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第7章 磁与电 单元考点过关卷
一、单选题
1． 动圈式话筒可将声信号转换成电信号。下列四幅实验装置图能反映其工作原理的是（ ）
A． B．
C． D．
2． 司南是我国古代的四大发明之一，如图所示是最早的指南针，关于司南磁勺的材料可能是（ ）
A．铁 B．铜 C．铝 D．银
3．下列关于磁感线描述中，正确的是（ ）
A．磁感线是为描述磁体而建立
B．磁感线是为描述磁场而建立
C．条形磁铁周围的磁感线分布均匀
D．U形磁铁周围的磁感线分布均匀
4．我国古代四大发明对世界文明发展做出了重要贡献，其中利用磁性材料特性的是：（ ）
A．印刷术 B．火药 C．造纸术 D．指南针
5．小明设计了一款“智能门禁”，能检测体温并进行人脸识别，其工作原理为：（1）若体温正常S1闭合，人脸识别成功S2闭合，电动机M工作，警示灯不亮；（2）若体温异常S1不闭合，人脸识别成功S2闭合，电动机M不工作，警示灯亮起；（3）不管体温是否正常，若人脸识别失败S2不闭合，电动机M不工作且警示灯不亮。下列电路设计符合要求的是（ ）
A．只有①符合 B．只有②符合
C．①②均符合 D．①②均不符合
6．如图所示，要使电磁铁下端吸引的大头针数目增多，下列做法正确的是（ ）
A．向右移动滑片P B．减小电源电压
C．减少线圈匝数 D．向左移动滑片P
7．将两个通电螺线管并列放在一起，A、B为相对的两个磁极，它们之间的磁感线分布如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．a端为电源的正极，A为螺线管S极
B．b端为电源的正极，A为螺线管N极
C．c端为电源的正极，B为螺线管N极
D．d端为电源的正极，B为螺线管S极
8．下面是四位同学根据小磁针静止时的指向，画出的磁极和磁感线方向，其中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
9．如图是我国劳动人民在生产生活中创造和使用的工具，下列选项中正确的是（ ）
①汲水的桔槔运用了杠杆的原理
②钻木取火将内能转化成机械能
③司南利用了地磁场对磁体有力的作用指示南北
④篆刻刀的刀刃很薄是为了减小压强
⑤日晷测定时间利用了光的直线传摇
A．①②③ B．①②⑤ C．①③⑤ D．②④⑤
10．实践展示课上，小明手拿一块永磁铁靠近橡皮泥，发现橡皮泥被永磁铁吸走了，其奥秘是橡皮泥中掺入了一种金属粉。下列材料中，能充当这种金属粉的是
A．铁 B．铝 C．银 D．铜
二、填空题
11．如图所示，先将小磁针放在水平桌面上，静止时小磁针N极指向 方。再将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，小磁针将旋转，说明通电导线周围存在 。
12．如图所示，是小明做奥斯特实验时的情景。小明注意到，当直导线内有电流通过时，磁针 N 极向垂直于纸面向里的方向偏转，如图所示，当改变电流方向时，磁针N 极向垂直于纸面向外的方向偏转。这说明通电导线周围存在 ，其方向与 有关。
13．如图是某车间自动除尘装置的简化电路图。空气中尘埃量较少时光源发出来的光被挡板挡住了。当空气中尘埃量达到一定值时，由于尘埃的反射，部分光越过挡板射到光敏电阻上，光敏电阻的阻值减小，电磁铁的磁性 （选填“减弱”“不变”或“增强”），在衔铁的作用下，开启自动除尘模式。若图中a、b一个是除尘器，一个是指示灯，则 是除尘器。
14．如图所示根据通电螺线管中的电流方向可以判断出，螺线管的左端是 极．
15．如图所示，A是悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁，B是螺线管。闭合开关S，电磁铁上端为 极（选填“N”或“S”），待弹簧测力计示数稳定后，将变阻器R的滑片缓慢向左滑动，在此过程中，电压表的示数 （选填“变大”“变小”或“不变”），弹簧的长度将 （选填“伸长”“缩短”或“不变”）。
16．干簧管
干簧管是一种利用磁场信号来控制的线路开关器件，也叫磁控开关．常用的干簧管有单触点和双触点两种．
如图为单触点干簧管的结构示意图．其外壳是一根密封的玻璃管，管中装有两个磁性材料制成的弹性簧片电板，还灌有一种惰性气体．平时，玻璃管中的两个磁簧片触点部位是分开的（如图甲）．当有磁性物质靠近玻璃管时，在合适的磁场的作用下，管内的两个簧片的触点部位被磁化成为异名磁极就会互相吸引接触，簧片就会吸合在一起，使结点所接的电路连通（如图乙）．外磁力消失后，两个簧片由于本身的弹性而分开，线路就断开．
干簧管中的磁性材料是指铁、钴、镍等能被磁铁吸引的材料，它分为软磁性材料和硬磁性材料两种．软磁性材料是指既容易被磁化而获得磁性又很容易失去磁性的物质．硬磁性材料是指不容易被磁化而获得磁性，但一旦获得磁性又很不容易失去的物质．磁体周围的磁性材料被磁化后的极性与放置在该处的小磁针的极性相似，如我们拿一根铁棒的一端靠近或接触磁铁的N极时，这一端就会被磁化成S极，它的另一端则会被磁化成N极．
双触点干簧管类似于单刀双掷开关，它的工作原理是：没有磁场时，簧片1与簧片2接通（如图丙），当有外界磁力时，簧片1与簧片2的连接断开，簧片1与簧片3触点部位接通（如图丁），其中簧片1是公共端，簧片2是常闭接点，簧片3是常开接点．簧片中有一片是用只导电不导磁的材料做成．
干簧管外绕上能产生磁场的线圈就成了干簧继电器，当线圈通电后，管中磁性材料制成的簧片的自由端分别被磁化成N极和S极而相互吸引，因而接通被控电路．线圈断电后，干簧片在本身的弹力作用下分开，将线路切断．
（1）单触点干簧管中的磁簧片是用 （选填“软”或“硬”）磁性材料制成的．
（2）单触点干簧管在 （选填“断开”或“闭合”）时，磁簧片具有弹性势能．
（3）双触点干簧管的1、2、3三个簧片的对应制作材料可能是
A．铁、铁、铜 B．铁、铜、铁 C．铜、铁、铜 D．铁、钴、铁
（4）如图戊为一运用干簧继电器的电路，当开关S闭合后，它的工作特点是
A．红灯、绿灯交替发光 B．红灯长亮，绿灯亮、灭交替
C．绿灯长亮，红灯亮、灭交替 D．红灯长亮，绿灯不亮．
17．如图是小军设计的短跑比赛“抢跑判断器”。运动员蹲在起跑器上后，工作人员闭合开关S1、S2，发令指示灯亮，运动员抢跑后，R0所受压力变小，电阻变小，电磁铁的磁性 （选填“增强”或“减弱”），抢跑指示灯 （选填“L1”或“L2
”）亮，判定运动员抢跑。
18．电梯为居民上下楼带来很大的便利，出于安全考虑，电梯设置了超载自动报警系统，其工作原理如图所示，电梯厢底层装有压敏电阻R1，R2为保护电阻，K为动触点，A、B为静触点，当出现超载情况时，电铃将发出报警声，此时电梯 （选填“能”或“不能”）运行，电磁铁的上端是 极，电梯超载时报警说明压敏电阻的阻值随压力增大而 ，如果用较小的电阻替换R2电梯可乘人数将变 （选填“多”或“少”）。
三、计算题
19．磁继电器线圈电阻 R1=5Ω，滑动变阻器 R2最大阻值 25Ω。R3是一种新型电子元件，放置在升降电梯的地板上，在压力不超过15000N 的前提下，其阻值随压力大小的变化规律如下表所示。当线圈中电流增至I0=15mA 时，电磁继电器衔铁被电磁铁吸合，电梯中报警指示灯亮，显示人员超重，利用该装置可以实现当压力高至某一设定值时 F0，驱动电梯的电动机停止工作。
压力 F/×103N 0 1 2 3 4 5 6 …
电阻R3/Ω 400 390 380 370 360 350 340 …
（1）分析表格数据可知：写出电子元件的阻值 R3随压力F变化的关系式？
（2）闭合开关S，将滑片P移至b端，求F0为多少？
（3）本系统可调F0的最小值为多少？
四、作图题
20．如图中，电路连接正确，通电后小磁针指向如图所示（涂黑端表示N极），请在图中标出电源的“+”、“﹣”极，并画出螺线管的绕法．
21．
（1）如图所示，请画出由S点发出的光经过凸透镜后的折射光线，并确定发光点S的像点。
（2）)如图所示，物块静止在斜面上，请画出物块受到的支持力和摩擦力的示意图。
（3） 如图所示，请把电源的正负极(用符号“+” “-”表示)填写在括号中并把电路图补充完整。要求：闭合开关时，条形磁铁与电磁铁之间互相排斥，并且向右移动滑动变阻器的滑片时，斥力增强。
22．按要求完成下列作图题：
在图丙中标出通电螺线管的N极和B点的电流方向．
五、实验探究题
23．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，小明用相同的漆包线和铁钉绕制成电磁铁A和B，设计了如图所示的电路．
（1）电磁铁A、B串联的目的是 ．
（2）闭合开关S后．分析图中的现象，得出的结论是： ．
（3）B铁钉的钉尖是 极．若让B铁钉再多吸一些大头针，滑动变阻器的滑片P应向 （左/右）端移动．
24．一个体积为100cm3，质量为50g的空心铁球漂浮在盛水的容器中，将容器置于铁棒ab的上方，绕在铁棒上的线圈连接电路，电源电压恒定，开关S闭合后，空心铁球仍处于漂浮状态，此时处于电磁铁b端的小磁针静止时N极如图所示；
（1）此时a端为电磁铁的 极（选填“N”或“S”），在图中画出位于电磁铁b端的一条磁感线c的方向；
（2）当滑片P向A端滑动，通过线圈的电流 ，空心小铁球所受浮力 （两空选填“变大”、“不变”或“变小”）；
（3）当变阻器的滑片P滑动到适当的位置时，观察到空心铁球恰好能悬停在水中，在虚线框内画出此时铁球的受力示意图（铁球用“﹒”表示） ，此时电磁铁对铁球的吸引力是 N。（g=10N/kg，ρ水=1g/cm3）
25．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”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）当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁磁性 （选填“变弱”、“变强”或“不变”），说明匝数一定时， ，电磁铁磁性越强；
（2）根据图示的情境可知， 的磁性较强（选填“甲”或“乙”），说明当电流一定时， ，电磁铁磁性越强；
（3）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 。
26．如图甲为某型号豆浆机示意图，将黄豆和清水放入杯体，经过加热、打浆的工序，可制作可口的豆浆，为了防止豆浆过少导致“干烧”或豆浆过多导致“溢浆”，小致设计了如图乙所示的电路，La、Lb是两个完全相同的电磁铁，Ra和Rb分别是安装在位“防溢浆”水位和“防干烧”水位线下方的压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小，只有当豆浆液面处在“防干烧”和“防溢浆”水位之间时，豆浆机才能工作。衔铁穿过光滑杆，可以在轨道上左右平行移动(假设电磁铁对衔铁的吸引力不会随距离的改变而改变，且不考虑衔铁与杆间摩擦力)。
（1）闭合开关S时，电磁铁Lb的左端是 极。
（2）如图乙，当液面高度为病时，闭合电路中的开关S，电磁铁La吸住衔铁，动触点与静触
点分开，此时压敏电阻 的附值分别为R'a和R'b，则两者的大小关系：R'a R'b
（3）已知压敏电阻的阻值随液面高度h的变化曲线如图丙所示，“防干烧”水位为h1，“防溢浆”水位为h2，当实际液面在h1和h2的之间时，电磁铁Lb吸住衔铁，豆浆机才能工作，电磁铁所在电路电源电压为3V，求此时这个电路总功率随h变化的最大值与最小值之差为 W。 (除Ra、Rb其余电阻均不计)
六、综合题
27．干簧管是一种利用磁场来工作的开关器件，也叫磁控开关．常用的干簧管有单触点和双触点两种．双触点干簧管类似于单刀双掷开关，它的工作原理是：没有磁场时，簧片1与簧片2接通（如图甲），当有外界磁场时，簧片1与簧片2的连接断开，簧片1与簧片3触点部位接通（如图乙），其中簧片1是公共端，簧片2是常闭接点，簧片3是常开接点．簧片中有一片是用只导电不导磁的材料做成．
（1）双触点干簧管的1、2、3三个簧片的对应制作材料可能是
A．铁、铁、铜 B．铁、铜、铁 C．铜、铁、铁 D．铁、钴、铁
（2）小明同学用利用双触点干簧管连接在电路中做成一个门磁报警器如图丙所示，当门被推开时，磁体远离报警系统中的双触点干簧管，报警系统报警．报警系统如图丁所示，在A、B两点间接入双触点干簧管的两个簧片就能完成电路．则把双触点干簧管簧片和簧片连入 电路．（选填“1”、“2”或“3”）
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第7章 磁与电 单元考点过关卷
一、单选题
1． 动圈式话筒可将声信号转换成电信号。下列四幅实验装置图能反映其工作原理的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】【解答】 动圈式话筒把声信号转变为电信号，其工作原理是电磁感应现象。
A.图中反映的是磁极间的相互作用规律：同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引，故A不符合题意；
B.电路接通后，小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在磁场，故B不符合题意；
C.电流相同时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强，吸引大头针的数量越多，故C不符合题意；
D.闭合开关，当导体ab在磁场中切割磁感线时，电流表指针摆动，说明有感应电流产生，这是电磁感应现象，故D符合题意。
故选D。
【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，这种现象叫做电磁感应。
2． 司南是我国古代的四大发明之一，如图所示是最早的指南针，关于司南磁勺的材料可能是（ ）
A．铁 B．铜 C．铝 D．银
【答案】A
【解析】【解答】司南会受到地磁场的作用， 磁勺指向南方，所以磁勺的材料为铁钴镍灯磁性材料，A正确，BCD错误
综上选A
【分析】根据磁铁会受到磁场的作用判识选项
地球本身具有磁性，置于其中的磁性材料会受到磁场的作用，如司南勺把在地磁场的作用下指向地理南方（S）
3．下列关于磁感线描述中，正确的是（ ）
A．磁感线是为描述磁体而建立
B．磁感线是为描述磁场而建立
C．条形磁铁周围的磁感线分布均匀
D．U形磁铁周围的磁感线分布均匀
【答案】B
【解析】【解答】磁感线是为了描述（或研究）磁场方便而建立的物理模型，磁感线的疏密可以表示磁场的强弱，在条形磁铁和U形磁铁的磁场不是匀强磁场，故周围磁感线分布不均匀，在磁场强的地方磁感线密 .
故答案为：B .
【分析】磁感线是为了形象描述磁场而画出的线，它不是真实存在的 . 磁体的磁场分布不均匀，磁极的磁性最强，磁场强的地方磁感线密 .
4．我国古代四大发明对世界文明发展做出了重要贡献，其中利用磁性材料特性的是：（ ）
A．印刷术 B．火药 C．造纸术 D．指南针
【答案】D
【解析】【解答】指南针最早叫司南，上面的勺子其实就是一个磁体，将其转动后静止下来时，一端指南，一端指北，故D符合题意，而A、B、C不合题意。
故选D。
【分析】根据对我国四大发明的认识判断。
5．小明设计了一款“智能门禁”，能检测体温并进行人脸识别，其工作原理为：（1）若体温正常S1闭合，人脸识别成功S2闭合，电动机M工作，警示灯不亮；（2）若体温异常S1不闭合，人脸识别成功S2闭合，电动机M不工作，警示灯亮起；（3）不管体温是否正常，若人脸识别失败S2不闭合，电动机M不工作且警示灯不亮。下列电路设计符合要求的是（ ）
A．只有①符合 B．只有②符合
C．①②均符合 D．①②均不符合
【答案】A
【解析】【解答】图①中，若体温正常开关S1闭合，电磁铁把衔铁吸下，动触点与下面的静触点接触，警示灯断开，人脸识别成功开关S2闭合，电动机M工作（门打开），警示灯不亮；若体温异常S1不闭合，动触点与上面的静触点接触，电动机M断开，人脸识别成功S2闭合，警示灯接通，此时电动机M不工作警示灯亮起；不管体温是否正常，若人脸识别失败S2不闭合，电动机M和警示灯都断开，电动机M不工作且警示灯不亮，图①符合题意；
图②中，若体温正常开关S1闭合，动触点与下面的静触点接触，电动机M接通，不管人脸识别是否成功，电动机M工作（门打开），故②不符合题意。A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据题意分析电路的连接方式和开关的作用，选出正确的电路图。
6．如图所示，要使电磁铁下端吸引的大头针数目增多，下列做法正确的是（ ）
A．向右移动滑片P B．减小电源电压
C．减少线圈匝数 D．向左移动滑片P
【答案】D
【解析】【解答】AD．因为电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数都有关，当线圈的匝数一定时，向左移动滑片P时，可使通过电磁铁的电流变大，电磁铁的磁性增强，电磁铁下端吸引大头针的数目增多，A不符合题意，D符合题意；
B．减小电源电压时，电路中的总电阻不变，那么电路中的电流会变小，则电磁铁的磁性会减弱，电磁铁下端吸引大头针的数目减小，B不符合题意；
C．当通过电磁铁的电流不变时，减小线圈的匝数，其磁性会减弱，则电磁铁下端吸引大头针的数目会减小，C不符合题意。
故答案为：D。
【分析】电流可以产生磁场，即电流有磁效应，可以用来制作电磁铁，电流越大，产生的磁场强度越大，匝数越多，产生的磁场越强。
7．将两个通电螺线管并列放在一起，A、B为相对的两个磁极，它们之间的磁感线分布如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．a端为电源的正极，A为螺线管S极
B．b端为电源的正极，A为螺线管N极
C．c端为电源的正极，B为螺线管N极
D．d端为电源的正极，B为螺线管S极
【答案】A
【解析】【解答】磁体外部周围的磁感线是从磁体的N极出发，回到S极。由图可知，左边螺线管的A端为S极，右边螺线管的B端为S极，根据安培定则可知，左边螺线管的电流是从左端流入螺线管的，所以a端为正极，b端为电源的负极；右边螺线管的电流是从左端流入螺线管的，所以c端为正极，d端为电源的负极。综上，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】磁体的磁场方向从北极出来回到南极；结果通电螺线管的磁极位置判断电流方向。
8．下面是四位同学根据小磁针静止时的指向，画出的磁极和磁感线方向，其中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】【解答】解：A、图中磁感线方向正确，但小磁针的磁极指向反了，故该图错误；
B、图中磁感线的方向和小磁针的指向都正确，故该图正确；
C、图中磁感线的方向和小磁针的指向都不正确，故该图错误；
D、图中磁感线方向不正确，小磁针的磁极指向正确，故该图错误；
故选B．
【分析】知道磁感线的方向与小磁针静止时北极所指的方向一致，并且要知道磁感线从磁体的北极出来回到南极．
9．如图是我国劳动人民在生产生活中创造和使用的工具，下列选项中正确的是（ ）
①汲水的桔槔运用了杠杆的原理
②钻木取火将内能转化成机械能
③司南利用了地磁场对磁体有力的作用指示南北
④篆刻刀的刀刃很薄是为了减小压强
⑤日晷测定时间利用了光的直线传摇
A．①②③ B．①②⑤ C．①③⑤ D．②④⑤
【答案】C
【解析】【解答】①汲水的桔槔是一根棒子绕着支点转动，故是杠杆，故①正确；
②钻木取火是将机械能转化为内能，故②错误；
③司南是利用地磁场对所处其中的磁体有力的作用是正确的，故③正确；
④镌刻刀是利用减小受力面积增大压强，故④错误；
⑤日晷是利用的光的直线传播形成的影子，故⑤正确。
C符合题意。
故答案为：C。
【分析】可以绕支撑点转动的工具是杠杆；钻木取火是做功改变内能；司南利用了地磁场的作用；压力一定时，减小受力面积可以增大压强；日晷利用了光沿直线传播的特点。
10．实践展示课上，小明手拿一块永磁铁靠近橡皮泥，发现橡皮泥被永磁铁吸走了，其奥秘是橡皮泥中掺入了一种金属粉。下列材料中，能充当这种金属粉的是
A．铁 B．铝 C．银 D．铜
【答案】A
【解析】【解答】A．铁能被永磁铁吸引，故铁能充当这种金属粉，故A正确；
B．铝不能被永磁铁吸引，故铝不能充当这种金属粉，故B错误；
C．银不能被永磁铁吸引，故银不能充当这种金属粉，故C错误；
D．铜不能被永磁铁吸引，故铜不能充当这种金属粉，故D错误。
故答案为：A。
【分析】 磁化是指使原来不具有磁性的物质获得磁性的过程。一些物体在磁体或电流的作用下会显现磁性，这种现象叫做磁化 。铁可以被磁化。
二、填空题
11．如图所示，先将小磁针放在水平桌面上，静止时小磁针N极指向 方。再将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，小磁针将旋转，说明通电导线周围存在 。
【答案】北；磁场
【解析】【解答】先将小磁针放在水平桌面上，在地磁场作用下，静止时小磁针N极指向地磁南极，即指向地理北极。
将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，小磁针在磁力的作用下将旋转，说明通电导线周围存在磁场。
【分析】在地磁场作用下，静止时小磁针N极指向地理北极；通电导线周围存在磁场。
12．如图所示，是小明做奥斯特实验时的情景。小明注意到，当直导线内有电流通过时，磁针 N 极向垂直于纸面向里的方向偏转，如图所示，当改变电流方向时，磁针N 极向垂直于纸面向外的方向偏转。这说明通电导线周围存在 ，其方向与 有关。
【答案】磁场；电流方向
【解析】【解答】小磁针本来受到地磁场的吸引，保持静止状态，当导线内有电流通过时，磁针 N 极向垂直于纸面向里的方向偏转，受到了磁场力，说明了通电导线周围存在磁场。
当改变电流方向时，磁针N 极向垂直于纸面向外的方向偏转，表明磁场的方向发生了改变，说明了通电导体周围的磁场方向与电流方向有关。
【分析】通电导体周围存在磁场；磁场方向和电流方向有关。
13．如图是某车间自动除尘装置的简化电路图。空气中尘埃量较少时光源发出来的光被挡板挡住了。当空气中尘埃量达到一定值时，由于尘埃的反射，部分光越过挡板射到光敏电阻上，光敏电阻的阻值减小，电磁铁的磁性 （选填“减弱”“不变”或“增强”），在衔铁的作用下，开启自动除尘模式。若图中a、b一个是除尘器，一个是指示灯，则 是除尘器。
【答案】增强；b
【解析】【解答】光敏电阻的阻值减小，电路电压不变，根据欧姆定律可知电路中的电流增大，磁性增强，吸引衔铁，使动触点和下面的静触点接触，所以下面的b是除尘器，上面的a是指示灯。
综上 第1空、 增强； 第2空、b。
【分析】通电螺线管：由通电线圈组成，磁性方向可通过安培定则判断：用右手握住通电螺线管，让四指指向电流的方向，那么大拇指所指的那一端就是通电螺线管的N极，磁性与电流、线圈匝数有关。
14．如图所示根据通电螺线管中的电流方向可以判断出，螺线管的左端是 极．
【答案】N
【解析】【解答】解：电流从螺线管的左端流入，右端流出，根据螺线管的线圈绕向，再利用安培定则即可确定螺线管的左端为N极，右端为S极．如图所示：
故答案为：N．
【分析】利用图示的线圈绕向和电流方向，根据安培定则即可确定螺线管的左端的极性．
15．如图所示，A是悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁，B是螺线管。闭合开关S，电磁铁上端为 极（选填“N”或“S”），待弹簧测力计示数稳定后，将变阻器R的滑片缓慢向左滑动，在此过程中，电压表的示数 （选填“变大”“变小”或“不变”），弹簧的长度将 （选填“伸长”“缩短”或“不变”）。
【答案】N；变大；伸长
【解析】【解答】解：（1）由图可知，电流由螺线管的下方流入，则由安培定则可知螺线管上端为N极，下端为S极；
（2）由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流，
将变阻器R的滑片缓慢向左移动时，变阻器接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，
由可知，电路中的电流变小，即电流表的示数变小，
由U=IR可知，R0两端的电压变小，因为串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，在电源电压一定时，R两端的电压变大，即电压表的示数变大；
因螺线管的上端与磁铁的下端为同名磁极，相互排斥，且电路中的电流减小，
所以，在电源电压一定时，通电螺线管的磁性减弱，螺线管与磁铁之间的斥力减小，弹簧的长度将伸长。
故答案为：N；变大；伸长。
【分析】 （1）根据安培定则可知螺线管上端的极性；
（2）由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流，根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R0两端的电压变化，根据串联电路的电压特点可知电压表示数的变化；
根据螺线管与磁铁之间的作用力，进一步判断弹簧的长度变化。
16．干簧管
干簧管是一种利用磁场信号来控制的线路开关器件，也叫磁控开关．常用的干簧管有单触点和双触点两种．
如图为单触点干簧管的结构示意图．其外壳是一根密封的玻璃管，管中装有两个磁性材料制成的弹性簧片电板，还灌有一种惰性气体．平时，玻璃管中的两个磁簧片触点部位是分开的（如图甲）．当有磁性物质靠近玻璃管时，在合适的磁场的作用下，管内的两个簧片的触点部位被磁化成为异名磁极就会互相吸引接触，簧片就会吸合在一起，使结点所接的电路连通（如图乙）．外磁力消失后，两个簧片由于本身的弹性而分开，线路就断开．
干簧管中的磁性材料是指铁、钴、镍等能被磁铁吸引的材料，它分为软磁性材料和硬磁性材料两种．软磁性材料是指既容易被磁化而获得磁性又很容易失去磁性的物质．硬磁性材料是指不容易被磁化而获得磁性，但一旦获得磁性又很不容易失去的物质．磁体周围的磁性材料被磁化后的极性与放置在该处的小磁针的极性相似，如我们拿一根铁棒的一端靠近或接触磁铁的N极时，这一端就会被磁化成S极，它的另一端则会被磁化成N极．
双触点干簧管类似于单刀双掷开关，它的工作原理是：没有磁场时，簧片1与簧片2接通（如图丙），当有外界磁力时，簧片1与簧片2的连接断开，簧片1与簧片3触点部位接通（如图丁），其中簧片1是公共端，簧片2是常闭接点，簧片3是常开接点．簧片中有一片是用只导电不导磁的材料做成．
干簧管外绕上能产生磁场的线圈就成了干簧继电器，当线圈通电后，管中磁性材料制成的簧片的自由端分别被磁化成N极和S极而相互吸引，因而接通被控电路．线圈断电后，干簧片在本身的弹力作用下分开，将线路切断．
（1）单触点干簧管中的磁簧片是用 （选填“软”或“硬”）磁性材料制成的．
（2）单触点干簧管在 （选填“断开”或“闭合”）时，磁簧片具有弹性势能．
（3）双触点干簧管的1、2、3三个簧片的对应制作材料可能是
A．铁、铁、铜 B．铁、铜、铁 C．铜、铁、铜 D．铁、钴、铁
（4）如图戊为一运用干簧继电器的电路，当开关S闭合后，它的工作特点是
A．红灯、绿灯交替发光 B．红灯长亮，绿灯亮、灭交替
C．绿灯长亮，红灯亮、灭交替 D．红灯长亮，绿灯不亮．
【答案】软；闭合；B；A
【解析】【解答】解：
（1）单触点干簧管中的磁簧片通电时有磁性，断电时无磁性，所以是软磁性材料制成的；
（2）单触点干簧管在闭合时，产生磁性，磁簧片具有弹性势能；
（3）磁铁能够吸引双触点干簧管的1、3两个簧片，所以制作材料可能是铁；不能吸引2，制作材料可能是铜；故选B；
（4）当开关S闭合后，电路接通，红灯亮，此时电磁铁产生磁性，把簧片吸下来，绿灯电路接通；如此反复；故选A．
故答案为：（1）软；（2）闭合；（3）B；（4）A．
【分析】（1）软磁性材料是指既容易被磁化而获得磁性又很容易失去磁性的物质．硬磁性材料是指不容易被磁化而获得磁性，但一旦获得磁性又很不容易失去的物质；
（2）开关闭合，弹簧片被磁化，产生弹性势能；
（3）根据物体被磁化后可以吸引铁类物质，进行分析；
（4）根据电磁继电器的原理进行分析．
17．如图是小军设计的短跑比赛“抢跑判断器”。运动员蹲在起跑器上后，工作人员闭合开关S1、S2，发令指示灯亮，运动员抢跑后，R0所受压力变小，电阻变小，电磁铁的磁性 （选填“增强”或“减弱”），抢跑指示灯 （选填“L1”或“L2
”）亮，判定运动员抢跑。
【答案】增强；L2
【解析】【解答】R0所受压力变小，电阻变小，根据I=U/R可知，电源电压恒定不变，电阻变小，那么电流变大，这时电磁铁的磁性增强。从图中右边的电路图可以看到，当衔铁吸下时，电流从电源正极流出，流过灯泡L2，再流过开关S2，最后回负极，电流不会流过灯泡L1，因为灯泡L1所在的支路是断开的，即抢跑指示灯L2会亮，判定运动员抢跑。
【分析】电路中电流越大， 电磁铁的磁性越强；电磁铁使电路接通，用电器工作。
18．电梯为居民上下楼带来很大的便利，出于安全考虑，电梯设置了超载自动报警系统，其工作原理如图所示，电梯厢底层装有压敏电阻R1，R2为保护电阻，K为动触点，A、B为静触点，当出现超载情况时，电铃将发出报警声，此时电梯 （选填“能”或“不能”）运行，电磁铁的上端是 极，电梯超载时报警说明压敏电阻的阻值随压力增大而 ，如果用较小的电阻替换R2电梯可乘人数将变 （选填“多”或“少”）。
【答案】不能；S；减小；少
【解析】【解答】当出现超载情况时，电铃将发出报警声，此时电梯不能运行；
由图可知电磁铁的线圈中电流从下方流入，由右手定则可知电磁铁的上端为S极，下端为N极；
电梯超载，电磁铁将衔铁向下吸引，K和B接通，要使超载时能更好的报警，则电磁铁的磁性要增强，电磁铁的线圈中电流增大，所以由欧姆定律可知压敏电阻R1的阻值随压力增大而减小；
如果用较小的电阻替换R2，在相同压力情况下，电磁铁线圈中电流会增大，更容易达到报警电流，所以电梯可乘人数将变小。
【分析】根据安培定则判断出电磁铁的N、S极；电磁铁是根据电流的磁效应制成的；电磁铁的磁性强弱和电流大小、线圈匝数多少有关.
三、计算题
19．磁继电器线圈电阻 R1=5Ω，滑动变阻器 R2最大阻值 25Ω。R3是一种新型电子元件，放置在升降电梯的地板上，在压力不超过15000N 的前提下，其阻值随压力大小的变化规律如下表所示。当线圈中电流增至I0=15mA 时，电磁继电器衔铁被电磁铁吸合，电梯中报警指示灯亮，显示人员超重，利用该装置可以实现当压力高至某一设定值时 F0，驱动电梯的电动机停止工作。
压力 F/×103N 0 1 2 3 4 5 6 …
电阻R3/Ω 400 390 380 370 360 350 340 …
（1）分析表格数据可知：写出电子元件的阻值 R3随压力F变化的关系式？
（2）闭合开关S，将滑片P移至b端，求F0为多少？
（3）本系统可调F0的最小值为多少？
【答案】（1）解：由表中数据可知，压力为0时，R3的电阻为400Ω，压力增大到1×103N时，减少的电阻为400Ω-390Ω=10Ω，压力增大到2×103N时，减小的电阻为400Ω-380Ω=20Ω，压力增大到3×103N时，减少的电阻为400Ω-370Ω=30Ω，压力增大到4×103N时，减小的电阻为400Ω-360Ω=40Ω，由此可，压力每增大1×103N时，R3的电阻减小10Ω，即R3与F成一次函数关系。设R3=kF+b，把F=1×103N、R3=390Ω和F=2×103N、R3=380Ω代入可得：390Ω=k×1×103N+b①
380Ω=k×2×103N+b②
联立①②可得：k=-0.01Ω/N，b=400Ω，所以，R3=0.01Ω/NF+400Ω，如不考虑单位，数学表达式为：R3=400-0.01F。
答：分析表格数据可知：写出电子元件的阻值 R3随压力F变化的关系式为R3=400-0.01F；
（2）解：闭合开关S，将滑片P移至b端，变阻器R2接入电路中的电阻最大，已知R2=25Ω，R1=5Ω，由题意可知，驱动电梯的电动机停止工作时，电路中的电流为I0=15mA=0.015A
则控制电路的总电阻为
此时R3=R总-R2-R1=300Ω-25Ω-5Ω=270Ω
将R3=270Ω代入关系式R3=400-0.01F可得，设置的压力最高定值为F0=1.3×104N。
答：闭合开关S，将滑片P移至b端，求F0为1.3×104N；
（3）解：要是 F0最小，则 R3最大，R总=300Ω不变，因此 R2=0Ω时，R3=R总-R2-R1=295Ω
代入 R3=400-0.01F可得，F=10500N，即F0=10500N=1.05×104N
答：本系统可调F0的最小值为1.05×104N。
【解析】【分析】（1）根据物体受到的力和电阻关系，分析力和电阻的关系式；
（2）根据电压和电流的比值，计算电阻；在串联电路中，
（3）根据串联电路电阻规律，计算部分电阻。
四、作图题
20．如图中，电路连接正确，通电后小磁针指向如图所示（涂黑端表示N极），请在图中标出电源的“+”、“﹣”极，并画出螺线管的绕法．
【答案】解：如图所示
【解析】【解答】已知小磁针右端为N极，由磁极间的相互作用规律可知，通电螺线管的左端为S极，右端为N极，由电流表的接线柱可知，电流从螺线管的右端流入，即电源右端为正极，根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向N极，则线圈的绕法如图所示：
【分析】由磁极间的相互作用规律确定螺线管的极性，再由电流的的方向根据安培定则确定导线的缠绕方法，最后根据电流方向标出电源的极性 .
21．
（1）如图所示，请画出由S点发出的光经过凸透镜后的折射光线，并确定发光点S的像点。
（2）)如图所示，物块静止在斜面上，请画出物块受到的支持力和摩擦力的示意图。
（3） 如图所示，请把电源的正负极(用符号“+” “-”表示)填写在括号中并把电路图补充完整。要求：闭合开关时，条形磁铁与电磁铁之间互相排斥，并且向右移动滑动变阻器的滑片时，斥力增强。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】【解答】过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。两条折射光线的反向延长线的交点即为发光点S的像点S'．如图所示：
；
（2）物块静止在斜面上，受到三个力的作用：竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力、沿斜面向上的摩擦力的作用；支持力F和摩擦力f的作用点都画在物块的重心上，如图所示：
（3）闭合开关时，条形磁铁与电磁铁之间互相排斥，根据同名磁极相互排斥可知，电磁铁的左端为S极，右端为N极；根据安培定则可知，电磁铁中的电流是右端流入，左端流出的，即电源的右端为正极，左端为负极；向左移动滑片P，排斥力增强，说明通过电磁铁的电流增大，滑动变阻器的电阻减小，则电路图如图所示：
【分析】（1）在作凸透镜的光路图时，先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点作出反射光线，反向延长两条折射光线，即可得到发光点S的像点S'。
（2）确定物块受到的摩擦力和支持力的作用点和方向，然后按照力的示意图的画法画出这两个力的示意图。
（3）磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，据此判断通电螺线管的磁极；根据安培定则判断电磁铁中电流的流向，从而判定出电源的正负极；排斥力增强，则表明通过电磁铁的电流增大，滑动变阻器的电阻减小，据此画出滑动变阻器的接法。
22．按要求完成下列作图题：
在图丙中标出通电螺线管的N极和B点的电流方向．
【答案】解：如图所示：
【解析】【解答】解：根据图中电流表的连接可知，则电流由右侧流入，则B点的电流方向向下，根据安培定则：用右手握住螺线管，使四指所指的方向为电流的方向，则大拇指所指的一侧为N极，即螺线管的右侧为N极．
【分析】由电流表的正负接线柱可知电流的方向，由右手螺旋定则可得出螺线管的磁极，然后画出磁感线的方向．
五、实验探究题
23．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，小明用相同的漆包线和铁钉绕制成电磁铁A和B，设计了如图所示的电路．
（1）电磁铁A、B串联的目的是 ．
（2）闭合开关S后．分析图中的现象，得出的结论是： ．
（3）B铁钉的钉尖是 极．若让B铁钉再多吸一些大头针，滑动变阻器的滑片P应向 （左/右）端移动．
【答案】（1）控制两个线圈中的电流相等
（2）在电流一定时，电磁铁线圈的匝数越多，其磁性就越强
（3）S；左
【解析】【解答】解：（1）电磁铁磁性的强弱与通过电磁铁的电流大小和电磁铁线圈匝数的多少有关．图A、B串联的目的是保持电流相等，研究电磁铁磁性强弱与电磁铁线圈匝数的关系．（2）由图可知通过电磁铁A和B的电流相等，但线圈的匝数不同，匝数多的吸引的大头针数目越多，所以：电流一定，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强．（3）由右手定则可知铁钉的钉尖是S极．向左端移动滑动变阻器的滑片可使电路中的电流增大，电磁铁磁性增强，从而吸引更多的大头针．
故答案为：（1）控制两个线圈中的电流相等；（2）在电流一定时，电磁铁线圈的匝数越多，其磁性就越强；（3）S；左．
【分析】本题主要考查三个方面的知识：（1）会用控制变量法归纳实验结论（2）知道影响电磁铁磁性强弱的因素：电流越大磁性越强，线圈匝数越多磁性越强．（3）若想使其多吸引大头针必须使电路中的电流增强．
24．一个体积为100cm3，质量为50g的空心铁球漂浮在盛水的容器中，将容器置于铁棒ab的上方，绕在铁棒上的线圈连接电路，电源电压恒定，开关S闭合后，空心铁球仍处于漂浮状态，此时处于电磁铁b端的小磁针静止时N极如图所示；
（1）此时a端为电磁铁的 极（选填“N”或“S”），在图中画出位于电磁铁b端的一条磁感线c的方向；
（2）当滑片P向A端滑动，通过线圈的电流 ，空心小铁球所受浮力 （两空选填“变大”、“不变”或“变小”）；
（3）当变阻器的滑片P滑动到适当的位置时，观察到空心铁球恰好能悬停在水中，在虚线框内画出此时铁球的受力示意图（铁球用“﹒”表示） ，此时电磁铁对铁球的吸引力是 N。（g=10N/kg，ρ水=1g/cm3）
【答案】N；；变大；变大；；0.5
【解析】【解答】（1）如图，电流从螺线管的下端进入，上端流出，根据安培定则可知电磁铁的a端是N极，磁感线的方向是N极指向S极，即磁感线指向b，如图所示：
（2）当线圈的匝数一定时，电流越大，电磁铁的磁性越强，当滑片P向A端滑动时，滑动变阻器接入电阻变小，电路电流变大，即通过线圈的电流变大，所以电磁铁的磁性增强，电磁铁对小球的吸引力变大，根据受力分析可知重力与吸引力之和等于浮力，重力不变、吸引力变大，浮力将变大。
（3）空心铁球恰好能悬停在水中时，收到平衡力，即重力与吸引力之和等于浮力，故过小球的重心做竖直向上的浮力，竖直向下的重力和竖直向下的吸引力，同时表示重力与吸引力的线段之和与表示浮力的线段等长，作图如下：
铁球的质量为50g，根据G=mg计算铁球的重力；铁球浸没水中，根据浮力公式计算铁球受到的浮力；所以铁球受到的浮力等于电磁铁的吸引力F1与物体的重力之和，解得。
综上 第1空、 N；第3空、变大； 第4空、变大； 第6空、 0.5.
【分析】1、浮力的本质为上下表面产生的压力差，计算公式为F浮=ρ液gV排，所以物体所受浮力和物体所处的深度无关，与排开水的体积有关，当排开水的体积越小时，浮力越小，排开水的体积越大时，浮力越大；
2、阿基米德原理：物体排开水的重力等于物体所受浮力；
3、物体沉浮条件：物体悬浮时的浮力等于重力（排开水的体积等于物体体积），物体的密度等于液体的密度，物体漂浮表明浮力等于重力（排开水的体积小于物体体积），物体的密度小于液体的密度，物体下沉时重力大于浮力（排开水的体积等于物体体积），物体的密度大于液体的密度；
4、通电螺线管：由通电线圈组成，磁性方向可通过安培定则判断：用右手握住通电螺线管，让四指指向电流的方向，那么大拇指所指的那一端就是通电螺线管的N极，磁性与电流、线圈匝数有关。
25．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”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）当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁磁性 （选填“变弱”、“变强”或“不变”），说明匝数一定时， ，电磁铁磁性越强；
（2）根据图示的情境可知， 的磁性较强（选填“甲”或“乙”），说明当电流一定时， ，电磁铁磁性越强；
（3）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 。
【答案】（1）变强；电流越大
（2）甲；线圈匝数越多
（3）同名磁极相互排斥
【解析】【解答】(1)磁性的强弱是无法直接观察的，可以通过电磁铁吸引大头针的多少来认识其磁性强弱，当滑动变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器的阻值减小，电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，吸引大头针的个数增加，说明匝数一定时，电流越大，电磁铁磁性越强。(2)由图知，甲吸引大头针的个数较多，说明甲的磁性较强，甲乙串联，电流相等，甲的线圈匝数大于乙的线圈匝数，说明电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。(3)大头针被磁化，同一端的磁性相同，互相排斥，所以下端分散。
【分析】（1）线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁磁性越强；（2）电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强；（3）磁极间同名磁极互相排斥。
26．如图甲为某型号豆浆机示意图，将黄豆和清水放入杯体，经过加热、打浆的工序，可制作可口的豆浆，为了防止豆浆过少导致“干烧”或豆浆过多导致“溢浆”，小致设计了如图乙所示的电路，La、Lb是两个完全相同的电磁铁，Ra和Rb分别是安装在位“防溢浆”水位和“防干烧”水位线下方的压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小，只有当豆浆液面处在“防干烧”和“防溢浆”水位之间时，豆浆机才能工作。衔铁穿过光滑杆，可以在轨道上左右平行移动(假设电磁铁对衔铁的吸引力不会随距离的改变而改变，且不考虑衔铁与杆间摩擦力)。
（1）闭合开关S时，电磁铁Lb的左端是 极。
（2）如图乙，当液面高度为病时，闭合电路中的开关S，电磁铁La吸住衔铁，动触点与静触
点分开，此时压敏电阻 的附值分别为R'a和R'b，则两者的大小关系：R'a R'b
（3）已知压敏电阻的阻值随液面高度h的变化曲线如图丙所示，“防干烧”水位为h1，“防溢浆”水位为h2，当实际液面在h1和h2的之间时，电磁铁Lb吸住衔铁，豆浆机才能工作，电磁铁所在电路电源电压为3V，求此时这个电路总功率随h变化的最大值与最小值之差为 W。 (除Ra、Rb其余电阻均不计)
【答案】（1）N
（2）<
（3）0.08
【解析】【解答】（1）闭合开关S时，根据安培定则判断，电磁铁Lb的左侧是N极；
（2）当液面高度为h0时，闭合电路中的开关S，电阻Ra'、Rb'分别与电磁铁La、Lb串联后再并联，电磁铁La吸住衔铁，说明电阻Ra'所在支路的电流较大，根据可知，电阻Ra'所在支路的电阻较小，因为La、Lb是两个完全相同的电磁铁，即线圈电阻相同，所以，此时压敏电阻的阻值的大小关系：Ra（3）根据图丙可知，“防干烧”水位为h1，此时R接入电路的电阻最大为90Ω，电路的总功率最小，最小功率为：；
“防溢浆”水位为h2，此时R接入电路的电阻最小为50Ω，电路的总功率最大，最大功率为：；
所以电路总功率随h变化的最大值与最小值之差为：ΔP=P大-P小=0.18W-0.1W=0.08W。
【分析】（1）根据安培定则判断通电螺线管的磁极位置；
（2）根据电路中电流的变化，判断电阻的大小关系；
（3）根据电压和最大电阻，计算最小电功率，结合最小电阻，计算最大电功率，再计算电功率的差值。
六、综合题
27．干簧管是一种利用磁场来工作的开关器件，也叫磁控开关．常用的干簧管有单触点和双触点两种．双触点干簧管类似于单刀双掷开关，它的工作原理是：没有磁场时，簧片1与簧片2接通（如图甲），当有外界磁场时，簧片1与簧片2的连接断开，簧片1与簧片3触点部位接通（如图乙），其中簧片1是公共端，簧片2是常闭接点，簧片3是常开接点．簧片中有一片是用只导电不导磁的材料做成．
（1）双触点干簧管的1、2、3三个簧片的对应制作材料可能是
A．铁、铁、铜 B．铁、铜、铁 C．铜、铁、铁 D．铁、钴、铁
（2）小明同学用利用双触点干簧管连接在电路中做成一个门磁报警器如图丙所示，当门被推开时，磁体远离报警系统中的双触点干簧管，报警系统报警．报警系统如图丁所示，在A、B两点间接入双触点干簧管的两个簧片就能完成电路．则把双触点干簧管簧片和簧片连入 电路．（选填“1”、“2”或“3”）
【答案】（1）B
（2）1、2
【解析】【解答】解：（1）磁铁能够吸引双触点干簧管的1、3两个簧片，所以制作材料可能是铁；不能吸引2，制作材料可能是铜；故选B；（2）当门被推开时，磁体远离报警系统中的双触点干簧管，需要将A、B两点间接入双触点干簧管的两个簧片1、2接入电路，此时电路是接通的，报警系统报警．
故答案为：（1）B； （2）1、2．
【分析】（1）根据物体被磁化后可以吸引铁类物质，进行分析；（2）当门被推开时，磁体远离报警系统中的双触点干簧管，据此分析．
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