第一章《电与磁》综合训练（原卷版）

第一章《电与磁》综合训练一．选择题（共15小题）1．（2023春•温州期中）新能源汽车比起传统燃油汽车，更加环保更加节能，路费成本也更低，因此我国大力推行新能源汽车，新能源汽车的动力装置是电动机。下列实验能演示电动机工作原理的是（）A． B． C． D．2．（2023春•温州期中）下列关于家庭电路元件的说法正确的是（）A．进户线：零线和火线之间的电压高达220V，属于高压电源 B．用电器开关：开关应接在零线和用电器之间 C．三脚插头：插头内有一根导线与用电器的金属外壳相连 D．测电笔：在使用过程中不能接触笔尾金属体，否则有触电危险3．（2023春•温州期中）磁感线可以形象地描述磁体周围磁场的分布，下列四种情况的磁感线，其中错误的是（）A． B． C． D．4．（2023春•龙港市期中）为了提高能量利用率，纯电动汽车在行驶过程中采用能量回收刹车系统为汽车充电（其简化原理如图所示），刹车时充电开关接通，车轮带动线圈转动，产生电流，给电池充电。同时通电的线圈受到磁场产生的阻力，从而减缓车轮转动。请回答：选项中图4幅实验所揭示的原理与车轮带动线圈转动，产生电流的原理相同的是（）A． B． C． D．5．（2023春•龙港市期中）如图是常用的家庭电路图的部分示意图，下列说法正确的是（）A．在家庭电路中，进户线a为火线，b为零线 B．如需增加控制插座通断的开关，应加在d处 C．在导线a和b之间接灯泡L2，则灯L1与灯泡L2串联 D．灯泡断路会使测电笔测量三孔插座左右两孔均发光6．（2023春•龙港市期中）如图是断路器的原理图，以下对其工作原理说明错误的是（）A．断路器利用两种金属受热膨胀程度不同使得电路断开 B．断路器的作用是当电路电流过大时会自动使电路断开 C．左侧金属片的热胀程度比右侧金属片的热胀程度大些 D．该断路器断开后随着金属片温度降低电路会自动接通7．（2023•温岭市模拟）科学探究是一个不断发现问题、解决问题的过程。下列对电与磁的相关科学史料的解读错误的是（）A．科学知识是固定不变 B．科学发展的背后隐含着人类认识的发展 C．电与磁统一性的证实，揭示了电磁现象的本质 D．问题是在具体的情境中根据人们研究的需要提出的8．（2023春•玉环市期末）如图所示是小玉家户内配电系统的方框图（部分）。结合方框图的情景，下列分析正确的是（）A．电灯与断路器③位置不能互换，互换会使电灯无法发光 B．电冰箱的插头插入三孔插座时，能使电冰箱的金属外壳接地 C．断路器①跳闸时，电路中一定发生了短路 D．漏电保护器切断电流时，空调和电灯不能工作9．（2023春•镇海区期末）如图是一种“电子秤”的结构简图，其中的电磁铁和永磁体之间相互排斥，对秤盘产生向上的力。当秤盘上放置质量不同的物体时，可通过调节滑动变阻器改变电流，从而改变斥力大小，使指针始终指在“a位置”。该电子秤所称量物体质量m跟电路中电流I的关系为m＝kI（k为500克/安）。据此原理，可将电流表改装成“质量显示仪”达到称量质量的目的。电源电压为9伏，线圈电阻为10欧，线圈允许通过的最大电流为0.8安，滑动变阻器规格为“50Ω2A”，电流表量程为0～0.6安。假设弹簧等元件均能正常工作。下列说法中错误的是（）A．永磁体下端为S极 B．该电子秤的称量范围为75g～400g C．要增大斥力，应将变阻器滑片P向下移动 D．要增大电子秤称量范围，可以通过增大电路中电流的取值范围来实现10．（2023春•上城区校级期中）用一枚螺丝钉、一节电池、一根导线和一块组扣状磁铁，就能做成一个最简单的电动机。如图所示，螺丝钉的尾端吸着磁铁，尖端吸在电池的正极上，然后将导线的一端接到电池负极，另一端搭在磁铁边缘，螺丝钉就开始旋转，下列叙述错误的是（）A．工作时将机械能转化为电能 B．若仅改变电源正负极方向，螺丝钉会反向转动 C．若仅将组扣磁铁上下翻转（改变磁极方向），螺丝钉会反向转动 D．若将电池替换成电压更大的电池，螺丝钉转动速度加快11．（2023春•鹿城区期中）小联同学利用电磁继电器、热敏电阻R1等器件设计了一个恒温箱控制电路，如图甲所示。恒温箱的温度自动控制为，则下列热敏电阻阻值大小随温度变化规律符合要求的是（）A． B． C． D．12．（2023春•苍南县期中）电与磁现象是人类探索自然的一个重要方面，人类对电与磁的认识也促进了科技的进步，在生活中也有很多应用。城市下水道井盖丢失会导致行人坠入下水道。为此项目小组设计了一种警示电路：在井口安装一环形灯L，井盖相当于开关S；正常情况下（S闭合），灯L不亮：一旦井盖丢失（S断开），灯L即亮起，以警示行人。则图中电路符合要求的是（）A． B． C． D．13．（2023春•鹿城区校级期中）校项目小组制作了一款节能夜跑灯，在跑步过程中，小灯泡发光，帮助夜跑者照明。夜跑灯的具体制作过程如下：将线圈缠绕在塑料永磁体小灯泡管外壳并与小灯泡构成闭合电路，磁体在水管中能自由往返运动。下列实验原理与节能夜跑灯的工作原理相同的是（）A． B． C． D．14．（2023春•上城区校级期中）在制造精密电阻时，常常采用双线绕法。即把电阻丝从螺线管一端绕到另一端，再从另一端绕回来。如果电流方向如图所示，那么螺线管（）A．比用单线绕法磁性强一倍 B．左、右两端都没有磁极 C．左端为S极。右端为N极 D．左端为N极，右端为S极15．（2023春•乐清市期中）如图所示是某科技小组设计的一种温度自动控制报警装置电路图，以下说法中正确的是（）A．温度达到90℃，衔铁向上，绿灯亮 B．改变温度计中金属丝长度可以改变报警温度 C．自动报警器中的电磁铁运用了电磁感应现象 D．把水银温度计换成煤油温度计同样可以二．填空题（共5小题）16．（2023春•温州期中）在安装直流电动机模型的实验中，小希将组装好的电动机模型、滑动变阻器、电源、开关串联起来如图甲所示。（1）小希闭合开关，发现线圈不转，他用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开始正常转动。线圈原来不转的原因可能是（填字母）。A.线圈处于平衡位置B.电源正负极接反了C.磁铁没有磁性（2）若要电动机转速加快，小希应将滑动变阻器的滑片向移动。（3）完成以上实验后，小希取下图甲中的电源换上小灯泡，在模型的转轴上绕上细线，如图乙所示，然后快速拉动细线，使线圈转动起来，结果小灯泡发光，此时这模型就相当于机。17．（2023春•温州期中）如图甲是一种”潜水自救装置”，其工作原理如图乙所示，力敏电阻Rx的阻值随潜水深度的改变而改变，当达到设定的安全深度时，电磁铁吸引衔铁，反应盒中两种物质混合并开始反应产生气体，气囊快速充气上浮，将潜水运动员拉回到水面，其中U为电源电压，R0为定值电阻。（1）为实现以上功能，在图丙中画出力敏电阻Rx的阻值随深度变化的大致曲线。（2）若其他条件不变，增加电磁铁的线圈匝数，则安全深度将如何变化并说明理由。18．（2023春•鹿城区校级期中）在研究电磁感应现象的实验中，蹄形磁体水平放置，将导体ab放入蹄形磁体的磁场中，如图甲所示。（1）导体棒的材料可选择；A.塑料 B.玻璃 C.铜（2）该实验中能量转化的形式是将转化为电能；（3）闭合开关，此灵敏电流计的指针偏转如图甲。现改变磁场方向请在图乙中用箭头表示灵敏电流计的偏转方向。19．（2023春•永嘉县校级月考）福建舰是我国第一架利用电磁弹射系统的航空母舰，如图所示，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，其工作原理如图所示。（1）舰载机位于两条通电轨道的中间，当要起飞时，为轨道加上驱动电流使其沿轨道方向由静止开始加速，从而缩短弹射起飞，最终被弹射出去，此过程中应用到的电磁学原理是。（2）若要改变舰载机的运动方向，可采取的措施有：。（列举1点）（3）弹射起飞分两种：蒸汽弹射和电磁弹射，两种方法都有利弊。蒸汽弹射就是利用水蒸气受热膨胀后产生强大推力将舰载机推出去。下列支持蒸汽弹射技术的是（可多选）。A.需消耗大量淡水，且产生蒸汽的过程耗时太长B.短时间产生大量水汽，功率大，能在三秒内把舰载机从静止加速到离舰速度C.连续弹射后，蒸汽压力会明显减小，后续弹射动力不足D.技术成熟，可靠性高20．（2023秋•西湖区校级期中）如图甲，由电磁继电器和热敏电阻R1等组成了恒温箱控制电路，处于恒温箱内，电源电压U＝6V，继电器线圈的电阻可不计。图乙为热敏电阻的R1﹣t图像，且已知在30～150℃范围内，热敏电阻的阻值随温度的变化规律是：R1•t＝常数。电阻R2为阻值变化0～100Ω的控温电阻，当线圈中的电流达到30mA时，继电器的衔铁被吸合，已知可变电阻R2＝50Ω时，恒温箱可保持60℃恒温，应该把恒温箱的加热器接在（选填“AB端”或“CD端”），若要把恒温箱的温度控制在75℃，R2的阻值应调为Ω。三．实验探究题（共4小题）21．（2023春•温州期中）在探究通电螺线管磁性强弱与哪些因素有关的实验中，小希将金属合金丝缠绕成螺线管后，设计了如图电路。进行实验时，当螺线管通电时会对磁铁产生力的作用，使指针绕O点转动。（1）当开关闭合时，指针向右偏转，诸判断图中磁铁的左侧为极。（2）小希利用如图装置，想进一步验证通电螺线管的磁性强弱与铁芯粗细是否有关，请你帮助设计实验步骤。22．（2023春•上城区校级期中）为验证奥斯特实验，小明从实验室借了一枚小磁针。他把通电的台灯（220V0.3A）上的导线移到小磁针的正上方，沿南北方向靠近小磁针放置（如图甲所示），结果发现小磁针并未发生偏转。带着疑问，小明与同学讨论小磁针不偏转的原因，共有两种猜想.猜想一：可能是台灯有两根导线，其中的电流方向相反，产生的磁场相互抵消。猜想二：可能是台灯导线中的电流小，产生的磁场太弱，不足以使小磁针偏转。接着，它们又设计了如下实验进行探究，如图乙，用两节干电池（3V）和一段电阻丝（12Ω）串联，闭合开关后发现小磁针发生了偏转。（1）此实验通过现象来说明通电导线周围存在磁场；（2）电阻丝中的电流（选填“大于”“等于”或“小于”）台灯中的电流，据此可以断定猜想是错误的。23．（2023春•金华期中）学校开展项目化学习挑战赛——为夜跑者设计制作节能夜跑灯。【项目要求】设计制作节能夜跑灯，将日常跑步产生的机械能转化为电能使LED灯发光。【提供器材】塑料水管、胶塞、圆柱形强磁体、漆包线、LED灯（额定电压为1.8V）。（1）该项目学习经历时间较长，包含的重要环节有：①学习节能夜跑灯的工作原理一电磁感应现象：②小组合作设计夜跑灯结构图：③小组合作制作夜跑灯：④公布节能夜跑灯评价标准；⑤节能夜跑灯展示评比；⑥探究感应电压大小的影响因素。你认为上述环节最合理的排序是。（2）小科小组用磁性相同的磁体，以相同的速度切割磁感线，探究感应电压大小和线圈匝数关系，具体数据如下表所示，根据表中数据分析，在其他条件不变的情况下，小科小组至少要绕制匝线圈，才能使额定电压为1.8V的LED灯正常发光。线圈匝数50匝100匝150匝200匝感应电压0.18V0.36V0.54V0.72V（3）甲图为小科小组制作好的节能夜跑灯的结构图，线圈缠绕在塑料水管外壳并与LED灯构成闭合电路，磁体应置于乙图手臂的（填“A”或“B”）部位，请简述理由。24．（2023春•洞头区期中）发光二极管（LED灯）具有单向导电性，如图甲，当电流从“+”极流入时，LED灯会发光，当电流从“﹣”极流入时，LED灯不发光。小敏想用LED灯来研究“感应电流的方向与哪些因素有关”，于是将两个相同的LED灯反向并联后接到线路中，与线圈构成闭合电路，并进行了如下实验操作。①将条形磁体N极朝下，将条形磁体快速向下插入线圈中（如图乙），发现A灯发光，B灯不发光。②再将条形磁铁S极朝下，同样将条形磁体快速向下插入线圈中（如图丙），发现A灯不发光，B灯发光。（1）实验中，将两个相同的LED灯反向并联的目的是。（2）通过上述实验可以获得的结论是。（3）在图乙中，若想要证明“感应电流的方向与导体切割磁感线方向有关”，在做了上述操作①后，还应该补做的实验操作是。四．计算题（共3小题）25．（2023春•柯桥区期中）如图甲所示是一家庭燃气报警器的部分电路示意图，其中控制电路中的R1是由气敏电阻制成的传感器，R1的阻值与燃气的浓度的关系如图乙。出厂预设当燃气浓度达到4%时报警，出厂测试时，控制电路的电源电压U1为3伏且保持恒定，闭合开关S1、S2，移动滑动变阻器R2滑片P的位置，当控制电路中的电流为0.03安，电磁铁A恰好能将衔铁B吸下，工作电路中相应的灯亮起而报警。（电磁铁线圈的阻值忽略不计）（1）该报警器要达到出厂预设值，滑动变阻器接入电路的阻值有多大？（2）某场地安装该报警器后，想让报警器更灵敏一些，滑动变阻器滑片向滑动（选“上”或者“下”）。26．（2023春•诸暨市期末）冬天坐在马桶上感觉非常冰凉，某学习小组展开“自制智能电热马桶圈”的项目化学习。在老师的指导下小组同学制定了评价量规，表一为部分评价指标。表一：评价量规评价维度评价等级优秀良好待改进升温维度人坐在马桶圈上面后5秒内温度上升至30℃以上坐在马桶圈上面后10秒内温度上升至30℃以上坐在马桶圈上面后10秒内温度无法上升至30℃节能性在保温挡时工作电路电流不大于50mA在保温挡时工作电路电流范围在50—100mA在保温挡时工作电路电流大于100mA图甲是该小组同学设计的电路图。控制电路电源电压U＝6V，Ra为压敏电阻，其阻值随压力的变化随如图乙所示。Rb为热敏电阻，其阻值随温度变化如表二所示。电磁继电器在电流大