太原物理电与磁易错题Word版 含答案.docx

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太原物理电与磁易错题Word版含答案

太原物理电与磁易错题（Word版含答案）

一、三物理电与磁易错压轴题（难）

1．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。

（1）实验中是通过观察_____________________来比较电磁铁磁性强弱。

这种研究方法称为___________。

（2）把甲、乙两个电磁铁串联，目的是____________相同，以探究电磁铁磁性强弱与____________的关系。

（3）由现象可得结论：

电流一定时，________________，电磁铁磁性越强。

（4）若要使电磁铁甲、乙吸引大头针数目变多，最简单易行的办法是_________

【答案】电磁铁吸引大头针的数量转换法控制电流线圈匝数线圈匝数越多将变阻器滑片P向左移动

【解析】

【详解】

（1）[1]磁性的强弱是无法直接观察的．题中就是利用电磁铁吸引大头针数目的不同来反映磁性强弱的不同的；

[2]这是转换的方法；

（2）[3]串联电流相等，所以串联的目的是控制电流相同；

[4]根据图示可知，电磁铁甲吸引的大头针数目多，说明甲的磁性强；两电磁铁串联，电流相同，甲乙线圈匝数不同，所以探究的是电磁铁磁性强弱与匝数的关系；

（3）[5]由现象可得结论：

电流一定时，线圈匝数越多，磁性越强；

（4）[6]磁场变强，吸引大头针的数量就多了，所以最简单的方法是向左移动滑动变阻器滑片，使电路中电流变强，磁场就变强了。

2．如图所示电路，是某学校楼道自动控制照明系统，R3是一光敏电阻，其阻值随“光照度E“的增大而减小，且成反比，其具体关系如下表所示（光照度E的单位是：

勒克斯，符号Lx：

光越强，光照度越大），

光照度E/Lx

0.5

1

1.5

2

2.5

3

光敏电用R3阻值/Ω

60

30

20

15

12

10

（1）根据表格中数据写出光敏电阻的阻值R3与光照度E的函数关系式_________________;

（2）当线圈中电流减小至10mA时，电磁继电器衔铁被弹簧拉起，启动照明系统，利用该装置可以实现当光照度低至某一设定值E0Lx时，照明系统内照明灯自动工作。

若已知控制电路电源电压Uv，电磁继电器线圈电阻为R1Ω.滑动变阻器最大阻值为R2Ω。

闭合开关，把滑片移到b端，则可得到照明系统启动时的光照度E0=______________。

【答案】

【解析】

【详解】

（1）[1]由表格数据可知，光照度与光敏电阻R3阻值的乘积相等，

E×R3=0.5lx×60Ω=30lx•Ω

即：

；

（2）[2]闭合开关S，将滑片P移至b端，变阻器接入电路中的电阻最大，由题可知，当线圈中电流减小至I0=10mA=0.01A时，电磁继电器衔铁被弹簧拉起，启动照明系统，所以，电路中的总电阻：

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R3的阻值：

R3=R总-R1-R2=100U-R1-R2，

根据第一步的结果可知：

。

3．某学校课外科技兴趣小组在物理老师的指导下设计了一个实验装置如图所示，用来探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，它是由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管（线圈电阻忽略不计）和自制的针式刻度板组成，通过观察指针偏转角度的大小，来判断电磁铁磁性的强弱．用竹片削制的指针下方加装固定一物体E，导线a与接线柱2相连．

制定计划与设计实验

（1）为了使指针在受磁场力的作用在能绕O点转动，需在E处加装___________（选填“铜块”、“铝块”或“铁块”），加装物体后，为了确保指针能正确指示且具有一定的灵敏度，老师在O点转轴处涂抹润滑油，目的是___________，使指针转动更灵活．

（2）按图所示连接好电路，闭合开关．调节变阻器滑片P到某一位置，记下此时指针偏转的角度，保持滑片P位置不变，导线a改为与接线柱1相连，可以探究电磁铁磁性强弱与___________的关系；保持接线方式不变，移动变阻器滑片P，可以探究电磁铁磁性强弱与___________的关系；

进行实验与收集证据

（3）保持滑片P位置不变，导线a改为与接线柱1相连时，闭合开关后，指针偏转的角度将会___________；当滑动变阻器的滑片P向左滑动时，指针偏转的角度将会___________（选填“增大”、“不变”或“减小”）；

评估交流

（4）细心观察的小锋同学发现在实验过程中该自制装置的指针均向右偏转，只是偏转角度不同，该同学向老师提出能否让指针向左偏转，老师马上将一块小磁铁换装在如图的E处，且让磁铁的右端为___________极，闭合开关后，同学们发现指针果然向左偏转．

（6）你认为该装置中指针的偏转角度大小可能还与___________有关（写出一个即可）．

【答案】铁块减小摩擦线圈匝数电流大小增大减小N铁芯大小；通电螺线管（或电磁铁）与指针间的距离；指针质量（或重）．

【解析】

（1）磁铁可以吸引铁块，不吸引铜、铝物质，故需要加装铁块；在O点转轴处涂抹润滑油可以使接触面变光滑，减小了摩擦；

（2）①保持滑片P位置不变，也就是电流不变，导线a改为与接线柱1相连，增加了线圈匝数，因此可以探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系；

②保持接线方式不变，也就是线圈匝数不变，移动变阻器滑片P，可以改变电流，因此可以探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系；

（3）①保持滑片P位置不变，即电流不变，导线a改为与接线柱1相连时，线圈匝数增多闭合开关后，电磁铁磁性增强，指针偏转的角度将会增大；②当滑动变阻器的滑片P向左滑动时，接入电路电阻增大，电流减小，磁性减弱，所以指针偏转的角度将会减小；

（4）由图中通电线圈电流流入方向，利用右手螺旋定则可以判断出通电线圈左端为N极，右端为S极，在E出放小磁铁让磁铁的右端为N极、左端为S极时，通电线圈右端S极与小磁铁左端为S极就会相互排斥，指针就会向左偏转；

（5）该装置中指针的偏转角度大小要受磁力大小、竹片削制的指针质量、电磁铁距离指针的距离等因素影响，所以可以改变铁芯的大小来改变磁性，也可以改变竹片削制的指针质量，这样摆动起来更轻松．

4．根据古文《论衡•是应篇》中的记载：

“司南之杓（用途），投之于地，其柢（握柄）指南”，学术界于1947年想象出司南的模样如图甲所示．

（1）1952年，中国科学院物理研究所尝试将如乙图所示的天然磁石制作成司南，制作人员根据天然磁石的磁感线分布，将磁石的________（填乙中字母）处打磨成磁勺的A端．

（2）把天然磁石按照正确方法打磨成磁勺后，放在粗糙的木盘上，使磁勺水平转动直至最终静止，但磁勺A端总不能正确指南，请提出改进本实验的措施________．

（3）为达到理想的指向效果，制作人员将磁勺靠近一电磁铁，闭合开关S，磁勺和电磁铁相互吸引后如图丙所示，可增加磁勺的磁性，由此判断H为电源的________极．

【答案】D将磁勺放在光滑的水平面上，使其能自由转动负

【解析】

【分析】

（1）磁体静止时，指南的叫南极用字母S表示；指北的叫北极，用字母N表示；磁体周围的磁感线，都是从磁体的N极出发，回到S极；据此判断。

（2）磁勺要想指南北，必须能自由转动，不受外力的干扰，因此从减小外力干扰的角度来考虑；

（3）磁极间的作用规律是：

同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；可用安培定则判断通电螺线管的两极极性和电源极性。

【详解】

（1）磁勺在正确指南时，地理的南极正是地磁的N极，异名磁极相互吸引，因此，其A端为该磁体S极；

乙图中，根据天然磁石的磁感线分布，可判断D端是S极，也就是磁勺的A端，故应将磁石的D处打磨成磁勺的A端；

（2）把天然磁石打磨成的磁勺放在粗糙的木盘上，由于摩擦力较大，所以很难正确指示南北方向，正确的做法是将磁勺放在光滑的水平面上，使其能自由转动；

（3）因为异名磁极相互吸引，则与磁勺柄所靠近的下端是通电螺线管的N极，用安培定则可判断通电螺线管中的电流方向，再根据电流方向是从电源正极出发通过螺线管回到负极，可判断H端为电源的负极。

5．如图所示是同学们安装的直流电动机模型．

（1）在某次安装直流电动机模型活动中，小孙、小金、小星各自把安装好的电动机接入电路，闭合开关线圈均不转．若小孙用手轻轻一推转子，线圈就转动起来，则她的线圈不转的原因是_____________；若小金用手轻轻把电刷（铜片）弯曲一下，线圈就转动起来，则她的线圈不转的原因是______________；若小星在原磁体上加一块磁体，线圈就转动起来，则她的线圈不转的原因是________________．

（2）线圈正常转动后，若把电源的两极对调一下，观察到线圈转动的________发生变化；若改变线圈中的电流大小，观察到线圈转动的________发生变化．

（3）许多家用电器用到电动机，请你列举一种装有电动机的家用电器的名称：

__________．

【答案】线圈在平衡位置换向器与电刷接触不良（或摩擦过大）磁体磁性太弱方向速度电风扇（或洗衣机等）

【解析】

【分析】

【详解】

（1）闭合开关线圈均不转．

小孙用手轻轻一推转子，线圈就转动起来，则她的线圈不转的原因是线圈在平衡位置，转动一个角度后，线圈两边受力不平衡，线圈会持续转动；

小金用手轻轻把电刷（铜片）弯曲一下，线圈就转动起来，则她的线圈不转的原因是：

换向器与电刷接触不良，无电流通过，也可能是摩擦过大，调整后摩擦力小了，线圈转动；

若小星在原磁体上加一块磁体，线圈就转动起来，则她的线圈不转的原因是磁体磁性太弱．

（2）直流电动机的转动方向与磁场方向和电流方向有关；

线圈正常转动后，若把电源的两极对调一下，电流方向改变，所以观察到线圈转动的方向发生变化；

若改变线圈中的电流大小，观察到线圈转动的速度发生变化．

（3）许多家用电器用到电动机，日常家电中装有电动机的有：

电风扇、洗衣机等．

6．探究“产生感应电流条件”的实验步骤如图甲、乙、丙所示。

（1）本实验中，我们是通过观察____________来判断电路中是否有感应电流产生的。

（2）比较________两图可知，产生感应电流的一个条件是电路要闭合；比较________两图可知，产生感应电流的另一个条件是导体要在磁场中做切割磁感线运动。

（3）若图甲中AB棒不动，磁体左右水平运动，电路中________（选填“有”或“无”）感应电流。

（4）实验过程中，某些同学按图甲所示方法进行操作时，实验现象不太明显，请你分别从实验装置和操作过程两方面各提出一条改进的措施，实验装置方面：

__________；操作过程方面：

_____________。

【答案】灵敏电流计指针是否偏转甲、丙甲、乙有换用磁性更强的磁体加快导体的运动速度

【解析】

【详解】

（1）电路中产生的感应电流不能用眼睛直接观察，所以串联电流表，可以通过电流表指针是否发生偏转，判断电路中是否有感应电流。

（2）甲、丙两图是电路中的一部分导体都切割磁感线运动，甲图中有感应电流，丙图中无感应电流，说明电路是闭合电路时才产生感应电流。

甲、乙两图都是闭合电路的一部分导体，甲切割磁感线运动，乙没有切割磁感线运动，甲图中有感应电流，乙图中无感应电流，说明导体在电路中切割磁感线运动时，才能产生感应电流。

（3）图甲中AB棒不动，磁铁左右水平运动，相当于磁铁不动，导体切割磁感线运动。

所以电路中有感应电流。

（4）电流表指针偏转不明显，是电流太小，从装置上的改进方法：

可以换用磁性更强的磁铁、可以换用匝数更多的线圈实验；

从操作角度改进：

可以加快导体的移动速度，即使导体切割磁感线运动的速度更快。

【点睛】

重点是研究电磁感应的实验，牢记产生感应电流应具备三个条件，一、闭合回路，即必须是通路，二、一部分导体，三、切割磁感线运动。

7．下列是创新小组对电流磁场的研究．

（1）如图甲所示的实验，闭合开关前，小磁针静止且能指向南北，这是因为_____的作用；闭合开关后，导线下方的小磁针偏转，说明通电导体周围存在_____，这一发现是丹麦科学家_____首先完成的．

（2）为探究通电直导线周围的磁场分布情况，用小磁针、铁屑、硬纸板等做了如图乙所示的实验，发现了直导线周围的磁场是以导线为圆心的同心圆圈，根据图乙的情景判断图丙中小磁针N极将_____．（选填“转向纸内”、“转向纸外”或“保持不动”）．改变电流的方向，小磁针N极的指向_____（选填“不变”或“变化”）．

（3）在做“探究通电螺旋管外部磁场的方向”的实验时，在螺线管周围摆放了一些小磁针通电后小磁针的指向如图丁所示，由此可看出通电螺线管外部的磁场与_____磁体的磁场相似．改变螺线管中的电流方向，发现小磁针静止时北极所指方向与原来相反，由此可知：

通电螺线管外部磁场方向与螺线管的_____方向有关．

（4）写出增强通电螺线管周围磁场的一个方法_____．

【答案】地磁场磁场奥斯特转向纸外变化条形电流增大电流

【解析】

解答：

（1）如图所示的实验，闭合开关前，小磁针静止且能指向南北，这是因为地磁场的作用；闭合开关后，导线下方的小磁针偏转，说明通电导体周围存在磁场，这一发现是丹麦科学家奥斯特首先完成的；

（2）伸出右手，大拇指指向电流的方向，四指的方向为磁场的方向，故导体正下方磁场方向向外，即小磁针静止时N极的指向为纸外；改变电流的方向，小磁针N极的指向改变；（3）如图丁所示，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．改变螺线管中的电流方向，发现小磁针静止时北极所指方向与原来相反，说明通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关；（4）通电螺线管的磁性强弱由三个因素决定：

线圈的匝数、线圈中的电流大小、有无铁芯；故若想增强通电螺线管周围磁场，可以增大电流，插入铁芯等均可．

点睛：

（1）地球周围存在着磁场，即地理的南极是地磁的北极，地理的北极是地磁的南极；奥斯特实验说明通电导线周围存在着磁场，磁场的方向与电流的方向有关；

（2）先根据安培定则判断出通电导体下方磁场的方向，然后根据小磁针静止时，北极的指向为磁场方向可知小磁针N极的指向；通电导体周围磁场的方向与电流的方向有关．（3）通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似，且磁场的方向与电流的方向有关；（4）通电螺线管的磁性强弱由三个因素决定：

线圈的匝数、线圈中的电流大小、有无铁芯．因此要增强通电螺线管的磁性就要从这三个因素入手考虑．

8．如图所示，是某学习小组同学设计的研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图．

（1）要改变电磁铁线圈中的电流大小，可通过______来实现；要判断电磁铁的磁性强弱，可观察______来确定，物理学中将这种研究问题的方法叫做______．

（2）下表是该组同学所做实验的记录：

①比较实验中的1、2、3（或4、5、6），可得出的结论是：

电磁铁的匝数一定时，通过电磁铁线圈中的电流越______，磁性越______；

②比较实验中的1和4（或2和5或3和6），可得出的结论是：

电磁铁线圈中的电流一定时，线圈匝数越______，磁性越______．

【答案】调节滑动变阻器的滑片位置电磁铁吸引铁钉的数目转换法越大磁性越强越多磁性越强

【解析】

（1）从电路图中可以看出，电磁铁与滑动变阻器串联，要想改变通过电磁铁的电流，可以通过移动滑动变阻器的滑片来实现；通过电磁铁吸引铁钉的多少来反映出电磁铁磁性的强弱；实验中主要采用控制变量法来研究．

（2）比较实验中的1、2、3（或4、5、6）可以看出，在线圈的匝数相同时，电流从0.8A增加到1.5A时，吸引铁钉的个数由5枚增大到10枚，说明在线圈的匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强；（3）比较实验中的1和4（或2和5或3和6）可以看出通过电磁铁的电流都为0.8A时，线圈匝数50匝的吸引5枚铁钉，线圈匝数为100匝的吸引铁钉7枚，说明在通过电磁铁的电流相同时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强．

点睛：

由实验电路图可以获取信息，要想改变电磁铁线圈中的电流大小，可通过滑动变阻器滑片的滑动来实现，电磁铁的磁性强弱无法直接观察到，故可以通过电磁铁吸引铁钉的多少反映出来，这种研究问题的方法为转换法．

9．用如图所示的实验装置探究“产生感应电流的条件”。

（1）实验中，通过观察_________________来判断电路中是否有感应电流；

（2）闭合开关，若导体ab不动，左右移动磁铁，电路中____感应电流，若磁铁不动，上下移动ab，电路中_______感应电流（两空均选填“有”或“无”）；

（3）在仪器和电路连接都完好的情况下，某小组的实验现象不太明显。

请提出一条改进措施：

______________；

（4）该实验的结论是：

闭合电路的_______导体，在磁场中做__磁感线运动时，导体中就会产生感应电流。

【答案】电流表有有加大磁场强度（换用线圈、灵敏电流计等）一部分切割

【解析】

（1）实验时，通过观察电流表的指针是否偏转，来确定电路中是否产生感应电流；

（2）磁铁左右水平运动，以磁铁为参照物，导线就是水平运动的，做的是切割磁感线的运动，所以就会产生感应电流．若导体ab沿磁感线上下运动，不切割磁感线，电路中无感应电流；

（3）我们可以将导体ab换成多匝线圈来增大感应电流，更容易观察；

（4）结论：

闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流.

故答案为：

（1）电流计指针的偏转；

（2）有；无；（3）将导体ab换成多匝线圈；（4）闭合电路；切割．

10．小明利用如图所示的实验装置探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”．

（1）磁铁不动，闭合开关，导体棒沿________（选填“上下”或“左右”）方向运动时，电流表指针会发生偏转．

（2）导体棒不动，闭合开关，磁铁上下运动，电流表指针______（选填“会”或“不会”）发生偏转．

（3）断开开关，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，电流表指针都不发生偏转．由此小明得出结论：

闭合电路得一部分导体在磁场中做_________运动时，电路中就产生感应电流．

（4）小明进一步猜想，感应电流的大小可能与导体运动速度和磁场强弱有关．为了探究感应电流的大小与磁场强弱是否有关，他应进行的操作是：

__________．

【答案】左右不会切割磁感线用磁性不同（大小不同）的两块磁铁，让导体棒分别以相同的速度向相同的方向运动，观察电流表指针偏转角度的大小

【解析】

分析：

根据产生感应电流的条件分析即可以做出前三问；运用控制变量法设计实验解决第四问．

解答：

（1）磁铁不动，闭合开关，导体棒沿左右方向运动时能切割磁感线，电路中会产生感应电流，故电流表指针能发生偏转；

（2）导体棒不动，闭合开关，磁铁上下运动，没有切割磁感线，电路中不会产生感应电流，故电流表指针不能发生偏转；

（3）断开开关，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，电流表指针都不发生偏转．因为电路没有闭合，由此小明得出结论：

闭合电路得一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就产生感应电流．

（4）小明进一步猜想，感应电流的大小可能与导体运动速度和磁场强弱有关．为了探究感应电流的大小与磁场强弱是否有关，应采用控制变量法，具体操作为：

用磁性不同（大小不同）的两块磁铁，让导体棒分别以相同的速度向相同的方向运动，观察电流表指针偏转角度的大小；

故答案为

（1）.左右

（2）.不会（3）.切割磁感线（4）.用磁性不同（大小不同）的两块磁铁，让导体棒分别以相同的速度向相同的方向运动，观察电流表指针偏转角度的大小；

【点睛】本题重点是电磁感应现象的条件有两个，一为闭合回路、二为部分导体切割磁感线，两个缺一不可．

11．发电机是如何发电的呢？

同学们用如图所示的装置进行探究．

（1）当导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，灵敏电流计G指针不偏转，说明电路中________（填“有”或“无”）电流产生．

（2）小芳无意间碰到导体ab，导体ab晃动起来，小明发现电流表指针发生了偏转，就说：

“让导体在磁场中运动就可产生电流．”但小芳说：

“不一定，还要看导体怎样运动．”为验证猜想，它们继续探究，并把观察到的现象记录如下：

分析实验现象后，同学们一致认为小芳的观点是______（填“正确”或“错误”）的，比较第2、3次实验现象发现，产生的电流的方向跟_____有关；比较第3、6次实验现象发现，产生的电流的方向还跟_____有关．

（3）在整理器材时，小明未断开开关，先撤去蹄形磁铁，有同学发现指针又偏转了！

他们再重复刚才的操作，发现电流表的指针都偏转，请教老师后得知，不论是导体运动还是磁体运动，只要闭合电路的一部分导体在________中做________________运动，电路中就会产生感应电流，这就是发电机发电的原理，此原理最早由英国物理学家________发现．

【答案】无正确导体的运动方向磁场方向磁场切割磁感线法拉第

【解析】

试题分析：

（1）当导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，此时导体没有做切割磁感线运动，灵敏电流计G指针不偏转，说明电路中无电流产生；

（2）根据表格中的信息可知，当导体在磁场中运动时，电流计指针不一定偏转，说明不一定产生电流，故小芳的观点是正确的；比较第2、3次实验现象发现，磁场方向相同，导体运动的方向不同，产生电流的方向不同，即产生的电流的方向跟导体运动方向有关；比较第3、6次实验现象发现，导体运动的方向相同，磁场方向不同，产生电流的方向不同，即产生的电流的方向还跟磁场方向有关；（3）电路闭合时，不论是导体运动还是磁体运动，导体会做切割磁感线运动，所以导体中有感应电流产生，这种现象是电磁感应，此原理最早由英国物理学家法拉第发现的．

【考点定位】探究电磁感应现象的实验

12．为探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关，小丽同学作出以下猜想：

猜想A：

电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性

猜想B：

通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强

猜想C：

外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强

为了检验上述猜想是否正确，小丽所在实验小组通过交流与合作设计了以下实验方案：

用漆包线（表面涂有绝缘漆的导线）在大铁钉上绕制若干圈，制成简单的电磁铁．图上所示的a、b、c、d为实验中观察到的四种情况．

根据小丽的猜想和实验，完成下面填空：

（1）通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它______的不同．

（2）通过比较_____________两种情况，可以验证猜想A是正确的．

（3）通过比较_____________两种情况，可以验证猜想B是正确的．

（4）通过比较d中甲、乙两电磁铁，发现猜想C不全面，应补充_______．

【答案】电磁铁磁性强弱a、bb、c通电电磁铁的电流相同

【解析】

【详解】

（1）电磁铁磁性的强弱可用吸引大头针数目的多少来体现，是转换法的应用，所以通过观察电磁铁吸引大头针的多少的不同，来判断它磁性强弱的不同；

（2）电磁铁磁性的有无可以通过电磁铁是否吸引大头针来判断．由ab两图可知，a图的开关断开，电路中没有电流，电磁铁也不吸引大头针闭合，说明电磁铁没有磁性．b图的开关闭合，电路中有电流，电磁铁吸引大头针闭合，说明电磁铁有磁性；所以通过比较ab两种情况，可以验证猜想A是正确的；

（3）要验证猜想B，即磁性的强弱是否与电流大小有关，要控制匝数相同，电流大小不同．比较图可知，bc两图滑动变阻器的位置不同，电路中电流大小不同，且c图滑动变阻器接入电路的电阻小，电路中电流大，电磁铁吸引的大头针多，表明磁性强，所以通过比较bc两种情况，可以验证猜想B是正确的；

（4）在