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（2019-2021）江苏中考物理真题分项汇编专题19 电与磁（二）
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这是一份（2019-2021）江苏中考物理真题分项汇编专题19 电与磁（二），共30页。试卷主要包含了阅读下列材料，回答问题，偏转等内容，欢迎下载使用。
专题19 电与磁（二）
一．选择题
1．（2020•泰州）马拉松比赛时常采用感应芯片计时，芯片里的线圈一旦有电流通过，就会激发芯片发送编码信息，系统实时获取计时信息。当正确佩带芯片的参赛者通过起点和终点设置有磁场的地带时，就能计时，下列器件工作原理与它相同的是（ ）
A．电风扇 B．门吸
C．手摇发电电筒 D．电铃
2．（2019•盐城）小刚连接好如图所示的电路后，下列操作能使电流表指针偏转的是（ ）
A．导体AB向右运动
B．导体AB沿磁场方向运动
C．闭合开关，导体AB向左运动
D．闭合开关，导体AB沿磁场方向运动
3．（2019•淮安）如图为“探究感应电流产生条件”的实验装置示意图，实验过程中磁体处于静止状态。关于这个实验，下列说法正确的是（ ）
A．导体棒处于静止状态时，灵敏电流计的指针发生偏转
B．导体棒沿竖直方向向下运动时，灵敏电流计的指针发生偏转
C．导体棒沿水平方向左右运动时，灵敏电流计的指针发生偏转
D．导体棒向右上方运动时，灵敏电流计的指针不发生偏转
4．（2019•宿迁）如图是研究电磁现象的四个实验装置。相关说法正确的是（ ）
A．图能证明通电导体周围有磁场，这个现象是法拉第首先发现的
B．图中开关闭合，磁场中的导体棒会受力运动，该过程机械能转化为电能
C．图是研究电磁感应现象的实验装置，当导体棒AB上下运动时电流计指针偏转
D．图是电磁继电器的原理图，电磁继电器被广泛应用于自动控制领域
5．（2019•扬州）如图为直流电动机的工作原理图，分析正确的是（ ）
A．改变磁场方向可以改变线圈转动的方向
B．电动机通电后不转，一定是电路断路
C．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
D．线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的
6．（2019•苏州）关于电动自行车，下列说法不正确的是（ ）
A．废旧电瓶会污染环境，不可随意处置
B．电流具有热效应，长时间充电有火灾隐患
C．车上装有电动机，其工作原理是电磁感应
D．要使车加速前进，可增大通过电动机的电流
7．（2019•连云港）如图所示，闭合开关，导体ab就会运动起来，下列说法正确的是（ ）
A．发电机是利用这一原理工作的
B．在此过程中，机械能转化为电能
C．此实验说明磁场对通电导体有力的作用
D．同时改变电流方向和磁场方向，可以改变导体ab的运动方向
8．（2019•南京）如图是水位自动报警器的原理示意图，下图四个实验能反映其自动报警原理的是（ ）
A． B．
C． D．
二．填空题
9．（2020•苏州）阅读下列材料，回答问题
伽利略的温度计及热电阻
16世纪，伽利略利用热胀冷缩的原理制作过一种最早的温度计。据他学生描述：伽利略取一个鸡蛋大小的玻璃泡，将其接到一根约半米长的细玻璃管一端，用手掌将玻璃泡握住，使之受热，然后倒转插入水中，松开手待玻璃泡冷却后，水会升高二三十厘米，用水柱上升的高度来表示手掌的温度，如图甲所示。
温度能明显影响金属导体和半导体的导电性能。金属的导电性能会随温度增加而减弱，与金属不同，有些半导体的导电性能会随温度增加而增强。如图乙所示是一种金属导体和一种半导体的电阻﹣温度特性图线。根据这一特性，它们不仅可以用来测量温度，还能作为热传感器运用到自动控制电路中。
（1）伽利略的温度计测温物质是 （玻璃泡中的空气/玻璃管中的水），他在用温度计测量手掌温度时，玻璃管中的水柱越高，表明手掌的温度越 （高/低）；
（2）如图丙所示，是一款利用热传感器设计的高温报警器电路，启动报警器，当环境温度过高时，电铃会被接通发出报警声，通过断开开关S可关闭铃声。电铃应接在电路中的 （a/b/c）位置，热传感器接在电路中的 （a/b/c）位置，热传感器应使用图乙中的 （金属导体/半导体）。
10．（2019•常州）如图所示，向右移动金属杆，灵敏电流计的指针向右偏转，这是 现象， （选填“电动机”或”发电机”）就是利用该现象制成的。若向左移动金属杆，灵敏电流计的指针将向 （选填“左”或“右”）偏转。
11．（2019•徐州）两个磁体之间有力的作用，同名磁极相 ；通电导线能使小磁针发生偏转，这是因为通电导线周围存在 ；如图所示，把通电导线放在两个磁极中间，磁极对导线的力垂直指向纸里，如果导线中电流方向相反，则磁极对导线的力垂直指向 （填“纸里”或“纸外”）。
12．（2019•无锡）如图是一种手摇发电的手电筒，当沿图中箭头方向来回摇动时，灯泡就能发光。这个手电筒壳体透明，可以清晰地看到里面有线圈，摇动时，可以感觉到有一个物块在来回运动。小明猜想这个物块是磁体，依据是：磁体运动时，闭合线圈切割磁感线产生 ，线圈相当于电路中的 。
13．（2019•宿迁）如图，闭合开关，螺线管A端的磁极为 极。若要使螺线管的磁性加强，请你说出一种方法： 。
14．（2019•泰州）如图为某电磁继电器的工作原理图，开关S闭合时，电磁铁 （有/无）磁性， （电灯/电铃）通电工作。
15．（2019•扬州）学习“电磁转换”这一章后，小明画出部分内容的思维导图，请你帮他补全空格处内容：
（1） ；（2） ；（3） 。
三．作图题
16．（2020•泰州）如图丙所示，小磁针在条形磁体作用下处于静止状态，标出条形磁体的N极和A点处的磁场方向（用箭头表示）。
17．（2019•扬州）如图丙请标出磁感线的方向及静止小磁针的N极。
18．（2019•苏州）图中，请根据小磁针静止时的指向画出P点的电流方向并标出螺线管的N极。
19．（2019•南京）根据小磁针静止时所指方向，在图中画出通过小磁针中心的一条磁感线，并标出电源的正极。
四．实验探究题
20．（2019•泰州）小明用如图所示的装置来探究感应电流产生的条件（图中灵敏电流计G的指针偏转方向相反即表示通过的电流方向相反）。
（1）导体ab静止悬挂，闭合开关，灵敏电流计的指针不偏转，说明电路中 （有/无）电流产生。
（2）继续探究，记录观察到的现象如表：
序号
ab运动方向
电流计指针偏转情况
1
沿磁场方向运动
（不切割磁感线）
不偏转
2
水平向左
（切割磁感线）
向右偏转
3
水平向右
（切割磁感线）
向左偏转
①比较1、2（或1、3）实验现象可知，闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时电路中就会产生感应电流。
②比较2、3实验现象还发现，产生的感应电流的方向跟 有关。
③若在整理器材时未断开开关，先水平向左撤去蹄形磁铁（导体ab不动），则灵敏电流计的指针 （会/不会）偏转。
21．（2019•连云港）小明学习了《电磁感应 发电机》一节内容后，他查阅了有关资料，知道在电磁感应现象中闭合电路之所以能产生电流，是因为在电路中产生了电压，为了研究这个电压，他买了一套如图甲所示的装置。图中有机玻璃管长度为1.5m，当圆柱形强磁体（直径略小于有机玻璃管内径）从有机玻璃管中下落穿过线圈时，与线圈相连的电压显示器可以显示此时的电压大小。小明想利用此装置探究电磁感应现象中产生的电压大小与线圈匝数及强磁体运动快慢的关系。他进行了如下实验（忽略强磁体下落过程中所受阻力的影响）：
（1）小明将三个匝数相同的线圈和电压显示器的组件固定在有机玻璃管A、B、C处，如图乙所示。他想探究的是电压与 之间的关系。为了使实验效果对比明显，三个线圈之间的距离应该 （选填“近一些”或“远一点”）；
（2）小明分三次在距管口90cm处分别固定匝数为300匝、600匝、900匝的三个线圈和电压显示器的组件，每次都是从管口处由静止开始释放强磁体，记录的实验数据如下表：
线圈匝数N
实验次数
电压显示器示数U/V
电压测量值U/V
300
1
2.62
2.51
2
2.50
3
2.41
600
1
5.03
5.00
2
4.84
3
5.14
900
1
7.68
7.50
2
7.38
3
7.45
请根据上表电压测量值和对应的线圈匝数在图丙坐标纸上描点作图，分析图象可知： 。
五．计算题
22．（2019•镇江）某油电混合动力汽车工作原理如图所示，当它以90km/h的速度匀速行驶10min的过程中，发动机和驱动电机共同为汽车提供动力，驱动汽车行驶所需的能量E1＝3×107J，其中η1＝60%来自于汽油燃烧，而汽油燃烧放出热量的η2＝40%用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电，其中用于充电的能量E2＝2×106J，设汽油在发动机气缸内完全燃烧，汽油热值取q＝5×107J/kg。
（1）当该汽车制动刹车时，驱动电机会反转为发电机给蓄电池充电，电机发电的原理是 ，产生的电能是从汽车的 能转化而来的。
（2）求题述过程中汽车受到的阻力；
（3）题述过程中，汽车所消耗汽油的质量用m表示。
①求汽车所消耗汽油的质量m；
②请将下列表达式填写完整：η1E1＝ （用q、m、η2和E2表示）
23．（2019•扬州）如图所示是一种自动测定油面高度的装置，电源电压U为6V，R1是最大电阻为30Ω的滑动变阻器，它的金属滑片P连在杠杆一端，R2是定值电阻，油量表是用量程为0～0.6A的电流表改装而成。（ABCD四点表示四个接线柱，电磁继电器线圈电阻忽略不计）
（1）当油面上升时，电流表示数变大，则导线M应与 接线柱相连；当油量下降到预设位置时，警示灯亮，滑片P刚好在B处，则导线N应与 接线柱相连。
（2）当油箱加满油时，滑片P刚好在A处，电流表的示数达到最大值，求电阻R2的阻值。
（3）在滑片滑动的过程中，求滑动变阻器R1的最大功率。
六．综合能力题
24．（2019•南通）阅读短文，回答问题。
地铁
南通即将进入地铁时代。乘坐地铁需文明出行、确保安全。地铁站的站台上标有黄色警戒线；乘客应留意车厢内红、绿色的线路指示灯。手持式安检仪用于检测乘客是否携带违禁金属物品，工作人员能根据安检仪发出低沉或尖锐的警报声，判断金属物品的大小；手持式安检仪的电池容量为2×103mAh，额定电压为9V，额定功率为0.36W，电池容量指放电电流与放电总时间的乘积；当剩余电量减为电池容量的10%时，安检仪不能正常工作。
图甲为另一种安检仪的原理模型，固定的矩形虚线区域内存在方向竖直向上的磁场，宽度为0.6m。边长0.2m的正方形金属线圈abcd放在水平传送带上，可随传送带一起以速度v匀速运动。线圈进、出磁场过程中会产生电流，从而线圈会受到大小随线圈速度增大而增大、方向水平的磁场力作用，因此线圈与传送带间也存在摩擦力；运动过程中线圈整体处于磁场中时，线圈中无电流产生。在线圈与传送带间无相对滑动时，传送带克服线圈摩擦力做功的功率P与对应的速度v的数据如表。
v/m•s﹣1
0.2
0.3
0.5
0.6
0.8
P/W
0.016
0.036
0.144
0.256
（1）候车时乘客越过黄色警戒线会有危险，那是因为流体的流速越大，压强越 ；有乘客手捧鲜花进入车厢，所有乘客都闻到了花香，这是因为分子在 。
（2）下列说法中，正确的是 。
A．手持式安检仪也能检测出酒精等易燃违禁物品
B．通过手持式安检仪报警声的音调可判断金属物大小
C．站立的乘客拉住扶手是为了避免受惯性作用造成伤害
D．佩戴紫色眼镜的乘客也能准确辨别出线路指示灯的颜色
（3）手持式安检仪正常工作时的电流为 mA；电池充满电后，安检仪能正常工作的最长时间为 h。
（4）分析表中数据，当传送带速度为0.5m/s时，传送带克服线圈摩擦力做功的功率P＝ W；线圈进入磁场时受到的摩擦力f与传送带匀速运动的速度v的变化关系如图乙所示，则当v＞ m/s时线圈将在传送带上滑动。
（5）设传送带的速度保持0.2m/s不变。已知线圈的bc边进入磁场时，bc边受到的磁场力方向水平向左，当bc边出磁场时，由于ad边受到磁场力作用，线圈会受到方向水平向 （选填“左”或“右”）的摩擦力的作用；将多个与图甲中相同的线圈每隔相同时间△t从传送带的左端逐一释放，释放后线圈即与传送带保持0.2m/s的速度一起运动。则△t＝ s时，一段时间后，传送带就会不间断的受到一个线圈的摩擦力作用。
七．解答题
25．（2020•淮安）在“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验中：
（1）小磁针的作用： 。
（2）在螺线管外部A、B两处放置小磁针，闭合开关，发现A处小磁针发生偏转，而B处小磁针不偏转，试说明B处小磁针不偏转的可能原因：
（3）将电池的正负极对调，重复上述实验，是为了探究通电螺线管外部磁场的方向与 方向的关系。
（4）观察实验现象后，应立即断开开关，是为了 。
专题19 电与磁（二）
一．选择题
1．（2020•泰州）马拉松比赛时常采用感应芯片计时，芯片里的线圈一旦有电流通过，就会激发芯片发送编码信息，系统实时获取计时信息。当正确佩带芯片的参赛者通过起点和终点设置有磁场的地带时，就能计时，下列器件工作原理与它相同的是（ ）
A．电风扇 B．门吸
C．手摇发电电筒 D．电铃
【解析】解：采用感应芯片计时，参赛者须按要求正确佩带计时芯片，当参赛者通过起点、终点设置的磁感应带时，芯片里的线圈切割磁感线运动，因此线圈中就会产生感应电流，从而激发芯片发送编码信息，系统实时获取计时信息。手压电筒是利用电磁感应现象制成的，磁性飞轮高速旋转，使线圈切割磁感线，从而产生了感应电流，使灯泡发光。
A、电风扇利用的是通电线圈在磁场中受力转动的原理；故A错误，
B、门吸利用的是磁极间的相互作用规律；故B错误，
C、手摇发电电筒的工作原理是电磁感应；故C正确，
D、电铃利用的是电流的磁效应，故D错误，
故选：C。
2．（2019•盐城）小刚连接好如图所示的电路后，下列操作能使电流表指针偏转的是（ ）
A．导体AB向右运动
B．导体AB沿磁场方向运动
C．闭合开关，导体AB向左运动
D．闭合开关，导体AB沿磁场方向运动
【解析】解：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，才能产生感应电流；
所以，在如图所示的电路中，首先应闭合开关；
若导体AB沿磁场方向运动，没有切割磁感线，不会产生感应电流；若导体AB向左运动，则AB做切割磁感线运动，所以电路中有感应电流，电流表指针会发生偏转；故C正确，ABD错误。
故选：C。
3．（2019•淮安）如图为“探究感应电流产生条件”的实验装置示意图，实验过程中磁体处于静止状态。关于这个实验，下列说法正确的是（ ）
A．导体棒处于静止状态时，灵敏电流计的指针发生偏转
B．导体棒沿竖直方向向下运动时，灵敏电流计的指针发生偏转
C．导体棒沿水平方向左右运动时，灵敏电流计的指针发生偏转
D．导体棒向右上方运动时，灵敏电流计的指针不发生偏转
【解析】解：
A、导体棒处于静止状态时，没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，灵敏电流计的指针不发生偏转，故A错误；
B、导体棒沿竖直方向向下运动时，没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，灵敏电流计的指针不发生偏转，故B错误；
C、导体捧沿竖方向向左右运动时，做切割磁感线运动，会产生感应电流，灵敏电流计的指针发生偏转，故C正确；
D、导体棒向右上方运动时，做切割磁感线运动，会产生感应电流，灵敏电流计的指针发生偏转，故D错误。
故选：C。
4．（2019•宿迁）如图是研究电磁现象的四个实验装置。相关说法正确的是（ ）
A．图能证明通电导体周围有磁场，这个现象是法拉第首先发现的
B．图中开关闭合，磁场中的导体棒会受力运动，该过程机械能转化为电能
C．图是研究电磁感应现象的实验装置，当导体棒AB上下运动时电流计指针偏转
D．图是电磁继电器的原理图，电磁继电器被广泛应用于自动控制领域
【解析】解：由图可知：
A、将通电导线放在小磁针之上，是用来研究通电导体周围是否存在磁场的实验，即奥斯特的电流磁效应实验，是奥斯特最先发现的，故A错误；
B、让通电导体放在磁场中，它会受到力的作用，这是用来研究磁场对电流的作用（或通电导体在磁场中受力）的实验，将电能转化为机械能，故B错误；
C、图是研究电磁感应现象的实验装置，当导体棒AB上下运动时时，没有切割磁感线，不会产生感应电流，电流计指针不偏转，故C错误；
D、图是电磁继电器的原理图，电磁继电器是一个用电磁铁控制的开关，被广泛应用于自动控制领域，故D正确。
故选：D。
5．（2019•扬州）如图为直流电动机的工作原理图，分析正确的是（ ）
A．改变磁场方向可以改变线圈转动的方向
B．电动机通电后不转，一定是电路断路
C．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
D．线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的
【解析】解：A、改变磁场方向可以改变线圈转动方向。故A正确。
B、电动机通电后不转原因：电流太小；磁场磁性太弱；断路；线圈处于平衡位置。故B错误。
C、电动机工作时电能大部分转化为机械能，还有一小部分转化为内能。故C错误。
D、换向器在线圈刚转过平衡位置时，能自动改变线圈中的电流方向，能使线圈连续转动下去。故D错误。
故选：A。
6．（2019•苏州）关于电动自行车，下列说法不正确的是（ ）
A．废旧电瓶会污染环境，不可随意处置
B．电流具有热效应，长时间充电有火灾隐患
C．车上装有电动机，其工作原理是电磁感应
D．要使车加速前进，可增大通过电动机的电流
【解析】解：A、废旧电瓶中含有重金属等，随意丢弃会污染环境，故A正确；
B、电流通过导体，电能转化为内能，利用了电流的热效应，所以长时间充电有火灾隐患，故B正确；
CD、电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，电流越大，磁性越强，导体受力越大，电动车运动越快，故C错误，D正确。
故选：C。
7．（2019•连云港）如图所示，闭合开关，导体ab就会运动起来，下列说法正确的是（ ）
A．发电机是利用这一原理工作的
B．在此过程中，机械能转化为电能
C．此实验说明磁场对通电导体有力的作用
D．同时改变电流方向和磁场方向，可以改变导体ab的运动方向
【解析】解：A、如图，是通电导体在磁场上受力而运动，是电动机原理图，故A错误。
B、电动机工作时电能转化为机械能，故B错误。
C、通电导体在磁场上受力而运动。故C正确。
D、通电导体在磁场中受力运动方向跟电流方向和磁场方向有关，同时改变两者导体运动方向不变。故D错误。
故选：C。
8．（2019•南京）如图是水位自动报警器的原理示意图，下图四个实验能反映其自动报警原理的是（ ）
A． B．
C． D．
【解析】解：当水位达到金属块A时，控制电路接通。电路中有了电流，电磁铁有磁性，向下吸引衔铁，使动触点与绿灯所在电路的静触点分开，绿灯灭。与红灯所在电路的静触点接通，导致了红灯所在的电路接通，红灯亮；由此可见：水位自动报警器的原理是通过电磁铁控制工作电路的。
A、条形磁铁的周围存在磁场，故A错误；
B、是发电机的原理，故B错误；
C、电磁感应现象，是发电机的原理，故C错误；
D、是电磁铁的原理，能反映其自动报警原理，故D正确。
故选：D。
二．填空题
9．（2020•苏州）阅读下列材料，回答问题
伽利略的温度计及热电阻
16世纪，伽利略利用热胀冷缩的原理制作过一种最早的温度计。据他学生描述：伽利略取一个鸡蛋大小的玻璃泡，将其接到一根约半米长的细玻璃管一端，用手掌将玻璃泡握住，使之受热，然后倒转插入水中，松开手待玻璃泡冷却后，水会升高二三十厘米，用水柱上升的高度来表示手掌的温度，如图甲所示。
温度能明显影响金属导体和半导体的导电性能。金属的导电性能会随温度增加而减弱，与金属不同，有些半导体的导电性能会随温度增加而增强。如图乙所示是一种金属导体和一种半导体的电阻﹣温度特性图线。根据这一特性，它们不仅可以用来测量温度，还能作为热传感器运用到自动控制电路中。
（1）伽利略的温度计测温物质是 玻璃泡中的空气 （玻璃泡中的空气/玻璃管中的水），他在用温度计测量手掌温度时，玻璃管中的水柱越高，表明手掌的温度越 高 （高/低）；
（2）如图丙所示，是一款利用热传感器设计的高温报警器电路，启动报警器，当环境温度过高时，电铃会被接通发出报警声，通过断开开关S可关闭铃声。电铃应接在电路中的 （a/b/c）位置，热传感器接在电路中的 c （a/b/c）位置，热传感器应使用图乙中的 半导体 （金属导体/半导体）。
【解析】解：（1）用手掌将玻璃泡握住，玻璃泡中气体受热膨胀，部分气体会逸出，将装置倒转插入水中，玻璃泡冷却后，玻璃泡中的气体体积变小，压强变小，大气压强会把一部分水压入玻璃管中，所以玻璃管中水柱越高，表明手掌温度越高；
（2）如图丙所示的是高温报警器，当环境温度升高到一定程度时，电磁继电器的衔铁被吸合，动触点和下面的静触点接触，电铃接在b位置时就会被接通发出报警声，断开开关S，电路中没有电流，电磁铁失去磁性，弹簧将衔铁拉起，接在b处的电铃不再工作，可关闭铃声；
当温度低时，低压控制电路断开，电路中没有电流，电磁铁失去磁性，弹簧将衔铁拉起，接在b处的电铃不再工作，可关闭铃声，所以热传感器接在电路中的c位置；
因为热传感器在温度低时能断开开关，说明热传感器的电阻随温度的降低而增大，所以热传感器应使用图乙中的半导体。
故答案为：（1）玻璃泡中的空气；高；（2）b；c；半导体。
10．（2019•常州）如图所示，向右移动金属杆，灵敏电流计的指针向右偏转，这是 电磁感应 现象， 发电机 （选填“电动机”或”发电机”）就是利用该现象制成的。若向左移动金属杆，灵敏电流计的指针将向 左 （选填“左”或“右”）偏转。
【解析】解：
（1）向右移动金属杆，灵敏电流计的指针向右偏转，说明电路中产生了电流，这种现象叫电磁感应现象，发电机就是关键电磁感应现象制成的；
（2）若向左移动金属杆，导体切割磁感线的运动方向发生变化（相反），产生的感应电流方向发生变化（相反），故灵敏电流计的指针向左偏转。
故答案为：电磁感应；发电机；左。
11．（2019•徐州）两个磁体之间有力的作用，同名磁极相 斥 ；通电导线能使小磁针发生偏转，这是因为通电导线周围存在 磁场 ；如图所示，把通电导线放在两个磁极中间，磁极对导线的力垂直指向纸里，如果导线中电流方向相反，则磁极对导线的力垂直指向 纸外 （填“纸里”或“纸外”）。
【解析】解：两个磁体之间有力的作用，同名磁极相互排斥；
通电导线能使小磁针发生偏转，这说明通电导线周围存在磁场，这种现象叫电流的磁效应；
通电导体在磁场中受力的作用而运动，运动方向与电流的方向和磁感线的方向有关，只改变电流方向，导体受力方向改变，则此时磁极对导线的力垂直指向纸外。
故答案为：斥；磁场；纸外。
12．（2019•无锡）如图是一种手摇发电的手电筒，当沿图中箭头方向来回摇动时，灯泡就能发光。这个手电筒壳体透明，可以清晰地看到里面有线圈，摇动时，可以感觉到有一个物块在来回运动。小明猜想这个物块是磁体，依据是：磁体运动时，闭合线圈切割磁感线产生 感应电流 ，线圈相当于电路中的 电源 。
【解析】解：产生感应电流的三个条件：闭合电路；一部分导体；切割磁感线运功；
由题干中图可知该手电筒有线圈，使用时将它来回摇晃，线圈在磁场中就做切割磁感线运动，此时线圈中有感应电流产生，所以手电筒里面的物块应该是磁铁，线圈相当于电路中的电源，此手电筒发电是电磁感应现象，此过程中将消耗机械能得到电能，即将机械能转化为电能。
故答案为：感应电流；电源。
13．（2019•宿迁）如图，闭合开关，螺线管A端的磁极为 极。若要使螺线管的磁性加强，请你说出一种方法： 增大电流 。
【解析】解：已知电流从右端流入，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向螺线管的A端为N极；
通电螺线管磁性的强弱与电流的大小、线圈的匝数及是否有铁芯插入有关。螺线管中的电流越大，螺线管线圈的匝数越多，有铁芯插入都可以使通电螺线管的磁性增强。
故答案为：N；增大电流。
14．（2019•泰州）如图为某电磁继电器的工作原理图，开关S闭合时，电磁铁 有 （有/无）磁性， 电灯 （电灯/电铃）通电工作。
【解析】解：闭合开关，电磁铁中有电流通过，电磁铁有磁性，吸引衔铁，动触点和下面的静触点接通，电灯和电源构成通路，电灯工作。
故答案为：有；电灯。
15．（2019•扬州）学习“电磁转换”这一章后，小明画出部分内容的思维导图，请你帮他补全空格处内容：
（1） 吸引 ；（2） 切割磁感线 ；（3） 交流发电机、变压器、动圈式话筒等 。
【解析】解：（1）磁极间相互作用规律是：异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥；
（2）产生产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体做切割磁感线的运动；
电磁感应的应用有：交流发电机、变压器、动圈式话筒等。
故答案为：（1）吸引；（2）切割磁感线；（3）交流发电机、变压器、动圈式话筒等。
三．作图题
16．（2020•泰州）如图丙所示，小磁针在条形磁体作用下处于静止状态，标出条形磁体的N极和A点处的磁场方向（用箭头表示）。
【解析】解：由题图可知，小磁针的N指向左边，可知条形磁体的右边是N极，左边是S极；由于磁感线是从N极出发，回到S极，所以A点处的磁场方向指向条形磁体的S极；如图：
。
17．（2019•扬州）如图丙请标出磁感线的方向及静止小磁针的N极。
【解析】解：电流由左侧流入，由右手螺旋定则知电磁铁的右侧为N极，左侧为S极；由磁极间的相互作用可知小磁铁右侧为N极，左侧为S极。外部磁感线由N极指向S极。故答案如图：
18．（2019•苏州）图中，请根据小磁针静止时的指向画出P点的电流方向并标出螺线管的N极。
【解析】解：
图中小磁针N极向右，因异名磁极相互吸引、同名磁极相互排斥，所以通电螺线管的左侧为N极，右侧为S极；
由右手螺旋定则可知，电流由左侧流入，右侧流出，故P点线圈中电流的方向向上。如图所示：
19．（2019•南京）根据小磁针静止时所指方向，在图中画出通过小磁针中心的一条磁感线，并标出电源的正极。
【解析】解：小磁针N极向下，则说明该点磁感线向下，而外部磁感线由N极指向S极，故上侧为N极，下侧为S极；由右手螺旋定则可知螺线管的绕向为由上向下，故可得电源上方为正极，如图所示.
四．实验探究题
20．（2019•泰州）小明用如图所示的装置来探究感应电流产生的条件（图中灵敏电流计G的指针偏转方向相反即表示通过的电流方向相反）。
（1）导体ab静止悬挂，闭合开关，灵敏电流计的指针不偏转，说明电路中 无 （有/无）电流产生。
（2）继续探究，记录观察到的现象如表：
序号
ab运动方向
电流计指针偏转情况
1
沿磁场方向运动
（不切割磁感线）
不偏转
2
水平向左
（切割磁感线）
向右偏转
3
水平向右
（切割磁感线）
向左偏转
①比较1、2（或1、3）实验现象可知，闭合电路的一部分导体在磁场中做 切割磁感线 运动时电路中就会产生感应电流。
②比较2、3实验现象还发现，产生的感应电流的方向跟 导体运动方向 有关。
③若在整理器材时未断开开关，先水平向左撤去蹄形磁铁（导体ab不动），则灵敏电流计的指针 会 （会/不会）偏转。
【解析】解：
（1）当导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，此时导体没有做切割磁感线运动，灵敏电流计G指针不偏转，说明电路中无电流产生；
（2）①比较1、2（或1、3）实验现象可知，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时电路中就会产生感应电流。
②比较第2、3次实验现象发现，磁场方向相同，导体运动的方向不同，电流计指针的偏转方向不同，说明产生电流的方向不同，即产生的电流的方向跟导体运动方向有关；
③在整理器材时未断开开关，先水平向左撤去蹄形磁铁（导体ab不动），ab仍切割磁感线，会产生感应电流，则灵敏电流计的指针会偏转。
故答案为：（1）无；（2）①切割磁感线；②导体的运动方向；③会。
21．（2019•连云港）小明学习了《电磁感应 发电机》一节内容后，他查阅了有关资料，知道在电磁感应现象中闭合电路之所以能产生电流，是因为在电路中产生了电压，为了研究这个电压，他买了一套如图甲所示的装置。图中有机玻璃管长度为1.5m，当圆柱形强磁体（直径略小于有机玻璃管内径）从有机玻璃管中下落穿过线圈时，与线圈相连的电压显示器可以显示此时的电压大小。小明想利用此装置探究电磁感应现象中产生的电压大小与线圈匝数及强磁体运动快慢的关系。他进行了如下实验（忽略强磁体下落过程中所受阻力的影响）：
（1）小明将三个匝数相同的线圈和电压显示器的组件固定在有机玻璃管A、B、C处，如图乙所示。他想探究的是电压与 强磁体运动快慢 之间的关系。为了使实验效果对比明显，三个线圈之间的距离应该 远一点 （选填“近一些”或“远一点”）；
（2）小明分三次在距管口90cm处分别固定匝数为300匝、600匝、900匝的三个线圈和电压显示器的组件，每次都是从管口处由静止开始释放强磁体，记录的实验数据如下表：
线圈匝数N
实验次数
电压显示器示数U/V
电压测量值U/V
300
1
2.62
2.51
2
2.50
3
2.41
600
1
5.03
5.00
2
4.84
3
5.14
900
1
7.68
7.50
2
7.38
3
7.45
请根据上表电压测量值和对应的线圈匝数在图丙坐标纸上描点作图，分析图象可知： 强磁体速度一定时，电磁感应现象中产生的电压与线圈匝数成正比 。
【解析】解：
（1）由题知，电磁感应现象中产生的电压大小与线圈匝数及强磁体运动快慢的有关，
三个线圈匝数相同，分别固定在有机玻璃管A、B、C处，忽略强磁体下落过程中所受阻力的影响，圆柱形强磁体下落的高度越大，经过线圈时的速度大，所以这是为了探究电磁感应现象中产生的电压与强磁体运动快慢之间的关系。
若电压与强磁体运动快慢有关，则强磁体经过三个线圈的速度相差越大，产生电压差越大，实验效果越明显，所以应将三个线圈之间的距离应该 远一点。
（2）分三次在距管口90cm处分别固定匝数为300匝、600匝、900匝的三个线圈和电压显示器的组件，每次都是从管口处由静止开始释放强磁体，则强磁体经过三个线圈时的速度相同，这是探究电磁感应现象中产生的电压与线圈匝数的关系，由表格数据描点连线画出图象如图所示：
由图象可知，强磁体速度一定时，电磁感应现象中产生的电压与线圈匝数成正比。
故答案为：（1）强磁体运动快慢；远一点；（2）图象见上图；强磁体速度一定时，电磁感应现象中产生的电压与线圈匝数成正比。
五．计算题
22．（2019•镇江）某油电混合动力汽车工作原理如图所示，当它以90km/h的速度匀速行驶10min的过程中，发动机和驱动电机共同为汽车提供动力，驱动汽车行驶所需的能量E1＝3×107J，其中η1＝60%来自于汽油燃烧，而汽油燃烧放出热量的η2＝40%用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电，其中用于充电的能量E2＝2×106J，设汽油在发动机气缸内完全燃烧，汽油热值取q＝5×107J/kg。
（1）当该汽车制动刹车时，驱动电机会反转为发电机给蓄电池充电，电机发电的原理是 电磁感应 ，产生的电能是从汽车的 机械 能转化而来的。
（2）求题述过程中汽车受到的阻力；
（3）题述过程中，汽车所消耗汽油的质量用m表示。
①求汽车所消耗汽油的质量m；
②请将下列表达式填写完整：η1E1＝ η2mq﹣E2 （用q、m、η2和E2表示）
【解析】解：（1）电机发电的原理是电磁感应现象，工作时将机械能转化为电能；
（2）根据速度公式v＝知，
以90km/h的速度匀速行驶10min的过程中通过的路程：s＝vt＝90km/h×h＝15km＝15000m，
根据W＝Fs知，
汽车匀速行驶的牵引力为F＝＝＝＝2000N，
因为汽车做匀速直线运动，
所以阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等，即f＝F＝2000N；
（3）汽车行驶时，汽油燃烧放出的热量为mq，其中只有η2mq用来行驶和充电，
根据题意，则有η2mq＝E1η1+E2，即E1η1＝η2mq﹣E2，
代入数据得60%×3×107J＝40%×5×107J/kg×m﹣2×106J，
解得：m＝1kg。
答：（1）电磁感应；机械；
（2）汽车受到的阻力为2000N；
（3）①汽车所消耗汽油的质量m为1kg；
②η2mq﹣E2。
23．（2019•扬州）如图所示是一种自动测定油面高度的装置，电源电压U为6V，R1是最大电阻为30Ω的滑动变阻器，它的金属滑片P连在杠杆一端，R2是定值电阻，油量表是用量程为0～0.6A的电流表改装而成。（ABCD四点表示四个接线柱，电磁继电器线圈电阻忽略不计）
（1）当油面上升时，电流表示数变大，则导线M应与 A 接线柱相连；当油量下降到预设位置时，警示灯亮，滑片P刚好在B处，则导线N应与 D 接线柱相连。
（2）当油箱加满油时，滑片P刚好在A处，电流表的示数达到最大值，求电阻R2的阻值。
（3）在滑片滑动的过程中，求滑动变阻器R1的最大功率。
【解析】解：
（1）当油面上升时，电流表示数变大，电路中电流增大，由欧姆定律可知，总电阻应减小，则滑动变阻器接入电路的电阻应减小，由于油面上升时金属滑片P下移，所以，滑动变阻器一定要接上端的A接线柱，即导线M应与A接线柱相连。
当油量下降到预设位置时，滑片P刚好在B处，此时滑动变阻器连入电路的电阻最大，根据欧姆定律可知油量表所在电路的电流最小，则电磁继电器线圈磁性最弱，对衔铁的吸引力最小，则衔铁会被弹簧拉起与静触头D相连，由于需要接通警示电路，使警示灯亮，所以导线N应与D接线柱相连。
（2）当油箱加满油时，滑片P刚好在A处，只有R2连入电路，由于电流表的示数达到最大值，油量表的量程为0～0.6A，则电路中的电流为I最大＝0.6A，
根据I＝可得电阻R2的阻值：R2＝＝＝10Ω。
（3）由图可知，R1与R2串联，在滑片滑动的过程中，设滑动变阻器连入电路的电阻为R，则电路中的电流为：I＝，
变阻器的功率为：P1＝I2R＝（）2R＝＝，
所以，当R＝R2＝10Ω时，变阻器的功率P1最大，
则P1最大＝＝＝0.9W。
答：（1）A；D。
（2）电阻R2的阻值为10Ω。
（3）在滑片滑动的过程中，滑动变阻器R1的最大功率为0.9W。
六．综合能力题
24．（2019•南通）阅读短文，回答问题。
地铁
南通即将进入地铁时代。乘坐地铁需文明出行、确保安全。地铁站的站台上标有黄色警戒线；乘客应留意车厢内红、绿色的线路指示灯。手持式安检仪用于检测乘客是否携带违禁金属物品，工作人员能根据安检仪发出低沉或尖锐的警报声，判断金属物品的大小；手持式安检仪的电池容量为2×103mAh，额定电压为9V，额定功率为0.36W，电池容量指放电电流与放电总时间的乘积；当剩余电量减为电池容量的10%时，安检仪不能正常工作。
图甲为另一种安检仪的原理模型，固定的矩形虚线区域内存在方向竖直向上的磁场，宽度为0.6m。边长0.2m的正方形金属线圈abcd放在水平传送带上，可随传送带一起以速度v匀速运动。线圈进、出磁场过程中会产生电流，从而线圈会受到大小随线圈速度增大而增大、方向水平的磁场力作用，因此线圈与传送带间也存在摩擦力；运动过程中线圈整体处于磁场中时，线圈中无电流产生。在线圈与传送带间无相对滑动时，传送带克服线圈摩擦力做功的功率P与对应的速度v的数据如表。
v/m•s﹣1
0.2
0.3
0.5
0.6
0.8
P/W
0.016
0.036
0.144
0.256
（1）候车时乘客越过黄色警戒线会有危险，那是因为流体的流速越大，压强越 小 ；有乘客手捧鲜花进入车厢，所有乘客都闻到了花香，这是因为分子在 做无规则运动 。
（2）下列说法中，正确的是 。
A．手持式安检仪也能检测出酒精等易燃违禁物品
B．通过手持式安检仪报警声的音调可判断金属物大小
C．站立的乘客拉住扶手是为了避免受惯性作用造成伤害
D．佩戴紫色眼镜的乘客也能准确辨别出线路指示灯的颜色
（3）手持式安检仪正常工作时的电流为 40 mA；电池充满电后，安检仪能正常工作的最长时间为 45 h。
（4）分析表中数据，当传送带速度为0.5m/s时，传送带克服线圈摩擦力做功的功率P＝ 0.1 W；线圈进入磁场时受到的摩擦力f与传送带匀速运动的速度v的变化关系如图乙所示，则当v＞ 1.5 m/s时线圈将在传送带上滑动。
（5）设传送带的速度保持0.2m/s不变。已知线圈的bc边进入磁场时，bc边受到的磁场力方向水平向左，当bc边出磁场时，由于ad边受到磁场力作用，线圈会受到方向水平向 右 （选填“左”或“右”）的摩擦力的作用；将多个与图甲中相同的线圈每隔相同时间△t从传送带的左端逐一释放，释放后线圈即与传送带保持0.2m/s的速度一起运动。则△t＝ 2 s时，一段时间后，传送带就会不间断的受到一个线圈的摩擦力作用。
【解析】解：
（1）候车时乘客越过黄色警戒线会有危险，那是因为流体的流速越大，压强越小；有乘客手捧鲜花进入车厢，所有乘客都闻到了花香，这是因为分子在做无规则运动；
（2）AB、由题意，手持式安检仪用于检测乘客是否携带违禁金属物品，工作人员能根据安检仪发出低沉或尖锐的警报声，判断金属物品的大小，但不能检测出酒精等易燃违禁物品，故A错误，B正确；
C、任何物体都有惯性，不能说物体受的惯性作用，故C错误；
D、佩戴紫色眼镜只能透过紫色光，所以该乘客不能准确辨别出线路指示灯的颜色，故D错误；
（3）手持式安检仪的电池额定电压为9V，额定功率为0.36W，
根据P＝UI可得，手持式安检仪正常工作时的电流为：
I＝＝＝0.04A＝40mA；
手持式安检仪的电池容量为2×103mAh，额定电压为9V，额定功率为0.36W，电池容量指放电电流与放电总时间的乘积；当剩余电量减为电池容量的10%时，
能工作的容量为：
Q＝2×103mAh×90%＝1.8×103mAh；
电池充满电后，安检仪能正常工作的最长时间为：
t＝＝＝45h；
（4）分析表中第2、1组的功率P之比为：
＝；
速度之比为：
＝，
故功率与速度的平方成正比，
则当传送带速度为0.5m/s时，传送带克服线圈摩擦力做功的功率：
P＝（ ）2×0.016W＝0.1W；
由图乙知，当速度等于或大于某一值时，摩擦为0.6N保持不变，线圈将在传送带上滑动，
因P＝fv，故f＝，
根据表中数据可得，实验中的摩擦力大小分别为0.08N、0.12N、0.2N、0.24N和0.32N，故可知受到的摩擦力与速度成正比；
则可得f＝0.6N时的速度为：
×0.2N＝0.6N，
解得v′＝1.5m/s；
传送带匀速运动的速度v的变化关系如图乙所示，则当v＞1.5m/s时线圈将在传送带上滑动。
（5）设传送带的速度保持0.2m/s不变。已知线圈的bc边进入磁场时，bc边受到的磁场力方向水平向左，当bc边出磁场时，由于切割磁感应线的方向没有发生变化，故bc边受到水平向左的磁场力，故线圈会受到方向水平向右的摩擦力的作用；
由于线圈的边长是0.2m，磁场的宽度是0.6m，则＝3，由于线圈整体在磁场中，线圈没有电流，则相邻两个之间的距离为0.4m，则时间间隔为：
△t＝＝＝2s时，一段时间后传送带就会不间断的受到一个线圈的摩擦力作用。
故答案为：
（1）小； 做无规则运动；（2）B； （3）40； 45； （4）0.1； 1.5； （5）右；2。
七．解答题
25．（2020•淮安）在“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验中：
（1）小磁针的作用： 判断某点磁场的有无及方向 。
（2）在螺线管外部A、B两处放置小磁针，闭合开关，发现A处小磁针发生偏转，而B处小磁针不偏转，试说明B处小磁针不偏转的可能原因： 小磁针N极的指向与磁场方向相同
（3）将电池的正负极对调，重复上述实验，是为了探究通电螺线管外部磁场的方向与 电流 方向的关系。
（4）观察实验现象后，应立即断开开关，是为了 保护电路，防止螺线管温度过高 。
【解析】解：
（1）通电时螺线管周围存在磁场，小磁针在磁场中受到力的作用会发生偏转，所以小磁针能显示磁场的存在；当电流方向改变时，产生的磁场方向也改变，所以小磁针的偏转方向也改变，因此利用小磁针还可以判断磁场的方向；
（2）在螺线管外部A、B两处放置小磁针，闭合开关，发现A处小磁针发生偏转，A处的小磁针会指示磁场的方向；B处小磁针不偏转，可能原因是小磁针N极的指向与磁场方向相同；
（3）将电池的正负极对调，此时螺线管中电流的方向发生变化，磁场的方向发生变化，是为了探究通电螺线管外部磁场的方向与电流方向的关系；
（4）螺线管是由导线绕成的，其电阻较小，根据欧姆定律可知，通过螺线管的电流较大，产生的热量较多，为了保护电路，观察实验现象后，应立即断开开关。
故答案为：（1）判断某点磁场的有无及方向；（2）小磁针N极的指向与磁场方向相同；（3）电流；（4）保护电路，防止螺线管温度过高。
专题19 电与磁（二）
一．选择题
1．（2020•泰州）马拉松比赛时常采用感应芯片计时，芯片里的线圈一旦有电流通过，就会激发芯片发送编码信息，系统实时获取计时信息。当正确佩带芯片的参赛者通过起点和终点设置有磁场的地带时，就能计时，下列器件工作原理与它相同的是（ ）
A．电风扇 B．门吸
C．手摇发电电筒 D．电铃
2．（2019•盐城）小刚连接好如图所示的电路后，下列操作能使电流表指针偏转的是（ ）
A．导体AB向右运动
B．导体AB沿磁场方向运动
C．闭合开关，导体AB向左运动
D．闭合开关，导体AB沿磁场方向运动
3．（2019•淮安）如图为“探究感应电流产生条件”的实验装置示意图，实验过程中磁体处于静止状态。关于这个实验，下列说法正确的是（ ）
A．导体棒处于静止状态时，灵敏电流计的指针发生偏转
B．导体棒沿竖直方向向下运动时，灵敏电流计的指针发生偏转
C．导体棒沿水平方向左右运动时，灵敏电流计的指针发生偏转
D．导体棒向右上方运动时，灵敏电流计的指针不发生偏转
4．（2019•宿迁）如图是研究电磁现象的四个实验装置。相关说法正确的是（ ）
A．图能证明通电导体周围有磁场，这个现象是法拉第首先发现的
B．图中开关闭合，磁场中的导体棒会受力运动，该过程机械能转化为电能
C．图是研究电磁感应现象的实验装置，当导体棒AB上下运动时电流计指针偏转
D．图是电磁继电器的原理图，电磁继电器被广泛应用于自动控制领域
5．（2019•扬州）如图为直流电动机的工作原理图，分析正确的是（ ）
A．改变磁场方向可以改变线圈转动的方向
B．电动机通电后不转，一定是电路断路
C．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
D．线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的
6．（2019•苏州）关于电动自行车，下列说法不正确的是（ ）
A．废旧电瓶会污染环境，不可随意处置
B．电流具有热效应，长时间充电有火灾隐患
C．车上装有电动机，其工作原理是电磁感应
D．要使车加速前进，可增大通过电动机的电流
7．（2019•连云港）如图所示，闭合开关，导体ab就会运动起来，下列说法正确的是（ ）
A．发电机是利用这一原理工作的
B．在此过程中，机械能转化为电能
C．此实验说明磁场对通电导体有力的作用
D．同时改变电流方向和磁场方向，可以改变导体ab的运动方向
8．（2019•南京）如图是水位自动报警器的原理示意图，下图四个实验能反映其自动报警原理的是（ ）
A． B．
C． D．
二．填空题
9．（2020•苏州）阅读下列材料，回答问题
伽利略的温度计及热电阻
16世纪，伽利略利用热胀冷缩的原理制作过一种最早的温度计。据他学生描述：伽利略取一个鸡蛋大小的玻璃泡，将其接到一根约半米长的细玻璃管一端，用手掌将玻璃泡握住，使之受热，然后倒转插入水中，松开手待玻璃泡冷却后，水会升高二三十厘米，用水柱上升的高度来表示手掌的温度，如图甲所示。
温度能明显影响金属导体和半导体的导电性能。金属的导电性能会随温度增加而减弱，与金属不同，有些半导体的导电性能会随温度增加而增强。如图乙所示是一种金属导体和一种半导体的电阻﹣温度特性图线。根据这一特性，它们不仅可以用来测量温度，还能作为热传感器运用到自动控制电路中。
（1）伽利略的温度计测温物质是 （玻璃泡中的空气/玻璃管中的水），他在用温度计测量手掌温度时，玻璃管中的水柱越高，表明手掌的温度越 （高/低）；
（2）如图丙所示，是一款利用热传感器设计的高温报警器电路，启动报警器，当环境温度过高时，电铃会被接通发出报警声，通过断开开关S可关闭铃声。电铃应接在电路中的 （a/b/c）位置，热传感器接在电路中的 （a/b/c）位置，热传感器应使用图乙中的 （金属导体/半导体）。
10．（2019•常州）如图所示，向右移动金属杆，灵敏电流计的指针向右偏转，这是 现象， （选填“电动机”或”发电机”）就是利用该现象制成的。若向左移动金属杆，灵敏电流计的指针将向 （选填“左”或“右”）偏转。
11．（2019•徐州）两个磁体之间有力的作用，同名磁极相 ；通电导线能使小磁针发生偏转，这是因为通电导线周围存在 ；如图所示，把通电导线放在两个磁极中间，磁极对导线的力垂直指向纸里，如果导线中电流方向相反，则磁极对导线的力垂直指向 （填“纸里”或“纸外”）。
12．（2019•无锡）如图是一种手摇发电的手电筒，当沿图中箭头方向来回摇动时，灯泡就能发光。这个手电筒壳体透明，可以清晰地看到里面有线圈，摇动时，可以感觉到有一个物块在来回运动。小明猜想这个物块是磁体，依据是：磁体运动时，闭合线圈切割磁感线产生 ，线圈相当于电路中的 。
13．（2019•宿迁）如图，闭合开关，螺线管A端的磁极为 极。若要使螺线管的磁性加强，请你说出一种方法： 。
14．（2019•泰州）如图为某电磁继电器的工作原理图，开关S闭合时，电磁铁 （有/无）磁性， （电灯/电铃）通电工作。
15．（2019•扬州）学习“电磁转换”这一章后，小明画出部分内容的思维导图，请你帮他补全空格处内容：
（1） ；（2） ；（3） 。
三．作图题
16．（2020•泰州）如图丙所示，小磁针在条形磁体作用下处于静止状态，标出条形磁体的N极和A点处的磁场方向（用箭头表示）。
17．（2019•扬州）如图丙请标出磁感线的方向及静止小磁针的N极。
18．（2019•苏州）图中，请根据小磁针静止时的指向画出P点的电流方向并标出螺线管的N极。
19．（2019•南京）根据小磁针静止时所指方向，在图中画出通过小磁针中心的一条磁感线，并标出电源的正极。
四．实验探究题
20．（2019•泰州）小明用如图所示的装置来探究感应电流产生的条件（图中灵敏电流计G的指针偏转方向相反即表示通过的电流方向相反）。
（1）导体ab静止悬挂，闭合开关，灵敏电流计的指针不偏转，说明电路中 （有/无）电流产生。
（2）继续探究，记录观察到的现象如表：
序号
ab运动方向
电流计指针偏转情况
1
沿磁场方向运动
（不切割磁感线）
不偏转
2
水平向左
（切割磁感线）
向右偏转
3
水平向右
（切割磁感线）
向左偏转
①比较1、2（或1、3）实验现象可知，闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时电路中就会产生感应电流。
②比较2、3实验现象还发现，产生的感应电流的方向跟 有关。
③若在整理器材时未断开开关，先水平向左撤去蹄形磁铁（导体ab不动），则灵敏电流计的指针 （会/不会）偏转。
21．（2019•连云港）小明学习了《电磁感应 发电机》一节内容后，他查阅了有关资料，知道在电磁感应现象中闭合电路之所以能产生电流，是因为在电路中产生了电压，为了研究这个电压，他买了一套如图甲所示的装置。图中有机玻璃管长度为1.5m，当圆柱形强磁体（直径略小于有机玻璃管内径）从有机玻璃管中下落穿过线圈时，与线圈相连的电压显示器可以显示此时的电压大小。小明想利用此装置探究电磁感应现象中产生的电压大小与线圈匝数及强磁体运动快慢的关系。他进行了如下实验（忽略强磁体下落过程中所受阻力的影响）：
（1）小明将三个匝数相同的线圈和电压显示器的组件固定在有机玻璃管A、B、C处，如图乙所示。他想探究的是电压与 之间的关系。为了使实验效果对比明显，三个线圈之间的距离应该 （选填“近一些”或“远一点”）；
（2）小明分三次在距管口90cm处分别固定匝数为300匝、600匝、900匝的三个线圈和电压显示器的组件，每次都是从管口处由静止开始释放强磁体，记录的实验数据如下表：
线圈匝数N
实验次数
电压显示器示数U/V
电压测量值U/V
300
1
2.62
2.51
2
2.50
3
2.41
600
1
5.03
5.00
2
4.84
3
5.14
900
1
7.68
7.50
2
7.38
3
7.45
请根据上表电压测量值和对应的线圈匝数在图丙坐标纸上描点作图，分析图象可知： 。
五．计算题
22．（2019•镇江）某油电混合动力汽车工作原理如图所示，当它以90km/h的速度匀速行驶10min的过程中，发动机和驱动电机共同为汽车提供动力，驱动汽车行驶所需的能量E1＝3×107J，其中η1＝60%来自于汽油燃烧，而汽油燃烧放出热量的η2＝40%用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电，其中用于充电的能量E2＝2×106J，设汽油在发动机气缸内完全燃烧，汽油热值取q＝5×107J/kg。
（1）当该汽车制动刹车时，驱动电机会反转为发电机给蓄电池充电，电机发电的原理是 ，产生的电能是从汽车的 能转化而来的。
（2）求题述过程中汽车受到的阻力；
（3）题述过程中，汽车所消耗汽油的质量用m表示。
①求汽车所消耗汽油的质量m；
②请将下列表达式填写完整：η1E1＝ （用q、m、η2和E2表示）
23．（2019•扬州）如图所示是一种自动测定油面高度的装置，电源电压U为6V，R1是最大电阻为30Ω的滑动变阻器，它的金属滑片P连在杠杆一端，R2是定值电阻，油量表是用量程为0～0.6A的电流表改装而成。（ABCD四点表示四个接线柱，电磁继电器线圈电阻忽略不计）
（1）当油面上升时，电流表示数变大，则导线M应与 接线柱相连；当油量下降到预设位置时，警示灯亮，滑片P刚好在B处，则导线N应与 接线柱相连。
（2）当油箱加满油时，滑片P刚好在A处，电流表的示数达到最大值，求电阻R2的阻值。
（3）在滑片滑动的过程中，求滑动变阻器R1的最大功率。
六．综合能力题
24．（2019•南通）阅读短文，回答问题。
地铁
南通即将进入地铁时代。乘坐地铁需文明出行、确保安全。地铁站的站台上标有黄色警戒线；乘客应留意车厢内红、绿色的线路指示灯。手持式安检仪用于检测乘客是否携带违禁金属物品，工作人员能根据安检仪发出低沉或尖锐的警报声，判断金属物品的大小；手持式安检仪的电池容量为2×103mAh，额定电压为9V，额定功率为0.36W，电池容量指放电电流与放电总时间的乘积；当剩余电量减为电池容量的10%时，安检仪不能正常工作。
图甲为另一种安检仪的原理模型，固定的矩形虚线区域内存在方向竖直向上的磁场，宽度为0.6m。边长0.2m的正方形金属线圈abcd放在水平传送带上，可随传送带一起以速度v匀速运动。线圈进、出磁场过程中会产生电流，从而线圈会受到大小随线圈速度增大而增大、方向水平的磁场力作用，因此线圈与传送带间也存在摩擦力；运动过程中线圈整体处于磁场中时，线圈中无电流产生。在线圈与传送带间无相对滑动时，传送带克服线圈摩擦力做功的功率P与对应的速度v的数据如表。
v/m•s﹣1
0.2
0.3
0.5
0.6
0.8
P/W
0.016
0.036
0.144
0.256
（1）候车时乘客越过黄色警戒线会有危险，那是因为流体的流速越大，压强越 ；有乘客手捧鲜花进入车厢，所有乘客都闻到了花香，这是因为分子在 。
（2）下列说法中，正确的是 。
A．手持式安检仪也能检测出酒精等易燃违禁物品
B．通过手持式安检仪报警声的音调可判断金属物大小
C．站立的乘客拉住扶手是为了避免受惯性作用造成伤害
D．佩戴紫色眼镜的乘客也能准确辨别出线路指示灯的颜色
（3）手持式安检仪正常工作时的电流为 mA；电池充满电后，安检仪能正常工作的最长时间为 h。
（4）分析表中数据，当传送带速度为0.5m/s时，传送带克服线圈摩擦力做功的功率P＝ W；线圈进入磁场时受到的摩擦力f与传送带匀速运动的速度v的变化关系如图乙所示，则当v＞ m/s时线圈将在传送带上滑动。
（5）设传送带的速度保持0.2m/s不变。已知线圈的bc边进入磁场时，bc边受到的磁场力方向水平向左，当bc边出磁场时，由于ad边受到磁场力作用，线圈会受到方向水平向 （选填“左”或“右”）的摩擦力的作用；将多个与图甲中相同的线圈每隔相同时间△t从传送带的左端逐一释放，释放后线圈即与传送带保持0.2m/s的速度一起运动。则△t＝ s时，一段时间后，传送带就会不间断的受到一个线圈的摩擦力作用。
七．解答题
25．（2020•淮安）在“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验中：
（1）小磁针的作用： 。
（2）在螺线管外部A、B两处放置小磁针，闭合开关，发现A处小磁针发生偏转，而B处小磁针不偏转，试说明B处小磁针不偏转的可能原因：
（3）将电池的正负极对调，重复上述实验，是为了探究通电螺线管外部磁场的方向与 方向的关系。
（4）观察实验现象后，应立即断开开关，是为了 。
专题19 电与磁（二）
一．选择题
1．（2020•泰州）马拉松比赛时常采用感应芯片计时，芯片里的线圈一旦有电流通过，就会激发芯片发送编码信息，系统实时获取计时信息。当正确佩带芯片的参赛者通过起点和终点设置有磁场的地带时，就能计时，下列器件工作原理与它相同的是（ ）
A．电风扇 B．门吸
C．手摇发电电筒 D．电铃
【解析】解：采用感应芯片计时，参赛者须按要求正确佩带计时芯片，当参赛者通过起点、终点设置的磁感应带时，芯片里的线圈切割磁感线运动，因此线圈中就会产生感应电流，从而激发芯片发送编码信息，系统实时获取计时信息。手压电筒是利用电磁感应现象制成的，磁性飞轮高速旋转，使线圈切割磁感线，从而产生了感应电流，使灯泡发光。
A、电风扇利用的是通电线圈在磁场中受力转动的原理；故A错误，
B、门吸利用的是磁极间的相互作用规律；故B错误，
C、手摇发电电筒的工作原理是电磁感应；故C正确，
D、电铃利用的是电流的磁效应，故D错误，
故选：C。
2．（2019•盐城）小刚连接好如图所示的电路后，下列操作能使电流表指针偏转的是（ ）
A．导体AB向右运动
B．导体AB沿磁场方向运动
C．闭合开关，导体AB向左运动
D．闭合开关，导体AB沿磁场方向运动
【解析】解：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，才能产生感应电流；
所以，在如图所示的电路中，首先应闭合开关；
若导体AB沿磁场方向运动，没有切割磁感线，不会产生感应电流；若导体AB向左运动，则AB做切割磁感线运动，所以电路中有感应电流，电流表指针会发生偏转；故C正确，ABD错误。
故选：C。
3．（2019•淮安）如图为“探究感应电流产生条件”的实验装置示意图，实验过程中磁体处于静止状态。关于这个实验，下列说法正确的是（ ）
A．导体棒处于静止状态时，灵敏电流计的指针发生偏转
B．导体棒沿竖直方向向下运动时，灵敏电流计的指针发生偏转
C．导体棒沿水平方向左右运动时，灵敏电流计的指针发生偏转
D．导体棒向右上方运动时，灵敏电流计的指针不发生偏转
【解析】解：
A、导体棒处于静止状态时，没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，灵敏电流计的指针不发生偏转，故A错误；
B、导体棒沿竖直方向向下运动时，没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，灵敏电流计的指针不发生偏转，故B错误；
C、导体捧沿竖方向向左右运动时，做切割磁感线运动，会产生感应电流，灵敏电流计的指针发生偏转，故C正确；
D、导体棒向右上方运动时，做切割磁感线运动，会产生感应电流，灵敏电流计的指针发生偏转，故D错误。
故选：C。
4．（2019•宿迁）如图是研究电磁现象的四个实验装置。相关说法正确的是（ ）
A．图能证明通电导体周围有磁场，这个现象是法拉第首先发现的
B．图中开关闭合，磁场中的导体棒会受力运动，该过程机械能转化为电能
C．图是研究电磁感应现象的实验装置，当导体棒AB上下运动时电流计指针偏转
D．图是电磁继电器的原理图，电磁继电器被广泛应用于自动控制领域
【解析】解：由图可知：
A、将通电导线放在小磁针之上，是用来研究通电导体周围是否存在磁场的实验，即奥斯特的电流磁效应实验，是奥斯特最先发现的，故A错误；
B、让通电导体放在磁场中，它会受到力的作用，这是用来研究磁场对电流的作用（或通电导体在磁场中受力）的实验，将电能转化为机械能，故B错误；
C、图是研究电磁感应现象的实验装置，当导体棒AB上下运动时时，没有切割磁感线，不会产生感应电流，电流计指针不偏转，故C错误；
D、图是电磁继电器的原理图，电磁继电器是一个用电磁铁控制的开关，被广泛应用于自动控制领域，故D正确。
故选：D。
5．（2019•扬州）如图为直流电动机的工作原理图，分析正确的是（ ）
A．改变磁场方向可以改变线圈转动的方向
B．电动机通电后不转，一定是电路断路
C．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
D．线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的
【解析】解：A、改变磁场方向可以改变线圈转动方向。故A正确。
B、电动机通电后不转原因：电流太小；磁场磁性太弱；断路；线圈处于平衡位置。故B错误。
C、电动机工作时电能大部分转化为机械能，还有一小部分转化为内能。故C错误。
D、换向器在线圈刚转过平衡位置时，能自动改变线圈中的电流方向，能使线圈连续转动下去。故D错误。
故选：A。
6．（2019•苏州）关于电动自行车，下列说法不正确的是（ ）
A．废旧电瓶会污染环境，不可随意处置
B．电流具有热效应，长时间充电有火灾隐患
C．车上装有电动机，其工作原理是电磁感应
D．要使车加速前进，可增大通过电动机的电流
【解析】解：A、废旧电瓶中含有重金属等，随意丢弃会污染环境，故A正确；
B、电流通过导体，电能转化为内能，利用了电流的热效应，所以长时间充电有火灾隐患，故B正确；
CD、电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，电流越大，磁性越强，导体受力越大，电动车运动越快，故C错误，D正确。
故选：C。
7．（2019•连云港）如图所示，闭合开关，导体ab就会运动起来，下列说法正确的是（ ）
A．发电机是利用这一原理工作的
B．在此过程中，机械能转化为电能
C．此实验说明磁场对通电导体有力的作用
D．同时改变电流方向和磁场方向，可以改变导体ab的运动方向
【解析】解：A、如图，是通电导体在磁场上受力而运动，是电动机原理图，故A错误。
B、电动机工作时电能转化为机械能，故B错误。
C、通电导体在磁场上受力而运动。故C正确。
D、通电导体在磁场中受力运动方向跟电流方向和磁场方向有关，同时改变两者导体运动方向不变。故D错误。
故选：C。
8．（2019•南京）如图是水位自动报警器的原理示意图，下图四个实验能反映其自动报警原理的是（ ）
A． B．
C． D．
【解析】解：当水位达到金属块A时，控制电路接通。电路中有了电流，电磁铁有磁性，向下吸引衔铁，使动触点与绿灯所在电路的静触点分开，绿灯灭。与红灯所在电路的静触点接通，导致了红灯所在的电路接通，红灯亮；由此可见：水位自动报警器的原理是通过电磁铁控制工作电路的。
A、条形磁铁的周围存在磁场，故A错误；
B、是发电机的原理，故B错误；
C、电磁感应现象，是发电机的原理，故C错误；
D、是电磁铁的原理，能反映其自动报警原理，故D正确。
故选：D。
二．填空题
9．（2020•苏州）阅读下列材料，回答问题
伽利略的温度计及热电阻
16世纪，伽利略利用热胀冷缩的原理制作过一种最早的温度计。据他学生描述：伽利略取一个鸡蛋大小的玻璃泡，将其接到一根约半米长的细玻璃管一端，用手掌将玻璃泡握住，使之受热，然后倒转插入水中，松开手待玻璃泡冷却后，水会升高二三十厘米，用水柱上升的高度来表示手掌的温度，如图甲所示。
温度能明显影响金属导体和半导体的导电性能。金属的导电性能会随温度增加而减弱，与金属不同，有些半导体的导电性能会随温度增加而增强。如图乙所示是一种金属导体和一种半导体的电阻﹣温度特性图线。根据这一特性，它们不仅可以用来测量温度，还能作为热传感器运用到自动控制电路中。
（1）伽利略的温度计测温物质是 玻璃泡中的空气 （玻璃泡中的空气/玻璃管中的水），他在用温度计测量手掌温度时，玻璃管中的水柱越高，表明手掌的温度越 高 （高/低）；
（2）如图丙所示，是一款利用热传感器设计的高温报警器电路，启动报警器，当环境温度过高时，电铃会被接通发出报警声，通过断开开关S可关闭铃声。电铃应接在电路中的 （a/b/c）位置，热传感器接在电路中的 c （a/b/c）位置，热传感器应使用图乙中的 半导体 （金属导体/半导体）。
【解析】解：（1）用手掌将玻璃泡握住，玻璃泡中气体受热膨胀，部分气体会逸出，将装置倒转插入水中，玻璃泡冷却后，玻璃泡中的气体体积变小，压强变小，大气压强会把一部分水压入玻璃管中，所以玻璃管中水柱越高，表明手掌温度越高；
（2）如图丙所示的是高温报警器，当环境温度升高到一定程度时，电磁继电器的衔铁被吸合，动触点和下面的静触点接触，电铃接在b位置时就会被接通发出报警声，断开开关S，电路中没有电流，电磁铁失去磁性，弹簧将衔铁拉起，接在b处的电铃不再工作，可关闭铃声；
当温度低时，低压控制电路断开，电路中没有电流，电磁铁失去磁性，弹簧将衔铁拉起，接在b处的电铃不再工作，可关闭铃声，所以热传感器接在电路中的c位置；
因为热传感器在温度低时能断开开关，说明热传感器的电阻随温度的降低而增大，所以热传感器应使用图乙中的半导体。
故答案为：（1）玻璃泡中的空气；高；（2）b；c；半导体。
10．（2019•常州）如图所示，向右移动金属杆，灵敏电流计的指针向右偏转，这是 电磁感应 现象， 发电机 （选填“电动机”或”发电机”）就是利用该现象制成的。若向左移动金属杆，灵敏电流计的指针将向 左 （选填“左”或“右”）偏转。
【解析】解：
（1）向右移动金属杆，灵敏电流计的指针向右偏转，说明电路中产生了电流，这种现象叫电磁感应现象，发电机就是关键电磁感应现象制成的；
（2）若向左移动金属杆，导体切割磁感线的运动方向发生变化（相反），产生的感应电流方向发生变化（相反），故灵敏电流计的指针向左偏转。
故答案为：电磁感应；发电机；左。
11．（2019•徐州）两个磁体之间有力的作用，同名磁极相 斥 ；通电导线能使小磁针发生偏转，这是因为通电导线周围存在 磁场 ；如图所示，把通电导线放在两个磁极中间，磁极对导线的力垂直指向纸里，如果导线中电流方向相反，则磁极对导线的力垂直指向 纸外 （填“纸里”或“纸外”）。
【解析】解：两个磁体之间有力的作用，同名磁极相互排斥；
通电导线能使小磁针发生偏转，这说明通电导线周围存在磁场，这种现象叫电流的磁效应；
通电导体在磁场中受力的作用而运动，运动方向与电流的方向和磁感线的方向有关，只改变电流方向，导体受力方向改变，则此时磁极对导线的力垂直指向纸外。
故答案为：斥；磁场；纸外。
12．（2019•无锡）如图是一种手摇发电的手电筒，当沿图中箭头方向来回摇动时，灯泡就能发光。这个手电筒壳体透明，可以清晰地看到里面有线圈，摇动时，可以感觉到有一个物块在来回运动。小明猜想这个物块是磁体，依据是：磁体运动时，闭合线圈切割磁感线产生 感应电流 ，线圈相当于电路中的 电源 。
【解析】解：产生感应电流的三个条件：闭合电路；一部分导体；切割磁感线运功；
由题干中图可知该手电筒有线圈，使用时将它来回摇晃，线圈在磁场中就做切割磁感线运动，此时线圈中有感应电流产生，所以手电筒里面的物块应该是磁铁，线圈相当于电路中的电源，此手电筒发电是电磁感应现象，此过程中将消耗机械能得到电能，即将机械能转化为电能。
故答案为：感应电流；电源。
13．（2019•宿迁）如图，闭合开关，螺线管A端的磁极为 极。若要使螺线管的磁性加强，请你说出一种方法： 增大电流 。
【解析】解：已知电流从右端流入，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向螺线管的A端为N极；
通电螺线管磁性的强弱与电流的大小、线圈的匝数及是否有铁芯插入有关。螺线管中的电流越大，螺线管线圈的匝数越多，有铁芯插入都可以使通电螺线管的磁性增强。
故答案为：N；增大电流。
14．（2019•泰州）如图为某电磁继电器的工作原理图，开关S闭合时，电磁铁 有 （有/无）磁性， 电灯 （电灯/电铃）通电工作。
【解析】解：闭合开关，电磁铁中有电流通过，电磁铁有磁性，吸引衔铁，动触点和下面的静触点接通，电灯和电源构成通路，电灯工作。
故答案为：有；电灯。
15．（2019•扬州）学习“电磁转换”这一章后，小明画出部分内容的思维导图，请你帮他补全空格处内容：
（1） 吸引 ；（2） 切割磁感线 ；（3） 交流发电机、变压器、动圈式话筒等 。
【解析】解：（1）磁极间相互作用规律是：异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥；
（2）产生产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体做切割磁感线的运动；
电磁感应的应用有：交流发电机、变压器、动圈式话筒等。
故答案为：（1）吸引；（2）切割磁感线；（3）交流发电机、变压器、动圈式话筒等。
三．作图题
16．（2020•泰州）如图丙所示，小磁针在条形磁体作用下处于静止状态，标出条形磁体的N极和A点处的磁场方向（用箭头表示）。
【解析】解：由题图可知，小磁针的N指向左边，可知条形磁体的右边是N极，左边是S极；由于磁感线是从N极出发，回到S极，所以A点处的磁场方向指向条形磁体的S极；如图：
。
17．（2019•扬州）如图丙请标出磁感线的方向及静止小磁针的N极。
【解析】解：电流由左侧流入，由右手螺旋定则知电磁铁的右侧为N极，左侧为S极；由磁极间的相互作用可知小磁铁右侧为N极，左侧为S极。外部磁感线由N极指向S极。故答案如图：
18．（2019•苏州）图中，请根据小磁针静止时的指向画出P点的电流方向并标出螺线管的N极。
【解析】解：
图中小磁针N极向右，因异名磁极相互吸引、同名磁极相互排斥，所以通电螺线管的左侧为N极，右侧为S极；
由右手螺旋定则可知，电流由左侧流入，右侧流出，故P点线圈中电流的方向向上。如图所示：
19．（2019•南京）根据小磁针静止时所指方向，在图中画出通过小磁针中心的一条磁感线，并标出电源的正极。
【解析】解：小磁针N极向下，则说明该点磁感线向下，而外部磁感线由N极指向S极，故上侧为N极，下侧为S极；由右手螺旋定则可知螺线管的绕向为由上向下，故可得电源上方为正极，如图所示.
四．实验探究题
20．（2019•泰州）小明用如图所示的装置来探究感应电流产生的条件（图中灵敏电流计G的指针偏转方向相反即表示通过的电流方向相反）。
（1）导体ab静止悬挂，闭合开关，灵敏电流计的指针不偏转，说明电路中 无 （有/无）电流产生。
（2）继续探究，记录观察到的现象如表：
序号
ab运动方向
电流计指针偏转情况
1
沿磁场方向运动
（不切割磁感线）
不偏转
2
水平向左
（切割磁感线）
向右偏转
3
水平向右
（切割磁感线）
向左偏转
①比较1、2（或1、3）实验现象可知，闭合电路的一部分导体在磁场中做 切割磁感线 运动时电路中就会产生感应电流。
②比较2、3实验现象还发现，产生的感应电流的方向跟 导体运动方向 有关。
③若在整理器材时未断开开关，先水平向左撤去蹄形磁铁（导体ab不动），则灵敏电流计的指针 会 （会/不会）偏转。
【解析】解：
（1）当导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，此时导体没有做切割磁感线运动，灵敏电流计G指针不偏转，说明电路中无电流产生；
（2）①比较1、2（或1、3）实验现象可知，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时电路中就会产生感应电流。
②比较第2、3次实验现象发现，磁场方向相同，导体运动的方向不同，电流计指针的偏转方向不同，说明产生电流的方向不同，即产生的电流的方向跟导体运动方向有关；
③在整理器材时未断开开关，先水平向左撤去蹄形磁铁（导体ab不动），ab仍切割磁感线，会产生感应电流，则灵敏电流计的指针会偏转。
故答案为：（1）无；（2）①切割磁感线；②导体的运动方向；③会。
21．（2019•连云港）小明学习了《电磁感应 发电机》一节内容后，他查阅了有关资料，知道在电磁感应现象中闭合电路之所以能产生电流，是因为在电路中产生了电压，为了研究这个电压，他买了一套如图甲所示的装置。图中有机玻璃管长度为1.5m，当圆柱形强磁体（直径略小于有机玻璃管内径）从有机玻璃管中下落穿过线圈时，与线圈相连的电压显示器可以显示此时的电压大小。小明想利用此装置探究电磁感应现象中产生的电压大小与线圈匝数及强磁体运动快慢的关系。他进行了如下实验（忽略强磁体下落过程中所受阻力的影响）：
（1）小明将三个匝数相同的线圈和电压显示器的组件固定在有机玻璃管A、B、C处，如图乙所示。他想探究的是电压与 强磁体运动快慢 之间的关系。为了使实验效果对比明显，三个线圈之间的距离应该 远一点 （选填“近一些”或“远一点”）；
（2）小明分三次在距管口90cm处分别固定匝数为300匝、600匝、900匝的三个线圈和电压显示器的组件，每次都是从管口处由静止开始释放强磁体，记录的实验数据如下表：
线圈匝数N
实验次数
电压显示器示数U/V
电压测量值U/V
300
1
2.62
2.51
2
2.50
3
2.41
600
1
5.03
5.00
2
4.84
3
5.14
900
1
7.68
7.50
2
7.38
3
7.45
请根据上表电压测量值和对应的线圈匝数在图丙坐标纸上描点作图，分析图象可知： 强磁体速度一定时，电磁感应现象中产生的电压与线圈匝数成正比 。
【解析】解：
（1）由题知，电磁感应现象中产生的电压大小与线圈匝数及强磁体运动快慢的有关，
三个线圈匝数相同，分别固定在有机玻璃管A、B、C处，忽略强磁体下落过程中所受阻力的影响，圆柱形强磁体下落的高度越大，经过线圈时的速度大，所以这是为了探究电磁感应现象中产生的电压与强磁体运动快慢之间的关系。
若电压与强磁体运动快慢有关，则强磁体经过三个线圈的速度相差越大，产生电压差越大，实验效果越明显，所以应将三个线圈之间的距离应该 远一点。
（2）分三次在距管口90cm处分别固定匝数为300匝、600匝、900匝的三个线圈和电压显示器的组件，每次都是从管口处由静止开始释放强磁体，则强磁体经过三个线圈时的速度相同，这是探究电磁感应现象中产生的电压与线圈匝数的关系，由表格数据描点连线画出图象如图所示：
由图象可知，强磁体速度一定时，电磁感应现象中产生的电压与线圈匝数成正比。
故答案为：（1）强磁体运动快慢；远一点；（2）图象见上图；强磁体速度一定时，电磁感应现象中产生的电压与线圈匝数成正比。
五．计算题
22．（2019•镇江）某油电混合动力汽车工作原理如图所示，当它以90km/h的速度匀速行驶10min的过程中，发动机和驱动电机共同为汽车提供动力，驱动汽车行驶所需的能量E1＝3×107J，其中η1＝60%来自于汽油燃烧，而汽油燃烧放出热量的η2＝40%用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电，其中用于充电的能量E2＝2×106J，设汽油在发动机气缸内完全燃烧，汽油热值取q＝5×107J/kg。
（1）当该汽车制动刹车时，驱动电机会反转为发电机给蓄电池充电，电机发电的原理是 电磁感应 ，产生的电能是从汽车的 机械 能转化而来的。
（2）求题述过程中汽车受到的阻力；
（3）题述过程中，汽车所消耗汽油的质量用m表示。
①求汽车所消耗汽油的质量m；
②请将下列表达式填写完整：η1E1＝ η2mq﹣E2 （用q、m、η2和E2表示）
【解析】解：（1）电机发电的原理是电磁感应现象，工作时将机械能转化为电能；
（2）根据速度公式v＝知，
以90km/h的速度匀速行驶10min的过程中通过的路程：s＝vt＝90km/h×h＝15km＝15000m，
根据W＝Fs知，
汽车匀速行驶的牵引力为F＝＝＝＝2000N，
因为汽车做匀速直线运动，
所以阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等，即f＝F＝2000N；
（3）汽车行驶时，汽油燃烧放出的热量为mq，其中只有η2mq用来行驶和充电，
根据题意，则有η2mq＝E1η1+E2，即E1η1＝η2mq﹣E2，
代入数据得60%×3×107J＝40%×5×107J/kg×m﹣2×106J，
解得：m＝1kg。
答：（1）电磁感应；机械；
（2）汽车受到的阻力为2000N；
（3）①汽车所消耗汽油的质量m为1kg；
②η2mq﹣E2。
23．（2019•扬州）如图所示是一种自动测定油面高度的装置，电源电压U为6V，R1是最大电阻为30Ω的滑动变阻器，它的金属滑片P连在杠杆一端，R2是定值电阻，油量表是用量程为0～0.6A的电流表改装而成。（ABCD四点表示四个接线柱，电磁继电器线圈电阻忽略不计）
（1）当油面上升时，电流表示数变大，则导线M应与 A 接线柱相连；当油量下降到预设位置时，警示灯亮，滑片P刚好在B处，则导线N应与 D 接线柱相连。
（2）当油箱加满油时，滑片P刚好在A处，电流表的示数达到最大值，求电阻R2的阻值。
（3）在滑片滑动的过程中，求滑动变阻器R1的最大功率。
【解析】解：
（1）当油面上升时，电流表示数变大，电路中电流增大，由欧姆定律可知，总电阻应减小，则滑动变阻器接入电路的电阻应减小，由于油面上升时金属滑片P下移，所以，滑动变阻器一定要接上端的A接线柱，即导线M应与A接线柱相连。
当油量下降到预设位置时，滑片P刚好在B处，此时滑动变阻器连入电路的电阻最大，根据欧姆定律可知油量表所在电路的电流最小，则电磁继电器线圈磁性最弱，对衔铁的吸引力最小，则衔铁会被弹簧拉起与静触头D相连，由于需要接通警示电路，使警示灯亮，所以导线N应与D接线柱相连。
（2）当油箱加满油时，滑片P刚好在A处，只有R2连入电路，由于电流表的示数达到最大值，油量表的量程为0～0.6A，则电路中的电流为I最大＝0.6A，
根据I＝可得电阻R2的阻值：R2＝＝＝10Ω。
（3）由图可知，R1与R2串联，在滑片滑动的过程中，设滑动变阻器连入电路的电阻为R，则电路中的电流为：I＝，
变阻器的功率为：P1＝I2R＝（）2R＝＝，
所以，当R＝R2＝10Ω时，变阻器的功率P1最大，
则P1最大＝＝＝0.9W。
答：（1）A；D。
（2）电阻R2的阻值为10Ω。
（3）在滑片滑动的过程中，滑动变阻器R1的最大功率为0.9W。
六．综合能力题
24．（2019•南通）阅读短文，回答问题。
地铁
南通即将进入地铁时代。乘坐地铁需文明出行、确保安全。地铁站的站台上标有黄色警戒线；乘客应留意车厢内红、绿色的线路指示灯。手持式安检仪用于检测乘客是否携带违禁金属物品，工作人员能根据安检仪发出低沉或尖锐的警报声，判断金属物品的大小；手持式安检仪的电池容量为2×103mAh，额定电压为9V，额定功率为0.36W，电池容量指放电电流与放电总时间的乘积；当剩余电量减为电池容量的10%时，安检仪不能正常工作。
图甲为另一种安检仪的原理模型，固定的矩形虚线区域内存在方向竖直向上的磁场，宽度为0.6m。边长0.2m的正方形金属线圈abcd放在水平传送带上，可随传送带一起以速度v匀速运动。线圈进、出磁场过程中会产生电流，从而线圈会受到大小随线圈速度增大而增大、方向水平的磁场力作用，因此线圈与传送带间也存在摩擦力；运动过程中线圈整体处于磁场中时，线圈中无电流产生。在线圈与传送带间无相对滑动时，传送带克服线圈摩擦力做功的功率P与对应的速度v的数据如表。
v/m•s﹣1
0.2
0.3
0.5
0.6
0.8
P/W
0.016
0.036
0.144
0.256
（1）候车时乘客越过黄色警戒线会有危险，那是因为流体的流速越大，压强越 小 ；有乘客手捧鲜花进入车厢，所有乘客都闻到了花香，这是因为分子在 做无规则运动 。
（2）下列说法中，正确的是 。
A．手持式安检仪也能检测出酒精等易燃违禁物品
B．通过手持式安检仪报警声的音调可判断金属物大小
C．站立的乘客拉住扶手是为了避免受惯性作用造成伤害
D．佩戴紫色眼镜的乘客也能准确辨别出线路指示灯的颜色
（3）手持式安检仪正常工作时的电流为 40 mA；电池充满电后，安检仪能正常工作的最长时间为 45 h。
（4）分析表中数据，当传送带速度为0.5m/s时，传送带克服线圈摩擦力做功的功率P＝ 0.1 W；线圈进入磁场时受到的摩擦力f与传送带匀速运动的速度v的变化关系如图乙所示，则当v＞ 1.5 m/s时线圈将在传送带上滑动。
（5）设传送带的速度保持0.2m/s不变。已知线圈的bc边进入磁场时，bc边受到的磁场力方向水平向左，当bc边出磁场时，由于ad边受到磁场力作用，线圈会受到方向水平向 右 （选填“左”或“右”）的摩擦力的作用；将多个与图甲中相同的线圈每隔相同时间△t从传送带的左端逐一释放，释放后线圈即与传送带保持0.2m/s的速度一起运动。则△t＝ 2 s时，一段时间后，传送带就会不间断的受到一个线圈的摩擦力作用。
【解析】解：
（1）候车时乘客越过黄色警戒线会有危险，那是因为流体的流速越大，压强越小；有乘客手捧鲜花进入车厢，所有乘客都闻到了花香，这是因为分子在做无规则运动；
（2）AB、由题意，手持式安检仪用于检测乘客是否携带违禁金属物品，工作人员能根据安检仪发出低沉或尖锐的警报声，判断金属物品的大小，但不能检测出酒精等易燃违禁物品，故A错误，B正确；
C、任何物体都有惯性，不能说物体受的惯性作用，故C错误；
D、佩戴紫色眼镜只能透过紫色光，所以该乘客不能准确辨别出线路指示灯的颜色，故D错误；
（3）手持式安检仪的电池额定电压为9V，额定功率为0.36W，
根据P＝UI可得，手持式安检仪正常工作时的电流为：
I＝＝＝0.04A＝40mA；
手持式安检仪的电池容量为2×103mAh，额定电压为9V，额定功率为0.36W，电池容量指放电电流与放电总时间的乘积；当剩余电量减为电池容量的10%时，
能工作的容量为：
Q＝2×103mAh×90%＝1.8×103mAh；
电池充满电后，安检仪能正常工作的最长时间为：
t＝＝＝45h；
（4）分析表中第2、1组的功率P之比为：
＝；
速度之比为：
＝，
故功率与速度的平方成正比，
则当传送带速度为0.5m/s时，传送带克服线圈摩擦力做功的功率：
P＝（ ）2×0.016W＝0.1W；
由图乙知，当速度等于或大于某一值时，摩擦为0.6N保持不变，线圈将在传送带上滑动，
因P＝fv，故f＝，
根据表中数据可得，实验中的摩擦力大小分别为0.08N、0.12N、0.2N、0.24N和0.32N，故可知受到的摩擦力与速度成正比；
则可得f＝0.6N时的速度为：
×0.2N＝0.6N，
解得v′＝1.5m/s；
传送带匀速运动的速度v的变化关系如图乙所示，则当v＞1.5m/s时线圈将在传送带上滑动。
（5）设传送带的速度保持0.2m/s不变。已知线圈的bc边进入磁场时，bc边受到的磁场力方向水平向左，当bc边出磁场时，由于切割磁感应线的方向没有发生变化，故bc边受到水平向左的磁场力，故线圈会受到方向水平向右的摩擦力的作用；
由于线圈的边长是0.2m，磁场的宽度是0.6m，则＝3，由于线圈整体在磁场中，线圈没有电流，则相邻两个之间的距离为0.4m，则时间间隔为：
△t＝＝＝2s时，一段时间后传送带就会不间断的受到一个线圈的摩擦力作用。
故答案为：
（1）小； 做无规则运动；（2）B； （3）40； 45； （4）0.1； 1.5； （5）右；2。
七．解答题
25．（2020•淮安）在“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验中：
（1）小磁针的作用： 判断某点磁场的有无及方向 。
（2）在螺线管外部A、B两处放置小磁针，闭合开关，发现A处小磁针发生偏转，而B处小磁针不偏转，试说明B处小磁针不偏转的可能原因： 小磁针N极的指向与磁场方向相同
（3）将电池的正负极对调，重复上述实验，是为了探究通电螺线管外部磁场的方向与 电流 方向的关系。
（4）观察实验现象后，应立即断开开关，是为了 保护电路，防止螺线管温度过高 。
【解析】解：
（1）通电时螺线管周围存在磁场，小磁针在磁场中受到力的作用会发生偏转，所以小磁针能显示磁场的存在；当电流方向改变时，产生的磁场方向也改变，所以小磁针的偏转方向也改变，因此利用小磁针还可以判断磁场的方向；
（2）在螺线管外部A、B两处放置小磁针，闭合开关，发现A处小磁针发生偏转，A处的小磁针会指示磁场的方向；B处小磁针不偏转，可能原因是小磁针N极的指向与磁场方向相同；
（3）将电池的正负极对调，此时螺线管中电流的方向发生变化，磁场的方向发生变化，是为了探究通电螺线管外部磁场的方向与电流方向的关系；
（4）螺线管是由导线绕成的，其电阻较小，根据欧姆定律可知，通过螺线管的电流较大，产生的热量较多，为了保护电路，观察实验现象后，应立即断开开关。
故答案为：（1）判断某点磁场的有无及方向；（2）小磁针N极的指向与磁场方向相同；（3）电流；（4）保护电路，防止螺线管温度过高。
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