13．如图所示是一款悬浮月球灯，通电时，月球灯可悬浮在底座上方，右侧虚线框内是它的内部简化结构。月球灯悬浮利用了 ()
A．电流的热效应B．电流的磁效应C．同名磁极相互排斥D．异名磁极相互吸引
【答案】BC
【详解】AB．底座内部有一个金属线圈，通电有磁性，断电无磁性，说明月球灯是利用电流的磁效应工作的，故A 不符合题意，B 符合题意；
CD．月球灯悬浮在空中时，灯内部磁铁的下端和电磁铁上端是同名磁极，同名磁极相互排斥，是利用了同名磁极相互排斥的原理，故C 符合题意，D 不符合题意。故选BC。
14．如图所示是天然气泄漏报警电路，控制电路的电源电压恒定不变，R2为可调电阻，R1为气敏电阻，其阻值随天然气浓度的增大而减小。天然气无泄漏时指示灯L 发光；天然气泄漏且浓度达到一定值时，蜂鸣器报警。下列说法正确的是 ()
A．电磁铁的上端为N 极 B．天然气浓度增大，电磁铁磁性将减弱
C．若要调低报警浓度，可将R0的阻值调大 D．若控制电路电压降低，报警浓度将增大【答案】AD
【详解】A．根据安培定则（右手螺旋定则），用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N 极。由图可知，电流从电磁铁上端流入，下端流出，所以电磁铁的上端为N 极，下端为S 极，故A 正确；
B．气敏电阻R1阻值随天然气浓度的增大而减小，天然气浓度增大时，R1阻值减小，控制电路总电阻减小，电源电压恒定，根据 ，控制电路电流增大，电磁铁磁性强弱与电流大小有关，电流越大磁性越强，所以电磁铁磁性将增强，故B 错误；
C．若要调低报警浓度（即天然气浓度较小时就报警），也就是在R1阻值较大时，控制电路就能达到使电磁铁吸合的电流。可将R2的阻值调小，这样在R1 较大（天然气浓度较低）时，控制电路总电阻也能较小，电流达到吸合电流，蜂鸣器报警，故C 错误；
D．若控制电路电压降低，要使电磁铁吸合（达到一定磁性），根据 ，需要更大的电阻变化来维持电流，也就是R1需要更小（天然气浓度更大）才能使控制电路电流达到吸合电流，所以报警浓度将增大，故D 正确。故选AD。
15．下列常见现象中，属于静电现象的是 ()
A． 电风扇叶布满灰尘
C． 磁铁吸引大头针
B．
两个泡沫小球互相排斥
天空电闪雷鸣
【答案】ABD
【详解】A．电风扇叶布满灰尘是由于扇叶在转动过程中与空气摩擦产生静电而吸引灰尘，属于静电现象，故A 符合题意；
B．两个泡沫小球相互排斥，是因为同种电荷相互排斥，是静电现象，故B 符合题意；
C．磁铁吸引大头针是由于磁力的作用，不是静电现象，故C 不符合题意；
D．天空电闪雷鸣是云层之间或云层与地面之间的一种剧烈放电现象，属于静电现象，故D 符合题意。故选ABD。
三、实验探究题（共28 分）
16．学习了电磁知识后，兴趣小组用如图所示的装置探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件；
(1)小组同学发现，如果开关处于断开状态，无论磁体怎样放置、AB 棒怎样运动，灵敏电流计指针均不偏转，这说明是产生感应电流的必要条件；
(2)闭合开关，小组同学先后进行了如下图所示的5次实验，其中能产生感应电流的有（填序号）。
①向右运动 ②AB向左运动 ③AB向上运动 ④AB向后运动 ⑤磁体向左运动
【答案】(1)电路闭合；(2)①②⑤
【详解】（1）当开关处于断开状态，无论磁体怎样放置、AB 棒怎样运动，灵敏电流计指针均不偏转，说明开关处于断开状态时，电路处于断开状态，电路不闭合，就不会产生感应电流，故产生感应电流的必要条件电路必须闭合。
（2）根据电磁感应原理可知，只有闭合电路的部分导体切割磁感线时，会产生感应电流，而①②⑤切割了磁感线，③④没有切割磁感线，故产生感应电流的是①②⑤。
17．探究通电螺线管周围的磁场：
(1)将螺线管放在玻璃板上，玻璃板上均匀地撒上铁屑。闭合开关，轻敲玻璃板，铁屑在磁场中被成一个个小磁针，从而在磁场中有序地排列起来。
(2)在通电螺线管周围再放上小磁针，铁屑、小磁针的分布情况如图所示，说明通电螺线管外部的磁场分布与磁体的磁场分布非常相似。
(3)若把连接电源正负极的导线对调，再闭合开关，此时铁屑分布情况（选填“改变”或“不改变”），小磁针N、S 极的指向（选填“改变”或“不改变”）。
(4)断开开关后，小磁针静止时（选填“S”或“N”）极指向南方。
【答案】(1)磁化；(2)条形；(3) 不改变 改变；(4)S
【详解】（1）使原来没有磁性的物体获得磁性的现象叫磁化；本题闭合开关后，螺线管中有了电流，螺线管的周围就产生了磁场，玻璃板上的铁屑就被磁化成一个个的小磁针，在磁场中有序地排列起来。
（2）结合铁屑、小磁针的分布情况可知，通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体的磁场分布非常相似。
（3）[1][2]因为通电螺线管的磁场分布情况与条形磁体相似，当把连接电源正负极的导线对调时，只是改变了通电螺线管中的电流方向而改变了通电螺线管的N 极、S 极，磁场的分布情况并未改变，仍然类似于条形磁体，所以若把连接电源正负极的导线对调，再闭合开关，此时铁屑分布情况不改变，而小磁针N、S 极的指向会改变。
（4）已知地球是一个大磁体，且地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，根据磁极间的作用规律可知，小磁针静止时，其S 极指向南方。
18．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小致用铁钉制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。
(1)实验中是通过来显示电磁铁磁性的强弱，这种研究方法叫法。
(2)当闭合开关后，电磁铁甲的上端是极。
(3)当滑动变阻器的滑片向右移动时，电磁铁吸引大头针的个数。
(4)实验发现：
①电流一定时，线圈匝数，电磁铁磁性越强。
②被电磁铁吸引的大头针下端是分散的，其原因是大头针被磁化后，。
【答案】(1) 吸引大头针的个数 转换；(2)N；(3)减少；(4) 越多 同名磁极相互排斥
【详解】（1）[1][2]实验中是通过吸引大头针的数量来显示电磁铁磁性的强弱，这种研究方法叫转换法，吸引大头针的数量越多，电磁铁的磁性越强。
（2）甲的线圈上的电流方向向右，根据安培定则可知：甲的上端为N，下端为S。
（3）当滑动变阻器滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路中的阻值增大，电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，电磁铁的磁性减弱，吸引大头针的个数减少。
（4）[1]甲吸引的大头针数多，说明甲的磁性强，这说明：在电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。
[2]大头针被磁化，同一端的磁极相同，同名磁极互相排斥，所以下端分散。
19．利用如图甲所示实验装置探究“磁体的磁性强弱是否与温度有关”。
(1)被磁铁吸引的大头针下端是分散的，这是因为大头针被磁场磁化后，；
(2)用酒精灯给磁铁加热，开始时如图甲所示，当磁铁被烧红时，现象如图乙所示，可以得出结论：温度越高，磁体的磁性越；
(3)根据探究结论，小组成员设计了如图丙所示的温度报警器，工作原理为：当条形磁体温度逐渐升高时，钢质弹簧开关将（选填“闭合”或“断开”），实现报警；
(4)课本中还有一种精确温度报警装置（如图丁），当温度达到℃时，电铃响，实现报警；
(5)图丁中的螺线管中有电流通过时，N 极在螺线管的端（选填“左”或“右”）。【答案】(1)下端因磁化而带上同名磁极，互相排斥；(2)弱；(3)闭合；(4)80；(5)右
【详解】（1）大头针在磁场中被磁化后，其下端成为同名磁极（如都是南极或北极），根据磁极间相互作用的规律，同名磁极相互排斥，导致分散现象。
（2）加热后磁铁吸引的大头针数量减小，表明磁体的磁性强弱受温度影响，温度升高时，磁性减弱。
（3）温度升高导致磁体磁性减弱，弹簧开关所受磁力减小，在弹簧弹力作用下，开关闭合，从而接通报警电路，触发报警。
（4）液体具有热胀冷缩的性质，当达到报警温度80℃时，温度计内波体与上方导线接触使控制电路有电流，电磁铁有磁性，衔铁被吸引，工作电路接通，电铃响。
（5）利用安培定则（右手螺旋定则）判断，电源正极在右端，电流从右端流入螺线管；右手握住螺线管，四指弯曲指向电流方向，拇指指向N 极（即右端）。此时螺线管内部磁场方向由电流决定，N 极位于右端。
20．在探究“通电螺线管外部磁场情况”的实验中：
(1)在装有螺线管的硬纸板上均匀撒上铁屑，通电后铁屑分布无明显变化，这时需纸板，观察到铁屑排列成如图所示的形状。可见，通电螺线管外部磁场与磁体的磁场相似。
(2)当断开开关，小磁针静止时，极指向地理北极，这是因为它受到的作用。
(3)实验中铁屑被磁化后相当于小磁针，其N 极指向与磁场方向（填“相同”或“相反”）。
(4)此时若用安培定则判断极性，需让弯曲的四指指向方向。
(5)若要改变图中小磁针的偏转方向，可采取的操作是（写一种即可）。
【答案】(1) 轻敲 条形；(2) N 地磁场；(3)相同；(4)电流
(5)将连接电源正负极的导线接线对调
【详解】（1）[1]由于铁屑受到硬纸板对其的摩擦力的作用，所以通电后铁屑分布无明显变化，这时需要轻敲纸板，使纸板上的铁屑稍微脱离纸板，在磁场的作用下重新分布。
[2]观察题图中铁屑的分布情况，两端的磁感线密集，可知，通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场相似。
（2）[1][2]当断开开关，小磁针静止时，N 极指向地理北极，小磁针受到地磁场的作用，在地磁场中，小磁针的N 极指向地理北极附近，即地磁南极附近。
（3）实验中铁屑被磁化后相当于小磁针，根据磁场性质，磁体外部磁感线方向是从N 极到S极，小磁针静止时N 极所指方向与该点磁场方向相同，即磁感线方向相同。
（4）安培定则是用来判断通电螺线管磁极和电流方向关系的，用右手握住螺线管，让四指弯曲方向与螺线管中电流方向一致，则大拇指所指的那端就是螺线管的N 极，所以若用安培定则判断极性，需让弯曲的四指指向电流方向。
（5）小磁针的偏转方向与磁场方向有关，而通电螺线管的磁场方向与电流方向有关，所以若要改变图中小磁针的偏转方向，可采取的操作是对调电源正负极，改变电流方向，这样通电螺线管的磁场方向改变，小磁针的偏转方向也会改变。
21．在做“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验时，小明在螺线管周围摆放了一些小磁针。
(1)通电后小磁针的指向如图甲所示，由此可以看出，通电螺线管外部的磁场与磁体的磁场相似。图中的小磁针没有标出N、S 极，请写出一种判断小磁针N、S 极的做法：；
(2)小明改变螺线管中的电流方向，发现小磁针转动180°,南北极所指方向发生了改变。由此可知：通电螺线管外部磁场的方向与螺线管中的方向有关；
(3)由安培定则可知图乙中S闭合后，螺线管的上端为极。
【答案】(1) 条形 见解析；(2)电流；(3)S
【详解】（1）[1]由图甲知道，通电螺线管周围的小磁针指向与条形磁铁周围的小磁针指向相似，由此可看出通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
[2]将小磁针放在桌面上，静止时指南的一端为S 极，另一端为N极（用条形磁铁的N 极靠近小磁针的一端，相吸的为S 极，相斥的为N 极）
（2）根据题意知道，改变螺线管中的电流方向，则小磁针转动180°,说明磁体南北极所指方向发生了改变，由此得出结论：通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关。
（3）由安培定则知道，用右手握住通电螺线管，让四指指向电流的方向，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N 极，可知乙图中S闭合后，螺线管的上端为S 极
四、科普阅读题（共12 分）
22．阅读材料，回答下列问题
超级高铁
2023 年我国超级高铁技术研究迎来重大突破，已经实现了低真空环境运行，空气阻力比传统高铁的空气阻力低3%，再加上磁悬浮技术，真正实现了贴地“飞行”。磁悬浮技术是一种利用磁场的作用力让列车悬浮在轨道上的技术，可以消除轮轨间的摩擦力，降低噪声和能耗，真空管道是一种将管道内的空气抽走，形成真空状态的装置，这样可以减少空气阻力，提高列车的运行效率。预计在2035 年，上海———杭州线路将作为中国第一条超级高铁列车线路投入运营。在这条长150 km的真空隧道运行，超级高铁时速可达到1000 km，全程在真空管道中离地“飞行”。
(1)超级高铁主要是通过的方法消除轮轨间的摩擦力；
A．减小接触面粗糙程度 B 变滑动为滚动 C．使接触面分离利用的原理是；
(2)若超级高铁以600km/h的平均速度运行，从上海到杭州只需min；
(3)超级高铁采用电力驱动，为方便控制磁场的变化，使用的磁体大多是（选填“电磁铁”或“永磁体”）；
(4)相比传统高铁，超级高铁的优势有（写出一条）。
【答案】(1) C 磁极间的相互作用；(2)15；(3)电磁铁；(4)见解析
【详解】（1）[1][2]根据材料内容可知，利用磁极间的相互作用，使列车悬浮在轨道上，实现轮、
轨分离，消除了轮轨间的摩擦。故AB 不符合题意，C 符合题意。故选C。
（2）若超级高铁以600km/h的平均速度运行，从上海到杭州所需时间
（3）电磁铁的磁场是可以通过电流来控制，故使用的磁体大多是电磁铁。
（4）根据材料内容可知，相比传统高铁，超级高铁的优势有：速度快、能耗低、噪声低、阻力小、运行效率高等。
23．阅读短文，完成问题：
无线充电
无线充电是指充电器与用电装置间不用电线连接，通过磁场具有的磁场能实现电能传输的技术。常见的无线充电技术有电磁感应、磁共振等方式。
图甲为电磁感应式无线充电原理图，电流流过送电线圈产生变化的磁场，当受电线圈靠近该变化磁场时就会产生感应电流来供电。磁共振方式的原理与声音的共振原理相同—排列好振动频率相同的音叉，一个音叉发声，其他音叉也会发声。同样，当“振动”频率相同的线圈排列在磁场中时，可将电能从一个线圈传输到另一个线圈。电磁感应充电技术原理简单，适合短距离充电；磁共振充电技术可延长传输距离，但实现小型化、高效率比较困难，市场上部分无线充电器标有“Qi”字样，表示其采用电磁感应原理工作，
图乙是某款手机无线充电器（适配器为附件），内置过压、过流、过热等多重保护功能。充电器部分参数如下表。传输效率指手机接收电能的功率与充电器输出功率的比值。
与水平面接触面积 7.5×10⁻3m2 额定输出功率 10W
感应充电距离 ≤6mm 传输效率 60%~80%
额定输入 12V/1.5A 电源适配器效率 72%
(1)声音的共振现象说明声音可传递；
(2)下图所示实验中与Qi 技术原理相同的是___________；
A．
B．
C．
D．
(3)将一手机放在图乙充电器上，充电器对水平桌面的压强增加了200Pa，手机的质量为g；该充电器采用方式工作；（g 取10N/kg）
(4)图乙充电器连接电源适配器正常工作1h，手机接收到的电能为2.7×104J，则该过程的传输效率为。
【答案】(1)能量；(2)B；(3) 150 电磁感应；(4)75%
【详解】（1）声音可以传递信息，声音可以传递能量，声音的共振现象说明声音可传递能量。
（2）市场上部分无线充电器标有“Qi”字样，表示其采用电磁感应原理工作。
A．图中线圈中有电流通过，线圈会发生转动，说明通电导体在磁场中受到力的作用，故A不符合题意；
B．图中闭合电路的部分导体AB 在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，是电磁感应现象，故B 符合题意；
C．图中导线中有电流通过，小磁针的方向发生偏转，说明通电导体周围存在磁场，故C不符合题意；
D．图中闭合开关，导体中有电流通过，导体在磁场中会运动，说明通电导体在磁场中受到力的作用，故D 不符合题意。故选B。
（3）[1]将一手机放在图乙充电器上，增加的压力ΔF=ΔpS=200Pa×7.5×10⁻3m2=1.5N增加的压力等于手机的重力，手机的质量
[2]电磁感应充电技术原理简单，适合短距离充电，根据表中充电器的参数可知感应充电距离小于6mm，所以该充电器是采用电磁感应的方式工作的。
（4）电源适配器正常工作1h消耗的电能为W=Pt=10W×3600s=3.6×104J
已知电源适配器正常工作1h 后，手机接收到的电能为2.7×104J；传输效率指手机接收电能的功率与充电器输出的功率的比值，该过程的传输效率为
