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第十四章 电与磁 基础卷（解析版）
建议用时：60 分钟，满分：100 分
一、选择题（本大题共 10 小题，每小题 3 分，共 30 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题意）
1 ．钕铁硼磁铁是目前已知磁性最强的磁铁材料之一，但它不能吸引 ( )
A ．铁 B ．钴 C ．镍 D ．铝
2 ．小明做实验时，不小心将一条形磁铁摔成两段，小明得到的是
A ．一段只有 N 极，另一段只有 S 极的磁铁 B ．两段均无磁性的铁块
C ．两段各有 N 极和 S 极的磁铁 D ．两段磁极无法确定的磁铁
3 ．如图所示是一款磁吸式数据线，含有磁铁的线体可以和具有磁性的不同型号充电头吸附对接，达到“一线多头” 的使用效果。下列说法正确的是 ( )
A ．含有磁铁的线体可以吸附任何金属 B ．磁性充电头周围存在磁感线
C ．充电头吸附对接是受到地磁场的作用 D ．线体和充电头吸附是因为异名磁极相互吸引
4 ．小明同学用图乙所示的天然磁石仿制图甲所示的司南，他以该磁石的 D 端为勺柄打磨成司南，再用细线将其悬挂，如图丙所示。下列说法正确的是 ( )
A ．天然磁石的 D 端是 S 极 B ．天然磁石 B 、D 两端磁性最弱
C ．图乙磁感线是客观存在的 D ．图丙司南静止时，勺柄指向地球的北方
5 ．如图是将绝缘导线缠绕在指南针上而制成的简易电流计，将导线的两端接到电源两极时，磁针发生了偏转。下列关于该装置的说法中正确的是 ( )
A ．断开电路，磁针不会回到原来的位置
B ．将电源的两极对调，磁针会反向偏转
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C ．该简易电流计是利用电磁感应现象制成的
D ．断开电路，磁针静止时，其 N 极将指向地理南极附近
6 ．关于安全用电、家庭电路的连接和电与磁的相关知识，下列判断正确的是 ( )
A ．图-1 电灯、开关的连接符合安全用电原则
B ．图-2 中电源右端为负极
C ．图-3 中空气开关跳闸，一定是家庭电路发生短路造成的
D ．图-4 中人会触电，此时空气开关会切断电路
7．在如图所示的电路中，闭合开关 S 后会发现与弹簧相连的条形磁体（颜色深的一极为 N 极）向下移动。则下列分析正确的是 ( )
A ．电磁铁的 A 端为 S 极，电源左端为“+”极
B ．利用这一现象揭示了通电线圈在磁场中受力运动
C ．当滑动变阻器的滑动片 P 向右端移动时，弹簧将伸长
D ．若滑动变阻器的滑片 P 不动，抽去电磁铁铁芯，弹簧将变长
8 ．如图甲为创新小组设计的汽车尾气排放超标报警装置。当通过电磁铁的电流增大到设定值时，衔铁才被吸下来。气敏电阻R1 的阻值随尾气浓度的变化关系如图乙所示。对于该装置分析正确的是 ( )
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A ．电磁铁利用了电磁感应原理
B ．电磁铁通电后上端为 N 极
C ．闭合开关，保持R2 滑片位置不变，尾气浓度增大到设定值时，电铃工作
D ．若要尾气更低浓度时电铃报警，需调大R2 的阻值
9 ．如图所示的太阳能背包，前面有一个太阳能电池板，它可以给包里的蓄电池充电，蓄电池又可以给手机、小风扇等充电。下列说法正确的是 ( )
A ．太阳能是不可再生能源 B ．小风扇的工作原理是电磁感应
C ．太阳能电池板主要是由超导材料制成的 D ．蓄电池给小风扇供电时，蓄电池相当于电源10 ．金属探测仪是当前各类考试防电子作弊的一种常规检查工具，当金属探测仪
经过各类金属上方时，金属探测仪上的线圈会产生电流，触发报警器达到提醒目的。下列装置与金属探测仪工作原理相同的是 ( )
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A．
B．
(
C
．
) (
D
．
)
二、非选择题（本大题共 10 小题，共 70 分）
11 ．（4 分）1831 年英国物理学家 发现了电磁感应现象，根据这个发现，后来发明了发电机，图中 （选填“ 甲”或“ 乙”）反映的是发电机的工作原理。
12 ．（4 分）如图所示，为研究磁场中通电导体受力的实验，其中支架 a 是 （选填“ 导体”“ 半导体”或“绝缘体”）；在某 12V 电源上接入一部电动机继续实验，已知电动机线圈电阻为 0.3Ω , 正常转动时通过电动机的电流为 0.5A ，则 2min 内电流转化成的机械能是 J。
13 ．（4 分）神舟飞船与空间站核心舱对接时，为预防撞击需配备对接缓冲装置。小海设计了模拟对接缓冲装置简图，如图所示。通电后，螺线管的 a 端为 （填“N”或“S”）极；为增大缓冲力，滑片 P 应向 侧滑动。
14 ．（4 分）我国的磁悬浮列车和高铁技术都处于世界领先水平。工作原理如图所示，车厢线圈通电后周围存在磁场，根据右手螺旋定则，可判断出图中该电磁铁的上端是 极；该列车运行时依据磁极间相互作用的原理是 。
15 ．（4 分）作为四大文明古国之一，历史上的创造与发明无不彰显着我国古代人民的智慧和工艺技巧。如图甲所示是考古发现的最早的乐器——贾湖骨笛，笛声是靠 振动产生的；如图乙所示是明代的水罗盘，把磁针放在一个中间凹陷处盛水、边上标有方向的盘子里，磁针浮在水上能够自由地旋转，静止时，磁针的南极指向地理 极附近。（选填“南”或“北”）
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16 ．（4 分）（1）通电螺线管上端放一小磁针，闭合开关 S 后，小磁针静止在如图所示的位置。请在括号里标出：通电螺线管的极性（“N”或“S”）、电源的极性（“+”或“-”）。
（2）在图中的括号内标出通电螺线管的极性，并在 A 点处用箭头标出磁感线的方向。
17 ．（10 分）利用如图甲所示实验装置探究“磁体的磁性强弱是否与温度有关”。
(1)被磁铁吸引的大头针下端是分散的，这是因为大头针被磁场磁化后， ；
(2)用酒精灯给磁铁加热，开始时如图甲所示，当磁铁被烧红时，现象如图乙所示，可以得出结论：温度越高，磁体的磁性越 ；
(3)根据探究结论，小组成员设计了如图丙所示的温度报警器，工作原理为：当条形磁体温度逐渐升高时，钢质弹簧开关将 （选填“ 闭合”或“ 断开”），实现报警；
(4)课本中还有一种精确温度报警装置（如图丁），当温度达到 ℃时，电铃响，实现报警；
(5)图丁中的螺线管中有电流通过时，N 极在螺线管的 端（选填“左”或“右”）。
18 ．（12 分）为了探究什么情况下磁可以生电，小明按图示将 AB 棒放在蹄形磁体的磁场中，用导线将 AB 棒的两端跟灵敏电流计连接。
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序号 AB 棒运动情况 灵敏电流计指针偏转情况
1 不动 不偏转
2 向上运动 不偏转
3 向下运动 不偏转
4 向左运动 向右偏转
5 向右运动 向左偏转
(1)实验室备有铜棒、橡胶棒和玻璃棒，小明应选用 作为本实验中的 AB 棒。
(2)实验中记录了AB 棒运动情况与灵敏电流计指针偏转情况如上表所示。
①分析可得： 电路的一部分导体在磁场中做 运动时，导体中就产生感应电流；这个现象名称叫作 。
②灵敏电流计指针偏转的方向可以反映电路中的电流方向。根据序号为 的两次实验现象可以提出问题：感应电流的方向是否与导体运动的方向有关？
③除了变换导体运动的方向，还可以研究感应电流的方向与 方向的关系。
19 ．（14 分）小华和她的学习小组在实验室探究通电螺线管外部磁场的特点。
(1)将螺线管安装在一块有机玻璃板上，连入电路中。在玻璃板面上均匀地洒满铁屑，闭合开关并轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示。可见，通电螺线管外部磁场与 的磁场相似；在实验中 （选填“可以”或“不可以”）用铜屑代替铁屑显示磁场分布；
(2)为了进一步探究通电螺线管外部磁场的方向，同学们把小磁针放在螺线管四周不同的位置，闭合开关，小磁针静止时 N 极所指的方向如图乙所示（涂黑的一端是 N 极），则此时通电螺线管的A 端为 （选填“N”或“S”）极。对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时 N 极所指的方向与图乙相反，说明通电螺线管外部磁场的方向与 有关；
(3)根据以上图中的实验现象推断，通电螺线管的内部 （选填“有”或“ 没有”）磁场，依据是： ；
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(4)地球周围存在磁场，有学者认为，地磁场是由于地球带电自转形成圆形电流引起的，根据地磁场的磁极分析推断，图丙中地球的圆形电流方向与地球自转方向 （选填“相同”或“相反”）。
20 ．（10 分）如图甲是恒温箱，其简化电路如图乙所示，它是通过电阻丝 R1 置于恒温箱内来加热空气，从而保持箱内恒温。控制电路中的电磁铁线圈电阻不计，通过调节变阻器 R3 接入电路的阻值来设置加热温度，热敏电阻 R2 置于温度监测区域，其阻值随温度变化的规律如图丙所示，控制电路的电源电压恒为 12V ，该继电器的启动电流为 30mA（即当控制电路线圈中的电流达到 30mA时，衔铁被电磁铁吸下，接通工作电路）。已知电阻丝 R1 的额定电压为 220V，额定功率为 1210W；恒温箱内部空气质量约 2.2kg ，空气的比热容为 1×103J/（kg . °C）。求：
(1)控制电路中线圈是利用电流的 效应工作的，通电时它的上方是 极。
(2)正常工作 20s ，求电阻丝 R1 产生的热量能使恒温箱内的空气温度升高多少（不计热量损失）？
(3)工作电路中电阻丝 R1 与指示灯电路并联。正常工作时，工作电路的总电流为 5.55A ，求此时指示灯支路消耗的功率。
(4)为了使箱内温度能在 50°C 电热器开始工作，求滑动变阻器接入电路的阻值。
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建议用时：60 分钟，满分：100 分
一、选择题（本大题共 10 小题，每小题 3 分，共 30 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题意）
1 ．钕铁硼磁铁是目前已知磁性最强的磁铁材料之一，但它不能吸引 ( )
A ．铁 B ．钴 C ．镍 D ．铝
【答案】D
物体吸引铁钴镍等物质的性质叫磁性，具有磁性的物体叫磁体或磁性材料。因此钕铁硼磁铁能够吸引铁钴镍等物质，但是不能吸引铝，故 D 符合题意，ABC 不符合题意。故选 D。
2 ．小明做实验时，不小心将一条形磁铁摔成两段，小明得到的是
A ．一段只有 N 极，另一段只有 S 极的磁铁 B ．两段均无磁性的铁块
C ．两段各有 N 极和 S 极的磁铁 D ．两段磁极无法确定的磁铁
【答案】C
A、任何磁体都有两个磁极，所以将一条形磁铁摔成两段，每一段都是两个磁极，故 A 错误；
B 、将一块磁体分成若干块，每一块都是一个新的磁体，都有两个磁极，故 B 不正确；
C 、将一条形磁铁摔成两段，每一段是一个新的磁体，都有两个磁极，N 极和 S 极，故 C 正确；
D、磁体都有两个磁极，磁极可以利用磁极间的相互作用规律，借助一个已知磁极的磁体进行判断，故 D 错误；故选 C．
3 ．如图所示是一款磁吸式数据线，含有磁铁的线体可以和具有磁性的不同型号充电头吸附对接，达到“一线多头” 的使用效果。下列说法正确的是 ( )
A ．含有磁铁的线体可以吸附任何金属 B ．磁性充电头周围存在磁感线
C ．充电头吸附对接是受到地磁场的作用 D ．线体和充电头吸附是因为异名磁极相互吸引
【答案】DA ．磁体主要能吸引铁、钴、镍等金属，并不是能吸引任何金属，故 A 错误；
B．磁性充电头周围存在磁场，磁感线是假想的分布在磁体周围的曲线，磁感线并不是真实存在的，磁性充电头周围不存在磁感线，故 B 错误；
CD ．磁吸式数据线的线体可以和不同型号的磁性充电头吸附对接，达到一线多头的使用效果，线体和磁性充电头吸附的原理是异名磁极相互吸引，故 C 错误，D 正确。故选 D。
4 ．小明同学用图乙所示的天然磁石仿制图甲所示的司南，他以该磁石的 D 端为勺柄打磨成司南，再用细线将其悬挂，如图丙所示。下列说法正确的是 ( )
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A ．天然磁石的 D 端是 S 极 B ．天然磁石 B 、D 两端磁性最弱
C ．图乙磁感线是客观存在的 D ．图丙司南静止时，勺柄指向地球的北方
【答案】A
AB ．磁体周围的磁感线，总是从磁体的 N 极出发，最后回到 S 极；由图乙可知，磁感线从 B 端出发，回到 D 端，故天然磁石的 D 端是 S 极，磁体的磁极部分磁性最强，天然磁石 B 、D两端磁性最强，故 A 正确，B 错误；
C ．磁感线是为了描述磁场假想的曲线，不是客观存在的，故 C 错误；
D ．地球是一个大磁场，地磁南极在地理北极附近，图丙中，勺柄是 S 极，根据磁极间相互作用规律，司南静止时，勺柄指向地磁的北极即地球的南方，故 D 错误。故选 A。
5 ．如图是将绝缘导线缠绕在指南针上而制成的简易电流计，将导线的两端接到电源两极时，磁针发生了偏转。下列关于该装置的说法中正确的是 ( )
A ．断开电路，磁针不会回到原来的位置
B ．将电源的两极对调，磁针会反向偏转
C ．该简易电流计是利用电磁感应现象制成的
D ．断开电路，磁针静止时，其 N 极将指向地理南极附近
【答案】B
A ．断开电路，导线无电流，磁场消失，磁针受地磁场作用会回到原来位置，故 A 错误；
B ．电源两极对调，电流方向改变，电流的磁场方向改变，磁针会反向偏转，故 B 正确；
C ．该装置是电流的磁效应（通电导线周围产生磁场），不是电磁感应，故 C 错误；
D．地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近，磁针静止时 N 极指向地理北极附近，故D 错误。故选 B。
6 ．关于安全用电、家庭电路的连接和电与磁的相关知识，下列判断正确的是 ( )
A ．图-1 电灯、开关的连接符合安全用电原则
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B ．图-2 中电源右端为负极
C ．图-3 中空气开关跳闸，一定是家庭电路发生短路造成的
D ．图-4 中人会触电，此时空气开关会切断电路
【答案】B
A ．在图-1 中，开关应接在火线与灯泡之间，而图中开关接在零线上，不符合安全用电原则，故 A 错误；
B ．根据图-2 中通电螺线管周围的磁感线方向，可知螺线管的左端为 N 极，右端为 S 极。由安培定则（用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的 N极），可判断出电流从螺线管的左端流入，所以电源右端为负极，故 B 正确；
C ．图-3 中空气开关跳闸，可能是家庭电路发生短路造成的，也可能是接入电路的用电器总功率过大，故 C 错误；
D ．图-4 中，人站在绝缘板凳上，双手同时触摸火线、零线，电流不会导向大地，图中电流是从火线经过人体到零线，人会触电，但由于人体电阻较大，不会造成家庭电路电流过大，空气开关不会切断电路，故 D 错误。故选 B。
7．在如图所示的电路中，闭合开关 S 后会发现与弹簧相连的条形磁体（颜色深的一极为 N 极）向下移动。则下列分析正确的是 ( )
A ．电磁铁的 A 端为 S 极，电源左端为“+”极
B ．利用这一现象揭示了通电线圈在磁场中受力运动
C ．当滑动变阻器的滑动片 P 向右端移动时，弹簧将伸长
D ．若滑动变阻器的滑片 P 不动，抽去电磁铁铁芯，弹簧将变长
【答案】CA ．闭合开关 S 后会发现与弹簧相连的条形磁体向下移动，说明蹄形磁体受到吸引力作用，根据磁极间的相互作用规律可知，电磁铁的 B 端为 S 极，根据安培定则可知，电流是从螺线管的下端流入，故电源的左端为“+”极，故 A 错误；
B ．电磁铁通电获得磁性，断电磁性消失，是利用电流的磁效应原理工作的，故 B 错误；
C ．当滑动变阻器的滑动片 P 向右端移动时，滑动变阻器接入电阻变小，根据欧姆定律可知，电流变大，电磁铁的磁性增强，所以弹簧将伸长，故 C 正确；
D ．若滑动变阻器的滑片 P 不动，抽去电磁铁铁芯，磁性减弱，对条形磁体的吸引力减弱，所以弹簧将变短，故 D 错误。故选 C。
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8 ．如图甲为创新小组设计的汽车尾气排放超标报警装置。当通过电磁铁的电流增大到设定值时，衔铁才被吸下来。气敏电阻R1 的阻值随尾气浓度的变化关系如图乙所示。对于该装置分析正确的是 ( )
A ．电磁铁利用了电磁感应原理
B ．电磁铁通电后上端为 N 极
C ．闭合开关，保持R2 滑片位置不变，尾气浓度增大到设定值时，电铃工作
D ．若要尾气更低浓度时电铃报警，需调大R2 的阻值
【答案】C
A ．电磁铁利用了电流的磁效应，不是电磁感应原理，故 A 错误；
B ．根据电流方向和右手螺旋定则可知，电磁铁通电后下端为 N 极，故 B 错误；
C ．由乙图可知，尾气浓度增大，电阻R1 减小，保持R2 滑片位置不变，总电阻减小，由I 可知，总电流增大到设定值时，衔铁才被吸下来，电铃工作，故 C 正确；
D．要尾气更低浓度时电铃报警，电阻R1 越大，报警电流不变，总电阻不变，因此需调小R2 的阻值，
故 D 错误。故选 C。
9 ．如图所示的太阳能背包，前面有一个太阳能电池板，它可以给包里的蓄电池充电，蓄电池又可以给手机、小风扇等充电。下列说法正确的是 ( )
A ．太阳能是不可再生能源 B ．小风扇的工作原理是电磁感应
C ．太阳能电池板主要是由超导材料制成的 D ．蓄电池给小风扇供电时，蓄电池相当于电源
【答案】DA ．太阳能可以源源不断从自然界获取，是可再生能源，故 A 错误；
B ．小风扇主要部件是电动机，工作原理是通电导体在磁场中受力运动，电磁感应是发电机工作原理，故 B 错误；
C ．太阳能电池板主要由半导体材料制成，不是超导材料，故 C 错误；
D ．蓄电池给小风扇供电时，蓄电池提供电能，相当于电源，故 D 正确。故选 D。
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10．金属探测仪是当前各类考试防电子作弊的一种常规检查工具，当金属探测仪经过各类金属上方时，金属探测仪上的线圈会产生电流，触发报警器达到提醒目的。下列装置与金属探测仪工作原理
相同的是 ( )
(
A
) (
.
B
．
C
．
D
．
)
【答案】B
当线圈靠近金属物体时，在金属物体中产生电流，相当于闭合电路的部分导体在切割磁感线，故在金属中会产生电流，故探测器应采用了电磁感应原理。
A ．图中是奥斯特实验，说明电流的周围存在磁场，故 A 不符合题意；
B ．装置中导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，是电磁感应现象，故 B 符合题意；
C ．该装置是研究通电导体在磁场中受力运动的实验，故 C 不符合题意；
D ．该装置是电铃，其原理是电流的磁效应，故 D 不符合题意。故选 B。
二、非选择题（本大题共 10 小题，共 70 分）
11 ．（4 分）1831 年英国物理学家 发现了电磁感应现象，根据这个发现，后来发明了发电机，图中 （选填“ 甲”或“ 乙”）反映的是发电机的工作原理。
【答案】 法拉第 乙
[ 1] 1831 年英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，根据法拉第发现的电磁感应现象，人们发明了发电机，为人类大规模获得电能提供了可能。
[2] 由图可知，甲图中有电源，反映的是电动机的工作原理。乙图中没有电源，研究的是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生电流，反映的是发电机的原理。
12 ．（4 分）如图所示，为研究磁场中通电导体受力的实验，其中支架 a 是 （选填“ 导体”“半导体”或“绝缘体”）；在某 12V 电源上接入一部电动机继续实验，已知电动机线圈电阻为 0.3Ω , 正常转动时通过电动机的电流为 0.5A ，则 2min 内电流转化成的机械能是 J。
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【答案】 导体 711
[ 1]在研究磁场中通电导体受力的实验里，支架 a 需要与导体棒接触以形成电流的通路，所以支架 a 应该是导体，这样才能让电流通过导体棒，从而研究磁场对通电导体的力的作用。
[2]根据电功的计算公式算得消耗的电能为W = UIt = 12V× 0.5A× 120s=720J
根据焦耳定律算得电流产生的热量为Q = I2Rt =（0.5A）2 × 0.3Ω× 120s = 9J所以，转化成的机械能为W机 = W _ Q = 720J-9J = 711J
13 ．（4 分）神舟飞船与空间站核心舱对接时，为预防撞击需配备对接缓冲装置。小海设计了模拟对接缓冲装置简图，如图所示。通电后，螺线管的 a 端为 （填“N”或“S”）极；为增大缓冲力，滑片 P 应向 侧滑动。
【答案】 S 右
[ 1]根据右手螺旋定则，用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的 N 极。从图中可以看出，电流从螺线管的 b 端流入，a 端流出，那么右手四指沿电流方向握住螺线管时，大拇指指向b 端，所以通电后螺线管的 b 端为 N 极，a 端为 S 极。
[2]要增强缓冲效果，就需要增强螺线管的磁性，从而使斥力更大，则应增大通过它的电流，根据欧姆定律I 可知，应减小电路中的电阻，故滑动变阻器的滑片应向右移动。
14 ．（4 分）我国的磁悬浮列车和高铁技术都处于世界领先水平。工作原理如图所示，车厢线圈通电后周围存在磁场，根据右手螺旋定则，可判断出图中该电磁铁的上端是 极；该列车运行时依据磁极间相互作用的原理是 。
【答案】 S 异名磁极相互吸引
[ 1] 由图可知，电流从螺线管上端流入，下端流出，由安培定则可知，螺线管下端为 N 极，上端为 S 极。
[2]磁悬浮列车是在车厢和铁轨上分别安放磁体，磁体下方是 N 极，螺线管上端是 S 极，列车运行时依据磁极间相互作用的原理是异名磁极相互吸引，从而使得接触面彼此分离，达到了减小车轮与轨道之间摩擦力的目的。
第十四章 电与磁 基础卷（解析版）
第 13 页 共 18 页
15 ．（4 分）作为四大文明古国之一，历史上的创造与发明无不彰显着我国古代人民的智慧和工艺技巧。如图甲所示是考古发现的最早的乐器——贾湖骨笛，笛声是靠 振动产生的；如图乙所示是明代的水罗盘，把磁针放在一个中间凹陷处盛水、边上标有方向的盘子里，磁针浮在水上能够自由地旋转，静止时，磁针的南极指向地理 极附近。（选填“南”或“北”）
【答案】 空气柱 南
[ 1]声音由物体的振动产生，笛声是空气柱的振动产生的。
[2]地球是一个巨大的磁体，它对放入其中的磁体产生磁力的作用，指南针静止时指示南北方向，并且南极指向地理的南极附近。
16 ．（4 分）（1）通电螺线管上端放一小磁针，闭合开关 S 后，小磁针静止在如图所示的位置。请在括号里标出：通电螺线管的极性（“N”或“S”）、电源的极性（“+”或“-”）。
（2）在图中的括号内标出通电螺线管的极性，并在 A 点处用箭头标出磁感线的方向。
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【答案】（1）
；（2）
（1）由图可知，小磁针静止时的上端为 N 极，下端为 S 极。根据异名磁极相互吸引、同名磁极相互排斥的原理，通电螺线管上端为 N 极，下端为 S 极。根据安培定则，伸出右手使大拇指指向螺线管的上端 N 极，则四指弯曲所指的方向为电流的方向，因此电流从螺线管的下端流入，
电源的下端为正极，上端为负极。如图所示：
（2）由图可知，电流从螺线管的右端流入、左端流出，根据安培定则，右手四指沿电流方向握住螺线管，大拇指指向螺线管的左端，所以螺线管的左端为 N 极，右端为 S 极；磁体外部磁场方向
从 N 极到 S 极，则 A 点的磁场方向从左端到右端，如图所示：
17 ．（10 分）利用如图甲所示实验装置探究“磁体的磁性强弱是否与温度有关”。
(1)被磁铁吸引的大头针下端是分散的，这是因为大头针被磁场磁化后， ；
(2)用酒精灯给磁铁加热，开始时如图甲所示，当磁铁被烧红时，现象如图乙所示，可以得出结论：温度越高，磁体的磁性越 ；
(3)根据探究结论，小组成员设计了如图丙所示的温度报警器，工作原理为：当条形磁体温度逐渐升高时，钢质弹簧开关将 （选填“ 闭合”或“ 断开”），实现报警；
(4)课本中还有一种精确温度报警装置（如图丁），当温度达到 ℃时，电铃响，实现报警；
(5)图丁中的螺线管中有电流通过时，N 极在螺线管的 端（选填“左”或“右”）。
【答案】(1)下端因磁化而带上同名磁极，互相排斥；(2)弱；(3)闭合；(4)80；(5)右
（1）大头针在磁场中被磁化后，其下端成为同名磁极（如都是南极或北极），根据磁极间相互作用的规律，同名磁极相互排斥，导致分散现象。
（2）加热后磁铁吸引的大头针数量减小，表明磁体的磁性强弱受温度影响，温度升高时，磁性减弱。
（3）温度升高导致磁体磁性减弱，弹簧开关所受磁力减小，在弹簧弹力作用下，开关闭合，从而接通报警电路，触发报警。
（4）液体具有热胀冷缩的性质，当达到报警温度 80℃时，温度计内液体与上方导线接触使控制电路有电流，电磁铁有磁性，衔铁被吸引，工作电路接通，电铃响。
（5）利用安培定则（右手螺旋定则）判断，电源正极在右端，电流从右端流入螺线管；右手握住螺线管，四指弯曲指向电流方向，拇指指向 N 极（即右端）。此时螺线管内部磁场方向由电流决定，N 极位于右端。
18 ．（12 分）为了探究什么情况下磁可以生电，小明按图示将 AB 棒放在蹄形磁体的磁场中，用导线将 AB 棒的两端跟灵敏电流计连接。
序号 AB 棒运动情况 灵敏电流计指针偏转情况
第十四章 电与磁 基础卷（解析版）
第 15 页 共 18 页
1 不动 不偏转
2 向上运动 不偏转
3 向下运动 不偏转
4 向左运动 向右偏转
5 向右运动 向左偏转
(1)实验室备有铜棒、橡胶棒和玻璃棒，小明应选用 作为本实验中的 AB 棒。
(2)实验中记录了AB 棒运动情况与灵敏电流计指针偏转情况如上表所示。
①分析可得： 电路的一部分导体在磁场中做 运动时，导体中就产生感应电流；这个现象名称叫作 。
②灵敏电流计指针偏转的方向可以反映电路中的电流方向。根据序号为 的两次实验现象可以提出问题：感应电流的方向是否与导体运动的方向有关？
③除了变换导体运动的方向，还可以研究感应电流的方向与 方向的关系。
【答案】(1)铜棒；(2)闭合；切割磁感线；电磁感应；4 、5 ；磁场
（1）电路中要形成电流，则须保持通路，所以应选择导体作为 AB 棒，而铜棒是导体，橡胶棒和玻璃棒是绝缘体，故小明应选择铜棒作为本实验中的 AB 棒。
（2）[ 1][2][3]分析表格中的数据可知，当 AB 棒不动、向上运动、向下运动时，灵敏电流计指针不偏转，说明此时没有产生感应电流；当 AB 棒向左运动或向右运动时，灵敏电流计指针偏转，说明此时产生了感应电流。 AB 棒在磁场中向左或向右运动时，是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，由此可得：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生感应电流；这个现象名称叫作电磁感应现象。
[4]4、5 两次实验中磁场方向不变，导体棒的运动方向相反，结果灵敏电流计的指针偏转方向相反，说明电流的方向相反；故根据序号 4 、5 的两次实验现象可以提出问题：感应电流的方向是否与导体运动的方向有关？
[5]感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向有关，除了变换导体运动的方向，还可以研究感应电流的方向与磁场方向的关系。
19 ．（14 分）小华和她的学习小组在实验室探究通电螺线管外部磁场的特点。
第十四章 电与磁 基础卷（解析版）
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(1)将螺线管安装在一块有机玻璃板上，连入电路中。在玻璃板面上均匀地洒满铁屑，闭合开关并轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示。可见，通电螺线管外部磁场与 的磁场相似；在实验中 （选填“可以”或“不可以”）用铜屑代替铁屑显示磁场分布；
(2)为了进一步探究通电螺线管外部磁场的方向，同学们把小磁针放在螺线管四周不同的位置，闭合开关，小磁针静止时 N 极所指的方向如图乙所示（涂黑的一端是 N 极），则此时通电螺线管的A 端为 （选填“N”或“S”）极。对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时 N 极所指的方向与图乙相反，说明通电螺线管外部磁场的方向与 有关；
(3)根据以上图中的实验现象推断，通电螺线管的内部 （选填“有”或“没有”）磁场，依据是： ；
(4)地球周围存在磁场，有学者认为，地磁场是由于地球带电自转形成圆形电流引起的，根据地磁场的磁极分析推断，图丙中地球的圆形电流方向与地球自转方向 （选填“相同”或“相反”）。
【答案】(1)条形磁体；不可以；(2)N；电流方向；(3) 有；见详解；(4)相反
（1）[ 1]在板面上均匀地洒满铁屑，铁屑在磁场中被磁化为小磁体，轻敲玻璃板面，铁屑在磁场力的作用下有序排列，铁屑的分布情况与条形磁体周围铁屑的分布情况相似，说明通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场相似。
[2]铜是非磁性物质，不会受到磁场对它的作用力，所以在实验中不可以用铜屑代替铁屑显示磁场分布。
（2）[ 1]把小磁针放在螺线管四周不同的位置，闭合开关，螺线管上、下的小磁针静止时 N 极指向螺线管的右端，根据磁极间的相互作用规律可知，螺线管的 B 端为 S 极，则螺线管的 A 端为 N 极。
[2]对调电源正负极，电流方向改变，闭合开关，小磁针静止时 N 极所指的方向与图乙相反，说明通电螺线管外部磁场的方向与电流方向有关。
（3）[ 1][2] 由图乙可知，铁屑在螺线管内部的分布是有规律的，说明通电螺线管的内部也有磁场。
（4）地磁场的 N 极在地理的南极点附近，地磁场的 S 极在地理的北极点附近，根据安培定则可知图丙中地球的圆形电流方向与地球自转方向相反。
20 ．（10 分）如图甲是恒温箱，其简化电路如图乙所示，它是通过电阻丝 R1 置于恒温箱内来加热空气，从而保持箱内恒温。控制电路中的电磁铁线圈电阻不计，通过调节变阻器 R3 接入电路的阻值来设置加热温度，热敏电阻 R2 置于温度监测区域，其阻值随温度变化的规律如图丙所示，控制
第十四章 电与磁 基础卷（解析版）
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电路的电源电压恒为 12V ，该继电器的启动电流为 30mA（即当控制电路线圈中的电流达到 30mA时，衔铁被电磁铁吸下，接通工作电路）。已知电阻丝 R1 的额定电压为 220V，额定功率为 1210W；恒温箱内部空气质量约 2.2kg ，空气的比热容为 1×103J/（kg . °C）。求：
(1)控制电路中线圈是利用电流的 效应工作的，通电时它的上方是 极。
(2)正常工作 20s ，求电阻丝 R1 产生的热量能使恒温箱内的空气温度升高多少（不计热量损失）？
(3)工作电路中电阻丝 R1 与指示灯电路并联。正常工作时，工作电路的总电流为 5.55A ，求此时指示灯支路消耗的功率。
(4)为了使箱内温度能在 50°C 电热器开始工作，求滑动变阻器接入电路的阻值。
【答案】(1) 磁；S ；(2)11°C；(3)11W；(4)100Ω
（1）[ 1]控制电路中的线圈是利用电流的磁效应工作的。当电流通过线圈时，线圈会产生磁场。
[2]根据安培定则，用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的 N 极。在图乙中，电流从线圈的上方流入，下方流出，所以通电时它的上方是 S 极。
（2）正常工作 20s 产生的热量是Q = W = P热t = 1210W × 20s = 2.42× 104 J
恒温箱中的空气上升的温度为 C
（3）工作电路消耗的总功率为P总 = UI总 = 220V× 5.55A = 1221W
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