作业06 电和磁（解析版）

作业06电和磁一．选择题（共13小题）1．日常的生活经验告诉我们，家中的电灯、插座、彩色电视机、电冰箱等电器设备之间的连接方式是（）A．一定是并联 B．可以是串联，也可以是并联 C．一定是串联 D．电灯与插座应该串联【解答】解：因为家庭电路中各用电器之间既可以单独工作又互不影响，因此家中的电灯、插座、彩色电视机、电冰箱等电器设备之间的连接方式是并联。故选：A。2．如图，某品牌擦窗器由内外两部分构成，内部均装有磁铁，可吸附在玻璃两侧，B磁铁固定，A磁铁沿图中箭头方向左右移动来调节吸力大小。下列有关说法正确的是（）A．若磁铁A右侧为N极，则磁铁B左侧为N极 B．若磁铁A向右移动，擦窗器吸力将增大 C．将磁铁B换成铁块，擦窗器将无法工作 D．遇到厚玻璃，应将磁铁A向左移动【解答】解：A、两块清洁器内部均装有磁铁，它们能合在一起的原理是异名磁极相互吸引，所以若磁铁A右侧为N极，则磁铁B左侧为S极，故A错误；B、若磁铁A向右移动，两块磁铁距离变小，所以擦窗器吸力将增大，故B正确；C、由于磁铁可以吸引铁块，所以将磁铁B换成铁块，擦窗器可以工作，故C错误；D、遇到厚玻璃，需要增大吸引力，减小两磁铁的距离，所以应将磁铁A向右移动，故D错误。故选：B。3．如图所示的是一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计中封入一段金属丝，金属丝下端所指示的温度为90℃，当温度达到90℃时，自动报警器报警。下列说法中正确的是（）A．报警器中电磁铁的铁芯可以换成钢棒 B．温度达到90℃时，报警器中的灯灭同时铃响 C．报警器中水银温度计和电磁铁并联在电路中 D．若将上端的金属丝向下移，报警温度将升高【解答】解：A、电磁铁通电后具有磁性，铁棒容易被磁化，磁性也容易消失，当电磁铁断电后，铁棒不具有磁性；而钢棒被磁化后磁性不容易消失，电磁铁断电后钢棒具有磁性，会吸引衔铁，使得衔铁不能被拉起，所以报警器中电磁铁的铁芯不可以换成钢棒，故A错误；BC、水银温度计和电磁铁串联接在电路中，当温度升高到90℃时，水银和金属丝接通，由于水银和金属丝都是导体，所以控制电路接通，电磁铁有磁性，电磁铁吸引衔铁，动触头和电铃的电路接通，电铃响，灯不亮，故B正确，C错误；D、若将上端的金属丝向下移，报警的温度会低于90摄氏度，报警温度将降低，故D错误。故选：B。4．小明在爸爸帮助下，尝试连接如图所示的部分家庭照明电路，为判断电路中是否有故障，他在保险丝处接入一只“220V40W”的灯泡L0。闭合总开关后，小明将开关S1、S2均闭合，下列关于电路故障判断说法正确的是（）A．灯L1不亮，灯L0、L2发出暗红色光，则灯L1一定短路 B．灯L1、L2均不亮，灯L0正常发光，则灯L1一定短路 C．灯L1不亮，灯L0、L2发出暗红色光，则灯L1一定断路 D．灯L0、L1、L2均发出暗红色光，则说明电路中一定存在接触不良【解答】解：A、灯L1不亮，灯L0、L2发出暗红色光，由于家庭电路是并联电路，则故障是灯L1断路，故A错误；B、灯L1、L2均不亮，灯L0正常发光，这说明L0两端的电压为电源电压，则故障灯L1、L2中的一个短路，一个断路，或两个都短路，故B错误；C、灯L1不亮，通过灯泡L1无电流，灯L0、L2发出暗红色光，灯泡L2有电流，所以故障是灯L1一定断路，故C正确；D、灯L0、L1、L2均发出暗红色光，则说明电路是通路，不能存在接触不良，故D错误。故选：C。5．如图所示是某家庭电路，闭合开关S1、S2，灯泡L1正常发光、L2不亮。断开S1、保持S2闭合，用测电笔插入插座上孔氖管发光，插入插座下孔氖管发光。则故障可能是（）A．ac间断路 B．bd间断路 C．灯泡L2断路 D．b点到零线之间断路【解答】解：闭合开关S1、S2，灯泡L1正常发光、L2不亮，则灯泡L1所在电路正常，即b点到零线之间不会断路；若灯泡L2断路，因并联电路各支路互不影响，所以不会影响插座（即用测电笔测试插座的上下两孔时，只有上孔能使氖管发光），故不可能是灯泡L2断路；断开S1、保持S2闭合，用测电笔插入插座上孔时氖管发光，说明火线是完好的，故ac间没有断路；而用测电笔插入插座下孔时氖管也发光，这说明插座的下孔与火线之间也是接通的，由于L2是完好的，则插座的下孔通过L2与火线相连，所以故障是bd间断路；综上所述，B正确。故选：B。6．将自由转动的指南针放在地球表面的赤道上，如图所示中能够表示其静止时的示意图是（）A． B． C． D．【解答】解：地磁北极在地理的南极附近，地磁南极在地理的北极附近；指南针静止时N极指向为磁场的方向，因此在赤道上的指南针静止时，其N极指向地磁南极，也就是地理北极。只有C正确。故选：C。7．如图是小明家的部分电路，开始时各部分工作正常。他将电饭煲的插头插入三孔插座后，正烧水的电热壶突然停止工作，但电灯仍正常发光，拔出电饭煲的插头，电热壶仍不能工作，把试电笔分别插入插座的左、右孔，氖管均发光。若电路中只有一处故障，则（）A．电热壶所在电路的B、C间断路 B．插座的接地线断路 C．电路的C、D间导线断路 D．电路的A、B间导线断路【解答】解：电灯仍正常工作，说明不是保险丝烧坏了，没有发生短路，而把测电笔分别插入插座的左、右插孔，氖管均能发光，说明火线有电，而零线开路了，且是在C、D之间开路。故选：C。8．明明晚上做作业，把台灯插头插在书桌边的插座上，闭合台灯开关，发现台灯不亮，但家中其他用电器，如灯泡仍正常工作（电路如图所示）．将台灯插头从插座上拔下后，他用试电笔分别插入插座两孔中，结果发现试电笔的氖管都不发光。则故障原因（）A．可能是进户线的火线上出现了断路 B．可能是进户线的零线出现了断路 C．一定是a、b两点间的导线出现了断路 D．一定是c、d两点间的导线出现了断路【解答】解：A、若进户线的火线上出现了断路，则所有用电器不工作。故A错误。B、若进户线的零线出现了断路，则所有用电器不工作。故B错误。C、闭合台灯开关，发现台灯不亮，但家中其他用电器，如灯泡仍正常工作。说明其它支路是好的，问题出在台灯这条支路上。将台灯插头从插座上拔下后，他用试电笔分别插入插座两孔中，结果发现试电笔的氖管都不发光，说明插座与火线不通。故C正确。D、c、d两点间的导线出现了断路，用试电笔分别插入插座两孔中，试电笔的氖管会发光。故D错误。故选：C。9．如果从墙上电灯的拉线开关中引出两根电线来安装一个两孔插座，安装好后用测电笔测试：一孔氖管发光，一孔氖管不亮。将一台灯的插头直接插入该两孔插座（）A．接通开关，台灯能正常发光；断开开关，台灯不能正常发光 B．接通开关，台灯不能正常发光；断开开关，台灯能正常发光 C．不论开关接通还是断开，台灯都能正常发光 D．不论开关接通还是断开，台灯都不能正常发光【解答】解：在正确情况下，开关与电灯是串联的，且开关接在电灯与火线之间，故用测电笔测试：一孔氖管发光，一孔氖管不亮；插座与电灯是串联，当台灯开关插头通时，台灯与电灯是串联：（1）开关闭合时，台灯被短路，台灯不发光。（2）开关断开时，台灯与原来的电灯串联，台灯两端电压小于额定电压220V，台灯不能正常发光。故不论开关接通还是断开，台灯都不能正常发光。故选：D。10．电吉它的发音是通过电磁拾音装置连接扬声器而实现的。拾音装置的基本结构如图所示，拨动金属弦相当于线圈在切割磁感线产生感应电流，则有（）A．磁铁产生磁场使吉他金属弦磁化，a、b两侧均为S极 B．拨动金属弦就一定切割了磁感线 C．拨动金属弦的方向不同，线圈产生的感应电流方向不变 D．增加线圈匝数可以让用相同的力拨动金属弦产生的感应电流增大【解答】解：A、磁铁产生磁场使吉他金属弦磁化，被磁化的金属弦有两个极，a、b中一侧为N极，另一侧为S极，故A错误；B、拨动金属弦，弦在上下运动时，不会切割磁感线，故B错误；C、拨动金属弦的方向不同，线圈产生的感应电流方向也会不同，弦切割磁感线方向不同，故C错误；D、感应电流的大小与运动速度、线圈匝数和磁场强度有关，增加线圈匝数可以让用相同的力拨动金属弦产生的感应电流增大，故D正确。故选：D。11．如图为一款“智能照明灯”的电路，灯L天暗时自动发光天亮时自动熄灭，控制电路中，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为光敏电阻，其阻值随光照强度而变化。说法正确的是（）A．电磁继电器利用电磁感应原理工作 B．R2的阻值随光照强度的增大而增大 C．当光照强度增大时，电压表示数增大 D．若将R1换成阻值稍小的电阻，可缩短灯L的发光时间【解答】解：A、电磁继电器是利用电流的磁效应原理工作的，故A错误；B、要使灯L在天亮时自动熄灭，控制电路中的电流需增大达到一定数值，衔铁被吸合，灯L所在电路断开，灯L自动熄灭，则可知天亮时光照强度增大，控制电路中电流增大，光敏电阻R2的阻值减小，所以，R2的阻值随光照强度的增大而减小，故B错误；C、由于R2的阻值随光照强度的增大而减小，当光照强度增大时，R2的阻值减小，根据串联分压的规律可知，R2两端的电压减小，即电压表示数减小，故C错误；D、由于控制电路的电源电压不变，衔铁被吸合的电流不变，根据R=UI可知，衔铁被吸合时控制电路的总电阻不变，若R1换成阻值较小的电阻，则R2的阻值变大，此时光照强度减弱，即灯L在天不太亮时已经熄灭，在天很暗时才自动发光。由此可见，将R故选：D。12．关于如图所示的电路装置，下列说法正确的是（）A．当开关S闭合时，通电螺线管上端为S极 B．当开关S闭合时，弹簧测力计示数会变大 C．电流表示数变大时，弹簧测力计示数变小 D．若仅仅调换电源的正负极的接线，则弹簧测力计示数将保持不变【解答】解：A、由安培定则可知：螺线管的上端是N极，故A错误；B、螺线管的上端与磁铁的下端N极相互排斥，故当开关闭合时弹簧测力计的示数会减小，故B错误；C、当电流表示数增大时，螺线管的磁性增强，斥力变大，故弹簧测力计的示数会减小，故C正确；D、若调换电源的正负极的接线螺线管的N、S极会发生变化，与条形磁铁的作用力由斥力变为引力，故测力计的示数会变化，故D错误。故选：C。13．小明制作了一个会“发光的二极管”，其电路简图如图所示。二极管具有单向导电性，电流只能从二极管的正极流入，负极流出。演示时，左右动塑料管，这时会看见两只发光二极管交替发光。以下说法中，不正确的是（）A．发生该现象的原理是电磁感应 B．二极管发光时，图中的条形磁体相当于电源 C．二极管交替发光说明线圈中产生了交流电 D．在该过程中，机械能转化成了电能【解答】解：A、D、左右摇动塑料管时，塑料管中的磁铁来回运动，使线圈相对于磁铁做切割磁感线运动产生感应电流，所以发光二极管轮流发光是根据电磁感应原理工作的，发电机也是根据这一原理工作的，这一过程将机械能转化为电能。故AD正确；B、二极管发光时，图中的条形磁体和线圈相当于电源，条形磁铁在磁场中做切割磁感线运动时才会产生感应电流，只有条形磁铁不是电源。故B错误；C、二极管具有单向导电性，两个二极管交替发光，说明电路中的电流方向是交替变化的，所以是交流电。故C正确。故选：B。二．填空题（共3小题）14．小明用天然磁石仿制图甲所示的勺状的指南针一一司南.（1）他用的材料是图乙所示的天然磁石，该磁石的D端为南极（选填“北极”或“南极”）：（2）他用该磁石的D端磨成勺柄，打磨成勺状指南针（即“司南”），再用细线将其悬挂，如图丙所示，司南静止时，勺柄指向地球的南方（填“南方”或“北方”）：（3）为增强司南的磁性，可用图丁所示装置，通过C（填字母序号），来增强电磁铁对司南磁化的效果A.改变电源的正负极B增大司南与下方线圈的距离C.增加电源的电压【解答】解：（1）（2）如图（乙）所示，根据天然磁石的磁感线分布：磁体周围的磁感线，都是从磁体的N极出发，回到S极；可判断D端是S极，也就是磁勺的勺柄，勺柄指向地球的南方；（3）为了增强司南的磁化效果，可以增加电源电压，使线圈中电流增大。故选：C。故答案为：（1）南极；（2）南方；（3）C。15．如图所示，甲、乙两装置均处于同一水平面上，乙图将条形磁铁固定在静止的小车上，甲图电路连接完整后，当闭合开关S时，甲电磁铁的右端为S极（填“N”或“S”），刚开始闭合开关S时，乙小车不动。当变阻器的滑片P向左移动到某位置时，小车开始运动，则变阻器接入电路的方式是：若e接c时，那么f接a。【解答】解：根据安培定则，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左端为N极，则甲电磁铁的右端为S极，与固定在静止的小车上的条形磁铁相互排斥；当变阻器的滑片P向左移动到某位置时，小车开始运动，说明斥力增大，则此时电路中的电流变大，磁性增强，则变阻器接入电路的电阻变小，根据变阻器的接法，一上一下可知，e接c、f接a，如图所示：故答案为：S；a。16．（1）医生给心脏疾病的患者做手术时，往往要用一种称为“人工心脏泵”（血泵）的体外装置来代替心脏，以推动血液循环。如图是该装置的示意图，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上（相当于一个电磁铁），通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，从而带动活塞运动。活塞筒通过阀门与血管相通，阀门S1只能向活塞筒外开启，S2只能向活塞筒内开启。线圈中的电流从B流向A时，螺线管的左边是N（选填“N”或“S”）极，活塞柄向右运动（选填“左”或“右”），血液的流向是从②流向①（选填“从②流向①”或“从③流向②”）状态。（2）磁控防盗装置都装有干簧管（如图甲），干簧管由两个软铁片和玻璃管组成，软铁片的触点在弹力的作用下处于断开状态。当磁体靠近干簧管时，软铁片触点状态会会发生变化。把条形磁体分别成置在乙图中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个位置时，触点的开合状态和软铁片的极性情况如表。磁体位置竖直放置并靠近竖直放置并靠近ⅠⅡⅢⅣ触点状态闭合断开闭合？软铁片的极性情况﹣﹣①铁片被磁化后，铁片与条形磁体相邻两端的磁极极性关系是互为异名磁极；②当条形磁体水平放置并靠近干簧管时（图乙Ⅳ位置），干簧管触点状态为闭合；③如图丙，门上磁控防盜装置内有一个紧直放置的干簧管，其内部简化电路如图丁、磁控防盗装置的工作原理是：夜间关上门，闭合开关S，启动防盗报警器、此时报警电铃不响；当盗贼打开门时，干簧管远离磁体，电铃响起。图丁虚线框中四种磁体摆放方式能满足工作要求的有ACD（选填图中的字母）。【解答】解：（1）已知线圈中的电流从B流向A时，由右手螺旋定则可知，螺线管左端为N极，此时同名磁极相对，故活塞柄抽向右运动，使得阀门S2关闭，S1打开，则血液由②流向①；（2）①由图乙中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ位置的磁化情况可知：磁簧片靠近条形磁铁的N极的一端是S极，另一端是N极；所以铁片与条形磁体相邻两端的磁极极性关系是互为异名磁极。②当条形磁体水平放置并靠近干簧管时（图乙Ⅳ位置），条形磁铁对铁片磁化后的情况如下图：在两舌簧端面形成异名磁极，因相互吸引而吸合，所以干簧管触点为闭合状态；③由电路图可知：干簧管和电铃并联后与电阻串联，开关在干路上，夜间关上门，闭合开关S，由于此时报警电铃不响，则干簧管触点处于闭合状态，对电铃短路，所以报警电铃不响；当盗贼打开门时，干簧管远离磁体，干簧管退磁，触点在弹力作用下分开，干簧管触点处于断开状态，电流通过电铃，则电铃响起。由此可知：门处于关闭状态时，干簧管和磁体之间的距离最近，并且干簧管触点是处于闭合状态；由实验结果可知在干簧管和磁体靠近时，能使干簧管处于闭合状态的是磁体在ACD的位置。故答案为：（1）N；右；从②流向①；（2）①互为异名磁极；②闭合；③ACD。三．计算题（共2小题）17．电梯为居民出入带来很大的便利，小明家住某小区某栋6楼，放学后乘电梯回家。小明查阅资料，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，动触点K与静触点A接触，闭合开关S，电动机正常工作；当电梯超载时，动触点K与静触点B接触，电铃发出报警铃声，即使闭合开关S，电动机也不工作。在控制电路中，已知电源电压U＝6V，保护电阻R1＝100Ω，电阻式压力传感器（压敏电阻）R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示，电梯自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。（1）在控制电路中，当压敏电阻R2受到的压力F增大时，电磁铁的磁性增强（选填“增强”、“减弱”或“不变”）。（2）若小明的体重为400N，他站在静止的电梯上，脚与电梯地面的总接触面积为0.04m2，则此时小明对电梯地面的压强为多少？（3）某次电梯正常运行时，测得通过电磁铁线圈的电流为10mA，则此时电梯载重为多少？（4）若电磁铁线圈电流达到20mA时，刚好接触静触点B，电铃发出警报声。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？（g取10N/kg）【解答】解：（1）在控制电路中，当压敏电阻R2受到的压力F增大时，其阻值减小，电路中的总电阻减小，由I=U（2）小明对电梯地面的压力F＝G＝400N；小明对电梯地面的压强p=FS=（3）电路总电阻R=UI=根据串联电路电阻特点可知，此时压敏电阻的阻值R2＝R﹣R1＝600Ω﹣100Ω＝500Ω；由图乙可知此时压敏电阻所受的压力为F1＝6×103N，故此时电梯载重为6×103N；（4）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重力，即F2＝G'＝mg＝1000kg×10N/kg＝104N；由题图乙可知，当压力F2＝104N时，对应的压敏电阻阻值R2'＝100Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，则控制电路中的电流；I'=U因30mA＞20mA，所以，此时电梯超载；答：（1）增强；（2）小明对电梯地面的压强为1×104Pa；（3）电梯载重为6×103N；（4）电梯超载。18．如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如表所示。已知继电器的线圈电阻R0＝10Ω，左边电源电压为6V恒定不变。当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作。温度t/℃0510152025303540电阻R/Ω600550500450420390360330300（1）计算说明该空调的启动温度是多少？（2）为了节省电能，将空调启动温度设定为30℃，控制电路中需要再串联多大的电阻？（3）改变控制电路的电阻可以给空调设定不同的启动温度，除此之外，请你再提出一种方便可行的调节方案。【解答】解：（1）随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，当电流达到15mA时，衔铁被吸合，右侧空调电路电阻增大，电流减小，空调开始工作。当温度下降时，控制电路电阻增大，电流减小，减小到一定值，使空调电路断开，这样就实现了自动控制。电路启动时的总电阻：R总=UI=此时热敏电阻的阻值：R热＝R总﹣R0＝400Ω﹣10Ω＝390Ω，对照表格数据可知，此时的启动温度是25℃。（2）因为电路启动时的总电阻为400Ω，由表中数据可知，空调启动温度设定为30℃时，热敏电阻的阻值为360Ω，则电路中还应串联的电阻：R′＝R热＝R总﹣R热′﹣R0＝400Ω﹣360Ω﹣10Ω＝30Ω。（3）因为本装置启动的电流是一定的，因此，既可通过改变电阻来改变电流，可以通过将左边电源改为可调压电源来实现对其控制。答：（1）该空调的启动温度是25℃。（2）将空调启动温度设定为30℃时，控制电路中需要再串联30Ω的电阻。（3）可以将左边电源改为可调压电源。四．实验探究题（共2小题）19．如图所示，是某学习小组同学设计的研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图。（1）要改变电磁铁线圈中的电流大小，可通过移动滑动变阻器的滑片来实现：要判断电磁铁的磁性强弱，可观察电磁铁吸附铁钉的多少来确定。（2）下表是该组同学所做实验的记录：电磁铁（线圈）50匝100匝实验次数123456电流/A0.81.21.50.81.21.5吸引铁钉的最多数目/枚581071114①比较实验中的1、2、3（或4、5、6），可得出的结论是：在线圈的匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强。②小明针对50匝、100匝线圈各做了三次实验，得出结论：电磁铁线圈中的电流一定时，匝数越多，电磁铁磁性越强。你认为正确吗？正确。【解答】解：（1）实验时，移动滑动变阻器的滑片，可以改变电路中的电流大小；电磁铁吸附的铁钉越多，磁性越强，吸附的铁钉越少，磁性越弱，可以根据电磁铁吸附铁钉的多少判断磁性的强弱；（2）①比较实验中的1、2、3（或4、5、6）可以看出，在线圈的匝数相同时，电流从0.8A增加到1.5A时，吸引铁钉的个数由5枚增大到10枚，说明在线圈的匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强；②比较实验中的1和4（或2和5或3和6）可以得出通过电磁铁的电流都为0.8A时，线圈匝数50匝的吸引5枚铁钉，线圈匝数为100匝的吸引铁钉7枚，说明在通过电磁铁的电流相同时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强，故认为是正确的。故答