人教版九年级全一册物理《压轴挑战》培优专题训练专题08《生活用电及电与磁》压轴培优题型训练【二十一大题型】(原卷版+解析)

专题08《生活用电及电与磁》压轴培优题型训练【二十一大题型】TOC\o"1-3"\h\u【题型1磁性、磁体、磁极】 2【题型2物体是否具有磁性的判断方法】 3【题型3磁场的概念】 3【题型4地磁场】 5【题型5电流的磁效应】 6【题型6通电螺线管的磁场】 7【题型7安培定则】 9【题型8影响电磁铁磁性强弱的因素】 10【题型9探究影响电磁铁磁性强弱的实验】 10【题型10电磁继电器的组成、原理和应用】 11【题型11扬声器和耳机的构造原理】 15【题型12直流电动机的原理】 16【题型13直流电动机的应用】 18【题型14探究电磁感应现象的实验】 18【题型15发电机的构造和原理】 19【题型16家庭电路的组成与连接】 19【题型17插座的构造与工作方式】 20【题型18熔断器的作用及保险丝的选择方法】 21【题型19家庭电路的故障分析】 23【题型20家庭电路电流过大的原因】 24【题型21安全用电原则】 25【题型1磁性、磁体、磁极】 1．（2023春•古塔区校级期中）如图所示，弹簧测力计下挂着铁块P，其正下方的水平地面上放着条形磁铁Q，P和Q均处于静止状态。已知P和Q的重力分别为G和3G，若弹簧测力计的示数为2G，则下列说法正确的是（）A．P对Q的吸引力和Q的重力是一对平衡力 B．弹簧测力计对P的拉力和Q对P的吸引力是一对平衡力。大小均为2G C．P对弹簧测力计的拉力大小为G D．P对Q的吸引力和地面对Q的支持力大小分别为G和2G2．（2023•黑龙江模拟）阅读短文，回答问题。电饭锅中的磁铜限温器电饭锅是生活中常见的用电器，它利用磁钢限温器来控制煮饭过程中的最高温度，磁钢限温器的结构如图所示，它由永久磁钢、感温磁钢和弹簧等组成，感温磁钢及其外会由弹簧支撑，永久磁钢的磁性不变，感温磁铜的磁性会随温度的升高而减弱，当温度达到103℃时，感温磁钢失去磁性。煮饭时，按下电饭锅的按键，永久磁钢和感温磁钢吸合，同时带动连杆使加热开关闭合，电热盘通电，当温度升高到一定程度，感温磁钢失去磁性，在弹簧的作用下感湿磁钢与永久磁钢分离，同时使加热开关断升，按键跳起，电热盘停止加热。（1）用电饭锅煮饭时，能量转化情况主要是。（2）永久磁铜的磁性不变，感温磁铜的磁性会随温度的升高而。（3）按键按下时，弹簧处于压缩状态，此时弹簧具有能。（4）在磁钢限温器工作过程中，感温磁钢没有磁性的是（填字母序号）。A.按下按键时B.加热升温过程中C.按键跳起时D.降温过程中（5）小明发现用该电饭锅烧水，当水沸腾时电饭锅的按键没有跳起，原因是。【题型2物体是否具有磁性的判断方法】 3．（2023•建湖县校级三模）如图，用一根不知有无磁性的铁棒的A端靠近一根悬挂的条形磁铁的N极，发现条形磁铁被吸引。该铁棒有没有磁性呢？下列说法正确的是（）A．可以确定有磁性，且A端是S极 B．不确定有无磁性，只需要将B端靠近S极，观察现象就可以判断 C．不确定有无磁性，只需要将B端靠近N极，观察现象就可以判断 D．不确定有无磁性，若将A端靠近S极，观察现象仍然无法判断4．（2021秋•金安区校级期末）有两根外形完全相同的钢棒a和b；按图甲放置，手拿住a时，b不会掉下来；按图乙放置，手拿住b时，a会掉下来。这说明（）A．钢棒a具有磁性 B．钢棒b具有磁性 C．钢棒a和b都具有磁性 D．钢棒a和b都不具有磁性【题型3磁场的概念】 5．（2023•越秀区校级模拟）在物理学中，磁感应强度（用字母B表示，国际单位是特斯拉，符号是T）表示磁场的强弱，磁感应强度B越大，磁场越强；磁感线形象、直观描述磁场，磁感线越密，磁场越强。（1）图1为某磁极附近磁感线的方向和分布的示意图。由图可知，该磁极为极，若在1处放置一个小磁针，当小磁针静止时，其指向应是图2中的。（2）如果电阻的大小随磁场的强弱变化而变化，则这种电阻叫磁敏电阻。某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图象如图3所示，根据图线可知，磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而。（3）利用该磁敏电阻的R﹣B特性曲线可以测量图1磁场中各处的磁感应强度。123U/V1.503.004.50I/mA3.006.009.00①将该磁敏电阻R放置在磁场中的位置1处。吴力设计了一个可以测量该磁敏电阻R的电路，所提供的实验器材如图4所示，其中磁敏电阻所处的磁场未画出，实验电路连接如图所示。②正确接线后，测得的数据如表所示。该磁敏电阻的测量值为Ω。③根据该磁敏电阻的R﹣B特性曲线可知，1处的磁感应强度为T。④在实验过程中，仅将磁敏电阻从1处移至2处，其它条件不变，那么电流表的示数，电压表的示数。（填“增大”、“减小”或“不变”）（4）就现有的实验器材和电路，请提出一个有意义的可供探究的物理问题：。（5）在上述电路中，将该磁敏电阻从待测磁场中移出，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为10.0mA时，求滑动变阻器接入电路的阻值Ω，设电源电压为5.50V。6．（2021春•温岭市校级月考）如图所示，人们研究发现：一个放在磁场中的铁质球壳（截面有一定厚度），外面磁场的绝大部分沿铁质球壳壁“通过”，极少部分进入球内空间，这种现象称为“磁屏蔽”，试回答下列问题：（1）类比电流与电阻的关系，球内的空气与铁这两种物质，谁的导磁能力强？谁的“磁阻”大？（2）人们从这一现象得到启发，为使精密仪器不受外面的影响，可以将仪器放在什么地方？（3）有人为了研究地磁场对动物的影响，把一组小白鼠放在类似铁球内部空间的环境中将地磁场屏蔽掉，结果其寿命比放在正常环境中的另一组小白鼠的短，这个实验说明了什么问题？【题型4地磁场】 7．（2023•顺德区校级一模）如图所示，是小明自制的指南针。硬纸板和大头针制作指南针的底座，用磁体沿一个方向多次划过缝衣针，穿过按扣的两孔，放在底座的针尖上，指南针静止后针尖指向北方。下列说法正确的是（）A．缝衣针的材料是铜 B．针尖部位应标注S极 C．针尖指北是由于地球周围磁感线的作用 D．针尖所指的方向就是该点地磁场的方向8．（2023•科尔沁区模拟）关于如图四幅图，描述正确的是（）A．图①中，甲站在干燥的木桌上，乙站在地上，则甲、乙都会触电 B．图②中，司南的勺柄指南，表示指向地磁的南极 C．图③中，环卫工人用扫帚打扫街道时，既不能省力，也不能省距离 D．图④中，神舟十三号航天员首次出舱活动，他们的质量不变【题型5电流的磁效应】 9．（2023•青羊区校级模拟）如图是家庭电路的一部分，下列说法正确的是（）A．空气开关内电磁铁利用了电流的热效应工作 B．白炽灯丝由电阻率小、熔点高的超导材料制成 C．螺丝口灯座的丝口应该接火线，才能满足电压为220V D．大功率用电器应使用三孔插座10．（2023•长春模拟）验证大气压强存在的著名实验是；如图所示，通电直导线周围的小磁针发生偏转，此现象表明电流周围存在；一束与平面镜成40°的光线射到平面镜上，则反射角是度。11．（2023•绵阳模拟）在一次课外活动中，小红和小刚设计了如图甲所示的实验。当他们闭合开关S后，发现小磁针发生了偏转，这说明的周围存在着磁场。接着小红又想用该电路判断电源的正负极。经过讨论小刚找来了一个小铁钉，把导线的一部分绕在上面，制成了一个电磁铁连在电路中，当再次闭合开关S后，小磁针静止时N极的指向如图乙所示。据此他们判断出电源的端是正极（选填“a或“b”）。12．（2023•淮安一模）如图甲所示，探究“通电直导线周围的磁场”时，将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针平行。（1）闭合开关后，观察到小磁针发生偏转，说明通电直导线周围存在。改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向（不变/改变）。（2）实验中小磁针的作用是。若移走小磁针，通电直导线周围（仍有/没有）磁场。（3）进一步探究表明，通电直导线周围磁场分布情况如图乙所示。它的磁感线是以电流为中心的一系列同心圆。由乙图可知，若甲图中直导线的电流方向不变，将小磁针移到直导线的正上方平行放置，小磁针的偏转方向与原来（相同/相反），你判断的依据是。【题型6通电螺线管的磁场】 13．（2023•鼎城区一模）如图所示是一根锰铜丝制成的软质弹簧，B是水银槽，槽内盛有水银，A的上端通过接线柱与电源相连，A的下端恰好与水银表面接触，开关S闭合后发生的现象是（）A．弹簧伸长变大，灯持续发光 B．弹簧缩短，灯熄灭 C．弹簧上下振动，灯忽亮忽灭 D．弹簧静止不动，灯持续发光14．（2023•尉氏县一模）在图中，电路连接正确，通电后小磁针指向如图所示（涂黑端表示N极）。请在图中标出电源的“+”、“﹣”极，并画出螺线管的绕法。15．（2022•奉化区模拟）把超强磁铁分别吸附在干电池的正负极两端，制成电磁动力“小车”，并将它放入铜质螺线管中，如图甲，“小车”就能沿着螺线管运动。图乙是它的示意图。（1）在图乙上画出螺线管中的电流方向；（2）实验中发现，必须将“小车”全部推入螺线管，“小车”才能运动，“小车”运动的原因是磁铁接触的一段螺线管产生的与相互作用；（3）进一步探究发现，“小车”运动的方向与电池正负极位置和超强磁铁的极性有关。将如图乙装配的小车放入螺线，则小车的运动方向是；（4）要使“小车”运动速度增大，请提出一种方法：。16．（2023•鼓楼区校级模拟）如图所示，将质量为80g，体积为100cm3的铁制小球放入盛水的薄玻璃容器的水中在玻璃容器下方有一已经接入电路的螺线管，小灯泡L标有“6V3W”字样，通过螺线管的电流I与螺线管对铁制小球的作用力F的关系如表所示（灯丝电阻保持不变，不考虑铁制小球与螺线管距离的远近对作用力F的影响）求：I/A0.10.20.30.40.5F/N0.050.10.150.20.25（1）请判断：开关闭合后通电螺线管具有了磁性，其上端为极。（2）断开开关铁制小球静止时露出水面的体积是多少？（3）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片使铁制小球能悬停在水中，此时小灯泡消耗的功率是多大？（4）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，当铁制小球静止时，小球对容器底的压力是多大？【题型7安培定则】 17．（2023•榆阳区二模）电梯设置有超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示，已知控制电路的电源电压U＝6V，保护电阻R1＝100Ω，压敏电阻R2的阻值随压力F大小变化关系如图乙所示，电梯底座自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计，电磁铁的上端为极；若电梯在10s内将总重3000N的乘客匀速提升了15m，此过程电动机的工作效率为90%，那么电动机的总功率为W；当电磁铁线圈电流达到20mA时，衔铁刚好被吸住、若每个乘客平均重610N，则电梯最多可以乘坐人而不报警。18．（2023•铁东区三模）如图所示，开关S闭合，发现弹簧拉长，小磁针旋转到如图中所示位置静止，请标出电源的“+”极和小磁针的N极。19．（2023•朝阳区校级三模）科学兴趣小组的同学进行了一次课后实验，将轻质杠杆的中点支在支架上，调节平衡螺母，使其在水平位置平衡，然后两侧分别挂钩码和一块匀质条形磁体，每个钩码重0.5N，平衡时如图甲所示。（1）设左侧钩码对杠杆的拉力为阻力，右侧磁体对杠杆的拉力为动力，则此杠杆为（选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆。（2）将右侧条形磁体完全浸没在大烧杯的水中（悬挂位置不变，磁体不接触容器），需将左侧钩码去掉一个并向右移动一格后，杠杆方可在水平位置再次平衡，则匀质条形磁体材料的密度为kg/m3。（3）将（2）中磁体从水中取出擦干，将连接好的电磁铁放在条形磁体下方，闭合开关并调节滑动变阻器的滑片位置，使杠杆再次平衡（如图乙所示），则电路A端应与电源的极相连。（4）若要杠杆在图丙的情况下平衡，以下措施可行的有。①断开开关后，只将条形磁体悬挂位置向右移动一格②将电源两极连线对调，保持（3）中变阻器滑片位置不变③将电源两极连线对调，适当改变（3）中变阻器滑片位置【题型8影响电磁铁磁性强弱的因素】 20．（2021•禹城市一模）将如图所示中的电磁铁连入你设计的电路中（在方框内完成），要求：A．电路能改变电磁铁磁性的强弱；B．使小磁针静止时如图所示。【题型9探究影响电磁铁磁性强弱的实验】 21．（2023•小店区校级一模）实验桌上有学生电源、电磁铁、已调零的电流表、已调零的弹簧测力计、滑动变阻器、软铁棒、带横杆的铁架台、刻度尺和开关各一个，导线若干。小华将这些器材组装成如图所示的实验装置。请利用该装置进行实验，证明：“当线圈匝数一定，通过电磁铁线圈中的电流越大，电磁铁的磁性越强”。（1）请写出仪器组装好以后的实验步骤；（2）请设计实验数据记录表格。22．（2021秋•肇东市校级期末）在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。（1）实验中通过观察来判断电磁铁磁性的强弱，这种研究方法。当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数（填“增加”或“减少”），说明电流越，电磁铁磁性越强。（2）根据图示的情境可知，（填“甲”或“乙”）的磁性强，说明电流一定时，，电磁铁磁性越强。（3）根据右手螺旋定则，可判断出乙铁钉的上端是电磁铁的极。（4）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是。【题型10电磁继电器的组成、原理和应用】 23．（2023春•成武县期中）我市装有多座过街天桥，极大方便了行人的出行。阴雨天时，空气潮湿，能见度低，路面湿滑，为保证行人上下天桥时的安全，需在天桥入口处设置警示灯。图甲是某同学为此设计的部分模拟电路，电磁铁及触点1固定不动，衔铁可在电磁铁作用下上下运动，带动铜棒OF绕O点运动。该电路中需用到阻值随空气湿度变化的湿敏电阻，将湿敏电阻接在电路中（图中未画出），闭合开关S，当空气湿度小于设定值时，警示灯随湿度变化而自动调整亮度；当空气湿度增大到设定值时，警示灯能不断闪烁。图乙是可供选择的两种湿敏电阻的阻值随湿度变化关系的图像。忽略电磁铁线圈电阻，灯泡阻值不变，以下说法正确的是（）A．应选R1作为该电路的湿敏电阻 B．在M、N、Q三处位置中，湿敏电阻应安装在M处 C．小于设定值时，湿度越小警示灯越亮 D．向右移动滑片P，可使警示灯在较小湿度下实现闪烁24．（2022秋•开江县期末）小明利用光敏电阻受到光照时电阻变小特性，设计了如图所示的自动控制电路，要求光暗时灯亮，光亮时灯灭．在实际调试时，发现灯始终亮着，而光敏电阻和其他电路元件都正常。下列调节能使控制电路达到要求的是（）A．增加电磁铁线圈的匝数 B．滑动变阻器滑片P向右移动 C．抽出电磁铁中的铁芯 D．减小控制电路电源电压25．（2022春•慈溪市校级月考）小科设计了一个道路限载报警器（图甲），R0是变阻器，R是压敏电阻。R的电阻大小随压力大小变化关系如图乙。（1）调试好电路，闭合开关S1和S2，当超载车辆通过时，限载报警器会（填“灯亮”或“铃响”）。（2）一般交通主干道的抗压能力比村道路要强得多。若把村道路限载报警器应用到主干道，就要适当调高报警的限载重量，下列操作可行的是（填编号）。A.把变阻器R0的滑片适当左移B.把变阻器R0的滑片适当右移C.把电源1的电压适当增大D.把电源1的电压适当减小26．（2023•镇江二模）图甲是一种自动蓄水装置示意图：力敏电阻固定不动，下方悬挂一圆柱体（其位置不随水面变化）。闭合开关S，水泵工作，向空水箱里缓慢注水，当水位达到设定高度h0时，水泵自动停止注水，此时柱体浸入水中的深度恰好为其高度的一半。已知：控制电路电源电压为4.5V，电阻箱R2阻值为10Ω，力敏电阻R1阻值与拉力F的关系如图乙所示，柱形物体的质量为1.5kg，底面积为10cm2，当线圈中电流I≤0.15A时，衔铁被释放，忽略线圈电阻，g取10N/kg。（1）由图乙可知，随着力敏电阻所受拉力变大，其阻值，随着水位升高，柱体缓慢浸入水中，柱体对力敏电阻拉力，线圈中电流（均选填“变大”、“变小”或“不变”）。（2）水位达到设定高度时，柱形物体浸入水中的深度h为cm。（3）柱形物体的密度为g/cm3。（4）若要降低水位设定高度h0，下列方法不可行的是（多选）。A．适当减小电源电压B．将电阻箱R2的阻值调小一些C．减少线圈的匝数D．保持柱状体形状和体积不变，换用密度更大的柱形物体27．（2023•汕头校级模拟）如图甲所示，这是物理兴趣小组设计的汽车转向指示灯电路模型，电路中电源电压恒为6V，指示灯的规格均为“6V3W”，R0为定值电阻，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计。当转向开关与触点“2和3”刚接通时，电磁铁中有电流通过，右转指示灯发光较暗，接着，衔铁被吸下，触点A与B接通，电磁铁和电阻R0被短路，右转指示灯发光较亮，此时，由于电磁铁中没有电流通过，衔铁被弹簧拉上去，触点A与B分离，电磁铁中又有电流通过，随后电磁铁又将衔铁吸下，如此循环，右转指示灯会较暗、较亮交替闪烁。当开关与触点“2和3”接通时，右转向指示灯两端实际电压变化规律如乙图所示。已知右转向灯发光较暗时，其两端实际电压为Ux，其消耗的实际功率为额定功率的9%，不考虑指示灯电阻随温度的变化。（1）右转向灯发光较暗时，触点A和触点B的状态是（选填“接通”或“断开”）；此时指示灯消耗的实际功率是W，指示灯两端的实际电压Ux＝V；（2）右转向灯交替工作3s，其消耗的电能是J；（3）定值电阻R0的大小是Ω；（4）开关与触点“3和4”接通时，指示灯的状态是（选填“亮度不变地持续发光”或“亮暗交替发光”）。28．（2023•玄武区一模）如图甲所示为兴趣小组设计的“汽车超载记录器”原理图，OAB为轻质水平杠杆，O为支点，OA：AB＝1：9。R为压敏电阻，其所受压力与电阻的关系如图乙所示。变阻器R1规格为“50Ω2A”，电磁继电器线圈电阻为5Ω，当通过线圈的电流大于0.1A时，电磁继电器的衔铁被吸下。（1）车辆超载时，亮，照相机拍照，记录违法行为。（2）若某路段限载40t（即禁止质量超过40t的车通行），当车辆质量刚好为40t时，控制电路电压U的取值范围是多少？（3）若控制电路电压恒为5.5V，在其他条件不变的情况下，该“超载记录器”能设置的最低限载是多少吨？（4）某些主干道抗压能力较好，允许通行质量更大的车辆，需适当调高限载，下列措施可行的是。A.适当增大R1阻值B.A点适当左移C.适当减小控制电路电源电压D.B点适当左移【题型11扬声器和耳机的构造原理】 29．（2022秋•和平区校级期末）下列选项中与图中工作原理相同的是（）A． B． C． D．【题型12直流电动机的原理】 30．（2022•中宁县模拟）我国从今年4月15日起，正式实施电动自行车新国标。李强购置了一辆符合新国标的电动车，如图所示，其整车质量为50kg，最高速度为25km/h，g取10N/kg。试问：（1）对蓄电池充电时，电能转化为能；行驶时，电动机提供动力，其工作原理是。（2）李强骑车在水平路面上匀速行驶了2min通过的路程位600m，则他骑车的平均速度是多少m/s？（3）当蓄电池的电全部耗完后，若充电功率为100W，充满电需要5h，不计能量损失，则充满电后蓄电池储存的电能为多少？（4）蓄电池充满电后，当质量为70kg的李强在水平路面上骑着车，车轮与水平地面的总接触面积是100cm2，则他骑车时对地面的压强是多少Pa？（5）新国标为什么对电动车的整车质量、最高速度都进行了限制？请用物理知识简要分析原因。31．（2022•柘城县校级三模）小明家购买了一辆油电混合动力汽车，该车利用汽油机和电动机共同提供动力，其蓄电池最多可以储存66kW•h的电能，电动机将电能转化为机械能的效率可达70%。（1）电动机的原理与（选填“扬声器”或“动圈式话筒”）的原理相同。（2）该汽车某次在平直公路上匀速行驶时，受到的阻力为720N，则该车匀速行驶100km的过程中牵引力做了多少功？（3）蓄电池充满电后，只让电动机提供动力，假设汽车受到的阻力不变，该车持续行驶的最大路程是多少千米？（4）假设汽车受到的阻力不变，只让汽油机提供动力，汽油的热值取4×107J/L，汽油机的效率为30%，则汽车匀速行驶100km需要汽油多少升？【题型13直流电动机的应用】 32．（2023•立山区校级一模）学习电动机和发电机时，课本上安排了三个活动。（1）图（甲）是观察磁场对通电线圈的作用的实验装置，将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场，闭合开关，会观察到线圈将（能/不能）持续转动，原因是当线圈平面与磁感线时，线圈受到磁场作用力相互平衡。（2）图（乙）是自制简易电动机模型。刮漆部位及方法见放大图。按这种方法刮漆，目的是使线圈转到平衡位置时，线圈中（有/没有）电流，从而能够按原方向持续转动，因此这一部位就相当于直流电动机中的换向器（填某一部件的名称）．通电后线圈能转动，如要加快转动速度，可采取的做法是：（写出一种即可）。（3）将图甲的装置改装成图丙所示的发电机，在风车持续转动时线圈中产生的是（直流/交流）电。33．（2023•清江浦区校级三模）节能减排、绿色环保的新能源汽车成为未来汽车发展的方向。某种型号纯电动汽车的部分参数如表所示：空车质量1380kg最大功率100kW轮胎与地面总接触面积0.032m2最高速度120km/h电池容量42kW•h最大续行里程260km（1）电动汽车前进和倒车是通过改变来改变电动机的转动方向的；（2）纯电动汽车行驶时极为安静，它减弱噪声的途径是在（选填“声源处”或“传播途中”）；（3）当人驾驶汽车在水平路面上匀速直线运动时，下列说法中错误的是；A.汽车轮胎上的花纹是为了增大摩擦B.汽车刹车时由于具有惯性不能立即停止下来C.汽车的重力与地面对汽车的支持力是一对平衡力D.人对汽车的压力与汽车对人的支持力是一对相互作用力（4）空车静止在水平地面上时对地面的压强为Pa；（5）假如汽车上只有质量为60kg的司机一人，汽车以60km/h的速度匀速行驶36km，耗电9kW•h。设汽车所受的阻力为汽车总重的0.05倍，则电动汽车牵引力所做的功为J；电动汽车电能转化为机械能的效率为；如图是小明为该车设计的转向指示灯电路，当单刀双掷开关S与“1”接通时，左转指示灯L1将会亮暗交替闪烁，请分析该转向指示灯工作的物理过程。【题型14探究电磁感应现象的实验】 34．（2023•越秀区校级模拟）探究产生感应电流条件的实验步骤如图甲、乙、丙所示。（1）本实验中，我们通过观察什么现象来判断电路是否有感应电流？（2）通过比较图与图可知，产生感应电流的一个条件是电路要闭合；通过比较图与图可知，产生感应电流的一个条件是导体要在磁场中做切割磁感线运动。（3）若图甲中AB棒不动，磁铁左右水平运动，电路中感应电流（选择“有”或“无”）。35．（2022•泉港区模拟）沈仔细同学在探究“感应电流产生的条件”实验中，发现每次电流表指针的偏转角度不相同，于是他提出了“感应电流的大小与哪些因素有关”的问题，并做出以下猜想：猜想一：感应电流的大小与磁场的强弱有关；猜想二：感应电流的大小与导体切割磁感线的速度有关；猜想三：感应电流的大小与切割磁感线的导体长度有关。为验证自己的猜想是否正确，他选用的器材有：导体棒一根，10匝线圈和20匝线圈各一个（导体棒电阻与多匝线圈电阻近似相等），磁场强度不同的蹄形磁铁三块，灵敏电流表一块，长导线若干。请你帮他完成下列内容：（1）为了验证猜想一，他做了如下实验。①首先用图1所示的装置做实验，导体棒ab以速度v1切割磁感线，观察并记录电流表指针偏转的格数n1。②调换一块磁场强度更强的磁铁，并将导体棒换成10匝线圈，线圈的一边置于磁场中，如图2所示，并以速度v2（v2＞v1）切割磁感线，观察并记录电流表指针偏转的格数n2。请你说明他的操作中存在的问题；（2）设计出探究“猜想二”的记录数据表格。【题型15发电机的构造和原理】 36．（2023春•成武县期中）图甲所示是一种自行车上的装置，车前端的灯泡与该装置内部线圈相连，自行车车轮的转动带动该装置上端的小轮转动，小轮带动内部的磁铁转动，灯泡便发光照明，图乙是其结构示意图。下列分析正确的是（）A．该装置是一种电动机 B．该装置将电能转化为机械能 C．该装置是一种发电机 D．车轮与小轮间应尽量光滑【题型16家庭电路的组成与连接】 37．（2023•邓州市一模）如图是小明设计的家庭电路，电灯开关已断开。下列说法中正确的是（）A．灯泡和开关的接法是错误的 B．导线B与大地之间的电压为220V C．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 D．试电笔插入两孔插座的左孔，氖管发光38．（2021秋•龙凤区期末）小明常用的一个插线板由一个三孔和一个二孔插座组成，并带有开关、保险丝功能。如果接入的用电器电流过大，保险丝会熔断，所有插座停止提供工作电压。如果开关断开时所有插孔都不能提供工作电压，闭合时能提供工作电压；根据上述现象请在图中画出开关、保险丝和插孔的连接方式，并把插线板与电源线接通。39．（2022秋•阿克苏市校级期末）将电灯和开关连入电路，用开关控制电灯。40．（2022秋•鼎城区期末）请在图中用笔画线代替导线将电灯、插座正确接入电路。【题型17插座的构造与工作方式】 41．（2023•新华区校级一模）“安全用电，从我做起”。如图是已接入家庭电路中的一个插线板。（1）插线板上标记A的插孔，应与家庭电路的线相连；（2）将台灯的插头插入插线板，闭合开关，家里的空气开关跳闸了，原因可能是。42．（2021•青羊区校级模拟）如右图所示是一种煲汤用的电饭锅工作原理图，其中温控器的作用是当水沸腾后能自动断电一段时间。电饭锅的部分参数如下表所示。容积4.5L额定功率220V保温功率80W加热功率500W（1）三脚插头上标着E的导线和相连，插座上相应的导线和相连。（2）调节切换开关可以使电饭锅处于“关、高温、自动、保温”四种工作状态，则原理图中的切换开关连接触点“”时为保温挡。小瑾发现，当电饭锅处于保温挡正常工作时，不论加热多长时间，都不能使锅内的汤水沸腾，原因可能是。（3）该电饭锅处于高温挡正常工作时，使4.5L的水温度升高54℃需要42min，那么电饭锅的效率为多少？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]（4）倡导“低碳生活”是实现人与自然和谐相处的重要体现。以下做法不符合“低碳生活”要求的是A．出行时尽量使用自行车B．大力开发利用太阳能和风能C．节约用水、用电、用气D．大力发展以煤为燃料的火力发电。【题型18熔断器的作用及保险丝的选择方法】 43．（2023•陕西模拟）下面是一家住户内的配电系统方框图，对应的说法中正确的是（）A．当吊灯正常发光时，用试电笔接触P处的导线氖管不会发光 B．漏电保护器切断电路时，空调和电灯都不能工作 C．当N处的空气开关跳闸时，一定是空调和吊灯同时使用引起的 D．当站在地上的人不小心用手指接触到插孔M内的金属片时，漏电保护器会迅速切断电路，对人身起到保护作用44．（2022•南海区模拟）为了安全用电，在家庭电路设计安装中使用漏电保护器。漏电保护器是在用电器发生漏电或人体触电时实施保护的装置。家庭电路漏电时，通过火线和零线的电流不相等（如图中虚线框内A、B两点电流不相等），漏电保护器中有一特殊装置（在图中虚线框内未画出）检测到该差异后，会自动切断电源，起保护作用。下图是模拟漏电的试验电路，由一只开关S和电阻R组成，闭合开关S能模拟漏电情形的连接电路是（）A． B． C． D．45．（2023•柘城县一模）实验学校的电热水器具有自动进水、自动加热、保温、缺水保护、漏电保护等功能，该电热水器加热时的额定功率为3000W，制热水能力为30L/h。图甲是其储水箱水位探测电路原理图，其中电源电压为24V，A为水位表（由量程为0～0.6A的电流表改装而成），R0的阻值为10Ω，Rx为压敏电阻，其阻值与储水箱中水深的关系如图乙所示。则：（1）电热水器工作时利用电流的；漏电保护器的主要作用是。（2）当水位表指示储水箱中的水深为0.2m时，探测电路的总功率是多少瓦？（3）若一台电加热器每天加热360L净水，那么全校六台电热器一个月（按30天）仅加热就需要耗费多少度电？46．（2023春•永丰县期中）小明是家务小能手，经常用挂烫机熨烫衣服。挂烫机是通过电热丝R1、R2加热水箱中的水，产生水蒸气来熨烫衣服。它的正常工作电压为220V，水箱最多装水0.2kg，加热功率有高、低两个挡位，高挡位功率为1000W，低挡位功率为800W，其工作原理图如图甲所示。（1）熔断器在电路中起到作用；（2）若将水箱中0.2kg的水从20℃加热到100℃，水吸收多少热量？（3）已知挂烫机在高挡位工作时的加热效率是84%，求上述第（2）过程中需要用高挡位加热多长时间？（4）小明是一个爱思考的孩子，他把电路原理甲图改为乙图，也设有两个挡位。已知熔断器允许通过的最大电流为8A，请判断乙图电路是否合理，通过计算说明原因。【题型19家庭电路的故障分析】 47．（2023•青山区二模）临近中考，小明在家挑灯夜读，当把台灯插头插入插座时，家里的用电器突然全部停止了工作，关于这种现象形成的原因是（）A．插头插入这个插座时，导致火线和零线相接触形成了短路 B．插头与插座没有形成良好接触，仍然是断路状态 C．插座的火线和零线原来就相接触形成了短路 D．台灯功率过大导致干路中总电流过大，空气开关跳闸48．（2023•涪城区模拟）如图所示，在三个电阻R1、R2和R3中只有一个电阻断路，一个电阻短路，现用一只标有“220V”字样的较大功率的灯泡对该电路进行检测，当它接在如表所列的某两点时，灯泡的亮暗情况如表所示，则（）灯并接处a、da、bb、cc、da、c灯发光情况正常发光不发光比正常发光暗不发光比正常发光暗A．电阻R1断路，电阻R2短路 B．电阻R1短路，电阻R2断路 C．电阻R1断路，电阻R3短路 D．电阻R1短路，电阻R3断路49．（2023•射洪市校级模拟）如图是小明新安装的照明电路，已知两个并联灯泡的灯头接线存在一处故障。小明断开闸刀开关，取出一根保险丝，在保险丝处接入一个“220V40W”的灯泡L。当只闭合S、S1时，L正常发光；当只闭合S、S2时L呈暗红色。由此可以确定（）A．L1灯头短路B．L1灯头断路C．L2灯头短路D．L2灯头断路50．（2023•黑山县模拟）家庭用电安全不容忽视，根据图中的事例回答以下问题：（1）如图甲所示，若家庭电路无任何故障，将试电笔放入插座插孔，若氖管发光则该插孔连接的是线；（2）如图乙所示，洗衣机的电源插头是三脚插头，则三脚插头标着E的导线和相连；（3）如图丙是起保险作用的空气开关，它能避免由于短路或原因，而使电流过大产生的危险。【题型20家庭电路电流过大的原因】 51．（2022秋•秦皇岛月考）下列几种情况中不会引起“跳闸”的是（）A．日光灯的开关发生短路 B．同时使用大功率用电器 C．火线和零线直接连通 D．用电器插头的绝缘皮破损52．（2022秋•望城区期末）（多选）家庭电路中的熔丝烧断了，原因可能是（）A．灯泡的灯丝烧断了 B．使用了功率过大的用电器 C．用电器发生短路 D．电路中接入了一个台灯53．（2023•梁溪区校级一模）造成家庭电路中电流过大的原因可能是①②用电器的总功率过大。另外，对于因线路连接处接触不良现象，也应当引起我们足够的重视。与连接完好相比，线路接触不良处的阻值将，造成此处产生的热量多，以致火灾。【题型21安全用电原则】 54．（2023•高新区校级模拟）纯电动汽车环保节能。如图所示是电动汽车的充电桩，下列有关说法符合安全用电要求的是（）A．安装充电桩时，不连接地线也可以 B．有充电桩起火，应迅速浇水扑灭C．电线破损时，只要稍加注意便可安全使用 D．安装充电桩时，必须断开电源55．（2023•柞水县模拟）下列做法符合家庭用电安全的是（）A．图﹣1：使用试电笔检测电路 B．图﹣2：电路连接有金属外壳的用电器 C．图﹣3：灯泡、开关及三孔插座的连接是正确的 D．图﹣4：多个大功率用电器同时使用同一个接线板56．（2023•建华区三模）小雨家所住的小区是几十年的老旧小区。最近一段时间，小雨想在家中添置几样大功率的用电器，但又担心小区线路老化存在安全隐患。请你帮助小雨提几点建议，在添置大功率用电器之前要考虑哪些方面问题。

专题08《生活用电及电与磁》压轴培优题型训练【二十一大题型】TOC\o"1-3"\h\u【题型1磁性、磁体、磁极】 2【题型2物体是否具有磁性的判断方法】 4【题型3磁场的概念】 5【题型4地磁场】 9【题型5电流的磁效应】 10【题型6通电螺线管的磁场】 13【题型7安培定则】 18【题型8影响电磁铁磁性强弱的因素】 22【题型9探究影响电磁铁磁性强弱的实验】 22【题型10电磁继电器的组成、原理和应用】 25【题型11扬声器和耳机的构造原理】 34【题型12直流电动机的原理】 35【题型13直流电动机的应用】 38【题型14探究电磁感应现象的实验】 41【题型15发电机的构造和原理】 44【题型16家庭电路的组成与连接】 45【题型17插座的构造与工作方式】 47【题型18熔断器的作用及保险丝的选择方法】 49【题型19家庭电路的故障分析】 54【题型20家庭电路电流过大的原因】 57【题型21安全用电原则】 59【题型1磁性、磁体、磁极】 1．（2023春•古塔区校级期中）如图所示，弹簧测力计下挂着铁块P，其正下方的水平地面上放着条形磁铁Q，P和Q均处于静止状态。已知P和Q的重力分别为G和3G，若弹簧测力计的示数为2G，则下列说法正确的是（）A．P对Q的吸引力和Q的重力是一对平衡力 B．弹簧测力计对P的拉力和Q对P的吸引力是一对平衡力。大小均为2G C．P对弹簧测力计的拉力大小为G D．P对Q的吸引力和地面对Q的支持力大小分别为G和2G【答案】D【分析】（1）根据二力平衡条件：大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在同一个物体上；（2）P对弹簧测力计的拉力大小等于P受到的力即为弹簧测力计的示数；（3）对P、Q分别受力分析，利用力的平衡条件和相互作用力得出PQ之间吸引力的大小和地面对Q的支持力的大小。【解答】解：A、此时Q静止在地面上，Q受到P对Q的吸引力、自身的重力和地面的支持力作用，则可知P对Q的吸引力和Q的重力的大小不相等，所以二力不是平衡力，故A错误；B、对P进行受力分析可知，P受到竖直向上弹簧测力计的拉力F拉、Q对P的吸引力FQP、竖直向下的重力G，且F拉＝FQP+G，所以弹簧测力计对P的拉力和Q对P的吸引力大小不相等，二力不是平衡力，故B错误；C、已知弹簧测力计的示数为2G，且弹簧测力计对P的拉力与P对弹簧测力计的拉力是一对相互作用力，所以P对弹簧测力计的拉力大小为2G，故C错误；CD、对P进行受力分析可知，P受到竖直向上弹簧测力计的拉力F拉、Q对P的吸引力FQP、竖直向下的重力G，如图1所示，由题可知，F拉＝2G；根据力的平衡条件可得：FQP＝F拉﹣GP＝2G﹣G＝G，即Q对P的吸引力大小为G，由于力的作用是相互的，所以P对Q的吸引力也是G；对Q进行受力分析可知，Q受到竖直向下的重力3G和竖直向上的支持力F支持、P对Q的吸引力FPQ，如图2所示；其中，P对Q的吸引力FPQ与Q对P的吸引力FQP是一对相互作用力，所以FPQ＝FQP＝G；根据力的平衡条件可得：F支持＝GQ﹣FPQ＝3G﹣G＝2G，故D正确。故选：D。2．（2023•黑龙江模拟）阅读短文，回答问题。电饭锅中的磁铜限温器电饭锅是生活中常见的用电器，它利用磁钢限温器来控制煮饭过程中的最高温度，磁钢限温器的结构如图所示，它由永久磁钢、感温磁钢和弹簧等组成，感温磁钢及其外会由弹簧支撑，永久磁钢的磁性不变，感温磁铜的磁性会随温度的升高而减弱，当温度达到103℃时，感温磁钢失去磁性。煮饭时，按下电饭锅的按键，永久磁钢和感温磁钢吸合，同时带动连杆使加热开关闭合，电热盘通电，当温度升高到一定程度，感温磁钢失去磁性，在弹簧的作用下感湿磁钢与永久磁钢分离，同时使加热开关断升，按键跳起，电热盘停止加热。（1）用电饭锅煮饭时，能量转化情况主要是电能转化为内能。（2）永久磁铜的磁性不变，感温磁铜的磁性会随温度的升高而减弱。（3）按键按下时，弹簧处于压缩状态，此时弹簧具有弹性势能。（4）在磁钢限温器工作过程中，感温磁钢没有磁性的是C（填字母序号）。A.按下按键时B.加热升温过程中C.按键跳起时D.降温过程中（5）小明发现用该电饭锅烧水，当水沸腾时电饭锅的按键没有跳起，原因是水的沸点低于103℃。【答案】（1）电能转化为内能；（2）减弱；（3）弹性势；（4）C；（5）水的沸点低于103℃。【分析】（1）电饭锅工作时，消耗了电能，得到了内能；（2）（3）根据电饭锅的原理可知，感温磁钢及其外套由弹簧支撑，据此分析弹簧的状态；（4）根据电饭锅的工作原理进行分析；（5）根据题意可知当温度达到103℃时，感温磁钢失去磁性，按键跳起。【解答】解：（1）电流做功的过程是电能转化为内能的过程。（2）永久磁铜的磁性不变，感温磁铜的磁性会随温度的升高而减弱；（3）因为感温磁钢及其外套由弹簧支撑，所以弹簧处于压缩状态，具有弹性势能；（4）感温磁钢的磁性受温度的影响，随温度升高，磁性减弱；在温度达到一定值时，其磁性消失，感温磁钢失去磁性，在弹簧的作用下感温磁钢与永久磁钢分离，同时使加热开关断开，按键跳起，电热盘停止加热。（5）当温度达到103℃时，感温磁钢失去磁性。水沸腾时电饭锅的按键没有跳起，原因是水的沸点低于103℃。故答案为：（1）电能转化为内能；（2）减弱；（3）弹性势；（4）C；（5）水的沸点低于103℃。【题型2物体是否具有磁性的判断方法】 3．（2023•建湖县校级三模）如图，用一根不知有无磁性的铁棒的A端靠近一根悬挂的条形磁铁的N极，发现条形磁铁被吸引。该铁棒有没有磁性呢？下列说法正确的是（）A．可以确定有磁性，且A端是S极 B．不确定有无磁性，只需要将B端靠近S极，观察现象就可以判断 C．不确定有无磁性，只需要将B端靠近N极，观察现象就可以判断 D．不确定有无磁性，若将A端靠近S极，观察现象仍然无法判断【答案】C【分析】（1）磁铁间的相互作用规律：同名极相互排斥，异名极相互吸引；（2）有磁性的物体可以吸引磁性材料。【解答】解：假如铁棒有磁性，异名磁极相互吸引。铁棒的A端靠近一根悬挂的条形磁铁的N极，铁棒和条形磁铁的N极相吸引，说明铁棒也有磁性，并且A端是S极，如果铁棒没有磁性，磁体可以吸引磁性材料。条形磁铁具有磁性，可以吸引没有磁性的铁棒。所以铁棒是否具有磁性不能确定；将铁棒的B端靠近悬挂的条形磁铁的N极，磁铁远离铁棒，由于只有同名极相互排斥，因此铁棒一定有磁性，并且B端为N极，则A端为S极。故C正确，ABD错误。故选：C。4．（2021秋•金安区校级期末）有两根外形完全相同的钢棒a和b；按图甲放置，手拿住a时，b不会掉下来；按图乙放置，手拿住b时，a会掉下来。这说明（）A．钢棒a具有磁性 B．钢棒b具有磁性 C．钢棒a和b都具有磁性 D．钢棒a和b都不具有磁性【答案】A【分析】磁体具有磁性，一个磁体有两个磁极，磁极的磁性最强，中间几乎没有磁性。【解答】解：磁极的磁性最强，用手拿a时（甲图），b不会掉下来，说明a对b有较大的磁力，则钢棒a具有磁性；因磁体中间部分几乎没有磁性，所以，用手拿b时（乙图），a会掉下来，说明钢棒b没有磁性，钢棒a具有磁性（只是中间部分的磁性很弱）；故选：A。【题型3磁场的概念】 5．（2023•越秀区校级模拟）在物理学中，磁感应强度（用字母B表示，国际单位是特斯拉，符号是T）表示磁场的强弱，磁感应强度B越大，磁场越强；磁感线形象、直观描述磁场，磁感线越密，磁场越强。（1）图1为某磁极附近磁感线的方向和分布的示意图。由图可知，该磁极为N极，若在1处放置一个小磁针，当小磁针静止时，其指向应是图2中的甲。（2）如果电阻的大小随磁场的强弱变化而变化，则这种电阻叫磁敏电阻。某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图象如图3所示，根据图线可知，磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而增大。（3）利用该磁敏电阻的R﹣B特性曲线可以测量图1磁场中各处的磁感应强度。123U/V1.503.004.50I/mA3.006.009.00①将该磁敏电阻R放置在磁场中的位置1处。吴力设计了一个可以测量该磁敏电阻R的电路，所提供的实验器材如图4所示，其中磁敏电阻所处的磁场未画出，实验电路连接如图所示。②正确接线后，测得的数据如表所示。该磁敏电阻的测量值为500Ω。③根据该磁敏电阻的R﹣B特性曲线可知，1处的磁感应强度为1.0T。④在实验过程中，仅将磁敏电阻从1处移至2处，其它条件不变，那么电流表的示数增大，电压表的示数减小。（填“增大”、“减小”或“不变”）（4）就现有的实验器材和电路，请提出一个有意义的可供探究的物理问题：磁敏电阻的阻值与磁场方向是否有关。（5）在上述电路中，将该磁敏电阻从待测磁场中移出，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，当电流表的示数为10.0mA时，求滑动变阻器接入电路的阻值450Ω，设电源电压为5.50V。【答案】（1）N；甲；（2）增大；（3）②500；③1.0；④增大；减小；（4）磁敏电阻的阻值与磁场方向是否有关；（5）450。【分析】（1）利用磁极间的作用规律可以确定在1处放置的小磁针静止时的指向。（2）根据图3所示的磁敏电阻的阻值随磁感应强度变化的图象可以得出两者之间的关系。（3）②通过表格中的数据，利用欧姆定律可以求得该磁敏电阻的阻值。③结合图象，即可确定该位置的磁感应强度的大小。④磁敏电阻从1处移至2处，磁场强度减弱，由此知磁敏电阻的阻值变化，由串联电路特点和欧姆定律判断电流表和电压表示数变化。（4）磁场有强弱，磁敏电阻与磁场强弱有关，磁场是有方向的，由此可猜想磁敏电阻与磁场方向是否有关；（5）磁敏电阻从待测磁场中移出，即磁敏电阻所在处磁感应强度为0，由图3知此时磁敏电阻的阻值，由串联电路特点和欧姆定律计算滑动变阻器接入电路的阻值。【解答】解：（1）在磁铁的周围，磁感线从磁体的N极出来回到S极，由此可知该磁极是N极。放在1位置的小磁针，靠近磁体的N极，由于异名磁极相互吸引，所以该磁针静止时，其S极向左N极向右。故甲图正确。（2）根据图4所示的磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图象可知，磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而增大。（3）②由表中数据知，当在磁敏电阻两端加的电压U为1.50V时，通过磁敏电阻的电流I为3.00mA，即：3×10﹣3A，所以磁敏电阻的阻值R＝＝＝500Ω，③根据图4所示的磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图象可知，磁敏电阻的阻值为500Ω时，对应的磁感应强度为1.0T。④在实验过程中，仅将磁敏电阻从1处移至2处，磁感线变稀，磁敏电阻所在磁场处的磁性减弱，所以磁敏电阻的阻值变小，其它条件不变，电路中电阻变小，由欧姆定律可得电路中电流变大，故电流表示数增大；由U＝IR知，滑动变阻器分得电压变大，所以磁敏电阻分得电压减小；（4）磁场有强弱，磁敏电阻与磁场强弱有关，磁场是有方向的，由此可猜想磁敏电阻与磁场方向是否有关？所以可以探究磁敏电阻的阻值与磁场方向是否有关。（5）由欧姆定律可得，将该磁敏电阻从待测磁场中移出，磁敏电阻所在处磁感应强度为0，由图3知此时磁敏电阻的阻值R′＝100Ω，电流表的示数为10.0mA时电路的总电阻：R总＝＝＝550Ω，所以滑动变阻器此时连入电路的阻值：R滑＝R总﹣R′＝550Ω﹣100Ω＝450Ω。故答案为：（1）N；甲；（2）增大；（3）②500；③1.0；④增大；减小；（4）磁敏电阻的阻值与磁场方向是否有关；（5）450。6．（2021春•温岭市校级月考）如图所示，人们研究发现：一个放在磁场中的铁质球壳（截面有一定厚度），外面磁场的绝大部分沿铁质球壳壁“通过”，极少部分进入球内空间，这种现象称为“磁屏蔽”，试回答下列问题：（1）类比电流与电阻的关系，球内的空气与铁这两种物质，谁的导磁能力强？谁的“磁阻”大？（2）人们从这一现象得到启发，为使精密仪器不受外面的影响，可以将仪器放在什么地方？（3）有人为了研究地磁场对动物的影响，把一组小白鼠放在类似铁球内部空间的环境中将地磁场屏蔽掉，结果其寿命比放在正常环境中的另一组小白鼠的短，这个实验说明了什么问题？【答案】见试题解答内容【分析】在导体两端的电压不变时与导体电阻越大时，导体中的电流就越小；类比分析：磁场通过一些物体时，有些物质能“通过”的磁场多，即导磁能力强，有些物质磁场不能“通过”，即导磁能力弱。【解答】解：（1）如图可知：空气与铁这两种物质，铁质球壳外的空气中磁场都能顺利“通过”，类比电流与电阻的关系可知，能“通过”磁场，即导磁能力强，而外面磁场的绝大部分沿铁质球壳壁“通过”，极少部分进入球内空间，所以导磁能力弱；即空气的“磁阻”大；故答案为：铁的导磁能力强；空气的“磁阻”大。（2）为使精密仪器不受外面磁场的影响，可以将仪器放在没有磁场“通过”的地方；因空气的“磁阻”大，所以可以放在铁盒子中；故答案为：可以放在铁盒子中。（3）有人为了研究地磁场对动物的影响，把一组小白鼠放在类似铁球内部空间的环境中将地磁场屏蔽掉，结果其寿命比放在正常环境中的另一组小白鼠的短，这个实验说明生物体的正常生理活动受到地磁场的影响；且是对生物有益的；故答案为：生物体的正常生理活动受到地磁场的影响；且是对生物有益的。【题型4地磁场】 7．（2023•顺德区校级一模）如图所示，是小明自制的指南针。硬纸板和大头针制作指南针的底座，用磁体沿一个方向多次划过缝衣针，穿过按扣的两孔，放在底座的针尖上，指南针静止后针尖指向北方。下列说法正确的是（）A．缝衣针的材料是铜 B．针尖部位应标注S极 C．针尖指北是由于地球周围磁感线的作用 D．针尖所指的方向就是该点地磁场的方向【答案】D【分析】（1）大头针被磁化后相当于小磁针，具有指南北的性质；（2）磁体具有指南北的性质是由于受到地磁场的作用；（3）小磁针放在磁场中静止时北极的指向即为该点的磁场方向。【解答】解：A、只有铁、钴、镍，和他们的合金与氧化物才能被磁化，故A错误；B、磁体具有指南北的性质，静止时，指向北方的为N极，针尖指向北方，应标注N极，故B错误；C、针尖指北是由于受到地磁场的作用，而不是磁感线的作用，磁感线不是真实存在的线，故C错误；D、针尖放在磁场中被磁化，相当于小磁针，则其静止时北极的指向即为该点的磁场方向，故D正确。故选：D。8．（2023•科尔沁区模拟）关于如图四幅图，描述正确的是（）A．图①中，甲站在干燥的木桌上，乙站在地上，则甲、乙都会触电 B．图②中，司南的勺柄指南，表示指向地磁的南极 C．图③中，环卫工人用扫帚打扫街道时，既不能省力，也不能省距离 D．图④中，神舟十三号航天员首次出舱活动，他们的质量不变【答案】D【分析】（1）人体触电是由于人体直接和间接与火线连通造成的。（2）地理的南北极和地磁的南北极不重合；指南针指南是指向地理的南极。（3）扫帚的动力臂比阻力臂短，是费力杠杆、省距离。（4）质量是物体的一种基本属性，与物体的状态、形状、温度、所处的空间位置的变化无关。【解答】解：A．图①中，甲站在干燥的木桌上接触火线，由于木桌是绝缘体，不能形成通路，所以甲不会触电，故A错误；B．地磁场的南北极与地理的南北极相反，司南的勺柄指南，表示指向地磁的北极，故B错误；C．环卫工人用扫帚打扫街道，扫帚属于费力杠杆，费力但可以省距离，故C错误；D．质量与物体的空间位置没有关系，航天员首次出舱活动，他们的质量不变，故D正确。故选：D。【题型5电流的磁效应】 9．（2023•青羊区校级模拟）如图是家庭电路的一部分，下列说法正确的是（）A．空气开关内电磁铁利用了电流的热效应工作 B．白炽灯丝由电阻率小、熔点高的超导材料制成 C．螺丝口灯座的丝口应该接火线，才能满足电压为220V D．大功率用电器应使用三孔插座【答案】D【分析】（1）电流的周围存在磁场；（2）灯丝发光时的温度较高；（3）为了保证用电安全，螺丝口灯座的螺丝套应接在零线上；（4）为防止因用电器漏电使其金属外壳带电而发生触电事故，一般用电器的金属外壳接地。【解答】解：A、空气开关内电磁继电器利用了电流的磁效应工作的，故A错误；B、白炽灯使用时电能转化为内能和光能，灯丝温度会很高，所以选择熔点高、电阻率大的的钨制作，故B错误；C、螺丝口灯座的螺丝套应接在零线上，故C错误；D、为了防止因漏电而发生触电事故，大功率用电器应使用三孔插座，外壳一定要接地，故D正确。故选：D。10．（2023•长春模拟）验证大气压强存在的著名实验是马德堡半球实验；如图所示，通电直导线周围的小磁针发生偏转，此现象表明电流周围存在磁场；一束与平面镜成40°的光线射到平面镜上，则反射角是50°度。【答案】见试题解答内容【分析】（1）知道马德堡半球实验证明了大气压的存在，奥斯特实验证明了电流周围存在磁场。（2）光的反射定律的内容：反射光线、入射光线与法线在同一平面内；反射光线和入射光线分别位于法线两侧；反射角等于入射角。入射角和反射角的概念：入射角是入射光线与法线的夹角；反射角是反射光线与法线的夹角。【解答】解：马德堡半球实验最早证明了大气压的存在，并且证明大气压非常大；奥斯特实验证明了通电导线周围存在磁场，即电流的磁效应，故如图所示，通电直导线周围的小磁针发生偏转，表明电流周围存在磁场。一束光线与平面镜夹角为40°，则入射角为90°﹣40°＝50°，根据光的反射定律，反射角也为50°。故答案为：马德堡半球实验；磁场；50°。11．（2023•绵阳模拟）在一次课外活动中，小红和小刚设计了如图甲所示的实验。当他们闭合开关S后，发现小磁针发生了偏转，这说明通电直导线的周围存在着磁场。接着小红又想用该电路判断电源的正负极。经过讨论小刚找来了一个小铁钉，把导线的一部分绕在上面，制成了一个电磁铁连在电路中，当再次闭合开关S后，小磁针静止时N极的指向如图乙所示。据此他们判断出电源的a端是正极（选填“a或“b”）。【答案】见试题解答内容【分析】要解决此题，需要掌握电流的磁效应，知道通电导线周围存在磁场。同时要掌握安培定则，首先根据磁极间的相互作用，判读出电磁铁的磁极，然后根据安培定则判断出电流的方向，从而判断出电源的正负极。【解答】解：甲图中，小磁针发生了偏转，说明通电导体周围存在磁场，即电流的磁效应。乙图中，小磁针N极朝左，所以电磁铁的右端为S极，左端为N极。根据安培定则，大拇指指向N极，四指的指向便是电流的方向，所以b端为负极。a端为正极。故答案为：通电直导线；a。12．（2023•淮安一模）如图甲所示，探究“通电直导线周围的磁场”时，将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针平行。（1）闭合开关后，观察到小磁针发生偏转，说明通电直导线周围存在磁场。改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向改变（不变/改变）。（2）实验中小磁针的作用是检验磁场的存在。若移走小磁针，通电直导线周围仍有（仍有/没有）磁场。（3）进一步探究表明，通电直导线周围磁场分布情况如图乙所示。它的磁感线是以电流为中心的一系列同心圆。由乙图可知，若甲图中直导线的电流方向不变，将小磁针移到直导线的正上方平行放置，小磁针的偏转方向与原来相反（相同/相反），你判断的依据是通电直导线上方和下方的磁场方向是相反的。【答案】见试题解答内容【分析】（1）奥斯特实验通过小磁针偏转说明了通电导体周围存在磁场；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；（2）通过小磁针的偏转可以检验磁场是否存在；（3）据图中磁感线的特点分析磁场特点即可；【解答】解：（1）这是著名的奥斯特实验，实验中，开关闭合时，小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在着磁场；改变电流方向，小磁针的方向也发生了偏转，说明了产生的磁场方向也改变，即表明了通电导体周围的磁场方向与电流方向有关；（2）小磁针受到磁场力的作用能够发生偏转，故小磁针可以检测磁场的存在；若移走小磁针，通电直导线周围仍有磁场。（3）据图中的信息可知，通电直导线上方和下方的磁场方向是相反的，所以甲图中直导线的电流方向不变，将小磁针移到直导线的正上方平行放置，小磁针的偏转方向与原来相反。故答案为：（1）磁场；改变；（2）检验磁场的存在；仍有；（3）相反；通电直导线上方和下方的磁场方向是相反的。【题型6通电螺线管的磁场】 13．（2023•鼎城区一模）如图所示是一根锰铜丝制成的软质弹簧，B是水银槽，槽内盛有水银，A的上端通过接线柱与电源相连，A的下端恰好与水银表面接触，开关S闭合后发生的现象是（）A．弹簧伸长变大，灯持续发光 B．弹簧缩短，灯熄灭 C．弹簧上下振动，灯忽亮忽灭 D．弹簧静止不动，灯持续发光【答案】C【分析】这个软弹簧就相当于螺线管，当闭合开关时，螺线管的每相邻的两匝线圈的磁极刚好相反，即N极对S极，此时两磁极会互相吸引，由锰铜丝构成的螺线管会收缩而变短；电路断路；灯泡熄灭；磁性消失后弹簧又恢复原状。【解答】解：开关闭合后电路接通，灯泡发光；由锰铜丝构成的螺线管两磁极会互相吸引，弹簧会收缩而变短；变短后电路断路；灯泡熄灭；依此规律反复，弹簧上下振动，灯泡灯忽亮忽灭。故选：C。14．（2023•尉氏县一模）在图中，电路连接正确，通电后小磁针指向如图所示（涂黑端表示N极）。请在图中标出电源的“+”、“﹣”极，并画出螺线管的绕法。【答案】见试题解答内容【分析】由磁极间的相互作用规律得出通电螺线管的右端为S极，左端为N极，由电流表的接线柱可知，电流方向，然后根据右手螺旋定则得出线圈的绕法和电源的极性。【解答】解：已知小磁针右端为N极，由磁极间的相互作用规律可知，通电螺线管的右端为N极，左端为S极，由电流表的接线柱可知，电流从螺线管的左端流入，即电源右端为正极，根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向N极，则线圈的绕法如图所示，15．（2022•奉化区模拟）把超强磁铁分别吸附在干电池的正负极两端，制成电磁动力“小车”，并将它放入铜质螺线管中，如图甲，“小车”就能沿着螺线管运动。图乙是它的示意图。（1）在图乙上画出螺线管中的电流方向；（2）实验中发现，必须将“小车”全部推入螺线管，“小车”才能运动，“小车”运动的原因是磁铁接触的一段螺线管产生的磁场与干电池两极上吸附的磁铁的磁场发生相互作用；（3）进一步探究发现，“小车”运动的方向与电池正负极位置和超强磁铁的极性有关。将如图乙装配的小车放入螺线，则小车的运动方向是向左；（4）要使“小车”运动速度增大，请提出一种方法：增强磁铁的磁性（或者使螺线管的绕线更密集以增加与磁铁接触的那一段螺线管匝数、或增加电池电压以增大螺线管中电流从而增强其磁场）。【答案】见试题解答内容【分析】（1）在电源外部，电流是从电源正极流出，回到电源负极的；（2）螺线管中通电有磁性，断电无磁性；（3）根据磁极间相互作用，由通电螺线管和磁铁的磁场分析解答；（4）要使“小车”运动速度增大，请要想办法增大磁场强弱，以增大它们之间的作用力。【解答】解：（1）由图知，电流从电源正极流出，经右边磁铁、螺线管、左边磁铁回到电源负极，螺线管中的电流方向如图所示：（2）“小车”全部推入螺线管后，与磁铁接触的那一段螺线管通电产生磁场，螺线管的磁场与干电池两极上吸附的磁铁的磁场发生相互作用，小车运动了起来；（3）如图乙，由图，根据安培定则判断可知，与磁铁接触的那一段螺线管的左侧为N极，右侧为S极，螺线管内部的磁场向左，与电池负极相吸的磁铁受到向左的力，小车向左运动；（4）磁极间相互作用力越大，小车速度就越大，所以可以增强磁铁的磁性（或者使螺线管的绕线更密集以增加与磁铁接触的那一段螺线管匝数、或增加电池电压以增大螺线管中电流从而增强其磁场）。故答案为：（1）见上图；（2）磁场；干电池两极上吸附的磁铁的磁场发生；（3）向左；（4）增强磁铁的磁性（或者使螺线管的绕线更密集以增加与磁铁接触的那一段螺线管匝数、或增加电池电压以增大螺线管中电流从而增强其磁场）。16．（2023•鼓楼区校级模拟）如图所示，将质量为80g，体积为100cm3的铁制小球放入盛水的薄玻璃容器的水中在玻璃容器下方有一已经接入电路的螺线管，小灯泡L标有“6V3W”字样，通过螺线管的电流I与螺线管对铁制小球的作用力F的关系如表所示（灯丝电阻保持不变，不考虑铁制小球与螺线管距离的远近对作用力F的影响）求：I/A0.10.20.30.40.5F/N0.050.10.150.20.25（1）请判断：开关闭合后通电螺线管具有了磁性，其上端为N极。（2）断开开关铁制小球静止时露出水面的体积是多少？（3）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片使铁制小球能悬停在水中，此时小灯泡消耗的功率是多大？（4）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，当铁制小球静止时，小球对容器底的压力是多大？【答案】（1）N；（2）断开开关铁制小球静止时露出水面的体积是20cm3；（3）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片使铁制小球能悬停在水中，此时小灯泡消耗的功率是1.92W；（4）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，当铁制小球静止时，小球对容器底的压力是0.05N。【分析】（1）结合安培定则判断通电螺线管的NS极；（2）知道小球的质量和体积，根据ρ＝求出小球的密度，然后与水的密度相比较确定断开开关、静止时所处的状态，根据F浮＝G＝mg求出小球受到的浮力，根据F浮＝ρgV排求出小球排开水的体积，然后求出小球露出的体积；（3）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片使铁制小球能悬停在水中时，铁球排开水的体积和自身的体积相等，根据阿基米德原理求出小球受到的浮力，小球悬停静止时，受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、螺线管对铁制小球的作用力处于平衡状态，根据平衡状态求出螺线管对铁制小球的作用力，查表可知此时电路中的电流；知道灯泡的额定电压和额定功率，根据P＝UI＝求出灯泡的电阻，再根据P＝I2R求出此时小灯泡消耗的功率；（4）当小灯泡正常发光时，根据P＝UI求出电路中的电流，查表可知此时螺线管对铁制小球的作用力，此时小球受到竖直向上的浮力和支持力、竖直向下重力和螺线管对铁制小球的作用力处于平衡状态，由力的平衡条件求出小球受到的支持力，小球对容器底的压力和受到的支持力是一对相互作用力，二力大小相等。【解答】解：（1）开关闭合后通电螺线管具有了磁性，其上端为N极，（2）小球的密度：ρ＝＝＝0.8g/cm3，因小球的密度小于水的密度，所以，断开开关时，铁制小球静止时处于漂浮状态，受到的浮力和自身的重力相等，则小球受到的浮力：F浮＝G＝mg＝80×10﹣3kg×10N/kg＝0.8N，由F浮＝ρgV排可得，小球排开水的体积：V排＝＝＝＝8×10﹣5m3＝80cm3，则小球露出水面的体积：V露＝V﹣V排＝100cm3﹣80cm3＝20cm3；（3）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片使铁制小球能悬停在水中时，因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，所以，小球受到的浮力：F浮′＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×100×10﹣6m3＝1N，因小球悬停静止时，受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、螺线管对铁制小球的作用力处于平衡状态，由平衡条件可得：G+F＝F浮′，则螺线管对铁制小球的作用力：F＝F浮′﹣G＝1N﹣0.8N＝0.2N，查表可知，此时电路中的电流I＝0.4A，由P＝UI＝可得，灯泡的电阻：RL＝＝＝12Ω，此时小灯泡消耗的功率：PL′＝I2RL＝（0.4A）2×12Ω＝1.92W；（4）当小灯泡正常发光时，电路中的电流：I＝IL＝＝＝0.5A，查表可知，此时螺线管对铁制小球的作用力F′＝0.25N，此时小球受到竖直向上的浮力和支持力、竖直向下的重力和螺线管对铁制小球的作用力处于平衡状态，由力的平衡条件可得：F浮′+F支持＝F′+G，则小球受到的支持力：F支持＝F′+G﹣F浮′＝0.25N+0.8N﹣1N＝0.05N，因小球对容器底的压力和受到的支持力是一对相互作用力，所以，小球对容器底的压力：F压＝F支持＝0.05N。答：（1）N；（2）断开开关铁制小球静止时露出水面的体积是20cm3；（3）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片使铁制小球能悬停在水