江苏中考物理重难点试题专项汇编：电和磁

O

专题18电和磁

圆知识点拨

【考点分析】

章节卷点考试题型难易度

磁现象与磁场选择题、填空题、作图题★

电生磁选择题、填空题、作图题★★

电和磁电磁铁选择题、填空题★★

电动机选择题、填空题★★

磁生电选择题、填空题★

知识点01：磁现象与磁场：

1.磁性：能吸引铁、钻、保等物质的性质；

2.磁体：具有磁性的物体；

3.磁性材料：能够被磁铁吸引的物质叫磁性材料；

(1)一般是铁钻银及其合金、氧化物；

(2)注意：铝、铜不是磁性材料；

4.磁极：磁体上磁性最强的部位；

(1)任何磁体都有两个磁极：南极(S极)和北极(N极);

(不存在单磁极的磁体，也不存在多个磁极的磁体)

(2)磁体具有指向性：

(2)基本性质：是对放入其中的磁体产生磁力的作用；

(3)方向：磁场不但有强弱，而且有方向；

规定：小磁针在磁场中某点静止时，小磁针北极(N极)所指的方向规定为该点的磁场方向。

7.磁感线：

(1)定义：描述磁场强弱和方向的带箭头的曲线；

它是一种假想的曲线，不是真实存在的，是一种模型；(虽然不存在，但也不是凭空想象出来的);

(2)方向:

①磁体外部：磁感线的方向是N极到S极；

②磁体内部：从S极到N极；

③磁感线上某点的磁场方向是该点的切线方向

(3)特点：

①磁感线越密的地方，磁场越强，越疏的地方，磁场越弱;

②任何两条磁感线不能相交。

磁场的强弱：A处最强，C处次之，B处最弱

8.地磁场：

(1)概念：地球周围存在的磁场叫做地磁场；

(2)特点：

①地磁的南极在地理的北极附近；

②地磁的北极在地理的南极附近。

知识点02：电生磁：

L奥斯特实验(电流的磁效应、电生磁)：

(1)通电导体周围存在磁场；

(2)电流产生的磁场方向与电流方向有关；

2.通电螺线管的磁场：

(1)通电螺线管的磁场的特点：

①通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样;

②通电螺线管两端的极性与其中的电流方向有关;

(2)通电螺线管的磁场方向：安培定则；

用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则拇指所指的那端就是螺线管的N极。

知识点03：电磁铁：

1.概念：插入铁芯的通电螺线管；

2.特点：有电流时有磁性，没有电流时失去磁性；

3.原理：电流的磁效应；

4.磁性强弱影响因素：电流大小、线圈匝数；

(1)电流一定时，外形相同的螺线管匝数越多，电磁铁的磁性越强。

(2)匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越强。

5.电磁铁的优点：

(1)电磁铁磁性有无，可用通断电来控制；

(2)电磁铁磁性强弱，可用改变电流大小、改变线圈匝数来控制。

(3)电磁铁的极性变换，可用改变电流方向来实现。

6.电磁铁的应用：

(1)电磁起重机；

(2)电磁选矿机；

(3)磁悬浮列车；

(4)电铃；

(5)电话听筒；

(6)电磁门锁；

(7)电磁继电器。

知识点04：电动机：

1.原理：

(1)通电导体在磁场中受到力的作用；

(2)通电线圈在磁场中受力转动；

(3)磁场对电流的作用；

2.电动机转动的方向与电流方向、磁场方向有关。

知识点05：磁生电：

1.电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生电流的现象称为电磁感应现象；电

磁感应中产生的电流称为感应电流。

2.感应电流产生的条件:

(1)电路是闭合的；

（2）一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动；

3.感应电流的方向：导体切割磁感线方向和磁场方向有关;

4.电磁感应现象的应用：

（1）话筒；

（2）发电机：

①发电机是根据电磁感应原理工作的；

②能量转化：机械能一电能；

③特点：电路中没有电源；

盼真题拔高强化£

检测时间：100分钟试题满分：100分难度系数：0.60

选择题（共6小题，满分12分，每小题2分）

1.（2分）（2023•泰州）关于地磁场，下列说法中正确的是（）

A.磁感线是磁场中真实存在的曲线

B.地球周围的地磁场的磁感线是从地磁S极出发回到地磁N极

C.教室里水平放置、能自由转动的小磁针静止时N极指向地理南极

D.指南针是我国古代四大发明之一，它能指南北是因为受到地磁场的作用

解：A、磁感线不是磁场中真实存在的曲线，故A错误；

B、地球周围的地磁场的磁感线是从地磁N极出发回到地磁S极，故B错误；

C、教室里水平放置、能自由转动的小磁针静止时N极指向地理北极，故C错误；

D、指南针是我国古代四大发明之一，它能指南北是因为受到地磁场的作用，故D正确。

故选：Do

2.（2分）（2023•淮安）如图所示为“探究感应电流产生条件”的实验装置，下列四幅图中，主要工作原理

与该实验结论有关的是（）

a

解：由“探究感应电流产生条件”的实验装置可得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感

线运动时，导体中会产生感应电流，这是电磁感应现象；

A、电饭锅的主体是发热体，是利用电流的热效应工作的，故A不合题意；

B、洗衣机的主体是电动机，其原理是通电导体在磁场中受力运动，故B不合题意；

C、电磁起重机是利用电流的磁效应工作的，故C不合题意；

D、风力发电机是利用电磁感应原理制成的，将机械能转化为电能，故D符合题意。

故选：Do

3.（2分）（2023•宿迁）在科技晚会上，小明给大家展示了一个“听话”的小瓶子，通过调节滑片，就可以

让小瓶子上浮、下沉或悬停在水中，它的原理如图所示（磁铁固定在活塞上），闭合开关S后，移动滑片

P,使小瓶子悬停在图示位置。对此，以下分析正确的是（）

A.电磁铁的右端为S极

B.若将滑片P向右移，小瓶子将会上浮

C.小瓶子下沉时，小瓶子中的气体密度变小

D.小瓶子上浮时，小瓶子的瓶口处受到水的压强保持不变

解：A.由图可知，该电路为串联电路，电流从螺线管的右侧流入，根据安培定则可知，电磁铁的右端是

N极，故A错误；

B.若将滑动变阻器滑片P向右移，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路的电流变小，电磁铁的磁性变

弱，电磁铁与磁铁排斥作用变小，活塞向左运动，大瓶内空气气压变小，小瓶子的水会挤出来，小瓶子

重力变小，重力小于浮力，小瓶子将上浮，故B正确；

C.小瓶子进水重力大于浮力下沉时，故小瓶子上面的空气的体积会变小，质量不变，由0』可知，密

2V

度变大，故c错误；

D.小瓶子上浮时，根据p=P水gh可知小瓶子的瓶口处受到水的压强变小，故D错误。

故选：Bo

4.（2分）（2023•宿迁）图中是小明制作的简单电动机模型，其线圈由漆包线绕成，将线圈一端的漆全部刮

掉，另一端只刮掉半周，在线圈的下面放置了一块磁体。将其接入电路中，闭合开关后，线圈转动起来

了。关于此电动机模型下列说法正确的是（）

A.利用电磁感应原理工作

B.线圈在转动时，始终受到磁场作用力

C.将电能转化为机械能

D.增大线圈中的电流可改变转动方向

解：A.电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，故A错误；

B.由于线圈中有一端的漆只刮掉半周，会出现电路中无电流状态，当线圈转到该位置处，由于线圈中无

电流，所以不会受到磁场力的作用，故B错误；

C.电动机消耗电能而转动起来，能量转化为电能转化为机械能，故C正确；

D.线圈转动的方向与电流的方向有关，增大线圈中的电流，只会改变线圈受到磁场力的大小，而不会改

变受力的方向，故D错误。

故选：Co

5.（2分）（2023•苏州）如图，在桌面上将开关、灯泡和电源等连接好制成一套简易有线电报机。小明、小

红分别在不透光挡板（图中未画出）两侧，通过控制灯泡闪光次数来向对方发送不同信息，图中虚线表

示可固定挡板的位置。则（

A.挡板沿AA'固定，灯泡L显示操控开关&的人所发信息

B.挡板沿AA'固定，灯泡L显示操控开关&的人所发信息

C.挡板沿BB'固定，灯泡L?显示操控开关&的人所发信息

D.挡板沿BB'固定，灯泡L,显示操控开关Sz的人所发信息

解：A、开关3控制灯泡灯泡L不能显示操控开关&的人所发信息，故A错误；

B、挡板沿AA'固定，开关Sz控制灯泡开关S?和灯泡LI分别在挡板AA'两侧，灯泡L1能显示操控开关

S2的人所发信息，故B正确；

C、挡板沿BB'固定，开关,控制灯泡L”开关室和灯泡L都在挡板BB'的上方，灯泡L?显示的信息不能

传递到对方，故C错误；

D、开关Sz控制灯泡L”灯泡L?不能显示操控开关&的人所发信息，故D错误。

故选：Bo

6.（2分）（2023•淮安）中考考场内常用的电波钟通过接收无线电信号来进行自动校正，从而实现所有考场

时间显示的精准性和一致性。电波钟接收的信号是（）

A.红外线B.超声波C.电磁波D.次声波

解：中考考场内常用的电波钟通过接收无线电信号来进行自动校正，从而实现所有考场时间显示的精准

性和一致性。电波钟接收的信号是电磁波，故C正确，ABD错误。

故选：Co

二.填空题（共8小题，满分26分）

7.（3分）（2023•盐城）用图示装置探究“感应电流产生的条件”，闭合开关后，让导体AB切割磁感

线，电流表的指针发生偏转，此过程中将机械能转化为电能,利用这个原理可以制成发电机。

解：图中闭合电路的一部分导体AB做切割磁感线运动，电流表的指针发生偏转，在导体AB中产生感应

电流，将机械能转化为电能，是电磁感应现象，利用这种原理制成发电机机。

故答案为：切割；机械；发电机。

8.（3分）（2023•徐州）如图所示手摇发电机模型，快速摇动手柄，使线圈在磁场中做切割磁感线运

动，电路中就会产生电流，这种现象叫作电磁感应现象,这个过程中机械能转化为电能。

解：快速摇动手柄，使线圈在磁场中做切割磁感线运动，电路中就会产生电流，这种现象叫作电磁感应

现象，这个过程中机械能转化为电能。

故答案为：磁感线；电磁感应；机械。

9.（3分）（2023•扬州）在地球上，对列车速度影响较大的因素除了自身的动力外，还有车与轨道间的摩

擦力。我国在超高速磁悬浮领域的技术全球领先，磁悬浮列车利用磁极间的相互作用规律实现列

车与轨道之间的悬浮。杭州距上海约200km,未来中国超级高铁的速度可达1000km/h,只需要12min

即可到达。

解：在地球上，列车受重力的作用，车与轨道间的摩擦力；

磁悬浮列车利用磁极间的相互作用规律实现列车与轨道之间的悬浮;

列车通过这段距离需要的时间=.200km-=o2h=12mino

vlOOOkm/h

故答案为：（1）摩擦；（2）磁极间的相互作用规律；（3）12o

10.（3分）（2023•连云港）如图甲所示，将一根直导线沿南北方向水平放置在静止的小磁针正上方，当接

通电源时小磁针偏转，表明通电导体周围存在磁场。改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也

随之改变，表明通电导体周围的磁场方向与电流方向有关。若将导线绕成螺线管并通电，如图乙所

示，则通电螺线管的A端是S极。

触接

甲乙

解：将一根直导线沿南北方向水平放置在静止的小磁针正上方，当接通电源时小磁针偏转，表明通电导

体周围存在磁场；

改变电流方向，小磁针的方向也发生了偏转，说明产生的磁场方向也改变，即表明通电导体周围的磁场

方向与电流方向有关；

电流从螺线管的右端流入、左端流出，利用安培定则可知，大拇指指向B端为N极，A端为S极。

故答案为：通电导体周围存在磁场；通电导体周围的磁场方向与电流方向有关；So

11.（4分）（2023•苏州）寒冬，为给小鸡仔提供温暖的环境，小明制作了恒温箱系统，原理如图。控制电

路由电磁继电器、滑动变阻器R、热敏电阻R,（安装在恒温箱内，阻值随温度升高而显著减小）、低压电

源等组成。加热电路由电源、电热丝Rs和R&等组成。调好R阻值，闭合开关心、S2,箱内温度升高到设

定值后即在小范围内波动，且降温阶段降温比较平缓。

（1）通电线圈上端是N极,温度升高时，电磁铁磁性增强；

（2）R阻值小于（大于/小于）R&阻值；

（3）将R的阻值稍微调小一些，恒温箱控制的温度将降低

解：（1）闭合开关Si,电流从电磁铁上端流入，下端流出，由安培定则可知，线圈的上端为N极，下端

为S极；

温度升高时，热敏电阻R?的阻值随温度升高而显著减小，根据欧姆定律，电路中电流变大，电磁铁的磁

性增强；

（2）温度升高时，电磁铁磁性增强，吸引衔铁，使比电路接通，此时恒温箱处于保温状态；温度降低

时，电磁铁磁性减弱，衔铁在左侧弹簧作用下被拉起，使R：,电路接通，此时恒温箱处于加热状态；因加

热功率大于保温功率，且电源电压不变，由P=UI=「可知，Rs阻值小于凡阻值；

R

（3）电磁铁吸引衔铁时的电流不变，控制电路电源电压不变，根据欧姆定律可知，控制电路的总电阻不

变，将R的阻值稍微调小一些，根据电阻的串联可知，热敏电阻Rz的阻值变大，因热敏电阻R2的阻值随

温度升高而显著减小，故恒温箱控制的温度将降低。

故答案为：（1）N；增强；（2）小于；（3）降低。

12.（3分）（2023•南通）2023年5月17日10时49分，第56颗北斗导航卫星成功升空进入轨道。卫星的

惯性不会（选填“会”或“不会”）消失，卫星通过地面通信站发出的电磁波接受指令,助推

器喷气调整卫星的运行轨迹，说明力能改变物体的运动状态。

解：一切物体都有惯性，卫星成功升空进入轨道后，仍然具有惯性；

太空中没有空气，声音不能传播，故卫星只能通过电磁波与地面联系；

助推器喷气调整卫星的运行轨迹，说明力可以改变物体的运动状态。

故答案为：不会；电磁波；运动状态。

13.（4分）（2023•扬州）在今年扬州鉴真半程马拉松赛的起点，发令枪响起后，远处小明听到的枪声是通

过空气传播的。空中直升飞机对赛况进行航拍，摄像头所成的是倒立、缩小的实像,此时物体

离镜头的距离u与镜头焦距f之间的关系是u>2f。市民通过电磁波将手机拍的照片发朋友圈。

解：发令枪响起后，远处小明听到的枪声是通过空气传播的;

摄像机的镜头相当于一个凸透镜，其成像的原理是：当物距大于二倍焦距时，凸透镜成倒立缩小的实像；

手机信号是通过电磁波传播的，市民通过电磁波将手机拍的照片发朋友圈。

故答案为：空气；缩小；u>2f；电磁。

14.（3分）（2022•镇江）神舟十四号飞船发射时，火箭通过向下喷射高速气流，获得向上的推力，说明力

的作用是相互的;停止喷气后，火箭由于具有惯性仍能继续上升,箭体上的摄像机拍摄的画

面通过电磁波传送回地面。

解：神舟十四号飞船发射时，火箭通过向下喷射高速气流，获得向上的推力，说明力的作用是相互的；

停止喷气后，火箭由于具有惯性仍能继续上升；箭体上的摄像机拍摄的画面通过电磁波传送回地面。

故答案为：相互；惯性；电磁。

三.实验探究题（共4小题，满分18分）

15.（5分）（2023•淮安区校级二模）如图所示是小明“探究感应电流产生的条件”实验时选择的装置。。

（1）实验中，AB棒的材料可能是铝（选填“塑料”或“铝”）。

（2）我们可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生；还可以通过指针偏转的

方向判断电流方向。

（3）闭合开关，实验探究过程记录如表所示：

次数AB棒在磁场中的运动情况是否有感应电流

1静止无

2沿磁场方向运动（不切割磁感无

线运动）

3切割磁感线运动有

根据实验现象，初步得出电路中产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感

线_运动。

（4）保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验，是为了探究感应电流方向与磁

场方向的关系。

（5）在电路闭合时将AB棒向右移动一段距离后松开手，让AB棒摆动，如果不计空气阻力及摩擦，摆动

过程中AB棒的机械能将变小（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

解：（1）在探究电磁感应现象的实验中，我们必须保证处于磁场中的这部分是导体。两种物质中，塑料

是绝缘体，铝是导体，所以我们应选择铝棒。

（2）图中的灵敏电流计的指针，在电路中没有电流时，指在表盘中央；当有电流时，指针的偏转方向与

电流方向一致。由此可知，我们可以根据指针的偏转方向判断出电流的方向。

（3）三次实验中，只有在AB棒在磁场中做切割磁感线运动时才会产生感应电流，则我们可以得出结论：

闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中才会产生感应电流。在此过程中，主要是

将机械能转化为电能。

（4）保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验时，只有磁场的方向发生了改变,

则这次实验主要是为了探究感应电流的方向与磁场方向的关系。

（5）导体运动过程中，将机械能转化为电能，所以机械能不断减少。

故答案为：（1）铝；（2）电流方向；（3）切割磁感线；（4）磁场方向；（5）变小。

16.（5分）（2023•淮安模拟）如图所示是“探究感应电流产生的条件”实验装置。

（1）实验中，AB棒的材料应该是铝（填“塑料”、“铝”或“铁”）。

（2）我们可以通过小量程电流表指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生；还可以通过指针偏转

的方向判断电流方向。

（3）闭合开关，实验探究过程记录如表所示：

次数AB棒在磁场中的运动情况是否有感应电

流

1静止无

2沿磁场方向运动（不切割磁感线运无

动）

3切割次感谢运动有

根据实验现象，初步得出电路中产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感

线运动,在该运动过程中，主要将机械能转化为电能。

（4）保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验，是为了探究感应电流方向与磁

场方向的关系。

解：（1）在探究电磁感应现象的实验中，我们必须保证处于磁场中的这部分是导体。三种物质中，塑料

是绝缘体，铝是导体，铁会被磁化，所以我们应选择铝棒。

（2）图中的灵敏电流计的指针，在电路中没有电流时，指在表盘中央；当有电流时，指针的偏转方向与

电流方向一致。由此可知，我们可以根据指针的偏转方向判断出电流的方向。

（3）三次实验中，只有在AB棒在磁场中做切割磁感线运动时才会产生感应电流，则我们可以得出结论：

闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中才会产生感应电流。在此过程中，主要是

将机械能转化为电能。

（4）保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验时，只有磁场的方向发生了改变,

则这次实验主要是为了探究感应电流的方向与磁场方向的关系。

（5）电动机工作时，是将电能转化为机械能，由此可知，我们需要在电路中添加电源，即将灵敏电流计

换成电源。

故答案为：（1）铝；（2）电流方向；（3）切割磁感线；电；（4）磁场方向。

17.（4分）（2023•江都区模拟）物理兴趣小组的同学观察到商场里的自动电梯，无人乘站时运行较慢、有

人乘站时运行较快。在查阅相关资料并请教相关技术人员后，兴趣小组同学利用压敏电阻R（R随压力F

的变化关系如图甲所示）、滑动变阻器R2、电磁继电器（电磁铁线圈电阻忽略不计）、电压恒为3V的蓄电

池等，尝试制作可以实现该功能的自动控制电路。受控电路由额定电压为220V的电动机、定值电阻R、

220V家庭电源和应急开关S（使电梯在必要时停止运行）组成。电路图如图乙所示。当线圈电流大于20mA

时衔铁被吸下，线圈电流小于20mA衔铁被拉回。

火线

零线

(1)根据R-F图像可知，压敏电阻R受到的压力越大时，它的电阻值越小。图乙中电磁铁的上端

为N极。

(2)请用笔画线(横平竖直)替代导线补全图乙中电路图，使得电路能实现题中的功能，并符合安全用

电原则。

(3)若质量大于或等于20kg的人站在电梯上时(视为站在压敏电阻上)，就能使电梯运行加快，则控制

电路中滑动变阻器R?应该调至50Q。为了使得质量小于20kg的人站在电梯上时电梯速度也能自动

变快，则应该将滑动变阻器R?的滑片向左调节。

解：(1)根据R-F图像可知，压敏电阻R受到的压力越大时，它的电阻值越小，根据安培定则，电流从

电磁铁的下端流入，从上端流出，电磁铁的上端为N极。

(2)工作电路的开关接在火线上，无人时，定值电阻和电动机是串联的；有人时，动触点和静触点连通，

定值电阻R被短路，如图所示：

火线-------------------------------

零线-------------------------------

(3)此时人对压敏电阻的压力为：F=G=mg=20kgX10N/kg=200N,根据图像可知：此时压敏电阻对应

的阻值为R=100Q；根据欧姆定律，此时控制电路的总电阻为R，工3V=150Q；

I0.02A

根据串联电路的特点，此时滑动变阻器接入电路的电阻为：R2=R'-R=150Q-100Q=50Q；

当人的质量小于20kg时，压敏电阻的阻值增大，为了保证衔铁能够被吸下，工作电流不变，此时应该减

小滑动变阻器的电阻，所以滑片应该向左调节。

故答案为：（1）小；N；；（3）50；左。

18.（4分）（2023•兴化市模拟）如图所示是“探究感应电流产生的条件”实验装置。

（1）实验中，AB种的材料应该是铝（填“塑料”或“铝”）。

（2）闭合开关，实验探究过程记录如表所示:

次数AB棒在磁场中的运动情况是否有感应电

流

1静止无

2沿磁场方向运动（不切割磁感线运动）无

3切割磁感线运动有

根据实验现象，初步得出电路中产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感

线运动,在该运动过程中，主要将机械能转化为电能。

（3）保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验，是为了探究感应电流方向与磁

场方向的关系。

（4）若想进一步探究电动机的工作原理，需要A。（填字母）

A.将此装置中小量程电流表换成直流电源

解：（1）在探究电磁感应现象的实验中，我们必须保证处于磁场中的这部分是导体，铝是导体，所以我

们应选择铝棒；

（2）三次实验中，只有在AB棒在磁场中做切割磁感线运动时才会产生感应电流，则我们可以得出结论：

闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中才会产生感应电流。在此过程中，主要是

将机械能转化为电能；

（3）保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验时，只有磁场的方向发生了改变,

则是为了探究感应电流的方向与磁场方向的关系；

（4）电动机工作时，是将电能转化为机械能，由此可知，需要电路有电源供电，由于题中只有一个导体

棒，电阻很小，电流很大，因而不能把小量程电流表接入电路，故选A。

故答案为：（1）铝；（2）切割磁感线；电；（3）磁场方向；（4）Ao

四.解答题（共4小题，满分26分）

19.（4分）（2023•镇江一模）如图1小华家里的某品牌的手持式无线吸尘器，它利用充电电池对电动机供

电，吸尘器工作时，其内外气压不平衡，从而可以将灰尘及小杂物吸入集尘仓，为了避免或减少灰尘进

入电动机，其滤网（如图2）能过滤99.97%的灰尘，最小可过滤0.3um的尘埃。所以在使用一段时间后，

滤网上布满灰尘，其透气率降低，会使吸尘器内外气压差加大，吸尘效果变差。当内外气压差达到一定

值时，电路会自动切断，如图3为小华设计的吸尘器内部的模拟电路：电源电压3V,R为气压传感器,

图4图像为气压传感器的电阻与其表面气压的关系，R?为电阻箱，当I20.05A时，电磁铁吸引磁性开关

S,切断电路。

图1图2

AP/X10pa

图3图4

7

(1)0.3um=3X10m;吸尘器工作时，其内部气压小于外界大气压(选填“大于”、“等于"

或“小于”)。

(2)将电阻箱压调至25Q,手动闭合开关后，开关S断开时，吸尘器内的气压为多少？(电磁铁电阻

忽略不计)

(3)按小华设计的电路，如果想要在气压差更小时断电，更换滤芯，则应将电阻箱&调小(选填

“大"或"小”)，理由是气压差减小，内部气压变大，Ri变大，总电阻不变，所以压减小。

(4)小华翻看说明书得知，该吸尘器的电池容量为6000mAh,输出电压为24V,额定功率为360W,充满

电后，最多能持续正常工作多长时间？

解：(1)由lm=106口m可得，0.3pm=0.3X10"bm=3X107m,

吸尘器工作时，其内外气压不平衡，大气压将灰尘及小杂物压入集尘仓，所以其内部气压小于外界大气

压；

(2)当IN0.05A时，电磁铁吸引磁性开关S,切断电路，所以当I=0.05A,R?=25Q时，R?两端的电

压为：U2=IR2=0.05AX25<2=1.25V,

由于Ri与R2串联，所以R两端的电压为:UI=U-U2=3V-1.25V=1.75V,

则此时Ri的阻值为：RI=U~=L75V=35Q,

I0.05A

由图4可知，当Ri=35Q时，其表面的气压为0.7Xl()5pa,即吸尘器内的气压为0.7X10、Pa；

(3)如果想要在气压差更小时断电，则内部气压变大，R变大，电源电压不变，切断电流不变，总电

阻不变，所以R?减小；

(4)已知输出电压为24V,额定功率为360W,由P=UI可得，输出电流为：I输=2=侬！l=15A=

U输24V

15000mA,

已知电池容量为6000mAh,则充满电后，最多能持续正常工作的时间为:

t=6OOOmAh=o4ho

15000mA

答：(1)3X10，小于；

(2)开关S断开时，吸尘器内的气压为0.7X105pa；

(3)小；气压差减小，内部气压变大，R,变大，总电阻不变，所以R?减小；

(4)充满电后，最多能持续正常工作的时间为0.4h。

20.(8分)(2023•武进区校级一模)如图1为一恒温水箱电路结构示意图，包括控制电路和工作电路两部

分，控制电路：电源电压恒为12V,R为热敏电阻(置于水箱中)，阻值随温度变化的关系如图2所示,

R。为滑动变阻器，线圈电阻不计，线圈中电流大于0.2A时衔铁被吸下；工作电路：R2为电热器，上面标

有“220V,1000W”的字样，L、Lz为红绿指示灯，其额定电压均为220V,加热时红灯正常发光，绿灯不

亮，停止加热时绿灯正常发光，红灯不亮。

(1)按要求连接好工作电路；

(2)为了使水箱内温度保持在60℃(水温低于60。。时电热器工作，高于60℃时停止加热)，滑动变阻

器接入电路阻值应为多少？

(3)水箱内装有质量为6kg,20℃的冷水，电热器正常工作20min后自动停止加热，求电热器的加热效

率是多少？

(4)为了使恒温水箱内设定的温度降低一些,应该将滑动变阻器Ro接入电路的阻值调大(选填“大”、

“小，，)一些；或者将电源电压调小(选填“大”、“小”)一些。

解：(1)由题意可知，当动触点与上方静触点接触时，电路为绿灯的基本电路；当动触点与下方静触点

接触时，电路为R?与红灯的并联电路；衔铁应接在火线上，零线直接接在用电器的另一端，如下图所示：

(2)根据图2可知，当温度为60℃时，热敏电阻R的阻值为32Q；

当线圈中电流为0.2A时，由欧姆定律可得控制电路的总电阻：

R=fT2A-=600；

因为Ri与R。串联，

所以滑动变阻器接入电路的阻值：Ro=R-Ri=6OQ-32Q=28Q；

(3)水吸收的热量：

6

2Xl()3j/(kg.℃)X6kgX(60℃-20℃)=1.008X10J；

由p—可得，电热器正常工作lOmin消耗的电能：

W=Pt=1000WX20X60s=l.2X106J；

则电热器的加热效率：

6

^=1.008X10JX1Q0%=84%；

W1.2X10b.T

(4)由图2可知，要使恒温水箱内设定的温度降低一些，就要减小热敏电阻R的阻值；但为了使衔铁

吸合时线圈中的电流仍为0.2A,根据欧姆定律1=~—可知，应增大滑动变阻器R。接入电路的阻值或

RQ+RI

减小电源电压。

答：(1)如上图所示；

(2)滑动变阻器接入电路阻值应为28Q；

(3)电热器的加热效率为84%；

(4)大；小。

21.(6分)(2023•灌云县校级模拟)如图甲是小明制作的防盗报警装置示意图，其中工作电路电源电压山

=6伏，指示灯L的额定电压UL=2.5伏，定值电阻Ro=35O欧；控制电路电源电压Uz=l.5伏，磁敏电

阻R*的阻值随其所处位置磁场强度的变化关系如图乙所示，当窗户分别处在轨道A、B、C处时，磁敏电

阻&所处位置的磁场强度分别为a、b、c,闭合开关&和Sz后，当窗户关闭时，指示灯亮，蜂鸣器不工

作；当窗户打开一定程度时，指示灯熄灭，蜂鸣器发出警报声。

(1)电磁继电器实则就是电磁铁控制的一种开关。

(2)将窗户移至A点时，窗户关闭，闭合开关指示灯L正常发光，求此时指示灯L消耗的电功率。

(3)已知电磁铁线圈中的电流达到3毫安时，电磁铁的衔铁刚好被吸下，指示灯L熄灭，蜂鸣器开始报

警。现移动滑动变阻器Rp的滑片，使其接入电路的阻值为其最大阻值的2,当窗户移至轨道B点位置时，

3

蜂鸣器恰好开始报警。若要求窗户移至轨道c点位置时蜂鸣器才开始报警，此时能否通过调节滑动变阻

器的阻值来实现？请通过计算加以说明。(电磁铁线圈电阻忽略不计)

解：(1)电磁继电器实则就是电磁铁控制的一种开关；

(2)闭合开关Si,灯泡和R。串联，灯泡正常发光，其两端的电压为UL=2.5V,R。两端的电压U0=U「UL

=6V-2.5V=3.5V,

电路中的电流1=—5V..=0.01A,

Ro3500

灯泡的额定功率P=ULI=2.5VX0.01A=0.025W；

（3）由图象乙可知，窗户移至B点和C点时，磁敏电阻的电阻值分别为400Q和300Q,

由欧姆定律可得：

当窗户移至轨道B点位置时，蜂鸣器恰好开始报警，控制电路中的总电阻R=）=」^I_=500Q,

I0.003A

此时滑动变阻器接入电路的阻值R»=R-R）«=500Q-400Q=100Q,

此时滑动变阻器接入电路的阻值为其最大阻值的2,所以滑动变阻器的最大阻值为150Q,

3

当窗户移至轨道C点位置时,滑动变阻器接入电路的阻值应该为R/=R-R磁c=500Q-300Q=200Q,

但是滑动变阻器的最大阻值为150Q,

所以若要求窗户移至轨道C点位置时蜂鸣器才开始报警，此时不能通过调节滑动变阻器的阻值来实现。

答：（1）开关；

（2）此时指示灯L消耗的电功率0.025W；

（3）不能通过调节滑动变阻器的阻值来实现。

22.（8分）（2023•常州模拟）超市里的电梯，有人乘时运行较快，无人乘时为了节能运行较慢.利用电磁继

电器可以设计这样的电路，技术人员按照下列方法设计“自动控制电路”，所用器材：电压恒为5的蓄

电池，220V家庭电源，开关S,压敏电阻R。（电阻随压力的变化关系如图所示），限流电阻R为10Q（如

果连接在电路中可减小电路中的电流），电动机，电磁继电器（线圈电阻忽略不计，线圈电流大于20mA

时衔铁被吸下，线圈电流小于20mA时衔铁被弹回）。

▲R0/Q!；；!

400

200

02004006008001000F/N控制电路受控电路

甲乙

（1）根据要求请将图乙的工作电路连接完整。

(2)若IL为24V,现在要求一个质量为60kg的中学生站在电梯上，就能使电梯较快运行，则滑动变阻

器R接入电路的阻值要多大？

(3)电梯运行较快时，电动机的功率为8800W,慢行时通过电动机的电流为20A,则此时电动机的功率

为多大？

(4)如果要求质电梯量更小的人站上电梯就能使其较快运行，应该如何改动控制电路？(写出一种方法

和理由)

解：(1)根据图甲可知，压敏电阻的阻值随压力的增大而减小；有人乘坐时，压力大，则压敏电阻的阻

值小，根据欧姆定律可知，控制电路中的电流变大，电磁铁磁性增强，衔铁被吸下；工作电路中的电梯

运行快，说明工作电路中的电流大，根据欧姆定律可知，电路中的电阻小，故应该只让电动机接入电路；

无人乘时，压力小，则压敏电阻的阻值大，根据欧姆定律可知，控制电路中的电流变小，电磁铁磁性减

弱，衔铁被拉起；无人乘时运行较慢，说明工作电路中的电流小，根据欧姆定律可知，电路的总电阻大，

则电动机和定值电阻串联，如图所示：

蹒电路到空销.

(2)压敏电阻受到的压力：F=G=mg=60kgX10N/kg=600N,

由图甲可知，此时压敏电阻的阻值为Ro=4OOQ,

衔铁被吸下的电流为：I=20mA=0.02A,

根据欧姆定律可知，控制电路的总电阻为：R=T=.24V=12OOQ,

I0.02A

根据串联电路的电阻关系可知，滑动变阻器Ri接入电路的阻值为：Ri=R-Ro=12OO-400=800□；

(3)由串联电路的电流特点和欧姆定律可知，慢行时限流电阻R两端的电压：UR=IaR=20AX10Q=

200V,

由串联电路的电压特点可知，慢行时电动机两端的电压：Ua=U-UR=220V-200V=20V,

则慢行时电动机的电功率：P»=UttI»=20VX10A=400W；

(4)要求质量更小的人站上电梯就能使其较快运行，质量变小，重力变小，则对电梯的压力变小，根据

图甲可知，此时压敏电阻的阻值变大，控制电路的总电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小,

由于吸合电流不变，要使此时的电流达到吸合电流，则需要增大控制电路中的电流，故采取的方法是：

①减小电路的总电阻即滑动变阻器Ri接的滑片向左移动；②增大控制电路的电源电压。

答：（1）见解答图；

（2）滑动变阻器R1接入电路的阻值要800Q；

（3）此时电动机的功率为400W；

（4）人质量变小，重力变小，则对电梯的压力变小，压敏电阻的阻值变大，电路中的电流变小，由于吸

合电流不变，因此需要增大控制电路中的电流，故采取的方法是：①减小电路的总电阻即滑动变阻器R

接的滑片向左移动；②增大控制电路的电源电压。

五.科普阅读题（共3小题，满分18分，每小题6分）

23.（6分）（2023•江都区校级二模）阅读短文，回答问题。

国家规定燃气灶须安装熄火自动保护装置，在意外熄火（如汤水激出）时，装置能自动关闭气路，图甲

为海涛设计的模拟装置示意图，电源电压U=6V,定值电阻R°=200Q,当电磁铁线圈中的电流IWO.02A

时，衔铁K被释放从而关闭气路（未画出）启动保护，反之打开气路，线圈电阻不计，热敏电阻Rt的阻

模拟加热

（1）电磁铁上端为S（选填"N”或"S”）极，停止加热（意外熄火）后，随着凡温度降低，线圈

中电流将变小（选填“大”或“小”）；

（2）当温度为20°。时，电路的电流是0.013A,电路中的总功率是0.08W；

（3）装置启动保护时，K的最高温度是80℃；

（4）若仅将R?更换为图线②所示的热敏电阻（两只热敏电阻的吸、放热本领相同），小华发现装置启动

保护的灵敏度会降低。

解：（1）已知电源正负极，根据电流流向，由安培定则可知，电磁继电器中电磁铁下端为N极，上端是

S极；停止加热(意外熄火)后，随着Rt温度降低，由图2中图线①知，Rt的阻值增大，根据I=U知，

R

线圈中电流将变小；

(2)当温度为20℃时，热敏电阻Rt=250Q,

电路的总电阻为：R=Rt+Ro=25OQ+200Q=450Q,

根据欧姆定律可知，电流的大小为：1=卫=—「心0.013A；

R450Q

22

电路的总功率为：P=L=(6V)=0.08W；

R450Q

(3)装置启动保护时，当电路中电流为1=0.02A时，R的温度最高，

此时电路的总电阻为：R-=U=-6V=300Q,

I0.02A

Rt电阻：RJ=Rfi-Ro=3OOQ-200Q=100Q,

由图乙知，此时&的温度为80℃；

(4)由图乙可知，随着熄火后Rt温度降低，图线②若仅将&更换为图线②所对应的热敏电阻要比图线

①所对应的热敏电阻需降温至更低的温度才能启动保护，因此灵敏度降低。

故答案为：(1)S；小；(2)0.013；0.08；(3)80；(4)降低。

24.(6分)(2023•连云港模拟)请阅读短文，并回答问题。

稳态强磁场实验装置

2022年8月12日，位于中科院合肥物质科学研究院的国家重大科