第二十章《电与磁》-全国初中物理竞赛试题（九年级）原卷版+解析

第二十章《电与磁》

全国初中物理竞赛试题精编

一、单选题

1.下列关于磁场、磁感线的叙述，其中正确的是（）

A.在磁体周围放入小磁针，磁体产生磁场，取走小磁针，磁体周闱的磁场就消失了

B.某一点的磁场方向就是放在该点的小磁针北极受力方向

C.磁感线是有方向的，在磁沐周围的磁感线都是从磁休的南极出来，回到北极

D.磁体周围的磁感线是一系列真实存在的闭合曲线

2.如图，两根绝缘细线吊着一根铜棒，空间存在垂直纸面的匀强磁场，棒中通有向右的电流时两线上拉

力大小均为若棒中电流大小不变方向相反，两线上的拉力大小均为死，且人〉则铜棒所受磁场力

大小为（）

A.F1+F2B.F2-F1C.2FI+2F2D.2F1-F2

3.铜质金属框在光滑水平面上以一定速度向右滑动，其右侧有一足够大的均匀磁场区域（磁感线方向垂

直于纸面），如图所示。关于金属框从刚进入磁场到完全离开磁场的过程中，若不计空气阻力，下列说法

正强的是（）

运动方向

商磁场区域

ZZ/XZZZZz'ZZZZZZZ✓ZZZZZZZZZZZxz'Z

A.由于水平面光滑金属框能保持匀速直线运动状态

B.金属框由于被磁化而受到磁场对它水平向左的力

C.金属框一直在做切割磁感线运动而产生感应电流

D.金属框的运动体现力是改变物体运动状态的原因

4.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C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。“绕。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Ri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N处

C.小于设定值时，湿度越小警示灯越亮

D.向左移动滑片P,可使警示灯在较小湿度下实现闪烁

5.3D打印机是一种可快速打印定型的机器，它的原理是把数据和原料放进3D打印机中，通过逐层打印

的方式来构造物体。小明家用的3D打印机所使用的丝材原料足•种易熔易凝的PLA塑料，其比热容c

L6xl03j/（kg・C）。其工作电路如图甲所示，其中U/=9V,电磁铁的线圈电阻为40Q,当电磁继电器线圈

的电流达到100mA时，衔铁被吸下来。下列有关说法正确的是（）

kWh1.01

。|5|5|4|6|回

DDSD443型

电子式单和电能表

220V10(20)A50Hz

3000imp/kWh►O

指示灯

乙

A.3D打印机喷头主要是利用了电流的磁效应

B.当电阻R/为30c时，要使衔铁能被吸引下来,&的阻值最多为60Q

C.若电路中只有3D打印机二作了40min,如图乙所示的家用电能表指示灯闪烁了500次，则该打印

机的实际功率为250W

D.100g的PLA塑料从30c加热到80℃,吸收的热量为128OOJ

6.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4G,则下列说法正确的是（）

「白

A.Q所受的重力与尸对Q的吸引力是一对平衡力

B.P对弹簧测力计的拉力大小为G

C.Q对地面的压力为2G

D.P对Q的吸引力大于Q对P的吸引力

7.小华同学通过学习物理知识认识到了很多用电器的物理原理，以下用电设备工作原理与其下方实验所

对应原理不匹配的是（）

电饭锅电磁起重机电风加动圈式话筒

A.AB.BC.CD.D

二、多选题

8.实践活动小组的同学，在商场看到了一种智能电梯，如图甲所示。当无乘客乘坐电梯时，电动机功率

较小，以低速运转，电梯以较小的速度.上升；当有乘客乘坐电梯时，电动机功率较大，以高速度运转，电

梯以较大的速度上升。他们利用所学过的知识设计了一个能实现智能电梯上述功能的模拟电路，如图乙所

示,其中M为带动电梯运转的电动机，R/为定值电阻，R为阻值随所受乘客对其压力大小发生改变的压敏

电阻，线圈可看作定值电阻，两个电源两端的电压均保持不变。关于这个电路，下列说法中正确的是（）

A.当有乘客站在电梯上时，R的阻值减小

B.当有乘客站在电梯上时，衔铁上的动触点与触点1接触

C.若适当减小R/的阻值，可减小无乘客时电动机消耗的电功率

D.当有乘客站在电梯上时，电磁铁线圈的耗电功率变大

三、填空题

9.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

动变阻器勺、热敏电阻R2（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、电热丝冷和后等组成。调好R/阻值，闭合开关Si、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,

（2）Rj阻值_________（大于/小于）对阻值；

（3）将R/的阻值稍微调小一些，恒温箱控制的温度将o

10,2022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，它由磁快和线圈构成（如图所示），当线圈水平向左运动时，线圈的他边中会产

生电流，同时砧边受到向右的阻力R以阻止其靠近。

（I）线圈，心边中产生电流是因为其发生了现象；

（2）若要改变阻力尸的方向，可采取的措施有：o（列举1点）

11.某个LED发光的颜色与通过其电流方向的关系如图甲。

甲乙丙

（I）LED在两次实验中发光情况图乙、丙所示，磁场对线圈1导体。〃的力〃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,导体棒血与该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“。”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______。

/------磁总线磁感线鼠黑线磁触

图1图2

四、实验题

12.小刚学习了电磁铁的知识后，想知道电磁铁周围的磁场强弱与通入电磁铁的电流大小和距电磁铁的距

离是否有关。查阅资料知道，磁场强弱即磁感应强度（用B表示）的单位是T（特斯拉）。图甲和图乙中

电源电压均为6V且恒定不变，图乙中R是磁敏电阻,其阻值随磁感应强度B的变化关系如图丙所示。

灵敏电心

R流计⑷

卜

乙

（I）由图丙可知，磁感应强度越大，A阳值越；小刚设计的图甲、乙组成的实验装置是通过一

来判断R所处位置的磁感应强度。

（2）利用图甲、乙装置，保持相同时，闭合Si、Sz后移动滑动变阻器的滑片，发现滑片?向

左滑动时，灵敏电流计的示数不断变小，说明R所处位置的磁感应强度不断（选填"增大”或”减

小”）。

（3）当闭合Si、S2,保持滑片位置不变，沿电磁铁轴线方向移动R,测出R距离电磁铁的距离L和灵敏

电流计的示数L结合图内计算出磁感应强度B的数值如下表.

L/cm12345

//mA1U152U3U30

B/T0.680.6——0.360.14

①当L=3cm时，将此时磁感应强度B数值填在上表中对应位置。

②分析以上数据可以得出，通入电磁铁的电流一定时.，距电磁铁越远，磁感应强度8越.

③综合（2）和（3）的实验结论可知，电磁铁周围的磁感应强度B与通入电磁铁的电流大小和距电磁铁的

距离（选填“有关”或“无关

五、计算题

13.某物理学习小组设计了一个机械自动拉开开关，如图1所示。该装置主要由滑轮组，重物C、铁块D、

电滋铁E以及杠杆A8和控制电路组成，重物C通过细绳与动滑轮Q相连，重物C、铁块D分别通过支架

固定在杠杆两端，支架与杠柠垂直。杠杆的B端置于水平台面上，杠杆可以绕支点。在竖直平面内逆

时计转动，自动拉开开关被拉开前，杠杆在水平位置处于平衡状态，已知滑轮Q的质量为0.2kg,Q4:OB=3:1,

重物C、铁块D的质量分别为1.5kg和3kg,若刚好拉开开关所需的拉力7为6N,D的正上方有一电磁铁，

它对*D的吸引力大小尸与通过的电流/的关系（如图2所示），电源电压为12V,滑动变阻器的最大阻值

为20C,不计电磁铁电阻，不计细绳、杠杆的重力和一切摩擦，g取10N/kg。求：

（1）当控制电路上的电键S断开，杠杆8端对水平台面的压力刚好为零时，与机械自动拉开开关相连的细绳

上的拉力是多少？

（2）闭合控制电路上的电键S后，当变阻器的滑片移到中点时，自动拉开开关刚好被拉开，则保护电阻Ro

的电阻值是多少？

六、综合题

14.遵义某现代农业园内，一批名贵果树苗急需持续浇灌。正在园区研学的某中学创客小组为园区设计了

一个自动给水系统，电路如图甲所示。控制电路的电源电压必恒为24V,线圈电阻不计，定值电阻岛为

50Q,R为压敏电阻，其阻值随所受压力的变化图像如图乙所示。工作电路电源电压S恒为22OV,包括

注水装置和给水装置两部分（图中未明确）。图丙为系统结构简图，其中压敏电阻位于圆柱形水箱底部的

受力板正下方，受力板面积S/和水箱底面积S2分别为0.02m2和0.45m2。给水装置始终不停歇给水，当通

过线圈的电流/=0.16A时，衔铁刚好被吸下，注水装置停止注水，此时电流表示数//=0.2A,当水箱水位

下降至0.5m时，衔铁刚好被拉回，注水装置乂开始向水箱注水，此时电流表示数/2=2.2A。10次=

LOxKPkg/m3,g取ION/kg）

（I）图甲中，甲、乙分别为装置；

A.给水、注水B.注水、给水

（2）求当注水装置停止注水时，水箱内水位的高度：（）

（3）若注水装置每分钟向水箱注水0.3m3,给水装置每分钟给水量为012m3,求注水装置从最低水位加注

至最高水位的过程中所消耗的电能。（）

15.如图甲为小明家新购买的足浴盆，其内部电路可分为工作电路和控制电路两都分（如图乙所示），工

作电路的电源电压为220V,控制电路的电源电压为6V,加热功率和保温功率分别为2100W和100W。控

制电路中，心为热敏电阻，其阻值随温度变化而变化。电磁铁线圈的电阻为100Q,当线圈中的电流大于

或等于20mA时，控制电路中继电器的衔铁被吸合。使用时手动闭合总开关S,当足浴盆有水注入到一定

量时压控开关Si、S2就会自动闭合，此时Ri、&会同时工作送入加热模式，加热至40C时，控制电路中

的电磁铁会将衔铁吸合，自动进入保温模式:

（1）已知该足浴盆最大装水量为5kg,它最多能装水nP；（）9=1.0xl03kg/m3）

(2)图乙的工作电路中，处于保温状态时，工作的电阻是(选填“R产R2”或“反”)；压控开关Si的

作用是防止，达到保护电路的目的；

(3)&阻值随温度变化的曲线可能为图丙中的；

A.甲B.乙C.丙D.丁

(4)R2的阻值为C；

(5)小明在某次使用过程中，保温时间是加热时间的4倍，整个过程中消耗了7.5X105J的电能，则保温时

间为多大?

16「嫦娥四号”月球探测器内部温度保护系统原理如图甲所示，电源输出电功率恒为2.5W,R为热敏电阻，

阻值随温度变化的情况如图乙所示，螺线管电阻不计，该系统可在温度过高或过低时切断工作电路，调节

Ro=8C,当工作电路刚好被接通时，测得R两端的电压比R。两端的电压低3V,此时R=,电

流为A：若要增大工作电路的温度工作范围，应将电阻箱Ro的阻值调(选填"大''或

17.某纯电动SUV品牌汽车应用了“高效变频电驱动技术”，在售车部广告上有“百公里耗电量仅9度”的报

道，该车部分性能参数如下表：

车身重量/kg引擎类型动力蓄电池电机额定功率/kW连续行驶里程/km最高速度km/h

1330电动机铅酸电池72V2(X)Ah7.516070

卜表是该车《驾驶守则》中的部分安全距离表格:

刹车前的车速v/(km/h)反应电离L(m)刹车距离s(m)停车距离x(m)

40101020

5012.51527.5

601522.537.5

其中反应距离指驾驶员从发现情况到开始刹车过程中汽车匀速行驶的距离，刹车距离指从刹车到停下过程

中汽车减速行驶的距离，停车距离x为反应距离与刹车距离之和，刹车距离是衡量汽车安全性能的重要参

数之一。

(I)电动机工作时，其工作原理是,该汽车的动力蓄电池在充满电后电池存储的电能为:

(2)该车三相交流变频电机采用交流调速方式，在效率•定时，其耗电功率与转速的立方成正比，而行

驶速度与电机转速成正比，则汽车所受阻力/与车速u的关系为(用文字表述)；

(3)①当汽车以最高时速70km/h匀速行驶时，其反应距离为—m；②汽车保持恒定功率5.0kW在平直

路面行驶时，其所受阻力大小为360N,则汽车匀速行驶的速度为v=km/h,这一速度所对应的停车距

离为m；

(4)若小明一家三口周日乘坐此车到无锡灵山春游，全家人的总质量为170kg,汽车车轮与地面接触的总

面积为0.2m2,求汽车慢速行驶过程中车轮对地面的压强________(g=10N/kg)；

(5)请你推理演算论证该车“百公里耗电量仅9度”的报道是否真实？

18.如图甲，我国研制的大客机C919于5月5口首飞成功。

甲乙

丙

C919机舱内覆有一层高孔率“超纽航空级玻璃棉”,能很好地保温与吸收噪音,其单丝纤维直径只有3〜5nm；

lir?的质量为5kgo

机舱内先进的“呼吸系统”，使匕机在气压只有2.5x10^2左右的万米高空时，能将机外-50C以下的冷空气

不断压缩；导致送入舱内的空气温度达到5()℃以上，同时系统依靠传感器的自动控制，使舱内气压和温度

达到舒适值。

（I）图所示实验中，能反映电动机工作原理的是

D

（2）如图乙是模拟空调温控装置原理的简化电路，电源电压为6V,4为电阻箱，L为阻值不计的线圈，

七是热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，当控制电路中的电流大于等于某一值时，接通受控电路使空

调工作。

①若将R/的阻值适当减小，则受控电路将在比设定温度（选填“高”或“低”）的温度下被接

通,

②当电阻R/调到IkQ时，能接通受控电路.已知热敏电阻的电流随电压变化的/-U图像如图丙，则此时控

制电路中的电流为Ao

（3）匕机利用测距传感器来判断离地高度。若某测距传感器的阻值R/与离地高度〃的关系如图a所示，

如国b所示的检测电路，电源电压恒定，要使高度表（实质是电流表或电压表）的示数能随飞行高度的增大

而增大，则此高度表应安装在（选填力”、"2”或“3”）位置，该高度表示数刻度（选

第二十章《电与磁》

全国初中物理竞赛试题精编

一、单选题

1.下列关于磁场、磁感线的叙述，其中正确的是（）

A.在磁体周围放入小磁针，磁体产生磁场，取走小磁针，磁体周闱的磁场就消失了

B.某一点的磁场方向就是放在该点的小磁针北极受力方向

C.磁感线是有方向的，在磁沐周围的磁感线都是从磁休的南极出来，回到北极

D.磁体周围的磁感线是一系列真实存在的闭合曲线

【答案】B

【详解】A.磁体周围存在一种物体，就是磁场，磁场虽然是看不见、摸不着的，但它会对放入它中的磁

体正生力的作用。取走小磁针，我们不能直观地观察到磁场的存在，但放入其它的磁体，磁场依然能对其

他的磁体产生力的作用。磁铁周围的磁场是永远存在的。故A缙误；

B.我们对磁场的方向是这样定义的：磁场对放在该点的小磁针N极的作用力的方向就是该点的磁场方向。

小滋针在磁场中静止时，北极的指向与北极的受力方向一致，就是该点的磁场方向，故B正确；

C.磁感线是有方向的，在磁体的外部磁感线都是从磁体的北极出来，问到南极，内部磁感线是从磁体的

南极出来，回到北极，故c错误；

D.由于磁场是看不见、摸不着的，为了形象地描述磁场，而引入了磁感线的概念，它不是真实存在的，

故D错误。

故选

2.如图，两根绝缘细线吊着一根铜棒，空间存在垂直纸面的匀强磁场，棒中通有向右的电流对两线上拉

力大小均为若棒中电流大小不变方向相反，两线上的拉力大小均为后，且则铜棒所受磁场力

大小为（）

A.F1+F2B.F2-F1C.2F/+2F?D.2F/-F?

【答案】B

【分析】对铜棒的受力变化情况可以得到磁场力的方向，然后使用左手定则反推磁场方向，再根据平衡列

出平衡方程解出重力和安培力的大小。

【详解】由题意知，导体棒受到的磁场力方向在竖直方向，因为电流反向时，磁场力同样反向，又因为反

向时，细线的拉力增大，由此可知电流自左向右时，导体棒受磁场力方向向上，根据左手定则可知，磁场

方句垂直纸面向里。设铜棒的重力为G,所受磁场力的大小为居则由平衡条件得，铜棒中的电流向右时

有

2Fi=G-F

此为①式；

当电流反向时，磁场力变为啜直向下，此时同样根据导体棒平衡有

2F2=G+F

此为②式；

由①和②可得

G=F/+尸2,F=F2-FI

故ACD不符合题意，B符合题意。

故选B。

3.铜质金属框在光滑水平面上以一定速度向右滑动，其右侧有一足够大的均匀磁场区域.（磁感线方向垂

直于纸面），如图所示。关于金属框从刚进入磁场到完全离开磁场的过程中，若不计空气阻力，下列说法

正确的是（）

运动方向

磁场区域

A.由于水平面光滑金属框能保持匀速直线运动状态

B.金属框由于被磁化而受到破场对它水平向左的力

C.金属框一直在做切割磁感线运动而产生感应电流

D.金属框的运动体现力是改变物体运动状态的原因

【答案】D

【详解】如图甲，磁感线垂直纸面向外，当金属框刚进入磁场时，符合闭合电路一部分导体在磁场中做切

割遨感线运动，所以导体中产生感应电流，根据右手定则可以判断感应电流方向为ab,此时金属框有电流，

根据左手定则，金属框受到向左的磁力作用，所以金属框进行向右减速运动；当金属框全部进入磁场中，

整个金属框在磁场中做切割磁感线运动，金属框中没有感应电流，由于水平面是光滑的，所以金属框由于

惯性继续向右做匀速直线运动；当金属框滑出磁场时，同理受到向左的磁力，金属框向右进行减速运动。

如弱乙，磁感线垂直纸面向里.，当金属框进入磁场时，符合闭合电路一部分导体在磁场中做切割磁感线运

动，所以导体中产生感应电流，杈据右手定则可以判断感应电流方向为〃“，此时金属框有电流，根据左手

定则，金属框受到向左的磁力作用，所以金属框进行向右减速运动；当金属框全部进入磁场中，整个金属

框在磁场中做切割磁感线运动，金属框中没有感应电流，由于水平面是光滑的，所以金属框由于惯性继续

向右做匀速直线运动；当金属框滑出磁场时，同理受到向左的磁力，金属框向右进行减速运动。

xxxxxxxxx

XXXXXXXXX

><JxX

XXXXXX

b

XXXXXXXXX

乙

A.由于水平面光滑金属框向右运动时，先减速直线运动进入磁场，完全进入磁场后匀速直线运动，最后

减速直线运动离开磁场，故A错误；

B.铜不是磁性材料，不能被磁化的。金属框由于在进入和离开磁场时受到磁场对它水平向左的力，金属

框在完全进入磁场时不受磁力作用，故B错误；

C.金属框在进入和离开磁场时产生感应电流，在完全进入磁场时没有感应电流，故c错误；

D.金属框受到磁力作用时改变运动状态，说明力是改变物体运动状态的原因，故D正确。

故选Do

4.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

快可在电磁铁作用卜.上下运动，带动铜棒。尸绕。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

自幼调整亮度；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

随般度变化关系的图像。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Ri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N处

C.小于设定值时，湿度越小警示灯越亮

D.向左移动滑片P,可使警示灯在较小湿度下实现闪烁

【答案】D

【详解】A.由图乙知，的电阻随湿度的增加而增加，上的电阻随湿度的增加而减小。根据实际情况,

当空气潮湿，能见度变低时，警示灯变亮，电路中电流变大，电阻变小，即湿敏电阻随湿度的增加而减小，

所以应选上作为该电路的湿敏电阻，故A错误；

B.由图甲知，当湿度增大，能见度低，湿敏电阻变小，电路的电流增大，电磁铁的磁性变强，将衔铁吸

引上去，湿敏电阻安装在M处时，会被短路，电路的电流突然增大，警示灯一下变得很亮起到闪烁的作用，

可知湿敏电阻应安装在M处，故B错误；

C.由图乙知，当湿度减小，湿敏电阻变大，根据欧姆定律得，电路的电流变小，所以小于设定值时，湿

度越小警示灯越暗，故c错误；

D.向左移动滑片P,电路中电阻变小，电路的电流增大，电磁铁的磁性变强，将衔铁吸引上去，可使警

示灯在较小湿度下实现闪烁，故D正确。

故选De

5.3D打印机是一种可快速打印定型的机器，它的原理是把数据和原料放进3D打印机中，通过逐层打印

的方式来构造物体。小明家用的3D打印机所使用的丝材原料是一种易熔易凝的PLA塑料，其比热容c=

L6xl（）3j/（kg・C）。其工作电路如图甲所示，其中U/=9V,电磁铁的线圈电阻为40Q,当电磁继电器线圈

的电流达到100mA时，衔铁被吸下来。下列有关说法正确的是（）

k\Vh1.01

o220Vo-n。|5|5|4|6|回

DDSD443型

电子式单相电能表

220V10(20)A50Hz

3000imp/kWh►O

指示灯

乙

A.3D打印机喷头主要是利用了电流的磁效应

B.当电阻R/为3OQ0寸，要使衔铁能被吸引下来,R2的阻值最多为60c

C.若电路中只有3D打印机二作了40min,如图乙所示的家用电能表指示灯闪烁了500次，则该打印

机的实际功率为250W

D.100g的PLA塑料从30c加热到80℃,吸收的热量为I28OOJ

【答案】C

【详解】A.要熔化PLA塑料，则3D打印机喷头主要是利用了电流的热效应，故A错误;

B.电磁继电器线圈的电流达到100mA时，衔铁被吸下来，根据欧姆定律得，电路的总电阻为

U9V

&=90Q

7-0.1A

根据串联电路电阻特点，处的阻道最多为

R2=R念-RI-R线圈=90。-30c-40c=20Q

故B错误;

C.图乙中的家用电能表指示灯闪烁了500次，打印机做的功为

500imp1u

W=---------------------=—kW•h

3000imp/kWh6

打印机的实际功率为

W7kWh

P=—,=耳―=0.25kW=250W

60

故c正确;

D.100g的PLA塑料从30℃加热到80C,吸收的热量为

Q及ncm(r-ro)=1.6xlO3J/(kg*℃)xO.lkgx(80℃-30℃)=8000J

故D错误。

故选C。

6.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4G,则下列说法正确的是()

「白

A.Q所受的重力与尸对Q的吸引力是一对平衡力

B.尸对弹簧测力计的拉力大小为G

C.Q对地面的压力为2G

D.P对Q的吸引力大于Q对P的吸引力

【答案】A

【详解】D.P对Q的吸引力和Q对P的吸引力是一对相互作用力，这两个力的大小相等，故D错误；

B.已知弹簧测力计的示数为4G,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4G,故B错误；

C.对P进行受力分析：P受到竖直向上的弹簧测力计的拉力尸小Q对P的吸引力用人竖直向下的重力

GPO由题可知，尸片4G,根据力的平衡条件可得

FQP=F抄-G尸4G-G=3G

即Q对P的吸引力大小为3G。由于力的作用是相互的，所以P对Q的吸引力也是3G。对Q进行受力分

析：Q受到竖直向下的重力G。、竖直向上的支持力尸行、P对Q的吸引力/,PQ；根据力的平衡条件可得地

面对Q的支持力

F^GQ-FPQ=3G-3G=[)

地切对Q的支持力为0,则Q对地面的压力也为0,故C错误;

A.此时Q静止在地面.上，地面对Q的支持力为0,此时Q受到P对Q的吸引力和重力的作用，两个力

的大小均为3G,方向相反，在同一条直线上，作用在同一物体上，这两个力是一对平衡力，故A正确。

故选Ao

7.小华同学通过学习物理知识认识到了很多用电器的物理原理，以下用电设备工作原理与其下方实验所

对立原理不匹配的是（）

A.AB.BC.CD.D

【答案】D

【详解】A.实验装置是探究电流产生的热量与电流、通电时间的关系，与电饭锅的原理是巴配的，故A

不符合题意；

B.实验装置说明电磁铁的磁性强弱与电流的大小有关，与电磁起重机的原理是匹配的，故B不符合题意；

C.实验装置说明通电导体在磁场中要受到力的作用，与电风扇中的电动机的原理是匹配应的，故C不符

合题意；

D.实验装置说明通电导体的周围存在磁场，而动圈式话筒是利用电磁感应原理来工作的，不是匹配的，

故D符合题意。

故选D。

二、多选题

8.实践活动小组的同学，在商场看到了一种智能电梯，如图甲所示。当无乘客乘坐电梯时，电动机功率

较小，以低速运转，电梯以较小的速度上升；当有乘客乘坐电梯时，电动机功率较大，以高速度运转，电

梯以较大的速度上升。他们利用所学过的知识设计了一个能实现智能电梯上述功能的模拟电路，如图乙所

示，其中M为带动电梯运转的电动机，R/为定值电阻，R为阻值随所受乘客对其压力大小发生改变的压敏

电阻，线圈可看作定值电阻，两个电源两端的电压均保持不变。关于这个电路，下列说法中正确的是（）

甲乙

A.当有乘客站在电梯上时，R的阻值减小

B.当有乘客站在电梯上时，衔铁上的动触点与触点I接触

C.若适当减小Q的阻值，可减小无乘客时电动机消耗的电功率

D.当有乘客站在电梯上时，电磁铁线圈的耗电功率变大

【答案】AD

【详解】ABD.当无人站立在电梯上时，R的阻值较大，通过线圈的电流较小，线圈的功率与磁性较小,

动触点与触点1接触，电梯电动机与电阻R/串联，电动机所在电路电流较小；当有人站立在电梯上时，R

的阻值变小，此时电源电压不变，通过线圈的电流变大，线圈的功率与磁性变大，线圈将衔铁吸引下来,

此时动触点与触点2接触，电梯耳动机不与R/串联而是独自接在电源匕通过电动机的电流变大，电梯功

率变大。故ADIE确，B错误。

C.电梯上无人时，电阻Q与电梯的电动机串联，若减小幻的阻值，而电源电压不变，则电路中的电流变

大,电动机的功率会变大。故C错误。

故选ADo

三、填空题

9.寒冬，为给小鸡仔提供温暖的环境，小明制作了恒温箱系统，原埋如图。控制电路由电磁继电器、滑

动变阻器Q、热敏电阻R2（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&和R,等组成。调好R/阻值，闭合开关Si、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,

（I）通电线圈上端是极，温度升高时，电磁铁磁性_________；

（2）4阻值（大于/小于）心阻值；

（3）将此的阻值稍微调小一些，恒温箱控制的温度将。

【答案】N增强小于降低

【详解】（1）[1]根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指方向为N极，因此通电

线圈上端为N极。

⑵因为热敏电阻上阻值随温度升高而显著减小，所以温度升高时，控制电路总电阻减小，电流增大，电

磁帙磁性增强。

（2）[3]由上述可知，当温度升高时，电磁铁磁性会增强，此时衔铁被吸下，电阻心开始工作，为了保证

在恒温箱内温度较为平稳，现在加热功率应较低，根据P=＜可知，电压不变，电阻较大，因此&阻值

R

小于R阻值。

（3）[4]将R/的阻值稍微调小•些，热敏电阻R2阻值降低较小时即恒温箱温度未达到原来温度，控制电路

电流已达到可以使电磁铁磁性强度把衔铁吸引卜.来，从而进入较小加热功率，因此恒温箱控制的温度将降

低，

10,2022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，线圈的时边中会产

生电流，同时时边受到向右的阻力F,以阻止其靠近。

（I）线圈向边中产生电流是因为其发生了现象;

（2）若要改变阻力尸的方向，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

【详解】（1）［1］当线圈水平向左运动时，切割磁感线，产生感应电流，所以线圈油边中产生电流是因为

其发生了电磁感应现象。

（2）［2］当线圈的时边中有电流时，时边受到向右的阻力R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芍关，所以可以通过调换磁极方向，改变阻力厂的方向。

II,某个LED发光的颜色与通过其电流方向的关系如图甲。

（I）LED在两次实验中发光情况图乙、丙所示，磁场对线圈I导体时的力尸竖直向上，请在图丙中画出

磁场对线圈2的导体cd的力Fo

（2）如图1,导体棒而与该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。

【详解】［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〃的力向上。

⑵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;①@④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

12.小刚学习了电磁铁的知识后，想知道电磁铁周围的磁场强弱与通入电磁铁的电流大小和距电磁铁的距

离是否有关。查阅资料知道，磁场强弱即磁感应强度（用4表示）的单位是T（特斯拉）,图甲和图乙中

电源电压均为6V且恒定不变，图乙中R是磁敏电阻，其阻值随磁感应强度8的变化关系如图丙所示。

灵敏电心

R流计印

-'[

乙

（I）由图丙可知，磁感应强度越大，R阻值越；小刚设计的图甲、乙组成的实验装置是通过一

来判断R所处位置的磁感应强度。

（2）利用图甲、乙装置，保持相同时，闭合Si、S?后移动滑动变阻器的滑片，发现滑片P向

左滑动时，灵敏电流计的示数不断变小，说明R所处位置的磁感应强度不断（选填“增大”或“减

小

（3）当闭合*、S2,保持滑片位置不变，沿电磁铁轴线方向移动R,测出R距离电磁铁的距离L和灵敏

电流计的示数/,结合图内计算出磁感应强度B的数值如下表.

L/cm12345

//mA1015203050

B/T0.680.6——0.360.14

①当L=3cm时，将此时磁感应强度B数值填在上表中对应位置。

②分析以上数据可以得出,通入电磁铁的电流一定时,距电磁铁越远,磁感应强度△越.

③淙合（2）和（3）的实验结论可知，电磁铁周围的磁感应强度B与通入电磁铁的电流大小和距电磁铁的

距离（选填“有关”或“无关

【答案】大灵敏电流计示数R距电磁铁的距离增大0.5小有关

【详解】（1）"］由图内可知，磁感应强度越大，K阻值越大。

⑵图乙中R是磁敏电阻，其阻值随磁感应强度4的变化而变化，磁敏电阻的变化引起电路中电流的变化,

实验中根据灵敏电流计示数判断R所处位置的磁感应强度的强弱。

（2）［3］研究电磁铁周围的磁场强弱与通入电磁铁的电流大小是否有关，控制磁敏电阻R到电磁铁的距离。

［4］英敏电流计的示数不断变小，说明图乙电路中的电流不断减小，磁敏电阻的阻值不断增大，R所处位置

的磁感应强度不断增大。

（3）①⑶由表可知当电流为15mA时，磁感应强度3为0.6T,由图内可知当磁感应强度8为0.6T时，磁

敏电阻的阻值为400Q,由欧姆定律可知，此时，磁敏电阻两端的电压为

U=/R=15x103AX400Q=6V

则电源电压为6V。

当电流为20mA时，磁敏电阻此时的电阻为

U_6V

R'==30()0

了一20x10-3A

由在丙可知电阻为300Q时，磁感应强度B为0.5T。

②⑹由表中数据可以得出，通入电磁铁的电流一定时，距电磁铁越远，磁感应强度8越小。

③⑺由(2)可知电磁铁周围的磁感应强度3与通入电磁铁的电流大小有关；由(3)可知电磁铁周围的磁

感应强度B与距电磁铁的距离有关。综合上述实验结论可知，电磁铁周围的磁感应强度8与通入电磁铁的

电流大小和到电磁铁的距离有关、

五、计算题

13.某物理学习小组设计了一个机械自动拉开开关，如图1所示。该装置主要由滑轮组，重物C、铁块D、

电磁铁E以及杠杆48和控制电路组成，重物C通过细绳与动滑轮Q相连，重物C、铁块D分别通过支架

固定在杠杆48两端，支架与杠杆垂直。杠杆的8端置于水平台面上，杠杆可以绕支点。在竖直平面内逆

时针转动，自动拉开开关被拉开前，杠杆在水平位置处「平衡状态，已知滑轮Q的质量为0.2kg,04:08=3:1,

重物C、铁块D的质量分别为1.5kg和3kg,若刚好拉开开关所需的拉力7为6N,D的正上方有一电磁铁，

它对D的吸引力大小户与通过的电流/的关系(如图2所示)，电源电压为12V,滑动变阻器的最大阻值

为20Q,不计电磁铁电阻，不计细绳、杠杆的重力和一切摩擦，g取10N/kg。求：

(1)当控制电路上的电键S断开，杠杆8端对水平台面的压力刚好为零时，与机械自动拉开开关相连的细绳

上的拉力是多少？

(2)闭合控制电路上的电键S后，当变阻器的滑片移到中点时，刍动拉开开关刚好被拉开，则保护电阻心

的电阻值是多少？

【答案】⑴3.5N；⑵10C

【详解】(1)杠杆48的8端受到的力是D的重力

FB=GD=mg=3kgx10N/kg=30N

根据杠杆平衡条件得

E、xOA=RxOB

因为

04:08=3:1

所以

%：片=1：3,FX=1ON

Gc=m'g=1.5kgx10N/kg=15N

GQ=m”g=0.2kgx10N/kg=2N

根据重物C静止

2r=GQ+Gc-FA

代入数据得V=3.5N。

(2)自动拉开开关刚好被拉开，说明拉力7为6N

2T=GQ+GE

F<=GQ+Gc-2T=2N+15N-2x6N=5N

根据杠杆平衡条件

,

F'/xOA=FtixOB

因为

OA:OB=3:\

所以

益'：生’=1:3,f/=15N,

根据重物D静止

%+FB'=GD

所以，%=15N,由图像可此时电流为0.6A。电路总电阻

所以R”的电阻值为

20Q-10Q=10Q

答：（1）与机械自动拉开开关相连的细绳上的拉力是3.5N：

⑵保护电阻&的电阻值是10Qo

六、综合题

14.遵义某现代农业园内，一批名贵果树苗急需持续浇灌。正在园区研学的某中学创客小组为园区设计了

一个自动给水系统，电路如图甲所示。控制电路的电源电压必恒为24V,线圈电阻不计，定值电阻心为

50Q,R为压敏电阻，其阻值随所受压力的变化图像如图乙所示。工作电路电源电压S恒为220V,包括

注水装置和给水装置两部分（图中未明确）。图丙为系统结构简图，其中压敏电阻位于圆柱形水箱底部的

受力板正下方，受力板面积S/和水箱底面积S2分别为0.02m2和0.450?。给水装置始终不停歇给水，当通

过浅圈的电流/=0.16A时，衔铁刚好被吸下，注水装置停止注水，此时电流表示数〃=0.2A,当水箱水位

下降至0.5m时，衔铁刚好被拉回，注水装置又开始向水箱注水，此时电流表示数/2=2.2A。9水=

l.OxKPkg/m3,g取10N/kg）

（I）图甲中，甲、乙分别为装置；

A.给水、注水B.注水、给水

（2）求当注水装置停止注水时，水箱内水位的高度；（）

（3）若注水装置每分钟向水箱注水0.3n?,给水装置每分钟给水量为0.1