資源簡介

浙教版科學“競賽訓練營”（七）
電與磁
例1、如圖所示，a是長直密繞通電螺線管，應用DIS的磁傳感器b沿a的軸線Ox從O點自左向右勻速穿過通電螺線管螺管a．能正確反映通電螺線管內部磁感應強度B隨x變化規律的是（　　）
A B C D
3860800158750例2、一個可以自由運動的線圈L2和一個固定的線圈L1互相絕緣，垂直放置，且兩個線圈都通過如圖所示方向的電流時，則從左向右看，線圈L2將（　　）
A．不動
B．順時針轉動
C．逆時針轉動
D．向紙外平動
例3、如圖所示，A球為均勻帶正電的絕緣球體，當它繞著白己的軸做逆時針旋轉（由上往下看）時，則A球上方的小磁針的N級將，A球左側的小磁針的N級將（均選填：“指向左”、“指向右”、“指向上方”、“指向下方”）。
4128135-21590例4、如圖所示，人們研究發現：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”，極少部分進入球內空間，這種現象稱為“磁屏蔽”，試回答下列問題：
（1）類比電流與電阻的關系，球內的空氣與鐵這兩種物質，誰的導磁能力強？誰的“磁阻”大？
（2）人們從這一現象得到啟發，為使精密儀器不受外面的影響，可以將儀器放在什么地方？
（3）有人為了研究地磁場對動物的影響，把一組小白鼠放在類似鐵球內部空間的環境中將地磁場屏蔽掉，結果其壽命比放在正常環境中的另一組小白鼠的短，這個實驗說明了什么問題？
1、如圖所示，一支彈簧懸掛起來后長度伸長了，其下端恬好與水銀槽中的水銀面相接觸，把它連接到電路中。則當開關S閉合時（ ）
A、彈簧的長度伸長 B、彈簧的長度縮短
C、彈簧先收縮后伸長并不斷上下振動 D、彈簧仍保持不動
2、如圖所示，是一根長直密繞通電螺線管的剖面圖，A、B分別是在螺線管軸線上的兩點，A點在螺線管的端面處，B點在螺線管的內部，則B點的磁場（ ）
A.比A點磁場強； B.比A點磁場弱；
C.與A點磁場大小相等； D.無法確定。
43427652235203．在制造精密電阻時．常常采用雙線繞法．即把電阻絲從螺線管一端繞到另一端，再從另一端繞回來。如果電流方向如圖所示，那么螺線管 （ ）
A．比用單線繞法磁性強一倍 B．左、右兩端都沒有磁極
C．左端為S極．右端為N極 D．左端為N極，右端為S極。
345249504、如圖所示，將一柔軟的導線彎成星形，并將其置于光滑水 平桌面上，然后將電鍵S閉合，則該星形回路將 ( )
A．不會變形
B．會變形，所圍面積增大
C．會變形，所圍面積減小
D．會變形，所圍總面積不變
5、如圖所示，使一個銅盤繞其豎直的軸轉動，且假設摩擦等阻力不計，轉動是勻速的。現把一個蹄形磁鐵移近銅盤，則（ ）
A、銅盤轉動將變慢
B、銅盤轉動將變快
C、銅盤仍以原來的轉速轉動
D、銅盤的轉動速度是否變化，要根據磁鐵 的兩端哪是N極，哪是S極來決定
6、如圖，導體ab沿金屬滑軌滑動時，小磁針N（涂黑的一端）指向螺線管，則導線ab的滑動方向為。
7、小華利用自己繞制的電磁鐵設計了一個能使甲、乙兩燈交替發光的電路，電磁鐵及電路圖如下圖所示，你認為在開關閉合后實際會看到什么現象？
請把更正后的電磁鐵及電路畫在圖右的空白處。（A、B為帶活動觸點的接線柱，BC間為鐵片）
8、一所農村中學常常因為不能及時給水塔注水而停水，科技小組的同學知道后，利用下圖所示的器材設計了一個自動注水模擬裝置．A為浮子（浮子及其連桿總重約15N），在浮子連桿的上端有一可移動金屬觸頭B（其受重力可忽略不計），它可以分別將其上、下的兩個固定觸點連通．C為水塔上的圓桶形蓄水池；M為配有電動機的水泵（電泵）；D1、D2為彈簧，E1、E2為銜鐵，F1、F2為電磁鐵線圈；K1為最高水位限位開關K2為最低水位限位開關K3、K4、K5均為由電磁鐵銜鐵帶動的觸頭開關．電磁鐵F1通電時，K4接通，斷電時，K3接通．電磁鐵F2斷電時，K5接通．S1、S2為開關．
（1）請你按照下圖所示的器材，連接一個可以實現自動注水的模擬電路，并說明自動注水的過程．
（2）要實現自動注水的要求，浮子的最小體積約為多大？
（3）若設計要求每次自動注水需在10min內完成，需要知道或測量哪些物理量才能得到相匹配電泵的最小額定功率？請你用字母表示這些物理量，推導出電泵最小額定功率的表達式．在你的計算過程中，如果運用了近似條件，請說明．
.
22396457575551、如圖所示，A為電磁鐵，B為鐵芯，C為套在鐵芯B上的絕緣磁環。現將A、B、C放置在天平的左盤上，當A中通有電流I時，C懸停在空中，天平保持平衡。當增大A中電流時，絕緣磁環C將向上運動。在絕緣磁環C上升到最高點的過程中，若不考慮摩擦及空氣阻力，則下列描述正確的是（ ）
A.天平仍保持平衡
B.天平左盤先下降后上升
C.天平左盤先上升后下降
D.天平左盤一直下降至最低點
2、磁帶錄音機既可以錄音，也可用以放音，其主要部件為運行的磁帶和繞有線圈的磁頭。錄音時，磁帶上的磁粉被由聲音信號轉化而來的電流產生的磁場所磁化，這樣便將聲音信號轉化為磁信號記錄在磁帶上；放音時，再把磁帶上的磁信號通過磁頭轉化為電信號使揚聲器發聲。對于錄音機錄音、放音過程的基本原理，下列各種說法中正確的是( )
A.錄音的基本原理是電磁感應，放音的基本原理是電流的磁效應
B.錄音的基本原理是電流的磁效應，放音的基本原理是電磁感應
C.錄音和放音的基本原理都是電流的磁效應
D.錄音和放音的基本原理都是電磁感應
3．最近國外科學家把一個條形磁鐵置于長方形水槽的底部，中央磁場強度達4特斯拉(單位)，結果水被推往兩壁直至露出水底的磁鐵。該實驗說明水分子（ ）
A．相對分子質量比較小 B．與磁鐵一樣有極性
C．被分解 D．與磁鐵之間摩擦力很小
32810453968754．如圖所示，Ｌ是電磁鐵，在Ｌ正上方用彈簧懸掛一條形磁鐵，設電源電壓不變，閉合開關Ｓ待電磁鐵穩定后，當滑動變阻器Ｒ的滑片Ｐ由上向下緩緩地滑動過程中，彈簧的長度將（ ）
A、變長
B、變短
C、先變長后變短 ?
D、先變短后變長
5、如圖所示，在光滑的水平面上固定一螺線管，將開關閉合后，有一輕質小車，車上放一條形磁鐵，以初速度v0朝螺線管運動，在小車靠近螺線管的過程中（ ）
S
N
G
A、電流表中無電流通過，小車勻速運動
B、電流表中有電流通過，小車減速運動
C、電流表中無電流通過，小車減速運動
D、電流表中有電流通過，小車加速運動
6、如圖所示，一臺非鐵性物質制成的天平，天平左盤中的A是一鐵塊，B是一個電磁鐵，未通電時，天平平衡，給B通電，鐵塊A被吸起，當A離開天平盤，而又未碰到B的過程中，正確的是（ ）
A、天平仍保持平衡
B、天平右盤下降
C、天平左盤下降
D、無法判斷天平的平衡狀況
3397885336557、醫學上對病人進行腦部手術時，需要將體溫降到合適的溫度．準備手術之前，病人的心肺功能開始由心肺機取代．心肺機的功能之一是用“電動泵”替代心臟，推動血液循環．如圖所示，將線圈ab纏繞并固定在活塞一端，利用與固定磁鐵之間的相對運動，帶動電動泵中的活塞，抽送血液．圖中閥門K1只能向外自由開啟，反向則封閉管路；閥門K2只能向內自由開啟，反向則封閉管路．請說明電動泵的工作過程；
答：①當電動泵工作時，血液從閥門 抽進，從閥門 送出．
②當線圈中的電流從a流向b時，線圈的左端為
極，活塞處于 狀態（填“抽血”或“送血”）。
8、新型發熱材料—PTC
PTC是一種新型的半導體陶瓷材料，它以鈦酸鋇為主，滲入多種物質后加工而成，目前家用的陶瓷暖風器、陶瓷電熱水壺等就是用這種材料做成的．PTC有一個根據需要設定的溫度，低于這個溫度時，其電阻隨溫度的升高而減小，高于這個溫度時，電阻值則隨溫度的升高而增大，我們把這個設定的溫度叫“居里點溫度”，用PTC材料制成的電熱器具有發熱、控溫雙重功能，應用十分廣泛．
（1）家用固體電熱滅蚊器就使用PTC陶瓷電熱元件，如圖（1）為其電阻隨溫度變化的圖象，由圖可知，該PTC材料的居里點溫度為 ℃．
（2）家用固體電熱滅蚊器工作時的溫度基本恒定在165℃左右，若它的溫度高于165℃，電阻 ，功率 ，使其溫度 （以上均填變化情況）；反之，也能自動調節．因此用PTC材料制成的電熱器具有自動調節功能．
（3）某同學利用PTC電阻設計了一個“過熱自動報警電路”：將PTC電阻安裝在需要探測溫度的地方，當環境溫度正常時，指示燈亮；當環境溫度超過PTC電阻的居里點溫度時，由于電阻變化，導致電磁鐵磁性減弱，使警鈴響．請幫他將如圖（2）所示的電路連接完整．
（4）你認為該“過熱自動報警電路”的設計或在使用過程中有何不足？
（指出一點即可）。
參考答案
例1、D
從外部逐漸靠近螺線管兩端時，磁場逐漸增強，在螺線管內部，磁場基本上是勻強磁場，磁感應強度大于螺線管端點的磁感應強度，螺線管的磁場關于中點對稱，由圖示可知，圖象D正確；
B
平行的直導線中的電流方向相同時，這兩條直導線就會互相的吸引，當平行的直導線中的電流方向相反時，這兩條直導線就會互相的排斥．由于L1和L2中的電流的方向是相同的，它們會互相吸引，由于L1是不動的，所以L2會向L1靠近，所以從左向右看，線圈L2將順時針轉動，所以B正確．
例3、指向上方 指向下方
例4、（1）空氣的導磁能力強；鐵的“磁阻”大． （2）可以放在鐵盒子中．
（3）生物體的正常生理活動受到地磁場的影響；且是對生物有益的．
解析：（1）如圖可知：空氣與鐵這兩種物質，鐵質球殼外的空氣中磁場都能順利“通過”，類比電流與電阻的關系可知，能“通過”磁場，即導磁能力強，而外面磁場的絕大部分沿鐵質球殼壁“通過”，極少部分進入球內空間，所以導磁能力弱；即鐵的“磁阻”大；
（2）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；因鐵的“磁阻”大，所以可以放在鐵盒子中；
（3）有人為了研究地磁場對動物的影響，把一組小白鼠放在類似鐵球內部空間的環境中將地磁場屏蔽掉，結果其壽命比放在正常環境中的另一組小白鼠的短，這個實驗說明生物體的正常生理活動受到地磁場的影響；且是對生物有益的；
1、C
2、A
3．B
4、B
5、A
6、向上運動
7、看到的現象；甲燈持續發光，乙燈不發光．如圖：
解析：看到的現象；甲燈持續發光，乙燈不發光．
改進后的電路圖，如圖所示：當開關閉合時，鐵片與B接觸，甲燈亮、乙燈滅，此時電磁鐵有磁性，吸引鐵片，鐵片與A接觸，乙燈亮、甲燈滅，使甲、乙兩燈交替發光．
8、解：（1）閉合開關S1、S2（此時開關K3、K5處于接通狀態），電泵運轉，開始注水．隨著蓄水池中水位的逐漸升高，浮子A帶動金屬觸頭B上移，當升到最高水位時，K1閉合，接通電磁鐵線圈F1，銜鐵E1被吸下來，使開關K3斷開，切斷電泵的電源，停止抽水．與此同時K4接通，由于K4與K1為并聯，所以當水位下降使K1斷開時，電磁鐵線圈F1仍處于接通狀態，電泵保持停止狀態．當水位下降到最低點時，開關K2閉合，接通電磁鐵線圈F2，銜鐵E2被吸下來，使開關K5斷開，切斷電磁鐵線圈F1的電源，銜鐵E1釋放，使開關K3閉合，接通電泵的電源，再次注水．如此循環往復，實現自動注水．
（2）由圖知，浮子上浮接通電路，必須滿足：GA=F浮，
由阿基米德定律可得，F浮=ρ水gV排，
.
1、B
2、B
3．B
4．C
5、B
6、C
7、①K2K1 ②N送血
解析：（1）因閥門K1只能向外自由開啟，反向則封閉管路；閥門K2只能向內自由開啟，反向則封閉管路．故血只能由K2流入從K1送出；
（2）由右手螺旋定則可知，螺線管左端為N極，此時同名磁極相對，故活塞右移，K2關閉，K1打開，處于送血狀態．
8、（1）100 （2）增大減小降低 （3）如下圖 （4）控制電路部分始終耗電
解析：（1）PTC有一個根據需要設定的溫度，低于這個溫度時，其電阻隨溫度的升高而減小，高于這個溫度時，電阻值則隨溫度的升高而增大，我們把這個設定的溫度叫“居里點溫度”．根據圖象可知居里點溫度為 100℃．
（2）根據圖象，溫度高于165℃，電阻值則隨溫度的升高而增大，根據公式P= U2/ R可知，功率減小；功率減小后，溫度會降低．
（3）如圖所示：當環境溫度正常時，指示燈亮；當環境溫度超過PTC電阻的居里點溫度時，由于電阻變化，導致電磁鐵磁性減弱，使警鈴響．
（4）控制電路的電池長時間工作，電流減小，磁性減弱，可能造成誤動作．控制電路部分始終耗電。

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