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[备战2023] 中考科学三轮冲刺情景类题目训练：电和磁
1、研究人员制造了一种可以在水下工作的水母机器人。部分结构如图，伞状体中放入永磁铁，当薄膜内的液体金属导体通一定电流时，薄膜能运动。它的工作原理与下列设备或用电器工作原理一致的是（ ）
A．电动机 B．电磁起重机 C．发电机 D．电铃
【答案】A
【解析】根据“当薄膜内的液体金属导体通一定电流时，薄膜能运动”可知，它的工作原理为通电导体在磁场中受力运动。A.电动机的工作原理为通电导体在磁场中受力运动，故A符合题意；B.电磁起重机的工作原理为电磁铁，即电流周围存在磁场，故B不合题意；C.发电机的工作原理为电磁感应现象，故C不合题意；D.电铃的主要结构为电磁铁，即电流周围存在磁场，故D不合题意。
2、如图所示为“磁悬浮抗震屋"，在房屋的基座上增加磁悬浮设备，当地震来临时，在短时间内房屋就会自动脱离地面悬浮在空中从而减小危害.下列与房屋悬浮原理相似的是（ ）
A． B．C． D．
【答案】A
【解析】当房屋悬浮在空中时，它受到平衡力，即竖直向下的重力和竖直向上的排斥力。根据“同名磁极相互排斥”可知，房屋下端的磁极和地面上端的磁极应该为同极，故A正确，而B、C、D错误。
3、我国第三艘航空母舰“福建舰”采用电磁弹射起飞，它的弹射车与舰载机的前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通入强电流时，立即产生强大的推力，使舰载机快速起飞。下列实验原理和电磁弹射相同的是（ ）
A．B． C． D．
【答案】B
【解析】根据"当弹射车内的导体通入强电流时，立即产生强大的推力"可知，电磁弹射的工作原理为通电导体在磁场中受力运动。A.当导线中有电流经过时，小磁针的指向发生偏转，即电流周围存在磁场，故A不合题意；B.闭合开关后，当导体中有电流经过时，它会受到磁力的作用而运动，故B符合题意；C.闭合开关后，通过两个电磁铁的电流相等，线圈匝数多的吸引铁屑多，说明电磁铁的磁场强弱与线圈匝数有关，故C不合题意；D.当导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针摆动，说明有感应电流生成，发生了电磁感应现象，故D不合题意。
4、2019年6月2日，杭州某住户私拉电线到用钢管搭建的帐篷里办丧事，一小女孩与钢管接触发生触电事故。如图所示是当时家庭电路的一部分，下列分析不科学的是 ( )
A． 女孩发生触电事故时，钢管可能与A连接
B．女孩接触钢管时，与大地之间的电压为220 V
C．若断开开关S，钢管连C点，女孩接触钢管一定不会触电
D．若女孩穿的鞋子是绝缘的，可能不会触电
【答案】C
【解析】根据三孔插座的接线可知，左孔接零线，右孔接火线，则A应该为火线，B是零线。A. 女孩发生触电事故时，钢管肯定与火线接触，即可能与A连接，故A正确不合题意；B.女孩接触钢管时与火线连通，与大地之间的电压为220 V，故B正确不合题意；C.若断开开关S，钢管连C点与火线连通，女孩接触钢管时就与火线接通，此时她可能通过大地构成通路而触电，故C错误符合题意；D.若女孩穿的鞋子是绝缘的，则不能与大地构成通路，因此不会触电，故D正确不合题意。
5、如图是小科在杭州东站“刷身份证”进站时的情景，将身份证靠近检验口，机器感应电路中就会产生电流，从而识别小科的身份。下列四幅图中能反映其工作原理的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】根据“将身份证靠近检验口，机器感应电路中就会产生电流”可知，该装置的工作原理为电磁感应。A.当导线中有电流经过时，小磁针的指向发生改变，说明电流周围存在磁场，故A不合题意；B.闭合开关后，当导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针摆动，说明产生了感应电流，故B符合题意；C.闭合开关后，通过电流的导体在磁场中受力运动，这是电动机的工作原理，故C不合题意；D.闭合开关后，小磁针的指向发生改变，说明通过电流的线圈产生磁场，故D不合题意。
6、中国“人造太阳”——全超导托卡马克（EAST）东方超环，在全球首次实现了上百秒的稳态高约束运行模式，不仅创造了新的世界纪录，还为人类开发利用核聚变清洁能源奠定了重要的技术基础。
（1）在上亿度的高温状态下，物质呈现等离子态，它们可以被磁场约束。东方超环就是利用通过强大电流所产生的强大 ，把等离子体约束。
（2）如图乙是东方超环的热核反应示意图，属于 （选填“核聚变”或“核裂变”）。
（3）东方超环的反应原理与太阳类似，能量转化是原子核能转化为 。
【答案】（1）磁场 （2）核聚变 （3）热能和光能
【解析】（1）东方超环就是利用通过强大电流所产生的强大磁场，把等离子体约束。 （2）根据图乙可知，由轻核变成重核，属于核聚变。 （3）东方超环的反应原理与太阳类似，能量转化是原子核能转化为热能和光能。
7、从2012年到2022年，送餐机器人的制造技术不断智能、升级。如图甲为送餐机器人为顾客送餐的情景。
（1）当机器人接受指令后，内部的电动机会驱动其底部轮子将食物送给顾客。制作电动机的原理依据与下图________（填序号）实验装置相同。
A．B．C． D．
（2）小科用铜丝、干电池等器材成功制作了一个小型电动机（如图乙）。他想改变电动机线圈转动的方向，他的做法是 。（写出一个即可）
【答案】（1）C （2）调换电池的正负极或对调磁体的磁极
【解析】（1）A.当导线中有电流经过时，小磁针的指向发生偏转，说明电流周围存在磁场，故A不合题意；B.当线圈中有电流经过时，线圈可以吸引大头针，说明通电螺线管周围存在磁场，故B不合题意；C.闭合开关后，通过电流的导体棒在磁场中受力运动，这是电动机的工作原理，故C符合题意；D.当导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针发生偏转，这就是电磁感应现象，故D不合题意。（2）电动机线圈转动的方向与电流方向和磁场方向有关，则改变线圈的转动方向，做法为：调换电池的正负极或对调磁体的磁极。
8、阅读《善变的软磁铁》短文，并回答下列问题。
图1所示为中国科技馆中的一个名为“善变的软磁铁”的展品，体验者推动如图2所示的软磁铁A向永磁铁B移动(永磁铁的右端是N极)，会感觉到软磁铁和固定的永磁铁之间的斥力越来越大，推动越来越吃力。但是，当软磁铁继续靠近永磁铁，两者接近到一定距离时，两块磁铁之间的排斥力又忽然变成了吸引力。这件展品让观众们体验了软磁铁与永磁铁之间同性相吸的奇妙特性。磁铁一般分为软磁铁和硬磁铁。所谓软，是指这些材料容易磁化，在磁性上表现“软”。在一般情况下，软磁铁同样也表现出硬磁铁中的一类——永磁铁的正常属性，但当普通永磁铁非常接近软磁铁的尖端时，软磁材料的磁矩方向发生了变化，两者的斥力会突然转变为吸引力。软磁材料，易被磁化，被磁化后，磁性也容易消失，也易于通过敲打和加热退磁，它广泛用于电工设备和电子设备，如应用在电磁铁、变压器和电机的铁芯中，以便在断电后磁性消失。
（1）当永磁铁非常接近软磁铁的尖端时，软磁铁的左端会突然变为 极；
（2）软磁铁与硬磁铁相比其特点是 ；
（3）探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，螺线管的铁芯应选用 磁材料(选填“软”或“硬”)，理由是 。
【答案】（1）S （2）软磁铁易被磁化，被磁化后，磁性也容易消失
（3）软；断电后螺线管失去磁性，避免对下一次实验造成影响
【解析】（1）永磁铁的右端为N极，当永磁铁非常接近软磁铁的尖端时，二者相互吸引，根据“异名磁极相互吸引”可知，此时软磁铁的左端会突然变成S极。 （2）软磁铁与硬磁铁相比其特点是：软磁铁易被磁化，被磁化后，磁性也容易消失； （3）探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，螺线管的铁芯应选用软磁材料，理由是：断电后螺线管失去磁性，避免对下一次实验造成影响。
9、长跑是常见的运动方式。为了便于运动数据记录，许多跑者使用了可穿戴“智能手环”，如图甲所示。为保证“智能手环”用电，我国研发的“柔性、可裁剪碲化铋/纤维素复合热点薄膜电池”(简称“薄膜电池”)如图乙，它能充分贴合人体体表，实现体表散热为智能手环供电。
（1）如图甲手环应用了电磁感应原理，其主部分是一段内置有一小块磁铁的密闭的空心塑料管，管外缠绕着线圈。戴着这种手环运动时塑料管跟着手一起运动，磁铁则在管内反复运动，线圈中会产生 ，液晶上就会显示出运动的步数；
（2）碲化铋(Bi2Te3)中铋元素(Bi)的化合价+3，则碲元素(Te)的化合价为 。给“薄膜电池”充电时 转化为电能；
（3）长跑时人体所需的氧气是通过 (选填“扩散”或“呼吸”)作用从肺泡进入血液，能量则是来自细胞内的 作用。
【答案】（1）感应电流 （2）-2价；热能 （3）扩散；呼吸
【解析】（1）根据“运动手环”的特点可知，当塑料管运动时，磁铁在管中反向运动，切割线圈而产生电流，因此运动手环的基本原理是电磁感应，产生电流的过程中将机械能转换为电能，即线圈中会产生感应电流，液晶上就会显示出运动的步数。（2）根据化合物中元素的化合价代数和为0，Te的化合价为，设Bi的化合价为+3，则有3x+（+3）×2=0，x=-2，因此碲元素(Te)的化合价为-2，给“薄膜电池”充电时热能转化为电能。（3）外界气体通过呼吸道进入肺泡是肺的通气，是通过呼吸运动作用实现的，长跑时，需要大量的氧气，外界气体进入肺泡是通过呼吸运动实现的，氧气通过扩散作用进入肺泡周围的毛细血管后，再经过气体在血液中的运输，最后到达骨骼肌细胞，氧气在骨骼肌细胞的线粒体中，分解有机物，释放能量，供生命活动需要，因此能量来自细胞内的呼吸作用。
10、2020年，全球各地相继爆发了新冠肺炎疫情，极大的影响了人们的生活和身体健康。而大多数新冠肺炎患者会出现发热、咳嗽等症状，于是进入各种公共场所必须测量体温，如图甲是个旧某中学为初三学生开学准备的红外线测温仪，红外线测温仪是通过对物体自身辐射的红外能量的测量，准确地测定物体表面温度的仪器。当同学们从它前面经过时就可以快速测量出体温。测温仪的电路原理图如图乙所示。左右两个电源电压均为9V，R0是阻值为10Ω的定值电阻，R1是热敏电阻，其阻值会随着温度的改变而改变。当人体体温高于37.3℃时，红灯亮发出报警。R1随人体温度辐射的红外线变化关系如下表所示。
（1）电路中R0的作用是 ，从测温仪前面通过的同学体温越高，电流表的示数 。
（2）小张同学经过测温仪时，电流表示数显示0.36A，通过计算说明测温仪是否会发出报警。
温度t/℃ 35 36.5 37 37.5 38 39 40
电阻R1/Ω 20 17 16 15 14 12 10
【答案】（1）保护电路；越大 （2）电流表示数为0.36A，测温仪会发出报警。
【解析】（1）电路中R0的作用是保护电路，从测温仪前面通过的同学体温越高，热敏电阻的阻值越小，而电流表的示数越大。（2）解：当I=0.36A时，R总= =25Ω， R1=R总-R0=25Ω-10Ω=15Ω，
由表可得，t=37.5℃＞37.3℃。
12、目前全国少数城市已投入使用超级电容公交车。超级电容器是一种新型电能存储设备，像蓄电池一样也有正、负两极，可通过安装在各公交站点的充电桩快速充满电，让车能够继续正常行驶。在制动过程中，电车又能通过发电机回收部分能量为超级电容充电，安全高效环保。
假设某型号的超级电容公交车载满乘客时总质量为15吨，某次运行时从充电桩充满电后电车储存的能量约为2×107焦，能以10米/秒的速度保持匀速直线行驶6千米，能量利用的效率为90%。
（1）电车发电机的工作原理是 。
（2）若公交车载满乘客时车胎与地面的总接触面积为0.4米2，求公交车对地面的压强。
（3）若公交车在该次运行中受到的阻力恒定，则牵引力大小是多少
（4）若公交车在该次运行中电容器输出电压为300伏，不计电容器输出电能时的能量损耗，则工作电路的电流有多大
【答案】（1）电磁感应 （2）3.75×105Pa （3）3×103牛 （4）111.1安
【解析】（1）发电机的工作原理是电磁感应现象；（2）p= =3.75×105Pa
（3）F= =3×103牛 ；（4）t= =600秒 ；I= =111.1安
13、寒冷的冬天，人们经常会使用油汀取暖器，如图为小舟家油汀取吸器的工作原理示意图，R1和R2为发热体，其部分参数如表所示，试回答问题：
（1）取吸器的工作原理：导热油是一种易导热但不易 的液体。接通电路，发热体放热，导热油吸热、温度升高。 变小在油管内上升，同时向周围的空气热到达顶端后从边上管道下降到油箱重新加热；
（2）取暖器有高、中、低三挡，小舟选择中挡在房间内取暖。使用一段时间后发现一个规律，取暖器工作25分钟后，温控开关断开停止加热，5分钟后温控开关又自动闭合，取暖器再次工作，如此循环，维持室温的基本恒定。则选择中挡使用时，取暖器每小时消耗多少电能？
（3）某次使用时，取暖器突然不工作了，于是小舟和父亲一起寻找故障。接入电源，闭合所有开关，用测电笔检测a~i各处，发现只有a、b两处测电笔的氖管能发光，根据此现象，可以推测取暖器发生的故障是 。
【答案】（1）导电；密度 （2）3×106J；（3）温控开关断路
【解析】（1）导热油是一种易导热但不易导电的液体。接通电路，发热体放热，导热油吸热，温度升高，质量不变，体积膨胀，根据可知，液体的密度变小，在油管内上升；（2）由表格数据知R1电阻值小于R2电阻值，根据可知，当只闭合开关S、S2时电阻R2工作，是低温挡；只闭合开关S、S1时电阻R1工作，是中温挡；开关均闭合时，R1、R2并联，是高温挡。取暖器中温挡的功率：，根据题意可知，在一个小时内，循环两次，取暖器中温挡每小时消耗的电能：W=Pt=1000W×（25+25）×60s=3×106J；（3）取暖器突然不工作了，可能是电路中发生了断路；b处测电笔的氖管能发光，d处测电笔的氖管能不发光，说明bd之间有断路，根据此现象，可以推测取暖器发生的故障是温控开关发生断路。（2）由表格数据知R1电阻值小于R2电阻值， 根据可知，当只闭合开关S、S2时电阻R2工作，是低温挡； 只闭合开关S、S1时电阻R1工作，是中温挡； 开关均闭合时，R1、R2并联，是高温挡。 取暖器中温挡的功率：， 根据题意可知，在一个小时内，循环两次， 取暖器中温挡每小时消耗的电能：W=Pt=1000W×（25+25）×60s=3×106J；（3）取暖器突然不工作了，接入电源，闭合所有开关，用测电笔检测a~i各处，发现只有a、b两处测电笔的氖管能发光，根据此现象，可以推测取暖器发生的故障是温控开关断路。
14、图甲为热敏电阻的R-t图像，图乙为用此热敏电阻R和电磁继电器组成的恒温箱的简单温控电路，其中电磁铁线圈的电阻为150欧姆，当线圈中电流大于或等于28毫安时，继电器的衔铁被吸合，为继电器线圈供电的电池的电压为6伏，图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。
（1）从图甲中可得 50℃时热敏电阻的阻值为 欧；
（2）工作电路连接着恒温箱的加热器，该加热器应接在 （选填“A、B 端”或“C、D 端”）；
（3）若恒温箱内的温度达到 100℃时，通过计算分析恒温箱加热器是否处于工作状态？
（4）若在原控制电路中，串联接入一个可变电阻，则通过调节可变电阻，可以改变恒温箱所控制的最高温度。请判断，当该可变电阻增大时，恒温箱内的最高温度将 （选填“变大”“不变”或“变小”）。
【答案】（1）90 （2）A、B 端 （3）解：当温度达到 100℃时，据甲图可知，此时的电阻是 50 ，继电器线圈的电阻为 150 ， 所以该电路的电流是：I =6V/(50 +150 )=0.03A=30mA＞28mA，所以恒温箱不处于工作状态 （4）变大
【解析】（1）根据图甲可知，50℃时热敏电阻的阻值为90Ω；（2）A、B当温度较低的时候，热敏电阻的电阻较大，电路中的电流较小，此时继电器的衔铁与AB部分连接，此时是需要加热的，恒温箱内的加热器要工作，所以该把恒温箱内的加热器接在A、B端。（4）据题意可知，“当线圈中电流大于或等于28毫安时，继电器的衔铁被吸合”即恒温箱会停止工作可知，若在控制电路中串联一个电阻后，电路电阻变大，同样情况下，使得电路电流变小，故控制电路达到28mA时所用的时间会更长，故可知，保温箱的加热时间会更长，故保温箱内的温度会更高。
15、我国现在倡导绿色、环保、低碳的生产和生活方式。湖州长兴弁山风力发电场是浙江省首个低风速区域风电项目，已并网发电，一年可发电约5000万千瓦时。
（1）下列装置可以演示风力发电机原理的是 （选填“A”或“B”）。
（2）已知火力发电时，发1度电需煤400克，弁山风力发电场的投入使用，每年可节省煤约多少吨？
（3）现代人居家装修普遍采用无主灯风格，如图所示。小明家今年装修新房，家庭电路中总共安装了20只规格为“220V 10W”的灯泡，若这20只灯泡全部正常工作（其他用电器不工作），求家庭电路中的总电流。
【答案】（1）B （2）2×104吨。（3）0.91A
【解析】（1）风力发电机的工作原理为电磁感应现象。A.闭合开关后，通过电流的导体在磁场中受力运动，这是电动机的工作原理，故A不合题意；B.闭合开关后，导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针摆动，这就是电磁感应现象，故B符合题意。（2）解： 煤的质量=400克/度×5×107度=2×1010克=2×104吨。（3）解：家庭电路中的总电流为：。
16、我国目前的动车上均安装了烟雾报警器，一旦有吸烟，列车上的烟雾报警系统就会报警，列车就会自动减速甚至停车。小刘在查阅资料后，自行设计了一个“烟雾报警器”，电路如图。该报警器由“控制电路”和“工作电路”所组成，其中“控制电路”由光敏电阻R、电磁铁(线圈阻值R0=12Ω)、电源U=6V、开关等组成；“工作电路”由工作电源、电铃、导线等组成。小刘的设计思路：当光敏电阻接收到的光强减弱到一定程度时，工作电路接通，电铃报警。已知该光敏电阻的阻值R与光强E之间的关系如表所示。
（1）根据光敏电阻的阻值R与光强E之间的关系，推测m= 。
（2）根据报警器的工作原理判断，电铃应接在 (填“甲”或“乙”)处。
（3）闭合开关S，如果当线圈中的电流大于或等于250mA时，继电器的衔铁被吸合，则光敏电阻接收到的光照强度需要在多少cd以上？
（4）若要提高该烟雾报警器的灵敏度(即在烟雾更少条件下就能报警)，请你提出一种改进建议。
【答案】（1）7.2 （2）甲 （3）3.0cd （4）降低电源电压或串联一个定值电阻
【解析】（1）根据表格可知，光敏电阻的阻值和对应光照强度的乘积都是36，则m36/5=7.2;（2）当烟雾增大时，光照强度减小，光敏电阻阻值增大，而通过电磁铁的电流减小。此时电磁铁的磁场减弱，衔铁弹回原来位置，接通甲所在的电路，因此报警器应该与甲相接。（3）R点=U/I=6V/0.25A=24Ω， R=R总-R0=24Ω- 12Ω= 12Ω， 对应表格E=3.0cd （4）要提高该烟雾报警器的灵敏度(即在烟雾更少条件下就能报警)，改进建议为：降低电源电压或串联一个定值电阻。
17、校本课程《陶艺》课上，烧制不同的陶、瓷作品需要不同的温度。为了能满足上述要求小明设计了一个电热式烧制炉的电路模型(如图甲所示)。工作电路：S1为电源开关；S2为衔铁的同步开关(电磁继电器吸下衔铁时S2同时断开)；烧制炉的加热元件由阻值为48.4欧的R1和阻值为193.6欧的R2两个发热电阻组成。闭合S1和S2，烧制炉开始工作，先高功率升温，后保温期间能自动实现高功率、低功率两档切换。控制电路：烧制炉利用温差电源控制炉内温度达成恒温烧制。温差电源的热点(T1点)放在炉中，冷点(T2点)放在低温恒温箱中，其提供的电压与T1、T2两点间的温度差关系如图乙所示。当温差电源使电磁继电器的电流达到0.015A时，电磁铁恰好能将弹性衔铁吸下，同时S2断开；一段时间后，温度降到预设值以下，释放弹性衔铁，同时S2闭合；如此反复，直至恒温烧制结束。
（1）当S1和S2刚闭合时，工作电路中的两电阻的工作状态是____。
A．仅R1工作 B．R1与R2串联工作 C．仅R2工作 D．R1与R2并联工作
（2）烧制炉烧制某陶瓷作品时，工作电路的高功率和低功率随时间变化如图丙所示，则烧制炉完成本次工作消耗的电能共为多少
（3）控制电路通过改变R0接入电路的阻值，实现改变烧制炉内的烧制温度。若控制电路中电磁继电器的线圈阻值为0.5欧，温差电源的冷点温度恒为20℃，现要烧制骨瓷作品需将炉内温度控制为1220℃，则需移动R0上的滑片使其接入电路的阻值为 欧。
【答案】（1）D （2）2.9kW·h （3）1.5
【解析】（1）根据甲图可知，当两个开关都闭合时，R1与R2并联；故选D。低功率工作，两电阻串联：;高功率工作，两电阻并联：;低功率工作时间：t低=40min+40min=2h
高功率工作时间：t高=60min+20min+20min+20min=2h 低功率工作消耗的电能：W低=P低t低=0.2KW×2h=0.4kW·h; 高功率工作消耗的电能：W高=P高t高=1.25Kw×2h=2.5kW·h; 工作消耗的总电能：W总=W低+W高=0.4kW·h+2.5kW·h=2.9kW·h （3）冰点和热点的温度差为：1220℃-20℃=1200℃；
根据图乙可知，温差电源的电压与温度差成正比，那么此时电压为：=0.03V；
此时的总电阻为：；此时R0接入的阻值为：R0=R总-R线=2Ω-0.5Ω=1.5Ω。
18、无人机灯光秀“燃爆”杭城：五百架无人机齐飞，以夜空为幕，执祝福之笔，迎接杭州2022。亚运吉祥物、倒计时等亚运图案点亮夜空，在钱塘江畔与“大莲花”交相辉映，表达对杭州亚运会的诚挚期待和璀璨祝福。
（1）无人机可利用超声波传感器来判断离地高度。如图甲是某测距传感器的阻值R1与离地高度h的关系图象，图乙是测量无人机离地高度的电路(U电源不变，R0阻值不变)，要使高度表(实质是电流表或电压表)示数能随飞行高度的增大而增大，则此高度表应安装在 (选填“①”、“②”或“③”)的位置。
（2）为了确保无人机的飞行速度不超过最大值，工程师给飞机发动机装上了能控制油门大小的限速器，其简化电路如丙图所示，闭合开关后电磁铁的上端为 极 (选填“N”或“S")。
（3）其中R的阻值随飞行速度变化的图象如丁图所示。若电源电压恒为12V，R0的阻值为10Ω，求此电路的最大电功率。( 电磁铁电阻忽略不计)
【答案】（1）③ （2）S （3）7.2W。
【解析】（1）根据乙图可知，①③与电阻并联，应该为电压表；②与电阻串联，应该为电流表。当高度增大时，电阻R1的阻值增大，根据串联电路电压与电阻成正比可知，此时电压表③的示数增大。根据U0=U总-U1可知，此时①的示数减小。根据“电流与电阻的反比关系”可知，此时②的示数减小，则高度表应该在位置③。（2）根据图丙可知，线圈上电流方向向左。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向左，此时大拇指指向下端，则电磁铁的下端为N极，上端为S极。（3）根据图丁可知，无人机的最大速度为210km/h，此时R=10Ω；则此时最大电功率：。
19、现在市面上有一款很火的智能降温杯， 它能通过显示不同颜色提醒是否适合喝水。某兴趣小组的同学利用所学知识自己设计了一种智能水杯的电路(如图甲所示)。杯中水的温度较低时绿灯亮，水温度较高时红灯亮。已知两个电源的电压均为9伏，R0是阻值为10欧的定值电阻，电磁铁内线圈的电阻忽略不计，R是热敏电阻，其阻值随着温度的变化情况如下表。当电磁铁线圈中电流为0.3A时，刚好能将衔铁吸下。
（1）根据智能水杯的工作原理，判断红灯是 (选填“B"或“C" )灯。
（2）分析计算此智能水杯红灯亮时的温度。
（3）若要使此智能水杯60℃时红灯亮，写出可以采取的措施三条： 。
【答案】（1）C （2）50℃。
（3）将R0换一个阻值更大的电阻或将控制电路电源电压调小(将U2调小)或减小线圈匝数
【解析】（1）根据表格可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，则当温度升高到一定程度时，电流增大到一定设定值，此时电磁铁的磁场强度增大，将衔铁吸下来，接通C所在的电路，此时红灯发光，则红灯应该是C。（2）当电流为0.3A时，总电阻为：；热敏电阻的阻值R=R总-R0=30Ω-10Ω=20Ω；根据表格可知，此时的温度为50℃。（3）根据表格可知，当温度从50℃升高到60℃时，热敏电阻的阻值更小，而通过电路的电流增大。如果要使电磁铁不吸合，就要减小电磁铁的磁场强度。①减小通过电磁铁的电流，即换用更大的定值电阻R0，或减小控制电路的电压；②减小电磁铁的线圈匝数。
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[备战2023] 中考科学三轮冲刺情景类题目训练：电和磁
1、研究人员制造了一种可以在水下工作的水母机器人。部分结构如图，伞状体中放入永磁铁，当薄膜内的液体金属导体通一定电流时，薄膜能运动。它的工作原理与下列设备或用电器工作原理一致的是（ ）
A．电动机 B．电磁起重机 C．发电机 D．电铃
（第1题图） （第2题图）
2、如图所示为“磁悬浮抗震屋"，在房屋的基座上增加磁悬浮设备，当地震来临时，在短时间内房屋就会自动脱离地面悬浮在空中从而减小危害.下列与房屋悬浮原理相似的是（ ）
A． B．C． D．
3、我国第三艘航空母舰“福建舰”采用电磁弹射起飞，它的弹射车与舰载机的前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通入强电流时，立即产生强大的推力，使舰载机快速起飞。下列实验原理和电磁弹射相同的是（ ）
A．B． C． D．
4、2019年6月2日，杭州某住户私拉电线到用钢管搭建的帐篷里办丧事，一小女孩与钢管接触发生触电事故。如图所示是当时家庭电路的一部分，下列分析不科学的是 ( )
A． 女孩发生触电事故时，钢管可能与A连接
B．女孩接触钢管时，与大地之间的电压为220 V
C．若断开开关S，钢管连C点，女孩接触钢管一定不会触电
D．若女孩穿的鞋子是绝缘的，可能不会触电
（第4题图） （第5题图）
5、如图是小科在杭州东站“刷身份证”进站时的情景，将身份证靠近检验口，机器感应电路中就会产生电流，从而识别小科的身份。下列四幅图中能反映其工作原理的是（ ）
A． B． C． D．
6、中国“人造太阳”——全超导托卡马克（EAST）东方超环，在全球首次实现了上百秒的稳态高约束运行模式，不仅创造了新的世界纪录，还为人类开发利用核聚变清洁能源奠定了重要的技术基础。
（1）在上亿度的高温状态下，物质呈现等离子态，它们可以被磁场约束。东方超环就是利用通过强大电流所产生的强大 ，把等离子体约束。
（2）如图乙是东方超环的热核反应示意图，属于 （选填“核聚变”或“核裂变”）。
（3）东方超环的反应原理与太阳类似，能量转化是原子核能转化为 。
（第6题图） （第7题图）
7、从2012年到2022年，送餐机器人的制造技术不断智能、升级。如图甲为送餐机器人为顾客送餐的情景。
（1）当机器人接受指令后，内部的电动机会驱动其底部轮子将食物送给顾客。制作电动机的原理依据与下图________（填序号）实验装置相同。
A．B．C． D．
（2）小科用铜丝、干电池等器材成功制作了一个小型电动机（如图乙）。他想改变电动机线圈转动的方向，他的做法是 。（写出一个即可）
8、阅读《善变的软磁铁》短文，并回答下列问题。
图1所示为中国科技馆中的一个名为“善变的软磁铁”的展品，体验者推动如图2所示的软磁铁A向永磁铁B移动(永磁铁的右端是N极)，会感觉到软磁铁和固定的永磁铁之间的斥力越来越大，推动越来越吃力。但是，当软磁铁继续靠近永磁铁，两者接近到一定距离时，两块磁铁之间的排斥力又忽然变成了吸引力。这件展品让观众们体验了软磁铁与永磁铁之间同性相吸的奇妙特性。磁铁一般分为软磁铁和硬磁铁。所谓软，是指这些材料容易磁化，在磁性上表现“软”。在一般情况下，软磁铁同样也表现出硬磁铁中的一类——永磁铁的正常属性，但当普通永磁铁非常接近软磁铁的尖端时，软磁材料的磁矩方向发生了变化，两者的斥力会突然转变为吸引力。软磁材料，易被磁化，被磁化后，磁性也容易消失，也易于通过敲打和加热退磁，它广泛用于电工设备和电子设备，如应用在电磁铁、变压器和电机的铁芯中，以便在断电后磁性消失。
（1）当永磁铁非常接近软磁铁的尖端时，软磁铁的左端会突然变为 极；
（2）软磁铁与硬磁铁相比其特点是 ；
（3）探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，螺线管的铁芯应选用 磁材料(选填“软”或“硬”)，理由是 。
9、长跑是常见的运动方式。为了便于运动数据记录，许多跑者使用了可穿戴“智能手环”，如图甲所示。为保证“智能手环”用电，我国研发的“柔性、可裁剪碲化铋/纤维素复合热点薄膜电池”(简称“薄膜电池”)如图乙，它能充分贴合人体体表，实现体表散热为智能手环供电。
（1）如图甲手环应用了电磁感应原理，其主部分是一段内置有一小块磁铁的密闭的空心塑料管，管外缠绕着线圈。戴着这种手环运动时塑料管跟着手一起运动，磁铁则在管内反复运动，线圈中会产生 ，液晶上就会显示出运动的步数；
（2）碲化铋(Bi2Te3)中铋元素(Bi)的化合价+3，则碲元素(Te)的化合价为 。给“薄膜电池”充电时 转化为电能；
（3）长跑时人体所需的氧气是通过 (选填“扩散”或“呼吸”)作用从肺泡进入血液，能量则是来自细胞内的 作用。
10、2020年，全球各地相继爆发了新冠肺炎疫情，极大的影响了人们的生活和身体健康。而大多数新冠肺炎患者会出现发热、咳嗽等症状，于是进入各种公共场所必须测量体温，如图甲是个旧某中学为初三学生开学准备的红外线测温仪，红外线测温仪是通过对物体自身辐射的红外能量的测量，准确地测定物体表面温度的仪器。当同学们从它前面经过时就可以快速测量出体温。测温仪的电路原理图如图乙所示。左右两个电源电压均为9V，R0是阻值为10Ω的定值电阻，R1是热敏电阻，其阻值会随着温度的改变而改变。当人体体温高于37.3℃时，红灯亮发出报警。R1随人体温度辐射的红外线变化关系如下表所示。
（1）电路中R0的作用是 ，从测温仪前面通过的同学体温越高，电流表的示数 。
（2）小张同学经过测温仪时，电流表示数显示0.36A，通过计算说明测温仪是否会发出报警。
温度t/℃ 35 36.5 37 37.5 38 39 40
电阻R1/Ω 20 17 16 15 14 12 10
12、目前全国少数城市已投入使用超级电容公交车。超级电容器是一种新型电能存储设备，像蓄电池一样也有正、负两极，可通过安装在各公交站点的充电桩快速充满电，让车能够继续正常行驶。在制动过程中，电车又能通过发电机回收部分能量为超级电容充电，安全高效环保。
假设某型号的超级电容公交车载满乘客时总质量为15吨，某次运行时从充电桩充满电后电车储存的能量约为2×107焦，能以10米/秒的速度保持匀速直线行驶6千米，能量利用的效率为90%。
（1）电车发电机的工作原理是 。
（2）若公交车载满乘客时车胎与地面的总接触面积为0.4米2，求公交车对地面的压强。
（3）若公交车在该次运行中受到的阻力恒定，则牵引力大小是多少
（4）若公交车在该次运行中电容器输出电压为300伏，不计电容器输出电能时的能量损耗，则工作电路的电流有多大
13、寒冷的冬天，人们经常会使用油汀取暖器，如图为小舟家油汀取吸器的工作原理示意图，R1和R2为发热体，其部分参数如表所示，试回答问题：
（1）取吸器的工作原理：导热油是一种易导热但不易 的液体。接通电路，发热体放热，导热油吸热、温度升高。 变小在油管内上升，同时向周围的空气热到达顶端后从边上管道下降到油箱重新加热；
（2）取暖器有高、中、低三挡，小舟选择中挡在房间内取暖。使用一段时间后发现一个规律，取暖器工作25分钟后，温控开关断开停止加热，5分钟后温控开关又自动闭合，取暖器再次工作，如此循环，维持室温的基本恒定。则选择中挡使用时，取暖器每小时消耗多少电能？
（3）某次使用时，取暖器突然不工作了，于是小舟和父亲一起寻找故障。接入电源，闭合所有开关，用测电笔检测a~i各处，发现只有a、b两处测电笔的氖管能发光，根据此现象，可以推测取暖器发生的故障是 。
14、图甲为热敏电阻的R-t图像，图乙为用此热敏电阻R和电磁继电器组成的恒温箱的简单温控电路，其中电磁铁线圈的电阻为150欧姆，当线圈中电流大于或等于28毫安时，继电器的衔铁被吸合，为继电器线圈供电的电池的电压为6伏，图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。
（1）从图甲中可得 50℃时热敏电阻的阻值为 欧；
（2）工作电路连接着恒温箱的加热器，该加热器应接在 （选填“A、B 端”或“C、D 端”）；
（3）若恒温箱内的温度达到 100℃时，通过计算分析恒温箱加热器是否处于工作状态？
（4）若在原控制电路中，串联接入一个可变电阻，则通过调节可变电阻，可以改变恒温箱所控制的最高温度。请判断，当该可变电阻增大时，恒温箱内的最高温度将 （选填“变大”“不变”或“变小”）。
15、我国现在倡导绿色、环保、低碳的生产和生活方式。湖州长兴弁山风力发电场是浙江省首个低风速区域风电项目，已并网发电，一年可发电约5000万千瓦时。
（1）下列装置可以演示风力发电机原理的是 （选填“A”或“B”）。
（2）已知火力发电时，发1度电需煤400克，弁山风力发电场的投入使用，每年可节省煤约多少吨？
（3）现代人居家装修普遍采用无主灯风格，如图所示。小明家今年装修新房，家庭电路中总共安装了20只规格为“220V 10W”的灯泡，若这20只灯泡全部正常工作（其他用电器不工作），求家庭电路中的总电流。
16、我国目前的动车上均安装了烟雾报警器，一旦有吸烟，列车上的烟雾报警系统就会报警，列车就会自动减速甚至停车。小刘在查阅资料后，自行设计了一个“烟雾报警器”，电路如图。该报警器由“控制电路”和“工作电路”所组成，其中“控制电路”由光敏电阻R、电磁铁(线圈阻值R0=12Ω)、电源U=6V、开关等组成；“工作电路”由工作电源、电铃、导线等组成。小刘的设计思路：当光敏电阻接收到的光强减弱到一定程度时，工作电路接通，电铃报警。已知该光敏电阻的阻值R与光强E之间的关系如表所示。
（1）根据光敏电阻的阻值R与光强E之间的关系，推测m= 。
（2）根据报警器的工作原理判断，电铃应接在 (填“甲”或“乙”)处。
（3）闭合开关S，如果当线圈中的电流大于或等于250mA时，继电器的衔铁被吸合，则光敏电阻接收到的光照强度需要在多少cd以上？
（4）若要提高该烟雾报警器的灵敏度(即在烟雾更少条件下就能报警)，请你提出一种改进建议。
17、校本课程《陶艺》课上，烧制不同的陶、瓷作品需要不同的温度。为了能满足上述要求小明设计了一个电热式烧制炉的电路模型(如图甲所示)。工作电路：S1为电源开关；S2为衔铁的同步开关(电磁继电器吸下衔铁时S2同时断开)；烧制炉的加热元件由阻值为48.4欧的R1和阻值为193.6欧的R2两个发热电阻组成。闭合S1和S2，烧制炉开始工作，先高功率升温，后保温期间能自动实现高功率、低功率两档切换。控制电路：烧制炉利用温差电源控制炉内温度达成恒温烧制。温差电源的热点(T1点)放在炉中，冷点(T2点)放在低温恒温箱中，其提供的电压与T1、T2两点间的温度差关系如图乙所示。当温差电源使电磁继电器的电流达到0.015A时，电磁铁恰好能将弹性衔铁吸下，同时S2断开；一段时间后，温度降到预设值以下，释放弹性衔铁，同时S2闭合；如此反复，直至恒温烧制结束。
（1）当S1和S2刚闭合时，工作电路中的两电阻的工作状态是____。
A．仅R1工作 B．R1与R2串联工作 C．仅R2工作 D．R1与R2并联工作
（2）烧制炉烧制某陶瓷作品时，工作电路的高功率和低功率随时间变化如图丙所示，则烧制炉完成本次工作消耗的电能共为多少
（3）控制电路通过改变R0接入电路的阻值，实现改变烧制炉内的烧制温度。若控制电路中电磁继电器的线圈阻值为0.5欧，温差电源的冷点温度恒为20℃，现要烧制骨瓷作品需将炉内温度控制为1220℃，则需移动R0上的滑片使其接入电路的阻值为 欧。
18、无人机灯光秀“燃爆”杭城：五百架无人机齐飞，以夜空为幕，执祝福之笔，迎接杭州2022。亚运吉祥物、倒计时等亚运图案点亮夜空，在钱塘江畔与“大莲花”交相辉映，表达对杭州亚运会的诚挚期待和璀璨祝福。
（1）无人机可利用超声波传感器来判断离地高度。如图甲是某测距传感器的阻值R1与离地高度h的关系图象，图乙是测量无人机离地高度的电路(U电源不变，R0阻值不变)，要使高度表(实质是电流表或电压表)示数能随飞行高度的增大而增大，则此高度表应安装在 (选填“①”、“②”或“③”)的位置。
（2）为了确保无人机的飞行速度不超过最大值，工程师给飞机发动机装上了能控制油门大小的限速器，其简化电路如丙图所示，闭合开关后电磁铁的上端为 极 (选填“N”或“S")。
（3）其中R的阻值随飞行速度变化的图象如丁图所示。若电源电压恒为12V，R0的阻值为10Ω，求此电路的最大电功率。( 电磁铁电阻忽略不计)
19、现在市面上有一款很火的智能降温杯， 它能通过显示不同颜色提醒是否适合喝水。某兴趣小组的同学利用所学知识自己设计了一种智能水杯的电路(如图甲所示)。杯中水的温度较低时绿灯亮，水温度较高时红灯亮。已知两个电源的电压均为9伏，R0是阻值为10欧的定值电阻，电磁铁内线圈的电阻忽略不计，R是热敏电阻，其阻值随着温度的变化情况如下表。当电磁铁线圈中电流为0.3A时，刚好能将衔铁吸下。
（1）根据智能水杯的工作原理，判断红灯是 (选填“B"或“C" )灯。
（2）分析计算此智能水杯红灯亮时的温度。
（3）若要使此智能水杯60℃时红灯亮，写出可以采取的措施三条： 。
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