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第十九章　生活用电 第二十章　电与磁
一、选择题（本题共7个小题，每小题3分，共21分.第1～6题为单项选择题.第7题为多项选择题，每小题至少有两项符合题目要求，全选对得3分，选对但不全得1分，选错或不选得0分）
1.电磁感应现象是物理学史上重大的发现之一，这一发现进一步揭示了电与磁的内在联系，为建立完整的电磁理论奠定了坚实的基础，发现这一现象的物理学家是（　D　）
A.奥斯特 B.欧姆 C.焦耳 D.法拉第
2.北宋时期沈括在《梦溪笔谈》中记载：“以磁石磨针锋，则能指南.”这一现象可说明（　A　）
A.地球存在磁场 B.针尖受到重力
C.针尖受到浮力 D.空气吸引针尖
3.纯电动汽车节能环保，倍受大众青睐.如图是电动汽车的充电桩，关于充电桩的安装与使用，下列做法符合安全用电要求的是（　D　）
A.安装充电桩时没有连接地线
B.继续使用电线破损的充电桩
C.充电桩起火时迅速浇水扑灭
D.给每个充电桩安装空气开关
4.我国的第三艘航母“福建舰”采用自行研制的电磁弹射器.电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，弹射车受到强大的推力带动舰载机快速起飞.下列四幅实验装置图中反映电磁弹射器工作原理的是（　D　）
A　 B　 C　 D
5.如图所示的电路，将电磁铁（线圈电阻不计）与滑动变阻器串联接入电路，下列说法正确的是（　B　）
第5题图
A.当开关S拨到a时，电磁铁的左端为S极
B.当开关S拨到a时，小磁针静止时B端为N极
C.当开关S拨到a时，将滑动变阻器的滑片向右滑动，电磁铁的磁性增强
D.保持滑动变阻器滑片位置不变，开关S由a拨到b，电磁铁的磁性增强
6.如图所示是现在一般标准住宅户内配电系统方框图.关于空气开关和漏电保护器的作用，下列分析正确的是（　A　）
第6题图
A.当电灯电流过大时，空气开关③将跳闸
B.当插座漏电时，空气开关①将跳闸
C.当空调电流过大时，漏电保护器会迅速切断电流
D.空气开关跳闸，问题解决后需更换新的空气开关
7.（多项选择）如图，兴趣小组制作了一个电动机，给线圈通电，轻轻一推，线圈就会持续转动.下列关于电动机的说法正确的有（　AC　）
A.电动机主要由磁体和线圈组成
B.电动机主要把动能转化为电能
C.对调电源正、负极可以改变线圈的转动方向
D.电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻无关
二、填空题（本题共4个小题，每空2分，共10分）
8.如图所示，测电笔的氖管发光，说明被检测的插孔与　相线　相连.
第8题图
9.如图所示是银行卡信息读卡器，将银行卡的磁条在读卡器的刷卡槽内快速刷过时，相当于磁体穿过闭合金属线圈，产生了　感应电流　，经读卡器处理，就能识别卡片信息.
第9题图
10.在科技活动中，小刚连接了如图所示的电路，当用外力使左侧的U形磁体沿箭头方向转动时，右侧的轻质金属棒ab先向左运动，随后又向右运动，金属棒ab由静止开始运动的原因是　金属棒受到磁场对它的作用力　.
第10题图
11.为了检查卧室里灯L2是否存在问题（其他部分电路元件完好），电工师傅常在进户相线上串联一个完好的家用电灯泡L1，如图所示，若闭合开关时，发现L1、L2均不发光，说明卧室灯泡L2出现了　断路　情况；若闭合开关时，发现L1正常发光，则说明卧室灯泡L2出现　短路　情况.（均选填“断路”或“短路”）
第11题图
三、作图题（本题共3个小题，每小题2分，共6分）
12.请在图中用笔画线代替导线，正确连接家庭电路中的灯泡、开关和插座.
13.如图所示，闭合开关后，通电螺线管的左端为N极.请用箭头标出螺线管中a处的电流方向和b处的磁感线方向.
14.请用笔画线代替导线，将图中的电路连接完整.要求：闭合开关后处于电磁铁下方的小磁针N极指向向左；向右调节滑片P可使电磁铁磁性增强，导线不得交叉.
四、简答题（本题共3个小题，每小题3分，共9分）
15.现代家庭中用电器越来越多，若家庭电路的主线路（进户线）电线选择不当，会带来许多麻烦甚至是安全隐患.根据家庭安全用电的需要，你认为主线路电线在选择时应考虑哪些因素？请写出一个因素并说明原因.
答：主线路电线在选择时应根据家庭安全用电的需要选择合适粗细的电线；因为家庭中用电器越来越多，用电器的功率越来越大，根据P＝UI知电路中的电流越来越大；在主线路电流一定时，根据Q＝I2Rt知，在相同时间内，电阻越大的导线产生的热量越多，越容易引起火灾，所以主线路电线在选择时应根据家庭安全用电的需要选择合适粗细的电线.
16.如图所示为我们实验室所用电流表的内部结构示意图.当正确接入电路，有电流通过线圈时，线圈会带动指针顺时针偏转；当接线柱接反，电流通过线圈时，指针会反向偏转，无法读数.这是为什么呢？
答：因为通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向有关.在磁场方向不变时，改变电流方向会改变通电线圈的受力方向.当正确接入电路，有电流通过线圈时，线圈会带动指针顺时针偏转，此时刻度盘上可以读数；当接线柱接反，电流通过线圈时，指针会逆时针偏转，此时指针反偏，刻度盘的左侧没有刻度，且与电流表的左边缘相碰，不能读数.
17.如图所示，用细线悬挂铝环制成一单摆，悬挂点正下方有一定区域的均匀磁场，“×”表示磁场方向垂直竖直面向里.现将铝环从A点由静止释放，铝环摆动到右侧最高点B，继而摆回.请判断铝环能否摆回到左侧与B点等高的C点？写出你判断的理由.（不计摩擦和空气阻力）
答：铝环能摆回到左侧与B点等高的C点.理由如下：
当线圈进入磁场后，线圈中存有进入磁场时的感应电流，且方向一致，这相当于电动机原理中处于平衡位置的线圈，线圈整体不受力的作用，机械能守恒，所以在磁场中，线圈可以摆回与B点等高的位置，即C点.
五、实验与科学探究题（本题共3个小题，共28分）
18.（8分）如图甲所示是“探究通电螺线管外部磁场方向”的实验电路，小磁针涂黑部分是N极.
（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片需移至阻值最　大　处.
（2）闭合开关后，发现螺线管周围的小磁针几乎不转动，猜想可能是螺线管周围的磁场太弱，你的解决办法是　移动滑动变阻器的滑片，减小电阻　.
（3）解决上述问题后，小磁针静止时的指向如图乙所示，则该小磁针所在位置的磁场方向是　向左　.
（4）若要探究通电螺线管外部磁场方向与电流方向的关系，可以采取的操作是　BC　（选填字母代号）.
A.对调左右两侧的小磁针　　B.对调连接电池正、负极的导线
C.对调螺线管两接线柱上的导线
19.（10分）利用如图所示的实验装置探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”.
（1）磁体不动，闭合开关，导体棒沿　左右　（选填“上下”或“左右”）方向运动时，灵敏电流计指针会发生偏转.
（2）导体棒不动，闭合开关，磁体上下运动，灵敏电流计指针　不会　（选填“会”或“不会”）发生偏转.
（3）断开开关，无论磁体如何放置、导体棒怎样运动，灵敏电流计指针都不发生偏转.由此得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做　切割磁感线　运动时，电路中就会产生感应电流.
（4）若要探究“感应电流的大小可能与导体运动速度有关”，可以保持磁场方向和导体运动方向一定，让导体以　不同　速度运动，进行多次实验，实验测得的数据如表所示，分析数据可得出结论：　在磁场强度相同时，导体切割磁感线的速度越大，产生的感应电流越大　.
实验次数 1 2 3 4 5 6
速度/（cm·s－1） 1 2 3 4 5 6
电流/mA 2.0 4.0 5.5 8.3 9.2 12.8
20.（10分）如果高压输电线掉落在地上，当人经过这个区域时，两脚之间存在相当高的电压，称做“跨步电压”.这时电流从一条腿流入，另一条腿流出，会发生触电事故，如图甲所示.
为了粗略地探究“跨步电压的大小如何变化”，小明设计了如图乙所示的模拟电路装置进行实验.主要实验步骤如下：
①闭合开关后，小明将连接电压表的两个导线竖直插入沙盘.
②保持D、E之间的距离不变，改变E、F之间的距离，分别记录对应的电压表示数.
③保持E、F之间的距离不变，改变D、E之间的距离，分别记录对应的电压表示数.
实验数据如下表所示：
实验序号 D、E之间的距离/cm E、F之间的距离/cm 电压表示数/V
1 6 3.5 0.5
2 6 4.5 0.7
3 6 7 1.3
4 7 7 1.2
5 8 7 1.1
（1）实验时，小刚对实验装置提出了疑问：现实生活中的地面大部分情况下是干燥的，为什么这里要用潮湿细沙代替呢？请你帮忙解答小刚的疑问：　减小沙子的电阻，增大电流　.
（2）图乙的实验中，E、F模拟的是图甲中　B、C　（选填“A、B”或“B、C”）之间的距离.
（3）分析实验数据可知，两脚间的距离一定时，人一只脚与高压线落地点的距离　越小　（选填“越小”或“越大”），跨步电压越大.
（4）实验结束后，同学们进行交流：如果某天发现周围有高压线掉落在了地面上，为了安全撤离，小明认为应快速跑步远离掉落的高压线，小刚认为应该并拢双脚跳着远离掉落的高压线.结合上表中的实验数据，你认为　小刚　的说法正确，理由是　跨步时，步幅越大，人体两脚间的电压越大，越容易触电；双脚并拢时，两脚之间的距离为0，能避免高压跨步触电　.
六、综合应用题（本题共2个小题，共16分.解答时需写出必要的文字说明、计算公式及过程，若只写出计算结果将不得分）
21.（8分）如图所示是家中常用的空气开关，其铭牌上标有“C10”字样，表示允许通过的最大电流为10 A.将它安装在家庭电路中，其后还连接有一台“220 V　1 100 W”的电熨斗和若干个“220 V　88 W”的灯泡.
（1）电熨斗和灯泡是什么连接方式？为什么？
（2）求电熨斗正常工作时的电阻；
（3）通过计算说明：在保证空气开关不跳闸的情况下，一台电熨斗最多能和多少个这样的灯泡同时工作？
解：（1）并联，因为电熨斗和灯泡并联接入电路，并联电路各支路两端电压相等，并联电路互不影响，这样才能保证两者正常工作；
（2）电熨斗正常工作时的电阻：R1＝＝＝44 Ω；
（3）电熨斗正常工作时的电流：I1＝＝＝5 A，1个灯泡正常工作时的电流：I'＝＝＝0.4 A，
并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以通过灯泡的电流之和：
I2＝I－I1＝10 A－5 A＝5 A，
灯泡的个数：n＝＝12.5，干路允许通过的最大电流为10 A，所以灯泡的个数为12个，即一台电熨斗最多能和12个这样的灯泡同时工作.
22.（8分）为避免雨天路上的积水流进地下停车场，小宁设计了自动控制装置——浮体式拦水坝，其工作原理如图所示，当路面积水上升没过上行缓坡，水从进水口进入蓄水池，水位上升到C点时浮体式拦水坝开始向上浮起；当路面积水下降，单向阀门左侧液体压强大于右侧液体压强时，蓄水池中的水就会通过单向阀门（水只能从左向右流动）沿排水管道排出，最终使浮体式拦水坝下降到蓄水池底部.（g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3）
（1）若浮体式拦水坝的质量为9 kg，则它所受的重力为多大；
（2）当蓄水池中的水深为0.2 m时，水对蓄水池底部的压强为多大；
（3）A、B两点分别固定有金属块在蓄水池侧壁，当水位到达A点时系统将自动响铃报警，请说明其工作原理；
（4）请判断浮体式拦水坝从开始下降到蓄水池中的水位降到C点的过程中所受浮力的变化情况，并用所学物理知识加以解释.
解：（1）若浮体式拦水坝的质量为9 kg，则它所受的重力：
G＝mg＝9 kg×10 N/kg＝90 N.
（2）当蓄水池中的水深为0.2 m时，水对蓄水池底部的压强：
p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.2 m＝2×103 Pa.
（3）由于水是导体，当水位到达A点时，A、B两金属块所在电路接通，因为电流的磁效应，电路中螺线管具有磁性，将衔铁吸下，此时动触点与下静触点接触，电铃所在电路接通，响铃报警.
（4）水位上升到C点时浮体式拦水坝开始向上浮起，此时浮体式拦水坝所受浮力正好等于重力，上浮过程中，浮体式拦水坝始终处于漂浮状态，浮力始终等于自身重力，所以浮体式拦水坝从开始下降到蓄水池中的水位降到C点的过程中，浮体式拦水坝始终处于漂浮状态，浮力等于重力，水位降到C点时，浮体式拦水坝所受浮力也等于重力，所以浮体式拦水坝从开始下降到蓄水池中的水位降到C点的过程中所受浮力始终不变.第十九章　生活用电 第二十章　电与磁
一、选择题（本题共7个小题，每小题3分，共21分.第1～6题为单项选择题.第7题为多项选择题，每小题至少有两项符合题目要求，全选对得3分，选对但不全得1分，选错或不选得0分）
1.电磁感应现象是物理学史上重大的发现之一，这一发现进一步揭示了电与磁的内在联系，为建立完整的电磁理论奠定了坚实的基础，发现这一现象的物理学家是（　 　）
A.奥斯特 B.欧姆 C.焦耳 D.法拉第
2.北宋时期沈括在《梦溪笔谈》中记载：“以磁石磨针锋，则能指南.”这一现象可说明（　 　）
A.地球存在磁场 B.针尖受到重力
C.针尖受到浮力 D.空气吸引针尖
3.纯电动汽车节能环保，倍受大众青睐.如图是电动汽车的充电桩，关于充电桩的安装与使用，下列做法符合安全用电要求的是（　 　）
A.安装充电桩时没有连接地线
B.继续使用电线破损的充电桩
C.充电桩起火时迅速浇水扑灭
D.给每个充电桩安装空气开关
4.我国的第三艘航母“福建舰”采用自行研制的电磁弹射器.电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，弹射车受到强大的推力带动舰载机快速起飞.下列四幅实验装置图中反映电磁弹射器工作原理的是（　 　）
A　 B　 C　 D
5.如图所示的电路，将电磁铁（线圈电阻不计）与滑动变阻器串联接入电路，下列说法正确的是（　 　）
第5题图
A.当开关S拨到a时，电磁铁的左端为S极
B.当开关S拨到a时，小磁针静止时B端为N极
C.当开关S拨到a时，将滑动变阻器的滑片向右滑动，电磁铁的磁性增强
D.保持滑动变阻器滑片位置不变，开关S由a拨到b，电磁铁的磁性增强
6.如图所示是现在一般标准住宅户内配电系统方框图.关于空气开关和漏电保护器的作用，下列分析正确的是（　 　）
第6题图
A.当电灯电流过大时，空气开关③将跳闸
B.当插座漏电时，空气开关①将跳闸
C.当空调电流过大时，漏电保护器会迅速切断电流
D.空气开关跳闸，问题解决后需更换新的空气开关
7.（多项选择）如图，兴趣小组制作了一个电动机，给线圈通电，轻轻一推，线圈就会持续转动.下列关于电动机的说法正确的有（　 　）
A.电动机主要由磁体和线圈组成
B.电动机主要把动能转化为电能
C.对调电源正、负极可以改变线圈的转动方向
D.电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻无关
二、填空题（本题共4个小题，每空2分，共10分）
8.如图所示，测电笔的氖管发光，说明被检测的插孔与 相连.
第8题图
9.如图所示是银行卡信息读卡器，将银行卡的磁条在读卡器的刷卡槽内快速刷过时，相当于磁体穿过闭合金属线圈，产生了 ，经读卡器处理，就能识别卡片信息.
第9题图
10.在科技活动中，小刚连接了如图所示的电路，当用外力使左侧的U形磁体沿箭头方向转动时，右侧的轻质金属棒ab先向左运动，随后又向右运动，金属棒ab由静止开始运动的原因是 .
第10题图
11.为了检查卧室里灯L2是否存在问题（其他部分电路元件完好），电工师傅常在进户相线上串联一个完好的家用电灯泡L1，如图所示，若闭合开关时，发现L1、L2均不发光，说明卧室灯泡L2出现了 情况；若闭合开关时，发现L1正常发光，则说明卧室灯泡L2出现 情况.（均选填“断路”或“短路”）
第11题图
三、作图题（本题共3个小题，每小题2分，共6分）
12.请在图中用笔画线代替导线，正确连接家庭电路中的灯泡、开关和插座.
13.如图所示，闭合开关后，通电螺线管的左端为N极.请用箭头标出螺线管中a处的电流方向和b处的磁感线方向.
14.请用笔画线代替导线，将图中的电路连接完整.要求：闭合开关后处于电磁铁下方的小磁针N极指向向左；向右调节滑片P可使电磁铁磁性增强，导线不得交叉.
四、简答题（本题共3个小题，每小题3分，共9分）
15.现代家庭中用电器越来越多，若家庭电路的主线路（进户线）电线选择不当，会带来许多麻烦甚至是安全隐患.根据家庭安全用电的需要，你认为主线路电线在选择时应考虑哪些因素？请写出一个因素并说明原因.
16.如图所示为我们实验室所用电流表的内部结构示意图.当正确接入电路，有电流通过线圈时，线圈会带动指针顺时针偏转；当接线柱接反，电流通过线圈时，指针会反向偏转，无法读数.这是为什么呢？
17.如图所示，用细线悬挂铝环制成一单摆，悬挂点正下方有一定区域的均匀磁场，“×”表示磁场方向垂直竖直面向里.现将铝环从A点由静止释放，铝环摆动到右侧最高点B，继而摆回.请判断铝环能否摆回到左侧与B点等高的C点？写出你判断的理由.（不计摩擦和空气阻力）
五、实验与科学探究题（本题共3个小题，共28分）
18.（8分）如图甲所示是“探究通电螺线管外部磁场方向”的实验电路，小磁针涂黑部分是N极.
（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片需移至阻值最 处.
（2）闭合开关后，发现螺线管周围的小磁针几乎不转动，猜想可能是螺线管周围的磁场太弱，你的解决办法是 .
（3）解决上述问题后，小磁针静止时的指向如图乙所示，则该小磁针所在位置的磁场方向是 .
（4）若要探究通电螺线管外部磁场方向与电流方向的关系，可以采取的操作是 （选填字母代号）.
A.对调左右两侧的小磁针　　B.对调连接电池正、负极的导线
C.对调螺线管两接线柱上的导线
19.（10分）利用如图所示的实验装置探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”.
（1）磁体不动，闭合开关，导体棒沿 （选填“上下”或“左右”）方向运动时，灵敏电流计指针会发生偏转.
（2）导体棒不动，闭合开关，磁体上下运动，灵敏电流计指针 （选填“会”或“不会”）发生偏转.
（3）断开开关，无论磁体如何放置、导体棒怎样运动，灵敏电流计指针都不发生偏转.由此得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时，电路中就会产生感应电流.
（4）若要探究“感应电流的大小可能与导体运动速度有关”，可以保持磁场方向和导体运动方向一定，让导体以 速度运动，进行多次实验，实验测得的数据如表所示，分析数据可得出结论： .
实验次数 1 2 3 4 5 6
速度/（cm·s－1） 1 2 3 4 5 6
电流/mA 2.0 4.0 5.5 8.3 9.2 12.8
20.（10分）如果高压输电线掉落在地上，当人经过这个区域时，两脚之间存在相当高的电压，称做“跨步电压”.这时电流从一条腿流入，另一条腿流出，会发生触电事故，如图甲所示.
为了粗略地探究“跨步电压的大小如何变化”，小明设计了如图乙所示的模拟电路装置进行实验.主要实验步骤如下：
①闭合开关后，小明将连接电压表的两个导线竖直插入沙盘.
②保持D、E之间的距离不变，改变E、F之间的距离，分别记录对应的电压表示数.
③保持E、F之间的距离不变，改变D、E之间的距离，分别记录对应的电压表示数.
实验数据如下表所示：
实验序号 D、E之间的距离/cm E、F之间的距离/cm 电压表示数/V
1 6 3.5 0.5
2 6 4.5 0.7
3 6 7 1.3
4 7 7 1.2
5 8 7 1.1
（1）实验时，小刚对实验装置提出了疑问：现实生活中的地面大部分情况下是干燥的，为什么这里要用潮湿细沙代替呢？请你帮忙解答小刚的疑问： .
（2）图乙的实验中，E、F模拟的是图甲中 （选填“A、B”或“B、C”）之间的距离.
（3）分析实验数据可知，两脚间的距离一定时，人一只脚与高压线落地点的距离 （选填“越小”或“越大”），跨步电压越大.
（4）实验结束后，同学们进行交流：如果某天发现周围有高压线掉落在了地面上，为了安全撤离，小明认为应快速跑步远离掉落的高压线，小刚认为应该并拢双脚跳着远离掉落的高压线.结合上表中的实验数据，你认为 的说法正确，理由是 .
六、综合应用题（本题共2个小题，共16分.解答时需写出必要的文字说明、计算公式及过程，若只写出计算结果将不得分）
21.（8分）如图所示是家中常用的空气开关，其铭牌上标有“C10”字样，表示允许通过的最大电流为10 A.将它安装在家庭电路中，其后还连接有一台“220 V　1 100 W”的电熨斗和若干个“220 V　88 W”的灯泡.
（1）电熨斗和灯泡是什么连接方式？为什么？
（2）求电熨斗正常工作时的电阻；
（3）通过计算说明：在保证空气开关不跳闸的情况下，一台电熨斗最多能和多少个这样的灯泡同时工作？
22.（8分）为避免雨天路上的积水流进地下停车场，小宁设计了自动控制装置——浮体式拦水坝，其工作原理如图所示，当路面积水上升没过上行缓坡，水从进水口进入蓄水池，水位上升到C点时浮体式拦水坝开始向上浮起；当路面积水下降，单向阀门左侧液体压强大于右侧液体压强时，蓄水池中的水就会通过单向阀门（水只能从左向右流动）沿排水管道排出，最终使浮体式拦水坝下降到蓄水池底部.（g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3）
（1）若浮体式拦水坝的质量为9 kg，则它所受的重力为多大；
（2）当蓄水池中的水深为0.2 m时，水对蓄水池底部的压强为多大；
（3）A、B两点分别固定有金属块在蓄水池侧壁，当水位到达A点时系统将自动响铃报警，请说明其工作原理；
（4）请判断浮体式拦水坝从开始下降到蓄水池中的水位降到C点的过程中所受浮力的变化情况，并用所学物理知识加以解释.

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