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第3章　电磁及其应用 培优
1.如图甲所示，电子沿着水平方向平行地飞过小磁针正上方时，实验表明：小磁针的N极向纸外发生偏转。若将一通电直导线放在小磁针正上方或正下方，如图乙所示(图中只画出了通电直导线放在小磁针正上方的情况)，请你根据图甲的实验现象，判断下列分析正确的是(不考虑地磁场的影响)( )
A.通电直导线放在小磁针正上方时，小磁针的N极向纸外发生偏转
B.通电直导线放在小磁针正上方时，小磁针的N极向纸内发生偏转
C.通电直导线放在小磁针正下方时，小磁针的N极向纸内发生偏转
D.通电直导线放在小磁针正上方或正下方，小磁针的N极均向纸外发生偏转
2.如图所示，矩形线圈ABCD在电磁铁之间，线圈两端的换向器(两个半圆铜环)分别和两个电刷接触，线圈和电磁铁串联在直流电源两端，闭合开关S，线圈ABCD绕OO'轴顺时针方向转动，下列说法正确的是( )
A.当线圈平面与磁感线方向垂直时，磁场对AB有向上的磁场力作用
B.当线圈平面与磁感线平行时，换向器可以自动改变线圈中的电流方向
C.将电源正负极对换下，则线圈将沿着逆时针方向转动
D.将电源正负极对换下，则线圈仍沿着顺时针方向转动
3.关于磁场和磁现象，下列说法正确的是( )
A.磁感线是磁体周围真实存在的曲线
B.磁场一定会对放入其中的物体有力的作用
C.磁感线密集的地方磁场强，磁感线可以相交
D.磁场中某点磁场方向为磁感线上该点的切线方向
4.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S，待弹簧测力计示数稳定后，将变阻器R的滑片缓慢向右滑动，在此过程中下列说法正确的是( )
A.表示数变大，表示数变大
B.表示数变大，表示数变小
C.弹簧测力计示数变小
D.弹簧测力计示数变大
5.如图是由一节干电池、铜导线和强磁铁组成的简易电动机(线框上端的弯折位置与正极接触，磁铁吸附在电池负极的是S极)，放手后从上往下看线圈顺时针转动，为了增大转速，以下操作可以达到目的的是( )
A.对调电池正负极位置
B.对调强磁铁南北极位置
C.增加一节干电池
D.减弱磁铁的磁性
6.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
7.如图所示，电流从A点分两路通过对称的半圆支路汇合于B点，在圆环中心O处的磁感应强度为( )
A.最大，垂直纸面向外
B.最大，垂直纸面向里
C.零
D.无法确定
8.如图所示，原来静止的圆形线圈通以逆时针方向电流I，在其直径AB上靠近B点放一根垂直于线圈平面的固定不动的通入电流为I的长直导线，电流方向如图所示，在磁场作用下圆形线圈将( )
A.向左平动
B.向右平动
C.以直径AB为转轴转动
D.静止不动
9.奥斯特做电流磁效应实验时应排除地磁场对实验的影响，下列关于奥斯特实验的说法中正确的是( )
A.通电直导线必须竖直放置
B.该实验必须在地球赤道上进行
C.通电直导线应该水平东西方向放置
D.通电直导线可以水平南北方向放置
10.如图所示，同一平面内的三条平行导线串联有两个电阻R和r，导体棒MN与三条导线接触良好，匀强磁场的方向垂直纸面向里，导体棒的电阻可忽略，当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是( )
A.流过R的电流为由a到b，流过r的电流为由c到d
B.流过R的电流为由a到b，流过r的电流为由d到c
C.流过R的电流为由b到a，流过r的电流为由c到d
D.流过R的电流为由b到a，流过r的电流为由d到c
11.一条形磁体静止在斜面上，固定在磁体中心的竖直上方的水平导线中通有垂直纸面向里的恒定电流，如图所示。若将磁体的N极位置与S极位置对调后，仍放在斜面上原来的位置，则磁体对斜面的压力FN和摩擦力Ff的变化情况分别是( )
A.FN增大，Ff减小
B.FN减小，Ff增大
C.FN与Ff都增大
D.FN与Ff都减小
12.(1)如图1所示，通电螺线管的上方有一个静止的小磁针，轴线上右边的圆圈表示闭合电路中一部分导体的横截面，由图可知导线的a端应接电源的　 　(填“正”或“负”)极。闭合电路的这部分导体分别向“1”“2”“3”“4”四个方向运动时，沿　 　方向运动能产生感应电流。
(2)如图2甲所示，“×”代表磁场方向垂直纸面向里，通电导体的受力方向与电流方向和磁场方向有关，如果导体ab的电流方向向上，导体ab受到向左的力的作用，如果电流方向向下，导体ab受到向右的力；若磁场方向不变，一电子沿图2乙所示的速度方向向上运动，该电子受到向　 　(填“左”或“右”)的力。
13.如图所示，AB和CD是两根固定且平行的水平金属导轨，符号×表示垂直于纸面指向纸面里的磁场的磁感线。现将铜棒EF和GH垂直放在滑轨上，当拉动GH使其向左移动时，发现EF也向左移动，说明铜棒里　 　(填“有”或“无”)电流产生，EF受到的是磁场力的作用。当拉动GH使其向右移动时，EF应向　 　(填“左”或“右”)移动，理由是：　 　；
此过程中能量的转化是：　 　。
14.如图所示是一个自制的小指南针。用硬纸板和大头针制作指南针的底座，使缝衣针磁化后，穿过按扣的两孔，放在底座的针尖上，当小指南针静止后，针尖指向北方。
(1)小指南针的　 　(填“针尖”或“针尾”)为南极。
(2)小指南针能自动指示方向，这是因为受到　 　对其的磁力作用。
15.两金属棒ab和cd连成一回路，分别放在两个方向相反的匀强磁场中，如图所示，现要使cd向右运动，那么cd中电流方向向　 　，ab应向　 　运动。
16.(1)如图1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。弹簧乙下端挂有一永磁体，永磁体正下方有一电磁铁，E为电源，R0为定值电阻。开关S闭合，电路接通后，电压表示数为U1，弹簧乙的总长度为l1，当用力F向下压弹簧甲后，电压表示数为U2，弹簧乙的总长度为l2，则U1　 　U2、l1　 　l2(以上两空均填“＞”“＜”或“＝”)。
(2)如图2所示电路中，其中R是热敏电阻，它的阻值随温度的升高而减小，R0是滑动变阻器，该装置的工作原理是：随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，当电流达到一定值时，衔铁被吸合，右侧空调电路接通，空调开始工作。为了节能，现要将空调启动的温度调高，可以适当将滑片P向　 　(填“左”或“右”)移动，或者适当　 　(填“增大”或“减小”)控制电路的电源电压。
(3)如图3，盛水烧杯放置在电磁铁的A端上，烧杯中水面上漂浮着一个空心铁球，电磁铁磁性的强弱发生改变时，烧杯中的空心铁球会上下浮动。现闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P向右滑动，烧杯中水面　 　(填“上升”“下降”或“不变”)。
17.如图所示是发电机的工作原理图，放在水平方向磁场中的矩形线圈abcd沿逆时针方向转动。当线圈转到图甲位置时，由于线圈ab边和cd边　 　(填“切割”或“不切割”)磁感线，因而电路中　 　(填“有”或“无”)感应电流。当线圈转到乙、丁两图的位置时，由于ab边以及cd边切割磁感线的方向　 　(填“相同”或“相反”)，因而电路中的感应电流方向　 　(填“相同”或“不同”)，可见电路中产生的是　 　(填“直流电”或“交流电”)。
　
　
18.某展览厅(如图甲)为保护展品，设置了调光天窗，当外界光照较强时，能启动电动卷帘适时调整进光量；当外界光照较弱时，能自动启动节能灯给予补光。调光天窗的电路原理如图乙所示；R0为定值电阻；R为光敏电阻，其电阻值R随光照强度E的变化如图丙所示(E越大表示光照越强，其国际单位为cd)；P为电磁铁，其线圈电阻RP为20 Ω，当电流达到0.04 A时能吸合衔铁。已知电源电压U1＝12 V，U2＝220 V，则：
(1)开关S闭合时，电磁铁P的上端为　 　(填“N”或“S”)极。图乙中的电磁继电器相当于一个　 　(填“用电器”“电源”或“开关”)。
(2)当外界光照强度达到1.5 cd时，电动卷帘便开始工作，则R0的阻值是　 　Ω。
(3)为了环保节能，要在环境光线更弱时才启动节能灯照明，则应采取的措施是　 　。
19.如图所示，A球为均匀带正电的绝缘球体，当它绕着自己的轴做逆时针旋转(由上往下看)时，则A球上方的小磁针的N极将　 　(填“指向左”“指向右”“指向上方”或“指向下方”)，理由是　 　。
20.水位报警器是一种用于监测水位变化，并在水位达到预设的危险值时发出警报信号的装置，在日常生活、工业生产、水利工程等领域有着广泛应用。如图是利用压敏电阻R2、电阻箱R1和电磁铁设计的水位报警装置。浮子Q由圆柱体和硬杆构成，圆柱体的底面积S＝5×10－3 m2，高H＝0.2 m，密度ρ＝0.6×103 kg/m3，硬杆的质量和体积均不计。Q只能沿图中竖直虚线运动。当向水池内缓慢注水使水位达到某处时，衔铁K被释放，电铃开始报警。已知：电源电压U＝6 V，当电磁铁线圈中的电流I＞0.05 A时，衔铁K被吸住，当I≤0.05 A时，衔铁K才会被释放，不计线圈电阻，g取10 N/kg，水的密度为1.0×103 kg/m3。
请结合上述信息完成下面的问题：
(1)电磁铁通电时，上端为　 　极。
(2)当水位不断上升时，池底所受水的压强将变　 　。
(3)当Q刚开始向上运动时，它浸在水中的体积为　 　m3。
(4)压敏电阻R2的阻值随压力F变化的规律如下表所示：
压力F/N 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
阻值 R2/Ω 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
①若电阻箱阻值一定，当压敏电阻受到压力增大时，电磁铁所在电路的电流会　 　(填“变大”或“变小”)。
②若电阻箱R1阻值为80 Ω，报警装置刚开始报警时，压敏电阻R2受到的压力为　 　N。
(5)在报警装置能正常报警的情况下，为降低刚开始报警时的水位，请提出一条可行的措施：　 　。
21.图甲是一种自动蓄水装置示意图：力敏电阻固定不动，下方悬挂一圆柱体(其位置不随水面变化)。闭合开关S，水泵工作，向空水箱里缓慢注水，当水位达到设定高度h0时，水泵自动停止注水，此时柱体浸入水中的深度恰好为其高度的一半。已知：控制电路电源电压为4.5 V，电阻箱R2阻值为10 Ω，力敏电阻R1阻值与拉力F的关系如图乙所示，柱形物体的质量为1.5 kg，底面积为10 cm2，当线圈中电流I≤0.15 A时，衔铁被释放，忽略线圈电阻，g取10 N/kg。
(1)由图乙可知，随着力敏电阻所受拉力变大，其阻值　 　，随着水位升高，柱体缓慢浸入水中，柱体对力敏电阻拉力　 　，线圈中电流　 　(均填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)水位达到设定高度时，柱形物体浸入水中的深度h为　 　cm。
(3)柱形物体的密度为　 　g/cm3。
(4)若要降低水位设定高度h0，下列方法不可行的是　 　(多选)。
A.适当减小电源电压
B.将电阻箱R2的阻值调小一些
C.减少线圈的匝数
D.保持柱状体形状和体积不变，换用密度更大的柱形物体
22.小明乘电梯时，发现电梯超载会自动报警，于是喜好钻研的他对电梯的电路图进行了研究，并设计了以下探究实验，如图甲所示，电源电压恒定不变，R0为定值电阻。用杯中水量调节压敏电阻受到力的大小，压敏电阻的电流与受到压力大小的关系如图乙所示：
(1)图甲中R0的作用是　 　。
(2)分析图乙I－F图像可知：压敏电阻Rx受到的压力增大时，通过它的电流也增大，Rx的阻值　 　(填“变大”“变小”或“不变”)；当压力增大到一定程度时，触点K与　 　接触，电铃响，实现自动报警。
(3)某电梯超载报警的Rx－F图像如图丙所示，空载时电梯厢对Rx的压力F1＝4×103 N，等于电梯厢的重力，当压力F2＝1×104 N时，电梯报警，则此电梯限载　 　人(设每人质量约为50 kg)。
23.如图甲所示为某温度报警模型原理图，电源电压恒定，R2为电阻箱，指示灯L的额定电压为6 V，其U－I关系如图乙所示，热敏电阻R1阻值随温度变化的关系如表所示。当电路中的电流达到0.4 A时，衔铁被吸下，A、B触点连接，灯变亮。
温度t/℃ 15 20 25 30 35 40
电阻R1/Ω 20 18 16 14 12 10
(1)闭合开关S，当温度达到设定的报警温度时，灯开始忽亮、忽暗交替闪烁报警(电磁铁线圈、衔铁、连杆、触点的阻值均不计)，其原因是当电路中的电流达到0.4 A，衔铁被吸下，A、B触点连接后，电磁铁中就　 　(填“有”或“无”)电流通过，衔铁被释放，电磁铁中就有电流通过，如此反复。
(2)若将R2调为20 Ω，则报警温度为t；当温度恒为t时，电压表示数随时间的变化关系如图丙所示，报警温度t为　 　℃；电源电压为　 　V；温度恒为t时，电路工作1 min消耗的电能为　 　。(电能W＝UIt)
(3)若想将报警温度调为15 ℃，且报警过程中灯L较亮时恰好正常发光，则电源电压应调为　 　V，且R2应调为　 　Ω。
(4)如果使用一段时间后由于电源电压的降低，报警温度将会　 　(填“偏低”“偏高”或“不变”)。
24.在科学中，磁感应强度(用字母B表示，国际单位是特斯拉，符号是T)表示磁场的强弱，磁感应强度B越大，磁场越强；磁感线形象、直观描述磁场，磁感线越密，磁场越强。
1 2 3
U/V 1.50 3.00 4.50
I/mA 3.00 6.00 9.00
(1)如图1为某磁极附近磁感线的方向和分布的示意图。由图可知，该磁极为　 　极，在1处放置一个小磁针，当小磁针静止时，其指向应是图1中的　 　。
(2)如果电阻的大小随磁场的强弱变化而变化，则这种电阻叫磁敏电阻。某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图像如图2所示。根据图线可知，磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而　 　，图线没有过坐标原点，是因为　 　。
(3)利用该磁敏电阻的R－B特性曲线可以测量上图磁场中各处的磁感应强度。
①将该磁敏电阻R放置在磁场中的位置1处，小科设计了一个可以测量该磁敏电阻R的电路，所提供的实验器材如图3所示，其中磁敏电阻所处的磁场未画出。请你将该实验电路连接完整。
②正确接线后，测得的数据如上表所示。该磁敏电阻的测量值为　 　Ω。
③根据该磁敏电阻的R－B特性曲线可知，l处的磁感应强度为　 　T。
④在实验过程中，仅将磁敏电阻从1处移至2处，其他条件不变，那么电流表的示数　 　，电压表的示数　 　(均填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)在上述电路中，将该磁敏电阻从待测磁场中移出，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为10.0 mA时，求滑动变阻器接入电路的阻值(设电源电压为5.50 V，写出计算过程)。
25.如图所示，人们研究发现：一个放在磁场中的铁质球壳(截面有一定厚度)，外面磁场的绝大部分沿铁质球壳壁“通过”，极少部分进入球内空间，这种现象称为“磁屏蔽”，试回答下列问题：
(1)类比电流与电阻的关系，球内的空气与铁这两种物质，谁的导磁能力强？谁的“磁阻”大？
(2)人们从这一现象得到启发，为使精密仪器不受外面的影响，可以将仪器放在什么地方？
(3)有人为了研究地磁场对动物的影响，把一组小白鼠放在类似铁球内部空间的环境中将地磁场屏蔽掉，结果其寿命比放在正常环境中的另一组小白鼠的短，这个实验说明了什么问题？第3章　电磁及其应用 培优
1.如图甲所示，电子沿着水平方向平行地飞过小磁针正上方时，实验表明：小磁针的N极向纸外发生偏转。若将一通电直导线放在小磁针正上方或正下方，如图乙所示(图中只画出了通电直导线放在小磁针正上方的情况)，请你根据图甲的实验现象，判断下列分析正确的是(不考虑地磁场的影响)(　B　)
A.通电直导线放在小磁针正上方时，小磁针的N极向纸外发生偏转
B.通电直导线放在小磁针正上方时，小磁针的N极向纸内发生偏转
C.通电直导线放在小磁针正下方时，小磁针的N极向纸内发生偏转
D.通电直导线放在小磁针正上方或正下方，小磁针的N极均向纸外发生偏转
2.如图所示，矩形线圈ABCD在电磁铁之间，线圈两端的换向器(两个半圆铜环)分别和两个电刷接触，线圈和电磁铁串联在直流电源两端，闭合开关S，线圈ABCD绕OO'轴顺时针方向转动，下列说法正确的是(　D　)
A.当线圈平面与磁感线方向垂直时，磁场对AB有向上的磁场力作用
B.当线圈平面与磁感线平行时，换向器可以自动改变线圈中的电流方向
C.将电源正负极对换下，则线圈将沿着逆时针方向转动
D.将电源正负极对换下，则线圈仍沿着顺时针方向转动
3.关于磁场和磁现象，下列说法正确的是(　D　)
A.磁感线是磁体周围真实存在的曲线
B.磁场一定会对放入其中的物体有力的作用
C.磁感线密集的地方磁场强，磁感线可以相交
D.磁场中某点磁场方向为磁感线上该点的切线方向
4.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S，待弹簧测力计示数稳定后，将变阻器R的滑片缓慢向右滑动，在此过程中下列说法正确的是(　C　)
A.表示数变大，表示数变大
B.表示数变大，表示数变小
C.弹簧测力计示数变小
D.弹簧测力计示数变大
5.如图是由一节干电池、铜导线和强磁铁组成的简易电动机(线框上端的弯折位置与正极接触，磁铁吸附在电池负极的是S极)，放手后从上往下看线圈顺时针转动，为了增大转速，以下操作可以达到目的的是(　C　)
A.对调电池正负极位置
B.对调强磁铁南北极位置
C.增加一节干电池
D.减弱磁铁的磁性
6.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(　C　)
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
7.如图所示，电流从A点分两路通过对称的半圆支路汇合于B点，在圆环中心O处的磁感应强度为(　C　)
A.最大，垂直纸面向外
B.最大，垂直纸面向里
C.零
D.无法确定
8.如图所示，原来静止的圆形线圈通以逆时针方向电流I，在其直径AB上靠近B点放一根垂直于线圈平面的固定不动的通入电流为I的长直导线，电流方向如图所示，在磁场作用下圆形线圈将(　C　)
A.向左平动
B.向右平动
C.以直径AB为转轴转动
D.静止不动
9.奥斯特做电流磁效应实验时应排除地磁场对实验的影响，下列关于奥斯特实验的说法中正确的是(　D　)
A.通电直导线必须竖直放置
B.该实验必须在地球赤道上进行
C.通电直导线应该水平东西方向放置
D.通电直导线可以水平南北方向放置
10.如图所示，同一平面内的三条平行导线串联有两个电阻R和r，导体棒MN与三条导线接触良好，匀强磁场的方向垂直纸面向里，导体棒的电阻可忽略，当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是(　C　)
A.流过R的电流为由a到b，流过r的电流为由c到d
B.流过R的电流为由a到b，流过r的电流为由d到c
C.流过R的电流为由b到a，流过r的电流为由c到d
D.流过R的电流为由b到a，流过r的电流为由d到c
11.一条形磁体静止在斜面上，固定在磁体中心的竖直上方的水平导线中通有垂直纸面向里的恒定电流，如图所示。若将磁体的N极位置与S极位置对调后，仍放在斜面上原来的位置，则磁体对斜面的压力FN和摩擦力Ff的变化情况分别是(　C　)
A.FN增大，Ff减小
B.FN减小，Ff增大
C.FN与Ff都增大
D.FN与Ff都减小
12.(1)如图1所示，通电螺线管的上方有一个静止的小磁针，轴线上右边的圆圈表示闭合电路中一部分导体的横截面，由图可知导线的a端应接电源的　负　(填“正”或“负”)极。闭合电路的这部分导体分别向“1”“2”“3”“4”四个方向运动时，沿　1、3　方向运动能产生感应电流。
(2)如图2甲所示，“×”代表磁场方向垂直纸面向里，通电导体的受力方向与电流方向和磁场方向有关，如果导体ab的电流方向向上，导体ab受到向左的力的作用，如果电流方向向下，导体ab受到向右的力；若磁场方向不变，一电子沿图2乙所示的速度方向向上运动，该电子受到向　右　(填“左”或“右”)的力。
13.如图所示，AB和CD是两根固定且平行的水平金属导轨，符号×表示垂直于纸面指向纸面里的磁场的磁感线。现将铜棒EF和GH垂直放在滑轨上，当拉动GH使其向左移动时，发现EF也向左移动，说明铜棒里　有　(填“有”或“无”)电流产生，EF受到的是磁场力的作用。当拉动GH使其向右移动时，EF应向　右　(填“左”或“右”)移动，理由是：　运动方向的改变，导致感应电流方向变化，导致受力方向改变　；
此过程中能量的转化是：　机械能→电能→机械能　。
14.如图所示是一个自制的小指南针。用硬纸板和大头针制作指南针的底座，使缝衣针磁化后，穿过按扣的两孔，放在底座的针尖上，当小指南针静止后，针尖指向北方。
(1)小指南针的　针尾　(填“针尖”或“针尾”)为南极。
(2)小指南针能自动指示方向，这是因为受到　地磁场　对其的磁力作用。
15.两金属棒ab和cd连成一回路，分别放在两个方向相反的匀强磁场中，如图所示，现要使cd向右运动，那么cd中电流方向向　上　，ab应向　上　运动。
16.(1)如图1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。弹簧乙下端挂有一永磁体，永磁体正下方有一电磁铁，E为电源，R0为定值电阻。开关S闭合，电路接通后，电压表示数为U1，弹簧乙的总长度为l1，当用力F向下压弹簧甲后，电压表示数为U2，弹簧乙的总长度为l2，则U1　＜　U2、l1　＞　l2(以上两空均填“＞”“＜”或“＝”)。
(2)如图2所示电路中，其中R是热敏电阻，它的阻值随温度的升高而减小，R0是滑动变阻器，该装置的工作原理是：随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，当电流达到一定值时，衔铁被吸合，右侧空调电路接通，空调开始工作。为了节能，现要将空调启动的温度调高，可以适当将滑片P向　右　(填“左”或“右”)移动，或者适当　减小　(填“增大”或“减小”)控制电路的电源电压。
(3)如图3，盛水烧杯放置在电磁铁的A端上，烧杯中水面上漂浮着一个空心铁球，电磁铁磁性的强弱发生改变时，烧杯中的空心铁球会上下浮动。现闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P向右滑动，烧杯中水面　下降　(填“上升”“下降”或“不变”)。
17.如图所示是发电机的工作原理图，放在水平方向磁场中的矩形线圈abcd沿逆时针方向转动。当线圈转到图甲位置时，由于线圈ab边和cd边　不切割　(填“切割”或“不切割”)磁感线，因而电路中　无　(填“有”或“无”)感应电流。当线圈转到乙、丁两图的位置时，由于ab边以及cd边切割磁感线的方向　相反　(填“相同”或“相反”)，因而电路中的感应电流方向　不同　(填“相同”或“不同”)，可见电路中产生的是　交流电　(填“直流电”或“交流电”)。
　
　
18.某展览厅(如图甲)为保护展品，设置了调光天窗，当外界光照较强时，能启动电动卷帘适时调整进光量；当外界光照较弱时，能自动启动节能灯给予补光。调光天窗的电路原理如图乙所示；R0为定值电阻；R为光敏电阻，其电阻值R随光照强度E的变化如图丙所示(E越大表示光照越强，其国际单位为cd)；P为电磁铁，其线圈电阻RP为20 Ω，当电流达到0.04 A时能吸合衔铁。已知电源电压U1＝12 V，U2＝220 V，则：
(1)开关S闭合时，电磁铁P的上端为　S　(填“N”或“S”)极。图乙中的电磁继电器相当于一个　开关　(填“用电器”“电源”或“开关”)。
(2)当外界光照强度达到1.5 cd时，电动卷帘便开始工作，则R0的阻值是　190　Ω。
(3)为了环保节能，要在环境光线更弱时才启动节能灯照明，则应采取的措施是　换用阻值较小的R0　。
19.如图所示，A球为均匀带正电的绝缘球体，当它绕着自己的轴做逆时针旋转(由上往下看)时，则A球上方的小磁针的N极将　指向上方　(填“指向左”“指向右”“指向上方”或“指向下方”)，理由是　电流产生的磁场方向竖直向上，小磁针的N极指向与磁场方向相同　。
20.水位报警器是一种用于监测水位变化，并在水位达到预设的危险值时发出警报信号的装置，在日常生活、工业生产、水利工程等领域有着广泛应用。如图是利用压敏电阻R2、电阻箱R1和电磁铁设计的水位报警装置。浮子Q由圆柱体和硬杆构成，圆柱体的底面积S＝5×10－3 m2，高H＝0.2 m，密度ρ＝0.6×103 kg/m3，硬杆的质量和体积均不计。Q只能沿图中竖直虚线运动。当向水池内缓慢注水使水位达到某处时，衔铁K被释放，电铃开始报警。已知：电源电压U＝6 V，当电磁铁线圈中的电流I＞0.05 A时，衔铁K被吸住，当I≤0.05 A时，衔铁K才会被释放，不计线圈电阻，g取10 N/kg，水的密度为1.0×103 kg/m3。
请结合上述信息完成下面的问题：
(1)电磁铁通电时，上端为　N　极。
(2)当水位不断上升时，池底所受水的压强将变　大　。
(3)当Q刚开始向上运动时，它浸在水中的体积为　6×10－4　m3。
(4)压敏电阻R2的阻值随压力F变化的规律如下表所示：
压力F/N 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
阻值 R2/Ω 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
①若电阻箱阻值一定，当压敏电阻受到压力增大时，电磁铁所在电路的电流会　变小　(填“变大”或“变小”)。
②若电阻箱R1阻值为80 Ω，报警装置刚开始报警时，压敏电阻R2受到的压力为　3　N。
(5)在报警装置能正常报警的情况下，为降低刚开始报警时的水位，请提出一条可行的措施：　在其他条件不变时，增大圆柱体和硬杆整体的高度，可以使得硬杆刚好接触到压敏电阻时的水位降低　。
21.图甲是一种自动蓄水装置示意图：力敏电阻固定不动，下方悬挂一圆柱体(其位置不随水面变化)。闭合开关S，水泵工作，向空水箱里缓慢注水，当水位达到设定高度h0时，水泵自动停止注水，此时柱体浸入水中的深度恰好为其高度的一半。已知：控制电路电源电压为4.5 V，电阻箱R2阻值为10 Ω，力敏电阻R1阻值与拉力F的关系如图乙所示，柱形物体的质量为1.5 kg，底面积为10 cm2，当线圈中电流I≤0.15 A时，衔铁被释放，忽略线圈电阻，g取10 N/kg。
(1)由图乙可知，随着力敏电阻所受拉力变大，其阻值　变小　，随着水位升高，柱体缓慢浸入水中，柱体对力敏电阻拉力　变小　，线圈中电流　变小　(均填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)水位达到设定高度时，柱形物体浸入水中的深度h为　30　cm。
(3)柱形物体的密度为　2.5　g/cm3。
(4)若要降低水位设定高度h0，下列方法不可行的是　BD　(多选)。
A.适当减小电源电压
B.将电阻箱R2的阻值调小一些
C.减少线圈的匝数
D.保持柱状体形状和体积不变，换用密度更大的柱形物体
22.小明乘电梯时，发现电梯超载会自动报警，于是喜好钻研的他对电梯的电路图进行了研究，并设计了以下探究实验，如图甲所示，电源电压恒定不变，R0为定值电阻。用杯中水量调节压敏电阻受到力的大小，压敏电阻的电流与受到压力大小的关系如图乙所示：
(1)图甲中R0的作用是　保护电路　。
(2)分析图乙I－F图像可知：压敏电阻Rx受到的压力增大时，通过它的电流也增大，Rx的阻值　变小　(填“变大”“变小”或“不变”)；当压力增大到一定程度时，触点K与　B　接触，电铃响，实现自动报警。
(3)某电梯超载报警的Rx－F图像如图丙所示，空载时电梯厢对Rx的压力F1＝4×103 N，等于电梯厢的重力，当压力F2＝1×104 N时，电梯报警，则此电梯限载　11　人(设每人质量约为50 kg)。
23.如图甲所示为某温度报警模型原理图，电源电压恒定，R2为电阻箱，指示灯L的额定电压为6 V，其U－I关系如图乙所示，热敏电阻R1阻值随温度变化的关系如表所示。当电路中的电流达到0.4 A时，衔铁被吸下，A、B触点连接，灯变亮。
温度t/℃ 15 20 25 30 35 40
电阻R1/Ω 20 18 16 14 12 10
(1)闭合开关S，当温度达到设定的报警温度时，灯开始忽亮、忽暗交替闪烁报警(电磁铁线圈、衔铁、连杆、触点的阻值均不计)，其原因是当电路中的电流达到0.4 A，衔铁被吸下，A、B触点连接后，电磁铁中就　无　(填“有”或“无”)电流通过，衔铁被释放，电磁铁中就有电流通过，如此反复。
(2)若将R2调为20 Ω，则报警温度为t；当温度恒为t时，电压表示数随时间的变化关系如图丙所示，报警温度t为　40　℃；电源电压为　16　V；温度恒为t时，电路工作1 min消耗的电能为　448 J　。(电能W＝UIt)
(3)若想将报警温度调为15 ℃，且报警过程中灯L较亮时恰好正常发光，则电源电压应调为　36　V，且R2应调为　60　Ω。
(4)如果使用一段时间后由于电源电压的降低，报警温度将会　偏高　(填“偏低”“偏高”或“不变”)。
24.在科学中，磁感应强度(用字母B表示，国际单位是特斯拉，符号是T)表示磁场的强弱，磁感应强度B越大，磁场越强；磁感线形象、直观描述磁场，磁感线越密，磁场越强。
1 2 3
U/V 1.50 3.00 4.50
I/mA 3.00 6.00 9.00
(1)如图1为某磁极附近磁感线的方向和分布的示意图。由图可知，该磁极为　N　极，在1处放置一个小磁针，当小磁针静止时，其指向应是图1中的　甲　。
(2)如果电阻的大小随磁场的强弱变化而变化，则这种电阻叫磁敏电阻。某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图像如图2所示。根据图线可知，磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而　增大　，图线没有过坐标原点，是因为　当磁场强度为0时，磁敏电阻阻值为100欧　。
(3)利用该磁敏电阻的R－B特性曲线可以测量上图磁场中各处的磁感应强度。
①将该磁敏电阻R放置在磁场中的位置1处，小科设计了一个可以测量该磁敏电阻R的电路，所提供的实验器材如图3所示，其中磁敏电阻所处的磁场未画出。请你将该实验电路连接完整。
②正确接线后，测得的数据如上表所示。该磁敏电阻的测量值为　500　Ω。
③根据该磁敏电阻的R－B特性曲线可知，l处的磁感应强度为　1.0　T。
④在实验过程中，仅将磁敏电阻从1处移至2处，其他条件不变，那么电流表的示数　增大　，电压表的示数　减小　(均填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)在上述电路中，将该磁敏电阻从待测磁场中移出，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为10.0 mA时，求滑动变阻器接入电路的阻值(设电源电压为5.50 V，写出计算过程)。
由图可知，移出磁场时，磁敏电阻为R＝100 Ω，根据欧姆定律，电路中总电阻：R总＝＝＝550 Ω，解得滑动变阻器的阻值为：R滑＝R总－R＝550 Ω－100 Ω＝450 Ω。
25.如图所示，人们研究发现：一个放在磁场中的铁质球壳(截面有一定厚度)，外面磁场的绝大部分沿铁质球壳壁“通过”，极少部分进入球内空间，这种现象称为“磁屏蔽”，试回答下列问题：
(1)类比电流与电阻的关系，球内的空气与铁这两种物质，谁的导磁能力强？谁的“磁阻”大？
(1)如图可知：空气与铁这两种物质，铁质球壳外的空气中磁场都能顺利“通过”，类比电流与电阻的关系可知，能“通过”磁场，即导磁能力强，而外面磁场的绝大部分沿铁质球壳壁“通过”，极少部分进入球内空间，所以导磁能力弱；即空气的“磁阻”大。
(2)人们从这一现象得到启发，为使精密仪器不受外面的影响，可以将仪器放在什么地方？
(2)为使精密仪器不受外面磁场的影响，可以将仪器放在没有磁场“通过”的地方；因空气的“磁阻”大，所以可以放在铁盒子中；
(3)有人为了研究地磁场对动物的影响，把一组小白鼠放在类似铁球内部空间的环境中将地磁场屏蔽掉，结果其寿命比放在正常环境中的另一组小白鼠的短，这个实验说明了什么问题？
(3)有人为了研究地磁场对动物的影响，把一组小白鼠放在类似铁球内部空间的环境中将地磁场屏蔽掉，结果其寿命比放在正常环境中的另一组小白鼠的短，这个实验说明生物体的正常生理活动受到地磁场的影响；且是对生物有益的。

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