資源簡介

專題16 電磁學、信息和能源
電磁學是物理學中的一個重要分支，它涉及到電場、磁場、電磁波等多個方面。在中考物理命題中，電磁學的內容一直是重點之一。在2024年的中考中，預計會有更多的試題涉及到電磁學的知識，比如關于電流、電壓、電阻的計算，電磁感應現象的解釋和應用等。
隨著信息技術的不斷發展，信息傳遞和處理在日常生活和工作中越來越重要。在中考物理命題中，信息傳遞和處理的原理和應用也將成為重點之一。預計會有更多的試題涉及到信息傳遞的原理、信號的處理和應用等方面的知識，比如關于聲音、圖像、數字信號的處理和傳輸等。
能源問題是當今世界面臨的重大挑戰之一。在中考物理命題中，能源的轉化和利用也是重點之一。預計會有更多的試題涉及到能源的轉化和利用，比如關于太陽能、風能、水能等的開發和利用，以及節能減排等方面的知識。
在2024年中考物理命題中，"電磁學、信息和能源"這個主題將會是一個重要的命題方向。考生需要加強對這個主題的學習和理解，全面掌握相關的知識點，并且注重知識的應用和實踐能力的提升。
知識點一：磁性和磁場
1. 磁性：物體吸引鐵、鈷、鎳的性質叫磁性，具有磁性的物體叫磁體。磁體不同部位的磁性強弱并不相同，磁性最強的部分叫磁極。
2.磁極間的相互作用：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。
3. 判斷物體是否具有磁性的幾個方法：
（1）根據磁體的吸鐵性判斷：將被測物體靠近鐵類物質（如鐵屑），若能吸引鐵類物質，說明該物體具有磁性，否則沒有磁性。
（2）根據磁體的指向性判斷：在水平面內自由轉動的被測物，靜止時若總是指南北方向，說明該物體具有磁性，否則便沒有磁性。
3）根據磁極間的相互作用規律判斷：將被測物體分別靠近靜止的小磁針的兩極，若發現有一端發生排斥現象，則說明該物體具有磁性。若與小磁針的兩極都表現為相互吸引，則該物體沒有磁性。
（4）根據磁極的磁性最強判斷：A、B兩個外形相同的鋼棒，已知其中一個具有磁性，另一個沒有磁性，具體的區分方法是：將A的一端從B的左端向右滑動，若發現吸引力的大小不變，則說明A有磁性；若吸引力由大變小再變大，則說明B有磁性。
4. 磁場和磁感線
磁場：磁體間存在一種看不見、摸不著的特殊物質，即磁場。它有強弱和方向。
磁場方向：物理學規定小磁針靜止時N極的所指的方向（即N極受力方向）是這一點的磁場方向。
磁場的基本性質：就是對放入其中的磁體產生磁力的作用。
磁感線：為了描述磁場情況而畫的帶箭頭的曲線。磁場是客觀存在的，磁感線是人們假象出來的。磁感線是立體分布的，且不交叉；磁體周圍的磁感線總是從N極出發回到S極的；它的疏密表示磁場的強弱。
常見的幾種磁場的磁感線分布如圖所示
地磁場：地球是個大的條形磁體，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，海龜信鴿都是利用地磁場來導航的。
知識點二：電生磁（電流的磁場）
1.奧斯特實驗
（1）現象：閉合開關小磁針偏轉，斷開開關小磁針回到原位，改變電流方向磁針反向偏轉。
（2）結論：該實驗說明通電導體的周圍有磁場，磁場的方向與電流的方向有關。
（3）實驗注意：要將導線平行的放在靜止小磁針的上方。
2.通電螺線管的磁場
（1）磁場特點：外部磁場方向與與條形磁鐵的磁場相似，磁感線從N極出來，進入S極；在螺線管的內部，磁感線由S極指向N極。
（2）安培定則：螺線管的極性用安培定則判定
內容：用右手握住螺線管，讓四指彎向螺線管中電流的方向，則大拇指所指的那端就螺線管的北極。
判斷方法：先標出螺線管中的電流方向;用右手握住螺線管，讓四指彎向螺線管中的電流方向，大拇指所指的那端就是螺線管的北極。
知識點三：電磁鐵 電磁繼電器
插有鐵芯的通電螺線管就是電磁鐵。軟鐵芯在通電螺線管中被磁化，也產生磁場，電磁鐵周圍的磁場既有電流產生的磁場，又有磁鐵產生的磁場。
1.電磁鐵的優點：（1）磁性強弱與通入的電流大小和線圈的匝數有關，電流越大，磁性越強；在電流一定時，外形相同的螺線管，線圈的匝數越多，它的磁性越強；（2）磁性有無可由電路的通斷來控制。通電時有磁性，斷電時磁性立即消失。（注意：電磁鐵中的鐵芯必須采用軟鐵，而不能用鋼，因為鋼能保持磁性）；（3）磁極的性質可以通過電流的方向來改變。
2.揚聲器：（1）構造：固定的永磁體，線圈，錐形紙盆。
（2）工作原理：它是把電信號轉換成聲信號的一種裝置。由于線圈中通過的電流是交變電流，它的方向不斷改變，線圈就不斷的被永磁體吸引和排斥使線圈來回振動，同時帶動紙盆的振動，于是揚聲器就發出了聲。
3.電磁繼電器：（1）電磁繼電器的工作原理：通過控制電磁鐵的電流，來達到控制工作電路的目的。因此，一般的繼電器電路由（低壓）控制電路和（高壓）工作電路兩部分組成。
電磁繼電器的工作電路和控制電路的組成和特點如圖所示：
知識點四：電動機（磁場對通電導體的作用）
1. 通電導體在磁場中受到磁力的作用，磁力的方向與磁場方向、電流方向有關。
2.應用：電動機。其能量的轉化為：電能轉化為機械能。
2. 直流電動機為什么需裝換向器？
當線圈轉到如圖所示位置時，ab邊和cd邊受的磁場力恰好在同一條直線上，
而且大小相等，方向相反，線圈在這個位置上受到相互平衡的兩個磁場力的作用，所以不能連續轉動下去。如何才能使線圈連續轉動下去呢？我們設想線圈由于慣性而通過平衡位置，恰在這時使線圈與電源線的兩個接頭互換，則線圈中的電流方向改變，它所受的磁場力的方向變成與原來的方向相反，從而可使線圈沿著原來旋轉方向繼續轉動。因此，要使線圈連續轉動，應該在它由于慣性剛轉過平衡位置時，立刻改變線圈中的電流方向。能夠完成這一任務的裝置叫做換向器。其實質是兩個彼此絕緣銅半環。
知識點五：發電機（電磁感應的現象）
1.電磁感應：閉合電路的部分導體在磁場中切割磁感線運動就會產生感應電流的現象。
2. 產生感應電流必須同時滿足三個條件：
（1）電路是閉合的；（2）導體要在磁場做切割磁感線的運動；（3）切割磁感線運動的導體只能是一部分，三者缺一不可。如果不是閉合電路，即使導體做切割磁感線運動，導體中也不會有感應電流產生，只是在導體的兩端產生感應電壓。
3.感應電流的方向：感應電流的方向跟導體切割磁感線運動方向和磁感線方向有關。因此要改變感應電流的方向，可以從兩方面考慮，一是改變導體的運動方向，即與原運動方向相反；二是使磁感線方向反向。但是若導體運動方向和磁感線方向同時改變，則感應電流的方向不發生改變。
4.應用：發電機
發電機的原理是電磁感應，發電機的基本構造是磁場和在磁場中轉動的線圈。其能量轉換是把機械能轉化為電能。
知識點六：信息傳遞與電磁波
1.現代順風耳-電話
（1）電話的組成：話筒-把聲信號變成變化的電流信號；聽筒-把變化的電流信號變成聲音信號。
（2）電話的工作原理：聲音→話筒→產生變化的電流→聽筒→振動（聲音）。
（3）電話交換機：1)為了提高電話線路的利用率而發明的；2）用來實現兩部電話之間的轉換；3）使用交換機，可以大幅度的減少電話線的數量。
（4）電話“占線”原因：1）對方電話沒有扣好；2）對方正在通話；3）電話交換機忙。
2.模擬通信和數字通信
（1）模擬信號：在話筒將聲音轉換成電流信號時，信號電流的頻率，振幅變化的情況跟聲音的頻率、振幅變化情況完全一樣，模仿聲音的“一舉一動”這種電流傳遞的信號叫模擬信號。模擬通信：使用模擬信號的通信方式叫模擬通信，例如：傳統的市話通話，長途通話。
（2）數字信號：用不同符號的不同組合表示的信號叫做數字信號。數字通信：使用數字信號通信的方式叫數字通信，例如電子計算機是利用二進制碼識別信息和處理信息。
（3）模擬通信在加工，放大和傳輸過程中抗干擾能力差，噪聲大，失真大；而數字信號形式簡單，抗干擾能力強，噪聲小，失真小。
（3）模擬通信在加工，放大和傳輸過程中抗干擾能力差，噪聲大，失真大；而數字信號形式簡單，抗干擾能力強，噪聲小，失真小。
3.電磁波：如果在空間某處產生一個隨時間變化的電場，這個電場就會產生磁場，如果這個磁場也隨時間變化，那么它又會在空間產生新的電場，這個變化的電場，磁場并不局限于空間某個區域，而是由遠及近的傳播出去，這樣的傳播就形成了電磁波，即導體中電流的迅速變化在空間激起電磁波。
4.電磁波性質：是一種看不見摸不到的特殊物質，可以在真空中傳播，傳播不需要介質；電磁波傳播的速度c=3×108m/s，電磁波的波長為λ，波速c=λf，其中f是電磁波的頻率；電磁波的波譜：γ射線，X射線，紫外線，紅外線，微波，短波，中波，長波。
知識點七：能源與可持續發展
凡是能夠提供能量的物質資源，都可以叫做能源。
1.一次能源和二次能源
像化石能源一樣，風能、太陽能、地熱能以及核能，是可以直接從自然界獲得的，這些可以從自然界直接獲取的能源，統稱為一次能源。我們使用的電能，無法從自然界直接獲取，必須通過一次能源的消耗才能得到，所以稱電能為二次能源。
我們今天使用的煤、石油、天然氣是千百年前埋在地下的動植物經過漫長的地質年代形成的，所以稱為化石能源。
常見的化石能源有：煤、石油、天然氣。
常見的一次能源有：煤、石油、天然氣、風能、水能、太陽能、地熱能、核能等。常見的二次能源有：電能。
2.太陽能是氫原子核在超高溫時聚變釋放的巨大能量，太陽能是人類能源的寶庫，如化石能源、地球上的風能、生物質能都來源于太陽。
3.太陽能的利用
（1）間接利用太陽能：化石能源（光能----化學能）；生物質能（光能----化學能）。
（2）直接利用太陽能：集熱器（有平板型集熱器、聚光式集熱器）（光能----內能）；
太陽能電池：（光能----電能）一般應用在航空、航天、通訊、計算器、手表等方面。
（3）太陽能來源豐富，不需要運輸，無污染，但由于能量比較分散且受季節、氣候和晝夜變化的影響很大，給大規模利用太陽能帶來一些新的技術課題。
一、單選題
1．（2023·河南信陽·校考三模）在生產和生活中，人們選材常從物質的不同屬性考慮，下列說法正確的是（　　）
A．用膠木制作熱水壺的手柄利用了膠木良好的導熱性
B．用光纖通信利用了光導纖維良好的導電性
C．用鋼制作小磁針利用了鋼易被磁化且磁性不易消失的特性
D．用鎢做燈絲利用了鎢的熔點比較低的性質
2．（2023·河南周口·統考三模）將玻璃罩內的空氣逐漸抽出，在此過程中，同學們聽到的聲音不斷減小，看到發聲體上方的輕質小球一直在跳動，燒杯內的熱水變“沸騰”了。下列有關說法錯誤的是（　　）
A．人眼從各個角度看到這些不發光的物體是由于光在其表面發生了漫反射
B．由該裝置可知，真空下物體是無法振動產生聲音的
C．水的沸點隨氣壓的減小而降低
D．磁懸浮裝置的B磁體上端為S極
3．（2023下·九年級課時練習）如圖是溫度自動報警器的原理圖，它運用了許多物理知識。以下說法中不正確的（　　）
A．溫度計中的水銀是導體
B．溫度計是根據液體熱脹冷縮的性質工作的
C．報警器中的電磁鐵運用了電流的熱效應
D．電磁繼電器是一種電路開關
4．（2023·山東日照·統考二模）2020年6月23日，我國完成了北斗全球衛星導航系統全部衛星的發射，全面建成了北斗系統。截止2023年1月，北斗導航系統已連接我國社會發展的各個方面，并進入全面的商用階段。從北斗一號工程立項開始，幾代北斗人接續奮斗、數十萬建設者聚力托舉，在強國復興的偉大征程中，一次又一次刷新“中國速度”、展現“中國精度”、彰顯“中國氣度”，創造出無愧于黨、無愧于人民、無愧于時代的輝煌業績。關于如圖所示的情景，下列說法正確的是（　　）
A．火箭加速上升的過程中火箭的機械能守恒
B．如果北斗衛星所受的力全部消失，將會一直繞地球做勻速圓周運動
C．北斗衛星繞地球運行時受到非平衡力的作用
D．北斗衛星用超聲波向地面傳遞信號
二、多選題
5．（2023·山東日照·日照市田家炳實驗中學校考一模）如圖所示，下列圖文對應正確的是（　　）

A．攔河大壩是應用連通器原理工作的 B．太陽能電池是將太陽能轉化為電能
C．跑步機的工作原理與此實驗的原理相同 D．正在上坡的汽車的受力示意圖
6．（2023·河南南陽·南陽市第十三中學校校考三模）2023年1月13日，我國自主研發設計的世界首臺高溫超導高速磁浮工程化樣車下線，設計時速620km，標志著我國高速列車邁向新的高度，如圖甲是磁懸浮列車的結構圖，圖乙是另一種磁懸浮列車的設計原理圖，A是磁性穩定的電磁鐵，安裝在鐵軌上，B是安裝在車身上（緊靠鐵軌上方）電阻非常小的螺線管，B中的電流方向如圖乙所示，下列說法正確的是（　　）
A．甲圖中，要使列車懸浮起來，車身線圈的上端是S極
B．甲圖中，該磁懸浮列車是根據電磁感應原理工作的
C．乙圖中，通電螺線管B的上方是S極
D．乙圖中，要使通電螺線管的磁性減弱，可以減少線圈匝數
7．（2023·河南許昌·統考二模）關于信息、材料和能源，下列說法正確的是（　　）
A．能量是守恒的，不會出現能源危機
B．光纖通信具有傳輸信息量大、抗干擾的優點
C．風能、水能、太陽能和核能都屬于可再生能源
D．家庭電路中的保險絲具有熔點低、電阻大的特點
三、填空題
8．（2023·湖北武漢·校考模擬預測）巨磁電阻效應是指某些材料的電阻在磁場中急劇減小的現象，這一發現大大提高了磁、電之間信號轉換的靈敏度，從而引發了現代硬盤生產的一場革命。如圖是說明巨磁電阻特性原理的示意圖，圖中GMR是巨磁電阻。如果閉合S1電磁鐵上方的小磁針 （選填“靜止”“會順時針轉動”“會逆時針轉動”），再閉合S2并使滑片P向左滑動，指示燈亮度會變 （選填亮或暗），僅用如圖所示實驗器材 （可以/不可以）完成“探究電磁鐵磁性強弱的影響因素”的實驗。
9．（2023·湖北黃石·統考三模）隨著人們生活水平的提高，掃地機器人逐步進入普通家庭。其工作時是通過電機轉動使內部氣流速度大，壓強 （填“大”“小”或“不變”），使雜物進入吸塵器達到清掃的目的。電動機是根據 原理工作的， （填“揚聲器”或“動圈式話筒”）與它的工作原理相同。
10．（2023·山東濟寧·濟寧學院附屬中學校考三模）請根據如圖要求填空。
（1）圖甲，鉛筆的長度是 cm；
（2）圖乙，一束光在空氣和玻璃兩種介質的界面上發生了反射和折射，折射角為 ；
（3）圖丙，甲、乙兩實心圓柱體放在水平地面上，對地面的壓強相等， 的密度大（甲/乙）；
（4）圖丁：要進行電磁感應現象的研究，開關S接到位置 （選填“1”或“2”）。
11．（2023·江蘇蘇州·校考模擬預測）如圖所示，和是兩根固定且平行的水平光滑金屬軌道，符號“”代表垂直于金屬導軌向下的磁場。現將空心銅棒和垂直放在金屬導軌上靜止，當水平拉動銅棒向右運動時，會產生感應電流，銅棒和導軌組成了一個閉合電路，則銅棒相當于 ，此時銅棒會向右運動。若同時改變磁場方向和銅棒運動方向，則銅棒的運動方向 （選填“向左”或“向右”）
12．（2023·湖北武漢·統考模擬預測）2023年11月29日，神舟十五號載人飛船在酒泉衛星發射中心發射成功。飛船在天空飛行過程中，航天員通過 （選填“超聲波”或“無線電波”）傳遞信息，實現天地互動。神舟十五號遠地點高約394.9km，近地點約384km，飛船從近地點向遠地點運動時，動能 （選填“變大”“變小”或“不變”）。若飛船在1min內運行的路程是456km，則它的平均速度是 m/s。

四、實驗題
13．（2023·河南濮陽·統考二模）利用如圖裝置探究“感應電流產生條件”的實驗，其中蹄形磁鐵放在水平實驗臺上，導體AB懸掛在磁體的磁場中。
（1）閉合開關，讓懸掛的導體AB沿著豎直方向運動，觀察到靈敏電流計指針 發生偏轉；斷開開關，保持磁體不動，導體AB向左水平運動，觀察到靈敏電流計指針 發生偏轉（以上兩空選填“會”或“不會”）；
（2）當某一操作使靈敏電流計指針發生了偏轉，此時導體棒AB相當于 （選填“電源”或“用電器”），只將磁體磁極對調，靈敏電流計指針偏轉方向 （選填“反向”或“不變”）。
14．（2023·吉林長春·校考二模）小明想利用小磁針來探究通電螺線管外部磁場的特點。將許多小磁針放在通電螺線管周圍的不同位置，接通電路后觀察各小磁針靜止時的指向（黑色一端為N極），然后根據小磁針指向，畫出螺線管周圍的磁感線。
（1）可通過觀察小磁針靜止時N極的指向來判斷出該通電螺線管左端的極性為 極；
（2）觀察發現，通電螺線管外部的磁場分布與 磁體周圍的磁場分布十分相似。后來，小明對調電源正負極重新實驗，發現小磁針靜止時N極的指向都與原來相反，這說明通電螺線管的磁場方向與 有關。
15．（2023·湖南株洲·統考模擬預測）某實驗小組在做“電與磁”的實驗。
（一）下圖是該小組做“電磁鐵的磁性強弱與哪些因素有關”的實驗電路圖。

（1）圖中電磁鐵的上端是 極（填“N”或“S”）；
（2）電磁下端的的鐵釘分布成上圖中“發散”狀態，這是由于 ；
（3）實驗中電磁鐵的磁性強弱可以通過觀察 來確定。
（二）探究磁與電的聯系

如圖甲，靈敏電流表的內部主要由固定的磁鐵和可以轉動的線圈（與表外指針相連）兩大部分組成。他們把兩表連接起來（圖乙），用手撥動右側靈敏電流表指針，左側靈敏電流表的指針也發生了偏轉。他們的分析是：撥動右側電流表的指針，表內線圈在磁場作 運動，產生了感應電流，利用這一原理可制成 機，這樣左側電流表內線圈同時也會有電流，它在 中受到力的作用，帶動指針偏轉，此時左側電流表相當于 機。
五、綜合題
16．（2023·江蘇泰州·校考三模）請回答下列與電和磁相關的物理問題。
（1）為了研究通電螺線管周圍的磁場分布情況，小明玻璃板上均勻地撒上鐵屑，閉合開關，輕敲玻璃板，其分布情況如圖甲。說明通電螺線管周圍的磁場分布與 的磁場分布非常相似。若想知道電螺線管周圍的磁場方向還要借助 ；（填一種器材）
（2）如圖乙，探究“讓線圈轉起來”的實驗裝置圖，若將線圈兩端的絕緣漆全部刮去，則線圈將 （選填“來回轉動”或“持續轉動”）。若線圈一端的絕緣漆全部刮去，另一端刮去半周，在電源和開關之間接一燈泡，則在線圈轉動的過程中，燈泡發光情況是 ；
（3）如圖丙，是一種稱為“人工心臟泵”的體外裝置，用來代替心臟，以推動血液循環。線圈AB固定在用軟鐵制成的活塞柄上（相當于一個電磁鐵），通電時線圈與活塞柄組成的系統與固定在左側的磁體相互作用，從而帶動活塞運動。活塞筒通過閥門與血管相通，閥門只能向外開啟，只能向內開啟。線圈中的電流從B流向A時，活塞柄向 運動（選填“左”或“右”），血液從 流入 。（后2空選填①、②、③）
六、計算題
17．（2024·山東青島·統考一模）(1)通電導體在磁場中受到的力叫安培力，通電導體與磁場方向垂直時，它受安培力F大小與導體長度L和通過的電流I的乘積成正比，比例系數為磁感應強度B，則F= ,在國際單位制中，磁感應強度的單位是特斯拉，簡稱特，符號是T，1T=1；
(2)如圖，長為50cm、質量為100g的均勻金屬棒ab的兩端用兩個完全相同的彈簧懸掛成水平狀態，位于垂直紙面向里的勻強磁場（強弱和方向處處相同）中，彈簧上端固定，下端與金屬棒絕緣，金屬棒通過開關與電源相連，電路總電阻為5Ω，當電源電壓為2V，彈簧恰好不伸長，求：勻強磁場的磁感應強度B的大小是多少？( )
18．（2023·江蘇常州·統考二模）如圖甲是小明制作的防盜報警裝置示意圖，其中工作電路電源電壓U1＝6V，指示燈L的額定電壓UL＝2.5V，定值電阻R0＝350Ω；控制電路電源電壓U2＝1.5V，磁敏電阻Rx的阻值隨其所處位置磁場強度的變化如圖乙所示，D、E、F為動靜觸點上的三個接線柱，當含有內置小磁鐵的窗戶分別處在軌道A、B、C處時，磁敏電阻Rx所處位置的磁場強度分別為a、b、c，閉合開關S1和S2后，當窗戶關閉時，指示燈亮，蜂鳴器不工作；當窗戶打開一定程度時，指示燈熄滅，蜂嗚器發出警報聲。
(1)按要求連接好電路；
(2)將窗戶移到A點時，窗戶關閉，閉合開關S1，指示燈L正常發光，求此時指示燈L消耗的電功率；（寫下計算過程）
(3)已知電磁鐵線圈中的電流達到3mA時，電磁鐵的銜鐵剛好被吸下，指示燈L熄滅，蜂鳴器開始報警，現移動滑動變阻器的滑片，使其接入電路的阻值為其最大阻值的，當窗戶移至軌道B點位置時，蜂鳴器恰好開始報警，若要求窗戶移至軌道C點位置時才開始報警，此時能否通過調節滑動變阻器來實現？請通過計算加以說明。（寫出計算過程，電磁鐵線圈阻值忽略不計）
19．（2023·江蘇南京·校聯考二模）小明設計的一個溫控電加熱裝置，原理如圖所示，電壓U1=6V，Rt為熱敏電阻其阻值隨加熱環境溫度的升高而增大．電磁鐵線圈電阻不計，當導線中的電流大于或等于10mA時，銜鐵吸下與下觸點A接觸；當電流小于10mA時，銜鐵松開與B觸點接觸，U2=220V，R1=48.4Ω．
（1）銜鐵剛被吸下時，求Rt的阻值．
（2）求該電加熱器處于加熱擋時的電功率．
（3）若該電加熱器的保溫時功率是加熱時功率的10%，求R2的阻值．
七、科普閱讀題
20．（2024·遼寧·統考模擬預測）在跨學科實踐課上，某小組開展了“設計小型風力發電系統”的項目化學習活動。下面是該小組同學交流的實踐過程，請幫助完成下列內容：
【項目分解】
（1）制作小型風力發電機
（2）優化風力發電系統
【項目實施】
（1）制作小型風力發電機
經過課堂學習，我們了解到發電機和電動機中都有線圈和磁體，嘗試用玩具電風扇作為風力發電機，連接成如圖甲所示的電路。閉合開關，向扇葉吹風，使扇葉帶動線圈轉動，我們觀察到了 ，說明我們的風力發電機可以發電。它是利用 現象發電的。
（2）優化風力發電系統
我們在設計的過程中考慮到無風不能發電，于是增加了太陽能電池；又考慮到風能和太陽能發電受風速、光照強度等因素的制約，不適合直接給用電器供電，于是增加了蓄電池，形成風光互補發電系統。圖乙是該系統的簡圖，其中給出了該系統的電能轉移路徑，但電能的轉移方向并不完整，A和B其中之一為蓄電池，另一個為用電器。請根據所給條件，在圖乙中標出A的元件名稱，并結合圖乙說出蓄電池的工作過程及其起到的不同作用：
【項目拓展】
（3）經查閱資料，截至2023年4月，我國風電光伏發電總功率超8億千瓦，約為36個三峽電站的總功率。某風力發電機組在風速為3m/s以下或25m/s以上時，處于空轉或停機狀態，實際功率為0；在風速達12m/s或以上時，發電功率保持不變。其發電功率與風速關系如下表：
風速v/（m·s ） 4 6 8 10 12 14 16
功率P/kW 56 190 445 880 1500 1500 1500
某日6：00到12：00，風速與時刻關系如圖丙所示（為方便計算，數據作了簡化處理）則在這段時間內該風力發電機組發電 kW·h。
一、單選題
1．（2023·四川樂山·校考模擬預測）勤勞的中華民族創造了燦爛的華夏文明，在眾多領域取得了舉世矚目的成就，推動了人類社會的進步。下列關于我國科學技術的成就和應用描述完全正確的有（　　）
①四大發明中的“指南針”——司南能指示南北方向是受地磁場的作用
②1293年，郭守敬在通惠河上建造了船閘，這一創舉利用了連通器原理
③冬奧會的“巡檢機器狗”將現場設備運行狀態通過電磁波傳遞到指揮中心
④“玉兔2號”月球車在月球背面留下屬于中國的第一道印記，說明力可以改變物體的形狀
⑤“華龍一號”核反應堆利用核聚變進行發電，所用核燃料屬于可再生能源
⑥“復興號”動車組刷新了中國速度，高速行駛時，周圍空氣的流速大，壓強也大
A．①②③④ B．①②③⑤ C．③④⑤⑥ D．②③④⑥
2．（2023·寧夏銀川·銀川市第三中學校考模擬預測）勤勞的中華民族創造了燦爛的華夏文明，在眾多領域中取得了舉世矚目的成就，推動了人類社會的進步。下列關于我國科學技術的成就和應用描述完全正確的有（　　）
①四大發明中的“指南針”——司南能指示南北方向是受地磁場的作用
②1293年，郭守敬在通惠河上建造了船閘，這一創舉利用了連通器原理
③戰國時期的天平——木衡和銅環權利用了杠桿原理
④“玉兔2號”月球車在月球背面留下屬于中國的第一道印記，說明力可以改變物體的形狀
⑤“華龍一號”核反應堆利用核聚變進行發電，所用核燃料屬于可再生能源
⑥“復興號”動車組刷新了中國速度，動車組速度越快，它的慣性越大
A．①②③⑤ B．①②③④ C．③④⑤⑥ D．②③
3．（2023·山西太原·統考模擬預測）圖甲是由電磁繼電器控制加熱和保溫狀態轉換的電熱水器原理圖。、為電熱絲，且R2=3R1，為滑動變阻器，R為置于電熱水器內的熱敏電阻，其阻值隨溫度的變化規律如圖乙所示。控制電路電源的電壓為6V，當通過熱敏電阻R中的電流I≥15mA時，銜鐵被吸下。下列說法正確的是（　　）

A．當閉合且水溫上升時，通過R的電流逐漸減小
B．熱水器的加熱功率是保溫功率的4倍
C．當熱水溫度為55℃時，銜鐵剛好被吸下，連入電路的阻值為
D．若要提高熱水的設置溫度，應向左移動滑動變阻器的滑片P
4．（2023·江蘇常州·校考模擬預測）如圖所示，是模擬超市里電動扶梯電路，使用扶梯前先要閉合開關，是一個紅外傳感器，當人靠近到一定距離時，人體輻射的紅外線被紅外傳感器接收，紅外傳感器阻值減小。下列說法正確的是（　　）

A．電路工作時，電磁鐵上端為極
B．當人遠離傳感器時，傳感器阻值減小
C．當人遠離傳感器時，電磁鐵的磁性變弱
D．當人遠離傳感器時，電動機轉速變快
二、多選題
5．（2023·遼寧沈陽·校考模擬預測）隨著停課不停學網上教學活動的開展，如圖所示的這個小圖標，迅速躥紅師生兩界，下列說法中正確的是（　　）
A．當你用眼睛看這個圖片時會在視網膜上成正立縮小的實像
B．長時間看電腦休息一下跳望遠處景物時，晶狀體會變薄
C．我們看到電腦屏幕的彩色畫面是由紅、綠、藍三種色光混合而成的
D．我們聽到老師上網課的聲音是利用聲傳遞信息
6．（2023·廣西欽州·統考一模）圖是可自動注水儲水池的裝置原理圖。電源電壓一定，R為壓敏電阻，其阻值隨壓力變化而變化，為定值電阻。閉合S、當水位上升到一定高度時，觸點分離，注水裝置停止注水；當水位下降到一定位置時，觸點連接，注水裝置開始注水。則（　　）

A．水位上升時，電磁鐵磁性變弱
B．水位上升時，通過電流變大
C．水位下降時，R的阻值會變大
D．水位下降時，的電功率變小
三、填空題
7．（2023·廣東肇慶·統考二模）我國“天問一號”火星探測器所攜帶的“祝融號”火星車已在火星駐扎兩年，它是中國航天史上的重大突破；火星距離地球約6×1010~4×1011m，直徑約為地球直徑的53%，質量約為地球質量的11%，火星表面g約為3N/kg；火星地表沙丘、礫石遍布，非常干燥；火星表面的大氣密度大約只有地球的1%火星表面的平均大氣壓強約為700Pa，比地球的1%還小；火星車依靠太陽能進行工作，總質量約為240kg，火星車車輪與地面的接觸總面積為300cm2；

（1）探測器著陸之前，其環繞火星運動的軌道是一個橢圓，如圖乙所示；探測器著陸后跟隨火星自轉時，相對于地球是 （選填“運動”或“靜止”）的；當探測器運行到“近火點”時，它的勢能 （選填“最大”或“最小”）；
（2）如果在火星上給水加熱，水的沸點會比在地球上 （選填“高”或“低”）；
（3）火星探測器與地球之間是利用 來傳遞信息的，信號從地球控制中心發出到達火星上的探測器，再回到地球控制中心，至少需要約 秒；
（4）當火星車靜止在火星的水平地面上時，對地面的壓強是 Pa；假如同一物體分別在地球和火星表面以相同的初始速度在相同的水平面上滑行，在火星上滑行的距離會比在地球上 （選填“長”“短”或“一樣”）。
8．（2023·云南昆明·統考二模）如圖所示，曉佳將一簡易電動機接入電路中，閉合開關，小燈泡發光但電動機線圈不轉動，通過檢查，排除線圈被卡不轉動的可能，于是曉佳判斷可能是電動機線圈短路而不轉動，曉佳的同學小華卻認為：不一定是線圈短路才不轉動，也可能是線圈所受磁場力太小。為幫曉佳找出電動機不轉動的原因，他們可利用如圖所示的電路圖和多節新電池、磁性強弱不同的多塊磁鐵進行實驗。他們進行的操作是 ，若 ，說明線圈不轉動的原因是所受磁場力太小。

9．（2023·湖南永州·統考模擬預測）2022年6月5日，神舟十四號載人飛船與空間站完成自主對接，為減小對接過程中的震動以保證安全，飛船內置了電磁阻尼器，它由磁鐵和線圈構成（如圖所示），當線圈水平向左運動時，線圈的ab邊中會產生電流，同時ab邊受到向右的阻力F，以阻止其靠近。

（1）線圈ab邊中產生電流是因為其發生了 現象；
（2）若要改變阻力F的方向，可采取的措施有： 。（列舉1點）
10．（2023·廣東廣州·廣州四十七中校考三模）某個LED發光的顏色與通過其電流方向的關系如圖甲。
（1）LED在兩次實驗中發光情況圖乙、丙所示，磁場對線圈1導體ab的力F豎直向上，請在圖丙中畫出磁場對線圈2的導體cd的力F’ 。
（2）如圖1，導體棒ab與該LED相連，使導體棒在磁場中垂直于紙面上下、左右往復運動，用“o”表示導體ab的橫截面。圖2中磁感線表示正確且能使LED發光的操作是 。
四、實驗題
11．（2023·江蘇連云港·灌云縣實驗中學校考模擬預測）如圖甲是小明制作的防盜報警裝置示意圖，其中工作電路電源電壓，指示燈L的額定電壓，定值電阻；控制電路電源電壓，磁敏電阻的阻值隨其所處位置磁場強度的變化關系如圖乙所示，當窗戶分別處在軌道A、B、C處時，磁敏電阻所處位置的磁場強度分別為a、b、c，閉合開關和后，當窗戶關閉時，指示燈亮，蜂鳴器不工作；當窗戶打開一定程度時，指示燈熄滅，蜂鳴器發出警報聲。
（1）電磁繼電器實則就是電磁鐵控制的一種 。
（2）將窗戶移至A點時，窗戶關閉，閉合開關，指示燈L正常發光，求此時指示燈L消耗的電功率。
（3）已知電磁鐵線圈中的電流達到3mA時，電磁鐵的銜鐵剛好被吸下，指示燈L熄滅，蜂鳴器開始報警。現移動滑動變阻器的滑片，使其接入電路的阻值為其最大阻值的，當窗戶移至軌道B點位置時，蜂鳴器恰好開始報警。若要求窗戶移至軌道C點位置時蜂鳴器才開始報警，此時能否通過調節滑動變阻器的阻值來實現？請通過計算加以說明 。（電磁鐵線圈電阻忽略不計）
12．（2023·河南·統考模擬預測）如圖甲所示，在“搖繩發電”活動中小西和小安把一條大約10m長電線的兩端連在一個靈敏電流計的兩個接線柱上，形成閉合導體回路，然后他們沿某一方向站立并迅速搖動這條電線，發現靈敏電流計的指針擺動。

（1）你認為小西和小安是沿 （選填“東西”或“南北”）方向站立的；實驗中，靈敏電流計的作用是用來檢測 ；
（2）小西和小安想“感應電流的大小與哪些因素有關”，小西猜想可能與搖繩的速度，小西為了驗證自己的猜想，利用如圖乙所示的裝置進行實驗，足夠大的磁體放在水平桌面上，驅動裝置使導體棒AB沿直線水平向右勻速運動（導體運動區域的磁場強弱相同）。改變速度大小重復實驗，下表是實驗測得的數據，分析數據可得出結論： ；
實驗次數 1 2 3 4 5 6
速度/(cm s-1) 1 2 3 4 5 6
電流/mA 2.0 4.0 5.9 8.1 10.2 11.8
（3）某次實驗中，閉合開關后并未發現電流計指針偏轉，經檢查器材均完好，各器材間連接無誤，那么接下來你認為最應該關注的器材是 ；另一同學認為是磁鐵的磁性太弱所致，他提出更換磁性更強的磁鐵，就在他移動原磁鐵時發現電流計的指針出現了晃動，你認為接下來最應該做什么來找到讓電流計指針偏轉的原因 ；（僅寫出最應該進行的一步操作）
（4）如果將靈敏電流計換成直流電源，當閉合開關時，可以看到磁場中原來靜止的導體棒AB開始運動，該現象可以說明 的工作原理。
五、綜合題
13．（2023·新疆烏魯木齊·校考三模）2022年10月31日15時37分，夢天實驗艙搭乘長征5號B遙四運載火箭，在中國文昌航天發射場發射升空，約8分鐘后準確進入預定軌道；11月1日4時27分，夢天實驗艙與空間站組合體成功對接。
（1）火箭升空時，會向下噴出高溫高壓燃氣，根據物體間力的作用是 ，從而獲得向上的推力，火箭等高速航天器外殼的制作要求輕巧、耐高溫。所以該類材料應具備 小、熔點高的特性。幾乎所有火箭發射都選擇朝東方向是因為地球 ，使火箭在地面未發射之前，已經具有了一個向東的速度，從而節省推進劑。火箭和飛船加速上升過程中，飛船的機械能會 （選填“增大”“減小”或“不變”），火箭外殼的溫度會 （選填“升高”“降低”或“不變”），這是用 方式改變物體內能（選填“做功”或“熱傳遞”）；
（2）在進入預定軌道后，夢天實驗艙采取“追”空間站組合體的方式進行交會對接，它們之間的距離也不斷縮短，此過程中，夢天實驗艙相對于空間站組合體是 （填“運動”或“靜止”）的。夢天實驗艙上的攝像頭實時傳回畫面，攝像頭的鏡頭相當于一個凸透鏡，所成的像是 （填“放大”“縮小”或“等大”）的 （填“實”或“虛”）像；
（3）火箭的芯級助推器上用氫作為燃料，主要的優點是它的 高；
（4）核心艙通過電磁波向地面傳送信息，電磁波從核心艙到相距480km的地面接收站所需時間約為 s；
（5）核心艙安裝了光電轉化效率很高的太陽能電池板。若這些太陽能電池板總面積為134m2，光電轉化效率為30%，太陽能的輻射能為1000J/m2 s，則太陽能電池板向核心艙內蓄電池充電的功率為 W。
14．（2023·新疆烏魯木齊·統考模擬預測）2022年12月，準東至皖南±0千伏特高壓直流輸電工程獲國家優質工程金獎。

（1）電能屬于 （選填“一次”或“二次”）能源。電能傳輸過程中在輸電線路上會產生大量的能量損耗，若保持輸電功率不變時，輸電線路上損耗的功率與輸電電壓的平方成 （選填“正比”或“反比”）。輸電過程中損耗的電能轉化成了 能；（傳輸過程中輸電線路電阻可以認為不變）
（2）據國家電網數據統計，2022年國家電網特高壓累計輸送電能達28346.11億kW h。這些電能若由一個裝機容量為100萬千瓦的發電發電，約工作 （選填“30多”、“300多”或“3000多”）年才能完成。安全用電常識告訴我們不能靠近特高壓輸電設備，否則容易發生 （選填“電弧”或“接觸”）觸電；
（3）特高壓輸電為直流輸電且輸電電流非常穩定。在輸電導線周圍會產生 場， （選填“會”或“不會”）產生電磁波。為了防止導線互相鞭擊，在特高壓輸電中使用了如圖所示的阻尼式間隔棒。阻尼式間隔棒在其活動部件內嵌進耐磨橡膠墊，利用膠墊的阻尼來消耗導線振動能量，進而對導線振動產生阻尼作用。阻尼式間隔棒屬于 （選填“絕緣體”“半導體”、“導體”）。
六、計算題
15．（2023·湖南岳陽·統考二模）為節約用水，小華為農場的儲水箱設計了一個自動抽水控制裝置，如圖所示，水箱高為1m，容積為。在空水箱底部豎直放置一重5N的長方體，長方體高為1m、底面積為，上端通過絕緣輕桿與控制電路的壓敏電阻R接觸，此時壓敏電阻受到的壓力為零。壓敏電阻R的阻值隨壓力F的增大而減小，部分數據如表，控制電路的電源電壓，定值電阻為保護電阻，當控制電路的電流時，電磁鐵將銜鐵吸合，工作電路斷開泵停止給儲水箱抽水。(取)
壓力 180 185 190 195 200
壓敏電阻 18 17 16 14 12
（1）若水泵的額定功率為440W，正常工作時通過的電流是多少？
（2）儲水箱裝滿水時長方體所受浮力大小為多少？
（3）為了更加安全的工作，小華通過反復試驗，只調整R0的大小，使水面離頂部還有0.05m時，水泵停止給水箱抽水，求此時R0的功率。
16．（2023·廣西·九年級校聯考專題練習）如圖甲所示的恒溫箱，由工作電路和控制電路組成，其簡化電路如圖乙所示，其中控制電路是由線圈電阻、熱敏電阻R、滑動變阻器R′串聯組成，電源兩端電壓恒為6V，線圈的阻值不計，熱敏電阻的R﹣t圖像如圖丙所示；R′的阻值為250Ω時，恒溫箱可以實現100℃的恒溫控制；當線圈的電流達到0.02A時銜鐵被吸合；其中加熱器的額定電壓為220V，額定功率為605W。求：
（1）當恒溫箱實現100℃恒溫控制時，熱敏電阻R消耗的功率；
（2）如果要使恒溫箱能夠設置50℃至150℃之間的溫度，可變電阻R′的阻值范圍；
（3）由于工作電路上導線有電阻，當某次加熱器的實際功率為500W時，假設加熱器電阻不變。求加熱器的實際電壓。
17．（2023·山東泰安·統考三模）科技小組的同學設計了如圖甲所示的恒溫箱溫控電路，它包括控制電路和受控電路兩部分，用于獲得高于室溫、且溫度在一定范圍內變化的“恒溫”。其中受控電路中電源電壓U0=220V；控制電路電源電壓U控=24V，電磁繼電器線圈電阻R0=50Ω，R為可變電阻，Rt為熱敏電阻（置于恒溫箱內），熱敏電阻阻值隨溫度變化的關系如圖乙所示。已知當控制電路的電流達到30mA時，繼電器的銜鐵被吸合；當控制電路的電流減小到24mA時，銜鐵會被釋放。加熱器的規格是“220V 1000W”，恒溫箱內部空間大小是2m3，空氣的密度是1.3kg/m3，空氣的比熱容c空=1.0×103J/(kg ℃)。
（1）如圖甲所示狀態，通過加熱器的電流是多少？（結果保留一位小數）
（2）加熱器產生的熱量有80%轉化為恒溫箱內空氣的內能，若使恒溫箱內空氣溫度從25℃升高到65℃，加熱器需要正常工作多長時間？
（3）若要使恒溫箱內可獲得上限為100℃的“恒溫”，應將可變電阻R調節到多大？
（4）若需要將恒溫箱內的下限溫度設為50℃的“恒溫”，應將可變電阻R調節為多大？

七、科普閱讀題
18．（2023·江蘇無錫·蘇州市振華中學校校考二模）閱讀短文，回答問題。
察打一體無人機
無偵﹣10是中國研制的一款高空隱形察打一體無人機，搭載新一代渦扇發動機，飛行速度可達300m/s，戰場響應快。飛機采用以光纖傳輸信號的光傳操縱系統。該機最大起飛重量3.2噸，主要用于電子偵察，對敵方信號進行偵查和定位，載彈量要遜色一些，只有400kg。翼載指飛機的最大起飛質量與機翼面積的比值；熱效率是指發動機獲得的機械能與燃料完全燃燒產生的內能之比，而推進效率則是指發動機傳遞給飛機的推進功（推力所做的功）與其獲得的機械能之比，飛機航行時所受阻力與速度的關系見表一，部分技術參數見表二。（g取10N/kg）
表一：
速度v/（m/s） 100 150 200
阻力f/N 500 1125 2000
表二：
熱效率η1 推進效率η2 航空燃油的熱值q
40% 60% J/kg
（1）飛機光傳操縱系統中的傳輸媒介是 （選填“導體”“絕緣體”或“半導體”）；飛機表面能 （選填“反射”或“吸收”）對方雷達發射的電磁波從而實現隱身；
（2）關于無人機，下列說法中不正確的 ；
①遙控無人機是通過電磁波來傳遞信息的
②機翼做成流線型是為了減小空氣的阻力
③當飛機順風起飛時，更有利于飛機升空
④飛機在一定高度勻速飛行投彈時機械能變小
（3）飛機的推重比是指飛機以最大航行速度勻速飛行時的推力與最大起飛重力的比值，則無偵﹣10的推重比約為 %（保留整數）；
（4）該飛機的翼載為500kg/m2，則機翼面積為 m2。當飛機以200m/s的速度沿水平方向正常巡航0.5h，耗油 kg；
（5）為保證飛行安全，當飛機降低到一定高度時開啟警示燈。如圖乙是小明設計的模擬電路（電源電壓恒定），壓敏電阻R與離地高度h的關系見表三。
表三：
高度h/m 150 400 450
電阻R/Ω 20 50 200
當飛機降低到距地面450m時，開關S閉合警示燈亮，靈敏電流計示數為0.02A；當飛機距地面400m時，靈敏電流計示數為0.04A；當飛機距地面150m時，警示燈開始明暗交替變化。應將壓敏電阻R串聯在圖乙電路中的 （選擇“A”或“B”）位置，另一位置接入靈敏電流計（高度表）。當警示燈處于較暗狀態時的電功率是 W（電磁鐵線圈、銜鐵電阻忽略不計，警示燈電阻不隨溫度變化）。

19．（2023·廣東汕頭·統考模擬預測）閱讀短文，回答問題。
空氣炸鍋
“空氣炸鍋”（如圖甲所示），其原理是利用熱空氣流加熱食物。工作電路圖如圖乙，工作時，當空氣炸鍋內溫度高于預設溫度時，溫控開關自動斷開，電熱管停止加熱，當空氣炸鍋內溫度低于預設溫度時，溫控開關自動閉合，電熱管重新開始加熱，循環工作保持箱內溫度為預設溫度。已知電風扇的功率為，電熱管的電阻R為。則：

（1）空氣炸鍋在加熱工作時電風扇和電熱管是 聯。溫控開關是 （選填“”或“”），所使用的電能是 能源（選填“一次”或“二次”）；
（2）空氣炸鍋正常工作時電熱管的功率 ；
（3）用這個空氣炸鍋在一次焙烤雞翅的過程中，定時開關設定為20min，電熱管正常循環工作時，P-t圖象如圖丙所示，本次烤雞翅共消耗多少電能 ；焙烤過程中是通過 的方式改變雞翅的內能；
（4）小明想計算空氣炸鍋的實際功率，于是將家里的其他用電器都關閉，他觀察到空氣炸鍋工作時，家里標有“”字樣的電能表3 min閃爍了27次，則此時空氣炸鍋的電功率是 。
20．（2023·廣東·統考模擬預測）閱讀下列短文，回答問題
房車光伏發電
近年來，隨著我國對節能減排問題的日漸重視，光伏發電這項使用清潔能源的技術應用場景越來越廣。目前有些房車車頂安裝了光伏發電系統，該系統所發的直流電經過光伏控制器后可供車內電氣設備使用，同時還可將剩余電量存儲在配置的蓄電池組中，供夜間或陰雨天使用。應用于房車的光伏發電系統中的光伏陣列的安裝效果如圖甲所示。現實際測試的某房車頂部長度為4.5m、寬度為2m，可安裝四塊1.7m2的單面光伏組件。單面光伏組件每平方米太陽的平均輻射功率為2.4×106J/h，工作效率為50%。雙面光伏組件是一種能提升光伏發電系統發電效率的高效光伏產品，相較于單面光伏組件只能正面發電，雙面光伏組件的背面還能接收地面反射光、天空色散光，進而產生背面的發電量增益。在均采用最佳安裝傾角加固定式光伏支架安裝形式的情況下，雙面光伏組件的發電量增益能達到5%～10%，而在晴天時，雙面光伏組件的發電量增益甚至能達到30%。單面光伏組件與雙面光伏組件接收太陽光線的示意圖如圖乙所示。
（1）光伏發電的能量轉化是將 轉化為 ；
（2）文中提到的房車安裝的光伏組件的面積為 m2；
（3）若該房車使用的是單面光伏組件，當在某一晴天組件接收的有效光照時間為6h，則組件接收的太陽能為 J，產生的電能為 J；
（4）若該房車使用雙面光伏組件，則在（3）的條件下，組件產生的電能最大為 J。（保留三位有效數字）專題16 電磁學、信息和能源
電磁學是物理學中的一個重要分支，它涉及到電場、磁場、電磁波等多個方面。在中考物理命題中，電磁學的內容一直是重點之一。在2024年的中考中，預計會有更多的試題涉及到電磁學的知識，比如關于電流、電壓、電阻的計算，電磁感應現象的解釋和應用等。
隨著信息技術的不斷發展，信息傳遞和處理在日常生活和工作中越來越重要。在中考物理命題中，信息傳遞和處理的原理和應用也將成為重點之一。預計會有更多的試題涉及到信息傳遞的原理、信號的處理和應用等方面的知識，比如關于聲音、圖像、數字信號的處理和傳輸等。
能源問題是當今世界面臨的重大挑戰之一。在中考物理命題中，能源的轉化和利用也是重點之一。預計會有更多的試題涉及到能源的轉化和利用，比如關于太陽能、風能、水能等的開發和利用，以及節能減排等方面的知識。
在2024年中考物理命題中，"電磁學、信息和能源"這個主題將會是一個重要的命題方向。考生需要加強對這個主題的學習和理解，全面掌握相關的知識點，并且注重知識的應用和實踐能力的提升。
知識點一：磁性和磁場
1. 磁性：物體吸引鐵、鈷、鎳的性質叫磁性，具有磁性的物體叫磁體。磁體不同部位的磁性強弱并不相同，磁性最強的部分叫磁極。
2.磁極間的相互作用：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。
3. 判斷物體是否具有磁性的幾個方法：
（1）根據磁體的吸鐵性判斷：將被測物體靠近鐵類物質（如鐵屑），若能吸引鐵類物質，說明該物體具有磁性，否則沒有磁性。
（2）根據磁體的指向性判斷：在水平面內自由轉動的被測物，靜止時若總是指南北方向，說明該物體具有磁性，否則便沒有磁性。
3）根據磁極間的相互作用規律判斷：將被測物體分別靠近靜止的小磁針的兩極，若發現有一端發生排斥現象，則說明該物體具有磁性。若與小磁針的兩極都表現為相互吸引，則該物體沒有磁性。
（4）根據磁極的磁性最強判斷：A、B兩個外形相同的鋼棒，已知其中一個具有磁性，另一個沒有磁性，具體的區分方法是：將A的一端從B的左端向右滑動，若發現吸引力的大小不變，則說明A有磁性；若吸引力由大變小再變大，則說明B有磁性。
4. 磁場和磁感線
磁場：磁體間存在一種看不見、摸不著的特殊物質，即磁場。它有強弱和方向。
磁場方向：物理學規定小磁針靜止時N極的所指的方向（即N極受力方向）是這一點的磁場方向。
磁場的基本性質：就是對放入其中的磁體產生磁力的作用。
磁感線：為了描述磁場情況而畫的帶箭頭的曲線。磁場是客觀存在的，磁感線是人們假象出來的。磁感線是立體分布的，且不交叉；磁體周圍的磁感線總是從N極出發回到S極的；它的疏密表示磁場的強弱。
常見的幾種磁場的磁感線分布如圖所示
地磁場：地球是個大的條形磁體，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，海龜信鴿都是利用地磁場來導航的。
知識點二：電生磁（電流的磁場）
1.奧斯特實驗
（1）現象：閉合開關小磁針偏轉，斷開開關小磁針回到原位，改變電流方向磁針反向偏轉。
（2）結論：該實驗說明通電導體的周圍有磁場，磁場的方向與電流的方向有關。
（3）實驗注意：要將導線平行的放在靜止小磁針的上方。
2.通電螺線管的磁場
（1）磁場特點：外部磁場方向與與條形磁鐵的磁場相似，磁感線從N極出來，進入S極；在螺線管的內部，磁感線由S極指向N極。
（2）安培定則：螺線管的極性用安培定則判定
內容：用右手握住螺線管，讓四指彎向螺線管中電流的方向，則大拇指所指的那端就螺線管的北極。
判斷方法：先標出螺線管中的電流方向;用右手握住螺線管，讓四指彎向螺線管中的電流方向，大拇指所指的那端就是螺線管的北極。
知識點三：電磁鐵 電磁繼電器
插有鐵芯的通電螺線管就是電磁鐵。軟鐵芯在通電螺線管中被磁化，也產生磁場，電磁鐵周圍的磁場既有電流產生的磁場，又有磁鐵產生的磁場。
1.電磁鐵的優點：（1）磁性強弱與通入的電流大小和線圈的匝數有關，電流越大，磁性越強；在電流一定時，外形相同的螺線管，線圈的匝數越多，它的磁性越強；（2）磁性有無可由電路的通斷來控制。通電時有磁性，斷電時磁性立即消失。（注意：電磁鐵中的鐵芯必須采用軟鐵，而不能用鋼，因為鋼能保持磁性）；（3）磁極的性質可以通過電流的方向來改變。
2.揚聲器：（1）構造：固定的永磁體，線圈，錐形紙盆。
（2）工作原理：它是把電信號轉換成聲信號的一種裝置。由于線圈中通過的電流是交變電流，它的方向不斷改變，線圈就不斷的被永磁體吸引和排斥使線圈來回振動，同時帶動紙盆的振動，于是揚聲器就發出了聲。
3.電磁繼電器：（1）電磁繼電器的工作原理：通過控制電磁鐵的電流，來達到控制工作電路的目的。因此，一般的繼電器電路由（低壓）控制電路和（高壓）工作電路兩部分組成。
電磁繼電器的工作電路和控制電路的組成和特點如圖所示：
知識點四：電動機（磁場對通電導體的作用）
1. 通電導體在磁場中受到磁力的作用，磁力的方向與磁場方向、電流方向有關。
2.應用：電動機。其能量的轉化為：電能轉化為機械能。
2. 直流電動機為什么需裝換向器？
當線圈轉到如圖所示位置時，ab邊和cd邊受的磁場力恰好在同一條直線上，
而且大小相等，方向相反，線圈在這個位置上受到相互平衡的兩個磁場力的作用，所以不能連續轉動下去。如何才能使線圈連續轉動下去呢？我們設想線圈由于慣性而通過平衡位置，恰在這時使線圈與電源線的兩個接頭互換，則線圈中的電流方向改變，它所受的磁場力的方向變成與原來的方向相反，從而可使線圈沿著原來旋轉方向繼續轉動。因此，要使線圈連續轉動，應該在它由于慣性剛轉過平衡位置時，立刻改變線圈中的電流方向。能夠完成這一任務的裝置叫做換向器。其實質是兩個彼此絕緣銅半環。
知識點五：發電機（電磁感應的現象）
1.電磁感應：閉合電路的部分導體在磁場中切割磁感線運動就會產生感應電流的現象。
2. 產生感應電流必須同時滿足三個條件：
（1）電路是閉合的；（2）導體要在磁場做切割磁感線的運動；（3）切割磁感線運動的導體只能是一部分，三者缺一不可。如果不是閉合電路，即使導體做切割磁感線運動，導體中也不會有感應電流產生，只是在導體的兩端產生感應電壓。
3.感應電流的方向：感應電流的方向跟導體切割磁感線運動方向和磁感線方向有關。因此要改變感應電流的方向，可以從兩方面考慮，一是改變導體的運動方向，即與原運動方向相反；二是使磁感線方向反向。但是若導體運動方向和磁感線方向同時改變，則感應電流的方向不發生改變。
4.應用：發電機
發電機的原理是電磁感應，發電機的基本構造是磁場和在磁場中轉動的線圈。其能量轉換是把機械能轉化為電能。
知識點六：信息傳遞與電磁波
1.現代順風耳-電話
（1）電話的組成：話筒-把聲信號變成變化的電流信號；聽筒-把變化的電流信號變成聲音信號。
（2）電話的工作原理：聲音→話筒→產生變化的電流→聽筒→振動（聲音）。
（3）電話交換機：1)為了提高電話線路的利用率而發明的；2）用來實現兩部電話之間的轉換；3）使用交換機，可以大幅度的減少電話線的數量。
（4）電話“占線”原因：1）對方電話沒有扣好；2）對方正在通話；3）電話交換機忙。
2.模擬通信和數字通信
（1）模擬信號：在話筒將聲音轉換成電流信號時，信號電流的頻率，振幅變化的情況跟聲音的頻率、振幅變化情況完全一樣，模仿聲音的“一舉一動”這種電流傳遞的信號叫模擬信號。模擬通信：使用模擬信號的通信方式叫模擬通信，例如：傳統的市話通話，長途通話。
（2）數字信號：用不同符號的不同組合表示的信號叫做數字信號。數字通信：使用數字信號通信的方式叫數字通信，例如電子計算機是利用二進制碼識別信息和處理信息。
（3）模擬通信在加工，放大和傳輸過程中抗干擾能力差，噪聲大，失真大；而數字信號形式簡單，抗干擾能力強，噪聲小，失真小。
（3）模擬通信在加工，放大和傳輸過程中抗干擾能力差，噪聲大，失真大；而數字信號形式簡單，抗干擾能力強，噪聲小，失真小。
3.電磁波：如果在空間某處產生一個隨時間變化的電場，這個電場就會產生磁場，如果這個磁場也隨時間變化，那么它又會在空間產生新的電場，這個變化的電場，磁場并不局限于空間某個區域，而是由遠及近的傳播出去，這樣的傳播就形成了電磁波，即導體中電流的迅速變化在空間激起電磁波。
4.電磁波性質：是一種看不見摸不到的特殊物質，可以在真空中傳播，傳播不需要介質；電磁波傳播的速度c=3×108m/s，電磁波的波長為λ，波速c=λf，其中f是電磁波的頻率；電磁波的波譜：γ射線，X射線，紫外線，紅外線，微波，短波，中波，長波。
知識點七：能源與可持續發展
凡是能夠提供能量的物質資源，都可以叫做能源。
1.一次能源和二次能源
像化石能源一樣，風能、太陽能、地熱能以及核能，是可以直接從自然界獲得的，這些可以從自然界直接獲取的能源，統稱為一次能源。我們使用的電能，無法從自然界直接獲取，必須通過一次能源的消耗才能得到，所以稱電能為二次能源。
我們今天使用的煤、石油、天然氣是千百年前埋在地下的動植物經過漫長的地質年代形成的，所以稱為化石能源。
常見的化石能源有：煤、石油、天然氣。
常見的一次能源有：煤、石油、天然氣、風能、水能、太陽能、地熱能、核能等。常見的二次能源有：電能。
2.太陽能是氫原子核在超高溫時聚變釋放的巨大能量，太陽能是人類能源的寶庫，如化石能源、地球上的風能、生物質能都來源于太陽。
3.太陽能的利用
（1）間接利用太陽能：化石能源（光能----化學能）；生物質能（光能----化學能）。
（2）直接利用太陽能：集熱器（有平板型集熱器、聚光式集熱器）（光能----內能）；
太陽能電池：（光能----電能）一般應用在航空、航天、通訊、計算器、手表等方面。
（3）太陽能來源豐富，不需要運輸，無污染，但由于能量比較分散且受季節、氣候和晝夜變化的影響很大，給大規模利用太陽能帶來一些新的技術課題。
一、單選題
1．（2023·河南信陽·校考三模）在生產和生活中，人們選材常從物質的不同屬性考慮，下列說法正確的是（　　）
A．用膠木制作熱水壺的手柄利用了膠木良好的導熱性
B．用光纖通信利用了光導纖維良好的導電性
C．用鋼制作小磁針利用了鋼易被磁化且磁性不易消失的特性
D．用鎢做燈絲利用了鎢的熔點比較低的性質
【答案】C
【解析】A．用膠木制作熱水壺的手柄利用了膠木良好的隔熱性，這樣才不會燙手，故A錯誤；
B．光導纖維通常是由玻璃制作的，屬于絕緣體，光纖通信是利用激光在光導纖維中多次反射傳輸信號的，故B錯誤；
C．制作小磁針的材料應容易被磁化，且磁化后磁性不易消失，因此用鋼制作小磁針是利用了鋼容易被磁化且磁性不易消失的特性，故C正確；
D．用鎢做燈絲利用了鎢的熔點比較高的性質，這樣燈絲才不容易熔化，故D錯誤。
故選C。
2．（2023·河南周口·統考三模）將玻璃罩內的空氣逐漸抽出，在此過程中，同學們聽到的聲音不斷減小，看到發聲體上方的輕質小球一直在跳動，燒杯內的熱水變“沸騰”了。下列有關說法錯誤的是（　　）
A．人眼從各個角度看到這些不發光的物體是由于光在其表面發生了漫反射
B．由該裝置可知，真空下物體是無法振動產生聲音的
C．水的沸點隨氣壓的減小而降低
D．磁懸浮裝置的B磁體上端為S極
【答案】B
【解析】A．光可以在真空中傳播，人眼從各個角度看到這些不發光的物體是由于光在其表面發生了漫反射，故A正確，不符合題意；
B．聲音是由物體振動產生的，振動產生了聲音，但聲音不能在真空中傳播；故B錯誤，符合題意；
C．液體的沸點跟氣壓有關，氣壓增大，沸點升高；氣壓減小，沸點降低；水的沸點隨氣壓的減小而降低，故C正確，不符合題意；
D．磁懸浮時，兩個磁體靠近的磁極為同名磁極，利用了同名磁極相斥的原理；磁體A的上端為N極，所以磁體B的下端也為N極，磁懸浮裝置中B磁體的上端為S極，故D正確，不符合題意。
故選B。
3．（2023下·九年級課時練習）如圖是溫度自動報警器的原理圖，它運用了許多物理知識。以下說法中不正確的（　　）
A．溫度計中的水銀是導體
B．溫度計是根據液體熱脹冷縮的性質工作的
C．報警器中的電磁鐵運用了電流的熱效應
D．電磁繼電器是一種電路開關
【答案】C
【解析】ABD．溫度計是利用液體熱脹冷縮的性質制成的，溫度報警器的原理：當溫度達到一定值時，溫度計內的水銀上升，因為水銀是導體，控制電路會接通，電磁鐵產生磁性，將銜鐵吸引，此時報警電路接通，電鈴響，起到報警作用，故ABD正確，不符合題意；
C．電磁鐵通電時有磁性，斷電時無磁性，運用的是電流的磁效應，故C錯誤，符合題意。
故選C。
4．（2023·山東日照·統考二模）2020年6月23日，我國完成了北斗全球衛星導航系統全部衛星的發射，全面建成了北斗系統。截止2023年1月，北斗導航系統已連接我國社會發展的各個方面，并進入全面的商用階段。從北斗一號工程立項開始，幾代北斗人接續奮斗、數十萬建設者聚力托舉，在強國復興的偉大征程中，一次又一次刷新“中國速度”、展現“中國精度”、彰顯“中國氣度”，創造出無愧于黨、無愧于人民、無愧于時代的輝煌業績。關于如圖所示的情景，下列說法正確的是（　　）
A．火箭加速上升的過程中火箭的機械能守恒
B．如果北斗衛星所受的力全部消失，將會一直繞地球做勻速圓周運動
C．北斗衛星繞地球運行時受到非平衡力的作用
D．北斗衛星用超聲波向地面傳遞信號
【答案】C
【解析】A．火箭加速上升的過程中，質量不變，速度增大，高度增大，所以動能和重力勢能都增大，機械能增大，故A錯誤；
B．如果北斗衛星所受的力全部消失，根據牛頓第一定律可知，將做勻速直線運動，故B錯誤；
C．北斗衛星繞軌道運行時，運動的方向和速度發生了變化，受到非平衡力的作用，故C正確；
D．太空中沒有空氣，真空不能傳聲，因此衛星不能用超聲波向地面傳遞信號，電磁波可以傳遞信息，且電磁波的傳播不需要介質，北斗衛星用電磁波向地面傳遞信號，故D錯誤。
故選C。
二、多選題
5．（2023·山東日照·日照市田家炳實驗中學校考一模）如圖所示，下列圖文對應正確的是（　　）

A．攔河大壩是應用連通器原理工作的 B．太陽能電池是將太陽能轉化為電能
C．跑步機的工作原理與此實驗的原理相同 D．正在上坡的汽車的受力示意圖
【答案】BC
【解析】A．攔河大壩利用的是液體壓強隨著深度的增加而增大，不是連通器原理，故A錯誤；
B．太陽能電池是通過吸收太陽光，將太陽輻射能通過光電效應或者光化學效應直接或間接轉換成電能的裝置，即其可以將太陽能轉換為電能，故B正確；
C．電動機是利用通電導體在磁場里受力運動的原理制成的。此裝置有電源，通電后，磁場中的金屬棒會受力運動，說明通電導體在磁場中受力運動，是電動機的原理，故C正確；
D．正在上坡的汽車受到豎直向下的重力、垂直于斜坡向上的支持力和沿斜坡向下的摩擦力，圖中摩擦力和支持力的方向錯誤，故D錯誤。
故選BC。
6．（2023·河南南陽·南陽市第十三中學校校考三模）2023年1月13日，我國自主研發設計的世界首臺高溫超導高速磁浮工程化樣車下線，設計時速620km，標志著我國高速列車邁向新的高度，如圖甲是磁懸浮列車的結構圖，圖乙是另一種磁懸浮列車的設計原理圖，A是磁性穩定的電磁鐵，安裝在鐵軌上，B是安裝在車身上（緊靠鐵軌上方）電阻非常小的螺線管，B中的電流方向如圖乙所示，下列說法正確的是（　　）
A．甲圖中，要使列車懸浮起來，車身線圈的上端是S極
B．甲圖中，該磁懸浮列車是根據電磁感應原理工作的
C．乙圖中，通電螺線管B的上方是S極
D．乙圖中，要使通電螺線管的磁性減弱，可以減少線圈匝數
【答案】AD
【解析】A．同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，甲圖中，要使列車懸浮起來，車身線圈的上端是S極，故A正確；
B．通電導線周圍存在磁場，磁懸浮列車是根據電流的磁效應原理工作的，故B錯誤；
C．根據安培定則判斷出通電螺線管的上端是N極，下端是S極，故C錯誤；
D．減弱磁性的方法有減小電流、減少線圈匝數、去掉鐵芯，乙圖中，要使通電螺線管的磁性減弱，可以減少線圈匝數，故D正確。
故選AD。
7．（2023·河南許昌·統考二模）關于信息、材料和能源，下列說法正確的是（　　）
A．能量是守恒的，不會出現能源危機
B．光纖通信具有傳輸信息量大、抗干擾的優點
C．風能、水能、太陽能和核能都屬于可再生能源
D．家庭電路中的保險絲具有熔點低、電阻大的特點
【答案】BD
【解析】A．自然界中能量守恒，但并不是所有能量都可以直接為人類所利用，而且能量的轉化具有方向性，能源危機是現在人類面臨的共同問題，故A錯誤；
B．光纖通信的特點是：傳輸信息量大、高抗干擾及光能損耗小等，故B正確；
C．核能、風能、水能、太陽能中，核能屬于不可再生能源，故C錯誤；
D．保險絲是用電阻較大、熔點較低的鉛銻合金制成，這樣做是為了在電路中的電流過大時，保險絲能產生較多的熱，使保險絲迅速熔斷，從而起到保護電路的作用，故D正確。
故選BD。
三、填空題
8．（2023·湖北武漢·校考模擬預測）巨磁電阻效應是指某些材料的電阻在磁場中急劇減小的現象，這一發現大大提高了磁、電之間信號轉換的靈敏度，從而引發了現代硬盤生產的一場革命。如圖是說明巨磁電阻特性原理的示意圖，圖中GMR是巨磁電阻。如果閉合S1電磁鐵上方的小磁針 （選填“靜止”“會順時針轉動”“會逆時針轉動”），再閉合S2并使滑片P向左滑動，指示燈亮度會變 （選填亮或暗），僅用如圖所示實驗器材 （可以/不可以）完成“探究電磁鐵磁性強弱的影響因素”的實驗。
【答案】 靜止 亮 不可以
【解析】[1][2]由圖可知，電流從電磁鐵的右端流入，利用安培定則判斷電磁鐵的左端為N極、右端為S極；根據異名磁極相互吸引可知，小磁針會保持靜止狀態；再閉合S2并使滑片P向左滑動，滑動變阻器接入電路的電阻變小，根據歐姆定律可知，通過電磁鐵的電流變大，磁性增強，則GMR的電阻變小，右側電路的總電阻變小，根據歐姆定律可知，通過燈泡的電流變大，所以指示燈亮度會變亮；
[3]影響電磁鐵磁性大小的因素：電流的大小、線圈的匝數；由于圖片中的裝置無法改變線圈匝數的多少，所以無法完成探究實驗。
9．（2023·湖北黃石·統考三模）隨著人們生活水平的提高，掃地機器人逐步進入普通家庭。其工作時是通過電機轉動使內部氣流速度大，壓強 （填“大”“小”或“不變”），使雜物進入吸塵器達到清掃的目的。電動機是根據 原理工作的， （填“揚聲器”或“動圈式話筒”）與它的工作原理相同。
【答案】 小 通電導體在磁場中受力而運動 揚聲器
【解析】[1]高速旋轉的葉輪把空氣排出風機，機器人內部的空氣流速大，壓強小，而外部的空氣流速小，壓強大，所以在外界大氣壓的作用下，外部空氣和灰塵不斷地壓入進風機，掃地機器人就能“掃塵”了，使雜物進入吸塵器達到清掃的目的。
[2] [3]電動機是利用通電導線在磁場中受力的作用而運動，“動圈式話筒”的原理是電磁感應現象，“揚聲器”的原理是通電導體在磁場中受力而運動，所以揚聲器與電動機的工作原理相同。
10．（2023·山東濟寧·濟寧學院附屬中學校考三模）請根據如圖要求填空。
（1）圖甲，鉛筆的長度是 cm；
（2）圖乙，一束光在空氣和玻璃兩種介質的界面上發生了反射和折射，折射角為 ；
（3）圖丙，甲、乙兩實心圓柱體放在水平地面上，對地面的壓強相等， 的密度大（甲/乙）；
（4）圖丁：要進行電磁感應現象的研究，開關S接到位置 （選填“1”或“2”）。
【答案】 3.00 45° 甲 2
【解析】（1）[1]圖甲刻度尺上1cm之間有10個小格，所以一個小格代表的長度是0.1cm，即此刻度尺的分度值為0.1cm；物體左側與0刻度線對齊，估讀為3.00cm。
（2）[2]由圖可知
∠FOA=90°-60°=30°
∠EOA=90°-60°=30°
所以
∠FOA=∠EOA
故AB為法線，CO為界面；因折射光線與入射光線分居在法線的兩側，所以入射光線為EO，反射光線為OF，折射光線為OD，折射角
∠GOB=90°-45°=45°
（3）[3]物體對水平面的壓力等于自身的重力相等，實心圓柱體對水平地面的壓強
由圖可知，圓柱體甲的高度小于圓柱體乙的高度，又因甲、乙兩個實心圓柱體對地面的壓強p相等，所以，由ρ=ρgh可知，甲的密度大于乙的密度。
（4）[4]如圖所示的裝置中，金屬棒ab用兩根細導線連接后懸掛在蹄形磁體兩極之間，把單刀雙擲開關S擲向1時，看到金屬棒ab運動，即表明通電導線在磁場中受力的作用；把單刀雙擲開關S擲向2，金屬棒ab做切割磁感線時，電路中會產生電流，這是電磁感應現象。
11．（2023·江蘇蘇州·校考模擬預測）如圖所示，和是兩根固定且平行的水平光滑金屬軌道，符號“”代表垂直于金屬導軌向下的磁場。現將空心銅棒和垂直放在金屬導軌上靜止，當水平拉動銅棒向右運動時，會產生感應電流，銅棒和導軌組成了一個閉合電路，則銅棒相當于 ，此時銅棒會向右運動。若同時改變磁場方向和銅棒運動方向，則銅棒的運動方向 （選填“向左”或“向右”）
【答案】 電源 向左
【解析】[1]圖中當水平拉動銅棒向右運動時，會產生感應電流，銅棒和導軌組成了一個閉合電路，銅棒提供了電能，相當于電源。
[2]若同時改變磁場方向和銅棒運動方向，則銅棒產生的感應電流的方向不變，但對于銅棒來說，由于磁場方向發生了改變，因此運動方向向左。
12．（2023·湖北武漢·統考模擬預測）2023年11月29日，神舟十五號載人飛船在酒泉衛星發射中心發射成功。飛船在天空飛行過程中，航天員通過 （選填“超聲波”或“無線電波”）傳遞信息，實現天地互動。神舟十五號遠地點高約394.9km，近地點約384km，飛船從近地點向遠地點運動時，動能 （選填“變大”“變小”或“不變”）。若飛船在1min內運行的路程是456km，則它的平均速度是 m/s。

【答案】 無線電波 變小 7600
【解析】[1]超聲波在真空總不能傳播，而無線電波能在真空中傳播，所以飛船在天空飛行過程中，航天員通過無線電波傳遞信息，實現天地互動。
[2]神舟十五號飛船從近地點向遠地點運動時，速度減小，高度增加，質量不變，所以動能減小，重力勢能增大，動能轉變為重力勢能。
[3]飛船的平均速度為
四、實驗題
13．（2023·河南濮陽·統考二模）利用如圖裝置探究“感應電流產生條件”的實驗，其中蹄形磁鐵放在水平實驗臺上，導體AB懸掛在磁體的磁場中。
（1）閉合開關，讓懸掛的導體AB沿著豎直方向運動，觀察到靈敏電流計指針 發生偏轉；斷開開關，保持磁體不動，導體AB向左水平運動，觀察到靈敏電流計指針 發生偏轉（以上兩空選填“會”或“不會”）；
（2）當某一操作使靈敏電流計指針發生了偏轉，此時導體棒AB相當于 （選填“電源”或“用電器”），只將磁體磁極對調，靈敏電流計指針偏轉方向 （選填“反向”或“不變”）。
【答案】 不會 不會 電源 反向
【解析】（1）[1]閉合開關，讓懸掛的導體AB沿著豎直方向運動，由于導體AB沒有切割磁感線，所以電路中不會產生感應電流，靈敏電流計指針不會發生偏轉。
[2]斷開開關，保持磁體不動，導體AB向左水平運動，導體切割磁感線，有感應電壓，但由于電路不是閉合電路，電路中沒有感應電流，觀察到靈敏電流計指針不會發生偏轉。
（2）[3]當某一操作使靈敏電流計指針發生了偏轉，電路中有感應電流產生，此時導體棒AB提供了電能，相當于電路中的電源。
[4]導體AB切割磁感線方向不變，只將磁體磁極對調，電路中感應電流方向改變，靈敏電流計指針偏轉方向反向。
14．（2023·吉林長春·校考二模）小明想利用小磁針來探究通電螺線管外部磁場的特點。將許多小磁針放在通電螺線管周圍的不同位置，接通電路后觀察各小磁針靜止時的指向（黑色一端為N極），然后根據小磁針指向，畫出螺線管周圍的磁感線。
（1）可通過觀察小磁針靜止時N極的指向來判斷出該通電螺線管左端的極性為 極；
（2）觀察發現，通電螺線管外部的磁場分布與 磁體周圍的磁場分布十分相似。后來，小明對調電源正負極重新實驗，發現小磁針靜止時N極的指向都與原來相反，這說明通電螺線管的磁場方向與 有關。
【答案】 N 條形 電流方向
【解析】（1）[1]觀察圖甲中小磁針靜止時N極的指向，由異名磁極相互吸引可知，通電螺線管右端的極性為S極，左端為N極。
（2）[2][3]根據圖示的通電螺線管周圍的小磁針的分布情況和螺線管周圍磁感線的形狀，可以確定通電螺線管周圍磁感線的形狀是紡錘形的，這與條形磁體周圍磁場分布相似；小明改變電源的正負極后，螺線管中的電流方向發生了改變，小磁針的N極指向與原來相反，說明磁場的方向相反，由此可以確定，通電螺線管的磁場方向與電流方向有關。
15．（2023·湖南株洲·統考模擬預測）某實驗小組在做“電與磁”的實驗。
（一）下圖是該小組做“電磁鐵的磁性強弱與哪些因素有關”的實驗電路圖。

（1）圖中電磁鐵的上端是 極（填“N”或“S”）；
（2）電磁下端的的鐵釘分布成上圖中“發散”狀態，這是由于 ；
（3）實驗中電磁鐵的磁性強弱可以通過觀察 來確定。
（二）探究磁與電的聯系

如圖甲，靈敏電流表的內部主要由固定的磁鐵和可以轉動的線圈（與表外指針相連）兩大部分組成。他們把兩表連接起來（圖乙），用手撥動右側靈敏電流表指針，左側靈敏電流表的指針也發生了偏轉。他們的分析是：撥動右側電流表的指針，表內線圈在磁場作 運動，產生了感應電流，利用這一原理可制成 機，這樣左側電流表內線圈同時也會有電流，它在 中受到力的作用，帶動指針偏轉，此時左側電流表相當于 機。
【答案】 N 同名磁極相互排斥 吸引鐵釘的數量 切割磁感線 發電 磁場 電動
【解析】（一）（1）[1]由甲圖可知，電流從電磁鐵上端流入，下端流出，由安培定則可知，電磁鐵的上端是N極。
（2）[2]小鐵釘被磁化，小鐵釘遠離鐵釘的一端磁性相同，互相排斥，所以，下端分散的。
（3）[3]電磁鐵吸引小鐵釘越多，電磁鐵的磁性越強，實驗中是通過觀察電磁鐵吸引小鐵釘的多少來比較電磁鐵磁性強弱的。
（二）[4][5]根據電磁感應原理可知，線圈在磁場中做切割磁感線運動，產生了感應電流，可制成發電機。
[6][7]根據通電導體在磁場中受到力的作用，所以，指針偏轉起來，此時左側電流表相當于電動機。
五、綜合題
16．（2023·江蘇泰州·校考三模）請回答下列與電和磁相關的物理問題。
（1）為了研究通電螺線管周圍的磁場分布情況，小明玻璃板上均勻地撒上鐵屑，閉合開關，輕敲玻璃板，其分布情況如圖甲。說明通電螺線管周圍的磁場分布與 的磁場分布非常相似。若想知道電螺線管周圍的磁場方向還要借助 ；（填一種器材）
（2）如圖乙，探究“讓線圈轉起來”的實驗裝置圖，若將線圈兩端的絕緣漆全部刮去，則線圈將 （選填“來回轉動”或“持續轉動”）。若線圈一端的絕緣漆全部刮去，另一端刮去半周，在電源和開關之間接一燈泡，則在線圈轉動的過程中，燈泡發光情況是 ；
（3）如圖丙，是一種稱為“人工心臟泵”的體外裝置，用來代替心臟，以推動血液循環。線圈AB固定在用軟鐵制成的活塞柄上（相當于一個電磁鐵），通電時線圈與活塞柄組成的系統與固定在左側的磁體相互作用，從而帶動活塞運動。活塞筒通過閥門與血管相通，閥門只能向外開啟，只能向內開啟。線圈中的電流從B流向A時，活塞柄向 運動（選填“左”或“右”），血液從 流入 。（后2空選填①、②、③）
【答案】 條形磁體 小磁針 來回轉動 閃爍發光 右 ② ①
【解析】（1）[1][2]條形磁體兩極磁性最強,中間磁性最弱，由圖甲可知，通電螺線管周圍的磁場分布與條形磁體的磁場分布非常相似。在磁場的某一點，小磁針靜止時北極所指的方向即為該點的磁場方向，因此若想知道電螺線管周圍的磁場方向還要借助小磁針。
（2）[3][4]若將線圈兩端的絕緣漆全部刮去，則線圈將來回轉動，因為不能自動改變電流方向，線圈不能持續轉動下去。若線圈一端的絕緣漆全部刮去，另一端刮去半周，在電源和開關之間接一燈泡，則在線圈轉動的過程中，燈泡發光情況是閃爍發光，因為電流時斷時續。
（3）[5][6][7]線圈中的電流從B流向A時，由安培定則可知，通電螺線管的左端是N極，和左邊的磁體之間是同名磁極互相排斥，故活塞柄向右運動，使得閥門S2關閉，閥門S1打開，所以血液由②流向①。，血液從②流入①。
六、計算題
17．（2024·山東青島·統考一模）(1)通電導體在磁場中受到的力叫安培力，通電導體與磁場方向垂直時，它受安培力F大小與導體長度L和通過的電流I的乘積成正比，比例系數為磁感應強度B，則F= ,在國際單位制中，磁感應強度的單位是特斯拉，簡稱特，符號是T，1T=1；
(2)如圖，長為50cm、質量為100g的均勻金屬棒ab的兩端用兩個完全相同的彈簧懸掛成水平狀態，位于垂直紙面向里的勻強磁場（強弱和方向處處相同）中，彈簧上端固定，下端與金屬棒絕緣，金屬棒通過開關與電源相連，電路總電阻為5Ω，當電源電壓為2V，彈簧恰好不伸長，求：勻強磁場的磁感應強度B的大小是多少？( )
【答案】 BIL 5T
【解析】解：(1)因安培力F大小與導體長度L和通過的電流I的乘積成正比，比例系數為磁感應強度B，則安培力
(2)閉合開關，電路中的電流為
圖中彈簧恰好不伸長，說明彈力為0，此時金屬棒處于靜止狀態，其受到的安培力和重力是一對平衡力，其大小相等，即F=G，所以
則磁感應強度
答：(1)安培力的大小為BIL；
(2)勻強磁場的磁感應強度B的大小是5T。
18．（2023·江蘇常州·統考二模）如圖甲是小明制作的防盜報警裝置示意圖，其中工作電路電源電壓U1＝6V，指示燈L的額定電壓UL＝2.5V，定值電阻R0＝350Ω；控制電路電源電壓U2＝1.5V，磁敏電阻Rx的阻值隨其所處位置磁場強度的變化如圖乙所示，D、E、F為動靜觸點上的三個接線柱，當含有內置小磁鐵的窗戶分別處在軌道A、B、C處時，磁敏電阻Rx所處位置的磁場強度分別為a、b、c，閉合開關S1和S2后，當窗戶關閉時，指示燈亮，蜂鳴器不工作；當窗戶打開一定程度時，指示燈熄滅，蜂嗚器發出警報聲。
(1)按要求連接好電路；
(2)將窗戶移到A點時，窗戶關閉，閉合開關S1，指示燈L正常發光，求此時指示燈L消耗的電功率；（寫下計算過程）
(3)已知電磁鐵線圈中的電流達到3mA時，電磁鐵的銜鐵剛好被吸下，指示燈L熄滅，蜂鳴器開始報警，現移動滑動變阻器的滑片，使其接入電路的阻值為其最大阻值的，當窗戶移至軌道B點位置時，蜂鳴器恰好開始報警，若要求窗戶移至軌道C點位置時才開始報警，此時能否通過調節滑動變阻器來實現？請通過計算加以說明。（寫出計算過程，電磁鐵線圈阻值忽略不計）
【答案】(1)見解析；(2)0.025W；(3)不能通過調節滑動變阻器的阻值來實現
【分析】(1)因為小燈泡的額定電壓小于電源電壓，所以需要將電阻R0與燈泡串聯，又因為電燈泡和蜂鳴器能夠獨立工作，所以電燈泡和蜂鳴器并聯，根據磁敏電阻的性質以及電磁繼電器的工作原理判斷出電燈泡和蜂鳴器的位置。
(2)工作電路中燈泡和R0串聯，燈泡正常發光，根據串聯電路的分壓特點求出R0兩端的電壓，根據歐姆定律求出電流，再根據求出燈泡的額定功率。
(3)由圖象讀出窗戶移至B點和C點時，磁敏電阻的電阻值，根據歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的阻值，進而得出滑動變阻器的最大阻值，再判斷是否能通過調節滑動變阻器的阻值來實現報警。
【解析】解：(1)因為小燈泡的額定電壓小于電源電壓，所以需要將電阻R0與燈泡串聯，又因為電燈泡和蜂鳴器能夠獨立工作，所以電燈泡和蜂鳴器并聯；閉合開關S1和S2后，當窗戶關閉時，磁敏電阻距離磁鐵近，磁鐵的磁性強，根據右圖知磁敏電阻的電阻大，電路的電流小，電磁鐵的磁性弱，不能把銜鐵吸引下來，指示燈亮，蜂鳴器不工作，所以小燈泡和電阻串聯后接在上靜觸點上；當窗戶打開一定程度時，磁敏電阻距離磁鐵遠，磁鐵的磁性弱，根據右圖知磁敏電阻的電阻小，電路的電流大，電磁鐵的磁性強，把銜鐵吸引下來，指示燈不亮，蜂鳴器工作，所以蜂鳴器接在上靜觸點上，如下圖所示：
(2)閉合開關S1，燈泡和R0串聯，燈泡正常發光，其兩端的電壓為UL＝2.5V，R0兩端的電壓
電路中的電流為
燈泡的額定功率
(3)由圖象乙可知，窗戶移至B點和C點時，磁敏電阻的電阻值分別為400Ω和300Ω，由歐姆定律可得，當窗戶移至軌道B點位置時，蜂鳴器恰好開始報警，控制電路中的總電阻為
此時滑動變阻器接入電路的阻值
此時滑動變阻器接入電路的阻值為其最大阻值的，所以滑動變阻器的最大阻值為150Ω，當窗戶移至軌道C點位置時，滑動變阻器接入電路的阻值應該為
但是滑動變阻器的最大阻值為150Ω，所以若要求窗戶移至軌道C點位置時蜂鳴器才開始報警，此時不能通過調節滑動變阻器的阻值來實現。
答：(1)見上圖；
(2)此時指示燈L消耗的電功率0.025W；
(3)不能通過調節滑動變阻器的阻值來實現。
19．（2023·江蘇南京·校聯考二模）小明設計的一個溫控電加熱裝置，原理如圖所示，電壓U1=6V，Rt為熱敏電阻其阻值隨加熱環境溫度的升高而增大．電磁鐵線圈電阻不計，當導線中的電流大于或等于10mA時，銜鐵吸下與下觸點A接觸；當電流小于10mA時，銜鐵松開與B觸點接觸，U2=220V，R1=48.4Ω．
（1）銜鐵剛被吸下時，求Rt的阻值．
（2）求該電加熱器處于加熱擋時的電功率．
（3）若該電加熱器的保溫時功率是加熱時功率的10%，求R2的阻值．
【答案】（1）600Ω（2）1000W（3）435.6Ω
【解析】(1)根據I=知，
銜鐵剛被吸下時,Rt的阻值：Rt===600Ω；
(2)要想讓加熱器有兩個檔位，需要使電路的電阻不同，需要將一個電阻短路，電路如下圖所示：
(3)由上圖知,當環境溫度低時,熱敏電阻的電阻減小,電路的電流增大,電磁鐵的磁性增強,銜鐵被吸下時,銜鐵與A接觸,電阻R1被接入電路，電阻較小，處于加熱狀態，
加熱功率為：P加熱===1000W；
(4)當環境溫度高時,熱敏電阻的電阻增大,電路的電流減小,電磁鐵的磁性減弱,銜鐵被彈起時,銜鐵與B接觸,兩電阻串聯,處于保溫狀態,此時的功率是加熱時功率的10%,即P保溫=10%P加熱=10%×1000W=100W，
此時電路的總電阻為：R===484Ω，
R2的阻值：R2=R R1=484Ω 48.4Ω=435.6Ω．
七、科普閱讀題
20．（2024·遼寧·統考模擬預測）在跨學科實踐課上，某小組開展了“設計小型風力發電系統”的項目化學習活動。下面是該小組同學交流的實踐過程，請幫助完成下列內容：
【項目分解】
（1）制作小型風力發電機
（2）優化風力發電系統
【項目實施】
（1）制作小型風力發電機
經過課堂學習，我們了解到發電機和電動機中都有線圈和磁體，嘗試用玩具電風扇作為風力發電機，連接成如圖甲所示的電路。閉合開關，向扇葉吹風，使扇葉帶動線圈轉動，我們觀察到了 ，說明我們的風力發電機可以發電。它是利用 現象發電的。
（2）優化風力發電系統
我們在設計的過程中考慮到無風不能發電，于是增加了太陽能電池；又考慮到風能和太陽能發電受風速、光照強度等因素的制約，不適合直接給用電器供電，于是增加了蓄電池，形成風光互補發電系統。圖乙是該系統的簡圖，其中給出了該系統的電能轉移路徑，但電能的轉移方向并不完整，A和B其中之一為蓄電池，另一個為用電器。請根據所給條件，在圖乙中標出A的元件名稱，并結合圖乙說出蓄電池的工作過程及其起到的不同作用：
【項目拓展】
（3）經查閱資料，截至2023年4月，我國風電光伏發電總功率超8億千瓦，約為36個三峽電站的總功率。某風力發電機組在風速為3m/s以下或25m/s以上時，處于空轉或停機狀態，實際功率為0；在風速達12m/s或以上時，發電功率保持不變。其發電功率與風速關系如下表：
風速v/（m·s ） 4 6 8 10 12 14 16
功率P/kW 56 190 445 880 1500 1500 1500
某日6：00到12：00，風速與時刻關系如圖丙所示（為方便計算，數據作了簡化處理）則在這段時間內該風力發電機組發電 kW·h。
【答案】 燈泡發光 電磁感應 蓄電池，風能與太陽能轉化為化學能，在電池中儲存起來，此時蓄電池相當于用電器；放電時，又將化學能轉化為電能，供用電器使用，此時相當于電源
【解析】（1）[1][2]閉合開關，一部分導體在磁場中做切割磁感線運動，導體中就會產生電流，這種現象叫電磁感應現象，所以燈泡會發光。
（2）[3]風能與太陽能轉化為化學能，在電池中儲存起來，此時蓄電池相當于用電器；放電時，又將化學能轉化為電能，供用電器使用，此時相當于電源，所以圖中A應該是蓄電池。
（3）[4]根據圖丙可知，6：00到7：00發電機組風速為2m/s，根據題意可知發電機組在風速為3m/s以下，處于空轉或停機狀態，實際功率為0；7：00到9：00發電機組風速為6m/s，根據圖表可知實際功率為190 kW·h，9：00到10：00發電機組風速為4m/s，根據圖表可知實際功率為56 kW·h，10：00到12：00發電機組風速為10m/s，根據圖表可知實際功率為880 kW·h，則某日6：00到12：00，在這段時間內該風力發電機組發電量
一、單選題
1．（2023·四川樂山·校考模擬預測）勤勞的中華民族創造了燦爛的華夏文明，在眾多領域取得了舉世矚目的成就，推動了人類社會的進步。下列關于我國科學技術的成就和應用描述完全正確的有（　　）
①四大發明中的“指南針”——司南能指示南北方向是受地磁場的作用
②1293年，郭守敬在通惠河上建造了船閘，這一創舉利用了連通器原理
③冬奧會的“巡檢機器狗”將現場設備運行狀態通過電磁波傳遞到指揮中心
④“玉兔2號”月球車在月球背面留下屬于中國的第一道印記，說明力可以改變物體的形狀
⑤“華龍一號”核反應堆利用核聚變進行發電，所用核燃料屬于可再生能源
⑥“復興號”動車組刷新了中國速度，高速行駛時，周圍空氣的流速大，壓強也大
A．①②③④ B．①②③⑤ C．③④⑤⑥ D．②③④⑥
【答案】A
【解析】①指南針能夠指南北是因為受到地磁場的作用，故①正確；
②船閘的上游閥門打開時，上游和閘室構成連通器，下游閥門打開時，下游和閘室構成連通器，船只才能通航，故②正確；
③電磁波能傳遞信息，冬奧會的“巡檢機器狗”將現場設備運行狀態通過電磁波傳遞到指揮中心，故③正確；
④月球車在月球表面行駛留下痕跡，是因為月球車對月球表面有壓力的作用，使月球表面的月壤的形狀發生了改變，該現象說明力可以使物體發生形變，故④正確；
⑤核反應堆利用核裂變進行發電，核燃料一旦使用，在短期內不能再生，是不可再生能源，故⑤錯誤；
⑥高速行駛時，周圍空氣的流速大，壓強小，故⑥錯誤。
綜上所述，只有①②③④正確。
故選A。
2．（2023·寧夏銀川·銀川市第三中學校考模擬預測）勤勞的中華民族創造了燦爛的華夏文明，在眾多領域中取得了舉世矚目的成就，推動了人類社會的進步。下列關于我國科學技術的成就和應用描述完全正確的有（　　）
①四大發明中的“指南針”——司南能指示南北方向是受地磁場的作用
②1293年，郭守敬在通惠河上建造了船閘，這一創舉利用了連通器原理
③戰國時期的天平——木衡和銅環權利用了杠桿原理
④“玉兔2號”月球車在月球背面留下屬于中國的第一道印記，說明力可以改變物體的形狀
⑤“華龍一號”核反應堆利用核聚變進行發電，所用核燃料屬于可再生能源
⑥“復興號”動車組刷新了中國速度，動車組速度越快，它的慣性越大
A．①②③⑤ B．①②③④ C．③④⑤⑥ D．②③
【答案】B
【解析】①指南針能夠指南北是因為受到地磁場的作用，使磁針的N極指示地理北極。故①正確；
②船閘的上游閥門打開時，上游和閘室構成連通器，下游閥門打開時，下游和閘室構成連通器，船只才能通航，故②正確；
③根據戰國時期的天平結構和特點可以確定：“木衡”在使用的過程中能繞中間的點轉動，相當于我們現在所使用的天平；而“銅環權”則相當于砝碼，而天平是利用了杠桿原理，故③正確；
④月球車在月球表面行駛留下痕跡，是因為月球車對月球表面有壓力的作用，使月球表面的月壤的形狀發生了改變，該現象說明力可以使物體發生形變，故④正確；
⑤核反應堆利用核裂變進行發電；核燃料一旦使用，在短期內不能再生，是不可再生能源，故⑤錯誤；
⑥物體的慣性只與物體的質量有關，動車的質量越大，慣性也就越大，與速度無關，故⑥錯誤；
故ACD不符合題意，B符合題意；
故選B。
3．（2023·山西太原·統考模擬預測）圖甲是由電磁繼電器控制加熱和保溫狀態轉換的電熱水器原理圖。、為電熱絲，且R2=3R1，為滑動變阻器，R為置于電熱水器內的熱敏電阻，其阻值隨溫度的變化規律如圖乙所示。控制電路電源的電壓為6V，當通過熱敏電阻R中的電流I≥15mA時，銜鐵被吸下。下列說法正確的是（　　）

A．當閉合且水溫上升時，通過R的電流逐漸減小
B．熱水器的加熱功率是保溫功率的4倍
C．當熱水溫度為55℃時，銜鐵剛好被吸下，連入電路的阻值為
D．若要提高熱水的設置溫度，應向左移動滑動變阻器的滑片P
【答案】B
【解析】A．由圖乙可知熱敏電阻R的阻值隨溫度升高而變小，控制電路中的總電阻減小，根據歐姆定律可知，在其他條件不變時，控制電路中的電流增大，根據串聯電路電流規律，當閉合且水溫上升時，通過R的電流逐漸增大，故A錯誤；
B．銜鐵與上觸點接觸時工作電路為R1的簡單電路，銜鐵與下觸點接觸時工作電路為R1、R2串聯，因串聯電路中總電阻大于任何一個分電阻，所以，銜鐵與上觸點接觸時電路的總電阻小，由可知，工作電路的總功率大，處于加熱狀態，同理可知，銜鐵與下觸點接觸時，處于保溫狀態；熱水器的加熱功率和保溫功率的比值
即熱水器的加熱功率是保溫功率的4倍，故B正確；
C．當熱水溫度設置為55℃時，電路中的電流I=15mA，此時銜鐵被吸下，工作電路處于保溫狀態，由歐姆定律可得，電路的總電阻
由圖乙可知，此時熱敏電阻的阻值R=150Ω，因繼電器線圈電阻不計，所以
故C錯誤；
D．因電磁鐵被吸下時控制電路的電流為15mA不變，即此時控制電路的總電阻不變，所以，若提高熱水設置溫度（即R的阻值更小），應增大R3的阻值，則滑片應向右移動，故D錯誤。
故選B。
4．（2023·江蘇常州·校考模擬預測）如圖所示，是模擬超市里電動扶梯電路，使用扶梯前先要閉合開關，是一個紅外傳感器，當人靠近到一定距離時，人體輻射的紅外線被紅外傳感器接收，紅外傳感器阻值減小。下列說法正確的是（　　）

A．電路工作時，電磁鐵上端為極
B．當人遠離傳感器時，傳感器阻值減小
C．當人遠離傳感器時，電磁鐵的磁性變弱
D．當人遠離傳感器時，電動機轉速變快
【答案】C
【解析】A．如圖，電流從電磁鐵的下端進入，根據安培定則可以判斷電磁鐵的上端是極，下端是極，故A錯誤；
BCD．閉合開關，控制電路中兩電阻串聯接入電路，當人靠近到一定距離時，人體輻射的紅外線被紅外傳感器接收，紅外傳感器阻值減小，總電阻減小，電源電壓不變，根據歐姆定律可知電路電流變大，電磁鐵的磁性增強，吸引銜鐵，動觸頭和靜觸頭接通，工作電路的定值電阻短路，只有電動機接在電路中，電動機電壓變大，電動機轉動速度變快。所以，當人遠離傳感器時，傳感器阻值變大，電磁鐵的磁性變弱，電動機轉速變慢。故C正確，BD錯誤。
故選C。
二、多選題
5．（2023·遼寧沈陽·校考模擬預測）隨著停課不停學網上教學活動的開展，如圖所示的這個小圖標，迅速躥紅師生兩界，下列說法中正確的是（　　）
A．當你用眼睛看這個圖片時會在視網膜上成正立縮小的實像
B．長時間看電腦休息一下跳望遠處景物時，晶狀體會變薄
C．我們看到電腦屏幕的彩色畫面是由紅、綠、藍三種色光混合而成的
D．我們聽到老師上網課的聲音是利用聲傳遞信息
【答案】BC
【解析】A．人的眼睛相當于一架照相機，用眼睛看這個圖片時，會在視網膜上成倒立、縮小的實像，故A錯誤；
B．跳望遠處景物時，睫狀體放松，晶狀體變薄，對光的偏折能力減弱，遠處物體射來的光會聚在視網膜上，眼睛就可以看清遠處的物體，故B正確；
C．光的三原色是紅、綠、藍，手機屏幕上的彩色畫面是由紅、綠、藍三種色光混合而成，故C正確；
D．電磁波可以傳遞信息，我們聽到老師上網課的聲音是利用電磁波傳遞過來的，故D錯誤。
故選BC。
6．（2023·廣西欽州·統考一模）圖是可自動注水儲水池的裝置原理圖。電源電壓一定，R為壓敏電阻，其阻值隨壓力變化而變化，為定值電阻。閉合S、當水位上升到一定高度時，觸點分離，注水裝置停止注水；當水位下降到一定位置時，觸點連接，注水裝置開始注水。則（　　）

A．水位上升時，電磁鐵磁性變弱
B．水位上升時，通過電流變大
C．水位下降時，R的阻值會變大
D．水位下降時，的電功率變小
【答案】BCD
【解析】由圖可知，控制電路中定值電阻Ro與壓敏電阻R和電磁鐵串聯。
AB、由“池中水位上升到一定高度時，觸點分離，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，則控制電路中的電流變大，由串聯電路的電流特點可知，通過R0的電流變大，故A不符合題意、B符合題意；
CD、由“池中水位下降到一定位置時，觸點連接，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，則控制電路中的電流變小。由歐姆定律可知，此時電路中的總電阻變大，由串聯電路的電阻特點可知，R的阻值變大；由
P=UI=I2R
可知R0的電功率變小，故CD符合題意。
故選BCD。
三、填空題
7．（2023·廣東肇慶·統考二模）我國“天問一號”火星探測器所攜帶的“祝融號”火星車已在火星駐扎兩年，它是中國航天史上的重大突破；火星距離地球約6×1010~4×1011m，直徑約為地球直徑的53%，質量約為地球質量的11%，火星表面g約為3N/kg；火星地表沙丘、礫石遍布，非常干燥；火星表面的大氣密度大約只有地球的1%火星表面的平均大氣壓強約為700Pa，比地球的1%還小；火星車依靠太陽能進行工作，總質量約為240kg，火星車車輪與地面的接觸總面積為300cm2；

（1）探測器著陸之前，其環繞火星運動的軌道是一個橢圓，如圖乙所示；探測器著陸后跟隨火星自轉時，相對于地球是 （選填“運動”或“靜止”）的；當探測器運行到“近火點”時，它的勢能 （選填“最大”或“最小”）；
（2）如果在火星上給水加熱，水的沸點會比在地球上 （選填“高”或“低”）；
（3）火星探測器與地球之間是利用 來傳遞信息的，信號從地球控制中心發出到達火星上的探測器，再回到地球控制中心，至少需要約 秒；
（4）當火星車靜止在火星的水平地面上時，對地面的壓強是 Pa；假如同一物體分別在地球和火星表面以相同的初始速度在相同的水平面上滑行，在火星上滑行的距離會比在地球上 （選填“長”“短”或“一樣”）。
【答案】 運動 最小 低 電磁波 400 2.4×104 長
【解析】（1）[1]探測器跟隨火星自轉時，相對于地球的位置發生變化，是運動的。
[2]當探測器運行到“近火點”時，它的質量不變、高度最小，勢能最小。
（2）[3]火星表面的平均大氣壓強約為700Pa，比地球上的1%還小，氣壓越低、沸點越低，如果在火星上給水加熱，水的沸點會比地球上低。
（3）[4][5]電磁波可以傳遞信息，火星探測器與地球之間是利用電磁波來傳遞信息的，信號從地球控制中心發出到火星上的探測器反射回地球控制中心，至少需要的時間
（4）[6]火星車在火星上受到的重力
對地面的壓強
[7]火星表面g約為3N/kg，比地球表面的小，所以同一物體在火星上受到的重力小于地球上受到的重力；將物體放在水平面上，物體對水平面的壓力大小等于其重力；所以物體在火星上時對水平面的壓力小；物體運動時所受的摩擦力與壓力、接觸面的粗糙程度有關；已知水平面相同，即接觸面的粗糙程度相同，所以物體在火星上時受到的摩擦力較小；物體以相同的初速度在相同的水平面上滑行時，受到的摩擦力越小，速度減小得越慢，所以在火星上滑行的距離會更長。
8．（2023·云南昆明·統考二模）如圖所示，曉佳將一簡易電動機接入電路中，閉合開關，小燈泡發光但電動機線圈不轉動，通過檢查，排除線圈被卡不轉動的可能，于是曉佳判斷可能是電動機線圈短路而不轉動，曉佳的同學小華卻認為：不一定是線圈短路才不轉動，也可能是線圈所受磁場力太小。為幫曉佳找出電動機不轉動的原因，他們可利用如圖所示的電路圖和多節新電池、磁性強弱不同的多塊磁鐵進行實驗。他們進行的操作是 ，若 ，說明線圈不轉動的原因是所受磁場力太小。

【答案】 將電源換為多個干電池串聯、同時換用磁場更強的磁體，閉合開關觀察線圈是否轉動 觀察到線圈轉動了
【解析】[1]通電線圈所受磁場力大小與磁場強弱和電流大小有關，要說明線圈不轉動的原因是所受磁場力太小，必須增大磁場力，即增大電流或增強磁場；進行的操作是將電源換為多個干電池串聯、同時換用磁場更強的磁體，閉合開關觀察線圈是否轉動。
[2]若觀察到線圈轉動了，則說明線圈不轉動的原因是所受磁場力太小。
9．（2023·湖南永州·統考模擬預測）2022年6月5日，神舟十四號載人飛船與空間站完成自主對接，為減小對接過程中的震動以保證安全，飛船內置了電磁阻尼器，它由磁鐵和線圈構成（如圖所示），當線圈水平向左運動時，線圈的ab邊中會產生電流，同時ab邊受到向右的阻力F，以阻止其靠近。

（1）線圈ab邊中產生電流是因為其發生了 現象；
（2）若要改變阻力F的方向，可采取的措施有： 。（列舉1點）
【答案】 電磁感應 調換磁體的磁極方向
【解析】（1）[1]當線圈水平向左運動時，切割磁感線，產生感應電流，所以線圈ab邊中產生電流是因為其發生了電磁感應現象。
（2）[2]當線圈的ab邊中有電流時，ab邊受到向右的阻力F，由于通電導線在磁場中受力的作用，力的方向與磁場方向和導體中電流方向有關，所以可以通過調換磁極方向，改變阻力F的方向。
10．（2023·廣東廣州·廣州四十七中校考三模）某個LED發光的顏色與通過其電流方向的關系如圖甲。
（1）LED在兩次實驗中發光情況圖乙、丙所示，磁場對線圈1導體ab的力F豎直向上，請在圖丙中畫出磁場對線圈2的導體cd的力F’ 。
（2）如圖1，導體棒ab與該LED相連，使導體棒在磁場中垂直于紙面上下、左右往復運動，用“o”表示導體ab的橫截面。圖2中磁感線表示正確且能使LED發光的操作是 。
【答案】 向上 ①②④
【解析】[1]線圈1順時針轉動，二極管發出紅光，電流A進B出，線圈中電流方向從a到b，ab受到的力方向向上；線圈2的磁感線的方向發生了改變，二極管發出的是黃光，這說明電流的方向也發生了改變，磁場方向、電流方向同時發生了變化，導體受力方向不變，所以線圈2的導體cd的力F’向上。
[2]導體做切割磁感線運動，電路中能產生感應電流，二極管能發光；①②④中的導體都做切割磁感線運動，而③中的導體運動方向與磁感線方向相同，沒有切割磁感線，不會產生感應電流，二極管不發光，圖2中磁感線表示正確且能使LED發光的操作是①②④。
四、實驗題
11．（2023·江蘇連云港·灌云縣實驗中學校考模擬預測）如圖甲是小明制作的防盜報警裝置示意圖，其中工作電路電源電壓，指示燈L的額定電壓，定值電阻；控制電路電源電壓，磁敏電阻的阻值隨其所處位置磁場強度的變化關系如圖乙所示，當窗戶分別處在軌道A、B、C處時，磁敏電阻所處位置的磁場強度分別為a、b、c，閉合開關和后，當窗戶關閉時，指示燈亮，蜂鳴器不工作；當窗戶打開一定程度時，指示燈熄滅，蜂鳴器發出警報聲。
（1）電磁繼電器實則就是電磁鐵控制的一種 。
（2）將窗戶移至A點時，窗戶關閉，閉合開關，指示燈L正常發光，求此時指示燈L消耗的電功率。
（3）已知電磁鐵線圈中的電流達到3mA時，電磁鐵的銜鐵剛好被吸下，指示燈L熄滅，蜂鳴器開始報警。現移動滑動變阻器的滑片，使其接入電路的阻值為其最大阻值的，當窗戶移至軌道B點位置時，蜂鳴器恰好開始報警。若要求窗戶移至軌道C點位置時蜂鳴器才開始報警，此時能否通過調節滑動變阻器的阻值來實現？請通過計算加以說明 。（電磁鐵線圈電阻忽略不計）
【答案】 開關 不能通過調節滑動變阻器的阻值來實現
【解析】（1）[1]電磁繼電器實則就是電磁鐵控制的一種開關。
（2）[2]閉合開關，燈泡和串聯，燈泡正常發光，其兩端的電壓為
兩端的電壓
電路中的電流
燈泡的額定功率
（3）[3]由圖乙可知，窗戶移至B點和C點時，磁敏電阻的電阻值分別為和，由歐姆定律可得,當窗戶移至軌道B點位置時，蜂鳴器恰好開始報警，控制電路中的總電阻
此時滑動變阻器接入電路的阻值
此時滑動變阻器接入電路的阻值為其最大阻值的，所以滑動變阻器的最大阻值為，當窗戶移至軌道C點位置時，滑動變阻器接入電路的阻值應該為
但是滑動變阻器的最大阻值為，所以若要求窗戶移至軌道C點位置時蜂鳴器才開始報警，此時不能通過調節滑動變阻器的阻值來實現。
12．（2023·河南·統考模擬預測）如圖甲所示，在“搖繩發電”活動中小西和小安把一條大約10m長電線的兩端連在一個靈敏電流計的兩個接線柱上，形成閉合導體回路，然后他們沿某一方向站立并迅速搖動這條電線，發現靈敏電流計的指針擺動。

（1）你認為小西和小安是沿 （選填“東西”或“南北”）方向站立的；實驗中，靈敏電流計的作用是用來檢測 ；
（2）小西和小安想“感應電流的大小與哪些因素有關”，小西猜想可能與搖繩的速度，小西為了驗證自己的猜想，利用如圖乙所示的裝置進行實驗，足夠大的磁體放在水平桌面上，驅動裝置使導體棒AB沿直線水平向右勻速運動（導體運動區域的磁場強弱相同）。改變速度大小重復實驗，下表是實驗測得的數據，分析數據可得出結論： ；
實驗次數 1 2 3 4 5 6
速度/(cm s-1) 1 2 3 4 5 6
電流/mA 2.0 4.0 5.9 8.1 10.2 11.8
（3）某次實驗中，閉合開關后并未發現電流計指針偏轉，經檢查器材均完好，各器材間連接無誤，那么接下來你認為最應該關注的器材是 ；另一同學認為是磁鐵的磁性太弱所致，他提出更換磁性更強的磁鐵，就在他移動原磁鐵時發現電流計的指針出現了晃動，你認為接下來最應該做什么來找到讓電流計指針偏轉的原因 ；（僅寫出最應該進行的一步操作）
（4）如果將靈敏電流計換成直流電源，當閉合開關時，可以看到磁場中原來靜止的導體棒AB開始運動，該現象可以說明 的工作原理。
【答案】 東西 是否有電流產生 在其它因素相同時，導體切割磁感線的速度越快，產生的感應電流越強 金屬棒 讓金屬棒向不同的方向運動 電動機
【解析】（1）[1]因為地球存在磁場，磁感線的方向是從地理南極出發，到地理北極，只有小西和小安是沿東西方向站立時，再迅速搖動這條電線，電流計的指針才會擺動。
[2]當電路中產生了電流，靈敏電流計的指針會擺動，所以實驗中，靈敏電流計的作用是用來檢測是否有電流產生。
（2）[3]從表格中的數據可以看到，導體棒AB沿直線水平向右運動的速度越大，產生的感應電流越大，可得出結論，在其它因素相同時，導體切割磁感線的速度越快，產生的感應電流越強。
（3）[4]某次實驗中，閉合開關后并未發現電流計指針偏轉，說明沒有感應電流產生，此時金屬棒是靜止的，所以接下來最應該關注的是金屬棒，觀察金屬棒運動后會不會有電流的產生。
[5]閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時會產生感應電流，移動原磁鐵時，發現電流計的指針出現了晃動，產生了感應電流，所以下一步我們應使讓金屬棒向不同的方向運動，觀察電流表指針的偏轉情況。
（4）[6]如果將靈敏電流表換成直流電源，當閉合開關時，通過電流的導體AB會在磁場中受力，則可以看到磁場中原來靜止的導體 AB開始運動起來，說明通電導體在磁場受力運動，說明電動機的工作原理。
五、綜合題
13．（2023·新疆烏魯木齊·校考三模）2022年10月31日15時37分，夢天實驗艙搭乘長征5號B遙四運載火箭，在中國文昌航天發射場發射升空，約8分鐘后準確進入預定軌道；11月1日4時27分，夢天實驗艙與空間站組合體成功對接。
（1）火箭升空時，會向下噴出高溫高壓燃氣，根據物體間力的作用是 ，從而獲得向上的推力，火箭等高速航天器外殼的制作要求輕巧、耐高溫。所以該類材料應具備 小、熔點高的特性。幾乎所有火箭發射都選擇朝東方向是因為地球 ，使火箭在地面未發射之前，已經具有了一個向東的速度，從而節省推進劑。火箭和飛船加速上升過程中，飛船的機械能會 （選填“增大”“減小”或“不變”），火箭外殼的溫度會 （選填“升高”“降低”或“不變”），這是用 方式改變物體內能（選填“做功”或“熱傳遞”）；
（2）在進入預定軌道后，夢天實驗艙采取“追”空間站組合體的方式進行交會對接，它們之間的距離也不斷縮短，此過程中，夢天實驗艙相對于空間站組合體是 （填“運動”或“靜止”）的。夢天實驗艙上的攝像頭實時傳回畫面，攝像頭的鏡頭相當于一個凸透鏡，所成的像是 （填“放大”“縮小”或“等大”）的 （填“實”或“虛”）像；
（3）火箭的芯級助推器上用氫作為燃料，主要的優點是它的 高；
（4）核心艙通過電磁波向地面傳送信息，電磁波從核心艙到相距480km的地面接收站所需時間約為 s；
（5）核心艙安裝了光電轉化效率很高的太陽能電池板。若這些太陽能電池板總面積為134m2，光電轉化效率為30%，太陽能的輻射能為1000J/m2 s，則太陽能電池板向核心艙內蓄電池充電的功率為 W。
【答案】 相互的 密度 自西向東自轉 增大 升高 做功 運動 縮小 實 熱值 1.6×10﹣3 40200
【解析】（1）[1]火箭升空時，會向下噴出高溫高壓燃氣，根據物體間力的作用是力作用的相互性，從而獲得向上的推力。
[2]由可知，在體積一定時，密度小的質量小，重力小。火箭等高速航天器外殼的制作要求輕巧、耐高溫。所以該類材料應具備密度小、熔點高的特性。
[3]幾乎所有火箭發射都選擇朝東方向是因為地球自西向東自轉，使火箭在地面未發射之前，由于慣性已經具有了一個向東的速度，從而節省推進劑。
[4][5][6]火箭和飛船加速上升過程中，速度增大，動能增大，高度增大，重力勢能增大，所以飛船的機械能會增大，火箭外殼的溫度會升高，這是用做功方式改變物體內能。
（2）[7]在進入預定軌道后，夢天實驗艙采取“追”空間站組合體的方式進行交會對接，它們之間的距離也不斷縮短，此過程中，夢天實驗艙相對于空間站組合體的位置發生變化，是運動的。
[8][9]攝像頭的鏡頭相當于一個凸透鏡，作用相當于照相機，所成的像是縮小實像。
（3）[10]火箭的芯級助推器上用氫作為燃料，主要的優點是它的熱值高，在燃燒時放熱能力強。
（4）[11]根據速度公式，電磁波從核心艙到相距480km的地面接收站所需時間約為
（5）[12]接收的太陽能的輻射能功率為
根據得，太陽能電池板向核心艙內蓄電池充電的功率為
P電＝ηP太陽＝30%×134000W＝40200W
14．（2023·新疆烏魯木齊·統考模擬預測）2022年12月，準東至皖南±0千伏特高壓直流輸電工程獲國家優質工程金獎。

（1）電能屬于 （選填“一次”或“二次”）能源。電能傳輸過程中在輸電線路上會產生大量的能量損耗，若保持輸電功率不變時，輸電線路上損耗的功率與輸電電壓的平方成 （選填“正比”或“反比”）。輸電過程中損耗的電能轉化成了 能；（傳輸過程中輸電線路電阻可以認為不變）
（2）據國家電網數據統計，2022年國家電網特高壓累計輸送電能達28346.11億kW h。這些電能若由一個裝機容量為100萬千瓦的發電發電，約工作 （選填“30多”、“300多”或“3000多”）年才能完成。安全用電常識告訴我們不能靠近特高壓輸電設備，否則容易發生 （選填“電弧”或“接觸”）觸電；
（3）特高壓輸電為直流輸電且輸電電流非常穩定。在輸電導線周圍會產生 場， （選填“會”或“不會”）產生電磁波。為了防止導線互相鞭擊，在特高壓輸電中使用了如圖所示的阻尼式間隔棒。阻尼式間隔棒在其活動部件內嵌進耐磨橡膠墊，利用膠墊的阻尼來消耗導線振動能量，進而對導線振動產生阻尼作用。阻尼式間隔棒屬于 （選填“絕緣體”“半導體”、“導體”）。
【答案】 二次 反比 內 300多 電弧 磁 不會 絕緣體
【解析】（1）[1]由于無法從自然界直接獲取，必須經過一次能源的消耗才能得到的能源叫做二次能源，因此電能屬于二次能源。
[2]由可得，輸電電流，輸電線中通過的電流，在輸電線電阻不變時，由
可得，輸電線消耗的電功率為
式子中輸電功率P和輸電線電阻都不變，輸電線消耗的電功率與輸電功電壓U的平方成反比。
[3]由電流的熱效應可知，輸電過程中輸電線產生熱量，損耗的電能轉化成了內能。
（2）[4]由可得，工作時間為
即300多年。
[5]低壓觸電為接觸觸電，高壓觸電的兩種情況：一是電弧觸電，二是跨步電壓觸電；因此靠近特高壓輸電設備，容易發生電弧觸電。
（3）[6][7]變化的磁場才能產生電磁波；穩定電流在周圍空間產生穩定的磁場，穩定的磁場不能產生電磁波，所以電流穩定時不會形成電磁波。
[8]由題可知阻尼式間隔棒在其活動部件內嵌進耐磨橡膠墊，而橡膠墊一般情況下是絕緣體，因此阻尼式間隔棒屬于絕緣體。
六、計算題
15．（2023·湖南岳陽·統考二模）為節約用水，小華為農場的儲水箱設計了一個自動抽水控制裝置，如圖所示，水箱高為1m，容積為。在空水箱底部豎直放置一重5N的長方體，長方體高為1m、底面積為，上端通過絕緣輕桿與控制電路的壓敏電阻R接觸，此時壓敏電阻受到的壓力為零。壓敏電阻R的阻值隨壓力F的增大而減小，部分數據如表，控制電路的電源電壓，定值電阻為保護電阻，當控制電路的電流時，電磁鐵將銜鐵吸合，工作電路斷開泵停止給儲水箱抽水。(取)
壓力 180 185 190 195 200
壓敏電阻 18 17 16 14 12
（1）若水泵的額定功率為440W，正常工作時通過的電流是多少？
（2）儲水箱裝滿水時長方體所受浮力大小為多少？
（3）為了更加安全的工作，小華通過反復試驗，只調整R0的大小，使水面離頂部還有0.05m時，水泵停止給水箱抽水，求此時R0的功率。
【答案】（1）2A；（2）200N；（3）
【解析】解：（1）由圖可知，水泵正常工作時電壓為220V，由可得正常工作時通過的電流是
（2）長方體的體積為
長方體浸沒在水中，其排開水的體積為
則長方體受到的浮力為
（3）水面離頂部還有時長方體受到的浮力為
此時壓敏電阻受到的壓力為
由表可知，壓敏電阻，根據歐姆定律可得電路總電阻為
則定值電阻的阻值為
此時的功率為
答：（1）若水泵的額定功率為440W，正常工作時通過的電流是2A；
（2）儲水箱裝滿水時長方體所受浮力大小為200N；
（3）只調整的大小，使水面離頂部還有時，水泵停止給水箱抽水，此時的功率為。
16．（2023·廣西·九年級校聯考專題練習）如圖甲所示的恒溫箱，由工作電路和控制電路組成，其簡化電路如圖乙所示，其中控制電路是由線圈電阻、熱敏電阻R、滑動變阻器R′串聯組成，電源兩端電壓恒為6V，線圈的阻值不計，熱敏電阻的R﹣t圖像如圖丙所示；R′的阻值為250Ω時，恒溫箱可以實現100℃的恒溫控制；當線圈的電流達到0.02A時銜鐵被吸合；其中加熱器的額定電壓為220V，額定功率為605W。求：
（1）當恒溫箱實現100℃恒溫控制時，熱敏電阻R消耗的功率；
（2）如果要使恒溫箱能夠設置50℃至150℃之間的溫度，可變電阻R′的阻值范圍；
（3）由于工作電路上導線有電阻，當某次加熱器的實際功率為500W時，假設加熱器電阻不變。求加熱器的實際電壓。
【答案】（1）0.02W；（2）210~270Ω；（3）200V
【解析】解：（1）恒溫箱實現100℃恒溫控制時，控制電路的電流為0.02A，由圖丙可知熱敏電阻的阻值為50Ω，熱敏電阻兩端電壓
UR=0.02A×50Ω=1V
則熱敏電阻消耗的功率為
PR=URI=1V×0.02A=0.02W
（2）根據題意可知，控制電路電源電壓恒為6V，當電路中的電流達到0.02A時，銜鐵被吸合，故無論怎樣設定溫度，電路中的總電阻都不變電路中的總電阻
當恒溫箱設置50℃時，由圖丙可知R=90Ω，滑動變阻器接入電路中的電阻為
R滑1=R總﹣R′=300Ω﹣90Ω=210Ω
當恒溫箱設置150℃時，由圖丙可知R=30Ω；滑動變阻器接入電路中的電阻
R滑2=R總﹣R′=300Ω﹣30Ω=270Ω
要使恒溫箱能夠設置50℃至150℃之間的溫度，可變電阻R′的阻值調節范圍應該在210~270Ω；
（3）已知加熱器的額定電壓為220V，額定功率為605W，加熱器的電阻為
工作電路的實際電壓
答：（1）當恒溫箱實現100℃恒溫控制時，熱敏電阻R消耗的功率是0.02W；
（2）如果要使恒溫箱能夠設置50℃至150℃之間的溫度，那么可變電阻R'的阻值范圍為210~270Ω；
（3）當某次加熱器的實際功率為500W時，工作電路的實際電壓為200V。
17．（2023·山東泰安·統考三模）科技小組的同學設計了如圖甲所示的恒溫箱溫控電路，它包括控制電路和受控電路兩部分，用于獲得高于室溫、且溫度在一定范圍內變化的“恒溫”。其中受控電路中電源電壓U0=220V；控制電路電源電壓U控=24V，電磁繼電器線圈電阻R0=50Ω，R為可變電阻，Rt為熱敏電阻（置于恒溫箱內），熱敏電阻阻值隨溫度變化的關系如圖乙所示。已知當控制電路的電流達到30mA時，繼電器的銜鐵被吸合；當控制電路的電流減小到24mA時，銜鐵會被釋放。加熱器的規格是“220V 1000W”，恒溫箱內部空間大小是2m3，空氣的密度是1.3kg/m3，空氣的比熱容c空=1.0×103J/(kg ℃)。
（1）如圖甲所示狀態，通過加熱器的電流是多少？（結果保留一位小數）
（2）加熱器產生的熱量有80%轉化為恒溫箱內空氣的內能，若使恒溫箱內空氣溫度從25℃升高到65℃，加熱器需要正常工作多長時間？
（3）若要使恒溫箱內可獲得上限為100℃的“恒溫”，應將可變電阻R調節到多大？
（4）若需要將恒溫箱內的下限溫度設為50℃的“恒溫”，應將可變電阻R調節為多大？

【答案】（1）4.5A；（2）130s；（3）350Ω；（4）150Ω
【解析】解：（1）根據P=UI可得，通過加熱器的電流
（2）由得，空氣質量
m=ρV=1.30kg/m3×2m3=2.6kg
空氣吸收的熱量
Q=cm(t-t0)=1.0×103J/(kg ℃)×2.6kg×(65℃-25℃)=1.04×105J
加熱器消耗的電能
由W=Pt得，加熱時間
（3）由圖知t1=100℃，Rt1=400Ω，此時通過線圈電流
I1=30mA=0.03A
根據歐姆定律可得，控制電路的總電阻
可變電阻R的阻值
R=R總-Rt1-R0=800Ω-400Ω-50Ω=350Ω
（4）當溫度下限t2=50℃時，Rt2=800Ω，通過線圈電流
I2=24mA=0.024A
根據歐姆定律可得，此時控制電路的總電阻
此時可變電阻R的阻值：
R′=R總′-Rt2-R0=1000Ω-800Ω-50Ω=150Ω
答：（1）通過加熱器的電流4.5A；
（2）加熱器需正常工作130s；
（3）可變電阻R調節到350Ω；
（4）應將可變電阻R調節為150Ω。
七、科普閱讀題
18．（2023·江蘇無錫·蘇州市振華中學校校考二模）閱讀短文，回答問題。
察打一體無人機
無偵﹣10是中國研制的一款高空隱形察打一體無人機，搭載新一代渦扇發動機，飛行速度可達300m/s，戰場響應快。飛機采用以光纖傳輸信號的光傳操縱系統。該機最大起飛重量3.2噸，主要用于電子偵察，對敵方信號進行偵查和定位，載彈量要遜色一些，只有400kg。翼載指飛機的最大起飛質量與機翼面積的比值；熱效率是指發動機獲得的機械能與燃料完全燃燒產生的內能之比，而推進效率則是指發動機傳遞給飛機的推進功（推力所做的功）與其獲得的機械能之比，飛機航行時所受阻力與速度的關系見表一，部分技術參數見表二。（g取10N/kg）
表一：
速度v/（m/s） 100 150 200
阻力f/N 500 1125 2000
表二：
熱效率η1 推進效率η2 航空燃油的熱值q
40% 60% J/kg
（1）飛機光傳操縱系統中的傳輸媒介是 （選填“導體”“絕緣體”或“半導體”）；飛機表面能 （選填“反射”或“吸收”）對方雷達發射的電磁波從而實現隱身；
（2）關于無人機，下列說法中不正確的 ；
①遙控無人機是通過電磁波來傳遞信息的
②機翼做成流線型是為了減小空氣的阻力
③當飛機順風起飛時，更有利于飛機升空
④飛機在一定高度勻速飛行投彈時機械能變小
（3）飛機的推重比是指飛機以最大航行速度勻速飛行時的推力與最大起飛重力的比值，則無偵﹣10的推重比約為 %（保留整數）；
（4）該飛機的翼載為500kg/m2，則機翼面積為 m2。當飛機以200m/s的速度沿水平方向正常巡航0.5h，耗油 kg；
（5）為保證飛行安全，當飛機降低到一定高度時開啟警示燈。如圖乙是小明設計的模擬電路（電源電壓恒定），壓敏電阻R與離地高度h的關系見表三。
表三：
高度h/m 150 400 450
電阻R/Ω 20 50 200
當飛機降低到距地面450m時，開關S閉合警示燈亮，靈敏電流計示數為0.02A；當飛機距地面400m時，靈敏電流計示數為0.04A；當飛機距地面150m時，警示燈開始明暗交替變化。應將壓敏電阻R串聯在圖乙電路中的 （選擇“A”或“B”）位置，另一位置接入靈敏電流計（高度表）。當警示燈處于較暗狀態時的電功率是 W（電磁鐵線圈、銜鐵電阻忽略不計，警示燈電阻不隨溫度變化）。

【答案】 絕緣體 吸收 ③ 14 6.4 60 B 0.25
【解析】（1）[1]飛機采用以光纖傳輸信號的光傳操縱系統，光纖是一種由玻璃制成的纖維，玻璃不容易導電，是絕緣體。
[2]具有隱形功能的戰機可以有效避開雷達的探測，主要是它表面有一種特殊材料，能夠增強對電磁波的吸收，減弱電磁波反射回雷達。
（2）[3]①電磁波廣泛運用于無形信號傳輸，遙控無人機是通過接收和發射電磁波來傳遞信息的，故①正確，不符合題意；
②飛機流線型機翼設計可以減小氣體的阻力，故②正確，不符合題意；
③飛機逆風起飛比順風起飛時更容易獲得向上的升力，有利于飛機升空，故③錯誤，符合題意；
④飛機在一定高度勻速飛行投彈時，飛機質量變小，高度和速度不變，動能和重力勢能變小，機械能變小，故④正確，不符合題意。
故選③。
（3）[4]飛機的最大航行速度：v=300m/s，飛機的最大起飛質量
m=3.2t=3200kg
由G=mg可得，飛機的最大起飛重力
由表一知，阻力與速度的關系為
當飛機以速度為300m/s勻速直線飛行時，所愛的牽引力等于阻力，為
飛機的推重比是指飛機以最大航行速度勻速飛行時的推力與最大起飛重力的比值，所以無偵﹣10的推重比
（4）[5]翼載指飛機的最大起飛質量與機翼面積的比值，飛機的翼載為：N=500kg/m2，則機翼面積為
[6]由表一可知，當飛機以200m/s的速度沿水平方向正常巡航0.5h，推力F′=f′=2000N，由W=Fs=Fvt得，飛機的推進功
W=F′v′t=2000N×200m/s×0.5×3600s=7.2×108J
由推進效率則是指發動機傳遞給飛機的推進功（推力所做的功）與其獲得的機械能之比可知，飛機機械能
由熱效率是指發動機獲得的機械能與燃料完全燃燒產生的內能之比可得，燃油燃燒放出的熱量
由Q=qm可得，消耗的燃油質量
（5）[7]由表三可知，壓敏電阻的阻值隨高度的降低而減小，若將它串聯在圖乙電路中的B位置，當高度降低時，壓敏電阻阻值減小，通過電路的電流變大，電磁鐵的磁性增強，當高度降低到某一數值時，電磁鐵把銜鐵被吸下，動觸點AB接觸，壓敏電阻和電磁鐵被短路，電路電流增大，警示燈會變亮，同時電磁鐵由于沒有電流通過，磁性迅速消失，銜鐵在彈簧彈力的作用下彈起，動觸點AB分離，警示燈中電流變小，警示燈回到原來的亮度，然后由于電磁鐵通電后磁性增強，重新把銜鐵吸下，警示燈重新變亮，周而復始，從而實現指示燈閃爍的作用；如果把壓敏電阻接在A位置，由于電磁鐵線圈、銜鐵電阻忽略不計，無論銜鐵是否被吸下，通過警示燈的電流不變，燈的亮度不變，故壓敏電阻要接在B位置。
[8]離地面450m時，壓敏電阻的阻值R1=200Ω，電路電流I1=0.02A；離地面400m時，壓敏電阻的阻值R2=50Ω，電路電流I2=0.04A；電源電壓恒為
U=I1(RL+R1)=0.02A×(RL+200Ω)……①
U=I2(RL+R2)=0.04A×(RL+50Ω)……②
聯立①②解得：
U=6V，RL=100Ω
當高度降到150m，由表三可知壓敏電阻的值R=20Ω，指示燈開始閃爍，警示燈在閃爍的過程中較暗時壓敏電阻和電磁鐵與警示燈串聯接入電路，電路的總電阻
R總=RL+R=100Ω+20Ω=120Ω
電路電流
警示燈在閃爍的過程中較暗時的電功率
19．（2023·廣東汕頭·統考模擬預測）閱讀短文，回答問題。
空氣炸鍋
“空氣炸鍋”（如圖甲所示），其原理是利用熱空氣流加熱食物。工作電路圖如圖乙，工作時，當空氣炸鍋內溫度高于預設溫度時，溫控開關自動斷開，電熱管停止加熱，當空氣炸鍋內溫度低于預設溫度時，溫控開關自動閉合，電熱管重新開始加熱，循環工作保持箱內溫度為預設溫度。已知電風扇的功率為，電熱管的電阻R為。則：

（1）空氣炸鍋在加熱工作時電風扇和電熱管是 聯。溫控開關是 （選填“”或“”），所使用的電能是 能源（選填“一次”或“二次”）；
（2）空氣炸鍋正常工作時電熱管的功率 ；
（3）用這個空氣炸鍋在一次焙烤雞翅的過程中，定時開關設定為20min，電熱管正常循環工作時，P-t圖象如圖丙所示，本次烤雞翅共消耗多少電能 ；焙烤過程中是通過 的方式改變雞翅的內能；
（4）小明想計算空氣炸鍋的實際功率，于是將家里的其他用電器都關閉，他觀察到空氣炸鍋工作時，家里標有“”字樣的電能表3 min閃爍了27次，則此時空氣炸鍋的電功率是 。
【答案】 并 二次 1000 熱傳遞 900
【解析】（1）[1][2]由圖乙可知，當定時開關機和溫控開關都閉合時，空氣炸鍋處于加熱工作狀態，此時電風扇和電熱管互不影響，因此兩者是并聯關系，溫控開關與電熱管R串聯在一條支路上，所以溫控開關是S2。
[3]電能是由其它形式的能轉化而來的，屬于二次能源。
（2）[4]正常工作時電熱管兩端的電壓為220V，電熱管的功率
（3）[5]由電路圖可知，當焙烤雞翅時，電風扇與電熱管是并聯關系，電風扇在20分鐘內一直工作，電風扇消耗的電能
WM=PMtM=50W×20×60s=6×104J
從丙圖可知電熱管在20分鐘內，只工作了16min，電熱管消耗的電能
WR=PRtR=1000W×16×60s=9.6×105J
本次焙烤雞翅共消耗的電能
W=WM+WR=6×104J+9.6×105J=1.02×106J
[6]焙烤過程中，雞翅吸收熱量，溫度升高，通過熱傳遞的方式改變雞翅的內能。
（4）[7]此時空氣炸鍋消耗的電能
此時空氣炸鍋的電功率
20．（2023·廣東·統考模擬預測）閱讀下列短文，回答問題
房車光伏發電
近年來，隨著我國對節能減排問題的日漸重視，光伏發電這項使用清潔能源的技術應用場景越來越廣。目前有些房車車頂安裝了光伏發電系統，該系統所發的直流電經過光伏控制器后可供車內電氣設備使用，同時還可將剩余電量存儲在配置的蓄電池組中，供夜間或陰雨天使用。應用于房車的光伏發電系統中的光伏陣列的安裝效果如圖甲所示。現實際測試的某房車頂部長度為4.5m、寬度為2m，可安裝四塊1.7m2的單面光伏組件。單面光伏組件每平方米太陽的平均輻射功率為2.4×106J/h，工作效率為50%。雙面光伏組件是一種能提升光伏發電系統發電效率的高效光伏產品，相較于單面光伏組件只能正面發電，雙面光伏組件的背面還能接收地面反射光、天空色散光，進而產生背面的發電量增益。在均采用最佳安裝傾角加固定式光伏支架安裝形式的情況下，雙面光伏組件的發電量增益能達到5%～10%，而在晴天時，雙面光伏組件的發電量增益甚至能達到30%。單面光伏組件與雙面光伏組件接收太陽光線的示意圖如圖乙所示。
（1）光伏發電的能量轉化是將 轉化為 ；
（2）文中提到的房車安裝的光伏組件的面積為 m2；
（3）若該房車使用的是單面光伏組件，當在某一晴天組件接收的有效光照時間為6h，則組件接收的太陽能為 J，產生的電能為 J；
（4）若該房車使用雙面光伏組件，則在（3）的條件下，組件產生的電能最大為 J。（保留三位有效數字）
【答案】 太陽能 電能 6.8 9.792×107 4.896×107 6.36×107
【解析】（1）[1][2]光伏發電是利用太陽能發電的，將太陽能轉化為電能。
（2）[3]文中的房車安裝的光伏組件面積
S總=nS=4×1.7m2=6.8m2
（3）[4][5]單面光伏組件每平方米太陽的平均輻射功率為2.4×106J/h，面積S總=6.8m2，照射時長t=6h，則接收的太陽能
W1=6.8×2.4×106J/h×6h=9.792×107J
單面光伏組件的工作效率為η1=50%，故產生的電能
W2=η1W1=50%×9.792×107J=4.896×107J
（4）[6]晴天時，雙面光伏組件的發電量增益能達到30%，則產生的增益能量
ΔW=Δη×W2=30%×4.896×107J=1.4688×107J
產生的最大電能
W3=W2+ΔW=4.896×107J+1.4688×107J≈6.36×107J

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