第十七章综合素质评价
一、选择题(每题3分，共30分)
1．[2023·马鞍山雨山区校级一模]下列关于磁感线的说法正确的是( )
A．磁感线分布越密的地方，磁场越弱
B．磁感线是磁场中真实存在的一些曲线，还可以通过实验来模拟
C．磁体周围的磁感线从磁体的S极出发，回到磁体的N极，构成闭合曲线
D．磁感线上某一点的切线方向与放在该点的小磁针静止时南极所指的方向相反
2．[2023·常州]20世纪60年代，美国细菌学家发现趋磁细菌，将磁铁置于细菌附近，细菌向磁铁的N极运动，如图所示。由此可见，在海洋中，地磁场将驱使这种细菌运动的方向为( )
(第2题)
A．由南向北 B．由北向南
C．由西向东 D．由东向西
3．有外形相同的两根钢条M、N，按图甲、乙两种方式接触时，它们之间都有较大的吸引力，则下列推断正确的是( )
(第3题)
A． M无磁性、N无磁性 B． M无磁性、N有磁性
C． M有磁性、N无磁性 D． M有磁性、N有磁性
4．[学科内综合][2023·重庆渝中区校级开学]如图所示，关于电与磁的知识，下列说法不正确的是( )
A．图甲：“司南”能指示方向是因为受到地磁场的作用
B．图乙：磁感线是磁场中真实存在的一些曲线
C．图丙：该实验中电流方向改变时，小磁针的偏转方向改变
D．图丁：该实验说明电磁铁的磁性大小与线圈匝数有关
5．[2023·合肥庐阳区校级一模]下列四个图中，磁感线方向标注错误的是( )
A B
C D
6．[2023·蚌埠一模]小磁针静止时的指向如图所示，由此可知( )
(第6题)
A． a端是通电螺线管的N极，c端是电源负极
B． a端是通电螺线管的N极，c端是电源正极
C． b端是通电螺线管的N极，d端是电源正极
D． b端是通电螺线管的N极，d端是电源负极
7．[2023·丹东]将小磁针放置在通电螺线管右侧，小磁针静止时，其N极的指向如图所示。下列说法正确的是( )
(第7题)
A．电流从导线的A端流入螺线管
B．通电螺线管的左端为N极
C．通电螺线管周围真实存在磁感线
D．改变导线中电流方向，通电螺线管磁性强弱会改变
8．[2023·成都]如图是小聪和小明同学探究“通电螺线管的磁场方向”实验示意图。实验时，在小圆圈位置放置小磁针，闭合开关，画出不同位置小磁针静止时N极的指向；对调电源正负极，重复上述操作。下列说法不正确的是( )
(第8题)
A．小磁针的作用是指示通电螺线管周围的磁场方向
B．闭合开关，放置在a、b处的小磁针静止时N极指向相同
C．对调电源正负极，闭合开关，通电螺线管的磁场方向改变
D．通过实验可总结出通电螺线管的磁极和电流方向的关系
9．[2023·合肥蜀山区校级模拟]矩形铜线框在某磁场中的位置如图所示，ab、bc、ed和fe段都受到该磁场的作用力，下列哪两段受到该磁场的作用力方向相同( )
(第9题)
A． ab段与bc段 B． ab段与ed段
C． ab段与fe段 D． fe段与ed段
10．[日常生活应用][2023·蚌埠蚌山区校级二模]电梯为居民上、下楼梯带来很大的便利，出于安全考虑，电梯设置了超载自动报警系统，其工作原理如图所示，电梯厢底控制电路中装有压敏电阻R1、保护电阻R2。在工作电路中，K为动触点，A、B为静触点，当出现超载情况时，电铃将发出报警声，电梯停止运行。下列说法错误的是( )
A．电梯工作时电磁铁的上端为N极
B．电磁铁磁性的强弱与线圈中电流的大小有关
C．电梯未超载时动触点K与静触点A接触
D．电梯超载时报警说明压敏电阻的阻值随压力的增大而减小
二、填空题(每空2分，共22分)
11．[学科内综合][2023·宜昌]如图是一个磁悬浮地球仪，球体内部有一个永磁体，底座通电时地球仪可以悬浮在上方，此时底座相当于一个 ；如果需要连续调节地球仪的悬浮高度，可以通过在底座电路中接入一个 来实现。
12．如图所示，开关S闭合，弹簧测力计吊着铜块在通电螺线管的上方从右端水平匀速运动到左端的过程中，弹簧测力计的示数 (填“先变小后变大”“一直不变”或“先变大后变小”)。
(第12题)
13．白炽灯是一种电流通过灯丝时，灯丝发热发光的照明电器，将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝，如图所示，可以观察到灯丝 ，说明 ，此过程中 能转化为 能，由此原理可以制成 。
(第13题)
14．如图是公共汽车上用电磁阀控制车门开、关的工作电路图。L1、L2是固定的电磁线圈，S是单刀双掷开关，衔铁T1、T2通过横杆相连并可左右移动，带动传动装置使车门开启或关闭。当S接通触点b时，线圈 (填“L1”或“L2”)具有磁性，吸引衔铁使横杆向 (填“左”或“右”)运动，带动传动装置关闭车门。要使车门打开，开关S应接通触点 (填“a”或“b”)。
(第14题)
三、作图题与实验探究题(15、16题各2分，17题15分，18题18分，共37分)
15．将通电螺线管和条形磁体如图放置，开关闭合时，请在左侧小虚线框内标明通电螺线管左端的磁极，在中间大虚线框内画出磁感线的分布情况(三条即可)。
(第15题)
16．[科技应用题][2023·营口]某温度自动报警器的原理图如图所示。电磁铁上端为N极，在水银温度计中封入一段金属丝，当温度低于设定温度时，安全指示灯常亮；当温度达到设定温度时，安全指示灯熄灭，电铃发出报警信号。请在括号中标出电源的极性(用“＋”或“－”表示)，并在方框内填入电铃()和指示灯的电路元件符号。
(第16题)
17．在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中：
(第17题)
(1)开关闭合前，小磁针均指南北，说明地球周围存在 。
(2)开关闭合后，小磁针的指向如图所示，可知通电螺线管的左端为 极，电源的左端为 极。
(3)将连接电源正、负极的导线对调，小磁针的指向也改变了，说明通电螺线管的磁场方向与 方向有关。
(4)为了使通电螺线管的磁场增强，可采取的有效措施是 。(写出一条即可)
18．如图甲是小名同学安装好的直流电动机模型：
(1)请写出图中A部件的名称： 。
(2)在安装该模型时要按照由下而上、 (填“由外而内”或“由内而外”)的顺序安装。
(3)为了使组装的电动机模型能够正常运转，小名在安装时还应注意以下几点，其中错误的是( )
A．要尽量减小轴与轴架之间的摩擦
B．电刷与换向器的接触松紧要适当
C．不要使各元件因安装不当而产生形变
D．每一只固定螺钉均不能拧紧
(4)小名把安装好的电动机、滑动变阻器、开关和电源串联起来进行实验，如图乙所示。
①请用笔画线代替导线完成图乙中实验器材的连接。(要求滑片向右移动，电动机转速变慢)
②合上开关接通电路，观察到线圈转动，把电源两极对调一下，观察到线圈 发生了改变。
③若开关闭合，线圈不转，用手轻轻一拨，线圈就转动起来，则原来线圈不转的原因是 。
四、综合应用题(11分)
19．[日常生活应用]为实现自动控制，小明同学利用电磁继电器(电磁铁线圈电阻不计)制作了具有延时加热、保温、消毒等功能的恒温调奶器，其电路图如图甲所示。控制电路中，电压U1＝3 V，定值电阻R0＝50 Ω，热敏电阻R的阻值随温度变化的图像如图乙所示。工作电路中，电压U2＝220 V，R1＝836 Ω，R2＝44 Ω。已知恒温调奶器容量为2 kg，水温达到80 ℃时衔铁会跳起。[水的比热容为4．2×103 J/(kg·℃)]
(1)请结合此电路，简要说明电磁继电器的工作原理。
(2)求衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流。
(3)求工作电路在保温状态下的电功率。
(4)当调奶器加满温度为25 ℃的水，加热元件工作500 s后衔铁跳起，求此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率。
答案
一、1．D 2．B
3．D 【点拨】由题意可知，按图甲、乙两种方式接触时，它们之间都有较大的吸引力，因磁体的两端磁性最强，中间最弱，几乎没有磁性，所以，在图甲中，钢条M的中间位置几乎没有磁性，N却能吸引M，说明钢条N具有磁性；同理，由图乙可知，钢条M也具有磁性，故只有D正确。
4．B 【点拨】地球是一个巨大的磁体，“司南”能够指示南北方向是因为受到地磁场的作用，故A正确；为了方便描述磁场，画一些带箭头的曲线来描述磁场，这样的曲线叫磁感线，这些曲线并不存在，故B错误；图丙为奥斯特实验，证明了电流周围存在磁场，当电流方向改变时，磁场方向发生改变，小磁针的偏转方向改变，故C正确；图丁中，通过两电磁铁的电流相同，而两电磁铁线圈的匝数不同，根据电磁铁吸引大头针数量的不同可显示电磁铁的磁性大小，该实验说明电磁铁的磁性大小与线圈匝数有关，故D正确。
5．A
6．B 【点拨】由图可知，小磁针的左端为N极，根据异名磁极相互吸引可知，通电螺线管的b端为S极、a端为N极，根据右手螺旋定则可知，电流从螺线管的左端流入，所以c端为电源正极，故B正确。
7．B 【点拨】由图可知，小磁针的左端为N极，右端为S极，根据异名磁极相互吸引可知，通电螺线管的左端为N极，右端为S极，根据右手螺旋定则可知，电流是从B端流入螺线管的，故A错误，B正确；通电螺线管周围存在着磁场，磁感线是人为引入的，不是真实存在的，故C错误；改变导线中电流方向，通电螺线管磁性强弱不会改变，故D错误。
8．B
9．B 【点拨】磁场方向相同，电流方向相同，则通电导体的受力方向相同。bafe段和bcde段并联在电路中，所以ab段电流向下、ef段电流向上、cb段电流向上、ed段电流向下，ab段和ed段电流方向相同，受到磁场的作用力方向相同，ef段和cb段电流方向相同，受到磁场的作用力方向相同，故选B。
10．A 【点拨】工作时，电流从电磁铁的下面导线流入，利用右手螺旋定则判断出电磁铁的下端为N极，上端为S极，故A错误；电磁铁磁性的强弱与电流的大小有关，故B正确；正常情况下(未超载时)，衔铁被弹簧拉起，动触点K与静触点A接触，故C正确；电梯超载时报警，说明电铃所在的电路接通，此时衔铁被吸下，这说明通过电磁铁的电流变大，根据欧姆定律可知，压敏电阻的阻值减小，所以压敏电阻的阻值随压力的增大而减小，故D正确。
二、11．电磁铁；滑动变阻器
12．一直不变
13．抖动；通电导体在磁场中受力运动；电；机械；电动机
14．L2；右；a 【点拨】由图可知，S接通触点b时，线圈L2具有磁性，吸引衔铁使横杆向右运动，带动传动装置关闭车门，要使车门打开，开关S应接通触点a，线圈L1具有磁性，吸引衔铁使横杆向左运动，带动传动装置打开车门。
三、15．【解】如图所示。
16．【解】如图所示。
17．(1)磁场 (2)N；负 (3)电流 (4)增加线圈的匝数(答案不唯一，合理即可)
18．【解】(1)换向器 (2)由内而外 (3)D (4)①如图所示。②转动方向； ③线圈处在平衡位置
四、19．【解】(1)水温达到80 ℃前，电磁铁把衔铁吸下，使动触点与b触点接通，R2接入工作电路，处于加热状态；水温达到80 ℃时，衔铁被弹簧拉起，使动触点与a触点接通，R1和R2串联接入工作电路，处于保温状态。
(2)由图乙可知，当温度为80 ℃时，热敏电阻的阻值为100 Ω，串联电路总电阻等于各分电阻之和，则控制电路的总电阻R控＝R＋R0＝100 Ω＋50 Ω＝150 Ω，衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流I＝＝＝0．02 A。
(3)R1和R2串联接入工作电路时，处于保温状态，保温功率P＝＝＝55 W。
(4)水吸收的热量Q＝c水mΔt＝4．2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(80 ℃－25 ℃)＝4．62×105 J，恒温调奶器加热状态下的电功率P加＝＝＝1 100 W；500 s内消耗的电能W＝P加t＝1 100 W×500 s＝5.5×105 J，恒温调奶器的加热效率η＝＝＝84％。
