2023-2024全國(guó)初中物理競(jìng)賽試題第16講電與磁（解析版）

試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁第16講電與磁（解析版）一、單選題1．（2023春·江蘇蘇州·九年級(jí)?？几?jìng)賽）下圖中標(biāo)出了磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I和其所受磁場(chǎng)力F的方向，正確的是（）A．

B．

C．

D．

【答案】A【詳解】左手定則是將左手掌攤平，讓磁感線穿過手掌心，四指指向電流方向，則大拇指所指方向?yàn)榇艌?chǎng)力的方向。A．根據(jù)左手定則，磁場(chǎng)力F的方向豎直向上，故A正確；B．根據(jù)左手定則，磁場(chǎng)力的方向豎直向上，故B錯(cuò)誤；C．圖示中，電流方向與磁場(chǎng)方向平行，不受到磁場(chǎng)力的作用，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)左手定則，磁場(chǎng)力的方向垂直紙面向外，故D錯(cuò)誤。故選A。2．（2021·廣東佛山·九年級(jí)統(tǒng)考競(jìng)賽）小麗用光敏電阻設(shè)計(jì)了一種“智能家居照明燈”電路，如圖所示。照明燈L標(biāo)有“220V40W”字樣，在天暗（光線較弱）時(shí)L自動(dòng)點(diǎn)亮，天亮?xí)rL自動(dòng)熄滅。以下有關(guān)描述正確的是（）A．導(dǎo)線B應(yīng)連接家庭電路中的火線B．小麗選擇的光敏電阻阻值大小應(yīng)隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而變大C．如果控制電路電源太舊（電壓太低）?？赡軙?huì)出現(xiàn)傍晚天暗后照明燈L亮燈時(shí)間更晚的情況D．要減少夜間的照明時(shí)間，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向b端移動(dòng)【答案】D【詳解】A．根據(jù)安全用電的原則可知，當(dāng)燈泡不工作時(shí)其兩端應(yīng)該無電，故導(dǎo)線B是零線；故A錯(cuò)誤；B．天暗時(shí)自動(dòng)亮燈，說明此時(shí)照明電路閉合即銜鐵斷開，由圖可知此時(shí)電磁鐵的磁性減弱，則電路中的電流變小，根據(jù)可知電路中的電阻變大，即此時(shí)光敏電阻的阻值變大；所以他選擇的光敏電阻阻值大小應(yīng)隨光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而減小，故B錯(cuò)誤；C．控制電路長(zhǎng)時(shí)間使用后電壓下降，銜鐵被吸下時(shí)的電流不變，根據(jù)可知，電壓變小，則在吸下銜鐵時(shí)，R1的阻值變小，即光照強(qiáng)度變大，可能會(huì)出現(xiàn)傍晚天暗后照明燈L亮燈時(shí)間更早的情況，故C錯(cuò)誤；D．要減少夜間的照明時(shí)間，即燈要在光照更暗的時(shí)候才能點(diǎn)亮，此時(shí)R1的阻值將變大，電路中的電流將減小。但由于銜鐵被釋放時(shí)的電流不變，則要將光照更暗時(shí)電路中的電流增大，所以需要將滑動(dòng)變阻器的阻值減小，故滑片應(yīng)向b端移動(dòng)，故D正確。故選D。3．（2023春·遼寧阜新·九年級(jí)校考競(jìng)賽）如圖甲所示是“磁浮地球儀”。在地球儀中裝入條形磁鐵，底座中的電磁鐵就可將其“漂浮”在空中，其工作原理如圖乙所示。下列判斷正確的是（）A．電磁鐵的上端為N極B．電源的左端為負(fù)極C．其工作原理是異名磁極相互吸引D．滑片P向右移動(dòng)可增加地球儀“漂浮”的高度【答案】D【詳解】AB．根據(jù)同名磁極相互排斥可知，圖中電磁鐵的上端應(yīng)為S極，則由安培定則可知，電流從電磁鐵的上端流入，下端流出，電路中的電源的左端為正極，故AB錯(cuò)誤；C．磁浮地球儀穩(wěn)定地“漂浮”起來，其利用的工作原理是同名磁極互相排斥，故C錯(cuò)誤；D．滑片P向右移動(dòng)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變小，總電阻變小，根據(jù)歐姆定律可知，電流變大，電磁鐵磁性增強(qiáng)，可增加地球儀“漂浮”的高度，故D正確。故選D。4．（2023春·遼寧阜新·九年級(jí)?？几?jìng)賽）發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的相繼問世使人類社會(huì)進(jìn)入電氣時(shí)代。下列四幅圖中與發(fā)電機(jī)工作原理相同的是（）A． B．C． D．【答案】B【詳解】發(fā)電機(jī)是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的。A．通電后的螺線管能夠吸引鐵釘，說明電流的周圍存在磁場(chǎng)，移動(dòng)滑片P，發(fā)現(xiàn)吸引的鐵釘?shù)亩嗌俨煌纱丝梢源_定，電磁鐵磁性的強(qiáng)弱和電流的大小有關(guān)，故A不符合題意；B．人對(duì)著話筒說話時(shí)，膜片帶動(dòng)線圈在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流，這是一種電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故B符合題意；C．通電后原來指向南北方向的小磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，說明通電導(dǎo)體的周圍存在磁場(chǎng)，故C不符合題意；D．通電后，線圈在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)起來，帶動(dòng)紙盆振動(dòng)而發(fā)出聲音，說明了通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用，故D不符合題意。故選B。5．（2022秋·江蘇南京·九年級(jí)南京市科利華中學(xué)校考競(jìng)賽）小明設(shè)計(jì)了一款“智能門禁”，能檢測(cè)體溫并進(jìn)行人臉識(shí)別，其工作原理為：（1）若體溫正常S1閉合，人臉識(shí)別成功S2閉合，電動(dòng)機(jī)M工作，警示燈不亮；（2）若體溫異常S1不閉合，人臉識(shí)別成功S2閉合，電動(dòng)機(jī)M不工作，警示燈亮起；（3）不管體溫是否正常，若人臉識(shí)別失敗S2不閉合，電動(dòng)機(jī)M不工作且警示燈不亮。下列電路設(shè)計(jì)符合要求的是（）A．只有①符合 B．只有②符合C．①②均符合 D．①②均不符合【答案】A【詳解】圖①中，若體溫正常開關(guān)S1閉合，電磁鐵把銜鐵吸下，動(dòng)觸點(diǎn)與下面的靜觸點(diǎn)接觸，警示燈斷開，人臉識(shí)別成功開關(guān)S2閉合，電動(dòng)機(jī)M工作（門打開），警示燈不亮；若體溫異常S1不閉合，動(dòng)觸點(diǎn)與上面的靜觸點(diǎn)接觸，電動(dòng)機(jī)M斷開，人臉識(shí)別成功S2閉合，警示燈接通，此時(shí)電動(dòng)機(jī)M不工作警示燈亮起；不管體溫是否正常，若人臉識(shí)別失敗S2不閉合，電動(dòng)機(jī)M和警示燈都斷開，電動(dòng)機(jī)M不工作且警示燈不亮，圖①符合題意；圖②中，若體溫正常開關(guān)S1閉合，動(dòng)觸點(diǎn)與下面的靜觸點(diǎn)接觸，電動(dòng)機(jī)M接通，不管人臉識(shí)別是否成功，電動(dòng)機(jī)M工作（門打開），故②不符合題意。故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。6．（2021春·江蘇宿遷·九年級(jí)統(tǒng)考競(jìng)賽）你的老師用磁性黑板做過演示實(shí)驗(yàn)嗎？你看過中央電視臺(tái)體育頻道的圍棋講座嗎？前者黑板和實(shí)驗(yàn)器材、后者的棋盤和棋子，都是由磁性材料制成的。實(shí)驗(yàn)器材或棋子在豎直旋轉(zhuǎn)的黑板或棋盤上可以任意移動(dòng)而不會(huì)掉下來，這是因?yàn)椋ǎ〢．實(shí)驗(yàn)器材或棋子受到吸引力B．實(shí)驗(yàn)器材或棋子受到的吸引力大于它們受到的重力C．實(shí)驗(yàn)器材或棋子受到的摩擦力大于它們受到的重力D．實(shí)驗(yàn)器材或棋子受到的摩擦力等于它們受到的重力【答案】D【詳解】A．磁性黑板上的實(shí)驗(yàn)器材或棋盤上的棋子受到吸引力的作用，吸引力是產(chǎn)生摩擦力的原因，不是實(shí)驗(yàn)器材或棋子不會(huì)掉下來的原因，故A不符合題意；BCD．棋子在豎直方向上受到兩個(gè)力的作用：豎直向下的重力和黑板對(duì)它豎直向上的摩擦力，棋子處于平衡狀態(tài)，說明這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力；根據(jù)二力平衡的條件，可以確定棋子受到的摩擦力等于其受到的重力，故D符合題意。故選D。7．（2021秋·河北唐山·九年級(jí)唐山市第十一中學(xué)校考競(jìng)賽）如題圖所示為條形磁鐵和電磁鐵，虛線表示磁感線，則甲、乙、丙、丁的極性依次是（）A．S、N、S、S B．N、N、S、NC．S、S、N、N D．N、S、N、N【答案】A【詳解】根據(jù)安培定則，四指的方向即為電流的方向，大拇指的方向?yàn)镹極，故乙端為N極，丙就是S極，由甲、乙之間的磁感線相吸的分布情況說明是異名磁極，故甲為S極，丙和丁是相互排斥，故丁為S極，故選A符合題意，BCD不符合題意。故選A。8．（2021秋·河北唐山·九年級(jí)唐山市第十一中學(xué)?？几?jìng)賽）圖為電腦散熱風(fēng)扇，題圖中能說明其工作原理的是（）A． B． C． D．【答案】B【詳解】電風(fēng)扇是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，最主要的部件是電動(dòng)機(jī)，而電動(dòng)機(jī)的原理是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到了力的作用。A．由圖可知，閉合線路的部分導(dǎo)體切割磁感線時(shí)，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，是發(fā)電機(jī)的原理，故A不符合題意；B．有電源，閉合開關(guān)后，閉合線圈的部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到了力的作用，故是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故B符合題意；C．探究的是電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與線圈的匝數(shù)有關(guān)，故C不符合題意；D．奧斯特實(shí)驗(yàn)，證明了電流周圍存在磁場(chǎng)，故D不符合題意。故選B。9．（2018·全國(guó)·九年級(jí)校聯(lián)考競(jìng)賽）如圖所示為雙線并繞的螺線管，a、b、c、d為四個(gè)接線柱，其中a、c之間連接一根較細(xì)的導(dǎo)線；b、d之間連接一根較粗的導(dǎo)線。如用兩端電壓恒定的同一個(gè)電源供電，下列連接方式中磁性最強(qiáng)的方法是（）A．將bc相連，然后a、d分別接電源兩極B．將cd相連，然后a、b分別接電源兩極C．將ab相連、cd相連，然后分別接電源兩極D．將ad相連、bc相連，然后分別接電源兩極【答案】C【詳解】A．b、c相連，a、d分別接在電源兩極，兩條導(dǎo)線串聯(lián)，電阻相對(duì)較大，通過的電流較小，所以螺線管磁性較弱，故A不符合題意；B．c、d相連，a、b分別接在電源兩極，兩條導(dǎo)線串聯(lián)，電阻相對(duì)較大，通過的電流較小，所以螺線管磁性較弱，故B不符合題意；C．a(chǎn)、b相連，cd相連后分別接在電源兩極，兩條導(dǎo)線并聯(lián)，電阻相對(duì)較小，通過的電流較大，并且磁極極性一致，所以螺線管磁性較強(qiáng)，故C符合題意；D．a(chǎn)、d相連，bc相連后分別接在電源兩極，兩條導(dǎo)線并聯(lián)，電阻相對(duì)較小，通過的電流較大，與C選項(xiàng)不同的是兩螺線管中電流方向相反，兩螺線管磁極極性相反，所以螺線管磁性較弱，故D不符合題意。故選C。10．（2019·上海浦東新·九年級(jí)?？几?jìng)賽）如圖所示，三根彼此絕緣的無限長(zhǎng)直導(dǎo)線的一部分ab、cd、ef兩兩相交并構(gòu)成一個(gè)等邊三角形，O為三角形的中心，M、N分別為O關(guān)于導(dǎo)線ab、cd的對(duì)稱點(diǎn)，當(dāng)三根導(dǎo)線中通以大小相等、方向如圖所示的電流時(shí)，O點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B1，M點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B2，N點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為（

）A．B1 B．B2 C．B1+B2 D．B1﹣B2【答案】A【詳解】無限長(zhǎng)直導(dǎo)線ab、cd、ef，構(gòu)成一個(gè)等邊三角形，且三根導(dǎo)線中通以大小相等、方向如圖所示的電流，O為三角形的中心，且O點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，因?yàn)橹睂?dǎo)線ab、cd關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱，所以這兩導(dǎo)線在O點(diǎn)的磁場(chǎng)為零，則磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1是由直導(dǎo)線ef產(chǎn)生的，而直導(dǎo)線ab、ef關(guān)于N點(diǎn)對(duì)稱，所以這兩根直導(dǎo)線的磁場(chǎng)為零，因此N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1．11．（2021秋·廣東佛山·九年級(jí)佛山市南海區(qū)大瀝鎮(zhèn)許海初級(jí)中學(xué)?？几?jìng)賽）電梯設(shè)置有超載自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，其工作原理如圖所示，R為保護(hù)電阻，壓敏電阻的阻值隨壓力的增大而減?。铝姓f法正確的是A．控制電路接通后，電磁鐵的上端為N極B．電梯正常運(yùn)行時(shí)K與B接觸C．超載時(shí)電磁鐵磁性增大D．處于圖示位置時(shí)電磁鐵對(duì)銜鐵的吸引力大約是彈簧彈力的3倍【答案】C【分析】電磁鐵是根據(jù)電流的磁效應(yīng)制成的；知道電流的方向，根據(jù)安培定則判斷出電磁鐵的N、S極；R2為壓敏電阻，其阻值隨壓力增大而減小，所以知道超載時(shí)壓敏電阻的阻值變化情況，根據(jù)判斷出電流的變化；電磁鐵的磁性強(qiáng)弱和電流大小、線圈匝數(shù)多少有關(guān)；正常情況下（未超載時(shí)），銜鐵被彈簧拉起，K與靜觸點(diǎn)A接觸．【詳解】A.由圖可知，控制電路接通后，電磁鐵的正面電流向左，由安培定則可知，電磁鐵的下端為N，上端為S，故錯(cuò)誤；B.電梯正常運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)工作，K應(yīng)與A端接觸，故錯(cuò)誤；c.壓敏電阻隨著壓力的增大而減小，當(dāng)超載時(shí)，壓敏電阻受到的壓力變大，電阻變小，由歐姆定律可知，通過電磁鐵的電流變大，電磁鐵的磁性增大，故正確；D.可以把銜鐵看成是一個(gè)杠桿，處于圖示位置時(shí)，電磁鐵對(duì)銜鐵的吸引力的力臂是彈簧彈力臂的3倍，由杠桿的平衡條件可知，電磁鐵對(duì)所銜鐵的吸引力大約是彈簧彈力的，故錯(cuò)誤．故選C.12．（2022秋·河北張家口·九年級(jí)張家口市萬全區(qū)萬全中學(xué)?？几?jìng)賽）如圖是奧斯特實(shí)驗(yàn)的示意圖，有關(guān)分析正確的是（）A．通電導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)方向由小磁針的指向決定B．發(fā)生偏轉(zhuǎn)的小磁針對(duì)通電導(dǎo)線有力的作用C．移去小磁針后的通電導(dǎo)線周圍不存在磁場(chǎng)D．通電導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)方向與電流方向無關(guān)【答案】B【詳解】A．通電導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)方向是由電流方向決定的，故A錯(cuò)誤；B．通電導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)對(duì)小磁針有力的作用，根據(jù)作用力和反作用力同時(shí)存在，小磁針對(duì)通電導(dǎo)線也有力的作用，故B正確；C．通電導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)與有沒有磁針無關(guān)，故C錯(cuò)誤；D．通電導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)方向是由電流方向決定的，故D錯(cuò)誤。故選B。13．（2019·上海浦東新·九年級(jí)競(jìng)賽）如圖所示是拍攝機(jī)動(dòng)車輛闖紅燈的工作原理示意圖．光控開關(guān)接收到紅燈發(fā)出的光會(huì)自動(dòng)閉合，壓力開關(guān)受到機(jī)動(dòng)車的壓力會(huì)閉合，攝像系統(tǒng)在電路接通時(shí)可自動(dòng)拍攝違章車輛．下列有關(guān)說法正確的是（

）

A．機(jī)動(dòng)車只要駛過埋有壓力開關(guān)的路口，攝像系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)拍攝B．只有光控開關(guān)和壓力開關(guān)都閉合時(shí)，攝像系統(tǒng)才會(huì)自動(dòng)拍攝C．只要光控開關(guān)接收到紅光，攝像系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)拍攝D．若將光控開關(guān)和壓力開關(guān)并聯(lián)，也能起到相同的作用【答案】B【分析】（1）只有在紅燈亮的期間，光控開關(guān)才閉合，若此時(shí)車輛違規(guī)闖紅燈行駛時(shí)，會(huì)壓上壓力開關(guān)，壓力開關(guān)受到機(jī)動(dòng)車的壓力會(huì)閉合；（2）光控開關(guān)和壓力開關(guān)都閉合后，電磁鐵中有電流通過，產(chǎn)生磁性，電磁鐵會(huì)將銜鐵吸下，使攝像系統(tǒng)所在的電路接通，攝像機(jī)會(huì)對(duì)違規(guī)車輛進(jìn)行拍照?！驹斀狻緼BC．由上分析知，因此光控開關(guān)和壓力開關(guān)都閉合時(shí)，攝像系統(tǒng)才會(huì)自動(dòng)拍攝，故AC錯(cuò)誤，B正確；D．光控開關(guān)和壓力開關(guān)是相互牽制，相互影響，因此這兩個(gè)開關(guān)只能串聯(lián)，不能并聯(lián)，故D錯(cuò)誤。故選B。14．（2021·內(nèi)蒙古呼倫貝爾·九年級(jí)統(tǒng)考競(jìng)賽）中考工作人員拿著金屬探測(cè)儀對(duì)考生進(jìn)行檢查，以防止考生將手機(jī)等含有金屬部分的作弊工具帶入考場(chǎng)。當(dāng)探測(cè)儀中的線圈靠近金屬導(dǎo)體時(shí)，在金屬導(dǎo)體內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生一種特殊電流，從而觸發(fā)報(bào)警。則探測(cè)儀的工作原理與圖中相同的是（）A．B．C．D．【答案】B【分析】由題意可知，探測(cè)器是將線圈靠近金屬物體時(shí)，相當(dāng)于閉合電路的部分導(dǎo)體在切割磁感線，從而產(chǎn)生了電流，則分析各實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知能產(chǎn)生電流的選項(xiàng)?！驹斀狻慨?dāng)線圈靠近金屬物體時(shí)，在金屬物體中產(chǎn)生電流，相當(dāng)于閉合電路的部分導(dǎo)體在切割磁感線，故在金屬中會(huì)產(chǎn)生電流，故探測(cè)器應(yīng)采用了電磁感應(yīng)原理；A．此圖為探究通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的實(shí)驗(yàn)為電流的磁效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，故A錯(cuò)誤；B．此圖中沒有電源，ab切割磁感線運(yùn)動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，即為探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)，故B正確；C．此圖為奧斯特實(shí)驗(yàn)，說明通電導(dǎo)線周圍有磁場(chǎng)，故C錯(cuò)誤；D．此圖為探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱影響因素的實(shí)驗(yàn)，故D錯(cuò)誤；故選B。二、多選題15．（2019·上海浦東新·九年級(jí)校考競(jìng)賽）如圖所示，兩根平行放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線a和b載有大小相同，方向相同的電流，a受到的磁場(chǎng)力大小為F1，當(dāng)加入一與導(dǎo)線所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，a受到的磁場(chǎng)力大小變?yōu)镕2，則此時(shí)b受到的磁場(chǎng)力大小變?yōu)椋ǎ〢．F2 B．2F1﹣F2 C．2F1+F2 D．F2﹣2F1【答案】BCD【詳解】如圖所示，兩根長(zhǎng)直導(dǎo)線，電流大小相同，方向相同．由安培定則可知a右側(cè)磁場(chǎng)方向向外，b左側(cè)的磁場(chǎng)方向向里，由左手定則知，a受到b產(chǎn)生磁場(chǎng)的作用力向右，大小為F1，那么b受到a產(chǎn)生磁場(chǎng)的作用力向左大小也為F1，但方向相反（向左）．再加入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)力大小為F0，則a、b受到加入勻強(qiáng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的作用力均為F0，且方向相同．如果加入勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)線平面向里時(shí)，F(xiàn)0方向向右，則a受到的作用力為F2＝F1+F0，若此時(shí)F1＞F0，則b受到的作用力為F2′＝F1﹣F0＝F1-（F2﹣F1）＝2F1﹣F2，若此時(shí)F1＜F0，則F2′＝F0﹣F1＝（F2﹣F1）﹣F1＝F2﹣2F1；如果加入勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)線平面向外時(shí)，F(xiàn)0方向向左，若F1＞F0，則a受到的作用力為F2＝F1﹣F0，則b受到的作用力為F2′＝F1+F0＝F1+（F1﹣F2）＝2F1﹣F2，若F1＜F0，則a受到的作用力為F2＝F0﹣F1，則b受到的作用力為F2′＝F1+F0＝F1+（F2+F1）＝2F1+F2．三、填空題16．（2021·廣東佛山·九年級(jí)統(tǒng)考競(jìng)賽）如圖（甲）所示，一裝置由重2N的電磁鐵A、重1N的薄鐵片B和重3N的支架組成，該裝置懸掛于彈簧測(cè)力計(jì)C的下端，當(dāng)電磁鐵A通電后，鐵片B被加速吸引到如圖（乙）所示的位置，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)6N（選填“大于”、“小于”或“等于”），你判斷的理由是，鐵片B被加速吸引上升的過程中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)（選填“增大”、“減小”或“不變”）【答案】大于A對(duì)B的吸引力大于B的重力增大【詳解】[1][2]電磁鐵A未通電時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2N+1N+3N=6N在通電使電磁鐵A產(chǎn)生磁力后，能把鐵片B吸起，此時(shí)B受到的向上吸引力一定大于它自身的重力，即F>GB，由于力的相互作用原理，鐵片B一定對(duì)于磁鐵A有一個(gè)向下的吸力F'，這兩個(gè)力大小相等，所以F'>GB，這樣對(duì)于彈簧秤來講，在支架重力、電磁鐵重力不變的情況下，由于B對(duì)測(cè)力計(jì)向下的拉力大于其自身的重力，導(dǎo)致了測(cè)力計(jì)受到向下的拉力增大，即示數(shù)將增大，即彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)大于6N。[3]當(dāng)鐵片B被加速吸引上升的過程中，A對(duì)B的吸引力比B的重力越來越大，所以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)增大。17．（2022秋·河北張家口·九年級(jí)張家口市萬全區(qū)萬全中學(xué)校考競(jìng)賽）高壓輸電為直流輸電。輸電電流穩(wěn)定時(shí)，在輸電導(dǎo)線周圍會(huì)產(chǎn)生場(chǎng)。安全用電常識(shí)告訴我們不能靠近特高壓輸電設(shè)備，否則容易發(fā)生（填“電弧”或“跨步電壓”）觸電。為了防雷，特高壓輸電線路安裝了用（填“導(dǎo)體”或“絕緣體”）材料做成的避雷線。【答案】磁電弧導(dǎo)體【詳解】[1]根據(jù)電流的磁效應(yīng)，通電導(dǎo)線周圍存在著磁場(chǎng)；所以輸電電流穩(wěn)定時(shí)，在輸電導(dǎo)線周圍會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。[2]高壓線和高壓帶電設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)，所帶電壓常常是幾千伏，幾萬伏甚至是幾十萬伏，在人體離它們較近時(shí)，會(huì)發(fā)生放電現(xiàn)象，在電流通過人體時(shí)，造成電燒傷，甚至死亡，這就是所謂的高壓電弧觸電。[3]高壓輸電鐵塔最上面的兩條導(dǎo)線是用導(dǎo)體材料做成的避雷線，防止雷直接擊到輸電線上，這兩條線一般與鐵塔相連，將電流引入大地。所以特高壓輸電線路安裝了用導(dǎo)體材料做成的避雷線。18．（2023春·安徽安慶·九年級(jí)校聯(lián)考競(jìng)賽）如圖，太陽風(fēng)暴爆發(fā)時(shí)，地磁場(chǎng)能改變宇宙射線中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向，對(duì)地球上的生命起到保護(hù)作用，地磁場(chǎng)北極在地理（選填“南極”或“北極”）附近，如果將地球看作一個(gè)表面均勻帶電旋轉(zhuǎn)的球體，那么這個(gè)球體表面應(yīng)該帶電荷?！敬鸢浮磕蠘O負(fù)【詳解】[1]地球是一個(gè)巨大的條形磁體，磁極剛好和地理位置大致相反，即地理位置的北極附近是地磁的南極（S），地理位置的南極附近是地磁的北極（N）。[2]通過安培定則可知，地球電流的方向是自東向西，與地球自轉(zhuǎn)的方向相反，因?yàn)殡娏鞯姆较蚺c負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向相反，因此地球表面帶負(fù)電荷。19．（2021秋·河北唐山·九年級(jí)唐山市第十一中學(xué)?？几?jìng)賽）如圖所示的是一種溫度自動(dòng)報(bào)警器的原理圖。當(dāng)溫度達(dá)到金屬絲下端所指的溫度時(shí)，電流通過電磁鐵的線圈產(chǎn)生，電鈴響起，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。若將溫度計(jì)的上端的金屬絲向下調(diào)整，則報(bào)警的溫度將（填“升高”或“降低”）?！敬鸢浮看艌?chǎng)降低【詳解】[1]當(dāng)溫度達(dá)到金屬絲下端所指的溫度時(shí)，左側(cè)的電路接通，線圈有電流流過，因此線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，右側(cè)電路的鐵片被吸住，右側(cè)電路接通，電鈴響起。[2]將溫度計(jì)的上端的金屬絲向下調(diào)整，溫度計(jì)內(nèi)的水銀不需要上升很高就可以使左側(cè)電路接通，繼而引發(fā)右側(cè)電路的電鈴報(bào)警，所以報(bào)警的溫度將降低。20．（2021·內(nèi)蒙古呼倫貝爾·九年級(jí)統(tǒng)考競(jìng)賽）如圖所示是一種水位自動(dòng)報(bào)警器的原理圖。水位沒有達(dá)到金屬塊A處時(shí)，燈亮；水位到達(dá)金屬塊A處時(shí)，由于一般的水是導(dǎo)體，燈亮?！敬鸢浮縇1L2【詳解】[1]水位沒有達(dá)到金屬塊A處時(shí)，電磁鐵沒有磁性，銜鐵被彈簧拉上去，和L1接通，L1亮。[2]水位達(dá)到金屬塊A處時(shí)，電磁鐵具有磁性，銜鐵被吸引下來，和L2接通，L2亮。四、作圖題21．（2021秋·河北唐山·九年級(jí)唐山市第十一中學(xué)?？几?jìng)賽）標(biāo)出圖中小磁針靜止時(shí)的N極和電源“+”極?！敬鸢浮俊驹斀狻坑赏娐菥€管外部磁感線的方向可知，通電螺線管的上端為N極，下端為S極，用右手握住螺線管，大拇指向上，則四指的指向?yàn)殡娏鞯姆较?，則可判斷電源的上端為正極，由同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引可知，小磁針的下端為N極，如下圖所示：22．（2023春·遼寧阜新·九年級(jí)校考競(jìng)賽）如圖所示，將條形磁體放在水平桌面的小車上，條形磁體靜止不動(dòng)，S極正對(duì)電磁鐵、閉合開關(guān)S，條形磁體因受磁力向左運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出電磁鐵右端的極性、電源左端的極性（用“+”或“﹣”表示）及螺線管周圍磁感線的方向?！敬鸢浮俊驹斀狻块]合開關(guān)S，條形磁體因受磁力向左運(yùn)動(dòng)，條形磁體受到了一個(gè)向左的排斥力，已知條形磁體左端為N極、右端為S極，根據(jù)同名磁極相互排斥可確定通電螺線管的左端是S極、右端為N極；磁體外部，磁感線從N極出發(fā)，回到S極，所以磁感線方向向左；根據(jù)安培定則可知，四指彎曲方向與螺線管中電流方向一致，大拇指指向N極，電流從電磁鐵左側(cè)流入，電源的左端為正極，如下圖所示：23．（2021春·江蘇宿遷·九年級(jí)統(tǒng)考競(jìng)賽）如圖所示的電路連接正確，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，通電螺線管旁邊的小磁針按如圖中箭頭所指的方向偏轉(zhuǎn)，請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出電源的正、負(fù)極，畫出螺線管的繞線?！敬鸢浮俊驹斀狻啃〈裴樀淖蠖藶镹極，所以與螺線管右端靠近的螺線管的右端為S極，則其左端為N極；電流表上面的接線柱為正接線柱，根據(jù)電流表的使用規(guī)則可以知道，電流從電流表的正接線柱流入，所以電源的右端為正極，電流從螺線管的右端流入左端流出；根據(jù)螺線管的左端為N極，電流從右端流入，利用安培定則可以確定螺線管的繞向，如圖所示：五、實(shí)驗(yàn)題24．（2020·江西南昌·九年級(jí)校聯(lián)考競(jìng)賽）在探究“通電螺線管的外部磁場(chǎng)”的實(shí)驗(yàn)中，小明在螺線管周圍擺放了一些小磁針。(1)連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)當(dāng)；通電后小磁針靜止時(shí)的分布如圖甲所示，由此可看出通電螺線管外部的磁場(chǎng)與的磁場(chǎng)相似；(2)小明改變通電螺線管中的電流方向，發(fā)現(xiàn)小磁針指向轉(zhuǎn)動(dòng)180°，南北極發(fā)生了對(duì)調(diào)，由此可知：通電螺線管外部的磁場(chǎng)方向與螺線管中方向有關(guān)；(3)小明按圖乙連接電路，他先將開關(guān)S接a，觀察電流表的示數(shù)及吸引大頭針的數(shù)目；再將開關(guān)S從a換到b，調(diào)節(jié)變阻器的滑片P，再次觀察電流表的示數(shù)及吸引大頭針的數(shù)目，此時(shí)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器是為了，來探究通電螺線管磁場(chǎng)強(qiáng)弱與的關(guān)系；(4)實(shí)驗(yàn)中采用的探究方法有控制變量法和；最早發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)的科學(xué)家是?！敬鸢浮繑嚅_條形磁鐵電流控制電流大小不變線圈匝數(shù)轉(zhuǎn)換法奧斯特【詳解】(1)[1]連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)當(dāng)斷開，當(dāng)檢查電路無誤之后在閉合開關(guān)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。[2]由小磁針靜止時(shí)的分布可以看出，通電螺線管外部的磁場(chǎng)與條形磁鐵的磁場(chǎng)相似。(2)[3]改變通電螺線管中的電流方向，發(fā)現(xiàn)小磁針指向轉(zhuǎn)動(dòng)180°，南北極發(fā)生了對(duì)調(diào)，由此可知：通電螺線管外部的磁場(chǎng)方向與螺線管中電流方向有關(guān)。(3)[4][5]實(shí)驗(yàn)中，將開關(guān)S從a換到b接入電路中的線圈匝數(shù)發(fā)生了變化，為了保證電流大小不變，應(yīng)該調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P，再次觀察電流表示數(shù)以及吸引大頭針數(shù)目，這樣才能探究出通電螺線管磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系。(4)[6]本實(shí)驗(yàn)中控制電流不變，應(yīng)用了控制變量法；觀察吸引大頭針數(shù)目來表示通電螺線管磁性強(qiáng)弱，應(yīng)用了轉(zhuǎn)換法。[7]最早發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)的科學(xué)家是奧斯特。25．（2019·江蘇·九年級(jí)無錫市第一女子中學(xué)競(jìng)賽）如圖所示為小玲和小輝同學(xué)制作的一種直流電動(dòng)機(jī)模型，他們用回形針做成兩個(gè)支架，分別與電池的兩極相連；用漆包線繞一個(gè)矩形線圈，以線圈引線為軸，并用小刀刮去軸的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，將線圈放在支架上，蹄形磁體放在線圈周圍．（1）按他們這種方法刮漆，線圈（填“能”或“不能”）持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)．線圈轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí)會(huì)（填“自動(dòng)改變線圈中的電流方向”或“切斷線圈中的電流”）．（2）可以通過改變方向，改變線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向．（填一種方法）（3）如果電池、開關(guān)、導(dǎo)線的連接和性能良好，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)線圈只抖動(dòng)了一下，并不轉(zhuǎn)動(dòng)，原因可能是，這時(shí)可做的有效嘗試是．【答案】能切斷線圈中的電流電流（或磁場(chǎng)）磁場(chǎng)太弱換用較強(qiáng)的磁場(chǎng)【詳解】(1)將線圈兩端引線的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周的作用是當(dāng)線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí)，切斷電流，通過線圈的慣性轉(zhuǎn)動(dòng)半周，從而保證了線圈持續(xù)的轉(zhuǎn)動(dòng)下去；(2)要改變線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，就要改變線圈的受力方向，而線圈的受力方向由磁場(chǎng)方向和電流方向來決定，因此可改變磁場(chǎng)方向或電流方向來改變線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向；(3)如果電池、開關(guān)、導(dǎo)線的連接和性能良好，閉合開關(guān)后，線圈不能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，可排除無電流的情況，可能是電流太弱、磁場(chǎng)太弱或開始線圈處在平衡位置等，可進(jìn)行有針對(duì)性的償試，包括換新電池使電流增大，換較強(qiáng)的磁場(chǎng)，用手推一下線圈使其轉(zhuǎn)過平衡位置等．【點(diǎn)睛】線圈不轉(zhuǎn)動(dòng)的原因可能是無電流、電流太弱、磁場(chǎng)太弱、開始線圈處在平衡位置等。六、計(jì)算題26．（2023·山東青島·九年級(jí)校考競(jìng)賽）圖甲是恒溫水箱溫控電路，它由工作電路和控制電路組成。工作電路中的電熱器上標(biāo)有“220V，2200W”的字樣；控制電路電源電壓恒定不變，熱敏電阻R1置于恒溫水箱內(nèi)，作為感應(yīng)器探測(cè)水溫，其阻值隨溫度變化的關(guān)系如圖乙所示，R為滑動(dòng)變阻器。為了把溫度控制在40℃，設(shè)定在水溫低于40℃時(shí)自動(dòng)加熱，在水溫達(dá)到40℃時(shí)停止加熱。當(dāng)通過線圈的電流至少為100mA時(shí)，銜鐵被電磁鐵吸下，工作電路斷開。[不計(jì)線圈的電阻，c水=4.2×103J/（kg?oC）

（1）電熱器是利用電流的效應(yīng)來工作的；（2）電熱器正常工作時(shí)的電流為多少？（3）電熱器正常工作25min，可使水溫由30℃升高到40℃，假如電熱器的加熱效率為70%，則水箱中的水的質(zhì)量為多少？（4）滑動(dòng)變阻器R連入電路的阻值為250Ω，則控制電路電源電壓為多少？【答案】熱10A55kg30V【詳解】（1）[1]電熱器工作過程中把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以電熱器是利用電流的熱效應(yīng)來工作的。（2）[2]由P=UI可知，電熱器正常工作時(shí)的電流為（3）[3]由得，電熱器消耗的電能為由可知，水的熱量為由可知，水的質(zhì)量（4）[4]由圖甲可知，滑動(dòng)變阻器R與熱敏電阻R1串聯(lián)，由圖乙可知，當(dāng)水溫為40℃時(shí)，熱敏電阻R1的阻值為50Ω。根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知，控制電路的總電阻為R總=R+R1=250Ω+50Ω=300Ω當(dāng)通過線圈的電流至少為時(shí)，銜鐵被電磁鐵吸下。故控制電路的電源電壓為答：（1）電熱器是利用電流的熱效應(yīng)來工作的；（2）電熱器正常工作時(shí)的電流為10A；（3）水箱中的水的質(zhì)量為55kg；（4）控制電路電源電壓為30V。七、綜合題27．（2019·湖南長(zhǎng)沙·九年級(jí)統(tǒng)考競(jìng)賽）應(yīng)急照明燈是在正常照明電源發(fā)生故障時(shí)，能持續(xù)照明而不間斷工作的一類燈具，如圖1所示．應(yīng)急照明燈主要由燈泡（或LED燈珠）、蓄電池、充電器、自動(dòng)控制電路及相關(guān)部件組成．在照明電源正常情況下，應(yīng)急照明燈通過充電器給蓄電池充電，此時(shí)，自動(dòng)控制電路及相關(guān)部件自動(dòng)將燈泡（或LED燈珠）與蓄電池?cái)嚅_不發(fā)光．當(dāng)照明電源突然停電時(shí)，應(yīng)急照明燈通過自動(dòng)控制電路及相關(guān)部件自動(dòng)把燈泡（或LED燈珠）跟蓄電池接通，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)應(yīng)急照明．下表為某型號(hào)應(yīng)急照明燈的主要技術(shù)數(shù)據(jù)：輸入電壓充電時(shí)間應(yīng)急照明時(shí)間應(yīng)急照明功率AC200V＜24h＞90min0.96W×2應(yīng)急照明光源蓄電池種類數(shù)量燈泡額定電壓類別額定電壓容量燈泡2只2.4VNi﹣Cd2.4V1.8Ah（注：蓄電池的容量Q的計(jì)算公式：Q＝It）（一）在該型號(hào)應(yīng)急照明燈剛投入使用階段，待蓄電池充滿電后，可以實(shí)現(xiàn)的最長(zhǎng)連續(xù)應(yīng)急照明時(shí)間為多少？（二）小蘭跟老師提出自己要設(shè)計(jì)并組裝一只簡(jiǎn)易的應(yīng)急照明燈．老師告訴她實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有以下器材：雙孔插座及與之配套的插頭1套、小燈泡（額定電壓：DC3.0～3.4V，額定電流：350mA）4只、電磁繼電器（額定電壓：DC6V；額定電流：0.15A）1套及與之配套的低壓直流電源（輸入電壓：AC220V，輸出電壓：DC6V）1臺(tái)，蓄電池（兩端電壓：6V）1只及與之配套的充電器（輸入電壓：AC220V，輸出電壓：DC6V）1只，導(dǎo)線（足量），如圖2所示．（1）請(qǐng)你幫助小蘭在圖上完成簡(jiǎn)易應(yīng)急照明的接線．要求如下：①家庭電路正常工作時(shí)，充電器自動(dòng)給蓄電池