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第3章 电磁及其应用 能力评价
一、选择题(本大题有15小题，每小题3分，共45分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分)
1.我国未来的航母将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，舰载机受到强大的推力而快速起飞。电磁弹射器工作原理与下列设备或用电器工作原理一致的是(　 　)
A. B.
C. D.
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。下列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产生出来
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，铁屑与玻璃板分离时，不受摩擦力，铁屑在磁力作用下有序排列
3.下列关于家庭用电常识的叙述，正确的是(　 　)
A.一般情况下，只有36 V的电压才是安全的
B.我国电网交流电的频率为50 Hz，周期为0.01 s
C.所有触电一定是直接接触火线而导致的
D.鸟儿停在高压线上但没有触电身亡是因为鸟只停在一根电线上，不产生回路电流
4.小明为辨认电池的正负极，设计了下列选项中所示的四种方案，其中能达到目的的是(　 　)
A.　　 B.
C.　　　 D.
5.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(　 　)
第5题图
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
6.如图所示，磁力片是一种能拼出各种造型的玩具。任意两块磁力片的塑料边靠近均能相互吸引，其主要原因在于每条塑料边内有一可旋转的圆柱形磁体，下列关于该磁体的磁极分布合理的是(　 　)
　　
第6题图
A. B. C. D.
7.小伟对妈妈日常生活中的一些用电行为进行了总结：①空气开关跳闸后，立即合上；②边给手机充电边用手机打电话；③用湿布擦拭用电器前断开开关；④在不断开电路的情况下，更换日光灯；⑤将三线插头变为两线插头使用；⑥家里电路定期检查，老旧线路及时更换。这些行为中不符合安全用电原则的是(　 　)
A.①②③④ B.②③④⑤
C.①②④⑤ D.③④⑤⑥
8.如图所示，闭合开关S，发现灯L不亮。若用测电笔接触N点时氖管发光，则电路的故障情况可能是(　 　)
第8题图
A.熔丝断路
B.P、M点间断路
C.M、N点间断路
D.N、Q点间断路
9.如图所示是一个由电磁继电器控制的报警电路，将它安装在门口，当有人非法进入时开关S自动闭合，下列关于这个装置的说法中正确的是(　 　)
第9题图
A.电磁继电器与电动机的原理相同
B.当滑动变阻器的滑片向右移动时，电磁铁的磁性会减弱
C.电磁铁工作时，上端为S极
D.当有人非法闯入时，小灯泡发光
10.19世纪20年代，以塞贝克为代表的科学家已经认识到：温度差会引起电流。安培考虑到地球自转造成了太阳照射后地球正面与背面的温度差，于是提出如下假设：地球磁场是由绕地球的环形电流引起的。若规定地磁场N极与S极的连线称为“磁子午线”(如图所示)，则安培假设中的电流方向应该是(　 　)
第10题图
A.由西向东垂直于“磁子午线”
B.由东向西垂直于“磁子午线”
C.由南向北沿着“磁子午线”
D.由北向南沿着“磁子午线”
11.某科学兴趣小组制作了地震自动报警器，其简化结构如图所示，金属杆与发光二极管、报警器组成了闭合回路。若地震使金属杆摆动，电路中会产生电流并报警。下列关于该装置的说法正确的是(　 　)
第11题图
A.金属杆可以用普通橡胶棒代替
B.报警时金属杆将电能转化为机械能
C.产生电流的原理与发电机相同
D.此过程产生的电流与干电池产生的电流完全相同
12.钢棒由大量的原子组成，每个原子都有N、S极，相当于一个磁性很弱的“小磁铁”。未被磁化前，钢棒内“小磁铁”的排列杂乱无章，此时钢棒对外不显磁性，如图甲所示。用一个强力条形磁铁按图乙中的箭头方向滑动，钢棒就被磁化，磁化后各个“小磁铁”同向排列，钢棒具有磁性，相当于条形磁铁。下列说法正确的是(　 　)
第12题图
A.被磁化后(图乙)的钢棒左端是S极
B.被磁化前(图甲)的钢棒右端是N极
C.若把小磁针放在图甲中的A点处，静止时小磁针的N极一定向外
D.若把小磁针放在图乙中的B点处，静止时小磁针的右端是N极
13.如图所示，下端为S极的条形磁体悬挂在一弹簧上；闭合开关，条形磁体处于静止状态后，下端位于螺线管的上方。下列措施可使弹簧缩短的是(　 　)
第13题图
A.滑片P向右缓慢移动
B.增加螺线管线圈的匝数
C.增大电源电压
D.将电源的正、负极对换位置
14.下列有关磁现象的分析正确的是(　 　)
第14题图
A.图甲中铁棒能吸引小磁针，则铁棒原来一定具有磁性
B.图乙中小磁针黑色为N极，则b处磁场的方向向右
C.图丙中用弹簧测力计将铁块从磁铁的最左端移到最右端的过程中，弹簧测力计的示数逐渐减小
D.图丁中条形磁铁静止时A端总是指向北方，说明A端是条形磁铁的南极
15.家庭电路中需要安装一个“一开三孔”开关(即一个开关和一个三孔插座连在一起)，要求插座能单独使用，开关能控制电灯且符合安全用电原则，从实物正面观察如图所示。下列接线方式中符合要求的是(　 　)
第15题图
A. B.
C. D.
二、填空题(本大题有5小题13空，每空2分，共26分)
16.(4分)如图所示，某市科技馆有机器人和参观者下象棋的展台。机器人用一根“手指”接触棋子表面就可以实现取放棋子，其奥秘是“手指”内部有电磁铁。
第16题图
(1)机器人取放棋子是利用了电磁铁的 (选填“磁性有无”或“磁极方向”)可以控制的特点。
(2)制作象棋棋子的材料可以是下列常见金属材料中的 (填字母)。
A.铁 B.铜
C.铝 D.镍
17.(4分)某同学根据家庭电路绘制出如图所示的电路图，包括插座A、插座D、电灯L，还有开关S，图中元件的接法错误的是 。若使测电笔接触E点，则氖管 (选填“能”或“不能”)发光。
第17题图
18.(4分)如图所示为汽车启动原理图。汽车启动时，需将钥匙插入钥匙孔并旋转(相当于接通电路)。
第18题图
(1)电路接通后，通电螺线管E端的磁极是 极。
(2)当钥匙插入钥匙孔并转动，电动机工作，电磁铁的工作电压 (选填“小于”“等于”或“大于”)电动机的工作电压。
19.(8分)如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周，其作用与电动机中 (填结构名称)的作用相同。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的 (选填“发电机”或“电动机”)，这是根据 的原理制成的。若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向 (选填“相同”或“相反”)。
第19题图
20.(6分)如图所示为利用太阳能给LED路灯供电的自动控制电路的原理示意图，其中R是光敏电阻。不计电磁铁线圈电阻，定值电阻R0=40 Ω，控制电路电源电压为12 V。白天，太阳能电池板将太阳能转化为电能，贮存于蓄电池中；傍晚，当光照强度减弱，当电磁铁中电流达到0.1 A时，控制电路会自动接通LED路灯电路，由蓄电池给LED路灯供电。
第20题图
(1)由题意可推断，光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而 (选填 “增大”或“减小”)。
(2)当LED路灯亮起时，光敏电阻R的阻值为 。
(3)若想在光照更暗时才使路灯接通而工作，可采取的做法是 (写出一种即可) 。
三、实验与探究题(本大题有4小题，每空2分，共30分)
21.(10分)某实验小组用如图甲所示的装置探究感应电流产生条件。
第21题图
(1)某同学闭合开关后进行了如下操作，其中能产生感应电流的是 (填字母)。
A.导体AB不动，蹄形磁体左右运动
B.蹄形磁体不动，导体AB在蹄形磁体中上下运动
C.蹄形磁体不动，导体AB在蹄形磁体中左右运动
D.蹄形磁体不动，导体AB在蹄形磁体中斜向上或斜向下运动
(2)实验中发现灵敏电流计指针偏转不明显，为了使指针偏转明显，请写出可行的措施： 。
(3)根据实验现象，初步得到电路中产生感应电流的条件是闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动。
(4)如果将灵敏电流计换成 ，可进一步研究电动机的工作原理。
(5)如图乙所示是手摇发电机的原理图，当线圈转动到图示位置时，线圈中 (选填“有”或“无”)感应电流。
22.(8分)1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场。
第22题图
(1)在演示奥斯特实验时，如图甲所示，实验步骤有①闭合开关；②放置小磁针观察指向；③摆放一根长直导线。为了减弱地磁场的影响，正确的实验操作顺序为 (填字母)。
A.①②③ B.②③①
C.②①③ D.③①②
(2)由图乙中的a、b、c可知：电流周围存在磁场，且 。
(3)小曙推理：若一束电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方，如图乙中的d所示，小磁针也会发生偏转。其依据是 ；d中小磁针N极偏转方向和图乙中的 (填字母)的小磁针偏转方向相同。
23.(6分)科学兴趣小组利用如图所示电路探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，电磁铁左侧用细线悬挂了一个小铁球，闭合开关，小铁球被电磁铁吸引到相同间隔距离时，测量细线与竖直方向夹角α并记录，如表所示。已知线圈具有一定的电阻值。
实验组别 线圈匝数/匝 电流I/A 夹角α/°
1 5 0.2 8
2 5 0.4 15
3 5 0.6 21
4 10 0.2 待测
第23题图
(1)实验中科学兴趣小组通过比较 来反映电磁铁磁性的强弱。
(2)根据表格中已知数据可以得出的初步结论是 。
(3)为进一步比较线圈匝数和电流大小对电磁铁磁性强弱的影响，第4组实验在更换线圈匝数后应进行的操作：闭合开关， 。
24.(6分)断路器因方便、安全，被广泛使用。
第24题图
(1)如图甲所示为断路器的工作原理图，当电流过大时，它的工作顺序是 (填字母)。
①簧锁装置脱开；②接触点断开；③电流过大，双金属片发热过多；④双金属片弯曲，触动簧锁装置。
A.③④②① B.③④①②
C.③①④② D.③②④①
(2)一般固体受热时，在各个方向上的长度都会膨大，在冷却时都会缩小。物体在某一方向上长度的膨胀称为线膨胀。如表所示为科技小组的同学探究影响物体线膨胀因素的实验记录，请根据实验记录回答下列问题：
实验序号 材料 升高的温度/℃ 原长/m 伸长量/mm
1 黄铜 10 1.00000 0.19
2 黄铜 10 2.00000 0.38
3 康铜 10 1.00000 0.15
4 康铜 30 1.00000 0.65
5 铝 10 2.00000 0.46
6 铝 30 1.00000 0.69
①从3、4两组实验记录可以看出物体的伸长量与 有关。
②如图乙所示的电热设备中有一个由黄铜片与康铜片双金属合在一起的温控开关，温度升高时，双金属片向上弯曲，使电路断开，根据表中的实验记录确定双金属片上下层的材料分别是 (选填“黄铜和康铜”或“康铜和黄铜”)。
四、综合题(本大题有3小题，共19分)
25.(6分)家用漏电保护断路器如图甲所示，它们是在用电器发生漏电故障或人为操作失误而触电时实施保护的设备，正常情况下，住户家中没有电流流向地面，即图乙中I3为零，进户线中流入的电流I1和流出的电流I2相等。如果电路中某处发生漏电(漏电是指电流从墙体、人体、接地线或其他路径流向地面)，即图中的I3不为零，就会造成I1和I2不相等，当I1和I2的差异达到一定值，漏电保护断路器便会迅速自动切断电路。排除漏电故障后，重新合闸即可恢复供电。为确保使用安全，漏电保护断路器上设置了试验按钮，需要每月试按一次，如果试验按钮按下漏电保护器无动作，说明漏电保护器需要更换。
第25题图
(1)(2分)漏电保护断路器实质上就是一个 (选填“电源”“用电器”或“开关”)。
(2)(2分)如果电路中发生漏电，漏电电流为I3，则I1、I2、I3大小关系的表达式为 。
(3)(2分)站在地面上的人体不小心接触了火线，如图丙所示，此时人体的总电阻为5500 Ω，电路中安装了规格如图丁所示的漏电保护断路器，试通过计算说明该漏电保护断路器能否及时断开电路。
26.(8分)智能扫地机器人(如图甲所示)可通过灰尘传感器自动寻找并清扫灰尘，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恒为4.5 V，定值电阻R0=12 Ω，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。
第26题图
(1)(2分)当地面灰尘增多，空气的透光程度减弱，使照射到光敏电阻R上的光照强度减弱，动触头B与静触头 (选填“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)(2分)若电压表示数≤3 V时，电动机开始工作。求电压表示数为3 V时，光照强度为多少
(3)(4分)若要光照强度更强时，电动机仍在电压表示数≤3 V时开始工作，请写出两种方法并说明原理。
27.(5分)项目化学习小组在老师的指导下设计了一款电动小车，图甲是电门踏板的工作原理示意图，图中O、E、F为变阻器的三个接线柱。他们制定的产品评价表如表所示。他们设计如图乙所示的电路，并将电流表改装成速度表。
电动小车评价量表(节选)
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一：行驶速度控制 踩下电门踏板，车速变大 踩下电门踏板，车速不变 踩下电门踏板，车速反而变小
指标二：行驶方向控制 小车能前进和后退 小车只能前进或只能后退 小车不能运动
第27题图
(1)(2分)旋钮变阻器接入电路的两个接线柱为O、E，踩下电门踏板时，电动机转速的变化情况是 。
(2)(3分)图乙是项目化小组设计的实现电动小车方向控制的电路图，开关S1、S2可以分别接①和③或者②和④。结合评价表，判断该模型的“指标二”评价等级并说明理由： 。 第3章 电磁及其应用 易错提分练
选择题每小题3分，共24分；填空题每空2分。
易错点一　磁力
典例1　如图所示，两个完全相同的条形磁铁A和B，重力均为G，将它们竖直放在水平地面上，用弹簧测力计通过一根细线竖直向上拉磁铁A，若弹簧测力计读数恰好为G，则磁铁B对A的支持力F1以及水平地面对磁铁B的支持力F2分别为(　 　)
典例1图
A.F1=0，F2=G
B.F1=G，F2=0
C.F1＞0，F2＜G
D.F1＞0，F2=G
易错点二　电生磁
典例2　如图所示，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过小磁针的上方，小磁针的S极向纸内偏转。对带电粒子束的判断：①向右飞行的正离子束；②向左飞行的正离子束；③向右飞行的负离子束；④向左飞行的负离子束；⑤向右飞行的电子束；⑥向左飞行的电子束，则可能正确的是(　 　)
典例2图
A.②③⑤
B.①④⑥
C.②④⑥
D.①③⑤
易错点三　电与磁的相互作用
典例3　(6分)在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小明用导线在固定的接线柱MN下悬挂一根较轻的金属棒ab，然后将其作为通电导线接入电路放在蹄形磁体的磁场里，如图甲所示。
典例3图
(1)在做实验前，为了排除其他因素的干扰，应选择 棒(选填“铁”或“铝”)。
(2)闭合开关，小明看到金属棒ab稳定时如图乙所示，要观察到金属棒ab稳定时如图丙所示，小明的操作可能是 。
(3)小明进一步提出问题：在同一磁场中，磁场对导线的作用力大小与通过导线的电流大小是否有关 为研究该问题，请在图甲所示的实验基础上，添加合适电学元件并简要写出实验步骤。 。
易错点四　电磁感应现象
典例4　如图所示，现有一条大约10 m长的电线，将其两端连接到一个灵敏电流表的两个接线柱上，形成闭合导体回路。两个同学迅速摇动这条电线用以发电，下列说法不正确的是(　 　)
典例4图
A.摇绳发电现象利用了电磁感应的原理
B.摇绳发电是其他形式的能转化为电能的过程
C.两个同学东西方向站立时发电的可能性较大
D.两个同学南北方向站立时发电的可能性较大
易错点五　家庭电路故障
典例5　在新家装修时，家庭电路安装好后，电工为了检验电路中是否存在短路现象，准备取下熔断丝，在熔断器上接一试验灯泡进行推断，下列判断错误的是(　 　)
A.闭合开关，试验灯泡和灯L都发光，但都较暗，说明灯L发生了短路
B.闭合开关，试验灯泡和灯L都发光，但都较暗，说明电灯所在的支路正常
C.没有闭合开关，试验灯泡和灯L都发光，但都较暗，说明开关发生了短路
D.没有闭合开关，试验灯泡就正常发光，其他电灯不亮，说明干路发生了零火线相碰
易错点六　电磁铁的应用
典例6　(4分)如图所示是简易压力传感器的原理图，弹簧甲连接在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。弹簧乙下端挂有一块永磁体，永磁体正下方有一块电磁铁，R0为定值电阻。开关S闭合，电路接通后，电压表示数为U1，弹簧乙的长度为L1；当用力F向下压弹簧甲后，电压表示数为U2，弹簧乙的长度为L2，则U1 U2，L1 L2(选填“＞”“＜”或“=”，上同)。
典例6图
　　　　　　　　　　　 　　　　　
1.如图甲所示，电磁铁A、铁片B和支架组成的装置悬挂于弹簧测力计C的下端，当电磁铁A通电后，铁片B被突然吸引到如图乙所示的位置的过程中，弹簧测力计C的示数将(　 　)
第1题图
A.增大 B.减少
C.不变 D.无法确定
2.如图所示是电流表的内部结构示意图。当电流通过线圈时，线圈在磁场中转动从而带动指针偏转。下列选项与电流表工作原理相似的是(　 　)
第2题图
A.指南针 B.发电机
C.电动机 D.电磁铁
3.一段直导线在磁场中运动时，下列判断正确的是(　 　)
A.可能产生感应电压 B.不可能产生感应电流
C.一定没有感应电压 D.一定产生感应电流
4.如图所示为小刚所连的两盏白炽灯和两个插座的电路图，通电后发现不能正常工作。下列措施中可能引起危险的是(　 　)
第4题图
A.拆掉灯丙，两条导线连在一起
B.拆掉插座甲，两条导线连一起
C.拆掉开关S3，两条导线连在一起
D.拆掉开关S2，两条导线连在一起
5.(8分)许多大桥被损坏的一个重要原因是过往车辆严重超载，为了能抓拍超载车辆，小明及其科学兴趣小组成员决定为大桥管理者设计一个“汽车超载记录器”来进行监控管理，如图甲所示为该超载记录器原理图，已知电源电压U=10 V，线圈电阻R0=5 Ω，保护电阻R1=10 Ω，Rx为压敏电阻，当车辆驶入被检测路段时，其阻值随它受到的压力变化的情况如图乙所示，当电压表示数达到或超过4 V时，电磁继电器的衔铁被吸下，工作电路中的照相机就开始工作，抓拍超载车辆。求(g取10 N/kg)：
第5题图
(1)在控制电路中，当压敏电阻Rx受到的压力增大时，电磁铁的磁性将 (选填“增强”“减弱”或“不变”)。
(2)(3分)当一辆总质量为15 t的大货车过桥时，请通过计算判断工作电路中的照相机是否工作
(3)(3分)若电压表量程为0~5 V，则该超载记录器所能记录的过桥车辆的最大质量是多少 第3章易错提分练
选择题每小题3分，共24分；填空题每空2分。
易错点一　磁力
典例1　如图所示，两个完全相同的条形磁铁A和B，重力均为G，将它们竖直放在水平地面上，用弹簧测力计通过一根细线竖直向上拉磁铁A，若弹簧测力计读数恰好为G，则磁铁B对A的支持力F1以及水平地面对磁铁B的支持力F2分别为(　D　)
典例1图
A.F1=0，F2=G
B.F1=G，F2=0
C.F1＞0，F2＜G
D.F1＞0，F2=G
【易错点分析】 对条形磁铁A和B分别受到力的情况分析不全，容易漏掉条形磁铁A受到的力。
【解析】 弹簧测力计示数为G，磁铁A的重力也为G，误认为磁铁A与B之间的作用力为0，未整体考虑。对磁铁A进行受力分析可得：磁铁A受到向下的重力、向上的拉力、磁铁B对A向下的磁力和磁铁B对A向上的支持力，这四个力平衡，因为拉力和重力大小相等、方向相反，所以磁铁B对A向下的磁力和磁铁B对A向上的支持力相等，所以，F1＞0，但不一定等于G。把磁铁A和B当成一个整体，这个整体的重力等于2G，向上的拉力为G，还有向上的支持力，根据这三个力平衡，可知水平地面对磁铁B的支持力F2的大小等于G。
易错点二　电生磁
典例2　如图所示，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过小磁针的上方，小磁针的S极向纸内偏转。对带电粒子束的判断：①向右飞行的正离子束；②向左飞行的正离子束；③向右飞行的负离子束；④向左飞行的负离子束；⑤向右飞行的电子束；⑥向左飞行的电子束，则可能正确的是(　A　)
典例2图
A.②③⑤
B.①④⑥
C.②④⑥
D.①③⑤
【易错点分析】 易混淆电流方向与正、负离子及电子移动方向间的关系；要注意区分通电直导线与通电螺线管对安培定则运用方式的不同。
【解析】 磁针的S极向纸内偏转，则N极向纸外偏转，所以，飞行粒子下方的磁场方向向外，根据安培定则知道，电流方向向左；由于电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与负电荷定向移动的方向相反，所以，这束粒子若带正电，则向左飞行，若带负电(负离子和电子均带负电)，则向右飞行，故②③⑤正确。
易错点三　电与磁的相互作用
典例3　(6分)在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小明用导线在固定的接线柱MN下悬挂一根较轻的金属棒ab，然后将其作为通电导线接入电路放在蹄形磁体的磁场里，如图甲所示。
典例3图
(1)在做实验前，为了排除其他因素的干扰，应选择　铝　棒(选填“铁”或“铝”)。
(2)闭合开关，小明看到金属棒ab稳定时如图乙所示，要观察到金属棒ab稳定时如图丙所示，小明的操作可能是　调换磁极(或调换电池正负极的方向)　。
(3)小明进一步提出问题：在同一磁场中，磁场对导线的作用力大小与通过导线的电流大小是否有关 为研究该问题，请在图甲所示的实验基础上，添加合适电学元件并简要写出实验步骤。　将开关、电流表、金属棒ab和滑动变阻器串联接入电路。闭合开关后，调节变阻器滑片的位置，观察电流表的示数变化以及金属棒ab与竖直方向的夹角大小，从而判断金属棒ab受力大小　。
【易错点分析】 不理解导体运动方向与磁场方向和电流方向有关致错。
【解析】 (1)铁棒被磁铁吸引，而铝棒不能被磁铁吸引，则在做实验前，为了排除其他因素的干扰，应选择铝棒。(2)图丙中金属棒ab受力的方向与图乙中受力方向相反，那么应该是磁场方向改变或电流方向改变所致。
易错点四　电磁感应现象
典例4　如图所示，现有一条大约10 m长的电线，将其两端连接到一个灵敏电流表的两个接线柱上，形成闭合导体回路。两个同学迅速摇动这条电线用以发电，下列说法不正确的是(　D　)
典例4图
A.摇绳发电现象利用了电磁感应的原理
B.摇绳发电是其他形式的能转化为电能的过程
C.两个同学东西方向站立时发电的可能性较大
D.两个同学南北方向站立时发电的可能性较大
【易错点分析】 要掌握地磁场的方向，注意出现电磁感应现象的条件：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
【解析】 摇绳发电是闭合回路中导线切割磁感线而产生感应电流，是利用电磁感应的原理；摇绳发电，消耗其他形式的能(机械能)，产生电能；由于地球的周围存在磁场，且磁感线的方向是从地理的南极附近指向地理的北极附近，所以当两个同学朝东西方向站立摇绳时可切割磁感线，发电的可能性较大。
易错点五　家庭电路故障
典例5　在新家装修时，家庭电路安装好后，电工为了检验电路中是否存在短路现象，准备取下熔断丝，在熔断器上接一试验灯泡进行推断，下列判断错误的是(　A　)
A.闭合开关，试验灯泡和灯L都发光，但都较暗，说明灯L发生了短路
B.闭合开关，试验灯泡和灯L都发光，但都较暗，说明电灯所在的支路正常
C.没有闭合开关，试验灯泡和灯L都发光，但都较暗，说明开关发生了短路
D.没有闭合开关，试验灯泡就正常发光，其他电灯不亮，说明干路发生了零火线相碰
【易错点分析】 易误认为零火相碰会发生短路，试验灯泡就不会发光；也易误认为支路正常时，灯应该都正常发光，不会变暗。这类错误往往是学生对于现象没有深入分析，流于表面而引起的。
【解析】 当闭合开关，试验灯泡和灯L都发光，说明干路和支路都是通路，两灯都较暗，说明两灯都分电压，故干路和支路都正常。没有闭合开关，试验灯泡和灯L都发光，但都较暗，说明断开和闭合开关不起作用，发生了短路。没有闭合开关，试验灯泡就正常发光，说明干路是通路，其他电灯不亮，说明支路没接通，故说明干路发生了零火线相碰。
易错点六　电磁铁的应用
典例6　(4分)如图所示是简易压力传感器的原理图，弹簧甲连接在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。弹簧乙下端挂有一块永磁体，永磁体正下方有一块电磁铁，R0为定值电阻。开关S闭合，电路接通后，电压表示数为U1，弹簧乙的长度为L1；当用力F向下压弹簧甲后，电压表示数为U2，弹簧乙的长度为L2，则U1　＜　U2，L1　＞　L2(选填“＞”“＜”或“=”，上同)。
典例6图
【易错点分析】 本题中学生易错点较多，向下压弹簧甲，误以为滑动变阻器有效阻值变小，未搞清有效阻值的变化；电压表易误理解成测的是R0两端的电压，未厘清电压表的使用规则；电阻变大，引发电流变小，易误认为电压表的示数也要变小，未考虑滑动变阻器的电阻、电流都在变化。
【解析】 当用力F向下压弹簧甲后，滑动变阻器接入电路中的阻值变大，则电路中的电流变小，定值电阻两端的电压U0=IR0，定值电阻阻值不变，电流变小，则定值电阻两端的电压变小，电源电压不变，则滑动变阻器两端的电压变大，电压表示数变大，即U1＜U2；闭合开关后，滑动变阻器R和定值电阻R0串联在电路中，根据右手螺旋定则可知电磁铁的下端为N极，上端为S极，电磁铁会吸引永磁体；电路中的电流变小，电磁铁的磁性变弱，电磁铁对永磁体的吸引力变小，弹簧乙收缩，长度变短，即L1＞L2。　　　　　　　　　　　 　　　　　
1.如图甲所示，电磁铁A、铁片B和支架组成的装置悬挂于弹簧测力计C的下端，当电磁铁A通电后，铁片B被突然吸引到如图乙所示的位置的过程中，弹簧测力计C的示数将(　A　)
第1题图
A.增大 B.减少
C.不变 D.无法确定
【解析】 通电前，电磁铁、铁片和支架共同处于静止(或平衡)状态，这时弹簧测力计的读数等于它们共同重力。在通电使电磁铁A产生磁力后，能把铁片B吸起，此时铁片B受到的向上吸引力一定大于它自身的重力，即F＞GB，由于力的相互作用原理，铁片B一定对于磁铁A有一个向下的吸力F'，这两个力大小相等，所以F'＞GB，这样对于弹簧测力计来讲，在支架重力、电磁铁重力不变的情况下，由于铁片B对弹簧测力计向下的拉力大于其自身的重力，导致了弹簧测力计受到向下的拉力增大，即示数将增大。
2.如图所示是电流表的内部结构示意图。当电流通过线圈时，线圈在磁场中转动从而带动指针偏转。下列选项与电流表工作原理相似的是(　C　)
第2题图
A.指南针 B.发电机
C.电动机 D.电磁铁
3.一段直导线在磁场中运动时，下列判断正确的是(　A　)
A.可能产生感应电压 B.不可能产生感应电流
C.一定没有感应电压 D.一定产生感应电流
4.如图所示为小刚所连的两盏白炽灯和两个插座的电路图，通电后发现不能正常工作。下列措施中可能引起危险的是(　A　)
第4题图
A.拆掉灯丙，两条导线连在一起
B.拆掉插座甲，两条导线连一起
C.拆掉开关S3，两条导线连在一起
D.拆掉开关S2，两条导线连在一起
5.(8分)许多大桥被损坏的一个重要原因是过往车辆严重超载，为了能抓拍超载车辆，小明及其科学兴趣小组成员决定为大桥管理者设计一个“汽车超载记录器”来进行监控管理，如图甲所示为该超载记录器原理图，已知电源电压U=10 V，线圈电阻R0=5 Ω，保护电阻R1=10 Ω，Rx为压敏电阻，当车辆驶入被检测路段时，其阻值随它受到的压力变化的情况如图乙所示，当电压表示数达到或超过4 V时，电磁继电器的衔铁被吸下，工作电路中的照相机就开始工作，抓拍超载车辆。求(g取10 N/kg)：
第5题图
(1)在控制电路中，当压敏电阻Rx受到的压力增大时，电磁铁的磁性将　增强　(选填“增强”“减弱”或“不变”)。
(2)(3分)当一辆总质量为15 t的大货车过桥时，请通过计算判断工作电路中的照相机是否工作
(3)(3分)若电压表量程为0~5 V，则该超载记录器所能记录的过桥车辆的最大质量是多少
【答案】 (2)当一辆总质量为15 t的大货车过桥时，对桥面的压力F=G=15×103 kg×10 N/kg=1.5×105 N；
由图乙可知，当F=1.5×105 N时，Rx=25 Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流I===0.25 A，电压表的示数U1=IR1=0.25 A×10 Ω=2.5 V＜4 V，所以，工作电路中的照相机不工作。
(3)当电压表的示数最大即U1=5 V时，记录器所能记录的过桥车辆的质量最大，因串联电路各处的电流相等，所以，电路中的电流I'==，即=，解得Rx'=5 Ω。
由图乙可知，此时汽车对压敏电阻的压力F'=5.5×105 N，
因汽车对桥面的压力和自身的重力大小相等，所以该超载记录器所能记录的过桥车辆的最大质量mmax====5.5×104 kg。
【解析】 (1)由图乙可知，当压敏电阻Rx受到的压力增大时其阻值减小，控制电路的总电阻减小，则控制电路的电流变大，电磁铁的磁性将增强。第3章综合能力评价
[见学生用书《单元项目高分评价》P7]
一、选择题(本大题有15小题，每小题3分，共45分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分)
1.我国未来的航母将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，舰载机受到强大的推力而快速起飞。电磁弹射器工作原理与下列设备或用电器工作原理一致的是(　B　)
A. B.
C. D.
【解析】 由题意“处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，舰载机受到强大的推力而快速起飞”可知，电磁弹射器的工作原理为通电导体在磁场中受力的作用而发生运动。因此它与B选项的原理一致。
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。下列对实验中有关现象的分析不正确的是(　A　)
A.撒铁屑的目的是将原来不存在的磁场产生出来
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，铁屑与玻璃板分离时，不受摩擦力，铁屑在磁力作用下有序排列
3.下列关于家庭用电常识的叙述，正确的是(　D　)
A.一般情况下，只有36 V的电压才是安全的
B.我国电网交流电的频率为50 Hz，周期为0.01 s
C.所有触电一定是直接接触火线而导致的
D.鸟儿停在高压线上但没有触电身亡是因为鸟只停在一根电线上，不产生回路电流
4.小明为辨认电池的正负极，设计了下列选项中所示的四种方案，其中能达到目的的是(　D　)
A.　　 B.
C.　　　 D.
5.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　)
第5题图
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
【解析】 写黑字时小磁体的S极被吸引，说明黑色笔尖是N极；写红字时小磁体的N极被吸引，说明红色笔尖是S极；要想把写的字去掉，需要把笔尖吸引的小磁体恢复到原来位置，这就要用一个磁性材料去吸引，即刷子可以用软铁制作；写字的原理是异名磁极相互吸引。
6.如图所示，磁力片是一种能拼出各种造型的玩具。任意两块磁力片的塑料边靠近均能相互吸引，其主要原因在于每条塑料边内有一可旋转的圆柱形磁体，下列关于该磁体的磁极分布合理的是(　B　)
　　
第6题图
A. B. C. D.
7.小伟对妈妈日常生活中的一些用电行为进行了总结：①空气开关跳闸后，立即合上；②边给手机充电边用手机打电话；③用湿布擦拭用电器前断开开关；④在不断开电路的情况下，更换日光灯；⑤将三线插头变为两线插头使用；⑥家里电路定期检查，老旧线路及时更换。这些行为中不符合安全用电原则的是(　C　)
A.①②③④ B.②③④⑤
C.①②④⑤ D.③④⑤⑥
8.如图所示，闭合开关S，发现灯L不亮。若用测电笔接触N点时氖管发光，则电路的故障情况可能是(　D　)
第8题图
A.熔丝断路
B.P、M点间断路
C.M、N点间断路
D.N、Q点间断路
9.如图所示是一个由电磁继电器控制的报警电路，将它安装在门口，当有人非法进入时开关S自动闭合，下列关于这个装置的说法中正确的是(　B　)
第9题图
A.电磁继电器与电动机的原理相同
B.当滑动变阻器的滑片向右移动时，电磁铁的磁性会减弱
C.电磁铁工作时，上端为S极
D.当有人非法闯入时，小灯泡发光
10.19世纪20年代，以塞贝克为代表的科学家已经认识到：温度差会引起电流。安培考虑到地球自转造成了太阳照射后地球正面与背面的温度差，于是提出如下假设：地球磁场是由绕地球的环形电流引起的。若规定地磁场N极与S极的连线称为“磁子午线”(如图所示)，则安培假设中的电流方向应该是(　B　)
第10题图
A.由西向东垂直于“磁子午线”
B.由东向西垂直于“磁子午线”
C.由南向北沿着“磁子午线”
D.由北向南沿着“磁子午线”
【解析】 由题意可知，地磁体的N极朝南，将地球想象成一个大型的螺线管，如图所示，根据安培定则，右手大拇指指向地磁体的N极，则四指的绕向即为电流的方向，即安培假设中的电流方向应该是由东向西垂直于“磁子午线”。
11.某科学兴趣小组制作了地震自动报警器，其简化结构如图所示，金属杆与发光二极管、报警器组成了闭合回路。若地震使金属杆摆动，电路中会产生电流并报警。下列关于该装置的说法正确的是(　C　)
第11题图
A.金属杆可以用普通橡胶棒代替
B.报警时金属杆将电能转化为机械能
C.产生电流的原理与发电机相同
D.此过程产生的电流与干电池产生的电流完全相同
12.钢棒由大量的原子组成，每个原子都有N、S极，相当于一个磁性很弱的“小磁铁”。未被磁化前，钢棒内“小磁铁”的排列杂乱无章，此时钢棒对外不显磁性，如图甲所示。用一个强力条形磁铁按图乙中的箭头方向滑动，钢棒就被磁化，磁化后各个“小磁铁”同向排列，钢棒具有磁性，相当于条形磁铁。下列说法正确的是(　D　)
第12题图
A.被磁化后(图乙)的钢棒左端是S极
B.被磁化前(图甲)的钢棒右端是N极
C.若把小磁针放在图甲中的A点处，静止时小磁针的N极一定向外
D.若把小磁针放在图乙中的B点处，静止时小磁针的右端是N极
【解析】 未被磁化前，钢棒对外不显磁性，因此图甲钢棒两端均无磁极，故A点放置的小磁针静止时其N极指向无法确定；由图乙可知，钢棒被磁化后每个原子都按左N右S排列，所以被磁化后的钢棒左端是N极，根据磁极间的相互作用规律可知，若把小磁针放在图乙中的B点处，静止时，小磁针的右端是N极。
13.如图所示，下端为S极的条形磁体悬挂在一弹簧上；闭合开关，条形磁体处于静止状态后，下端位于螺线管的上方。下列措施可使弹簧缩短的是(　D　)
第13题图
A.滑片P向右缓慢移动
B.增加螺线管线圈的匝数
C.增大电源电压
D.将电源的正、负极对换位置
14.下列有关磁现象的分析正确的是(　B　)
第14题图
A.图甲中铁棒能吸引小磁针，则铁棒原来一定具有磁性
B.图乙中小磁针黑色为N极，则b处磁场的方向向右
C.图丙中用弹簧测力计将铁块从磁铁的最左端移到最右端的过程中，弹簧测力计的示数逐渐减小
D.图丁中条形磁铁静止时A端总是指向北方，说明A端是条形磁铁的南极
15.家庭电路中需要安装一个“一开三孔”开关(即一个开关和一个三孔插座连在一起)，要求插座能单独使用，开关能控制电灯且符合安全用电原则，从实物正面观察如图所示。下列接线方式中符合要求的是(　C　)
第15题图
A. B.
C. D.
【解析】 选项A中火线先接开关，再接灯泡，零线直接接灯泡；三孔插座中，上孔接地，左孔接零线，右孔经开关接火线，但插座不能单独使用。选项B中灯泡直接接在火线上，开关控制零线，灯泡开关接法不正确；三孔插座火线接法错误。选项C中火线先接开关，再接灯泡，零线直接接灯泡，灯泡开关接法正确；三孔插座中，上孔接地，左孔接零线，右孔接火线，插座能单独使用；选项D中火线先接开关，再接灯泡，零线直接接灯泡，灯泡开关接法正确；三孔插座中，左孔接地，上孔接零线，右孔接火线，三孔插座地线、零线接法错误。
二、填空题(本大题有5小题13空，每空2分，共26分)
16.(4分)如图所示，某市科技馆有机器人和参观者下象棋的展台。机器人用一根“手指”接触棋子表面就可以实现取放棋子，其奥秘是“手指”内部有电磁铁。
第16题图
(1)机器人取放棋子是利用了电磁铁的　磁性有无　(选填“磁性有无”或“磁极方向”)可以控制的特点。
(2)制作象棋棋子的材料可以是下列常见金属材料中的　AD　(填字母)。
A.铁 B.铜
C.铝 D.镍
17.(4分)某同学根据家庭电路绘制出如图所示的电路图，包括插座A、插座D、电灯L，还有开关S，图中元件的接法错误的是　插座A　。若使测电笔接触E点，则氖管　能　(选填“能”或“不能”)发光。
第17题图
18.(4分)如图所示为汽车启动原理图。汽车启动时，需将钥匙插入钥匙孔并旋转(相当于接通电路)。
第18题图
(1)电路接通后，通电螺线管E端的磁极是　S　极。
(2)当钥匙插入钥匙孔并转动，电动机工作，电磁铁的工作电压　小于　(选填“小于”“等于”或“大于”)电动机的工作电压。
【解析】 (2)根据图片可知，电磁铁接在一节干电池上，而电动机接在两节干电池上，那么电磁铁的工作电压小于电动机的工作电压。
19.(8分)如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周，其作用与电动机中　换向器　(填结构名称)的作用相同。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的　电动机　(选填“发电机”或“电动机”)，这是根据　通电线圈在磁场中受力的作用　的原理制成的。若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向　相同　(选填“相同”或“相反”)。
第19题图
20.(6分)如图所示为利用太阳能给LED路灯供电的自动控制电路的原理示意图，其中R是光敏电阻。不计电磁铁线圈电阻，定值电阻R0=40 Ω，控制电路电源电压为12 V。白天，太阳能电池板将太阳能转化为电能，贮存于蓄电池中；傍晚，当光照强度减弱，当电磁铁中电流达到0.1 A时，控制电路会自动接通LED路灯电路，由蓄电池给LED路灯供电。
第20题图
(1)由题意可推断，光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而　增大　(选填 “增大”或“减小”)。
(2)当LED路灯亮起时，光敏电阻R的阻值为　80 Ω　。
(3)若想在光照更暗时才使路灯接通而工作，可采取的做法是　增大电压(或减小电阻R0的阻值等)　(写出一种即可) 。
三、实验与探究题(本大题有4小题，每空2分，共30分)
21.(10分)某实验小组用如图甲所示的装置探究感应电流产生条件。
第21题图
(1)某同学闭合开关后进行了如下操作，其中能产生感应电流的是　ACD　(填字母)。
A.导体AB不动，蹄形磁体左右运动
B.蹄形磁体不动，导体AB在蹄形磁体中上下运动
C.蹄形磁体不动，导体AB在蹄形磁体中左右运动
D.蹄形磁体不动，导体AB在蹄形磁体中斜向上或斜向下运动
(2)实验中发现灵敏电流计指针偏转不明显，为了使指针偏转明显，请写出可行的措施：　换用磁性更强的磁体，增加磁场的强度(或快速移动导体，合理即可)　。
(3)根据实验现象，初步得到电路中产生感应电流的条件是闭合电路的一部分导体在磁场中做　切割磁感线　运动。
(4)如果将灵敏电流计换成　电源　，可进一步研究电动机的工作原理。
(5)如图乙所示是手摇发电机的原理图，当线圈转动到图示位置时，线圈中　无　(选填“有”或“无”)感应电流。
【解析】 (2)电流表指针偏转不明显，是电流太弱，可能是磁场弱或导体(或磁铁)运动慢。可以更换磁性更强的磁体、快速移动导体(或磁体)。(4)研究磁场对通电导体的作用，电路中一定有电源，所以把灵敏电流计换成电源，导体AB成为通电导体在蹄形磁体的磁场中受力的作用而运动。(5)当线圈平面与磁感线垂直时，上下两边始终没有切割磁感线，则线圈中没有感应电流产生。
22.(8分)1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场。
第22题图
(1)在演示奥斯特实验时，如图甲所示，实验步骤有①闭合开关；②放置小磁针观察指向；③摆放一根长直导线。为了减弱地磁场的影响，正确的实验操作顺序为　B　(填字母)。
A.①②③ B.②③①
C.②①③ D.③①②
(2)由图乙中的a、b、c可知：电流周围存在磁场，且　电流的磁场方向与电流的方向有关　。
(3)小曙推理：若一束电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方，如图乙中的d所示，小磁针也会发生偏转。其依据是　电子的定向移动会形成电流　；d中小磁针N极偏转方向和图乙中的　c　(填字母)的小磁针偏转方向相同。
23.(6分)科学兴趣小组利用如图所示电路探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，电磁铁左侧用细线悬挂了一个小铁球，闭合开关，小铁球被电磁铁吸引到相同间隔距离时，测量细线与竖直方向夹角α并记录，如表所示。已知线圈具有一定的电阻值。
实验组别 线圈匝数/匝 电流I/A 夹角α/°
1 5 0.2 8
2 5 0.4 15
3 5 0.6 21
4 10 0.2 待测
第23题图
(1)实验中科学兴趣小组通过比较　细线与竖直方向夹角α大小　来反映电磁铁磁性的强弱。
(2)根据表格中已知数据可以得出的初步结论是　线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁磁性越强　。
(3)为进一步比较线圈匝数和电流大小对电磁铁磁性强弱的影响，第4组实验在更换线圈匝数后应进行的操作：闭合开关，　移动滑动变阻器滑片P，使电流表示数为0.2 A时，记录细线夹角α大小　。
24.(6分)断路器因方便、安全，被广泛使用。
第24题图
(1)如图甲所示为断路器的工作原理图，当电流过大时，它的工作顺序是　B　(填字母)。
①簧锁装置脱开；②接触点断开；③电流过大，双金属片发热过多；④双金属片弯曲，触动簧锁装置。
A.③④②① B.③④①②
C.③①④② D.③②④①
(2)一般固体受热时，在各个方向上的长度都会膨大，在冷却时都会缩小。物体在某一方向上长度的膨胀称为线膨胀。如表所示为科技小组的同学探究影响物体线膨胀因素的实验记录，请根据实验记录回答下列问题：
实验序号 材料 升高的温度/℃ 原长/m 伸长量/mm
1 黄铜 10 1.00000 0.19
2 黄铜 10 2.00000 0.38
3 康铜 10 1.00000 0.15
4 康铜 30 1.00000 0.65
5 铝 10 2.00000 0.46
6 铝 30 1.00000 0.69
①从3、4两组实验记录可以看出物体的伸长量与　升高的温度　有关。
②如图乙所示的电热设备中有一个由黄铜片与康铜片双金属合在一起的温控开关，温度升高时，双金属片向上弯曲，使电路断开，根据表中的实验记录确定双金属片上下层的材料分别是　康铜和黄铜　(选填“黄铜和康铜”或“康铜和黄铜”)。
四、综合题(本大题有3小题，共19分)
25.(6分)家用漏电保护断路器如图甲所示，它们是在用电器发生漏电故障或人为操作失误而触电时实施保护的设备，正常情况下，住户家中没有电流流向地面，即图乙中I3为零，进户线中流入的电流I1和流出的电流I2相等。如果电路中某处发生漏电(漏电是指电流从墙体、人体、接地线或其他路径流向地面)，即图中的I3不为零，就会造成I1和I2不相等，当I1和I2的差异达到一定值，漏电保护断路器便会迅速自动切断电路。排除漏电故障后，重新合闸即可恢复供电。为确保使用安全，漏电保护断路器上设置了试验按钮，需要每月试按一次，如果试验按钮按下漏电保护器无动作，说明漏电保护器需要更换。
第25题图
(1)(2分)漏电保护断路器实质上就是一个　开关　(选填“电源”“用电器”或“开关”)。
(2)(2分)如果电路中发生漏电，漏电电流为I3，则I1、I2、I3大小关系的表达式为　I1=I2＋I3　。
(3)(2分)站在地面上的人体不小心接触了火线，如图丙所示，此时人体的总电阻为5500 Ω，电路中安装了规格如图丁所示的漏电保护断路器，试通过计算说明该漏电保护断路器能否及时断开电路。
【答案】 (3)漏电电流I3===0.04 A=40 mA＞30 mA，该漏电保护器能及时断开电路。
26.(8分)智能扫地机器人(如图甲所示)可通过灰尘传感器自动寻找并清扫灰尘，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恒为4.5 V，定值电阻R0=12 Ω，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。
第26题图
(1)(2分)当地面灰尘增多，空气的透光程度减弱，使照射到光敏电阻R上的光照强度减弱，动触头B与静触头　A　(选填“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)(2分)若电压表示数≤3 V时，电动机开始工作。求电压表示数为3 V时，光照强度为多少
(3)(4分)若要光照强度更强时，电动机仍在电压表示数≤3 V时开始工作，请写出两种方法并说明原理。
【答案】 (2)由图乙可知，控制电路中，光敏电阻R与定值电阻R0串联，电压表测量定值电阻R0两端电压；
电压表示数为3 V时，通过定值电阻R0的电流为：I===0.25 A，
光敏电阻R两端的电压：U'=U－U0=4.5 V－3 V=1.5 V，
光敏电阻R的电阻：R===6 Ω，
由图丙可知，当光敏电阻R的电阻为6 Ω时，光照强度为3 cd。
(3)由图丙可知，当光照强度增强时，光敏电阻的阻值变小，在R0不变时，由串联分压的规律可知光敏电阻R分得的电压变小，若要电动机仍在电压表示数≤3 V时开始工作，应减小电源电压；
当光照强度增强时，光敏电阻的阻值变小，若电源电压不变，仍要电动机在电压表示数≤3V时开始工作，则此时光敏电阻R分得电压不变，由分压规律可得=，因光敏电阻R的阻值减小，则应减小定值电阻R0的阻值才能满足要求，即更换阻值更小的定值电阻R0。
【解析】 (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，动触头B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。
27.(5分)项目化学习小组在老师的指导下设计了一款电动小车，图甲是电门踏板的工作原理示意图，图中O、E、F为变阻器的三个接线柱。他们制定的产品评价表如表所示。他们设计如图乙所示的电路，并将电流表改装成速度表。
电动小车评价量表(节选)
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一：行驶速度控制 踩下电门踏板，车速变大 踩下电门踏板，车速不变 踩下电门踏板，车速反而变小
指标二：行驶方向控制 小车能前进和后退 小车只能前进或只能后退 小车不能运动
第27题图
(1)(2分)旋钮变阻器接入电路的两个接线柱为O、E，踩下电门踏板时，电动机转速的变化情况是　电动机转速变快　。
(2)(3分)图乙是项目化小组设计的实现电动小车方向控制的电路图，开关S1、S2可以分别接①和③或者②和④。结合评价表，判断该模型的“指标二”评价等级并说明理由：　优秀；由图乙可知，开关S1、S2分别接①和③与开关S1、S2分别接②和④，两种情况通过电动机的电流方向相反，因为通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关，所以改变电流方向，电动机的转动方向发生改变，因此该电动车能够实现前进和倒退　。

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