文档内容
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模块三 电学
专题 10 家庭电路、电与磁、信息、能源、材料
01考情透视·目标导航
02知识导图·思维引航
03核心精讲·题型突破
考点一 家庭电路
【真题研析】
►考法01 家庭电路的组成和连接
►考法02 家庭电路故障
►考法03 安全用电
【核心精讲】
►知识点一 家庭电路
【命题预测】
考点二 电与磁
【真题研析】
►考法01 磁现象
►考法02 电流磁效应 电磁继电器
►考法03 电动机和发电机
►考法04 磁学实验
【核心精讲】
►知识点一 生活中的磁现象
►知识点二 磁学实验
【命题预测】
考点三 信息、能源、材料
【真题研析】
►考法01 信息、能源、材料
【核心精讲】
►知识点一 信息、能源、材料
【命题预测】
考点要求 课标要求 命题预测
3.4.7 了解家庭电路的组成。有 家庭电路的考点常以填空题、选择
家庭电路 安全用电和节约用电的意识。 题、作图题的形式进行考查。主要考查的命
2.4.2 通过实验，认识磁场。知 题点有：家庭电路的组成、家庭电路的连
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道地磁场。
接、家庭电路故障的分析判断、家庭电路中
2.4.3 通过实验，了解电流周围
安全用电问题。
存在磁场。探究并了解通电螺线管外部磁
场的方向。了解电磁铁在生产生活中的应
电与磁考点常以填空题、选择题、综
用。
合题、作图题、实验探究题的形式进行考
2.4.4 通过实验，了解通电导线
查。考查的命题点有：磁场与磁感线、地磁
在磁场中会受到力的作用，并知道力的方 场、电流磁效应、通电螺线管的磁场及作
电与磁
向与哪些因素有关。 图、影响电磁铁磁性强弱的因素、电磁继电
器的应用、磁场对通电导体的作用、电动机
2.4.5探究并了解导体在磁场中运
的工作原理、电磁感应现象发电机和电磁转
动时产生感应电流的条件。了解电磁感应
换类型的判断等。
在生产生活中的应用。
信息、能源、材料考点常以填空题、选
4.2.9 探究通电螺线管外部磁场
择题、综合题的形式出现。考查的命题点
信息、能
的方向。
有：电磁波及其应用、能源及其分类、核能
源、材料
4.2.10 探究导体在磁场中运动时
及其应用、太阳能及其应用、可再生与不可
产生感应电流的条件。 再生能源以及可持续发展、材料的属性等。
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考点一 家庭电路
考法 01 家庭电路的组成和连接
1．（2024·四川眉山）小龙和父亲一起为家里安装电灯，连接的部分电路如图甲，A、B两接线点，与火线
相连的是 点；家里电能表如图乙，原有用电器的总功率是3600W，从电能表使用的角度考感，还能
添加用电器的总功率不超过 W。
2．（2024·天津） 如图为部分家庭电路示意图，其中连接正确的是（ ）
A. ① B. ② C. ①③ D. ②③
3．（2024·黑龙江齐齐哈尔）如图所示是比较简单的家庭电路示意图；关于家庭电路，下列说法正确的是
（ ）
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A. 电能表是测量家庭电路中正在工作的用电器总功率的仪表
B. 保险盒内的保险丝熔断后，可以用铜导线或者铁导线代替
C. 控制灯泡的开关和它所控制的灯泡，位置可以互换
D. 连接三孔插座的导线中，a导线是零线，b导线是火线
考法 02 家庭电路故障
4. （2024·广东广州）如图，某家庭电路的输电线甲、乙从右端进户。闭合开关S，LED灯发光、电风扇
正常工作，用试电笔检测插座，只有检测右孔时氖管发光。由于出现故障，电风扇停止工作，LED灯仍发
光，用试电笔检测插座两孔，氖管均发光。该故障是（ ）
A. 电风扇短路 B. 插座两孔短路
C. 输电线甲a、b两点之间断路 D. 输电线甲b、c两点之间断路
5. （2024·湖北武汉）如图所示是某同学家部分家庭电路的示意图。电能表上标有“220V 10（40）A”
的字样，他家正在使用的所有用电器总功率为6kW，其中电饭煲的功率为1.5kW，饭煮熟后，他将这个电
饭煲插头从插座中拔出，再将功率为1kW的电热水壶插头接入插座中，其它用电器仍正常工作，闭合电热
水壶上的开关，空气开关跳闸。空气开关跳闸的原因可能是（ ）
A. 照明灯的开关接在了零线与灯泡之间 B. 用电器的总功率过大
C. 电热水壶的内部电路短路 D. 接入电热水壶的插座短路
6．（2024·江苏扬州）如图1是家庭电路示意图，插座与灯泡的连接方式是 联。闭合开关后，
灯泡不亮，测电笔分别插入插座的三个孔中都不发光，则电路故障是 断路。家用电能表如图2
所示，能接入电路中用电器的最大总功率为 W。若家中仅有电饭锅工作，5min内电能表指示
灯闪烁了300次，电饭锅在这段时间内产生的热量是 J。
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考法 03 安全用电
7．（2024·安徽）关于安全用电，下列说法错误的是（ ）
A．绝缘皮破损的电线，需要及时更换
B．家用电器工作时起火，可以直接用水浇灭
C．发生触电事故时，不能直接用手去拉触电者
D．手机充电结束后，要把充电器从插座上及时拔下
8．（2024·福建）下列做法符合安全用电原则的是（ ）
A．直接用手拉开触电的人 B．开关接在零线和电灯之间
C．不切断电源直接换灯泡 D．家用电器的金属外壳接地
9．（2024·山西）安全用电是每一位公民的必备素养。在家庭电路中，下列做法符合安全用电的是
（ ）
A．更换灯泡时不需要断开开关 B．电冰箱的金属外壳需接地线
C．电路着火可以立即用水扑灭 D．湿抹布可擦拭工作中的台灯
知识点一 家庭电路
1．家庭电路的组成
基本组成 家庭电路主要由两根进户线、电能表、总开关、保险装置、用电器、导线等组成
连接户外供电电路的电线，通常有两根，分别是 和 。火线和零线之间的电压为
进户线
V。火线和地线之间电压也为 V，地线和零线之间的电压为 V。
各
电能表 电能表安装在进户线之后，总开关之前，用来度量住户某一段时间内所消耗的电能
部
总开关 安装在电能表之后，用以控制整个电路的通断
分
安装在总开关后的 上，起到保护电路的作用；常见的保险装置有保险丝和空气开
作 保险
关两种，当短路中电流过大时，保险丝会熔断，空气开关会自动断开。选取材料一般为
用 装置
电阻较大、熔点较低的铅锑合金
及
消耗电能的器件，用电器与控制用电器的开关 联，且开关要接在 线和
连 用电器
之间
接
包含两孔插座和三孔插座，两孔插座，接线规则是“ ”；三孔插座，接
插座
线规则是“ ”
2．家庭电路电流过大的原因：家庭电路 和 。
3．触电事故和安全用电原则
（1）家庭电路触电：单线触电和双线触电
（2）高压触电：高压电弧触电和跨步电压触电
（3）日常生活中的安全用电原则
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①不接触低压带电体，不靠近高压带电体；
②更换灯泡，搬动电器前应断开电源开关；
③不弄湿用电器，不损坏绝缘层；
④保险装置、插座、导线、家用电器等达到使用寿命应及时更换；
⑤有金属外壳的用电器要有接地线。
1．在酷寒的冬天，很多家庭使用空调、电暖扇等用电设备取暖，导致电路火灾时有发生。究其原因基本
都是电线超负荷使电线内的金属导线发热引燃了外面的绝缘皮。这里说的“超负荷”是指电路中的
（选填“电流”或“电阻”）过大，造成“超负荷”的原因是 。
2．如图所示是洗衣机的三孔插头，其中上面的a插脚是与洗衣机的 相连的，现实中许多人将该插
脚折弯不用，这样的插头连入电路后洗衣机仍能工作，这样做存在的问题是 。
3．如图所示，闭合开关S，灯泡L不发光，用测电笔检查电路时，发现只有接在a点时测电笔的氖管不发
光，测电笔接b、c、d点时氖管均发光，则电路故障是 （选填“ab之间断路”、“bc之间断路”
或“cd之间断路”）。
4．【新考法】家用电器
图甲是一台储水式电热水器外观，图乙是热水器剖面图。热水器的内胆是密封的，里面有两个通到外部的
水管， 是热水出水管， 是冷水进水管。 和 是两个外层包有绝缘材料的电加热管，利用它对水箱中的
水进行加热。长时间使用热水器可能导致绝缘部分破损，使热水器中的外壳和水带电，从而造成触电事故。
所以国家规定电热水器须采用接地、漏电保护器、防电墙等多重保护措施。
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(1)热水器加热管里电阻丝的电阻要大、熔点要 （选填“高”或“低”）；
(2)考虑到用电安全，电热水器应使用 （选填“两孔”或“三孔”）插座，且进、出水管口都装有
防电墙。防电墙的内部结构如图丙所示，流经其中的水沿着内部隔片螺旋流动。已知粗细均匀水柱的电阻
跟它的长度成正比，跟它的横截面积成反比。所以与普通水管里的水柱相比，防电墙内的水柱更细更长，
从而使防电墙内水的电阻 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；
(3)若丁图中人体的电阻为 ，防电墙电阻为 ，当丁图所示地线失效时（地线上已画上“×”），此
防电墙 （选填“能”或“不能”）保证该人的安全；
(4)电热水器面板上有两个控制开关 、 ，两个电加热管分别用 、 表示，要求 单独控制 ， 单
独控制 ，两个开关同时闭合时 与 同时加热。请你在图戊中用笔画线代替导线，补全开关控制电加
热管的电路，且符合安全用电原则。
5．【新考法】用电安全警示语
如图是电动车在楼道中充电时易引发火灾的宣传警示图，警示大家要注意安全用电。下列做法符合安全用
电原则的是（ ）
A．电线着火时应迅速切断电源
B．充电线绝缘皮破损后仍可继续使用
C．一个插座上多个大功率用电器同时使用
D．使用测电笔时，手不要接触笔尾金属体，以免触电
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6．某家庭电路简化后如图所示，该电路连接均正确，由该电路可知（ ）
A．a线是零线，b线是火线
B．电能表是测量用电器总功率的仪表
C．控制灯泡的开关可以和灯泡互换位置
D．空气开关“跳闸”不一定是因为电路中的总功率过大
7．如图是规范连接的家庭电路的一部分。下列说法正确的是（ ）
A．a点所在的进户线是零线
B．若e点所在导线断路，三孔插座不可以安全使用
C．闭合开关S，灯泡L不发光，可能是因为导线bc间断路
D．断开开关S，用测电笔检测d点时，氖管不发光
8．如图所示为一家庭电路，先闭合开关S，灯泡正常发光，再接入电热壶后闭合壶上开关，电热壶不工作。
用测电笔检测 点氖管都发光，检测C点时氖管不发光。若电路中只有一处故障，故障原因可能是
（ ）
A． 间开路 B． 间开路
C．插座发生短路 D．电热壶短路
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考点二 电与磁
考法 01 磁现象
2. （2024·广西）在研究地磁场方向时，如图所示，发现司南的长柄静止时总是指向南方，则长柄相当于
指南针的________极。我国宋代学者沈括最早记述了地理的两极和地磁场的两极________（选填“重合”
或“不重合”）的现象。
1．（2024·江苏常州）美国《发现》网站于2023年10月报道：“牛能感知地球磁场，吃草、休息时，其
身体朝向习惯与地磁场磁感线平行（如图所示），”为求证真伪，同学们设计如下实验方案：在四周无明
显差异的草地上，多次观察牛吃草、休息时的身体朝向，若报道真实，则牛的身体朝向习惯性呈现四个场
景中的（ ）
A．①和② B．③和④ C．①和③ D．②和④
4．（2024·四川泸州）如图所示，将A、B两块磁铁套在光滑竖直杆上，放置于水平桌面上，磁铁A在光
滑竖直杆上静止，磁铁B在水平桌面上静止，请在图中画出磁铁B的受力示意图。
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考法 02 电流磁效应 电磁继电器
5．（2024·宁夏）如图所示，闭合开关后，通电螺线管的左端为 极；通电螺线管左侧的小磁针
将 （选填“顺时针”或“逆时针”）旋转。
8．（2024·四川内江）如图，小磁针静止在通电螺线管右侧，请根据图中磁感线的方向，在螺线管左端和
小磁针右端的括号内标出极性（“N”或“S”），在电源左边的括号内标出极性（“+”或“﹣”）。
2. （2024·湖北）全自动洗衣机的进水阀门是由电磁铁控制的，其构造示意图如下。当线圈通电后产生磁
场，线圈上端为_________极，对衔铁施加_________（填方向）的力，使衔铁移动，阀孔打开，水流进洗
衣机。
18．（2024·山西）海鲜保存常要求温度低于-18℃。小明为海鲜市场的冷库设计了温度自动报警器，其原
理如图甲所示。控制电路和工作电路的电源电压均为3V保持不变，电磁铁线圈电阻忽略不计，乙图为热
敏电阻R随温度变化的图像。冷库温度等于或高于-18℃时，工作电路报警。下列说法正确的是（ ）
A．冷库温度升高时，热敏电阻R的阻值变大
B．工作电路报警时，衔铁被吸下，灯亮铃不响
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C．冷库温度为-18℃时，控制电路中电流为0.03A
D．冷库温度降低时，控制电路消耗的电功率变大
19．（2024·河南）（多选）如图是小明为某仓库设计的温度报警电路。 为热敏电阻，其阻值随温度的变
化而变化； 为可调电阻。温度正常时指示灯L发光，当温度升高到报警温度时，指示灯熄灭，蜂鸣器报
警。下列判断正确的是（ ）
A． 的阻值随温度的升高而增大
B．温度升高过程中，电磁铁磁性增强
C．若要调低报警温度，可将 的阻值调大
D．若控制电路电源电压降低，报警温度将升高
考法 03 电动机和发电机
23．（2024·山东临沂）2024年5月11日，由临沂市五名中小学生组建的无人机足球队在FIDA第二届世
界锦标赛中，以全胜的战绩荣获世界冠军。无人机动力系统的核心部件是电动机，下列实验，能说明电动
机工作原理的是（ ）
A． B．
C． D．
20. （2024·黑龙江齐齐哈尔）如图所示，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。则下列装置中，利用此原理工作的是（ ）
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A. 电磁起重机 B. 动圈式话筒
C. 电磁继电器 D. 扬声器
28．（2024·辽宁）（多选）如图，某同学自制了一个扬声器，将线圈紧密粘贴在纸杯底部，在线圈上方放
置一个强磁铁，在线圈中通入交变电流后，纸杯振动发声。下列说法正确的是（ ）
A．该扬声器与电动机的工作原理相同
B．磁场对线圈的力的方向随电流方向改变而改变
C．线圈带动纸杯振动是电磁感应现象
D．线圈中的电流不会产生磁场
考法 04 磁学实验
10．（2024·安徽）图甲为小明同学用铜导线穿过硬纸板绕制而成的螺线管。他先在水平放置的硬纸板上均
匀地撒满铁屑，然后在螺线管中通以图乙所示的电流，轻敲纸板，观察到铁屑的排列情况如图丙所示。
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（1）由图丙中的铁屑排列情况可以得出：通电螺线管外部的磁场与 （选填“条形”或“蹄形”）
磁体的磁场相似；
（2）若将一小磁针放置在图丙中通电螺线管右端轴线上的A处，则小磁针静止时N极的指向水平向
（选填“左”或“右”）。
41．（2024·新疆）如图所示，用蹄形磁体、导体棒AB、电流表等实验器材探究导体在磁场中运动时产生
感应电流的条件。
（1）请用笔画线代替导线完成实物图连接；
（2）当导体棒AB沿 （填“上下”或“左右”）方向运动时，电流表指针发生偏转。通过多次实验
可得：当闭合电路的部分导体在磁场中做 运动时，电路中就产生感应电流；
（3）当导体棒AB向右运动时，导体棒 （填“受到”或“不受”）磁场对它的力的作用。
知识点一 生活中的磁现象
1.磁体
（1）能够吸引 等物质的性质叫做磁性，具有磁性的物体叫做磁体。
物体是否具有磁性的判断方法：①根据磁体的吸铁性判断；②根据磁体的指向性判断；③根据磁体间
相互作用的规律判断。
2.磁极间的相互作用
（1）磁极：磁体上磁性最 的部分叫磁极。
（2）水平方向能够自由转动的磁体，静止时指南的一端叫 极，又叫 极；指北的一端叫
极，又叫 极。
（3）磁极间的相互作用规律：同名磁极相互 ，异名磁极相互 。
3.磁场
（1）定义：磁体周围存在的特殊物质叫磁场。
（2）性质：磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生 的作用。
（3）方向：将磁场中能够自由转动的小磁针静止时 极的指向规定为磁场方向。
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4.磁感线及其特点
（1）用带箭头的曲线来形象、方便地描述磁场,这叫磁感线。为了便于研究磁场我们引人了磁感线的
概念，磁感线是假想的分布在磁体周围的曲线，这种研究方法叫建立 法。
（2）磁感线的疏密表示磁性的 ，箭头方向表示磁场 。
（3）在磁体外部，磁感线从 极出发回到 极；在磁体内部，磁感线从 极出发回到
极。磁感线不会 。
5.地磁场
（1）地球是一个大磁体，地球周围存在的磁场叫地磁场。
（2）地磁场的南北极与地理南北极相反，且不重合。地磁南极在地理 极附近,地磁北极在地理
极附近。
6.电流的磁效应：通电导线的周围存在与 方向有关的磁场，这种现像叫做电流的磁效应。
7.安培定则：用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中的电流方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北
极（N极）。
8.电磁继电器
（1）电磁继电器的工作电路由低压控制电路和高压工作电路两部分构成。低压控制电路由电磁铁、
低压电源和开关组成；高压工作电路由机器(电动机等)、高压电源、电磁继电器的触点部分组成。
（2）电磁继电器的工作原理：用低压控制电路控制高压工作电路，可以实现远距离控制或自动化控
制。利用电流的磁效应。
9.电动机和发电机
（1）电动机的工作原理有三种表述形式
①磁场对电流的作用；②通电导体在磁场中受力运动；③通电线圈在磁场中受力转动。电动机的转动
方向与电流方向、磁场方向有关。
（2）发电机的工作原理(电磁感应)
①电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做 时，会产生电流，这种电流
叫感应电流，这一现象叫电磁感应现象。
②历史意义：英国科学家法拉第首先发现电磁感应现象，这一发现进一步揭示了电与磁之间的联系，
证明了磁可以生电。
（3）发电机与电动机的区分
发电机与电动机相对比，电动机是因电而动，工作配置中要有电源，消耗电能获得机械能；发电机则
是因动而电，工作配置中没有电源，发电机本身就是电源，消耗机械能获得电能。
（4）一些些常见器材的原理归类对比记忆
①电热器利用电流的热效应工作，如电饭锅、电炒锅、电烙铁、电水壶、电暖气、电熨斗。
②电动机利用通电导体在磁场中受力的原理工作，如电风扇、排烟罩、洗衣机、剃须刀、扬声器。
③发电机和动圈式话筒利用电磁感应现象工作。
④电磁铁利用电流的磁效应原理工作，如电铃、电磁起重机、电磁继电器、空气开关。
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知识点 二 磁学实验
1.探究通电螺线管外部的磁场分布
实验目的 探究通电螺线管外部的磁场分布
实验图： 拓展实验图：
实验图
实验器材 小磁针、电源、螺线管、铁棒、开关、导线
（1）转换法：通过小磁针静止时N极的指向反映通电螺线管外部磁场的方向
（2）模型法：磁感线是为了描述磁场而引入的物理模型，并非真实存在
（3）铁棒的作用：增强磁场
（4）小磁针静止时N极的指向就是该点磁场的方向
实验设计与分 （5）判断通电螺线管的极性（安培定则，即右手螺旋定则）
析 拓展:
（6）用铁屑代替小磁针探究通电螺线管外部磁场的强度：铁屑的疏密情况反映磁场
的强度(转换法)
（7）轻敲盛放铁屑的玻璃板：减小铁屑和玻璃板间的摩擦，使铁屑因受到磁场的作
用而呈现出规则的排列
（1）通电螺线管外部磁场与条形磁体相似，通电螺线管两端存在南北极
实验结论
（2）通电螺线管外部磁场的方向与电流的方向有关
2.探究什么情况下磁可以生电
实验目的 探究什么情况下磁可以生电
实验图
实验器材 灵敏电流计、蹄形磁体、导体、开关、导线、铁架台、细绳
（1）转换法：用灵敏电流计指针的偏转情况反映电路中感应电流的情况（是否偏转
反映是否产生感应电流，偏转方向反映感应电流的方向，偏转角度反映感应电流的大
小）
实验设计与分
（2）控制变量法：①探究感应电流的产生与磁场强弱是否有关：控制磁场方向不
析
变，使导体静止，更换磁性更强的磁体；
②探究感应电流的产生与导体的运动方向是否有关：控制磁场方向、强弱不变，改变
导体的运动方向；
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③探究感应电流的方向与导体切割磁感线的方向是否有关：控制磁场方向不变，改变
导体切割磁感线的方向；
④探究感应电流的方向与磁场的方向是否有关：控制导体切割磁感线的方向不变，改
变磁场的方向
（3）使灵敏电流计指针偏转更明显的措施：①换用更灵敏的电流计；②用多匝线圈
代替导体；③加快切割磁感线的速度；④更换磁性更强的磁体
（4）能量转化的方向：机械能转化为电能
拓展:
（5）应用：发电机、金属探测器、动圈式话筒
（1）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流
实验结论 （2）感应电流的方向与磁场方向、导体切割磁感线的方向有关
（3）感应电流的大小与磁场强弱、导体切割磁感线的速度有关
1．【新考法】优秀传统文化
《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南”。如图，司南相当于现代的指南针，“柢”即握柄，
是磁体的S极，静止时之所以能够指南，是因为受到了 的作用。小琪发现指南针在通电螺线
管附近也会发生偏转，是因为 。
2．当电流通过灯丝，白炽灯的灯丝就会发热发光，此过程 能转化为光能和内能。晓丽在打扫实
验室卫生时偶然发现：将磁体靠近通电白炽灯的灯丝（如图所示），灯丝在晃动。产生这一现象的原因是
。
3．【新考法】跨学科融合
如图所示是实践小组设计的漂浮式指南针，电源是由锌片、铜片和稀硫酸溶液共同组成的“化学电池”。
在通电螺线管上方的C处放置一个小磁针，静止后指针的左端为N极。则，“化学电池”的正极是
片，通电螺线管的A端为 极（选填“N”或“S”极），若增加线圈的匝数可以使通电螺线管的磁
性 （选填“增强”或“减弱”）。
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4．如图甲为某款全自动感应干手器，其工作原理简化图如图乙所示。控制电路中的电磁继电器原理利用
了电流的 效应；当手放到红外线感应区域范围内，R的阻值就会减小，电磁铁磁性 （选填
“增强”、“减弱”或“不变”），衔铁被吸下，工作电路开始工作。
5．【新考法】跨学科融合
趋磁细菌是指能够在体内合成具有磁性（主要成分为四氧化三铁的磁小体）物质的一类细菌（如图所示），
将磁铁置于细菌附近，细菌向磁铁的N极运动，由此可见，在海洋中，地磁场将驱使这种细菌运动的方向
为（ ）
A．由西向东 B．由东向西 C．由南向北 D．由北向南
6．【新考法】科学小制作
如图是小明制作的简易电动机模型，其线圈由漆包线绕成，小明将线圈的一端的漆全部刮掉，另一端只刮
掉半周，在线圈的下端放一块圆环形磁铁。将该模型接入电路后，闭合开关，线圈转动起来。下列说法正
确的是（ ）
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A．只改变电流的方向，线圈转动方向将发生改变
B．线圈转动时，机械能转化为电能
C．刮掉半周的漆，可以改变线圈中电流的方向
D．该装置利用了电磁感应的原理
7．【新情境】智能手表
如图是一种佩戴在手腕上的“计步器”，内部的基本构造是在一段塑料管中密封一小块磁铁，管外绕着线
圈。运动时，磁铁在管中往复运动，线圈输出不断变化的电流，实现计步。下列设备与“计步器”产生电
流的原理相同的是（ ）
A．发电机 B．电风扇 C．汽油机 D．电水壶
8．我国高铁采用了能量回收制动方式：列车到站前停止动力供电，继续向前运行，内部线圈随车轮转动，
切割磁感线产生感应电流，把机械能转化为电能进行回收。以下与其工作原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
9．【新考法】跨学科实践
实践活动小组的同学，在商场看到了一种智能电梯，如图甲所示。当无乘客乘坐电梯时，电动机功率较小，
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以低速运转，电梯以较小的速度上升；当有乘客乘坐电梯时，电动机功率较大，以高速运转，电梯以较大
的速度上升。他们利用所学过的知识设计了一个能实现智能电梯上述功能的模拟电路，如图乙所示。其中
M为带动电梯运转的电动机，R 为定值电阻，R为阻值随所受乘客对其压力大小发生改变的压敏电阻，线
1
圈可看成定值电阻，两个电源两端的电压均保持不变。关于这个电路，下列说法中正确的是（ ）
A．当有乘客站在电梯上时，R的阻值减小
B．当有乘客站在电梯上时，衔铁上的动触点与触点1接触
C．若适当减小R 的阻值，可减小无乘客时电动机消耗的电功率
1
D．当有乘客站在电梯上时，电磁铁线圈的耗电功率变小
10．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
11．科技的浪潮深刻影响着我们的生活。部分手机和电动牙刷的充电装置已经采用了电能无线传输技术。
图乙是小松科技小组的同学制作的模拟无线充电装置的示意图，送电线圈利用电流产生磁场，正对的受电
线圈两端随之输出电压，于是用相同规格的漆包线绕制了多个匝数相同，直径不同的受电线圈进行探究。
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(1)如甲图所示，开关闭合，移动磁铁或金属导体ab，当实现导体切割磁感线时，电路中就会产生电流，这
个现象叫做 ；电路中是否有电流可观察 来判断；
(2)在模拟的无线充电装置如图乙中，送电线圈相当于甲图中的 ，受电线圈相当于甲图中 。
（选填①或②，①代表U形磁铁，②代表导体ab）
(3)在实验中，收集到的证据如下表：
实验次 两线圈间距 受电线圈的直径 输出电压
数
1 5 144.0 10
2 5 108.0 18
3 5 72.0 22
4 5 48.0 16
5 5 32.0 6
①根据表中数据，在图丙中画出受电线圈两端的输出电压U与其直径D的关系图象 ；
②根据图象和数据，可归纳出的规律是 ；
③要想探究输出电压的大小与两线圈间距的关系。应该控制 一定，改变两线圈间距，观察 示数。
考点三 信息、能源、材料
考法 01 信息、能源、材料
1．（2024·山东济宁）关于材料、能源和信息，下列说法不正确的是（ ）
A．超导材料既可用于制作远距离输电导线，又可用于制作电炉的电阻丝
B．太阳是人类能源的宝库，内部每时每刻都发生着剧烈的核反应
C．作为信息存储介质，竹简、纸、录音磁带、光盘的容量密度依次增大
D．光纤是传输光信号的器件，其抗干扰能力强，能减少信号衰减
2．（2024·四川眉山）近年来，我国在信息和能源等高科技领域取得了巨大成就。下列说法中正确的是（
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）
A．电动汽车使用的电能是一次能源
B．太阳能电池板将太阳能转化为电能
C．“无侦—8”无人机利用超声波来传递信息
D．“华龙一号”核电站利用核聚变释放的能量来发电
3. （2024·陕西A卷）2024年4月28日，神舟十七号、神舟十八号航天员乘组在中国空间站举行了交接仪
式。如图所示画面从空间站传回地球，利用的是（ ）
A. 电磁波 B. 光导纤维 C. 超声波 D. 次声波
4.（2024·湖北武汉） 如图所示，打开收音机的开关，旋至没有电台的位置，将音量开大，取一节干电池
和一根导线，先将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一端与电池的正极快速摩擦，使它们时断
时续地接触，会听到收音机中传出“喀喀”声。关于这个实验，下列说法错误的是（ ）
A. 这个实验对电池有损害，最好用旧电池来做 B. 迅速变化的电流能够产生电磁波
C. 收音机可以接收到电磁波信号 D. 电磁波只能在空气中传播
5. （2024·湖北）我国于2018年和2024年先后发射了鹊桥号和鹊桥二号中继星，架起了地球与月球背面通
信的“天桥”。相比于鹊桥号，鹊桥二号距月球更近（如图），采用了反射率更高的镀金钼丝天线。下列
说法不正确的是（ ）
A. 鹊桥号利用声波进行信号传输
B. 鹊桥二号利用电磁波进行信号传输
C. 镀金钼丝天线反射的信号传播速度为
D. 信息从月球背面传到鹊桥二号比到鹊桥号用时更短
6. （2024·甘肃武威）对物质世界和科技发展的一些认识，下列说法正确的是（ ）
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A. 原子是不可再分的最小粒子
B. 航天器在月球表面利用声呐测绘地貌
C. 核电站中的核反应堆利用核聚变获取核能
D. 我国的北斗导航系统利用电磁波传输信号
7. （2024·甘肃临夏）科技改变生活，创新驱动发展。下列科技与生活的实例说法正确的是（ ）
A. 新能源汽车中用到的“氢能、太阳能、压缩天然气”等能源，均属于不可再生能源
B. 新能源汽车中的纯电动汽车工作过程中将电能全部转化为机械能
C. 华龙一号核电站利用核裂变产生的能量发电
D. 临夏州清洁能源发展步伐不断加快，垃圾焚烧电站将电能转化为化学能
知识点一 信息、能源、材料
1.电磁波
（1）产生：导线中的 迅速变化会在空间激起（产生）电磁波。
（2）传播特点：电磁波的传播 介质，在真空中 传播，传播速度约是
m/s 。
（3）特征
波长：相邻两个波峰（或波谷）之间的距离，字母符号是λ,单位是 。
波速：波的传播快慢，字母符号是c，单位是 。
频率:某确定位置，单位时间内通过波峰（或波谷）的次数，字母符号是f,单位是 。
三者的关系是 。波长越长的电磁波,频率越 。
2.能源的分类
分类标准 类型 定义 实例
风能、水能、太阳能、
能源 可以直接从自然界获得的能源
化石能源、核能等
产生
电、汽油、煤油、酒精
能源 必须通过消耗一次能源才能得到的能源
等
能源 可以在自然界里源源不断地得到的能源 风能、水能、太阳能等
可否再生
能源 不能在短期内从自然界得到补充的能源 化石能源、核能等
化石能源、水能、生物
常规能源 当前被广泛利用的能源
质能等
利用程度
目前尚未广泛利用而正在积极研究以便推广 核能、太阳能、潮汐能
新能源
利用的能源 等
3.核能
（1）定义：当原子核发生分裂或相互结合时释放出的能量。
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（2）获取核能的两条途径： 和 。
（3）核裂变
a.定义：我们把质量较大的原子核分裂成两个或两个以上中等质量的原子核的过程叫做核裂变。
b.应用：原子弹(链式反应不加控制)、核电站(链式反应可以控制)。
（4）核聚变
a.定义：某些轻原子核(质量很小)，如氘和氚，在超高温下结合成一个新的原子核，同时释放出大量
的能量，这就是核聚变
b.应用：氢弹
4.太阳能
（1）产生：太阳是一个巨大的“核能火炉”。在太阳内部,每时每刻都在发生 ，并释放出巨
大的能量。
（2）优点：清洁无污染；获取方便；持久、可再生。
（3）太阳能的利用方式
a.太阳能转化为 能，如太阳灶、太阳能热水器。
b.太阳能转化为 能，如太阳能电池。
c.太阳能转化为 能，如植物光合作用。
5.能源与可持续发展
（1）能量的转移和转化具有 。
（2）能源消耗对环境产生影响：温室效应、大气污染等。
（3）可持续发展
①开发利用新能源和可再生能源。②提高能源的利用率，节约能源。
(4)未来的理想能源必须满足以下条件:
①必须足够丰富，可以保证长期使用；②必须足够便宜，可以保证多数人用得起；③相关的技术必须
成熟，可以保证大规模使用；④必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。
1．“绿水青山就是金山银山”，倡导保护环境，使用新能源势在必行，太阳能等新型能源属于
能源（填“可再生”或“不可再生"）；现在是华为5G时代了，我们用手机可以跟远方的朋友打电话，还
可以视频，这使我们的工作和生活非常方便快捷，手机的信号是靠 来传输的。
2．新能源在现代社会中有着广泛的应用：太阳能属于 能源（填“可再生”或“不可再生”）；
无人驾驶电车在行驶时，车上的锂离子电池将 能转化为电能，再转化为汽车的机械能，无人驾
驶电车是通过 （选填“超声波”或“电磁波”）进行障碍物感知的。
3．公园里新安装了如图所示的“太阳能音乐座椅”，太阳能面板可将光能转化为电能储存在蓄电池中，
供蓝牙音箱和USB充电使用，手机连接蓝牙音箱可以播放歌曲。其中，光能是 能源（选填“一次”
或“二次”），蓝牙利用 （选填“电磁波”或“超声波”）连接手机。
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4．大亚湾核电站是我国第一座大型的商用核电站，年发电量约为450亿千瓦时，为香港和珠三角地区的经
济社会发展和环境保护作出了巨大的贡献。核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过可控制的铀核
（选填“裂变”或“聚变”）释放核能，核能转变为内能再通过蒸汽轮机做功，带动发电机发电。整个过
程中，能的总量是不变的，因为遵循 。
5．核电站主要利用核燃料在反应堆中通过核 （填“裂变”或“聚变”）产生的热量，使水通
过蒸汽发生器变为蒸汽，蒸汽通过管路进入汽轮机，推动汽轮发电机发电，使汽轮发电机的
转化为电能，最终发出的电通过电网送至千家万户。
6．我国天宫空间站使用4对柔性三结砷化镓太阳能电池板来发电，它的技术非常先进，光电转换效率超
30％。下列说法正确的是（ ）
A．太阳能电池板所用材料三结砷化镓是超导体
B．太阳能电池板面积越大，发电效率越高
C．太阳能电池板工作的效率超30％，表明太阳能电池板把至少30％的太阳能转化为化学能
D．太阳能电池板工作的效率超30％，表明太阳能电池板把至少30％的太阳能转化为电能
7．关于新材料、新技术应用的说法正确的是（ ）
A．太阳能电池板不能直接将光能转化为电能
B．核电站中的核反应堆都是利用核聚变来获取核能的
C．超导体可以用来做保险丝
D．发光二极管的核心部件是半导体材料
8．我国科学技术迅猛发展，在能源和材料等领域取得了辉煌的成绩，下列说法正确的是（ ）
A．新型超导材料适合制成电热器的电热丝
B．神舟十四号飞船上的新型硅光太阳能电池板主要将太阳能转化为化学能
C．能量在转移和转化的过程中总量保持不变，因此我们不需要节约能源
D．华为新款麒麟5nm芯片主要由半导体材料制成
9．关于信息和能源，下列说法正确的是（ ）
A．太阳能、石油、风能都属于可再生能源
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B．目前的核电站发电利用的是可控核聚变
C．我国的“北斗”卫星导航系统是利用超声波进行定位和导航的
D．垃圾分类有利于保护环境和节约能源
10．关于能源、信息、新材料，下列说法正确的是（ ）
A．地热能和太阳能都是可再生能源
B．核潜艇是利用原子核发生聚变来获取动力的
C．弯曲的光导纤维也能传输信息，说明光可以沿曲线传播
D．虽然能量的转化与转移具有方向性，但能量是守恒的，因此不会发生能源危机
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