11. [2025宁波余姚段考]在某次科技活动中，老师给同学们展示一个如图甲所示的黑盒子，绝缘外壳上有A、B、C三个接线柱，老师告诉同学们，盒内电路由两个定值电阻连接而成。小科同学设计了如图乙所示的电路来研究盒内电阻的连接情况。已知电源电压恒定不变，$R_0$是阻值为$3\ \Omega$的定值电阻，$R_1$是滑动变阻器。小科进行了如下的实验操作：

① 把BC两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S，将$R_1$的滑片移至最左端时，电压表示数为1.8 V，电流表示数为0.6 A。
② 用导线把AC连接起来，再将AB接线柱接入MN之间，闭合开关S和$S_1$，此时电流表的示数为1.8 A。
③ 把AC两个接线柱接到MN之间，只闭合开关S，小科发现将$R_1$的滑片从某位置移至最左端或最右端时，电压表示数均变化0.45 V，电流表示数均变化0.05 A。
（1）据操作①求出黑盒子BC间的电阻。
（2）求电源电压。
（3）请在甲中画出黑盒子内的电路图，并标明各电阻的阻值。
类型五 磁体

11.（1）BC间的电阻$R_{BC}=\frac{U_{BC}}{I_{BC}}=\frac{1.8\ \mathrm{V}}{0.6\ \mathrm{A}}=3\ \Omega$
（2）BC接MN,闭合S,滑片置于最左端时,$R_0$两端电压$U_0=I_{BC}R_0=0.6\ \mathrm{A}×3\ \Omega=1.8\ \mathrm{V}$,电源电压$U=U_{BC}+U_0=1.8\ \mathrm{V}+1.8\ \mathrm{V}=3.6\ \mathrm{V}$
（3）AC连接,AB接MN,闭合S、S₁时,电路中只有AB间的电阻,$I_{AB}=1.8\ \mathrm{A}=3I_{BC}$,因为电源电压恒定不变,所以AC连接,AB接MN时,AB间的电阻$R=\frac{1}{3}×(R_{BC}+R_0)=\frac{1}{3}×(3\ \Omega+3\ \Omega)=2\ \Omega$,又因为BC接MN时,BC间的电阻$R_{BC}=3\ \Omega$,且盒内电路由两个定值电阻组成,分析得出BC、AC两电阻并联,$R_{BC}=3\ \Omega$,并联后的总电阻$R=2\ \Omega$,根据并联电路电阻公式:$\frac{1}{R}=\frac{1}{R_{AB}}+\frac{1}{R_{BC}}$,代入数据得:$\frac{1}{2\ \Omega}=\frac{1}{R_{AB}}+\frac{1}{3\ \Omega}$,解得$R_{AB}=6\ \Omega$,黑盒子内的电路如图所示。

【分析】
要解决本题，需先明确各实验操作对应的电路结构：①中BC接入MN，只闭合S且滑片在最左端时，滑动变阻器接入电阻为0，R₀与BC间电阻串联，电压表测BC间电压，电流表测总电流，可直接用欧姆定律求BC间电阻；②中AC连接、AB接入MN，闭合S和S₁时，R₀被短路，结合电源电压可求AB间电阻；③中AC接入MN、只闭合S时，利用电压和电流的变化量求AC间电阻，最终根据电阻关系判断黑盒内的并联结构。
【解析】
（1）操作①中，BC接线柱接入MN，只闭合S，滑片移至最左端时，滑动变阻器R₁接入电阻为0，电路为R₀与BC间电阻R_BC串联，电压表测R_BC两端电压，电流表测电路电流。根据欧姆定律：
$R_{BC}=\frac{U_{BC}}{I_{BC}}=\frac{1.8\ \mathrm{V}}{0.6\ \mathrm{A}}=3\ \Omega$
（2）R₀两端的电压：
$U_0=I_{BC}R_0=0.6\ \mathrm{A}×3\ \Omega=1.8\ \mathrm{V}$
电源电压为串联电路总电压：
$U=U_{BC}+U_0=1.8\ \mathrm{V}+1.8\ \mathrm{V}=3.6\ \mathrm{V}$
（3）操作②中，AC连接、AB接线柱接入MN，闭合S和S₁时，电路中只有AB间的电阻，结合电源电压与电流关系，AB间电阻为：
$R=\frac{U}{I_{AB}}=\frac{3.6\ \mathrm{V}}{1.8\ \mathrm{A}}=2\ \Omega$
黑盒内为两个电阻并联，已知$R_{BC}=3\ \Omega$，并联总电阻$R=2\ \Omega$，根据并联电阻公式$\frac{1}{R}=\frac{1}{R_{AB}}+\frac{1}{R_{BC}}$，代入数据：
$\frac{1}{2\ \Omega}=\frac{1}{R_{AB}}+\frac{1}{3\ \Omega}$
解得$R_{AB}=6\ \Omega$，黑盒子内的电路图如下：
（对应参考答案的电路图）
【答案】
（1）BC间电阻为$3\ \Omega$；（2）电源电压为$3.6\ \mathrm{V}$；（3）黑盒子内电路图如上述所示，A接$6\ \Omega$电阻到公共端，C接$3\ \Omega$电阻到公共端，B为公共端。
【知识点】欧姆定律、串联电路电压规律、并联电路电阻规律
【点评】本题结合黑盒子电路考查电学综合计算，需分析不同开关状态的电路结构，灵活运用欧姆定律和串并联规律，对电路分析能力要求较高。
【难度系数】
0.5

12. [2025丽水期中]如图所示，小磁针B静止在条形磁体A的旁边，下列说法错误的是（）


A.如果条形磁体A的左端为N极，则小磁针B静止时左端为S极
B.如果条形磁体A的左端为N极，则a点的磁场方向为水平方向向左
C.小磁针B周围也存在着磁场，磁场是实际存在的物质
D.条形磁体A周围存在磁场，磁感线并不是实际存在的线，只是为了形象地描绘磁场

12.B

【分析】本题要求选出说法错误的选项，需结合磁体的磁极间相互作用规律、磁场方向的判断、磁场与磁感线的概念逐一分析各选项。首先回忆相关知识点：磁体外部磁感线从N极出发回到S极；磁场方向与磁感线切线方向一致，小磁针静止时N极指向磁场方向；异名磁极相互吸引；磁场是实际存在的特殊物质，磁感线是假想的磁场描述工具。接下来结合知识点判断每个选项的正误即可。
【解析】
1. 分析选项A：若条形磁体A左端为N极，则右端为S极。根据“异名磁极相互吸引”，小磁针B靠近A的一端为N极，因此小磁针B的左端为S极，该选项说法正确。
2. 分析选项B：若条形磁体A左端为N极，根据磁体外部磁感线分布规律，磁感线从N极出发回到S极，因此a点所在位置的磁感线方向为水平向右，即a点的磁场方向为水平向右，而非选项中所说的水平向左，该选项说法错误。
3. 分析选项C：磁场是磁体周围实际存在的特殊物质，小磁针B作为磁体，其周围也存在磁场，该选项说法正确。
4. 分析选项D：条形磁体A周围存在磁场，磁感线是为了形象、直观地描述磁场而引入的假想曲线，并非实际存在的线，该选项说法正确。
综上，说法错误的是选项B。
【答案】B
【知识点】磁体与磁场、磁感线、磁极间相互作用
【点评】本题考查磁现象的基础知识点，侧重考查对磁场、磁感线概念及磁感线方向的理解，属于常规基础题，需准确区分各概念的内涵，避免混淆。
【难度系数】0.6

13. [2025 杭州萧山期中]如图所示为“门禁”上的电磁锁，由电磁铁A和金属块B构成（如图甲所示），工作原理如图乙所示，电磁铁通电时，A、B相互吸引，门被锁住无法推开。电磁铁断电时，A、B不吸引，门可以被推开。下列说法中，正确的是（）


A.金属块B可选用钢块
B.图乙中开关闭合，电磁铁A的右端为S极
C.门被锁住时，图乙中的开关S应处于闭合状态
D.若要增强电磁锁AB间的吸引力，图乙中滑片P应该向右移

13.C

【分析】
要解决本题，需结合电磁铁的特性、安培定则、磁性强弱的影响因素及电磁锁的工作原理，逐一分析各选项：
1. 选项A：电磁铁吸引软磁材料，钢是硬磁材料，被磁化后会保留磁性，断电后仍会与电磁铁A吸引，无法实现断电时门可推开的功能，故A错误。
2. 选项B：根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流环绕方向，大拇指指向螺线管N极。图乙中电流从螺线管左端流入、右端流出，结合绕线方式，可判断螺线管A的右端为N极，故B错误。
3. 选项C：题目明确“电磁铁通电时，A、B相互吸引，门被锁住”，因此门被锁住时开关S需闭合，使电磁铁通电，故C正确。
4. 选项D：电磁铁磁性强弱与电流大小有关，电流越大磁性越强。滑片P向右移时，滑动变阻器接入电阻变大，电路电流减小，电磁铁磁性减弱，AB间吸引力变小，故D错误。
【解析】
对各选项分析如下：
A选项：金属块B若选用钢块，钢属于硬磁材料，被磁化后会保留剩磁，断电后电磁铁A仍会与B吸引，不符合电磁锁断电时可开门的要求，A错误。
B选项：应用安培定则：右手握住螺线管，四指顺着电流方向（电流从左端流入，右端流出，绕线使电流环绕方向对应大拇指指向右端），可知电磁铁A的右端为N极，并非S极，B错误。
C选项：根据题意，门被锁住时需要电磁铁通电产生吸引力，因此开关S应处于闭合状态，C正确。
D选项：滑片P向右移，滑动变阻器接入电路的电阻增大，电路中电流减小，电磁铁磁性减弱，AB间吸引力减小，无法增强吸引力，D错误。
【答案】
C
【知识点】
电磁铁、安培定则、滑动变阻器
【点评】
本题结合电磁锁的实际应用，考查电磁铁相关基础知识，需准确掌握安培定则的应用、电磁铁磁性强弱的影响因素，以及电磁锁的工作逻辑，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5

14.［2025宁波鄞州期末］如图所示，当用导线将一个铁钉、一节电池和一个纽扣形强磁体构成闭合回路后，铁钉会绕着电池的轴线持续旋转。（第14题图）
（1）该装置的工作原理与（填“电动机”或“发电机”）相同。
（2）演示时，若要改变铁钉的转动方向，可以改变（填字母）。
A. 电池正负极 B. 磁体的磁极
C. 铁钉的方向
（3）演示时，若要明显增加铁钉转速，可以。

14.（1）电动机 （2）AB （3）换用磁性更强的磁体(或串联一个电池等合理即可)

【分析】本题围绕通电导体在磁场中的受力现象展开，需明确该装置的工作原理、影响受力方向和大小的因素。首先，装置中通电的铁钉在磁场中受力转动，对应电动机的原理；其次，通电导体受力方向由电流方向和磁场方向决定，改变其中一个即可改变转动方向；最后，受力大小与电流大小、磁场强弱有关，可通过增强磁场或增大电流来增大受力，提高转速。
【解析】（1）该装置中，铁钉接入闭合回路后有电流通过，处于磁体产生的磁场中，受到力的作用而转动，这与电动机“通电导体在磁场中受力运动”的工作原理一致，发电机利用电磁感应原理，故填电动机。（2）通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关，要改变铁钉的转动方向，可改变电流方向（即调换电池正负极）或改变磁场方向（即调换磁体的磁极），铁钉方向不影响受力方向，故选AB。（3）通电导体在磁场中受力的大小与电流大小和磁场强弱有关，要增加铁钉转速（即增大受力），可换用磁性更强的磁体，或增大电路电流（如串联一个电池）等合理方法。
【答案】（1）电动机 （2）AB （3）换用磁性更强的磁体(或串联一个电池等合理即可)
【知识点】通电导体在磁场中受力、电动机原理
【点评】本题结合简易实验装置考查电动机相关知识，注重基础知识点的理解与应用，难度适中，能检验学生对电磁学核心知识点的掌握情况。
【难度系数】0.6