转至图2所示位置，则（ ） A．图1中流过ab边的电流方向是从b到a B．图1中cd边受到磁场作用力的方向与F的相同 C．图2中ab边受到磁场作用力的方向与F的相反 D．图2中cd边受到磁场作用力的方向与F的相反 39. 如图所示是“通电导体在磁场中受力运动”的探究实验，回答下列问题。 （1）把导体放在磁场中，接通电源，闭合开关，让电流通过导体ab，会发现导体ab________（选填“运动”或“静止”）。 （2）把电源的正、负极对调后，使通过导体的电流方向与原来相反，这时导体ab________。 （3）保持电源的正、负极不变，对调磁体的磁极，使磁场的方向与原来相反，这时导体ab将反向运动。由此可以得出：通电导体在磁场中受力的作用，力的方向与________的方向和________的方向都有关。根据这个原理制成了________（选填“发电机”或“电动机”），该装置工作过程中发生的能量转化是________。 （4）通过观察导体运动方向来判断导体在磁场中的受力方向，用到的物理学方法是________（填字母）。 A．类比法 B．控制变量法 C．转换法 （5）小李想在这个实验装置的基础上进行改装，用来探究影响感应电流方向的因素，为了观察到明显的实验现象，他应把图中的电源换成小量程________（选填“电流表”或“电压表”）。 【题型6 电磁感应现象与应用】 40. 兰州马拉松已成为兰州的一张名片。比赛计时采用感应芯片，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 41．如图是一新型手电筒。上下快速晃动时，筒内的磁体会上下运动，使筒壁上的线圈内产生感应电流，并为筒内的蓄电池充电。下列说法正确的是（　　） A．该装置利用了电动机原理 B．上下快速晃动时电能转化为机械能 C．该装置利用了发电机原理 D．为蓄电池充电时化学能转化为电能 42．如图是一款“收音机钢笔”，当书写的时候，笔端摇摆产生电流，就能给钢笔的内置电池储存电能，同时供笔端微型收音机和扬声器工作。在繁重的学习中可以听听音乐，缓解学习的压力。关于“收音机钢笔”的说法正确的是（    ） A．“产生电流”利用了电磁感应的原理 B．电磁感应现象由奥斯特首先发现 C．扬声器工作原理与发电机工作原理相同 D．“储存电能”时把化学能转化为电能 43. 如图所示的装置中，线圈abcd的ab、cd边分别与金属圆环A、B固定，电刷E、F分别与金属圆环A、B接触，电流计的指针偏转方向可以反映电流的方向。闭合开关后，线圈顺时针转动到图中位置时，电流计指针往左偏。则（　　） A．当线圈abcd转过90°后，电流计指针往右偏 B．当线圈abcd转过180°后，电流计指针往右偏 C．当线圈abcd在图中位置逆时针转动，则电流计指针往左偏 D．当线圈abcd从图中位置逆时针转过180°，则电流计指针往右偏 44．如图所示为一种佩戴在手腕上的“计步器”，其基本构造是在一段塑料管中密封一小块磁体，管外绕着线圈。运动时，磁体在管中往复运动，线圈输出不断变化的电流，从而实现计步。下列说法正确的是（　　） A．线圈中产生电流的过程将机械能转化为电能 B．线圈中产生电流的原理是电流的磁效应 C．磁体的周围存在磁场和磁感线 D．改变走路的速度，则“计步器”中的电流方向发生改变 45．如图甲所示是动圈式话筒构造示意图。当你对着话筒说话时，声音使膜片振动，与膜片相连的、处在磁场中的线圈也跟着一起振动，线圈中产生大小和方向都变化的电流。在如图乙所示的四个实验中，与动圈式话筒的工作原理相同的是（     ） A． B． C． D． 46．小明把一个钕磁铁（强力磁铁）通过铜管时，发现磁铁下落是缓慢的，且磁性越强，磁铁下降越慢。小明分析产生这种现象的原因可能是：钕磁铁下降时，在铜管中产生了________，随即使铜管周围存在________，与钕磁铁产生相互作用，使磁铁下降减慢。 47．如图，水平平行放置的金属导轨与电路连接置于磁场中（其中“”表示磁场方向垂直纸面向里），两根相同的金属棒AB、CD平行放在导轨上，与导轨紧密接触且可自由滑动，AB和CD的电阻均为R。 （1）连接1、3接线柱，此时通过AB和CD的电流IAB_________ICD（选填“>”、“＝”或“<”）。若磁场对AB的作用力水平向左，则磁场对CD的作用力方向_________（选填“水平向左”或“水平向右”）； （2）固定CD在导轨上，连接1、2接线柱，使AB在导轨上水平向右运动，此时产生的电流从A经电流表到B，同时是否有电流通过CD？_________，若有，请判断电流通过CD时的方向，若没有，请说明理由_________。 48. 阅读材料，回答问题 手机无线充电 生活中常见的手机无线充电主要方式为电磁感应充电，原理如图甲所示，交变电流通过无线充电板（送电线圈）产生磁场，手机（受电线圈）放在无线充电板上就能充电，并将电能储存到手机的锂电池内。这种无线充电的主要优势是在近距离时效率可达90%，现在很多手机都搭配了超级无线快充功能，在快充过程中的不同阶段中充电功率会根据电池的电量进行调整。我国某品牌智能手机A使用标称电压3V，容量4400mA·h的电池，采用超级快充技术，不到10min就可把电池的电量充达一半，极大地方便了人们使用。 虽然电磁感应式无线充电具有便捷、高效等优点，但充电效率也受到多种因素影响。系统的发热程度、环境干扰物、线圈材料的电阻、对齐相对位置等都会影响能量传输的效率。例如，环境温度过高会使线圈电阻增大，影响能量传输降低充电效率；周围金属物体可能会干扰磁场分布，降低充电效率；只有当线圈对齐时才能实现高效率的充电。 （1）手机在无线充电时，手机中的受电线圈会产生感应电流，该过程与_______（选填“发电机”或“电动机”）工作原理相似； （2）给电池充电过程中，将_______能转化为化学能，电池相当于_______（选填“用电器”或“电源”）； （3）以下__________是正确的充电方式并能提高充电的效率； A．在高温环境下充电 B．将手机与充电底座紧密对齐放置 C．在充电底座周围放置金属装饰物 D．随意摆放手机进行充电 （4）用标有“输出11V 6A”字样的充电器给智能手机A电池充电，设充电器工作时输出功率保持不变，充电效率为75%，则选用该充电器将手机A电池从零到充满电需要_________min； （5）利用USB充电电流电压显示计来实时测量充电过程中充电器输出的电流和电压，并绘制如图乙、丙所示图像。若充电导线的阻值为0.1Ω，前20min导线产生的热量为_________J。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $