【精品解析】【浙教版】(新教材)初中科学 八年级下册第三章 电磁及其应用 优生拔高训练卷A

资源下载
  1. 二一教育资源

【精品解析】【浙教版】(新教材)初中科学 八年级下册第三章 电磁及其应用 优生拔高训练卷A

资源简介

【浙教版】(新教材)初中科学 八年级下册第三章 电磁及其应用 优生拔高训练卷A
一、选择题
1.冷藏海鲜的温度通常在—18 ℃,如图甲是某海鲜市场冷库的温度自动报警器的原理示意图,电磁铁线圈的电阻忽略不计。图乙是热敏电阻 R 的阻值随温度变化的图像。当冷库温度等于或高于—18℃时,工作电路报警。下列说法正确的是
A.温度升高时,热敏电阻R 的阻值变大
B.工作电路报警时,衔铁被吸下,灯亮铃不响
C.冷库温度为-18℃时,控制电路中电流为0.03 A
D.若控制电路电压降低,报警器的报警温度也会降低
2.支付宝“碰一碰”收款设备能不断发出变化的磁场,当付款手机靠近时,手机内的NFC芯片产生感应电流被激活,完成信息交换。下列实验中能反映其工作原理的是(  )
A.
B.
C.
D.
3.磁共振成像是利用强静磁场和变化磁场使人体组织成像的一种医学成像技术。若携带金属物做磁共振成像,强静磁场会吸引铁质物品,变化磁场会使携带的金属中产生感应电流,从而使金属发热而灼伤病人,重则危及生命。上述说明中,没有涉及的知识是(  )
A.铁在磁场里会被磁化 B.电磁感应原理
C.电流的化学效应 D.电流的热效应
4.小科同学按如图电路连接了一个模拟家庭电路。开关S 闭合后,灯泡能正常发光,用测电笔检测插座的两孔,氖管均不发光。针对该模拟电路,下列说法正确的是 (  )
A.保险丝是用电阻较大、熔点较高的材料制成的
B.灯泡能正常发光,所以灯泡所在支路的连接是安全、合理的
C.插座无法正常工作,原因可能是 cd间断路
D.排除故障后,用图中的插座连接电冰箱,也能保证正常安全的使用
5.如图是磁悬浮列车工作原理图,磁体镶嵌在T形轨道里,通电时强大的磁力使列车悬浮在轨道上,实现非接触的支撑、导向和运行。关于磁悬浮交通系统,下列说法正确的是 (  )
A.通电的电磁铁能使列车重力变小从而悬浮
B.列车悬浮利用的是同名磁极相互排斥
C.列车正常运行时电源上端为正极
D.车厢线圈通电后周围存在磁感线
6.如图是“线圈不能连续转动”的示意图,下列说法中不正确的是(  )
A.三图中,导线 ab 与 cd 所受磁场力的方向始终没有发生改变
B.乙图中,线圈能够越过平衡位置继续往下转动是由于惯性
C.通电一段时间后,线圈 abcd 最终会停止在乙图所示的位置
D.只要开关始终闭合,线圈 abcd一定会在乙图的平衡位置左右摆动,永不停止
7.如图所示,小明用线圈、条形磁铁和灵敏电流计来验证电磁感应现象,下列不能使灵敏电流计指针发生偏转的操作是(  )
A.线圈不动,磁铁快速向上运动 B.线圈不动,磁铁快速向下运动
C.磁铁不动,线圈快速向上运动 D.线圈和磁铁同时同速向上运动
8.电子门锁因其功能齐全,外观新颖等诸多优点,被广泛应用在我们生活之中。电子门锁的内部原理如下图所示,图中S是指纹开关,电磁继电器K是轻质弹簧,L是电磁铁,B是带有固定磁极的锁,当锁的磁极S端插入锁孔C中时,门处于锁定状态。下列说法错误的是
A.当开关断开时,绿灯亮,门锁处于锁定状态
B.当开关闭合时,电磁铁A与锁固定磁极相互排斥
C.当开关闭合时,电磁铁L的上端为S极,此时红灯亮
D.更改控制电路电源的正负极,不会影响门锁正常工作
9.条形磁铁周围的磁场情况如图所示,下列说法正确的是 (  )
A.条形磁铁的左端为N极
B.a点所放小磁针静止时,北极指向右
C.a点处的磁场比b点处的弱
D.c点处由于没有磁感线经过,所以c点处没有磁场
10.如图所示为家用窗帘磁扣,绳子两端的珍珠球中都含有一块磁铁。当珍珠球吸合在一起时,珍珠球内两磁铁磁极的分布情况可能是()
A. B.
C. D.
11.如图所示圆环形绝缘凹槽内装满水银,水银的内外侧用导线接入电路,圆心处放置一块圆柱形磁铁,闭合开关后,发现水银逆时针流动,小明进行了如下操作: 先对调电源的正负极,再对调磁铁的南北极,则该操作中水银的流动情况是(  )
A.一直顺时针流动 B.一直逆时针流动
C.先顺时针流动,再逆时针流动 D.先逆时针流动,再顺时针流动
12.电吉他中电拾音器的基本结构如图甲所示,磁体附近的金属弦被磁化,因此弦振动时,在线圈中产生感应电流(如图乙),电流经电路放大后传送到音箱发出声音,电流越大声音越响。下列说法不正确的是(  )
A.选用铜质弦,电吉他仍能正常工作
B.增加线圈匝数可以增大声音的响度
C.弦振动过程中,线圈中的电流方向会发生变化
D.断开电路,线圈中的感应电流将消失
13.如图是电动机的结构示意图,两个铜半环E 和 F 跟线圈两端相连,随线圈一起顺时针转动。M和N是电刷,它们跟铜半环接触,使电源和线圈组成闭合电路。以下说法正确的是(  )
A.不能用石墨材料来制作电刷M、N
B.电流的方向始终由电刷N到电源“+”极
C.只对调电源正、负极,线圈将逆时针转动
D.电动机是把机械能转化为电能的装置
14.如图所示是检测汽车尾气中一氧化碳排放量的电路原理图。闭合开关S,当一氧化碳浓度高于某一设定值时,电铃发声报警,图中的气敏电阻R1的阻值随一氧化碳浓度的增大而减小,下列说法正确的是( )
A.电铃应接在A和C之间
B.当CO 浓度升高,电磁铁磁性减弱
C.若U1减小,则报警的CO 最小浓度比设定值高
D.为使该检测电路在 CO浓度更低时报警,可将R2的滑片向下移
15.如图是某同学家的部分电路,他将电饭煲的插头插入三孔插座后,正在烧水的电热水壶突然停止工作,但电灯仍在正常发光。拔出电饭煲的插头,电热水壶仍不能工作。用测电笔分别测试插座的左、右孔,发现氖管均不发光。若电路中只有一处故障,则(  )
A.电热水壶所在电路的b、c间断路 B.插座的接地线断路
C.电路的c、d间导线断路 D.电路的a、b间导线断路
16.如图,A是悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁,B是螺线管,闭合开关,待弹簧测力计示数稳定后,将滑动变阻器的滑片缓慢向右移动的过程中,下列说法正确的是 (  )
A.电压表示数变大,电流表示数也变大
B.电路中电流变小
C.螺线管上端是N极,弹簧测力计示数变小
D.电压表与电流表示数比值不变
17.把普通钢棒磁化有多种方法,可以用强力磁铁来磁化。钢棒是由大量的原子组成的,每个原子都有N、S极,相当于个磁性很弱的“小磁铁”。被磁化前,钢棒内“小磁铁”的排列杂乱无章,如图甲,此时钢棒对外不显磁性。用一个强力条形磁铁按图乙中的箭头方向滑动几次,钢棒就被磁化,磁化后各个“小磁铁”按图乙所示同向排列,此时钢棒具有磁性,相当于条形磁铁。下列说法正确的是 (  )
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,静止时小磁针的北极一定向外
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北极
18.如图所示,在光滑的水平面上固定一螺线管,螺线管与灵敏电流表组成闭合回路。有一轻质小车,车上放一条形磁铁,车可以在水平面左右运动,开关闭合后,在小车靠近或远离螺线管的过程中 (  )
A.小车只有朝右运动螺线管中才有电流
B.小车左右运动,螺线管中都有电流
C.小车运动越快灵敏电流表指针偏转角度越小
D.小车运动方向改变,灵敏电流表指针偏转方向不变
19.某项目组同学在老师的带领下完成了“隔空取电”实验,如图所示:送电线圈通电时,受电线圈产生感应电流,使发光二极管发光,实现电能的无线传输。下列装置的工作原理与受电线圈产生感应电流原理相同的是 (  )
A.
B.
C.
D.
20.下列磁现象的分析正确的是
A.甲图中铁棒能吸引小磁针,则铁棒原来一定具有磁性
B.乙图中小磁针黑色为N极.则b处磁场的方向向右
C.丙图弹簧测力计带着铁块从左端移到右端过程中,弹簧测力计的示数逐渐减小
D.丁图中铜针被磁化后,、其A端为N极
二、填空题
21.磁吸式擦窗器(图1)解决了高空擦窗的难题,它由两个清洁体组成,质量均为0.5kg,图2是其结构示意图,磁铁A可沿着导轨左右移动,磁铁 B固定不动。使用时,将清洁体夹在玻璃两侧,移动内侧清洁体,依靠磁力带动外侧清洁体,实现玻璃双面清洁。
(1)若磁铁A右侧为N极,则磁铁B左侧为   极。
(2)当擦窗器静止在玻璃上,擦窗器的窗外部分受到摩擦力大小为   牛。
(3)若使用时发现阻力太大,应如何调节磁铁A的位置    
22.电动汽车以其环保经济的优点逐步被人们喜爱。如图是某品牌的电动汽车出厂前,利用风洞模拟高速运动时的情况。
(1)汽车风洞测试时,以高速气流为参照物,汽车是   (选填“运动”或“静止”)的。
(2)该款电动汽车有一个动能回收装置,可以在汽车减速时将汽车的动能转化为电能,其工作原理与下列哪幅图一致?   
(3)汽车在风洞检测过程中,对地面的压力   (选填“大于”、“等于”或“小于”)车的重力。
23.智能自动化管理是未来社会的发展趋势。如图甲所示为某工作室的自动化光控电路图,其中光敏电阻R 的阻值随照度变化的关系如图乙所示(照度表示物体被照明的程度,单位是 lx)。请你回答下列问题:
(1)电磁继电器是利用电流   效应工作的,当光照强度增强时,光敏电阻的阻值将   ,控制电路中的电流将变大。长时间使用后,控制电路中的电流将降低。
(2)当开关S闭合,光敏电阻上的照度大于或等于0.4lx时,警示灯L恰好亮起。已知控制电路的电源电压为22 V,电磁继电器的线圈电阻为10 Ω,此时控制电路中的电流是   A。
24.磁控防盗装置都装有干簧管,它在电路中起到开关的作用。干簧管由两个磁簧片和玻璃管组成,磁簧片的触点在弹力的作用下处于断开状态(如图甲所示)。当磁体靠近干簧管时(如图乙所示),磁簧片被磁化,触点连接。
被磁化后,能长期保持磁性的物质叫硬磁体,不能长期保持磁性的物质叫软磁体。干簧管的磁簧片材料应该选用   (填“软磁体”或“硬磁体”)。如图乙所示,条形磁体靠近干簧管,磁簧片最左端是   极。
25.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,S2闭合,电动机转动,遮阳棚防紫外线的遮阳布展开。
(1)调试时发现,当户外紫外线增强到设定值时,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   (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。
26.近年来,广场舞成为城市中一道独特的风景线。我们经常能见到如图甲所示的广场舞扩音器,扩音器的结构一般由动圈式话筒和扬声器组成。
(1)如图乙所示,小柯在给扩音器充电时,将插头插入插座,发现无法充电;闭合开关,灯泡不亮:保持开关闭合,拔出插头,将测电笔分别插入插座两孔时,氖管均发光。若电路中只有一处故障,则故障可能是____。
A.灯丝烧断 B.火线上保险丝烧断 C.零线上保险丝烧断
(2)图丙是使用扩音器唱歌时的原理示意图,扬声器线圈磁性越强,振动幅度越大。实际使用过程中,发现扬声器在最高音量下响度较小,下列对扬声器的改进方法符合要求的是____。
A.减少线圈的匝数
B.换用磁性更强的永久磁体
C.增大芯片的输出电压
(3)人对话简说话时,话筒中膜片振动产生感应电流,经芯片处理后输出,输出的电流使扬声器中线圈振动,发出声音。下图实验中最符合扩音器整体工作原理的是____。
A.移动 ab后, cd随之移动
B.闭合开关,金属棒移动
C.移动 ab,电流表读数改变
27.宁波地势低洼,在强降雨天气影响下易造成城市内涝。如图是小科设计的道路积水自动报警器,当道路有深度积水时能警示汽车和行人。金属块甲和金属块乙固定在道路地面附近适当高度,图中A、B位置安装警示灯,包括红灯和绿灯。
(1)工作电路中电磁继电器的作用相当于电路元件中的   。
(2)若道路没有积水时,绿灯常亮:道路有深度积水时,红灯常亮。则绿灯应安装在图中工作电路的   (填“A”或“B”)的位置。
(3)在调试过程中发现,当道路积水触及甲、乙金属块时,红灯却没有发光,小科应如何调整:   : (答出一点即可)
28.如图所示,条形磁铁置于水平面上,电磁铁与其在同一水平面上,右端固定并保持水平。S 闭合,滑动变阻器滑片P 逐渐向左移动时,条形磁铁一直保持静止。则:
(1)电磁铁右端是   极;
(2)在此过程中条形磁铁受到的摩擦力的大小将   (填“不变”、“逐渐变大”或“逐渐变小”) , 方向   。
29.小宁设计的水位自动控制电路如图所示,工作电路由指示灯L、电动机M等元件组成,由家庭电路供电;控制电路中,金属板A、B置于水箱中不同位置,水箱中天然水是导体。
(1)我国家庭电路电压为   V。
(2)当水箱内水面处于金属板A 以下时,工作电路中的   处于工作状态。
(3)测试时,小宁发现由于电磁铁磁性太弱,电磁继电器无法正常工作。适当   (填“增加”或“减少”)电磁铁的线圈匝数,可以解决上述问题。
30.我国家庭电路的电压是   V,控制电灯的开关应安装在   线上;家里的电灯、电冰箱等用电器是   (选填“串联”或“并联”)在电路中的。仔细观察家里电饭锅、洗衣机等所用的插头,我们会发现有一根插头E要长些,如图所示。那么,较长的那根插头E接的是   (选填“火线”“零线”或“地线”);你认为这根插头更长一些的主要目的是   。
31.图甲为一个悬浮花盆。小科利用一个柱状磁体和一个电磁铁,以图乙的方式模拟了花盆悬浮情景。
(1)柱状磁体的下端为   极。
(2)图乙中的花盆受到   个力的作用。
(3)为模拟浇水导致花盆增重,小科往柱状磁体上放置了一个木块,导致柱状磁体与底座之间的距离变小,若要恢复二者之间的原有距离,则应将滑动变阻器的滑片向   移动到合适的位置。
32.如图是某饮水器的原理示意图。饮水器的容器内有密封绝缘的电热丝 热敏电阻 Rx,只要水面达到如图所示位置,接触开关 就会接通。继电器开关 的作用是当饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路。
(1)已知定值电阻R1和热敏电阻 Rx的电流随电压的变化曲线是如图乙中A、B、C中的两条。定值电阻 的阻值是   Ω。
(2)为了使继电器开关S2在饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路,热敏电阻 Rx应选择如图乙中的   (选填“A、B或C”) 。
(3)在使用过程中,发现饮水器内的水实际加热到90℃时,加热电路就自动切断了,为了使水能在加热至沸腾后加热电路才自动切断,可将滑动变阻R2的滑片向   调节。
33.北极燕鸥每年往返于南北两极,飞行约7万多公里躲避寒冷的极夜,真正实现了“生活在阳光里”的壮举。它们之所以能够飞行如此遥远的距离而不迷路,是因为拥有一种与生俱来的导航能力,主要是依靠地球磁场进行导航。
(1)地球能够产生磁场,说明地球是一个   ;
(2)如图为地磁场模型,模型中两极的细铁丝最密,表示两极的磁场最   ;
(3)北极燕鸥能够感知地球磁场的原因是其羽毛中隐藏着磁性颗粒,就像内置“指南针”,其 S极始终指示的方向是   。
34.电给人类带来了极大的方便,了解用电基本常识对我们每个人都很重要。
(1)我国家庭电路的电压是220V ;对于人体,一般情况下   V以下的电压才是安全的。
(2)如图所示,甲、乙分别表示测电笔的两种握法,其中正确的是    (填“甲”或“乙”);如图丙所示,电路中画“×”处表示断路之处,开关S 闭合后,用测电笔测试电路中A、B、C 三点,测电笔氖管会发光的是   点。
(3)请在图丁中把吊扇按安全用电原则接入家庭电路,要求当调速开关滑片顺时针转动时,可以减慢吊扇转速。
三、实验与探究题
35.以下是小江项目化学习小组设计的自动折叠伞控制系统。
【项目名称】设计自动折叠伞控制系统
【项目背景】同学们很喜欢到户外的学习园地中(如图甲)讨论问题。遇到下雨时,巨大的折叠伞扌操作困难。
【项目要求】当空气相对湿度达到一定程度时,工作电路中的电动机M转动,折叠伞展开。
【项目设计】根据要求设计如图乙的电路图。
(1)【器材选择】电磁继电器(线圈电阻不计,当通过电磁继电器的电流达到0.03安时,衔铁被吸-控制电压U1为6伏、滑动变阻器R1规格为“1安200欧”、灵敏电流表、电动机M、湿敏电阻R2、关、导线等。
要满足上述项目要求,他们应该选择的湿敏电阻是表中   (选填字母)。
空气相对湿度/% 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
湿敏电阻 A/Ω 92 90 86 80 72 56 42 30 20 13
湿敏电阻 B/Ω 13 20 30 42 56 72 80 86 90 92
(2)【项目调试】利用上述选择的器材,组装好电路后开始测试。将滑动变阻器的滑片移至阻值最大时,闭合开关S1,折叠伞不展开。若要使折叠伞在空气相对湿度达到80%时打开,则需要将滑动变阻滑片P移至阻值多大处 (请通过计算说明)
(3)【项目评价及反思】
评价指标 合格 待改进
指标一 伞可以自动展开 伞不能自动展开
指标二 开伞时的湿度可多档调节 开伞时的湿度不可调节
根据指标二,该装置被评为合格,请你结合上述信息和所学知识解释原因。
36.小华用图甲中实验装置探究“怎样产生感应电流”,用到了铁架台、蹄形磁体、灵敏电流表、开关、直导体AB 和若干根导线等器材。实验中固定磁体,让导体AB 运动。根据表格信息回答下列问题:
实验次数 导体运动情况 灵敏电流表指针偏转情况 灵敏电流表电流方向
1 竖直向上 不偏转 ____
2 竖直向下 不偏转 ——
3 水平向左 向右偏转 电流从右侧接线柱流入
4 水平向右 向左偏转 电流从左侧接线柱流入
(1)由实验1、2可知,闭合开关,导体AB 竖直向上或向下运动   (填“会”或“不会”)产生感应电流。
(2)由实验3、4可推测:导体产生感应电流的方向与   有关;如果固定导体AB,水平向右移动磁体,灵敏电流表的指针向   偏转。
(3)图乙中的“ ”表示导体AB 的横截面(即图甲中沿导体AB 由 A 往 B 看),Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示导体运动中的不同位置,箭头表示导体在那个位置上的运动方向。则导体会产生感应电流的位置有____(填序号)。
A.Ⅰ位置 B.Ⅱ位置 C.Ⅲ位置 D.Ⅳ位置
四、综合题
37. 小科同学利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”,如图甲。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方,当环境温度正常时,继电器的衔铁与上触点接触,与下触点分离,指示灯亮;当环境温度超过某一值时,继电器的衔铁与上触点分离,与下触点接触,警铃响。图乙是热敏电阻R的阻值随温度变化的图像。
(1)图甲中警铃的接线柱C应与接线柱   (选填“A”或 “B”)相连,指示灯的接线柱D应与余下的接线柱相连。
(2)图甲中已知控制电路中的电源电压为8伏特,当电磁铁线圈中电流达到200毫安时,衔铁刚好被吸住。R0电阻为10欧,请计算警铃报警时最低的环境温度是多少
(3)若要提高警铃报警的最低环境温度,请你提出一种电路改进方法:   。
38.大棚内二氧化碳浓度在一天内变化很大,蔬菜生长最适宜的二氧化碳浓度一般为0.1%~0.2%。如图是项目化学习小组设计的一款二氧化碳浓度自动调节装置原理模型图,右侧工作电路为二氧化碳供给装置,左侧为控制电路。其中控制电路电源电压U为12V,定值电阻R0阻值为30Ω,Rx是气敏电阻,其阻值与二氧化碳浓度的关系如下表。分析回答:
大棚中 CO2浓度/% 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3
气敏电阻 Rx的阻值/Ω 40 35 30 25 20 15 10
(1)二氧化碳浓度仪由电流表改装成,并在电流表的表盘刻度上标注对应的二氧化碳浓度值。则改装后表盘上标注的刻度是   (填“均匀”或“不均匀”)的。
(2)简述该装置能实现二氧化碳浓度自动调节的原理:   。
(3)结合工作原理,通过计算说明要符合蔬菜生长最适宜的二氧化碳浓度,电磁铁衔铁吸下和释放的电流值分别为多大(电磁铁上电阻丝阻值不计)?
39.图1为一智能路灯工作原理简图,已知控制电路中电源电压恒为6V, 为滑动变阻器,R 为光敏电阻,其阻值随光照强度(单位符号:cd)变化的规律如图2所示。当光照足够强时,路灯L不工作;当光照强度降为20cd, 控制电路中电流为 0.2A时,工作电路刚好启动,路灯L正常工作。电磁铁线圈的电阻忽略不计。
请完成下列问题:
(1)工作电路中连接灯L的左侧导线为   。 (选填“火线” “零线”或“地线”)
(2)由图2可知光敏电阻R的阻值随光照强度的增强而   。 (选填“增大”或“减小”)
(3)请列式计算,工作电路刚好启动时,滑动变阻器R0接入电路的阻值。
(4)为了节能,要使光照强度低于 20cd 时,工作电路才开始启动,应该如何改进控制电路 请至少写出两条改进控制电路的方法   。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)本题考查热敏电阻的特性与欧姆定律的应用。热敏电阻的阻值会随温度变化而改变,由图乙可知,该热敏电阻的阻值随温度升高而减小;欧姆定律公式为 ,可用于计算控制电路中的电流。
(2)本题还涉及电磁继电器的工作原理。电磁继电器的控制电路通过电流大小控制电磁铁磁性强弱,进而控制工作电路的通断:当控制电路电流足够大时,电磁铁吸下衔铁,工作电路切换;电流不足时,衔铁弹起,工作电路恢复初始状态。
【解答】A、由图乙可知,温度升高时,热敏电阻 R 的阻值变小,A 错误;
B、工作电路报警时,衔铁被吸下,此时电铃接入电路、灯泡断路,因此铃响灯不亮,B 错误;
C、冷库温度为 - 18℃时,由图乙可知热敏电阻阻值R=100 Ω,控制电路电压U=3 V,根据欧姆定律
C 正确;
D、若控制电路电压降低,要使电磁铁达到吸合衔铁的电流,需要热敏电阻阻值更小(对应温度更高),因此报警器的报警温度会升高,而非降低,D 错误;
故答案为:C。
2.【答案】B
【知识点】通电直导线周围的磁场;通电螺线管的磁场;电磁感应;磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】区分电动机原理图和发电机原理图可通过观察电路中是否有电源,有电源的是电动机,没有电源的是发电机。
【解答】由“当付款手机靠近时,手机内的NFC芯片产生感应电流被激活,完成信息交换”可知,该过程中机械能转化为电能,原理是电磁感应,与发电机的原理相同。
A、奥斯特实验,原理是通电导体周围存在磁场,故A错误;
B、发电机原理图,原理是电磁感应,故B错误;
C、电动机原理图,原理是通电导体在磁场中受到力的作用,故C错误;
D、小磁针发生偏转是因为通电螺线管周围存在磁场,故D错误。
故答案为:B。
3.【答案】C
【知识点】电磁感应;产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】强静磁场会吸引铁质物品--说明铁在磁场会被磁化;变化磁场会使携带的金属中产生感应电流--电磁感应;从而使金属发热面灼伤病人--电流的热效应。
【解答】 A、强静磁场会吸引铁质物品--说明铁在磁场会被磁化,故A正确。
B、变化磁场会使携带的金属中产生感应电流--电磁感应(磁生电),故B正确。
CD、使金属发热而灼伤病人(电流流过金属导体,金属导体发热)--电流的热效应,没有涉及电流的化学效应,故C错误,D正确。
故选:C。
4.【答案】C
【知识点】家庭电路的组成与连接;家庭电路的故障分析;熔断器的作用及保险丝的选择方法;安全用电原则
【解析】【分析】为了安全,连接电路时应将开关接在火线上,断开开关后用电器不再与火线相连;金属外壳的用电器应使用三孔插座,接通地线,防止应接触带电的金属外壳而触电的情况发生。
【解答】A、保险丝在电路中电流过大时熔断,由可知,在电流和时间一定时,电阻越大,产生的热量越多,可知保险丝是用电阻较大、熔点较低的材料制成的,故A错误;
B、由图可知,将灯泡接在火线上,将开关断开时,灯泡仍与火线相连,仍带电,存在安全隐患,可知灯泡连接不合理,不安全,故B错误;
C、cd间断路,插座的两个孔均没有与火线相连,而零线不带电,可知两个孔都不能使测电笔发光,故C正确;
D、冰箱应使用三孔插座,将外壳接地,图中为两个插座,故D错误。
故答案为:C。
5.【答案】C
【知识点】磁极间的相互作用;磁场和磁感线;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】A.根据G=mg分析列车重力的变化;
B.根据磁极之间的相互作用规律判断;
C.根据安培定则判断线圈上的电流方向,进而确定电源的正负极方向;
D.根据磁感线的定义判断。
【解答】A.电磁铁通电后列车自身的质量不变,根据G=mg可知,它的重力不会改变,故A错误;
B.列车悬浮利用的是异名磁极相互吸引,则电磁铁上端为 S极,故B错误;
C.根据安培定则可知,列车正常运行时电源上端为正极,故C正确;
D.磁感线是为了形象描述磁场而假想出来的曲线,不是真实存在的,故D错误。
故选C。
6.【答案】D
【知识点】惯性;通电导体在磁场中的受力方向的判断;直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】A.通电导体受到磁力的方向与磁场方向和电流方向有关;
B.物体保持运动状态的性质叫惯性;
CD.根据对线圈平衡位置的认识判断。
【解答】A.三图中,通过导线 ab,cd 的电流的方向和磁场方向均未改变,所以导线 ab,cd 的受力方向没有发生改变,故A正确;
B.乙图中,线圈能够越过平衡位置继续往下转动是由于惯性,故B正确;
CD.通电一段时间后,线圈abcd由于在竖直方向上受力平衡,所以最终会停止在乙图所示的位置,故C正确,D错误。
故选 D。
7.【答案】D
【知识点】磁场对通电导线的作用;通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】 闭合电路一部分导体缓慢切割磁感线运动时,产生感应电流的现象叫做电磁感应。
【解答】 图中线圈和电流计组成了闭合回路,
A.线圈不动,磁铁快速向上运动时,根据运动的相对性,线圈切割了磁感线,产生感应电流,故A不符合题意;
B.线圈不动,磁铁快速向下运动时,根据运动的相对性,线圈切割了磁感线,产生感应电流,故B不符合题意;
C.磁铁不动,线圈快速向上运动,相当于线圈向上切割了磁感线,产生感应电流,故C不符合题意;
D.线圈和磁铁同时同速向上运动,由于相对静止,线圈没有切割磁感线,因而不会产生感应电流,故D符合题意。
故答案为:D。
8.【答案】B
【知识点】电磁铁的其他应用;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】(1)根据电磁铁有无磁性分析门锁的工作状态;
(2)(3)根据安培定则判断电磁铁的极性,再根据磁极之间的相互作用判断;
(4)电磁铁的磁场方向与电流方向有关,据此分析是否影响门锁的控制作用即可。【解答】当开关断开时,电磁铁L中没有电流通过,衔铁在左侧弹簧的作用下被拉起,绿灯电路被接通,电磁铁A没有磁性,磁极S端插入锁孔C中时,门处于锁定状态,故A正确不合题意;
当开关闭合时,电流从电磁铁L上端流入,根据安培定则可知,电磁铁L的上端为S极;由于电磁铁L具有磁性,将衔铁吸下,红灯电路被接通,同时电磁铁A有电流通过,具有磁性,根据安培定则可知,此时电磁铁A的左端是N极、右端是S极,所以A端与锁阀磁极的N端产生相互吸引,门锁处于开锁的状态,故B错误符合题意,C正确不合题意;
更改控制电路电源的正负极,电磁铁L的N、S极发生变化,电磁铁L的磁性不会发生变化,不会影响门锁正常工作,故D正确不合题意。
故选B。
9.【答案】C
【知识点】磁场和磁感线
【解析】【分析】(1)磁感线的方向与磁极判断:在磁体外部,磁感线总是从 N 极出发,回到 S 极。磁感线的疏密程度表示磁场的强弱,磁感线越密集,磁场越强;反之则越弱。
(2)小磁针指向与磁场方向:磁场中某点的磁场方向,与放在该点的小磁针静止时 N 极所指的方向一致。磁感线是为了形象描述磁场而人为画出的曲线,即使在没有画出磁感线的地方,磁场依然存在。
【解答】A、条形磁铁外部的磁感线是从 N 极出发,回到S极的,故磁铁的左端为S极,A错误;
B、a点所放小磁针静止时,北极(N极)指向左,B错误;
C、磁感线越密集,该处磁场越强,磁感线越稀疏,该处磁场越弱,则a处的磁场比b处的磁场弱,C正确;
D、磁体的周围存在磁场,c点处即使没有磁感线通过,c点处也有磁场,D错误。
故答案为:C。
10.【答案】D
【知识点】磁极间的相互作用
【解析】【分析】(1)磁体磁极特点:任何磁体都有两个磁极,分别是 N 极(北极)和 S 极(南极)。
(2)磁极间相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引 。即 N 极与 N 极、S 极与 S 极相互排斥;N 极与 S 极相互吸引。
【解答】A、该选项中两磁体相对磁极是同名磁极(N 极与 N 极 ),根据磁极间相互作用规律,同名磁极相互排斥,不会吸合在一起,所以该选项错误。
B、此选项中两磁体相对磁极是同名磁极(S 极与 S 极 ),同名磁极相互排斥,不会吸合,该选项错误。
C、该选项中两磁体相对磁极也是同名磁极(S 极与 S 极 ),会相互排斥,不能吸合,该选项错误。
D、该选项中两磁体相对磁极是异名磁极(N 极与 S 极 ),根据异名磁极相互吸引的规律,能够吸合在一起,该选项正确。
故答案为:D。
11.【答案】C
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】根据通电导体在磁场中受力方向的影响因素分析判断。
【解答】水银为导体,通过电流后,会在磁场中受力而运动起来。而通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关,则对调电源的正负极后,电流方向发生改变,则受力方向改变,此时水银沿顺时针方向流动。然后对调磁铁的南北极,此时磁场方向改变,则水银受力方向改变,此时水银沿逆时针方向流动。
故选C。
12.【答案】A
【知识点】电磁感应;产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】(1)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时,会产生感应电流。在电吉他中,金属弦被磁化后,振动时相当于在磁场中切割磁感线,从而在线圈中产生感应电流。
(2)磁化的条件:只有铁、钴、镍等铁磁性材料才能被磁化,铜、铝等非铁磁性材料无法被磁化,因此不能作为电吉他的琴弦。
(3)影响感应电流大小的因素:感应电流的大小与线圈匝数、磁场强弱、导体切割速度等有关。线圈匝数越多,产生的感应电流越大,对应的声音响度也越大。
【解答】A、铜不可以被磁化,则选用铜质弦,电吉他不能正常工作,取走磁体,就没有磁场,振弦不能切割磁感线产生电流,电吉他将不能正常工作,故A错误;
B、增加线圈匝数可以增大磁场强弱,进而增大声音的响度,故B正确;
C、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,弦振动过程中,线圈中的电流大小不断变化,使弦振动幅度不同发出声音的大小不同,故C正确;
D、通电导线周围有磁场,断开电路,磁场消失,故D正确。
故答案为:A。
13.【答案】C
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】A、电刷应用导体来制作,石墨是导体。
B、电源外部电流的方向是从电源正极经过用电器回到电源的负极。
C、通电导体在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向有关。
D、电动机将电能转化为机械能。
【解答】A、电刷跟铜半环接触,使电源和线圈组成闭合电路,所以电刷应用导体来制作,石墨是导体,故可用石墨材料来制作电刷,故A 错误。
B、电源外部电流的方向是从电源正极流向电源负极,所以电流由电源“+”极流向电刷N,故B错误。
C、通电导体在磁场中的受力方向与电流方向、磁场方向有关,只改变电流方向或磁场方向,导体受力方向改变,所以只对调电源正、负极,线圈转动方向将改为逆时针,故C正确。
D、电动机将电能转化为机械能,故D错误。
故答案为:C。
14.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】 AB.首先确定一氧化碳浓度升高时R1阻值的变化,根据欧姆定律可知控制电路的电流变化,从而得出电磁铁的磁性变化;当一氧化碳浓度高于某一设定值时,衔铁被吸下,电铃发声报警,据此得出电铃应接的位置;
C.用久后,电源电压U1会减小,而电铃开始发声报警时,控制电路的电流一定,根据欧姆定律可知此时控制电路的总电阻变化,根据电阻的串联可知R2的阻值不变时气敏电阻R1阻值的变化,从而得出报警时一氧化碳最小浓度与设定值高的关系;
D.电源的电压一定,电铃开始发声报警时控制电路的电流一定,根据欧姆定律可知控制电路的总电阻一定,据此可知要使该检测电路在一氧化碳浓度更低(气敏电阻R1阻值变大)时报警R2接入电路中的阻值变化,从而得出R2的滑片移动方向。
【解答】 AB.根据题意可知,当一氧化碳浓度升高时,气敏电阻R1阻值减小,根据R总=R1+R2可知,控制电路的总电阻减小。根据欧姆定律可知,控制电路的电流增大,电磁铁的磁性增强。此时衔铁被吸下,电铃发声报警,则电铃应接在B和D之间,故A、B错误;
C.电铃开始发声报警时,控制电路的电流一定,则电磁铁吸合时总电阻保持不变。用久后,电源电压U1会减小,根据可知,吸合时总电阻偏大,即气敏电阻的阻值减小,因此报警时一氧化碳最小浓度比设定值高,故C正确;
D.电源的电压一定,电铃开始发声报警时控制电路的电流一定,则控制电路的总电阻一定。
要使该检测电路在一氧化碳浓度更低时报警,此时气敏电阻的阻值增大,则应减小R2接入电路中的电阻,可将R2的滑片向上移,故D错误。
故选C。
15.【答案】D
【知识点】家庭电路的故障分析
【解析】【分析】将各个选项中的故障放在电路中,推测可能出现的现象,哪个与题目描述相同,哪个就是正确选项。
【解答】A.如果电热水壶所在电路的b、c间断路,电水壶停止工作,但不会影响插座所在的电路,即电饭煲应该正常工作,故A不会题意;
B.如果插座的接地线断路,对电源线没有影响,因此测电笔接触插座的右孔时应该发光,故B不会题意;
C.如果电路的c、d间导线断路,电水壶和电饭煲都不能正常工作,但测电笔接触插座的右孔时应该发光,故C不合题意;
D.如果电路的a、b间导线断路,那么插座和电热水壶的火线全部断开,因此电饭煲和电水壶都不能工作,且插座的右孔不能使测电笔发光,故D符合题意。
故选D。
16.【答案】C
【知识点】串、并联电路的电流特点;串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用;右手螺旋定则;影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】根据右手螺旋定则判断电磁铁的磁极,由同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引判断磁力的方向,从而判断测力计的示数变化。
【解答】ABD、电路为串联电路,电压表测量滑动变阻器两端电压,滑片向右移,滑动变阻器连入电路的阻值减小,由欧姆定律可知,电路中电流变大,即电流表示数将变大,串联电路电阻越大,分压越大,可知滑动变阻器两端电压将变小,即电压表示数将变小。电压表示数与电流表示数的比值等于滑动变阻器连入电路的阻值,滑动变阻器阻值减小,则比值减小,故ABD错误;
C、由右手螺旋定则可知,电磁铁上端为N极,与条形磁铁相互排斥,电路中电流变大,电磁铁的磁性增强,斥力增大,滑动变阻器的示数将减小,故C正确。
故答案为:C。
17.【答案】D
【知识点】磁体、磁极、磁化;磁极间的相互作用;磁场和磁感线
【解析】【分析】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。
【解答】A、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,故A错误;
B、未被磁化前,钢棒对外不显磁性,钢棒两端均无极性,故B错误;
C、左图钢棒未被磁化,钢棒对外不显磁性,故静止时小磁针的北极(N)指向无法确定,故C错误;
D、由乙可知,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,小磁针的右端是北极(N),故D正确;
故答案为:D。
18.【答案】B
【知识点】通电螺线管的磁场
【解析】【分析】(1)电磁感应现象:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,或闭合电路中的磁通量发生变化时,电路中会产生感应电流。在本题中,磁铁靠近或远离螺线管,都会使螺线管中的磁通量发生变化,从而产生感应电流。
(2)影响感应电流大小与方向的因素:感应电流的大小与磁通量的变化率成正比,小车运动越快,磁通量变化越快,感应电流越大;感应电流的方向与磁通量的变化方向有关,磁铁靠近和远离螺线管时磁通量变化方向相反,因此感应电流的方向也会相反。
【解答】AB、小车左右运动,线圈都会切割磁感线,螺线管中能产生电流,故A错误,B正确;
C、小车运动越快,产生的电流越大,指针偏转越大,故C错误;
D、小车运动方向改变,电流的方向发生改变,指针偏转方向改变,故D错误,
故答案为:B。
19.【答案】A
【知识点】电磁感应;产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】(1)电磁感应现象:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流,该现象是将机械能转化为电能。本题中受电线圈产生感应电流的原理就是电磁感应。(2)通电导体在磁场中受力运动:通电导体在磁场中会受到力的作用,该原理是将电能转化为机械能;电流的磁效应:通电导体周围存在磁场,可用来研究电磁铁的磁性等。
【解答】A、图 A 装置中,导体在磁场中做切割磁感线运动时,电流表指针偏转,产生感应电流,其工作原理是电磁感应,与受电线圈产生感应电流的原理相同,故该选项正确。
B、图 B 装置中有电源,通电导体在磁场中受力运动,其工作原理是通电导体在磁场中受力运动,与电磁感应原理不同,故该选项错误。
C、图 C 装置是研究电磁铁磁性强弱的实验,其工作原理是电流的磁效应,与电磁感应原理不同,故该选项错误。
D、图 D 装置是奥斯特实验,说明通电导体周围存在磁场,其工作原理是电流的磁效应,与电磁感应原理不同,故该选项错误。
故答案为:A。
20.【答案】B
【知识点】磁体、磁极、磁化;磁极间的相互作用;磁场和磁感线
【解析】【分析】只有铁、钴、镍能被磁化。
【解答】A、小磁针具有磁性,能将铁棒磁化,所以铁棒吸引小磁针可能是因为铁棒具有磁性,也可能是铁棒被小磁针磁化了,故A错误;
B、异名磁极相互吸引,由图可知,小磁针N极向左,可知c为S极,则a为N极,磁体周围的磁感线从N极指向S极,可知b点的磁场方向向右,故B正确;
C、条形磁铁磁极在两端,对铁块的吸引力较大,可知 弹簧测力计带着铁块从左端移到右端过程中,弹簧测力计的示数先减小后变大,故C错误;
D、铜不能被磁化,故D错误。
故答案为:B。
21.【答案】(1)S
(2)5
(3)向左调
【知识点】二力平衡的条件及其应用;磁极间的相互作用
【解析】【分析】(1)根据磁极之间的相互作用规律分析;
(2)根据G=mg计算窗户外侧的重力,然后根据平衡力的知识计算它受到的摩擦力;
(3)摩擦力大小与压力和接触面的粗糙程度有关,而电磁力随距离的增大而减小。
【解答】 (1)根据图2可知,窗内的磁体A和窗外的磁体B相互洗衣,若此时磁铁A右侧为N极,根据同名磁极相互洗衣可知,则磁铁B左侧为S极。故填:S。
(2)根据题意可知, 擦窗器的窗外部分的质量为0.5kg ,则它的重力为G=mg=0.5kg×10N/kg=5N。擦窗器静止在玻璃上,即受力平衡,则擦窗器的窗内部分受到摩擦力大小等于重力,即f=G=5N。故填:5。
(3)若使用时发现阻力太大,应减小它们之间的压力,即减小A和B之间的吸引力。而电磁力随距离的增大而减小,所以应将图乙中的磁铁A 向左调。故填:左。
22.【答案】(1)运动
(2)A
(3)小于
【知识点】参照物及其选择;流体压强与流速的关系;电磁感应
【解析】【分析】物体相对于参照物的位置变化了,物体就是运动的;物体相对于参照物的位置不变,物体就是静止的。流体流速越大的位置,压强越小。
【解答】(1)汽车风洞测试时,以高速气流为参照物,汽车是运动的。因为高速气流在流动,而汽车相对于高速流动的气流位置在不断变化。
(2)动能回收装置在汽车减速时将动能转化为电能,其工作原理是电磁感应现象。A图是电磁感应实验装置,符合动能回收装置的工作原理;B图是电动机的工作原理图,是通电导体在磁场中受力运动,不符合;C图是奥斯特实验,说明电流周围存在磁场,不符合。所以应选A。
(3)检测过程中电动汽车对地面的压力小于车的重力。因为汽车在风洞中模拟高速运动时,车上方空气流速快、压强小,车下方空气流速慢、压强大,从而产生向上的升力,所以汽车对地面的压力会小于其重力。
23.【答案】(1)磁;减小
(2)0.44
【知识点】欧姆定律及其应用;影响电磁铁磁性强弱的因素;电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】(1)根据图乙判断光敏电阻阻值与光照强度大的关系。
(2)串联电路总电阻等于各用电器电阻之和。
【解答】(1)电流具有热效应,电磁继电器就是利用电流的热效应工作的。
由图乙可知,光照增强,光敏电阻的阻值将减小。
(2)由图乙可知,当光照强度为0.4lx,光敏电阻的阻值为40欧姆,控制电路的电流为。
24.【答案】软磁体;S(或南)
【知识点】磁极间的相互作用
【解析】【分析】磁体磁性间的关系为同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
【解答】由题意可知,干簧管中的磁簧片在靠近磁体时有磁性,远离磁体时应无磁性,所以应是由软磁体制成的;根据异名磁极相互吸引,磁簧片靠近条形磁体的 N 极的一端是S极,所以磁簧片最左端是S极。
故答案为:软磁体;S。
25.【答案】(1)右
(2)相(火)
【知识点】欧姆定律及其应用;影响电磁铁磁性强弱的因素;家庭电路的组成与连接
【解析】【分析】(1)电动机通过电磁铁控制,此时S2没有闭合,说明电磁铁的磁场太弱,根据影响电磁铁磁场强弱的因素分析电流的变化,推测电阻的变化,最终确定变阻器的滑片移动方向。
(2)根据家庭电路安全用电的接线方法判断即可。
【解答】(1)电动机通过电磁铁控制,此时S2没有闭合,说明电磁铁的磁场太弱,即通过电磁铁的电流太小。为了增大磁场,就必须增大电流而减小电阻,因此变阻器的滑片应该向右移动。
(2)在家庭电路中,开关必须接在火线上,因此进户线a应该接火线。
26.【答案】(1)C
(2)B;C
(3)A
【知识点】电磁感应;磁场对通电导线的作用;家庭电路的故障分析
【解析】【分析】(1) 在家庭电路中只有一处故障时,用试电笔检测,氖管发光的接触的是火线,氖管不发光的接触的是零线。
(2)通电导体在磁场中的受力大小与磁场强弱和电流大小有关;
(3)根据题干描述的扩音器的工作原来分析。
【解答】(1) 将插头插入插座,打开电视,电视不工作;闭合开关,灯泡不亮,说明电路中存在断路故障;若灯丝烧断,则电视机应该工作,故不可能是灯丝烧断;
保持开关闭合,拔出插头,将测电笔分别插入插座两孔时氖管均发光,插孔的左孔能使氖管发光,说明蓝色线是通的(即插孔的左孔通过灯泡、开关与火线相连,如下图);插孔的右孔能使氖管发光,说明红色线是通的(即火线是完好的),综合分析可知是A点左侧的零线断路(可能是零线上保险丝烧断)。
(2)要增大扬声器的响度,需要增大线圈受到的磁场强弱,那么可以: 换用磁性更强的永久磁体 ,也可以 增大芯片的输出电压从而增大电流,故选BC。
(3)根据图片可知,用ab,则导体在磁场中做切割磁感线运动,此时会产生感应电流。产生的感应电流经过导体cd后,它在磁场中受力运动起来,相当于线圈振动发声,
故选A。
27.【答案】(1)开关
(2)A
(3)增加电磁继电器的线圈匝数
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】由图可知,当地面没有或有少量积水时,控制电路断开,电磁铁没有磁性,衔铁被弹簧拉起,工作电路中A灯被接通;当地面积水较深时,控制电路连通,电磁铁产生磁性,衔铁被电磁铁吸下,工作电路中B灯被接通,故为使电磁铁更容易吸住衔铁,可使电磁铁产生更强的磁性,根据电磁铁磁性的影响因素和欧姆定律得出可行的方法。
【解答】(1)(2)当水位没有达到B时,电磁铁没有磁性,只有绿灯亮;当水位到达B时电路接通,电磁铁有磁性,衔铁就会在电磁力吸引的作用下与红灯接通,红灯亮,故A为红灯;此过程中电磁继电器相当于电路元件中的开关;
(3)在调试过程中发现,当道路积水触及甲、乙金属块时,红灯却没有发光的原因是磁性太弱,吸引力太小,为使电磁铁更容易吸住衔铁,可使电磁铁产生更强的磁性,可以通过增大通过电磁铁的电流或者增加电磁继电器的线圈匝数。
故答案为:(1)开关;(2)A;(3)增加电磁继电器的线圈匝数。
28.【答案】(1)N
(2)逐渐变大;水平向左
【知识点】通电螺线管的磁场
【解析】【分析】首先利用螺线管中电流方向和线圈绕向根据安培定则确定螺线管的左端的磁极。再利用磁极间的作用规律确定条形磁铁的右端与电磁铁左端的相互作用情况。
由于通电螺线管吸引力的作用,使得条形磁铁有了向右运动的趋势,所以桌面对它施加了一个向左的摩擦力,由此也可以确定摩擦力的方向。
【解答】根据螺线管的线圈绕向和电流从螺线管的左端流入,利用安培定则可以确定螺线管的左端为S极。右端是N极。所以条形磁铁受到通电螺线管对它向右的吸引力,则摩擦力水平向左,当滑动变阻器的滑片向左移动时,电阻减小,电路电流变大,通电螺线管的磁性变强,对条形磁铁的吸引力变大,则摩擦力也将变大。
故答案为:(1)N;(2)逐渐变大;水平向左。
29.【答案】(1)220
(2)M
(3)增加
【知识点】电压;影响电磁铁磁性强弱的因素;电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】(1)我国家庭电路使用的是电压为220V、频率为50赫兹的交流电。
(2)电磁铁在通电时才会产生磁性,吸引衔铁。
(3)电磁铁的磁性强弱与线圈匝数和电流大小有关,电流越大、匝数越多,磁性越强。
【解答】(1)我国家庭电路使用的是220V的交流电。
(2)当水箱内水面处于金属板A 以下时,控制电路处于断路状态,电磁铁没有磁性,不能吸引衔铁,可知工作电路中处于工作状态的是电动机M。
(3)电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关,匝数越大,磁性越强,可知要增强电磁铁的磁性,应增加线圈匝数。
30.【答案】220;火;并联;地线;先接通地线(或后断开地线,或确保用电安全)
【知识点】家庭电路的组成与连接
【解析】【分析】(1)家庭电路的基本参数与开关连接:我国家庭电路的标准电压是 220V;控制电灯的开关需安装在火线上,这样断开开关时,能切断火线与电灯的连接,避免电灯带电,保障用电安全。
(2)家庭用电器的连接方式:家里的电灯、电冰箱等用电器是并联在电路中的,因为并联电路中各用电器独立工作、互不影响,且能保证每个用电器两端电压均为 220V(额定电压)。
(3)三孔插头的结构与作用:三孔插头中较长的那根插头顶接的是地线;这根插头更长的目的是,插入插座时先接通地线,拔出插座时后断开地线,确保用电器在通电前先接地、断电后才断开接地,防止用电器金属外壳漏电时触电。
【解答】我国家庭电路的电压是 220V;控制电灯的开关应安装在火线上,因为开关接火线,断开开关时电灯与火线断开,能避免电灯带电,更安全。
家里的电灯、电冰箱等用电器是并联在电路中的,并联电路中各用电器可独立控制,且每个用电器都能获得 220V 的额定电压,正常工作。
三孔插头中较长的那根插头顶接的是地线;这根插头更长的主要目的是:插入插座时,地线先接通;拔出插座时,地线后断开,从而保证用电器在通电的全过程中都处于接地保护状态,防止金属外壳漏电时触电。
31.【答案】(1)S
(2)2
(3)上
【知识点】磁极间的相互作用;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】 (1)根据安培定则判定电磁铁的磁性;根据磁极间的相互作用规律分析柱状磁体的下端的极性;
(2)对花盆进行受力分析即可;
(3)电磁铁磁性强弱与电流的大小、线圈的匝数有关,其他条件相同,电流越大,磁性越强。
【解答】 (1)根据图示可知,电流从电磁铁的上端流入、下端流出,根据安培定则可知,电磁铁的上端为S极,下端为N极;根据同名磁极相互排斥可知,柱状磁体的下端为S极;
(2)根据乙图可知,花盆在空中悬浮,受到竖直向下的重力和竖直向上的电磁力,共2个力的作用;
(3) 小科往柱状磁体上放置了一个木块, 则花盆的总重力增多,则要使盆栽与底座之间距离不变,需增大磁力。电磁铁磁性强弱与电流的大小有关,其他条件相同,电流越大,磁性越强,故要增大磁力需增大电流,滑片向上移动。
32.【答案】(1)10
(2)C
(3)左
【知识点】变阻器的原理及其使用;欧姆定律及其应用;电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】(1)根据欧姆定律计算定值电阻的阻值。
(2)图像的斜率为,C图像斜率逐渐减小,可知逐渐减小,则R逐渐变大。
(3)串联电路总电阻等于各用电器电阻之和,电磁继电器的改进中,往往需要控制经过电磁铁的电路保持不变。
【解答】(1)定值电阻的阻值不变,可知电流与电压图像是一条直线,即B表示的是定值电阻的图像,定值电阻的阻值为。
(2)为了使继电器开关S2在饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路,应在水沸腾时减弱电磁铁的磁性,可知此时电路中的电流减小,热敏电阻的阻值增大,即选择的是电阻随温度升高而增大的热敏电阻,由图乙可知,选择的是C。
(3)电磁继电器时开关S2断开时的电流是一定的,要使温度更高时电路才会自动切断,热敏电阻的阻值将增大,由串联电路的电阻规律可知,应减小滑动变阻器连入电路的阻值,即将滑片向左移。
33.【答案】(1)磁体
(2)强
(3)南方
【知识点】磁场和磁感线;地磁场
【解析】【分析】(1) 地球本身是一个巨大的磁体,地球周围存在地磁场,这是地磁场的基本概念 。
(2) 磁场的基本性质,磁场的强弱可以通过磁感线的疏密来表示,磁感线越密的地方,磁场越强。
(3) 指南针的工作原理及地磁场的极性,指南针的 S 极会指向地磁场的北极,而地磁场的北极在地理南极附近,所以指南针 S 极指向南方。
【解答】(1) 因为地球能够产生磁场,符合磁体的特征,所以地球是一个磁体 。
(2) 在地磁场模型中,两极的细铁丝最密,根据磁场强弱与磁感线疏密的关系,细铁丝越密表示磁场越强 。
(3) 北极燕鸥羽毛中的磁性颗粒类似指南针,指南针的S极受地磁场作用,会指向地磁场的北极,而地磁场北极在地理南极附近,所以其S极始终指示的方向是南方 。
34.【答案】(1)36
(2)甲;ABC
(3)
【知识点】家庭电路的组成与连接;测电笔的使用;插座的构造与工作方式
【解析】【分析】 (1)我国家庭电路的电压是220V;对人体安全的电压是不高于36V;安全用电的原则,不接触低压带电体,不靠近高压带电体;
(2)测电笔是用来辨别零线和火线的工具,使用测电笔时,应用手接触笔尾金属体,笔尖接触电线;当笔尖接触到火线时,氖管会亮,接触零线时,氖管不亮。能否使验电笔氖灯
(3) 调速器开关相当于滑动变阻器,吊扇的外壳要接地。
【解答】 (1)我国家庭电路的电压是220V;人体的安全电压是不高于36V,所以一般情况下36V以下的电压对人体是安全的;安全用电的原则,不靠近高压带电体,不接触低压带电体;
(2)在使用测电笔时,笔尖接触要检测的导线,手接触笔尾金属体;当笔尖接触检测导线时,氖管发光的是火线,氖管不发光的是零线,故甲正确;
图丙中,左侧为进户线,且进户零线断路,开关S闭合后,C点通过中间的导线、灯泡L与火线连通,则此时C、A两点均“带电”(与大地间有220V的电压),且B点直接与火线相连,所以,用测电笔测试电路中A、B、C三点时,这三点都会使氖管发光。
(3) 调速开关滑片顺时针转动时,吊扇风速减慢,说明接入电路的电阻值变大,应将中间和右侧接线柱接入电路;吊扇在连接时要注意左端接火线、上端接地线、右端接零线,如图所示:
35.【答案】(1)A
(2)解:根据图片可知,湿敏电阻和变阻器串联,
控制电路电压U1=6V,工作电流I=0.03A,
则此时电路的总电阻:,
根据表格可知,当湿度为80%时是湿敏电阻的阻值R2=30Ω;
则此时滑动变阻器的阻值:R1=R-R2=200Ω-30Ω=170Ω。
(3)在空气相对湿度在80%左右时,电流满足吸合的条件,自动闭合电动机的开关,自动打开伞,调节滑动变阻器的大小可以改变自动闭合时的湿敏电阻的阻值,因而开伞时的湿度可多挡调节。
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁铁的其他应用;电阻的串联、并联
【解析】【分析】(1) 根据题意可知,湿度增大到一定程度时,电磁继电器中电流增大到启动电流,根据欧姆定律分析此时湿敏电阻的阻值变化,进而确定它的阻值随湿度的变化规律即可。
(2) 根据欧姆定律计算启动时的总电阻,根据表格数据确定湿度为80%时湿敏电阻的阻值,最后根据R1=R-R2计算此时变阻器接入的阻值。
(3)根据题意分析该装置利用湿敏电阻实现多档调节的原因。
【解答】 (1)根据题意可知,当空气相对湿度达到一定程度时,通过湿敏电阻的电流变大,磁性增强,将衔铁吸引。根据欧姆定律可知,此时湿敏电阻的阻值变小,即湿敏电阻随着湿度增大而变小,故选A。
(3) 根据指标二,该装置被评为合格的原因: 在空气相对湿度在80%左右时,电流满足吸合的条件,自动闭合电动机的开关,自动打开伞,调节滑动变阻器的大小可以改变自动闭合时的湿敏电阻的阻值,因而开伞时的湿度可多挡调节。
故填: 在空气相对湿度在80%左右时,电流满足吸合的条件,自动闭合电动机的开关,自动打开伞,调节滑动变阻器的大小可以改变自动闭合时的湿敏电阻的阻值,因而开伞时的湿度可多挡调节。
36.【答案】(1)不会
(2)导体切割磁感线的运动方向;右
(3)B;C;D
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律;探究电磁感应现象的实验
【解析】【分析】(1)电磁感应现象的产生条件:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中才会产生感应电流。如果导体没有切割磁感线(如沿磁感线方向运动),则不会产生感应电流。
(2)感应电流方向的影响因素:感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁场方向有关。当其中一个因素改变时,感应电流的方向就会改变;若两个因素同时改变,感应电流的方向不变。
(3)相对运动的等效性:在电磁感应实验中,“导体切割磁感线” 与 “磁体相对于导体运动” 的效果是等效的,都能让导体切割磁感线从而产生感应电流。
【解答】(1)由1、2两次实验可知,导体AB 竖直向上或竖直向下平行于磁感线运动时,灵敏电流表指针不偏转,即说明闭合回路中不会产生感应电流。
(2)由3、4两次实验可知,导体AB 切割磁感线的运动方向改变时,产生的感应电流的方向也发生了改变,说明导体AB 中感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向有关。
如果固定导体AB,水平向右移动磁体,此时相当于磁体不动,导体AB 水平向左运动,由表格中的信息可知,此时灵敏电流表的指针向右偏转。
(3)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示导体AB 运动中的不同位置,箭头表示导体在那个位置上的运动方向。因为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ这三个位置导体做切割磁感线运动,Ⅰ位置导体不做切割磁感线运动,所以导体会产生感应电流的位置有Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。
故答案为: BCD。
37.【答案】(1)B
(2)电流为200毫安即0.2安时,热敏电阻的阻值为
由图乙可知,此时温度为80℃。
(3)换阻值更大的定值电阻或减小电源电压
【知识点】欧姆定律及其应用;影响电磁铁磁性强弱的因素;电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】(1)电磁铁磁性强弱与电流、线圈匝数有关,匝数一定时,电流越大,磁性越强。
(2)根据欧姆定律计算热敏电阻的阻值,结合图乙读出温度。
(3)改进电磁继电器时,电流不变,热敏电阻阻值减小,可通过减小电源电压或换用阻值更大的定值电阻进行调节。
【解答】(1)由图乙可知,温度升高,热敏电阻的阻值减小,电路中电流增大,电磁铁的磁性变强,将衔铁吸下,此时铃要报警,可知铃应与B相连。
(3)提高报警的最低环境温度,可知热敏电阻的阻值将减小,电路中电流不变,由欧姆定律可知,总电阻不变,可以将换阻值更大的定值电阻或减小电源电压。
38.【答案】(1)不均匀
(2)当二氧化碳浓度升高时,气敏电阻Rx阻值减小,左侧控制电路电流增大,电磁铁磁性增强,达到一定值后,衔铁被吸下,密封塞堵住左侧开口,左边容器内气压增大,大于右边大气压,左边盐酸液面下降,与大理石分离,停止反应;当二氧化碳浓度下降时,气敏电阻Rx阻值增大,左侧控制电路电流减小,电磁铁磁性减弱,减小至一定值后,衔铁被释放,密封塞弹起,左侧容器打开,盐酸液面上升,与大理石反应产生二氧化碳。如此反复,从而实现二氧化碳浓度的自动调节。
(3)0.24A 0.2A
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点;二氧化碳的物理性质及用途
【解析】【分析】根据电流越大,气敏电阻Rx的阻值越小,气敏电阻 Rx 的阻值越小,二氧化碳的浓度越高来分析解答;根据欧姆定律和题中信息来分析解答;根据滑动变阻器可以改变电阻来分析解答。
【解答】(1) 电流表的表盘刻度与二氧化碳浓度值没有一次函数关系,所以改装后表盘上标注的刻度是 不均匀的。
(2)当二氧化碳浓度升高时,气敏电阻Rx阻值减小,左侧控制电路电流增大,电磁铁磁性增强,达到一定值后,衔铁被吸下,密封塞堵住左侧开口,左边容器内气压增大,大于右边大气压,左边盐酸液面下降,与大理石分离,停止反应;当二氧化碳浓度下降时,气敏电阻Rx阻值增大,左侧控制电路电流减小,电磁铁磁性减弱,减小至一定值后,衔铁被释放,密封塞弹起,左侧容器打开,盐酸液面上升,与大理石反应产生二氧化碳。如此反复,从而实现二氧化碳浓度的自动调节。
(3)蔬菜生长最适宜的二氧化碳浓度为0.1%~0.2%,查表可知,气敏电阻Rx阻值在20到30 Ω ;
I吸=12V/(20 Ω +30 Ω )=0.24A,I放=12V/(30 Ω +30 Ω )=0.2A
39.【答案】(1)火线
(2)减小
(3)解:此时的总电阻,
查图乙可知,当光照强度降为20cd时,光敏电阻R的阻值为10Ω,
此时定值电阻的阻值。
(4)滑动变阻器R0的滑片向左移动、增加线圈的匝数、增大电源的电压、电磁铁向右边安装一点(写出其中两点, 合理即可)
【知识点】欧姆定律及其应用;影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】(1)在家庭电路中,为了用电安全,开关要接在火线和灯泡之间;
(2)根据图2确定光敏电阻的阻值随光照强度的变化规律;
(3)首先根据计算启动时的总电阻,然后根据图乙确定此时光敏电阻的阻值,最后根据计算定值电阻的阻值;
(4)电磁铁吸合时磁场强弱不变,可影响电磁铁磁场强弱的因素的角度分析解答。
【解答】(1)根据图片可知,灯泡左端的导线与开关相连,因此左侧导线为火线;
(2) 由图2可知光敏电阻R的阻值随光照强度的增强而减小;
(4) 为了节能,要使光照强度低于 20cd 时,工作电路才开始启动, 此时光敏电阻的阻值增大而通过电磁铁的电流变小,那么磁场变弱,则措施为:
①增大电流,即滑动变阻器R0的滑片向左移动或增大电源的电压;
②增大线圈匝数。
1 / 1【浙教版】(新教材)初中科学 八年级下册第三章 电磁及其应用 优生拔高训练卷A
一、选择题
1.冷藏海鲜的温度通常在—18 ℃,如图甲是某海鲜市场冷库的温度自动报警器的原理示意图,电磁铁线圈的电阻忽略不计。图乙是热敏电阻 R 的阻值随温度变化的图像。当冷库温度等于或高于—18℃时,工作电路报警。下列说法正确的是
A.温度升高时,热敏电阻R 的阻值变大
B.工作电路报警时,衔铁被吸下,灯亮铃不响
C.冷库温度为-18℃时,控制电路中电流为0.03 A
D.若控制电路电压降低,报警器的报警温度也会降低
【答案】C
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)本题考查热敏电阻的特性与欧姆定律的应用。热敏电阻的阻值会随温度变化而改变,由图乙可知,该热敏电阻的阻值随温度升高而减小;欧姆定律公式为 ,可用于计算控制电路中的电流。
(2)本题还涉及电磁继电器的工作原理。电磁继电器的控制电路通过电流大小控制电磁铁磁性强弱,进而控制工作电路的通断:当控制电路电流足够大时,电磁铁吸下衔铁,工作电路切换;电流不足时,衔铁弹起,工作电路恢复初始状态。
【解答】A、由图乙可知,温度升高时,热敏电阻 R 的阻值变小,A 错误;
B、工作电路报警时,衔铁被吸下,此时电铃接入电路、灯泡断路,因此铃响灯不亮,B 错误;
C、冷库温度为 - 18℃时,由图乙可知热敏电阻阻值R=100 Ω,控制电路电压U=3 V,根据欧姆定律
C 正确;
D、若控制电路电压降低,要使电磁铁达到吸合衔铁的电流,需要热敏电阻阻值更小(对应温度更高),因此报警器的报警温度会升高,而非降低,D 错误;
故答案为:C。
2.支付宝“碰一碰”收款设备能不断发出变化的磁场,当付款手机靠近时,手机内的NFC芯片产生感应电流被激活,完成信息交换。下列实验中能反映其工作原理的是(  )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【知识点】通电直导线周围的磁场;通电螺线管的磁场;电磁感应;磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】区分电动机原理图和发电机原理图可通过观察电路中是否有电源,有电源的是电动机,没有电源的是发电机。
【解答】由“当付款手机靠近时,手机内的NFC芯片产生感应电流被激活,完成信息交换”可知,该过程中机械能转化为电能,原理是电磁感应,与发电机的原理相同。
A、奥斯特实验,原理是通电导体周围存在磁场,故A错误;
B、发电机原理图,原理是电磁感应,故B错误;
C、电动机原理图,原理是通电导体在磁场中受到力的作用,故C错误;
D、小磁针发生偏转是因为通电螺线管周围存在磁场,故D错误。
故答案为:B。
3.磁共振成像是利用强静磁场和变化磁场使人体组织成像的一种医学成像技术。若携带金属物做磁共振成像,强静磁场会吸引铁质物品,变化磁场会使携带的金属中产生感应电流,从而使金属发热而灼伤病人,重则危及生命。上述说明中,没有涉及的知识是(  )
A.铁在磁场里会被磁化 B.电磁感应原理
C.电流的化学效应 D.电流的热效应
【答案】C
【知识点】电磁感应;产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】强静磁场会吸引铁质物品--说明铁在磁场会被磁化;变化磁场会使携带的金属中产生感应电流--电磁感应;从而使金属发热面灼伤病人--电流的热效应。
【解答】 A、强静磁场会吸引铁质物品--说明铁在磁场会被磁化,故A正确。
B、变化磁场会使携带的金属中产生感应电流--电磁感应(磁生电),故B正确。
CD、使金属发热而灼伤病人(电流流过金属导体,金属导体发热)--电流的热效应,没有涉及电流的化学效应,故C错误,D正确。
故选:C。
4.小科同学按如图电路连接了一个模拟家庭电路。开关S 闭合后,灯泡能正常发光,用测电笔检测插座的两孔,氖管均不发光。针对该模拟电路,下列说法正确的是 (  )
A.保险丝是用电阻较大、熔点较高的材料制成的
B.灯泡能正常发光,所以灯泡所在支路的连接是安全、合理的
C.插座无法正常工作,原因可能是 cd间断路
D.排除故障后,用图中的插座连接电冰箱,也能保证正常安全的使用
【答案】C
【知识点】家庭电路的组成与连接;家庭电路的故障分析;熔断器的作用及保险丝的选择方法;安全用电原则
【解析】【分析】为了安全,连接电路时应将开关接在火线上,断开开关后用电器不再与火线相连;金属外壳的用电器应使用三孔插座,接通地线,防止应接触带电的金属外壳而触电的情况发生。
【解答】A、保险丝在电路中电流过大时熔断,由可知,在电流和时间一定时,电阻越大,产生的热量越多,可知保险丝是用电阻较大、熔点较低的材料制成的,故A错误;
B、由图可知,将灯泡接在火线上,将开关断开时,灯泡仍与火线相连,仍带电,存在安全隐患,可知灯泡连接不合理,不安全,故B错误;
C、cd间断路,插座的两个孔均没有与火线相连,而零线不带电,可知两个孔都不能使测电笔发光,故C正确;
D、冰箱应使用三孔插座,将外壳接地,图中为两个插座,故D错误。
故答案为:C。
5.如图是磁悬浮列车工作原理图,磁体镶嵌在T形轨道里,通电时强大的磁力使列车悬浮在轨道上,实现非接触的支撑、导向和运行。关于磁悬浮交通系统,下列说法正确的是 (  )
A.通电的电磁铁能使列车重力变小从而悬浮
B.列车悬浮利用的是同名磁极相互排斥
C.列车正常运行时电源上端为正极
D.车厢线圈通电后周围存在磁感线
【答案】C
【知识点】磁极间的相互作用;磁场和磁感线;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】A.根据G=mg分析列车重力的变化;
B.根据磁极之间的相互作用规律判断;
C.根据安培定则判断线圈上的电流方向,进而确定电源的正负极方向;
D.根据磁感线的定义判断。
【解答】A.电磁铁通电后列车自身的质量不变,根据G=mg可知,它的重力不会改变,故A错误;
B.列车悬浮利用的是异名磁极相互吸引,则电磁铁上端为 S极,故B错误;
C.根据安培定则可知,列车正常运行时电源上端为正极,故C正确;
D.磁感线是为了形象描述磁场而假想出来的曲线,不是真实存在的,故D错误。
故选C。
6.如图是“线圈不能连续转动”的示意图,下列说法中不正确的是(  )
A.三图中,导线 ab 与 cd 所受磁场力的方向始终没有发生改变
B.乙图中,线圈能够越过平衡位置继续往下转动是由于惯性
C.通电一段时间后,线圈 abcd 最终会停止在乙图所示的位置
D.只要开关始终闭合,线圈 abcd一定会在乙图的平衡位置左右摆动,永不停止
【答案】D
【知识点】惯性;通电导体在磁场中的受力方向的判断;直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】A.通电导体受到磁力的方向与磁场方向和电流方向有关;
B.物体保持运动状态的性质叫惯性;
CD.根据对线圈平衡位置的认识判断。
【解答】A.三图中,通过导线 ab,cd 的电流的方向和磁场方向均未改变,所以导线 ab,cd 的受力方向没有发生改变,故A正确;
B.乙图中,线圈能够越过平衡位置继续往下转动是由于惯性,故B正确;
CD.通电一段时间后,线圈abcd由于在竖直方向上受力平衡,所以最终会停止在乙图所示的位置,故C正确,D错误。
故选 D。
7.如图所示,小明用线圈、条形磁铁和灵敏电流计来验证电磁感应现象,下列不能使灵敏电流计指针发生偏转的操作是(  )
A.线圈不动,磁铁快速向上运动 B.线圈不动,磁铁快速向下运动
C.磁铁不动,线圈快速向上运动 D.线圈和磁铁同时同速向上运动
【答案】D
【知识点】磁场对通电导线的作用;通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】 闭合电路一部分导体缓慢切割磁感线运动时,产生感应电流的现象叫做电磁感应。
【解答】 图中线圈和电流计组成了闭合回路,
A.线圈不动,磁铁快速向上运动时,根据运动的相对性,线圈切割了磁感线,产生感应电流,故A不符合题意;
B.线圈不动,磁铁快速向下运动时,根据运动的相对性,线圈切割了磁感线,产生感应电流,故B不符合题意;
C.磁铁不动,线圈快速向上运动,相当于线圈向上切割了磁感线,产生感应电流,故C不符合题意;
D.线圈和磁铁同时同速向上运动,由于相对静止,线圈没有切割磁感线,因而不会产生感应电流,故D符合题意。
故答案为:D。
8.电子门锁因其功能齐全,外观新颖等诸多优点,被广泛应用在我们生活之中。电子门锁的内部原理如下图所示,图中S是指纹开关,电磁继电器K是轻质弹簧,L是电磁铁,B是带有固定磁极的锁,当锁的磁极S端插入锁孔C中时,门处于锁定状态。下列说法错误的是
A.当开关断开时,绿灯亮,门锁处于锁定状态
B.当开关闭合时,电磁铁A与锁固定磁极相互排斥
C.当开关闭合时,电磁铁L的上端为S极,此时红灯亮
D.更改控制电路电源的正负极,不会影响门锁正常工作
【答案】B
【知识点】电磁铁的其他应用;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】(1)根据电磁铁有无磁性分析门锁的工作状态;
(2)(3)根据安培定则判断电磁铁的极性,再根据磁极之间的相互作用判断;
(4)电磁铁的磁场方向与电流方向有关,据此分析是否影响门锁的控制作用即可。【解答】当开关断开时,电磁铁L中没有电流通过,衔铁在左侧弹簧的作用下被拉起,绿灯电路被接通,电磁铁A没有磁性,磁极S端插入锁孔C中时,门处于锁定状态,故A正确不合题意;
当开关闭合时,电流从电磁铁L上端流入,根据安培定则可知,电磁铁L的上端为S极;由于电磁铁L具有磁性,将衔铁吸下,红灯电路被接通,同时电磁铁A有电流通过,具有磁性,根据安培定则可知,此时电磁铁A的左端是N极、右端是S极,所以A端与锁阀磁极的N端产生相互吸引,门锁处于开锁的状态,故B错误符合题意,C正确不合题意;
更改控制电路电源的正负极,电磁铁L的N、S极发生变化,电磁铁L的磁性不会发生变化,不会影响门锁正常工作,故D正确不合题意。
故选B。
9.条形磁铁周围的磁场情况如图所示,下列说法正确的是 (  )
A.条形磁铁的左端为N极
B.a点所放小磁针静止时,北极指向右
C.a点处的磁场比b点处的弱
D.c点处由于没有磁感线经过,所以c点处没有磁场
【答案】C
【知识点】磁场和磁感线
【解析】【分析】(1)磁感线的方向与磁极判断:在磁体外部,磁感线总是从 N 极出发,回到 S 极。磁感线的疏密程度表示磁场的强弱,磁感线越密集,磁场越强;反之则越弱。
(2)小磁针指向与磁场方向:磁场中某点的磁场方向,与放在该点的小磁针静止时 N 极所指的方向一致。磁感线是为了形象描述磁场而人为画出的曲线,即使在没有画出磁感线的地方,磁场依然存在。
【解答】A、条形磁铁外部的磁感线是从 N 极出发,回到S极的,故磁铁的左端为S极,A错误;
B、a点所放小磁针静止时,北极(N极)指向左,B错误;
C、磁感线越密集,该处磁场越强,磁感线越稀疏,该处磁场越弱,则a处的磁场比b处的磁场弱,C正确;
D、磁体的周围存在磁场,c点处即使没有磁感线通过,c点处也有磁场,D错误。
故答案为:C。
10.如图所示为家用窗帘磁扣,绳子两端的珍珠球中都含有一块磁铁。当珍珠球吸合在一起时,珍珠球内两磁铁磁极的分布情况可能是()
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】磁极间的相互作用
【解析】【分析】(1)磁体磁极特点:任何磁体都有两个磁极,分别是 N 极(北极)和 S 极(南极)。
(2)磁极间相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引 。即 N 极与 N 极、S 极与 S 极相互排斥;N 极与 S 极相互吸引。
【解答】A、该选项中两磁体相对磁极是同名磁极(N 极与 N 极 ),根据磁极间相互作用规律,同名磁极相互排斥,不会吸合在一起,所以该选项错误。
B、此选项中两磁体相对磁极是同名磁极(S 极与 S 极 ),同名磁极相互排斥,不会吸合,该选项错误。
C、该选项中两磁体相对磁极也是同名磁极(S 极与 S 极 ),会相互排斥,不能吸合,该选项错误。
D、该选项中两磁体相对磁极是异名磁极(N 极与 S 极 ),根据异名磁极相互吸引的规律,能够吸合在一起,该选项正确。
故答案为:D。
11.如图所示圆环形绝缘凹槽内装满水银,水银的内外侧用导线接入电路,圆心处放置一块圆柱形磁铁,闭合开关后,发现水银逆时针流动,小明进行了如下操作: 先对调电源的正负极,再对调磁铁的南北极,则该操作中水银的流动情况是(  )
A.一直顺时针流动 B.一直逆时针流动
C.先顺时针流动,再逆时针流动 D.先逆时针流动,再顺时针流动
【答案】C
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】根据通电导体在磁场中受力方向的影响因素分析判断。
【解答】水银为导体,通过电流后,会在磁场中受力而运动起来。而通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关,则对调电源的正负极后,电流方向发生改变,则受力方向改变,此时水银沿顺时针方向流动。然后对调磁铁的南北极,此时磁场方向改变,则水银受力方向改变,此时水银沿逆时针方向流动。
故选C。
12.电吉他中电拾音器的基本结构如图甲所示,磁体附近的金属弦被磁化,因此弦振动时,在线圈中产生感应电流(如图乙),电流经电路放大后传送到音箱发出声音,电流越大声音越响。下列说法不正确的是(  )
A.选用铜质弦,电吉他仍能正常工作
B.增加线圈匝数可以增大声音的响度
C.弦振动过程中,线圈中的电流方向会发生变化
D.断开电路,线圈中的感应电流将消失
【答案】A
【知识点】电磁感应;产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】(1)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时,会产生感应电流。在电吉他中,金属弦被磁化后,振动时相当于在磁场中切割磁感线,从而在线圈中产生感应电流。
(2)磁化的条件:只有铁、钴、镍等铁磁性材料才能被磁化,铜、铝等非铁磁性材料无法被磁化,因此不能作为电吉他的琴弦。
(3)影响感应电流大小的因素:感应电流的大小与线圈匝数、磁场强弱、导体切割速度等有关。线圈匝数越多,产生的感应电流越大,对应的声音响度也越大。
【解答】A、铜不可以被磁化,则选用铜质弦,电吉他不能正常工作,取走磁体,就没有磁场,振弦不能切割磁感线产生电流,电吉他将不能正常工作,故A错误;
B、增加线圈匝数可以增大磁场强弱,进而增大声音的响度,故B正确;
C、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,弦振动过程中,线圈中的电流大小不断变化,使弦振动幅度不同发出声音的大小不同,故C正确;
D、通电导线周围有磁场,断开电路,磁场消失,故D正确。
故答案为:A。
13.如图是电动机的结构示意图,两个铜半环E 和 F 跟线圈两端相连,随线圈一起顺时针转动。M和N是电刷,它们跟铜半环接触,使电源和线圈组成闭合电路。以下说法正确的是(  )
A.不能用石墨材料来制作电刷M、N
B.电流的方向始终由电刷N到电源“+”极
C.只对调电源正、负极,线圈将逆时针转动
D.电动机是把机械能转化为电能的装置
【答案】C
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】A、电刷应用导体来制作,石墨是导体。
B、电源外部电流的方向是从电源正极经过用电器回到电源的负极。
C、通电导体在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向有关。
D、电动机将电能转化为机械能。
【解答】A、电刷跟铜半环接触,使电源和线圈组成闭合电路,所以电刷应用导体来制作,石墨是导体,故可用石墨材料来制作电刷,故A 错误。
B、电源外部电流的方向是从电源正极流向电源负极,所以电流由电源“+”极流向电刷N,故B错误。
C、通电导体在磁场中的受力方向与电流方向、磁场方向有关,只改变电流方向或磁场方向,导体受力方向改变,所以只对调电源正、负极,线圈转动方向将改为逆时针,故C正确。
D、电动机将电能转化为机械能,故D错误。
故答案为:C。
14.如图所示是检测汽车尾气中一氧化碳排放量的电路原理图。闭合开关S,当一氧化碳浓度高于某一设定值时,电铃发声报警,图中的气敏电阻R1的阻值随一氧化碳浓度的增大而减小,下列说法正确的是( )
A.电铃应接在A和C之间
B.当CO 浓度升高,电磁铁磁性减弱
C.若U1减小,则报警的CO 最小浓度比设定值高
D.为使该检测电路在 CO浓度更低时报警,可将R2的滑片向下移
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】 AB.首先确定一氧化碳浓度升高时R1阻值的变化,根据欧姆定律可知控制电路的电流变化,从而得出电磁铁的磁性变化;当一氧化碳浓度高于某一设定值时,衔铁被吸下,电铃发声报警,据此得出电铃应接的位置;
C.用久后,电源电压U1会减小,而电铃开始发声报警时,控制电路的电流一定,根据欧姆定律可知此时控制电路的总电阻变化,根据电阻的串联可知R2的阻值不变时气敏电阻R1阻值的变化,从而得出报警时一氧化碳最小浓度与设定值高的关系;
D.电源的电压一定,电铃开始发声报警时控制电路的电流一定,根据欧姆定律可知控制电路的总电阻一定,据此可知要使该检测电路在一氧化碳浓度更低(气敏电阻R1阻值变大)时报警R2接入电路中的阻值变化,从而得出R2的滑片移动方向。
【解答】 AB.根据题意可知,当一氧化碳浓度升高时,气敏电阻R1阻值减小,根据R总=R1+R2可知,控制电路的总电阻减小。根据欧姆定律可知,控制电路的电流增大,电磁铁的磁性增强。此时衔铁被吸下,电铃发声报警,则电铃应接在B和D之间,故A、B错误;
C.电铃开始发声报警时,控制电路的电流一定,则电磁铁吸合时总电阻保持不变。用久后,电源电压U1会减小,根据可知,吸合时总电阻偏大,即气敏电阻的阻值减小,因此报警时一氧化碳最小浓度比设定值高,故C正确;
D.电源的电压一定,电铃开始发声报警时控制电路的电流一定,则控制电路的总电阻一定。
要使该检测电路在一氧化碳浓度更低时报警,此时气敏电阻的阻值增大,则应减小R2接入电路中的电阻,可将R2的滑片向上移,故D错误。
故选C。
15.如图是某同学家的部分电路,他将电饭煲的插头插入三孔插座后,正在烧水的电热水壶突然停止工作,但电灯仍在正常发光。拔出电饭煲的插头,电热水壶仍不能工作。用测电笔分别测试插座的左、右孔,发现氖管均不发光。若电路中只有一处故障,则(  )
A.电热水壶所在电路的b、c间断路 B.插座的接地线断路
C.电路的c、d间导线断路 D.电路的a、b间导线断路
【答案】D
【知识点】家庭电路的故障分析
【解析】【分析】将各个选项中的故障放在电路中,推测可能出现的现象,哪个与题目描述相同,哪个就是正确选项。
【解答】A.如果电热水壶所在电路的b、c间断路,电水壶停止工作,但不会影响插座所在的电路,即电饭煲应该正常工作,故A不会题意;
B.如果插座的接地线断路,对电源线没有影响,因此测电笔接触插座的右孔时应该发光,故B不会题意;
C.如果电路的c、d间导线断路,电水壶和电饭煲都不能正常工作,但测电笔接触插座的右孔时应该发光,故C不合题意;
D.如果电路的a、b间导线断路,那么插座和电热水壶的火线全部断开,因此电饭煲和电水壶都不能工作,且插座的右孔不能使测电笔发光,故D符合题意。
故选D。
16.如图,A是悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁,B是螺线管,闭合开关,待弹簧测力计示数稳定后,将滑动变阻器的滑片缓慢向右移动的过程中,下列说法正确的是 (  )
A.电压表示数变大,电流表示数也变大
B.电路中电流变小
C.螺线管上端是N极,弹簧测力计示数变小
D.电压表与电流表示数比值不变
【答案】C
【知识点】串、并联电路的电流特点;串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用;右手螺旋定则;影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】根据右手螺旋定则判断电磁铁的磁极,由同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引判断磁力的方向,从而判断测力计的示数变化。
【解答】ABD、电路为串联电路,电压表测量滑动变阻器两端电压,滑片向右移,滑动变阻器连入电路的阻值减小,由欧姆定律可知,电路中电流变大,即电流表示数将变大,串联电路电阻越大,分压越大,可知滑动变阻器两端电压将变小,即电压表示数将变小。电压表示数与电流表示数的比值等于滑动变阻器连入电路的阻值,滑动变阻器阻值减小,则比值减小,故ABD错误;
C、由右手螺旋定则可知,电磁铁上端为N极,与条形磁铁相互排斥,电路中电流变大,电磁铁的磁性增强,斥力增大,滑动变阻器的示数将减小,故C正确。
故答案为:C。
17.把普通钢棒磁化有多种方法,可以用强力磁铁来磁化。钢棒是由大量的原子组成的,每个原子都有N、S极,相当于个磁性很弱的“小磁铁”。被磁化前,钢棒内“小磁铁”的排列杂乱无章,如图甲,此时钢棒对外不显磁性。用一个强力条形磁铁按图乙中的箭头方向滑动几次,钢棒就被磁化,磁化后各个“小磁铁”按图乙所示同向排列,此时钢棒具有磁性,相当于条形磁铁。下列说法正确的是 (  )
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,静止时小磁针的北极一定向外
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北极
【答案】D
【知识点】磁体、磁极、磁化;磁极间的相互作用;磁场和磁感线
【解析】【分析】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。
【解答】A、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,故A错误;
B、未被磁化前,钢棒对外不显磁性,钢棒两端均无极性,故B错误;
C、左图钢棒未被磁化,钢棒对外不显磁性,故静止时小磁针的北极(N)指向无法确定,故C错误;
D、由乙可知,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,小磁针的右端是北极(N),故D正确;
故答案为:D。
18.如图所示,在光滑的水平面上固定一螺线管,螺线管与灵敏电流表组成闭合回路。有一轻质小车,车上放一条形磁铁,车可以在水平面左右运动,开关闭合后,在小车靠近或远离螺线管的过程中 (  )
A.小车只有朝右运动螺线管中才有电流
B.小车左右运动,螺线管中都有电流
C.小车运动越快灵敏电流表指针偏转角度越小
D.小车运动方向改变,灵敏电流表指针偏转方向不变
【答案】B
【知识点】通电螺线管的磁场
【解析】【分析】(1)电磁感应现象:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,或闭合电路中的磁通量发生变化时,电路中会产生感应电流。在本题中,磁铁靠近或远离螺线管,都会使螺线管中的磁通量发生变化,从而产生感应电流。
(2)影响感应电流大小与方向的因素:感应电流的大小与磁通量的变化率成正比,小车运动越快,磁通量变化越快,感应电流越大;感应电流的方向与磁通量的变化方向有关,磁铁靠近和远离螺线管时磁通量变化方向相反,因此感应电流的方向也会相反。
【解答】AB、小车左右运动,线圈都会切割磁感线,螺线管中能产生电流,故A错误,B正确;
C、小车运动越快,产生的电流越大,指针偏转越大,故C错误;
D、小车运动方向改变,电流的方向发生改变,指针偏转方向改变,故D错误,
故答案为:B。
19.某项目组同学在老师的带领下完成了“隔空取电”实验,如图所示:送电线圈通电时,受电线圈产生感应电流,使发光二极管发光,实现电能的无线传输。下列装置的工作原理与受电线圈产生感应电流原理相同的是 (  )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【知识点】电磁感应;产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】(1)电磁感应现象:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流,该现象是将机械能转化为电能。本题中受电线圈产生感应电流的原理就是电磁感应。(2)通电导体在磁场中受力运动:通电导体在磁场中会受到力的作用,该原理是将电能转化为机械能;电流的磁效应:通电导体周围存在磁场,可用来研究电磁铁的磁性等。
【解答】A、图 A 装置中,导体在磁场中做切割磁感线运动时,电流表指针偏转,产生感应电流,其工作原理是电磁感应,与受电线圈产生感应电流的原理相同,故该选项正确。
B、图 B 装置中有电源,通电导体在磁场中受力运动,其工作原理是通电导体在磁场中受力运动,与电磁感应原理不同,故该选项错误。
C、图 C 装置是研究电磁铁磁性强弱的实验,其工作原理是电流的磁效应,与电磁感应原理不同,故该选项错误。
D、图 D 装置是奥斯特实验,说明通电导体周围存在磁场,其工作原理是电流的磁效应,与电磁感应原理不同,故该选项错误。
故答案为:A。
20.下列磁现象的分析正确的是
A.甲图中铁棒能吸引小磁针,则铁棒原来一定具有磁性
B.乙图中小磁针黑色为N极.则b处磁场的方向向右
C.丙图弹簧测力计带着铁块从左端移到右端过程中,弹簧测力计的示数逐渐减小
D.丁图中铜针被磁化后,、其A端为N极
【答案】B
【知识点】磁体、磁极、磁化;磁极间的相互作用;磁场和磁感线
【解析】【分析】只有铁、钴、镍能被磁化。
【解答】A、小磁针具有磁性,能将铁棒磁化,所以铁棒吸引小磁针可能是因为铁棒具有磁性,也可能是铁棒被小磁针磁化了,故A错误;
B、异名磁极相互吸引,由图可知,小磁针N极向左,可知c为S极,则a为N极,磁体周围的磁感线从N极指向S极,可知b点的磁场方向向右,故B正确;
C、条形磁铁磁极在两端,对铁块的吸引力较大,可知 弹簧测力计带着铁块从左端移到右端过程中,弹簧测力计的示数先减小后变大,故C错误;
D、铜不能被磁化,故D错误。
故答案为:B。
二、填空题
21.磁吸式擦窗器(图1)解决了高空擦窗的难题,它由两个清洁体组成,质量均为0.5kg,图2是其结构示意图,磁铁A可沿着导轨左右移动,磁铁 B固定不动。使用时,将清洁体夹在玻璃两侧,移动内侧清洁体,依靠磁力带动外侧清洁体,实现玻璃双面清洁。
(1)若磁铁A右侧为N极,则磁铁B左侧为   极。
(2)当擦窗器静止在玻璃上,擦窗器的窗外部分受到摩擦力大小为   牛。
(3)若使用时发现阻力太大,应如何调节磁铁A的位置    
【答案】(1)S
(2)5
(3)向左调
【知识点】二力平衡的条件及其应用;磁极间的相互作用
【解析】【分析】(1)根据磁极之间的相互作用规律分析;
(2)根据G=mg计算窗户外侧的重力,然后根据平衡力的知识计算它受到的摩擦力;
(3)摩擦力大小与压力和接触面的粗糙程度有关,而电磁力随距离的增大而减小。
【解答】 (1)根据图2可知,窗内的磁体A和窗外的磁体B相互洗衣,若此时磁铁A右侧为N极,根据同名磁极相互洗衣可知,则磁铁B左侧为S极。故填:S。
(2)根据题意可知, 擦窗器的窗外部分的质量为0.5kg ,则它的重力为G=mg=0.5kg×10N/kg=5N。擦窗器静止在玻璃上,即受力平衡,则擦窗器的窗内部分受到摩擦力大小等于重力,即f=G=5N。故填:5。
(3)若使用时发现阻力太大,应减小它们之间的压力,即减小A和B之间的吸引力。而电磁力随距离的增大而减小,所以应将图乙中的磁铁A 向左调。故填:左。
22.电动汽车以其环保经济的优点逐步被人们喜爱。如图是某品牌的电动汽车出厂前,利用风洞模拟高速运动时的情况。
(1)汽车风洞测试时,以高速气流为参照物,汽车是   (选填“运动”或“静止”)的。
(2)该款电动汽车有一个动能回收装置,可以在汽车减速时将汽车的动能转化为电能,其工作原理与下列哪幅图一致?   
(3)汽车在风洞检测过程中,对地面的压力   (选填“大于”、“等于”或“小于”)车的重力。
【答案】(1)运动
(2)A
(3)小于
【知识点】参照物及其选择;流体压强与流速的关系;电磁感应
【解析】【分析】物体相对于参照物的位置变化了,物体就是运动的;物体相对于参照物的位置不变,物体就是静止的。流体流速越大的位置,压强越小。
【解答】(1)汽车风洞测试时,以高速气流为参照物,汽车是运动的。因为高速气流在流动,而汽车相对于高速流动的气流位置在不断变化。
(2)动能回收装置在汽车减速时将动能转化为电能,其工作原理是电磁感应现象。A图是电磁感应实验装置,符合动能回收装置的工作原理;B图是电动机的工作原理图,是通电导体在磁场中受力运动,不符合;C图是奥斯特实验,说明电流周围存在磁场,不符合。所以应选A。
(3)检测过程中电动汽车对地面的压力小于车的重力。因为汽车在风洞中模拟高速运动时,车上方空气流速快、压强小,车下方空气流速慢、压强大,从而产生向上的升力,所以汽车对地面的压力会小于其重力。
23.智能自动化管理是未来社会的发展趋势。如图甲所示为某工作室的自动化光控电路图,其中光敏电阻R 的阻值随照度变化的关系如图乙所示(照度表示物体被照明的程度,单位是 lx)。请你回答下列问题:
(1)电磁继电器是利用电流   效应工作的,当光照强度增强时,光敏电阻的阻值将   ,控制电路中的电流将变大。长时间使用后,控制电路中的电流将降低。
(2)当开关S闭合,光敏电阻上的照度大于或等于0.4lx时,警示灯L恰好亮起。已知控制电路的电源电压为22 V,电磁继电器的线圈电阻为10 Ω,此时控制电路中的电流是   A。
【答案】(1)磁;减小
(2)0.44
【知识点】欧姆定律及其应用;影响电磁铁磁性强弱的因素;电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】(1)根据图乙判断光敏电阻阻值与光照强度大的关系。
(2)串联电路总电阻等于各用电器电阻之和。
【解答】(1)电流具有热效应,电磁继电器就是利用电流的热效应工作的。
由图乙可知,光照增强,光敏电阻的阻值将减小。
(2)由图乙可知,当光照强度为0.4lx,光敏电阻的阻值为40欧姆,控制电路的电流为。
24.磁控防盗装置都装有干簧管,它在电路中起到开关的作用。干簧管由两个磁簧片和玻璃管组成,磁簧片的触点在弹力的作用下处于断开状态(如图甲所示)。当磁体靠近干簧管时(如图乙所示),磁簧片被磁化,触点连接。
被磁化后,能长期保持磁性的物质叫硬磁体,不能长期保持磁性的物质叫软磁体。干簧管的磁簧片材料应该选用   (填“软磁体”或“硬磁体”)。如图乙所示,条形磁体靠近干簧管,磁簧片最左端是   极。
【答案】软磁体;S(或南)
【知识点】磁极间的相互作用
【解析】【分析】磁体磁性间的关系为同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
【解答】由题意可知,干簧管中的磁簧片在靠近磁体时有磁性,远离磁体时应无磁性,所以应是由软磁体制成的;根据异名磁极相互吸引,磁簧片靠近条形磁体的 N 极的一端是S极,所以磁簧片最左端是S极。
故答案为:软磁体;S。
25.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,S2闭合,电动机转动,遮阳棚防紫外线的遮阳布展开。
(1)调试时发现,当户外紫外线增强到设定值时,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   (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。
【答案】(1)右
(2)相(火)
【知识点】欧姆定律及其应用;影响电磁铁磁性强弱的因素;家庭电路的组成与连接
【解析】【分析】(1)电动机通过电磁铁控制,此时S2没有闭合,说明电磁铁的磁场太弱,根据影响电磁铁磁场强弱的因素分析电流的变化,推测电阻的变化,最终确定变阻器的滑片移动方向。
(2)根据家庭电路安全用电的接线方法判断即可。
【解答】(1)电动机通过电磁铁控制,此时S2没有闭合,说明电磁铁的磁场太弱,即通过电磁铁的电流太小。为了增大磁场,就必须增大电流而减小电阻,因此变阻器的滑片应该向右移动。
(2)在家庭电路中,开关必须接在火线上,因此进户线a应该接火线。
26.近年来,广场舞成为城市中一道独特的风景线。我们经常能见到如图甲所示的广场舞扩音器,扩音器的结构一般由动圈式话筒和扬声器组成。
(1)如图乙所示,小柯在给扩音器充电时,将插头插入插座,发现无法充电;闭合开关,灯泡不亮:保持开关闭合,拔出插头,将测电笔分别插入插座两孔时,氖管均发光。若电路中只有一处故障,则故障可能是____。
A.灯丝烧断 B.火线上保险丝烧断 C.零线上保险丝烧断
(2)图丙是使用扩音器唱歌时的原理示意图,扬声器线圈磁性越强,振动幅度越大。实际使用过程中,发现扬声器在最高音量下响度较小,下列对扬声器的改进方法符合要求的是____。
A.减少线圈的匝数
B.换用磁性更强的永久磁体
C.增大芯片的输出电压
(3)人对话简说话时,话筒中膜片振动产生感应电流,经芯片处理后输出,输出的电流使扬声器中线圈振动,发出声音。下图实验中最符合扩音器整体工作原理的是____。
A.移动 ab后, cd随之移动
B.闭合开关,金属棒移动
C.移动 ab,电流表读数改变
【答案】(1)C
(2)B;C
(3)A
【知识点】电磁感应;磁场对通电导线的作用;家庭电路的故障分析
【解析】【分析】(1) 在家庭电路中只有一处故障时,用试电笔检测,氖管发光的接触的是火线,氖管不发光的接触的是零线。
(2)通电导体在磁场中的受力大小与磁场强弱和电流大小有关;
(3)根据题干描述的扩音器的工作原来分析。
【解答】(1) 将插头插入插座,打开电视,电视不工作;闭合开关,灯泡不亮,说明电路中存在断路故障;若灯丝烧断,则电视机应该工作,故不可能是灯丝烧断;
保持开关闭合,拔出插头,将测电笔分别插入插座两孔时氖管均发光,插孔的左孔能使氖管发光,说明蓝色线是通的(即插孔的左孔通过灯泡、开关与火线相连,如下图);插孔的右孔能使氖管发光,说明红色线是通的(即火线是完好的),综合分析可知是A点左侧的零线断路(可能是零线上保险丝烧断)。
(2)要增大扬声器的响度,需要增大线圈受到的磁场强弱,那么可以: 换用磁性更强的永久磁体 ,也可以 增大芯片的输出电压从而增大电流,故选BC。
(3)根据图片可知,用ab,则导体在磁场中做切割磁感线运动,此时会产生感应电流。产生的感应电流经过导体cd后,它在磁场中受力运动起来,相当于线圈振动发声,
故选A。
27.宁波地势低洼,在强降雨天气影响下易造成城市内涝。如图是小科设计的道路积水自动报警器,当道路有深度积水时能警示汽车和行人。金属块甲和金属块乙固定在道路地面附近适当高度,图中A、B位置安装警示灯,包括红灯和绿灯。
(1)工作电路中电磁继电器的作用相当于电路元件中的   。
(2)若道路没有积水时,绿灯常亮:道路有深度积水时,红灯常亮。则绿灯应安装在图中工作电路的   (填“A”或“B”)的位置。
(3)在调试过程中发现,当道路积水触及甲、乙金属块时,红灯却没有发光,小科应如何调整:   : (答出一点即可)
【答案】(1)开关
(2)A
(3)增加电磁继电器的线圈匝数
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】由图可知,当地面没有或有少量积水时,控制电路断开,电磁铁没有磁性,衔铁被弹簧拉起,工作电路中A灯被接通;当地面积水较深时,控制电路连通,电磁铁产生磁性,衔铁被电磁铁吸下,工作电路中B灯被接通,故为使电磁铁更容易吸住衔铁,可使电磁铁产生更强的磁性,根据电磁铁磁性的影响因素和欧姆定律得出可行的方法。
【解答】(1)(2)当水位没有达到B时,电磁铁没有磁性,只有绿灯亮;当水位到达B时电路接通,电磁铁有磁性,衔铁就会在电磁力吸引的作用下与红灯接通,红灯亮,故A为红灯;此过程中电磁继电器相当于电路元件中的开关;
(3)在调试过程中发现,当道路积水触及甲、乙金属块时,红灯却没有发光的原因是磁性太弱,吸引力太小,为使电磁铁更容易吸住衔铁,可使电磁铁产生更强的磁性,可以通过增大通过电磁铁的电流或者增加电磁继电器的线圈匝数。
故答案为:(1)开关;(2)A;(3)增加电磁继电器的线圈匝数。
28.如图所示,条形磁铁置于水平面上,电磁铁与其在同一水平面上,右端固定并保持水平。S 闭合,滑动变阻器滑片P 逐渐向左移动时,条形磁铁一直保持静止。则:
(1)电磁铁右端是   极;
(2)在此过程中条形磁铁受到的摩擦力的大小将   (填“不变”、“逐渐变大”或“逐渐变小”) , 方向   。
【答案】(1)N
(2)逐渐变大;水平向左
【知识点】通电螺线管的磁场
【解析】【分析】首先利用螺线管中电流方向和线圈绕向根据安培定则确定螺线管的左端的磁极。再利用磁极间的作用规律确定条形磁铁的右端与电磁铁左端的相互作用情况。
由于通电螺线管吸引力的作用,使得条形磁铁有了向右运动的趋势,所以桌面对它施加了一个向左的摩擦力,由此也可以确定摩擦力的方向。
【解答】根据螺线管的线圈绕向和电流从螺线管的左端流入,利用安培定则可以确定螺线管的左端为S极。右端是N极。所以条形磁铁受到通电螺线管对它向右的吸引力,则摩擦力水平向左,当滑动变阻器的滑片向左移动时,电阻减小,电路电流变大,通电螺线管的磁性变强,对条形磁铁的吸引力变大,则摩擦力也将变大。
故答案为:(1)N;(2)逐渐变大;水平向左。
29.小宁设计的水位自动控制电路如图所示,工作电路由指示灯L、电动机M等元件组成,由家庭电路供电;控制电路中,金属板A、B置于水箱中不同位置,水箱中天然水是导体。
(1)我国家庭电路电压为   V。
(2)当水箱内水面处于金属板A 以下时,工作电路中的   处于工作状态。
(3)测试时,小宁发现由于电磁铁磁性太弱,电磁继电器无法正常工作。适当   (填“增加”或“减少”)电磁铁的线圈匝数,可以解决上述问题。
【答案】(1)220
(2)M
(3)增加
【知识点】电压;影响电磁铁磁性强弱的因素;电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】(1)我国家庭电路使用的是电压为220V、频率为50赫兹的交流电。
(2)电磁铁在通电时才会产生磁性,吸引衔铁。
(3)电磁铁的磁性强弱与线圈匝数和电流大小有关,电流越大、匝数越多,磁性越强。
【解答】(1)我国家庭电路使用的是220V的交流电。
(2)当水箱内水面处于金属板A 以下时,控制电路处于断路状态,电磁铁没有磁性,不能吸引衔铁,可知工作电路中处于工作状态的是电动机M。
(3)电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关,匝数越大,磁性越强,可知要增强电磁铁的磁性,应增加线圈匝数。
30.我国家庭电路的电压是   V,控制电灯的开关应安装在   线上;家里的电灯、电冰箱等用电器是   (选填“串联”或“并联”)在电路中的。仔细观察家里电饭锅、洗衣机等所用的插头,我们会发现有一根插头E要长些,如图所示。那么,较长的那根插头E接的是   (选填“火线”“零线”或“地线”);你认为这根插头更长一些的主要目的是   。
【答案】220;火;并联;地线;先接通地线(或后断开地线,或确保用电安全)
【知识点】家庭电路的组成与连接
【解析】【分析】(1)家庭电路的基本参数与开关连接:我国家庭电路的标准电压是 220V;控制电灯的开关需安装在火线上,这样断开开关时,能切断火线与电灯的连接,避免电灯带电,保障用电安全。
(2)家庭用电器的连接方式:家里的电灯、电冰箱等用电器是并联在电路中的,因为并联电路中各用电器独立工作、互不影响,且能保证每个用电器两端电压均为 220V(额定电压)。
(3)三孔插头的结构与作用:三孔插头中较长的那根插头顶接的是地线;这根插头更长的目的是,插入插座时先接通地线,拔出插座时后断开地线,确保用电器在通电前先接地、断电后才断开接地,防止用电器金属外壳漏电时触电。
【解答】我国家庭电路的电压是 220V;控制电灯的开关应安装在火线上,因为开关接火线,断开开关时电灯与火线断开,能避免电灯带电,更安全。
家里的电灯、电冰箱等用电器是并联在电路中的,并联电路中各用电器可独立控制,且每个用电器都能获得 220V 的额定电压,正常工作。
三孔插头中较长的那根插头顶接的是地线;这根插头更长的主要目的是:插入插座时,地线先接通;拔出插座时,地线后断开,从而保证用电器在通电的全过程中都处于接地保护状态,防止金属外壳漏电时触电。
31.图甲为一个悬浮花盆。小科利用一个柱状磁体和一个电磁铁,以图乙的方式模拟了花盆悬浮情景。
(1)柱状磁体的下端为   极。
(2)图乙中的花盆受到   个力的作用。
(3)为模拟浇水导致花盆增重,小科往柱状磁体上放置了一个木块,导致柱状磁体与底座之间的距离变小,若要恢复二者之间的原有距离,则应将滑动变阻器的滑片向   移动到合适的位置。
【答案】(1)S
(2)2
(3)上
【知识点】磁极间的相互作用;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】 (1)根据安培定则判定电磁铁的磁性;根据磁极间的相互作用规律分析柱状磁体的下端的极性;
(2)对花盆进行受力分析即可;
(3)电磁铁磁性强弱与电流的大小、线圈的匝数有关,其他条件相同,电流越大,磁性越强。
【解答】 (1)根据图示可知,电流从电磁铁的上端流入、下端流出,根据安培定则可知,电磁铁的上端为S极,下端为N极;根据同名磁极相互排斥可知,柱状磁体的下端为S极;
(2)根据乙图可知,花盆在空中悬浮,受到竖直向下的重力和竖直向上的电磁力,共2个力的作用;
(3) 小科往柱状磁体上放置了一个木块, 则花盆的总重力增多,则要使盆栽与底座之间距离不变,需增大磁力。电磁铁磁性强弱与电流的大小有关,其他条件相同,电流越大,磁性越强,故要增大磁力需增大电流,滑片向上移动。
32.如图是某饮水器的原理示意图。饮水器的容器内有密封绝缘的电热丝 热敏电阻 Rx,只要水面达到如图所示位置,接触开关 就会接通。继电器开关 的作用是当饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路。
(1)已知定值电阻R1和热敏电阻 Rx的电流随电压的变化曲线是如图乙中A、B、C中的两条。定值电阻 的阻值是   Ω。
(2)为了使继电器开关S2在饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路,热敏电阻 Rx应选择如图乙中的   (选填“A、B或C”) 。
(3)在使用过程中,发现饮水器内的水实际加热到90℃时,加热电路就自动切断了,为了使水能在加热至沸腾后加热电路才自动切断,可将滑动变阻R2的滑片向   调节。
【答案】(1)10
(2)C
(3)左
【知识点】变阻器的原理及其使用;欧姆定律及其应用;电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】(1)根据欧姆定律计算定值电阻的阻值。
(2)图像的斜率为,C图像斜率逐渐减小,可知逐渐减小,则R逐渐变大。
(3)串联电路总电阻等于各用电器电阻之和,电磁继电器的改进中,往往需要控制经过电磁铁的电路保持不变。
【解答】(1)定值电阻的阻值不变,可知电流与电压图像是一条直线,即B表示的是定值电阻的图像,定值电阻的阻值为。
(2)为了使继电器开关S2在饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路,应在水沸腾时减弱电磁铁的磁性,可知此时电路中的电流减小,热敏电阻的阻值增大,即选择的是电阻随温度升高而增大的热敏电阻,由图乙可知,选择的是C。
(3)电磁继电器时开关S2断开时的电流是一定的,要使温度更高时电路才会自动切断,热敏电阻的阻值将增大,由串联电路的电阻规律可知,应减小滑动变阻器连入电路的阻值,即将滑片向左移。
33.北极燕鸥每年往返于南北两极,飞行约7万多公里躲避寒冷的极夜,真正实现了“生活在阳光里”的壮举。它们之所以能够飞行如此遥远的距离而不迷路,是因为拥有一种与生俱来的导航能力,主要是依靠地球磁场进行导航。
(1)地球能够产生磁场,说明地球是一个   ;
(2)如图为地磁场模型,模型中两极的细铁丝最密,表示两极的磁场最   ;
(3)北极燕鸥能够感知地球磁场的原因是其羽毛中隐藏着磁性颗粒,就像内置“指南针”,其 S极始终指示的方向是   。
【答案】(1)磁体
(2)强
(3)南方
【知识点】磁场和磁感线;地磁场
【解析】【分析】(1) 地球本身是一个巨大的磁体,地球周围存在地磁场,这是地磁场的基本概念 。
(2) 磁场的基本性质,磁场的强弱可以通过磁感线的疏密来表示,磁感线越密的地方,磁场越强。
(3) 指南针的工作原理及地磁场的极性,指南针的 S 极会指向地磁场的北极,而地磁场的北极在地理南极附近,所以指南针 S 极指向南方。
【解答】(1) 因为地球能够产生磁场,符合磁体的特征,所以地球是一个磁体 。
(2) 在地磁场模型中,两极的细铁丝最密,根据磁场强弱与磁感线疏密的关系,细铁丝越密表示磁场越强 。
(3) 北极燕鸥羽毛中的磁性颗粒类似指南针,指南针的S极受地磁场作用,会指向地磁场的北极,而地磁场北极在地理南极附近,所以其S极始终指示的方向是南方 。
34.电给人类带来了极大的方便,了解用电基本常识对我们每个人都很重要。
(1)我国家庭电路的电压是220V ;对于人体,一般情况下   V以下的电压才是安全的。
(2)如图所示,甲、乙分别表示测电笔的两种握法,其中正确的是    (填“甲”或“乙”);如图丙所示,电路中画“×”处表示断路之处,开关S 闭合后,用测电笔测试电路中A、B、C 三点,测电笔氖管会发光的是   点。
(3)请在图丁中把吊扇按安全用电原则接入家庭电路,要求当调速开关滑片顺时针转动时,可以减慢吊扇转速。
【答案】(1)36
(2)甲;ABC
(3)
【知识点】家庭电路的组成与连接;测电笔的使用;插座的构造与工作方式
【解析】【分析】 (1)我国家庭电路的电压是220V;对人体安全的电压是不高于36V;安全用电的原则,不接触低压带电体,不靠近高压带电体;
(2)测电笔是用来辨别零线和火线的工具,使用测电笔时,应用手接触笔尾金属体,笔尖接触电线;当笔尖接触到火线时,氖管会亮,接触零线时,氖管不亮。能否使验电笔氖灯
(3) 调速器开关相当于滑动变阻器,吊扇的外壳要接地。
【解答】 (1)我国家庭电路的电压是220V;人体的安全电压是不高于36V,所以一般情况下36V以下的电压对人体是安全的;安全用电的原则,不靠近高压带电体,不接触低压带电体;
(2)在使用测电笔时,笔尖接触要检测的导线,手接触笔尾金属体;当笔尖接触检测导线时,氖管发光的是火线,氖管不发光的是零线,故甲正确;
图丙中,左侧为进户线,且进户零线断路,开关S闭合后,C点通过中间的导线、灯泡L与火线连通,则此时C、A两点均“带电”(与大地间有220V的电压),且B点直接与火线相连,所以,用测电笔测试电路中A、B、C三点时,这三点都会使氖管发光。
(3) 调速开关滑片顺时针转动时,吊扇风速减慢,说明接入电路的电阻值变大,应将中间和右侧接线柱接入电路;吊扇在连接时要注意左端接火线、上端接地线、右端接零线,如图所示:
三、实验与探究题
35.以下是小江项目化学习小组设计的自动折叠伞控制系统。
【项目名称】设计自动折叠伞控制系统
【项目背景】同学们很喜欢到户外的学习园地中(如图甲)讨论问题。遇到下雨时,巨大的折叠伞扌操作困难。
【项目要求】当空气相对湿度达到一定程度时,工作电路中的电动机M转动,折叠伞展开。
【项目设计】根据要求设计如图乙的电路图。
(1)【器材选择】电磁继电器(线圈电阻不计,当通过电磁继电器的电流达到0.03安时,衔铁被吸-控制电压U1为6伏、滑动变阻器R1规格为“1安200欧”、灵敏电流表、电动机M、湿敏电阻R2、关、导线等。
要满足上述项目要求,他们应该选择的湿敏电阻是表中   (选填字母)。
空气相对湿度/% 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
湿敏电阻 A/Ω 92 90 86 80 72 56 42 30 20 13
湿敏电阻 B/Ω 13 20 30 42 56 72 80 86 90 92
(2)【项目调试】利用上述选择的器材,组装好电路后开始测试。将滑动变阻器的滑片移至阻值最大时,闭合开关S1,折叠伞不展开。若要使折叠伞在空气相对湿度达到80%时打开,则需要将滑动变阻滑片P移至阻值多大处 (请通过计算说明)
(3)【项目评价及反思】
评价指标 合格 待改进
指标一 伞可以自动展开 伞不能自动展开
指标二 开伞时的湿度可多档调节 开伞时的湿度不可调节
根据指标二,该装置被评为合格,请你结合上述信息和所学知识解释原因。
【答案】(1)A
(2)解:根据图片可知,湿敏电阻和变阻器串联,
控制电路电压U1=6V,工作电流I=0.03A,
则此时电路的总电阻:,
根据表格可知,当湿度为80%时是湿敏电阻的阻值R2=30Ω;
则此时滑动变阻器的阻值:R1=R-R2=200Ω-30Ω=170Ω。
(3)在空气相对湿度在80%左右时,电流满足吸合的条件,自动闭合电动机的开关,自动打开伞,调节滑动变阻器的大小可以改变自动闭合时的湿敏电阻的阻值,因而开伞时的湿度可多挡调节。
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁铁的其他应用;电阻的串联、并联
【解析】【分析】(1) 根据题意可知,湿度增大到一定程度时,电磁继电器中电流增大到启动电流,根据欧姆定律分析此时湿敏电阻的阻值变化,进而确定它的阻值随湿度的变化规律即可。
(2) 根据欧姆定律计算启动时的总电阻,根据表格数据确定湿度为80%时湿敏电阻的阻值,最后根据R1=R-R2计算此时变阻器接入的阻值。
(3)根据题意分析该装置利用湿敏电阻实现多档调节的原因。
【解答】 (1)根据题意可知,当空气相对湿度达到一定程度时,通过湿敏电阻的电流变大,磁性增强,将衔铁吸引。根据欧姆定律可知,此时湿敏电阻的阻值变小,即湿敏电阻随着湿度增大而变小,故选A。
(3) 根据指标二,该装置被评为合格的原因: 在空气相对湿度在80%左右时,电流满足吸合的条件,自动闭合电动机的开关,自动打开伞,调节滑动变阻器的大小可以改变自动闭合时的湿敏电阻的阻值,因而开伞时的湿度可多挡调节。
故填: 在空气相对湿度在80%左右时,电流满足吸合的条件,自动闭合电动机的开关,自动打开伞,调节滑动变阻器的大小可以改变自动闭合时的湿敏电阻的阻值,因而开伞时的湿度可多挡调节。
36.小华用图甲中实验装置探究“怎样产生感应电流”,用到了铁架台、蹄形磁体、灵敏电流表、开关、直导体AB 和若干根导线等器材。实验中固定磁体,让导体AB 运动。根据表格信息回答下列问题:
实验次数 导体运动情况 灵敏电流表指针偏转情况 灵敏电流表电流方向
1 竖直向上 不偏转 ____
2 竖直向下 不偏转 ——
3 水平向左 向右偏转 电流从右侧接线柱流入
4 水平向右 向左偏转 电流从左侧接线柱流入
(1)由实验1、2可知,闭合开关,导体AB 竖直向上或向下运动   (填“会”或“不会”)产生感应电流。
(2)由实验3、4可推测:导体产生感应电流的方向与   有关;如果固定导体AB,水平向右移动磁体,灵敏电流表的指针向   偏转。
(3)图乙中的“ ”表示导体AB 的横截面(即图甲中沿导体AB 由 A 往 B 看),Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示导体运动中的不同位置,箭头表示导体在那个位置上的运动方向。则导体会产生感应电流的位置有____(填序号)。
A.Ⅰ位置 B.Ⅱ位置 C.Ⅲ位置 D.Ⅳ位置
【答案】(1)不会
(2)导体切割磁感线的运动方向;右
(3)B;C;D
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律;探究电磁感应现象的实验
【解析】【分析】(1)电磁感应现象的产生条件:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中才会产生感应电流。如果导体没有切割磁感线(如沿磁感线方向运动),则不会产生感应电流。
(2)感应电流方向的影响因素:感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁场方向有关。当其中一个因素改变时,感应电流的方向就会改变;若两个因素同时改变,感应电流的方向不变。
(3)相对运动的等效性:在电磁感应实验中,“导体切割磁感线” 与 “磁体相对于导体运动” 的效果是等效的,都能让导体切割磁感线从而产生感应电流。
【解答】(1)由1、2两次实验可知,导体AB 竖直向上或竖直向下平行于磁感线运动时,灵敏电流表指针不偏转,即说明闭合回路中不会产生感应电流。
(2)由3、4两次实验可知,导体AB 切割磁感线的运动方向改变时,产生的感应电流的方向也发生了改变,说明导体AB 中感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向有关。
如果固定导体AB,水平向右移动磁体,此时相当于磁体不动,导体AB 水平向左运动,由表格中的信息可知,此时灵敏电流表的指针向右偏转。
(3)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示导体AB 运动中的不同位置,箭头表示导体在那个位置上的运动方向。因为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ这三个位置导体做切割磁感线运动,Ⅰ位置导体不做切割磁感线运动,所以导体会产生感应电流的位置有Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。
故答案为: BCD。
四、综合题
37. 小科同学利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”,如图甲。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方,当环境温度正常时,继电器的衔铁与上触点接触,与下触点分离,指示灯亮;当环境温度超过某一值时,继电器的衔铁与上触点分离,与下触点接触,警铃响。图乙是热敏电阻R的阻值随温度变化的图像。
(1)图甲中警铃的接线柱C应与接线柱   (选填“A”或 “B”)相连,指示灯的接线柱D应与余下的接线柱相连。
(2)图甲中已知控制电路中的电源电压为8伏特,当电磁铁线圈中电流达到200毫安时,衔铁刚好被吸住。R0电阻为10欧,请计算警铃报警时最低的环境温度是多少
(3)若要提高警铃报警的最低环境温度,请你提出一种电路改进方法:   。
【答案】(1)B
(2)电流为200毫安即0.2安时,热敏电阻的阻值为
由图乙可知,此时温度为80℃。
(3)换阻值更大的定值电阻或减小电源电压
【知识点】欧姆定律及其应用;影响电磁铁磁性强弱的因素;电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】(1)电磁铁磁性强弱与电流、线圈匝数有关,匝数一定时,电流越大,磁性越强。
(2)根据欧姆定律计算热敏电阻的阻值,结合图乙读出温度。
(3)改进电磁继电器时,电流不变,热敏电阻阻值减小,可通过减小电源电压或换用阻值更大的定值电阻进行调节。
【解答】(1)由图乙可知,温度升高,热敏电阻的阻值减小,电路中电流增大,电磁铁的磁性变强,将衔铁吸下,此时铃要报警,可知铃应与B相连。
(3)提高报警的最低环境温度,可知热敏电阻的阻值将减小,电路中电流不变,由欧姆定律可知,总电阻不变,可以将换阻值更大的定值电阻或减小电源电压。
38.大棚内二氧化碳浓度在一天内变化很大,蔬菜生长最适宜的二氧化碳浓度一般为0.1%~0.2%。如图是项目化学习小组设计的一款二氧化碳浓度自动调节装置原理模型图,右侧工作电路为二氧化碳供给装置,左侧为控制电路。其中控制电路电源电压U为12V,定值电阻R0阻值为30Ω,Rx是气敏电阻,其阻值与二氧化碳浓度的关系如下表。分析回答:
大棚中 CO2浓度/% 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3
气敏电阻 Rx的阻值/Ω 40 35 30 25 20 15 10
(1)二氧化碳浓度仪由电流表改装成,并在电流表的表盘刻度上标注对应的二氧化碳浓度值。则改装后表盘上标注的刻度是   (填“均匀”或“不均匀”)的。
(2)简述该装置能实现二氧化碳浓度自动调节的原理:   。
(3)结合工作原理,通过计算说明要符合蔬菜生长最适宜的二氧化碳浓度,电磁铁衔铁吸下和释放的电流值分别为多大(电磁铁上电阻丝阻值不计)?
【答案】(1)不均匀
(2)当二氧化碳浓度升高时,气敏电阻Rx阻值减小,左侧控制电路电流增大,电磁铁磁性增强,达到一定值后,衔铁被吸下,密封塞堵住左侧开口,左边容器内气压增大,大于右边大气压,左边盐酸液面下降,与大理石分离,停止反应;当二氧化碳浓度下降时,气敏电阻Rx阻值增大,左侧控制电路电流减小,电磁铁磁性减弱,减小至一定值后,衔铁被释放,密封塞弹起,左侧容器打开,盐酸液面上升,与大理石反应产生二氧化碳。如此反复,从而实现二氧化碳浓度的自动调节。
(3)0.24A 0.2A
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点;二氧化碳的物理性质及用途
【解析】【分析】根据电流越大,气敏电阻Rx的阻值越小,气敏电阻 Rx 的阻值越小,二氧化碳的浓度越高来分析解答;根据欧姆定律和题中信息来分析解答;根据滑动变阻器可以改变电阻来分析解答。
【解答】(1) 电流表的表盘刻度与二氧化碳浓度值没有一次函数关系,所以改装后表盘上标注的刻度是 不均匀的。
(2)当二氧化碳浓度升高时,气敏电阻Rx阻值减小,左侧控制电路电流增大,电磁铁磁性增强,达到一定值后,衔铁被吸下,密封塞堵住左侧开口,左边容器内气压增大,大于右边大气压,左边盐酸液面下降,与大理石分离,停止反应;当二氧化碳浓度下降时,气敏电阻Rx阻值增大,左侧控制电路电流减小,电磁铁磁性减弱,减小至一定值后,衔铁被释放,密封塞弹起,左侧容器打开,盐酸液面上升,与大理石反应产生二氧化碳。如此反复,从而实现二氧化碳浓度的自动调节。
(3)蔬菜生长最适宜的二氧化碳浓度为0.1%~0.2%,查表可知,气敏电阻Rx阻值在20到30 Ω ;
I吸=12V/(20 Ω +30 Ω )=0.24A,I放=12V/(30 Ω +30 Ω )=0.2A
39.图1为一智能路灯工作原理简图,已知控制电路中电源电压恒为6V, 为滑动变阻器,R 为光敏电阻,其阻值随光照强度(单位符号:cd)变化的规律如图2所示。当光照足够强时,路灯L不工作;当光照强度降为20cd, 控制电路中电流为 0.2A时,工作电路刚好启动,路灯L正常工作。电磁铁线圈的电阻忽略不计。
请完成下列问题:
(1)工作电路中连接灯L的左侧导线为   。 (选填“火线” “零线”或“地线”)
(2)由图2可知光敏电阻R的阻值随光照强度的增强而   。 (选填“增大”或“减小”)
(3)请列式计算,工作电路刚好启动时,滑动变阻器R0接入电路的阻值。
(4)为了节能,要使光照强度低于 20cd 时,工作电路才开始启动,应该如何改进控制电路 请至少写出两条改进控制电路的方法   。
【答案】(1)火线
(2)减小
(3)解:此时的总电阻,
查图乙可知,当光照强度降为20cd时,光敏电阻R的阻值为10Ω,
此时定值电阻的阻值。
(4)滑动变阻器R0的滑片向左移动、增加线圈的匝数、增大电源的电压、电磁铁向右边安装一点(写出其中两点, 合理即可)
【知识点】欧姆定律及其应用;影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】(1)在家庭电路中,为了用电安全,开关要接在火线和灯泡之间;
(2)根据图2确定光敏电阻的阻值随光照强度的变化规律;
(3)首先根据计算启动时的总电阻,然后根据图乙确定此时光敏电阻的阻值,最后根据计算定值电阻的阻值;
(4)电磁铁吸合时磁场强弱不变,可影响电磁铁磁场强弱的因素的角度分析解答。
【解答】(1)根据图片可知,灯泡左端的导线与开关相连,因此左侧导线为火线;
(2) 由图2可知光敏电阻R的阻值随光照强度的增强而减小;
(4) 为了节能,要使光照强度低于 20cd 时,工作电路才开始启动, 此时光敏电阻的阻值增大而通过电磁铁的电流变小,那么磁场变弱,则措施为:
①增大电流,即滑动变阻器R0的滑片向左移动或增大电源的电压;
②增大线圈匝数。
1 / 1

展开更多......

收起↑

资源列表