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第十八章 磁及其相互作用 单元综合强化训练卷
一、单选题
1．指南针是我国四大发明之一。《论衡》记载：司南之杓，投之于地，其柢指南。如图所示的司南放在水平光滑的“地盘”上，静止时它的长柄指向南方。说明（ ）
A．司南长柄所指方向是地磁南极
B．司南长柄一端是磁体的北极
C．司南长柄所指方向是地理南极
D．地磁场的北极在地理的北极附近
2．如图所示，电动机的工作原理与下面哪个实验现象的原理是相同的（ ）
A． 导体水平运动产生电流
B． 通电后磁针偏转
C． 自制电磁铁
D． 通电导线在磁场中受力
3．古诗《扬子江》中 “臣心一片磁针石，不指南方不肯休”，诗人用“磁针石指南”这一固有自然现象来表达他对国家的忠贞情怀。关于磁针石，下列说法正确的是
A．磁针石只有一个磁极
B．磁针石指南，是由于受到地磁场的作用
C．磁针石周围存在磁感线
D．磁针石静止时，其S极指向地理北极附近
4．如图所示的四个实验中，说明发电机工作原理的实验是
A． B．
C． D．
5．电动汽车逐渐被更多的家庭认可，它是以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶的车辆，其对环境影响相对传统汽车较小，图中能说明电动汽车电机工作原理的是（ ）
A． B．
C． D．
6．如图所示是动圈式话筒的构造示意图，当人对着话筒说话时，声音使膜片振动，与膜片相连的线圈在磁场中运动，产生随声音变化而变化的电流，经放大后通过扬声器还原成声音．关于动圈式话筒下列说法正确的是（ ）
A．是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的
B．是利用电磁感应现象的原理工作的
C．工作时将电能转化为机械能
D．与电磁继电器的工作原理相同
7．如图所示，四个完全相同的条形磁体叠放在水平桌面上，甲，乙两图中桌面受到的压力分别为F甲、F乙。压强分别为P甲、P乙。关于它们的大小比较，下列说法正确的是（ ）
A．F甲=F乙 P甲=P乙 B．F甲>F乙 P甲>P乙
C．F甲
F乙 P甲=P乙
8．如图是小马制作的神奇转框，框的上部中央与电池正极相连，下部紧贴在与电池负极相连的可导电的柱形磁体两侧，金属框就能持续转动，以下各图与其工作原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
9．在如图所示的几个实验中，下列表述正确的是
A．图（a）研究电磁铁中电流大小与磁性强弱的关系
B．图（b）研究电磁感应现象
C．图（c）研究磁场对电流的作用
D．图（d）研究电流的磁场
10．如图所示四个实验现象中，揭示了电动机工作原理的是（ ）
A． B．
C． D．
二、填空题
11．地磁的南极在地理 极附近，放在地面附近的小磁针静止时，其北极指向 方。
12．学习了电学和磁学后，我们知道，对人体的安全电压是不高于 V；世界上第一个发现电流的周围存在着磁场的科学家是
。
13．图所示的实验中，闭合开关后，支架上原先静止的轻质铝管会朝某个方向滚动，这表明磁场对通电导体会产生 的作用．改变磁场的方向或者 的方向，可以使原先静止的铝管开始运动的方向发生改变． （选填“电动机”或“发电机”）就是根据这个原理制成的．
14．磁感线从磁铁的 极出发，回到磁铁的 极；磁感线上某点的 方向表示该点的磁场方向．
15． 科学既是物理的，也是化学的，还是地理的……某款暖手包，包内的物质含有醋酸钠，其液体可以通过凝固放热，再以 （选填“做功”或“热传递”）方式温暖我们的双手；教学用磁悬浮地球仪应用了同名磁极相互 的规律。
16．《梦溪笔谈》中有对“缕悬法”的描述，以独根蚕丝作悬线，悬线的一端用蜡粘结磁针中部，另一端悬挂于木架上，静止时，磁针两端指南北方向。“缕悬法”中磁针之所以指南北，是因为磁针受到 的作用。书中另有对“海市”奇景的记载，在登州的海上，有时空中会出现清晰可见的宫殿居室、台阁景观等景象。“海市”奇景是由于光在不均匀的空气中发生 形成的。
17．如图所示，是一款航天员造型音箱，其工作原理是通电导线在磁场中受到力的作用，下列实例中与该音箱工作原理一致的是 图；与发电机工作原理相同的是 图。
18． 小华在家自制了一个通电螺线管如图所示。当他把这个螺线管通电并悬挂起来，发现螺线管的右端总是指向地理的 极；她尝试增加一节电池后，发现螺线管吸引的铁钉的数目会 。
三、计算题
19．李强购置了一辆符合新国标的电动车，如图所示，其整车质量为50kg千克，最高速度为25km/h，g取10N/kg，求：
（1）对电动车蓄电池充电时，电能转化为 能；行驶时电动机提供动力，其工作原理是 ；
（2）李强骑车在水平路面上匀速行驶了2min，通过的路程为600m，则它骑行的速度是多少m/s？
（3）当质量为70kg的李强在水平路面上骑车行驶时，车轮与水平地面的总接触面积是100cm2，则车对地面的压强是多少Pa？
（4）新国标为什么对电动车的整车质量、最高速度都进行了限制？请用所学物理知识简要分析原因 。
20．如图所示，这是陕西某景区为游客服务的观光车，方便快捷，其质量为1000kg。（g取10N/kg）
（1）观光车的主要部件是电动机，其工作原理是 ；
（2）当观光车上司机和乘客的总质量为600kg时，观光车静止在水平路面上，轮胎与路面的总接触面积是400cm2，则观光车对水平路面的压强为多少？
（3）若观光车在水平路面上匀速直线行驶时，受到的阻力是500N，则观光车以5m/s的速度匀速直线行驶5min牵引力所做的功是多少？
四、作图题
21．指南针是中国的四大发明之一，这是我国对人类所作出的巨大贡献，指南针是利用地磁场指示方向。如图所示，地球是一个大磁体，类似条形磁铁，请在图中标出地磁场的N、S极，静止小磁针N、S极，用箭头标出P点的地磁场方向。
22．请在图中标出螺线管的N极和其中一条磁感线的方向．
23．（1）如图所示，一片树叶在空中向下标落，O为树叶的重心，请画出树叶重力的示意图．
（2）如图所示，把螺线管沿着东西方向水平悬挂起来，然后给导线通电，要使螺线管转动后，静止时A端指南，请标出导线中的电流方向．
（3）如图所示，一束光射向玻璃三棱镜并穿过三棱镜，请画出这束光进入三棱镜和离开三棱镜后的光线（画出法线）．
五、实验探究题
24．冰冰同学用图示装置进行了磁现象知识研究。在铁架台上面虚线框中是由可调电压的学生电源、导体ab（在下虚线框内）、保护电阻、开关组成一回路。下面虚线框中由蹄型电磁铁、滑动变阻器和开关、电源（在上虚线框内）构成回路。
（1）冰冰连接好电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，导体ab仍静止不动，检查发现电路连接正确、各实验器材都完好，请你帮忙分析出现上述情况的原因是 （写出一点即可）；
（2）找出问题并正确处理后，将变阻器的滑片P移到图示位置，闭合开关S，发现导体ab向右摆动，此实验现象可以说明 的工作原理；
（3）利用本实验装置及实验现象可以探究或说明的磁现象知识有____。
A．电流的磁效应
B．感应电流产生的条件
C．磁场对电流的作用
D．电磁铁的磁场强弱与电流大小的关系
25．如图所示是一些仪器、电子设备及物理实验的装置，请回答下列问题：
（1）液体温度计是实验室常用的仪器，是根据液体的 性质制成，如图甲所示的温度计示数是 。
（2）如图乙所示是小明家的电表，此时的示数是 ；在内小明观察到他家电表指示灯闪烁了次，他家在这段时间内共消耗了 的电能。
（3）如图丙所示的实验装置，闭合开关，观察到铜杆向右运动，说明 对铜杆有力的作用；断开开关，仅对调电源正、负极，再闭合开关，铜杆会向 运动。
26．在物理学中，磁感应强度（用字母 B 表示，国际单位是特斯拉，符号是T）表示磁场的强弱，磁感应强度B越大，磁场越强；磁感线形象、直观描述磁场，磁感线越密，磁场越强．
（1）图甲为某磁极附近磁感线的方向和分布的示意图．由图可知，该磁极为 极，若在2处放置一个小磁针，当小磁针静止时，其指向应是图乙中的 ；位置1处磁感应强度 位置2 处的磁感应强度（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（2）如果电阻的大小随磁场的强弱变化而变化，则这种电阻叫磁敏电阻．某磁敏电阻 R 的阻值随磁感应强度B变化的图象如图丙所示．根据图线可知，磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而 ．（填“增大”或“减小”）
（3）利用该磁敏电阻的R﹣B 特性曲线可以测量磁场中各处的磁感应强度．
①将该磁敏电阻R放置在图甲磁场中的位置1 处．小吴设计了一个可以测量该磁敏电阻R的电路，并连接成如图丁所示的实验电路，其中磁敏电阻所处的磁场未画出．
②正确接线后，测得的数据如下表格所示．该磁敏电阻的测量值为 ．
根据该磁敏电阻的R﹣B特性曲线（图丙）可知，位置1 处的磁感应强度为 T．
1 2 3
U/V 1.5 3.0 4.5
I/mA 3.0 6.0 9.0
27． 降水量是指一段时间内，雨水（或融化后的固体降水）未经蒸发、渗透和流失所积聚起来的水层深度。为了监测降水量，科创小组制作了“翻斗式雨量计”，装置外观是上端开口的圆柱体，如图1甲。内部结构示意图如图1乙。装置核心部件如图1丙，它是用中间隔板分开的两个完全对称的三角形容器，可绕O点处的水平轴转动，从而使两侧容器轮流接水，当一侧容器接满10mL雨水时会发生翻转，将水倒出，随着降雨持续，翻斗左右翻转，过程如图1丁。磁铁与配重通过连杆安装在翻斗上并随翻斗左右摆动，当磁铁经过磁感应开关（两者相互作用力忽略不计）时，磁感应开关通过电流传感器将翻斗翻转信息变成电信号，从而推算降水量。
（1）翻斗在水平位置时是等臂杠杆，实验器材中属于等臂杠杆的有 。
（2）连杆上装有可调高度的配重。校准过程，若倒入的水量总是大于10mL时翻斗才发生翻转，可通过 （填“降低”或“升高”）配重在连杆上的位置进行调整。
（3）图2甲是翻斗翻转信息变为电信号的工作电路，电源电压不变，、为定值电阻，。某次降雨，电流传感器（电阻不计）测得电流随时间变化关系如图2乙。
①当磁铁每次经过磁感应开关时，开关状态是 。
②“翻斗式雨量计”顶端开口面积为0.1m2，由图2乙可知该地区30min内降水量约为 mm，降水量变化趋势是 。（测量前翻斗内无水）
③由图2可知， 。
（4）若该装置在我国北方地区使用，可改进的措施是 。
六、综合题
28．如图是世界最小的电动汽车WalkCar，主要参数如表所示，g取10N/kg。
质量 2kg
地面接触总面积 10cm2
最高车速 18km/h
最长远行距离 12km
（1）WalkCar用电动机作动力，电动机的工作原理是 ；
（2）小明站在上面时，对水平地面产生的压强是6.2×105Pa，小明的质量为多少千克 ？
（3）若小明站在上面以最高车速在水平路面上匀速前行10km，所受阻力为总重力的0.1倍，此过程中牵引力做功的功率 ；
（4）与燃油小汽车相比，其优点是 （写出一条即可）。
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第十八章 磁及其相互作用 单元综合强化训练卷
一、单选题
1．指南针是我国四大发明之一。《论衡》记载：司南之杓，投之于地，其柢指南。如图所示的司南放在水平光滑的“地盘”上，静止时它的长柄指向南方。说明（ ）
A．司南长柄所指方向是地磁南极
B．司南长柄一端是磁体的北极
C．司南长柄所指方向是地理南极
D．地磁场的北极在地理的北极附近
【答案】C
【解析】【解答】指南针是根据磁体的指向性工作的，地球本身是一个巨大的磁体，地球周围的磁场叫做地磁场，地磁场的南极在地理的北极附近，而地磁场的北极在地理的南极附近，所以思南长柄所指方向是地理南极，地磁北极，而思南长柄一端则是磁体的南极。ABD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C
【分析】指南针的磁极受地磁场的影响指示南北。
2．如图所示，电动机的工作原理与下面哪个实验现象的原理是相同的（ ）
A． 导体水平运动产生电流
B． 通电后磁针偏转
C． 自制电磁铁
D． 通电导线在磁场中受力
【答案】D
【解析】【解答】电动机的原理是通电导体在磁场中受力运动；A图是电磁感应，是发电机的原理；B图说明通电导线周围存在磁场；C图说明影响电磁铁磁性强弱的因素；D图是电动机的原理，通电导体在磁场中受力运动。
故答案为：D。
【分析】电动机的原理是通电导体在磁场中受力或通电线圈在磁场中受力转动，发电机的原理是电磁感应现象。
3．古诗《扬子江》中 “臣心一片磁针石，不指南方不肯休”，诗人用“磁针石指南”这一固有自然现象来表达他对国家的忠贞情怀。关于磁针石，下列说法正确的是
A．磁针石只有一个磁极
B．磁针石指南，是由于受到地磁场的作用
C．磁针石周围存在磁感线
D．磁针石静止时，其S极指向地理北极附近
【答案】B
【解析】【解答】A．磁针石具有磁性，具有两个磁极，故A错误；
B．磁针石受到地磁场的作用，静止时指南方，故B正确；
C．磁感线是为了描述磁场而引入的，不是真实存在的，故C错误；
D．磁针石静止时，其S极指向地磁北极，地磁北极在地理南极附近，故D错误。
故答案为：B。
【分析】 地磁场是指地球内部存在的天然磁性现象。地球可视为一个磁偶极，其中一极位在地理北极附近，另一极位在地理南极附近。通过这两个磁极的假想直线（磁轴）与地球的自转轴大约成11.3度的倾斜。
4．如图所示的四个实验中，说明发电机工作原理的实验是
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】【解答】解：A、该实验是奥斯特实验，小磁针发针偏转说明通电导体周围有磁场，是电流的磁效应，故A错误；
B、此图是电磁继电器的原理图：开关闭合后，电路中有电流，电磁铁吸引衔铁，是电流的磁效应；触电将电热器接通时，电热器产生热量，是电流的热效应；触点将电动机接通时，电动机转动，电能转化为机械能；故B错误；
C、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，是发电机的制作原理，故C正确；
D、开关闭合后，电路中有电流，通电导体受到磁场力的作用发生运动，是电动机的制作原理，故D错误．
故选C．
【分析】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，即发电机的原理图中没电源，有电源的实验装置图不是发电机．
5．电动汽车逐渐被更多的家庭认可，它是以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶的车辆，其对环境影响相对传统汽车较小，图中能说明电动汽车电机工作原理的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】【解答】A．闭合开关，通电导线周围存在磁场，使小磁针发生偏转，是电流的磁效应，A不符合题意；
B．磁极间存在的相互作用，同名磁极互相相斥，异名磁极互相吸引，B不符合题意；
C．如图反应了通电线圈在磁场中受力的作用的，从而使线圈发生转动，能说明电动汽车电机工作原理，C符合题意；
D．如图是发电机的工作原理，线圈在外力驱动下在磁场中转动，产生感应电流，这是电磁感应现象，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】研究通电导体在磁场中受力的实验装置中有电池，电能转化为机械能，根据此原理制成电动机；研究电磁感应现象的实验装置中没有电池，机械能转化为电能，根据此原理制成发电机。
6．如图所示是动圈式话筒的构造示意图，当人对着话筒说话时，声音使膜片振动，与膜片相连的线圈在磁场中运动，产生随声音变化而变化的电流，经放大后通过扬声器还原成声音．关于动圈式话筒下列说法正确的是（ ）
A．是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的
B．是利用电磁感应现象的原理工作的
C．工作时将电能转化为机械能
D．与电磁继电器的工作原理相同
【答案】B
【解析】【解答】解：
（1）动圈式话筒是利用电磁感应原理：人说话时，声带振动产生声音，声音通过空气传播到膜片，使膜片以及与膜片相连的线圈在磁场中运动，故能产生感应电流，故A错误，B正确；
（2）线圈在运动中能量的转化情况是机械能转化为电能，故C错误；
（3）电磁继电器主要是利用电磁铁工作的，电磁铁是根据电流的磁效应制成的，故D错误．
故选B．
【分析】动圈式话筒的工作原理是：电磁感应现象的应用．
工作过程是：声波振动→引起膜片振动→带动线圈振动→线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流→经放大传给扬声器．
7．如图所示，四个完全相同的条形磁体叠放在水平桌面上，甲，乙两图中桌面受到的压力分别为F甲、F乙。压强分别为P甲、P乙。关于它们的大小比较，下列说法正确的是（ ）
A．F甲=F乙 P甲=P乙 B．F甲>F乙 P甲>P乙
C．F甲F乙 P甲=P乙
【答案】A
【解析】【解答】四个条形磁铁完全相同，则重力相等，如图所示，叠放在水平桌面上，对水平桌面的压力等于重力，故甲，乙两图中桌面受到的压力分别相等，即F甲=F乙
根据 可知，甲，乙两图中桌面受到的压强也相等，即P甲=P乙
故答案为：A。
【分析】水平地面上受到的压力等于物体的重力，压力和受力面积的比计算压强。
8．如图是小马制作的神奇转框，框的上部中央与电池正极相连，下部紧贴在与电池负极相连的可导电的柱形磁体两侧，金属框就能持续转动，以下各图与其工作原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】【解答】解：在本实验中，铜线框之所以能够转动，是由于通电线框在磁场中受力，同电动机的原理相同．
A、是发电机的原理图，是根据电磁感应现象制成的，故A错误；
B、是电动机的原理图，是根据通电导体在磁场中受到力的作用做成的，故B正确；
C、是奥斯特实验，说明电流的周围存在磁场，故C错误；
D、是发电机的原理图，是根据电磁感应现象制成的，故D错误；
故选B．
【分析】本实验利用了通电导体在磁场中受力的原理，因此，要有磁场的存在，同时还要有电流的存在．这一过程中，将电能转化为机械能．
9．在如图所示的几个实验中，下列表述正确的是
A．图（a）研究电磁铁中电流大小与磁性强弱的关系
B．图（b）研究电磁感应现象
C．图（c）研究磁场对电流的作用
D．图（d）研究电流的磁场
【答案】D
【解析】【解答】解：A、a图通电后，两电磁铁串联，所以电流相等，两电磁铁都可以吸引小铁钉，但左边吸引的个数要多，说明通电螺线管的磁极强弱与线圈匝数有关，故A说法错误，不符合题意；
B、b图中开关闭合后，导体棒内通以电流，则导体在磁场力的作用下发生运动，故演示的为磁场对电流的作用，故B说法错误，不符合题意；
C、c图中导体棒在磁场中做切割磁感线运动时，电流表中会产生感应电流，故演示的为电磁感应，故C说法错误，不符合题意；
D、放在小磁针上方的导线中有电流通过时，小磁针会发生偏转，说明通电导体中产生了感应电流，即演示了电流的磁效应，故D说法正确，符合题意；
故选D．
【分析】A、要解决此题，需要掌握影响电磁铁磁性强弱的因素．知道电磁铁的磁性与电流的大小和线圈匝数有关．
B、要解决此题，需要知道通电导体在磁场中受力的作用．
C、要解决此题，需要掌握电磁感应现象．闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，在电路中产生感应电流．
D、要解决此题，需要掌握奥斯特实验，知道电流周围存在磁场．
10．如图所示四个实验现象中，揭示了电动机工作原理的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】【解答】解：A、是奥斯特实验图，小磁针发针偏转说明通电导体周围有磁场，不符合题意；
B、是探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系实验，不符合题意；
C、电路中有电流，通电线圈或导体受到磁场力的作用发生运动，是电动机的工作原理，符合题意；
D、是电磁感应的实验图，属于发电的原理，不符合题意；
故选C．
【分析】电动机的工作原理是：通电导体在磁场中受到力的作用．
二、填空题
11．地磁的南极在地理 极附近，放在地面附近的小磁针静止时，其北极指向 方。
【答案】北；北
【解析】【解答】地磁的南极在地理北极附近，放在地面的小磁针静止时，北极指向北方。
【分析】磁铁的北极指北；地磁的南极在地理的北极附近。
12．学习了电学和磁学后，我们知道，对人体的安全电压是不高于 V；世界上第一个发现电流的周围存在着磁场的科学家是
。
【答案】36；奥斯特
【解析】【解答】经验表明，对人体的安全电压是不高于36V。1820年，奥斯特意外地发现当给导线通电时，能使旁边的小磁针改变偏转的方向，从而发现了通电导线周围能够产生磁场。
【分析】人体的安全电压不高于36V；首先发现电和磁间关系的是奥斯特。
13．图所示的实验中，闭合开关后，支架上原先静止的轻质铝管会朝某个方向滚动，这表明磁场对通电导体会产生 的作用．改变磁场的方向或者 的方向，可以使原先静止的铝管开始运动的方向发生改变． （选填“电动机”或“发电机”）就是根据这个原理制成的．
【答案】力；电流；电动机
【解析】【解答】解：开关断开时，导体没有电流，导体不运动，说明磁场对导体没有力的作用；开关闭合后，导体中有电流通过，导体运动起来，说明通电导体在磁场中受到力的作用．改变磁场的方向或者电流的方向，可以使原先静止的铝管开始运动的方向发生改变；
电动机是根据这个原理制成的．
故答案为：力；电流；电动机
【分析】开关闭合时，导体中就有了电流，同时导体a发生运动，表明导体在磁场中受到了力的作用；影响导体运动方向的因素是磁场的方向和电流的方向；电动机的工作特点是先通电然后线圈转动，所以可知电动机就是根据这一原理制成的．
14．磁感线从磁铁的 极出发，回到磁铁的 极；磁感线上某点的 方向表示该点的磁场方向．
【答案】N；S；切线
【解析】【解答】解：磁场存在于磁体周围空间，看不到摸不着，为形象地研究磁场的特点，人们假想在磁体周围存在磁感线，并且规定在磁体外部，磁感线从N极出发，回到S极；磁感线上某点的切线方向就是这一点的磁场方向，与放在该点的小磁针静止时N极的指向一致．故答案为：N；S；切线．
【分析】磁感线是用来形象表示磁场的强弱和方向的曲线，磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向．磁铁的外部磁感线从N极出发，指向S极，磁感线不能相交．
15． 科学既是物理的，也是化学的，还是地理的……某款暖手包，包内的物质含有醋酸钠，其液体可以通过凝固放热，再以 （选填“做功”或“热传递”）方式温暖我们的双手；教学用磁悬浮地球仪应用了同名磁极相互 的规律。
【答案】热传递；排斥
【解析】【解答】暖手包内的物质凝固会放出热量，再通过热传递的方式将热量传递给手。同名磁极相互排斥，磁悬浮地球仪应用了同名磁极相互排斥的规律。
【分析】 热传递，是指在只有温度差而没有做功的条件下，能量从一个物体传递到另一个物体，或从物体的一部分传递到另一部分的过程。是自然界普遍存在的一种自然现象。
16．《梦溪笔谈》中有对“缕悬法”的描述，以独根蚕丝作悬线，悬线的一端用蜡粘结磁针中部，另一端悬挂于木架上，静止时，磁针两端指南北方向。“缕悬法”中磁针之所以指南北，是因为磁针受到 的作用。书中另有对“海市”奇景的记载，在登州的海上，有时空中会出现清晰可见的宫殿居室、台阁景观等景象。“海市”奇景是由于光在不均匀的空气中发生 形成的。
【答案】地磁场；折射
【解析】【解答】 “缕悬法”中磁针之所以指示南北，是因为磁针受到地磁场的作用；
“海市”奇景是由于光在不均匀的空气中发生折射形成的。
故答案为：地磁场；折射。
【分析】地理的北极在地磁的南极附近，地理的南极在地磁的北极附近。同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，磁场会对放入其中的磁体产生力的作用，即地磁场作用；
光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时，就会出现光的折射现象，例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼等都是光的折射形成的。
17．如图所示，是一款航天员造型音箱，其工作原理是通电导线在磁场中受到力的作用，下列实例中与该音箱工作原理一致的是 图；与发电机工作原理相同的是 图。
【答案】乙；甲
【解析】【解答】解：甲图是导线切割磁感线，产生感应电流，是电磁感应现象，乙图是通电的导线在磁场中受到力的作用，是电动机的原理图。所以与该音箱工作原理一致的是乙，能产生感应电流的是甲，与发电机的工作原理相同。
故答案为：乙；甲。
【分析】 图乙中有外部电源，是探究通电导线在磁场中受到力的作用的实验演示装置；图甲中有灵敏电流计，没有外部电源，是探究电磁感应现象的实验装置。
18． 小华在家自制了一个通电螺线管如图所示。当他把这个螺线管通电并悬挂起来，发现螺线管的右端总是指向地理的 极；她尝试增加一节电池后，发现螺线管吸引的铁钉的数目会 。
【答案】北；增多
【解析】【解答】：根据图示的线圈绕向和螺线管所接的电源极性，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向通电螺线管右侧为N极，左侧为S极。
由于异名磁极相互吸引，螺线管通电并悬挂起来，发现螺线管的右端N极总是指向地理的北方；
增加一节电池后，电流变大，螺线管的磁性增强，发现螺线管吸引的铁钉的数目会增大。
故答案为：北；增多
【分析】（1）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；
（2）根据螺线管中的电流方向，利用安培右手定则确定通电螺线管的两极，再利用磁极间的作用规律可以确定小磁针的NS极；
（3）通电螺线管外的磁场与条形磁体的磁场相似；螺线管的磁性与电流大小和线圈匝数有关。
三、计算题
19．李强购置了一辆符合新国标的电动车，如图所示，其整车质量为50kg千克，最高速度为25km/h，g取10N/kg，求：
（1）对电动车蓄电池充电时，电能转化为 能；行驶时电动机提供动力，其工作原理是 ；
（2）李强骑车在水平路面上匀速行驶了2min，通过的路程为600m，则它骑行的速度是多少m/s？
（3）当质量为70kg的李强在水平路面上骑车行驶时，车轮与水平地面的总接触面积是100cm2，则车对地面的压强是多少Pa？
（4）新国标为什么对电动车的整车质量、最高速度都进行了限制？请用所学物理知识简要分析原因 。
【答案】（1）化学；通电线圈在磁场中受力转动
（2）解：李强骑行的速度为
（3）解：人和车对地面的压力大小为
对地面的压强为
（4）电动车的整车质量越大，惯性越大，遇到紧急情况时，电动车不容易停下来；质量越大、速度越大，动能越大，发生撞击时，造成的破坏越严重。所以对电动车的整车质量、最高速度都进行了限制。
【解析】【解答】（1）对电动车蓄电池充电时，电能转化为化学能；行驶时电动机提供动力，其工作原理是通电线圈在磁场中受力转动。
【分析】（1）根据能量转化的知识解答。根据电动机的工作原理解答。
（2）根据公式计算他骑行的速度；
（3）首先根据F=G=mg计算人和车对地面的总压力，再根据公式计算车对地面的压强；
（4）①惯性是物体保持运动状态不变的性质，大小与质量大小有关，即质量越大，惯性越大，由运动变为静止时难度越大；
②动能与物体的质量和速度有关，即物体的质量越大，速度越大，则动能越大，撞击时的破坏力越大。
20．如图所示，这是陕西某景区为游客服务的观光车，方便快捷，其质量为1000kg。（g取10N/kg）
（1）观光车的主要部件是电动机，其工作原理是 ；
（2）当观光车上司机和乘客的总质量为600kg时，观光车静止在水平路面上，轮胎与路面的总接触面积是400cm2，则观光车对水平路面的压强为多少？
（3）若观光车在水平路面上匀速直线行驶时，受到的阻力是500N，则观光车以5m/s的速度匀速直线行驶5min牵引力所做的功是多少？
【答案】（1）通电线圈在磁场中受力转动
（2）解：观光车上司机和乘客的总质量为600kg时，对地面的压力大小等于车、司机和乘客的重力大小，即F=G=mg=(1000kg+600kg)×10N/kg=1.6×104N
对水平地面的压强为
答：观光车对水平路面的压强为4×105Pa；
（3）解：观光车以5m/s的速度匀速直线行驶5min通过的路程为s=vt=5m/s×5×60s=1500m
当观光车做匀速直线运动时，牵引力和阻力是一对平衡力，所以F=f=500N
牵引力所做的功为W=Fs=500N×1500m=7.5×105J
答：牵引力所做的功为7.5×105J。
【解析】【解答】解：（1）观光车的主要部件是电动机，将电能转化为机械能，其工作原理是通电线圈在磁场中受力转动。
答：观光车的主要部件是电动机，其工作原理是：通电线圈在磁场中受力转动；
【分析】（1）电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用；
（2）根据物体的质量计算重力，利用压力和受力面积的比值， 计算压强；
（3）根据速度和时间的乘积计算路程；根据力和距离的乘积计算做功多少。
四、作图题
21．指南针是中国的四大发明之一，这是我国对人类所作出的巨大贡献，指南针是利用地磁场指示方向。如图所示，地球是一个大磁体，类似条形磁铁，请在图中标出地磁场的N、S极，静止小磁针N、S极，用箭头标出P点的地磁场方向。
【答案】解：如图所示；
【解析】【解答】地磁场的地磁南极在地理北极附近，地磁南极在地理北极附近；小磁针北极指向地理北极，磁感线的切线方向为该点的磁场方向，在在图中标出地磁场的N、S极，静止小磁针N、S极，用箭头标出P点的地磁场方向，如图所示：
【分析】地磁场的地磁南极在地理北极附近；磁极方向从北极出来，回到南极。
22．请在图中标出螺线管的N极和其中一条磁感线的方向．
【答案】解：如图所示：
【解析】【解答】解：电源左正右负，电流由螺旋管的左侧流入，故四指从电流流入的方向去握住螺线管，此时会发现大拇指指向该螺线管的右边，故该螺线管的右边是N极，左边是S极；
通电螺线管周围的磁感线从N极出来，回到S极．如图所示：
【分析】安培定则内容为：用右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指的方向为螺线管N极方向．
首先根据电流的方向结合安培定则可判出通电螺线管的磁极；再根据磁感线在螺线管外部从磁极的N极到S极画出其中的一条磁感线方向．
23．（1）如图所示，一片树叶在空中向下标落，O为树叶的重心，请画出树叶重力的示意图．
（2）如图所示，把螺线管沿着东西方向水平悬挂起来，然后给导线通电，要使螺线管转动后，静止时A端指南，请标出导线中的电流方向．
（3）如图所示，一束光射向玻璃三棱镜并穿过三棱镜，请画出这束光进入三棱镜和离开三棱镜后的光线（画出法线）．
【答案】（1）解：如图所示：
（2）解：如图所示：
（3）解：如图所示：
【解析】【解答】解：
（1）重力的方向是竖直向下的，过重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段，用G表示，如图所示：
（2）要想使螺线管的N极（A端）指向南，螺线管的S极（B）指向北，即螺线管的A端为S极，B端为N极．利用安培定则可以确定螺线管中电流的方向是左后方流入，右前方流出，如下图所示：
（3）光由空气进入玻璃，折射角小于入射角，因此折射光线应向法线靠拢；再次折射时，光由玻璃进入空气，折射角大于入射角，因此折射光线远离法线射出．
【分析】（1）根据重力的方向是竖直向下的，过重心做竖直向下的力即可．
（2）通电后的螺线管相当于一个条形磁铁，然后利用磁体在地磁场的作用下指向南北方向．因此首先利用安培定则确定螺线管的NS极，然后再确定螺线管中的电流方向．
（3）先画出法线，根据光的折射规律画出所给光线的折射光线．光线再由玻璃射出来时，原来的折射光线此时又变成了入射光线，同样根据光的折射规律再做折射光线．光线在空气与玻璃之间发生两次折射．
五、实验探究题
24．冰冰同学用图示装置进行了磁现象知识研究。在铁架台上面虚线框中是由可调电压的学生电源、导体ab（在下虚线框内）、保护电阻、开关组成一回路。下面虚线框中由蹄型电磁铁、滑动变阻器和开关、电源（在上虚线框内）构成回路。
（1）冰冰连接好电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，导体ab仍静止不动，检查发现电路连接正确、各实验器材都完好，请你帮忙分析出现上述情况的原因是 （写出一点即可）；
（2）找出问题并正确处理后，将变阻器的滑片P移到图示位置，闭合开关S，发现导体ab向右摆动，此实验现象可以说明 的工作原理；
（3）利用本实验装置及实验现象可以探究或说明的磁现象知识有____。
A．电流的磁效应
B．感应电流产生的条件
C．磁场对电流的作用
D．电磁铁的磁场强弱与电流大小的关系
【答案】（1）可能是电源电压低，
（2）电动机
（3）A；C；D
【解析】【解答】（1） 冰冰连接好电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，导体ab仍静止不动，检查发现电路连接正确、各实验器材都完好， 可能出现上述现象的原因为： 可能是电源电压低 。
（2）将变阻器的滑片P移到图示位置，闭合开关S，发现导体ab向右摆动，此实验现象可以说明电动机的工作原理；
（3）A.闭合开关后，缠绕线圈的蹄形电磁铁会产生磁性，可以验证电流的磁效应，故A符合题意；
B.探究感应电流的条件时，需要一个永磁体，还需要一个电流表反映产生电流大小和方向，故B不合题意；
C.闭合开关后，蹄形电磁铁产生磁场，ab中也通过电流，ab在磁场中受力运动，故C符合题意；
D.调节变阻器的滑片位置，改变通过电磁铁的电流大小，导体ab摆动幅度改变，可以探究电磁铁的磁场强弱与电流大小，故D符合题意。
故选ACD。
【分析】（1）通过电流的ab会在磁场中受力，如果电源电压太小，那么通过导体的电流太小，它受到的力太小，不足以推动导体ab在磁场中移动；
（2）电动机的工作原理为：通电导体在磁场中受力运动；
（3）分析各个选项中实验需要的器材，然后与已有器材进行比照即可。
25．如图所示是一些仪器、电子设备及物理实验的装置，请回答下列问题：
（1）液体温度计是实验室常用的仪器，是根据液体的 性质制成，如图甲所示的温度计示数是 。
（2）如图乙所示是小明家的电表，此时的示数是 ；在内小明观察到他家电表指示灯闪烁了次，他家在这段时间内共消耗了 的电能。
（3）如图丙所示的实验装置，闭合开关，观察到铜杆向右运动，说明 对铜杆有力的作用；断开开关，仅对调电源正、负极，再闭合开关，铜杆会向 运动。
【答案】（1）热胀冷缩；31
（2）5713.4；0.02
（3）磁场；左
【解析】【解答】 （1）实验室常用的温度计是根据液体热胀冷缩的性质制成的，图中温度计分度值是1℃，液面在0℃以上，示数为31℃；
（2）电能表的读数：单位是kW h，最后一位是小数，所以此时的示数是5713.4kW h；
电能表的脉冲指示灯闪烁32次消耗的电能
（3）闭合开关，观察到铜杆ab向右运动，说明磁场对通电的铜杆ab有力的作用；断开开关，仅对调电源正、负极，电流方向改变，磁场方向不变，再闭合开关，铜杆ab会向左运动。
故答案为：（1）热胀冷缩；31；（2）5713.4；0.02；（4）磁场；左。
【分析】 （1）根据温度计的制作原理和读数方法解答。
（2）电能表的读数：单位是kW h，最后一位是小数；已知电路消耗1kW h的电能电能表的转数，可求电能表的脉冲指示灯闪烁32次消耗的电能；
（3）磁场对通电导体有力的作用；改变电流的方向或磁场的方向都可以改变通电导体的受力方向，从而使其运动方向不同，若电流的方向和磁场的方向都同时改变，不可以改变通电导体的受力方向。
26．在物理学中，磁感应强度（用字母 B 表示，国际单位是特斯拉，符号是T）表示磁场的强弱，磁感应强度B越大，磁场越强；磁感线形象、直观描述磁场，磁感线越密，磁场越强．
（1）图甲为某磁极附近磁感线的方向和分布的示意图．由图可知，该磁极为 极，若在2处放置一个小磁针，当小磁针静止时，其指向应是图乙中的 ；位置1处磁感应强度 位置2 处的磁感应强度（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（2）如果电阻的大小随磁场的强弱变化而变化，则这种电阻叫磁敏电阻．某磁敏电阻 R 的阻值随磁感应强度B变化的图象如图丙所示．根据图线可知，磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而 ．（填“增大”或“减小”）
（3）利用该磁敏电阻的R﹣B 特性曲线可以测量磁场中各处的磁感应强度．
①将该磁敏电阻R放置在图甲磁场中的位置1 处．小吴设计了一个可以测量该磁敏电阻R的电路，并连接成如图丁所示的实验电路，其中磁敏电阻所处的磁场未画出．
②正确接线后，测得的数据如下表格所示．该磁敏电阻的测量值为 ．
根据该磁敏电阻的R﹣B特性曲线（图丙）可知，位置1 处的磁感应强度为 T．
1 2 3
U/V 1.5 3.0 4.5
I/mA 3.0 6.0 9.0
【答案】（1）N；丙；大于
（2）增大
（3）500；1.0
【解析】【解答】解：（1）由图甲可知，磁感线从下端发出，故该磁极为N极；
2处的磁场方向竖直向下，若在2处放置一个小磁针，当小磁针静止时，其N极指向与磁场方向相同，故小磁针的N极向下，丙图正确；
1处的磁感线比2处的磁感线更密，故1处的磁感应强度大于2处；（2）由图可以看出，磁场增强时，磁敏电阻的阻值增大．（3）②由I= 可得，该磁敏电阻的测量值为：R= = =500Ω；③由图丙可知，当R=500Ω时，磁感应强度为1.0T．
故答案为：（1）N；丙；大于；（2）增大；（3）②500；③1.0．
【分析】（1）由磁感线的方向确定条形磁铁的磁极，由小磁针N极受力确定N极指向；磁感线的方向表示的是磁场的方向，磁感线的疏密程度表示的是磁场的强弱．由此入手可以确定位置1处磁感应强度与位置2处的磁感应强度的强弱关系．（2）由图象可知随B的变大，电阻逐渐变大；（3）由欧姆定律可知电阻的阻值，由这个阻值可以图象出找到对应的坐标点，即可求得对应的磁感应强度；由位置的变化可得出电阻的变化，由电路的特点可知电流的变化及电压的变化．
27． 降水量是指一段时间内，雨水（或融化后的固体降水）未经蒸发、渗透和流失所积聚起来的水层深度。为了监测降水量，科创小组制作了“翻斗式雨量计”，装置外观是上端开口的圆柱体，如图1甲。内部结构示意图如图1乙。装置核心部件如图1丙，它是用中间隔板分开的两个完全对称的三角形容器，可绕O点处的水平轴转动，从而使两侧容器轮流接水，当一侧容器接满10mL雨水时会发生翻转，将水倒出，随着降雨持续，翻斗左右翻转，过程如图1丁。磁铁与配重通过连杆安装在翻斗上并随翻斗左右摆动，当磁铁经过磁感应开关（两者相互作用力忽略不计）时，磁感应开关通过电流传感器将翻斗翻转信息变成电信号，从而推算降水量。
（1）翻斗在水平位置时是等臂杠杆，实验器材中属于等臂杠杆的有 。
（2）连杆上装有可调高度的配重。校准过程，若倒入的水量总是大于10mL时翻斗才发生翻转，可通过 （填“降低”或“升高”）配重在连杆上的位置进行调整。
（3）图2甲是翻斗翻转信息变为电信号的工作电路，电源电压不变，、为定值电阻，。某次降雨，电流传感器（电阻不计）测得电流随时间变化关系如图2乙。
①当磁铁每次经过磁感应开关时，开关状态是 。
②“翻斗式雨量计”顶端开口面积为0.1m2，由图2乙可知该地区30min内降水量约为 mm，降水量变化趋势是 。（测量前翻斗内无水）
③由图2可知， 。
（4）若该装置在我国北方地区使用，可改进的措施是 。
【答案】（1）托盘天平
（2）降低
（3）闭合；1.2；减弱；200
（4）低温天气，增加加热装置；若降水量偏小，可以降低配重的高度并重新校准参数
【解析】【解答】 （1）实验器材中属于等臂杠杆的有托盘天平、定滑轮等；
（2）倒入的水量总是大于10mL时翻斗才发生翻转，说明配重的力臂过大，可降低配重的位置减小力臂；
（3）①由图2乙可知，电流每隔一段时间后会变大，但时间较短；
电流变大且时间很短的原因是磁铁每次经过磁感应开关，使开关闭合，将R1短路，电路总电阻变小，电流变大，而经过的时间很短，故电流维持时间较短，
由此当磁铁每次经过磁感应开关时，开关状态是闭合；
②由图2乙可知，30min内有12次电流变化，即翻斗左右摆动了12次，每次倒水10mL，一共倒水120mL=120cm3=1.2×10-4m3；
顶端开口面积为0.1m2，则降水量为；
③由图2乙可知，电流变化的时间间隔变长，即翻斗每次倒水的时间间隔变长，说明降水量变小；
由图2可知，磁感应开关断开时，电流较小为5mA=5×10-3A，磁感应开关闭合时，电流较大为25mA=25×10-3A，
根据欧姆定律，有：U=5×10-3A×（800Ω+R2），U=25×10-3A×R2，U为电源电压，
解得：U=5V，R2=200Ω；
（4）若该装置在我国北方地区使用，北方地区气温较低且降水量较少，为防止降下的雨水结冰可增加加热装置，同时降水量少的情况下防止装置测量误差较大，
【分析】 （1）实验器材中属于等臂杠杆的有托盘天平、定滑轮等；
（2）倒入的水量总是大于10mL时翻斗才发生翻转，说明配重的力臂过大，可降低配重的位置减小力臂；
（3）①由图2乙可知，电流每隔一段时间后会变大，但时间较短原因是磁铁每次经过磁感应开关，使开关闭合，将R1短路，电路总电阻变小，电流变大，而经过的时间很短，故电流维持时间较短；
②由图2乙可知，30min内有12次电流变化，即翻斗左右摆动了12次，每次倒水10mL，一共倒水120mL，用降水总体积除以开口面积得到降水量；
③由图2中，对5mA和25mA两个电流值的状态下，分别使用欧姆定律，联立两式可求出R2的阻值；
（4）若该装置在我国北方地区使用，北方地区气温较低且降水量较少，为防止降下的雨水结冰可增加加热装置，同时降水量少的情况下防止装置测量误差较大，可以通过降低配重的高度来调大装置的灵敏度。
六、综合题
28．如图是世界最小的电动汽车WalkCar，主要参数如表所示，g取10N/kg。
质量 2kg
地面接触总面积 10cm2
最高车速 18km/h
最长远行距离 12km
（1）WalkCar用电动机作动力，电动机的工作原理是 ；
（2）小明站在上面时，对水平地面产生的压强是6.2×105Pa，小明的质量为多少千克 ？
（3）若小明站在上面以最高车速在水平路面上匀速前行10km，所受阻力为总重力的0.1倍，此过程中牵引力做功的功率 ；
（4）与燃油小汽车相比，其优点是 （写出一条即可）。
【答案】（1）通电线圈在磁场中受力转动
（2）60kg
（3）310W
（4）节能环保，工作时不会排放有害气体；能量转化效率高；符合未来能源发展趋势等
【解析】【解答】（1）电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动；
（2）小明站在电动汽车上面时，对水平地面产生的压强p=6.2×105Pa，地面的受力面积S=10cm2=10-3m2，所以根据压强公式的变形式，有F=pS=6.2×105Pa×10-3m2=620N；根据重力公式，有，所以小明的质量为m人=m-m车=62kg-2kg=60kg；
（3）小明站在车上面以最高车速v=18km/h=5m/s在水平路面上匀速前行，所受阻力为总重力的0.1倍，所以牵引力F=F阻=0.1G=0.1×620N=62N；牵引力做功的功率P=Fv=62N×5m/s=310W；
（4）电动汽车与燃油小汽车相比，有节能环保、能量转化效率高、符合未来能源发展趋势等有点。
【分析】电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动；计算过程注意统一单位；灵活运用功率的推导式P=Fv；电动汽车有节能环保、能量转化效率高、符合未来能源发展趋势等有点。
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