2025年福建各地市中考物理模拟题分类精选考点18 磁及其相互作用（Word版附解析）

这是一份2025年福建各地市中考物理模拟题分类精选考点18 磁及其相互作用（Word版附解析），共27页。

A．NaB．AlC．FeD．Cu
2．（2025•福建模拟）如图所示，患者使用无针注射器为自己注射药液，该注射器通电时，通电线圈在永磁体产生磁场中受到强大的推力，使药液以接近声音的速度注入皮肤，如图所示实验中能反映该注射器工作原理的是（ ）
A．
B．
C．
D．
3．（2025•福建模拟）某科创小组设计了氧气浓度报警装置，其简化电路如图所示。R1为气敏电阻，其阻值随氧气浓度的变化而变化，R2为可调电阻。氧气浓度正常时指示灯L发光，当氧气浓度降低到报警浓度时，指示灯熄灭，蜂鸣器报警。下列判断正确的是（ ）
A．电磁铁的上端为S极
B．R1的阻值随氧气浓度的降低而增大
C．氧气浓度增大，电磁铁磁性将增强
D．若要调低报警浓度，可将R2的阻值调大
4．（2025•同安区模拟）宋代的军事著作《武经总要》中提到，行军时如果遇到阴天黑夜，会用指南鱼辨别方向，指南鱼是将剪成鱼形的薄铁片烧热后冷却，依靠地磁场获得磁性，可以浮在水面上，鱼头指南方（如图），下列说法正确的是（ ）
A．指南鱼可以吸引铜和铁
B．指南鱼周围存在磁感线
C．鱼头的磁极可标记为“S”
D．指南鱼的腹部磁性最强
5．（2025•宁德二模）电动汽车产业是我国重点发展的领域。汽车电动机的工作原理与图示实验原理相同的是（ ）
A．
B．
C．
D．
6．（2025•莆田模拟）地理的两极和地磁场的两极并不重合，最早记述这现象的人是（ ）
A．安培B．沈括C．欧姆D．法拉第
7．（2025•三明二模）趋磁细菌是指能够在体内合成具有磁性物质的一类细菌（如图），将磁铁置于细菌附近，细菌会向磁铁的N极运动。海洋中，这种细菌在地磁场驱使下运动的方向为（ ）
A．由西向东B．由东向西C．由南向北D．由北向南
8．（2025•龙岩模拟）物理实践活动中，小明同学利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图所示。热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，将其安装在需要探测温度的地方。当探测温度正常时，仅指示灯亮；当探测温度升高到某一设定值时，仅警铃响。为了达到上述要求，警铃应安装在（ ）
A．位置aB．位置bC．位置cD．无法判断
9．（2025•福建一模）图甲所示的限流开关（俗称空开）是家庭电路中重要的元件，图乙是它的简化原理图，当电路电流太大时，铁芯与衔铁相互吸引带动触点a向上运动，断开电路。下列说法正确的是（ ）
A．衔铁一般用铝材质来制作
B．只有电路中出现短路时，限流开关才会断开
C．当线圈中电流方向向下时，螺线管下端为N极
D．增加线圈匝数可以使开关允许通过的最大电流值减小
10．（2025•思明区模拟）某款全自动洗衣机的进水阀门构造如图所示，线圈通电后，无磁性的金属阀门被向上吸起，阀孔打开进水。下列分析正确的是（ ）
A．线圈的下端为S极
B．金属阀门的材料为铜
C．改变电流方向，金属阀门将被向下排斥
D．增大线圈电流，金属阀门更容易被吸起
11．（2025•宁德一模）如图是磁悬浮鼠标。基座通电后鼠标会悬浮起来，悬浮鼠标的工作原理是（ ）
A．异名磁极相互排斥B．同名磁极相互排斥
C．同种电荷相互排斥D．异种电荷相互排斥
12．（2025•翔安区模拟）三根钢棒位置如图所示。已知B棒有磁性，那么（ ）
A．A棒有磁性，C棒没有
B．A棒一定没有磁性，而C棒有磁性
C．A棒可能有磁性，也可能没有磁性
D．C棒可能有磁性，也可能没有磁
13．（2025•翔安区模拟）图甲是科技小组设计的“闯红灯违规模拟记录器”，控制电路电源电压为6V，电磁继电器线圈电阻为10Ω，R为压敏电阻，R阻值大小随压力F的变化关系如图乙所示。当光控开关接收到绿光时断开，工作电路中指示灯亮，电控照相机不工作；当光控开关接收到红光时自动闭合，且当压敏电阻受到车的压力增大到一定数值，控制电路中的电流等于或大于60mA时，电控照相机开始拍照。下列说法正确的是（ ）
A．若要使质量较小的车闯红灯也能被拍下，可以适当减小线圈的匝数
B．图甲中a处是电控照相机，b处是指示灯
C．当质量为1200kg的车闯红灯时，控制电路消耗的总功率为1.2W
D．当控制电路中的电流等于60mA时，闯红灯的车的质量为400kg
14．（2025•厦门模拟）“四川舰”是全球首次采用电磁弹射技术的两栖攻击舰。电磁弹射器的弹射车处于强磁场中，当弹射车内的导体中有强电流通过时，弹射车就给舰载机提供强大的推力使舰载机快速起飞。如图各实验中与弹射器主要工作原理相同的是（ ）
A．
B．
C．
D．
15．（2025•同安区模拟）历史上首次发现电与磁之间有联系的是（ ）
A．奥斯特B．沈括C．法拉第D．安培
16．（2025•泉州模拟）如图所示，下列判断正确的是（ ）
A．通电螺线管的右端为N极
B．电源右端为正极
C．小磁针右端为S极
D．通过小磁针的磁感线方向水平向右
17．（2025•泉州模拟）沈括在《梦溪笔谈》中描述：“方家，以磁石磨针锋，则能指南；然常微偏东，不全南也”。下列说法正确的是（ ）
A．地磁场北极在地理北极附近
B．指南的“针锋”是磁体的北极
C．指南的“针锋”指向地理南极的正方向
D．地磁场的两极和地理的两极不完全重合
18．（2025•龙岩模拟）如图所示，是某同学自制的简易电磁锁原理图。闭合开关S，滑片P向左移动，使静止在水平桌面的条形磁体滑动，打开门锁。下列说法正确的是（ ）
A．通电后电磁铁a端为S极
B．滑片向左移动的过程中电磁铁的磁性增强
C．条形磁体在滑动过程中受到向左的摩擦力
D．条形磁体在滑动过程中受到的摩擦力变小
19．（2025•思明区校级二模）“绿水青山就是金山银山”，为保护环境，我国大力发展新能源汽车，图甲是电动车充电的场景。图乙是某电动汽车前进和倒车工作原理简单示意图，开关S1和S2由绝缘操纵杆控制，能同时接“1”或接“2”，向前推操纵杆时汽车前进且能调速（调速是通过电子调速器改变流过电动机的电流大小来实现，图中R1相当于电子调速器），向后拉操纵杆时汽车以恒定速度后退。结合情境中的文字和图象信息判断，下列说法正确的是（ ）
A．给电动汽车上的蓄电池充电时，蓄电池相当于电路中的电源
B．电动机和电子调速器的连接方式是并联
C．开关S1和S2同时接1可实现汽车倒车
D．汽车前进和倒车是通过开关改变电动机线圈中的电流方向实现
20．（2025•鼓楼区校级模拟）科技小组同学在自制指南针活动中，用条形磁体将缝衣针磁化后，放在水中漂浮的一片树叶上。多次轻轻旋转树叶，待树叶静止后，观察到树叶的尖端总是指向南方，如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A．树叶尖端指向地磁场的南极
B．指南针的S极应标注在树叶尖端
C．树叶尖端会排斥磁体的N极
D．自制指南针周围存在磁场和磁感线
21．（2025•鼓楼区校级模拟）小明用电磁继电器设计了一个自动恒温加热鱼缸，如图所示，A为一段软导线，B为电热器，左侧是水银温度计，其顶部是一段金属丝。下列有关此装置的说法中正确的是（ ）
A．该装置能使浴缸中的水温大致保持在18℃
B．温度计里用水银而不用酒精是因为水银是导体
C．电磁的上端为S极
D．其余装置不变，增加B的长度可以缩短加热时间
22．（2025•鲤城区校级模拟）福建舰是中国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。它采用了平直通长飞行甲板，配置了电磁弹射和阻拦装置。电磁发射是采用电磁作用原理产生的电磁推力使物体加速的。因电磁驱动力与电流平方成正比，所以只要当电磁弹射车内的导体通过强电流时，即可产生强大的推力，将航母舰载飞机弹出。下列选项中与电磁弹射原理相同的是（ ）
A．B．
C．D．
二．填空题（共6小题）
23．（2025•尤溪县三模）将电风扇、一节干电池和灵敏电流表等按如图所示电路连接。当S2断开、S1闭合时，电扇转动，它的工作电压是 V。当S1断开、S2闭合时，用手快速拨动电风扇叶使其转起来后，发现电流表指针会摆动，此时电风扇的能量转化是 。
24．（2025•芗城区校级模拟）科技小组制作了一个“听话”的小瓶子，通过调节滑片，就可以让小瓶子上浮、下沉或悬停在水中。它的原理如图所示（磁铁固定在活塞上），闭合开关S后，电磁铁右边为 极。移动滑片P，使小瓶子悬停在图示位置。若让小瓶子上浮，滑片向 移动（选填“左”、“右”）。
25．（2025•厦门模拟）3月28日，2025中国科幻大会在北京举行，会上展示了我国低真空、磁悬浮高速列车，如图1所示。请回答问题。
（1）运行管道做成低真空，主要是为了减小列车行驶时所受的 力，同时在 减弱了噪声。
（2）如图2所示，磁悬浮列车在高速运行过程中为实现悬浮效果，通电超导线圈与永磁轨道应相互 ，行驶时若要刹车减速，请结合电磁知识提出方案 。
26．（2025•海沧区二模）神舟飞船与空间站核心舱对接时，为预防撞击需配备对接缓冲装置。小海设计了模拟对接缓冲装置简图，如图所示。通电后，螺线管的a端为 （填“N”或“S”）极；为增大缓冲力，滑片P应向 侧滑动。
27．（2025•南安市校级模拟）如图为学生用电流表的内部结构示意图。当电流表接入电路，有电流通过线圈时，线圈带动指针偏转。该电流表的工作原理与 （选填“发电机”或“电动机”）相同；电流表使用时需要远离强磁体。是因为磁体周围存在 ，会影响电流表示数。
28．（2025•鼓楼区校级模拟）如图甲所示为磁悬浮地球仪，悬浮时球体只能沿着“地轴”转动，它的“南”“北”指向与地球实际方位一致；地球仪中有一个磁铁，它的磁场与地磁场分布特点一致；环形底座内有一电磁铁，其电路原理如图乙所示。地球仪工作时，球体悬浮于空气中，则图甲中球体上方是“地磁场”的 极（选填“N”或“S”），图乙中A端应连接电源的 极（选填“正”或“负”）。
三．作图题（共14小题）
29．（2025•宁德二模）在图中标出磁感线方向，并在括号中填写小磁针的极性。
30．（2025•莆田模拟）开关S闭合后，小磁针静止时指向如图所示。请在图中两个虚线框内分别标出螺线管的磁极和电源的极性。
31．（2025•洛江区模拟）如图所示，地球是一个天然的大磁体，类似条形磁铁，如图所示为小磁针静止时N、S极的指向，请在图中括号处标出地磁场的磁极，并用箭头标出P点的磁感线方向。
32．（2025•晋江市模拟）小磁针静止时的指向如图所示，请在通电螺线管旁边的括号中标出它的极性（用N或S表示），并在电源旁边括号中标出电源的“+”极或“﹣”极。
33．（2025•泉港区一模）小磁针涂黑一端为N极，静止时如图所示，请在括号里标出通电螺线管和电源的极性。（按要求作图）
34．（2025•泉州模拟）在图中标出小磁针静止时右端的磁极，并标出电源的正极。
35．（2025•漳州一模）请在图中括号内标出通电螺线管右端的极性，并在磁感线上标出A点的磁场方向。
36．（2025•德化县模拟）如图（a）是一款磁悬浮饮料展示架，其简化原理图如图（b）所示，在饮料上方固定一个条形磁体，展示架内有一电磁铁，闭合开关后使饮料悬空，请在括号中标出电磁铁下端极性和电源上端极性。
37．（2025•翔安区模拟）如图甲是一个磁悬浮地球仪，图乙是其内部结构示意图。开关闭合后，请根据已知信息在图乙中标出螺线管上端的磁极（用“N”或“S”）和电源下端的极性（用“+”或“﹣”）。
38．（2025•三明一模）如图所示，闭合开关，螺线管左侧的小指针处于自由静止状态，请在螺线管右侧的括号内填上“N”或“S”极，并在电源a端的括号内填上“+”或“﹣”极。
39．（2025•南安市模拟）闭合开关，通电螺线管附近的小磁针方向如图所示，请在图中括号内标出电源的极性（“+”或“﹣”），并标出磁感线的方向。
40．（2025•厦门校级模拟）如图，用笔画线代替导线将图中实物连接起来。要求：闭合开关后，通电螺线管的上端为N极，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，通电螺线管的磁性增强。
41．（2025•石狮市一模）如图所示，请根据通电螺线管的N、S极判断磁感线的方向并标在虚线上；判断电源的“+”、“﹣”极并标明在括号内。
42．（2025•三元区三模）如图所示，请在图中标出电源的“+”、“﹣”极，并用箭头标出磁感线的方向。
四．简答题（共2小题）
43．（2025•石狮市模拟）图甲为一磁悬浮地球仪，最上端为地理北极，它能大致模拟地磁场的分布特点，让同学激发对物理学习的热爱，给人以奇特新颖的感觉。球体中有一块条形磁体，环形底座内有一金属线圈，其电路原理图如图乙。
（1）地球仪工作时，为什么球体会悬浮于空中？此时球体受力情况如何？
（2）图乙是底座中线圈放大图，A端应连接电源的什么极？
44．（2025•集美区二模）图甲所示的“磁悬浮地漏”相对于传统地漏具有较多优点，如排水速度可随积水深度自动调节、在不排水时能密封管道等，其工作原理如图乙所示。
（1）若地漏不密封，排水管内臭气会扩散到室内。从微观角度解释该现象。
（2）请根据图乙所示的示意图，分析它的工作原理。
五．实验探究题（共11小题）
45．（2025•南平二模）如图甲是一种椭球体磁铁，小南和小闽用两个该磁铁、一盒细铁屑、铁钉等材料进行探究。
（1）比较磁铁两端与侧边的磁性强弱：
①小南将两磁铁在桌面相近位置任意摆放，磁铁自由运动，稳定后，均呈现如图乙状态。由此推断：该磁铁 磁性强。
②小闽将磁铁直接放入细铁屑盒后取出，发现侧边吸附铁屑比两端多，由此判断小南的推断是 的。
（2）感受物体间力的作用：
①当将手上的磁铁靠近铁钉时，铁钉向磁铁方向靠近。
小南认为“磁铁对铁钉有吸引力，而铁钉对磁铁没有吸引力”。
小闽认为“铁钉对磁铁也有吸引力”，依据是：力的作用是 的。
②实验验证：
实验过程：将手上的铁钉靠近水平桌面上的磁铁。
实验现象： 。
46．（2025•宁德一模）同学们参加学校项目式学习挑战赛——设计制作“创意船模”。
图甲是“智创”小组设计并制作的一艘“化学船”模型。其原理是：漏斗流下的稀盐酸液体与塑料罐里的大理石颗粒发生反应，产生大量的CO2气体。CO2气体从尾部玻璃管喷出，产生动力使船前进。
（1）当CO2气体从尾部玻璃管喷出时，“化学船”获得向前的动力，说明力的作用是 的；“化学船”在行驶过程中受到的浮力 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（2）小组同学发现“化学船”航速较小，以下改进措施中有利于增大航速的是 （填字母）；
A.增大玻璃管的长度
B.减小配重物块的质量
C.减小稀盐酸液体的浓度
（3）为了践行“低碳环保”理念，“智创”小组同学进一步讨论后，将船模由化学能驱动换成电能驱动，设计并制作“电动船”如图乙，其工作原理电路图如图丙。在试航期间他们发现：
①“电动船”只能前进，不能后退。如果要让船能够后退，可以改变丙图电路中电流的 ；
②启动阶段“电动船”的运动越来越快，说明此时“电动船”所受合力 （选填“等于”或“不等于”）零；
③“电动船”运动越快，船体越容易失控。经进一步讨论，决定通过改变电动机转速来控制“电动船”的运动快慢，请在丙图基础上，给小组同学提一个改进的建议： 。
47．（2025•海沧区二模）某项目小组用力敏电阻设计电梯超载自动报警系统，项目过程如下。
（1）研究器材：用图甲所示的电路测量力敏电阻R1的阻值随压力F大小变化的关系，电源电压U＝6V。
①根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙中的实物图连接完整。
②连接电路的过程中，开关应当 。
③闭合开关后，控制压力为1000N，此时电流表示数为1mA，电压表示数如图丙所示，为 V，此时R1的阻值为 Ω。经过多组测量，测出R1的阻值和压力F的关系如图丁。
（2）设计电路：已知电磁铁线圈电流达到20mA时，动触点K刚好与触点A分离并接触B。电磁铁线圈的阻值忽略不计。不超载时按下楼层按钮（相当于开关S闭合），电动机启动，电梯运行；超载时电铃报警，电动机无法启动。请将电动机（符号Ⓜ）和电铃（符号）正确画入图戊中工作电路的虚框中。
（3）载重标定：控制电路电源电压U＝6V，R2＝100Ω，电梯自重200kg。若成年人体重平均为600N，标定的乘坐总人数不得超过 人。
（4）项目改进：综合考虑电梯的运行安全，现需降低电梯的最大载重量，可采取的改进措施有 。（回答一条即可）
48．（2025•洛江区模拟）项目式学习小组利用力敏电阻设计如图1所示“超载报警器”电路，电源电压U1恒为9V，要求：当电流表示数I≥20mA时且压力F≥800N时，衔铁被吸下，报警器报警。
（1）力敏电阻Rs阻值的测量；
①按图2所示，连接电路的过程中，应将开关 ，将电阻箱的阻值调至最大；
②让力敏电阻受到压力为100N，闭合开关S1、断开开关S2，记录此时电流表示数I0；然后 （描述开关状态），调节电阻箱R0直至电流表示数为 ，此时Rs＝R0；
③将力敏电阻Rs置于不同压力，重复步骤②，测得的数据如下表：
分析上表数据可知：力敏电阻的阻值随压力的增大而 ；
（2）报警器调试
①当超载时，控制电路的电流会 ，电磁铁的磁性会 ；
②电梯受到压力为800N时，超重报警器报警，则R0应调至 Ω；
（3）报警器改进：在使用过程中，发现当电梯支架上的重物的重还未达到800N时，电流表示数已达到20mA时，报警器报警，小组分析发现，一致认为出现这种现象的原因可能是 。请提出一条改进的措施： 。
49．（2025•泉州模拟）电动车在充电过程中，电池温度过高可能会自燃。项目式学习小组设计一个自动制冷降温控制装置，当电池温度过高时，启动制冷系统降温。
（1）电路设计：
如图电路，利用电磁继电器设计控制电路，电源电压U1恒为6V，R1为热敏电阻，R0为电阻箱。开关S0断开、S1闭合，当电流表的示数I≥20mA时，衔铁被吸下，工作电路的制冷系统启动。
（2）R1的选用：
①连接电路时，应先将开关S0、S1都 ，并将电阻箱的阻值调至 。
②闭合开关S0、S1将热敏电阻Rt1置于温度不同的环境中，调节电阻箱R0的阻值，使电流表的示数保持10mA不变，根据欧姆定律计算出热敏电阻Rt1的阻值，数据如表一：
分析表一数据可得，热敏电阻Rt1的阻值随温度的升高而 。
③换用另一个热敏电阻Rt2，重复实验步骤②，得到数据如表二：
分析表二数据可得，热敏电阻R12的阻值随温度的升高而 。
④根据电路设计要求，热敏电阻R1应选用 （填“Rt1”或“Rt2”）。
（3）R0的测算：开关S0断开、S1闭合，充电过程中当电池温度达到50℃时，衔铁被吸下，工作电路的制冷系统开始启动。则可选用阻值为 Ω的定值电阻R取代电阻箱R0。
（4）成品测试：经检测，充电过程中当电池温度达到50℃时，电流表示数未达到20mA，衔铁未被吸下，工作电路的制冷系统不启动。学习小组讨论后，认为出现这种现象的原因可能是 ；改进的措施是 。
50．（2025•泉州模拟）探究“通电螺线管的外部磁场”的实验。
（1）组装好器材如图甲，闭合开关，发现竖直悬挂的小铁球向右运动，是因为小铁球受到 的作用，该现象说明通电螺线管周围存在 ，若将小铁球换成大小相同的铝球，铝球将 （填“向右运动”“向左运动”或“静止”）。
（2）小明继续实验探究，并按图乙连接电路，他先将开关S接a，观察电流表的示数及吸引大头针的数目；再将开关S从a换到b，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表的示数及吸引大头针的数目。此时调节滑动变阻器是为了 ，探究 的关系。
51．（2025•鼓楼区校级三模）放假前，项目式学习小组利用湿敏电阻Rx和电磁继电器为班级种植的植物设计自动送水电路。根据植物的生长习性，设计的土壤湿度为35%。
（1）利用图1甲所示电路探究湿敏电阻Rx阻值随湿度变化的规律；
①用笔画线代替导线，将图1甲电路连接完整；
②连接好电路，闭合开关，发现电压表示数接近于电源电压，电流表几乎无示数，则故障为 ；
③将Rx放入湿度为35%的土壤内，闭合开关S，移动滑片P，测得多组数据如表所示。第2组实验数据中电流表示数如图1乙所示，为 A，根据三次实验的数据可得：湿度为35%的土壤内，Rx的阻值为 Ω。
④将湿敏电阻Rx置于不同湿度的土壤中，重复步骤④，测得的湿敏电阻Rx的阻值随所在土壤湿度变化的图像如图1丙所示。分析图像可得：湿敏电阻的阻值随湿度的增大而 。
（2）根据上述探究结果，利用定值电阻R0和电磁继电器设计自动送水电路。已知蓄电池电压恒定，定值电阻R0的阻值为25Ω，线圈电流大于或等于0.2A时衔铁被吸下，小于0.2A时衔铁被弹回，线圈电阻不计。
①请以笔画线代替导线完成图2所示的电路连接，要求：闭合开关S，当土壤湿度低于35%时，电动机转动送水；当土壤湿度高于或等于35%时，电动机不转，停止送水。
②蓄电池电压恒为 V。
52．（2025•鼓楼区校级模拟）“福建舰”航空母舰具有电磁弹射航技术，电磁弹射器的弹射车处于强磁场中，当弹射车内的导体有强电流通过时，受到推力并带动飞机短距离快速起飞。
【项目一：通电直导体在磁场中受力大小与哪些因素有关】
创新小组计了如图乙所示的实验装置，通电直铜棒置于水平放置的压力传感器上，直铜棒的两端通过导线与电流表、滑动变阻器、电源、开关相连。闭合开关，通过改变连入电路中滑动变阻器的阻值，获得多组数据并记录在表格中。
（1）创新小组探究的问题是：通电直导体在磁场中受力大小与 的关系；
（2）分析表中数据可知：闭合开关后，直铜棒受到磁场的作用力方向是 （选填“向上”或“向下”）的。得出的结论是 ；
【项目二：探究影响飞机油耗主要因素】
（3）查阅资料发现影响飞机
油耗主要因素是行进中所受到的空气阻力（也称风阻），阻力F主要与两个因素有关：①飞机正面投影面积S；②飞机行驶速度v。某模拟实验得到如下数据：
请由上述数据推出：在其他条件一定时，风阻F与正面投影面积S成 （选填“正比”或“反比”），与 （选填“v”或“v2”）成正比；
（4）为庆视“福建舰”列装服役，各种焰火缤纷绽放。有一种质量为100g的叫做“高声”的焰火，能够持续向下喷射火焰，产生大小为自重6倍的恒定的推力，因其速度快产生啸叫声，所以称为“高声”。经实验测量，这种焰火在运动时，受到的阻力与速度的关系如图丙所示，则焰火受到的最大阻力为 N，焰火能够达到的最大速度为 m/s。（火药的质量不计）
53．（2025•思明区校级二模）在跨学科实践课上，某小组开展了“空气质量检测仪”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助完成下列内容：
【项目任务】
制作一个简易的空气质量检测仪。
【项目导引】资料显示空气质量等级是按照空气质量指数K划分的，如表所示。
从学校科技实验员处借得一个气敏电阻R，通过说明书获悉，其电阻值R随空气质量指数K的关系如表所示：
（1）请在图甲中描点作出气敏电阻的阻值R与空气质量指数K的关系图线。
【方案设计】
小组经过一番讨论和研究，设计了如图乙所示的空气质量检测仪的电路，其中定值电阻R0＝20Ω，电源电压U恒为6V不变，用电流表的示数表示对应空气的质量指数；闭合开关S，当电流表的示数为0.15A时，电路报警，此时电磁铁把衔铁B吸下来，净化系统开始工作，电磁铁中线圈的电阻不计。
【项目实施】如图乙，闭合开关S：
（2）电磁继电器中电磁铁M的上端为 （选填“N”或“S”）极。当净化系统工作时，弹簧对P点作用力的方向是向 （选填“上”或“下”）。
（3）当空气质量指数K值升高时，电路中电流表的示数将 。
当空气质量指数K为50时，电阻R0两端的电压为 V。
当电磁铁恰好将衔铁B吸下来，电路报警，此时对应的空气质量等级为 。
【评价反思】
（4）若想让仪器检测更加灵敏，使空气质量指数K略低于“方案设计”中的数值时电路就报警，请提出两种合理化建议：① ；② 。
54．（2025•厦门校级模拟）小明实验组用铁屑和小磁针来探究“通电螺线管外部磁场的方向”。
（1）他将螺线管连入电路，在玻璃板上均匀地洒满铁屑。闭合开关，为了更好的显示通电螺线管磁场分布，小明接下来的操作是 ，观察到铁屑分布情况如图甲所示，铁屑的分布情况与 （选填“条形”或“蹄形”）磁体周围铁屑的分布情况相似。
（2）实验时发现通电螺线管的磁场较弱，铁屑规则排列的效果不明显，为增强螺线管的磁场，可行的措施： （写出一种方法即可）。
（3）把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示。断开开关，对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极所指方向如图丙所示。比较这两次实验，可知通电螺线管的磁极性与 有关。
（4）在螺线管中插入软铁棒可制成电磁铁，下列设备中没有用到电磁铁的是 （选填字母）。
A.电铃
B.电磁起重机
C.电炉
55．（2025•思明区校级模拟）电动车在充电过程中，电池温度过高可能会自燃。项目式学习小组设计一个自动制冷降温控制装置，当电池温度过高时，启动制冷系统降温。
【电路设计】
如图电路，利用电磁继电器设计控制电路，电源电压U1恒为6V，R1为热敏电阻，R0为电阻箱。开关S0断开、S1闭合，当电流表的示数I≥20mA时，衔铁被吸下，工作电路的制冷系统启动。
（1）R1的选用：
①连接电路时，应先将开关S0、S1都 ，并将电阻箱的阻值调至 。
②闭合开关S0、S1将热敏电阻Rt1置于温度不同的环境中，调节电阻箱R0的阻值，使电流表的示数保持10mA不变，根据欧姆定律计算出热敏电阻Rt1的阻值，数据如表一：
分析表一数据可得，热敏电阻Rt1的阻值随温度的升高而 。
③换用另一个热敏电阻Rt2，重复实验步骤②，得到数据如表二：
根据电路设计要求，热敏电阻R1应选用 （填“Rt1”或“Rt2”）。
（2）R0的测算：开关S0断开、S1闭合，充电过程中当电池温度达到50℃时，衔铁被吸下，工作电路的制冷系统开始启动。则可选用阻值为 Ω的定值电阻R取代电阻箱R0。
（3）成品测试：经检测，充电过程中当电池温度达到50℃时，电流表示数未达到20mA，衔铁未被吸下，工作电路的制冷系统不启动。学习小组讨论后，认为出现这种现象的原因可能是 。
六．解答题（共1小题）
56．（2025•泉州模拟）如图甲所示的恒温箱，由工作电路和控制电路组成，其简化电路如图乙所示，其中控制电路是由线圈电阻、热敏电阻R、滑动变阻器R'串联组成，电源两端电压恒为6V，线圈的阻值为150Ω，热敏电阻的R﹣t图像如图丙所示；R'的阻值为100Ω时，恒温箱可以实现100℃的恒温控制；当线圈的电流达到0.02A时衔铁被吸合，加热器停止加热。
（1）请简述恒温箱的工作原理。
（2）当恒温箱实现100℃恒温控制时，热敏电阻R消耗的功率是多少？
（3）如果要使恒温箱能够设置50℃至150℃之间的温度，那么可变电阻R'的阻值范围为多少？
（4）已知加热器的额定电压为220V，额定功率为500W，由于输电导线上有电阻，当某次加热器的实际功率为405W时，工作电路的实际电压为多少？
七．计算题（共4小题）
57．（2025•仓山区模拟）如图是小闽为家庭养殖场设计的电热孵化器的工作原理图，R1、R2和R3为阻值均为110Ω的加热电阻。控制电路中，电源电压恒为3V，R为滑动变阻器，热敏电阻Rt置于孵化器内，其阻值随温度的变化关系如下表所示。已知电磁继电器的线圈电阻R0＝10Ω，当继电器线圈中的电流小于或等于10mA时，继电器的衔铁弹回，工作电路处于加热状态；当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时到达孵化温度，继电器的衔铁被吸下，工作电路处于保温状态。
（1）此孵化器发热功率；
（2）孵化温度为37℃时，R连入电路的阻值；
（3）孵化温度为37℃时，此孵化器的调节的温度范围。
58．（2025•芗城区校级模拟）在跨学科实践活动中，小宇运用所学知识设计了一个自动抽水控制装置，如图所示，水箱底面积为1m2，高为1.2m。在空水箱底部竖直放置一重5N的长方体A，长方体高为1m、底面积为0.02m2，上端通过绝缘轻杆（质量忽略）与控制电路的力敏电阻R接触，此时力敏电阻受到的压力为零，R＝50Ω。力敏电阻R的阻值随压力F的增大而减小，部分数据如表。控制电路的电源电压U＝12V，保护电阻R0＝10Ω，当控制电路的电流I≥0.5A时，电磁铁将衔铁吸合，工作电路断开，水泵停止给水箱抽水。（g＝10N/kg）
求：
（1）闭合开关S1，水箱内无水时，控制电路中的电流；
（2）自动抽水控制装置正常工作时，水箱里的水最多时，力敏电阻的功率；
（3）小宇思考，可调整R0的大小来控制水箱内的水位，若使最高水位为0.95m，则R0的阻值。
59．（2025•鲤城区校级模拟）图甲是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅，其简化电路如图乙所示。它通过电热丝R1来加热空气，从而加热食物，达到设定加热温度后，断开开关S。求：
（1）将5×10﹣3kg的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量。[c空气取1.0×103J/（kg•℃）]
（2）工作电路中电热丝R1与指示灯支路并联。已知R1的额定电压为220V，额定功率为1210W。正常工作时，工作电路的总电流为5.55A，此时指示灯支路的功率。
（3）控制电路电源电压恒定，通过调节变阻器R3接入电路的阻值来设置加热温度，电阻R2置于温度监测区域，它的阻值随温度变化的关系如图丙所示。当加热温度设定为150℃，R3的阻值调为100Ω时，闭合开关S，电磁继电器（不计线圈的电阻）的衔铁被吸下，工作电路接通，开始加热；直到温度达到150℃时，衔铁向上弹起，停止加热。则当R3的阻值调为80Ω时，对应的加热温度设定为多少？
60．（2025•鼓楼区校级三模）小华制作的蓄水池水位报警模拟装置如图所示：浮子由铜片E、空心杆F和木块Q构成，在低水位时，触点C、D位于E的正上方h0处，Q的下表面距池底的高度为h。当水位上升到使E与C、D接触后，蜂鸣器R发出忽强忽弱的报警音，报警音的强弱取决于其两端电压大小。电源电压U＝6V，定值电阻R0＝3Ω，R可视为9Ω的定值电阻，不计其他电阻。
（1）Q为边长10cm的正方体，密度为0.5×103kg/m3，h0＝12cm，h＝20cm，g取10N/kg。不计E、F的质量及F与支架间的摩擦。
①求刚开始报警时，木块受到的浮力。
②此时水面距池底的高度H。
（2）在被释放和吸下的过程中，衔铁与A、B的接触时间分别为0.5s和1.5s，不考虑衔铁在AB之间切换的时间，在未解除报警的情况下，求开始报警后1min内电路所消耗的电能。
考点18 磁及其相互作用
参考答案与试题解析
一．选择题（共22小题）
一．选择题（共22小题）
1．（2025•南安市模拟）如图，趋磁细菌体内可以合成纳米级、链状排列的磁小体，可用于生产磁性定向药物或抗体，制造生物传感器等。为合成磁小体，趋磁细菌需要从海洋中汲取金属元素（ ）
A．NaB．AlC．FeD．Cu
【答案】C
【解答】解：趋磁细菌体内可以合成纳米级、链状排列的磁小体，磁小体具有磁性，可以吸引铁、钴、镍等物质，因此趋磁细菌需要从海洋中汲取金属元素是Fe，故ABD错误，C正确。
故选：C。
2．（2025•福建模拟）如图所示，患者使用无针注射器为自己注射药液，该注射器通电时，通电线圈在永磁体产生磁场中受到强大的推力，使药液以接近声音的速度注入皮肤，如图所示实验中能反映该注射器工作原理的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【解答】解：根据题意可知，电动式无针注射器是依靠磁场对通电线圈有力的作用，利用了药液的惯性，将药液快速“注入”皮肤的，这与电动机的原理相同；
A、该实验奥斯特实验，说明了电流的周围存在磁场，与注射器工作原理不相同，故A不符合题意；
B、闭合开关，通电导体在磁场中受到力的作用，与注射器工作原理相同，故B符合题意；
C、闭合电路的线圈在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，这是电磁感应现象，与注射器工作原理不相同，故C不符合题意；
D、由图可知，图中探究的是同种电荷相互排斥，与注射器工作原理不相同，故D不符合题意。
故选：B。
3．（2025•福建模拟）某科创小组设计了氧气浓度报警装置，其简化电路如图所示。R1为气敏电阻，其阻值随氧气浓度的变化而变化，R2为可调电阻。氧气浓度正常时指示灯L发光，当氧气浓度降低到报警浓度时，指示灯熄灭，蜂鸣器报警。下列判断正确的是（ ）
A．电磁铁的上端为S极
B．R1的阻值随氧气浓度的降低而增大
C．氧气浓度增大，电磁铁磁性将增强
D．若要调低报警浓度，可将R2的阻值调大
【答案】D
【解答】解：A、电流从电磁铁的上端流入，根据安培定则可知，电磁铁的上端为N极，故A错误；
B、氧气浓度正常时指示灯L发光，当氧气浓度降低到报警浓度时，指示灯熄灭，蜂鸣器报警，说明氧气浓度降低时，热敏电阻的电阻减小，控制电路的电流增大，电磁铁的磁性增强，衔铁被吸下来，接通蜂鸣器电路，故B错误；C、氧气浓度正常时指示灯L发光，当氧气浓度降低到报警浓度时，指示灯熄灭，蜂鸣器报警，说明氧气浓度升高时，热敏电阻的电阻变大，控制电路的电流减小，电磁铁的磁性减弱，故C错误；D、若要调低报警浓度，R1阻值将变小，R总不变，则R2将变大，故D正确；故选：D。
4．（2025•同安区模拟）宋代的军事著作《武经总要》中提到，行军时如果遇到阴天黑夜，会用指南鱼辨别方向，指南鱼是将剪成鱼形的薄铁片烧热后冷却，依靠地磁场获得磁性，可以浮在水面上，鱼头指南方（如图），下列说法正确的是（ ）
A．指南鱼可以吸引铜和铁
B．指南鱼周围存在磁感线
C．鱼头的磁极可标记为“S”
D．指南鱼的腹部磁性最强
【答案】C
【解答】解：A、指南鱼具有磁性可以吸引铁，但不能吸引铜，故A错误；
B、指南鱼被磁化后，周围存在磁场，而磁感线实际不存在，是为了描述磁场的分布假想的曲线，故B错误；
C、地磁场的北极在地理的南极附近，地磁场的南极在地理的北极附近，如图指南鱼鱼头指向南方，根据异名磁极相互吸引可知，指南鱼鱼头应标注“S”，故C正确；
D、指南鱼是一个磁体，头尾指向南北，说明头尾是磁极，磁体两个磁极位置的磁性最强，中间最弱，所以指南鱼的腹部磁性最弱，故D错误。
故选：C。
5．（2025•宁德二模）电动汽车产业是我国重点发展的领域。汽车电动机的工作原理与图示实验原理相同的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【解答】解：电动机的工作原理为通电导线在磁场中受到力的作用。
A．图为探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系图，说明线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁磁性越强，故A不符合题意。
B．图中有电源，通电之后，导线在磁场中受到力的作用而运动，和电动机的工作原理相同，故B符合题意。
C．图中导线通电之后，由于电流的热效应，使得温度计温度升高，可探究影响电热多少的因素，故C不符合题意。
D．图中有电流计，原理为闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动，产生感应电流，是发电机的原理，故D不符合题意。
故选：B。
6．（2025•莆田模拟）地理的两极和地磁场的两极并不重合，最早记述这现象的人是（ ）
A．安培B．沈括C．欧姆D．法拉第
【答案】B
【解答】解：
北宋学者沈括在《梦溪笔谈》记载了指南针指向“常微偏东，不全南也”，即：地理的两极和地磁场的两极并不重合，磁针所指的南北方向与地理的南北方向略有偏离，是第一位指出地磁偏角的科学家。
故选：B。
7．（2025•三明二模）趋磁细菌是指能够在体内合成具有磁性物质的一类细菌（如图），将磁铁置于细菌附近，细菌会向磁铁的N极运动。海洋中，这种细菌在地磁场驱使下运动的方向为（ ）
A．由西向东B．由东向西C．由南向北D．由北向南
【答案】D
【解答】解：因为地球是一个大磁体，地球周围存在的磁场叫地磁场，且地磁场的N极在地理南极附近，细菌会向地磁场的N极运动，所以地磁场将驱使这种细菌运动的方向是由北向南。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选：D。
8．（2025•龙岩模拟）物理实践活动中，小明同学利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图所示。热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，将其安装在需要探测温度的地方。当探测温度正常时，仅指示灯亮；当探测温度升高到某一设定值时，仅警铃响。为了达到上述要求，警铃应安装在（ ）
A．位置aB．位置bC．位置cD．无法判断
【答案】B
【解答】解：热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，所以当温度较高时，热敏电阻的阻值较小，电路中电流较大，电磁铁磁性较强，吸引衔铁，图中b所在的支路被接通，所以电铃应接在位置b处。因题中要求当探测温度升高到某一设定值时，仅警铃响，所以指示灯接在位置a处，c处不论衔铁是否被吸下均处于通路状态，所以电铃和指示灯都不能接在c处。
故选：B。
9．（2025•福建一模）图甲所示的限流开关（俗称空开）是家庭电路中重要的元件，图乙是它的简化原理图，当电路电流太大时，铁芯与衔铁相互吸引带动触点a向上运动，断开电路。下列说法正确的是（ ）
A．衔铁一般用铝材质来制作
B．只有电路中出现短路时，限流开关才会断开
C．当线圈中电流方向向下时，螺线管下端为N极
D．增加线圈匝数可以使开关允许通过的最大电流值减小
【答案】D
【解答】解：A、铝不会被磁化，不能用来做衔铁；故A错误，不符合题意；
B、电路中总功率太大，也会导致电流太大，使限流开关断开；故B错误，不符合题意；
C、根据右手定则和电流方向，螺线管下端为S极；故C错误，不符合题意；
D、当允许通过电路最大电流较小时，增加线圈匝数也可以增强电磁铁磁性，使得开关断开；故D正确，符合题意。
故选：D。
10．（2025•思明区模拟）某款全自动洗衣机的进水阀门构造如图所示，线圈通电后，无磁性的金属阀门被向上吸起，阀孔打开进水。下列分析正确的是（ ）
A．线圈的下端为S极
B．金属阀门的材料为铜
C．改变电流方向，金属阀门将被向下排斥
D．增大线圈电流，金属阀门更容易被吸起
【答案】D
【解答】解：A、根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指所指的方向为N极。由于线圈上端接电源正极，下端接负极，所以线圈的上端为S极，下端为N极，故A错误。
B、能被电磁铁吸引的金属材料是铁、钴、镍等，铜不能被电磁铁吸引，所以金属阀门的材料不可能为铜，故B错误。
C、改变电流方向，电磁铁的极性会改变，但仍然会吸引金属阀门，只是吸引力的方向不变，金属阀门仍会被向上吸起，而不是被向下排斥，故C错误。
D、电磁铁的磁性强弱与电流大小有关，在其他条件不变时，增大线圈电流，电磁铁的磁性增强，对金属阀门的吸引力增大，金属阀门更容易被吸起，故D正确。
故选：D。
11．（2025•宁德一模）如图是磁悬浮鼠标。基座通电后鼠标会悬浮起来，悬浮鼠标的工作原理是（ ）
A．异名磁极相互排斥B．同名磁极相互排斥
C．同种电荷相互排斥D．异种电荷相互排斥
【答案】B
【解答】解：A、异名磁极（如N极与S极）会相互吸引，而非排斥，故A错误；
B、同名磁极（如N极与N极或S极与S极）会相互排斥，这是磁悬浮技术的基础，与题目描述的悬浮现象一致，故B正确；
C、题目涉及磁悬浮而非静电现象，电荷间的相互作用不适用，故C错误；
D、异种电荷会相互吸引，且题目讨论的是磁力而非电力，故D错误。
故选B。
12．（2025•翔安区模拟）三根钢棒位置如图所示。已知B棒有磁性，那么（ ）
A．A棒有磁性，C棒没有
B．A棒一定没有磁性，而C棒有磁性
C．A棒可能有磁性，也可能没有磁性
D．C棒可能有磁性，也可能没有磁
【答案】C
【解答】解：根据三棒的平衡态进行受力分析可知，已知B棒有磁性，AC棒都有水平向右的力，由图知可知BC之间存在斥力，C一定有磁性；AB之间相互吸引知A可能有磁性也可能无磁性，故C正确。
故选：C。
13．（2025•翔安区模拟）图甲是科技小组设计的“闯红灯违规模拟记录器”，控制电路电源电压为6V，电磁继电器线圈电阻为10Ω，R为压敏电阻，R阻值大小随压力F的变化关系如图乙所示。当光控开关接收到绿光时断开，工作电路中指示灯亮，电控照相机不工作；当光控开关接收到红光时自动闭合，且当压敏电阻受到车的压力增大到一定数值，控制电路中的电流等于或大于60mA时，电控照相机开始拍照。下列说法正确的是（ ）
A．若要使质量较小的车闯红灯也能被拍下，可以适当减小线圈的匝数
B．图甲中a处是电控照相机，b处是指示灯
C．当质量为1200kg的车闯红灯时，控制电路消耗的总功率为1.2W
D．当控制电路中的电流等于60mA时，闯红灯的车的质量为400kg
【答案】D
【解答】解：A.若要使质量较小的车闯红灯，压力较小，由图﹣2知力敏电阻阻值较大，电路中的电流较小，要使得工作电路闭合，磁性大小不变，由于磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关，此时电流变小，必须增多线圈的匝数，故A错误；
B.当光控开关接收到红光时自动闭合，且当压敏电阻受到车的压力增大到一定数值，电阻减小，电流增大，使得线圈磁性增强，吸下衔铁，此时动触点与下方连接，故照相机应该是b处，故B错误；
C.质量为1200kg的车闯红灯时，压力F＝G＝mg＝1200kg×10N/kg＝12000N，
从图﹣2中可知力敏电阻的阻值R′＝30Ω，
此时控制电路消耗的总功率P=U2R1+R'=(6V)210Ω+30Ω=0.9W，故C错误；
D.控制电路的电压已知，到电流为60mA＝0.06A时，控制电路的总电阻R总=UI=6V0.06A=100Ω；
力敏电阻R＝R总﹣R1＝100Ω﹣10Ω＝90Ω，由图﹣2知，此时压力F＝4000N，
根据压力等于重力，故G＝4000N，
质量m=Gg=4000N10N/kg=400kg，故D正确。
故选：D。
14．（2025•厦门模拟）“四川舰”是全球首次采用电磁弹射技术的两栖攻击舰。电磁弹射器的弹射车处于强磁场中，当弹射车内的导体中有强电流通过时，弹射车就给舰载机提供强大的推力使舰载机快速起飞。如图各实验中与弹射器主要工作原理相同的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【解答】解：由题意可知，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动，其原理与电动机相同。
A．图A没有电源，是探究电磁感应现象的实验，故A不符合题意；
B．图B是奥斯特实验，说明电流周围存在磁场，故B不符合题意；
C．图C是探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，故C不符合题意；
D．图D有电源，通电导体在磁场中受力而运动，是电动机原理，故D符合题意。
故选：D。
15．（2025•同安区模拟）历史上首次发现电与磁之间有联系的是（ ）
A．奥斯特B．沈括C．法拉第D．安培
【答案】A
【解答】解：A．1820年，丹麦物理学家奥斯特做实验时偶然发现，当导线中通过电流时，它旁边的磁针发生了偏转，由此说明了通电导体周围存在磁场，在世界上第一个发现了电与磁的联系，故A正确；
B．沈括发现了地磁偏角，故B不正确；
C．1831年英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，故C不正确；
D．安培发现了安培定则。故D不正确。
故选：A。
16．（2025•泉州模拟）如图所示，下列判断正确的是（ ）
A．通电螺线管的右端为N极
B．电源右端为正极
C．小磁针右端为S极
D．通过小磁针的磁感线方向水平向右
【答案】D
【解答】解：A、在磁体周围，磁感线从磁体的N极出发，回到S极，因此通电螺线管的右端为S极，左端为N极，故A错误；
B、根据安培定则可知，电流从通电螺线管的左侧流入，右侧流出，因此电源左端为正极，右端为负极，故B错误；
C、同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引，因此小磁针右端为N极，左端为S极，故C错误；
D、小磁针静止时N极所指方向与该点的磁感线方向一致，因此通过小磁针的磁感线方向水平向右，故D正确。
故选：D。
17．（2025•泉州模拟）沈括在《梦溪笔谈》中描述：“方家，以磁石磨针锋，则能指南；然常微偏东，不全南也”。下列说法正确的是（ ）
A．地磁场北极在地理北极附近
B．指南的“针锋”是磁体的北极
C．指南的“针锋”指向地理南极的正方向
D．地磁场的两极和地理的两极不完全重合
【答案】D
【解答】解：A.地磁场北极在地理南极附近，故A错误；
B.指南的“针锋”是磁体的南极，故B错误；
C.指南的“针锋”指向地理南极的附近，故C错误；
D.地磁场的两极和地理的两极不完全重合，存在磁偏角，故D正确；
故选：D。
18．（2025•龙岩模拟）如图所示，是某同学自制的简易电磁锁原理图。闭合开关S，滑片P向左移动，使静止在水平桌面的条形磁体滑动，打开门锁。下列说法正确的是（ ）
A．通电后电磁铁a端为S极
B．滑片向左移动的过程中电磁铁的磁性增强
C．条形磁体在滑动过程中受到向左的摩擦力
D．条形磁体在滑动过程中受到的摩擦力变小
【答案】B
【解答】解：A、电流从螺线管右端流入，左端流出，故据安培定则可知，此时电磁铁的a端是N极，故A错误；
B、滑动变阻器的滑片P向左端移动，电阻变小，电流变大，故电磁铁的磁性变强，故B正确；
C、电磁铁的右端为S极，根据异名磁极相互吸引的特点可知，条形磁体受到向左的吸引力，条形磁体向左滑动，条形磁体受到水平桌面的向右的摩擦力，故C错误；
D、压力大小和接触面的粗糙程度不变，因此条形磁体在滑动过程中受到的摩擦力不变，故D错误；
故选：B。
19．（2025•思明区校级二模）“绿水青山就是金山银山”，为保护环境，我国大力发展新能源汽车，图甲是电动车充电的场景。图乙是某电动汽车前进和倒车工作原理简单示意图，开关S1和S2由绝缘操纵杆控制，能同时接“1”或接“2”，向前推操纵杆时汽车前进且能调速（调速是通过电子调速器改变流过电动机的电流大小来实现，图中R1相当于电子调速器），向后拉操纵杆时汽车以恒定速度后退。结合情境中的文字和图象信息判断，下列说法正确的是（ ）
A．给电动汽车上的蓄电池充电时，蓄电池相当于电路中的电源
B．电动机和电子调速器的连接方式是并联
C．开关S1和S2同时接1可实现汽车倒车
D．汽车前进和倒车是通过开关改变电动机线圈中的电流方向实现
【答案】D
【解答】解：A、对电动汽车上的蓄电池充电时，蓄电池相当于电路中的用电器，故A错误；
B、由题意知，电动机连接电子调速器来控制电动机的电流从而改变电动机的功率，故电动机和电子调速器是串联，故B错误；
C、前进电路中应有可以控制电路中的电流的装置，即滑动变阻器且与电动机串联在电路中。由电路图可知，此时开关S1和S2都接1；电动汽车后退时以恒定速度后退，即电动机应与R2串联，此时电流方向与前进时相反，由电路图可知，此时开关S1和S2都接2，故C错误；
D、电动汽车既能前进又能后退，是因为电动机线圈中电流的方向通过开关能够改变，故D正确。
故选：D。
20．（2025•鼓楼区校级模拟）科技小组同学在自制指南针活动中，用条形磁体将缝衣针磁化后，放在水中漂浮的一片树叶上。多次轻轻旋转树叶，待树叶静止后，观察到树叶的尖端总是指向南方，如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A．树叶尖端指向地磁场的南极
B．指南针的S极应标注在树叶尖端
C．树叶尖端会排斥磁体的N极
D．自制指南针周围存在磁场和磁感线
【答案】B
【解答】解：A．树叶的尖端总是指向南方，是地磁场北极，故A错误；
B．由异名磁极相互吸引可知，指南针的“S”应标注在树叶尖端，故B正确；
C．树叶尖端会吸引磁体的N极，故C错误；
D．树叶周围存在磁场，磁场是真实存在的，磁感线是假想的曲线，故不存在磁感线，故D错误。
故选：B。
21．（2025•鼓楼区校级模拟）小明用电磁继电器设计了一个自动恒温加热鱼缸，如图所示，A为一段软导线，B为电热器，左侧是水银温度计，其顶部是一段金属丝。下列有关此装置的说法中正确的是（ ）
A．该装置能使浴缸中的水温大致保持在18℃
B．温度计里用水银而不用酒精是因为水银是导体
C．电磁的上端为S极
D．其余装置不变，增加B的长度可以缩短加热时间
【答案】B
【解答】解：
A、温度计的分度值为1℃，导线的末端在28℃处；由于水银是导体，当温度升高到28℃时，控制电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁，加热电路断开，电阻丝不发热；当温度下降低于28℃时，控制电路断开，电磁铁无磁性，衔铁被弹簧拉起，加热电路接通，电阻丝发热；所以该装置能使鱼缸中的水温大致保持在28℃；故A错误；
B、水银是导体，当温度计的液柱上升到28℃时，应接通电磁铁的电路，故应使用水银，故B正确；
C、由图知，电流从电磁铁上方流入、下方流出，根据线圈绕线利用安培定则可知，电磁铁的上端为N极，故C错误；
D、其余装置不变，增加B的长度，则增大了电热丝的电阻，通过电热丝的电流会变小，根据W＝UIt可知，在做相同的功时，电流变小，则时间会变长，故D错误。
故选：B。
22．（2025•鲤城区校级模拟）福建舰是中国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。它采用了平直通长飞行甲板，配置了电磁弹射和阻拦装置。电磁发射是采用电磁作用原理产生的电磁推力使物体加速的。因电磁驱动力与电流平方成正比，所以只要当电磁弹射车内的导体通过强电流时，即可产生强大的推力，将航母舰载飞机弹出。下列选项中与电磁弹射原理相同的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【解答】解：由题意可知，电磁弹射的弹射车轨道与航母舰载飞机前轮接触并处于强磁场中，弹射车内的导体通过强电流时即可受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动。
A．图中没有电源，闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，为电磁感应实验，故A不符合题意；
B．图中研究的是奥斯特实验，是通电导线周围有磁场，故B不符合题意；
C．图中研究的是磁场对通电导线的力的作用，根据这个原理制造电动机，故C符合题意；
D．图中研究电磁铁的磁性强弱跟电流、线圈匝数的关系，故D不符合题意；
故选：C。
二．填空题（共6小题）
23．（2025•尤溪县三模）将电风扇、一节干电池和灵敏电流表等按如图所示电路连接。当S2断开、S1闭合时，电扇转动，它的工作电压是 1.5 V。当S1断开、S2闭合时，用手快速拨动电风扇叶使其转起来后，发现电流表指针会摆动，此时电风扇的能量转化是 机械能转化为电能 。
【答案】1.5；机械能转化为电能
【解答】解：
一节干电池的电压是1.5V，由图可知，当S2断开、S1闭合时，电路为电风扇的简单电路，电扇转动，则它的工作电压是1.5V。
电风扇叶转起来具有动能，电流表指针摆动具有电能，故此时电风扇的能量转化是机械能转化为电能。
故答案为：1.5；机械能转化为电能。
24．（2025•芗城区校级模拟）科技小组制作了一个“听话”的小瓶子，通过调节滑片，就可以让小瓶子上浮、下沉或悬停在水中。它的原理如图所示（磁铁固定在活塞上），闭合开关S后，电磁铁右边为 N 极。移动滑片P，使小瓶子悬停在图示位置。若让小瓶子上浮，滑片向 右 移动（选填“左”、“右”）。
【答案】N；右。
【解答】解：由图可知，该电路为串联电路，电流从螺线管的右侧流入，根据安培定则可知，电磁铁的右端是N极，
若将滑动变阻器滑片P向右移，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路的电流变小，电磁铁的磁性变弱，电磁铁与磁铁排斥作用变小，活塞向左运动，大瓶内空气气压变小，小瓶子的水会挤出来，小瓶子重力变小，重力小于浮力，小瓶子将上浮。
故答案为：N；右。
25．（2025•厦门模拟）3月28日，2025中国科幻大会在北京举行，会上展示了我国低真空、磁悬浮高速列车，如图1所示。请回答问题。
（1）运行管道做成低真空，主要是为了减小列车行驶时所受的 摩擦 力，同时在 声源处 减弱了噪声。
（2）如图2所示，磁悬浮列车在高速运行过程中为实现悬浮效果，通电超导线圈与永磁轨道应相互 排斥 ，行驶时若要刹车减速，请结合电磁知识提出方案 减小超导线圈中的电流 。
【答案】（1）摩擦；声源处；（2）排斥；减小超导线圈中的电流。
【解答】解：（1）运行管道做成低真空，主要是为了减小列车行驶时所受的摩擦力，同时在声源处减弱了噪声。
（2）磁悬浮列车在高速运行过程中为实现悬浮效果，通电超导线圈与永磁轨道应相互排斥，行驶时若要刹车减速，可以减小超导线圈中的电流，超导线圈中的磁场减弱，车厢在重力的作用下向下移动，摩擦力增大，刹车减速。
故答案为：（1）摩擦；声源处；（2）排斥；减小超导线圈中的电流。
26．（2025•海沧区二模）神舟飞船与空间站核心舱对接时，为预防撞击需配备对接缓冲装置。小海设计了模拟对接缓冲装置简图，如图所示。通电后，螺线管的a端为 S （填“N”或“S”）极；为增大缓冲力，滑片P应向 右 侧滑动。
【答案】S；右
【解答】解：根据安培定则可知，通电后，螺线管的b端为N极，a端为S极；为增强缓冲效果，滑动变阻器的滑片P应向右侧滑动，接入电路中的电阻减小，增加电路中的电流，电磁铁磁性增强。
故答案为：S；右。
27．（2025•南安市校级模拟）如图为学生用电流表的内部结构示意图。当电流表接入电路，有电流通过线圈时，线圈带动指针偏转。该电流表的工作原理与 电动机 （选填“发电机”或“电动机”）相同；电流表使用时需要远离强磁体。是因为磁体周围存在 磁场 ，会影响电流表示数。
【答案】电动机；磁场。
【解答】解：电流表的线圈处于永磁体中，磁体中的线圈有电流通过时，受到力的作用而带动指针偏转，这是电动机的工作原理。
电流表使用时，需要远离强磁体，因为磁体周围存在着磁场，对电流表的工作有影响。
故答案为：电动机；磁场。
28．（2025•鼓楼区校级模拟）如图甲所示为磁悬浮地球仪，悬浮时球体只能沿着“地轴”转动，它的“南”“北”指向与地球实际方位一致；地球仪中有一个磁铁，它的磁场与地磁场分布特点一致；环形底座内有一电磁铁，其电路原理如图乙所示。地球仪工作时，球体悬浮于空气中，则图甲中球体上方是“地磁场”的 S 极（选填“N”或“S”），图乙中A端应连接电源的 负 极（选填“正”或“负”）。
【答案】S；负。
【解答】解：根据题意可知，图甲中球体下方的磁极为N极，球体上方是“地磁场”的S极，因此螺线管的上方为N极，由右手螺旋定则可知，电流从B流入，A流出，因此A端接电源负极，B端接电源正极。
故答案为：S；负。
三．作图题（共14小题）
29．（2025•宁德二模）在图中标出磁感线方向，并在括号中填写小磁针的极性。
【答案】
【解答】解：由安培定则可得，螺线管右侧为N极，因外部磁感线由N极指向S极，故磁感线方向向左；
小磁针所在位置处磁场方向指向右侧，故小磁针的右侧为N极，如图所示：
30．（2025•莆田模拟）开关S闭合后，小磁针静止时指向如图所示。请在图中两个虚线框内分别标出螺线管的磁极和电源的极性。
【答案】
【解答】解：小磁针静止时，N极向右，小磁针的左端为S极，根据异名磁极相互吸引可知，螺线管右侧为N极，左侧为S极；
由安培定则可知电流由右侧流入，所以电源的右端为正极，左端为负极；如图所示：
31．（2025•洛江区模拟）如图所示，地球是一个天然的大磁体，类似条形磁铁，如图所示为小磁针静止时N、S极的指向，请在图中括号处标出地磁场的磁极，并用箭头标出P点的磁感线方向。
【答案】
【解答】解：地磁场的N极在地理南极附近，其S极在地理北极附近；在磁体的外部，磁感线总是从磁体的N极发出，最后回到S极；小磁针的N极指向地磁场的S极，地磁场的磁极，P点的磁感线方向如下图所示：
。
32．（2025•晋江市模拟）小磁针静止时的指向如图所示，请在通电螺线管旁边的括号中标出它的极性（用N或S表示），并在电源旁边括号中标出电源的“+”极或“﹣”极。
【答案】
【解答】解：由于异名磁极相互吸引，所以当小磁针自由静止时，与小磁针N极靠近的螺线管的左端是S极，右端为N极；
根据图示的线圈绕向和螺线管的N、S极，利用安培定则可以确定螺线管中电流的方向是从螺线管的右端流入，左端流出，因此电源的左端为负极，如下图所示：
33．（2025•泉港区一模）小磁针涂黑一端为N极，静止时如图所示，请在括号里标出通电螺线管和电源的极性。（按要求作图）
【答案】见解答图
【解答】解：由小磁针的指向，根据磁极间的相互作用规律得出通电螺线管的左端为N极、右端为S极，再根据右手螺旋定则得出电流从螺线管的右侧流入、左侧流出，电源的右端为正极、左端为负极。如图所示：
34．（2025•泉州模拟）在图中标出小磁针静止时右端的磁极，并标出电源的正极。
【答案】
【解答】解：由图可知，磁感线从左向右，因此通电螺线管的右端为S极；
根据通电螺线管的极性和安培定则可知电源的右端为正极、左端为负极；
螺线管的左端为N极，右端为S极；根据磁极间的相互作用规律可知，小磁针静止时其左端为N极，右端为S极，如图所示：
35．（2025•漳州一模）请在图中括号内标出通电螺线管右端的极性，并在磁感线上标出A点的磁场方向。
【答案】
【解答】解：由右手螺旋定则可得，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向螺线管的左端为N极，右侧为S极，外部磁感线由N极指向S极，故A点磁感线向右，故答案如图：
36．（2025•德化县模拟）如图（a）是一款磁悬浮饮料展示架，其简化原理图如图（b）所示，在饮料上方固定一个条形磁体，展示架内有一电磁铁，闭合开关后使饮料悬空，请在括号中标出电磁铁下端极性和电源上端极性。
【答案】
【解答】解：饮料悬空，说明饮料罐受到引力作用，由磁极间的相互作用可知，电磁铁下方为S极，则电磁铁上端为N极，由安培定则得，电流从电磁铁上端流入，则电源上端为正极，如图所示：
37．（2025•翔安区模拟）如图甲是一个磁悬浮地球仪，图乙是其内部结构示意图。开关闭合后，请根据已知信息在图乙中标出螺线管上端的磁极（用“N”或“S”）和电源下端的极性（用“+”或“﹣”）。
【答案】。
【解答】解：由图可知条形磁体上端为N极，下端为S极，根据同名磁极相互排斥可知，电磁铁的上端为S极，下端为N极。根据安培定则，伸出右手使大拇指指向电磁铁的N极，四指弯曲所指的方向为电流的方向，可判断电流从螺线管的下端流入，所以电源的下端为正极、上端为负极，如图所示：
。
故答案为：。
38．（2025•三明一模）如图所示，闭合开关，螺线管左侧的小指针处于自由静止状态，请在螺线管右侧的括号内填上“N”或“S”极，并在电源a端的括号内填上“+”或“﹣”极。
【答案】
【解答】解：根据异名磁极相互吸引，螺线管左侧为S极，右侧为N极，根据安培定则可知电流从螺线管左侧流入，如下所示：
39．（2025•南安市模拟）闭合开关，通电螺线管附近的小磁针方向如图所示，请在图中括号内标出电源的极性（“+”或“﹣”），并标出磁感线的方向。
【答案】
【解答】解：①由图可知，小磁针静止时的右端为N极，根据异名磁极相互吸引、同名磁极相互排斥，则通电螺线管左端为S极，右端为N极。
②因为在磁体外部，磁感线总是从N极发出，回到S极，所以磁感线的方向是指向左的。
③根据安培定则，伸出右手使大拇指指示螺线管的下端N极，则四指弯曲所指的方向为电流的方向，所以电流从螺线管的左端流入，则电源的左端为正极，右端为负极。如图所示：
40．（2025•厦门校级模拟）如图，用笔画线代替导线将图中实物连接起来。要求：闭合开关后，通电螺线管的上端为N极，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，通电螺线管的磁性增强。
【答案】
【解答】解：通电螺线管的上端为N极，根据安培定则，电流要从通电螺线管的下端流入；当滑动变阻器的滑片P向左移动时，通电螺线管的磁性增强，故电流变大，变阻器连入电路的电阻变小，故变阻器左下接线柱连入电路中，如下所示：
41．（2025•石狮市一模）如图所示，请根据通电螺线管的N、S极判断磁感线的方向并标在虚线上；判断电源的“+”、“﹣”极并标明在括号内。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：通电螺线管的右端为N，根据安培定则，伸出右手，使右手大拇指指示通电螺线管的N极（右端），则四指弯曲所指的方向为电流的方向，即电流是从螺线管的左端流入的、右端流出，在磁体外部，磁感线总是从磁体的N极发出，最后回到S极，如图所示：
42．（2025•三元区三模）如图所示，请在图中标出电源的“+”、“﹣”极，并用箭头标出磁感线的方向。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：螺线管的左端为S极，右端为N极，绕向如图所示，利用安培定则，可以确定电流从螺线管的左端流入，右端流出；由此可以确定电源的左端为正极，右端为负极；
在磁体的周围，磁感线从磁体的N极流出，回到S极，所以图中磁感线的方向向左。
故答案如下图所示：
四．简答题（共2小题）
43．（2025•石狮市模拟）图甲为一磁悬浮地球仪，最上端为地理北极，它能大致模拟地磁场的分布特点，让同学激发对物理学习的热爱，给人以奇特新颖的感觉。球体中有一块条形磁体，环形底座内有一金属线圈，其电路原理图如图乙。
（1）地球仪工作时，为什么球体会悬浮于空中？此时球体受力情况如何？
（2）图乙是底座中线圈放大图，A端应连接电源的什么极？
【答案】（1）磁悬浮地球仪之所以能悬浮在空中，是利用了同名磁极相互排斥的原理，地球仪工作时，球体悬浮于空中，此时球体受到的重力和磁力是一对平衡力；
（2）根据题意“地球仪的最上端为地理北极，它能大致模拟地磁场的分布特点”可知，球体下方的磁极为N极，根据同名磁极相互排斥，则电磁铁上端为N极；由安培定则可知，电流从A流入，B流出，因此A端应接电源正极。
【解答】答：（1）磁悬浮地球仪之所以能悬浮在空中，是利用了同名磁极相互排斥的原理，地球仪工作时，球体悬浮于空中，此时球体受到的重力和磁力是一对平衡力；
（2）根据题意“地球仪的最上端为地理北极，它能大致模拟地磁场的分布特点”可知，球体下方的磁极为N极，根据同名磁极相互排斥，则电磁铁上端为N极；由安培定则可知，电流从A流入，B流出，因此A端应接电源正极。
44．（2025•集美区二模）图甲所示的“磁悬浮地漏”相对于传统地漏具有较多优点，如排水速度可随积水深度自动调节、在不排水时能密封管道等，其工作原理如图乙所示。
（1）若地漏不密封，排水管内臭气会扩散到室内。从微观角度解释该现象。
（2）请根据图乙所示的示意图，分析它的工作原理。
【答案】见解析。
【解答】解：（1）从微观角度来看，排水管内臭气会扩散到室内是因为分子在不停地做无规则运动。臭气是由大量分子组成的，这些分子不会静止不动，而是会向各个方向运动，通过地漏的缝隙等通道，逐渐扩散到室内空气中，从而使室内能闻到臭味。
（2）磁悬浮地漏主要依靠磁力和重力来实现地漏的开启和关闭。当地漏上方无水时，磁悬浮地漏内的磁性部件之间的磁力使密封盖处于封闭状态，此时磁体的排斥力将排水口密封住。当有水流产生时，水的重力会压迫密封盖，打破磁性部件之间的磁力平衡，使密封盖下移，地漏芯打开，水顺利排出。积水越多，根据液体压强公式p＝ρgh，积水深度h越大，液体压强p越大，对排水口产生的压力也就越大，排水口下降越多，开口越大，排水速度就越快。当水流停止后，磁力恢复，密封盖在磁力作用下自动关闭，从而达到防反水和防臭的目的。
五．实验探究题（共11小题）
45．（2025•南平二模）如图甲是一种椭球体磁铁，小南和小闽用两个该磁铁、一盒细铁屑、铁钉等材料进行探究。
（1）比较磁铁两端与侧边的磁性强弱：
①小南将两磁铁在桌面相近位置任意摆放，磁铁自由运动，稳定后，均呈现如图乙状态。由此推断：该磁铁 侧边 磁性强。
②小闽将磁铁直接放入细铁屑盒后取出，发现侧边吸附铁屑比两端多，由此判断小南的推断是 正确 的。
（2）感受物体间力的作用：
①当将手上的磁铁靠近铁钉时，铁钉向磁铁方向靠近。
小南认为“磁铁对铁钉有吸引力，而铁钉对磁铁没有吸引力”。
小闽认为“铁钉对磁铁也有吸引力”，依据是：力的作用是 相互 的。
②实验验证：
实验过程：将手上的铁钉靠近水平桌面上的磁铁。
实验现象： 磁铁向铁钉方向靠近 。
【答案】（1）①侧边；②正确；（2）①相互；②磁铁向铁钉方向靠近。
【解答】解：（1）①磁体互相靠近时，磁性最强的部分之间相互吸引或排斥的力最大；在图乙中，我们看到两磁铁的两侧相互吸引，说明磁体两侧的磁性最强，也就是磁极。
②小闽将磁铁直接放入细铁屑盒后取出，发现侧边吸附铁屑比两端多；说明磁体两侧的磁性较强，这就说明小南认为两侧磁性强的推断是正确的。
（2）①当将手上的磁铁靠近铁钉时，铁钉向磁铁方向靠近；磁铁对铁钉有吸引力，铁钉对磁铁也有吸引力，依据就是力的作用是相互的。
②将手上的铁钉靠近水平桌面上的磁铁，由于铁钉吸引磁铁，磁铁由静止开始运动，实验现象是：磁铁向铁钉方向靠近。
故答案为：（1）①侧边；②正确；（2）①相互；②磁铁向铁钉方向靠近。
46．（2025•宁德一模）同学们参加学校项目式学习挑战赛——设计制作“创意船模”。
图甲是“智创”小组设计并制作的一艘“化学船”模型。其原理是：漏斗流下的稀盐酸液体与塑料罐里的大理石颗粒发生反应，产生大量的CO2气体。CO2气体从尾部玻璃管喷出，产生动力使船前进。
（1）当CO2气体从尾部玻璃管喷出时，“化学船”获得向前的动力，说明力的作用是 相互 的；“化学船”在行驶过程中受到的浮力 变小 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（2）小组同学发现“化学船”航速较小，以下改进措施中有利于增大航速的是 B （填字母）；
A.增大玻璃管的长度
B.减小配重物块的质量
C.减小稀盐酸液体的浓度
（3）为了践行“低碳环保”理念，“智创”小组同学进一步讨论后，将船模由化学能驱动换成电能驱动，设计并制作“电动船”如图乙，其工作原理电路图如图丙。在试航期间他们发现：
①“电动船”只能前进，不能后退。如果要让船能够后退，可以改变丙图电路中电流的 方向 ；
②启动阶段“电动船”的运动越来越快，说明此时“电动船”所受合力 不等于 （选填“等于”或“不等于”）零；
③“电动船”运动越快，船体越容易失控。经进一步讨论，决定通过改变电动机转速来控制“电动船”的运动快慢，请在丙图基础上，给小组同学提一个改进的建议： 电路中串联一个滑动变阻器 。
【答案】（1）相互；变小；（2）B；（3）方向；不等于；电路中串联一个滑动变阻器。
【解答】解：（1）船向后喷出气体，给空气一个作用力，因为力的作用是相互的，那么，空气就会给船一个反作用力，船在反作用力的作用下，改变了运动状态，由静止变为运动，因此是力改变了物体的运动状态。
船处于漂浮状态，船所受的浮力等于重力，即F浮＝G；因为在塑料罐中的物质发生了化学反应，产生气体向外喷出，船的总重变小，所以船受的浮力也会变小。
（2）要增大航速，可减小配重使总质量减小，在相同推力下更容易改变运动状态，增大玻璃管长度或减小酸浓度均不利于航速增大。
故选B。
（3）通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关，因此如果要让船能够后退，可以改变丙图电路中电流的方向。
力是改变物体运动状态的原因，启动阶段“电动船”的运动越来越快，说明此时“电动船”所受的不是平衡力，因此合力不为零。
通电导体在磁场中的受力大小与磁场强弱和电流大小有关，若需控制船速，可在电路中串联滑动变阻器，通过调节电流来改变电机转速。
故答案为：（1）相互；变小；（2）B；（3）方向；不等于；电路中串联一个滑动变阻器。
47．（2025•海沧区二模）某项目小组用力敏电阻设计电梯超载自动报警系统，项目过程如下。
（1）研究器材：用图甲所示的电路测量力敏电阻R1的阻值随压力F大小变化的关系，电源电压U＝6V。
①根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙中的实物图连接完整。
②连接电路的过程中，开关应当 断开 。
③闭合开关后，控制压力为1000N，此时电流表示数为1mA，电压表示数如图丙所示，为 2 V，此时R1的阻值为 2000 Ω。经过多组测量，测出R1的阻值和压力F的关系如图丁。
（2）设计电路：已知电磁铁线圈电流达到20mA时，动触点K刚好与触点A分离并接触B。电磁铁线圈的阻值忽略不计。不超载时按下楼层按钮（相当于开关S闭合），电动机启动，电梯运行；超载时电铃报警，电动机无法启动。请将电动机（符号Ⓜ）和电铃（符号）正确画入图戊中工作电路的虚框中。
（3）载重标定：控制电路电源电压U＝6V，R2＝100Ω，电梯自重200kg。若成年人体重平均为600N，标定的乘坐总人数不得超过 11 人。
（4）项目改进：综合考虑电梯的运行安全，现需降低电梯的最大载重量，可采取的改进措施有 减小R2的阻值（答案不唯一） 。（回答一条即可）
【答案】（1）见解答；断开；2；2000；
（2）见解答；
（3）11；
（4）减小R2的阻值（答案不唯一）。
【解答】解：（1）①根据图甲，电路连接如图所示：
②连接电路的过程中，为了保护电路，开关应当断开。
③电流表示数为1mA＝0.001A，电压表示数如图丙所示，用的是小量程，分度值为0.1V，示数为2V，此时R1的阻值
R1=UI=2V0.001A=2000Ω；
（2）根据超载时压力过大，力敏电阻变小，电路中的电流过大，因而线圈的磁性增强，使得衔铁被吸引下来，此时电铃报警，电动机停止工作，故电铃接下方，电动机接上方，如图所示：
（3）电流达到20mA＝0.02A时报警，根据串联电路的特点和欧姆定律知，
I=UR1+R2=6VR1+100Ω=0.02A，
解得R1＝200Ω；根据丁图知，此时的压力F＝9000N；
而压力等于人和电梯的总重，G＝mg+nG'；
代入数据有：9000N＝200kg×10N/kg+n×600N；
解得n≈11.6人，最大装11人。
（4）项目改进：综合考虑电梯的运行安全，现需降低电梯的最大载重量，线圈中的电流不变，总电阻不变，要力敏电阻增大，则减小R2的阻值。
故答案为：（1）见解答；断开；2；2000；
（2）见解答；
（3）11；
（4）减小R2的阻值（答案不唯一）。
48．（2025•洛江区模拟）项目式学习小组利用力敏电阻设计如图1所示“超载报警器”电路，电源电压U1恒为9V，要求：当电流表示数I≥20mA时且压力F≥800N时，衔铁被吸下，报警器报警。
（1）力敏电阻Rs阻值的测量；
①按图2所示，连接电路的过程中，应将开关 断开 ，将电阻箱的阻值调至最大；
②让力敏电阻受到压力为100N，闭合开关S1、断开开关S2，记录此时电流表示数I0；然后 闭合开关S2、断开开关S1 （描述开关状态），调节电阻箱R0直至电流表示数为 I0 ，此时Rs＝R0；
③将力敏电阻Rs置于不同压力，重复步骤②，测得的数据如下表：
分析上表数据可知：力敏电阻的阻值随压力的增大而 减小 ；
（2）报警器调试
①当超载时，控制电路的电流会 增大 ，电磁铁的磁性会 增强 ；
②电梯受到压力为800N时，超重报警器报警，则R0应调至 390 Ω；
（3）报警器改进：在使用过程中，发现当电梯支架上的重物的重还未达到800N时，电流表示数已达到20mA时，报警器报警，小组分析发现，一致认为出现这种现象的原因可能是 电压偏大或电阻箱阻值偏小，导致在力敏电阻阻值还未减小到对应 800N 压力下的阻值时，电路电流就已经达到了 20mA 。请提出一条改进的措施： 可以在电路中串联一个可调电阻，通过调节该电阻来补偿电源电压的变化或力敏电阻性能的变化，使报警器在设定的压力和电流条件下准确报警 。
【答案】（1）①断开；②闭合开关S2、断开开关S1；I0；③减小；（2）①增大；增强；②390；（3）电压偏大或电阻箱阻值偏小，导致在力敏电阻阻值还未减小到对应 800N 压力下的阻值时，电路电流就已经达到了 20mA；可以在电路中串联一个可调电阻，通过调节该电阻来补偿电源电压的变化或力敏电阻性能的变化，使报警器在设定的压力和电流条件下准确报警。
【解答】解：（1）力敏电阻阻值的测量①按图 2 所示，连接电路的过程中，应将开关断开，将电阻箱的阻值调至最大。这样做是为了确保在连接电路时，电路中没有电流通过，保障操作人员的安全以及避免电路元件受到意外损坏。
②让力敏电阻受到压力为100N，闭合开关S1、断开开关S2，记录此时电流表示数I0；然后闭合开关S2、断开开关S1，调节电阻箱R0直至电流表示数为I0，此时Rs ＝ R0。这是因为当开关状态改变后，电路中只有电阻箱接入电路，通过调节电阻箱使电流表示数与之前力敏电阻单独接入电路时相同，根据串联电路中电流相等以及欧姆定律，此时电阻箱的阻值就等于力敏电阻的阻值。
③分析上表数据可知：力敏电阻的阻值随压力的增大而减小。
（2）报警器调试①当超载时，压力F增大，根据力敏电阻的特性，其阻值Rs减小。由于电源电压U1 恒为9V不变，电路中的总电阻减小，所以控制电路的电流会增大。电磁铁的磁性强弱与电流大小有关，电流越大，电磁铁的磁性会增强。
②当电梯受到压力为800N 时，由表格可知此时力敏电阻Rs＝60Ω。要使报警器报警，电流I≥20mA＝0.02A。此时电路的总电阻R总= U1I=9V0.02A=450Ω。因为R总＝R0+RS，所以R0＝R总﹣Rs＝450Ω﹣60Ω＝390Ω。
（3）报警器改进出现这种现象的原因可能是：电压偏大或电阻箱阻值偏小，导致在力敏电阻阻值还未减小到对应 800N 压力下的阻值时，电路电流就已经达到了 20mA；改进的措施：可以在电路中串联一个可调电阻，通过调节该电阻来补偿电源电压的变化或力敏电阻性能的变化，使报警器在设定的压力和电流条件下准确报警；
故答案为：（1）①断开；②闭合开关S2、断开开关S1；I0；③减小；（2）①增大；增强；②390；（3）电压偏大或电阻箱阻值偏小，导致在力敏电阻阻值还未减小到对应 800N 压力下的阻值时，电路电流就已经达到了 20mA；可以在电路中串联一个可调电阻，通过调节该电阻来补偿电源电压的变化或力敏电阻性能的变化，使报警器在设定的压力和电流条件下准确报警。
49．（2025•泉州模拟）电动车在充电过程中，电池温度过高可能会自燃。项目式学习小组设计一个自动制冷降温控制装置，当电池温度过高时，启动制冷系统降温。
（1）电路设计：
如图电路，利用电磁继电器设计控制电路，电源电压U1恒为6V，R1为热敏电阻，R0为电阻箱。开关S0断开、S1闭合，当电流表的示数I≥20mA时，衔铁被吸下，工作电路的制冷系统启动。
（2）R1的选用：
①连接电路时，应先将开关S0、S1都 断开 ，并将电阻箱的阻值调至 最大值 。
②闭合开关S0、S1将热敏电阻Rt1置于温度不同的环境中，调节电阻箱R0的阻值，使电流表的示数保持10mA不变，根据欧姆定律计算出热敏电阻Rt1的阻值，数据如表一：
分析表一数据可得，热敏电阻Rt1的阻值随温度的升高而 减小 。
③换用另一个热敏电阻Rt2，重复实验步骤②，得到数据如表二：
分析表二数据可得，热敏电阻R12的阻值随温度的升高而 增大 。
④根据电路设计要求，热敏电阻R1应选用 Rt1 （填“Rt1”或“Rt2”）。
（3）R0的测算：开关S0断开、S1闭合，充电过程中当电池温度达到50℃时，衔铁被吸下，工作电路的制冷系统开始启动。则可选用阻值为 225 Ω的定值电阻R取代电阻箱R0。
（4）成品测试：经检测，充电过程中当电池温度达到50℃时，电流表示数未达到20mA，衔铁未被吸下，工作电路的制冷系统不启动。学习小组讨论后，认为出现这种现象的原因可能是 电磁继电器线圈有电阻 ；改进的措施是 用滑动变阻器取代电阻箱R0 。
【答案】（2）①断开；最大值；②减小；③增大；④Rt1；（3）225；（4）电磁继电器线圈有电阻；用滑动变阻器代替变阻器箱R0。
【解答】解：（2）①为了保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态，将电阻箱的阻值调整最大值；
②从表一中的数据可知当温度升高时，热敏电阻Rt1的 电阻变小；
③从表二中的数据可知当温度升高时Rt2的阻值变大；
④设计电路中，当控制电路中电流较大，大于等于20mA时，衔铁吸下，闭合工作电路，启动制冷系统，此时电流较大，说明控制电路总电阻变小小，启动制冷系统，环境温度较高，由此可知，热敏电阻R1选用Rt1；
（3）由表一可知，温度50℃时热敏电阻的阻值R1＝75Ω，衔铁被吸下的电流I＝20mA＝0.02A，
可选用的阻值为R=UI-R1=6V0.02A-75Ω=225Ω；
（4）由于电磁继电器线圈有较小电阻，所以到温度到达50℃时，电流表示数到不到使衔铁吸下的电流20mA，衔铁不能吸下，工作电流不能启动制冷系统，可以滑动变阻器代替电阻箱，闭合开关S1，断开S2调试控制电路。
故答案为：（2）①断开；最大值；②减小；③增大；④Rt1；（3）225；（4）电磁继电器线圈有电阻；用滑动变阻器代替变阻器箱R0。
50．（2025•泉州模拟）探究“通电螺线管的外部磁场”的实验。
（1）组装好器材如图甲，闭合开关，发现竖直悬挂的小铁球向右运动，是因为小铁球受到 磁力 的作用，该现象说明通电螺线管周围存在 磁场 ，若将小铁球换成大小相同的铝球，铝球将 静止 （填“向右运动”“向左运动”或“静止”）。
（2）小明继续实验探究，并按图乙连接电路，他先将开关S接a，观察电流表的示数及吸引大头针的数目；再将开关S从a换到b，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表的示数及吸引大头针的数目。此时调节滑动变阻器是为了 控制两次实验的电流大小不变 ，探究 通电螺线管磁场强弱与线圈匝数 的关系。
【答案】（1）磁力；磁场；静止；（2）控制两次实验的电流大小不变；通电螺线管磁场强弱与线圈匝数。
【解答】解：（1）通电螺线管周围存在磁场，对小铁球存在磁力作用，铝球不受磁力作用，处于静止状态；
（2）实验中，他将开关S从a换到b上时，连入电路的线圈匝数发生了变化，为了保证电流不变，应调节变阻器的滑片P，控制两次实验的电流大小不变，再次观察电流表示数及吸引的大头针数目，这样才能探究出通电螺线管磁性强弱与线圈匝数的关系。
故答案为：（1）磁力；磁场；静止；（2）控制两次实验的电流大小不变；通电螺线管磁场强弱与线圈匝数。
51．（2025•鼓楼区校级三模）放假前，项目式学习小组利用湿敏电阻Rx和电磁继电器为班级种植的植物设计自动送水电路。根据植物的生长习性，设计的土壤湿度为35%。
（1）利用图1甲所示电路探究湿敏电阻Rx阻值随湿度变化的规律；
①用笔画线代替导线，将图1甲电路连接完整；
②连接好电路，闭合开关，发现电压表示数接近于电源电压，电流表几乎无示数，则故障为 定值电阻R断路 ；
③将Rx放入湿度为35%的土壤内，闭合开关S，移动滑片P，测得多组数据如表所示。第2组实验数据中电流表示数如图1乙所示，为 0.18 A，根据三次实验的数据可得：湿度为35%的土壤内，Rx的阻值为 15 Ω。
④将湿敏电阻Rx置于不同湿度的土壤中，重复步骤④，测得的湿敏电阻Rx的阻值随所在土壤湿度变化的图像如图1丙所示。分析图像可得：湿敏电阻的阻值随湿度的增大而 减小 。
（2）根据上述探究结果，利用定值电阻R0和电磁继电器设计自动送水电路。已知蓄电池电压恒定，定值电阻R0的阻值为25Ω，线圈电流大于或等于0.2A时衔铁被吸下，小于0.2A时衔铁被弹回，线圈电阻不计。
①请以笔画线代替导线完成图2所示的电路连接，要求：闭合开关S，当土壤湿度低于35%时，电动机转动送水；当土壤湿度高于或等于35%时，电动机不转，停止送水。
②蓄电池电压恒为 8 V。
【答案】（1）①见上图；②定值电阻R断路；③0.18；15；④减小；
（2）①见上图；②8。
【解答】解：（1）①电压表并联在湿敏电阻Rx两端，如图所示：
；
②连接好电路，闭合开关，电流表几乎无示数，电路可能断路，发现电压表示数接近于电源电压，电压表与电源连通，则故障是R断路；
③由图可知电流表使用小量程，分度值为0.02A，则此时电流表示数为0.18A；
湿度为35%的土壤内，Rx的阻值为Rx=UI=Ω；
④由图2可知，湿敏电阻的阻值随湿度的增大而减小；
（2）①由题知，闭合开关S，当土壤湿度低于35%时，电动机转动送水；当土壤湿度高于或等于35%时，电动机不转，停止送水；
由图2可知，闭合开关S，当土壤湿度低于35%时，Rx的阻值变大，则控制电路中的电流变小，电磁铁的磁性减弱，衔铁被弹回，接通电动机，电动机转动送水，所以电动机的左端应与上方静触点相连；当土壤湿度高于或等于35%时，Rx的阻值变小，控制电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，衔铁被吸下，断开电动机，电动机不转，停止送水，则电动机的左端也应与上方静触点相连，如图所示：
；
②当电流I＝0.2A时，Rx＝15Ω，控制电路中R0与Rx串联，
则蓄电池电压为：U＝I（R0+Rx）＝0.2A×（25Ω+15Ω）＝8V。
故答案为：（1）①见上图；②定值电阻R断路；③0.18；15；④减小；
（2）①见上图；②8。
52．（2025•鼓楼区校级模拟）“福建舰”航空母舰具有电磁弹射航技术，电磁弹射器的弹射车处于强磁场中，当弹射车内的导体有强电流通过时，受到推力并带动飞机短距离快速起飞。
【项目一：通电直导体在磁场中受力大小与哪些因素有关】
创新小组计了如图乙所示的实验装置，通电直铜棒置于水平放置的压力传感器上，直铜棒的两端通过导线与电流表、滑动变阻器、电源、开关相连。闭合开关，通过改变连入电路中滑动变阻器的阻值，获得多组数据并记录在表格中。
（1）创新小组探究的问题是：通电直导体在磁场中受力大小与 电流大小 的关系；
（2）分析表中数据可知：闭合开关后，直铜棒受到磁场的作用力方向是 向上 （选填“向上”或“向下”）的。得出的结论是 在磁场强弱、导体在磁场中的长度一定时，通过导体的电流越大，导体在磁场中受力越大 ；
【项目二：探究影响飞机油耗主要因素】
（3）查阅资料发现影响飞机
油耗主要因素是行进中所受到的空气阻力（也称风阻），阻力F主要与两个因素有关：①飞机正面投影面积S；②飞机行驶速度v。某模拟实验得到如下数据：
请由上述数据推出：在其他条件一定时，风阻F与正面投影面积S成 正比 （选填“正比”或“反比”），与 v2 （选填“v”或“v2”）成正比；
（4）为庆视“福建舰”列装服役，各种焰火缤纷绽放。有一种质量为100g的叫做“高声”的焰火，能够持续向下喷射火焰，产生大小为自重6倍的恒定的推力，因其速度快产生啸叫声，所以称为“高声”。经实验测量，这种焰火在运动时，受到的阻力与速度的关系如图丙所示，则焰火受到的最大阻力为 5 N，焰火能够达到的最大速度为 11 m/s。（火药的质量不计）
【答案】（1）电流大小；（2）向上；在磁场强弱、导体在磁场中的长度一定时，通过导体的电流越大，导体在磁场中受力越大；（3）正比；v2；（4）5；11。
【解答】解：（1）根据表中数据可知，电流表示数不同，即通过导体的电流大小不同，创新小组探究的问题是：通电直导体在磁场中受力大小与电流大小的关系；
（2）闭合开关后，传感器示数减小，说明铜棒受到磁场的作用力方向向上；分析表中数据可知，电流越大，传感器示数减小得越多，说明通电直导体在磁场中受力越大，可以得出的结论为：在磁场强弱、导体在磁场中的长度一定时，通过导体的电流越大，导体在磁场中受力越大。
（3）根据每一列数据知，速度一定时，投影面积增大为几倍，风阻f增大为几倍，说明是正比例关系；分析每一行数据，投影面积一定时，速度增大为几倍，阻力增大为几的平方倍，说明与速度的平方成正比；即在其他条件一定时，风阻f与正面投影面积S成正比，与v2成正比。
（4）焰火的重力：
G＝mg＝100×10⁻3kg×10N/kg＝1N，
恒定的推力：
F′＝6G＝6×1N＝6N，
当焰火上升时，焰火受到竖直向下的重力和阻力、竖直向上的推力，
所以最大阻力
f＝F′﹣G＝6N﹣1N＝5N；
由图可知，当阻力最大为5N时，焰火能够达到的最大速度v＝11m/s。
故答案为：（1）电流大小；（2）向上；在磁场强弱、导体在磁场中的长度一定时，通过导体的电流越大，导体在磁场中受力越大；（3）正比；v2；（4）5；11。
53．（2025•思明区校级二模）在跨学科实践课上，某小组开展了“空气质量检测仪”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助完成下列内容：
【项目任务】
制作一个简易的空气质量检测仪。
【项目导引】资料显示空气质量等级是按照空气质量指数K划分的，如表所示。
从学校科技实验员处借得一个气敏电阻R，通过说明书获悉，其电阻值R随空气质量指数K的关系如表所示：
（1）请在图甲中描点作出气敏电阻的阻值R与空气质量指数K的关系图线。
【方案设计】
小组经过一番讨论和研究，设计了如图乙所示的空气质量检测仪的电路，其中定值电阻R0＝20Ω，电源电压U恒为6V不变，用电流表的示数表示对应空气的质量指数；闭合开关S，当电流表的示数为0.15A时，电路报警，此时电磁铁把衔铁B吸下来，净化系统开始工作，电磁铁中线圈的电阻不计。
【项目实施】如图乙，闭合开关S：
（2）电磁继电器中电磁铁M的上端为 N （选填“N”或“S”）极。当净化系统工作时，弹簧对P点作用力的方向是向 下 （选填“上”或“下”）。
（3）当空气质量指数K值升高时，电路中电流表的示数将 增大 。
当空气质量指数K为50时，电阻R0两端的电压为 1 V。
当电磁铁恰好将衔铁B吸下来，电路报警，此时对应的空气质量等级为 中度污染 。
【评价反思】
（4）若想让仪器检测更加灵敏，使空气质量指数K略低于“方案设计”中的数值时电路就报警，请提出两种合理化建议：① 减小定值电阻R0的阻值 ；② 增大电源电压 。
【答案】（1）见解答过程；（2）N；（3）下；1；中度污染；（4）减小定值电阻R0的阻值；②增大电源电压。
【解答】解：（1）由表中数据描点连线画出气敏电阻的阻值R与空气质量指数K的关系图线，如图所示：
；
（2）由图乙知，电流从电磁铁M的上端流入，从下端流出，根据安培定则可知，M的上端为N极；
当净化系统工作时，衔铁被吸下，P点向上运动，弹簧伸长，所以弹簧对P点作用力的方向向下；
（3）由图乙知，控制电路中R0、气敏电阻、螺线管串联在电路中。
由表格数据知，气敏电阻的阻值R随空气质量指数K值升高而减小，电路中总电阻变小，电源电压一定，由I=UR知，电路中电流变大，所以电流表示数增大；
①由表格数据知，K为50时，电阻R0＝100Ω，
由串联电路特点和I=UR可得，通过R0的电流：
I0＝I=UR+R0=6V100Ω+20Ω=0.05A，
所以R0两端的电压：
U0＝I0R0＝0.05A×20Ω＝1V；
②当电流表示数为0.15A时，电路报警，
由串联电路特点和欧姆定律有：I′=UR'+R0，即：0.15A=6VR'+20Ω，
解得：R′＝20Ω，
由表中数据知，此时空气质量指数K为200，此时空气质量等级为中度污染；
（4）由于气敏电阻的阻值R随空气质量指数K值减小而增大，故空气质量指数K略低于“方案设计”中数值时，R的阻值变大，电路总电阻变大，而报警的电流是不变的，根据欧姆定律可知需减小定值电阻R0的阻值或增大电源电压。
故答案为：（1）见解答过程；（2）N；（3）下；1；中度污染；（4）减小定值电阻R0的阻值；②增大电源电压。
54．（2025•厦门校级模拟）小明实验组用铁屑和小磁针来探究“通电螺线管外部磁场的方向”。
（1）他将螺线管连入电路，在玻璃板上均匀地洒满铁屑。闭合开关，为了更好的显示通电螺线管磁场分布，小明接下来的操作是 振动玻璃板 ，观察到铁屑分布情况如图甲所示，铁屑的分布情况与 条形 （选填“条形”或“蹄形”）磁体周围铁屑的分布情况相似。
（2）实验时发现通电螺线管的磁场较弱，铁屑规则排列的效果不明显，为增强螺线管的磁场，可行的措施： 增大电源电压 （写出一种方法即可）。
（3）把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示。断开开关，对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极所指方向如图丙所示。比较这两次实验，可知通电螺线管的磁极性与 电流方向 有关。
（4）在螺线管中插入软铁棒可制成电磁铁，下列设备中没有用到电磁铁的是 C （选填字母）。
A.电铃
B.电磁起重机
C.电炉
【答案】（1）振动玻璃板；条形；（2）增大电源电压；（3）电流方向；（4）C。
【解答】解：（1）他将螺线管连入电路，在玻璃板上均匀地洒满铁屑。闭合开关，为了更好的显示通电螺线管磁场分布，小明接下来的操作是振动玻璃板，观察到铁屑分布情况如图甲所示，铁屑的分布情况与条形磁体周围铁屑的分布情况相似。
（2）实验时发现通电螺线管的磁场较弱，铁屑规则排列的效果不明显，为增强螺线管的磁场，可行的措施：增大电源电压。
（3）把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示。断开开关，对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极所指方向如图丙所示，与乙图相反。比较这两次实验，可知通电螺线管的磁极性与电流方向有关。
（4）在螺线管中插入软铁棒可制成电磁铁，下列设备中没有用到电磁铁的是电炉，它是利用电流的热效应，故选 C。
故答案为：（1）振动玻璃板；条形；（2）增大电源电压；（3）电流方向；（4）C。
55．（2025•思明区校级模拟）电动车在充电过程中，电池温度过高可能会自燃。项目式学习小组设计一个自动制冷降温控制装置，当电池温度过高时，启动制冷系统降温。
【电路设计】
如图电路，利用电磁继电器设计控制电路，电源电压U1恒为6V，R1为热敏电阻，R0为电阻箱。开关S0断开、S1闭合，当电流表的示数I≥20mA时，衔铁被吸下，工作电路的制冷系统启动。
（1）R1的选用：
①连接电路时，应先将开关S0、S1都 断开 ，并将电阻箱的阻值调至 最大值 。
②闭合开关S0、S1将热敏电阻Rt1置于温度不同的环境中，调节电阻箱R0的阻值，使电流表的示数保持10mA不变，根据欧姆定律计算出热敏电阻Rt1的阻值，数据如表一：
分析表一数据可得，热敏电阻Rt1的阻值随温度的升高而 减小 。
③换用另一个热敏电阻Rt2，重复实验步骤②，得到数据如表二：
根据电路设计要求，热敏电阻R1应选用 Rt1 （填“Rt1”或“Rt2”）。
（2）R0的测算：开关S0断开、S1闭合，充电过程中当电池温度达到50℃时，衔铁被吸下，工作电路的制冷系统开始启动。则可选用阻值为 225 Ω的定值电阻R取代电阻箱R0。
（3）成品测试：经检测，充电过程中当电池温度达到50℃时，电流表示数未达到20mA，衔铁未被吸下，工作电路的制冷系统不启动。学习小组讨论后，认为出现这种现象的原因可能是 电磁继电器线圈有电阻 。
【答案】（1）①断开；最大值；②减小；③Rt1；（2）225；（3）电磁继电器线圈有电阻。
【解答】解：（1）①为了保护电路，连接电路时，开关应处于断开状态，将电阻箱的阻值调整最大值；
②从表一中的数据可知当温度升高时，热敏电阻Rt1的电阻变小；
③设计电路中，当控制电路中电流较大，大于等于20mA时，衔铁吸下，闭合工作电路，启动制冷系统，此时电流较大，说明控制电路总电阻变小小，启动制冷系统，环境温度较高，由此可知，热敏电阻R1选用Rt1；
（2）由表一可知，温度50℃时热敏电阻的阻值R1＝75Ω，衔铁被吸下的电流I＝20mA＝0.02A，
可选用的阻值为R=UI-R1=6V0.02A-75Ω=225Ω；
（3）由于电磁继电器线圈有较小电阻，所以到温度到达50℃时，电流表示数到不到使衔铁吸下的电流20mA，衔铁不能吸下，工作电流不能启动制冷系统，可以滑动变阻器代替电阻箱，闭合开关S1，断开S2调试控制电路。
故答案为：（1）①断开；最大值；②减小；③Rt1；（2）225；（3）电磁继电器线圈有电阻。
六．解答题（共1小题）
56．（2025•泉州模拟）如图甲所示的恒温箱，由工作电路和控制电路组成，其简化电路如图乙所示，其中控制电路是由线圈电阻、热敏电阻R、滑动变阻器R'串联组成，电源两端电压恒为6V，线圈的阻值为150Ω，热敏电阻的R﹣t图像如图丙所示；R'的阻值为100Ω时，恒温箱可以实现100℃的恒温控制；当线圈的电流达到0.02A时衔铁被吸合，加热器停止加热。
（1）请简述恒温箱的工作原理。
（2）当恒温箱实现100℃恒温控制时，热敏电阻R消耗的功率是多少？
（3）如果要使恒温箱能够设置50℃至150℃之间的温度，那么可变电阻R'的阻值范围为多少？
（4）已知加热器的额定电压为220V，额定功率为500W，由于输电导线上有电阻，当某次加热器的实际功率为405W时，工作电路的实际电压为多少？
【答案】（1）衔铁未吸合时，加热器工作，恒温箱温度升高，热敏电阻R阻值减小；由欧姆定律可知，电路中的电流增大，当线圈电流达到0.02A时，衔铁被吸合，加热停止；
（2）当恒温箱实现100℃恒温控制时，热敏电阻R消耗的功率是0.02W；
（3）如果要使恒温箱能够设置50℃至150℃之间的温度，那么可变电阻R'的阻值范围为60～120Ω；
（4）当某次加热器的实际功率为405W时，工作电路的实际电压为198V。
【解答】解：（1）衔铁未吸合时，加热器工作，恒温箱温度升高，热敏电阻R阻值减小；由欧姆定律可知，电路中的电流增大，当线圈电流达到0.02A时，衔铁被吸合，加热停止；
（2）恒温箱实现100℃恒温控制时，控制电路的电流为0.02A，热敏电阻两端电压：
UR＝U﹣U0﹣U'＝U﹣I（R0+R'）＝6V﹣0.02A×（150Ω+100Ω）＝1V，则热敏电阻消耗的功率为：
PR＝URI＝1V×0.02A＝0.02W；
（3）根据题意可知，控制电路电源电压恒为6V，当电路中的电流达到0.02A时，衔铁被吸合，故无论怎样设定温度，电路中的总电阻都不变；
由图丙可知，100℃的恒温控制时R＝50Ω，电路中的总电阻R总＝R0+R+R'＝150Ω+50Ω+100Ω＝300Ω；
当恒温箱设置50℃时，由图丙可知，R＝90Ω，滑动变阻器接入电路中的电阻为：
R′＝R总﹣R0﹣R＝300Ω﹣150Ω﹣90Ω＝60Ω，
当恒温箱设置150℃时，由图丙可知，R＝30Ω；
滑动变阻器接入电路中的电阻R′＝R总﹣R0﹣R＝300Ω﹣150Ω﹣30Ω＝120Ω，
要使恒温箱能够设置50℃至150℃之间的温度，可变电阻R′的阻值调节范围应该在60～120Ω；
（4）已知加热器的额定电压为220V，额定功率为500W，根据P＝UI=U2R，加热器的电阻为：
R加=U额2P额=(220V)2500W=96.8Ω，
由P＝UI=U2R得：
U实=P实R加=405W×96.8Ω=198V。
答：（1）衔铁未吸合时，加热器工作，恒温箱温度升高，热敏电阻R阻值减小；由欧姆定律可知，电路中的电流增大，当线圈电流达到0.02A时，衔铁被吸合，加热停止；
（2）当恒温箱实现100℃恒温控制时，热敏电阻R消耗的功率是0.02W；
（3）如果要使恒温箱能够设置50℃至150℃之间的温度，那么可变电阻R'的阻值范围为60～120Ω；
（4）当某次加热器的实际功率为405W时，工作电路的实际电压为198V。
七．计算题（共4小题）
57．（2025•仓山区模拟）如图是小闽为家庭养殖场设计的电热孵化器的工作原理图，R1、R2和R3为阻值均为110Ω的加热电阻。控制电路中，电源电压恒为3V，R为滑动变阻器，热敏电阻Rt置于孵化器内，其阻值随温度的变化关系如下表所示。已知电磁继电器的线圈电阻R0＝10Ω，当继电器线圈中的电流小于或等于10mA时，继电器的衔铁弹回，工作电路处于加热状态；当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时到达孵化温度，继电器的衔铁被吸下，工作电路处于保温状态。
（1）此孵化器发热功率；
（2）孵化温度为37℃时，R连入电路的阻值；
（3）孵化温度为37℃时，此孵化器的调节的温度范围。
【答案】（1）孵化器的发热功率为440W；
（2）R连入电路的阻值为140Ω；
（3）孵化器的调节的温度范围为35℃～37℃。
【解答】解：（1）继电器的衔铁弹回，工作电路处于加热状态，此时触点与b相连，R1接入电路，
已知工作电路电源电压U1＝220V，R1＝110Ω，孵化器发热功率为：P发热=U12R1=(220V)2110Ω=440W；
（2）由图可知，控制电路中，R、Rt、线圈，三者串联，由表格数据可知，孵化温度为37℃时，Rt的阻值为50Ω，
已知控制电路电源电压为U2＝3V，R0＝10Ω，线圈吸合电流为I2＝15mA，
根据欧姆定律和串联电路电阻规律可得：U2＝I2（R+Rt+R0），即：3V＝15mA×（R+50Ω+10Ω），解得：R＝140Ω；
（3）线圈回弹电流为I3＝10mA，根据欧姆定律，有：U2＝I3（R+Rt′+R0），即：3V＝10mA×（140Ω+Rt′+10Ω），
解得：Rt′＝150Ω，对照表格可知，此时的温度为35℃，故孵化器的调节的温度范围为：35℃～37℃；
答：（1）孵化器的发热功率为440W；
（2）R连入电路的阻值为140Ω；
（3）孵化器的调节的温度范围为35℃～37℃。
58．（2025•芗城区校级模拟）在跨学科实践活动中，小宇运用所学知识设计了一个自动抽水控制装置，如图所示，水箱底面积为1m2，高为1.2m。在空水箱底部竖直放置一重5N的长方体A，长方体高为1m、底面积为0.02m2，上端通过绝缘轻杆（质量忽略）与控制电路的力敏电阻R接触，此时力敏电阻受到的压力为零，R＝50Ω。力敏电阻R的阻值随压力F的增大而减小，部分数据如表。控制电路的电源电压U＝12V，保护电阻R0＝10Ω，当控制电路的电流I≥0.5A时，电磁铁将衔铁吸合，工作电路断开，水泵停止给水箱抽水。（g＝10N/kg）
求：
（1）闭合开关S1，水箱内无水时，控制电路中的电流；
（2）自动抽水控制装置正常工作时，水箱里的水最多时，力敏电阻的功率；
（3）小宇思考，可调整R0的大小来控制水箱内的水位，若使最高水位为0.95m，则R0的阻值。
【答案】（1）闭合开关S1，水箱内无水时，控制电路中的电流0.2A；
（2）力敏电阻的功率为3.5W；
（3）若使最高水位为0.95m，则R0的阻值7Ω。
【解答】解：（1）闭合开关S1，水箱内无水时，控制电路中的电流：I=UR总=UR+R0=12V50Ω+10Ω=0.2A；
（2）当控制电路的电流I≥0.5A时，电磁铁将衔铁吸合，此时控制电路中的总电阻为：R'总=UI'=12V0.5A=24Ω，
此时力敏电阻的阻值为：R'＝24Ω﹣10Ω＝14Ω，P＝I'2R'＝（0.5A）2×14Ω＝3.5W；
（3）若使最高水位为0.95m，则此时水的浮力F′浮＝p′s＝ρgh′s＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.95m×0.02m2＝190N，则此时压力F′＝190N﹣5N＝185N，
由表格可知此时压敏电阻R′′＝17Ω，所以此时R′0＝24Ω﹣17Ω＝7Ω。
答：（1）闭合开关S1，水箱内无水时，控制电路中的电流0.2A；
（2）水箱里的水最多时，力敏电阻的功率为3.5W；
（3）若使最高水位为0.95m，则R0的阻值7Ω。
59．（2025•鲤城区校级模拟）图甲是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅，其简化电路如图乙所示。它通过电热丝R1来加热空气，从而加热食物，达到设定加热温度后，断开开关S。求：
（1）将5×10﹣3kg的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量。[c空气取1.0×103J/（kg•℃）]
（2）工作电路中电热丝R1与指示灯支路并联。已知R1的额定电压为220V，额定功率为1210W。正常工作时，工作电路的总电流为5.55A，此时指示灯支路的功率。
（3）控制电路电源电压恒定，通过调节变阻器R3接入电路的阻值来设置加热温度，电阻R2置于温度监测区域，它的阻值随温度变化的关系如图丙所示。当加热温度设定为150℃，R3的阻值调为100Ω时，闭合开关S，电磁继电器（不计线圈的电阻）的衔铁被吸下，工作电路接通，开始加热；直到温度达到150℃时，衔铁向上弹起，停止加热。则当R3的阻值调为80Ω时，对应的加热温度设定为多少？
【答案】（1）将5×10﹣3kg的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量是900J；
（2）指示灯支路消耗的功率是11W；
（3）当R3的阻值调为80Ω时，对应的加热温度设定为200℃。
【解答】解：（1）将5×10﹣3kg的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量Q＝cmΔt＝1.0×103J/（kg•℃）×5×10﹣3kg×（200℃﹣20℃）＝900J；
（2）R1的额定电流I额=P额U额=1210W220V=5.5A；
指示灯支路的电流I指＝I﹣I额＝5.55A﹣5.5A＝0.05A；
指示灯支路消耗的功率P指＝UI指＝220V×0.05A＝11W；
（3）R3的阻值调为100Ω，加热温度设定为150℃，R2的阻值是30Ω，衔铁向上弹起，停止加热。此时的总电阻R＝R2+R3＝30Ω+100Ω＝130Ω；
当R3的阻值调为80Ω时，由于衔铁被吸下时的电流不变，电源电压也不变，则总电阻不变。
所以此时R′2＝R﹣R′3＝130Ω﹣80Ω＝50Ω；
由图丙可知，温度为200℃；
答：（1）将5×10﹣3kg的空气从20℃加热到200℃需要吸收的热量是900J；
（2）指示灯支路消耗的功率是11W；
（3）当R3的阻值调为80Ω时，对应的加热温度设定为200℃。
60．（2025•鼓楼区校级三模）小华制作的蓄水池水位报警模拟装置如图所示：浮子由铜片E、空心杆F和木块Q构成，在低水位时，触点C、D位于E的正上方h0处，Q的下表面距池底的高度为h。当水位上升到使E与C、D接触后，蜂鸣器R发出忽强忽弱的报警音，报警音的强弱取决于其两端电压大小。电源电压U＝6V，定值电阻R0＝3Ω，R可视为9Ω的定值电阻，不计其他电阻。
（1）Q为边长10cm的正方体，密度为0.5×103kg/m3，h0＝12cm，h＝20cm，g取10N/kg。不计E、F的质量及F与支架间的摩擦。
①求刚开始报警时，木块受到的浮力。
②此时水面距池底的高度H。
（2）在被释放和吸下的过程中，衔铁与A、B的接触时间分别为0.5s和1.5s，不考虑衔铁在AB之间切换的时间，在未解除报警的情况下，求开始报警后1min内电路所消耗的电能。
【答案】（1）①刚开始报警时，木块受到的浮力为5N；
②此时水面距池底的高度H为37cm；
（2）开始报警后1min内电路所消耗的电能为225J。
【解答】解：（1）①Q的密度为0.5×103kg/m3，小于水的密度1.0×103kg/m3，因此刚开始报警时，木块处于漂浮状态，故刚开始报警时，木块受到的浮力为：
F浮＝G＝mg＝ρgV＝0.5×103kg/m3×10N/kg×（0.1m）3＝5N；
②根据阿基米德原理可知，Q浸没的深度为：
h'=F浮ρ水gS=5N1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1m)2=0.05m＝5cm，
此时水面距池底的高度H为：
H＝h+h0+h'＝20cm+12cm+5cm＝37cm；
（2）当衔铁被释放时，R0与R串联，则衔铁被释放时电路所消耗的电能为：
W1=U2R0+Rt1=(6V)23Ω+9Ω×0.5s＝1.5J；
当衔铁被吸下时，电路为只有R的简单电路，则衔铁被吸下时电路所消耗的电能为：
W2=U2Rt2=(6V)29Ω×1.5s＝6J，
衔铁在被释放和吸下一次所消耗的电能为：
W＝W1+W2＝1.5J+6J＝7.5J；
1min内循环次数为：
n=60s0.5s+1.5s=30，
则开始报警后1min内电路所消耗的电能为：
W总＝nW＝30×7.5J＝225J。
答：（1）①刚开始报警时，木块受到的浮力为5N；
②此时水面距池底的高度H为37cm；
（2）开始报警后1min内电路所消耗的电能为225J。F/N
100
200
300
400
500
600
700
800
900
Rs/Ω
300
200
125
90
70
65
62
60
59
表一
t/℃
20
30
40
50
60
70
80
90
Rt1/Ω
200
125
90
75
70
62
60
59
表二
t/℃
20
30
40
50
60
70
80
90
Rt2/Ω
25
30
45
60
105
170
290
310
实验序号
1
2
3
电压UV
1.5
2.7
3.0
电流I/A
0.1
0.2
阻值Rx/Ω
序号
电流表示数/A
传感器示数/N
直铜棒受到的磁场力/N
1
0
4.0
0
2
0.1
3.6
0.4
3
0.2
3.2
0.8
4
0.3
2.8
1.2
v/（m•s﹣1）
F/N
S/m2
20
30
40
50
60
2.0
206
464
824
1291
1856
2.5
258
580
1030
1614
2320
3.0
309
696
1236
1937
2784
3.5
361
812
1442
2259
3248
4.0
412
928
1648
2582
3712
空气质量指数K
0～50
51～100
101～150
151～200
201～250
＞300
空气质量等级
优
良
轻度污染
中度污染
重度污染
严重污染
空气质量指数K
50
100
150
200
250
300
电阻值R/Ω
100
50
30
20
15
10
表一
t/℃
20
30
40
50
60
70
80
90
Rt1/Ω
200
125
90
75
70
62
60
59
表二
t/℃
20
30
40
50
60
70
80
90
Rt2/Ω
25
30
45
60
105
170
290
310
温度t/℃
32
33
34
35
36
37
38
电阻Rt/Ω
390
290
210
150
100
50
40
压力F/N
180
185
190
195
200
力敏电阻R/Ω
18
17
16
14
12
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
C
B
D
C
B
B
D
B
D
D
B
题号
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
答案
C
D
D
A
D
D
B
D
B
B
C
F/N
100
200
300
400
500
600
700
800
900
Rs/Ω
300
200
125
90
70
65
62
60
59
表一
t/℃
20
30
40
50
60
70
80
90
Rt1/Ω
200
125
90
75
70
62
60
59
表二
t/℃
20
30
40
50
60
70
80
90
Rt2/Ω
25
30
45
60
105
170
290
310
实验序号
1
2
3
电压UV
1.5
2.7
3.0
电流I/A
0.1
0.2
阻值Rx/Ω
序号
电流表示数/A
传感器示数/N
直铜棒受到的磁场力/N
1
0
4.0
0
2
0.1
3.6
0.4
3
0.2
3.2
0.8
4
0.3
2.8
1.2
v/（m•s﹣1）
F/N
S/m2
20
30
40
50
60
2.0
206
464
824
1291
1856
2.5
258
580
1030
1614
2320
3.0
309
696
1236
1937
2784
3.5
361
812
1442
2259
3248
4.0
412
928
1648
2582
3712
空气质量指数K
0～50
51～100
101～150
151～200
201～250
＞300
空气质量等级
优
良
轻度污染
中度污染
重度污染
严重污染
空气质量指数K
50
100
150
200
250
300
电阻值R/Ω
100
50
30
20
15
10
表一
t/℃
20
30
40
50
60
70
80
90
Rt1/Ω
200
125
90
75
70
62
60
59
表二
t/℃
20
30
40
50
60
70
80
90
Rt2/Ω
25
30
45
60
105
170
290
310
温度t/℃
32
33
34
35
36
37
38
电阻Rt/Ω
390
290
210
150
100
50
40
压力F/N
180
185
190
195
200
力敏电阻R/Ω
18
17
16
14
12