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典例分析2 在学习了电与磁的知识后，小军为全班同学表演了一个“隔空推物”的节目，其装置如图所示。甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁体的磁场中，两线圈通过导线连接构成一个闭合回路，当用手推动甲线圈使其摆动时，乙线圈也会随之摆动。以下说法正确的是（
A.甲线圈相当于电源，乙线圈相当于用电器
B.乙线圈摆动时，机械能转化为电能
C.若仅改变甲线圈的摆动方向，则乙线圈的摆动方向不变
D.若甲线圈不动，仅水平移动它下面的蹄形磁体，则乙线圈不会摆动
【探究学习活动】
A
）A.甲线圈相当于电源，乙线圈相当于用电器
B.乙线圈摆动时，机械能转化为电能
C.若仅改变甲线圈的摆动方向，则乙线圈的摆动方向不变
D.若甲线圈不动，仅水平移动它下面的蹄形磁体，则乙线圈不会摆动
【探究学习活动】
答案
A
解析
【分析】
当推动甲线圈摆动时，甲线圈在蹄形磁体的磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，发生电磁感应现象，此时甲线圈相当于电源；感应电流通过闭合回路流入乙线圈，乙线圈处于蹄形磁体的磁场中，通电导体在磁场中会受到力的作用，因此乙线圈会摆动，此时乙线圈相当于用电器。接下来逐一分析选项：A选项符合上述原理；B选项需注意乙线圈摆动的能量转化；C选项要明确感应电流方向与导体切割方向的关系；D选项需判断移动磁体时甲线圈是否仍产生感应电流。
【解析】
1. 甲线圈的作用：推动甲线圈摆动时，甲线圈在磁场中切割磁感线，产生感应电流，属于电磁感应现象，此时甲线圈相当于电源。
2. 乙线圈的作用：感应电流流入乙线圈，乙线圈在磁场中受力摆动，此过程电能转化为机械能，乙线圈相当于用电器，故A正确；B选项中乙线圈摆动是电能转化为机械能，不是机械能转化为电能，B错误。
3. C选项：感应电流方向与导体切割磁感线的方向有关，改变甲线圈摆动方向，感应电流方向改变，乙线圈受力方向改变，摆动方向也改变，C错误。
4. D选项：甲线圈不动，移动其下方的蹄形磁体，甲线圈相对磁场仍做切割磁感线运动，会产生感应电流，乙线圈受力摆动，D错误。
【答案】
A
【知识点】
电磁感应现象、通电导体在磁场中受力
【点评】
本题结合创新装置考查电与磁的核心知识点，需区分电磁感应和通电导体受力的原理、能量转化，以及影响感应电流和受力方向的因素，是对电磁学知识的综合应用，难度适中。
【难度系数】
0.5
当推动甲线圈摆动时，甲线圈在蹄形磁体的磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，发生电磁感应现象，此时甲线圈相当于电源；感应电流通过闭合回路流入乙线圈，乙线圈处于蹄形磁体的磁场中，通电导体在磁场中会受到力的作用，因此乙线圈会摆动，此时乙线圈相当于用电器。接下来逐一分析选项：A选项符合上述原理；B选项需注意乙线圈摆动的能量转化；C选项要明确感应电流方向与导体切割方向的关系；D选项需判断移动磁体时甲线圈是否仍产生感应电流。
【解析】
1. 甲线圈的作用：推动甲线圈摆动时，甲线圈在磁场中切割磁感线，产生感应电流，属于电磁感应现象，此时甲线圈相当于电源。
2. 乙线圈的作用：感应电流流入乙线圈，乙线圈在磁场中受力摆动，此过程电能转化为机械能，乙线圈相当于用电器，故A正确；B选项中乙线圈摆动是电能转化为机械能，不是机械能转化为电能，B错误。
3. C选项：感应电流方向与导体切割磁感线的方向有关，改变甲线圈摆动方向，感应电流方向改变，乙线圈受力方向改变，摆动方向也改变，C错误。
4. D选项：甲线圈不动，移动其下方的蹄形磁体，甲线圈相对磁场仍做切割磁感线运动，会产生感应电流，乙线圈受力摆动，D错误。
【答案】
A
【知识点】
电磁感应现象、通电导体在磁场中受力
【点评】
本题结合创新装置考查电与磁的核心知识点，需区分电磁感应和通电导体受力的原理、能量转化，以及影响感应电流和受力方向的因素，是对电磁学知识的综合应用，难度适中。
【难度系数】
0.5
典例分析3 近年来电动自行车数量急剧增加，电动自行车因具有快捷、经济和环保等优点而深受大家喜爱，但同时也带来了严重的安全问题。因此，小明进行了主题为“安全骑行电动自行车”的探究性学习活动。
(1)骑行电动自行车时不要闯红灯。深圳部分路口有会“说话”的交通警示器，它在红灯时会语音播报提示“红灯，请勿通行”。这说明声音能传递
(2)骑行电动自行车时看手机、走神、酒驾等存在很大的安全隐患。若某人以18 km/h的速度匀速行驶，看一眼手机用时2 s，这期间他行驶了
(3)为了证明骑行电动自行车时戴头盔的重要性，小明做一个模拟实验。他将两个相似的鸡蛋分别放在纸筒底座上，左边鸡蛋上方放一个轻质瓶盖，瓶盖内塞入棉花，在两鸡蛋正上方释放相同的铁球，如图甲所示，实验操作中有错误的是
(4)超速行驶的电动自行车极易发生交通事故。小明为电动自行车设计了一个简单的超速报警电路，如图乙所示，它由“传感电路”和“执行电路”组成。传感电路电源电压为12 V，电阻箱的阻值为$R$，图丙是可变电阻的阻值$R_P$与车速的关系图像。已知通过电磁铁的电流必须等于或大于1.2 A时，才能启动报警。小明设定速度为30 km/h时红灯亮，报警器工作，则电阻箱的阻值至少应调到
(5)新国标《电动自行车安全技术规范》中要求电动自行车整车质量不超过55 kg，最大车速不超过25 km/h，电池电压不超过48 V。图丁中的电动自行车部分参数如下表所示。
若质量为60 kg的小明骑行该车时，每个轮胎与地面接触的面积为50 cm²，g取10 N/kg，则该车行驶时对地面的压强为
(1)骑行电动自行车时不要闯红灯。深圳部分路口有会“说话”的交通警示器，它在红灯时会语音播报提示“红灯，请勿通行”。这说明声音能传递
信息
。(2)骑行电动自行车时看手机、走神、酒驾等存在很大的安全隐患。若某人以18 km/h的速度匀速行驶，看一眼手机用时2 s，这期间他行驶了
10
m。(3)为了证明骑行电动自行车时戴头盔的重要性，小明做一个模拟实验。他将两个相似的鸡蛋分别放在纸筒底座上，左边鸡蛋上方放一个轻质瓶盖，瓶盖内塞入棉花，在两鸡蛋正上方释放相同的铁球，如图甲所示，实验操作中有错误的是
未控制铁球下落的高度相同
。改正错误后，他观察到左边鸡蛋完好，右边鸡蛋破碎。这说明左边鸡蛋“戴头盔”后受力面积增大，减小了压强
（选填“压强”或“压力”），这是鸡蛋得到保护的原因之一。(4)超速行驶的电动自行车极易发生交通事故。小明为电动自行车设计了一个简单的超速报警电路，如图乙所示，它由“传感电路”和“执行电路”组成。传感电路电源电压为12 V，电阻箱的阻值为$R$，图丙是可变电阻的阻值$R_P$与车速的关系图像。已知通过电磁铁的电流必须等于或大于1.2 A时，才能启动报警。小明设定速度为30 km/h时红灯亮，报警器工作，则电阻箱的阻值至少应调到
4
Ω；为了提高骑行安全，需要速度更小时电路就能启动报警，可采取的方法是减小电阻箱阻值
。(5)新国标《电动自行车安全技术规范》中要求电动自行车整车质量不超过55 kg，最大车速不超过25 km/h，电池电压不超过48 V。图丁中的电动自行车部分参数如下表所示。
若质量为60 kg的小明骑行该车时，每个轮胎与地面接触的面积为50 cm²，g取10 N/kg，则该车行驶时对地面的压强为
1.1×10⁵
Pa。电动自行车显示电池电量为80％，小明对其进行充电，充满电需耗电0.32 kW·h，小明认为该电动自行车超标，原因是其电池电压为60
V。答案
1. 信息
2. 10
3. 未控制铁球下落的高度相同 压强
4. 4 减小电阻箱阻值
5. 1.1×10⁵ 60
2. 10
3. 未控制铁球下落的高度相同 压强
4. 4 减小电阻箱阻值
5. 1.1×10⁵ 60
解析
【分析】
本题为初中物理综合题，需逐个分析各小题：1. 第一题考查声音的作用，需区分声音传递信息与能量的场景，交通警示器的语音提示是传递信息；2. 第二题是速度单位换算与路程计算，先将km/h换算为m/s，再用路程公式求解；3. 第三题是实验探究的控制变量法应用，验证头盔作用时需控制铁球下落高度相同，同时考查压强与受力面积的关系；4. 第四题是欧姆定律的应用，结合串联电路规律和图像分析，先求总电阻，再计算电阻箱阻值，调整报警条件；5. 第五题是压强计算与新国标应用，先算总压力和接触面积求压强，再对比新国标判断超标原因。
【解析】
1. 声音可传递信息和能量，红灯时语音播报提示“红灯，请勿通行”，是向骑行者传递交通规则信息，故填信息。
2. 速度单位换算：$v=18\ \mathrm{km/h}=5\ \mathrm{m/s}$，根据$s=vt$，$t=2\ \mathrm{s}$，得$s=5\ \mathrm{m/s}×2\ \mathrm{s}=10\ \mathrm{m}$，故填10。
3. 探究实验需控制变量，验证头盔对鸡蛋的保护作用时，除受力面积不同外，铁球下落高度应相同，故操作错误是未控制铁球下落的高度相同；压力一定时，受力面积越大压强越小，左边鸡蛋上方受力面积增大，压强减小，鸡蛋完好，故填压强。
4. 传感电路中$R$与$R_P$串联，电源$U=12\ \mathrm{V}$，报警电流$I≥1.2\ \mathrm{A}$，总电阻$R_{\mathrm{总}}=\frac{U}{I}=\frac{12\ \mathrm{V}}{1.2\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$；速度30 km/h时$R_P=6\ \Omega$，则电阻箱阻值$R=10\ \Omega-6\ \Omega=4\ \Omega$；要速度更小时报警，速度越小$R_P$越小，需保持总电阻为10 Ω，故减小电阻箱阻值。
5. 总压力$F=G_{\mathrm{总}}=(m_{\mathrm{车}}+m_{\mathrm{人}})g$，压强$p=\frac{F}{S}=\frac{1100\ \mathrm{N}}{0.01\ \mathrm{m}^2}=1.1×10^5\ \mathrm{Pa}$；新国标要求电池电压不超48 V，此处电池电压为60 V，故超标。
【答案】
1. 信息；2. 10；3. 未控制铁球下落的高度相同、压强；4. 4、减小电阻箱阻值；5. $1.1×10^5$、60
【知识点】
声的利用、压强、欧姆定律应用
【点评】
本题结合生活实际考查物理核心知识点，实验题突出控制变量法，电学题需结合图像分析，难度适中，适合中等水平学生解答。
【难度系数】
0.6
本题为初中物理综合题，需逐个分析各小题：1. 第一题考查声音的作用，需区分声音传递信息与能量的场景，交通警示器的语音提示是传递信息；2. 第二题是速度单位换算与路程计算，先将km/h换算为m/s，再用路程公式求解；3. 第三题是实验探究的控制变量法应用，验证头盔作用时需控制铁球下落高度相同，同时考查压强与受力面积的关系；4. 第四题是欧姆定律的应用，结合串联电路规律和图像分析，先求总电阻，再计算电阻箱阻值，调整报警条件；5. 第五题是压强计算与新国标应用，先算总压力和接触面积求压强，再对比新国标判断超标原因。
【解析】
1. 声音可传递信息和能量，红灯时语音播报提示“红灯，请勿通行”，是向骑行者传递交通规则信息，故填信息。
2. 速度单位换算：$v=18\ \mathrm{km/h}=5\ \mathrm{m/s}$，根据$s=vt$，$t=2\ \mathrm{s}$，得$s=5\ \mathrm{m/s}×2\ \mathrm{s}=10\ \mathrm{m}$，故填10。
3. 探究实验需控制变量，验证头盔对鸡蛋的保护作用时，除受力面积不同外，铁球下落高度应相同，故操作错误是未控制铁球下落的高度相同；压力一定时，受力面积越大压强越小，左边鸡蛋上方受力面积增大，压强减小，鸡蛋完好，故填压强。
4. 传感电路中$R$与$R_P$串联，电源$U=12\ \mathrm{V}$，报警电流$I≥1.2\ \mathrm{A}$，总电阻$R_{\mathrm{总}}=\frac{U}{I}=\frac{12\ \mathrm{V}}{1.2\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$；速度30 km/h时$R_P=6\ \Omega$，则电阻箱阻值$R=10\ \Omega-6\ \Omega=4\ \Omega$；要速度更小时报警，速度越小$R_P$越小，需保持总电阻为10 Ω，故减小电阻箱阻值。
5. 总压力$F=G_{\mathrm{总}}=(m_{\mathrm{车}}+m_{\mathrm{人}})g$，压强$p=\frac{F}{S}=\frac{1100\ \mathrm{N}}{0.01\ \mathrm{m}^2}=1.1×10^5\ \mathrm{Pa}$；新国标要求电池电压不超48 V，此处电池电压为60 V，故超标。
【答案】
1. 信息；2. 10；3. 未控制铁球下落的高度相同、压强；4. 4、减小电阻箱阻值；5. $1.1×10^5$、60
【知识点】
声的利用、压强、欧姆定律应用
【点评】
本题结合生活实际考查物理核心知识点，实验题突出控制变量法，电学题需结合图像分析，难度适中，适合中等水平学生解答。
【难度系数】
0.6
