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第32講　電與磁
命題分析　
廣東省近五年中考物理命題分析
考點 2023 2022 2021 2020 2019
磁現(xiàn)象與磁場 ___ ___ ___ ___ ___
電流的磁效應(yīng) 省題13 省題15 ___ 省題15 ___
磁場對電流的作用 ___ ___ ___ 省題6 省題11
電磁感應(yīng) 省題6 省題7 省題16 ___ ___
【課程標(biāo)準(zhǔn)】
2．4.2　通過實驗，認(rèn)識磁場。知道地磁場。
例　查閱資料，了解我國古代指南針的發(fā)明對人類社會發(fā)展的貢獻(xiàn)。
2．4.3　通過實驗，了解電流周圍存在磁場。探究并了解通電螺線管外部磁場的方向。了解電磁鐵在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。
2．4.4　通過實驗，了解通電導(dǎo)線在磁場中會受到力的作用，并知道力的方向與哪些因素有關(guān)。
例1　了解動圈式揚聲器的結(jié)構(gòu)和原理。
例2　了解直流電動機的工作原理。
2．4.5　探究并了解導(dǎo)體在磁場中運動時產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。了解電磁感應(yīng)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。
例　了解發(fā)電機的工作原理。
考點一　磁體與磁場
1．磁現(xiàn)象
(1)磁性：物體能夠吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)。
(2)磁極：磁體吸引能力最強的兩個部位叫做磁極。任何磁體都有兩個磁極，一個是北極或N極，一個是南極或S極。
(3)磁極間相互作用的規(guī)律：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。
(4)磁化：一些物體在磁體或電流的作用下獲得磁性的現(xiàn)象。
2．磁場
(1)定義：磁體周圍存在一種看不見、摸不著，能使小磁針偏轉(zhuǎn)的物質(zhì)，我們把它叫做磁場。
(2)性質(zhì)：磁場對放入其中的磁體產(chǎn)生力的作用，磁體之間的相互作用是通過磁場來發(fā)生的。
(3)方向：小磁針靜止時N極所指的方向，就是該點磁場的方向。
3．磁感線
(1)定義：用一些帶箭頭的曲線可以方便、形象地描述磁場的某些特征和性質(zhì)，這樣的曲線叫做磁感線。
(2)方向：
①在磁體外部，磁感線是從磁體的N極出發(fā)，回到S極。
②在磁體內(nèi)部，磁感線是從磁體的S極出發(fā)，回到N極。
③磁感線上任何一點的切線方向，都與該點的磁場方向一致。
(3)特點：
①磁場是真實存在于磁體周圍的一種特殊物質(zhì)，但磁感線卻不是真實存在的。
②磁感線分布的疏密反映磁場的強弱，磁感線分布越密的地方，其磁場越強。
③磁體周圍的磁感線是立體的封閉曲線，任何兩條磁感線都不會相交。
4．地磁場
(1)定義：地球是一個巨大的磁體，地球周圍的磁場叫做地磁場。地磁場的形狀和條形磁體的磁場相似。
(2)磁極：地磁的南極在地理的北極附近，地磁的北極在地理的南極附近。
(1)磁感線分布越密的地方，磁場越弱。(　×　)
(2)磁感線是磁場中真實存在的一些曲線，還可以通過實驗來模擬。(　×　)
(3)磁體周圍的磁感線從磁體的S極出發(fā)，回到磁體的N極，構(gòu)成閉合曲線。(　×　)
(4)磁感線上某一點的切線方向與放在該點的小磁針靜止時南極所指的方向相反。(　√　)
例1　(2022·廣州)放在條形磁體周圍的小磁針靜止時如圖所示，三個小磁針的N極和一個小磁針的S極被涂黑，則S極被涂黑的小磁針是(　　)
A．甲 B．乙
C．丙 D．丁
答案　A
解析　根據(jù)磁極間的相互作用確定小磁針的N、S極。由異名磁極相互吸引可知，乙、丙、丁的N極都被條形磁體的左端吸引，這說明條形磁體的左端為S極，右端為N極，甲被條形磁體的右端吸引，這說明甲的左端為S極，故A正確。
例2　(2023·福建)在我國古代的四大發(fā)明中，主要應(yīng)用了磁性材料特性的是(　　)
A．指南針 B．火藥 C．印刷術(shù) D．造紙術(shù)
分析　地球的周圍存在磁場，地磁場的N極在地理南極附近，地磁場的S極在地理北極附近，由于異名磁極相互吸引，故指南針靜止時指向南方的是它的S極，指向北方的是它的N極。
答案　A
例3　(2023·揚州)在地球上，對列車速度影響較大的因素除了自身的動力外，還有車與軌道間的________力。我國在超高速磁懸浮領(lǐng)域的技術(shù)全球領(lǐng)先，磁懸浮列車?yán)胈_______實現(xiàn)列車與軌道之間的懸浮。
答案　摩擦　磁極間的相互作用規(guī)律
解析　在地球上，列車受重力的作用，車與軌道間有摩擦力；磁懸浮列車?yán)么艠O間的相互作用規(guī)律實現(xiàn)列車與軌道之間的懸浮。
名師點撥 (1)磁場是一種特殊的物質(zhì)，它看不見，摸不著，是真實的客觀存在。 (2)磁體間的相互作用是通過磁場這種物質(zhì)來實現(xiàn)的。 (3)磁感線是描述磁場的方法，磁感線能通過實驗?zāi)M，但不是真實存在的。 (4)在磁體外部，磁感線從N極出發(fā)，回到S極；在磁體內(nèi)部是從S極到N極。磁感線不會相交。 (5)磁場中能夠自由轉(zhuǎn)動的小磁針靜止時北極的指向規(guī)定為磁場方向，即磁場中某一點的磁場方向與這一點放置的小磁針靜止時北極的受力方向相同，與小磁針南極的受力方向相反。
考點二　電流的磁效應(yīng)
1．電流的磁效應(yīng)
(1)定義：通電導(dǎo)線周圍存在與電流方向有關(guān)的磁場，這種現(xiàn)象叫做電流的磁效應(yīng)。
(2)發(fā)現(xiàn)：1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特通過實驗發(fā)現(xiàn)了電流的周圍存在磁場，是世界上最早發(fā)現(xiàn)電與磁之間聯(lián)系的科學(xué)家。
2．通電螺線管的磁場
(1)特點：通電螺線管外部的磁場與條形磁體的磁場相似，它的兩端相當(dāng)于條形磁體的兩個磁極。
(2)影響因素：通電螺線管兩端的極性與電流方向有關(guān)。
(3)通電螺線管磁極的判斷(安培定則，也叫右手螺旋定則)：用右手握住螺線管，讓四指指向跟螺線管中電流的方向相同，則大拇指所指的那端是通電螺線管的N極。
(4)應(yīng)用。
①電磁鐵。
a．定義：內(nèi)部插有鐵芯的通電螺線管。
b．影響磁性強弱的因素：線圈匝數(shù)和電流大小。
ⅰ.線圈匝數(shù)：電流一定時，匝數(shù)越多，磁性越強。
ⅱ.電流大小：線圈匝數(shù)一定時，電流越大，磁性越強。
②電磁繼電器。
電磁繼電器是利用電磁鐵控制電路通斷的開關(guān)。它的工作原理是通過直接控制低壓電路的通斷，間接控制高壓電路的通斷。
(1)通過電流越大的線圈磁性一定越強。(　×　)
(2)奧斯特首先發(fā)現(xiàn)了磁生電。(　×　)
(3)通過改變電磁鐵線圈的匝數(shù)，可以改變電磁鐵的極性。(　×　)
(4)改變通過電磁鐵的電流方向可以改變電磁鐵磁性的強弱。(　×　)
例4　(2023·廣東)如圖所示，桌面上有一枚轉(zhuǎn)動靈活的小磁針，靜止時，小磁針______極指南。當(dāng)導(dǎo)線與電池觸接時，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明通電導(dǎo)線周圍存在________；斷開電路，小磁針________(選填“會”或“不會”)回到原來位置。
答案　S　磁場　會
解析　地理的南極附近是地磁的北極，根據(jù)異名磁極相互吸引的規(guī)律，靜止時，小磁針的S極指南；題圖中，當(dāng)導(dǎo)線與電池觸接時，可以看到小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即小磁針受到磁場力的作用，說明通電導(dǎo)線周圍存在磁場；斷開電路，電路中無電流，小磁針在地磁場作用下回到原來的位置，且磁針靜止時，其S極將指向地理南極附近。
例5　(2023·惠州惠東縣一模)如圖所示，閉合開關(guān)，通電螺線管右側(cè)的小磁針靜止時，小磁針的N極指向左。則通電螺線管的左端是________(選填“N”或“S”)極，電源的右端為________(選填“正”或“負(fù)”)極。若使通電螺線管的磁性增強，滑動變阻器的滑片P應(yīng)向________(選填“左”或“右”)端移動。
分析　由小磁針的指向可判斷出電磁鐵的極性，根據(jù)安培定則判斷電源的正負(fù)極；由磁性的變化可知電流的變化，從而判斷滑片的移動情況。
答案　N　正　右
例6　(教材素材)(2023·廣州越秀區(qū)模擬)如圖所示是巨磁電阻特性原理的示意圖，其中GMR是一個巨磁電阻，其阻值隨磁場的增強而急劇減小。閉合開關(guān)S1、S2，下列說法正確的是(　　)
A．電磁鐵的右端為N極
B．當(dāng)滑片P向右滑動時，阻值變大，電磁鐵磁性增強
C．當(dāng)滑片P向左滑動時，阻值變小，巨磁電阻的阻值增大
D．當(dāng)滑片P向左滑動時，阻值變小，指示燈變亮
分析　(1)利用安培定則判斷電磁鐵的磁極；
(2)由滑動變阻器滑片的移動判定電路中電流的變化情況，通過電路中電流的變化結(jié)合電磁鐵磁性強弱的決定因素可以判定電磁鐵磁性強弱的變化；
(3)當(dāng)滑片P向左滑動時，根據(jù)歐姆定律判定電路中電流的變化和電磁鐵磁性強弱的變化，進而判定巨磁電阻的阻值的變化，根據(jù)歐姆定律判定通過指示燈電流的變化和指示燈亮度的變化。
答案　D
名師點撥 (1)通電螺線管相當(dāng)于條形磁體，與條形磁體聯(lián)系解題。 (2)以通電螺線管正面電流為例，電流向上，N極在左端，電流向下，N極在右端，便于記憶，可簡化為“上左，下右”。 (3)通電螺線管外部的磁場方向是從N極到S極，內(nèi)部的磁場方向是從S極到N極。螺線管附近的小磁針自由靜止時N極的指向是磁場的方向，因此放在螺線管內(nèi)部和外部的小磁針應(yīng)如圖所示。
考點三　磁場對電流的作用
1．磁場對通電導(dǎo)線的作用
磁場對通電導(dǎo)線具有力的作用，其作用方向跟電流的方向、磁場的方向有關(guān)。
2．直流電動機
(1)原理：根據(jù)通電線圈在磁場中受力運動的原理制成。
(2)能量轉(zhuǎn)化：在工作過程中把電能轉(zhuǎn)化成機械能。
注意：換向器的作用是改變線圈的電流方向，使線圈得以持續(xù)轉(zhuǎn)動。
(1)同時改變導(dǎo)線中的電流方向和磁場方向時，線圈受力的方向不變。(　√　)
(2)動圈式揚聲器和電動機的工作原理相同。(　√　)
(3)通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動的過程中，機械能轉(zhuǎn)化為電能。(　×　)
(4)電流表的指針偏轉(zhuǎn)是因為通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用。(　√　)
例7　(2023·梅州一模)如圖所示，線圈abcd位于磁場中，開關(guān)S與觸點1接通時，ab段導(dǎo)線受磁場力F的方向向上，以下說法正確的是(　　)
A．該模型為發(fā)電機
B．開關(guān)S和觸點1接通后，線圈可以一直順時針轉(zhuǎn)動下去
C．將磁極N、S對調(diào)位置后，ab導(dǎo)線受到的磁場力會增大
D．當(dāng)開關(guān)S改為與觸點2接通時，ab段導(dǎo)線受磁場力方向向下
分析　(1)電動機模型有電源，發(fā)電機模型沒有電源；
(2)線圈越過了平衡位置以后，受到的磁場力的方向與運動方向相反；
(3)改變電流的方向或磁場的方向都可以改變線圈的受力方向，從而使其轉(zhuǎn)動方向不同，若電流的方向和磁場的方向都同時改變，不會改變線圈的受力方向。
答案　D
例8　(2023·廣州)用電動機豎直提升重物。
(1)圖甲中重物上升過程經(jīng)過M、N、O、P點，其速度在MN段不斷增大，在NO段不變，在OP段不斷減小，忽略空氣阻力，則重物在(　　)
A．MN段動能不變 B．MN段機械能不變
C．NO段機械能增大 D．OP段重力勢能減小
(2)圖甲中ab邊所受磁場的作用力為F。把電源的正負(fù)極對調(diào)再接入電路，閉合開關(guān)，線圈abcd轉(zhuǎn)至圖乙所示位置，則(　　)
A．圖甲中流過ab邊的電流方向是從b到a
B．圖甲中cd邊受到磁場作用力的方向與F的相同
C．圖乙中ab邊受到磁場作用力的方向與F的相反
D．圖乙中cd邊受到磁場作用力的方向與F的相反
分析　通電導(dǎo)體在磁場中受力的方向與電流方向和磁場方向有關(guān)；當(dāng)只改變其中一個因素時，磁場力的方向發(fā)生改變；當(dāng)兩個因素都改變時，磁場力的方向不變。
答案　(1)C　(2)D
解析　(1)MN段，重物運動速度變大，質(zhì)量不變，動能變大，高度變大，重力勢能變大，機械能變大，故A、B錯誤；NO段重物運動速度不變，質(zhì)量不變，動能不變，高度變大，重力勢能變大，機械能增大，故C正確；OP段重物質(zhì)量不變，高度變大，重力勢能變大，故D錯誤。
(2)電流從電源的正極流出，經(jīng)過線圈后回到電源的負(fù)極，由題圖甲可知，流過ab邊的電流方向是從a到b，故A錯誤；題圖甲中cd邊與ab邊所處磁場方向相同，電流方向相反，所以受到磁場作用力的方向與F相反，故B錯誤；題圖乙中ab邊與題圖甲中ab邊所處磁場方向相同，電流方向相同，所以題圖乙中ab邊受到磁場作用力的方向與F的相同，故C錯誤；題圖乙中cd邊與題圖甲中ab邊所處磁場方向相同，電流方向相反，受到磁場作用力的方向與F的相反，故D正確。
考點四　電磁感應(yīng)
1．電磁感應(yīng)
(1)定義：閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)。
(2)發(fā)現(xiàn)：1831年，英國物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
(3)影響感應(yīng)電流方向的因素：磁場的方向和導(dǎo)體運動的方向。
(4)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用：動圈式話筒。
2．發(fā)電機
(1)原理：電磁感應(yīng)。
(2)能量轉(zhuǎn)化：將機械能轉(zhuǎn)化成電能。
(1)發(fā)電機是根據(jù)通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動而制成的。(　×　)
(2)閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場中運動時，電路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流。(　×　)
(3)動圈式話筒的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。(　√　)
(4)法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。(　√　)
例9　(2022·廣東)圖中的a表示垂直于紙面的一段導(dǎo)線，它是閉合電路的一部分，當(dāng)a在下列磁場中沿圖中所示方向運動時，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(　　)
分析　能否產(chǎn)生感應(yīng)電流，就要看圖示的情景能否滿足以下三個條件：①閉合電路；②部分導(dǎo)體；③切割磁感線運動。
答案　D
名師點撥 (1)如何理解“切割磁感線運動”。 我們把磁感線理解成從N極出發(fā)到S極進入的曲線，如果導(dǎo)體運動方向會穿過曲線，我們就說切割了磁感線。 例如：a是垂直于紙面的通電導(dǎo)線橫截面，磁感線從N到S方向分布，甲圖運動方向與磁感線方向平行，不切割磁感線；乙圖導(dǎo)線垂直于紙面運動也不切割磁感線；丙圖運動方向與磁感線垂直，切割磁感線；丁圖盡管斜向運動，但運動方向穿過磁感線，切割磁感線。 (2)導(dǎo)線切割磁感線的運動是相對的。 如果導(dǎo)線靜止不動，磁感線運動，也可以切割磁感線。 例如：條形磁體在線圈中迅速穿過時，磁體周圍的磁感線在運動，也可以認(rèn)為線圈是在切割磁感線，所以會產(chǎn)生感應(yīng)電流。
例10　(2023·惠州一模)我國高鐵采用了能量回收制動方式：列車到站前停止動力供電，列車靠慣性繼續(xù)向前運行，內(nèi)部線圈隨車輪轉(zhuǎn)動，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，把機械能轉(zhuǎn)化為電能進行回收。以下與其工作原理相同的是(　　)
分析　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，這是一種電磁感應(yīng)現(xiàn)象，分析找出與高鐵節(jié)能原理相同的選項。
實驗裝置
工作原理 電流的磁效應(yīng) 通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用 電磁感應(yīng) 電流的磁效應(yīng)
主要應(yīng)用 電磁繼電器、電磁起重機 電動機、揚聲器 發(fā)電機、動圈式話筒 電磁鐵、電磁繼電器
答案　C
考點一　磁體與磁場
1.(2023·茂名模擬)如圖是計算機模擬出的磁感線立體示意圖，下列說法正確的是(　　)
A．兩條磁感線可以相交
B．磁感線和磁場都是真實存在的
C．磁感線不僅可以描述磁場的方向還可以描述磁場的強弱
D．兩條磁感線中間沒有磁場
答案　C
2．(2023·深圳)下列現(xiàn)象中可以證明地磁場客觀存在的是(　　)
A．如圖A兩個綁著條形磁體的小車它們相對的兩面分別是N極和S極它們相互吸引
B．如圖B“司南之杓，投之于地，其柢指南”
C．如圖C通電螺線管吸引鐵釘
D．如圖D小白同學(xué)制作的手搖發(fā)電機
答案　B
解析　兩個綁著條形磁體的小車它們相對的兩面分別是N極和S極它們相互吸引，證明異名磁極相互吸引，故A不符合題意；“司南之杓，投之于地，其柢指南”，杓的柄始終指南是受到地磁場的作用，證明地磁場客觀存在，故B符合題意；通電螺線管吸引鐵釘，證明電流具有磁效應(yīng)，故C不符合題意；手搖發(fā)電機是利用了電磁感應(yīng)原理，證明導(dǎo)體切割磁感線，能產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D不符合題意。
考點二　電流的磁效應(yīng)
3.(2023·珠海香洲區(qū)一模)如圖所示，在電磁鐵的正上方用彈簧懸掛一條形磁體，閉合開關(guān)后，將滑動變阻器的滑片P從a端移到b端的過程中，下列判斷正確的是(　　)
A．小燈泡變亮，彈簧伸長
B．小燈泡變暗，彈簧伸長
C．電流表示數(shù)變大，彈簧收縮
D．電流表示數(shù)變小，彈簧收縮
答案　A
4.(2023·清遠(yuǎn)清城區(qū)模擬)如圖是小蔡同學(xué)設(shè)計的短跑比賽“搶跑判斷器”。電磁鐵是利用電流的________效應(yīng)工作的，其上端為________(選填“N”或“S”)極。當(dāng)運動員蹲在起跑器上后，裁判員老師閉合開關(guān)S1、S2，發(fā)令指示燈亮，運動員搶跑后，R0所受壓力變小，電阻變小，電磁鐵將銜鐵吸下，搶跑指示燈________(選填“L1”或“L2”)亮，則判定該運動員搶跑。
答案　磁　N　L2
解析　電磁鐵通電時有磁性，斷電時無磁性，是利用電流的磁效應(yīng)工作的；由題圖可知，電流從電磁鐵的上端流入，下端流出，根據(jù)安培定則可知，電磁鐵的上端為N極；工作人員閉合開關(guān)S1、S2，發(fā)令指示燈L1亮，運動員搶跑后，R0所受壓力變小，其電阻變小，根據(jù)歐姆定律可知控制電路中的電流變大，電磁鐵的磁性增強，將銜鐵吸下，燈L2所在電路接通，則搶跑指示燈L2亮。
考點三　磁場對電流的作用
5．(2021·廣州)如圖甲，磁場對導(dǎo)體的力F豎直向上，用Fab、Fcd、Fa′b′、Fc′d′分別表示圖乙、丙中閉合開關(guān)時磁場對導(dǎo)體ab、cd、a′b′、c′d′的力，則(　　)
A．Fab豎直向下，F(xiàn)cd豎直向下 B．Fab豎直向上，F(xiàn)cd豎直向下
C．Fa′b′豎直向上，F(xiàn)c′d′豎直向下 D．Fa′b′豎直向下，F(xiàn)c′d′豎直向上
答案　D
解析　題圖甲中，電源左側(cè)為正極、右側(cè)為負(fù)極，則導(dǎo)體中的電流方向垂直于紙面向里，磁體間的磁場方向從右向左，導(dǎo)體受到磁場力的方向是豎直向上的；題圖乙中，電源正負(fù)極與題圖甲相反，閉合開關(guān)后，ab中的電流方向垂直于紙面向外(即從b到a)，磁體間的磁場方向從右向左，與題圖甲中的電流方向相反，磁場方向相同，所以ab與題圖甲中導(dǎo)體受到磁場力的方向相反，即Fab豎直向下；由于cd中的電流方向與ab中的電流方向相反，磁場方向相同，則cd的受力方向與ab的受力方向相反，即Fcd豎直向上，故A、B錯誤；題圖丙中，電源正負(fù)極與題圖甲相同，閉合開關(guān)后，a′b′中的電流方向垂直于紙面向里(即從a′到b′)，而磁體間的磁場方向是從左向右，與題圖甲中的電流方向相同，磁場方向相反，所以a′b′與題圖甲中導(dǎo)體受到磁場力的方向相反，即Fa′b′豎直向下；由于c′d′中的電流方向與a′b′中的電流方向相反，磁場方向相同，則c′d′的受力方向與a′b′的受力方向相反，即Fc′d′豎直向上，故D正確，C錯誤。
6.(2019·廣東)如圖所示，閉合開關(guān)，靜止的導(dǎo)體棒ab在軌道上向右運動，說明了通電導(dǎo)體在磁場中受到________的作用，若只將電源的正、負(fù)極對調(diào)，則導(dǎo)體棒ab將向________(選填“左”或“右”)運動；若只將蹄形磁體的N、S極對調(diào)，則導(dǎo)體棒ab將向________(選填“左”或“右”)運動。
答案　力　左　左
解析　閉合開關(guān)，靜止的導(dǎo)體棒ab在軌道上向右運動，說明通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用。若只將電源的正、負(fù)極對調(diào)，改變了電流方向，則導(dǎo)體棒ab的運動方向改變，所以導(dǎo)體棒ab將向左運動。若只將蹄形磁鐵的N、S極對調(diào)，改變了磁場方向，則導(dǎo)體棒ab的運動方向改變，所以導(dǎo)體棒ab將向左運動。
考點四　電磁感應(yīng)
7.(2023·廣東)如圖所示，小明用線圈、條形磁鐵和靈敏電流計來驗證電磁感應(yīng)現(xiàn)象，下列不能使靈敏電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的操作是(　　)
A．線圈不動，磁鐵快速向上 B．線圈不動，磁鐵快速向下
C．磁鐵不動，線圈快速向上 D．線圈和磁鐵同時同速向上
答案　D
解析　題圖中線圈和電流計組成了閉合電路，線圈不動，磁鐵快速向上運動時，線圈切割了磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A不符合題意；線圈不動，磁鐵快速向下運動時，線圈切割了磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B不符合題意；磁鐵不動，線圈快速向上運動，線圈同樣切割了磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C不符合題意；線圈和磁鐵同時同速向上運動，由于相對靜止，線圈沒有切割磁感線，因而不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D符合題意。
8.(2023·陽江江城區(qū)二模)如圖甲所示的門禁系統(tǒng)越來越多地應(yīng)用在小區(qū)的智能化管理中，其原理如圖乙所示，閉合開關(guān)，下列說法正確的是(　　)
A．門禁系統(tǒng)的工作原理與電動機原理相同
B．門禁系統(tǒng)工作時是將電能轉(zhuǎn)化為機械能
C．圖乙中導(dǎo)體ab上下運動時，靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)
D．圖乙中磁體左右運動時，靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)
答案　D
解析　門禁系統(tǒng)的原理是利用了電磁感應(yīng)；電動機的原理是通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動，門禁系統(tǒng)的原理與電動機的原理不同，故A錯誤；門禁系統(tǒng)工作時，是把機械能轉(zhuǎn)化為電能，故B錯誤；若題圖乙中導(dǎo)體ab上下運動，導(dǎo)體沒有在磁場中切割磁感線，靈敏電流計指針不偏轉(zhuǎn)，故C錯誤；若題圖乙中磁體左右運動，由于運動是相對的，導(dǎo)體在磁場中切割磁感線，靈敏電流計指針會偏轉(zhuǎn)，故D正確。
9．(2023·汕頭潮南區(qū)模擬)廣東的春季，天氣潮濕，需要除濕，如圖甲所示為某實驗室的自動除濕器。除濕器內(nèi)部的電路結(jié)構(gòu)由控制電路和工作電路兩部分組成，簡化后的電路圖如圖乙所示。控制電路中的電源電壓U1＝12 V，調(diào)控電阻R0的阻值范圍為0～1 000 Ω，R為裝在除濕器內(nèi)的濕敏電阻，其阻值隨相對濕度φ(空氣中含有水蒸氣的百分比，單位為：%RH)變化的圖象如圖丙所示。L為磁控開關(guān)，當(dāng)濕敏電阻R的阻值發(fā)生變化時，控制電路中的電流隨之發(fā)生變化，當(dāng)電流大于或等于20 mA時，L的兩個由磁性材料制成的彈片具有了磁性并相互吸合，工作電路的壓縮機開始帶動系統(tǒng)進行除濕。工作電路兩端電壓U2＝220 V，Rg為保護電阻，磁控開關(guān)L的導(dǎo)線電阻不計。問：
(1)當(dāng)S接通時，可判斷出圖乙中線圈上端P的磁極是________極。
(2)磁性彈片可能是下列哪些材料組成________。
A．鈷、鋅 B．鐵、鋁 C．鈷、鎳 D．鐵、鋼
(3)開關(guān)S閉合后，磁控開關(guān)L的兩個彈片就具有了磁性，其原理與以下哪個裝置相同________(選填字母序號)。
A．電動機 B．電磁鐵 C．發(fā)電機 D．動圈式話筒
(4)因?qū)嶒炇覂?nèi)有較敏感的器件，要求相對濕度控制在45%RH以內(nèi)，則R0調(diào)控電阻的阻值不能超過________ Ω。
(5)在磁控開關(guān)L閉合條件不變的情況下，若要早點開始除濕，則可以________________(請從改變R0或U1角度解答)。
答案　(1)N　(2)C　(3)B　(4)500　(5)減小R0或增大U1
解析　(1)當(dāng)S接通時，電流從螺線管上端流入，由安培定則可判斷出題圖乙中線圈的上端P的磁極是N極。
(2)磁性材料是指鐵、鈷、鎳等物質(zhì)，磁性彈片需要用磁性材料，鋅、鋁不是磁性材料，鋼是磁性材料，但鋼是硬磁性材料，通電時有磁性，斷電時磁性不會消失，不適合做磁性彈片，故A、B、D不符合題意，C符合題意。
(3)開關(guān)S閉合后，磁控開關(guān)L的兩個彈片在電流的作用下被磁化成異名磁極，異名磁極相互吸引，利用了電流的磁效應(yīng)。電動機的原理是通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用，故A不符合題意；電磁鐵的原理是導(dǎo)體通電產(chǎn)生了磁場，即電生磁，屬于電流的磁效應(yīng)，故B符合題意；發(fā)電機和動圈式話筒的原理都是電磁感應(yīng)，故C、D不符合題意。
(4)由題圖丙可知，當(dāng)相對濕度控制在45%RH時濕敏電阻R的阻值R′＝100 Ω，電流為I≥20 mA＝0.02 A；此時L的兩個磁性彈片相互吸合，工作電路的壓縮機開始帶動系統(tǒng)進行除濕。根據(jù)歐姆定律I＝可得，電路中的總電阻R總＝＝＝600 Ω，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，調(diào)控電阻R0的阻值R0＝R總－R′＝600 Ω－100 Ω＝500 Ω。
(5)由題圖丙可知濕敏電阻R的阻值隨著相對濕度的增加而變小，若要早點開始除濕，即相對濕度更低時即開始，濕敏電阻阻值變大，由于銜鐵被吸下的電流不變，根據(jù)歐姆定律I＝可知，可以增大U1或減小控制電阻R0的阻值。
10．(2023·深圳坪山區(qū)模擬)由我國著名科幻作家劉慈欣創(chuàng)作的科幻小說《三體》中描繪過這樣一個未來世界，地球擁有“無限能源(電力)”，所有東西都無需考慮充電問題，汽車不用加油也不需插電就可以在天上飛，杯子里的牛奶握在手里即可加熱。無線充電仿佛無時無刻覆蓋著地球的每一個角落。而這個幻想也正在逐步變?yōu)楝F(xiàn)實。
(1)市場上支持無線充電的智能手機和充電器大部分技術(shù)原理是：電流流過送電線圈產(chǎn)生磁場，受電線圈靠近該磁場時就會產(chǎn)生電流，給智能手機充電。下列實驗與受電線圈處工作原理相同的是________。
(2)為研究無線傳輸電能，某科研小組在實驗室試制了無線電能傳輸裝置，在短距離內(nèi)點亮了燈泡，如圖甲所示。實驗測得，接在b線圈上的用電器獲得的電功率為輸入a線圈電功率的40%。若把a線圈接入電壓為220 V的電源，測得該線圈中的電流為0.2 A。b線圈中只接入一盞燈泡，此時該燈泡恰能正常發(fā)光，則該燈泡的功率為________ W。
(3)如圖乙所示，有人設(shè)想：通過安置在插座上的電流轉(zhuǎn)換器，將電能轉(zhuǎn)換為超聲波，電動小車上的接收器收到超聲波信號，可將其能量轉(zhuǎn)換為電能為電池充電。
已知：在電流轉(zhuǎn)換器輸出功率一定時，接收器接收到的超聲波功率P與它和轉(zhuǎn)換器間距離L關(guān)系滿足公式P＝，它將超聲波能量轉(zhuǎn)化為電能并儲存在電池中的效率為50%；當(dāng)小車與轉(zhuǎn)換器間距離L0＝1 m時，接收器接收到的超聲波功率P0＝8 W：
①當(dāng)小車與轉(zhuǎn)換器間距離為1 m時，電池充電1 h所儲存的電能為________ J；
②該公式中的k值為________ W·m2；
③若充電時小車與轉(zhuǎn)換器之間距離L＝2 m，則超聲波能量轉(zhuǎn)化為電能的功率為________ W，若要儲存到和①中相同的電能，需等待________ h。
答案　(1)C　(2)17.6　(3)①1.44×104　②8　③1　4
解析　(1)由題意可知，電流流過送電線圈產(chǎn)生磁場，受電線圈靠近該磁場時就會產(chǎn)生電流，給智能手機充電，則可知受電線圈處的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象；圖A是電磁繼電器，主要是利用了電流的磁效應(yīng)，故A不符合題意；圖B中給金屬棒通電，金屬棒在磁場中會發(fā)生運動，說明通電導(dǎo)體受到磁場力的作用，故B不符合題意；圖C中閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運動能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流，是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故C符合題意；圖D是探究電磁鐵磁性強弱的影響因素，利用的是電流的磁效應(yīng)，故D不符合題意；
(2)a線圈的輸入功率P總＝UI＝220 V×0.2 A＝44 W，由題意可得，b線圈得到的功率，即燈泡正常發(fā)光時的功率為P＝ηP總＝40%×44 W＝17.6 W；
(3)①電池充電1 h后，接收器接收到的超聲波能量為E聲＝W＝P0t＝8 W×3 600 s＝2.88×104 J；
由題意知，電池所儲存的電能E電＝ηE聲＝50%×2.88×104 J＝1.44×104 J；
②根據(jù)題意可知，當(dāng)小車與轉(zhuǎn)換器間距離L0＝1 m時，接收器接收到的超聲波功率P0＝8 W，
由P＝可知，k＝P0L02＝8 W×(1 m)2＝8 W·m2；
③若充電時小車與轉(zhuǎn)換器之間距離L＝2 m，接收器接收到的超聲波功率P′＝＝＝2 W，
由于接收器將超聲波能量轉(zhuǎn)化為電能并儲存在電池中的效率為50%，所以超聲波能量轉(zhuǎn)化為電能的功率P″＝ηP′＝50%×2 W＝1 W；
由P＝可知，若要儲存到和①中相同的電能，需等待的時間t′＝＝＝1.44×104 s＝4 h。

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