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【名师导航】备考2025中考物理新课标一轮培优精讲学案(全国通用版)
专题17.2 电与磁单元查缺补漏检测试卷
满分100分,考试时间90分钟
一、单项选择题(本道大题有10小题,下列每题均有四个选项,其中符合题意的选项只有一个。每小题3分,共30分)
1.伟大的物理学家们是全世界的财富,下列关于物理学家及其贡献的说法中正确的是( )
A.牛顿总结了电流与电压、电阻的关系
B.奥斯特发明了发电机
C.法拉第研究了电流的磁效应
D.我国的沈括最早记录了地磁偏角现象
【答案】D
【解析】A.欧姆总结了电流与电压、电阻的关系,故A错误;
B.奥斯特发现了电流的磁效应,故B错误;
C.法拉第发现了电磁感应现象,故C错误;
D.我国的沈括最早记录了地磁偏角现象,故D正确。故选:D。
2. (2024黑龙江大庆)下列有关“电与磁”的四幅图,描述正确的是( )
A. 图中,验电器的金属箔片张开,是因为异种电荷相互吸引
B. 图中,导线中有电流通过时,下方的小磁针会发生偏转,说明电流周围存在磁场
C. 图中,由小磁针静止N极的指向可以判断螺线管的b端与电源正极连接
D. 图中,动圈式话筒的原理与电动机工作原理相同
【答案】B
【解析】A.图中,验电器的金属箔片张开,是因为同种电荷相互排斥,故A错误;
B.图中,导线中有电流通过时,下方的小磁针会发生偏转,说明小磁针受到磁力的作用,说明电流周围存在磁场,故B正确;
C.图中,由小磁针静止N极的指向说明螺线管的左端为S极,右端为N极,由右手定则得,电流从螺线管的左端流入,右端流出,说明螺线管的a端与电源正极连接,故C错误;
D.图中,动圈式话筒的原理是电磁感应现象,电动机工作原理是通电导体在磁场中受力的作用,故D错误。故选B。
3. (2024江苏扬州)如图所示为送餐机器人,下列图中能说明其内部电动机工作原理的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】A.如图,闭合开关,通电导体棒在磁场中受力运动,反映了电动机的工作原理,故A符合题意;
B.如图,验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,故B不符合题意;
C.如图,闭合开关,当导体棒做切割磁感线运动时,有感应电流产生,反映了电磁感应原理,故C不符合题意;
D.如图,在螺线管中插入铁芯可以构成电磁铁,增强磁性,可以吸引铁钉,故D不符合题意。故选A。
4. 英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象,人们根据这一现象制成了发电机。下列四个设备中应用了电磁感应现象的是( )
A.麦克风 B. 防水报警器 C.电铃 D. 扬声器
【答案】A
【解析】A.麦克风是将声信号转换成电信号,利用电磁感应原理工作的,故A符合题意;
B.防水报警器是利用电磁继电器来工作的,原理是电流的磁效应,故B不符合题意;
C.电铃是利用电流的磁效应来工作的,故C不符合题意;
D.扬声器是将电信号转换成声信号,是利用通电导体在磁场中受力的作用,故D不符合题意。
故选A。
5. 如图是通电螺线管磁场特点的实验装置。下列操作能改变螺线管两端磁极的是( )
A. 移动滑动变阻器滑片 B. 对调电源正负极
C. 改变螺线管线圈匝数 D. 在螺线管中加铁芯
【答案】B
【解析】A.移动滑动变阻器滑片,可以改变电流大小从而改变磁性强弱,但是不能改变螺线管两端的磁极,故A不符合题意;
B.对调电源正负极可以改变螺线管中电流的绕行方向,从而改变螺线管两端的磁极,故B符合题意;
C.改变螺线管线圈匝数,可以改变磁性强弱,但是不能改变螺线管两端的磁极,故C不符合题意;
D.在螺线管中加铁芯,可以增强螺线管的磁性,但是不能改变螺线管两端的磁极,故D不符合题意。
故选B。
6. (2024四川成都)图是小李同学探究“通电螺线管的磁场方向”的实验示意图。闭合开关,小磁针静止时N极的指向如图所示。下列说法正确的是( )
A. 根据小磁针指向可以判定,通电螺线管的右端为S极
B. 小磁针静止时N极所指方向就是该点的磁场方向
C. 将小磁针移到其他位置,N极所指方向一定不变
D. 本实验可以得出:通电螺线管的磁极与电流方向无关
【答案】B
【解析】A.小磁针的左端为S极,根据磁极间的相互作用可知,通电螺线管的右端为N极,故A错误;
B.小磁针作用是指示通电螺线管周围的磁场方向,其静止时N极所指方向就是该点的磁场方向,故B正确;
C.由于通电螺线管周围的磁场方向可能相同也有可能不同,因此将小磁针移到其他位置,N极所指方向不一定不变,故C错误;
D.实验中,当改变电路电流方向时,螺线管的两端的极性改变,小磁针的静止时N极的指向也会发生改变,可知,通电螺线管的磁极与电流方向有关,故D错误。故选B。
7.(2024湖南) 下列生活中的设施设备工作原理主要应用了电磁感应的是( )
A. 工人师傅的电钻B. 书桌上的台灯 C. 家用电饭煲 D. 风力发电机
【答案】D
【解析】A.工人师傅的电钻的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用,故A不符合题意;
BC.书桌上的台灯、家用电饭煲是利用电流的热效应工作的,故BC不符合题意;
D.风力发电机是利用电磁感应原理工作的,故D符合题意。
故选D。
8. (2024甘肃威武)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
【解析】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。
9. (2024苏州)如图所示,在a、b两端接入电源或电流表组成不同装置,以下正确的是( )
A. 接电源,和发电机的原理相同
B. 接电流表,和电动机的原理相同
C. 接电源,可将电能转化为机械能
D. 接电流表,移动直导线电流表指针一定偏转
【答案】C
【解析】AC.在a、b两端接入电源,则通电直导线在磁场中受到力的作用,将电能转化为机械能,该装置可以用来研究电动机的工作原理。故A错误,C正确;
BD.在a、b两端接入电流表,当通电直导线在磁场中做切割磁感线运动时,闭合电路中才会产生感应电流,电流表指针发生偏转,该过程消耗机械能,获得电能,将机械能转化为电能,和发电机的原理相同,故BD错误。故选C。
10. (2023四川绵阳)如图所示是“探究什么情况下磁可以生电”的装置,导体棒ab、导线、开关与电流表组成回路。下列说法正确的是( )
A. 保持导体棒ab静止,闭合开关时电流表指针偏转
B. 保持导体棒ab静止,断开开关时电流表指针偏转
C. 闭合开关,导体棒ab竖直向上运动时电流表指针偏转
D. 闭合开关,导体棒ab水平向右运动时电流表指针偏转
【答案】D
【解析】AB.保持导体棒ab静止,断开开关或闭合时,导体没有切割磁感线,因此不会产生感应电流,电流表指针不偏转,故AB错误;
C.闭合开关,导体棒ab竖直向上运动时,导体没有切割磁感线,因此不会产生感应电流,电流表指针不偏转,故C错误;
D.闭合开关,导体棒ab水平向右运动时,导体切割磁感线,因此产生感应电流,电流表指针偏转,故D正确。故选D。
二、多项选择题(本道大题有3小题,下列每题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。共9分,每题3分。每题选项全选对的得3分,选对但不全的得2分,有错选的不得分)
11. (2024河北)对下图所示的实验或装置,分析正确的是( )
A.动圈式话筒的工作原理是“磁生电”
B. 只有铁屑分布较多的地方才有磁场
C. 接通电源,导体ab会受到磁场的作用力
D. 根据电流方向,可判定螺线管的上端为N极
【答案】ACD
【解析】A.图中,动圈式话筒的工作原理是电磁感应,即工作原理是“磁生电”,故A正确;
B.磁体周围都有磁场,并不只有铁屑分布较多的地方才有磁场,故B错误;
C.接通电源后,导体中有电流流过,在磁场中的通电导体会受到磁场的作用,故C正确;
D.根据右手螺旋定则,螺旋管上端N极,故D正确。
故选ACD。
12. (2024河南)如图是小明为某仓库设计的温度报警电路。为热敏电阻,其阻值随温度的变化而变化;为可调电阻。温度正常时指示灯L发光,当温度升高到报警温度时,指示灯熄灭,蜂鸣器报警。下列判断正确的是( )
A. 的阻值随温度的升高而增大
B. 温度升高过程中,电磁铁磁性增强
C. 若要调低报警温度,可将的阻值调大
D. 若控制电路电源电压降低,报警温度将升高
【答案】BD
【解析】AB.当温度升高到报警温度时,指示灯熄灭,蜂鸣器报警,说明衔铁被吸下,电磁铁的磁性增强,电路中的电流变大了,根据欧姆定律可知,电路中的总电阻变小,的阻值变小了,即热敏电阻的阻值随探测温度的升高而减小,故A错误,B正确;
C.控制电路的报警电流大小一定,即报警时控制电路总电阻一定,报警温度越低,热敏电阻的阻值越大,总电阻不变,应将的阻值调小,故C错误;
D.若控制电路电源电压降低,要使控制电路电流达到报警电流,根据欧姆定律,电路总电阻将变小,则的阻值变小,因为热敏电阻的阻值随探测温度的升高而减小,则报警温度将升高,故D正确。
故选BD。
13. (2024广西)如图,兴趣小组制作了一个电动机,给线圈通电,轻轻一推,线圈就会持续转动。下列关于电动机的说法正确的有( )
A.电动机主要由磁体和线圈组成
B. 电动机主要把动能转化为电能
C. 对调电源正、负极可以改变线圈的转动方向
D. 电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻无关
【答案】AC
【解析】AB.电动机的工作原理是,通电导体在磁场中受力的作用,所以电动机主要由磁体和线圈组成,工作时主要把电能转化为机械能,故A正确,B错误;
C.通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关,磁场方向不变,对调电源正、负极,可改变线圈中的电流方向,所以能改变电动机的转动方向,故C正确;
D.根据焦耳定律可知,电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻有关,故D错误。
故选AC。
三、填空题(本道大题有10小题,每空1分,共22分)
14.如图所示,将一枚转动灵活的小磁针置于水平桌面上,在小磁针上方放一条直导线,使导线与电池触接,电路连通瞬间,会看到小磁针发生偏转,这个实验说明通电导线周围存在 ,这个现象是1820年丹麦物理学家 首先发现的。
【答案】 磁场 奥斯特
【解析】当直导线接触电池通电时,可以看到小磁针发生偏转,即小磁针受到磁场力的作用,说明通电导线周围存在磁场;这个现象最早是由1820年丹麦物理学家奥斯特发现。
15. (2024甘肃威武)如图甲所示为磁悬浮地球仪,悬浮时球体只能沿着“地轴”转动,它的“南”“北”指向与地球实际方位一致;地球仪中有一个磁铁,它的磁场与地磁场分布特点一致;环形底座内有一电磁铁,其电路原理如图乙所示。地球仪工作时,球体悬浮于空气中,则图甲中球体上方是“地磁场”的_______极(选填“N”或“S”),图乙中A端应连接电源的_______极(选填“正”或“负”)。
【答案】 S 负
【解析】因为地球仪的南、北指向与地球实际方位一致,所以地球仪的北极在上方,即图甲中球体上方是`“地磁场”的S极。
因为同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,所以电磁铁的N极在上方,即电磁铁的上端为N极,下端为S极;由安培定则可知,电流从B端流出A端流入,即A端是电源的负极。
16. (2024广西)如图所示,在探究通电螺线管外部磁场分布的实验中,闭合开关后,通电螺线管的上端为______ 极,将滑动变阻器的滑片向左移,铁钉吸起大头针的数量更______ (选填“多”或“少”)。
【答案】 N 多
【解析】电流由上方流入螺线管,则由安培定则可知螺线管上端N极。
将滑动变阻器的滑片向左移,变阻器阻值变小,电流变大,则螺线管磁性增强,吸起大头针的数量更多。
17.如图所示,通过观察和比较电磁铁A和B吸引大头针的多少,可以得出电磁铁______磁性更强(选填“A”或“B”),说明电磁铁磁性的强弱与线圈的______有关。
【答案】 A 匝数
【解析】由图可知,两个电磁铁串联,则通过电磁铁的电流相同,A电磁铁的线圈匝数多,吸引大头针的个数越多,说明其磁性越强,表明电磁铁磁性的强弱与线圈的匝数有关。
18. (2024湖北)全自动洗衣机的进水阀门是由电磁铁控制的,其构造示意图如下。当线圈通电后产生磁场,线圈上端为______极,对衔铁施加_____(填方向)的力,使衔铁移动,阀孔打开,水流进洗衣机。
【答案】 S##南 向上
【解析】当线圈通电后产生磁场,由线圈所接电源正、负极可知,在线圈中电流方向是水平向左,根据安培定则判断可知,线圈下端为N(北)极,线圈上端为S(南)极。
磁铁具有吸引铁、钴、镍等物质的性质,所以当线圈通电后产生磁场,该电磁铁对衔铁施加向上的吸引力,使衔铁移动,阀孔打开,水流进洗衣机。
19. (2024山东烟台)螺线管是汽车启动器的一个重要部件,驾驶员转动钥匙发动汽车时,相当于给螺线管通电。如图所示,螺线管的左端为______极,小磁针的左端为______极,A为电源的______极。
【答案】 N N 负
【解析】由图可知,磁感线从磁体的N极流出,回到S极,所以,螺线管的左端为N极,右边为S极,根据异名磁极相互吸引可知,小磁针的左端为N极,根据安培定则可知,螺线管上电流方向朝上,所以A为电源的负极。
20. (2024河南)我国大力发展水力发电。水电站通过提高水位增加水的重力势能,水流下时重力势能转化为______能,使水轮机带动发电机发电,发电机是利用______原理发电的。
【答案】 动能 电磁感应
【解析】水从高处向低处运动时,质量不变,高度降低,重力势能减小,同时速度增大,水动能增大,此过程中重力势能转化为动能。
发电机是利用电磁感应原理来工作的。
21.闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时,导体中就会产生电流。这种利用磁场产生电流的现象叫做______现象。利用这一现象,人们发明了______(选填“电动机”或“发电机”)。
【答案】 (1)电磁感应 (2)发电机
【解析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中会产生感应电流,这种现象就是电磁感应现象。在电磁感应现象中,消耗了机械能,产生了电能,人们利用这个现象制成了发电机。
22. 攀枝花市某学校研学小组在探究通电螺线管磁场的实验中,小磁针和螺线管放置于同一水平面内,
螺线管为东西朝向,小磁针可在水平面内自由转动。开关S闭合后,小磁针的指向如图所示,则电源A端为 (选填“正”或“负”)极。当开关S断开时,小磁针N极将 (选填“不”、“向北”或“向南”)偏转。
【答案】负;向北。
【解析】(1)小磁针的左端是N极,可以判断小磁针处磁感线方向指向左侧,根据磁体周围的磁感线从N极出发,回到S极,可以判断通电螺线管的左端是N极,右端是S极,根据安培定则判断电流从螺线管的右边进入,从左边流出,可以判断电源的B端是正极,A端是负极。
(2)当开关S断开时,通电螺旋管无磁性,小磁针受地磁场的作用,一端指南,一端指北,指南的是S极,指北的是N极。
【点评】对于通电螺线管的问题,知道通电螺线管的磁极、通电螺线管的电流方向、小磁针的磁极、磁感线,知道其中的一者,都能判断其它几者。
23. (2024四川泸州)如图所示,ab、cd两根光滑平行金属导轨固定在同一水平面内,处于蹄形磁铁磁场中的金属杆pq放在导轨上,在外力作用下沿导轨运动。若ad之间断开,则电路中________(选填“有”或“无”)感应电流;若ad之间接入电流计,pq杆向右运动时,指针向右偏,pq杆向左运动时,指针将向________偏;若ad之间安装一个直流电源,pq杆通电后由静止开始沿导轨向右运动,同时交换电源的正负极和磁铁的南北极,pq杆通电后由静止开始沿导轨向________运动。
【答案】 无 左 右
【解析】由图知道,若ad之间断开,则由ab、cd和pq杆构成的回路是不闭合的,此时电路中没有感应电流。
电磁感应现象中,感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线方向有关,根据题意知道,pq杆向右运动时,指针向右偏,所以,当磁场方向不变,只有pq杆向左运动时, 感应电流方向发生变化,即指针将向左偏。
通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关,其一发生变化,则受力方向发生变化,两者都发生变化,则受力方向不变。所以,当同时交换电源的正负极和磁铁的南北极,通电导体pq在磁场中受力的方向不变,即pq杆通电后,仍由静止开始沿导轨向右运动。
四、作图题(本道大题有3小题,共6分)
24.条形磁体的磁感线如图所示,小磁针处于静止状态。请在图中标出:①磁感线A点处的磁场方向;②小磁针的N极。
【答案】如图所示。
【解析】在磁体外部,磁感线是从N极出发回到S极,故条形磁铁的磁感线由左侧指向右侧,A点处磁场方向指向S极;小磁针处于静止状态,根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的原理,小磁针的左端为S极,右端为N极,如图所示。
25.如图所示,在电磁铁的正上方用弹簧挂一条形磁铁。当开关闭合后,如要求当滑片P从b端到a端的过程中,弹簧的长度会变长,请在图中画出电磁铁线圈的绕线方法。
【答案】如图所示
【解析】由图示知,滑片由b端向a端移动的过程中,变阻器接入电路的阻值变大,电路的总阻值变大,电路中的电流变小,电磁铁的磁性减弱。弹簧的长度变长,说明条形磁铁受到的斥力减小。据异名磁极相互吸引知,电磁铁的上端为S极。电流由线圈的上端流入,下端流出。
26.请你在虚线框内将电路补充完整,要求:
①电源电压恒定不变,闭合开关S,图中的小磁针旋转180°后静止;
②此电路能改变电磁铁的磁性强弱。
【答案】如图所示
【解析】如图小磁针初始状态S极在右端,要求闭合开关S小磁针旋转180°后静止,所以通电后电磁铁左端应该为S极(同名磁极相互排斥),由安培定则可以判断出线圈可见部分的电流方向向下,所以电路中电源的正极应该在左侧;又要求电路能够改变电磁铁的磁性强弱,即电路中还要串联一个滑动变阻器,来改变电路中的电流,进而改变电磁铁的磁性强弱。
五、实验题(本道大题有3小题,共18分)
27.(4分) (2024长春市)在“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验中:
(1)如图所示,闭合开关,通电螺线管的右端为________极,小磁针的左端为________极;
(2)对调电源正、负极,小磁针N极指向与(1)中相反,这表明,通电螺线管外部的磁场方向与________的方向有关;
(3)在螺线管中插入一根铁棒,可使通电螺线管的磁性________。
【答案】 (1)N S (2)电流 (3)增强
【解析】(1)闭合开关,电流从螺线管的右端流入,由右手定则得,通电螺线管的右端为N极。
由异名磁极相吸引得,小磁针的左端为S极。
(2)小磁针的N极指向表示磁场方向,对调电源正、负极,电流的方向改变,小磁针与(1)中相反,说明磁场方向改变,通电螺线管外部的磁场方向与电流的方向有关。
(3)研究发现,在螺线管中插入一根铁棒,铁棒被磁化,可使通电螺线管的磁性增强。
28.(6分)在“探究感应电流的产生”的实验中,某同学的四次实验情况分别如图所示。
(1)有同学说:“只要闭合电路中的一部分导体在磁场中运动,就会产生感应电流。”你认为他的说法对吗?______(选填“对”或“不对”),图 ______可支持你的结论;
(2)为了探究感应电流的方向跟磁场方向和导体运动方向之间的关系:
①根据图甲和图乙的实验现象可知:在磁场方向相同的情况下,感应电流的方向与 ______有关;
②根据图乙和图丁的实验现象可知:在导体的运动方向相同的情况下,感应电流的方向与 ______有关;
(3)从能量的角度来分析,感应电流的产生过程是 ______能转化为 ______能的过程。
【答案】 (1) 不对 丙 (2)导体运动方向 磁场方向 (3)机械 电
【解析】(1)要产生感应电流,闭合电路的部分导体在磁场中要做切割磁感线运动,如图丙,虽然导体运动了,但导体运动时不切割磁感线,而是顺着磁感线的方向运动,电流表的指针没有偏转,即电路中没有感应电流产生,所以此同学的说法不对。
(2)①图甲导体向右运动,电流计的指针向左偏转;图乙磁场方向不变,导体向左运动,电流计的指针向右偏转,由甲、乙两图可知,在磁场方向相同的情况下,感应电流方向与导体的运动方向有关。
②图乙N极在上,导体向左运动,电流计的指针向右偏转;图丁导体运动方向不变,改变了磁场的方向,使S极在上,电流计的指针向左偏转,由乙、丁两图可知,在导体的运动方向相同的情况下,电流的方向与磁场(或磁感线)的方向有关。
(3)导体做机械运动,消耗了机械能,得到了电能,所以在此过程中,机械能转化为电能。
29.(8分)自从发现了电流周围存在磁场,许多科学家都在逆向思考:既然电能生磁,那么磁也能生电。1825年,科学家科拉顿也用实验探索如何磁生电。科拉顿用条形磁铁在线圈中插入和拔出进行实验时,为了排除磁铁对“电流表”的影响,把“电流表”和线圈分别放在两个房间里。实验时,他在两个房间之间跑来跑去,没有观察到电流表偏转,实验失败。
某同学利用一根条形磁铁、一个电流表、一个线圈来通过条形磁铁插入和拔出线圈来改变穿过线圈的磁场从而探究磁生电需要满足的条件,其实验过程如图所示。
试完成下列问题:
①电流周围存在磁场,为了形象直观地描述磁场,物理学中引入了“磁感线”的概念,其实磁感线在磁场中的是 (选填“存在”或“不存在”)的。
②如图(A)中的条形磁铁,在条形磁铁外部,磁感线总是从磁铁的某极出来,由 (选填“N”或“S”)极进入磁铁。
A B C D
③比较图中A与B或C与D可知,要使线圈中产生(感应)电流需要满足的条件是: 。
④根据以上实验,判断科学家科拉顿实验失败的原因是
A.在线圈的电路在缺少电源(如干电池) B.电表发生了故障
C.看电表时线圈中的磁场没有变化 D.看电表时线圈中一定没有磁场
【答案】①不存在。 ②S。③穿过线圈的磁场(或磁感线多少)发生变化。④C。
【解析】①电流周围存在磁场,为了形象直观地描述磁场,物理学中引入了“磁感线”的概念,其实磁感线在磁场中的是不存在的。
②如图6(A)中的条形磁铁,在条形磁铁外部,磁感线总是从磁铁的N极出来,由S极进入磁铁。
③比较图6中A与B或C与D可知,要使线圈中产生(感应)电流需要满足的条件是:穿过线圈的磁场(或磁感线多少)发生变化。
④科学家科拉顿实验失败的原因是看电表时线圈中的磁场没有变化,所以选C。
六、计算与综合应用题(本道大题有2小题,共15分)
30.(8分)甲图是一款恒温箱的内部原理电路图,工作电压220V,电热丝R0的阻值为44Ω;控制电路电源电压为8V,继电器线圈的电阻R1=10Ω,滑动变阻器(调温电阻)R2的最大阻值为130Ω;热敏电阻R3的阻值随温度t变化的关系如乙图所示。R0和R3均置于恒温箱中,当继电器线圈中电流达到50mA,继电器的衔铁会把弹簧片吸到左边,右边工作电路断电停止加热。求:
(1)加热时,经过R0的电流
(2)当最高控温设置在60℃时,滑动变阻器接人电路中的阻值应为多少
(3)利用恒温箱把1kg的牛奶从20℃加热到60℃,牛奶吸收多少热量 [牛奶的比热容(kg ℃)]
(4)把1kg的牛奶从20℃加热到60℃需要2min,则该恒温箱的加热效率为多少 (结果精确到0.1%)
【答案】(1)5A;(2)60Ω;(3);(4)75.8%
【详解】(1)如图,恒温箱加热时,经过R0的电流为
(2)如图乙所示,当最高控温设置在60℃时,热敏电阻R3=90Ω,继电器线圈中电流达到50mA,则图甲中三个电阻串联的总电阻为
则滑动变阻器接人电路中的阻值应为
(3)利用恒温箱把1kg的牛奶从20℃加热到60℃,牛奶吸收多少热量为
(4)如图甲,恒温箱将牛奶加热这2min需要消耗的电能为
则该恒温箱的加热效率为
答:(1)加热时,经过R0的电流为5A;
(2)当最高控温设置在60℃时,滑动变阻器接人电路中的阻值应为60Ω;
(3)恒温箱把1kg的牛奶从20℃加热到60℃,牛奶吸收热量为;
(4)该恒温箱的加热效率为75.8%。
31. (7分)(2024福建)小闽为学校的陶器烧制炉加装一个自制的可控制温度的装置,其简化的工作电路图如图。R1、R2是炉内加热电阻,R1阻值为44Ω,R是变阻器,R0是电磁铁线圈电阻。温差电源的热点探头放在炉内,冷点探头放在20℃的恒温箱中。烧制炉接入220V的电路中,闭合开关S1、S2,衔铁与触点A接触,烧制炉处于加热状态;当电磁铁线圈中的电流达到0.01A时,衔铁被吸下与触点B接触,烧制炉进入保温状态,保温功率为200W。测试时,第一次调节R的阻值为1Ω,当烧制炉刚进入保温状态时,测得炉内温度t为400℃;第二次调节R的阻值为4Ω,当烧制炉刚进入保温状态时,测得炉内温度t为1000℃。
求:(1)烧制炉处于加热状态时,通过R1的电流。
(2)烧制炉处于保温状态时,R2的阻值。
(3)温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比,为便于设置烧制炉的保温温度t,写出R与t关系的表达式。
【答案】(1)5A;(2)198Ω;(3)R=
【解析】(1)烧制炉加热状态时,加热电路中只有R1工作,通过R1的电流
(2)烧制炉保温状态时,R1与R2串联,根据可知,总电阻
R2的阻值
(3)温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比,即,且根据欧姆定律有,则有,冷点探头温度,保温时电磁铁线圈的电流
第一次测试:变阻器电阻,炉内温度,则有
第二次测试:变阻器电阻,炉内温度,则有
代入数据,解得:电磁铁线圈电阻 温差电源提供电压与两探头间的温度差的比值 ,则R与t关系的表达式为中小学教育资源及组卷应用平台
【名师导航】备考2025中考物理新课标一轮培优精讲学案(全国通用版)
专题17.2 电与磁单元查缺补漏检测试卷
满分100分,考试时间90分钟
一、单项选择题(本道大题有10小题,下列每题均有四个选项,其中符合题意的选项只有一个。每小题3分,共30分)
1.伟大的物理学家们是全世界的财富,下列关于物理学家及其贡献的说法中正确的是( )
A.牛顿总结了电流与电压、电阻的关系
B.奥斯特发明了发电机
C.法拉第研究了电流的磁效应
D.我国的沈括最早记录了地磁偏角现象
2. (2024黑龙江大庆)下列有关“电与磁”的四幅图,描述正确的是( )
A. 图中,验电器的金属箔片张开,是因为异种电荷相互吸引
B. 图中,导线中有电流通过时,下方的小磁针会发生偏转,说明电流周围存在磁场
C. 图中,由小磁针静止N极的指向可以判断螺线管的b端与电源正极连接
D. 图中,动圈式话筒的原理与电动机工作原理相同
3. (2024江苏扬州)如图所示为送餐机器人,下列图中能说明其内部电动机工作原理的是( )
A. B. C. D.
4. 英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象,人们根据这一现象制成了发电机。下列四个设备中应用了电磁感应现象的是( )
A.麦克风 B. 防水报警器 C.电铃 D. 扬声器
5. 如图是通电螺线管磁场特点的实验装置。下列操作能改变螺线管两端磁极的是( )
A. 移动滑动变阻器滑片 B. 对调电源正负极
C. 改变螺线管线圈匝数 D. 在螺线管中加铁芯
6. (2024四川成都)图是小李同学探究“通电螺线管的磁场方向”的实验示意图。闭合开关,小磁针静止时N极的指向如图所示。下列说法正确的是( )
A. 根据小磁针指向可以判定,通电螺线管的右端为S极
B. 小磁针静止时N极所指方向就是该点的磁场方向
C. 将小磁针移到其他位置,N极所指方向一定不变
D. 本实验可以得出:通电螺线管的磁极与电流方向无关
7.(2024湖南) 下列生活中的设施设备工作原理主要应用了电磁感应的是( )
A. 工人师傅的电钻B. 书桌上的台灯 C. 家用电饭煲 D. 风力发电机
8. (2024甘肃威武)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
9. (2024苏州)如图所示,在a、b两端接入电源或电流表组成不同装置,以下正确的是( )
A. 接电源,和发电机的原理相同
B. 接电流表,和电动机的原理相同
C. 接电源,可将电能转化为机械能
D. 接电流表,移动直导线电流表指针一定偏转
10. (2023四川绵阳)如图所示是“探究什么情况下磁可以生电”的装置,导体棒ab、导线、开关与电流表组成回路。下列说法正确的是( )
A. 保持导体棒ab静止,闭合开关时电流表指针偏转
B. 保持导体棒ab静止,断开开关时电流表指针偏转
C. 闭合开关,导体棒ab竖直向上运动时电流表指针偏转
D. 闭合开关,导体棒ab水平向右运动时电流表指针偏转
二、多项选择题(本道大题有3小题,下列每题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。共9分,每题3分。每题选项全选对的得3分,选对但不全的得2分,有错选的不得分)
11. (2024河北)对下图所示的实验或装置,分析正确的是( )
A.动圈式话筒的工作原理是“磁生电”
B. 只有铁屑分布较多的地方才有磁场
C. 接通电源,导体ab会受到磁场的作用力
D. 根据电流方向,可判定螺线管的上端为N极
12. (2024河南)如图是小明为某仓库设计的温度报警电路。为热敏电阻,其阻值随温度的变化而变化;为可调电阻。温度正常时指示灯L发光,当温度升高到报警温度时,指示灯熄灭,蜂鸣器报警。下列判断正确的是( )
A. 的阻值随温度的升高而增大
B. 温度升高过程中,电磁铁磁性增强
C. 若要调低报警温度,可将的阻值调大
D. 若控制电路电源电压降低,报警温度将升高
13. (2024广西)如图,兴趣小组制作了一个电动机,给线圈通电,轻轻一推,线圈就会持续转动。下列关于电动机的说法正确的有( )
A.电动机主要由磁体和线圈组成
B. 电动机主要把动能转化为电能
C. 对调电源正、负极可以改变线圈的转动方向
D. 电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻无关
三、填空题(本道大题有10小题,每空1分,共22分)
14.如图所示,将一枚转动灵活的小磁针置于水平桌面上,在小磁针上方放一条直导线,使导线与电池触接,电路连通瞬间,会看到小磁针发生偏转,这个实验说明通电导线周围存在 ,这个现象是1820年丹麦物理学家 首先发现的。
15. (2024甘肃威武)如图甲所示为磁悬浮地球仪,悬浮时球体只能沿着“地轴”转动,它的“南”“北”指向与地球实际方位一致;地球仪中有一个磁铁,它的磁场与地磁场分布特点一致;环形底座内有一电磁铁,其电路原理如图乙所示。地球仪工作时,球体悬浮于空气中,则图甲中球体上方是“地磁场”的_______极(选填“N”或“S”),图乙中A端应连接电源的_______极(选填“正”或“负”)。
16. (2024广西)如图所示,在探究通电螺线管外部磁场分布的实验中,闭合开关后,通电螺线管的上端为______ 极,将滑动变阻器的滑片向左移,铁钉吸起大头针的数量更______ (选填“多”或“少”)。
17.如图所示,通过观察和比较电磁铁A和B吸引大头针的多少,可以得出电磁铁______磁性更强(选填“A”或“B”),说明电磁铁磁性的强弱与线圈的______有关。
18. (2024湖北)全自动洗衣机的进水阀门是由电磁铁控制的,其构造示意图如下。当线圈通电后产生磁场,线圈上端为______极,对衔铁施加_____(填方向)的力,使衔铁移动,阀孔打开,水流进洗衣机。
19. (2024山东烟台)螺线管是汽车启动器的一个重要部件,驾驶员转动钥匙发动汽车时,相当于给螺线管通电。如图所示,螺线管的左端为______极,小磁针的左端为______极,A为电源的______极。
20. (2024河南)我国大力发展水力发电。水电站通过提高水位增加水的重力势能,水流下时重力势能转化为______能,使水轮机带动发电机发电,发电机是利用______原理发电的。
21.闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时,导体中就会产生电流。这种利用磁场产生电流的现象叫做______现象。利用这一现象,人们发明了______(选填“电动机”或“发电机”)。
22. 攀枝花市某学校研学小组在探究通电螺线管磁场的实验中,小磁针和螺线管放置于同一水平面内,
螺线管为东西朝向,小磁针可在水平面内自由转动。开关S闭合后,小磁针的指向如图所示,则电源A端为 (选填“正”或“负”)极。当开关S断开时,小磁针N极将 (选填“不”、“向北”或“向南”)偏转。
23. (2024四川泸州)如图所示,ab、cd两根光滑平行金属导轨固定在同一水平面内,处于蹄形磁铁磁场中的金属杆pq放在导轨上,在外力作用下沿导轨运动。若ad之间断开,则电路中________(选填“有”或“无”)感应电流;若ad之间接入电流计,pq杆向右运动时,指针向右偏,pq杆向左运动时,指针将向________偏;若ad之间安装一个直流电源,pq杆通电后由静止开始沿导轨向右运动,同时交换电源的正负极和磁铁的南北极,pq杆通电后由静止开始沿导轨向________运动。
四、作图题(本道大题有3小题,共6分)
24.条形磁体的磁感线如图所示,小磁针处于静止状态。请在图中标出:①磁感线A点处的磁场方向;②小磁针的N极。
25.如图所示,在电磁铁的正上方用弹簧挂一条形磁铁。当开关闭合后,如要求当滑片P从b端到a端的过程中,弹簧的长度会变长,请在图中画出电磁铁线圈的绕线方法。
26.请你在虚线框内将电路补充完整,要求:
①电源电压恒定不变,闭合开关S,图中的小磁针旋转180°后静止;
②此电路能改变电磁铁的磁性强弱。
五、实验题(本道大题有3小题,共18分)
27.(4分) (2024长春市)在“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验中:
(1)如图所示,闭合开关,通电螺线管的右端为________极,小磁针的左端为________极;
(2)对调电源正、负极,小磁针N极指向与(1)中相反,这表明,通电螺线管外部的磁场方向与________的方向有关;
(3)在螺线管中插入一根铁棒,可使通电螺线管的磁性________。
28.(6分)在“探究感应电流的产生”的实验中,某同学的四次实验情况分别如图所示。
(1)有同学说:“只要闭合电路中的一部分导体在磁场中运动,就会产生感应电流。”你认为他的说法对吗?______(选填“对”或“不对”),图 ______可支持你的结论;
(2)为了探究感应电流的方向跟磁场方向和导体运动方向之间的关系:
①根据图甲和图乙的实验现象可知:在磁场方向相同的情况下,感应电流的方向与 ______有关;
②根据图乙和图丁的实验现象可知:在导体的运动方向相同的情况下,感应电流的方向与 ______有关;
(3)从能量的角度来分析,感应电流的产生过程是 ______能转化为 ______能的过程。
29.(8分)自从发现了电流周围存在磁场,许多科学家都在逆向思考:既然电能生磁,那么磁也能生电。1825年,科学家科拉顿也用实验探索如何磁生电。科拉顿用条形磁铁在线圈中插入和拔出进行实验时,为了排除磁铁对“电流表”的影响,把“电流表”和线圈分别放在两个房间里。实验时,他在两个房间之间跑来跑去,没有观察到电流表偏转,实验失败。
某同学利用一根条形磁铁、一个电流表、一个线圈来通过条形磁铁插入和拔出线圈来改变穿过线圈的磁场从而探究磁生电需要满足的条件,其实验过程如图所示。
试完成下列问题:
①电流周围存在磁场,为了形象直观地描述磁场,物理学中引入了“磁感线”的概念,其实磁感线在磁场中的是 (选填“存在”或“不存在”)的。
②如图(A)中的条形磁铁,在条形磁铁外部,磁感线总是从磁铁的某极出来,由 (选填“N”或“S”)极进入磁铁。
A B C D
③比较图中A与B或C与D可知,要使线圈中产生(感应)电流需要满足的条件是: 。
④根据以上实验,判断科学家科拉顿实验失败的原因是
A.在线圈的电路在缺少电源(如干电池) B.电表发生了故障
C.看电表时线圈中的磁场没有变化 D.看电表时线圈中一定没有磁场
六、计算与综合应用题(本道大题有2小题,共15分)
30.(8分)甲图是一款恒温箱的内部原理电路图,工作电压220V,电热丝R0的阻值为44Ω;控制电路电源电压为8V,继电器线圈的电阻R1=10Ω,滑动变阻器(调温电阻)R2的最大阻值为130Ω;热敏电阻R3的阻值随温度t变化的关系如乙图所示。R0和R3均置于恒温箱中,当继电器线圈中电流达到50mA,继电器的衔铁会把弹簧片吸到左边,右边工作电路断电停止加热。求:
(1)加热时,经过R0的电流
(2)当最高控温设置在60℃时,滑动变阻器接人电路中的阻值应为多少
(3)利用恒温箱把1kg的牛奶从20℃加热到60℃,牛奶吸收多少热量 [牛奶的比热容(kg ℃)]
(4)把1kg的牛奶从20℃加热到60℃需要2min,则该恒温箱的加热效率为多少 (结果精确到0.1%)
31. (7分)(2024福建)小闽为学校的陶器烧制炉加装一个自制的可控制温度的装置,其简化的工作电路图如图。R1、R2是炉内加热电阻,R1阻值为44Ω,R是变阻器,R0是电磁铁线圈电阻。温差电源的热点探头放在炉内,冷点探头放在20℃的恒温箱中。烧制炉接入220V的电路中,闭合开关S1、S2,衔铁与触点A接触,烧制炉处于加热状态;当电磁铁线圈中的电流达到0.01A时,衔铁被吸下与触点B接触,烧制炉进入保温状态,保温功率为200W。测试时,第一次调节R的阻值为1Ω,当烧制炉刚进入保温状态时,测得炉内温度t为400℃;第二次调节R的阻值为4Ω,当烧制炉刚进入保温状态时,测得炉内温度t为1000℃。
求:(1)烧制炉处于加热状态时,通过R1的电流。
(2)烧制炉处于保温状态时,R2的阻值。
(3)温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比,为便于设置烧制炉的保温温度t,写出R与t关系的表达式。