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第3章　电磁及其应用
一、选择题(本题共20小题，每小题2分，共40分)
1.如图是一款带滚轮的书包，其内部没装电池，但拖动书包使轮子滚动时，嵌在轮子里的LED灯会发光。图中的实验装置能反映此现象原理的是( )
2.如图所示，在条形磁铁和回形针之间插入哪个物体，回形针会掉落( )
A.玻璃板　B.铝板　C.铁板　D.硬纸板
3.如图为某汽车一键启动电路。当按下开关时，有细小的电流通过X元件，接着就有强大的电流通过电动机M，将电动机启动。根据所学知识，X最有可能是( )
A.电动机 B.发电机
C.电磁继电器 D.滑动变阻器
4.某同学制作了图1所示的装置：风吹动时，风车带动磁体上方的线圈转动(线圈两端引出线上的绝缘漆已全部刮掉)，灵敏电流计的指针会发生偏转。图2是该同学设计的另一种由轻质材料制成的风车模型，则下列说法正确的是( )
A.该装置是利用电流磁效应工作的
B.该装置的工作原理与电动机相同
C.若图1中电流计换成干电池，则无风吹时，线圈能持续转动
D.若用图2所示风车模型替换图1中风车，则有风吹时，电流计指针也能发生偏转
5.1820年，安培在科学院的例会上做了一个小实验，引起到会科学家的极大兴趣，如图所示，把螺线管沿东西方向水平悬挂起来，然后给导线通电，请你想一想会发生的现象是( )
A.通电螺线管转动，直到A端指向南，B端指向北
B.通电螺线管转动，直到A端指向北，B端指向南
C.通电螺线管仍保持在原来的位置上静止
D.通电螺线管能在任意位置静止
6.如图所示，两个电磁铁的铁芯正对。如果共用一个电源，要使它们相斥，以下连接方法中不正确的是( )
A.用导线连接a、c，b接电源正极，d接电源负极
B.用导线连接b、d，a接电源正极，c接电源负极
C.b、c连在一起接电源正极，a、d连在一起接电池负极
D.a、d连接在一起，b接电源正极，c接电源负极
7.如图，甲、丙站于干燥的木桌上，乙、丁均站在地面上，他们的抓握方法如图所示，则( )
A.甲、丙均会触电
B.甲、乙均会触电
C.丙、丁均会触电
D.只有乙不会触电
8.如图所示，一个带金属外壳的用电器，有甲乙丙三个触点(可接通或断开)，使用过程中，当人站在地上，身体一部分接触到金属外壳时，最有可能造成触电事故的是三个触点处于( )
选项 触点甲 触点乙 触点丙 选项 触点甲 触点乙 触点丙
A 接通 接通 接通 C 断开 断开 接通
B 断开 接通 断开 D 接通 断开 断开
9.图甲是发电机原理的示意图，图乙中的“”表示导线ab，当它在磁场中分别转动到1～4位置时，运动方向已用箭头标出，图甲中的导线ab，当它下列说法正确的是( )
A.在位置1时，电路中不会产生感应电流
B.图甲的电路中没有电源
C.在位置3时，电路中不会产生感应电流
D.发电机产生的电流方向不变
10.电与磁之间有十分紧密的联系，对下列现象的描述合理的是( )
　
　
A.甲：奥斯特实验说明通电导体周围存在着磁场
B.乙：闭合开关，小磁针静止后会指向如图所示位置
C.丙：利用这个装置可以探究“通电导体在磁场中受力”现象
D.丁：电流相同，电磁铁磁性随线圈匝数增加而减弱
11.如图所示，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左移动过程中，下列说法正确的是( )
A.螺线管上端是N极，弹簧测力计示数变大
B.螺线管上端是S极，弹簧测力计示数变大
C.螺线管上端是N极，弹簧测力计示数变小
D.螺线管上端是S极，弹簧测力计示数变小
12.如图甲所示为干簧管开关的结构图，其中磁簧片是一种有弹性、易被磁化的软铁簧片，被固定于玻璃管内。将条形磁体靠近并与干簧管平行放置时，干簧管的磁簧片触点就会闭合，电路接通，如图乙所示；当条形磁体远离干簧管时，触点就会断开。则下列说法正确的是( )
A.根据需要，软铁簧片可以用塑料片替换
B.触点相互接触利用的是同名磁极相互吸引的原理
C.利用条形磁体使软铁簧片被磁化，触点相互吸引，使电路处于导通状态
D.也可利用通电螺线管使软铁簧片被磁化，触点相互排斥，使电路处于导通状态
13.有一种轮子会发光的溜冰鞋，轮子是透明的，磁环固定在轮周上，由金属线圈和发光二极管LED组成的电路固定在轮的轴上。溜冰时，轮子发光，下列分析错误的是( )
A.发光二极管LED是由半导体材料制成的
B.利用的原理是磁场对电流的作用
C.由金属线圈和发光二极管组成的电路一定是闭合电路
D.溜冰LED发光过程中，先是机械能转化为电能，然后是电能转化为光能
14.陈大爷家从水井里抽水供自家饮用，有段时间出现抽水故障，维修电工了解到：水井内有抽水泵(主要部件为电动机)，原来可以正常工作，井水温度也正常；自从水泵坏了之后，开关S就一直断开，但井水温度从此偏高。电工检测发现：开关处确实断开，但水泵和井水都带电。由此可知。陈家抽水电路的实际连接方式为下图中的( )
15.在科技活动中，小光所在的科技小组展示了一个“隔板推物”的节目，其原理如图所示。甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，两线圈通过导线连接构成一个闭合回路。用手推动甲线圈摆动时，乙线圈会随之摆动。对于这个过程，下列说法正确的是( )
A.推动甲线圈摆动时电能转化为机械能
B.乙线圈摆动的方向与甲线圈摆动的方向无关
C.乙线圈随之摆动的原理和发电机原理相同
D.甲线圈不动，推动左侧磁铁，乙线圈也可能摆动
16.如图所示，将条形磁铁固定在静止的小车上，滑动变阻器的接口以不同方式连入电路。闭合开关S时，小车不动，将变阻器的滑片P向左移动到某位置时，小车开始运动，滑动变阻器的连入方式和小车运动方向相对应的正确选项是( )
A.a接e、d接f，小车向左运动
B.a接e、b接f，小车向右运动
C.c接e、d接f，小车向左运动
D.c接e、b接f，小车向右运动
17.如图甲所示是在家庭电路中使用的定时插座。可以按照我们设定的时间给用电器供电和断电，可供两种插头的移动电器正常使用。相应参数见图乙，下列说法正确的是( )
A.面板上的两个插座是串联关系
B.不能将功率为2000 W的用电器单独接入插座使用
C.插座内只有火线和零线两根导线
D.正常情况下，面板有2个插孔会使检测的测电笔氖管发光
18.如图为一阴极射线管接通电源后，K极射出电子流，水平流向A，若在其上方附近有一水平放置的直导线，导线中的电流从左向右，则电子流将( )
A.向上偏转 B.向下偏转
C.向纸外偏转 D.向纸内偏转
19.如图是简易“电动火车”的示意图，把一个干电池两端吸有短小圆柱形强磁铁的“结合体”，放入很长的固定在水平桌面的螺旋线圈内，干电池和强磁铁的“结合体”就会在螺旋线圈内运动。关于简易“电动火车”的说法有：①线圈可以用漆包线绕成，确保各处绝缘；②强磁铁与线圈在任何位置都应保持良好接触；③“结合体”受到磁场力的作用；④“结合体”受到电源产生的电力。其中正确的是( )
A.①② B.②③
C.①③ D.①④
20.在如图所示的电路中，有四个电磁继电器，相关参数标注在图上，其中电源电压1.5 V且和一个1 Ω的电阻串在一起(图中把它们画在一起)，灯泡电阻8 Ω，刚闭合开关后，下列说法错误的是( )
A.若滑片位于最左边，三个灯泡从左往右依次点亮
B.若滑片位于最左边，当最后一个继电器闭合后，三个灯泡从左往右依次熄灭
C.若滑片位于最右边，三个灯泡从左往右依次点亮
D.若滑片位于最右边，当最后一个继电器闭合后，三个灯泡从左往右依次熄灭
二、填空题(本题共5小题，每空2分，共20分)
21.如图所示的家庭电路中，正常发光的电灯突然熄灭，正在运行的空调也突然停止工作了。小明先检查空气开关，空气开关正常，再用试电笔分别检测插座的左孔和右孔，发现氖管均发光，造成这一现象的原因可能是　 　。
22.如图所示为电磁炮的原理简化图。炮弹上固定的金属杆和金属轨道接触，并与电源构成闭合电路，通电后金属杆就会受到向右的力，于是将炮弹发射出去。如果同时改变磁场方向和金属杆中的电流方向，金属杆将会受到向　 　(填“左”或“右”)的力。
23.家中电视机、电冰箱、电灯等用电器之间的连接方式是　 　(填“串”或“并”)联。许多宾馆都利用房卡取电，如图所示只有把房卡插入槽中，房间内的用电器才能使用。房卡的作用相当于家庭电路中的　 　，通电后用一个便携式充电器给手机电池充电，在充电过程中，该手机电池相当于电路中的　 　(后两空均填“电源”“用电器”或“开关”)。
24.如图为实验室所用电流表的内部结构示意图，当电流表接入电路，有电流通过线圈时，线圈带动指针偏转，该电流表的工作原理是　 　。
当电流表正负接线柱接反时，电流表指针会反向偏转，这说明通电导体在磁场中受力方向与　 　有关。
25.科学发现往往闪耀着科学家们智慧的光芒。
(1)1820年奥斯特发现通电导线能使其周围的小磁针发生偏转。如图，在小磁针的上方拉一根与小磁针　 　(填“垂直”“平行”或“任意方向”)的直导线，闭合开关时，小磁针N极向纸外偏转，则电源　 　(填“A”或“B”)端为正极。
(2)法拉第深入思考了奥斯特实验，认为：通电导线能使磁针转动，说明磁针受到力的作用，那么反过来，磁针也能使通电导线转动。他这样推测的依据是　 　。
三、实验与探究题(本题共4小题，每空2分，共20分)
26.如图所示，一张百元新钞票好像被一支笔“戳通”了，实际上这张新钞票依然完好无损，这里应用了磁现象的有关知识。原来，这支笔的笔杆(纸币的下方)与笔头(纸币的上方)可以互相分离，笔杆上与笔头相连的一端内部装有小磁铁，则笔头内的材料可能含有　 　(填“铜”“铁”或“塑料”)。若想探究笔头内的材料是否有磁性，现提供下列器材：①小磁针、②大头针、③碎纸屑，其中可用来完成探究任务的有　 　(填序号)。
27.老师利用如图所示装置演示当磁铁靠近或远离线圈时，灵敏电流计发生偏转，小明根据所学知识了解到是线圈切割磁感线导致感应电流产生，但他想进一步了解问题的本质，于是查阅相关资料学习到了关于磁通量的概念，磁通量φ＝BS，其中B表示磁场强度大小，S为与磁场方向垂直的平面面积，对于装置中静止的线圈可以认为S不变，结合实验现象小明得出感应电流的有无与线圈中磁通量的变化　 　(填“有关”或“无关”)；小明回忆起当老师用更快的速度让磁铁靠近或远离线圈时，产生的感应电流也会增大，根据这个现象请你从磁通量的角度提出一个科学问题：　 　？
28.某小组研究通电螺线管外部磁场的分布特点。
(1)在装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑，通电后轻敲纸板，观察到铁屑排列成如图甲所示的形状。可见，通电螺线管外部的磁场与　 　磁体周围的磁场相似。
(2)在通电螺线管周边放一些可以自由转动的菱形小磁针，通电螺线管接通电源后，菱形小磁针的位置如图乙所示，则电源左端为　 　(填“正”或“负”)极。
29.小科学了电和磁的内容后，觉得特别有意思。于是在课余他做了两个有趣的小实验：
(1)桌面上放有一定量的铁屑，现将两根完全相同的条形磁铁A的N极和磁铁B的S极如甲图所示放置在靠近铁屑的上方，吸附一定量的铁屑。若将吸附有铁屑的两极靠在一起，则吸附在连接处的铁屑会　 　(填“增加”“不变”或“减少”)；如乙图所示，将一根长度略大于两磁铁间距的软铁棒，轻轻搁在两磁铁上，则被吸附的铁屑会　 　(填“增加”“不变”或“减少”)。
(2)如图丙，将一个空心小铁球放在盛水的烧杯中置于铁棒AB的上方，绕在铁棒上的线圈连接如图所示的电路，开关S闭合后，空心小铁球仍漂浮在水面上，此时A端为电磁铁的　 　极，当滑片P向左滑动，空心小铁球所受浮力　 　(填“增大”“减小”或“不变”)。
四、综合题(本题共3小题，共20分)
30.(8分)请阅读《力电传感器》并回答下列小题。
力电传感器
在科技飞速发展的今天，传感器技术已广泛应用到各个领域，力电传感器便是其中极为重要的一员。力电传感器能够将力的变化巧妙地转换为电信号输出，从而实现对力的精确测量和监测，在工业、医疗、科研、生活等众多场景中发挥着关键作用。
一种常见的力电传感器由弹簧钢和应变片组成，其结构示意图如图甲所示。弹簧钢右端固定，其上、下表面各贴有一块相同的应变片，应变片则是实现力电转换的核心元件，它由金属箔或半导体材料制成，阻值与长度成正比，其工作原理是“应变效应”，即材料在外力作用下产生微小形变时，其电阻值随之发生变化。当弹簧钢的自由端受到向下的作用力F时，弹簧钢向下弯曲，上应变片被拉伸，下应变片被压缩；由于通过上、下应变片的电流均为I且恒定不变，因此上、下应变片两端的电压会发生变化，上应变片两端的电压为U1，下应变片两端的电压为U2，传感器将两个电压的差值U(U＝U1－U2)输出，就可以反映出作用力F的大小。
另外，应变片的阻值也会随温度发生变化，变化情况如图乙所示。为了消除气温变化对测量精度的影响，需分别给上、下应变片串联一个合适的电阻，进行温度补偿，使测量结果不受温度影响。
(1)“应变效应”指材料在外力作用下产生微小形变时，其　 　发生变化。
(2)外力为F1时，下应变片的电阻是R1，外力为F2时，下应变片的电阻是R2。若F1＞F2，则R1　 　R2(填“＞”“＜”或“＝”)。
(3)家用电子秤利用了力电传感器，当人站在秤盘上，秤盘下方的弹性钢受压力形变，带动应变片电阻变化，输出电压信号，最终转化为体重数值显示在屏幕上。若体重增加时，传感器输出的电压U将　 　(填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)当外界温度变化时，需要串联电阻进行温度补偿。现有四个电阻，其阻值随温度变化图像如下所示，其中最适合的电阻是　 　。
31.(4分)有这样一个电热茶具座(如图甲)，它有加热和保温两个功能，原理图如图乙所示。其工作过程是：
(1)将S接到“加热”挡位，电磁铁A通电吸引弹性衔铁，使触点D、E接触。受控电路中电热丝R1工作，对茶具座加热。电磁铁A的上端是　 　极。
(2)当需要保温时可将开关S接到“保温”挡位。热敏电阻R3和加热电阻R1都在茶具底座下部。随着温度升高，控制电路的总电阻增大，控制电路的电流减小，当控制电路中的电流小于0.1 A时，弹性衔铁自动向上弹开，受控电路断路，加热电阻R1停止工作。已知U2＝12 V，R2＝10 Ω，在断开电路的一瞬间，热敏电阻R3的电阻值为多少？
32.(8分)除了太阳系内的开发，我们也派出飞船对其他类地行星进行深空探测和基地建设。目前，项目组登上了某恒星系的类地行星A，并开始建设人类活动基地。
项目组为该基地设计了一套自动供水装置，如图所示。杠杆转轴为O，且OB＝BA。圆柱形储水箱横截面积S1＝2 m2，储水箱内有一与杠杆OAB连接的竖直圆柱形材料棒，其横截面积S2＝50 cm2，高度H＝2 m，h＝h'＝0.5 m。当储水箱内水位下降至CD时，电磁继电器联动水泵开始向水箱注水；当水面升至EF(与材料棒最高处等高)时，杠杆B处受到的拉力恰好为0，此时继电器联动水泵关闭，停止注水。(该行星上重力常数g＝10 N/kg)
(1)若水的密度为1.0×103 kg/m3，则材料棒的密度为　 　kg/m3。
(2)电磁继电器控制的工作电路需接入一台电动机，应接在　 　(填“ab”或“cd”)之间。
(3)若电磁继电器线圈电阻为200 Ω，压敏电阻受到的压力与电阻的关系如下表所示：
压力F(N) 0 10 20 30 40 50
电阻R(Ω) 600 496 392 288 184 80
电源1电压为24 V，通过电磁继电器的电流I＞50 mA时，电磁继电器开始吸引衔铁；I＜24 mA时，电磁继电器释放衔铁，定值电阻应为　 　Ω。
(4)若使电动机开始工作时的水位略高于CD，应换用稍　 　(填“大”或“小”)些的定值电阻。第3章　电磁及其应用
一、选择题(本题共20小题，每小题2分，共40分)
1.如图是一款带滚轮的书包，其内部没装电池，但拖动书包使轮子滚动时，嵌在轮子里的LED灯会发光。图中的实验装置能反映此现象原理的是(　A　)
2.如图所示，在条形磁铁和回形针之间插入哪个物体，回形针会掉落(　C　)
A.玻璃板　B.铝板　C.铁板　D.硬纸板
3.如图为某汽车一键启动电路。当按下开关时，有细小的电流通过X元件，接着就有强大的电流通过电动机M，将电动机启动。根据所学知识，X最有可能是(　C　)
A.电动机 B.发电机
C.电磁继电器 D.滑动变阻器
4.某同学制作了图1所示的装置：风吹动时，风车带动磁体上方的线圈转动(线圈两端引出线上的绝缘漆已全部刮掉)，灵敏电流计的指针会发生偏转。图2是该同学设计的另一种由轻质材料制成的风车模型，则下列说法正确的是(　D　)
A.该装置是利用电流磁效应工作的
B.该装置的工作原理与电动机相同
C.若图1中电流计换成干电池，则无风吹时，线圈能持续转动
D.若用图2所示风车模型替换图1中风车，则有风吹时，电流计指针也能发生偏转
5.1820年，安培在科学院的例会上做了一个小实验，引起到会科学家的极大兴趣，如图所示，把螺线管沿东西方向水平悬挂起来，然后给导线通电，请你想一想会发生的现象是(　A　)
A.通电螺线管转动，直到A端指向南，B端指向北
B.通电螺线管转动，直到A端指向北，B端指向南
C.通电螺线管仍保持在原来的位置上静止
D.通电螺线管能在任意位置静止
6.如图所示，两个电磁铁的铁芯正对。如果共用一个电源，要使它们相斥，以下连接方法中不正确的是(　D　)
A.用导线连接a、c，b接电源正极，d接电源负极
B.用导线连接b、d，a接电源正极，c接电源负极
C.b、c连在一起接电源正极，a、d连在一起接电池负极
D.a、d连接在一起，b接电源正极，c接电源负极
7.如图，甲、丙站于干燥的木桌上，乙、丁均站在地面上，他们的抓握方法如图所示，则(　C　)
A.甲、丙均会触电
B.甲、乙均会触电
C.丙、丁均会触电
D.只有乙不会触电
8.如图所示，一个带金属外壳的用电器，有甲乙丙三个触点(可接通或断开)，使用过程中，当人站在地上，身体一部分接触到金属外壳时，最有可能造成触电事故的是三个触点处于(　B　)
选项 触点甲 触点乙 触点丙 选项 触点甲 触点乙 触点丙
A 接通 接通 接通 C 断开 断开 接通
B 断开 接通 断开 D 接通 断开 断开
9.图甲是发电机原理的示意图，图乙中的“”表示导线ab，当它在磁场中分别转动到1～4位置时，运动方向已用箭头标出，图甲中的导线ab，当它下列说法正确的是(　A　)
A.在位置1时，电路中不会产生感应电流
B.图甲的电路中没有电源
C.在位置3时，电路中不会产生感应电流
D.发电机产生的电流方向不变
10.电与磁之间有十分紧密的联系，对下列现象的描述合理的是(　A　)
　
　
A.甲：奥斯特实验说明通电导体周围存在着磁场
B.乙：闭合开关，小磁针静止后会指向如图所示位置
C.丙：利用这个装置可以探究“通电导体在磁场中受力”现象
D.丁：电流相同，电磁铁磁性随线圈匝数增加而减弱
11.如图所示，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左移动过程中，下列说法正确的是(　A　)
A.螺线管上端是N极，弹簧测力计示数变大
B.螺线管上端是S极，弹簧测力计示数变大
C.螺线管上端是N极，弹簧测力计示数变小
D.螺线管上端是S极，弹簧测力计示数变小
12.如图甲所示为干簧管开关的结构图，其中磁簧片是一种有弹性、易被磁化的软铁簧片，被固定于玻璃管内。将条形磁体靠近并与干簧管平行放置时，干簧管的磁簧片触点就会闭合，电路接通，如图乙所示；当条形磁体远离干簧管时，触点就会断开。则下列说法正确的是(　C　)
A.根据需要，软铁簧片可以用塑料片替换
B.触点相互接触利用的是同名磁极相互吸引的原理
C.利用条形磁体使软铁簧片被磁化，触点相互吸引，使电路处于导通状态
D.也可利用通电螺线管使软铁簧片被磁化，触点相互排斥，使电路处于导通状态
13.有一种轮子会发光的溜冰鞋，轮子是透明的，磁环固定在轮周上，由金属线圈和发光二极管LED组成的电路固定在轮的轴上。溜冰时，轮子发光，下列分析错误的是(　B　)
A.发光二极管LED是由半导体材料制成的
B.利用的原理是磁场对电流的作用
C.由金属线圈和发光二极管组成的电路一定是闭合电路
D.溜冰LED发光过程中，先是机械能转化为电能，然后是电能转化为光能
14.陈大爷家从水井里抽水供自家饮用，有段时间出现抽水故障，维修电工了解到：水井内有抽水泵(主要部件为电动机)，原来可以正常工作，井水温度也正常；自从水泵坏了之后，开关S就一直断开，但井水温度从此偏高。电工检测发现：开关处确实断开，但水泵和井水都带电。由此可知。陈家抽水电路的实际连接方式为下图中的(　B　)
15.在科技活动中，小光所在的科技小组展示了一个“隔板推物”的节目，其原理如图所示。甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，两线圈通过导线连接构成一个闭合回路。用手推动甲线圈摆动时，乙线圈会随之摆动。对于这个过程，下列说法正确的是(　D　)
A.推动甲线圈摆动时电能转化为机械能
B.乙线圈摆动的方向与甲线圈摆动的方向无关
C.乙线圈随之摆动的原理和发电机原理相同
D.甲线圈不动，推动左侧磁铁，乙线圈也可能摆动
16.如图所示，将条形磁铁固定在静止的小车上，滑动变阻器的接口以不同方式连入电路。闭合开关S时，小车不动，将变阻器的滑片P向左移动到某位置时，小车开始运动，滑动变阻器的连入方式和小车运动方向相对应的正确选项是(　A　)
A.a接e、d接f，小车向左运动
B.a接e、b接f，小车向右运动
C.c接e、d接f，小车向左运动
D.c接e、b接f，小车向右运动
17.如图甲所示是在家庭电路中使用的定时插座。可以按照我们设定的时间给用电器供电和断电，可供两种插头的移动电器正常使用。相应参数见图乙，下列说法正确的是(　D　)
A.面板上的两个插座是串联关系
B.不能将功率为2000 W的用电器单独接入插座使用
C.插座内只有火线和零线两根导线
D.正常情况下，面板有2个插孔会使检测的测电笔氖管发光
18.如图为一阴极射线管接通电源后，K极射出电子流，水平流向A，若在其上方附近有一水平放置的直导线，导线中的电流从左向右，则电子流将(　B　)
A.向上偏转 B.向下偏转
C.向纸外偏转 D.向纸内偏转
19.如图是简易“电动火车”的示意图，把一个干电池两端吸有短小圆柱形强磁铁的“结合体”，放入很长的固定在水平桌面的螺旋线圈内，干电池和强磁铁的“结合体”就会在螺旋线圈内运动。关于简易“电动火车”的说法有：①线圈可以用漆包线绕成，确保各处绝缘；②强磁铁与线圈在任何位置都应保持良好接触；③“结合体”受到磁场力的作用；④“结合体”受到电源产生的电力。其中正确的是(　B　)
A.①② B.②③
C.①③ D.①④
20.在如图所示的电路中，有四个电磁继电器，相关参数标注在图上，其中电源电压1.5 V且和一个1 Ω的电阻串在一起(图中把它们画在一起)，灯泡电阻8 Ω，刚闭合开关后，下列说法错误的是(　D　)
A.若滑片位于最左边，三个灯泡从左往右依次点亮
B.若滑片位于最左边，当最后一个继电器闭合后，三个灯泡从左往右依次熄灭
C.若滑片位于最右边，三个灯泡从左往右依次点亮
D.若滑片位于最右边，当最后一个继电器闭合后，三个灯泡从左往右依次熄灭
二、填空题(本题共5小题，每空2分，共20分)
21.如图所示的家庭电路中，正常发光的电灯突然熄灭，正在运行的空调也突然停止工作了。小明先检查空气开关，空气开关正常，再用试电笔分别检测插座的左孔和右孔，发现氖管均发光，造成这一现象的原因可能是　进户零线断路　。
22.如图所示为电磁炮的原理简化图。炮弹上固定的金属杆和金属轨道接触，并与电源构成闭合电路，通电后金属杆就会受到向右的力，于是将炮弹发射出去。如果同时改变磁场方向和金属杆中的电流方向，金属杆将会受到向　右　(填“左”或“右”)的力。
23.家中电视机、电冰箱、电灯等用电器之间的连接方式是　并　(填“串”或“并”)联。许多宾馆都利用房卡取电，如图所示只有把房卡插入槽中，房间内的用电器才能使用。房卡的作用相当于家庭电路中的　开关　，通电后用一个便携式充电器给手机电池充电，在充电过程中，该手机电池相当于电路中的　用电器　(后两空均填“电源”“用电器”或“开关”)。
24.如图为实验室所用电流表的内部结构示意图，当电流表接入电路，有电流通过线圈时，线圈带动指针偏转，该电流表的工作原理是　通电导体在磁场中受力运动　。
当电流表正负接线柱接反时，电流表指针会反向偏转，这说明通电导体在磁场中受力方向与　电流方向　有关。
25.科学发现往往闪耀着科学家们智慧的光芒。
(1)1820年奥斯特发现通电导线能使其周围的小磁针发生偏转。如图，在小磁针的上方拉一根与小磁针　平行　(填“垂直”“平行”或“任意方向”)的直导线，闭合开关时，小磁针N极向纸外偏转，则电源　B　(填“A”或“B”)端为正极。
(2)法拉第深入思考了奥斯特实验，认为：通电导线能使磁针转动，说明磁针受到力的作用，那么反过来，磁针也能使通电导线转动。他这样推测的依据是　力的作用是相互的　。
三、实验与探究题(本题共4小题，每空2分，共20分)
26.如图所示，一张百元新钞票好像被一支笔“戳通”了，实际上这张新钞票依然完好无损，这里应用了磁现象的有关知识。原来，这支笔的笔杆(纸币的下方)与笔头(纸币的上方)可以互相分离，笔杆上与笔头相连的一端内部装有小磁铁，则笔头内的材料可能含有　铁　(填“铜”“铁”或“塑料”)。若想探究笔头内的材料是否有磁性，现提供下列器材：①小磁针、②大头针、③碎纸屑，其中可用来完成探究任务的有　①②　(填序号)。
27.老师利用如图所示装置演示当磁铁靠近或远离线圈时，灵敏电流计发生偏转，小明根据所学知识了解到是线圈切割磁感线导致感应电流产生，但他想进一步了解问题的本质，于是查阅相关资料学习到了关于磁通量的概念，磁通量φ＝BS，其中B表示磁场强度大小，S为与磁场方向垂直的平面面积，对于装置中静止的线圈可以认为S不变，结合实验现象小明得出感应电流的有无与线圈中磁通量的变化　有关　(填“有关”或“无关”)；小明回忆起当老师用更快的速度让磁铁靠近或远离线圈时，产生的感应电流也会增大，根据这个现象请你从磁通量的角度提出一个科学问题：　通过线圈的磁通量越大时，产生的感应电流是不是就越大　？
28.某小组研究通电螺线管外部磁场的分布特点。
(1)在装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑，通电后轻敲纸板，观察到铁屑排列成如图甲所示的形状。可见，通电螺线管外部的磁场与　条形　磁体周围的磁场相似。
(2)在通电螺线管周边放一些可以自由转动的菱形小磁针，通电螺线管接通电源后，菱形小磁针的位置如图乙所示，则电源左端为　正　(填“正”或“负”)极。
29.小科学了电和磁的内容后，觉得特别有意思。于是在课余他做了两个有趣的小实验：
(1)桌面上放有一定量的铁屑，现将两根完全相同的条形磁铁A的N极和磁铁B的S极如甲图所示放置在靠近铁屑的上方，吸附一定量的铁屑。若将吸附有铁屑的两极靠在一起，则吸附在连接处的铁屑会　减少　(填“增加”“不变”或“减少”)；如乙图所示，将一根长度略大于两磁铁间距的软铁棒，轻轻搁在两磁铁上，则被吸附的铁屑会　减少　(填“增加”“不变”或“减少”)。
(2)如图丙，将一个空心小铁球放在盛水的烧杯中置于铁棒AB的上方，绕在铁棒上的线圈连接如图所示的电路，开关S闭合后，空心小铁球仍漂浮在水面上，此时A端为电磁铁的　S　极，当滑片P向左滑动，空心小铁球所受浮力　增大　(填“增大”“减小”或“不变”)。
四、综合题(本题共3小题，共20分)
30.(8分)请阅读《力电传感器》并回答下列小题。
力电传感器
在科技飞速发展的今天，传感器技术已广泛应用到各个领域，力电传感器便是其中极为重要的一员。力电传感器能够将力的变化巧妙地转换为电信号输出，从而实现对力的精确测量和监测，在工业、医疗、科研、生活等众多场景中发挥着关键作用。
一种常见的力电传感器由弹簧钢和应变片组成，其结构示意图如图甲所示。弹簧钢右端固定，其上、下表面各贴有一块相同的应变片，应变片则是实现力电转换的核心元件，它由金属箔或半导体材料制成，阻值与长度成正比，其工作原理是“应变效应”，即材料在外力作用下产生微小形变时，其电阻值随之发生变化。当弹簧钢的自由端受到向下的作用力F时，弹簧钢向下弯曲，上应变片被拉伸，下应变片被压缩；由于通过上、下应变片的电流均为I且恒定不变，因此上、下应变片两端的电压会发生变化，上应变片两端的电压为U1，下应变片两端的电压为U2，传感器将两个电压的差值U(U＝U1－U2)输出，就可以反映出作用力F的大小。
另外，应变片的阻值也会随温度发生变化，变化情况如图乙所示。为了消除气温变化对测量精度的影响，需分别给上、下应变片串联一个合适的电阻，进行温度补偿，使测量结果不受温度影响。
(1)“应变效应”指材料在外力作用下产生微小形变时，其　电阻值　发生变化。
(2)外力为F1时，下应变片的电阻是R1，外力为F2时，下应变片的电阻是R2。若F1＞F2，则R1　＜　R2(填“＞”“＜”或“＝”)。
(3)家用电子秤利用了力电传感器，当人站在秤盘上，秤盘下方的弹性钢受压力形变，带动应变片电阻变化，输出电压信号，最终转化为体重数值显示在屏幕上。若体重增加时，传感器输出的电压U将　变大　(填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)当外界温度变化时，需要串联电阻进行温度补偿。现有四个电阻，其阻值随温度变化图像如下所示，其中最适合的电阻是　D　。
31.(4分)有这样一个电热茶具座(如图甲)，它有加热和保温两个功能，原理图如图乙所示。其工作过程是：
(1)将S接到“加热”挡位，电磁铁A通电吸引弹性衔铁，使触点D、E接触。受控电路中电热丝R1工作，对茶具座加热。电磁铁A的上端是　N　极。
(2)当需要保温时可将开关S接到“保温”挡位。热敏电阻R3和加热电阻R1都在茶具底座下部。随着温度升高，控制电路的总电阻增大，控制电路的电流减小，当控制电路中的电流小于0.1 A时，弹性衔铁自动向上弹开，受控电路断路，加热电阻R1停止工作。已知U2＝12 V，R2＝10 Ω，在断开电路的一瞬间，热敏电阻R3的电阻值为多少？
在断开电路的一瞬间，电路中电流为I＝0.1 A，电源电压为12 V，所以串联电路的总电阻为R总＝＝＝120 Ω，串联电路中总电阻等于各个用电器电阻之和，所以R3＝R总－R2＝120 Ω－10 Ω＝110 Ω。
32.(8分)除了太阳系内的开发，我们也派出飞船对其他类地行星进行深空探测和基地建设。目前，项目组登上了某恒星系的类地行星A，并开始建设人类活动基地。
项目组为该基地设计了一套自动供水装置，如图所示。杠杆转轴为O，且OB＝BA。圆柱形储水箱横截面积S1＝2 m2，储水箱内有一与杠杆OAB连接的竖直圆柱形材料棒，其横截面积S2＝50 cm2，高度H＝2 m，h＝h'＝0.5 m。当储水箱内水位下降至CD时，电磁继电器联动水泵开始向水箱注水；当水面升至EF(与材料棒最高处等高)时，杠杆B处受到的拉力恰好为0，此时继电器联动水泵关闭，停止注水。(该行星上重力常数g＝10 N/kg)
(1)若水的密度为1.0×103 kg/m3，则材料棒的密度为　1.0×103　kg/m3。
(2)电磁继电器控制的工作电路需接入一台电动机，应接在　ab　(填“ab”或“cd”)之间。
(3)若电磁继电器线圈电阻为200 Ω，压敏电阻受到的压力与电阻的关系如下表所示：
压力F(N) 0 10 20 30 40 50
电阻R(Ω) 600 496 392 288 184 80
电源1电压为24 V，通过电磁继电器的电流I＞50 mA时，电磁继电器开始吸引衔铁；I＜24 mA时，电磁继电器释放衔铁，定值电阻应为　200　Ω。
(4)若使电动机开始工作时的水位略高于CD，应换用稍　小　(填“大”或“小”)些的定值电阻。

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