专题八 电与磁的应用与突破
考点解析☆目标分解
b级目标：绘制条形磁铁、蹄形磁铁周围的磁感线；绘制通电直导线、通电螺线管周围的磁感线；概述电磁铁的特点及作用；说明产生感应电流的条件；认识电磁感应现象的发现对社会发展的作用。21教育名师原创作品
c级目标：根据具体要求绘制简单的电磁控制电路。
目标分解：
①磁体中磁极的相互作用与判断
②安培定则和电磁铁的应用
③电磁感应现象与应用分析
④电磁技术与电磁控制技术的应用
考点剖析☆聚焦高频
考点一：磁体中磁极的相互作用与判断
1.（2016?杭州）一根条形磁铁断裂成三段（如图所示），以下现象与相关的说法，正确的是（? ）
A.?小磁针黑色的为N极 B.?两者相互排斥
C.?两端能吸引的大头针数量差别很大
D.?闭合电路的EF段导体穿过CD之间时，灵敏电流计一定没有反应
【答案】A
【解析】任意磁铁均有两个磁极，一个为N极另一个为S极，断开后，每一段均有两个磁极；解决此题的重点是要知道磁体断裂后，每一段都有N、S两个磁极．
【解答】解：任意磁铁均有两个磁极，一个为N极另一个为S极，断开后，每一段均有两个磁极，所以A为S极，B为N极，C为S极，D为N极．
A、A端为S极与小磁针的N极相互吸引，所以小磁针的黑色部分为N极，故A正确；
B、利用安培定则确定螺线管的左端为N极，C为S极，所以两者相互吸引，故B错误；
C、同一块磁体的磁极磁性相同，吸引大头针的数量也相同，故C错误；
D、闭合电路的EF段导体穿过CD之间时，切割了磁感线，产生感应电流，故D错误；
故选：A．
2.有两个完全相同的磁铁，在磁铁两端各吸引一只铁钉，如图所示。如果将两磁铁靠近，直至两个磁极相接触，发现铁钉会掉下，产生此现象的原因是________? 。
【答案】当两个磁铁的不同磁极接触时，就成为一个磁铁，当中的磁性最弱。由于此时铁钉受到的重力大于磁铁对铁钉的吸引力，因此，铁钉掉下来。 2-1-c-n-j-y
【解析】此题要用到磁化的知识，并且要掌握磁化出来的是异名磁极。并且还要知道磁极间的相互作用，以及磁体中间部分磁性最弱。【版权所有：21教育】
【解答】铁钉被磁铁吸引后也带有磁性．左钉下端为N极，右钉下端为S极。当两块磁铁互相靠近时，两根铁钉的下部为异名磁极．它们相互吸引而靠近，铁钉不再沿竖直方向。当两块磁铁接触时，便组成了另一个新的磁体。左端为新磁体的S极，右端为新磁体的N极，中间位置即相接触处磁性最弱，几乎没有磁性，此时铁钉不受吸引而下落。
故答案为：当两个磁铁的不同磁极接触时，就成为一个磁铁，当中的磁性最弱。由于此时铁钉受到的重力大于磁铁对铁钉的吸引力，因此，铁钉掉下来。
3.如左图所示，一根条形磁体左端为N极，右端为S极．下图所示的是从N极到S极磁性强弱变化情况，其中正确的是（ ）
A.?????B.????C.???D.?
【答案】D
【解析】磁体上磁性最强的部分叫磁极，条形磁体的两个磁极在它的两端，而中间磁性最弱。所以从N极到S极的过程中，磁性会先由强变弱然后再由弱变强，从四个选项的图示来看，选项D的图象能正确的反映从N极到S极磁性强弱变化情况。
【解答】A、如图反映S极磁性强，N极磁性最弱，不符合题意；
B、如图反映S极磁性最弱，N极磁性最强，不符合题意；
C、如图反映S极磁性最弱，N极磁性最强，不符合题意；
D、如图反映S极和N极磁性最强，中间磁性最弱，符合题意。
故选D
考点二：安培定则和电磁铁的应用
1.（2017?金华）在探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，小科设计了如图所示的电路。下列相关说法不正确的是（??? ）21*cnjy*com
A.?电磁铁A，B上方都是S极????????????????????B.?通过电磁铁A和B的电流相等
C.?电磁铁A的磁性强于电磁铁B的磁性???D.?向右移动滑片P，电磁铁A，B磁性都减弱
【答案】A
【解析】掌握电磁铁磁性强弱的影响因素，利用控制变量和转换法探究电磁铁磁性强弱的影响因素。可以总结一下初中物理所有利用控制变量法探究的知识点，真正理解控制变量法。串联电路中电流处处相等。电磁铁磁性强弱不能直接看出，而是通过吸引大头针的多少来反映。电磁铁的磁性强弱跟电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯有关。在电流大小和铁芯一定时，匝数越多，磁性越强；在电流大小和匝数一定时，有铁芯，磁性强；在匝数和铁芯一定时，电流越大，磁性越强。21*cnjy*com
【解答】A、根据安培定则判断电磁铁AB上极为N极，故A错误；
B、串联电路中电流处处相等，AB串联，因此电流相等，故B正确；
C、在电流大小和铁芯一定时，匝数越多，磁性越强，因此A的磁性较强，故C正确；
D、向右移动滑片P，接入电路电阻增大，电路电流减小，电磁铁A，B磁性都减弱，故D正确。
故选A
2.如图所示，条形磁铁置于水平面上，电磁铁与其在同一水平面上，右端固定并保持水平，当电路中滑动变阻器滑片P逐渐向左移动时，条形磁铁仍保持静止，在此过程中条形磁铁受到的摩擦力的大小________(填“变大”、“变小”、“不变”)方向________(填“水平向左”或“水平向右”)
【答案】变大；水平向右
【解析】本题用到的知识点较多，应能够将各知识点灵活应用并注意各内容间的相互联系，由右手螺旋定则可判断电磁铁的极性，由磁极间的相互作用可判断条形磁铁受力方向；由滑片的移动可知接入电阻的变化及电流的变化，则可知磁性强弱的变化，从而求得磁铁受力的变化。
【解答】由右手螺旋定则得，电磁铁左端为N极，则与条形磁铁同名极相对，相互排斥，则条形磁铁受磁场力向左，因条形磁铁受力平衡则受向右的摩擦力，因磁铁处于静止，故摩擦力等于斥力；当滑片向左移动时，电阻减小，由欧姆定律可得线圈中电流变大，则磁场变强，条形磁铁受磁场力变大，因仍处于平衡状态，故摩擦力变大。
故答案为：变大，水平向右。
3.小明去超市，走到电梯前发现电梯运动较慢，当他站在电梯上时电梯运动又快了起来．小明根据网络搜索的如图所示电路（R是一个压敏电阻）分析：当人站在电梯上，压敏电阻的阻值减小，则电磁铁的磁性变________，衔铁与触点________（选填“1”或“2”）接触，电动机的转速变________．
【答案】强；2；快
【解析】分析图可知，当人站在电梯上时，R的阻值减小，根据欧姆定律可知电路中电流增大，电磁铁变强，衔铁被吸下，与触点2接触，则电机上的电压增大，电动机转速变快．
故答案为：强；2；快．
【分析】由图可知，左侧为压敏电压与电磁铁串联组成了控制电路，右侧为电机控制电路，当衔铁与触点1接触时，R2与电机串联，当衔铁与触点2接触时，电阻断路，电机中电压增大．
考点三：电磁感应现象与应用分析
1.（2017?温州）下列情景中利用电磁感应原理的是（? ）
A.?司南指示方向????B.?测电笔辨别火线与零线
C.?电饭煲通电煮饭????D.?手摇发电机产生电流
【答案】D
【解析】在电和磁这一部分中，学到了很多电学设备，每个设备的制成原理是经常考查的知识点．要在理解的基础上，记住这些基础知识。电磁感应现象是闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动时，导体中会有感应电流产生，把机械能转化为电能。
【解答】A、司南是指南针，利用的是磁极间的相互作用，故该选项错误；
B、测电笔辨别火线零线利用的是电压产生电流的原理，故该选项错误；
C、电饭煲通电煮饭，利用的是焦耳定律，故该选项错误；
D、发电机的前提是运动，结果是产生电流，利用电磁感应现象原理，符合题意
故选D
2.图甲是发电机原理的示意图，图乙中的“○”表示图在磁场中分别转动到1-4位置时，运动方向已用箭头标出，图甲中的导线ab，当它下列说法正确的是（?? ）
A.?在位置1时，电路中不会产生感应电流????????????????B.?图甲的电路中没有电源
C.?在位置3时，电路中不会产生感应电流????????????????D.?发电机产生的电流方向不变
【答案】A
【解析】AC、小圆圈“○”表示垂直于纸面、绕垂直纸面的轴转动的一根导线，它是闭合电路的一部分。由图磁感线方向水平向右，1的运动方向与磁感线方向平行，不切割磁感线，不能产生感应电流；2、3、4的运动方向切割磁感线，能产生感应电流，故A正确，C错误；
B、发电机的原理是电磁感应现象，将机械能转化为电能，发电机线圈就是电源，故B错误；
D、发电机线圈中产生的感应电流的大小和方向都随时间作周期性的变化，这种电流叫交流电，故D错误。故选A
【分析】产生感应电路的条件：①闭合电路的一部分导体；②导体切割磁感线运动。根据图示判断1、2、3、4位置按箭头方向运动时，是否切割磁感线即可判断出能否产生感应电流。产生感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线运动方向有关。
3.探究利用磁场产生电流的实验中，连接了如图所示的实验装置。
（1）小华将磁铁快速向下插入螺线管时，观察到电流表原来静止在中间的指针向左偏转，这个现象叫________现象，可以利用这种现象来制造：________（选填“发电机”或“电动机”）
（2）当磁铁的N极分别向上运动和向下运动时，电流表指针偏转方向________（填“变化”或“不变”）。 21·世纪*教育网
（3）等电流表的指针恢复到中间位置静止后，要使电流表的指针向右偏转，可以采用的正确方法是_：________。
（4）学校的广播系统中，其中________是利用这个原理工作的。
【答案】（1）电磁感应；发电机
（2）变化
（3）保持线圈的位置不动，对调磁铁的磁极，插入线圈
（4）动圈式话筒
【解析】（1）将磁铁快速向下插入螺线管时，观察到电流表原来静止在中间的指针向左偏转，这就是电磁感应现象，即常说的磁生电；利用这一原理制成了发电机；（2）当磁铁的N极分别向上运动和向下运动时，相当于线圈切割磁感线运动运动方向发生了改变，产生感应电流方向也会改变，电流表指针偏转方向改变；（3）感应电流方向与磁场方向的关系，可以控制导体运动方向不变，改变磁场方向，即保持线圈的位置不动，然后对调磁极，用另一端向下插入线圈，使电流表的指针向右偏转；（4）当人对着动圈式话筒说话时，它会产生随人的声音变化而变化的电流，即：闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时能够产生感应电流。故答案为：（1）电磁感应；发电机；（2）变化；（3）保持线圈的位置不动，对调磁铁的磁极，插入线圈；（4）动圈式话筒
【分析】闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，这就是电磁感应现象；电磁感应现象的最重要的应用是发电机；导体只有做切割磁感线运动时，导体中才会产生感应电流；产生的感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向有关，当其中一个方向改变时，电流方向改变；若导体运动方向和磁场方向同时改变，电流方向不改变；动圈式话筒工作过程是：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，由此可知其工作原理是电磁感应现象。
考点四：电磁技术与电磁控制技术的应用
1.（2017?杭州）图甲为热敏电阻R和继电器组成的恒温箱的简单温控电路。继电器线圈的电阻为150欧。当线圈中电流大于或等于28毫安时，继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电压为6伏，图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。
（1）从图甲中可得50℃时热敏电阻的阻值为________欧。
（2）恒温箱的加热器应接在A、B端还是C、D端？?
（3）若恒温箱内的温度达到100℃时，通过计算分析恒温箱加热器是否处于工作状态？
（4）若在原控制电路中，串联接入一个可变电阻，当该电阻增大时，所控制的恒温箱内的最高温度将________（选填“变大”、“不变”或“变小”）。
【答案】（1）90
（2）A、B端
（3）由图可知，100℃时，R=50Ω
控制电路电流I= =6V,150Ω＋50Ω= =0.03A=30mA
∴恒温箱加热器处于不加热状态
（4）变大
【解析】（1）据图甲可得50℃时热敏电阻的阻值； （2）当温度低的时候，电路与AB相连，此时加热器要工作，所以加热器的电路要与AB相连； （3）当恒温箱内的温度保持 100℃，据甲图可知此时电阻R 大小，而后结合欧姆定律计算电流，与28mA比较即可；（4）据题目中“当线圈中电流大于或等于2 8毫安时，继电器的衔铁被吸合”分析即可判断；
【解答】（1）分析图甲可知，50℃时热敏电阻的阻值为90Ω；
（2）A、B当温度较低的时候，热敏电阻的电阻较大，电路中的电流较小，此时继电器的衔铁与AB部分连接，此时是需要加热的，恒温箱内的加热器要工作，所以该把恒温箱内的加热器接在A、B 端；
（3）由图可知，100℃时，R=50Ω，控制电路电流I= =6V,150Ω＋50Ω= =0.03A=30mA，
∴恒温箱加热器处于不加热状态；
（4）据题意可知，“当线圈中电流大于或等于28毫安时，继电器的衔铁被吸合”即恒温箱会停止工作，故可知，若在控制电路中串联一个电阻后，电路电阻变大，同样情况下，使得电路电流变小，故控制电路达到28mA时所用的时间会更长，故可知，保温箱的加热时间会更长，故保温箱内的温度会更高。
故答案为：（1）90；（2）恒温箱的加热器应接在A、B端；（3）若恒温箱内的温度达到100℃时，通过计算分析恒温箱加热器不处于工作状态；（4）变大；
考点过关☆专项突破
考点一：磁体中磁极的相互作用与判断
1.如图所示，甲乙两小磁针在一根磁铁附近，下列判断正确的是（ ）
A.?甲小磁针左端是S极，乙小磁针左端是N极??????????
B.?甲小磁针左端是N极，乙小磁针左端也是N极
C.?甲小磁针左端是S极，乙小磁针左端也是S极???????
D.?甲小磁针左端是N极，乙小磁针左端是S极
2.如图弹簧秤下挂一条形磁铁，沿着条形磁铁自左向右水平方向移动时，弹簧秤的示数将（?? ）
A.?不变???????????????B.?逐渐增大????????????????C.?先增大后减小?????????????????D.?先减小后增大
3.如图是条形磁体的磁感线分布，图中的E，F，P，Q四点，磁场最强的是（? ）
A.?E??????????????????????????????????B.?F?????????????????????????????????????C.?P??????????????????????????????????D.?Q
4.如图所示为条形磁铁和电磁铁，实线表示磁感线，则甲、乙、丙、丁的极性依次是(?? )
A.?S、N、S、S????????????B.?N、N、S、N????????????C.?S、S、N、S??????????D.?N、S、N、N
5.小宇参加了学校“研究性学习小组”，探究了“研究磁体的磁性强弱是否与温度有关”的课题．他做的实验如下：将一条形磁体的一端固定在铁架台上，另一端吸着一些小铁钉，用酒精灯给磁体加热，如图甲所示，经过一段时间后，当磁体被烧红时，发现铁钉纷纷落下．21世纪教育网版权所有
（1）从小宇的实验可得出的初步结论是________．
（2）根据这一结论，小宇大胆设计了一个温度报警器，如图乙所示，请简述它的工作原理：当温度逐渐升高时，磁体的________减弱直至消失，无法________(选填“排斥”或“吸引”)弹簧开关，弹簧开关向下恢复原状，这样下面的电路就被接通，从而使电铃报警． 【出处：21教育名师】
（3）根据这一现象，你认为生活中要保持磁体的磁性不减弱，应注意什么?答：________．
考点二：安培定则和电磁铁的应用
1.如图所示为在心脏手术中用以替代心脏的“电动泵”(图中阀门K1只能向外打开，阀门K2只能向内打开)。当线圈中的电流从a流向b时，线圈的左端为________极，此时活塞将向________?(填“左”或“右”)运动，阀门________?(填“K1”或“K2”)打开。
2.如图虚线框内的装置叫________，其中R是热敏电阻，它的阻值随温度的升高而减小，R0是滑动变阻器．该装置的工作原理是：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，当电流达到一定值时，衔铁被吸合，右侧空调电路接通，空调开始工作．为了节能，现要将空调启动的温度调高，可以适当将滑片P向________（选填“左”或“右”）移动，或者适当________（选填“增大”或“减小”）控制电路的电源电压．
3.如图所示为一种温度自动报警器的原理图，图中的水银温度计在制作时，玻璃管中封入一段金属丝，电源的两极分别与水银和金属丝相连，当温度达到金属丝下端所指的温度时，电流通过电磁铁的线圈产生________，电铃响起，发出报警信号，电磁铁的a端为________极，若将温度计上端的金属丝向下调整，则报警温度将________（选填“升高”或“降低”）．【来源：21·世纪·教育·网】
4.?在昼夜明灯的地下停车场，驾驶员根据车位入口上方的红绿灯入停．如图是小吴设计的自动控制电路图，将光控开关（遮光时开关闭合）装在每个车位地面中央，红绿灯装在车位入口上方．当车位未停车时绿灯亮，当车位已停车时红灯亮，则图中L1、L2（ ）
?
A.?都是红灯??????????B.?都是绿灯??????????C.?分别是红灯、绿灯????????D.?分别是绿灯、红灯
5.在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明用铁钉制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。
（1）实验中是通过吸引大头针的数量来显示电磁铁磁性的强弱，当滑动变阻器滑片向左移动时，电路中的电流________?(填“增大”“不变”或“减小”)，电磁铁吸引大头针的个数增多，说明电流越________，电磁铁磁性越强。
（2）根据图示的情景可知，电磁铁甲的上端是________极；电磁铁________?(填“甲”或“乙”)的磁性较强，说明电流一定时，线圈匝数________，电磁铁磁性越强；实验发现被电磁铁吸引的大头针下端是分散的，其原因是大头针被磁化，________。
（3）实验结束后，小明发现电池使用说明中有一条提示：“请一次性更换所有电池，以免新旧电池混用”。他想新旧电池混用和不混用有什么区别呢？于是，他做了如下探究，他用一节新电池代替图中原来的电源，闭合开关后，用电压表测出电路的总电压，并观察电磁铁吸引大头针的数量，记录在下表中，然后再分别把两个新电池、一新一旧电池串联起来，替换原来的电源，重复上述实验，实验记录如下表所示。
电源
电路的总电压/伏
吸引大头针数量
一个新电池
1.5
较多
两个新电池串联
3.0
最多
一新一旧电池串联
1.3
较少
分析表中数据可知，串联的一新一旧电池给电路提供的电压_______?(填“大于”“等于”或“小于”)一节新电池提供的电压，原因是：根据串联电路中电源电压等于各部分电路两端的电压之和，用一新一旧电池供电的电路中，废旧电池相当于在以一节新电池为电源的电路中串联了一个________，所以新旧电池混用，废旧电池会消耗新电池的部分能量。
考点三：电磁感应现象与应用分析
1.关于下列四个实验的认识中，正确的是（ ）
A.?实验现象说明电流周围存在磁场 B.?通电螺线管右端为S极
C.?研究的是通电导体在磁场中受到力的作用 D.?实验研究的是电磁感应现象
2.小明将微风电风扇与小灯泡按如图所示的电路连接并进行实验，用手快速拨动风扇叶片，这时发现小灯泡发光，微风电风扇居然变成了“发电机”。关于该实验，下列说法正确的是(? )
A.?电风扇发电的原理是电磁感应?????????????????????
B.?电风扇发电的原理是通电导线在磁场中受到力的作用
C.?电风扇发电过程是把电能转化为机械能???????
D.?小灯泡发光是把光能转化为电能
3.?关于下列四幅图的说法正确的是( )
A.?甲图的实验说明磁场能产生电流??????????????B.?乙图的实验所揭示的原理可制成发电机
C.?丙图是演示电磁感应现象的实验装置??????D.?丁图中麦克风应用了磁场对电流的作用
4.如图所示，为发电机的工作原理图，下列说法中正确的是（ ）
A.?发电机的基本原理是通电导体在磁场中受力的作用?????
B.?发电机的基本原理是电磁感应
C.?线圈在转动过程中，感应电流的大小不变???????????????????
D.?线圈在转动过程中，感应电流的方向不变
5.小华在探究怎样产生感应电流的实验中，设计了如图所示的实验装置。
（1）将磁体向右插入螺线管中时，观察到灵敏电流计的指针向右偏转，由此可知：________________________________________ 21教育网
（2）将磁体从螺线管中向左拔出时，会观察到灵敏电流计的指针向________?(填“左”或“右”)偏转。 www.21-cn-jy.com
（3）通过前两步实验，可得出感应电流的方向与________方向有关。
6.小明学习了磁的相关知识，回到家里，他取下台灯灯罩，把一个U形磁铁放到正在发光的白炽灯泡外面（如图所示），他惊讶地发现了灯丝在晃动；移去磁铁后，灯丝不再晃动，由此小明猜想到：2·1·c·n·j·y
（1）灯丝的晃动可能是因为________
（2）家庭电路电流的特点是________
7.风是一种潜力很大的新能源，地球上可用来发电的风力资源约有1000亿千瓦，几乎是现在全世界水力发电量的10倍．目前全世界每年燃烧煤所获得的能量，只有风力在一年内所提供能量的三分之一．因此，国内外都很重视利用风力来发电，开发新能源．某学校科技小组结合所学知识，对“风力发电”展开探究． www-2-1-cnjy-com
（1）科技小组探究“风力发电”，应选取下列相应的哪套装置________，原理是________．
A. B.
C. D.
（2）下列实验中可以让磁场产生电流，必须的操作是_____(多选)
A.?实验时，开关要闭合，接通电路；??????????????????
B.?电路的一部分导体，在磁场中运动；
C.?整个电路都在磁场中做切割磁感线运动；???????
D.?电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动；
E.?导体切割磁感线的速度必须要快；
（3）在探究感应电流方向与磁场方向的关系，应控制________不变．
（4）在探究“感应电流大小与什么因素有关”时，科技小组的同学猜想：感应电流的大小可能与磁场的强弱和导体切割磁感线的速度有关。他们探究感应电流大小与磁场的强弱的关系，逐渐增大________，但得到的感应电流变化不定，没有规律，原因是________。 【来源：21cnj*y.co*m】
（5）风力发电的工作过程是将风能转化为叶片的动能，再通过发电机转化为________能．
考点四：电磁技术与电磁控制技术的应用
1.如图所示为电话机原理图，当人对着话筒说话时，如果滑动变阻器的滑片向右移动，则听筒电磁铁磁性将________（选填“变强”、“变弱”或“不变”），通过导体AB的电流方向为________（选填“A到B”或“B到A”）。
2.如图是防汛报警器的装置图，请用笔画线正确连接电路．当水位上涨时，电路接通，小灯泡发光报警．
3.如图所示为某兴趣小组的同学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21·cn·jy·com
温度t/℃
0
5
10
15
20
25
30
35
40
电阻R/欧
600
550
500
450
420
390
360
330
300
已知继电器的线圈电阻R0为10欧，左边电源电压U1为6伏恒定不变。当继电器线圈中的电流大于或等于15毫安时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路开始工作。
（1）请说明该自动控制装置的工作原理。
（2）计算该空调的启动温度
（3）为了节省电能，将空调启动温度设定为30℃，控制电路中需要再串联多大的电阻？
（4）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，请你再提出一个方便可行的调节方案。
4.某智能扫地机器人(如图甲)可通过灰尘传感器自动寻找灰尘清扫，通过电动机旋转、产生高速气流将灰尘等吸入集尘盒。图乙为其部分工作原理图，控制电路电源电压U为4.5V，定值电阻R0＝12Ω，R为光敏电阻，其阻值随光照强度E(单位cd)的变化如图丙所示。下表为其部分工作参数(注：电池容量指工作电流与工作总时间的乘积)。
额定工作电压
12伏
额定功率
30瓦
电池总容量
2.5Ah(安时)
工作噪音
<50dB(分贝)
（1）当地面灰尘增多，使空气的透光程度减弱，使照射到光敏电阻上的光照强度减弱，B触头与静触头________(填“A”或“C”)接触，则电动机工作；反之，指示灯亮，从而达到自动控制的目的。21cnjy.com
（2）当剩余电量减为电池总容量的20%时，机器人会主动寻找充电器充电。在充满电后到主动寻找充电器期间的电池总容量，能持续供应该机器人正常工作多少小时？
（3）若电压表示数小于等于3V时，电动机开始工作。求电压表示数为3V时光照强度为多少？
专题八 电与磁的应用与突破
考点解析☆目标分解
b级目标：绘制条形磁铁、蹄形磁铁周围的磁感线；绘制通电直导线、通电螺线管周围的磁感线；概述电磁铁的特点及作用；说明产生感应电流的条件；认识电磁感应现象的发现对社会发展的作用。
c级目标：根据具体要求绘制简单的电磁控制电路。
目标分解：
①磁体中磁极的相互作用与判断
②安培定则和电磁铁的应用
③电磁感应现象与应用分析
④电磁技术与电磁控制技术的应用
⑤
考点剖析☆聚焦高频
考点一：磁体中磁极的相互作用与判断
1.（2016?杭州）一根条形磁铁断裂成三段（如图所示），以下现象与相关的说法，正确的是（? ）
A.?小磁针黑色的为N极 B.?两者相互排斥
C.?两端能吸引的大头针数量差别很大
D.?闭合电路的EF段导体穿过CD之间时，灵敏电流计一定没有反应
【答案】A
【解析】任意磁铁均有两个磁极，一个为N极另一个为S极，断开后，每一段均有两个磁极；解决此题的重点是要知道磁体断裂后，每一段都有N、S两个磁极．
【解答】解：任意磁铁均有两个磁极，一个为N极另一个为S极，断开后，每一段均有两个磁极，所以A为S极，B为N极，C为S极，D为N极．
A、A端为S极与小磁针的N极相互吸引，所以小磁针的黑色部分为N极，故A正确；
B、利用安培定则确定螺线管的左端为N极，C为S极，所以两者相互吸引，故B错误；
C、同一块磁体的磁极磁性相同，吸引大头针的数量也相同，故C错误；
D、闭合电路的EF段导体穿过CD之间时，切割了磁感线，产生感应电流，故D错误；
故选：A．
2.有两个完全相同的磁铁，在磁铁两端各吸引一只铁钉，如图所示。如果将两磁铁靠近，直至两个磁极相接触，发现铁钉会掉下，产生此现象的原因是________? 。
【答案】当两个磁铁的不同磁极接触时，就成为一个磁铁，当中的磁性最弱。由于此时铁钉受到的重力大于磁铁对铁钉的吸引力，因此，铁钉掉下来。 21世纪教育网版权所有
【解析】此题要用到磁化的知识，并且要掌握磁化出来的是异名磁极。并且还要知道磁极间的相互作用，以及磁体中间部分磁性最弱。【出处：21教育名师】
【解答】铁钉被磁铁吸引后也带有磁性．左钉下端为N极，右钉下端为S极。当两块磁铁互相靠近时，两根铁钉的下部为异名磁极．它们相互吸引而靠近，铁钉不再沿竖直方向。当两块磁铁接触时，便组成了另一个新的磁体。左端为新磁体的S极，右端为新磁体的N极，中间位置即相接触处磁性最弱，几乎没有磁性，此时铁钉不受吸引而下落。
故答案为：当两个磁铁的不同磁极接触时，就成为一个磁铁，当中的磁性最弱。由于此时铁钉受到的重力大于磁铁对铁钉的吸引力，因此，铁钉掉下来。
3.如左图所示，一根条形磁体左端为N极，右端为S极．下图所示的是从N极到S极磁性强弱变化情况，其中正确的是（ ）
A.?????B.????C.???D.?
【答案】D
【解析】磁体上磁性最强的部分叫磁极，条形磁体的两个磁极在它的两端，而中间磁性最弱。所以从N极到S极的过程中，磁性会先由强变弱然后再由弱变强，从四个选项的图示来看，选项D的图象能正确的反映从N极到S极磁性强弱变化情况。
【解答】A、如图反映S极磁性强，N极磁性最弱，不符合题意；
B、如图反映S极磁性最弱，N极磁性最强，不符合题意；
C、如图反映S极磁性最弱，N极磁性最强，不符合题意；
D、如图反映S极和N极磁性最强，中间磁性最弱，符合题意。
故选D
考点二：安培定则和电磁铁的应用
1.（2017?金华）在探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，小科设计了如图所示的电路。下列相关说法不正确的是（??? ）
A.?电磁铁A，B上方都是S极????????????????????B.?通过电磁铁A和B的电流相等
C.?电磁铁A的磁性强于电磁铁B的磁性???D.?向右移动滑片P，电磁铁A，B磁性都减弱
【答案】A
【解析】掌握电磁铁磁性强弱的影响因素，利用控制变量和转换法探究电磁铁磁性强弱的影响因素。可以总结一下初中物理所有利用控制变量法探究的知识点，真正理解控制变量法。串联电路中电流处处相等。电磁铁磁性强弱不能直接看出，而是通过吸引大头针的多少来反映。电磁铁的磁性强弱跟电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯有关。在电流大小和铁芯一定时，匝数越多，磁性越强；在电流大小和匝数一定时，有铁芯，磁性强；在匝数和铁芯一定时，电流越大，磁性越强。
【解答】A、根据安培定则判断电磁铁AB上极为N极，故A错误；
B、串联电路中电流处处相等，AB串联，因此电流相等，故B正确；
C、在电流大小和铁芯一定时，匝数越多，磁性越强，因此A的磁性较强，故C正确；
D、向右移动滑片P，接入电路电阻增大，电路电流减小，电磁铁A，B磁性都减弱，故D正确。
故选A
2.如图所示，条形磁铁置于水平面上，电磁铁与其在同一水平面上，右端固定并保持水平，当电路中滑动变阻器滑片P逐渐向左移动时，条形磁铁仍保持静止，在此过程中条形磁铁受到的摩擦力的大小________(填“变大”、“变小”、“不变”)方向________(填“水平向左”或“水平向右”)
【答案】变大；水平向右
【解析】本题用到的知识点较多，应能够将各知识点灵活应用并注意各内容间的相互联系，由右手螺旋定则可判断电磁铁的极性，由磁极间的相互作用可判断条形磁铁受力方向；由滑片的移动可知接入电阻的变化及电流的变化，则可知磁性强弱的变化，从而求得磁铁受力的变化。
【解答】由右手螺旋定则得，电磁铁左端为N极，则与条形磁铁同名极相对，相互排斥，则条形磁铁受磁场力向左，因条形磁铁受力平衡则受向右的摩擦力，因磁铁处于静止，故摩擦力等于斥力；当滑片向左移动时，电阻减小，由欧姆定律可得线圈中电流变大，则磁场变强，条形磁铁受磁场力变大，因仍处于平衡状态，故摩擦力变大。
故答案为：变大，水平向右。
3.小明去超市，走到电梯前发现电梯运动较慢，当他站在电梯上时电梯运动又快了起来．小明根据网络搜索的如图所示电路（R是一个压敏电阻）分析：当人站在电梯上，压敏电阻的阻值减小，则电磁铁的磁性变________，衔铁与触点________（选填“1”或“2”）接触，电动机的转速变________．
【答案】强；2；快
【解析】分析图可知，当人站在电梯上时，R的阻值减小，根据欧姆定律可知电路中电流增大，电磁铁变强，衔铁被吸下，与触点2接触，则电机上的电压增大，电动机转速变快．
故答案为：强；2；快．
【分析】由图可知，左侧为压敏电压与电磁铁串联组成了控制电路，右侧为电机控制电路，当衔铁与触点1接触时，R2与电机串联，当衔铁与触点2接触时，电阻断路，电机中电压增大．
考点三：电磁感应现象与应用分析
1.（2017?温州）下列情景中利用电磁感应原理的是（? ）
A.?司南指示方向????B.?测电笔辨别火线与零线
C.?电饭煲通电煮饭????D.?手摇发电机产生电流
【答案】D
【解析】在电和磁这一部分中，学到了很多电学设备，每个设备的制成原理是经常考查的知识点．要在理解的基础上，记住这些基础知识。电磁感应现象是闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动时，导体中会有感应电流产生，把机械能转化为电能。
【解答】A、司南是指南针，利用的是磁极间的相互作用，故该选项错误；
B、测电笔辨别火线零线利用的是电压产生电流的原理，故该选项错误；
C、电饭煲通电煮饭，利用的是焦耳定律，故该选项错误；
D、发电机的前提是运动，结果是产生电流，利用电磁感应现象原理，符合题意
故选D
2.图甲是发电机原理的示意图，图乙中的“○”表示图在磁场中分别转动到1-4位置时，运动方向已用箭头标出，图甲中的导线ab，当它下列说法正确的是（?? ）
A.?在位置1时，电路中不会产生感应电流????????????????B.?图甲的电路中没有电源
C.?在位置3时，电路中不会产生感应电流????????????????D.?发电机产生的电流方向不变
【答案】A
【解析】AC、小圆圈“○”表示垂直于纸面、绕垂直纸面的轴转动的一根导线，它是闭合电路的一部分。由图磁感线方向水平向右，1的运动方向与磁感线方向平行，不切割磁感线，不能产生感应电流；2、3、4的运动方向切割磁感线，能产生感应电流，故A正确，C错误；
B、发电机的原理是电磁感应现象，将机械能转化为电能，发电机线圈就是电源，故B错误；
D、发电机线圈中产生的感应电流的大小和方向都随时间作周期性的变化，这种电流叫交流电，故D错误。故选A
【分析】产生感应电路的条件：①闭合电路的一部分导体；②导体切割磁感线运动。根据图示判断1、2、3、4位置按箭头方向运动时，是否切割磁感线即可判断出能否产生感应电流。产生感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线运动方向有关。
3.探究利用磁场产生电流的实验中，连接了如图所示的实验装置。
（1）小华将磁铁快速向下插入螺线管时，观察到电流表原来静止在中间的指针向左偏转，这个现象叫________现象，可以利用这种现象来制造：________（选填“发电机”或“电动机”）
（2）当磁铁的N极分别向上运动和向下运动时，电流表指针偏转方向________（填“变化”或“不变”）。
（3）等电流表的指针恢复到中间位置静止后，要使电流表的指针向右偏转，可以采用的正确方法是_：________。
（4）学校的广播系统中，其中________是利用这个原理工作的。
【答案】（1）电磁感应；发电机
（2）变化
（3）保持线圈的位置不动，对调磁铁的磁极，插入线圈
（4）动圈式话筒
【解析】（1）将磁铁快速向下插入螺线管时，观察到电流表原来静止在中间的指针向左偏转，这就是电磁感应现象，即常说的磁生电；利用这一原理制成了发电机；（2）当磁铁的N极分别向上运动和向下运动时，相当于线圈切割磁感线运动运动方向发生了改变，产生感应电流方向也会改变，电流表指针偏转方向改变；（3）感应电流方向与磁场方向的关系，可以控制导体运动方向不变，改变磁场方向，即保持线圈的位置不动，然后对调磁极，用另一端向下插入线圈，使电流表的指针向右偏转；（4）当人对着动圈式话筒说话时，它会产生随人的声音变化而变化的电流，即：闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时能够产生感应电流。故答案为：（1）电磁感应；发电机；（2）变化；（3）保持线圈的位置不动，对调磁铁的磁极，插入线圈；（4）动圈式话筒
【分析】闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，这就是电磁感应现象；电磁感应现象的最重要的应用是发电机；导体只有做切割磁感线运动时，导体中才会产生感应电流；产生的感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向有关，当其中一个方向改变时，电流方向改变；若导体运动方向和磁场方向同时改变，电流方向不改变；动圈式话筒工作过程是：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，由此可知其工作原理是电磁感应现象。
考点四：电磁技术与电磁控制技术的应用
1.（2017?杭州）图甲为热敏电阻R和继电器组成的恒温箱的简单温控电路。继电器线圈的电阻为150欧。当线圈中电流大于或等于28毫安时，继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电压为6伏，图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。
（1）从图甲中可得50℃时热敏电阻的阻值为________欧。
（2）恒温箱的加热器应接在A、B端还是C、D端？?
（3）若恒温箱内的温度达到100℃时，通过计算分析恒温箱加热器是否处于工作状态？
（4）若在原控制电路中，串联接入一个可变电阻，当该电阻增大时，所控制的恒温箱内的最高温度将________（选填“变大”、“不变”或“变小”）。
【答案】（1）90
（2）A、B端
（3）由图可知，100℃时，R=50Ω
控制电路电流I= =6V,150Ω＋50Ω= =0.03A=30mA
∴恒温箱加热器处于不加热状态
（4）变大
【解析】（1）据图甲可得50℃时热敏电阻的阻值； （2）当温度低的时候，电路与AB相连，此时加热器要工作，所以加热器的电路要与AB相连； （3）当恒温箱内的温度保持 100℃，据甲图可知此时电阻R 大小，而后结合欧姆定律计算电流，与28mA比较即可；（4）据题目中“当线圈中电流大于或等于2 8毫安时，继电器的衔铁被吸合”分析即可判断； 21·世纪*教育网
【解答】（1）分析图甲可知，50℃时热敏电阻的阻值为90Ω；
（2）A、B当温度较低的时候，热敏电阻的电阻较大，电路中的电流较小，此时继电器的衔铁与AB部分连接，此时是需要加热的，恒温箱内的加热器要工作，所以该把恒温箱内的加热器接在A、B 端；
（3）由图可知，100℃时，R=50Ω，控制电路电流I= =6V,150Ω＋50Ω= =0.03A=30mA，
∴恒温箱加热器处于不加热状态；
（4）据题意可知，“当线圈中电流大于或等于28毫安时，继电器的衔铁被吸合”即恒温箱会停止工作，故可知，若在控制电路中串联一个电阻后，电路电阻变大，同样情况下，使得电路电流变小，故控制电路达到28mA时所用的时间会更长，故可知，保温箱的加热时间会更长，故保温箱内的温度会更高。
故答案为：（1）90；（2）恒温箱的加热器应接在A、B端；（3）若恒温箱内的温度达到100℃时，通过计算分析恒温箱加热器不处于工作状态；（4）变大；
考点过关☆专项突破
考点一：磁体中磁极的相互作用与判断
1.如图所示，甲乙两小磁针在一根磁铁附近，下列判断正确的是（ ）
A.?甲小磁针左端是S极，乙小磁针左端是N极??????????
B.?甲小磁针左端是N极，乙小磁针左端也是N极
C.?甲小磁针左端是S极，乙小磁针左端也是S极???????
D.?甲小磁针左端是N极，乙小磁针左端是S极
【答案】B
【解析】利用两端小磁针的N、S极，可以确定条形磁体的N、S极；
利用条形磁体的N、S极，确定甲、乙两个小磁针的N、S极。
【解答】由于同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可知条形磁体的a端与小磁针的N极吸引是S极，b端是N极；小磁针甲和乙的左端都指向条形磁体的a端即条形磁体的S极，所以均为N极。
故答案为：B
2.如图弹簧秤下挂一条形磁铁，沿着条形磁铁自左向右水平方向移动时，弹簧秤的示数将（?? ）
A.?不变???????????????B.?逐渐增大????????????????C.?先增大后减小?????????????????D.?先减小后增大
【答案】B
【解析】同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引；每个磁体有两个磁极，而磁极的磁性最强，对于条形磁体来说，两端分别是两个磁极，中间的磁性最弱；据此分析上面磁体受力变化，进而得出弹簧测力计的示数变化．
【解答】由图知竖直放置的磁铁受力平衡，在开始位置时两个S极靠近，相互排斥，此时弹簧测力计的示数等于磁铁的重力减去斥力；当上面的磁铁向右运动时，两同名磁极开始远离，斥力减小，当过了中间位置，两个异名磁极逐渐靠近，变为引力，再向右运动，引力变大，拉力变大，所以弹簧测力计的示数逐渐增大，故B正确．
故选B．
3.如图是条形磁体的磁感线分布，图中的E，F，P，Q四点，磁场最强的是（? ）
A.?E??????????????????????????????????B.?F?????????????????????????????????????C.?P??????????????????????????????????D.?Q
【答案】A
【解析】磁体具有两极性，任何磁体都具有两个磁极，磁北极N，磁南极S，磁体中磁极部分磁性最强，中间部分磁性最弱。本题考查磁场的强弱，注意条形磁铁的两端磁性最强，中间磁性最弱。21教育网
【解答】条形磁铁的两端是磁极，所以两端磁性最强，中间磁性最弱，故E点磁性最强。
故答案为：A
4.如图所示为条形磁铁和电磁铁，实线表示磁感线，则甲、乙、丙、丁的极性依次是(?? )
A.?S、N、S、S????????????B.?N、N、S、N????????????C.?S、S、N、S??????????D.?N、S、N、N
【答案】A
【解析】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。【来源：21·世纪·教育·网】
【解答】由图可知， 根据右手螺旋定则，可判定通电螺线管左端（乙）为N极，右端(丙)为S极，根据磁感线形状，可知甲、乙为异名磁极，丙、丁为同名磁极，因此甲为S极，丁为S极。【版权所有：21教育】
故答案为A.
5.小宇参加了学校“研究性学习小组”，探究了“研究磁体的磁性强弱是否与温度有关”的课题．他做的实验如下：将一条形磁体的一端固定在铁架台上，另一端吸着一些小铁钉，用酒精灯给磁体加热，如图甲所示，经过一段时间后，当磁体被烧红时，发现铁钉纷纷落下．
（1）从小宇的实验可得出的初步结论是________．
（2）根据这一结论，小宇大胆设计了一个温度报警器，如图乙所示，请简述它的工作原理：当温度逐渐升高时，磁体的________减弱直至消失，无法________(选填“排斥”或“吸引”)弹簧开关，弹簧开关向下恢复原状，这样下面的电路就被接通，从而使电铃报警． www.21-cn-jy.com
（3）根据这一现象，你认为生活中要保持磁体的磁性不减弱，应注意什么?答：________．
【答案】（1）温度越高，磁体的磁性越弱
（2）磁性；吸引
（3）不让磁体靠近高温热源
【解析】（1）通过磁体吸引铁钉的多少说明磁体磁性的强弱；（2）根据实验现象得出结论：温度影响磁性强弱，利用这一结论解释问题。（3）由于温度越高，磁性越弱，为了不减弱磁性，不让磁体靠近高温热源。2-1-c-n-j-y
【解答】（1）如图甲所示，开始上磁体的右端吸引了很多的铁钉，说明磁体的磁性很强，加热一段时间后，当磁铁被烧红时，发现铁钉纷纷落下，说明没有了磁性。实验表明温度影响磁体的磁性，温度越高，磁性越弱，高温下可以消磁；
（2）如图乙所示，开始时磁体吸引弹簧开关，当温度逐渐升高时，磁铁的磁性减弱直至消失，无法吸引弹簧开关，弹簧开关向下恢复原状，这样下面的电路就被接通，从而使电铃报警；
（3）由于温度越高，磁性越弱，为了不减弱磁性，可以不让磁体靠近高温热源；
故答案为：（1）温度越高，磁体的磁性越弱；（2）磁性；吸引。
考点二：安培定则和电磁铁的应用
1.如图所示为在心脏手术中用以替代心脏的“电动泵”(图中阀门K1只能向外打开，阀门K2只能向内打开)。当线圈中的电流从a流向b时，线圈的左端为________极，此时活塞将向________?(填“左”或“右”)运动，阀门________?(填“K1”或“K2”)打开。
【答案】N；右；K1
【解析】（1）右手螺旋定则（安培定则）可以判定通电螺线管中的磁极方法为：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。（2）磁体间的相互作用规律为：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。（3）活塞运动后使内部的压强增大，冲击阀门向外，根据阀门的工作原理可以确定哪个阀门打开。
【解答】根据右手螺旋定则可以确定电磁铁的左端为N极。同名磁极相互排斥，此时活塞将向右运动。内部液体压缩，压强增大，阀门K1打开。
故答案为：N；右；K1
2.如图虚线框内的装置叫________，其中R是热敏电阻，它的阻值随温度的升高而减小，R0是滑动变阻器．该装置的工作原理是：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，当电流达到一定值时，衔铁被吸合，右侧空调电路接通，空调开始工作．为了节能，现要将空调启动的温度调高，可以适当将滑片P向________（选填“左”或“右”）移动，或者适当________（选填“增大”或“减小”）控制电路的电源电压．
【答案】电磁继电器；右；减小
【解析】根据图示可知，电路包括控制电路和工作电路；热敏电阻决定了电路的工作，而随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小；根据题意可知，当控制电路中的 电流达到一定值时，衔铁被吸合，右侧空调电路接通，空调工作；根据热敏电阻的变化和欧姆定律判断滑动变阻器滑片移动的方向和电源电压的变化。
【解答】电磁继电器在电路中相当于开关，因此虚线框内的装置叫电磁继电器；根据题意可知，衔铁吸合需要的电流是一定的，即控制电路中的电流不变；要将空调启动的温度调高，则热敏电阻的阻值将减小，由 可知，当电源电压一定时，热敏电阻越小，则滑动变阻器接入电路的阻值越大，即将滑片向右移动；当滑动变阻器的阻值一定时，热敏电阻的阻值减小，则电源电压也需要减小。故答案为：电磁继电器；右；减小
3.如图所示为一种温度自动报警器的原理图，图中的水银温度计在制作时，玻璃管中封入一段金属丝，电源的两极分别与水银和金属丝相连，当温度达到金属丝下端所指的温度时，电流通过电磁铁的线圈产生________，电铃响起，发出报警信号，电磁铁的a端为________极，若将温度计上端的金属丝向下调整，则报警温度将________（选填“升高”或“降低”）．
【答案】磁性，吸引衔铁；S；降低．
【解析】温度自动报警器的原理：当温度升高时，玻璃泡中的水银膨胀，水银柱上升，当升高到警戒温度即金属丝下端对应的温度时，控制电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁，从而使工作电路接通报警．要使金属丝的下端向下调整，则报警温度会降低；
由电路可知电磁铁中的电流是从左端流入，右端流出，利用安培定则可以确定，电磁铁的a端为S极．
故答案为：磁性，吸引衔铁；S；降低．
【分析】温度自动报警器是由于温度计所在的环境温度的变化导致了控制电路的接通，从而实现了自动控制．
电磁铁的N、S极可以利用安培定则来确定；将金属丝向下调整，报警温度降低．
4.?在昼夜明灯的地下停车场，驾驶员根据车位入口上方的红绿灯入停．如图是小吴设计的自动控制电路图，将光控开关（遮光时开关闭合）装在每个车位地面中央，红绿灯装在车位入口上方．当车位未停车时绿灯亮，当车位已停车时红灯亮，则图中L1、L2（ ）
?
A.?都是红灯??????????B.?都是绿灯??????????C.?分别是红灯、绿灯????????D.?分别是绿灯、红灯
【答案】D
【解析】由题当车位已停车时，光控开关被遮光而闭合，由图可知，此时左侧控制电路连通，电磁继电器中的电磁铁产生磁性，吸下衔铁，L2灯泡电路被接通，所以L2为红灯；
当车位未停车时，光控开关有光照而断开，电磁铁中无磁性，弹簧将衔铁拉起，L1电路接通而发光，所以L1为绿灯．故ABC错误，D正确．【来源：21cnj*y.co*m】
故选D
【分析】根据光控开关的作用，分析左侧控制电路的通断，再分析两灯的工作状态即可解题．
5.在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明用铁钉制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。
（1）实验中是通过吸引大头针的数量来显示电磁铁磁性的强弱，当滑动变阻器滑片向左移动时，电路中的电流________?(填“增大”“不变”或“减小”)，电磁铁吸引大头针的个数增多，说明电流越________，电磁铁磁性越强。
（2）根据图示的情景可知，电磁铁甲的上端是________极；电磁铁________?(填“甲”或“乙”)的磁性较强，说明电流一定时，线圈匝数________，电磁铁磁性越强；实验发现被电磁铁吸引的大头针下端是分散的，其原因是大头针被磁化，________。
（3）实验结束后，小明发现电池使用说明中有一条提示：“请一次性更换所有电池，以免新旧电池混用”。他想新旧电池混用和不混用有什么区别呢？于是，他做了如下探究，他用一节新电池代替图中原来的电源，闭合开关后，用电压表测出电路的总电压，并观察电磁铁吸引大头针的数量，记录在下表中，然后再分别把两个新电池、一新一旧电池串联起来，替换原来的电源，重复上述实验，实验记录如下表所示。
电源
电路的总电压/伏
吸引大头针数量
一个新电池
1.5
较多
两个新电池串联
3.0
最多
一新一旧电池串联
1.3
较少
分析表中数据可知，串联的一新一旧电池给电路提供的电压_______?(填“大于”“等于”或“小于”)一节新电池提供的电压，原因是：根据串联电路中电源电压等于各部分电路两端的电压之和，用一新一旧电池供电的电路中，废旧电池相当于在以一节新电池为电源的电路中串联了一个________，所以新旧电池混用，废旧电池会消耗新电池的部分能量。
【答案】（1）增大；大
（2）南(或S)；乙；越多；同名磁极相互排斥
（3）小于；电阻
【解析】本题为实验探究题，结合本节所学知识，分析实验即可得出答案。
通电螺线管的磁性强弱跟下列因素有关：
电流大小，通电螺线管中的电流越大，磁性越强；电流增大，磁性增强。
匝数多少，当通电螺线管中的电流一定时，匝数越多，磁性越强；匝数增加，磁性增强。
有无铁芯，在通电螺线管中插入铁芯后，通电螺线管周围的磁场会大大增强。
【解答】（1）由图可知：甲、乙串联，乙的线圈匝数比甲的多，当滑动变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路中的电流增大，电磁铁吸引大头针的个数增多，说明电流越大，电磁铁磁性越强。（2）甲的线圈中的电流从左端流入，从右端流出，根据右手螺旋定则可知：甲的上端为 S极，下端为 N极；乙吸引的大头针数多，说明乙的磁性强，这说明：在电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强；大头针被磁化，同一端的磁性相同，互相排斥，所以下端分散。（3）从表中可以看到：串联的一新一旧电池电路提供的电压小于一节新电池提供的电压，这是因为在用一新一旧电池供电的电路中，废旧电池相当于在以一节新电池为电源的电路中串联了一个电阻，所以新旧电池混用，废旧电池会消耗新电池的部分能量。www-2-1-cnjy-com
故答案为：（1）增大；大；（2）南(或S)；乙；越多；同名磁极相互排斥；（3）小于；电阻
考点三：电磁感应现象与应用分析
1.关于下列四个实验的认识中，正确的是（ ）
A.?实验现象说明电流周围存在磁场 B.?通电螺线管右端为S极
C.?研究的是通电导体在磁场中受到力的作用 D.?实验研究的是电磁感应现象
【答案】A
【解析】本题考查电磁感应、电流的磁效应，题目给出了四个类似的实验，首先要弄清各实验所揭示的原理，再结合题设要求来进行选择。21*cnjy*com
【解答】A、通电导线放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，小磁针的运动可以显示磁场的存在，它是研究电流的磁效应的，是奥斯特实验，故A正确，符合题意；
B、由图可知，电流由螺线管的左端流入，右端流出，则用右手握住螺线管，四指沿电流方向，则大拇指向右，即螺线管的右端为N极，故B错误，不符合题意；
C、该图没有电池，验证闭合电路的一部分导体切割磁感线时产生感应电流，是电磁感应现象实验图，故C错误，不符合题意；21*cnjy*com
D、通电后，导体棒在磁场中发生运动，是研究通电导线在磁场中受磁场力的，故D错误，不符合题意。
故选A
2.小明将微风电风扇与小灯泡按如图所示的电路连接并进行实验，用手快速拨动风扇叶片，这时发现小灯泡发光，微风电风扇居然变成了“发电机”。关于该实验，下列说法正确的是(? )
A.?电风扇发电的原理是电磁感应?????????????????????
B.?电风扇发电的原理是通电导线在磁场中受到力的作用
C.?电风扇发电过程是把电能转化为机械能???????
D.?小灯泡发光是把光能转化为电能
【答案】A
【解析】直流电动机和直流发电机的构造是相同的，用手拨动小风扇叶片，小灯泡能亮，故可用发电机的知识分析。
【解答】电风扇的转速越快，电流越大，灯泡就越亮，在发电的过程中，消耗了机械能，转化为了电能，故是利用了电磁感应原理。
故答案为：A
3.?关于下列四幅图的说法正确的是( )
?
A.?甲图的实验说明磁场能产生电流??????????????B.?乙图的实验所揭示的原理可制成发电机
C.?丙图是演示电磁感应现象的实验装置??????D.?丁图中麦克风应用了磁场对电流的作用
【答案】B
【解析】A、图甲是奥斯特实验，通电后小磁针偏转，说明了通电导线周围存在磁场；所以A说法错误，不符合题意．
B、图乙是电磁感应实验，根据此原理可以制成发电机；所以B说法正确，符合题意．
C、图丙是磁场对电流的作用实验，通电后通电导体在磁场中受到力的作用而运动；所以C说法错误，不符合题意．
D、图丁是动感线圈式话筒，当人对话筒说话时，引起膜片的振动，膜片的振动会引起线圈的运动，切割永磁铁的磁感线而产生相对应的变化的电流，从而在扬声器产生与说话者相同的声音．动圈式话筒是根据电磁感应原理工作的；所以D说法错误，不符合题意．
故选B
【分析】A、认识奥斯特实验，知道奥斯特实验证实了通电直导线周围存在磁场．即电流的磁效应．
B、掌握电磁感应现象及实验，知道在此实验中让闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中会产生感应电流．根据这个原理制成了发电机．
C、掌握磁场对电流的作用实验，知道在此实验中，通电导体在磁场中受到力的作用．
D、要解决此题，需要知道动感线圈式话筒是根据电磁感应现象工作的
4.如图所示，为发电机的工作原理图，下列说法中正确的是（ ）
A.?发电机的基本原理是通电导体在磁场中受力的作用?????
B.?发电机的基本原理是电磁感应
C.?线圈在转动过程中，感应电流的大小不变???????????????????
D.?线圈在转动过程中，感应电流的方向不变
【答案】B
【解析】A、电动机的基本原理是通电导体在磁场中受力的作用，故错误；
B、发电机的基本原理是电磁感应，故正确；
C、线圈在转动过程中，感应电流的大小是变化的，故错误；
D、线圈在转动过程中，感应电流的方向是变化的，故错误；
故选B．
【分析】发电机是利用电磁感应现象制成的，在发电机工作时，电流的大小和方向是时刻变化的，据此分析即可解决．21cnjy.com
5.小华在探究怎样产生感应电流的实验中，设计了如图所示的实验装置。
（1）将磁体向右插入螺线管中时，观察到灵敏电流计的指针向右偏转，由此可知：________________________________________
（2）将磁体从螺线管中向左拔出时，会观察到灵敏电流计的指针向________?(填“左”或“右”)偏转。
（3）通过前两步实验，可得出感应电流的方向与________方向有关。
【答案】（1）电路中产生了电流
（2）左
（3）磁体运动
【解析】（1）灵敏电流计是检测电流有无的工具，偏转说明电路中有电流通过；（2）电磁感应产生的电流方向与磁场方向有关，与切割磁感线方向有关；（3）通过比较前两步实验，可找出两实验控制的因素从而得出结论。【解答】（1）通过观察到灵敏电流计向右偏转，说明磁体向右插入螺线管中时，有电流产生。所以填电路中产生了电流；
（2）与上一小题相比，磁体的运动方向相反，所以电流方向应该相反，所以会观察到灵敏电流计的指针向左偏转；
（3）在前两步实验中，磁体的运动方向不同其它条件都相同，得到现象是灵敏电流计的指针偏转方向相反，所以可得出感应电流的方向与磁体运动方向有关。
故答案为：（1）电路中产生了电流；（2）左；（3）磁体运动
6.小明学习了磁的相关知识，回到家里，他取下台灯灯罩，把一个U形磁铁放到正在发光的白炽灯泡外面（如图所示），他惊讶地发现了灯丝在晃动；移去磁铁后，灯丝不再晃动，由此小明猜想到：
（1）灯丝的晃动可能是因为________
（2）家庭电路电流的特点是________
【答案】（1）磁场对电流有力的作用
（2）电流的方向发生周期性的改变
【解析】灯丝在磁场中晃动，说明其受到了力的作用，由此联系磁场对电流产生了力的作用，所以据此解答．通过晃动，说明其受力的方向不改变，进而还可以发现磁场对电流的力的方向与电流方向有关．21·cn·jy·com
【解答】解：发光的灯泡中有电流通过，电流处于磁场中，要受到力的作用，会引起灯丝的运动；但是家庭中用电器通过的是交流电，也就是电流的方向发生周期性的改变，所以灯丝受到的力的方向再改变，于是会引起灯丝在晃动．
7.风是一种潜力很大的新能源，地球上可用来发电的风力资源约有1000亿千瓦，几乎是现在全世界水力发电量的10倍．目前全世界每年燃烧煤所获得的能量，只有风力在一年内所提供能量的三分之一．因此，国内外都很重视利用风力来发电，开发新能源．某学校科技小组结合所学知识，对“风力发电”展开探究．
（1）科技小组探究“风力发电”，应选取下列相应的哪套装置________，原理是________．
A. B.
C. D.
（2）下列实验中可以让磁场产生电流，必须的操作是_____(多选)
A.?实验时，开关要闭合，接通电路；??????????????????
B.?电路的一部分导体，在磁场中运动；
C.?整个电路都在磁场中做切割磁感线运动；???????
D.?电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动；
E.?导体切割磁感线的速度必须要快；
（3）在探究感应电流方向与磁场方向的关系，应控制________不变．
（4）在探究“感应电流大小与什么因素有关”时，科技小组的同学猜想：感应电流的大小可能与磁场的强弱和导体切割磁感线的速度有关。他们探究感应电流大小与磁场的强弱的关系，逐渐增大________，但得到的感应电流变化不定，没有规律，原因是________。
（5）风力发电的工作过程是将风能转化为叶片的动能，再通过发电机转化为________能．
【答案】（1）B；电磁感应原理
（2）A,D
（3）切割磁感线方向
（4）磁场强度；没有控制导体运动速度和方向不变
（5）电
【解析】此题考查电磁感应的应用、感应电流产生的条件、感应电流方向的探究、可再生资源的特点及发电机的制作原理，是一道中档题。（1）发电机是利用电磁感应原理制成的；（2）根据产生感应电流的条件判断各个选项：①导体是闭合电路的一部分；②导体做切割磁感线运动；（3）感应电流方向与磁场方向和电流方向有关，探究时需采用控制变量法；（4）感应电流方向与磁场方向和电流方向有关，探究时需采用控制变量法；；（5）像水能、风能、太阳能、生物质能等都是能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；像化石能源、核能等短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源。利用发电机的制作原理是电磁感应现象，即发电过程是将机械能转化为电能的过程。21教育名师原创作品
【解答】（1）A、通电导体在磁场中受力的作用而发生转动；B、金属杆切割磁感线时，电路中产生感应电流，是电磁感应现象，此原理可以制成发电机；C、导线通电后，其下方的小磁针受到磁场的作用力而发生偏转，说明电流能产生磁场，是电流的磁效应现象；D、通电螺线管的磁性与线圈匝数有关，匝数越多，磁性越强。故选B；
（2）根据产生感应电流的条件可知：要产生感应电流，导体必须是闭合电路的一部分，同时必须做切割磁感线运动．故选AD；
（3）要探究感应电流方向与磁场方向的关系，应控制导体运动方向不变；
（4）他们探究感应电流的大小跟磁场的强弱的关系，即需要保持其它因素不变，逐渐增大磁场的强度，观察电流表指针偏转的角度；但得到的感应电流变化不定，没有规律，原因可能是实验中没有控制导线运动的速度相同和运动方向相同造成的；
（5）风能是一种很清洁的可再生能源，资源丰富，无污染；风力发电将风能转化为电能。
故答案为：（1）B；电磁感应原理；（2）AD；（3）切割磁感线方向；（4）磁场强度，没有控制导体运动速度和方向不变；（5）电。
考点四：电磁技术与电磁控制技术的应用
1.如图所示为电话机原理图，当人对着话筒说话时，如果滑动变阻器的滑片向右移动，则听筒电磁铁磁性将________（选填“变强”、“变弱”或“不变”），通过导体AB的电流方向为________（选填“A到B”或“B到A”）。
【答案】变强；A到B
【解析】（1）影响电磁铁磁性强弱的因素：电流的大小，线圈的匝数．滑动变阻器滑片移动，如何引起电流变化，从而引起的电磁铁磁性强弱的变化．（2）在电源外部，电流从电源正极出来，经过开关、用电器回到负极．本题考查了理解影响电磁铁性强弱的因素和电流的方向，属于基础题目．
【解答】解：（1）当滑动变阻器的滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电路电阻变小，电路中电流变大，电磁铁的磁性变强；（2）由图可知，通过导体AB的电流方向为从A到B．
故答案为：变强；A到B．
2.如图是防汛报警器的装置图，请用笔画线正确连接电路．当水位上涨时，电路接通，小灯泡发光报警．
【答案】
【解析】当水位上升到一定位置时，浮子A就会将竹片圆筒B顶起，使开关K闭合，控制电路被接通。电磁铁产生磁性，衔铁被吸引，使触点开关闭合，从而工作电路被接通，这样小灯泡就能发光报警。如图所示：
【分析】水位上涨后闭合K，电磁继电器通电，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点吸合，使灯泡发光起到报警作用。
3.如图所示为某兴趣小组的同学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
温度t/℃
0
5
10
15
20
25
30
35
40
电阻R/欧
600
550
500
450
420
390
360
330
300
已知继电器的线圈电阻R0为10欧，左边电源电压U1为6伏恒定不变。当继电器线圈中的电流大于或等于15毫安时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路开始工作。
（1）请说明该自动控制装置的工作原理。
（2）计算该空调的启动温度
（3）为了节省电能，将空调启动温度设定为30℃，控制电路中需要再串联多大的电阻？
（4）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，请你再提出一个方便可行的调节方案。
【答案】（1）当温度升高时，热敏电阻R阻值减小，控制电路中电流增大当电流增大到15毫安时，继电器的衔铁被吸合，工作电路被接通空调开始工作。反之温度降低时，热敏电阻R阻值增大，控制电路中电流减小，衔铁回到原位置，工作电路处于断开状态空调停止工作。
（2）设当热敏电阻阻值为R1时空调启动，此时电流I=15mA。
?
=0.015A
R1=390Ω，查表格可知t=25℃
答：该空调的启动温度为25℃
（3）由表格可知要使启动温度为30℃，电阻R=360Ω，因为启动总电阻为400Ω，线圈R0的阻值为10Ω，所以需要串联的电阻为：400Ω-360Ω-10Ω=30Ω
答：需要再串联一个30Ω的电阻。
（4）可以给控制电路串联一个滑动变阻器。
【解析】（1）电磁继电器是利用电磁铁铁控制的自动开关。使用电磁继电器可用低电压和弱电流来控制高电压和强电流。（2）根据电磁铁的启动电流可以计算得到热敏电阻的阻值，查表可得启动温度。（3）根据启动电流得到启动总电阻，由启动温度30℃得到热敏电阻的阻值，再算出需要串联的电阻。（4）改变控制电路的电阻可以控制控制电路中的电流从而控制工作电路的通断。
【解答】（4）根据要求改变控制电路的电阻设定不同的启动温度比较方便可行的调节方案是：给控制电路串联一个滑动变阻器。
故答案为：（4）可以给控制电路串联一个滑动变阻器
4.某智能扫地机器人(如图甲)可通过灰尘传感器自动寻找灰尘清扫，通过电动机旋转、产生高速气流将灰尘等吸入集尘盒。图乙为其部分工作原理图，控制电路电源电压U为4.5V，定值电阻R0＝12Ω，R为光敏电阻，其阻值随光照强度E(单位cd)的变化如图丙所示。下表为其部分工作参数(注：电池容量指工作电流与工作总时间的乘积)。
额定工作电压
12伏
额定功率
30瓦
电池总容量
2.5Ah(安时)
工作噪音
<50dB(分贝)
（1）当地面灰尘增多，使空气的透光程度减弱，使照射到光敏电阻上的光照强度减弱，B触头与静触头________(填“A”或“C”)接触，则电动机工作；反之，指示灯亮，从而达到自动控制的目的。2·1·c·n·j·y
（2）当剩余电量减为电池总容量的20%时，机器人会主动寻找充电器充电。在充满电后到主动寻找充电器期间的电池总容量，能持续供应该机器人正常工作多少小时？
（3）若电压表示数小于等于3V时，电动机开始工作。求电压表示数为3V时光照强度为多少？
【答案】（1）A
（2）根据P＝UI，I＝ ＝ ＝2.5A
t＝2.5Ah×80%÷2.5A＝0.8h
答：能持续供应该机器人工作0.8h
（3）I＝ =0.25A；
查阅图表得E＝3cd
答：电压表示数为3V时光照强度为3cd。
【解析】此题以某智能扫地机器人为题材，考查了电磁继电器的原理，电阻的计算、电功公式的变形，是一道综合题，但难度不大。（1）由图丙知光照强度与电阻大小的关系判断电磁铁磁性的强弱；（2）根据t=计算工作时间；（3）根据串联电路电压和电流的规律算出电压表示数为3V时的电阻，找出对应的电流。
【解答】（1）当地面灰尘增多，使空气的透光程度减弱，使照射到光敏电阻上的光照强度减弱，光敏电阻变大，电流变小，磁性减弱，弹簧将衔铁拉起，B触头与静触头A接触，电动机工作，反之，指示灯亮，从而达到自动控制的目的；
故答案为：（1）A；（2）能持续供应该机器人正常工作的时间0.8h；（3）光照强度为3cd。
