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第二十章 电与磁 单元全真模拟提升卷
一、单选题
1．如图所示的磁体两极间磁感线的画法正确的是（ ）
A． B．
C． D．
2．下列说法中正确的是（ ）
A．法拉第发现了电流的磁效应
B．帕斯卡首先用实验的方法测出了大气压强的数值
C．伽利略通过实验得出了物体的运动不需要力来维持的结论
D．焦耳用实验确定了电流产生的热量跟电压、电流和通电时间成正比
3．如图所示的四幅图中，与发电机工作原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
4．如图所示，铁球挂在弹簧测力计下方，闭合开关后将滑动变阻器 R的滑片 P向左移动一小段距离，这一过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电磁铁的磁性减弱 B．电流表的示数变大
C．电磁铁上端为 S 极 D．弹簧测力计示数变小
5．图中，能说明电动机工作原理的是（ ）
A． B．
C． D．
6．如图，下列有关磁现象的说法错误的是（ ）
A．如图甲，磁体周围的磁感线是真实存在的
B．如图乙，条形磁体两端磁性强、中间磁性弱
C．如图丙，地理的两极和地磁的两极并不重合
D．如图丁，司南静止时长柄指向南方是受地磁场的作用
7．通过直接感知的现象，推测无法直接感知的事实，是常用的物理方法．下列根据现象所作出的推测不符合事实的是（ ）
A．红棕色二氧化碳气体的扩散现象 推测 分子是运动的
B．电路中的灯泡发光 推测 电路中有电流
C．小磁针放在磁体旁受力偏转 推测 磁体周围有磁场
D．街边的路灯同时亮、灭 推测 路灯是串联的
8．如图所示的螺线管P和Q，若电路中有电流，它们将相互（ ）
A．吸引，P的右端是S极，Q的左端是N极
B．吸引，P的右端是N极，Q的左端是S极
C．排斥，P的右端是N极，Q的左端是N极
D．排斥，P的右端是S极，Q的左端是S极
9．图示为交流发电机的工作原理图。线圈abcd处于水平向右的磁场中，通过两完整的铜环和电刷与小灯泡相连。在图示位置，线圈逆时针转动，电流从上往下通过小灯泡，则（ ）
A．由图示位置转过90°时，电路中没有感应电流
B．由图示位置转过180°时，电流依然从上往下通过小灯泡
C．在图示位置，只对调两磁极位置，电流依然从上往下通过小灯泡
D．在图示位置，只改变线圈转动方向，电流依然从上往下通过小灯泡
10．如图所示，开关闭合，小磁铁处于静止状态后，把滑动变阻器的滑片P缓慢向右移动，此时悬挂的小磁铁的运动情况是（ ）
A．向下移动 B．向上移动 C．静止不动 D．无法确定
二、填空题
11．信鸽是靠地球的 来导航的。指南针静止时S极指的是地理的 （填“南方”或“北方”）。
12．小明同学用硬纸板和大头针制作底座，把两根缝衣针磁化后，穿过按扣的两个孔，放在底座的针尖上，就制成了一个如图所示的指南针。指南针能指南北说明地球周围存在着 。该指南针静止后，针尖指南方，则针尖是指南针的 (填“N”或“S”)极。
13．抽油烟机的核心部件是电动机，图中与电动机的工作原理相同的是 图（选填“甲”或“乙”）抽油烟机工作时是利用气体流速大，压强 的原理把油烟抽到室外。
14．使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫做 ．钢与铁相比，能较长时间保持磁性的是 ．
15． 如图电路，闭合开关，能看到蹄形磁铁中的金属棒 ab 运动起来，说明有电能转化为机械能，若只改变电路中电流的方向，ab 的运动方向将 (选填“改变”或“不改变”)。该装置揭示的原理可应用于 (选填“电动机”或“发电机”)。
16．如图所示，是电和磁知识中的两个重要实验装置，甲是研究在磁场中转动的线圈产生电流的情况，这种现象是 现象；乙是研究通电线圈在磁场里受力转动的现象， 机就是根据这一原理制成的．
17．在探究产生感应电流的条件时，小东采用了如图所示的实验装置．闭合开关后，小东左右移动金属棒AB，均未发现电流表的指针发生偏转．经检查，全部实验器材均无故障且连接无误．请你猜想电流表指针不偏转的原因是 ，写出检验猜想的方法： ．
18．如图所示，一个小型风力发电机上连接着灯泡，吹动扇叶时，与之连接的灯泡发光，该发电过程中将 能转化为电能，发电机中一定 .(选填"有"或"没有")磁体。
三、计算题
19．学校为陶器烧制炉加装---个自制的可控制温度的装置，其简化的工作电路如图所示。R1、R2是炉内加热电阻，R1阻值为44Ω，R是变阻器，R0是电磁铁线圈电阻。温差电源的热点探头放在炉内，冷点探头放在20℃的恒温箱中。烧制炉接人220V的电路中，闭合开关S1、S2，衔铁与触点A接触，烧制炉处于加热状态；当电磁铁线圈中的电流达到0.01A时，衔铁被吸下与触点B接触，烧制炉进入保温状态，保温功率为200W。测试时，第一次调节R的阻值为1Ω，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉内温度t1为400℃；第二次调节R的阻值为4Ω，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉内温度t2为1000℃。求：
（1）R2的阻值；
（2）温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比，为便于设置烧制炉的保温温度t，写出R与t关系的表达式。
20．如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表所示。已知继电器的线圈电阻，左边电源电压为6V恒定不变。当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作。
温度t/℃ 0 5 10 15 20 25 30 35 40
电阻R/Ω 600 550 500 450 420 390 360 330 300
⑴请说明该自动控制装置的工作原理。
⑵计算说明该空调的启动温度是多少？
⑶为了节省电能，将空调启动温度设定为30℃，控制电路中需要串联多大的电阻？
⑷改变控制电路的电阻可以给空调设定不同的启动温度，除此之外，请你再提出一种方便可行的调节方案。
四、作图题
21．将图中的电磁铁连入你设计的电路中（在虚线内完成），要求：能改变电磁铁磁性的强弱，闭合开关S后，小磁针受力静止时，其N极如图所示．
22．请标出图中小磁针静止时的N极和两个磁极的极性。
23．请在通电螺线管两端的括号内标出N，S极，并画出磁感线的方向。
五、实验探究题
24．探究影响电磁铁磁性强弱的因素：
（1）如图将电磁铁a连入电路中，闭合开关，电磁铁的上端是 极；
（2）滑片P向 移动电磁铁吸引大头针的数目会变少；
（3）保持滑片位置不变，将铁钉抽离，用通电螺线管吸引大头针，发现吸引大头针数目 ，这就说明了铁芯具有 作用；
（4）为了探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数之间的关系，可以将线圈匝数不同的a、b两个电磁铁 联在电路中；
（5）实验中通过吸引大头针的数量显示磁性的强弱，应用了 法。
25．为了探究电磁铁的磁性强弱跟那些因素有关，小琴同学用漆包线（表面涂有绝缘漆导线）在大铁钉上绕若干匝，制成简单的电磁铁，图甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况．
（1）实验是通过观察电磁铁 来知道电磁铁磁性的强弱；像这样，用易观测的物理现象或物理量来认识或显示不易观测的物理现象或物理量是物理学常用的一种研究方法，这一方法叫做 ．
（2）当开关闭合后，甲图中N极在磁体 （选填“A”或“B”）端；若让B铁钉再多吸一些大头针，滑动变阻器的滑片应向 端移动．（选填“左”或“右”）
（3）比较 两图可知：匝数相同时，电流越大，磁性越强；
（4）由图丁可知：当电流一定时， ，磁性越强．
26．小明用如图的实验器材探究“导体AB在磁场中运动时，产生感应电流的方向与导体运动方向是否有关”．小明连接好电路图后，进行的实验步骤如下：
①闭合开关，快速向左移动导体AB，观察电流计偏转方向，并将导体运动方向和电流计指针偏转方向记录在表格中；
②将U形磁体磁极颠倒过来，快速向右移动导体AB，观察电流计偏转方向，并将导体运动方向和电流计指针偏转方向记录在表格中．请根据以上叙述，回答下列问题：
（1）小明探究问题的自变量： ；
（2）小明探究过程中存在的问题： ；
（3）请你针对小明探究过程中存在的问题，写出改正措施： ．
27．磁感应强度B用来描述磁场的强弱，国际单位是特斯拉，符号是“T”．为了探究电磁铁外轴线上磁感应强度的大小与哪些因素有关，小鹭设计了如图所示的电路，图甲电源电压6V，R为磁感应电阻，其阻值随磁感应强度变化的关系图线如图．
（1）当图乙S2断开，图甲S1闭合时，电流表的示数为 mA．闭合S1和S2，图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动，图甲中电流表的示数逐渐减小，说明磁感电阻R处的磁感应强度B逐渐 ．
（2）闭合S1和S2，滑片P不动，沿电磁铁轴线向左移动磁感电阻R，测出R离电磁铁左端的距离x与对应的电流表示数I，算出R处磁感应强度B的数值如表．请计算x=5cm时，B= T．
（3）综合以上实验数据可以得出“电磁铁外轴线上磁感应强度随电磁铁电流的增大而 ，离电磁铁越远，磁感应强度越 ．
六、综合题
28．根据古文《论衡 是应篇》中的记载：“司南之杓（用途），投之于地，其柢（握柄）指南”，学术界于1947年想象出司南的模样并印刷在邮票上．
（1）如图（甲）所示，当磁勺在正确指南时，其A 端为该磁体的 （N/S）极．
（2）1952年，中国科学院物理研究所尝试制作一具司南．如（乙）所示，制作人员根据天然磁石的磁感线分布，将磁石的 （B/C/D/E）处打磨成磁勺的A 端．
（3）把天然磁石按照正确方法打磨成磁勺后，放在粗糙的木盘上，使磁勺水平自由转动直至最终静止，但磁勺A 端总不能正确指南．将粗糙木盘换成较光滑的青铜盘才略有改善．这是因为磁勺和盘子之间的 力影响了实验效果．
（4）为达到理想的指向效果，制作人员将磁勺靠近一电磁铁，如图（丙）所示．闭合开关S，磁勺和电磁铁相互吸引，由此增加磁勺的磁性．H为电源的 极．
（5）历史上真有这样的司南吗？仍是众说纷纭．一种观点认为或许古代的磁勺比中国科学院物理研究所制作的磁勺要更 （轻/重），从而有更好的指向效果；另一种观点认为除非今后出土了司南实物，才能真正下结论．
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第二十章 电与磁 单元全真模拟提升卷
一、单选题
1．如图所示的磁体两极间磁感线的画法正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】【解答】磁体周围的磁感线应从N极出发，回到S极
A．图中磁体周围的磁感线从磁体的N极出来，回到磁体的S极，A符合题意；
B．图中磁体周围的磁感线从磁体的N极和S极都出来，B不符合题意；
C．图中磁体周围的磁感线从磁体的S极出来，回到磁体的S极，C不符合题意；
D．图中磁体周围的磁感线从磁体的S极出来，回到磁体的N极，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】磁体周围有磁场，磁场外部的磁场方向从北极回到南极。
2．下列说法中正确的是（ ）
A．法拉第发现了电流的磁效应
B．帕斯卡首先用实验的方法测出了大气压强的数值
C．伽利略通过实验得出了物体的运动不需要力来维持的结论
D．焦耳用实验确定了电流产生的热量跟电压、电流和通电时间成正比
【答案】C
【解析】【解答】A.发现电流的磁效应即电生磁的是奥斯特，A不符合题意；B.托里拆利通过托里拆利实验第一次精确的测出了大气压强的准确数值，B不符合题意；C.伽利略通过理想斜面实验研究首先得出物体的运动并不需要力来维持的结论，C符合题意；D.焦耳得出的电流发热的基本规律为：电流通过导体产生的热量跟电流的平方，导体的电阻及通电时间成正比，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】牢记常见物理学家的贡献，解答即可.
3．如图所示的四幅图中，与发电机工作原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】【解答】发电机原理是电磁感应现象，即闭合电路中一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
A．闭合图中开关后，电路中有电流，通电导体或线圈受到磁场力的作用发生运动，即通电导线在磁场中受力的作用，即是电动机的制作原理，A不符合题意；
B．图中是奥斯特实验，小磁针发针偏转说明通电导体周围有磁场，B不符合题意；
C．通电后的螺线管能够吸引铁钉，说明电流的周围存在磁场，移动滑片P，发现吸引的铁钉的多少不同，由此可以确定，电磁铁磁性的强弱和电流的大小有关，C不符合题意；
D．开关闭合后，在外力作用下使导体左右移动，切割磁感应线，则电流表指针发生偏转，说明此时有感应电流产生，这是电磁感应现象，是发电机的工作原理，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】产生感生电流的条件：①电路必须闭合；②只是电路的一部分导体在磁场中；③这部分导体做切割磁感线运动。发电机的原理是根据电磁感应现象制成的。
4．如图所示，铁球挂在弹簧测力计下方，闭合开关后将滑动变阻器 R的滑片 P向左移动一小段距离，这一过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电磁铁的磁性减弱 B．电流表的示数变大
C．电磁铁上端为 S 极 D．弹簧测力计示数变小
【答案】B
【解析】【解答】ABD．滑动变阻器R与电阻R0串联，滑动变阻器 R的滑片P向左移动，变阻器的电阻变小，总电阻变小，电压不变，根据U=IR分析可知电流变大，电流表示数变大，电磁铁的磁性增强，对铁球的引力变强，测力计受到的拉力变大，示数变大，故AD错误，B正确；
C．根据安培定则可知， 电流从电磁铁的下前方流入，上后方流出， 电磁铁的上端为N极，故C错误。
故选B。
【分析】1、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；
2、电压表与待测用电器并联测量电压，电流表串联测量用电器电流，根据欧姆定律U=IR计算用电器的电流和电阻以及电压。
5．图中，能说明电动机工作原理的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】【解答】解：A、该图是电磁继电器，是电磁铁的应用，故该选项不符合题意；
B、该图中，当闭合开关后，磁场中的导体会受力而动，即通电导线在磁场中受到力的作用，电动机就是根据此原理制成的．故该选项符合题意；
C、该图中，当导体做切割磁感线运动时，电流表的指针会发生偏转，即会产生感应电流，这是电磁感应现象，是发电机的原理，故该选项不符合题意；
D、该选项是用来研究电磁铁磁性强弱因素的实验，故该选项不符合题意．
故选B．
【分析】本题涉及的实验内容较多，解题时首先要弄清四个选项所研究的是哪些实验或现象，再进行判断；电动机的原理是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理制成的．
电动机是将电能转化为机械能的机械，它在工作时要消耗电能，因此解题时观察图形中有无电源，和发电机的原理装置区分开．
6．如图，下列有关磁现象的说法错误的是（ ）
A．如图甲，磁体周围的磁感线是真实存在的
B．如图乙，条形磁体两端磁性强、中间磁性弱
C．如图丙，地理的两极和地磁的两极并不重合
D．如图丁，司南静止时长柄指向南方是受地磁场的作用
【答案】A
【解析】【解答】A．磁感线是假想的分布在磁体周围的曲线，所以磁感线不是真实存在的，磁场是真实存在的，故A错误，符合题意；
B．由图可知，条形磁体两端磁性强、中间磁性弱，故B正确，不符合题意；
C．我国宋代的沈括，他提出磁偏角的概念，指出地理的两极和地磁的两极并不重合，故C正确，不符合题意；
D．司南长柄的一端是磁石的S极，静止时长柄指向南方是受地磁场的作用，故D正确，不符合题意。
故选A。
【分析】1、磁感线不是真实存在的，磁场是真实存在的，
2、条形磁体两端磁性强、中间磁性弱。
3、地磁场是指地球内部存在的天然磁性现象。具有北极和南极两个磁极。 地磁北极位于地理南极附近，地磁南极位于地理北极附近。
7．通过直接感知的现象，推测无法直接感知的事实，是常用的物理方法．下列根据现象所作出的推测不符合事实的是（ ）
A．红棕色二氧化碳气体的扩散现象 推测 分子是运动的
B．电路中的灯泡发光 推测 电路中有电流
C．小磁针放在磁体旁受力偏转 推测 磁体周围有磁场
D．街边的路灯同时亮、灭 推测 路灯是串联的
【答案】D
【解析】【解答】解：A、扩散现象表明组成物质的分子在不停地做无规则运动，扩散现象是可见的，而分子运动是肉眼看不见，符合事实；
B、灯泡发光说明有电流做功，灯泡发光可见，电流不可见；符合事实；
C、磁极间相互作用是通过磁场实现的，小磁针偏转，说明磁体周围有磁场，符合事实；
D、因为串联电路中各用电器相互影响，路灯都是并联的，不符合事实．
故选D．
【分析】（1）本题用到物理学方法“推理法”即：规律不能直接用实验验证，只能在实验的基础上经过概括、抽象、推理得出；
（2）要解答本题需掌握：①扩散现象是分子运动的结果；②用电器工作过程是电流做功过程；③磁场的基本性质：对放入其中的磁体产生磁力作用；④串并联电路特点．
8．如图所示的螺线管P和Q，若电路中有电流，它们将相互（ ）
A．吸引，P的右端是S极，Q的左端是N极
B．吸引，P的右端是N极，Q的左端是S极
C．排斥，P的右端是N极，Q的左端是N极
D．排斥，P的右端是S极，Q的左端是S极
【答案】B
【解析】【分析】如图所示，根据安培定则判定P端是N极，Q端是S极，根据异名磁极相互吸引，所以它们将相互吸引，选B。
【点评】解决本题的关键是熟知安培定则判定通电螺线管的磁性：用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中电流方向，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。
9．图示为交流发电机的工作原理图。线圈abcd处于水平向右的磁场中，通过两完整的铜环和电刷与小灯泡相连。在图示位置，线圈逆时针转动，电流从上往下通过小灯泡，则（ ）
A．由图示位置转过90°时，电路中没有感应电流
B．由图示位置转过180°时，电流依然从上往下通过小灯泡
C．在图示位置，只对调两磁极位置，电流依然从上往下通过小灯泡
D．在图示位置，只改变线圈转动方向，电流依然从上往下通过小灯泡
【答案】A
【解析】【解答】A．从图示位置转过90°时，线圈的ab边和cd边运动方向刚好和磁场方向平行，所以不会产生感应电流，A符合题意；
B．从图示位置转过180°时，线圈ab边由原来的向下切割磁感线变为向上切割磁感线，所以电流方向发生改变，B不符合题意；
C．将磁极位置调换，磁场方向改变，线圈运动方向未变，产生的感应电流方向改变，C不符合题意；
D．改变线圈的转动方向，就是改变切割磁感线的方向，而磁场方向未变，因此电流方向会改变，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】电磁感应中产生电流的条件是：闭合电路的部分导体，在磁场中切割磁感线时，产生电流。
10．如图所示，开关闭合，小磁铁处于静止状态后，把滑动变阻器的滑片P缓慢向右移动，此时悬挂的小磁铁的运动情况是（ ）
A．向下移动 B．向上移动 C．静止不动 D．无法确定
【答案】B
【解析】【解答】解：由图可知电流由螺线管的上方流入，则由安培定则可知螺线管下端为N极，上端为S极；则螺线管与磁铁下端为同名磁极，故应相互排斥；
当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电阻变小，则由欧姆定律可知电路中电流增大，则螺线管的磁性增强，故对磁铁的作用力增强，故此时悬挂的小磁铁的向上运动，即弹簧长度应变短．
故选B．
【分析】由电源的正负极可知电流方向，则由右手螺旋定则可知螺线管的磁极；当滑动变阻器的滑片向右移动时，可知滑动变阻器的接入电阻变化，则由欧姆定律可知电流的变化，则可知螺线管磁性强弱的变化，则由磁极间的相互作用可知磁极间的磁力的变化．
二、填空题
11．信鸽是靠地球的 来导航的。指南针静止时S极指的是地理的 （填“南方”或“北方”）。
【答案】磁场；南方
【解析】【解答】解：（1）地球周围存在着地磁场，信鸽是靠地球的磁场来导航的；（2）磁体周围存在着磁场，地球也是一个磁体，周围有地磁场；指南针静止时S极指向地理的南方，N极所指的是地理的北方，根据同名磁极互相吸引，说明地磁场的南极在地理的北极附近。
故答案为：磁场；南方.
【分析】地磁的北极在地理位置的南极附近；而地磁的南极则在地理位置的北极附近.(地磁的南北极与地理的南北极并不重合，它们的交角称磁偏角，这是我国学者：沈括最早记述这一现象.）
12．小明同学用硬纸板和大头针制作底座，把两根缝衣针磁化后，穿过按扣的两个孔，放在底座的针尖上，就制成了一个如图所示的指南针。指南针能指南北说明地球周围存在着 。该指南针静止后，针尖指南方，则针尖是指南针的 (填“N”或“S”)极。
【答案】磁场；S
【解析】【解答】地球周围存在着磁场，因此指南针可指示南北；地磁场的南北极与地理的南北极相反，即指南针北极指向磁场的南极，所以指南针的北极指向地理的北极，指南针的南极指向地理的南极。
故答案为：磁场 S
【分析】地磁的北极在地理位置的南极附近；而地磁的南极则在地理位置的北极附近.(地磁的南北极与地理的南北极并不重合，它们的交角称磁偏角，这是我国学者：沈括最早记述这一现象.）
13．抽油烟机的核心部件是电动机，图中与电动机的工作原理相同的是 图（选填“甲”或“乙”）抽油烟机工作时是利用气体流速大，压强 的原理把油烟抽到室外。
【答案】乙；小
【解析】【解答】解：抽油烟机的核心部件是电动机，抽油烟机工作时消耗电能，产生机械能，是利用通电导体在磁场中受力而转动；
图甲中没有电源，是原理是电磁感应现象，图乙有电源，是利用通电导体在磁场中受力而转动，是电动机的原理图，所以与电动机的工作原理相同的是乙图；
由流体压强与流速的关系：流速越大的位置压强越小，可知抽油烟机在工作时，由于转动的扇叶处气体的流速大，压强小，从而在周围大气压的作用下将油烟压向扇口排出。
故答案为：乙；小。
【分析】磁场对电流的作用：通电导线在磁场中要受到磁力的作用.是由电能转化为机械能.应用是制成电动机.发电机的原理是根据电磁感应现象（电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流，这种现象叫电磁感应，产生的电流叫感应电流）制成的.
流体压强与流速的关系：流速越大的位置压强越小.
14．使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫做 ．钢与铁相比，能较长时间保持磁性的是 ．
【答案】磁化；钢
【解析】【解答】解：使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫做磁化．永磁体就是能长期保持磁性的磁体，钢与铁相比，能较长时间保持磁性的是钢．
故答案为：磁性；钢．
【分析】首先要了解磁化和永磁体的概念，然后再进行解答．
15． 如图电路，闭合开关，能看到蹄形磁铁中的金属棒 ab 运动起来，说明有电能转化为机械能，若只改变电路中电流的方向，ab 的运动方向将 (选填“改变”或“不改变”)。该装置揭示的原理可应用于 (选填“电动机”或“发电机”)。
【答案】改变；电动机
【解析】【解答】 第1空、 根据通电导体在磁场中受力运动的原理，受力方向与电流方向和磁场方向有关。当只改变电路中电流的方向时，金属棒 ab 所受安培力的方向会改变，从而导致其运动方向改变。故该空填“ 改变 ”；
第2空、 电动机就是利用通电导体在磁场中受力运动来工作的。该装置中，电能使金属棒运动，实现了电能到机械能的转化，这与电动机的工作原理完全相符。通过观察该装置的现象和原理，能够直接与电动机的工作机制相对应，所以可以应用于电动机。故该空填“ 电动机 ”。
【分析】 根据通电导体在磁场中受力方向与电流方向相关的知识，得出只改变电流方向会使运动方向改变的；通过分析该装置中电能转化为机械能且导体在磁场中受力运动这一现象与电动机工作原理的一致性。
16．如图所示，是电和磁知识中的两个重要实验装置，甲是研究在磁场中转动的线圈产生电流的情况，这种现象是 现象；乙是研究通电线圈在磁场里受力转动的现象， 机就是根据这一原理制成的．
【答案】电磁感应；电动
【解析】【解答】解：
甲图是发电机的原理图，线圈在磁场中转动切割磁感线时会产生感应电流，这种现象就是电磁感应现象；
乙图是电动机的原理图，通电线圈在磁场中会受力转动．
故答案为：电磁感应；电动．
【分析】线圈在磁场中转动切割磁感线时会产生感应电流，这种现象就是电磁感应现象．机械能转化成电能，是发电机的原理．
通电线圈在磁场中受力转动，电能转化成机械能，是电动机的原理．
17．在探究产生感应电流的条件时，小东采用了如图所示的实验装置．闭合开关后，小东左右移动金属棒AB，均未发现电流表的指针发生偏转．经检查，全部实验器材均无故障且连接无误．请你猜想电流表指针不偏转的原因是 ，写出检验猜想的方法： ．
【答案】感应电流太小；将电流表更换为灵敏电流计，再进行实验
【解析】【解答】解：
在探究产生感应电流的条件时，小东采用了如图所示的实验装置，闭合开关后，小东左右移动金属棒AB，电流表的指针均未发生偏转；经检查，全部实验器材均无故障且连接无误，而图中电流表量程为0～0.6A，由此可以猜想：感应电流太小，电流表的灵敏度太低，无法检测到该实验产生的微小电流；
检验方法：将电流表更换为灵敏电流计，闭合开关后，左右快速移动金属棒，观察灵敏电流计的指针是否发生偏转．
故答案为：感应电流太小；将电流表更换为灵敏电流计，再进行实验．
【分析】在电磁感应实验中，操作过程是正确的，且全部实验器材均无故障且连接无误，看不到电流表的偏转，可能是由于感应电流太小或电流表分度值太大导致的．
18．如图所示，一个小型风力发电机上连接着灯泡，吹动扇叶时，与之连接的灯泡发光，该发电过程中将 能转化为电能，发电机中一定 .(选填"有"或"没有")磁体。
【答案】机械；有
【解析】【解答】 （1）一个小型风力发电机上连接着灯泡，吹动扇叶时，灯泡发光，将机械能转化为电能；
（2）发电机利用电磁感应原理制成，故发电机中一定有磁体。
【分析】（1）发电机发电时，将机械能转化为电能；
（2）电磁感应：闭合导体的一部分在磁场中做切割磁感线运动时，在导体中产生感应电流的现象，故需要有磁体和闭合的线圈构成。
三、计算题
19．学校为陶器烧制炉加装---个自制的可控制温度的装置，其简化的工作电路如图所示。R1、R2是炉内加热电阻，R1阻值为44Ω，R是变阻器，R0是电磁铁线圈电阻。温差电源的热点探头放在炉内，冷点探头放在20℃的恒温箱中。烧制炉接人220V的电路中，闭合开关S1、S2，衔铁与触点A接触，烧制炉处于加热状态；当电磁铁线圈中的电流达到0.01A时，衔铁被吸下与触点B接触，烧制炉进入保温状态，保温功率为200W。测试时，第一次调节R的阻值为1Ω，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉内温度t1为400℃；第二次调节R的阻值为4Ω，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉内温度t2为1000℃。求：
（1）R2的阻值；
（2）温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比，为便于设置烧制炉的保温温度t，写出R与t关系的表达式。
【答案】（1）解：（1）烧制炉保温状态时，R1与R2串联，根据可知，总电阻，
R2的阻值R2=R总-R1=242Ω-44Ω=198Ω。
答：R2的阻值198Ω。
（2）解：温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比，即U温差=k（t-t0），且根据欧姆定律有U温差=I（R+R0），则有k（t-t0）=I（R+R0），冷点探头温度t0=20℃，保温时电磁铁线圈的电流I=0.01A
第一次测试：变阻器电阻R'=1Ω，炉内温度t1=400℃，则有k（t1-t0）=I（R'+R0）
第二次测试：变阻器电阻R″=4Ω，炉内温度t2=1000℃，则有k（t2-t0）=I（R″+R0）
代入数据，解得：电磁铁线圈电阻R0=0.9Ω 温差电源提供的电压与两探头间的温度差的比值 k=5×10-5V/℃，则R与t关系的表达式为R=（5×10-3t-1）Ω。
答：与t关系的表达式为R=（5×10-3t-1）Ω。
【解析】【分析】 （1）烧制炉保温状态时，R1与R2串联，根据结合串联电阻的规律求解。（2）温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比，据此得出函数表达式，结合欧姆定律及函数表达式分析。
（1）烧制炉保温状态时，R1与R2串联，根据可知，总电阻，R2的阻值
（2）温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比，即，且根据欧姆定律有，则有，冷点探头温度，保温时电磁铁线圈的电流；第一次测试：变阻器电阻，炉内温度，则有①；第二次测试：变阻器电阻，炉内温度，则有②解得电磁铁线圈电阻 温差电源提供的电压与两探头间的温度差的比值，则R与t关系的表达式为
20．如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表所示。已知继电器的线圈电阻，左边电源电压为6V恒定不变。当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作。
温度t/℃ 0 5 10 15 20 25 30 35 40
电阻R/Ω 600 550 500 450 420 390 360 330 300
⑴请说明该自动控制装置的工作原理。
⑵计算说明该空调的启动温度是多少？
⑶为了节省电能，将空调启动温度设定为30℃，控制电路中需要串联多大的电阻？
⑷改变控制电路的电阻可以给空调设定不同的启动温度，除此之外，请你再提出一种方便可行的调节方案。
【答案】解：（1）随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，当电流达到15mA时，衔铁被吸合，右侧空调电路连通，空调开始工作．当温度下降时，控制电路电阻增大，电流减小，减小到一定值，使空调电路断开，这样就实现了自动控制．
（2）电路启动时的总电阻：，
此时热敏电阻的阻值：，
对照表格数据可知，此时的启动温度是25℃．
（3）因为电路启动时的总电阻为400Ω，
由表中数据可知，空调启动温度设定为30℃时，热敏电阻的阻值为360Ω，
则电路中还应串联的电阻：。
（4）因为本装置启动的电流是一定的，因此，既可通过改变电阻来改变电流，可以通过将左边电源改为可调压电源来实现对其控制。
【解析】【分析】本装置的实质是一个电磁继电器，对电磁继电器工作原理的了解是解题的基础．通过这一装置，重点考查了对电路中电流、电阻变化的分析，既要理解装置的工作过程，同时还要会从表格的数据中获取有用的信息，具有一定的综合性，难度较大．尤其是对新的改进方案的提出，更是需要深入理解本装置的工作实质。
四、作图题
21．将图中的电磁铁连入你设计的电路中（在虚线内完成），要求：能改变电磁铁磁性的强弱，闭合开关S后，小磁针受力静止时，其N极如图所示．
【答案】解：改变线圈中的电流大小可以改变电磁铁磁性的强弱，因此电路中要有一个滑动变阻器．要使电磁铁的左端为S极，由安培定则可以判定，电流要从电磁铁的左端流入．故设计电路如下：
【解析】【分析】要改变电磁铁磁性的强弱，就需要从决定电磁铁磁性强弱的因素电流大小、线圈匝数、有无铁芯这几方面去考虑．由于线圈匝数、铁芯这两个方面已经确定．故只有从电流大小去考虑．
要使小磁针静止在图示位置，就要使电磁铁的左端为S极，右端为N极．然后利用安培定则来确定电流方向．
22．请标出图中小磁针静止时的N极和两个磁极的极性。
【答案】解：如下图：
【解析】【解答】磁体周围的磁感线从N极出发回到S极，所以AB为N极，因为小磁针静止时N极指向的方向与该点磁感线的方向一致，所以小磁针的下端为N极，如下图所示：
【分析】磁感线从磁体N极出发，回到S极；
磁体间的相互作用：同名磁极相排斥，异名磁极相吸引。
23．请在通电螺线管两端的括号内标出N，S极，并画出磁感线的方向。
【答案】解：如下图所示：
【解析】【解答】解：用右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指的方向是通电螺线管的N极，所以右端是N极，左端是S极，磁体周围的磁感线从N极出发回到S极，则磁体外部的磁感线方向向左，如下图所示：
【分析】利用安培定则判断螺线管的磁极，磁体周围的磁感线从N极出发回到S极.
五、实验探究题
24．探究影响电磁铁磁性强弱的因素：
（1）如图将电磁铁a连入电路中，闭合开关，电磁铁的上端是 极；
（2）滑片P向 移动电磁铁吸引大头针的数目会变少；
（3）保持滑片位置不变，将铁钉抽离，用通电螺线管吸引大头针，发现吸引大头针数目 ，这就说明了铁芯具有 作用；
（4）为了探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数之间的关系，可以将线圈匝数不同的a、b两个电磁铁 联在电路中；
（5）实验中通过吸引大头针的数量显示磁性的强弱，应用了 法。
【答案】（1）S
（2）右
（3）变少；增强磁性
（4）串
（5）转换
【解析】【解答】（1）电流从螺线管的下端流入，上端流出，根据安培定则可得，螺线管的上端为S极，下端为N极。
（2）在线圈匝数和铁芯一定时，电流越小，磁性越弱，吸引大头针的数目越少，所以要使通过电路的电流变小，变阻器连入电路的电阻变大，滑片P应向右移。
（3）将铁钉抽离，用通电螺线管吸引大头针，发现吸引大头针数目减小，磁性减弱，这就说明了铁芯具有增强磁性的作用。
（4）为了探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数之间的关系，应该控制电流大小相同且都有铁芯，所以可以将线圈匝数不同的a、b两个电磁铁串联在电路中。
（5）电磁铁的磁性强弱无法直接测量或观察，把电磁铁吸引大头针个数的多少来反映电磁铁磁性的强弱，应用了转换法。
【分析】（1）电流从螺线管的下端流入，上端流出，根据安培定则可得磁极极性；
（2）在线圈匝数和铁芯一定时，电流越小，磁性越弱；
（3）铁芯具有增强磁性的作用；
（4）为了探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数之间的关系，应该控制电流大小相同且都有铁芯；
（5）电磁铁吸引大头针个数的多少来反映电磁铁磁性的强弱，应用了转换法。
25．为了探究电磁铁的磁性强弱跟那些因素有关，小琴同学用漆包线（表面涂有绝缘漆导线）在大铁钉上绕若干匝，制成简单的电磁铁，图甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况．
（1）实验是通过观察电磁铁 来知道电磁铁磁性的强弱；像这样，用易观测的物理现象或物理量来认识或显示不易观测的物理现象或物理量是物理学常用的一种研究方法，这一方法叫做 ．
（2）当开关闭合后，甲图中N极在磁体 （选填“A”或“B”）端；若让B铁钉再多吸一些大头针，滑动变阻器的滑片应向 端移动．（选填“左”或“右”）
（3）比较 两图可知：匝数相同时，电流越大，磁性越强；
（4）由图丁可知：当电流一定时， ，磁性越强．
【答案】（1）吸引大头针的数量；转换法
（2）A；左
（3）乙、丙
（4）线圈匝数越多
【解析】【解答】解： (1)用电磁铁吸引大头针的多少来反映电磁铁磁性的强弱，属于转换法；
(2)在甲图中可知，电流从电源正极出发，经开关、变阻器流向螺线管，根据安培定则，甲图中N极在磁体A端；若让B铁钉再多吸一些大头针，应增大电流的大小，由欧姆定律，应减小变阻器连入电路中的电阻大小，即滑动变阻器的滑片应向左移动；
(3)研究磁性强弱与电流的关系，应控制线圈的匝数相同，改变电流的大小，应比较乙、丙两图，线圈匝数相同，变阻器连入电路中的电阻乙图中大于丙图，由欧姆定律，乙图中的电流小于丙图中的电流，吸引大头针的丙图中数量多，磁性强；
(4)在电流一定时，研究磁性强弱与匝数的关系，应改变匝数的多少，丁图中两个电磁铁串联，通过电磁铁的电流相等，线圈匝数越多的电磁铁吸引大头针数量越多，磁性越强.
故答案为：（1）吸引大头针的数量；转换法；（2）A，左；（3）乙、丙；（4）线圈匝数越多．
【分析】（1）电磁铁的磁性强弱通过吸引大头针的多少来反映，采用了转换法；
（2）判断通过螺线管中的电流方向，由安培定则确定其极性；若让B铁钉再多吸一些大头针，应增大电流的大小，结合欧姆定律回答；
（3）根据影响电磁铁磁性强弱的因素，控制线圈匝数相同，研究与电流大小的关系；
（4）根据影响电磁铁磁性强弱的因素，控制电流相同，研究与线圈匝数多少的关系．
26．小明用如图的实验器材探究“导体AB在磁场中运动时，产生感应电流的方向与导体运动方向是否有关”．小明连接好电路图后，进行的实验步骤如下：
①闭合开关，快速向左移动导体AB，观察电流计偏转方向，并将导体运动方向和电流计指针偏转方向记录在表格中；
②将U形磁体磁极颠倒过来，快速向右移动导体AB，观察电流计偏转方向，并将导体运动方向和电流计指针偏转方向记录在表格中．请根据以上叙述，回答下列问题：
（1）小明探究问题的自变量： ；
（2）小明探究过程中存在的问题： ；
（3）请你针对小明探究过程中存在的问题，写出改正措施： ．
【答案】导体的运动方向；没有控制磁场方向不变（改变导体运动方向的同时又改变了磁场方向）；保持U型磁铁N、S位置不变，只改变导体AB的运动方向
【解析】【解答】(1)根据“ 产生感应电流的方向与导体运动方向是否有关 ”可知，小明探究问题的自变量是导体的运动方向，因变量为感应电流的方向；
(2)根据控制变量法的要求可知，实验时应控制磁场的方向不变，改变导体运动的方向，而由实验步骤①②可知，将U型磁铁上下颠倒，此时磁场的方向发生了变化，所以存在的问题是：没有控制磁场方向不变；
(3)改正的措施为：U型磁体不动，改变导体运动的方向，观察检流计方向，并将导体运动方向和检流计指针偏转方向记录在表格中。
故答案为：导体的运动方向；没有控制磁场方向不变（改变导体运动方向的同时又改变了磁场方向）；保持U型磁铁N、S位置不变，只改变导体AB的运动方向。
【分析】（1）根据控制变量法分析自变量。
（2）探究“导体在磁场中运动时，产生感应电流的方向与导体运动方向是否有关”时应控制磁场的方向不变；
（3）根据不变量写出改正措施。
27．磁感应强度B用来描述磁场的强弱，国际单位是特斯拉，符号是“T”．为了探究电磁铁外轴线上磁感应强度的大小与哪些因素有关，小鹭设计了如图所示的电路，图甲电源电压6V，R为磁感应电阻，其阻值随磁感应强度变化的关系图线如图．
（1）当图乙S2断开，图甲S1闭合时，电流表的示数为 mA．闭合S1和S2，图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动，图甲中电流表的示数逐渐减小，说明磁感电阻R处的磁感应强度B逐渐 ．
（2）闭合S1和S2，滑片P不动，沿电磁铁轴线向左移动磁感电阻R，测出R离电磁铁左端的距离x与对应的电流表示数I，算出R处磁感应强度B的数值如表．请计算x=5cm时，B= T．
（3）综合以上实验数据可以得出“电磁铁外轴线上磁感应强度随电磁铁电流的增大而 ，离电磁铁越远，磁感应强度越 ．
【答案】（1）60；增大
（2）0.40
（3）增大；小
【解析】【解答】（1）当图乙S2断开，图甲S1闭合时，即磁场强度为零，据图2可知，此时的R=100Ω，故此时电路中的电流是：I=U/R=6V/100Ω=0.06A=60mA；图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动，有效电阻变小，电流变大磁场变强，图甲中电流表的示数逐渐减小，即R的电阻变大，据此分析可知：磁感电阻R处的磁感应强度B逐渐增大；（2）x=5cm时，对于图表得出电流是30mA，据欧姆定律可知，R=U/I=6V/0.03A=200Ω，故对应磁场的强度是0.40T；（3）综合以上实验数据，分析（2）中的表格数据可以得出“电磁铁外轴线撒花姑娘磁感应强度随电磁铁电流的增大而增大，离电磁铁越远，磁感应强度越小。
【分析】（1）根据电压和电阻，利用欧姆定律可以计算电流的大小，滑动变阻器电阻减小时，电路中电流变大，磁性变强，但另一电路中电流计减小，说明电阻变大了，于是得出电阻随磁性增强而变大；
（2）根据电源电压和测量的电流计算电阻，结合电阻和磁场强弱的关系图像判断磁场强度大小；
（3）电磁铁的磁性随电流增大而增大，离磁体越远，磁感应强度减弱。
六、综合题
28．根据古文《论衡 是应篇》中的记载：“司南之杓（用途），投之于地，其柢（握柄）指南”，学术界于1947年想象出司南的模样并印刷在邮票上．
（1）如图（甲）所示，当磁勺在正确指南时，其A 端为该磁体的 （N/S）极．
（2）1952年，中国科学院物理研究所尝试制作一具司南．如（乙）所示，制作人员根据天然磁石的磁感线分布，将磁石的 （B/C/D/E）处打磨成磁勺的A 端．
（3）把天然磁石按照正确方法打磨成磁勺后，放在粗糙的木盘上，使磁勺水平自由转动直至最终静止，但磁勺A 端总不能正确指南．将粗糙木盘换成较光滑的青铜盘才略有改善．这是因为磁勺和盘子之间的 力影响了实验效果．
（4）为达到理想的指向效果，制作人员将磁勺靠近一电磁铁，如图（丙）所示．闭合开关S，磁勺和电磁铁相互吸引，由此增加磁勺的磁性．H为电源的 极．
（5）历史上真有这样的司南吗？仍是众说纷纭．一种观点认为或许古代的磁勺比中国科学院物理研究所制作的磁勺要更 （轻/重），从而有更好的指向效果；另一种观点认为除非今后出土了司南实物，才能真正下结论．
【答案】（1）S
（2）D
（3）摩擦
（4）正
（5）轻
【解析】【解答】解：（1）磁勺在正确指南时，地理的南极正是地磁的N极，异名磁极相互吸引，因此，其A端为该磁体S极；（2）如（乙）所示，根据天然磁石的磁感线分布，可判断D端是S极，也就是磁勺的A端；（3）将粗糙木盘换成较光滑的青铜盘才略有改善．这是因为磁勺和盘子之间的摩擦力影响了实验效果．（4）因为异名磁极相互吸引；用安培定则判断通电螺线管的两极极性以及电流方向，H端为电源的正极；（5）压力越小，摩擦力越小；故古代的磁勺有更好的指向效果；是因为磁勺轻，压力小，摩擦力减小．故答案为：（1）S；（2）D；（3）摩擦；（4）正；（5）轻．
【分析】（1）磁体静止时，指南的叫南极用字母S表示；指北的叫北极，用字母N表示；（2）磁体周围的磁感线，都是从磁体的N极出发，回到S极；（3）摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关；在压力相同的情况下，接触面越粗糙，摩擦力越大．（4）磁极间的作用规律是：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；可用安培定则判断通电螺线管的两极极性；（5）磁勺越轻（质量小），压力就越小，摩擦力就小，从而有更好的指向效果．
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