2021浙教版科学“中考二轮专题突破”讲义（二十四）：电与磁【word，含答案】

一、磁现象
1．磁体：磁性是磁体具有吸引__铁、钴、镍__等物质的性质(吸铁性)。具有磁性的物质称为磁体。
2．磁极
磁体上磁性最强的部位叫__磁极__(磁性两端最强中间最弱)。能自由转动的磁体，静止时指南的磁极叫__南极(S)__，指北的磁极叫__北极(N)__。磁极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__。
二、磁场
1．磁场
磁场是磁体周围存在的物质。可利用转换法根据磁场所产生的作用来认识磁场。磁场对放入其中的磁体会产生力的作用。磁极间的相互作用是通过磁场而发生的。在磁场中某点，__小磁针静止时北极所指的方向__就是该点的磁场方向。
2．磁感线
磁感线是用来描述磁场强弱、方向的一种科学模型。任何一点的曲线方向都跟__放在该点的小磁针北极所指的方向__一致。磁感线的方向：磁体周围的磁感线总是从磁体的__北极__出来，回到磁体的__南极__。
3．地磁场
地球是一个大磁体，地球产生的磁场叫地磁场。小磁针总是指南北是因为受到地磁场的作用。地磁场的北极在__地理的南极附近__，地磁场的南极在__地理的北极附近__。首先由我国宋代的__沈括__发现磁偏角(磁场方向与经线的夹角)。
三、电流的磁场
1．奥斯特实验：小磁针在通电导线的周围发生偏转，称为电流的磁效应。该现象说明：通电导线的周围存在磁场，且产生的磁场方向与电流方向有关。

2．通电螺线管的磁场：通电螺线管周围的磁场和__条形磁体__的磁场很相似。其两端的极性跟电流方向有关，电流方向与磁极间的关系可由__右手螺旋定则(或安培定则)__来判断。

3．电磁铁
电磁铁是带有铁芯的通电螺线管。电磁铁是由线圈和铁芯两部分组成的。
电磁铁通电时有磁性，断电时磁性消失；当线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强；当电流一定时，电磁铁线圈的匝数越多，磁性越强。电磁铁磁性的有无，可由开关来控制；电磁铁磁性的强弱，可由电流大小和线圈匝数来控制；电磁铁的极性位置，可由电流方向来控制。
4．电磁继电器
(1)利用电磁铁来控制工作电路的一种自动开关。应用：用低电压和弱电流电路的通断，来控制高电压和强电流电路的通断。电磁继电器的主要部件是电磁铁、衔铁、弹簧和动触点。
(2)电磁继电器工作原理如图所示，是一个利用电磁继电器来控制电动机的电路。其中电源E1、电磁铁线圈、电阻R、开关S1组成控制电路；而电源E2、电动机M、开关S2和触点开关S组成工作电路。当闭合S1时，电磁铁线圈中有电流通过，电磁铁有磁性，将衔铁吸下，触点开关接通，电动机便转动起来；当断开S1时，电磁铁线圈中失去电流，电磁铁失去磁性，弹簧使衔铁上升，触点开关断开，电动机停止运转。
四、磁场对通电导体的作用
通电导体在磁场里，会受到力的作用。
（2）通电导体在磁场里，受力方向与电流方向和磁场方向有关。
五、电磁感应
英国物理学家法拉第在1831年发现了电磁感应现象。闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应。电磁感应中产生的电流叫感应电流。感应电流的产生条件：电路必须是闭合电路，必须有一部分导体做切割磁感线运动。感应电流的方向跟磁场方向和导体的运动方向有关。
六、家庭电路
1．家庭电路的组成部分：__进户线__(火线、零线)、__电能表__、闸刀开关、保险丝、用电器、插座、灯座、开关。
2．家庭电路的连接：各种用电器是__并__联接入电路的，插座与灯座是__并__联的，控制各用电器工作的开关与用电器是__串__联的。
3．家庭电路各部分的作用
(1)进户线分为火线和零线。火线和零线之间电压为__220V__。辨别火线与零线用__测电笔__，使用测电笔时手指接触笔尾金属体，但不能接触笔尖金属体。
(2)电能表的作用是测量电路消耗的__电能__。
(3)闸刀开关可以控制整个电路的通断，以便检测电路、更换设备。安装时注意静触点在上、动触点在下，以防断开后的动触点在重力作用下自动合上。
(4)熔断器(内装保险丝)的保险原理是当电路中电流过大时，保险丝会自动熔断，起到保护电路作用。保险丝一般由__熔点较低__的铅锑合金制成。保险丝要串联接入电路，一般串联接在__火线__上。保险丝选用原则：__保险丝的额定电流等于或稍大于电路中正常工作的电流__。
(5)插座的作用是连接家用电器。
(6)用电器(电灯)、开关：
白炽灯是利用电流的热效应进行工作的。螺丝口灯泡的螺旋接灯头的螺旋套，进而接零线；灯泡尾部的锡块接灯头的弹簧片，再通过开关接火线，可防止维修时触电。
七、安全用电
1．安全电压一般指__36V及以下__的电压。生产动力电路的电压__380__V，我国家庭电路的电压__220__V，都超出了安全电压。
2．安全用电原则：__不接触低压带电体，不靠近高压带电体__。
例1、如图所示，几个完全相同的条形磁体叠放在水平桌面上。关于比较甲、乙两图中桌面受到的压力的大小，下列说法正确的是 (　　)
A．甲图中桌面受到的压力比乙图大
B．乙图中桌面受到的压力比甲图大
C．两图中桌面受到的压力相等
D．无法确定
例2、如图是正常家庭电路的一部分。下列说法正确的是(　　)
A．导线B与大地之间的电压为220V
B．测电笔先后插入插座的左右插孔，氖管都发光
C．电冰箱的插头插入三孔插座能使电冰箱的金属外壳接地
D．断开开关S后，站在地上的人接触a点或b点一定不会触电
例3、小星学习电学知识后，想在家里安装一盏照明灯和一个三孔插座，
他设计的电路如图所示。在图中虚线框A和B内分别接入开关或灯泡，则虚线框A内应接____，图中三孔插座的插孔____(选填“a”“b”或“c”)应与地线相连。当小星把断开开关的台灯插头插入图中的三孔插座时，图中的灯泡突然熄灭，保险丝熔断，故障的原因是电路中发生____(选填“短路”或“断路”)。
例4、如图甲是某同学制作的防盗报警装置示意图，其中工作电路电源电压U1＝6V，指示灯L的额定电压UL＝2.5V，定值电阻R0＝350Ω；控制电路电源电压U2＝1.5V，磁敏电阻Rx的阻值随其所处位置磁场强度的变化关系如图乙所示。当窗户分别处在轨道A、B、C处时，磁敏电阻Rx所处位置的磁场强度分别为a、b、c。闭合开关S1和S2后，当窗户关闭时，指示灯亮，蜂鸣器不工作；当窗户打开一定程度时，指示灯熄灭，蜂鸣器发出警报声。
(1)将窗户移至A点时，窗户关闭，闭合开关S1，指示灯L正常发光，求计算此时指示灯L消耗的电功率。
(2)已知电磁铁线圈中的电流达到3mA时，电磁铁的衔铁刚好被吸下，指示灯L熄灭，蜂鸣器开始报警。现移动滑动变阻器RP的滑片，使其接入电路的阻值为其最大阻值的2/3，当窗户移至轨道B点位置时，蜂鸣器恰好开始报警。若要求窗户移至轨道C点位置时蜂鸣器才开始报警，此时能否通过调节滑动变阻器的阻值来实现？请通过计算加以说明。(写出计算过程，电磁铁线圈电阻忽略不计)
1．下列4个实验所揭示的原理能直接推动发电机发明的是(　　)
2.在探究蹄形磁体周围磁场的实验中，老师将玻璃板平放在磁体上，并均匀地撒上一层铁屑，轻敲玻璃板，铁屑就会有序地排列起来，如图，对实验中有关现象的分析不正确的是(　　)
A．撒铁屑的目的是将原来不存在的磁场显示出来
B．铁屑在磁场中被磁化成一个个小磁体
C．轻敲玻璃板，铁屑由于具有惯性会与玻璃板分离
D．轻敲玻璃板，铁屑与玻璃板分离后，不受摩擦力，铁屑在磁力作用下有序排列
3.一条形磁铁放在水平桌面上，处于静止状态，电磁铁置于条形磁铁附近并正对(如图所示)。下列叙述中，正确的是(　　)
A．闭合开关前，电磁铁与条形磁铁间没有力的作用
B．闭合开关后，条形磁铁受到桌面向左的摩擦力
C．闭合开关后，滑片P向a移动时电磁铁与条形磁铁间的作用力增大
D．闭合开关后，滑片P向a移动过程中，若条形磁铁始终处于静止状态，则它受到桌面的摩擦力大小保持不变
4.获知“热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小”的性质后，某同学设计了判断水温变化的装置，其工作原理如图甲所示。电源、热敏电阻、电磁铁、定值电阻R0由导线连接成一个串联电路，在线圈的上方固定一个弹簧测力计，其下端挂一铁块。实验时把热敏电阻放入盛水的烧杯中，水温的变化会引起弹簧测力计示数发生变化。如图乙所示为某次实验时弹簧测力计读数随时间变化图像。下列说法不正确的是(　　)
A．电磁铁的上端是N极
B．t1到t2时间内水温升高
C．t3到t4时间内电压表示数变大
D．t2到t3时间内铁块处于平衡状态
5.如图是小敏设计的汽车尾气中CO排放量的检测电路。当CO浓度高于某一设定值时，电铃发声报警。图中气敏电阻R1阻值随CO浓度的增大而减小，下列说法正确的是(　　)
A．电铃应接在A和C之间
B．当CO浓度升高，电磁铁磁性减弱
C．用久后，电源电压U1会减小，报警时CO最小浓度比设定值高
D．为使该检测电路在CO浓度更低时报警，可将R2的滑片向下移
6.如图所示实验，下列对有关实验的解释正确的是(　　)
A．甲图中的实验可得出磁铁异名磁极相斥
B．乙图中的奥斯特实验说明了电流周围存在磁场
C．丙图中的实验可得出电流越大，电磁铁的磁性越弱
D．丁图中的测电笔接触零线氖管一定发光
7.如图所示是家庭电路中的某一部分，电工师傅按下面的顺序进行检测：①闭合S1，灯L1亮；②断开S1，闭合S2，灯L2不亮；③再用测电笔测a、b、c、d四个接线点，发现只有在c点氖管不发光。若电路中只有一处故障，则是(　　)
A．灯L2短路
B．灯L2所在支路开路
C．c、d两点间开路
D．c点左侧的零线开路
8.光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用，小柯用它设计了一种“智能家居照明灯”电路，如图甲所示。(电磁继电器线圈的电阻不计)
(1)导线____(选填“A”或“B”)连接家庭电路中的火线。
(2)小柯的设计要求是：“智能家具照明灯”在天暗时自动点亮，天亮时自动熄灭，那么他选择的光敏电阻阻值大小应随光照强度的增加而____。
(3)保持光照强度不变，闭合开关S后，滑片P由a端向b端移动过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示，计算滑动变阻器的最大阻值是____。(电源电压U0不变)
9.如图甲，电磁继电器和热敏电阻R1等组成了恒温箱控制电路，R1处于恒温箱内，电源电压U＝6V，继电器线圈的电阻可不计。图乙为热敏电阻的R1－t图像，且已知在50～150℃范围内，热敏电阻的阻值随温度的变化规律是：R1t为常数；电阻R2是可变电阻，当线圈中的电流达到40mA时，继电器的衔铁被吸合，此时可变电阻R2＝0Ω，恒温箱可保持60℃恒温，图中的“交流电源”是恒温箱加热器的电源，它的额定功率是1500W。
(1)60℃时，热敏电阻R1的阻值是多少？
(2)应该把恒温箱的加热器接在A、B端还是C、D端？
(3)如果要使恒温箱内的温度保持100℃，可变电阻R2的阻值应调为多少？

1．磁共振成像是一种较新的医学成像技术，它采用强静磁场和变化磁场使人体组织成像。若携带金属物做磁共振成像，强静磁场会吸引铁质物品，变化磁场会使携带的金属中产生感应电流，从而使金属发热而灼伤病人，重则危及生命。上述说明中，没有涉及的知识是(　　)
A．铁在磁场里会被磁化 B．磁能生电C．电流的热效应 D．同名磁极相互排斥
2．能写红黑双色的磁画板截面如图所示，按下写字笔黑色按钮写出黑色的字，按下红色按钮写出红色的字，刷子左右移动则字消失。下列说法正确的是(　　)
A．刷子可以用铁制作
B．写黑字时笔尖为S极
C．写红字时笔尖为N极
D．写字的原理是同名磁极相互排斥
3．下列有关家庭电路的说法正确的是(　　)
A．家庭电路中的插座应与用电器串联 B．家庭电路的电压对于人体是安全的
C．测电笔可以辨别零线与地线 D．电能表用来测量用户消耗的电能
4.我国北宋学者沈括在《梦溪笔谈》中，将指南针分为“水针” 和“旱针”两类。在如图所示装置中，条形磁铁左方的水盆中悬浮的“水针”和正上方悬挂的“旱针”在静止时其N极分别指向(　　)
A．左，左 B．左，右 C．右，左 D．右，右
5.如图所示为某家庭卫生间电路，电灯和电热器都在正常工作。在三孔插座上刚插上洗衣机(开关未闭合)的插头时，所有用电器都停止工作，拔出洗衣机的插头后，用测电笔测试三孔插座的左右两孔，氖管都发光，发现有一根熔丝熔断了。下列分析不合理的是(　　)
A．一定是零线上的熔丝熔断了
B．断开S1、S2，再用测电笔检测三孔插座的左右两孔，氖管都发光
C．只断开S1，再用测电笔检测开关S1的两个接线柱，氖管都发光
D．只断开S2，再用测电笔检测开关S1的两个接线柱，氖管都发光
6.小明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
7.如图所示，开关未闭合时，弹簧测力计读数如图所示。闭合开关后，再将滑动变阻器的滑片P向右移动时，弹簧测力计的示数变小。则下列分析正确的是 (　　)
A．悬挂的磁铁重力为3.2N
B．电磁铁的上端为S极
C．电源左端为“＋”极
D．在开关闭合时抽去铁芯，弹簧测力计示数将增大
8.A、B两绝缘板之间，B板固定，滑动变阻器R的滑片P与A板相连，并可随A板一起运动。弹簧乙下端挂有一永磁体，永磁体正下方有一电磁铁，E为电源，R0为定值电阻。开关S闭合，当用力F向下压弹簧甲后，下列说法正确的是(　　)
A．甲弹簧越短时，乙弹簧越长
B．压力F越大，电压表示数越小
C．压力F越小，电磁铁磁性越强
D．电磁铁上端为N极
9.如图所示是某车间自动除尘装置的简化电路图。空气中尘埃量较少时，光源发出来的光被挡板挡住了。当空气中尘埃量达到一定值时，由于尘埃的反射，部分光越过挡板射到光敏电阻上，光敏电阻的阻值 ，电路中的电流增大，电磁铁的磁性 ，在衔铁的作用下，开启自动除尘模式。若图中a、b一个是除尘器，一个是指示灯，则 是除尘器。
10.为研究“通电螺线管磁性强弱与有无铁芯的关系”，小科设计了如图甲电路。
(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。
(3)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。图乙所示实验采用的方法与之相同的有 。
11.电冰箱是通过温度控制器控制压缩机的开或停来控制温度的。某冰箱的温控制冷和照明电路，如图甲。冰箱内温度控制器工作原理如图乙，硬杆OAB可绕固定点O转动，感温包内充有感温剂气体，膜盒会因感温包内气体压强的变化而改变对A点的推力大小。
(1)请将图甲中的a、b、c三个接线头连入家庭电路。
(2)温度控制器接通电路的工作过程是：当感温剂气体温度上升时， ，动触点和固定触点接通，压缩机开始工作。
(3)某同学模拟冰箱温控制冷电路，制作了一个恒温箱，如图丙。恒温箱中温度控制器的轻质硬杆OA长为5cm，OB长为12cm，注射器的最大刻度为30mL，刻度部分长为10cm。
图11－15
m(g) 80 160 240
l(cm) 12.8 13.6 14.4
查阅资料得知，在弹性限度内，弹簧的长度l与所挂钩码质量m的关系遵循函数l＝km＋b(k和b为常数)。为了确定该弹簧k和b的值，在弹簧上挂钩码测得三组数据如表。
当设定的温度为40℃时，弹簧长14cm，触点C和D恰好接通。请计算此时注射器内气体的压强。(已知当时大气压为1×105Pa，g取10N/kg)
(4)丙图中，温度控制器硬杆上的连结点O、B、E、F均固定，调温旋钮转轴及触点D也固定，调温旋钮已调到最低温度，在不更换元件的情况下，如何将恒温箱设定温度调节得更低？
参考答案
例1、C
例2、C
例3、灯泡 b 短路
例4、（1）0.025W；（2）不能，理由见解析。
【解析】 (1)闭合开关S1，灯泡L和R0串联，灯泡正常发光，其两端的电压为UL＝2.5V，R0两端的电压为U0＝U1－UL＝6V－2.5V＝3.5V，电路中的电流I＝＝＝0.01A，灯泡的额定功率P＝ULI＝2.5V×0.01A＝0.025W。
(2)由图乙可知，窗户移至B点和C点时，磁敏电阻的电阻值分别为400Ω和300Ω。由欧姆定律可得：当窗户移至轨道B点位置时，蜂鸣器恰好开始报警，控制电路中的总电阻R＝＝＝500Ω，此时滑动变阻器接入电路的阻值R滑＝R－R磁B＝500Ω－400Ω＝100Ω，此时滑动变阻器接入电路的阻值为其最大阻值的2/3，所以滑动变阻器的最大阻值为150Ω；当窗户移至轨道C点位置时，滑动变阻器接入电路的阻值应该为R滑′＝R－R磁C＝500Ω－300Ω＝200Ω，但是滑动变阻器的最大阻值为150Ω，所以若要求窗户移至轨道C点位置时蜂鸣器才开始报警，此时不能通过调节滑动变阻器的阻值来实现。
1．B
2.A
3.C
4.C
5.C
6.B
7.C
8.（1）A；（2）减小；（3）100Ω
【解析】 (2)天暗时灯亮说明此时照明电路闭合即衔铁未被吸引，由图可知此时电磁铁的磁性减弱，即电路中的电流变小，根据R＝可知电路中的电阻变大，即此时光敏电阻的阻值变大；反之，天亮时光敏电阻的阻值变小，所以他选择的光敏电阻阻值大小应随光照强度的增加而减小。(3)当滑片位于b端时，电路为光敏电阻的简单电路，电压表测电源的电压，由图可知电源的电压U＝12V。当滑片位于a端时滑动变阻器与光敏电阻串联，电压表测光敏电阻两端的电压，电流表测电路中的电流。由图像可知，I＝0.1A，U光敏＝2V，则电路中的总电阻R总＝＝＝120Ω，光敏电阻的阻值R光敏＝＝＝20Ω，滑动变阻器的最大阻值Rab＝R总－R光敏＝120Ω－20Ω＝100Ω。
9.（1）150Ω；（2）A、B端；（3）60Ω
【解析】 (1)由题意可知，当电磁继电器被吸合时，恒温箱温度达到60℃，这时电阻R2为0Ω，控制电路中只有电阻R1，电流是40mA，电压6V，所以R1＝＝＝150Ω。
(2)由图乙可知，热敏电阻R1的阻值随温度的升高而减小，可见温度越高，电路中的电流越大，当电流达到40mA时，继电器的衔铁被吸合，工作电路断开，所以应该把恒温箱的加热器接在A、B端。
(3)因为 R1t＝常数，所以当温度是 100℃时，150Ω×60℃＝R1′×100℃，R1′＝90Ω，R总＝＝150Ω，所以电阻R2的阻值R2＝R总－R1＝150Ω－90Ω＝60Ω。

1．D
2．A
3．D
4.C
5.B
6.A
7.D
8.C
9.减小 增强 b
10.（1）强；（3）①电流大小没有控制相同；②AB
【解析】 (3)①研究“有无铁芯”对通电螺线管磁性强弱的影响，应控制其他变量相同，如螺线管线圈匝数、电流大小。操作中“将变阻器的滑片P稍向上移”会导致滑动变阻器接入电路中的电阻变小，电路中的电流会发生改变，不符合控制变量原则。②本实验将通电螺线管的磁性转化为能吸引大头针的数量，属于转换法的应用。A项将动能大小转换为木块移动距离s的大小，B项将压力的作用效果转换为海绵形变程度，C项属于类比法。
11. (1)如答图所示。（2）气压增大，膜盒对A点的推力变大；
(3)根据表格中的数据，代入函数关系式可得：
解得：k＝0.01cm/g，b＝12cm
∴函数关系式是l＝0.01cm/g×m＋12cm
∴当l＝14cm时，m＝200g＝0.2kg(或依据比例求得m＝200g)
此时，弹簧受到的拉力F＝G＝mg＝0.2kg×10N/kg＝2N
根据杠杆平衡条件：F1L1＝F2L2
得：2N×12cm＝F2×5cm，解得F2＝4.8N
注射器活塞面积S＝＝3cm2＝3×10－4m2
∴p＝＝＝1.6×104Pa
∴p气＝p＋p0＝1.6×104Pa＋1×105Pa＝1.16×105Pa
(4)注射器往左移。(或“注射器往上移”或“增加注射器内的气体”)
【解析】 (4)图示OAB相当于一个杠杆，弹簧提供动力，注射器提供阻力，若要使恒温箱设定的温度更低，需要注射器对硬杆的阻力或阻力臂更大。因此可将注射器左移，减小注射器中气体体积，使注射器中气体压强增大；或将注射器上移，使阻力臂增大；或增加注射器中的气体，使注射器内的压强增大。