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第二十章 电与磁 单元综合知识巩固卷
一、单选题
1．指南针是我国古代四大发明之一，古代叫司南，其形状如图所示，司南是把天然磁石磨成勺子的形状，放在一个水平光滑的“地盘”上制成的，静止时它的长柄指向南方。关于司南下列说法中正确的是
A．司南只有一个磁极
B．司南长柄一端指向地磁场南极
C．司南的长柄一端是磁石的“N”极
D．司南利用地磁场对磁体有力的作用来指示南北
2．【2017 连云港卷】一通电螺线管中的电流方向和其周围磁感线的分布如图所示，其中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
3．马拉松比赛常采用芯片计时，芯片的线圈中若有电流通过，就会激发芯片发送运动员的编码信息，系统会实时获取计时信息。正确佩带芯片的参赛者，通过设置有磁场的起点和终点时就会计时。能反映该计时芯片原理的是（　　）
A． B．
C． D．
4．三峡水电站是世界上规模最大的水电站之一，发电机组是水电站的核心部分，四个装置中符合发电机工作原理的是（　　）
A．
B． 法拉第的电磁感应现象
C． 奥斯特实验
D． 司南
5．如图甲为一种家用门磁防盗报警器，由磁条和主机组成，门窗均可使用．乙图为其简化示意图．安装时，将磁条固定在门框上，主机安装在与其等高的门板边缘，门关上时，两者刚好靠近在一起．当主机开关闭合时，若门被打开磁条与主机分离，主机内的触发器就会工作，带动报警器发出报警声．下列有关说法正确的是（　　）
A．触发器内是一个开关，当主机与磁条靠近时，开关是断开的
B．触发器可以由铜制成
C．磁条的两极对调后，该报警器不能正常工作
D．本装置是利用电流的磁效应工作的
6．如图所示，能反映电动机工作原理的是（　　）
A． B．
C． D．
7．下列关于磁现象描述中错误的是（　　）
A．磁体周围的磁场是真实存在的
B．地面上的指南针N极总是指向地理的南极
C．通电导体周围存在磁场
D．磁感线是为了描述磁场而引入的假想曲线
8．下列有关电与磁实验的装置图中，其中说明电与磁能相互生成的是（　　）
A．甲；乙 B．丙；丁 C．甲；丁 D．乙；丙
9．关于指南针和磁场，下列说法正确的是（　　）
A．指南针最早由欧洲传入中国
B．地球的地理两极与地磁场两极完全重合
C．地球周围存在磁场，因此指南针能指示方向
D．信鸽是靠在其身上绑上小磁针来导航的
10．如图 9.46 所示，用粗细均匀的电阻丝折成平面三角形框架置于光滑水平面上，三边的长度分别为 和 为斜边 的垂线。长度为 的电阻丝的电阻为，框架与一电源电压为 的电源相连接，整个系统处于方向垂直于框架平面、磁感应强度为 的匀强磁场，则框架受到的安培力的合力为（　　）。
A．0 B．，方向
C．，方向 D．，方向
二、填空题
11．根据图中的电流方向，可知通电螺线管的　 　端是N极。
12．根据图所示的电流方向，判断通电螺线管的左端是　 　极．
13．1820年丹麦物理学家　 　通过实验发现了通电导体周围存在　 　，据此人们研制出了电磁继电器，如图所示是一个水位自动报警器的原理图。水位到达金属块A之后，　 　（选填“红”或“绿”）灯亮。
14．沈括在《梦溪笔谈》卷二十四《杂志》中有这么一段描述：“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”针锋是磁体的　 　极；“然常微偏东，不全南也”说明地理的两极和地磁场的两极　 　。如图所示的磁悬浮音箱应用了磁极间　 　的规律使其能够悬浮在空中。
15．如图所示的电路连接中，当开关闭合时，在滑片P向左移动的过程中，条形磁铁上方弹簧测力计的示数将　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）
16．如图所示，人直接操作高压电路的开关是很危险的，利用电磁继电器可帮助我们解决这个问题。右图是电磁继电器的工作原理图：当低压电路接通时，电磁铁A通电，电磁铁　 　磁性，把衔铁　 　，使动触点D与静触点E　 　， 高压工作电路　 　。
17．如图所示，静止于光滑水平面的小车上放有一条形磁铁，左侧有一电磁铁，闭合开关，小车将会被电磁铁　 　（选填“吸引”或“排斥”），若将滑片P向　 　移动（选填“左”或“右”），电磁铁磁性将增强。
18．如图所示，把金属箔卷成一个小细管，用柔软的导线把它水平地悬挂起来，再把一块条形磁铁放在金属薄管下面．当闭合开关时，发生的现象是　 　 ；拿掉磁体，再闭合开关通电，发生的现象是　 　实验表明　 　 ．
三、计算题
19．在学校开展的综合实践活动中，某小组设计、制作了如图甲的“自制豆芽机”。控温装置可在加热、保温两挡自动切换，其内部电路如图乙所示，控制电路中的电源电压恒为是阻值为的定值电阻，为电热丝，阻值为为热敏电阻，其阻值与温度的关系如图丙所示。电磁铁衔铁在电流大于或等于时吸合，为加热状态；当电流小于或等于时释放，为保温状态。小组成员对豆芽机进行调试，并设计了评价量规（部分指标如表），并以此作为豆芽机评价改进的依据。（电磁铁线圈电阻不计）求：
（1）若该“自制豆芽机”的温度为，此时控制电路的电流；
（2）若该“自制豆芽机”的保温功率和加热功率之比为1：6，电热丝电阻的阻值；
（3）小组成员查阅资料发现绿豆萌发的适宜温度范围是，根据评价量规请通过计算分析来评定此款“自制豆芽机”的“温度控制”指标。
评价指标 作品等级
优秀 合格 待改进
温度控制 能实现自动控温并能提供适宜的温度 能实现自动控温但温度过高或过低 不能自动控温
20．如图所示。图甲是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅的简化电路。它是通过电热丝R1，来加热空气，从而加热食物。达到设定加热温度后，开关断开，
（1）求将5×10-3kg的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量；[]
（2）工作电路中电热丝R1与指示灯支路并联。已知R1的额定电压为220V，额定功率为1100W。正常工作时，工作电路的总电流为5.55A。求此时指示灯支路的功率；
（3）控制电路电源电压恒定，通过调节变阻器R3接入电路的阻值来设置加热温度，电阻R2置于温度监测区域，它的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当加热温度设定为150℃，R3的阻值调为100Ω时，闭合开关S，电磁继电器（不计线圈的电阻）的衔铁被吸下，工作电路接通，开始加热；直到温度达到150℃时，衔铁向上弹起，停止加热。则当R3的阻值调为80Ω时，对应的加热温度设定为多少？
四、作图题
21．如图所示，把螺线管沿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端指向北，B端指向南，请你在图中标出螺线管中的电流方向，并标出此时小磁针的N、S极

22．在图中根据磁感线的方向，标出通电螺线管的N、S极和电源的“+”、“-”极。
23．如图所示，小磁针静止在甲、乙两个通电螺线管之间，请你完成：
⑴甲通电螺线管的绕法和A点磁感线的方向；
⑵乙通电螺线管电源的正、负极。
五、实验探究题
24．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路：
（1）实验中通过观察　 　来判断电磁铁磁性的强弱；
（2）根据图示的情境可知，电流一定时，　 　，电磁铁磁性越强；
（3）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是：　 　。
25．在探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验中，小华用漆包线（表面涂有绝缘漆的导线）绕在铁钉上做成了有五个接线柱（抽头）o、a、b、c、d的电磁铁，相邻抽头之间线圈均为40匝。小华将它与电源、电流表、滑动变阻器、开关、导线和一些大头针，组成了如图所示的实验电路。
（1）此实验中电磁铁磁性的强弱用　 　来反映；
（2）小华实验步骤如下：
①先将抽头o、a连入电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某一位置，用电磁铁的一端吸引大头针，同时观察电流表的示数I。断开开关，将o、a间的匝数和被吸引的大头针的个数记入实验数据表中；
②小华再将抽头o、b连入电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，使电流表的示数I保持不变，再用电磁铁的一端吸引大头针。断开开关，将o、b间线圈的匝数和被吸引的大头针的个数记入实验数据表中；
③仿照上一步骤，分别接入o、c和o、d，记录相关数据；
根据实验步骤可知，小华探究具体问题是：　 　。
26．小明利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、可变电阻器R2等器件设计了一个恒温箱控制电路，如图甲所示。如图乙是小明通过实验测得的R1的阻值随温度变化的关系曲线。
（1）电磁继电器中电磁铁上端是　 　极（N/S）。
（2）当温度较低时，电磁铁的磁性较　 　，触点开关　 　（接通/断开）。
（3）电磁继电器的电源两端电压U＝6V，电磁继电器线圈的电阻可不计，通过实验测得当电流为30mA时，电磁继电器的衔铁被吸合。若可变电阻器R2的电阻值设定为150Ω时，恒温箱温度可达到　 　℃．当可变电阻器R2的电阻变大时，恒温箱设定的温度将变　 　（高/低）。
（4）如果要使恒温箱内预设的温度可调节范围是90℃～150℃，可供选择的可变电阻器R2的电阻值有如下的几种，你选择 。
A．0～100Ω B．0～200Ω C．0～1000Ω D．0～1500Ω
27．阅读短文，回答问题
江海晚报报道：2013年3月9日，陆地方舟新车见面会在江苏如阜产业基地隆重举行，全国第一款面向大众市场销售的纯电动SUV汽车“陆地方舟”V5面世，该车应用“高频变频电驱动技术”，百公里耗电量仅9度，让您轻松赏阅一路风景．已知该车部分性能参数如表．
品牌 陆地方舟V5
车身重量kg 1380引擎类型 电动机
电机额定功率kW 7.5动力蓄电池 铅酸电池72V 200Ah
续驶里程km 160最高速度km/h 70
（1）电动机工作时，其工作原理是 ．
A．磁场对电流的作用 B．电流的磁效应
C．电磁感应 D．电磁铁原理
（2）该车三相交流变频电机采用交流调速方式，在效率一定时，其耗电功率与转速的立方成正比，而行驶速度与电机转速成正比，下列关于汽车匀速直线行驶时，所受阻力f与车速v的关系图线，正确的是　 　．
（3）汽车驾驶室座位上的安全带，做得比较宽，当发生紧急情况需要刹车时，由于受力面积较大，从而使人受到的　 　减小，减轻对司机的伤害程度．
（4）下表是陆地方舟V5《驾驶守则》中的部分安全距离表格．
刹车前的车速v（km/h）40 反应距离L（m）10 刹车距离s（m） 停车距离x（m）10 20
50 12.5 15 27.5
60 15 22.5 37.5
其中反应距离指驾驶员从发现情况到开始刹车过程中汽车匀速行驶的距离，刹车距离指从刹车到停下过程中汽车减速行驶的距离．停车距离x为反应距离与刹车距离之和．刹车距离是衡量汽车安全性能的重要参数之一．
①当汽车以最高时速70km/h匀速行驶时，其反应距离为　 　 m．
②汽车保持恒定功率5.0kW在平直路面上行驶时，其所受阻力大小为360N，则汽车匀速行驶的速度v=　 　km/h，这一速度所对应的停车距离为　 　 m．
（5）对“V5百里耗电量仅9度”的报道，请你根据该车的性能参数，通过必要的推理演算，论证其是否真实．
六、综合题
28．如图是某兴趣小组设计的自动干手器电路图，其中光敏装置相当于开关，用－光－表示。当环境光线暗时，开关闭合。
（1）请说明干手的工作过程。
（2）请你对此设计提出一条改进措施。
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第二十章 电与磁 单元综合知识巩固卷
一、单选题
1．指南针是我国古代四大发明之一，古代叫司南，其形状如图所示，司南是把天然磁石磨成勺子的形状，放在一个水平光滑的“地盘”上制成的，静止时它的长柄指向南方。关于司南下列说法中正确的是
A．司南只有一个磁极
B．司南长柄一端指向地磁场南极
C．司南的长柄一端是磁石的“N”极
D．司南利用地磁场对磁体有力的作用来指示南北
【答案】D
【解析】【解答】A选项：磁体都有两个磁极，故A选项错误；
B选项：司南的长柄一端为S极，指向地理的南极，即地磁场的北极，故B选项错误；
C选项：司南的长柄一端为S极，故C选项错误；
D选项：磁体收到磁场力的作用发生偏转，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
【分析】本题需要区分地理南北极与地磁南北极，知道磁体之间的相互总用的规律即可求解。
2．【2017 连云港卷】一通电螺线管中的电流方向和其周围磁感线的分布如图所示，其中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】【解答】据安培定则判断，该螺线管的右端是N极，左端是S极，故磁感线的方向错误，A不符合题意；据安培定则判断，该螺线管的左端是N极，右端是S极，且磁感线的方向正确，B符合题意；据安培定则判断，该螺线管的右端是N极，左端是S极，故磁感线的方向错误，C不符合题意；据安培定则判断，该螺线管的左端是N极，右端是S极，故磁感线的方向错误，D不符合题意；
故答案为：B．
【分析】根据安培定则判断通电螺线管的磁极位置；磁体的磁场方向从北极回到南极。
3．马拉松比赛常采用芯片计时，芯片的线圈中若有电流通过，就会激发芯片发送运动员的编码信息，系统会实时获取计时信息。正确佩带芯片的参赛者，通过设置有磁场的起点和终点时就会计时。能反映该计时芯片原理的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】【解答】A.图中电路，通过改变滑动变阻器接入电路的电阻来改变电流大小，观察电磁铁吸引大头针的数目来探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，故A错误；
B.奥斯特实验表明通电导线周围存在磁场，故B错误；
C.闭合开关，通电导体棒在磁场中受到力的作用而运动，是电动机的原理。故C错误；
D.图中电路，闭合开关，当导体棒做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，这反映了电磁感应原理，与计时芯片利用的原理相同，故D正确。
故选D 。
【分析】对各个选项进行分析，确定其中包含的物理原理，然后与芯片的工作原理进行比较即可。
4．三峡水电站是世界上规模最大的水电站之一，发电机组是水电站的核心部分，四个装置中符合发电机工作原理的是（　　）
A．
B． 法拉第的电磁感应现象
C． 奥斯特实验
D． 司南
【答案】B
【解析】【解答】发电机是利用电磁感应现象的原理工作的。
A．图中有电源，导体通电后，会受力运动，是电动机的原理图，说明通电导线在磁场中受力的作用，A不符合题意；
B．图中没有电源，当磁场中的金属棒做切割磁感线运动时，电路中就会产生感应电流，故电磁感应现象，该现象就是发电机的原理，B符合题意；
C．该图是奥斯特实验，说明通电导线周围有磁场，与发电机无关，C不符合题意；
D．司南是天然的磁体，由于受地磁场的影响，磁体具有指南北的性质，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】导体棒做切割磁感线运动时，电路中就会产生电流，这种现象叫做法拉第电磁感应定律，此即为发电机的工作原理，产生的电流方向与导体棒的运动方向和磁场方向有关。
5．如图甲为一种家用门磁防盗报警器，由磁条和主机组成，门窗均可使用．乙图为其简化示意图．安装时，将磁条固定在门框上，主机安装在与其等高的门板边缘，门关上时，两者刚好靠近在一起．当主机开关闭合时，若门被打开磁条与主机分离，主机内的触发器就会工作，带动报警器发出报警声．下列有关说法正确的是（　　）
A．触发器内是一个开关，当主机与磁条靠近时，开关是断开的
B．触发器可以由铜制成
C．磁条的两极对调后，该报警器不能正常工作
D．本装置是利用电流的磁效应工作的
【答案】A
【解析】【解答】A、门关上时，磁条与触发器刚好靠近在一起，此时报警器不工作，说明电路是断开的；当主机开关闭合时，若门被打开磁条与主机分离，主机内的触发器就会工作，带动报警器发出报警声，说明此时开关是闭合的．此选项正确；
B、触发器与磁条之间存在磁力的作用，所以触发器不可能是铜制成的，因为铜没有磁性．此选项错误；
C、磁条无论哪个磁极靠近触发器，都存在磁力作用，所以两极对调后，该报警器仍能正常工作．此选项错误；
D、本装置利用的是磁体能够吸引磁性物体的特点．此选项错误。
故选A。
【分析】①当房门正常关闭时，报警器不出声；当房门打开时，报警器发出声音，据此判断其工作状态；
②磁体能够吸引铁、钴、镍等金属物质；
③磁体可以吸引磁性物体，与磁极方向没有关系。
6．如图所示，能反映电动机工作原理的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】【解答】解：A、如图是奥斯特实验，反映通电导体周围存在磁场，不符合题意；
B、通电导体在磁场中受力运动，是电动机的工作原理，符合题意；
AD、电路中都没有电源，是电磁感应现象，选项D是发电机的工作原理图，选项C反映电磁感应，都不符合题意．
故选B．
【分析】电动机是利用通电导体在磁场中受力运动制成的，在选项中找出反映这个原理的即可．
7．下列关于磁现象描述中错误的是（　　）
A．磁体周围的磁场是真实存在的
B．地面上的指南针N极总是指向地理的南极
C．通电导体周围存在磁场
D．磁感线是为了描述磁场而引入的假想曲线
【答案】B
【解析】【解答】A．磁体周围存在磁场，磁场是真实存在的，A正确，不符合题意；
B．地球是一个大磁体，地磁的南北极与地理的南北极相反，所以指南针静止时，指南针的N极指向地磁的南极即地理的北极，B错误，符合题意；
C．根据奥斯特实验即电流的磁效应可知，通电导体周围存在着磁场，C正确，不符合题意；
D．磁感线是为了形象描述磁场的分布引入的物理模型，是虚拟的封闭曲线，D正确，不符合题意。
故答案为：B。
【分析】磁感线是假想的线，用来描述磁场的；磁场是真实存在的；通电导线周围存在磁场；指南针的南极指南。
8．下列有关电与磁实验的装置图中，其中说明电与磁能相互生成的是（　　）
A．甲；乙 B．丙；丁 C．甲；丁 D．乙；丙
【答案】A
【解析】【解答】解：图甲导体在磁场中切割磁感线运动，此时电路中会产生感应电流，即是发电机的原理；
图乙所示的实验是奥斯特实验，此时实验说明电能产生磁；
图丙所示实验装置是研究电磁铁磁性强弱的决定因素，即说明在电流一定时，线圈的匝数越多，磁性越强；
图丁中有电源，说明是探究通电导线在磁场中是否受力的作用的原理工作的；
其中说明电与磁能相互生成的是甲、乙．
故选A．
【分析】图甲导体在磁场中切割磁感线运动，利用电磁感应的知识确定是否符合题意．
图乙所示的实验是奥斯特实验，根据其相关知识确定是否符合题意．
图丙的实验装置是研究电磁铁磁性强弱的决定因素，根据图示的现象与其决定因素联系起来即可确定是否符合题意．
图丁所示的实验装置可以通过电路中是否有电源来确定是电动机模型还是发电机模型，从而确定是否符合题意．
9．关于指南针和磁场，下列说法正确的是（　　）
A．指南针最早由欧洲传入中国
B．地球的地理两极与地磁场两极完全重合
C．地球周围存在磁场，因此指南针能指示方向
D．信鸽是靠在其身上绑上小磁针来导航的
【答案】C
【解析】【解答】A、指南针最早是中国人发明的，A不符合题意；
B、地球的地理两极与地磁场两极不完全重合，两者间有一个磁偏角，B不符合题意；
C、指南针能指示方向，就是由于有地磁场的存在，C符合题意；
D、信鸽本身就具有感知磁场的能力，不是靠小磁针，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】逐项分析每个选项中的知识点分析判断。
10．如图 9.46 所示，用粗细均匀的电阻丝折成平面三角形框架置于光滑水平面上，三边的长度分别为 和 为斜边 的垂线。长度为 的电阻丝的电阻为，框架与一电源电压为 的电源相连接，整个系统处于方向垂直于框架平面、磁感应强度为 的匀强磁场，则框架受到的安培力的合力为（　　）。
A．0 B．，方向
C．，方向 D．，方向
【答案】D
【解析】【解答】据题可知，abc导线的有效长度为5L，导线abc的电流为E/7r，导线ac的电流为E/5r，所以abc的安培力为F1=B5LE/7r，导线ac的电流为F2=BLEr，所以总的安培力为F'=B5LE/7r+BLEr= ，由左手定则可知，方向为b到d，D正确，ABC错误
综上选D
【分析】根据左手定则、并联电路规律、有效长度判识选项
1、左手定则： 伸开左手，使拇指与其他四指垂直且在一个平面内，让磁感线从手心流入，四指指向电流方向，大拇指指向的就是安培力方向
2、并联电路规律：并联电路电压相等、结合欧姆定律U=IR可知，通过abc的电流为Iabc=E/7r，Iac=E/5r
3、有效长度：abc导线的有效长度为abc导线端点的连线，即5L
4、安培力的公式F=BIL，所以所以abc的安培力为F1=B5LE/7r，导线ac的电流为F2=BLEr
二、填空题
11．根据图中的电流方向，可知通电螺线管的　 　端是N极。
【答案】A
【解析】【解答】电流从螺线管的左端流入，根据安培定则可知，螺线管的A端为N极。
【分析】根据安培定则判断通电螺线管的磁极位置。
12．根据图所示的电流方向，判断通电螺线管的左端是　 　极．
【答案】N
【解析】【解答】将电流方向在螺线管中标出，然后再由右手定则判断，右手握住螺线管，四指向电流方向，则大母指端即为N极，即螺线管的左端是N极．
【分析】根据安培定则，判断通电螺旋管的磁极位置。
13．1820年丹麦物理学家　 　通过实验发现了通电导体周围存在　 　，据此人们研制出了电磁继电器，如图所示是一个水位自动报警器的原理图。水位到达金属块A之后，　 　（选填“红”或“绿”）灯亮。
【答案】奥斯特；磁场；红
【解析】【解答】丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，即发现了通电导线周围存在磁场。
由图可知，当水位上升到金属块A时，电磁铁中有电流通过，电磁铁有磁性，衔铁被吸下，与下触点接触，使红灯接通电源，则红灯亮。
【分析】奥斯特首先发现电流周围有磁场；根据电磁继电器的工作原理判断工作的用电器。
14．沈括在《梦溪笔谈》卷二十四《杂志》中有这么一段描述：“方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”针锋是磁体的　 　极；“然常微偏东，不全南也”说明地理的两极和地磁场的两极　 　。如图所示的磁悬浮音箱应用了磁极间　 　的规律使其能够悬浮在空中。
【答案】南；不完全重合；同名磁极相互排斥
【解析】【解答】“方家以磁石磨针锋，则能指南，”针锋指南，针锋是磁体的南极。
“然常微偏东，不全南也，”说明地理的两极和地磁场的两极并不是完全重合。
根据磁极间相互作用规律，磁悬浮音箱能悬浮在空中，应用了磁极间同名磁极相互排斥。
故答案为：南；不完全重合；同名磁极相互排斥。
【分析】1、指南针是我国古代的四大发明之一；它的“南”是指地磁的南极，而地磁的南极在地理的北极附近。
2、磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引.
15．如图所示的电路连接中，当开关闭合时，在滑片P向左移动的过程中，条形磁铁上方弹簧测力计的示数将　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）
【答案】变大
【解析】【解答】解：
由图可知电流由螺线管的上方流入，则由右手螺旋定则可知螺线管下端为N极，上端为S极；
当滑片向左移动时，变阻器接入电路的电阻变小，由欧姆定律可知电路中电流增大，磁性增强；
因为螺线管上端与磁铁下端为异名磁极，相互吸引；所以，在滑片P向左移动的过程中，由于磁性增强，弹簧的长度增加，则弹簧测力计的示数变大．
故答案为：变大．
【分析】（1）运用安培定则判断通电螺线管的极性；（2）影响电磁铁磁性强弱的因素有：电流的大小、线圈的匝数、有无铁芯．线圈的匝数一定，电流越大磁性越强；（3）磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引．
16．如图所示，人直接操作高压电路的开关是很危险的，利用电磁继电器可帮助我们解决这个问题。右图是电磁继电器的工作原理图：当低压电路接通时，电磁铁A通电，电磁铁　 　磁性，把衔铁　 　，使动触点D与静触点E　 　， 高压工作电路　 　。
【答案】产生；吸下；接触；工作
【解析】【解答】 当低压电路接通时，电磁铁A通电，电磁铁产生磁性，把衔铁吸引向下运动，使动触点D与静触点E接触， 高压工作电路开始工作。
【分析】控制电路开关闭合，电磁铁中有电流通过，电磁铁有磁性，电磁铁吸引衔铁运动，衔铁带动动触点运动，与静触点接通，与静触点连接的电路进入工作状态。
17．如图所示，静止于光滑水平面的小车上放有一条形磁铁，左侧有一电磁铁，闭合开关，小车将会被电磁铁　 　（选填“吸引”或“排斥”），若将滑片P向　 　移动（选填“左”或“右”），电磁铁磁性将增强。
【答案】吸引；左
【解析】【解答】图中，电磁铁上，电流从从右侧流入，左侧流出，根据安培定则，用右手握住螺线管，让四指指向电流的方向，大拇指所指的方向就是螺线管的N极，可判断出电磁铁左端是N极，右端为S极。而磁铁左端为N极，异名磁极相互吸引，小车会受到向左的吸引力，将向左运动。
电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数和铁芯有关。当滑片P向左移动时，连入电路的电阻减小，电路中的电流增大，线圈匝数和铁芯不变，电流增大，电磁铁的磁性就会增强。故第1空填：吸引；第2空填：左。
【分析】根据安培定则，判断电磁铁的磁极位置，结合磁极间相互作用，判断磁铁的运动方向；通过电磁铁的电流越大，磁性越强。
18．如图所示，把金属箔卷成一个小细管，用柔软的导线把它水平地悬挂起来，再把一块条形磁铁放在金属薄管下面．当闭合开关时，发生的现象是　 　 ；拿掉磁体，再闭合开关通电，发生的现象是　 　实验表明　 　 ．
【答案】金属薄管运动；金属薄管静止；电流在磁场中受力的作用
【解析】【解答】如图所示，把金属箔卷成一个小细管，用柔软的导线把它水平地悬挂起来，再把一块条形磁铁放在金属薄管下面．当闭合开关时，发生的现象是金属薄管运动；拿掉磁体，再闭合开关通电，发生的现象是金属薄管静止，实验表明电流在磁场中受力的作用。
【分析】根据通电导体在磁场中受力运动分析解答。
三、计算题
19．在学校开展的综合实践活动中，某小组设计、制作了如图甲的“自制豆芽机”。控温装置可在加热、保温两挡自动切换，其内部电路如图乙所示，控制电路中的电源电压恒为是阻值为的定值电阻，为电热丝，阻值为为热敏电阻，其阻值与温度的关系如图丙所示。电磁铁衔铁在电流大于或等于时吸合，为加热状态；当电流小于或等于时释放，为保温状态。小组成员对豆芽机进行调试，并设计了评价量规（部分指标如表），并以此作为豆芽机评价改进的依据。（电磁铁线圈电阻不计）求：
（1）若该“自制豆芽机”的温度为，此时控制电路的电流；
（2）若该“自制豆芽机”的保温功率和加热功率之比为1：6，电热丝电阻的阻值；
（3）小组成员查阅资料发现绿豆萌发的适宜温度范围是，根据评价量规请通过计算分析来评定此款“自制豆芽机”的“温度控制”指标。
评价指标 作品等级
优秀 合格 待改进
温度控制 能实现自动控温并能提供适宜的温度 能实现自动控温但温度过高或过低 不能自动控温
【答案】（1）由图丙可知，温度为25℃时，Rx=50Ω，此时控制电路总电阻
此时控制电路的电流为：
（2）电磁铁衔铁在电流大于或等于时吸合，为加热状态，；当电流小于或等于时释放，为保温状态，若该“自制豆芽机”的保温功率和加热功率之比为1：6，
所以
（3）电磁铁衔铁在电流大于或等于时吸合，为加热状态，加热状态控制电路总电阻
加热状态时热敏电阻的阻值
由图丙可知，热敏电阻的阻值为25Ω时，温度为23℃，所以，温度为23℃，电磁铁吸合，开始加热。
当电流小于或等于时释放，为保温状态，
保温状态控制电路总电阻
保温状态时热敏电阻的阻值
由图丙可知，热敏电阻的阻值为75Ω时，温度为26℃，所以，温度为26℃时，电磁铁释放，开始保温。所以此豆芽机温度控制范围。
绿豆萌发的适宜温度范围是，根据评价量规评定此款“自制豆芽机”的“温度控制”指标为合格，能实现自动控温但温度偏高。
【解析】【分析】(1)由图可知，控制电路为串联电路，结合图丙，可知温度为25℃时，Rx的阻值，利用串联电路总电阻等于个串联电阻之和计算解答；
（2）由电功率公式可知，电路中总电阻最大，功率最小，为保温档，总电阻最小时，为加热档，由工作电路可知，该电路有两种连接方式，一种是两电阻R1、R2串联，电阻最大，另一种是R1被短路，电路为只有R2的简单电路，结合电功率的公式分析电路的档位情况，根据两次功率之比，可计算得到R2的电阻；
（3）根据电磁铁衔铁的工作电流，可计算此时热敏电阻的阻值，再跟进图像丙得到工作温度范围，据此分析判断。
（1）由图丙可知，温度为25℃时，Rx=50Ω，此时控制电路总电阻
此时控制电路的电流
（2）电磁铁衔铁在电流大于或等于时吸合，为加热状态，；当电流小于或等于时释放，为保温状态，
若该“自制豆芽机”的保温功率和加热功率之比为1：6，
所以
（3）电磁铁衔铁在电流大于或等于时吸合，为加热状态，
加热状态控制电路总电阻
加热状态时热敏电阻的阻值
由图丙可知，热敏电阻的阻值为25Ω时，温度为23℃，所以，温度为23℃，电磁铁吸合，开始加热。
当电流小于或等于时释放，为保温状态，
保温状态控制电路总电阻
保温状态时热敏电阻的阻值
由图丙可知，热敏电阻的阻值为75Ω时，温度为26℃，所以，温度为26℃时，电磁铁释放，开始保温。所以此豆芽机温度控制范围。
绿豆萌发的适宜温度范围是，根据评价量规评定此款“自制豆芽机”的“温度控制”指标为合格，能实现自动控温但温度偏高。
20．如图所示。图甲是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅的简化电路。它是通过电热丝R1，来加热空气，从而加热食物。达到设定加热温度后，开关断开，
（1）求将5×10-3kg的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量；[]
（2）工作电路中电热丝R1与指示灯支路并联。已知R1的额定电压为220V，额定功率为1100W。正常工作时，工作电路的总电流为5.55A。求此时指示灯支路的功率；
（3）控制电路电源电压恒定，通过调节变阻器R3接入电路的阻值来设置加热温度，电阻R2置于温度监测区域，它的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当加热温度设定为150℃，R3的阻值调为100Ω时，闭合开关S，电磁继电器（不计线圈的电阻）的衔铁被吸下，工作电路接通，开始加热；直到温度达到150℃时，衔铁向上弹起，停止加热。则当R3的阻值调为80Ω时，对应的加热温度设定为多少？
【答案】解：（1）将5×10-3kg的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量为
（2）R1的额定电流为
工作电路中，指示灯与R1并联，由并联电路电流特点可知，指示灯支路的电流为
此时指示灯支路的功率为
（3）由图乙可知，当加热温度设定为150℃时，R2的阻值为30Ω，此时控制电路的总电阻为
当R3的阻值调为80Ω时，对衔铁被弹起时控制电路的电流不变，则控制电路的总电路不变，因此此时R2的阻值为
由图乙可知，此时对应的加热温度为200℃。
答：（1）将5×10-3kg的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量为900J；
（2）此时指示灯支路的功率为121W；
（3）当R3的阻值调为80Ω时，对应的加热温度设定为200℃。
【解析】【分析】（1）根据Q=cmΔt，计算吸收热量的多少；
（2）利用，计算电流，根据并联电路电流规律，计算支路电流，根据P=UI，计算电功率；
（3）串联电路中，总电阻等于各电阻之和。
四、作图题
21．如图所示，把螺线管沿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端指向北，B端指向南，请你在图中标出螺线管中的电流方向，并标出此时小磁针的N、S极

【答案】解：

【解析】【解答】解：螺线管转动后静止时A端指向北，B端指向南，所以A端为N极，B端为S极，利用安培定则可以确定螺线管中电流的方向是从右端流进，左端面流出．
根据磁极间的相互作用，可知小磁针的左端为S极，右端为N极．如图所示：

【分析】通电后的螺线管相当于一个条形磁铁，能够自由转动磁体在地磁场的作用下静止时指向南北方向，由此根据安培定则判断电流方向；再根据磁极间相互作用标出小磁针的南北极．
22．在图中根据磁感线的方向，标出通电螺线管的N、S极和电源的“+”、“-”极。
【答案】
【解析】【解答】根据图片可知，磁感线从N极出来回到S极，即左端为电磁铁的N极，右端为电磁铁的S极。
右手握住螺线管，大拇指指向左端，弯曲的四指指尖向上，即线圈上电流方向向上，那么电流从右端流入，左端流出，即右端为电源正极，左端为电源负极，如下图所示：
【分析】根据磁感线的环绕方向确定电磁体的磁极方向，再根据安培定则判断线圈上电流方向，进而确定电源的正负极方向。
23．如图所示，小磁针静止在甲、乙两个通电螺线管之间，请你完成：
⑴甲通电螺线管的绕法和A点磁感线的方向；
⑵乙通电螺线管电源的正、负极。
【答案】解：如图所示；
【解析】【解答】解：（1）小磁针的下端是N极、上端S极，由磁极间的相互作用规律可知，甲螺线管的右端是N极，其左端是S极；且电流从右端流入、左端流出，结合安培定则可知甲通电螺线管的绕法；
在磁体外部，磁感线由N极出发，回到S极，据此可知A点磁感线的方向斜向右上方；（2）根据小磁针的磁极，由磁极间的相互作用规律可知，乙螺线管的左端是N极，其右端是S极；根据安培定则可知，乙通电螺线管电源的右侧为正极，左侧为负极，如下图所示：
【分析】根据磁极间的作用判断通电螺线管的磁极，结合安培定则判断电流方向、或给螺线管绕线。
五、实验探究题
24．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路：
（1）实验中通过观察　 　来判断电磁铁磁性的强弱；
（2）根据图示的情境可知，电流一定时，　 　，电磁铁磁性越强；
（3）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是：　 　。
【答案】（1）吸引大头针数目的多少
（2）线圈匝数越多
（3）同名磁极相互排斥
【解析】【解答】(1)电磁铁磁性越强，吸引大头针越多，所以实验中可以通过电磁铁吸引大头针数量的多少来确定电磁铁磁性的强弱。(2)由图可知，两个电磁铁串联，所以电流相等，甲的匝数多吸引大头针数量多，说明在电流相同时，电磁铁的匝数越多磁性越强。(3)电磁铁把大头针磁化使大头针下端为同名磁极，同名磁极相互排斥，所以大头针下端分散。
【分析】电流可以产生磁场，即电流有磁效应，可以用来制作电磁铁，电流越大，产生的磁场强度越大，匝数越多，产生的磁场越强；同时物质的磁场强度与温度有关系，温度越高，物质的磁性就越小，结合具体的实验探究即可。
25．在探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验中，小华用漆包线（表面涂有绝缘漆的导线）绕在铁钉上做成了有五个接线柱（抽头）o、a、b、c、d的电磁铁，相邻抽头之间线圈均为40匝。小华将它与电源、电流表、滑动变阻器、开关、导线和一些大头针，组成了如图所示的实验电路。
（1）此实验中电磁铁磁性的强弱用　 　来反映；
（2）小华实验步骤如下：
①先将抽头o、a连入电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某一位置，用电磁铁的一端吸引大头针，同时观察电流表的示数I。断开开关，将o、a间的匝数和被吸引的大头针的个数记入实验数据表中；
②小华再将抽头o、b连入电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，使电流表的示数I保持不变，再用电磁铁的一端吸引大头针。断开开关，将o、b间线圈的匝数和被吸引的大头针的个数记入实验数据表中；
③仿照上一步骤，分别接入o、c和o、d，记录相关数据；
根据实验步骤可知，小华探究具体问题是：　 　。
【答案】（1）吸引大头针的个数多少
（2）电流一定时，电磁铁的匝数越多，磁性是否越强呢？
【解析】【解答】（1）电磁铁的磁性强弱不易直接观察，此实验中利用电磁铁吸引大头针数量的不同来反映磁性强弱的不同，采用了转换法。
（3）根据实验操作可知，改变电磁铁的匝数，而控制电路电流不变，观察电磁铁吸热大头针数量的多少，故小华探究具体问题是：电流一定时，电磁铁的匝数越多，磁性是否越强呢？
【分析】（1）实验中利用电磁铁吸引大头针数量的不同来反映磁性强弱的不同，采用了转换法；
（2）改变电磁铁的匝数，而控制电路电流不变，观察电磁铁吸热大头针数量的多少，探究具体问题是：电流一定时，电磁铁的匝数越多，磁性是否越强呢？
26．小明利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、可变电阻器R2等器件设计了一个恒温箱控制电路，如图甲所示。如图乙是小明通过实验测得的R1的阻值随温度变化的关系曲线。
（1）电磁继电器中电磁铁上端是　 　极（N/S）。
（2）当温度较低时，电磁铁的磁性较　 　，触点开关　 　（接通/断开）。
（3）电磁继电器的电源两端电压U＝6V，电磁继电器线圈的电阻可不计，通过实验测得当电流为30mA时，电磁继电器的衔铁被吸合。若可变电阻器R2的电阻值设定为150Ω时，恒温箱温度可达到　 　℃．当可变电阻器R2的电阻变大时，恒温箱设定的温度将变　 　（高/低）。
（4）如果要使恒温箱内预设的温度可调节范围是90℃～150℃，可供选择的可变电阻器R2的电阻值有如下的几种，你选择 。
A．0～100Ω B．0～200Ω C．0～1000Ω D．0～1500Ω
【答案】（1）S
（2）弱；接通
（3）90；高
（4）B
【解析】【解答】解：（1）电流从电磁铁的下端流入上端流出，结合图示的线圈绕向利用安培定则可以确定电磁铁的上端为S极，下端为N极。（2）温度较低时，由R1的阻值随温度变化的关系曲线可知，热敏电阻的阻值较大，控制电路中的电流较小，电磁铁的磁性较弱，此时的衔铁不会被吸下来，根据图示的工作电路可知，加热丝所在的电路接通。（3）U源＝6V I＝30mA＝0.03A，
电路的总电阻：R总＝ ＝ ＝200Ω，
此时R1＝热敏电阻的阻值：R1＝R总﹣R2＝200Ω﹣150Ω＝50Ω，
由图象知，热敏电阻的阻值为50Ω时，对应的温度为90℃。
当可变电阻器R2的电阻变大时，在热敏电阻阻值不变的情况下，电路中的电流会减小，此时电磁铁的磁性会减弱，所以衔铁不会被吸下来，工作电路继续工作，恒温箱内的温度持续升高，热敏电阻的阻值会继续降低，控制电路中的电流会增大，直到电流到达临界值时，电磁铁切断工作电路。（4）由第三问的分析可知：当设定温度最低为90℃，根据热敏电阻R1的阻值随温度变化的关系曲线可知，此时热敏电阻的阻值最大为50Ω，因为控制电路的U源＝6V不变，I＝0.03A不变，极控制电路的总电阻200Ω保持不变，所以此时要求R2的阻值为150Ω，且此时为最小值；
当设定温度为150℃时，根据热敏电阻R1的阻值随温度变化的关系曲线可知，此时热敏电阻的阻值最小为30Ω，因为控制电路的总电阻为200Ω不变，所以此时要求R2的阻值为170Ω，且为最大值。
综上分析，当恒温箱内预设的温度可调节范围是90℃～150℃时，滑动变阻器的阻值变化范围为150Ω～170Ω，
故答案为：B。
故答案为：（1）S；（2）弱；接通；（3）90；高；（4）B。
【分析】（1）利用安培定则确定电磁铁的磁极.
（2）由图乙可知，温度较低时，热敏电阻的阻值较大，控制电路中的电流较小，电磁铁的磁性较弱，结合图示的工作电路的连接情况，即可确定工作电路的工作状态..
（3）根据电源电压、R2接入电路中的电阻和控制电路中的临界电流，求得热敏电阻的阻值，然后利用该阻值结合图象可以得到此时的恒温箱的温度值.恒温箱内的温度如何变化，取决于加热丝的工作时间的长短，工作时间是由电磁铁磁性的强弱来决定的，而电磁铁的磁性强弱又是由控制电路中的电流来决定的，由此入手分析即可解决此题.
（4）根据要求的温度范围，结合R1的阻值随温度变化的关系可以确定R1的阻值变化范围；利用电路的总电阻，结合串联电路电阻的特点，可以求得对应的滑动变阻器R2的变化范围，由此即可确定选用哪个滑动变阻器.
27．阅读短文，回答问题
江海晚报报道：2013年3月9日，陆地方舟新车见面会在江苏如阜产业基地隆重举行，全国第一款面向大众市场销售的纯电动SUV汽车“陆地方舟”V5面世，该车应用“高频变频电驱动技术”，百公里耗电量仅9度，让您轻松赏阅一路风景．已知该车部分性能参数如表．
品牌 陆地方舟V5
车身重量kg 1380引擎类型 电动机
电机额定功率kW 7.5动力蓄电池 铅酸电池72V 200Ah
续驶里程km 160最高速度km/h 70
（1）电动机工作时，其工作原理是 ．
A．磁场对电流的作用 B．电流的磁效应
C．电磁感应 D．电磁铁原理
（2）该车三相交流变频电机采用交流调速方式，在效率一定时，其耗电功率与转速的立方成正比，而行驶速度与电机转速成正比，下列关于汽车匀速直线行驶时，所受阻力f与车速v的关系图线，正确的是　 　．
（3）汽车驾驶室座位上的安全带，做得比较宽，当发生紧急情况需要刹车时，由于受力面积较大，从而使人受到的　 　减小，减轻对司机的伤害程度．
（4）下表是陆地方舟V5《驾驶守则》中的部分安全距离表格．
刹车前的车速v（km/h）40 反应距离L（m）10 刹车距离s（m） 停车距离x（m）10 20
50 12.5 15 27.5
60 15 22.5 37.5
其中反应距离指驾驶员从发现情况到开始刹车过程中汽车匀速行驶的距离，刹车距离指从刹车到停下过程中汽车减速行驶的距离．停车距离x为反应距离与刹车距离之和．刹车距离是衡量汽车安全性能的重要参数之一．
①当汽车以最高时速70km/h匀速行驶时，其反应距离为　 　 m．
②汽车保持恒定功率5.0kW在平直路面上行驶时，其所受阻力大小为360N，则汽车匀速行驶的速度v=　 　km/h，这一速度所对应的停车距离为　 　 m．
（5）对“V5百里耗电量仅9度”的报道，请你根据该车的性能参数，通过必要的推理演算，论证其是否真实．
【答案】（1）A
（2）D
（3）压强
（4）17.5；50；27.5
（5）解：根据该车的性能参数，求得汽车以额定功率，最大时速前进100km耗电，
W=Pt=7.5kW× h=10.7kW h＞9kW h，
因此“V5百里耗电量仅9度”的报道是不真实．
【解析】【解答】解：（1）根据磁场对通电导体的作用制作了电动机，A符合题意；
（2）设电机的转速为n，行驶速度为v，
P机＝fv
P电＝nv3
f=kv2
因为阻力与运行速度的立方成正比，则F不是恒定的动力，也不随时间均匀增加，A错误，不合题意；
B图像表示开始阻力随着速度的增大的增大，最后不变，不合题意；
C图象则表示阻力随着速度的增加而减小，C错误，不合题意，D符合题意；
（3）安全带做的宽度比较大，是在压力一定时，通过增大受力面积减小压强，让司机系上时觉得舒服；
（4）①根据表中数据，当车速为40km/h，反应距离为10m，当车速为50km/h，反应距离为12.5m，当车速为60km/h，反应距离为15m，
由此可知，当车速为70km/h，反应距离为17.5m，
②由P= = =Fv，可得汽车匀速行驶的速度v= = = m/s=50km/h，
由表中数据可知，这一速度所对应的停车距离为 27.5m；
（5）根据该车的性能参数，求得汽车以额定功率，最大时速前进100km耗电，
W=Pt=7.5kW× h=10.7kW h＞9kW h，
因此“V5百里耗电量仅9度”的报道是不真实．
故答案为：（1）A；（2）D；（3）压强；（4）17.5；50；27.5；（5）不真实 .
【分析】（1）电动机的原理是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的.
（2）因为在效率一定时，其耗电功率与转速的立方成正比，而行驶速度与电机转速成正比，根据P＝Fv=fv得出所受阻力f与车速v的关系图；
（3）压力一定时，受力面积越大，压强越小；
（4）①根据表中数据可知，速度每提高10km/h，反应距离就增大2.5m ， 据此求出车速为70km/h时的反应距离；②根据，可求得汽车匀速行驶的速度；再根据表中数据求出这一速度所对应的停车距离；
（5）根据W＝Pt求得汽车以额定功率，最大时速前进时消耗的电能，比较得出结论 .
六、综合题
28．如图是某兴趣小组设计的自动干手器电路图，其中光敏装置相当于开关，用－光－表示。当环境光线暗时，开关闭合。
（1）请说明干手的工作过程。
（2）请你对此设计提出一条改进措施。
【答案】（1）解：当手伸入自动干手器时，光线变弱，开关闭合，电磁铁将衔铁吸下，与触点C结合，电动机和加热电阻开始工作，吹热风；当开关闭合时，衔铁与a接触，指示灯亮，加热，但是电动机不工作。
（2）解：在加热电阻加一个光控开关，即晚上时，停止工作，晚上时无人时，停止工作，节约用电。
【解析】【分析】电流可以产生磁场，即电流有磁效应，可以用来制作电磁铁，电流越大，产生的磁场强度越大，结合电流的变化分析迪电路的通断。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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