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第二十章《电与磁》单元测试卷
本卷18小题，满分90分。测试时间60分钟
考生号：__________ 姓名：__________ 得分：__________
注意事项
1．答题前，考生务必在答题卡上用黑色字迹的钢笔或签字笔填写自己的考生号、姓名；填写考场试室号、座位号；再用2B铅笔把对应这两个号码的标号涂黑。
2．选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案；不能答在试卷上。
3．非选择题答案必须写在答题卡各题目指定区域内的相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案，改动后的答案也不能超出指定的区域；除作图题可用2B铅笔作图外，其他各题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答。不准使用涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
一、选择题：本题共10题，每小题3分，共30分，每小题四个选项中，只有一个选项符合题目要求
1. 如图中磁感线和磁极对应不正确的是（ ）。
A． B． C．D．
2. 关于地磁场，下列说法正确的是（　　）。
A．地磁场的N极在地理的北极附近；　　B．小磁针静止时N极指向地理的南极；
C．地磁场的S极在地理的北极附近；　　D．地磁场的方向由地理北极指向地理南极。
3. 如图所示,其中正确反映两根大头针被条形磁铁吸起时的真实情况的是( )。
A. 图甲 B. 图乙 C. 图丙 D. 图乙和图丙
4. 关于电磁铁，下列说法正确的是（　　）。
A．电磁铁的磁性强弱与线圈中电流的大小无关；　　B．电磁铁断电后仍能保持磁性；
C．电磁铁的磁性强弱只与线圈的匝数有关；　　D．改变线圈中电流的方向可以改变电磁铁的极性。
5. 如图所示，用漆包线（导线表面涂有绝缘漆）绕在圆筒上做成了一个螺线管，用来研究通电螺线管磁性强弱与哪些因素有关。闭合开关后，发现该通电螺线管的磁性较弱，下列措施能够使它的磁性增强的是（　　）。
A．在圆筒中插入一根铁芯 B．减少线圈匝数
C．滑动变阻器的滑片P向右滑动 D．将电源正负极互换
6. 图示为直流电动机的工作原理图。线圈abcd处于向右的磁场中，两个铜半环E和F跟线圈两端相连，可随线圈一起转动，两半环中间断开，彼此绝缘；A和B是电刷，它们分别跟两个半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。在图示位置，电流沿dcba流过线圈，dc边受到磁场的作用力向下，则（　　）。
A．线圈在图示位置时，ab边受到磁场的作用力向下；
B．线圈由图示位置转过180°时，ab边受到磁场的作用力向下
C．线圈由图示位置转过180°时，dc边受到磁场的作用力向下；
D．线圈由图示位置转过180o时，电流沿dcda流过线圈；
7. 如图所示，GMR是一个巨磁电阻，其特性是电阻在磁场中会急剧减小，且磁场越强电阻越小，闭合开关S2后，下列四种情况相比较，指示灯最亮的是（　　）。
A．S1断开，滑片P在图示位置；
B．S1闭合，滑片P在滑动变阻器最左端
C．S1闭合，滑片P在滑动变阻器最右端；
D．S1闭合，滑片P在图示位置；
8. 下列各图均与电和磁有关，其中分析正确的是（　　）。
A．图甲中小磁针的N极指向地磁北极 B．图乙能说明电动机的工作原理
C．图丙中P向右滑动能吸引更多铁钉 D．图丁是电动机的工作模型
9. 下列四个实验能反映电风扇工作原理的是（ ）。
A． B．C． D．
10. 如图所示，闭合电磁铁开关S，条形磁铁静止在水平桌面上。下列判断正确的是（ ）。
A．条形磁铁受到电磁铁对其向左的作用力；
B．条形磁铁受到桌面对其向左的摩擦力；
C．将滑动变阻器的滑片向右移动，条形磁铁受到的摩擦力不变；
D．若只改变电源的正负极，条形磁铁受到的摩擦力变大
二、非选择题：本题共8小题，共60分。按要求作答
11.（4分）磁体周围存在磁场，磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生________的作用。磁体周围的磁感线总是从磁体的________极出发，回到________极。地球周围存在磁场，地磁的南极在地理的________极附近。
12.（4分）奥斯特实验表明，通电导线周围存在________，这种现象叫做电流的________效应。电磁铁通电时有磁性，断电时磁性________（选填"消失"或"不变"）；在其他条件相同时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越________。
13.（6分）如图甲所示的智能电梯在有、无人乘坐时会以不同的速度运行，这样可以节约用电。图乙所示是其控制电路图，R是一个压敏电阻，其阻值随压力的减小而增大。当有人走下电梯后，左侧电路中电流______（选填“增大”、“减小”或“不变”），则图中电磁铁的磁性将______（选填“增强”、“减弱”或“不变”），电动机的功率将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
14.（6分）如图所示的实验中，闭合开关，观察到铝棒向左运动，实验现象说明磁场对____________有力的作用，利用这一原理可以制成____________机；断开开关，对调电源正、负两极，重新接入电路，再次闭合开关，观察到铝棒向____________运动。
15.（11分）为实现自动控制，小明同学利用电磁继电器（电磁铁线圈电阻不计）制作了具有延时加热、保温、消毒等功能的恒温调奶器，其电路图如图甲所示。控制电路中，电压U1=3V，定值电阻R0=50Ω，热敏电阻R阻值随温度变化的图象如图乙所示；工作电路中，电压U2=220V，R1=836Ω，R2=44Ω。已知恒温调奶器容量为2kg，水温达到80℃时衔铁会跳起。[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]
（1）随着温度的升高，热敏电阻的阻值______（选填“增大”或“减小”），电磁铁的磁性______（选填“增强”或“减弱”），当温度增大到一定值时，衔铁会跳起；
（2）求衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流______；
（3）求工作电路在保温状态下的电功率______；
（4）当调奶器加满温度为25℃的水，加热元件工作500s后衔铁跳起，求此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率______。
16.（11分）物理兴趣小组用如图所示的实验装置探究“产生感应电流的条件”。
（1）实验中，通过观察______来判断电路中是否有感应电流；
（2）闭合开关，若磁体不动，导体ab沿______（选填“上下”或“左右”）方向运动时，电流表指针会发生偏转；若导体ab不动，左右移动磁体，电路中______（选填“有”或“无”）感应电流；
（3）断开开关，无论磁体如何放置、导体棒怎样运动，电流表指针都不发生偏转。小明由此得出结论：闭合电路的部分导体在磁场中做_______运动时，电路中就产生感应电流；
（4）在仪器和电路连接都完好的情况下，某小组的实验现象不太明显，请提出一条改进措施：_______。
17.（9分）2025年12月9日，三位航天员在我国自己的空间站为我们上了一堂生动的太空课，叶光富老师让我们亲眼目睹了心肌细胞跳动有力，心肌细胞需要在恒温箱中培养，如图甲所示为一恒温箱温控电路，控制电路电源电压为24V，电热丝和热敏电阻R均置于恒温箱内，热敏电阻R的阻值随温度变化关系如图乙所示。恒温箱温控电路工作原理是：当电流小于0.6A时，电热丝通电加热；当电流大于0.8A时，电热丝停止加热。
（1）则加热电路电源应接在______（选填“a、b”“c、d”或“e、f”）两端；
（2）当滑动变阻器R' =20Ω时，通过计算说明恒温箱内的温控范围；( )
（3）当温度为30℃，R' =25Ω时，滑动变阻器工作1min产生的热量。( )
18.（9分）某电动机的铭牌如下表所示。电动机正常工作时，电能除转化为机械能外，还有一部分在线圈中转化为内能。求：
额定电压 220V
额定电流 5A
线圈电阻 4Ω
（1）电动机正常工作时的输入功率；
（2）电动机正常工作时线圈发热的功率；
（3）电动机正常工作时的输出机械功率及机械效率（结果保留一位小数）。
参考答案及详细解析
一、选择题（每小题3分，共30分）
1.A　2.C　3.C　4.D　5.A　6.B　7.B　8.D　9.C　10.A
二、非选择题（共60分）
11.（每空1分，共4分）
力；N；S；北。
【解析】磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用；磁体外部磁感线由N极指向S极；地磁的南极在地理北极附近，故小磁针N极指北。
12.（每空1分，共4分）
磁场；磁；消失；强。
【解析】奥斯特实验说明通电导线周围存在磁场，即电流的磁效应；电磁铁的磁性有无可由通断电控制，断电即失去磁性；匝数越多、电流越大，磁性越强。
13.（每空2分，共6分）
【答案】减小；减弱；变小。
【解析】[1][2]当有人走下电梯后，压力减小，压敏电阻阻值增大，故左侧电路中电流减小，电磁铁磁性减弱。
[3]电磁继电器衔铁与触头1接通，电动机与R1串联，R1分压，电动机电压变小，功率变小。
14.（每空2分，共6分）
【答案】①通电导体；②电动；③右。
【解析】[1]通电导体在磁场中受到力的作用。铝棒在磁场中，闭合开关，铝棒通电，铝棒由静止向左运动，说明磁场对通电导体有力的作用。
[2]电动机就是利用了通电导体在磁场中受到力的作用这一原理制成的。
[3]对调电源正、负两极，改变了导体中电流的方向，再次闭合开关，铝棒将向与之前相反的方向运动，故铝棒向右运动。
15.（11分）
【答案】增大；减弱；0.02A；55W；4.62×105J；84%。
【解析】（1）[1][2]由图可知，随着温度的升高，热敏电阻R阻值变大，电路中的电流变小，电磁铁的磁性减弱，当温度增大到一定值时，衔铁会跳起，与触点a连接。
[3]图甲中，定值电阻R0和热敏电阻R串联，水温达到80℃时衔铁会跳起，由图乙可知，热敏电阻R=100Ω，通过电磁铁线圈的电流
（3）[4]衔铁跳起，与触点a连接，电阻R1和R2串联，电路的总电阻最大，由可知电路的总功率最小，处于保温状态，在保温状态下的电功率
（4）[5]水吸收的热量Q=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(80℃-25℃)=4.62×105J
衔铁与触点b连接，只有电阻R2接入电路，电路的总电阻最小，由可知电路的总功率最大，恒温调奶器处于加热状态，500s内消耗的电能
恒温调奶器的加热效率。
16.（11分）
【答案】电流表指针是否偏转；左右；有；切割磁感线；将导体ab换成多匝线圈（或换磁性更强的磁体，增大导体ab切割磁感线的运动速度）。
【解析】（1）[1]实验中，通过观察灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流存在，指针偏转表明电路中有感应电流，否则电路中没有感应电流。
（2）[2][3]闭合开关，若磁体不动，导体ab沿左右方向运动时，导体做切割磁感线运动，电路中有感应电流，电流表指针会发生偏转；若导体ab不动，左右移动磁体，相当于导体做切割磁感线运动，电路中有感应电流。
（3）[4]断开开关，电路开路，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，都不会产生感应电流，说明产生感应电流，电路闭合，由实验现象可知闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动，导体中有感应电流产生。
（4）[5]实验现象中电流表指针偏转不明显，是电流太弱，从装置上的改进方法：可以换用磁性更强的磁铁、可以换用匝数更多的线圈、可以换用量程更小的小量程电流表；从操作角度改进：可以加快导体的移动速度，即使导体切割磁感线运动的速度更快。
17.（9分）
【答案】a、b；20~50℃；540J。
【解析】（1）由图可知，加热电路的通断依靠电磁继电器实现的，当电流小于0.6A时，电磁铁磁性很弱，不足以将衔铁吸下，此时动触点将加热丝的电路接通，若在a、b处接电源，加热电热丝通电加热；当电流大于0.8A时，电磁铁磁性增强，将衔铁吸下，加热丝电路切断，电热丝停止加热。若电源接c、d则电热丝一直通电加热；若电源接e、f则电热丝与电源不通。综上可得，应将电源接在a、b两端。
（2）滑动变阻器R'=20Ω，电流I1=0.6A时，由可知电路的总电阻
此时热敏电阻的阻值R1=R总-R'=40Ω-20Ω=20Ω
由图像知，热敏电阻的阻值为20Ω时，对应的温度为20℃，即温度为20℃时，电热丝通电加热；当电流I2=0.8A时，由可知电路的总电阻
此时热敏电阻的阻值R1'=R总'-R'=30Ω-20Ω=10Ω
由图像知，热敏电阻的阻值为10Ω时，对应的温度为50℃，即温度为50℃时，电热丝停止加热。所以恒温箱内的温控范围为20℃~50℃。
（3）根据图乙知，当温度为30℃时，热敏电阻R的阻值为15Ω，由串联电路电阻的规律和欧姆定律知，此时电路的电流为
滑动变阻器工作1min产生的热量为Q=(I3)2R″t=(0.6A)2×25Ω×60s=540J
答：（1）加热电路电源应接在a、b两端；（2）当滑动变阻器R'=20Ω时，恒温箱内的温控范围为20℃~50℃；（3）当温度为30℃，R'=25Ω时，滑动变阻器工作1min产生的热量为540J。
18.（9分）
【答案】（1）1100W；（2）100W；（3）1000W，约90.9%。
【解析】（1）P入＝UI＝220V×5A＝1100W。
（2）线圈发热功率P热＝I R＝（5A） ×4Ω＝100W。
（3）输出机械功率P机＝P入﹣P热＝1100W﹣100W＝1000W；机械效率η＝P机/P入×100%＝1000W÷1100W×100%≈90.9%。
答：（1）输入功率为1100W；（2）发热功率为100W；（3）输出机械功率为1000W，机械效率约90.9%。

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