初中物理电和磁综合题

目前随着城市建筑越来越高，楼内都安装了电梯，方便居民出入，某楼梯的电梯的相关参数如下表，为了安全，电梯都设置了超载自动报警系统，其工作原理如图所示：


⑴由图可知，当电梯所载人数增多时， 压敏电阻R₂所受的压力增大，阻值减小，则控制电路的电流增大，从而使电磁铁的磁性_________（选填“增强”或“减弱”），当电梯超载时，触点K与触点________（选填“A”或“B”）接触，电铃发出报警铃声。
⑵电梯在使用过程中，若控制电路中的R₁被短接，则该超载自动报警系统会出现什么异常？________________________________________________________________
⑶某开发商称：此电梯是快速电梯，它能在10s内将10个成年人从1层匀速升高到14层，若每个人的体重约为600N，每层楼高3m，电梯上升时需要克服摩擦及系统自重共计2000N，请你通过计算说明开发商的话是否可信？

电动清扫车以其环保、高效等优点，在创建卫生城市中大显身手。如图为一电动清扫车正在工作时的情景。

（1）电动清扫车的主要部件是电动机，其工作原理是 　              　；清扫过程中，驾驶员相对于清扫车是 　              　（选填"静止"或"运动"）的。

（2）清扫车停在水平路面上，总质量为800kg，清扫刷与路面不接触，轮胎与路面总接触面积为0.04m ²，车对路面的压强为多少？g取10N/kg。

（3）清扫车完成任务后，在平直道路上以5m/s的速度匀速直线行驶，经10min到达垃圾处理站，行驶过程中车所受阻力大小恒为400N，则牵引力做的功为多少？

如图为直流电动机模型。

(1)直流电动机的工作原理是________________________________。电动机工作时，能够使线圈平稳、连续不停地转动下去是靠________________来实现的。
(2)若要改变电动机的转动方向，下列方法中可行的是________。
A．同时改变电流方向和磁场方向
B．只改变电流方向或只改变磁场方向
C．使电动机线圈中的电流增大
D．使磁场增强
(3)下列家用电器中应用了电动机的是(  )
A．洗衣机
B．电饭锅
C．电热水壶
D．电热毯

阅读短文，回答问题：
新型发热材料——PTC
PTC是一种新型的半导体陶瓷材料，它以钛酸钡为主，渗入多种物质后加工而成，目前家用的陶瓷暖风器、陶瓷电热水壶等就是用这种材料做成的。
PTC有一个根据需要设定的温度，低于这个温度时，其电阻随着温度的升高而减小，高于这个温度时，电阻值则随着温度的升高而增大，我们把这个设定的温度叫“居里点温度”，用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能，应用十分广泛。
⑴ 家用固体电热灭蚊器就使用PTC陶瓷电热元件，图为其电阻随温度变化的图像，由图可知，该PTC材料的居里点温度为___________℃。

⑵ 家用固体电热灭蚊器工作时的温度基本恒定在165℃左右，若它的温度高于165℃，电阻____________，功率__________，使其温度____________（以上均填变化情况）；反之，也能自动调节。因此用PTC材料制成的电热器具有自动调节功能。
⑶ 某同学利用PTC电阻设计了一个“过热自动报警电路”：将PTC电阻安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，指示灯亮；当环境温度超过PTC电阻的居里点温度时，由于电阻变化，导致电磁铁磁性减弱，使警铃响。请帮他将图所示的电路连接完整。

⑷ 你认为该“过热自动报警电路”的设计或在使用过程中有何不足？（指出一点即可）

某市科技馆有机器人和参观者下象棋的展台．机器人取放棋子时用一根“手指”接触棋子表面就可以实现（如图所示），其奥秘是“手指”内部有电磁铁．

（1）机器人取放棋子时利用了电磁铁的________（选填“磁性有无”或“磁极方向”）可以控制的特点．
（2）制作象棋棋子的材料应该是下列常见金属材料中的________．
A．铁
B．铜
C．铝

【2015年汕尾市初中毕业生学业考试】我市地处沿海，风力资源极为丰富，随着各项大型风力发电项目的建设，我市将成为广东省知名风力发电基地。如图甲是某地风力发电的外景。风力发电机组主要由风机叶片和发电机组成。请回答下列问题：

（1）风力发电利用的是风能，风能是清洁的         （选填“可再生”或“不可再生”）能源；
（2）风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度        （选填“大”或“小”）、硬度大的复合材料制成；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而产          差，使风叶旋转；
（3）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，发电机是利用            原理，把机械能转化为电能；
（4）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图像可以知道，当风速在v₁到v₂之间时，风速越大，发电机组的电功率              ；
（5）请你根据图像判断，台风来临时，能否给风力发电带来最大的经济效益？             （选填“能”或“不能”）。

为判断短跑比赛中运动员是否抢跑，某兴趣小组设计了如图所示“抢跑自动指示”电路。其工作原理是：当运动员蹲在起跑器上后，先闭合总开关S；发令时闭合发令开关S_1，则发令指示灯亮；运动员听到“起跑”命令起跑后，装在起跑器上的压敏电阻R₀立即因受到压力减小，其电阻改变，电磁铁线圈中的电流明显变大，开关S₂被吸引而闭合，于是起跑器指示灯亮。

（1）压敏电阻有以下两种类型，则该模型的压敏电阻R₀属于哪种类型？           ：
A. 阻值随压力增大而增大       B. 阻值随压力增大而减小
（2）运动员抢跑时指示灯的发光情况为：                     。
（3）已知发令控制电路的电源电压U＝6伏，运动员起跑后，电磁铁线圈中的电流为0.25安。若压敏电阻R₀的阻值为30欧姆，电磁铁线圈的电阻忽略不计，则发令指示灯的电阻为       欧姆。

为探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关，小东用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在软铁钉上绕制若干圈，制成两个简单的电磁铁，并用电磁铁完成了图所示的a、b、c、d四组实验(a、b、c是同一个电磁铁)，观察到四种情况，小阳通过调节滑动变阻器在不同位置又重复做了上述实验，仍观察到如图所示类似的现象。根据小阳的实验现象，回答下列问题。
(1)通过观察对比________两种情况可以得出：电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性；
(2)通过观察对比b、c两种情况可以得出：________________相同时，通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强；
(3)通过观察对比d中甲、乙两个电磁铁吸引大头针的数量可以得出：________________相同时，电磁铁线圈的匝数越多，它的磁性越强。

如图1所示，2018年5月23日中央新闻报道，我国自行设计制造的新型磁悬浮列车工程样车运行试验取得成功，时速可达160公里以上，列车由于车体与轨道不接触、无摩擦，具有噪音低损耗小、易维护等优点，被誉为"零高度飞行器"。这种兼具高速与中低速磁浮交通优点的新型磁悬浮列车将为我国城市间提供一种方便快捷的绿色轨道交通工具。

（1）磁浮列车是在车厢底部和轨道上分别安装了磁体，并使它们的同名磁极相互 　 　，车体与轨道不接触，无摩擦，列车能够在轨道上方几厘米的高度上飞驰，避免了来自车轮与轨道之间的摩擦。

（2）如图2所示，列车站台设计成中间高两边低的原因是：进站时列车由于 　 　要保持原来的运动状态冲上站台；从能量转换的角度来说，当列车出站时从高度较高的地方下行，它的 　 　，不用消耗过多的电能或化学能等能量。

（3）如图3所示，当列车进站时，乘客必须站在站台和黄色线以外的位置候车才安全的原因是 　 　。

（4）小张乘坐列车时看见两旁的房屋迅速向东退去，则列车相对于地面正在向 　 　行驶。

探究利用磁场产生电流的实验中，连接了如图所示的实验装置。
(1)将磁铁向下插入螺线管时，观察到灵敏电流计的指针向左偏转，这表明________。在这个过程中以磁铁为参照物，螺线管是________的(选择“静止”“向上运动”或“向下运动”)；
(2)将磁铁从螺线管中向上拔出，你会观察到灵敏电流计的指针________________________(选填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”)；
(3)通过(1)、(2)两步实验，可以得出感应电流的方向与________有关；
(4)要探究感应电流方向与磁场方向的关系，你设计的实验做法是________________________________________。

为判断短跑比赛中运动员是否抢跑，某兴趣小组设计了如图所示“抢跑自动指示”电路。其工作原理是：当运动员蹲在起跑器上后，先闭合总开关S；发令时闭合发令开关S_1，则发令指示灯亮；运动员听到“起跑”命令起跑后，装在起跑器上的压敏电阻R₀立即因受到压力减小，其电阻改变，电磁铁线圈中的电流明显变大，开关S₂被吸引而闭合，于是起跑器指示灯亮。

（1）压敏电阻有以下两种类型，则该模型的压敏电阻R₀属于哪种类型？           ：
A.阻值随压力增大而增大
B.阻值随压力增大而减小
（2）运动员抢跑时指示灯的发光情况为：                     。
（3）已知发令控制电路的电源电压U＝6伏，运动员起跑后，电磁铁线圈中的电流为0.25安。若压敏电阻R₀的阻值为30欧姆，电磁铁线圈的电阻忽略不计，则发令指示灯的电阻为       欧姆。

某物理兴趣小组利用图装置探究电磁感应实验，实验情况记录在下面表格中

实验序号	磁极位置	开关	导体运动情况	G表指针偏转情况
1	上N下S	闭合	不运动	不偏转
2	上N下S	闭合	上、下运动	不偏转
3	上N下S	闭合	水平向右运动	向右偏转
4	上N下S	闭合	水平向左运动	向左偏转
5	上N下S	断开	水平向右运动	不偏转
6	上S下N	闭合	水平向左运动	向右偏转

综合分析后（实验中磁铁不运动），请回答下列问题：

（1）在图中可以看出要产生感应电流有一部分导体在磁场中，那么还应满足的条件是：
①通过比较实验序号2、3、4得出                 ；
②通过比较实验序号3、5得出                     ；
（2）通过分析我们还可探究出影响感应电流方向的因素有：
①                  ，它是通过分析比较实验序号4与      得出的；
②                  ，它是通过分析比较实验序号4与      得出的。

在物理学中，磁感应强度（用字母B表示，国际单位是特斯拉，符号是T）表示磁场的强弱，磁感应强度B越大，磁场越强；磁感线形象、直观描述磁场，磁感线越密，磁场越强。
（1）图为某磁极附近磁感线的方向和分布的示意图。由图可知，该磁极为     极，若在1处放置一个小磁针，当小磁针静止时，其指向应是图中的          。

（2）如果电阻的大小随磁场的强弱变化而变化，则这种电阻叫磁敏电阻。某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B
变化的图象如图所示。根据图线可知，磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而       。图线没有过坐标
原点，是因为                                            。

（3）利用该磁敏电阻的R-B特性曲线可以测量图19磁场中各处的磁感应强度。
① 将该磁敏电阻R放置在磁场中的位置1处。吴力设计了一个可以测量该磁敏电阻R的电路，所提供的实验器材如图所示，其中磁敏电阻所处的磁场未画出。请你将该实验电路连接完整。
② 正确接线后，测得的数据如上表所示。该磁敏电阻的测量值为       Ω。
③ 根据该磁敏电阻的R-B特性曲线可知，1处的磁感应强度为      T。
④ 在实验过程中，仅将磁敏电阻从1处移至2处，其它条件不变，那么电流表的示数       ，电压表的示数       。（填“增大”、“减小”或“不变”）

用12V的电源为微型电动机供电的电路如图（甲）所示．当单刀双掷开关S₁、S₂均向上合上时，电动机开始转动，电流I随时间t变化的图象如图（乙）所示．当电流稳定时，电动机正常工作．已知电动机转动时欧姆定律不适用，并忽略温度对电阻的影响，试解答下列问题．

（1）当单刀双掷开关S₁、S₂       合上时可实现电动机的反转．
（2）当电动机正常工作时，电动机消耗的电功率为         W．
（3）求电动机的电阻及正常工作时的输出功率．

如下图。

（1）如图甲所示，一束光线垂直射到玻璃砖的一个面；请作出这束光线进入玻璃砖内的径迹和从斜面离开玻璃砖后的大致径迹，要求在斜面处标出法线。
（2）如图乙所示是广场上一只氢气球，用细绳系于地面上，请作出氢气球受到重力和浮力的示意图。
（3）如图丙是利用太阳能给LED路灯供电的自动控制电路的原理示意图。其中，R是光敏电阻，光敏电阻的阻值R随光照强度的增强而减小。白天，通过太阳能电池板与蓄电池回路将太阳能转化为化学能储存在大容量蓄电池内。傍晚，当光照度小于一定值时，通过蓄电池与LED回路，路灯开始工作。请用笔画线将电路原理图连接完整，使工作电路能正常工作（与触点的接线只能接在静触点上，图中已给出静触点D、E、F、G的四根引线；连线不能交叉）