專題8：電與磁的應用與突破

一'單選題

1.如圖所示的四個實驗裝置，其相關分析不正確的是（）

觸接+

Ti—

甲乙

A.如圖甲，小磁針的作用是判斷通電導線的周圍是否存在磁場

B.如圖乙，通電螺線管內插入鐵棒，可以使磁性大大加強

C.如圖丙，該實驗是探究導體在磁場中運動時產生感應電流的條件

D.如圖丁，該實驗原理與發電機的工作原理相同

2.如圖所示，虛線是由一電子槍打出的南北方向的電子運動軌跡，以下關于電子槍的位置和磁

針偏轉情況的判斷正確的是（）

A.若電子槍在圖示左側,磁針N極向紙外偏轉

B.若電子槍在圖示左側，磁針N極向紙里偏轉

C.若電子槍在圖示右側，磁針N極向紙里偏轉

D.若電子槍在圖示右側，磁針N極向不偏轉

3.小科通過正在觀看《通電螺線管周圍的磁場》科學視頻，只見“勝哥”

在一塊有機玻璃板上安裝了一個用導線繞成的螺線管，在板面上均勻撒滿鐵屑，通電后輕敲玻璃

板，鐵屑的排列如圖所示。下列說法正確的是（）

A.撒鐵屑的目的是為了確定產生的磁場方向

B.改變電流方向，細鐵屑的分布也會發生改變

C.用木屑代替鐵屑進行實驗也會有規律地排列

D.P和Q兩處若都放上小磁針，靜止后它們的指向相同

4.新能源汽車因綠色低碳逐漸取代燃油汽車，電動汽車是常見的一種新能源汽車。電動機為電

動汽車提供動力,其工作原理如下圖中的（）

電源

A.

S

s

5.小科通”觀看了《巨磁電阻的原理》科學視頻，對相關知識有了深刻的

理解。如圖所示是“勝哥"在研究巨磁電阻特性的原理示意圖。實驗發現，當閉合Si、S2后，使

滑片P向左滑動的過程中，指示燈（電阻不變）明顯變亮，對上述過程的描述有如下說法：

①滑片P向左滑動過程中電磁鐵的磁性增強;

②滑片P向左滑動過程中電磁鐵的磁性減弱;

③巨磁電阻的阻值隨磁場的增強而明顯增大;

④巨磁電阻的阻值隨磁場的增強而明顯減小。

其中說法正確的是（）

A.①②B.②③C.③④D.①④

6.如圖所示，電磁鐵的左下方有一鐵塊，在彈簧測力計作用下向右做勻速直流運動。當鐵塊從

電磁鐵的左下方運動到正下方的過程中，同時滑動變阻器上的滑片逐漸向上滑動，下列判斷錯誤

的是（）

A.電磁鐵的上端是S極B.電磁鐵的磁性逐漸變強

C.鐵塊對地面的壓強逐浙減小D.地面對鐵塊的摩擦力變大

7.如圖所示為一臺非鐵性物質制成的天平。天平左盤中的A是一鐵塊，

B是電磁鐵。未通電時天平衡，給B通以圖示方向的電流（a端接電源

正極，b端接電源負極），調節線圈中電流的大小，使電磁鐵對鐵塊A

的吸引力大于鐵塊受到的重力，鐵塊A被吸起。當鐵塊A向上加速運

動的過程，下列判斷正確的是（）

A.電磁鐵B的上端為S極，天平仍保持乎衡

B.電磁鐵B的上端為S極，天平右盤下降

C.電磁鐵B的下端為N極，天平左盤下降

D.電磁鐵B的下端為N極，無法判斷天平的平衡狀態

8.用螺絲釘、電池、導線和紐扣狀磁鐵，可以做成一個最簡單的電動機。如圖所示，螺絲釘的

尾端吸著磁鐵,尖端吸在電池的正極上,然后將導線的一端接到電池負極,另一端搭在磁鐵邊緣，

螺絲釘就開始旋轉。下列敘述錯誤的是（）七啟相X

A.若將電池替換成電壓更大的電池，螺絲釘轉動速度加快專/5）

B.若僅改變電源正負極方向，螺絲釘會反向轉動

c.若僅將紐扣磁鐵上下翻轉（改變磁極方向），螺絲釘會反向轉動"\至

D.工作時將機械能轉化為電能二

9.如圖所示，是“線圈不能連續轉動”的三幅實驗圖，下列說法中不正確的是（）

找圖受到的力tt網由「慣性線圈受到的力

便它JK時H打動會域過平衢位置使它逆時針桿動

A.三圖中，導線ab與cd所受的磁力方向始終沒有發生改變

B.乙圖中，線圈能夠連續往下轉動變成丙圖所示，是由于慣性

C.通電一段時間后，線圈abed最終會停止在乙圖所示的位置

D.只要開關始終閉合，線圈abed一定會在乙圖的平衡位置左右擺動，永不停止

10.如圖所示，使一個銅盤繞其豎直軸轉動，且摩擦等阻力不計，轉動是勻速的。現把一個蹄

形磁體移近銅盤，則（）：

A.銅盤轉動將變慢U"十二,

B.銅盤轉動將變快：「‘

C.銅盤仍以原來的轉速轉動

D.銅盤的轉動速度是否變化，要根據磁體的兩端哪端是N極，哪端是S極來決定

11.小科通過觀看了《直流電動機的工作原理》科學視頻，對相關知識有

了深刻的理解。直流電動機中，換向器的作用是（）

A.轉過平衡位置前，改變線圈中電流的方向

B.轉過平衡位置后，改變線圈轉動方向

C.轉過平衡位置后，使線圈受力方向改變

D.轉過平衡位直前，改變磁感應線的方向

二'填空題

12.小科通”學習了電學的課程后，設計了霧燈模擬電路，右圖所示。銜

鐵、線圈電阻不計。

動蒯

r鐵

■

占

靜

鐵

電磁

小

定

值

電

阻on

（1）要實現閉合開關S后警示燈能持續亮滅閃爍，則應將警示燈連接在如圖電路中的

（選填"A”或"B”）位置。

（2）已知該電路的電源電壓為6V,定值電阻R的阻值為12Q,警示燈的規格為“6V3W”，若

燈絲電阻固定不變，閉合開關后，當警示燈亮時，其實際功率為。

13.電和磁之間有密切的聯系。

（1）如圖1是一種輪子會發光的自行車。輪子一圈是透明的，磁環固定在輪周上。由金屬線

圈和發光二極管LED組成的電路固定在輪子上。騎行時，輪子發光。共工作原理

是O

（2）如圖2.是小科在研究電與磁知識時做的實驗，乙、丙對照說明了o

（3）小科報據實驗現象推斷：若電子沿著水平方向平行地飛過磁針上方時（如圖3）,小磁

針也將發生偏轉，N極將偏向紙面向（選填“外”或“內”）。

14.如圖所示，用細線懸掛的磁體AB,磁極未知。當閉合電路開關S后，磁體的B端與通電螺

線管左端相互排斥，則B端是磁體的極。斷開開關S,磁體靜止時，B端會指向地理

的（填“北方”或“南方”）。

▲LIfB幽S

15.小科去超市、走到自動扶梯前時發覺它運行得較慢。當他站在自動扶梯上時又快了起來。小

科依照所學的知識。畫出了如圖所示的電路（R為壓敏電阻）.

（1）通電后，電磁鐵的下端為極。

（2）當沒有人站在自動扶梯上時，動觸點與觸點（填“1"或"2"）接觸，電動機轉速

變小。由此可知，壓敏電阻R的阻值隨著壓力的增大而（填"增大”或“減小”）。

16.磁場對通電導線的作用

（1）通電導線在磁場中受到力的作用。

若通電導線的電流方向與磁感線方向平行時，導線不受磁場力的作用；當兩者方向

時，導線受到的磁場力最大。

（2）受力方向與電流方向和有關：只改變電流方向或只改變磁場方向，導線

的受力方向改變；同時改變電流方向和磁場方向，導線的受力方向o

（3）受力大小與電流大小和磁場強弱有關：電流越大、磁場越,受力越大。

三'實驗探究題

17.小正用左圖所示裝置探究電磁鐵磁性強弱的影響因素。該實驗是通過觀察電磁鐵吸引大頭針

數量來判斷磁性強弱的。請回答：

（1）甲、乙兩個電磁鐵串聯，是為了控制一致，根據如圖所示

的實驗現象，能得到的結論是;

（2）右圖是小潘自制的探究“影響電磁鐵磁性強弱因素”的裝置圖。它是由電源、滑動變阻器、

開關、帶鐵芯的螺線管和自制針式刻度板組成。通過觀察指針B偏轉角度的大小來判斷電磁鐵

磁性的強弱。在指針下方固定一物體A。當用導線a與接線柱2.相連，閉合開關后，指針B發生

偏轉。則指針下方的物體A應由材料制成。

A.銅B.鐵C.塑料D.鋁

實驗發現：將滑動變阻器的滑片P向（填“左”或“右”）移動過程中，指針B偏轉的

角度將增大。這一實驗基于的假設是o

18.在物理學中，磁感應強度（用字母B表示，國際單位是特斯拉，符號是T）表示磁場的強弱，

磁感應強度B越大，磁場越強；磁感線形象、直觀描述磁場，磁感線越密，磁場越強。

（1）圖A為某磁極附近磁感線的方向和分布的示意圖。若在1處放一枚小磁針，當小磁針靜

止時，其指向應是圖B中的（選填“甲”“乙”“丙”“丁”）。

（2）如果電阻的大小隨磁場的強弱變化而變化，則這種電阻叫磁敏電阻。某磁敏電阻R的阻

值隨磁感應強度B變化的圖像如圖C所示。根據圖線可知，磁敏電阻的阻值隨磁感應強度B的

增大而O

（3）利用該磁敏電阻的R-B特性曲線可以測量圖中磁場中各處的磁感應強度。

①將該磁敏電阻R放置在磁場中的位置1處。小陽設計了一個可以測量該磁敏電阻R的電路,

所提供的實驗器材如圖D所示，其中磁敏電阻所處的磁場未畫出。請你將該實驗電路連接完整。

②正確接線后，測得的數據如表所示。

123

U/V1.503.004.50

I/mA3.006.009.00

③根據該磁敏電阻的R-B特性曲線可知，1處的磁感應強度為T?

（4）就現有的實驗器材和電路，請提出一個有意義的可供探究的物理問

題：O

19.通”觀看了《影響通電螺線管磁性強弱的因素》科學視頻后，同學們

一起設計了相關實驗電路圖。該組同學通過實驗記錄數據如下表：

通電螺線管中有無鐵芯無鐵芯有鐵芯

線圈匝數50匝50匝

實驗次數123456

電流/安0.81.21.50.81.21.5

吸引大頭針的最多數目/枚000358

(1)同學們可以通過比較(填實驗序號)實驗數據可以得出：在匝數相同的情

況下，通電螺線管的磁性隨電流增加而增大。

(2)同學們發現前面3次實驗中沒有吸引起大頭針，可以采用什么方法驗證有磁性呢？請寫

出一種：O

(3)在與同學們交流討論時，另一組的同學提出一個新問題：“當線圈中的電流和匝數一定

時，通電螺線管的磁性強弱是否還與線圈內的鐵芯大小(粗細)有關？”現有大小不同的兩根鐵

芯，請利用本題電路，寫出簡要的操作方

案：。

四'解答題

20.魚群通常生存需要一定的水溫，小組成員群策群力自己設計魚池加熱裝置。裝置的優秀標準

為：防干燒，水達到溫度自動恒溫，能夠手動調節恒定水溫。

項目設計：如圖所示為設計的電路圖，其中Li、L2為完全相同的兩個電磁鐵，壓敏電阻Ri

的阻值隨壓力的增大而減小，可感知水量；熱敏電阻R2的阻值隨溫度的增大而減小，可感知水

溫。一開始開關S閉合，水加熱后，開關S會自動斷開，且不會自動閉合。水溫到達至設定溫度，

電路進入恒溫狀態。

電

阻

器

(

熱

敏

電

阻

項目疑難：

(1)無水時，圖中RiR2+R30(填或"=")。

(2)若Ro=48.4Q,900s內電熱絲工作p-t圖如下所示，(后300s電流通斷時間比為1：5),則

這段時間內電熱絲用于把20℃的水升溫到28℃所消耗的電能是多少?

|P/W

>!nnn反復進行

0300600900t/s

(3)該裝置自評為優秀，請說明手動調節溫度的方法及理由(以溫度從28℃調到26℃為例。)

21.如圖甲，小科設計的“加熱恒溫水壺”電路可實現以下功能：①防“干燒”，即壺內水量低于一

定值，不能加熱：②壺內的水先煮沸后才自動恒溫；③恒溫的溫度可以手動調節。

【電路簡介】壓敏電阻R可感知壺內水量：熱敏電阻R2可感知水溫，阻值變化趨勢如圖乙；

LI、L2為完全相同的兩個電磁鐵(電阻不計，忽略距離對電磁鐵磁性的影響)；電熱絲R0電阻恒

為24.2歐，當加入水量達到最低水位時，電熱絲工作；燒水至沸騰后，可手動調節滑動變阻器

R3,實現恒溫的溫度調節。

(1)要實現防“干燒”功能，加入水量未到最低水位時，Li磁性L2磁性(填

或

(2)水沸騰后，要使壺內水溫從恒溫60℃調節至55℃,R3阻值需適當調小，請簡要分析原

因。O

(3)如圖丙，若電熱絲加熱300秒使水沸騰，水溫冷卻至恒溫溫度后重新加熱，加熱、冷卻

反復循環，每次時長均為10秒，實現水溫恒定。求900秒內電熱絲Ro消耗的電能大小。

(4)小紅認為該設計還有不足，請指出其中一

處o

22.小華制作的蓄水池水位報警模擬裝置如圖甲所示：浮子由銅片E、空心桿F和木塊Q構成,

在低水位時，銅片E位于固定支架上；當水位上升到距池底的高度為H時，銅片E剛好與C、D

接觸，蜂鳴器R發出忽強忽弱的報警音，報警音的強度隨著其兩端電壓的增大而增大。電源電

壓U=6V,定值電阻Ro=3dR可視為9。的定值電阻，不計其它電阻。

?

?

>

?

?

固定支架F

曲

蓄水池00.522.544.566.588.510時間/秒

乙

甲

（1）請結合圖甲說明當E與C、D接觸時，蜂鳴器R發出忽強忽弱報警音的工作原

（2）在銜鐵被釋放和吸下過程中，蜂鳴器R兩端電壓隨時間變化如圖乙所示；在未解除報警

的情況下，求開始報警后10s內電路所消耗的電能？（寫出計算過程）

（3）要使剛開始報警時水面距池底的高度H增大，提出一條改進措施。

23.我省實施“清涼工程”，為每個教室安裝了空調。

（1）安裝一臺額定電壓為220伏，最大功率為5500瓦的空調，需要給教室單獨鋪設輸電線。

通過計算說明，應選擇允許通過最大電流至少為多少的導線？

（2）某臺空調制冷時消耗的功率為2340瓦，若連續制冷0.5小時，消耗多少電能？

（3）為落實節能降耗,某同學設計并安裝了如圖甲的自動控制模擬電路，實現當氣溫升至30C

時，銜鐵才能被電磁鐵吸下，接通空調線路。熱敏電阻R的阻值隨溫度變化情況如圖乙。

40

35

30

25

空調

20

線路15

UJ242628303234t/℃

甲乙

實際使用中發現：當氣溫在30℃上下波動時，空調線路會頻繁接通和斷開，影響空調的正常使

用。因此該同學在圖甲的基礎上增加了一個定值電阻R0（如圖丙），實現了空調線路接通后，

氣溫降低至26℃以下時才自動切斷，回升至30C后才重新接通。請計算R0的阻值，并說出“氣

溫從30℃降低至26℃時，空調線路不斷開”的工作原理。（電路改進前后，銜鐵剛被吸下時，電

磁鐵線圈中的電流大小不變；線圈電阻忽略不計）

答案解析部分

1.【答案】C

【知識點】通電直導線周圍的磁場；影響電磁鐵磁性強弱的因素；電磁感應；磁場對通電導線的作用

【解析】【分析】認真觀察圖片，分析其中包含的物理原理即可。

【解答】A.如圖甲，當導線中通過電流時，小磁針的指向發生改變，說明電流周圍存在磁場，

即小磁針的作用是判斷通電導線的周圍是否存在磁場，故A正確不合題意；

B.如圖乙，通電螺線管內插入鐵棒，鐵棒被磁化后也變成一個磁體，可以使磁性大大加強，故

B正確不合題意；

C.如圖丙，閉合開關后，通過電流的導體在磁場中受力運動，為電動機的工作原理，故C錯誤符

合題意；

D.如圖丁，當導體在磁場中做切割磁感線運動時，電流表的指針發生擺動，這就是電磁感應現

象，與發電機的工作原理相同，故D正確不合題意。

故選C。

2.【答案】B

【知識點】通電直導線周圍的磁場

【解析】【分析】電子運動方向與電流方向相反。

【解答】AB.若電子槍在圖示左側，電子運動方向與電流方向相反，根據安培定則，磁針N極向

紙里偏轉，A錯誤，B正確；

CD.若電子槍在圖示右側，電子運動方向與電流方向相反，根據安培定則，磁針N極向紙外偏轉，

CD錯誤；

故答案為：B

3.【答案】D

【知識點】通電螺線管的磁場

【解析】【分析】A.根據鐵屑是否能夠指明方向分析；

B.根據螺線管周圍磁場分布特點判斷；

C.根據磁化的知識判斷；

D.根據螺線管兩極的磁場分布特點判斷。

【解答】A.撒鐵屑的目的是顯示磁體周圍磁場的分布規律，而鐵屑無法顯示磁場方向，故A錯

誤；

B.改變電流方向，螺線管的磁極方向會發生變化，但是由于磁極負極磁場分布規律相同，因此細

鐵屑的分布保持不變，故B錯誤；

C.木屑不能被磁化，因此不會規則排列，故c錯誤；

D.假設螺線管的左端為N極，右端為S極，那么左端的小磁針N極向左，右端的小磁針N極也

向左，即指向相同，故D正確。

故選D。

4.【答案】A

【知識點】電磁鐵的構造和原理；影響電磁鐵磁性強弱的因素；電磁感應

【解析】【分析】電動機的工作原理是：通電導體在磁場中受到力的作用。

【解答】電動機的工作原理是：通電導體在磁場中受到力的作用；

A.裝置圖電路中有電源，通電線圈或導體受到磁場力的作用運動，是電動機的工作原理，故A

符合題意；

B.裝置圖是奧斯特實驗圖，小磁針指針偏轉說明通電導體周圍有磁場，故B不符合題意；

C.裝置圖是研究電磁鐵的原理圖，是根據電流的磁效應制成的，故C不符合題意；

D.裝置圖是電磁感應的實驗圖，屬于發電機的原理，故D不符合題意。

故答案為：A。

5.【答案】D

【知識點】電磁鐵的構造和原理

【解析】【分析】根據滑片的移動方向分析的滑動變阻器接入電路中電阻的變化和總電阻的變化，

根據歐姆定律分析電路中電流的變化，結合電磁鐵磁性強弱的決定因素可以確定滑片移動時，其

磁性的變化。

根據燈泡的亮度變化，能夠確定右側電路中電流的變化，進而知道巨磁電阻的阻值與磁場強度的

關系。

【解答】①②滑片P向左滑動過程中，變阻器接入電路的電阻變小，左側電路中電流變大，

電磁鐵的磁性增強，故①正確，②錯誤。

③④由題可知，滑片向左滑動的過程中，指示燈明顯變亮，說明右側電路的電流增大，巨磁電

阻GMR的電阻減小，

滑片向左滑動的過程中，滑動變阻器接入電路的阻值減小，左側電路中的電流增大，電磁鐵的磁

性增強；

所以，當電磁鐵的磁性增強時，巨磁電阻的阻值減小，即巨磁電阻的阻值隨磁場的增強而明顯減

小，故③錯誤，④正確。

綜上所述：①④正確。

故答案為：Do

6.【答案】D

【知識點】電磁鐵的其他應用

【解析】【分析】（1）由安培定則可判斷電磁鐵的極性。

（2）電磁鐵的磁性強弱與電流大小有關，在線圈匝數一定時，電流越大電磁鐵的磁性越強，根

據電流的變化判斷電磁鐵磁性強弱如何變化。

（3）電磁鐵對鐵塊的吸引會改變鐵塊對桌面的壓力，進而改變壓強和摩擦力的大小。

【解答】A、由安培定則（伸出右手，彎曲的四指指向電流方向，大拇指方向就是N極）可以判

斷，電磁鐵的下端是N極，上端是S極，故A正確。

B、由電路圖知，滑片逐漸向上滑動，滑動變阻器接入電路的阻值變小，電路電流變大，通過電

磁鐵的電流逐漸增大，電磁鐵的磁性逐漸增強，故B正確。

C、電磁鐵磁性增強，當鐵塊運動到其下方時會受到較大的吸引力，使鐵塊對桌面的壓力減小，

在接觸面積不變的情況下，壓強減小，故C正確。

D、鐵塊因被電磁鐵吸引而壓力減小，在接觸面粗糙程度不變的情況下，摩擦力也跟著減小。故

D錯誤。

故選：Do

7.【答案】A

【知識點】電磁鐵的其他應用

【解析】【分析】利用安培定則判斷出磁鐵的方向；根據勻速運動的特點分析天平是否平衡。

【解答】由圖可知，電流的方向從上到下，由安培定則可知，用右手握住通電螺線管，使四指彎

曲與電流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通電螺線管的N極，即電磁鐵B的上端為S極，

下端為N極。當當鐵塊A向上勻速運動的過程中，可知天平仍保持平衡。故A正確,BCD錯誤。

故選：Ao

8.【答案】D

【知識點】磁場對通電導線的作用

【解析】【分析】電動機原理是通電導線在磁場中要受到力的作用，力的方向與電流方向及磁場

方向有關。當電流方向或磁場方向發生改變時，導線的受力方向也發生改變。

【解答】A.若將電池替換成電壓更大的電池，電流變大,通電導線在磁場中要受到力的作用變大，

螺絲釘轉動速度加快，A正確；

B.若僅改變電源正負極方向，電流方向改變，螺絲釘會反向轉動，B正確；

C.若僅將紐扣磁鐵上下翻轉（改變磁極方向），磁場方向改變，螺絲釘會反向轉動，C正確；

D.工作時將電能轉化為機械能，D錯誤；

故答案為：D

9.【答案】D

【知識點】通電導體在磁場中的受力方向的判斷

【解析】【分析】A.導體受力的方向與電流的方向、磁場的方向有關，對線圈在磁場中的受力

情況進行分析可對選項中的描述做出判斷。

【解答】A.導體受力的方向與電流的方向、磁場的方向有關，三圖中，線圈在轉動，但電流方

向、磁場方向均未改變，所以導線受力方向沒有發生改變，故A正確不合題意；

B.乙圖中，線圈中的ab與cd所受磁力在一條直線上，且方向相反，無法使線圈再轉動，因此線

圈能夠連續往下轉動變成丙圖所示，是由于慣性，故B正確不合題意；

C.通電一段時間后，線圈abed由于在豎直方向受力平衡，所以最終會停止在乙圖所示的位置，

故C正確不合題意；

D.閉合開關，線圈abed會在乙圖的平衡位置左右擺動，但最終會因為受力平衡而停止，故D錯

誤符合題意。

故選D。

10.【答案】A

【知識點】通電導體在磁場中的受力方向的判斷

【解析】【分析】(1)此時的銅盤是一個閉合電路，此在磁場中做切割磁感線運動，電路中就

會產生感應電流，利用右手定則：伸出右手，讓四指與大拇指在同一平面內垂直，磁感線垂直穿

過掌心，大拇指指向導體的運動方向，四指所指的方向就是感應電流的方向。

(2)通電導體在磁場中要受到力的作用，根據電流方向和磁場方向，利用左手定則：伸出左手，

讓四指與大拇指在同一平面內垂直，磁感線垂直穿過掌心，四指指向電流的方向，大拇指所在的

方向就是導體的受力方向，由此可以確定導體的受力方向，從而可以判斷銅盤的轉動速度怎樣變

化。

【解答】(1)假設蹄形磁鐵的上端為N極，下端為S極，銅盤順時針轉動。根據右手定則可以

確定此時銅盤中的感應電流方向是從盤心指向邊緣。

(2)通電導體在磁場中要受到力的作用，根據感應電流的方向和磁場的方向，利用左手定則可

以確定磁場對銅盤的作用力的方向是沿逆時針方向，與其受力方向與銅盤的轉動方向相反，所以

銅盤的轉動速度將減小。無論怎樣假設，銅盤的受力方向始終與轉動方向相反。同時，轉動過程

中，機械能轉化為電能，所以轉得慢了。

故答案為：Ao

11.【答案】A

【知識點】直流電動機的構造原理與工作過程

【解析】【分析】直流電動機的換向器在線圈剛轉過平衡位置時，能自動改變線圈中的電流方向，

使線圈轉動獲得動力而不斷轉動。

【解答】直流電動機的換向器在線圈剛轉過平衡位置時，能自動改變線圈中的電流方向，使線圈

轉動獲得動力而不斷轉動。如果直流電動機沒有換向器，線圈轉過平衡位置，線圈轉動受到阻礙，

線圈不能連續轉動，電動機不能進行工作。

故選：Ao

12.【答案】(1)A

(2)0.75

【知識點】歐姆定律及其應用；電磁鐵的其他應用；電功率計算公式的應用

【解析】【分析】(1)根據圖片分析這個裝置的工作過程，從而確定燈泡的位置；

2U

(2)根據a=與計算出燈泡的電阻，再根據R,&=RL+R計算出此時的總電阻，根據/總=/計

算出此時的總電流，最后根據PL=II?RL計算燈泡的實際功率。

【解答】(1)如圖所示，電阻R與線圈串聯，當將警示燈連接在如圖電路中的B點時，閉合開

關，無論銜鐵吸合還是斷開，B點始終有電流經過，警示燈常亮，不符合題意；

當將警示燈連接在如圖電路中的A點時，閉合開關，線圈通電產生磁性，吸引銜鐵觸電吸合，

此時電流經過B點回到電壓負極，A點的警示燈和線圈被短路，警示燈熄滅，熄滅后線圈失電,

失去磁性使銜鐵斷開，A點處的警示燈又得電亮起，如此循環往復，使警示燈閃爍。

故應將警示燈連接在如圖電路中的A位置；

27

(3)警示燈的阻值&=%=券-=12。

閉合開關后，定值電阻與燈泡串聯，

電路總電阻RS=RL+R=12Q+12Q=24Q,

故電路中的電流/總=3=給=0254

“總

此時燈泡的實際功率為：PL=IL2RL=(0.25A)2X12Q=0.75W?

13.【答案】(1)電磁感應現象

(2)電流周圍有磁場

(3)外

【知識點】通電直導線周圍的磁場

【解析】【分析】(1)產生感應電流的條件：閉合電路的一部分導體在磁場中切割磁感線運動，

就會產生感應電流。

（2）電流周圍存在磁場。

（3）電荷的定向移動形成電流；金屬導體中電流的方向和自由電子定向移動方向相反。

【解答】（1）騎行時，磁環隨輪周轉動，相當于金屬線圈做切割磁感線運動，電路中產生感應

電流，這是電磁感應現象；

（2）乙圖導體中沒有電流時，小磁針不發生偏轉，丙圖導體中通電流時，小磁針發生了偏轉，

說明小磁針受到磁場作用，說明導體中通電流時產生磁場。

（3）電荷的定向移動形成電流；因為金屬導體中電流的方向和自由電子定向移動方向相反，所

以圖3中導體中電流方向向左，和甲圖電流相同的，磁場方向相同，小磁針偏轉方向相同，故N

極將偏向紙面向外偏轉。

故答案為：（1）電磁感應現象；（2）電流周圍有磁場；（3）外。

14.【答案】N；北方

【知識點】右手螺旋定則

【解析】【分析】根據安培定則和磁極間的相互作用規律判斷磁體的極性；根據地磁的N極在地

理的南極附近，地磁的S極在地理的北極附近，可判斷靜止時磁體的指向。

【解答】當閉合電路開關S后，電流從螺線管右端流入，左端流出，根據安培定則可知，螺線管

左端為N極，右端為S極。

由于磁體的B端與通電螺線管左端相互排斥，根據同名磁極相互排斥可知，B端是磁體的N極。

由于地磁的N極在地理的南極附近，地磁的S極在地理的北極附近，由于受地磁場的影響，磁

體靜止時，B端（N極）會指向地理的北方。

故答案為：N；北方。

15.【答案】（1）S

（2）1；減小

【知識點】電磁鐵的其他應用

【解析】【分析】（1）安培定則的內容是：用右手握住螺線管，四指指向電流的方向，則大拇

指所指的就是N極。

（2）本題中有兩個電路，左側為壓敏電阻與電磁鐵串聯為控制電路，右側為電機控制工作電路，

當銜鐵與觸點1接觸時，Ri與電機串聯，當銜鐵與觸點2接觸時，電阻Ri斷路，電機中電壓增

大；電磁鐵磁性的大小與電流大小、線圈的匝數有關，據此分析壓敏電阻隨壓力的變化。

【解答】（1）如圖所示，通過電磁鐵的電流從下端流入，據安培定則可以判斷，該電磁鐵的上

端是N極，下端是S極。

（2）當沒有人站在電梯上時，電動機轉速變慢，說明工作電路電流較小，則動觸電與1相連，

當有人時，電動機轉的快，說明動觸點與2相連，控制電路電流變大，由此可知，壓敏電阻的阻

值隨著壓力的增大而減小。

故答案為：（1）S；（2）1；減小。

16.【答案】（1）相互垂直

（2）磁場方向；不變

（3）強

【知識點】磁場對通電導線的作用

【解析】【分析】（1）根據通電導體在磁場中的不受力的條件判斷，并由電流的方向與磁場方

向的位置關系，判斷導體受到的磁場力的大小。

（2）改變電流的方向或磁場的方向都可以改變通電導體的受力方向，從而使其運動方向不同，

若電流的方向和磁場的方向都同時改變，不可以改變通電導體的受力方向。

（3）通電導線在磁場與受到力的作用。

【解答】（1）通電導體在磁場中的不受力的條件是：電流的方向與磁感線方向相同或相反（即

二者方向平行）時，通電導體不受磁場的作用力。并且通電導體中電流的方向垂直于磁場方向時，

導體受到的磁場力最大。

（2）通電導線在磁場中受到力的作用受力方向與磁場方向或電流方向有關，同時改變磁場方向

和電流方向，導體運動的方向不變。

（3）通電導線在磁場中受力的作用，受力大小與電流大小和磁場強弱有關：電流越大、磁場越

強。

故答案為：（1）相互垂直；（2）磁場方向；不變；（3）強。

17.【答案】（1）通過兩個電磁鐵的電流；電流相同時，線圈匝數越多，電磁鐵的磁性越強

（2）B；左；電磁鐵的磁性強弱與電流大小有關

【知識點】影響電磁鐵磁性強弱的因素

【解析】【分析】（1）根據串聯電路的電流規律分析，根據吸引大頭針的多少分析磁性強弱，

進而描述電磁鐵的磁場強弱與線圈匝數的關系；

（2）①要使電磁鐵吸引A,A必須是磁性材料。

②由電磁鐵磁性的強弱可以通過指針的是否偏轉角度來體現，即偏轉角度越大，電磁鐵的磁場

越強，即通過電磁鐵的電流越大，據此分析變阻器的阻值變化即可；

③根據描述分析影響電磁鐵磁場強弱因素的知識分析。

【解答】（1）甲、乙兩個電磁鐵串聯，是為了控制電流一致，甲線圈匝數多，吸引大頭針多，

說明電流相等時，線圈匝數越多，電磁鐵的磁性越強；

(2)①電磁鐵具有吸引鐵的特性，電磁鐵吸引物體A使指針改變偏轉角度，所以物體A應由

鐵質材料制成，故應選B。

②當滑動變阻器的滑片P向左滑動時，滑動變阻器的阻值變小，電路中電流變大，電磁鐵的磁

性增強，電磁鐵吸引物體A偏轉角度增大，所以指針B偏轉的角度將會變大。

(3)這一實驗基于的假設是電磁鐵的磁場強弱與電流大小有關。

18.【答案】(1)乙

(2)增大

(4)磁敏電阻的阻值與磁場方向有關嗎？

【知識點】磁體、磁極、磁化；磁極間的相互作用；磁場和磁感線；影響電磁鐵磁性強弱的因素

【解析】【分析】磁場是指傳遞實物間磁力作用的場。磁場是由運動著的微小粒子構成的，在

現有條件下看不見、摸不著。磁場具有粒子的輻射特性。磁體周圍存在磁場，磁體間的相互作用

就是以磁場作為媒介的，所以兩磁體不用在物理層面接觸就能發生作用。由于磁體的磁性來源于

電流，電流是電荷的運動，因而概括地說，磁場是相對于觀測點運動的電荷的運動的電場的強度

與速度，帶來的觀測點處電荷所受力的變化的表現。

【解答】(1)小磁針靜止時N極的指向是磁場方向，所以圖A為某磁極附近磁感線的方向和分

布的示意圖。若在1處放一枚小磁針，當小磁針靜止時，其指向應是圖B中的乙；

(2)根據圖線可知，磁敏電阻的阻值隨磁感應強度B的增大而增大；

(3)②電流表和滑動變阻器串聯在電路中，滑動變阻器的原則是一上一

下原則；

③從C圖可知，當1處時，電壓表為1.5V,電流表為0.003A,所以求得電阻

R=U/I=1.5V/0.03A=500。，查表的磁感應強度為LOT

(4)就現有的實驗器材和電路，請提出一個有意義的可供探究的物理問題：磁敏電阻的阻值

與磁場方向有關嗎？

故答案為:(1)乙（2）增大（3）1.0（4）磁敏電阻的阻值與磁

場方向有關嗎？

19.【答案】（1）4、5、6

（2）斷開開關，把小磁針放到通電螺線管的下端，觀察小磁針的指向，閉合開關，觀察小磁針

的指向是否發生偏轉。

（3）按本題電路圖接好電路，調節滑動變阻器的滑片于一定的位置，斷開開關，首先放入大的

鐵芯，閉合開關，觀察吸引大頭針最多的數目，記錄數據；再放入小的鐵芯，觀察吸引大頭針最

多的數目，記錄數據，兩者進行比較。

【知識點】影響電磁鐵磁性強弱的因素

【解析】【分析】影響電磁鐵磁性強弱的因素有：電流大小、線圈的匝數、有無鐵芯。電流越大，

磁性越強；線圈匝數越多，磁性越強；有鐵芯比沒有鐵芯磁性強。

【解答】（1）此實驗主要體現了控制變量法，同學們可以通過比較456實驗數據可以得出：在

匝數相同的情況下，通電螺線管的磁性隨電流增加而增大。

（2）同學們發現前面3次實驗中沒有吸引起大頭針,可能是磁性太弱了，所以可以選用小磁針，

方法如下：斷開開關，把小磁針放到通電螺線管的下端，觀察小磁針的指向，閉合開關，觀察小

磁針的指向是否發生偏轉。

（3）按本題電路圖接好電路，調節滑動變阻器的滑片于一定的位置，斷開開關，首先放入大的

鐵芯，閉合開關，觀察吸引大頭針最多的數目，記錄數據；再放入小的鐵芯，觀察吸引大頭針最

多的數目，記錄數據，兩者進行比較。

故答案為：（1）4、5、6（2）斷開開關，把小磁針放到通電螺線管的下端，觀察小磁針的指

向，閉合開關，觀察小磁針的指向是否發生偏轉。（3）按本題電路圖接好電路，調節滑動變

阻器的滑片于一定的位置，斷開開關，首先放入大的鐵芯，閉合開關，觀察吸引大頭針最多的數

目，記錄數據；再放入小的鐵芯，觀察吸引大頭針最多的數目，記錄數據，兩者進行比較。

20.【答案】（1）>

（2）這段時間內電熱絲用于把水煮沸所消耗的電能為

p=（220V）2/48.4歐=1000w

t=300+300Xl/6=350s

W=Pt=l000WX350s=3.5X105J

（3）滑動變阻器的滑片向下移動；為保持Li的力不變則通過電磁鐵Li的電流不變，根據歐姆

定律總電阻不變，溫度降低熱敏電阻變大，滑動變阻器接入電路的電阻需要減小

【知識點】歐姆定律及其應用；影響電磁鐵磁性強弱的因素；電磁鐵的其他應用；電功率計算公式的

應用

【解析】【分析】（1）可知R。為加熱電阻，無水時不能加熱，也就是說無水時圖中的動、靜觸

點不會接觸，所以銜鐵應該向左移動，據此可知此時電磁鐵Li對銜鐵的吸引力與L2對銜鐵的吸

引力的大小關系，根據影響電磁鐵磁性大小的因素可知此時通過Li的電流與通過L2的電流的

大小關系，根據歐姆定律可知左側電路總電阻與右側電路總電阻的大小關系；

.,2

（2）根據p=%計算電阻絲Ro的電功率，已知后300s電流通斷時間比為1：5,進一步計算電

阻絲的工作時間，根據W=Pt計算這段時間內電熱絲用于把水煮沸所消耗的電能。

（3）電磁鐵Li吸合時通過它的電流不變，據此根據歐姆定律分析總電阻的變化，再根據溫度變

化確定熱敏電阻的阻值變化，最后根據R『R2+R3分析變阻器接入阻值的變化。

【解答】（1）根據體積可知，Ro為加熱電阻，無水時不能加熱，也就是說無水時圖中的動、靜

觸點不會接觸，所以銜鐵應該向左移動，此時電磁鐵Li對銜鐵的吸引力大于L2對銜鐵的吸引力，

即此時通過Li的電流大于通過L2的電流。根據歐姆定律可知，左側電路總電阻小于右側電路總

電阻，所以R1>R2+R3；

21.【答案】（1）>

（2）恒溫設定時，Rz+Rs與Ry動態平衡，圖丙可知，R隨溫度降低而變大，恒溫溫度降低，Rz

變大，則R3變小

（3）加熱時間t=450s

P。=g=等喀=2000w

0

Ro24.20

W=Pot=2OOOwx45Os=9x105J

（4）電源U長期工作，不節能；每次燒水都需要調節Rs電阻，操作不便（合理即可）

【知識點】歐姆定律及其應用；影響電磁鐵磁性強弱的因素；電功率計算公式的應用

【解析】【分析】（1）根據圖片分析裝置的工作過程即可；

（2）恒溫設定時，電磁鐵Li的磁場強弱不變，即通過它電流大小不變。根據U=IR可知，此時

Ri和R2的總電阻保持不變。當恒溫降低后，熱敏電阻R2的阻值增大，那么變阻器R3的阻值肯

定要減小。

（3）根據圖片可知，電熱絲先加熱300s,在停止工作300s,而在600s~900s之間，工作的時間

恰好為總時間的一半，即150s,因此整個過程加熱450s。首先根據Po=（計算出總功率，再

根據W=Pot計算消耗的電能。

(4)可從是否節能，操作是否方便的角度分析解答。

【解答】(1)當加入水量未達到最低水位時，銜鐵不能被電磁鐵L2吸引而接通電阻絲加熱，因

此Li磁性〉L2磁性。

(4)小紅認為該設計還有不足，例如：電源U長期工作，不節能；每次燒水都需要調節R3電阻，

操作不便。

22.【答案】(1)當E與C、D接觸時，電路接通，蜂鳴器R報警，電磁鐵開始工作，銜鐵被

吸下來，銜鐵與B點接觸，電磁鐵和Ro被短路，根據歐姆定律可知通過電路的電流變大，蜂鳴

器R報警聲音變強，電磁鐵失去磁性，彈簧將銜鐵拉起，銜鐵與A點接觸，蜂鳴器R報警聲音

變弱

(2)銜鐵與B點接觸時，電路為蜂鳴器的簡單電路，此時通過電路的電流：/=曰=需=|4

電路的電功率：P=UI=6VX|