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文档简介
专题14电与磁
国情境突破练囱压轴提速练
A情境突破练・
1•【新情境+地磁场♦动物导航考察磁现象】有叫动物能利用地磁场“导航”,如绿海龟、鸽子等。关于地磁
场,下列说法正确的是()
A.北极的磁场最弱B.在地球表面放置的小磁针N极指南
C.地磁场与条形磁体的磁场相似D.地磁场的磁感线从地理北极附近出发回到地理南极附近
【答案】C
【详解】AC.地球本身就像一个巨大的条形磁体,地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理北极附近,
它的磁场分布和条形磁体的磁场分布相似,两极最强,赤道最弱,所以北极附近的磁场是很强的,故A
错误,故C正确:
B.小磁针静止时N极应该指向地理北方,地磁的南极,故B错误;
D.地磁场的N极在地理南极附近,S极在地理北极附近,所以磁感线应该从地理南极附近出发,I口I到
地理北极附近,故D错误。
故选C。
2.【新情境+春晚机器人•电动机考察工作原理】2026年春晚,人形机器人再度亮相舞台。人形机器人动力
系统的核心部件是电动机,下列实验能说明电动机工作原理的是()
【答案】B
【详解】A.由图可知,其为电磁继电器,利用的是电流的磁效应,故A不符合题意;
B.由图可知,当闭合开关后,通电导体在磁场中受力运动,电动机利用的就是此原理,故B符合题意;
C.由图可知,导体外在磁场中做切割磁感线运动时,电流表指针发生偏转,说明产生了感应电流,这
是电磁感应现象,是发电机原理,故c不符合题意;
D.由图可知,该实验图是为验证电荷间的相互作用,故D穴符合题意。
故选B。
3.【新情境+航母科技-电磁弹射考察磁场对电流作用】电磁弹射是航空母舰上舰载机的起飞方式之一,当
弹射车内的导体通过强大的电流时,舰载机就受到强大的电磁力而向前弹射匕山,如图所示。电磁弹射
的原理是()
轨道
A.磁化B.电流的磁效应C.磁场对通电导体有力的作用D.电磁感应
【答案】C
【详解】弹射车内的导体通过强大的电流时,舰载机受到强大的电磁力而向前弹射飞出,通电导体在磁
场中会受到力,这正是电磁弹射将电能转化为机械能的核心原理,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选Co
4.【新情境+仓库安防•温度报萼器考察电磁继电器】“创新”小组的成员为某仓库设计的温度报警器,其电
路原理如图,温度正常时,指示灯亮,当温度升高时,蜂鸣器发声(不考虑线圈电阻)。下列说法正确
的是()
I热
X
敏
RM
M电
T阻
A.闭合开关后,电磁铁的上端为S极B.温度升高时,火的阻值变大
C.温度升高时,电磁铁磁性增强D.温度升高时,R的电功率变小
【答案】C
【详解】A.由控制电路图可知,电流从电磁铁的下端背面导线流入,从上端正面导线流出,根据安培
定则可知,电磁铁的上端为N极,故A错误;
B.当温度升高时,指示灯熄灭,蜂鸣器报警,说明衔铁被吸下,电磁铁的磁性增强,控制电路中的电
流变大,由欧姆定律可知,热敏电阻区的阻值变小,即热敏电阻R的阻值随温度的升高而减小,故B错
误;
C.温度升高时,热敏电阻R的阻值减小,控制电路中的电流变大,电磁铁的磁性增强,故C正确;
D.温度升高时,热敏电阻K的阻值减小,热敏电阻及两端电压一定,由尸=攵可知,&的电功率变
R
大,故D错误。
故选C。
5.【新情境+健康生活•足浴盆考察温控电路】早在先秦时《礼汜》就曾记载用中草药煎汤浸泡足部,可以
促进气血流通,达到强身健体的效果。某款具有加热和理疗功能的足浴盆可以将水加热到设定的温度,
其简化电路如图所示,其中所有电源电压恒定,心为滑动变皿器,温控电阻心的阻值随温度升高而升
高,置于温度检测区域。工作电路接通时,通过断开或闭合外,可使足浴盆处于单加热状态或红外理疗
状态。已知电热丝Q的电阻是550,红外理疗装置的额定功率是20W,水温达到设定温度时衔铁弹起。
下列分析正确的是()
工作电路
A.当温度降低时,电磁铁的成性会变弱
B.电阻心阻值越大,足浴盆的设定温度越低
C.在治不变的情况下,温度升高,心两端的电压随之降低
D.足浴盆处于红外理疗状态时,工作电路6min消耗的总电能为7200J
【答案】B
【详解】A.当温度降低时,温控电阻6的阻值随温度升高而升高,所以此时舄的阻值变小。根据欧姆
定律/=g,控制电路总电阻变小,电流变大,电磁铁的磁性会变强,故A错误;
B.电阻与阻值越大,根据欧姆定律/=£,在控制电路中,&越大,要使电磁铁吸卜.衔铁(达到设定
温度),电流不变,所以总电阻不变,串联电路中/=&+凡,所以需要《更小,而用阻值随温度升高
而升高,所以对应的温度越低,即足浴盆的设定温度越低,故B正确;
C.在此不变的情况下.温度升高.凡的阻值变大△根据串联电路的分片原理,电阻越大.分担的电压
越大,所以《两端的电压随之升高,故C错误;
D.足浴盆处于红外理疗状态时,工作电路中K与理疗装置并联,用的功率为
u2(220V)
R=—=^-------L=880W
455c
理疗装置的额定功率是20W,则总功率?=7]+/^=2g0W+20W=900W
根据电功公式皿=Ft,工作目路f=6min=6x60s=360s
消耗的总电能W=Pt=900Wx360s=324000J
故D错误。
故选Bo
6.【新情境+趣味实验•跳绳发电考察电磁感应】学习了电磁感应知识之后,同学们用跳绳来探究切割地磁
场的磁感线产生感应电流的特点。如图甲所示,他们将一条长约5米的软导线两端与微电流传感器相连,
形成闭合回路。微电流传感器与计算机相连。以软导线作为跳绳,让两位同学快速甩动软导线,计算机
显示的微电流波形如图乙所示。卜列说法中正确的是()
中,e1uAf
M口o
XI
XNIMI
u
4LIMJA
2IM
2(CD
H>
4«(
KK
WF
MXFk
K
3
2I川
CMMJ1,
XJ
甲次父小乙计券机M小的次电血液
A.该实验将机械能转化为电能B.甩绳的两位同学应南北方向站立
C.该实验产生的电流为直流电D.该实验的原理是磁场对电流的作用
【答案】A
【详解】A.该实验的软导线切割地磁感线产生感应电流,将机械能转化为电能,故A正确;
B.为了确保绳子能切割磁感线,甩绳的两位同学应东西方向站立,故B错误;
C.由图乙可知,实验产生的电流大小和方向随时间发生周期性变化,是交变电流,故C错误;
D.该实验的原理是电磁感应现象,故D错误。
故选Ao
7.【新情境+居家安全•燃气报警考察气敏电阻】燃气隐患早排查,平安幸福千万家,图甲是兴趣小组设计
的天然气泄漏报警电路原理图,正常状态下绿色指示灯亮起,当天然气浓度增大到一定程度时电铃会发
出报警声。图乙为气敏电阻R的阻值与天然气浓度的关系图像。下列说法正确的是()
A.虚线框。中应为电铃,力中应为绿色指示灯
B.当开关Si闭合后,通电螺线管的上端为S极
C.仅将滑动变阻器的滑片P向下移动,可使天然气的报警浓度降低
D.滑动变阻器的滑片P向上移动,电磁铁磁性增强
【答案】C
【详解】A.由图甲得,气敏电阻凡、号、电磁铁串联。由图乙得,天然气浓度增大气敏电阻凡的阻值
减小,当天然气浓度增大到•定程度时,电路电阻减小到•定值,电路电流增大到•定值,电磁铁的磁
性增大到一定值,衔铁会被吸下,a被断开,b接入电路中,此时电铃会发出报警声,则b中为电铃,a
中为绿色指示灯,故A错误;
B.当开关仪闭合后,电流由螺线管的下端流入、上端流出,根据右手螺旋定则,通电螺线管的上端为N
极,下端为S极,故B错误;
C.滑片P向下移动,滑动变阻器接入电阻变小,控制电路总电阻变小。在相同报警电流下,气敏电阻飞
可允许的阻值更大,对应天然气浓度更低,因此报警浓度降低,故c正确;
D.滑动变阻器的滑片P向上移动,&接入电路中的电阻变大,电路电阻变大,电路电流变小,电磁铁
磁性减小,故D错误。
故选C。
8.【新情境+体重管理•智能体重计考察压敏电阻】2025年被称为我国“体重管理年〃,小刘同学为帮助大家
加强体重管理,设计了一台由电流表改装的可设置语音提示的体重计,A、B为语音提示器,大家可以根
据自身情况设置语音提示,如图甲所示。当控制电路中电流/20.2A时,衔铁被电磁铁吸附,断开A接
通B。控制电路的电源电压为7.2V,滑动变阻器小的最大阻值为20Q,R为压敏电阻,其阻值与所受到
线圈电阻阻值不计)
⑴压敏电阻火的阻值随着压力的增大而(选填"增大”或"减小
(2)控制电路中,开关S闭合时,电磁铁的下端是极[选填"N〃或夕)。
⑶小刘同学想将触发B的最小质量设置为60kg,应调节滑动变阻器凡的阻值为
【答案】(1)减小
(2)S
(3)200
【详解】(1)从图乙可知,压刀越大,压敏电阻的阻值越小,压敏电阻R的阻值随着压力的增大而减小。
(2)由图甲可知,电流从电磁铁的下端流入,根据安培定则可知电磁铁的上端是N极,下端是S极。
(3)小刘同学想将触发B的最小质量设置为60kg,此时压刀F=G=mg=60kgx10N/kg=600N
从图乙可知压敏电阻的限值是16Q;控制电路中,闭合开美,滑动变阻器和定值电阻串联,电流表测显
U72V
电路电流,根据欧姆定律可知总电阻底=7=大4=36。
1U.ZA
根据电阻串联的特点可知应调节滑动变阻器Ro的阻值为以=底-R=36。-16复=20c
9.【新情境+春晚表演•机器人电机考察电动机效率】在2026年央视春晚上,机器人表演《武BOT》给观
众留下了深刻印象。机器人的行走、旋转、空翻、肢体动作,均由高性能电动机驱动。电动机的工作原
理是。某型号机器人的驱动电动机正常工作时,两端电压为24V,通过的电流为5A,线圈
电阻为0.6Q,电动机正常工作时电功率W,电动机正常工作时电能转化为机械能的效率为
___________O
【答案】____通电导体在磁场中受力运动12087.5%
【详解】[1]电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动。
[2]电动机正常工作时的电功率%=U/=24Vx5A=l20W
⑶线圈热功率%=IZR=(5A):x0.6Q=15W
机械能功率/=4-4=120W-15W=105W
电能转化为机械能的效率〃=*乂100%=黑100%=87.5%
012UW
1。•【新情境+交通科技•磁悬浮列车考察电磁铁极性】如图甲是世界上首条投入商业化运营的磁悬浮列车°
工作原理如图乙,其中轨道底部有磁体,车厢底部与电磁铁相连,核心部件电磁铁是利用电流的
(选填"磁”"热")效应制成的,该列车是利用(选填”同名磁极互相排斥”或"异名磁
极互相吸引”)的原理将车身“浮〃起的,图乙中电源的正极应在电源的(选填"上"或"下")方。
轨道
磁体
车厢
线圈
甲乙
【答案】磁异名磁极相互吸引上
【详解】[1]电磁铁是利用电流的磁效应制成的,电流通过线圈时会产生磁场。
⑵从图乙可以看到,轨道磁体的下端是N极,要使列车的车身“浮”起,车厢线圈的上方应为S极,二
者为异名磁极,所以列车是利用异名磁极互相吸引的原理将车身浮起的。
⑶车厢线圈的上方为S极,根据安培定则可知,电流从电源的上端流入线圈,说明电源的上方是电源
的正极。
11•【新情境+家用电器•空气炸锅考察温控电路】图甲是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅,其简化
电路如图乙所示,工作电路是通过电热丝用来加热空气,从而加热食物。控制电路电源电压恒为3V,
通过调节滑动变阻器《来设置加热温度,电阻&置于温度监测区域,它的阻值随温度变化的关系如图
内所示。当控制电路电流为0Q3A时,衔铁向上弹起,工作电路停止工作。某次用的阻值调为800,
闭合开关S,电磁继电器(不计线圈的电阻)的衔铁被吸下,工作电路接通,开始加热,锅内温度能达
到的最高温度是℃,加热过程中控制电路的总功率会(选填“变大〃"变小〃或"不变〃):
想要增大锅内温度,应将凡E勺阻值(选填"调大〃”调小〃)。
指
X电
示H
热
灯H
/?.丝
支T
路
调小
【详解】[1]电源电压不变,衔铁被吸下时电路中电流不变,所以控制电路中总电阻不变,此时电路的
u3V
总电阻R=-=——=10()。
I0.03A
当心的阻值调为80。时,由串联电阻的规律,色的阻值为&=R-R3=IOOQ-8OQ=2OC
由图丙可知,设定的温度为100℃。
[2]加热过程中,随温度的升高,控制电阻Rz的电阻变大,根据串联电阻的规律,电路的总电阻变大,
由夕=兰可知,电路的总功率变小。
R
⑶因控制电路电流保持不变,由欧姆定律可知,控制电路的电阻不变,想要增大锅内温度,因控制电
阻&的电阻变大,应将&3的阻值调小。
12.【新情境+大国重器-福建舰电磁弹射考察电与磁】2025年11月5口,我国搭载电磁弹射技术的航空母
舰"福建舰"在海南三亚入列,是全球首艘常规动力电磁弹射航母,中国的“三航母时代〃正式来了。电磁
弹射原理如图所示,电枢电沆可产生电枢磁场,这是利用了电流的效应。驱动电流在磁场中受
到力的作用将舰载机弹射出去,这与(选填"电动机"或"发电机”)的原理相同。若要改变舰载机
的运动方向,可采取的措施是(选填序号)。
A.同时改变驱动电流和磁场的方向B.仅改变驱动电流方向或磁场方向
【答案】磁电动机B
【详解】⑴通电导体周围能产生磁场,这个性质是电流的磁效应,因此电枢电流产生电枢磁场利用了
电流的磁效应。
⑵电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用,发电机的原理是电磁感应现象,题干中“驱动
电流在磁场中受到力的作用将舰载机弹射出去",和电动机原理相同。
⑶通电导体在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向有关:仅改变其中一个方向,受力方向就改变;
同时改变电流和磁场方向,受力方向不变。因此要改变舰载机运动方向,需仅改变驱动电流力I句或磁
场方向,故选B。
13.【新情境+电学作图-螺线管磁场考察磁感线与小磁针】“思涛”学习小组的同学学习了《电流的磁场》后,
用铜漆包线在塑料管上绕制了一个螺线管,晨晨同学把它接入电路中,并闭合开关,放在旁边的小磁
针受其磁力的作用指向如图所示的方向。请标出螺线管的磁感线方向,并用笔把小磁针的N极涂黑。
【详解】如图,电流从螺线管下端流入,由安培定则可知,螺线管下端为N极。磁体外部,磁感线从N
极出来,回到S极,据此画出磁感线方向。由异名磁极相互吸引可知,小磁针左端为S极,右端为N
极,据此画出小磁针的N极。
14♦【新情境+磁悬浮地球仪考察磁极与电源极性】如图甲所示为一个磁悬浮地球仪,图乙是其内部结构示
意图。开关闭合后,请在图乙中的括号内标出电源的极性和电磁铁的磁极。
乙
【详解】地球仪之所以悬浮,是由于同名磁极相互排斥的原理。已知条形磁体上端为N极,则下端为S
极,根据同名磁极相互排斥可知,电磁铁的上端为S极,下端为N极。根据安培定则,伸出右手使大
拇指指向电磁铁的N极(电磁铁的卜端),则四指弯曲所指的方向为电流的方向,电流从螺线管的下端
流入,所以电源的下端为正极、上端为负极。据此作图。
15•【新情境+游乐园•发电地板考察电磁感应实验】如图甲,游乐园里有一块能发电的地板,当游客在上
面跳跃时,地板下的小灯泡便会一闪一闪的,很是有趣。小平通过查阅资料了解到这是电磁感应现象,
户是和同学们一起设计实验,利用图乙中的器材探究小灯泡中感应电流产生的原因。
甲乙丙丁
⑴实验时,小平通过观察来判断电路中是否产生感应电流。
⑵小平进行了如图丙所示的5次操作,其中能产生感应电流的是(选填所有符合要求的操
作序号)。
⑶完成实验后,小平认为实验现象不太明显,请你提出一条改进措施:o
(4)游乐园发光地板的主要结构由磁体和线圈构成,如图丁所示。小平与R]学们用学到的知识分析其原
理,认为当踩踏地板时,线圈相对于磁体,产生感应电流,使小灯泡发光。
【答案】⑴灵敏电流计指针是否偏转
⑵①③④
(3)将导体棒换成多匝线圈或换用磁性更强的磁体或增大导体棒切割磁感线运动的速度
⑷做切割磁感线运动
【详解】(1)感应电流很小,无法直接观察,实验中通过灵敏电流计指针是否偏转来间接判断电路中
是否产生感应电流,属于转换法的应用。
(2)图丙中U形磁铁的磁感线为竖直方向,根据切割磁感线的要求分析:
①导体水平向右、③导体斜向上运动、④磁体水平向左运动(导体相对磁体做切割运动),都满足切
割磁感线的条件,能产生感应电流;
②导体竖直向上、⑤磁体竖直向上运动,运动方向与磁感线平行,不切割磁感线,不能产生感应电流。
因此选①③④。
(3)实验现象不明显是因为感应电流太小,可通过换用强磁体、加快切割速度、增加线圈匝数等方法
增大感应电流,使现象更明显,任意一条合理即可。
(4)游乐园发光地板利用电磁感应发电,踩踏地板时,线圈相对于磁体切割磁感线,闭合电路产生感
应电流,使小灯泡发光。
16•【新情境+项目化学习•空气质量检测仪考察电磁继电器】在跨学科实践课上,某小组开展了“空气质量
检测仪〃的项目化学习活动。卜面是该小组同学交流的实践过程,请帮助完成卜.列内容:
【项目任务】
制作一个简易的空气质量检测仪。
【项目导引】
资料显示空气质量等级是按照空气质量指数K划分的,如表所示。
空气质量指数K0-5051~100101~150151~200201~250>300
空气质量等级优良轻度污染中度污染重度污染严重污染
从学校科技实验员处借得一个气敏电阻R,通过说明书获悉,其电阻值/?随空气质量指数K的关系如
图甲所示:
净
化
系
统
设计】
【方案
电
0。,
凡=2
电阻
定值
,其中
电路
仪的
检测
质量
空气
示的
乙所
/如图
设计
研究,
讨论和
过一番
小组经
15A
为O.
的示数
电流表
S,当
开关
闭合
指数;
的质审
应空气
表示对
的示数
电流表
变,用
6V不
恒为
压U
源电
。
阻不计
圈的电
铁中线
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