專題08電與磁、信息的傳遞、能源與可持續(xù)發(fā)展1．（2023?呼和浩特）【新科技】為響應(yīng)節(jié)能減排、低碳生活，電動(dòng)汽車已進(jìn)入千家萬戶。如圖甲為某國產(chǎn)品牌的電動(dòng)汽車正在充電樁充電。充電樁充電時(shí)的電壓為220V，電流為40A，充電耗時(shí)為10h，汽車電池所容納的電能從零變?yōu)?0kW?h。充電時(shí)發(fā)現(xiàn)線路及設(shè)備發(fā)熱較為明顯，可等效為如圖乙的發(fā)熱電阻R線串聯(lián)于電路中，且認(rèn)為能量損失均為發(fā)熱電阻所致。求：（1）電能屬于二次能源（選填“一次能源”或“二次能源”）；（2）充電過程中，電流所做的功和充電效率η；（3）發(fā)熱電阻R線的阻值及充電過程中汽車電池兩極之間電壓。解：（1）電能屬于二次能源；（2）由題意知充電過程中的有用功W有用＝80kW?h＝2.88×108J，充電樁充電時(shí)的電壓為220V，電流為40A，充電耗時(shí)為10h，則消耗的電能為：W總＝UIt＝220V×40A×10×3600s＝3.168×108J＝88kW?h；則這個(gè)充電電路工作時(shí)的效率為：；（2）因?yàn)槟芰繐p耗均為充電線發(fā)熱所致，充電線上損失的電能為：Q＝W額外＝W總﹣W有用＝88kW?h﹣80kW?h＝8kW?h＝2.88×107J，由Q＝I2Rt得充電線發(fā)熱時(shí)的等效電阻為：；由W＝UIt得充電過程中汽車電池兩極之間電壓為。答：（1）二次能源；（2）充電過程中，電流所做的功為88kW?h，充電效率η為90.9%；（3）發(fā)熱電阻R線的阻值為0.5Ω；充電過程中汽車電池兩極之間電壓為200V?？键c(diǎn)一磁現(xiàn)象磁場2．（2025?內(nèi)蒙古）北宋學(xué)者沈括在他所著的《夢溪筆談》中記載：“方家以磁石磨針鋒，則能指南?！贬樹h能指南是由于摩擦使針鋒（）A．帶上了電 B．被磁化 C．溫度升高 D．質(zhì)量減小解：地球是一個(gè)大磁體，指南針指南北的原因是由于受到了地磁場的作用，針鋒能指南，說明針鋒被磁化，故B正確，ACD錯(cuò)誤。答案：B。3．（2024?赤峰）模型法是人們通過一定的科學(xué)方法，建立一個(gè)適當(dāng)模型揭示客觀事物形態(tài)、特征和本質(zhì)的研究方法。下列是一些使用模型法的實(shí)例，其中描述正確的是（）A．甲圖一束光從空氣斜射入水中，折射光線遠(yuǎn)離法線 B．乙圖條形磁體外部的磁感線從磁體的N極出發(fā)，回到S極 C．丙圖斜面上的小球所受重力的方向沿斜面向下 D．丁圖是Be原子的結(jié)構(gòu)模型，其原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成，中子帶正電解：A、甲圖一束光從空氣斜射入水中，折射光線應(yīng)該靠近法線，故A錯(cuò)誤；B、乙圖條形磁體外部的磁感線從磁體的N極出發(fā)，回到S極，故B正確；C、丙圖斜面上的小球所受重力的方向應(yīng)該豎直向下，故C錯(cuò)誤；D、丁圖中，Be原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成，質(zhì)子帶正電，中子不帶電，故D錯(cuò)誤。答案：B?？键c(diǎn)二電流的磁效應(yīng)、電磁鐵4．（2023?通遼）如圖所示，用細(xì)線懸掛的條形磁體，磁極未知，當(dāng)閉合電路開關(guān)S后，磁體的B端與通電螺線管的左端相互排斥，則B端是磁體的N極；斷開開關(guān)S，磁體靜止時(shí)，B端會(huì)指向地理的北方（選填“北方”或“南方”）。解：當(dāng)閉合電路開關(guān)S后，電流從螺線管右端流入，左端流出，根據(jù)安培定則可知，螺線管左端為N極，右端為S極，由于磁體的B端與通電螺線管左端相互排斥，根據(jù)同名磁極相互排斥可知，B端是磁體的N極；由于地磁的N極在地理的南極附近，地磁的S極在地理的北極附近，由于受地磁場的影響，磁體靜止時(shí)，B端（N極）會(huì)指向地理的北方。答案：N；北方。5．（2023?呼倫貝爾）如圖所示，在電磁鐵上方用彈簧掛著個(gè)條形磁體，閉合開關(guān)S，條形磁體靜止后，滑片P向右滑動(dòng)時(shí)彈簧縮短。請用箭頭標(biāo)出磁感線的方向。并用“+”“﹣”在括號內(nèi)標(biāo)出電源正負(fù)極。解：（1）滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，電路中的電阻變小，由歐姆定律，則電路中的電流變大，磁鐵的磁性變強(qiáng)，此時(shí)彈簧縮短，根據(jù)同名磁極相互排斥可知，通電螺線管上端為S極，下端為N極，磁體周圍的磁感線都是從N極出來，回到S極，如下圖所示：（2）右手握住螺線管，大拇指指向N極，四指指向電流的方向，則電流從螺線管的上端流入，下端流出，則電源右端為正極，左端為負(fù)極，如下圖所示：6．（2023?赤峰）學(xué)了電磁鐵，小明想：“電磁鐵兩極磁性強(qiáng)弱是否相同呢？”圖甲是他探究該猜想的裝置圖。（1）通電后，電磁鐵A端是S極。（2）閉合開關(guān)后，彈簧測力計(jì)的示數(shù)太小，要使其示數(shù)變大，滑動(dòng)變阻器滑片P應(yīng)向左端移動(dòng)。（3）將滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)完成后，根據(jù)圖乙讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)為2.2N。（4）在原位置將電磁鐵兩端對調(diào)，使B端向上，保持電流不變，觀察到彈簧測力計(jì)示數(shù)與（3）中相同。初步可得出的結(jié)論是：電磁鐵兩極磁性強(qiáng)弱相同。解：（1）通電后，根據(jù)安培定則，電磁鐵A端是S極。（2）閉合開關(guān)后，彈簧測力計(jì)的示數(shù)太小，要使其示數(shù)變大，滑動(dòng)變阻器滑片P應(yīng)向左端移動(dòng)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻減小，電流增大，電磁鐵的磁性增強(qiáng)，對薄鐵片的磁力增強(qiáng)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)變大。（3）將滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)完成后，根據(jù)圖乙，該測力計(jì)的分度值是0.2N，此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)為2.2N。（4）在原位置將電磁鐵兩端對調(diào)，使B端向上，保持電流不變，此時(shí)電磁鐵的磁性強(qiáng)弱不變，薄鐵片被重新磁化仍與電磁鐵相互吸引，對薄鐵片的磁力大小不變，觀察到彈簧測力計(jì)示數(shù)與（3）中相同。初步可得出的結(jié)論是：電磁鐵兩極磁性強(qiáng)弱相同。答案：（1）S；（2）左；（3）2.2；（4）相同。7．（2024?赤峰）大國重器“奮斗者”號，在一次深潛作業(yè)中，成功從萬米海底取回水下取樣器，堪稱“海底撈針”。請回答（海水密度近似取103kg/m3，g取10N/kg）：（1）①深潛器在一萬米深處受到海水的壓強(qiáng)是多少；②若其載人艙艙蓋面積為0.3m2，此深度它受到海水的壓力是多少。（2）在海水的高壓下，深潛器上浮或下潛的原理與潛水艇不同，它通過電磁鐵吸附大鐵塊及控制容器內(nèi)鐵砂數(shù)量實(shí)現(xiàn)下潛，若某次控制其總質(zhì)量為20t時(shí)恰好能懸停于某一深度作業(yè)。①求此時(shí)它受的浮力；②“奮斗者”號需要上浮時(shí)，可通過什么方式使電磁鐵拋掉吸附的鐵塊。解：（1）①深潛器在一萬米深處受到海水的壓強(qiáng)：p＝ρ海gh＝103kg/m3×10N/kg×10000m＝1×108Pa；②由可得，若其載人艙艙蓋面積為0.3m2，此深度它受到海水的壓力為：F＝pS＝1×108Pa×0.3m2＝3×107N；（2）①深潛器懸浮在海水中，物體的浮沉條件可知，此時(shí)它受的浮力為：F?。紾總＝m總g＝20×103kg×10N/kg＝2×105N，②“奮斗者”號需要上浮時(shí)，可通過斷開電路方式使電磁鐵失去磁性，拋掉吸附的鐵塊。答：（1）①深潛器在一萬米深處受到海水的壓強(qiáng)是1×108Pa；②若其載人艙艙蓋面積為0.3m2，此深度它受到海水的壓力是3×107N；（2）①此時(shí)它受的浮力是2×105N；②“奮斗者”號需要上浮時(shí)，可通過斷開電路方式使電磁鐵失去磁性，拋掉吸附的鐵塊?？键c(diǎn)三電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)8．（2024?包頭）如圖，閉合開關(guān)后風(fēng)車能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，下列器件的工作原理與風(fēng)車轉(zhuǎn)動(dòng)原理相同的是（）A．電動(dòng)機(jī) B．發(fā)電機(jī) C．指南針 D．電磁繼電器解：風(fēng)車轉(zhuǎn)動(dòng)的原理：磁場對通電導(dǎo)線產(chǎn)生力的作用，與A電動(dòng)機(jī)的原理相同，故A符合題意；答案：A。9．（2024?通遼）如圖是一新型手電筒。上下快速晃動(dòng)時(shí)，筒內(nèi)的磁體會(huì)上下運(yùn)動(dòng)，使筒壁上的線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，并為筒內(nèi)的蓄電池充電。下列說法正確的是（）A．該裝置利用了電動(dòng)機(jī)原理 B．上下快速晃動(dòng)時(shí)電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 C．該裝置利用了發(fā)電機(jī)原理 D．為蓄電池充電時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能解：AC、手電筒是利用電磁感應(yīng)原理來工作的，而發(fā)電機(jī)是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象的原理制成的，故A錯(cuò)誤，C正確；B、發(fā)電機(jī)在工作的過程中，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，故B錯(cuò)誤；D、蓄電池充電時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來，故D錯(cuò)誤。答案：C。10．（2024?赤峰）將揚(yáng)聲器、開關(guān)和電流表連成如圖電路，閉合開關(guān)，反復(fù)輕敲揚(yáng)聲器的紙盆，會(huì)看到電流表的指針左右擺動(dòng)，下列選項(xiàng)與其原理相同的是（）A．電動(dòng)機(jī) B．發(fā)電機(jī) C．電磁鐵 D．電鈴解：閉合開關(guān)，反復(fù)輕敲揚(yáng)聲器的紙盆，會(huì)看到電流表的指針左右擺動(dòng)，說明電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，發(fā)電機(jī)根據(jù)此原理制成的。答案：B。11．（2023?包頭）如圖，在探究磁生電實(shí)驗(yàn)中，下列做法能使電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是（）A．?dāng)嚅_開關(guān)，導(dǎo)體AB豎直上下運(yùn)動(dòng) B．?dāng)嚅_開關(guān)，導(dǎo)體AB水平左右運(yùn)動(dòng) C．閉合開關(guān)，導(dǎo)體AB豎直上下運(yùn)動(dòng) D．閉合開關(guān)，導(dǎo)體AB水平左右運(yùn)動(dòng)解：AB、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，而AB是斷開開關(guān)，故AB不符合題意；C、本題圖中蹄形磁體的磁感線方向是豎直方向，閉合開關(guān)，保持磁體靜止，導(dǎo)體AB豎直向上運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體AB不切割磁感線，指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故C不符合題意；D．閉合開關(guān)，導(dǎo)體AB水平左右運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體AB切割磁感線，指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故D符合題意。答案：D。12．（2023?呼和浩特）1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)。1831年法拉第發(fā)現(xiàn)磁可以生電，其原理如圖，當(dāng)導(dǎo)體棒切割磁感線時(shí)，可以看到電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，利用這一原理，可以制成（）A．電熱器 B．電磁起重機(jī) C．發(fā)電機(jī) D．電動(dòng)機(jī)解：1831年法拉第發(fā)現(xiàn)磁可以生電，其原理如圖，當(dāng)導(dǎo)體棒切割磁感線時(shí)，可以看到電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，利用這一原理，可以制成發(fā)電機(jī)，故C正確，ABD錯(cuò)誤。答案：C?？键c(diǎn)四電與磁綜合13．（2024?呼和浩特）關(guān)于電與磁，下列說法正確的是（）A．在探究磁生電的實(shí)驗(yàn)中，需要用到電源 B．電磁鐵磁性的強(qiáng)弱與電流的大小、線圈的匝數(shù)有關(guān) C．電磁波與聲波的傳播都需要介質(zhì) D．風(fēng)能、水能、太陽能、核能，均為可再生能源解：A、在探究磁生電的實(shí)驗(yàn)中，需要用到電流計(jì)，不需要電源，故A錯(cuò)誤；B、電磁鐵磁性的強(qiáng)弱與電流的大小、線圈的匝數(shù)有關(guān)，電流越大、線圈匝數(shù)越多，磁性越強(qiáng)，故B正確；C、電磁波的傳播不需要介質(zhì)；聲波的傳播需要介質(zhì)，故C錯(cuò)誤。D、風(fēng)能、水能和太陽能屬于可再生能源；核能短期內(nèi)很難再生，屬于不可再生能源，故D錯(cuò)誤。答案：B。14．（2024?呼倫貝爾）以下關(guān)于電與磁的描述正確的是（）A．如圖甲，當(dāng)閉合開關(guān)S后電路中的紅燈亮 B．如圖乙，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象 C．丙圖所示實(shí)驗(yàn)與電動(dòng)機(jī)工作原理相同 D．丁圖所示實(shí)驗(yàn)與揚(yáng)聲器工作原理相同解：A、如圖甲所示，當(dāng)閉合開關(guān)后，電磁鐵中有了電流，電磁鐵有了磁性，吸下銜鐵，綠燈亮、紅燈滅，故A錯(cuò)誤；B、如圖乙所示，小磁針偏轉(zhuǎn)是因?yàn)橥妼?dǎo)體的周圍存在磁場，故B錯(cuò)誤；C、如圖丙所示，電路中沒有電源，閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象，與手機(jī)無線充電原理相同，故C錯(cuò)誤；D、圖丁中有電源，這是用來研究磁場對電流的作用，與揚(yáng)聲器的工作原理相同，故D正確。答案：D。15．（2023?呼倫貝爾）圖甲中“福建艦”配備了電磁彈射車。當(dāng)彈射車內(nèi)的導(dǎo)體通過強(qiáng)大的電流時(shí)，戰(zhàn)斗機(jī)就受到強(qiáng)大的電磁力而向前彈射飛出，如圖乙所示。下列實(shí)驗(yàn)與電磁彈射車工作原理相同的是（）A．B． C．D．解：由題意可知，電磁彈射裝置的彈射車與戰(zhàn)斗機(jī)前輪連接，并處于強(qiáng)磁場中，當(dāng)彈射車內(nèi)的導(dǎo)體通以強(qiáng)大電流時(shí)，即可受到強(qiáng)大的推力，由此可知其工作原理是通電導(dǎo)體在磁場中受力而運(yùn)動(dòng)；A、圖中是研究磁體周圍存在磁場，與電磁彈射車的工作原理不同，故A錯(cuò)誤；B、圖中有電源，通電導(dǎo)體棒在磁場中受力而運(yùn)動(dòng)，即與電磁彈射車的工作原理相同，故B正確；C、圖中沒有電源，是閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電流，為電磁感應(yīng)原理，故C錯(cuò)誤；D、圖中兩個(gè)電磁鐵串聯(lián)，電流相同，線圈匝數(shù)不同，吸引大頭針的數(shù)目不同，說明電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與線圈的匝數(shù)有關(guān)，與電磁彈射車的工作原理不同，故D錯(cuò)誤。答案：B。16．（2023?通遼）現(xiàn)代電動(dòng)汽車為了節(jié)能，都安裝了能量回收裝置，在汽車剎車時(shí)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，為汽車提供后續(xù)的能量。下列四個(gè)裝置中與此原理相同的是（）A． B． C． D．解：汽車電動(dòng)機(jī)“變身”為發(fā)電機(jī)，將汽車動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，利用的是電磁感應(yīng)的原理；A、圖中是奧斯特實(shí)驗(yàn)，說明通電導(dǎo)體周圍存在著磁場，故A不符合題意；B、電鈴的原理是電流的磁效應(yīng)，故B不符合題意；C、動(dòng)圈式話筒的原理是電磁感應(yīng)，故C符合題意；D、揚(yáng)聲器的原理是通電導(dǎo)體在磁場中受力運(yùn)動(dòng)，故D不符合題意。答案：C?？键c(diǎn)五信息的傳遞17．（2023?呼倫貝爾）2023年5月10日，我國“天舟六號”貨運(yùn)飛船被成功發(fā)射升空?！疤熘哿枴陛d貨量為7.4t，是世界上運(yùn)貨能力最強(qiáng)的貨運(yùn)飛船之一。當(dāng)它進(jìn)入外太空后，所裝載的貨物質(zhì)量不變（選填“變大”“變小”或“不變”），與地球間傳遞信息是通過電磁波（選填“超聲波”“電磁波”或“次聲波”）。解：當(dāng)貨物進(jìn)入外太空后，物體的空間位置發(fā)生了變化，但是物體所含物質(zhì)的多少?zèng)]有發(fā)生變化，所以貨物的質(zhì)量不變；由于電磁波可以在真空中傳播，而且電磁波可以傳遞能量和信息，所以與地球間傳遞信息是通過電磁波。答案：不變；電磁波。18．（2024?赤峰）閱讀材料，回答問題。探索太空2024年4月，神舟十八號航天員乘組入駐“天宮”空間站，此次太空之旅的“閉環(huán)水生生態(tài)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)”和“太空漫步”兩個(gè)項(xiàng)目研究十分引人注目。“閉環(huán)水生生態(tài)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)”項(xiàng)目研究中，航天員把斑馬魚放在封閉的太空魚缸里，用“金魚藻”水生植物給魚呼吸提供氧氣，魚呼吸產(chǎn)生的二氧化碳和LED燈的光照為水生植物進(jìn)行光合作用提供條件。在太空漫步可不象在地面上行走那么容易，航天員要穿上艙外航天服，穿航天服前還要穿上一個(gè)帶有很多管子的“通風(fēng)液冷服”，以便帶走艙外行走時(shí)產(chǎn)生的大量熱，它一般用水做輸運(yùn)能量的介質(zhì)。即便如此，航天員在太空漫步還是會(huì)面臨許多阻礙，需要他們想辦法克服。此次的項(xiàng)目研究，或?qū)㈤_啟人類太空長期生存的新紀(jì)元。（1）航天員在空間站通過電磁波（填“電磁波”或“超聲波”）與地面聯(lián)系。（2）為“金魚藻”進(jìn)行光合作用提供光照的LED燈是一種發(fā)光二極管，它是用半導(dǎo)體（填“導(dǎo)體”“絕緣體”或“半導(dǎo)體”）材料制成的。（3）艙外航天服內(nèi)的“通風(fēng)液冷服”通常用水做輸運(yùn)能量的介質(zhì)，是利用了水的比熱容較大的特性。解：（1）電磁波可以在真空中傳播，返回艙里的航天員依靠電磁波與地面進(jìn)行聯(lián)系；（2）LED是一種發(fā)光二極管，是由半導(dǎo)體材料制成；（3）因?yàn)樗谋葻崛葺^大，相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較，升高相同的溫度，水吸收的熱量多，所以艙外航天服內(nèi)的“通風(fēng)液冷服”通常用水做輸運(yùn)能量的介質(zhì)。答案：（1）電磁波；（2）半導(dǎo)體；（3）比熱容較大?？键c(diǎn)六能源與可持續(xù)發(fā)展19．（2024?呼倫貝爾）近年來，我國在科技領(lǐng)域取得了輝煌的成就。下列說法正確的是（）A．“華龍一號”核電站利用的是核聚變釋放的能量 B．中國空間站利用的太陽能屬于可再生能源 C．“復(fù)興號”動(dòng)車組控制系統(tǒng)中的芯片由超導(dǎo)體制成 D．“神舟十六號”的航天員在太空中利用聲波和地面指揮中心傳遞信息解：A、中國空間站利用的太陽能屬于可再生能源，故A錯(cuò)誤；B、華龍一號核電機(jī)組是利用核裂變來釋放能量的，目前核能的和平利用形式還沒有核聚變，故B正確；C、復(fù)興號動(dòng)車組控制系統(tǒng)中的芯片由半導(dǎo)體材料制成，故C錯(cuò)誤；D、“神舟十六號”的航天員在太空中利用電磁波和地面指揮中心傳遞信息，故D錯(cuò)誤。答案：B。20．（2024?包頭）節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境是每個(gè)人的共同責(zé)任。下列做法符合節(jié)能環(huán)保理念的是（）A．把廢舊電池隨意丟棄 B．將電視機(jī)處于待機(jī)狀態(tài) C．關(guān)停高能耗高污染的工廠 D．將有害廢水排放到江河中解：A、把廢舊電池隨意丟棄會(huì)污染環(huán)境，故A不符合題意；B、將電視機(jī)處于待機(jī)狀態(tài)會(huì)消耗一定的電能，故B不符合題意；C、關(guān)停高能耗高污染的工廠，符合節(jié)能環(huán)保理念；故C符