沪科版（2025秋版）物理9年级第十八章精讲精练学案（有解析）
文档属性
| 名称 | 沪科版（2025秋版）物理9年级第十八章精讲精练学案（有解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 2.7MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 沪科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-08-28 10:22:16 | ||
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文档简介
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第十八章 磁及其相互作用
【知识梳理】
考点一 磁的奥秘
1.认识磁现象
（1）磁体：通常，人们将具有磁性的物体称为磁体。磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质。
（2）磁体具有两极，磁体上磁性最强的两个部位叫磁极。可在水平面内自由转动的磁体，静止时指向南方的那个磁极叫做南极（S极），指向北方的那个磁极叫做北极(N极）。
（3）磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
（4）磁化：把原来不显磁性的物质，通过靠近或接触磁体等方式使其显出磁性的过程叫做磁化，能被磁化的物质叫做铁磁性物质，如铁、钴、镍等。
2.磁场和磁感线
（1）磁场：磁体的周围存在着一种看不见、摸不着的物质，人们将其称为磁场。磁体之间的相互作用正是通过磁场而发生的。
（2）磁感线：为了形象直观地描述磁场，物理学中用磁感应线（简称磁感线），即带箭头的曲线来描述磁场的某些特征和性质，
①在磁体的外部，磁感线总是从磁体的N极发出，最后回到S极；
②磁感线上的箭头由由N极指向S极；磁感线上任何一点的切线方向，也是放在该点小磁针的N极指向，就是该点的磁场方向；
③磁感线分布越密的地方，其磁场越强；磁感线分布越疏的地方，其磁场越弱。
3.地磁场
我们生活的地球本身就是一个大磁体，这个大磁体的N极不在地球的南极（地理南极），而是在其附近；同样，大磁体的S极也是位于地理北极附近。如图所示：
考点二 通电螺线管外部磁场的方向
1.从奥斯特实验说起
通过奥斯特实验我们得出通电导体（也可说通电导线）周围存在着磁场。通电导体周围磁场的方向与电流方向有关。
奥斯特实验说明了电流周围存在着磁场，揭示了电和磁之间的联系（电能生磁）。
2.通电螺线管的磁场
（1）通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似。
（2）我们通常用右手螺旋定则（或叫安培定则）来判断通电螺线管的磁场，即用右手握住螺线管，让四指弯曲跟螺线管中的的方向电流方向一致，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。如图所示：
3.电磁铁及应用
（1）构成：在通电螺线管内插人一块铁芯，就构成了一个电磁铁。
（2）磁性的强弱：由电流的大小和螺线管线圈匝数的多少来决定。
（3）优势：①磁性的有无可由电流的通断来控制；
②磁体的极性可由电流的方向来控制。
③磁性的强弱可由电流的大小和线圈匝数的多少来控制。
（4）电磁铁在生活中的应用：电磁继电器、电磁起重机、电磁选矿机、磁浮列车、电动机、发电机、电铃、电冰箱、吸尘器自动洗衣机、卫生间里的感应式冲水器阀门。
（5）电磁继电器
①构成：电磁铁、衔铁、弹簧片、触点等组成。
②工作原理：当低压控制电路在电磁铁A两端加上一定的电压时，电磁铁A工作，衔铁B被吸下，从而将带动衔铁的动触点D与静触点E（常开触点）吸合，高压工作电路接通。当电磁铁A断电后，其磁力消失，衔铁B则在弹簧C的作用下返回原位，动触点D离开静触点E，高压工作电路断开。这样，通过电磁继电器低压控制电路的接通、断开，就达到高压工作电路的导通、切断的目的。
③优势：用低电压、弱电流的控制电路来控制高电压、强电流的工作电路，能实现遥控和生产自动化。
考点三 磁场对通电导线的作用
1.通电导线在磁场中的受力情况：磁场对通电导体具有力的作用，其作用力的方向与磁场的方向、电流的方向有关。
应用：动圈式扬声器、电磁弹射技术等
2.直流电动机是如何工作的
（1）工作原理：电动机就是根据通电导线在磁场中会受力的作用的原理制成的.其工作时将电能主要转化为机械能。
（2）组成：直流电动机主要由线圈、磁体、换向器、电刷等组成。
（3）换向器的作用：每当线圈刚转过平衡位置，换向器就自动改变线圈中电流的方向，使线圈持续转动下去。
【题型精炼】
考点一 磁的奥秘
典例1：图中绘出了磁体旁小磁针静止时所指方向的图示（小磁针蓝色端表示N极），错误的是（ ）
【答案】D。
【解析】由于磁体周围的磁感线从N极出发回到S极，磁感线上的任何一点的切线方向跟小磁针放在该点的北极指向一致，据此进行解答。
【解答】磁体周围的磁感线从N极出发回到S极，且磁感线上的任何一点的切线方向跟小磁针放在该点的北极指向一致，ABC中小磁针N极与磁感线的方向相同，D中N极与磁感线的方向相反，故ABC正确，D错误
【举一反三】
变式1：（（2024 枣阳市模拟）如图所示，一条形磁铁周围放着能自由转动的小磁针甲、乙、丙、丁，这四根磁针静止时N极指向画错的是（磁针的黑端表示N极）（ ）
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
【答案】C。
【解析】根据磁极间同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引进行判断。
【解答】由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引知，
小磁针甲左端为N极，右端为S极，故A正确；
小磁针乙左端为S极，右端为N极，故B正确；
小磁针丙应该是左端为N极，右端为S极，故C错误；
小磁针丁左端为S极，右端为N极，故D正确
变式2：（2025 兴庆区校级一模）如今，说我们的生活是由磁铁支撑着并不为过。史上最强有力的钕磁铁广泛用于手机、电脑、冰箱等。如图所示，是小明同学用钕磁铁和曲别针进行的实验。通过实验情景，可以判定下列说法正确的是（ ）
A．钕磁铁对放入其磁场中的曲别针有力的作用
B．钕磁铁周围存在磁感线，不存在磁场
C．钕磁铁周围各点的磁场方向都是竖直向下的
D．钕磁铁周围的磁场分布是均匀的
【答案】A。
【解析】（1）通电导体在磁场受到力作用而运动；
（2）磁场是真实存在的，磁感线不是真实存在的；
（3）我们规定小磁针N极所指的方向为该点磁场的方向；
（4）根据磁感线是为了描述（或研究）磁场方便而建立的物理模型分析。
【解答】A、用钕磁铁和曲别针进行实验时，通电后，钕磁铁会产生磁场，会对放入其磁场中的曲别针有力的作用使曲别针运动，故A正确；
B、钕磁铁周围存在磁场，不存在磁感线，磁感线是人们为了形象方便地描述磁场而假想的线，故B错误；
C、钕磁铁周围各点的磁场方向是不同的，故C错误；
D、在磁铁的周围磁感线分布不均匀，在磁场强的地方磁感线密，故D错误。
变式3：（2025 凉州区校级模拟）某同学研究磁体周围的磁场情况，将两根条形磁体放在水平桌面上，在它们上面放一块有机玻璃，玻璃上均匀撒一层铁屑，轻轻敲打玻璃，可以看到铁屑的分布情况如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．图中所示的实验研究的是两个异名磁极之间的磁场分布
B．利用撒在磁体周围的铁屑可以判断磁体周围各点的磁场方向
C．磁极周围的磁场是均匀分布的
D．磁极周围的磁场是真实存在的
【答案】D
【解析】（1）磁体周围存在磁场；
（2）借助细铁屑可以显示磁体周围的磁场分布特点；
（3）磁体上磁性最强的部分叫磁极；
（4）磁体周围存在磁场，磁体间的相互作用通过磁场发生。
【解答】A、图中所示是条形磁体周围的磁场分布情况，故A错误；
B、磁体周围始终存在磁场，借助细铁屑可以显示磁体周围的磁场分布特点，但不能判断磁体周围各点的磁场方向，故B错误；
C、在磁体的周围，磁场一般是不均匀的，越是靠近磁极的地方，磁感线就越密集，磁性就越强，越是远离磁极的地方，磁感线就越稀，磁场就越弱，故C错误；
D、磁场虽然看不到、摸不着，但客观存在于磁体周围空间，故D正确。
考点二 通电螺线管外部磁场的方向
典例1：（2024 广东一模）如图所示，使导线与电池触接，电路连通的瞬间磁针发生偏转。这一现象不仅能说明通电导线周围存在 ，还可以说明力可以改变物体的 。若将导线绕成螺线管并通电，如图乙所示，则通电螺线管的A端是 极。
【答案】磁场；运动状态；S。
【解析】（1）1820年丹麦物理学家奥斯特通过实验证实了电流周围存在磁场，即电流的磁效应；
（2）力可以改变物体的形状、力可以改变物体的运动状态；
（3）根据安培定则判断通电螺线管的磁极。
【解答】在实验中，当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；
小磁针受到磁场力的作用，由静止变为运动，说明力可以改变物体的运动状态；
电流从通电螺线管的右侧流入，左侧流出，根据安培定则可知，通电螺线管的A端是S极。
【举一反三】
变式1：（2025 福建一模）图甲所示的限流开关（俗称空开）是家庭电路中重要的元件，图乙是它的简化原理图，当电路电流太大时，铁芯与衔铁相互吸引带动触点a向上运动，断开电路。下列说法正确的是（ ）
A．衔铁一般用铝材质来制作
B．只有电路中出现短路时，限流开关才会断开
C．当线圈中电流方向向下时，螺线管下端为N极
D．增加线圈匝数可以使开关允许通过的最大电流值减小
【答案】D
【解析】电磁铁在日常生活中有极其广泛的应用．电磁铁是电流磁效应（电生磁）的一个应用，与生活联系紧密，如电磁继电器、电磁起重机、磁悬浮列车等。
空气开关，又名空气断路器，是断路器的一种。是一种只要电路中电流超过额定电流就会自动断开的开关。
根据电源的正负极判定螺线管中电流的方向，根据安培定则判定螺线管的极性。
【解答】A、铝不会被磁化，不能用来做衔铁；故A错误，不符合题意；
B、电路中总功率太大，也会导致电流太大，使限流开关断开；故B错误，不符合题意；
C、根据右手定则和电流方向，螺线管下端为S极；故C错误，不符合题意；
D、当允许通过电路最大电流较小时，增加线圈匝数也可以增强电磁铁磁性，使得开关断开；故D正确，符合题意。
变式2：（2025 晋中二模）如图甲所示是小明为学校设计的楼道照明系统自动控制装置，已知控制电路电压U恒为6V，电磁继电器线圈电阻R1为20Ω，R2为光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小，AC可绕O点转动，OA长为0.5cm,OB长为1cm,AC部分的重力、触点间的压力以及各处的摩擦力均忽略不计；电磁铁对衔铁的吸引力F等效集中作用在B点，吸引力F与控制电路中电流I的关系如图乙所示。当衔铁刚好被吸下时，弹簧对A点的拉力为2.4N。下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关S，电磁铁下端为S极 B．电磁铁对衔铁的吸引力F为1.5N
C．此时电磁铁电路中的电流为20mA D．此时光敏电阻R2的阻值为230Ω。
【答案】D。
【解析】（1）根据控制电路中的电流方向，利用安培定则判断电磁铁的磁极；
（2）衔铁是一个杠杆，根据杠杆平衡条件求出电磁铁对衔铁的吸引力；
（3）由图2控制吸引力F与控制电路中电流I成正比，据此求出此时控制电路的电流；
（4）知道电源电压和电流，根据欧姆定律求出控制电路的总电阻，根据串联电路的电阻特点求出此时光敏电阻的阻值。
【解答】A、闭合控制电路中开关S，电流从电磁铁的上端流入、下端流出，根据安培定则控制电磁铁的下端是N极，上端是S极，故A错误；
B、AC部分的重力、触点间的压力以及各处的摩擦力均忽略不计，设弹簧对A点的拉力为FA，电磁铁对衔铁的吸引力为FB，
根据杠杆的平衡条件可得FAOA=FBOB，
。
变式3：（2025 岳麓区校级模拟）小明家有一款磁悬浮音箱（如图甲所示），其内部电路图如图乙所示。下列对此音箱的说法正确的是（ ）
A．调节滑片P位置可调节音箱悬浮高度
B．通电后底座的周围存在许多磁感线
C．音箱悬浮利用了异名磁极相互吸引的原理
D．音箱底部的永磁铁的A端为S极
【答案】A
【解析】（1）电磁铁的磁性强弱与电流的大小、线圈匝数有关；
（2）磁场是真实存在的，而磁感线不是真实存在的；
（3）同名磁极相互排斥；
（4）利用安培定则可判断通电螺线管的磁极。
【解答】A、由图可知，闭合开关，使音箱悬浮后，向右调节滑片P，电磁铁线圈中的电流增大，磁性增强，音箱受到的磁力变大，音箱与底座之间的距离变大，“悬浮”的高度升高，故A错误。
B、通电后底座的周围存在磁场，但不存在磁感线，磁感线是人们为了形象方便地描述磁场而假想的曲线，故B错误；
C、磁悬浮音箱利用了同名磁极相互排斥的原理，故C错误；
D、由安培定则和图示可知，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向螺线管的上端，则螺线管的上端为N极、下端为S极，磁悬浮音箱利用了同名磁极相互排斥的原理，所以音箱底部磁体的A端应该是N极，故D错误。
考点三 磁场对通电导线的作用
典例1：（2025 锡山区校级一模）2024年12月27日，中国海军076两栖攻击舰首舰“四川舰”在上海下水，该型舰是全球首次采用电磁弹射技术的两栖攻击舰。电磁弹射器的弹射车与舰载机连接，并处于强磁场中，当弹射车的导体有强电流通过时，就可以受到磁场强大的作用力，使舰载机获得较大起飞速度。下列实验中，与电磁弹射器原理相同的是（ ）
【答案】B
【解析】根据通电导体在磁场中受到磁场力的作用分析解答。
【解答】由题意可知，电磁弹射器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以强电流时，即可受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力运动。
A、该装置为奥斯特实验，说明电流的周围存在磁场，故A不符合题意；
B、图中有电源，属于电动机原理，是利用通电导体在磁场中受力而运动的原理工作的，故B符合题意；
C、该装置中无电源，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动就会产生感应电流，是探究电磁感应现象的装置，故C不符合题意；
D、电磁铁通电后具有磁性，能吸引大头针，这是电流的磁效应，故D不符合题意。
【举一反三】
变式1：（2025 海州区二模）“福建舰”是我国完全自主设计建造的首艘电磁弹射型航空母舰，如图所示。当电磁弹射车内的导体通入强电流时，即可产生强大的推力，将航母舰载机弹出。下列实验与电磁弹射工作原理相同的是（ ）
【答案】D。
【解析】电磁弹射是指以电磁力为加速手段，采用电磁的能量来推动被弹射的物体向外运动。根据通电导体在磁场中受到磁场力的作用分析解答。
【解答】由题意可知，当电磁弹射车内的导体通入强电流时，即可产生强大的推力，将航母舰载机弹出，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动。
A、图中没有电源，闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，为电磁感应实验，故A错误；
B、该实验为奥斯特实验，说明了电流周围存在着磁场，故B错误；
C、图中实验是探究磁极间的相互作用，故C错误；
D、图中有电源，通电导体棒在磁场中受力而运动，即与电磁弹射器工作原理相同，故D正确。
变式2：（2025 松山区三模）关于图甲和图乙所示的实验，下列说法错误的是（ ）
A．甲图可以探究什么情况下磁可以生电
B．甲图中ab水平方向移动，电流表的指针会发生偏转
C．乙图可以探究通电导体在磁场中的受力情况
D．乙图实验的过程中，将机械能转化为电能
【答案】D。
【解析】（1）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流的现象叫电磁感应，电磁感应产生的电流叫做感应电流；
（2）通电导体在磁场中受到力的作用，此过程中将电能转化为机械能。
【解答】AB．甲图中有灵敏电流表，因此是为了探究闭合电路的一部分导体在切割磁感线运动时会产生感应电流，所以ab水平方向移动，做切割磁感线运动，因此电流表的指针会发生偏转，故AB正确；
CD．乙图中有电源，因此是为了探究通电导体在磁场中的受力情况，此时将电能转化为机械能，故C正确，D错误。
变式3：（2025 芜湖三模）如图所示，闭合开关，将甲装置中导体AB向右移动时，乙装置中导体CD随之运动起来（在整个过程中导线BD、CE、FA始终是松弛的）。下列说法不正确的是（ ）
A．甲装置可以说明电磁感应现象
B．乙装置产生的现象在生活中的应用是电动机
C．若导体AB向左移动，导体CD的运动方向不变
D．若闭合开关，将导体CD左右移动，导体AB也会随之运动起来。
【答案】C。
【解析】利用电磁感应和通电导体在磁场中受力的有关知识逐个分析四个选择项，从而得到答案。
【解答】A．甲装置中导体AB向右移动时，做切割磁感线运动，产生感应电流，可以说明电磁感应现象，故A正确；
B．甲装置中导体AB向右移动时，做切割磁感线运动，产生感应电流，闭合开关使乙装置中导体CD通电，CD在磁场中受到力的作用，将电能转化为机械能，电动机是利用这一原理工作的，故B正确；
C．若导体AB向左移动，产生感应电流的方向改变，导体CD的受力方向改变，运动方向改变，故C错误；
D．闭合开关，若将导体CD左右移动，做切割磁感线运动，产生感应电流，使甲装置中导体AB通电，在磁场中受力运动，故D正确。
1．宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”图中符合上述说法的是（ ）
A．B． C．D．
【答案】C
【解答】解：
地磁场的南北极与地理南北极相反，且不重合。即：地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。如图：
A、小磁针应该指向南北，图中却指向东西，故A错误；
B、小磁针应该指向南北，图中却指向东西，故B错误；
C、地磁南极在地理北极附近，所以小磁针S应该指向南方，略偏向东方，小磁针N应该指向北方，略偏向西方，故C正确；
D、地磁南极在地理北极附近，所以小磁针S应该指向南方，略偏向东方，小磁针N应该指向北方，略偏向西方，故D错误。
故选：C。
2．某品牌的油电混合动力汽车，该车的动力主要来源于汽油机，并配备了第二个动力源电池，这二者结合使用实现节能环保的效果。下列说法正确的是（ ）
A．轿车在行驶过程中消耗一半汽油后，汽油的热值变为原来的一半
B．动力源电池的电压和家庭电路的电压一样
C．轿车前部的两个大灯总是同时亮同时灭同时闪烁，它们一定是并联的
D．电动机的原理是电磁感应现象
【答案】C
【解答】解：A、热值是燃料本身的一种特性，与燃料的质量无关，因此轿车在行驶过程中消耗一半汽油后，汽油的热值不变，故A错误；
B、动力源电池的电压为300～500V，而家庭电路的电压为220V，故B错误；
C、轿车前部的两个大灯总是同时亮同时灭同时闪烁，但是它们可以独立工作，当某一个损坏时另一个仍可发光，所以它们是并联的，故C正确；
D、电动机的原理是通电导体在磁场中受到力的作用，发电机的原理是电磁感应现象，故D错误。
故选：C。
3．如图为直流电动机的工作原理图，分析正确的是（ ）
A．改变磁场方向可以改变线圈转动的方向
B．电动机通电后不转，一定是电路断路
C．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
D．线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的
【答案】A
【解答】解：A、改变磁场方向可以改变线圈转动方向。故A正确。
B、电动机通电后不转原因：电流太小；磁场磁性太弱；断路；线圈处于平衡位置。故B错误。
C、电动机工作时电能大部分转化为机械能，还有一小部分转化为内能。故C错误。
D、换向器在线圈刚转过平衡位置时，能自动改变线圈中的电流方向，能使线圈连续转动下去。故D错误。
故选：A。
4．如图所示是一个磁悬浮灯，底座和灯泡中有线圈和磁体，底座质量是0.4kg，灯泡质量为0.1kg，给底座线圈通电后灯泡发光并悬浮；断电后灯泡熄灭并落下。g取10N/kg，则下列说法正确的是（ ）
A．断电后灯泡对底座的压力和底座所受的支持力是一对平衡力
B．利用了异名磁极相互排斥的原理实现悬浮的
C．灯泡工作过程中，整个装置对地面的压力为4N
D．磁悬浮灯用到了电生磁的知识
【答案】D
【解答】解：A．断电后灯泡对底座的压力大小等于灯泡的重力，底座所受的支持力等于底座和灯泡的重力之和，二力不相等，即两个力不是一对平衡力，故A错误；
B．利用了同名磁极相互排斥的原理实现悬浮的，故B错误；
C．灯泡工作过程中，整个装置对地面的压力为
F＝G＝mg＝（0.4kg+0.1kg）×10N/kg＝5N，故C错误；
D．磁悬浮灯用到了电生磁的知识，给底座线圈通电后，底座周围存在磁场，使带有磁体的底座与灯泡受到排斥力的作用，故D正确。
故选：D。
5．如图所示，在一块环形磁铁上面放两个瓶盖，瓶盖上方水平放置玻璃板，在玻璃板上旋转一个由磁铁组成的陀螺，用玻璃板将陀螺抬起，然后拿掉瓶盖和玻璃板，陀螺也可以保持悬空旋转。下列说法正确的是（ ）
A．陀螺是利用同名磁极相互吸引的原理悬浮的
B．环形磁铁对放入其磁场中的陀螺有向上的作用力
C．环形磁铁周围各点的磁场方向都是竖直向上的
D．陀螺周围不存在磁场，但存在磁感线
【答案】B
【解答】解：A、陀螺是利用同名磁极相互排斥的原理悬浮的，故A错误；
B、陀螺受到竖直向下的重力，陀螺能悬浮在空中，受到平衡力的作用，此时陀螺受到竖直向上的磁力作用，故B正确；
C、磁场的方向是这样规定的：放在磁场中某点的小磁针，静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向，小磁针位置不同，N极的方向不同，说明环形磁铁周围各点的磁场方向是不同的，故C错误；
D、陀螺周围存在磁场，不存在磁感线，磁感线是为了描述磁场的性质而引入的假想曲线，故D错误。
故选：B。
6．如图是奥斯特实验的装置图，关于此实验，下列说法正确的是（ ）
A．通电前，小磁针上方的导线应沿东西方向放置
B．改变导线中的电流方向，小磁针偏转的方向将发生改变
C．移走小磁针，通电导线周围的磁场消失
D．将导线断开，小磁针静止时N极将指向地磁场的北极
【答案】B
【解答】解：A、由于小磁针受到地磁场的作用，要指南北方向，为了观察到明显的偏转现象，应使电流产生的磁场方向为东西方向，故应把直导线南北放置，故A错误；
B、由于磁场的方向与电流的方向有关，所以改变导线中的电流方向，小磁针偏转的方向将发生改变，故B正确；
C、通电导线的周围存在磁场，但磁场看不见、摸不着，可以通过小磁针的偏转说明磁场的存在，移走小磁针，周围仍存在磁场，故C错误；
D、将图中导线断开，小磁针由于地磁场的缘故，N极将指向地理的北极，而不是地磁的北极，故D错误。
故选：B。
7．如图，根据通电螺线管周围的磁感线分布，可确定磁极甲、乙、丙、丁的极性依次是（ ）
A．N、N、S、N B．S、N、S、S C．S、S、N、N D．N、S、N、N
【答案】D
【解答】解：电流从螺线管的左端进入，从右端流出，根据安培定则知，螺线管的乙端是S极，丙端是N极；根据磁感线知，甲乙是异名磁极相互吸引，丙丁相斥，所以甲端是N极，丁端是N极。如图。
故选：D。
8．为解决广场舞噪声扰民的问题，民警在几个露天广场安装了几套声音分贝测试及提醒设备（如图），随时监测音量，达到峰值时设备会鸣叫示警，下列说法错误的是（ ）
A．广场舞音乐一定是乐音
B．监测音量峰值应设定为50dB左右
C．分贝测试设备在传播过程中只能监测不能控制噪声
D．扬声器是音响的最主要部分，其工作原理是磁场对电流的作用
【答案】A
【解答】解：A、广场舞的伴奏音乐虽然有的很好听，但是如果响度太大，影响到别人，也会成为噪音，故A错误；
B、为了不扰民，监测音量峰值应设定为50dB左右，故B正确；
C、分贝测试设备在传播过程中只能监测不能控制噪，故C正确；
D、扬声器是音响的最主要部分，其工作原理是磁场对电流的作用，故D正确。
故选：A。
9．我市已逐渐开始实行电动自行车新政策：只允许新国标电动自行车上路，要求车速不超过25km/h。下面是同学们设计的某品牌电动自行车的电路，其中符合“旋钮OP绕O点顺时针转动时，电动机转速变快，当转速超过一定值，电铃会自动报警”的电路是（ ）
A．B．
C． D．
【答案】C
【解答】解：电动机的转速与电流大小有关，当旋钮OP绕O点顺时针方向转动时，滑动变阻器接入电阻变小，控制电路部分电流变大，电动机转速变快；当电流达到一定程度时，电磁铁将衔铁吸过来，接通电铃所在电路而报警；故C正确，而A、B、D错误。
故选：C。
10．1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的 效应，随后法国物理学家安培进一步研究发现磁场对电流的作用。如图所示，闭合开关，静止的导体棒ab在轨道上向左运动，若只将电源的正、负极对调，则导体棒ab将向 运动（选填“左”或“右”），它的应用实例是 （选填“电动机”或“发电机”）。
【答案】奥斯特；右；电动机。
【解答】解：在1820年，丹麦的物理学家奥斯特做了电流磁效应实验，发现通电导线周围存在磁场；
闭合开关，静止的导体棒ab在轨道上向左运动，若只将电源的正、负极对调，改变了电流方向，则导体棒ab的运动方向改变，所以导体棒ab将向右运动。
通电导体在磁场中受到力的作用，根据该原理可以制成电动机。
故答案为：奥斯特；右；电动机。
11．如图所示，GMR是巨磁电阻（其电阻值在磁场中随磁性的增强而急剧减小），当开关S1、S2都闭合时，电磁铁附近的小磁针处于静止状态，则小磁针的A端为 极；当滑片P向右滑动时，指示灯的亮度 （选填“变亮”、“变暗”或“不变”）。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：
（1）根据安培定则可知，电磁铁的左端为N极，右端为S极，则小磁针的A端为S极；
（2）闭合开关S1和S2，使滑片P向右滑动，左侧电路电阻变大，电流变小，磁场的磁性减弱，巨磁电阻的阻值增大，右侧电路电流变小，所以指示灯的亮度会变暗。
故答案为：S；变暗。
12．如图所示是演示巨磁电阻（GMR）特性的原理示意图。开关S1、S2闭合时，向左稍微移动滑动变阻器的滑片P，指示灯的亮度明显变亮。滑动变阻器的滑片向左移动，电磁铁周围的磁场 （选填“增强”“减弱”或“不变”）。指示灯的亮度明显变亮，表明GMR阻值会随着它周围的磁场增强而 （选填“增大”或“减小”）。
【答案】增强；减小。
【解答】解：（1）滑动变阻器的滑片向左移动时，变阻器的阻值减小，由欧姆定律可知，线圈中的电流增大，则电磁铁的磁场增强。
（2）指示灯的亮度明显变亮，表明电路中的电流增大，由欧姆定律可知，电路中GMR的阻值显著减小。
故答案为：增强；减小。
13．如图所示，将一铁块挂在弹簧测力计下，从磁铁左端向右端移动的过程中，弹簧测力计的示数变化情况是： ，原因是 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：磁体上的不同部位的磁性强弱并不一样，磁体两端（磁极）处的磁性最强，而中间的磁性最弱，因而铁块在条形磁体的N极和S极处受到的吸引力最大，在正中处受到的吸引力最小，所以从左开始，弹簧测力计的示数是先变小，到中间位置时，是最小的示数，然后再变大。
故答案为：先变小再变大；磁体两端磁性最强，中间最弱。
14．“指南针”是我国四大发明之一，这一伟大发明在航海、探险、军事方面都有重要的实用价值。指南针能指方向，是因为指南针受到了 的作用，指南针静止时北极所指的方向在地理的 极附近。第一个揭开电磁之间联系的科学家是丹麦的 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：“指南针”是我国的四大发明之一，指南针之所以能够指方向就是因为受到了地磁场的作用；
指南针静止时北极所指的方向在地理的北极附近；
第一个揭开电磁之间联系的科学家是丹麦的奥斯特。
故答案为：地磁场；北；奥斯特。
15．我国首艘国产航母“福建舰”上使用了电磁弹射装置，原理如图所示，给线圈提供电流时产生磁场，炮弹（铁质）被磁化，受到强大的作用力而加速运动，达到线圈中间时，迅速断电，炮弹飞出炮口。当线圈通电时，炮弹头是 （选填“S”或“N”）极；电磁弹射装置将电能转化为 ，工作原理与 （选填“电动机”或“发电机”）相同。
【答案】S；机械能；电动机。
【解答】解：由图可知，电流从通电螺线管（炮管）的左端进入，从右端流出，根据安培定则可知，通电螺线管（炮管）的左端是N极，根据异名磁极相互吸引可知，炮弹头是S极；电磁弹射装置将电能转化为机械能；给电磁弹射装置线圈提供电流时产生磁场，炮弹（铁质）被磁化，受到强大的作用力而加速运动，达到线圈中间时，迅速断电，炮弹飞出炮口，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动，与电动机的原理相同。
故答案为：S；机械能；电动机。
16．某实验小组用铁屑和小磁针来探究“通电螺线管外部磁场的方向”。
（1）在玻璃板上均匀地撒满铁屑，将螺线管连入电路，闭合开关。为了让铁屑更有序地排列起来，进而更清晰地显示出磁场的分布情况，实验中应该 （填一个操作动作）玻璃板面。观察到铁屑分布情况如图甲所示，可知，通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似；
（2）把小磁针（涂黑端为N极）放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极的指向如图乙所示，则通电螺线管的右端为 极。对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极指向与图乙中相反，说明通电螺线管的极性与螺线管中电流的 有关。
【答案】（1）轻敲；条形；（2）N；方向。
【解答】解：（1）实验中为了让铁屑更有序地排列起来，进而更清晰地显示出磁场的分布情况，实验中应该轻敲玻璃板面，使铁屑与玻璃板分离，铁屑与玻璃板分离后不受玻璃板的摩擦力的作用，铁屑在磁力的作用下有序的排列。
由图甲得，通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
（2）磁场外部的磁场方向从N极流向S极，由图乙所示，则通电螺线管的右端为N极。
对调电源正负极，闭合开关，螺线管中的电流流向改变，小磁针静止时N极指向与图乙中相反，说明通电螺线管的极性与螺线管中电流的方向有关。
故答案为：（1）轻敲；条形；（2）N；方向。
17．为辨别钢棒是否有磁性，小明设计了以下方案进行探究。
（1）根据图甲实验现象， （填“能”或“不能”）判断钢棒一定具有磁性。
（2）图乙实验中，悬挂的钢棒某一次转动后，静止时一端指南一端指北，由此判断钢棒 （填“一定”或“不一定”）具有磁性。
（3）根据图丙实验现象， （填“能”或“不能”）判断钢棒一定具有磁性。
（4）图丁实验中，水平向右移动钢棒，弹簧测力计示数有变化， （填“能”或“不能”）判断钢棒一定具有磁性，理由是 。
【答案】（1）能；（2）不一定；（3）不能；（4）能；磁体两端磁性最强，中间最弱。
【解答】解：（1）磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性；
大头针是由铁制成的（不是磁体），甲图中钢棒吸引大头针，能说明钢棒一定具有磁性；
（2）磁体具有指向性，悬挂的钢棒转动后，静止时一端指南一端指北，符合磁体能够指示南北的特点，但仅凭一次实验得到的结论具有偶然性，所以钢棒不一定具有磁性；
（3）由于异名磁极相互吸引，同时磁体也可以吸引磁性物质，所以凭图中的实验不能判断钢棒是否有磁性；
（4）磁体上的不同部位的磁性强弱并不一样，磁体两端（磁极）磁性最强，而中间磁性最弱，因而钢棒在条形磁体的两极处受到的吸引力最大，在正中处受到的吸引力最小，所以从左开始，弹簧测力计的示数是先变小，到中间位置时，是最小的示数，然后再变大。
故答案为：（1）能；（2）不一定；（3）不能；（4）能；磁体两端磁性最强，中间最弱。
18．在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。
（1）当滑动变阻器的滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数 （选填“增加”或“减少”），说明电流越 ，电磁铁磁性越强。
（2）根据图示的情境可知， （选填“甲”或“乙”）的磁性强，说明电流一定时， ，电磁铁磁性越强。
（3）根据安培定则，可判断出乙铁钉的上端是电磁铁的 极。
（4）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 。
（5）将导线绕在铁钉上制成简易电磁铁，并巧妙地通过吸引大头针的数量来显示电磁铁磁性的强弱。下面的实验也用这种方法的是 。
A.认识电压时，我们可以用水压来类比
B.用光线来描述光通过的路径
C.令敲响的音叉接触水面，看有没有溅起水花，来判断音叉有没有振动
D.用斜面、小车探究阻力对物体运动的影响
【答案】（1）增加；大；
（2）甲；电磁铁线圈的匝数越多；
（3）S；
（4）大头针被磁化，同一端的磁性相同，互相排斥；
（5）CD。
【解答】解：（1）当滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路的电阻变小，电流变大，在线圈的匝数一定，铁芯一定时，电流越大，吸引的大头针个数越多，说明通过电磁铁的电流越大，电磁铁磁性越强。
（2）根据图示的情境可知，甲乙串联接入电路中，甲的线圈的匝数多，甲吸引的大头针的个数多，则甲的磁性强，说明电流一定时，电磁铁线圈的匝数越多，电磁铁磁性越强。
（3）根据安培定则，可判断出乙铁钉的上端是电磁铁的S极。
（4）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是大头针被磁化，同一端的磁性相同，互相排斥。
（5）磁性的强弱是直接看不出来的，由于电磁铁的磁性强弱不同，吸引的大头针的数目不同，通过电磁铁吸引大头针的多少来认识其磁性强弱，这采用了转换法。
A、认识电压时，我们可以用水压来类比，运用了类比法，故A错误；
B、用光线来描述光通过的路径，运用了理想模型法，故B错误；
C、令敲响的音叉接触水面，看有没有溅起水花，来判断音叉有没有振动，运用了转换法，故C正确；
D、用斜面、小车探究阻力对物体运动的影响，运用了转换法，故D正确。
故选：CD。
故答案为：（1）增加；大；
（2）甲；电磁铁线圈的匝数越多；
（3）S；
（4）大头针被磁化，同一端的磁性相同，互相排斥；
（5）CD。
19．如图的实验装置，两根水平且平行的金属轨道上放一根轻质导体AB并把它们置于磁场中。
（1）闭合开关接通电源，这时会看到导体AB向右运动，这表明 。
（2）若只对调磁体的磁极或只改变导体AB中的电流方向，观察到导体AB均向 运动。
（3）如果把磁体的两极对调，同时改变通过导体AB的电流方向，会看到导体AB的运动方向 。
（4）依据这个实验原理可制成 。
【答案】（1）通电导体在磁场中受力的作用；（2）左；（3）不变；（4）电动机。
【解答】解：（1）闭合开关接通电源，这时会看到导体AB向右运动，即说明AB受到向右的力的作用，即说明通电导体在磁场中会受力的作用；
（2）只对调磁体的磁极或只改变导体AB中的电流方向，AB所受力的方向发生了改变，会观察到导体AB均向左运动；
（3）如果把磁体的两极对调，同时改变通过导体AB中的电流方向，即等于同时改变了两个因素，所以会看到导体AB的运动方向不变；
（4）依据这个实验原理可制成电动机。
故答案为：（1）通电导体在磁场中受力的作用；（2）左；（3）不变；（4）电动机。
20．如图甲是小雪自制的小风扇，使用时发现，小风扇转动，但风却向后吹，于是她设计了如图乙所示实验探究原因。
（1）闭合开关，给铜棒ab通电，发现铜棒ab向右运动。保持其他条件不变，将电源正负极对调后接入电路，闭合开关，发现铜棒ab向左运动，这表明通电导体在磁场中受力的方向与 有关；保持其他条件不变，将磁体的两极对调，闭合开关，发现铜棒ab向右运动，这表明通电导体在磁场中受力的方向与 有关。
（2）根据实验，要改变小风扇转动方向，小雪应该 。
【答案】（1）电流方向；磁场方向；
（2）改变电流方向。
【解答】解：（1）保持磁场方向不变，将电源正负极对调后接入电路，闭合开关，电路中的电流的方向发生了变化，发现铜棒ab向左运动，这表明通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关；
保持电流方向不变，将磁体的两极对调，磁场的方向发生了变化，闭合开关，发现铜棒ab向右运动，这表明通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向有关；
（2）根据实验结论可知，通电导体在磁场中受力运动的方向与电流方向、磁场方向有关，要改变小风扇转动方向，小雪应该对调电源正负极，改变电流方向。
故答案为：（1）电流方向；磁场方向；
（2）改变电流方向。
21．我国为了在2060年实现碳中和目标，大力发展新能源汽车，现在新能源汽车已经走进普通家庭。如图1所示，图是我国自主生产的一款质量为2t的纯电动汽车，电池存储电能的容量为60kW h，静止时该电动汽车与地面的总接触面积为1000cm2。求：
（1）电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，图2中能正确反映电动机工作原理的是 。
（2）电动汽车以20m/s的速度匀速行驶10min，通过的路程是多少？
（3）若用功率为15kW的充电桩对该电动汽车充电，充满电需要的时间？
（4）若车上只有司机一人，司机质量为60kg，静止时，电动汽车对地面的压强是多大？
【答案】（1）D；
（2）电动汽车以20m/s的速度匀速行驶10min，通过的路程是1.2×104m；
（3）若用功率为15kW的充电桩对该电动汽车充电，充满电需要的时间为4h；
（4）若车上只有司机一人，司机质量为60kg，静止时，电动汽车对地面的压强是2.06×105Pa。
【解答】解：（1）电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动；
A、图中闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中产生感应电流，这是电磁感应现象，故A不符合题意；
B、图中是奥斯特实验，说明了电流周围存在磁场，故B不符合题意；
C、图中给螺线管通电后，螺线管能吸引铁钉，其工作原理是电流的磁效应，故C不符合题意；
D、图中，闭合开关后，通电导体在磁场中受力运动，将电能转化为机械能，与电动机的工作原理相同，故D符合题意；
故选：D；
（2）电动汽车以20m/s的速度匀速行驶10min，通过的路程是：s＝vt＝20m/s×10×60s＝1.2×104m；
（3）根据P得，充满电需要的时间为t4h；
（4）静止时，电动汽车对地面的压力等于车加人的重力，即F＝G车+G人＝m车g+m人g＝2×103kg×10N/kg+60kg×10N/kg＝2.06×104N；
电动汽车对地面的压强为：p2.06×105Pa。
答：（1）D；
（2）电动汽车以20m/s的速度匀速行驶10min，通过的路程是1.2×104m；
（3）若用功率为15kW的充电桩对该电动汽车充电，充满电需要的时间为4h；
（4）若车上只有司机一人，司机质量为60kg，静止时，电动汽车对地面的压强是2.06×105Pa。
22．小明想设计一款温控自动报警器，在水银温度计里封入一段金属丝，当温度在正常范围内时，绿灯亮表示正常；当温度升高达到金属丝下端所指示的温度时，红灯亮表示警报，红灯和绿灯都是“220V，55W”的照明灯泡。
（1）请你按照小明的设想，请用笔画代替导线完成电路连接。
（2）绿灯正常发光时的工作电流。
（3）绿灯正常发光时的电阻。
（4）这个报警器正常工作2h，红灯和绿灯总共消耗的电能是多少千瓦时？
【答案】（1）见解答图；
（2）绿灯正常发光时的工作电流为0.25A；
（3）绿灯正常发光时的电阻为880Ω；
（4）这个报警器正常工作2h，红灯和绿灯总共消耗的电能是0.11kW h。
【解答】解：（1）控制电源、水银温度计和电磁铁串联组成控制电路；红灯和绿灯并联，衔铁和灯泡串联后接在火线上，另一端接在零线上组成工作电路，如下图所示：
；
（2）红灯和绿灯都是“220V，55W”的照明灯泡，绿灯正常发光时的工作电流为：
I0.25A；
（3）绿灯正常发光时的电阻为：
R880Ω；
（4）红、绿指示灯的额定功率均为55W，即0.055kW，工作2h，每次只有一盏灯工作，耗电为：
W＝Pt＝0.055kW×2h＝0.11kW h。
答：（1）见解答图；
（2）绿灯正常发光时的工作电流为0.25A；
（3）绿灯正常发光时的电阻为880Ω；
（4）这个报警器正常工作2h，红灯和绿灯总共消耗的电能是0.11kW h。
23．图甲是某新型太阳能汽车，该汽车的动力完全由安装在车顶的电池板收集的太阳能提供。汽车（包括司乘人员）的质量为1.2t，接收太阳能电池板的面积为8m2，太阳光照射到地面单位面积上的辐射功率为1125W/m2。该车在水平路面上以恒定功率做直线运动的v﹣t图像如图乙所示。（取g＝10N/kg）
（1）电动机的工作原理是 （填序号）。
A.电流的热效应
B.电流的磁效应
C.电磁感应
D.通电导体在磁场中受到力的作用
（2）如汽车匀速行驶过程中所受阻力大小为车重的0.02倍，则汽车牵引力为多大？
（3）若汽车吸收的太阳能转化为机械能的效率为40%，则汽车在水平地面上做匀速直线运动时的功率为多少？匀速运动时的速度是多少？
【答案】（1）D；
（2）汽车牵引力为240N；
（3）汽车在水平地面上做匀速直线运动时的速度是15m/s。
【解答】解：（1）电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，故选：D；
（2）由题可知汽车的质量为：m＝1.2t＝1.2×103kg，
汽车所受的重力为：G＝mg＝1.2×103kg×10N/kg＝1.2×104N；
汽车所受阻力为：f＝0.02G＝0.02×1.2×104N＝240N，
因为汽车匀速行驶，牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，
所以牵引力F＝f＝240N；
（3）由题可知，太阳照射在电池板的辐射总功率为：
P总＝1125W/m2×8m2＝9000W，
汽车获得的机械功率为：
P机＝ηP总＝40%×9000W＝3600W，
由可得，汽车在水平地面上做匀速直线运动时的速度是：
v15m/s。
答：（1）D；
（2）汽车牵引力为240N；
（3）汽车在水平地面上做匀速直线运动时的速度是15m/s。
24．某中学九（2）班物理小组的同学们一起设计了一种具有加热和保温功能的电热器，内部简化电路如图所示。其中Rt为半导体制成的热敏电阻，当它周围的温度升高时，控制电路中的电流会增大。R1、R2、R3均为电热丝，且R1＝R2＝100Ω，电磁铁线圈的电阻不计，闭合开关S1、S2，电热器开始工作。则：
（1）在控制电路中，热敏电阻Rt的温度越高，它的电阻值越 。
（2）加热时，动触点a与上方静触点b、c接通，此时工作电路中的电流是多少？
（3）保温状态下，R1的功率为81W，则工作电路30s消耗的电能是多少？
（4）用了一段时间控制电路的电源电压略微降低了，电热器控制的最高温度将如何变化？请解释说明。
【答案】（1）小；
（2）加热时，动触点a与上方静触点b、c接通，此时工作电路中的电流是4.4A；
（3）保温状态下，R1的功率为81W，则工作电路30s消耗的电能是5940J；
（4）当控制电路电源电压减小，会导致电路中的电流减小，衔铁不能被吸下来；要使衔铁被吸下，热敏电阻Rt的电阻应减小，而热敏电阻Rt的电阻随温度的升高而减小，故电热器控制的最高温度将会升高。
【解答】解：（1）当热敏电阻Rt周围的温度升高时，控制电路中的电流会增大，根据欧姆定律可知，电路中总电阻减小，故热敏电阻Rt的电阻值越小；
（2）加热时，动触点a与上方静触点b、c接通，由图可知，此时R1与R2并联在电路中，根据欧姆定律和并联电路电流规律可知，电路中的电流大小为：
I0＝I1+I24.4A；
（3）保温状态下，动触点a与下方静触点d接通，由图可知，R1与R3串联在电路中，此时R1的功率为81W，根据P＝I2R可知，电路中的电流为：
I0.9A，
则工作电路30s消耗的电能为：
W＝UIt＝220V×0.9A×30s＝5940J；
（4）当控制电路电源电压减小，会导致电路中的电流减小，衔铁不能被吸下来；要使衔铁被吸下，热敏电阻Rt的电阻值应减小，而热敏电阻Rt的电阻随温度的升高而减小，故电热器控制的最高温度将会升高。
答：（1）小；
（2）加热时，动触点a与上方静触点b、c接通，此时工作电路中的电流是4.4A；
（3）保温状态下，R1的功率为81W，则工作电路30s消耗的电能是5940J；
（4）当控制电路电源电压减小，会导致电路中的电流减小，衔铁不能被吸下来；要使衔铁被吸下，热敏电阻Rt的电阻应减小，而热敏电阻Rt的电阻随温度的升高而减小，故电热器控制的最高温度将会升高。
25．小琦同学在用小磁针做“探究条形磁铁周围的磁场分布”的实验时惊奇地发现，小磁针A出现了如图所示的现象。课后小琦同学对这一现象进行了探究，发现：小磁针A实际的“N”极和“S”极与标识的“N”极和“S”极相反。
（1）你认为小琦是怎样得知小磁针A实际的“N”极和“S”极与标识的“N”极和“S”极相反，请简述探究过程。
（2）小琦同学还了解到前几节课的同学用这些器材做实验时，并没有出现这一现象，说明小磁针A在这段时间内“N”极和“S”极出现了反转。你认为出现“N”极和“S”极反转的最可能原因是什么？
【答案】见试题解答内容
【解答】答：（1）实验步骤及现象：
将小磁针A在不受其他磁体的干扰下放在水平的桌面上，发现小磁针A的“N”极却指向地理的南极，说明小磁针A的磁极反转了。
（2）小磁针A在前面某一节课的实验中不小心被其他的强磁体重新磁化了，使得其“N”“S”极反转。
26．国产新能源汽车“比亚迪 汉EV”深受消费者青睐，盈盈家也购买了一辆，如图甲所示，同时安装了充电桩把交流电转换为直流电给车充电。相比其他新能源车，它具有续航里程长、充电速度快的优点。在2023年4月30日，盈盈的妈妈驾驶该车在西宝高速路上以108km/h的速度匀速行驶了5km，所受到的阻力为2700N，求：（不计电磁铁线圈的阻值，g＝10N/kg）
（1）当该电车在平直公路上以100km/h的速度匀速直线行驶时，牵引力做功的功率是多少？
（2）该小汽车电池的容量为80kW h，从完全没电到充电至70%的电量，充电桩以额定输出功率给小汽车充电，需多少小时？
（3）为了使用安全，只有充电插头和插座间的压力大于或等于F0时，充电电路才能接通。其原理如图乙所示：控制电路中电流I≥50mA时，衔铁吸下，充电电路接通。电阻箱接入电路的电阻R＝90Ω，图丙是压敏电阻阻值随压力变化的关系图像，若电池E的电压为5V，则F0为多大？
落地式充电桩
额定输入电压：220V交流 额定输出电压：500V直流
额定输入电流：100A交流 额定输出电流：40A直流
防护等级：IPS4 使用环境：室外
【答案】（1）牵引力做功的功率是75kW；（2）充电桩以额定输出功率给小汽车充电，需2.8h；（3）F0为6N。
【解答】解：（1）因为电车在平直公路上匀速直线行驶，受到的牵引力、阻力是一对平衡力，大小相等，所以牵引力F＝f＝2700N，电车的速度100km/hm/s；
牵引力做功的功率：PFv＝2700Nm/s＝7.5×104W＝75kW；
（2）由表格数据可知，充电桩的输出功率P'＝UI＝500V×40A＝2×104W＝20kW；从完全没电到充电至70%的电量：W′＝W×70%＝80kW h×70%＝56kW h；需要的充电时间t2.8h；
（3）充电时，控制电路最大总电阻R总100Ω；压敏电阻R0＝R总﹣R＝100Ω﹣90Ω＝10Ω；由图丙知，压敏电阻为10Ω时，对应压力F0＝6N。
答：（1）牵引力做功的功率是75kW；（2）充电桩以额定输出功率给小汽车充电，需2.8h；（3）F0为6N。
27．冬奥会上出现了很多的亮点，比如用智能机器人为运动员提供优质的服务；同时，用智能机器人还为防疫做出了积极贡献，它可按规定路线主动寻找人员并测量人员的体温，当发现体温超标的人员时它会主动上前交流提示，并报告给管理人员。对区域内没有佩戴口罩的人员，它也会前去提示其佩戴上口罩。如图甲所示就是防疫智能机器人在工作。请回答如下的问题：
（1）该机器人提示别人戴口罩时需要首先用声呐对此人进行定位，声呐定位时机器人发射 （选填“超声波”“可闻声”或“次声波”）锁定没戴口罩的人；机器人移动时，是利用电动机驱动的，电动机的工作原理是 。
（2）如果该机器人以电功率75W、移动速度0.6m/s给距离自己30m外的顾客送口罩，完成此次任务电动机所消耗的电能是多少？
（3）如图乙所示为该机器人温度报警电路原理图，图中电源电压为6V，电阻R的阻值可随探测仪探测的温度发生变化，温度越高，电阻越小，当人正常体温达到最高值时R＝20Ω。当电流超过0.2A时触发器可使机器人报警进行提示（触发器的电阻忽略不计）。为了更好地设定报警温度，可供参考的电阻箱R0的阻值应调为多少？该电路的最大功率可以达到多少？（g取10N/kg）
【答案】（1）超声波；通电线圈在磁场中受力转动；
（2）完成此次任务电动机所消耗的电能是7500J；
（3）电阻箱R0的阻值应调为10Ω；该电路的最大功率可以达到1.2W。
【解答】解：（1）该机器人提示别人戴口罩时需要首先用声呐对此人进行定位，声呐定位时机器人发射超声波锁定没戴口罩的人；机器人移动时，是利用电动机驱动的，电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动。
（2）该机器人以移动速度0.6m/s给距离自己30m外的顾客送口罩，往返所需时间为：
t100s；
完成此次任务电动机所消耗的电能为：
W＝Pt＝75W×100s＝7500J；
（3）当机器人报警进行提示时电路电阻为：
R总30Ω；
因为电路中R与R0是串联关系，串联电路中总电阻等于各分电阻之和，因此R0的值为：
R0＝R总﹣R＝30Ω﹣20Ω＝10Ω；
由题中可知，温度越高，R电阻越小，电路中电流越大，因此人正常体温达到最高值时电路电流最大，电路电压不变，据电功率公式可知此时电路的功率最大，为：
P大＝UI＝6V×0.2A＝1.2W。
故答案为：（1）超声波；通电线圈在磁场中受力转动；
（2）完成此次任务电动机所消耗的电能是7500J；
（3）电阻箱R0的阻值应调为10Ω；该电路的最大功率可以达到1.2W。
知识导图
考点精讲
考点精炼卷
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第十八章 磁及其相互作用
【知识梳理】
考点一 磁的奥秘
1.认识磁现象
（1）磁体：通常，人们将具有磁性的物体称为磁体。磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质。
（2）磁体具有两极，磁体上磁性最强的两个部位叫磁极。可在水平面内自由转动的磁体，静止时指向南方的那个磁极叫做南极（S极），指向北方的那个磁极叫做北极(N极）。
（3）磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
（4）磁化：把原来不显磁性的物质，通过靠近或接触磁体等方式使其显出磁性的过程叫做磁化，能被磁化的物质叫做铁磁性物质，如铁、钴、镍等。
2.磁场和磁感线
（1）磁场：磁体的周围存在着一种看不见、摸不着的物质，人们将其称为磁场。磁体之间的相互作用正是通过磁场而发生的。
（2）磁感线：为了形象直观地描述磁场，物理学中用磁感应线（简称磁感线），即带箭头的曲线来描述磁场的某些特征和性质，
①在磁体的外部，磁感线总是从磁体的N极发出，最后回到S极；
②磁感线上的箭头由由N极指向S极；磁感线上任何一点的切线方向，也是放在该点小磁针的N极指向，就是该点的磁场方向；
③磁感线分布越密的地方，其磁场越强；磁感线分布越疏的地方，其磁场越弱。
3.地磁场
我们生活的地球本身就是一个大磁体，这个大磁体的N极不在地球的南极（地理南极），而是在其附近；同样，大磁体的S极也是位于地理北极附近。如图所示：
考点二 通电螺线管外部磁场的方向
1.从奥斯特实验说起
通过奥斯特实验我们得出通电导体（也可说通电导线）周围存在着磁场。通电导体周围磁场的方向与电流方向有关。
奥斯特实验说明了电流周围存在着磁场，揭示了电和磁之间的联系（电能生磁）。
2.通电螺线管的磁场
（1）通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似。
（2）我们通常用右手螺旋定则（或叫安培定则）来判断通电螺线管的磁场，即用右手握住螺线管，让四指弯曲跟螺线管中的的方向电流方向一致，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。如图所示：
3.电磁铁及应用
（1）构成：在通电螺线管内插人一块铁芯，就构成了一个电磁铁。
（2）磁性的强弱：由电流的大小和螺线管线圈匝数的多少来决定。
（3）优势：①磁性的有无可由电流的通断来控制；
②磁体的极性可由电流的方向来控制。
③磁性的强弱可由电流的大小和线圈匝数的多少来控制。
（4）电磁铁在生活中的应用：电磁继电器、电磁起重机、电磁选矿机、磁浮列车、电动机、发电机、电铃、电冰箱、吸尘器自动洗衣机、卫生间里的感应式冲水器阀门。
（5）电磁继电器
①构成：电磁铁、衔铁、弹簧片、触点等组成。
②工作原理：当低压控制电路在电磁铁A两端加上一定的电压时，电磁铁A工作，衔铁B被吸下，从而将带动衔铁的动触点D与静触点E（常开触点）吸合，高压工作电路接通。当电磁铁A断电后，其磁力消失，衔铁B则在弹簧C的作用下返回原位，动触点D离开静触点E，高压工作电路断开。这样，通过电磁继电器低压控制电路的接通、断开，就达到高压工作电路的导通、切断的目的。
③优势：用低电压、弱电流的控制电路来控制高电压、强电流的工作电路，能实现遥控和生产自动化。
考点三 磁场对通电导线的作用
1.通电导线在磁场中的受力情况：磁场对通电导体具有力的作用，其作用力的方向与磁场的方向、电流的方向有关。
应用：动圈式扬声器、电磁弹射技术等
2.直流电动机是如何工作的
（1）工作原理：电动机就是根据通电导线在磁场中会受力的作用的原理制成的.其工作时将电能主要转化为机械能。
（2）组成：直流电动机主要由线圈、磁体、换向器、电刷等组成。
（3）换向器的作用：每当线圈刚转过平衡位置，换向器就自动改变线圈中电流的方向，使线圈持续转动下去。
【题型精炼】
考点一 磁的奥秘
典例1：图中绘出了磁体旁小磁针静止时所指方向的图示（小磁针蓝色端表示N极），错误的是（ ）
【答案】D。
【解析】由于磁体周围的磁感线从N极出发回到S极，磁感线上的任何一点的切线方向跟小磁针放在该点的北极指向一致，据此进行解答。
【解答】磁体周围的磁感线从N极出发回到S极，且磁感线上的任何一点的切线方向跟小磁针放在该点的北极指向一致，ABC中小磁针N极与磁感线的方向相同，D中N极与磁感线的方向相反，故ABC正确，D错误
【举一反三】
变式1：（（2024 枣阳市模拟）如图所示，一条形磁铁周围放着能自由转动的小磁针甲、乙、丙、丁，这四根磁针静止时N极指向画错的是（磁针的黑端表示N极）（ ）
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
【答案】C。
【解析】根据磁极间同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引进行判断。
【解答】由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引知，
小磁针甲左端为N极，右端为S极，故A正确；
小磁针乙左端为S极，右端为N极，故B正确；
小磁针丙应该是左端为N极，右端为S极，故C错误；
小磁针丁左端为S极，右端为N极，故D正确
变式2：（2025 兴庆区校级一模）如今，说我们的生活是由磁铁支撑着并不为过。史上最强有力的钕磁铁广泛用于手机、电脑、冰箱等。如图所示，是小明同学用钕磁铁和曲别针进行的实验。通过实验情景，可以判定下列说法正确的是（ ）
A．钕磁铁对放入其磁场中的曲别针有力的作用
B．钕磁铁周围存在磁感线，不存在磁场
C．钕磁铁周围各点的磁场方向都是竖直向下的
D．钕磁铁周围的磁场分布是均匀的
【答案】A。
【解析】（1）通电导体在磁场受到力作用而运动；
（2）磁场是真实存在的，磁感线不是真实存在的；
（3）我们规定小磁针N极所指的方向为该点磁场的方向；
（4）根据磁感线是为了描述（或研究）磁场方便而建立的物理模型分析。
【解答】A、用钕磁铁和曲别针进行实验时，通电后，钕磁铁会产生磁场，会对放入其磁场中的曲别针有力的作用使曲别针运动，故A正确；
B、钕磁铁周围存在磁场，不存在磁感线，磁感线是人们为了形象方便地描述磁场而假想的线，故B错误；
C、钕磁铁周围各点的磁场方向是不同的，故C错误；
D、在磁铁的周围磁感线分布不均匀，在磁场强的地方磁感线密，故D错误。
变式3：（2025 凉州区校级模拟）某同学研究磁体周围的磁场情况，将两根条形磁体放在水平桌面上，在它们上面放一块有机玻璃，玻璃上均匀撒一层铁屑，轻轻敲打玻璃，可以看到铁屑的分布情况如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．图中所示的实验研究的是两个异名磁极之间的磁场分布
B．利用撒在磁体周围的铁屑可以判断磁体周围各点的磁场方向
C．磁极周围的磁场是均匀分布的
D．磁极周围的磁场是真实存在的
【答案】D
【解析】（1）磁体周围存在磁场；
（2）借助细铁屑可以显示磁体周围的磁场分布特点；
（3）磁体上磁性最强的部分叫磁极；
（4）磁体周围存在磁场，磁体间的相互作用通过磁场发生。
【解答】A、图中所示是条形磁体周围的磁场分布情况，故A错误；
B、磁体周围始终存在磁场，借助细铁屑可以显示磁体周围的磁场分布特点，但不能判断磁体周围各点的磁场方向，故B错误；
C、在磁体的周围，磁场一般是不均匀的，越是靠近磁极的地方，磁感线就越密集，磁性就越强，越是远离磁极的地方，磁感线就越稀，磁场就越弱，故C错误；
D、磁场虽然看不到、摸不着，但客观存在于磁体周围空间，故D正确。
考点二 通电螺线管外部磁场的方向
典例1：（2024 广东一模）如图所示，使导线与电池触接，电路连通的瞬间磁针发生偏转。这一现象不仅能说明通电导线周围存在 ，还可以说明力可以改变物体的 。若将导线绕成螺线管并通电，如图乙所示，则通电螺线管的A端是 极。
【答案】磁场；运动状态；S。
【解析】（1）1820年丹麦物理学家奥斯特通过实验证实了电流周围存在磁场，即电流的磁效应；
（2）力可以改变物体的形状、力可以改变物体的运动状态；
（3）根据安培定则判断通电螺线管的磁极。
【解答】在实验中，当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；
小磁针受到磁场力的作用，由静止变为运动，说明力可以改变物体的运动状态；
电流从通电螺线管的右侧流入，左侧流出，根据安培定则可知，通电螺线管的A端是S极。
【举一反三】
变式1：（2025 福建一模）图甲所示的限流开关（俗称空开）是家庭电路中重要的元件，图乙是它的简化原理图，当电路电流太大时，铁芯与衔铁相互吸引带动触点a向上运动，断开电路。下列说法正确的是（ ）
A．衔铁一般用铝材质来制作
B．只有电路中出现短路时，限流开关才会断开
C．当线圈中电流方向向下时，螺线管下端为N极
D．增加线圈匝数可以使开关允许通过的最大电流值减小
【答案】D
【解析】电磁铁在日常生活中有极其广泛的应用．电磁铁是电流磁效应（电生磁）的一个应用，与生活联系紧密，如电磁继电器、电磁起重机、磁悬浮列车等。
空气开关，又名空气断路器，是断路器的一种。是一种只要电路中电流超过额定电流就会自动断开的开关。
根据电源的正负极判定螺线管中电流的方向，根据安培定则判定螺线管的极性。
【解答】A、铝不会被磁化，不能用来做衔铁；故A错误，不符合题意；
B、电路中总功率太大，也会导致电流太大，使限流开关断开；故B错误，不符合题意；
C、根据右手定则和电流方向，螺线管下端为S极；故C错误，不符合题意；
D、当允许通过电路最大电流较小时，增加线圈匝数也可以增强电磁铁磁性，使得开关断开；故D正确，符合题意。
变式2：（2025 晋中二模）如图甲所示是小明为学校设计的楼道照明系统自动控制装置，已知控制电路电压U恒为6V，电磁继电器线圈电阻R1为20Ω，R2为光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小，AC可绕O点转动，OA长为0.5cm,OB长为1cm,AC部分的重力、触点间的压力以及各处的摩擦力均忽略不计；电磁铁对衔铁的吸引力F等效集中作用在B点，吸引力F与控制电路中电流I的关系如图乙所示。当衔铁刚好被吸下时，弹簧对A点的拉力为2.4N。下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关S，电磁铁下端为S极 B．电磁铁对衔铁的吸引力F为1.5N
C．此时电磁铁电路中的电流为20mA D．此时光敏电阻R2的阻值为230Ω。
【答案】D。
【解析】（1）根据控制电路中的电流方向，利用安培定则判断电磁铁的磁极；
（2）衔铁是一个杠杆，根据杠杆平衡条件求出电磁铁对衔铁的吸引力；
（3）由图2控制吸引力F与控制电路中电流I成正比，据此求出此时控制电路的电流；
（4）知道电源电压和电流，根据欧姆定律求出控制电路的总电阻，根据串联电路的电阻特点求出此时光敏电阻的阻值。
【解答】A、闭合控制电路中开关S，电流从电磁铁的上端流入、下端流出，根据安培定则控制电磁铁的下端是N极，上端是S极，故A错误；
B、AC部分的重力、触点间的压力以及各处的摩擦力均忽略不计，设弹簧对A点的拉力为FA，电磁铁对衔铁的吸引力为FB，
根据杠杆的平衡条件可得FAOA=FBOB，
。
变式3：（2025 岳麓区校级模拟）小明家有一款磁悬浮音箱（如图甲所示），其内部电路图如图乙所示。下列对此音箱的说法正确的是（ ）
A．调节滑片P位置可调节音箱悬浮高度
B．通电后底座的周围存在许多磁感线
C．音箱悬浮利用了异名磁极相互吸引的原理
D．音箱底部的永磁铁的A端为S极
【答案】A
【解析】（1）电磁铁的磁性强弱与电流的大小、线圈匝数有关；
（2）磁场是真实存在的，而磁感线不是真实存在的；
（3）同名磁极相互排斥；
（4）利用安培定则可判断通电螺线管的磁极。
【解答】A、由图可知，闭合开关，使音箱悬浮后，向右调节滑片P，电磁铁线圈中的电流增大，磁性增强，音箱受到的磁力变大，音箱与底座之间的距离变大，“悬浮”的高度升高，故A错误。
B、通电后底座的周围存在磁场，但不存在磁感线，磁感线是人们为了形象方便地描述磁场而假想的曲线，故B错误；
C、磁悬浮音箱利用了同名磁极相互排斥的原理，故C错误；
D、由安培定则和图示可知，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向螺线管的上端，则螺线管的上端为N极、下端为S极，磁悬浮音箱利用了同名磁极相互排斥的原理，所以音箱底部磁体的A端应该是N极，故D错误。
考点三 磁场对通电导线的作用
典例1：（2025 锡山区校级一模）2024年12月27日，中国海军076两栖攻击舰首舰“四川舰”在上海下水，该型舰是全球首次采用电磁弹射技术的两栖攻击舰。电磁弹射器的弹射车与舰载机连接，并处于强磁场中，当弹射车的导体有强电流通过时，就可以受到磁场强大的作用力，使舰载机获得较大起飞速度。下列实验中，与电磁弹射器原理相同的是（ ）
【答案】B
【解析】根据通电导体在磁场中受到磁场力的作用分析解答。
【解答】由题意可知，电磁弹射器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以强电流时，即可受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力运动。
A、该装置为奥斯特实验，说明电流的周围存在磁场，故A不符合题意；
B、图中有电源，属于电动机原理，是利用通电导体在磁场中受力而运动的原理工作的，故B符合题意；
C、该装置中无电源，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动就会产生感应电流，是探究电磁感应现象的装置，故C不符合题意；
D、电磁铁通电后具有磁性，能吸引大头针，这是电流的磁效应，故D不符合题意。
【举一反三】
变式1：（2025 海州区二模）“福建舰”是我国完全自主设计建造的首艘电磁弹射型航空母舰，如图所示。当电磁弹射车内的导体通入强电流时，即可产生强大的推力，将航母舰载机弹出。下列实验与电磁弹射工作原理相同的是（ ）
【答案】D。
【解析】电磁弹射是指以电磁力为加速手段，采用电磁的能量来推动被弹射的物体向外运动。根据通电导体在磁场中受到磁场力的作用分析解答。
【解答】由题意可知，当电磁弹射车内的导体通入强电流时，即可产生强大的推力，将航母舰载机弹出，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动。
A、图中没有电源，闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，为电磁感应实验，故A错误；
B、该实验为奥斯特实验，说明了电流周围存在着磁场，故B错误；
C、图中实验是探究磁极间的相互作用，故C错误；
D、图中有电源，通电导体棒在磁场中受力而运动，即与电磁弹射器工作原理相同，故D正确。
变式2：（2025 松山区三模）关于图甲和图乙所示的实验，下列说法错误的是（ ）
A．甲图可以探究什么情况下磁可以生电
B．甲图中ab水平方向移动，电流表的指针会发生偏转
C．乙图可以探究通电导体在磁场中的受力情况
D．乙图实验的过程中，将机械能转化为电能
【答案】D。
【解析】（1）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流的现象叫电磁感应，电磁感应产生的电流叫做感应电流；
（2）通电导体在磁场中受到力的作用，此过程中将电能转化为机械能。
【解答】AB．甲图中有灵敏电流表，因此是为了探究闭合电路的一部分导体在切割磁感线运动时会产生感应电流，所以ab水平方向移动，做切割磁感线运动，因此电流表的指针会发生偏转，故AB正确；
CD．乙图中有电源，因此是为了探究通电导体在磁场中的受力情况，此时将电能转化为机械能，故C正确，D错误。
变式3：（2025 芜湖三模）如图所示，闭合开关，将甲装置中导体AB向右移动时，乙装置中导体CD随之运动起来（在整个过程中导线BD、CE、FA始终是松弛的）。下列说法不正确的是（ ）
A．甲装置可以说明电磁感应现象
B．乙装置产生的现象在生活中的应用是电动机
C．若导体AB向左移动，导体CD的运动方向不变
D．若闭合开关，将导体CD左右移动，导体AB也会随之运动起来。
【答案】C。
【解析】利用电磁感应和通电导体在磁场中受力的有关知识逐个分析四个选择项，从而得到答案。
【解答】A．甲装置中导体AB向右移动时，做切割磁感线运动，产生感应电流，可以说明电磁感应现象，故A正确；
B．甲装置中导体AB向右移动时，做切割磁感线运动，产生感应电流，闭合开关使乙装置中导体CD通电，CD在磁场中受到力的作用，将电能转化为机械能，电动机是利用这一原理工作的，故B正确；
C．若导体AB向左移动，产生感应电流的方向改变，导体CD的受力方向改变，运动方向改变，故C错误；
D．闭合开关，若将导体CD左右移动，做切割磁感线运动，产生感应电流，使甲装置中导体AB通电，在磁场中受力运动，故D正确。
1．宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”图中符合上述说法的是（ ）
A．B． C．D．
【答案】C
【解答】解：
地磁场的南北极与地理南北极相反，且不重合。即：地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。如图：
A、小磁针应该指向南北，图中却指向东西，故A错误；
B、小磁针应该指向南北，图中却指向东西，故B错误；
C、地磁南极在地理北极附近，所以小磁针S应该指向南方，略偏向东方，小磁针N应该指向北方，略偏向西方，故C正确；
D、地磁南极在地理北极附近，所以小磁针S应该指向南方，略偏向东方，小磁针N应该指向北方，略偏向西方，故D错误。
故选：C。
2．某品牌的油电混合动力汽车，该车的动力主要来源于汽油机，并配备了第二个动力源电池，这二者结合使用实现节能环保的效果。下列说法正确的是（ ）
A．轿车在行驶过程中消耗一半汽油后，汽油的热值变为原来的一半
B．动力源电池的电压和家庭电路的电压一样
C．轿车前部的两个大灯总是同时亮同时灭同时闪烁，它们一定是并联的
D．电动机的原理是电磁感应现象
【答案】C
【解答】解：A、热值是燃料本身的一种特性，与燃料的质量无关，因此轿车在行驶过程中消耗一半汽油后，汽油的热值不变，故A错误；
B、动力源电池的电压为300～500V，而家庭电路的电压为220V，故B错误；
C、轿车前部的两个大灯总是同时亮同时灭同时闪烁，但是它们可以独立工作，当某一个损坏时另一个仍可发光，所以它们是并联的，故C正确；
D、电动机的原理是通电导体在磁场中受到力的作用，发电机的原理是电磁感应现象，故D错误。
故选：C。
3．如图为直流电动机的工作原理图，分析正确的是（ ）
A．改变磁场方向可以改变线圈转动的方向
B．电动机通电后不转，一定是电路断路
C．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
D．线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的
【答案】A
【解答】解：A、改变磁场方向可以改变线圈转动方向。故A正确。
B、电动机通电后不转原因：电流太小；磁场磁性太弱；断路；线圈处于平衡位置。故B错误。
C、电动机工作时电能大部分转化为机械能，还有一小部分转化为内能。故C错误。
D、换向器在线圈刚转过平衡位置时，能自动改变线圈中的电流方向，能使线圈连续转动下去。故D错误。
故选：A。
4．如图所示是一个磁悬浮灯，底座和灯泡中有线圈和磁体，底座质量是0.4kg，灯泡质量为0.1kg，给底座线圈通电后灯泡发光并悬浮；断电后灯泡熄灭并落下。g取10N/kg，则下列说法正确的是（ ）
A．断电后灯泡对底座的压力和底座所受的支持力是一对平衡力
B．利用了异名磁极相互排斥的原理实现悬浮的
C．灯泡工作过程中，整个装置对地面的压力为4N
D．磁悬浮灯用到了电生磁的知识
【答案】D
【解答】解：A．断电后灯泡对底座的压力大小等于灯泡的重力，底座所受的支持力等于底座和灯泡的重力之和，二力不相等，即两个力不是一对平衡力，故A错误；
B．利用了同名磁极相互排斥的原理实现悬浮的，故B错误；
C．灯泡工作过程中，整个装置对地面的压力为
F＝G＝mg＝（0.4kg+0.1kg）×10N/kg＝5N，故C错误；
D．磁悬浮灯用到了电生磁的知识，给底座线圈通电后，底座周围存在磁场，使带有磁体的底座与灯泡受到排斥力的作用，故D正确。
故选：D。
5．如图所示，在一块环形磁铁上面放两个瓶盖，瓶盖上方水平放置玻璃板，在玻璃板上旋转一个由磁铁组成的陀螺，用玻璃板将陀螺抬起，然后拿掉瓶盖和玻璃板，陀螺也可以保持悬空旋转。下列说法正确的是（ ）
A．陀螺是利用同名磁极相互吸引的原理悬浮的
B．环形磁铁对放入其磁场中的陀螺有向上的作用力
C．环形磁铁周围各点的磁场方向都是竖直向上的
D．陀螺周围不存在磁场，但存在磁感线
【答案】B
【解答】解：A、陀螺是利用同名磁极相互排斥的原理悬浮的，故A错误；
B、陀螺受到竖直向下的重力，陀螺能悬浮在空中，受到平衡力的作用，此时陀螺受到竖直向上的磁力作用，故B正确；
C、磁场的方向是这样规定的：放在磁场中某点的小磁针，静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向，小磁针位置不同，N极的方向不同，说明环形磁铁周围各点的磁场方向是不同的，故C错误；
D、陀螺周围存在磁场，不存在磁感线，磁感线是为了描述磁场的性质而引入的假想曲线，故D错误。
故选：B。
6．如图是奥斯特实验的装置图，关于此实验，下列说法正确的是（ ）
A．通电前，小磁针上方的导线应沿东西方向放置
B．改变导线中的电流方向，小磁针偏转的方向将发生改变
C．移走小磁针，通电导线周围的磁场消失
D．将导线断开，小磁针静止时N极将指向地磁场的北极
【答案】B
【解答】解：A、由于小磁针受到地磁场的作用，要指南北方向，为了观察到明显的偏转现象，应使电流产生的磁场方向为东西方向，故应把直导线南北放置，故A错误；
B、由于磁场的方向与电流的方向有关，所以改变导线中的电流方向，小磁针偏转的方向将发生改变，故B正确；
C、通电导线的周围存在磁场，但磁场看不见、摸不着，可以通过小磁针的偏转说明磁场的存在，移走小磁针，周围仍存在磁场，故C错误；
D、将图中导线断开，小磁针由于地磁场的缘故，N极将指向地理的北极，而不是地磁的北极，故D错误。
故选：B。
7．如图，根据通电螺线管周围的磁感线分布，可确定磁极甲、乙、丙、丁的极性依次是（ ）
A．N、N、S、N B．S、N、S、S C．S、S、N、N D．N、S、N、N
【答案】D
【解答】解：电流从螺线管的左端进入，从右端流出，根据安培定则知，螺线管的乙端是S极，丙端是N极；根据磁感线知，甲乙是异名磁极相互吸引，丙丁相斥，所以甲端是N极，丁端是N极。如图。
故选：D。
8．为解决广场舞噪声扰民的问题，民警在几个露天广场安装了几套声音分贝测试及提醒设备（如图），随时监测音量，达到峰值时设备会鸣叫示警，下列说法错误的是（ ）
A．广场舞音乐一定是乐音
B．监测音量峰值应设定为50dB左右
C．分贝测试设备在传播过程中只能监测不能控制噪声
D．扬声器是音响的最主要部分，其工作原理是磁场对电流的作用
【答案】A
【解答】解：A、广场舞的伴奏音乐虽然有的很好听，但是如果响度太大，影响到别人，也会成为噪音，故A错误；
B、为了不扰民，监测音量峰值应设定为50dB左右，故B正确；
C、分贝测试设备在传播过程中只能监测不能控制噪，故C正确；
D、扬声器是音响的最主要部分，其工作原理是磁场对电流的作用，故D正确。
故选：A。
9．我市已逐渐开始实行电动自行车新政策：只允许新国标电动自行车上路，要求车速不超过25km/h。下面是同学们设计的某品牌电动自行车的电路，其中符合“旋钮OP绕O点顺时针转动时，电动机转速变快，当转速超过一定值，电铃会自动报警”的电路是（ ）
A．B．
C． D．
【答案】C
【解答】解：电动机的转速与电流大小有关，当旋钮OP绕O点顺时针方向转动时，滑动变阻器接入电阻变小，控制电路部分电流变大，电动机转速变快；当电流达到一定程度时，电磁铁将衔铁吸过来，接通电铃所在电路而报警；故C正确，而A、B、D错误。
故选：C。
10．1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的 效应，随后法国物理学家安培进一步研究发现磁场对电流的作用。如图所示，闭合开关，静止的导体棒ab在轨道上向左运动，若只将电源的正、负极对调，则导体棒ab将向 运动（选填“左”或“右”），它的应用实例是 （选填“电动机”或“发电机”）。
【答案】奥斯特；右；电动机。
【解答】解：在1820年，丹麦的物理学家奥斯特做了电流磁效应实验，发现通电导线周围存在磁场；
闭合开关，静止的导体棒ab在轨道上向左运动，若只将电源的正、负极对调，改变了电流方向，则导体棒ab的运动方向改变，所以导体棒ab将向右运动。
通电导体在磁场中受到力的作用，根据该原理可以制成电动机。
故答案为：奥斯特；右；电动机。
11．如图所示，GMR是巨磁电阻（其电阻值在磁场中随磁性的增强而急剧减小），当开关S1、S2都闭合时，电磁铁附近的小磁针处于静止状态，则小磁针的A端为 极；当滑片P向右滑动时，指示灯的亮度 （选填“变亮”、“变暗”或“不变”）。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：
（1）根据安培定则可知，电磁铁的左端为N极，右端为S极，则小磁针的A端为S极；
（2）闭合开关S1和S2，使滑片P向右滑动，左侧电路电阻变大，电流变小，磁场的磁性减弱，巨磁电阻的阻值增大，右侧电路电流变小，所以指示灯的亮度会变暗。
故答案为：S；变暗。
12．如图所示是演示巨磁电阻（GMR）特性的原理示意图。开关S1、S2闭合时，向左稍微移动滑动变阻器的滑片P，指示灯的亮度明显变亮。滑动变阻器的滑片向左移动，电磁铁周围的磁场 （选填“增强”“减弱”或“不变”）。指示灯的亮度明显变亮，表明GMR阻值会随着它周围的磁场增强而 （选填“增大”或“减小”）。
【答案】增强；减小。
【解答】解：（1）滑动变阻器的滑片向左移动时，变阻器的阻值减小，由欧姆定律可知，线圈中的电流增大，则电磁铁的磁场增强。
（2）指示灯的亮度明显变亮，表明电路中的电流增大，由欧姆定律可知，电路中GMR的阻值显著减小。
故答案为：增强；减小。
13．如图所示，将一铁块挂在弹簧测力计下，从磁铁左端向右端移动的过程中，弹簧测力计的示数变化情况是： ，原因是 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：磁体上的不同部位的磁性强弱并不一样，磁体两端（磁极）处的磁性最强，而中间的磁性最弱，因而铁块在条形磁体的N极和S极处受到的吸引力最大，在正中处受到的吸引力最小，所以从左开始，弹簧测力计的示数是先变小，到中间位置时，是最小的示数，然后再变大。
故答案为：先变小再变大；磁体两端磁性最强，中间最弱。
14．“指南针”是我国四大发明之一，这一伟大发明在航海、探险、军事方面都有重要的实用价值。指南针能指方向，是因为指南针受到了 的作用，指南针静止时北极所指的方向在地理的 极附近。第一个揭开电磁之间联系的科学家是丹麦的 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：“指南针”是我国的四大发明之一，指南针之所以能够指方向就是因为受到了地磁场的作用；
指南针静止时北极所指的方向在地理的北极附近；
第一个揭开电磁之间联系的科学家是丹麦的奥斯特。
故答案为：地磁场；北；奥斯特。
15．我国首艘国产航母“福建舰”上使用了电磁弹射装置，原理如图所示，给线圈提供电流时产生磁场，炮弹（铁质）被磁化，受到强大的作用力而加速运动，达到线圈中间时，迅速断电，炮弹飞出炮口。当线圈通电时，炮弹头是 （选填“S”或“N”）极；电磁弹射装置将电能转化为 ，工作原理与 （选填“电动机”或“发电机”）相同。
【答案】S；机械能；电动机。
【解答】解：由图可知，电流从通电螺线管（炮管）的左端进入，从右端流出，根据安培定则可知，通电螺线管（炮管）的左端是N极，根据异名磁极相互吸引可知，炮弹头是S极；电磁弹射装置将电能转化为机械能；给电磁弹射装置线圈提供电流时产生磁场，炮弹（铁质）被磁化，受到强大的作用力而加速运动，达到线圈中间时，迅速断电，炮弹飞出炮口，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动，与电动机的原理相同。
故答案为：S；机械能；电动机。
16．某实验小组用铁屑和小磁针来探究“通电螺线管外部磁场的方向”。
（1）在玻璃板上均匀地撒满铁屑，将螺线管连入电路，闭合开关。为了让铁屑更有序地排列起来，进而更清晰地显示出磁场的分布情况，实验中应该 （填一个操作动作）玻璃板面。观察到铁屑分布情况如图甲所示，可知，通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似；
（2）把小磁针（涂黑端为N极）放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极的指向如图乙所示，则通电螺线管的右端为 极。对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极指向与图乙中相反，说明通电螺线管的极性与螺线管中电流的 有关。
【答案】（1）轻敲；条形；（2）N；方向。
【解答】解：（1）实验中为了让铁屑更有序地排列起来，进而更清晰地显示出磁场的分布情况，实验中应该轻敲玻璃板面，使铁屑与玻璃板分离，铁屑与玻璃板分离后不受玻璃板的摩擦力的作用，铁屑在磁力的作用下有序的排列。
由图甲得，通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
（2）磁场外部的磁场方向从N极流向S极，由图乙所示，则通电螺线管的右端为N极。
对调电源正负极，闭合开关，螺线管中的电流流向改变，小磁针静止时N极指向与图乙中相反，说明通电螺线管的极性与螺线管中电流的方向有关。
故答案为：（1）轻敲；条形；（2）N；方向。
17．为辨别钢棒是否有磁性，小明设计了以下方案进行探究。
（1）根据图甲实验现象， （填“能”或“不能”）判断钢棒一定具有磁性。
（2）图乙实验中，悬挂的钢棒某一次转动后，静止时一端指南一端指北，由此判断钢棒 （填“一定”或“不一定”）具有磁性。
（3）根据图丙实验现象， （填“能”或“不能”）判断钢棒一定具有磁性。
（4）图丁实验中，水平向右移动钢棒，弹簧测力计示数有变化， （填“能”或“不能”）判断钢棒一定具有磁性，理由是 。
【答案】（1）能；（2）不一定；（3）不能；（4）能；磁体两端磁性最强，中间最弱。
【解答】解：（1）磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质叫做磁性；
大头针是由铁制成的（不是磁体），甲图中钢棒吸引大头针，能说明钢棒一定具有磁性；
（2）磁体具有指向性，悬挂的钢棒转动后，静止时一端指南一端指北，符合磁体能够指示南北的特点，但仅凭一次实验得到的结论具有偶然性，所以钢棒不一定具有磁性；
（3）由于异名磁极相互吸引，同时磁体也可以吸引磁性物质，所以凭图中的实验不能判断钢棒是否有磁性；
（4）磁体上的不同部位的磁性强弱并不一样，磁体两端（磁极）磁性最强，而中间磁性最弱，因而钢棒在条形磁体的两极处受到的吸引力最大，在正中处受到的吸引力最小，所以从左开始，弹簧测力计的示数是先变小，到中间位置时，是最小的示数，然后再变大。
故答案为：（1）能；（2）不一定；（3）不能；（4）能；磁体两端磁性最强，中间最弱。
18．在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。
（1）当滑动变阻器的滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数 （选填“增加”或“减少”），说明电流越 ，电磁铁磁性越强。
（2）根据图示的情境可知， （选填“甲”或“乙”）的磁性强，说明电流一定时， ，电磁铁磁性越强。
（3）根据安培定则，可判断出乙铁钉的上端是电磁铁的 极。
（4）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 。
（5）将导线绕在铁钉上制成简易电磁铁，并巧妙地通过吸引大头针的数量来显示电磁铁磁性的强弱。下面的实验也用这种方法的是 。
A.认识电压时，我们可以用水压来类比
B.用光线来描述光通过的路径
C.令敲响的音叉接触水面，看有没有溅起水花，来判断音叉有没有振动
D.用斜面、小车探究阻力对物体运动的影响
【答案】（1）增加；大；
（2）甲；电磁铁线圈的匝数越多；
（3）S；
（4）大头针被磁化，同一端的磁性相同，互相排斥；
（5）CD。
【解答】解：（1）当滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路的电阻变小，电流变大，在线圈的匝数一定，铁芯一定时，电流越大，吸引的大头针个数越多，说明通过电磁铁的电流越大，电磁铁磁性越强。
（2）根据图示的情境可知，甲乙串联接入电路中，甲的线圈的匝数多，甲吸引的大头针的个数多，则甲的磁性强，说明电流一定时，电磁铁线圈的匝数越多，电磁铁磁性越强。
（3）根据安培定则，可判断出乙铁钉的上端是电磁铁的S极。
（4）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是大头针被磁化，同一端的磁性相同，互相排斥。
（5）磁性的强弱是直接看不出来的，由于电磁铁的磁性强弱不同，吸引的大头针的数目不同，通过电磁铁吸引大头针的多少来认识其磁性强弱，这采用了转换法。
A、认识电压时，我们可以用水压来类比，运用了类比法，故A错误；
B、用光线来描述光通过的路径，运用了理想模型法，故B错误；
C、令敲响的音叉接触水面，看有没有溅起水花，来判断音叉有没有振动，运用了转换法，故C正确；
D、用斜面、小车探究阻力对物体运动的影响，运用了转换法，故D正确。
故选：CD。
故答案为：（1）增加；大；
（2）甲；电磁铁线圈的匝数越多；
（3）S；
（4）大头针被磁化，同一端的磁性相同，互相排斥；
（5）CD。
19．如图的实验装置，两根水平且平行的金属轨道上放一根轻质导体AB并把它们置于磁场中。
（1）闭合开关接通电源，这时会看到导体AB向右运动，这表明 。
（2）若只对调磁体的磁极或只改变导体AB中的电流方向，观察到导体AB均向 运动。
（3）如果把磁体的两极对调，同时改变通过导体AB的电流方向，会看到导体AB的运动方向 。
（4）依据这个实验原理可制成 。
【答案】（1）通电导体在磁场中受力的作用；（2）左；（3）不变；（4）电动机。
【解答】解：（1）闭合开关接通电源，这时会看到导体AB向右运动，即说明AB受到向右的力的作用，即说明通电导体在磁场中会受力的作用；
（2）只对调磁体的磁极或只改变导体AB中的电流方向，AB所受力的方向发生了改变，会观察到导体AB均向左运动；
（3）如果把磁体的两极对调，同时改变通过导体AB中的电流方向，即等于同时改变了两个因素，所以会看到导体AB的运动方向不变；
（4）依据这个实验原理可制成电动机。
故答案为：（1）通电导体在磁场中受力的作用；（2）左；（3）不变；（4）电动机。
20．如图甲是小雪自制的小风扇，使用时发现，小风扇转动，但风却向后吹，于是她设计了如图乙所示实验探究原因。
（1）闭合开关，给铜棒ab通电，发现铜棒ab向右运动。保持其他条件不变，将电源正负极对调后接入电路，闭合开关，发现铜棒ab向左运动，这表明通电导体在磁场中受力的方向与 有关；保持其他条件不变，将磁体的两极对调，闭合开关，发现铜棒ab向右运动，这表明通电导体在磁场中受力的方向与 有关。
（2）根据实验，要改变小风扇转动方向，小雪应该 。
【答案】（1）电流方向；磁场方向；
（2）改变电流方向。
【解答】解：（1）保持磁场方向不变，将电源正负极对调后接入电路，闭合开关，电路中的电流的方向发生了变化，发现铜棒ab向左运动，这表明通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关；
保持电流方向不变，将磁体的两极对调，磁场的方向发生了变化，闭合开关，发现铜棒ab向右运动，这表明通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向有关；
（2）根据实验结论可知，通电导体在磁场中受力运动的方向与电流方向、磁场方向有关，要改变小风扇转动方向，小雪应该对调电源正负极，改变电流方向。
故答案为：（1）电流方向；磁场方向；
（2）改变电流方向。
21．我国为了在2060年实现碳中和目标，大力发展新能源汽车，现在新能源汽车已经走进普通家庭。如图1所示，图是我国自主生产的一款质量为2t的纯电动汽车，电池存储电能的容量为60kW h，静止时该电动汽车与地面的总接触面积为1000cm2。求：
（1）电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，图2中能正确反映电动机工作原理的是 。
（2）电动汽车以20m/s的速度匀速行驶10min，通过的路程是多少？
（3）若用功率为15kW的充电桩对该电动汽车充电，充满电需要的时间？
（4）若车上只有司机一人，司机质量为60kg，静止时，电动汽车对地面的压强是多大？
【答案】（1）D；
（2）电动汽车以20m/s的速度匀速行驶10min，通过的路程是1.2×104m；
（3）若用功率为15kW的充电桩对该电动汽车充电，充满电需要的时间为4h；
（4）若车上只有司机一人，司机质量为60kg，静止时，电动汽车对地面的压强是2.06×105Pa。
【解答】解：（1）电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动；
A、图中闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中产生感应电流，这是电磁感应现象，故A不符合题意；
B、图中是奥斯特实验，说明了电流周围存在磁场，故B不符合题意；
C、图中给螺线管通电后，螺线管能吸引铁钉，其工作原理是电流的磁效应，故C不符合题意；
D、图中，闭合开关后，通电导体在磁场中受力运动，将电能转化为机械能，与电动机的工作原理相同，故D符合题意；
故选：D；
（2）电动汽车以20m/s的速度匀速行驶10min，通过的路程是：s＝vt＝20m/s×10×60s＝1.2×104m；
（3）根据P得，充满电需要的时间为t4h；
（4）静止时，电动汽车对地面的压力等于车加人的重力，即F＝G车+G人＝m车g+m人g＝2×103kg×10N/kg+60kg×10N/kg＝2.06×104N；
电动汽车对地面的压强为：p2.06×105Pa。
答：（1）D；
（2）电动汽车以20m/s的速度匀速行驶10min，通过的路程是1.2×104m；
（3）若用功率为15kW的充电桩对该电动汽车充电，充满电需要的时间为4h；
（4）若车上只有司机一人，司机质量为60kg，静止时，电动汽车对地面的压强是2.06×105Pa。
22．小明想设计一款温控自动报警器，在水银温度计里封入一段金属丝，当温度在正常范围内时，绿灯亮表示正常；当温度升高达到金属丝下端所指示的温度时，红灯亮表示警报，红灯和绿灯都是“220V，55W”的照明灯泡。
（1）请你按照小明的设想，请用笔画代替导线完成电路连接。
（2）绿灯正常发光时的工作电流。
（3）绿灯正常发光时的电阻。
（4）这个报警器正常工作2h，红灯和绿灯总共消耗的电能是多少千瓦时？
【答案】（1）见解答图；
（2）绿灯正常发光时的工作电流为0.25A；
（3）绿灯正常发光时的电阻为880Ω；
（4）这个报警器正常工作2h，红灯和绿灯总共消耗的电能是0.11kW h。
【解答】解：（1）控制电源、水银温度计和电磁铁串联组成控制电路；红灯和绿灯并联，衔铁和灯泡串联后接在火线上，另一端接在零线上组成工作电路，如下图所示：
；
（2）红灯和绿灯都是“220V，55W”的照明灯泡，绿灯正常发光时的工作电流为：
I0.25A；
（3）绿灯正常发光时的电阻为：
R880Ω；
（4）红、绿指示灯的额定功率均为55W，即0.055kW，工作2h，每次只有一盏灯工作，耗电为：
W＝Pt＝0.055kW×2h＝0.11kW h。
答：（1）见解答图；
（2）绿灯正常发光时的工作电流为0.25A；
（3）绿灯正常发光时的电阻为880Ω；
（4）这个报警器正常工作2h，红灯和绿灯总共消耗的电能是0.11kW h。
23．图甲是某新型太阳能汽车，该汽车的动力完全由安装在车顶的电池板收集的太阳能提供。汽车（包括司乘人员）的质量为1.2t，接收太阳能电池板的面积为8m2，太阳光照射到地面单位面积上的辐射功率为1125W/m2。该车在水平路面上以恒定功率做直线运动的v﹣t图像如图乙所示。（取g＝10N/kg）
（1）电动机的工作原理是 （填序号）。
A.电流的热效应
B.电流的磁效应
C.电磁感应
D.通电导体在磁场中受到力的作用
（2）如汽车匀速行驶过程中所受阻力大小为车重的0.02倍，则汽车牵引力为多大？
（3）若汽车吸收的太阳能转化为机械能的效率为40%，则汽车在水平地面上做匀速直线运动时的功率为多少？匀速运动时的速度是多少？
【答案】（1）D；
（2）汽车牵引力为240N；
（3）汽车在水平地面上做匀速直线运动时的速度是15m/s。
【解答】解：（1）电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，故选：D；
（2）由题可知汽车的质量为：m＝1.2t＝1.2×103kg，
汽车所受的重力为：G＝mg＝1.2×103kg×10N/kg＝1.2×104N；
汽车所受阻力为：f＝0.02G＝0.02×1.2×104N＝240N，
因为汽车匀速行驶，牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，
所以牵引力F＝f＝240N；
（3）由题可知，太阳照射在电池板的辐射总功率为：
P总＝1125W/m2×8m2＝9000W，
汽车获得的机械功率为：
P机＝ηP总＝40%×9000W＝3600W，
由可得，汽车在水平地面上做匀速直线运动时的速度是：
v15m/s。
答：（1）D；
（2）汽车牵引力为240N；
（3）汽车在水平地面上做匀速直线运动时的速度是15m/s。
24．某中学九（2）班物理小组的同学们一起设计了一种具有加热和保温功能的电热器，内部简化电路如图所示。其中Rt为半导体制成的热敏电阻，当它周围的温度升高时，控制电路中的电流会增大。R1、R2、R3均为电热丝，且R1＝R2＝100Ω，电磁铁线圈的电阻不计，闭合开关S1、S2，电热器开始工作。则：
（1）在控制电路中，热敏电阻Rt的温度越高，它的电阻值越 。
（2）加热时，动触点a与上方静触点b、c接通，此时工作电路中的电流是多少？
（3）保温状态下，R1的功率为81W，则工作电路30s消耗的电能是多少？
（4）用了一段时间控制电路的电源电压略微降低了，电热器控制的最高温度将如何变化？请解释说明。
【答案】（1）小；
（2）加热时，动触点a与上方静触点b、c接通，此时工作电路中的电流是4.4A；
（3）保温状态下，R1的功率为81W，则工作电路30s消耗的电能是5940J；
（4）当控制电路电源电压减小，会导致电路中的电流减小，衔铁不能被吸下来；要使衔铁被吸下，热敏电阻Rt的电阻应减小，而热敏电阻Rt的电阻随温度的升高而减小，故电热器控制的最高温度将会升高。
【解答】解：（1）当热敏电阻Rt周围的温度升高时，控制电路中的电流会增大，根据欧姆定律可知，电路中总电阻减小，故热敏电阻Rt的电阻值越小；
（2）加热时，动触点a与上方静触点b、c接通，由图可知，此时R1与R2并联在电路中，根据欧姆定律和并联电路电流规律可知，电路中的电流大小为：
I0＝I1+I24.4A；
（3）保温状态下，动触点a与下方静触点d接通，由图可知，R1与R3串联在电路中，此时R1的功率为81W，根据P＝I2R可知，电路中的电流为：
I0.9A，
则工作电路30s消耗的电能为：
W＝UIt＝220V×0.9A×30s＝5940J；
（4）当控制电路电源电压减小，会导致电路中的电流减小，衔铁不能被吸下来；要使衔铁被吸下，热敏电阻Rt的电阻值应减小，而热敏电阻Rt的电阻随温度的升高而减小，故电热器控制的最高温度将会升高。
答：（1）小；
（2）加热时，动触点a与上方静触点b、c接通，此时工作电路中的电流是4.4A；
（3）保温状态下，R1的功率为81W，则工作电路30s消耗的电能是5940J；
（4）当控制电路电源电压减小，会导致电路中的电流减小，衔铁不能被吸下来；要使衔铁被吸下，热敏电阻Rt的电阻应减小，而热敏电阻Rt的电阻随温度的升高而减小，故电热器控制的最高温度将会升高。
25．小琦同学在用小磁针做“探究条形磁铁周围的磁场分布”的实验时惊奇地发现，小磁针A出现了如图所示的现象。课后小琦同学对这一现象进行了探究，发现：小磁针A实际的“N”极和“S”极与标识的“N”极和“S”极相反。
（1）你认为小琦是怎样得知小磁针A实际的“N”极和“S”极与标识的“N”极和“S”极相反，请简述探究过程。
（2）小琦同学还了解到前几节课的同学用这些器材做实验时，并没有出现这一现象，说明小磁针A在这段时间内“N”极和“S”极出现了反转。你认为出现“N”极和“S”极反转的最可能原因是什么？
【答案】见试题解答内容
【解答】答：（1）实验步骤及现象：
将小磁针A在不受其他磁体的干扰下放在水平的桌面上，发现小磁针A的“N”极却指向地理的南极，说明小磁针A的磁极反转了。
（2）小磁针A在前面某一节课的实验中不小心被其他的强磁体重新磁化了，使得其“N”“S”极反转。
26．国产新能源汽车“比亚迪 汉EV”深受消费者青睐，盈盈家也购买了一辆，如图甲所示，同时安装了充电桩把交流电转换为直流电给车充电。相比其他新能源车，它具有续航里程长、充电速度快的优点。在2023年4月30日，盈盈的妈妈驾驶该车在西宝高速路上以108km/h的速度匀速行驶了5km，所受到的阻力为2700N，求：（不计电磁铁线圈的阻值，g＝10N/kg）
（1）当该电车在平直公路上以100km/h的速度匀速直线行驶时，牵引力做功的功率是多少？
（2）该小汽车电池的容量为80kW h，从完全没电到充电至70%的电量，充电桩以额定输出功率给小汽车充电，需多少小时？
（3）为了使用安全，只有充电插头和插座间的压力大于或等于F0时，充电电路才能接通。其原理如图乙所示：控制电路中电流I≥50mA时，衔铁吸下，充电电路接通。电阻箱接入电路的电阻R＝90Ω，图丙是压敏电阻阻值随压力变化的关系图像，若电池E的电压为5V，则F0为多大？
落地式充电桩
额定输入电压：220V交流 额定输出电压：500V直流
额定输入电流：100A交流 额定输出电流：40A直流
防护等级：IPS4 使用环境：室外
【答案】（1）牵引力做功的功率是75kW；（2）充电桩以额定输出功率给小汽车充电，需2.8h；（3）F0为6N。
【解答】解：（1）因为电车在平直公路上匀速直线行驶，受到的牵引力、阻力是一对平衡力，大小相等，所以牵引力F＝f＝2700N，电车的速度100km/hm/s；
牵引力做功的功率：PFv＝2700Nm/s＝7.5×104W＝75kW；
（2）由表格数据可知，充电桩的输出功率P'＝UI＝500V×40A＝2×104W＝20kW；从完全没电到充电至70%的电量：W′＝W×70%＝80kW h×70%＝56kW h；需要的充电时间t2.8h；
（3）充电时，控制电路最大总电阻R总100Ω；压敏电阻R0＝R总﹣R＝100Ω﹣90Ω＝10Ω；由图丙知，压敏电阻为10Ω时，对应压力F0＝6N。
答：（1）牵引力做功的功率是75kW；（2）充电桩以额定输出功率给小汽车充电，需2.8h；（3）F0为6N。
27．冬奥会上出现了很多的亮点，比如用智能机器人为运动员提供优质的服务；同时，用智能机器人还为防疫做出了积极贡献，它可按规定路线主动寻找人员并测量人员的体温，当发现体温超标的人员时它会主动上前交流提示，并报告给管理人员。对区域内没有佩戴口罩的人员，它也会前去提示其佩戴上口罩。如图甲所示就是防疫智能机器人在工作。请回答如下的问题：
（1）该机器人提示别人戴口罩时需要首先用声呐对此人进行定位，声呐定位时机器人发射 （选填“超声波”“可闻声”或“次声波”）锁定没戴口罩的人；机器人移动时，是利用电动机驱动的，电动机的工作原理是 。
（2）如果该机器人以电功率75W、移动速度0.6m/s给距离自己30m外的顾客送口罩，完成此次任务电动机所消耗的电能是多少？
（3）如图乙所示为该机器人温度报警电路原理图，图中电源电压为6V，电阻R的阻值可随探测仪探测的温度发生变化，温度越高，电阻越小，当人正常体温达到最高值时R＝20Ω。当电流超过0.2A时触发器可使机器人报警进行提示（触发器的电阻忽略不计）。为了更好地设定报警温度，可供参考的电阻箱R0的阻值应调为多少？该电路的最大功率可以达到多少？（g取10N/kg）
【答案】（1）超声波；通电线圈在磁场中受力转动；
（2）完成此次任务电动机所消耗的电能是7500J；
（3）电阻箱R0的阻值应调为10Ω；该电路的最大功率可以达到1.2W。
【解答】解：（1）该机器人提示别人戴口罩时需要首先用声呐对此人进行定位，声呐定位时机器人发射超声波锁定没戴口罩的人；机器人移动时，是利用电动机驱动的，电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动。
（2）该机器人以移动速度0.6m/s给距离自己30m外的顾客送口罩，往返所需时间为：
t100s；
完成此次任务电动机所消耗的电能为：
W＝Pt＝75W×100s＝7500J；
（3）当机器人报警进行提示时电路电阻为：
R总30Ω；
因为电路中R与R0是串联关系，串联电路中总电阻等于各分电阻之和，因此R0的值为：
R0＝R总﹣R＝30Ω﹣20Ω＝10Ω；
由题中可知，温度越高，R电阻越小，电路中电流越大，因此人正常体温达到最高值时电路电流最大，电路电压不变，据电功率公式可知此时电路的功率最大，为：
P大＝UI＝6V×0.2A＝1.2W。
故答案为：（1）超声波；通电线圈在磁场中受力转动；
（2）完成此次任务电动机所消耗的电能是7500J；
（3）电阻箱R0的阻值应调为10Ω；该电路的最大功率可以达到1.2W。
知识导图
考点精讲
考点精炼卷
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