专题16 电磁转换
一、单选题
1．（2022·江苏南通）风力发电路灯的核心部件是小型风力发电机，其工作原理是（　　）
A．电磁感应 B．电流的磁效应
C．磁场对电流的作用 D．磁极间的相互作用
2．（2022·江苏徐州）如图所示，线圈通电后，受磁场力作用将开始顺时针旋转。如果线圈是固定的，磁体可以绕线圈旋转，则线圈通电后，磁体将（　　）
A．开始顺时针旋转 B．开始逆时针旋转
C．保持静止 D．以上三种情况都有可能
3．（2022·江苏常州）小明把安装完成的直流电动机模型接入如图所示的电路中，闭合开关并调节滑动变阻器，电动机正常转动，若要改变电动机转动方向，下列做法中无效的是（　　）
A．只对调电源的正、负极
B．只对调磁体的N、S极
C．同时对调电源的正、负极和磁体的N、S极
D．导线①改接G、F点，导线②改接C、E点
4．（2022·江苏宿迁）新能源汽车越来越普及，如图所示为新能源汽车专用号牌，号牌中的字母“D”表示纯电动汽车，这类汽车的动力装置为电动机，下列选项所示实验与其工作原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
5．（2022·江苏泰州）如图甲所示是一款新式手电筒，当沿图中箭头方向来回摇动电筒时，灯泡就能发光图乙所示的四个实验中能反映其工作原理的是（　　）
A． B． C． D．
6．（2022·江苏苏州）三个相同的磁环a、b、c（质量均为m）套在有木质底座的光滑木杆上，由于磁极间的相互作用，上面两个磁环都悬在空中，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．a对b的磁力和a的重力是平衡力 B．b对c的磁力小于c对b的磁力
C．c受到b的磁力大小为2mg D．c对底座的压力大小为mg
7．（2022·江苏扬州）下列四幅图中，能说明微型电扇工作原理的是（　　）
A． B．
C． D．
8．（2022·江苏扬州）使用吸管能将牛奶“吸”入嘴中，以下“吸”的原理与此相同的是（　　）
A．电磁铁通电后“吸”引铁钉
B．紧压塑料吸盘使之“吸”在瓷砖上
C．丝绸摩擦过的玻璃棒能“吸”引纸屑
D．两个表面刮净的铅块紧压后“吸”在一起
9．（2022·江苏南通）如图所示是“探究电动机转动原理”的实验装置，闭合开关后，金属杆向左运动，要使金属杆向右运动，应采取的措施是（　　）
A．磁场方向不变，改变电流方向
B．同时改变电流方向和磁场方向
C．电流大小不变，改变磁场强弱
D．同时改变电流大小和磁场强弱
10．（2021·江苏常州）电动汽车刹车时，汽车电动机“变身”为发电机，将汽车动能转化为电能，简称动能回收系统。下列实验中与动能回收系统原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
11．（2021·江苏无锡）用如图的装置探究磁场对通电直导线的作用，给铝棒AB通电，观察到AB向右运动，要使AB通电后向左运动，下列做法中可行的是（　　）
A．仅换用磁性更强的磁体 B．仅增加AB中的电流强度
C．仅将磁体的N、S极对调 D．仅将铝棒AB换成铜棒
12．（2021·江苏泰州）对下列四幅图的表述正确的是（　　）
A．甲图反映的是电动机的工作原理 B．乙图能实现电能转化为机械能
C．丙图闭合开关后，小磁针N极逆时针偏转 D．丁图中小磁针N极顺时针偏转
13．（2021·江苏泰州）我们在学习物理知识时，运用了很多研究方法，下列几个实例：①研究电流时，把它比作水流；②研究磁场时，引入磁感线；③在探究动能与速度关系时，控制质量相同；④用光线来描述光的传播路径和方向。其中，运用了相同研究方法的是（　　）
A．①② B．②④ C．③④ D．②③
14．（2021·江苏苏州）下列图中能反映发电机工作原理的是（　　）
A． B．
C． D．
15．（2021·江苏）图中与磁现象有关的四个实验，其对应的判断正确的是（　　）
A．甲图说明磁体周围不同点的磁场方向都不同
B．乙图是电磁感应现象
C．丙图说明电流具有磁效应
D．丁图说明磁场对电流有力的作用
16．（2021·江苏扬州）将气球在头发上摩擦后靠近较轻的金属筒，筒会滚动起来，这种现象是（　　）
A．热现象 B．电磁感应现象 C．磁化现象 D．静电现象
17．（2021·江苏连云港）如图所示，闭合导线框abcd的一部分处于磁场中，将导线框沿图示方向拉出过程中，则（　　）
A．在此过程中，电能转化为机械能
B．导线框中不会产生感应电流，因为回路中没有电源
C．导线框中会产生感应电流，整个导线框都是电源
D．导线框中会产生感应电流，导线ab段相当于电源
18．（2020·江苏宿迁）如图所示，当闭合开关的瞬间，导体棒AB水平向右运动；若同时对调电源与磁体的两极，再次闭合开关时，导体棒AB的运动方向是（　　）
A．水平向右 B．水平向左 C．竖直向上 D．竖直向下
19．（2020·江苏常州）如图所示，闭合开关S1、S2两个通电螺线管的相互作用情况以及A、B端的极性分别是（　　）
A．相斥，A端为N极，B端为N极 B．相斥，A端为S极，B端为S极
C．相吸，A端为S极，B端为N极 D．相吸，A端为N极，B端为S极
20．（2020·江苏无锡）用如图所示的装置探究感应电流产生的条件。闭合开关后，能产生感应电流的是（　　）
A．导体棒静止在磁场中
B．导体棒做切割磁感线运动
C．导体棒沿磁场方向运动
D．只要让磁体运动，就一定能产生感应电流
21．（2020·江苏扬州）如图是一个风力发电机模型。风吹过时，扇叶转动，小灯泡发光。下列选项中哪幅图的工作原理与它相同（ ）
A． B．
C． D．
22．（2020·江苏镇江）如图所示，蹄形磁铁和铜棒均水平放置。现闭合开关，水平向左移动铜棒，电流表G的指针发生偏转，则
A．根据此现象的产生原理可制成电动机
B．此现象与奥斯特实验现象的产生原理相同
C．若将铜棒左右来回移动，可产生交变电流
D．仅将磁铁水平向右移动，G的指针不偏转
23．（2020·江苏南通）来回摇动某种发电的手电筒，电筒内的磁体就会在线圈里面来回运动，使灯泡发光。下图能反映其工作原理的是
A．
B．
C．
D．
24．（2020·江苏南京）如图是一台正在工作的电扇。下图四个实验能反映其工作原理的是（　　）
A． B． C． D．
25．（2020·江苏盐城）将一小段黄瓜悬挂，小明用强磁铁靠近其一端，发现黄瓜发生了微微的转动。他猜想强磁铁对水产生了力的作用，并通过实验验证的猜想。下列实验可验证其猜想的是（　　）
A．将塑料袋装满水后悬挂，用强磁铁靠近水袋，水袋静止不动
B．将一小段香蕉悬挂。用强磁铁靠近其一端，香蕉微微转动
C．将另一小段黄瓜悬挂，用强磁铁靠近其一端，黄瓜微微转动
D．将水放置在盆中，用强磁铁靠近水面，水面向下微微凹陷
26．（2020·江苏泰州）马拉松比赛时常采用感应芯片计时，芯片里的线圈一旦有电流通过，就会激发芯片发送编码信息，系统实时获取计时信息。当正确佩带芯片的参赛者通过起点和终点设置有磁场的地带时，就能计时，下列器件工作原理与它相同的是（　　）
A．电风扇
B．门吸
C．手摇发电电筒
D．电铃
二、填空题
27．（2022·江苏徐州）如图所示，先将小磁针放在水平桌面上，静止时小磁针N极指向______________方。再将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，小磁针将______________，说明通电导线周围存在______________。
28．（2022·江苏苏州）图所示，在探究产生感应电流条件的实验中，把马蹄型磁铁竖直放置在水平桌面上。闭合开关，当导体AB___________（竖直/水平）运动时，回路中有感应电流；当磁铁沿平行于AB的方向运动时，回路中___________感应电流。
29．（2022·江苏连云港）如图所示，闭合开关，导体就会运动起来，在此过程中，___________能转化为___________能。利用这一原理可以制作___________。
30．（2022·江苏南通）图中画出了两个磁极间的磁感线，这两个磁极都是______（选填“N”或“S”）极，图中B点的小磁针静止时北极所指的方向向______（选填“上” 或“下”）。
31．（2021·江苏）如图所示，在“探究感应电流产生的条件”实验中，闭合开关，让导体AB静止在磁场中，回路中是否有感应电流产生？______；让导体AB做切割磁感线运动，回路中是否有感应电流产生？______；当回路中有感应电流时，将磁极对调，改变磁场方向，感应电流的方向是否改变？______。
32．（2021·江苏）人工心脏泵可短时间代替心脏工作，如图是该装置的示意图磁体固定在左侧，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上（相当于一个电磁铁），活塞筒通过阀门与血管相通，阀门S1只能向外开启，S2只能向内开启，线圈中的电流从A流向B时，电磁铁左端是______极，血液会______（选填“流入”或“流出”）活塞筒，该装置工作时，线圈AB中的电流方向______（选填“需要”或“不需要”）改变。
33．（2021·江苏苏州）《论衡》中记载：“司南之杓、投之于地，其柢指南”。如图。“柢”即握柄，是磁体的_______极，司南之所以能指南北，是由于受到_______的作用。
34．（2020·江苏徐州）如图所示，铝棒用导线悬挂在磁体两极之间，通电后铝棒向左侧摆动，这是因为受到了______对它的作用力，若改变电流方向，通电后铝棒将向______侧摆动，若铝棒中的电流变大，铝棒的摆动幅度将变______。
35．（2020·江苏常州）某校刚刷完地坪漆的地下室内。弥漫着刺鼻的油漆味。为加快排出易燃、有毒气体，兴趣小组设计了如图所示的可调直流排气扇。直流电动机的工作原理是______。在讨论时，物理老师指出该方案的不足：每当线圈平面转过与磁感线相______（平行/垂直）的位置时，换向器自动改变线圈中电流的方向，电路处于“通路→断路→通路”快速切换状态，极易激发电火花，成为火灾隐患。
36．（2020·江苏宿迁）图是小华为学校设计的楼道照明系统自动控制装置，已知控制电路电压U恒为6V，电磁继电器线圈电阻R1为20Ω，R2为光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小。图中AC可绕O点转动，OA长为0.5cm，OB长为1cm，AC部分的重力、触点间的压力以及各处的摩擦力均忽略不计。
(1)闭合控制电路中开关S，电磁铁上端为______极。
(2)为了实现光照减弱时，受控电路接通，灯L发光，图中导线M应接______（选填“触点1”或“触点2”）。
(3)电磁铁对衔铁的吸引力F等效集中作用在B点，吸引力F与控制电路中电流I的关系如图所示，当衔铁刚好被吸下时，弹簧对A点的拉力为2.4N，则此时光敏电阻R2的阻值为______Ω。
37．（2020·江苏苏州）如图所示，将甲、乙两个微型电动机的转轴对接并固定在一起，闭合开关后两电动机一起转动，小灯泡发光。此处产生电磁感应现象的是__（甲乙）电动机。该过程中能量转化是将电能__能电能，最终转化为内能和光能。
38．（2020·江苏盐城）如图所示，在“探究磁场对电流的作用”实验中，给直导线通电，观察到它向右运动，只改变直导线中电流的______，导线的运动方向会发生改变。这个过程将______能转化为直导线的机械能。日常生活中的______（电动机/发电机）就是利用这个原理制成的。
39．（2020·江苏连云港）白炽灯是一种电流通过灯丝，灯丝发热发光的照明电器，将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝，如图所示，可以观察到灯丝______，说明______，由此原理可以制成______。
三、作图题
40．（2022·江苏宿迁）在图中请根据磁感线的方向在图中两个虚线框内分别标出小磁针和电源的极性。
41．（2022·江苏常州）条形磁体的磁感线如图所示，小磁针处于静止状态.请在图中标出：①磁感线点处的磁场方向；②小磁针的极。
42．（2022·江苏泰州）如图，请根据磁感线的方向，标出静止小磁针的N极和电源的正极。
43．（2022·江苏苏州）在图的括号内标出小磁针右端的极性，用箭头标出P点磁感线的方向；
44．（2022·江苏扬州）如图，请标出通电螺线管的N极和图中磁感线的方向。
45．（2021·江苏镇江）请按题目要求作答。
（1）如图所示，一碗镇江锅盖面静止在水平桌面上。请画出它所受力的示意图。( )
（2）开关S闭合后，小磁针静止时指向如图所示。请在图中两个虚线框内分别标出螺线管的磁极和电源的极性。( )
（3）请用笔画线代替导线，将图中的开关和插座正确接入家庭电路。( )
46．（2021·江苏无锡）磁体旁的小磁针静止时所指的方向如图所示。请在括号中标出磁体左端的磁极并画出通过小磁针中心的一条磁感线。
47．（2021·江苏连云港）按照题目要求作图。
（1）如图甲所示，请画出这条光线经过凸透镜后的折射光线；( )
（2）如图乙所示，请标出通电螺线管的N、S极并用箭头画出图中磁感线的方向。( )
48．（2020·江苏苏州）如图，请根据小磁针静止时N极的指向标出处的磁感线方向和电源正、负极。
49．（2020·江苏南京）如图所示，小磁针静止在通电螺线管右侧。标出小磁针的N极并在虚线上用箭头标出磁感线方向。
50．（2020·江苏盐城）在图中画出通电螺线管的S极和A点的电流方向。
51．（2020·江苏连云港）如图所示，箭头表示通电螺线管周围磁感线的方向，请在图中标出通电螺线管中的电流方向和小磁针静止时的N极。
52．（2020·江苏泰州）根据要求完成下列作图。
(1)如图甲所示，完成图中光路__________；
(2)如图乙所示，画出拉力F的力臂l和物体B所受重力G的示意图__________；
(3)如图丙所示，小磁针在条形磁体作用下处于静止状态，标出条形磁体的N极和A点处的磁场方向（用箭头表示）__________。
四、计算题
53．（2021·江苏连云港）一位设计师设计了一种“重力灯”。无论你在地球哪一个角落，无论当地的天气如何，它都可以实现照明。如图甲是这种“重力灯”的结构简化图，当重物下落时拉动绳子，转轴转动时，小灯泡就可以发光。重复以上操作，可以实现长时间照明。现挂上一个质量为25kg的重物，该重物恰好可以缓慢匀速下落。在重物下落高度为2.4m的过程中，就可以供一个标有“3.6V 1W”字样的LED灯持续正常发光4min。（g取10N/kg）
（1）甲图虚线框内一定有___________，它的工作原理是___________；
（2）求重物下落时，重力做功的功率；( )
（3）求重物在一次下落过程中，甲图装置能量转化的效率；( )
（4）取下灯泡，将甲图装置的两个输出端接入乙图中的a、b两个接线柱进行实验（设该装置在短时间实验过程中可以稳定输出3.6V电压）；R0为标有“5Ω 0.3A”的定值电阻，滑动变阻器R1标有“50Ω 1A”，电流表选择量程为0~0.6A，电压表选择量程为0~3V；为了保证电路安全，求滑动变阻器接入电路的阻值变化范围。( )
五、实验题
54．（2022·江苏无锡）如图所示的实验中，闭合开关，观察到铝棒向左运动，实验现象说明磁场对____________有力的作用，利用这一原理可以制成____________机；断开开关，对调电源正、负两极，重新接入电路，再次闭合开关，观察到铝棒向____________运动。
55．（2021·江苏淮安）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棒的材料可能是______ （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______；
（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______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______的关系；
（5）若将此装置中灵敏电流计换成______，可进一步探究电动机的工作原理。
56．（2021·江苏宿迁）如图甲所示，是“探究感应电流产生条件”的实验装置示意图。
（1）磁体和导体棒AB相对静止，闭合开关，能否观察到灵敏电流计指针偏转的现象？
答：______；
（2）探究感应电流方向与导体切割磁感线方向的关系时，应该保持______的方向不变；
（3）小明猜想磁场强弱会影响感应电流大小，于是他设计了乙所示的电磁铁代替原有的磁铁再次实验，此时需要在图乙的电路中再接入的元件是______。
57．（2021·江苏泰州）小明在探究“通电直导线周围的磁场”实验中，实验装置如图甲所示。
（1）其中小磁针的作用是___________；
（2）接通电路后，观察到小磁针偏转，说明电流周围存在________，此现象最早是由物理学家_______发现的。
（3）改变直导线中电流方向，小磁针的偏转方向发生了改变，说明电流周围的磁场方向与________有关。
（4）研究表明，通电直导线周围的磁场分布如图所示，则图甲实验中，若将小磁针由通电直导线下方移至直导线上方，小磁针偏转的方向___________（选填“会”或“不会”）改变。
58．（2021·江苏苏州）纯电动汽车是一种采用蓄电池作为唯一动力源的汽车，电池的安全性主要体现在对其温度的控制上，当某组电池温度过高时，立即启动制冷系统进行降温，图甲是小明设计的模拟控温装置示意图，电磁继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器Rp串联接在电压为6V的电源两端。当电磁铁线圈（电阻不计）中的电流I大于或等于25mA时，衔铁被吸合，热敏电阻置于温度监测区域，其阻值Rt，与温度t的关系如图乙所示，滑动变阻器的最大阻值为200Ω。
（1）图甲中应将b端与______端相连；
（2）当开关S闭合时，电磁铁上端为______极；
（3）若设置电池温度为60℃时启动制冷系统，则滑动变阻器阻值应为______Ω；
（4）该电路可设置启动制冷系统的最高温度是______℃；
（5）现利用一只电阻箱在室温条件下对上述电路进行调试。使电路能在60℃时启动制冷系统。为此，先将电阻箱调为70Ω，然后还需要经过三个关键的调试步骤才能完成调试。
第一步：断开开关，______；
第二步：闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到继电器的衔铁被吸合；
第三步：断开开关，______，完成电路调试。
59．（2020·江苏淮安）在“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验中：
(1)小磁针的作用：______。
(2)在螺线管外部A、B两处放置小磁针，闭合开关，发现A处小磁针发生偏转，而B处小磁针不偏转，试说明B处小磁针不偏转的可能原因：______
(3)将电池的正负极对调，重复上述实验，是为了探究通电螺线管外部磁场的方向与______方向的关系。
(4)观察实验现象后，应立即断开开关，是为了______。
六、简答题
60．（2020·江苏苏州）阅读下列材料，回答问题
伽利略的温度计及热电阻
16世纪，伽利略利用热胀冷缩的原理制作过一种最早的温度计。据他学生描述：伽利略取一个鸡蛋大小的玻璃泡，将其接到一根约半米长的细玻璃管一端，用手掌将玻璃泡握住，使之受热，然后倒转插入水中，松开手待玻璃泡冷却后，水会升高二三十厘米，用水柱上升的高度来表示手掌的温度，如图甲所示。
温度能明显影响金属导体和半导体的导电性能。金属的导电性能会随温度增加而减弱，与金属不同，有些半导体的导电性能会随温度增加而增强。如图乙所示是一种金属导体和一种半导体的电阻温度特性图线。根据这一特性，它们不仅可以用来测量温度，还能作为热传感器运用到自动控制电路中。
(1)伽利略的温度计测温物质是__（玻璃泡中的空气玻璃管中的水），他在用温度计测量手掌温度时，玻璃管中的水柱越高，表明手掌的温度越__（高低）；
(2)如图丙所示，是一款利用热传感器设计的高温报警器电路，启动报警器，当环境温度过高时，电铃会被接通发出报警声，通过断开开关S可关闭铃声。电铃应接在电路中的__位置，热传感器接在电路中的__位置，热传感器应使用图乙中的__（金属导体半导体）。
七、综合题
61．（2022·江苏镇江）小华制作的蓄水池水位报警模拟装置如图所示：浮子由铜片E、空心杆F和木块Q构成。在低水位时，触点C、D位于E的正上方h0处，Q的下表面距池底的高度为h。当水位上升到使E与C、D接触后，蜂鸣器R发出忽强忽弱的报警音，报警音的强弱取决于其两端电压大小。电源电压U=6V，定值电阻R0=3Ω，R可视为9Ω的定值电阻，不计其它电阻。
（1）当E与C、D接触时，电路接通，衔铁吸下与触点 ___________接触（选填“A”或“B”），线圈和R0被 ___________（选填“短路”或“断路”）；
（2）在被释放和吸下的过程中，衔铁与A、B的接触时间分别为0.5s和1.5s，不考虑衔铁在AB之间切换的时间。在未解除报警的情况下，求开始报警后1min内电路所消耗的电能；( )
（3）Q为边长10cm的正方体，密度为0.5×103kg/m3，h0=12cm，h=20cm，g取10N/kg。不计E、F的质量及F与支架间的摩擦。
①求刚开始报警时水面距池底的高度H；( )
②下列措施中，可使①中H值增大的有 ___________。
A．将池中水换为密度更大的液体
B．仅适当减小Q的边长
C．仅在空心管F中装入适量沙子
D．仅适当减小Q的密度
62．（2021·江苏镇江）图甲是小明设计的一种家用即热式饮水机，R为电阻箱，为置于储水箱底部的压力敏感电阻，其阻值随上方水的压力的变化而变化。已知；当电磁铁线圈中的电流时，开关K被释放，指示灯L亮起，表示水量不足；当，K被吸上；电磁铁线圈电阻不计。
（1）随着水箱内水量的减少，所受水的压力___________；的阻值应随压力的减小而___________。（填“增大”或“减小”）
（2）若将电阻箱接入电路的阻值调至，求指示灯L刚亮起时的阻值。( )
（3）如图乙所示，水泵使水箱内的水以的恒定速度流过粗细均匀管道，管道的横截面积；虚线框内是长的加热区，阻值的电阻丝均匀缠绕在加热区的管道上，两端电压为220V。设水仅在加热区才被加热，且在通过加热区的过程中受热均匀，电阻丝产生的热量全部被水吸收。
①设水的初温为25℃，求经过加热区后热水的温度。（结果保留一位小数）( )
②为提高经过加热区后热水的温度，请提出两种符合实际的解决办法：___________、___________。
63．（2020·江苏无锡）冬季，汽车后风窗玻璃上常会形成一层薄霜，导致驾驶员无法准确观察后方情况。为保障行车安全，后风窗玻璃装有加热除霜电路。如图甲所示，是某同学设计的模拟汽车后风窗玻璃加热电路，它由控制电路和受控电路组成。控制电路中S接“手动”时，电磁铁A通电吸引衔铁，使触点、接触、受控电路中电热丝工作，对玻璃均匀加热。S接“自动”时，加热过程中，玻璃温度升高至45℃时，触点、恰好脱开，此时控制电路中通过的电流为0.02A。电路中U1=6V，U2=12V，R0=150，R2=0.8Ω，R1为固定在玻璃内的热敏电阻，其温度始终与玻璃温度相同，阻值随温度升高而增大。若电热丝R2所产生的热量完全被玻璃吸收，玻璃质量为9kg，玻璃比热容为（0.8×103J/(kg·℃)）。电磁铁A线圈的电阻忽略不计。
(1)开关S接“手动”：
①电磁铁A通电时具有磁性，此现象称为电流的______效应，A的上端是______极。
②将玻璃从加热至．所需的时间是______？
(2)开关S接“自动”。玻璃的温度为15℃和45℃时，控制电路的功率相差了，则时热敏电阻的阻值为______。
(3)汽车后风窗玻璃上的电热丝是通过丝网印刷的方式将专用的导电银浆印刷到玻璃的表面烧结制成，如图乙所示，在电压不变的情况下，为增大电热丝的加热功率，请从银浆线的厚度，条数、粗细等方面，提出一种改进措施______。
64．（2020·江苏南京）科技小组为灯暖型浴霸（一种取暖用的电器）设计了一个可自动控制温度的装置。如图甲所示，控制电路电压U1恒为12V，继电器线圈的电阻R0为20Ω，定值电阻R1为40Ω，热敏电阻R2的阻值随温度变化的图像如图乙所示；工作电路电压U2恒为220V，安装两只标有“220V 275W”的灯泡。闭合开关S，当继电器线圈中的电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，工作电路断开。
(1)工作电路工作时，A端应与______（选填“B”或“C”）端相连接；
(2)工作电路工作时的总电流为多大？( )
(3)浴室里控制的温度t0为多高？( )
(4)为使利用R2控制的浴室温度t0高低可调，需要对控制电路进行改进，请在图丙的虚线框内画出改进后的部分电路。添加的器材需说明规格要求( )。
答案解析
一、单选题
1．（2022·江苏南通）风力发电路灯的核心部件是小型风力发电机，其工作原理是（　　）
A．电磁感应 B．电流的磁效应
C．磁场对电流的作用 D．磁极间的相互作用
【答案】A
【详解】当风吹过的时候，线圈会在磁铁中做切割磁感线运动，线圈中就产生感应电流，这是电磁感应现象，利用电磁感应现象制成了发电机，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
2．（2022·江苏徐州）如图所示，线圈通电后，受磁场力作用将开始顺时针旋转。如果线圈是固定的，磁体可以绕线圈旋转，则线圈通电后，磁体将（　　）
A．开始顺时针旋转 B．开始逆时针旋转
C．保持静止 D．以上三种情况都有可能
【答案】B
【详解】线圈通电后，受磁场力作用，线圈开始顺时针旋转；如果线圈是固定的，根据静止和运动的相对性可知，则线圈通电后，磁体开始逆时针旋转，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
3．（2022·江苏常州）小明把安装完成的直流电动机模型接入如图所示的电路中，闭合开关并调节滑动变阻器，电动机正常转动，若要改变电动机转动方向，下列做法中无效的是（　　）
A．只对调电源的正、负极
B．只对调磁体的N、S极
C．同时对调电源的正、负极和磁体的N、S极
D．导线①改接G、F点，导线②改接C、E点
【答案】C
【详解】A．电动机转动方向与电流方向和磁场方向有关，调换电流方向或磁场方向，电动机的转动方向会发生变化，所以只对调电源的正、负极，电路中电流方向发生变化，所以电动机的转动方向发生变化，故A不符合题意；
B．只对调磁体的N、S极，磁场方向发生变化，所以电动机的转动方向发生变化，故B不符合题意；
C．同时对调电源的正、负极和磁体的N、S极，电动机的转动方向不会发生变化，故C符合题意；
D．导线①改接G、F点，导线②改接C、E点，电动机中的电流方向发生变化，可以改变电动机的转动方向，故D不符合题意。
故选C。
4．（2022·江苏宿迁）新能源汽车越来越普及，如图所示为新能源汽车专用号牌，号牌中的字母“D”表示纯电动汽车，这类汽车的动力装置为电动机，下列选项所示实验与其工作原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】A．通电后，小磁针偏转，表明通电导体周围存在磁场，故A不符合题意；
B．电磁感应现象，产生感应电流，故B不符合题意；
C．通电后，导体在磁场中运动，表明通电导体在磁场中受到力的作用，故C符合题意；
D．电流相同，线圈匝数不同，可以探究通电螺线管磁性的强弱与线圈匝数的关系，属于电流的磁效应，故D不符合题意。
故选C。
5．（2022·江苏泰州）如图甲所示是一款新式手电筒，当沿图中箭头方向来回摇动电筒时，灯泡就能发光图乙所示的四个实验中能反映其工作原理的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】A
【详解】当沿图中箭头方向来回摇动电筒时，导线中产生了感应电流，使小灯泡发光，利用的是电磁感应现象。
A．闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，是电磁感应现象，故A符合题意；
B．通电导体在磁场中受力转动，是电动机工作原理，故B不符合题意；
C．该实验是奥斯特实验，利用的是电流周围有磁场，使下方小磁针受力转动，故C不符合题意；
D．当移动滑动变阻器的滑片，电路电流发生变化，研究的是电磁铁磁性强弱与电流的关系，故D不符合题意。
故选A。
6．（2022·江苏苏州）三个相同的磁环a、b、c（质量均为m）套在有木质底座的光滑木杆上，由于磁极间的相互作用，上面两个磁环都悬在空中，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．a对b的磁力和a的重力是平衡力 B．b对c的磁力小于c对b的磁力
C．c受到b的磁力大小为2mg D．c对底座的压力大小为mg
【答案】C
【详解】A．a对b的磁力和a的重力的方向相同，不是平衡力，故A错误；
B．b对c的磁力和c对b的磁力是相互作用力，两个力的大小相等，故B错误；
C．将a和b看成一个整体，ab处于静止状态，c对b的磁力和ab的总重力是平衡力，由二力平衡的条件可知c对b的磁力大小
F=2mg
由力的作用相互性可知b对c的磁力大小和c对b的磁力大小相等，则c受到b的磁力大小为2mg，故C正确；
D．c对底座的压力大小等于c的重力和b对c的磁力大小之和，即
F压=mg+2mg=3mg
故D错误。
故选C。
7．（2022·江苏扬州）下列四幅图中，能说明微型电扇工作原理的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】微型电扇工作原理的是通电导体在磁场中受力的作用。
A．图中探究的是电磁感应现象，即闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流的现象，故A不符合题意；
BD．图中是电流磁效应现象，即通电螺线管的周围存在着磁场，故BD不符合题意；
C．图中是电动机的工作原理图，即通电导体在磁场中受力的作用，故C符合题意。
故选C。
8．（2022·江苏扬州）使用吸管能将牛奶“吸”入嘴中，以下“吸”的原理与此相同的是（　　）
A．电磁铁通电后“吸”引铁钉
B．紧压塑料吸盘使之“吸”在瓷砖上
C．丝绸摩擦过的玻璃棒能“吸”引纸屑
D．两个表面刮净的铅块紧压后“吸”在一起
【答案】B
【详解】使用吸管能将牛奶“吸”入嘴中，“吸”是利用大气压；
A．电磁铁通电后“吸”引铁钉是利用通电导线具有磁场，故A不符合题意；
B．紧压塑料吸盘使之“吸”在瓷砖上，是利用大气压工作的，故B符合题意；
C．丝绸摩擦过的玻璃棒能“吸”引纸屑是利用带电体能够吸引轻小物体，故C不符合题意；
D．两个表面刮净的铅块紧压后“吸”在一起是利用分子之间存在引力，故D不符合题意。
故选B。
9．（2022·江苏南通）如图所示是“探究电动机转动原理”的实验装置，闭合开关后，金属杆向左运动，要使金属杆向右运动，应采取的措施是（　　）
A．磁场方向不变，改变电流方向
B．同时改变电流方向和磁场方向
C．电流大小不变，改变磁场强弱
D．同时改变电流大小和磁场强弱
【答案】A
【详解】AB．若要让金属杆向右运动，改变金属杆的受力方向，可以改变电流方向或改变磁场方向，但不能同时改变电流方向、磁场方向，故A正确、B错误；
CD．导体受力方向与电流的大小和磁场的强弱无关，故CD错误。
故选A。
10．（2021·江苏常州）电动汽车刹车时，汽车电动机“变身”为发电机，将汽车动能转化为电能，简称动能回收系统。下列实验中与动能回收系统原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【详解】汽车电动机“变身”为发电机，是电磁感应现象，机械能转化电能。
A．该实验能探究地磁场的存在以及地磁场的方向，与发电机无关，故A不符合题意；
B．该实验探究的是电流的磁效应，与发电机无关，故B不符合题意；
C．该实验表明通电导体在磁场中受到力的作用，是电动机的工作原理，故C不符合题意；
D．该实验是机械能转化为电能，电磁感应现象，是发电机的工作原理，故D符合题意。
故选D。
11．（2021·江苏无锡）用如图的装置探究磁场对通电直导线的作用，给铝棒AB通电，观察到AB向右运动，要使AB通电后向左运动，下列做法中可行的是（　　）
A．仅换用磁性更强的磁体 B．仅增加AB中的电流强度
C．仅将磁体的N、S极对调 D．仅将铝棒AB换成铜棒
【答案】C
【详解】通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向有关；
A．换用磁性更强的磁体，不会改变运动方向，故A不符合题意；
B．增加AB中的电流强度，不会改变运动方向，故B不符合题意；
C．磁体的N、S极对调，只改变一个影响因素（磁场方向），受力运动方向改变，运动方向改变，故C符合题意；
D．将铝棒AB换成铜棒，不会改变运动方向，故D不符合题意。
故选C。
12．（2021·江苏泰州）对下列四幅图的表述正确的是（　　）
A．甲图反映的是电动机的工作原理 B．乙图能实现电能转化为机械能
C．丙图闭合开关后，小磁针N极逆时针偏转 D．丁图中小磁针N极顺时针偏转
【答案】A
【详解】A．甲图中通电导线在磁场的作用下会运动，反映的是电动机的工作原理 ，故A正确；
B．乙图中闭合电路的部分导线切割磁感线会产生感应电流，能实现机械能转化为电能，故B错误；
C．丙图闭合开关后，由右手螺旋定则可得螺线管的左端是N极。由同名磁极相排斥，异名磁极相吸引得，小磁针N极顺时针偏转，故C错误；
D．由同名磁极相排斥，异名磁极相吸引得，丁图中小磁针N极逆时针偏转，故D错误。
故选A。
13．（2021·江苏泰州）我们在学习物理知识时，运用了很多研究方法，下列几个实例：①研究电流时，把它比作水流；②研究磁场时，引入磁感线；③在探究动能与速度关系时，控制质量相同；④用光线来描述光的传播路径和方向。其中，运用了相同研究方法的是（　　）
A．①② B．②④ C．③④ D．②③
【答案】B
【详解】①研究电流时把它与水流相比，采用的是类比法；
②研究磁场时，引入“磁感线”，采用的是模型法；
③研究动能与速度的关系时，让物体的质量保持不变，采用的是控制变量法；
④研究光的传播时，引入“光线”，采用的是模型法，故②④相同，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
14．（2021·江苏苏州）下列图中能反映发电机工作原理的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
【详解】A．该选项图中所示的是奥斯特实验，说明通电导线周围存在磁场，电流具有磁效应，不是发电机的原理，故A不符合题意；
B．该选项图中所示的是电磁感应现象的实验，说明磁能生电，是发电机的原理，故B符合题意；
C．该选项图中所示的电磁铁，其原理是电流的磁效应，故C不符合题意；
D．该选项图中所示的通电导线在磁场中受力运动的实验，是电动机的原理，故D不符合题意。
故选B。
15．（2021·江苏）图中与磁现象有关的四个实验，其对应的判断正确的是（　　）
A．甲图说明磁体周围不同点的磁场方向都不同
B．乙图是电磁感应现象
C．丙图说明电流具有磁效应
D．丁图说明磁场对电流有力的作用
【答案】D
【详解】A．条形磁体周围不同点的磁场方向一般不同，有些位置磁场方向是相同的，故A错误；
B．乙图中研究的是电磁铁，原理是电流的磁效应，故B错误；
C．丙图中，转动扇叶二级管发光说明产生了电流，这是电磁感应现象，故C错误；
D．丁图中，通电导线在磁场中受力运动，说明磁场对电流有力的作用，故D正确。
故选D。
16．（2021·江苏扬州）将气球在头发上摩擦后靠近较轻的金属筒，筒会滚动起来，这种现象是（　　）
A．热现象 B．电磁感应现象 C．磁化现象 D．静电现象
【答案】D
【详解】气球在头发上摩擦后会带上静电，气球带电后靠近较轻的金属筒，由于感应起电，金属筒靠近气球的一侧会带上与气球异种的电荷，由于异种电荷相互吸引，所以金属筒会滚动起来，这是静电现象。
故选D。
17．（2021·江苏连云港）如图所示，闭合导线框abcd的一部分处于磁场中，将导线框沿图示方向拉出过程中，则（　　）
A．在此过程中，电能转化为机械能
B．导线框中不会产生感应电流，因为回路中没有电源
C．导线框中会产生感应电流，整个导线框都是电源
D．导线框中会产生感应电流，导线ab段相当于电源
【答案】D
【详解】A．向外拉的过程中，消耗机械能，同时导线切割磁感线产生电能，所以是机械能转化为电能，故A不符合题意；
BCD．产生感应电流需要两个条件一个是闭合回路，一个是切割磁感线，图中所示导线框为闭合回路，往外拉的过程中，闭合回路中的ab部分切割磁感线，所以会产生感应电流，且导线ab相当于电源，故BC不符合题意，D符合题意。
故选D。
18．（2020·江苏宿迁）如图所示，当闭合开关的瞬间，导体棒AB水平向右运动；若同时对调电源与磁体的两极，再次闭合开关时，导体棒AB的运动方向是（　　）
A．水平向右 B．水平向左 C．竖直向上 D．竖直向下
【答案】A
【详解】通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向和磁场的方向有关，同时对调电源与磁体的两极，即同时改变电流的方向和磁场的方向，则导体受力方向不变，还是水平向右运动。
故选A。
19．（2020·江苏常州）如图所示，闭合开关S1、S2两个通电螺线管的相互作用情况以及A、B端的极性分别是（　　）
A．相斥，A端为N极，B端为N极 B．相斥，A端为S极，B端为S极
C．相吸，A端为S极，B端为N极 D．相吸，A端为N极，B端为S极
【答案】C
【详解】两个通电螺线管正面的电流都是向下，根据安培定则可知，A端为S极，B端为N极，因此它们相互靠近的两端是异名磁极相，相互吸引。故选C。
20．（2020·江苏无锡）用如图所示的装置探究感应电流产生的条件。闭合开关后，能产生感应电流的是（　　）
A．导体棒静止在磁场中
B．导体棒做切割磁感线运动
C．导体棒沿磁场方向运动
D．只要让磁体运动，就一定能产生感应电流
【答案】B
【详解】A．导体棒AB静止在磁场中，没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，故A不符合题意；
B．闭合开关后，导体棒AB做切割磁感线运动，则会产生感应电流，故B符合题意；
C．导体棒AB沿磁场方向运动，没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，故C不符合题意;
D．若磁体沿竖直方向运动时，此时导体相对于磁体没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，故D不符合题意。
故选B。
21．（2020·江苏扬州）如图是一个风力发电机模型。风吹过时，扇叶转动，小灯泡发光。下列选项中哪幅图的工作原理与它相同（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】风力发电机利用电磁感应原理工作：
A．如图电路中有电源，是通电导体在磁场中受力而运动，故A不符合题意；
B．如图是电流磁效应，探究电磁铁磁性强弱跟线圈匝数关系，故B不符合题意；
C．如图是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中产生感应电流，是电磁感应，故C符合题意；
D．如图是奥斯特实验，实验说明电流周围存在磁场，故D不符合题意。
故选C。
22．（2020·江苏镇江）如图所示，蹄形磁铁和铜棒均水平放置。现闭合开关，水平向左移动铜棒，电流表G的指针发生偏转，则
A．根据此现象的产生原理可制成电动机
B．此现象与奥斯特实验现象的产生原理相同
C．若将铜棒左右来回移动，可产生交变电流
D．仅将磁铁水平向右移动，G的指针不偏转
【答案】C
【详解】由图可知，是探究感应电流产生条件的实验装置：
A．根据电磁感应现象的产生原理可制成发电机，故A不符合题意；
B．奥斯特实验表明通电导线周围和永磁体周围一样都存在磁场，而电磁感应现象是指闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动，导体中就会产生电流的现象，二者产生的原理不同，故B不符合题意；
C．将铜棒左右来回移动，导体切割磁感线运动，感应电流大小和方向不断变化，可产生交变电流，故C符合题意；
D．将磁铁水平向右移动，导体切割磁感线运动，可产生交变电流，G的指针偏转，故D不符合题意。
故选C。
23．（2020·江苏南通）来回摇动某种发电的手电筒，电筒内的磁体就会在线圈里面来回运动，使灯泡发光。下图能反映其工作原理的是
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【详解】A．手摇式电筒是利用电磁感应现象制成的，磁铁在线圈中来回运动，使线圈切割磁感线，从而产生了感应电流，使小灯泡发光；验电器的原理是电荷间的作用规律，与手摇电筒的制成原理无关，故A不符合题意；
B．闭合开关，小磁针发生偏转，说明通电导体周围具有磁场，与手摇电筒的制成原理无关，故B不符合题意；
C．图中导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生了感应电流（可以从电流表指针发生偏转来体现），这是电磁感应现象，与手摇电筒的制成原理相符合，故C符合题意；
D．此图反映了通电导体在磁场中受到力的作用，与手摇电筒的制成原理无关，故D不符合题意。
故选C。
24．（2020·江苏南京）如图是一台正在工作的电扇。下图四个实验能反映其工作原理的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】电风扇的工作原理是通电导线在磁场中受力运动。
A．该实验是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，是电流的磁效应，故A不符合题意；
B．该实验中，闭合开关，拨动风扇，小灯泡会发光，说明闭合电路中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，是机械能转化为电能，故B不符合题意；
C．该实验中，当给导体中通电时，通电导体在磁场中受力的作用而运动，与电扇的工作原理相同，故C符合题意；
D．该实验是探究影响电磁铁磁性大小因素的实验，利用的电流的磁效应，故D不符合题意。
故选C。
25．（2020·江苏盐城）将一小段黄瓜悬挂，小明用强磁铁靠近其一端，发现黄瓜发生了微微的转动。他猜想强磁铁对水产生了力的作用，并通过实验验证的猜想。下列实验可验证其猜想的是（　　）
A．将塑料袋装满水后悬挂，用强磁铁靠近水袋，水袋静止不动
B．将一小段香蕉悬挂。用强磁铁靠近其一端，香蕉微微转动
C．将另一小段黄瓜悬挂，用强磁铁靠近其一端，黄瓜微微转动
D．将水放置在盆中，用强磁铁靠近水面，水面向下微微凹陷
【答案】D
【详解】由题意可知，需要验证强磁铁对水产生了力的作用，只能用强磁铁靠近水，观察水的变化情况。
ABC．塑料袋装满水、一小段香蕉和另一小段黄瓜，用强磁铁靠近它们，可以验证强磁铁对这些物体的作用，不能验证强磁铁对水的作用，故ABC不符合题意；
D．将水放置在盆中，用强磁铁靠近水面，可以验证强磁铁对水的作用，故D符合题意。
故选D。
26．（2020·江苏泰州）马拉松比赛时常采用感应芯片计时，芯片里的线圈一旦有电流通过，就会激发芯片发送编码信息，系统实时获取计时信息。当正确佩带芯片的参赛者通过起点和终点设置有磁场的地带时，就能计时，下列器件工作原理与它相同的是（　　）
A．电风扇
B．门吸
C．手摇发电电筒
D．电铃
【答案】C
【详解】采用感应芯片计时，参赛者须按要求正确佩带计时芯片，当参赛者通过起点、终点设置的磁感应带时，芯片里的线圈切割磁感线运动，因此线圈中就会产生感应电流，从而激发芯片发送编码信息，系统实时获取计时信息。手压电筒是利用电磁感应现象制成的，磁性飞轮高速旋转，使线圈切割磁感线，从而产生了感应电流，使灯泡发光。所以感应芯片与手摇发电电筒的工作原理相同。
故选C。
二、填空题
27．（2022·江苏徐州）如图所示，先将小磁针放在水平桌面上，静止时小磁针N极指向______________方。再将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，小磁针将______________，说明通电导线周围存在______________。
【答案】 北 发生偏转 磁场
【详解】由于地球的周围存在地磁场，地球周围的小磁针都要受到地磁场的作用而指向南北方向，小磁针指向北的一端为N极。
当开关闭合时，通电导线的周围产生了磁场，则导线下方的小磁针在磁场的作用下会发生偏转。
28．（2022·江苏苏州）图所示，在探究产生感应电流条件的实验中，把马蹄型磁铁竖直放置在水平桌面上。闭合开关，当导体AB___________（竖直/水平）运动时，回路中有感应电流；当磁铁沿平行于AB的方向运动时，回路中___________感应电流。
【答案】 竖直 无
【详解】产生感应电流的条件是导体在磁场中做切割磁感线运动，蹄形磁铁按图示方向放置时，导体只有在竖直运动时才能够产生感应电流，沿平行于AB方向运动时不会产生感应电流。
29．（2022·江苏连云港）如图所示，闭合开关，导体就会运动起来，在此过程中，___________能转化为___________能。利用这一原理可以制作___________。
【答案】 电 机械 电动机
【详解】如图，闭合开关，导体ab中有电流通过，通电导体在磁场中受力而运动，将电能转化为机械能。
利用通电导体在磁场中受力而运动原理可以制作电动机。
30．（2022·江苏南通）图中画出了两个磁极间的磁感线，这两个磁极都是______（选填“N”或“S”）极，图中B点的小磁针静止时北极所指的方向向______（选填“上” 或“下”）。
【答案】 N 下
【详解】磁体外部的磁感线方向总是从N极出发回到S极，有图可知，两个磁极都是N极。
磁场中的小磁针的北极方向与所在位置磁感线方向相同，B点磁感线方向向下，故图中B点的小磁针静止时北极所指的方向向下。
31．（2021·江苏）如图所示，在“探究感应电流产生的条件”实验中，闭合开关，让导体AB静止在磁场中，回路中是否有感应电流产生？______；让导体AB做切割磁感线运动，回路中是否有感应电流产生？______；当回路中有感应电流时，将磁极对调，改变磁场方向，感应电流的方向是否改变？______。
【答案】 否 是 是
【详解】只有当闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中才会产生感应电流，所以闭合开关，让导体AB静止在磁场中时，回路中没有感应电流产生。
让导体AB做切割磁感线运动时，闭合回路中会产生感应电流。
回路中的电流方向和磁场方向以及导体运动方向有关，当磁场方向或导体的运动方向变得相反时，感应电流的方向会发生改变。所以当回路中有感应电流时，将磁极对调，改变磁场方向，感应电流的方向也会发生改变。
32．（2021·江苏）人工心脏泵可短时间代替心脏工作，如图是该装置的示意图磁体固定在左侧，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上（相当于一个电磁铁），活塞筒通过阀门与血管相通，阀门S1只能向外开启，S2只能向内开启，线圈中的电流从A流向B时，电磁铁左端是______极，血液会______（选填“流入”或“流出”）活塞筒，该装置工作时，线圈AB中的电流方向______（选填“需要”或“不需要”）改变。
【答案】 S 流入 需要
【详解】线圈中的电流从A流向B时，根据安培定则，电磁铁右端N极，左端S极。
异名磁极相互吸引，此时活塞左移，筒内压强减小，血液流入筒。
因为工作时活塞要左右移动，电磁铁磁极要改变，所以电流方向需要改变。
33．（2021·江苏苏州）《论衡》中记载：“司南之杓、投之于地，其柢指南”。如图。“柢”即握柄，是磁体的_______极，司南之所以能指南北，是由于受到_______的作用。
【答案】 S（南） 地磁场
【详解】由题意知，司南放在地上时，握柄指向地理的南方，而地磁极的N极在地理南方附近，据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以握柄是磁体的S（南）极。
司南静止时指南北是由于它受到地磁场的作用。
34．（2020·江苏徐州）如图所示，铝棒用导线悬挂在磁体两极之间，通电后铝棒向左侧摆动，这是因为受到了______对它的作用力，若改变电流方向，通电后铝棒将向______侧摆动，若铝棒中的电流变大，铝棒的摆动幅度将变______。
【答案】 磁场 右 大
【详解】铝棒用导线悬挂在磁体两极之间，通电后铝棒向左侧摆动，说明受到了磁场对它的作用力。
力的方向与磁场方向及电流方向有关；若改变电流方向，通电后铝棒受力方向改变，将向右侧摆动；若铝棒中的电流变大，铝棒受力变大，摆动幅度将变大。
35．（2020·江苏常州）某校刚刷完地坪漆的地下室内。弥漫着刺鼻的油漆味。为加快排出易燃、有毒气体，兴趣小组设计了如图所示的可调直流排气扇。直流电动机的工作原理是______。在讨论时，物理老师指出该方案的不足：每当线圈平面转过与磁感线相______（平行/垂直）的位置时，换向器自动改变线圈中电流的方向，电路处于“通路→断路→通路”快速切换状态，极易激发电火花，成为火灾隐患。
【答案】 通电线圈在磁场中受力转动 垂直
【分析】通电导体在磁场中受到力的作用；换向器的作用是：线圈刚转过平衡位置时，便会自动改变线圈中电流的方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈继续转动。
【详解】直流电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动；换向器是在线圈转过平衡位置的一瞬间改变线圈中的电流方向，从而改变线圈的受力方向，使得线圈能够持续转动，平衡位置即为线圈平面与磁感线垂直的位置。
36．（2020·江苏宿迁）图是小华为学校设计的楼道照明系统自动控制装置，已知控制电路电压U恒为6V，电磁继电器线圈电阻R1为20Ω，R2为光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小。图中AC可绕O点转动，OA长为0.5cm，OB长为1cm，AC部分的重力、触点间的压力以及各处的摩擦力均忽略不计。
(1)闭合控制电路中开关S，电磁铁上端为______极。
(2)为了实现光照减弱时，受控电路接通，灯L发光，图中导线M应接______（选填“触点1”或“触点2”）。
(3)电磁铁对衔铁的吸引力F等效集中作用在B点，吸引力F与控制电路中电流I的关系如图所示，当衔铁刚好被吸下时，弹簧对A点的拉力为2.4N，则此时光敏电阻R2的阻值为______Ω。
【答案】 S 触点1 230
【详解】(1)闭合控制电路中开关S，由右手螺旋定则，电磁铁下端为N极，电磁铁上端为S极。
(2)光照减弱时，光敏电阻变大，由欧姆定律，控制电路的电流变小，电磁铁磁性变弱，C与触点1连通，要求灯L发光，图中导线M应接触点1。
(3)电磁铁对衔铁的吸引力F等效集中作用在B点，吸引力F与控制电路中电流I的关系如图所示，当衔铁刚好被吸下时，弹簧对A点的拉力为2.4N，根据杠杆的平衡条件
FA×OA=FB×OB
即
由图2知，吸引力F与控制电路中电流I成正比，故当引力为1.2N时，对应的电流大小为
根据串联电路的规律及欧姆定律，光敏电阻
37．（2020·江苏苏州）如图所示，将甲、乙两个微型电动机的转轴对接并固定在一起，闭合开关后两电动机一起转动，小灯泡发光。此处产生电磁感应现象的是__（甲乙）电动机。该过程中能量转化是将电能__能电能，最终转化为内能和光能。
【答案】 甲 机械
【详解】闭合开关，电源与乙电动机接通，电流通过乙电动机，乙电动机转动，将电能转化为机械能，其原理是通电导体在磁场中受力而运动；乙电动机带动甲电动机一起转动，甲电动机内部的线圈在磁场中切割磁感线，产生感应电流，小灯泡发光，此时甲电动机相当于发电机，将机械能转化为电能，其工作原理是电磁感应现象。
整个过程中能量转化是将电能机械能电能，最终转化为小灯泡的内能和光能。
38．（2020·江苏盐城）如图所示，在“探究磁场对电流的作用”实验中，给直导线通电，观察到它向右运动，只改变直导线中电流的______，导线的运动方向会发生改变。这个过程将______能转化为直导线的机械能。日常生活中的______（电动机/发电机）就是利用这个原理制成的。
【答案】 方向 电 电动机
【详解】给直导线通电，发现它向右运动，只改变直导线中电流的方向，发现它向左运动，导线的运动方向发生改变，此过程中，消耗电能，产生机械能，将电能转化为机械能。电动机就是根据此原理制成的。
39．（2020·江苏连云港）白炽灯是一种电流通过灯丝，灯丝发热发光的照明电器，将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝，如图所示，可以观察到灯丝______，说明______，由此原理可以制成______。
【答案】 晃动 通电导体在磁场中受力 电动机
【详解】将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝，发现灯丝在晃动，说明通电导体在磁场中受力的作用，电动机是根据此原理制成的。
三、作图题
40．（2022·江苏宿迁）在图中请根据磁感线的方向在图中两个虚线框内分别标出小磁针和电源的极性。
【答案】
【详解】在磁体外部，磁感线的方向是从N极发出回到S极，故此通电螺线管的左端为N极，右端为S极，根据磁极间的相互作用规律可知，小磁针的左端为N极；由安培定则可判断出通电螺线管电流从电源左侧流入，故电源左端为正极，右端为负极，如下图所示：
41．（2022·江苏常州）条形磁体的磁感线如图所示，小磁针处于静止状态.请在图中标出：①磁感线点处的磁场方向；②小磁针的极。
【答案】
【详解】在磁体外部，磁感线是从N极出发回到S极，故条形磁铁的磁感线由左侧指向右侧，A点处磁场方向指向S极；小磁针处于静止状态，根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的原理，小磁针的左端为S极，右端为极，如下图所示
42．（2022·江苏泰州）如图，请根据磁感线的方向，标出静止小磁针的N极和电源的正极。
【答案】
【详解】磁场外部磁感线方向从N极到S极，由图得，螺线管的左端时N极，由同名磁极相排斥，异名磁极相吸引得，小磁针的左端是N极；由右手定则 拇指表示螺线管N极方向，四指表示电流方向得，电流从螺线管的右端进入，左端流出，电路中电流从电源正极流向电源负极，则电源的右端是电源正极，左端是电源负极，如图所示：
43．（2022·江苏苏州）在图的括号内标出小磁针右端的极性，用箭头标出P点磁感线的方向；
【答案】
【详解】根据右手安培定则，四指的方向为电流的方向，大拇指的方向为磁场的方向，故该螺线管右端为N极，左端为S极，螺线管外部的磁场的方向为从 N极出发，回到S极，故P点磁感线的方向是向左，螺线管的左端为S极，根据磁体间的相互作用，小磁针的右端为N极，故如图所示：
44．（2022·江苏扬州）如图，请标出通电螺线管的N极和图中磁感线的方向。
【答案】
【详解】电路中的电流方向从电源正极流向电源负极，由图得，电流从螺线管的右端进入，左端流出，由安培定则：右手拇指指向螺线管N极，四指指向螺线管的电流方向得，螺线管的右端为N极，左端为S极，磁场外部磁感线方向从N极到S极，如图所示：
45．（2021·江苏镇江）请按题目要求作答。
（1）如图所示，一碗镇江锅盖面静止在水平桌面上。请画出它所受力的示意图。( )
（2）开关S闭合后，小磁针静止时指向如图所示。请在图中两个虚线框内分别标出螺线管的磁极和电源的极性。( )
（3）请用笔画线代替导线，将图中的开关和插座正确接入家庭电路。( )
【答案】
【详解】（1）一碗镇江锅盖面静止在水平桌面上，，只受重力和支持力的作用，过重心沿竖直向下的方向和竖直向上的方向表示出重力和支持力。因为这两个力是一对平衡力，所以作图时两条线段长度要相等。
（2）小磁针左侧S极，所以螺线管右侧N极，左侧S极，根据安培定则，电流右进左出，电源左侧负极。
（3）三孔插座的接法是上孔接地线，左孔接零线，右孔接火线，开关接在火线上。
46．（2021·江苏无锡）磁体旁的小磁针静止时所指的方向如图所示。请在括号中标出磁体左端的磁极并画出通过小磁针中心的一条磁感线。
【答案】
【详解】图中小磁针静止时其N极向左，说明该点的磁场方向向左，即通过小磁针中心的磁感线向左；因磁体周围的磁感线从N极发出，回到S极，故磁体的左侧为S极，右侧为N极；如图所示：
47．（2021·江苏连云港）按照题目要求作图。
（1）如图甲所示，请画出这条光线经过凸透镜后的折射光线；( )
（2）如图乙所示，请标出通电螺线管的N、S极并用箭头画出图中磁感线的方向。( )
【答案】
【详解】（1）平行于主光轴的入射光线经凸透镜折射后通过焦点，如下图所示
（2）根据电源的正负极可以确定电流从螺线管的右端进左端出，结合安培定则即可确定螺线管的左端为S极右端为N极，在磁体的周围，磁感线从磁体的N极出发回到S极，如下图所示
48．（2020·江苏苏州）如图，请根据小磁针静止时N极的指向标出处的磁感线方向和电源正、负极。
【答案】
【详解】小磁针在磁场中受到磁力作用，小磁针静止时N极指向和磁感线方向相同，所以可以判断磁感线方向如图中箭头方向，根据磁体周围的磁感线都是从N极出发回到S极，可以判断通电螺线管的左端是N极，右端是S极，根据安培定则可以判断电流从通电螺线管的右端进入、从左端流出，可以判断电源的右端是正极、左端是负极，如图所示：
。
49．（2020·江苏南京）如图所示，小磁针静止在通电螺线管右侧。标出小磁针的N极并在虚线上用箭头标出磁感线方向。
【答案】
【详解】闭合开关后，由图可知电流从螺线管的上侧流入、下侧流出；右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向螺线管的下端为N极、上端为S极；当小磁针静止时，根据磁极间的作用规律可知，小磁针的上端为N极、下端为S极；在磁体周围，磁感线从磁体的N极出发回到S极，所以图中磁感线的方向是指向上的。如图所示：
50．（2020·江苏盐城）在图中画出通电螺线管的S极和A点的电流方向。
【答案】
【详解】由图可知，小磁针的左端是N极，右端是S极，由磁极间的相互作用可知螺线管的左端是N极，右端是S极，由安培定则可知电流从螺线管的右端流入，如图所示：
51．（2020·江苏连云港）如图所示，箭头表示通电螺线管周围磁感线的方向，请在图中标出通电螺线管中的电流方向和小磁针静止时的N极。
【答案】
【详解】磁体的外部，磁感线从N极出发回到S极，由图可知，螺线管的左端是N极，由安培定则可知电流从螺线管的左端流入，右端流出，由异名磁极相互吸引可知小磁针的右端是S极，左端是N极，如图所示：
52．（2020·江苏泰州）根据要求完成下列作图。
(1)如图甲所示，完成图中光路__________；
(2)如图乙所示，画出拉力F的力臂l和物体B所受重力G的示意图__________；
(3)如图丙所示，小磁针在条形磁体作用下处于静止状态，标出条形磁体的N极和A点处的磁场方向（用箭头表示）__________。
【答案】
【详解】(1)经过凹透镜光心的入射光线传播方向不变，向凹透镜虚焦点入射光线，经凹透镜折射后平行于主光轴，如图：
(2)物体B所受重力方向竖直向下，重心在物体的几何中心，从支点O向力的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是拉力F的力臂l。如图:
(3)由题图可知，小磁针的N指向左边，可知条形磁体的右边是N极，左边是S极；由于磁感线是从N极出发，回到S极，所以A点处的磁场方向指向条形磁体的S极；如图：
四、计算题
53．（2021·江苏连云港）一位设计师设计了一种“重力灯”。无论你在地球哪一个角落，无论当地的天气如何，它都可以实现照明。如图甲是这种“重力灯”的结构简化图，当重物下落时拉动绳子，转轴转动时，小灯泡就可以发光。重复以上操作，可以实现长时间照明。现挂上一个质量为25kg的重物，该重物恰好可以缓慢匀速下落。在重物下落高度为2.4m的过程中，就可以供一个标有“3.6V 1W”字样的LED灯持续正常发光4min。（g取10N/kg）
（1）甲图虚线框内一定有___________，它的工作原理是___________；
（2）求重物下落时，重力做功的功率；
（3）求重物在一次下落过程中，甲图装置能量转化的效率；
（4）取下灯泡，将甲图装置的两个输出端接入乙图中的a、b两个接线柱进行实验（设该装置在短时间实验过程中可以稳定输出3.6V电压）；R0为标有“5Ω 0.3A”的定值电阻，滑动变阻器R1标有“50Ω 1A”，电流表选择量程为0~0.6A，电压表选择量程为0~3V；为了保证电路安全，求滑动变阻器接入电路的阻值变化范围。
【答案】 发电机 电磁感应 2.5W 40% 7~25Ω
【详解】解：（1）转轴转动时，小灯泡就可以发光，即产生了电能，所以甲图虚线框内一定有发电机；发电机的工作原理是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，就会在导体中产生感应电流，即它的工作原理是电磁感应原理。
（2）这个质量为25kg的重物，它的重力
它的重力是250N；重物下落高度为2.4m，则这个过程重力做的功
重力做的功是600J；这个过程可以供一个标有“3.6V 1W”字样的LED灯持续正常发光4min，也是说重物下落2.4m，消耗的时间是，根据可知，重力做功的功率
重力做功的功率是2.5W。
（3）由解析可知，重力做的功是600J，这是总功；这个过程中可以供一个标有“3.6V 1W”字样的LED灯持续正常发光4min，正常发光，则灯的电功率是1W，时间是，那么根据可知，甲图装置所做的有用功
甲图装置能量转化的效率
甲图装置能量转化的效率是40%。
（4）观察题中的条件，R0为标有“5Ω 0.3A”的定值电阻，即流过R0的电流最大只能是0.3A；滑动变阻器R1标有“50Ω 1A”，即流过R1的电流最大只能是1A；电流表选择量程为0~0.6A，即流过电流表的电流最大只能是0.6A；由上述可知，三个电流值：0.3A、1A、0.6A，并且这个是串联电路，电流处处相等，那么电路中最大电流只能是0.3A，根据欧姆定律得
解得，即R1最小阻值为7Ω；
电压表选择量程为0~3V，则电压表的示数最大只能是3V，电压表并联在R1两端，则R1两端的最大电压是3V，根据串联电路的分压原理，电阻越大，分得的电压越大，则这时R1的电阻是最大的，根据可知
解得，即R1最大阻值为25Ω；综上所述，为了保证电路安全，R1接入电路的阻值变化范围是7~25Ω。
答：（1）甲图虚线框内一定有发电机，它的工作原理是电磁感应；
（2）重物下落时，重力做功的功率是2.5W；
（3）重物在一次下落过程中，甲图装置能量转化的效率是40%；
（4）为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是7~25Ω。
五、实验题
54．（2022·江苏无锡）如图所示的实验中，闭合开关，观察到铝棒向左运动，实验现象说明磁场对____________有力的作用，利用这一原理可以制成____________机；断开开关，对调电源正、负两极，重新接入电路，再次闭合开关，观察到铝棒向____________运动。
【答案】 通电导体 电动 右
【详解】通电导体在磁场中受到力的作用。铝棒在磁场中，闭合开关，铝棒通电，铝棒由静止向左运动，说明磁场对通电导体有力的作用。
电动机就是利用了通电导体在磁场中受到力的作用这一原理制成的。
对调电源正、负两极，改变了导体中电流的方向，再次闭合开关，铝棒将向与之前相反的方向运动，故铝棒向右运动。
55．（2021·江苏淮安）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棒的材料可能是______ （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______；
（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______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______的关系；
（5）若将此装置中灵敏电流计换成______，可进一步探究电动机的工作原理。
【答案】 (1) 铝 （2） 电流的方向 （3） 切割磁感线 （4） 磁感线的方向 （5） 电源
【详解】（1）探究感应电流产生的条件，电路需要形成闭合回路，AB应为导体，则可能是铝。
（2）可以通过灵敏电流计的正反偏转来判断电流的方向。
（3）由表格可知，当AB棒在磁场中静止或沿磁场方向运动（不切割磁感线运动）时，没有感应电流，当AB棒在磁场中切割磁感线运动时，产生感应电流，则总结可得：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）AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，则磁感线方向发生改变，可用于探究感应电流方向与磁感线方向的关系。
（5）将灵敏电流计换成电源，则可观察到通电导体在磁场中受力运动，则可用于探究电动机的工作原理。
56．（2021·江苏宿迁）如图甲所示，是“探究感应电流产生条件”的实验装置示意图。
（1）磁体和导体棒AB相对静止，闭合开关，能否观察到灵敏电流计指针偏转的现象？
答：______；
（2）探究感应电流方向与导体切割磁感线方向的关系时，应该保持______的方向不变；
（3）小明猜想磁场强弱会影响感应电流大小，于是他设计了乙所示的电磁铁代替原有的磁铁再次实验，此时需要在图乙的电路中再接入的元件是______。
【答案】 （1） 不能 （2） 磁场（磁感线） （3） 滑动变阻器
【详解】（1）当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，若磁体和导体棒AB相对静止，则导体没有做切割磁感应线运动，故导体中不能产生感应电流，因此，不能否观察到灵敏电流计指针偏转的现象。
（2）感应电流方向的与磁场方向和导体切割磁线的方向有关，由控制变量法，探究感应电流方向与导体切割磁感线方向的关系是，应该保持磁场（磁感线）的方向不变。
（3）因通过电磁铁的电流大小会影响电磁铁的磁性强弱，为改变通过电磁铁的电流大小，可改变连入电路的电阻大小，故乙的电路中再接入的元件是滑动变阻器。
57．（2021·江苏泰州）小明在探究“通电直导线周围的磁场”实验中，实验装置如图甲所示。
（1）其中小磁针的作用是___________；
（2）接通电路后，观察到小磁针偏转，说明电流周围存在________，此现象最早是由物理学家_______发现的。
（3）改变直导线中电流方向，小磁针的偏转方向发生了改变，说明电流周围的磁场方向与________有关。
（4）研究表明，通电直导线周围的磁场分布如图所示，则图甲实验中，若将小磁针由通电直导线下方移至直导线上方，小磁针偏转的方向___________（选填“会”或“不会”）改变。
【答案】 （1） 检测磁场的存在 （2） 磁场 奥斯特 （3） 电流方向 （4） 会
【详解】（1）磁场直接看不到，可以用小磁针检测磁场的存在
（2）实验中，开关闭合时，小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在着磁场，这是著名的奥斯特实验，此现象最早是由物理学家奥斯特发现的。
（3）改变电流方向，小磁针的方向也发生了偏转，说明了产生的磁场方向改变，即表明了通电导体周围的磁场方向与电流方向有关。
（4）通电导线周围的磁感应线是围绕导线的圆，导线上下磁场方向相反，故将小磁针由通电直导线下方移至直导线上方，小磁针偏转的方向会改变。
58．（2021·江苏苏州）纯电动汽车是一种采用蓄电池作为唯一动力源的汽车，电池的安全性主要体现在对其温度的控制上，当某组电池温度过高时，立即启动制冷系统进行降温，图甲是小明设计的模拟控温装置示意图，电磁继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器Rp串联接在电压为6V的电源两端。当电磁铁线圈（电阻不计）中的电流I大于或等于25mA时，衔铁被吸合，热敏电阻置于温度监测区域，其阻值Rt，与温度t的关系如图乙所示，滑动变阻器的最大阻值为200Ω。
（1）图甲中应将b端与______端相连；
（2）当开关S闭合时，电磁铁上端为______极；
（3）若设置电池温度为60℃时启动制冷系统，则滑动变阻器阻值应为______Ω；
（4）该电路可设置启动制冷系统的最高温度是______℃；
（5）现利用一只电阻箱在室温条件下对上述电路进行调试。使电路能在60℃时启动制冷系统。为此，先将电阻箱调为70Ω，然后还需要经过三个关键的调试步骤才能完成调试。
第一步：断开开关，______；
第二步：闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到继电器的衔铁被吸合；
第三步：断开开关，______，完成电路调试。
【答案】 （1） c （2） N （3） 170 （4） 90 （5） 用电阻箱替换热敏电阻 用热敏电阻替换电阻箱
【详解】（1）由题意可知，当控制电路电流达到25mA时衔铁被吸合，制冷系统工作，所以图甲中，应将b端与c端相连。
（2）由图甲可知，电流从通电螺线管的上端接线柱流入，下端流出，根据右手螺旋定则，可知螺线管的上端为N极。
（3）若设置电池温度为60℃启动制冷系统，由图乙可知，当温度为60℃时，Rt的阻值为70，由I=得，此时控制电路的总电阻
R=240
由串联电路的电阻规律，滑动变阻器接入的电阻为
RP=R-Rt=240-70170
（4）当滑动变阻器的最大阻值为200时，热敏电阻的阻值
Rt＇=R-RP＇=240-200=40
由图乙可知此时对应的温度为90，所以此时该电路可设置启动制冷系统的最高温度是90。
（5）为使电路能在60℃时启动制冷系统。为此，先将电阻箱调为70Ω，然后过三个关键的调试步骤，第一步：断开开关，用电阻箱替换热敏电阻；第二步：闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，直到继电器的衔铁被吸合；第三步：断开开关，用热敏电阻替换电阻箱，完成电路调试。
59．（2020·江苏淮安）在“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验中：
(1)小磁针的作用：______。
(2)在螺线管外部A、B两处放置小磁针，闭合开关，发现A处小磁针发生偏转，而B处小磁针不偏转，试说明B处小磁针不偏转的可能原因：______
(3)将电池的正负极对调，重复上述实验，是为了探究通电螺线管外部磁场的方向与______方向的关系。
(4)观察实验现象后，应立即断开开关，是为了______。
【答案】 （1） 检验磁场的存在 （2） 小磁针N极的指向与磁场方向相同 （3） 电流 （4）保护电路，防止螺线管温度过高
【详解】(1)通电时螺线管周围存在磁场，小磁针在磁场中受到力的作用会发生偏转，所以小磁针能显示磁场的存在；当电流方向改变时，产生的磁场方向也改变，所以小磁针的偏转方向也改变，因此利用小磁针还可以判断磁场的方向。
(2)在螺线管外部A、B两处放置小磁针，闭合开关，发现A处小磁针发生偏转，A处的小磁针会指示磁场的方向；B处小磁针不偏转，可能原因是小磁针N极的指向与磁场方向相同。
(3)将电池的正负极对调，此时螺线管中电流的方向发生变化，磁场的方向发生变化，是为了探究通电螺线管外部磁场的方向与电流方向的关系。
(4)螺线管是由导线绕成的，其电阻较小，根据欧姆定律可知，通过螺线管的电流较大，产生的热量较多，为了保护电路，观察实验现象后，应立即断开开关。
六、简答题
60．（2020·江苏苏州）阅读下列材料，回答问题
伽利略的温度计及热电阻
16世纪，伽利略利用热胀冷缩的原理制作过一种最早的温度计。据他学生描述：伽利略取一个鸡蛋大小的玻璃泡，将其接到一根约半米长的细玻璃管一端，用手掌将玻璃泡握住，使之受热，然后倒转插入水中，松开手待玻璃泡冷却后，水会升高二三十厘米，用水柱上升的高度来表示手掌的温度，如图甲所示。
温度能明显影响金属导体和半导体的导电性能。金属的导电性能会随温度增加而减弱，与金属不同，有些半导体的导电性能会随温度增加而增强。如图乙所示是一种金属导体和一种半导体的电阻温度特性图线。根据这一特性，它们不仅可以用来测量温度，还能作为热传感器运用到自动控制电路中。
(1)伽利略的温度计测温物质是__（玻璃泡中的空气玻璃管中的水），他在用温度计测量手掌温度时，玻璃管中的水柱越高，表明手掌的温度越__（高低）；
(2)如图丙所示，是一款利用热传感器设计的高温报警器电路，启动报警器，当环境温度过高时，电铃会被接通发出报警声，通过断开开关S可关闭铃声。电铃应接在电路中的__位置，热传感器接在电路中的__位置，热传感器应使用图乙中的__（金属导体半导体）。
【答案】 （1） 玻璃泡中的空气 高 （2） 半导体
【详解】(1)当外界气温上升的时候，球形容器内的气体受热膨胀，由于密闭，所以压强增大，使管内的液面下降。
当外界气温下降的时候，球形容器内的气体受冷收缩，由于密闭，所以压强减小，使管内的液面上升，所以在用温度计测量手掌温度时，玻璃管中的水柱越高，表明手掌的温度越高。
(2)如图丙所示的是高温报警器，当环境温度升高到一定程度时，电磁继电器的衔铁被吸合，动触点和下面的静触点接触，电铃接在位置时就会被接通发出报警声，断开开关S，电路中没有电流，电磁铁失去磁性，弹簧将衔铁拉起，接在处的电铃不再工作，可关闭铃声。
当温度低时，低压控制电路断开，电路中没有电流，电磁铁失去磁性，弹簧将衔铁拉起，接在处的电铃不再工作，可关闭铃声，所以热传感器接在电路中的位置。
因为热传感器在温度低时能断开开关，说明热传感器的电阻随温度的降低而增大，所以热传感器应使用图乙中的半导体。
七、综合题
61．（2022·江苏镇江）小华制作的蓄水池水位报警模拟装置如图所示：浮子由铜片E、空心杆F和木块Q构成。在低水位时，触点C、D位于E的正上方h0处，Q的下表面距池底的高度为h。当水位上升到使E与C、D接触后，蜂鸣器R发出忽强忽弱的报警音，报警音的强弱取决于其两端电压大小。电源电压U=6V，定值电阻R0=3Ω，R可视为9Ω的定值电阻，不计其它电阻。
（1）当E与C、D接触时，电路接通，衔铁吸下与触点 ___________接触（选填“A”或“B”），线圈和R0被 ___________（选填“短路”或“断路”）；
（2）在被释放和吸下的过程中，衔铁与A、B的接触时间分别为0.5s和1.5s，不考虑衔铁在AB之间切换的时间。在未解除报警的情况下，求开始报警后1min内电路所消耗的电能；( )
（3）Q为边长10cm的正方体，密度为0.5×103kg/m3，h0=12cm，h=20cm，g取10N/kg。不计E、F的质量及F与支架间的摩擦。
①求刚开始报警时水面距池底的高度H；( )
②下列措施中，可使①中H值增大的有 ___________。
A．将池中水换为密度更大的液体
B．仅适当减小Q的边长
C．仅在空心管F中装入适量沙子
D．仅适当减小Q的密度
【答案】 （1） B 短路 （2） 225J （3） 37cm C
【详解】（1）当水位上升到一定高度时E与C、D接触，电路接通，电磁铁开始工作，衔铁被吸下来与B点接触，R0及线圈被短路，蜂鸣器开始报警。
（2） 已知tA=0.5s，tB=1.5s，U=6V，R0=3Ω，R=9Ω，那么完成一个周期需要2s，消耗的电能
完成一个周期需要的时间是2s，则1min完成30个周期，故
W总=30×WAB=30×7.5J=225J
（3）①已知L木=10cm，ρ木=0.5×103kg/m3，木头漂在水面上，故
F浮=G木=ρ木V木g=0.5×103kg/m3×103×10﹣6m3×10N/kg=5N
木块浸入液体的体积
木块浸入液体的深度
则刚开始报警时水面距池底的高度
H=h0+h+h排=12cm+20cm+5cm=37cm
②A．由题意可知，h0和h大小不变，则由H=h0+h+h排可知，能够变化的只有h0，即木块浸入液体的深度变大时，水面距池底的高度H就变大，已知木块在水面漂浮，浮力等于自身重力，将池中水换为密度更大的液体时，木块的浮力仍然等于其重力，由可知，物体浸入液体的体积变小，因此h0变小，H变小，故A不符合题意；
B．仅减小Q的边长，则Q的体积减小，则由G=ρVg可知，木块的重力减小，则所受浮力变小，V排变小，因此h0变小，H变小，故B不符合题意；
C．仅在空心管F中装入适量沙子，则木块受到的向下的压力变大，则木块受到的浮力变大，由公式F浮=ρ水V排g可知，V排变大，因此h0变大，H变大，故C符合题意；
D．仅适当减小Q的密度，则由G=ρVg可知，木块的重力减小，则所受浮力变小，因此V排变小，h0变小，H变小，故D不符合题意。
故选C。
62．（2021·江苏镇江）图甲是小明设计的一种家用即热式饮水机，R为电阻箱，为置于储水箱底部的压力敏感电阻，其阻值随上方水的压力的变化而变化。已知；当电磁铁线圈中的电流时，开关K被释放，指示灯L亮起，表示水量不足；当，K被吸上；电磁铁线圈电阻不计。
（1）随着水箱内水量的减少，所受水的压力___________；的阻值应随压力的减小而___________。（填“增大”或“减小”）
（2）若将电阻箱接入电路的阻值调至，求指示灯L刚亮起时的阻值。( )
（3）如图乙所示，水泵使水箱内的水以的恒定速度流过粗细均匀管道，管道的横截面积；虚线框内是长的加热区，阻值的电阻丝均匀缠绕在加热区的管道上，两端电压为220V。设水仅在加热区才被加热，且在通过加热区的过程中受热均匀，电阻丝产生的热量全部被水吸收。
①设水的初温为25℃，求经过加热区后热水的温度。（结果保留一位小数）( )
②为提高经过加热区后热水的温度，请提出两种符合实际的解决办法：___________、___________。
【答案】 （1） 减小 增大 （2） 50 （3） 77.4 见详解 见详解
【详解】（1）随着水箱内水量的减少，所受水的压强减小，根据F=pS，所受水的压力变小。
由题可知，压力减小，电流要变小，灯才能亮，所以的阻值应随压力的减小而增大。
（2）指示灯L刚亮起时的阻值
（3）水流经过加热装置时间
加热装置产生热量
水升温
末温
减小水流速度，则加热时间变长，可以提高经过加热区后热水的温度；减小电阻，根据，功率变大，可以提高经过加热区后热水的温度。
63．（2020·江苏无锡）冬季，汽车后风窗玻璃上常会形成一层薄霜，导致驾驶员无法准确观察后方情况。为保障行车安全，后风窗玻璃装有加热除霜电路。如图甲所示，是某同学设计的模拟汽车后风窗玻璃加热电路，它由控制电路和受控电路组成。控制电路中S接“手动”时，电磁铁A通电吸引衔铁，使触点、接触、受控电路中电热丝工作，对玻璃均匀加热。S接“自动”时，加热过程中，玻璃温度升高至45℃时，触点、恰好脱开，此时控制电路中通过的电流为0.02A。电路中U1=6V，U2=12V，R0=150，R2=0.8Ω，R1为固定在玻璃内的热敏电阻，其温度始终与玻璃温度相同，阻值随温度升高而增大。若电热丝R2所产生的热量完全被玻璃吸收，玻璃质量为9kg，玻璃比热容为（0.8×103J/(kg·℃)）。电磁铁A线圈的电阻忽略不计。
(1)开关S接“手动”：
①电磁铁A通电时具有磁性，此现象称为电流的______效应，A的上端是______极。
②将玻璃从加热至．所需的时间是______？
(2)开关S接“自动”。玻璃的温度为15℃和45℃时，控制电路的功率相差了，则时热敏电阻的阻值为______。
(3)汽车后风窗玻璃上的电热丝是通过丝网印刷的方式将专用的导电银浆印刷到玻璃的表面烧结制成，如图乙所示，在电压不变的情况下，为增大电热丝的加热功率，请从银浆线的厚度，条数、粗细等方面，提出一种改进措施______。
【答案】 （1） 磁 N （2） 90 （3） 其它条件不变时增加银浆线的厚度（或其它条件不变时增加银浆线的条数、或其它条件不变时增加银浆线的横截面积等）。
【详解】(1)①电磁铁A通电时具有磁性，此现象称为电流的磁效应，电流从电磁铁的下端流入，用右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向N极，即A的上端是N极。
②玻璃从-5℃加热至45℃时，玻璃吸收的热量
因电热丝所产生的热量完全被玻璃吸收，所以，消耗的电能
由可得，需要的加热时间
(2)由题意可知，玻璃的温度为45℃时，控制电路中通过的电流为0.02A，此时控制电路的功率
因热敏电阻的阻值随温度升高而增大，且玻璃的温度为15℃和45℃时，控制电路的功率相差了，所以，15℃时控制电路的功率
此时控制电路的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，15℃时热敏电阻的阻值：
(3)在电压不变的情况下，由可知，为增大电热丝的加热功率，应减小的阻值，因导体的电阻与材料、长度、横截面积有关，且材料一定时，长度越短、横截面积越大，电阻越小，所以，其它条件不变时增加银浆线的厚度，或其它条件不变时增加银浆线的条数，或其它条件不变时增加银浆线的横截面积等。
64．（2020·江苏南京）科技小组为灯暖型浴霸（一种取暖用的电器）设计了一个可自动控制温度的装置。如图甲所示，控制电路电压U1恒为12V，继电器线圈的电阻R0为20Ω，定值电阻R1为40Ω，热敏电阻R2的阻值随温度变化的图像如图乙所示；工作电路电压U2恒为220V，安装两只标有“220V 275W”的灯泡。闭合开关S，当继电器线圈中的电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，工作电路断开。
(1)工作电路工作时，A端应与______（选填“B”或“C”）端相连接；
(2)工作电路工作时的总电流为多大？( )
(3)浴室里控制的温度t0为多高？( )
(4)为使利用R2控制的浴室温度t0高低可调，需要对控制电路进行改进，请在图丙的虚线框内画出改进后的部分电路。添加的器材需说明规格要求( )。
【答案】 （1） B （2） 2.5A （3） 38℃ （4） 最大电阻大于40Ω，允许通过的最大电流不小于50mA
【详解】(1)闭合开关S，当继电器线圈中的电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，工作电路断开，说明工作电路工作时，A端应与B端相连接。
(2)工作电路工作时，两个灯泡并联，工作电路的电压是220V，灯泡的额定电压是220V，两个灯泡正常发光，工作电路工作时的总电流为
I总=I+I=
(3)由题意可知，当继电器中的电流最大为
50mA=0.05A
时，浴室内温度最高，此时电路的总电阻
R==240Ω
则此时热敏电阻的阻值
R2=R-R0-R1==240Ω-20Ω-40Ω=180Ω
由图乙可知，浴室内最高温度为38℃。
(4)利用R2控制的浴室温度t0高低可调，将定值电阻R1替换为滑动变阻器，如图所示：
继电器中的电流最大为50mA，所以通过变阻器的最大电流不得小于50mA，定值电阻R1为40Ω，变阻器替换R1，变阻器的最大电阻大于40Ω。