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中考二轮复习：电与磁
一、选择题
1．支付宝“碰一碰”收款设备能不断发出变化的磁场，当付款手机靠近时，手机内的NFC芯片产生感应电流被激活，完成信息交换。下列实验中能反映其工作原理的是（ ）
A．
B．
C．
D．
2．“胜哥”按人类对磁的认识历程，对“电与磁”的知识进行梳理，图中对应位置的内容填写正确的是
A．赫兹 B．电动机
C．电磁起重机 D．电磁感应现象
3．一条形磁铁静止在斜面上，固定在磁铁中心的竖直上方的水平导线中通有垂直纸面向里的恒定电流，如图所示。若将磁铁的N极位置与S极位置对调后，仍放在斜面上原来的位置，则磁铁对斜面的压力 F 和摩擦力 f 的变化情况分别是 ( )
A．F 增大，f 减小 B．F 减小，f 增大
C．F与f 都增大 D．F 与f 都减小
4．如图是“胜哥”探究通电螺线管磁场特点时，得到的小磁针(黑色一端为极）静止时指向情况和铁屑分布规律。下列选项中能正确用磁感线描述实验现象的是（ ）
A． B．
C． D．
5．为了直观地反映通电螺线管周围磁场分布，可用如图所示的磁感线表示。“胜哥”在该通电螺线管内部插入一根铁芯，则下列磁感线中能正确反映其磁场变化的是（ ）
A． B．
C． D．
6．如图所示，“胜哥”闭合电磁铁开关S，条形磁铁静止在水平桌面上，下列判断正确的是（ ）
A．条形磁铁受到电磁铁对其向右的作用力
B．条形磁铁受到桌面对其向左的摩擦力
C．将滑动变阻器的滑片向右移动，条形磁铁受到的摩擦力变大
D．若只改变电源的正负极，条形磁铁受到的摩擦力的方向改变
7．医生给心脏疾病的患者做手术时，往往要用一种称为“人工心脏泵”的体外装置来代替心脏，以推动血液循环如图是该装置的示意图，线圈 ab固定在用软铁制成的活塞柄上（相当于一个电磁铁），通电时线圈与活害柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，从而带动活塞运动。活塞通过阀门与血管相通，阀门S1只能向外开启，S2只能向内开启。下列说法正确的是（ ）
A．若电流从a端流进线圈，从b端流出线圈，则电磁铁左侧为S极
B．若电流从b端流进线圈，从a端流出线圈，则电磁铁右侧为S极
C．要使血液流出该“血泵”，电流需从a端流进线圈，从b端流出线圈
D．要使血液流入该“血泵”，电流需从a端流进线圈，b从端流出线圈
8．“胜哥”在科学拓展课上制作了一个简易喇叭（原理如图）。接通信号源后，电流的方向不断改变，导致线圈的磁极不断变化，通过吸引或排斥磁铁，带动纸盆振动。为改变纸盆振动幅度以调节喇叭响度下列方法不可行的是（ ）
A．改变磁铁的磁极 B．改变电流的大小
C．改变磁铁磁性强弱 D．改变线圈的匝数
9．小科通过视频号“胜哥课程”观看了一个科学视频：①“胜哥”用导线绕成螺线管后通电，观察是否能吸引大头针②在“胜哥”螺线管中插入一根铁棒或一枚铁钉，再观察吸引大头针的现象。结果发现第②次吸引的大头针数目更多。有关此实验，说法不正确的（ ）
A．此实验不能验证电流能产生磁场
B．通过观察吸引大头针数目的多少来判断磁性强弱
C．此实验唯一变化的量是一根铁棒或一枚铁钉
D．此实验的假设是：铁棒能使通电螺线管磁性增强
10．如图所示是一种磁性门锁的工作原理示意图：“胜哥”闭合开关，电磁铁吸引插销，门打开；断开开关，在弹簧的作用下，插销重新插入门锁插槽，门锁上。下列有关磁性门锁的说法错误的是（ ）
A．制作插销的材料可以选择铁
B．电磁铁的原理是电磁感应现象
C．门锁插槽需要定期抹油以减小摩擦
D．需定期更换电池，避免打不开门
11．下列有关电铃(如图)说法正确的是（ ）
A．电铃的工作原理是电磁感应
B．小锤击打到铃碗时，电磁铁仍具有磁性
C．要使铃声响度大一些，可适当降低电压
D．滑动变阻器的滑片向左移动，电磁铁的磁性增强
12．“胜哥”设计了一款智能照明灯，其电路的原理图如图所示。光线较暗时灯泡自动发光，光线较亮时灯泡自动熄灭。控制电路中，电源电压恒定， 为定值电阻，R为光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小。下列说法正确的是( )
A．电磁铁的上端为 S极
B．当光照强度增强，控制电路中的电流将变小
C．当光照强度减弱，电磁铁的磁性增强
D．灯泡应设计在A 和B 两接线柱之间
13．“胜哥”将条形磁铁固定在静止的小车上，电磁铁固定在水平桌面上，如图所示。为使小车运动的距离更远，下列说法正确的是（）
A．向左移动滑动变阻器的滑片
B．将接线柱c的导线改接到接线柱b
C．在小车上换用磁性更强的条形磁体
D．改变电源的正负极
14．如图所示的电路是“胜哥”利用光敏电阻特性设计的电路，能够实现夜晚变暗时路灯自动亮起，白天变亮时路灯自动熄灭。下列有关说法正确的是( )
A．当控制电路断开时，电磁铁仍有磁性
B．光敏电阻阻值随光照强度的增强而增大
C．为了让路灯更早亮起，可将滑片适当向右移
D．工作电路A 端应与家庭电路的零线相连
15．如图所示， 甲、乙两个装置的线圈abcd、a'b'c'd'分别与电刷A、B、 紧密接触，两组电刷分别用导线按图示连接。“胜哥”用手拨动甲的线圈，使之沿顺时针方向转动，此时乙的线圈也会沿顺时针方向转动。下列说法正确的是
A．该过程甲装置相当于电动机
B．该过程乙装置相当于发电机
C．若将甲装置中的两磁极对调，则乙装置线圈的转动方向会改变
D．若改成用导线将A与B'，B与A'连接，则乙装置线圈的转动方向不变
16．电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音。下列说法中不正确的是（ ）
A．选用铜质弦，电吉就能正常工作
B．弦产生振动，弦在切割磁体的磁感线而使电吉他工作
C．增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电流
D．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化
17．贮存粮食的仓库湿度过大粮食有可能会霉变，为此“胜哥”设计了如图甲所示的粮库湿度报警模拟电路。电路由电源、开关S、电磁铁、衔铁、警示灯等组成，湿敏电阻接在电路中某位置(图中未画出)。闭合开关S后：当空气湿度小于设定值时，警示灯亮度随湿度变化；当湿度增大到设定值时，警示灯开始闪烁报警。图乙是可供选择的两种湿敏电阻的阻值随湿度变化的关系图像。 (已知电源电压恒定，灯泡电阻不变，电磁铁线圈电阻忽略不计。)下列说法正确的是 （ ）
A．湿敏电阻应安装在图甲 Q处
B．当湿度低于设定值时，湿度越小警示灯越亮
C．应选R1作为该电路的湿敏电阻
D．换用阻值更小的警示灯可使警示灯在更低湿度下开始闪烁
18．如图所示，磁带录音机既可用作录音，也可用作放音，其主要部件为可匀速行进的磁带和绕有线圈的磁头，下面对于它们在录音、放音过程中的主要工作原理描述，正确的是 ( )
A．放音的主要原理是电磁感应，录音的主要原理是电流的磁效应
B．录音的主要原理是电磁感应，放音的主要原理是电流的磁效应
C．放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用
D．录音和放音的主要原理都是电磁感应
二、填空题
19．小科通过视频号“胜哥课程”观看了一个科学视频：“胜哥”通过实验验证电和磁之间的联系。
用图甲所示装置来模仿该实验。
（1）实验中得到通电直导线周围存在磁场的结论，那么“胜哥”观察到的现象是 。
（2）古老听简的结构如图乙所示，当变化的电流通过线圈时，电磁铁的 强弱发生变化，对薄铁片产生变化的吸引力，从而使薄铁片振动不同而发出不同的声音，这样就可以听到对方的讲话了。
20．“胜哥”去某购物广场购物时发现一部“聪明的电梯”（如图甲），当人走上电梯时电梯的运行速度会变快。“胜哥”画出如图乙所示的简易控制电路，R是压敏电阻，R1是定值电阻。请你分析：
（1）若控制电路通电后，电磁铁的上端为N极，那么控制电路电源的左端为 极。
（2）当“胜哥”走上电梯时，压敏电阻的阻值将变 。
21．为研究“通电螺线管磁性强弱与有无铁芯的关系”， “胜哥”设计了如图1电路。
（1）强弱判断：通电螺线管吸引大头针数量越多，表示其磁性越 。
（2）具体操作：
①将无铁芯的螺线管接入电路，把变阻器滑片P移至最下端，闭合开关S，发现螺线管吸引大头针数量较少。
②断开开关S，在螺线管中插入铁芯，将变阻器滑片P稍向上移，闭合开关S，发现螺线管吸引大头针数量较多。
评价交流
①上述实验，没有进行多次实验，且存在的错误是 。
②通电螺线管磁性强弱无法用肉眼直接观察，本实验用吸引大头针数量反映磁性强弱。图2所示实验采用的方法与之相同的有 。
22．“胜哥”设计了新的实验方案，对电流的磁现象进行了再探究。
（1）实验一：如图甲，小磁针静止后，使导线与小磁针互相垂直放置，“胜哥”闭合开关，并向左移动滑动变阻器的划片．预测小磁针的偏转情况 （填“偏转”或“不偏转”）．
（2）实验二：如图乙，小磁针静止后，使导线与小磁针互相平行放置，“胜哥”闭合开关，并向左移动滑动变阻器的划片，实验中观察发现小磁针偏转的角度始终较小．为了使实验现象更明显，你的建议是 ．
（3）实验三：如图丙，通电直导线正下方的小磁针的S极向纸外偏转．“胜哥”用“电子枪”发射大量电子，沿着水平方向由左到右平行飞过小磁针正上方，如图丁．则小磁针的S极将向纸 （选填“外”或“内”）偏转。
23．实验材料：漆包线2根、2枚未磁化的相同大铁钉、开关、电源、滑动变阻器、电流表、若干大头针、若干导线……
（1）你觉得用这些实验器材可以研究什么问题呢 (写出一个即可)。
（2）正确连接电路，闭合开关时发现电流表的示数很小，则下一步的操作是 。
A．马上更换器材
B．用导线检测电路故障
C．移动滑动变阻器
24．如图所示，GMR为巨磁电阻，其阻值随着磁场的增强而急剧减小。“胜哥”闭合开关S1和S2，电磁铁的右端是 极；将滑动变阻器的滑片P从中点滑到b端时，电压表的示数将 (填“变大”“不变”或“变小”)。
25．如图所示是“胜哥”设计的水位自动控制电路，其中工作电路由指示灯L、电动机M等元件组成，由家庭电路供电；控制电路中，金属板A、B置于水箱中不同位置，水箱中的天然水是导体。
（1）我国家庭电路电压为 V。
（2）当水箱内水面处于金属板A以下时，工作电路中的 处于工作状态。
（3）测试时，“胜哥”发现由于电磁铁磁性太弱，电磁继电器无法正常工作。适当 （填“增加”或“减少”）电磁铁的线圈匝数，可以解决上述问题。
26．人员密集的室内场所，容易造成二氧化碳含量偏高，对人体产生不利的影响。“胜哥”设计了如图所示的电路。R2为气敏电阻，其阻值随CO2气体浓度的增大而减小，当室内CO2气体含量升高到一定浓度时，工作电路中的排风扇开始工作，把室内气体排出。回答下列问题：
（1）在设计电路时要实现自动换气功能，排风扇应连接在工作电路中的 位置；
（2）要使排风扇在二氧化碳浓度更低时就能开始工作，以下几种改进方法正确的是 。
A．增加电磁铁线圈匝数
B．控制电路中再串联一个电阻
C．把滑动变阻器R1的滑片向上移
27．如图甲所示是一种“潜水自救装置”，其工作原理如图乙所示，反应盒中有可快速反应产生气体的两种物质，彼此分离存储。力敏电阻 Rx，的阻值随潜水深度改变而改变，当达到设定的安全深度时，电磁铁吸引衔铁，反应开关接通，反应盒中两种物质混合并开始反应产生气体，气囊快速充气上浮，将潜水运动员拉回到水面，其中U为电源电压， Ro为定值电阻。
（1）请分析电磁铁工作时上端是 极。
（2）为实现以上功能，所选力敏电阻 Rx，的阻值随潜水深度的增大而 。
28．如图所示，“胜哥”用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是 极（填“N”或“S”）。闭合开关，用手是轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的 （填“发电机”或“电动机”），若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向 。（填“相同”或“相反”）
29．如图是手机无线充电的原理简化图。当充电器线圈接通电源之后，该线圈就会产生一个磁场，当手机放在充电器上的时候，手机中的线圈就会产生感应电流，实现无线充电。
（1）手机线圈中产生电流是利用 现象。
（2）当充电器线圈中某一时刻的电流方向如图所示，则图中B点的磁场方向是 （选填“向上”或“向下”）。
（3）与传统方式相比，请你对这种充电方式进行评价： 。
30．电吉他的发音是通过拾音器连接扬声器来实现的。拾音器的基本结构如图所示，其工作原理是：金属弦在磁体的磁场中被磁化，当其被拨动而产生振动时，在线圈中会产生感应电流，将声音信号转变为电信号。
（1）要保证金属弦的磁化效果，其制作材料中可能含有的金属是 (填一种即可) 。
（2）当金属弦振动时，与线圈间产生了相对运动，相当于线圈切割金属弦磁场的 ，从而产生感应电流。线圈中感应电流的方向是 (选填“变化”或“不变")的。
31．“胜哥”用铁屑和小磁针来探究“通电螺线管外部磁场的方向”。
（1）在闭合开关前，小磁针静止时N极总指向地理北极，说明地球周围存在 。
（2）如图甲，在玻璃板上均匀洒上铁屑，实验时小铁屑被磁化成“小磁针”。轻敲玻璃板，减少小铁屑受到玻璃板的 ，从而在磁场作用力下按照一定规律分布。
（3）把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极指向如图乙，对调电源正负极后，则如丙所示。说明通电螺线管的极性与 的方向有关。
三、实验与探究题
32． 如图是“胜哥”设计的一款能比较电流大小的电流扭秤，容器A、B中装有不同温度的水银，以导线相连构成温差电源，产生的电压大小由温差决定，用细线将磁针悬挂在直导体上方，直导体中有电流通过时，磁针偏转。利用电流扭秤进行了多次实验，记录数据如表所示。
组别 水银温度/℃ 磁针偏转情况
A B 方向 角度
1 40 10 顺时针 3θ
2 40 20 顺时针 2θ
3 40 30 顺时针 θ
4 40 50 逆时针 θ
（1）当直导体中有电流通过时，磁针会偏转的原因是
（2）分析表中数据，若控制A、B中水银温度分别为20℃和50℃，则磁针偏转方向和角度分别为 。
（3）在相同温差下，为了使磁针偏转更明显，可采用的方法有 (写出一点)。
（4）我国科学家成功利用人体和环境的温差做出了温差电池。若该电池在1℃的温差下能产生 伏的电压，输出功率为 1×10-6瓦，则输出电流为 安。
33．冬天坐在马桶上感觉非常冰凉，“胜哥”组织同学们展开“自制智能电热马桶圈”的项目化学习。在“胜哥”的指导下小组同学制定了评价量规，表一为部分评价指标。
表一：评价量规
评价维度 评价等级
优秀 良好 待改进
升温维度 人坐在马桶圈上面后5秒内温度上升至30℃以上 坐在马桶圈上面后10秒内温度上升至30℃以上 坐在马桶圈上面后10秒内温度无法上升至30℃
节能性 在保温挡时工作电路电流不大于50mA 在保温挡时工作电路电流范围在50—100mA 在保温挡时工作电路电流大于100mA
图甲是该小组同学设计的电路图。控制电路电源电压U=6V，Ra为压敏电阻，其阻值随压力的变化随如图乙所示。Rb为热敏电阻，其阻值随温度变化如表二所示。电磁继电器在电流大于40mA时，衔铁被吸合，工作电路处于加热状态；在电流小于20mA时，衔铁被释放，工作电路处于保温状态。工作电路的电源电压为220V，R2=100欧。（电磁铁线圈电阻忽略不计）
表二：热敏电阻阻值随温度的变化
温度/℃ 20 25 29 32 34 35 36 37 38 40 42 44
阻值/Ω 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300
（1）对照评价量规，为使该小组设计的智能电热马桶圈在“节能性”这一维度达到优秀，R1的阻值至少为多少，请计算说明。
（2）请计算体重为50kg的小舟坐在马桶上时，马桶圈的温度调控范围。
（3）在实验过程中，该小组同学发Ra坏了，于是找了另一个压敏点电阻Rc，其阻值随压力变化如图乙所示。小舟经过分析认为不合适，这样会比较费电。请你通过分析说明理由。（提示：加热状态下比保温状态更费电）
34．“胜哥”设计制作了一个简易棉花糖机，模型如图所示。使用时取少量蔗糖放入侧壁有孔的易拉罐，用酒精灯加热，闭合开关，电动机工作。旋转的易拉罐甩出糖水，用筷子缠住糖丝，做成棉花糖。
（1）加热过程中，蔗糖颗粒 热量变成液态糖浆。
（2）该棉花糖机中电动机的工作原理是（ ）(填字母)。
A．电磁感应
B．通电导线周围存在磁场
C．通电线圈在磁场中转动
（3）“胜哥”想制作不同蓬松度的棉花糖，“胜哥”准备改变易拉罐的转动方向达到目的。请你帮助“胜哥”针对电路装置提出一条可行的措施： 。
35．“胜哥”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）“胜哥”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）“胜哥”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）“胜哥”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
36．“胜哥”自制了一台电磁起重机，如图所示。为了研究如何增大电磁起重机的磁性，“胜哥”利用电磁起重机的电路图开展了如下实验探究，进行测量并记录，数据列于下表。
线圈匝数/圈 组别 电流/A 吸引小铁钉的数量/个
50 1 0.8 6
2 1.2 9
3 1.5 11
100 4 0.8 8
5 1.2 10
6 1.5 12
（1）实验中“胜哥”是通过比较 来判断电磁起重机磁性强弱的。
（2）为研究电磁起重机磁性强弱与线圈匝数关系，可选择 组进行对比。
（3）由实验可知，增大电磁起重机的磁性方法有 。
（4）“胜哥”查阅资料发现，工业电磁起重机往往采用右图所示的PWM 脉冲供电方式。请结合右图，从能量角度分析，采用PWM 脉冲供电方式的原因是 。
四、综合题
37．“胜哥”在探究“通电螺线管外部的磁场分布”。
[实验器材]通电螺线管磁场演示器、菱形小磁针若干、铁屑、干电池、开关、导线。
[设计与实验]
①“胜哥”利用铁屑探究通电螺线管外部磁场的分布情况。按照图甲连接好电路，将铁屑均匀地撒满磁场演示器的玻璃板，团合开关后，轻轻敲击玻璃板面，观察到铁屑的排列情况如图乙所示。
②“胜哥”利用小磁针确定通电螺线管外部磁场的方向，将小磁针放在螺线管周围，闭合开关后，观察到小磁针的指向，请将A点小磁乙针的 N极一端涂黑 。
③实验中，“胜哥”通过观察小磁针的指向来判断通电螺线管的极性，运用了 法，实验中轻敲玻璃板的目的是 。
38．为实现路灯白天自动熄灭、夜晚自动亮起，“胜哥”用光敏电阻和电磁继电器等元件，设计了路灯自动控制电路(如图)。
（1）电磁铁是电磁继电器中的重要部件，其工作原理主要是____(填字母)。
A．电磁感应
B．电流周围存在磁场
C．通电导体在磁场中受到力的作用
（2）要实现路灯自动控制功能，光敏电阻的阻值应随光照强度增加而 (填“增大”或“减小”)。
（3）测试时，“胜哥”闭合开关S，发现白天路灯未能自动熄灭。请写出一种改进措施： 。
39．“胜哥”实验发现，装在简内的电动机带动风叶转动时，电动机转动方向改变，气流方向也改变，如图甲所示。于是“胜哥”想利用带风叶的电动机制作一款“书桌神器”：既能收集书桌上的小纸屑，又能吹风纳凉。
他们制定的产品评价表如下。
评价 指标 评价等级
优秀 合格 待改进
指标一 能吸纸屑、吹风且风速可调 能吸纸屑、吹风，风速不可调 只能吸纸屑或只能吹风
指标二 吸纸屑后，吹风时无纸屑吹出 吸纸屑后，吹风时有部分纸屑吹出 吸纸屑后，吹风时全部纸屑吹出
“胜哥”设计如图乙电路，利用带风叶的电动机、电池、旋钮式电阻等材料制作模型，其工作原理示意图如图丙。
（1）图乙中，通过切换开关S，可以改变电动机转向的原因是 。
（2）将开关S与“1”连接，旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时，电动机转速如何变化？ 。
（3）对模型测试时，其“指标一”为优秀。结合评价表，判断该模型的“指标二”评价等级为 。
40．大棚内一天二氧化碳浓度变化很大，蔬菜最适宜的二氧化碳浓度一般为0.12%~0.18%，“胜哥”设计一款二氧化碳自动补充装置，并制定了如下评价表。
评价指标 合格 不合格
指标一：CO2浓度仪刻度 刻度均匀 刻度不均匀
指标二：大棚内CO2浓度调节 浓度可多档调节 浓度不可调节
【设计产品】如图是“胜哥”设计的二氧化碳自动补充装置原理模型图，右侧工作电路为二氧化碳供给装置，左侧为控制电路。其中电源电压U为12V，定值电阻R0阻值为30Ω，Rx是气敏电阻，其阻值与二氧化碳浓度的关系如下表。二氧化碳浓度仪是由电流表改装成，并在电流表的表盘上标注对应的二氧化碳浓度盘上标注对应的二氧化碳浓度。
大棚中CO2浓度/% 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3
气敏电阻Rx的阻值/Ω 40 35 30 25 20 15 10
【工作原理】当电流大于等于0.3A时，衔铁被吸下，密封塞堵住B口；当电流表示数小于等于0.24A时，衔铁被释放。
（1）分析实验原理判断密封塞应该在二氧化碳浓度 时吸下来。（选填“高”或“低”）
（2）调试产品：结合工作原理，请通过计算说明二氧化碳浓度是否符合要求。
（3）评价产品：根据指标二，该自动补充装置被评为不合格，请提出一种改进方法使指标达到合格。
41．如图甲为“胜哥”设计的汽车转向指示灯电路模型，接通相应指示灯后，该指示灯会亮、暗（微弱发光）交替闪烁发光。电路中电源电压恒为6伏，指示灯的规格为“6V 3W”（ 电阻不变），定值电阻R0需要接在A处或B处，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计。
（1）当电流通过电磁铁时，电磁铁上端为 极；定值电阻R0应接在图甲电路中 位置（选填“A”或“B”）；
（2）若让左转、右转指示灯同时工作（即双跳灯开启），转向开关应与触点 接通（选填“1和2”、“2和3”、“3和4”或“4和5”）；
（3）当转向开关与触点“2和3”接通时，右转指示灯两端实际电压变化如图乙所示，当指示灯微弱发光时，其两端实际电压为U，消耗的实际功率为额定功率的。求：
①Ux的值为？
②右转指示灯闪烁交替工作45秒消耗的电能为？
③R0的阻值为？
42．某展览厅为保护展品，设置了调光天窗(如图甲所示)。当外界光照较强时，能启动电动卷帘适时调整进光量；当外界光照较弱时，能自动启动节能灯给予补光。调光天窗的电路原理如图乙所示： 且阻值不变；R为光敏电阻，其电阻值R 随光照强度的变化如图丙所示，光照强度的国际单位为勒克斯(lx)；P为电磁铁，其线圈电阻忽略不计；当电流达到0.04A时能吸合衔铁。图乙中的M、N，其中一处是电动卷帘，另一处是节能灯。电源电压U1和U2的值见图乙标注。则：
（1） 电磁铁 P上端为 极(选填“N”或“S”)。
（2）当电流达到0.04A时，衔铁吸合， 开始工作。
（3）展厅内有一由透明无色弹性橡皮膜制成的生态球(如图丁所示)，球的体积随内部气压变化而变化。球内有水、沙、无机盐、水草、藻类、鱼、虾、微生物等物质，二氧化碳缓冲液能维持球内二氧化碳含量稳定。整个球处于密封状态并放在大水箱内，白天在150lx 的光源持续照射下，能处于漂浮状态(忽略温度及外界气压对整个装置的影响)。
①当电磁铁电流达到0.036A时，为了能实现生态小球的漂浮，是否需要给小球补光 (请计算说明)。
②请结合光合作用、呼吸作用、气压、浮力等相关知识解释：当生态小球在一定强度的光照下，能实现自主上浮并最终漂浮的原因。
43．中华文化博大精深，自古以来，中国人有煮茶品茶的习惯。有一款煮茶壶原理如图甲所示，有加热和保温功能，其内部电路可分为工作电路和控制电路两个部分。电磁继电器所在控制电路的电源电压U=6V，电磁继电器的电阻不计。该壶降温到40℃时会自动进入加热模式。热敏电阻R 的阻值随温度变化的曲线如图乙所示。
（1）如图甲，养生壶处于加热状态时，电磁继电器衔铁的触点应该与 (填“A”或“B”)相连；
（2）工作电路在加热功率下，正常工作1分钟，求消耗的电能；
（3）该养生壶的加热效率为80%，在标准大气压下，将一壶额定容量的水从40℃重新烧开需要加热多长时间
（4）想要将自动进入加热温度由40℃提高到60℃，可改进的措施是： 。(写出一点即可)
答案解析部分
1．B
2．D
3．C
4．D
5．D
6．D
7．C
8．A
9．A
10．B
11．D
12．D
13．C
14．C
15．C
16．A
17．D
18．A
19．（1）小磁针发生偏转
（2）磁性
20．（1）正
（2）小
21．（1）强
（2）电流大小没有控制相同；AB
22．（1）不偏转
（2）增大电源电压或者时小磁针更靠近导线。
（3）内
23．（1）通电螺线管磁性强弱与电流大小有关(合理即可)
（2）C
24．S；变大
25．（1）220
（2）电动机M
（3）增加
26．（1）AB或AD
（2）A；C
27．（1）S
（2）减小
28．N；电动机；相同
29．（1）电磁感应
（2）向上
（3）优点：使用方便，兼容性强，可以一对多充电，解决了接口不匹配问题等，缺点：充电效率较低，电磁辐射较大，价格高等。
30．（1）铁或钴或镍
（2）磁感线；变化
31．（1）地磁场(磁场)
（2）摩擦力
（3）电流
32．（1）通电导体周围存在磁场，磁场间存在相互作用
（2）逆时针， 3θ
（3）换用磁性更强的磁针
（4）
33．（1）当触点开关断开时，两个电阻串联，而触点开关闭合，R1被短路，串联总电阻比任何一个电阻大，根据知，当触点开关闭合时是加热挡，而触点开关断开时是保温挡；
工作电路的电压为220V，根据在保温挡时工作电路电流不大于50mA=0.05A
由得，此时总电阻
根据串联电阻的电阻特点知，R1的最小阻值R1=R总-R2=4400Ω-100Ω=4300Ω
（2）体重为50kg的小明坐在马桶上时，压力F=G=mg=50kg×10N/kg=500N
根据乙图知，此时Ra=50Ω，控制电路电源电压U=6V，在电流小于20mA=0.02A时，衔铁被释放，工作电路处于保温状态。此时温度最高，则总电阻
根据串联电阻的电阻特点知，Rb的最大阻值Rb=R总'-Ra=300Ω-50Ω=250Ω
根据表格中数据知，此时温度为40℃；当电磁继电器在电流大于40mA=0.04A时，衔铁被吸合，此时温度最低，则总电阻
根据串联电阻的电阻特点知，Rb的最小阻值Rb'=R总''-Ra=150Ω-50Ω=100Ω
根据表格中数据知，此时温度为32℃，马桶圈的温度调控范围是32℃~40℃。
（3）Ra坏了，于是找到了另一个压敏电阻Rc替换，当没有人坐时压敏电阻的阻值较小为100Ω，当电磁继电器在电流大于40mA=0.04A时，衔铁被吸合，开始加热，则总电阻
当热敏电阻的阻值小于150Ω-50Ω=100Ω
即环境温度小于25℃时，即使没有人用马桶，马桶也会自动加热，浪费电能。
34．（1）吸收
（2）C
（3）调换电源正负极/调换磁极
35．（1）电源电压太低
（2）电动机
（3）A；C；D
36．（1）吸引小铁钉的数量
（2）14/25/36
（3）增加电流或增大电源电压或滑动变阻器向左移和增加线圈匝数
（4）采用间歇式供电，减少通电时间，减少电热产生
37．；转换；减小铁屑与玻璃板的摩擦，使铁屑受到磁场的作用而有规律的排列
38．（1）B
（2）减小
（3）适当增大电源1的电压
39．（1）改变通过电动机中的电流方向
（2）变小
（3）合格
40．（1）高
（2）当I=0.3A，则大棚内二氧化碳浓度最高，此时Rx=U/I-R0=12V/0.3A-30Ω=10Ω，查表可知此时a%=0.3%
当I=0.24A，则大棚内二氧化碳浓度最低，此时RX=U/I-R0=12V/0.24A-30Ω=20Ω，查表可知此时a%=0.2%
（3）将R更换为滑动变阻器(其余合理答案也可)
41．（1）N；A
（2）3和4
（3）①，故此时的电压为额定电压的1/3，即 Ux =2v；
②由图乙可知，1.5秒为1个周期，故一共有30个周期。
W总=pt=（0.5x3J+1xJ)X30=55J；
③R0 两端的电压为（6v-2v）=4v，指示灯的电阻=，故 R0 =24 Ω
42．（1）S
（2）电动卷帘
（3）①控制电路的总电阻：R总=U/I=12V/0.036A=333Ω
则R=R总-R0=333Ω-210Ω=123Ω
由图丙可知，外界光照强度达到100lx，未达150lx，需要补光
②达到一定光照条件下，生态系统光合作用强度大于呼吸作用强度，消耗二氧化碳，产生氧气但二氧化碳浓度不变，氧气体积增多， 气球内部气压增大，使得弹性气球的总体积变大，受到的浮力变大，浮力大于重力，球上浮。
当球露出水面后，排开水的体积变小，浮力逐渐减小，当浮力等于重力时，小球漂浮。
43．（1）B
（2）W= Pt=1000W×60s=60000J
（3）
（4）减小滑动变阻器阻值/滑片P向左移/增大控制电路电压/增加线圈匝数/弹簧弹力变小/支点向左移/衔铁右端增长等
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中考二轮复习：电与磁
一、选择题
1．支付宝“碰一碰”收款设备能不断发出变化的磁场，当付款手机靠近时，手机内的NFC芯片产生感应电流被激活，完成信息交换。下列实验中能反映其工作原理的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【知识点】通电直导线周围的磁场；通电螺线管的磁场；电磁感应；磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】区分电动机原理图和发电机原理图可通过观察电路中是否有电源，有电源的是电动机，没有电源的是发电机。
【解答】由“当付款手机靠近时，手机内的NFC芯片产生感应电流被激活，完成信息交换”可知，该过程中机械能转化为电能，原理是电磁感应，与发电机的原理相同。
A、奥斯特实验，原理是通电导体周围存在磁场，故A错误；
B、发电机原理图，原理是电磁感应，故B错误；
C、电动机原理图，原理是通电导体在磁场中受到力的作用，故C错误；
D、小磁针发生偏转是因为通电螺线管周围存在磁场，故D错误。
故答案为：B。
2．“胜哥”按人类对磁的认识历程，对“电与磁”的知识进行梳理，图中对应位置的内容填写正确的是
A．赫兹 B．电动机
C．电磁起重机 D．电磁感应现象
【答案】D
【知识点】电磁感应；直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】A、奥斯特发现电流的磁效应；
B、电流的磁效应的应用为电磁铁；
C、磁场对电流的作用的应用为电动机；
D、发电机应用了电磁感应的原理。
【解答】A、奥斯特发现电流的磁效应，故A错误，不符合题意；
B、电流的磁效应的应用为电磁铁，发电机应用了通电线圈在磁场中受力的作用，故B错误，不符合题意；
C、磁场对电流的作用的应用为电动机，电磁起重机应用了电流的磁效应，故C错误，不符合题意；
D、发电机应用了电磁感应的原理，故D正确，符合题意。
故答案为：D。
3．一条形磁铁静止在斜面上，固定在磁铁中心的竖直上方的水平导线中通有垂直纸面向里的恒定电流，如图所示。若将磁铁的N极位置与S极位置对调后，仍放在斜面上原来的位置，则磁铁对斜面的压力 F 和摩擦力 f 的变化情况分别是 ( )
A．F 增大，f 减小 B．F 减小，f 增大
C．F与f 都增大 D．F 与f 都减小
【答案】C
【知识点】平衡力的辨别；通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】先分析磁铁的N极位置与S极位置对调前，导线所受的安培力方向，由牛顿第三定律判断磁铁所受的安培力方向，由压力产生的原因确定磁铁对斜面的压力F；再用同样的方法分析磁铁的N极位置与S极位置对调后磁铁对斜面的压力F，最后根据压力大小变化，结合摩擦力大小的影响因素判断f的变化情况。
【解答】在磁铁的N极位置与S极位置对调前，根据左手定则判断可知，导线所受的安培力方向斜向下，
由牛顿第三定律可知磁铁所受安培力的方向斜向上，因磁铁受向下的重力和向上的安培力，从而对斜面产生压力，则F=Gy-F安y（Gy、F安y分别为重力、安培力在垂直于斜面方向的分力）；
在磁铁的N极位置与S极位置对调后，磁场方向与原来相反，则此时磁铁所受安培力的方向斜向下，因磁铁受向下的重力和向下的安培力，从而对斜面产生压力（此时重力和安培力大小均不变），则F'=Gy+F安y；
比较可知磁铁对斜面的压力变大了，根据摩擦力大小的影响因素可知磁铁对斜面的摩擦力也变大，故选项ABD错误，C正确。
故答案为：C。
4．如图是“胜哥”探究通电螺线管磁场特点时，得到的小磁针(黑色一端为极）静止时指向情况和铁屑分布规律。下列选项中能正确用磁感线描述实验现象的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】磁场和磁感线；通电螺线管的磁场
【解析】【分析】根据异名磁极相互吸引可知，题图中通电螺线管的左端为N极，右端为S极。
【解答】通电螺线管周围的磁场与条形磁体的磁场相似，在通电螺线管的外部，磁感线从N极出发回到S极，在通电螺线管的内部，磁感线从S极到N极，磁感线是一条封闭的曲线。
故答案为：D。
5．为了直观地反映通电螺线管周围磁场分布，可用如图所示的磁感线表示。“胜哥”在该通电螺线管内部插入一根铁芯，则下列磁感线中能正确反映其磁场变化的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】通电螺线管的磁场
【解析】【分析】通电螺线管磁性强弱与电流大小，线圈匝数以及有无铁芯有关。
【解答】如果在该通电螺线管内部插入一根铁芯，铁芯被磁化，磁性大大增强，磁场的方向不发生变化，磁感线的疏密表示磁场的强弱，故D正确，ABC错误。
故答案为：D。
6．如图所示，“胜哥”闭合电磁铁开关S，条形磁铁静止在水平桌面上，下列判断正确的是（ ）
A．条形磁铁受到电磁铁对其向右的作用力
B．条形磁铁受到桌面对其向左的摩擦力
C．将滑动变阻器的滑片向右移动，条形磁铁受到的摩擦力变大
D．若只改变电源的正负极，条形磁铁受到的摩擦力的方向改变
【答案】D
【知识点】通电螺线管的磁场；探究影响通电螺线管磁性强弱的因素的实验
【解析】【分析】影响通电螺线管磁性的因素有电流大小，线圈匝数，有无铁芯等。
【解答】A.由右手螺旋定则可知左端为S极，故相互排斥，磁铁受到向左的作用力；
B.磁铁受到向左的作用力，故摩擦力向右；
C. 将滑动变阻器的滑片向右移动 ，电流变小，磁性变弱，作用力减小，摩擦力减小；
D.电流方向改变，磁场方向也改变，故摩擦力方向改变。
故答案为：D
7．医生给心脏疾病的患者做手术时，往往要用一种称为“人工心脏泵”的体外装置来代替心脏，以推动血液循环如图是该装置的示意图，线圈 ab固定在用软铁制成的活塞柄上（相当于一个电磁铁），通电时线圈与活害柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，从而带动活塞运动。活塞通过阀门与血管相通，阀门S1只能向外开启，S2只能向内开启。下列说法正确的是（ ）
A．若电流从a端流进线圈，从b端流出线圈，则电磁铁左侧为S极
B．若电流从b端流进线圈，从a端流出线圈，则电磁铁右侧为S极
C．要使血液流出该“血泵”，电流需从a端流进线圈，从b端流出线圈
D．要使血液流入该“血泵”，电流需从a端流进线圈，b从端流出线圈
【答案】C
【知识点】磁极间的相互作用；通电螺线管的磁场；右手螺旋定则
【解析】【分析】通电螺线管中右手螺旋定则的使用，四指弯曲指向电流方向，拇指指向电磁铁的北极方向。知道力能改变物体的运动状态。
【解答】
A、若电流从a端流进线圈，从b端流出线圈，通过右手螺旋定则可知，电磁铁左侧为N极，右侧为S极，故A错误；
B、若电流从b端流进线圈，从a端流出线圈，通过右手螺旋定则可知，电磁铁右侧为N极，左侧为S极，故B错误；
C、要使血液流出该“血泵”，则活塞向右移动，电磁铁与条形磁体之间是同名磁极相互排斥，故电磁铁左侧为N极，电流从a端流进线圈，从b端流出线圈，C正确；
D、要使血液流入该“血泵”，则活塞向左移动，电磁铁与条形磁体之间是异名磁极相互吸引，故电磁铁左侧为S极，电流从b端流进线圈，从a端流出线圈，D错误。
故答案为：C
8．“胜哥”在科学拓展课上制作了一个简易喇叭（原理如图）。接通信号源后，电流的方向不断改变，导致线圈的磁极不断变化，通过吸引或排斥磁铁，带动纸盆振动。为改变纸盆振动幅度以调节喇叭响度下列方法不可行的是（ ）
A．改变磁铁的磁极 B．改变电流的大小
C．改变磁铁磁性强弱 D．改变线圈的匝数
【答案】A
【知识点】探究影响通电螺线管磁性强弱的因素的实验
【解析】【分析】线圈和条形磁铁之间的磁力越大，纸盆的振动幅度越大，喇叭的响度越大。既可以改变条形磁铁的磁场强度，也可以改变线圈的磁场强度，据此选择。
【解答】要改变喇叭的响度，就必须改变线圈的磁场强度或磁铁的磁场强度；因为电磁铁的磁性大小受到电流大小和线圈匝数的影响，因此B、C、D都不合题意；
改变磁铁的磁极对磁场强度的大小没有影响，故A符合题意。
故选A。
9．小科通过视频号“胜哥课程”观看了一个科学视频：①“胜哥”用导线绕成螺线管后通电，观察是否能吸引大头针②在“胜哥”螺线管中插入一根铁棒或一枚铁钉，再观察吸引大头针的现象。结果发现第②次吸引的大头针数目更多。有关此实验，说法不正确的（ ）
A．此实验不能验证电流能产生磁场
B．通过观察吸引大头针数目的多少来判断磁性强弱
C．此实验唯一变化的量是一根铁棒或一枚铁钉
D．此实验的假设是：铁棒能使通电螺线管磁性增强
【答案】A
【知识点】探究影响通电螺线管磁性强弱的因素的实验
【解析】【分析】根据探究影响螺线管磁场强弱的因素的实验分析判断。
【解答】A.当螺线管中有电流经过时，能够吸引大头针，而没有电流时，不能吸引大头针，这说明电流能够产生磁场，故A错误符合题意；
B.通过观察吸引大头针数目的多少来判断磁性强弱，故B正确不合题意；
C.此实验唯一变化的量是一根铁棒或一枚铁钉，故C正确不合题意；
D.此实验的假设是：铁棒能使通电螺线管磁性增强，故D正确不合题意。
故选A。
10．如图所示是一种磁性门锁的工作原理示意图：“胜哥”闭合开关，电磁铁吸引插销，门打开；断开开关，在弹簧的作用下，插销重新插入门锁插槽，门锁上。下列有关磁性门锁的说法错误的是（ ）
A．制作插销的材料可以选择铁
B．电磁铁的原理是电磁感应现象
C．门锁插槽需要定期抹油以减小摩擦
D．需定期更换电池，避免打不开门
【答案】B
【知识点】电磁铁的构造和原理
【解析】【分析】（1）磁性材料：铁、钴、镍等属于磁性材料，能被电磁铁吸引，可用于制作能被电磁铁吸引的部件。
（2）电磁铁原理：是电流的磁效应，即通电导体周围存在磁场，而电磁感应现象是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流。
（3）减小摩擦的方法：在接触面涂抹油等润滑剂，可使接触面分离，从而减小摩擦。
（4）电源对电路的影响：磁性门锁靠电池供电，电池电量不足会导致电磁铁磁性减弱，影响门锁正常工作。
【解答】A、铁是磁性材料，能被电磁铁吸引，可用来制作插销，故正确。
B、电磁铁是利用电流的磁效应工作，不是电磁感应现象，故错误。
C、在门锁插槽定期抹油，可使接触面光滑，减小摩擦，故正确。
D、电池电量不足会使电磁铁磁性减弱，无法正常吸引插销，需定期更换电池，故正确。
故答案为：B。
11．下列有关电铃(如图)说法正确的是（ ）
A．电铃的工作原理是电磁感应
B．小锤击打到铃碗时，电磁铁仍具有磁性
C．要使铃声响度大一些，可适当降低电压
D．滑动变阻器的滑片向左移动，电磁铁的磁性增强
【答案】D
【知识点】电磁铁的构造和原理；影响电磁铁磁性强弱的因素；电磁感应
【解析】【分析】电铃是利用电磁铁的特性，通过电源开关的反复闭合装置来控制缠绕在主磁芯线圈中的电流通断形成主磁路对弹性悬浮磁芯的磁路吸合与分离交替变化，使连接在弹性悬浮磁芯上的电锤在铃体表面产生振动并发出声波的机器。
【解答】A、电铃的工作原理是电磁铁的原理；故A错误；
B、小锤击打铃碗时，电路断开，没有电流通过，所以电磁铁没有磁性；故B错误；
C、要使铃声响度大一些，即增大小锤到铃碗的距离，因此要增大电磁铁的磁性，可适当增大电压；故C错误；
D、由图可知，该电路是串联电路，当滑动变阻器的滑片向左移动时，电阻减小，所以电磁铁的磁性增强；故D正确；
故答案为：D。
12．“胜哥”设计了一款智能照明灯，其电路的原理图如图所示。光线较暗时灯泡自动发光，光线较亮时灯泡自动熄灭。控制电路中，电源电压恒定， 为定值电阻，R为光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小。下列说法正确的是( )
A．电磁铁的上端为 S极
B．当光照强度增强，控制电路中的电流将变小
C．当光照强度减弱，电磁铁的磁性增强
D．灯泡应设计在A 和B 两接线柱之间
【答案】D
【知识点】右手螺旋定则；影响电磁铁磁性强弱的因素；电磁继电器的组成、原理和特点；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】电磁铁的磁性与线圈匝数和电流大小有关，匝数一定时，电流越大，磁性越强。
【解答】A、由右手螺旋定则可知，电磁铁上端为N极，故A错误；
B、当光照强度增强，光敏电阻的阻值减小，由欧姆定律可知，控制电路中的电流将变大，故B错误；
C、当光照强度减弱，光敏电阻的阻值增大，由欧姆定律可知，控制电路的电流减小，可知电磁铁的磁性减弱，故C错误；
D、当光照强度减弱，光敏电阻的阻值增大，由欧姆定律可知，控制电路的电流减小，可知电磁铁的磁性减弱，此时电磁体不能吸引衔铁，AB所在电路被接通，由于此时光线较暗，所以灯泡发光，可知灯泡应接在AB之间，故D正确。
故答案为：D。
13．“胜哥”将条形磁铁固定在静止的小车上，电磁铁固定在水平桌面上，如图所示。为使小车运动的距离更远，下列说法正确的是（）
A．向左移动滑动变阻器的滑片
B．将接线柱c的导线改接到接线柱b
C．在小车上换用磁性更强的条形磁体
D．改变电源的正负极
【答案】C
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】影响电磁铁磁场强弱因素包括：电流大小，线圈匝数，据此分析判断。
【解答】 如图所示。为使小车运动的距离更远， 就要增大小车受到的磁力，要么增大螺线管的磁场强度，要么增大条形磁铁的磁场强度。
A.向左移动滑动变阻器的滑片时，变阻器的阻值变大，而通过电磁铁的电流变小，则电磁铁的磁场变弱，故A不合题意；
B.将接线柱c的导线改接到接线柱b，线圈匝数减小，则电磁铁的磁场变弱，故B不合题意；
C.在小车上换用磁性更强的条形磁体，则小车受到的磁力变大，故C符合题意；
D.改变电源的正负极，则电流方向改变，那么电磁铁的磁极方向改变，则条形磁铁与电磁铁相吸，故D不合题意。
故选C。
14．如图所示的电路是“胜哥”利用光敏电阻特性设计的电路，能够实现夜晚变暗时路灯自动亮起，白天变亮时路灯自动熄灭。下列有关说法正确的是( )
A．当控制电路断开时，电磁铁仍有磁性
B．光敏电阻阻值随光照强度的增强而增大
C．为了让路灯更早亮起，可将滑片适当向右移
D．工作电路A 端应与家庭电路的零线相连
【答案】C
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点；电磁铁的其他应用
【解析】【分析】（1）电磁铁磁性：电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性。当控制电路断开时，电路中无电流，电磁铁失去磁性。
（2）光敏电阻特性：光敏电阻阻值随光照强度变化而变化，通常光照强度越强，阻值越小；光照强度越弱，阻值越大。
（3）滑动变阻器与电路控制：在控制电路中，滑动变阻器与光敏电阻串联。滑片移动会改变电路电阻，从而影响电流和电磁铁磁性。要让路灯更早亮起，即要在光照稍强时路灯就亮，需减小控制电路电阻。
（4）家庭电路连接安全原则：在家庭电路中，为保证安全，开关应接在火线和用电器之间，所以工作电路中 A 端应接火线，B 端接零线。
【解答】A、当控制电路断开时，电磁铁无磁性，该选项错误。
B、光敏电阻阻值随光照强度的增强而减小，该选项错误。
C、将滑片适当向右移，滑动变阻器接入电路电阻减小，能使控制电路在光照稍强时电流就足够大，让电磁铁磁性增强吸引衔铁，路灯更早亮起，该选项正确。
D、工作电路 A 端应与家庭电路的火线相连，该选项错误。
故答案为：C。
15．如图所示， 甲、乙两个装置的线圈abcd、a'b'c'd'分别与电刷A、B、 紧密接触，两组电刷分别用导线按图示连接。“胜哥”用手拨动甲的线圈，使之沿顺时针方向转动，此时乙的线圈也会沿顺时针方向转动。下列说法正确的是
A．该过程甲装置相当于电动机
B．该过程乙装置相当于发电机
C．若将甲装置中的两磁极对调，则乙装置线圈的转动方向会改变
D．若改成用导线将A与B'，B与A'连接，则乙装置线圈的转动方向不变
【答案】C
【知识点】电磁感应；通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】 A.电动机的工作原理：通电导体在磁场中受力转动。
B.电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生电流，这种电流叫感应电流，这一现象叫电磁感应现象。
CD.感应电流的方向与导体运动和磁极的方向有关，磁场对电流作用力的方向与电流方向有关。
【解答】 A.该过程中导体ab先运动，然后产生感应电流，甲装置相当于发电机，故A错误；
B.该过程中导体a'b'在磁场中受力转动，故乙装置的工作原理为通电导体在磁场中受力运动，相当于电动机，故B错误；
C.若将甲装置中的两磁极对调，则产生感应电流的方向发生改变，因此乙装置线圈的转动方向会改变，故C正确；
D.若改成用导线将A与B'，B与A'连接，则通过乙装置线圈的电流方向发生改变，因此乙装置线圈的转动方向改变，故D错误。
故选C。
16．电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音。下列说法中不正确的是（ ）
A．选用铜质弦，电吉就能正常工作
B．弦产生振动，弦在切割磁体的磁感线而使电吉他工作
C．增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电流
D．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化
【答案】A
【知识点】电磁感应；产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】产生感应电流的条件为：闭合回路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动。感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线的方向有关，只改变磁场方向或切割磁感线的方向，感应电流的方向发生改变。
【解答】A、由“磁体附近的金属弦被磁化”可知，不能使用铜质弦，因为铜不能被磁化，故A错误，符合题意；
B、弦产生振动，弦在切割磁体的磁感线，产生感应电流，而使电吉他工作，故B正确，不符合题意；
C、增加线圈匝数可以增强电磁铁的磁性，从而增大感应电流，故C正确，不符合题意；
D、弦振动过程中，磁场方向不变，切割磁感线的方向发生改变，可知线圈中的电流方向不断变化，
故D正确，不符合题意。
故答案为：A。
17．贮存粮食的仓库湿度过大粮食有可能会霉变，为此“胜哥”设计了如图甲所示的粮库湿度报警模拟电路。电路由电源、开关S、电磁铁、衔铁、警示灯等组成，湿敏电阻接在电路中某位置(图中未画出)。闭合开关S后：当空气湿度小于设定值时，警示灯亮度随湿度变化；当湿度增大到设定值时，警示灯开始闪烁报警。图乙是可供选择的两种湿敏电阻的阻值随湿度变化的关系图像。 (已知电源电压恒定，灯泡电阻不变，电磁铁线圈电阻忽略不计。)下列说法正确的是 （ ）
A．湿敏电阻应安装在图甲 Q处
B．当湿度低于设定值时，湿度越小警示灯越亮
C．应选R1作为该电路的湿敏电阻
D．换用阻值更小的警示灯可使警示灯在更低湿度下开始闪烁
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用；影响电磁铁磁性强弱的因素；电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】电磁铁的磁性强弱与线圈匝数和电流大小有关，匝数越多，电流越大，电磁铁的磁性越强。
【解答】A、若将湿敏电阻安装在Q处，电磁铁没有吸引衔铁时，湿敏电阻处于断路状态，湿度变化，湿敏电阻的阻值改变，警示灯所在电路的阻值不变，灯的亮度不变。若安装在N处，无论是否吸引衔铁，灯都属于通路状态，警示灯亮度都随湿度变化，不会出现闪烁，可知湿敏定值应接在M处，故A错误；
C、由A可知，湿敏电阻应安装在M处，若应选R1作为该电路的湿敏电阻，湿度增大时，电阻增大，电路中电流减小，灯亮度减弱，电磁铁磁性减弱，不能吸引衔铁，灯的亮度随湿度改变，但不会闪烁，故C错误；
B、由C可知，湿敏电阻选择的是，湿度越小，电阻阻值越大，电路中电流越小，灯亮度越暗。当湿度增大时，湿敏电阻的阻值减小，电路中电流增大，电磁铁磁性增强，吸引衔铁，电磁铁和M被短路，电路中电流增大，灯变亮；电磁铁因为被短路，没有电流经过，磁性消失，释放衔铁，电路中电阻变大，灯变暗，如此反复，实现灯闪烁，故B错误；
D、电路中电流不变，换用电阻更小的警示灯，则湿敏电阻的阻值将更大，由图可知，湿度将更低，故D正确。
故答案为：D。
18．如图所示，磁带录音机既可用作录音，也可用作放音，其主要部件为可匀速行进的磁带和绕有线圈的磁头，下面对于它们在录音、放音过程中的主要工作原理描述，正确的是 ( )
A．放音的主要原理是电磁感应，录音的主要原理是电流的磁效应
B．录音的主要原理是电磁感应，放音的主要原理是电流的磁效应
C．放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用
D．录音和放音的主要原理都是电磁感应
【答案】A
【知识点】电磁感应；探究电磁感应现象的实验
【解析】【分析】（1）录音机录音是声音先转化为强弱变化电流，变化的电流产生变化的磁场，把磁粉磁化的过程；
（2）放音机放音的过程是磁带上强弱不同的磁场产生变化的感应电流，再转化为声音。
【解答】（1）录音过程是线圈中有变化的电流，产生变化的磁场，再磁化磁粉的过程，其中电流的磁效应是最主要的原理，故BD错误；
（2）放音时，磁带上磁性不同，使磁头线圈产生不同的感应电流，这是电磁感应现象，故A正确，C错误。
故答案为：A。
二、填空题
19．小科通过视频号“胜哥课程”观看了一个科学视频：“胜哥”通过实验验证电和磁之间的联系。
用图甲所示装置来模仿该实验。
（1）实验中得到通电直导线周围存在磁场的结论，那么“胜哥”观察到的现象是 。
（2）古老听简的结构如图乙所示，当变化的电流通过线圈时，电磁铁的 强弱发生变化，对薄铁片产生变化的吸引力，从而使薄铁片振动不同而发出不同的声音，这样就可以听到对方的讲话了。
【答案】（1）小磁针发生偏转
（2）磁性
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】（1）当导线中有电流经过时，小磁针的指向发生偏转，即小磁针受到磁力，说明通电导线周围存在磁场。
（2）影响电磁铁磁场强弱的因素：①线圈匝数；②电流大小；③有无铁芯，据此分析解答。
【解答】（1）实验中得到通电直导线周围存在磁场的结论，那么他观察到的现象是：小磁针发生偏转。
（2）早先电话听筒的结构如图乙所示，当变化的电流通过线圈时，电磁铁的磁性强弱发生变化，对薄铁片产生变化的吸引力，从而使薄铁片振动不同而发出不同的声音，这样就可以听到对方的讲话了。
20．“胜哥”去某购物广场购物时发现一部“聪明的电梯”（如图甲），当人走上电梯时电梯的运行速度会变快。“胜哥”画出如图乙所示的简易控制电路，R是压敏电阻，R1是定值电阻。请你分析：
（1）若控制电路通电后，电磁铁的上端为N极，那么控制电路电源的左端为 极。
（2）当“胜哥”走上电梯时，压敏电阻的阻值将变 。
【答案】（1）正
（2）小
【知识点】电路的动态分析；通电螺线管的磁场
【解析】【分析】（1）电磁铁的磁极方向是根据安培定则来判断，由此可判断电磁铁线圈中的电流方向，从而推断控制电路电源的正负极。
（2）从乙图可知，当接线柱与1连接时，R1和电动机串联；当接线柱与2连接时，电路中只有电动机。
【解答】（1）由于电磁铁的上端为N极，根据安培定则可知，电流从电磁铁的下端流入，上端流出，因此控制电路电源的左端为正极。
（2）当人走上电梯时电梯的运行速度会变快，说明工作电路中的电流变大，此时电路与触点2接触，因此当人走上电梯时，控制电路中的电流变大，所以压敏电阻的阻值将变小。
故答案为：(1)正 ；（2）小。
21．为研究“通电螺线管磁性强弱与有无铁芯的关系”， “胜哥”设计了如图1电路。
（1）强弱判断：通电螺线管吸引大头针数量越多，表示其磁性越 。
（2）具体操作：
①将无铁芯的螺线管接入电路，把变阻器滑片P移至最下端，闭合开关S，发现螺线管吸引大头针数量较少。
②断开开关S，在螺线管中插入铁芯，将变阻器滑片P稍向上移，闭合开关S，发现螺线管吸引大头针数量较多。
评价交流
①上述实验，没有进行多次实验，且存在的错误是 。
②通电螺线管磁性强弱无法用肉眼直接观察，本实验用吸引大头针数量反映磁性强弱。图2所示实验采用的方法与之相同的有 。
【答案】（1）强
（2）电流大小没有控制相同；AB
【知识点】实验探究的其他思想方法；探究影响通电螺线管磁性强弱的因素的实验
【解析】【分析】控制变量在进行科学实验的概念，是指那些除了实验因素(自变量)以外的所有影响实验结果的变量，这些变量不是本实验所要研究的变量，所以又称无关变量、无关因子、非实验因素或非实验因子。物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。
【解答】（1）通电螺线管吸引的大头针数量越多，则其磁性就越强；
（2） ① 实验过程中要保证唯一变量，实验中有无铁芯是变量，则不能再有其他变量；对比步骤 ①和②可知，变阻器也移动了，即两次电路中的电流也不一样，导致出现两个变量；
②把无法直接观察的实验现象，转换成观察极易看到的实验现象，属于转化法；A B、转化法；C、模拟法；
故答案为：（1）强；（2） ①电流大小没有控制相同；②AB。
22．“胜哥”设计了新的实验方案，对电流的磁现象进行了再探究。
（1）实验一：如图甲，小磁针静止后，使导线与小磁针互相垂直放置，“胜哥”闭合开关，并向左移动滑动变阻器的划片．预测小磁针的偏转情况 （填“偏转”或“不偏转”）．
（2）实验二：如图乙，小磁针静止后，使导线与小磁针互相平行放置，“胜哥”闭合开关，并向左移动滑动变阻器的划片，实验中观察发现小磁针偏转的角度始终较小．为了使实验现象更明显，你的建议是 ．
（3）实验三：如图丙，通电直导线正下方的小磁针的S极向纸外偏转．“胜哥”用“电子枪”发射大量电子，沿着水平方向由左到右平行飞过小磁针正上方，如图丁．则小磁针的S极将向纸 （选填“外”或“内”）偏转。
【答案】（1）不偏转
（2）增大电源电压或者时小磁针更靠近导线。
（3）内
【知识点】探究影响通电螺线管磁性强弱的因素的实验；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】 电流磁效应是指任何通有电流的导线，都可以在其周围产生磁场的现象。 电流磁场方向与电流方向有关。
【解答】（1） 如图甲，小磁针静止后，使导线与小磁针互相垂直放置 ，小磁针指向和电流磁场方向一致，所以 并向左移动滑动变阻器的划片。只是改变小磁针受力大小，受力方向依然不变，预测小磁针的偏转情况不偏转；
（2） 实验中观察发现小磁针偏转的角度始终较小 ，说明小磁针受力较小，所以可以增大电源电压或者时小磁针更靠近导线。
（3）电流流向与电子运动方向相反，小磁针受力方向也会相反，所以小磁针的S极将向纸内偏转。
23．实验材料：漆包线2根、2枚未磁化的相同大铁钉、开关、电源、滑动变阻器、电流表、若干大头针、若干导线……
（1）你觉得用这些实验器材可以研究什么问题呢 (写出一个即可)。
（2）正确连接电路，闭合开关时发现电流表的示数很小，则下一步的操作是 。
A．马上更换器材
B．用导线检测电路故障
C．移动滑动变阻器
【答案】（1）通电螺线管磁性强弱与电流大小有关(合理即可)
（2）C
【知识点】探究影响通电螺线管磁性强弱的因素的实验
【解析】【分析】（1）根据实验器材确定可以完成的探究实验；
（2）在闭合开关前，为了避免电流过大而烧毁用电器，要求变阻器的阻值调到最大，据此分析判断。
【解答】（1）将漆包线缠绕在铁钉上可以组成电磁铁，将电磁铁、电源、变阻器、电流表串联，根据电磁铁吸引大头针的数量比较其磁场强弱。调节变阻器的滑片，改变通过电磁铁的电流大小，再次观察吸引大头针的数量。因此可以探究通电螺线管的磁性强弱与电流大小的关系。
（2）正确连接电路，闭合开关时发现电流表的示数很小，应该是滑动变阻器的阻值较大所致，则下一步的操作是移动滑动变阻器的滑片，减小变阻器的阻值，故选C。
24．如图所示，GMR为巨磁电阻，其阻值随着磁场的增强而急剧减小。“胜哥”闭合开关S1和S2，电磁铁的右端是 极；将滑动变阻器的滑片P从中点滑到b端时，电压表的示数将 (填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】S；变大
【知识点】通电螺线管的磁场；右手螺旋定则；探究影响通电螺线管磁性强弱的因素的实验
【解析】【分析】通电螺线管的磁极和电流方向之间的关系可以用右手螺旋定则（也叫安培定则）来判定。用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中的电流方向，大拇指所指的那一端就是通电螺线管的北极。通电螺线管中的电流越大，磁性越强；电流增大，磁性增强。
【解答】闭合开关S1，由右手螺旋定则可知，电磁铁左端为N极，右端为S极；将滑动变阻器的滑片P从中点滑到b端时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，由欧姆定律可知，电路中的电流变小，因此电磁铁磁性减弱，周围磁场减弱。GMR的阻值随着磁场的增强而急剧减小，反之增大，因此其电阻是变大的。由串联电路分压的规律可知，电阻变大，所分得的电压也变大，故电压表的示数变大。
故答案为：S；变大
25．如图所示是“胜哥”设计的水位自动控制电路，其中工作电路由指示灯L、电动机M等元件组成，由家庭电路供电；控制电路中，金属板A、B置于水箱中不同位置，水箱中的天然水是导体。
（1）我国家庭电路电压为 V。
（2）当水箱内水面处于金属板A以下时，工作电路中的 处于工作状态。
（3）测试时，“胜哥”发现由于电磁铁磁性太弱，电磁继电器无法正常工作。适当 （填“增加”或“减少”）电磁铁的线圈匝数，可以解决上述问题。
【答案】（1）220
（2）电动机M
（3）增加
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素；电磁铁的其他应用
【解析】【分析】（1）根据有关电压的常识解答；
（2）根据图片确定衔铁的位置，弄清被接通的电路，从而确定工作电路的状态；
（3）电磁铁磁场强弱的影响因素：①电流大小；②有无铁芯；③线圈匝数。
【解答】（1）我国家庭电路电压为220V。
（2）当水箱内水面处于金属板A以下时，此时控制电路没有接通，电磁铁没有磁场，衔铁不能被吸下来，那么此时接通电动机所在的电路，即电动机M处于工作状态。
（3）测试时，小宁发现由于电磁铁磁性太弱，电磁继电器无法正常工作。适当电磁铁的线圈匝数，可以解决上述问题。
26．人员密集的室内场所，容易造成二氧化碳含量偏高，对人体产生不利的影响。“胜哥”设计了如图所示的电路。R2为气敏电阻，其阻值随CO2气体浓度的增大而减小，当室内CO2气体含量升高到一定浓度时，工作电路中的排风扇开始工作，把室内气体排出。回答下列问题：
（1）在设计电路时要实现自动换气功能，排风扇应连接在工作电路中的 位置；
（2）要使排风扇在二氧化碳浓度更低时就能开始工作，以下几种改进方法正确的是 。
A．增加电磁铁线圈匝数
B．控制电路中再串联一个电阻
C．把滑动变阻器R1的滑片向上移
【答案】（1）AB或AD
（2）A；C
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素；电磁铁的其他应用
【解析】【分析】（1）根据图片分析CO2的浓度达到一定程度时衔铁的位置和排风扇的工作状态，进而确定排风扇的位置。
（2）电磁铁吸合时需要的电磁力是不变的，可从影响电磁铁磁场强度的角度分析改进方法。
【解答】（1）根据图片可知，当CO2的浓度大到一定程度时，控制电路的电路达到一定程度时，电磁铁将衔铁吸下来，接通AB所在的电路，此时排风扇开始工作，因此排风扇应该接在AB或AD位置。
（2）电磁铁吸合时需要的电磁力是不变的。当CO2的浓度降低时，气敏电阻的阻值增大，那么总电阻增大，而通过电磁铁的电流减小，导致电磁力减小。为了增大电磁力，此时可以增加电磁铁的线圈匝数，故A正确；
根据上面的分析可知，此时通过电磁铁的电流减小，要恢复原来的电流就要减小电阻，而串联肯定不行，故B错误；
要恢复电磁铁的磁力，此时可以增大电流，即减小总电阻。根据R总=R1+R2可知，此时变阻器的阻值应该减小，即滑片向上移动，故C正确。
故选AC。
27．如图甲所示是一种“潜水自救装置”，其工作原理如图乙所示，反应盒中有可快速反应产生气体的两种物质，彼此分离存储。力敏电阻 Rx，的阻值随潜水深度改变而改变，当达到设定的安全深度时，电磁铁吸引衔铁，反应开关接通，反应盒中两种物质混合并开始反应产生气体，气囊快速充气上浮，将潜水运动员拉回到水面，其中U为电源电压， Ro为定值电阻。
（1）请分析电磁铁工作时上端是 极。
（2）为实现以上功能，所选力敏电阻 Rx，的阻值随潜水深度的增大而 。
【答案】（1）S
（2）减小
【知识点】电磁铁的其他应用；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】 （1）根据电磁铁中电流的方向，利用右手螺旋定则判断电磁铁的磁极。
（2）根据题目描述分析力敏电阻随深度的变化规律即可。
【解答】 （1）由图可知，线圈上电流方向向左。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向左，此时大拇指指向下端，则电磁铁的下端为N极，上端为S极。
（2）当潜水自救装置达到设定的安全深度时，电磁铁吸引衔铁，说明电磁铁磁性增强，电路中的电流增大，力敏电阻Rx的阻值减小，则力敏电阻Rx的阻值随潜水深度的增大而减小。
28．如图所示，“胜哥”用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是 极（填“N”或“S”）。闭合开关，用手是轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的 （填“发电机”或“电动机”），若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向 。（填“相同”或“相反”）
【答案】N；电动机；相同
【知识点】磁场对通电导线的作用；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】（1）根据安培定则判断电磁铁的磁极方向；
（2）根据图片由电源分析；
（3） 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。
【解答】（1）根据图片可知，电磁铁上表面的电流方向向右。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向右，此时大拇指指向上端，则电磁铁的上端是N极。
（2）根据图片可知，电路中有电源，会有电流经过线圈，则该图中线圈的转动是靠通电导体在磁场中受力的作用，电动机就是利用该原理制成的。
（3）若只将电源的正负极互换，则电流的方向发生改变，磁极的方向改变，则受到的磁场力的方向不变，线圈转动方向会与原来的转动方向相同。
29．如图是手机无线充电的原理简化图。当充电器线圈接通电源之后，该线圈就会产生一个磁场，当手机放在充电器上的时候，手机中的线圈就会产生感应电流，实现无线充电。
（1）手机线圈中产生电流是利用 现象。
（2）当充电器线圈中某一时刻的电流方向如图所示，则图中B点的磁场方向是 （选填“向上”或“向下”）。
（3）与传统方式相比，请你对这种充电方式进行评价： 。
【答案】（1）电磁感应
（2）向上
（3）优点：使用方便，兼容性强，可以一对多充电，解决了接口不匹配问题等，缺点：充电效率较低，电磁辐射较大，价格高等。
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】（1）闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，这就是电磁感应现象，为发电机的工作原理；
（2）判断电流方向，然后利用右手螺旋定则去判断磁极；
（3）与传统有线充电比较，从而发现无线充电的优点。
【解答】（1）手机线圈中产生电流是利用电磁感应现象。
（2）电流从上往下看是逆时针转动，利用右手螺旋定则判断B点磁场方向是向上；
（3）与传统方式相比，对这种充电方式进行评价：优点：使用方便，兼容性强，可以一对多充电，解决了接口不匹配问题等，缺点：充电效率较低，电磁辐射较大，价格高等。
30．电吉他的发音是通过拾音器连接扬声器来实现的。拾音器的基本结构如图所示，其工作原理是：金属弦在磁体的磁场中被磁化，当其被拨动而产生振动时，在线圈中会产生感应电流，将声音信号转变为电信号。
（1）要保证金属弦的磁化效果，其制作材料中可能含有的金属是 (填一种即可) 。
（2）当金属弦振动时，与线圈间产生了相对运动，相当于线圈切割金属弦磁场的 ，从而产生感应电流。线圈中感应电流的方向是 (选填“变化”或“不变")的。
【答案】（1）铁或钴或镍
（2）磁感线；变化
【知识点】磁体、磁极、磁化；产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】（1）能够被磁化的材料为铁磁性材料，包括铁、钴、镍等。
（2）闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流，这就是电磁感应现象。感应电流的方向与磁场方向和导体的运动方向有关。
【解答】（1）要保证金属弦的磁化效果，其制作材料中可能含有的金属是：铁或钴或镍。
（2）当金属弦振动时，与线圈间产生了相对运动，相当于线圈切割金属弦磁场的磁感线，从而产生感应电流。由于金属弦的运动方向不断改变，则线圈中感应电流的方向是变化的。
31．“胜哥”用铁屑和小磁针来探究“通电螺线管外部磁场的方向”。
（1）在闭合开关前，小磁针静止时N极总指向地理北极，说明地球周围存在 。
（2）如图甲，在玻璃板上均匀洒上铁屑，实验时小铁屑被磁化成“小磁针”。轻敲玻璃板，减少小铁屑受到玻璃板的 ，从而在磁场作用力下按照一定规律分布。
（3）把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极指向如图乙，对调电源正负极后，则如丙所示。说明通电螺线管的极性与 的方向有关。
【答案】（1）地磁场(磁场)
（2）摩擦力
（3）电流
【知识点】通电螺线管的磁场；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】（1）地磁场：地球本身是一个巨大的磁体，地球周围存在着地磁场。地磁场的北极在地理南极附近，地磁场的南极在地理北极附近。小磁针静止时 N 极指向地理北极，就是受到地磁场作用，这是判断地磁场存在的常见现象，也体现了磁场对放入其中的磁体有力的作用。
（2）通电螺线管的磁场方向与电流关系：安培定则表明，通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。通过实验观察小磁针在通电螺线管周围不同位置的指向，当改变电流方向（对调电源正负极）时，小磁针指向改变，直观地说明了通电螺线管的极性随电流方向改变而改变，这一知识点在电磁学中对于理解电磁现象及应用（如电动机、电磁铁等）至关重要。
【解答】（1）地球是一个巨大的磁体，在地球周围存在着磁场，称为地磁场。在闭合开关前，小磁针静止时 N 极总指向地理北极，正是因为地磁场的作用，小磁针受到地磁场的磁力而定向排列，所以说明地球周围存在地磁场（磁场 ） 。
（2）实验时小铁屑被磁化成 “小磁针”，轻敲玻璃板，是为了减小小铁屑与玻璃板之间的摩擦力。因为摩擦力会阻碍小铁屑在磁场作用力下自由转动和移动，当减少摩擦力后，小铁屑就能更灵敏地在磁场作用力下按照一定规律分布，从而更好地显示磁场的分布情况 。
（3）把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时 N 极指向反映了该点的磁场方向。对调电源正负极后，电流方向发生改变，此时小磁针的指向也发生了改变，说明通电螺线管的磁场方向（极性 ）发生了变化。由此可知，通电螺线管的极性与电流的方向有关 。
三、实验与探究题
32． 如图是“胜哥”设计的一款能比较电流大小的电流扭秤，容器A、B中装有不同温度的水银，以导线相连构成温差电源，产生的电压大小由温差决定，用细线将磁针悬挂在直导体上方，直导体中有电流通过时，磁针偏转。利用电流扭秤进行了多次实验，记录数据如表所示。
组别 水银温度/℃ 磁针偏转情况
A B 方向 角度
1 40 10 顺时针 3θ
2 40 20 顺时针 2θ
3 40 30 顺时针 θ
4 40 50 逆时针 θ
（1）当直导体中有电流通过时，磁针会偏转的原因是
（2）分析表中数据，若控制A、B中水银温度分别为20℃和50℃，则磁针偏转方向和角度分别为 。
（3）在相同温差下，为了使磁针偏转更明显，可采用的方法有 (写出一点)。
（4）我国科学家成功利用人体和环境的温差做出了温差电池。若该电池在1℃的温差下能产生 伏的电压，输出功率为 1×10-6瓦，则输出电流为 安。
【答案】（1）通电导体周围存在磁场，磁场间存在相互作用
（2）逆时针， 3θ
（3）换用磁性更强的磁针
（4）
【知识点】磁极间的相互作用；通电直导线周围的磁场；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据电流的磁效应和磁极间的相互作用进行分析。
（2）根据表中数据进行分析，得出偏转角度与温度差之间的关系以及偏转方向与AB温度高低的关系。
（3）磁力大小与磁场强度有关，磁场强度大、磁力大，磁针偏转角度大。
（4）根据电功率的变式计算电流。
【解答】（1）通电导体周围存在磁场，所以当电流通过直导线时，对磁针产生力的作用，磁针在力的作用下发生偏转。
（2）由表中数据可知，偏转角度等于A与B的温度差的十分之一，AB的温度分别为20℃和50℃时，温度差为30℃，可知偏转角度为3θ。当A的温度高于B的温度时，磁针沿顺时针方向转动；A的温度低于B的温度时，沿逆时针方向转动，可知磁针沿逆时针方向转动。
（3）磁针偏转更明显，则磁场强度变大，可知可换用磁性更强的磁针进行实验。
（4）输出电流。
33．冬天坐在马桶上感觉非常冰凉，“胜哥”组织同学们展开“自制智能电热马桶圈”的项目化学习。在“胜哥”的指导下小组同学制定了评价量规，表一为部分评价指标。
表一：评价量规
评价维度 评价等级
优秀 良好 待改进
升温维度 人坐在马桶圈上面后5秒内温度上升至30℃以上 坐在马桶圈上面后10秒内温度上升至30℃以上 坐在马桶圈上面后10秒内温度无法上升至30℃
节能性 在保温挡时工作电路电流不大于50mA 在保温挡时工作电路电流范围在50—100mA 在保温挡时工作电路电流大于100mA
图甲是该小组同学设计的电路图。控制电路电源电压U=6V，Ra为压敏电阻，其阻值随压力的变化随如图乙所示。Rb为热敏电阻，其阻值随温度变化如表二所示。电磁继电器在电流大于40mA时，衔铁被吸合，工作电路处于加热状态；在电流小于20mA时，衔铁被释放，工作电路处于保温状态。工作电路的电源电压为220V，R2=100欧。（电磁铁线圈电阻忽略不计）
表二：热敏电阻阻值随温度的变化
温度/℃ 20 25 29 32 34 35 36 37 38 40 42 44
阻值/Ω 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300
（1）对照评价量规，为使该小组设计的智能电热马桶圈在“节能性”这一维度达到优秀，R1的阻值至少为多少，请计算说明。
（2）请计算体重为50kg的小舟坐在马桶上时，马桶圈的温度调控范围。
（3）在实验过程中，该小组同学发Ra坏了，于是找了另一个压敏点电阻Rc，其阻值随压力变化如图乙所示。小舟经过分析认为不合适，这样会比较费电。请你通过分析说明理由。（提示：加热状态下比保温状态更费电）
【答案】（1）当触点开关断开时，两个电阻串联，而触点开关闭合，R1被短路，串联总电阻比任何一个电阻大，根据知，当触点开关闭合时是加热挡，而触点开关断开时是保温挡；
工作电路的电压为220V，根据在保温挡时工作电路电流不大于50mA=0.05A
由得，此时总电阻
根据串联电阻的电阻特点知，R1的最小阻值R1=R总-R2=4400Ω-100Ω=4300Ω
（2）体重为50kg的小明坐在马桶上时，压力F=G=mg=50kg×10N/kg=500N
根据乙图知，此时Ra=50Ω，控制电路电源电压U=6V，在电流小于20mA=0.02A时，衔铁被释放，工作电路处于保温状态。此时温度最高，则总电阻
根据串联电阻的电阻特点知，Rb的最大阻值Rb=R总'-Ra=300Ω-50Ω=250Ω
根据表格中数据知，此时温度为40℃；当电磁继电器在电流大于40mA=0.04A时，衔铁被吸合，此时温度最低，则总电阻
根据串联电阻的电阻特点知，Rb的最小阻值Rb'=R总''-Ra=150Ω-50Ω=100Ω
根据表格中数据知，此时温度为32℃，马桶圈的温度调控范围是32℃~40℃。
（3）Ra坏了，于是找到了另一个压敏电阻Rc替换，当没有人坐时压敏电阻的阻值较小为100Ω，当电磁继电器在电流大于40mA=0.04A时，衔铁被吸合，开始加热，则总电阻
当热敏电阻的阻值小于150Ω-50Ω=100Ω
即环境温度小于25℃时，即使没有人用马桶，马桶也会自动加热，浪费电能。
【知识点】电阻和电阻的串联、并联；欧姆定律及其应用；电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】（1）根据欧姆定律计算总电阻，串联电路总电阻等于各用电器电阻之和。
（2）根据电磁继电器吸引衔铁的电流范围分别计算电阻的取值范围，由表二确定温度范围。
（3）根据C电阻的阻值计算没有使用马桶时热敏电阻的阻值，根据表中数据判断温度，若温度过低，或导致无人使用时也会加热，则会造成电能的浪费。
34．“胜哥”设计制作了一个简易棉花糖机，模型如图所示。使用时取少量蔗糖放入侧壁有孔的易拉罐，用酒精灯加热，闭合开关，电动机工作。旋转的易拉罐甩出糖水，用筷子缠住糖丝，做成棉花糖。
（1）加热过程中，蔗糖颗粒 热量变成液态糖浆。
（2）该棉花糖机中电动机的工作原理是（ ）(填字母)。
A．电磁感应
B．通电导线周围存在磁场
C．通电线圈在磁场中转动
（3）“胜哥”想制作不同蓬松度的棉花糖，“胜哥”准备改变易拉罐的转动方向达到目的。请你帮助“胜哥”针对电路装置提出一条可行的措施： 。
【答案】（1）吸收
（2）C
（3）调换电源正负极/调换磁极
【知识点】熔化与熔化现象；磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】（1）物质从固态变成液态叫熔化，需要吸热；
（2）根据棉花机的结构分析工作原理；
（3）通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关。
【解答】（1）加热过程中，蔗糖颗粒吸收热量变成液态糖浆。
（2） 该棉花糖机中电动机的工作原理是通电线圈在磁场中转动，故选C；
（3）改变易拉罐的转动方向，则改进措施为：调换电源正负极或调换磁极。
35．“胜哥”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）“胜哥”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）“胜哥”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）“胜哥”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）电源电压太低
（2）电动机
（3）A；C；D
【知识点】探究电磁感应现象的实验
【解析】【分析】本题中的实验装置设计的很有特点；要熟练掌握磁生电和电生磁的电路时可以转化的（1）导体是否运动取决于是否受力及受力大小；（2）电动机的工作原理时通电导体在磁场中受力运动；（3）根据实验装置逐个分析可探究的问题。
【解答】（1）电路连接正确、各实验器材都完好，无论怎样移动滑动变阻器的滑片P，导体ab仍静止不动，可能是电源电压低，造成电路中的电流过小，导体周围产生的磁场弱；
（2）闭合开关S，导体ab向右摆动，说明导体通电后周围产生磁场，与电磁铁周围的磁场相互作用产生力磁力；此过程中消耗了电能，获得了机械能，是电动机的工作原理；
（3）该装置通电后导体ab受力摆动，是因为通电后电磁铁和导体ab周围产生了磁场，通电导体在磁场中受到磁力的作用，故可探究AC；利用滑动变阻器改变电路中电流大小时，导体ab的摆动幅度可反映出电磁铁磁性的强弱，故可探究D；导体切割磁感线运动时，电路中有无感应电流无法判断，故不能探究C，故选ACD
故答案为：（1）电源电压太低；（2）电动机；（3）ACD。
36．“胜哥”自制了一台电磁起重机，如图所示。为了研究如何增大电磁起重机的磁性，“胜哥”利用电磁起重机的电路图开展了如下实验探究，进行测量并记录，数据列于下表。
线圈匝数/圈 组别 电流/A 吸引小铁钉的数量/个
50 1 0.8 6
2 1.2 9
3 1.5 11
100 4 0.8 8
5 1.2 10
6 1.5 12
（1）实验中“胜哥”是通过比较 来判断电磁起重机磁性强弱的。
（2）为研究电磁起重机磁性强弱与线圈匝数关系，可选择 组进行对比。
（3）由实验可知，增大电磁起重机的磁性方法有 。
（4）“胜哥”查阅资料发现，工业电磁起重机往往采用右图所示的PWM 脉冲供电方式。请结合右图，从能量角度分析，采用PWM 脉冲供电方式的原因是 。
【答案】（1）吸引小铁钉的数量
（2）14/25/36
（3）增加电流或增大电源电压或滑动变阻器向左移和增加线圈匝数
（4）采用间歇式供电，减少通电时间，减少电热产生
【知识点】电磁铁的构造和原理；影响电磁铁磁性强弱的因素；电磁铁的其他应用
【解析】【分析】 （1）实验中小组是通过比较吸引小铁钉的数量来判断电磁起重机磁性强弱的。
（2）为研究电磁起重机磁性强弱与线圈匝数关系，需要控制电流相同，改变线圈匝数。
（3）由实验可知，增大电磁起重机的磁性方法有增大电流和增加线圈匝数。
（4）从能量角度分析，采用PWM 脉冲供电方式的原因是通过调节脉冲宽度，即调节占空比，可以精确控制输出功率，实现高效的能量转换，减少能量损耗。
【解答】 （1）实验中小组是通过比较吸引小铁钉的数量来判断电磁起重机磁性强弱的。吸引小铁钉数量越多，说明电磁起重机磁性越强，这是一种转换法，将不易直接观察的磁性强弱转换为容易观察和测量的吸引小铁钉的数量。
（2）为研究电磁起重机磁性强弱与线圈匝数关系，需要控制电流相同，改变线圈匝数。所以可选择1和4（或2和5、3和6）组进行对比。例如1组和4组，电流都是0.8A，而线圈匝数不同，分别为50圈和100圈，可以探究线圈匝数对电磁起重机磁性强弱的影响。
（3）由实验可知，增大电磁起重机的磁性方法有增大电流和增加线圈匝数。从表格数据可以看出，当线圈匝数一定时，电流越大，吸引小铁钉的数量越多；当电流一定时，线圈匝数越多，吸引小铁钉的数量也越多。
（4）从能量角度分析，采用PWM 脉冲供电方式的原因是通过调节脉冲宽度，即调节占空比，可以精确控制输出功率，实现高效的能量转换，减少能量损耗。在不同的工作状态下，电磁起重机对能量的需求不同，PWM脉冲供电方式可以根据实际需要灵活调整供电的能量，避免了传统供电方式在恒压恒流供电时可能出现的能量浪费情况。例如，在需要较小磁力时，通过减小占空比，减少供电能量；在需要较大磁力时，增大占空比，提供更多能量，从而使电磁起重机在不同工作场景下都能保持较高的能量利用效率。
四、综合题
37．“胜哥”在探究“通电螺线管外部的磁场分布”。
[实验器材]通电螺线管磁场演示器、菱形小磁针若干、铁屑、干电池、开关、导线。
[设计与实验]
①“胜哥”利用铁屑探究通电螺线管外部磁场的分布情况。按照图甲连接好电路，将铁屑均匀地撒满磁场演示器的玻璃板，团合开关后，轻轻敲击玻璃板面，观察到铁屑的排列情况如图乙所示。
②“胜哥”利用小磁针确定通电螺线管外部磁场的方向，将小磁针放在螺线管周围，闭合开关后，观察到小磁针的指向，请将A点小磁乙针的 N极一端涂黑 。
③实验中，“胜哥”通过观察小磁针的指向来判断通电螺线管的极性，运用了 法，实验中轻敲玻璃板的目的是 。
【答案】；转换；减小铁屑与玻璃板的摩擦，使铁屑受到磁场的作用而有规律的排列
【知识点】通电螺线管的磁场；右手螺旋定则
【解析】【分析】 转换法：对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。 用右手螺旋定则确定磁极所在方向。
【解答】小磁针静止时N极的指向即为该点的磁场方向。在通电螺线管的外部，磁感线从N极出发回到S极，根据右手螺旋定则通电螺线管的右端相当于磁体的N极。 通过观察小磁针的指向来判断通电螺线管的极性，运用了 转换法，玻璃棒与铁屑存在摩擦， 轻敲玻璃板的目的是减小铁屑与玻璃板的摩擦，使铁屑受到磁场的作用而有规律的排列。
38．为实现路灯白天自动熄灭、夜晚自动亮起，“胜哥”用光敏电阻和电磁继电器等元件，设计了路灯自动控制电路(如图)。
（1）电磁铁是电磁继电器中的重要部件，其工作原理主要是____(填字母)。
A．电磁感应
B．电流周围存在磁场
C．通电导体在磁场中受到力的作用
（2）要实现路灯自动控制功能，光敏电阻的阻值应随光照强度增加而 (填“增大”或“减小”)。
（3）测试时，“胜哥”闭合开关S，发现白天路灯未能自动熄灭。请写出一种改进措施： 。
【答案】（1）B
（2）减小
（3）适当增大电源1的电压
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素；电磁继电器的组成、原理和特点；电磁感应
【解析】【分析】（1）电磁感应是发电机的原理；通电导体在磁场中受到力的作用是电动机的原理。
（2）电磁铁的磁性强弱与电流大小及线圈匝数有关，匝数一定时，电流越大，电磁铁的磁性越强。
（3） 由电磁铁的原理可知，白天光敏电阻的阻值减小，电路中电流增大，灯熄灭。灯不能熄灭，说明电路中电流过小，可以增大电源电压、增加线圈匝数、更换阻值变化更显著的光敏电阻等进行改进。
【解答】（1）电磁铁的原理是电流的磁效应，通电螺线管产生磁性，吸引衔铁。
故答案为：B。
（2）在路灯自动控制电路中，白天光照强时，光敏电阻阻值需减小，使得控制电路电流增大，电磁铁吸合衔铁，断开路灯电路，夜晚则相反，可知光敏电阻的阻值应随光照强度增加而减小。
（3）若白天路灯未能自动熄灭，可能是光敏电阻灵敏度不足或电磁铁吸力不够。改进措施包括：
1. 增大电源电压（提高控制电路电流，增强电磁铁磁性）；
2. 更换阻值变化更显著的光敏电阻（提高光照响应灵敏度）；
3. 调整光敏电阻位置使其充分受光（确保实际光照强度影响其阻值） （合理即可）。
39．“胜哥”实验发现，装在简内的电动机带动风叶转动时，电动机转动方向改变，气流方向也改变，如图甲所示。于是想利用带风叶的电动机制作一款“书桌神器”：既能收集书桌上的小纸屑，又能吹风纳凉。
他们制定的产品评价表如下。
评价 指标 评价等级
优秀 合格 待改进
指标一 能吸纸屑、吹风且风速可调 能吸纸屑、吹风，风速不可调 只能吸纸屑或只能吹风
指标二 吸纸屑后，吹风时无纸屑吹出 吸纸屑后，吹风时有部分纸屑吹出 吸纸屑后，吹风时全部纸屑吹出
“胜哥”设计如图乙电路，利用带风叶的电动机、电池、旋钮式电阻等材料制作模型，其工作原理示意图如图丙。
（1）图乙中，通过切换开关S，可以改变电动机转向的原因是 。
（2）将开关S与“1”连接，旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时，电动机转速如何变化？ 。
（3）对模型测试时，其“指标一”为优秀。结合评价表，判断该模型的“指标二”评价等级为 。
【答案】（1）改变通过电动机中的电流方向
（2）变小
（3）合格
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】（1）电动机的转动方向与线圈在磁场中的受力方向有关，而通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关；
（2）根据滑片的移动方向确定变阻器的阻值变化，进而确定通过电动机的电流大小变化，最终确定电动机的转速变化；
（3）根据丙图分析吹风时是否有纸屑部分被吹出即可。
【解答】（1）根据乙图可知，开关接1时，电流从上面流入电动机；开关接2时，电流从下面流入电动机，那么改变电动机转向的原因是：改变通过电动机的电流方向。
（2）将开关S与“1”连接，旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时，变阻器接入的阻值增大，那么通过电动机的电流减小，因此电动机转速变小。
（3）根据丙图可知，当向外吹风时，纸屑收集盒内气压减小，于是在外界大气压强的作用下纸屑被吸出来进而部分被吹出，因此“指标二”评价等级为合格。
40．大棚内一天二氧化碳浓度变化很大，蔬菜最适宜的二氧化碳浓度一般为0.12%~0.18%，“胜哥”设计一款二氧化碳自动补充装置，并制定了如下评价表。
评价指标 合格 不合格
指标一：CO2浓度仪刻度 刻度均匀 刻度不均匀
指标二：大棚内CO2浓度调节 浓度可多档调节 浓度不可调节
【设计产品】如图是“胜哥”设计的二氧化碳自动补充装置原理模型图，右侧工作电路为二氧化碳供给装置，左侧为控制电路。其中电源电压U为12V，定值电阻R0阻值为30Ω，Rx是气敏电阻，其阻值与二氧化碳浓度的关系如下表。二氧化碳浓度仪是由电流表改装成，并在电流表的表盘上标注对应的二氧化碳浓度盘上标注对应的二氧化碳浓度。
大棚中CO2浓度/% 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3
气敏电阻Rx的阻值/Ω 40 35 30 25 20 15 10
【工作原理】当电流大于等于0.3A时，衔铁被吸下，密封塞堵住B口；当电流表示数小于等于0.24A时，衔铁被释放。
（1）分析实验原理判断密封塞应该在二氧化碳浓度 时吸下来。（选填“高”或“低”）
（2）调试产品：结合工作原理，请通过计算说明二氧化碳浓度是否符合要求。
（3）评价产品：根据指标二，该自动补充装置被评为不合格，请提出一种改进方法使指标达到合格。【答案】（1）高
（2）当I=0.3A，则大棚内二氧化碳浓度最高，此时Rx=U/I-R0=12V/0.3A-30Ω=10Ω，查表可知此时a%=0.3%
当I=0.24A，则大棚内二氧化碳浓度最低，此时RX=U/I-R0=12V/0.24A-30Ω=20Ω，查表可知此时a%=0.2%
（3）将R更换为滑动变阻器(其余合理答案也可)
【知识点】探究影响通电螺线管磁性强弱的因素的实验；电磁继电器的组成、原理和特点；电磁铁的其他应用
【解析】【分析】（1）通过左边控制电路中的气敏电阻的阻值变化来判断电路中的电流大小，以此来确定斜铁是否会吸合；
（2） I=0.3A，可算出大棚内二氧化碳最高浓度；I=0.24A，可算出大棚内二氧化碳最低浓度，通过浓度范围来判断其是否合格；
（3）大棚内CO2浓度要使其可调节，即在设计电路中控制电路中电流大小确定的情况下，
，故可改变上下方的物理量实现调节功能。
【解答】（1）当二氧化碳浓度升高时，此时气敏电阻阻值变小，控制电路中的电流增大，衔铁被吸下来，故在浓度高时被吸下来；
（2） 当I=0.3A，则大棚内二氧化碳浓度最高，此时Rx=U/I-R0=12V/0.3A-30Ω=10Ω，查表可知此时a%=0.3%
当I=0.24A，则大棚内二氧化碳浓度最低，此时RX=U/I-R0=12V/0.24A-30Ω=20Ω，查表可知此时a%=0.2%
故其范围不在 0.12%~0.18% 内，不符合要求；
（3） 将R更换为滑动变阻器或改变电源电压（换为可调节电源）
41．如图甲为“胜哥”设计的汽车转向指示灯电路模型，接通相应指示灯后，该指示灯会亮、暗（微弱发光）交替闪烁发光。电路中电源电压恒为6伏，指示灯的规格为“6V 3W”（ 电阻不变），定值电阻R0需要接在A处或B处，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计。
（1）当电流通过电磁铁时，电磁铁上端为 极；定值电阻R0应接在图甲电路中 位置（选填“A”或“B”）；
（2）若让左转、右转指示灯同时工作（即双跳灯开启），转向开关应与触点 接通（选填“1和2”、“2和3”、“3和4”或“4和5”）；
（3）当转向开关与触点“2和3”接通时，右转指示灯两端实际电压变化如图乙所示，当指示灯微弱发光时，其两端实际电压为U，消耗的实际功率为额定功率的。求：
①Ux的值为？
②右转指示灯闪烁交替工作45秒消耗的电能为？
③R0的阻值为？
【答案】（1）N；A
（2）3和4
（3）①，故此时的电压为额定电压的1/3，即 Ux =2v；
②由图乙可知，1.5秒为1个周期，故一共有30个周期。
W总=pt=（0.5x3J+1xJ)X30=55J；
③R0 两端的电压为（6v-2v）=4v，指示灯的电阻=，故 R0 =24 Ω
【知识点】探究影响通电螺线管磁性强弱的因素的实验；电磁铁的构造和原理；电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】（1）通电螺线管的右手螺旋定则指四指方向与电流一致。大拇指为N极的方向；
（2）当转向开关同时与左右两个指示灯相接时，两个灯同时工作；
（3）可以通过两端电压的变化求得实际功率，可计算出消耗的电能。
【解答】（1）右手螺旋定则可知，上端为N极； 使指示灯会亮、暗（微弱发光）交替闪烁发光 ，故应该在A位置达到电流大小的变化；
（2） 左转、右转指示灯同时工作 ，开关与触点3和4接通。
42．某展览厅为保护展品，设置了调光天窗(如图甲所示)。当外界光照较强时，能启动电动卷帘适时调整进光量；当外界光照较弱时，能自动启动节能灯给予补光。调光天窗的电路原理如图乙所示： 且阻值不变；R为光敏电阻，其电阻值R 随光照强度的变化如图丙所示，光照强度的国际单位为勒克斯(lx)；P为电磁铁，其线圈电阻忽略不计；当电流达到0.04A时能吸合衔铁。图乙中的M、N，其中一处是电动卷帘，另一处是节能灯。电源电压U1和U2的值见图乙标注。则：
（1） 电磁铁 P上端为 极(选填“N”或“S”)。
（2）当电流达到0.04A时，衔铁吸合， 开始工作。
（3）展厅内有一由透明无色弹性橡皮膜制成的生态球(如图丁所示)，球的体积随内部气压变化而变化。球内有水、沙、无机盐、水草、藻类、鱼、虾、微生物等物质，二氧化碳缓冲液能维持球内二氧化碳含量稳定。整个球处于密封状态并放在大水箱内，白天在150lx 的光源持续照射下，能处于漂浮状态(忽略温度及外界气压对整个装置的影响)。
①当电磁铁电流达到0.036A时，为了能实现生态小球的漂浮，是否需要给小球补光 (请计算说明)。
②请结合光合作用、呼吸作用、气压、浮力等相关知识解释：当生态小球在一定强度的光照下，能实现自主上浮并最终漂浮的原因。
【答案】（1）S
（2）电动卷帘
（3）①控制电路的总电阻：R总=U/I=12V/0.036A=333Ω
则R=R总-R0=333Ω-210Ω=123Ω
由图丙可知，外界光照强度达到100lx，未达150lx，需要补光
②达到一定光照条件下，生态系统光合作用强度大于呼吸作用强度，消耗二氧化碳，产生氧气但二氧化碳浓度不变，氧气体积增多， 气球内部气压增大，使得弹性气球的总体积变大，受到的浮力变大，浮力大于重力，球上浮。
当球露出水面后，排开水的体积变小，浮力逐渐减小，当浮力等于重力时，小球漂浮。
【知识点】电磁铁的构造和原理；电磁铁的其他应用
【解析】【分析】（1）安培定则：用于判断通电螺线管的磁极。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。
（2）电磁继电器工作原理：通过控制电路的通断来控制工作电路。当控制电路电流达到一定值时，电磁铁吸合衔铁，使工作电路中相应的用电器工作。
（3）欧姆定律：，用于计算电路中的电阻、电流等物理量。
生态系统中的光合作用与呼吸作用：光合作用吸收二氧化碳，释放氧气；呼吸作用消耗氧气，释放二氧化碳。气体的增减会影响生态球内部气压，进而影响其体积和所受浮力。
【解答】（1）根据安培定则，观察图乙中电磁铁的电流方向，用右手握住电磁铁，四指顺着电流方向，大拇指指向下方，所以上端为 S 极 ，故答案为 S。
（2）当电流达到0.04A时，衔铁吸合，此时与衔铁相连的 M 所在电路接通，结合题意可知 M 是电动卷帘，所以电动卷帘开始工作 。
（3）①控制电路的总电阻：R总=U/I=12V/0.036A=333Ω
则R=R总-R0=333Ω-210Ω=123Ω
由图丙可知，外界光照强度达到100lx，未达150lx，需要补光
②达到一定光照条件下，生态系统光合作用强度大于呼吸作用强度，消耗二氧化碳，产生氧气但二氧化碳浓度不变，氧气体积增多， 气球内部气压增大，使得弹性气球的总体积变大，受到的浮力变大，浮力大于重力，球上浮。
当球露出水面后，排开水的体积变小，浮力逐渐减小，当浮力等于重力时，小球漂浮。
43．中华文化博大精深，自古以来，中国人有煮茶品茶的习惯。有一款煮茶壶原理如图甲所示，有加热和保温功能，其内部电路可分为工作电路和控制电路两个部分。电磁继电器所在控制电路的电源电压U=6V，电磁继电器的电阻不计。该壶降温到40℃时会自动进入加热模式。热敏电阻R 的阻值随温度变化的曲线如图乙所示。
（1）如图甲，养生壶处于加热状态时，电磁继电器衔铁的触点应该与 (填“A”或“B”)相连；
（2）工作电路在加热功率下，正常工作1分钟，求消耗的电能；
（3）该养生壶的加热效率为80%，在标准大气压下，将一壶额定容量的水从40℃重新烧开需要加热多长时间
（4）想要将自动进入加热温度由40℃提高到60℃，可改进的措施是： 。(写出一点即可)
【答案】（1）B
（2）W= Pt=1000W×60s=60000J
（3）
（4）减小滑动变阻器阻值/滑片P向左移/增大控制电路电压/增加线圈匝数/弹簧弹力变小/支点向左移/衔铁右端增长等
【知识点】电磁铁的构造和原理；电磁继电器的组成、原理和特点；热量的计算
【解析】【分析】（1）由电路可知，当电磁继电器衔铁的触点与A相接时，电路中R1与R2串联，电路功率：，当电磁继电器衔铁的触点与B相接时，电路中R1工作，电路功率：，因>，所以养生壶处于加热状态时，电磁继电器衔铁的触点应该与B相接，
（2）工作电路加热功率为1000W，因此正常工作1分钟消耗的电能：；
（3） 该养生壶的加热效率为80%，在标准大气压下，将一壶额定容量的水从40℃重新烧开需要加热时间：
（4） 想要将自动进入加热温度由40℃提高到60℃ ，就要将电磁铁的磁性变强，因此可以改进的措施有：减小滑动变阻器阻值/滑片P向左移/增大控制电路电压/增加线圈匝数等
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