第1章 电与磁 培优提升练习（含答案）

电与磁
一、选择题
1．2020年11月，国务院办公厅提出新能源汽车发展战略。如图是新能源汽车的充电桩，下列做法符合安全用电的是（　　）
A．安装充电桩时，不连接地线也可以
B．每个充电桩在安装时都要装漏电保护器
C．有经验的电工在安装充电桩时不必断开电源开关
D．充电桩起火，应迅速浇水扑灭
2．如图是小科同学家的部分电路，他将电饭煲的插头插入三孔插座后，正在烧水的电热水壶突然停止工作，但电灯仍在正常发光。拔出电饭煲的插头，电热水壶仍不能工作。用测电笔分别测试插座的左、右孔，发现氖管均不发光。若电路中只有一处故障，则（ ）
A．电热水壶所在电路的b、c间断路
B．插座的接地线断路
C．电路的a、b间导线断路
D．电路的c、d间导线断路
3．小科家新购住房刚装修完毕，家中部分照明电路如图所示。验收工程时，断开其它所有用电器后，闭合开关S，白炽灯L亮了一段时间后熄灭了，他用测电笔分别测试了图中插座的两个孔，发现测电笔都发光（假如故障只有一处）；接着断开开关S，再次用测电笔测试了插座的两个孔。下列说法正确的是（　　）
A．故障是灯泡L断路
B．故障是熔断器断开
C．再次测试两孔时测电笔都不发光
D．再次测试两孔时只有右孔让测电笔发光
4．2021年宁波女子半程马拉松比赛采用感应芯片计时。正确佩带芯片的参赛者，只要通过起点和终点设置的恒定磁场地带时，芯片里的线圈就会产生电流，激发芯片发送编码信息，系统实时获取计时信息。与此工作原理相同的器件是（　　）
A．电风扇 B．门吸
C．手摇发电手电筒 D．电铃
5．在学习家庭用电时，老师们总是会画这样的简笔画，如图所示，甲站在干燥的木桌上一只手接触到火线；乙站在地上一只手接触到零线；丙站在干燥的木桌上一只手接触到火线。此时，丁站在地面上用手去拉丙。则（　　）
A．甲、乙都会触电 B．甲、丙都会触电
C．丙、丁都会触电 D．乙、丁都会触电
6．对于图中所示的四幅图，以下说法不正确的是（　　）
A．图甲所示的风光互补式路灯，太阳能发电装置是将太阳能转化为电能，风力发电机的工作原理是电磁感应
B．图乙中，铁钉B吸引的大头针比A多，说明电磁铁的磁性强弱与电流大小有关
C．图丙是一种自动测定油箱内油面高度的装置，油量减少时油量表示数变小
D．图丁是电流表的内部结构图，指针偏转角度随线圈中电流增大而增大，它是利用磁场对电流的作用的原理工作的
7．如图为汽车启动原理图。汽车启动时，需将钥匙插入钥匙孔并旋转（相当于接通电路)。下列有关说法错误的是（　　）
A．此时通电螺线管产生磁性
B．通电螺线管E端的磁极为S极
C．电动机是利用电磁感应原理制成的
D．通电螺线管两端电压与电动机两端电压不同
8．将两个完全相同的条形磁铁按图所示一个挨一个连接起来，最后出现的磁极个数为（　　）
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
9．如图所示的四种电器中，利用电动机原理工作的是（　　）
A． 电炉 B． 电风扇
C． 电饭煲 D． 电铃
10．如图所示是位于余新镇阿里巴巴电商仓储物流分拣中心的智能分拣机器人，由于疫情网上购物比之前的销售量明显增加，智能分拣机器人的投入使用极大地提高了分拣效率，充电5分钟工作4小时，实现24小时不间断分拣。该机器人的动力装置为电动机，其工作原理是（　　）
A．电流的磁效应 B．电磁感应原理
C．磁场对电流的作用 D．磁极间的相互作用
11．图中电铃的工作原理说法正确的是（　　）
A．闭合开关后，A端的磁极为N极
B．电铃工作时，电磁铁一直具有磁性
C．若要铃声更响，可以向左移动滑动变阻器的滑片
D．电铃是根据电磁感应原理制成的
12．如图是小科家的部分电路。下列说法正确的是（　　）
A．若熔断器熔丝熔断了，可以用铜丝代替
B．若导线cd间断路，仍然可以安全使用三线插座
C．若闭合开关S，灯泡L不发光。用测电笔检测e点，氖管不发光，则说明灯丝一定断了
D．若ab间断路，灯泡L仍能正常工作
13．如图是一种温度自动报警器的工作原理电路图，在水银温度计上部插入一段金属丝。下列有关报警器的叙述正确的是（　　）
A．电铃发出报警信号时，电磁铁的右端为S极
B．把电路图中的“+”﹑“-”对调，该报警器将不能正常工作
C．增大水银温度计上部金属丝的长度，则电铃发出报警信号的温度会升高
D．当环境温度升高，水银柱达到金属丝的下端所指示的温度时，电铃会发出报警信号
14．环形电流可以看作是一匝通电螺线管，其两侧的磁极与线圈中电流方向的关系也符合右手螺旋定则，把两个单匝线圈A和B挂在水平光滑的固定绝缘细杆MN上，且平行靠近放置，当线圈通入如图丙所示大小相同、方向相反的电流时，则线圈A和B将（　　）
A．靠近 B．距离不变 C．远离 D．无法确定
15．某科学兴趣小组模拟奥斯特实验来研究电和磁的关系。他们在小磁针的上方拉一根水平方向放置的直导线，电源选用两节1.5V的新干电池。当直导线通电时，该组同学未观察到小磁针偏转的现象。造成上述现象的原因可能是（　　）
A．导线未沿南北方向放置 B．导线未放置在小磁针的一侧
C．电源电压偏低 D．选用的直导线太粗
二、填空题
16．如图所示，将甲、乙两个微型电动机的转轴对接并固定在一起，闭合开关后两电动机一起转动，小灯泡发光。此处产生电磁感应现象的是___________（填“甲”或“乙”）电动机。该过程中能量转化是将电能→___________能→电能，最终转化为内能和光能。
17．“地漏”（如图甲）是连接排水管道与室内地面的接口。“磁悬浮地漏”相对于传统地漏具有较多优点，如排水速度可随积水深度自动调节、在不排水时能密封管道等。
（1）若地漏不密封，排水管内臭气会扩散到室内。从微观角度解释该现象：______；
（2）磁悬浮地漏的工作原理如图乙；
①当密封盖上方无水时，在磁体B作用下，磁体A将密封盖顶起。若磁体A下端为N极，则磁体B上端为______极；
②当密封盖上方有水时，密封盖下移，开始排水。积水越多，则排水口越大，其原因是______。
18．磁悬浮列车是由无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统组成的新型交通工具，是高新技术的产物。上海磁悬浮列车的结构如图甲所示。要使列车悬浮起来，车身线圈的上端是___________（填“N”或“S"）极。图乙是另一种磁悬浮列车的设计原理图，A是磁性稳定的电磁铁，安装在铁轨上，B是安装在车身上（紧靠铁轨上方）的电阻非常小的螺线管。B中电流方向如图乙所示，请在图中标出通电螺线管的N极___________，（螺线管B与电磁铁A之间相互___________ （填“排斥”或“吸引”），从而使列车悬浮在铁轨上方。
19．华华同学去现代广场购物时发现“聪明的电梯”（如图甲），她根据网络搜索的如乙图所示的简易控制电路，R是一个压敏电阻，其电阻阻值随压力的增大而减小。请你分析：
（1）当人走下电梯后，电磁铁的磁性变_______（选填：“强”或“弱”）；
（2）电动机的转速变_______（选填：“大”或“小”）。
20．小明在家看电视，突然断电，发现空气开关跳闸。原来是楼上邻居家水管漏水，水流入小明家的插座中，因为流入插座的水是________（选填“导体”或“绝缘体”），使电路发生 _______ 路，导致空气开关跳闸。
21．如图所示的甲、乙两个电路中，开关闭合后，电线燃烧起来，甲产生的原因是______，乙产生的原因是______。
22．如图是家庭电路示意图。
（1）如图中试电笔的氖管发光，请将你所判断的火线、零线填入图中括号；( )
（2）在图中连接：开关控制灯泡的电路和三孔插座；( )
（3）如图中，为了防止电路中电流过大，发生危险，应该在_________（选填“A 点”、“B点”）位置安装保险丝。
三、探究题
23．小浩对手机无线充电的原理感到好奇。查阅资料后得知：充电时充电器内的发射线圈产生磁场，手机内的接收线圈会产生感应电流给电池充电，结构如图甲。学过电磁感应原理的小浩提出质疑：手机和充电器在充电过程中都不动，并没有做切割磁感线运动，为何会产生感应电流？对此，他设计了图乙实验进行验证。
操作序号 开关及滑动变阻器状态 灵敏电流计指针偏转方向
1 开关由断开变为闭合 向左
2 开关由闭合变为断开 向右
3 开关闭合时，滑片向左移动 向左
4 开关闭合时，滑片向右移动 向右
5 开关闭合后，滑片不移动 不偏转
6 改变电源正负极，闭合开关，滑片向左移动 向左
7 改变电源正负极，闭合开关，滑片向右移动 向右
（1）闭合开关后灵敏电流计指针被没有发生偏转。小浩认为，可能是P线圈中的电流过小，于是他将滑片向左移。他的这一操作是基于什么猜想？______
（2）滑片左移后，仍未观察到指针偏转，但再断开开关、闭合开关、移动滑片时灵敏电流计指针有明显偏转。请教老师后得知当闭合电路围成的平面内，磁感线数量发生改变时，电路中能产生感应电流。请根据上述事实，解释在该实验中若导体ab上下运动时，则闭合电路中不产生感应电流的原因（图丙）______。
（3）小浩发现不同情况下灵敏电流计指针偏转方向不同。他猜测与Q线圈中的电流方向改变有关，于是进行实验并记录现象。请判断小浩的说法是否正确，并合理选择表格中的两次实验说明理由______
24．乐乐在实验室制作了一个电磁铁，他想研究电磁铁磁性强弱和线圈匝数多少的关系。于是他找来实验器材：一定长度的漆包线（表面涂有绝缘漆的导线），学生电源，两根大小、长度相同的铁芯，滑动变阻器，导线，一定数量的大头针等。
请完成该实验：
（1）乙图是乐乐设计的电路图，为了使a、b电磁铁的电流相等，那么虚线框中a、b电磁铁的连接方式是___________。（选填“串联”或“并联”）
（2）请根据题意将下列实验方案补充完整。
①用漆包线在a铁芯上绕制10匝线圈，在b铁芯上用同样方法绕制5匝线圈，制成a、b两个电磁铁。根据设计好的电路图，将a、b两个电磁铁与电路连接。
②闭合开关，移动滑动变阻器（使至少其中一个电磁铁能够吸引起物体），_______，记录数据为n1和n2。
③断开开关，用漆包线在a铁芯上绕制20匝线圈，在b铁芯上用同样方法绕制10匝线圈，重复步骤②，再记录数据n3和n4。
④重复实验。若线圈匝数越多，数据n越大，可得实验结论：_______。
⑤整理器材。与同学分享交流。
25．在物理学中，磁感应强度（用字母B表示，国际单位是特斯拉，符号是T）表示磁场的强弱，磁感应强度B越大，磁场越强。磁感线形象、直观描述磁场，磁感线越密，磁场越强。
（1）如图甲为某磁极附近磁感线的方向和分布的示意图若在1处放置一个小磁针，当小磁针静止时，其指向应是图乙中的___________；
（2）如果电阻的大小随磁场的强弱变化而变化，则这种电阻叫磁敏电阻。某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图象如图丙。根据图线可知，磁敏电阻的阻值随磁感应强度 B的增大而___________（填“增大”、“减小”或“不变”），图线没有过坐标原点，是因为___________；
（3）利用该磁敏电阻的R-B特性曲线可以测量图甲磁场中各处的磁感应强度。
①将该磁敏电阻R放置在磁场中的位置1处。设计了一个可以测量该磁敏电阻R的电路，所提供的实验器材如图，其中磁敏电阻所处的磁场未画出。
②正确接线后，测得的数据如表。
③根据该磁敏电阻的R-B特性曲线可知，1处的磁感应强度为___________T。
1 2 3
U/V 1.5 3 4.5
I/mA 3 6 9
（4）在上述电路中，当电源电压为5.50V。将该磁敏电阻从待测磁场中移出，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为10.0mA时，则滑动变阻器接入电路的阻值为多少Ω？( )
26．学习了电磁知识后，英英同学了解到相互靠近的通电导线之间会产生相互作用力。那么这个力的大小和方向与哪些因素有关呢？他将两根导线（可伸长）平行放置后固定（如图1甲所示），然后依次通上如图乙、丙、丁所示的电流，通过反复实验证实了他的猜想。请你根据图中的实验现象回答问题。
（1）分析图1_______（选填序号），可知通电导线之间作用力方向与电流方向有关。
（2）得到通电导线之间的相互作用力的大小与电流大小有关的结论，你的依据是_______。
（3）如图2所示，将一柔软的导线弯成星形，并将其置于光滑水平桌面上，然后将开关S闭合，则该星形回路将_______。
A．不会变形
B．会变形，所围面积增大
C．会变形，所围面积减小
D．会变形，所围总面积不变
四、简答题
27．请根据图中通电螺线管的外部磁场方向，标出电源的正、负极及小磁针的N、S极。
28．智能家居已经悄然走入我们的生活，智能扫地机器人（如图甲）可通过灰尘传感器自动寻找灰尘清扫，通过电动机旋转、产生高速气流将灰尘等吸入集尘盒。智能扫地机器人的工作原理可简化成图乙。当地面灰尘增多，使空气的透光程度减弱，使照射到光敏电阻上的光照强度减弱，改变电磁铁的磁性，从面达到自动控制工作。控制电路电源电压为6伏，定值电阻R0=14欧，R为光敏电阻，其阻值随光照强度E（单位cd）的变化如图丙所示。线圈的阻值忽略不计。
（1）如图乙扫地机待命时，仅工作电路中的指示灯亮；当地面灰尘增多，空气的透光程度减弱，工作电路中的电动机开始工作。据此分析电动机所在的支路为___________。（“A”或“B”）
（2）闭合开关S，如果当线圈中的电流大于或等于0.3A时，继电器的衔铁被吸合到此时光敏电阻接收到的光照强度至少为多少cd。（写出计算过程）( )
（3）为使扫地机在地面的灰尘更少时也能开始工作，请写出一条对其控制电路的改进措施：___________。
29．为解决妈妈回家晚耽搁收衣服的问题，小科设计了“自动收缩晾衣架”（如图1）。主要部件包括可折叠晾衣架、电动机及控制电路。其中晾衣架下端连杆固定在竖杆上的P点，上端连杆通过滑环可在竖杆上自由移动，R为光敏电阻，电动机M通过拉绳与晾衣架上端连杆相连，S是按钮开关，向上按按钮可切断电路（黑色部分为导体，白色部分为绝缘体）。白天晾衣架展开伸出窗外（如图1），天黑时电动机接通，将连杆向上拉动，使晾衣架自动收缩折叠（如图2），同时连杆上的突起Q将S的按键向上按，使电路切断，停止工作。
（1）当光照强度增大时，电磁铁磁性___________。（选填“变大”、“不变”或“变小”）
（2）已知控制电路中电源电压为3伏，电磁铁线圈的阻值为60欧，光敏电阻的阻值随光照强度的变化情况如下表所示，电磁铁衔铁吸合电流至少达到30毫安，则此晾衣架自动收缩时的光照强度是多少___________？（写出计算过程）
光照强度（勒克斯） 5 10 15 20 25 30
光敏电阻R阻值（欧） 10 15 20 26 40 60
（3）小科在实际调试时发现，还没天黑晾衣架就自动缩回，为解决此问题，请提出两种改进方法：___________，___________。
30．如图1为一恒温水箱电路结构示意图，包括控制电路和工作电路两部分，控制电路：电源电压恒为12V，R1为热敏电阻（置于水箱中），阻值随温度变化的关系如图2所示，R0为滑动变阻器，线圈电阻不计，线圈中电流大于0.2A时衔铁被吸下；工作电路：R2为电热器，L1、L2为红绿指示灯，其额定电压均为220V，加热时红灯正常发光，绿灯不亮，停止加热时绿灯正常发光，红灯不亮。
（1）为了使水箱内温度保持在60℃（水温低于60℃时电热器工作，高于60℃时停止加热），滑动变阻器接入电路阻值应为多少？
（2）为了使恒温水箱内设定的温度降低一些，请你想出一种合理的办法？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．C
3．D
4．C
5．C
6．B
7．C
8．B
9．B
10．C
11．C
12．D
13．D
14．C
15．AC
16． 甲 机械
17． 分子做无规则运动 N 深度越深，液体压强越大
18． S 排斥
19． 弱 小
20． 导体 短
21． 电路使用的用电器过多或电路负荷（总功率）过大 电源被短路
22．

B
23． 磁场强度越强，P线圈中的感应电流越大 该闭合电路内磁感线数量未发生改变 见解析
24． 串联 用a、b电磁铁去吸引大头针，等大头针完全吸附住，再分别数出a、b电磁铁所吸引大头针的数量 在电流相等时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强
25． 甲 增大 磁感应强度为零时，磁敏电阻的阻值不为零 1.0 450Ω
26． 乙、丙 对比丙丁，（在电流方向相同的情况下），电流越大，导线弯曲程度越大 B
27．
28． A 6cd， 用阻值更大的电阻替换定值电阻R0（或减小控制电路电源的电压）
29． 变小 25勒克斯 减小电源电压 减少线圈匝数
30．（1）28Ω；（2）方案一：将滑动变阻器R0接入电路的阻值调大一些；方案二：换电源，降低电源电压
答案第1页，共2页
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