中考物理一轮复习讲练测(全国通用)第18讲—电与磁(思维导图+考点精讲+例题精析)(原卷版+解析)

这是一份中考物理一轮复习讲练测(全国通用)第18讲—电与磁(思维导图+考点精讲+例题精析)(原卷版+解析)，共27页。试卷主要包含了思维导图，例题精析等内容，欢迎下载使用。

一、思维导图
考点精讲
考点1 磁现象 磁场
1. 磁现象：
（1）磁性：物体能够吸引钢铁、钴、镍一类物质（吸铁性）的性质叫磁性。
（2）磁体：具有磁性的物体，叫做磁体。磁体具有吸铁性和指向性。
（3）磁体的分类：
①形状：条形磁体、蹄形磁体、针形磁体；
②来源：天然磁体（磁铁矿石）、人造磁体；
③保持磁性的时间长短：硬磁体（永磁体）、软磁体。
（4）磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极。磁极在磁体的两端。磁体两端的磁性最强，中间的磁性最弱。
（5）磁体的指向性：可以在水平面内自由转动的条形磁体或磁针，静止后总是一个磁极指南（叫南极，用S表示），另一个磁极指北（叫北极，用N表示）。无论磁体被摔碎成几块，每一块都有两个磁极。
（6）磁极间的相互作用：同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。（若两个物体互相吸引，则有两种可能：①一个物体有磁性，另一个物体无磁性，但含有钢铁、钴、镍一类物质；②两个物体都有磁性，且异名磁极相对。）
（7）磁化：一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性，这种现象叫做磁化。
钢和软铁都能被磁化：软铁被磁化后，磁性很容易消失，称为软磁性材料；钢被磁化后，磁性能长期保持，称为硬磁性材料。所以钢是制造永磁体的好材料。
2. 磁场：
（1）磁场：磁体周围的空间存在着磁场。
（2）磁场的基本性质：磁场对放入其中的磁体产生磁力的作用。磁体间的相互作用就是通过磁场而发生的。
（3）磁场的方向：把小磁针静止时北极所指的方向定为那点磁场的方向。磁场中的不同位置，一般来说磁场方向不同。
（4）磁感线：在磁场中画一些有方向的曲线，任何一点的曲线方向都跟放在该店的磁针北极所指的方向一致。这样的曲线叫做磁感线。
3. 地磁场：
地磁场：地球本身是一个巨大的磁体，在地球周围的空间存在着磁场，叫做地磁场。
地磁场的北极在地理南极附近；地磁场的南极在地理北极附近。
小磁针能够指南北是因为受到了地磁场的作用。
地理的两极和地磁的两极并不重合，磁针所指的南北方向与地理的南北极方向稍有偏离（地磁偏角），世界上最早记述这一现象的人是我国宋代的学者沈括。（《梦溪笔谈》）
【拓展】1.对磁感线的认识
①磁感线是假想的，不是真实存在的．
②磁感线可以表示磁场的强弱，其密集处磁场较强，稀疏处磁场较弱．
③磁感线布满磁体周围的所有空间，并且磁感线不交叉．
④磁感线上任意一点的切线方向与该点的磁场方向一致．
⑥在磁体的内部，磁感线从磁体的S极指向磁体的N极，在磁体的外部则相反，从而形成闭合的曲线．
2.不同磁极间的磁感线
异名磁极间 同名磁极间（N） 同名磁极间（S）
考点2 电生磁
1. 奥斯特实验：
最早发现电流磁效应的科学家是丹麦物理学家奥斯特。
奥斯特实验：

对比甲图、乙图，可以说明：通电导线的周围有磁场；
对比甲图、丙图，可以说明：磁场的方向跟电流的方向有关。
2. 通电螺线管的磁场：
通电螺线管外部的磁场方向和条形磁体的磁场一样。通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极，通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。
3. 安培定则：用右手握螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。
考点3 电磁铁 电磁继电器
1. 电磁铁：
（1）定义：插有铁芯的通电螺线管。
（2）特点：
①电磁铁的磁性有无可由通断电控制，通电有磁性，断电无磁性；
②电磁铁磁极极性可由电流方向控制；
③影响电磁铁磁性强弱的因素：电流大小、线圈匝数、：电磁铁的电流越大，它的磁性越强；电流一定时，外形相同的电磁铁，线圈匝数越多，它的磁性越强。
2. 电磁继电器：
电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接地控制高电压、强电流电路的装置。
电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
电磁继电器的结构：电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、动触点和静触点组成，其工作电路由低压控制电路和高压工作电路组成。
3. 扬声器：
扬声器是将电信号转化成声信号的装置，它由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成。
扬声器的工作原理：线圈通过如图下所示电流时，受到磁体吸引而向左运动；当线圈通过方向相反的电流时，受到磁体排斥而向右运动。由于通过线圈的电流是交变电流，它的方向不断变化，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。
考点4 电动机
1. 磁场对通电导线的作用：
（1）通电导体在磁场里受到力的作用。力的方向跟磁感线方向垂直，跟电流方向垂直；
（2）通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关。（当电流方向或磁感线方向两者中的一个发生改变时，力的方向也随之改变；当电流方向和磁感线方向两者同时都发生改变时，力的方向不变。）
（3）当通电导线与磁感线垂直时，磁场对通电导线的力最大；当通电导线与磁感线平行时，磁场对通电导线没有力的作用。
2. 电动机：
电动机是根据通电线圈在磁场中因受力而发生转动的原理制成的，是将电能转化为机械能的装置。
电动机是由转子和定子两部分组成的。
换向器的作用是每当线圈刚转过平衡位置时，能自动改变线圈中电流的方向，使线圈连续转动。
改变电动机转动方向的方法：改变电流方向（交换电压接线）或改变磁感线方向（对调磁极）。
提高电动机转速的方法：增加线圈匝数、增加磁体磁性、增大电流。
考点5 磁生电
1. 电磁感应现象：
英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。
内容：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。
导体中感应电流的方向，跟导体的运动方向和磁感线方向有关。（当导体运动方向或磁感线方向两者中的一个发生改变时，感应电流的方向也随之改变；当导体运动方向和磁感线方向两者同时都发生改变时，力的方向不变。）
2. 发电机：
发电机是根据电磁感应现象制成的，是将机械能转化为电能的装置。
发电机是由定子和转子两部分组成的。
从电池得到的电流的方向不变，通常叫做直流电。（DC）
电流方向周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流电。（AC）
在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率，频率的单位是赫兹，简称赫，符号为Hz。
我国供生产和生活用的交流电，电压是220V，频率是50Hz，周期是0.02s，即1s内有50个周期，交流电的方向每周期改变2次，所以50Hz的交流电电流方向1s内改变100次。
3种电磁现象的辨识及相关应用
三、例题精析
1．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
2．在科学晚会上，小明所在的科技小组展示了一个“隔板推物”的节目，其原理如图所示。甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，两线圈通过导线连接构成一个闭合电路。用手推动甲线圈摆动时，乙线圈会随之摆动。对于这个过程，下列说法正确的是（ ）

A．甲线圈相当于电源，乙线圈相当于用电器B．推动甲线圈摆动时电能转化为机械能
C．乙线圈随之摆动时机械能转化为电能D．乙线圈摆动的原理是电磁感应现象
3．下列有关电磁感应现象的说法正确的是（ ）

A．电磁感应现象是英国物理学家安培首先发现的
B．探究电磁感应现象应选用图甲所示的装置进行实验
C．闭合电路的一部分导体在磁场中运动就会产生感应电流
D．利用电磁感应现象可以制成电动机，实现机械能转化为电能
4．如图是研究巨磁电阻（GMR电阻在磁场中急剧减小）特性的原理示意图，闭合开关S1、S2后，电磁铁右端为 ______极，滑片P向左滑动过程中，指示灯明显变 ______（选填“亮”或“暗”）。

5．如图所示是一种环保型手电筒，这种手电筒不用化学电池作为电源。使用时只要将它来回摇晃，就能发光，并且来回摇晃得越快，手电筒发光越强。这种手电筒所产生得电能是根据_____现象获得的，其能量转化是_____能转化成电能。

6．小明同学用硬纸板和大头针制作底座，把两根缝衣针磁化后，穿过按扣的两个孔，放在底座的针尖上，就制作成了一个如图所示的指南针，指南针能指地理的南北极，是因为受到了______的作用。该指南针静止后，针尖指南方，则针尖是指南针的______（选填“N”或“S”）极。

7．为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小明同学用漆包线（表面涂有绝缘漆的导线）在大铁钉上绕若干圈，制成简单的电磁铁，下图中甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。

（1）实验中判断电磁铁磁性强弱的方法是______；这一方法体现了“转换法”的思想；
（2）比较图乙和图______可知：线圈数相同时，电磁铁的电流越大磁性越强；
（3）根据实验情况，你还能得出什么实验结论？______；该实验结论可由图______验证；
（4）如下图，闭合开关，通过滑动变阻器改变同一线圈中的电流大小，当滑片P向______移动，会发现电磁铁吸引大头针的数目变少；

（5）如下图，实验中采用串联的方式是为了控制______不变，探究电磁铁的磁性强弱与______的关系；

（6）将下图中滑动变阻器滑片移至中点，吸引大头针；然后将铁钉抽离，用通电螺线管吸引大头针，发现吸引大头针数目______，这就说明了铁芯具有______的作用。

8．利用图所示的装置进行电与磁的相关实验。
（1）①若利用该装置探究“通电导体在磁场中受力”，应将开关的接线柱1与_______（选填“2”或“3”）接通。其中_______（选填“扬声器”或“动圈式话筒”）工作过程与该原理相同。为使观察到的现象更明显，导体ab应选择_______（选填“空心铜管”或“实心铜棒”）；
②为使悬挂的导体ab运动速度加快，可将滑动变阻器向_______（选填“左移”或“右移”）或改用磁场_______（选填“更强”或“更弱”）的磁体.
（2）将开关反方向闭合，利用该装置探究“产生感应电流的条件”：

①让悬挂的导体ab在图所示位置沿竖直方向上下运动，灵敏电流计指针_______（选填“会”或“不会”）发生偏转；
②保持磁体不动，若导体ab水平向右运动，灵敏电流计指针向左偏转；若要使灵敏电流计的指针向右偏转，可以_______（填字母）；
A．将磁体的磁极对调，导体ab向左运动；
B．保持磁体不动，导体ab向左运动；
③为使灵敏电流计的指针偏转角度更大，可以_______（写出一种方法即可）。
9．小明妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆（如图所示）内部由加热系统和按摩系统两部分组成。加热系统的加热电阻额定电压为220V，额定功率500W。问：
（1）小明帮奶奶泡脚时，向足浴盆中加入5kg初温为20℃的水，加热系统的加热电阻正常工作16min将水加热到40℃，此加热过程中水吸收的热量是多少？
（2）加热系统加热时的热效率是多少？
（3）当小明家的实际电压是198V时，加热电阻工作的实际功率是多少？（加热电阻阻值不随温度变化而变化）
（4）足浴盆按摩系统中的电动机工作电压是12V（按摩系统将交流电压转换为12V），工作电流为4A，其电阻为0.5Ω，电动机工作中因发热损失的功率是多少？

10．某展览厅为保护展品，在屋顶采用光敏材料设计了调光天窗，当外界光照较强时，启动电动卷帘适时调整进光量；当外界光照较弱时，自动启动节能灯泡予以补光。调光天窗的电路原理如图所示，控制电路电源电压U1=12V，工作电路电源电压U2=220V，R2为定值电阻，P为电磁铁，其线圈电阻约10Ω，当电流达到60mA时刚好能吸合衔铁，使电动卷帘工作。R1为光敏电阻，其阻值与光照强度之间的关系如下表所示。

(1)工作电路中的L代表安装在展厅内的20盏“220V 10W”的节能灯，这些灯同时正常发光4小时，耗电多少千瓦时?
(2)当外界光照强度达到1.0cd时，电动卷帘便开始工作，R2的阻值是多少?
(3)当电阻R2消耗的电功率为0.7W时，外界光照强度是多少?
(4)为了节能，需要在光照强度更弱时才能启动节能灯照明，请结合公式说明如何更换电阻R2?

11．梅雨季节，湿衣服久晾不干，令人烦恼。小明同学设计出一款自动控制“干衣神器”，可使得衣服快速变干，电路图如图甲所示。控制电路电源电压恒为6V不变，工作电路电压为220V交流电，热敏电阻Rx的电阻值随温度的变化关系如图乙所示，定值电阻R0的阻值为120Ω，电磁继电器线圈电阻不计，闭合开关S当温度等于、低于60℃时，机器吹热风；当温度高于60℃时，机器吹冷风。受控电路吹热风时功率为120W，吹冷风时功率为20W。求：
(1)衔铁被吸下时，线圈中的最小电流；
(2)电热丝工作5min放出的热量；
(3)电热丝的阻值。

实验
奥斯特实验
电磁感应实验
磁场对电流的作用实验
探究电磁铁磁性强弱的实验
原理图
工作
原理
电流的
磁效应
电磁感应
通电导体在磁场中受力而运动
电流的
磁效应
能的
转化
/
机械 能→ 电 能
电 能→ 机械 能
/
影响
因素
磁场的方向与电流的方向有关
感应电流的方向与磁场的方向和导体运动的方向有关
导体受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关
电磁铁磁性的强弱与电流的大小、线圈的匝数有关
主要
应用
电磁铁、电磁继电器、电话的听
筒等
发电机、动圈式话筒等
电动机
电磁继电器、电磁起重机等
光照强度E/cd
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
光敏电阻R1/Ω
120
90
70
58
48
40
第18讲—电与磁
2023年中考物理一轮复习讲练测
一、思维导图
考点精讲
考点1 磁现象 磁场
1. 磁现象：
（1）磁性：物体能够吸引钢铁、钴、镍一类物质（吸铁性）的性质叫磁性。
（2）磁体：具有磁性的物体，叫做磁体。磁体具有吸铁性和指向性。
（3）磁体的分类：
①形状：条形磁体、蹄形磁体、针形磁体；
②来源：天然磁体（磁铁矿石）、人造磁体；
③保持磁性的时间长短：硬磁体（永磁体）、软磁体。
（4）磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极。磁极在磁体的两端。磁体两端的磁性最强，中间的磁性最弱。
（5）磁体的指向性：可以在水平面内自由转动的条形磁体或磁针，静止后总是一个磁极指南（叫南极，用S表示），另一个磁极指北（叫北极，用N表示）。无论磁体被摔碎成几块，每一块都有两个磁极。
（6）磁极间的相互作用：同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。（若两个物体互相吸引，则有两种可能：①一个物体有磁性，另一个物体无磁性，但含有钢铁、钴、镍一类物质；②两个物体都有磁性，且异名磁极相对。）
（7）磁化：一些物体在磁体或电流的作用下会获得磁性，这种现象叫做磁化。
钢和软铁都能被磁化：软铁被磁化后，磁性很容易消失，称为软磁性材料；钢被磁化后，磁性能长期保持，称为硬磁性材料。所以钢是制造永磁体的好材料。
2. 磁场：
（1）磁场：磁体周围的空间存在着磁场。
（2）磁场的基本性质：磁场对放入其中的磁体产生磁力的作用。磁体间的相互作用就是通过磁场而发生的。
（3）磁场的方向：把小磁针静止时北极所指的方向定为那点磁场的方向。磁场中的不同位置，一般来说磁场方向不同。
（4）磁感线：在磁场中画一些有方向的曲线，任何一点的曲线方向都跟放在该店的磁针北极所指的方向一致。这样的曲线叫做磁感线。
3. 地磁场：
地磁场：地球本身是一个巨大的磁体，在地球周围的空间存在着磁场，叫做地磁场。
地磁场的北极在地理南极附近；地磁场的南极在地理北极附近。
小磁针能够指南北是因为受到了地磁场的作用。
地理的两极和地磁的两极并不重合，磁针所指的南北方向与地理的南北极方向稍有偏离（地磁偏角），世界上最早记述这一现象的人是我国宋代的学者沈括。（《梦溪笔谈》）
【拓展】1.对磁感线的认识
①磁感线是假想的，不是真实存在的．
②磁感线可以表示磁场的强弱，其密集处磁场较强，稀疏处磁场较弱．
③磁感线布满磁体周围的所有空间，并且磁感线不交叉．
④磁感线上任意一点的切线方向与该点的磁场方向一致．
⑥在磁体的内部，磁感线从磁体的S极指向磁体的N极，在磁体的外部则相反，从而形成闭合的曲线．
2.不同磁极间的磁感线
异名磁极间 同名磁极间（N） 同名磁极间（S）
考点2 电生磁
1. 奥斯特实验：
最早发现电流磁效应的科学家是丹麦物理学家奥斯特。
奥斯特实验：

对比甲图、乙图，可以说明：通电导线的周围有磁场；
对比甲图、丙图，可以说明：磁场的方向跟电流的方向有关。
2. 通电螺线管的磁场：
通电螺线管外部的磁场方向和条形磁体的磁场一样。通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极，通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。
3. 安培定则：用右手握螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。
考点3 电磁铁 电磁继电器
1. 电磁铁：
（1）定义：插有铁芯的通电螺线管。
（2）特点：
①电磁铁的磁性有无可由通断电控制，通电有磁性，断电无磁性；
②电磁铁磁极极性可由电流方向控制；
③影响电磁铁磁性强弱的因素：电流大小、线圈匝数、：电磁铁的电流越大，它的磁性越强；电流一定时，外形相同的电磁铁，线圈匝数越多，它的磁性越强。
2. 电磁继电器：
电磁继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接地控制高电压、强电流电路的装置。
电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。
电磁继电器的结构：电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、动触点和静触点组成，其工作电路由低压控制电路和高压工作电路组成。
3. 扬声器：
扬声器是将电信号转化成声信号的装置，它由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成。
扬声器的工作原理：线圈通过如图下所示电流时，受到磁体吸引而向左运动；当线圈通过方向相反的电流时，受到磁体排斥而向右运动。由于通过线圈的电流是交变电流，它的方向不断变化，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。
考点4 电动机
1. 磁场对通电导线的作用：
（1）通电导体在磁场里受到力的作用。力的方向跟磁感线方向垂直，跟电流方向垂直；
（2）通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关。（当电流方向或磁感线方向两者中的一个发生改变时，力的方向也随之改变；当电流方向和磁感线方向两者同时都发生改变时，力的方向不变。）
（3）当通电导线与磁感线垂直时，磁场对通电导线的力最大；当通电导线与磁感线平行时，磁场对通电导线没有力的作用。
2. 电动机：
电动机是根据通电线圈在磁场中因受力而发生转动的原理制成的，是将电能转化为机械能的装置。
电动机是由转子和定子两部分组成的。
换向器的作用是每当线圈刚转过平衡位置时，能自动改变线圈中电流的方向，使线圈连续转动。
改变电动机转动方向的方法：改变电流方向（交换电压接线）或改变磁感线方向（对调磁极）。
提高电动机转速的方法：增加线圈匝数、增加磁体磁性、增大电流。
考点5 磁生电
1. 电磁感应现象：
英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。
内容：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。
导体中感应电流的方向，跟导体的运动方向和磁感线方向有关。（当导体运动方向或磁感线方向两者中的一个发生改变时，感应电流的方向也随之改变；当导体运动方向和磁感线方向两者同时都发生改变时，力的方向不变。）
2. 发电机：
发电机是根据电磁感应现象制成的，是将机械能转化为电能的装置。
发电机是由定子和转子两部分组成的。
从电池得到的电流的方向不变，通常叫做直流电。（DC）
电流方向周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流电。（AC）
在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率，频率的单位是赫兹，简称赫，符号为Hz。
我国供生产和生活用的交流电，电压是220V，频率是50Hz，周期是0.02s，即1s内有50个周期，交流电的方向每周期改变2次，所以50Hz的交流电电流方向1s内改变100次。
3种电磁现象的辨识及相关应用
三、例题精析
1．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。
2．在科学晚会上，小明所在的科技小组展示了一个“隔板推物”的节目，其原理如图所示。甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，两线圈通过导线连接构成一个闭合电路。用手推动甲线圈摆动时，乙线圈会随之摆动。对于这个过程，下列说法正确的是（ ）

A．甲线圈相当于电源，乙线圈相当于用电器B．推动甲线圈摆动时电能转化为机械能
C．乙线圈随之摆动时机械能转化为电能D．乙线圈摆动的原理是电磁感应现象
【答案】A
【详解】用手推动甲线圈摆动时，线圈甲的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，闭合的回路中有感应电流产生，是发电机的工作原理，工作时将机械能转化为电能。乙线圈随之摆动，乙线圈摆动的原理是通电导体在磁场中受力的作用，是电动机的工作原理，所以甲线圈相当于电源，乙线圈相当于用电器，工作时将电能转化为机械能，故A正确，BCD错误。
故选A。
3．下列有关电磁感应现象的说法正确的是（ ）

A．电磁感应现象是英国物理学家安培首先发现的
B．探究电磁感应现象应选用图甲所示的装置进行实验
C．闭合电路的一部分导体在磁场中运动就会产生感应电流
D．利用电磁感应现象可以制成电动机，实现机械能转化为电能
【答案】B
【详解】A．电磁感应现象是英国物理学家法拉第发现的，故A错误；
B．电磁感应现象的特点是没有电源而有一个电流表，用来测量产生的电流，故用甲来探究，故B正确；
C．闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，才会产生感应电流，故C错误；
D．根据电磁感应现象制成了发电机，发电机将线圈运动的机械能转化为电能，故D错误。
故选B。
4．如图是研究巨磁电阻（GMR电阻在磁场中急剧减小）特性的原理示意图，闭合开关S1、S2后，电磁铁右端为 ______极，滑片P向左滑动过程中，指示灯明显变 ______（选填“亮”或“暗”）。

【答案】 S 亮
【详解】[1]根据右手螺旋定则，四指的方向为电流的方向，大拇指为N极，故电磁铁的右端为S极。
[2]滑片P向左滑动过程中，电阻变小，电流变大，磁性变强，GMR电阻变小，总电阻变小，电流变大，故灯泡变亮。
5．如图所示是一种环保型手电筒，这种手电筒不用化学电池作为电源。使用时只要将它来回摇晃，就能发光，并且来回摇晃得越快，手电筒发光越强。这种手电筒所产生得电能是根据_____现象获得的，其能量转化是_____能转化成电能。

【答案】 电磁感应 机械
【详解】[1][2]由题干中图可知该手电筒有磁体和线圈，使用时将它来回摇晃，线圈在磁场中就做切割磁感线运动，故线圈中有感应电流产生。所以手电灯发光。当摇动速度越快，线圈运动越快，产生的感应电流越强，在这个过程中能量转化是机械能转化为电能。
6．小明同学用硬纸板和大头针制作底座，把两根缝衣针磁化后，穿过按扣的两个孔，放在底座的针尖上，就制作成了一个如图所示的指南针，指南针能指地理的南北极，是因为受到了______的作用。该指南针静止后，针尖指南方，则针尖是指南针的______（选填“N”或“S”）极。

【答案】 地磁场 S
【详解】[1][2]地球是一个大磁体，指南针指南北的原因是由于受到了地磁场的作用；指南针静止时，指向南的一端是磁体的南（S）极；指向北的一端是磁体的北（N）极，针尖指南，所以针尖是S极。
7．为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小明同学用漆包线（表面涂有绝缘漆的导线）在大铁钉上绕若干圈，制成简单的电磁铁，下图中甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。

（1）实验中判断电磁铁磁性强弱的方法是______；这一方法体现了“转换法”的思想；
（2）比较图乙和图______可知：线圈数相同时，电磁铁的电流越大磁性越强；
（3）根据实验情况，你还能得出什么实验结论？______；该实验结论可由图______验证；
（4）如下图，闭合开关，通过滑动变阻器改变同一线圈中的电流大小，当滑片P向______移动，会发现电磁铁吸引大头针的数目变少；

（5）如下图，实验中采用串联的方式是为了控制______不变，探究电磁铁的磁性强弱与______的关系；

（6）将下图中滑动变阻器滑片移至中点，吸引大头针；然后将铁钉抽离，用通电螺线管吸引大头针，发现吸引大头针数目______，这就说明了铁芯具有______的作用。

【答案】 用电磁铁吸引大头针的多少 丙 ①电磁铁通电时有磁性，不通电没有磁性； ②电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关 ①甲、乙 ； ②丁 右 通过两个电磁铁的电流 线圈匝数 减少 增强电磁铁磁性
【详解】（1）[1]实验中用电磁铁吸引大头针的多少来反映电磁铁磁性的强弱，属于转换法。
（2）[2]探究电磁铁磁性强弱与电流大小关系时，应控制线圈匝数相同，通过调节滑动变阻器滑片位置，改变电磁铁中电流大小，应选乙、丙两图。
（3）[3]还能得出的实验结论：①螺线管通电时有磁性，不通电没有磁性；②电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关。
[4]①由甲、乙两图可知，电磁铁中有电流通过时能吸引大头针，说明电磁铁通电时有磁性。
②丁图中两个电磁铁串联，通过电磁铁的电流相等，匝数越多的电磁铁吸引大头针越多，磁性越强，说明通过电磁铁的电流相等时，电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关，线圈匝数越多磁性越强。
（4）[5]当滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路中的电流变小，电磁铁的磁性变弱，会发现电磁铁吸引大头针的数目变少。
（5）[6][7]实验中两个电磁铁采用串联的方式，为了控制通过两个电磁铁的电流不变，通过两个电磁铁的电流相等，线圈的匝数不同，可以探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系。
（6）[8][9]如图实验，将铁钉抽离，电磁铁磁性减弱，用通电螺线管吸引大头针，电磁铁吸引大头针数目减少；这就说明了铁芯具有增强电磁铁磁性的作用。
8．利用图所示的装置进行电与磁的相关实验。
（1）①若利用该装置探究“通电导体在磁场中受力”，应将开关的接线柱1与_______（选填“2”或“3”）接通。其中_______（选填“扬声器”或“动圈式话筒”）工作过程与该原理相同。为使观察到的现象更明显，导体ab应选择_______（选填“空心铜管”或“实心铜棒”）；
②为使悬挂的导体ab运动速度加快，可将滑动变阻器向_______（选填“左移”或“右移”）或改用磁场_______（选填“更强”或“更弱”）的磁体.
（2）将开关反方向闭合，利用该装置探究“产生感应电流的条件”：

①让悬挂的导体ab在图所示位置沿竖直方向上下运动，灵敏电流计指针_______（选填“会”或“不会”）发生偏转；
②保持磁体不动，若导体ab水平向右运动，灵敏电流计指针向左偏转；若要使灵敏电流计的指针向右偏转，可以_______（填字母）；
A．将磁体的磁极对调，导体ab向左运动；
B．保持磁体不动，导体ab向左运动；
③为使灵敏电流计的指针偏转角度更大，可以_______（写出一种方法即可）。
【答案】 3 扬声器 实心铜棒 右移 更强 不会 B 加快导体切割磁感线速度
【详解】（1）[1]该装置是为了探究“通电导体在磁场中受力”，那么电路中要有电流通过，此时电源应接入电路，故应将开关的接线柱1与3接通。
[2]扬声器是将电信号转换为声音信号进行重放的原件，其工作原理是“通电导体（线圈）在磁场中受到力的作用” ，故扬声器的工作过程与该原理相同；动圈式话筒是把声音转变为电信号的装置，动圈式话筒是利用电磁感应现象制成的，故动圈式话筒的工作过程与该原理不同。
[3]实心铜棒的横截面积比空心铜管的横截面积大，故在相同实验环境下，实心铜棒的电阻比空心铜管的电阻小，根据可知，通过实心铜棒的电流大于通过空心铜管的电流。相同条件下，导体中的电流越大，导体受到的磁场作用力越大，故为使观察到的现象更明显，导体ab应选择实心铜棒。
[4][5]为使悬挂的导体ab运动速度加快，可加大通过导体ab的电流，根据可知，此时减小滑动变阻器接入电路的阻值，可使电路电流增大，滑动变阻器滑片应向右移。为使悬挂的导体ab运动速度加快，也可以改用磁场更强的磁体，增大通电导体在磁场中受到的力的作用。
（2）[6]产生感应电流的条件有两个：一是电路是闭合的；二是有一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动。当导体在磁场中静止或平行于磁感线运动时，磁通量没有发生变化，所以无论磁场多强，闭合回路中都无感应电流，故让悬挂的导体ab在图所示位置沿竖直方向上下运动，此时电路中无电流产生，灵敏电流计指针也不会发生偏转。
[7]通电导体的运动方向和磁感线的方向，当其中之一发生改变时，导体内电流的方向会发生改变；若二者同时改变，则导体内电流的方向不会改变。
A．将磁体的磁极对调，导体ab向左运动，此时磁感线的方向和通电导体的运动方向都发生了改变，导体内电流的方向不会改变，灵敏电流计指针依旧向左偏转，故A不符合题意；
B．保持磁体不动，导体ab向左运动，即磁感线方向不变，通电导体运动方向改变，此时通电导体内电流发生改变，灵敏电流计指针由原来的向左偏转变成向右偏转，故B符合题意。
故选B。
[8]可以从增大磁感应强度、增大切割磁感线的导线的长度、提高切割速度和尽可能垂直切割磁感线这四个方面来增大感应电流，即使灵敏电流计的指针偏转角度更大。
9．小明妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆（如图所示）内部由加热系统和按摩系统两部分组成。加热系统的加热电阻额定电压为220V，额定功率500W。问：
（1）小明帮奶奶泡脚时，向足浴盆中加入5kg初温为20℃的水，加热系统的加热电阻正常工作16min将水加热到40℃，此加热过程中水吸收的热量是多少？
（2）加热系统加热时的热效率是多少？
（3）当小明家的实际电压是198V时，加热电阻工作的实际功率是多少？（加热电阻阻值不随温度变化而变化）
（4）足浴盆按摩系统中的电动机工作电压是12V（按摩系统将交流电压转换为12V），工作电流为4A，其电阻为0.5Ω，电动机工作中因发热损失的功率是多少？

【答案】（1）4.2×105J；（2）87.5%；（3）405W；（4）8W
【详解】解：（1）水吸收的热量
Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(40℃﹣20℃)=4.2×105J
（2）加热时间
t′=16min=960s
足浴盆加热时消耗的电能
W=P额t′=500W×960s=4.8×105J
热系统加热时的热效率为
（3）加热电阻的阻值
当小明家的实际电压是198V时，加热电阻工作的实际功率
（4）电动机工作中因发热损失的功率
P损=I2R′=(4A)2×0.5Ω=8W
答：（1）此加热过程中水吸收的热量是4.2×105J；
（2）加热系统加热时的热效率是87.5%；
（3）加热电阻工作的实际功率是405W；
（4）电动机工作中因发热损失的功率是8W。
10．某展览厅为保护展品，在屋顶采用光敏材料设计了调光天窗，当外界光照较强时，启动电动卷帘适时调整进光量；当外界光照较弱时，自动启动节能灯泡予以补光。调光天窗的电路原理如图所示，控制电路电源电压U1=12V，工作电路电源电压U2=220V，R2为定值电阻，P为电磁铁，其线圈电阻约10Ω，当电流达到60mA时刚好能吸合衔铁，使电动卷帘工作。R1为光敏电阻，其阻值与光照强度之间的关系如下表所示。

(1)工作电路中的L代表安装在展厅内的20盏“220V 10W”的节能灯，这些灯同时正常发光4小时，耗电多少千瓦时?
(2)当外界光照强度达到1.0cd时，电动卷帘便开始工作，R2的阻值是多少?
(3)当电阻R2消耗的电功率为0.7W时，外界光照强度是多少?
(4)为了节能，需要在光照强度更弱时才能启动节能灯照明，请结合公式说明如何更换电阻R2?

【答案】(1)0.8kW·h；(2)70Ω；(3)3.5cd；(4)换用阻值更小的电阻替换R2
【详解】(1)20盏灯的总功率为
P=20P1=20×10W=200W=0.2kW
同时工作4 h消耗的电能
W=Pt=0.2kW×4h=0.8kW·h
(2)当E=1cd时，由表格数据可知，光敏电阻R1=120Ω，电路电流达到吸合电流60mA合0.06A时，电动卷帘刚好工作，控制电路的总电阻
则
R2=R总－R1－RP=200Ω－120Ω－10Ω=70Ω
(3)当R2的功率P2=0.7W时，由可求电路中的电流
电路的总电阻
此时光敏电阻R1的阻值
R1'=R总'－R2－RP=120Ω－70Ω－10Ω=40Ω
由表可知此时光照强度为3.5cd。
(4)根据可知，当吸合电流I、电压U1不变时，电路总电阻R总不变。由表格数据可知，光照强度E减小时，R1的阻值变大，由于
R总=R1+R2+RP
所以若使R总不变，则应换用阻值更小的电阻替换R2。
答：(1)这些灯同时正常发光4小时，耗电0.8kW·h。
(2)当外界光照强度达到1.0cd时，电动卷帘便开始工作，R2的阻值是70Ω。
(3)当电阻R2消耗的电功率为0.7W时，外界光照强度是3.5cd。
(4)应换用阻值更小的电阻替换R2。
11．梅雨季节，湿衣服久晾不干，令人烦恼。小明同学设计出一款自动控制“干衣神器”，可使得衣服快速变干，电路图如图甲所示。控制电路电源电压恒为6V不变，工作电路电压为220V交流电，热敏电阻Rx的电阻值随温度的变化关系如图乙所示，定值电阻R0的阻值为120Ω，电磁继电器线圈电阻不计，闭合开关S当温度等于、低于60℃时，机器吹热风；当温度高于60℃时，机器吹冷风。受控电路吹热风时功率为120W，吹冷风时功率为20W。求：
(1)衔铁被吸下时，线圈中的最小电流；
(2)电热丝工作5min放出的热量；
(3)电热丝的阻值。

【答案】(1)0.2A；(2)3×104J；(3)
【详解】(1)由图知，当温度等于、低于60℃时，机器吹热风，此时衔铁应被吸下，由图象知，此时热敏电阻Rx＝40Ω，由并联电路特点和欧姆定律可得通过两电阻的电流
所以通过线圈中的最小电流
I=I1+IX=0.05A+0.15A=0.2A
(2)由图甲知，吹热风时，电动机和电热丝并联，同时工作
P热＝P电热丝+P电动机＝120W
吹冷风时，只有电动机工作
P冷＝P电动机＝20W
所以电热丝功率
P电热丝＝P热﹣P冷＝120W﹣20W＝100W
电热丝工作5min放出的热量
Q＝W电热丝＝P电热丝t＝100W×5×60s＝3×104J
(3)由可得，电热丝电阻
答：(1)衔铁被吸下时，线圈中的最小电流为0.2A；
(2)电热丝工作5min放出的热量为3×104J；
(3)电热丝的阻值为484Ω。

实验
奥斯特实验
电磁感应实验
磁场对电流的作用实验
探究电磁铁磁性强弱的实验
原理图
工作
原理
电流的
磁效应
电磁感应
通电导体在磁场中受力而运动
电流的
磁效应
能的
转化
/
机械 能→ 电 能
电 能→ 机械 能
/
影响
因素
磁场的方向与电流的方向有关
感应电流的方向与磁场的方向和导体运动的方向有关
导体受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关
电磁铁磁性的强弱与电流的大小、线圈的匝数有关
主要
应用
电磁铁、电磁继电器、电话的听
筒等
发电机、动圈式话筒等
电动机
电磁继电器、电磁起重机等
光照强度E/cd
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
光敏电阻R1/Ω
120
90
70
58
48
40