2024年中考物理难点复习：电磁学（压轴题）含答案

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专题05电磁学（压轴题）

»命题趋势

在预测2024年中考物理“电磁学（压轴题）”的命题趋势时，我们需要关注当前的课程标准、科技发

展和历年考试趋势。电磁学作为物理学的重要分支，一直是中考的热点和难点。

我们可以预见，基础知识的考查依然是重点。包括磁现象、电磁继电器、电磁铁、电流的磁效应、电

磁感应等基本概念和原理，以及它们在实际生活中的应用。这些基础知识点可能会以选择题、填空题、计

算题、实验题、科技阅读题和综合题型等形式出现，考查学生的基础掌握情况。

对电磁学实验和应用的考查也将是命题的重点。例如，可能会考查学生对电磁铁、电动机、发电机等

设备的理解和应用能力。这些题目可能会以实验题或应用题的形式出现，考查学生的实验操作能力和解决

问题的能力。

随着科技的发展，新的电磁学现象和应用也可能会成为命题的热点。例如，近年来兴起的无线充电技

术、电磁悬浮技术等，都可能会成为中考的考点。这些题目可能会以信息给予题或创新题的形式出现，考

查学生的创新能力和综合素质。

压轴题可能会考查学生对电磁学知识的综合运用能力。这类题目可能会涉及多个知识点，需要学生进

行综合分析和解答。这类题目旨在考查学生的逻辑思维能力和解题技巧，需要学生具备较高的物理素养和

解题能力。

2024年中考物理“电磁学（压轴题）”的命题趋势可能会更加注重基础知识的考查，同时加强对实验

和应用能力的考查，以及关注新的科技发展和电磁学现象。因此，建议考生在平时的学习中要注重基础知

识的掌握，加强实验操作和解决问题的能力，同时也要关注科技发展的新动态，提高自己的综合素质。

重难通关练

（限时：20分钟）

一、单选题

1.小明设计了一个电梯自动报警模拟装置，如图-1所示。在控制电路中，电源电压为12V,必为滑动变阻

器，治为压敏电阻，心的阻值大小随压力厂的变化关系如图-2。所示。闭合开关Si和S2,当压敏电阻受到

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的压力达到4000N时，电磁铁线圈中的电流为0.1A,此时衔铁被吸下，动触点K与触点A断开，同时与触

点B接触，电动机停止工作，报警铃声开始响起。电磁铁线圈的电阻忽略不计。下列说法正确的是（）

8o

4O

图T图-2

A.Si闭合时，电磁铁的上端为N极

B.当电梯自动报警铃声未响起时，控制电路的总功率大于18W

C.当电梯自动报警铃声开始响起时，处的功率为0.4W

D.若控制电路电源电压降低，要保证电梯最大载重不变，应将&的滑片P向左移

【答案】D

【解析】A.由图1知，闭合开关Si，电流由电磁铁的下端流入，上端流出，据安培定则知，电磁铁的上端

为S极，下端为N极，故A错误；

BC.衔铁被吸下时，动触点K与触点B接触，报警铃声响起，此时电磁铁线圈中的电流为0.1A,由图1

知，控制电路中，两个电阻及电磁铁串联，控制电路的总功率

P=L7=12Vx0.1A=1.2W

此时压敏电阻所受压力为4000N,它接入电路的阻值由图2知，为40。，控制电路的总阻值

1=*"。

它的阻值

尺/=尺-&=120。-40。=80。

以功率

4=尸&=(o.lA)2x80Q=0.8W

警报铃未响起，即衔铁未被吸下，则控制电路中的电流小于0.1A,控制电路的总功率小于1.2W,故BC错

误;

D.控制电路的电源电压降低，要保证电梯最大载重不变，即压敏电阻接入电路的最小阻值不变，控制电路

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的电流不变仍为0.1A时，衔铁被吸下，则变阻器接入电路的阻值变小，滑片向左移动，故D正确。

故选D。

二、多选题

2.如图所示是某科技展馆设计的调光天窗工作原理图，以为定值电阻，R为光敏电阻。当外界光照较强时,

能启动电动卷帘适时调整进光量；当外界光照较弱时，能自动启动节能灯L给予补光。下列有关说法正确

号电动卷帘

。电源O

A.电动卷帘装置与节能灯L是串联的

B.开关S闭合时，电磁铁的上端是S极

C.光敏电阻R的阻值随光照强度的增大而增大

D.要在环境光线更弱时才启动节能灯L,则应换阻值较小的小

【答案】BD

【解析】A.由图可知电动卷帘装置与节能灯L不在同一条电流路径，它们不是串联的，故A错误；

B.由图可知开关S闭合时，电流从电磁铁外部向左，由安培定则可知：其下端是N极，则上端是S极，

故B正确；

C.当外界光照较强时，能启动电动卷帘适时调整进光量，说明此时控制电路中电流较大，即电路中电阻较

小，说明光敏电阻火的阻值随光照强度的增大而减小，故c错误；

D.环境光线减弱时，启动节能灯L,说明此时电磁铁的磁性弱，即控制电路中电流小，要在更弱光线下才

启动节能灯，此时电磁铁中电流应稍大一点，所以应换阻值较小的与，故D正确。

故选BDo

3.如图所示的电路中，磁敏电阻灭的阻值随磁场的增强而明显减小，将螺线管一端靠近磁敏电阻R,闭合

开关Si、S2,下列说法不正确的是（）

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A.螺线管左端为S极，右端为N极

B.当必的滑片向右端滑动时，电流表示数减小

C.当它的滑片向左端滑动时，电压表示数增大

D.在螺线管中插入铁芯，电流表示数减小

【答案】ACD

【解析】A.电流从螺线管右端流入，左端流出，由安培定则得，螺线管左端为N极，右端为S极，故A

错误，符合题意；

B.变阻器与螺线管串联，当"的滑片向右端滑动时，变阻器接入电路中电阻变大，电路中电阻变大，螺

线管所在电路中电流变小，螺线管的磁性减弱，此时磁敏电阻R阻值变大；磁敏电阻R所在电路中：磁敏

电阻R与定值电阻以串联，电流表测量电路中电流，电压表测量磁敏电阻R电压，此时电路中电阻变大,

电流表示数减小，故B正确，不符合题意；

C.当必的滑片向左端滑动时，变阻器接入电路中电阻变小，螺线管电路中电阻变小，螺线管所在电路中

电流变大，螺线管的磁性增强，此时磁敏电阻R阻值变小；磁敏电阻R所在电路中电阻变小，电路中电流

增大，由欧姆定律得，定值电阻刷电压变大，由串联电路电压特点得，磁敏电阻7?电压变小，即电压表示

数减小，故C错误，符合题意；

D.在螺线管中插入铁芯，螺线管磁性增强，磁敏电阻尺阻值减小，磁敏电阻R所在电路电阻减小，由欧

姆定律得，电路中电流增大，即电流表示数增大，故D错误，符合题意。

故选ACDo

三、实验题

4.（一）某实验小组探究“通电螺线管外部磁场的特点”。

（1）将螺线管安装在一块有机玻璃板上，连入电路中。在板面上均匀地洒满铁屑，闭合开关并轻敲玻璃板

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面，观察到铁屑分布情况如图甲所示。铁屑的分布情况与磁体周围铁屑的分布情况相似，铁屑的作用

是显示;

（2）把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示，对调电源正负极,

闭合开关，小磁针静止时N极所指方向如图丙所示，说明通电螺线管的极性与的方向有关；

（二）另一小组成员还进行了如下探究：

S

（3）如图丁所示，将小铁钉靠近磁铁N极，小铁钉被吸引获得性。此时，小铁钉相当于一个,

钉尖是极。如图戊所示，给磁铁加热一段时间后，小铁钉会掉落，表明磁铁的磁性可能与有关。

【答案】条形磁铁显示磁场分布情况电流磁磁体S温度

【解析】（1）[1]由图可知，螺线管通电后外部铁屑的分布情况与条形磁体周围铁屑的分布情况相似。

⑵铁屑在磁场容易被磁化，故可以用铁屑来显示通电螺线管周围的磁场分布。

（2）[3]将电源正、负极对调，小发现小磁针的指向也改变了，说明通电螺线管极性与电流方向有关。

（3）[4][5][6]如图丁所示，将小铁钉靠近磁铁N极，小铁钉被吸引获得磁性。此时，小铁钉相当于一个磁

体，根据异名磁极相互吸引，小铁钉的顶尖是S极。

⑺如图戊所示，给磁铁加热一段时间后，小铁钉会掉落，说明温度升高，磁铁的磁性减弱了，这表明磁铁

的磁性可能与温度有关。

四、综合题

5.小明想利用物理课所学知识制作一个像如图1所示的温奶器，温奶器由一个控制电路和一个工作电路组

成，当温度达到45。（2时，衔铁被弹开停止加热。

杉/c

5014

I~~i~।-------------1——»"℃

0102045

（1）已知热敏电阻Rx随温度的变化如图2所示，控制电路的电压为4.5V。此时控制电路的最大电流是

A（电磁铁线圈电阻不计）；

（2）工作电路电压是220V,加热电阻凡阻值为484。。则温奶器的加热功率是多少？

（3）在使用过程中根据实际情况，需要在原电路基础上再添加一个50W的保温功能。请设计电路图，画

在图4的虚线框内,并计算出所加电阻R的阻值;

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(4)要使200mL奶的温度由20。(2加热至40。。至少需要多长时间。/行ISg/cn?,c嬷

=2.5xl03J/(kg'℃)]

【答案】0.45100W见解析484Q102s

【解析】解：(1)已知控制电路的电压为4.5V,根据图像2可知温度达到45P时停止加热，此时电阻为

10。，根据欧姆定律可知，控制电路的最大电流

(2)工作电路电压是220V,加热电阻扁阻值为484Q,温奶器的加热功率

(3)由于保温时功率变小，则必须串联一个电阻减小加热电阻的电流，由公式尸=二可知保温时电路的

总电阻为

因串联电路中的总电阻等于各分电阻之和，则添加电阻R的大小为

R=R息-&=968Q-484Q=484Q

串联的电阻必须接在上方的触点上，电路图如下图所示

■o220V>

(4)200mL牛奶的质量

加奶=夕奶/=1.02g/cm3x200cm3=204g=0.204kg

温度由20。(2加热至40。(2所吸收的热量

。吸=。奶加奶加=2.5xl03J/(kg-℃)x0.204kgx(40℃-20℃)=1.02x104J

w

消耗的电能等于牛奶吸收的热量，由公式尸=一变形可得，加热时间至少为

t

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答：(1)此时控制电路的最大电流是0.45A；

(2)温奶器的加热功率是100W；

(3)电路图见解答，所加电阻7?的阻值484。；

(4)要使200mL奶的温度由2(FC加热至40℃,至少需要102s时间。

6.某科技小组设计的电热水器具有加热和保温功能，其工作原理如图1所示。R为热敏电阻，其阻值R随

温度变化的规律图像如图2所示，电源电压3为6V,保护电阻&的阻值为300。，热敏电阻R和工作电路

中的三只加热电阻丝尺八&、尺3均置于储水箱中，处=44。，S=220V,加热和保温时的功率分别为2200W

和110W。

(1)电磁铁上端为极；

(2)当电磁铁线圈中的电流£8mA时，继电器上方触点c接触，保温电路接通，热水器刚开始保温时水的

温度是多大?(电磁铁线圈电阻不计)

(3)电阻丝舄的阻值是多大?

(4)不计热量损失，该热水器在加热状态下将44kg、25。(2的水加热到50。(3需要多少时间?

[c.=4.2xlO3J/(kg-℃)]

电

R/C

弹簧

一400

300

200

100

控制电路工作电路1020304050607080t!QC

图1图2

【答案】S70℃396。2100s

【解析】由图1知，电流从电磁铁的下方流入，上方流出，根据安培定则可知电磁铁下端为N极,

上端为S极。

(2)[2]当电磁铁线圈中的电流£8mA时，继电器上方触点。接触，保温电路接通，则电磁铁线圈中的电

流为8mA时，热水器刚开始加热，根据/=二可得，控制电路的总电阻

R

2+直＞=75。。

热敏电阻的阻值为

R=R^-7?o=75OQ-3OOQ=45OQ

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由图2可知，此时水温为70。(2。

(3)[3]由题意和电路图知：衔铁被吸下时，心、心并联，电热水器处于加热状态，则有

(2W+(2W=2200W

解得：7?2=44Q；根据题意可知，电磁继电器上方触点和触点c接通时，电热水器处于保温状态，则由电路

图知，此时巳、岛串联，根据尸=岂可得保温时工作电路的总电阻为

根据电阻的串联特点可得

,

/?J=^-7?2=440Q-44Q=396Q

(4)[4]水吸收的热量

。吸=c机Q-%)=4.2xIO,J/(kg.℃)x44kgx(50℃-25℃)=4.62x106J

不计热量损失，则加热电路消耗的能量

沙=。吸=4.62Xi。'j

则加热时间

7.电梯为居民带来了很大的便利，小明查阅资料后了解到出于安全考虑，电梯都设置了超载自动报警系统,

其工作原理如图甲所示，电路由工作电路和控制电路组成，在工作电路中，当电梯没有超载时，触点K与

触点/接触，闭合开关S,电动机正常工作，在控制电路中，已知电源电压。=6V,保护电阻K=1OOC,

压敏电阻&的值随压力厂大小变化的图像如图乙所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值均忽略不计。请

回答下列问题。(g取10N/kg)

(1)在控制电路中，当压敏电阻均受到的压力厂增大时，电磁铁的磁性(选填“增强”“减弱”或“不

变”)。当电梯超载时，闭合开关S,电动机(选填“工作”或“不工作”)；

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（2）若有10人乘坐电梯，每人的平均体重为60kg,求在电梯匀速上升过程中压敏电阻两端电压为多少？

）控制电路的电功率为多少？（）

（3）若电磁铁线圈中的电流达到20mA时，衔铁刚好被吸住，电铃发出警报声，提示电梯超载，则当该电

梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时，试通过计算说明电梯是否超载？（）

甲乙

【答案】增强不工作5V0.06W见解析

【解析】（1）由图乙可知，在控制电路中，当压敏电阻心受到的压力增大时，其阻值减小，由图甲

可知，电路中总电阻减小，电源电压不变，电路中电流变大，电磁铁磁性增强；当电梯超载时，闭合开关

S,压敏电阻受到的压力大，电磁铁的磁性强，将衔铁吸下，K与/分开，与2接触，电动机不工作，电铃

响。

（2）[3][4]若有10人乘坐电梯，每人的平均体重为60kg,匀速上升，电梯底架自重忽略不计，电梯受到的

压力等于乘客的总重力，即

F=G=10mg=10x60kgxl0N/kg=6000N

由图乙可知，此时压敏电阻阻值

R2=500Q

因控制电路为串联电路，电磁铁线圈的阻值忽略不计，所以电路中的电流为

6V

=0.01A

Rt+R2100Q+500Q

压敏电阻两端的电压

[/2=/^2=0.01Ax500Q=5V

控制电路的电功率

P=W=6VX0.01A=0.06W

（3）[5]电梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时，电梯受到的压力等于乘客的总重力，即

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F=G'=m'g=1000kgxl0N/kg=10000N

由图乙可知，此时压敏电阻的阻值

R'2=100。

控制电路中的电流

.U6V

I=--------r=-----------------------=U.U3A=JUmA

RX+R2100Q+100Q

因为

30mA>20mA

所以衔铁被吸下，电铃发出警报声，此时电梯超载。

8.阅读短文，回答问题。

无链条电动自行车，被称为“没有链条的混合动力电动自行车”。它相比传统自行车具有很多优点如：省力、

耐用、安静、灵便、结构简单等，因此，无链条电动自行车是城市中一种理想的交通工具。

如图甲所示为一种在售的无链条电动自行车。它结合了电池动力和人体动力，此车既可以通过给锂电池充

电获得能量；也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量。骑行者踩脚踏板的动能，可转化为电能，存储在自行

车框架中的锂电池内，之后通过电动机驱动后轮转化成动能，以此驱动自行车前进，使骑行者骑得更省力,

同时也能减少对环境的污染，为保持电池的使用寿命，行驶过程中电池的放电量不能超过总量的80%。

为了保证电动车的续航能力，该车采用了能量密度（能量密度为存储能量与电池质量的比值）为0.16kW-h/kg

的锂电池供电。

整车质量40kg

整车最大车速24km/h

最大噪声<30dB

电压48V

锂电池

质量3kg

电动机额定功率180W

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控制电路受控电路

图甲图丙图丁

驶时极为安静，是在（选填“声源处”或“传播途中”）减弱噪声，与汽车相比，除减弱噪声外，电动自

行车还有等优点;

（2）直流电动机是电动自行车的核心部件,图乙实验图中与其工作原理一致的是

（3）给锂电池充电时，锂电池属于电路中的（选填“电源”或“用电器”），电动车所用锂电池最多所

储存的电能为kW-h；

（4）骑行时，仅靠锂电池驱动，在平直路面上，以最大车速可匀速行驶1.5h,此时自行车所受的阻力为

32N,则自行车的效率为%,骑行时，如同时利用踩脚踏板混合动力提供能量，可使车连续匀速行驶

2h,则混合动力驱动时人所提供的能量与仅以电力驱动时锂电池提供的能量之比为；

（5）如图丙所示为充电器过热保护的模拟控制装置，电源电压恒定，处为定值电阻，L为阻值不计的线圈，

%是热敏电阻，其电流与电压的关系如图丁所示。闭合开关S、Si时，电路中的电流为40mA；闭合开关

S、断开Si，治的功率为0Q8W,则控制电路的电源电压为V,R,=Q»

【答案】声源处污染小C用电器0.4883.31：38200

【解析】（1）[1]⑵电动自行车行驶时本身发出的声音极为安静，故是在声源处减弱噪声的；与汽车相比,

除减弱噪声外，电动自行车还有污染小的特点。

（2）[3]电动机是利用通电导体在磁场里受力转动的原理制成的；

A.图中是探究通电螺线管的磁场，是电流的磁效应，与电动机的原理不同，故A不符合题意；

B.图中是奥斯特实验，证明了电流周围可以产生磁场，与电动机的原理不同，故B不符合题意。

C.图中有电源，通电导体在磁场中受力会发生运动，是电动机的原理，故C符合题意；

D.图中闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中产生感应电流，是电磁感应现象，与电

动机的原理不同，故D不符合题意;

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故选C;

(3)[4]在电池充电的过程中，消耗电能，产生化学能，故是将电能转化成了化学能，即此时充电的电池相

当于用电器。

[5]根据能量密度的概念可知，电动车所用锂电池最多所储存的电能

=0.16kW-h/kgx3kg=0.48kW-h=l.728xl06J

(4)[6]根据v=7可知，自行车以最大车速匀速行驶的路程为

s{=vt=24km/hxl.5h=36km

自行车匀速行驶时，牵引力与受到的阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知，自行车的牵引力

产=/=32N

自行车所做的功为

36

%=私=fSy=32Nx36xl0m=1.152xl0J

为保持电池的使用寿命，行驶过程中电池的放电量不能超过总量的80%,所以锂电池提供的电能

^'=80%Jr=80%xl.728xl06J=1.3824xl06J

则电动机的效率

7=—xlOO%=1-152xl06Jxioo%-83.3%

W,1.3824X106J

⑺利用踩脚踏板混合动力行驶的路程为

s2=vt'=24km/hx2h=48km

混合动力驱动时提供的能量

36

W2=FS2=fs2=322Vx48xl0m=1.536xl0J

“混合动力驱动”时人所提供的能量

%3=%—5=1.536X1()6J-LI52X106J=3.84X105J

“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比

5

W33.84xlOJ1

^-1.152X106J-3

(5)[8][9]由图丙可知，闭合S、S1时，电路中只有R连入，电路中的电流

I=40mA=0.04A

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根据/=与可得，电源电压

。=/圈=0.04AxR1①

闭合S、断开目时，鸟与此串联连入，由于此的功率为0.08W,由图像可知，此两端的电压S=4V,通

过心的电流

I2=20mA=0.02A

根据/=二和电阻的串联特点得，电源电压

R

U=I2RX+U2=0.02AX+4V②

联立①②可解得：%为定值电阻

&=200Q

控制电路的电源电压

U=8V

五、计算题

9.科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温箱温控电路，它包括控制电路和受控电路两部分，用于获得高

于室温、且温度在一定范围内变化的“恒温”。其中控制电路电源电压U=36V,R为可变电阻，旦为热敏电

阻（置于恒温箱内），热敏电阻阻值随温度变化的关系如图乙所示，继电器线圈电阻a=50。，已知当控制

电路的电流达到0.04A时，继电器的衔铁被吸合；当控制电路的电流减小到0.036A时，衔铁会被释放。加

热器的规格是“220V1000W"，恒温箱内部空间大小是2m3,空气的密度〃#1.30kg/m3,空气的比热容c空

=lxlO3J/（kg«℃）-

（1）若要使恒温箱内可获得上限为io（rc的“恒温”，可变电阻R应调节为多大？

（2）加热器产生的热量有80%转化为恒温箱内空气的内能，若使恒温箱内空气温度从25。（2升高到65℃,

加热器需正常工作多长时间？

1000

800

600

400

200

050100150200250t/℃

乙

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【答案】（1）450Q；（2）130s

【解析】（1）由图甲知，控制电路中热敏电阻、可变电阻与线圈串联；由图乙知。=100。。7?f/=400Q,此

时通过线圈电流，=0.04A,根据欧姆定律可得，控制电路的总电阻

可变电阻尺的阻值

R=R总-Rtl-Ro=900Q-400Q-50Q=450Q

（2）由。=:得空气质量

m=pV=1.30kg/m3x2m3=2.6kg

空气吸收的热量

35

Q=c空机(LZo)=1x10J/(kg-℃)x2.6kgx(65℃-25℃)=1.04xl0J

加热器消耗的电能

由W=Pt得,加热时间

答：（1）若要使恒温箱内可获得上限为100。（3的“恒温”，可变电阻尺应调节为4500；

（2）加热器产生的热量有80%转化为恒温箱内空气的内能，若使恒温箱内空气温度从25。（2升高到65℃,

加热器需正常工作I30so

10.为实现自动控制，小明同学利用电磁继电器（电磁铁线圈电阻不计）制作了具有延时加热、保温、消

毒等功能的恒温调奶器，其电路图如图甲所示。控制电路中，电压S=3V,定值电阻凡=50。，热敏电阻R

阻值随温度变化的图像如图乙所示；工作电路中，电压⑰=220V,7?y=836Q,%=44。。已知恒温调奶器容

量为2kg,水温达到80。（2时衔铁会跳起。［水的比热容为4.2xl03j/（kg.oc）］

（1）求衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流；

（2）求工作电路在保温状态下的电功率；

（3）当调奶器加满温度为25。（2的水，加热元件工作500s后衔铁跳起，求此过程中水吸收的热量及恒温调

奶器的加热效率。

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WQ

620406080100120^/℃

甲乙

【答案】(1)0.02A；(2)55W；(3)4.62x105J,84%

【解析】解：（1）由图可知当温度为80。（2时，热敏电阻的阻值为100。，串联电路总电阻等于各分电阻之

和，所以控制电路的总电阻为

R^=7?+7?0=100Q+50Q=l50Q

衔铁刚弹起时，通过电磁铁线圈的电流

IU=3V

=0.02A

理150Q

（2）当衔铁被吸下时，动触点与静触点6接触，工作电路为%的简单电路，此时工作电路的电阻最小，由

尸=一可知，此时工作电路的电功率最大，处于加热状态；当衔铁跳起时，动触点与静触点a接触，&

R

和七串联接入工作电路时，此时工作电路的总阻值最大，由尸=兰可知，此时工作电路的电功率最小,

R

处于保温状态；保温功率为

(220V)2

=55W

。保836Q+44Q

（3）水吸收的热量为

g=c^mA/=4.2xl03J/(kg-℃)x2kgx(80℃-25℃)=4.62xl05J

恒温调奶器加热状态下的电功率

二4二（220V）2

1100W

加一旦一44Q

500s内消耗的电能

此pqioowx500s=5.5xl05j

恒温调奶器的加热效率

高考材料

7=—xl00%=462x1盟*100%=84%

W5.5xlO5J

答：（1）衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流为0.02A；

（2）工作电路在保温状态下的电功率为55W；

（3）此过程中水吸收的热量为4.62xl05j,恒温调奶器的加热效率为84%。

11.如图所示是某温控装置的简化电路图，工作电路由电压为220V的电源和阻值R=88。的电热丝组成；

控制电路由电源、电磁铁（线圈电阻&=20。）、开关、滑动变阻器4（取值范围为0〜80。）和热敏电阻

以组成，处阻值随温度变化的关系如下表所示。当控制电路电流250mA时，衔铁被吸合而切断工作电路;

当控制电路电流/<40mA时，衔铁被释放而接通工作电路。

温度/OC90806660504640363534

4/Q102040507080100120130150

（1）工作电路正常工作时，电热丝在Imin内产生的热量是多少？

（2）当温度为60。（2,滑动变阻器心接入电路的阻值为50。时，衔铁恰好被吸合，则控制电路的电源电压

是多少？

（3）若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是多少？

【解析】解：（1）由题知，工作电路由电压为220V的电源和阻值R=88。的电热丝组成，则尺在Imin内

产生的热量为

U2(220VV.

Q=W=—-------Lx60s=3.3x104

R88Q

（2）当温度为6（TC时，由表格数据可知，热敏电阻火尸50。，且此时滑动变阻器接入电路的阻值必=50。,

线圈电阻即=200,则控制电路的总电阻为

R总=&/+&+&0=50。+50。+20。=120Q

高考材料

此时衔铁恰好被吸合，则控制电路的电流为

Z=50mA=0.05A

则控制电路的电压为

U=IR怎=0.05Ax120。=6V

（3）当控制电路电流7=50mA时，控制电路的总电阻最大为

衔铁被吸合切断工作电路，当滑动变阻器巳的最大阻值为80。时，热敏电阻刷的阻值最小（此时温度最

高），则与最小值为

Ri,j=R最大-R.2-7?0=12OQ-80Q-20Q=20Q

由表中数据知可控制的最高温度为80（。当控制电路电流为40mA时，衔铁被释放接通工作电路，控制电

路的总电阻最小为

当滑动变阻器巳的最小阻值为0时，热敏电阻幻的阻值最大（此时温度最低），则舄最大值为

Ri^=R最小-7?o=15OQ-20Q=130Q

由表中数据知可控制的最低温度为35。（3。所以此装置可控制的温度最大范围是：35℃~80℃o

答：（1）工作电路正常工作时，电热丝在Imin内产生的热量是3.3xl04j；

（2）当温度为60。。滑动变阻器心接入电路的阻值为50。时，衔铁恰好被吸合，则控制电路的电源电压

是6V；

（3）若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是35。（3〜80。以

六、科普阅读题

12.阅读材料，回答问题。

电磁继电器与扫地机器人

某智能扫地机器人（如图甲）可通过灰尘传感器自动寻找灰尘清扫，通过电动机旋转、产生高速气流将灰

尘等吸入集尘盒。机器人其部分工作参数：

XX智能扫地机器人

正常充电电压12V额定功率40W

充电时的电流2.5A工作噪声<50dB

高考材料

正常充电电压下充满电所需时间lh

其内部有一光敏电阻（，其阻值随光照强度变化&—£图象如图乙（£表示光照强度，光照强度越强£值

越大，其单位为立，读作坎德拉）。机器人接通电源工作时，当清扫到一定程度，地面灰尘减少，使照射

到光敏电阻上的光照强度增强，光敏电阻品减小,电磁铁吸引衔铁，指示灯亮。图丙为其不完善的工作电

路原理图。

甲乙

（1）由乙图像可知，光敏电阻的阻值（与光照强度£之间的关系是；

（2）在机器人电路原理图中，光敏电阻应连在_______处（选填/或3）,当地面灰尘多时，使照射到光

敏电阻上的光照强度减小，光敏电阻&增大，通过电磁铁的电流,电磁铁释放衔铁，电动机工作;

（3）充满电后电池储存的电能为J,在电池内部剩余30%的电能时，小东立刻给机器人充电，同

时机器人还继续正常工作，机器人最多能持续正常工作小时。

【答案】这个光敏电阻的阻值与光照强度成反比（增大而减小）A减小1.08x105

0.9

【解析】（1）［1］由图乙知道，光敏电阻的阻值品随着光照强度K增大而减小，但光敏电阻的阻值品与光

照强度E的乘积是定值，即说明光敏电阻的阻值与与光照强度£成反比。

（2）⑵根据题意知道“地面灰尘减少，使照射到光敏电阻上的光照强度增强，光敏电阻Rp减小，电磁铁吸

引衔铁，指示灯亮。”说明光敏电阻Ap减小，电路电流增大，衔铁下移，指示灯亮，所以，光敏电阻应连

在/处，控制电磁铁中电流的大小。

［3］当地面灰尘多时，使照射到光敏电阻上的光照强度减小，光敏电阻&增大，通过电磁铁的电流减小，电

磁铁释放衔铁，衔铁上移，电动机工作。

（3）［4］扫地机器人充满电后电池储存的电能

次=5=12Vx2.5Ax1h=l2Vx2.5Ax3600s=1.08xlO5J

［5］设机器人最多能持续正常工作的时间是3则由少=R知道，

Pt=UIt+3Q0/0W

高考材料

故电池总容量能够持续供应该机器人正常工作的时间

f

w—迎”一=30%—的=迎=3240S=0.9h

P-UI40W-12Vx2.5A40W-10W10W

培优争分练

（限时25分钟）

一、单选题

1.小刚设计了一个如图所示的实验，A、B两线圈通过导线连接构成闭合回路，并将导线通过绝缘线悬挂

起来，使磁体甲穿入线圈A中，手拿磁体乙靠近或远离线圈B时，线圈A会随之摆动。对于这一实验过程,

下列说法正确的是（）

A.线圈A相当于用电器，线圈B相当于电源

B.利用A线圈的摆动原理可以制成发电机

C.磁体乙靠近线圈B时，磁体乙上的电能转移到线圈B中

D.磁体乙靠近与远离线圈B时，线圈A的起始摆动方向相同

【答案】A

【解析】A.将磁体乙靠近线圈B,是通过电磁感应产生电流，线圈B相当于电源；感应电流通过线圈A,

由于磁体与电流的相互作用，线圈A摆，此时A相当于电动机，故A正确；

B.线圈A摆动，是因为磁体对电流产生了力的作用，这是电动机的工作原理，故B错误；

C.此过程中，是机械能转化为电能，不是电能的转移，故C错误：

D.乙靠近或者远离B时，产生的感应电流方向是不同的；A中的电流方向不同，磁体对A的作用力方向

也不同，故A摆动方向是变化的，故D错误。

故选Ao

2.下列关于磁场、磁感线的叙述，其中正确的是（）

A.在磁体周围放入小磁针，磁体产生磁场，取走小磁针，磁体周围的磁场就消失了

高考材料

B.某一点的磁场方向就是放在该点的小磁针北极受力方向

C.磁感线是有方向的，在磁体周围的磁感线都是从磁体的南极出来，回到北极

D.磁体周围的磁感线是一系列真实存在的闭合曲线

【答案】B

【解析】A.磁体周围存在一种物体，就是磁场，磁场虽然是看不见、摸不着的，但它会对放入它中的磁体

产生力的作用。取走小磁针，我们不能直观地观察到磁场的存在，但放入其它的磁体，磁场依然能对其他

的磁体产生力的作用。磁铁周围的磁场是永远存在的。故A错误；

B.我们对磁场的方向是这样定义的：磁场对放在该点的小磁针N极的作用力的方向就是该点的磁场方向。

小磁针在磁场中静止时，北极的指向与北极的受力方向一致，就是该点的磁场方向，故B正确；

C.磁感线是有方向的，在磁体的外部磁感线都是从磁体的北极出来，回到南极，内部磁感线是从磁体的南

极出来，回到北极，故C错误；

D.由于磁场是看不见、摸不着的，为了形象地描述磁场，而引入了磁感线的概念，它不是真实存在的，

故D错误。

故选B。

3.如图，两根绝缘细线吊着一根铜棒，空间存在垂直纸面的匀强磁场，棒中通有向右的电流时两线上拉力

大小均为用，若棒中电流大小不变方向相反，两线上的拉力大小均为巳，且则铜棒所受磁场力大

小为（）

A.FJ+F2B.F2-F]C.2F]+2F2D.2FrF2

【答案】B

【分析】对铜棒的受力变化情况可以得到磁场力的方向，然后使用左手定则反推磁场方向，再根据平衡列

出平衡方程解出重力和安培力的大小。

【解析】由题意知，导体棒受到的磁场力方向在竖直方向，因为电流反向时，磁场力同样反向，又因为反

向时，细线的拉力增大，由此可知电流自左向右时，导体棒受磁场力方向向上，根据左手定则可知，磁场

方向垂直纸面向里。设铜棒的重力为G,所受磁场力的大小为R则由平衡条件得，铜棒中的电流向右时有

2Fi=G-F

此为①式；

当电流反向时，磁场力变为竖直向下，此时同样根据导体棒平衡有

高考材料

2F2=G+F

此为②式；

由①和②可得

G=FI+F2,F=F2-F1

故ACD不符合题意，B符合题意。

故选B。

4.铜质金属框在光滑水平面上以一定速度向右滑动，其右侧有一足够大的均匀磁场区域（磁感线方向垂直

于纸面），如图所示。关于金属框从刚进入磁场到完全离开磁场的过程中，若不计空气阻力，下列说法正

确的是（）

A.由于水平面光滑金属框能保持匀速直线运动状态

B.金属框由于被磁化而受到磁场对它水平向左的力

C.金属框一直在做切割磁感线运动而产生感应电流

D.金属框的运动体现力是改变物体运动状态的原因

【答案】D

【解析】如图甲，磁感线垂直纸面向外，当金属框刚进入磁场时，符合闭合电路一部分导体在磁场中做切

割磁感线运动，所以导体中产生感应电流，根据右手定则可以判断感应电流方向为。6,此时金属框有电流,

根据左手定则，金属框受到向左的磁力作用，所以金属框进行向右减速运动；当金属框全部进入磁场中，

整个金属框在磁场中做切割磁感线运动，金属框中没有感应电流，由于水平面是光滑的，所以金属框由于

惯性继续向右做匀速直线运动；当金属框滑出磁场时，同理受到向左的磁力，金属框向右进行减速运动。

如图乙，磁感线垂直纸面向里，当金属框进入磁场时，符合闭合电路一部分导体在磁场中做切割磁感线运

动，所以导体中产生感应电流，根据右手定则可以判断感应电流方向为反，此时金属框有电流，根据左手

定则，金属框受到向左的磁力作用，所以金属框进行向右减速运动；当金属框全部进入磁场中，整个金属

框在磁场中做切割磁感线运动，金属框中没有感应电流，由于水平面是光滑的，所以金属框由于惯性继续

向右做匀速直线运动；当金属框滑出磁场时，同理受到向左的磁力，金属框向右进行减速运动。

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