專題20 電和磁（解析版）

專題20電和磁【思維導(dǎo)圖】【知識點回顧】知識點一、磁現(xiàn)象磁場磁現(xiàn)象：磁性：物體能夠吸引鋼鐵、鈷、鎳一類物質(zhì)（吸鐵性）的性質(zhì)叫磁性。磁體：具有磁性的物體，叫做磁體。磁體具有吸鐵性和指向性。磁體的分類：①形狀：條形磁體、蹄形磁體、針形磁體；②來源：天然磁體（磁鐵礦石）、人造磁體；③保持磁性的時間長短：硬磁體（永磁體）、軟磁體。磁極：磁體上磁性最強(qiáng)的部分叫磁極。磁極在磁體的兩端。磁體兩端的磁性最強(qiáng)，中間的磁性最弱。磁體的指向性：可以在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動的條形磁體或磁針，靜止后總是一個磁極指南（叫南極，用S表示），另一個磁極指北（叫北極，用N表示）。無論磁體被摔碎成幾塊，每一塊都有兩個磁極。磁極間的相互作用：同名磁極互相排斥，異名磁極互相吸引。（若兩個物體互相吸引，則有兩種可能：①一個物體有磁性，另一個物體無磁性，但含有鋼鐵、鈷、鎳一類物質(zhì)；②兩個物體都有磁性，且異名磁極相對。）磁化：一些物體在磁體或電流的作用下會獲得磁性，這種現(xiàn)象叫做磁化。鋼和軟鐵都能被磁化：軟鐵被磁化后，磁性很容易消失，稱為軟磁性材料；鋼被磁化后，磁性能長期保持，稱為硬磁性材料。所以鋼是制造永磁體的好材料。2、磁場：磁場：磁體周圍的空間存在著磁場。磁場的基本性質(zhì)：磁場對放入其中的磁體產(chǎn)生磁力的作用。磁體間的相互作用就是通過磁場而發(fā)生的。磁場的方向：把小磁針靜止時北極所指的方向定為那點磁場的方向。磁場中的不同位置，一般說磁場方向不同。磁感線：在磁場中畫一些有方向的曲線，任何一點的曲線方向都跟放在該店的磁針北極所指的方向一致。這樣的曲線叫做磁感線。對磁感線的認(rèn)識：①磁感線是在磁場中的一些假想曲線，本身并不存在，作圖時用虛線表示；②在磁體外部，磁感線都是從磁體的N極出發(fā)，回到S極。在磁體內(nèi)部正好相反。③磁感線的疏密可以反應(yīng)磁場的強(qiáng)弱，磁性越強(qiáng)的地方，磁感線越密，磁性越弱的地方，磁感線越??；④磁感線在空間內(nèi)不可能相交。典型的磁感線：3、地磁場：地磁場：地球本身是一個巨大的磁體，在地球周圍的空間存在著磁場，叫做地磁場。地磁場的北極在地理南極附近；地磁場的南極在地理北極附近。小磁針能夠指南北是因為受到了地磁場的作用。地理的兩極和地磁的兩極并不重合，磁針?biāo)傅哪媳狈较蚺c地理的南北極方向稍有偏離（地磁偏角），世界上最早記述這一現(xiàn)象的人是我國宋代的學(xué)者沈括。（《夢溪筆談》）知識點二、電生磁1、奧斯特實驗：最早發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的科學(xué)家是丹麥物理學(xué)家奧斯特。奧斯特實驗：

對比甲圖、乙圖，可以說明：通電導(dǎo)線的周圍有磁場；

對比甲圖、丙圖，可以說明：磁場的方向跟電流的方向有關(guān)。通電螺線管的磁場：通電螺線管外部的磁場方向和條形磁體的磁場一樣。通電螺線管的兩端相當(dāng)于條形磁體的兩個極，通電螺線管兩端的極性跟螺線管中電流的方向有關(guān)。3、安培定則：用右手握螺線管，讓四指指向螺線管中電流的方向，則大拇指所指的那端就是螺線管的N極。知識點三、電磁鐵電磁繼電器電磁鐵：定義：插有鐵芯的通電螺線管。特點：①電磁鐵的磁性有無可由通斷電控制，通電有磁性，斷電無磁性；②電磁鐵磁極極性可由電流方向控制；③影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素：電流大小、線圈匝數(shù)、：電磁鐵的電流越大，它的磁性越強(qiáng)；電流一定時，外形相同的電磁鐵，線圈匝數(shù)越多，它的磁性越強(qiáng)。電磁繼電器：電磁繼電器是利用低電壓、弱電流電路的通斷，來間接地控制高電壓、強(qiáng)電流電路的裝置。電磁繼電器是利用電磁鐵來控制工作電路的一種開關(guān)。電磁繼電器的結(jié)構(gòu)：電磁繼電器由電磁鐵、銜鐵、彈簧、動觸點和靜觸點組成，其工作電路由低壓控制電路和高壓工作電路組成。揚(yáng)聲器：揚(yáng)聲器是將電信號轉(zhuǎn)化成聲信號的裝置，它由固定的永久磁體、線圈和錐形紙盆構(gòu)成。揚(yáng)聲器的工作原理：線圈通過如圖下所示電流時，受到磁體吸引而向左運動；當(dāng)線圈通過方向相反的電流時，受到磁體排斥而向右運動。由于通過線圈的電流是交變電流，它的方向不斷變化，線圈就不斷地來回振動，帶動紙盆也來回振動，于是揚(yáng)聲器就發(fā)出了聲音。知識點四、電動機(jī)磁場對通電導(dǎo)線的作用：通電導(dǎo)體在磁場里受到力的作用。力的方向跟磁感線方向垂直，跟電流方向垂直；通電導(dǎo)體在磁場里受力的方向，跟電流方向和磁感線方向有關(guān)。（當(dāng)電流方向或磁感線方向兩者中的一個發(fā)生改變時，力的方向也隨之改變；當(dāng)電流方向和磁感線方向兩者同時都發(fā)生改變時，力的方向不變。）當(dāng)通電導(dǎo)線與磁感線垂直時，磁場對通電導(dǎo)線的力最大；當(dāng)通電導(dǎo)線與磁感線平行時，磁場對通電導(dǎo)線沒有力的作用。電動機(jī)：電動機(jī)是根據(jù)通電線圈在磁場中因受力而發(fā)生轉(zhuǎn)動的原理制成的，是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。電動機(jī)是由轉(zhuǎn)子和定子兩部分組成的。換向器的作用是每當(dāng)線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置時，能自動改變線圈中電流的方向，使線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動。改變電動機(jī)轉(zhuǎn)動方向的方法：改變電流方向（交換電壓接線）或改變磁感線方向（對調(diào)磁極）。提高電動機(jī)轉(zhuǎn)速的方法：增加線圈匝數(shù)、增加磁體磁性、增大電流。知識點五、磁生電電磁感應(yīng)現(xiàn)象：英國物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。內(nèi)容：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時，導(dǎo)體中就產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。導(dǎo)體中感應(yīng)電流的方向，跟導(dǎo)體的運動方向和磁感線方向有關(guān)。（當(dāng)導(dǎo)體運動方向或磁感線方向兩者中的一個發(fā)生改變時，感應(yīng)電流的方向也隨之改變；當(dāng)導(dǎo)體運動方向和磁感線方向兩者同時都發(fā)生改變時，力的方向不變。）

2、發(fā)電機(jī)：發(fā)電機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的，是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。發(fā)電機(jī)是由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成的。從電池得到的電流的方向不變，通常叫做直流電。（DC）電流方向周期性變化的電流叫做交變電流，簡稱交流電。（AC）在交變電流中，電流在每秒內(nèi)周期性變化的次數(shù)叫做頻率，頻率的單位是赫茲，簡稱赫，符號為Hz。我國供生產(chǎn)和生活用的交流電，電壓是220V，頻率是50Hz，周期是0.02s，即1s內(nèi)有50個周期，交流電的方向每周期改變2次，所以50Hz的交流電電流方向1s內(nèi)改變100次?！纠}精析】（2022?廣元）小張學(xué)習(xí)了“電與磁”知識后，設(shè)計了如圖所示的裝置：用導(dǎo)線將磁場中的金屬桿ab、cd和光滑金屬導(dǎo)軌連接成閉合回路。以下說法正確的是（）A．當(dāng)左右移動cd時，ab不會運動 B．當(dāng)左右移動ab時，cd會運動 C．當(dāng)上下移動右側(cè)磁體時，ab會運動 D．當(dāng)左右移動cd時，右側(cè)裝置工作原理與電動機(jī)原理相同【解答】解：A、當(dāng)左右移動cd時，導(dǎo)體cd在磁場中做切割磁感線運動，電路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，此時導(dǎo)體ab有電流通過，則導(dǎo)體ab在磁場中會受到力的作用而運動，故A錯誤；B、當(dāng)左右移動ab時，導(dǎo)體ab在磁場中做切割磁感線運動，電路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，此時導(dǎo)體cd有電流通過，則導(dǎo)體cd在磁場中會受到力的作用而運動，故B正確；C、當(dāng)上下移動右側(cè)磁體時，導(dǎo)體cd沒有切割磁感線，不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，故ab沒有電流通過，不會運動，故C錯誤；D、當(dāng)左右移動cd時，導(dǎo)體cd在磁場中做切割磁感線運動，電路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，這就是叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象，右側(cè)裝置工作原理與發(fā)電機(jī)原理相同，故D錯誤。故選：B。（2022?永州）在螺線管附近放一小磁針，靜止時小磁針位置如圖所示。閉合開關(guān)S時，小磁針發(fā)生旋轉(zhuǎn)，關(guān)于通電螺線管的N極及小磁針旋轉(zhuǎn)方向描述正確的是（）A．通電螺線管的左側(cè)是N極，小磁針順時針旋轉(zhuǎn) B．通電螺線管的左側(cè)是N極，小磁針逆時針旋轉(zhuǎn) C．通電螺線管的右側(cè)是N極，小磁針順時針旋轉(zhuǎn) D．通電螺線管的右側(cè)是N極，小磁針逆時針旋轉(zhuǎn)【解答】解：閉合開關(guān)后，電流由螺線管的左側(cè)流入、右側(cè)流出，根據(jù)安培定則，用右手握住螺線管，四指指向電流的方向，則大拇指指向右端，即通電螺線管的右端為N極、左端為S極，根據(jù)異名磁極相互吸引可知，小磁針的N極應(yīng)向右旋轉(zhuǎn)，即小磁針逆時針旋轉(zhuǎn)，故D正確。故選：D。（2022?百色）如圖所示，閉合開關(guān)，下列判斷正確的是（）A．小磁針偏轉(zhuǎn)，說明通電導(dǎo)體周圍存在磁場 B．只對調(diào)電源正負(fù)極，小磁針偏轉(zhuǎn)方向不變 C．通電螺線管的右端為N極 D．在螺線管內(nèi)插入鐵芯，螺線管的磁性強(qiáng)弱不變【解答】解：A、閉合開關(guān)，小磁針受到磁場力的作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明通電導(dǎo)體周圍存在磁場，故A正確；B、通電導(dǎo)體周圍存在磁場，磁場的方向與電流方向有關(guān)，當(dāng)調(diào)換電源的正負(fù)極時，電流方向磁場的方向改變，小磁針的受力的方向改變，轉(zhuǎn)動的方向改變，故B錯誤；C、電流從電源的正極流出，根據(jù)安培定則可知，通電螺線管的左端是N極，右端為S極，故C錯誤；D、在通電螺線管內(nèi)插入鐵芯，鐵芯被螺線管的磁場磁化，被磁化的鐵芯的磁場和螺線管的磁場共同作用，磁場大大增強(qiáng)，故D錯誤。故選：A。（2022?晉中）創(chuàng)新小組的同學(xué)們?yōu)閷W(xué)校食堂設(shè)計了一個可自動注水的儲水池。如圖是它的簡化裝置圖，電源電壓一定。控制電路中，RN為壓敏電阻，其阻值隨壓力的變化而變化，R0為定值電阻。閉合開關(guān)S1、S2，當(dāng)池中水位上升到一定高度時，觸點分離，工作電路斷開，注水裝置自動停止注水，當(dāng)池中水位下降到一定位置時，觸點連接，工作電路接通，注水裝置自動開始注水。下列分析正確的是（）A．水位上升時，電磁鐵磁性變?nèi)?B．水位上升時，通過R0電流變小 C．水位下降時，R0的電功率變大 D．水位下降時，RN的阻值會變大【解答】解：由圖可知，控制電路中定值電阻R0與壓敏電阻RN串聯(lián)；AB、由“池中水位上升到一定高度時，觸點分離，工作電路斷開，注水裝置自動停止注水”可知，此時銜鐵被吸引，動觸點與靜觸點分離，電磁鐵的磁性增強(qiáng)，控制電路中的電流變大，由串聯(lián)電路的電流特點可知，通過R0的電流變大，故AB錯誤；CD、由“池中水位下降到一定位置時，觸點連接，工作電路接通，注水裝置自動開始注水”可知，此時銜鐵被釋放，動觸點與靜觸點接觸，電磁鐵的磁性減弱，控制電路中的電流變小，由P＝UI＝I2R可知R0的電功率變小，故C錯誤；由歐姆定律可知，此時電路中的總電阻變大，由串聯(lián)電路的電阻特點可知，RN的阻值變大，故D正確。故選：D。（2022?晉中）人類最早的磁化技術(shù)出現(xiàn)在我國宋代。據(jù)《武經(jīng)總要》記載，如圖所示，古人先將魚形鐵燒紅，令鐵魚頭尾指向南北，然后將其放入水中冷卻，依靠地磁場獲得磁性，再將其放入水中漂浮，制成指南魚，圖中是它靜止時的指向。下列判斷正確的是（）A．魚形鐵不能被磁體吸引 B．指南魚周圍存在磁感線 C．指南魚魚頭應(yīng)標(biāo)注“N” D．指南魚的腹部磁性最強(qiáng)【解答】解：A、磁性是指能夠吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)；魚形鐵是用鐵制成的，能被磁體吸引，故A錯誤；B、指南魚被磁化后，周圍存在磁場，而磁感線實際不存在，是為了描述磁場的分布假想的曲線，故B錯誤；C、地磁場的南極在地球的北極附近，地磁場的北極在地球的南極附近，如圖所示，指南魚魚頭指向北方，根據(jù)異名磁極相互吸引，指南魚魚頭應(yīng)標(biāo)注“N”，故C正確；D、指南魚是一個磁體，兩個磁極位置的磁性最強(qiáng)，中間最弱，故D錯誤。故選：C。（2022?常德）如圖所示是一種水位自動報警器的原理圖，當(dāng)水位達(dá)到金屬塊A時（日常生活用水是導(dǎo)電的），電路中（）A．綠燈亮 B．紅燈亮 C．紅燈、綠燈都亮 D．紅燈、綠燈都不亮【解答】解：圖中所示的水位自動報警器工作原理：當(dāng)水位到達(dá)A時，由于一般水具有導(dǎo)電性，那么電磁鐵所在電路被接通，電磁鐵向下吸引銜鐵，從而接通紅燈所在電路，此時紅燈亮，而綠燈不亮。故選：B。（2022?江西）如圖所示，是某同學(xué)自制的簡易電磁鎖原理圖。閉合開關(guān)S，滑片P向左移動，使靜止在水平桌面的條形磁體滑動，打開門鎖。下列說法正確的是（）A．通電后電磁鐵a端為S極 B．滑片向左移動的過程中電磁鐵的磁性增強(qiáng) C．條形磁體在滑動過程中受到向左的摩擦力 D．條形磁體在滑動過程中受到的摩擦力變小【解答】解：A、電流從螺線管右端流入，左端流出，故據(jù)安培定則可知，此時電磁鐵的a端是N極，故A錯誤；B、滑動變阻器的滑片P向左端移動，電阻變小，電流變大，故電磁鐵的磁性變強(qiáng)，故B正確；C、電磁鐵的右端為S極，根據(jù)異名磁極相互吸引的特點可知，條形磁體受到向左的吸引力，條形磁體向左滑動，條形磁體受到水平桌面的向右的摩擦力，故C錯誤；D、壓力大小和接觸面的粗糙程度不變，因此條形磁體在滑動過程中受到的摩擦力不變，故D錯誤；故選：B。（2022?溫州）如圖是某同學(xué)發(fā)明的“鐵皮自動分開裝置”。將強(qiáng)磁鐵靠近一疊鐵皮，被磁化后的鐵皮會自動分開。鐵皮分開的原因是（）A．同名磁極相互吸引 B．異名磁極相互吸引 C．同名磁極相互排斥 D．異名磁極相互排斥【解答】解：被磁化后的鐵皮會自動分開，說明磁化后的鐵皮相互排斥，根據(jù)磁極間的相互作用規(guī)律可知，此時兩鐵皮分開的原因是同名磁極相互排斥，故C正確。故選：C。（2022?十堰）某小區(qū)因暴雨引起車庫積水，部分車輛被淹，小明看到新聞后，設(shè)計了如圖所示的車庫積水自動報警器，如圖是該報警器原理圖，金屬塊A和B分別固定在車庫地面附近適當(dāng)高處，若車庫積水水面到達(dá)B處（選填“A”或“B”）時，紅（選填“綠”或“紅”）燈發(fā)光報警，此時電磁鐵的上端是N極（選填“N”或“S”）?！窘獯稹拷猓海?）當(dāng)水位沒有達(dá)到B時，電磁鐵沒有磁性，只有綠燈亮；當(dāng)水位到達(dá)B時電路接通，電磁鐵有磁性，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下與紅燈接通，紅燈亮。因此，紅燈亮就表示水位過高報警。（2）工作時，電流從電磁鐵的下面導(dǎo)線流入，上面導(dǎo)線流出，利用安培定則可以判斷電磁鐵的下端為S極，上端為N極。故答案為：B；紅；N。（2022?湖北）有些小朋友玩的旱冰鞋，其內(nèi)部雖然沒有電池，但旱冰鞋的輪子滾動時，嵌在輪子中的LED燈會發(fā)光。這是因為輪子在滾動的過程中，發(fā)生了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生了感應(yīng)電流，LED燈相當(dāng)于用電器（選填“電源”或“用電器”）。發(fā)電機(jī)（選填“發(fā)電機(jī)”或“電動機(jī)”）就是根據(jù)電磁感應(yīng)的原理制成的?！窘獯稹拷猓盒∨笥淹娴暮当?，其內(nèi)部雖然沒有電池，但旱冰鞋的輪子滾動時，嵌在輪子中的LED燈會發(fā)光。這是因為輪子在滾動的過程中，發(fā)生了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生了感應(yīng)電流，LED燈相當(dāng)于用電器。發(fā)電機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)的原理制成的。故答案為：感應(yīng)電流；用電器；發(fā)電機(jī)。（2022?紹興）如圖是手機(jī)無線充電的原理簡化圖。當(dāng)充電器線圈接通電源之后，該線圈就會產(chǎn)生一個磁場，當(dāng)手機(jī)放在充電器上的時候，手機(jī)中的線圈就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，實現(xiàn)無線充電。（1）手機(jī)線圈中產(chǎn)生電流是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象。（2）當(dāng)充電器線圈中某一時刻的電流方向如圖所示，則圖中B點的磁場方向是向上（選填“向上”或“向下”）。（3）與傳統(tǒng)方式相比，請你對這種充電方式進(jìn)行評價：優(yōu)點：使用方便、兼容性強(qiáng)、可以一對多進(jìn)行充電；缺點：充電效率較低、電磁輻射較大?！窘獯稹拷猓海?）電磁感應(yīng)現(xiàn)象：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時，會產(chǎn)生電流。所以手機(jī)線圈中產(chǎn)生電流是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象。（2）電流從上往下看是逆時針轉(zhuǎn)動，利用右手螺旋定則判斷B點磁場方向是向上；（3）和傳統(tǒng)充電相比，無線充電不需要數(shù)據(jù)線，避免了多種充電接口，所以充電方便、可以兼容多種充電接口的手機(jī)充電、可以一對多進(jìn)行充電；缺點：電磁輻射較大、充電效率低。故答案為：（1）電磁感應(yīng)；（2）向上；（3）優(yōu)點：無線充電不需要數(shù)據(jù)線，避免了多種充電接口，所以充電方便、可以兼容多種充電接口的手機(jī)充電、可以一對多進(jìn)行充電；缺點：充電效率較低、電磁輻射較大。（2022?成都）為實現(xiàn)節(jié)能和智能控制，空調(diào)內(nèi)部用到了傳感器和電磁繼電器，如圖是啟動或停止空調(diào)壓縮機(jī)的電路示意圖。電磁繼電器是利用電磁鐵控制工作電路通斷的開關(guān)（選填“用電器”、“電源”或“開關(guān)”）。夏天，空調(diào)制冷，房間溫度降低，熱敏元件的電阻增大，控制電路的電流減小，電磁鐵的磁性減弱，低于設(shè)定溫度時，工作電路就斷開，停止制冷。【解答】解：（1）電磁繼電器是利用電磁鐵控制工作電路通斷的開關(guān)；（2）根據(jù)題意可知，房間溫度降低，熱敏元件的電阻增大，電路中總電阻增大，由歐姆定律可知，電路中電流變小，電磁鐵磁性減弱，當(dāng)溫度低到一定值時，銜鐵在彈簧的作用下抬起，壓縮機(jī)停止工作。故答案為：開關(guān)；減弱。（2022?隨州）如圖所示，一個通電螺線管，繞線未畫出，電源“+、﹣”極未標(biāo)出，為了防止短路，繞線具有一定的電阻。已知一個可自由轉(zhuǎn)動的小磁針放在螺線管的一端最終靜止時狀態(tài)如圖，圖中的“N”是小磁針的極性。要求：（1）畫出繞線（三匝即可），使它和電源形成閉合回路。（2）標(biāo)出電源“+、﹣”極。若有多種情況滿足“（1）、（2）”的要求，考生只畫一種情況。（3）畫一條螺線管周圍的磁感線。【解答】解：小磁針N極向上，由磁極間的相互作用規(guī)律可知，通電螺線管的上端為N極；磁體外部的磁感線都是從磁體的N極出發(fā)，回到S極；假設(shè)電源的上端為“+”極，根據(jù)安培定則，大拇指指向螺線管的N極，彎曲的四指指向電流方向，因此電流從上端流入，螺線管的繞線方向如下圖所示：?；蚣僭O(shè)電源的下端為“+”極，根據(jù)安培定則，大拇指指向螺線管的N極，彎曲的四指指向電流方向，因此電流從下端流入，螺線管的繞線方向如下圖所示：?！玖?xí)題鞏固】一．選擇題（共8小題）1．（2022?廣陵區(qū)二模）如圖是一種手搖式手電筒，透過透明的殼體可以看到里面有線圈，當(dāng)沿圖中箭頭方向來回?fù)u動時，燈泡就能發(fā)光。這種現(xiàn)象是（）A．電流磁效應(yīng) B．靜電現(xiàn)象 C．磁化現(xiàn)象 D．電磁感應(yīng)現(xiàn)象【解答】解：由題意可知，該手電筒有線圈，使用時將它來回?fù)u晃，線圈在磁場中就做切割磁感線運動，此時線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，所以此手電筒發(fā)電的原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。故選：D。2．（2022?臨清市三模）下列有關(guān)電與磁的說法正確的是（）A．鐵和鋁都能夠被磁體吸引 B．磁感線是用來形象描述磁場而真實存在的線 C．電流的周圍存在著磁場 D．電磁感應(yīng)是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能【解答】解：A、磁體能夠吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)，銅和鋁都不是磁性材料，磁體都不能吸引，故A錯誤；B、磁感線是為了描述磁場人們想象出來的曲線，磁感線是不存在的，故B錯誤；C、奧斯特實驗說明：通電導(dǎo)線周圍存在磁場，故C正確；D、閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時，導(dǎo)體中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，這是電磁感應(yīng)原理，根據(jù)這個原理可制成發(fā)電機(jī)，是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，故D錯誤。故選：C。3．（2022?牡丹江一模）關(guān)于電與磁，下列說法正確的是（）A．同名磁極相互吸引，異名磁極相互排斥 B．法拉第最早發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng) C．改變通過電磁鐵的電流大小可以改變其磁性的強(qiáng)弱 D．只要閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場中運動，電路中就會產(chǎn)生電流【解答】解：A、同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，故A錯誤；B、奧斯特實驗表明通電導(dǎo)體周圍存在磁場，奧斯特最早發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)，故B錯誤；C、電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與電流大小有關(guān)，改變通過電磁鐵的電流大小可以改變電磁鐵磁性的強(qiáng)弱，故C正確；D、閉合電路的部分導(dǎo)體只有在磁場中做切割磁感線運動時，電路中才會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D錯誤。故選：C。4．（2022?順城區(qū)模擬）如圖所示的自發(fā)電門鈴省去了更換電池的麻煩。在呼叫器內(nèi)置發(fā)電裝置，按壓按鈕產(chǎn)生電流使門鈴指示燈發(fā)光，同時啟動門鈴室內(nèi)機(jī)響鈴。下列說法正確的是（）A．門鈴的塑料按鈕屬于導(dǎo)體 B．自發(fā)電的原理是電磁感應(yīng) C．自發(fā)電的過程是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 D．門鈴指示燈與室內(nèi)機(jī)一定是并聯(lián)【解答】解：A、門鈴的塑料按鈕不容易導(dǎo)電，是絕緣體，故A錯誤；BC、按壓門鈴按鈕時，閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動，導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象；該過程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，故B正確，C錯誤；D、門鈴指示燈與室內(nèi)機(jī)工作時相互影響，一定是串聯(lián)在電路中的，故D錯誤。故選：B。5．（2022?鼓樓區(qū)校級模擬）如圖是小明利用光敏電阻為居民樓門口設(shè)計的一種智能照明電路，L為“220V22W”照明燈，天暗時自動發(fā)光，天亮?xí)r自動熄滅?？刂齐娐分?，電源由兩節(jié)干電池串聯(lián)而成。R1為定值電阻，R2為阻值會隨著光照強(qiáng)度變化而變化的光敏電阻。下列說法中不正確的是（）A．受控電路中導(dǎo)線a端應(yīng)連接照明電路的火線 B．提高控制電路電源電壓，L白天也可能發(fā)光 C．當(dāng)光照強(qiáng)度增大時，控制電路總功率將增大 D．為了讓燈在天更暗時才發(fā)光，可換用阻值更小的R1【解答】解：A、開關(guān)控制燈泡時，開關(guān)接在火線上，所以受控電路中導(dǎo)線a端應(yīng)連接照明電路的火線，故A正確；B、如果提高控制電路的電壓，由歐姆定律可知，控制電路中的電流增大，在白天時，控制電路的電流很大，銜鐵會被吸下，照明燈L不發(fā)光，且到晚上時，由于控制電路的電壓高、電流大，也可能導(dǎo)致銜鐵被吸下，照明燈L也可能不發(fā)光，故B錯誤；C、當(dāng)光照強(qiáng)度增大時，光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻關(guān)系可知，控制電路的總電阻變小，根據(jù)歐姆定律可知，電路中的電流變大，根據(jù)P＝UI可知，控制電路的功率變大，故C正確；D、由題知，照明燈在天暗時發(fā)光，說明此時照明電路閉合，即銜鐵上動觸點與靜觸點接觸，由圖可知此時銜鐵應(yīng)被釋放，則電磁鐵的磁性減弱，說明控制電路中的電流變小，根據(jù)I=UR可知控制電路中的電阻變大，即此時光敏電阻的阻值變大，反之，天亮?xí)r光敏電阻的阻值變小，所以，該光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減??；電磁鐵的吸合電流不變，控制電路電源電壓不變，根據(jù)歐姆定律可知，銜鐵被吸下時電路的總電阻不變，要在環(huán)境光線更弱時才啟動節(jié)能燈照明，此時光敏電阻的阻值較大，則應(yīng)換用阻值較小的R1，故故選：B。6．（2022?寶應(yīng)縣三模）某組同學(xué)在做“探究通電直導(dǎo)線周圍的磁場”的實驗中，按照要求將直導(dǎo)線與小磁針平行放置（如圖甲）完成實驗后，又將直導(dǎo)線與小磁針垂直放置（如圖乙）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小磁針沒動（電路完好），同學(xué)們對此原因進(jìn)行分析討論，你認(rèn)為下面4句話正確的是（）①導(dǎo)線周圍有磁場②導(dǎo)線周圍沒有磁場③磁針沒有受到磁力的作用④磁針受到了磁力的作用A．①③ B．①④ C．②③ D．②④【解答】解：將直導(dǎo)線與小磁針垂直放置，閉合開關(guān)，導(dǎo)線中有電流通過，則導(dǎo)線的周圍存在磁場，故①正確，②錯誤；小磁針的N極的指向與磁場的方向相同，即小磁針的受力方向與磁場方向相同，所以小磁針不會偏轉(zhuǎn)，故③錯誤，④正確；故選：B。7．（2022?蘇州二模）如圖甲是直流電動機(jī)模型，圖乙是小明制作的一臺簡易電動機(jī)（線圈左側(cè)軸的漆皮被刮去一半，線圈右側(cè)軸的漆皮被全部刮掉）。下列說法中正確的是（）A．電動機(jī)是利用電磁感應(yīng)原理工作的裝置 B．圖乙中刮去一半漆皮的軸與圖甲中換向器的作用相同，都是為了改變線圈中的電流方向 C．將圖甲中電源的正負(fù)極對調(diào)，線圈的轉(zhuǎn)動方向不變 D．將圖乙中金屬支架的高度降低，線圈的轉(zhuǎn)速會加快【解答】解：A、電動機(jī)的工作原理是通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動，故A錯誤；B、將圖乙中線圈兩端引線的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周，線圈在轉(zhuǎn)動的過程中，電流的方向不變，只有半周有電流，線圈由于具有慣性能持續(xù)的轉(zhuǎn)動下去，與圖甲的換向器的作用不同，故B錯誤；C、將圖甲中電源的正負(fù)極對調(diào)，線圖中電流的方向改變，線圈的轉(zhuǎn)動方向改變，故C錯誤；D、將圖乙中金屬支架的高度降低，磁性增強(qiáng)，線圈的轉(zhuǎn)速會加快，故D正確。故選：D。8．（2022?重慶模擬）如圖所示是燃油汽車啟動裝置的電路簡圖。汽車啟動時，需將鑰匙插入儀表板上的鑰匙孔并旋轉(zhuǎn)，則下列分析正確的是（）A．電動機(jī)工作時將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能 B．電磁鐵是利用電流的磁效應(yīng)來工作的 C．電磁鐵通電后電磁鐵的上端為S極 D．汽車正常行駛時鑰匙開關(guān)必須閉合【解答】解：A．電動機(jī)工作時消耗電能，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故A錯誤；B．電流周圍存在磁場，電磁鐵是利用電流的磁效應(yīng)來工作的，故B正確；C．根據(jù)安培定則，電磁鐵通電后電磁鐵的上端為N極，故C錯誤；D．汽車正常行駛時，啟動電機(jī)不需持續(xù)工作，鑰匙開關(guān)也不需閉合，故D錯誤。故選B。二．實驗探究題（共5小題）9．（2022?鎮(zhèn)平縣模擬）為了探究磁場，小華做了如下實驗。（1）探究磁體周圍的磁場：①在玻璃板上均勻撒上一層鐵屑，再將玻璃板放在條形磁體上方，然后輕敲玻璃板，觀察鐵屑的分布情況。鐵屑在磁場中被磁化成一個個小磁針，從而在磁場中有序地排列起來，如圖甲所示；②再在玻璃板上放一些小磁針，小磁針靜止時的情況如圖乙所示，黑色一端表示磁體的N極；某點小磁針北極所指的方向就是該點的磁場方向；（2）探究通電螺線管周圍的磁場：把小磁針放在螺線管四周不同的位置，通電后發(fā)現(xiàn)小磁針的指向如圖丙所示，說明通電螺線管周圍的磁場跟條形磁體的磁場相似，圖中右（選填“左”或“右”）端是螺線管的N極。【解答】解：（1）①在玻璃板上均勻撒上一層鐵屑，再將玻璃板放在條形磁體上方，然后輕敲玻璃板，觀察鐵屑的分布情況。鐵屑原來沒有磁性，但在磁場的作用下能夠獲得磁性，說明鐵屑被磁化了；②在玻璃板上放一些小磁針，小磁針靜止時N極所指的方向就是該點的磁場方向；（2）由圖可看出，通電螺線管外部的磁場與條形磁體的磁場相似；根據(jù)小磁針可知，螺線管的右端是N極。故答案為：（1）①輕敲；②磁場；（2）條形；右。10．（2022?鼓樓區(qū)校級一模）磁感應(yīng)強(qiáng)度B用來描述磁場的強(qiáng)弱，國際單位是特斯拉，符號是T。為了探究電磁鐵外軸線上磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與哪些因素有關(guān)，小聰設(shè)計了如圖1所示的電路，圖甲中電源電壓為6V，R為磁感應(yīng)電阻，其阻值隨磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的關(guān)系圖線如圖2所示。（1）當(dāng)只閉合S2時，通電螺線管的左端為N極；（2）當(dāng)閉合S1和S2，圖1乙中滑動變阻器的滑片P向右移動時，小超發(fā)現(xiàn)圖1甲中電流表的示數(shù)逐漸減小，說明磁敏電阻R的阻值變大，電磁鐵的磁感應(yīng)強(qiáng)度變大；（3）閉合開關(guān)S1和S2，保持滑片P不動，沿電磁鐵軸線向左移動磁感應(yīng)電阻R，測出R離電磁鐵左端的距離s與對應(yīng)的電流表示數(shù)I，算出R處磁感應(yīng)強(qiáng)度B的數(shù)值如表，請計算s＝5cm時，B＝0.40T；s/cm123456I/mA101215203046B/T0.680.650.60.510.20（4）通過表格數(shù)據(jù)可以得出：磁感應(yīng)電阻與電磁鐵距離越遠(yuǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度越小?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)右手螺旋定則可判斷，通電螺線管的左端為N極；（2）閉合S1和S2，圖乙中滑動變阻器的滑片P向右移動，變阻器接入電路的電阻變小，通過電路的電流變大，電磁鐵的磁感應(yīng)強(qiáng)度變大，圖甲中電流表的示數(shù)逐漸減小，說明磁感應(yīng)電阻R的電阻變大；（3）s＝5cm時，由表格數(shù)據(jù)可知此時電流表示數(shù)是30mA，由歐姆定律可得，此時磁感應(yīng)電阻的阻值：R=UI=6V30×10-3A=（4）綜合以上實驗數(shù)據(jù)，分析（3）中的表格數(shù)據(jù)可以得出：電磁鐵外軸線上磁感應(yīng)強(qiáng)度隨電磁鐵電流的增大而增大，離電磁鐵越遠(yuǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度越小。故答案為：（1）N；（2）大；大；（3）0.40；（3）小。11．（2022?寶應(yīng)縣三模）如圖所示是探究導(dǎo)體在磁場中運動時產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件的實驗，用一根絕緣的細(xì)線將一根銅棒AB懸掛在U形磁體的磁場中，再將銅棒AB，電流計及開關(guān)用導(dǎo)線連成一個閉合電路。（1）閉合開關(guān)后，要使電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，銅棒AB應(yīng)左右（選填“上下”或“左右”）運動。發(fā)現(xiàn)這種電磁感應(yīng)現(xiàn)象的科學(xué)家是法拉第。（2）產(chǎn)生感應(yīng)電流時，導(dǎo)體AB相當(dāng)于電源。（3）要使電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向改變，除了改變AB棒的運動方向外，還可以采用的方法是對調(diào)磁極?！窘獯稹拷猓海?）閉合開關(guān)后，銅棒AB左右運動時，銅棒做切割磁感線運動，電路中會有感應(yīng)電流產(chǎn)生，電磁感應(yīng)現(xiàn)象是英國科學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)的。（2）產(chǎn)生感應(yīng)電流時，做切割磁感線運動的導(dǎo)體AB相當(dāng)于電源；（3）要使感應(yīng)電流的方向發(fā)生變化，可以采取改變導(dǎo)體的運動方向或?qū)φ{(diào)磁極。故答案為：（1）左右；法拉第；（2）導(dǎo)體AB；（3）對調(diào)磁極。12．（2022?開福區(qū)模擬）為探究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟哪些因素有關(guān)，小明做了如下的實驗。步驟1：在水平桌面上放置一小車，小車上固定一塊條形磁鐵，連接好如圖所示的電路，并將滑動變阻器調(diào)至最左端。步驟2：閉合開關(guān)后，小明發(fā)現(xiàn)小車會沿水平方向向右運動，則螺線管的右端為N極。步驟3：斷開開關(guān)，把小車重新放在起始位置，依次向右移動變阻器滑片，閉合開關(guān)，小明觀察到小車在水平桌面上運動的距離一次比一次遠(yuǎn)，通過本組實驗可探究出電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與電流大小有關(guān)?！窘獯稹拷猓海?）為了保護(hù)電路，連接電路時，將滑動變阻器調(diào)至最大阻值處，即最左端；（2）根據(jù)安培定則可知，電流從螺線管的左端流入、右端流出，螺線管的右端為N極；（3）依次向右移動變阻器滑片，電路中的總電阻變小，電路中的電流變大，其他因素不變，小車在水平桌面上運動的距離一次比一次運，是因為電磁鐵磁性增強(qiáng)，排斥力增大，說明通過本組實驗可探究出電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與電流大小有關(guān)。故答案為：（1）左；（2）N；（3）電流大小。13．（2022?東莞市一模）（1）小明利用圖甲的裝置“探究導(dǎo)體在磁場中運動時產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件”，實驗中，小明同學(xué)通過觀察電流表的指針是否偏轉(zhuǎn)判斷電路中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流。閉合開關(guān)，當(dāng)導(dǎo)體ab水平左右運動時，發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針發(fā)生了擺動，表明電路中有電流通過，此時導(dǎo)體ab（靈敏電流計”或“導(dǎo)體ab”）就相當(dāng)于電路中的電源。（2）小明再利用圖乙所示裝置做“探究磁場對電流的作用”實驗。閉合開關(guān)，ab向右運動，說明磁場對通電導(dǎo)體有力的作用，斷開開關(guān)，將圖中磁鐵的N、S極對調(diào)，再閉合開關(guān)，會發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體棒ab向左運動，說明通電導(dǎo)體在磁場中的受力方向與磁場方向有關(guān)?！窘獯稹拷猓海?）實驗時，通過觀察電流表的指針是否偏轉(zhuǎn)，來確定電路中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流；導(dǎo)體ab在水平方向左右運動，導(dǎo)體ab切割磁感線運動，導(dǎo)體中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，此時導(dǎo)體ab提供了電流，在電路中相當(dāng)于是電源；（2）將一根導(dǎo)體ab置于蹄形磁鐵的兩極之間，未閉合開關(guān)前，電路中沒有電流，導(dǎo)體靜止不動，閉合開關(guān)后，電路中有電流，導(dǎo)體運動，說明磁場對通電導(dǎo)體有力的作用；斷開開關(guān)，將圖中磁鐵的N、S極對調(diào)，磁場方向改變，再閉合開關(guān)，電流方向不變，會發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體ab的運動方向與對調(diào)前的運動方向相反，向左運動，這說明通電導(dǎo)體在磁場中的受力方向與磁場方向有關(guān)。故答案為：（1）電流表的指針是否偏轉(zhuǎn)；（2）通電導(dǎo)體；磁場方向。三．計算題（共3小題）14．（2022?蘭考縣二模）如圖所示是空調(diào)自動控制裝置。已知R是熱敏電阻，其阻值隨溫度變化關(guān)系如表1所示。繼電器的線圈電阻R0＝10Ω，左邊控制電路的電源電壓為6V恒定不變。當(dāng)繼電器線圈中的電流大于或等于15mA時，繼電器的銜鐵被吸合，右邊的空調(diào)電路正常工作。表1溫度t/℃0510152025303540電阻R/Ω600550500450120390360330300（1）請通過計算說明空調(diào)的啟動溫度是多少℃？（2）為將空調(diào)的啟動溫度改為30℃請說出一個調(diào)節(jié)的方法？（3）若空調(diào)的銘牌如表2所示，設(shè)夏季時空調(diào)每天以額定功率工作6h，每月按30天計算，該空調(diào)一個月消耗電能是多少？（4）為節(jié)約用電，夏季要適當(dāng)升高空調(diào)的啟動溫度，曉紅認(rèn)為可以適當(dāng)增大線圈的匝數(shù)，請你說說該方法是否可行，并說明理由。表2電源220V50Hz額定功率：制冷2200W制熱2800W質(zhì)量10kg【解答】解：（1）當(dāng)電流達(dá)到15mA時，銜鐵被吸合，右側(cè)空調(diào)開始工作。由I=URR總=UI=此時熱敏電阻的阻值：R熱＝R總﹣R0＝400Ω﹣10Ω＝390Ω，對照表格數(shù)據(jù)可知，此時的啟動溫度是25℃。（2）因為電路啟動時的總電阻為400Ω，由表中數(shù)據(jù)可知，空調(diào)啟動溫度設(shè)定為30℃時，熱敏電阻的阻值為360Ω，則電路中還應(yīng)串聯(lián)的電阻：R′＝R總﹣R熱′﹣R0＝400Ω﹣360Ω﹣10Ω＝30Ω。（3）由名牌可知，空調(diào)的額定電壓為220V，制冷時，額定功率為2200W，由P＝UI得，空調(diào)正常工作時的電流：I=PU空調(diào)每月工作時間t＝30×6h＝180h，空調(diào)的制冷功率P＝2200W＝2.2kW，則空調(diào)一個月消耗的電能：W＝Pt＝2.2kW×180h＝396kW?h＝396度。（4）不可行，因為本裝置啟動的電流是一定的，通過改變電阻來改變啟動溫度，增大線圈的匝數(shù)對繼電器的線圈電阻改變不明顯，通?？纱?lián)一個定值電阻。答：（1）計算說明該空調(diào)的啟動溫度是25℃；（2）為了節(jié)省電能，將空調(diào)啟動溫度設(shè)定為30℃，控制電路中需要串聯(lián)30Ω的電阻；（3）夏季運轉(zhuǎn)時，空調(diào)正常工作時的電流為10A；假如夏季每天以額定功率工作6小時，每月按30天計算，一個月耗電396度（4）不可行，增大線圈的匝數(shù)對繼電器的線圈電阻改變不明顯。15．（2022?萬安縣模擬）基于環(huán)保性、能源安全性等原因，大力發(fā)展新能源汽車新興產(chǎn)業(yè)是我國的基本國策。如圖，電動汽車是以車載電源為動力，用電動機(jī)驅(qū)動車輪行駛。下表是某電動汽車的主要技術(shù)指標(biāo)：最高車速120km/h一次充電連續(xù)行駛里程150km蓄電池336V/40A?h高性能磷酸鐵鋰電池充電時間4﹣6h每百公里耗電12kW?h整車質(zhì)量