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1.2 电生磁
一、单选题
1.(2021八下·滨江期中)如图,一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过小磁针的上方,小磁针的S极向纸内偏转。对带电粒子束的判断:
①向右飞行的正离子束;②向左飞行的正离子束;
③向右飞行的负离子束;④向左飞行的负离子束;
⑤向右飞行的电子束;⑥向左飞行的电子束,则可能正确的是( )
A. ②③⑤ B. ①④⑥ C. ②④⑥ D. ①③⑤
2.(2019八下·绍兴期中)如图甲所示,将一对用软磁性材料制成的弹性舌簧密封在玻璃管中,舌簧端面互叠,但留有空隙,就支撑了一种磁控元件——干簧管,以实现自动控制。某同学自制了一个线圈,将它套在干簧管上,制成一个干簧继电器,用来控制灯泡的亮灭,如图乙所示为工作原理图。与干簧继电器在工作中所利用的电磁现象无关的是( )
A. 磁化 B. 电流的磁效应 C. 磁极间的相互作用 D. 磁场对电流的作用
3.为了探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关,某同学使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验,如图所示.则下列说法中正确的是( )
A. 用电磁铁吸引大头针的数目,显示它的磁性强弱
B. 若将两电磁铁靠近,它们会相互排斥
C. 两电磁铁的线圈串联是为了研究磁性强弱与电流的关系
D. 要使电磁铁的磁性增强,变阻器的滑片应向右滑动
4.(2019八下·永康期末)在科学学习的中,写我们需要研究看不见的现象或不易测量的科学量时,就必须设法寻找由该对象产生的各种可见的效应,由此来判定该对象的存在、大小等情况,下列研究中没有采用这种方法的是( )
A. 图①以磁感线来描绘通电导线周围的磁场
B. 图②用进入集气瓶中的水测量空气中氧气的含量
C. 图③以α粒子反弹或偏转推测原子核的存在
D. 图④以碘能使淀粉变蓝鉴定淀粉的存在
5.(2021八下·台州月考)小磁针静止在通电螺线管内部,小磁针涂黑的一端为N极,如图所示。那么( )
A. 电源的b端是正极,通电螺线管的左端是N极
B. 电源的b端是正极,通电螺线管的左端是S极
C. 电源的a端是正极,通电螺线管的左端是N极
D. 电源的a端是正极,通电螺线管的左端是S极
6.如图所示,把螺线管沿东西方向水平悬挂起来,然后给导线通上如图所示的电流,请你想一想会发生的现象是( )
A. 通电螺线管仍保持静止不动
B. 通电螺线管能在任意位置静止
C. 通电螺线管转动,直至A端指向南,B端指向北
D. 通电螺线管转动,直至B端指向南,A端指向北
7.(2016·浙江模拟)如图所示,一支金属弹簧悬挂起来伸长了,其下端恰好与水银槽中的水银面接触。现把弹簧连接在电路中,当开关闭合后,此时( )
A. 弹簧的长度将缩短,其下端将不再与水银面接触
B. 弹簧的长度将更长,其下端将浸入水银面更深一些
C. 弹簧先收缩后伸长并不停地上下振动
D. 弹簧仍保持不动
8.(2021八下·浙江期末)为了探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关,某同学使用两个相同的大铁钉和相同的导线绕制成电磁铁进行实验,如图所示。则下列说法中错误的是( )
A. 若滑动变阻器的滑片向左移动,则能使电磁铁的磁性增强
B. 实验中电磁铁的磁性强弱是用吸引大头针的数目多少来显示的
C. 若要探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系,只要用一次实验就有明显的实验现象
D. 若要探究磁性强弱与线圈匝数的关系,只要用一次实验就有明显的实验现象
9.(2020八下·绍兴月考)如图是一种磁悬浮地球仪的示意图,底座内有一金属线圈(线圈电阻不计),地球仪内有一磁铁,通电后地球仪能悬浮在空中。下列有关地球仪的说法正确的是( )
A. 装置是根据异名磁极相互吸引的原理来工作的
B. 条形磁铁的b端为N极,若要让地球仪悬浮的更高些,开关S2连到接线柱2上
C. 条形磁铁的b端为S极,若要让地球仪悬浮的更高些,开关S2连到接线柱2上
D. 换用一个质量较大的地球仪仍然要悬浮在空中,且距离不变,改变电磁铁线圈中的电流方向就可以了
10.(2021八下·萧山期中)如图所示,在电路中滑动变阻器滑片P逐渐向右适当移动的过程中,条形磁铁仍保持静止,在此过程中下列说法正确的是 ( )
A. 电磁铁磁性逐渐增强
B. 电磁铁左端为S极
C. 条形磁铁受到的摩擦力向右
D. 条形磁铁与电磁铁相互吸引
二、填空题
11.如图所示,条形磁铁置于水平面上,电磁铁与其在同一水平面上,右端固定并保持水平,当电路中滑动变阻器滑片P逐渐向左移动时,条形磁铁仍保持静止,在此过程中条形磁铁受到的摩擦力的大小 (填“变大”、“变小”、“不变”)方向 (填“水平向左”或“水平向右”)
12.如图所示,闭合开关使螺线管通电,A螺线管的上端相当于磁体的 极,可以观察到左边弹簧 ,右边弹簧 .(后两空选填“伸长”、“不变”或“缩短”)
13.小丽在做如图的实验时,闭合开关S后,观察到a、b两枚铁钉吸引大头针的现象。这个实验可以说明电磁铁的磁性强弱与________有关;如果将滑动变阻器的滑片向右移动,电磁铁a的磁性强弱的变化是________(填“变强”“变弱”或“不变”),此实验还能说明稀硫酸溶液________(填“容易”或“不容易”)导电。
14.(2020九下·杭州月考)一个空心小铁球放在盛水的烧杯中置于铁棒AB的上方,绕在铁棒上的线圈连接如图所示的电路,开关S闭合后,空心小铁球仍漂浮在水面上,此时A端为电磁铁的________极,当滑片P向左滑动,空心小铁球所受浮力________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
三、解答题
15.通电螺线管的磁感线方向如下图所示,请在图中标出螺线管的N极。
四、实验探究题
16.(2019八下·天台月考)在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,小明用相同的漆包线和铁钉绕制成电磁铁A和B,电磁铁A的线圈匝数为200匝,电磁铁B的线圈匝数为50匝,并连接成1所示的电路。
(1).将电磁铁A、B串联,是为了控制两个电磁铁的 相同。
(2).当闭合开关S后,情形如图所示,由此可以得出的结论是:
(3).本实验巧妙地通过 来显示电磁铁磁性的强弱,下面的实验也用这种方法的是
A、认识电压时,我们可以用水压来类比 B、用光线来描述光通过的路径
C、把敲响的音叉接触水面,看有没有溅起水花,来判断音叉有没有振动
17.(2019八下·秀洲月考)如图所示,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)下表是该组同学所做实验的记录:
电磁铁(线圈) 50匝 100匝
实验次数 1 2 3 4 5 6
电流/A 0.8 1.2 1.5 0.7 1.1 1.3
吸引铁钉的数目/枚 5 8 10 7 11 14
比较实验中的1、2、3,可得出的结论是:________。
(2)同学们发现当电流较小时,实验中电磁铁没有吸引起铁钉,那么通电电磁铁到底有没有磁性呢?他们通过其他方法验证了这几次都是有磁性的。他们采用的方法可能是________。(写出一种即可)
(3)该小组同学比较实验中的1、4(或“2、5”或“3、6”)也能得出“线圈匝数越多,电磁铁磁性越强”的正确结论,请你说说理由:________。
18. 阅读下面的短文,回答问题
双触点干簧管是一种磁控开关,结构如图1所示,其外壳是一只密封的玻璃管,管内充有某种惰性气体,并装有A、B和C三块簧片,其中B和C是用铁或镍等材料制成,A是用铜或铝等非磁性材料制成,A的端点与C的端点是固定端点,B的端点是自由端点,正常时B的端点在自身弹力作用下与A的端点接触,当绕在干簧管上的线圈通电时,如图2所示,B的端点与C的端点分别被磁化而相互吸引,当吸引力大于B的弹力时,B与A的端点分开,并与C的端点接触.而当B与C的吸引力减小到一定程度时,B在弹力的作用下与C的端点分开,重新恢复与A的端点接触.请问答下列问题:
(1) 在图2中,若要使螺线管的左端为N极,则电源左端是 极.
(2)簧片A、B和C所对应的材料可能是 .(填写序号)
①铁、铁、铜 ②铜、铝、铁 ③铜、铁、铁 ④镍、铁、铝
(3)当B的端点与C的端点接触时,簧片B具有 势能.
(4)如图3所示,请将电路连接完整,要求闭合开关后,红灯先通电,然后绿灯与红灯能交替通电.
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1.2 电生磁
一、单选题
1.(2021八下·滨江期中)如图,一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过小磁针的上方,小磁针的S极向纸内偏转。对带电粒子束的判断:
①向右飞行的正离子束;②向左飞行的正离子束;
③向右飞行的负离子束;④向左飞行的负离子束;
⑤向右飞行的电子束;⑥向左飞行的电子束,则可能正确的是( )
A. ②③⑤ B. ①④⑥ C. ②④⑥ D. ①③⑤
【答案】 A
【解析】根据小磁针的指向判断电流产生磁场的方向,然后根据安培定则判断电流方向即可。
【解答】小磁针的S极向纸内偏转,则N极向纸外偏转,则电流产生的磁场在下面是垂直纸面向外的。用右手握住电流,弯曲的四指指尖向外,此时大拇指指向左端,则电流方向是向左的。
如果离子束为正电荷,则向左飞行;如果离子束为负电荷,那么电流方向与它的运动方向相反,极向右飞行,故②③⑤正确。
故选A。
2.(2019八下·绍兴期中)如图甲所示,将一对用软磁性材料制成的弹性舌簧密封在玻璃管中,舌簧端面互叠,但留有空隙,就支撑了一种磁控元件——干簧管,以实现自动控制。某同学自制了一个线圈,将它套在干簧管上,制成一个干簧继电器,用来控制灯泡的亮灭,如图乙所示为工作原理图。与干簧继电器在工作中所利用的电磁现象无关的是( )
A. 磁化 B. 电流的磁效应 C. 磁极间的相互作用 D. 磁场对电流的作用
【答案】 D
【解析】根据乙图,分析干簧继电器的工作过程,描述相关的电磁现象,与哪个选项中的现象无关,哪个就是正确选项。
【解答】据乙图可知,当开关S闭合后,线圈内有电流经过,由于电流的磁效应,这时线圈就会变成一个电磁铁;干簧继电器中的软磁性材料被磁化,由于异名磁极相互吸引,因此它们吸引在一起,接通灯泡所在的电路,灯泡开始发光,故A、B、C不合题意,D符合题意。
故选D。
3.为了探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关,某同学使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验,如图所示.则下列说法中正确的是( )
A. 用电磁铁吸引大头针的数目,显示它的磁性强弱
B. 若将两电磁铁靠近,它们会相互排斥
C. 两电磁铁的线圈串联是为了研究磁性强弱与电流的关系
D. 要使电磁铁的磁性增强,变阻器的滑片应向右滑动
【答案】 A
【解答】解:A、在实验中电磁铁的磁性强弱无法直接看出,通过吸引大头针的多少来进行判断.吸引的大头针越多,说明电磁铁的磁性越强,否则越弱.所以该说法正确.
B、根据安培定则,A的下端为N极,上端为S极,B的上端为N极,下端为S极,所以将两电磁铁靠近,它们会相互吸引.所以该说法错误.
C、两电磁铁的线圈串联是为了使通过两线圈的电流相等,研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数之间的关系.所以该说法错误.
D、变阻器的滑片向左滑动,电阻的阻值变小,电路中的电流变大,所以电磁铁的磁性增强,所以该说法是错误的.
4.(2019八下·永康期末)在科学学习的中,写我们需要研究看不见的现象或不易测量的科学量时,就必须设法寻找由该对象产生的各种可见的效应,由此来判定该对象的存在、大小等情况,下列研究中没有采用这种方法的是( )
A. 图①以磁感线来描绘通电导线周围的磁场
B. 图②用进入集气瓶中的水测量空气中氧气的含量
C. 图③以α粒子反弹或偏转推测原子核的存在
D. 图④以碘能使淀粉变蓝鉴定淀粉的存在
【答案】 A
【解析】 要研究看不见的现象或不易测量的科学量时,寻找由该对象产生的各种可见的效应,由此来判定该对象的存在、大小的方法称之为转换法。
【解答】A、磁感线是磁场的模型,所以用磁感线来描绘通电导线周围的磁场属于模型法,故A符合题意。
B、集气瓶中氧气反应后,气体气压减少,烧杯中的水在大气压的作用下进入集气瓶,该实验将氧气的体积转换为进入的水的体积,利用了转换法,故B不符合题意。
C、 以α粒子反弹或偏转推测原子核的存在 ,利用了转换法,故C不符合题意。
D、 碘能使淀粉变蓝鉴定淀粉的存在 ,所以可以将淀粉存在的检验用变蓝色这一现象来体现,利用了转换法,故D不符合题意。
故答案为:A
5.(2021八下·台州月考)小磁针静止在通电螺线管内部,小磁针涂黑的一端为N极,如图所示。那么( )
A. 电源的b端是正极,通电螺线管的左端是N极
B. 电源的b端是正极,通电螺线管的左端是S极
C. 电源的a端是正极,通电螺线管的左端是N极
D. 电源的a端是正极,通电螺线管的左端是S极
【答案】 A
【解析】首先根据小磁针的指向确定电磁铁的磁极方向,然后根据安培定则确定电源的正负极方向。
【解答】在磁铁内部,磁感线总是从S极回到N极。因为小磁针的左端为N极,所以通电螺线管的左端为N极。右手握住螺线管,大拇指指向左端,此时弯曲的四指指尖向上,则线圈上电流方向向上,即电流从右端流入螺线管,那么电源的b端为正极,a端为负极。
故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
6.如图所示,把螺线管沿东西方向水平悬挂起来,然后给导线通上如图所示的电流,请你想一想会发生的现象是( )
A. 通电螺线管仍保持静止不动
B. 通电螺线管能在任意位置静止
C. 通电螺线管转动,直至A端指向南,B端指向北
D. 通电螺线管转动,直至B端指向南,A端指向北
【答案】 D
【解析】由安培定则可知A为N极,水平悬挂的螺线管相当于指南针,故D选项正确.
磁体具有指向性。
7.(2016·浙江模拟)如图所示,一支金属弹簧悬挂起来伸长了,其下端恰好与水银槽中的水银面接触。现把弹簧连接在电路中,当开关闭合后,此时( )
A. 弹簧的长度将缩短,其下端将不再与水银面接触
B. 弹簧的长度将更长,其下端将浸入水银面更深一些
C. 弹簧先收缩后伸长并不停地上下振动
D. 弹簧仍保持不动
【答案】 C
【解析】将整个弹簧看做若干个线圈连接在一起,根据安培定则判断每个线圈的极性,再根据磁极之间的相互作用判断相邻线圈之间是吸引还是排斥,从而确定弹簧长度的改变,以及对整个电路的影响即可。
【解答】线圈上电流方向向左;右手握住螺线管,完全的四指指尖朝左,此时大拇指指向下端,因此线圈的下端为N极,上端为S极。根据“异名磁极相互吸引”可知,相邻的线圈之间相互吸引,那么弹簧的长度收缩变短。此时弹簧下端与水银面分开,电路断开电流消失,于是磁性消失,弹簧恢复原长又再次接触水银面,重复前面的过程,因此弹簧先收缩后伸长并不停的上下振动,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
8.(2021八下·浙江期末)为了探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关,某同学使用两个相同的大铁钉和相同的导线绕制成电磁铁进行实验,如图所示。则下列说法中错误的是( )
A. 若滑动变阻器的滑片向左移动,则能使电磁铁的磁性增强
B. 实验中电磁铁的磁性强弱是用吸引大头针的数目多少来显示的
C. 若要探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系,只要用一次实验就有明显的实验现象
D. 若要探究磁性强弱与线圈匝数的关系,只要用一次实验就有明显的实验现象
【答案】 C
【解析】(1)根据电磁铁的磁性与电流大小的关系判断;
(2)磁性强弱看不到摸不着,但是可以通过吸引大头针的数量反应磁场的强弱;
(3)(4)根据控制变量法的要求判断。
【解答】若滑动变阻器的滑片向左移动,变阻器的阻值变小,通过电磁铁的电流变大,则能使电磁铁的磁性增强,故A正确不合题意;
实验中电磁铁的磁性强弱是用吸引大头针的数目多少来显示的,故B正确不合题意;
若要探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系,需要控制线圈匝数相同而改变电流,而改变电流就需要调节滑动变阻器,因此至少需要两次实验,故C错误符合题意;
若要探究磁性强弱与线圈匝数的关系,需要控制电流相同而改变线圈匝数;图片中两个电磁铁线圈匝数不同,二者串联肯定电流相同,因此只要用一次实验就有明显的实验现象,故D正确不合题意。
故选C。
9.(2020八下·绍兴月考)如图是一种磁悬浮地球仪的示意图,底座内有一金属线圈(线圈电阻不计),地球仪内有一磁铁,通电后地球仪能悬浮在空中。下列有关地球仪的说法正确的是( )
A. 装置是根据异名磁极相互吸引的原理来工作的
B. 条形磁铁的b端为N极,若要让地球仪悬浮的更高些,开关S2连到接线柱2上
C. 条形磁铁的b端为S极,若要让地球仪悬浮的更高些,开关S2连到接线柱2上
D. 换用一个质量较大的地球仪仍然要悬浮在空中,且距离不变,改变电磁铁线圈中的电流方向就可以了
【答案】 C
【解析】(1)首先根据二力平衡确定悬浮的地球仪受到磁力的方向,然后根据磁力方向确定其工作原理;
(2)根据安培定则确定电磁铁的上端的极性,然后根据磁极之间的相互作用确定条形磁铁的b端的极性。电磁铁的磁性大小与线圈匝数和电流大小有关;
(3)根据上面的分析判断;
(4)根据影响电磁铁磁性大小的因素分析。
【解答】地球仪悬浮在空中,那么它受到的重力和电磁力相互平衡。因为重力的方向向下,所以电磁力肯定竖直向上,即地球仪和底座之间应该是排斥力,原理就是“同名磁极相互排斥”,故A错误;
根据图片可知,电磁铁线圈上电流方向向左,那么用右手握住螺线管,四指指向左,大拇指指向下端,因此下端是N极,而上端是S极;根据“同名磁极相互排斥”可知,条形磁铁的b段为S极。若要让地球仪悬浮的更高些,那么必须增大电磁铁的磁场,即增多线圈,将开关S2连接到2上,故B错误,C正确;
换用一个质量较大的地球仪仍然要悬浮在空中,且距离不变,那么就要增大电磁铁的磁场,可以增加线圈匝数,也可以增大电流,而改变电流方向于事无补,故D错误。
故选C。
10.(2021八下·萧山期中)如图所示,在电路中滑动变阻器滑片P逐渐向右适当移动的过程中,条形磁铁仍保持静止,在此过程中下列说法正确的是 ( )
A. 电磁铁磁性逐渐增强
B. 电磁铁左端为S极
C. 条形磁铁受到的摩擦力向右
D. 条形磁铁与电磁铁相互吸引
【答案】 C
【解析】(1)通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁场越强;
(2)根据安培定则判断电磁铁的磁极方向;
(3)(4)根据磁极之间的相互作用规律条形磁铁受力的方向,然后根据二力平衡的条件推测摩擦力的方向。
【解答】A.变阻器的滑片P向右移动的过程中,变阻器的阻值变大,通过的电流变小,则电磁铁的磁性减弱,故A错误;
B.线圈上电流方向向上;右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向上,此时大拇指指向左端,那么左端为N极,故B错误;
CD.根据“同名磁极相互排斥”可知,条形磁铁受到水平向左的排斥力,根据二力平衡条件可知,它受到水平向右的摩擦力,故C正确,D错误。
故选C。
二、填空题
11.如图所示,条形磁铁置于水平面上,电磁铁与其在同一水平面上,右端固定并保持水平,当电路中滑动变阻器滑片P逐渐向左移动时,条形磁铁仍保持静止,在此过程中条形磁铁受到的摩擦力的大小 (填“变大”、“变小”、“不变”)方向 (填“水平向左”或“水平向右”)
【答案】 变大;水平向右
【解析】本题用到的知识点较多,应能够将各知识点灵活应用并注意各内容间的相互联系,由右手螺旋定则可判断电磁铁的极性,由磁极间的相互作用可判断条形磁铁受力方向;由滑片的移动可知接入电阻的变化及电流的变化,则可知磁性强弱的变化,从而求得磁铁受力的变化。
【解答】由右手螺旋定则得,电磁铁左端为N极,则与条形磁铁同名极相对,相互排斥,则条形磁铁受磁场力向左,因条形磁铁受力平衡则受向右的摩擦力,因磁铁处于静止,故摩擦力等于斥力;当滑片向左移动时,电阻减小,由欧姆定律可得线圈中电流变大,则磁场变强,条形磁铁受磁场力变大,因仍处于平衡状态,故摩擦力变大。
故答案为:变大,水平向右。
12.如图所示,闭合开关使螺线管通电,A螺线管的上端相当于磁体的 极,可以观察到左边弹簧 ,右边弹簧 .(后两空选填“伸长”、“不变”或“缩短”)
【答案】 N;伸长;缩短
【解析】解:据安培定则可知,A螺线管的上端相当于磁体的N极;
对于左边的弹簧来说,不管通电螺线管的极性如何,铁棒都会被吸引,故左边的弹簧会伸长;
对于右边的弹簧来说,要取决于通电螺线管的极性,如果上端是S极就会伸长,否则就会缩短;
根据电源的正负极,可以确定电流从右螺线管的上端流入,下端流出,结合螺线管线圈的绕向,利用安培定则可以确定螺线管的上端为N极,下端为S极,根据同名磁极相互排斥可知,右端弹簧会缩短.
故答案为:N;伸长;缩短.
①利用螺线管的线圈绕向和电流方向,结合安培定则确定螺线管的N、S极;
②同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引;
③弹簧伸长,是由于受到了条形磁体对其向下的拉力.根据拉力的变化可以确定弹簧伸长长度的变化.
13.小丽在做如图的实验时,闭合开关S后,观察到a、b两枚铁钉吸引大头针的现象。这个实验可以说明电磁铁的磁性强弱与________有关;如果将滑动变阻器的滑片向右移动,电磁铁a的磁性强弱的变化是________(填“变强”“变弱”或“不变”),此实验还能说明稀硫酸溶液________(填“容易”或“不容易”)导电。
【答案】 线圈匝数;变强;容易
【解析】电磁铁的磁性强弱与三个因素有关:电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯。同等条件下,线圈匝数越多,磁性越强;同等条件下,通过电磁铁的电流越强,其磁性越强;同等条件下,有铁芯比没有铁芯磁性强。闭合回路的欧姆定律公式为I=。
【解答】根据图中电路图可知,该电路为串联电路,即电流处处相等,线圈的缠绕方式相同,而线圈匝数不同,所以这个实验可以说明电磁铁法人磁性强弱与线圈匝数有关;当滑动变阻器的滑片向右移动时,闭合回路中的电阻减小,电压不变,根据闭合回路的欧姆定律可知,闭合回路的电流变大。所以电磁铁a的磁性变强;闭合回路有一部分插入稀硫酸溶液中,当开关闭合后,闭合回路中有电流通过,所以此实验说明稀硫酸溶液能导电;
故答案为:线圈匝数;变强;容易。
14.(2020九下·杭州月考)一个空心小铁球放在盛水的烧杯中置于铁棒AB的上方,绕在铁棒上的线圈连接如图所示的电路,开关S闭合后,空心小铁球仍漂浮在水面上,此时A端为电磁铁的________极,当滑片P向左滑动,空心小铁球所受浮力________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】 S;增大
【解析】(1)根据安培定则确定电磁铁的磁极方向;
(2)电磁铁的磁场随电流的增大而增大;首先根据滑片移动方向确定电阻变化,进而确定电流的变化,得到磁力的变化,最后根据F浮=G+F吸引判断浮力的大小变化。
【解答】(1)根据图片可知,电磁铁线圈上电流方向相左;用右手握住螺线管,四指指尖向左,那么大拇指指向下端,那么电磁铁的B端为N极,而A端为S极;
(2)当滑片向左滑动时,变阻器的阻值变小,那么电流变大,电磁铁的磁力变大;根据F浮=G+F吸引可知,空心小球受到的浮力增大。
三、解答题
15.通电螺线管的磁感线方向如下图所示,请在图中标出螺线管的N极。
【答案】 如图:
【解析】
由电源的正负极可知电流的方向,由右手螺旋定则可得出螺线管的磁极,然后画出磁感线的方向。
【解答】因同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,故通电螺线管的右侧为N极;磁感线的方向由N极指向S极;
故答案如图:
四、实验探究题
16.(2019八下·天台月考)在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,小明用相同的漆包线和铁钉绕制成电磁铁A和B,电磁铁A的线圈匝数为200匝,电磁铁B的线圈匝数为50匝,并连接成1所示的电路。
(1).将电磁铁A、B串联,是为了控制两个电磁铁的 相同。
(2).当闭合开关S后,情形如图所示,由此可以得出的结论是:
(3).本实验巧妙地通过 来显示电磁铁磁性的强弱,下面的实验也用这种方法的是
A、认识电压时,我们可以用水压来类比
B、用光线来描述光通过的路径
C、把敲响的音叉接触水面,看有没有溅起水花,来判断音叉有没有振动
【答案】 (1)电流
(2)在电流和铁芯相同时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强(3)吸引大头针数目;C
【解析】(1)串联电路各处电流都相等,根据电磁铁磁性的影响因素回答;
(2)根据控制变量法,首先描述哪个因素相同,再描述变化因素对探究物理量的影响;
(3)将不易测量或不易观察到的现象转换为与它相关的物理现象,这种方法叫“转换法”,据此判断即可。
【解答】(1)将电磁铁串联,可以控制通过它们的电流相等;
(2)当开关S闭合后,线圈匝数多的吸引的大头针数量多,由此得到结论:当电流和铁芯相同时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强;
(3)本实验巧妙的通过吸引大头针数目来显示电磁铁磁性的强弱,这种方法叫转换法。
A.认识电压时,我们可以用水压来类比,使用的类比法,故A不合题意;
B.用光线来描述光通过的路径,使用的模型法,故B不合题意;
C.把敲响的音叉接触水面,看有没有溅起水花,来判断音叉有没有振动,使用的转换法,故C符合题意。
故答案为:(1)电流;(2)同解析;(3)吸引大头针数目,C
17.(2019八下·秀洲月考)如图所示,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)下表是该组同学所做实验的记录:
电磁铁(线圈) 50匝 100匝
实验次数 1 2 3 4 5 6
电流/A 0.8 1.2 1.5 0.7 1.1 1.3
吸引铁钉的数目/枚 5 8 10 7 11 14
比较实验中的1、2、3,可得出的结论是:________。
(2)同学们发现当电流较小时,实验中电磁铁没有吸引起铁钉,那么通电电磁铁到底有没有磁性呢?他们通过其他方法验证了这几次都是有磁性的。他们采用的方法可能是________。(写出一种即可)
(3)该小组同学比较实验中的1、4(或“2、5”或“3、6”)也能得出“线圈匝数越多,电磁铁磁性越强”的正确结论,请你说说理由:________。
【答案】 (1)线圈匝数相同时,通过电磁铁线圈中的电流越大,电磁铁磁性越强
(2)铁钉换成大头针(或用细铁屑、或观察相同小磁针在相等距离偏转角度的大小或更小的铁钉等)
(3)因为比较1和4(或“2、5”或“3、6”)电流减小,线圈匝数变多,吸引到的铁钉变多,如果电流相同则吸到有铁钉将会更多,即电磁铁磁性越强
【解析】(1)分析实验1、2、3中,哪个因素相同,哪个因素不同,根据控制变量法描述结论即可;
(2)电流较小时,电磁铁的磁力较小,无法吸起质量较大的铁钉,为了证明这时也有磁性,可以换用质量更小的物体;
(3)虽然1和4中线圈匝数和电流都不相同,但是可以根据已知的变化趋势对结果进行推断。
【解答】(1)实验1、2和3中,线圈的匝数相同但电流大小不同,因此得到结论: 线圈匝数相同时,通过电磁铁线圈中的电流越大,电磁铁磁性越强 ;
(2)同学们发现当电流较小时,实验中电磁铁没有吸引起铁钉,那么通电电磁铁到底有没有磁性呢?他们通过其他方法验证了这几次都是有磁性的。他们采用的方法可能是:铁钉换成大头针(或用细铁屑、或观察相同小磁针在相等距离偏转角度的大小或更小的铁钉等)。
(3)该小组同学比较实验中的1、4(或“2、5”或“3、6”)也能得出“线圈匝数越多,电磁铁磁性越强”的正确结论,理由:因为比较1和4(或“2、5”或“3、6”)电流减小,线圈匝数变多,吸引到的铁钉变多,如果电流相同则吸到有铁钉将会更多,即电磁铁磁性越强。
18. 阅读下面的短文,回答问题
双触点干簧管是一种磁控开关,结构如图1所示,其外壳是一只密封的玻璃管,管内充有某种惰性气体,并装有A、B和C三块簧片,其中B和C是用铁或镍等材料制成,A是用铜或铝等非磁性材料制成,A的端点与C的端点是固定端点,B的端点是自由端点,正常时B的端点在自身弹力作用下与A的端点接触,当绕在干簧管上的线圈通电时,如图2所示,B的端点与C的端点分别被磁化而相互吸引,当吸引力大于B的弹力时,B与A的端点分开,并与C的端点接触.而当B与C的吸引力减小到一定程度时,B在弹力的作用下与C的端点分开,重新恢复与A的端点接触.请问答下列问题:
(1) 在图2中,若要使螺线管的左端为N极,则电源左端是 极.
(2)簧片A、B和C所对应的材料可能是 .(填写序号)
①铁、铁、铜 ②铜、铝、铁 ③铜、铁、铁 ④镍、铁、铝
(3)当B的端点与C的端点接触时,簧片B具有 势能.
(4)如图3所示,请将电路连接完整,要求闭合开关后,红灯先通电,然后绿灯与红灯能交替通电.
【答案】 (1)正(2)③(3)弹性
(4)【解答】解:当开关S闭合后,电路接通红灯亮,故红灯与螺线管相连且与簧处A组成一条支路;
通电后螺线管产生磁性,B的端点与C的端点分别被磁化而相互吸引,把簧片吸下来,绿灯电路接通灯亮.所以绿灯与C相连.这样交替进行.如图所示:
【解析】解:(1)螺线管的左端为N极,右手握住螺线管,大拇指朝左,电流从左侧流进,右侧流出,所以电源的左端是正极;
(2)由题磁铁能够磁化干簧管的B、C两个簧片,所以制作材料可能是铁;不能吸引A,制作材料可能是铜;故选③;
(3)正常时B的端点在自身弹力作用下与A的端点接触,当B的端点与C的端点接触时,簧片B发生弹性形变,所以它具有弹性势能
(1)用右手握住螺线管,让四指弯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北极.根据安培定则判断电源的极性;
(2)根据物体被磁化后可以吸引铁类物质,进行分析;
(3)弹性势能是由于物体发生弹性形变而具有的能;
(4)闭合开关后,红灯先通电,然后绿灯与红灯能交替通电,由此根据双触点干簧管特点分析连接电路.
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