2022年必考点解析沪科版九年级物理第十七章从指南针到磁浮列车专题练习试题(含答案)

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名称 2022年必考点解析沪科版九年级物理第十七章从指南针到磁浮列车专题练习试题(含答案)
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资源类型 教案
版本资源 沪科版
科目 物理
更新时间 2022-04-04 23:49:54

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沪科版九年级物理第十七章从指南针到磁浮列车专题练习
考试时间:90分钟;命题人:物理教研组
考生注意:
1、本卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间90分钟
2、答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置,如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用涂改液、胶带纸、修正带,不按以上要求作答的答案无效。
第I卷(选择题 30分)
一、单选题(10小题,每小题3分,共计30分)
1、闭合开关S,通电螺线管周围的磁感线如图所示,则下列说法正确的是(  )
A.A端为电源的正极
B.通电螺线管右端为N极
C.小磁针左端为N极
D.改变电流的大小可以改变通电螺线管的磁场方向
2、在一次课外实验活动中,一颗铁质的小螺丝钉掉入细小狭长的小洞中(如图)。小科设计了以下四种方案,其中不能取出小螺丝钉的是(  )
A. B. C. D.
3、初春,用塑料梳子梳干燥的长头发时,头发容易被梳子“粘”起。下列现象中的“粘”,原因与其相同的是(  )
A.课堂上,老师把磁性黑板擦“粘”在黑板上
B.两个底面平整的铅块,挤压后能“粘”在一起
C.干燥的天气里,化纤布料的衣服容易“粘”灰
D.用硬卡片盖住装满水的玻璃杯,倒置后卡片“粘”在杯口
4、如图是一种水位自动报警器的原理图,有关该报警器工作情况的说法不正确的是(  )
A.该报警器红灯是报警灯,工作时必须依靠水的导电性,且水位必须到达B
B.该报警器的红、绿灯不会同时亮
C.当水位没有达到B时,电磁铁没有磁性,只有绿灯亮
D.增大右侧电源电压可以增加电磁铁的磁性
5、图所示的是一种温度自动报警器的原理图,在水银温度计中封入一段金属丝,金属丝下端所指示的温度为90℃,当温度达到90℃时,自动报警器报警。下列说法中正确的是(  )
A.灯亮时表示报警器报警
B.温度达到85℃时,报警器中的灯亮同时铃响
C.报警器中水银温度计和电磁铁并联在电路中
D.报警器是利用电磁铁通电时有磁性、断电时磁性消失的特点工作的
6、以下说法中正确的是(  )
A.磁场是真实存在的
B.磁感线是从磁场中实际存在的曲线
C.毛皮摩擦过的橡胶棒具有吸引铁钴镍的性质
D.小磁针N极在磁场中某点所受磁力的方向跟该点的磁场方向相反
7、下列现象不属于摩擦起电的是(  )
A.在干燥的天气脱毛衣时会听到轻微的噼叭声
B.化纤衣服穿在身上特别爱吸附灰尘
C.用干净的塑料梳子梳头发时,头发会随梳子飘起
D.将磁铁靠近铁钉时,磁铁吸起铁钉
8、关于磁现象的认识中,下面说法正确的是(  )
A.磁体能吸引铁、铜、钴等物质
B.同名磁极互相吸引,异名磁极互相排斥
C.地球相当于一个巨大的磁体,地磁场的北极在地理的南极附近
D.磁体之间只有相互接触时才能产生相互作用力
9、为了判断一根钢棒是否有磁性,小明进行了如下几组小实验。其中不能达到目的的是(  )
A.让钢棒靠近铁屑,铁屑被吸引,则钢棒具有磁性
B.用细线将钢棒吊起来,使它能在水平面内自由转动,静止时总是指南北方向,则钢棒具有磁性
C.让小磁针靠近钢棒,若钢棒与小磁针相互排斥,则钢棒具有磁性
D.让小磁针靠近钢棒,若钢棒与小磁针相互吸引,则钢棒具有磁性
10、如图所示,通电螺线管附近放一小磁针,黑色一端表示小磁针N极。静止后小磁针指向正确的是(  )
A. B.
C. D.
第Ⅱ卷(非选择题 70分)
二、填空题(5小题,每小题3分,共计15分)
1、为了保护环境,国家鼓励发展新能源汽车,新能源汽车的核心部件是电动机,电动机工作时将_______能转化为机械能,和电动机原理相同的应用还有_________。
2、螺线管通电后,小磁针静止时的指向如题图所示,则通电螺线管右端为______极,电源的______端为正极。
3、实验发现,当两条平行放置的直导线a、b中通以相同方向的电流时,两根导线相互吸引,如图所示。使导线b受力的施力物体是______。如果只改变导线a中的电流方向,两根导线间______(选填“有”或“没有”)作用力,你判断的依据是________。
4、如图所示是某实验小组设计的探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验电路图。在实验时,通过吸引大头针的 _________反映电磁铁磁性强弱,此实验电路探究的是“电磁铁磁性强弱与 ___________的关系”。
5、(1)如图甲所示的电能表示数为_______度。
(2)如图乙是一个条形磁体及周围铁屑的分布情况,以及两个可自由转动的小磁针静止时的指向。请在图中小磁针左端的空白处填写小磁针左端的磁极名称(选填“N”或“S”)_____。
三、计算题(5小题,每小题8分,共计40分)
1、许多大桥被损坏的一个重要原因是过往车辆严重超载。为了能抓拍超载车辆,小明及其物理兴趣小组成员决定为大桥管理者设计一个“汽车超载记录器”来进行监控管理,如图18甲为该超载记录器原理图。已知电源电压U=10V,线圈电阻R0=10Ω,保护电阻R1=15Ω,Rx为压敏电阻,当车辆驶入被检测路段时,其阻值随它受到的压力变化的情况如图乙所示,当电压表示数达到或超过4V时,继电器的衔铁被吸下,工作电路中的照相机就开始工作,抓拍超载车辆。(g取10N/kg)试问:
(1)在控制电路中,当压敏电阻Rx受到的压力增大时,电磁铁的磁性将__(选填“增强”“减弱”或“不变”)。
(2)当工作电路开始拍照时,控制电路中的电流多大?__
(3)当一辆总质量为15t的大货车过桥时,请通过计算判断工作电路中的照相机是否工作?__
2、有一种电加热恒温箱,工作原理如图a所示.控制电路由电压为U1=6V的电源、电磁继电器(线圈电阻不计)、滑动变阻器R0和热敏电阻R1组成;工作电路由电压为U2=220V的电源和电阻为R2=48.4Ω的电热丝组成.当控制电路中的电流达到0.05A时,衔铁被吸下来,触点处断开,工作电路停止工作,当控制电路中的电流小于0.05A时,衔铁被弹回,触点处接通,加热电路正常工作.热敏电阻R1的阻值随温度变化关系如图b所示.
(1) 工作电路正常工作1min,电热丝R2产生的电热是多少?
(2) 通过调节控制电路中滑动变阻器R0接入电路的阻值,就能调节恒温箱中需要设定的不同温度,如果恒温箱的温度设定为50℃,求滑动变阻器R0应接入电路的阻值.
(3) 若要提高恒温箱的设定温度,滑动变阻器R0接入电路的阻值应调大还是调小?
3、如图电磁继电器和热敏电阻R1等组成了恒温箱控制电路,R1处于恒温箱内.电源电压U=6v,继电器线圈的电阻可不计.如图为热敏电阻的R1-t图象,且已知在50~150℃范围内,热敏电阻的阻值随温度的变化规律是:R1 t=常数;电阻R2是可变电阻.当线圈中的电流达到20mA时,继电器的衔铁被吸合.已知此时可变电阻R2=225Ω,恒温箱保持60℃恒温.图中的“交流电源”是恒温箱加热器的电源.
(1)60℃时,热敏电阻R1的阻值是多少?
(2)应该把恒温箱的加热器接在A、B端还是C、D端?
(3)如果要使恒温箱内的温度保持100℃,可变电阻R2的阻值应调为多少?
4、近年来,智能机器人进入百姓家,如图所示是质量为4kg的扫地机器人某次工作时的情景,在4s内沿水平直线运动了2m,此过程机器人所提供的牵引力为50N,g取10N/kg.求:
(1)为智能机器人提供牵引力的是电动机,电动机的原理是_____;
(2)若机器人静止充电时和地面的接触面积为2cm2,则它对地面的压强为多少_______?
(3)上述工作过程中牵引力的功率为多少_______?
5、有一种电加热恒温箱,工作原理如图所示,控制电路由电压为U1=9V的电源、开关、电磁继电器(线圈电阻不计)、电阻箱R0和热敏电阻R1组成;工作电路由电压为U2=220V的电源和电阻为R2=44Ω的电热丝组成.其中,电磁继电器只有当线圈中电流达到60mA时,衔铁才吸合,切断工作电路;热敏电阻R1的阻值随温度变化关系如图.求:
(1)电热丝正常工作时的功率.
(2)电热丝正常工作100s产生的热量.
(3)如果恒温箱的温度设定为50℃,求电阻箱R0迎接如电路的电阻.
四、实验探究(3小题,每小题5分,共计15分)
1、如图所示小明同学模拟“奥斯特实验”,闭合开关,原来静止的小磁针发生了偏转,造成小磁针偏转的原因是什么呢?
猜想一:可能是通电后导线产生的热量使空气对流引起
猜想二:可能是通电后导线周围产生了磁场引起。
(1)它看到小磁针偏转,认为它一定受到力的作用,他判断的理由是______;
(2)为了验证猜想一,下列方案可行的是______(请选择最佳方案);
①将整个装置放在玻璃箱中进行实验;
②将小磁针罩在烧杯中,导线置于烧杯上方并平行于小磁针进行实验;
③改变导线中的电流方向。
(3)如果实验中小磁针偏转不明显,请提供一条改进的建议______。
2、在探究“通电螺线管的外部磁场”时,小明在螺线管周围摆放了一些小磁针。
(1)实验中,摆放小磁针的作用是_________。
(2)通电后小磁针静止时的分布如图甲所示,由此可以看出通电螺线管外部的磁场与_______的外部磁场相似。
(3)小明改变通电螺线管中的电流方向,发现小磁针指向转动180°,南北极发生了对调,由此可知:通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中________方向有关。
(4)小明继续实验探究,并按图乙连接电路,他先将开关S接a,观察电流表的示数及吸引大头针的数目;再将开关S从a换到b,调节滑动变阻器的滑片P,再次观察电流表的示数及吸引大头针的数目,此滑动变阻器的目的是为了控制两次实验的_______大小不变,来探究________的关系。
3、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)当滑动变阻器滑片向左移动时,电磁铁甲、乙吸引大头针的个数______(选填“增加”或“减少”),说明电流越______,电磁铁磁性越强;
(2)由图示可知,______(选填“甲”或“乙”)的磁性强,说明电流一定时,______电磁铁磁性越强;
(3)电磁铁吸引的大头针下端都是分散开的,其原因是______。
(4)本实验中用到了多种研究方法:
①如研究电磁铁的磁性强弱和线圈匝数有关时,就应控制电流相等。下列实验的研究方法和这种方法不同的是______(填符号)。
A.研究电流大小和电压、电阻的关系
B.研究影响电阻大小的因素
C.用电流表测量串联电路中的电流
②本实验中还用到了其他研究方法,如电磁铁的磁性强弱用什么来显示,下列实验的研究方法和这种方法不同的是______(填符号)。
A.在测量小灯泡的功率时,用电压和电流之积来表示电功率
B.研究电流通过导体产生的热量和哪些因素有关实验中,用液柱的高度差来表示电热多少
C.研究动能大小和哪些因素有关的实验中,用小木块被推开的远近来表示动能的大小
③进行了多次实验来改变电路中电流和线圈匝数,进行多次实验的目的和下列实验中进行多次实验的目的相同的是______(填符号)。
A.伏安法测量定值电阻的阻值
B.探究并联电路电流规律
C.测量小石块的密度
-参考答案-
一、单选题
1、C
【详解】
ABC.由图可知,磁感线是从螺线管的左端出来的,则左端为N极,右端为S极,根据安培定则可知,螺线管外侧电流的方向是向上的,即电源的B端为正极;根据异名磁极相互吸引,所以小磁针的左端为N极,右端为S极;故AB错误,C正确;
D.磁场的方向与电流的大小无关(与电流的方向有关),改变电流的大小可以改变通电螺线管的磁场强弱,故D错误。
故选C。
2、D
【详解】
A.细线下端的磁体靠近小螺丝钉时,会吸引铁质小螺丝钉,从而取出小螺丝钉,故A不符合题意;
B.磁体能够吸引铁、钴、镍,磁体吸引铁棒而成为一个整体,靠近小螺丝钉时会吸引小螺丝钉,从而取出小螺丝钉,故B不符合题意;
C.铁棒被磁体磁化后具有磁性,靠近小螺丝钉时会吸引小螺丝钉而取出小螺丝钉,故C不符合题意;
D.磁体能够吸引铁、钴、镍,但不吸引铜,也不能磁化铜,所以不能取出小螺丝钉,故D符合题意。
故选D。
3、C
【详解】
A.用塑料梳子梳头发时,头发容易被梳子“粘”起,这是摩擦起电现象。老师把磁性黑板擦“粘”在黑板上,这是磁极间的相互作用,故A不符合题意;
B.两个底面平整的铅块,挤压后能“粘”在一起,这是分子间引力,故B不符合题意;
C.干燥的天气里,化纤布料的衣服容易“粘”灰,这是化纤衣服互相摩擦带了电吸引轻小物体而容易“粘”灰,故C符合题意;
D.用硬卡片盖住装满水的玻璃杯,倒置后卡片“粘”在杯口,这是大气压作用,将制片压在杯口上,故D不符合题意。
故选C。
4、D
【详解】
A.由图可知,当水位达到B时,控制电路形成通路,电磁铁产生磁性,将衔铁吸下,动触点与下方静触点闭合,红灯亮,所以报警器红灯是报警灯,工作时必须依靠水的导电性,且水位必须到达B,故A正确,不符合题意;
B.由图可知,动触点不可能和上下方两个静触点同时接触,所以,该报警器的红、绿灯不会同时亮,故B正确,不符合题意;
C.当水位没有达到B时,控制电路断路,电磁铁没有磁性,动触点与上方静触点闭合,只有绿灯亮,故C正确,不符合题意;
D.本装置中有两个电路,控制电路和工作电路,电磁铁在控制电路中,增大右侧电源电压无法改变控制电路中的电流,电磁铁磁性不变,故D错误,符合题意。
故选D。
5、D
【详解】
A.如图,当温度达到90℃时,电磁继电器电路接通,电磁铁产生磁性,吸引衔铁向下运动,接通电铃,自动报警器报警,灯不亮,故A错误;
B.如图,当温度达到85℃时,电磁继电器电路断开,电磁铁失去磁性,衔铁在弹簧的拉力下向上运动,接通灯,灯亮,故B错误;
C.温度计在这里相当于一个开关,报警器中水银温度计和电磁铁串联在电路中,故C错误;
D.达到90℃或以上时,连通继电器电路,电磁铁有磁性,吸引衔铁向下运动;低于90℃时,断开继电器电路,电磁铁失去磁性,衔铁在弹簧的拉力下向上运动,故D正确。
故选D。
6、A
【详解】
A.磁体周围存在磁场,磁场是真实存在的,故A正确,
B.为方便、形象地描述磁场引入磁感线,磁感线并不存在,故B错误;
C.磁体具有吸引铁钴镍的性质,毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷,不是磁体,故C错误;
D.小磁针S极在磁场中某点所受磁力的方向跟该点的磁场方向相反,小磁针N极在磁场中某点所受磁力的方向跟该点的磁场方向相同,故D错误。
故选A。
7、D
【详解】
A.因为在干燥的天气,毛衣和身体之间,或者毛衣和其他衣物之间摩擦容易产生静电,所以会在脱毛衣时听到噼啪声,故A不符合题意;
B.化纤布料与皮肤摩擦容易产生静电,而带电物体有吸引轻小物体的性质, 所以化纤衣服穿在身上容易吸附灰尘,故B不符合题意;
C.塑料梳子与头发摩擦后会产生静电,梳子和头发一个带正电荷,一个带负电荷,因为异种电荷相互吸引,所以头发会随着梳子飘起,故C不符合题意;
D.当磁铁靠近铁钉时,铁钉进入了磁场被磁化,因为磁力的作用,铁钉和磁铁会相互吸引,与静电的产生无关,故D符合题意。
故选D。
8、C
【详解】
A.磁体具有吸引铁、钴、镍的性质,这种性质称为磁性,故A错误;
B.磁体间的作用规律是:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,故B错误;
C.地球本身相当于一个巨大的磁铁,地磁场的南极在地理的北极附近,地磁场的北极在地理的南极附近,故C正确;
D.磁体之间的相互作用通过其周围的磁场来实现,故磁体没有接触,也会产生力的作用,故D错误。
故选C。
9、D
【详解】
A.磁体能够吸引铁屑,没有磁性的钢棒则没有吸引铁屑的能力,所以铁屑被吸引能说明钢棒具有磁性,故A不符合题意;
B.磁体具有指示南北的性质,不具有磁性的钢棒没有指示南北的能力,所以钢棒能指示南北可以说明其具有磁性,故B不符合题意;
C.钢棒与小磁针相互排斥,说明钢棒与小磁针靠近的一端为同名磁极,说明钢棒有磁性,故C不符合题意;
D.若钢棒没有磁性,当它靠近小磁针时,钢棒与小磁针也会互相吸引,所以钢棒与小磁针相互吸引不能能说明钢棒具有磁性,故D符合题意。
故选D。
10、C
【详解】
根据右手螺旋定则,右手握住螺线管,四指弯曲且与螺线管中电流方向一致,则大拇指指向通电螺线管的左端为N极,右端为S极;由“同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引”可知:
A.图中小磁针静止时,右端应该为S极,左端为N极,故A错误;
B.图中小磁针静止时,左端应该为N极,右端为S极,故B错误;
C.图中小磁针静止时,左端应该为S极,右端为N极,故C正确;
D.图中小磁针静止时,左端应该为S极,右端为N极,故D错误。
故选C。
二、填空题
1、电 扬声器
【详解】
[1][2]电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用,工作时将电能转化为机械能;与电动机工作原理相同的有扬声器等。
2、N 右
【详解】
[1][2]由题图可知,小磁针左端为N极,由异名磁极相互吸引可判断出通电螺线管左侧是S极,右侧为N极;利用安培定则可知电流从螺线管的右端流入,左端流出,判断出电源右侧为正极,左侧为负极。
3、a 有 磁场对放入磁场的磁体有磁力的作用
【详解】
[1]通电导线a的周围有磁场,通电导体b放在了通电导线a的磁场内,受到磁场的作用,两根导线相互吸引,b受到了a的吸引力,所以使导线b受力的施力物体是a。
[2][3]a、b中有电流通过,则a、b的周围存在磁场,a、b相当于是一个磁体;如果只改变导线a中的电流方向,a的磁场方向发生了变化,a的磁场对b仍然有力的作用。
4、多少/数目 电流大小
【详解】
[1]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大头针的多少反映出来,这种研究问题的方法为转换法。
[2]线圈匝数一定的情况下,调节滑动变阻器滑片的位置,使电路中的电流增大或减小,发现铁钉能吸引大头针的个数增多或减少,说明铁钉的磁性增加或减弱,因此实验电路探究问题是电磁铁磁性强弱与电流的关系。
5、1962.0#1962 S,N
【详解】
(1)[1]电能表五位数中,最后一位是小数位,故读数为1962.0度。
(2)[2]根据磁场的相互作用,即同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,磁体的左端是N极,故中间的小磁针的左端是S极,而乙图中靠近S极的小磁针,因为异名磁极相互吸引,故小磁针的左端是N极。
三、计算题
1、增强 0.24A 是
【详解】
(1)由乙图可知,当压敏电阻Rx受到的压力增大时,其阻值减小,电路的总电阻减小,由欧姆定律公式可知,控制电路的电流变大,电磁铁的磁性将增强。
(2)当电路开始拍照时,控制电路中的电流为
(3)当一辆总质量为15t的大货车过桥时,对桥面的压力为
由乙图可知,此时Rx为25Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以电路中的电流为
电压表的示数为
所以电路中的照相机工作。
答:(1)电磁铁的磁性将增强。
(2) 当工作电路开始拍照时,控制电路中的电流为0.24A。
(3) 当一辆总质量为15t的大货车过桥时,工作电路中的照相机仍正常工作。
2、 (1) 6×104J (2)4 0Ω (3)调大
【详解】
(1)电热丝正常工作1分钟,产生的热量: ;
(2)当温度为50℃时,R1=80Ω,在控制电路中, ,
R2=R总﹣R1=120Ω﹣80Ω=40Ω;
(3)若提高恒温箱的温度,则R1的电阻减小,因为工作电路正常工作时,控制电流不变,因此控制电路的总电阻不变,R1电阻减小,因此变阻器接入电路的电阻应调大.
3、75Ω 由图2可知,当恒温箱内的温度升高时,热敏电阻的阻值随之减小,电路中的电流增大,当电流达到20mA时,电磁铁能够吸引下衔铁,使动触点与C、D所在的电路接通.若把加热器接在此电路中,会使恒温箱内的温度持续升高.相应的,热敏电阻的阻值继续减小,电流持续增大,电磁铁的磁性继续增强,使CD这个电路始终接通,加热器永远工作.达不到控制温度的目的.所以,要把恒温箱的加热器应接在A、B端. 255Ω
【解析】
(1)60℃时,控制电路I=20mA=0.02A,R总==300Ω,R1=R总 R2=300Ω 225Ω=75Ω;(2)由图2可知,当恒温箱内的温度升高时,热敏电阻的阻值随之减小,电路中的电流增大,当电流达到20mA时,电磁铁能够吸引下衔铁,使动触点与C. D所在的电路接通.若把加热器接在此电路中,会使恒温箱内的温度持续升高.相应的,热敏电阻的阻值继续减小,电流持续增大,电磁铁的磁性继续增强,使CD这个电路始终接通,加热器永远工作.达不到控制温度的目的.所以,要把恒温箱的加热器应接在A. B端.(3)设100℃热敏电阻的阻值为,∵R1 t=常数,∴75×60=×100,解得=45Ω,R总==300Ω, =300Ω 45Ω=255Ω.
点睛:(1)要求R1的阻值,由电路图可知,R1、R2串联后接在6V的电源上,电源电压已知,此时电路中的电流也知道,可用电源电压与电流求出总电阻,然后减去R2,即可解得R1.(2)恒温箱的加热器接在A、B端还是C、D端,主要是由热敏电阻随温度的变化趋势来决定的.(3)要求电阻R2此时的阻值应调为多少,首先要知道此时热敏电阻R1的阻值是多少,而R1 t=常数是一个非常关键的突破口.
4、通电导线在磁场中受力的作用 2×105Pa 25W
【分析】
(1)通电导线在磁场中受力运动,即电能转化为机械能,电动机就是利用该原理制成的.
(2)机器人静止在水平地面上时对地面的压力和自身的重力相等,根据求出它对地面的压力;又知道机器人与地面的接触面积即受力面积,根据求出它对地面的压强;
(3)知道牵引力和移动的距离,利用求得此过程中牵引力所做的功,再利用求出牵引力的功率.
【详解】
(1)电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的.
(2)机器人静止充电时,对地面的压力:

根据得,机器人对地面的压强:

(3)此过程中牵引力做的功:

根据和,牵引力的功率:

5、(1)电热丝正常工作时的功率为1100W;
(2)电热丝正常工作100s产生的热量为1.1×105J;
(3)如果恒温箱的温度设定为50℃,电阻箱R0接入电路的阻值为50Ω.
【解析】
试题分析:(1)知道工作电路的电压和电热丝的电阻,利用P=求电热丝工作时的功率;
(2)已知工作时间,根据Q=W=Pt求加热100s产生的热量;
(3)恒温箱的温度为50℃,从图乙的出热敏电阻的阻值,此时电路中的电流为60mA,衔铁被吸合,切断工作电路,又知道控制电路的电压,利用欧姆定律求电阻箱连入电阻的阻值.
解:(1)电热丝工作时的功率:
P===1100W;
(2)电热丝正常工作100s产生的热量:
Q=W=Pt=1100W×100s=1.1×105J;
(3)如果恒温箱的温度设定为50℃,由图乙可知,热敏电阻的阻值R1=100Ω,
由题知,此时控制电路的电流I=60mA=0.06A,
∵I=,即:0.06A=,
∴电阻箱R0应接入电路的阻值:R0=50Ω.
答:(1)电热丝正常工作时的功率为1100W;
(2)电热丝正常工作100s产生的热量为1.1×105J;
(3)如果恒温箱的温度设定为50℃,电阻箱R0接入电路的阻值为50Ω.
【点评】在本题的计算中主要考查了欧姆定律的运用、焦耳定律公式的运用、串联电路的特点等.题目的难点在于对题意的理解,尤其是对其工作过程中,温度与热敏电阻的关系,以及与电路的变化之间的联系等,具有一定的综合性,计算容易,但理清思路较难.
四、实验探究
1、力是改变物体运动状态的原因 ② 增大导线中的电流
【详解】
(1)[1]使物体运动,必须让物体受力,因为只有力才可以改变物体的运动状态。
(2)[2]①若将整个实验装置都放在玻璃罩内,小磁针和导线之间的空气仍然可以发生对流,不符合题意。
②将小磁针放在烧杯内,而将导线置于烧杯上方,这样小磁针和导线之间由于烧杯的阻隔,它们之间的空气无法进行对流,若导线通电后,小磁针能够发生偏转,则可以验证猜想一是错误的,符合题意。
③方案中,虽然没有阻断小磁针和导线之间的空气流动,但通过改变导线中的电流方向后发现,小磁针的偏转方向也发生了变化,也可以验证小磁针的偏转和空气对流是无关的。
但最佳答案应该是②。
(3)[3]如果实验中小磁针偏转不明显,可以通过增大电流来增强磁场。
2、显示磁场的方向 条形磁铁 电流 电流 磁性大小与线圈匝数
【详解】
(1)[1]将小磁针放在通电螺线管外部,小磁针静止时N极的指向就是该点处磁场的方向。
(2)[2]通电螺线管外部的磁场和条形磁体外部的磁场一样。通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极;因此由以上实验探究的结果是:通电螺线管外部磁场与条形磁体相似。
(3)[3]改变螺线管中的电流方向,发现小磁针指向转动180°,南北所指方向发生了改变,可知通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关。
(4)[4][5]实验中,他将开关S从a换到b上时,连入电路的线圈匝数发生了变化,为了保证电流不变,应调节变阻器的滑片P,控制两次实验的电流大小不变,再次观察电流表示数及吸引的回形针数目,这样才能探究出通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系。
3、增加 大 甲 匝数越多 同名磁极相互排斥 C A B
【详解】
(1)[1][2]根据转换法,通过电磁铁吸引大头针的个数来表示电磁铁磁性的强弱,当滑动变阻器滑片向左移动时,电路的电阻变小,电路的电流变大,电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加,说明电流越大,电磁铁磁性越强。
(2)[3][4]由图示可知,甲电磁铁吸引大头针的个数多,故甲的磁性强。串联电路各处的电流相等,说明电流一定时,匝数越多,电磁铁磁性越强。
(3)[5]同名磁极相互排斥。大头针被磁化,大头针的下端为同名磁极,故电磁铁吸引的大头针下端都是分散开的,其原因是同名磁极相互排斥。
(4)①[6]如研究电磁铁的磁性强弱和线圈匝数有关时,就应控制电流相等,采用了控制变量法。
A.电流与电压和电阻有关,研究电流与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不为,故研究电流大小和电压、电阻的关系时采用了控制变量法,故A不符合题意;
B.电阻与导体的长度、横截面积、和材料有关,研究与其中一个因素的关系时,采用了控制变法,故B不符合题意;
C.用电流表测量串联电路中的电流,采用的是实验归纳法,不是控制变量法,故C符合题意。
故选C。
②[7]本实验中还用到了其他研究方法,如电磁铁的磁性强弱用什么来显示,采用了转换法。
A.在测量小灯泡的功率时,用电压和电流之积来表示电功率,采用了电功率的定义,不是转换法,故A符合题意;
B.研究电热和哪些因素有关的实验中,用液柱的高度差来表示电热多少,采用转换法,故B不符合题意;
C.研究动能大小和哪些因素有关的实验中,用小木块被推开的远近,来表示动能的大小,采用转换法,故C不符合题意。
故选A。
③[8]研究“探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关”,多次实验的目的是总结规律,避免因次数太少造成结论的偶然性或片面性,采用了归纳法。
A.伏安法测量定值电阻的阻值,多次测量的目的是取平均值,减小测量误差,故A不符合题意;
B.探究并联电路电流规律,多次测量的目的是得出普遍性的规律,防止结论的偶然性,采用了归纳法,故B符合题意;
C.测量小石块的密度,采用多次测量的目的是取平均值,减小测量误差,故C不符合题意。
故选B。