精練18電磁相關(guān)問(wèn)題(原卷版+解析)

精練18電磁相關(guān)問(wèn)題一．選擇題（共3小題）1．有兩根外形完全相同的鋼棒a和b；按圖甲放置，手拿住a時(shí)，b不會(huì)掉下來(lái)；按圖乙放置，手拿住b時(shí)，a會(huì)掉下來(lái)。這說(shuō)明（）A．鋼棒a具有磁性 B．鋼棒b具有磁性 C．鋼棒a和b都具有磁性 D．鋼棒a和b都不具有磁性2．在如圖所示的電路中，有四個(gè)電磁繼電器，相關(guān)參數(shù)標(biāo)注在圖上，其中電源電壓1.5V且和一個(gè)1Ω的電阻串在一起（圖中把它們畫(huà)在一起），燈泡電阻8Ω，剛閉合開(kāi)關(guān)后，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．若滑片位于最左邊，三個(gè)燈泡從左往右依次點(diǎn)亮 B．若滑片位于最左邊，當(dāng)最后一個(gè)繼電器閉合后，三個(gè)燈泡從左往右依次熄滅 C．若滑片位于最右邊，三個(gè)燈泡從左往右依次點(diǎn)亮 D．若滑片位于最右邊，當(dāng)最后一個(gè)繼電器閉合后，三個(gè)燈泡從左往右依次熄滅3．如圖是簡(jiǎn)易“電動(dòng)火車(chē)”的示意圖，把一個(gè)干電池兩端吸有短小圓柱形強(qiáng)磁鐵的“結(jié)合體”，放入很長(zhǎng)的固定在水平桌面的螺旋線圈內(nèi)，干電池和強(qiáng)磁鐵的“結(jié)合體”就會(huì)在螺旋線圈內(nèi)運(yùn)動(dòng)。關(guān)于簡(jiǎn)易“電動(dòng)火車(chē)”的說(shuō)法有：①線圈可以用漆包線繞成，確保各處絕緣；②強(qiáng)磁鐵與線圈在任何位置都應(yīng)保持良好接觸；③“結(jié)合體”受到磁場(chǎng)力的作用；④“結(jié)合體”受到電源產(chǎn)生的電力。其中正確的是（）A．①② B．②③ C．①③ D．①④二．填空題（共1小題）4．回顧與電和磁完成下列有關(guān)問(wèn)題。（1）由（圖1）的實(shí)驗(yàn)可知：有磁場(chǎng)；此磁場(chǎng)的方向跟有關(guān)。這種現(xiàn)象叫電流的效應(yīng)，電磁鐵就是利用這種效應(yīng)制成的。（2）小紅利用電磁鐵設(shè)計(jì)了一種微機(jī)室防盜報(bào)警器（如圖2）．在微機(jī)室房門(mén)處安裝開(kāi)關(guān)S，電鈴安在傳達(dá)室。當(dāng)房門(mén)被推開(kāi)時(shí)，開(kāi)關(guān)S閉合，電流通過(guò)電磁鐵，電磁鐵（填“有”或“無(wú)”）磁性，跟金屬?gòu)椥云系拇盆F相互，電鈴電路接通電鈴報(bào)警。三．實(shí)驗(yàn)探究題（共5小題）5．小明設(shè)計(jì)了一種“自動(dòng)限重器”，如圖甲所示。該裝置由控制電路和工作電路組成，其主要元件有電磁繼電器、貨物裝載機(jī)（實(shí)質(zhì)是電動(dòng)機(jī)）、壓敏電阻R1和滑動(dòng)變阻器R2等。壓敏電阻R1的阻值隨壓力F變化的關(guān)系如圖（乙）所示。當(dāng)貨架承受的壓力達(dá)到限定值，電磁繼電器會(huì)自動(dòng)控制貨物裝載機(jī)停止向貨架上擺放物品。已知控制電路的電源電壓U＝6V，電磁繼電器線圈的阻值忽略不計(jì)。請(qǐng)你解答下列問(wèn)題：（1）用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將圖（甲）的電路連接完整。（2）隨著控制電路電流的增大，電磁鐵的磁性將，當(dāng)電磁繼電器線圈中的電流大小為30mA時(shí)，銜鐵被吸下。若貨架能承受的最大壓力為800N，則所選滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值至少為Ω。（3）若將滑動(dòng)變阻器R2的阻值調(diào)小，則貨架能承受的最大壓力將（選填“增大”，“減小”或“不變”）。6．小明在探究“怎樣產(chǎn)生感應(yīng)電流”的實(shí)驗(yàn)中，用導(dǎo)線將金屬棒、開(kāi)關(guān)、靈敏電流計(jì)連接成如圖所示的電路。請(qǐng)你參與探究并回答下列問(wèn)題；（1）懸掛金屬棒靜置于∪形磁鐵的磁場(chǎng)中，此時(shí)兩極正對(duì)區(qū)域磁感線的箭頭方向是豎直向（選填：“上”或“下“）。（2）靈敏電流計(jì)的作用是用來(lái)檢測(cè)的。若閉合開(kāi)關(guān)后并未發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，經(jīng)檢查器材均完好，各器材間連接無(wú)誤，那么接下來(lái)你認(rèn)為最應(yīng)該關(guān)注的器材是。（3）小明認(rèn)為是原來(lái)磁鐵的磁性太弱所致，他提出更換磁性更強(qiáng)的磁鐵，就在他移動(dòng)原磁鐵時(shí)，你發(fā)現(xiàn)電流計(jì)的指針出現(xiàn)了晃動(dòng)，你認(rèn)為接下來(lái)最應(yīng)該做什么來(lái)找到讓電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的原因。（僅寫(xiě)出最應(yīng)該進(jìn)行的一步操作）（4）就根據(jù)上述探究過(guò)程，小明就說(shuō)：“我們找到產(chǎn)生感應(yīng)電流的秘密了!”此時(shí)你對(duì)小明的“成果發(fā)布”作何評(píng)價(jià)？。7．小明根據(jù)所學(xué)的電學(xué)知識(shí)，想設(shè)計(jì)一個(gè)汽車(chē)超載自動(dòng)報(bào)警電路。他查閱了相關(guān)資料。資料一：壓敏電阻是阻值隨壓力變化而變化的元件，并了解到壓敏電阻在生活中的一種應(yīng)用﹣﹣壓力傳感器。壓力傳感器受到的壓力越大，輸出的電壓就越大。并查到某壓力傳感器輸出電壓與壓力的關(guān)系如下表：壓力/×105N01.22.43.64.86.0輸出電壓/V012345資料二：電磁繼電器是利用電磁鐵控制工作電路通斷的開(kāi)關(guān)。電磁繼電器的主要部件是電磁鐵、銜鐵、彈簧和動(dòng)觸點(diǎn)、靜觸點(diǎn)（如圖1所示）。繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱(chēng)為“常開(kāi)觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱(chēng)為“常閉觸點(diǎn)”。繼電器的觸點(diǎn)有三種基本形式：1．動(dòng)合型（H型）線圈不通電時(shí)兩觸點(diǎn)是斷開(kāi)的，通電后，兩個(gè)觸點(diǎn)就閉合。以合字的拼音字頭“H”表示。2．動(dòng)斷型（D型）線圈不通電時(shí)兩觸點(diǎn)是閉合的，通電后兩個(gè)觸點(diǎn)就斷開(kāi)。用斷字的拼音字頭“D”表示。3．轉(zhuǎn)換型（Z型）這是觸點(diǎn)組型。這種觸點(diǎn)組共有三個(gè)觸點(diǎn)，即中間是動(dòng)觸點(diǎn)，上下各一個(gè)靜觸點(diǎn)。線圈不通電時(shí)，動(dòng)觸點(diǎn)和其中一個(gè)靜觸點(diǎn)斷開(kāi)和另一個(gè)閉合，線圈通電后，動(dòng)觸點(diǎn)就移動(dòng)，使原來(lái)斷開(kāi)的成閉合，原來(lái)閉合的成斷開(kāi)狀態(tài)，達(dá)到轉(zhuǎn)換的目的。這樣的觸點(diǎn)組稱(chēng)為轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)。用“轉(zhuǎn)”字的拼音字頭“z”表示。電磁繼電器主要技術(shù)參數(shù)：電磁繼電器吸合電流是指繼電器能夠產(chǎn)生吸合動(dòng)作的最小電流。在正常使用時(shí)，給定的電流必須略大于吸合電流，這樣繼電器才能穩(wěn)定地工作。而對(duì)于線圈所通過(guò)的工作電流，一般不要超過(guò)吸合電流的1.5倍，否則會(huì)產(chǎn)生較大的電流而把線圈燒毀。電磁繼電器釋放電流是指繼電器產(chǎn)生釋放動(dòng)作的最大電流。當(dāng)繼電器吸合狀態(tài)的電流減小到一定程度時(shí)，繼電器就會(huì)恢復(fù)到未通電的釋放狀態(tài)。這時(shí)的電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于吸合電流。小明利用該壓力傳感器、電磁繼電器和電阻箱R'（最大電阻200Ω）及部分其它器材設(shè)計(jì)了圖2甲所示的超載報(bào)警電路，閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)線圈中電流大于或等于20mA時(shí)，電磁繼電器的銜鐵被吸合。已知繼電器線圈的電阻為25Ω，繼電器電路的電源電壓由傳感器的輸出電壓U提供。（假設(shè)U不受繼電器電路影響）（1）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)趫D2乙給定的坐標(biāo)系中描繪出壓力傳感器的輸出電壓隨壓力變化的圖像；（2）小明所用電磁繼電器的觸點(diǎn)形式是型（選填“H”、“D”、“Z”），常開(kāi)觸點(diǎn)是（選填“a”、“b”、“c”）。（3）當(dāng)壓力增加到一定程度時(shí)，電鈴報(bào)警，說(shuō)明汽車(chē)超載，則圖甲中電鈴應(yīng)接在（選填“A、B”或“C、D”）兩端；（4）小明希望壓力大于或等于3.0×105N時(shí)，啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，則電阻箱R'的電阻應(yīng)調(diào)節(jié)到Ω。（5）若要使該報(bào)警裝置不被燒壞，汽車(chē)的最大質(zhì)量不能超過(guò)噸（g取10N/kg）。8．如圖為一仿制的發(fā)電機(jī)，裝有手搖柄（未畫(huà)出）的轉(zhuǎn)軸垂直穿過(guò)圓盤(pán)中心，金屬圓盤(pán)放在蹄形磁鐵之間，圓盤(pán)的軸心和能在圓盤(pán)的邊緣滑動(dòng)接觸的滑片通過(guò)金屬導(dǎo)線與電流表相連。金屬圓盤(pán)可以看成是由無(wú)數(shù)根長(zhǎng)度等于圓盤(pán)半徑的導(dǎo)線組成的，圓盤(pán)在磁極間不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，每根導(dǎo)線都在做切割磁力線的運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生持續(xù)電流。當(dāng)以某一轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)金屬圓盤(pán)時(shí)，電流表有一定的示數(shù)。根據(jù)上述材料，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）換用的磁鐵，其它條件不變，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)增大，說(shuō)明電流大小跟有關(guān)；（2）換用一個(gè)半徑大一些的金屬圓盤(pán)，其它條件不變，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)增大，說(shuō)明感應(yīng)電流大小也跟有關(guān)；（3）當(dāng)圓盤(pán)轉(zhuǎn)速增大，其它條件不變時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)也增大，說(shuō)明感應(yīng)電流大小還跟有關(guān)。9．小紅在學(xué)習(xí)了磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體有力的作用后，進(jìn)一步查閱資料，了解到當(dāng)電流與磁場(chǎng)垂直時(shí)，磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用力大小與磁場(chǎng)強(qiáng)弱、導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度以及導(dǎo)體中的電流大小有關(guān)。她設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置，驗(yàn)證磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用力大小跟電流大小有關(guān)。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①將一根導(dǎo)體棒用兩根細(xì)線懸掛在鐵架臺(tái)上，將一蹄形磁鐵豎直固定在鐵架臺(tái)上，并讓導(dǎo)體棒與蹄形磁鐵磁極間的磁感線方向垂直。②給導(dǎo)體兩端加電壓U1，閉合電路，觀察懸線偏轉(zhuǎn)的角度α1。③給導(dǎo)體兩端加電壓U2，U2＞U1，閉合電路，觀察懸線偏轉(zhuǎn)的角度α2。根據(jù)以上信息，回答下列問(wèn)題：（1）如果α1α2（選填“等于”或“不等于”），即可驗(yàn)證磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用力大小與電流大小有關(guān)。（2）小紅想進(jìn)一步探究磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用力大小與導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度是否有關(guān)，于是她更換了另一根較長(zhǎng)的導(dǎo)體棒，并更換了一個(gè)較大的蹄形磁鐵，她這樣做存在的問(wèn)題是。四．計(jì)算題（共2小題）10．小張同學(xué)利用如圖所示的器材，為三防指揮部設(shè)計(jì)了一個(gè)水位自動(dòng)報(bào)警器：當(dāng)水位尚未達(dá)到金屬塊A所在的高度時(shí)，工作電路中綠燈L1亮，表示水位正常；當(dāng)水位達(dá)到A高度時(shí)（河水含有雜質(zhì)，屬于導(dǎo)體），紅燈L2亮（發(fā)出報(bào)警信號(hào)）。（1）請(qǐng)按照上述要求將圖中的電路連接完整；（2）若綠燈L1內(nèi)的燈絲斷了，裝置其它元件正常，當(dāng)水位達(dá)到A高度時(shí)，紅燈L2能不能亮？（3）若兩燈的功率相同，都為2W，則這個(gè)報(bào)警器正常工作2h，綠燈L1和紅燈L2總共消耗的電能是多少千瓦時(shí)？11．如圖甲為小園同學(xué)設(shè)計(jì)的水箱水量預(yù)警裝置電路設(shè)計(jì)圖圓柱體水箱底面積S＝0.45米2，高H＝10米，浮球質(zhì)量為3千克，永久磁鐵質(zhì)量為2千克。干簧管是一種磁敏開(kāi)關(guān)，其工作原理如圖乙，當(dāng)永久磁鐵靠近干簧管時(shí)，簧片的觸點(diǎn)部位會(huì)被磁力吸引而吸合；當(dāng)永久磁鐵遠(yuǎn)離干簧管，磁場(chǎng)減弱后，簧片由于本身的彈性而釋放斷開(kāi)。當(dāng)水箱水面高度高于8米或低于2米時(shí)，相應(yīng)的干簧管簧片觸點(diǎn)會(huì)一直吸合，電路中對(duì)應(yīng)的預(yù)警燈亮，發(fā)出預(yù)警。已知電源電壓U＝6伏，紅燈規(guī)格為“6伏1.2瓦”，綠燈規(guī)格為“6伏0.6瓦”。（1）圖中滑輪的作用是。（2）求完成該實(shí)驗(yàn)浮球的最小體積。（g取10N/kg）（3）圖丙表示水箱內(nèi)每秒放水的體積（秒流量）與水位高h(yuǎn)的關(guān)系。當(dāng)水箱裝滿(mǎn)水后，閉合開(kāi)關(guān)的同時(shí)從出水口開(kāi)始放水，到恰好放水完畢，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，整個(gè)過(guò)程電路消耗的電能。（干簧管電阻忽略不計(jì)）五．綜合能力題（共2小題）12．電動(dòng)汽車(chē)是未來(lái)汽車(chē)的一種發(fā)展方向，由于受電池技術(shù)的限制，混合動(dòng)力汽車(chē)是一種較好的過(guò)渡產(chǎn)品。某油電混合動(dòng)力汽車(chē)相關(guān)信息如甲圖，工作原理如圖乙所示，當(dāng)需要高速行駛或蓄電池電能過(guò)低時(shí)，內(nèi)燃機(jī)就會(huì)啟動(dòng)，既可以向車(chē)輪輸送能量，又可以給蓄電池充電，電動(dòng)汽車(chē)所受阻力與車(chē)速的關(guān)系如圖丙所示，在某次測(cè)試中，測(cè)試前蓄電池已儲(chǔ)存的電能為1×108J，測(cè)試中全部由內(nèi)燃機(jī)提供能量，汽車(chē)以50km/h的速度水平勻速行駛了1h，同時(shí)蓄電池的電能增加了25%，求：（1）當(dāng)該汽車(chē)制動(dòng)剎車(chē)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)會(huì)反轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)給蓄電池充電，發(fā)電機(jī)的原理是，產(chǎn)生的電能是由汽車(chē)的能轉(zhuǎn)化而來(lái)的。（2）在該次測(cè)試中，所用燃料的熱值為4.5×107J/kg，測(cè)試過(guò)程中消耗10kg燃料，燃料完全燃燒釋放的熱量是多少J？（3）在該次測(cè)試中，汽車(chē)牽引力做的功是多少J？（4）在該次測(cè)試中，內(nèi)燃機(jī)的效率是多少？（忽略蓄電池和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的熱損失）13．小明乘電梯時(shí)，發(fā)現(xiàn)電梯超載會(huì)自動(dòng)報(bào)警。于是喜好鉆研的他對(duì)電梯的電路圖進(jìn)行了研究，并設(shè)計(jì)了以下探究實(shí)驗(yàn)，如圖甲所示。電源電壓恒定不變，R0為定值電阻。用杯中水量調(diào)節(jié)壓敏電阻受到壓力的大小，壓敏電阻Rx的電流與受到壓力大小的關(guān)系如圖乙所示：（1）分析圖乙I﹣F圖象可知：壓敏電阻Rx受到的壓力增大時(shí)，通過(guò)它的電流，Rx的阻值（選填“變大”“變小”或“不變”）；當(dāng)壓力增大到一定程度時(shí)，觸點(diǎn)K與接觸，電鈴響，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警，圖片中Ro的作用是。（2）某電梯超載報(bào)警的Rx﹣F圖象如圖丙所示，空載時(shí)電梯廂對(duì)Rx的壓力F1等于電梯廂的重力，當(dāng)壓力F2＝1×104N時(shí)，電梯報(bào)警，則此電梯限載人。（設(shè)每人質(zhì)量約為55kg）六．解答題（共4小題）14．閱讀短文，回答問(wèn)題：巨磁電阻效應(yīng)1988年阿爾貝?費(fèi)爾和彼得?格林貝格爾發(fā)現(xiàn)，在鐵、鉻相間的三層復(fù)合膜電阻中，微弱的磁場(chǎng)可以導(dǎo)致電阻大小的急劇變化，這種現(xiàn)象被命名為“巨磁電阻效應(yīng)”。更多的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，并非任意兩種不同種金屬相間的膜都具有“巨磁電阻效應(yīng)”。組成三層膜的兩種金屬中，有一種是鐵、鈷、鎳這三種容易被磁化的金屬中的一種，另一種是不易被磁化的其他金屬，才可能產(chǎn)生“巨磁電阻效應(yīng)”。進(jìn)一步研究表明，“巨磁電阻效應(yīng)”只發(fā)生在膜層的厚度為特定值時(shí)。用R0表示未加磁場(chǎng)時(shí)的電阻，R表示加入磁場(chǎng)后的電阻，科學(xué)家測(cè)得鐵、鉻組成的復(fù)含膜R與R0之比與膜睽厚度d（三層膜厚度均相同）的關(guān)系如圖所示。1994年IBM公司根據(jù)“巨磁電阻效應(yīng)”原理，研制出“新型讀出磁頭”，將磁場(chǎng)對(duì)復(fù)合膜阻值的影響轉(zhuǎn)換成電流的變化來(lái)讀取信息。（1）以下兩種金屬組成的三層復(fù)合膜可能發(fā)生“巨磁電阻效應(yīng)”的是。A．銅、銀B．鐵、銅C．銅、鋁D．鐵、鎳（2）對(duì)鐵、鉻組成的復(fù)合膜，當(dāng)膜層厚度是1.7nm時(shí)，這種復(fù)合膜電阻。（選填“具有”或“不具有”）“巨磁電阻效應(yīng)”。（3）“新型讀出磁頭”可將微弱的信息轉(zhuǎn)化為電信息?！靶滦妥x出磁頭”的工作原理是。（4）鐵、鉻組成的復(fù)合膜，發(fā)生“巨磁電阻效應(yīng)”時(shí)，其電阻R比未加磁場(chǎng)時(shí)的電阻R0。（選填“大”或“小”）得多。（5）如圖是硬盤(pán)某區(qū)域磁記錄的分布情況，其中1表示有磁區(qū)域，0表示無(wú)磁區(qū)域。將“新型讀出磁頭”組成如圖所示電路，當(dāng)磁頭從左向右勻速經(jīng)過(guò)該區(qū)域過(guò)程中，電流表讀數(shù)變化情況應(yīng)是圖中的。15．網(wǎng)絡(luò)上有一個(gè)國(guó)外“牛人”制作的“電池磁力小火車(chē)”的視頻。視頻中，“牛人”把由鐵銣合金制作的超強(qiáng)磁鐵分別吸附在電池的正負(fù)極兩端制成“小火車(chē)”，并將其整個(gè)放入自制的銅質(zhì)螺線管中，發(fā)現(xiàn)電池與磁鐵竟然沿著螺線管向右運(yùn)動(dòng)起來(lái)，直到從螺線管的另一端穿出（如圖1）。小明對(duì)“小火車(chē)”為什么會(huì)運(yùn)動(dòng)非常感興趣，便動(dòng)手進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。（1）圖1中，兩側(cè)磁鐵之間的線圈中會(huì)有電流通過(guò)，他由此推測(cè)：只有當(dāng)線圈中有電流通過(guò)時(shí)，火車(chē)才會(huì)受力運(yùn)動(dòng)。為驗(yàn)證這一假設(shè)，他需要進(jìn)一步的操作是；（2）預(yù)測(cè)圖2中的小火車(chē)將向運(yùn)動(dòng)（選填“左”或“右”）；（3）要讓小火車(chē)快地過(guò)螺線管，可以采取的措施是（寫(xiě)出一種方法）；（4）欲使小火車(chē)由靜止開(kāi)始順利通過(guò)螺線管，下列擺放方式可行的是。16．閱讀短文，回答問(wèn)題：電飯鍋中的磁鋼限溫器電飯鍋是生活中常見(jiàn)的用電器，它是利用感溫磁鋼（軟磁體）的磁性隨溫度的變化而變化的特性來(lái)設(shè)計(jì)的，這樣可以限制煮飯過(guò)程中的最高溫度。感溫磁鋼的磁性隨著本身溫度作非線性變化，其特性曲線如圖甲所示。磁鋼限溫器結(jié)構(gòu)如圖乙所示，它主要由感溫磁鋼、永磁體和彈簧構(gòu)成。感溫磁鋼及其外套、內(nèi)鍋由彈簧支撐。感溫磁鋼與受熱面固定在一起，受熱面直接把熱量傳遞給鍋底。煮飯時(shí)用手按下按鈕開(kāi)關(guān)，通過(guò)杠桿AOC使永磁體和感溫磁鋼吸合，在吸力作用下永磁體不會(huì)落下，金屬觸點(diǎn)閉合，電路接通，加熱元件開(kāi)始發(fā)熱。當(dāng)飯煮熟后，溫度繼續(xù)上升，當(dāng)升高到某一溫度時(shí)，永磁體落下，通過(guò)杠桿CBO使觸點(diǎn)分開(kāi)，加熱元件停止發(fā)熱，同時(shí)按鈕開(kāi)關(guān)跳起。（1）與銅導(dǎo)線相比，制作電飯鍋加熱元件的材料應(yīng)具備的特性是；A．電阻較大，熔點(diǎn)較低B．電阻較大，熔點(diǎn)較高C．電阻較小，熔點(diǎn)較低D．電阻較小，熔點(diǎn)較高（2）在磁鋼限溫器工作過(guò)程中，感溫磁鋼的磁性急劇減弱是在；A．按下按鈕開(kāi)關(guān)時(shí)B．加熱升溫過(guò)程中C．按鈕開(kāi)關(guān)跳起時(shí)D．降溫過(guò)程中（3）煮飯時(shí)用手按按鈕開(kāi)關(guān)，杠桿AOC屬于杠桿；飯煮熟后，永磁體落下，通過(guò)杠桿CBO使觸點(diǎn)分開(kāi)，杠桿CBO屬于杠桿；（4）永磁體落下時(shí)，感溫磁鋼的溫度為℃；永磁體下落過(guò)程中，感溫磁鋼對(duì)永磁體（選填“有”或“沒(méi)有”）磁力的作用。（5）未按下按鈕開(kāi)關(guān)時(shí)，彈簧（選填“有”或“沒(méi)有”）彈性勢(shì)能，彈簧片（選填“有”或“沒(méi)有”）彈性勢(shì)能。17．閱讀下面的短文，回答問(wèn)題雙觸點(diǎn)干簧管雙觸點(diǎn)干簧管是一種磁控開(kāi)關(guān)，結(jié)構(gòu)如圖①所示，其外殼是一只密封的玻璃管，管內(nèi)充有某種惰性氣體，并裝有A、B和C三塊簧片，其中B和C是用鐵或鎳等材料制成，A是用銅或鋁等非磁性材料制成，A的端點(diǎn)與C的端點(diǎn)是固定端點(diǎn)，B的端點(diǎn)是自由端點(diǎn)，正常時(shí)B的端點(diǎn)在自身彈力作用下與A的端點(diǎn)接觸，當(dāng)繞在干簧管上的線圈通電時(shí)，如圖②所示，B的端點(diǎn)與C的端點(diǎn)分別被磁化而相互吸引，當(dāng)吸引力大于B的彈力時(shí)，B與A的端點(diǎn)分開(kāi)，并與C的端點(diǎn)接觸。而當(dāng)B與C的吸引力減小到一定程度時(shí)，B在彈力的作用下與C的端點(diǎn)分開(kāi)，重新恢復(fù)與A的端點(diǎn)接觸。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）在圖②中，若要使螺線管的左端為N極，則電源左端是極。（2）簧片A、B和C所對(duì)應(yīng)的材料可能是。（填寫(xiě)序號(hào)）①鐵、鐵、銅②銅、鋁、鐵③銅、鐵、鐵④鎳、鐵、鋁（3）當(dāng)B的端點(diǎn)與C的端點(diǎn)接觸時(shí)，簧片B具有勢(shì)能。（4）如圖③所示，請(qǐng)將電路連接完整，要求閉合開(kāi)關(guān)后，紅燈先通電，然后綠燈與紅燈能交替通電。精練18電磁相關(guān)問(wèn)題一．選擇題（共3小題）1．有兩根外形完全相同的鋼棒a和b；按圖甲放置，手拿住a時(shí)，b不會(huì)掉下來(lái)；按圖乙放置，手拿住b時(shí)，a會(huì)掉下來(lái)。這說(shuō)明（）A．鋼棒a具有磁性 B．鋼棒b具有磁性 C．鋼棒a和b都具有磁性 D．鋼棒a和b都不具有磁性【解答】解：磁極的磁性最強(qiáng)，用手拿a時(shí)（甲圖），b不會(huì)掉下來(lái)，說(shuō)明a對(duì)b有較大的磁力，則鋼棒a具有磁性；因磁體中間部分幾乎沒(méi)有磁性，所以，用手拿b時(shí)（乙圖），a會(huì)掉下來(lái)，說(shuō)明鋼棒b沒(méi)有磁性，鋼棒a具有磁性（只是中間部分的磁性很弱）；故選：A。2．在如圖所示的電路中，有四個(gè)電磁繼電器，相關(guān)參數(shù)標(biāo)注在圖上，其中電源電壓1.5V且和一個(gè)1Ω的電阻串在一起（圖中把它們畫(huà)在一起），燈泡電阻8Ω，剛閉合開(kāi)關(guān)后，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．若滑片位于最左邊，三個(gè)燈泡從左往右依次點(diǎn)亮 B．若滑片位于最左邊，當(dāng)最后一個(gè)繼電器閉合后，三個(gè)燈泡從左往右依次熄滅 C．若滑片位于最右邊，三個(gè)燈泡從左往右依次點(diǎn)亮 D．若滑片位于最右邊，當(dāng)最后一個(gè)繼電器閉合后，三個(gè)燈泡從左往右依次熄滅【解答】解：如圖，當(dāng)開(kāi)關(guān)K閉合時(shí)，甲的控制電路電壓是1.5V，電池電阻是1Ω，甲線圈的電阻是1Ω，所以總電阻為R甲＝1Ω+1Ω＝2Ω，所以甲控制電路電流：I甲=U在乙控制電路中，乙控制電路電壓是1.5V，電池電阻是1Ω，乙線圈的電阻是1Ω，左端第一個(gè)燈的電阻是8Ω，所以總電阻為R乙＝1Ω+1Ω+8Ω＝10Ω，所以乙控制電路電流：I乙=U在丙控制電路中，丙控制電路電壓是1.5V，電池電阻是1Ω，丙線圈的電阻是1Ω，中間燈的電阻是8Ω，所以總電阻為R丙＝1Ω+1Ω+8Ω＝10Ω，所以丙控制電路電流：I丙=U在丁控制電路中，丁控制電路電壓是1.5V，電池電阻是1Ω，丁線圈的電阻是1Ω，最右面燈的電阻是8Ω，所以總電阻為R丁＝1Ω+1Ω+8Ω＝10Ω，所以丁控制電路電流：I丁=U丁R丁=綜合分析后，當(dāng)滑動(dòng)變阻器無(wú)論滑片在什么位置，燈泡都是從左到右依次點(diǎn)亮的，但是當(dāng)滑動(dòng)變阻器在最左端時(shí)，當(dāng)最后一個(gè)繼電器閉合時(shí)，點(diǎn)亮的燈又從左到右依次熄滅，當(dāng)滑動(dòng)變阻器在最右端時(shí)，當(dāng)最后一個(gè)繼電器閉合時(shí)，所有的燈依然發(fā)光。故選項(xiàng)D是錯(cuò)誤的。故選：D。3．如圖是簡(jiǎn)易“電動(dòng)火車(chē)”的示意圖，把一個(gè)干電池兩端吸有短小圓柱形強(qiáng)磁鐵的“結(jié)合體”，放入很長(zhǎng)的固定在水平桌面的螺旋線圈內(nèi)，干電池和強(qiáng)磁鐵的“結(jié)合體”就會(huì)在螺旋線圈內(nèi)運(yùn)動(dòng)。關(guān)于簡(jiǎn)易“電動(dòng)火車(chē)”的說(shuō)法有：①線圈可以用漆包線繞成，確保各處絕緣；②強(qiáng)磁鐵與線圈在任何位置都應(yīng)保持良好接觸；③“結(jié)合體”受到磁場(chǎng)力的作用；④“結(jié)合體”受到電源產(chǎn)生的電力。其中正確的是（）A．①② B．②③ C．①③ D．①④【解答】解：由圖和題意可知，螺旋線圈和結(jié)合體構(gòu)成一個(gè)閉合回路，強(qiáng)磁鐵與線圈在任何位置都應(yīng)保持良好接觸；當(dāng)吸附著磁鐵的電池進(jìn)入線圈后，線圈中有電流通過(guò)，通電線圈會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，“結(jié)合體”在線圈所形成的磁場(chǎng)中會(huì)受到磁場(chǎng)力的作用，“結(jié)合體”與通電線圈之間相吸、相斥，這樣“結(jié)合體”就會(huì)在螺旋線圈內(nèi)運(yùn)動(dòng)，故②③正確。故選：B。二．填空題（共1小題）4．回顧與電和磁完成下列有關(guān)問(wèn)題。（1）由（圖1）的實(shí)驗(yàn)可知：甲、丙有磁場(chǎng)；此磁場(chǎng)的方向跟電流的方向有關(guān)。這種現(xiàn)象叫電流的磁效應(yīng)，電磁鐵就是利用這種效應(yīng)制成的。（2）小紅利用電磁鐵設(shè)計(jì)了一種微機(jī)室防盜報(bào)警器（如圖2）．在微機(jī)室房門(mén)處安裝開(kāi)關(guān)S，電鈴安在傳達(dá)室。當(dāng)房門(mén)被推開(kāi)時(shí)，開(kāi)關(guān)S閉合，電流通過(guò)電磁鐵，電磁鐵有（填“有”或“無(wú)”）磁性，跟金屬?gòu)椥云系拇盆F相互排斥，電鈴電路接通電鈴報(bào)警。【解答】解：（1）由圖1甲、丙可知，導(dǎo)線中有電流時(shí)，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明小磁針周?chē)嬖诖艌?chǎng)；圖乙導(dǎo)線中沒(méi)有電流，小磁針不偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明小磁針周?chē)淮嬖诖艌?chǎng)；圖1的甲與丙還能看出，導(dǎo)線電流方向不同，小磁針偏轉(zhuǎn)方向不同，這說(shuō)明電流方向不同，磁場(chǎng)方向不同，磁場(chǎng)方向與電流方向有關(guān)；該現(xiàn)象就是電流的磁效應(yīng)；（2）圖2左側(cè)為控制電路，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，電磁鐵獲得磁性，要使得彈性片上的開(kāi)關(guān)閉合，即必須讓金屬?gòu)椥云系拇盆F向右運(yùn)動(dòng)，即相互排斥，使右側(cè)工作電路開(kāi)始工作，電鈴報(bào)警。故答案為：（1）甲、丙；電流的方向；磁；（2）有；排斥；三．實(shí)驗(yàn)探究題（共5小題）5．小明設(shè)計(jì)了一種“自動(dòng)限重器”，如圖甲所示。該裝置由控制電路和工作電路組成，其主要元件有電磁繼電器、貨物裝載機(jī)（實(shí)質(zhì)是電動(dòng)機(jī)）、壓敏電阻R1和滑動(dòng)變阻器R2等。壓敏電阻R1的阻值隨壓力F變化的關(guān)系如圖（乙）所示。當(dāng)貨架承受的壓力達(dá)到限定值，電磁繼電器會(huì)自動(dòng)控制貨物裝載機(jī)停止向貨架上擺放物品。已知控制電路的電源電壓U＝6V，電磁繼電器線圈的阻值忽略不計(jì)。請(qǐng)你解答下列問(wèn)題：（1）用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將圖（甲）的電路連接完整。（2）隨著控制電路電流的增大，電磁鐵的磁性將增強(qiáng)，當(dāng)電磁繼電器線圈中的電流大小為30mA時(shí)，銜鐵被吸下。若貨架能承受的最大壓力為800N，則所選滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值至少為120Ω。（3）若將滑動(dòng)變阻器R2的阻值調(diào)小，則貨架能承受的最大壓力將減?。ㄟx填“增大”，“減小”或“不變”）?！窘獯稹拷猓海?）將貨物裝載機(jī)和上觸點(diǎn)串聯(lián)組成工作電路，將R1、滑動(dòng)變阻器R2、電磁鐵串聯(lián)接入控制電路；補(bǔ)充電路如圖所示：；（2）∵R1和線圈電阻及變阻器R2串聯(lián)，∴I1＝I2＝Imax＝30mA＝0.03A，由圖乙可知：F＝800N時(shí)，R1＝80Ω，由I=UU1＝I1R1＝0.03A×80Ω＝2.4V，U′＝U﹣U1＝6V﹣2.4V＝3.6V，R′=U'I2即：滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值至少為120Ω。（3）由圖乙中的圖像可知，壓敏電阻R1的阻值隨壓力的增大而減小，電流則隨之增大，若將滑動(dòng)變阻器R2的阻值調(diào)小，根據(jù)歐姆定律可知電路中的電流將變大，則相當(dāng)于增大了壓力，所以貨架能承受的最大壓力將減小。6．小明在探究“怎樣產(chǎn)生感應(yīng)電流”的實(shí)驗(yàn)中，用導(dǎo)線將金屬棒、開(kāi)關(guān)、靈敏電流計(jì)連接成如圖所示的電路。請(qǐng)你參與探究并回答下列問(wèn)題；（1）懸掛金屬棒靜置于∪形磁鐵的磁場(chǎng)中，此時(shí)兩極正對(duì)區(qū)域磁感線的箭頭方向是豎直向下（選填：“上”或“下“）。（2）靈敏電流計(jì)的作用是用來(lái)檢測(cè)感應(yīng)電流的。若閉合開(kāi)關(guān)后并未發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，經(jīng)檢查器材均完好，各器材間連接無(wú)誤，那么接下來(lái)你認(rèn)為最應(yīng)該關(guān)注的器材是金屬棒。（3）小明認(rèn)為是原來(lái)磁鐵的磁性太弱所致，他提出更換磁性更強(qiáng)的磁鐵，就在他移動(dòng)原磁鐵時(shí)，你發(fā)現(xiàn)電流計(jì)的指針出現(xiàn)了晃動(dòng)，你認(rèn)為接下來(lái)最應(yīng)該做什么來(lái)找到讓電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的原因讓金屬棒在水平方向運(yùn)動(dòng)。（僅寫(xiě)出最應(yīng)該進(jìn)行的一步操作）（4）就根據(jù)上述探究過(guò)程，小明就說(shuō)：“我們找到產(chǎn)生感應(yīng)電流的秘密了!”此時(shí)你對(duì)小明的“成果發(fā)布”作何評(píng)價(jià)？不合理的，因?yàn)橹蛔隽艘淮螌?shí)驗(yàn)，得出的結(jié)論具有偶然性，不具有普遍性，應(yīng)該用不同種類(lèi)的金屬棒，還要使金屬棒朝各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)?！窘獯稹拷猓海?）在磁體外部磁場(chǎng)方向總是從N極出發(fā)指向S極，如圖所示此時(shí)兩極正對(duì)區(qū)域磁感線的箭頭方向是豎直向下；（2）靈敏電流計(jì)是測(cè)量電流的儀表，所以在此實(shí)驗(yàn)中是用來(lái)檢測(cè)感應(yīng)電流的；閉合開(kāi)關(guān)，電流表指針未偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生。此時(shí)金屬棒是靜止的，所以接下來(lái)最應(yīng)該關(guān)注的是金屬棒，觀察金屬棒運(yùn)動(dòng)后會(huì)不會(huì)有電流的產(chǎn)生；（3）閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，移動(dòng)原磁鐵時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)的指針出現(xiàn)了晃動(dòng)，產(chǎn)生了感應(yīng)電流，所以下一步我們應(yīng)使讓金屬棒在水平方向運(yùn)動(dòng)，觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況；（4）在整個(gè)的實(shí)驗(yàn)中，只進(jìn)行了一次實(shí)驗(yàn)就得出結(jié)論是不合理的，因?yàn)橹蛔隽艘淮螌?shí)驗(yàn)，得出的結(jié)論具有偶然性，不具有普遍性，應(yīng)該用不同種類(lèi)的金屬棒，還要使金屬棒朝各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)；故答案為：（1）下；（2）感應(yīng)電流；金屬棒；（3）讓金屬棒在水平方向運(yùn)動(dòng)；（4）不合理的，因?yàn)橹蛔隽艘淮螌?shí)驗(yàn)，得出的結(jié)論具有偶然性，不具有普遍性，應(yīng)該用不同種類(lèi)的金屬棒，還要使金屬棒朝各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。7．小明根據(jù)所學(xué)的電學(xué)知識(shí)，想設(shè)計(jì)一個(gè)汽車(chē)超載自動(dòng)報(bào)警電路。他查閱了相關(guān)資料。資料一：壓敏電阻是阻值隨壓力變化而變化的元件，并了解到壓敏電阻在生活中的一種應(yīng)用﹣﹣壓力傳感器。壓力傳感器受到的壓力越大，輸出的電壓就越大。并查到某壓力傳感器輸出電壓與壓力的關(guān)系如下表：壓力/×105N01.22.43.64.86.0輸出電壓/V012345資料二：電磁繼電器是利用電磁鐵控制工作電路通斷的開(kāi)關(guān)。電磁繼電器的主要部件是電磁鐵、銜鐵、彈簧和動(dòng)觸點(diǎn)、靜觸點(diǎn)（如圖1所示）。繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱(chēng)為“常開(kāi)觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱(chēng)為“常閉觸點(diǎn)”。繼電器的觸點(diǎn)有三種基本形式：1．動(dòng)合型（H型）線圈不通電時(shí)兩觸點(diǎn)是斷開(kāi)的，通電后，兩個(gè)觸點(diǎn)就閉合。以合字的拼音字頭“H”表示。2．動(dòng)斷型（D型）線圈不通電時(shí)兩觸點(diǎn)是閉合的，通電后兩個(gè)觸點(diǎn)就斷開(kāi)。用斷字的拼音字頭“D”表示。3．轉(zhuǎn)換型（Z型）這是觸點(diǎn)組型。這種觸點(diǎn)組共有三個(gè)觸點(diǎn)，即中間是動(dòng)觸點(diǎn)，上下各一個(gè)靜觸點(diǎn)。線圈不通電時(shí)，動(dòng)觸點(diǎn)和其中一個(gè)靜觸點(diǎn)斷開(kāi)和另一個(gè)閉合，線圈通電后，動(dòng)觸點(diǎn)就移動(dòng)，使原來(lái)斷開(kāi)的成閉合，原來(lái)閉合的成斷開(kāi)狀態(tài)，達(dá)到轉(zhuǎn)換的目的。這樣的觸點(diǎn)組稱(chēng)為轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)。用“轉(zhuǎn)”字的拼音字頭“z”表示。電磁繼電器主要技術(shù)參數(shù)：電磁繼電器吸合電流是指繼電器能夠產(chǎn)生吸合動(dòng)作的最小電流。在正常使用時(shí)，給定的電流必須略大于吸合電流，這樣繼電器才能穩(wěn)定地工作。而對(duì)于線圈所通過(guò)的工作電流，一般不要超過(guò)吸合電流的1.5倍，否則會(huì)產(chǎn)生較大的電流而把線圈燒毀。電磁繼電器釋放電流是指繼電器產(chǎn)生釋放動(dòng)作的最大電流。當(dāng)繼電器吸合狀態(tài)的電流減小到一定程度時(shí)，繼電器就會(huì)恢復(fù)到未通電的釋放狀態(tài)。這時(shí)的電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于吸合電流。小明利用該壓力傳感器、電磁繼電器和電阻箱R'（最大電阻200Ω）及部分其它器材設(shè)計(jì)了圖2甲所示的超載報(bào)警電路，閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)線圈中電流大于或等于20mA時(shí)，電磁繼電器的銜鐵被吸合。已知繼電器線圈的電阻為25Ω，繼電器電路的電源電壓由傳感器的輸出電壓U提供。（假設(shè)U不受繼電器電路影響）（1）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)趫D2乙給定的坐標(biāo)系中描繪出壓力傳感器的輸出電壓隨壓力變化的圖像；（2）小明所用電磁繼電器的觸點(diǎn)形式是Z型（選填“H”、“D”、“Z”），常開(kāi)觸點(diǎn)是b（選填“a”、“b”、“c”）。（3）當(dāng)壓力增加到一定程度時(shí)，電鈴報(bào)警，說(shuō)明汽車(chē)超載，則圖甲中電鈴應(yīng)接在C、D（選填“A、B”或“C、D”）兩端；（4）小明希望壓力大于或等于3.0×105N時(shí)，啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，則電阻箱R'的電阻應(yīng)調(diào)節(jié)到100Ω。（5）若要使該報(bào)警裝置不被燒壞，汽車(chē)的最大質(zhì)量不能超過(guò)45噸（g取10N/kg）?！窘獯稹拷猓海?）橫坐標(biāo)表示壓力，縱坐標(biāo)表示輸出電壓，對(duì)應(yīng)表中數(shù)據(jù)，繪制圖像如下：（2）由圖知：電磁繼電器有三個(gè)觸點(diǎn)，中間是動(dòng)觸點(diǎn)，上下各一個(gè)靜觸點(diǎn)，符合轉(zhuǎn)換型（Z型）；圖中繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài)的靜觸點(diǎn)是b觸點(diǎn)，為常開(kāi)觸點(diǎn)；（3）當(dāng)壓力增大到一定程度時(shí)，壓力傳感器輸出電壓達(dá)到一定數(shù)值，線圈中電流大于或等于20mA時(shí)，電磁繼電器的銜鐵被吸合，C、D間的電路就會(huì)被接通，因此電鈴應(yīng)接在C、D之間；（4）由圖像可知，當(dāng)壓力為3×105N時(shí)，輸出電壓U＝2.5V，使電磁繼電器銜鐵閉合的最小電流I＝20mA＝0.02A，此時(shí)電路的總電阻R總=2.5V0.02A由于繼電器線圈的電阻R線＝25Ω，根據(jù)串聯(lián)電路的總電阻等于各電阻之和可知：電阻箱接入電路的阻值R′＝R總﹣R線＝125Ω﹣25Ω＝100Ω（5）對(duì)于線圈所通過(guò)的工作電流，一般不要超過(guò)吸合電流的1.5倍，否則會(huì)產(chǎn)生較大的電流而把線圈燒毀。使電磁繼電器銜鐵閉合的最小電流I＝20mA＝0.02A，則最大電流為：I最大＝0.02A×1.5＝0.03A，總電阻R總＝125Ω，要使該裝置不被燒壞，壓力傳感器輸出的電壓最大值為：U最大＝I最大R總＝0.03A×125Ω＝3.75V；由圖像可知，輸出電壓與壓力之比為：UF故輸出電壓為3.75V時(shí)，即3.75VF=5汽車(chē)的最大質(zhì)量：m=Gg=答：（1）如上圖；（2）Z；b；（3）C、D；（4）100；（5）45。8．如圖為一仿制的發(fā)電機(jī)，裝有手搖柄（未畫(huà)出）的轉(zhuǎn)軸垂直穿過(guò)圓盤(pán)中心，金屬圓盤(pán)放在蹄形磁鐵之間，圓盤(pán)的軸心和能在圓盤(pán)的邊緣滑動(dòng)接觸的滑片通過(guò)金屬導(dǎo)線與電流表相連。金屬圓盤(pán)可以看成是由無(wú)數(shù)根長(zhǎng)度等于圓盤(pán)半徑的導(dǎo)線組成的，圓盤(pán)在磁極間不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，每根導(dǎo)線都在做切割磁力線的運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生持續(xù)電流。當(dāng)以某一轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)金屬圓盤(pán)時(shí)，電流表有一定的示數(shù)。根據(jù)上述材料，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）換用磁性更強(qiáng)的磁鐵，其它條件不變，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)增大，說(shuō)明電流大小跟磁場(chǎng)強(qiáng)弱有關(guān)；（2）換用一個(gè)半徑大一些的金屬圓盤(pán)，其它條件不變，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)增大，說(shuō)明感應(yīng)電流大小也跟切割磁感線的導(dǎo)體長(zhǎng)度有關(guān)；（3）當(dāng)圓盤(pán)轉(zhuǎn)速增大，其它條件不變時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)也增大，說(shuō)明感應(yīng)電流大小還跟導(dǎo)線切割磁感線的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)。【解答】解：由題可知，圓盤(pán)在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，電路中就產(chǎn)生感應(yīng)電流；電流表的示數(shù)大小反映了感應(yīng)電流的大小。（1）換用磁性更強(qiáng)的磁鐵，其它條件不變，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)增大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流增大，說(shuō)明電流大小與磁場(chǎng)強(qiáng)弱有關(guān)。（2）圓盤(pán)在這里相當(dāng)于一個(gè)做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)線，圓盤(pán)變大，說(shuō)明導(dǎo)線變長(zhǎng)，其它條件不變，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)增大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流增大，所以可得出結(jié)論：感應(yīng)電流的大小跟導(dǎo)線的長(zhǎng)度有關(guān)，且在其他因素相同的情況下，導(dǎo)線越長(zhǎng)，感應(yīng)電流越大。（3）由題可知，電流表的示數(shù)變大是由于圓盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度增大造成的，所以可得結(jié)論：感應(yīng)電流的大小跟導(dǎo)線切割磁感線的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，且在其他因素相同的情況下，導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)速度越大，感應(yīng)電流越大。故答案為：（1）磁性更強(qiáng)；磁場(chǎng)強(qiáng)弱；（2）切割磁感線的導(dǎo)體長(zhǎng)度；（3）導(dǎo)線切割磁感線的運(yùn)動(dòng)速度。9．小紅在學(xué)習(xí)了磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體有力的作用后，進(jìn)一步查閱資料，了解到當(dāng)電流與磁場(chǎng)垂直時(shí)，磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用力大小與磁場(chǎng)強(qiáng)弱、導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度以及導(dǎo)體中的電流大小有關(guān)。她設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置，驗(yàn)證磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用力大小跟電流大小有關(guān)。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①將一根導(dǎo)體棒用兩根細(xì)線懸掛在鐵架臺(tái)上，將一蹄形磁鐵豎直固定在鐵架臺(tái)上，并讓導(dǎo)體棒與蹄形磁鐵磁極間的磁感線方向垂直。②給導(dǎo)體兩端加電壓U1，閉合電路，觀察懸線偏轉(zhuǎn)的角度α1。③給導(dǎo)體兩端加電壓U2，U2＞U1，閉合電路，觀察懸線偏轉(zhuǎn)的角度α2。根據(jù)以上信息，回答下列問(wèn)題：（1）如果α1不等于α2（選填“等于”或“不等于”），即可驗(yàn)證磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用力大小與電流大小有關(guān)。（2）小紅想進(jìn)一步探究磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用力大小與導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度是否有關(guān)，于是她更換了另一根較長(zhǎng)的導(dǎo)體棒，并更換了一個(gè)較大的蹄形磁鐵，她這樣做存在的問(wèn)題是沒(méi)有控制磁場(chǎng)強(qiáng)弱和電流大小?！窘獯稹拷猓海?）由題意可知，當(dāng)電路中電壓越大時(shí)，導(dǎo)體中電流越大，通過(guò)比較懸線偏轉(zhuǎn)的角度大小可以知道磁場(chǎng)給通電導(dǎo)體的作用力與電流是否有關(guān)；（2）在實(shí)驗(yàn)中，如果導(dǎo)體棒的長(zhǎng)度改變了，則其電阻會(huì)隨之改變，導(dǎo)體棒中的電流也會(huì)隨之改變；并更換了一個(gè)較大的蹄形磁鐵，則改變了磁場(chǎng)強(qiáng)度；這樣不符合控制變量法的要求，因此，她這樣做存在的問(wèn)題是沒(méi)有控制磁場(chǎng)強(qiáng)度和電流大小。故答案為：（1）不等于；（2）沒(méi)有控制磁場(chǎng)強(qiáng)弱和電流大小。四．計(jì)算題（共2小題）10．小張同學(xué)利用如圖所示的器材，為三防指揮部設(shè)計(jì)了一個(gè)水位自動(dòng)報(bào)警器：當(dāng)水位尚未達(dá)到金屬塊A所在的高度時(shí)，工作電路中綠燈L1亮，表示水位正常；當(dāng)水位達(dá)到A高度時(shí)（河水含有雜質(zhì)，屬于導(dǎo)體），紅燈L2亮（發(fā)出報(bào)警信號(hào)）。（1）請(qǐng)按照上述要求將圖中的電路連接完整；（2）若綠燈L1內(nèi)的燈絲斷了，裝置其它元件正常，當(dāng)水位達(dá)到A高度時(shí)，紅燈L2能不能亮？（3）若兩燈的功率相同，都為2W，則這個(gè)報(bào)警器正常工作2h，綠燈L1和紅燈L2總共消耗的電能是多少千瓦時(shí)？【解答】解：（1）根據(jù)題意，當(dāng)水位未到達(dá)A時(shí)，此時(shí)電磁鐵無(wú)磁性，應(yīng)該上方的綠燈接通；當(dāng)水位到達(dá)A時(shí)，控制電路接通，電磁鐵有磁性，銜鐵被吸下來(lái)，應(yīng)該是紅燈所在的電路接通，如圖所示：（2）若綠燈L1內(nèi)的燈絲斷了，裝置其它元件正常，當(dāng)水位達(dá)到A高度時(shí)，控制電路接通，電磁鐵產(chǎn)生磁性，將銜鐵吸下來(lái)，紅燈能亮。（3）紅、綠指示燈的功率為2W，即0.002kW，工作2h，耗電0.004kW?h。答：（1）見(jiàn)解析；（2）紅燈能亮；（3）0.004kW?h。11．如圖甲為小園同學(xué)設(shè)計(jì)的水箱水量預(yù)警裝置電路設(shè)計(jì)圖圓柱體水箱底面積S＝0.45米2，高H＝10米，浮球質(zhì)量為3千克，永久磁鐵質(zhì)量為2千克。干簧管是一種磁敏開(kāi)關(guān)，其工作原理如圖乙，當(dāng)永久磁鐵靠近干簧管時(shí)，簧片的觸點(diǎn)部位會(huì)被磁力吸引而吸合；當(dāng)永久磁鐵遠(yuǎn)離干簧管，磁場(chǎng)減弱后，簧片由于本身的彈性而釋放斷開(kāi)。當(dāng)水箱水面高度高于8米或低于2米時(shí)，相應(yīng)的干簧管簧片觸點(diǎn)會(huì)一直吸合，電路中對(duì)應(yīng)的預(yù)警燈亮，發(fā)出預(yù)警。已知電源電壓U＝6伏，紅燈規(guī)格為“6伏1.2瓦”，綠燈規(guī)格為“6伏0.6瓦”。（1）圖中滑輪的作用是改變力的方向。（2）求完成該實(shí)驗(yàn)浮球的最小體積。（g取10N/kg）（3）圖丙表示水箱內(nèi)每秒放水的體積（秒流量）與水位高h(yuǎn)的關(guān)系。當(dāng)水箱裝滿(mǎn)水后，閉合開(kāi)關(guān)的同時(shí)從出水口開(kāi)始放水，到恰好放水完畢，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，整個(gè)過(guò)程電路消耗的電能。（干簧管電阻忽略不計(jì)）【解答】解：（1）如圖是一個(gè)定滑輪，定滑輪能改變力的方向，浮體上升是通過(guò)永磁體的下降來(lái)完成的，所以定滑輪的作用是改變力的方向。（2）定滑輪是一個(gè)等臂杠桿，根據(jù)杠桿平衡條件得，（m1g﹣F浮）L1＝m2gL2，因?yàn)長(zhǎng)1＝L2，所以，m1g﹣F浮＝m2g，m1g﹣ρ水gV排＝m2g，m1﹣ρ水V排＝m2，3kg﹣1.0×103kg/m3×V排＝2kg，解得，V排＝10﹣3m3，所以浮球的最小體積是：V＝V排＝10﹣3m3。（3）水箱的容積即水箱裝滿(mǎn)水時(shí)，水的體積：V水＝V容積＝Sh＝0.45m2×10m＝4.5m3，水箱高度10m，水箱內(nèi)10m﹣8m水的體積和2m﹣0m水的體積是相等的，V'水=15V容積=15×由圖象知，水箱內(nèi)10m﹣8m水流出時(shí)平均流量為：V1=0.004m3所以，水箱內(nèi)10m﹣8m水流出時(shí)間：t1=V水箱水位在10m﹣8m紅燈報(bào)警，電源電壓是6V，紅燈正常工作，紅燈工作200s消耗電能為：W1＝P1t1＝1.2W×200s＝240J水箱內(nèi)2m﹣0m水流出時(shí)平均流量為：V2=0.001m3所以，水箱內(nèi)2m﹣0m水流出時(shí)間：t2=V'水箱水位在2m﹣0m綠燈報(bào)警，電源電壓是6V，綠燈正常工作，綠燈工作1800s消耗電能為：W2＝P2t2＝0.6W×1800s＝1080J整個(gè)過(guò)程電路消耗的電能：W＝W1+W2＝240J+1080J＝1320J答：（1）改變力的方向；（2）浮球的最小體積是10﹣3m3；（3）整個(gè)過(guò)程電路消耗的電能1320J。五．綜合能力題（共2小題）12．電動(dòng)汽車(chē)是未來(lái)汽車(chē)的一種發(fā)展方向，由于受電池技術(shù)的限制，混合動(dòng)力汽車(chē)是一種較好的過(guò)渡產(chǎn)品。某油電混合動(dòng)力汽車(chē)相關(guān)信息如甲圖，工作原理如圖乙所示，當(dāng)需要高速行駛或蓄電池電能過(guò)低時(shí)，內(nèi)燃機(jī)就會(huì)啟動(dòng)，既可以向車(chē)輪輸送能量，又可以給蓄電池充電，電動(dòng)汽車(chē)所受阻力與車(chē)速的關(guān)系如圖丙所示，在某次測(cè)試中，測(cè)試前蓄電池已儲(chǔ)存的電能為1×108J，測(cè)試中全部由內(nèi)燃機(jī)提供能量，汽車(chē)以50km/h的速度水平勻速行駛了1h，同時(shí)蓄電池的電能增加了25%，求：（1）當(dāng)該汽車(chē)制動(dòng)剎車(chē)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)會(huì)反轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)給蓄電池充電，發(fā)電機(jī)的原理是電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電能是由汽車(chē)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化而來(lái)的。（2）在該次測(cè)試中，所用燃料的熱值為4.5×107J/kg，測(cè)試過(guò)程中消耗10kg燃料，燃料完全燃燒釋放的熱量是多少J？（3）在該次測(cè)試中，汽車(chē)牽引力做的功是多少J？（4）在該次測(cè)試中，內(nèi)燃機(jī)的效率是多少？（忽略蓄電池和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的熱損失）【解答】解：（1）發(fā)電機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的，產(chǎn)生的電能是汽車(chē)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。（2）燃料的熱值為4.5×107J/kg，測(cè)試過(guò)程中消耗10kg燃料，燃料完全燃燒釋放的熱量：Q＝mq＝10kg×4.5×107J/kg＝4.5×108J。（3）由圖像知，汽車(chē)時(shí)速50km/h時(shí)，汽車(chē)受到的阻力為4000N，汽車(chē)進(jìn)行勻速直線運(yùn)動(dòng)，汽車(chē)受到的牽引力和阻力是平衡力，兩者大小相等，故汽車(chē)牽引力是4000N，汽車(chē)50km/h行駛是1h，汽車(chē)行駛的路程：s＝vt＝50km/h×1h＝50km＝50000m，汽車(chē)牽引力做功：W＝Fs＝4000N×50000m＝2×108J。（4）測(cè)試前蓄電池已儲(chǔ)存的電能為1×108J，蓄電池的電能增加了25%，故蓄電池增加的電能為：W'＝1×108J×25%＝2.5×107J，內(nèi)燃機(jī)做功的有用功為：W有用＝W+W'＝2×108J+2.5×107J＝2.25×108J，燃料完全燃燒釋放的熱量：Q＝4.5×108J，所以?xún)?nèi)燃機(jī)的效率：η=W故答案為：（1）電磁感應(yīng)；機(jī)械；（2）4.5×108J；（3）2×108J；（4）50%。13．小明乘電梯時(shí)，發(fā)現(xiàn)電梯超載會(huì)自動(dòng)報(bào)警。于是喜好鉆研的他對(duì)電梯的電路圖進(jìn)行了研究，并設(shè)計(jì)了以下探究實(shí)驗(yàn)，如圖甲所示。電源電壓恒定不變，R0為定值電阻。用杯中水量調(diào)節(jié)壓敏電阻受到壓力的大小，壓敏電阻Rx的電流與受到壓力大小的關(guān)系如圖乙所示：（1）分析圖乙I﹣F圖象可知：壓敏電阻Rx受到的壓力增大時(shí)，通過(guò)它的電流變大，Rx的阻值變?。ㄟx填“變大”“變小”或“不變”）；當(dāng)壓力增大到一定程度時(shí)，觸點(diǎn)K與B接觸，電鈴響，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警，圖片中Ro的作用是保護(hù)電路。（2）某電梯超載報(bào)警的Rx﹣F圖象如圖丙所示，空載時(shí)電梯廂對(duì)Rx的壓力F1等于電梯廂的重力，當(dāng)壓力F2＝1×104N時(shí)，電梯報(bào)警，則此電梯限載10人。（設(shè)每人質(zhì)量約為55kg）【解答】解：（1）在控制電路中，當(dāng)壓敏電阻Rx受到的壓力F增大時(shí)，其阻值減小，電路中的總電阻減小，根據(jù)歐姆定律可知，電路中的電流變大，電流增大時(shí)電磁鐵的磁性增強(qiáng)；當(dāng)壓力增大到一定程度時(shí)，即電梯超載時(shí)，壓敏電阻Rx受到的壓力F增大時(shí)，其阻值減小，控制電路中的電流增大，從而使電磁鐵的磁性增強(qiáng)，磁性達(dá)到一定程度時(shí)，銜鐵被電磁鐵吸住，觸點(diǎn)K與觸點(diǎn)B接觸，電鈴報(bào)警，電梯不工作；由圖乙知壓敏電阻的電流隨受到壓力大小的增大而增大，給電路串聯(lián)電阻R0起到分壓作用，保護(hù)電路；（2）由圖丙知：空載時(shí)電梯廂對(duì)Rx的壓力F1等于電梯廂的重力，大小為F1＝4×103N時(shí)，當(dāng)壓力F2＝1×104N時(shí)超載，電梯報(bào)警，故電梯中人的重力為：G總＝F2﹣F1＝1×104N﹣4×103N＝6×103N，一個(gè)人的重力：G＝mg＝55kg×10N/kg＝550N，電梯限載的人數(shù)：n=G故答案為：（1）變大；變??；B；保護(hù)電路；（2）10。六．解答題（共4小題）14．閱讀短文，回答問(wèn)題：巨磁電阻效應(yīng)1988年阿爾貝?費(fèi)爾和彼得?格林貝格爾發(fā)現(xiàn)，在鐵、鉻相間的三層復(fù)合膜電阻中，微弱的磁場(chǎng)可以導(dǎo)致電阻大小的急劇變化，這種現(xiàn)象被命名為“巨磁電阻效應(yīng)”。更多的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，并非任意兩種不同種金屬相間的膜都具有“巨磁電阻效應(yīng)”。組成三層膜的兩種金屬中，有一種是鐵、鈷、鎳這三種容易被磁化的金屬中的一種，另一種是不易被磁化的其他金屬，才可能產(chǎn)生“巨磁電阻效應(yīng)”。進(jìn)一步研究表明，“巨磁電阻效應(yīng)”只發(fā)生在膜層的厚度為特定值時(shí)。用R0表示未加磁場(chǎng)時(shí)的電阻，R表示加入磁場(chǎng)后的電阻，科學(xué)家測(cè)得鐵、鉻組成的復(fù)含膜R與R0之比與膜睽厚度d（三層膜厚度均相同）的關(guān)系如圖所示。1994年IBM公司根據(jù)“巨磁電阻效應(yīng)”原理，研制出“新型讀出磁頭”，將磁場(chǎng)對(duì)復(fù)合膜阻值的影響轉(zhuǎn)換成電流的變化來(lái)讀取信息。（1）以下兩種金屬組成的三層復(fù)合膜可能發(fā)生“巨磁電阻效應(yīng)”的是B。A．銅、銀B．鐵、銅C．銅、鋁D．鐵、鎳（2）對(duì)鐵、鉻組成的復(fù)合膜，當(dāng)膜層厚度是1.7nm時(shí)，這種復(fù)合膜電阻具有。（選填“具有”或“不具有”）“巨磁電阻效應(yīng)”。（3）“新型讀出磁頭”可將微弱的磁信息轉(zhuǎn)化為電信息?！靶滦妥x出磁頭”的工作原理是巨磁電阻效應(yīng)。（4）鐵、鉻組成的復(fù)合膜，發(fā)生“巨磁電阻效應(yīng)”時(shí)，其電阻R比未加磁場(chǎng)時(shí)的電阻R0小。（選填“大”或“小”）得多。（5）如圖是硬盤(pán)某區(qū)域磁記錄的分布情況，其中1表示有磁區(qū)域，0表示無(wú)磁區(qū)域。將“新型讀出磁頭”組成如圖所示電路，當(dāng)磁頭從左向右勻速經(jīng)過(guò)該區(qū)域過(guò)程中，電流表讀數(shù)變化情況應(yīng)是圖中的B?！窘獯稹拷猓海?）由題意知，組成層膜的兩種金屬有一種是易磁化的金屬鐵鈷鎳中的其中一種，另一種是不易被磁化的，故選B；（2）由圖知：當(dāng)d＝1.7nm時(shí)，RR（3）“新型讀出磁頭”是磁場(chǎng)引起復(fù)合膜阻值的變化，從而產(chǎn)生電壓的變化，該過(guò)程并沒(méi)有產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以該轉(zhuǎn)化過(guò)程利用的是巨磁電阻效應(yīng)；（4）同（2），由圖知：當(dāng)復(fù)合膜發(fā)生“巨磁電阻效應(yīng)”時(shí)，RR0＜1，即：R＜R0（5）在“硬盤(pán)的磁信息”中，左數(shù)第一、四、五格均為有磁區(qū)域，由“巨磁電阻效應(yīng)”知，此時(shí)電阻要變小，相應(yīng)的電流要變大；而左數(shù)第二、三格為無(wú)磁區(qū)域，電阻沒(méi)有變化，電流較小；根據(jù)上面的分析知，只有B圖符合上述要求，故選B。故答案為：（1）B；（2）具有；（3）磁；巨磁電阻效應(yīng)；（4）?。唬?）B。15．網(wǎng)絡(luò)上有一個(gè)國(guó)外“牛人”制作的“電池磁力小火車(chē)”的視頻。視頻中，“牛人”把由鐵銣合金制作的超強(qiáng)磁鐵分別吸附在電池的正負(fù)極兩端制成“小火車(chē)”，并將其整個(gè)放入自制的銅質(zhì)螺線管中，發(fā)現(xiàn)電池與磁鐵竟然沿著螺線管向右運(yùn)動(dòng)起來(lái)，直到從螺線管的另一端穿出（如圖1）。小明對(duì)“小火車(chē)”為什么會(huì)運(yùn)動(dòng)非常感興趣，便動(dòng)手進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。（1）圖1中，兩側(cè)磁鐵之間的線圈中會(huì)有電流通過(guò)，他由此推測(cè)：只有當(dāng)線圈中有電流通過(guò)時(shí)，火車(chē)才會(huì)受力運(yùn)動(dòng)。為驗(yàn)證這一假設(shè)，他需要進(jìn)一步的操作是將電池的一端與磁鐵斷開(kāi)；（2）預(yù)測(cè)圖2中的小火車(chē)將向左運(yùn)動(dòng)（選填“左”或“右”）；（3）要讓小火車(chē)快地過(guò)螺線管，可以采取的措施是增強(qiáng)磁鐵的磁性（或者使螺線管的繞線更密集以增加與磁鐵接觸的那一段螺線管匝數(shù)、或增加電池電壓以增大螺線管中電流從而增強(qiáng)其磁場(chǎng)）。（寫(xiě)出一種方法）；（4）欲使小火車(chē)由靜止開(kāi)始順利通過(guò)螺線管，下列擺放方式可行的是A?！窘獯稹拷猓海?）兩側(cè)磁鐵之間的線圈中會(huì)有電流通過(guò)，他由此推測(cè)：只有當(dāng)線圈中有電流通過(guò)時(shí)，火車(chē)才會(huì)受力運(yùn)動(dòng)。為驗(yàn)證這一假設(shè)，他需要進(jìn)一步的操作是將電池的一端與磁鐵斷開(kāi)；（2）“小車(chē)”全部推入螺線管后，與磁鐵接觸的那一段螺線管通電產(chǎn)生磁場(chǎng)，螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)向左，與電池負(fù)極相吸的磁鐵受到向左的力，小車(chē)向左運(yùn)動(dòng)；（3）磁極間相互作用力越大，小車(chē)速度就越大，所以可以增強(qiáng)磁鐵的磁性（或者使螺線管的繞線更密集以增加與磁鐵接觸的那一段螺線管匝數(shù)、或增加電池電壓以增大螺線管中電流從而增強(qiáng)其磁場(chǎng)）。（4）A、A圖中，螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)向右，與電池負(fù)極相吸的磁鐵受到向左的力，與電池正極相吸的磁鐵受到向左的力，小車(chē)向左，故A正確；B、B圖中，螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)向左，與電池負(fù)極相吸的磁鐵受到向左的力，與電池正極相吸的磁鐵受到向右的力，小車(chē)不動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C、C圖中，螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)向右，與電池負(fù)極相吸的磁鐵受到向左的力，與電池正極相吸的磁鐵受到向右的力，小車(chē)不動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D、D圖中，電池正極一端沒(méi)有進(jìn)入磁場(chǎng)，小車(chē)不動(dòng)，故D錯(cuò)