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第十六章　磁场　电磁铁　第十七章　电动机与发电机
第十六、七章诊断提分卷
一、单选题(每题5分,共45分)
1.【核心素养·物理观念】(2026江西南昌期末)关于磁体、磁场和磁感线,下列说法正确的是(　　)
A. 铜、铁和铝都能够被磁体吸引
B. 磁感线是磁场中真实存在的曲线
C. 磁体之间的相互作用是通过磁场发生的
D. 指南针所指的南北方向与地理的两极是重合的
2.【情境素材·中华优秀传统文化】(2026广东惠州惠城期末)据《武经总要》记载,如图甲所示,古人先将鱼形铁片烧红,令铁鱼尾指向南,然后将其放入水中冷却,依靠地磁场获得磁性,再将其放入水中漂浮,制成指南鱼,图乙中所示是指南鱼静止时的指向。下列判断不正确的是(　　)
A. 鱼形铁能被磁体吸引
B. 指南鱼鱼头应标注"N"
C. 指南鱼周围存在磁感线
D. 指南鱼的腹部磁性最弱
3.(2025广东惠来一模)如图所示,将某发光二极管的两极接入电路的a、b两点,闭合开关时,通电螺线管旁边小磁针S极向右偏转。下列判断不正确的是(　　)
A. 通电螺线管左端为N极
B. 电源左端为负极,右端为正极
C. 发光二极管c极接b点,d极接a点
D. 图中P处磁感线的方向从螺线管右端到左端
4.(2026安徽合肥包河月考)如图所示,一条形磁体放在水平桌面上,电磁铁(内置铁芯的螺线管)置于条形磁体附近并正对。开关闭合前和闭合后条形磁体都处于静止状态。下列说法正确的是(　　)
A. 闭合开关前,电磁铁与条形磁体间没有力的作用
B. 闭合开关后,条形磁体受到桌面向右的摩擦力
C. 闭合开关后,滑片P向a端移动过程中,电磁铁与条形磁体间的作用力减小
D. 闭合开关后,滑片P向b端移动过程中,条形磁体受到桌面的摩擦力变大
5.(2025山东烟台中考)如图所示是"探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件"实验的装置图,下列关于该实验说法正确的是(　　)
A. 该装置也可以探究通电导体在磁场中受到力的作用
B. 该装置也可以探究感应电流方向跟导体运动方向有关
C. 扬声器就是通过本实验的原理进行工作的
D. 闭合电路的部分导体在磁场中运动一定会产生感应电流
6.(2025安徽亳州三模)如图为直流电动机的工作原理图。线圈abcd处于磁场中,A和B是电刷,它们分别跟换向器F和E接触,闭合开关S,线圈abcd顺时针转动。下列说法正确的是(　　)
A. 线圈abcd转动的工作原理是电磁感应
B. 线圈由图示位置转过180°时,ab边受力方向不变
C. 线圈转动过程中也会产生感应电流
D. 线圈转动过程中将电能全部转化为机械能
7.【核心素养·科学思维】(2026广东广州番禺期末)如图所示的装置中,所有部件都静止时,小磁针静止于图中的位置。在下列四种情况中,小磁针发生偏转的是(　　)
A. 磁体不动,导体棒ab向左运动
B. 导体棒ab不动,磁体向上运动
C. 磁体与导体棒以相同的速度同时下落
D. 磁体以导体棒ab为转轴快速转动
8.【跨学科实践·日常生活】(2024山东德州中考)如图为一种无链条电动自行车,它结合了人体动力和电池动力,骑行者踩脚踏板产生的动能可转化为电能,补充在锂电池内,之后通过锂电池驱动后轮前行,下列关于人体动力和电池动力的原理,正确的是(　　)
① ②
③ ④
A. ①②
B. ①④
C. ②③
D. ③④
9.(2024山西中考)海鲜保存常要求温度低于-18 ℃。小明为海鲜市场的冷库设计了温度自动报警器,其原理如图甲所示。控制电路和工作电路的电源电压均为3 V保持不变,电磁铁线圈电阻忽略不计,图乙为热敏电阻R随温度变化的图像。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. 冷库温度升高时,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. 冷库温度降低时,控制电路消耗的电功率变大
二、填空题(每空2分,共20分)
10.【跨学科融合·语文】(2026广西钦州月考)南宋诗人文天祥在《扬子江》一诗中著下"臣心一片磁针石,不指南方不肯休"的诗句,这里"磁针石"指南是因为它受到________的作用;电冰箱门上装有磁性密封条,是利用了磁体具有吸引铁、钴、镍等_________的性质。
11.【跨学科实践·日常生活】(2025安徽宣城二模)洗衣机的进水阀门是由电磁铁控制的,其构造示意图如图所示。线圈通电后电磁铁上端为_________(选填"N"或"S")极,对衔铁施加向上的力使阀孔打开,水流进洗衣机。
12.(2026江西吉安期中)如图为学生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与________(选填"发电机"或"电动机")相同;在使用电流表时,需要远离强磁体,是因为磁体周围存在_______,会影响电流表的示数。
13.(2025广东东莞二模)小张利用如图所示装置探究"导体在磁场中运动时产生感应电流的条件",闭合开关后,他发现导体ab在磁场中沿着_______(选填"竖直"或"左右")方向运动时,导体ab中产生感应电流。生产生活中的________(选填"发电机"或"电动机")是利用该实验原理工作的;断开开关,将导体ab换成玻璃棒,闭合开关后做同样运动,灵敏电流计指针_______(选填"会"或"不会")发生偏转。
14.【核心素养·科学思维】(2025江苏苏州二模)如图所示,是某实验小组设计的空调温控器,R0是滑动变阻器,Rt是热敏电阻,它的阻值随温度的升高而减小,控制电路中电流达到一定值时,衔铁被吸合,空调所在工作电路接通,空调开始工作。为了节能,将空调的启动温度调高,则应将滑片P向______(选填"左"或"右")移动,或者适当_______(选填"增大"或"减小")控制电路的电源电压。
三、作图题(5分)
15.(2025江苏扬州中考节选)如图,根据小磁针静止时N极的指向,标出A处的磁感线方向和电源正、负极。
四、实验探究题(每空3分,共21分)
16.【核心素养·科学探究】(2026浙江杭州西湖期末)【实验名称】探究"通电螺线管外部磁场的方向"。
【现象】(1)闭合开关前,小磁针静止时,S极指向地理的______(选填"南"或"北")极,说明地球周围存在________;
(2)在嵌入螺线管的玻璃板上撒些细铁屑,通电后轻敲玻璃板是为了__________________________,观察细铁屑的排列如图甲所示,由此可以判断,通电螺线管外部的磁场分布与_______周围的磁场分布是相似的。
【解释】如果将电源正、负极对调,小磁针的指向也改变了,说明通电螺线管的磁场方向与_________有关。
【拓展】利用上述通电螺线管制成了简易的电磁铁A、B,并设计了如图乙所示的电路。图乙情境中,当调节滑动变阻器的滑片时,A、B电磁铁吸引的大头针数量都发生改变,说明当线圈匝数一定时,_______越大,电磁铁磁性越强;同时观察到电磁铁吸引的大头针下端分散,原因是___________________。
五、计算题(9分)
17.(2025江西南昌期末)在跨学科实践课上,要求同学们制作一个简易空气质量检测仪。如图乙所示的是空气质量检测仪的电路图,其中定值电阻R0=20 Ω,电源电压U为6 V,用电流表示数表示对应空气质量指数;闭合开关S,当电流表示数为0.15 A时,电路报警(报警装置未画出,电阻忽略不计),此时电磁铁把衔铁B吸下来,净化系统开始工作,电磁铁中线圈的电阻不计。气敏电阻阻值R随空气质量指数K的关系如图甲所示。求:
(1)当空气质量指数K为50时,定值电阻R0两端的电压;
(2)当电路报警时,气敏电阻R的电功率;
(3)若想让仪器检测更加灵敏,使空气质量指数K为150时电路就报警,请提出合理化建议(通过计算说明)。
参考答案与解析
1. C　解析:铜、铝不能被磁体吸引,只有铁能被吸引,A错误;磁感线是假想的物理模型,实际并不存在,B错误;磁体间相互作用通过磁场发生,C正确;地磁两极与地理两极并不重合(地磁南极在地理北极附近),D错误。
2. C　解析:鱼形铁相当于小磁针,能被磁体吸引,A正确;地磁北极在地理南极附近,由磁极相互作用,指南鱼鱼头(指北端)应标"N",B正确;磁感线是假想模型,实际不存在,故"指南鱼周围存在磁感线"表述错误,C错误;磁体两端磁性强、中间(腹部)磁性弱,D正确。本题选不正确的,故选C。
3. D　解析:小磁针S极右偏,说明S极靠近螺线管左端,异名磁极相吸,螺线管左端为N极,A正确;由右手螺旋定则,电流从右端流入,电源右端为正极,B正确;发光二极管单向导电,c极接b、d极接a才有电流,C正确;磁体外部磁感线从N极(左端)出发回到S极(右端),P处方向从左端到右端,故D错误。本题选不正确的,故选D。
4. B　解析:闭合开关前电磁铁无磁性但铁芯仍受条形磁体吸引力,A错误;由右手螺旋定则电磁铁左端为N极,与条形磁体右端(S极)异名相吸,条形磁体受向左的磁力,故受桌面向右的静摩擦力,B正确;滑片向a端阻值变小、电流变大、磁性增强、作用力增大,C错误;滑片向b端作用力减小,条形磁体静止,摩擦力随之减小,D错误。
5. B　解析:探究通电导体受力实验电路应有电源,该装置无电源,A错误;探究感应电流方向与导体运动方向关系,应控制磁场方向不变、改变导体运动方向,B正确;扬声器是通电导体受力原理,C错误;只有切割磁感线才产生感应电流,沿磁感线方向运动不产生,D错误。
6. C　解析:电动机原理是通电导体在磁场中受力,A错误;转过180°后电流方向改变,ab边受力方向改变,B错误;线圈转动切割磁感线会产生感应电流,C正确;部分电能转化为内能,D错误。
7. B　解析:磁体不动、导体棒ab向左运动不切割磁感线,无感应电流,A不偏转;导体棒ab不动、磁体向上运动,ab做切割磁感线运动,产生感应电流,小磁针偏转,B正确;二者相对静止不切割,C不偏转;磁体以ab为轴转动不切割,D不偏转。
8. B　解析:踩脚踏板将机械能转化为电能,是电磁感应(①);电池驱动后轮是通电导体在磁场中受力(④)。①④符合,故选B。
9. C　解析:冷库温度升高,由图乙热敏电阻R阻值变小,A错误;报警时衔铁被吸下接通铃电路,铃响,B表述有误;温度为-18 ℃时由图乙读出R,控制电路电流为0.03 A,C正确;温度降低,R阻值变大,电流变小,电功率变小,D错误。故选C。
10. 地磁场;磁性物质　解析:磁针石受地磁场作用而指南;磁体能吸引铁、钴、镍等磁性物质,故磁性密封条可吸合冰箱门。
11. S　解析:电流从螺线管上端流入,由右手螺旋定则,电磁铁下端为N极、上端为S极,对上端衔铁施加向上磁力使阀孔打开。
12. 电动机;磁场　解析:电流通过永磁体中的线圈使其受力偏转,与电动机原理相同;磁体周围存在磁场,会影响电流表指针,故需远离强磁体。
13. 竖直;发电机;不会　解析:导体ab沿竖直方向运动切割磁感线,产生感应电流;发电机利用该原理;玻璃棒是绝缘体,不产生感应电流,指针不偏转。
14. 右;减小　解析:启动温度调高则热敏电阻阻值减小,为保持总电流(吸合电流)不变,需增大滑动变阻器接入阻值,滑片右移;或减小控制电路电源电压,使热敏电阻在更高温度(更小阻值)时才达到吸合电流。
15. 解析:由异名磁极相吸,通电螺线管左端为N极、右端为S极;磁体外部磁感线由N极出发回到S极;由右手螺旋定则,电源右端为正极、左端为负极。
16. (1)南;地磁场　(2)使细铁屑在磁场中有序排列;条形磁体　(3)电流方向　(4)电流;同名磁极相互排斥
解析:(1)地磁北极在地理南极附近,异名相吸,小磁针S极指向地理南极;地球周围存在地磁场。(2)轻敲玻璃板使细铁屑克服摩擦有序排列,通电螺线管外部磁场与条形磁体相似。(3)对调电源正负极改变电流方向,磁针指向改变,说明磁场方向与电流方向有关。(4)线圈匝数一定时,电流越大磁性越强;大头针被磁化后下端极性相同,同名磁极相斥,故下端分散。
17. (1)由图甲读出K=50时气敏电阻R的阻值,则电路电流I=,定值电阻R0两端电压U0=IR0=I×20 Ω。
(2)电路报警时I=0.15 A,气敏电阻阻值R=-R0=-20 Ω=20 Ω,气敏电阻电功率P_R=I R=(0.15 A) ×20 Ω=0.45 W。
(3)当K为150时,由图甲气敏电阻R″=30 Ω,报警电流不变仍为0.15 A,控制电路总电阻仍为=40 Ω,则R0接入阻值R0′=40 Ω-30 Ω=10 Ω,故可将定值电阻R0换成10 Ω的电阻;若不更换电阻,则电源电压调为U′=I(R0+R″)=0.15 A×(20 Ω+30 Ω)=7.5 V。

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