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。
【答案】 B 800
【解析】[1]开关应接在火线和用电器之间，所以与火线相连的是B点。
[2]由图可知，电能表允许通过的最大电流为20A，因此小龙家同时使用的用电器最大总功率
还能添加用电器的总功率不超过
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
【答案】A
【解析】
①三孔插座与其他用电器并联，接线是“左零右火上地线”，即三孔插座的上孔接地线，左孔接零线，右
孔接火线，故①正确；
②开关应接在火线与用电器之间，图中开关接在零线与用电器之间，故②错误；
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③由图知，两孔插座与其他用电器并联，接线是“左零右火”，即左孔接零线，右孔接火线，故③错
误。
故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
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
（ ）
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
【答案】D
【解析】
A．电能表是测量家庭电路中消耗电能多少的仪表，故A错误；
B．铜丝和铁丝的熔点较高，不能及时熔断，起不到保护作用，故B错误；
C．控制灯泡的开关和它所控制的灯泡是串联的，开关必须接在火线和用电器之间，故C错误；
D、三孔插座的正确接法是“左零右火上接地”。连接三孔插座的导线中，a导线是零线，b导线是火线，
a、b外的导线是地线，故D正确。
故选D。
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（ ）
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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
【答案】D
【解析】
A.闭合开关S时，只有检测右孔时氖管发光，说明输电线乙是火线，若电风扇短路，LED灯与电风扇并
联，电路处于短路状态都不能工作，故A不符合题意；
B.若插座两孔短路，电路处于短路状态，电风扇和LED灯均不能正常工作，故B不符合题意；
C.闭合开关S时，只有检测右孔时氖管发光，说明输电线乙是火线，输电线甲a、b两点之间断路，电风
扇和LED灯均能正常工作，故C不符合题意；
D.若输电线甲b、c两点之间断路，则LED灯能正常工作，电风扇停止工作，用试电笔检测插座两孔，插
座左孔通过ab连接到火线，氖管均发光，故D符合题意。
故选D。
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
【答案】C
【解析】
A．照明灯的开关接在了零线与灯泡之间，不会造成电路电流过大，空气开关跳闸，故A不符合题意；
B．电能表上标有“220V 10（40）A” 字的样，电路允许最大电功率
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，所以造成空气开关跳闸的原因不是用
电器的总功率过大，故B不符合题意；
C．电热水壶的内部电路短路时，闭合电热水壶上的开关，会造成电路电流过大，空气开关跳闸，故C符
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合题意；
D．若接入电热水壶的插座短路，在电热水壶插头接入插座之前，电路电流就会过大，造成空气开关跳
闸，故D不符合题意。
故选C。
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。
【答案】 并 保险丝 8800 3.6×105
【解析】[1]由题图1可知，插座与灯泡互不影响，故它们的连接方式是并联。
[2]由图1可知，若火线上的保险丝断路，则电路中没有电流，测电笔测任何位置均不发光。
[3]由图2可知，该电能表能接入电路中用电器的最大总功率为
[4]图2中电能表常数3000imp/kW·h表示每消耗1kW·h的电能，电能表指示灯闪烁3000次，所以当指示灯
闪烁了300次，电饭煲消耗的电能即这段时间内产生的热量为
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
【答案】B
【解析】A．绝缘层破损了的导线仍然使用，容易发生触电事故，因此需要及时更换，故A正确，不符合
题意；
B．家用电器工作时起火，如果直接用水浇灭，则可能会引起触电事故，因此应先切断电源，故B错误，
符合题意；
C．一旦发生触电事故，应立即断开电源开关，或用绝缘体将电线挑开，不能直接用手去拉触电者，故C
正确，不符合题意；
D．手机充电结束后，要把充电器从插座上及时拔下，避免充电器过热引发火灾，故D正确，不符合题
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意。
故选B。
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
【答案】D
【解析】A．发现有人触电应先断开电源，再迅速将触电者拉离电源附近进行施救，故A不符合题意；
B．开关应接在火线和电灯之间，保证断开开关灯泡不带电，故B不符合题意；
C．不切断电源直接换灯泡容易引发触电，故C不符合题意；
D．带有金属外壳的用电器应接地，防止外壳带电发生触电事故，故D符合题意。
故选D。
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
【答案】B
【解析】A．更换灯泡或维修电路时，应断开电源，才能避免出现触电事故，故A不符合题意；
B．有金属外壳的用电器要使用三脚插头，通过三孔插座，金属外壳才能与地线相连，可及时将金属外壳
上的电导走，避免触电事故，故B符合题意；
C．电路着火如果立即用水扑灭，则可能发生触电事故，故C不符合题意；
D．用湿抹布擦拭正在工作的电灯，由于湿抹布比较容易导电，容易发生触电事故，故D不符合题意。
故选B。
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，分别是火线和零线。火线和零线之间的电压为
各
进户线
220V。火线和地线之间电压也为220V，地线和零线之间的电压为0V。
部
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
分
作 总开关 安装在电能表之后，用以控制整个电路的通断
用 安装在总开关后的火线上，起到保护电路的作用；常见的保险装置有保险丝和空气开关
保险
及 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。选取材料一般为电
装置
连 阻较大、熔点较低的铅锑合金
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用电器 消耗电能的器件，用电器与控制用电器的开关串联，且开关要接在火线和用电器之间
包含两孔插座和三孔插座，两孔插座，接线规则是“左零右火”；三孔插座，接线规则
接 插座
是“左零右火上接地”
2．家庭电路电流过大的原因：家庭电路总功率过大和短路。
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
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 。
【答案】 电流 用电器总功率过大
【详解】[1]“超负荷”是由于用电器的总功率过大，导线上的电流超过允许的最大电流值就是超负荷。
[2]由于家庭使用空调、电暖扇等用电设备取暖，所以，导致电路火灾的原因是用电器的总功率过大。
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 。
【答案】 金属外壳 见解析
【详解】[1][2]a插脚插入插座，可以使洗衣机的金属外壳与大地相通；若将插脚折弯不用，洗衣机仍能工
作，当洗衣机内部线路出现漏电，并且洗衣机金属外壳带电时，人接触洗衣机外壳，会发生触电事故。
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”）。
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【答案】ab之间断路
【详解】由于用测电笔接b、c、d点时氖管均发光，说明b、c、d点都与火线连通，接a点时测电笔的氖
管不发光，则a点与火线断开连接，与零线相连，灯泡L不发光，说明电路存在断路，所以电路故障是ab
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。
(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
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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。
【答案】(1)高
(2) 三孔 变大
(3)能
(4)
【详解】（1）为了产生大量的热量和避免电阻丝熔化，热水器加热管里电阻丝的电阻要大、熔点要高。
（2）[1]电热水器有金属外壳，为了用电的安全，防止因用电器漏电而发生触电事故，其外壳必须要接地，
故应使用三孔插座。
[2]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；流经防电墙中的水必须沿着内部隔片
螺旋流动，与普通水管相比其中的水柱变得更细更长，使水的横截面积变小，长度变大，从而使水的电阻
变大。
（3）防电墙与人的电阻串联，由串联分压特点可知
由串联电路电压的规律可知
解得人体的电压
因为0.9V＜36V，所以此防电墙能保证人的安全。
（4）由题意可知R 与R 并联，两个开关分别控制两个电阻，为了用电安全，必须把开关与火线相连，如
1 2
下图所示：
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（ ）
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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
【答案】A
【详解】A．电线着火时，应立即切断电源，再灭火，防止发生触电事故，故A符合题意；
B．充电线绝缘皮破损时应及时更换，如果不更换继续使用，容易发生触电事故或短路，故B不符合题意；
C．一个插座上多个大功率用电器同时使用，会造成干路电流过大，容易引起火灾，故C不符合题意；
D．使用测电笔时，手一定要接触笔尾金属体，千万不能接触笔尖金属体，以免触电，故D不符合题意。
故选A。
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
【答案】D
【详解】A．带有开关的灯泡，开关接在火线与灯泡之间，由图得，a线是火线，b线是零线，故A不符合
题意；
B．电能表是测量用电器总消耗电能的仪表，故B不符合题意；
C．控制灯泡的开关可以和灯泡互换位置，会导致开关断开后，灯泡仍与火线相连接，存在用电安全问题，
故C不符合题意；
D．空气开关“跳闸”不一定是因为电路中的总功率过大，可能是电路某处短路导致，故D符合题意。
故选D。
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（ ）
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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
【答案】B
【详解】A．如图，a点所在进户线上安装了熔断器，且控制灯泡的开关接在该进户线上，所以该进户线是
火线，故A错误；
B．e点所在导线接地线，若该导线断路，则可能发生漏电，所以此时三孔插座不可以安全使用，故B正确；
C．若导线bc间断路，则闭合开关S后，ab间是通路，且有电压，所以电路中有电流，灯泡能发光，故C
错误；
D．断开开关S，d点仍然与火线直接相连，所以用测电笔检测d点时，氖管发光，故D错误。
故选B。
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
【答案】B
【详解】先闭合开关S，灯泡正常发光，说明进户的火线和零线都正常。再接入电热壶后闭合壶上开关，
电热壶不工作，说明发生断路。用测电笔检测 点氖管都发光，说明 点都与火线相连，则
间正常，检测C点时氖管不发光，则C点不与火线相连，若电路中只有一处故障，故障原因可能是
间开路。故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
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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。
【答案】 ①. 南##S ②. 不重合
【解析】
[1]司南能够自由转动，静止后司南的长柄静止时总是指向南方，地理的南极是地磁的N极，由异名磁极相
互吸引可知，长柄相当于指南针的南极。
[2]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不重合的现象，即存在磁偏角。
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
【答案】A
【解析】地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近；地磁场的磁感线从地磁的北极附近出来，
回到地磁的南极附近，牛的身体朝向习惯性与地磁场磁感线平行，所以牛的身体朝向是南北方向，故①②
符合题意。
故选A。
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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【答案】
【解析】磁铁A下面是N极，磁铁B的上面是N极，同名磁极相互排斥，磁铁B受到竖直向下的重力、
竖直向下的斥力和竖直向上的支持力，作用点画在物体的重心
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。
【答案】 ①S ②顺时针
【解析】[1]由图可知，电流从螺线管左端流入，从螺线管右端流出，由安培定则可得，螺线管右端为N
极，左端为S极。
[2]由于螺线管左端为S极，因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故小磁针N极向右，S极向左偏
转，即顺时针转动。
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“﹣”）。
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【答案】
【解析】通电螺线管的外部磁场是“N极出S极入”，故通电螺线管左侧是N极，右侧是S极，根据异名
磁极相互吸引可知，小磁针的左侧是N极，则小磁针的右侧是S极，根据右手螺旋定则可知，在通电螺线
管的外部，电流的方向是自下向上，故电流从电源左侧流出，电源左侧为正极，如下图所示：
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。
【答案】 ①. S##南 ②. 向上
【解析】
[1]当线圈通电后产生磁场，由线圈所接电源正、负极可知，在线圈中电流方向是水平向左，根据安培定则
判断可知，线圈下端为N（北）极，线圈上端为S（南）极。
[2]磁铁具有吸引铁、钴、镍等物质 的性质，所以当线圈通电后产生磁场，该电磁铁对衔铁施加向上的吸引
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
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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
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
【答案】C
【解析】A．由图乙可知，当冷库温度升高时，热敏电阻的阻值减小，故A错误；
B．根据图甲，当衔铁被吸下后，电铃接通，灯泡断路，则铃响灯不亮，故B错误；
C．冷库温度为-18℃时，由图乙可知热敏电阻的阻值为100Ω，控制电路中电流为
故C正确；
D．冷库温度降低时，由图乙可知热敏电阻阻值变大，根据欧姆定律可知电路中电流变小，根据 可
知控制电路中电功率变小，故D错误。
故选C。
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
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D．若控制电路电源电压降低，报警温度将升高
【答案】BD
【解析】AB．当温度升高到报警温度时，指示灯熄灭，蜂鸣器报警，说明衔铁被吸下，电磁铁的磁性增
强，电路中的电流变大了，根据欧姆定律可知，电路中的总电阻变小， 的阻值变小了，即热敏电阻 的
阻值随探测温度的升高而减小，故A错误，B正确；
C．控制电路的报警电流大小一定，即报警时控制电路总电阻一定，报警温度越低，热敏电阻的阻值越
大，总电阻不变，应将 的阻值调小，故C错误；
D．若控制电路电源电压降低，要使控制电路电流达到报警电流，根据欧姆定律，电路总电阻将变小，则
的阻值变小，因为热敏电阻 的阻值随探测温度的升高而减小，则报警温度将升高，故D正确。
故选BD。
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．
【答案】D
【解析】电动机的工作原理是通过导体在磁场中受力运动；
A．当导线中有电流经过时，小磁针的指向发生了改变，说明导线周围存在磁场，故A不合题意；
B．闭合开关后，缠绕有线圈的铁钉能够吸引铁屑，说明通电导线周围存在磁场，故B不合题意；
C．当线圈在磁场中转动时，做切割磁感线运动，从而产生感应电流，使灯泡发光，故C不合题意；
D．闭合开关后，通过电流的导体在磁场中受力运动，与电动机的原理相同，故D符合题意。
故选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
【答案】B
【解析】
A．电磁起重机是利用电磁铁的吸力来吊起重物的，故A不符合题意；
B．动圈式话筒工作过程是：声波振动→引起膜片振动→带动线圈振动→线圈切割永久磁体的磁场产生感
应电流→经放大传给扬声器，故B符合题意；
C．电磁继电器的工作原理主要是电流的磁效应。当有电流流过时，电磁继电器中的线圈会产生磁性，吸
引衔铁，从而接通或断开工作电路，故C不符合题意；
D．扬声器的工作原理是扬声器音圈(线圈)中通入音频放大器放大后的变化的音频电流，通电线圈在磁场
中受到变化的磁场力的作用而振动，带动振膜，发出声音，故D不符合题意。
故选B
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
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D．线圈中的电流不会产生磁场
【答案】AB
【解析】AC．扬声器的原理与电动机的原理是相同的，其原理是磁场对通电线圈有力的作用，都是把电能
转化为机械能，故A正确，C错误；
B．磁场对通电线圈的力的方向与电流方向有关，力的方向随电流方向改变而改变，故B正确；
D．根据电流的磁效应，线圈中的电流会产生磁场，故D错误。
故选AB。
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。
（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”）。
【答案】 条形 左
【解析】（1）[1]由丙图中，利用铁屑可以形象地显示磁场的情况，分析可知，通电螺线管外部的磁场与
条形磁体的磁场相似。
（2）[2]根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指方向为螺线管的N极，因此螺
线管的左端为N极，右端为S极，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以小磁针的N极指向
左。
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。
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【答案】 左右 切割磁感线 受到
【解析】（1）[1] 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件的实验中，导体棒AB要与电流表串联，
作图如下：
（2）[2][3] 根据电磁感应原理，当闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就产生感应
电流；当导体棒AB沿左右方向运动时，切割了磁感线，电路中产生了感应电流，电流表指针发生偏转。
（3）[4] 当导体棒AB向右运动时，切割了磁感线，电路中产生了感应电流，导体棒AB变成了通电导体，
而通电导体在磁场中会受到力的作用。
知识点一 生活中的磁现象
1.磁体
（1）能够吸引铁、钴、镍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：磁体上磁性最强的部分叫磁极。
（2）水平方向能够自由转动的磁体，静止时指南的一端叫南极，又叫S 极；指北的一端叫北极，又叫
N 极。
（3）磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
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力的作用。
（3）方向：将磁场中能够自由转动的小磁针静止时北极的指向规定为磁场方向。
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理想模型法。
（2）磁感线的疏密表示磁性的强弱，箭头方向表示磁场方向。
（3）在磁体外部，磁感线从N 极出发回到S 极；在磁体内部，磁感线从S 极出发回到N 极。磁感线不
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会交叉。
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。地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极
附近。
6.电流的磁效应：通电导线的周围存在与电流方向有关的磁场，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切割磁感线运动时，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。
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 实验图： 拓展实验图：
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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）
（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
变，使导体静止，更换磁性更强的磁体；
实验设计与分 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
析 导体的运动方向；
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
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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 。
【答案】 地磁场 通电线圈的周围存在磁场
【详解】[1]指南针指示南北是受到地磁场的作用，由于同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引而转动；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，是因为受到了地磁场的
作用。
[2]通电线圈的周围存在磁场，所以指南针在通电螺线管附近也会因受到力的作用而发生偏转。
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
。
【答案】 电 通电导体在磁场中受力运动
【详解】[1]白炽灯的灯丝发热发光，此过程电能转化为光能和内能。
[2]通电导体在磁场中会受力运动，导体的受力方向与磁场方向和电流的方向有关，所以将磁体靠近通电白
炽灯的灯丝，因灯泡中有电流通过，并且是交流电，所以灯丝会受到磁场力的作用，并且受力的方向在时
刻改变，所以灯丝会发生晃动。
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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”）。
【答案】 铜 S 增强
【详解】[1][2]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，因异名磁极相互吸
引，因此通电螺线管的A端为S极，B端为N极，根据安培定则可知，电流从铜片流向锌片，在电源的外
部，电流从正极流出，回到负极，则“化学电池”的正极是铜片。
[3]影响电磁铁磁性大小的因素有两个：电流的大小、线圈的匝数。电流不变时，若增加线圈的匝数可以使
通电螺线管的磁性增强。
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。
【答案】 磁 增强
【详解】[1]控制电路中的电磁继电器主要是利用了电流的磁效应，即通电导体的周围存在磁场。
[2]当手放到红外线感应区域范围内，R的阻值就会减小，由 可知，控制电路的电流增大，电磁铁磁
性变大，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（ ）
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A．由西向东 B．由东向西 C．由南向北 D．由北向南
【答案】D
【详解】因为地磁场的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。
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（ ）
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
【答案】A
【详解】A．通电线圈在磁场中受到力的作用，力的方向与电流方向和磁场方向有关，只改变电流方向，
线圈的转动方向可以改变，故A正确；
B．线圈通电转动时，消耗电路中的电能，所以是将电能转化为机械能，故B错误；
C．刮掉半周的漆，不能改变线圈中电流的方向，只能使电路中的导线与有漆的半周导线接触时，线圈中
没有电流，线圈不受力的作用，线圈靠惯性转动半周，故C错误；
D．电动机模型是利用通电线圈在磁场中受力而转动的原理工作的，故D错误。
故选A。
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
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流的原理相同的是（ ）
A．发电机 B．电风扇 C．汽油机 D．电水壶
【答案】A
【详解】根据计步器的特点可知，运动时，磁铁在管中反复运动，切割磁感线而产生电流。因此，计步器
的基本原理是电磁感应，产生电流的过程中将机械能转化为电能。
A．发电机是利用电磁感应原理来工作的，故A符合题意；
B．电风扇的主要部件是电动机，是利用通电导体在磁场中受力的作用的原理来工作的，故B不符合题意；
C．汽油机是热机，将内能转化为机械能，故C不符合题意；
D．电水壶是利用电流的热效应来工作的，故D不符合题意。
故选A。
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．
【答案】D
【详解】A．图中的实验为奥斯特实验，是探究电流的磁效应，故A不符合题意；
B．图中的装置是探究通电导体在磁场中受力运动的实验，是将电能转化为机械能，为电动机的原理，故
B不符合题意；
C．图中的装置，调节滑动变阻器的滑片，变阻器接入电路的阻值发生变化，电路中电流发生变化，可以
探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，利用的是电流的磁效应，故C不符合题意；
D．图中导体在磁场中做切割磁感线运动就能在电路中产生感应电流，是电磁感应现象，故D符合题意。
故选D。
9．【新考法】跨学科实践
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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，
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
【答案】A
【详解】ABD．当没有乘客站在电梯上时，R的阻值较大，通过线圈的电流较小，线圈的功率与磁性较小，
动触点与触点1接触，电梯电动机与电阻R 串联，电动机所在电路电流较小；当有乘客站在电梯上时，R
1
的阻值变小，此时电源电压不变，通过线圈的电流变大，线圈的功率与磁性变大，线圈将衔铁吸引下来，
此时动触点与触点2接触，电梯电动机不与R 串联而是独自接在电源上，通过电动机的电流变大，电梯功
1
率变大，故A正确，BD错误；
C．当没有乘客站在电梯上时，电阻R 与电梯的电动机串联，若减小R 的阻值，而电源电压不变，利用欧
1 1
姆定律可知电路中的电流变大，利用P=UI可知电动机的功率会变大，故C错误。
故选A。
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
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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
【答案】(1) 轻敲玻璃板 条形
(2)向右调节滑片
(3)电流方向
(4)C
【详解】（1）[1]为了更好地显示通电螺线管磁场分布，由于铁屑在玻璃板上可能会受到摩擦力的影响，
不能自由转动来显示磁场的分布情况，所以接下来的操作是轻敲玻璃板，使铁屑受到的摩擦力减小，铁屑
可以在磁场力的作用下自由转动，从而有规律地排列，显示出磁场的分布情况。
[2]观察到铁屑的分布情况，通电螺线管外部的磁场和条形磁体周围的磁场相似，两端磁性最强，中间磁性
最弱，所以铁屑的分布情况与条形磁体周围铁屑的分布情况相似。
（2）通电螺线管周围磁场的强弱和电流大小有关，电流越大，磁场越强，可以向右调节滑片，增大螺线
管中的电流从而增强磁场。
（3）对调电源正负极，电路中电流方向改变，小磁针静止时N极所指方向也改变，说明通电螺线管的极
性与电流的方向有关。
（4）A．电铃是利用电磁铁来工作的，通过电磁铁的通断电，吸引或释放衔铁，使铃锤敲击铃盖发声，故
A不符合题意；
B．电磁起重机是利用电磁铁的磁性来搬运铁磁性物质的，通电时电磁铁有磁性，吸引铁磁性物体，断电
时电磁铁失去磁性，放下物体，故B不符合题意；
C．电炉是利用电流的热效应工作的，是将电能转化为内能，没有用到电磁铁，故C符合题意。
故选C。
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。
(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：
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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。
【答案】(1) 电磁感应 灵敏电流计指针是否偏转
(2) ① ②
(3) 在两线圈的距离相同时，随着受电线圈直径的增大，
受电线圈两端的电压先增大后减小 受电线圈的直径 数字电压表
【详解】（1）[1][2]如甲图所示，开关闭合，移动磁铁或金属导体ab，当实现闭合电路的一部分导体切割
磁感线时，电路中就会产生电流，这个现象叫做电磁感应；电路中是否有电流可观察灵敏电流计指针是否
偏转来判断，指针偏转的方向和角度大小可反映感应电流的方向及大小。
（2）[1][2]在模拟的无线充电装置如图乙中，根据题意可知，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，故送电线圈相当于甲图中的U形磁铁，即①，受电线圈相当于甲图中导体ab，即②。
（3）①[1]根据表中数据，在图丙中坐标系中找出对应的点，再用平滑的曲线连接起来，画出受电线圈两
端的输出电压U与其直径D的关系图象，如下所示：
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②[2]根据图象和数据知，两线圈间距均为5mm，可得出：在两线圈的距离相同时，随着受电线圈直径的增
大，受电线圈两端的电压先增大后减小。
③[3][4]根据表中信息可知，输出电压的大小与两线圈间距和受电线圈的直径有关，由控制变量法，要想探
究输出电压的大小与两线圈间距的关系，应该控制受电线圈的直径一定，改变两线圈间距；根据图乙可知，
应观察数字电压表示数。
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
【答案】A
【解析】A．由于超导材料的电阻为0，通电时不会产生热量，适合制作远距离输电导线，但不能用于制作
电炉的电阻丝，故A错误，符合题意；
B．太阳内部每时每刻都在发生核聚变，释放巨大的能量，是人类能源的宝库，地球上的大部分能量都来
自太阳，故B正确，不符合题意；
C．随着人类科技的发展，信息储存的介质越来越先进，介质容量密度越来越大，竹简、纸、录音磁带、
光盘等容量密度依次增大，故C正确，不符合题意；
D．光纤，即光导纤维，是传输光信号的器件。光线通信具有抗干扰能力强、传输容量大、信号衰减小等
优点，故D正确，不符合题意。
故选A。
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
【答案】B
【解析】A．电动汽车利用电能，而电能是消耗其他能源转换来的，属于二次能源，故A错误；
B．太阳能电池板是将接收到的太阳能转化为电能的，故B正确；
C．无人机是利用电磁波传递信息的，故C错误；
D．目前核电站是利用核裂变来释放能量进行发电，不是核聚变，故D错误。
故选B。
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
【答案】A
【解析】
电磁波可以在真空中传播，所以画面从空间站传回地球，利用的是电磁波。故A符合题意，BCD不符合题
意。
故选A。
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
【答案】D
【解析】
A．用导线将电源正负极相连，会将电池短路，容易损坏电池，最好用旧电池来做，故A正确，不符合题
意；
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B．导线和电池时断时续地接触，会产生变化的电流，变化的电流能够激起电磁波，故B正确，不符合题
意；
C．收音机中传出“喀喀”声，说明收音机接收到了电磁波信号，故C正确，不符合题意；
D． 电磁波可以在真空中传播，不是只能在空气中传播，故D错误，符合题意。
故选D。
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
【答案】A
【解析】
AB．降落在月球背面的嫦娥六号要时刻与地球保持通信，需要鹊桥二号中继卫星进行信号转发。该通信利
用电磁波传递信息，超声波和次声波不能在真空中传播，故A错误，符合题意，B正确，不符合题意。
C．电磁波在真空中传播的速度 ，故C正确，不符合题意；
D．根据题意知道，相比于鹊桥号，鹊桥二号距月球更近，所以，信息从月球背面传到鹊桥二号比到鹊桥
号用时更短，故D正确，不符合题意。
故选A。
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（ ）
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
【答案】D
【解析】
A．原子是由原子核和核外电子组成的，原子核由质子和中子组成，故A错误；
B．声音的传播需要介质，月球表面是真空，真空不能传声，故B错误；
C．核电站中的核反应堆利用核裂变获取核能，故C错误；
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D．电磁波可以在真空中传播，我国的北斗导航系统利用电磁波传输信号，故D正确。
故选D。
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
【答案】C
【解析】
A．太阳能可以源源不断的在自然界中获取，因此属于可再生能源，故A错误；
B．新能源汽车中的纯电动汽车工作过程中大部分的电能转化为机械能，还有部分电能转化为内能，故B
错误；
C．核能利用中，只有太阳能是利用和的聚变释放能量，其他核电站是利用可控的核的裂变来获取能量，
故C正确；
D．垃圾焚烧电站将化学能转化为内能，再由内能转化为机械能，最后由机械能转化为电能，故D错误。
故选C。
知识点一 信息、能源、材料
1.电磁波
（1）产生：导线中的电流迅速变化会在空间激起（产生）电磁波。
（2）传播特点：电磁波的传播不需要介质，在真空中能传播，传播速度约是 3×1 0 8m/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m。
波速：波的传播快慢，字母符号是c，单位是 m/ s 。
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Hz。
三者的关系是 。波长越长的电磁波,频率越低。
2.能源的分类
分类标准 类型 定义 实例
风能、水能、太阳能、
一次能源 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
二次能源 必须通过消耗一次能源才能得到的能源
等
可否再生 可再生能源 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
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不可再生能源 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。
（2）获取核能的两条途径：裂变和聚变。
（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,每时每刻都在发生聚变，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.太阳能转化为内能，如太阳灶、太阳能热水器。
b.太阳能转化为电能，如太阳能电池。
c.太阳能转化为化学能，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方向性。
（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。
【答案】 可再生 电磁波
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【详解】[1]太阳能可以从自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能源。
[2]生活中接触到的手机通信、电视节目、广播节目等都是利用电磁波来传递声音和图像信息的。
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。
【答案】 可再生 化学 电磁波
【详解】[1]太阳能可以在自然界中源源不断的获取，因此属于可再生能源。
[2]车上的锂离子电池在使用时，将化学能转化为电能，再转化为汽车的机械能。
[3]无人驾驶电车是通过激光雷达和毫米波雷达来精确定位、感知障碍物和地面的起 伏情况的，激光和毫
米波都是电磁波。
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。
【答案】 一次 电磁波
【详解】[1]太阳能可以从自然界直接获取，所以光能是一次能源。
[2]由于电磁波传播范围广，传播速度快，可以传递信息，所以蓝牙利用电磁波与手机联系。
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 。
【答案】 裂变 能量守恒定律
【详解】[1][2]由于核裂变释放的能量可控制，因此核反应堆是通过可控制的铀核裂变释放核能；由于整个
自然界遵循能量守恒定律，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。
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。
【答案】 裂变 机械
【详解】[1]核裂变和核聚变都能释放能量，对于核裂变是可控的，在反应堆中，核燃料发生裂变释放出大
量的内能。
[2]核电站发电是核能先转化为水的内能，水受热以后温度上升会产生大量的水蒸气，水蒸气会推动蒸汽轮
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机转动，将内能转化为机械能，蒸汽轮机又带动发电机转动，最后发电机将机械能转化为电能。
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
【答案】D
【详解】A．太阳能电池板所用材料三结砷化镓是半导体，故A错误；
B．太阳能电池板的光电转换效率超30％，与电池板的面积无关，太阳能电池板面积越大，发电功率越大，
故B错误；
CD．太阳能电池板把光能转化成电能，以化学能的形式储存在电池中；太阳能电池板光电转换效率超
30%，表明太阳能电池板能把至少30%的太阳能转化为电能，故C错误，D正确。
故选D。
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
【答案】D
【详解】A．太阳能电池板的工作原理是基于光电效应，它能够将光能直接转化为电能，供各种电子设备
使用。故A错误；
B．核电站中的核反应堆主要是利用核裂变来获取核能，故B错误；
C．保险丝的作用是在电流过大时熔断，从而保护电路和设备不受损坏。由于超导体的电阻为零，电流通
过时不会产生热量，因此它无法熔断来起到保护作用。故C错误；
D．发光二极管（LED）是一种能将电能转化为光能的半导体器件。它的核心部件是由半导体材料制成的，
故D正确。
故选D。
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
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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
【答案】D
【详解】A．电热器的电热丝是利用电流的热效应工作的，而超导体的电阻为零，无法将电能转化为内能，
因此不能用超导材料制成电热器的电热丝，故A错误；
B．神舟十四号飞船上的新型硅光电池板工作时，消耗太阳能，产生电能，将太阳能转化为电能，故B正
确；
C．能量在转移和转化的过程中总量保持不变，但能量的转化和转移具有方向性，有些能量以某种形式存
在时我们无法利用，因此需要节约能源，故C错误；
D．华为的麒麟芯片是采用5nm制程技术，主要材料为半导体，是手机等电子设备中常用的核心部件，故
D正确。
故选D。
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
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
【答案】D
【详解】A．石油是不可再生能源，太阳能、风能都属于可再生能源，故A错误；
B．目前核电站都是通过核裂变反应来利用核能的，故B错误；
C．超声波不能在真空中传播，电磁波可以在真空中传播，故“北斗”导航是利用电磁波进行定位和导航
的，故C错误；
D．垃圾分类后，有一部分垃圾可回收再利用，有一部分有害物质可得到妥善处理，有助于减少环境污染
和节约能源，故D正确。
故选D。
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
【答案】A
【详解】A．地热能和太阳能可以在自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能源，故A正确；
B．核潜艇是利用原子核发生裂变来获取动力的，故B错误；
C．弯曲的光导纤维也能传输信息，是因为光发生了反射，故C错误；
D．能量是守恒的，不可能消失，但是能量的品质会降低，可以利用的能源会减小，所以会发生能源危机，
故D错误。
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故选A。
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