2019_2020学年九年级物理全册第20章电与磁单元综合测试B卷提升篇含解析新版新人教版.doc

第二十章《电与磁》
B卷（能力提升卷）
　　　　　　班级： 姓名： 学号： 分数：
（考试时间：90分钟 面卷分值：100分）
一、选择题（每题只有一个选项符合题目要求，共12小题，每小题3分，共36分）
1． (2019 宁波)磁共振成像是一种较新的医学成像技术，它采用强静磁场和变化磁场使人体组织成像。若携带金属物做磁共振成像，强静磁场会吸引铁质物品，变化磁场会使携带的金属中产生感应电流，从而使金属发热而灼伤病人，重则危及生命。上述说明中，没有涉及的知识是（   ）

A．铁在磁场里会被磁化         B．磁能生电        
C．电流的热效应            D．同名磁极相互排斥
【答案】 D
【解析】分析题干描述的现象包含的物理原理，哪个没有涉及，哪个就是正确选项。
A、根据“ 强静磁场会吸引铁质物品 ”可知，铁质物质在磁场中被磁化，故A不合题意；
B、根据“ 变化磁场会使携带的金属中产生感应电流”可知，磁场能够生电，故B不合题意；
C、根据“ 从而使金属发热而灼伤病人 ”可知，电流会产生热效应，故C不合题意；
D、从题目中找不到涉及“同种电荷相互排斥”的描述，故D符合题意。
2．(2019 呼伦贝尔)如图所示，在电磁铁上方用弹簧悬挂一根条形磁铁，闭合开关，将变阻器的滑片P从右向左滑动的过程中，弹簧将（　　）

A．先伸长后缩短 B．逐渐伸长 C．静止不动 D．逐渐缩短
【答案】D
【解析】根据安培定则可判断电磁铁上端是N极，与条形磁铁相互吸引。当滑片向从右向左滑动，滑动变阻器连入阻值增大，电流减小，电磁铁磁性减弱，电磁铁与条形磁铁之间的吸引力减小，因此弹簧长度逐渐缩短，故D正确。
3．(2019 山西)小明把带铁芯的螺线管、电源、导线和开关组成电路，固定在泡沫板上，让它漂浮在水面，制作指南针。如图所示，该指南针的南极（S）应标在泡沫板的（　　）

A．a处 B．b处 C．c处 D．d处
【答案】D
【解析】地球是个大磁场，地磁南极在地理北极的附近，地磁北极在地理南极附近，所以小磁针在地磁场的作用下静止时总是一端指南一端指北。
由右手螺旋定则可判断通电螺线管的磁极，螺线管处在地球的磁场中，因磁极间的相互作用可知泡沫板静止时船头的指向。
泡沫板漂浮在水面上时，头d指向东，尾b指向西，如图所示由右手螺旋定则可知螺线管b端为N极，d端为S极；
因地磁场沿南北方向，地球南极处为地磁场的N极，地球北极处为地磁场的S极，而同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故头d指向北方。
4．（2019 宜昌）巨磁电阻（GMR）效应指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象，如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图，当闭合S1、S2且将滑片P向右滑动时，下列说法正确的是（　　）
GMR
指示灯
S1

S2
P
电磁铁
V
L

A．指示灯变暗，电压表示数变大 B．指示灯变暗，电压表示数变小
C．指示灯变亮，电压表示数变大 D．指示灯变亮，电压表示数变小
【答案】A
【解析】由左图可知，电磁铁与滑动变阻器串联，当闭合S1、S2且将滑片P向右滑动时，变阻器接入电路中的电阻变大，电路的总电阻变大，由I=可知，左侧电路中的电流变小，通过电磁铁的电流变小，电磁铁的磁性变弱，因巨磁电阻的电阻在磁场中急剧减小，所以，巨磁电阻（GMR）的阻值变大，右图中指示灯和巨磁电阻串联的总电阻变大，电路中的电流变小，灯泡两端的电压变小，因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以，由P＝UI可知，灯泡的实际功率变小，灯泡变暗，故CD错误；因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，巨磁电阻两端的电压变大，即电压表的示数变大，故A正确、B错误。
5．（2019 阜新）下列四幅图中，工作原理与其他三个不同的是（　　）

A．帽子上的风扇 B．手摇发电机 C．扬声器 D．自制小电动机
【答案】B
【解析】ACD、通电导线在磁场中受到力的作用，是电动机的原理图；B、闭合回路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生感应电流，即发电机的原理，故B与其他三个原理不同。
6．(2019 嘉兴)小明在科学拓展课上制作了一个简易喇叭（原理如图）。接通信号源后，电流的方向不断改变，导致线圈的磁极不断变化，通过吸引或排斥磁铁，带动纸盆振动。为改变纸盆振动幅度以调节喇叭响度，下列方法不可行的是（　　）

A．改变磁铁的磁极 B．改变电流的大小
C．改变磁铁磁性强弱 D．改变线圈的匝数
【答案】 A
【解析】线圈和条形磁铁之间的磁力越大，纸盆的振动幅度越大，喇叭的响度越大。既可以改变条形磁铁的磁场强度，也可以改变线圈的磁场强度，据此选择。
要改变喇叭的响度，就必须改变线圈的磁场强度或磁铁的磁场强度；因为电磁铁的磁性大小受到电流大小和线圈匝数的影响，因此B、C、D都不合题意；
改变磁铁的磁极对磁场强度的大小没有影响，故A符合题意。
7．（2019 广州）在图8中，U表示导线中的电流方向垂直于纸面向里，⊙表示导线中的电流方向垂直于纸面向外。F是磁场对通电导线的作用力。下列哪个选项中，磁场对通电导线的作用力与图中的F的方向相同（ ）

A B C D
【答案】B
【解析】影响磁场对通电导线作用力方向的因素有二：一是磁场方向，二是导体中的电流方向。若只改变磁场方向，磁场对通电导线作用力的方向发生改变；若只改变电流方向，磁场对通电导线作用力的方向发生改变；若同时改变磁场方向和电流方向，磁场对通电导线作用力的方向不改变。由图8知，磁场方向为向右，电流方向为垂直纸面向里，磁场对通电导线的作用力方向向下；A．由安培定则可判定磁场方向向左，而电流方向垂直纸面向里，则磁场对通电导线的作用力方向与图8相反，即向上。B．由安掊定则得磁场方向向左，而电流方向垂直纸面向外，则磁场对通电导线的作用力方向与图8相同，即向下。C．由安培定则得磁场方向向右，而电流方向垂直纸面向外，则磁场对通电导线的作用力方向与图8相反，即向上。D．由于缺少电源，通电导线所处空间没有磁场，所以通电导线没有受到磁场力的作用。综上所述，应选B。
8. (2019 绍兴)如图是小敏设计的汽车尾气中CO排放量的检测电路。当CO浓度高于某一设定值时，电铃发声报警。图中气敏电阻R阻值随CO浓度的增大而减小。下列说法正确的是（　　）

A. 电铃应接在A和C之间
B. 当CO浓度升高，电磁铁磁性减弱
C. 用久后，电源电压U1会减小，报警时CO最小浓度比设定值高
D. 为使该检测电路在CO浓度更低时报警，可将R2控制电路的滑片向下移
【答案】 C
【解析】（1）当CO浓度增大，电阻减小，电流增大时，电磁铁才会吸引衔铁，这时电铃工作报警，根据触点位置确定电铃的位置；
（2）电磁铁的磁性随线圈电流的增大而增大，减小而减小；
（3）电磁铁吸引衔铁需要的磁力是不变的，即线圈中需要达到的电流大小不变，根据欧姆定律判断电源电压减小后电阻的变化，进而判断出气敏电阻的阻值变化，最终判断出CO浓度设定值的变化；
（4）据上可知，报警时控制电路中电流保持不变，即总电阻不变；根据气敏电阻的阻值变化判断变阻器的阻值变化，进而确定滑片的移动方向。
A、当CO浓度增大，电阻减小，电流增大时，电磁铁才会吸引衔铁，这时衔铁与下面的触点接通，只有电铃在BD部分才能报警，故A错误；
B、当CO浓度增大，电阻减小，电流增大时，电磁铁的磁性会增强，故B错误；
C、电磁铁吸引衔铁需要的磁力是不变的，即线圈中需要达到的电流大小不变；当电源电压减小时，控制电路部分电流变小，此时电磁铁磁力较小不能将衔铁吸下来报警；只有CO的浓度继续增大，气敏电阻的阻值继续减小，电路电流增大才能再次报警，因此报警时CO的最小浓度设定值偏高，故C正确；
D、报警时控制电路中电流保持不变，即总电阻不变；当CO的浓度降低时，气敏电阻的阻值变大，为了正常报警，变阻器的阻值必须变小，即滑片向上移动，故D错误。
9．(2019 淄博)共享电动汽车通过刷卡开锁，实现循环使用。租赁者将带有磁条的租车卡靠近电动汽车的感应器，检测头的线圈中就会产生变化的电流，读取解锁信息。图中能反应刷卡读取信息原理的是（　　）

A B C D
【答案】D
【解析】（1）通电导体周围存在磁场，应用于电磁起重机、电磁继电器、电磁铁等。
（2）电动机是利用通电导体在磁场中受力而运动原理制成的。
（3）电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动，导体中有感应电流产生。
租赁者将带有磁条的租车卡靠近电动汽车的感应器，检测头的线圈中就会产生变化的电流，说明这是电磁感应现象。
A、如图是奥斯特实验，反映通电导体周围存在磁场。不符合题意。
B、如图是通电螺旋管，反映通电导体周围存在磁场。不符合题意。
C、因为电路中有电源，这是电动机的工作原理图，不符合题意。
D、闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动，导体中有感应电流产生，这是电磁感应现象，符合题意。
10．(2019 重庆B)油电混合动力汽车逐渐走进普通家庭，混动汽车搭载了传统的内燃机，高效的电动机、发电机和蓄电池组。行驶过程中内燃机提供动力，同时可为蓄电池充电，也可以由蓄电池和电动机提供动力。下列说法正确的是（　　）
A．油电混动汽车的工作效率可以达到100% B．发电机的工作原理是利用电流能产生磁场
C．蓄电池组充电时实现了化学能转化为电能 D．电动机的工作原理是磁场对通电导体有力的作用
【答案】D
【解析】（1）任何机械的效率都小于100%。
（2）发电机是根据电磁感应现象制成的，将机械能转化为电能。
（3）电池充电过程，消耗电能，产生化学能。
（4）电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的。
A、热机在工作过程中，燃料不可能完全燃烧，尾气带走较多的热量，机器本身散热，克服机械间摩擦做功，剩余的能量才是有用的能量，在燃料完全燃烧提供的能量中只占很少一部分，所以热机效率不可能达到100%．故A错误。
B、电磁感应现象，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，这导致了发电机的发明。故B错误；
C、电池充电是将外加电源提供的电能转化为电池的化学能的过程，故C错误；
D、磁场对电流作用，通电导体在磁场中会受到磁场对它的力的作用，这导致了电动机的发明。故D正确。
11．(2019 岳阳)如图，以塑料管为连接轴将两个玩具电动机连接起来，电动机甲连接一个小灯泡，电动机乙连接电源，闭合开关后（　　）

A．小灯泡不发光，因为小灯泡未与电源相连
B．小灯泡发光，甲此时相当于发电机
C．乙的工作原理是电磁感应
D．甲工作时，电能转化为机械能
【答案】B
【解析】如图是电动机和发电机组合在一起的装置，乙电路通电电动机工作，乙电动机带动甲转动，甲的转动来发电，甲和小灯泡组成另一个电路，使小灯泡发光。
由图知，闭合开关，乙电动机中有电流通过，乙电动机工作，乙的工作原理是通电线圈在磁场中受力而转动，是电能转化为机械能； 因为乙的转动带动甲的转动，甲电动机内部的线圈在内部磁场中做切割磁感线，会产生感应电流，有电流流过小灯泡，小灯泡会发光，此时甲相当于一个发电机，则甲的工作原理是电磁感应，是机械能转化为电能。 由此可知： AB、小灯泡会发光，因为甲相当于一个发电机，小灯泡和“甲发电机”组成一个闭合电路，故B正确，A错误。 C、乙的工作原理是通电线圈在磁场中受力而转动，故C错误。 D、甲工作时，机械能转化为电能，故D错误。
12．(2019 江西)如图所示，是小安同学自制的一个实验装置。他把带绝缘层的导线绕在塑料管外，导线两端连接着小灯泡，形成闭合电路，管内封闭一个强磁体。沿图中所示方向来回快速摇动装置，小灯泡发光。以下说法正确的是（　　）

A．灯丝中电流方向保持不变 B．实验现象表明电能够生磁
C．该现象属于电磁感应现象 D．此装置与电动机原理相同
【答案】C
【解析】A、来回快速摇动，小灯泡发光，说明电路中产生了感应电流。来回摇动，切割磁感线的方向发生了改变，因此感应电流的方向也会发生改变，A错误；
B、来回快速摇动，小灯泡发光，说明电路中产生了感应电流，是磁生电，B错误；
C、该现象属于电磁感应现象，C正确；
D、电动机是电生磁，是根据通电导体在磁场中受力转动的原理制成的，D错误。
二、填空题(每空1分，本题共16分)
13．（2019 德阳）一个空心小铁球漂浮在盛水的烧杯中，将烧杯置于铁棒AB的上方，绕在铁棒上的线圈连接如图所示的电路，开关S闭合后，空心小铁球仍漂浮在水面上，此时A端为电磁铁的________极，当滑片P向左滑动，空心小铁球所受浮力________（选填“增大”、“减小”或“不变”）

【答案】（1）S（南）；  （2） 增大。
【解析】电流由A流向B，则由右手螺旋定则可知螺线管B端为N极，则A端为S极（南极）；
当滑片向左移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则由欧姆定律可知电路中电流增大，则螺线管中的磁性增强，故小铁球所受磁力增强；小铁球受重力、磁力及浮力，因小球处于静止状态，故向下的磁力与重力之和应等于向上的浮力，因磁力增加，故浮力也将增大。
故答案为：S（南），增大。
已知电流方向则由右手螺旋定则可知螺线管A的磁极；当滑片向左滑动时，滑动变阻器接入电阻变小，则由欧姆定律可知螺线管中磁性的变化；则由力的合成可知小铁球所受的浮力的变化。
本题根据力的合成考查了右手螺旋定则、滑动变阻器的使用及欧姆定律的使用，对学生能力要求较高。
14．（2019 安顺）如甲、乙两图所示，能说明电动机工作原理的是图　 　，如图丙所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，当开关S闭合后，在滑片P由b端向a端滑动过程中，弹簧长度　 　（选填“变长”或“缩短”）。

甲 乙 丙
【答案】（1）乙；（2）变长。
【解析】（1）电动机是根据通电导体在磁场中受力的原理制成的，电路中有电源，故应为图乙；发电机是根据电磁感应原理制成的，电路中无电源，为图甲；
（2）读图可知，当滑片P从b端到a端滑动过程中，变阻器的阻值变小，电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强；
电流从螺线管的下端流入，上端流出，右手握住螺线管，使四指指向电流方向，则螺线管的上端为N极。根据异名磁极相互吸引可知，条形磁铁与电磁铁的相互作用为吸引，当电路中的电流变大时，电磁铁的磁性变强，吸引力变大，则弹簧长度变长。
15．（2019 七台河）如图所示为巨磁电阻特性原理示意图，图中GMR是巨磁电阻（阻值随周围磁场强度的增强而减小），闭合开关S1和S2后，电磁铁左侧为　 　极（选填“N”或“S”），当滑片P向右移动时，小灯泡的亮度将　 　（选填“变亮”、“变暗”或“不变”）。

【答案】（1）N；（2）变暗。
【解析】（1）闭合开关S1，电流从螺线管右端流入，由安培定则可知，电磁铁左侧为N极，右侧为S极；
（2）由左图可知，向右滑动滑片P时，变阻器接入电路中的电阻变大，由I＝可知，左边电路中的电流变小，则电磁铁的磁性变弱，周围的磁场减弱；
由右图可知，巨磁电阻和指示灯串联，因为巨磁电阻的阻值随磁场的增强而减小，所以此时巨磁电阻的阻值会变大，右边电路中的总电阻变大，由I＝可知，右边电路中的电流变小，通过指示灯的电流变小，指示灯的实际功率变小，所以指示灯变暗。
16．(2019 菏泽)电流表的内阻很小，通常情况下可忽略不计，小明探究电流表的电阻值时，如图甲所示，他先将20Ω的定值电阻接入电源电压6V（电压保持不变）的电路中，电路中的电流为0.3A；他将电流表接入电路中，如图乙所示，测得电流却是0.29A。

（1）电流表的内阻为_________Ω，电流表接入电路后，R两端的电压变化了_________（保留小数点后二位数字）
（2）当电流通过电流表时，电流表的指针发生偏转，其工作原理是_________。
【答案】（1）0.69；（2）0.20；（3）通电导体在磁场中受力而运动。
【解析】（1）求出接入电流表后电路的总电阻，减去定值电阻的阻值，即为电流表的内阻。再根据欧姆定律求出定值电阻两端的电压，即可得出电压的变化量； （2）电流表是利用了通电导体在磁场中受力的原理制成的。
解：（1）由I=得，接入电流表后，电路的总电阻：R总===Ω
则电流表的内阻为：RA= R总－R= Ω－20Ω=0.69Ω
此时定值电阻R两端的电压：UR= I′R=0.29A×20Ω=5.8V
则R两端的电压变化了：△U=U－UR=6V－5.8V=0.2V
（2）当电流通过电流表时，电流表的指针发生偏转，这是因为电流表内部的通电导体在磁场中受力而运动，即其工作原理是通电导体在磁场中受力而运动。
17．(2019 黄冈)如图所示是某车间自动除尘装置的简化电路图。空气中尘埃量较少时，光源发出来的光被挡板挡住了。当空气中尘埃量达到一定值时，由于尘埃的反射，部分光越过挡板射到光敏电阻上，光敏电阻的阻值　 　，电路中的电流增大，电磁铁的磁性　 　，在衔铁的作用下，开启自动除尘模式。若图中a、b一个是除尘器，一个是指示灯，则　　是除尘器。

【答案】（1）减小；（2）增强；（3）b
【解析】电磁继电器就是一个自动控制电路通断的开关，根据电磁继电器的工作原理来分析解答。
当空气中尘埃量达到一定值时，由于尘埃的反射，部分光越过挡板射到光敏电阻上时，电路中的电流增大，根据欧姆定律可知光敏电阻的阻值减小；
当电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，吸引衔铁，使动触点和下面的静触点接触，开启自动除尘模式，所以下面的b是除尘器，上面的a是指示灯。
18.（2019·怀化）如图甲所示，闭合开关后，部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流表指针会发生偏转；如图乙所示，当闭合开关后，通电导体棒在磁场中受力向左运动。其 中电动机的工作原理与图 相同。发电机的工作原理与图 相同（两空均选填“甲”或“乙”）

甲 乙
【答案】（1）乙；（2）甲。
【解析】甲图研究的是电磁感应现象，是发电机的原理；乙图研究的是通电导体在磁场中受到力的作用，是电动机的原理。
19．(2019 广安)如图所示是一款“运动手环”，其主要部分是一段内置一小块磁铁的密闭空心塑料管，管外缠绕着线圈。戴着这种手环走路时，塑料管跟着手一起运动，磁铁则在管内反复运动，线圈中便会产生电流，液晶屏上就会显示出运动的步数，此过程利用了　 　的原理，将　 　能转化为电能。

【答案】（1）电磁感应；（2）机械
【解析】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，这就是电磁感应；这一过程中，可将机械能转化为电能
根据“运动手环”的特点可知，当塑料管运动时，磁铁在管中反向运动，切割线圈而产生电流。因此，运动手环的基本原理是电磁感应，产生电流的过程中将机械能转化为电能。
三、作图题（本大题共3个小题；每题2分，共6分）
20.（2019 湖南衡阳）地球周围存在着磁场，如图所示，请标出地磁场的N极和小磁针静止时的N极。

【答案】
【解析】地球是个大磁铁，地球的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近；由于地磁场的磁感线都是从地磁北极出发到地磁南极，而地磁场中的小磁针的N极和该点的磁场方向相同，所以小磁针N极指向地理北极，如图所示：

21．（2019 四川乐山）如图所示，在螺线管上方用弹簧悬挂一根条形磁铁。闭合开关S后，弹簧的伸长量减小，请在图中括号内分别标出螺线管A的N、S极和电源的＋、－极。

【答案】
【解析】根据题意知道，当开关闭合后，弹簧伸长量减小，说明弹簧受到向上的弹力，即条形磁铁受到了向上的排斥力；又因为同名磁极相互排斥，所以，螺线管上端为N极，下端为S极；此时应用右手螺旋定则可知，电流由螺线管上端流入，即电源的左端为正极，右端为负极，故如图示数：

22.（2019 湖北鄂州）如图所示为电磁铁和永磁体相互作用产生的磁场，请根据图中磁感线的方向标出永磁体右端的磁极，并在括号内标出电磁铁电源的“+”、“-”极。

【答案】
【解析】磁感线从右向左，可以判断电磁铁的右端是S极，永磁体的右端是S极；根据安培定则，用右手握住螺线管，大拇指指向螺线管的N极，则四指所指的方向为电流的方向，则电流从电磁铁的右端进入，从左端流出，所以电源的右端是正极，左端是负极。如图所示：

四、实验探究题（23题4 分；24题8分；25题8分； 26题6分；27题10分，共36分）
23.(2019 襄阳)小明同学在做“探究通电螺线管外围的磁场分布”的实验中。

(1)当他在通电螺线管四周不同位置摆放多枚小磁针,最后静止在如图所示位置。则通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似。
(2)当他改变通电螺线管中电流方向后,发现周围每个小磁针转动 度角后重新静止下来。
【答案】 (1)条形 ； (2) 180 。
【解析】（1）通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体相似，都是具有两个磁性较强的磁极；
（2）通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关，所以只改变螺线管中的电流方向，小磁针会转动180°后重新静止下来，南北极所指方向正好与原来相反。
24.（2019 兰州）如图所示，在“探究电磁铁磁性强弱与电流大小关系”的实验中，某同学用绝缘细线将电磁铁M悬挂在铁架台上，并保持它与软铁块P的距离不变。

（1）以下是他的部分实验步骤：
①断开开关S，按图组装实验电路，将滑动变阻器的滑片置于最 （选填“左”或“右”）端。用已调零的电子测力计测出软铁块P对测力计的压力F0并记录在表格中；
②闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片到适当位置，读出电流表的示数I和电子测力计的示数F，并将I、F的数据记录在表格中；
③仿照步骤②再进行两次实验。
实验次数
1
2
3
I/A
0.34
0.40
0.44
F0/N
0.9
0.9
0.9
F/N
0.84
0.82
0.81
（2）由表中数据可以得出的实验结论是：对于同一电磁铁， .
（3）闭合开关S后，电磁铁下端的磁极为 （选填“N”或“S”）极。
（4）本实验中，滑动变阻器除了保护电路的作用外，还起到 的作用。
【答案】（1）①右；（2）通过线圈的电流越大，电磁铁的磁性越强；（3）S；（4）改变电路中电流大小。
【解析】（1）①连接电路时，开关要断开，闭合开关前，滑动变阻器的滑片置于阻值最大的位置，由图右可知，滑动变阻器连入电路的下面接线柱在左侧，因此，闭合开关前，滑动变阻器的滑片置于最右端；
（2）由表中数据可知，电磁铁的线圈匝数不变，只改变了电路中电流大小，且电流增大时，电子测力计示数的变化量F增大（即电磁铁对软铁块的吸引力增大），所以可得出结论：通过电磁铁线圈的电流越大，电磁铁的磁性越强；
（3）导线绕成线圈即可组成电磁铁；根据电源的正负极，判断出电磁铁中电流的方向是从左向右的，由安培定则可判出电磁铁的上端为N极，下端为S极；
（4）本实验中，滑动变阻器除了保护电路的作用外，还起到改变电路中电流大小的作用。
25.（2019 连云港）小明学习了《电磁感应发电机》一节内容后，他查阅了有关资料，知道在电磁感应现象中闭合电路之所以能产生电流，是因为在电路中产生了电压，为了研究这个电压，他买了一套如图甲所示的装置。图中有机玻璃管长度为 1.5m，当圆柱形强磁体（直径略小于有机玻璃管内径）从有机玻璃管中下落穿过线圈时，与线圈相连的电压显示器可以显示此时的电压大小。小明想利用此装置探究电磁感应现象中产生的电压大小与线圈匝数及强磁体运动快慢的关系。他进行了如下实验（忽略强磁体下落过程中所受阻力的影响）：
（1）小明将三个匝数相同的线圈和电压显示器的组件固定在有机玻璃管A、B、C处，如图乙所示。他想探究的是电压与______之间的关系。为了使实验效果对比明显，三个线圈之间的距离应该______（选填“近一些”或“远一点”）；
（2）小明分三次在距管口90cm处分别固定匝数为300匝、600匝、900匝的三个线圈和电压显示器的组件，每次都是从管口处由静止开始释放强磁体，记录的实验数据如下表：
线圈匝数/V
实验次数
电压显示器示数U/V
电压测量值U//v
300
1
2.62
2.51
2
2.50
3
2.41
600
1
5.03
5.00
2
4.84
3
5.14
900
1
7.68
7.50
2
7.38
3
7.45
请根据上表电压测量值和对应的线圈匝数在图丙坐标纸上描点作图，分析图象可知：______。

【答案】（1）强磁体运动快慢 ；  （2）远一点；（3）；（4）   强磁体速度一定时，电磁感应现象中产生的电压与线圈匝数成正比。
【解析】（1）由题知，电磁感应现象中产生的电压大小与线圈匝数及强磁体运动快慢的有关，
三个线圈匝数相同，分别固定在有机玻璃管A、B、C处，忽略强磁体下落过程中所受阻力的影响，圆柱形强磁体下落的高度越大，经过线圈时的速度大，所以这是为了探究电磁感应现象中产生的电压与强磁体运动快慢之间的关系。
若电压与强磁体运动快慢有关，则强磁体经过三个线圈的速度相差越大，产生电压差越大，实验效果越明显，所以应将三个线圈之间的距离应该 远一点。
（2）分三次在距管口90cm处分别固定匝数为300匝、600匝、900匝的三个线圈和电压显示器的组件，每次都是从管口处由静止开始释放强磁体，则强磁体经过三个线圈时的速度相同，这是探究电磁感应现象中产生的电压与线圈匝数的关系，由表格数据描点连线画出图象如图所示：

由图象可知，强磁体速度一定时，电磁感应现象中产生的电压与线圈匝数成正比。
故答案为：（1）强磁体运动快慢；远一点；（2）图象见上图；强磁体速度一定时，电磁感应现象中产生的电压与线圈匝数成正比。
（1）由题知，电磁感应现象中产生的电压大小可能与线圈匝数及强磁体运动快慢的有关，由控制变量法分析解答；
（2）由表格数据描点连线画出图象，根据图象可得结论。
本题是探究电磁感应现象中产生的电压大小与线圈匝数及强磁体运动快慢的关系的实验，关键是能熟练运用控制变量法。
26. (2019 烟台)比较与归纳是重要的学习方法。下表是小明列出的关于“电磁感应现象与通电导体在磁场中受力现象”比较表，请将它补充完整（将补充内容填写在答题卡指定位置）。

现象
项目
电磁感应现象
通电导体在磁场中受力现象
原理图

影响因素
导体中感应电流的方向跟（1）和磁场方向有关
通电导体在磁场中受力的方向跟电流的方向和磁场方向有关
能量转化
机械能转化为电能
（2）
应用
（3）
电动机
【答案】（1）导体运动的方向；（2）发电机；（3）电能转化为机械能
【解析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流，此过程中，机械能转化为电能；导体中感应电流的方向跟导体运动的方向和磁场方向有关；人们利用电磁感应现象制成了发电机；电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用，通电后，线圈转动，电能转化为机械能。
27．(2019 盘锦)图甲是探究什么情况下磁可以生电的装置。在蹄形磁体的磁场中放置一根导线AB，导线的两端跟电流计连接。
次数
磁杨方向
导线AB运动方向
电流计指针偏转方向
1
向上
向左、斜向左
向左
2
向右、斜向右
向右
3
向下
向左、斜向左
向右
4
向右、斜向右

（1）让AB竖直向上运动，电流计的指针　 　（填“偏转”或“不偏转”）。
（2）上表记录的是某小组同学观察到的部分实验现象，分析上表可以得出：闭合电路中的一部分导体在磁场中做　 　运动时，导体中就产生电流
（3）如图乙所示四幅图中实验或设备中应用了此原理的是　 　。
（4）第4次实验中电流计指针偏转方向是　 　。
（5）如果将蹄形磁体向左运动，电路中　 　（填“能”或“不能”）产生电流。

A B C D
甲 乙
【答案】（1）不偏转；（2）切割磁感线；（3）D；（4）向左；（5）能
【解析】（1）由图可知，蹄形磁体的上边是N极，下边是S极，其间的磁场方向是从上到下，如果导线AB竖直向下运动，是不会切割磁感线的，故不会产生感应电流，灵敏电流计指针不偏转；
（2）闭合电路的一部他导体在做切割磁感线运动时，会产生感应电流，这叫电磁感应现象。
（3）A、图A是奥斯特实验，通电后小磁针偏转，说明了通电导线周围存在磁场；所以A说法错误；
B、图B是磁场对电流的作用实验，通电后通电导体在磁场中受到力的作用而运动；所以B说法错误；
C、图C是动圈式扬声器，与电动机的原理相同，不是电磁感应，所以C说法错误；
D、图D是动感线圈式话筒，当人对话筒说话时，引起膜片的振动，膜片的振动会引起线圈的运动，切割永磁铁的磁感线而产生相对应的变化的电流，从而在扬声器产生与说话者相同的声音。动圈式话筒是根据电磁感应原理工作的；所以D说法正确。
（4）比较第3和4次实验可知：切割磁感应线的方向不同，但磁场方向相同，指针偏转方向不同，即产生的感应电流方向不同，故在导体运动方向相同时，感应电流的方向向左；
（5）闭合开关，若导体不动，左右移动蹄形磁体，根据相对运动，等效于蹄形磁体不动，而导体左右运动，则切割磁感线，导体中能产生电流。
五、解答题（本题6分）
28．（2019 湖南常德）光敏电阻是阻值随光的照度发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx）。某光敏电阻R的阻值随照度变化的曲线如图甲所示。

（1）如图乙所示是街道路灯自动控制模拟电路所需元件。利用蓄电池给电磁铁供电，路灯接入电压为220 V的照明电路，为达到天亮灯熄天暗灯亮的效果，请用笔画线代替导线，将路灯连入照明电路中。
（2）已知当线圈中的电流大于或等于2mA时，继电器的衔铁将被吸合。图中蓄电池可提供的电压为U=6 V，内部电阻忽略不计，有三个不同规格的滑动变阻器可供选择：R1（0~100 Ω），R2（0~500 Ω）、R3（0~1 800 Ω）。要求当凌晨天色渐亮照度增大至1.0 lx时路灯才停止工作，滑动变阻器应选择 （选填“R1”、“R2”或“R3”）。选定滑动变阻器后，如果为了节约用电，要求在天色更暗一些时路灯就停止工作，滑动电阻器触片P应该 （选填“向右滑动”、“向左滑动”或“不滑动）。
【答案】（1）如图所示 （2）R3 向左滑动

【解析】（1）路灯要工作，路灯的一端必须与B接线柱相连。如图甲，光敏电阻的阻值随光的照度增大而减小，天亮光的照度增大，光敏电阻的阻值减小，控制电路电流增大，电磁铁磁性增强，吸引衔铁，动触点与A接线柱相连的静触点分离，与C接线柱相连的静触点接通，灯熄灭，路灯的另一端与接线柱A相连；天暗光的照度减小，光敏电阻的阻值增大，控制电路电流减小，电磁铁磁性减弱，衔铁在弹簧拉力作用下上移，动触点与C接线柱相连的静触点分离，与A接线柱相连的静触点接通，灯亮。

（2）如图甲，照度为1.0 x时，光敏电阻的阻值为2 kΩ，路灯停止工作，据题意线圈中的电流大于或等于2 mA。此时接入滑动变阻器的阻值应不小于，因此只有R3符合要求。如果要求在天色更暗一些时路灯就停止工作，线圈中的电流仍要大于或等于2 mA时，继电器的衔铁将才会被吸合，即电路总电阻不变。根据图甲，照度减小光敏电阻的阻值增大，串联电路中总电阻等于各串联电阻之和，变阻器接入电路中的电阻就要减小，所以变阻器滑片要向左滑动。

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