2024年中考物理（全国）重点 专题16 电磁学、信息和能源教师版

专题16电磁学、信息和能源电磁学是物理学中的一个重要分支，它涉及到电场、磁场、电磁波等多个方面。在中考物理命题中，电磁学的内容一直是重点之一。在2024年的中考中，预计会有更多的试题涉及到电磁学的知识，比如关于电流、电压、电阻的计算，电磁感应现象的解释和应用等。随着信息技术的不断发展，信息传递和处理在日常生活和工作中越来越重要。在中考物理命题中，信息传递和处理的原理和应用也将成为重点之一。预计会有更多的试题涉及到信息传递的原理、信号的处理和应用等方面的知识，比如关于声音、图像、数字信号的处理和传输等。能源问题是当今世界面临的重大挑战之一。在中考物理命题中，能源的转化和利用也是重点之一。预计会有更多的试题涉及到能源的转化和利用，比如关于太阳能、风能、水能等的开发和利用，以及节能减排等方面的知识。在2024年中考物理命题中，"电磁学、信息和能源"这个主题将会是一个重要的命题方向。考生需要加强对这个主题的学习和理解，全面掌握相关的知识点，并且注重知识的应用和实践能力的提升。知识点一：磁性和磁场1.磁性：物体吸引铁、钴、镍的性质叫磁性，具有磁性的物体叫磁体。磁体不同部位的磁性强弱并不相同，磁性最强的部分叫磁极。2.磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。3.判断物体是否具有磁性的几个方法：（1）根据磁体的吸铁性判断：将被测物体靠近铁类物质（如铁屑），若能吸引铁类物质，说明该物体具有磁性，否则没有磁性。（2）根据磁体的指向性判断：在水平面内自由转动的被测物，静止时若总是指南北方向，说明该物体具有磁性，否则便没有磁性。3）根据磁极间的相互作用规律判断：将被测物体分别靠近静止的小磁针的两极，若发现有一端发生排斥现象，则说明该物体具有磁性。若与小磁针的两极都表现为相互吸引，则该物体没有磁性。（4）根据磁极的磁性最强判断：A、B两个外形相同的钢棒，已知其中一个具有磁性，另一个没有磁性，具体的区分方法是：将A的一端从B的左端向右滑动，若发现吸引力的大小不变，则说明A有磁性；若吸引力由大变小再变大，则说明B有磁性。4.磁场和磁感线磁场：磁体间存在一种看不见、摸不着的特殊物质，即磁场。它有强弱和方向。磁场方向：物理学规定小磁针静止时N极的所指的方向（即N极受力方向）是这一点的磁场方向。磁场的基本性质：就是对放入其中的磁体产生磁力的作用。磁感线：为了描述磁场情况而画的带箭头的曲线。磁场是客观存在的，磁感线是人们假象出来的。磁感线是立体分布的，且不交叉；磁体周围的磁感线总是从N极出发回到S极的；它的疏密表示磁场的强弱。常见的几种磁场的磁感线分布如图所示地磁场：地球是个大的条形磁体，地磁的N极在地理的南极附近，地磁的S极在地理的北极附近，海龟信鸽都是利用地磁场来导航的。知识点二：电生磁（电流的磁场）1.奥斯特实验（1）现象：闭合开关小磁针偏转，断开开关小磁针回到原位，改变电流方向磁针反向偏转。（2）结论：该实验说明通电导体的周围有磁场，磁场的方向与电流的方向有关。（3）实验注意：要将导线平行的放在静止小磁针的上方。2.通电螺线管的磁场（1）磁场特点：外部磁场方向与与条形磁铁的磁场相似，磁感线从N极出来，进入S极；在螺线管的内部，磁感线由S极指向N极。（2）安培定则：螺线管的极性用安培定则判定内容：用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就螺线管的北极。判断方法：先标出螺线管中的电流方向;用右手握住螺线管，让四指弯向螺线管中的电流方向，大拇指所指的那端就是螺线管的北极。知识点三：电磁铁电磁继电器插有铁芯的通电螺线管就是电磁铁。软铁芯在通电螺线管中被磁化，也产生磁场，电磁铁周围的磁场既有电流产生的磁场，又有磁铁产生的磁场。1.电磁铁的优点：（1）磁性强弱与通入的电流大小和线圈的匝数有关，电流越大，磁性越强；在电流一定时，外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强；（2）磁性有无可由电路的通断来控制。通电时有磁性，断电时磁性立即消失。（注意：电磁铁中的铁芯必须采用软铁，而不能用钢，因为钢能保持磁性）；（3）磁极的性质可以通过电流的方向来改变。2.扬声器：（1）构造：固定的永磁体，线圈，锥形纸盆。（2）工作原理：它是把电信号转换成声信号的一种装置。由于线圈中通过的电流是交变电流，它的方向不断改变，线圈就不断的被永磁体吸引和排斥使线圈来回振动，同时带动纸盆的振动，于是扬声器就发出了声。3.电磁继电器：（1）电磁继电器的工作原理：通过控制电磁铁的电流，来达到控制工作电路的目的。因此，一般的继电器电路由（低压）控制电路和（高压）工作电路两部分组成。电磁继电器的工作电路和控制电路的组成和特点如图所示：知识点四：电动机（磁场对通电导体的作用）1.通电导体在磁场中受到磁力的作用，磁力的方向与磁场方向、电流方向有关。2.应用：电动机。其能量的转化为：电能转化为机械能。2.直流电动机为什么需装换向器？当线圈转到如图所示位置时，ab边和cd边受的磁场力恰好在同一条直线上，而且大小相等，方向相反，线圈在这个位置上受到相互平衡的两个磁场力的作用，所以不能连续转动下去。如何才能使线圈连续转动下去呢？我们设想线圈由于惯性而通过平衡位置，恰在这时使线圈与电源线的两个接头互换，则线圈中的电流方向改变，它所受的磁场力的方向变成与原来的方向相反，从而可使线圈沿着原来旋转方向继续转动。因此，要使线圈连续转动，应该在它由于惯性刚转过平衡位置时，立刻改变线圈中的电流方向。能够完成这一任务的装置叫做换向器。其实质是两个彼此绝缘铜半环。知识点五：发电机（电磁感应的现象）1.电磁感应：闭合电路的部分导体在磁场中切割磁感线运动就会产生感应电流的现象。2.产生感应电流必须同时满足三个条件：（1）电路是闭合的；（2）导体要在磁场做切割磁感线的运动；（3）切割磁感线运动的导体只能是一部分，三者缺一不可。如果不是闭合电路，即使导体做切割磁感线运动，导体中也不会有感应电流产生，只是在导体的两端产生感应电压。3.感应电流的方向：感应电流的方向跟导体切割磁感线运动方向和磁感线方向有关。因此要改变感应电流的方向，可以从两方面考虑，一是改变导体的运动方向，即与原运动方向相反；二是使磁感线方向反向。但是若导体运动方向和磁感线方向同时改变，则感应电流的方向不发生改变。4.应用：发电机发电机的原理是电磁感应，发电机的基本构造是磁场和在磁场中转动的线圈。其能量转换是把机械能转化为电能。知识点六：信息传递与电磁波1.现代顺风耳-电话（1）电话的组成：话筒-把声信号变成变化的电流信号；听筒-把变化的电流信号变成声音信号。（2）电话的工作原理：声音→话筒→产生变化的电流→听筒→振动（声音）。（3）电话交换机：1)为了提高电话线路的利用率而发明的；2）用来实现两部电话之间的转换；3）使用交换机，可以大幅度的减少电话线的数量。（4）电话“占线”原因：1）对方电话没有扣好；2）对方正在通话；3）电话交换机忙。2.模拟通信和数字通信（1）模拟信号：在话筒将声音转换成电流信号时，信号电流的频率，振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化情况完全一样，模仿声音的“一举一动”这种电流传递的信号叫模拟信号。模拟通信：使用模拟信号的通信方式叫模拟通信，例如：传统的市话通话，长途通话。（2）数字信号：用不同符号的不同组合表示的信号叫做数字信号。数字通信：使用数字信号通信的方式叫数字通信，例如电子计算机是利用二进制码识别信息和处理信息。（3）模拟通信在加工，放大和传输过程中抗干扰能力差，噪声大，失真大；而数字信号形式简单，抗干扰能力强，噪声小，失真小。（3）模拟通信在加工，放大和传输过程中抗干扰能力差，噪声大，失真大；而数字信号形式简单，抗干扰能力强，噪声小，失真小。3.电磁波：如果在空间某处产生一个随时间变化的电场，这个电场就会产生磁场，如果这个磁场也随时间变化，那么它又会在空间产生新的电场，这个变化的电场，磁场并不局限于空间某个区域，而是由远及近的传播出去，这样的传播就形成了电磁波，即导体中电流的迅速变化在空间激起电磁波。4.电磁波性质：是一种看不见摸不到的特殊物质，可以在真空中传播，传播不需要介质；电磁波传播的速度c=3×108m/s，电磁波的波长为λ，波速c=λf，其中f是电磁波的频率；电磁波的波谱：γ射线，X射线，紫外线，红外线，微波，短波，中波，长波。知识点七：能源与可持续发展凡是能够提供能量的物质资源，都可以叫做能源。1.一次能源和二次能源像化石能源一样，风能、太阳能、地热能以及核能，是可以直接从自然界获得的，这些可以从自然界直接获取的能源，统称为一次能源。我们使用的电能，无法从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到，所以称电能为二次能源。我们今天使用的煤、石油、天然气是千百年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的，所以称为化石能源。常见的化石能源有：煤、石油、天然气。常见的一次能源有：煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、地热能、核能等。常见的二次能源有：电能。2.太阳能是氢原子核在超高温时聚变释放的巨大能量，太阳能是人类能源的宝库，如化石能源、地球上的风能、生物质能都来源于太阳。3.太阳能的利用（1）间接利用太阳能：化石能源（光能----化学能）；生物质能（光能----化学能）。（2）直接利用太阳能：集热器（有平板型集热器、聚光式集热器）（光能----内能）；太阳能电池：（光能----电能）一般应用在航空、航天、通讯、计算器、手表等方面。（3）太阳能来源丰富，不需要运输，无污染，但由于能量比较分散且受季节、气候和昼夜变化的影响很大，给大规模利用太阳能带来一些新的技术课题。一、单选题1．（2023·河南信阳·校考三模）在生产和生活中，人们选材常从物质的不同属性考虑，下列说法正确的是（）A．用胶木制作热水壶的手柄利用了胶木良好的导热性B．用光纤通信利用了光导纤维良好的导电性C．用钢制作小磁针利用了钢易被磁化且磁性不易消失的特性D．用钨做灯丝利用了钨的熔点比较低的性质【答案】C【解析】A．用胶木制作热水壶的手柄利用了胶木良好的隔热性，这样才不会烫手，故A错误；B．光导纤维通常是由玻璃制作的，属于绝缘体，光纤通信是利用激光在光导纤维中多次反射传输信号的，故B错误；C．制作小磁针的材料应容易被磁化，且磁化后磁性不易消失，因此用钢制作小磁针是利用了钢容易被磁化且磁性不易消失的特性，故C正确；D．用钨做灯丝利用了钨的熔点比较高的性质，这样灯丝才不容易熔化，故D错误。故选C。2．（2023·河南周口·统考三模）将玻璃罩内的空气逐渐抽出，在此过程中，同学们听到的声音不断减小，看到发声体上方的轻质小球一直在跳动，烧杯内的热水变“沸腾”了。下列有关说法错误的是（）A．人眼从各个角度看到这些不发光的物体是由于光在其表面发生了漫反射B．由该装置可知，真空下物体是无法振动产生声音的C．水的沸点随气压的减小而降低D．磁悬浮装置的B磁体上端为S极【答案】B【解析】A．光可以在真空中传播，人眼从各个角度看到这些不发光的物体是由于光在其表面发生了漫反射，故A正确，不符合题意；B．声音是由物体振动产生的，振动产生了声音，但声音不能在真空中传播；故B错误，符合题意；C．液体的沸点跟气压有关，气压增大，沸点升高；气压减小，沸点降低；水的沸点随气压的减小而降低，故C正确，不符合题意；D．磁悬浮时，两个磁体靠近的磁极为同名磁极，利用了同名磁极相斥的原理；磁体A的上端为N极，所以磁体B的下端也为N极，磁悬浮装置中B磁体的上端为S极，故D正确，不符合题意。故选B。3．（2023下·九年级课时练习）如图是温度自动报警器的原理图，它运用了许多物理知识。以下说法中不正确的（）A．温度计中的水银是导体B．温度计是根据液体热胀冷缩的性质工作的C．报警器中的电磁铁运用了电流的热效应D．电磁继电器是一种电路开关【答案】C【解析】ABD．温度计是利用液体热胀冷缩的性质制成的，温度报警器的原理：当温度达到一定值时，温度计内的水银上升，因为水银是导体，控制电路会接通，电磁铁产生磁性，将衔铁吸引，此时报警电路接通，电铃响，起到报警作用，故ABD正确，不符合题意；C．电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性，运用的是电流的磁效应，故C错误，符合题意。故选C。4．（2023·山东日照·统考二模）2020年6月23日，我国完成了北斗全球卫星导航系统全部卫星的发射，全面建成了北斗系统。截止2023年1月，北斗导航系统已连接我国社会发展的各个方面，并进入全面的商用阶段。从北斗一号工程立项开始，几代北斗人接续奋斗、数十万建设者聚力托举，在强国复兴的伟大征程中，一次又一次刷新“中国速度”、展现“中国精度”、彰显“中国气度”，创造出无愧于党、无愧于人民、无愧于时代的辉煌业绩。关于如图所示的情景，下列说法正确的是（）A．火箭加速上升的过程中火箭的机械能守恒B．如果北斗卫星所受的力全部消失，将会一直绕地球做匀速圆周运动C．北斗卫星绕地球运行时受到非平衡力的作用D．北斗卫星用超声波向地面传递信号【答案】C【解析】A．火箭加速上升的过程中，质量不变，速度增大，高度增大，所以动能和重力势能都增大，机械能增大，故A错误；B．如果北斗卫星所受的力全部消失，根据牛顿第一定律可知，将做匀速直线运动，故B错误；C．北斗卫星绕轨道运行时，运动的方向和速度发生了变化，受到非平衡力的作用，故C正确；D．太空中没有空气，真空不能传声，因此卫星不能用超声波向地面传递信号，电磁波可以传递信息，且电磁波的传播不需要介质，北斗卫星用电磁波向地面传递信号，故D错误。故选C。二、多选题5．（2023·山东日照·日照市田家炳实验中学校考一模）如图所示，下列图文对应正确的是（）

A．拦河大坝是应用连通器原理工作的 B．太阳能电池是将太阳能转化为电能C．跑步机的工作原理与此实验的原理相同 D．正在上坡的汽车的受力示意图【答案】BC【解析】A．拦河大坝利用的是液体压强随着深度的增加而增大，不是连通器原理，故A错误；B．太阳能电池是通过吸收太阳光，将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能的装置，即其可以将太阳能转换为电能，故B正确；C．电动机是利用通电导体在磁场里受力运动的原理制成的。此装置有电源，通电后，磁场中的金属棒会受力运动，说明通电导体在磁场中受力运动，是电动机的原理，故C正确；D．正在上坡的汽车受到竖直向下的重力、垂直于斜坡向上的支持力和沿斜坡向下的摩擦力，图中摩擦力和支持力的方向错误，故D错误。故选BC。6．（2023·河南南阳·南阳市第十三中学校校考三模）2023年1月13日，我国自主研发设计的世界首台高温超导高速磁浮工程化样车下线，设计时速620km，标志着我国高速列车迈向新的高度，如图甲是磁悬浮列车的结构图，图乙是另一种磁悬浮列车的设计原理图，A是磁性稳定的电磁铁，安装在铁轨上，B是安装在车身上（紧靠铁轨上方）电阻非常小的螺线管，B中的电流方向如图乙所示，下列说法正确的是（）A．甲图中，要使列车悬浮起来，车身线圈的上端是S极B．甲图中，该磁悬浮列车是根据电磁感应原理工作的C．乙图中，通电螺线管B的上方是S极D．乙图中，要使通电螺线管的磁性减弱，可以减少线圈匝数【答案】AD【解析】A．同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，甲图中，要使列车悬浮起来，车身线圈的上端是S极，故A正确；B．通电导线周围存在磁场，磁悬浮列车是根据电流的磁效应原理工作的，故B错误；C．根据安培定则判断出通电螺线管的上端是N极，下端是S极，故C错误；D．减弱磁性的方法有减小电流、减少线圈匝数、去掉铁芯，乙图中，要使通电螺线管的磁性减弱，可以减少线圈匝数，故D正确。故选AD。7．（2023·河南许昌·统考二模）关于信息、材料和能源，下列说法正确的是（）A．能量是守恒的，不会出现能源危机B．光纤通信具有传输信息量大、抗干扰的优点C．风能、水能、太阳能和核能都属于可再生能源D．家庭电路中的保险丝具有熔点低、电阻大的特点【答案】BD【解析】A．自然界中能量守恒，但并不是所有能量都可以直接为人类所利用，而且能量的转化具有方向性，能源危机是现在人类面临的共同问题，故A错误；B．光纤通信的特点是：传输信息量大、高抗干扰及光能损耗小等，故B正确；C．核能、风能、水能、太阳能中，核能属于不可再生能源，故C错误；D．保险丝是用电阻较大、熔点较低的铅锑合金制成，这样做是为了在电路中的电流过大时，保险丝能产生较多的热，使保险丝迅速熔断，从而起到保护电路的作用，故D正确。故选BD。三、填空题8．（2023·湖北武汉·校考模拟预测）巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象，这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度，从而引发了现代硬盘生产的一场革命。如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图，图中GMR是巨磁电阻。如果闭合S1电磁铁上方的小磁针（选填“静止”“会顺时针转动”“会逆时针转动”），再闭合S2并使滑片P向左滑动，指示灯亮度会变（选填亮或暗），仅用如图所示实验器材（可以/不可以）完成“探究电磁铁磁性强弱的影响因素”的实验。【答案】静止亮不可以【解析】[1][2]由图可知，电流从电磁铁的右端流入，利用安培定则判断电磁铁的左端为N极、右端为S极；根据异名磁极相互吸引可知，小磁针会保持静止状态；再闭合S2并使滑片P向左滑动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知，通过电磁铁的电流变大，磁性增强，则GMR的电阻变小，右侧电路的总电阻变小，根据欧姆定律可知，通过灯泡的电流变大，所以指示灯亮度会变亮；[3]影响电磁铁磁性大小的因素：电流的大小、线圈的匝数；由于图片中的装置无法改变线圈匝数的多少，所以无法完成探究实验。9．（2023·湖北黄石·统考三模）随着人们生活水平的提高，扫地机器人逐步进入普通家庭。其工作时是通过电机转动使内部气流速度大，压强（填“大”“小”或“不变”），使杂物进入吸尘器达到清扫的目的。电动机是根据原理工作的，（填“扬声器”或“动圈式话筒”）与它的工作原理相同。【答案】小通电导体在磁场中受力而运动扬声器【解析】[1]高速旋转的叶轮把空气排出风机，机器人内部的空气流速大，压强小，而外部的空气流速小，压强大，所以在外界大气压的作用下，外部空气和灰尘不断地压入进风机，扫地机器人就能“扫尘”了，使杂物进入吸尘器达到清扫的目的。[2][3]电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用而运动，“动圈式话筒”的原理是电磁感应现象，“扬声器”的原理是通电导体在磁场中受力而运动，所以扬声器与电动机的工作原理相同。10．（2023·山东济宁·济宁学院附属中学校考三模）请根据如图要求填空。（1）图甲，铅笔的长度是cm；（2）图乙，一束光在空气和玻璃两种介质的界面上发生了反射和折射，折射角为；（3）图丙，甲、乙两实心圆柱体放在水平地面上，对地面的压强相等，的密度大（甲/乙）；（4）图丁：要进行电磁感应现象的研究，开关S接到位置（选填“1”或“2”）。【答案】3.0045°甲2【解析】（1）[1]图甲刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是0.1cm，即此刻度尺的分度值为0.1cm；物体左侧与0刻度线对齐，估读为3.00cm。（2）[2]由图可知∠FOA=90°-60°=30°∠EOA=90°-60°=30°所以∠FOA=∠EOA故AB为法线，CO为界面；因折射光线与入射光线分居在法线的两侧，所以入射光线为EO，反射光线为OF，折射光线为OD，折射角∠GOB=90°-45°=45°（3）[3]物体对水平面的压力等于自身的重力相等，实心圆柱体对水平地面的压强由图可知，圆柱体甲的高度小于圆柱体乙的高度，又因甲、乙两个实心圆柱体对地面的压强p相等，所以，由ρ=ρgh可知，甲的密度大于乙的密度。（4）[4]如图所示的装置中，金属棒ab用两根细导线连接后悬挂在蹄形磁体两极之间，把单刀双掷开关S掷向1时，看到金属棒ab运动，即表明通电导线在磁场中受力的作用；把单刀双掷开关S掷向2，金属棒ab做切割磁感线时，电路中会产生电流，这是电磁感应现象。11．（2023·江苏苏州·校考模拟预测）如图所示，和是两根固定且平行的水平光滑金属轨道，符号“”代表垂直于金属导轨向下的磁场。现将空心铜棒和垂直放在金属导轨上静止，当水平拉动铜棒向右运动时，会产生感应电流，铜棒和导轨组成了一个闭合电路，则铜棒相当于，此时铜棒会向右运动。若同时改变磁场方向和铜棒运动方向，则铜棒的运动方向（选填“向左”或“向右”）【答案】电源向左【解析】[1]图中当水平拉动铜棒向右运动时，会产生感应电流，铜棒和导轨组成了一个闭合电路，铜棒提供了电能，相当于电源。[2]若同时改变磁场方向和铜棒运动方向，则铜棒产生的感应电流的方向不变，但对于铜棒来说，由于磁场方向发生了改变，因此运动方向向左。12．（2023·湖北武汉·统考模拟预测）2023年11月29日，神舟十五号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射成功。飞船在天空飞行过程中，航天员通过（选填“超声波”或“无线电波”）传递信息，实现天地互动。神舟十五号远地点高约394.9km，近地点约384km，飞船从近地点向远地点运动时，动能（选填“变大”“变小”或“不变”）。若飞船在1min内运行的路程是456km，则它的平均速度是m/s。

【答案】无线电波变小7600【解析】[1]超声波在真空总不能传播，而无线电波能在真空中传播，所以飞船在天空飞行过程中，航天员通过无线电波传递信息，实现天地互动。[2]神舟十五号飞船从近地点向远地点运动时，速度减小，高度增加，质量不变，所以动能减小，重力势能增大，动能转变为重力势能。[3]飞船的平均速度为四、实验题13．（2023·河南濮阳·统考二模）利用如图装置探究“感应电流产生条件”的实验，其中蹄形磁铁放在水平实验台上，导体AB悬挂在磁体的磁场中。（1）闭合开关，让悬挂的导体AB沿着竖直方向运动，观察到灵敏电流计指针发生偏转；断开开关，保持磁体不动，导体AB向左水平运动，观察到灵敏电流计指针发生偏转（以上两空选填“会”或“不会”）；（2）当某一操作使灵敏电流计指针发生了偏转，此时导体棒AB相当于（选填“电源”或“用电器”），只将磁体磁极对调，灵敏电流计指针偏转方向（选填“反向”或“不变”）。【答案】不会不会电源反向【解析】（1）[1]闭合开关，让悬挂的导体AB沿着竖直方向运动，由于导体AB没有切割磁感线，所以电路中不会产生感应电流，灵敏电流计指针不会发生偏转。[2]断开开关，保持磁体不动，导体AB向左水平运动，导体切割磁感线，有感应电压，但由于电路不是闭合电路，电路中没有感应电流，观察到灵敏电流计指针不会发生偏转。（2）[3]当某一操作使灵敏电流计指针发生了偏转，电路中有感应电流产生，此时导体棒AB提供了电能，相当于电路中的电源。[4]导体AB切割磁感线方向不变，只将磁体磁极对调，电路中感应电流方向改变，灵敏电流计指针偏转方向反向。14．（2023·吉林长春·校考二模）小明想利用小磁针来探究通电螺线管外部磁场的特点。将许多小磁针放在通电螺线管周围的不同位置，接通电路后观察各小磁针静止时的指向（黑色一端为N极），然后根据小磁针指向，画出螺线管周围的磁感线。（1）可通过观察小磁针静止时N极的指向来判断出该通电螺线管左端的极性为极；（2）观察发现，通电螺线管外部的磁场分布与磁体周围的磁场分布十分相似。后来，小明对调电源正负极重新实验，发现小磁针静止时N极的指向都与原来相反，这说明通电螺线管的磁场方向与有关。【答案】N条形电流方向【解析】（1）[1]观察图甲中小磁针静止时N极的指向，由异名磁极相互吸引可知，通电螺线管右端的极性为S极，左端为N极。（2）[2][3]根据图示的通电螺线管周围的小磁针的分布情况和螺线管周围磁感线的形状，可以确定通电螺线管周围磁感线的形状是纺锤形的，这与条形磁体周围磁场分布相似；小明改变电源的正负极后，螺线管中的电流方向发生了改变，小磁针的N极指向与原来相反，说明磁场的方向相反，由此可以确定，通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。15．（2023·湖南株洲·统考模拟预测）某实验小组在做“电与磁”的实验。（一）下图是该小组做“电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”的实验电路图。

（1）图中电磁铁的上端是极（填“N”或“S”）；（2）电磁下端的的铁钉分布成上图中“发散”状态，这是由于；（3）实验中电磁铁的磁性强弱可以通过观察来确定。（二）探究磁与电的联系

如图甲，灵敏电流表的内部主要由固定的磁铁和可以转动的线圈（与表外指针相连）两大部分组成。他们把两表连接起来（图乙），用手拨动右侧灵敏电流表指针，左侧灵敏电流表的指针也发生了偏转。他们的分析是：拨动右侧电流表的指针，表内线圈在磁场作运动，产生了感应电流，利用这一原理可制成机，这样左侧电流表内线圈同时也会有电流，它在中受到力的作用，带动指针偏转，此时左侧电流表相当于机。【答案】N同名磁极相互排斥吸引铁钉的数量切割磁感线发电磁场电动【解析】（一）（1）[1]由甲图可知，电流从电磁铁上端流入，下端流出，由安培定则可知，电磁铁的上端是N极。（2）[2]小铁钉被磁化，小铁钉远离铁钉的一端磁性相同，互相排斥，所以，下端分散的。（3）[3]电磁铁吸引小铁钉越多，电磁铁的磁性越强，实验中是通过观察电磁铁吸引小铁钉的多少来比较电磁铁磁性强弱的。（二）[4][5]根据电磁感应原理可知，线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生了感应电流，可制成发电机。[6][7]根据通电导体在磁场中受到力的作用，所以，指针偏转起来，此时左侧电流表相当于电动机。五、综合题16．（2023·江苏泰州·校考三模）请回答下列与电和磁相关的物理问题。（1）为了研究通电螺线管周围的磁场分布情况，小明玻璃板上均匀地撒上铁屑，闭合开关，轻敲玻璃板，其分布情况如图甲。说明通电螺线管周围的磁场分布与的磁场分布非常相似。若想知道电螺线管周围的磁场方向还要借助；（填一种器材）（2）如图乙，探究“让线圈转起来”的实验装置图，若将线圈两端的绝缘漆全部刮去，则线圈将（选填“来回转动”或“持续转动”）。若线圈一端的绝缘漆全部刮去，另一端刮去半周，在电源和开关之间接一灯泡，则在线圈转动的过程中，灯泡发光情况是；（3）如图丙，是一种称为“人工心脏泵”的体外装置，用来代替心脏，以推动血液循环。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，阀门只能向外开启，只能向内开启。线圈中的电流从B流向A时，活塞柄向运动（选填“左”或“右”），血液从流入。（后2空选填①、②、③）【答案】条形磁体小磁针来回转动闪烁发光右②①【解析】（1）[1][2]条形磁体两极磁性最强,中间磁性最弱，由图甲可知，通电螺线管周围的磁场分布与条形磁体的磁场分布非常相似。在磁场的某一点，小磁针静止时北极所指的方向即为该点的磁场方向，因此若想知道电螺线管周围的磁场方向还要借助小磁针。（2）[3][4]若将线圈两端的绝缘漆全部刮去，则线圈将来回转动，因为不能自动改变电流方向，线圈不能持续转动下去。若线圈一端的绝缘漆全部刮去，另一端刮去半周，在电源和开关之间接一灯泡，则在线圈转动的过程中，灯泡发光情况是闪烁发光，因为电流时断时续。（3）[5][6][7]线圈中的电流从B流向A时，由安培定则可知，通电螺线管的左端是N极，和左边的磁体之间是同名磁极互相排斥，故活塞柄向右运动，使得阀门S2关闭，阀门S1打开，所以血液由②流向①。，血液从②流入①。六、计算题17．（2024·山东青岛·统考一模）(1)通电导体在磁场中受到的力叫安培力，通电导体与磁场方向垂直时，它受安培力F大小与导体长度L和通过的电流I的乘积成正比，比例系数为磁感应强度B，则F=,在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，符号是T，1T=1；(2)如图，长为50cm、质量为100g的均匀金属棒ab的两端用两个完全相同的弹簧悬挂成水平状态，位于垂直纸面向里的匀强磁场（强弱和方向处处相同）中，弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘，金属棒通过开关与电源相连，电路总电阻为5Ω，当电源电压为2V，弹簧恰好不伸长，求：匀强磁场的磁感应强度B的大小是多少？()【答案】BIL5T【解析】解：(1)因安培力F大小与导体长度L和通过的电流I的乘积成正比，比例系数为磁感应强度B，则安培力(2)闭合开关，电路中的电流为图中弹簧恰好不伸长，说明弹力为0，此时金属棒处于静止状态，其受到的安培力和重力是一对平衡力，其大小相等，即F=G，所以则磁感应强度答：(1)安培力的大小为BIL；(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小是5T。18．（2023·江苏常州·统考二模）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U1＝6V，指示灯L的额定电压UL＝2.5V，定值电阻R0＝350Ω；控制电路电源电压U2＝1.5V，磁敏电阻Rx的阻值随其所处位置磁场强度的变化如图乙所示，D、E、F为动静触点上的三个接线柱，当含有内置小磁铁的窗户分别处在轨道A、B、C处时，磁敏电阻Rx所处位置的磁场强度分别为a、b、c，闭合开关S1和S2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，蜂呜器发出警报声。(1)按要求连接好电路；(2)将窗户移到A点时，窗户关闭，闭合开关S1，指示灯L正常发光，求此时指示灯L消耗的电功率；（写下计算过程）(3)已知电磁铁线圈中的电流达到3mA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，现移动滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为其最大阻值的，当窗户移至轨道B点位置时，蜂鸣器恰好开始报警，若要求窗户移至轨道C点位置时才开始报警，此时能否通过调节滑动变阻器来实现？请通过计算加以说明。（写出计算过程，电磁铁线圈阻值忽略不计）【答案】(1)见解析；(2)0.025W；(3)不能通过调节滑动变阻器的阻值来实现【分析】(1)因为小灯泡的额定电压小于电源电压，所以需要将电阻R0与灯泡串联，又因为电灯泡和蜂鸣器能够独立工作，所以电灯泡和蜂鸣器并联，根据磁敏电阻的性质以及电磁继电器的工作原理判断出电灯泡和蜂鸣器的位置。(2)工作电路中灯泡和R0串联，灯泡正常发光，根据串联电路的分压特点求出R0两端的电压，根据欧姆定律求出电流，再根据求出灯泡的额定功率。(3)由图象读出窗户移至B点和C点时，磁敏电阻的电阻值，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值，进而得出滑动变阻器的最大阻值，再判断是否能通过调节滑动变阻器的阻值来实现报警。【解析】解：(1)因为小灯泡的额定电压小于电源电压，所以需要将电阻R0与灯泡串联，又因为电灯泡和蜂鸣器能够独立工作，所以电灯泡和蜂鸣器并联；闭合开关S1和S2后，当窗户关闭时，磁敏电阻距离磁铁近，磁铁的磁性强，根据右图知磁敏电阻的电阻大，电路的电流小，电磁铁的磁性弱，不能把衔铁吸引下来，指示灯亮，蜂鸣器不工作，所以小灯泡和电阻串联后接在上静触点上；当窗户打开一定程度时，磁敏电阻距离磁铁远，磁铁的磁性弱，根据右图知磁敏电阻的电阻小，电路的电流大，电磁铁的磁性强，把衔铁吸引下来，指示灯不亮，蜂鸣器工作，所以蜂鸣器接在上静触点上，如下图所示：(2)闭合开关S1，灯泡和R0串联，灯泡正常发光，其两端的电压为UL＝2.5V，R0两端的电压电路中的电流为灯泡的额定功率(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400Ω和300Ω，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为此时滑动变阻器接入电路的阻值此时滑动变阻器接入电路的阻值为其最大阻值的，所以滑动变阻器的最大阻值为150Ω，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但是滑动变阻器的最大阻值为150Ω，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)见上图；(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。19．（2023·江苏南京·校联考二模）小明设计的一个温控电加热装置，原理如图所示，电压U1=6V，Rt为热敏电阻其阻值随加热环境温度的升高而增大．电磁铁线圈电阻不计，当导线中的电流大于或等于10mA时，衔铁吸下与下触点A接触；当电流小于10mA时，衔铁松开与B触点接触，U2=220V，R1=48.4Ω．（1）衔铁刚被吸下时，求Rt的阻值．（2）求该电加热器处于加热挡时的电功率．（3）若该电加热器的保温时功率是加热时功率的10%，求R2的阻值．【答案】（1）600Ω（2）1000W（3）435.6Ω【解析】(1)根据I=知，衔铁刚被吸下时,Rt的阻值：Rt===600Ω；(2)要想让加热器有两个档位，需要使电路的电阻不同，需要将一个电阻短路，电路如下图所示：(3)由上图知,当环境温度低时,热敏电阻的电阻减小,电路的电流增大,电磁铁的磁性增强,衔铁被吸下时,衔铁与A接触,电阻R1被接入电路，电阻较小，处于加热状态，加热功率为：P加热===1000W；(4)当环境温度高时,热敏电阻的电阻增大,电路的电流减小,电磁铁的磁性减弱,衔铁被弹起时,衔铁与B接触,两电阻串联,处于保温状态,此时的功率是加热时功率的10%,即P保温=10%P加热=10%×1000W=100W，此时电路的总电阻为：R===484Ω，R2的阻值：R2=R−R1=484Ω−48.4Ω=435.6Ω．七、科普阅读题20．（2024·辽宁·统考模拟预测）在跨学科实践课上，某小组开展了“设计小型风力发电系统”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助完成下列内容：【项目分解】（1）制作小型风力发电机（2）优化风力发电系统【项目实施】（1）制作小型风力发电机经过课堂学习，我们了解到发电机和电动机中都有线圈和磁体，尝试用玩具电风扇作为风力发电机，连接成如图甲所示的电路。闭合开关，向扇叶吹风，使扇叶带动线圈转动，我们观察到了，说明我们的风力发电机可以发电。它是利用现象发电的。（2）优化风力发电系统我们在设计的过程中考虑到无风不能发电，于是增加了太阳能电池；又考虑到风能和太阳能发电受风速、光照强度等因素的制约，不适合直接给用电器供电，于是增加了蓄电池，形成风光互补发电系统。图乙是该系统的简图，其中给出了该系统的电能转移路径，但电能的转移方向并不完整，A和B其中之一为蓄电池，另一个为用电器。请根据所给条件，在图乙中标出A的元件名称，并结合图乙说出蓄电池的工作过程及其起到的不同作用：【项目拓展】（3）经查阅资料，截至2023年4月，我国风电光伏发电总功率超8亿千瓦，约为36个三峡电站的总功率。某风力发电机组在风速为3m/s以下或25m/s以上时，处于空转或停机状态，实际功率为0；在风速达12m/s或以上时，发电功率保持不变。其发电功率与风速关系如下表：风速v/（m·s¹）46810121416功率P/kW56190445880150015001500某日6：00到12：00，风速与时刻关系如图丙所示（为方便计算，数据作了简化处理）则在这段时间内该风力发电机组发电kW·h。【答案】灯泡发光电磁感应蓄电池，风能与太阳能转化为化学能，在电池中储存起来，此时蓄电池相当于用电器；放电时，又将化学能转化为电能，供用电器使用，此时相当于电源【解析】（1）[1][2]闭合开关，一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应现象，所以灯泡会发光。（2）[3]风能与太阳能转化为化学能，在电池中储存起来，此时蓄电池相当于用电器；放电时，又将化学能转化为电能，供用电器使用，此时相当于电源，所以图中A应该是蓄电池。（3）[4]根据图丙可知，6：00到7：00发电机组风速为2m/s，根据题意可知发电机组在风速为3m/s以下，处于空转或停机状态，实际功率为0；7：00到9：00发电机组风速为6m/s，根据图表可知实际功率为190kW·h，9：00到10：00发电机组风速为4m/s，根据图表可知实际功率为56kW·h，10：00到12：00发电机组风速为10m/s，根据图表可知实际功率为880kW·h，则某日6：00到12：00，在这段时间内该风力发电机组发电量一、单选题1．（2023·四川乐山·校考模拟预测）勤劳的中华民族创造了灿烂的华夏文明，在众多领域取得了举世瞩目的成就，推动了人类社会的进步。下列关于我国科学技术的成就和应用描述完全正确的有（）①四大发明中的“指南针”——司南能指示南北方向是受地磁场的作用②1293年，郭守敬在通惠河上建造了船闸，这一创举利用了连通器原理③冬奥会的“巡检机器狗”将现场设备运行状态通过电磁波传递到指挥中心④“玉兔2号”月球车在月球背面留下属于中国的第一道印记，说明力可以改变物体的形状⑤“华龙一号”核反应堆利用核聚变进行发电，所用核燃料属于可再生能源⑥“复兴号”动车组刷新了中国速度，高速行驶时，周围空气的流速大，压强也大A．①②③④ B．①②③⑤ C．③④⑤⑥ D．②③④⑥【答案】A【解析】①指南针能够指南北是因为受到地磁场的作用，故①正确；②船闸的上游阀门打开时，上游和闸室构成连通器，下游阀门打开时，下游和闸室构成连通器，船只才能通航，故②正确；③电磁波能传递信息，冬奥会的“巡检机器狗”将现场设备运行状态通过电磁波传递到指挥中心，故③正确；④月球车在月球表面行驶留下痕迹，是因为月球车对月球表面有压力的作用，使月球表面的月壤的形状发生了改变，该现象说明力可以使物体发生形变，故④正确；⑤核反应堆利用核裂变进行发电，核燃料一旦使用，在短期内不能再生，是不可再生能源，故⑤错误；⑥高速行驶时，周围空气的流速大，压强小，故⑥错误。综上所述，只有①②③④正确。故选A。2．（2023·宁夏银川·银川市第三中学校考模拟预测）勤劳的中华民族创造了灿烂的华夏文明，在众多领域中取得了举世瞩目的成就，推动了人类社会的进步。下列关于我国科学技术的成就和应用描述完全正确的有（）①四大发明中的“指南针”——司南能指示南北方向是受地磁场的作用②1293年，郭守敬在通惠河上建造了船闸，这一创举利用了连通器原理③战国时期的天平——木衡和铜环权利用了杠杆原理④“玉兔2号”月球车在月球背面留下属于中国的第一道印记，说明力可以改变物体的形状⑤“华龙一号”核反应堆利用核聚变进行发电，所用核燃料属于可再生能源⑥“复兴号”动车组刷新了中国速度，动车组速度越快，它的惯性越大A．①②③⑤ B．①②③④ C．③④⑤⑥ D．②③【答案】B【解析】①指南针能够指南北是因为受到地磁场的作用，使磁针的N极指示地理北极。故①正确；②船闸的上游阀门打开时，上游和闸室构成连通器，下游阀门打开时，下游和闸室构成连通器，船只才能通航，故②正确；③根据战国时期的天平结构和特点可以确定：“木衡”在使用的过程中能绕中间的点转动，相当于我们现在所使用的天平；而“铜环权”则相当于砝码，而天平是利用了杠杆原理，故③正确；④月球车在月球表面行驶留下痕迹，是因为月球车对月球表面有压力的作用，使月球表面的月壤的形状发生了改变，该现象说明力可以使物体发生形变，故④正确；⑤核反应堆利用核裂变进行发电；核燃料一旦使用，在短期内不能再生，是不可再生能源，故⑤错误；⑥物体的惯性只与物体的质量有关，动车的质量越大，惯性也就越大，与速度无关，故⑥错误；故ACD不符合题意，B符合题意；故选B。3．（2023·山西太原·统考模拟预测）图甲是由电磁继电器控制加热和保温状态转换的电热水器原理图。、为电热丝，且R2=3R1，为滑动变阻器，R为置于电热水器内的热敏电阻，其阻值随温度的变化规律如图乙所示。控制电路电源的电压为6V，当通过热敏电阻R中的电流I≥15mA时，衔铁被吸下。下列说法正确的是（）

A．当闭合且水温上升时，通过R的电流逐渐减小B．热水器的加热功率是保温功率的4倍C．当热水温度为55℃时，衔铁刚好被吸下，连入电路的阻值为D．若要提高热水的设置温度，应向左移动滑动变阻器的滑片P【答案】B【解析】A．由图乙可知热敏电阻R的阻值随温度升高而变小，控制电路中的总电阻减小，根据欧姆定律可知，在其他条件不变时，控制电路中的电流增大，根据串联电路电流规律，当闭合且水温上升时，通过R的电流逐渐增大，故A错误；B．衔铁与上触点接触时工作电路为R1的简单电路，衔铁与下触点接触时工作电路为R1、R2串联，因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻，所以，衔铁与上触点接触时电路的总电阻小，由可知，工作电路的总功率大，处于加热状态，同理可知，衔铁与下触点接触时，处于保温状态；热水器的加热功率和保温功率的比值即热水器的加热功率是保温功率的4倍，故B正确；C．当热水温度设置为55℃时，电路中的电流I=15mA，此时衔铁被吸下，工作电路处于保温状态，由欧姆定律可得，电路的总电阻由图乙可知，此时热敏电阻的阻值R=150Ω，因继电器线圈电阻不计，所以故C错误；D．因电磁铁被吸下时控制电路的电流为15mA不变，即此时控制电路的总电阻不变，所以，若提高热水设置温度（即R的阻值更小），应增大R3的阻值，则滑片应向右移动，故D错误。故选B。4．（2023·江苏常州·校考模拟预测）如图所示，是模拟超市里电动扶梯电路，使用扶梯前先要闭合开关，是一个红外传感器，当人靠近到一定距离时，人体辐射的红外线被红外传感器接收，红外传感器阻值减小。下列说法正确的是（）

A．电路工作时，电磁铁上端为极B．当人远离传感器时，传感器阻值减小C．当人远离传感器时，电磁铁的磁性变弱D．当人远离传感器时，电动机转速变快【答案】C【解析】A．如图，电流从电磁铁的下端进入，根据安培定则可以判断电磁铁的上端是极，下端是极，故A错误；BCD．闭合开关，控制电路中两电阻串联接入电路，当人靠近到一定距离时，人体辐射的红外线被红外传感器接收，红外传感器阻值减小，总电阻减小，电源电压不变，根据欧姆定律可知电路电流变大，电磁铁的磁性增强，吸引衔铁，动触头和静触头接通，工作电路的定值电阻短路，只有电动机接在电路中，电动机电压变大，电动机转动速度变快。所以，当人远离传感器时，传感器阻值变大，电磁铁的磁性变弱，电动机转速变慢。故C正确，BD错误。故选C。二、多选题5．（2023·辽宁沈阳·校考模拟预测）随着停课不停学网上教学活动的开展，如图所示的这个小图标，迅速蹿红师生两界，下列说法中正确的是（）A．当你用眼睛看这个图片时会在视网膜上成正立缩小的实像B．长时间看电脑休息一下跳望远处景物时，晶状体会变薄C．我们看到电脑屏幕的彩色画面是由红、绿、蓝三种色光混合而成的D．我们听到老师上网课的声音是利用声传递信息【答案】BC【解析】A．人的眼睛相当于一架照相机，用眼睛看这个图片时，会在视网膜上成倒立、缩小的实像，故A错误；B．跳望远处景物时，睫状体放松，晶状体变薄，对光的偏折能力减弱，远处物体射来的光会聚在视网膜上，眼睛就可以看清远处的物体，故B正确；C．光的三原色是红、绿、蓝，手机屏幕上的彩色画面是由红、绿、蓝三种色光混合而成，故C正确；D．电磁波可以传递信息，我们听到老师上网课的声音是利用电磁波传递过来的，故D错误。故选BC。6．（2023·广西钦州·统考一模）图是可自动注水储水池的装置原理图。电源电压一定，R为压敏电阻，其阻值随压力变化而变化，为定值电阻。闭合S、当水位上升到一定高度时，触点分离，注水装置停止注水；当水位下降到一定位置时，触点连接，注水装置开始注水。则（）

A．水位上升时，电磁铁磁性变弱B．水位上升时，通过电流变大C．水位下降时，R的阻值会变大D．水位下降时，的电功率变小【答案】BCD【解析】由图可知，控制电路中定值电阻Ro与压敏电阻R和电磁铁串联。AB、由“池中水位上升到一定高度时，触点分离，注水装置自动停止注水”可知，此时衔铁被吸引，动触点与静触点分离，电磁铁的磁性增强，则控制电路中的电流变大，由串联电路的电流特点可知，通过R0的电流变大，故A不符合题意、B符合题意；CD、由“池中水位下降到一定位置时，触点连接，注水装置自动开始注水”可知，此时衔铁被释放，动触点与静触点接触，电磁铁的磁性减弱，则控制电路中的电流变小。由欧姆定律可知，此时电路中的总电阻变大，由串联电路的电阻特点可知，R的阻值变大；由P=UI=I2R可知R0的电功率变小，故CD符合题意。故选BCD。三、填空题7．（2023·广东肇庆·统考二模）我国“天问一号”火星探测器所携带的“祝融号”火星车已在火星驻扎两年，它是中国航天史上的重大突破；火星距离地球约6×1010~4×1011m，直径约为地球直径的53%，质量约为地球质量的11%，火星表面g约为3N/kg；火星地表沙丘、砾石遍布，非常干燥；火星表面的大气密度大约只有地球的1%火星表面的平均大气压强约为700Pa，比地球的1%还小；火星车依靠太阳能进行工作，总质量约为240kg，火星车车轮与地面的接触总面积为300cm2；

（1）探测器着陆之前，其环绕火星运动的轨道是一个椭圆，如图乙所示；探测器着陆后跟随火星自转时，相对于地球是（选填“运动”或“静止”）的；当探测器运行到“近火点”时，它的势能（选填“最大”或“最小”）；（2）如果在火星上给水加热，水的沸点会比在地球上（选填“高”或“低”）；（3）火星探测器与地球之间是利用来传递信息的，信号从地球控制中心发出到达火星上的探测器，再回到地球控制中心，至少需要约秒；（4）当火星车静止在火星的水平地面上时，对地面的压强是Pa；假如同一物体分别在地球和火星表面以相同的初始速度在相同的水平面上滑行，在火星上滑行的距离会比在地球上（选填“长”“短”或“一样”）。【答案】运动最小低电磁波4002.4×104长【解析】（1）[1]探测器跟随火星自转时，相对于地球的位置发生变化，是运动的。[2]当探测器运行到“近火点”时，它的质量不变、高度最小，势能最小。（2）[3]火星表面的平均大气压强约为700Pa，比地球上的1%还小，气压越低、沸点越低，如果在火星上给水加热，水的沸点会比地球上低。（3）[4][5]电磁波可以传递信息，火星探测器与地球之间是利用电磁波来传递信息的，信号从地球控制中心发出到火星上的探测器反射回地球控制中心，至少需要的时间（4）[6]火星车在火星上受到的重力对地面的压强[7]火星表面g约为3N/kg，比地球表面的小，所以同一物体在火星上受到的重力小于地球上受到的重力；将物体放在水平面上，物体对水平面的压力大小等于其重力；所以物体在火星上时对水平面的压力小；物体运动时所受的摩擦力与压力、接触面的粗糙程度有关；已知水平面相同，即接触面的粗糙程度相同，所以物体在火星上时受到的摩擦力较小；物体以相同的初速度在相同的水平面上滑行时，受到的摩擦力越小，速度减小得越慢，所以在火星上滑行的距离会更长。8．（2023·云南昆明·统考二模）如图所示，晓佳将一简易电动机接入电路中，闭合开关，小灯泡发光但电动机线圈不转动，通过检查，排除线圈被卡不转动的可能，于是晓佳判断可能是电动机线圈短路而不转动，晓佳的同学小华却认为：不一定是线圈短路才不转动，也可能是线圈所受磁场力太小。为帮晓佳找出电动机不转动的原因，他们可利用如图所示的电路图和多节新电池、磁性强弱不同的多块磁铁进行实验。他们进行的操作是，若，说明线圈不转动的原因是所受磁场力太小。

【答案】将电源换为多个干电池串联、同时换用磁场更强的磁体，闭合开关观察线圈是否转动观察到线圈转动了【解析】[1]通电线圈所受磁场力大小与磁场强弱和电流大小有关，要说明线圈不转动的原因是所受磁场力太小，必须增大磁场力，即增大电流或增强磁场；进行的操作是将电源换为多个干电池串联、同时换用磁场更强的磁体，闭合开关观察线圈是否转动。[2]若观察到线圈转动了，则说明线圈不转动的原因是所受磁场力太小。9．（2023·湖南永州·统考模拟预测）2022年6月5日，神舟十四号载人飞船与空间站完成自主对接，为减小对接过程中的震动以保证安全，飞船内置了电磁阻尼器，它由磁铁和线圈构成（如图所示），当线圈水平向左运动时，线圈的ab边中会产生电流，同时ab边受到向右的阻力F，以阻止其靠近。

（1）线圈ab边中产生电流是因为其发生了现象；（2）若要改变阻力F的方向，可采取的措施有：。（列举1点）【答案】电磁感应调换磁体的磁极方向【解析】（1）[1]当线圈水平向左运动时，切割磁感线，产生感应电流，所以线圈ab边中产生电流是因为其发生了电磁感应现象。（2）[2]当线圈的ab边中有电流时，ab边受到向右的阻力F，由于通电导线在磁场中受力的作用，力的方向与磁场方向和导体中电流方向有关，所以可以通过调换磁极方向，改变阻力F的方向。10．（2023·广东广州·广州四十七中校考三模）某个LED发光的颜色与通过其电流方向的关系如图甲。（1）LED在两次实验中发光情况图乙、丙所示，磁场对线圈1导体ab的力F竖直向上，请在图丙中画出磁场对线圈2的导体cd的力F’。（2）如图1，导体棒ab与该LED相连，使导体棒在磁场中垂直于纸面上下、左右往复运动，用“o”表示导体ab的横截面。图2中磁感线表示正确且能使LED发光的操作是。【答案】向上①②④【解析】[1]线圈1顺时针转动，二极管发出红光，电流A进B出，线圈中电流方向从a到b，ab受到的力方向向上；线圈2的磁感线的方向发生了改变，二极管发出的是黄光，这说明电流的方向也发生了改变，磁场方向、电流方向同时发生了变化，导体受力方向不变，所以线圈2的导体cd的力F’向上。[2]导体做切割磁感线运动，电路中能产生感应电流，二极管能发光；①②④中的导体都做切割磁感线运动，而③中的导体运动方向与磁感线方向相同，没有切割磁感线，不会产生感应电流，二极管不发光，图2中磁感线表示正确且能使LED发光的操作是①②④。四、实验题11．（2023·江苏连云港·灌云县实验中学校考模拟预测）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，指示灯L的额定电压，定值电阻；控制电路电源电压，磁敏电阻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。（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3mA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。现移动滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为其最大阻值的，当窗户移至轨道B点位置时，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）【答案】开关不能通过调节滑动变阻器的阻值来实现【解析】（1）[1]电磁继电器实则就是电磁铁控制的一种开关。（2）[2]闭合开关，灯泡和串联，灯泡正常发光，其两端的电压为两端的电压电路中的电流灯泡的额定功率（3）[3]由图乙可知，窗户移至B点和C点时，磁敏电阻的电阻值分别为和，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此时滑动变阻器接入电路的阻值此时滑动变阻器接入电路的阻值为其最大阻值的，所以滑动变阻器的最大阻值为，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但是滑动变阻器的最大阻值为，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。12．（2023·河南·统考模拟预测）如图甲所示，在“摇绳发电”活动中小西和小安把一条大约10m长电线的两端连在一个灵敏电流计的两个接线柱上，形成闭合导体回路，然后他们沿某一方向站立并迅速摇动这条电线，发现灵敏电流计的指针摆动。

（1）你认为小西和小安是沿（选填“东西”或“南北”）方向站立的；实验中，灵敏电流计的作用是用来检测；（2）小西和小安想“感应电流的大小与哪些因素有关”，小西猜想可能与摇绳的速度，小西为了验证自己的猜想，利用如图乙所示的装置进行实验，足够大的磁体放在水平桌面上，驱动装置使导体棒AB沿直线水平向右匀速运动（导体运动区域的磁场强弱相同）。改变速度大小重复实验，下表是实验测得的数据，分析数据可得出结论：；实验次数123456速度/(cm•s-1)123456电流/mA2.04.05.98.110.211.8（3）某次实验中，闭合开关后并未发现电流计指针偏转，经检查器材均完好，各器材间连接无误，那么接下来你认为最应该关注的器材是；另一同学认为是磁铁的磁性太弱所致，他提出更换磁性更强的磁铁，就在他移动原磁铁时发现电流计的指针出现了晃动，你认为接下来最应该做什么来找到让电流计指针偏转的原因；（仅写出最应该进行的一步操作）（4）如果将灵敏电流计换成直流电源，当闭合开关时，可以看到磁场中原来静止的导体棒AB开始运动，该现象可以说明的工作原理。【答案】东西是否有电流产生在其它因素相同时，导体切割磁感线的速度越快，产生的感应电流越强金属棒让金属棒向不同的方向运动电动机【解析】（1）[1]因为地球存在磁场，磁感线的方向是从地理南极出发，到地理北极，只有小西和小安是沿东西方向站立时，再迅速摇动这条电线，电流计的指针才会摆动。[2]当电路中产生了电流，灵敏电流计的指针会摆动，所以实验中，灵敏电流计的作用是用来检测是否有电流产生。（2）[3]从表格中的数据可以看到，导体棒AB沿直线水平向右运动的速度越大，产生的感应电流越大，可得出结论，在其它因素相同时，导体切割磁感线的速度越快，产生的感应电流越强。（3）[4]某次实验中，闭合开关后并未发现电流计指针偏转，说明没有感应电流产生，此时金属棒是静止的，所以接下来最应该关注的是金属棒，观察金属棒运动后会不会有电流的产生。[5]闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流，移动原磁铁时，发现电流计的指针出现了晃动，产生了感应电流，所以下一步我们应使让金属棒向不同的方向运动，观察电流表指针的偏转情况。（4）[6]如果将灵敏电流表换成直流电源，当闭合开关时，通过电流的导体AB会在磁场中受力，则可以看到磁场中原来静止的导体AB开始运动起来，说明通电导体在磁场受力运动，说明电动机的工作原理。五、综合题13．（2023·新疆乌鲁木齐·校考三模）2022年10月31日15时37分，梦天实验舱搭乘长征5号B遥四运载火箭，在中国文昌航天发射场发射升空，约8分钟后准确进入预定轨道；11月1日4时27分，梦天实验舱与空间站组合体成功对接。（1）火箭升空时，会向下喷出高温高压燃气，根据物体间力的作用是，从而获得向上的推力，火箭等高速航天器外壳的制作要求轻巧、耐高温。所以该类材料应具备小、熔点高的特性。几乎所有火箭发射都选择朝东方向是因为地球，使火箭在地面未发射之前，已经具有了一个向东的速度，从而节省推进剂。火箭和飞船加速上升过程中，飞船的机械能会（选填“增大”“减小”或“不变”），火箭外壳的温度会（选填“升高”“降低”或“不变”），这是用方式改变物体内能（选填“做功”或“热传递”）；（2）在进入预定轨道后，梦天实验舱采取“追”空间站组合体的方式进行交会对接，它们之间的距离也不断缩短，此过程中，梦天实验舱相对于空间站组合体是（填“运动”或“静止”）的。梦天实验舱上的摄像头实时传回画面，摄像头的镜头相当于一个凸透镜，所成的像是（填“放大”“缩小”或“等大”）的（填“实”或“虚”）像；（3）火箭的芯级助推器上用氢作为燃料，主要的优点是它的高；（4）核心舱通过电磁波向地面传送信息，电磁波从核心舱到相距480km的地面接收站所需时间约为s；（5）核心舱安装了光电转化效率很高的太阳能电池板。若这些太阳能电池板总面积为134m2，光电转化效率为30%，太阳能的辐射能为1000J/m2•s，则太阳能电池板向核心舱内蓄电池充电的功率为W。【答案】相互的密度自西向东自转增大升高做功运动缩小实热值1.6×10﹣340200【解析】（1）[1]火箭升空时，会向下喷出高温高压燃气，根据物体间力的作用是力作用的相互性，从而获得向上的推力。[2]由可知，在体积一定时，密度小的质量小，重力小。火箭等高速航天器外壳的制作要求轻巧、耐高温。所以该类材料应具备密度小、熔点高的特性。[3]几乎所有火箭发射都选择朝东方向是因为地球自西向东自转，使火箭在地面未发射之前，由于惯性已经具有了一个向东的速度，从而节省推进剂。[4][5][6]火箭和飞船加速上升过程中，速度增大，动能增大，高度增大，重力势能增大，所以飞船的机械能会增大，火箭外壳的温度会升高，这是用做功方式改变物体内能。（2）[7]在进入预定轨道后，梦天实验舱采取“追”空间站组合体的方式进行交会对接，它们之间的距离也不断缩短，此过程中，梦天实验舱相对于空间站组合体的位置发生变化，是运动的。[8][9]摄像头的镜头相当于一个凸透镜，作用相当于照相机，所成的像是缩小实像。（3）[10]火箭的芯级助推器上用氢作为燃料，主要的优点是它的热值高，在燃烧时放热能力强。（4）[11]根据速度公式，电磁波从核心舱到相距480km的地面接收站所需时间约为（5）[12]接收的太阳能的辐射能功率为根据得，太阳能电池板向核心舱内蓄电池充电的功率为P电＝ηP太阳＝30%×134000W＝40200W14．（2023·新疆乌鲁木齐·统考模拟预测）2022年12月，准东至皖南±0千伏特高压直流输电工程获国家优质工程金奖。

（1）电能属于（选填“一次”或“二次”）能源。电能传输过程中在输电线路上会产生大量的能量损耗，若保持输电功率不变时，输电线路上损耗的功率与输电电压的平方成（选填“正比”或“反比”）。输电过程中损耗的电能转化成了能；（传输过程中输电线路电阻可以认为不变）（2）据国家电网数据统计，2022年国家电网特高压累计输送电能达28346.11亿kW⋅h。这些电能若由一个装机容量为100万千瓦的发电发电，约工作（选填“30多”、“300多”或“3000多”）年才能完成。安全用电常识告诉我们不能靠近特高压输电设备，否则容易发生（选填“电弧”或“接触”）触电；（3）特高压输电为直流输电且输电电流非常稳定。在输电导线周围会产生场，（选填“会”或“不会”）产生电磁波。为了防止导线互相鞭击，在特高压输电中使用了如图所示的阻尼式间隔棒。阻尼式间隔棒在其活动部件内嵌进耐磨橡胶垫，利用胶垫的阻尼来消耗导线振动能量，进而对导线振动产生阻尼作用。阻尼式间隔棒属于（选填“绝缘体”“半导体”、“导体”）。【答案】二次反比内300多电弧磁不会绝缘体【解析】（1）[1]由于无法从自然界直接获取，必须经过一次能源的消耗才能得到的能源叫做二次能源，因此电能属于二次能源。[2]由可得，输电电流，输电线中通过的电流，在输电线电阻不变时，由可得，输电线消耗的电功率为式子中输电功率P和输电线电阻都不变，输电线消耗的电功率与输电功电压U的平方成反比。[3]由电流的热效应可知，输电过程中输电线产生热量，损耗的电能转化成了内能。（2）[4]由可得，工作时间为即300多年。[5]低压触电为接触触电，高压触电的两种情况：一是电弧触电，二是跨步电压触电；因此靠近特高压输电设备，容易发生电弧触电。（3）[6][7]变化的磁场才能产生电磁波；稳定电流在周围空间产生稳定的磁场，稳定的磁场不能产生电磁波，所以电流稳定时不会形成电磁波。[8]由题可知阻尼式间隔棒在其活动部件内嵌进耐磨橡胶垫，而橡胶垫一般情况下是绝缘体，因此阻尼式间隔棒属于绝缘体。六、计算题15．（2023·湖南岳阳·统考二模）为节约用水，小华为农场的储水箱设计了一个自动抽水控制装置，如图所示，水箱高为1m，容积为。在空水箱底部竖直放置一重5N的长方体，长方体高为1m、底面积为，上端通过绝缘轻杆与控制电路的压敏电阻R接触，此时压敏电阻受到的压力为零。压敏电阻R的阻值随压力F的增大而减小，部分数据如表，控制电路的电源电压，定值电阻为保护电阻，当控制电路的电流时，电磁铁将衔铁吸合，工作电路断开泵停止给储水箱抽水。(取)压力180185190195200压敏电阻1817161412（1）若水泵的额定功率为440W，正常工作时通过的电流是多少？（2）储水箱装满水时长方体所受浮力大小为多少？（3）为了更加安全的工作，小华通过反复试验，只调整R0的大小，使水面离顶部还有0.05m时，水泵停止给水箱抽水，求此时R0的功率。【答案】（1）2A；（2）200N；（3）【解析】解：（1）由图可知，水泵正常工作时电压为220V，由可得正常工作时通过的电流是（2）长方体的体积为长方体浸没在水中，其排开水的体积为则长方体受到的浮力为（3）水面离顶部还有时长方体受到的浮力为此时压敏电阻受到的压力为由表可知，压敏电阻，根据欧姆定律可得电路总电阻为则定值电阻的阻值为此时的功率为答：（1）若水泵的额定功率为440W，正常工作时通过的电流是2A；（2）储水箱装满水时长方体所受浮力大小为200N；（3）只调整的大小，使水面离顶部还有时，水泵停止给水箱抽水，此时的功率为。16．（2023·广西·九年级校联考专题练习）如图甲所示的恒温箱，由工作电路和控制电路组成，其简化电路如图乙所示，其中控制电路是由线圈电阻、热敏电阻R、滑动变阻器R′串联组成，电源两端电压恒为6V，线圈的阻值不计，热敏电阻的R﹣t图像如图丙所示；R′的阻值为250Ω时，恒温箱可以实现100℃的恒温控制；当线圈的电流达到0.02A时衔铁被吸合；其中加热器的额定电压为220V，额定功率为605W。求：（1）当恒温箱实现100℃恒温控制时，热敏电阻R消耗的功率；（2）如果要使恒温箱能够设置50℃至150℃之间的温度，可变电阻R′的阻值范围；（3）由于工作电路上导线有电阻，当某次加热器的实际功率为500W时，假设加热器电阻不变。求加热器的实际电压。【答案】（1）0.02W；（2）210~270Ω；（3）200V【解析】解：（1）恒温箱实现100℃恒温控制时，控制电路的电流为0.02A，由图丙可知热敏电阻的阻值为50Ω，热敏电阻两端电压UR=0.02A×50Ω=1V则热敏电阻消耗的功率为PR=URI=1V×0.02A=0.02W（2）根据题意可知，控制电路电源电压恒为6V，当电路中的电流达到0.02A时，衔铁被吸合，故无论怎样设定温度，电路中的总电阻都不变电路中的总电阻当恒温箱设置50℃时，由图丙可知R=90Ω，滑动变阻器接入电路中的电阻为R滑1=R总﹣R′=300Ω﹣90Ω=210Ω当恒温箱设置150℃时，由图丙可知R=30Ω；滑动变阻器接入电路中的电阻R滑2=R总﹣R′=300Ω﹣30Ω=270Ω要使恒温箱能够设置50℃至150℃之间的温度，可