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第3章 电磁及其应用
专题任务一　磁极与磁场
典例1　如图所示，两枚大头针被吸附在条形磁铁下，且两枚大头针的针帽互相排斥。这是因为大头针被磁化后两针的针帽(　C　)
典例1图
A.都被磁铁的N极排斥
B.都被磁铁的S极吸引
C.都是S极，同名磁极互相排斥
D.都是N极，同名磁极互相排斥
变式1－1　如图所示，在条形磁铁N极附近悬挂一个线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中电流沿图示方向流动时，现象为(　C　)
变式1－1图
A.线圈仅作平动，不转动
B.线圈仅作转动，不平动
C.从上往下看，线圈做顺时针方向转动，同时靠近磁铁
D.从上往下看，线圈做逆时针方向转动，同时靠近磁铁
【解析】 由右手螺旋定则可知，通电线圈产生的磁场方向为垂直线圈所在平面向里，线圈所在平面的外面为S极，里面为N极；因为异名磁极相互吸引，因此从上往下看，线圈做顺时针方向转动，同时靠近磁铁。
变式1－2　如图所示中的两个线圈，套在光滑的玻璃管上，导线柔软，可以自由滑动，开关S闭合后则(　A　)
变式1－2图
A.两线圈左右分开
B.两线圈向中间靠拢
C.两线圈静止不动
D.两线圈先左右分开，然后向中间靠拢
【解析】 根据安培定则判断，L线圈的左端为S极，右端为N极，P线圈的左端是N极，右端是S极，也就是说，中间靠近的位置，两线圈的磁极相同，因为同名磁极互相排斥，则这两个线圈因相互排斥而左右分开。
专题任务二　电磁铁的应用
典例2　疫情期间只允许体温正常的师生进入校园。为此，小明设计了一款“智能门禁”，能检测体温并进行人脸识别。工作原理如下：①若体温正常，开关S1闭合，人脸识别成功，开关S2闭合，电动机工作(门打开)，警示灯不亮；②若体温异常，开关S1不闭合，人脸识别成功，开关S2闭合，电动机不工作且警示灯亮起；③不管体温是否正常，若人脸识别失败，开关S2不闭合，电动机不工作且警示灯不亮。如图所示电路设计符合要求的是(　B　)
A B
C D
【解析】 由题意可知，当开关S1、S2同时闭合时，电动机M才能工作；当开关S1断开、开关S2闭合时，警示灯才亮；只要开关S2不闭合，电动机和警示灯均不工作。A中，当开关S1、S2均断开时，警示灯亮起，与以上分析不符；B中，当开关S1、S2同时闭合时，电动机M工作，警示灯不亮，当开关S1断开，开关S2闭合时，警示灯亮，电动机M不工作，只要开关S2不闭合，电动机和警示灯均不工作，与分析符合；C中，当开关S1、S2同时闭合时，电动机M工作，警示灯不亮，当开关S1断开，开关S2闭合时，警示灯不发光，电动机M不工作，与题意不相符；D中，当开关S1闭合，开关S2断开时，电动机M也能工作，与分析不符。
变式2－1　小科利用“热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小”的性质，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中弹簧测力计读数随时间变化的图像。下列说法正确的是(　B　)
变式2－1图
A.t1到t2时间内热敏电阻的阻值变大
B.t1到t2时间内水温升高
C.t2到t3时间内电压表示数最小
D.t3到t4时间内电路中电流变大
【解析】 由电路图可知，定值电阻与热敏电阻串联，电压表测定值电阻R0两端的电压。由图像可知，t1到t2时间内弹簧测力计示数增大，说明铁块受到磁力增大，线圈中的电流变大，根据欧姆定律可知电路中的总电阻减小，则热敏电阻的阻值减小；因热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小，所以，t1到t2时间内热敏电阻的阻值减小时，水温升高；结合B项分析可知t2到t3时间内水温最高，电路中的电流最大，由U=IR可知定值电阻R0两端的电压最大(电压表示数最大)，所以，t2到t3时间内电压表的示数最大；由图像可知，t3到t4时间内弹簧测力计示数减小，说明铁块受到磁力减小，电路中的电流减小。
变式2－2　光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用，小杭用它设计了一种“智能家居照明灯”电路，如图所示(电磁继电器线圈的电阻不计)。
变式2－2图
(1)用测电笔测试A、B两处，能使氖管发光的是　A　处。
(2)小杭的设计要求如下：“智能家居照明灯”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应随光照强度的增加而　减小　。
(3)控制电路的电源电压U0长时间使用会降低，如要保持相同光照强度时，家居照明灯工作，则滑动变阻器的滑片该如何调节，并说明理由：　向右移动；滑动变阻器与光敏电阻串联，电源电压U0长时间使用会降低，保持触发家居照明灯工作的光照强度不变，即光敏电阻的阻值不变，则电路中电流应保持不变，故应向右移动滑片，减小滑动变阻器接入电路的阻值　。
【解析】 (1)据家庭电路的连接可知，开关接在火线和用电器之间，所以A是火线，B是零线，故能使氖管发光的是A处。(2)天暗时自动点亮说明此时照明电路闭合，即衔铁断开，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。
专题任务三　磁场对通电导体的作用
典例3　如图所示是“线圈不能持续转动”的三幅实验情形图，下列说法中不正确的是(　D　)
典例3图
A.三幅图中，导线ab、cd分别所受的磁力方向始终没有发生改变
B.图乙中，线圈能够持续往下转动变成图丙所示，是由于惯性
C.通电一段时间后，线圈abcd一定会在图乙所示的位置
D.只要开关始终闭合，线圈abcd一定会在图乙的平衡位置左右摆动，永不停止
变式3　 “”表示导线中的电流方向垂直于纸面向里；“”表示导线中的电流方向垂直于纸面向外。螺线管通电后外部磁场的情况，如图所示，此时通电导线受到的力F向上。据此分析，下列对力的方向判断正确的是(　D　)
变式3图
A B C D
【解析】 通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向与电流方向及磁场方向有关。由图可知，当磁感线方向向左，导线中的电流方向垂直于纸面向里时，导体的受力方向是向上的；根据安培定则可知，A中通电螺线管的左端为N极，右端为S极，导体周围磁感线方向向左，导线中的电流方向垂直于纸面向里，导体的受力方向是向上的；根据安培定则可知，B中通电螺线管的左端为N极，右端为S极，导体周围磁感线方向向左，导线中的电流方向垂直于纸面向里，导体的受力方向是向上的；C中磁感线方向向右，导线中的电流方向垂直于纸面向里，导体的受力方向是向下的；D中磁感线方向向右，导线中的电流方向垂直于纸面向外，导体的受力方向是向上的。
专题任务四　电磁感应现象
典例4　电吉他中拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，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。下列说法不正确的是(　C　)
典例4图
A.取走磁体，电吉他将不能正常工作
B.增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电流
C.选用铜质弦，电吉他仍能正常工作
D.弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化
【解析】 取走磁体，就没有磁场，弦振动时不能切割磁感线产生电流，电吉他将不能正常工作；增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电流；铜不可以被磁化，则选用铜质弦，电吉他不能正常工作；弦振动过程中，磁场方向不变，弦的运动方向会不断变化，则线圈中的电流方向不断变化。
变式4－1　现在常用的动圈式耳机，其构造与扬声器和动圈式话筒类似。用一对导线把两只动圈式耳机连起来，就可以做一部最简单的电话：一只耳机当话筒，另一只当听筒。下列说法中正确的是(　B　)
A.在把它当耳机使用时，两个耳机的工作原理都是电磁感应
B.在当作自制电话使用时，当“话筒”的耳机是把机械能转化为电能
C.在当作自制电话使用时，当“听筒”的耳机是把机械能转化为电能
D.这部自制的电话在使用时，必须连接电源
【解析】 电话由话筒和听筒组成，当人们对着当话筒用的耳机讲话时，使膜片振动，膜片带动线圈在磁场中做切割磁感线运动，使声音信号转化成强弱变化的电流，即磁生电，话筒的工作原理是电磁感应现象，机械能转化为电能；话筒产生的强弱变化的电流流经听筒中的线圈时，由于电流有磁效应，所以线圈将受到磁场的作用力而振动，线圈带动膜片有规律地振动，从而还原出声音，听筒是电生磁，电能转化为机械能。由于电路中能产生感应电流，所以不需要电源。
变式4－2　如图所示是小金用漆包线和磁体制作的一台发电机，制作时用刀片将线圈两端的漆全部刮掉，作为转动轴，用纸做一个小风车固定在转轴上，将转轴放在支架上，如图所示，将发电机与小量程电流表相连，转动小风车，电流表指针左右偏转，电路中电流的方向　改变　(选填“改变”或“不变”)，此过程中发电机将　机械　能转化为电能。若将小量程电流表换成电池，线圈　不能　(选填“能”或“不能”)持续转动。
变式4－2图
【解析】 将发电机与小量程电流表相连，转动小风车，线圈在磁场中做切割磁感线运动，线圈中会产生感应电流，电流表指针左右偏转，这说明电路中电流的方向是改变的；此过程中线圈在磁场中转动的机械能转化为电能；若将图中电流表换成电池，则无风吹时，由于通电线圈处在磁场中受力故而转动，但线圈转动至平衡位置时，因线圈两端的绝缘漆全部刮掉，无法改变线圈中的电流方向从而不能持续转动下去。
1.用能被感知的现象来表现难以感知或度量的事物、现象，是科学研究的重要方法。在科学研究中经常利用这种方法，下列实验研究与该方法不同的是(　B　)
第1题图
A.用电磁铁吸引大头针的多少判断电磁铁磁性强弱
B.引入磁感线研究磁场性质
C.用灵敏电流计的指针是否偏转来判断电路中是否产生感应电流
D.用小磁针来检测通电导体周围是否存在磁场
2.在探究通电螺线管的磁场特点时，通电螺线管在某状态下的两个实验现象如图甲、乙所示，其中小磁针(黑色一端为N极)静止时的指向情况如图甲所示，铁屑静止时的分布情况如图乙所示。根据图甲和图乙所示的实验现象，用磁感线描述通电螺线管磁场情况如图丙所示。下列说法中正确的是(　C　)
第2题图
A.图甲所示的实验，说明通电螺线管某点的磁场方向是由放在该点的小磁针决定的
B.图乙所示的实验，说明利用撒在通电螺线管周围的铁屑可以判断各点的磁场方向
C.图丙所示的通电螺线管的磁感线，是人们为了方便描述磁场建立的物理模型
D.由图丙可知，磁感线是由磁场中的铁屑被磁化后形成的
3.下列四个实验中，不能确定钢棒具有磁性的是(　D　)
第3题图
A.图甲中小磁针被排斥
B.图乙中静止时始终南北指向
C.图丙中灵敏电流计指针偏转
D.图丁中能吸引更多的铁屑
4.如图所示的电路中，磁敏电阻R的阻值随磁场的增强而明显减小。将通电螺线管一端靠近磁敏电阻R，闭合开关S1、S2，下列说法正确的是(　C　)
第4题图
A.通电螺线管右端为N极，左端为S极
B.在通电螺线管中插入铁芯，电压表示数增大
C.当R1的滑片向左滑动时，电压表示数减小
D.当R1的滑片向右滑动时，电流表示数增大
5.小科学习完家庭电路的相关知识后，对如图所示的家庭电路的认识正确的是(　B　)
第5题图
A.灯L1和L2的连接符合安全用电要求
B.A和B两点间电压为220 V
C.电冰箱接在C或D插座上都能安全使用
D.保险丝也可以单独接在进户的零线上
【解析】 图中灯泡L1和L2对应的控制开关应该接在火线上，不能接在零线上；A点在火线上，B点在地线上，A和B两点间电压为220 V；冰箱带有金属外壳，为了防止出现漏电，使用电冰箱时应该选择插座C；保险丝接在进户的火线上。
6.图甲所示是发电机原理的示意图，图乙中的“”表示导线ab，当它在磁场中分别转动到1~4位置时，运动方向已用箭头标出，下列说法正确的是(　B　)
第6题图
A.图甲的电路中没有电源
B.在位置1时，电路中不会产生感应电流
C.发电机线圈产生的电流方向不变
D.在位置2时，电路中不会产生感应电流
【解析】 发电机的原理是电磁感应现象，将机械能转化为电能，电路中的磁体和线圈相当于电源；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。图乙中的磁感线方向水平向右，位置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；位置2、3、4的运动方向切割磁感线，能产生感应电流；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。
7.如图甲所示，表示导线中的电流方向垂直于纸面向里，F是磁场对通电导线的作用力。用Fab、Fcd、Fa'b'、Fc'd'分别表示图乙和丙中闭合开关时磁场对导体ab、cd、a'b'、c'd'的作用力，则(　B　)
第7题图
A.Fab竖直向上，Fcd竖直向下
B.Fab竖直向下，Fcd竖直向上
C.Fa'b'竖直向上，Fc'd'竖直向下
D.Fa'b'竖直向下，Fc'd'竖直向下
【解析】 由图乙可知，线圈右侧导体cd中的电流方向是垂直于纸面向里的，与图甲相比，磁场方向改变而电流方向不变，所以导体cd受到的磁场力的方向与图甲相反，是竖直向上的；线圈左侧导体ab中的电流方向是垂直于纸面向外的，与图甲相比，磁场方向与电流方向都改变，所以导体ab受到的磁场力的方向与图甲相同，是竖直向下的。由图丙可知，线圈右侧导体c'd'中的电流方向是垂直于纸面向外的，与图甲相比，电流方向改变而磁场方向不变，所以导体c'd'受到的磁场力的方向与图甲相反，是竖直向上的；线圈左侧导体a'b'中的电流方向是垂直于纸面向里的，与图甲相比，磁场方向与电流方向都不变，所以导体a'b'受到的磁场力的方向与图甲相同，是竖直向下的。
8.我国已研制成功一辆高温超导磁悬浮高速列车的模型车。如图所示是磁悬浮的原理，图中A是磁性稳定的圆柱形磁铁，B是用高温超导材料制成的超导圆环。将超导圆环B水平放在磁铁A的上方，它就能在磁力的作用下稳定悬浮于磁铁A上方的一定高度。则下列相关说法正确的是(　A　)
第8题图
A.在超导圆环B放入磁场的过程中，超导圆环B中将产生感应电流，稳定后，感应电流仍存在，且电流的大小保持不变
B.在超导圆环B放入磁场的过程中，超导圆环B中将产生感应电流，当稳定后，感应电流仍存在，但电流会渐渐变小
C.在超导圆环B放入磁场的过程中，超导圆环B中将产生感应电流，当稳定后，感应电流消失
D.在超导圆环B放入磁场的过程中，超导圆环B中将不会产生感应电流
【解析】 将超导圆环B环靠近磁体A时，由于越靠近磁体A其磁场就越强，磁感线就越密，所以在靠近过程中超导圆环B会做切割磁感线运动，即在该环中会产生感应电流，同时超导圆环B在磁铁A上方稳定悬浮，说明两者之间持续受到斥力的作用，因此超导圆环B上存在磁场，超导圆环B中电流一直存在且大小不变。
9.教室里使用的投影仪灯泡工作时产热，所以需要风扇散热，使用后，应先关闭灯泡L，再关闭风扇M。请用笔画线表示导线在图中把电路连接完整，要求实现：先断开开关S1，灯泡L熄灭，风扇M继续转动；再断开开关S2，风扇M才停止转动；若只闭合开关S1，灯泡L不亮。
第9题图
【答案】 如答图所示。
第9题答图
【解析】 由题可知，先断开开关S1，灯泡L熄灭，风扇M继续转动，再断开开关S2，风扇M才停止转动，灯泡L和风扇M并联；若只闭合开关S1，灯泡L不亮。由此可知开关S1在灯泡L所在支路上，开关S2在干路上。
10.夏天的紫外线较强，人们在户外活动时间过长，会造成皮肤灼伤，甚至诱发皮肤癌。小宁利用紫外光敏电阻对紫外线较灵敏的性质，设计了如图所示电路。当户外紫外线增强到设定值时，开关S2闭合，电动机M转动，遮阳棚上防紫外线的遮阳布展开。
第10题图
(1)调试时发现，当户外紫外线增强到设定值时，开关S2仍未闭合。为了达到设计要求，需要把滑动变阻器R1的滑片P向　右　(选填“左”或“右”)移动。
(2)从安全用电的角度分析，进户线a应该是　火　线。
11.1820年，奥斯特用铂丝连接伏打堆(相当于电源)的两端，铂丝水平地沿南北方向放置，下方放置一个被玻璃罩封闭的小磁针，闭合电路后，小磁针发生了轻微的偏转，如图甲所示。他做出以下猜想：
猜想1：可能是因为电流使导线产生了热，加热玻璃罩内的空气，引起了对流，从而导致磁针的偏转；
猜想2：可能是因为电流产生了磁场，从而导致小磁针的偏转。
奥斯特通过实验很快就否定了猜想1，又做了乙、丙两组实验。
第11题图
(1)图丙中小磁针将　A　(填字母)。
A.顺时针偏转，偏转角度比甲组实验大
B.顺时针偏转，偏转角度比甲组实验小
C.逆时针偏转，偏转角度比甲组实验大
D.逆时针偏转，偏转角度比甲组实验小
(2)奥斯特通过在玻璃罩和上方的导线之间加入金箔、玻璃等介质，排除空气对流的影响，仍观察到　小磁针仍发生偏转　的现象，从而否定猜想1。
(3)许多科学家在探究电流能否产生磁场的过程中，将粗铂丝放置在小磁针上方，位置关系如图丁所示，发现小磁针始终不发生偏转，请简要说明理由：　通电粗铂丝产生的磁场方向与小磁针N、S极静止放置时的受力方向相同　。
【解析】 (1)图丙中粗铂丝电阻较小，电路中的电源相同，所以图丙中电流较大，所以小磁针偏转角度比图甲中大；图丙中的铂丝与图甲中的电流方向相反，所以产生的磁场方向相反，因此小磁针的偏转方向相反，综上所述，丙组中小磁针将顺时针偏转，偏转角度比图甲实验大。
12.如图所示是安装好的直流电动机模型接入电路的情况。
第12题图
(1)闭合开关，电动机按顺时针方向转动，若要使电动机逆时针转动，应先断开开关，再　对调电源的正负极(或对调磁极)　(写出一种方法)，最后闭合开关。
(2)经过正确操作后，电动机按逆时针转动，此时将滑动变阻器的滑片P向左移动，则电动机的转动将　变快　(选填“变快”“变慢”或“不变”)。
【解析】 (1)线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关，电动机原先按顺时针方向转动，若要使电动机逆时针转动，可以改变电流的方向，即对调电源的正负极，或改变磁场方向，即对调磁极。(2)电动机转动的快慢与电流大小和磁场强弱有关；合上开关，若将滑动变阻器的滑片P向左移动，滑动变阻器连入电路的电阻变小，通过电路的电流变大，电动机转动变快。
13.强强利用压力传感器、电磁继电器、阻值可调的电阻R等元件，设计了一个汽车超载自动报警电路，如图甲所示。他了解到这种压力传感器所受压力越大时，输出的电压U就越大，二者的关系如图乙所示。闭合开关S，当电磁铁线圈中电流大于或等于20 mA时，衔铁被吸合。已知传感器的输出电压U即为电磁继电器控制电路的电源电压，线圈的电阻为20 Ω。
第13题图
(1)车辆不超载时，工作电路中绿灯亮；当传感器所受压力增大到一定程度时，红灯亮，说明汽车超载。则灯　L2　(选填“L1”或“L2”)是红灯。
(2)某水平公路桥禁止质量大于或等于20 t的车辆通行，要用强强设计的装置为此桥报警，R的阻值应调节为多少(g取10 N/kg)
(3)在水平路面上，要使该装置报警，通过车辆的最小重力为多少
【答案】 (2)车对水平地面的压力F=G=mg=20×103 kg×10 N/kg=2×105 N，
根据图乙可知，此时的输出电压U=1 V，
电路总电阻R总===50 Ω，
电阻R的阻值R=R总－R线圈=50 Ω－20 Ω=30 Ω。
(3)使电磁继电器衔铁闭合的最小电流Imin=20 mA=0.02 A，电磁铁线圈的电阻R线圈=20 Ω，
要使该装置报警，压力传感器输出的电压最小值Umin=IminR线圈=0.02 A×20 Ω=0.4 V，
由图乙可知，此时压力传感器受到的压力F'=0.8×105 N。
因此，要使该装置报警，通过车辆的最小重力G=F'=0.8×105 N。
【解析】 (1)车辆超载时，压力传感器的电压增大，通过电磁铁的电流增大，磁性增强，此时电磁铁吸引衔铁，接通下端，灯L2亮，因此灯L2是红灯。第3章 电磁及其应用
专题任务一　磁极与磁场
典例1　如图所示，两枚大头针被吸附在条形磁铁下，且两枚大头针的针帽互相排斥。这是因为大头针被磁化后两针的针帽(　 　)
典例1图
A.都被磁铁的N极排斥
B.都被磁铁的S极吸引
C.都是S极，同名磁极互相排斥
D.都是N极，同名磁极互相排斥
变式1－1　如图所示，在条形磁铁N极附近悬挂一个线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中电流沿图示方向流动时，现象为(　 　)
变式1－1图
A.线圈仅作平动，不转动
B.线圈仅作转动，不平动
C.从上往下看，线圈做顺时针方向转动，同时靠近磁铁
D.从上往下看，线圈做逆时针方向转动，同时靠近磁铁
变式1－2　如图所示中的两个线圈，套在光滑的玻璃管上，导线柔软，可以自由滑动，开关S闭合后则(　 　)
变式1－2图
A.两线圈左右分开
B.两线圈向中间靠拢
C.两线圈静止不动
D.两线圈先左右分开，然后向中间靠拢
专题任务二　电磁铁的应用
典例2　疫情期间只允许体温正常的师生进入校园。为此，小明设计了一款“智能门禁”，能检测体温并进行人脸识别。工作原理如下：①若体温正常，开关S1闭合，人脸识别成功，开关S2闭合，电动机工作(门打开)，警示灯不亮；②若体温异常，开关S1不闭合，人脸识别成功，开关S2闭合，电动机不工作且警示灯亮起；③不管体温是否正常，若人脸识别失败，开关S2不闭合，电动机不工作且警示灯不亮。如图所示电路设计符合要求的是(　 　)
A B
C D
变式2－1　小科利用“热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小”的性质，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中弹簧测力计读数随时间变化的图像。下列说法正确的是(　 　)
变式2－1图
A.t1到t2时间内热敏电阻的阻值变大
B.t1到t2时间内水温升高
C.t2到t3时间内电压表示数最小
D.t3到t4时间内电路中电流变大
变式2－2　光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用，小杭用它设计了一种“智能家居照明灯”电路，如图所示(电磁继电器线圈的电阻不计)。
变式2－2图
(1)用测电笔测试A、B两处，能使氖管发光的是 处。
(2)小杭的设计要求如下：“智能家居照明灯”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应随光照强度的增加而 。
(3)控制电路的电源电压U0长时间使用会降低，如要保持相同光照强度时，家居照明灯工作，则滑动变阻器的滑片该如何调节，并说明理由： 。
专题任务三　磁场对通电导体的作用
典例3　如图所示是“线圈不能持续转动”的三幅实验情形图，下列说法中不正确的是(　 　)
典例3图
A.三幅图中，导线ab、cd分别所受的磁力方向始终没有发生改变
B.图乙中，线圈能够持续往下转动变成图丙所示，是由于惯性
C.通电一段时间后，线圈abcd一定会在图乙所示的位置
D.只要开关始终闭合，线圈abcd一定会在图乙的平衡位置左右摆动，永不停止
变式3　 “”表示导线中的电流方向垂直于纸面向里；“”表示导线中的电流方向垂直于纸面向外。螺线管通电后外部磁场的情况，如图所示，此时通电导线受到的力F向上。据此分析，下列对力的方向判断正确的是(　 　)
变式3图
A B C D
专题任务四　电磁感应现象
典例4　电吉他中拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，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。下列说法不正确的是(　 　)
典例4图
A.取走磁体，电吉他将不能正常工作
B.增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电流
C.选用铜质弦，电吉他仍能正常工作
D.弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化
变式4－1　现在常用的动圈式耳机，其构造与扬声器和动圈式话筒类似。用一对导线把两只动圈式耳机连起来，就可以做一部最简单的电话：一只耳机当话筒，另一只当听筒。下列说法中正确的是(　 　)
A.在把它当耳机使用时，两个耳机的工作原理都是电磁感应
B.在当作自制电话使用时，当“话筒”的耳机是把机械能转化为电能
C.在当作自制电话使用时，当“听筒”的耳机是把机械能转化为电能
D.这部自制的电话在使用时，必须连接电源
变式4－2　如图所示是小金用漆包线和磁体制作的一台发电机，制作时用刀片将线圈两端的漆全部刮掉，作为转动轴，用纸做一个小风车固定在转轴上，将转轴放在支架上，如图所示，将发电机与小量程电流表相连，转动小风车，电流表指针左右偏转，电路中电流的方向 (选填“改变”或“不变”)，此过程中发电机将 能转化为电能。若将小量程电流表换成电池，线圈 (选填“能”或“不能”)持续转动。
变式4－2图
1.用能被感知的现象来表现难以感知或度量的事物、现象，是科学研究的重要方法。在科学研究中经常利用这种方法，下列实验研究与该方法不同的是(　 　)
第1题图
A.用电磁铁吸引大头针的多少判断电磁铁磁性强弱
B.引入磁感线研究磁场性质
C.用灵敏电流计的指针是否偏转来判断电路中是否产生感应电流
D.用小磁针来检测通电导体周围是否存在磁场
2.在探究通电螺线管的磁场特点时，通电螺线管在某状态下的两个实验现象如图甲、乙所示，其中小磁针(黑色一端为N极)静止时的指向情况如图甲所示，铁屑静止时的分布情况如图乙所示。根据图甲和图乙所示的实验现象，用磁感线描述通电螺线管磁场情况如图丙所示。下列说法中正确的是(　 　)
第2题图
A.图甲所示的实验，说明通电螺线管某点的磁场方向是由放在该点的小磁针决定的
B.图乙所示的实验，说明利用撒在通电螺线管周围的铁屑可以判断各点的磁场方向
C.图丙所示的通电螺线管的磁感线，是人们为了方便描述磁场建立的物理模型
D.由图丙可知，磁感线是由磁场中的铁屑被磁化后形成的
3.下列四个实验中，不能确定钢棒具有磁性的是(　 　)
第3题图
A.图甲中小磁针被排斥
B.图乙中静止时始终南北指向
C.图丙中灵敏电流计指针偏转
D.图丁中能吸引更多的铁屑
4.如图所示的电路中，磁敏电阻R的阻值随磁场的增强而明显减小。将通电螺线管一端靠近磁敏电阻R，闭合开关S1、S2，下列说法正确的是(　 　)
第4题图
A.通电螺线管右端为N极，左端为S极
B.在通电螺线管中插入铁芯，电压表示数增大
C.当R1的滑片向左滑动时，电压表示数减小
D.当R1的滑片向右滑动时，电流表示数增大
5.小科学习完家庭电路的相关知识后，对如图所示的家庭电路的认识正确的是(　 　)
第5题图
A.灯L1和L2的连接符合安全用电要求
B.A和B两点间电压为220 V
C.电冰箱接在C或D插座上都能安全使用
D.保险丝也可以单独接在进户的零线上
6.图甲所示是发电机原理的示意图，图乙中的“”表示导线ab，当它在磁场中分别转动到1~4位置时，运动方向已用箭头标出，下列说法正确的是(　 　)
第6题图
A.图甲的电路中没有电源
B.在位置1时，电路中不会产生感应电流
C.发电机线圈产生的电流方向不变
D.在位置2时，电路中不会产生感应电流
7.如图甲所示，表示导线中的电流方向垂直于纸面向里，F是磁场对通电导线的作用力。用Fab、Fcd、Fa'b'、Fc'd'分别表示图乙和丙中闭合开关时磁场对导体ab、cd、a'b'、c'd'的作用力，则(　 　)
第7题图
A.Fab竖直向上，Fcd竖直向下
B.Fab竖直向下，Fcd竖直向上
C.Fa'b'竖直向上，Fc'd'竖直向下
D.Fa'b'竖直向下，Fc'd'竖直向下
8.我国已研制成功一辆高温超导磁悬浮高速列车的模型车。如图所示是磁悬浮的原理，图中A是磁性稳定的圆柱形磁铁，B是用高温超导材料制成的超导圆环。将超导圆环B水平放在磁铁A的上方，它就能在磁力的作用下稳定悬浮于磁铁A上方的一定高度。则下列相关说法正确的是(　 　)
第8题图
A.在超导圆环B放入磁场的过程中，超导圆环B中将产生感应电流，稳定后，感应电流仍存在，且电流的大小保持不变
B.在超导圆环B放入磁场的过程中，超导圆环B中将产生感应电流，当稳定后，感应电流仍存在，但电流会渐渐变小
C.在超导圆环B放入磁场的过程中，超导圆环B中将产生感应电流，当稳定后，感应电流消失
D.在超导圆环B放入磁场的过程中，超导圆环B中将不会产生感应电流
9.教室里使用的投影仪灯泡工作时产热，所以需要风扇散热，使用后，应先关闭灯泡L，再关闭风扇M。请用笔画线表示导线在图中把电路连接完整，要求实现：先断开开关S1，灯泡L熄灭，风扇M继续转动；再断开开关S2，风扇M才停止转动；若只闭合开关S1，灯泡L不亮。
第9题图
10.夏天的紫外线较强，人们在户外活动时间过长，会造成皮肤灼伤，甚至诱发皮肤癌。小宁利用紫外光敏电阻对紫外线较灵敏的性质，设计了如图所示电路。当户外紫外线增强到设定值时，开关S2闭合，电动机M转动，遮阳棚上防紫外线的遮阳布展开。
第10题图
(1)调试时发现，当户外紫外线增强到设定值时，开关S2仍未闭合。为了达到设计要求，需要把滑动变阻器R1的滑片P向 (选填“左”或“右”)移动。
(2)从安全用电的角度分析，进户线a应该是 线。
11.1820年，奥斯特用铂丝连接伏打堆(相当于电源)的两端，铂丝水平地沿南北方向放置，下方放置一个被玻璃罩封闭的小磁针，闭合电路后，小磁针发生了轻微的偏转，如图甲所示。他做出以下猜想：
猜想1：可能是因为电流使导线产生了热，加热玻璃罩内的空气，引起了对流，从而导致磁针的偏转；
猜想2：可能是因为电流产生了磁场，从而导致小磁针的偏转。
奥斯特通过实验很快就否定了猜想1，又做了乙、丙两组实验。
第11题图
(1)图丙中小磁针将 (填字母)。
A.顺时针偏转，偏转角度比甲组实验大
B.顺时针偏转，偏转角度比甲组实验小
C.逆时针偏转，偏转角度比甲组实验大
D.逆时针偏转，偏转角度比甲组实验小
(2)奥斯特通过在玻璃罩和上方的导线之间加入金箔、玻璃等介质，排除空气对流的影响，仍观察到 的现象，从而否定猜想1。
(3)许多科学家在探究电流能否产生磁场的过程中，将粗铂丝放置在小磁针上方，位置关系如图丁所示，发现小磁针始终不发生偏转，请简要说明理由： 。
12.如图所示是安装好的直流电动机模型接入电路的情况。
第12题图
(1)闭合开关，电动机按顺时针方向转动，若要使电动机逆时针转动，应先断开开关，再 (写出一种方法)，最后闭合开关。
(2)经过正确操作后，电动机按逆时针转动，此时将滑动变阻器的滑片P向左移动，则电动机的转动将 (选填“变快”“变慢”或“不变”)。
13.强强利用压力传感器、电磁继电器、阻值可调的电阻R等元件，设计了一个汽车超载自动报警电路，如图甲所示。他了解到这种压力传感器所受压力越大时，输出的电压U就越大，二者的关系如图乙所示。闭合开关S，当电磁铁线圈中电流大于或等于20 mA时，衔铁被吸合。已知传感器的输出电压U即为电磁继电器控制电路的电源电压，线圈的电阻为20 Ω。
第13题图
(1)车辆不超载时，工作电路中绿灯亮；当传感器所受压力增大到一定程度时，红灯亮，说明汽车超载。则灯 (选填“L1”或“L2”)是红灯。
(2)某水平公路桥禁止质量大于或等于20 t的车辆通行，要用强强设计的装置为此桥报警，R的阻值应调节为多少(g取10 N/kg)
(3)在水平路面上，要使该装置报警，通过车辆的最小重力为多少

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