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班级 姓名 学号 分数
第二十章 《电与磁》测试卷（A 卷基础篇）
一、单选题（每小题3分，共计30分）
1．（2021·海南）经过不懈探索，在1831年发现电磁感应现象的物理学家是（ ）
A．法拉第 B．牛顿 C．安培 D．欧姆
【答案】A
【详解】
电磁感应现象是英国物理学家法拉第发现的，故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
2．（2021·陕西九年级一模）如图所示，将甲、乙两个微型电机的转轴对接并固定在一起，闭合开关后两
电机一起转动，小灯泡发光。下列说法中正确的是（ ）
A．甲是电动机，将电能转化为机械能
B．乙是发电机，将机械能转化为电能
C．该过程中能量转化是：电能→机械能→电能→内能和光能
D．如果将灯泡两端的导线改接到蓄电池对应的两极，可制成“永动机”
【答案】C
【详解】
AB．图中右边有电源、开关以及微型电机乙，当开关闭合时，乙电机会转动，此时乙电机是电动机，工作
时将电能转化为机械能；乙电机转动的同时，带动甲电机工作，此时甲电机是发电机，工作时将机械能转
化为电能，故AB错误；
C．此过程中，电源的电能先转化为电动机的机械能，电动机工作时将机械能转化为甲电机的电能，电能
在转化为灯泡的内能和光能，故C正确；
D．因为此装置在工作过程中由能量的损耗，故不可能制成永动机，故D错误。
故选C。
1 / 233．（2021·四川成都·中考真题）将导体 、开关和灵敏电流表用导线连接，导体 放置在磁极间，如图
所示。下列说法正确的是（ ）
A．开关闭合，磁铁不动， 水平向左快速移动，指针不偏转
B．磁极对调后，开关闭合， 水平向右快速运动，指针要偏转
C．开关闭合， 竖直上下运动，指针要偏转
D．开关断开， 快速运动，指针可能偏转
【答案】B
【详解】
A．开关闭合，磁铁不动，ab水平向左快速移动，导体ab切割磁感线，产生感应电流，指针偏转，故A错
误；
B．磁极对调后，开关闭合， 水平向右快速运动，导体ab切割磁感线，产生感应电流，指针偏转，故B
正确；
C．开关闭合， 竖直上下运动，导体ab没有切割磁感线，不会产生感应电流，指针不偏转，故C错误；
D．开关断开， 快速运动，电路是断路，不会产生感应电流，指针不会偏转，故D错误。
故选B。
4．（2021·广西贵港·中考真题）图中的a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分，它在磁场
中按箭头方向运动时，下列哪种情况不会产生感应电流（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【详解】
A．磁极间的磁感线从N极指向S极，导体没有切割磁感线，不会产生感应电流，故A符合题意；
2 / 23BCD．磁极间的磁感线从N极指向S极，导体运动时都会切割磁感线，所以会产生感应电流，故BCD不
符合题意。
故选A。
5．（2021·湖南郴州·）a、b两个磁极间的磁感线分布如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．a端磁极是S极，b端磁极是N极
B．P点没有磁场
C．磁感线是真实存在的
D．Q点的磁场方向水平向右
【答案】D
【详解】
A．磁感线的方向由N极指向S极，由图可知，a端磁极是N极，b端磁极是S极，故A错误；
B．处于磁场中的任意位置都有磁场，磁感线只是为了直观的描述磁场假想出来的，它的疏密程度代表磁
场的强弱，因此P点虽然不在画出的磁感线上，但依然有磁场，故B错误；
C．磁场是真实存在的，但是磁感线是不存在的，是为了方便描述磁场而假想出的一个模型，故C错误；
D．Q点的磁场方向由a端指向b端，水平向右，故D正确。
故选D。
6．（2021·山东九年级二模）一条形磁铁放在水平桌面上，处于静止状态，电磁铁置于条形磁铁附近并正
对（如图所示）。下列叙述中，正确的是（ ）
A．闭合开关前，电磁铁与条形磁铁间没有力的作用
B．闭合开关后，条形磁铁受到桌面向右的摩擦力
C．闭合开关后，滑片P向a移动时电磁铁与条形磁铁间的作用力减小
D．闭合开关后，滑片P向b移动过程中，若条形磁铁始终处于静止状态，则它受到桌面的摩擦力变大
3 / 23【答案】B
【详解】
A．闭合开关前，虽然电磁铁没有磁性，但是条形磁铁对电磁铁（铁芯）也有吸引力，故A错误；
B．闭合开关后，电磁铁有磁性，根据图中的电流方向结合安培定则知道，电磁铁的左端是N极、右端是
S极，由于异名磁极相互吸引，则电磁铁对条形磁铁有向左的吸引力作用，条形磁铁有向左运动趋势，所
以，条形磁铁受到向右的静摩擦力作用，故B错误；
C．闭合开关后，滑片P向a移动时，变阻器接入电路的阻值变小，通过电磁铁的电流增大，磁性增强，
对条形磁铁的吸引力增大，故C错误；
D．闭合开关后，滑片P向b移动过程中，变阻器接入电路的阻值变大，通过电磁铁的电流减小，磁性减
弱，对条形磁铁的吸引力变小，若条形磁铁始终处于静止状态，受到向左的吸引力和向右的静摩擦力是平
衡力，吸引力减小，则摩擦力也减小，故D错误。
故选B。
7．（2021·天津北辰·九年级二模）如图中磁体两极间磁感线的画法正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【详解】
在磁体外部磁感线从N极出来，回到S极；
A．磁体周围的磁感线都从磁体的S极出来，故A错误；
B．磁体周围的磁感线从磁体的N极出来，回到磁体的S极，故B正确；
C．磁体周围的磁感线从磁体的S极出来，回到磁体的N极，故C错误；
D．磁体周围的磁感线从磁体的S出来，回到N极，故D错误。
故选B。
8．（2021·山东九年级二模）在超市购物时，如果没有付款并将商品的标签进行消磁，商品被带出经过出
口时，防盗报警器的线圈中会产生电流信号从而发出报警声。下列能说明超市报警器工作原理的是
（ ）
4 / 23A． B．
C． D．
【答案】D
【详解】
商品被带出经过出口时，防盗报警器的线圈中会产生电流信号从而发出报警声，由此判断此现象是电磁感
应现象，是发电机的工作原理。
A．该实验探究的是磁极间的相互作用，故A不符合题意；
B．该实验是奥斯特实验，说明电流周围有磁场，故B不符合题意；
C．该装置探究的是通电导体在磁场中受到力的作用，是电动机的作用原理，电能转化为机械能，故C不
符合题意；
D．该实验是探究的是电磁感应现象，是发电机的工作原理，机械能转化为电能，故D符合题意；
故选D。
9．（2021·山东九年级一模）我国航母舰载机起飞采用了自行研制的电磁导射器，电磁弹射器的弹射车与
舰载机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车的导体有强电流通过时，就可以受到强大的推力，图中与弹
射车工作原理一致的是（ ）
A． 手摇发电机 B． 电风扇
C． 电热水壶 D． 电磁起重机
【答案】B
【详解】
5 / 23电磁导射器是利用电流在磁场中受力的作用作用工作的；
A、发电机的原理是电磁感应现象，故A不符合题意。
B、电风扇转动，主要靠电动机的作用，电动机的原理是通电导体在磁场中受力运动，故B符合题意。
C、电热水壶利用电流的热效应工作，故C不符合题意。
D、电磁起重机利用电流的磁效应来工作，故D不符合题意。
故选B。
10．（2021·南昌市第三中学九年级期末）法国科学家阿尔贝和德国科学家彼得由于发现了巨磁电阻
（GMR）效应，荣获诺贝尔物理学奖。如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图。实验发现，当闭合S、S
1 2
后使滑片P向左滑动过程中，指示灯变亮，则下列说法错误的是（ ）
A．电磁铁左端为N极
B．巨磁电阻所在的电路电流增大
C．巨磁电阻两端的电压变大
D．巨磁电阻随磁场增强而变小
【答案】C
【详解】
A．由图示知，电流是由电磁铁的右侧流入，左侧流出，据安培定则知，电磁铁的左端为N极，故A正确，
不符合题意；
BC．由图示知，变阻器的滑片向左滑动时，提示灯变亮，说明巨磁电阻所在电路的电流变大，而此电路是
串联连接，当电路中的电流变大时，指示灯的电阻保持不变，据欧姆定律知，指示灯两端的电压变大，而
电源电压保持不变，那么巨磁电阻两端的电压变小，故B正确，不符合题意，C错误，符合题意；
D．由图示知，变阻器的滑片向左移动时，它接入电路的阻值变小，电路中的电流变大，那么电磁铁的磁
性增强。而此时巨磁电阻所在电路的电流变大，此电路中的电源电压保持不变，据欧姆定律知，电路中的
总电阻变小，而指示灯的电阻不变，那么此过程中巨磁电阻的阻值变小，即电磁铁磁性增强时，巨磁电阻
的阻值变小，故D正确，不符合题意。
故选C。
6 / 23二、填空题（每空1分，共计23分）
11．（2021·全国）把导线绕在圆筒上，做成螺线管，也叫线圈，在通电情况下会产生磁场。通电螺线管的
磁场相当于_____磁体的磁场，通电螺线管的两端相当于_______磁体的两个磁极。
【答案】条形 条形
【详解】
略
12．（2021·合肥市第四十五中学九年级一模）如图所示，放在磁铁中的线圈A和B，用导线串联。当用力
使线圈A向右运动时，发现悬挂着的线圈B也随着摆动，则线圈A与磁铁组合相当于______（发电机 电
动机），线圈B与磁铁组合相当于______ （发电机 电动机）。
【答案】发电机 电动机
【分析】
（1）闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就会产生感应电流，该现象就叫做电磁
感应现象；发电机就是利用该原理制成的；
（2）实验表明通电导线在磁场中受力的作用，电动机就是利用该原理制成的。
【详解】
[1]如图所示，就在磁铁中的线圈A和B，用导线串联，当用力使线圈A向右运动时，即其恰好做切割磁感
线运动，由于电路是闭合的，故此时电路中就会产生感应电流，发电机就是利用该原理制成的。由于此时
产生了感应电流，所以线圈B中也有电流通过，据通电导线在磁场中受力的作用的特点可知，线圈B将会
受到磁场力而运动，故电动机就是利用该原理制成的。
【点睛】
知道电动机和发电机的原理，并能结合上述实验情景进行分析是解决该题的关键。
13．（2021·重庆巴南·九年级）19世纪20年代，德国物理学家________通过探索，总结出了导体中的电流
跟导体两端电压和导体的电阻之间的关系。1831年，英国物理学家、化学家迈克尔•法拉第，首次发现了
电磁感应现象，根据这种现象，我们制成了________（选填“发电机”或“电动机”）。
【答案】欧姆 发电机
【详解】
7 / 23[1] 德国物理学家欧姆最先通过实验归纳出一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系，即欧姆定律。
[2]1831年，英国物理学家、化学家迈克尔•法拉第，首次发现了电磁感应现象，电磁感应现象是发电机的
制作原理。
14．（2021·全国九年级）如图所示的奥斯特实验说明了电流周围存在______。地球本身就是一个磁体，桌
面上的小磁针水平静止时N极指向地理______极（选填“南”或“北”）附近。
【答案】磁场 北
【详解】
[1]奥斯特实验的内容：是把通电导体平行的放在小磁针的上方，发现小磁针发生偏转，说明通电导线周围
存在磁场。
[2]地球本身是一个巨大的磁体，地球周围的磁场叫做地磁场；地磁北极在地理南极附近；地磁南极在地理
北极附近。由同名磁极相斥，异名磁极相吸可知，小磁针水平静止时北极指向地理北极。
15．（2021·辽宁铁岭市·）如图所示为车库积水自动报警器原理图，图中A、B位置可以安装电铃或LDE
灯，要求车库没有积水时，LED灯亮，车库有积水时，电铃响。电铃工作时利用了电流的________效应：
它应该安装在图中的______________（选填“A”或“B”）位置；LDE灯是利用____________（选填
“半导体”或“超导体”）材料制成的。
【答案】磁 B 半导体
【详解】
[1]制作电铃的主要零件是电磁铁，故电铃工作时利用了电流的磁效应。
[2]由图可知，当车库地面积水时，电磁铁电路被接通，衔铁被吸下，断开A、接通B。要求车库有积水时
电铃响，故电铃应安装在B位置。
[3]LDE灯是发光二极管，二极管是用半导体材料制成的。
8 / 2316．（2021·陕西九年级专题练习）医生给心脏疾病的患者做手术时，往往要用一种称为“人工心脏泵”
（血泵）的体外装置来代替心脏，以推动血液循环。如图是该装置的示意图，线圈AB固定在用软铁制成
的活塞柄上（相当于一个电磁铁），通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，从而
带动活塞运动。活塞筒通过阀门与血管相通，阀门S 只能向活塞筒外开启，S 只能向活塞筒内开启。线圈
1 2
中的电流从B流向A时，螺线管的左边是______（选填“N”或“S”）极，活塞柄向______运动（选填
“左”或“右”），血液的流向是______（选填“从②流向①”或“从③流向②”）状态。
【答案】N 右 从②流向①
【详解】
[1][2][3]已知线圈中的电流从B流向A时，由右手螺旋定则可知，螺线管左端为N极，此时同名磁极相对，
故活塞柄抽向右运动，使得阀门S 关闭，S 打开，则血液由②流向①。
2 1
17．（2021·云南昆明市·云大附中）现在很多大型商场都安装了聪明的电梯，无人乘梯和有人乘梯时电梯
运行的速度会发生变化；这种电梯的简易控制电路如图所示，R是一个压敏电阻，其阻值随压力的增大而
减小，当人走上电梯后，电磁继电器控制电路中的电流______（填“增大”或“减小”），从而衔铁和触
点2接通，电动机的转速变快，使电梯的运行速度加快；当人和电梯匀速向上运行时，人的机械能增
______（填“增大”、“不变”或“减小”）。
【答案】增大 增大
【详解】
[1] R是一个压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小，当人走上电梯后，由于压力增大，压敏电阻的阻值
9 / 23会减小，总电阻减小，总电压不变，所以控制电路的电流会增大。
[2]当人和电梯匀速向上运行时，质量和速度不变，所以动能不变，高度变高，所以重力势能变大，所以机
械能增大。
18．（2021·浙江温州·中考真题）“地漏”（如图甲）是连接排水管道与室内地面的接口。“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。
（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）磁悬浮地漏的工作原理如图乙。
①当密封盖上方无水时，在磁体B作用下，磁体A将密封盖顶起。若磁体A下端为N极，则磁体B上端
为______极。
②当密封盖上方有水时，密封盖下移，开始排水。积水越多，则排水口越大，其原因是______。
【答案】分子做无规则运动 N 深度越深，液体压强越大
【详解】
（1）[1]扩散是两种物质相互接触时进入彼此的现象，是由于分子做无规则热运动造成的。
（2）[2]由题可知，两磁体之间的作用力是斥力，同名磁极相互排斥，所以，若磁体A下端为N极，则磁
体B上端为N端。
[3]积水越多，积水的深度越深，根据 可知，积水对密封盖的压强越大，则积水对密封盖的压力越
大，密封盖向下移动就越多，所以排水口越大。
19．（2021·江苏扬州·中考真题）体育克技中善用物理原理，对取胜往往起着决定作用，
（1）柔道竞技中，进攻者假装要把对手摔向左方，对手为了维持平衡，就把身体向右倾，由于______仍
要向右运动，就被进攻者乘势摔向前方；
（2）以过肩摔为例，如图所示，进攻者A利用腰部将B顶起，使他的脚离地，同时猛拉B的右臂，请在
图中作出力F的力臂L，此时A能轻易将B捧倒的原因是______。
10 / 23【答案】惯性 原因见解析
【详解】
[1]对手为了维持平衡，就把身体向右倾，身体的重心就会偏向右侧，由于惯性对手仍要向右运动，所以进
攻者只需用较小的力就能顺势将对手摔倒。
[2]斜向上延长力的作用线，过支点O做力的作用线的垂线OC，即为力F的力臂，如图；此时F为动力，
B的重力G为阻力，动力臂大于阻力臂，相当于一个省力杠杆，故此时A能轻易将B捧倒。
20．（2021·全国九年级课时练习）《论衡》 中记载:“司南之杓、投之于地，其柢指南”。如图所示
“柢”即握柄，是磁体的______（选填“N”或“S”）极。地磁的南极在地理的______极附近，最早发现地
磁南北极和地理南北极不重合的是我国宋代学者沈括。
【答案】S 北
【详解】
11 / 23[1]根据题意可知，司南的“柢”指向地理的南极，即地磁北极的附近，根据磁场的作用，则“柢”即握柄，
是磁体的S极。
[2]地球本身是一个巨大的磁体，而地磁的南极在地理的北极的附近，地磁的北极在地理的南极的附近。
三、实验题（每空1分，共计9分）
21．（2021·广东梅州·九年级二模）小华在探究电磁现象的实验中，设计了如图所示的实验装置。
（1）①在图甲中将磁体向下插入螺线管中时，观察到灵敏电流计的指针向右偏转，由此可知：电路中有
______产生；
②将磁体从螺线管中向上拔出时，会观察到灵敏电流计的指针向______（选填“左”或“右”）偏转；
③通过前两步实验，可得出感应电流的方向与______的方向有关；
④学校的广播系统中，其中______（选填“扬声器”或“动圈式话筒”）是利用这个原理工作的；
（2）图乙装置的实验结果表明磁场对通电导体______；为了使实验效果更明显，图中悬挂在细线下的金
属棒最好选用______。（填字母代号）
A．铁棒 B．玻璃棒 C．铝棒 D．铜棒
【答案】感应电流（或电流） 左 导体做切割磁感线运动（磁体运动方向也给分） 动圈式话筒
有力的作用 C
【详解】
（1）[1]在图甲中将磁体向下插入螺线管中时，观察到灵敏电流计的指针向右偏转，说明有电流流过灵敏
电流计，由此可知：电路中有感应电流产生。
[2]产生的感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向有关，将磁体从螺线管中向上拔出时，磁场方向不变，
但是运动方向改变了，由向下变成向上了，那么电流方向改变，一开始观察到灵敏电流计的指针向右偏转，
那么这时灵敏电流计的指针向左偏转。
[3]通过前两步实验，把磁体从螺线管中向下插入，向上拔出，磁场的方向没有变化，改变了导体的运动方
向，产生的电流方向发生变化，由此可知，感应电流的方向与导体做切割磁感线运动的方向有关。
[4]产生感应电流，这是电磁感应现象，扬声器原理是通电导体在磁场中受到力的作用，而动圈式话筒是电
磁感应原理，产生感应电流，所以动圈式话筒是利用这个原理工作的。
12 / 23（2）[5]图乙装置，当闭合开关后，电路有电流，通电导体会运动，图乙装置的实验结果表明磁场对通电
导体有力的作用。
[6]为了使实验效果更明显，图中悬挂在细线下的金属棒最好选用铝棒，这是由于铝的密度小，对比相同体
积的铁棒、铜棒，铝的质量更小，它的运动状态容易改变；玻璃棒属于绝缘体，不导电，电路没有电流流
过，玻璃棒不会运动，实验没有效果。
故选C。
22．（2021·四川成都·）在“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验中，小磊将蹄形磁体
放在水平桌面上，将导体棒悬挂在蹄形磁体的两磁极之间，按如图所示将导体棒、开关和灵敏电流表连接
起来。已知电路器件均完好。
(1)如图所示，导体棒沿水平方向向右快速运动，电流表指针不发生偏转，这是因为________；
(2)闭合开关，使导体棒竖直上下运动，观察发现电流表的指针不发生偏转；再使导体棒水平向右运动，发
现电流表指针向左偏转；再让导体棒水平向左运动，发现电流表指针向右偏转，说明感应电流的方向与导
体的______有关。除此之外，他还进一步研究了感应电流的方向与磁场方向的关系；
(3)小明将灵敏电流表更换成电池组，闭合开关后观察到导体棒向左侧摆动，若想改变导体棒摆动方向应
______。
A．增大电源电压
B．改变磁场方向
C．增大磁场强度
D．同时改变磁场方向和电路中的电流方向
【答案】未闭合开关 运动方向 B
【详解】
(1)[1]产生感应电流的条件是：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，如图所示，开关未闭合，
13 / 23故导体棒沿水平方向向右快速运动时，电流表的指针不发生偏转。
(2)[2]闭合开关，导体棒竖直上下运动，没有切割磁感线，故电流表指针不偏转；再使导体棒水平向右运动，
电流表指针向左偏转，又让导体棒水平向左运动，电流表指针向右偏转，导体棒的运动方向发生改变，电
流方向也跟着改变，说明感应电流的方向与导体的运动方向有关。
(3)[3]要改变导体棒摆动方向可以改变电流方向或者改变磁场方向，但不能同时改变，故B符合题意。
故选B。
四、作图题（共计10分）
23．（2021·云南）如图所示，根据磁感线方向，标出通电螺线管的N、S极，并用“+”“﹣”标出电源
的正负极。
【答案】
【详解】
在通电螺线管外部，磁感线总是从N极出发，回到S极，所以通电螺线管的右端是N极，左端是S极。根
据安培定则判断出电源的正负极，如图所示：
24．（2021·四川德阳·）如图甲所示为一个磁悬浮地球仪，图乙是其内部结构示意图。开关闭合后，请在
图乙中的括号内标出电源的正、负极及电磁铁的N极。
14 / 23【答案】
【详解】
已知条形磁体下端为S极，根据同名磁极相互排斥，可知，电磁铁的上端为S极，则下端为N极；根据安
培定则，使右手大拇指指向电磁铁的N极（下端），则四指弯曲所指的方向为电流的方向，即电流从螺线
管的下端流入，所以电源的下端为正极、上端为负极。如图：
25．（2021·江苏南京一中）按要求作图（请保留作图痕迹）
（1）如图甲所示，一束光经A点所在的平面镜反射后照到盆中花上B点处请画出平面镜的位置和光路图
______。
（2）如图乙所示，小球将弹簧压缩形变，请画出此时小球所有的弹力______。
15 / 23（3）如图丙所示，在电磁铁上方用弹簧挂着一个条形磁体，闭合开关S，条形磁体静止后，滑片P向右滑
动时弹簧缩短。请用箭头标出磁感线的方向，并用“+” “-”在括号内标出电源正负极______。
【答案】
【详解】
（1）[1] 一束光经A点所在的平面镜反射后照到盆中花上B点处，则A为入射点，连接AB即为反射光线，
并标上向下的箭头，根据两角相等，去入射光线与反射光线的角平分线为法线，故A点做法线的垂线，即
为平面镜，故如下图所示：
。
（2）[2]小球将弹簧压缩形变，弹簧对球有一个向右的弹力，此时地面还对小球有一个向上的支持力，故
需要找到重心，过重心水平向右画一条线段，并在线段的末端标上向右的箭头和F，过重心向上做一条线
段，并在线段的末端标上向上箭头和F ，故如下图所示：
支
16 / 23。
（3）[3] 滑片P向右滑动时弹簧缩短，滑动变阻器接入的电阻变小，总电阻变小，电源电压不变，故电流
变大，磁性变强，此时弹簧缩短，说明是同名磁极相互排斥，故该螺线管的上端为S极，螺线管外部的磁
感线的方向是从N极出发，指向S极，故标上向上的箭头，根据右手螺旋定则，大拇指的方向为N极的方
向，则四指的方向为电流的方向，故该电源的右侧为正极，故如下图所示：
。
五、综合题（每空1分，共计8分）
26．（2021·内蒙古九年级二模）如图甲是内蒙古草原上一处风力发电场，风力发电是利用风能这一可再生
清洁能源来发电，风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成，每片风叶质量为6t，长为40m。
（1）风机叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面空气流速不同产生压强
差，而受到向___________ （上/下）的力使风叶旋转。
（2）风机叶片产生的动力通过传动系统传递给发电机，利用___________原理，实现机械能转化为电能。
（3）在一定风速范围内，一台风力发电机的输出功率与风速的关系如表所示，对表格进行分析，发现该
风机1s内获得的能量与风速的定量关系是___________（用文字叙述）
（4）当风速为10m/s 时，一台风力发电机工作1s所产生的电能可供1只“220V 100W”电灯正常工作
大约80s，风机发电的效率大约是多少___________ ？
平均风速（m/s） 5 10 15 20
17 / 231s内获得的能量
1 8 27 64
（×104J）
【答案】上 电磁感应 1s内风机获得的能量与风速的三次方成正比 10%
【详解】
（1）[1]由乙图知，叶片的上面是突出的弧形，下面是平面，空气流过时，上面空气流速大于下面空气流
速，上面压强小于下面压强，叶片受到向上的力。
（2）[2]发电机是通过运动产生电能，即是利用电磁感应现象的原理制成的，故是将机械能转化为电能的
装置。
（3）[3]由表格数据知，风速增大为原来的2倍，风能增大为原来的23倍，风速增大为原来的3倍，风能
增大为原来的33倍…，所以1s内风机获得的能量与风速的三次方成正比。
（4）[4]根据题意可知，当风速为10m/s时，W =8×104J，当v= 10m/s时
总
W =Pt= 100W×80s=8×103J
有
风机发电的效率
27．（2021·河南九年级期末）根据古文《论衡•是应篇》中的记载：“司南之杓（用途），投之于地，其
柢（握柄）指南”，学术界于1947年想象出司南的模样并印刷在邮票上．
（1）如图（甲）所示，当磁勺在正确指南时，其A端为该磁体的 ________ （N/S）极．
（2）1952年，中国科学院物理研究所尝试制作一具司南，如（乙）所示，制作人员根据天然磁石的磁感
线分布，将磁石的 ________ （B/C/D/E）处打磨成磁勺的A端．
18 / 23（3）把天然磁石按照正确方法打磨成磁勺后，放在粗糙的木盘上，使磁勺水平自由转动直至最终静止，
但磁勺A 端总不能正确指南，将粗糙木盘换成较光滑的青铜盘才略有改善，这是因为磁勺和盘子之间的
________ 力影响了实验效果．
（4）为达到理想的指向效果，制作人员将磁勺靠近一电磁铁，如图（丙）所示，闭合开关S，磁勺和电磁
铁相互吸引，由此增加磁勺的磁性，H为电源的 ________ 极．
【答案】S D 摩擦 正
【分析】
（1）磁体静止时，指南的叫南极用字母S表示；指北的叫北极，用字母N表示；
（2）磁体周围的磁感线，都是从磁体的N极出发，回到S极；
（3）摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关；在压力相同的情况下，接触面越粗糙，摩擦力
越大；
（4）磁极间的作用规律是：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；可用安培定则判断通电螺线管的两
极极性．
【详解】
（1）磁勺在正确指南时，地理的南极正是地磁的N极，异名磁极相互吸引，因此，其A端为该磁体S极；
（2）如（乙）所示，磁体外部，磁感线从N极出发回到S极，根据天然磁石的磁感线分布，可判断D端是
S极，也就是磁勺的A端；
（3）把天然磁石打磨成的磁勺放在粗糙的木盘上，由于摩擦力较大，很难正确指示南北方向，将粗糙木
盘换成较光滑的青铜盘，摩擦力减小了，能正确指示南北方向．这说明磁勺和盘子之间的摩擦力影响了实
验效果；
（4）因为异名磁极相互吸引，则与磁勺柄所靠近的下端是通电螺线管的N极，用安培定则可判断通电螺
线管中的电流方向，再根据电流方向是从电源正极出发通过用电器回到负极，所以H端为电源的正极．
六、计算题（每题10分，共计20分）
28．（2021·宁津县教育和体育局教育科学研究所）2020年8月28日，我国最大海洋综合科考船“中山大
学”号在上海江南造船厂下水。“中山大学”号是目前我国排水量最大、综合科考性能最强、创新设计亮
点最多的海洋综合科考实习船。 如图所示，“中山大学”号船长114.3米，船宽19.4米，船底深9.25米，
满载排水量6000吨，最大试航速度16节（约30km/h），经济航速下续航能力15000海里。海水的密度为
1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求：
（1）满载时，“中山大学”号科考船受到的浮力；
19 / 23（2）若“中山大学”号科考船底某处距海面的深度为6m，则该处受到海水的压强；
（3）若“中山大学”号科考船在海上进行科学实验时时，以18km/h的速度匀速航行6小时，如果受到海
水的阻力为1.0×106牛顿，则这一过程牵引力所做的功和功率。
【答案】（1）6×107N；（2）6×104Pa；（3）1.08×1011J；5×108W
【详解】
解：（1）满载时，“中山大学”号科考船受到的浮力
（2）若“中山大学”号科考船底某处距海面的深度为6m，则该处受到海水的压强
（3）科考船在海上移动的距离为
则这一过程牵引力所做的功
这一过程牵引力所做的功率
答：（1）满载时，“中山大学”号科考船受到的浮力为 ；
（2）若“中山大学”号科考船底某处距海面的深度为6m，则该处受到海水的压强
（3）如果受到海水的阻力为1.0×106牛顿，则这一过程牵引力所做的功为 和功率为 。
29．（2021·重庆巴蜀中学）某同学为学校草坪设计了一个自动注水喷淋系统，其电路设计如图甲，控制电
路电源电压U＝12V，R 为定值电阻，R 为压敏电阻，电磁铁线圈电阻忽略不计，压敏电阻R 放置于水
1 0 F F
箱底部（如图乙），其阻值与压力有关，阻值随水位变化关系如下表。工作电路包括注水系统和喷淋系统，
其电源电压U＝220V。圆柱体水箱底面积S＝0.4m2，当水箱内的水位上升到2m时，通过电磁铁线圈的电
2
流I＝0.1A，衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作，此时电流表示数I＝1A，当水位下降到1m时，衔铁
a 1
20 / 23恰好被拉起，注水系统开始给水箱注水，此时电流表示数I＝2A。
2
水
0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25
位/m
压敏
电阻
300 200 125 90 70 65 62 60 59
R 阻
F
值/Ω
（1）当水箱内水位达到2m时，控制电路中压敏电阻R 的功率为多少W？
F
（2）当水箱内水位下降到1m时，通电电磁铁线圈的电流I 为多少？
b
（3）已知喷淋系统一直给草坪喷水，每秒钟喷水量恒为0.001m3，注水系统工作时，每秒钟给水量箱注水
恒为0.005m3，求相邻两次开始给水箱注水的这段时间内，工作电路消耗的电能？
【答案】（1）0.6W；（2）0.08A；（3）1.32
【详解】
解：（1）由图知，控制电路中R、R 、电磁铁线圈串联，由表中数据知，当水箱内水位达到2米时，R ＝
0 F F
60Ω，控制电路中电流Ia＝0.1A，所以R 的功率
F
（2）当水位为2米时，根据串联电路特点和欧姆定律可得R 阻值
0
21 / 23当水位1米时，由表格数据知，R ＝90Ω，由串联电路特点和欧姆定律可得线圈的电流
F1
（3）由工作电路知，注水和喷淋系统是并联的，注水系统从水位1米开始注水到2米，注水的总体积
注水的同时喷淋系统一直工作，所以注水时间
水位从2米下降到1米，需要的时间
所以注水系统与喷淋系统同时工作时，工作电路电流做的功
喷淋系统单独工作时，工作电路电流做功
所以相邻两次开始给水箱注水的这段时间内，工作电路消耗的电能
答：（1）当水箱内水位达到2m时，控制电路中压敏电阻R 的功率为0.6W；
F
（2）当水箱内水位下降到1米时，通电电磁铁线圈的电流I 为0.08A；
b
（3）相邻两次开始给水箱注水的这段时间内，工作电路消耗的电能为1.32×105J。
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