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2025年中考物理专题训练:电磁学科普阅读题
1.阅读短文,回答问题
手机无线充电技术其实很简单,基本原理就是物理课上学过的“电生磁、磁生电”。以手机为例,给充电器中缠绕在铁芯上的线圈通电,产生磁场。这个过程将电能转化为电磁能,而电磁场能够在空间传播。同时,手机中也有一个相应的接收线圈,这个接收线圈接收到充电器发出的磁场后,产生感应电流,这样就可以给手机充电了。需要注意的是,能实现无线充电的关键在于充电器线圈中的电流必须是不断变化的,形成不断变化的磁场,这样通过手机接收线圈的磁场才能发生变化,从而产生感应电流。
电动汽车指主要使用铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池和锂电池等可充电电池为动力的汽车。由于其驾驶舒适,零排放,逐渐被人们认可。也有一部分人觉得它单次行驶里程短(续航里程短),充电桩不够普及,而且单次充电时间较长,对电动车并不认可。于是科技工作者想到了无线充电技术,一是在停车场地面下方安装充电线圈,汽车底盘上安装接收线圈,就像手机无线充电那样充电;二是在特定路段地面下方安装充电线圈,汽车上安装接收线圈(如图),实现边旅行边充电,从而实现无限续航。
(1)手机电池充电时,电池相当于电路基本组成中的 (选填“用电器”或“电源”);
(2)手机无线充电时,若手机与充电底座没有紧密贴合,则手机 (选填“能”或“不能”)进行充电;
(3)文中“汽车底盘上安装的接收线圈”与下列实验中工作原理相同的是_______(选填字母);
A. B. C.
(4)文中提到的电动汽车实现无限续航的办法是 。
2.阅读短文,回答问题:
自动除湿器
惠州的春季,天气潮湿,需要除湿。如图1所示为某实验室的自动除湿器。除湿器内部的电路结构由控制电路和工作电路两部分组成。简化后的电路图如图2所示,已知控制电路中的电源电压,调控电阻的阻值范围为0~1000Ω。R为装在除湿器内的湿敏电阻。其阻值随相对湿度(空气中含有水蒸气的百分比,单位为:%RH)变化的图像如图3所示。L为磁控开关,当湿敏电阻R的阻值发生变化时,控制电路中的电流随之发生变化,当电流大于或等于25mA时,L的两个由磁性材料制成的弹片具有了磁性并相互吸合,工作电路的压缩机开始带动系统进行除湿。工作电路两端电压,为保护电阻,磁控开关L的线圈电阻不计。
(1)当S接通时,可判断出图2中线圈上端P的磁极是 极。
(2)磁控开关L内部的磁性弹片可能是下列哪些材料组成( )
A.钴、锌 B.铁、铝 C.钴、镍 D.铁、铜
(3)开关S闭合后,磁控开关L内部的两个弹片在一定条件下相互吸合,此过程中未涉及的知识有( )
A.电流的磁效应 B.电磁感应 C.磁化 D.磁极间相互作用
(4)由图3可知,湿敏电阻R的阻值随着相对湿度的增加而 ;在磁控开关L闭合条件不变的情况下,若要早点开始除湿,则应将控制电阻 。(本小题两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
(5)因实验室内有较敏感的器件,要求相对湿度控制在以内,则调控电阻的阻值不能超过 Ω。
3.海上风电的发展有助于减少对化石燃料的依赖,促进能源结构向更加清洁、低碳的方向转变。一般装机容量是4兆瓦(1兆瓦)风机转一圈,只能发不到4度的电。而目前已公开的世界上最大26兆瓦海上风机,转一圈能发电50度左右,我国主流的风电机组集中安装在水深50米的近海海域,其中离岸距离大于100千来,水深超过50米的深远海域风能资源更加手富。图1和图2是风力发电的原理及输电示意图。求:
(1)海上风电是一种 (选填“可再生”或“不可再生”)能源;
(2)26兆瓦海上风机转动一圈所用时间;(精确到)
(3)若风力发电向远距离输电时某处发生了短路,为确定短路位置,检修员在安全的情况下利用电压表、电流表和电源接成如图2所示的电路进行测量,已知甲、乙两地的每根输电线每千米的电阻为,电压表示数为,电流表示数为,则短路位置到甲地的距离为多远?
(4)目前已公开的世界上最大兆瓦的海上风机,在输电时存在输电损耗,其效率为80%。在一个标准大气压下,此风机转一圈产生的电能,由一个热效率90%的电磁炉给水加热,可以使多少千克20℃的水沸腾?[结果保留整数,]
4.电动汽车以电动机为主要动力装置,有节能减排、低噪声等优点,是汽车产业的重要发展方向,电池是电动汽车的核心部件之一,衡量电池性能的一个重要参数是能量密度,电池能量密度指的是电池平均单位质量所储存的电能某款电动汽车部分参数如下表,此车支持多种充电方式,一般快充采用直流电,电压高、电流大,半小时即可将电量由30%充至80%;若选“随车充”,通过随车充电设备接入220V家庭电路中充电25小时即可充满,无论哪种充电方式都需要供电系统提供良好的接地线,否则该款电动汽车拒绝接受充电.
长×宽×高 4.7m×2.0m×1.4m 最高续航里程 600km
电池容量 60kwh 电池质量 400kg
请根据材料回答以下问题:
(1)用电动机作为主要动力装置可以减少汽车的噪声,这是在 (选填“声源处”、“传播过程中”或“人耳处”)减弱噪声;
(2)电动汽车充电的过程中电能转化为 能存储在电池中;
(3)针对快充特点,为了避免导线过热,快充线适宜选用横截面积较 (选填“大”或“小”)的导线:该车在快充时(由30%充至80%)的充电功率为 kW;
(4)此款电动汽车电池的能量密度是 (W·h)/kg;
(5)电动汽车运动时受到的总阻力包括空气阻力f1和机械阻力f2,其中f1的大小与车速的平方(v2)成正比.若车速是40m/s时,f1的大小为640N,当车速是50m/s时,f1的大小变为 N。若空气阻力分布(空气阻力占总阻力的比例)与车速关系如题图乙所示,当以最大速度匀速行驶时,汽车牵引力的功率为90kW,此时汽车受到的牵引力等于总阻力,则此款电动汽车行驶的最大速度为 m/s。
5.阅读短文,回答问题
热电偶
把两种不同材料的导体(如铁丝和铜丝)组成如甲图所示的闭合回路,当A、B两端存在温度差时,回路中就会有电流通过,这就是塞贝克效应,这种电路叫热电偶电路。实验表明:热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关;跟接点A和B间温度差的大小有关,温度差越大,回路电流越大。热电偶所产生的热电压由接触电压U接触和温差电压U温差两部分组成。请根据短文回答下列问题:
(1)以下材料组合中。可以制作热电偶电路的是( )
A.玻璃片、铝薄片
B.铝薄片、锌薄片
C.锌薄片、锌薄片
(2)热电偶相当于一个 (选填“用电器”或“电源”),它的电能是由 能转化而来;若其它条件不变,只将A处杯中的冰水混合物换为沸水,则电路中的电流 (选填“变大”、“变小”、“不变”)。
(3)利用热电偶电路可以把温度信号转化成电信号,做成温度计。热电偶温度计不受液体的沸点、凝固点等因素的影响,测量范围大。因此,在选用适当的金属做热电偶材料时,主要考虑金属材料的( )(单选)。
A.熔点 B.密度 C.比热容
(4)如图乙所示。热电偶的温差电压与J1、J2两点间的温度差成正比。当热、冷两点间的温度差为100℃时,产生的温差电压为1.5mV;若低温J1处的温度为-20℃,热、冷两点间产生的温差电压为15mV,则高温处的温度为 ℃。
6.阅读短文,回答问题:
智能图书管理员
在某学校图书馆里,智能机器人“小爱”(如图甲)已经辅助图书馆员的工作,提供整理图书、读者咨询等服务。机器人“小爱”为有效避障,在移动过程中会发射、接收超声波(或激光)来侦测障碍物信息,当感知到前方障碍物时,机器人依靠减速器进行减速,并重新规划行驶路线。若当剩余电量减为电池容量的10%时,智能机器人“小爱”会主动寻找充电器充电。下表为该智能机器人图书馆员“小爱”的部分参数:
参数名称 自 身 质量 m/ kg 最 大 负重G/N 提升重物最 大高度 h/m 脚与地面的总接触面积S/cm 电 源 电压 U/V 电 池 容量 Q/ Ah
数据 50 300 0.6 400 30 20
(1)读者与“小爱”对话,咨询某图书所在的位置,“小爱”需将读者的声音信号转化为电流信号,这与 的原理相同。(选“发电机”或“电动机”)
(2)关于智能机器人“小爱”,下列说法错误的是___________。
A.脚的下表面有粗糙的花纹,主要是为了增加摩擦
B.托着图书水平匀速直线运动时,机器人对书本没有做功
C.在行进过程中遇到玻璃等透明障碍物时,利用超声波感知障碍物
D.为减轻自重、提升耐用性,最好选择密度和硬度都较大的材料制作
(3)为确保智能机器人“小爱”能顺利返回充电,离充电器最远路程不能超过180m,若剩余电池容量的30%用于提供克服阻力做功,则该智能机器人返回过程中受到的水平阻力为 N。
(4)如图乙所示为“小爱”承受图书重力的过载保护电路原理图,图中电源电压为4.5V,R 为压敏电阻,阻值随所受压力变化图像如图丙所示,报警器(电阻不计)通过的电流超过10mA时就会报警,放弃执行搬书指令,以免“小爱”受损伤。
①要求:当“小爱”的负重达到或超过最大值时,系统报警,按照下列步骤调试电路:
a、电路接通前,应先将滑动变阻器滑片置于b端,再将电阻箱调到 Ω;
b、将开关S向c端闭合,移动滑动变阻器的滑片,直至报警器报警;
c、保持滑动变阻器滑片位置不变,将开关S向d端闭合,报警系统即可正常使用。
②用已调好的报警电路进行测试,若负重为200N,此时该电路中的电流是 mA。
③为减轻其最大负重,应将滑动变阻器的阻值适当移向 (选填“a”或“b”)。
7.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,极大的方便了人们使用。
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。
8.阅读下列短文,回答问题。
风力发电
风能是一种清洁的可再生能源,利用风力发电将助力我国实现碳中和目标,风力发电机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成,其简化结构如题图甲所示。叶片横截面的设计原理如图乙所示,一面较平,另一面较弯曲。叶片在风的作用下旋转,经过齿轮箱增速后,发电机转子高速旋转发电。某风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈,发电机转子转20圈。风力发电机组输出功率P与风速 v的关系如图丙所示。在5m/s≤v≤10m/s的范围内,P与v的三次方成正比。风力发电机组所在风场某段时间内的风速v与时间t的关系如图丁所示。 (为方便计算,图丙和图丁数据已作简化处理。)
(1)完成下列风力发电的主要能量转化流程图:① ,② ;
(2)当风正面垂直吹向静止叶片时,如图乙所示,从正面看,叶片A会 (选填“顺时针”或“逆时针”)转动;
(3)当风速为12m/s时,风力发电机组工作1h输出的电能,能给功率为1000W的空调使用 h
(4)当风速为13m/s时,发电机转子1min转400圈,若发电机输出电能1kW·h,叶片需要转动 圈;
(5)若14∶00~ 15∶00 和15∶00 ~16∶00 两段时间内输出电能之比为1∶3, 则14∶00~20∶00 的时间段内风力发电机组的输出电能为 kW·h。
9.阅读材料,回答问题。
PTC材料
PTC是一种以钛酸钡为主,掺入多种物质后加工而成的半导体材料。这种材料最基本的特性是在达到居里温度之前,其阻值变化不大且较低;当温度达到居里温度后,在一定的温度范围内,其阻值会随着温度的升高而急剧增大,如图所示。
PTC元件能在电流过大、温度过高时对电路起保护作用。在正常情况下,其阻值很小,损耗也很小,不影响电路正常工作。若有过流(如短路)发生,其温度升高,阻值随之急剧升高,达到限流作用,避免损坏电路中的元件。当故障排除后,PTC元件的温度自动下降,又恢复到了低电阻状态。因此PTC元件又称为“可复性保险丝”。
由于PTC元件具有自动控温、不燃烧、安全可靠等特点,被广泛应用于轻工、住宅、交通、航天、农业、医疗等领域。它与镍、铬丝或远红外等发热元件相比,具有卓越的优点。
(1)PTC材料是一种 材料,居里温度是指 (选填“”或“”)。
(2)PTC元件需要与电路元件 (选填“串联”或“并联”)才能像保险丝一样在电流过大或温度过高时起到限流作用,进而保护整个电路。
(3)PTC元件与普通保险丝相比具有的优点有 (写出一条即可)。
10.智慧公厕是一种以智能化为核心的公共设施,改善了市民的生活质量。
(1)通过APP查找附近厕所时,手机通过接收 实现定位;
(2)智能厕所的供电系统中,太阳能电池板将太阳能转化为 ,太阳能是 (填“可再生”、“不可再生”)能源,此过程能量转化不能自发可逆,说明:能量的转化和转移具有 ;
(3)厕所内有智能系统,实时监测空气中氨气含量。甲图为该装置的模拟电路图,其中R0为定值电阻,R为气敏电阻。下表为两种半导体材料氧化锡(SnO2)和三氧化钨(WO3)的电阻随氨气浓度的变化情况(常温25℃):
氨气浓度Cv/ppm 0 20 50 100 200
SnO2的电阻Rs/KΩ 10 6.5 4.0 2.0 1.0
WO3的电阻Rw/KΩ 8 4.0 2.0 1.0 0.5
① SnO2的电阻随氨气浓度的降低而 ;
②该装置的灵敏度的计算方法为S=△R/Cv,则灵敏度的单位是 ,对比两种材料, 材料检测低浓度氨气(Cv≤20ppm)时灵敏度更高;
③若气敏电阻选用WO3为材料,将其放在浓度为20ppm的氨气中时,电路中电流为2mA;若氨气浓度增大到100ppm,电路中电流为4mA,此时触发电路启动换气系统。则电源电压为 V。
11.阅读材料,回答问题:
最佳空燃比
进入发动机的空气与燃料的质量比例称为空燃比,若吸入发动机的空气所含氧气与燃料恰好完全反应就达到最佳空燃比。为了达到最佳空燃比,在尾气管上安装了如图甲的氧传感器,工作原理(如图乙)是:氧化锆内外表面各有一层金属组成铂电极,氧化锆的外侧与高温尾气接触,内侧连通外界大气,电加热器通电后加热附近大气,使其达到最佳工作温度350℃。在这个温度下氧分子会电离成氧离子,高温电离后的氧离子会通过氧化锆从氧浓度高的位置移到氧浓度低的位置,氧离子浓度差越大,铂电极A和B会聚集越多异种电荷,铂电极间的电压越高。
当燃料较多时,空燃比小于最佳空燃比,尾气中含氧量为0,两电极间的电压达到恒定最大值;当空燃比大于最佳空燃比时,随着尾气中氧含量变大,两电极板间电压急剧变小。发动机控制模块通过检测铂电极两端的电压,控制喷油量,使发动机接近最佳空燃比。
(1)电加热器工作时将电能转化为 能;氧化锆内的电流方向是:铂电极 (选填“A到B”或“B到A”)。
(2)为使质量为kg、温度为-10℃的大气在0.02秒内达到其最佳工作温度,大气需吸收 J的热量;若加热器两端的电压为12V,则电阻R的阻值不能大于 Ω;[大气比热容取1000J/(kg·℃),不计热量损失]
(3)发动机控制模块检测铂电极两端的电压与空燃比的关系图象如图丙所示,若发动机控制模块检测铂电极两端的电压接近为零,说明尾气中的氧气含量较 (选填“高”或“低”),需要 (选填“加大”或“减少”)喷油嘴的喷油量;由图丙可知最佳空燃比为 ;
(4)一辆小汽车在5s内匀速行驶100m,其四缸发动机(如图丁所示)全程转速为40转/秒,发动机以最佳空燃比工作,每次进入单个汽缸的空气质量均为0.294g,发动机的效率为40%,汽油热值取,则汽车的牵引力为 N。
12.阅读短文,回答问题:
综合实践——设计自动浇花机器人
【任务要求】为了在五一假期保证教室内的花正常生长,同学们设计了自动浇花机器人,要求按线路巡查,检测土壤的湿度自动浇花。
【设计实施】
任务一:设计线路巡查系统,如图甲所示,场地布置为白色底,引导线为黑线,机器人巡着黑线前进,当红外发射接收管处在黑线位置时,发出的红外线大部分被黑色吸收,机器人腹部装有五个红外发射接收管分别用、、ZZ、、来表示(为左边第一个;为左边第二个、ZZ为中间、为右边第二个、为右边第一个,本题中依次就是按上述顺序)。当红外线发射接收管接收到地面反射的红外线较强时输出电信号为1,几乎没有接收到地面反射的红外线时输出电信号为0。
任务二:设计湿度检测系统,如图乙为设计的湿度系统原理图,控制电路电源电压,电磁铁线圈电阻10,R为湿敏电阻,其阻值随湿度的变化如图丙。电磁继电器在电流大于20mA时,衔铁被吸合;在电流小于12mA时,衔铁被释放。(湿度计的电阻不计)
【交流评价】下表是任务二的部分评价指标,根据评价表对活动进行评价。
评价指标 优秀 合格 待改进
湿度调节 土壤湿度能控制在一定范围内,且能调整湿度范围 土壤湿度能控制在一定范围内,但不能调整湿度范围 不能控制土壤湿度在一定范围内
(1)关于自动浇花机器人的实践活动,下列说法正确的是( )
A.人眼可看到机器人腹部发的红外线
B.引导线越黑越容易反射红外线
C.图乙中湿度计可能是电流表改装的
D.图乙中通电线圈的上端是N极
(2)红外线发射接收管发出红外线照射到白色地面上发生 反射;当机器人腹部的五个红外发射接收管输出的电信号依次为11011,机器人可能沿着引导线 (选填“前进”“右转”或“左转”)。
(3)根据以上信息,要想实现土壤干燥时浇水,土壤潮湿到一定程度时停止浇水,图乙中接头A、B应连接触点 ,使用该浇花机器人后土壤湿度最低值为 %。
(4)根据评价表中的指标对任务二进行评价,你的评价等级为 ,依据是 ;进一步给出优化建议: 。
13.阅读短文,回答问题。
天然气的安全防范措施中提到:在使用灶具过程中,人不能远离,防止因沸汤溢出或风吹引起灶具熄火引发燃气泄漏。为了避免安全隐患,大家煲汤时可把汤料和水置于炖盅内,而炖盅则浸在大煲的水中,(如图1)并用蒸架把盅与煲底隔离,这样“炖汤”既美味,又安全,因为煲中的水不会溢出使燃气熄火而导致安全事故的发生。在灶具设备设计上为了避免此类安全事故的发生,国家规定燃气灶须安装熄火自动保护装置,拥有自动熄火保护装置的燃气灶相对其他燃气灶而言,更加安全。
如图2为某品牌的燃气灶头,它有两个针头,一个是点火针头,另一个是自动熄火保护装置的感应针头。感应针头要与电磁阀、脉冲点火器等部件组合起来配套使用,才能起到自动熄火保护的作用。在意外熄火(如汤水溢出)时,感应针头感知温度变化,当电流达到一定值时,装置能自功关闭气路、出厂前须进行调试,以设定装置启动保护时的最高温度,图3模拟此装置示意图,电源电压为6V,当电磁铁线圈中的电流时,衔铁K被释放从而关闭气路(未画出)启动保护,反之打开气路;线圈电阻不计,热敏电阻的阻值与温度的关系如图4中图线①所示。
(1)若汤的沸点与水的沸点相同,你认为盅内的汤 (能不能)沸腾;
(2)电磁铁的上端为 (N/S)极;
(3)为防止意外熄火后燃气泄漏的时间过长,装置启动保护时的电功率应不超过0.06W,则电阻箱R接入电路的最小阻值是 ;
(4)若将电阻箱R的阻值调为,则装置启动保护时,的最高温度是 。
14.阅读材料,完成下列小题;
手机无线充电
生活中常见的手机无线充电原理如题31图甲所示。交变电流通过送电线圈(无线充电板)产生磁场,受电线圈(智能手机)放在无线充电板上,此时磁场就能给手机充电,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%。虽然无线充电具有便捷、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,只有当线圈完全对齐时才能实现高效率的充电。
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。
(1)给电池充电的过程中,将 转化为化学能,电池相当于 (选填“用电器”或“电源”);
(2)受电线圈是根据 的原理给手机充电的,如图所示哪个选项是效率较高的充电方式 ;
(3)标有“输出11V,6A”字样的充电器给电池充电,设充电器工作时输入功率保持不变,充电效率为80%,则选用该充电器将上述手机电池从零到充满电需要 min;
(4)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,并绘制如题图乙、丙所示图像,若充电的导线的阻值为0.05Ω,前20min导线产生的热量为 J。
15.阅读短文,回答问题。
热电偶
把两种不同材料的导线(如铁线和铜线)组成如题图所示的闭合回路,当AB两端存在温度差时,回路中就会有电流通过,这就是塞贝克效应,这种电路叫热电偶,实验表明:热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关;跟接点A和B间的温度差的大小有关,温度差越大,回路电流越大。请回答下列问题:
(1)如题图所示:
①其它条件不变,只将铁丝换成铜丝,电路电流 (选填“变大”、“变小”、“不变”或“变为零”);
②其它条件不变,只将A处杯中的冰水混合物换为沸水,电路电流 (选填“变大”、“变小”、“不变”或“变为零”);
(2)这样的热电偶实际上是一个电源,它的电能是由 能转化而来;
(3)热电偶电路可以把温度信号换成 信号。
16.阅读《超导现象》并回答下面问题。
超导现象
导体的电阻在一定的低温(这个温度叫临界温度)下会突然消失,这种现象被称为零电阻效应,也叫超导现象。人们把处于超导状态的导体称为“超导体”。导体没有了电阻,电流流过时就不会发生热损耗,可以毫无阻碍地在导线中形成强大的电流,从而产生超强磁场。
超导材料和超导体技术有着广阔的应用前景。人们利用超导现象制造出超导列车和超导船。由于这些交通工具在悬浮无摩擦状态下运行,可以大大提高它们的速度,降低运行过程中的噪声,并有效减少机械磨损,如图所示为一种超导磁悬浮现象。在磁悬浮列车中就可以使用超导体,在列车行驶的过程中,由于超导体能获得强大的电流,产生的磁性作用很强,列车受到向上的推力会很大,使列车完全脱离路轨而浮在空中。这种磁浮列车的速度能高达500km/h。
超导体的使用可以大大地减小微电子线路中的热噪声,从而极大地提高电子测量仪器的灵敏性。超导材料的零电阻特性可以用来输送电能和制造大型磁体。超高压输电会有很大的损耗,而利用超导体则可最大限度地降低损耗。但由于临界温度较高的超导体在实用中还面临着许多技术难题,从而限制了超导输电的应用。随着技术的发展,新的超导材料的不断涌现,人们期盼着超导输电能在不久的将来得以实现。
(1)导体的电阻在一定的 下会突然消失,这种现象叫超导现象。
(2)下列应用中,利用超导材料零电阻特性的是( )
A.电水壶 B.大型磁体 C.电烤箱 D.电饭煲
(3)某高压输电站向用户输电,已知输电站输出的功率为100kW,输出电压为2000V,输电线的总电阻为8Ω。则输电线中的电流为 A;若输电线全部采用超导体材料制成,则每小时可节约 kW·h的电能。
17.阅读短文,回答问题:
浮力电子秤
如图是小文同学利用浮力及电学知识设计的“浮力电子秤”,浮力秤中的托盘(含圆柱形塑料浮筒M、硬质滑杆)与电路连接,它漂浮在装有足够深水的柱形薄壁容器中,且只能竖直移动。
电路中R是滑线变阻器,其阻值均匀且阻值与长度成正比。当托盘中放置物体后,托盘的滑杆带动滑片P上下移动。电源电压恒为4.5V、电压表量程为0~3V;其他各项数据如表格所示。
托盘中不放物体时,调节水量,使滑片P正好位于R最上端;闭合开关S,电压表示数为0.9V(工作中水不溢出)(g取10N/kg,)。
托盘 质量/g 浮筒M 高度/cm 浮筒M底 面积 容器底 面积/ 滑线变阻器 总电阻/ 滑线变阻器 总长/cm
200 20 100 300 16 8
(1)托盘中放入的物体质量增大时,电阻R接入电路的阻值 ;电压表示数 (均填“增大”“减小”或“不变”)
(2)定值电阻的阻值是 ;
(3)托盘中不放物体时,M浸入水中的深度是 cm;
(4)该“浮力电子秤”的最大称量是 kg;要增大该“浮力电子秤”的最大称量,写出一种可行的改进方法: 。
18.阅读短文,回答问题。
油电混合动力汽车
如图甲,国产某品牌油电混合动力汽车,其工作原理如图乙所示。当它以60km/h的速度沿水平公路匀速行驶30min的过程中,燃烧了3kg燃油,发动机和驱动电机同时共同为汽车提供动力7.5×107J,其中60%的能量来自于燃油燃烧;而发动机内燃油燃烧放出的热量部分用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电,其中用于充电的能量为5×106J。设燃油在发动机汽缸内完全燃烧,燃油的热值为5×107J/kg。若普通汽车刹车时动能全部用于克服与地面的摩擦力做功,而该油电混合动力汽车在关闭发动机后,动能除用于克服与地面的摩擦力做功外,其余能量全部通过驱动电机反转为发电机给蓄电池充电。
(1)检修汽车同侧前后两个转向灯时,司机会拨动方向盘旁边的横杆,并观察转向灯的发光情况,司机所拨动的这根横杆相当于电路中的 ;若拨动横杆后发现有一个转向灯不亮,说明这两灯是 (选填“串联”或“并联”);
(2)如图丙中的O、E、F为变阻器的三个接线柱,驾驶员踩下“油门”时,电路中变阻器阻值减小,需要满足以上需求,将旋钮变阻器接入电路M、N分别接入 (选填“EO”、“FO”或“EF”);
(3)如图丁是该车自动测定汽车油箱内油面高度的装置原理图,下列关于该汽车说法错误的是______;
A.油量表实质是电压表改装而成的
B.定值电阻R0的作用起到保护电路的作用
C.蓄电池充电时,电能转化为化学能
D.加油的过程中,油量表的示数变大
(4)该油电混合动力汽车以60km/h的速度匀速行驶30min时,完全燃烧3kg燃油产生的热量为 J,发动机的效率为 %。
19.小明回南方老家过年时,研究了电暖器和空调的取暖效果。空调工作时,通过压缩机驱动,使制冷剂在室内、外机之间循环流动实现供暖,如图-1所示。制冷剂首先在室外机蒸发器中吸收外界热量汽化,然后进入压缩机被压缩成高温气体,再送入室内机冷凝器对室内空气放热液化,液化后再流回室外机蒸发器吸热,如此循环往复,制冷剂即可源源不断地将室外热量搬运至室内。
小明在高3.2m、面积约30的某房间内,分别用功率同为1500W的电暖器和空调制热,并记录了室温随时间的变化如图-2。电暖器制热时近距离温度高,但室温变化不大。空调制热1h后,室温上升较明显。南方湿度大,小明查找资料得知当天空气比热容约为J/(kg·℃),空气密度约为1.25,电暖器和空调均正常工作,请你分析计算:
(1)电暖器工作1h消耗电能是多少?
(2)空调制热1h,室内空气吸收的热量是多少?
(3)空调的能效比为3.5,即每消耗1J电能,可获得3.5J热量。如图-3为空调制热时房间的能流图,请根据相关参数计算,空调制热时该房间1h的平均散热功率;
(4)小明在遥控器上设置20℃后,用空调持续制热,发现当室温升高到15℃后就不再变化了,据此可推断此时房间散热功率为 W。由此可见,减少散热是房屋取暖的关键。请你利用所学知识,为减少房屋散热提出建议: 。
20.阅读短文,回答问题。
智能雨刮器
图甲是一种智能化的汽车感应雨刮器,主要由直流电动机、摆杆、连杆、雨刮片、光电转换器和控制器等组成。它可根据雨量大小自动调节刮水速度,提高行车安全性。光电转换器如图乙所示,无雨时,P会发出一束红外线,经挡风玻璃反射后到达红外接收器Q,接收与发出的红外线强度近似相等,所以U与U0近似相等;当有雨滴落在感应区域时,部分红外线射到挡风玻璃外,此时U小于U0。微处理器根据电压差ΔU=U0﹣U的大小来判断雨量大小,当电压差大于设定值时,工作电路驱动电机转动系统工作。
(1)分析图甲可知,智能雨刮器主要由电机转动系统、连杆、雨刮片和 组成;
(2)无雨水情况下,U与U0近似相等的原因是 ;
(3)挡风玻璃上雨滴越多,红外接收器ΔU (选填“增大”“减小”或“不变”);
(4)若要使雨量较小时就能启动雨刮器,应该将设定值设置得更 (选填“大”或“小”)一些。
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《2025年中考物理专题训练:电磁学科普阅读题》参考答案
1.(1)用电器
(2)能
(3)B
(4)见解析
2.(1)N
(2)C
(3)B
(4) 变小 变小
(5)380
3.(1)可再生
(2)6.9s
(3)12.5km
(4)386kg
4.(1)声源处
(2)化学
(3) 大 60
(4)150
(5) 1000 90
5.(1)B
(2) 电源 内 变小
(3)A
(4)980
6.(1)发电机
(2)D
(3)360
(4) 100 9 a
7.(1)发电机
(2) 电 用电器
(3)B
(4)16
(5)1800
8.(1) 机械能 电能
(2)顺时针
(3)300
(4)4
(5)1084.3
9.(1) 半导体
(2)串联
(3)自动控温
10.(1)电磁波
(2) 电能 可再生 方向性
(3) 增大 KΩ/ ppm WO3 12
11.(1) 内 A到B
(2) 0.36 8
(3) 高 加大 14.7
(4)1600
12.(1)C
(2) 漫 前进
(3) CD 15
(4) 合格 不能调整湿度范围 在控制电路中加一个滑动变阻器
13.(1)不能
(2)S
(3)150
(4)80
14.(1) 电能 用电器
(2) 发电机 B
(3)15
(4)900
15.(1) 变为零 变小
(2)内
(3)电
16.(1)低温
(2)B
(3) 50 20
17.(1) 减小 增大
(2)4
(3)2
(4) 1.05 增大浮筒M的底面积S
18.(1) 开关 并联
(2)EO
(3)A
(4) 1.5×108 33.3
19.(1)
(2)
(3)
(4) 4950 在墙体内外添加保温材料(或关紧门窗,做好密封)
20.(1)摆杆
(2)无雨水时,接收与发出的红外线强度近似相等
(3)增大
(4)小
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