登录
3.如图20.3-3所示为一个“智能照明灯”的内部简化电路。控制电路中电源电压恒定，$R_1$为可变电阻，$R_2$为光敏电阻，其阻值随光强而变化。灯泡L天黑时自动发光，天亮时自动熄灭。若黄昏时灯就亮了，不利于节能，应该将$R_1$调
小
；若控制电路中的电源用久了，电源电压降低，那么会出现的情况是灯泡工作时间变长(没到晚上灯就亮了)
。答案
3.小 灯泡工作时间变长(没到晚上灯就亮了)
解析
【分析】
要解决这道题，需结合电磁继电器的工作原理和欧姆定律分析：首先明确光敏电阻R₂的特性：光强越大，R₂阻值越小；光强越小，R₂阻值越大。灯泡L天黑亮、天亮灭的原理是：控制电路电流小时，电磁铁磁性弱，衔铁未被吸合，灯泡所在工作电路接通，灯亮；控制电路电流大时，电磁铁磁性强，衔铁被吸合，工作电路断开，灯灭。
1. 黄昏时灯就亮，说明此时控制电路电流已小到使电磁铁无法吸合衔铁，需让灯晚亮（更暗时才亮），需增大控制电路电流，根据欧姆定律I=U/(R₁+R₂)，电源电压U恒定，需减小总电阻，因此调小R₁。
2. 电源用久后电压降低，相同电阻下控制电路电流会变小，电磁铁磁性减弱，原本天亮时（光强、R₂小）能吸合衔铁的电流现在无法达到，导致未到晚上灯就亮，工作时间变长。
【解析】
1. 黄昏时灯亮，说明此时控制电路电流较小，电磁铁磁性弱，衔铁未吸合，灯亮。要让灯晚亮，需增大控制电路电流，根据欧姆定律I=U/(R₁+R₂)，电源电压U不变，需减小总电阻，因此应将可变电阻R₁调小。
2. 控制电路电源电压降低时，根据I=U/(R₁+R₂)，相同的R₁、R₂下，控制电路电流变小，电磁铁磁性减弱，原本天亮时光强较大、R₂较小时能吸合衔铁的电流现在无法达到，因此会出现未到晚上灯就亮，灯泡工作时间变长的情况。
【答案】
小；灯泡工作时间变长(没到晚上灯就亮了)
【知识点】
电磁继电器、欧姆定律
【点评】
本题结合智能照明灯的实际应用，考查电磁继电器与欧姆定律的综合运用，需明确光敏电阻特性和电磁继电器的工作逻辑，注重知识的实际应用，难度适中。
【难度系数】
0.3
要解决这道题，需结合电磁继电器的工作原理和欧姆定律分析：首先明确光敏电阻R₂的特性：光强越大，R₂阻值越小；光强越小，R₂阻值越大。灯泡L天黑亮、天亮灭的原理是：控制电路电流小时，电磁铁磁性弱，衔铁未被吸合，灯泡所在工作电路接通，灯亮；控制电路电流大时，电磁铁磁性强，衔铁被吸合，工作电路断开，灯灭。
1. 黄昏时灯就亮，说明此时控制电路电流已小到使电磁铁无法吸合衔铁，需让灯晚亮（更暗时才亮），需增大控制电路电流，根据欧姆定律I=U/(R₁+R₂)，电源电压U恒定，需减小总电阻，因此调小R₁。
2. 电源用久后电压降低，相同电阻下控制电路电流会变小，电磁铁磁性减弱，原本天亮时（光强、R₂小）能吸合衔铁的电流现在无法达到，导致未到晚上灯就亮，工作时间变长。
【解析】
1. 黄昏时灯亮，说明此时控制电路电流较小，电磁铁磁性弱，衔铁未吸合，灯亮。要让灯晚亮，需增大控制电路电流，根据欧姆定律I=U/(R₁+R₂)，电源电压U不变，需减小总电阻，因此应将可变电阻R₁调小。
2. 控制电路电源电压降低时，根据I=U/(R₁+R₂)，相同的R₁、R₂下，控制电路电流变小，电磁铁磁性减弱，原本天亮时光强较大、R₂较小时能吸合衔铁的电流现在无法达到，因此会出现未到晚上灯就亮，灯泡工作时间变长的情况。
【答案】
小；灯泡工作时间变长(没到晚上灯就亮了)
【知识点】
电磁继电器、欧姆定律
【点评】
本题结合智能照明灯的实际应用，考查电磁继电器与欧姆定律的综合运用，需明确光敏电阻特性和电磁继电器的工作逻辑，注重知识的实际应用，难度适中。
【难度系数】
0.3
4.小明在课外活动实验中，将导线绕成一个线圈，自制了一个电磁铁，他希望获得更强的磁性，因此设计了以下几种方案，其中不可能实现的是 （
A.增加电路中电池的节数
B.增加线圈匝数
C.将电源的正、负极对调
D.在线圈中插入一根铁钉
C
）A.增加电路中电池的节数
B.增加线圈匝数
C.将电源的正、负极对调
D.在线圈中插入一根铁钉
答案
4.C
解析
【分析】
要解决本题，需先明确电磁铁磁性强弱的影响因素：电流大小、线圈匝数、有无铁芯。增强电磁铁磁性的方法是增大电流、增加线圈匝数、插入铁芯。接下来逐一分析各选项：A选项增加电池节数会增大电流，B选项增加线圈匝数，D选项插入铁钉（铁芯）都能增强磁性；而C选项对调电源正负极仅改变电流方向，只能改变电磁铁的磁极，无法改变磁性强弱，因此该方案不可能实现。
【解析】
电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数、是否插入铁芯三个因素有关，要增强磁性需从这三个方面入手分析各选项：
1. 选项A：增加电路中电池的节数，会增大电路两端的电压，根据欧姆定律，电路中的电流会增大，电磁铁的磁性会增强，该方案可行。
2. 选项B：在电流和铁芯不变的情况下，增加线圈匝数，电磁铁的磁性会增强，该方案可行。
3. 选项C：将电源的正、负极对调，仅改变了电流的方向，只能改变电磁铁的磁极，无法改变电磁铁的磁性强弱，不能增强磁性，该方案不可行。
4. 选项D：在线圈中插入铁钉作为铁芯，铁芯能显著增强电磁铁的磁性，该方案可行。
综上，不可能实现的是选项C。
【答案】
C
【知识点】
电磁铁磁性强弱的影响因素
【点评】
本题考查电磁铁磁性强弱的影响因素，需注意区分“改变电流方向”与“改变磁性强弱”的不同，是对基础知识点的直接考查，难度不大，需准确掌握相关概念。
【难度系数】
0.4
要解决本题，需先明确电磁铁磁性强弱的影响因素：电流大小、线圈匝数、有无铁芯。增强电磁铁磁性的方法是增大电流、增加线圈匝数、插入铁芯。接下来逐一分析各选项：A选项增加电池节数会增大电流，B选项增加线圈匝数，D选项插入铁钉（铁芯）都能增强磁性；而C选项对调电源正负极仅改变电流方向，只能改变电磁铁的磁极，无法改变磁性强弱，因此该方案不可能实现。
【解析】
电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数、是否插入铁芯三个因素有关，要增强磁性需从这三个方面入手分析各选项：
1. 选项A：增加电路中电池的节数，会增大电路两端的电压，根据欧姆定律，电路中的电流会增大，电磁铁的磁性会增强，该方案可行。
2. 选项B：在电流和铁芯不变的情况下，增加线圈匝数，电磁铁的磁性会增强，该方案可行。
3. 选项C：将电源的正、负极对调，仅改变了电流的方向，只能改变电磁铁的磁极，无法改变电磁铁的磁性强弱，不能增强磁性，该方案不可行。
4. 选项D：在线圈中插入铁钉作为铁芯，铁芯能显著增强电磁铁的磁性，该方案可行。
综上，不可能实现的是选项C。
【答案】
C
【知识点】
电磁铁磁性强弱的影响因素
【点评】
本题考查电磁铁磁性强弱的影响因素，需注意区分“改变电流方向”与“改变磁性强弱”的不同，是对基础知识点的直接考查，难度不大，需准确掌握相关概念。
【难度系数】
0.4
5. 如图20.3-4所示是直流电铃的原理图。开关断开时，弹性片的一端与螺钉接触。开关闭合，电磁铁吸引衔铁，小锤敲击铃碗发声，同时弹性片与螺钉分离导致断电，电磁铁失去磁性，弹性片与螺钉接触，电路再次接通，如此往复。下列说法正确的是（
A.电路接通时，电磁铁右侧上端为N极
B.电路接通时，电磁铁周围产生磁感线
C.若只更换电压较小的电源，电铃可能无法正常工作
D.若只对调电源的正、负极，电铃可能无法正常工作
图20.3-4
C
）A.电路接通时，电磁铁右侧上端为N极
B.电路接通时，电磁铁周围产生磁感线
C.若只更换电压较小的电源，电铃可能无法正常工作
D.若只对调电源的正、负极，电铃可能无法正常工作
图20.3-4
答案
5.C
解析
【分析】
本题考查直流电铃的工作原理及电磁铁的相关知识，需结合电铃的工作过程，逐一分析各选项涉及的电磁铁性质、磁感线特点等内容，判断选项对错。
【解析】
选项A：根据安培定则，电流从电源正极流出，经开关、弹性片、衔铁流入电磁铁线圈；对U型电磁铁的右侧线圈，右手握住右侧铁芯，四指沿电流方向，大拇指指向为N极，可知电磁铁右侧上端为S极，并非N极，故A错误。
选项B：磁感线是为描述磁场假想的物理模型，并非真实存在的曲线，电磁铁周围存在磁场，但不会产生真实的磁感线，故B错误。
选项C：电铃正常工作依赖电磁铁的磁性吸引衔铁，若更换电压较小的电源，电路中电流减小，电磁铁磁性减弱，可能无法吸引衔铁，导致电铃无法正常工作，故C正确。
选项D：对调电源正负极仅改变电流方向，电磁铁的磁极改变，但磁性大小不变，仍能吸引衔铁，电铃可正常工作，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
电磁铁、电流的磁效应、安培定则
【点评】
本题结合直流电铃的实际应用，考查电磁铁的基础知识点，需学生理解电铃的工作原理，掌握安培定则、电磁铁磁性的影响因素等，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
本题考查直流电铃的工作原理及电磁铁的相关知识，需结合电铃的工作过程，逐一分析各选项涉及的电磁铁性质、磁感线特点等内容，判断选项对错。
【解析】
选项A：根据安培定则，电流从电源正极流出，经开关、弹性片、衔铁流入电磁铁线圈；对U型电磁铁的右侧线圈，右手握住右侧铁芯，四指沿电流方向，大拇指指向为N极，可知电磁铁右侧上端为S极，并非N极，故A错误。
选项B：磁感线是为描述磁场假想的物理模型，并非真实存在的曲线，电磁铁周围存在磁场，但不会产生真实的磁感线，故B错误。
选项C：电铃正常工作依赖电磁铁的磁性吸引衔铁，若更换电压较小的电源，电路中电流减小，电磁铁磁性减弱，可能无法吸引衔铁，导致电铃无法正常工作，故C正确。
选项D：对调电源正负极仅改变电流方向，电磁铁的磁极改变，但磁性大小不变，仍能吸引衔铁，电铃可正常工作，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
电磁铁、电流的磁效应、安培定则
【点评】
本题结合直流电铃的实际应用，考查电磁铁的基础知识点，需学生理解电铃的工作原理，掌握安培定则、电磁铁磁性的影响因素等，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
6.玩具小船上装有一个由电池和带铁芯的长螺线管组成的电路，如图20.3-5所示。小船漂浮在水面上时，船头A指向东，船尾B指向西，当闭合开关S后，船头A最后将
（
A.指东
B.指南
C.指西
D.指北
（
D
）A.指东
B.指南
C.指西
D.指北
答案
6.D
解析
【分析】
要解决本题，需先利用安培定则判断闭合开关后螺线管的磁极，再结合地磁场的特点确定船头的指向。首先根据电路确定螺线管的电流方向，再用安培定则判断螺线管的N、S极；最后根据地磁场中磁体N极的指向规律，得出船头的最终方向。
【解析】
1. 判断螺线管的磁极：闭合开关S后，电流从电源正极流出，流入螺线管的左端，从螺线管的右端流出，经开关回到电源负极。根据安培定则（右手螺旋定则）：右手握住螺线管，使四指弯曲的方向与电流的环绕方向一致，大拇指所指的一端为螺线管的N极。由此可判断，螺线管的右端（船头A端）为N极，左端（船尾B端）为S极。
2. 确定船头指向：地球是一个大磁体，地理北极附近是地磁场的S极，地理南极附近是地磁场的N极；根据磁极间的相互作用规律，磁体的N极会指向地理北极，磁体的S极指向地理南极。因此，螺线管的N极（船头A端）最终会指向地理北极，即北方。
【答案】
D
【知识点】
安培定则、地磁场
【点评】
本题结合安培定则与地磁场知识，考查电磁学和磁现象的综合应用，需熟练掌握安培定则的操作和地磁场的特点，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需先利用安培定则判断闭合开关后螺线管的磁极，再结合地磁场的特点确定船头的指向。首先根据电路确定螺线管的电流方向，再用安培定则判断螺线管的N、S极；最后根据地磁场中磁体N极的指向规律，得出船头的最终方向。
【解析】
1. 判断螺线管的磁极：闭合开关S后，电流从电源正极流出，流入螺线管的左端，从螺线管的右端流出，经开关回到电源负极。根据安培定则（右手螺旋定则）：右手握住螺线管，使四指弯曲的方向与电流的环绕方向一致，大拇指所指的一端为螺线管的N极。由此可判断，螺线管的右端（船头A端）为N极，左端（船尾B端）为S极。
2. 确定船头指向：地球是一个大磁体，地理北极附近是地磁场的S极，地理南极附近是地磁场的N极；根据磁极间的相互作用规律，磁体的N极会指向地理北极，磁体的S极指向地理南极。因此，螺线管的N极（船头A端）最终会指向地理北极，即北方。
【答案】
D
【知识点】
安培定则、地磁场
【点评】
本题结合安培定则与地磁场知识，考查电磁学和磁现象的综合应用，需熟练掌握安培定则的操作和地磁场的特点，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
