2022年浙教版科学八下复习阶梯训练: 电磁关系 (提高训练)
一、单选题
1.(2022八下·乐清月考)英英同学想探究一根钢棒是否有磁性,设计了如图三个实验,其中不能说明钢棒具有磁性的是( )
A.甲和乙 B.甲和丙 C.只有乙 D.乙和丙
2.(浙教版科学八下 阶段性测试(一) 电与磁(1.1~1.3)])为了得出条形磁铁的磁性两端强、中间弱的特性,某同学设计了以下四个实验,其中不能达到目的的是( )
A.将甲实验中的条形磁铁平移靠近三颗小铁球
B.将乙实验中的两根条形磁铁相互平移靠近
C.将丙实验中的条形磁铁从挂有铁块的弹簧测力计下向右移动
D.将丁实验中放在--堆大头针上的条形磁铁提起
3.(浙教版科学八下 阶段性测试(一) 电与磁(1.1~1.3)])小华同学在教室里擦黑板时,发现当板擦靠近黑板时,会被吸附在黑板上。为了探究是黑板具有磁性还是板擦具有磁性,他设计了下列实验,能得出正确结论的是( )
A.用小磁针分别靠近板擦和黑板,小磁针都发生了偏转,说明板擦和黑板都具有磁性
B.将板擦的正面和反面靠近黑板,板擦都能吸附在黑板上,说明板擦一定 具有磁性
C.将板擦用细线悬挂起来使其自由旋转,发现板擦静止时某侧边始终指向东方,说明板擦一定具有磁性
D.将板擦用细线悬挂起来,发现板擦靠近黑板时细线偏离了竖直方向,说明黑板具有磁性
4.(浙教版科学八下 阶段性测试(一) 电与磁(1.1~1.3)])如图所示,A是悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁,B是螺线管,闭合开关,待弹簧测力计示数稳定后,将滑动变阻器滑片缓慢向左移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.螺线管上端是N极,弹簧测力计示数变大.
B.螺线管上端是S极,弹簧测力计示数变大
C.电流表示数变大
D.电压表示数变化量与电流表示数变化量之比变大
5.(浙教版科学八下 阶段性测试(一) 电与磁(1.1~1.3)])小明学习了磁场的知识后,标出了下列四种情况下磁体的磁极、电流方向或小磁针的偏转方向(图中小磁针的黑端为N极),其中有错误的图是( )
A. B.
C. D.
6.(浙教版科学八下 阶段性测试(一) 电与磁(1.1~1.3)])如图所示,条形磁铁置于水平桌面上,电磁铁水平放置且左端固定,当电路中滑动变阻器的滑片P逐渐向左移动时,条形磁铁仍静止,下列说法中正确的是( )
A.电磁铁右端是N极
B.条形磁铁受到的摩擦力方向向右,逐渐增大
C.条形磁铁受到的摩擦力方向向左,逐渐减小
D.条形磁铁受到两对平衡力的作用.
7.(八下第1章质量评估试卷)2021年夏季,我国南方普降暴雨,城市内涝给人们生活带来很大影响。小明设计了一种利用电磁继电器来自动控制抽水机工作的电路:当水位在安全位置以下时绿灯亮,抽水机不工作;当水位到达安全位置上限时红灯亮,抽水机开始工作。如图是小明还未连接完成的电路,小明接下去的电路连接应该是( )
A.M接A,N接B B.M接B,N接D C.M接B,N接C D.M接A,N接D
8.(专题分类训练一电与磁的综合应用)如图为一种温度自动报警器的原理图,图中的水银温度计在制作时,玻璃管中封入了一段金属丝,电源和金属丝相连,当温度达到设定值,电铃报警。下列说法不正确的是( )
A.电磁铁的工作原理是电流的磁效应
B.温度升高至78 ℃时,电铃报警
C.若将温度计上端的金属丝向下调整,则报警温度会降低
D.电铃工作时,电磁铁a端为N极
9.(1.3电磁铁的应用)如图是某同学连接的电铃电路,开关闭合后,电路中始终有电流,但电铃只响一声就不再响了,原因是( )
A.电磁铁始终没有磁性
B.衔铁没有向下运动
C.衔铁一直被电磁铁吸着不能回弹
D.电池正、负极接反了
10.(浙教版科学八下期末质量评估试卷)小明和小华分别用如图所示的装置研究简易电动机的工作情况,小明将线圈两端的漆全部刮掉,小华只将一端的漆全刮掉,另一端刮掉一半,闭合开关后(有电流通过灯丝,灯就发光),他们看到的现象分别是( )
A.小明看到线圈连续转动,灯时亮时灭
B.小华看到线圈连续转动,灯连续发光
C.小华看到线圈左右摆动,灯时亮时灭
D.小明看到线圈左右摆动,灯连续发光
11.(浙教版科学八下阶段性测试(二) [范围:电与磁(1.4~1.5)])直流电动机模型如图所示。小明同学在“装配直流电动机模型”的实验中,接上蓄电池,发现电动机不转动,下列有关分析错误的是( )
A.他忘了将磁铁装上
B.换向器未装好,发现电刷没有接触换向片
C.线圈静止在平衡位置
D.蓄电池接反了
12.(浙教版科学八下阶段性测试(二) [范围:电与磁(1.4~1.5)])关于电动机,下面说法中正确的是( )
A.电动机是利用电磁感应现象制成的
B.电动机的线圈只要有电流通过,线圈就会在磁场力作用下不断地运动
C.电动机只能使用直流电供电,电动机中的换向器能自动改变线圈中的电流方向
D.电动机的构造简单,效率高,广泛地应用在电车起重机、电风扇、电冰箱等电器中
13.(2022九下·杭州月考)如图所示,下列装置利用了电磁感应原理的是( )
A. B.
C. D.
14.(浙教版科学八下阶段性测试(二) [范围:电与磁(1.4~1.5)])我国“玉兔号”月球车已经在月球表面登陆,如果有一天你也能登上月球,你手边有一只灵敏电流计、一根10 m长的软导线及电源,若要探测月球表面附近是否有磁场,下列方案中合理的是( )
A.直接将电流计置于月球表面附近,若电流计的示数为零,则可判断月球表面无磁场
B.用长导线把电流计连成闭合回路,两人抓住一段直导线两端,使直导体在月球表面附近始终沿某一方向运动时,若电流计的示数为零,则可判断月球表面附近无磁场
C.用长导线把电流计连成闭合回路,两人像跳绳一样摇动导线,在月球表面附近沿各个方向运动时,若电流计的示数有时不为零,则可判断月球表面附近有磁场
D.将导线、电流计、电源连接成闭合回路,把导线绕成螺旋状,然后用铁钉接近,铁钉能被吸引,说明月球表面附近有磁场
15.(浙教版科学八下阶段性测试(二) [范围:电与磁(1.4~1.5)])如图所示,以下四种措施不能使电流计指针偏转的是( )
A.将条形磁铁向下插入线圈中
B.将条形磁铁从线圈中抽出
C.让条形磁铁静止在线圈中
D.条形磁铁静止而将线圈向上移动
二、填空题
16.(2021八下·余杭月考)如图是小华同学用微型电扇研究"电磁转换"的实验:
(1)小华将微型电扇的插头接入家庭电路,电扇旋转,如题甲图所示,使微型电扇转动的工作原理是 ,工作过程中,电扇将电能主要转化为 能。
(2)小华在微型电扇的插头处接入一只发光二极管,用手旋转叶片,发现二极管发光,如乙图所示,此时微型电扇如同一台 (选填“电动机”或“发电机”),其工作原理是 。
17.(1.5磁生电)医生给心脏疾病患者做手术时需要利用电磁血流量计来检测血流速度,其示意图如图所示。使用时,将血管置于两磁极之间,接线柱a、b与血管壁接触,就会有微弱电流产生,仪表显示出血流速度。电磁血流量计的工作原理与 (填“电动机”或“发电机”)的原理相似。图中若仅调换两磁极的位置,则流过仪表电流的方向将 (填“不变”或“改变”)。
18.(浙教版科学八下阶段性测试(二) [范围:电与磁(1.4~1.5)])如图所示,用两根橡皮筋悬挂的均匀金属棒水平处于磁场中,当棒中通以由A→B方向的电流时,金属棒静止,橡皮筋都刚好处于松弛状态(导线对金属棒的作用力忽略不计),此时金属棒受到的磁场力方向为 。若要使橡皮筋处于拉伸状态,在不人为对棒施力,并且不改变磁场的条件下,小明提出可以断开电流或者 (填“增大”或“减小”)电流大小,除此以外,还可以用什么方法: 。
19.(浙教版科学八下阶段性测试(二) [范围:电与磁(1.4~1.5)])在安装直流电动机模型的实验中,小明将组装好的电动机模型、滑动变阻器、电源、开关串联起来如图甲所示。
(1)小明闭合开关,发现线圈不转,他用手轻轻转了一下线圈,电动机模型开始正常转动。线圈原来不转的原因可能是 (填字母)。
A.线圈处于平衡位置 B.电源正负极接反了 C.磁铁没有磁性
(2)若要电动机转速加快,小明应将滑动变阻器的滑片向 移动。
(3)接下来,小明把永磁体换成图乙所示的电磁铁,并将电磁铁线圈的两个接线柱M、N分别与电刷A、B相连,使电磁铁线圈与电动机模型线圈并联后,合用一个电源。当对调接在电源正、负极上的导线时,电动机线圈转动的方向会不会改变?
答: 。
(4)完成以上实验后,小明取下图甲中的电源换上小灯泡,在模型的转轴上绕上细线,如图丙所示,然后快速拉动细线,使线圈转动起来,结果小灯泡发光,此时这模型就相当于 机。
(5)小明借助如图丁所示的实验装置可以探究直流电动机的原理,导体棒ab应选用 (填“铜”“铁”或“塑料”)材料制成。
20.(2022八下·乐清月考)梅雨季节,空气潮湿,路面湿滑,为保证师生通行安全,好学的英英同学设计了如图乙警示灯的模拟电路。
(1)在电路中串联一个湿敏电阻,当湿度变大,电流高达一定程度时警示灯才发光,因此应选择图甲中的 (填“R1”或“R2”)湿敏电阻。
(2)为了提高警示效果,要求警示灯能亮暗闪烁,湿敏电阻应连接在图乙的 (填“A” 或“B”)位置。
21.(专题分类训练一电与磁的综合应用)小云利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”,如图甲所示。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方,当环境温度正常时,继电器的上触点接触,下触点分离,绿灯亮,警铃不响;当环境温度超过某一值时,继电器的下触点接触上触点分离,红灯亮,同时警铃响。图甲中继电器的供电电压U1为3 V,工作电路供电电压U2为220 V,继电器线圈用漆包线绕成,其电阻R0为30Ω。当线圈中的电流大于或等于50mA时,继电器的衔铁将被吸合。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像。
(1)电磁继电器利用了电流的 效应;由图乙可知,当环境温度为20℃时,热敏电阻的阻值为 Ω。当环境温度升高时,热敏电阻的阻值将 ,继电器的磁性将 (后两空均填“增大”“减小”或“不变”)
(2)请计算说明环境温度在什么范围内时警铃报警/
22.(2022八下·乐清月考)用如右图所示的装置可以探究通电螺线管外部磁场的方向。
(1)先在玻璃板上均匀撒上一层小铁屑后,闭合开关,接下来的操作 ,
(2)该实验中还需要借助一只小磁针,目的是为了探究磁场方向与 有关。
23.(2022八下·义乌开学考)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)根据图乙分析,磁勺的 (填图乙中"A”或“B”)端为南极。
(2)制作人员将磁勺靠近电磁铁,闭合开关S,磁勺受电磁铁作用后,磁柄指向如图丙所示,由此判断H为电源的 极。
24.(浙教版科学八下 阶段性测试(一) 电与磁(1.1~1.3)])在如图所示的实验中,玻璃球内的导线是分开的,小磁针处于静止状态。当用酒精灯把玻璃球加热到红炽状态时,发现小磁针发生了偏转。根据以上现象可知,当把玻璃球加热到红炽状态时,玻璃变成了 体,这说明了 。此时小磁针的 (填“N”或“S”)极将向螺线管偏转;小磁针和螺线管间的相互作用是通过 发生的。
25.(2021八下·余杭月考)如图所示是一种涂鸦神器画板的原理图。将磁石粉浸没在悬浮液里,当按下磁性写字笔其中一个按钮时,笔尖磁体为S极,可以写出 色的字。 擦去字迹时,只需将刷子左右移动即可,刷子可以用 (填“不 易磁化”或“易磁化" ")的材料制成。
三、实验探究题
26.(浙教版科学八下 阶段性测试(一) 电与磁(1.1~1.3)])在研究椭球体磁铁的磁极分布情况时,几位同学提出了以下三种猜想。
(1)利用所学知识,断定猜想 肯定是错误的。你判断的依据是 。
(2)为了验证其他两个猜想,他们做了如下的实验。
步骤1:将两个磁铁如图甲放置,手拿住上面的磁铁,将下面磁铁的两端分别接触.上面磁铁的下端,下面磁铁均掉落。
步骤2:将两个磁铁如图乙放置,手拿住上面的磁铁,下面的磁铁不会掉落。
根据实验,可判断出猜想 是错误的。
(3)请设计一个简单实验,验证剩下的一个猜想是否正确。简述你的实验方案。
主要器材: 。
简要做法: 。
判断方法: 。
27.(2022八下·乐清月考)为了研究“电磁铁磁性的强弱哪些因素有关”,华华同学利用电源、电流表、开关、滑动变阻器、导线、细铁钉、指针(带刻度)、电磁铁(用漆包线制作的一个六抽头电磁铁,每 20 匝抽出一个接线端)等器材设计了如图甲、乙所示的装置进行探究。
(1)图甲实验中华华同学是根据 来判断磁性的强弱。
(2)与甲图实验方案相比,乙图实验方案的优点是 。
(3)乙图中要使指针所指示数变大,则应将滑动变阻器滑片向 移动(选填“左”或“右”)
(4)华华同学利用图乙实验装置研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系的实验。当线圈匝数从 20 匝换成 100 匝后,接下来应该进行的操作是: 。
28.(2020·北仑模拟)小科利用电磁铁、小磁铁、指针和刻度盘制成多量程电流表,结构示意图如图所示,其中A、B、C为接线柱,当电流通过电磁铁时,指针绕O点顺时针偏转;电路断开时,指针指O刻度线。
(1)若选择A、C为该电流表的接线柱,则应选择 为“+”接线柱,才能使电流表正常工作。
(2)若将电磁铁适当靠近小磁铁,则该电流表 。
A.零刻度将向右移动 B.指针将发生反偏
C.精确度将提高 D.量程将增大
(3)分析该电流表的结构示意图,判断该电流表量程最大时所选的接线柱是 。
29.(2022八下·乐清月考)学习了电磁知识后,英英同学了解到相互靠近的通电导线之间会产生相互作用力。那么这个力的大小和方向与哪些因素有关呢?他将两根导线(可伸长)平行放置后固定(如图1甲所示),然后依次通上如图乙、丙、丁所示的电流,通过反复实验证实了他的猜想。请你根据图中的实验现象回答问题。
(1)分析图1 (选填序号),可知通电导线之间作用力方向与电流方向有关。
(2)得到通电导线之间的相互作用力的大小与电流大小有关的结论,你的依据是 。
(3)如图2 所示,将一柔软的导线弯成星形,并将其置于光滑水平桌面上,然后将开关S闭合,则该星形回路将 。
A.不会变形 B.会变形,所围面积增大
C.会变形,所围面积减小 D.会变形,所围总面积不变
30.(2022八下·乐清月考)华华同学对手机无线充电的原理感到好奇。查阅资料后得知:充电时充电器内的发射线圈产生磁场,手机内的接收线圈会产生感应电流给电池充电,结构如图甲。学过电磁感应原理的华华同学提出质疑:手机和充电器在充电过程中都不动,并没有做切割磁感线运动,为何会产生感应电流?对此,她设计了图乙实验进行验证。
(1)闭合开关后灵敏电流计指针被没有发生偏转。华华认为,可能是P线圈中的电流过小,于是她将滑片向左移。她的这一操作是基于什么猜想?
(2)滑片左移后,仍未观察到指针偏转,但再断开开关、闭合开关、移动滑片时灵敏电流计指针有明显偏转。请教科学老师后得知:当闭合电路围成的平面内磁感线数量发生改变时,电路中能产生感应电流。请根据上述事实,解释在该实验中若导体ab上下运动时,则闭合电路中不产生感应电流的原因(图丙) .
操作序号 开关及滑动变阻器状态 灵敏电流计指针偏转方向
1 开关由断开变为闭合 向左
2 开关由闭合变为断开 向右
3 开关闭合时,滑片向左移动 向左
4 开关闭合时,滑片向右移动 向右
5 开关闭合后,滑片不移动 不偏转
6 改变电源正负极,闭合开关,滑片向左移动 向左
7 改变电源正负极,闭合开关,滑片向右移动 向右
(3)华华发现不同情况下灵敏电流计指针偏转方向不同。她猜测与Q线圈中的电流方向改变有关,于是进行实验并记录现象。请判断华华的说法是否正确,并合理选择上表格中的两次实验说明理由。 .
四、解答题
31.(专题分类训练一电与磁的综合应用)如图甲所示,当弹簧测力计吊着一磁体甲(该磁体的重力为G) ,沿水平方向从水平放置的条形磁铁乙的A端移到B端的过程中,请在图乙中画出表示测力计示数与水平位置的关系变化图,并简要说明弹簧测力计在A点、O点、B点位置示数情况及理由。
32.(2021八下·余杭月考)如图所示,是小磁针放在通电螺线管左端静止时的情形,请判断并在合适的位置标出电源的正极和图中通电螺线管上方磁感线的方向。
33.(浙教版科学八下期末质量评估试卷)超市的自动扶梯,有人乘梯时运行较快,无人乘梯时运行较慢。某同学想利用电磁继电器设计这样的电路。
(1)力敏电阻R0的阻值与所受压力的关系如图甲所示,则由图甲可得出结论: 。
(2)根据要求请将图乙的工作电路连接完整。
(3)控制电路电源电压为24V,当电流达到20 mA时电磁铁将衔铁吸下。现在要求一个质量为40kg的小朋友站在电梯上,就能使电梯较快运行,则滑动变阻器R1接入电路的阻值为多大?(g取10N/kg)
(4)如果要求质量更小的人站上电梯就能使其较快运行,应该如何改动控制电路?(写出两种方法)
34.(2021八下·吴兴期末)吴老师在上电动机这节课的时候给同学们介绍了一种简易电动机制作方法:用回形针做成两个支架,分别与电池的两极相连;用漆包线绕一个矩形线圈,以线圈两端的漆包线拉直作为线圈转动轴,用小刀刮去轴的一端全部漆皮,另一端只刮去上半周漆皮;将线圈放在支架上,磁体放在线圈下方。
(1)上述中一端只刮去上半周漆皮,这是为了使这一端相当于直流电动机的哪个结构? 。
(2)如果电池、开关、导线的连接和性能良好,闭合开关后,发现线圈只抖动了一下,并不转动,原因可能是 ,这时可进行的有效尝试是 。
35.(2020八下·青田期末)发光二极管简称LED,是一种高效节能光源(用 符号表示),具有单向导电性,在电路中电流只能从正极流入,负极流出,反之就不会发光。如图是小明设计的一个研究电与磁的实验电路图,当金属棒PQ做垂直于纸面做内外运动时,发现A、B交替闪亮。
(1)当PQ垂直纸面向外运动时,观察到的现象是 。
(2)请应用所学知识分析其交替闪亮的原因。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】物体是否具有磁性的判断方法
【解析】【分析】根据检验物体是否有磁性的方法判断。
【解答】甲:钢棒吸引小铁钉时,由于小铁钉没有磁性,那么钢棒肯定有磁性;
乙:钢棒和条形磁铁相互吸引,那么:①钢棒没有磁性,因为磁铁有磁性;②钢棒有磁性,且与条形磁铁接触的一端为异极。
丙:钢棒和小磁针的S极相互排斥,则钢棒肯定有磁性。
那么不能说明钢棒有磁性的为乙。
故选C。
2.【答案】B
【知识点】磁体、磁极、磁化
【解析】【分析】根据磁场分布的特点分析判断。
【解答】A.将甲实验中的条形磁铁平移靠近三颗小铁球,则磁体的中间没有铁球,三个铁球都吸在两端,说明中间磁场弱,而两端磁场强,故A不合题意;
B.将乙实验中的两根条形磁铁相互平移靠近,二者会吸引在一起,没有任何现象能够比较磁性的不同,故B符合题意;
C.将丙实验中的条形磁铁从挂有铁块的弹簧测力计下向右移动,弹簧测力计的示数先变小后变大,说明中间磁场弱,两端磁场强,故C不合题意;
D.将丁实验中放在--堆大头针上的条形磁铁提起,两端吸引的大头针数量多,而中间吸引的数量非常少,说明中间磁场弱,两端磁场强,故D不合题意。
故选B。
3.【答案】C
【知识点】物体是否具有磁性的判断方法
【解析】【分析】根据判断物体是否具有磁性的方法分析。
【解答】A.小磁针本身有磁性,无法判断板擦和黑板是否有磁性,故A错误;
B.板擦吸附在黑板上,无法判断谁有磁性,故B错误;
C.将板擦用细线悬挂起来使其自由旋转,发现板擦静止时某侧边始终指向东方,即它有指南北的性质,说明板擦一定具有磁性,故C正确;
D.板擦用细线悬挂起来,发现板擦靠近黑板时细线偏离了竖直方向,仍然无法判断黑板有磁性,故D错误。
故选C。
4.【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用;欧姆定律及其应用;影响电磁铁磁性强弱的因素;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】(1)(2)根据安培定则判断螺线管的磁场方向,根据磁极之间的相互作用确定条形磁体受到磁力的方向,最后根据二力平衡的知识分析测力计的示数变化。
(3)根据电流与电阻的反比关系判断;
(4)根据欧姆定律分析。
【解答】电流由下方流入,则线圈上电流方向向右。右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向右,此时大拇指指向上端,则螺线管上端为N极,螺线管下端为S极。
根据同名磁极相互排斥可知,此时条形磁体受到向上的排斥力,即测力计的示数F=G-F排斥。
将滑动变阻器的滑片缓慢向左移动的过程中,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,
由
可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,螺线管的磁性减弱。
所以电磁铁和条形磁铁相互排斥的斥力减小,而弹簧测力计示数变大,故A正确,B、C错误;
由电路图可知,定值电阻R0与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测R两端的电压,
将滑动变阻器的滑片缓慢向左移动的过程中,R接入电路中的电阻变大,电压表示数变化量与电流表示数变化量之比是定值电阻的大小,即保持不变,故D错误。
故选A。
5.【答案】D
【知识点】磁极间的相互作用;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】(1)(3)根据磁极之间的相互作用判断;
(2)根据安培定则判断;
(4)首先根据安培定则判断螺线管的磁场方向,再根据磁极之间的相互作用规律判断小磁针的转动方向。
【解答】A.根据“同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引”可知,小磁针的指向正确,故A正确不合题意;
B.线圈上电流方向向左。右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向左,此时大拇指指向下端,则螺线管的下端为N极,上端为S极,故B正确不合题意;
C..根据“同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引”可知,小磁针的指向正确,故C正确不合题意;
D.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,则左端为螺线管的N极,右端为S极。根据“异名磁极相互吸引”可知,小磁针的N极应该逆时针方向转动,故D错误符合题意。
故选D。
6.【答案】D
【知识点】平衡力的辨别;摩擦力的存在;影响电磁铁磁性强弱的因素;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】(1)根据安培定则判断电磁铁的磁极方向;
(2)(3)根据二力平衡的知识判断摩擦力的方向,根据影响电磁铁的磁场强弱的因素判断条形磁铁受到磁力的变化,进而摩擦力的大小变化;
(4)从竖直和水平两个方向分析磁铁的受力情况。
【解答】电磁铁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,则电磁铁的左端为N极,故A错误;
电磁铁的右端为S极,根据同名磁极相互排斥可知,条形磁铁受到水平向右的排斥力。根据二力平衡的知识可知,它受到的摩擦力的方向与排斥力的方向相反,即摩擦力水平向左,且二者大小相等。当滑片向左移动时,变阻器的阻值变小,通过电磁铁的电流变大,磁场变强,那么条形磁铁受到的排斥力增大,则它受到的摩擦力同时增大,故B、C错误;
在水平方向上,条形磁铁受到的摩擦力和排斥力平衡;在竖直方向上,重力和支持力平衡,故D正确。
故选D。
7.【答案】B
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】根据题目的要求确定工作电路的接线方法即可。
【解答】根据题目的要求可知,电磁铁的衔铁上的动触点要么接通上面的绿灯,要么接通下面的红灯,因此它应该直接连接高压电源的一个电极。绿灯或红灯要正常工作,则还应该接通另一个电极,根据图片可知,二者右端的接线共同连接在D点,则只需将D点与另一电极相接即可,故M接B,N接D。
故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
8.【答案】D
【知识点】电磁铁的构造和原理;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】(1)根据电磁铁的工作原理判断;
(2)根据图片确定水银柱与上面的金属丝接通的对应温度;
(3)根据(2)中的分析判断;
(4)根据安培定则判断电磁铁的极性。
【解答】A.电磁铁的工作原理是电流的磁效应,故A正确不合题意;
B.根据图片可知,水银柱与上面的金属丝接通的温度为78℃,则温度升高至78 ℃时,电铃报警,故B正确不合题意;
C.若将温度计上端的金属丝向下调整,那么水银柱与上面金属丝接通时的温度会降低,则报警温度会降低,故C正确不合题意;
D.线圈上电流方向下。右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向下,此时大拇指指向右端,则右端为螺线管的N极,左端a为S极,故D错误符合题意。
故选D。
9.【答案】C
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】根据图片分析电铃的工作过程即可。
【解答】根据图片可知,当开关断开时,电磁铁没有磁性,衔铁在上面。闭合开关后,电磁铁产生磁性,将衔铁吸引下来,此时小锤敲击铃盖发声。但是衔铁会时针吸合在下面的电磁铁上,不会回弹到原来位置,因此电铃只响一声吗,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
10.【答案】D
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】该线圈之所以能转动,是据通电导线在磁场中受力的作用的原理来工作的,但是该线圈在转过平衡位置时,若不改变电流的方向,此时所受到的磁场力会阻碍线圈的转动,故为了使线圈持续转动,将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉,另一端只刮半周,这样在一个半周内受到磁场的力的作用,另一个半周利用惯性转动,据此分析判断。
【解答】小华将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉,另一端只刮半周,这样在一个半周内受到磁场的力的作用为转动,另一个半周没有电流通过,不受磁场力的作用,利用惯性转动,这样才能使线圈在磁场中持续转动下去,灯时亮时灭,故B、C错误;
小明把两端的漆皮都刮掉,线圈每转过半圈,受力方向发生变化,会来回摆动,但电路中有持续的电流,灯泡会持续发光,故A错误,D正确。
故选D。
11.【答案】D
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】根据直流电动机的工作原理和过程分析判断。
【解答】A.他忘了将磁铁装上,则通电线圈不会受到电磁力的作用,则不会转动起来,故A正确不合题意;
B.换向器未装好,发现电刷没有接触换向片,此时也没有电流经过线圈,自然线圈不会转动,故B正确不合题意;
C.线圈静止在平衡位置时,线圈两侧受到的电磁力方向相反,正好完全抵消,故C正确不合题意;
D.蓄电池接反了 ,则通过电器的电流方向相反,此时线圈受力方向相反,应该向相反方向转动,而不是不能转动,故D错误符合题意。
故选D。
12.【答案】D
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】根据对电动机的工作原理、过程的认识判断。
【解答】A.电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的,故A错误;
B.电动机的线圈只要有电流通过,线圈就会转动,但是不一定持续转动,因为到达一个特定位置后,线圈受到的电磁力方向与转动方向相反,故B错误;
C.交流电动机可以使用交流电供电,故C错误;
D.电动机的构造简单,效率高,广泛地应用在电车起重机、电风扇、电冰箱等电器中,故D正确。
故选D。
13.【答案】B
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】分析各个选项中包含的物理原理即可。
【解答】A.当导线中有电流经过时,小磁针的指向发生偏转,说明电流周围存在磁场,故A不合题意;
B.导体ab在磁场中做切割磁感线运动,此时电流表的指针摆动,说明有感应电流产生,这就是电磁感应,故B符合题意;
C.闭合开关后,通过电流的导体ab在磁场中受力运动,这就是电动机的工作原理,故C不合题意;
D.闭合开关后,通过两个电磁铁的电流相等,线圈匝数多的吸引的铁屑多,说明电磁铁的磁场强弱与线圈匝数有关,故D不合题意。
故选B。
14.【答案】C
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,根据电磁感应的知识分析判断。
【解答】若要探测月球表面附近是否有磁场,可以这样做:用长导线把电流计连成闭合回路,两人像跳绳一样摇动导线,在月球表面附近沿各个方向运动时,若电流计的示数有时不为零,则可判断月球表面附近有磁场,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
15.【答案】C
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】当电流表的指针摆动时,说明有电流产生,据此分析判断。
【解答】将条形磁铁向下插入线圈中,将条形磁铁从线圈中抽出,或条形磁铁静止而将线圈向上移动,都相当于线圈在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流,故A、B、D不合题意;
让条形磁铁静止在线圈中,则线圈没有做切割磁感线运动,则不会产生感应电流,故C符合题意。
故选C。
16.【答案】(1)通电导体在磁场中受到力的作用;机械能
(2)发电机;电磁感应
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程;发电机的构造和原理
【解析】【分析】(1)根据电动机的工作原理和能量转化分析解答;
(2)根据发电机的工作原理和能量转化分析解答。
【解答】(1)小华将微型电扇的插头接入家庭电路,电扇旋转,如题甲图所示,使微型电扇转动的工作原理是:通电导体在磁场中受到力的作用,工作过程中,电扇将电能主要转化为机械能。
(2)小华在微型电扇的插头处接入一只发光二极管,用手旋转叶片,发现二极管发光,如乙图所示,此时微型电扇如同一台发电机,其工作原理是电磁感应。
17.【答案】发电机;改变
【知识点】电磁感应;产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】发电机的工作原理为电磁感应,感应电流的方向与导体切割磁感线的方向和磁场方向有关,据此分析解答。
【解答】(1)根据图片可知,血液相当于金属导体,它流动时做切割磁感线运动,这时会产生感应电流,发生电磁感应现象,则电磁血流量计的工作原理与发电机的工作原理相同。
(2)图中若仅调换两磁极的位置,则磁场方向改变,那么流过仪表电流的方向将改变。
18.【答案】竖直向上;减小;改变电流方向
【知识点】二力平衡的条件及其应用;磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】(1)根据二力平衡的知识分析磁场力的方向;
(2)根据影响通电导体受力大小的因素和影响通电导体受力方向的因素的知识分析解答。
【解答】(1)金属棒处于平衡状态,则它受到的重力和磁场力相互平衡,即二者大小相等,方向相反。因为重力的方向竖直向下,所以磁场力的方向竖直向上。
(2)若要使橡皮筋处于拉伸状态,那么可以减小磁场力,即断开电流或则减小电流。也可以改变磁场力的方向,使其方向向下,方法为改变通过AB的电流方向。
19.【答案】(1)A
(2)左
(3)不会
(4)发电
(5)铜
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】(1)在直流电动机中,当线圈处于平衡位置时,线圈两侧受到的电磁力方向相反,二者相互抵消,此时没有力作用在线圈上,线圈不能开始转动;
(2)通过电动机的电流越大,则线圈受到的电磁力越大,电动机转速越高,据此判断变阻器的滑片移动方向;
(3)电动机线圈的转动方向与电流方向和磁场方向有关;
(4)小灯泡发光,说明有感应电流产生,这其实是发电机的工作原理;
(5)在磁场中,通电导体受到的磁力大小与磁场强弱和电流大小有关,即通过导体的电流越大,导体受到的磁力越大。导体的电流越大,则导体的电阻越小,据此分析解答。
【解答】(1)小明闭合开关,发现线圈不转,他用手轻轻转了一下线圈,电动机模型开始正常转动。线圈原来不转的原因可能是线圈处于平衡位置 ,故选A。
(2)若要电动机转速加快,必须减小变阻器接入的阻值,则小明应将滑动变阻器的滑片向左移动。
(3)当对调电源正负极后,则通过电磁铁的电流方向发生改变,那么电磁铁的磁场方向发生改变。此时通过电动机线圈的电流方向也发生改变,当两个因素都改变时,线圈的受力方向不变,即转动方向不会改变。
(4)如图丙所示,然后快速拉动细线,使线圈转动起来,结果小灯泡发光,此时这模型就相当于发电机。
(5)明借助如图丁所示的实验装置可以探究直流电动机的原理,导体棒ab应选用电阻最小的铜材料制成。
20.【答案】(1)R2
(2)B
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据欧姆定律判断出湿敏电阻与湿度的关系,再根据图象判断出R1和R2与湿度的关系,从而得出答案;
(2)根据实际需要,当空气潮湿,能见度低时,警示灯变亮,即警示灯随湿度增加而变亮,警示灯变亮时,电路的电流增大,电阻减小,即湿敏电阻随着湿度的增加而减小,根据警示灯不断闪烁确定湿敏电阻的位置。
【解答】(1)根据题意可知,当湿度变大时,电流越大,电磁铁的磁场增强,将衔铁吸下来,短路电磁铁和B,此时只有灯泡自己。由于灯泡的电压增大,所以此时警示灯发光。由欧姆定律可知,湿敏电阻随湿度的增加而减小,
由图甲知:R1的电阻随湿度的增加而增加,R2的电阻随湿度的增加而减小,因此R2为湿敏电阻。
(2)由图乙知,当空气潮湿(湿度大),能见度低时,湿敏电阻的阻值变小,根据
可知,电路的电流增大,电磁铁的磁性变强,将衔铁吸引下来;若湿敏电阻放在B位置时,会被短路,电路的电流突然增大,警示灯一下变得很亮,起到闪烁的作用,而放在A点则不会出现此现象,因此湿敏电阻应连接在图甲的B位置。
21.【答案】(1)磁;120;减小;增大
(2)解:当线圈中的电流I=50 mA=0.05 A时,继电器的衔铁将被吸合,警铃报警。
由I=
可得,控制电路的总电阻R总= =60Ω。
根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可知:热敏电阻R=R总-R0=60Ω-30Ω=30Ω。
由题图乙可知,此时t=80℃ ,所以,当温度t≥80C时,警铃报警。
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】(1)根据电磁继电器的工作原理解答。根据图乙,确定20℃时热敏电阻的阻值。根据图乙确定热敏电阻的阻值随温度的变化规律,再根据欧姆定量确定电流变化,最后确定继电器的磁场强度变化。
(2)首先根据 计算出控制电路的总电阻,再根据串联电路的特点 R=R总-R0 计算出热敏电阻的阻值,最后根据图乙确定对应的温度范围。
22.【答案】(1)轻敲玻璃板
(2)电流方向
【知识点】探究影响通电螺线管磁性强弱的因素的实验
【解析】【分析】(1)小铁屑会受到通电螺线管的磁力作用,但是由于它们与玻璃板之间的摩擦力较大,因此很难自由移动位置。此时可以轻敲玻璃板,让铁屑跳跃起来,此时摩擦力减小,它们就会按照一定的规律排列起来,从而看到螺线管的磁场分布情况。
(2)小磁针的磁极方向已知,根据磁极之间的相互作用规律可以确定通电螺线管的极性,再根据安培定则可以判断通过线圈的电流方向,据此分析解答。
【解答】(1)先在玻璃板上均匀撒上一层小铁屑后,闭合开关,接下来的操作:轻敲玻璃板,
(2)该实验中还需要借助一只小磁针,目的是为了探究磁场方向与电流方向有关。
23.【答案】(1)B
(2)负极
【知识点】磁极间的相互作用;磁场和磁感线;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】(1)根据磁感线的分布特点判断;
(2)首先根据磁极之间的相互作用规律判断电磁铁的极性,然后根据安培定则判断线圈上的电流方向,最终确定电源的正负极方向。
【解答】(1)在磁体外部,磁感线总是从磁体的N极出来,然后回到S极。根据乙图可知,磁勺的B端为南极。
(2)根据“异名磁极相互吸引”可知,电磁铁的下端为N极。右手握住螺线管,大拇指指向下端,弯曲的四指指尖向左,则线圈上电流方向向左,那么电流从下端流入,上端流出,则H端为电源的负极。
24.【答案】导;导体和绝缘体没有绝对界限;N;磁场
【知识点】磁场和磁感线;半导体和超导体
【解析】【分析】(1)容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体;导体和绝缘体没有绝对界限,在一定条件下,绝缘体可变为导体。
(2)通电螺线管周围存在磁场,其磁场与条形磁铁相似,可用安培定则判断其两极;
(3)小磁针和螺线管间的相互作用是通过它们各自的磁场发生的。
【解答】(1)当用酒精灯把玻璃球加热到红炽状态时,发现小磁针发生了偏转,说明螺线管中有了电流,进一步说明红炽状态的玻璃能够导电,是导体,说明导体和绝缘体没有绝对界限;
(2)螺线管上电流方向向上,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,则左端为螺线管的N极,右端为螺线管的S极。根据异名磁极相互吸引可知,故小磁针的N极将向螺线管的右端偏转;
(3)小磁针的周围存在磁场,螺线管的周围也存在磁场,它们之间的相互作用是通过磁场发生的。
25.【答案】红;易磁化
【知识点】磁极间的相互作用
【解析】【分析】(1)根据磁极之间的相互作用规律解答;
(2)根据磁化的知识分析。
【解答】(1)根据“异名磁极相互吸引”可知,如果笔尖磁体为S极,那么磁石粉的红色(N极)向上,此时可以写出红字。
(2)如果要擦去字迹,那么就要让磁石粉不再规则排列,此时应该用易磁化的材料制成刷子即可。
26.【答案】(1)三;一个磁体只有两个磁极
(2)一
(3)铁屑;用该磁铁吸引铁屑;吸引铁屑最多的部位就是磁性最强的部位
【知识点】磁体、磁极、磁化
【解析】【分析】(1)每个磁体都有两个磁极,即南极和北极,二者相辅相成,成对存在,肯定不能单独存在;
(2)磁极是磁体上磁性最强的部分,当两个磁体靠近时,肯定是磁极之间作用力最大,即要么相互吸引,要么相互排斥,据此分析判断;
(3)磁极是磁体上磁性最强的部分,让磁体靠近铁屑,根据吸引铁屑的多少可以判断磁极的位置,据此分析解答。
【解答】(1)利用所学知识,断定猜想三肯定是错误的,判断的依据是:一个磁体只有两个磁极。
(2)根据步骤1可知,磁体的磁极肯定不在两个尖端;根据步骤2可知,磁体的磁极可能分布在两侧,则猜想一错误。
(3)如果验证猜想二是否正确,那么方案如下:
主要器材:铁屑。
简要做法:用该磁铁吸引铁屑。
判断方法:吸引铁屑最多的部位就是磁性最强的部位。
27.【答案】(1)电磁铁吸引的小铁钉数量
(2)当电流变化较小时也能反映电磁铁磁性强弱的变化
(3)左
(4)将变阻器的滑片向左移动直至电流表示数与线圈匝数为20匝时的电流相同
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】(1)电磁铁的磁性越强,吸引的小铁钉的数量越多;
(2)在甲图中,当电磁铁的磁场变化较小时,就无法通过大头针的数量变化确定磁场强弱的变化。在乙图中,即使电流的微小变化,也会使指针发生明显偏转,从而感知倒磁场的微弱变化。
(3)指针的摆动幅度与电流的大小变化有关;
(4)根据控制变量法的要求可知,探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系时,应该控制通过电磁铁的电流相等,而改变线圈匝数,据此确定接下来的操作内容。
【解答】(1)图甲实验中华华同学是根据电磁铁吸引的小铁钉数量来判断磁性的强弱。
(2)与甲图实验方案相比,乙图实验方案的优点是:当电流变化较小时也能反映电磁铁磁性强弱的变化。
(3)乙图中要使指针所指示数变大,就要增大通过电路的电流,减小变阻器的接入阻值,则应将滑动变阻器滑片向左移动。
(4)华华同学利用图乙实验装置研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系的实验。当线圈匝数从 20 匝换成 100 匝后,接下来应该进行的操作是:将变阻器的滑片向左移动直至电流表示数与线圈匝数为20匝时的电流相同。
28.【答案】(1)C
(2)A;C
(3)BC
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)如果电流表的指针向右偏转,那么电磁铁肯定对条形磁铁有吸引力,据此确定电磁铁的极性,并根据安培定则确定电流方向,进而确定电源的正负极方向;
(2)磁极之间的作用力的大小与磁极之间的距离大小有关,二者之间的距离越小,产生的磁力越大,据此分析;
(3)同样的刻度盘表示大小不同的量程,即相同的电流时,小量程时指针偏转幅度大,而大量程时指针偏转幅度小。为了增大量程,就要在相同条件下,减小条形磁铁受到的吸引力,从而减小指针的偏转幅度。要减小磁力,在电流相同的条件下只能减小电磁铁的线圈匝数。
【解答】(1)根据“异名磁极相互吸引”可知,条形磁铁的左端为N极,那么电磁铁的右端为S极,左端为N极。用右手握住螺线管,大拇指指向左端,此时四指指尖向上,因此电流方向向上,即选择C接线柱与电源正极相连;
(2)A、电路不通电时,右边小磁铁会对电磁铁的铁芯有吸引力作用,因物体间力的作用是相互的,所以,将电磁铁适当靠近小磁铁时,铁芯对小磁铁的吸引力增大,使指针顺时针转动,则零刻度线会向右移动,故A正确。
B、电磁铁适当靠近小磁铁,没有改变电磁铁的极性,指针偏转方向不变,故B错误。
C、将电磁铁适当靠近小磁铁, 在相同的电流条件下,会增大条形磁铁受到的吸引力,那么原来指针不摆动,现在可能指针摆动,即增大了电流表的测量精度,故C正确。
D、若将电磁铁适当靠近小磁铁,电磁铁对小磁铁的吸引增强,在电流不变时,指针会超过最大位置,所以会使量程减小,故D错误。
故选AC
(3)电流表的量程最大时,应该选择匝数较小的线圈,即接线柱选择BC。
29.【答案】(1)乙、丙
(2)对比丙丁,(在电流方向相同的情况下) ,电流越大,导线弯曲程度越大
(3)B
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】(1)(2)根据控制变量法的要求选择对照实验;
(3)分析相邻导线中的电流方向,确定相邻导线之间作用力的方向,进而判断这个星形的变化情况。
【解答】(1)探究通电导线之间作用力的方向与电流方向有关时,必须控制电流大小相同而改变电流方向,故选乙和丙。
(2)探究通电导线之间作用力的大小与电流大小的关系时,必须控制电流方向相同,而改变电流大小,故选丙丁,即依据是:对比丙丁,(在电流方向相同的情况下) ,电流越大,导线弯曲程度越大。
(3)根据图2可知,相邻导线中的电流方向是相反的,则相邻导线之间表现为排斥力,则星形会变形,且所围的面积增大,故选B。
30.【答案】(1)磁场强度越强,P线圈中的感应电流越大
(2)该闭合电路内磁感线数量未发生改变
(3)不正确,比较3、6或4、7可知,Q线圈中的电流方向改变,其他条件不变,灵敏电流计指针偏转方向不改变,说明感应电流方向与Q线圈中的电流方向无关
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】(1)分析哪个因素发生改变,就说明磁场强弱与这个因素有关;
(2)从闭合电路内的磁感线数量是否发生改变的角度分析;
(3)根据表格数据,寻找对照实验,分析电流表的指针偏转方向是否与Q线圈中的电流方向有关。
【解答】(1)华华认为,可能是P线圈中的电流过小,于是她将滑片向左移,此时变阻器的阻值减小,而通过线圈的电流增大,则她的这一操作是基于猜想:磁场强度越强,P线圈中的感应电流越大。
(2)当闭合电路围成的平面内磁感线数量发生改变时,电路中能产生感应电流。请根据上述事实,解释在该实验中若导体ab上下运动时,则闭合电路中不产生感应电流的原因:该闭合电路内磁感线数量未发生改变。
(3)我认为华华的说明不正确,理由是:比较3、6或4、7可知,Q线圈中的电流方向改变,其他条件不变,灵敏电流计指针偏转方向不改变,说明感应电流方向与Q线圈中的电流方向无关。
31.【答案】解:如图所示
A点:FAO点:FO>G,因磁体乙中间磁性最弱,但磁体甲的N极对磁体乙有吸引力。
B点:FB>G,因异名磁极相互吸引。
【知识点】二力平衡的条件及其应用;磁极间的相互作用
【解析】【分析】根据磁极之间的相互作用规律和二力平衡的知识分析判断。
【解答】从A到O:根据“同名磁极相互排斥”可知,此时磁铁甲受到向上的排斥力,此时弹簧测力计的示数F=G-F排斥。因为乙的磁场越来越弱,所以排斥力会越来越小,则弹簧测力计的示数逐渐增大;
从O到B:根据“异名磁极相互吸引”可知,此时磁铁甲受到向下的吸引力,此时弹簧测力计的示数F=F+F吸引。因为乙的磁场越来越强,所以吸引力越来越大,则弹簧测力计的示数逐渐增大,如下图所示:
32.【答案】解:如图所示:
【知识点】磁极间的相互作用;通电直导线周围的磁场;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】根据磁极之间的相互作用规律判断电磁铁的磁极方向,进而标注外面的磁感线方向,最后根据安培定则判断线圈上的电流方向,最终确定电源的电极方向。
【解答】①根据“异名磁极相互吸引”可知,电磁铁的左端为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,即线圈上电流方向向上。根据图片可知,电流从右端流入,左端流出,因此电源的右端为“+”;
②磁铁外部的磁感线,总是从N极出来,回到S极,则磁感线的方向为向右,如下图所示:
33.【答案】(1)力敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小
(2)解:如图所示
(3)解:由题可知:F=G=mg=40 kg×10 N/kg=400 N,
由题图可知:R0=600Ω,
R总= =1 200Ω,
R1=R总-R0=1200Ω- 600Ω=600Ω
(4)将R1变小;电源电压变大;电磁铁线圈匝数增加;换一根强度较弱的弹簧。(写出两种方法即可)
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据图片分析力敏电阻的阻值随压力的变化规律;
(2)根据压力的变化分析力敏电阻的阻值变化和电流变化,再分析电磁铁的磁场强弱变化,确定衔铁的位置改变,最后完成电路的连接。
(3)首先根据F=G=mg计算出力敏电阻受到的压力,再根据图像确定它的阻值。根据公式
计算出此时的总电阻,再根据 R1=R总-R0 计算出此时变阻器的接入阻值。
(4)衔铁被吸合时需要的电磁力的大小是不变的,即通过电磁铁的电流大小不变,据此分析改进方案。
【解答】(1)根据图片可知:力敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。
(2)根据图片可知,当有人乘坐电梯时,压敏电阻的压力增大而阻值减小,此时通过电磁铁的电流增大,它的磁场增强,衔铁被吸下来。此时定值电阻被短路,只有电动机工作,此时通过电动机的电流较大,则转速较快,如下图所示:
(4)质量较小的人,对力敏电阻的压力减小,此时它的阻值增大,为了保证电流大小不变;
①根据R总=R0+R1可知,此时可以减小R1的阻值;
②根据U=IR可知,当电流不变时,总电阻变大,则总电压变大;
③根据杠杆的平衡条件可知,可以适当减小吸合时的电磁力,即换用一根强度较弱的弹簧。
34.【答案】(1)换向器
(2)磁场太弱(或电流太小或处在平衡位置);换用较强的磁场(或增加电池节数或用手拨动一下位置)
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】(1)在直流电动机中,需要换向器改变通过线圈的电流方向,从而保证线圈能够持续的旋转;
(2)力是改变物体运动状态的原因,线圈抖了一下而没有转动起来,应该是线圈受到的电磁力偏小所致,根据影响通电导体受到力的大小的影响因素分析解决方案。
【解答】(1)上述中一端只刮去上半周漆皮,这是为了使这一端相当于直流电动机的换向器。
(2)如果电池、开关、导线的连接和性能良好,闭合开关后,发现线圈只抖动了一下,并不转动,原因可能是磁场太弱(或电流太小或处在平衡位置),这时可进行的有效尝试是:换用较强的磁场(或增加电池节数或用手拨动一下位置)。
35.【答案】(1)A灯发光,B灯不发光。
(2)因为让PQ快速向内外做切割磁感线运动,产生的感应电流方向不同。又因为二极管具有单向导电性,所以两个二极管会轮流发光。
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】(1)右手定则:让磁感线垂直穿过手心,大拇指指向导体的运动方向,那么伸直的四指方向就是感应电流的方向;
(2)感应电流的方向与磁场方向和导体的运动方向有关;电流正向通过二极管会发光,反向通过时不会发光,据此分析即可。
【解答】(1)根据图片可知,磁场方向水平向右,那么将右手掌心向左,大拇指指向垂直纸面向外,此时四个手指指尖向上,即产生感应电流的方向向上,那么此时A灯发光,B灯不发光;
(2)两个二极管交替发光的原因:因为让PQ快速向内外做切割磁感线运动,产生的感应电流方向不同。又因为二极管具有单向导电性,所以两个二极管会轮流发光。
1 / 12022年浙教版科学八下复习阶梯训练: 电磁关系 (提高训练)
一、单选题
1.(2022八下·乐清月考)英英同学想探究一根钢棒是否有磁性,设计了如图三个实验,其中不能说明钢棒具有磁性的是( )
A.甲和乙 B.甲和丙 C.只有乙 D.乙和丙
【答案】C
【知识点】物体是否具有磁性的判断方法
【解析】【分析】根据检验物体是否有磁性的方法判断。
【解答】甲:钢棒吸引小铁钉时,由于小铁钉没有磁性,那么钢棒肯定有磁性;
乙:钢棒和条形磁铁相互吸引,那么:①钢棒没有磁性,因为磁铁有磁性;②钢棒有磁性,且与条形磁铁接触的一端为异极。
丙:钢棒和小磁针的S极相互排斥,则钢棒肯定有磁性。
那么不能说明钢棒有磁性的为乙。
故选C。
2.(浙教版科学八下 阶段性测试(一) 电与磁(1.1~1.3)])为了得出条形磁铁的磁性两端强、中间弱的特性,某同学设计了以下四个实验,其中不能达到目的的是( )
A.将甲实验中的条形磁铁平移靠近三颗小铁球
B.将乙实验中的两根条形磁铁相互平移靠近
C.将丙实验中的条形磁铁从挂有铁块的弹簧测力计下向右移动
D.将丁实验中放在--堆大头针上的条形磁铁提起
【答案】B
【知识点】磁体、磁极、磁化
【解析】【分析】根据磁场分布的特点分析判断。
【解答】A.将甲实验中的条形磁铁平移靠近三颗小铁球,则磁体的中间没有铁球,三个铁球都吸在两端,说明中间磁场弱,而两端磁场强,故A不合题意;
B.将乙实验中的两根条形磁铁相互平移靠近,二者会吸引在一起,没有任何现象能够比较磁性的不同,故B符合题意;
C.将丙实验中的条形磁铁从挂有铁块的弹簧测力计下向右移动,弹簧测力计的示数先变小后变大,说明中间磁场弱,两端磁场强,故C不合题意;
D.将丁实验中放在--堆大头针上的条形磁铁提起,两端吸引的大头针数量多,而中间吸引的数量非常少,说明中间磁场弱,两端磁场强,故D不合题意。
故选B。
3.(浙教版科学八下 阶段性测试(一) 电与磁(1.1~1.3)])小华同学在教室里擦黑板时,发现当板擦靠近黑板时,会被吸附在黑板上。为了探究是黑板具有磁性还是板擦具有磁性,他设计了下列实验,能得出正确结论的是( )
A.用小磁针分别靠近板擦和黑板,小磁针都发生了偏转,说明板擦和黑板都具有磁性
B.将板擦的正面和反面靠近黑板,板擦都能吸附在黑板上,说明板擦一定 具有磁性
C.将板擦用细线悬挂起来使其自由旋转,发现板擦静止时某侧边始终指向东方,说明板擦一定具有磁性
D.将板擦用细线悬挂起来,发现板擦靠近黑板时细线偏离了竖直方向,说明黑板具有磁性
【答案】C
【知识点】物体是否具有磁性的判断方法
【解析】【分析】根据判断物体是否具有磁性的方法分析。
【解答】A.小磁针本身有磁性,无法判断板擦和黑板是否有磁性,故A错误;
B.板擦吸附在黑板上,无法判断谁有磁性,故B错误;
C.将板擦用细线悬挂起来使其自由旋转,发现板擦静止时某侧边始终指向东方,即它有指南北的性质,说明板擦一定具有磁性,故C正确;
D.板擦用细线悬挂起来,发现板擦靠近黑板时细线偏离了竖直方向,仍然无法判断黑板有磁性,故D错误。
故选C。
4.(浙教版科学八下 阶段性测试(一) 电与磁(1.1~1.3)])如图所示,A是悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁,B是螺线管,闭合开关,待弹簧测力计示数稳定后,将滑动变阻器滑片缓慢向左移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.螺线管上端是N极,弹簧测力计示数变大.
B.螺线管上端是S极,弹簧测力计示数变大
C.电流表示数变大
D.电压表示数变化量与电流表示数变化量之比变大
【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用;欧姆定律及其应用;影响电磁铁磁性强弱的因素;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】(1)(2)根据安培定则判断螺线管的磁场方向,根据磁极之间的相互作用确定条形磁体受到磁力的方向,最后根据二力平衡的知识分析测力计的示数变化。
(3)根据电流与电阻的反比关系判断;
(4)根据欧姆定律分析。
【解答】电流由下方流入,则线圈上电流方向向右。右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向右,此时大拇指指向上端,则螺线管上端为N极,螺线管下端为S极。
根据同名磁极相互排斥可知,此时条形磁体受到向上的排斥力,即测力计的示数F=G-F排斥。
将滑动变阻器的滑片缓慢向左移动的过程中,接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,
由
可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,螺线管的磁性减弱。
所以电磁铁和条形磁铁相互排斥的斥力减小,而弹簧测力计示数变大,故A正确,B、C错误;
由电路图可知,定值电阻R0与滑动变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测R两端的电压,
将滑动变阻器的滑片缓慢向左移动的过程中,R接入电路中的电阻变大,电压表示数变化量与电流表示数变化量之比是定值电阻的大小,即保持不变,故D错误。
故选A。
5.(浙教版科学八下 阶段性测试(一) 电与磁(1.1~1.3)])小明学习了磁场的知识后,标出了下列四种情况下磁体的磁极、电流方向或小磁针的偏转方向(图中小磁针的黑端为N极),其中有错误的图是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】磁极间的相互作用;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】(1)(3)根据磁极之间的相互作用判断;
(2)根据安培定则判断;
(4)首先根据安培定则判断螺线管的磁场方向,再根据磁极之间的相互作用规律判断小磁针的转动方向。
【解答】A.根据“同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引”可知,小磁针的指向正确,故A正确不合题意;
B.线圈上电流方向向左。右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向左,此时大拇指指向下端,则螺线管的下端为N极,上端为S极,故B正确不合题意;
C..根据“同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引”可知,小磁针的指向正确,故C正确不合题意;
D.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,则左端为螺线管的N极,右端为S极。根据“异名磁极相互吸引”可知,小磁针的N极应该逆时针方向转动,故D错误符合题意。
故选D。
6.(浙教版科学八下 阶段性测试(一) 电与磁(1.1~1.3)])如图所示,条形磁铁置于水平桌面上,电磁铁水平放置且左端固定,当电路中滑动变阻器的滑片P逐渐向左移动时,条形磁铁仍静止,下列说法中正确的是( )
A.电磁铁右端是N极
B.条形磁铁受到的摩擦力方向向右,逐渐增大
C.条形磁铁受到的摩擦力方向向左,逐渐减小
D.条形磁铁受到两对平衡力的作用.
【答案】D
【知识点】平衡力的辨别;摩擦力的存在;影响电磁铁磁性强弱的因素;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】(1)根据安培定则判断电磁铁的磁极方向;
(2)(3)根据二力平衡的知识判断摩擦力的方向,根据影响电磁铁的磁场强弱的因素判断条形磁铁受到磁力的变化,进而摩擦力的大小变化;
(4)从竖直和水平两个方向分析磁铁的受力情况。
【解答】电磁铁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,则电磁铁的左端为N极,故A错误;
电磁铁的右端为S极,根据同名磁极相互排斥可知,条形磁铁受到水平向右的排斥力。根据二力平衡的知识可知,它受到的摩擦力的方向与排斥力的方向相反,即摩擦力水平向左,且二者大小相等。当滑片向左移动时,变阻器的阻值变小,通过电磁铁的电流变大,磁场变强,那么条形磁铁受到的排斥力增大,则它受到的摩擦力同时增大,故B、C错误;
在水平方向上,条形磁铁受到的摩擦力和排斥力平衡;在竖直方向上,重力和支持力平衡,故D正确。
故选D。
7.(八下第1章质量评估试卷)2021年夏季,我国南方普降暴雨,城市内涝给人们生活带来很大影响。小明设计了一种利用电磁继电器来自动控制抽水机工作的电路:当水位在安全位置以下时绿灯亮,抽水机不工作;当水位到达安全位置上限时红灯亮,抽水机开始工作。如图是小明还未连接完成的电路,小明接下去的电路连接应该是( )
A.M接A,N接B B.M接B,N接D C.M接B,N接C D.M接A,N接D
【答案】B
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】根据题目的要求确定工作电路的接线方法即可。
【解答】根据题目的要求可知,电磁铁的衔铁上的动触点要么接通上面的绿灯,要么接通下面的红灯,因此它应该直接连接高压电源的一个电极。绿灯或红灯要正常工作,则还应该接通另一个电极,根据图片可知,二者右端的接线共同连接在D点,则只需将D点与另一电极相接即可,故M接B,N接D。
故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
8.(专题分类训练一电与磁的综合应用)如图为一种温度自动报警器的原理图,图中的水银温度计在制作时,玻璃管中封入了一段金属丝,电源和金属丝相连,当温度达到设定值,电铃报警。下列说法不正确的是( )
A.电磁铁的工作原理是电流的磁效应
B.温度升高至78 ℃时,电铃报警
C.若将温度计上端的金属丝向下调整,则报警温度会降低
D.电铃工作时,电磁铁a端为N极
【答案】D
【知识点】电磁铁的构造和原理;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】(1)根据电磁铁的工作原理判断;
(2)根据图片确定水银柱与上面的金属丝接通的对应温度;
(3)根据(2)中的分析判断;
(4)根据安培定则判断电磁铁的极性。
【解答】A.电磁铁的工作原理是电流的磁效应,故A正确不合题意;
B.根据图片可知,水银柱与上面的金属丝接通的温度为78℃,则温度升高至78 ℃时,电铃报警,故B正确不合题意;
C.若将温度计上端的金属丝向下调整,那么水银柱与上面金属丝接通时的温度会降低,则报警温度会降低,故C正确不合题意;
D.线圈上电流方向下。右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向下,此时大拇指指向右端,则右端为螺线管的N极,左端a为S极,故D错误符合题意。
故选D。
9.(1.3电磁铁的应用)如图是某同学连接的电铃电路,开关闭合后,电路中始终有电流,但电铃只响一声就不再响了,原因是( )
A.电磁铁始终没有磁性
B.衔铁没有向下运动
C.衔铁一直被电磁铁吸着不能回弹
D.电池正、负极接反了
【答案】C
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】根据图片分析电铃的工作过程即可。
【解答】根据图片可知,当开关断开时,电磁铁没有磁性,衔铁在上面。闭合开关后,电磁铁产生磁性,将衔铁吸引下来,此时小锤敲击铃盖发声。但是衔铁会时针吸合在下面的电磁铁上,不会回弹到原来位置,因此电铃只响一声吗,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
10.(浙教版科学八下期末质量评估试卷)小明和小华分别用如图所示的装置研究简易电动机的工作情况,小明将线圈两端的漆全部刮掉,小华只将一端的漆全刮掉,另一端刮掉一半,闭合开关后(有电流通过灯丝,灯就发光),他们看到的现象分别是( )
A.小明看到线圈连续转动,灯时亮时灭
B.小华看到线圈连续转动,灯连续发光
C.小华看到线圈左右摆动,灯时亮时灭
D.小明看到线圈左右摆动,灯连续发光
【答案】D
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】该线圈之所以能转动,是据通电导线在磁场中受力的作用的原理来工作的,但是该线圈在转过平衡位置时,若不改变电流的方向,此时所受到的磁场力会阻碍线圈的转动,故为了使线圈持续转动,将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉,另一端只刮半周,这样在一个半周内受到磁场的力的作用,另一个半周利用惯性转动,据此分析判断。
【解答】小华将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉,另一端只刮半周,这样在一个半周内受到磁场的力的作用为转动,另一个半周没有电流通过,不受磁场力的作用,利用惯性转动,这样才能使线圈在磁场中持续转动下去,灯时亮时灭,故B、C错误;
小明把两端的漆皮都刮掉,线圈每转过半圈,受力方向发生变化,会来回摆动,但电路中有持续的电流,灯泡会持续发光,故A错误,D正确。
故选D。
11.(浙教版科学八下阶段性测试(二) [范围:电与磁(1.4~1.5)])直流电动机模型如图所示。小明同学在“装配直流电动机模型”的实验中,接上蓄电池,发现电动机不转动,下列有关分析错误的是( )
A.他忘了将磁铁装上
B.换向器未装好,发现电刷没有接触换向片
C.线圈静止在平衡位置
D.蓄电池接反了
【答案】D
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】根据直流电动机的工作原理和过程分析判断。
【解答】A.他忘了将磁铁装上,则通电线圈不会受到电磁力的作用,则不会转动起来,故A正确不合题意;
B.换向器未装好,发现电刷没有接触换向片,此时也没有电流经过线圈,自然线圈不会转动,故B正确不合题意;
C.线圈静止在平衡位置时,线圈两侧受到的电磁力方向相反,正好完全抵消,故C正确不合题意;
D.蓄电池接反了 ,则通过电器的电流方向相反,此时线圈受力方向相反,应该向相反方向转动,而不是不能转动,故D错误符合题意。
故选D。
12.(浙教版科学八下阶段性测试(二) [范围:电与磁(1.4~1.5)])关于电动机,下面说法中正确的是( )
A.电动机是利用电磁感应现象制成的
B.电动机的线圈只要有电流通过,线圈就会在磁场力作用下不断地运动
C.电动机只能使用直流电供电,电动机中的换向器能自动改变线圈中的电流方向
D.电动机的构造简单,效率高,广泛地应用在电车起重机、电风扇、电冰箱等电器中
【答案】D
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】根据对电动机的工作原理、过程的认识判断。
【解答】A.电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的,故A错误;
B.电动机的线圈只要有电流通过,线圈就会转动,但是不一定持续转动,因为到达一个特定位置后,线圈受到的电磁力方向与转动方向相反,故B错误;
C.交流电动机可以使用交流电供电,故C错误;
D.电动机的构造简单,效率高,广泛地应用在电车起重机、电风扇、电冰箱等电器中,故D正确。
故选D。
13.(2022九下·杭州月考)如图所示,下列装置利用了电磁感应原理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】分析各个选项中包含的物理原理即可。
【解答】A.当导线中有电流经过时,小磁针的指向发生偏转,说明电流周围存在磁场,故A不合题意;
B.导体ab在磁场中做切割磁感线运动,此时电流表的指针摆动,说明有感应电流产生,这就是电磁感应,故B符合题意;
C.闭合开关后,通过电流的导体ab在磁场中受力运动,这就是电动机的工作原理,故C不合题意;
D.闭合开关后,通过两个电磁铁的电流相等,线圈匝数多的吸引的铁屑多,说明电磁铁的磁场强弱与线圈匝数有关,故D不合题意。
故选B。
14.(浙教版科学八下阶段性测试(二) [范围:电与磁(1.4~1.5)])我国“玉兔号”月球车已经在月球表面登陆,如果有一天你也能登上月球,你手边有一只灵敏电流计、一根10 m长的软导线及电源,若要探测月球表面附近是否有磁场,下列方案中合理的是( )
A.直接将电流计置于月球表面附近,若电流计的示数为零,则可判断月球表面无磁场
B.用长导线把电流计连成闭合回路,两人抓住一段直导线两端,使直导体在月球表面附近始终沿某一方向运动时,若电流计的示数为零,则可判断月球表面附近无磁场
C.用长导线把电流计连成闭合回路,两人像跳绳一样摇动导线,在月球表面附近沿各个方向运动时,若电流计的示数有时不为零,则可判断月球表面附近有磁场
D.将导线、电流计、电源连接成闭合回路,把导线绕成螺旋状,然后用铁钉接近,铁钉能被吸引,说明月球表面附近有磁场
【答案】C
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,根据电磁感应的知识分析判断。
【解答】若要探测月球表面附近是否有磁场,可以这样做:用长导线把电流计连成闭合回路,两人像跳绳一样摇动导线,在月球表面附近沿各个方向运动时,若电流计的示数有时不为零,则可判断月球表面附近有磁场,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
15.(浙教版科学八下阶段性测试(二) [范围:电与磁(1.4~1.5)])如图所示,以下四种措施不能使电流计指针偏转的是( )
A.将条形磁铁向下插入线圈中
B.将条形磁铁从线圈中抽出
C.让条形磁铁静止在线圈中
D.条形磁铁静止而将线圈向上移动
【答案】C
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】当电流表的指针摆动时,说明有电流产生,据此分析判断。
【解答】将条形磁铁向下插入线圈中,将条形磁铁从线圈中抽出,或条形磁铁静止而将线圈向上移动,都相当于线圈在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流,故A、B、D不合题意;
让条形磁铁静止在线圈中,则线圈没有做切割磁感线运动,则不会产生感应电流,故C符合题意。
故选C。
二、填空题
16.(2021八下·余杭月考)如图是小华同学用微型电扇研究"电磁转换"的实验:
(1)小华将微型电扇的插头接入家庭电路,电扇旋转,如题甲图所示,使微型电扇转动的工作原理是 ,工作过程中,电扇将电能主要转化为 能。
(2)小华在微型电扇的插头处接入一只发光二极管,用手旋转叶片,发现二极管发光,如乙图所示,此时微型电扇如同一台 (选填“电动机”或“发电机”),其工作原理是 。
【答案】(1)通电导体在磁场中受到力的作用;机械能
(2)发电机;电磁感应
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程;发电机的构造和原理
【解析】【分析】(1)根据电动机的工作原理和能量转化分析解答;
(2)根据发电机的工作原理和能量转化分析解答。
【解答】(1)小华将微型电扇的插头接入家庭电路,电扇旋转,如题甲图所示,使微型电扇转动的工作原理是:通电导体在磁场中受到力的作用,工作过程中,电扇将电能主要转化为机械能。
(2)小华在微型电扇的插头处接入一只发光二极管,用手旋转叶片,发现二极管发光,如乙图所示,此时微型电扇如同一台发电机,其工作原理是电磁感应。
17.(1.5磁生电)医生给心脏疾病患者做手术时需要利用电磁血流量计来检测血流速度,其示意图如图所示。使用时,将血管置于两磁极之间,接线柱a、b与血管壁接触,就会有微弱电流产生,仪表显示出血流速度。电磁血流量计的工作原理与 (填“电动机”或“发电机”)的原理相似。图中若仅调换两磁极的位置,则流过仪表电流的方向将 (填“不变”或“改变”)。
【答案】发电机;改变
【知识点】电磁感应;产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】发电机的工作原理为电磁感应,感应电流的方向与导体切割磁感线的方向和磁场方向有关,据此分析解答。
【解答】(1)根据图片可知,血液相当于金属导体,它流动时做切割磁感线运动,这时会产生感应电流,发生电磁感应现象,则电磁血流量计的工作原理与发电机的工作原理相同。
(2)图中若仅调换两磁极的位置,则磁场方向改变,那么流过仪表电流的方向将改变。
18.(浙教版科学八下阶段性测试(二) [范围:电与磁(1.4~1.5)])如图所示,用两根橡皮筋悬挂的均匀金属棒水平处于磁场中,当棒中通以由A→B方向的电流时,金属棒静止,橡皮筋都刚好处于松弛状态(导线对金属棒的作用力忽略不计),此时金属棒受到的磁场力方向为 。若要使橡皮筋处于拉伸状态,在不人为对棒施力,并且不改变磁场的条件下,小明提出可以断开电流或者 (填“增大”或“减小”)电流大小,除此以外,还可以用什么方法: 。
【答案】竖直向上;减小;改变电流方向
【知识点】二力平衡的条件及其应用;磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】(1)根据二力平衡的知识分析磁场力的方向;
(2)根据影响通电导体受力大小的因素和影响通电导体受力方向的因素的知识分析解答。
【解答】(1)金属棒处于平衡状态,则它受到的重力和磁场力相互平衡,即二者大小相等,方向相反。因为重力的方向竖直向下,所以磁场力的方向竖直向上。
(2)若要使橡皮筋处于拉伸状态,那么可以减小磁场力,即断开电流或则减小电流。也可以改变磁场力的方向,使其方向向下,方法为改变通过AB的电流方向。
19.(浙教版科学八下阶段性测试(二) [范围:电与磁(1.4~1.5)])在安装直流电动机模型的实验中,小明将组装好的电动机模型、滑动变阻器、电源、开关串联起来如图甲所示。
(1)小明闭合开关,发现线圈不转,他用手轻轻转了一下线圈,电动机模型开始正常转动。线圈原来不转的原因可能是 (填字母)。
A.线圈处于平衡位置 B.电源正负极接反了 C.磁铁没有磁性
(2)若要电动机转速加快,小明应将滑动变阻器的滑片向 移动。
(3)接下来,小明把永磁体换成图乙所示的电磁铁,并将电磁铁线圈的两个接线柱M、N分别与电刷A、B相连,使电磁铁线圈与电动机模型线圈并联后,合用一个电源。当对调接在电源正、负极上的导线时,电动机线圈转动的方向会不会改变?
答: 。
(4)完成以上实验后,小明取下图甲中的电源换上小灯泡,在模型的转轴上绕上细线,如图丙所示,然后快速拉动细线,使线圈转动起来,结果小灯泡发光,此时这模型就相当于 机。
(5)小明借助如图丁所示的实验装置可以探究直流电动机的原理,导体棒ab应选用 (填“铜”“铁”或“塑料”)材料制成。
【答案】(1)A
(2)左
(3)不会
(4)发电
(5)铜
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】(1)在直流电动机中,当线圈处于平衡位置时,线圈两侧受到的电磁力方向相反,二者相互抵消,此时没有力作用在线圈上,线圈不能开始转动;
(2)通过电动机的电流越大,则线圈受到的电磁力越大,电动机转速越高,据此判断变阻器的滑片移动方向;
(3)电动机线圈的转动方向与电流方向和磁场方向有关;
(4)小灯泡发光,说明有感应电流产生,这其实是发电机的工作原理;
(5)在磁场中,通电导体受到的磁力大小与磁场强弱和电流大小有关,即通过导体的电流越大,导体受到的磁力越大。导体的电流越大,则导体的电阻越小,据此分析解答。
【解答】(1)小明闭合开关,发现线圈不转,他用手轻轻转了一下线圈,电动机模型开始正常转动。线圈原来不转的原因可能是线圈处于平衡位置 ,故选A。
(2)若要电动机转速加快,必须减小变阻器接入的阻值,则小明应将滑动变阻器的滑片向左移动。
(3)当对调电源正负极后,则通过电磁铁的电流方向发生改变,那么电磁铁的磁场方向发生改变。此时通过电动机线圈的电流方向也发生改变,当两个因素都改变时,线圈的受力方向不变,即转动方向不会改变。
(4)如图丙所示,然后快速拉动细线,使线圈转动起来,结果小灯泡发光,此时这模型就相当于发电机。
(5)明借助如图丁所示的实验装置可以探究直流电动机的原理,导体棒ab应选用电阻最小的铜材料制成。
20.(2022八下·乐清月考)梅雨季节,空气潮湿,路面湿滑,为保证师生通行安全,好学的英英同学设计了如图乙警示灯的模拟电路。
(1)在电路中串联一个湿敏电阻,当湿度变大,电流高达一定程度时警示灯才发光,因此应选择图甲中的 (填“R1”或“R2”)湿敏电阻。
(2)为了提高警示效果,要求警示灯能亮暗闪烁,湿敏电阻应连接在图乙的 (填“A” 或“B”)位置。
【答案】(1)R2
(2)B
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据欧姆定律判断出湿敏电阻与湿度的关系,再根据图象判断出R1和R2与湿度的关系,从而得出答案;
(2)根据实际需要,当空气潮湿,能见度低时,警示灯变亮,即警示灯随湿度增加而变亮,警示灯变亮时,电路的电流增大,电阻减小,即湿敏电阻随着湿度的增加而减小,根据警示灯不断闪烁确定湿敏电阻的位置。
【解答】(1)根据题意可知,当湿度变大时,电流越大,电磁铁的磁场增强,将衔铁吸下来,短路电磁铁和B,此时只有灯泡自己。由于灯泡的电压增大,所以此时警示灯发光。由欧姆定律可知,湿敏电阻随湿度的增加而减小,
由图甲知:R1的电阻随湿度的增加而增加,R2的电阻随湿度的增加而减小,因此R2为湿敏电阻。
(2)由图乙知,当空气潮湿(湿度大),能见度低时,湿敏电阻的阻值变小,根据
可知,电路的电流增大,电磁铁的磁性变强,将衔铁吸引下来;若湿敏电阻放在B位置时,会被短路,电路的电流突然增大,警示灯一下变得很亮,起到闪烁的作用,而放在A点则不会出现此现象,因此湿敏电阻应连接在图甲的B位置。
21.(专题分类训练一电与磁的综合应用)小云利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”,如图甲所示。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方,当环境温度正常时,继电器的上触点接触,下触点分离,绿灯亮,警铃不响;当环境温度超过某一值时,继电器的下触点接触上触点分离,红灯亮,同时警铃响。图甲中继电器的供电电压U1为3 V,工作电路供电电压U2为220 V,继电器线圈用漆包线绕成,其电阻R0为30Ω。当线圈中的电流大于或等于50mA时,继电器的衔铁将被吸合。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像。
(1)电磁继电器利用了电流的 效应;由图乙可知,当环境温度为20℃时,热敏电阻的阻值为 Ω。当环境温度升高时,热敏电阻的阻值将 ,继电器的磁性将 (后两空均填“增大”“减小”或“不变”)
(2)请计算说明环境温度在什么范围内时警铃报警/
【答案】(1)磁;120;减小;增大
(2)解:当线圈中的电流I=50 mA=0.05 A时,继电器的衔铁将被吸合,警铃报警。
由I=
可得,控制电路的总电阻R总= =60Ω。
根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可知:热敏电阻R=R总-R0=60Ω-30Ω=30Ω。
由题图乙可知,此时t=80℃ ,所以,当温度t≥80C时,警铃报警。
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】(1)根据电磁继电器的工作原理解答。根据图乙,确定20℃时热敏电阻的阻值。根据图乙确定热敏电阻的阻值随温度的变化规律,再根据欧姆定量确定电流变化,最后确定继电器的磁场强度变化。
(2)首先根据 计算出控制电路的总电阻,再根据串联电路的特点 R=R总-R0 计算出热敏电阻的阻值,最后根据图乙确定对应的温度范围。
22.(2022八下·乐清月考)用如右图所示的装置可以探究通电螺线管外部磁场的方向。
(1)先在玻璃板上均匀撒上一层小铁屑后,闭合开关,接下来的操作 ,
(2)该实验中还需要借助一只小磁针,目的是为了探究磁场方向与 有关。
【答案】(1)轻敲玻璃板
(2)电流方向
【知识点】探究影响通电螺线管磁性强弱的因素的实验
【解析】【分析】(1)小铁屑会受到通电螺线管的磁力作用,但是由于它们与玻璃板之间的摩擦力较大,因此很难自由移动位置。此时可以轻敲玻璃板,让铁屑跳跃起来,此时摩擦力减小,它们就会按照一定的规律排列起来,从而看到螺线管的磁场分布情况。
(2)小磁针的磁极方向已知,根据磁极之间的相互作用规律可以确定通电螺线管的极性,再根据安培定则可以判断通过线圈的电流方向,据此分析解答。
【解答】(1)先在玻璃板上均匀撒上一层小铁屑后,闭合开关,接下来的操作:轻敲玻璃板,
(2)该实验中还需要借助一只小磁针,目的是为了探究磁场方向与电流方向有关。
23.(2022八下·义乌开学考)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)根据图乙分析,磁勺的 (填图乙中"A”或“B”)端为南极。
(2)制作人员将磁勺靠近电磁铁,闭合开关S,磁勺受电磁铁作用后,磁柄指向如图丙所示,由此判断H为电源的 极。
【答案】(1)B
(2)负极
【知识点】磁极间的相互作用;磁场和磁感线;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】(1)根据磁感线的分布特点判断;
(2)首先根据磁极之间的相互作用规律判断电磁铁的极性,然后根据安培定则判断线圈上的电流方向,最终确定电源的正负极方向。
【解答】(1)在磁体外部,磁感线总是从磁体的N极出来,然后回到S极。根据乙图可知,磁勺的B端为南极。
(2)根据“异名磁极相互吸引”可知,电磁铁的下端为N极。右手握住螺线管,大拇指指向下端,弯曲的四指指尖向左,则线圈上电流方向向左,那么电流从下端流入,上端流出,则H端为电源的负极。
24.(浙教版科学八下 阶段性测试(一) 电与磁(1.1~1.3)])在如图所示的实验中,玻璃球内的导线是分开的,小磁针处于静止状态。当用酒精灯把玻璃球加热到红炽状态时,发现小磁针发生了偏转。根据以上现象可知,当把玻璃球加热到红炽状态时,玻璃变成了 体,这说明了 。此时小磁针的 (填“N”或“S”)极将向螺线管偏转;小磁针和螺线管间的相互作用是通过 发生的。
【答案】导;导体和绝缘体没有绝对界限;N;磁场
【知识点】磁场和磁感线;半导体和超导体
【解析】【分析】(1)容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体;导体和绝缘体没有绝对界限,在一定条件下,绝缘体可变为导体。
(2)通电螺线管周围存在磁场,其磁场与条形磁铁相似,可用安培定则判断其两极;
(3)小磁针和螺线管间的相互作用是通过它们各自的磁场发生的。
【解答】(1)当用酒精灯把玻璃球加热到红炽状态时,发现小磁针发生了偏转,说明螺线管中有了电流,进一步说明红炽状态的玻璃能够导电,是导体,说明导体和绝缘体没有绝对界限;
(2)螺线管上电流方向向上,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,则左端为螺线管的N极,右端为螺线管的S极。根据异名磁极相互吸引可知,故小磁针的N极将向螺线管的右端偏转;
(3)小磁针的周围存在磁场,螺线管的周围也存在磁场,它们之间的相互作用是通过磁场发生的。
25.(2021八下·余杭月考)如图所示是一种涂鸦神器画板的原理图。将磁石粉浸没在悬浮液里,当按下磁性写字笔其中一个按钮时,笔尖磁体为S极,可以写出 色的字。 擦去字迹时,只需将刷子左右移动即可,刷子可以用 (填“不 易磁化”或“易磁化" ")的材料制成。
【答案】红;易磁化
【知识点】磁极间的相互作用
【解析】【分析】(1)根据磁极之间的相互作用规律解答;
(2)根据磁化的知识分析。
【解答】(1)根据“异名磁极相互吸引”可知,如果笔尖磁体为S极,那么磁石粉的红色(N极)向上,此时可以写出红字。
(2)如果要擦去字迹,那么就要让磁石粉不再规则排列,此时应该用易磁化的材料制成刷子即可。
三、实验探究题
26.(浙教版科学八下 阶段性测试(一) 电与磁(1.1~1.3)])在研究椭球体磁铁的磁极分布情况时,几位同学提出了以下三种猜想。
(1)利用所学知识,断定猜想 肯定是错误的。你判断的依据是 。
(2)为了验证其他两个猜想,他们做了如下的实验。
步骤1:将两个磁铁如图甲放置,手拿住上面的磁铁,将下面磁铁的两端分别接触.上面磁铁的下端,下面磁铁均掉落。
步骤2:将两个磁铁如图乙放置,手拿住上面的磁铁,下面的磁铁不会掉落。
根据实验,可判断出猜想 是错误的。
(3)请设计一个简单实验,验证剩下的一个猜想是否正确。简述你的实验方案。
主要器材: 。
简要做法: 。
判断方法: 。
【答案】(1)三;一个磁体只有两个磁极
(2)一
(3)铁屑;用该磁铁吸引铁屑;吸引铁屑最多的部位就是磁性最强的部位
【知识点】磁体、磁极、磁化
【解析】【分析】(1)每个磁体都有两个磁极,即南极和北极,二者相辅相成,成对存在,肯定不能单独存在;
(2)磁极是磁体上磁性最强的部分,当两个磁体靠近时,肯定是磁极之间作用力最大,即要么相互吸引,要么相互排斥,据此分析判断;
(3)磁极是磁体上磁性最强的部分,让磁体靠近铁屑,根据吸引铁屑的多少可以判断磁极的位置,据此分析解答。
【解答】(1)利用所学知识,断定猜想三肯定是错误的,判断的依据是:一个磁体只有两个磁极。
(2)根据步骤1可知,磁体的磁极肯定不在两个尖端;根据步骤2可知,磁体的磁极可能分布在两侧,则猜想一错误。
(3)如果验证猜想二是否正确,那么方案如下:
主要器材:铁屑。
简要做法:用该磁铁吸引铁屑。
判断方法:吸引铁屑最多的部位就是磁性最强的部位。
27.(2022八下·乐清月考)为了研究“电磁铁磁性的强弱哪些因素有关”,华华同学利用电源、电流表、开关、滑动变阻器、导线、细铁钉、指针(带刻度)、电磁铁(用漆包线制作的一个六抽头电磁铁,每 20 匝抽出一个接线端)等器材设计了如图甲、乙所示的装置进行探究。
(1)图甲实验中华华同学是根据 来判断磁性的强弱。
(2)与甲图实验方案相比,乙图实验方案的优点是 。
(3)乙图中要使指针所指示数变大,则应将滑动变阻器滑片向 移动(选填“左”或“右”)
(4)华华同学利用图乙实验装置研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系的实验。当线圈匝数从 20 匝换成 100 匝后,接下来应该进行的操作是: 。
【答案】(1)电磁铁吸引的小铁钉数量
(2)当电流变化较小时也能反映电磁铁磁性强弱的变化
(3)左
(4)将变阻器的滑片向左移动直至电流表示数与线圈匝数为20匝时的电流相同
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】(1)电磁铁的磁性越强,吸引的小铁钉的数量越多;
(2)在甲图中,当电磁铁的磁场变化较小时,就无法通过大头针的数量变化确定磁场强弱的变化。在乙图中,即使电流的微小变化,也会使指针发生明显偏转,从而感知倒磁场的微弱变化。
(3)指针的摆动幅度与电流的大小变化有关;
(4)根据控制变量法的要求可知,探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系时,应该控制通过电磁铁的电流相等,而改变线圈匝数,据此确定接下来的操作内容。
【解答】(1)图甲实验中华华同学是根据电磁铁吸引的小铁钉数量来判断磁性的强弱。
(2)与甲图实验方案相比,乙图实验方案的优点是:当电流变化较小时也能反映电磁铁磁性强弱的变化。
(3)乙图中要使指针所指示数变大,就要增大通过电路的电流,减小变阻器的接入阻值,则应将滑动变阻器滑片向左移动。
(4)华华同学利用图乙实验装置研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系的实验。当线圈匝数从 20 匝换成 100 匝后,接下来应该进行的操作是:将变阻器的滑片向左移动直至电流表示数与线圈匝数为20匝时的电流相同。
28.(2020·北仑模拟)小科利用电磁铁、小磁铁、指针和刻度盘制成多量程电流表,结构示意图如图所示,其中A、B、C为接线柱,当电流通过电磁铁时,指针绕O点顺时针偏转;电路断开时,指针指O刻度线。
(1)若选择A、C为该电流表的接线柱,则应选择 为“+”接线柱,才能使电流表正常工作。
(2)若将电磁铁适当靠近小磁铁,则该电流表 。
A.零刻度将向右移动 B.指针将发生反偏
C.精确度将提高 D.量程将增大
(3)分析该电流表的结构示意图,判断该电流表量程最大时所选的接线柱是 。
【答案】(1)C
(2)A;C
(3)BC
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)如果电流表的指针向右偏转,那么电磁铁肯定对条形磁铁有吸引力,据此确定电磁铁的极性,并根据安培定则确定电流方向,进而确定电源的正负极方向;
(2)磁极之间的作用力的大小与磁极之间的距离大小有关,二者之间的距离越小,产生的磁力越大,据此分析;
(3)同样的刻度盘表示大小不同的量程,即相同的电流时,小量程时指针偏转幅度大,而大量程时指针偏转幅度小。为了增大量程,就要在相同条件下,减小条形磁铁受到的吸引力,从而减小指针的偏转幅度。要减小磁力,在电流相同的条件下只能减小电磁铁的线圈匝数。
【解答】(1)根据“异名磁极相互吸引”可知,条形磁铁的左端为N极,那么电磁铁的右端为S极,左端为N极。用右手握住螺线管,大拇指指向左端,此时四指指尖向上,因此电流方向向上,即选择C接线柱与电源正极相连;
(2)A、电路不通电时,右边小磁铁会对电磁铁的铁芯有吸引力作用,因物体间力的作用是相互的,所以,将电磁铁适当靠近小磁铁时,铁芯对小磁铁的吸引力增大,使指针顺时针转动,则零刻度线会向右移动,故A正确。
B、电磁铁适当靠近小磁铁,没有改变电磁铁的极性,指针偏转方向不变,故B错误。
C、将电磁铁适当靠近小磁铁, 在相同的电流条件下,会增大条形磁铁受到的吸引力,那么原来指针不摆动,现在可能指针摆动,即增大了电流表的测量精度,故C正确。
D、若将电磁铁适当靠近小磁铁,电磁铁对小磁铁的吸引增强,在电流不变时,指针会超过最大位置,所以会使量程减小,故D错误。
故选AC
(3)电流表的量程最大时,应该选择匝数较小的线圈,即接线柱选择BC。
29.(2022八下·乐清月考)学习了电磁知识后,英英同学了解到相互靠近的通电导线之间会产生相互作用力。那么这个力的大小和方向与哪些因素有关呢?他将两根导线(可伸长)平行放置后固定(如图1甲所示),然后依次通上如图乙、丙、丁所示的电流,通过反复实验证实了他的猜想。请你根据图中的实验现象回答问题。
(1)分析图1 (选填序号),可知通电导线之间作用力方向与电流方向有关。
(2)得到通电导线之间的相互作用力的大小与电流大小有关的结论,你的依据是 。
(3)如图2 所示,将一柔软的导线弯成星形,并将其置于光滑水平桌面上,然后将开关S闭合,则该星形回路将 。
A.不会变形 B.会变形,所围面积增大
C.会变形,所围面积减小 D.会变形,所围总面积不变
【答案】(1)乙、丙
(2)对比丙丁,(在电流方向相同的情况下) ,电流越大,导线弯曲程度越大
(3)B
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】(1)(2)根据控制变量法的要求选择对照实验;
(3)分析相邻导线中的电流方向,确定相邻导线之间作用力的方向,进而判断这个星形的变化情况。
【解答】(1)探究通电导线之间作用力的方向与电流方向有关时,必须控制电流大小相同而改变电流方向,故选乙和丙。
(2)探究通电导线之间作用力的大小与电流大小的关系时,必须控制电流方向相同,而改变电流大小,故选丙丁,即依据是:对比丙丁,(在电流方向相同的情况下) ,电流越大,导线弯曲程度越大。
(3)根据图2可知,相邻导线中的电流方向是相反的,则相邻导线之间表现为排斥力,则星形会变形,且所围的面积增大,故选B。
30.(2022八下·乐清月考)华华同学对手机无线充电的原理感到好奇。查阅资料后得知:充电时充电器内的发射线圈产生磁场,手机内的接收线圈会产生感应电流给电池充电,结构如图甲。学过电磁感应原理的华华同学提出质疑:手机和充电器在充电过程中都不动,并没有做切割磁感线运动,为何会产生感应电流?对此,她设计了图乙实验进行验证。
(1)闭合开关后灵敏电流计指针被没有发生偏转。华华认为,可能是P线圈中的电流过小,于是她将滑片向左移。她的这一操作是基于什么猜想?
(2)滑片左移后,仍未观察到指针偏转,但再断开开关、闭合开关、移动滑片时灵敏电流计指针有明显偏转。请教科学老师后得知:当闭合电路围成的平面内磁感线数量发生改变时,电路中能产生感应电流。请根据上述事实,解释在该实验中若导体ab上下运动时,则闭合电路中不产生感应电流的原因(图丙) .
操作序号 开关及滑动变阻器状态 灵敏电流计指针偏转方向
1 开关由断开变为闭合 向左
2 开关由闭合变为断开 向右
3 开关闭合时,滑片向左移动 向左
4 开关闭合时,滑片向右移动 向右
5 开关闭合后,滑片不移动 不偏转
6 改变电源正负极,闭合开关,滑片向左移动 向左
7 改变电源正负极,闭合开关,滑片向右移动 向右
(3)华华发现不同情况下灵敏电流计指针偏转方向不同。她猜测与Q线圈中的电流方向改变有关,于是进行实验并记录现象。请判断华华的说法是否正确,并合理选择上表格中的两次实验说明理由。 .
【答案】(1)磁场强度越强,P线圈中的感应电流越大
(2)该闭合电路内磁感线数量未发生改变
(3)不正确,比较3、6或4、7可知,Q线圈中的电流方向改变,其他条件不变,灵敏电流计指针偏转方向不改变,说明感应电流方向与Q线圈中的电流方向无关
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】(1)分析哪个因素发生改变,就说明磁场强弱与这个因素有关;
(2)从闭合电路内的磁感线数量是否发生改变的角度分析;
(3)根据表格数据,寻找对照实验,分析电流表的指针偏转方向是否与Q线圈中的电流方向有关。
【解答】(1)华华认为,可能是P线圈中的电流过小,于是她将滑片向左移,此时变阻器的阻值减小,而通过线圈的电流增大,则她的这一操作是基于猜想:磁场强度越强,P线圈中的感应电流越大。
(2)当闭合电路围成的平面内磁感线数量发生改变时,电路中能产生感应电流。请根据上述事实,解释在该实验中若导体ab上下运动时,则闭合电路中不产生感应电流的原因:该闭合电路内磁感线数量未发生改变。
(3)我认为华华的说明不正确,理由是:比较3、6或4、7可知,Q线圈中的电流方向改变,其他条件不变,灵敏电流计指针偏转方向不改变,说明感应电流方向与Q线圈中的电流方向无关。
四、解答题
31.(专题分类训练一电与磁的综合应用)如图甲所示,当弹簧测力计吊着一磁体甲(该磁体的重力为G) ,沿水平方向从水平放置的条形磁铁乙的A端移到B端的过程中,请在图乙中画出表示测力计示数与水平位置的关系变化图,并简要说明弹簧测力计在A点、O点、B点位置示数情况及理由。
【答案】解:如图所示
A点:FAO点:FO>G,因磁体乙中间磁性最弱,但磁体甲的N极对磁体乙有吸引力。
B点:FB>G,因异名磁极相互吸引。
【知识点】二力平衡的条件及其应用;磁极间的相互作用
【解析】【分析】根据磁极之间的相互作用规律和二力平衡的知识分析判断。
【解答】从A到O:根据“同名磁极相互排斥”可知,此时磁铁甲受到向上的排斥力,此时弹簧测力计的示数F=G-F排斥。因为乙的磁场越来越弱,所以排斥力会越来越小,则弹簧测力计的示数逐渐增大;
从O到B:根据“异名磁极相互吸引”可知,此时磁铁甲受到向下的吸引力,此时弹簧测力计的示数F=F+F吸引。因为乙的磁场越来越强,所以吸引力越来越大,则弹簧测力计的示数逐渐增大,如下图所示:
32.(2021八下·余杭月考)如图所示,是小磁针放在通电螺线管左端静止时的情形,请判断并在合适的位置标出电源的正极和图中通电螺线管上方磁感线的方向。
【答案】解:如图所示:
【知识点】磁极间的相互作用;通电直导线周围的磁场;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】根据磁极之间的相互作用规律判断电磁铁的磁极方向,进而标注外面的磁感线方向,最后根据安培定则判断线圈上的电流方向,最终确定电源的电极方向。
【解答】①根据“异名磁极相互吸引”可知,电磁铁的左端为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,即线圈上电流方向向上。根据图片可知,电流从右端流入,左端流出,因此电源的右端为“+”;
②磁铁外部的磁感线,总是从N极出来,回到S极,则磁感线的方向为向右,如下图所示:
33.(浙教版科学八下期末质量评估试卷)超市的自动扶梯,有人乘梯时运行较快,无人乘梯时运行较慢。某同学想利用电磁继电器设计这样的电路。
(1)力敏电阻R0的阻值与所受压力的关系如图甲所示,则由图甲可得出结论: 。
(2)根据要求请将图乙的工作电路连接完整。
(3)控制电路电源电压为24V,当电流达到20 mA时电磁铁将衔铁吸下。现在要求一个质量为40kg的小朋友站在电梯上,就能使电梯较快运行,则滑动变阻器R1接入电路的阻值为多大?(g取10N/kg)
(4)如果要求质量更小的人站上电梯就能使其较快运行,应该如何改动控制电路?(写出两种方法)
【答案】(1)力敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小
(2)解:如图所示
(3)解:由题可知:F=G=mg=40 kg×10 N/kg=400 N,
由题图可知:R0=600Ω,
R总= =1 200Ω,
R1=R总-R0=1200Ω- 600Ω=600Ω
(4)将R1变小;电源电压变大;电磁铁线圈匝数增加;换一根强度较弱的弹簧。(写出两种方法即可)
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据图片分析力敏电阻的阻值随压力的变化规律;
(2)根据压力的变化分析力敏电阻的阻值变化和电流变化,再分析电磁铁的磁场强弱变化,确定衔铁的位置改变,最后完成电路的连接。
(3)首先根据F=G=mg计算出力敏电阻受到的压力,再根据图像确定它的阻值。根据公式
计算出此时的总电阻,再根据 R1=R总-R0 计算出此时变阻器的接入阻值。
(4)衔铁被吸合时需要的电磁力的大小是不变的,即通过电磁铁的电流大小不变,据此分析改进方案。
【解答】(1)根据图片可知:力敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。
(2)根据图片可知,当有人乘坐电梯时,压敏电阻的压力增大而阻值减小,此时通过电磁铁的电流增大,它的磁场增强,衔铁被吸下来。此时定值电阻被短路,只有电动机工作,此时通过电动机的电流较大,则转速较快,如下图所示:
(4)质量较小的人,对力敏电阻的压力减小,此时它的阻值增大,为了保证电流大小不变;
①根据R总=R0+R1可知,此时可以减小R1的阻值;
②根据U=IR可知,当电流不变时,总电阻变大,则总电压变大;
③根据杠杆的平衡条件可知,可以适当减小吸合时的电磁力,即换用一根强度较弱的弹簧。
34.(2021八下·吴兴期末)吴老师在上电动机这节课的时候给同学们介绍了一种简易电动机制作方法:用回形针做成两个支架,分别与电池的两极相连;用漆包线绕一个矩形线圈,以线圈两端的漆包线拉直作为线圈转动轴,用小刀刮去轴的一端全部漆皮,另一端只刮去上半周漆皮;将线圈放在支架上,磁体放在线圈下方。
(1)上述中一端只刮去上半周漆皮,这是为了使这一端相当于直流电动机的哪个结构? 。
(2)如果电池、开关、导线的连接和性能良好,闭合开关后,发现线圈只抖动了一下,并不转动,原因可能是 ,这时可进行的有效尝试是 。
【答案】(1)换向器
(2)磁场太弱(或电流太小或处在平衡位置);换用较强的磁场(或增加电池节数或用手拨动一下位置)
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】(1)在直流电动机中,需要换向器改变通过线圈的电流方向,从而保证线圈能够持续的旋转;
(2)力是改变物体运动状态的原因,线圈抖了一下而没有转动起来,应该是线圈受到的电磁力偏小所致,根据影响通电导体受到力的大小的影响因素分析解决方案。
【解答】(1)上述中一端只刮去上半周漆皮,这是为了使这一端相当于直流电动机的换向器。
(2)如果电池、开关、导线的连接和性能良好,闭合开关后,发现线圈只抖动了一下,并不转动,原因可能是磁场太弱(或电流太小或处在平衡位置),这时可进行的有效尝试是:换用较强的磁场(或增加电池节数或用手拨动一下位置)。
35.(2020八下·青田期末)发光二极管简称LED,是一种高效节能光源(用 符号表示),具有单向导电性,在电路中电流只能从正极流入,负极流出,反之就不会发光。如图是小明设计的一个研究电与磁的实验电路图,当金属棒PQ做垂直于纸面做内外运动时,发现A、B交替闪亮。
(1)当PQ垂直纸面向外运动时,观察到的现象是 。
(2)请应用所学知识分析其交替闪亮的原因。
【答案】(1)A灯发光,B灯不发光。
(2)因为让PQ快速向内外做切割磁感线运动,产生的感应电流方向不同。又因为二极管具有单向导电性,所以两个二极管会轮流发光。
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】(1)右手定则:让磁感线垂直穿过手心,大拇指指向导体的运动方向,那么伸直的四指方向就是感应电流的方向;
(2)感应电流的方向与磁场方向和导体的运动方向有关;电流正向通过二极管会发光,反向通过时不会发光,据此分析即可。
【解答】(1)根据图片可知,磁场方向水平向右,那么将右手掌心向左,大拇指指向垂直纸面向外,此时四个手指指尖向上,即产生感应电流的方向向上,那么此时A灯发光,B灯不发光;
(2)两个二极管交替发光的原因:因为让PQ快速向内外做切割磁感线运动,产生的感应电流方向不同。又因为二极管具有单向导电性,所以两个二极管会轮流发光。
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