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浙教版八下第一章:《电与磁4--5节》培优训练
一、选择题(每小题3分,共45分)
1.信用卡刷卡时,其表面的小磁体经过刷卡机的缝隙,线圈中会产生电流。此过程主要涉及的知识是.......(▲)
A.电磁感应
B.磁极间的相互作用
C.通电导线周围存在磁场
D.通电导线在磁场中受力运动
【答案】A
【解析】闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动时,导体中有感应电流产生,这种现象是电磁感应现象,在选项中找出探究电磁感应的对应图即可。
【分析】认真读懂题意,明确刷卡的过程实际是一个闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动的过程,是本题解答的关键。
【详解】信用卡刷卡时,其表面的小磁体经过刷卡机的缝隙,线圈中会产生电流,其实质是使闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动,导体中有感应电流产生,这种现象是电磁感应现象,只有A符合题意。
故选:A。
2.如图为我国新型反潜巡逻机。机尾的“棍子”叫做磁异探测器,它能将潜艇经过海域引起的磁场强弱变化转化为强弱变化的电流,从而发现潜艇的存在。下图能解释磁异探测器工作原理的是(▲)
A B C D
【答案】A
【解析】【分析】【详解】机尾的“棍子”叫做磁异探测器,它能将潜艇经过海域引起的磁场强弱变化转化为强弱变化的电流,是把机械能转化为电能,发电机原理,图A是发电机原理。选项A正确。
3.我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射器,如图所示,电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连
接,并处于强磁场中,当弹射车内的导体通以强电流时,即可受到强大的推力而快速起飞,下列实验中,与电磁弹射器工作原理一致的是(▲)
【答案】B
【解析】根据通电导体在磁场中受到磁场力的作用分析解答。
【分析】对于电磁学中的电流磁效应、磁场对通电导体有力的作用、电磁感应等实验要注意区分,属常见题型。
【详解】A、图中是奥斯特实验,说明了电流周围存在磁场,与电磁弹射器工作原理不一致,故A错误;
B、图中有电源,通电导体棒在磁场中受力而运动,即与电磁弹射器工作原理相同,故B正确;
C、图中没有电源,线圈在磁场中转动,产生感应电流,使灯泡发光,这是发电机的原理,与电磁弹射器工作原理不一致,故C错误;
D、图中没有电源,是闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,产生感应电流,是电磁感应现象,与电磁弹射器工作原理不一致,故D错误。
故选:B
4.安装一台直流电动机模型,接入实验电路后能正常转动。如果分别做下述调整,哪一种做法不能改变直流电动机转动方向......(▲)
A.对调直流电动机磁铁的两极 B.改变线圈中电流的方向
C.调节滑动变阻器,改变电流的大小 D.对调电源的正、负极
【答案】C
【解析】【分析】【详解】磁极的方向、电流的方向都可以影响电动机的转动方向,因此ABD都是正确的,但是电流的大小不能影响电动机转动的方向,所以C错误。
5.如图为直流电动机的基本构造示意图。以下相关的分析中正确的是(▲)
A.电动机是利用电磁感应的原理工作的
B.电动机工作过程中,消耗的电能全部转化为机械能
C.使线圈连续不停地转动下去是靠电磁继电器来实现的
D.仅改变磁场的方向可以改变线圈转动的方向
【答案】D
【解析】电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理工作的,且所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关;工作时,消耗电能产生机械能,所以是将电能转化为机械能的过程;且使得线圈持续转动的原因是换向器。
【分析】知道并理解电动机的原理、受力方向的改变、能量转化等知识点,是一道综合题。
【详解】A、电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理工作的,故A错误;
电动机工作过程中,消耗的电能大部分转化为机械能,有一部分电能转化成了热能,故B错误;C、使线圈连续不停地转动下去是靠换向器来实现的,故C错误;
D、电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理工作的,且所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关,故仅改变磁感线的方向可以改变线圈转动的方向,故D正确;
故选:D。
6.如图所示的小制作中,装置A中有磁铁和可转动的线圈,当有风吹向风扇时扇叶转动,引起灯泡发光。装置A的工作原理是......(▲)
A.通电线圈周围存在磁场 B.电磁感应
C.通电线圈能在磁场中转动 D.磁极间相互作用
【答案】B
【解析】当闭合电路中的部分导体做切割磁感线运动时,电路中可以产生感应电流,这就是电磁感应现象。
【分析】能准确的判断出电与磁这一章中的实验原理是解决该题的关键。
【详解】装置A中有磁铁和可转动的线圈,当有风吹向风扇时扇叶转动,相当于线圈在磁场中转动切割磁感线,会产生感应电流,引起灯泡发光,是利用电磁感应现象的原理工作的,故B正确。
故选:B。
7.下列事例都是利用电磁感应原理工作的是......(▲)
①来回摇晃手摇式电筒,使磁体在线圈中运动,小灯泡就能发光
②对着动圈式话筒说话,声音带动线圈在磁场中运动,产生变化的电流
③将带有磁条的银行卡在POS机中的线圈中刷一下,POS机便通过产生的电流读出银行卡的信息
④动圈式扬声器的线圈中通过变化的电流时,线圈在磁场力的作用下,带动纸盆振动发出声音
A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④
【答案】A
【解析】电磁感应现象的内容是:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流;明确选择项中提到的这四个电学设备的制成原理,然后与题目要求对应,从而可以得到答案。
【分析】在电和磁这一部分中,学到了很多电学设备,每个设备的制成原理是经常考查的知识点,要在理解的基础上,记住这些基础知识。
【详解】①来回摇晃手摇式电筒,使磁体在线圈中运动,则线圈切割磁感线,会产生感应电流,使小灯泡发光,利用了电磁感应原理;
②对着动圈式话筒说话,声音带动线圈在磁场中运动,线圈切割磁感线,产生变化的电流,利用了电磁感应原理;
③将带有磁条的银行卡在pos机中的线圈中刷一下,pos机便通过产生的电流读出银行卡的信息,利用了电磁感应原理;
④动圈式扬声器的线圈中通过变化的电流时,线圈在磁场力的作用下,带动纸盆振动发出声音,是利用了磁场对电流产生力的作用,不是利用电磁感应原理;
综上所述,利用电磁感应原理工作的是①②③。
故选:A。
8.小明在科学拓展课上制作了一个简易喇叭(原理如图)。接通信号源后,电流的方向不断改变,导致线圈的磁极不断变化,通过吸引或排斥磁铁,带动纸盆振动。为改变纸盆振动幅度以调节喇叭响度,下列方法不可行的是......(▲)
A.改变磁铁的磁极 B.改变电流的大小
C.改变磁铁磁性强弱 D.改变线圈的匝数
【答案】A
【解析】(1)通过吸引或排斥磁铁,带动纸盆振动。为改变纸盆振动幅度以调节喇叭响度,可以改变条形磁铁的磁性,或改变电磁铁的磁性。(2)改变电磁铁磁性强弱影响因素:电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯。从电磁铁磁性强弱的影响因素考虑。
【分析】本题是电磁铁和条形磁铁的共同作用,使纸盆发生振动产生声音,改变磁性强弱来改变两个磁铁的作用来改变响度。
【详解】由题知,接通信号源后,电流的方向不断改变,导致线圈的磁极不断变化,通过吸引或排斥磁铁,带动纸盆振动发声;
改变磁铁的磁极,并不能改变起到改变磁性强弱的作用,不能改变纸盆振动幅度(即不能调节喇叭响度),故A方法不可行。
BCD、为改变纸盆振动幅度以调节喇叭响度,可以改变电磁铁的磁性强弱,具体来说可以改变电流大小或改变线圈匝数;还可以改变永磁铁的磁性强弱(如更换永磁铁或充磁),故BCD都可行。
故选:A。
9.手机无线充电方便了人们的生活,其中电磁感应无线充电是应用最多的无线充电方案。如图所示,它的原理是送电线圈通过一定频率的交流电,线圈的周围形成交变的磁场,通过电磁感应在受电线圈中产生一定的感应电流,从而将能量从发射端转移到接收端。下列选项中和受电线圈工作原理相同的是(▲)
A
A.扬声器 B.电磁继电器 C.动圈式话筒 D.电动机
【答案】C
【解析】无线充电器是指利用电磁感应原理进行充电的设备,原理类似于变压器。在发送和接收端各有一个线圈,发送端线圈连接有线电源产生电磁信号,接收端线圈感应发送端的电磁信号从而产生电流给电池充电;分析各图中实验原理分析解答。
【分析】本题主要考查了电磁现象中几个实验的掌握情况,知道无线充电器的原理是解题的关键。
【详解】A、扬声器是利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作的,故A错误;
电磁继电器利用的是电流的磁效应,故B错误;
动圈式话筒是利用电磁感应原理将声音信号转化为电信号的装置,故C正确;
电动机利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作的,故D错误。
故选:C。
10.如图所示,通电导线a、b固定不动,左磁体对a的作用力为Fa,右磁体对b的作用力为Fb,下列说法正确的是......(▲)
A.Fa、Fb方向相反 B.Fa、Fb方向相同
C.Fa、Fb方向相反 D.Fa、Fb方向相同
【答案】A
【解析】通电导体在磁场受力分析与电流方向和磁场方向有关,其中一个因素变化,受力分析会改变,若两个因素同时改变,受力方向不变。
【分析】本题考查了磁场对电流力的作用方向的影响因素,是一道新颖的题目。
【详解】AB. 通电导线a、b固定不动,左磁体和右磁体磁场方向相同,电流方向相反,受力方向相反,故A正确、B错误;
通电导线a、b固定不动,左磁体和右磁体磁场方向相反,电流方向相反,受力方向相同,故C错误;
D. 左磁体和右磁体磁场方向相同,电流方向相反,受力方向相反,故D错误。
故选:A。
11.小娜同学找到有关电与磁的四幅图片,并根据这些图片提供的信息提出了如下说法,你认为她的说法不正确的是(▲)
A.图甲:当线圈转动时闭合回路中能产生电流
B.图乙:通电螺线管上端为N极
C.图丙:开关闭合、电铃被敲响过程中,电路中有持续不断的电流通过
D.图丁:接入长度相等、横截面积相同、材料不同的金属丝,开关闭合时灯泡亮度不同
【答案】C
【解析】①利用图示的情景逐个分析选项A中所说的做法,结合感应电流产生的条件即可得到答案;
②由右手螺旋定则得出通电螺线管的上端为N极,下端为S极。
③电铃发出声音是受到钉锤的敲击而产生的,不能连续发声,是钉锤不会连续敲击造成的,从此入手分析即可解决此题。
④灯泡亮度与电流大小有关,电流大小与电阻大小有关,电阻大小与导体的长度有关。
【分析】本题中的D选项涉及了一种实验方法-转换法:对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量(电阻),用一些非常直观的现象(灯泡亮度)去认识或用易测量的物理量间接测量。
【详解】A、导体是闭合电路的一部分导体,且做切割磁感线运动,所以会产生感应电流,故本选项正确;
B、让四指弯曲,跟螺线管中电流的方向一致,则大拇指指的方向是通电螺线管的N极,则得出通电螺线管的上端为N极,下端为S极,故本选项正确;
C、当开关闭合后,电路中有电流,电磁铁有磁性,吸引衔铁,衔铁被吸下的同时,打击铃碗,发出声音,此时电路始终接通,电磁铁始终吸引衔铁,衔铁不会回弹,所以钉锤不能再重复打击铃碗,而不是电路中有持续不断的电流通过,故本选项错误;
D、灯泡亮度与电流大小有关,电流大小与电阻大小有关,长度相等材料不同的金属丝电阻不同,所以在电压相同的情况下,电阻越小,电流越大,所以开关闭合时灯泡亮度不相同,故本选项正确;
故选:C。
12.如图甲所示,将一对用软磁性材料制成的弹性舌簧密封于玻璃管中,舌簧端面互叠,但留有间隙,就制成了一种磁控元件--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】通电线圈会产生磁场,放入磁场后两舌簧被磁化而产生相互作用,从而由线圈中电流的变化可以控制灯泡的亮灭。
【分析】磁场对电流的作用是指通电导线在磁场中受磁场力的作用,而本题中线圈产生磁场,而干簧继电器中开始时没有电流,故不属于磁场对电流的作用。
【详解】S闭合时,控制电路接通,线圈产生磁场,舌簧被磁化,在两舌簧端面形成异名磁极,因相互吸引而吸合,于是工作电路接通.S断开时,两舌簧退磁,在弹力作用下分开,工作电路断开,故该装置中利用了电流的磁效应、磁化及磁极间的相互作用,没有利用磁场对电流的作用。
故选:D。
13.如图所示为发电机的工作原理图,下列说法中正确的是(▲)
A.发电机的基本原理是通电导体在磁场中受力的作用
B.发电机的基本原理是电磁感应
C.线圈在转动过程中,感应电流的大小不变
D.线圈在转动过程中,感应电流的方向不变
【答案】B
【解析】【分析】【详解】A.电动机工作时给线圈通电,线圈在磁场中受力转动,基本原理是通电导体在磁场中受力的作用,A选项错误; B.发电机工作时线圈转动切割磁感线产生感应电流,所以原理是电磁感应,B选项正确; C.线圈在转动过程中,感应电流的大小时刻在改变,C选项错误; D.线圈在转动过程中,线圈转动一周,线圈中感应电流的方向变化两次,D选项错误。
故选:B。
14.如图所示在探究“感应电流产生的条件”实验中,小明意外地发现小量程电流表指针每次偏转的角度不相同,猜想A:感应电流可能与导体匝数有关;猜想B:可能与导体切割磁感线的速度有关,为此设计了以下三个方案:
①同一导体以不同的速度切割磁感线;
②匝数不同的导体以不同的速度切割磁感线;
③匝数不同的导体以相同的速度切割磁感线。
下列说法正确的是.......(▲)
A.方案①能探究猜想A
B.方案②能探究猜想B
C.方案③能探究猜想A
D.方案③能探究猜想B
【答案】C
【解析】【分析】【详解】略
15.某同学制作了图1所示的装置:风吹动时,风车带动磁体上方的线圈转动(线圈两端引出线上的绝缘漆已全部刮掉),灵敏电流计的指针会发生偏转。图2是该同学设计的另一种由轻质材料制成的风车模型,则下列说法正确的是......(▲)
A.该装置是利用电流的磁效应工作的
B.该装置的工作原理与电动机相同
C.若图1中灵敏电流计换成干电池,则无风吹时,线圈能持续
D.若用图2所示风车模型替换图1中风车,则有风吹时,电流计指针也能发生偏转
【答案】D
【解析】闭合电路部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流的现象叫做电磁感应;发电机就是根据此原理制成的。
【分析】此题考查了法拉第的电磁感应实验,要抓住条件:闭合、部分、切割,这是解题关键。
【详解】AB、图1中线圈、导线和灵敏电流计组成闭合电路,线圈处在磁场中,风吹风车带动线圈转动切割磁感线从而产生感应电流,因此图1装置是电磁感应现象,与发电机相同,A、B错;
C、若图1中电流计换成干电池,则无风吹时,由于通电线圈处在磁场中故而受力转动,但线圈转动至平衡位置因线圈两端的绝缘漆全部刮掉无法改变线圈中的电流从而不能持续转动下去,C错;
D、若用图2所示风车模型替换图1中风车,则有风吹时,线圈在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流,故电流计指针也能偏转,故D正确;
故选:D。
二、填空题(每空2分,共36分)
16.我们实验室使用的电压表和电流表都属于“磁电式电表”,这类电表中有电流通过时,它的指针就会发生偏转,据此你可以推测,电表内除了导线和指针外,一定还有 ▲ ,你的推测依据的科学原理是 ▲ (填“电流的磁效应”“磁场对电流的作用”或“电磁感应”)。
【答案】磁体; 磁场对电流的作用
【解析】解题的关键是要掌握:通电导体在磁场中会受到力的作用。电动机就是利用该原理制成的。
【分析】本题考查了学生对“通电导体在磁场中受力运动”的理解和灵活运用,要求学生对本知识点充分理解熟练掌握才行。
【详解】电压表、电流表等电学仪表的指针会发生偏转,肯定是受到了力的作用,并且是受电流的影响产生了这个力。我们会想到通电导体在磁场中会受到力的作用,所以这些仪表里还一定有磁体;据课本知识可知,电动机就是利用该原理制成的。
故答案为:磁体; 磁场对电流的作用。
17.如图甲、乙分别是小明和小强用一根金属铜线、一块强磁铁、一节一号干电池做出的各自简易的电动机。在他俩展示过程中,细心的小敏同学发现两个铜线框的转动方向是相反的。
(1)图中金属铜线可以绕电池持续转动的原理是 ▲ 。
(2)甲、乙两图中铜线框的转动方向相反的原因是 ▲ 。
【答案】(1)通电导线在磁场中受力的作用;(2)贴近电池一侧强磁铁的极性不同造成的
【解析】【分析】【详解】略
18.如图所示是一种汽车装饰品----小盆景,花盆表面有一个太阳能电池板,塑料小花在阳光下能不断摇摆。请你猜测花盆里还有一个重要的装置是 ▲ (填“发电机”或“电动机”),这种装置的工作原理是 ▲ 。
【答案】电动机; 通电导线在磁场中受力的作用
【解析】该题中的小盆景在太阳能电池板的作用下能不断的摆动,即消耗电能而运动,故花盆中肯定有一个小电动机,它的工作原理是利用通电导线在磁场中受力的作用。
【分析】据现象能推导出实质,即能通过判断能量的转化,进而确定花盆里面是电动机还是发电机。
【详解】由于该装置在太阳能提供电能的情况下运动,即将电能转化为机械能,故里面应该有一个电动机,它是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的。
故答案为:电动机; 通电导线在磁场中受力的作用。
19.如图所示为小玲和小辉同学制作的直流电动机模型,他们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,以线圈引线为轴,并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,闭合开关且用手轻推一下线圈,线圈就会不停地转动来。
(1)直流电动机的工作原理是 ▲ 。
(2)将线圈两端引线的漆皮,一端全部刮掉,另一端只刮半周,其作用与直流电动机中的 ▲ 作用相同。
(3)通过改变 ▲ 方向,可以改变线圈的转动方向。
(4)如果电池、开关、导线的连接和性能良好,闭合开关后,线圈不能连续转动,请你分析可能的原因是 ▲ 。
【答案】(1)通电线圈在磁场中受力转动;
(2)换向器;
(3)磁场或电流;
(4)磁场太弱或开始线圈处在平衡位置。
【解析】(1)直流电动机的工作原理是:通电线圈在磁场中受力转动;
(2)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;而真正的直流电动机工作时,为了让线圈持续的转动下去,即是通过换向器在平衡位置及时的改变线圈中的电流的方向,即改变线圈所受力的反向,使线圈持续的转动下去,这项任务由换向器完成;
(3)要改变线圈的转动方向,就要改变线圈的受力方向,而线圈的受力方向由磁场方向和电流方向来决定,因此要从这两方面入手考虑;
(4)线圈不转动的原因可能是无电流、磁场太弱、开始线圈处在平衡位置。
【分析】本题考查了简易电动机的转动原因及改变转向的方法。
【详解】(1)直流电动机的工作原理是:磁场对电流的作用;
(2)将线圈两端引线的漆皮,一端全部刮掉,另一端只刮半周的作用等同于直流电动机的换向器,它的作用是当线圈刚转过平衡位置时,改变电流的方向,保证了线圈持续的转动下去;
(3)要改变线圈的转动方向,就要改变线圈的受力方向,而线圈的受力方向由磁场方向和电流方向来决定,因此可改变磁场方向或电流方向来改变线圈的转动方向;
(4)如果电池、开关、导线的连接和性能良好,闭合开关后,线圈不能连续转动,可排除无电流的情况,可能是磁场太弱或开始线圈处在平衡位置;
故答案为:(1)通电线圈在磁场中受力转动;
(2)换向器;
(3)磁场或电流;
(4)磁场太弱或开始线圈处在平衡位置。
20.如图所示,通电螺线管的上方有一个静止的小磁针,轴线上右边的圆圈表示闭合电路中一部分导体的横截面。由图可知,通电螺线管的d端为 ▲ 极,导线的a端应接电源的 ▲ 极,闭合电路的这部分导体分别向“1”、“2”、“3”、“4”四个方向运动时,沿 ▲ 方向运动能产生感应电流。
【答案】S; 负 ; “1”和“3”
【解析】(1)利用小磁针静止时的N、S极的方向确定了螺线管的N、S极,然后利用螺线管的绕向和磁极,根据安培定则再确定螺线管中电流方向,进一步确定电源的正负极;(2)产生感应电流同时具备三个条件:闭合电路、一部分导体、做切割磁感线运动。
【分析】在解题过程中若要判定螺线管或磁体的NS极,一般有以下几种方法:①根据图示的磁感线方向来确定;②利用周围小磁针的NS极来确定;③利用和已知极性的磁体的相互作用情况来确定;④利用安培定则来确定。在此题中,就是利用小磁针的SN极来确定的螺线管的磁极;本题同时考查了产生感应电流的条件。
【详解】由于小磁针静止时,其左端为S极,右端为N极,根据磁极间的作用规律可知,螺线管的d端为S极,c端为N极;根据螺线管的N、S极和螺线管的线圈绕向。利用安培定则可以确定电流是从螺线管的右端流入左端流出。由于电流是从电源的正极流出,经过外电路回到电源负极。所以可以确定b为电源的正极,a为负极;由图分析可知,导体向“1”、“3”的方向运动时都会切割磁感线,所以会产生感应电流;导体向“2”、“4”的方向运动与磁感线方向一致,没有切割磁感线,所以不会产生感应电流。
故答案为:S; 负; “1”和“3”。
21.如图,当闭合开关后,导体AB向左运动。
(1)如果仅将两磁极对调位置,导体AB将向 ▲ 运动。
(2)如果磁极位置不变,仅改变AB中的电流方向,导体AB将向 ▲ 运动。
(3)如果同时对调磁极位置和改变电流方向,导体AB将向 ▲ 运动。
【答案】(1)右; (2)右; (3)左
【解析】【分析】【详解】通电导体在磁场中所受力的方向与磁感线方向和导体中的电流方向有关,改变其中一个,导体受力的方向发生改变,如果两个方向都改变,则导体受力的方向不变。
(1)如果仅将两磁极对调位置,只改变磁感线方向,导体受力的方向发生改变,导线AB将向右运动;
(2)如果磁极位置不变仅改变AB中的电流方向,导体受力的方向发生改变,导线AB将向右运动;
(3)如果同时对调磁极位置和改变电流方向,导体受力的方向不变,导线AB将向左运动。
【答案】(1)右; (2)右; (3)左。
22.在科学课上,当老师快步走进教室时,同学们惊奇地发现灵敏电流计指针向左偏转。通过学习、讨论,他们揭开了秘密---与灵敏电流计相连的导线线圈隐藏在门框四周,而老师怀里藏着一根条形磁铁,进门时相当于导线做 ▲ 运动而产生电流,进一步思考可知,假如老师当时再倒退走出教室,灵敏电流计的指针会向 ▲ (填“左”或“右”)偏转。
【答案】切割磁感线; 右
【解析】电磁感应现象原理:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流;感应电流方向的影响因素:切割磁感线运动方向、磁场方向。
【分析】本题考查产生感应电流的条件和感应电流方向的影响因素,关键是在具体情境中能发现符合产生感应电流的条件。
【详解】(1)与灵敏电流计相连的导线线圈静止,条形磁铁由门外向门里运动,相当于闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,从而产生电流;
(2)由于产生的感应电流方向与切割磁感线方向有关,退着走出教室时产生感应电流方向相反,所以电流计指针会反向偏转;
故答案为:切割磁感线; 右。
三、实验探究题(除注明外,每空3分,共19分)
23.小明在做“探究什么情况下磁可以生电”实验时,连接了如图所示的实验装置,PQ、MN为两平行金属导线,水平放置,相距L,两导轨右侧连接定值电阻R,一金属棒垂直搁在两导轨上,与导轨接触良好,接触点分别为a、b。现把该装置放入一大小、方向均不变的磁场区域内。用力F拉动金属棒沿导轨匀速运动时,在闭合回路可产生感应电流,当向右拉动金属棒时,通过金属棒的电流方向为a→b,忽略所有摩擦阻力和除R外其它电阻,则:
(1)当向左拉动金属棒时,通过金属棒的电流方向为 ▲ 。
(2)当向右拉动金属棒时,金属棒相当于电源给电阻R供电,则此时金属棒的 ▲ (填“a”或“b”)端相当于电源的正极。
(3)小明在做实验时,发现F的大小与PQ、MN间距L、电阻R大小、金属棒运动速度和磁场大小等有关。在保持其他条件不变的情况下,分别改变L、R得到如表实验数据,请根据以下实验数据及你已有的数学、物理知识,写出F与R的关系式:F= ▲ 。
F/N 0.1 0.4 0.9
L/m 0.2 0.4 0.6
F/N 0.8 0.4 0.2
R/Ω 0.1 0.2 0.4
【答案】(1)b→a; (2)b; (3)F=N
【解析】【分析】【详解】(1)当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中就会产生感应电流,这就是电磁感应现象。感应电流的方向与导体运动的方向和磁场的方向有关。由题意知,当向右拉动金属棒时,通过金属棒的电流方向为a→b,当向左拉动金属棒时,只有金属棒运动的方向改变,则通过金属棒的电流方向与原来相反,为b→a。
当向右拉动金属棒时,通过金属棒的电流方向为a→b,在金属棒的外部电流的方向是从b→a,因为在电源外部,电流的方向从电源的正极流向负极,所以b端相当于电源的正极。
分析F、R之间关系的数据如下:
当R1=0.1Ω时,F 1=0.8N,F 1和R1的关系式:0.8N=N;
当R2=0.2Ω时,F 2=0.4N,F 2和R2的关系式:0.4N=N:
当R3=0.4Ω时,F 3=0.2N,F 3和R3的关系式:0.2N=N;
所以,F、R之间关系式为F=N。
故答案为:(1)b→a; (2)b; (3)F=N。
24.如图1所示,AB是一根导体,通过导线、开关连接在灵敏电流计的两接线柱上。某同学想利用该装置探究“感应电流的大小与哪些因素有关”,提出了以下猜想:
图1 图2
①可能与切割导体的数量有关;
②可能与切割速度有关;
③可能与切割磁感线的导体长度有关......
(1)在实验过程中,判断有感应电流产生的依据是 ▲ 。
(2)请你再提出一个猜想:感应电流的大小可能与 ▲ 有关。
(3)该同学在实验中,改变导体在磁场中的运动速度,测出每次实验时灵敏电流计偏转示数的最大值,实验结果记录如下表:
实验次数 1 2 3 4 5 6
速度(cm/s) 1 2 3 4 5 6
电流(mA) 2.0 4.0 5.9 8.1 10.2 11.8
分析表中数据,可得出的结论是 ▲ 。
(4)实验结束后该同学产生新的疑问:电流表指针为什么会发生偏转呢?拆开电流表后,发现其结构如图2所示,由此可知电流表指针偏转的原理是 ▲ 。
【答案】(1)灵敏电流计的指针是否偏转;
(2)磁场的强弱;
(3)在磁场强弱相同时,导体切割磁感线的速度越大,产生的感应电流越大;
(4)通电导体在磁场中受到力的作用
【解析】(1)在探究感应电流的实验中,是通过灵敏电流表指针的偏转来却定感应电流的产生的;
(2)感应电流的大小可能与磁场的强弱有关;
(3)感应电流的大小与磁场越强、导体运动速度的快慢、导体的长度、电路电阻大小等有关,结合实验现象可具体解答;
(4)通电导体在磁场中受到力的作用。
【分析】此题考查了探究电磁感应现象的实验,而且做了延伸,让我们自己设计实验验证感应电流的大小和导体运动快慢的关系;
实验方案的设计是我们近几年中考的热点,需要引起注意。
【详解】(1)感应电流的有无是通过灵敏电流计的指针是否偏转来体现的,若灵敏电流表的指针发生偏转,就说明产生了感应电流;
(2)结合实际进行猜想,如可能与磁场的强弱有关、与导体运动的速度有关;
(3)从表中数据可以看出,导体切割磁感线的速度越大,产生的感应电流也越大,故可得出结论:在磁场强弱相同时,导体切割磁感线的速度越大,产生的感应电流越大;
(4)从图中可以看出,指针偏转的原理是通电导体在磁场中受到力的作用;
故答案为:(1)灵敏电流计的指针是否偏转;
(2)磁场的强弱;
(3)在磁场强弱相同时,导体切割磁感线的速度越大,产生的感应电流越大;
(4)通电导体在磁场中受到力的作用。
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浙教版八下第一章:《电与磁4--5节》培优训练
一、选择题(每小题3分,共45分)
1.信用卡刷卡时,其表面的小磁体经过刷卡机的缝隙,线圈中会产生电流。此过程主要涉及的知识是.......( )
A.电磁感应
B.磁极间的相互作用
C.通电导线周围存在磁场
D.通电导线在磁场中受力运动
2.如图为我国新型反潜巡逻机。机尾的“棍子”叫做磁异探测器,它能将潜艇经过海域引起的磁场强弱变化转化为强弱变化的电流,从而发现潜艇的存在。下图能解释磁异探测器工作原理的是( )
A B C D
3.我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射器,如图所示,电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连
接,并处于强磁场中,当弹射车内的导体通以强电流时,即可受到强大的推力而快速起飞,下列实验中,与电磁弹射器工作原理一致的是( )
4.安装一台直流电动机模型,接入实验电路后能正常转动。如果分别做下述调整,哪一种做法不能改变直流电动机转动方向......( )
A.对调直流电动机磁铁的两极 B.改变线圈中电流的方向
C.调节滑动变阻器,改变电流的大小 D.对调电源的正、负极
5.如图为直流电动机的基本构造示意图。以下相关的分析中正确的是( )
A.电动机是利用电磁感应的原理工作的
B.电动机工作过程中,消耗的电能全部转化为机械能
C.使线圈连续不停地转动下去是靠电磁继电器来实现的
D.仅改变磁场的方向可以改变线圈转动的方向
6.如图所示的小制作中,装置A中有磁铁和可转动的线圈,当有风吹向风扇时扇叶转动,引起灯泡发光。装置A的工作原理是......( )
A.通电线圈周围存在磁场 B.电磁感应
C.通电线圈能在磁场中转动 D.磁极间相互作用
7.下列事例都是利用电磁感应原理工作的是......( )
①来回摇晃手摇式电筒,使磁体在线圈中运动,小灯泡就能发光
②对着动圈式话筒说话,声音带动线圈在磁场中运动,产生变化的电流
③将带有磁条的银行卡在POS机中的线圈中刷一下,POS机便通过产生的电流读出银行卡的信息
④动圈式扬声器的线圈中通过变化的电流时,线圈在磁场力的作用下,带动纸盆振动发出声音
A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④
8.小明在科学拓展课上制作了一个简易喇叭(原理如图)。接通信号源后,电流的方向不断改变,导致线圈的磁极不断变化,通过吸引或排斥磁铁,带动纸盆振动。为改变纸盆振动幅度以调节喇叭响度,下列方法不可行的是......( )
A.改变磁铁的磁极 B.改变电流的大小
C.改变磁铁磁性强弱 D.改变线圈的匝数
9.手机无线充电方便了人们的生活,其中电磁感应无线充电是应用最多的无线充电方案。如图所示,它的原理是送电线圈通过一定频率的交流电,线圈的周围形成交变的磁场,通过电磁感应在受电线圈中产生一定的感应电流,从而将能量从发射端转移到接收端。下列选项中和受电线圈工作原理相同的是( )
A.扬声器 B.电磁继电器 C.动圈式话筒 D.电动机
10.如图所示,通电导线a、b固定不动,左磁体对a的作用力为Fa,右磁体对b的作用力为Fb,下列说法正确的是......( )
A.Fa、Fb方向相反 B.Fa、Fb方向相同
C.Fa、Fb方向相反 D.Fa、Fb方向相同
11.小娜同学找到有关电与磁的四幅图片,并根据这些图片提供的信息提出了如下说法,你认为她的说法不正确的是( )
A.图甲:当线圈转动时闭合回路中能产生电流
B.图乙:通电螺线管上端为N极
C.图丙:开关闭合、电铃被敲响过程中,电路中有持续不断的电流通过
D.图丁:接入长度相等、横截面积相同、材料不同的金属丝,开关闭合时灯泡亮度不同
12.如图甲所示,将一对用软磁性材料制成的弹性舌簧密封于玻璃管中,舌簧端面互叠,但留有间隙,就制成了一种磁控元件--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
13.如图所示为发电机的工作原理图,下列说法中正确的是( )
A.发电机的基本原理是通电导体在磁场中受力的作用
B.发电机的基本原理是电磁感应
C.线圈在转动过程中,感应电流的大小不变
D.线圈在转动过程中,感应电流的方向不变
14.如图所示在探究“感应电流产生的条件”实验中,小明意外地发现小量程电流表指针每次偏转的角度不相同,猜想A:感应电流可能与导体匝数有关;猜想B:可能与导体切割磁感线的速度有关,为此设计了以下三个方案:
①同一导体以不同的速度切割磁感线;
②匝数不同的导体以不同的速度切割磁感线;
③匝数不同的导体以相同的速度切割磁感线。
下列说法正确的是.......( )
A.方案①能探究猜想A
B.方案②能探究猜想B
C.方案③能探究猜想A
D.方案③能探究猜想B
15.某同学制作了图1所示的装置:风吹动时,风车带动磁体上方的线圈转动(线圈两端引出线上的绝缘漆已全部刮掉),灵敏电流计的指针会发生偏转。图2是该同学设计的另一种由轻质材料制成的风车模型,则下列说法正确的是......( )
A.该装置是利用电流的磁效应工作的
B.该装置的工作原理与电动机相同
C.若图1中灵敏电流计换成干电池,则无风吹时,线圈能持续
D.若用图2所示风车模型替换图1中风车,则有风吹时,电流计指针也能发生偏转
二、填空题(每空2分,共36分)
16.我们实验室使用的电压表和电流表都属于“磁电式电表”,这类电表中有电流通过时,它的指针就会发生偏转,据此你可以推测,电表内除了导线和指针外,一定还有 ,你的推测依据的科学原理是 (填“电流的磁效应”“磁场对电流的作用”或“电磁感应”)。
17.如图甲、乙分别是小明和小强用一根金属铜线、一块强磁铁、一节一号干电池做出的各自简易的电动机。在他俩展示过程中,细心的小敏同学发现两个铜线框的转动方向是相反的。
(1)图中金属铜线可以绕电池持续转动的原理是 。
(2)甲、乙两图中铜线框的转动方向相反的原因是 。
18.如图所示是一种汽车装饰品----小盆景,花盆表面有一个太阳能电池板,塑料小花在阳光下能不断摇摆。请你猜测花盆里还有一个重要的装置是 (填“发电机”或“电动机”),这种装置的工作原理是 。
19.如图所示为小玲和小辉同学制作的直流电动机模型,他们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,以线圈引线为轴,并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,闭合开关且用手轻推一下线圈,线圈就会不停地转动来。
(1)直流电动机的工作原理是 。
(2)将线圈两端引线的漆皮,一端全部刮掉,另一端只刮半周,其作用与直流电动机中的 作用相同。
(3)通过改变 方向,可以改变线圈的转动方向。
(4)如果电池、开关、导线的连接和性能良好,闭合开关后,线圈不能连续转动,请你分析可能的原因是 。
20.如图所示,通电螺线管的上方有一个静止的小磁针,轴线上右边的圆圈表示闭合电路中一部分导体的横截面。由图可知,通电螺线管的d端为 极,导线的a端应接电源的 极,闭合电路的这部分导体分别向“1”、“2”、“3”、“4”四个方向运动时,沿 方向运动能产生感应电流。
21.如图,当闭合开关后,导体AB向左运动。
(1)如果仅将两磁极对调位置,导体AB将向 运动。
(2)如果磁极位置不变,仅改变AB中的电流方向,导体AB将向 运动。
(3)如果同时对调磁极位置和改变电流方向,导体AB将向 运动。
22.在科学课上,当老师快步走进教室时,同学们惊奇地发现灵敏电流计指针向左偏转。通过学习、讨论,他们揭开了秘密---与灵敏电流计相连的导线线圈隐藏在门框四周,而老师怀里藏着一根条形磁铁,进门时相当于导线做 运动而产生电流,进一步思考可知,假如老师当时再倒退走出教室,灵敏电流计的指针会向 (填“左”或“右”)偏转。
三、实验探究题(除注明外,每空3分,共19分)
23.小明在做“探究什么情况下磁可以生电”实验时,连接了如图所示的实验装置,PQ、MN为两平行金属导线,水平放置,相距L,两导轨右侧连接定值电阻R,一金属棒垂直搁在两导轨上,与导轨接触良好,接触点分别为a、b。现把该装置放入一大小、方向均不变的磁场区域内。用力F拉动金属棒沿导轨匀速运动时,在闭合回路可产生感应电流,当向右拉动金属棒时,通过金属棒的电流方向为a→b,忽略所有摩擦阻力和除R外其它电阻,则:
(1)当向左拉动金属棒时,通过金属棒的电流方向为 。
(2)当向右拉动金属棒时,金属棒相当于电源给电阻R供电,则此时金属棒的 (填“a”或“b”)端相当于电源的正极。
(3)小明在做实验时,发现F的大小与PQ、MN间距L、电阻R大小、金属棒运动速度和磁场大小等有关。在保持其他条件不变的情况下,分别改变L、R得到如表实验数据,请根据以下实验数据及你已有的数学、物理知识,写出F与R的关系式:F= 。
F/N 0.1 0.4 0.9
L/m 0.2 0.4 0.6
F/N 0.8 0.4 0.2
R/Ω 0.1 0.2 0.4
24.如图1所示,AB是一根导体,通过导线、开关连接在灵敏电流计的两接线柱上。某同学想利用该装置探究“感应电流的大小与哪些因素有关”,提出了以下猜想:
图1 图2
①可能与切割导体的数量有关;
②可能与切割速度有关;
③可能与切割磁感线的导体长度有关......
(1)在实验过程中,判断有感应电流产生的依据是 。
(2)请你再提出一个猜想:感应电流的大小可能与 有关。
(3)该同学在实验中,改变导体在磁场中的运动速度,测出每次实验时灵敏电流计偏转示数的最大值,实验结果记录如下表:
实验次数 1 2 3 4 5 6
速度(cm/s) 1 2 3 4 5 6
电流(mA) 2.0 4.0 5.9 8.1 10.2 11.8
分析表中数据,可得出的结论是 。
(4)实验结束后该同学产生新的疑问:电流表指针为什么会发生偏转呢?拆开电流表后,发现其结构如图2所示,由此可知电流表指针偏转的原理是 。
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