浙教版科学八下第一章综合复习(C组)
一、单选题
1.(2022八下·浦江月考)如图是某饮水器的原理图。饮水器的容器内有密封绝缘的电热丝R1和热敏电阻Rx,只要水面到达如图所示的位置,接触开关S1就会导通。继电器开关S2的作用是当饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路。则下列说法中错误的是( )
A.其中电磁铁的右端为N极
B.电阻Rx必须选用阻值随温度升高而增大的热敏电阻
C.电阻R2两端的电压与电流的比值不是一个定值
D.降低饮水器加热的最高温度要将R2的滑片向左调节
2.(2021八下·拱墅期末)如图所示,下端为S极的条形磁体悬挂在一弹簧上;闭合开关,条形磁体处于静止状态后,下端位于螺线管的上方。下列措施可使弹簧缩短的是( )
A.滑片P向右缓慢移动 B.在螺线管中插入铁芯
C.增大电源电压 D.将电源的正负极对换位置
3.(2021八下·杭州期中)某同学设计了一个如图所示的自动控制电路,其中光敏电阻受到光照时电阻变小,要求光暗时灯亮,光亮时灯灭。在实际调试时,发现灯始终不亮,而光敏电阻和其他电路元件都正常。下列调节措施能使控制电路达到要求的是( )
A.给控制电路串联一个适当阻值的定值电阻
B.适当增加螺线管线圈的匝数
C.适当增大控制电路的电源电压
D.滑动变阻器滑片P向右移动一段距离
4.(2021八下·瓯海期中)如图所示,放在水平地面上的磁体上方有一块挂在弹簧测力计上的小磁体(下部为N极)。小辉提着弹簧测力计沿图示水平路线从A缓慢移到B,则下图中能反映弹簧测力计示数F随位置变化的是( )
A. B.
C. D.
5.(2020八下·温州期中)如图,当通电后敲击塑料板,观察到铁粉分布情况是(图中“ ”为导线穿过塑料板的位置)( )
A. B.
C. D.
6.(2019八下·余杭期末)如图所示,条形磁铁置于水平桌面上,电磁铁右端同定并保持水平,且与条形磁铁在同一平面和相同高度。当电路中开关S由断开到闭合时,条形磁铁一直保持静止,下列说法正确的是( )
A.开关S闭合后,电磁铁左端是S极
B.开关S闭合后,条形磁铁受到摩擦力的方向向左
C.滑片P向右移动时,条形磁铁受到的摩擦力逐渐减小
D.开关S断开时,条形磁铁与电磁铁之间没有力的作用
7.(2019八下·秀洲月考)“悬空的磁环”实验中,若所用的磁环都一样,中间的塑料管是光滑的。当甲、乙两个磁环处于静止状态时,它们之间的距离为h1,如图所示。 再往乙的正上方套入丙磁环,当丙悬空并静止后,甲、乙之间的距离变为h2,乙、丙之间的距离为h3。已知磁环间的斥力随它们距离的减小而增大,则h1、h2、h3之间的大小关系满足( )
A.h1>h2 h2>h3 B.h1>h2 h2<h3
C.h1<h2 h2=h3 D.h1<h2 h2<h3
8.(2018八下·杭州月考)如图所示,A、B 为质量均为 m 的两条形磁铁,静止于台秤的托盘上, 忽略台秤与磁铁间的磁力作用。当平衡时 B 对 A 的弹力为 F1,台秤的示数为 F2,它们的大小关系是( )
A.F1=mg,F2=2mg B.F1>mg,F2=2mg
C.F19.(浙教版八年级下学期科学《期中测试卷》(1.1-2.7))如图是一条刚装好的家庭电路,在未装保险丝之前,先把灯泡L0接在装保险丝的两个接线柱上,当只闭合S1时,L0和L1发光都偏暗;当只闭合S2时,L0正常发光;当只闭合S3时,L0不发光,则下列判断正确的是(四只灯泡的额定电压均为220V)( )
A.灯泡L1所在支路正常
B.灯泡L2所在支路断路
C.灯泡L3所在支路短路
D.装好保险丝,合上所有开关后,灯泡都能正常发光
10.(浙教版科学八下第1章电与磁第5—7节综合训练)下图给出了小科设计的楼梯照明电灯的四种控制电路,其中S1、S2分别为楼上和楼下的开关(都是单刀双掷开关)。要求拨动其中任一开关,都能改变电灯原来发光或熄灭的状态。在实际应用中最好的方案是( )
A. B.
C. D.
11.(浙教版科学八下第1章电与磁第3—4节综合训练)如图所示,电磁铁的左下方有一铁块,在恒力F作用下沿水平面向右作直线运动,若铁块从电磁铁的左下方运动到正下方过程中,滑动变阻器的滑片P逐渐向上滑动,则( )
A.电磁铁上端为S极
B.铁块运动过程中,电磁铁的磁性逐渐减弱
C.铁块作匀速运动,与地面的摩擦力不变
D.铁块对地面的压强逐渐增大
12.图甲是发电机原理的示意图,图乙中的“○”表示图在磁场中分别转动到1-4位置时,运动方向已用箭头标出,图甲中的导线ab,当它下列说法正确的是( )
A.在位置1时,电路中不会产生感应电流
B.图甲的电路中没有电源
C.在位置3时,电路中不会产生感应电流
D.发电机产生的电流方向不变
13.如图表示闭合电路的部分导体在磁场中向左运动,产生的感应电流的方向垂直纸面向外,则在下列选项中,感应电流方向正确的是( )
A. B. C. D.
14.如图所示,虚线区域内的“×”为垂直纸面的磁感线.当线框从位置A向右匀速移动到位置B时,线框内产生感应电流的情况,下列说法中正确的是( )
A.无→有→无→有→无 B.无→有→无
C.没有感应电流 D.一直有感应电流
15.法国科学家阿尔贝 费尔和德国彼得 格林贝格尔由于发现了巨磁电阻(GMR)效应,荣获了2007年诺贝尔物理学奖.如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图.实验发现,闭合S1、S2后,当滑片P向左滑动的过程中,指示灯明显变亮,则下列说法( )
A.电磁铁右端为N极
B.滑片P向右滑动过程中电磁铁的磁性增强
C.巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显增大
D.巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显减小
16.如图所示是消防应急灯的电路图,其中少连了一根导线,工作原理是:外部电路为220V交流电,当其正常时,两盏标有“6V”灯泡不发光;外部电路停电时,两盏标有“6V”灯泡发光.对于这一装置及其工作特点,下列说法中正确的是( )
A.当外部电路停电时,电磁铁所在电路工作
B.电磁铁通电时,弹簧具有弹性势能
C.电磁铁的上端始终为N极
D.C点应该和触点B相连
17.图中的两个线圈,套在一根光滑的玻璃管上。导线柔软,可自由滑动。开关S闭合后,则( )
A.两线圈左右分开
B.两线圈向中间靠拢
C.两线圈静止不动
D.两线圈先左右分开,然后向中间靠拢
18.(2019八下·江干月考)如图所示,一个带金属外壳的用电器,有甲乙丙三个触点(可接通或断开)。使用过程中,当人站在地上,身体一部分接触到金属外壳时,最有可能造成触电事故的是三个触点处于( )
A.触点甲:接通,触点乙:接通,触点丙:接通
B.触点甲:断开,触点乙:接通,触点丙:断开
C.触点甲:断开,触点乙:断开,触点丙:断开
D.触点甲:接通,触点乙:断开,触点丙:断开
19.手机已成为人们现代生活中常用的一种通讯工具.一般的手机都有利用振动提示“来电”的装置.有一种手机提示“来电”是用一个微型电动机带动转轴上的叶片转动,当叶片转动时,电动机也就跟着振动起来,从而带动手机振动.在如图所示的几种形状的叶片中,你认为能够实现上述振动功能的是( )
A. B. C. D.
20.小明同学自己动手做了一个直流电动机模型,接通电路后发现电动机不转动,可当他拨了一下线圈后,电动机就快速转了起来,造成这一情况的原因可能是( )
A.电源电压太低 B.电刷接触不良
C.电源正、负极接反了 D.开始时,线圈处于平衡位置了
二、填空题
21.(2021八下·滨江期中)
(1)将一个电磁铁和白炽灯并联后接入电路,如图甲,当闭合电键时,灯L1即刻点亮,随后熄灭;当断开电键时,灯闪亮后熄灭。此现象说明当闭合电键时,电磁铁的磁性强弱在短时间内的变化情况为 ;当断开电键时,灯闪亮说明电磁可在短时间内 (选填“充电”或“供电”)。
(2)如图乙,两根绝缘细线吊着一根铜棒,空间存在垂直纸面的匀强磁场,棒中通有向右的电流时两线上拉力大小均为F1,若棒中电流大小不变方向相反,两线上的拉力大小均为F2,且F2>F1,则铜棒所受磁场力大小为 。(用已给字母表示)
(3)如图丙是“悬空的磁环”示意图,假设甲、乙、丙三个磁环相同,质量均为m,中间塑料管是光滑的。若甲的上端为S极,则乙的上端为 极;当磁环都处于静止状态时,甲对乙的作用力为F1和丙对乙的作用力为F2,则F1 F2。(选填“<”“=”“>”)。
(4)两根非常靠近且相互垂直的长直导线分别通以相同强度的电流,方向如图丁所示,那么两电流所产生的磁场垂直导线平面向外且最强的在填哪个区域为 (填“1”或“2”或“3”或“4”)
22.(2020八下·青田期中)如图虚线框内的装置叫 ,其中R是热敏电阻,它的阻值随温度的升高而减小,R0是滑动变阻器.该装置的工作原理是:随室内温度的升高,热敏电阻的阻值减小,控制电路中电流增大,当电流达到一定值时,衔铁被吸合,右侧空调电路接通,空调开始工作.为了节能,现要将空调启动的温度调高,可以适当将滑片P向 (选填“左”或“右”)移动,或者适当 (选填“增大”或“减小”)控制电路的电源电压.
23.如图所示是电磁选矿机的示意图,其中M为矿石,D为电磁铁,落入B中的是 ,落入C中的是 .(填“铁矿石”“非铁矿石”)
24.如图所示,根据磁感线方向,可以判断:电源的a端为 极,小磁针的b端为 极
25.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 (选填“发电机”或“电动机”),这种装置的工作原理是 .
26.小明去超市,走到电梯前发现电梯运动较慢,当他站在电梯上时电梯运动又快了起来.小明根据网络搜索的如图所示电路(R是一个压敏电阻)分析:当人站在电梯上,压敏电阻的阻值减小,则电磁铁的磁性变 ,衔铁与触点 (选填“1”或“2”)接触,电动机的转速变 .
三、实验探究题
27.(华师大版初中科学八年级下学期 第五章 专题突破—电与磁)通电螺线管的外部磁场与条形磁体周围磁场相似,其磁极可以用安培定则判定。
(1)图中螺线管A端是 极。
(2)螺线管实际上就是由多个单匝圆形圈组成,通电螺线管的磁场可以看成由每一个单匝圆形通电线圈的磁场组合而成,因此应用安培定则也可以判断单匝圆形通电线圈的磁极。现一单匝圆形通电线圈中的电流方向如图所示,则其B端是 极。
(3)地球周围存在的磁场,有学者认为,地磁场是由于地球带电自转形成圆形电流引起的,地球自转的方向自西向东,则形成圆形电流方向与地球自转方向 (选填“相同”或“相反”)。物理学规定正电荷定向移动方向为电流方向,那么地球带 (选填“正”或“负”)电。
28.(2019八下·江干期中)探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件如图所示,实验时,控制磁场方向相同,改变导体ab的运动方向.
步骤一:导体水平左右运动,如图甲所示,电流计指针不发生偏转,这是因为 。
步骤二:导体竖直上下运动,如图乙所示,电流计指针不发生偏转,这是因为 。
步骤三:导体水平左右运动,如图丙所示,电流计指针偏转,电路中有电流产生.
综合上面实验现象,可以得出感应电流产生的条件是 和 。
29.(2019八下·长兴期中)学习了“电生磁”和“电动机”的知识之后,某学校兴趣小组的同学猜想:“既然电流周围存在着磁场,那么两根互相靠近的通电导线之间是否会发生相互吸引或排斥的作用?”他们将两根导线(可伸长)平行放置后固定(如图1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们的猜想。请你根据图中的实验现象回答问题。
(1)平行放置的两根通电导线之间作用力的特点是:①当两根导线的电流方向相同时,两根导线相互 ;②当两根导线的电流方向相反时,两根导线相互 。
(2)分析图 ,可探究通电导线之间的相互作用力的大小与电流大小的关系。
(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.(2019八下·乐清月考)为探究通电螺线管的磁性除了与是否带铁芯有关系之外,还跟哪些因素有关呢?
小明作了以下猜想:
①通电螺线管的磁场强度可能与电流大小有关;
②通电螺线管的磁场强度可能与 ▲ 有关;
小明设计了如右图所示的实验装置,请回答下列问题:
(1)请将猜测②的横线处补充完整 。
(2)小明在 A、B 两个铁钉的下方均匀地撒上铁屑,然后闭合开关观察到 A 吸引的铁屑要比B多,可以得出结论 。
(3)请设计一个实验检验另一个猜测 。
(4)像本实验这样将不易观察的磁场强弱通过观察比较吸引铁屑的数量来体现的方法称为转化法,下列实验中运用了相同方法的是
A.研究分子的特性时,用黄豆和米粒混合实验;
B.研究电流的特点时,通过类比较水流帮助理解;
C.研究电流的有无时,串联一个小灯泡。
31.(2018八下·柯桥月考)磁感应强度表示磁场的强弱,用字母B表示,国际单位是特斯拉,符号是T。磁感应强度B越大,磁场越强。磁感线能形象、直观地描述磁场,磁感线越密,磁场越强。请据此知识回答下列问题:
(1)用某种材料制成的磁敏电阻,其阻值R随磁感应强度B变化的图像如图甲所示。由图像可知磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而 。图中的图像没过坐标原点是因为 。
(2)将该磁敏电阻接入图丙所示的电路中,电源电压保持不变,不改变滑动变阻器滑片的位置,仅将磁敏电阻由图乙所示的1位置移至2位置,则电流表的示数将 。
32. 在探究通电螺线管外部磁场的实验中,采用了如图1所示的实验装置.
(1)当闭合开关S后,小磁针 发生偏转(填“会”或“不会”),说明通电螺丝管与小磁针之间是通过 发生力的作用.
(2)用铁屑来做实验,得到了如图2所示的情形,它与 磁铁的磁场分布相似.为描述磁场而引入的磁感线 真实存在的.
(3)为了研究通电螺线管的磁极性质,老师与同学们一起对螺线管可能的电流方向和绕线方式进行了实验,得到了如图所示的四种情况.实验说明通电螺线管的磁极极性只与它的 有关,且这个关系可以用 判断.
(4)闭合开关S,通电螺线管周围的小磁针N极指向如图3所示,由图可知:在通电螺线管外部,磁感线是从 极发出,最后回到 极.
四、解答题
33.(2022八下·金华期中)超市的电动扶梯,有人乘时运行较快,无人乘时运行较慢。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,则由图甲可得出力敏电阻R0的阻值随所受压力的增大而 。(填“增大”或“减小”)
(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 24 伏,当电流达到 20mA 时电磁铁将衔铁吸下。现在要求一个质量为 40 千克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?(写出一种方法和理由)
34.(2022八下·浦江月考)小明乘电梯时,发现电梯超载会自动报警。于是喜好钻研的他对电梯的电路图进行了研究,并设计了以下探究实验,如图甲所示。电源电压恒定不变,R0为定值电阻。用杯中水量调节压敏电阻受到力的大小,压敏电阻的电流与受到压力大小的关系如图乙所示:
(1)图片中 R0的作用是 。
(2)分析图乙I﹣F图像可知:压敏电阻Rx受到的压力增大时,通过它的电流也增大,Rx的阻值 (选填“变大”“变小”或“不变”);当压力增大到一定程度时,触点K与 接触,电铃响,实现自动报警。
(3)某电梯超载报警的Rx﹣F图像如图丙所示,空载时电梯厢对Rx的压力F1等于电梯厢的重力,当压力F2=1×104N时,电梯报警,则此电梯限载 人。(设每人质量约为50kg)
35.(2021八上·温州期中)如图甲是小明制作的防盗报警装置示意图,其中工作电路电源电压U1=6伏,指示灯L的正常工作时两端电压为UL=2.5伏,定值电阻R0=350欧;控制电路电源电压U2=1.5伏,磁敏电阻Rx的阻值随其所处位置磁场强度的变化关系如图乙所示,当窗户分别处在轨道A、B、C处时,磁敏电阻Rx所处位置的磁场强度分别为a、b、c,闭合开关S1和S2后,当窗户关闭时,指示灯亮,蜂鸣器不工作;当窗户打开一定程度时,指示灯熄灭,蜂鸣器发出警报声.
(1)将窗户移至A点时,窗户关闭,闭合开关S1,指示灯L正常工作,求此时通过指示灯L的电流.(写出计算过程)
(2)已知电磁铁线圈中的电流达到3毫安时,电磁铁的衔铁刚好被吸下。当窗户移至轨道C点位置时,蜂鸣器恰好开始报警.求此时接入滑动变阻器Rp的阻值。(写出计算过程,电磁铁线圈电阻忽略不计)
(3)要使窗户移至轨道B点位置时,蜂鸣器才开始报警,则如何调整电路,并说明理由。
36.(2021八下·柯桥期末)近几年柯桥区进行老小区改造,不少多层楼房安装了电梯。出于安全考虑,电梯都设置超载自动报警系统,其工作原理如图甲所示,电路由工作电路和控制电路组成。在工作电路中,当电梯没有超载时,触点K与触点A接触,闭合开关S,电动机正常工作;当电梯超载时,触点K与触点B接触,电铃发出报警铃声,闭合开关s,电动机不工作。在控制电路中,已知电源电压U=6V,保护电阻R1=100Ω,电阻式压力传感器(压敏电阻) R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示,电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
(1)控制电路电磁铁上端为 极(选填“N”或“S”),当人进入电梯后,压敏电阻R2受到的压力F将增大,其阻值 (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
(2)若电磁铁线圈电流达到15mA时,衔铁刚好被吸住,电铃发出警报声。请你设定该电梯最多乘坐几人?(以每人50kg计算,且g取10N/kg)
37.(2020八下·镇海期末)图甲为热敏电阻的R—t图像,图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的恒温箱的简单温控电路。继电器线圈的电阻为150欧。当线圈中电流大于或等于20毫安时,继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电压为6伏,图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。
(1)恒温箱的加热器应接在 端。(填“AB”或“CD”)
(2)由图知,t=100℃时,热敏电阻的阻值为50欧。若恒温箱内的温度达到100℃时,通过计算分析恒温箱加热器是否处于工作状态?
(3)为了使恒温箱内的最高温度控制在100℃,应在原控制电路中串联一个多大的电阻?
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】(1)根据安培定则分析;
(2)根据图片分析装置的工作过程,进而判断Rx的阻值随温度的变化规律;
(3)根据变阻器的阻值变化特点判断;
(4)衔铁被弹开时的电流是不变的,即此时总电阻不变,据此分析判断。
【解答】A.根据图片可知,线圈上电流方向向下。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,则继电器开关中电磁铁的右端为N极,故A正确不合题意;
B.继电器开关S2的作用是当饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路,此时电磁铁的磁性应该减小,衔铁会向右移动,磁性减小,则继电器线圈中的电流减小,Rx必须选用阻值随温度升高而增大的热敏电阻,故B正确不合题意;
C.R2是滑动变阻器,阻值随着滑片的移动而变化,故R2两端的电压与电流的比值不是一个定值,故C正确不合题意;
D.想降低饮水器的最高温度,应增大R2的电阻,减小电路中的电流,故滑片应向右移动,故D错误符号题意。
故选D。
2.【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;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】首先根据安培定则判断电磁铁的上端的极性,然后根据磁极之间的相互作用规律判断条形磁体受到磁力的方向,接下来根据二力平衡分析弹簧缩短时电磁场的大小变化即可。
【解答】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,则电磁铁的上端为N极。根据“异名磁极相互吸引”可知,条形磁体受到向下的吸引力,根据二力平衡的知识得到:F拉力=G+F吸。当弹簧缩短时,F拉力变小,即吸引力变小,则电磁铁的磁场变弱。
A.滑片P向右缓慢移动,通过电磁铁的电流变大,电磁铁的磁场变强,故A错误;
B.在螺线管中插入铁芯,电磁铁的磁场变强,故B错误;
C. 增大电源电压,通过电磁铁的电流变大,电磁铁磁场变强,故C错误;
D. 将电源的正负极对换位置后,条形磁体受到向上的排斥力,此时F拉力=G-F吸,此时弹簧的拉力变小,则弹簧缩短,故D正确。
故选D。
3.【答案】A
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】这个自动控制电路的主要结构为电磁铁,分析它的工作过程,弄清灯泡始终不亮的原因,再确定解决方案。
【解答】白天时,光线较强,光敏电阻阻值较小,电流较大,电磁铁磁场强,将衔铁吸下来,断开灯泡所在的电路,此时灯泡不发光;晚上时,光线非常暗,光敏电阻阻值增大,电流变小,电磁铁磁场变弱,衔铁应该弹回原来的位置,接通灯泡所在的电路,此时灯泡发光。如果灯泡始终不亮,只能说明衔铁不能弹回,即电磁铁的磁场太强,想办法减弱磁场即可。
A.给控制电路串联一个适当阻值的定值电阻,总电阻增大,总电流减小,电磁铁的磁场减弱,故A符合题意;
B.适当增加螺线管线圈的匝数,电磁铁的磁场会更强,故B不合题意;
C.适当增大控制电路的电源电压,则通过电磁铁的电流会更大,它的磁场会更强,故C不合题意;
D.滑动变阻器滑片P向右移动一段距离,变阻器的阻值减小,电流增大,电磁铁的磁场变强,故D不合题意。
故选A。
4.【答案】C
【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确定悬挂的磁体受到的磁力方向,然后根据二力平衡的知识得到测力计示数的计算方法,最后根据磁体磁场的分布特点确定磁力的大小变化,进而确定测力计的示数变化即可。
【解答】①当测力计从A端到水平磁铁的中间时,悬挂的磁铁受到向下的吸引力,此时测力计的示数F=G+F吸引。由于吸引力逐渐减小,所以测力计的示数逐渐减小;
②当测力计从水平磁铁的中间到B端时,悬挂的磁铁受到向上的排斥力,此时测力计的示数F=G-F排斥。由于排斥力逐渐增大,所以测力计的示数逐渐减小。
故选C。
5.【答案】D
【知识点】右手螺旋定则
【解析】【分析】该题可以参考安培定则的知识概念来解题。
【解答】可以想象成右手握住导线,让仲直的拇指所指的方 向跟电流的方 向一致,弯曲的四指所指的 方向就是磁感线的环绕方向,因此那些铁粉类似于围绕着图中“ ”,D符合题意。
故答案为:D
6.【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;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)根据安培定则判断电磁铁的极性;
(2)条形磁铁受到的摩擦力方向与电磁铁的磁力方向相反;
(3)电磁铁的磁场大小与电流大小有关;
(4)磁体都有吸引铁、钴、镍等物质的性质。
【解答】A.开关S闭合后,电磁铁线圈上电流向上,右手握住螺线管,四指向上,大拇指指向左边,那么电磁铁的左端是N极,故A错误;
B.因为条形磁铁的右端是N极,所以条形磁铁受到向左的斥力;因为摩擦力和斥力平衡,所以条形磁铁受到摩擦力的方向向右,故B错误;
C.当滑片向右移动时,变阻器的阻值变大,电流变小,电磁铁的磁力变小,那么条形磁铁受到的摩擦力减小,故C正确;
D.当S断开时,电磁铁没有磁场,但是条形磁铁会吸引电磁铁的铁芯,故D错误。
故选C。
7.【答案】B
【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】当磁环悬空静止时,它们都处于平衡状态,即受到的磁力和自身重力相等,据此判断乙和丙受到磁力的大小,最后根据磁力和距离的关系判断三个高度之间的大小关系。
【解答】设每个磁环的重力为G ,则当甲乙两磁环处于静止状态时,甲乙之间的力大小为G ,此时所对应的距离为h1 ;
当丙磁环套在乙上方,甲、乙、丙都处于静止状态时,乙丙之间力的大小为G,对应的距离为h3,甲乙之间力的大小为2G ,对应的距离为h2 ,根据磁环间的斥力随距离的减小而增大的原理可知, h1>h2, h2故选B。
8.【答案】C
【知识点】磁极间的相互作用
【解析】【分析】(1)同名磁极相互吸引,异名磁极相互排斥;(2)通过对A物体进行受力分析可以得到F1的大小情况。对AB这个整体进行受力分析可以得到台秤的示数F2的大小情况。
【解答】对静止在B上的A磁铁进行受力分析,A受到向下的力有重力GA,受到向上的力有排斥力F斥和B对A的弹力(支持力)F1,因为A保持静止所以GA=F斥+F1,F斥>0,所以F1故选C
9.【答案】A
【知识点】家庭电路的故障分析
【解析】【分析】将额定电压220V的“校验灯”,接在保险丝的两只接线柱上,是相当于把此灯串联入电路中,它会有三种状态:“校验灯”恰能正常发光,说明该支路短路,“校验灯”发光不正常(偏暗)说明该支路工作正常,“校验灯”不发光说明该支路断路。本题考查了用校验灯检修家庭电路的故障。根据校验灯的三种发光情况得出电路是否存在故障。
【解答】A、当只闭合S1时,L0和L1都偏暗,L1所在支路正常,故A正确;
B、当只闭合S2时,L0正常发光,说明该支路存在短路,故B错误;
C、当只闭合S3时,L0不发光,说明L3所在支路断路,故C错误;
D、据上面的知识可知,装好保险丝,合上所有开关后,灯泡不可能都正常工作,故D错误。
故答案为:A
10.【答案】A
【知识点】家庭电路的组成与连接
【解析】【分析】开关控制灯泡时,火线首先进入开关,然后再进入灯泡,零线直接进入灯泡。
单刀双掷开关的动触头(也就是单刀)一定接在火线和灯泡之间。
【解答】A、此时电路处于断开状态,灯泡不能发光,当扳动S2时,电路处于闭合状态,灯泡发光。再扳动S1时,电路又处于断开状态,灯泡不能发光.符合题意;故A正确;
B、灯泡与火线相连,不符合安全用电知识;故B错误;
C、此时电路处于断开状态,灯泡不能发光,当扳动S2时,电路处于断开状态,灯泡仍不能发光,故C错误;
D、此时电路处于闭合状态,灯泡发光,当扳动S2时,电路处于断开状态,灯泡不能发光.再扳动S1时,电路是断路。不符合题意.故D错误。
故答案为:A
11.【答案】A
【知识点】通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】1)由安培定则可判断电磁铁的极性;
(2)电磁铁的磁性强弱与电流大小有关,在线圈匝数一定时,电流越大电磁铁的磁性越强,根据电流的变化判断电磁铁磁性强弱如何变化;
(3)电磁铁对铁块的吸引会改变铁块对桌面的压力,进而改变压强和摩擦力的大小。
【解答】A、由安培定则(伸出右手,弯曲的四指指向电流方向,大拇指方向就是N极)可以判断,电磁铁的下端是N极,上端是S极,故A正确;
B、由电路图知,滑片逐渐向上滑动,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电路电流变大,通过电磁铁的电流逐渐增大,电磁铁的磁性逐渐增强,故B错误;
C、因为电磁铁磁性增强,当铁块运动到其下方时会受到较大的吸引力,使铁块对桌面的压力减小,在接触面粗糙程度不变的情况下,摩擦力也跟着减小,此时的恒力F大于摩擦力,故铁块做加速运动,故C错误;
D、铁块对桌面的压力减小,在接触面积不变的情况下,压强也减小,故D错误。
故答案为:A
12.【答案】A
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【解答】AC、小圆圈“○”表示垂直于纸面、绕垂直纸面的轴转动的一根导线,它是闭合电路的一部分。由图磁感线方向水平向右,1的运动方向与磁感线方向平行,不切割磁感线,不能产生感应电流;2、3、4的运动方向切割磁感线,能产生感应电流,故A正确,C错误;
B、发电机的原理是电磁感应现象,将机械能转化为电能,发电机线圈就是电源,故B错误;
D、发电机线圈中产生的感应电流的大小和方向都随时间作周期性的变化,这种电流叫交流电,故D错误。故选A
【分析】产生感应电路的条件:①闭合电路的一部分导体;②导体切割磁感线运动。根据图示判断1、2、3、4位置按箭头方向运动时,是否切割磁感线即可判断出能否产生感应电流。产生感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线运动方向有关。
13.【答案】B
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【解答】AB、与已知图相比,磁场方向不变,导体切割磁感线的运动方向发生改变,感应电流的方向也将发生变化,变为垂直纸面向里,故A错误,B正确;C、与已知图相比,磁场方向改变,导体切割磁感线的运动方向不变,感应电流的方向将发生变化,则C图电流的方向应变为垂直纸面向里;故C错误;D、与已知图相比,磁场方向改变,导体切割磁感线的运动方向也改变,故电流的方向会改变两次,即与原来的方向相同,则D图电流的方向应为垂直纸面向外,故D错误。故选B
【分析】感应电流的方向与导体的运动方向和磁感线的方向有关;即改变一个量后,感应电流的方向就改变一次。
14.【答案】A
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【解答】感应感应电流的条件可知,线框A进入磁场前,不能切割磁感线,因此无感应电流产生;当线框A从刚进入到全部进入前,上下两边没有切割磁感线,左右两边切割磁感线。当线框向右运动时,右边的导线做切割磁感线运动,其左边处于磁场外,符合产生感应电流的条件,此时有感应电流产生;当线框A全部进入磁场后,整个闭合电路都在磁场中,不是一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,不符合产生感应电流的条件,因此无感应电流产生;当线框A刚从磁场中出来到全部出来前,线框左边做切割磁感线运动,符合产生感应电流的条件,此时有感应电流产生;当线框A全部出来后,不能切割磁感线,因此无感应电流产生,故A选择正确。故选A
【分析】产生感应电流的条件是:闭合电路的部分导体需要在磁场中切割磁感线。
15.【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用;右手螺旋定则;影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【解答】A、由安培定则可知,电磁铁左端为N极,故A错误;B、滑片P向右滑动过程中,电阻变大,电流变小,电磁铁的磁性减弱,故B错误;CD、滑片向左滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的阻值减小,左边电路中的电流增大,根据电磁铁的磁性强弱与电流的关系可知,电磁铁的磁性增强。而指示灯明显变亮,说明右边电路的电流变大了,巨磁电阻的电阻变小了,磁性减弱时,巨磁电阻的电阻变大,故C正确,D错误。故选C
【分析】通过电路中电流的变化结合电磁铁磁性强弱的决定因素可以确定滑片移动时,其磁性的变化;根据灯泡的亮度变化,能够确定电路中电流的变化,进而知道巨磁电阻的阻值与磁场强弱的关系。
16.【答案】B
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】A、当外部电路停电时,电磁铁所在电路停止工作,故A错误;B、电磁铁通电时,弹簧发生形变,具有弹性势能,故B正确;C、当电路断开时,电磁铁没有磁性,故C错误;D、C点应该和触点A相连,这样才能保证外部电路停电时,两盏标有“6V”灯泡发光,故D错误。故选B
【分析】根据题意,两盏标有“6V”的灯泡是连在6V的电源上的,因此,为了保证其正常工作,应将两灯泡并联.又因为平时应急灯应该是熄灭的,所以接在220V电压下的电磁铁应具有磁性,平时吸引衔铁,使灯泡的电路断开,当停电时,电磁铁失去磁性,衔铁弹回,两灯泡所在的电路才会接通。
17.【答案】A
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】由安培定则可知,L螺线管右端为N极,P螺线管的左端也为N极,由同名磁极相互排斥可知,两个线圈左右分开。
【分析】考查安培定则及磁极间的相互作用规律。
18.【答案】B
【知识点】触电危害及常见的触电类型与预防
【解析】【分析】根据金属外壳的接线要求进行分析,即金属外壳的用电器必须接地线,防止内部漏电使外壳带电,人接触后金属外壳会发生触电事故,一旦接地后,人会被短路,不会发生触电事故。
【解答】因为只有在外壳带电的情况下,人接触外壳才会发生触电事故,一旦外壳接地,人会被短路,不会发生触电事故,所以触电的原因是开关乙接通使外壳带电,并且没有接地线,即甲、丙是断开的。
故答案为:B
19.【答案】C
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】叶片对称分布时,转动后转轴是不会振动的.而当其非对称分布时,叶片转动起来后,由于惯性总要向其运动的切线方向飞出,使转轴不断改变位置从而发生振动,并带动手机整体振动.
四个答案中,只有C是不平衡的,电机带动它高速转动时,才会产生振动.
故选C.
【分析】当叶片的形状不规则时,电机带动它高速转动时,才会产生振动.
20.【答案】D
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】当电动机的线圈处于平衡位置时,受平衡力的作用,故可能电动机不转,拨动一下后,打破平衡,电动机便转动起来,并且靠惯性能转过平衡位置,连续转动.A、B两个选项电动机始终不会转动.C选项中的电动机不会停止.
故选D.
【分析】 平衡位置是电动机的转子和定子形成了开路,导体中没有电流通过,磁场对其没有作用力,电动机不会转动.只要越过平衡位置后,产生电流,便可以转动了.
21.【答案】(1)变强;供电
(2)F2-F1
(3)N;<
(4)1
【知识点】二力平衡的条件及其应用;磁极间的相互作用;通电直导线周围的磁场;通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】(1)电磁铁的磁场强弱与电流大小有关,即电流越大,它的磁场越强。灯泡发光的条件:①有电源;②有通路,根据电源的作用解答。
(2)通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关,根据二力平衡条件列式计算出即可;
(3)根据磁极之间的相互作用分析乙的磁极状况。分别以甲,甲和乙为受力对象,根据二力平衡的知识比较两个作用力的大小。
(4)用右手握住直导线,大拇指指向电流方向,那么弯曲的四指指尖所指的方向就是磁场的环绕方向,据此分析导线周围的磁场,哪个位置二者方向一致,那么它们重叠相加,磁场最强。
【解答】(1)当闭合电键时,通过电磁铁的电流变大,则电磁铁的磁性强弱在短时间内的变化情况为变强;当断开电键时,灯闪亮说明有电流经过灯泡,那么电磁铁相当于电源,即电磁可在短时间内供电。
(2)当电流向右时,铜棒受到向上的磁力,此时拉力2F1=G-F ①;
当电流向左时,铜棒受到向下的磁力,此时拉力2F2=G+F ②;
②-①得到:F2-F1=F;
则铜棒受到的磁场力为:F=F2-F1.
(3)①若甲的上端为S极,则甲的下端为N极,根据“同名磁极相互排斥”可知,则乙的上端为N极;
②甲保持静止状态,那么乙对甲的作用力等于G甲。因为甲对乙的作用力和乙对甲的作用力相等,因此甲对乙的作用力为F1=G甲。
将乙和甲看作一个整体,它们处于平衡状态,那么丙对乙的作用力等于甲和乙的总重力,即F2=G甲+G乙。
比较可知,F1(4)根据丁图可知,竖立导线的磁场方向:右手握住这根导线,大拇指指向下端,在位置1处弯曲的四指指尖向外,即1处磁场方向向外;
水平导线的磁场方向:右手握住这根导线,大拇指指向右端,在位置1处弯曲的四指指尖向外,即1处磁场方向向外。
则位置1处磁场方向相同,此处磁场最强。
22.【答案】电磁继电器;右;减小
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】根据图示可知,电路包括控制电路和工作电路;热敏电阻决定了电路的工作,而随室内温度的升高,热敏电阻的阻值减小;根据题意可知,当控制电路中的 电流达到一定值时,衔铁被吸合,右侧空调电路接通,空调工作;根据热敏电阻的变化和欧姆定律判断滑动变阻器滑片移动的方向和电源电压的变化。
【解答】电磁继电器在电路中相当于开关,因此虚线框内的装置叫电磁继电器;根据题意可知,衔铁吸合需要的电流是一定的,即控制电路中的电流不变;要将空调启动的温度调高,则热敏电阻的阻值将减小,由 可知,当电源电压一定时,热敏电阻越小,则滑动变阻器接入电路的阻值越大,即将滑片向右移动;当滑动变阻器的阻值一定时,热敏电阻的阻值减小,则电源电压也需要减小。故答案为:电磁继电器;右;减小
23.【答案】铁矿石;非铁矿石
【知识点】电磁铁的构造和原理
【解析】【解答】电磁选矿机在工作过程中,在矿石落下时,其中铁矿石被电磁铁吸引,并在圆筒转动的过程中转过竖直位置落入B中,而非铁矿石在重力的作用下落入C中。故答案为:铁矿石;非铁矿石
【分析】电磁选矿机的原理是:滚筒本身是非磁性物质,是空心的;电磁铁放在滚筒内的前部.当矿石从漏斗落到转动的滚筒上时:非磁性物质直接落下。含有磁性的铁矿石在滚筒内前部的磁铁的吸引下,随滚筒转动,转过一定角度没有磁铁时落下;这样分离出铁矿石和非铁矿石.
24.【答案】负;N
【知识点】通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】在磁体外部,磁感线总是从磁体的N极发出,最后回到S极.所以螺线管的右端为N极,左端为S极.根据磁极间的相互作用可以判断出小磁针的b端为N极,右端为S极.根据安培定则,伸出右手,使右手大拇指指示通电螺线管的N极(右端),则四指弯曲所指的方向为电流的方向,即电流是从螺线管的左端流入的.所以电源的左端为正极,a端为负极.
如图:
故答案为:负;N
【分析】根据图中磁感线方向,先判断螺线管的两个磁极,根据磁极间的相互作用再判断小磁针的磁极.最后根据安培定则判断螺线管中电流的方向,标出电源的正负极
25.【答案】电动机;通电导线在磁场中受力的作用
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】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.
【分析】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.
26.【答案】强;2;快
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【解答】分析图可知,当人站在电梯上时,R的阻值减小,根据欧姆定律可知电路中电流增大,电磁铁变强,衔铁被吸下,与触点2接触,则电机上的电压增大,电动机转速变快.
故答案为:强;2;快.
【分析】由图可知,左侧为压敏电压与电磁铁串联组成了控制电路,右侧为电机控制电路,当衔铁与触点1接触时,R2与电机串联,当衔铁与触点2接触时,电阻断路,电机中电压增大.
27.【答案】(1)N
(2)N
(3)相反;负
【知识点】地磁场;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】(1)根据安培定则判断即可;
(2)根据安培定则判断单匝线圈的磁极方向;
(3)首先确定地磁北极的方向,然后根据安培定则判断电流的环绕方向。如果电荷的运动方向与电流方向一致,那么地球带正电荷;如果电荷的运动方向与电流方向不一致,那么地球带负电荷。
【解答】(1)根据图片可知,螺线管上电流方向向上;用右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向上,此时大拇指指向A端,因此A端为N极;
(2)根据图片可知,线圈上电流方向向下;用右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向下,此时大拇指指向B端,因此B端为N极;
(3)地磁北极在地理南极附近,用右手握住地球,大拇指指向下端,此时弯曲的四指指尖向左,即环绕地球从东到西,因此圆形电流方向从东到西,那么电流方向与正电荷地球自转方向相反。
因为正电荷定向移动的方向为电流方向,而电荷的运动方向与电流方向相反,所以地球带负电。
28.【答案】没有形成闭合电路;导体没有作切割磁感线运动;电路是闭合的;电路中的一部分导体做切割磁感线运动
【知识点】探究电磁感应现象的实验
【解析】【分析】电磁感应:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流。
【解答】步骤一 : 导体水平左右运动 , 如图甲所示 , 电流计指针不发生偏转 , 这是因为开关没有闭合,没有形成闭合电路;
步骤二 : 导体竖直上下运动 , 如图乙所示 , 电流计指针不发生偏转 , 这是因为导体运动时没有切割磁感线;
步骤三 : 导体水平左右运动 , 如图丙所示 , 符合产生感应电流的条件,电流计指针偏转 , 电路中有电流产生;
综合上面实验现象 , 可以得出感应电流产生的条件是:闭合电路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动。
故答案为:没有形成闭合电路;导体运动时没有切割磁感线;电路是闭合的;电路中的一部分导体做切割磁感线运动。
29.【答案】(1)吸引;排斥
(2)丙、丁
(3)B
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】(1)根据乙图的情形判断两根导线电流方向相同时的相互作用,根据丙或丁图判断电流方向相反时导线之间的相互作用;
(2)探究通电导线之间的相互作用力的大小与电流大小的关系,必须改变电流大小控制电流方向相同;
(3)判断每个角上两根导线上电流方向,然后根据它们之间的相互作用作出选择。
【解答】(1)①根据乙图可知, 当两根导线的电流方向相同时,两根导线相互吸引;
②根据丙或丁图可知, 当两根导线的电流方向相反时,两根导线相互排斥;
(2)
探究通电导线之间的相互作用力的大小与电流大小的关系,必须改变电流大小控制电流方向相同,因此应该分析丙和丁;
(3)闭合开关后,每个角上相邻的两根导线中电流方向相反,它们之间相互排斥,因此这个星形围成的面积会增大,故选B。
故答案为:(1)①吸引;②排斥;(2)丙丁;(3)B
30.【答案】(1)线圈匝数
(2))在电流相等且都有铁芯时,线圈匝数越多电磁铁的磁性越强
(3)将滑动变阻器移到阻值最右端,将铁屑均匀撒在 A 的下方,闭合开关观察铁屑吸引情 况,然后将滑片移逐渐向最左端移动,观察铁屑吸引情况
(4)C
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】(1)通电螺线管的磁性大小与两个因素有关:①电流大小;②线圈匝数;
(2)吸引的铁屑多说明磁性大,根据控制变量法进行描述即可;
(3)探究螺线管的磁性与电流大小的关系,必须控制线圈匝数相同改变电流,据此设计实验;
(4)将不易测量或观察到的现象转换为相关的明显的物理现象,这种方法叫转换法,分析各个选项中的物理方法即可。
【解答】(1)通电螺线管的磁性大小与两个因素有关:①电流大小;②线圈匝数,因此猜测②的横线处应该是线圈匝数;
(2)两个螺线管串联即电流相等,A吸引的铁屑多,说明A的磁性大,因此得到结论:在电流相等且都有铁芯时,线圈匝数越多电磁铁的磁性越强;
(3)探究螺线管的磁性与电流大小的关系,必须控制线圈匝数相同改变电流,实验步骤为:将滑动变阻器移到阻值最右端,将铁屑均匀撒在 A 的下方,闭合开关观察铁屑吸引情 况,然后将滑片移逐渐向最左端移动,观察铁屑吸引情况;
(4)A.研究分子的特性时,用黄豆和米粒混合实验,使用的是类比法,故A不合题意;
B.研究电流的特点时,通过类比较水流帮助理解,还是使用的的类比法,故B不合题意;
C.电流看不到摸不着,串联一个灯泡,利用灯泡是否发光反应电流的存在,故C符合题意。
故选C。
故答案为:(1)线圈匝数;(2)在电流相等且都有铁芯时,线圈匝数越多电磁铁的磁性越强;(3)同解析;(4)C
31.【答案】(1)增大;磁敏电阻没放入磁场前有电阻
(2)增大
【知识点】观察结果的记录与分析;磁场和磁感线
【解析】【分析】(1)从图像的横轴上找到两个点,例如0.4和0.6,然后通过虚线找到与图像的交点,最后在纵轴上找到对应的电阻,比较电阻的大小即可;磁敏电阻无论是否放在磁场中,电阻都不为0;
(2)乙图中,①处磁感线密集,磁场较强,②处磁感线稀疏,磁场较弱;根据(1)题中总结的磁敏电阻的变化规律判断电阻的变化,再根据欧姆定律判断电流表的示数变化。
【解答】(1)由甲图可知,当磁感强度为0.4T时电阻为200Ω,磁感强度为0.6T时电阻为300Ω,可见:磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而增大;图像没有通过坐标原点是因为磁敏电阻没放入磁场前有电阻。
(2)乙图中,①处磁场强,②处磁场弱;磁敏电阻从①处到②处磁场强度变小,它的电阻也变小;在电源电源和滑动变阻器阻值不变的情况下,电流肯定变大,电流表的示数将增大。
故答案为:(1)增大,磁敏电阻没放入磁场前有电阻;(2)增大
32.【答案】(1)会;磁场
(2)条形;不是
(3)电流方向;安培定则
(4)北;南
【知识点】通电螺线管的磁场
【解析】【解答】解:
(1)由图1,电源左端为正极,右端为负极,根据安培定则可以判断通电螺丝管右端为N极,左端为S极.根据异名磁极相吸引,由图可知小磁针会发生逆时针偏转;
通电螺线管和小磁针之间的作用是通过磁场发生的.
(2)由图2可知:通电螺丝管的外部磁场与条形磁铁的磁场相似;磁感线是为了能形象描述磁场而引入的,不是真实存在.
(3)四个图中的螺线管电路中甲和乙的绕线方式相同,电流方向不同,根据小磁针的指向情况知:甲的右端为S极,乙的右端为N极;
同理丙丁也是如此,所以实验说明螺线管的绕线方式相同时,极性只与它的电流方向有关;这个关系可以用安培定则来判断.
(4)由图3根据安培定则可知,通过螺线管的左端为S极,右端为N极,根据周围小磁针N极指向与该点磁感线方向一致可知:在通电螺线管外部,磁感线是从北极发出,最后回到南极.
故答案为:(1)会;磁场;(2)条形;不是;(3)电流方向;安培定则;(4)北;南.
【分析】(1)利用安培定则可判断通电螺丝管的极性,根据磁极间的相互作用的规律判断小磁针是否会发生偏转;
(2)通电螺丝管的外部磁场与条形磁铁的磁场相似;磁感线是假想的曲线,客观上不存在.
(3)通电螺线管的磁极极性与电流方向和绕线方向有关,可以用安培定则来判断他们之间的关系.
(4)小磁针在磁场中静止时北极指向与该点的磁感线方向一致,由此分析.
33.【答案】(1)减少
(2)有人乘坐时,压力大,则力敏电阻的阻值小,根据欧姆定律可知,控制电路中的电流变大,电磁铁磁性增强,衔铁被吸下;工作电路中的电梯运行快,说明工作电路中的电流大,根据欧姆定律可知,电路中的电阻小,故应该只让电动机接入电路;
无人乘时,压力小,则力敏电阻的阻值大,根据欧姆定律可知,控制电路中的电流变小,电磁铁磁性减弱,衔铁被拉起;无人乘时运行较慢,说明工作电路中的电流小,根据欧姆定律可知,电路的总电阻大,则电动机和定值电阻串联,如图所示:
(3)小朋友对电梯的压力为:F=G=mg=40kg×10N/kg=400N;
由图甲可知,此时力敏电阻的阻值为:R0=600Ω;
衔铁被吸下的电流为:I=20mA=0.02A;
根据欧姆定律可知,控制电路的总电阻为:;
根据串联电路的电阻关系可知,滑动变阻器R1接入电路的阻值为:R1=R-R0=1200Ω-600Ω=600Ω;
(4)要求质量更小的人站上电梯就能使其较快运行,质量变小,重力变小,则对电梯的压力变小,根据图甲可知,此时力敏电阻的阻值变大,控制电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,由于吸合电流不变,要使此时的电流达到吸合电流,则需要增大电路中的电路,故采取的方法是:①减小电路的总电阻,即滑动变阻器R1接的滑片向左移动;②增大电源电压;③增加电磁铁的线圈匝数,从而增大电磁铁的吸力。
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据图甲得出结论;
(2)根据压力的大小判定控制电路中电流的大小;有人乘坐时,电梯运行快,说明电路中的电流大;无人乘时运行较慢,说明电路中的电流小;根据串联电路的电阻关系分析电路的连接方式;
(3)根据小朋友的质量求出重力,重力与压力相同,根据压力大小得出力敏电阻的阻值;根据欧姆定律求出电路的总电阻,根据串联电路的电阻关系求出滑动变阻器的阻值;
(4)要求质量更小的人站上电梯就能使其较快运行,此时的压力变小,电路的总电阻变大,由于吸合电流不变,则需要增大电路中的电流,据此分析。【解答】(1)根据图像甲可知,当压力增大时,力敏电阻的阻值变小,即力敏电阻的阻值随压力的增大而减小;
34.【答案】(1)保护电路
(2)变小;B
(3)11
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据图乙可知,当压敏电阻受到的压力增大时,通过控制电路的电流会增大。如果电流太大,那么会烧毁电源和用电器,而将定值电阻R0串联在其中,可以保证通过电流不会太大。
(2)根据“电流与电阻的反比关系”分析Rx的阻值变化。根据图甲确定衔铁的运动方向,从而确定触点的接触情况。
(3)根据图丙,确定能够承载的人的总重力,然后再除以人的体重得到电梯限载的人数。
【解答】(1)图片中 R0的作用是保护电路。
(2)分析图乙I﹣F图像可知:压敏电阻Rx受到的压力增大时,通过它的电流也增大,根据“电流与电阻的反比关系”可知,此时的总电阻变小,即压敏电阻Rx的阻值变小。
当压力增大到一定程度时,电磁铁的磁场增大到一定程度时,衔铁被吸下来,触点K与B接触,电铃响,实现自动报警。
(3)根据图丙可知,当电梯空载时,电梯的重力等于此时压敏电阻受到的压力,即G=4000N。
当电梯满载时,压敏电阻受到的压力等于电梯和人的总重力,即G总=1×104N。
那么电梯报警时,承载的人数为:;
那么电梯限载的人数比12少一个,即为11人。
35.【答案】(1)闭合开关S1,灯泡和R0串联,灯泡正常发光,其两端的电压为UL=2.5V,R0两端的电压U0=U1﹣UL=6V﹣2.5V=3.5V,
电路中的电流I= = =0.01A
(2)当窗户移至轨道C点位置时,蜂鸣器恰好开始报警,控制电路中的总电阻R= = =500Ω,
此时滑动变阻器接入电路的阻值R滑=R﹣R磁B=500Ω﹣300Ω=200Ω
(3)要使窗户移至轨道B点位置时,蜂鸣器才开始报警, 应该 减小滑动变阻器的阻值或增大U2 。
因为电磁铁吸引电流不变,,从C到B,R变大,所以U不变时,减小R变。或R变不变时增大U。
【知识点】电路的动态分析;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)工作电路中灯泡和Ro串联,灯泡正常发光,根据串联电路的分压特点求出Ro两端的电压,根据欧姆定律求出电流,再根据P=UI求出灯泡的额定功率;
(2)由图像读出窗户移至B点和C点时,磁敏电阻的电阻值,根据欧姆定律列出等式,解出滑动变阻器的最大阻值,再判断是否能通过调节滑动变阻器的阻值来实现报警.
36.【答案】(1)N;减小
(2)R总= = =400Ω
R2=R总-R1=400Ω-100Ω=300Ω
由图乙得F=8000N
G总=F总=8000N
G人=50Kg×10N/Kg=500N
n= =16人
16-1=15人
【知识点】欧姆定律及其应用;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极性。根据乙图确定压敏电阻R2的阻值随压力的变化规律。
(2)首先根据 计算出电流达到15mA时的总电阻,再根据 R2=R总-R1=计算出压敏电阻R2的阻值,接下来根据乙图确定此时压敏电阻受到的压力,再根据 G总=F总 计算出乘坐电梯的人的总重力,最后根据 计算出可以乘坐的最多人数。
【解答】(1)电磁铁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,则电磁铁的上端为N极。根据乙图可知,当人进入电梯后,压敏电阻R2受到的压力F将增大,其阻值减小。
37.【答案】(1)AB
(2)解:由图可知,100℃时,R=50Ω
控制电路电流 =30mA>20mA
∴恒温箱加热器不是处于工作状态。
(3)解:电流I1=20mA=0.02A
控制电路总电阻R1=U/I1=6V/0.02A=300Ω
串联接入电阻 R2=300Ω-150Ω-50Ω=100Ω
答:应串联一个100Ω的电阻。
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)当电流没有达到20mA时,确定电磁铁磁场的强弱,判断衔铁所在的位置,它接通哪个电路,加热器就接在哪个电路中;
(2)根据公式计算出此时通过控制电路的电流,然后与20mA比较,判断衔铁所在的位置,进而确定恒温箱的工作状态;
(3)首先根据计算出100℃时的总电阻,然后根据计算应该串联的阻值大小。
【解答】(1)当电流没有达到20mA时,电磁铁的磁场偏弱,不能将衔铁吸下来,因此衔铁在上面接通AB所在的电路,那么恒温箱的加热器应该接在AB端;
(2)由图可知,100℃时,热敏电阻R=50Ω;
控制电路电流 ;
因此恒温箱加热器不是处于工作状态。
(3)此时控制电路的电流I1=20mA=0.02A;
控制电路总电阻;
串联接入电阻 。
1 / 1浙教版科学八下第一章综合复习(C组)
一、单选题
1.(2022八下·浦江月考)如图是某饮水器的原理图。饮水器的容器内有密封绝缘的电热丝R1和热敏电阻Rx,只要水面到达如图所示的位置,接触开关S1就会导通。继电器开关S2的作用是当饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路。则下列说法中错误的是( )
A.其中电磁铁的右端为N极
B.电阻Rx必须选用阻值随温度升高而增大的热敏电阻
C.电阻R2两端的电压与电流的比值不是一个定值
D.降低饮水器加热的最高温度要将R2的滑片向左调节
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】(1)根据安培定则分析;
(2)根据图片分析装置的工作过程,进而判断Rx的阻值随温度的变化规律;
(3)根据变阻器的阻值变化特点判断;
(4)衔铁被弹开时的电流是不变的,即此时总电阻不变,据此分析判断。
【解答】A.根据图片可知,线圈上电流方向向下。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,则继电器开关中电磁铁的右端为N极,故A正确不合题意;
B.继电器开关S2的作用是当饮水器内的水加热至沸腾后能自动切断加热电路,此时电磁铁的磁性应该减小,衔铁会向右移动,磁性减小,则继电器线圈中的电流减小,Rx必须选用阻值随温度升高而增大的热敏电阻,故B正确不合题意;
C.R2是滑动变阻器,阻值随着滑片的移动而变化,故R2两端的电压与电流的比值不是一个定值,故C正确不合题意;
D.想降低饮水器的最高温度,应增大R2的电阻,减小电路中的电流,故滑片应向右移动,故D错误符号题意。
故选D。
2.(2021八下·拱墅期末)如图所示,下端为S极的条形磁体悬挂在一弹簧上;闭合开关,条形磁体处于静止状态后,下端位于螺线管的上方。下列措施可使弹簧缩短的是( )
A.滑片P向右缓慢移动 B.在螺线管中插入铁芯
C.增大电源电压 D.将电源的正负极对换位置
【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;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】首先根据安培定则判断电磁铁的上端的极性,然后根据磁极之间的相互作用规律判断条形磁体受到磁力的方向,接下来根据二力平衡分析弹簧缩短时电磁场的大小变化即可。
【解答】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,则电磁铁的上端为N极。根据“异名磁极相互吸引”可知,条形磁体受到向下的吸引力,根据二力平衡的知识得到:F拉力=G+F吸。当弹簧缩短时,F拉力变小,即吸引力变小,则电磁铁的磁场变弱。
A.滑片P向右缓慢移动,通过电磁铁的电流变大,电磁铁的磁场变强,故A错误;
B.在螺线管中插入铁芯,电磁铁的磁场变强,故B错误;
C. 增大电源电压,通过电磁铁的电流变大,电磁铁磁场变强,故C错误;
D. 将电源的正负极对换位置后,条形磁体受到向上的排斥力,此时F拉力=G-F吸,此时弹簧的拉力变小,则弹簧缩短,故D正确。
故选D。
3.(2021八下·杭州期中)某同学设计了一个如图所示的自动控制电路,其中光敏电阻受到光照时电阻变小,要求光暗时灯亮,光亮时灯灭。在实际调试时,发现灯始终不亮,而光敏电阻和其他电路元件都正常。下列调节措施能使控制电路达到要求的是( )
A.给控制电路串联一个适当阻值的定值电阻
B.适当增加螺线管线圈的匝数
C.适当增大控制电路的电源电压
D.滑动变阻器滑片P向右移动一段距离
【答案】A
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】这个自动控制电路的主要结构为电磁铁,分析它的工作过程,弄清灯泡始终不亮的原因,再确定解决方案。
【解答】白天时,光线较强,光敏电阻阻值较小,电流较大,电磁铁磁场强,将衔铁吸下来,断开灯泡所在的电路,此时灯泡不发光;晚上时,光线非常暗,光敏电阻阻值增大,电流变小,电磁铁磁场变弱,衔铁应该弹回原来的位置,接通灯泡所在的电路,此时灯泡发光。如果灯泡始终不亮,只能说明衔铁不能弹回,即电磁铁的磁场太强,想办法减弱磁场即可。
A.给控制电路串联一个适当阻值的定值电阻,总电阻增大,总电流减小,电磁铁的磁场减弱,故A符合题意;
B.适当增加螺线管线圈的匝数,电磁铁的磁场会更强,故B不合题意;
C.适当增大控制电路的电源电压,则通过电磁铁的电流会更大,它的磁场会更强,故C不合题意;
D.滑动变阻器滑片P向右移动一段距离,变阻器的阻值减小,电流增大,电磁铁的磁场变强,故D不合题意。
故选A。
4.(2021八下·瓯海期中)如图所示,放在水平地面上的磁体上方有一块挂在弹簧测力计上的小磁体(下部为N极)。小辉提着弹簧测力计沿图示水平路线从A缓慢移到B,则下图中能反映弹簧测力计示数F随位置变化的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【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确定悬挂的磁体受到的磁力方向,然后根据二力平衡的知识得到测力计示数的计算方法,最后根据磁体磁场的分布特点确定磁力的大小变化,进而确定测力计的示数变化即可。
【解答】①当测力计从A端到水平磁铁的中间时,悬挂的磁铁受到向下的吸引力,此时测力计的示数F=G+F吸引。由于吸引力逐渐减小,所以测力计的示数逐渐减小;
②当测力计从水平磁铁的中间到B端时,悬挂的磁铁受到向上的排斥力,此时测力计的示数F=G-F排斥。由于排斥力逐渐增大,所以测力计的示数逐渐减小。
故选C。
5.(2020八下·温州期中)如图,当通电后敲击塑料板,观察到铁粉分布情况是(图中“ ”为导线穿过塑料板的位置)( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】右手螺旋定则
【解析】【分析】该题可以参考安培定则的知识概念来解题。
【解答】可以想象成右手握住导线,让仲直的拇指所指的方 向跟电流的方 向一致,弯曲的四指所指的 方向就是磁感线的环绕方向,因此那些铁粉类似于围绕着图中“ ”,D符合题意。
故答案为:D
6.(2019八下·余杭期末)如图所示,条形磁铁置于水平桌面上,电磁铁右端同定并保持水平,且与条形磁铁在同一平面和相同高度。当电路中开关S由断开到闭合时,条形磁铁一直保持静止,下列说法正确的是( )
A.开关S闭合后,电磁铁左端是S极
B.开关S闭合后,条形磁铁受到摩擦力的方向向左
C.滑片P向右移动时,条形磁铁受到的摩擦力逐渐减小
D.开关S断开时,条形磁铁与电磁铁之间没有力的作用
【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;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)根据安培定则判断电磁铁的极性;
(2)条形磁铁受到的摩擦力方向与电磁铁的磁力方向相反;
(3)电磁铁的磁场大小与电流大小有关;
(4)磁体都有吸引铁、钴、镍等物质的性质。
【解答】A.开关S闭合后,电磁铁线圈上电流向上,右手握住螺线管,四指向上,大拇指指向左边,那么电磁铁的左端是N极,故A错误;
B.因为条形磁铁的右端是N极,所以条形磁铁受到向左的斥力;因为摩擦力和斥力平衡,所以条形磁铁受到摩擦力的方向向右,故B错误;
C.当滑片向右移动时,变阻器的阻值变大,电流变小,电磁铁的磁力变小,那么条形磁铁受到的摩擦力减小,故C正确;
D.当S断开时,电磁铁没有磁场,但是条形磁铁会吸引电磁铁的铁芯,故D错误。
故选C。
7.(2019八下·秀洲月考)“悬空的磁环”实验中,若所用的磁环都一样,中间的塑料管是光滑的。当甲、乙两个磁环处于静止状态时,它们之间的距离为h1,如图所示。 再往乙的正上方套入丙磁环,当丙悬空并静止后,甲、乙之间的距离变为h2,乙、丙之间的距离为h3。已知磁环间的斥力随它们距离的减小而增大,则h1、h2、h3之间的大小关系满足( )
A.h1>h2 h2>h3 B.h1>h2 h2<h3
C.h1<h2 h2=h3 D.h1<h2 h2<h3
【答案】B
【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】当磁环悬空静止时,它们都处于平衡状态,即受到的磁力和自身重力相等,据此判断乙和丙受到磁力的大小,最后根据磁力和距离的关系判断三个高度之间的大小关系。
【解答】设每个磁环的重力为G ,则当甲乙两磁环处于静止状态时,甲乙之间的力大小为G ,此时所对应的距离为h1 ;
当丙磁环套在乙上方,甲、乙、丙都处于静止状态时,乙丙之间力的大小为G,对应的距离为h3,甲乙之间力的大小为2G ,对应的距离为h2 ,根据磁环间的斥力随距离的减小而增大的原理可知, h1>h2, h2故选B。
8.(2018八下·杭州月考)如图所示,A、B 为质量均为 m 的两条形磁铁,静止于台秤的托盘上, 忽略台秤与磁铁间的磁力作用。当平衡时 B 对 A 的弹力为 F1,台秤的示数为 F2,它们的大小关系是( )
A.F1=mg,F2=2mg B.F1>mg,F2=2mg
C.F1【答案】C
【知识点】磁极间的相互作用
【解析】【分析】(1)同名磁极相互吸引,异名磁极相互排斥;(2)通过对A物体进行受力分析可以得到F1的大小情况。对AB这个整体进行受力分析可以得到台秤的示数F2的大小情况。
【解答】对静止在B上的A磁铁进行受力分析,A受到向下的力有重力GA,受到向上的力有排斥力F斥和B对A的弹力(支持力)F1,因为A保持静止所以GA=F斥+F1,F斥>0,所以F1故选C
9.(浙教版八年级下学期科学《期中测试卷》(1.1-2.7))如图是一条刚装好的家庭电路,在未装保险丝之前,先把灯泡L0接在装保险丝的两个接线柱上,当只闭合S1时,L0和L1发光都偏暗;当只闭合S2时,L0正常发光;当只闭合S3时,L0不发光,则下列判断正确的是(四只灯泡的额定电压均为220V)( )
A.灯泡L1所在支路正常
B.灯泡L2所在支路断路
C.灯泡L3所在支路短路
D.装好保险丝,合上所有开关后,灯泡都能正常发光
【答案】A
【知识点】家庭电路的故障分析
【解析】【分析】将额定电压220V的“校验灯”,接在保险丝的两只接线柱上,是相当于把此灯串联入电路中,它会有三种状态:“校验灯”恰能正常发光,说明该支路短路,“校验灯”发光不正常(偏暗)说明该支路工作正常,“校验灯”不发光说明该支路断路。本题考查了用校验灯检修家庭电路的故障。根据校验灯的三种发光情况得出电路是否存在故障。
【解答】A、当只闭合S1时,L0和L1都偏暗,L1所在支路正常,故A正确;
B、当只闭合S2时,L0正常发光,说明该支路存在短路,故B错误;
C、当只闭合S3时,L0不发光,说明L3所在支路断路,故C错误;
D、据上面的知识可知,装好保险丝,合上所有开关后,灯泡不可能都正常工作,故D错误。
故答案为:A
10.(浙教版科学八下第1章电与磁第5—7节综合训练)下图给出了小科设计的楼梯照明电灯的四种控制电路,其中S1、S2分别为楼上和楼下的开关(都是单刀双掷开关)。要求拨动其中任一开关,都能改变电灯原来发光或熄灭的状态。在实际应用中最好的方案是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】家庭电路的组成与连接
【解析】【分析】开关控制灯泡时,火线首先进入开关,然后再进入灯泡,零线直接进入灯泡。
单刀双掷开关的动触头(也就是单刀)一定接在火线和灯泡之间。
【解答】A、此时电路处于断开状态,灯泡不能发光,当扳动S2时,电路处于闭合状态,灯泡发光。再扳动S1时,电路又处于断开状态,灯泡不能发光.符合题意;故A正确;
B、灯泡与火线相连,不符合安全用电知识;故B错误;
C、此时电路处于断开状态,灯泡不能发光,当扳动S2时,电路处于断开状态,灯泡仍不能发光,故C错误;
D、此时电路处于闭合状态,灯泡发光,当扳动S2时,电路处于断开状态,灯泡不能发光.再扳动S1时,电路是断路。不符合题意.故D错误。
故答案为:A
11.(浙教版科学八下第1章电与磁第3—4节综合训练)如图所示,电磁铁的左下方有一铁块,在恒力F作用下沿水平面向右作直线运动,若铁块从电磁铁的左下方运动到正下方过程中,滑动变阻器的滑片P逐渐向上滑动,则( )
A.电磁铁上端为S极
B.铁块运动过程中,电磁铁的磁性逐渐减弱
C.铁块作匀速运动,与地面的摩擦力不变
D.铁块对地面的压强逐渐增大
【答案】A
【知识点】通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】1)由安培定则可判断电磁铁的极性;
(2)电磁铁的磁性强弱与电流大小有关,在线圈匝数一定时,电流越大电磁铁的磁性越强,根据电流的变化判断电磁铁磁性强弱如何变化;
(3)电磁铁对铁块的吸引会改变铁块对桌面的压力,进而改变压强和摩擦力的大小。
【解答】A、由安培定则(伸出右手,弯曲的四指指向电流方向,大拇指方向就是N极)可以判断,电磁铁的下端是N极,上端是S极,故A正确;
B、由电路图知,滑片逐渐向上滑动,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电路电流变大,通过电磁铁的电流逐渐增大,电磁铁的磁性逐渐增强,故B错误;
C、因为电磁铁磁性增强,当铁块运动到其下方时会受到较大的吸引力,使铁块对桌面的压力减小,在接触面粗糙程度不变的情况下,摩擦力也跟着减小,此时的恒力F大于摩擦力,故铁块做加速运动,故C错误;
D、铁块对桌面的压力减小,在接触面积不变的情况下,压强也减小,故D错误。
故答案为:A
12.图甲是发电机原理的示意图,图乙中的“○”表示图在磁场中分别转动到1-4位置时,运动方向已用箭头标出,图甲中的导线ab,当它下列说法正确的是( )
A.在位置1时,电路中不会产生感应电流
B.图甲的电路中没有电源
C.在位置3时,电路中不会产生感应电流
D.发电机产生的电流方向不变
【答案】A
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【解答】AC、小圆圈“○”表示垂直于纸面、绕垂直纸面的轴转动的一根导线,它是闭合电路的一部分。由图磁感线方向水平向右,1的运动方向与磁感线方向平行,不切割磁感线,不能产生感应电流;2、3、4的运动方向切割磁感线,能产生感应电流,故A正确,C错误;
B、发电机的原理是电磁感应现象,将机械能转化为电能,发电机线圈就是电源,故B错误;
D、发电机线圈中产生的感应电流的大小和方向都随时间作周期性的变化,这种电流叫交流电,故D错误。故选A
【分析】产生感应电路的条件:①闭合电路的一部分导体;②导体切割磁感线运动。根据图示判断1、2、3、4位置按箭头方向运动时,是否切割磁感线即可判断出能否产生感应电流。产生感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线运动方向有关。
13.如图表示闭合电路的部分导体在磁场中向左运动,产生的感应电流的方向垂直纸面向外,则在下列选项中,感应电流方向正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【解答】AB、与已知图相比,磁场方向不变,导体切割磁感线的运动方向发生改变,感应电流的方向也将发生变化,变为垂直纸面向里,故A错误,B正确;C、与已知图相比,磁场方向改变,导体切割磁感线的运动方向不变,感应电流的方向将发生变化,则C图电流的方向应变为垂直纸面向里;故C错误;D、与已知图相比,磁场方向改变,导体切割磁感线的运动方向也改变,故电流的方向会改变两次,即与原来的方向相同,则D图电流的方向应为垂直纸面向外,故D错误。故选B
【分析】感应电流的方向与导体的运动方向和磁感线的方向有关;即改变一个量后,感应电流的方向就改变一次。
14.如图所示,虚线区域内的“×”为垂直纸面的磁感线.当线框从位置A向右匀速移动到位置B时,线框内产生感应电流的情况,下列说法中正确的是( )
A.无→有→无→有→无 B.无→有→无
C.没有感应电流 D.一直有感应电流
【答案】A
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【解答】感应感应电流的条件可知,线框A进入磁场前,不能切割磁感线,因此无感应电流产生;当线框A从刚进入到全部进入前,上下两边没有切割磁感线,左右两边切割磁感线。当线框向右运动时,右边的导线做切割磁感线运动,其左边处于磁场外,符合产生感应电流的条件,此时有感应电流产生;当线框A全部进入磁场后,整个闭合电路都在磁场中,不是一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,不符合产生感应电流的条件,因此无感应电流产生;当线框A刚从磁场中出来到全部出来前,线框左边做切割磁感线运动,符合产生感应电流的条件,此时有感应电流产生;当线框A全部出来后,不能切割磁感线,因此无感应电流产生,故A选择正确。故选A
【分析】产生感应电流的条件是:闭合电路的部分导体需要在磁场中切割磁感线。
15.法国科学家阿尔贝 费尔和德国彼得 格林贝格尔由于发现了巨磁电阻(GMR)效应,荣获了2007年诺贝尔物理学奖.如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图.实验发现,闭合S1、S2后,当滑片P向左滑动的过程中,指示灯明显变亮,则下列说法( )
A.电磁铁右端为N极
B.滑片P向右滑动过程中电磁铁的磁性增强
C.巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显增大
D.巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显减小
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用;右手螺旋定则;影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【解答】A、由安培定则可知,电磁铁左端为N极,故A错误;B、滑片P向右滑动过程中,电阻变大,电流变小,电磁铁的磁性减弱,故B错误;CD、滑片向左滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的阻值减小,左边电路中的电流增大,根据电磁铁的磁性强弱与电流的关系可知,电磁铁的磁性增强。而指示灯明显变亮,说明右边电路的电流变大了,巨磁电阻的电阻变小了,磁性减弱时,巨磁电阻的电阻变大,故C正确,D错误。故选C
【分析】通过电路中电流的变化结合电磁铁磁性强弱的决定因素可以确定滑片移动时,其磁性的变化;根据灯泡的亮度变化,能够确定电路中电流的变化,进而知道巨磁电阻的阻值与磁场强弱的关系。
16.如图所示是消防应急灯的电路图,其中少连了一根导线,工作原理是:外部电路为220V交流电,当其正常时,两盏标有“6V”灯泡不发光;外部电路停电时,两盏标有“6V”灯泡发光.对于这一装置及其工作特点,下列说法中正确的是( )
A.当外部电路停电时,电磁铁所在电路工作
B.电磁铁通电时,弹簧具有弹性势能
C.电磁铁的上端始终为N极
D.C点应该和触点B相连
【答案】B
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】A、当外部电路停电时,电磁铁所在电路停止工作,故A错误;B、电磁铁通电时,弹簧发生形变,具有弹性势能,故B正确;C、当电路断开时,电磁铁没有磁性,故C错误;D、C点应该和触点A相连,这样才能保证外部电路停电时,两盏标有“6V”灯泡发光,故D错误。故选B
【分析】根据题意,两盏标有“6V”的灯泡是连在6V的电源上的,因此,为了保证其正常工作,应将两灯泡并联.又因为平时应急灯应该是熄灭的,所以接在220V电压下的电磁铁应具有磁性,平时吸引衔铁,使灯泡的电路断开,当停电时,电磁铁失去磁性,衔铁弹回,两灯泡所在的电路才会接通。
17.图中的两个线圈,套在一根光滑的玻璃管上。导线柔软,可自由滑动。开关S闭合后,则( )
A.两线圈左右分开
B.两线圈向中间靠拢
C.两线圈静止不动
D.两线圈先左右分开,然后向中间靠拢
【答案】A
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】由安培定则可知,L螺线管右端为N极,P螺线管的左端也为N极,由同名磁极相互排斥可知,两个线圈左右分开。
【分析】考查安培定则及磁极间的相互作用规律。
18.(2019八下·江干月考)如图所示,一个带金属外壳的用电器,有甲乙丙三个触点(可接通或断开)。使用过程中,当人站在地上,身体一部分接触到金属外壳时,最有可能造成触电事故的是三个触点处于( )
A.触点甲:接通,触点乙:接通,触点丙:接通
B.触点甲:断开,触点乙:接通,触点丙:断开
C.触点甲:断开,触点乙:断开,触点丙:断开
D.触点甲:接通,触点乙:断开,触点丙:断开
【答案】B
【知识点】触电危害及常见的触电类型与预防
【解析】【分析】根据金属外壳的接线要求进行分析,即金属外壳的用电器必须接地线,防止内部漏电使外壳带电,人接触后金属外壳会发生触电事故,一旦接地后,人会被短路,不会发生触电事故。
【解答】因为只有在外壳带电的情况下,人接触外壳才会发生触电事故,一旦外壳接地,人会被短路,不会发生触电事故,所以触电的原因是开关乙接通使外壳带电,并且没有接地线,即甲、丙是断开的。
故答案为:B
19.手机已成为人们现代生活中常用的一种通讯工具.一般的手机都有利用振动提示“来电”的装置.有一种手机提示“来电”是用一个微型电动机带动转轴上的叶片转动,当叶片转动时,电动机也就跟着振动起来,从而带动手机振动.在如图所示的几种形状的叶片中,你认为能够实现上述振动功能的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】叶片对称分布时,转动后转轴是不会振动的.而当其非对称分布时,叶片转动起来后,由于惯性总要向其运动的切线方向飞出,使转轴不断改变位置从而发生振动,并带动手机整体振动.
四个答案中,只有C是不平衡的,电机带动它高速转动时,才会产生振动.
故选C.
【分析】当叶片的形状不规则时,电机带动它高速转动时,才会产生振动.
20.小明同学自己动手做了一个直流电动机模型,接通电路后发现电动机不转动,可当他拨了一下线圈后,电动机就快速转了起来,造成这一情况的原因可能是( )
A.电源电压太低 B.电刷接触不良
C.电源正、负极接反了 D.开始时,线圈处于平衡位置了
【答案】D
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】当电动机的线圈处于平衡位置时,受平衡力的作用,故可能电动机不转,拨动一下后,打破平衡,电动机便转动起来,并且靠惯性能转过平衡位置,连续转动.A、B两个选项电动机始终不会转动.C选项中的电动机不会停止.
故选D.
【分析】 平衡位置是电动机的转子和定子形成了开路,导体中没有电流通过,磁场对其没有作用力,电动机不会转动.只要越过平衡位置后,产生电流,便可以转动了.
二、填空题
21.(2021八下·滨江期中)
(1)将一个电磁铁和白炽灯并联后接入电路,如图甲,当闭合电键时,灯L1即刻点亮,随后熄灭;当断开电键时,灯闪亮后熄灭。此现象说明当闭合电键时,电磁铁的磁性强弱在短时间内的变化情况为 ;当断开电键时,灯闪亮说明电磁可在短时间内 (选填“充电”或“供电”)。
(2)如图乙,两根绝缘细线吊着一根铜棒,空间存在垂直纸面的匀强磁场,棒中通有向右的电流时两线上拉力大小均为F1,若棒中电流大小不变方向相反,两线上的拉力大小均为F2,且F2>F1,则铜棒所受磁场力大小为 。(用已给字母表示)
(3)如图丙是“悬空的磁环”示意图,假设甲、乙、丙三个磁环相同,质量均为m,中间塑料管是光滑的。若甲的上端为S极,则乙的上端为 极;当磁环都处于静止状态时,甲对乙的作用力为F1和丙对乙的作用力为F2,则F1 F2。(选填“<”“=”“>”)。
(4)两根非常靠近且相互垂直的长直导线分别通以相同强度的电流,方向如图丁所示,那么两电流所产生的磁场垂直导线平面向外且最强的在填哪个区域为 (填“1”或“2”或“3”或“4”)
【答案】(1)变强;供电
(2)F2-F1
(3)N;<
(4)1
【知识点】二力平衡的条件及其应用;磁极间的相互作用;通电直导线周围的磁场;通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】(1)电磁铁的磁场强弱与电流大小有关,即电流越大,它的磁场越强。灯泡发光的条件:①有电源;②有通路,根据电源的作用解答。
(2)通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关,根据二力平衡条件列式计算出即可;
(3)根据磁极之间的相互作用分析乙的磁极状况。分别以甲,甲和乙为受力对象,根据二力平衡的知识比较两个作用力的大小。
(4)用右手握住直导线,大拇指指向电流方向,那么弯曲的四指指尖所指的方向就是磁场的环绕方向,据此分析导线周围的磁场,哪个位置二者方向一致,那么它们重叠相加,磁场最强。
【解答】(1)当闭合电键时,通过电磁铁的电流变大,则电磁铁的磁性强弱在短时间内的变化情况为变强;当断开电键时,灯闪亮说明有电流经过灯泡,那么电磁铁相当于电源,即电磁可在短时间内供电。
(2)当电流向右时,铜棒受到向上的磁力,此时拉力2F1=G-F ①;
当电流向左时,铜棒受到向下的磁力,此时拉力2F2=G+F ②;
②-①得到:F2-F1=F;
则铜棒受到的磁场力为:F=F2-F1.
(3)①若甲的上端为S极,则甲的下端为N极,根据“同名磁极相互排斥”可知,则乙的上端为N极;
②甲保持静止状态,那么乙对甲的作用力等于G甲。因为甲对乙的作用力和乙对甲的作用力相等,因此甲对乙的作用力为F1=G甲。
将乙和甲看作一个整体,它们处于平衡状态,那么丙对乙的作用力等于甲和乙的总重力,即F2=G甲+G乙。
比较可知,F1(4)根据丁图可知,竖立导线的磁场方向:右手握住这根导线,大拇指指向下端,在位置1处弯曲的四指指尖向外,即1处磁场方向向外;
水平导线的磁场方向:右手握住这根导线,大拇指指向右端,在位置1处弯曲的四指指尖向外,即1处磁场方向向外。
则位置1处磁场方向相同,此处磁场最强。
22.(2020八下·青田期中)如图虚线框内的装置叫 ,其中R是热敏电阻,它的阻值随温度的升高而减小,R0是滑动变阻器.该装置的工作原理是:随室内温度的升高,热敏电阻的阻值减小,控制电路中电流增大,当电流达到一定值时,衔铁被吸合,右侧空调电路接通,空调开始工作.为了节能,现要将空调启动的温度调高,可以适当将滑片P向 (选填“左”或“右”)移动,或者适当 (选填“增大”或“减小”)控制电路的电源电压.
【答案】电磁继电器;右;减小
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】根据图示可知,电路包括控制电路和工作电路;热敏电阻决定了电路的工作,而随室内温度的升高,热敏电阻的阻值减小;根据题意可知,当控制电路中的 电流达到一定值时,衔铁被吸合,右侧空调电路接通,空调工作;根据热敏电阻的变化和欧姆定律判断滑动变阻器滑片移动的方向和电源电压的变化。
【解答】电磁继电器在电路中相当于开关,因此虚线框内的装置叫电磁继电器;根据题意可知,衔铁吸合需要的电流是一定的,即控制电路中的电流不变;要将空调启动的温度调高,则热敏电阻的阻值将减小,由 可知,当电源电压一定时,热敏电阻越小,则滑动变阻器接入电路的阻值越大,即将滑片向右移动;当滑动变阻器的阻值一定时,热敏电阻的阻值减小,则电源电压也需要减小。故答案为:电磁继电器;右;减小
23.如图所示是电磁选矿机的示意图,其中M为矿石,D为电磁铁,落入B中的是 ,落入C中的是 .(填“铁矿石”“非铁矿石”)
【答案】铁矿石;非铁矿石
【知识点】电磁铁的构造和原理
【解析】【解答】电磁选矿机在工作过程中,在矿石落下时,其中铁矿石被电磁铁吸引,并在圆筒转动的过程中转过竖直位置落入B中,而非铁矿石在重力的作用下落入C中。故答案为:铁矿石;非铁矿石
【分析】电磁选矿机的原理是:滚筒本身是非磁性物质,是空心的;电磁铁放在滚筒内的前部.当矿石从漏斗落到转动的滚筒上时:非磁性物质直接落下。含有磁性的铁矿石在滚筒内前部的磁铁的吸引下,随滚筒转动,转过一定角度没有磁铁时落下;这样分离出铁矿石和非铁矿石.
24.如图所示,根据磁感线方向,可以判断:电源的a端为 极,小磁针的b端为 极
【答案】负;N
【知识点】通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】在磁体外部,磁感线总是从磁体的N极发出,最后回到S极.所以螺线管的右端为N极,左端为S极.根据磁极间的相互作用可以判断出小磁针的b端为N极,右端为S极.根据安培定则,伸出右手,使右手大拇指指示通电螺线管的N极(右端),则四指弯曲所指的方向为电流的方向,即电流是从螺线管的左端流入的.所以电源的左端为正极,a端为负极.
如图:
故答案为:负;N
【分析】根据图中磁感线方向,先判断螺线管的两个磁极,根据磁极间的相互作用再判断小磁针的磁极.最后根据安培定则判断螺线管中电流的方向,标出电源的正负极
25.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 (选填“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
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】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.
【分析】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.
26.小明去超市,走到电梯前发现电梯运动较慢,当他站在电梯上时电梯运动又快了起来.小明根据网络搜索的如图所示电路(R是一个压敏电阻)分析:当人站在电梯上,压敏电阻的阻值减小,则电磁铁的磁性变 ,衔铁与触点 (选填“1”或“2”)接触,电动机的转速变 .
【答案】强;2;快
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【解答】分析图可知,当人站在电梯上时,R的阻值减小,根据欧姆定律可知电路中电流增大,电磁铁变强,衔铁被吸下,与触点2接触,则电机上的电压增大,电动机转速变快.
故答案为:强;2;快.
【分析】由图可知,左侧为压敏电压与电磁铁串联组成了控制电路,右侧为电机控制电路,当衔铁与触点1接触时,R2与电机串联,当衔铁与触点2接触时,电阻断路,电机中电压增大.
三、实验探究题
27.(华师大版初中科学八年级下学期 第五章 专题突破—电与磁)通电螺线管的外部磁场与条形磁体周围磁场相似,其磁极可以用安培定则判定。
(1)图中螺线管A端是 极。
(2)螺线管实际上就是由多个单匝圆形圈组成,通电螺线管的磁场可以看成由每一个单匝圆形通电线圈的磁场组合而成,因此应用安培定则也可以判断单匝圆形通电线圈的磁极。现一单匝圆形通电线圈中的电流方向如图所示,则其B端是 极。
(3)地球周围存在的磁场,有学者认为,地磁场是由于地球带电自转形成圆形电流引起的,地球自转的方向自西向东,则形成圆形电流方向与地球自转方向 (选填“相同”或“相反”)。物理学规定正电荷定向移动方向为电流方向,那么地球带 (选填“正”或“负”)电。
【答案】(1)N
(2)N
(3)相反;负
【知识点】地磁场;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】(1)根据安培定则判断即可;
(2)根据安培定则判断单匝线圈的磁极方向;
(3)首先确定地磁北极的方向,然后根据安培定则判断电流的环绕方向。如果电荷的运动方向与电流方向一致,那么地球带正电荷;如果电荷的运动方向与电流方向不一致,那么地球带负电荷。
【解答】(1)根据图片可知,螺线管上电流方向向上;用右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向上,此时大拇指指向A端,因此A端为N极;
(2)根据图片可知,线圈上电流方向向下;用右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向下,此时大拇指指向B端,因此B端为N极;
(3)地磁北极在地理南极附近,用右手握住地球,大拇指指向下端,此时弯曲的四指指尖向左,即环绕地球从东到西,因此圆形电流方向从东到西,那么电流方向与正电荷地球自转方向相反。
因为正电荷定向移动的方向为电流方向,而电荷的运动方向与电流方向相反,所以地球带负电。
28.(2019八下·江干期中)探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件如图所示,实验时,控制磁场方向相同,改变导体ab的运动方向.
步骤一:导体水平左右运动,如图甲所示,电流计指针不发生偏转,这是因为 。
步骤二:导体竖直上下运动,如图乙所示,电流计指针不发生偏转,这是因为 。
步骤三:导体水平左右运动,如图丙所示,电流计指针偏转,电路中有电流产生.
综合上面实验现象,可以得出感应电流产生的条件是 和 。
【答案】没有形成闭合电路;导体没有作切割磁感线运动;电路是闭合的;电路中的一部分导体做切割磁感线运动
【知识点】探究电磁感应现象的实验
【解析】【分析】电磁感应:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流。
【解答】步骤一 : 导体水平左右运动 , 如图甲所示 , 电流计指针不发生偏转 , 这是因为开关没有闭合,没有形成闭合电路;
步骤二 : 导体竖直上下运动 , 如图乙所示 , 电流计指针不发生偏转 , 这是因为导体运动时没有切割磁感线;
步骤三 : 导体水平左右运动 , 如图丙所示 , 符合产生感应电流的条件,电流计指针偏转 , 电路中有电流产生;
综合上面实验现象 , 可以得出感应电流产生的条件是:闭合电路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动。
故答案为:没有形成闭合电路;导体运动时没有切割磁感线;电路是闭合的;电路中的一部分导体做切割磁感线运动。
29.(2019八下·长兴期中)学习了“电生磁”和“电动机”的知识之后,某学校兴趣小组的同学猜想:“既然电流周围存在着磁场,那么两根互相靠近的通电导线之间是否会发生相互吸引或排斥的作用?”他们将两根导线(可伸长)平行放置后固定(如图1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们的猜想。请你根据图中的实验现象回答问题。
(1)平行放置的两根通电导线之间作用力的特点是:①当两根导线的电流方向相同时,两根导线相互 ;②当两根导线的电流方向相反时,两根导线相互 。
(2)分析图 ,可探究通电导线之间的相互作用力的大小与电流大小的关系。
(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)吸引;排斥
(2)丙、丁
(3)B
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】(1)根据乙图的情形判断两根导线电流方向相同时的相互作用,根据丙或丁图判断电流方向相反时导线之间的相互作用;
(2)探究通电导线之间的相互作用力的大小与电流大小的关系,必须改变电流大小控制电流方向相同;
(3)判断每个角上两根导线上电流方向,然后根据它们之间的相互作用作出选择。
【解答】(1)①根据乙图可知, 当两根导线的电流方向相同时,两根导线相互吸引;
②根据丙或丁图可知, 当两根导线的电流方向相反时,两根导线相互排斥;
(2)
探究通电导线之间的相互作用力的大小与电流大小的关系,必须改变电流大小控制电流方向相同,因此应该分析丙和丁;
(3)闭合开关后,每个角上相邻的两根导线中电流方向相反,它们之间相互排斥,因此这个星形围成的面积会增大,故选B。
故答案为:(1)①吸引;②排斥;(2)丙丁;(3)B
30.(2019八下·乐清月考)为探究通电螺线管的磁性除了与是否带铁芯有关系之外,还跟哪些因素有关呢?
小明作了以下猜想:
①通电螺线管的磁场强度可能与电流大小有关;
②通电螺线管的磁场强度可能与 ▲ 有关;
小明设计了如右图所示的实验装置,请回答下列问题:
(1)请将猜测②的横线处补充完整 。
(2)小明在 A、B 两个铁钉的下方均匀地撒上铁屑,然后闭合开关观察到 A 吸引的铁屑要比B多,可以得出结论 。
(3)请设计一个实验检验另一个猜测 。
(4)像本实验这样将不易观察的磁场强弱通过观察比较吸引铁屑的数量来体现的方法称为转化法,下列实验中运用了相同方法的是
A.研究分子的特性时,用黄豆和米粒混合实验;
B.研究电流的特点时,通过类比较水流帮助理解;
C.研究电流的有无时,串联一个小灯泡。
【答案】(1)线圈匝数
(2))在电流相等且都有铁芯时,线圈匝数越多电磁铁的磁性越强
(3)将滑动变阻器移到阻值最右端,将铁屑均匀撒在 A 的下方,闭合开关观察铁屑吸引情 况,然后将滑片移逐渐向最左端移动,观察铁屑吸引情况
(4)C
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】(1)通电螺线管的磁性大小与两个因素有关:①电流大小;②线圈匝数;
(2)吸引的铁屑多说明磁性大,根据控制变量法进行描述即可;
(3)探究螺线管的磁性与电流大小的关系,必须控制线圈匝数相同改变电流,据此设计实验;
(4)将不易测量或观察到的现象转换为相关的明显的物理现象,这种方法叫转换法,分析各个选项中的物理方法即可。
【解答】(1)通电螺线管的磁性大小与两个因素有关:①电流大小;②线圈匝数,因此猜测②的横线处应该是线圈匝数;
(2)两个螺线管串联即电流相等,A吸引的铁屑多,说明A的磁性大,因此得到结论:在电流相等且都有铁芯时,线圈匝数越多电磁铁的磁性越强;
(3)探究螺线管的磁性与电流大小的关系,必须控制线圈匝数相同改变电流,实验步骤为:将滑动变阻器移到阻值最右端,将铁屑均匀撒在 A 的下方,闭合开关观察铁屑吸引情 况,然后将滑片移逐渐向最左端移动,观察铁屑吸引情况;
(4)A.研究分子的特性时,用黄豆和米粒混合实验,使用的是类比法,故A不合题意;
B.研究电流的特点时,通过类比较水流帮助理解,还是使用的的类比法,故B不合题意;
C.电流看不到摸不着,串联一个灯泡,利用灯泡是否发光反应电流的存在,故C符合题意。
故选C。
故答案为:(1)线圈匝数;(2)在电流相等且都有铁芯时,线圈匝数越多电磁铁的磁性越强;(3)同解析;(4)C
31.(2018八下·柯桥月考)磁感应强度表示磁场的强弱,用字母B表示,国际单位是特斯拉,符号是T。磁感应强度B越大,磁场越强。磁感线能形象、直观地描述磁场,磁感线越密,磁场越强。请据此知识回答下列问题:
(1)用某种材料制成的磁敏电阻,其阻值R随磁感应强度B变化的图像如图甲所示。由图像可知磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而 。图中的图像没过坐标原点是因为 。
(2)将该磁敏电阻接入图丙所示的电路中,电源电压保持不变,不改变滑动变阻器滑片的位置,仅将磁敏电阻由图乙所示的1位置移至2位置,则电流表的示数将 。
【答案】(1)增大;磁敏电阻没放入磁场前有电阻
(2)增大
【知识点】观察结果的记录与分析;磁场和磁感线
【解析】【分析】(1)从图像的横轴上找到两个点,例如0.4和0.6,然后通过虚线找到与图像的交点,最后在纵轴上找到对应的电阻,比较电阻的大小即可;磁敏电阻无论是否放在磁场中,电阻都不为0;
(2)乙图中,①处磁感线密集,磁场较强,②处磁感线稀疏,磁场较弱;根据(1)题中总结的磁敏电阻的变化规律判断电阻的变化,再根据欧姆定律判断电流表的示数变化。
【解答】(1)由甲图可知,当磁感强度为0.4T时电阻为200Ω,磁感强度为0.6T时电阻为300Ω,可见:磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而增大;图像没有通过坐标原点是因为磁敏电阻没放入磁场前有电阻。
(2)乙图中,①处磁场强,②处磁场弱;磁敏电阻从①处到②处磁场强度变小,它的电阻也变小;在电源电源和滑动变阻器阻值不变的情况下,电流肯定变大,电流表的示数将增大。
故答案为:(1)增大,磁敏电阻没放入磁场前有电阻;(2)增大
32. 在探究通电螺线管外部磁场的实验中,采用了如图1所示的实验装置.
(1)当闭合开关S后,小磁针 发生偏转(填“会”或“不会”),说明通电螺丝管与小磁针之间是通过 发生力的作用.
(2)用铁屑来做实验,得到了如图2所示的情形,它与 磁铁的磁场分布相似.为描述磁场而引入的磁感线 真实存在的.
(3)为了研究通电螺线管的磁极性质,老师与同学们一起对螺线管可能的电流方向和绕线方式进行了实验,得到了如图所示的四种情况.实验说明通电螺线管的磁极极性只与它的 有关,且这个关系可以用 判断.
(4)闭合开关S,通电螺线管周围的小磁针N极指向如图3所示,由图可知:在通电螺线管外部,磁感线是从 极发出,最后回到 极.
【答案】(1)会;磁场
(2)条形;不是
(3)电流方向;安培定则
(4)北;南
【知识点】通电螺线管的磁场
【解析】【解答】解:
(1)由图1,电源左端为正极,右端为负极,根据安培定则可以判断通电螺丝管右端为N极,左端为S极.根据异名磁极相吸引,由图可知小磁针会发生逆时针偏转;
通电螺线管和小磁针之间的作用是通过磁场发生的.
(2)由图2可知:通电螺丝管的外部磁场与条形磁铁的磁场相似;磁感线是为了能形象描述磁场而引入的,不是真实存在.
(3)四个图中的螺线管电路中甲和乙的绕线方式相同,电流方向不同,根据小磁针的指向情况知:甲的右端为S极,乙的右端为N极;
同理丙丁也是如此,所以实验说明螺线管的绕线方式相同时,极性只与它的电流方向有关;这个关系可以用安培定则来判断.
(4)由图3根据安培定则可知,通过螺线管的左端为S极,右端为N极,根据周围小磁针N极指向与该点磁感线方向一致可知:在通电螺线管外部,磁感线是从北极发出,最后回到南极.
故答案为:(1)会;磁场;(2)条形;不是;(3)电流方向;安培定则;(4)北;南.
【分析】(1)利用安培定则可判断通电螺丝管的极性,根据磁极间的相互作用的规律判断小磁针是否会发生偏转;
(2)通电螺丝管的外部磁场与条形磁铁的磁场相似;磁感线是假想的曲线,客观上不存在.
(3)通电螺线管的磁极极性与电流方向和绕线方向有关,可以用安培定则来判断他们之间的关系.
(4)小磁针在磁场中静止时北极指向与该点的磁感线方向一致,由此分析.
四、解答题
33.(2022八下·金华期中)超市的电动扶梯,有人乘时运行较快,无人乘时运行较慢。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,则由图甲可得出力敏电阻R0的阻值随所受压力的增大而 。(填“增大”或“减小”)
(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 24 伏,当电流达到 20mA 时电磁铁将衔铁吸下。现在要求一个质量为 40 千克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?(写出一种方法和理由)
【答案】(1)减少
(2)有人乘坐时,压力大,则力敏电阻的阻值小,根据欧姆定律可知,控制电路中的电流变大,电磁铁磁性增强,衔铁被吸下;工作电路中的电梯运行快,说明工作电路中的电流大,根据欧姆定律可知,电路中的电阻小,故应该只让电动机接入电路;
无人乘时,压力小,则力敏电阻的阻值大,根据欧姆定律可知,控制电路中的电流变小,电磁铁磁性减弱,衔铁被拉起;无人乘时运行较慢,说明工作电路中的电流小,根据欧姆定律可知,电路的总电阻大,则电动机和定值电阻串联,如图所示:
(3)小朋友对电梯的压力为:F=G=mg=40kg×10N/kg=400N;
由图甲可知,此时力敏电阻的阻值为:R0=600Ω;
衔铁被吸下的电流为:I=20mA=0.02A;
根据欧姆定律可知,控制电路的总电阻为:;
根据串联电路的电阻关系可知,滑动变阻器R1接入电路的阻值为:R1=R-R0=1200Ω-600Ω=600Ω;
(4)要求质量更小的人站上电梯就能使其较快运行,质量变小,重力变小,则对电梯的压力变小,根据图甲可知,此时力敏电阻的阻值变大,控制电路的总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,由于吸合电流不变,要使此时的电流达到吸合电流,则需要增大电路中的电路,故采取的方法是:①减小电路的总电阻,即滑动变阻器R1接的滑片向左移动;②增大电源电压;③增加电磁铁的线圈匝数,从而增大电磁铁的吸力。
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据图甲得出结论;
(2)根据压力的大小判定控制电路中电流的大小;有人乘坐时,电梯运行快,说明电路中的电流大;无人乘时运行较慢,说明电路中的电流小;根据串联电路的电阻关系分析电路的连接方式;
(3)根据小朋友的质量求出重力,重力与压力相同,根据压力大小得出力敏电阻的阻值;根据欧姆定律求出电路的总电阻,根据串联电路的电阻关系求出滑动变阻器的阻值;
(4)要求质量更小的人站上电梯就能使其较快运行,此时的压力变小,电路的总电阻变大,由于吸合电流不变,则需要增大电路中的电流,据此分析。【解答】(1)根据图像甲可知,当压力增大时,力敏电阻的阻值变小,即力敏电阻的阻值随压力的增大而减小;
34.(2022八下·浦江月考)小明乘电梯时,发现电梯超载会自动报警。于是喜好钻研的他对电梯的电路图进行了研究,并设计了以下探究实验,如图甲所示。电源电压恒定不变,R0为定值电阻。用杯中水量调节压敏电阻受到力的大小,压敏电阻的电流与受到压力大小的关系如图乙所示:
(1)图片中 R0的作用是 。
(2)分析图乙I﹣F图像可知:压敏电阻Rx受到的压力增大时,通过它的电流也增大,Rx的阻值 (选填“变大”“变小”或“不变”);当压力增大到一定程度时,触点K与 接触,电铃响,实现自动报警。
(3)某电梯超载报警的Rx﹣F图像如图丙所示,空载时电梯厢对Rx的压力F1等于电梯厢的重力,当压力F2=1×104N时,电梯报警,则此电梯限载 人。(设每人质量约为50kg)
【答案】(1)保护电路
(2)变小;B
(3)11
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据图乙可知,当压敏电阻受到的压力增大时,通过控制电路的电流会增大。如果电流太大,那么会烧毁电源和用电器,而将定值电阻R0串联在其中,可以保证通过电流不会太大。
(2)根据“电流与电阻的反比关系”分析Rx的阻值变化。根据图甲确定衔铁的运动方向,从而确定触点的接触情况。
(3)根据图丙,确定能够承载的人的总重力,然后再除以人的体重得到电梯限载的人数。
【解答】(1)图片中 R0的作用是保护电路。
(2)分析图乙I﹣F图像可知:压敏电阻Rx受到的压力增大时,通过它的电流也增大,根据“电流与电阻的反比关系”可知,此时的总电阻变小,即压敏电阻Rx的阻值变小。
当压力增大到一定程度时,电磁铁的磁场增大到一定程度时,衔铁被吸下来,触点K与B接触,电铃响,实现自动报警。
(3)根据图丙可知,当电梯空载时,电梯的重力等于此时压敏电阻受到的压力,即G=4000N。
当电梯满载时,压敏电阻受到的压力等于电梯和人的总重力,即G总=1×104N。
那么电梯报警时,承载的人数为:;
那么电梯限载的人数比12少一个,即为11人。
35.(2021八上·温州期中)如图甲是小明制作的防盗报警装置示意图,其中工作电路电源电压U1=6伏,指示灯L的正常工作时两端电压为UL=2.5伏,定值电阻R0=350欧;控制电路电源电压U2=1.5伏,磁敏电阻Rx的阻值随其所处位置磁场强度的变化关系如图乙所示,当窗户分别处在轨道A、B、C处时,磁敏电阻Rx所处位置的磁场强度分别为a、b、c,闭合开关S1和S2后,当窗户关闭时,指示灯亮,蜂鸣器不工作;当窗户打开一定程度时,指示灯熄灭,蜂鸣器发出警报声.
(1)将窗户移至A点时,窗户关闭,闭合开关S1,指示灯L正常工作,求此时通过指示灯L的电流.(写出计算过程)
(2)已知电磁铁线圈中的电流达到3毫安时,电磁铁的衔铁刚好被吸下。当窗户移至轨道C点位置时,蜂鸣器恰好开始报警.求此时接入滑动变阻器Rp的阻值。(写出计算过程,电磁铁线圈电阻忽略不计)
(3)要使窗户移至轨道B点位置时,蜂鸣器才开始报警,则如何调整电路,并说明理由。
【答案】(1)闭合开关S1,灯泡和R0串联,灯泡正常发光,其两端的电压为UL=2.5V,R0两端的电压U0=U1﹣UL=6V﹣2.5V=3.5V,
电路中的电流I= = =0.01A
(2)当窗户移至轨道C点位置时,蜂鸣器恰好开始报警,控制电路中的总电阻R= = =500Ω,
此时滑动变阻器接入电路的阻值R滑=R﹣R磁B=500Ω﹣300Ω=200Ω
(3)要使窗户移至轨道B点位置时,蜂鸣器才开始报警, 应该 减小滑动变阻器的阻值或增大U2 。
因为电磁铁吸引电流不变,,从C到B,R变大,所以U不变时,减小R变。或R变不变时增大U。
【知识点】电路的动态分析;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)工作电路中灯泡和Ro串联,灯泡正常发光,根据串联电路的分压特点求出Ro两端的电压,根据欧姆定律求出电流,再根据P=UI求出灯泡的额定功率;
(2)由图像读出窗户移至B点和C点时,磁敏电阻的电阻值,根据欧姆定律列出等式,解出滑动变阻器的最大阻值,再判断是否能通过调节滑动变阻器的阻值来实现报警.
36.(2021八下·柯桥期末)近几年柯桥区进行老小区改造,不少多层楼房安装了电梯。出于安全考虑,电梯都设置超载自动报警系统,其工作原理如图甲所示,电路由工作电路和控制电路组成。在工作电路中,当电梯没有超载时,触点K与触点A接触,闭合开关S,电动机正常工作;当电梯超载时,触点K与触点B接触,电铃发出报警铃声,闭合开关s,电动机不工作。在控制电路中,已知电源电压U=6V,保护电阻R1=100Ω,电阻式压力传感器(压敏电阻) R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示,电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
(1)控制电路电磁铁上端为 极(选填“N”或“S”),当人进入电梯后,压敏电阻R2受到的压力F将增大,其阻值 (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
(2)若电磁铁线圈电流达到15mA时,衔铁刚好被吸住,电铃发出警报声。请你设定该电梯最多乘坐几人?(以每人50kg计算,且g取10N/kg)
【答案】(1)N;减小
(2)R总= = =400Ω
R2=R总-R1=400Ω-100Ω=300Ω
由图乙得F=8000N
G总=F总=8000N
G人=50Kg×10N/Kg=500N
n= =16人
16-1=15人
【知识点】欧姆定律及其应用;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极性。根据乙图确定压敏电阻R2的阻值随压力的变化规律。
(2)首先根据 计算出电流达到15mA时的总电阻,再根据 R2=R总-R1=计算出压敏电阻R2的阻值,接下来根据乙图确定此时压敏电阻受到的压力,再根据 G总=F总 计算出乘坐电梯的人的总重力,最后根据 计算出可以乘坐的最多人数。
【解答】(1)电磁铁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,则电磁铁的上端为N极。根据乙图可知,当人进入电梯后,压敏电阻R2受到的压力F将增大,其阻值减小。
37.(2020八下·镇海期末)图甲为热敏电阻的R—t图像,图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的恒温箱的简单温控电路。继电器线圈的电阻为150欧。当线圈中电流大于或等于20毫安时,继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电压为6伏,图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。
(1)恒温箱的加热器应接在 端。(填“AB”或“CD”)
(2)由图知,t=100℃时,热敏电阻的阻值为50欧。若恒温箱内的温度达到100℃时,通过计算分析恒温箱加热器是否处于工作状态?
(3)为了使恒温箱内的最高温度控制在100℃,应在原控制电路中串联一个多大的电阻?
【答案】(1)AB
(2)解:由图可知,100℃时,R=50Ω
控制电路电流 =30mA>20mA
∴恒温箱加热器不是处于工作状态。
(3)解:电流I1=20mA=0.02A
控制电路总电阻R1=U/I1=6V/0.02A=300Ω
串联接入电阻 R2=300Ω-150Ω-50Ω=100Ω
答:应串联一个100Ω的电阻。
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)当电流没有达到20mA时,确定电磁铁磁场的强弱,判断衔铁所在的位置,它接通哪个电路,加热器就接在哪个电路中;
(2)根据公式计算出此时通过控制电路的电流,然后与20mA比较,判断衔铁所在的位置,进而确定恒温箱的工作状态;
(3)首先根据计算出100℃时的总电阻,然后根据计算应该串联的阻值大小。
【解答】(1)当电流没有达到20mA时,电磁铁的磁场偏弱,不能将衔铁吸下来,因此衔铁在上面接通AB所在的电路,那么恒温箱的加热器应该接在AB端;
(2)由图可知,100℃时,热敏电阻R=50Ω;
控制电路电流 ;
因此恒温箱加热器不是处于工作状态。
(3)此时控制电路的电流I1=20mA=0.02A;
控制电路总电阻;
串联接入电阻 。
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