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物理九年级全册第二十章 电与磁综合与测试精品单元测试综合训练题
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这是一份物理九年级全册第二十章 电与磁综合与测试精品单元测试综合训练题，共27页。试卷主要包含了单选题，填空题，作图题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
人教版初中物理九年级全一册第二十单元《电与磁》单元测试卷
一、单选题（本大题共18小题，共54.0分）
1. 小红梳理反思了“磁场和磁感线”相关知识，她归纳整理如下，其中正确的有( )
①磁场看不见摸不着，但是可以借助小磁针感知它的存在
②磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线
③磁感线是铁屑组成的
④地磁场的磁感线是从地球南极附近发出回到北极附近。
A. ①④ B. ②③ C. ①② D. ②④
2. 在探究蹄形磁体周围磁场的实验中，老师将玻璃板平放在磁体上，并均匀地撒上一层铁屑，轻敲玻璃板，铁屑就会有序地排列起来，如图。对实验中有关现象的分析不正确的是( )
A. 撒铁屑的目的是将原来不存在的磁场显示出来
B. 铁屑在磁场中被磁化成一个个小磁体
C. 轻敲玻璃板，铁屑由于具有惯性会与玻璃板分离
D. 轻敲玻璃板，铁屑与玻璃板分离后，不受摩擦力，铁屑在磁力作用下排列有序
3. 下列关于物理概念的说法中，正确的是( )
A. 多次测量取平均值可以有效避免误差的产生
B. 有力作用在物体上且移动了距离，则该力对物体一定做了功
C. 热传递改变物体内能的实质是内能的转移
D. 磁场对放入其中的物体会产生磁力的作用
4. 最先发现通电导线附近存在磁场，揭示了电与磁联系的科学家是( )
A. 安培 B. 焦耳 C. 伏特 D. 奥斯特
5. 如图是奥斯特实验的示意图，有关分析正确的是( )
A. 通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定
B. 发生偏转的小磁针对通电导线有力的作用
C. 移去小磁针后的通电导线周围不存在磁场
D. 通电导线周围的磁场方向与电流方向无关
6. 如图画出了磁感线的分布情况，由此可知( )
A. A端为磁铁的N极，c端是电源正极 B. A端为磁铁的N极，c端是电源负极
C. A端为磁铁的S极，d端是电源正极 D. A端为磁铁的S极，d端是电源负极
7. 如图所示，用“”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。若此时通电导线受到的力向上。则以下四个选项中，力的方向判断正确的是( )
A. B. C. D.
8. 如图为直流电动机的工作原理图，分析正确的是( )
A. 改变磁场方向可以改变线圈转动的方向
B. 电动机通电后不转，一定是电路断路
C. 电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
D. 线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的
9. 如图所示，通电导线ab固定不动，左磁体对a的作用力为Fa，右磁体对b的作用力为Fb，下列说法正确的是( )
A. Fa、Fb方向相反
B. Fa、Fb方向相同
C. Fa、Fb方向相反
D. Fa、Fb方向相同
10. 下面所说的几种情况，哪一种一定能产生感应电流( )
A. 一段导体在磁场中做切割磁感线运动
B. 闭合电路的一部分导体在磁场里运动
C. 闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动
D. 闭合导体在磁场里做切割磁感线运动
11. 对下列四幅图的表述正确的是( )
A. B.
C. D.
12. 如图是一种手摇发电的手电筒。这个手电筒外壳透明，可以清晰地看到里面有一个线圈和一个磁体。当沿图中箭头方向来回摇动时，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. 摇动时电能转化为机械能
C. 该现象属于电磁感应现象
D. 此装置与电动机原理相同
13. 电动自行车轻便、节能，深受市民喜爱，下列相关说法正确的是( )
A. 马鞍型车座可减小人与车座间的压力
B. 车胎上凹凸不平的花纹可增大与地面的摩擦
C. 后轮上的电动机是利用电磁感应原理工作的
D. 用车闸刹车时，车闸相当于一个费力杠杆
14. 如图所示是探究电生磁的装置，则下列说法错误的是( )
A. 根据图甲可知：电流的磁场方向与电流方向有关
B. 根据图乙可知：通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似
C. 根据图丙可知：电磁铁磁性的强弱跟线圈匝数有关
D. 要使图丙中右边的电磁铁磁性增强，可以将滑动变阻器滑片右移
15. 在一次物理实验中，小明同学连接了如图所示的电路，电磁铁的右端有一个可自由转动的小磁针，闭合开关后，下列说法正确的是( )
A. 电磁铁的右端为N极
B. 利用这一现象所揭示的原理可制成的设备是发电机
C. 小磁针N极向右旋转90°
D. 当滑动变阻器滑片向上端移动时，电磁铁磁性会变弱
16. 对下列四幅图解释正确的是( )
A. 图1中水平放置的指南针受地磁场影响，指针N极总是指向地理南方
B. 图2中通电螺线管右端为N极
C. 图3为电动机工作原理图
D. 图4说明了电磁铁磁性强弱与电流大小有关
17. 如图所示，闭合开关S，将滑片P缓慢向左移动的过程中，下列分析正确的是( )
A. 电磁铁的磁性变弱
B. 弹簧测力计示数将减小
C. 电磁铁的上端是N极
D. 弹簧测力计示数将增大
18. 如图所示，用漆包线(导线表面涂有绝缘漆)绕在圆筒上做成了一个螺线管，用来研究通电螺线管磁性强弱与哪些因素有关。闭合开关后，发现该通电螺线管的磁性较弱，下列措施能够使它的磁性增强的是( )
A. 在圆筒中插入一根铁芯 B. 减少线圈匝数
C. 滑动变阻器的滑片P向右滑动 D. 将电源正负极互换
二、填空题（本大题共5小题，共8.0分）
19. 一些物体在磁体或______的作用下会被磁化。放在水平桌面上能水平自由转动的小磁针静止时，磁针的N极总是指向北方，说明地球周围存在______。
20. 将一根导线平行置子静止的小磁针上方，当开关闭合时，小磁针发生偏转，这说明通电导体周围存在着________，将电源的正负极对调，再闭合开关，观察小磁针偏转方向的变化，可发现电流的磁场方向与________有关。
21. 如图所示是一个水位自动报警器的原理图，水位到达金属块A之后，________(填“红”或“绿”)灯亮；当绿灯亮时电磁铁________(填“有”或“无”)磁性．
22. 实验发现，两条平行放置的直导线，当通以相同方向的电流时，通电导线b产生的磁场对a导线具有向右的作用力；通电导线a产生的磁场对b导线具有向左的作用力，如图甲所示。如果改变a导线中的电流方向，如图乙所示。此时b导线受到a导线作用力的方向______(选填“向左”或“向右”)。
23. 如图是一种“手摇充电式手电筒”握住它上下摇动就能自动充电。从透明外壳可观察到内部有固定线圈，摇动时内部有一个磁铁来回振动，该装置应用的原理是______ 。
三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）
24. 如图所示，闭合电路的一部分导体向右运动，导体中感应电流的方向如图A所示.改变实验条件，请在图B中画出导体的运动方向。
25. 如图所示，线圈abcd位于磁场中，通电后ab段导线受磁场力F的方向向上。请在图中画出通电后cd段导线受到的磁场力F1的示意图。
四、实验探究题（本大题共2小题，共10.0分）
26. 小明利用下图所示的实验装置探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”。
(1) 磁铁不动，闭合开关，导体棒沿________(选填“上下”或“左右”)方向运动时，电流表指针会发生偏转。
(2)导体棒不动，闭合开关，磁铁上下运动，电流表指针_________(选填“会”或“不会”)发生偏转。
(3) 断开开关，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，电流表指针都不发生偏转。由此小明得出结论：闭合电路得一部分导体在磁场中做_________运动时，电路中就产生感应电流。
(4)小明进一步猜想，感应电流的大小可能与导体运动速度和磁场强弱有关。为了探究感应电流的大小与磁场强弱是否有关，他应进行的操作是：__________。
27. 小红用如图所示装置探究磁与电的关系。
(1)由图a、图b、图c可知：电流周围存在______，且______。
(2)实验中小磁针的作用是______。
(3)该实验应用的科学研究方法是______。
A.类比法B.转换法C.控制变量法D.等效替代法
(4)小红推理：若一束电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方，如图d所示，小磁针也会发生偏转。其依据是：______。
(5)图d中小磁针N极偏转方向和图______中小磁针的偏转方向相同，依据是：______。
五、计算题（本大题共3小题，共24.0分）
28. 小科利用压力传感器、电磁继电器、阻值可调的电阻R等元件，设计了一个汽车超载自动报警电路，如图甲所示。他了解到这种压力传感器所受压力越大时，输出的电压U就越大，两者的关系如图乙所示。闭合开关S，当继电器线圈中电流大于或等于20mA时，衔铁被吸合。已知传感器的输出电压U即为继电器控制电路的电源电压，线圈的电阻为20Ω。求：(g取10N/kg)
(1)车辆不超载时，工作电路中绿灯亮；当传感器所受压力增大到一定程度时，红灯亮，说明汽车超载。请你判断：灯______(填“L1”或“L2”)是红灯。
(2)在水平路面上，当电阻R调为0Ω时，要使该装置报警，传感器所受的最小压力为多大？
(3)某水平公路桥禁止质量大于或等于20t的车辆通行，要用小科设计的装置为此桥报警，R的阻值应调节为多少？
29. 两轮自动平衡电动车作为一种新兴的交通工具，倍受年轻人的喜爱(如图所示)。某型号两轮自动平衡电动车整车质量为20kg，电动机额定功率为350W。试问：
(1)对蓄电池充电时，电能转化为______；电动机的工作原理是______。
(2)图中小景的质量为40kg，轮胎与地面的总接触面积为0.01m2，求地面受到的压强。(g取10N/kg)
(3)已知蓄电池的充电功率为100W，当蓄电池的电全部耗完后，充满电所用时间为7h。若电动机以额定功率工作，求蓄电池充足一次电最多可骑行的时间。
(4)蓄电池充足电后，电动车在平直的公路上匀速行驶，受到的平均阻力为96N，最多能连续行驶20km，求电动车工作的效率。
30. 某同学利用热敏电阻为家中的灯暖型浴霸(一种取暖用的电器)设计了一温度可自动控制的装置，如图甲所示。“控制电路”中的热敏电阻R1的阻值随温度变化的曲线如图乙所示。电磁铁线圈可看成阻值为40Ω的纯电阻R0，电源电压为U1，“浴霸”共安装有2盏标有“220V，550W”的灯泡L1、L2两只，当电磁铁线圈中电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，“浴霸”电路断开；当线圈中的电流小于或等于40mA时，继电器的衔铁被释放，使“浴霸”电路闭合。
求(1)工作电路闭合，两灯正常工作时通过电路的总电流。
(2)若浴室中的温度不得超过40℃，则控制电路的电源电压U1最小值是多少？
(3)若电源U1电压恒定为12V，则将此装置放在浴室内，浴室内温度可控制在多大范围内？
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解：
①磁场看不见摸不着，但可以借助小磁针感知它的存在，这是典型的转换法，故①正确；
②磁感线是不存在的，是为了研究方便而假象的一些有方向的曲线，故②错误；
③磁感线是不存在的，磁感线是铁屑组成的说法错误，故③错误；
④地球是一个巨大的磁体，地磁场的南极在地理北极附近，地磁场的北极在地理南极附近，故地磁场的磁感线是从地球南极附近发出回到北极附近，故④正确；
故正确的是①④。
故选：A。
(1)据课本可知，磁场看不见摸不着，但可以借助小磁针感知它的存在，这是典型的转换法；
(2)磁感线是不存在的，是为了研究方便假想的一些有方向的曲线；
(3)磁感线是不存在的；
(4)地球是一个巨大的磁体，地磁场的南极在地理北极附近，地磁场的北极在地理南极附近。
此题考查了磁场的判断方法、磁感线的理解、地磁场的理解等知识点，是一道综合题。
2.【答案】A
【解析】解：A、磁体周围始终存在磁场，借助细铁屑可以显示磁体周围的磁场分布特点，但不是将原来不存在的磁场显示出来。故A错误；
B、铁屑原来没有磁性，但在磁场的作用下能够获得磁性，说明被磁化了。故B正确；
C、铁屑质量较小，惯性小，运动状态容易改变。所以轻敲玻璃板，铁屑由于具有惯性会与玻璃板分离。故C正确；
D、铁屑受到磁场的作用，轻敲玻璃板，铁屑与玻璃板分离后，不受摩擦力，铁屑逐渐有序排列。故D正确。
故选：A。
①在磁体周围空间存在一种特殊的物质，这种物质能对放入其中的磁体产生力的作用，这就是磁场；
②在磁体或电流的作用下，使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫磁化；
③一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质，叫惯性。惯性与质量有关，质量越小，惯性越小，运动状态越容易改变。
此题考查了磁场的存在、性质、磁化、惯性现象等知识点，是一道综合题。需要清楚的是，磁场客观存在，利用细铁屑显示磁场分布，体现的是转换思想。
3.【答案】C
【解析】解：A、多次测量取平均值，可以减小误差，但不能避免误差，故A错误。
B、有力作用在物体上，但物体没有在力的方向上移动距离，力就没有做功；故B错误；
C、热传递改变物体内能的实质是内能的转移，故C正确，
D、磁场对放入其中的磁体都会产生磁力作用，而不是对所有物体都有磁力作用，故D错误。
故选：C。
(1)误差是在测量过程中产生的测量值与真实值这间的差异，这种差异不同于错误，它是在测量方法正确的情况下产生的，只可以减小，却不能避免。
(2)做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离(即力和距离的方向要一致)；二者缺一不可。
(3)热传递使物体内能发生改变的实质是：同一种形式的能量(内能)发生了转移；
(4)磁场对放入其中的磁体会产生磁力的作用。
此题考查了学生对误差的定义，磁场，力是否做功的判断、热传递改变内能的实质等知识点的理解与掌握，综合性较强。
4.【答案】D
【解析】解：奥斯特实验证明了电流的周围存在磁场，这是第一个发现了电和磁存在联系的实验。奥斯特由于这个贡献而载入物理史册。
故选：D。
丹麦的物理学家奥斯特做的著名的奥斯特实验证实了：电流周围存在磁场。
物理学史一直是考试中的热点，了解相关的物理学史可以使我们了解科学家的贡献，激发我们学习物理的兴趣。
5.【答案】B
【解析】解：AD、通电导线周围磁场方向由电流的方向决定的，故AD错误；
B、当将通电导体放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，说明了小磁针受到了力的作用，力的作用是相互的，故小磁针对通电导线有力的作用，故B正确；
C、该磁场与小磁针的有无无关，故移走小磁针后，该结论仍成立，故C错误；
故选：B。
奥斯特电流的磁效应实验时，将通电导线放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，该实验证明了通电导体周围存在磁场。
本题考查奥斯特的电流磁效应实验的现象及结论，要求学生熟练掌握。
6.【答案】D
【解析】解：由图可知，A点的磁感线是从外部进入A的，则A为S极；磁感线从螺线管的左端进入，则螺线管的左端为S极，右端为N极，根据安培定则可知，电流从螺线管的左端流入，右端流出，所以c为电源的正极，d为电源的负极。
故选：D。
磁体外部的磁感线是从N极出来回到S极的；根据安培定则判定电源的正负极。
本题考查了磁感线的方向、安培定则的应用，属于基础题。
7.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查通电导体在磁场中受力的作用。
通电导体在磁场中会受到力的作用，受力方向与磁场方向和电流方向有关。磁场方向或者电流方向其中一个变得相反时，通电导体在磁场中的受力方向将变得相反；但如果两个方向都变得相反时，通电导体在磁场中的受力方向又会变得和原来相同。
【解答】
由图可知，当导线处磁感线方向向左时，导线中的电流方向垂直于纸面向里，导体的受力方向是向上的；
A.导线处磁感线方向向左，导线中的电流方向垂直于纸面向里，导体的受力方向是向上的；故A错误；
B.导线处磁感线方向向左，导线中的电流方向垂直于纸面向外，导体的受力方向是向下的；故B错误；
C.导线处磁感线方向向左，导线中的电流方向垂直于纸面向外，导体的受力方向是向下的；故C错误；
D.导线处磁感线方向向左，导线中的电流方向垂直于纸面向里，导体的受力方向是向上的；故D正确。
故选：D。
8.【答案】A
【解析】
【分析】
本题主要考查通电导体在磁场中受力的作用，较为简单。
(1)直流电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动；
(2)通电线圈在磁场中受力的方向和电流方向以及磁场方向有关；
(3)通电线圈在平衡位置不受力的作用；
(4)电动机工作过程中，消耗的电能大部分转化为机械能，还有一部分转化为内能；
(5)线圈连续转动是靠换向器改变电流方向来改变受力方向以及惯性来实现的。
【解答】
A.电线圈在磁场中受力的方向和电流方向以及磁场方向有关；故改变磁场方向可以改变线圈转动的方向，故A正确；
B.电动机通电后不转，不一定是电路断路，也可能是通电线圈在平衡位置不受力的作用，故B错误；
C.电动机工作过程中，消耗的电能大部分转化为机械能，还有一部分转化为内能，故C错误；
D.线圈连续转动是靠换向器改变电流方向来改变受力方向以及惯性来实现的，故D错误。
故选A。
9.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查了磁场对通电导体产生力的作用方向的影响因素，是一道新颖的题目，要求学生能根据通电导体在磁场受力方向与电流方向和磁场方向有关分析通电导体在磁场中的受力方向。
通电导体在磁场受力方向与电流方向和磁场方向有关，其中一个因素变化，受力方向会改变，若两个因素同时改变，受力方向不变。
【解答】
AB.通电导线a、b固定不动，图中左磁体和右磁体磁场方向相同，a、b两导线中的电流方向相反，则导线a、b的受力方向相反，故A正确、B错误；
C.通电导线a、b固定不动，图中左磁体和右磁体磁场方向相反，a、b两导线中的电流方向相反，则导线a、b的受力方向相同，故C错误；
D.通电导线a、b固定不动，图中左磁体和右磁体磁场方向相同，a、b两导线中的电流方向相反，则导线a、b的受力方向相反，故D错误。
故选A。
10.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查感应电流产生的条件，明确产生感应电流必须同时具备两个条件是解决此题的关键。
产生感应电流必须同时具备两个条件：电路是闭合的；一部分导体在磁场中做切割磁感线运动；由此入手解决此题。
【解答】
A.导体在磁场中做切割磁感线运动时，是否是闭合电路的导体不确定，故不一定产生感应电流，故A错误；
B.闭合电路的部分导体在磁场中运动时，是否做切割磁感线运动不确定，故不一定产生感应电流，故B错误；
C.闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动，两个条件都满足了，故一定能产生感应电流，故C正确；
D.闭合导体在磁场里做切割磁感线运动，不会产生感应电流应该是一部分导体才行，故D错误。
故选C。
11.【答案】A
【解析】
【分析】本题考查了通电螺线管的磁场，右手螺旋定则，影响电磁铁磁性强弱的因素，电动机和发电机的原理，是一道考查范围广，综合性强的题目，但难度不大。解题关键是熟练掌握螺线管周围的磁场分布及右手螺旋定则。
【解答】A.由安培定则可知，螺线管的右端为N极，左端为S极，故小磁针静止时右端为N极，故A正确；
B.图中，闭合开关，滑动变阻器滑片P向右侧滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，线圈中的电流变大，电磁铁磁性变强，由于不知电流的方向，无法判定螺线管的极性，故无法判定测力计的示数变化，故B错误；
C.图中有电源，若闭合开关，磁场中的金属棒会受力运动，即说明通电导体在磁场中受力的作用，是电动机的原理图，故C错误；
D.图中没有电源，闭合开关后，当金属棒做切割磁感线运动时，电路中就会产生感应电流，故是发电机的原理图，故D错误。
故选A。
12.【答案】C
【解析】
【分析】
此题主要考查的是学生对发电机的原理及其能量转化情况的了解和掌握，基础性题目。
发电机的原理是电磁感应现象，电磁感应现象中的能量转化是机械能转化为电能。
【解答】
产生感应电流的三个条件：闭合电路；一部分导体；切割磁感线运功；
由题知该手电筒有线圈，使用时将它来回摇晃，线圈在磁场中就做切割磁感线运动，此时线圈中有感应电流产生，所以此手电筒发电是电磁感应现象，此过程中将消耗机械能得到电能，即将机械能转化为电能，此装置与发电机原理相同，故BD错误、C正确；
线圈在磁场中来回做切割磁感线运动，则产生的感应电流的方向是变化的，故A错误。
故选C。
13.【答案】B
【解析】解：A、马鞍型车座，增大了受力面积，在压力一定时，可以减小人与车座间的压强，故A错误；
B、车胎上凹凸不平的花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故B正确；
C、后轮上的电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，工作时把电能转化成机械能，故C错误；
D、刹车时，人施加一个很小的力，就可以对车轮产生一个很大的摩擦力，应用了省力杠杆，故D错误。
故选：B。
(1)减小压强的方法：是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强；是在受力面积一定时，通过减小压力来减小压强；
(2)增大摩擦力的方法：在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦力；在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力；
(3)电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，工作时把电能转化成机械能；
(4)先判断手闸在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
自行车是日常生活中最常见的交通工具，从自行车的结构和使用来看，应用了非常多的物理知识，包括力学、声现象、光现象、大气压强、杠杆及简单机械等方面，平时多注意观察，将学到的知识与实际应用结合起来。
14.【答案】D
【解析】解：A、根据图甲可知：电流方向改变，小磁针偏转方向发生改变，这说明电流的磁场方向与电流方向有关；故A正确，不符合题意；
B、据图乙可知：通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似的，故B正确，不符合题意；
C、根据图丙可知：在电流相同时，线圈匝数越多的，吸引的大头针个数越多，这说电磁铁磁性的强弱跟线圈匝数有关，故C正确，不符合题意；
D、电磁铁的磁性强弱跟电流大小和线圈匝数有关，要使图丙中右边的电磁铁磁性增强，在线圈匝数一定时，故可以将滑动变阻器的滑片向左移动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中的电流变大，电磁铁磁性增强，故D错误，符合题意。
故选：D。
(1)看电流方向与小磁针偏转方向的关系。
(2)通电螺线管的磁场分布情况与条形磁体相似。
(3)控制变量法的实验中，要探究哪一个物理量对实验的影响，就要让哪个物理量改变，控制其他量保持一致，图丙中，铁钉串联电流相等，线圈匝数不同；
(4)当滑片向右移动时，电路中电阻变大，电源电压不变，所以电路中电流减小，则电磁铁磁性减弱；
本题考查了影响电磁铁磁性大小的因素、电流的磁效应，属于基础知识。
15.【答案】D
【解析】解：A、图中电流从电磁铁的左端流入，右端流出，根据安培定则可知，电磁铁的左端是N极，右端是S极，故A错误；
B、该实验表明了电能生磁，此现象与发电机无关，发电机利用的是电磁感应现象，故B错误；
C、根据异名磁极相互吸引可知，小磁针静止时，左端是N极，右端是S极，即小磁针N极向左旋转90°，故C错误；
D、滑动变阻器的滑动片P向上端移动，电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，故电磁铁的磁性变弱，故D正确。
故选：D。
开关闭合后，根据电流方向利用安培定则可判断电磁铁的磁极，则由磁极间的相互作用可判出小磁针的指向；由滑动变阻器的滑片移动可得出电路中电流的变化，则可得出电磁铁磁性强弱的变化。
该题考查了安培定则的应用、磁极间的作用规律的应用、电磁铁磁性强弱的影响因素等知识点，是一道综合题。
16.【答案】B
【解析】
【分析】
(1)地球是一个大磁体，地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，小磁针放在地球这个磁体的磁场中，即可指南北；
(2)首先判断电流的方向，根据安培定则判断通电螺线管的极性；
(3)电磁感应现象是指闭合电路的一部分导体切割磁感线时产生感应电流，是发电机的原理；
(4)电磁铁磁性的强弱与电流大小、线圈匝数有关，运用控制变量方法进行分析。
本题考查地磁场、螺线管极性的判断、影响电磁铁强弱、电磁感应现象等知识的理解和应用，是电磁部分比较典型的知识，要熟练掌握。
【解答】
A.图1中水平放置的指南针受地磁场影响，指针N极总是指向地理北方；故A错误；
B.图2中，在电源外部电流从电源正极流向负极，所以电流从螺线管左端流入，右端流出，根据右手螺旋定则可以确定，螺线管右端为N极；故B正确；
C.图3是电磁感应现象，是发电机的工作原理图；故C错误；
D.图4中两电磁铁串联，电流相等，螺线管线圈匝数不同，吸引铁钉的数量不同，说明了电磁铁磁性强弱与螺线管匝数有关；故D错误。
故选B。
17.【答案】B
【解析】解：由图可知，闭合开关S后，电磁铁中电流的方向是从下端流入，上端流出，根据安培定则可知，电磁铁的下端为N极，上端为S极；
将滑片P缓慢向左移动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强；因条形磁铁和电磁铁“相对”的磁极是同名磁极，且同名磁极相互排斥，则条形磁铁所受排斥力变大，弹簧测力计示数将减小，故B正确，ACD错误。
故选：B。
利用安培定则判断出电磁铁的极性；
滑动变阻器的滑片P向左移动时，分析变阻器接入电路的电阻的变化，根据欧姆定律确定电路中电流大小的变化，再确定电磁铁磁性强弱的变化；再根据磁极间的相互作用规律判断条形磁铁所受磁场力的大小变化和测力计的示数变化。
解本题的关键是抓住影响电磁铁磁性强弱的因素，知道弹簧测力计示数的大小取决于条形磁铁所受排斥力或吸引力的大小，是一道基础性较强的题目。
18.【答案】A
【解析】解：通电螺线管的磁性强弱与电流大小、线圈匝数的多少和有无铁芯有关，
A、在纸筒中插入一根铁芯可以使通电螺线管的磁性增强，能吸引更多铁钉，故A符合题意；
B、减少线圈匝数会使通电螺线管的磁性减弱，不能吸引更多铁钉，故B不符合题意；
C、使滑动触头P向右滑动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路中的电流变小，通电螺线管的磁性减弱，不能吸引更多铁钉，故C不符合题意；
D、将电源正负极互换，不能增强螺线管的磁性，不能吸引更多铁钉，故D不符合题意；
故选：A。
通电螺线管的磁性强弱与电流大小、线圈匝数的多少和有无铁芯有关；磁体磁性的强弱是无法直接观察的，但可以通过磁体吸引铁钉数目的不同来反映磁性强弱的不同，这采用了转换法。
本题考查了影响通电螺线管磁性强弱的因素，比较简单。
19.【答案】电流；地磁场
【解析】解：一些物体在磁体或电流的作用下会被磁化；
地球是一个大磁体，小磁针静止时，磁针的N极总是指向北方，说明地球周围存在地磁场。
故答案为：电流；地磁场。
一些物体在磁体或在磁体或电流的作用下会被磁化；地球周围存在地磁场。
要求掌握磁化的概念，以及地磁场，是一道基础题。
20.【答案】磁场；电流方向
【解析】
【分析】
本题考查奥斯特实验的过程与分析，小磁针偏转说明了通电导体周围存在磁场，电流方向改变，小磁针偏转方向也改变又进一步说明了电流的磁场方向与电流的方向有关系。
通电导体周围存在磁场，且磁场方向与电流方向与电流有关。
【解答】
将一根导线平行置于静止小磁针的上方，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，将电源的正负极对调，改变导线中的电流方向，小磁针偏转方向改变，电流的磁场方向与电流方向有关，这是著名的奥斯特实验。
故答案为：磁场；电流方向。
21.【答案】红；无
【解析】
【分析】
由题意可知，这一水位自动报警器的基本结构是一个电磁继电器，根据电磁继电器的基本工作原理，结合在此处的运用可描述其原理。
本题考查了电磁铁在电磁继电器上的应用，电磁继电器实质上是一个由电磁铁来控制的自动开关；在解答此类题目时，要从电磁铁通电有磁性，断电无磁性的原理进行分析。
【解答】
图中所示的水位自动报警器工作原理：当水位到达A时，由于一般水具有导电性，那么电磁铁所在电路被接通，电磁铁具有磁性，向下吸引衔铁，从而接通红灯所在电路，此时红灯亮，而绿灯不亮；
当绿灯亮时，衔铁与绿灯的触点接触，说明电磁铁无磁性。
故答案为：红；无。
22.【答案】向右
【解析】解：
由题意和图甲可知，两条平行放置的直导线，当通以相同方向的电流时，通电导线a产生的磁场对b导线具有向左的作用力；
图乙中，只改变a导线中的电流方向，则导线a产生磁场的方向与甲图相反，而导线b的电流方向不变，所以导线b所受磁场力的方向与甲图相反，则此时b导线受到a导线作用力的方向向右。
故答案为：向右。
通电导线的周围存在磁场，电流的磁场方向与电流的方向有关；
磁场对通电导体有磁场力的作用，磁场力的方向与电流方向、磁场方向有关；当只改变其中一个因素时，磁场力的方向发生改变；若两个因素同时改变，则磁场力的方向不变，据此判断此时b导线受到a导线作用力的方向。
本题考查了电流的磁场、磁场对电流的作用，看似是高中知识，仔细审题，是可以用初中所学知识解答的，只是要求灵活运用所学知识。
23.【答案】电磁感应
【解析】解：握住该手电筒并上下摇动时，其内部线圈在磁场中做切割磁感线运动，从而产生感应电流，故该装置应用的原理是电磁感应。
故答案为：电磁感应。
当闭合电路中的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，这种现象叫做电磁感应。
电磁感应原理在生产生活中有很多应用，利用电磁感应原理可以将机械能转化为电能。
24.【答案】解：由图可知，导体中的电流方向不变，磁场的方向改变，则导体切割磁感线运动的方向会改变，如图所示：
【解析】感应电流的方向与导体运动方向、磁场的方向有关。
本题考查了影响感应电流方向的因素，属于基础题。
25.【答案】解：如图所示，线圈abcd位于磁场中，ab段导线受磁场力F的方向向上；cd中的电流与ab中的电流方向相反，则cd受力的方向是竖直向下，如图所示：
【解析】通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关，保持一个方向不变，改变另一个方向，导体受力的方向改变；若2个的方向都改变，则导体受力的方向不变。
此题主要考查学生对于通电导体在磁场中受力实验的理解和掌握，必须记住通电导体受力方向与电流方向和磁场方向有关。
26.【答案】(1)左右；
(2)不会；
(3)切割磁感线；
(4)保持导体运动快慢相同，改变磁场强弱，观察电流表指针的偏转角度
【解析】
【分析】
(1)(2)(3)产生感应电流的条件有两个：电路是闭合的；导体在磁场中做切割磁感线运动；两者缺一不可；
(4)感应电流的大小与磁磁场的强弱和导体运动的速度有关，为了探究感应电流的大小与磁场强弱是否有关，根据控制变量法应该控制导体运动快慢相同，改变磁场强弱。
此题利用电磁感应的实验装置图，对感应电流产生的条件和决定感应电流的方向两个知识点通过具体的实验过程进行了探究，控制变量法在此实验中得到了充分的应用。
【解答】
解：(1)磁铁不动，闭合开关，导体棒沿左右方向运动时，导体切割磁感线，会产生感应电流，电流表指针会发生偏转；
(2)导体棒不动，闭合开关，磁铁上下运动时，导体不切割磁感线，不会产生感应电流，电流表指针不会发生偏转；
(3)断开开关，不是闭合电路，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，都不会产生感应电流，电流表指针都不发生偏转，由此小明得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就产生感应电流；
(4)为了探究感应电流的大小与磁场强弱是否有关，根据控制变量法应该保持导体运动快慢相同，改变磁场强弱，观察电流表指针的偏转角度。
故答案为：(1)左右；(2)不会；(3)切割磁感线；(4)保持导体运动快慢相同，改变磁场强弱，观察电流表指针的偏转角度。
27.【答案】磁场 磁场的方向与电流的方向有关 检测磁场的存在 B 电荷的定向移动会形成电流 (b) 电子定向移动的方向与电流的方向相反
【解析】解：(1)由图a、图b、图c可知，通电后，小磁针发生了偏转，这说明电流的周围存在磁场，改变电流的方向，小磁针的偏转方向发生了变化，这说明磁场的方向与电流的方向有关；
(2)该实验通过小磁针的偏转来探究通电导线周围是否存在磁场；小磁针受到磁场力的作用能够发生偏转，故小磁针可以检测磁场的存在；
(3)本实验中采用可观察的小磁针的偏转来演示通过导体周围的磁场，故采用的是转换法，故选B；
(4)电荷的定向移动会形成电流，电流的周围存在磁场，所以小磁针也会发生偏转；
(5)电子定向移动的方向与电流的方向相反，电子向右定向移动，则电流的方向是向左的，所以图d中小磁针N极偏转方向和图(b)中小磁针的偏转方向相同。
故答案为：(1)磁场；磁场的方向与电流的方向有关；(2)检测磁场的存在；(3)B；(4)电荷的定向移动会形成电流；(5)(b)；电子定向移动的方向与电流的方向相反。
由图可知本实验探究的为奥斯特的电流磁效应实验，由实验的原理及现象作答。
本题更加深入的研究了电流的磁效应，在物理学习中不能只注重了结论的学习，还要注意过程的学习。
28.【答案】L2
【解析】解：(1)由图示可知，车辆不超载时，衔铁接上端，L1亮，车辆超载时，衔铁被吸合，衔铁接下端，L2亮，由题意知，L1是绿灯，L2是红灯。
(2)在水平路面上，当电阻R调为0Ω时，线圈的电阻为20Ω，电路中的最小电流为I最小=20mA=0.02A；
由欧姆定律可知，电源的电压为：U=I最小R线圈=0.02A×20Ω=0.4V，
由图象可知，此时对应的压力为F=0.8×105N；
(3)当某水平公路桥禁止质量大于或等于20t的车辆通行时，则车对水平地面的最小压力：F最小=G最小=m最小g=20×103kg×10N/kg=2×105N，
由图象可知，此时的输出电压：U=1V，
由欧姆定律可知电路总电阻：
R总=U′I最小=1V0.02A=50Ω，
电阻R的阻值：
R=R总−R线圈=50Ω−20Ω=30Ω。
故答案为：
(1)L2；
(2)在水平路面上，当电阻R调为0Ω时，要使该装置报警，传感器所受的最小压力为0.8×105N；
(3)某水平公路桥禁止质量大于或等于20t的车辆通行，要用小科设计的装置为此桥报警，R的阻值应调节为30Ω。
(1)分析超载和不超载时，衔铁的位置及两盏灯的亮暗情况得出结论。
(2)在水平路面上，当电阻R调为0Ω时，电路中只有线圈电阻，由欧姆定律求出电压的数值，根据图象得出压力；
(3)车对水平地面的压力等于它的重力，由图象求出压力传感器的阻值，然后由串联电路特点与欧姆定律求出R阻值。
本题考查了判断哪个是红灯、求电阻阻值、求压力等问题，分析清楚电路结构、由图象获取所需信息、应用串联电路特点与欧姆定律、G=mg即可正确解题。
29.【答案】化学能 通电导体在磁场中受力的作用
【解析】解：(1)对蓄电池充电时，电能转化为化学能，电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用；
(2)小景骑车时对地面的压力：
F=G总=(m车+m人)g=(20kg+40kg)×10N/kg=600N，
地面受到的压强：
p=FS=600N0.01m2=6×104Pa；
(2)电池充足一次电储存的电能为：W=Pt=100W×7×3600s=2.52×106J，
由P=Wt可得，最多可骑行的时间：
t′=WP=2.52×106J350W=7.2×103s；
(3)电动车在平直的公路上匀速行驶处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，
则牵引力F=f=96N，
牵引力做的功：
W′=Fs=96N×20×103m=1.92×106J，
电动车工作的效率：
η=W′W×100%=1.92×106J2.52×106J×100%≈76.2%。
答：(1)化学能；通电导体在磁场中受力的作用；
(2)地面受到的压强为6×104Pa；
(2)电动车最多可骑行的时间为7.2×103s；
(3)电动车工作的效率为76.2%。
(1)对蓄电池充电时，电能转化为化学能，电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用；
(2)骑车时对地面的压力等于小景和电动车的重力之和，根据F=G=mg求出其大小，又知道轮胎与地面的总接触面积，根据p=FS求出地面受到的压强；
(2)根据W=Pt计算电池充足一次电储存的电能，已知电动机额定功率为，由P=Wt求出最多可骑行的时间；
(3)电动车在平直的公路上匀速行驶处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据W=Fs求出牵引力做的功，根据η=W′W×100%求出电动车工作的效率。
本题考查了重力公式和压强公式、做功公式、效率公式以及二力平衡条件的应用。
30.【答案】解：(1)由P=UI可得，每只灯泡正常发光时的电流：
I=PU=550W220V=2.5A，
通过电路的总电流：
I总=2I=2×2.5A=5A；
(2)当R1温度为40℃时，其阻值R1=170Ω；
因为R1和R0串联，
所以R总=R1+R0=170Ω+40Ω=210Ω；
因此，控制电路的最小电压为：U1=I1R总=0.05A×210Ω=11V；
(3)取临界情况，当电流为I=50mA=0.05A时：
因为R1+R0=U1I=12V0.05A=240Ω，
所以R1=240Ω−R0=240Ω−40Ω=200Ω，由图可得对应的温度为32℃；
当电流为I′=40mA=0.04A时：
R1′+R0=U1I=12V0.04A=300Ω，
R1′=300Ω−R0=300Ω−40Ω=260Ω，由图可得对应的温度为23℃；
由①②可知室内温度可控制在23℃～32℃范围内。
答：(1)工作电路闭合时，两灯正常工作时通过电路的总电流5A；
(2)若浴室内的温度最高不得超过40℃，则控制电路的电源电压U1最小值为10V；
(3)若电源U1电压恒定为12V，则将此装置安放在浴室内，浴室内温度可控制的范围是23度～32度。
【解析】(1)由灯泡的铭牌可知额定电压和额定功率，根据I=PU求出每只灯泡正常发光时的电流，再根据并联电路的电流特点求出通过电路的总电流；
(2)先从表格中找出温度为40℃时热敏电阻的阻值，然后利用串联电路电阻规律算出总电阻，最后用最小电流乘以总电阻算出最小电源电压值；
(3)取临界情况，当电流为50mA时和当电流等于40mA时，知道电源电压U0，分别求出总电阻，利用串联电阻的特点求热敏电阻R1的大小，对应图像找出温度值，从而得到浴室内温度的变化范围。
本题考查了电功计算公式的应用、串联电路中欧姆定律的应用、电磁铁的应用，能从热敏电阻阻值R1随温度变化图像上搜集到相关信息是本题的关键。
人教版初中物理九年级全一册第二十单元《电与磁》单元测试卷
一、单选题（本大题共18小题，共54.0分）
1. 小红梳理反思了“磁场和磁感线”相关知识，她归纳整理如下，其中正确的有( )
①磁场看不见摸不着，但是可以借助小磁针感知它的存在
②磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线
③磁感线是铁屑组成的
④地磁场的磁感线是从地球南极附近发出回到北极附近。
A. ①④ B. ②③ C. ①② D. ②④
2. 在探究蹄形磁体周围磁场的实验中，老师将玻璃板平放在磁体上，并均匀地撒上一层铁屑，轻敲玻璃板，铁屑就会有序地排列起来，如图。对实验中有关现象的分析不正确的是( )
A. 撒铁屑的目的是将原来不存在的磁场显示出来
B. 铁屑在磁场中被磁化成一个个小磁体
C. 轻敲玻璃板，铁屑由于具有惯性会与玻璃板分离
D. 轻敲玻璃板，铁屑与玻璃板分离后，不受摩擦力，铁屑在磁力作用下排列有序
3. 下列关于物理概念的说法中，正确的是( )
A. 多次测量取平均值可以有效避免误差的产生
B. 有力作用在物体上且移动了距离，则该力对物体一定做了功
C. 热传递改变物体内能的实质是内能的转移
D. 磁场对放入其中的物体会产生磁力的作用
4. 最先发现通电导线附近存在磁场，揭示了电与磁联系的科学家是( )
A. 安培 B. 焦耳 C. 伏特 D. 奥斯特
5. 如图是奥斯特实验的示意图，有关分析正确的是( )
A. 通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定
B. 发生偏转的小磁针对通电导线有力的作用
C. 移去小磁针后的通电导线周围不存在磁场
D. 通电导线周围的磁场方向与电流方向无关
6. 如图画出了磁感线的分布情况，由此可知( )
A. A端为磁铁的N极，c端是电源正极 B. A端为磁铁的N极，c端是电源负极
C. A端为磁铁的S极，d端是电源正极 D. A端为磁铁的S极，d端是电源负极
7. 如图所示，用“”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。若此时通电导线受到的力向上。则以下四个选项中，力的方向判断正确的是( )
A. B. C. D.
8. 如图为直流电动机的工作原理图，分析正确的是( )
A. 改变磁场方向可以改变线圈转动的方向
B. 电动机通电后不转，一定是电路断路
C. 电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能
D. 线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的
9. 如图所示，通电导线ab固定不动，左磁体对a的作用力为Fa，右磁体对b的作用力为Fb，下列说法正确的是( )
A. Fa、Fb方向相反
B. Fa、Fb方向相同
C. Fa、Fb方向相反
D. Fa、Fb方向相同
10. 下面所说的几种情况，哪一种一定能产生感应电流( )
A. 一段导体在磁场中做切割磁感线运动
B. 闭合电路的一部分导体在磁场里运动
C. 闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动
D. 闭合导体在磁场里做切割磁感线运动
11. 对下列四幅图的表述正确的是( )
A. B.
C. D.
12. 如图是一种手摇发电的手电筒。这个手电筒外壳透明，可以清晰地看到里面有一个线圈和一个磁体。当沿图中箭头方向来回摇动时，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. 摇动时电能转化为机械能
C. 该现象属于电磁感应现象
D. 此装置与电动机原理相同
13. 电动自行车轻便、节能，深受市民喜爱，下列相关说法正确的是( )
A. 马鞍型车座可减小人与车座间的压力
B. 车胎上凹凸不平的花纹可增大与地面的摩擦
C. 后轮上的电动机是利用电磁感应原理工作的
D. 用车闸刹车时，车闸相当于一个费力杠杆
14. 如图所示是探究电生磁的装置，则下列说法错误的是( )
A. 根据图甲可知：电流的磁场方向与电流方向有关
B. 根据图乙可知：通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似
C. 根据图丙可知：电磁铁磁性的强弱跟线圈匝数有关
D. 要使图丙中右边的电磁铁磁性增强，可以将滑动变阻器滑片右移
15. 在一次物理实验中，小明同学连接了如图所示的电路，电磁铁的右端有一个可自由转动的小磁针，闭合开关后，下列说法正确的是( )
A. 电磁铁的右端为N极
B. 利用这一现象所揭示的原理可制成的设备是发电机
C. 小磁针N极向右旋转90°
D. 当滑动变阻器滑片向上端移动时，电磁铁磁性会变弱
16. 对下列四幅图解释正确的是( )
A. 图1中水平放置的指南针受地磁场影响，指针N极总是指向地理南方
B. 图2中通电螺线管右端为N极
C. 图3为电动机工作原理图
D. 图4说明了电磁铁磁性强弱与电流大小有关
17. 如图所示，闭合开关S，将滑片P缓慢向左移动的过程中，下列分析正确的是( )
A. 电磁铁的磁性变弱
B. 弹簧测力计示数将减小
C. 电磁铁的上端是N极
D. 弹簧测力计示数将增大
18. 如图所示，用漆包线(导线表面涂有绝缘漆)绕在圆筒上做成了一个螺线管，用来研究通电螺线管磁性强弱与哪些因素有关。闭合开关后，发现该通电螺线管的磁性较弱，下列措施能够使它的磁性增强的是( )
A. 在圆筒中插入一根铁芯 B. 减少线圈匝数
C. 滑动变阻器的滑片P向右滑动 D. 将电源正负极互换
二、填空题（本大题共5小题，共8.0分）
19. 一些物体在磁体或______的作用下会被磁化。放在水平桌面上能水平自由转动的小磁针静止时，磁针的N极总是指向北方，说明地球周围存在______。
20. 将一根导线平行置子静止的小磁针上方，当开关闭合时，小磁针发生偏转，这说明通电导体周围存在着________，将电源的正负极对调，再闭合开关，观察小磁针偏转方向的变化，可发现电流的磁场方向与________有关。
21. 如图所示是一个水位自动报警器的原理图，水位到达金属块A之后，________(填“红”或“绿”)灯亮；当绿灯亮时电磁铁________(填“有”或“无”)磁性．
22. 实验发现，两条平行放置的直导线，当通以相同方向的电流时，通电导线b产生的磁场对a导线具有向右的作用力；通电导线a产生的磁场对b导线具有向左的作用力，如图甲所示。如果改变a导线中的电流方向，如图乙所示。此时b导线受到a导线作用力的方向______(选填“向左”或“向右”)。
23. 如图是一种“手摇充电式手电筒”握住它上下摇动就能自动充电。从透明外壳可观察到内部有固定线圈，摇动时内部有一个磁铁来回振动，该装置应用的原理是______ 。
三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）
24. 如图所示，闭合电路的一部分导体向右运动，导体中感应电流的方向如图A所示.改变实验条件，请在图B中画出导体的运动方向。
25. 如图所示，线圈abcd位于磁场中，通电后ab段导线受磁场力F的方向向上。请在图中画出通电后cd段导线受到的磁场力F1的示意图。
四、实验探究题（本大题共2小题，共10.0分）
26. 小明利用下图所示的实验装置探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”。
(1) 磁铁不动，闭合开关，导体棒沿________(选填“上下”或“左右”)方向运动时，电流表指针会发生偏转。
(2)导体棒不动，闭合开关，磁铁上下运动，电流表指针_________(选填“会”或“不会”)发生偏转。
(3) 断开开关，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，电流表指针都不发生偏转。由此小明得出结论：闭合电路得一部分导体在磁场中做_________运动时，电路中就产生感应电流。
(4)小明进一步猜想，感应电流的大小可能与导体运动速度和磁场强弱有关。为了探究感应电流的大小与磁场强弱是否有关，他应进行的操作是：__________。
27. 小红用如图所示装置探究磁与电的关系。
(1)由图a、图b、图c可知：电流周围存在______，且______。
(2)实验中小磁针的作用是______。
(3)该实验应用的科学研究方法是______。
A.类比法B.转换法C.控制变量法D.等效替代法
(4)小红推理：若一束电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方，如图d所示，小磁针也会发生偏转。其依据是：______。
(5)图d中小磁针N极偏转方向和图______中小磁针的偏转方向相同，依据是：______。
五、计算题（本大题共3小题，共24.0分）
28. 小科利用压力传感器、电磁继电器、阻值可调的电阻R等元件，设计了一个汽车超载自动报警电路，如图甲所示。他了解到这种压力传感器所受压力越大时，输出的电压U就越大，两者的关系如图乙所示。闭合开关S，当继电器线圈中电流大于或等于20mA时，衔铁被吸合。已知传感器的输出电压U即为继电器控制电路的电源电压，线圈的电阻为20Ω。求：(g取10N/kg)
(1)车辆不超载时，工作电路中绿灯亮；当传感器所受压力增大到一定程度时，红灯亮，说明汽车超载。请你判断：灯______(填“L1”或“L2”)是红灯。
(2)在水平路面上，当电阻R调为0Ω时，要使该装置报警，传感器所受的最小压力为多大？
(3)某水平公路桥禁止质量大于或等于20t的车辆通行，要用小科设计的装置为此桥报警，R的阻值应调节为多少？
29. 两轮自动平衡电动车作为一种新兴的交通工具，倍受年轻人的喜爱(如图所示)。某型号两轮自动平衡电动车整车质量为20kg，电动机额定功率为350W。试问：
(1)对蓄电池充电时，电能转化为______；电动机的工作原理是______。
(2)图中小景的质量为40kg，轮胎与地面的总接触面积为0.01m2，求地面受到的压强。(g取10N/kg)
(3)已知蓄电池的充电功率为100W，当蓄电池的电全部耗完后，充满电所用时间为7h。若电动机以额定功率工作，求蓄电池充足一次电最多可骑行的时间。
(4)蓄电池充足电后，电动车在平直的公路上匀速行驶，受到的平均阻力为96N，最多能连续行驶20km，求电动车工作的效率。
30. 某同学利用热敏电阻为家中的灯暖型浴霸(一种取暖用的电器)设计了一温度可自动控制的装置，如图甲所示。“控制电路”中的热敏电阻R1的阻值随温度变化的曲线如图乙所示。电磁铁线圈可看成阻值为40Ω的纯电阻R0，电源电压为U1，“浴霸”共安装有2盏标有“220V，550W”的灯泡L1、L2两只，当电磁铁线圈中电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，“浴霸”电路断开；当线圈中的电流小于或等于40mA时，继电器的衔铁被释放，使“浴霸”电路闭合。
求(1)工作电路闭合，两灯正常工作时通过电路的总电流。
(2)若浴室中的温度不得超过40℃，则控制电路的电源电压U1最小值是多少？
(3)若电源U1电压恒定为12V，则将此装置放在浴室内，浴室内温度可控制在多大范围内？
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解：
①磁场看不见摸不着，但可以借助小磁针感知它的存在，这是典型的转换法，故①正确；
②磁感线是不存在的，是为了研究方便而假象的一些有方向的曲线，故②错误；
③磁感线是不存在的，磁感线是铁屑组成的说法错误，故③错误；
④地球是一个巨大的磁体，地磁场的南极在地理北极附近，地磁场的北极在地理南极附近，故地磁场的磁感线是从地球南极附近发出回到北极附近，故④正确；
故正确的是①④。
故选：A。
(1)据课本可知，磁场看不见摸不着，但可以借助小磁针感知它的存在，这是典型的转换法；
(2)磁感线是不存在的，是为了研究方便假想的一些有方向的曲线；
(3)磁感线是不存在的；
(4)地球是一个巨大的磁体，地磁场的南极在地理北极附近，地磁场的北极在地理南极附近。
此题考查了磁场的判断方法、磁感线的理解、地磁场的理解等知识点，是一道综合题。
2.【答案】A
【解析】解：A、磁体周围始终存在磁场，借助细铁屑可以显示磁体周围的磁场分布特点，但不是将原来不存在的磁场显示出来。故A错误；
B、铁屑原来没有磁性，但在磁场的作用下能够获得磁性，说明被磁化了。故B正确；
C、铁屑质量较小，惯性小，运动状态容易改变。所以轻敲玻璃板，铁屑由于具有惯性会与玻璃板分离。故C正确；
D、铁屑受到磁场的作用，轻敲玻璃板，铁屑与玻璃板分离后，不受摩擦力，铁屑逐渐有序排列。故D正确。
故选：A。
①在磁体周围空间存在一种特殊的物质，这种物质能对放入其中的磁体产生力的作用，这就是磁场；
②在磁体或电流的作用下，使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫磁化；
③一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质，叫惯性。惯性与质量有关，质量越小，惯性越小，运动状态越容易改变。
此题考查了磁场的存在、性质、磁化、惯性现象等知识点，是一道综合题。需要清楚的是，磁场客观存在，利用细铁屑显示磁场分布，体现的是转换思想。
3.【答案】C
【解析】解：A、多次测量取平均值，可以减小误差，但不能避免误差，故A错误。
B、有力作用在物体上，但物体没有在力的方向上移动距离，力就没有做功；故B错误；
C、热传递改变物体内能的实质是内能的转移，故C正确，
D、磁场对放入其中的磁体都会产生磁力作用，而不是对所有物体都有磁力作用，故D错误。
故选：C。
(1)误差是在测量过程中产生的测量值与真实值这间的差异，这种差异不同于错误，它是在测量方法正确的情况下产生的，只可以减小，却不能避免。
(2)做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离(即力和距离的方向要一致)；二者缺一不可。
(3)热传递使物体内能发生改变的实质是：同一种形式的能量(内能)发生了转移；
(4)磁场对放入其中的磁体会产生磁力的作用。
此题考查了学生对误差的定义，磁场，力是否做功的判断、热传递改变内能的实质等知识点的理解与掌握，综合性较强。
4.【答案】D
【解析】解：奥斯特实验证明了电流的周围存在磁场，这是第一个发现了电和磁存在联系的实验。奥斯特由于这个贡献而载入物理史册。
故选：D。
丹麦的物理学家奥斯特做的著名的奥斯特实验证实了：电流周围存在磁场。
物理学史一直是考试中的热点，了解相关的物理学史可以使我们了解科学家的贡献，激发我们学习物理的兴趣。
5.【答案】B
【解析】解：AD、通电导线周围磁场方向由电流的方向决定的，故AD错误；
B、当将通电导体放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，说明了小磁针受到了力的作用，力的作用是相互的，故小磁针对通电导线有力的作用，故B正确；
C、该磁场与小磁针的有无无关，故移走小磁针后，该结论仍成立，故C错误；
故选：B。
奥斯特电流的磁效应实验时，将通电导线放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，该实验证明了通电导体周围存在磁场。
本题考查奥斯特的电流磁效应实验的现象及结论，要求学生熟练掌握。
6.【答案】D
【解析】解：由图可知，A点的磁感线是从外部进入A的，则A为S极；磁感线从螺线管的左端进入，则螺线管的左端为S极，右端为N极，根据安培定则可知，电流从螺线管的左端流入，右端流出，所以c为电源的正极，d为电源的负极。
故选：D。
磁体外部的磁感线是从N极出来回到S极的；根据安培定则判定电源的正负极。
本题考查了磁感线的方向、安培定则的应用，属于基础题。
7.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查通电导体在磁场中受力的作用。
通电导体在磁场中会受到力的作用，受力方向与磁场方向和电流方向有关。磁场方向或者电流方向其中一个变得相反时，通电导体在磁场中的受力方向将变得相反；但如果两个方向都变得相反时，通电导体在磁场中的受力方向又会变得和原来相同。
【解答】
由图可知，当导线处磁感线方向向左时，导线中的电流方向垂直于纸面向里，导体的受力方向是向上的；
A.导线处磁感线方向向左，导线中的电流方向垂直于纸面向里，导体的受力方向是向上的；故A错误；
B.导线处磁感线方向向左，导线中的电流方向垂直于纸面向外，导体的受力方向是向下的；故B错误；
C.导线处磁感线方向向左，导线中的电流方向垂直于纸面向外，导体的受力方向是向下的；故C错误；
D.导线处磁感线方向向左，导线中的电流方向垂直于纸面向里，导体的受力方向是向上的；故D正确。
故选：D。
8.【答案】A
【解析】
【分析】
本题主要考查通电导体在磁场中受力的作用，较为简单。
(1)直流电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动；
(2)通电线圈在磁场中受力的方向和电流方向以及磁场方向有关；
(3)通电线圈在平衡位置不受力的作用；
(4)电动机工作过程中，消耗的电能大部分转化为机械能，还有一部分转化为内能；
(5)线圈连续转动是靠换向器改变电流方向来改变受力方向以及惯性来实现的。
【解答】
A.电线圈在磁场中受力的方向和电流方向以及磁场方向有关；故改变磁场方向可以改变线圈转动的方向，故A正确；
B.电动机通电后不转，不一定是电路断路，也可能是通电线圈在平衡位置不受力的作用，故B错误；
C.电动机工作过程中，消耗的电能大部分转化为机械能，还有一部分转化为内能，故C错误；
D.线圈连续转动是靠换向器改变电流方向来改变受力方向以及惯性来实现的，故D错误。
故选A。
9.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查了磁场对通电导体产生力的作用方向的影响因素，是一道新颖的题目，要求学生能根据通电导体在磁场受力方向与电流方向和磁场方向有关分析通电导体在磁场中的受力方向。
通电导体在磁场受力方向与电流方向和磁场方向有关，其中一个因素变化，受力方向会改变，若两个因素同时改变，受力方向不变。
【解答】
AB.通电导线a、b固定不动，图中左磁体和右磁体磁场方向相同，a、b两导线中的电流方向相反，则导线a、b的受力方向相反，故A正确、B错误；
C.通电导线a、b固定不动，图中左磁体和右磁体磁场方向相反，a、b两导线中的电流方向相反，则导线a、b的受力方向相同，故C错误；
D.通电导线a、b固定不动，图中左磁体和右磁体磁场方向相同，a、b两导线中的电流方向相反，则导线a、b的受力方向相反，故D错误。
故选A。
10.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查感应电流产生的条件，明确产生感应电流必须同时具备两个条件是解决此题的关键。
产生感应电流必须同时具备两个条件：电路是闭合的；一部分导体在磁场中做切割磁感线运动；由此入手解决此题。
【解答】
A.导体在磁场中做切割磁感线运动时，是否是闭合电路的导体不确定，故不一定产生感应电流，故A错误；
B.闭合电路的部分导体在磁场中运动时，是否做切割磁感线运动不确定，故不一定产生感应电流，故B错误；
C.闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动，两个条件都满足了，故一定能产生感应电流，故C正确；
D.闭合导体在磁场里做切割磁感线运动，不会产生感应电流应该是一部分导体才行，故D错误。
故选C。
11.【答案】A
【解析】
【分析】本题考查了通电螺线管的磁场，右手螺旋定则，影响电磁铁磁性强弱的因素，电动机和发电机的原理，是一道考查范围广，综合性强的题目，但难度不大。解题关键是熟练掌握螺线管周围的磁场分布及右手螺旋定则。
【解答】A.由安培定则可知，螺线管的右端为N极，左端为S极，故小磁针静止时右端为N极，故A正确；
B.图中，闭合开关，滑动变阻器滑片P向右侧滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，线圈中的电流变大，电磁铁磁性变强，由于不知电流的方向，无法判定螺线管的极性，故无法判定测力计的示数变化，故B错误；
C.图中有电源，若闭合开关，磁场中的金属棒会受力运动，即说明通电导体在磁场中受力的作用，是电动机的原理图，故C错误；
D.图中没有电源，闭合开关后，当金属棒做切割磁感线运动时，电路中就会产生感应电流，故是发电机的原理图，故D错误。
故选A。
12.【答案】C
【解析】
【分析】
此题主要考查的是学生对发电机的原理及其能量转化情况的了解和掌握，基础性题目。
发电机的原理是电磁感应现象，电磁感应现象中的能量转化是机械能转化为电能。
【解答】
产生感应电流的三个条件：闭合电路；一部分导体；切割磁感线运功；
由题知该手电筒有线圈，使用时将它来回摇晃，线圈在磁场中就做切割磁感线运动，此时线圈中有感应电流产生，所以此手电筒发电是电磁感应现象，此过程中将消耗机械能得到电能，即将机械能转化为电能，此装置与发电机原理相同，故BD错误、C正确；
线圈在磁场中来回做切割磁感线运动，则产生的感应电流的方向是变化的，故A错误。
故选C。
13.【答案】B
【解析】解：A、马鞍型车座，增大了受力面积，在压力一定时，可以减小人与车座间的压强，故A错误；
B、车胎上凹凸不平的花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故B正确；
C、后轮上的电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，工作时把电能转化成机械能，故C错误；
D、刹车时，人施加一个很小的力，就可以对车轮产生一个很大的摩擦力，应用了省力杠杆，故D错误。
故选：B。
(1)减小压强的方法：是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强；是在受力面积一定时，通过减小压力来减小压强；
(2)增大摩擦力的方法：在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦力；在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力；
(3)电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，工作时把电能转化成机械能；
(4)先判断手闸在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。
自行车是日常生活中最常见的交通工具，从自行车的结构和使用来看，应用了非常多的物理知识，包括力学、声现象、光现象、大气压强、杠杆及简单机械等方面，平时多注意观察，将学到的知识与实际应用结合起来。
14.【答案】D
【解析】解：A、根据图甲可知：电流方向改变，小磁针偏转方向发生改变，这说明电流的磁场方向与电流方向有关；故A正确，不符合题意；
B、据图乙可知：通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似的，故B正确，不符合题意；
C、根据图丙可知：在电流相同时，线圈匝数越多的，吸引的大头针个数越多，这说电磁铁磁性的强弱跟线圈匝数有关，故C正确，不符合题意；
D、电磁铁的磁性强弱跟电流大小和线圈匝数有关，要使图丙中右边的电磁铁磁性增强，在线圈匝数一定时，故可以将滑动变阻器的滑片向左移动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中的电流变大，电磁铁磁性增强，故D错误，符合题意。
故选：D。
(1)看电流方向与小磁针偏转方向的关系。
(2)通电螺线管的磁场分布情况与条形磁体相似。
(3)控制变量法的实验中，要探究哪一个物理量对实验的影响，就要让哪个物理量改变，控制其他量保持一致，图丙中，铁钉串联电流相等，线圈匝数不同；
(4)当滑片向右移动时，电路中电阻变大，电源电压不变，所以电路中电流减小，则电磁铁磁性减弱；
本题考查了影响电磁铁磁性大小的因素、电流的磁效应，属于基础知识。
15.【答案】D
【解析】解：A、图中电流从电磁铁的左端流入，右端流出，根据安培定则可知，电磁铁的左端是N极，右端是S极，故A错误；
B、该实验表明了电能生磁，此现象与发电机无关，发电机利用的是电磁感应现象，故B错误；
C、根据异名磁极相互吸引可知，小磁针静止时，左端是N极，右端是S极，即小磁针N极向左旋转90°，故C错误；
D、滑动变阻器的滑动片P向上端移动，电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，故电磁铁的磁性变弱，故D正确。
故选：D。
开关闭合后，根据电流方向利用安培定则可判断电磁铁的磁极，则由磁极间的相互作用可判出小磁针的指向；由滑动变阻器的滑片移动可得出电路中电流的变化，则可得出电磁铁磁性强弱的变化。
该题考查了安培定则的应用、磁极间的作用规律的应用、电磁铁磁性强弱的影响因素等知识点，是一道综合题。
16.【答案】B
【解析】
【分析】
(1)地球是一个大磁体，地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，小磁针放在地球这个磁体的磁场中，即可指南北；
(2)首先判断电流的方向，根据安培定则判断通电螺线管的极性；
(3)电磁感应现象是指闭合电路的一部分导体切割磁感线时产生感应电流，是发电机的原理；
(4)电磁铁磁性的强弱与电流大小、线圈匝数有关，运用控制变量方法进行分析。
本题考查地磁场、螺线管极性的判断、影响电磁铁强弱、电磁感应现象等知识的理解和应用，是电磁部分比较典型的知识，要熟练掌握。
【解答】
A.图1中水平放置的指南针受地磁场影响，指针N极总是指向地理北方；故A错误；
B.图2中，在电源外部电流从电源正极流向负极，所以电流从螺线管左端流入，右端流出，根据右手螺旋定则可以确定，螺线管右端为N极；故B正确；
C.图3是电磁感应现象，是发电机的工作原理图；故C错误；
D.图4中两电磁铁串联，电流相等，螺线管线圈匝数不同，吸引铁钉的数量不同，说明了电磁铁磁性强弱与螺线管匝数有关；故D错误。
故选B。
17.【答案】B
【解析】解：由图可知，闭合开关S后，电磁铁中电流的方向是从下端流入，上端流出，根据安培定则可知，电磁铁的下端为N极，上端为S极；
将滑片P缓慢向左移动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强；因条形磁铁和电磁铁“相对”的磁极是同名磁极，且同名磁极相互排斥，则条形磁铁所受排斥力变大，弹簧测力计示数将减小，故B正确，ACD错误。
故选：B。
利用安培定则判断出电磁铁的极性；
滑动变阻器的滑片P向左移动时，分析变阻器接入电路的电阻的变化，根据欧姆定律确定电路中电流大小的变化，再确定电磁铁磁性强弱的变化；再根据磁极间的相互作用规律判断条形磁铁所受磁场力的大小变化和测力计的示数变化。
解本题的关键是抓住影响电磁铁磁性强弱的因素，知道弹簧测力计示数的大小取决于条形磁铁所受排斥力或吸引力的大小，是一道基础性较强的题目。
18.【答案】A
【解析】解：通电螺线管的磁性强弱与电流大小、线圈匝数的多少和有无铁芯有关，
A、在纸筒中插入一根铁芯可以使通电螺线管的磁性增强，能吸引更多铁钉，故A符合题意；
B、减少线圈匝数会使通电螺线管的磁性减弱，不能吸引更多铁钉，故B不符合题意；
C、使滑动触头P向右滑动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路中的电流变小，通电螺线管的磁性减弱，不能吸引更多铁钉，故C不符合题意；
D、将电源正负极互换，不能增强螺线管的磁性，不能吸引更多铁钉，故D不符合题意；
故选：A。
通电螺线管的磁性强弱与电流大小、线圈匝数的多少和有无铁芯有关；磁体磁性的强弱是无法直接观察的，但可以通过磁体吸引铁钉数目的不同来反映磁性强弱的不同，这采用了转换法。
本题考查了影响通电螺线管磁性强弱的因素，比较简单。
19.【答案】电流；地磁场
【解析】解：一些物体在磁体或电流的作用下会被磁化；
地球是一个大磁体，小磁针静止时，磁针的N极总是指向北方，说明地球周围存在地磁场。
故答案为：电流；地磁场。
一些物体在磁体或在磁体或电流的作用下会被磁化；地球周围存在地磁场。
要求掌握磁化的概念，以及地磁场，是一道基础题。
20.【答案】磁场；电流方向
【解析】
【分析】
本题考查奥斯特实验的过程与分析，小磁针偏转说明了通电导体周围存在磁场，电流方向改变，小磁针偏转方向也改变又进一步说明了电流的磁场方向与电流的方向有关系。
通电导体周围存在磁场，且磁场方向与电流方向与电流有关。
【解答】
将一根导线平行置于静止小磁针的上方，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，将电源的正负极对调，改变导线中的电流方向，小磁针偏转方向改变，电流的磁场方向与电流方向有关，这是著名的奥斯特实验。
故答案为：磁场；电流方向。
21.【答案】红；无
【解析】
【分析】
由题意可知，这一水位自动报警器的基本结构是一个电磁继电器，根据电磁继电器的基本工作原理，结合在此处的运用可描述其原理。
本题考查了电磁铁在电磁继电器上的应用，电磁继电器实质上是一个由电磁铁来控制的自动开关；在解答此类题目时，要从电磁铁通电有磁性，断电无磁性的原理进行分析。
【解答】
图中所示的水位自动报警器工作原理：当水位到达A时，由于一般水具有导电性，那么电磁铁所在电路被接通，电磁铁具有磁性，向下吸引衔铁，从而接通红灯所在电路，此时红灯亮，而绿灯不亮；
当绿灯亮时，衔铁与绿灯的触点接触，说明电磁铁无磁性。
故答案为：红；无。
22.【答案】向右
【解析】解：
由题意和图甲可知，两条平行放置的直导线，当通以相同方向的电流时，通电导线a产生的磁场对b导线具有向左的作用力；
图乙中，只改变a导线中的电流方向，则导线a产生磁场的方向与甲图相反，而导线b的电流方向不变，所以导线b所受磁场力的方向与甲图相反，则此时b导线受到a导线作用力的方向向右。
故答案为：向右。
通电导线的周围存在磁场，电流的磁场方向与电流的方向有关；
磁场对通电导体有磁场力的作用，磁场力的方向与电流方向、磁场方向有关；当只改变其中一个因素时，磁场力的方向发生改变；若两个因素同时改变，则磁场力的方向不变，据此判断此时b导线受到a导线作用力的方向。
本题考查了电流的磁场、磁场对电流的作用，看似是高中知识，仔细审题，是可以用初中所学知识解答的，只是要求灵活运用所学知识。
23.【答案】电磁感应
【解析】解：握住该手电筒并上下摇动时，其内部线圈在磁场中做切割磁感线运动，从而产生感应电流，故该装置应用的原理是电磁感应。
故答案为：电磁感应。
当闭合电路中的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，这种现象叫做电磁感应。
电磁感应原理在生产生活中有很多应用，利用电磁感应原理可以将机械能转化为电能。
24.【答案】解：由图可知，导体中的电流方向不变，磁场的方向改变，则导体切割磁感线运动的方向会改变，如图所示：
【解析】感应电流的方向与导体运动方向、磁场的方向有关。
本题考查了影响感应电流方向的因素，属于基础题。
25.【答案】解：如图所示，线圈abcd位于磁场中，ab段导线受磁场力F的方向向上；cd中的电流与ab中的电流方向相反，则cd受力的方向是竖直向下，如图所示：
【解析】通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关，保持一个方向不变，改变另一个方向，导体受力的方向改变；若2个的方向都改变，则导体受力的方向不变。
此题主要考查学生对于通电导体在磁场中受力实验的理解和掌握，必须记住通电导体受力方向与电流方向和磁场方向有关。
26.【答案】(1)左右；
(2)不会；
(3)切割磁感线；
(4)保持导体运动快慢相同，改变磁场强弱，观察电流表指针的偏转角度
【解析】
【分析】
(1)(2)(3)产生感应电流的条件有两个：电路是闭合的；导体在磁场中做切割磁感线运动；两者缺一不可；
(4)感应电流的大小与磁磁场的强弱和导体运动的速度有关，为了探究感应电流的大小与磁场强弱是否有关，根据控制变量法应该控制导体运动快慢相同，改变磁场强弱。
此题利用电磁感应的实验装置图，对感应电流产生的条件和决定感应电流的方向两个知识点通过具体的实验过程进行了探究，控制变量法在此实验中得到了充分的应用。
【解答】
解：(1)磁铁不动，闭合开关，导体棒沿左右方向运动时，导体切割磁感线，会产生感应电流，电流表指针会发生偏转；
(2)导体棒不动，闭合开关，磁铁上下运动时，导体不切割磁感线，不会产生感应电流，电流表指针不会发生偏转；
(3)断开开关，不是闭合电路，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，都不会产生感应电流，电流表指针都不发生偏转，由此小明得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就产生感应电流；
(4)为了探究感应电流的大小与磁场强弱是否有关，根据控制变量法应该保持导体运动快慢相同，改变磁场强弱，观察电流表指针的偏转角度。
故答案为：(1)左右；(2)不会；(3)切割磁感线；(4)保持导体运动快慢相同，改变磁场强弱，观察电流表指针的偏转角度。
27.【答案】磁场 磁场的方向与电流的方向有关 检测磁场的存在 B 电荷的定向移动会形成电流 (b) 电子定向移动的方向与电流的方向相反
【解析】解：(1)由图a、图b、图c可知，通电后，小磁针发生了偏转，这说明电流的周围存在磁场，改变电流的方向，小磁针的偏转方向发生了变化，这说明磁场的方向与电流的方向有关；
(2)该实验通过小磁针的偏转来探究通电导线周围是否存在磁场；小磁针受到磁场力的作用能够发生偏转，故小磁针可以检测磁场的存在；
(3)本实验中采用可观察的小磁针的偏转来演示通过导体周围的磁场，故采用的是转换法，故选B；
(4)电荷的定向移动会形成电流，电流的周围存在磁场，所以小磁针也会发生偏转；
(5)电子定向移动的方向与电流的方向相反，电子向右定向移动，则电流的方向是向左的，所以图d中小磁针N极偏转方向和图(b)中小磁针的偏转方向相同。
故答案为：(1)磁场；磁场的方向与电流的方向有关；(2)检测磁场的存在；(3)B；(4)电荷的定向移动会形成电流；(5)(b)；电子定向移动的方向与电流的方向相反。
由图可知本实验探究的为奥斯特的电流磁效应实验，由实验的原理及现象作答。
本题更加深入的研究了电流的磁效应，在物理学习中不能只注重了结论的学习，还要注意过程的学习。
28.【答案】L2
【解析】解：(1)由图示可知，车辆不超载时，衔铁接上端，L1亮，车辆超载时，衔铁被吸合，衔铁接下端，L2亮，由题意知，L1是绿灯，L2是红灯。
(2)在水平路面上，当电阻R调为0Ω时，线圈的电阻为20Ω，电路中的最小电流为I最小=20mA=0.02A；
由欧姆定律可知，电源的电压为：U=I最小R线圈=0.02A×20Ω=0.4V，
由图象可知，此时对应的压力为F=0.8×105N；
(3)当某水平公路桥禁止质量大于或等于20t的车辆通行时，则车对水平地面的最小压力：F最小=G最小=m最小g=20×103kg×10N/kg=2×105N，
由图象可知，此时的输出电压：U=1V，
由欧姆定律可知电路总电阻：
R总=U′I最小=1V0.02A=50Ω，
电阻R的阻值：
R=R总−R线圈=50Ω−20Ω=30Ω。
故答案为：
(1)L2；
(2)在水平路面上，当电阻R调为0Ω时，要使该装置报警，传感器所受的最小压力为0.8×105N；
(3)某水平公路桥禁止质量大于或等于20t的车辆通行，要用小科设计的装置为此桥报警，R的阻值应调节为30Ω。
(1)分析超载和不超载时，衔铁的位置及两盏灯的亮暗情况得出结论。
(2)在水平路面上，当电阻R调为0Ω时，电路中只有线圈电阻，由欧姆定律求出电压的数值，根据图象得出压力；
(3)车对水平地面的压力等于它的重力，由图象求出压力传感器的阻值，然后由串联电路特点与欧姆定律求出R阻值。
本题考查了判断哪个是红灯、求电阻阻值、求压力等问题，分析清楚电路结构、由图象获取所需信息、应用串联电路特点与欧姆定律、G=mg即可正确解题。
29.【答案】化学能 通电导体在磁场中受力的作用
【解析】解：(1)对蓄电池充电时，电能转化为化学能，电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用；
(2)小景骑车时对地面的压力：
F=G总=(m车+m人)g=(20kg+40kg)×10N/kg=600N，
地面受到的压强：
p=FS=600N0.01m2=6×104Pa；
(2)电池充足一次电储存的电能为：W=Pt=100W×7×3600s=2.52×106J，
由P=Wt可得，最多可骑行的时间：
t′=WP=2.52×106J350W=7.2×103s；
(3)电动车在平直的公路上匀速行驶处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，
则牵引力F=f=96N，
牵引力做的功：
W′=Fs=96N×20×103m=1.92×106J，
电动车工作的效率：
η=W′W×100%=1.92×106J2.52×106J×100%≈76.2%。
答：(1)化学能；通电导体在磁场中受力的作用；
(2)地面受到的压强为6×104Pa；
(2)电动车最多可骑行的时间为7.2×103s；
(3)电动车工作的效率为76.2%。
(1)对蓄电池充电时，电能转化为化学能，电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用；
(2)骑车时对地面的压力等于小景和电动车的重力之和，根据F=G=mg求出其大小，又知道轮胎与地面的总接触面积，根据p=FS求出地面受到的压强；
(2)根据W=Pt计算电池充足一次电储存的电能，已知电动机额定功率为，由P=Wt求出最多可骑行的时间；
(3)电动车在平直的公路上匀速行驶处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据W=Fs求出牵引力做的功，根据η=W′W×100%求出电动车工作的效率。
本题考查了重力公式和压强公式、做功公式、效率公式以及二力平衡条件的应用。
30.【答案】解：(1)由P=UI可得，每只灯泡正常发光时的电流：
I=PU=550W220V=2.5A，
通过电路的总电流：
I总=2I=2×2.5A=5A；
(2)当R1温度为40℃时，其阻值R1=170Ω；
因为R1和R0串联，
所以R总=R1+R0=170Ω+40Ω=210Ω；
因此，控制电路的最小电压为：U1=I1R总=0.05A×210Ω=11V；
(3)取临界情况，当电流为I=50mA=0.05A时：
因为R1+R0=U1I=12V0.05A=240Ω，
所以R1=240Ω−R0=240Ω−40Ω=200Ω，由图可得对应的温度为32℃；
当电流为I′=40mA=0.04A时：
R1′+R0=U1I=12V0.04A=300Ω，
R1′=300Ω−R0=300Ω−40Ω=260Ω，由图可得对应的温度为23℃；
由①②可知室内温度可控制在23℃～32℃范围内。
答：(1)工作电路闭合时，两灯正常工作时通过电路的总电流5A；
(2)若浴室内的温度最高不得超过40℃，则控制电路的电源电压U1最小值为10V；
(3)若电源U1电压恒定为12V，则将此装置安放在浴室内，浴室内温度可控制的范围是23度～32度。
【解析】(1)由灯泡的铭牌可知额定电压和额定功率，根据I=PU求出每只灯泡正常发光时的电流，再根据并联电路的电流特点求出通过电路的总电流；
(2)先从表格中找出温度为40℃时热敏电阻的阻值，然后利用串联电路电阻规律算出总电阻，最后用最小电流乘以总电阻算出最小电源电压值；
(3)取临界情况，当电流为50mA时和当电流等于40mA时，知道电源电压U0，分别求出总电阻，利用串联电阻的特点求热敏电阻R1的大小，对应图像找出温度值，从而得到浴室内温度的变化范围。
本题考查了电功计算公式的应用、串联电路中欧姆定律的应用、电磁铁的应用，能从热敏电阻阻值R1随温度变化图像上搜集到相关信息是本题的关键。
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