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浙教版（2024）科学八下第3章电磁及其应用培优练习（含答案）
一、选择题
1．如图是某仓库设计的温度报警电路。R1为热敏电阻，其阻值随温度的变化而变化，R2为可调电阻。温度正常时指示灯L发光，当温度升高到报警温度时，指示灯熄灭，蜂鸣器报警。下列判断正确的是（　　）
A．R1的阻值随温度的升高而增大 B．温度升高过程中，电磁铁磁性减弱
C．若要调低报警温度，可将R2的阻值调大 D．若控制电路电源电压降低，报警温度将升高
（第1题） （第3题） （第4题）
2．下列实验操作中，不能验证“电磁铁磁极与电流方向有关”的是（　　）
A．改变电池正负极连接 B．增加线圈匝数
C．调换铁钉两端导线 D．观察指南针偏转方向
3．如图所示，两根平行放置的长直导线a和b上的电流大小和方向都相同，a受到的磁场力大小为F1，当加入一个与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为F2，则此时b受到的磁场力大小不可能为（　　）
A．2F1﹣F2 B．2F2+F1 C．2F1+F2 D．F2﹣2F1
4．如图甲所示是法拉第圆盘发电机实物图，主要部分是一个在磁场中转动的导体圆盘。若磁感线方向如图乙所示，导体圆盘绕中心轴按逆时针方向转动，当A、O分别与电路中的C、D接通时，设流过灯泡的电流为I1；当A、B分别与电路中的C、D接通时，设流过灯泡的电流为I2。则（　　）
A．I1为0，I2为0 B．I1不为0，I2为0
C．I1为0，I2不为0 D．I1不为0，I2不为0
5．“珍爱生命，安全用电”。关于家庭电路与安全用电，下列说法正确的是（　　）
A．雷雨闪电时可在树下躲雨 B．空调插头应选用图中的乙
C．使用试电笔时手不能接触笔尾金属体 D．发生触电事故时空气开关会自动切断电路
（第5题） （第7题）
6．家用漏电保护器是在用电器发生漏电故障或人体触电时实施保护的设备。家庭电路漏电时，通过火线与零线的电流不相等，漏电保护器中有一特殊装置（在图中虚线框内，未画出）检测到这一差异后，便切断电源，起到保护作用，漏电保护器中还有试验电路，由一只开关S与电阻R组成，闭合开关S就能模拟漏电情形，试验电路的连接符合要求的是（　　）
A． B．
C． D．
7．如图所示实验装置，弹簧测力计下面挂着条形铁块，螺线管中插有铁芯。已知开关S与触点②接触且电流表的示数为I．下列操作方法中，能够使弹簧测力计示数变大的是（　　）
A．开关S与触点②接触，将铁芯从螺线管中取出
B．开关S与触点②接触，将滑片P向a端滑动
C．开关S与触点①接触，调节滑片P使电流表示数仍为I
D．开关S与触点③接触，调节滑片P使电流表示数仍为I
8．如图所示的A为电磁铁，B为铁芯，C为套在铁芯B上的绝缘磁环。现将A、B、C放置在天平的左盘上，当A中通有电流I时，C悬停在空中，天平保持平衡。当减少A中电流时，绝缘磁环C将向下运动。在绝缘磁环C下降到最低点的过程中（C与A还未碰撞），若不考虑摩擦及空气阻力，则下列描述正确的是（　　）
A．天平仍保持平衡 B．天平左盘先下降后上升
C．天平左盘先上升后下降 D．天平左盘一直下降至最低点
（第8题） （第9题）
9．如图所示，一台非铁性物质制成的天平，天平左盘中的A是一铁块，B是一个电磁铁，未通电时，天平平衡，给B通电，铁块A被吸起，当A离开天平盘，而又未碰到B的过程中，正确的是（　　）
A．天平仍保持平衡 B．天平右盘下降 C．天平左盘下降 D．无法判断天平的平衡状况
10．如图所示，金属棒ab、金属导轨和螺线管组成闭合回路，金属棒ab在匀强磁场B中沿导轨向右运动，则（　　）
A．ab棒向右运动速度越大，所受安培力越大 B．螺线管产生的磁场，A端为N极
C．ab棒所受安培力的方向向右 D．ab棒不受安培力作用
（第10题） （第11题）
11．如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在它的右上方固定一直导线，导线与磁铁垂直，若给导线通以垂直于纸面向外的电流，则（　　）
A．磁铁对桌面压力增大，且向左运动趋势 B．磁铁对桌面压力减少，且静止不动
C．磁铁对桌面压力增大，且向右运动趋势 D．磁铁对桌面压力减少，且向右运动趋势
12．如图所示，在导线上方或下方水平放置一个能自由转动的小磁针，当导线中通过电流时（箭头方向表示电流方向），小磁针偏转情况正确的是（　　）
A．N极向纸内偏转 B．N极向纸内偏转
C．N极向纸内偏转 D．N极向纸外偏转
二、填空题
13．演绎式探究：
（1）磁感应强度：
磁体和通电导体周围存在着磁场，磁场的强弱用物理量磁感应强度B来表示。B越大，说明磁场越强。
一个半径为r的细圆环，环中均匀分布着电量为q的电荷（图甲）。圆环绕中心轴每秒转动n圈，则圆心O点的磁感应强度大小为：B＝2πk（k为常数）。可见，电量q和半径r不变时，圆环转动越快，圆心O点的磁场越　 　 。
（2）研究转动圆盘中心的磁感应强度：
现在，有一个半径为R的薄圆盘（厚度不计），在圆盘中均匀分布着电量为Q的电荷（图乙）。圆盘绕中心轴每秒转动n圈，则整个圆盘在圆心O点的磁感应强度大小为多少？
首先，将圆盘分割为100个宽度均为Δr的同心细圆环，取其中一个圆环进行研究（图丙）。
若将这个圆环取出来，并将它展开，可以近似看作是一个宽度为Δr的长方形（图丁），该长方形的面积为ΔS＝2πrΔr，则圆环所带的电量为q＝．这样，该圆环在圆心O点的磁感应强度大小为ΔB＝　 　 。整个圆盘在O点的磁感应强度大小B为这100个圆环在O点的磁感应强度大小ΔB之和，也即：B＝　 　 。
14．如图是一种限流器原理图，当电流I超过限制电流时，衔铁N被电磁铁M吸引过去，匀质的金属杆OA在弹簧拉力作用下绕O点转动，电路断开。滑片P向左移动时，衔铁N受到电磁铁M吸引力的大小 　 　 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。某同学把该限流器串联接入某电路中，调试时发现，实际电流远小于设计的限制电流时，限流器已经切断电路。为达到设计要求，可进行的操作是 　 　 。
15．暑期持续的“桑拿天”，居民家里的空调、电扇都闲不住，导致电路火灾时有发生，火警电话不断，消防车拉着警笛呼啸而出，赶往火灾现场，调查发现，起火原因如出一辙：电线超负荷使电线内的金属导线发热引燃了外面的绝缘皮。根据学过的物理知识回答：
（1）“超负荷”是指电路中的　 　 过大（选填“电流”或“电阻”）。
（2）使火灾发生的理论依据是　 　 。
（3）请你提出一条预防这种火灾发生应采取什么措施　 　 。
16．如图甲所示为猴子荡秋千的游戏装置，闭合开关后，猴子就会绕上方的横梁往复摆动。其内部电路基本结构如图乙所示（实现往复摆动的电路图未画出）。
（1）要让猴子动起来，下列设计和原理中，合理的是 　 　 。
A.应用了电流的磁效应；
B.应用了电磁感应的原理；
C.应用了电动机的原理；
D.螺线管安装在底盘内，直导线安装在猴子的座位内。
（2）若将滑动变阻器的滑片往左移动，对猴子摆动的影响是 　 　 。
三、解答题
17．阅读短文，回答问题：
电动自行车是如何调速的
常用电动自行车调速系统主要由磁铁、霍耳传感器、控制器和开关K四部分组成。
霍耳传感器是将磁信号转变成电压的装置，它产生的电压U0随磁场增强而增大。在转动电动自行车手柄旋转套时，旋转套中磁铁与固定在手柄中的霍耳传感器的距离发生改变，使U0发生变化。
控制器自身产生大小随时间周期性变化电压U1，如图甲所示。控制器将电压U1与霍耳传感器的电压U0比较后，输出控制电压UK，控制开关K的通断。当U1小于U0时，UK＝1V，图乙中开关K闭合；U1大于U0时，UK＝0，K断开。U0不同，开关K闭合时间（Δt闭合）与断开时间（Δt断开）都会变化，越大，电动机转得越快。
（1）霍耳传感器将　 　 。
A．磁场的方向转化为电流 B．磁场的强弱转化为电流
C．磁场的方向转化为电压 D．磁场的强弱转化为电压
（2）如图丙所示，将霍耳传感器沿磁感线从A点移动到B的过程中，其产生电压U0　 　 。
A．不断增大 B．保持不变 C．不断减小 D．先减小后增大
（3）电动自行车行驶过程中，当U0小于U1时，电动机中　 　 （有/无）电流通过。
（4）图丁中折线A和直线B分别是U1和U0随时间变化的关系图线。在0～2T内控制开关K闭合的时间段分别为　 　 。
（5）电动自行车在行驶过程中霍耳传感器输出电压U0如图戊中图线M，转动手柄旋转套后U0变为图中图线N，图中折线A是U1随时间变化的关系图线。与转动前相比，下列判断正确的是　 　 。
A．电动自行车速度增大
B．手柄旋转套中磁铁与霍耳传感器的距离减小
C．每次K闭合与断开时间之比（）变小
D．每次K闭合与断开时间之和（Δt闭合+Δt断开）变大
18．PTC是一种新型的半导体陶瓷发热材料，PTC有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其电阻随温度的升高而减小，高于这个温度时，电阻值则随温度的升高而增大，我们把这个设定的温度叫“居里点温度”，用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能，应用十分广泛。
（1）家用固体电热灭蚊器就使用PTC陶瓷电热元件，图甲为其电阻随温度变化的图象，由图可知，该PTC材料的居里点温度为 　 　 ℃。
（2）某同学利用PTC电阻设计了一个“过热自动报警电路”：将PTC电阻安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，指示灯亮；当环境温度超过PTC电阻的居里点温度时，由于电阻变化，导致电磁铁磁性减弱，使警铃响。请帮他将图乙所示的电路连接完整。
19． 小安利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示。将热敏电阻R1安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响。图甲中继电器的供电电压U1＝3V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R0为30Ω．当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图象。
（1）由图乙可知，当环境温度升高时，热敏电阻阻值将　 　 ，继电器的磁性将　 　 （均选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（2）图甲中警铃的接线柱C应与接线柱　 　 相连，指示灯的接线柱D应与接线柱　 　 相连（均选填“A”或“B”）。
（3）图甲中线圈下端P的磁极是　 　 极（选填“N”或“S”）。
（4）请计算说明，环境温度在什么范围内时，警铃报警。
20．阅读短文，回答问题：
巨磁电阻效应
1988年阿尔贝费尔和彼得 格林贝格尔发现，在铁、铬相间的三层复合膜电阻中，微弱的磁场可以导致电阻大小的急剧变化，这种现象被命名为“巨磁电阻效应”。
更多的实验发现，并非任意两种不同种金属相的三层膜都具有“巨磁电阻效应”。组成三层膜的两种金属中，有一种是铁、钴、镍这三种容易被磁化的金属中的一种，另一种是不易被磁化的其他金属，才可能产生“巨磁电阻效应”。
进一步研究表明，“巨磁电阻效应”只发生在膜层的厚度为定值时，用R0未加磁场时的电阻，R表示加入磁场后的电阻，科学家测得铁、铬组成的复合膜R与R0与膜层厚度d（三层膜厚度均相同）的关系如乙图所示。
1994年IBM公司根据“巨磁电阻效应”原理，研制出“新型读出磁头”，将磁场对复合膜阻值的影响转换成电流的变化来读取信息。
（1）以下两种金属组成的三层复合膜可能发生“巨磁电阻效应”的是（ 　 　 ）
A．铜、银 B．铁、铜 C．铜、铝 D．钴、镍
（2）铁、铬组成的复合膜，发生“巨磁电效应”时，其电阻R比未加磁场时的电阻R0　 　 （选“大”或“小”）得多。
（3）丙图是硬盘某区域磁记录的分布情况，其中1表示有磁区域，0表示无磁区域，将“新型读出磁头”组成如图所示电路，当磁头从左向右匀速经过该区域过程中，电流表读数变化情况应是图中的 　 　 。
参考答案
1．【考点】影响电磁铁磁性强弱的因素；电磁继电器的特点和应用．
【分析】温度正常时指示灯L发光，当温度升高到报警温度时，指示灯熄灭，蜂鸣器报警，说明电磁铁磁性增强；
电磁铁磁性增强是因为电流变大；
电流变大可能是电压一定时总电阻变小，或者电阻不变时电压变大。
【解答】解：AB．当温度升高到报警温度时，指示灯熄灭、蜂鸣器报警，表明此时继电器衔铁被吸引向下运动，即磁性增强，电路中电流变大，总电阻变小，即电阻R1的阻值变小，故R1的阻值随温度的升高而减小。故AB错误；
C．若要调低报警温度，此时热敏电阻的阻值会变大，而蜂鸣器工作，控制电路中的电流需要变大，根据R＝可知，电阻中的总电阻需要变小，因此应减小R2的阻值，故C错误；
D．若控制电路电源电压降低，则电路中电流变小，要保持原来的电流不变，总电阻应减小，R1的阻值随温度的升高而减小，报警温度将升高，故D正确。
故选D。
【点评】本题考查电流的磁效应、串联电路特点、欧姆定律的灵活运用，难度不大。
2．【考点】安培定则．
【分析】电磁铁是利用电流的磁效应和通电螺线管插入铁芯后磁性大大增强的原理来工作的。接通电路产生磁性，断开电路磁性消失。
【解答】解：A、改变电池正负极连接，会改变电磁铁中电流的方向。根据安培定则，电流方向改变，电磁铁的磁极方向也会改变，所以该操作可以验证电磁铁磁极与电流方向有关。故A不符合题意。
B、增加线圈匝数，会改变电磁铁的磁性强弱，而不会改变电磁铁的磁极方向。电磁铁的磁极方向与电流方向和线圈缠绕方向有关，与线圈匝数无关，所以该操作不能验证电磁铁磁极与电流方向有关。故B符合题意。
C、调换铁钉两端导线，会改变线圈中电流的流向，从而改变电磁铁的磁极，可以验证电磁铁磁极与电流方向有关。故C不符合题意。
D、电磁铁周围存在磁场，当电磁铁磁极发生变化时，周围磁场方向也会改变，通过观察指南针偏转方向的变化，能判断出电磁铁磁极是否改变，进而可以验证电磁铁磁极与电流方向是否有关。故D不符合题意。
故选：B。
【点评】知道电磁铁的特点及应用。
3．【考点】磁场和磁感线及其特点．
【分析】两根平行同向电流导线间的相互作用力相等；放入磁场后还会受到磁场力的作用。
【解答】解：两根平行放置且电流大小和方向都相同的长直导线a和b，它们之间存在相互吸引的安培力，大小相等，a受到的磁场力大小为F1，b受到的磁场力大小为F1，但方向与a的相反；设加入的匀强磁场对导线a的作用力为F，
情况一：当F与F1同向时，
若F≤F1，F2＝F+F1，此时匀强磁场对导线b的作用力F与F1反向，那么b受到的磁场力大小为F1﹣F＝F1﹣（F2﹣F1）＝2F1﹣F2，故A可能；
若F＞F1，那么b受到的磁场力大小为F﹣F1＝（F2﹣F1）﹣F1＝F2﹣2F1，故D可能；
情况二：当F与F1反向时，
若F≥F1，则F＝F1+F2，此时b受到的磁场力大小为F+F1＝F1+F2+F1＝2F1+F2。故C可能；
若F＜F1，则F＝F1﹣F2，此时b受到的磁场力大小为F+F1＝F1﹣F2+F1＝2F1﹣F2，故A可能。
综上，B符合题意。故选：B。
【点评】本题主要考查了电流的安培力，以及磁场力的作用。
4．【考点】电磁感应．
【分析】导体圆盘绕中心轴按逆时针方向转动，转动的过程中会使圆心和圆上一点之间会形成电势差，电势差的大小等于电压值，而圆上的任意两点之间电势差为0，据此分析电路中是否有电流。
【解答】解：导体圆盘绕中心轴按逆时针方向转动，转动的过程中圆心和圆上一点之间会形成电势差，电势差的大小等于电压值，所以当A、O分别与电路中的C、D接通时，A和O之间有电势差，即有电压，所以流过灯泡的电流I1不为0；圆上的任意两点之间电势差为0，当A、B分别与电路中的C、D接通时，A和B之间的电势差为0，即电压为0，所以流过灯泡的电流I2为0。
故选：B。
【点评】该题主要考查了闭合电路部分导体切割磁感线时电流的产生情况，是一道难题。
5．【考点】测电笔的使用；安全用电原则．
【分析】（1）树木容易成为雷电的导体；
（2）三脚插头有接地线，会减少触电的风险；
（3）使用试电笔时接触笔尾金属体，这是为了让电流通过人体形成回路，从而检测电路是否有电；
（4）空气开关主要用来保护电路免受过载和短路的危害，当人发生触电时不会自动切断电源。
【解答】解：A、因为高大的树木容易成为雷电的导体，当雷电击中树木时，电流可以通过树干传导到地面，对附近的人造成严重伤害甚至致命，故A错误；
B、三脚插头中的第三个脚是接地线，它可以将电器的金属外壳与大地连接起来，这样，如果电器内部发生漏电故障，电流会通过地线直接导入大地，而不是通过人体，从而减少触电的风险，故B正确；
C、用手指或手掌接触试电笔的笔尾金属，这是为了让电流通过人体形成回路，从而检测电路是否有电，故C错误；
D、空气开关主要用来保护电路免受过载和短路，当人发生触电时不会自动切断电源，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查的是安全用电原则和试电笔的使用以及三脚插头的好处和空气开关的作用。
6．【考点】家庭电路的连接．
【分析】根据题意可知，漏电保护器在检测到通过虚线框内火线与零线的电流不相等时，会切断电源，否则不会切断电源，据此选择符合题意的电路图。
【解答】解：AB、闭合开关S时，通过虚线框内火线和零线的电流相等，此时无法模拟漏电情形，故AB错误；
C、闭合开关时，通过虚线框内火线的电流小于通过该装置零线的电流，可以模拟漏电情形，故C正确；
D、闭合开关时，虚线框内火线电流仍然等于零线电流，因为导线将电阻R短路，所以闭合开关不影响电路，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了串、并联电路的设计，关键是抓住漏电保护器的工作条件：通过虚线框内火线与零线的电流不相等，然后逐一分析选项即可得出答案。
7．【考点】影响电磁铁磁性强弱的因素．
【分析】影响电磁铁磁性强弱的因素因素有三个：电流大小、线圈匝数、是否加入铁芯。且在相同的情况下，电流越大，匝数越多，电磁铁的磁性越强；电磁铁的磁性的变化，导致了对铁块的吸引力的变化，从而导致了测力计示数的变化。
【解答】解：A、当将铁芯从螺线管中抽出时，螺线管的磁性减弱，对铁块的吸引力减小，所以测力计的示数减小。故A不合题意。
B、当滑片向a端滑动时，变阻器接入电路的电阻增大，电路中的电流减小，电磁铁的磁性减弱，所以测力计的示数减小。故B错误。
C、当开关由与触点②接触变为与触点①接触，螺线管的线圈匝数增多，电流不变，所以磁性增强，对铁块的吸引力增大，所以测力计的示数变大。故C正确。
D、当开关由与触点②接触变为与触点③接触，螺线管的线圈匝数减少，电流不变，所以磁性减弱，对铁块的吸引力减小，所以测力计的示数变小。故D错误。
故选：C。
【点评】（1）测力计示数的变化是由电磁铁磁性的变化引起的，因此解决此题时要从决定电磁铁磁性强弱的入手分析。
（2）决定电磁铁磁性强弱的因素有三个，因此在研究电磁铁磁性的强弱变化时要采用控制变量法。
8．【考点】影响电磁铁磁性强弱的因素．
【分析】当通电线圈内的电流变化时，导致线圈中磁场强弱发生变化，从而导致铁芯B上磁性变化，使得绝缘磁环C受到磁场力的作用而跳起。
【解答】解：开始时天平平衡说明天平两侧所受力相同；当减小A中电流时，电磁铁磁性减弱，磁环下降开始运动，磁环受到的向上的磁力应减小，而根据力的相互性可知，A所受磁力也应减小，故左盘力变小，天平左盘上升；
而由于磁环离磁铁变近，磁感线越梳磁力越弱，最终会停止，则磁环所向上的力将增大，则A所受力也将会增大，故左盘受力增大，天平左盘下降，故天平左盘应先上升后下降，最后又达到平衡，故C正确。
故选：C。
【点评】线圈中的电流变化，导致线圈的磁性变化，从而使得绝缘磁环跳动，根据运动与力关系可得天平的位置。
9．【考点】电磁铁的特点及应用；天平的使用．
【分析】从图中可以看出，电磁铁与铁块A都在天平的左盘中，天平是否平衡取决于它们整体对天平左盘的压力是否改变。通过对铁块A的运动状态的分析，结合超重现象的产生，可判断AB整体对于天平左盘压力的变化。
【解答】解：电磁铁通电后，铁块由原先静止到向上运动，显然是向上做加速运动，会导致超重现象。因而可知铁块受到的向上的电磁力F必然大于铁块的重力G．当铁块离开盘而又还未到达电磁铁的过程中，虽然铁块对盘的压力没有了，但由牛顿第三定律可知，铁块对电磁铁有向下的吸引力，因此通过左盘电磁铁支架向下压左盘的力比电磁铁未通电时铁块压左盘的力还大，故左盘将下沉。
故选：C。
【点评】导致天平失衡的因素是要是由于电磁铁与铁块之间的相互作用力，通过判断铁块的运动状态，可进一步推断出其整体压力与重力的关系。
10．【考点】电磁感应；安培定则．
【分析】闭合电路中的一部分切割磁感线时，导体棒中要产生感应电流，而电流在磁场中就一定会受到安培力的作用；
感应电流的大小与运动速度有关，运动速度越大，所受安培力越大；
根据右手定则、左手定则和楞次定律依次进行分析。
【解答】解：A、设总电阻为R，ab棒向右运动时，感应电动势E＝BLv，电流，安培力F＝BI L，
所以安培力大小为，由此可知速度越大，所受安培力越大，故A正确；
B、根据右手定则，ab中的电流的方向由b→a，流过螺线管时，根据安培定则可知螺线管A端为S极，B端为N极，故B错误；
C、根据左手定则，安培力的方向向左，故C错误；
D、ab棒切割磁感线时，要产生感应电流，而电流在磁场中就一定会有安培力，故D错误；
故选：A。
【点评】本题关键要熟练掌握并正确运用右手定则、安培定则及法拉第电磁感应定律等。
11．【考点】磁场对通电导线的作用．
【分析】先判断电流所在位置的磁场方向，然后根据左手定则判断安培力方向；再根据牛顿第三定律得到磁体受力方向，最后对磁体受力分析，根据平衡条件判断。
【解答】解：在磁铁外部，磁感线从N极指向S极，长直导线在磁铁的中央右上方，导线所在处磁场斜向左上方；
导线电流垂直于纸面向外，由左手定则可知，导线受到的安培力斜向左下方；
由牛顿第三定律可知，导线对磁铁的作用力斜向右上方，因此磁铁对桌面的压力减小，小于磁铁的重力，磁铁由向右的运动趋势，磁铁受到向左的摩擦力，故D正确。
故选：D。
【点评】解答本题的关键是先对电流分析，得到其受力方向，再结合牛顿第三定律和平衡条件分析磁体的受力情况。
12．【考点】直线电流的磁场．
【分析】根据安培定则判读导线上下方的磁场方向，根据小磁针的N指向该点的磁场方向确定转动方向。
【解答】解：AB、根据安培定则，导线中电流向右时，导线下方磁场进入纸内，上方出来，故下方N极向纸内偏转，上方N极向纸外偏转，故A正确，B错误；
CD、根据安培定则，导线中电流向左时，导线上方磁场进入纸内，下方出来，故上方N极向纸内偏转，下方N极向纸外偏转，故CD错误；
故选：A。
【点评】本题考查安培定则的使用，属于中档题。
13．【考点】磁场和磁感线及其特点．
【分析】（1）根据磁感应强度表达式可以判断，圆环转得越快，圆心磁场的强弱。
（2）根据圆环的面积和圆环所带的电荷量；
根据磁感应强度公式求出圆环在圆心处产生的磁感应强度；
最后求出各圆环在圆心所产生的磁感应强度之和，即整个圆盘在圆心处产生的磁感应强度。
【解答】解：
（1）由磁感应强度公式B＝2πk可知，
在电量q和半径r不变时，圆环转动越快，即n越大时，
B越大，即圆心O点的磁场越强。
（2）该圆环在圆心O点的磁感应强度大小：
ΔB＝2πk＝2πk×＝，
整个圆盘在O点的磁感应强度：
B＝ΔB1+ΔB2+ΔB3+ΔB4+…ΔB99+ΔB100
＝（Δr1+Δr2+Δr3+Δr4+…Δr99+Δr100）
＝×R＝。
故答案为：（1）强；（2）；。
【点评】本题考查了判断圆环的转速与圆环中心处的磁场强弱的关系、求圆盘在盘中心处产生的磁感应强度等问题，认真审题，应用题目所给信息是正确解题的关键。
14．【考点】电磁继电器的特点和应用．
【分析】（1）根据电磁铁的磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关分析；
（2）根据增大线圈的磁性分析；根据限流器的工作过程分析。
【解答】解：（1）图中的限流器由电磁铁和滑动变阻器两条支路组成，即两支路并联；若线圈匝数不变，滑片P向左移动时，变阻器接入电路的电阻变大，则变阻器支路的电流变小，而整个干路上的电流不变，根据并联电路的电流特点可知电磁铁支路的电流变大，则电磁铁的磁性将变大（这里不是恒压电源）；
（2）若要把该限流器串联接入某电路中，调试时发现，实际电流远远小于设计的限制电流，限流器已经切断电路，说明电磁铁的磁性太强；为达到设计要求，需要减小电磁铁支路的电流，从而减弱其磁性，而整个干路上的电流不变，则需要增大变阻器支路的电流，根据并联分流的规律，应减小变阻器接入电路的电阻，所以应将滑动变阻器滑片P向右移动。
故答案为：（1）变大；（2）将滑动变阻器滑片P向右移动到适当位置。
【点评】本题考查电磁铁的应用，属于中档题。
15．【考点】安全用电原则．
【分析】导线能承受的电流是一定的，超过承受的电流就是超负荷。
电路中引起火灾的原因是电阻一定时，通电时间一定时，根据Q＝I2Rt，电流越大，产生的热量就越多。
防止电路中火灾的发生，就是防止电流过大。家庭电路中电压一定，根据I＝可知，在电压一定时，电功率越大，电流就越大；当电路发生短路时，由于导线电阻很小，根据I＝可知，电流会很大。所以防止短路和避免总功率过大。
【解答】解：（1）电路中“超负荷”，是指电路中的电流超过导线承受的电流。
（2）电路中发生火灾是因为电流产生的电热过多造成的。根据Q＝I2Rt，电阻一定，通电时间一定，电流越大，产生的热量就越多。
（3）防止电路中火灾的发生，就是防止电流过大。在电路中防止短路和总功率过大，电路中大功率的用电器交叉使用防止总功率过大。
防止火灾的发生，还可以让电热尽快散到空气中，增粗导线增大导线承受的电流。
故答案为：（1）电流；
（2）电流越大，根据焦耳定律Q＝I2Rt产生的热量就越多；
（3）大功率的用电器交叉使用。（答案不唯一）
【点评】电热给人类带来很多的用途，例如电炉、电暖气等，但也会引起火灾，家庭电路中引起火灾的主要原因是电流过大，短路和总功率都会造成电流过大。
16．【考点】电磁感应．
【分析】（1）分析可知，这是主要运用了通电导体在磁场中受力的原理来使猴子运动，明确了这一点便可对各选项的说法依次做出判断。
（2）结合电磁铁磁性强弱的影响因素分析。
【解答】解：（1）由题意可知，这一装置是利用通电导体在磁场中受力的原理来使猴子运动的，这与电动机的原理相同，同时通电直导线周围也会产生磁场，在安装时应将螺线管安装在底盘内，直导线安装在猴子的座位内，故选项A、C、D的说法均合理，只有B的说法是不合理的，因为这里让猴子动起来的原因不是导体切割磁感线产生感应电流，即不是利用电磁感应来使猴子动起来的。
（2）若将滑动变阻器的滑片往左移动，滑动变阻器的有效阻值减小，电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，磁力增强，摆动速度加快。
故答案为：（1）ACD；（2）摆动速度加快。
【点评】对一个玩具原理的剖析，体现了物理原理在生活实际中的应用，提高了学生的兴趣，也使物理知识的学习更具实用性，是一道不错的题目。
17．【考点】磁场和磁感线及其特点．
【分析】（1）由题意可知，霍耳传感器是将磁信号转变成电压的装置；
（2）霍耳传感器产生的电压U0随磁场增强而增大；
（3）由材料判断出当U0小于U1时，开关的关闭状态，即可知道电动机中有无电流通过；
（4）当U1小于U0时，UK＝1V，图乙中开关K闭合；U1大于U0时，UK＝0，K断开，据此进行分析；
（5）根据图像先判断出开关K闭合时间（Δt闭合）与断开时间（Δt断开）的变化，然后根据比值的变化判断K闭合时间与断开时间的长短，进而判断各选项的正误。
【解答】解：
（1）由题意可知，耳传感器是将磁信号转变成电压的装置，所以霍耳传感器将磁场的强弱转化为电压的变化，故D正确；
（2）由图丙可知，将霍耳传感器沿磁感线从A点移动到B的过程中，磁场在逐渐增强，所以霍耳传感器产生电压U0在不断增大，故A正确；
（3）由材料可知，当当U0小于U1时，UK＝0，K断开，电路中无电流通过；
（4）当U1小于U0时，UK＝1V，U1大于U0时，UK＝0；
所以在0～t1、t2～t3、t4～2T内，UK＝1，在这三个时间段内控制开关K闭合；
（5）由戊图可知，电动自行车在行驶过程中霍耳传感器输出电压U0转动手柄旋转套后由图线M变为图中图线N后，开关K闭合时间（Δt闭合）变短，断开时间（Δt断开）变长，变小，电动机转变慢，故A错误，C正确；
由于变化周期T为每次K闭合与断开时间之和，而变化周期T不变，所以每次K闭合与断开时间之和（Δt闭合+Δt断开）不变，故D错误；
由图可知U1小于U0的时间段变短，UK＝1V的时间变长，所以U0变小，U0随磁场减弱而减小，所以霍尔传感器周围的磁性变弱，即与磁铁的距离增大，故B错误。
故答案为：（1）D；（2）A；（3）无；（4）0～t1、t2～t3、t4～2T；（5）C。
【点评】本题是信息阅读题，需要学生从材料中找出每项需要的数据和变化规律，然后根据规律分析判断得出。
18．【考点】电磁继电器的特点和应用．
【分析】（1）PTC有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其电阻随温度的升高而减小，高于这个温度时，电阻值则随温度的升高而增大，我们把这个设定的温度叫“居里点温度”。
（2）根据题目提供的内容，和对居里点温度理解，及电阻对电功率的影响连接电路。
【解答】解：
（1）根据图象可知，低于100℃时，其电阻随温度的升高而减小，高于100℃时，电阻值则随温度的升高而增大，所以PTC材料的居里点温度为100℃。
（2）如图所示：当环境温度正常时，指示灯亮；当环境温度超过PTC电阻的居里点温度时，由于电阻变化，导致电磁铁磁性减弱，使警铃响。
。
故答案为：（1）100；（2）见上图。
【点评】本题考查了学生对题目所给信息的理解和电路的连接。
19．【考点】电磁继电器的特点和应用．
【分析】（1）由图象分析热敏电阻阻值随温度的变化关系，结合欧姆定律分析电路中电流的变化，从而判断出电磁铁磁性的变化；
（2）由题干中“当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响”判断出警铃和指示灯的连接情况；
（3）由线圈中的电流方向，根据安培定则判断出电磁铁的NS极；
（4）由题干中“当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响”，结合欧姆定律求出热敏电阻接入电路的阻值的最大阻值，从图象上找到对应的温度就可以解决问题。
【解答】解：（1）分析乙图，发现：温度升高时，热敏电阻阻值减小，根据欧姆定律，电路中电流就会增大，电磁铁的磁性就会增大；
（2）由题中“当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响”，所以警铃的接线柱C应与接线柱B连，指示灯的接线柱D应与接线柱A相连；
（3）由安培定则可判断出线圈的下端P的极性是S极；
（4）当线圈中的电流I＝50mA＝0.05A时，继电器的衔铁将被吸合，警铃报警
∴控制电路的总电阻R总＝＝＝60Ω
∴热敏电阻R＝R总﹣R0＝60Ω﹣30Ω＝30Ω
由图乙可知，此时t＝80℃
所以，当温度t≥80℃时，警铃报警。
答：（1）减小；增大。（2）B；A；（3）S；（4）环境温度大于等于80℃时，警铃报警。
【点评】本题既考查电磁继电器原理的分析，也考查了结合欧姆定律的内容进行相关的计算，综合性比较强，解题时要仔细分析。
20．【考点】磁场和磁感线及其特点；欧姆定律．
【分析】（1）由题意知：组成三层膜的两种金属中，有一种是铁、钴、镍这三种容易被磁化的金属中的一种，另一种是不易被磁化的其他金属，才可能产生“巨磁电阻效应”。
（2）从图中可以看出，在发生“巨磁电阻效应”时，R、R0的比值远小于1，由这个不等式可判断出R、R0的大小关系。
（3）由“巨磁电阻效应”知，“新型读出磁头”在磁场的影响下，阻值会变小，相应的电流会变大，可根据这个特点来判断正确的图象。
【解答】解：（1）由题意知，组成层膜的两种金属有一种是易磁化的金属铁、钴、镍中的其中一种，另一种是不易被磁化的，故选B；
（2）由图知：当复合膜发生“巨磁电阻效应”时，＜1，即：R＜R0，因此电阻R要比R0小的多。
（3）在“硬盘的磁信息”中，左数第一、四、五格均为有磁区域，由“巨磁电阻效应”知，此时电阻要变小，相应的电流要变大；而左数第二、三格为无磁区域，电阻没有变化，电流较小；根据上面的分析知，只有B符合上述要求，故选B
故答案为：（1）B；（2）小；（3）B。
【点评】本题为信息给予题，要学会从众多文字中寻找答案的能力。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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