人教版物理九年级全册 第20章 电与磁 单元测试(2)（含解析）

第20章 电与磁 单元测试
一．选择题（共10小题）
1．下面四个实验图能说明电动机工作原理的是（　　）
A． B．
C． D．
2．同学们在学习电流表时善于研究的同学就拆开观察过它的结构、通过老师了解过它的原理。如图所示是它的内部结构图，处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转。下列四幅图中与此电流表工作原理相同的是（　　）
A．
B．
C．
D．
3．三峡水电站是世界上规模最大的水电站之一，发电机组是水电站的核心部分，四个装置中符合发电机工作原理的是（　　）
A．
B．
C．
D．
4．据物理学史记载，最先发现通电导线周围存在磁场的科学家是（　　）
A．安培 B．欧姆 C．伏特 D．奥斯特
5．1831年，经过10年的探索，终于发现了利用磁场产生电流的条件和规律——电磁感应现象的物理学家是（　　）
A．安培 B．欧姆 C．焦耳 D．法拉第
6．如图所示是一款磁力锁，这种磁力锁关闭时，电路接通磁铁有磁性吸住铁片，大门锁住。当刷卡或按一下开关，即可切断电路，磁力锁失去磁性，可将门打开。磁力锁与下列哪个物品工作原理相同（　　）
A．扬声器
B．电铃
C．话筒
D．手摇发电机
7．如图是灵敏电流计计内部结构示意图，当有电流通过灵敏电流计中的线圈时，线圈就会带动指针发生偏转。在选项的实验中，与灵敏电流计工作原理相同的是（　　）
A．电磁铁磁性的强弱与线圈匝数有关
B．通电后导体在磁场中由静止开始运动
C．闭合回路的一部分导体切割磁感线产生电流
D．通电导线下方的小磁针发生偏转
8．小冬学习磁学知识后，想研究橄榄形磁体周围的磁场分布情况，做了如图所示的实验，其中图乙是小磁针（黑色为N极）静止时的指向，图丙是铁屑静止时的分布。图中能正确用磁感线描述以上实验现象的是（　　）
A． B．
C． D．
9．如图所示，是一款能发电的魔方充电器。转动魔方时它能发电，其原理是（　　）
A．同种电荷相互排斥 B．磁场对电流有力的作用
C．电磁感应 D．电流周围存在磁场
10．小利学习磁现象后，画出了如图所示的四幅磁体周围磁感线分布的示意图，其中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
二．填空题（共5小题）
11．螺线管通电后，小磁针静止时的指向如图所示，则通电螺线管右端为 　 　极，电源的 　 　端为正极。
12．如图所示是同学们设计的一种温度自动控制报警的电路图，水银属于导体，当温度达到93℃时，电磁铁
　 　磁性（选填“有”或“无”），将衔铁吸下，绿灯 　 　（选填“工作”或“不工作”）。
13．下水井盖的丢失给人们出行带来了安全隐患。为提示路人注意安全，小明设计了如图所示的模拟井盖丢失的报警电路，电路中利用一元硬币代替铁质井盖。当井盖丢失时，电磁铁的线圈中 　 　（填“有”或“无”）电流通过，灯泡 　 　（填“发光”或“不发光”）。
14．如图所示是一种水位自动报警器的原理图。水位没有到达金属块A时，电磁铁 　 　（选填“具有”或“没有”）磁性，此时灯 　 　发光；水位到达金属块A时，灯 　 　发光。
15．如图所示是小明利用光敏电阻为居民楼门口设计的一种智能照明电路，夜晚天暗时自动发光，早晨天亮时自动熄灭。控制电路中，电源由两节干电池串联而成。R1为定值电阻，R2为光敏电阻，其阻值会随着光强的增大而 　 　（选填“增大”、“不变”或“减小”），这时电磁铁的磁场 　 　（选填“增强”或“减弱”）；控制电路长时间工作后，由于电池的“电力损耗”会导致电路电压下降，则天亮时灯自动熄灭时间 　 　（选填“变早”、“不变”或“变晚”）。
三．作图题（共1小题）
16．在图中标出小磁针的N极和A点处的磁场方向（用箭头表示）。
四．实验探究题（共3小题）
17．如图甲是“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置图，在磁场中悬挂一根导体，把它的两端跟灵敏电流计连接起来，组成闭合回路。
（1）实验中，用 　 　提供磁场，用 　 　显示电路中有无电流。
（2）图乙中的a表示垂直于纸面的导线，它在磁场中按箭头方向运动时，可以产生感应电流的是 　 　。
18．小磊为了验证“感应电流的大小与闭合电路的一部分导体切割磁感线的速度大小有关”的猜想，他选择用如图所示的装置进行如下实验：
①闭合开关，保持蹄形磁体静止，使导线框的ab边从图中位置以某一速度v沿水平方向向右运动，记录灵敏电流表指针偏转的最大角度α1。
②保持蹄形磁体静止，使导线框的ab边从图中位置以相同速度v沿水平方向向左运动，记录灵敏电流表指针偏转的最大角度α2。
（1）请指出小磊操作过程中有问题的地方：　 　。
（2）正确操作后，若α2　 　α1（选填“＝”或“≠”）就可以验证：感应电流的大小与导体电路的一部分导体切割磁感线的速度大小有关。
19．小明在用如图装置“探究什么情况下磁可以生电”的实验中：
（1）实验时，小明通过观察灵敏电流计的指针 　 　判断电路中是否有感应电流产生；
（2）闭合开关，只移动蹄形磁体，使其快速向左运动，电流表指针 　 　（填“不会”或“会”）偏转；
（3）利用此实验中的能量转化原理，人们在生产生活中制成了 　 　。
五．计算题（共2小题）
20．如图所示为学校办公室空调机的自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表所示。已知继电器的线圈电阻R0＝30Ω，左边电源电压为4.5V恒定不变。当继电器线圈中的电流大于或等于10mA时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作。
温度t/℃ 0 5 10 15 20 25 30 35 40
电阻R/Ω 600 550 500 450 420 390 360 330 300
（1）计算说明该空调的启动温度是多少？
（2）已知该办公室安装的空调机规格是：额定电压220V，额定功率2200W，额定频率50Hz．如果这台空调机每天正常工作2h，一个月消耗的电能（按30天计算）多少度？
21．光敏电阻是阻值随光的照度发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx）。某光敏电阻R的阻值随照度变化的曲线如图甲所示。
（1）如图乙所示是街道路灯自动控制模拟电路所需元件。利用蓄电池给电磁铁供电，路灯接入电压为220V的照明电路，为达到天亮灯熄天暗灯亮的效果，请用笔画线代替导线，将路灯连入照明电路中；
（2）已知当线圈中的电流大于或等于2mA时，继电器的衔铁将被吸合。图中蓄电池可提供的电压为U＝6V，内部电阻忽略不计，有三个不同规格的滑动变阻器可供选择：R1（0～100Ω），R2（0～500Ω）、R3（0～1800Ω）。要求当凌晨天色渐亮照度增大至1.0lx时路灯才停止工作，滑动变阻器应选择 　 　（选填“R1”、“R2”或“R3”）。请计算说明原因。
（3）选定滑动变阻器后，如果为了节约用电，要求在天色更暗一些时路灯就停止工作，滑动变阻器触片P应该 　 　（选填“向右滑动”、“向左滑动”或“不滑动）。
第20章 电与磁 单元测试
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
1．下面四个实验图能说明电动机工作原理的是（　　）
A． B．
C． D．
【分析】电动机的原理是通电导体在磁场中受力而运动。
【解答】解：A、此实验说明磁极间的相互作用，故A不符合题意；
B、此实验是研究通电导体在磁场中受力而运动的装置，故B符合题意；
C、此实验是研究电磁感应现象的实验装置，是发电机的原理，故C不符合题意；
D、此实验是奥斯特实验，说明了电流的周围存在磁场，故D不符合题意。
故选：B。
【点评】此题主要考查了磁极间的相互作用、电磁感应现象、电动机的原理等知识，这几个实验在电和磁中很重要，同时很容易混淆，所以要注意区分。
2．同学们在学习电流表时善于研究的同学就拆开观察过它的结构、通过老师了解过它的原理。如图所示是它的内部结构图，处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转。下列四幅图中与此电流表工作原理相同的是（　　）
A．
B．
C．
D．
【分析】根据题意可知电流表是根据通电线圈在磁场中受力而转动的原理工作的，分析各选项图所反映的原理，从而选择符合题意的答案。
【解答】解：
由题知，电流表的工作原理：通电线圈在磁场中受力而转动，并且电流越大，线圈受到的力越大，其转动的幅度越大；因此可以利用电流表指针的转动幅度来体现电路中电流的大小。
A、该装置是一个电磁铁，其原理是电流的磁效应，与电流表的工作原理无关，故A错误；
B、该图为研究电流磁效应的实验，与电流表的工作原理无关，故B错误；
C、该图为研究电磁感应现象的实验，与电流表的工作原理无关，故C错误；
D、该图为研究通电导体在磁场中受力而运动的实验，是电动机的原理图，与电流表的工作原理相同，故D正确。
故选：D。
【点评】在学过的测量工具或设备中，每个工具或设备都有自己的制成原理，如：天平、温度计、电话、电磁继电器、测力计，以及此题中提到的这些设备。针对它们的制成原理的考查，是一个热点题型，需要重点掌握。
3．三峡水电站是世界上规模最大的水电站之一，发电机组是水电站的核心部分，四个装置中符合发电机工作原理的是（　　）
A．
B．
C．
D．
【分析】发电机的工作原理是电磁感应，即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。
【解答】解：A、如图是司南，利用的是同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故A错误；
B、如图的是闭合电路的线圈在磁场中做切割磁感线运动时，线圈中就会产生电流，是电磁感应现象，属于发电机的工作原理，故B正确；
C、如图是奥斯特实验装置，说明通电导体周围存在磁场，故C错误；
D、如图是通电导体在磁场中受到力的作用，是电动机的工作原理，故D错误。
故选：B。
【点评】此题考查了，发电机原理与常见奥斯特实验、电动机原理的区分，是常考题型。
4．据物理学史记载，最先发现通电导线周围存在磁场的科学家是（　　）
A．安培 B．欧姆 C．伏特 D．奥斯特
【分析】丹麦的物理学家奥斯特做的著名的奥斯特实验证实了：通电导线周围存在磁场。
【解答】解：A、安培总结了安培定则，故A不合题意；
B、欧姆发现了欧姆定律，故B不合题意；
C、伏特发明了“伏打电池”，故C不合题意；
D、奥斯特首先发现通电导线周围存在磁场，故D符合题意。
故选：D。
【点评】物理学史一直是考试中的热点，了解相关的物理学史可以使我们了解科学家的贡献，激发我们学习物理的兴趣。
5．1831年，经过10年的探索，终于发现了利用磁场产生电流的条件和规律——电磁感应现象的物理学家是（　　）
A．安培 B．欧姆 C．焦耳 D．法拉第
【分析】法拉第在奥斯特的启发下，研究了磁场与电流的关系，最终在1831年终于发现了电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生电流。根据这个发现，后来发明了发电机，这个重要现象的发现使人类对电能的大规模获得和利用成为可能。
【解答】解：根据课本可知，1831年，物理学家法拉第发现的电磁感应现象，进而发明了发电机，为人类大规模获得电能提供了可能。
故选：D。
【点评】物理学史一直是考试中的热点，了解相关的物理学史可以使我们了解科学家的贡献，激发我们学习物理的兴趣。
6．如图所示是一款磁力锁，这种磁力锁关闭时，电路接通磁铁有磁性吸住铁片，大门锁住。当刷卡或按一下开关，即可切断电路，磁力锁失去磁性，可将门打开。磁力锁与下列哪个物品工作原理相同（　　）
A．扬声器
B．电铃
C．话筒
D．手摇发电机
【分析】电磁铁通电后具有磁性，断电后无磁性，电磁铁的工作原理是电流的磁效应；分析各个选项的工作原理，得出答案。
【解答】解：磁力锁关闭时，电路接通磁铁有磁性吸住铁片，大门锁住。当刷卡或按一下开关，即可切断电路，磁力锁失去磁性，可将门打开，由此可知，电磁铁的工作原理是电流的磁效应；
A、扬声器的工作原理是磁场对通电导体有力的作用，故A错误；
B、电铃的主要部件是电磁铁，利用了电流的磁效应，故B正确；
CD、动圈式话筒和手摇发电机的工作原理是电磁感应现象，故CD错误。
故选：B。
【点评】本题考查了电磁铁的应用、电磁感应现象、通电导体在磁场中受力运动等知识，难度不大。
7．如图是灵敏电流计计内部结构示意图，当有电流通过灵敏电流计中的线圈时，线圈就会带动指针发生偏转。在选项的实验中，与灵敏电流计工作原理相同的是（　　）
A．电磁铁磁性的强弱与线圈匝数有关
B．通电后导体在磁场中由静止开始运动
C．闭合回路的一部分导体切割磁感线产生电流
D．通电导线下方的小磁针发生偏转
【分析】首先根据题意结合图示的装置分析其工作原理，然后再逐个分析选项中各电学元件的工作原理，分别与前面分析的结论对应即可得到答案。
【解答】解：根据题意结合电流表的内部构造可知灵敏电流计工作原理：通电线圈在磁场中受力而转动，并且电流越大，线圈受到的力越大，其转动的幅度越大；因此可以利用电流表指针的转动幅度来反映电路中电流的大小。
A、该实验能说明电磁铁磁性的强弱与电流的大小有关，与灵敏电流计工作原理无关，故A错误。
B、该实验说明通电导体在磁场中受力而运动，与灵敏电流计工作原理相同，故B正确。
C、图中闭合回路的一部分导体切割磁感线产生电流，这是电磁感应现象，与灵敏电流计工作原理无关，故C错误。
D、图中通电导线下方的小磁针发生偏转，这是电流的磁效应，与灵敏电流计工作原理无关，故D错误。
故选：B。
【点评】在学过的测量工具或设备中，每个工具或设备都有自己的工作原理，如：天平、温度计、电话、电磁继电器、测力计，以及此题中提到的这些设备。针对它们的工作原理的考查，是一个热点题型，需要重点掌握。
8．小冬学习磁学知识后，想研究橄榄形磁体周围的磁场分布情况，做了如图所示的实验，其中图乙是小磁针（黑色为N极）静止时的指向，图丙是铁屑静止时的分布。图中能正确用磁感线描述以上实验现象的是（　　）
A． B．
C． D．
【分析】该实验中，铁屑静止时的分布情况能反映磁体周围磁场的分布情况，且小磁针静止时N极的指向与该点磁场方向相同，据此结合图乙、丙可知橄榄形磁体周围的磁场分布情况。
【解答】解：在该实验中，铁屑静止时的分布情况能反映磁体周围磁场的分布情况，且小磁针静止时N极的指向与该点磁场方向相同；
所以，由图乙、丙可知，橄榄形磁体上端的磁感线由左侧发出、回到右侧，其下端的磁感线也是由左侧发出、回到右侧，即橄榄形磁体的左侧为N极、右侧为S极，故C正确，ABD错误。
故选：C。
【点评】本题考查了磁感线及其特点，注意橄榄形磁体与条形磁体的磁感线分布和磁极不同，能从图乙、丙中获取有用的信息是解题的关键。
9．如图所示，是一款能发电的魔方充电器。转动魔方时它能发电，其原理是（　　）
A．同种电荷相互排斥 B．磁场对电流有力的作用
C．电磁感应 D．电流周围存在磁场
【分析】利用电磁感应现象可以产生感应电流；在电磁感应现象中机械能转化为电能。
【解答】解：转动魔方时，闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动，会产生感应电流，利用的是电磁感应现象；在发电的过程中，机械能转化为电能。
故选：C。
【点评】发电机的原理是利用电磁感应现象，而电动机的原理是通电导体在磁场中受力运动，它们的能量转化分别是：机械能转化电能，电能转化为机械能。
10．小利学习磁现象后，画出了如图所示的四幅磁体周围磁感线分布的示意图，其中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【分析】在磁体的外部，磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极，据此判断。
【解答】解：A、图中两磁极均为S极，且磁感线都从S极出发，故A错误；
B、图中为条形磁体，周围的磁感线从N极出发，回到S极，故B正确；
C、图中两磁极为异名磁极，周围的磁感线从S极出发，回到N极，故C错误；
D、图中为蹄形磁体，周围的磁感线从S极出发，回到N极，故D错误。
故选：B。
【点评】此题主要考查了学生对磁感线概念及方向的理解。记清常见磁感线的分布对我们处理磁感线的题目很有帮助。
二．填空题（共5小题）
11．螺线管通电后，小磁针静止时的指向如图所示，则通电螺线管右端为 　N　极，电源的 　左　端为正极。
【分析】由小磁针静止时的指向和磁极间的相互作用可知螺线管的磁极，由右手螺旋定则可知电流的方向及电源的正负极。
【解答】解：由图可知，小磁针静止时N极向左，由异名磁极间相互吸引可知，通电螺线管左端为S极，右端为N极；
根据右手螺旋定则：用右手握住通电螺线管，大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极，使四指弯曲与电流方向一致；则可知电流由左侧流入螺线管，即电源的左端为正极。
故答案为：N；左。
【点评】此题主要考查对磁极间的相互作用以及右手螺旋定则的掌握情况。右手螺旋定则：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。
12．如图所示是同学们设计的一种温度自动控制报警的电路图，水银属于导体，当温度达到93℃时，电磁铁
　有　磁性（选填“有”或“无”），将衔铁吸下，绿灯 　不工作　（选填“工作”或“不工作”）。
【分析】电磁继电器中最主要的部分就是电磁铁，它是靠电磁铁的原理来工作的。电磁继电器的电路可分为控制电路和工作电路两部分，当控制电路接通时，电磁铁有磁性，吸引衔铁；当电磁铁无磁性时，衔铁在弹簧的作用下被拉起。
【解答】解：当温度计的水银柱上升到93℃时（90℃以上），由于水银是导体，控制电路接通，电磁铁有磁性，将衔铁吸引，绿灯不工作。报警电路接通，电铃响，红灯亮，起到报警作用。
故答案为：有；不工作。
【点评】本题主要考查电磁继电器的工作原理。解决此类题目的关键是了解电磁继电器的构造，并搞清各部分的作用，同时要搞清控制电路和工作电路。
13．下水井盖的丢失给人们出行带来了安全隐患。为提示路人注意安全，小明设计了如图所示的模拟井盖丢失的报警电路，电路中利用一元硬币代替铁质井盖。当井盖丢失时，电磁铁的线圈中 　无　（填“有”或“无”）电流通过，灯泡 　发光　（填“发光”或“不发光”）。
【分析】根据图中电路，当井盖丢失时，电磁铁无磁性，电磁继电器的动触点与上方的静触点接通，灯泡发光，表明没有危险。当电路中有电流时，则电磁铁有磁性，继电器的下触点接触，灯泡不工作。
【解答】解：由图可知，当井盖丢失时，控制电路断开，电磁铁无磁性，所以动触点与上方触电接触，使工作电路连通，此时灯泡发光报警；当电磁铁的线圈中有电流通过时，电磁铁有磁性，继电器的动触点与下静触点接触，灯泡不发光，表明没有危险。
故答案为：无；发光。
【点评】本题既考查电磁继电器原理的分析，属于基础题。
14．如图所示是一种水位自动报警器的原理图。水位没有到达金属块A时，电磁铁 　没有　（选填“具有”或“没有”）磁性，此时灯 　L1　发光；水位到达金属块A时，灯 　L2　发光。
【分析】水位自动报警器的实质是一个电磁继电器，由控制电路和工作电路组成，了解其结构根据电磁铁磁性的有无对触点开关的影响，可判断两只指示灯的发光情况。
【解答】解：
（1）读图可知，当水位低于金属块A时，控制电路不工作，电磁铁无磁性，触点开关与上端接触，灯L1接入电路，故灯L1发光；
（2）当水位达到金属块A时，控制电路接通，电磁铁获得磁性，此时电磁铁吸引衔铁，使触点开关与下端接通，则灯L2发光。
故答案为：没有；L1；L2。
【点评】本题考查电磁继电器的应用。在判断电磁继电器的工作情况时，要从控制电路入手，重点看电磁铁磁性的有无对工作电路的影响。
15．如图所示是小明利用光敏电阻为居民楼门口设计的一种智能照明电路，夜晚天暗时自动发光，早晨天亮时自动熄灭。控制电路中，电源由两节干电池串联而成。R1为定值电阻，R2为光敏电阻，其阻值会随着光强的增大而 　减小　（选填“增大”、“不变”或“减小”），这时电磁铁的磁场 　增强　（选填“增强”或“减弱”）；控制电路长时间工作后，由于电池的“电力损耗”会导致电路电压下降，则天亮时灯自动熄灭时间 　变晚　（选填“变早”、“不变”或“变晚”）。
【分析】天暗时自动点亮说明此时照明电路闭合，由图可知此时电磁铁磁性的变化，进一步判断控制电路电流的变化，根据欧姆定律判断电路中电阻的变化，即可判断光敏电阻阻值的变化。
电磁铁磁性大小与电流大小、线圈匝数有关。
降低控制电路的电压，衔铁吸合时的电流不变，根据欧姆定律分析电路中总电阻的变化，从而得出光敏电阻阻值的变化，判定灯泡的发光情况。
【解答】解：
由题知，照明灯在天暗时发光，说明此时照明电路闭合，即衔铁上动触点与静触点接触，由图可知此时衔铁应被释放，则电磁铁的磁性减弱，说明控制电路中的电流变小，根据I＝可知控制电路中的电阻变大，即此时光敏电阻的阻值变大，反之，天亮时光敏电阻的阻值变小，所以，该光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小；当光敏电阻变小时，电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强；
控制电路长时间使用后电压下降，衔铁被吸下时的电流不变，根据I＝可知，电压变小，则在吸下衔铁时，R2的阻值变小，即光照强度变大，灯自动熄灭时间变晚。
故答案为：减小；增强；变晚。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电磁继电器的工作原理，关键是会分析电路图结合所学知识进行解决实际问题。
三．作图题（共1小题）
16．在图中标出小磁针的N极和A点处的磁场方向（用箭头表示）。
【分析】根据条形磁体的N、S极，利用同名磁极相互排斥原理确定小磁针的N、S极和磁场的方向。
【解答】解：条形磁体的左端为N极，右端为S极，则小磁针的左端为S极，右端为N极，在磁体外部磁感线从N极流向S极，故A点的磁场方向向左。如图所示：
【点评】此题考查学生对于磁体磁极的判断、磁场方向的理解和掌握。
四．实验探究题（共3小题）
17．如图甲是“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置图，在磁场中悬挂一根导体，把它的两端跟灵敏电流计连接起来，组成闭合回路。
（1）实验中，用 　蹄型磁铁　提供磁场，用 　灵敏电流计的指针是否偏转　显示电路中有无电流。
（2）图乙中的a表示垂直于纸面的导线，它在磁场中按箭头方向运动时，可以产生感应电流的是 　CD　。
【分析】（1）实验中，用蹄型磁铁提供磁场，用灵敏电流计的指针是否偏转显示电路中有无电流。
（2）闭合回路中的导体产生感应电流的条件是部分导体需要在磁场中做切割磁感线运动。
【解答】解：（1）实验中，用蹄型磁铁提供磁场，用灵敏电流计的指针是否偏转显示电路中有无电流。
（2）AB、磁感线在磁体外部是从N极出发回到S极，导体没有做切割磁感线运动，故不能产生感应电流；
CD、磁感线在磁体外部是从N极出发回到S极，导体在做切割磁感线运动，能产生感应电流。
故可以产生感应电流的是CD。
故答案为：
（1）蹄型磁铁；灵敏电流计的指针是否偏转；
（2）CD。
【点评】本题主要考查学生对电磁感应现象，以及感应电流产生的条件的了解和掌握，是一道基础题。
18．小磊为了验证“感应电流的大小与闭合电路的一部分导体切割磁感线的速度大小有关”的猜想，他选择用如图所示的装置进行如下实验：
①闭合开关，保持蹄形磁体静止，使导线框的ab边从图中位置以某一速度v沿水平方向向右运动，记录灵敏电流表指针偏转的最大角度α1。
②保持蹄形磁体静止，使导线框的ab边从图中位置以相同速度v沿水平方向向左运动，记录灵敏电流表指针偏转的最大角度α2。
（1）请指出小磊操作过程中有问题的地方：　第②次实验中，应保持蹄形磁体静止，使导线框的ab边从图中位置以不同的速度v′沿水平方向向右运动　。
（2）正确操作后，若α2　≠　α1（选填“＝”或“≠”）就可以验证：感应电流的大小与导体电路的一部分导体切割磁感线的速度大小有关。
【分析】（1）（2）感应电流的大小与磁场强弱、导体切割磁感线的速度有关，研究感应电流的大小与导体切割磁感线的速度大小关系时，要控制磁场强弱相同，改变导体切割磁感线的速度大小，若灵敏电流计的指针偏转角度相同，则感应电流的大小与导体切割磁感线的速度大小无关，否则有关。
【解答】解：（1）感应电流的大小与磁场强弱、导体切割磁感线的速度有关，研究感应电流的大小与导体切割磁感线的速度大小关系时，要控制磁场强弱相同，改变导体切割磁感线的速度大小。故第②次实验中，应保持蹄形磁体静止，使导线框的ab边从图中位置以不同的速度v′沿水平方向向右运动；
（2）分析论证：由α2≠α1，可以验证：感应电流的大小与导体回路的一部分导体切割磁感线的速度大小有关。
故答案为：
（1）第②次实验中，应保持蹄形磁体静止，使导线框的ab边从图中位置以不同的速度v′沿水平方向向右运动；
（2）≠。
【点评】本题为研究感应电流的大小与导体切割磁感线的速度大小关系的实验，利用好控制变量法是关键。
19．小明在用如图装置“探究什么情况下磁可以生电”的实验中：
（1）实验时，小明通过观察灵敏电流计的指针 　是否偏转　判断电路中是否有感应电流产生；
（2）闭合开关，只移动蹄形磁体，使其快速向左运动，电流表指针 　会　（填“不会”或“会”）偏转；
（3）利用此实验中的能量转化原理，人们在生产生活中制成了 　发电机　。
【分析】（1）（2）（3）电路中有电流时，电流表的指针转动，因此可以通过观察电流表的指针是否偏转来确定是否产生了感应电流；闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生电流，这种电流叫感应电流，这一现象叫电磁感应现象；人们利用电磁感应现象制成了发电机。
【解答】解：（1）实验时，小明通过观察灵敏电流计的指针是否偏转判断电路中是否有感应电流产生；
（2）闭合开关，只移动蹄形磁体，使其快速向左运动，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生电流，电流表指针会偏转；
（3）利用此实验中的能量转化原理，人们在生产生活中制成了发电机。
故答案为：（1）是否偏转；（2）会；（3）发电机。
【点评】本题主要考查学生对电磁感应现象，以及感应电流产生的条件的了解和掌握，是一道基础题。
五．计算题（共2小题）
20．如图所示为学校办公室空调机的自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表所示。已知继电器的线圈电阻R0＝30Ω，左边电源电压为4.5V恒定不变。当继电器线圈中的电流大于或等于10mA时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作。
温度t/℃ 0 5 10 15 20 25 30 35 40
电阻R/Ω 600 550 500 450 420 390 360 330 300
（1）计算说明该空调的启动温度是多少？
（2）已知该办公室安装的空调机规格是：额定电压220V，额定功率2200W，额定频率50Hz．如果这台空调机每天正常工作2h，一个月消耗的电能（按30天计算）多少度？
【分析】（1）根据欧姆定律求出右边的空调电路正常工作电路启动时的总电阻，根据串联电路的电阻特点可知，此时热敏电阻的阻值，对照表中数据分析出启动温度；
（2）根据W＝Pt求出空调一个月消耗的电能。
【解答】解：（1）当继电器线圈中的电流大于或等于I＝10mA＝0.01A时，继电器的衔铁被吸合，
根据欧姆定律可知，右边的空调电路正常工作电路启动时的总电阻：
R总＝＝＝450Ω，
根据串联电路的电阻特点可知，此时热敏电阻的阻值：R＝R总﹣R0＝450Ω﹣30Ω＝420Ω，
对照表格数据可知，此时的启动温度是20℃；
（2）一个月消耗的电能：W＝Pt＝2.2KW×2h×30＝132kW h。
答：（1）该空调的启动温度是20℃；
（2）一个月消耗的电能132kW h。
【点评】本装置的实质是一个电磁继电器，对电磁继电器工作原理的了解是解题的基础；通过这一装置，重点考查了对电路中电流、电阻变化的分析以及欧姆定律、电功公式的掌握和应用，会从表格的数据中获取有用的信息，具有一定的综合性，难度较大。
21．光敏电阻是阻值随光的照度发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx）。某光敏电阻R的阻值随照度变化的曲线如图甲所示。
（1）如图乙所示是街道路灯自动控制模拟电路所需元件。利用蓄电池给电磁铁供电，路灯接入电压为220V的照明电路，为达到天亮灯熄天暗灯亮的效果，请用笔画线代替导线，将路灯连入照明电路中；
（2）已知当线圈中的电流大于或等于2mA时，继电器的衔铁将被吸合。图中蓄电池可提供的电压为U＝6V，内部电阻忽略不计，有三个不同规格的滑动变阻器可供选择：R1（0～100Ω），R2（0～500Ω）、R3（0～1800Ω）。要求当凌晨天色渐亮照度增大至1.0lx时路灯才停止工作，滑动变阻器应选择 　R3　（选填“R1”、“R2”或“R3”）。请计算说明原因。
（3）选定滑动变阻器后，如果为了节约用电，要求在天色更暗一些时路灯就停止工作，滑动变阻器触片P应该 　向左滑动　（选填“向右滑动”、“向左滑动”或“不滑动）。
【分析】（1）利用直流电源为电磁铁供电，将电源、光敏电阻、定值电阻、电键直接串联即可；分析电磁铁的电路，判定利用照明电源为路灯供电的接入点；
（2）由于光变暗时，光敏电阻变大，分的电压变大，故将控制系统与光敏电阻串联，照度降低至1.0（Lx）时启动照明系统，可以算出定值电阻的大小；根据串联电路的电阻关系求出滑动变阻器的电阻；
（3）要使天色更暗一些时路灯就停止工作，根据光敏电阻阻值的变化分析滑动变阻器阻值的变化。
【解答】解：（1）光敏电阻的电阻值随光照强度的增大而减小，所以白天时光敏电阻的电阻值小，电路中的电流值大，电磁铁将被吸住；动触点与C接通；晚上时的光线暗，光敏电阻的电阻值大，电路中的电流值小，所以动触点与B接通。所以要达到晚上灯亮，白天灯灭，则路灯应接在AB之间。电路图如图：
（2）天色渐暗照度降低至1.0lx时点亮路灯，此时光敏电阻的电阻值是2kΩ，电路中的电流是2mA，
根据I＝可得：
总电阻R总＝＝＝3000Ω，
根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可得：R＝R总﹣R光＝3000Ω﹣2000Ω＝1000Ω，所以要选择滑动变阻器R3；
（3）由于光变暗时，光敏电阻变大，分的电压变大，所以当凌晨天色更暗一些时路灯就停止工作，应适当地减小滑动变阻器的电阻，即滑动变阻器触片P应该向左滑动。
故答案为：（1）如上图；（2）R3；（3）向左滑动。
【点评】该题考查电路设计的问题和变化电路的分析，要结合闭合电路欧姆定律、光敏电阻的特点去分析，难度比较大。