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第一章 電和磁 實驗探究專題
參考答案及解析
1．小金同學想探究磁體對回形針的吸引力的太小是否與放入它們之間物體的種類有關，設計了如圖甲所示的裝置，他保持磁體和紙片間的距離一定，在紙片上放入形狀、面積和厚度相同，材料不同的鐵板、鋁板等，觀察能吸引的回形針個數，多次實驗后將數據記錄在下表中。
磁體與紙片之間放入的物體 不放物體 鐵板 鎳板 鋁板 塑料板
吸引回形針數量/個 4 1 1 3 3
（1）分析數據可知，吸引回形針數量越少，說期該材料對吸引力的影響　較大　。
（2）鐵、鎳、鋁都是導體，而鋁對磁性屏蔽效果不明顯，原因可能是　鋁不能被磁化　。
（3）他們在紙片上分別放入形狀和厚度相同、面積不同的鐵板。目的是要探究　屏蔽效果與磁體面積的關系　。
（4）其實小金同學所研究的現象叫“磁屏障”，如圖乙所示，一個放在磁場中的鐵質球殼（截面有一定厚度），外面磁場的絕大部分沿鐵質球殼壁“通過”，只有極少部分會進入球內空間，從此現象想到，為使精密儀器不受外面的影響，可以將儀器放在什么地方？答：　可以放在鐵盒子中　。
【解答】解：（1）分析數據可以得出，在其它條件相同時，放入鐵板或鎳板，吸引回形針的數量較少，說明鐵板和鎳板對吸引力的影響較大，即對磁性屏蔽效果明顯；
（2）鐵、鎳、鋁都是導體，而鋁對磁性屏蔽效果不明顯，原因可能是鋁不是磁性物質，不能被磁化。
（3）要研究屏蔽效果與磁體面積的關系，必須保持鐵板的形狀、厚度一定，改變面積大小，觀察回形針被吸起的數目多少；
（4）為使精密儀器不受外面磁場的影響，可以將儀器放在沒有磁場“通過”的地方；因空氣的“磁阻”大，所以可以放在鐵盒子中；
故答案為：（1）較大；（2）鋁不能被磁化；（3）屏蔽效果與磁體面積的關系；（4）可以放在鐵盒子中。
2．小桐同學參加了學校研究性學習小組開展的“探究磁體磁性強弱是否與溫度有關的課題。
[作出假設]假設一：溫度越高，磁體的磁性越強；
假設二：溫度越高，磁體的磁性越弱；
假設三：磁體的磁性隨溫度升高變化不大。
[設計實驗]小柯將一條形磁鐵的一端固定在鐵架臺上，另一端吸看一些小鐵釘，用酒精燈給磁鐵加熱，如圖甲所示。
（1）加熱段時間后出現 　小鐵釘紛紛落下　，則假設二成立。
（2）根據這一結論，小柯大膽設計了一個溫度報警器，如圖乙所示，請簡述它的工作原理：當溫度逐漸升高時，磁鐵的磁性減弱，無法吸引彈簧開關，彈簧開關 　向下　（選填“向下”或“向上”）恢復原狀，這樣下面的電路就被接通，從而使電鈴報警。
（3）同組的小明同學卻認為小柯設計的溫度報警器有不足之處，請指出 　難以設定具體的報警溫度　。
【解答】解：（1）加熱一段時間后磁鐵的溫度升高，如果假設二成立，應該是小鐵釘受到的磁力減弱，小鐵釘紛紛落下；
（2）如圖乙所示，開始時磁體吸引彈簧開關，當溫度逐漸升高時，磁鐵的磁性減弱直至消失，無法吸引彈簧開關，彈簧開關向下恢復原狀，這樣下面的電路就被接通，從而使電鈴報警；
（3）由圖可知，乙圖設計難以設定具體的報警溫度。
故答案為：（1）小鐵釘紛紛落下；（2）向下；（3）難以設定具體的報警溫度。
3．某科學興趣小組的同學用小磁針、條形磁鐵等按圖a、圖b的方法，探究了條形磁鐵周圍的磁場及方向，接著他們又用相同的方法，探究通電螺線管周圍的磁場及方向，實驗操作及現象如圖c、圖d、圖e所示。
（1）分析比較圖c、圖d可以得出的初步結論是 　通電螺線管的周圍存在磁場　。
（2）分析比較圖d和圖e的小磁針偏轉情況可以得出的初步結論是 　電流周圍磁場的方向和電流的方向有關　。
（3）分析比較圖b和圖d可以得出的初步結論是 　通電螺線管周圍的磁場形狀與條形磁體周圍的磁場形狀相似　。
【解答】解：（1）在圖c中，開關斷開，電磁針不發生偏轉，而在圖d中，開關閉合，小磁針的指向發生了偏轉，因此比較兩圖可以說明通電螺線管的周圍存在磁場。
（2）在d與e中，根據電源的正負極可知，電流方向不同，小磁針的指向不同，說明磁場方向不同，由此說明電流周圍磁場的方向和電流的方向有關。
（3）在b、d兩圖中，通電螺線管周圍小磁針的指向情況與條形磁體周圍小磁針的指向情況相同，由此可知通電螺線管的周圍的磁場分布與條形磁體的相類似。
故答案為：（1）通電螺線管的周圍存在磁場；（2）電流周圍磁場的方向和電流的方向有關；（3）通電螺線管周圍的磁場形狀與條形磁體周圍的磁場形狀相似。
4．某興趣小組在研究揚聲器結構時，發現揚聲器中有一個環形磁體，他們不知道環形磁體的磁極分布情況，于是幾位同學提出了以下三種猜想：
猜想1：磁極呈橫向分布（例如圖甲，左側為N極，右側為S極）。
猜想2：磁極呈軸向分布（例如圖乙，上面為N極，下面為S極）。
猜想3：磁極呈里外分布（例如圖丙，外側為N極，內側為S極）。
為了驗證其他猜想，他們進行了如下實驗：
（1）用細棉線將環形磁體水平懸掛起來（如圖丁所示），結果觀察到磁體在任意位置都能保持靜止，這說明猜想 　1　（填“1”“2”或“3”）是錯誤的。
（2）為進一步確定這種環形磁鐵磁極的分布情況，小李進行了以下實驗：取兩個完全相同的環形磁鐵，將它們沿中心軸線互相靠近（如圖戊），發現它們相互排斥。接著將其中一個環形磁鐵翻轉，結果它們相互吸引，則驗證了猜想 　2　是正確的（填“1”“2”或“3”）。
（3）若將這兩個完全相同，重均為G的環形磁鐵a、b串在木制支架上，靜止時如圖己所示（不考慮環形磁鐵與木桿間的摩擦力），則磁鐵a對底座的壓力 　C　。
A．等于G B．小于2G C．等于2G D．大于2G
（4）若再放上一個完全相同的磁鐵c（b、c間也排斥），則相鄰兩個磁鐵間的距離Lab　小于　Lbc（填“大于”“等于”或“小于”）。
【解答】解：（1）當按圖丁的放置方法懸掛起來時，若猜想1是正確的，則環形磁體不會靜止在任何位置，只會停留在一個方向：N極在北面，S極在南面，故猜想1是錯誤的；
（2）當按圖戊的方法用細棉線將環形磁體豎直懸掛起來，如果猜想3正確，由于地磁場的作用，不會在任何位置保持靜止，結果觀察到磁體在特定位置能保持靜止，這說明猜想3是錯誤的，2是正確的。
（3）設磁鐵a對底座的壓力為F1；a對b的排斥力為F2，對于磁鐵b，受到重力和磁鐵a的排斥力F2，根據平衡條件可得F2＝G，
以b和a整體為研究對象，因為磁鐵a對底座的壓力F1與底座對a和b的支持力是一對相互作用力，所以磁鐵a對底座的壓力等于它們的總重力，即F1＝2G，
故選C。
（4）若再放上一個完全相同的磁鐵c（b、c間也排斥），此時b磁鐵受到3個力的作用，如圖所示：
b磁鐵靜止時，由力的平衡條件可得Fa對b＝G+Fc對b，所以Fa對b＞Fc對b，即a對b的排斥力更大，說明a、b間的距離更小，則相鄰兩個磁鐵間的距離Lab小于Lbc。
故答案為：（1）1；（2）2；（4）C；（5）小于。
5．[探究名稱]溫度對磁體的磁性強弱有無影響？
[提出問題]小明在家用如圖所示的電熱水壺燒開水時，發現壺中的水燒開后，開關按鈕會自動跳起斷電。開關為什么能自動跳起呢？帶著這個問題，小明上網查閱了有關資料。得知這是一個磁吸開關，給水加熱前開關按鈕被磁體吸住。當水燒開時，磁體的磁性減弱，開關跳起。
[提出猜想]小明猜想，溫度對磁體的磁性有影響，而且溫度越高，磁體的磁性越 　弱　。
[設計實驗]為了驗證以上猜想是否正確，小明進行了如下實驗：
①用一塊強磁體的一個磁極，分別在三根同樣的鐵釘上，從釘頭向下的同一方向劃過100次，使鐵釘 　磁化　；
②把鐵釘A放入塑料薄膜袋內，將其放入一堆鐵屑中，慢慢提起塑料袋，將其放在一張白紙上。從袋中取出鐵釘，把落在紙上的鐵屑收集起來，用天平稱出鐵屑的質量m1；
③把鐵釘B放入盛有開水的燒杯中，一段時間后，取出鐵釘重復步驟②，用天平稱出鐵屑的質量m2；
④把鐵釘C放入盛有冰水的燒杯中，一段時間后，取出鐵釘重復步驟②，用天平稱出鐵屑的質量m3；
⑤比較m1、m2、m3的大小關系，可知溫度對磁性強弱有無影響.
[交流與評估]本次探究活動中應用了控制變量法，其中改變的因素為 　溫度　，控制不變的因素主要有：　磁體材料　、　質量　（寫出兩個因素）。
【解答】解：提出猜想：因為查資料得知：當水燒開時，磁鐵的磁性減弱，開關跳起。所以小明猜想，溫度對磁鐵的磁性有影響，而且溫度越大，磁性越弱；
①因為后面要用鐵釘去吸鐵釘，所以首先要對鐵釘進行磁化；
交流與評估：本次探究活動中應用了控制變量法，通過溫度改變，磁體材料、質量等其它條件不變，記錄實驗數據并分析，才能證明溫度的影響是什么。
故答案為：弱；磁化；溫度；磁體材料；質量。
6．在項目化學習中，小科用條形磁體，大號縫衣針，硬卡紙，橡皮，大頭針制作簡易指南針，同時針對制作指南針的科學性設計了評價表，指南針制作過程如下：
步驟Ⅰ：取2枚大號鋼質縫衣針，將縫衣針沿條形磁體的S﹣N方向摩擦10余次，使縫衣針磁化。
步驟Ⅱ：將1張硬殼卡紙折成直角，將2枚被磁化的縫衣針對稱地穿在卡紙兩側，如圖所示，用1塊橡皮和1枚大頭針做成支座，將插有縫衣針的卡紙水平支起。
步驟Ⅲ：觀察簡易指南針靜止時的指向，判斷其是否具有指南北的性質。
步驟Ⅳ：用當地的地圖確定簡易指南針所指的方向。
“自制指南針”評價量表（節選）
評價指標 優秀 合格 待改進
指標一 指針磁性強，且能自由轉動 指針磁性強，不能自由轉動 指針磁性弱，不能自由轉動
指標二 能準確指示南北方向，能保持平衡 能指示南北方向，不能保持平衡 不能指示南北方向，不能保持平衡
（1）被磁化后的縫衣針的南北極怎樣確定 　將條形磁鐵S極靠近圖中縫衣針針尖，縫衣針尖被排斥，則縫衣針針尖的磁極為S極，針尾為N極；縫衣針尖被吸引，則縫衣針針尖的磁極為N極，針尾為S極　（寫出一種簡易的推斷方法）。
（2）在步驟Ⅲ中，怎樣判斷你制作的簡易指南針是否具有指示南北的性質 　將自制的指南針多次轉動，靜止時指示的方向與地圖確定的方向進行比較　？
（3）根據評價量表進行測試評價，小科制作的指南針“指標一”被評為“優秀”，“指標二”被評為“合格”。為使該指南針的“指標二”達到優秀水平，請你對該指南針提出合理的改進建議：　調整指南針的重心位置　。
【解答】解：（1）將條形磁鐵S極靠近圖中縫衣針針尖，縫衣針尖被排斥，則縫衣針針尖的磁極為S極，針尾為N極；縫衣針尖被吸引，則縫衣針針尖的磁極為N極，針尾為S極；
（2）將自制的指南針多次轉動，靜止時指示的方向與地圖確定的方向進行比較，可知簡易指南針是否指示南北；
（3）根據評價量表進行測試評價，小科制作的指南針“指標一”被評為“優秀”，“指標二”被評為“合格”。為使該指南針的“指標二”達到優秀水平，可以調整指南針的重心位置。
故答案為：（1）將條形磁鐵S極靠近圖中縫衣針針尖，縫衣針尖被排斥，則縫衣針針尖的磁極為S極，針尾為N極；縫衣針尖被吸引，則縫衣針針尖的磁極為N極，針尾為S極；
（2）將自制的指南針多次轉動，靜止時指示的方向與地圖確定的方向進行比較；
（3）調整指南針的重心位置。
7．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 　乙　（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和磁感應強度B的定性關系是 　磁場增強時，磁敏電阻的阻值增大　。
（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。
1 2 3
U/V 1.5 3.0 4.50
I/mA 3 6 9.00
②正確接線后，測得的數據如表所示。
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 　1　T。
【解答】解：（1）1處的磁場方向水平向右，小磁針N極應指向磁感線的方向，即N極向左，乙符合條件；
（2）由圖可以看出，磁場增強時，磁敏電阻的阻值增大；
（3）由I可知，電阻：R500Ω；
由圖象中可看出電阻是500Ω時，磁感線強度為1T。
故答案為：（1）乙；（2）磁場增強時，磁敏電阻的阻值增大；（3）1。
8．常用的電動自行車調速系統主要由磁鐵、霍爾傳感器、控制器和開關K四部分組成。霍爾傳感器是將磁信號轉變成電信號的裝置。它產生的電壓L隨磁場的增強而增大。在轉動電動自行車手柄旋轉套時，旋轉套中磁鐵與固定在手柄中的霍爾傳感器的距離發生改變，使U0發生變化。
控制器的作用是將自身產生的電壓U1與霍爾傳感器的電壓U0比較后，輸出控制電壓UK，并以此來控制開關K的通斷。如圖甲所示，當U1小于U0時，Uk＝1V，開關K閉合；當U1大于U0時，Uk＝0，開關K斷開。正常行駛時，電動自行車U1的大小隨時間發生周期性變化，如圖乙所示，控制器輸出的UK使開關交替通斷，每分鐘約10000次。U0不同，每次開關K閉合與斷開時間的比值就不同，電動機的轉速與每次K閉合或斷開時間的比值相對應。
（1）控制電壓Uk＝1V時，電動機中 　有　（填“有”或“無”）電流通過。
（2）如圖丙所示，將霍爾傳感器從條形磁鐵的S極附近水平移動到N極附近。在此過程中，霍爾傳感器產生電壓的變化情況是 　先減小后增大　。
（3）U1的變化周期T約為 　B　。（填字母）
A.6×10﹣6 B.6×10﹣3 C.6×10﹣ 2D.6×10﹣1
【解答】解：（1）由材料可知UK＝0，K斷開，則UK＝1V時，開關K閉合，即電動機工作，有電流通過。
（2）已知條形磁鐵的磁性是兩端最強，中間弱；則霍爾傳感器從條形磁鐵的S極附近水平移動到N極附近過程中，根據磁場的磁性是由強變弱，然后由弱變強，所以根據U0隨磁場增強而增大的特點可知霍爾傳感器產生電壓U0變化是先減小后增大。
（3）已知控制器輸出的UK使開關交替通斷，每分鐘約一萬次，則變化周期T6×10﹣3s，故選B。
故答案為：（1）有；（2）先減小后增大；（3）B。
9．閱讀關于“巨磁電阻效應”材料，并回答下列問題：
1988年阿爾貝 費爾和彼得 格林貝格爾發現，在鐵、鉻相間的三層復合膜電阻中，微弱的磁場可以導致電阻大小的急劇變化，這種現象被命名為“巨磁電阻效應”。更多的實驗發現，并非任意兩種不同金屬相間的三層膜都具有“巨磁電阻效應”。組成三層膜的兩種金屬中，有一種是鐵、鈷、鎳這三種容易被磁化的金屬中的一種，另一種是不易被磁化的其他金屬，才能產生“巨磁電阻效應”。進一步研究表明，“巨磁電阻效應”只發生在膜層的厚度為特定值時。用R0表示未加磁場時的電阻，R表示加入磁場后的電阻。科學家測得鐵、鉻組成的復合膜R與R0之比與膜層厚度d（三層膜厚度均相同）的關系如圖所示。
1994年，IBM公司根據“巨磁電阻效應”原理，研制出“新型讀出磁頭”，將磁場對復合膜阻值的影響轉換成電流的變化來讀取信息。
（1）以下兩種金屬組成的三層復合膜能發生“巨磁電阻效應”的是 　B　。
A.鋁、銀 B.鐵、銅 C.銅、鋅 D.鈷、鎳
（2）據圖可知，對鐵、鉻組成的復合膜，當膜層的厚度是1.7nm時，這種復合膜的電阻將 　 　（選填“具有”或“不具有”）“巨磁電阻效應”。
（3）鐵、鉻組成的復合膜，發生“巨磁電阻效應”時，其電阻R比未加磁場時的電阻R0　小　（選填“大”或“小”）得多。
【解答】解：（1）由題意知，組成層膜的兩種金屬有一種是易磁化的金屬鐵鈷鎳中的其中一種，另一種是不易被磁化的，故選B；
（2）由圖知：當d＝1.7nm時，遠小于1，即在施加磁場前后，復合膜的阻值變化較大，符合“巨磁電阻效應”，即此時復合膜具有“巨磁電阻效應”。
（3）由圖知：當復合膜發生“巨磁電阻效應”時，遠小于1，即：R＜R0，因此電阻R要比R0小的多。
故答案為：（1）B；（2）具有；（3）小。
10．在科學上，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）圖甲為某磁極附近磁感線的方向和分布的示意圖。由圖可知，該磁極為 　N　極；
（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變化的圖象如圖乙所示。根據圖線可知，該磁敏電阻的阻值隨磁感應強度B的增大而 　增大　（選填“增大”或“減小”）；
（3）利用該磁敏電阻的R﹣B特性曲線可以測量磁場中各處的磁感應強度。
實驗數據 1 2 3
U/V 1.50 3.00 4.50
I/mA 3.00 6.00 9.00
①將該磁敏電阻R放置在圖甲磁場中的位置1處，小吳設計了一個可以測量該磁敏電阻R的電路，并連接成如圖丙所示的實驗電路，其中磁敏電阻所處的磁場未畫出。
②正確接線后，測得的數據如表所示。根據該磁敏電阻的R﹣B特性曲線（圖乙）可知，位置1處的磁感應強度為 　1.0　T。
【解答】解：
（1）由圖甲可知，磁感線從下端發出，故該磁極為N極；
（2）由圖可以看出，磁場增強時，磁敏電阻的阻值增大。
（3）②由I可得，該磁敏電阻的測量值為：R500Ω；
由圖丙可知，當R＝500Ω時，磁感應強度為1.0T。
故答案為：（1）N；（2）增大；（3）②1.0。
11．設計人員要開發一款倒懸的酷懸浮發光月球裝飾品，如圖甲所示。
【材料組裝】如圖乙，球內裝入磁體，燈泡等元件，底座內裝入電磁鐵等元件；
（1）電源的上端應為 　負　極。
【問題呈現】在試驗過程中難以找到發光月球的磁懸浮位置。離底座過遠，球會掉落；離底座過近，球直接吸附在底座上。
【原因分析】球離底座過遠時，底座中的電磁鐵對球內磁體的吸引力小于重力，所以球會掉落。過近則吸引力大于重力，球直接吸附在底座上。
【解決方案】設計人員在電路中加入了開關型霍爾傳感器H來檢測磁場強弱，并控制電路的通斷，經簡化的電路圖如圖丙所示。
（2）當球與底座距離過近，傳感器H檢測到磁場過強時，傳感器H應 　斷開　（選填“閉合”或“斷開”）電路。
【產品優化】
（3）經調試，成功實現月球懸浮。若需增大懸浮時月球與底座的距離來增強觀賞效果，在適當調整傳感器H的位置后，對底座電路的處理方式可以是 　減小電路中的電流；減少電磁鐵線圈匝數　（寫出兩種即可）。
【解答】解：（1）懸浮月光球里面的磁體上面是N極，根據異性磁極相互吸引，電磁鐵下端為S極，根據安培定則可判斷電源上端為負極。
（2）當球與底座距離過近時，說明磁力大于重力，磁場過強，為減小磁性可斷開電路。
（3）增大懸浮時月球與底座的距離來增強觀賞效果，在適當調整傳感器H的位置后，效果還不明顯，可進一步減小磁性，根據影響電磁鐵磁性強弱的因素可知減小電路中的電流，減少電磁鐵的線圈匝數可達到目的。
故本題答案為：（1）負；（2）斷開；（3）減小電流中的電流；減少電磁鐵線圈匝數。
12．磁感應強度B用來描述磁場的強弱，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強度的大小與哪些因素有關，小鷺設計了如圖1所示的電路，圖甲電源電壓6V，R為磁感應電阻，其阻值隨磁感應強度變化的關系圖線如圖2。
（1）當圖乙S2斷開，圖甲S1閉合時，電流表的示數為　60　mA．閉合S1和S2，圖乙中滑動變阻器的滑片P向右移動，圖甲中電流表的示數逐漸減小，說明磁感電阻R處的磁感應強度B逐漸　增大　。
（2）閉合S1和S2，滑片P不動，沿電磁鐵軸線向左移動磁感電阻R，測出R離電磁鐵左端的距離x與對應的電流表示數I，算出R處磁感應強度B的數值如表。請計算x＝5cm時，B＝　0.40　T．
x/cm 1 2 3 4 5 6
I/mA 10 12 15 20 30 46
B/T 0.68 0.65 0.60 0.51 　0.40　 0.20
（3）綜合以上實驗數據可以得出“電磁鐵外軸線上磁感應強度隨電磁鐵電流的增大而　增大　，離電磁鐵越遠，磁感應強度越　小　。
【解答】解：（1）當圖乙S2斷開，圖甲S1閉合時，即磁場強度為零，據圖2可知，此時的R＝100Ω，故此時電路中的電流是：I0.06A＝60mA；圖乙中滑動變阻器的滑片P向右移動，有效電阻變小，電流變大磁場變強，圖甲中電流表的示數逐漸減小，即R的電阻變大，據此分析可知：磁感電阻R處的磁感應強度B逐漸增大；
（2）x＝5cm時，對于圖表得出電流是30mA，據歐姆定律可知，R200Ω，故對應磁場的強度是0.40T；
（3）綜合以上實驗數據，分析（2）中的表格數據可以得出“電磁鐵外軸線上磁感應強度隨電磁鐵電流的增大而增大，離電磁鐵越遠，磁感應強度越小；
故答案為：（1）60；增大；（2）0.40；（3）增大；小。
13．1820年，丹麥物理學家奧斯特發現了通電導體周圍存在磁場。
（1）在演示奧斯特實驗時，如圖甲所示，①閉合開關；②放置小磁針觀察指向；③擺放一根長直導線；為了減弱地磁場的影響，正確的實驗操作順序為 　B　。
A.①②③ B.②③① C.②①③ D.③①②
（2）由圖乙（a）、（b）、（c）可知：電流周圍存在磁場，且 　電流的磁場方向與電流的方向有關　。
（3）小曙推理：若一束電子沿著水平方向平行地飛過小磁針上方，如圖乙（d）所示，小磁針也會發生偏轉。其依據是：　電子的定向移動會形成電流　；（d）中小磁針N極偏轉方向和圖乙 　c　（填序號）的小磁針偏轉方向相同。
【解答】解：（1）為了減弱地磁場的影響，正確的實驗操作順序為B。
（2）由圖乙（a）、（b）、（c）可知：電流周圍存在磁場，且電流的磁場方向與電流的方向有關。
（3）如圖乙（d）所示，小磁針也會發生偏轉。其依據是：電子的定向移動會形成電流；
故答案為：（1）B；（2）電流的磁場方向與電流的方向有關；（3）電子的定向移動會形成電流；c。
14．1901年挪威人伯克蘭造出世界上第一臺電磁發射器，首開電磁炮先河。為了認識電磁炮的一些特性，小科制作了一個電磁炮模型，螺線管通電后，撞針迅速前移，推動炮彈射出炮管。
（1）小科要增強電磁炮中螺線管磁場，下列方法可行的是 　AC　；
A.增加螺線管的線圈匝數 B.改變線圈中的電流方向 C.增大通過螺線管的電流
（2）圖中撞針最可能選用的材質是 　B　。
A.塑料 B.鐵 C.銅 D.鋁
（3）小科測得的一項實驗數據（取多次實驗的平均值）如表。
實驗次數 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次
撞針質量（克） 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
射程（米） 0.48 0.54 0.81 0.46 0.41
小科得出了“當其他條件相同的情況下，撞針質量為0.3克時電磁炮的射程最遠”的結論。
小明覺得這個結論還不可靠，建議再取不同質量的撞針進行實驗。你認為選擇撞針質量范圍在 　0.2～0.4　克之間進行進一步實驗比較合理。
【解答】解：（1）由題意可知，要想增強電磁炮彈中螺線管磁場，可以增加螺線管的線圈的匝數或增強螺線管線圈中電流，故應選：AC；
（2）撞針在通電螺線管中被磁化，受磁力作用前移，推動炮彈射出炮管，所以應選擇磁性材料鐵制作撞針，故選：B；
（3）為使探究結論完善一些，應多次實驗找規律；影響炮彈射程的因素還有許多，需要進行多測實驗進行探究，分析表中數據可知，撞針的質量在0.2g～0.4g之間電磁彈的射程較遠，故應選擇質量為0.2g～0.4g撞針來試驗比較合理。
故答案為：（1）AC；（2）B；（3）0.2～0.4。
15．如圖為小科制作的電流磁效應演示器。玻璃管中裝有適量的水，固定在桌上，水中懸浮著一個帶有鐵釘的浮球。管外繞有匝數可變的線圈（1和2之間為150匝，1和3之間為400匝）。按圖示連接好電路后，小科開始探究通電螺線管周圍磁場強弱的影響因素，步驟如表：
實驗步驟 實驗操作 實驗現象
① 線圈連接1和2，閉合開關，調節滑動變阻器滑片至電流表示數為0.5A 浮球沒有運動
② 斷開開關，線圈改接1和3后，閉合開關，調節滑動變阻器滑片至電流表示數為0.5A 浮球向下運動到線圈附近
③ 斷開開關，……，閉合開關，調節滑片至電流表示數為1.5A 浮球向下運動到線圈附近
請回答以下問題：
（1）根據步驟①②可得出的結論是 　在電流一定時，線圈的匝數越多，通電螺線管的磁性越強　。
（2）如果要得出通電螺線管周圍磁場強弱與電流大小有關，還需要增加步驟③，請你將該操作中的“……”補充完整：　線圈改接1和2　。
（3）小科想要繼續探究通電螺線管周圍磁場方向與電流方向的關系，除了將電源“+”“﹣”極對調，還需要將浮球中的鐵釘換成 　小磁針　，才能完成實驗。
【解答】解：（1）步驟①②兩次實驗可以看出，在電流一定時，線圈的匝數越多，通電螺線管的磁性越強；（2）如果要得出通電螺線管周圍磁場強弱與電流大小有關，需要控制線圈的匝數不變，因此步驟③中，斷開開關，線圈改接1和2，閉合開關，調節滑片至電流表示數為1.5A，浮球向下運動到線圈附近；
（3）在螺線管旁有兩個小磁針，可以通過觀察小磁針靜止時N極（或S極）的指向來判斷通電螺線管的磁極，因此要探究通電螺線管周圍磁場的方向與電流方向的關系，需要將浮球中的鐵釘換成小磁針。
故答案為：
（1）在電流一定時，線圈的匝數越多，通電螺線管的磁性越強；
（2）線圈改接1和2；
（3）小磁針。
16．材料一：1820年，丹麥物理學家奧斯特發現了通電導體周圍存在磁場。
材料二：法國科學家安培發現兩根平行導線通電后有如圖1所示的現象（圖中實線、虛線分別表示通電前、后的情況）。
材料三：1825年，瑞土物理學家科拉頓做了如下實驗：他將一個能反映微小變化的電流表，通過導線與螺旋線圈串聯成閉合電路，并將螺旋線圈和電流表分別放置在兩個相連的房間，如圖2。他將一個條形磁鐵插入螺旋線圈內，同時跑到另一個房間里，觀察電流表的指針是否偏轉。進行多次實驗，他都沒有發現電流表指針發生偏轉。
材料四：1831年，英國物理學家法拉第用閉合電路的一部分導體，在磁場里切割磁感線的時候，發現導體中產生電流，從而實現了利用磁場獲得電流的愿望。
（1）在演示奧斯特實驗時，如圖3中的甲圖所示，
①閉合開關； ②放置小磁針； ③擺放導線；
正確的實驗操作順序為 　B　；
A.①②③ B.②③① C.②①③ D.③②①
（2）進行奧斯特實驗時，在靜止的小磁針上方，分別用圖甲和乙兩種方式放置一根導線。當導線通電時，小磁針發生明顯偏轉的是 　甲　（選填“甲”或“乙”）。
（3）材料二圖1中的實驗表明平行通電導線之間有力的作用，若此時改變其中一根導線的電流方向，你預測會產生的實驗現象是 　兩根導線將會相互排斥　。
（4）科拉頓、法拉第等物理學家相繼進行如材料所說的實驗研究，是基于 　磁生電　的科學猜想。
（5）科拉頓的實驗中，　已經　（選填“已經”或“沒有”）滿足產生感應電流的條件。要使他能觀察到電流表指針偏轉，你提出的一種改進方法是 　將電流表等器材置于同一房間　。
【解答】解：（1）實驗時，為了使得實驗現象明顯，導線必須平行于小磁針放置，器材安裝遵循由下到上的順序，故奧斯特實驗的合理順序是②放置小磁針、③擺放導線、①閉合開關，故選：B；
（2）當通電導線與小磁針平行時，電流產生磁場的方向與導線垂直，磁針朝向與磁場方向不一致，磁場對小磁針的作用力大，小磁針明顯偏轉，故選甲；
（3）電流產生的磁場方向是由電流的方向決定的，當一個通電導體中電流的方向改變時，它產生的磁場方向也會發生改變；而磁場對通電導體的作用力的方向與電流的方向和磁場的方向有關，另一個通電導體中電流的方向不變，但磁場的方向變化了，它受到的磁場力的方向就會改變，所以改變其中一根導線的電流方向，產生的實驗現象是兩根導線將會相互排斥；
（4）科拉頓、法拉第等物理學家相繼進行如材料所說的實驗研究，是基于磁能產生電的科學猜想；
（5）由所給材料可知在科拉頓的實驗中已經滿足產生感應電流的條件。要使他能觀察到電流表指針偏轉可以將電流表等器材置于同一房間。
故答案為：（1）B；（2）甲；（3）兩根導線將會相互排斥；（4）磁生電；（5）已經；將電流表等器材置于同一房間。
17．奧斯特實驗：（丹麥物理學家奧斯特）如圖是奧斯特實驗示意圖。
（1）比較（a）與（b）可得出的實驗結論是 　電流可以產生磁場　。比較（a）與（c）得出的實驗結論是：　磁場的方向與電流方向有關　。
（2）直線電流的磁場：直線電流產生的磁場中，磁感線是以導線為圓心排列的一層一層的同心圓。小菲同學在課后進行了以下探究：問題：通電圓環（如圖丙）內部的磁場如何分布呢？
猜想：可能也符合右手螺旋定則。
實驗：她連接如圖丁所示的電路（外部電路未畫出）。
現象：位于圓環中心的小磁針N極垂直紙面向里轉動。
根據小菲同學的探究過程，回答下列問題：
（3）通電圓環內部的磁場分布是否符合右手螺旋定則？　是　（選填“是”或“否”）。
（4）如圖戊所示，小菲同學把地球看成一個通電圓環，她認為赤道這一通電圓環的電流方向為 　由東向西　（選填“由西向東”或“由東向西”）。
（5）在小菲同學第（4）步的思考過程中，體現了哪些學習科學的思想和方法？　BD　。
A.控制變量法 B.轉換法 C.等效替代法 D.逆向思維法
【解答】解：（1）由圖可知，（a）圖中的小磁針發生了偏轉，說明通電導體產生了磁場；而同樣放置的（b）圖中，沒有電流，小磁針沒有發生偏轉，說明（b）圖中沒有磁場，故說明只有電流周圍可以產生磁場；比較（a）、（c）可知，兩圖中的小磁針的偏轉方向發生了變化，故說明電流方向不同，而磁場的方向也發生變化，即磁場的方向與電流方向有關；
（2）由圖可知，通電直導線的周圍磁場為以導線為圓心的一層層的同心圓；通電直導線的磁場可以由安培定則進行判斷：用右手握住直導線，大拇指指向電流方向，四指彎曲的方向即為磁場的方向；
（3）伸出右手，大拇指指向電流方向，四指的指向為磁場的方向，因此通電圓環內部的磁場分布符合右手定則；
（4）地球外部的磁場是由南向北，而內部的磁場是由北向南，根據右手定則可知，赤道這一通電圓環的電流方向為由東向西；
（5）小菲同學在該探究實驗中，將地磁場轉換為電流周圍磁場來進行探究，體現了轉換法的應用；同時根據磁場來確定電流方向體現了逆向思維法的應用。
故答案為：（1）電流可以產生磁場；磁場的方向與電流方向有關；（3）是；（4）由東向西；（5）BD。
18．電與磁現象是人類探索自然的一個重要方面，探索是一個循序漸進的過程：
（1）小黃重溫奧斯特實驗，如甲圖所示，正確的實驗操作順序為 　②③①　（填序號）
①閉合開關 ②放置小磁針 ③擺放導線
（2）實驗中，當閉合開關時，小黃發現靜止的小磁針轉動了，認為它一定受到力的作用，他判斷的理由是 　力是改變物體運動狀態的原因　，于是小黃得出結論：通電導體周圍有磁場。
（3）小妍查閱資料發現導線通電會發熱，造成導線周圍空氣溫度升高，于是她大膽地猜測空氣的對流運動也會使磁針偏轉。為了驗證該猜想，下列方案可行的是 　②③　（可能不止一個正確選項）。
①將整個裝置放在玻璃箱中進行實驗
②將小磁針罩在燒杯中，導線置于燒杯上方并平行于小磁針進行實驗
③改變導線中的電流方向
（4）如圖，將一枚可自由轉動的小磁針放在水平桌面上，等它靜止后，在靠近小磁針的正上方放置一根垂直于小磁針指向的水平直導線，并在導線中通以如圖所示的電流I，從上往下看 　D　。
A.小磁針將逆時針方向轉動
B.小磁針將順時針方向轉動
C.小磁針將不停地擺動
D.小磁針將不動
【解答】解：
（1）為了保證實驗的效果，奧斯特實驗中，導線擺放方向與小磁針平行，因而先放置小磁針，然后擺放導線，最后閉合開關，故正確的實驗操作順序為②③①；
（2）實驗中，當閉合開關時，小黃發現靜止的小磁針轉動了，小磁針的運動狀態改變，根據力是改變物體運動狀態的原因，則一定受到力的作用，根據磁場對磁體有力的作用，小黃得出結論：通電導體周圍有磁場。
（3）小妍查閱資料發現導線通電會發熱，造成導線周圍空氣溫度升高，于是她大膽地猜測空氣的對流運動也會使磁針偏轉；
①將整個裝置都放在玻璃罩內，當導線通電發熱時，小磁針和導線之間的空氣仍然可以發生對流，所以不符合實驗要求；
②將小磁針罩在燒杯中，導線置于燒杯上方并平行于小磁針進行實驗，該方法能避免空氣流動對小磁針的影響，所以符合實驗要求；
③改變導線中的電流方向，雖然沒有阻斷小磁針和導線之間的空氣流動，但如果是空氣對流引起的（都是小磁針上方空氣溫度較高、其下方空氣溫度較低），則小磁針只能向一個方向偏轉，如果是通電后導線周圍產生了磁場引起的，則小磁針的偏轉方向會發生變化（比如由逆時針轉動變為順時針轉動），所以該方案可以驗證該猜想是否正確；
故選：②③；
（4）如圖，將一枚可自由轉動的小磁針放在水平桌面上，等它靜止后，在靠近小磁針的正上方放置一根垂直于小磁針指向的水平直導線，并在導線中通以如圖所示的電流I，根據安培定則知，導線下方的磁場方向與小磁針的N方向相同，因而小磁針將不動，故D正，ABC錯誤；
故選：D。
故答案為：（1）②③①；（2）力是改變物體運動狀態的原因；（3）②③；（4）D。
19．1820年，奧斯特用鉑絲連接伏打堆（相當于電源）的兩端，鉑絲水平沿南北方向放置，下方放置一個被玻璃罩封閉的小磁針。閉合電路后，小磁針發生了輕微的偏轉，如圖甲所示。他做出以下猜想：
猜想一：可能是因為電流使導線產生了熱，加熱玻璃罩內的空氣，引起了對流，從而導致小磁針的偏轉。
猜想二：可能是因為 　電流產生了磁場　，從而導致小磁針的偏轉。
奧斯特通過實驗很快就否定了猜想一，又做了乙、丙兩組實驗。
（1）請把猜想二補充完整：
（2）奧斯特通過在玻璃罩和上方的導線之間加入金箔、玻璃等介質，排除空氣對流的影響，他仍觀察到 　小磁針偏轉　的現象，從而否定猜想一。
（3）結合實驗與所學知識，丙組中小磁針將 　A　（選填字母）。
A.順時針偏轉，偏轉角度比甲組更大 B.順時針偏轉，偏轉角度比甲組更小
C.逆時針偏轉，偏轉角度比甲組更大 D.逆時針偏轉，偏轉角度比甲組更小
【解答】解：（1）可能是因為電流產生了磁場，從而導致小磁針的偏轉。
（2）要否定猜想1，要通過在玻璃罩和上方的導線之間加入金箔、玻璃等介質，排除空氣對流，通過導體中有電流時磁針仍偏轉，得出對流可導致磁針的偏轉是錯誤的；
（3）圖丙與圖甲比較可知，丙圖中粗鉑絲電阻較小，電路中的電源相同，所以丙圖中電流較大，所以小磁針偏轉角度較大；丙圖與甲圖中的鉑絲中的電流方向相反，所以產生的磁場方向相反，因此小磁針的偏轉方向相反，所以丙組中小磁針將順時針偏轉，偏轉角度變大，故選A；
故答案為：（1）電流產生了磁場；（2）小磁針偏轉；（3）A。
20．某項目學習小組計劃設計一款可溫控電風扇（如圖甲所示）。Rx為熱敏電阻，其阻值隨溫度的變化（如圖乙所示）。（電磁鐵線圈電阻忽略不計）。
【工作原理】開關S1閉合，當開關S連接bc，接通控制電路，若室溫達到30℃電磁繼電器吸引銜鐵，動觸頭上彈，工作電路接通，電風扇運轉；當室溫低于22℃，電磁繼電器斷開銜鐵，動觸頭彈回，工作電路斷開，電風扇停止運轉。
【產品制作】根據電路圖的工作原理，若開關S1閉合，當開關S連接ab，溫控模式 　否　（選填“能”或“否”）實現。
【產品測試】溫控模式下，當控制電路的電流為10mA～100mA時，風扇均可處于運轉狀態。
【產品評價】項目小組制定了項目成果評價表，如表是部分指標的評價內容。請依據以下項目評價表，首先針對【指標2】來評價該作品的達成情況的等級是良好，你認為的評價理由是 　工作電路中，隨著銅片旋轉，三個電阻是依次接入的，因此風速可調，但電流只能跳躍式變化而不能連續變化。　。
等級/指標內容 優秀 良好 待改進
指標1 能否溫度控制或人工控制電風扇的啟動或關閉 既能溫度控制，又能人工控制 能溫度控制，但不能人工控制 不能溫度控制，但能人工控制
指標2 電風扇的風速是否可調 風速是可調且連續變化 風速是可調的但不連續變化 風速不可調
【產品迭代】某同學提出對方案進行適當的升級改造，欲使電風扇運轉的臨界溫度可根據使用者的需求進行個性化調節。為達成該設計的選代升級，以下方案中可行的是 　ABD　。
A.在控制電路中接一個滑動變阻器 B.電磁鐵選用匝數可變的線圈
C.改變工作電路中變阻器的阻值 D.將控制電路的電源改成電壓可調的電源
【解答】解：
【產品制作】：當開關S1閉合，開關S連接ab時，控制電路處于斷開狀態，此時溫度變化雖然可以使S2阻值發生變化，但是電路中無電流，因此銜鐵不會被吸引，動觸頭不會上移而接通工作電路，故溫控模式無法實現。
【產品評價】工作電路中，隨著半圓弧形銅片逆時針旋轉，電路中R1R2R3是被依次接入，因此是不連續地改變電路中的電流從而改變電動機轉速，來改變風速。如果想要風速連續可調，應該在工作電路中串聯一個滑動變阻器來使得風速連續變化。因此風速可調但不連續，指標2評價為良好。
【產品迭代】若需要改變臨界溫度，則需要對控制電路進行改造，可以串接一個滑動變阻器，可以使得電源電壓可調，可以使得線圈匝數可調，可以讓動觸頭連接位置可調等等。但改造工作電路無法改變臨界溫度。故選ABD。
故答案為：
【產品制作】：否；
【產品評價】：工作電路中，隨著銅片旋轉，三個電阻是依次接入的，因此風速可調，但電流只能跳躍式變化而不能連續變化；
【產品迭代】：ABD。
21．學習了電學知識后，某科學興趣小組開展制作煙霧報警器的項目化學習。
【項目名稱】制作煙霧報警器。
【相關資料】煙霧報警器內部由發射電路和接收電路組成（如圖甲所示）。發射電路發射的紅外光源會被外界煙塵粒子散射，煙的濃度越大，接收電路接收到的光強度越弱。接收電路能夠將光信號轉化為電信號，最后轉化成報警信號。
【項目任務】小組同學討論后，確定煙霧報警器的要求如下：
供電電源：6V
報警電流：≥250mA
功能：當環境中的煙霧濃度升高至一定值時，立刻報警鳴叫。
【方案設計】小組同學討論后，利用光敏電阻對煙霧報警器的接收電路部分進行設計，如圖乙所示。其中，光敏電阻的阻值大小會隨著接收到的紅外光束的強弱發生變化。
【器材選擇】根據上述要求，該興趣小組的同學從實驗室選擇所需器材，其中，電源電壓U恒為6V，滑動變阻器規格為“2A 50Ω”，要想實現煙霧報警器的功能，他們選擇的光敏電阻Rx的阻值大小隨光照強度變化的圖象應為 　D　。
A.B.C.D.
【項目調試】該組同學組裝好電路后開始測試，閉合開關S，發現當通過線圈的電流為200mA時，報警器就開始工作，此時滑動變阻器的阻值RP＝15Ω（線圈電阻不計）。在光照強度不變的情況下，為了符合制作要求（即報警電流＞250mA），應調節滑動變阻器連入電路的阻值為多少？
【項目評價與反思】為了提高該煙霧報警器的靈敏度（即在煙霧更少條件下就能報警），該組同學提出以下幾種方法，其中可行的是 　ABD　。
A.更換阻值較小的保護電阻
B.增大電源電壓
C.增大線圈和銜鐵之間的距離
D.增加線圈匝數
E.增大滑動變阻器的阻值
【解答】解：
（1）根據圖乙可知，當煙霧增大時，接受電路接收到的光強度越弱，銜鐵被吸下來，接通報警器所在的電路而報警。此時電磁鐵的磁場增強，電流增大，而總電阻減小，也就是光敏電阻的阻值減小，反之，當接受電路接收到的光強度越強時，電磁鐵的磁場減弱，電流變小，而總電阻增大，也就是光敏電阻的阻值會增大，故選：D。
（2）由圖乙可知，控制電路中光敏電阻Rx與滑動變阻器串聯；
由題知，閉合開關S，發現當通過線圈的電流為200毫安時，報警器就開始工作，此時滑動變阻器的阻值Rp＝16Ω，
由歐姆定律可知，此時電路的總電阻為：R30Ω，
根據串聯電路的電阻特點可知報警時光敏電阻的阻值：Rx＝R﹣Rp＝30Ω﹣16Ω＝14Ω；
當通過線圈的電流為250mA時，電路的總電阻為：R′24Ω，
報警時光敏電阻的阻值不變，則此時滑動變阻器連入電路的阻值應為：RP′＝R′﹣Rx＝24Ω﹣14Ω＝10Ω。
（3）A、更換阻值較小的保護電阻，在吸合電流不變的情況下，此時的氣敏電阻的阻值變大，使得電路在煙霧濃度更小的情況下閉合電路，故A符合題意；
B、為了保持磁場強度不變，需要保持電流不變，根據R總＝R1+R2可知，此時總電阻增大，根據U＝IR可知，此時需要增大電源電壓，故B符合題意；
C、增大線圈和銜鐵之間的距離時，根據杠桿的平衡原理可知，此時磁力的力臂減小，為了吸合需要更大的磁場，故C不符合題意；
D、總電阻增大時，通過電磁鐵的電流減小。為了保持電磁鐵的磁場強度不變，可以換用線圈匝數更多的電磁鐵，故D符合題意；
E、為了保持磁場強度不變，需要保持電流不變。當電源電壓不變時，需要控制總電阻不變。根據R總＝R1+R2可知，增大滑動變阻器的阻值，會使通過電磁鐵的電流減小，不能達到目的，故E不符合題意；
故選：ABD。
故答案為：（1）D；（2）應調節滑動變阻器連入電路的阻值為10Ω；（3）ABD。
22．某學習小組開展“制作煙霧報警器”項目化學習活動。
【相關資料】煙霧報警器內部由發射電路和接受電路組成（如圖甲所示）。發射電路發射的紅外光源會被外界煙塵粒子散射，煙的濃度越大，接受電路接收到的光強度越弱。接收電路能夠將光信號轉化為電信號，最后轉化為報警信號。
【項Ⅱ任務】小組同學討論后，確定煙霧報警器的要求如下：當環境中的煙霧濃度升高，光照強度小于3cd時，立刻報警鳴叫。
【器材選擇】電磁繼電器（當控制電路中的電流達到250mA時，銜鐵被吸合，線圈電阻不計）、控制電壓U1 （6伏）、滑動變阻器R（規格為“2安 50歐”）、光敏電阻Rx （阻值隨光照強度的變化如圖丙所示）、報警器、開關、導線等。
（1）【方案設計】小組同學討論后，利用光敏電阻Rx對煙霧報警器的接收電路部分進行設計，如圖乙所示。為了實現任務要求，應將報警器接入圖乙中的 　B　處（選填“A”或“B”）。
（2）【項Ⅱ調試】該組同學組裝好電路后開始測試，閉合開關S，發現當通光照強度為6cd時，報警器就報警了，求出此時滑動變阻器接入電路的阻值。為了符合制作要求（即光照強度小于3cd時報警），應如何調節滑動變阻器？（寫出計算過程）
（3）【項目評價與反思】為了提高該煙霧報警器的靈敏度（即在煙霧更少條件下就能報警），該組同學提出以下幾種方法，其中正確的是 　AB　。
A.增大電源電壓 B.增加線圈匝數 C.增大線圈和銜鐵之間的距離 D.向右移動滑動變阻器滑片
【解答】解：（1）由題意可知，當光照強度小于3cd時，報警器鳴叫，即此時電路中的電流應達到250mA，故應將報警器與電磁繼電器串聯，即報警器應接入圖乙中的B處；
（2）由圖像可知，當光照強度為6cd時，光敏電阻的阻值為3Ω，由題意得，當控制電路中的電流達到250mA時，銜鐵被吸合，所以當I＝250mA＝0.25A時，由歐姆定律可得，電路中的總電阻為：
R總24Ω，則由串聯電路電阻關系可得，此時接入電路的滑動變阻器的阻值為：Rp＝R總﹣3Ω＝24Ω﹣3Ω＝21Ω；為了符合制作要求（即光照強度小于3cd時報警），應增大電路中的電流，即減小滑動變阻器接入電路中的電阻，故應向左移動滑動變阻器；
（3）當煙霧較少時，光敏電阻的阻值增大，控制電路中的總電阻增大，為了使銜鐵被吸合，電流要達到250mA，
A、為了保持電流不變，根據R總＝Rx+Rp可知，此時總電阻變大，再根據U＝IR可知，此時需要增大電源電壓，故A正確；
B、總電阻增大，若電源電壓不變，通過電磁鐵的電流減小，為了保持電磁鐵的磁場強度不變，使銜鐵吸合，可以增加線圈匝數，故B正確；
C、增大線圈和銜鐵之間的距離，根據杠桿平衡原理可知，此時磁力的力臂減小，為了吸合需要更大的磁場，故C錯誤；
D、若電源電壓不變，向右移動滑動變阻器滑片，電路中的總電阻增大，電流減小，控制電路中的電流達不到250mA，銜鐵無法吸合，故D錯誤。
故選：AB。
故答案為：（1）B；
（2）此時滑動變阻器接入電路的阻值為21Ω；向左移動滑動變阻器；
（3）AB。
23．小龍利用電磁繼電器設計了食鹽“自動封裝電路”（如圖），兩個完全相同的電磁繼電器（電磁鐵分別為 L1 和 L2），電磁鐵的電阻和袋子質量忽略不計，托盤質量為0.5千克，R0 為保護電阻，R為力敏電阻，其阻值與壓力的關系如下表所示。
R/Ω 145 165 210 280 380 500
壓力/N 15 13 11 9 7 5
【工作原理】通過電磁鐵分別控制“食鹽添加系統”（通電時可向袋子內添加食鹽）和“封裝系統”（通電時可完成袋口的密封），當袋中的食鹽達到一定的質量時封裝。
（1）【產品制作】根據電路的工作原理，則圖中A和B，哪一個是“封裝系統”：　B　（選填“A”或“B”）。
（2）【裝置測試】控制電路的電源電壓U為6V，R0為20歐，電磁鐵的吸合電流為：20毫安，則該電路可自動封裝的食鹽質量為多少？
（3）【迭代升級】小港覺得可以對電路進行適當升級改造，適當增加控制“食鹽添加系統”的電磁鐵線圈匝數，可以實現先停止添加食鹽再完成封裝。請判斷小港的升級是否可行，并說明理由：　不可行，添加系統停止工作時，壓敏電阻不再改變，電流達不到吸合電流，封裝系統無法工作。　。
【解答】解：（1）當食鹽重力較小時，壓敏電阻較大，電路中的電流較小，電磁鐵的磁性較弱，不能吸引銜鐵，則A通電而工作，是添加系統，當食鹽重力足夠大，電磁鐵吸引銜鐵，A電路斷開，B電路通電，則B是封裝系統；
（2）控制電路的電源電壓U為6V，R0為20歐，電磁鐵的吸合電流I＝20mA＝0.02A，
電路的總電阻為R總300Ω，
根據串聯電路的知，壓敏電阻R＝R總﹣R0＝300Ω﹣20Ω＝280Ω；
根據表格中數據，食鹽和托盤的重力G＝F＝9N；
則食鹽和托盤的質量m0.9kg；
則食鹽的質量為m'＝0.9kg﹣0.5kg＝0.4kg；
（3）適當增加控制“食鹽添加系統”的電磁鐵線圈匝數，可以增強電磁鐵的磁性，當電流較小時就可以停止添加實驗，但壓力不再改變，控制電路的電流不再改變，B永遠無法工作，不能完成封裝工作。
答：（1）B；
（2）該電路可自動封裝的食鹽質量為0.4kg；
（3）不可行，添加系統停止工作時，壓敏電阻不再改變，電流達不到吸合電流，封裝系統無法工作。
24．項目化學習小組設計了一個孵化器的恒溫裝置。圖甲為熱敏電阻R、滑動變阻器R1（規格“1安，30歐”）和繼電器等組成的恒溫箱的簡單溫控電路。為繼電器線圈供電的電池的電壓為6伏，圖中的“電源”是恒溫加熱箱的電源，繼電器線圈的電阻忽略不計。當線圈中電流大于或等于0.05安時，繼電器的銜鐵被吸合，圖乙為熱敏電阻的R﹣t圖像。分析回答：
（1）恒溫箱的加熱器應接在 　AB　（填“AB”或“CD”）端。
（2）孵化小雞時，恒溫箱的溫度設定為40℃，則滑動變阻器R1接入電路的電阻為多大？
（3）不同孵化時期所需要的孵化溫度略有不同，通過改變滑動變阻器R1的阻值來調節恒溫箱設定的溫度。當滑動變阻器R1規格為“1安，30歐”時，請結合評價量表，判斷該恒溫裝置調節功能等級并寫出判斷依據。 　調節功能等級為合格；只能調低于40℃　。
評價指標 功能等級
恒溫箱的溫度調節 優秀 合格 不合格
既可調高于40℃也可調低于40℃ 只能調高于40℃或調低于40℃ 不能調節
【解答】解：（1）根據圖乙可知，熱敏電阻R的阻值隨溫度的升高而減小，則控制電路中的電流隨之增大，當控制電路中的電流大于等于設定的電流時，銜鐵被吸引閉合，電鍵K接通CD所在的電路，反之，接通AB所在的電路。則當溫度較低時，電鍵K接通AB所在的電路，當溫度較高時，電鍵K接通CD所在的電路，所以恒溫箱的加熱器應接在AB端；
（2）由圖乙可知，恒溫箱的溫度設定為40℃時，熱敏電阻R的阻值為90Ω，
由歐姆定律得，控制電路的總電阻為：R總120Ω，
由串聯電路的電阻規律得，此時滑動變阻器R1的阻值為：R1＝R總﹣R＝120Ω﹣90Ω＝30Ω；
（3）調節功能等級為合格。因為當電磁繼電器吸引銜鐵閉合時，控制電路總電阻120歐不變，由于滑動變阻器阻值調節范圍為0～30歐，熱敏電阻R的阻值變化范圍為120歐～90歐，由圖乙知溫度小于 40℃因此恒溫箱的溫度只能調低于40℃。
故答案為：（1）AB；（2）滑動變阻器R1接入電路的電阻為30Ω；（3）調節功能等級為合格；只能調低于40℃。
25．為了確保魚正常的生命活動，通常在魚池內使用增氧泵（如圖甲）。其中圖乙為氣室和橡皮碗的局部放大圖。彈性金屬片左端固定一固體A，當A被電磁鐵吸引時，橡皮碗被壓縮，氣室內的空氣被壓入水中：當A被電磁鐵排斥時，橡皮碗恢復原狀，空氣被吸進氣室。a和b是與氣室相連的導管。增氧泵工作時能不斷地將空氣壓入水中，從而增加水體的溶解氧。
（1）為使增氧泵正常工作，固體A應選用 　磁體　（選填“磁體”或“鐵塊”）。
（2）當彈性金屬片向下壓縮橡皮碗時，K1、K2的開閉情況為 　K1關閉，K2打開　。
（3）增氧泵工作時，為使氧氣充分的溶解在水中，以下措施可行的是 　BC　（選填序號）。
A.增加氣室的高度 B.增加導管b伸入水面以下的長度 C.導管b的下端加裝一個多孔裝置
（4）養魚時，冬季與夏季，哪個季節更需要增氧泵？判斷并說明理由。 　夏季；氣溫高，氧氣的溶解度降低　。
【解答】解：（1）增氧泵依靠吸引和排斥來上下運動，而鐵塊一定是被吸引，為使增氧泵正常工作，固體A應選用磁體，同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引；
（2）當彈性金屬片向下壓縮橡皮碗時，內部壓強增大，K1關閉，K2打開。
（3）增氧泵工作時，為使氧氣充分的溶解在水中，應增大空氣與水的接觸面積，導管b的下端加裝一個多孔裝置，增加導管b伸入水面以下的長度上升時不斷與水接觸，可以增大接觸面積，增加氣室的高度不能增大氣泡與水的接觸面積，故選BC。
（4）根據夏季魚容易缺氧死亡分析，夏季需要增氧，因為氣溫高，氧氣的溶解度降低。
故答案為：（1）磁體；（2）K1關閉，K2打開；（3）BC；（4）夏季；氣溫高，氧氣的溶解度降低。
26．小宇同學參加了學校“研究性學習小組”，探究了“研究磁體的磁性強弱是否與溫度有關”的課題。他做的實驗如下：將一條形磁鐵的一端固定在鐵架臺上，另一端吸著一些小鐵釘，用酒精燈給磁鐵加熱，如圖甲所示，經過一段時間后，當磁鐵被燒紅時，發現鐵釘紛紛落下。
（1）從小宇的實驗可得出的初步結論是　高溫可消磁　。
（2）根據這一結論，小宇大膽設計了一個溫度報警器，如圖乙所示，請簡述它的工作原理：當溫度逐漸升高時，磁鐵　磁性減弱　無法　吸引　（填：“排斥”或“吸引”）彈簧開關，從而使電鈴報警。
（3）同組的同學卻認為小宇設計的溫度報警器沒有如圖丙所示的這種設計好。請你比較兩種溫度報警器，指出小宇設計中的不足之處　難以設定報警的具體溫度　。
【解答】解：（1）如圖甲所示，開始上磁體的右端吸引了很多的鐵釘，說明磁體的磁性很強，加熱一段時間后，當磁鐵被燒紅時，發現鐵釘紛紛落下，說明磁體沒有磁性了。實驗表明溫度影響磁體的磁性，溫度越高，磁性越弱，高溫下可以消磁。
（2）如圖乙所示，開始時磁體吸引彈簧開關，當溫度逐漸升高時，磁鐵的磁性減弱直至消失，無法吸引彈簧開關，彈簧開關向下恢復原狀，這樣下面的電路就被接通，從而使電鈴報警。
（3）丙圖中，溫度升高時，溫度計的水銀柱上升，當上升到設定溫度位置時，水銀柱與溫度計上方的導體接通，線圈通電，電磁鐵產生磁性，吸引右側的開關，右側電路被接通，電鈴響；溫度下降到設定溫度以下時，水銀柱與溫度計上方的導體斷開，線圈不通電，電磁鐵磁性消失，不能再吸引右側的開關，右側電路被斷開，電鈴不響。通過對比乙丙實驗設計可知，乙圖設計難以設定具體的報警溫度。
故答案為：（1）高溫可消磁；（2）磁性減弱；吸引；（3）難以設定報警的具體溫度。
27．小明設計了一種“自動限重器”，如圖（甲）所示。該裝置由控制電路和工作電路組成，其主要元件有電磁繼電器、貨物裝載機（實質是電動機）、壓敏電阻R1和滑動變阻器R2等。壓敏電阻R1的阻值隨壓力F變化的關系如圖（乙）所示。當貨架承受的壓力達到限定值，電磁繼電器會自動控制貨物裝載機停止向貨架上擺放物品。已知控制電路的電源電壓U＝6V，電磁繼電器線圈的阻值忽略不計。請回答：
（1）由圖（乙）中的圖象可知，隨著壓力F的增大，壓敏電阻R1的阻值將 　減小　。
（2）用筆畫線代替導線將圖（甲）的電路連接完整。
（3）隨著控制電路電流的增大，電磁鐵的磁性將 　增強　，當電磁繼電器線圈中的電流大小為30mA時，銜鐵被吸下。若貨架能承受的最大壓力為600N，則所選滑動變阻器R2的最大阻值至少為 　80　Ω。
【解答】解：（1）由圖（乙）中的圖象可知，隨著壓力F的增大，壓敏電阻R1的阻值將減小。
（2）將貨物裝載機和上觸點串聯組成工作電路，將R1、滑動變阻器R2、電磁鐵串聯接入控制電路，電路如圖（甲）所示；
。
（3）隨著控制電路電流的增大，電磁鐵的磁性將增強；
當電磁繼電器線圈中的電流大小為30mA時，此時控制電路中的總電阻為：；
根據題圖（乙）可知，此時壓敏電阻的阻值R1＝120Ω，所以此時滑動變阻器接入電路的最大阻值至少為：
R2＝R﹣R1＝200Ω﹣120Ω＝80Ω。
答：（1）減小；（2）如圖（甲）所示：；（3）增強；80。
28．小嘉從網上購買了一個手搖式自發電手電筒，晃動手電筒，就能點亮LED小燈。為研究產生感應電流的條件，小嘉進行如下探究。
【提出問題】產生感應電流與導體運動有什么關系？
【實驗方案】設計如圖方案，將導體AB置于蹄形磁鐵中，讓導體做各種運動，實驗結果如下表：
序號 磁場方向 導體移動方向 靈敏電流計指針偏轉方向
1 N極在上 豎直上下運動 不偏轉
2 水平向左運動 向左偏轉
3 水平向右運動 向右偏轉
4 N極在下 豎直上下運動 不偏轉
5 水平向左運動 向右偏轉
6 水平向右運動 向左偏轉
【分析論證】（1）實驗中當導體豎直上下運動時并沒有產生電流，而水平左右運動時會產生電流，從表面上看產生電流的條件是導體要做水平運動，而本質上是導體在做 　切割磁感線　運動。
（2）分析表中內容可知，影響感應電流方向的因素有 　磁場方向和導體切割磁感線運動方向　。
【反思拓展】加快晃動手電筒的速度，發現LED小燈更亮。據此，可建立的猜想是 　感應電流大小可能與導體切割磁感線的速度有關　。
【解答】解：（1）從圖中看出磁場方向豎直向下，實驗中當導體豎直上下運動時并沒有產生電流，而水平左右運動時會產生電流，從表面上看產生電流的條件是導體要做水平運動，而本質上是導體在做切割磁感線運動。
（2）分析表中內容可知，對比2、3知，感應電流方向與運動方向有關，對比2、5，感應電流方向與磁場方向有關，則影響感應電流方向的因素有磁場方向和導體切割磁感線運動方向。
【反思拓展】加快晃動手電筒的速度，導體切割磁感線運動的速度加快，發現LED小燈更亮，說明電流變大，據此，可建立的猜想是感應電流大小可能與導體切割磁感線的速度有關。
故答案為：（1）切割磁感線；（2）磁場方向和導體切割磁感線運動方向；感應電流大小可能與導體切割磁感線的速度有關。
29．某同學用圖甲中實驗裝置探究“產生電磁感應現象的條件和規律”，用到了鐵架臺、蹄形磁體、靈敏電流計、開關、直導體AB和若干根導線等器材。實驗中固定磁體，讓導體AB運動。實驗記錄如下表所示。
實驗次數 導體運動情況 靈敏電流計指針偏轉情況 靈敏電流計電流方向
1 豎直向上 不偏轉 —
2 豎直向下 不偏轉 —
3 水平向左 向右偏轉 電流從右側接線柱流入
4 水平向右 向左偏轉 電流從左側接線柱流入
（1）由實驗次數1、2可知，閉合開關，導體AB豎直運動 　不會　（填“會”或“不會”）產生感應電流。
（2）由實驗次數3、4可推測，如果固定導體AB，水平向右移動磁體，靈敏電流計的指針向 　右　偏轉。
（3）圖乙中的“〇”表示導體AB的橫截面（即圖甲中沿導體由A往B看），Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示運動中的不同位置，箭頭表示導體在那個位置上的運動方向。則靈敏電流計的指針不偏轉的位置是 　A　。
A.Ⅰ B.Ⅱ C.Ⅲ D.Ⅳ
（4）圖丙為發電機的示意圖，其原理與圖甲所示原理相同。圖中時刻線圈水平，箭頭為線圈旋轉方向，根據上面表格中的信息可知此時ab邊中的電流情況是 　C　。
A.無電流 B.電流方向由a向b C.電流方向由b向a
【解答】解：（1）豎直向下，由實驗次數1、2可知，閉合開關，靈敏電流計指針不偏轉，說明沒有電流產生，故導體AB豎直運動不會產生感應電流。
（2）由實驗次數3、4可推測，如果固定導體AB，水平向右移動磁體，根據運動的相對性，相當于導體向左運動，故靈敏電流計的指針向右偏轉。
（3）磁體外部磁感線的方向從N極到S極，則靈敏電流計的指針不偏轉的位置是導體運動方向平行于磁感線，即圖中Ⅰ位置，故選A。
（4）磁體外部磁感線的方向從N極到S極，將丙圖順時針旋轉90度，與甲圖類似，ab向左運動，故此時電流方向外部是從a到b，導體中是從b到a。
故答案為：（1）不會；（2）右；（3）A；（4）C。
30．小濱在探究“感應電流大小與哪些因素有關”的實驗中，連接了如圖所示的實驗裝置，并提出了以下猜想：
①可能與線圈匝數有關。
②可能與磁場的強弱有關。
③可能與切割磁感線的速度有關。
（1）小濱將磁鐵勻速向下插入螺線管，觀察到電表指針偏轉；換用一個線圈匝數更多的螺線管重復試驗，此時他想驗證的是猜想 　①　（填編號）。
（2）要使產生的感應電流的方向發生變化，可以采取的方法有 　改變磁極的方向　。
（3）小濱得出結論：在線圈匝數和切割磁感線速度相同時，磁場越強，感應電流越大，則他進行的操作以及觀察到的實驗現象是 　換用更強的磁體，觀察靈敏電流計的示數是否變大　。
【解答】解：（1）小濱將磁鐵勻速向下插入螺線管，觀察到電表指針偏轉；換用一個線圈匝數更多的螺線管重復試驗，此時他想驗證的是猜想①。
（2）要使產生的感應電流的方向發生變化，可以采取的方法有改變磁極的方向。
（3）小濱得出結論：在線圈匝數和切割磁感線速度相同時，磁場越強，感應電流越大，則他進行的操作以及觀察到的實驗現象是換用更強的磁體，觀察靈敏電流計的示數是否變大。
故答案為：（1）①；（2）改變磁極的方向；（3）換用更強的磁體，觀察靈敏電流計的示數是否變大。
31．學校開展項目化學習挑戰賽—為夜跑者設計制作節能夜跑燈。
[提供器材]塑料水管、膠塞、圓柱形強磁體、漆包線、LED燈（圖甲，LED燈具有單向導電性，當電流從“+”極流入時，LED燈會發光，當電流從“﹣”極流入時，LED燈則不發光）等。
[項目要求]設計制作節能夜跑燈，將日常跑步產生的機械能轉化為電能，使LED燈發光。
[方案設計]乙圖為小明設計的節能夜跑燈結構圖，磁體在水管中可來回移動，線圈纏繞在塑料水管外殼并與一盞LED燈構成閉合電路。
線圈匝數 50匝 100匝 150匝 200匝
感應電壓 0.18V 0.36V 0.54V 0.72V
[產品制作]小明用磁性相同的磁體，以相同的速度切割磁感線，探究感應電壓大小和線圈匝數關系，具體數據如丙所示。根據表中數據分析可得出結論 　切割速度相同的條件下，感應電壓大小與線圈匝數成正比　。確定匝數后，制作夜跑燈綁在小臂上，跑步時甩臂使一盞工作電壓為1.8V的LED燈發光。
[項目評價]
節能夜跑燈設計制作評價量表（節選）
評價指標 5分 3分 1分 自評
夜跑燈設計圖 有設計圖且設計合理、結構有標注 有設計圖且設計合理 有設計圖但設計不合理
產品性能 發光情況 兩盞LED燈交替發光 兩盞LED燈發光 一盞LED燈發光
使用情況 日常跑步甩臂發光 快于日常跑步甩臂發光 手中搖動發光
根據評價表，小明設計的夜跑燈發光情況一項評分為1分，請在圖示虛線框內改進設計圖使該指標達到5分。
【解答】解：根據表中數據分析可得出結論：切割速度相同的條件下，感應電壓大小與線圈匝數成正比。
根據發光二極管的單向導電性，將兩個LED燈并聯起來，正負極接法不同，設計如下：
故答案為：切割速度相同的條件下，感應電壓大小與線圈匝數成正比；見解析。
32．在“探究什么情況下磁可以生電”的實驗中，小芳發現每次電流計指針擺動的角度不同。猜測感應電流的大小與導體切割磁感線的運動速度有關，導體切割磁感線運動的速度越大，感應電流越大。
（1）小芳為了驗證自己的猜想，利用如圖裝置進行實驗1：將足夠大的蹄形磁體放在水平面上，驅動裝置通過兩根絕緣硬棒ab、cd使導體PQ沿直線水平向右運動（導體PQ運動區域的磁場強度相同）。讓導體PQ先后以 　不同　（選填“相同”或“不同”）的速度勻速水平向右運動；觀察每次電流計指針擺動的角度。
（2）若小芳的猜想正確，則觀察到的現象是 　兩次靈敏電流計指針偏轉的角度不同，且運動速度快的導體所連接的電流計指針偏轉角度大　。
（3）在實驗過程中，小芳還發現當導體PQ運動到磁場邊緣時，電流表指針偏轉角度會逐漸變小至0刻度，不便于感應電流大小的測量。于是將導體換成一個金屬圓盤如圖乙。金屬圓盤可以看成是由無數根長度等于圓盤半徑的導線組成的，請說明轉動過程中此裝置為什么能產生持續且穩定的電流？　圓盤勻速轉動過程中，一直有導線持續且勻速切割磁感線　。
【解答】解：（1）讓導體PQ先后以不同的度勻速水平向右運動；觀察每次電流計指針擺動的角度。
（2）若小芳的猜想正確，則觀察到的現象是：兩次靈敏電流計指針偏轉的角度不同，且運動速度快的導體所連接的電流計指針偏轉角度大。
（3）將導體換成一個金屬圓盤如圖乙。金屬圓盤可以看成是由無數根長度等于圓盤半徑的導線組成的，圓盤勻速轉動過程中，一直有導線持續且勻速切割磁感線。
故答案為：（1）不同；（2）兩次靈敏電流計指針偏轉的角度不同，且運動速度快的導體所連接的電流計指針偏轉角度大；（3）圓盤勻速轉動過程中，一直有導線持續且勻速切割磁感線。
33．電磁感應現象產生的電壓大小與線圈匝數、切割磁感線速度和磁場強度有關。小實為探究感應電壓大小與線圈匝數的關系，將100匝線圈緊密纏繞在玻璃管外側中部，接入開關和電壓表，如圖甲。閉合開關，將磁體從玻璃管頂端靜止釋放。換用不同匝數的線圈，將磁體從相同高度靜止釋放，實驗結果如圖乙。（磁體與玻璃管間的阻力忽略不計）
（1）每次實驗均控制磁體從相同高度靜止釋放的目的是 　使切割磁感線速度相同　。
（2）分析實驗結果，得出的初步結論是 　磁場的強弱、線圈運動速度都相同時，線圈匝數多少越多，電磁感應現象產生的電壓大小越大　。
（3）斷開開關后釋放磁體，其下落速度比開關閉合時更快。分析造成這一現象的原因是 　不計摩擦，閉合開關后釋放磁體，磁體的重力勢能轉化為動能和電部；斷開開關后釋放磁體，磁體的重力勢能全部轉化為動能　。
【解答】解：（1）每次實驗均控制磁體從相同高度靜止釋放的目的是使切割磁感線速度相同；
（2）由圖乙可知，磁場的強弱、線圈運動速度都相同時，線圈匝數多少越多，電磁感應現象產生的電壓大小越大；
（3）不計摩擦，閉合開關后釋放磁體，磁體的重力勢能轉化為動能和電部；斷開開關后釋放磁體，磁體的重力勢能全部轉化為動能，因此其下落速度比開關閉合時更快。
故答案為：（1）使切割磁感線速度相同；（2）磁場的強弱、線圈運動速度都相同時，線圈匝數多少越多，電磁感應現象產生的電壓大小越大；（3）不計摩擦，閉合開關后釋放磁體，磁體的重力勢能轉化為動能和電部；斷開開關后釋放磁體，磁體的重力勢能全部轉化為動能。
34．電磁爐作為一種現代炊具已經越來越多的出現在大眾的廚房中，電磁爐應用的是電磁感應原理。小希對電磁爐的內部構造進行拆解，其內部結構可簡化為圖a所示。在電磁爐中有一個大的導線線圈，工作流程圖如下：
沒有做切割磁感線運動也會產生電流嗎？小希設計了實驗尋找電流產生的證據。當前市面上的電磁爐都會自帶“無鍋保護”或者“空鍋保護”功能，當電磁爐上沒有器皿或者器皿內部為空的情況下，電磁爐則會自動停止發射交變磁場。他將裝水的鍋放于電磁爐上，自行纏繞線圈（至少為50匝）并接上發光視覺效果好的LED燈（如圖b），圖c為其電路簡圖。小希將線圈放置在電磁爐的正上方，實驗現象如圖d。
（1）在小希的實驗中，他找到電流產生的證據是什么？
（2）根據題中信息和所學知識，判斷下列幾種鍋可以放在電磁爐上加熱的是 　A　。
A.鐵鍋 B.鋁鍋 C.陶瓷鍋
（3）小希在請教老師后了解到：當通過閉合電路圍成的平面內的磁感線數量改變時，閉合電路中就能產生感應電流。那么感應電流的大小和什么因素有關？他借助數字化電磁感應裝置進行實驗，改變通過平面內磁感線數量的變化速率，借助傳感器記錄感應電流大小，并將結果記錄如下：
磁感線數量變化速率 感應電流
保持最小值不變 0
均勻增大（速度1v） 約0.51
均勻增大（速度1.5v） 約0.71
均勻增大/（速度2v） 約1
保持最大值不變 0
均勻減少/（速度1v） 約0.51
均勻減少（速度1.5v） 約0.71
均勻減少（速度2v） 約1
保持最小值不變 0
分析上表實驗數據，可以得出結論：　磁感線數量變化速率越快，產生的感應電流越大　。
【解答】解：（1）自行纏繞線圈（至少為50匝）并接上發光視覺效果好的LED燈（如圖b），圖c為其電路簡圖。小希將線圈放置在電磁爐的正上方，實驗現象如圖d，通過燈泡發光知道產生了感應電流；
（2）變化的磁場引起磁性鍋底產生渦旋電流，因而鍋底必須是磁性材料的，則必須選擇鐵鍋；
（3）根據表格數據，磁感線數量最大或最小不變時，不產生感應電流，磁感線數量變化速率越快，產生的感應電流越大。
故答案為：（1）找到電流產生的證據是LED燈發光；（2）A；（3）磁感線數量變化速率越快，產生的感應電流越大。
35．小科對手機無線充電的原理感到好奇。查閱資料后得知：充電時充電器內的發射線圈產生磁場，手機內的接收線圈會產生感應電流給電池充電，結構如圖甲。學過電磁感應原理的小科提出質疑：手機和充電器在充電過程中都不動，并沒有做切割磁感線運動，為何會產生感應電流？對此，他設計了圖乙實驗進行驗證。
操作序號 開關及滑動變阻器狀態 靈敏電流計指針偏轉方向
1 開關由斷開變為閉合 向左
2 開關由閉合變為斷開 向右
3 開關閉合時，滑片向左移動 向左
4 開關閉合時，滑片向右移動 向右
5 開關閉合后，滑片不移動 不偏轉
6 改變電源正負極，閉合開關，滑片向左移動 向左
7 改變電源正負極，閉合開關，滑片向右移動 向右
（1）通過實驗小科發現當Q線圈有變化的　電流　時，P線圈中就會產生感應電流。
（2）小科向老師請教，得知當閉合電路圍成的平面內，磁感線數量發生改變時，電路中就能產生感應電流。請根據上述事實，解釋課本實驗中導體ab上下運動時不產生感應電流的原因（圖丙）　該閉合電路內磁感線數量未發生改變　。
（3）小科發現不同情況下靈敏電流計指針偏轉方向不同。他猜測與Q線圈中的電流方向改變有關，于是進行實驗并記錄現象。請判斷小科的說法是否正確，并合理選擇上表格中的兩次實驗說明理由　不正確，比較3、6或4、7可知，Q線圈中的電流方向改變，其他條件不變，靈敏電流計指針偏轉方向不改變，說明感應電流方向與Q線圈中的電流方向無關　。
【解答】解：
（1）通過分析表中信息可知，小科發現當Q線圈有變化的電流時，P線圈中就會產生感應電流。
（2）小科向老師請教，得知當閉合電路圍成的平面內，磁感線數量發生改變時，電路中就能產生感應電流。請根據上述事實，課本實驗中導體ab上下運動時不產生感應電流的原因（圖丙）是該閉合電路內磁感線數量未發生改變。
（3）小科的說法不正確，理由是：比較3、6或4、7可知，Q線圈中的電流方向改變，其他條件不變，靈敏電流計指針偏轉方向不改變，說明感應電流方向與Q線圈中的電流方向無關。
故答案為：（1）電流；
（2）該閉合電路內磁感線數量未發生改變；
（3）不正確，比較3、6或4、7可知，Q線圈中的電流方向改變，其他條件不變，靈敏電流計指針偏轉方向不改變，說明感應電流方向與Q線圈中的電流方向無關。
36．小金用如圖甲所示的裝置，探究“磁場對通電導體的作用力”。小金將滑動變阻器的滑片移到合適位置，閉合開關，發現金屬導體ab向左運動。
（1）為驗證導體受力方向與磁場方向是否有關，小金將導體ab放回圖甲所示位置，斷開開關后，小金應進行的操作是 　將磁體N、S極對調　。
（2）上述現象都說明磁場對通電導體有力的作用，　電動機　（選填“發電機”“電動機”或“電磁鐵”）就是根據該原理制成的。
（3）微型電扇通電工作時，它是電動機。如圖乙所示，小金在微型電扇的插頭處連接小燈泡，因手快速撥動風扇葉片時，小燈泡發光。微型電扇能產生電流是利用了 　電磁感應　的原理。
【解答】解：（1）為驗證導體受力方向與磁場方向是否有關，小金將導體ab放回圖甲所示位置，斷開開關后，電流的方向不變，選用改變磁場的方向，所以小金應進行的操作是將磁體N、S極對調；
（2）磁場對通電導體有力的作用，這是電動機的工作原理；
（3）電扇的內部有磁鐵和線圈，當微型電扇的插頭處連接小燈泡，快速撥動風扇葉片時，線圈做切割磁感線運動，故能產生感應電流；此時微型電扇如同一臺發電機，其原理就是電磁感應。
故答案為：（1）將磁體N、S極對調；（2）電動機；（3）電磁感應。
37．項目學習小組實驗發現，裝在筒內的電動機帶動風葉轉動時，電動機轉動方向改變，氣流方向也改變，如圖甲所示。于是想利用帶風葉的電動機制作一款“書桌神器”：既能收集書桌上的小紙屑，又能吹風納涼。他們制定的產品評價表如下。
評價指標 評價等級
優秀 合格 待改進
指標一 能吸紙屑、吹風且風速可調 能吸紙屑、吹風，風速不可調 只能吸紙屑或只能吹風
指標二 吸紙屑后，吹風時無紙屑吹出 吸紙屑后，吹風時有部分紙屑吹出 吸紙屑后，吹風時全部紙屑吹出
小組同學設計如圖乙電路，利用帶風葉的電動機、電池、旋鈕式電阻等材料制作模型，其工作原理示意圖如圖丙。
（1）圖乙中，通過切換開關S，可以改變電動機轉向的原因是 　改變通過電動機電流的方向　。
（2）將開關S與“1”連接，旋鈕OP繞O點沿箭頭方向轉動時，電動機轉速如何變化？　變慢　。
（3）對模型測試時，其“指標一”為優秀。請結合評價量表，分析該模型的“指標二”所處的評價等級 　合格　（“優秀”、“合格”、“待改進”），并說明理由 　由圖丙可知，吸紙屑時收集盒右側的閥門打開，從而將紙屑吸入收集盒，同時也有一部分紙屑被吸到隔板下面，吹風時，收集盒右側的閥門關閉，收集盒內的紙屑不會被吹出，但隔板下面的紙屑會被吹出，結合表中的指標二可知，吸紙屑后，吹風時有部分紙屑被吹出，因此該模型的“指標二”評價等級為合格　。
【解答】解：（1）由圖乙可知，開關S與“1”連接時，電流從電動機的上方流入，開關S與“2”連接時，電流從電動機的下方流入，即切換開關S后，通過電動機電流的方向發生改變，因此電動機轉向改變的原因是改變通過電動機電流的方向；
（2）他圖乙可知，將開關S與“1”連接，旋鈕OP繞O點沿箭頭方向轉動時，變阻器接入電路的電阻變大，由歐姆定律可知，此時通過電動機的電流變小，電動機的轉速變慢；
（3）由圖丙可知，吸紙屑時收集盒右側的閥門打開，從而將紙屑吸入收集盒，同時也有一部分紙屑被吸到隔板下面，吹風時，收集盒右側的閥門關閉，收集盒內的紙屑不會被吹出，但隔板下面的紙屑會被吹出，結合表中的指標二可知，吸紙屑后，吹風時有部分紙屑被吹出，因此該模型的“指標二”評價等級為合格。
故答案為：（1）改變通過電動機電流的方向；（2）變慢；（3）合格；由圖丙可知，吸紙屑時收集盒右側的閥門打開，從而將紙屑吸入收集盒，同時也有一部分紙屑被吸到隔板下面，吹風時，收集盒右側的閥門關閉，收集盒內的紙屑不會被吹出，但隔板下面的紙屑會被吹出，結合表中的指標二可知，吸紙屑后，吹風時有部分紙屑被吹出，因此該模型的“指標二”評價等級為合格。
38．如圖甲所示是探究“磁場對電流的作用”的實驗電路。
（1）開關閉合后，線圈 　能　（選填“能”或“不能”）轉動，但 　不能　（選填“能”或“不能”）持續轉動。為解決這一問題，小軒利用漆包線繞制的多匝線圈設計了如圖乙所示的實驗裝置，他在刮去線圈兩端的絕緣漆時注意到，軸的一端漆皮要 　全部刮去　，另一端漆皮只刮去 　半周　。
（2）小軒發現該線圈不轉動，原因可能是 　線圈處于平衡位置　（寫出一條即可）。
（3）排除故障后電動機正常轉動，小軒想改變線圈的轉向，可采取的措施有 　改變電流方向（或改變磁場方向）　（寫出一條即可）。
【解答】解：（1）分析圖甲能看出，這里沒有換向器，所以通電后，線圈能轉動，但不能連續的轉動；在該實驗中，為了防止線圈只能轉動半圈的情況，將軸的一端漆皮要全部刮去，另一端漆皮只刮去一半，這樣可以讓線圈一半有動力，另一半靠慣性繼續轉動。
（2）若開關閉合，電動機的轉動不靈活，原因可能是電動機軸因為生銹而被卡住；線路接觸不良，電路中無電流；電源電壓過低，使得電路中電流太小；磁鐵磁性太弱，磁場對通電線圈的力太小；線圈處于平衡位置，線圈中無電流，線圈不受力的作用等。
（3）由于通電導線在磁場中受力的方向與電流的方向和磁場的方向有關，所以開關閉合后線圈轉動，改變線圈轉動方向的措施是：改變電流的方向或改變磁場的方向。
故答案為：（1）能；不能；全部刮去；半周；
（2）線圈處于平衡位置；
（3）改變電流方向（或改變磁場方向）。
39．小實利用如圖甲所示裝置，研究通電導體在磁場中受力大小與電流大小的關系。他將一根導體接入電路。閉合開關后，導體會受到豎直方向的力，記錄相關數據，并計算導體在磁場中所受力F的大小，改變電流大小，重復實驗，并繪制出圖乙。
（1）實驗中增大電流大小的操作是 　滑動變阻器的滑片向右移　；
（2）本實驗中為了得到導體在磁場中受到力的大小，需要記錄的數據有 　彈簧測力計示數和導體的重力大小　；
（3）根據圖乙得出的結論是：　在磁場大小不變時，通電導體在磁場中受力大小與電流大小成正比　。
【解答】解：（1）實驗電路中電源電壓一定，滑動變阻器的滑片向右移，電路中的總電阻變小，電流會增大；
（2）導體在豎直方向受到拉力、重力以及磁場力的作用，實驗中為了得到導體在磁場中受到力的大小，需要記錄的數據有彈簧測力計示數和導體的重力大小；
（3）據圖乙的實驗數據可知，導體的材料、長度一定，通過導體的電流變為原來的幾倍，導體受到磁場的作用力就變為原來的幾倍，可得出在磁場大小不變時，通電導體在磁場中受力大小與電流大小成正比。
故答案為：（1）滑動變阻器的滑片向右移；（2）彈簧測力計示數和導體的重力大小；（3）在磁場大小不變時，通電導體在磁場中受力大小與電流大小成正比。
40．根據安全用電要求，現代家庭中用空氣斷路器（俗稱“空氣開關”）來代替閘刀開關和保險絲。新建樓房的電路中除了安裝防止電流過大的斷路器外，還必須安裝漏電保護斷路器（俗稱“漏電保護器”），它們通常安裝在供電箱中。
（1）空氣斷路器如圖甲所示，若要在廚房電路安裝一個斷路器，則應將斷路器安裝在這一電路的 　火　（填“火”或“零”）線上。
（2）家用漏電保護斷路器如圖甲所示，它們是在用電器發生漏電故障或人為操作失誤而觸電時實施保護的設備，正常情況下，住戶家中沒有電流流向地面，即圖乙中I3為零，進戶線中流入的電流I1和流出的電流I2相等。如果電路中某處發生漏電（漏電是指電流從墻體、人體、接地線或其他路徑流向地面），即圖中的I3不為零，就會造成I1和I2不相等，當I1和I2的差異達到一定值，漏電保護斷路器便會迅速自動切斷電路。排除漏電故障后，重新合閘即可恢復供電。為確保使用安全，漏電保護斷路器上設置了試驗按鈕，需要每月試按一次，如果試驗按鈕按下漏電保護器無動作，說明漏電保護器需要更換。
①漏電保護斷路器實質上就是一個 　開關　（選填“電源”、“用電器”或“開關”）。
②如果電路中發生漏電，漏電電流為I3，則I1、I2、I3大小關系的表達式為 　I1＝I2+I3　。
③站在地面上的人體不小心接觸了火線，如圖丙所示，此時人體的總電阻為5500Ω，電路中安裝了規格為如圖丁所示的漏電保護斷路器，試通過計算說明該漏電保護斷路器能否及時斷開電路 　漏電電流I30.04A＝40mA＞30mA，該漏電保護器能及時斷開電路　。
【解答】解：（1）為了安全，當開關斷開時，應使用電器與火線斷開，因此空氣開關要裝在火線上；
（2）①漏電保護斷路器實質上就是一個開關；
②由圖乙可知，火線中的電流一部分通過零線，一部分流向大地，即三電流之間的關系：I1＝I2+I3；
③站在地面上的人體不小心接觸了火線時，此時漏電電流I30.04A＝40mA＞30mA，該漏電保護器能及時斷開電路。
故答案為：（1）火；（2）①開關；②I1＝I2+I3；③漏電電流I30.04A＝40mA＞30mA，該漏電保護器能及時斷開電路。
41．斷路器因方便、安全，被廣泛使用。
（1）如圖1所示為斷路器的工作原理圖，當電流過大時，它的工作順序是 　B　（填字母）。
①簧鎖裝置脫開；②接觸點斷開；③電流過大，雙金屬片發熱就多；④雙金屬片彎曲，觸動簧鎖裝置。
A.③④②① B.③④①② C.③①④② D.③②④①
（2）一般固體受熱時，在各個方向上的長度都會膨大，在冷卻時都會縮小。物體在某一方向上長度的膨脹稱為線膨脹。下表是科技小組的同學探究影響物體線膨脹因素的實驗記錄，請根據實驗記錄回答：
實驗序號 材料 升高的溫度（℃） 原長（m） 伸長量（mm）
1 黃銅 10 1.00000 0.19
2 黃銅 10 2.00000 0.38
3 康銅 10 1.00000 0.15
4 康銅 30 1.00000 0.65
5 鋁 10 2.00000 0.46
6 鋁 30 1.00000 0.69
①從3、4兩組實驗記錄可以看出物體的伸長量與 　升高的溫度　有關。
②如圖2所示的電熱設備中有一個由黃銅片與康銅片雙金屬合在一起的溫控開關，溫度升高時，雙金屬片向上彎曲，使電路斷開，根據上面的實驗記錄確定雙金屬片上下層的材料分別是 　康銅和黃銅　（填“黃銅和康銅”或“康銅和黃銅”）。
【解答】解：（1）圖示為斷路器的工作原理圖，當電流過大時，工作過程③電流過大，雙金屬片發熱就多，④雙金屬片彎曲，觸動簧鎖裝置；①簧鎖裝置脫開，導致②接觸點斷開，故這群的順序是③④①②，故選：B；
（2））①從3、4兩組實驗記錄可以看出：材料、原長相同，升高的溫度不相同，伸長量不相同，故物體的伸長量還與升高的溫度有關；
②當溫度升高，金屬片變長，要想雙金屬片向上彎曲，就必須讓下面的金屬片線膨脹比上面的金屬片線膨脹大，才能達到目的。
從表中1、3兩組實驗數據可知，康銅的線膨脹較小，故雙金屬片與簧鎖裝置靠近的一邊是康銅，另一側是黃銅。
故答案為：（1）B；（2）①升高的溫度； ②康銅和黃銅。
42．在“保險絲熔斷與哪些因素有關”的探究活動中，同學們猜想：保險絲的熔斷可能與保險絲的材料、熔點、粗細、長度、電路中的電流大小、通電時間等因素有關。接著，他們分小組合作進行實驗探究。實驗器材有：電池、導線、開關、電流表、滑動變阻器、保險絲等。
（1）某組設計了如圖所示電路圖進行實驗探究，表一為同種材料、不同規格的保險絲，他們從表中選擇保險絲a、c、e，每次從中任選其中兩種分別接入電路中AB，CD兩處進行實驗比較。他們探究的問題是 　保險絲的熔斷可能與保險絲的粗細的有關　。
規格\代號 a b c d e f
長度l/cm 3 4 3 4 3 4
截面直徑d/mm 0.20 0.20 0.29 0.29 0.40 0.40
（2）實驗中發現：由于保險絲較細，不易觀察到保險絲何時熔斷，同時，大家也想知道各型號保險絲的熔斷電流大約是多少．于是，對電路進行了改造，完善了設計實驗方案．請你在答題卡虛線框中畫出改進后的實驗電路圖，并簡要寫出實驗方法。
（3）下表為同種材料的保險絲的部分參數：
截面直徑d/mm 額定電流I額/A 熔斷電流I熔/A
0.35 1.25 2.5
0.36 1.35 2.7
0.40 1.50 3.0
0.46 1.85 3.7
0.52 2.00 4.0
請你分析上述表格中數據特點，歸納出其中的規律（寫出1條）：　保險絲的熔斷電流是額定電流的2倍　。
【解答】解：（1）從表中看出保險絲a、c、e特點是長度相同“，直徑不相同，所以選保險絲a、c、e可以探究的問題是：保險絲熔斷可能與保險絲粗細的有關；
（2）改進后的實驗電路圖如圖所示：把不同保險絲接如電路，調節滑動變阻器，使電流變大，直至保險絲熔斷，記下熔斷時的電流值進行比較，即在電路中增加一個電流表，如下圖所示：
（3）從表格中可以得出：保險絲的熔斷電流是額定電流的2倍；
故答案為：（1）保險絲的熔斷可能與保險絲的粗細的有關；（2）見上圖；（3）保險絲的熔斷電流是額定電流的2倍。
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第一章 電和磁 實驗探究專題
1.小金同學想探究磁體對回形針的吸引力的太小是否與放入它們之間物體的種類有關，設計了如圖甲所示的裝置，他保持磁體和紙片間的距離一定，在紙片上放入形狀、面積和厚度相同，材料不同的鐵板、鋁板等，觀察能吸引的回形針個數，多次實驗后將數據記錄在下表中。
磁體與紙片之間放入的物體 不放物體 鐵板 鎳板 鋁板 塑料板
吸引回形針數量/個 4 1 1 3 3
（1）分析數據可知，吸引回形針數量越少，說期該材料對吸引力的影響　 　。
（2）鐵、鎳、鋁都是導體，而鋁對磁性屏蔽效果不明顯，原因可能是　 　。
（3）他們在紙片上分別放入形狀和厚度相同、面積不同的鐵板。目的是要探究　 　。
（4）其實小金同學所研究的現象叫“磁屏障”，如圖乙所示，一個放在磁場中的鐵質球殼（截面有一定厚度），外面磁場的絕大部分沿鐵質球殼壁“通過”，只有極少部分會進入球內空間，從此現象想到，為使精密儀器不受外面的影響，可以將儀器放在什么地方？答：　 　。
2．小桐同學參加了學校研究性學習小組開展的“探究磁體磁性強弱是否與溫度有關的課題。
[作出假設]假設一：溫度越高，磁體的磁性越強；
假設二：溫度越高，磁體的磁性越弱；
假設三：磁體的磁性隨溫度升高變化不大。
[設計實驗]小柯將一條形磁鐵的一端固定在鐵架臺上，另一端吸看一些小鐵釘，用酒精燈給磁鐵加熱，如圖甲所示。
（1）加熱段時間后出現 　 　，則假設二成立。
（2）根據這一結論，小柯大膽設計了一個溫度報警器，如圖乙所示，請簡述它的工作原理：當溫度逐漸升高時，磁鐵的磁性減弱，無法吸引彈簧開關，彈簧開關 　 　（選填“向下”或“向上”）恢復原狀，這樣下面的電路就被接通，從而使電鈴報警。
（3）同組的小明同學卻認為小柯設計的溫度報警器有不足之處，請指出 　 　。
3．某興趣小組同學用小磁針、條形磁鐵等按圖a、圖b的方法，探究了條形磁鐵周圍的磁場及方向，接著他們又用相同的方法，探究通電螺線管周圍的磁場及方向，實驗操作及現象如圖c、圖d、圖e所示。
（1）分析比較圖c、圖d可以得出的初步結論是 　 　。
（2）分析比較圖d和圖e的小磁針偏轉情況可以得出的初步結論是 　 　。
（3）分析比較圖b和圖d可以得出的初步結論是 　 　。
4．某興趣小組在研究揚聲器結構時，發現揚聲器中有一個環形磁體，他們不知道環形磁體的磁極分布情況，于是幾位同學提出了以下三種猜想：
猜想1：磁極呈橫向分布（例如圖甲，左側為N極，右側為S極）。
猜想2：磁極呈軸向分布（例如圖乙，上面為N極，下面為S極）。
猜想3：磁極呈里外分布（例如圖丙，外側為N極，內側為S極）。
為了驗證其他猜想，他們進行了如下實驗：
（1）用細棉線將環形磁體水平懸掛起來（如圖丁所示），結果觀察到磁體在任意位置都能保持靜止，這說明猜想 　 　（填“1”“2”或“3”）是錯誤的。
（2）為進一步確定這種環形磁鐵磁極的分布情況，小李進行了以下實驗：取兩個完全相同的環形磁鐵，將它們沿中心軸線互相靠近（如圖戊），發現它們相互排斥。接著將其中一個環形磁鐵翻轉，結果它們相互吸引，則驗證了猜想 　 　是正確的（填“1”“2”或“3”）。
（3）若將這兩個完全相同，重均為G的環形磁鐵a、b串在木制支架上，靜止時如圖己所示（不考慮環形磁鐵與木桿間的摩擦力），則磁鐵a對底座的壓力 　 　。
A．等于G B．小于2G C．等于2G D．大于2G
（4）若再放上一個完全相同的磁鐵c（b、c間也排斥），則相鄰兩個磁鐵間的距離Lab　 　Lbc（填“大于”“等于”或“小于”）。
5．【探究名稱】溫度對磁體的磁性強弱有無影響？
【提出問題】小明在家用如圖所示的電熱水壺燒開水時，發現壺中的水燒開后，開關按鈕會自動跳起斷電。開關為什么能自動跳起呢？帶著這個問題，小明上網查閱了有關資料。得知這是一個磁吸開關，給水加熱前開關按鈕被磁體吸住。當水燒開時，磁體的磁性減弱，開關跳起。
【提出猜想【小明猜想，溫度對磁體的磁性有影響，而且溫度越高，磁體的磁性越 　 　。
【設計實驗】為了驗證以上猜想是否正確，小明進行了如下實驗：
①用一塊強磁體的一個磁極，分別在三根同樣的鐵釘上，從釘頭向下的同一方向劃過100次，使鐵釘
　 　；
②把鐵釘A放入塑料薄膜袋內，將其放入一堆鐵屑中，慢慢提起塑料袋，將其放在一張白紙上。從袋中取出鐵釘，把落在紙上的鐵屑收集起來，用天平稱出鐵屑的質量m1；
③把鐵釘B放入盛有開水的燒杯中，一段時間后，取出鐵釘重復步驟②，用天平稱出鐵屑的質量m2；
④把鐵釘C放入盛有冰水的燒杯中，一段時間后，取出鐵釘重復步驟②，用天平稱出鐵屑的質量m3；
⑤比較m1、m2、m3的大小關系，可知溫度對磁性強弱有無影響.
【交流與評估】本次探究活動中應用了控制變量法，其中改變的因素為 　 　，控制不變的因素主要有：　 　、　 　（寫出兩個因素）。
6．在項目化學習中，小科用條形磁體，大號縫衣針，硬卡紙，橡皮，大頭針制作簡易指南針，同時針對制作指南針的科學性設計了評價表，指南針制作過程如下：
步驟Ⅰ：取2枚大號鋼質縫衣針，將縫衣針沿條形磁體的S﹣N方向摩擦10余次，使縫衣針磁化。
步驟Ⅱ：將1張硬殼卡紙折成直角，將2枚被磁化的縫衣針對稱地穿在卡紙兩側，如圖所示，用1塊橡皮和1枚大頭針做成支座，將插有縫衣針的卡紙水平支起。
步驟Ⅲ：觀察簡易指南針靜止時的指向，判斷其是否具有指南北的性質。
步驟Ⅳ：用當地的地圖確定簡易指南針所指的方向。
“自制指南針”評價量表（節選）
評價指標 優秀 合格 待改進
指標一 指針磁性強，且能自由轉動 指針磁性強，不能自由轉動 指針磁性弱，不能自由轉動
指標二 能準確指示南北方向，能保持平衡 能指示南北方向，不能保持平衡 不能指示南北方向，不能保持平衡
（1）被磁化后的縫衣針的南北極怎樣確定 　 　（寫出一種簡易的推斷方法）。
（2）在步驟Ⅲ中，怎樣判斷你制作的簡易指南針是否具有指示南北的性質 　 　？
（3）根據評價量表進行測試評價，小科制作的指南針“指標一”被評為“優秀”，“指標二”被評為“合格”。為使該指南針的“指標二”達到優秀水平，請你對該指南針提出合理的改進建議：
　 　。
7．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和磁感應強度B的定性關系是 　 　。
（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。
1 2 3
U/V 1.5 3.0 4.50
I/mA 3 6 9.00
②正確接線后，測得的數據如表所示。
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。
8．常用的電動自行車調速系統主要由磁鐵、霍爾傳感器、控制器和開關K四部分組成。霍爾傳感器是將磁信號轉變成電信號的裝置。它產生的電壓L隨磁場的增強而增大。在轉動電動自行車手柄旋轉套時，旋轉套中磁鐵與固定在手柄中的霍爾傳感器的距離發生改變，使U0發生變化。
控制器的作用是將自身產生的電壓U1與霍爾傳感器的電壓U0比較后，輸出控制電壓UK，并以此來控制開關K的通斷。如圖甲所示，當U1小于U0時，Uk＝1V，開關K閉合；當U1大于U0時，Uk＝0，開關K斷開。正常行駛時，電動自行車U1的大小隨時間發生周期性變化，如圖乙所示，控制器輸出的UK使開關交替通斷，每分鐘約10000次。U0不同，每次開關K閉合與斷開時間的比值就不同，電動機的轉速與每次K閉合或斷開時間的比值相對應。
（1）控制電壓Uk＝1V時，電動機中 　 　（填“有”或“無”）電流通過。
（2）如圖丙所示，將霍爾傳感器從條形磁鐵的S極附近水平移動到N極附近。在此過程中，霍爾傳感器產生電壓的變化情況是 　 　。
（3）U1的變化周期T約為 　 　。（填字母）
A.6×10﹣6 B.6×10﹣3 C.6×10﹣ 2D.6×10﹣1
9．閱讀關于“巨磁電阻效應”材料，并回答下列問題：
1988年阿爾貝 費爾和彼得 格林貝格爾發現，在鐵、鉻相間的三層復合膜電阻中，微弱的磁場可以導致電阻大小的急劇變化，這種現象被命名為“巨磁電阻效應”。更多的實驗發現，并非任意兩種不同金屬相間的三層膜都具有“巨磁電阻效應”。組成三層膜的兩種金屬中，有一種是鐵、鈷、鎳這三種容易被磁化的金屬中的一種，另一種是不易被磁化的其他金屬，才能產生“巨磁電阻效應”。進一步研究表明，“巨磁電阻效應”只發生在膜層的厚度為特定值時。用R0表示未加磁場時的電阻，R表示加入磁場后的電阻。科學家測得鐵、鉻組成的復合膜R與R0之比與膜層厚度d（三層膜厚度均相同）的關系如圖所示。
1994年，IBM公司根據“巨磁電阻效應”原理，研制出“新型讀出磁頭”，將磁場對復合膜阻值的影響轉換成電流的變化來讀取信息。
（1）以下兩種金屬組成的三層復合膜能發生“巨磁電阻效應”的是 　 　。
A.鋁、銀 B.鐵、銅 C.銅、鋅 D.鈷、鎳
（2）據圖可知，對鐵、鉻組成的復合膜，當膜層的厚度是1.7nm時，這種復合膜的電阻將 　 　（選填“具有”或“不具有”）“巨磁電阻效應”。
（3）鐵、鉻組成的復合膜，發生“巨磁電阻效應”時，其電阻R比未加磁場時的電阻R0　 　（選填“大”或“小”）得多。
10．在科學上，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）圖甲為某磁極附近磁感線的方向和分布的示意圖。由圖可知，該磁極為 　 　極；
（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變化的圖象如圖乙所示。根據圖線可知，該磁敏電阻的阻值隨磁感應強度B的增大而 　
　（選填“增大”或“減小”）；
（3）利用該磁敏電阻的R﹣B特性曲線可以測量磁場中各處的磁感應強度。
實驗數據 1 2 3
U/V 1.50 3.00 4.50
I/mA 3.00 6.00 9.00
①將該磁敏電阻R放置在圖甲磁場中的位置1處，小吳設計了一個可以測量該磁敏電阻R的電路，并連接成如圖丙所示的實驗電路，其中磁敏電阻所處的磁場未畫出。
②正確接線后，測得的數據如表所示。根據該磁敏電阻的R﹣B特性曲線（圖乙）可知，位置1處的磁感應強度為 　 　T。
11．設計人員要開發一款倒懸的酷懸浮發光月球裝飾品，如圖甲所示。
【材料組裝】如圖乙，球內裝入磁體，燈泡等元件，底座內裝入電磁鐵等元件；
（1）電源的上端應為 　 　極。
【問題呈現】在試驗過程中難以找到發光月球的磁懸浮位置。離底座過遠，球會掉落；離底座過近，球直接吸附在底座上。
【原因分析】球離底座過遠時，底座中的電磁鐵對球內磁體的吸引力小于重力，所以球會掉落。過近則吸引力大于重力，球直接吸附在底座上。
【解決方案】設計人員在電路中加入了開關型霍爾傳感器H來檢測磁場強弱，并控制電路的通斷，經簡化的電路圖如圖丙所示。
（2）當球與底座距離過近，傳感器H檢測到磁場過強時，傳感器H應 　 　（選填“閉合”或“斷開”）電路。
【產品優化】
（3）經調試，成功實現月球懸浮。若需增大懸浮時月球與底座的距離來增強觀賞效果，在適當調整傳感器H的位置后，對底座電路的處理方式可以是 　 　（寫出兩種即可）。
12．磁感應強度B用來描述磁場的強弱，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強度的大小與哪些因素有關，小鷺設計了如圖1所示的電路，圖甲電源電壓6V，R為磁感應電阻，其阻值隨磁感應強度變化的關系圖線如圖2。
（1）當圖乙S2斷開，圖甲S1閉合時，電流表的示數為　 　mA．閉合S1和S2，圖乙中滑動變阻器的滑片P向右移動，圖甲中電流表的示數逐漸減小，說明磁感電阻R處的磁感應強度B逐漸　 　。
（2）閉合S1和S2，滑片P不動，沿電磁鐵軸線向左移動磁感電阻R，測出R離電磁鐵左端的距離x與對應的電流表示數I，算出R處磁感應強度B的數值如表。請計算x＝5cm時，B＝　 　T．
x/cm 1 2 3 4 5 6
I/mA 10 12 15 20 30 46
B/T 0.68 0.65 0.60 0.51 　 　 0.20
（3）綜合以上實驗數據可以得出“電磁鐵外軸線上磁感應強度隨電磁鐵電流的增大而　 　，離電磁鐵越遠，磁感應強度越　 　。
13．1820年，丹麥物理學家奧斯特發現了通電導體周圍存在磁場。
（1）在演示奧斯特實驗時，如圖甲所示，①閉合開關；②放置小磁針觀察指向；③擺放一根長直導線；為了減弱地磁場的影響，正確的實驗操作順序為 　 　。
A.①②③ B.②③① C.②①③ D.③①②
（2）由圖乙（a）、（b）、（c）可知：電流周圍存在磁場，且 　 　。
（3）小曙推理：若一束電子沿著水平方向平行地飛過小磁針上方，如圖乙（d）所示，小磁針也會發生偏轉。其依據是：　 　；（d）中小磁針N極偏轉方向和圖乙 　 　（填序號）的小磁針偏轉方向相同。
14．1901年挪威人伯克蘭造出世界上第一臺電磁發射器，首開電磁炮先河。為了認識電磁炮的一些特性，小科制作了一個電磁炮模型，螺線管通電后，撞針迅速前移，推動炮彈射出炮管。
（1）小科要增強電磁炮中螺線管磁場，下列方法可行的是 　 　；
A.增加螺線管的線圈匝數 B.改變線圈中的電流方向 C.增大通過螺線管的電流
（2）圖中撞針最可能選用的材質是 　 　。
A.塑料 B.鐵 C.銅 D.鋁
（3）小科測得的一項實驗數據（取多次實驗的平均值）如表。
實驗次數 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次
撞針質量（克） 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
射程（米） 0.48 0.54 0.81 0.46 0.41
小科得出了“當其他條件相同的情況下，撞針質量為0.3克時電磁炮的射程最遠”的結論。小明覺得這個結論還不可靠，建議再取不同質量的撞針進行實驗。你認為選擇撞針質量范圍在 　 　克之間進行進一步實驗比較合理。
15．如圖為小科制作的電流磁效應演示器。玻璃管中裝有適量的水，固定在桌上，水中懸浮著一個帶有鐵釘的浮球。管外繞有匝數可變的線圈（1和2之間為150匝，1和3之間為400匝）。按圖示連接好電路后，小科開始探究通電螺線管周圍磁場強弱的影響因素，步驟如表：
實驗步驟 實驗操作 實驗現象
① 線圈連接1和2，閉合開關，調節滑動變阻器滑片至電流表示數為0.5A 浮球沒有運動
② 斷開開關，線圈改接1和3后，閉合開關，調節滑動變阻器滑片至電流表示數為0.5A 浮球向下運動到線圈附近
③ 斷開開關，……，閉合開關，調節滑片至電流表示數為1.5A 浮球向下運動到線圈附近
請回答以下問題：
（1）根據步驟①②可得出的結論是 　 　。
（2）如果要得出通電螺線管周圍磁場強弱與電流大小有關，還需要增加步驟③，請你將該操作中的“……”補充完整：　 　。
（3）小科想要繼續探究通電螺線管周圍磁場方向與電流方向的關系，除了將電源“+”“﹣”極對調，還需要將浮球中的鐵釘換成 　 　，才能完成實驗。
16．材料一：1820年，丹麥物理學家奧斯特發現了通電導體周圍存在磁場。
材料二：法國科學家安培發現兩根平行導線通電后有如圖1所示的現象（圖中實線、虛線分別表示通電前、后的情況）。
材料三：1825年，瑞土物理學家科拉頓做了如下實驗：他將一個能反映微小變化的電流表，通過導線與螺旋線圈串聯成閉合電路，并將螺旋線圈和電流表分別放置在兩個相連的房間，如圖2。他將一個條形磁鐵插入螺旋線圈內，同時跑到另一個房間里，觀察電流表的指針是否偏轉。進行多次實驗，他都沒有發現電流表指針發生偏轉。
材料四：1831年，英國物理學家法拉第用閉合電路的一部分導體，在磁場里切割磁感線的時候，發現導體中產生電流，從而實現了利用磁場獲得電流的愿望。
（1）在演示奧斯特實驗時，如圖3中的甲圖所示，
①閉合開關； ②放置小磁針； ③擺放導線；
正確的實驗操作順序為 　 　；
A.①②③ B.②③① C.②①③ D.③②①
（2）進行奧斯特實驗時，在靜止的小磁針上方，分別用圖甲和乙兩種方式放置一根導線。當導線通電時，小磁針發生明顯偏轉的是 　 　（選填“甲”或“乙”）。
（3）材料二圖1中的實驗表明平行通電導線之間有力的作用，若此時改變其中一根導線的電流方向，你預測會產生的實驗現象是 　 　。
（4）科拉頓、法拉第等物理學家相繼進行如材料所說的實驗研究，是基于 　 　的科學猜想。
（5）科拉頓的實驗中，　 　（選填“已經”或“沒有”）滿足產生感應電流的條件。要使他能觀察到電流表指針偏轉，你提出的一種改進方法是 　 　。
17．奧斯特實驗：（丹麥物理學家奧斯特）如圖是奧斯特實驗示意圖。
（1）比較（a）與（b）可得出的實驗結論是 　 　。比較（a）與（c）得出的實驗結論
是：　 　。
（2）直線電流的磁場：直線電流產生的磁場中，磁感線是以導線為圓心排列的一層一層的同心圓。小菲同學在課后進行了以下探究：問題：通電圓環（如圖丙）內部的磁場如何分布呢？
猜想：可能也符合右手螺旋定則。
實驗：她連接如圖丁所示的電路（外部電路未畫出）。
現象：位于圓環中心的小磁針N極垂直紙面向里轉動。
根據小菲同學的探究過程，回答下列問題：
（3）通電圓環內部的磁場分布是否符合右手螺旋定則？　 　（選填“是”或“否”）。
（4）如圖戊所示，小菲同學把地球看成一個通電圓環，她認為赤道這一通電圓環的電流方向為 　 　（選填“由西向東”或“由東向西”）。
（5）在小菲同學第（4）步的思考過程中，體現了哪些學習科學的思想和方法？　BD　。
A.控制變量法 B.轉換法 C.等效替代法 D.逆向思維法
18．電與磁現象是人類探索自然的一個重要方面，探索是一個循序漸進的過程：
（1）小黃重溫奧斯特實驗，如甲圖所示，正確的實驗操作順序為 　 　（填序號）
①閉合開關 ②放置小磁針 ③擺放導線
（2）實驗中，當閉合開關時，小黃發現靜止的小磁針轉動了，認為它一定受到力的作用，他判斷的理由是 　 　，于是小黃得出結論：通電導體周圍有磁場。
（3）小妍查閱資料發現導線通電會發熱，造成導線周圍空氣溫度升高，于是她大膽地猜測空氣的對流
運動也會使磁針偏轉。為了驗證該猜想，下列方案可行的是 　 　（可能不止一個正確選項）。
①將整個裝置放在玻璃箱中進行實驗
②將小磁針罩在燒杯中，導線置于燒杯上方并平行于小磁針進行實驗
③改變導線中的電流方向
（4）如圖，將一枚可自由轉動的小磁針放在水平桌面上，等它靜止后，在靠近小磁針的正上方放置一根垂直于小磁針指向的水平直導線，并在導線中通以如圖所示的電流I，從上往下看 　 　。
A.小磁針將逆時針方向轉動
B.小磁針將順時針方向轉動
C.小磁針將不停地擺動
D.小磁針將不動
19．1820年，奧斯特用鉑絲連接伏打堆（相當于電源）的兩端，鉑絲水平沿南北方向放置，下方放置一個被玻璃罩封閉的小磁針。閉合電路后，小磁針發生了輕微的偏轉，如圖甲所示。他做出以下猜想：
猜想一：可能是因為電流使導線產生了熱，加熱玻璃罩內的空氣，引起了對流，從而導致小磁針的偏轉。
猜想二：可能是因為 　 　，從而導致小磁針的偏轉。
奧斯特通過實驗很快就否定了猜想一，又做了乙、丙兩組實驗。
（1）請把猜想二補充完整：
（2）奧斯特通過在玻璃罩和上方的導線之間加入金箔、玻璃等介質，排除空氣對流的影響，他仍觀察到 　 　的現象，從而否定猜想一。
（3）結合實驗與所學知識，丙組中小磁針將 　 　（選填字母）。
A.順時針偏轉，偏轉角度比甲組更大 B.順時針偏轉，偏轉角度比甲組更小
C.逆時針偏轉，偏轉角度比甲組更大 D.逆時針偏轉，偏轉角度比甲組更小
20．某項目學習小組計劃設計一款可溫控電風扇（如圖甲所示）。Rx為熱敏電阻，其阻值隨溫度的變化（如圖乙所示）。（電磁鐵線圈電阻忽略不計）。
【工作原理】開關S1閉合，當開關S連接bc，接通控制電路，若室溫達到30℃電磁繼電器吸引銜鐵，動觸頭上彈，工作電路接通，電風扇運轉；當室溫低于22℃，電磁繼電器斷開銜鐵，動觸頭彈回，工作電路斷開，電風扇停止運轉。
【產品制作】根據電路圖的工作原理，若開關S1閉合，當開關S連接ab，溫控模式 　 　（選填“能”或“否”）實現。
【產品測試】溫控模式下，當控制電路的電流為10mA～100mA時，風扇均可處于運轉狀態。
【產品評價】項目小組制定了項目成果評價表，如表是部分指標的評價內容。請依據以下項目評價表，首先針對【指標2】來評價該作品的達成情況的等級是良好，你認為的評價理由是
　 　。
等級/指標內容 優秀 良好 待改進
指標1 能否溫度控制或人工控制電風扇的啟動或關閉 既能溫度控制，又能人工控制 能溫度控制，但不能人工控制 不能溫度控制，但能人工控制
指標2 電風扇的風速是否可調 風速是可調且連續變化 風速是可調的但不連續變化 風速不可調
【產品迭代】某同學提出對方案進行適當的升級改造，欲使電風扇運轉的臨界溫度可根據使用者的需求進行個性化調節。為達成該設計的選代升級，以下方案中可行的是 　 　。
A.在控制電路中接一個滑動變阻器 B.電磁鐵選用匝數可變的線圈
C.改變工作電路中變阻器的阻值 D.將控制電路的電源改成電壓可調的電源
21．學習了電學知識后，某科學興趣小組開展制作煙霧報警器的項目化學習。
【項目名稱】制作煙霧報警器。
【相關資料】煙霧報警器內部由發射電路和接收電路組成（如圖甲所示）。發射電路發射的紅外光源會被外界煙塵粒子散射，煙的濃度越大，接收電路接收到的光強度越弱。接收電路能夠將光信號轉化為電信號，最后轉化成報警信號。
【項目任務】小組同學討論后，確定煙霧報警器的要求如下：
供電電源：6V
報警電流：≥250mA
功能：當環境中的煙霧濃度升高至一定值時，立刻報警鳴叫。
【方案設計】小組同學討論后，利用光敏電阻對煙霧報警器的接收電路部分進行設計，如圖乙所示。其中，光敏電阻的阻值大小會隨著接收到的紅外光束的強弱發生變化。
【器材選擇】根據上述要求，該興趣小組的同學從實驗室選擇所需器材，其中，電源電壓U恒為6V，滑動變阻器規格為“2A 50Ω”，要想實現煙霧報警器的功能，他們選擇的光敏電阻Rx的阻值大小隨光照強度變化的圖象應為 　 　。
A.B.C.D.
【項目調試】該組同學組裝好電路后開始測試，閉合開關S，發現當通過線圈的電流為200mA時，報警器就開始工作，此時滑動變阻器的阻值RP＝15Ω（線圈電阻不計）。在光照強度不變的情況下，為了符合制作要求（即報警電流＞250mA），應調節滑動變阻器連入電路的阻值為多少？
【項目評價與反思】為了提高該煙霧報警器的靈敏度（即在煙霧更少條件下就能報警），該組同學提出以下幾種方法，其中可行的是 　 　。
A.更換阻值較小的保護電阻 B.增大電源電壓 C.增大線圈和銜鐵之間的距離
D.增加線圈匝數 E.增大滑動變阻器的阻值
22．某學習小組開展“制作煙霧報警器”項目化學習活動。
【相關資料】煙霧報警器內部由發射電路和接受電路組成（如圖甲所示）。發射電路發射的紅外光源會被外界煙塵粒子散射，煙的濃度越大，接受電路接收到的光強度越弱。接收電路能夠將光信號轉化為電信號，最后轉化為報警信號。
【項Ⅱ任務】小組同學討論后，確定煙霧報警器的要求如下：當環境中的煙霧濃度升高，光照強度小于3cd時，立刻報警鳴叫。
【器材選擇】電磁繼電器（當控制電路中的電流達到250mA時，銜鐵被吸合，線圈電阻不計）、控制電壓U1 （6伏）、滑動變阻器R（規格為“2安 50歐”）、光敏電阻Rx （阻值隨光照強度的變化如圖丙所示）、報警器、開關、導線等。
（1）【方案設計】小組同學討論后，利用光敏電阻Rx對煙霧報警器的接收電路部分進行設計，如圖乙所示。為了實現任務要求，應將報警器接入圖乙中的 　 　處（選填“A”或“B”）。
（2）【項Ⅱ調試】該組同學組裝好電路后開始測試，閉合開關S，發現當通光照強度為6cd時，報警器就報警了，求出此時滑動變阻器接入電路的阻值。為了符合制作要求（即光照強度小于3cd時報警），應如何調節滑動變阻器？（寫出計算過程）
（3）【項目評價與反思】為了提高該煙霧報警器的靈敏度（即在煙霧更少條件下就能報警），該組同學提出以下幾種方法，其中正確的是 　 　。
A.增大電源電壓 B.增加線圈匝數 C.增大線圈和銜鐵之間的距離 D.向右移動滑動變阻器滑片
23．小龍利用電磁繼電器設計了食鹽“自動封裝電路”（如圖），兩個完全相同的電磁繼電器（電磁鐵分別為 L1 和 L2），電磁鐵的電阻和袋子質量忽略不計，托盤質量為0.5千克，R0 為保護電阻，R為力敏電阻，其阻值與壓力的關系如下表所示。
R/Ω 145 165 210 280 380 500
壓力/N 15 13 11 9 7 5
【工作原理】通過電磁鐵分別控制“食鹽添加系統”（通電時可向袋子內添加食鹽）和“封裝系統”（通電時可完成袋口的密封），當袋中的食鹽達到一定的質量時封裝。
（1）【產品制作】根據電路的工作原理，則圖中A和B，哪一個是“封裝系統”：　B　（選填“A”
或“B”）。
（2）【裝置測試】控制電路的電源電壓U為6V，R0為20歐，電磁鐵的吸合電流為：20毫安，則該電路可自動封裝的食鹽質量為多少？
（3）【迭代升級】小港覺得可以對電路進行適當升級改造，適當增加控制“食鹽添加系統”的電磁鐵線圈匝數，可以實現先停止添加食鹽再完成封裝。請判斷小港的升級是否可行，并說明理由：　 　。
24．項目化學習小組設計了一個孵化器的恒溫裝置。圖甲為熱敏電阻R、滑動變阻器R1（規格“1安，30歐”）和繼電器等組成的恒溫箱的簡單溫控電路。為繼電器線圈供電的電池的電壓為6伏，圖中的“電源”是恒溫加熱箱的電源，繼電器線圈的電阻忽略不計。當線圈中電流大于或等于0.05安時，繼電器的銜鐵被吸合，圖乙為熱敏電阻的R﹣t圖像。分析回答：
（1）恒溫箱的加熱器應接在 　 　（填“AB”或“CD”）端。
（2）孵化小雞時，恒溫箱的溫度設定為40℃，則滑動變阻器R1接入電路的電阻為多大？
（3）不同孵化時期所需要的孵化溫度略有不同，通過改變滑動變阻器R1的阻值來調節恒溫箱設定的溫度。當滑動變阻器R1規格為“1安，30歐”時，請結合評價量表，判斷該恒溫裝置調節功能等級并寫出判斷依據。 　 　。
評價指標 功能等級
恒溫箱的 溫度調節 優秀 合格 不合格
既可調高于40℃ 也可調低于40℃ 只能調高于40℃ 或調低于40℃ 不能調節
25．為了確保魚正常的生命活動，通常在魚池內使用增氧泵（如圖甲）。其中圖乙為氣室和橡皮碗的局部放大圖。彈性金屬片左端固定一固體A，當A被電磁鐵吸引時，橡皮碗被壓縮，氣室內的空氣被壓入水中：當A被電磁鐵排斥時，橡皮碗恢復原狀，空氣被吸進氣室。a和b是與氣室相連的導管。增氧泵工作時能不斷地將空氣壓入水中，從而增加水體的溶解氧。
（1）為使增氧泵正常工作，固體A應選用 　 　（選填“磁體”或“鐵塊”）。
（2）當彈性金屬片向下壓縮橡皮碗時，K1、K2的開閉情況為 　 　。
（3）增氧泵工作時，為使氧氣充分的溶解在水中，以下措施可行的是 　 　（選填序號）。
A.增加氣室的高度 B.增加導管b伸入水面以下的長度 C.導管b的下端加裝一個多孔裝置
（4）養魚時，冬季與夏季，哪個季節更需要增氧泵？判斷并說明理由。 　 　。
26．小宇同學參加了學校“研究性學習小組”，探究了“研究磁體的磁性強弱是否與溫度有關”的課題。他做的實驗如下：將一條形磁鐵的一端固定在鐵架臺上，另一端吸著一些小鐵釘，用酒精燈給磁鐵加熱，如圖甲所示，經過一段時間后，當磁鐵被燒紅時，發現鐵釘紛紛落下。
（1）從小宇的實驗可得出的初步結論是　 　。
（2）根據這一結論，小宇大膽設計了一個溫度報警器，如圖乙所示，請簡述它的工作原理：當溫度逐漸升高時，磁鐵　 　無法　 　（填：“排斥”或“吸引”）彈簧開關，從而使電鈴報警。
（3）同組的同學卻認為小宇設計的溫度報警器沒有如圖丙所示的這種設計好。請你比較兩種溫度報警器，指出小宇設計中的不足之處　 　。
27．小明設計了一種“自動限重器”，如圖（甲）所示。該裝置由控制電路和工作電路組成，其主要元件有電磁繼電器、貨物裝載機（實質是電動機）、壓敏電阻R1和滑動變阻器R2等。壓敏電阻R1的阻值隨壓力F變化的關系如圖（乙）所示。當貨架承受的壓力達到限定值，電磁繼電器會自動控制貨物裝載機停止向貨架上擺放物品。已知控制電路的電源電壓U＝6V，電磁繼電器線圈的阻值忽略不計。請回答：
（1）由圖（乙）中的圖象可知，隨著壓力F的增大，壓敏電阻R1的阻值將 　 　。
（2）用筆畫線代替導線將圖（甲）的電路連接完整。
（3）隨著控制電路電流的增大，電磁鐵的磁性將 　 　，當電磁繼電器線圈中的電流大小為30mA時，銜鐵被吸下。若貨架能承受的最大壓力為600N，則所選滑動變阻器R2的最大阻值至少為 　 　Ω。
28．小嘉從網上購買了一個手搖式自發電手電筒，晃動手電筒，就能點亮LED小燈。為研究產生感應電流的條件，小嘉進行如下探究。
【提出問題】產生感應電流與導體運動有什么關系？
【實驗方案】設計如圖方案，將導體AB置于蹄形磁鐵中，讓導體做各種運動，實驗結果如下表：
序號 磁場方向 導體移動方向 靈敏電流計指針偏轉方向
1 N極在上 豎直上下運動 不偏轉
2 水平向左運動 向左偏轉
3 水平向右運動 向右偏轉
4 N極在下 豎直上下運動 不偏轉
5 水平向左運動 向右偏轉
6 水平向右運動 向左偏轉
【分析論證】
（1）實驗中當導體豎直上下運動時并沒有產生電流，而水平左右運動時會產生電流，從表面上看產生電流的條件是導體要做水平運動，而本質上是導體在做 　 　運動。
（2）分析表中內容可知，影響感應電流方向的因素有 　 　。
【反思拓展】加快晃動手電筒的速度，發現LED小燈更亮。據此，可建立的猜想是 　 　。
29．某同學用圖甲中實驗裝置探究“產生電磁感應現象的條件和規律”，用到了鐵架臺、蹄形磁體、靈敏電流計、開關、直導體AB和若干根導線等器材。實驗中固定磁體，讓導體AB運動。實驗記錄如下表所示。
實驗次數 導體運動情況 靈敏電流計指針偏轉情況 靈敏電流計電流方向
1 豎直向上 不偏轉 —
2 豎直向下 不偏轉 —
3 水平向左 向右偏轉 電流從右側接線柱流入
4 水平向右 向左偏轉 電流從左側接線柱流入
（1）由實驗次數1、2可知，閉合開關，導體AB豎直運動 　 　（填“會”或“不會”）產生感應電流。
（2）由實驗次數3、4可推測，如果固定導體AB，水平向右移動磁體，靈敏電流計的指針向　 　偏轉。
（3）圖乙中的“〇”表示導體AB的橫截面（即圖甲中沿導體由A往B看），Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示運動中的不同位置，箭頭表示導體在那個位置上的運動方向。則靈敏電流計的指針不偏轉的位置是 　 　。
A.Ⅰ B.Ⅱ C.Ⅲ D.Ⅳ
（4）圖丙為發電機的示意圖，其原理與圖甲所示原理相同。圖中時刻線圈水平，箭頭為線圈旋轉方向，根據上面表格中的信息可知此時ab邊中的電流情況是 　 　。
A.無電流 B.電流方向由a向b C.電流方向由b向a
30．小濱在探究“感應電流大小與哪些因素有關”的實驗中，連接了如圖所示的實驗裝置，并提出了以下猜想：
①可能與線圈匝數有關。
②可能與磁場的強弱有關。
③可能與切割磁感線的速度有關。
（1）小濱將磁鐵勻速向下插入螺線管，觀察到電表指針偏轉；換用一個線圈匝數更多的螺線管重復試驗，此時他想驗證的是猜想 　 　（填編號）。
（2）要使產生的感應電流的方向發生變化，可以采取的方法有 　 　。
（3）小濱得出結論：在線圈匝數和切割磁感線速度相同時，磁場越強，感應電流越大，則他進行的操作以及觀察到的實驗現象是 　 　。
31．學校開展項目化學習挑戰賽—為夜跑者設計制作節能夜跑燈。
[提供器材]塑料水管、膠塞、圓柱形強磁體、漆包線、LED燈（圖甲，LED燈具有單向導電性，當電流從“+”極流入時，LED燈會發光，當電流從“﹣”極流入時，LED燈則不發光）等。
[項目要求]設計制作節能夜跑燈，將日常跑步產生的機械能轉化為電能，使LED燈發光。
[方案設計]乙圖為小明設計的節能夜跑燈結構圖，磁體在水管中可來回移動，線圈纏繞在塑料水管外殼并與一盞LED燈構成閉合電路。
線圈匝數 50匝 100匝 150匝 200匝
感應電壓 0.18V 0.36V 0.54V 0.72V
[產品制作]小明用磁性相同的磁體，以相同的速度切割磁感線，探究感應電壓大小和線圈匝數關系，具體數據如丙所示。根據表中數據分析可得出結論 　 　。確定匝數后，制作夜跑燈綁在小臂上，跑步時甩臂使一盞工作電壓為1.8V的LED燈發光。
[項目評價]節能夜跑燈設計制作評價量表（節選）
評價指標 5分 3分 1分 自評
夜跑燈設計圖 有設計圖且設計合理、結構有標注 有設計圖且設計合理 有設計圖但設計不合理
產品性能 發光情況 兩盞LED燈交替發光 兩盞LED燈發光 一盞LED燈發光
使用情況 日常跑步甩臂發光 快于日常跑步甩臂發光 手中搖動發光
根據評價表，小明設計的夜跑燈發光情況一項評分為1分，請在圖示虛線框內改進設計圖使該指標達到5分。
32．在“探究什么情況下磁可以生電”的實驗中，小芳發現每次電流計指針擺動的角度不同。猜測感應電流的大小與導體切割磁感線的運動速度有關，導體切割磁感線運動的速度越大，感應電流越大。
（1）小芳為了驗證自己的猜想，利用如圖裝置進行實驗1：將足夠大的蹄形磁體放在水平面上，驅動裝置通過兩根絕緣硬棒ab、cd使導體PQ沿直線水平向右運動（導體PQ運動區域的磁場強度相同）。讓導體PQ先后以 　 　（選填“相同”或“不同”）的速度勻速水平向右運動；觀察每次電流計指針擺動的角度。
（2）若小芳的猜想正確，則觀察到的現象是 　 　。
（3）在實驗過程中，小芳還發現當導體PQ運動到磁場邊緣時，電流表指針偏轉角度會逐漸變小至0刻度，不便于感應電流大小的測量。于是將導體換成一個金屬圓盤如圖乙。金屬圓盤可以看成是由無數根長度等于圓盤半徑的導線組成的，請說明轉動過程中此裝置為什么能產生持續且穩定的電流？　 　。
33．電磁感應現象產生的電壓大小與線圈匝數、切割磁感線速度和磁場強度有關。小實為探究感應電壓大小與線圈匝數的關系，將100匝線圈緊密纏繞在玻璃管外側中部，接入開關和電壓表，如圖甲。閉合開關，將磁體從玻璃管頂端靜止釋放。換用不同匝數的線圈，將磁體從相同高度靜止釋放，實驗結果如圖乙。（磁體與玻璃管間的阻力忽略不計）
（1）每次實驗均控制磁體從相同高度靜止釋放的目的是 　 　。
（2）分析實驗結果，得出的初步結論是 　 　。
（3）斷開開關后釋放磁體，其下落速度比開關閉合時更快。分析造成這一現象的原因是 　 　。
34．電磁爐作為一種現代炊具已經越來越多的出現在大眾的廚房中，電磁爐應用的是電磁感應原理。小希對電磁爐的內部構造進行拆解，其內部結構可簡化為圖a所示。在電磁爐中有一個大的導線線圈，工作流程圖如下：
沒有做切割磁感線運動也會產生電流嗎？小希設計了實驗尋找電流產生的證據。當前市面上的電磁爐都會自帶“無鍋保護”或者“空鍋保護”功能，當電磁爐上沒有器皿或者器皿內部為空的情況下，電磁爐則會自動停止發射交變磁場。他將裝水的鍋放于電磁爐上，自行纏繞線圈（至少為50匝）并接上發光視覺效果好的LED燈（如圖b），圖c為其電路簡圖。小希將線圈放置在電磁爐的正上方，實驗現象如圖d。
（1）在小希的實驗中，他找到電流產生的證據是什么？
（2）根據題中信息和所學知識，判斷下列幾種鍋可以放在電磁爐上加熱的是 　 　。
A.鐵鍋 B.鋁鍋 C.陶瓷鍋
（3）小希在請教老師后了解到：當通過閉合電路圍成的平面內的磁感線數量改變時，閉合電路中就能產生感應電流。那么感應電流的大小和什么因素有關？他借助數字化電磁感應裝置進行實驗，改變通過平面內磁感線數量的變化速率，借助傳感器記錄感應電流大小，并將結果記錄如下：
磁感線數量變化速率 感應電流
保持最小值不變 0
均勻增大（速度1v） 約0.51
均勻增大（速度1.5v） 約0.71
均勻增大/（速度2v） 約1
保持最大值不變 0
均勻減少/（速度1v） 約0.51
均勻減少（速度1.5v） 約0.71
均勻減少（速度2v） 約1
保持最小值不變 0
分析上表實驗數據，可以得出結論：　 　。
35．小科對手機無線充電的原理感到好奇。查閱資料后得知：充電時充電器內的發射線圈產生磁場，手機內的接收線圈會產生感應電流給電池充電，結構如圖甲。學過電磁感應原理的小科提出質疑：手機和充電器在充電過程中都不動，并沒有做切割磁感線運動，為何會產生感應電流？對此，他設計了圖乙實驗進行驗證。
操作序號 開關及滑動變阻器狀態 靈敏電流計指針偏轉方向
1 開關由斷開變為閉合 向左
2 開關由閉合變為斷開 向右
3 開關閉合時，滑片向左移動 向左
4 開關閉合時，滑片向右移動 向右
5 開關閉合后，滑片不移動 不偏轉
6 改變電源正負極，閉合開關，滑片向左移動 向左
7 改變電源正負極，閉合開關，滑片向右移動 向右
（1）通過實驗小科發現當Q線圈有變化的　 　時，P線圈中就會產生感應電流。
（2）小科向老師請教，得知當閉合電路圍成的平面內，磁感線數量發生改變時，電路中就能產生感應電流。請根據上述事實，解釋課本實驗中導體ab上下運動時不產生感應電流的原因（圖丙）
　 　。
（3）小科發現不同情況下靈敏電流計指針偏轉方向不同。他猜測與Q線圈中的電流方向改變有關，于是進行實驗并記錄現象。請判斷小科的說法是否正確，并合理選擇上表格中的兩次實驗說明理由
　 　。
36．小金用如圖甲所示的裝置，探究“磁場對通電導體的作用力”。小金將滑動變阻器的滑片移到合適位置，閉合開關，發現金屬導體ab向左運動。
（1）為驗證導體受力方向與磁場方向是否有關，小金將導體ab放回圖甲所示位置，斷開開關后，小金應進行的操作是 　 　。
（2）上述現象都說明磁場對通電導體有力的作用，　 　（選填“發電機”“電動機”或“電磁鐵”）就是根據該原理制成的。
（3）微型電扇通電工作時，它是電動機。如圖乙所示，小金在微型電扇的插頭處連接小燈泡，因手快速撥動風扇葉片時，小燈泡發光。微型電扇能產生電流是利用了 　 　的原理。
37．項目學習小組實驗發現，裝在筒內的電動機帶動風葉轉動時，電動機轉動方向改變，氣流方向也改變，如圖甲所示。于是想利用帶風葉的電動機制作一款“書桌神器”：既能收集書桌上的小紙屑，又能吹風納涼。他們制定的產品評價表如下。
評價指標 評價等級
優秀 合格 待改進
指標一 能吸紙屑、吹風且風速可調 能吸紙屑、吹風，風速不可調 只能吸紙屑或只能吹風
指標二 吸紙屑后，吹風時無紙屑吹出 吸紙屑后，吹風時有部分紙屑吹出 吸紙屑后，吹風時全部紙屑吹出
小組同學設計如圖乙電路，利用帶風葉的電動機、電池、旋鈕式電阻等材料制作模型，其工作原理示意圖如圖丙。
（1）圖乙中，通過切換開關S，可以改變電動機轉向的原因是 　 　。
（2）將開關S與“1”連接，旋鈕OP繞O點沿箭頭方向轉動時，電動機轉速如何變化？　 　。
（3）對模型測試時，其“指標一”為優秀。請結合評價量表，分析該模型的“指標二”所處的評價等級 　 　（“優秀”、“合格”、“待改進”），并說明理由 　 　。
38．如圖甲所示是探究“磁場對電流的作用”的實驗電路。
（1）開關閉合后，線圈 　 　（選填“能”或“不能”）轉動，但 　 　（選填“能”或“不能”）持續轉動。為解決這一問題，小軒利用漆包線繞制的多匝線圈設計了如圖乙所示的實驗裝置，他在刮去線圈兩端的絕緣漆時注意到，軸的一端漆皮要 　 　，另一端漆皮只刮去 　 　。
（2）小軒發現該線圈不轉動，原因可能是 　 　（寫出一條即可）。
（3）排除故障后電動機正常轉動，小軒想改變線圈的轉向，可采取的措施有 　 　（寫出一條即可）。
39．小實利用如圖甲所示裝置，研究通電導體在磁場中受力大小與電流大小的關系。他將一根導體接入電路。閉合開關后，導體會受到豎直方向的力，記錄相關數據，并計算導體在磁場中所受力F的大小，改變電流大小，重復實驗，并繪制出圖乙。
（1）實驗中增大電流大小的操作是 　 　；
（2）本實驗中為了得到導體在磁場中受到力的大小，需要記錄的數據有 　 　；
（3）根據圖乙得出的結論是：　 　。
40．根據安全用電要求，現代家庭中用空氣斷路器（俗稱“空氣開關”）來代替閘刀開關和保險絲。新建樓房的電路中除了安裝防止電流過大的斷路器外，還必須安裝漏電保護斷路器（俗稱“漏電保護器”），它們通常安裝在供電箱中。
（1）空氣斷路器如圖甲所示，若要在廚房電路安裝一個斷路器，則應將斷路器安裝在這一電路的 　火　（填“火”或“零”）線上。
（2）家用漏電保護斷路器如圖甲所示，它們是在用電器發生漏電故障或人為操作失誤而觸電時實施保護的設備，正常情況下，住戶家中沒有電流流向地面，即圖乙中I3為零，進戶線中流入的電流I1和流出的電流I2相等。如果電路中某處發生漏電（漏電是指電流從墻體、人體、接地線或其他路徑流向地面），即圖中的I3不為零，就會造成I1和I2不相等，當I1和I2的差異達到一定值，漏電保護斷路器便會迅速自動切斷電路。排除漏電故障后，重新合閘即可恢復供電。為確保使用安全，漏電保護斷路器上設置了試驗按鈕，需要每月試按一次，如果試驗按鈕按下漏電保護器無動作，說明漏電保護器需要更換。
①漏電保護斷路器實質上就是一個 　 　（選填“電源”、“用電器”或“開關”）。
②如果電路中發生漏電，漏電電流為I3，則I1、I2、I3大小關系的表達式為 　 　。
③站在地面上的人體不小心接觸了火線，如圖丙所示，此時人體的總電阻為5500Ω，電路中安裝了規格為如圖丁所示的漏電保護斷路器，試通過計算說明該漏電保護斷路器能否及時斷開電路 　 　。
41．斷路器因方便、安全，被廣泛使用。
（1）如圖1所示為斷路器的工作原理圖，當電流過大時，它的工作順序是 　B　（填字母）。
①簧鎖裝置脫開；②接觸點斷開；③電流過大，雙金屬片發熱就多；④雙金屬片彎曲，觸動簧鎖裝置。
A.③④②① B.③④①② C.③①④② D.③②④①
（2）一般固體受熱時，在各個方向上的長度都會膨大，在冷卻時都會縮小。物體在某一方向上長度的膨脹稱為線膨脹。下表是科技小組的同學探究影響物體線膨脹因素的實驗記錄，請根據實驗記錄回答：
實驗序號 材料 升高的溫度（℃） 原長（m） 伸長量（mm）
1 黃銅 10 1.00000 0.19
2 黃銅 10 2.00000 0.38
3 康銅 10 1.00000 0.15
4 康銅 30 1.00000 0.65
5 鋁 10 2.00000 0.46
6 鋁 30 1.00000 0.69
①從3、4兩組實驗記錄可以看出物體的伸長量與 　 　有關。
②如圖2所示的電熱設備中有一個由黃銅片與康銅片雙金屬合在一起的溫控開關，溫度升高時，雙金屬片向上彎曲，使電路斷開，根據上面的實驗記錄確定雙金屬片上下層的材料分別是 　 　（填“黃銅和康銅”或“康銅和黃銅”）。
42．在“保險絲熔斷與哪些因素有關”的探究活動中，同學們猜想：保險絲的熔斷可能與保險絲的材料、熔點、粗細、長度、電路中的電流大小、通電時間等因素有關。接著，他們分小組合作進行實驗探究。實驗器材有：電池、導線、開關、電流表、滑動變阻器、保險絲等。
（1）某組設計了如圖所示電路圖進行實驗探究，表一為同種材料、不同規格的保險絲，他們從表中選擇保險絲a、c、e，每次從中任選其中兩種分別接入電路中AB，CD兩處進行實驗比較。他們探究的問題是 　 　。
規格\代號 a b c d e f
長度l/cm 3 4 3 4 3 4
截面直徑d/mm 0.20 0.20 0.29 0.29 0.40 0.40
（2）實驗中發現：由于保險絲較細，不易觀察到保險絲何時熔斷，同時，大家也想知道各型號保險絲的熔斷電流大約是多少．于是，對電路進行了改造，完善了設計實驗方案．請你在答題卡虛線框中畫出改進后的實驗電路圖，并簡要寫出實驗方法。
（3）下表為同種材料的保險絲的部分參數：
截面直徑d/mm 額定電流I額/A 熔斷電流I熔/A
0.35 1.25 2.5
0.36 1.35 2.7
0.40 1.50 3.0
0.46 1.85 3.7
0.52 2.00 4.0
請你分析上述表格中數據特點，歸納出其中的規律（寫出1條）：　 　。
(
2
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