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专题17 电与磁
中考新趋势 中考真题速递 考点1 磁现象 磁场 考点2 电生磁 考点3 电磁铁 电磁继电器 考点4 电动机 考点5 磁生电 考点6 磁综合
1．（2025·江苏无锡）【新素材】如图所示，是我国宋代的指南龟，将条形磁石装入木龟腹内，针的尖端与磁石接触后被磁化。将指南龟装于竹钉之上，使竹钉尖撑于龟体的重心正上方某点，水平放置并拨动指南龟，静止后针尾指南。下列说法中正确的是（ ）
A．针是铜制成的
B．针尖接触的是磁石的N极
C．针尾指南是受到地磁场的作用
D．若稍倾斜木板，则指南龟静止时一定会倾斜
2．（2025·山东潍坊）（多选）【跨学科实践】如图所示，是某兴趣小组自制的简易电动机。一块纽扣强磁铁的上端磁极吸附在一根铁钉的底部，铁钉的尖端竖直地吸在一节干电池的正极上；将导线一端接在电池负极，若另一端接在磁铁上，铁钉和磁铁就会沿图示方向转动。整个实验电路电阻较小，下列分析正确的是（ ）
A．铁钉中电流的方向是从尖端指向底部
B．铁钉和磁铁转动时，机械能转化为电能
C．电路中电流较大，不能长时间进行实验
D．若将磁铁的上下磁极调换，铁钉和磁铁仍沿图示方向转动
3．（2025·山东济南）【教材素材题】如图为一种水位报警器的原理图，当水位达到金属块A时，电路中红灯亮，此时螺线管上端为 极，图中虚线部分的作用相当于 （选填“电源”“开关”“用电器”或“导线”）。
4．（2025·山东日照）【跨学科实践】某电磁阀的工作原理如图所示。当开关、如图连接时，固定线圈磁场，推动强磁阀门向左运动，封闭液管通道，阻止液体流动。请：（1）标出此时通电螺线管右端的极性；（2）标出强磁阀门右端的极性；（3）画出通电螺线管外部磁场的磁感线（画出一条即可）。
5．（2025·江苏无锡）【新素材】某型号的茶吧机具有自动取水和加热、保温的功能，取水时采用的电泵，工作原理如图甲所示，通电后电动机带动传动杆快速向下压缩弹性隔膜，进水管口处的单向球阀关闭，出水管口处的单向球阀打开，泵腔内大部分空气被排出；接着，传动杆快速向上拉动弹性隔膜，泵腔体积迅速增大，出水管口处单向球阀关闭，水从进水管口冲开单向球阀，进入泵腔。水桶内水面上方与外界大气相通。图乙是其加热、保温电路原理图，FU为热熔断器，R1、R2为加热电阻，R2=242Ω，开关S1闭合后，当水温升高到100℃会自动断开，断开后若无外力不会自动闭合。开关S2由电磁继电器控制，开始时处于闭合状态，水温升高至89℃时自动断开，温度下降至84℃自动闭合。U=9V，R3是定值电阻。RT是热敏电阻，阻值随温度升高而减小，其温度与水温相同，当温度为84℃时，阻值为300Ω；当温度为89℃时，阻值为240Ω。电磁铁线圈电阻忽略不计，当线圈中的电流达到0.03A时，衔铁被吸下，触点D、E断开；当线圈中的电流减小到一定值时，衔铁被释放，触点D、E重新接触。
现将插头插入220V的插座中，向茶吧机的水壶内注入1kg的水，水温为24℃，闭合开关S、S1、S2、S3，R1、R2正常工作，茶吧机开始加热，155s后水温到达100℃，一段时间后进入保温工作状态。。
(1)自动取水时，水能够进入泵腔的原因是 。
(2)刚开始加热时，通过热熔断器的电流为10A，水温从24℃加热至100℃的过程中，若该茶吧机的加热效率为95%。则：
①R1的额定功率是多少？
②R2消耗的电能为多少？
(3)在保温时，线圈中的电流为 A时衔铁被释放。若温度达到100℃时，R2仍在工作，经检查线圈中仍有电流，且电磁继电器、RT均无故障，请写出一种可能的故障： 。
考点1 磁现象 磁场
1．（2025·吉林长春）我国某科研团队开发的新一代铝合金材料——高镁轻强铝，可将铝合金结构件进一步减重。实现减重的原因是该材料的（ ）
A．密度小 B．硬度小 C．弹性好 D．磁性强
2．（2025·内蒙古）北宋学者沈括在他所著的《梦溪笔谈》中记载：“方家以磁石磨针锋，则能指南。”针锋能指南是由于摩擦使针锋（ ）
A．带上了电 B．被磁化
C．温度升高 D．质量减小
考点2 电生磁
3．（2025·山东潍坊）对下列四幅图片所涉及物理知识的解读，正确的是（ ）
A．图甲中运动员手部涂镁粉是为了减小摩擦力
B．图乙中用钳子剪断铁丝，钳子是费力杠杆
C．图丙中验电器张开的两片金属箔带异种电荷
D．图丁中的通电螺线管右端为极
4．（2025·山东泰安）在探究“通电螺线管的磁场是什么样的”实验中，通电后观察小磁针a静止时N极的指向，轻敲纸板观察铁屑的排列情况，现象如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．通电螺线管外部的磁场与蹄形磁体的磁场一样
B．根据小磁针a的N极指向，可以判定通电螺线管的右端为S极
C．磁场中b点的磁场方向与小磁针a静止时N极指向相反
D．改变螺线管中电流的方向，能改变通电螺线管两端的极性
5．（2025·江苏徐州）在“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验中，在螺线管周围的不同位置放上小磁针，接通电路，小磁针静止时的指向如图所示，小磁针 极的指向就是该点的磁场方向，由此可知通电螺线管的右端是 极。把电池的正负极对调，再进行实验，目的是探究通电螺线管外部磁场方向与 方向是否有关。
6．（2025·江苏无锡）按要求作图：
(2)请根据图乙中小磁针静止时的指向，分别标出通电螺线管左端的极性（“N”或“S”）和电源右端的极性（“+”或“﹣”）。
7．（2025·青海）在图中的括号内标出通电螺线管的极性，并在A点处用箭头标出磁感线的方向。
8．（2025·江苏南通）按题目要求作图。
(3)如图丙，小磁针静止在通电螺线管右侧，请标出磁感线的方向和小磁针的S极。
9．（2025·甘肃兰州）在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中：
(1)闭合开关S前，小磁针均指向南北方向，说明地球周围存在 ；
(2)闭合开关S后，小磁针静止时的指向如图所示（涂黑的一端为N极），由此可知：通电螺线管的右端为 极，电源的右端为 极；
(3)对调电源两极，小磁针的指向也随之改变，说明通电螺线管的磁场方向与 方向有关；
(4)为了使通电螺线管的磁场增强，可采取的有效措施是 （写出一条即可）。
10．（2025·山东青岛）小明用如图所示的装置探究“通电螺线管外部磁场的分布”。
(1)在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑，通电后观察小磁针的指向，轻敲纸板，观察铁屑的排列情况，如图甲所示；把小磁针放到螺线管四周不同的位置，闭合开关后，小磁针再次静止时的指向如图乙所示。
①通电后小磁针发生偏转，说明通电螺线管周围有 ；
②通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似；
(2)将电源正负极对调，闭合开关，发现小磁针偏转方向与原来相反，说明通电螺线管的磁场方向与 有关；
(3)如图乙所示，根据小磁针静止时的指向，a端应接电源的 极；小明将一铁芯插入螺线管中，其磁场会变 ；请写出一种能增强电磁铁外部磁场的方法： 。
11．（2025·江苏淮安）“探究通电螺线管外部磁场的特点”的实验装置如图甲所示。
(1)在用铁屑探究螺线管外部磁场分布时，需要经历下列步骤：①轻敲有机玻璃板，观察铁屑分布；②将铁屑均匀撒在有机玻璃板上；③闭合开关。三个步骤合理的顺序是 （填序号）；
(2)经过对铁屑分布的观察，发现通电螺线管外部磁场与 磁体周围磁场分布相似；
(3)把小磁针放在螺线管四周不同的位置，通电后，小磁针分布如图乙所示，发现通电前后A、B两个小磁针未发生明显偏转，此时的螺线管可能是向 （选填“南北”或“东西”）方向放置的；
(4)根据图丙中小磁针静止时的指向，在括号中标出电源左端的极性；
(5)未来，科学家想研究月球是否也像地球一样是一个磁体，在月球科研站内将小磁针放在不同位置，若观察到 现象，则说明月球也是一个磁体。
12．（2025·吉林长春）在“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验中：
(1)如图甲所示，在嵌入螺线管的硬纸板上均匀地撒满铁屑，通电后，用手 纸板，观察到铁屑有规则地排列。实验结果表明：通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似。
(2)根据图甲中小磁针的N极指向，可知通电螺线管的左端为 极。将电源的正负极对调，小磁针的N极指向也改变了，说明通电螺线管外部的磁场方向与 方向有关。
(3)图乙是《事林广记》中所记载的“指南鱼”的复原图，“指南鱼”内部藏有磁石，能够指示南北方向，这是由于地球的周围存在 。
考点3 电磁铁 电磁继电器
13．（2025·江苏盐城）如图所示，给绕在铁钉上的线圈通电后，铁钉吸引大头针。下列操作能使铁钉吸引大头针数目变多的是（ ）
A．减少线圈匝数
B．减少电池节数
C．向右移动滑动变阻器的滑片
D．对调电源正、负接线柱上的接线
14．（2025·广东广州）医学上用“人工心脏泵”替代心脏推动血液循环，如图是其工作原理的简图，活塞在电磁铁的带动下左右移动，代表心脏的舒张和收缩。“人工心脏泵”正常工作过程中，电磁铁的电流从a流向b时，则（ ）
A．电磁铁左端为S极，活塞向右移动
B．电磁铁左端为S极，活塞向左移动
C．电磁铁左端为N极，活塞向右移动
D．电磁铁左端为N极，活塞向左移动
15．（2025·四川广元）如图所示是某学校路灯的智能照明电路。S为光敏开关，天暗时S自动断开，天亮时S自动闭合；R为滑动变阻器。下列说法正确的是（ ）
A．天亮时，电磁铁的上端是北极
B．天亮时，将R的滑片P向上滑动，电磁铁磁性变强
C．天暗时，衔铁被电磁铁吸引，触点c与a接触
D．天亮时，电磁铁外部磁感线从上端出发回到下端
16．（2025·甘肃兰州）图甲是某蔬菜大棚里使用的一种温度自动报警器，在温度计里封入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指温度时，扬声器响起，发出报警信号。下列说法错误的是（ ）
A．动圈式扬声器的工作原理与图乙所示原理相同
B．温度低于金属丝下端所指温度时，电磁铁断电失去磁性，衔铁被释放，扬声器停止报警
C．温度计与金属丝相当于控制电磁铁的开关，实现了高温自动化报警
D．煤油可用作自动报警器温度计中的工作液体
17．（2025·江苏淮安）如图所示是兴趣小组设计的监测汽车超载报警装置原理简图，压力传感器输出电压与所受压力的关系如下表所示 。
压力F/（×105N） 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
输出电压U/V 0 1 2 3 4 5
压力传感器输出电压U是控制电路的工作电压。电磁继电器线圈的电阻是50Ω。当线圈中的电流I≥20mA时，衔铁被吸合，受控电路开始报警。
(1)该装置以电铃声为报警信号，则图中的电铃应接在 （选填“A、B”或“C、D”）间。
(2)若希望在压力达到3×105 N时报警，则电阻箱R的电阻应调节为 Ω，此时电阻箱两端的电压为 V。
(3)若想让临界报警压力减小，则电阻箱R接入电路的阻值应调 。
18．（2025·湖北武汉）如图所示是直流电铃的原理图。衔铁与弹性片相连，自然情况下弹性片是和螺钉接触的。
(1)闭合开关，电磁铁A端为 极，电磁铁吸引衔铁，敲击铃碗发声，此时电路中 电流通过，接着弹性片又和螺钉接触，如此往复。
(2)下列装置中和电铃一样也用到了电磁铁的是 （填序号）。
①电磁起重机②小小电动机③电磁继电器
19．（2025·江苏宿迁）如图甲所示，是某跨学科学习小组设计的装置结构图，它可以根据水量多少自动控制受控电路，控制电路由电源、电磁铁、保护开关S、敏感电阻、T形绝缘硬杆、圆柱形浮体A、保护电阻等组成；受控电路由电源、加热电阻等组成。当通过电磁铁的电流达到0.15A，衔铁恰好被吸下，动、静触点接触，受控电路接通；当电流达到0.3A，保护开关S自动断开，衔铁在弹簧弹力作用下与电磁铁分离，动、静触点脱开，受控电路断开。由特殊材料制成，其阻值与所受压力关系如图乙所示；浮体A的密度比水小，在容器中注水至一定深度后浮体A就会竖直上浮，通过T形杆对产生向上压力。已知浮体A质量为50g、T形杆质量不计，，，，，其余部分电阻忽略不计，g取10N/kg，。求：
(1)受控电路工作时，的电功率。
(2)当电流等于0.15A，衔铁恰好被吸下时，受到T形杆的压力。
(3)要让受控电路工作，浮体A浸入水中体积的范围。
20．（2025·内蒙古）海龟性别由孵化温度决定。某种海龟在温度℃时，孵化出来的几乎全为雌性；温度℃时，几乎全为雄性。因气候变暖导致自然界雌海龟数量远多于雄海龟。为能在外界环境温度高于30℃的情况下孵化雄海龟，需要设计一个自动温控孵化箱：要求箱内的最高温度为28℃，且最低温度不得低于25℃。科技小组利用如下器材：控制电路电源（电压为）、热敏电阻（阻值随温度变化曲线如图甲所示）、电磁继电器（当电磁铁线圈电流时，吸下衔铁；当时，弹开衔铁；线圈电阻忽略不计）、降温元件（额定电压，额定功率）、开关及导线若干，设计了孵化箱电路如图乙所示。
请你解决下列问题：
(1)求降温元件正常工作时的电流；
(2)通过计算说明设计的孵化箱是否符合要求；
(3)使用一段时间后，控制电路的电源电压降低，孵化箱内的最高温度会如何变化并分析说明。（其它因素均不变）
21．（2025·四川甘孜）2025年被称为我国“体重管理年”，小刘同学为帮助大家加强体重管理，设计了一台由电流表改装的可设置语音提示的体重计，A、B为语音提示器，大家可以根据自身情况设置语音提示，如图甲所示。当控制电路中电流时，衔铁被电磁铁吸附，断开A接通B，控制电路的电源电压为7.2V，滑动变阻器的最大阻值为，R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示，电表量程为0~0.6A，踏板重力不计，g取。
(1)压敏电阻R的阻值随着压力的增大而 （选填“增大”或“减小”）。
(2)控制电路中，开关S闭合时，电磁铁的上端是 极（选填“N”或“S”）。
(3)小刘同学想将触发B的最小质量设置为50kg，应调节滑动变阻器的阻值为 。
(4)能触发B的最小质量是 kg。
考点4 电动机
22．（2025·山东济南）如图所示为某兴趣小组制作的简易电动机，要想改变多匝线圈转动的方向，下列方法可行的是（ ）
A．只增强磁体的磁性 B．只减少线圈的匝数
C．只升高电源的电压 D．只对调磁体的两极
23．（2025·甘肃兰州）图甲是某蔬菜大棚里使用的一种温度自动报警器，在温度计里封入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指温度时，扬声器响起，发出报警信号。下列说法错误的是（ ）
A．动圈式扬声器的工作原理与图乙所示原理相同
B．温度低于金属丝下端所指温度时，电磁铁断电失去磁性，衔铁被释放，扬声器停止报警
C．温度计与金属丝相当于控制电磁铁的开关，实现了高温自动化报警
D．煤油可用作自动报警器温度计中的工作液体
24．（2025·四川甘孜）国家倡导绿色出行，鼓励使用电动汽车。电动汽车的动力装置是电动机，下图所示的四个实验中，能体现电动机工作原理的是（ ）
A． B．
C． D．
25．（2025·江苏镇江）如图所示为某种扬声器的原理图，AB间连接一导线，导线置于磁极之间，导线中间固定一薄膜片。当AB间通有方向不断变化的电流时，导线所受的磁场作用力的方向 ，薄膜片 发声，声音传入人耳。人耳的鼓膜面积取，大气压强取，则大气对鼓膜的压力为 N。
考点5 磁生电
26．（2025·湖北武汉）某同学利用如图所示的装置探究什么情况下磁可以生电。下列说法正确的是（ ）
A．换用磁性更强的磁体，保持导线ab和磁体静止，闭合开关，电流表指针偏转
B．将导线ab换成匝数很多的线圈，保持磁体和线圈静止，闭合开关，电流表指针偏转
C．保持磁体静止，闭合开关，使导线ab从图中位置竖直向上运动，电流表指针偏转
D．保持导线ab静止，闭合开关，使磁体从图中位置水平向右运动，电流表指针偏转
27．（2025·宁夏）新能源汽车的能量回收主要基于再生制动技术，此技术通过将车辆减速或制动时的部分动能转化为电能并储存回电池，从而提高能量的利用效率。下列实验与此技术原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
28．（2025·四川巴中）麦克风的工作原理是：人说话时，声波引起线圈在磁极附近振动产生与声音变化相应的感应电流，下列装置的工作原理与麦克风的工作原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
29．（2025·四川广元）如图所示，对以下物理现象的认识正确的是（ ）
A．图甲中，梳头发后的塑料梳子可吸引纸屑，说明塑料是导体
B．图乙所示的验电器的工作原理是异种电荷相互吸引
C．图丙是小芳绘制的某路口正常运行的红绿交通信号灯电路简图
D．图丁中，闭合开关，只改变导体ab左右运动方向，感应电流方向会发生改变
30．（2025·山东青岛）抽水蓄能是存储电能的方式之一。原理如图所示：蓄能时，电动机将水从下蓄水池抽入上蓄水池；需要电能时，打开闸门，让水流驱动发电机来发电。下列说法正确的是（ ）
A．蓄能时，将机械能转化为电能
B．电动机的工作原理是电磁感应现象
C．发电机的工作原理是电流的磁效应
D．蓄水量一定，上蓄水池建的位置越高，能储存的电能就越多
31．（2025·江苏南通）如图所示，利用静电喷涂枪给物体喷漆。接通电源，电动机开始转动，负压发生器使喷枪内气压减小吸入涂料，涂料雾化成小颗粒并带上负电荷，从喷枪飞向被涂物。下列现象与物理知识对应不正确的是（ ）
A．负压发生器使涂料吸入喷枪——大气压强
B．通电后电动机线圈受力转动——电磁感应现象
C．涂料喷出后颗粒间相互排斥——电荷间的作用力
D．涂料变干后粘牢在物体表面——分子间的作用力
32．（2025·山东济南）了在开发和使用能源的同时保护好环境，垃圾变成了能源再生的“宝库”。垃圾利用的一种方式是将垃圾填埋后，通过厌氧发酵产生沼气，沼气燃烧产生高温燃气推动汽轮机转动，汽轮机驱动发电机发电。沼气发电过程中的能量转化如图所示，请将图中①、②处的能量形式填写在相应位置。
① ；② 。
33．（2025·江苏宿迁）如图甲所示，将一条长约5米的软导线两端与微电流传感器相连，形成闭合回路。微电流传感器与计算机相连。让两位同学快速甩动软导线，计算机显示的微电流波形如图乙所示，这是 现象，此过程中产生的电流是 （选填“直流电”或“交变电流”），利用这一原理，可制成 （写出一种即可）。
34．（2025·青海）风力发电是叶片转动时带动发电机内部线圈切割磁感线发电，其发电原理是 现象。某风力发电机一天的发电量约为5×104kW·h，这些电能相当于完全燃烧 kg的煤所放出的热量。（1kW·h=3.6×106J；煤的热值取3×107J/kg）
35．（2025·山东济宁）小明学习了电磁知识后，从物理学的视角对图所涉及的物理问题进行了分析。
(1)如图甲所示，在A处接入 ，可探究电动机的工作原理；（填实验器材名称）
(2)在图甲的金属轨道上增加一根金属杆cd，俯视图如图乙所示（磁感线垂直纸面向外，用“·”表示）；在外力的作用下，金属杆ab沿光滑金属轨道向右运动，请判断静止在光滑轨道上的金属杆cd是否运动并说明理由，判断∶ ；理由∶ ；
(3)电吉他中电拾音器基本结构如图丙所示，磁体附近金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，感应电流经电路放大后传送到音响发出声音，则弦振动时，线圈中的感应电流方向 （选填“变化”或“不变”）。
考点6 磁综合
36．（2025·西藏）电磁学作为现代科技的核心基础，推动了社会进步，提升了生活质量。下列关于各图的描述正确的是（ ）
A．图甲中电磁继电器利用了电磁感应的原理
B．图乙是发电机的工作原理图
C．图丙中扬声器利用了通电导线在磁场中受到力的作用
D．图丁中动圈式话筒利用了电流的磁效应
37．（2025·江苏常州）2025年1月，中国科学家发布：月球20亿年前存在磁场，现在无磁场。下列四个实验，若分别在20亿年前、现在的月球表面实施，结果大相径庭的是（ ）
A．多次水平拨动 B．闭合开关
C．闭合开关 D．左右移动导线
38．（2025·黑龙江大庆）某位同学对电与磁知识进行梳理，图中对应位置的内容填写正确的是（ ）
A．电流的热效应 B．动圈式话筒 C．电磁起重机 D．法拉第
39．（2025·辽宁）中国高铁位居世界前列，成为了中国一张亮丽的名片，具有节能、快速、高效、安全、智能和舒适等优势。
(1)节能；动车组减速过程中，可以将机械能转化为电能，实现节能。图 （填“a”或“b”）与其工作原理相同。
(2)快速；复兴号某动车组在高速运行时，若空气阻力占总阻力的80%，与速度的关系为（，的单位为），当该动车组以400km/h的速度匀速直线运动时，该动车组牵引力每小时至少做功 J。（为方便计算，数据已作简化处理）
(3)高效；列车网络控制系统可以依托大数据优化停靠站，提高效率。优化前，一动车组以速度匀速行驶，经停某站，先减速一段时间，然后停一段时间，再加速一段时间，恰好恢复到原速度继续匀速行驶。优化后，该动车组不停靠此站，可视为在原路线上一直以速度匀速行驶，则该动车组因不停靠此站而节省的时间为 。（该动车组加速阶段、减速阶段的平均速度均为，题中所给的物理量均为已知量）
(4)安全；如图（c），受电弓安装在高铁车箱的顶部，受电弓的碳钢滑板与供电线接触。如果碳钢滑板的同一位置与供电线持续摩擦，会缩短碳钢滑板的使用寿命，更会影响动车组的运行安全，那么图 （填“d”或“e”）的设计能使碳钢滑板的磨损均匀化。
(5)智能；某小组设计了一个冻雨预警电路，如图（f）所示。闭合S后，当环境温度低于0℃（温控开关闭合）且空气湿度高于80%（湿控开关闭合）时，警示灯一直发光并出现持续的亮暗交替现象，发出预警。已知：电源电压恒为6V，定值电阻为10，警示灯标有“6V；0.5A”。当电磁铁线圈中的电流时，电磁铁吸下衔铁，使动触点与下方静触点接触。为实现预警功能，温控开关与湿控开关应 联，请选择合适的接线柱，用笔画线代替导线将电路连接完整 。（图中温控开关与湿控开关之间已正确连接，电磁铁线圈的电阻、温控开关与湿控开关的电阻均忽略不计，只能在标有字母的接线柱上连接导线，导线不能交叉）
(6)中国高铁的发展，彰显了我国在科技创新领域的强大实力。请写出你想象的中国高铁最智慧的样子： 。
40．（2025·江苏南通）阅读短文，回答问题。
跨学科实践——制作智能垃圾箱模型
【任务要求】为保护环境、节约资源，同学们设计制作智能垃圾箱模型，实现对可回收垃圾的收集、自动称量、压缩的目的。
【设计制作】任务一：设计制作称重系统。图甲是称重的原理图，电源为恒流源，能始终提供大小恒定的电流，压力传感器的电阻的阻值与压力的关系图线如图乙所示。某次测试中，将1kg的物体放在压力传感器上，电压表示数为8V。电压表示数能反映回收垃圾质量的大小，可在电压表上标注对应的质量值。（g取10N/kg）
任务二：设计制作压缩系统。图丙是设计制作的工作流程图。
图丁为压缩系统的模型图。当雷达监测到回收物高度超过预设值时，压缩系统启动，电动机通过减速机带动转换结构中的螺杆转动，螺杆将转动转化为推拉杆向下的直线运动。从而使压板在收集箱内移动。压缩系统的部分参数如下表，“导程”指螺杆每旋转一周推拉杆移动的直线距离，“减速机的速比”指电动机的转速与减速机的输出转速的比值，“电动机效率”指电动机将电能转化为机械能的效率。设电动机的输出功率等于减速机的输出转速、导程以及推拉杆的推力三者的乘积。
电动机额定功率/W 60 导程/（m·r-1） 1.2×10-2
电动机的额定转速/（r·s-1） 60 减速机的速比 20
电动机的效率/% 90 压板的质量/kg 10
【交流评价】同学间交流，对模型制作过程中遇到的问题、使用效果和创新改进等方面进行评价。
(1)雷达发射的超声波是由声源 产生的，改变电动机中的 方向可改变压板运动的方向；
(2)“交流评价”“反思改进”是工作流程图中的两个环节，其中环节A为 ；C处提出的问题是 ；
(3)关于本次实践活动，下列说法正确的是___________；
A．压力传感器受到的压力越大，通过它的电流越大
B．压力传感器受到的压力越大，它的阻值越大
C．电压表刻度上标注的质量值从左向右逐渐变大
D．当电压表示数为6V时，可回收物的质量为2kg
(4)若预设值为0.66H，雷达发射至接收到超声波的时间间隔小于 s时，电动机启动。电动机以额定功率工作时，压板与回收物的接触面积为800cm ，则压板对回收物的压强为 Pa；（超声波速度取340m/s）
(5)实验测试完成后，同学们对模型存在的问题和需要改进的地方进行了交流。他们认为若要使模型中的称重装置测量更精确，可采取的方法是 ；请对模型的设计再提出一个改进的建议或创新方法 。
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专题17 电与磁
中考新趋势 中考真题速递 考点1 磁现象 磁场 考点2 电生磁 考点3 电磁铁 电磁继电器 考点4 电动机 考点5 磁生电 考点6 磁综合
1．（2025·江苏无锡）【新素材】如图所示，是我国宋代的指南龟，将条形磁石装入木龟腹内，针的尖端与磁石接触后被磁化。将指南龟装于竹钉之上，使竹钉尖撑于龟体的重心正上方某点，水平放置并拨动指南龟，静止后针尾指南。下列说法中正确的是（ ）
A．针是铜制成的
B．针尖接触的是磁石的N极
C．针尾指南是受到地磁场的作用
D．若稍倾斜木板，则指南龟静止时一定会倾斜
【答案】C
【解析】A．铜不是磁性材料，不能被磁化，而针能被磁化，所以针不是铜制成的，故A错误；
B．静止后针尾指南，说明针尾是磁体的S极，针尖是N极，根据磁化的特点，针尖接触的是磁石的S极，故B错误；
C．地球本身是一个大磁体，存在地磁场，针尾指南是受到地磁场的作用，故C正确；
D．若稍倾斜木板，由于指南龟的重心在竹钉尖支撑点正上方，且地磁场的作用，指南龟静止时仍会在水平面内，不会倾斜，故D错误。
故选C。
2．（2025·山东潍坊）（多选）【跨学科实践】如图所示，是某兴趣小组自制的简易电动机。一块纽扣强磁铁的上端磁极吸附在一根铁钉的底部，铁钉的尖端竖直地吸在一节干电池的正极上；将导线一端接在电池负极，若另一端接在磁铁上，铁钉和磁铁就会沿图示方向转动。整个实验电路电阻较小，下列分析正确的是（ ）
A．铁钉中电流的方向是从尖端指向底部
B．铁钉和磁铁转动时，机械能转化为电能
C．电路中电流较大，不能长时间进行实验
D．若将磁铁的上下磁极调换，铁钉和磁铁仍沿图示方向转动
【答案】AC
【解析】A．在电路中，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向，在电源外部，电流从电源正极流出，经过用电器后回到电源负极。由题意可知，铁钉尖端吸在干电池正极上，磁铁吸附在铁钉底部，导线一端接电池负极、另一端接磁铁，所以电流从电池正极出发，经过铁钉尖端，流向铁钉底部，再经过磁铁和导线回到电池负极，因此铁钉中电流的方向是从尖端指向底部，故A正确；
B．简易电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，工作过程中是将电能转化为机械能，而不是机械能转化为电能（机械能转化为电能是发电机的工作原理），故B错误；
C．题目明确提到整个实验电路电阻较小，根据欧姆定律（电源电压U不变，电阻R较小），电路中的电流会较大。长时间通过大电流，会导致电池和导线发热严重，可能损坏电池或使导线绝缘皮熔化，所以不能长时间进行实验，故C正确；
D．铁钉和磁铁的转动方向与电流方向和磁场方向有关（通电导体在磁场中受力的方向与电流方向、磁场方向都有关）。若将磁铁的上下磁极调换，磁场方向发生改变，而电流方向不变，那么通电的铁钉在磁场中受到的力的方向会发生改变，因此铁钉和磁铁的转动方向会与图示方向相反，故D错误。
故选AC。
3．（2025·山东济南）【教材素材题】如图为一种水位报警器的原理图，当水位达到金属块A时，电路中红灯亮，此时螺线管上端为 极，图中虚线部分的作用相当于 （选填“电源”“开关”“用电器”或“导线”）。
【答案】N 开关
【解析】[1]由图可知，电流从螺线管下端流入，根据安培定则，右手握着螺线管，弯曲的四指指向电流方向，大拇指指向N极，所以螺线管上端为N极。
[2]当水位上升，金属块A、B连通时，控制电路通电，电磁铁具有磁性把衔铁吸引下来，使红灯亮，虚线部分起到控制电路的作用，相当于开关。
4．（2025·山东日照）【跨学科实践】某电磁阀的工作原理如图所示。当开关、如图连接时，固定线圈磁场，推动强磁阀门向左运动，封闭液管通道，阻止液体流动。请：（1）标出此时通电螺线管右端的极性；（2）标出强磁阀门右端的极性；（3）画出通电螺线管外部磁场的磁感线（画出一条即可）。
【答案】
【解析】当开关、如图连接时，电流从螺线管左端流入，右端流出，由安培定则可知，通电螺线管左端为N极，右端为S极；固定线圈磁场，推动强磁阀门向左运动，磁阀门受到向左的推力，由同名磁极互相排斥可知，强磁阀门右端为N极；在磁体的外部磁感线从N极出发，回到S极，如下图所示：
5．（2025·江苏无锡）【新素材】某型号的茶吧机具有自动取水和加热、保温的功能，取水时采用的电泵，工作原理如图甲所示，通电后电动机带动传动杆快速向下压缩弹性隔膜，进水管口处的单向球阀关闭，出水管口处的单向球阀打开，泵腔内大部分空气被排出；接着，传动杆快速向上拉动弹性隔膜，泵腔体积迅速增大，出水管口处单向球阀关闭，水从进水管口冲开单向球阀，进入泵腔。水桶内水面上方与外界大气相通。图乙是其加热、保温电路原理图，FU为热熔断器，R1、R2为加热电阻，R2=242Ω，开关S1闭合后，当水温升高到100℃会自动断开，断开后若无外力不会自动闭合。开关S2由电磁继电器控制，开始时处于闭合状态，水温升高至89℃时自动断开，温度下降至84℃自动闭合。U=9V，R3是定值电阻。RT是热敏电阻，阻值随温度升高而减小，其温度与水温相同，当温度为84℃时，阻值为300Ω；当温度为89℃时，阻值为240Ω。电磁铁线圈电阻忽略不计，当线圈中的电流达到0.03A时，衔铁被吸下，触点D、E断开；当线圈中的电流减小到一定值时，衔铁被释放，触点D、E重新接触。
现将插头插入220V的插座中，向茶吧机的水壶内注入1kg的水，水温为24℃，闭合开关S、S1、S2、S3，R1、R2正常工作，茶吧机开始加热，155s后水温到达100℃，一段时间后进入保温工作状态。。
(1)自动取水时，水能够进入泵腔的原因是 。
(2)刚开始加热时，通过热熔断器的电流为10A，水温从24℃加热至100℃的过程中，若该茶吧机的加热效率为95%。则：
①R1的额定功率是多少？
②R2消耗的电能为多少？
(3)在保温时，线圈中的电流为 A时衔铁被释放。若温度达到100℃时，R2仍在工作，经检查线圈中仍有电流，且电磁继电器、RT均无故障，请写出一种可能的故障： 。
【答案】(1)见解析 (2)2000W，31000J (3)0.025 开关S2短路
【解析】（1）自动取水时，传动杆快速向上拉动弹性隔膜，泵腔体积迅速增大，泵腔内气压减小，小于外界大气压，在大气压的作用下，水从进水管口冲开单向球阀进入泵腔。
（2）①已知R2=242Ω，电源电压U=220 V，通过R2的电流为
热熔断器的电流为10A，此时通过R1的电流为
R1的额定功率是
②R2的额定功率是
R2消耗的电能为
（3）[1]当温度为89℃时，RT阻值为240Ω，此时当线圈中的电流达到0.03A时，衔铁被吸下，控制电路电压为9V，故
当温度为84℃时，RT阻值为300Ω，衔铁被释放，此时电流为
[2]温度达到100℃时，R2仍在工作，且电磁继电器、RT无故障，可能是开关S2短路，造成R2仍在工作。
考点1 磁现象 磁场
1．（2025·吉林长春）我国某科研团队开发的新一代铝合金材料——高镁轻强铝，可将铝合金结构件进一步减重。实现减重的原因是该材料的（ ）
A．密度小 B．硬度小 C．弹性好 D．磁性强
【答案】A
【解析】实现减重的原因是该新一代铝合金材料密度小，根据，体积相同时，质量更小。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
2．（2025·内蒙古）北宋学者沈括在他所著的《梦溪笔谈》中记载：“方家以磁石磨针锋，则能指南。”针锋能指南是由于摩擦使针锋（ ）
A．带上了电 B．被磁化
C．温度升高 D．质量减小
【答案】B
【解析】用磁石摩擦钢针时，钢针会被磁化，获得磁性，成为小磁体。磁体具有指南北的性质，因此针锋能指南。带电无法使针指南，温度升高与磁性无关，质量减小不影响磁性，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
考点2 电生磁
3．（2025·山东潍坊）对下列四幅图片所涉及物理知识的解读，正确的是（ ）
A．图甲中运动员手部涂镁粉是为了减小摩擦力
B．图乙中用钳子剪断铁丝，钳子是费力杠杆
C．图丙中验电器张开的两片金属箔带异种电荷
D．图丁中的通电螺线管右端为极
【答案】D
【解析】A．图甲中运动员手部涂镁粉，增大了接触面的粗糙程度，是为了增大摩擦力，故A错误；
B．图乙中用钳子剪断铁丝时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B错误；
C．异种电荷相互吸引，同种电荷相互排斥。图丙中验电器两片金属箔由于带有同种电荷相互排斥而张开，故C错误；
D．图丁中电流从螺线管的左端流入，根据安培定则可知，图丁中的通电螺线管右端为极，左端为S极，故D正确。
故选D。
4．（2025·山东泰安）在探究“通电螺线管的磁场是什么样的”实验中，通电后观察小磁针a静止时N极的指向，轻敲纸板观察铁屑的排列情况，现象如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．通电螺线管外部的磁场与蹄形磁体的磁场一样
B．根据小磁针a的N极指向，可以判定通电螺线管的右端为S极
C．磁场中b点的磁场方向与小磁针a静止时N极指向相反
D．改变螺线管中电流的方向，能改变通电螺线管两端的极性
【答案】D
【解析】A．通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体相似，而不是蹄形磁体，故A错误；
B．小磁针a的N极指向右方，根据磁极间相互作用规律，通电螺线管的右端应为N极，故B错误；
C．磁场中某点的磁场方向定义为该点小磁针静止时N极所指的方向，因此b点的磁场方向与小磁针a静止时N极指向相同，故C错误；
D．通电螺线管的磁场方向与电流方向有关，改变螺线管中电流的方向，其两端的磁极极性会发生改变，故D正确。
故选D。
5．（2025·江苏徐州）在“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验中，在螺线管周围的不同位置放上小磁针，接通电路，小磁针静止时的指向如图所示，小磁针 极的指向就是该点的磁场方向，由此可知通电螺线管的右端是 极。把电池的正负极对调，再进行实验，目的是探究通电螺线管外部磁场方向与 方向是否有关。
【答案】N S 电流
【解析】[1][2]物理学规定，磁场中某一点小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向；由图可知，小磁针的N极指向通电螺线管的右端，由于异名磁极相互吸引，可知通电螺线管的右端是S极。
[3]把电池的正负极对调，这样就改变了通电螺线管中的电流方向，再进行实验，观察小磁针指向，目的是探究通电螺线管外部磁场方向与电流方向是否有关。
6．（2025·江苏无锡）按要求作图：
(2)请根据图乙中小磁针静止时的指向，分别标出通电螺线管左端的极性（“N”或“S”）和电源右端的极性（“+”或“﹣”）。
【答案】(2)
【解析】（2）根据小磁针静止时N极的指向，利用磁极间的相互作用（异名磁极相互吸引），可知通电螺线管的右端为N极，左端为S极。根据安培定则，可判断出电流从螺线管的左端流入，右端流出，所以电源的右端为正极，如图所示：
7．（2025·青海）在图中的括号内标出通电螺线管的极性，并在A点处用箭头标出磁感线的方向。
【答案】
【解析】由图可知，电流从螺线管的右端流入、左端流出，根据安培定则，右手四指沿电流方向握住螺线管，大拇指指向螺线管的左端，所以螺线管的左端为N极，右端为S极；磁体外部磁场方向从N极到S极，则A点的磁场方向从左端到右端，如图所示：
8．（2025·江苏南通）按题目要求作图。
(3)如图丙，小磁针静止在通电螺线管右侧，请标出磁感线的方向和小磁针的S极。
【答案】(3)
【解析】（3）根据安培定则，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左端为N极，右端为S极，由于同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以，小磁针的左端为N极、右端为S极，在磁体外部磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极，由此标出磁感线的方向向右，如图所示：
9．（2025·甘肃兰州）在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中：
(1)闭合开关S前，小磁针均指向南北方向，说明地球周围存在 ；
(2)闭合开关S后，小磁针静止时的指向如图所示（涂黑的一端为N极），由此可知：通电螺线管的右端为 极，电源的右端为 极；
(3)对调电源两极，小磁针的指向也随之改变，说明通电螺线管的磁场方向与 方向有关；
(4)为了使通电螺线管的磁场增强，可采取的有效措施是 （写出一条即可）。
【答案】(1)磁场 (2)N 正 (3)电流 (4)见解析
【解析】（1）闭合开关 S前，小磁针均指向南北方向，这是因为地球本身是一个巨大的磁体，地球周围存在地磁场，小磁针在地磁场的作用下会指向南北方向。
（2）[1]根据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。由图可知，左侧小磁针的N极指向通电螺线管的左端，说明通电螺线管的左端为S极，那么右端为N极。
[2]根据安培定则：用右手握住通电螺线管，让四指弯曲的方向与螺线管中电流的方向一致，那么大拇指所指的那一端就是通电螺线管的N极。已知通电螺线管的右端为N极，用右手握住螺线管，大拇指指向右端，则四指弯曲的方向为电流的方向，由此可判断出电流从螺线管的右端流入，左端流出，所以电源的左端为负极，右端为正极。
（3）对调电源两极，电流方向改变，小磁针的指向也随之改变，说明通电螺线管的磁场方向发生了改变，由此可知通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。
（4）影响通电螺线管磁场强弱的因素有：电流大小、线圈匝数、有无铁芯。为了使通电螺线管的磁场增强，可采取的有效措施有：增大电流、增加线圈匝数、插入铁芯等。
10．（2025·山东青岛）小明用如图所示的装置探究“通电螺线管外部磁场的分布”。
(1)在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑，通电后观察小磁针的指向，轻敲纸板，观察铁屑的排列情况，如图甲所示；把小磁针放到螺线管四周不同的位置，闭合开关后，小磁针再次静止时的指向如图乙所示。
①通电后小磁针发生偏转，说明通电螺线管周围有 ；
②通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似；
(2)将电源正负极对调，闭合开关，发现小磁针偏转方向与原来相反，说明通电螺线管的磁场方向与 有关；
(3)如图乙所示，根据小磁针静止时的指向，a端应接电源的 极；小明将一铁芯插入螺线管中，其磁场会变 ；请写出一种能增强电磁铁外部磁场的方法： 。
【答案】(1)磁场 条形 (2)电流方向 (3)正 强 用更多匝数的线圈或增大电流
【解析】（1）[1]小磁针原指示地磁场的南北，通电后小磁针发生偏转，说明通电螺线管周围有磁场，对小磁针有磁力的作用。
[2]由图甲所示的铁屑分布情况可知，通电螺线管周围铁屑的分布情况与条形磁体周围磁场的分布情况相似。
（2）对调电源正负极，电路中电流方向改变，小磁针静止时N极所指方向也改变，说明通电螺线管的极性与电流的方向有关。
（3）[1]如图乙所示，根据小磁针静止时的N极指向，可判断通电螺线管左端为N极，根据安培定则，可判断电流从a出，b回，因此a端应接电源的正极。
[2]在螺线管中插入一根铁芯，铁芯会被磁化，与通电螺线管的磁场叠加，其磁场会变强。
[3]电磁铁的磁性与线圈匝数有关，与电流大小有关，因此要增强电磁铁的外部磁场，还可以增加线圈匝数、增大电流等。
11．（2025·江苏淮安）“探究通电螺线管外部磁场的特点”的实验装置如图甲所示。
(1)在用铁屑探究螺线管外部磁场分布时，需要经历下列步骤：①轻敲有机玻璃板，观察铁屑分布；②将铁屑均匀撒在有机玻璃板上；③闭合开关。三个步骤合理的顺序是 （填序号）；
(2)经过对铁屑分布的观察，发现通电螺线管外部磁场与 磁体周围磁场分布相似；
(3)把小磁针放在螺线管四周不同的位置，通电后，小磁针分布如图乙所示，发现通电前后A、B两个小磁针未发生明显偏转，此时的螺线管可能是向 （选填“南北”或“东西”）方向放置的；
(4)根据图丙中小磁针静止时的指向，在括号中标出电源左端的极性；
(5)未来，科学家想研究月球是否也像地球一样是一个磁体，在月球科研站内将小磁针放在不同位置，若观察到 现象，则说明月球也是一个磁体。
【答案】(1)②③① (2)条形 (3)南北 (4) (5)小磁针指示固定的方向
【解析】（1）铁屑在磁场中容易被磁化，故可以用铁屑来显示通电螺线管周围的磁场分布。在用铁屑探究螺线管外部磁场分布时，应先将铁屑均匀撒在有机玻璃板上，再闭合开关使得螺线管产生磁场将铁屑磁化，最后轻敲有机玻璃板，观察铁屑分布。所以三个步骤合理的顺序是②③①。
（2）观察铁屑分布可知通电螺线管两端铁屑分布较多，中间较少，说明两端磁性强，中间磁性弱，说明通电螺线管外部磁场与条形磁体周围磁场分布相似。
（3）小磁针静止时指示南北，通电后，A、B两个小磁针所在位置的磁场方向是水平方向的，发现通电前后A、B两个小磁针未发生明显偏转，说明此时的螺线管可能是向南北方向放置的。
（4）图丙中小磁针静止时左端为N极，根据磁极间相互作用规律可知螺线管左端为S极，右端为N极，根据安培定则可知电流从螺线管左端流入，则电源左端为正极，作图如下：
（5）若月球也是一个磁体，则会对放入其中的小磁针产生磁场力的作用。所以在月球科研站内将小磁针放在不同位置，若观察到小磁针指示固定的方向，则说明月球也是一个磁体。
12．（2025·吉林长春）在“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验中：
(1)如图甲所示，在嵌入螺线管的硬纸板上均匀地撒满铁屑，通电后，用手 纸板，观察到铁屑有规则地排列。实验结果表明：通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似。
(2)根据图甲中小磁针的N极指向，可知通电螺线管的左端为 极。将电源的正负极对调，小磁针的N极指向也改变了，说明通电螺线管外部的磁场方向与 方向有关。
(3)图乙是《事林广记》中所记载的“指南鱼”的复原图，“指南鱼”内部藏有磁石，能够指示南北方向，这是由于地球的周围存在 。
【答案】(1)轻敲 条形 (2)N 电流 (3)磁场
【解析】（1）[1][2]通电螺线管周围存在磁场，磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用，所以通电螺线管周围的小磁针（铁屑）会被磁化，且排列情况反映其磁场分布情况，为了使铁屑分布情况更加直观，实验时应对着螺线管轻轻敲击纸板，这样铁屑与纸板脱离，铁屑在磁场的作用下会重新排列，与通电螺线管的磁场情况相吻合，从而可以确定通电螺线管的N、S极，通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
（2）[1]由图甲可知小磁针的N极指向为向左，根据磁极间的相互作用规律可知通电螺线管的左端为N极。
[2]对调螺线管所接电源正、负极，周围小磁针的指向也随之对调，由此可知通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。
（3）地球是一个大磁体，其周围存在磁场，“指南鱼”在地磁场的作用下能够指示南北方向。
考点3 电磁铁 电磁继电器
13．（2025·江苏盐城）如图所示，给绕在铁钉上的线圈通电后，铁钉吸引大头针。下列操作能使铁钉吸引大头针数目变多的是（ ）
A．减少线圈匝数
B．减少电池节数
C．向右移动滑动变阻器的滑片
D．对调电源正、负接线柱上的接线
【答案】C
【解析】要使铁钉吸引大头针数目变多，则电磁铁磁性需要变强，电磁铁磁性的强弱与电流的大小、线圈的匝数、有无铁芯有关。
A．在其他条件不变情况下，减少线圈匝数，电磁铁磁性减弱，铁钉吸引大头针数目变少，故A不符合题意；
B．减少电池节数，则电源电压减少，其他条件不变，则电路中电流变小，电磁铁磁性减弱，铁钉吸引大头针数目变少，故B不符合题意；
C．向右移动滑动变阻器的滑片，滑动变阻器接入电路电阻变小，电路总电阻变小，电源电压不变，电路中总电流变大，电磁铁磁性增强，铁钉吸引大头针数目变多，故C符合题意；
D．对调电源正、负接线柱上的接线，改变了电流的方向，电磁铁的磁极位置对调，而磁性强弱不变，铁钉吸引大头针数目不会变多，故D不符合题意。
故选C。
14．（2025·广东广州）医学上用“人工心脏泵”替代心脏推动血液循环，如图是其工作原理的简图，活塞在电磁铁的带动下左右移动，代表心脏的舒张和收缩。“人工心脏泵”正常工作过程中，电磁铁的电流从a流向b时，则（ ）
A．电磁铁左端为S极，活塞向右移动
B．电磁铁左端为S极，活塞向左移动
C．电磁铁左端为N极，活塞向右移动
D．电磁铁左端为N极，活塞向左移动
【答案】B
【解析】当电磁铁的电流从a流向b时，根据安培定则可知，电磁铁的左端为S极，右端为N极，由磁极间的相互作用可知，永磁体对电磁铁产生吸引力，活塞向左运动，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
15．（2025·四川广元）如图所示是某学校路灯的智能照明电路。S为光敏开关，天暗时S自动断开，天亮时S自动闭合；R为滑动变阻器。下列说法正确的是（ ）
A．天亮时，电磁铁的上端是北极
B．天亮时，将R的滑片P向上滑动，电磁铁磁性变强
C．天暗时，衔铁被电磁铁吸引，触点c与a接触
D．天亮时，电磁铁外部磁感线从上端出发回到下端
【答案】B
【解析】AD．天亮时S自动闭合，控制电路为通路状态，由图可知，电流从螺线管的上端流入，下端流出，由安培定则可知，电磁铁的下端是北极，上端是南极，电磁铁外部的磁感线是从电磁铁的N极出发，回到S极。所以电磁铁外部磁感线从下端出发回到上端，故AD错误；
B．天亮时S自动闭合，控制电路为通路状态，将R的滑片P向上滑动，滑动变阻器阻值减小，根据串联电路电阻的特点可知，电路中的总电阻阻值减小，电流增大，电磁铁磁性强弱与线圈匝数和电流有关，线圈匝数不变，电流增大，电磁铁磁性变强，故B正确；
C．天暗时S自动断开，控制电路为断开状态，没有电流经过电磁铁，电磁铁没有磁性，衔铁不会被电磁铁吸引，故C错误。
故选B。
16．（2025·甘肃兰州）图甲是某蔬菜大棚里使用的一种温度自动报警器，在温度计里封入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指温度时，扬声器响起，发出报警信号。下列说法错误的是（ ）
A．动圈式扬声器的工作原理与图乙所示原理相同
B．温度低于金属丝下端所指温度时，电磁铁断电失去磁性，衔铁被释放，扬声器停止报警
C．温度计与金属丝相当于控制电磁铁的开关，实现了高温自动化报警
D．煤油可用作自动报警器温度计中的工作液体
【答案】D
【解析】A．图乙所示原理和扬声器都是利用通电导体在磁场中受到力的作用来工作的，故A正确，不符合题意；
B．温度低于金属丝下端所指温度时，电路断路，线圈中没有电流通过，衔铁被释放，扬声器停止报警，故B正确，不符合题意；
C．温度升高时，水银柱上升，与上方金属丝连通，使左侧形成通路，电磁铁中有电流通过，电磁铁吸引衔铁，使触点接触，右侧电路接通，电铃发出报警信号，故C正确，不符合题意；
D．煤油是绝缘体，不能用煤油温度计来做开关，故D错误，符合题意。
故选D。
17．（2025·江苏淮安）如图所示是兴趣小组设计的监测汽车超载报警装置原理简图，压力传感器输出电压与所受压力的关系如下表所示 。
压力F/（×105N） 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
输出电压U/V 0 1 2 3 4 5
压力传感器输出电压U是控制电路的工作电压。电磁继电器线圈的电阻是50Ω。当线圈中的电流I≥20mA时，衔铁被吸合，受控电路开始报警。
(1)该装置以电铃声为报警信号，则图中的电铃应接在 （选填“A、B”或“C、D”）间。
(2)若希望在压力达到3×105 N时报警，则电阻箱R的电阻应调节为 Ω，此时电阻箱两端的电压为 V。
(3)若想让临界报警压力减小，则电阻箱R接入电路的阻值应调 。
【答案】(1)C、D (2)150 2 (3)小
【解析】（1）当线圈中的电流I≥20mA时，衔铁被吸合，受控电路开始报警。此时衔铁与下方触点接触，所以电铃应接在C、D间，这样当衔铁吸合时，电铃所在电路接通，发出报警声。
（2）[1]由表格可知，当压力F=3×105N时，输出电压U=3V。线圈电阻R线=50Ω，报警时电流
根据欧姆定律，可得控制电路总电阻
所以电阻箱R的阻值
[2]电阻箱两端的电压
（3）临界报警压力减小，意味着压力传感器输出电压减小（由表格可知压力越小，输出电压越小）。根据，要使电流I≥20mA，当U减小时，应减小R的阻值，所以电阻箱R接入电路的阻值应调小。
18．（2025·湖北武汉）如图所示是直流电铃的原理图。衔铁与弹性片相连，自然情况下弹性片是和螺钉接触的。
(1)闭合开关，电磁铁A端为 极，电磁铁吸引衔铁，敲击铃碗发声，此时电路中 电流通过，接着弹性片又和螺钉接触，如此往复。
(2)下列装置中和电铃一样也用到了电磁铁的是 （填序号）。
①电磁起重机②小小电动机③电磁继电器
【答案】(1)N 没有 (2)①③
【解析】（1）[1]安培定则内容为：用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。标出右边电磁铁中电流方向，如下图所示：
用右手握住电磁铁，使四指指向电流的方向，则大拇指指向A端，所以A端为N极。
[2]当电磁铁吸引衔铁时，弹性片与螺钉分离，此时电路处于断路状态，所以电路中没有电流通过。接着弹性片又和螺钉接触，电路又形成通路，如此往复。
（2）①电磁起重机是利用电磁铁来搬运钢铁材料的装置，通电时，电磁铁有磁性，能吸引钢铁材料；断电时，电磁铁失去磁性，钢铁材料就会落下，所以电磁起重机用到了电磁铁，故①符合题意；
②电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的，没有用到电磁铁，故②不符合题意；
③电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路通断的开关，当控制电路接通时，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使工作电路闭合；当控制电路断开时，电磁铁失去磁性，衔铁在弹簧的作用下复位，使工作电路断开，所以电磁继电器用到了电磁铁，故③符合题意。
故选①③。
19．（2025·江苏宿迁）如图甲所示，是某跨学科学习小组设计的装置结构图，它可以根据水量多少自动控制受控电路，控制电路由电源、电磁铁、保护开关S、敏感电阻、T形绝缘硬杆、圆柱形浮体A、保护电阻等组成；受控电路由电源、加热电阻等组成。当通过电磁铁的电流达到0.15A，衔铁恰好被吸下，动、静触点接触，受控电路接通；当电流达到0.3A，保护开关S自动断开，衔铁在弹簧弹力作用下与电磁铁分离，动、静触点脱开，受控电路断开。由特殊材料制成，其阻值与所受压力关系如图乙所示；浮体A的密度比水小，在容器中注水至一定深度后浮体A就会竖直上浮，通过T形杆对产生向上压力。已知浮体A质量为50g、T形杆质量不计，，，，，其余部分电阻忽略不计，g取10N/kg，。求：
(1)受控电路工作时，的电功率。
(2)当电流等于0.15A，衔铁恰好被吸下时，受到T形杆的压力。
(3)要让受控电路工作，浮体A浸入水中体积的范围。
【答案】(1)2200 W (2)1 N (3)浸入水中体积应在范围内
【解析】（1）受控电路接通后，加热电阻R2 单独接在电压为 的电源上， 的电功率
（2）当衔铁恰好被吸下时，控制电路中电流为0.15 A，由欧姆定律可得 ，即
解得 ，由图乙知，此时所对应的压力为1 N。
（3）当受控电路接通时，控制电路电流，由第（2）问可知此时受到的压力。浮体A的重力
根据力的平衡，浮体A受到的浮力
浮体A浸入水中的最小体积
当受控电路断开时，控制电路电流，此时电路总电阻
所以
由图乙可知，此时受到T形杆的压力。浮体A受到的浮力
浮体A浸入水中的最大体积
因此要让受控电路工作，浸入水中体积应在范围内。
20．（2025·内蒙古）海龟性别由孵化温度决定。某种海龟在温度℃时，孵化出来的几乎全为雌性；温度℃时，几乎全为雄性。因气候变暖导致自然界雌海龟数量远多于雄海龟。为能在外界环境温度高于30℃的情况下孵化雄海龟，需要设计一个自动温控孵化箱：要求箱内的最高温度为28℃，且最低温度不得低于25℃。科技小组利用如下器材：控制电路电源（电压为）、热敏电阻（阻值随温度变化曲线如图甲所示）、电磁继电器（当电磁铁线圈电流时，吸下衔铁；当时，弹开衔铁；线圈电阻忽略不计）、降温元件（额定电压，额定功率）、开关及导线若干，设计了孵化箱电路如图乙所示。
请你解决下列问题：
(1)求降温元件正常工作时的电流；
(2)通过计算说明设计的孵化箱是否符合要求；
(3)使用一段时间后，控制电路的电源电压降低，孵化箱内的最高温度会如何变化并分析说明。（其它因素均不变）
【答案】(1)0.2A (2)符合要求 (3) 由 得，电源电压降低，在电流一定时，电阻变小，最高温度变大，使孵化箱内的最高温度大于28℃
【解析】（1）降温元件额定电压220 V，额定功率44 W，正常工作时的电流
（2）当箱内温度达到28℃时，由图甲可知，热敏电阻的阻值为300Ω，此时控制电路电流
电磁铁线圈吸下衔铁，动触点与下方的静触点接触，降温元件工作，开始降温，当温度降低到25℃时，由图甲可知，热敏电阻的阻值为500Ω，此时控制电路电流
电磁铁线圈弹开衔铁，动触点与上方的静触点接触，降温元件停止工作，停止降温，所以孵化箱符合要求。
（3）由得，电源电压降低，为保证控制电路的电流0.04A不变，则电阻变小，即最高温度变大，会使最高温度大于28℃，不符合要求。
21．（2025·四川甘孜）2025年被称为我国“体重管理年”，小刘同学为帮助大家加强体重管理，设计了一台由电流表改装的可设置语音提示的体重计，A、B为语音提示器，大家可以根据自身情况设置语音提示，如图甲所示。当控制电路中电流时，衔铁被电磁铁吸附，断开A接通B，控制电路的电源电压为7.2V，滑动变阻器的最大阻值为，R为压敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示，电表量程为0~0.6A，踏板重力不计，g取。
(1)压敏电阻R的阻值随着压力的增大而 （选填“增大”或“减小”）。
(2)控制电路中，开关S闭合时，电磁铁的上端是 极（选填“N”或“S”）。
(3)小刘同学想将触发B的最小质量设置为50kg，应调节滑动变阻器的阻值为 。
(4)能触发B的最小质量是 kg。
【答案】(1)减小 (2)N (3) (4)
【解析】（1）由图乙可知，压力越大，压敏电阻R的阻值越小，即压敏电阻R的阻值随着压力的增大而减小。
（2）根据安培定则（右手螺旋定则），电流从电磁铁下端流入、上端流出，右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指上端为N极。
（3）触发B时，质量，压力
由图乙，压力时，压敏电阻
控制电路中，，电源电压，根据，可得总电阻
则滑动变阻器的阻值
（4）触发B的条件是控制电路中的电流，此时总电阻
当滑动变阻器的阻值为0时，压敏电阻的阻值最大，此时压敏电阻的阻值
从图乙中可以看出，当压敏电阻时，对应的压力
则能触发B的最小重力
因此，能触发B的最小质量
考点4 电动机
22．（2025·山东济南）如图所示为某兴趣小组制作的简易电动机，要想改变多匝线圈转动的方向，下列方法可行的是（ ）
A．只增强磁体的磁性 B．只减少线圈的匝数
C．只升高电源的电压 D．只对调磁体的两极
【答案】D
【解析】电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，其转动方向与电流方向和磁场方向有关。
A．只增强磁铁的磁性可以增加电动机的转动速度，但不能改变转动方向，故A不符合题意；
B．只减少线圈的匝数可以改变电动机的转动速度，但不能改变转动方向，故B不符合题意；
C．只升高电源的电压，可以改变电动机的转动速度，但不能改变转动方向，故C不符合题意；
D．只对调磁体的两极，可以改变转动方向，故D符合题意。
故选D。
23．（2025·甘肃兰州）图甲是某蔬菜大棚里使用的一种温度自动报警器，在温度计里封入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指温度时，扬声器响起，发出报警信号。下列说法错误的是（ ）
A．动圈式扬声器的工作原理与图乙所示原理相同
B．温度低于金属丝下端所指温度时，电磁铁断电失去磁性，衔铁被释放，扬声器停止报警
C．温度计与金属丝相当于控制电磁铁的开关，实现了高温自动化报警
D．煤油可用作自动报警器温度计中的工作液体
【答案】D
【解析】A．图乙所示原理和扬声器都是利用通电导体在磁场中受到力的作用来工作的，故A正确，不符合题意；
B．温度低于金属丝下端所指温度时，电路断路，线圈中没有电流通过，衔铁被释放，扬声器停止报警，故B正确，不符合题意；
C．温度升高时，水银柱上升，与上方金属丝连通，使左侧形成通路，电磁铁中有电流通过，电磁铁吸引衔铁，使触点接触，右侧电路接通，电铃发出报警信号，故C正确，不符合题意；
D．煤油是绝缘体，不能用煤油温度计来做开关，故D错误，符合题意。
故选D。
24．（2025·四川甘孜）国家倡导绿色出行，鼓励使用电动汽车。电动汽车的动力装置是电动机，下图所示的四个实验中，能体现电动机工作原理的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】电动机工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。
A．图中是奥斯特实验，表明通电导线周围存在磁场，是电流的磁效应，故A不符合题意；
B．图中是探究电磁铁磁性强弱影响因素的实验装置，利用的是电流的磁效应，故B不符合题意；
C．图中没有电源，是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，是电磁感应现象，是发电机的原理，故C不符合题意；
D．图中电路中有电源，通电导体受到磁场力的作用而运动，是电动机的工作原理，故D符合题意。
故选D。
25．（2025·江苏镇江）如图所示为某种扬声器的原理图，AB间连接一导线，导线置于磁极之间，导线中间固定一薄膜片。当AB间通有方向不断变化的电流时，导线所受的磁场作用力的方向 ，薄膜片 发声，声音传入人耳。人耳的鼓膜面积取，大气压强取，则大气对鼓膜的压力为 N。
【答案】不断变化 振动 8
【解析】[1]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。当AB间通有方向不断变化的电流时，而磁场方向不变，所以导线所受的磁场作用力的方向不断变化。
[2]因为导线所受磁场力方向不断变化，会带动薄膜片振动，声音是由物体振动产生的，所以薄膜片振动发声。
[3]根据压强公式，可得。已知，
则大气对鼓膜的压力为
考点5 磁生电
26．（2025·湖北武汉）某同学利用如图所示的装置探究什么情况下磁可以生电。下列说法正确的是（ ）
A．换用磁性更强的磁体，保持导线ab和磁体静止，闭合开关，电流表指针偏转
B．将导线ab换成匝数很多的线圈，保持磁体和线圈静止，闭合开关，电流表指针偏转
C．保持磁体静止，闭合开关，使导线ab从图中位置竖直向上运动，电流表指针偏转
D．保持导线ab静止，闭合开关，使磁体从图中位置水平向右运动，电流表指针偏转
【答案】D
【解析】A．导线ab在磁场中静止，换用磁性更强的蹄形磁体，闭合开关，导体在磁场中没有发生相对运动，导体没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，电流表指针不偏转，故A错误；
B．导线ab在磁场中静止，将导线ab换成匝数很多的线圈，闭合开关，导体在磁场中没有发生相对运动，导体没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，电流表指针不偏转，故B错误；
C．保持磁体静止，闭合开关，使导线ab从图中位置竖直向上运动，运动方向与磁场方向平行，导体没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，电流表指针不发生偏转，故C错误；
D．保持导线ab静止，闭合开关，使磁体从图中位置水平向右运动，导体ab做切割磁感线运动，会产生感应电流，电流表指针发生偏转，故D正确。
故选D。
27．（2025·宁夏）新能源汽车的能量回收主要基于再生制动技术，此技术通过将车辆减速或制动时的部分动能转化为电能并储存回电池，从而提高能量的利用效率。下列实验与此技术原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】A．图是奥斯特实验，说明电流的周围存在磁场，故A不符合题意；
B．图是探究影响电磁铁磁性大小因素的实验，其原理是电流的磁效应，故B不符合题意
C．图探究的是通电导体在磁场中受力运动，是电动机的原理图，故C不符合题意；
D．汽车的能量回收是利用发电机将汽车动能转化为电能，是电磁感应现象，如图是发电机的原理图，其原理也是电磁感应现象，故D符合题意。
故选D。
28．（2025·四川巴中）麦克风的工作原理是：人说话时，声波引起线圈在磁极附近振动产生与声音变化相应的感应电流，下列装置的工作原理与麦克风的工作原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】麦克风的工作原理是法拉第的电磁感应：导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流。
A．图中原理是通电导线周围存在磁场，故A不符合题意；
B．图中原理是通电导体在磁场中受力运动，故B不符合题意；
C．图为电磁铁，原理是通电导线周围存在磁场，故C不符合题意；
D．图为探究产生感应电流条件的装置图，原理是导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流。故D符合题意。
故选D。
29．（2025·四川广元）如图所示，对以下物理现象的认识正确的是（ ）
A．图甲中，梳头发后的塑料梳子可吸引纸屑，说明塑料是导体
B．图乙所示的验电器的工作原理是异种电荷相互吸引
C．图丙是小芳绘制的某路口正常运行的红绿交通信号灯电路简图
D．图丁中，闭合开关，只改变导体ab左右运动方向，感应电流方向会发生改变
【答案】D
【解析】A．图甲中，梳头发后的塑料梳子因为摩擦带了电，可吸引纸屑，说明带电体可以吸引轻小物体，而塑料不容易导电，是绝缘体。故A错误；
B．图乙所示的验电器的工作原理是同种电荷相互排斥，故B错误；
C．路口正常运行的红绿交通信号灯相互独立工作互不影响，是并联的，图丙小芳绘制的某路口正常运行的红绿交通信号灯电路简图是串联，故C错误；
D．闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，这种现象叫电磁感应现象；感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线方向有关；图丁中，闭合开关，只改变导体ab左右运动方向，导体切割磁感线方向改变，感应电流方向会发生改变，故D正确。
故选D。
30．（2025·山东青岛）抽水蓄能是存储电能的方式之一。原理如图所示：蓄能时，电动机将水从下蓄水池抽入上蓄水池；需要电能时，打开闸门，让水流驱动发电机来发电。下列说法正确的是（ ）
A．蓄能时，将机械能转化为电能
B．电动机的工作原理是电磁感应现象
C．发电机的工作原理是电流的磁效应
D．蓄水量一定，上蓄水池建的位置越高，能储存的电能就越多
【答案】D
【解析】A．蓄能时，电动机将水从下蓄水池抽入上蓄水池，电动机工作是消耗电能，将电能转化为水的机械能，而不是将机械能转化为电能，故A错误；
B．电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，而电磁感应现象指的是闭合回路中的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。是发电机的工作原理，故B错误；
C．发电机的工作原理是电磁感应现象，电流的磁效应是指通电导线周围存在磁场，与发电机工作原理无关，故C错误；
D．蓄水量一定时，上蓄水池建的位置越高，水具有的重力势能越大，即机械能越大。需要电能时，水流下驱动发电机发电，机械能转化为电能，所以能储存的电能就越多，故D正确。
故选D。
31．（2025·江苏南通）如图所示，利用静电喷涂枪给物体喷漆。接通电源，电动机开始转动，负压发生器使喷枪内气压减小吸入涂料，涂料雾化成小颗粒并带上负电荷，从喷枪飞向被涂物。下列现象与物理知识对应不正确的是（ ）
A．负压发生器使涂料吸入喷枪——大气压强
B．通电后电动机线圈受力转动——电磁感应现象
C．涂料喷出后颗粒间相互排斥——电荷间的作用力
D．涂料变干后粘牢在物体表面——分子间的作用力
【答案】B
【解析】A．负压发生器使喷枪内气压减小，外界大气压大于喷枪内气压，在大气压强的作用下将涂料吸入喷枪，故A正确，不符合题意；
B．通电后电动机线圈受力转动是利用通电导体在磁场中受力的原理，而电磁感应现象是指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，二者原理不同，故B错误，符合题意；
C．涂料雾化成小颗粒并带上负电荷，根据电荷间的作用力规律，同种电荷相互排斥，所以涂料喷出后颗粒间会相互排斥，故C正确，不符合题意；
D．涂料变干后粘牢在物体表面，是因为分子间存在引力，使涂料分子与物体表面分子相互吸引，故D正确，不符合题意。
故选B。
32．（2025·山东济南）了在开发和使用能源的同时保护好环境，垃圾变成了能源再生的“宝库”。垃圾利用的一种方式是将垃圾填埋后，通过厌氧发酵产生沼气，沼气燃烧产生高温燃气推动汽轮机转动，汽轮机驱动发电机发电。沼气发电过程中的能量转化如图所示，请将图中①、②处的能量形式填写在相应位置。
① ；② 。
【答案】内能 电能
【解析】[1]沼气燃烧时放出热量，将化学能转化为内能。
[2]发电机通过电磁感应现象将机械能转化为电能。
33．（2025·江苏宿迁）如图甲所示，将一条长约5米的软导线两端与微电流传感器相连，形成闭合回路。微电流传感器与计算机相连。让两位同学快速甩动软导线，计算机显示的微电流波形如图乙所示，这是 现象，此过程中产生的电流是 （选填“直流电”或“交变电流”），利用这一原理，可制成 （写出一种即可）。
【答案】电磁感应 交变电流 发电机
【解析】[1][2][3]地球的周围存在磁场，两位同学快速甩动软导线，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，由图乙可知，产生电流，这是电磁感应现象，由图乙可知，电流的大小和方向发生变化，产生的电流是交变电流，发电机就是根据此原理制成的。
34．（2025·青海）风力发电是叶片转动时带动发电机内部线圈切割磁感线发电，其发电原理是 现象。某风力发电机一天的发电量约为5×104kW·h，这些电能相当于完全燃烧 kg的煤所放出的热量。（1kW·h=3.6×106J；煤的热值取3×107J/kg）
【答案】电磁感应 6×103
【解析】[1]叶片转动时带动发电机内部线圈切割磁感线，产生感应电流，属于电磁感应现象，所以其发电原理是电磁感应现象。
[2]煤完全燃烧放出的热量Q=W=5×104kW·h=5×104×3.6×106J=1.8×1011J
煤的质量
35．（2025·山东济宁）小明学习了电磁知识后，从物理学的视角对图所涉及的物理问题进行了分析。
(1)如图甲所示，在A处接入 ，可探究电动机的工作原理；（填实验器材名称）
(2)在图甲的金属轨道上增加一根金属杆cd，俯视图如图乙所示（磁感线垂直纸面向外，用“·”表示）；在外力的作用下，金属杆ab沿光滑金属轨道向右运动，请判断静止在光滑轨道上的金属杆cd是否运动并说明理由，判断∶ ；理由∶ ；
(3)电吉他中电拾音器基本结构如图丙所示，磁体附近金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，感应电流经电路放大后传送到音响发出声音，则弦振动时，线圈中的感应电流方向 （选填“变化”或“不变”）。
【答案】(1)电源 (2)运动 见解析 (3)变化
【解析】（1）电动机的工作原理是通电导线在磁场中受到力的作用；如图甲所示，在A处接入电源，闭合开关后，金属轨道上原来静止的轻质金属杆会朝着某个方向运动。
（2）[1][2]在外力的作用下，金属杆ab沿光滑金属轨道向右运动，金属杆ab切割磁感线产生感应电流，在图甲的金属轨道上增加一根金属杆cd，cd中有电流通过，周围产生新的磁场，与原磁场相互作用使得cd运动起来。
（3）弦振动过程中，磁场方向不变，弦的运动方向会不断变化，则线圈中的电流方向不断变化。
考点6 磁综合
36．（2025·西藏）电磁学作为现代科技的核心基础，推动了社会进步，提升了生活质量。下列关于各图的描述正确的是（ ）
A．图甲中电磁继电器利用了电磁感应的原理
B．图乙是发电机的工作原理图
C．图丙中扬声器利用了通电导线在磁场中受到力的作用
D．图丁中动圈式话筒利用了电流的磁效应
【答案】C
【解析】A．图甲中电磁继电器实质是利用电磁铁控制工作电路的开关，利用了电流的磁效应，故A错误；
B．图乙中有电池做电源，闭合开关后，线圈中有电流，发生转动，是电动机，不是发电机，故B错误；
C．图丙中扬声器利用了通电导线在磁场中受到力的作用，将电能转化为机械能，从而将电信号转化为声信号，C正确；
D．图丁中动圈式话筒是利用膜片振动产生变化的电流，是利用了电磁感应的原理，故D错误。
故选C。
37．（2025·江苏常州）2025年1月，中国科学家发布：月球20亿年前存在磁场，现在无磁场。下列四个实验，若分别在20亿年前、现在的月球表面实施，结果大相径庭的是（ ）
A．多次水平拨动 B．闭合开关
C．闭合开关 D．左右移动导线
【答案】A
【解析】A．若月球表面不存在磁场，多次水平拨动，条形磁铁会由于拨动的力的作用静止在不同方向；若20亿年前存在磁场，多次水平拨动，条形磁铁会受月球磁场的作用力，停在南北方向，结果大相径庭，故A符合题意；
B．如图所示，闭合开关，电磁铁中有电流通过，电生磁，都会吸引小铁钉，与月球是否存在磁场无关，结果都相同，故B不符合题意；
C．如图所示，闭合开关，通电导体在磁场中都会受到力的作用，与月球是否存在磁场无关，结果都相同，故C不符合题意；
D．如图所示，闭合开关，左右移动导线，都会切割磁感线产生感应电流，与月球是否存在磁场无关，结果都相同，故D不符合题意。
故选A。
38．（2025·黑龙江大庆）某位同学对电与磁知识进行梳理，图中对应位置的内容填写正确的是（ ）
A．电流的热效应 B．动圈式话筒 C．电磁起重机 D．法拉第
【答案】D
【解析】AB．奥斯特通过实验发现通电导体周围存在磁场，即电流的磁效应，动圈式话筒的原理是电磁感应，属于磁生电，不属于电流的磁效应的应用，故AB错误；
C．电磁起重机通电有磁性，断电没有磁性，利用的原理是电流的磁效应，属于电生磁，因此电磁起重机不是磁场对电流的作用的应用，故C错误；
D．法拉第通过实验发现闭合电路的一部分导体切割磁感线会产生感应电流，即电磁感应现象，故D正确。
故选D。
39．（2025·辽宁）中国高铁位居世界前列，成为了中国一张亮丽的名片，具有节能、快速、高效、安全、智能和舒适等优势。
(1)节能；动车组减速过程中，可以将机械能转化为电能，实现节能。图 （填“a”或“b”）与其工作原理相同。
(2)快速；复兴号某动车组在高速运行时，若空气阻力占总阻力的80%，与速度的关系为（，的单位为），当该动车组以400km/h的速度匀速直线运动时，该动车组牵引力每小时至少做功 J。（为方便计算，数据已作简化处理）
(3)高效；列车网络控制系统可以依托大数据优化停靠站，提高效率。优化前，一动车组以速度匀速行驶，经停某站，先减速一段时间，然后停一段时间，再加速一段时间，恰好恢复到原速度继续匀速行驶。优化后，该动车组不停靠此站，可视为在原路线上一直以速度匀速行驶，则该动车组因不停靠此站而节省的时间为 。（该动车组加速阶段、减速阶段的平均速度均为，题中所给的物理量均为已知量）
(4)安全；如图（c），受电弓安装在高铁车箱的顶部，受电弓的碳钢滑板与供电线接触。如果碳钢滑板的同一位置与供电线持续摩擦，会缩短碳钢滑板的使用寿命，更会影响动车组的运行安全，那么图 （填“d”或“e”）的设计能使碳钢滑板的磨损均匀化。
(5)智能；某小组设计了一个冻雨预警电路，如图（f）所示。闭合S后，当环境温度低于0℃（温控开关闭合）且空气湿度高于80%（湿控开关闭合）时，警示灯一直发光并出现持续的亮暗交替现象，发出预警。已知：电源电压恒为6V，定值电阻为10，警示灯标有“6V；0.5A”。当电磁铁线圈中的电流时，电磁铁吸下衔铁，使动触点与下方静触点接触。为实现预警功能，温控开关与湿控开关应 联，请选择合适的接线柱，用笔画线代替导线将电路连接完整 。（图中温控开关与湿控开关之间已正确连接，电磁铁线圈的电阻、温控开关与湿控开关的电阻均忽略不计，只能在标有字母的接线柱上连接导线，导线不能交叉）
(6)中国高铁的发展，彰显了我国在科技创新领域的强大实力。请写出你想象的中国高铁最智慧的样子： 。
【答案】(1)b (2) (3) (4)e (5) 串 (6)智能节能系统，实现绿色低碳运营
【解析】（1）动车组减速过程中，可以将机械能转化为电能，属于电磁感应现象，图b为电磁感应现象，图a为通电导体在磁场中受力的作用，故图b与其工作原理相同。
（2）空气的阻力为
总阻力为
该动车组匀速直线运动，牵引力和阻力二力平衡，大小相等，牵引力大小为
该动车组牵引力每小时运动的路程为
该动车组牵引力每小时至少做功
（3）由题意可知，经停某站运动的路程为
经停某站的总时间
匀速运动通过的时间
该动车组因不停靠此站而节省的时间为
（4）如果碳钢滑板的同一位置与供电线持续摩擦，会缩短碳钢滑板的使用寿命，更会影响动车组的运行安全，需要尽量每个位置都能摩擦，故图e的设计能使碳钢滑板的磨损均匀化。
（5）[1]闭合S后，当环境温度低于0℃（温控开关闭合）且空气湿度高于80%（湿控开关闭合）时，警示灯一直发光并出现持续的亮暗交替现象，发出预警。说明两个开关同时闭合，灯泡才亮，发出预警，故温控开关与湿控开关应串联。
[2]根据题意可知，开关闭合，温控开关与湿控开关闭合，灯泡一直亮，通过定值电阻和电磁铁的短路与否来改变电路中的总电阻，改变电路中的电流，从而改变灯泡的亮暗。闭合开关，环境温度低于0℃（温控开关闭合）且空气湿度高于80%（湿控开关闭合）时，灯泡与电阻串联，灯泡发光，由于电源电压为，灯泡分得的电压小于额定电压，灯泡发光较暗，灯泡电阻为
总电阻为
电流为
电流，衔铁被吸下，定值电阻与电磁铁被短路，此时电路为灯泡的简单电路，灯泡两端电压等于电源电压，达到额定电压，发光较亮，此时由于电磁铁被短路，没有电流流过电磁铁，电磁铁磁性消失，衔铁被松开，重复以上现象，灯泡会亮暗交替，故如下图所示：
（6）我想象的中国高铁最智慧的样子是智能节能系统，实现绿色低碳运营。
40．（2025·江苏南通）阅读短文，回答问题。
跨学科实践——制作智能垃圾箱模型
【任务要求】为保护环境、节约资源，同学们设计制作智能垃圾箱模型，实现对可回收垃圾的收集、自动称量、压缩的目的。
【设计制作】任务一：设计制作称重系统。图甲是称重的原理图，电源为恒流源，能始终提供大小恒定的电流，压力传感器的电阻的阻值与压力的关系图线如图乙所示。某次测试中，将1kg的物体放在压力传感器上，电压表示数为8V。电压表示数能反映回收垃圾质量的大小，可在电压表上标注对应的质量值。（g取10N/kg）
任务二：设计制作压缩系统。图丙是设计制作的工作流程图。
图丁为压缩系统的模型图。当雷达监测到回收物高度超过预设值时，压缩系统启动，电动机通过减速机带动转换结构中的螺杆转动，螺杆将转动转化为推拉杆向下的直线运动。从而使压板在收集箱内移动。压缩系统的部分参数如下表，“导程”指螺杆每旋转一周推拉杆移动的直线距离，“减速机的速比”指电动机的转速与减速机的输出转速的比值，“电动机效率”指电动机将电能转化为机械能的效率。设电动机的输出功率等于减速机的输出转速、导程以及推拉杆的推力三者的乘积。
电动机额定功率/W 60 导程/（m·r-1） 1.2×10-2
电动机的额定转速/（r·s-1） 60 减速机的速比 20
电动机的效率/% 90 压板的质量/kg 10
【交流评价】同学间交流，对模型制作过程中遇到的问题、使用效果和创新改进等方面进行评价。
(1)雷达发射的超声波是由声源 产生的，改变电动机中的 方向可改变压板运动的方向；
(2)“交流评价”“反思改进”是工作流程图中的两个环节，其中环节A为 ；C处提出的问题是 ；
(3)关于本次实践活动，下列说法正确的是___________；
A．压力传感器受到的压力越大，通过它的电流越大
B．压力传感器受到的压力越大，它的阻值越大
C．电压表刻度上标注的质量值从左向右逐渐变大
D．当电压表示数为6V时，可回收物的质量为2kg
(4)若预设值为0.66H，雷达发射至接收到超声波的时间间隔小于 s时，电动机启动。电动机以额定功率工作时，压板与回收物的接触面积为800cm ，则压板对回收物的压强为 Pa；（超声波速度取340m/s）
(5)实验测试完成后，同学们对模型存在的问题和需要改进的地方进行了交流。他们认为若要使模型中的称重装置测量更精确，可采取的方法是 ；请对模型的设计再提出一个改进的建议或创新方法 。
【答案】(1)振动 电流 (2)反思改进 模型的称重精度是否满足要求？”或“压缩系统的能耗是否过高等 (3)D (4)0.002 2×10 (5)对传感器进行校准 加装自动分拣或分类识别等功能
【解析】（1）[1]声音是由物体振动产生的，所以雷达发射的超声波是由声源振动产生的。
[2]电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动，受到的磁场力的方向与电流的方向和磁场方向有关。所以改变电动机中的电流方向可改变压板运动的方向。
（2）[1][2]根据工作流程图的一般流程，先进行“交流评价”，再根据评价结果进行“反思改进”，所以环节A为反思改进。C处是在交流评价环节，结合“对模型制作过程中遇到的问题、使用效果和创新改进等方面进行评价”可知，C 处提出的问题可以是模型的称重精度是否满足要求？”或“压缩系统的能耗是否过高等；
（3）A．电源为恒流源，能始终提供大小恒定的电流，所以电路中电流是恒定不变的，故A错误；
B．由图乙可知，压力传感器受到的压力越大，它的阻值越小，故B错误；
C．电路中电流是恒定不变的，回收垃圾质量越大，压力传感器受到的压力越大，它的阻值越小，根据，电压表示数越小，所以电压表刻度上标注的质量值从左向右逐渐变小，故C错误；
D．将1kg的物体放在压力传感器上，电压表示数为8V，此时压力传感器受到的压力为
由图乙可知，压力传感器对应的阻值为，所以电路中的电流为
则当电压表示数为6V时，压力传感器的阻值为
由图乙可知，此时压力传感器受到的压力为20N，则可回收物的质量为
故D正确。
故选D。
（4）[1]当雷达监测到回收物高度超过预设值时，压缩系统启动，电动机通过减速机带动转换结构中的螺杆转动，螺杆将转动转化为推拉杆向下的直线运动。所以若预设值为0.66H，则超声波传播的距离为
则超声波传播的时间为
所以若预设值为0.66H，雷达发射至接收到超声波的时间间隔小于0.002s时，电动机启动。
[2]“减速机的速比”指电动机的转速与减速机的输出转速的比值，所以减速机的输出转速为
设电动机的输出功率等于减速机的输出转速、导程以及推拉杆的推力三者的乘积，则推拉杆的推力为
压板的重力为
则压板对回收物的压强为
（5）[1]若要使模型中的称重装置测量更精确，可采取的方法是对传感器进行校准，减小误差。
[2]对模型的设计提出的改进措施是：加装自动分拣或分类识别等功能，可以做到垃圾分类回收。
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