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一、填空题
1. 条形磁体和通电螺线管之间磁感线的分布，以及小磁针静止时的情况如图所示，由此可以判断小磁针的a端为极，电源的左端为极。
1. 条形磁体和通电螺线管之间磁感线的分布，以及小磁针静止时的情况如图所示，由此可以判断小磁针的a端为极，电源的左端为极。
答案
S；正
解析
【分析】
解题思路：①先依据磁体外部磁感线的方向规律（从N极出发，回到S极），判断通电螺线管的磁极；②再利用小磁针静止时的磁极特点（N极指向与该点磁感线方向一致），确定小磁针a端的极性；③最后用安培定则（右手螺旋定则），结合螺线管的磁极判断电流方向，进而确定电源的正负极。
【解析】
1. 磁感线性质：在磁体外部，磁感线总是从N极指向S极，由此可判断通电螺线管的右端为N极；
2. 小磁针极性判断：小磁针静止时，N极所指方向与该点磁感线方向相同，因此小磁针的N极指向磁感线方向，故a端为S极；
3. 电源极性判断：根据安培定则，右手握住螺线管，大拇指指向螺线管的N极（右端），四指弯曲方向为电流方向，可知电流从螺线管的左端流入，因此电源的左端为正极。
【答案】
S；正
【知识点】
磁感线、安培定则
【点评】
本题考查电磁学基础知识点，核心是磁感线的方向规律和安培定则的应用，属于常规基础题，需掌握相关规律的准确运用。
【难度系数】
0.5
解题思路：①先依据磁体外部磁感线的方向规律（从N极出发，回到S极），判断通电螺线管的磁极；②再利用小磁针静止时的磁极特点（N极指向与该点磁感线方向一致），确定小磁针a端的极性；③最后用安培定则（右手螺旋定则），结合螺线管的磁极判断电流方向，进而确定电源的正负极。
【解析】
1. 磁感线性质：在磁体外部，磁感线总是从N极指向S极，由此可判断通电螺线管的右端为N极；
2. 小磁针极性判断：小磁针静止时，N极所指方向与该点磁感线方向相同，因此小磁针的N极指向磁感线方向，故a端为S极；
3. 电源极性判断：根据安培定则，右手握住螺线管，大拇指指向螺线管的N极（右端），四指弯曲方向为电流方向，可知电流从螺线管的左端流入，因此电源的左端为正极。
【答案】
S；正
【知识点】
磁感线、安培定则
【点评】
本题考查电磁学基础知识点，核心是磁感线的方向规律和安培定则的应用，属于常规基础题，需掌握相关规律的准确运用。
【难度系数】
0.5
2. 科技小组自制的“树叶水罗盘”如图所示，他们将磁化后的缝衣针放在水中漂浮的一片树叶上，多次将树叶轻轻旋转，待其静止后发现针的尖端总是指向南方。缝衣针尖端是水罗盘的（选填“S”或“N”）极。
答案
S
解析
【分析】首先明确地球本身是巨大的磁体，地磁北极位于地理南极附近，地磁南极位于地理北极附近；磁体具有指向性，自由转动的磁体静止时，指南的一端是磁体的南极（S极），指北的一端是磁体的北极（N极）。结合题目中缝衣针尖端指向南方的条件，即可判断其磁极。
【解析】地球是大磁体，地磁北极在地理南极附近，因此自由转动的磁体静止时，指南的一端为S极，指北的一端为N极。本题中缝衣针静止后尖端指向南方，说明尖端是水罗盘的S极。
【答案】S
【知识点】地磁场；磁体的指向性
【点评】本题考查地磁场的基础应用，属于概念类基础题，难度较低，需牢记磁体静止时的指向规律。
【难度系数】0.9
【解析】地球是大磁体，地磁北极在地理南极附近，因此自由转动的磁体静止时，指南的一端为S极，指北的一端为N极。本题中缝衣针静止后尖端指向南方，说明尖端是水罗盘的S极。
【答案】S
【知识点】地磁场；磁体的指向性
【点评】本题考查地磁场的基础应用，属于概念类基础题，难度较低，需牢记磁体静止时的指向规律。
【难度系数】0.9
3. 将电风扇（内部有磁铁和线圈）、干电池和电流表等按如图所示的电路连接。当开关$\mathrm{S}_2$断开、开关$\mathrm{S}_1$闭合时，电风扇转动，电风扇转动的原理与（选填“电动机”或“发电机”）工作的原理相同；当开关$\mathrm{S}_1$断开、开关$\mathrm{S}_2$闭合时，用手快速拨动电风扇的扇叶使其转起来后，发现电流表指针左右摆动，其原理是。
答案
电动机；电磁感应
解析
【分析】
解题时需先区分两种开关状态下的电路特征：当S₂断开、S₁闭合时，电路存在外接电源，电风扇线圈通电后受力转动；当S₁断开、S₂闭合时，电路无外接电源，拨动扇叶使线圈切割磁感线产生电流。核心是通过有无电源判断对应的电磁学原理。
【解析】
1. 当开关$\mathrm{S}_2$断开、$\mathrm{S}_1$闭合时，电路中有干电池提供电源，电风扇内部的线圈通电，在磁场中受到力的作用而转动，这与电动机“通电线圈在磁场中受力转动”的工作原理相同；
2. 当开关$\mathrm{S}_1$断开、$\mathrm{S}_2$闭合时，电路中无外接电源，用手快速拨动扇叶，使线圈在磁场中做切割磁感线运动，电路中产生感应电流，电流表指针左右摆动，这一现象的原理是电磁感应，是发电机的工作原理。
【答案】
电动机；电磁感应
【知识点】
电动机原理；电磁感应现象
【点评】
本题考查电动机与发电机的工作原理，关键在于区分电路中是否存在外接电源，属于电磁学基础知识点的应用，难度适中。
【难度系数】
0.6
解题时需先区分两种开关状态下的电路特征：当S₂断开、S₁闭合时，电路存在外接电源，电风扇线圈通电后受力转动；当S₁断开、S₂闭合时，电路无外接电源，拨动扇叶使线圈切割磁感线产生电流。核心是通过有无电源判断对应的电磁学原理。
【解析】
1. 当开关$\mathrm{S}_2$断开、$\mathrm{S}_1$闭合时，电路中有干电池提供电源，电风扇内部的线圈通电，在磁场中受到力的作用而转动，这与电动机“通电线圈在磁场中受力转动”的工作原理相同；
2. 当开关$\mathrm{S}_1$断开、$\mathrm{S}_2$闭合时，电路中无外接电源，用手快速拨动扇叶，使线圈在磁场中做切割磁感线运动，电路中产生感应电流，电流表指针左右摆动，这一现象的原理是电磁感应，是发电机的工作原理。
【答案】
电动机；电磁感应
【知识点】
电动机原理；电磁感应现象
【点评】
本题考查电动机与发电机的工作原理，关键在于区分电路中是否存在外接电源，属于电磁学基础知识点的应用，难度适中。
【难度系数】
0.6
4. 室内游乐场新增了一台游乐设备，游客通过骑行单车便可点亮各种景观灯装置，它将单车的能转化为电能。如图所示，它的原理和手摇发电机相同，都利用了现象。
答案
机械；电磁感应
解析
【分析】
要解答本题，需明确两个核心知识点：一是能量的转化，二是发电机的工作原理。首先，游客骑行单车时，消耗的是自身的机械能，这些能量最终转化为电能，因此第一个空对应机械能；其次，题目中的装置和手摇发电机都属于发电机，发电机的工作原理是电磁感应现象，即闭合电路的导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流，因此第二个空对应电磁感应。
【解析】
1. 能量转化：游客骑行单车的过程中，将自身的机械能转化为电能，为景观灯供电，因此第一个空填“机械”；
2. 工作原理：发电机（包括手摇发电机和题目中的装置）的原理是电磁感应现象，即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，从而实现机械能到电能的转化，因此第二个空填“电磁感应”。
【答案】
机械；电磁感应
【知识点】
能量转化、电磁感应现象
【点评】
本题结合实际游乐场景考查基础物理知识，属于识记类题目，难度较低，学生只需掌握发电机的能量转化和工作原理即可轻松解答。
【难度系数】
0.8
要解答本题，需明确两个核心知识点：一是能量的转化，二是发电机的工作原理。首先，游客骑行单车时，消耗的是自身的机械能，这些能量最终转化为电能，因此第一个空对应机械能；其次，题目中的装置和手摇发电机都属于发电机，发电机的工作原理是电磁感应现象，即闭合电路的导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流，因此第二个空对应电磁感应。
【解析】
1. 能量转化：游客骑行单车的过程中，将自身的机械能转化为电能，为景观灯供电，因此第一个空填“机械”；
2. 工作原理：发电机（包括手摇发电机和题目中的装置）的原理是电磁感应现象，即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，从而实现机械能到电能的转化，因此第二个空填“电磁感应”。
【答案】
机械；电磁感应
【知识点】
能量转化、电磁感应现象
【点评】
本题结合实际游乐场景考查基础物理知识，属于识记类题目，难度较低，学生只需掌握发电机的能量转化和工作原理即可轻松解答。
【难度系数】
0.8
5. 某科学技术馆中介绍潮汐发电的示意图如图所示。浮标带动磁体随波浪上下起伏，使线圈做运动，从而使线圈中产生感应电流。
答案
切割磁感线
解析
【分析】首先回忆感应电流产生的条件：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，这是电磁感应现象。本题中，磁体随波浪上下起伏，线圈处于磁体产生的磁场中，要产生感应电流，线圈需在磁场中做切割磁感线运动，以此满足感应电流的产生条件。
【解析】根据电磁感应原理，当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。题目里浮标带动磁体上下起伏，线圈位于磁体的磁场内，因此线圈做切割磁感线运动时，线圈中就会产生感应电流。
【答案】切割磁感线
【知识点】电磁感应、感应电流产生条件
【点评】本题考查电磁感应的基础概念，属于常规基础题，需学生牢记感应电流产生的条件，结合装置结构分析即可得出结论。
【难度系数】0.7
【解析】根据电磁感应原理，当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。题目里浮标带动磁体上下起伏，线圈位于磁体的磁场内，因此线圈做切割磁感线运动时，线圈中就会产生感应电流。
【答案】切割磁感线
【知识点】电磁感应、感应电流产生条件
【点评】本题考查电磁感应的基础概念，属于常规基础题，需学生牢记感应电流产生的条件，结合装置结构分析即可得出结论。
【难度系数】0.7
6. 通电螺线管内有一个在磁场作用下处于静止状态的小磁针，小磁针指向如图所示，则导线的a端接电源的极。若把通电螺线管用一根细线悬挂起来，则螺线管静止时Q端指向地理（选填“南”或“北”）极附近。
答案
正；南
解析
【分析】
要解决本题，需利用通电螺线管内部磁场的特点、安培定则（右手螺旋定则）以及地磁场的知识。首先根据小磁针静止时N极的指向确定螺线管内部的磁场方向，进而判断螺线管的磁极；再通过安培定则判断线圈中的电流方向，确定电源正负极；最后根据地磁场的特点，分析螺线管悬挂后Q端的指向。
【解析】
1. 确定螺线管的磁极：小磁针静止时N极的指向为该点的磁场方向，图中小磁针N极向左，说明螺线管内部磁场方向向左。由于螺线管内部磁场从S极指向N极，因此螺线管的P端为N极，Q端为S极。
2. 判断电源正负极：根据安培定则，右手握住螺线管，大拇指指向螺线管的N极（P端，向左），四指弯曲的方向即为线圈中电流的方向。结合线圈绕向可知，电流从a端流入线圈，因此a端接电源的正极。
3. 确定Q端的指向：地球是大磁体，地磁北极在地理南极附近，异名磁极相互吸引。螺线管的Q端为S极，因此静止时Q端指向地理南极附近。
【答案】
正；南
【知识点】
通电螺线管的磁场；安培定则；地磁场
【点评】
本题综合考查通电螺线管的磁场规律、安培定则的应用及地磁场的特点，核心是明确螺线管内部磁场方向与小磁针N极指向一致，需熟练运用安培定则判断电流与磁极的关系。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需利用通电螺线管内部磁场的特点、安培定则（右手螺旋定则）以及地磁场的知识。首先根据小磁针静止时N极的指向确定螺线管内部的磁场方向，进而判断螺线管的磁极；再通过安培定则判断线圈中的电流方向，确定电源正负极；最后根据地磁场的特点，分析螺线管悬挂后Q端的指向。
【解析】
1. 确定螺线管的磁极：小磁针静止时N极的指向为该点的磁场方向，图中小磁针N极向左，说明螺线管内部磁场方向向左。由于螺线管内部磁场从S极指向N极，因此螺线管的P端为N极，Q端为S极。
2. 判断电源正负极：根据安培定则，右手握住螺线管，大拇指指向螺线管的N极（P端，向左），四指弯曲的方向即为线圈中电流的方向。结合线圈绕向可知，电流从a端流入线圈，因此a端接电源的正极。
3. 确定Q端的指向：地球是大磁体，地磁北极在地理南极附近，异名磁极相互吸引。螺线管的Q端为S极，因此静止时Q端指向地理南极附近。
【答案】
正；南
【知识点】
通电螺线管的磁场；安培定则；地磁场
【点评】
本题综合考查通电螺线管的磁场规律、安培定则的应用及地磁场的特点，核心是明确螺线管内部磁场方向与小磁针N极指向一致，需熟练运用安培定则判断电流与磁极的关系。
【难度系数】
0.5
7. 小明一家开电动汽车自驾去山顶旅行，在下山时，他们发现续航里程反而越来越多，这是因为该车装有能量回收系统，下山时能自发电，该过程利用了现象。小明还了解到一个奇怪的现象：新能源电动矿车“空车上山采矿，满载矿石下山”比“空车上山，空车下山”更节省电能，这是因为在满载矿石下山时，车辆更多地利用了的机械能。
答案
电磁感应；重力势能
解析
【分析】
首先，下山时能量回收系统自发电，是将机械能转化为电能，发电机的工作原理是电磁感应现象，据此确定第一空；其次，重力势能与质量和高度有关，满载矿石时车辆总质量更大，下山时重力势能可转化为电能，因此满载下山时更多利用重力势能的机械能，从而节省电能，据此确定第二空。
【解析】
1. 能量回收系统自发电的过程是将机械能转化为电能，发电机的工作原理是电磁感应现象，所以第一空应填电磁感应；
2. 重力势能的大小与质量和高度有关，满载矿石时车辆的质量更大，在相同高度下重力势能更大，下山时重力势能可转化为电能，因此满载矿石下山时更多利用了重力势能的机械能，从而节省电能，所以第二空应填重力势能。
【答案】
电磁感应；重力势能
【知识点】
电磁感应、重力势能
【点评】
本题结合新能源汽车的实际场景，考查电磁感应和重力势能的应用，体现了物理知识与生活实际的紧密联系，难度适中。
【难度系数】
0.5
首先，下山时能量回收系统自发电，是将机械能转化为电能，发电机的工作原理是电磁感应现象，据此确定第一空；其次，重力势能与质量和高度有关，满载矿石时车辆总质量更大，下山时重力势能可转化为电能，因此满载下山时更多利用重力势能的机械能，从而节省电能，据此确定第二空。
【解析】
1. 能量回收系统自发电的过程是将机械能转化为电能，发电机的工作原理是电磁感应现象，所以第一空应填电磁感应；
2. 重力势能的大小与质量和高度有关，满载矿石时车辆的质量更大，在相同高度下重力势能更大，下山时重力势能可转化为电能，因此满载矿石下山时更多利用了重力势能的机械能，从而节省电能，所以第二空应填重力势能。
【答案】
电磁感应；重力势能
【知识点】
电磁感应、重力势能
【点评】
本题结合新能源汽车的实际场景，考查电磁感应和重力势能的应用，体现了物理知识与生活实际的紧密联系，难度适中。
【难度系数】
0.5
