名称 | 2021-2022两年科学中考真题分类汇编10:电磁学(按年份分练) | ![]() | |
格式 | doc | ||
文件大小 | 3.5MB | ||
资源类型 | 试卷 | ||
版本资源 | 通用版 | ||
科目 | 科学 | ||
更新时间 | 2022-07-12 10:50:12 |
则前者为低档,后者为高档。
17. (1)解:t= = 9×105秒
t总= =1×107秒
s=vt总=0.2米/秒×1×105秒=2×105米=2000千米
答:充电一次总共航行路程2000千米。(其它合理解法也可)
(2)解:该滑翔机处于悬浮状态时,F浮=G物= 515牛
由F浮=ρ液gV排 , 得V排= =0.05米3
所以V油= 0.05米3-0.0495米3=5×10-4米3
答:该滑翔机在600米深度悬浮时,外油囊中油体积为5×10-4米3(其它合理解法也可)
解析:(1)根据公式计算出滑翔机耗电的时间,再根据计算出滑翔机飞行的总时间,最后根据s=vt总计算出一次的飞行总路程。
(2)根据浮沉条件计算出滑翔机悬浮时受到的浮力,再根据丙图确定600m深处时海水的密度,接下来根据阿基米德原理 计算出此时滑翔机排开海水的总体积,最后根据V油=V排-V排'计算外油囊中油的体积。
18. (1)C
(2)W= =6×104J
(3)当恒温箱的温度达到最高时,衔铁被吸下,即此时控制电路的电流I=0.04A,故恒温箱内温度达到最高值瞬间R=U2/I=3V/0.04A=75Ω,由乙图可知恒温箱内的最高温度为100℃;
当电磁铁衔铁被吸合时,R1与R2并联。当恒温箱温度最低时,控制电路的电流
I'=0.03A。
I2=U2/R2=3V/3000=0.01A,
IR=I'-I2=0.03A-0.01A=0.02A,
R'=U2/IR=3V/0.02A=150Ω,
由乙图可知恒温箱内的最低温度为90℃。
故恒温箱内的温度变化范围为90℃-100℃。
解析:(1)闭合开关S1和S2 , 恒温箱开始工作,那么上面的电阻R1所在的电路必须接通,即此时衔铁的动触点A与静触点C相接触。
(2)根据公式 计算出电热丝R1消耗的电能;
(3)当恒温箱的温度达到最高时,衔铁被吸下的瞬间,即此时控制电路的电流I=0.04A,只有热敏电阻R,根据公式计算出此时它的电阻,根据图乙确定此时的最高温度;
电磁铁衔铁被吸合时,R1与R2并联,此时恒温箱温度最低时,控制电路的电流I'=0.03A。首先根据计算出通过R2的电流,再根据 IR=I'-I2 计算出通过热敏电阻的电流,最后根据计算出热敏电阻的阻值,根据图像确定恒温箱的最低温度。
19. (1)
(2)通过小灯泡的电流随电压的增大而增大,但增加相同的电压,电流的增加值越来越 小。
(3)解:U滑=IR滑=0.12A×20Ω=2.4V
U灯=U-U滑=3V-2.4V=0.6V
(4)滑动变阻器的电功率
解析:(1)根据图甲确定电路的串并联关系,主要电表的量程和接线柱的选择,还要注意变阻器接线“一上一下”。
(2)根据丙图中a图像的形状,分析通过灯泡电流与电压的关系;
(3)当变阻器的阻值最大时,通过灯泡的电流最小。首先根据U滑=IR滑计算出变阻器两端的电压,再根据U灯=U-U滑计算出电压表的示数。
(4)根据P=UI分析即可。
(1)根据甲图可知,除了电压表与灯泡并联外,其它的都是串联。
①电压表的“-”接线柱已经与灯泡左端相连,只需将“3”接线柱与灯泡右端接线柱相连即可;
②变阻器与开关串联,只需将它右下角的接线柱与开关右端的接线柱相连即可,如下图所示:
(2)根据图丙可知,图像a总体是上升的,但是上升的速度越来越慢,则得到结论:通过小灯泡的电流随电压的增大而增大,但增加相同的电压,电流的增加值越来越小。
(3)变阻器两端的电压:U滑=IR滑=0.12A×20Ω=2.4V;
灯泡两端的电压:U灯=U-U滑=3V-2.4V=0.6V。
(4)根据图丙可知,图像a上某点的横坐标就是灯泡的电压,则长方形阴影的宽就是电源电压与灯泡电压之差,根据U总=U+U变可知,长方形阴影的宽就是变阻器的电压。长方形阴影的长就是图像a上某点的纵坐标,也就是通过变阻器的电流。根据P=UI结合长方形的面积公式s=长×宽可知,阴影部分的面积表示滑动变阻器的电功率。
20. (1)S
(2)B
(3)0.075kg~03kg;BC
解析:(1)首先根据安培定则判断电磁铁上端的极性,再根据磁极之间的相互作用规律确定永磁体下端的极性。
(2)放上物体后,弹簧受到的压力增大,要保持指针的位置不动,就要增大永磁体受到的排斥力,据此分析通过电磁铁的电流的大小变化,判断电路的电阻变化,最终确定滑片的移动方向。
(3)①根据电流表的量程确定通过电路的最大电流值,然后带入公式m=kI计算出电子秤的最大称量值;根据计算出通过电路的最小电流,再根据m=kI计算出电子秤的最小称量值,从而确定测量范围。
②对各个选项进行分析,确定电子秤称量范围的变化即可。
(1) 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,则电磁铁的下端为N极,上端为S极。根据两者产生的是斥力可知,永磁体下端是S,上端是N。
(2)放置物体后,秤盘要下降,要使得仍然指在a位置、需要有更大的斥力才能维持,即电磁铁需要更大的磁性才可以,所以电流值需要增大,滑变的阻值需要减小。所以P要向B端滑动。
(3)①电流表的量程为0~0.6A,则通过电路的最大电流为0.6A,代入公式m=k得到:m=0.5kg/A×0.6A=0.3kg,即电子秤的最大称量范围为mmax=0.3kg。
电流表最小读数为滑变整个接入时的电流,
此时电流 ,
代入公式得:mmin=0.5kg/A×0.15A=0.075kg。
所以称量范围是0.075kg~0.3kg。
②A.增大电源电压,通过通过电流表的电流会增大,即放上相同质量的物体时,原来没有达到量程,现在可能达到或超过量程,因此电子秤的量程变小,故A不合题意;
B.换用"100Ω;1A”的滑动变阻器,电阻变大,电流变小,即方向相同质量的物体时,原来恰好达到量程,现在却小于量程了,因此电子秤的量程变大,故B符合题意;
C.电流表的量程换用“0~3安”,量程比原来变大,那么电子秤的量程肯定变大,故C符合题意。
故选BC。
21. (1)改变力的方向
(2)设物体重为G,动力臂L1=1.25m,阻力为吊装机总重,F2=1500N,阻力臂L2=1.5-1.25=0.25m。
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到:GL1=F2L2 ,
G×1.25m=1500×0.25m,
解得:G=300N。
(3)F
(4)电机工作产生的机械能全部用来使拾升物体,
所以W物=G物h=ηW电;
G物h=ηPt;
G物×3m=75%×1200W×10s;
代入数据即可解得:G物=3000N。
解析:(1)根据定滑轮的特点解答;
(2)当所挂物体较重时,吊装机会向左绕B(C)点倾斜,此时可以把整个吊装机看做一根杠杆。B(C)点为支点,动力为所吊物体重,根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算即可。
(3)配重对杠杆施加阻力,且阻力和阻力臂的乘积越大,防翻效果越好,据此分析判断;
(4)根据W=ηPt计算出计算出电动机转化成的机械能,再根据W=Gh计算机械能,二者的大小相等,据此列出方程计算即可。
(1)吊装机工作时,顶端定滑轮的作用是改变力的方向。
(2)设物体重为G,动力臂L1=1.25m,阻力为吊装机总重,F2=1500N,阻力臂L2=1.5-1.25=0.25m。
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到:GL1=F2L2 ,
G×1.25m=1500×0.25m,
解得:G=300N。
(3)根据杠杆的平衡条件可知,所加配置为阻力,当阻力臂越大的时候,吊装机越不容易倾倒,故选F;
(4)电机工作产生的机械能全部用来使拾升物体,
所以W物=G物h=ηW电;
G物h=ηPt;
G物×3m=75%×1200W×10s;
代入数据即可解得:G物=3000N。
22. (1)解:灯泡L正常发光时,通过的电流I= =0.4A
答:灯泡L正常发光时,通过灯泡L的电流大小为0.4A。
(2)0
(3)解:本题的电路可以用下图表示:
根据题意,可得四种电路连接情况:
①图甲中,当PB= OB时,R变1= Rb , 电路中的电流I1=0.36A
②图甲中,当PB= OB时,R变2= Rb , 灯L正常发光,电路中的电流l2= 0.4A
③图乙中,当PO= OC时,R变3= Rc,灯L两端电压UL3=4.8V
④图乙中,当PO= OC时,R变4= Rc,灯L两端电压UL4=6.0V,灯L正常发光)
由于②和④时,L都正常发光,即②和④电路是等效的
所以R变2=R变4 , 即 Rb= Rc ,2Rb=Rc
因为U=U变+UL=I变R变+UL
所以由④得:U=I2R变4+UL4=0.4A× Rc+6.0V----(1)式
①中R变1= Rb= Rc , 与R变3= Rc等大,即①和③电路是等效的
因为U=U变+UL=I变R变+UL
所以由③得:U=I3R变3+UL3=0.36A× Rc+4.8V-----(2)式
由(1)式和(2)式可解得:Rc=60Ω U=12V
答:金属丝OC的电阻Rc的大小为60Ω,电源电压为12V
解析:(1)已知灯泡的额定电压和额定功率,根据计算通过灯泡的电流。
(2)根据甲图可知,当滑片移动时,灯泡亮度不变,即通过电路的电流不变,也就是电路的总电阻不变。OP段的长度发生改变但阻值不变,则金属丝OA的阻值为零。
(3)将题干描述的4中情况罗列出来,首先根据灯泡正常发光确定Rb和Rc的数量关系,然后将这两种情况合并在一起。然后根据Rb和Rc的数量关系分析另外两种情况,确定它们是等效的,可以合并为一种情况。接下来根据公式U=U变+UL=I变R变+UL列出两个方程,联立计算得到金属丝OC的阻值和电源电压的数值。
23. (1)
(2)解:m=ρV=1.0×103kg/m3×1×10-3 m3=1kg
Q吸= cm(t-to)= 4.2×103J/(kg℃) × 1kg×(100℃-20℃) =3.36× 105J
∵W=Pt=Q ∴
∵P= ∴
答:选择的加热电阻阻值最大为60.5Ω
(3)在加热的支路上增加温度控制开关(合理即可)
解析:(1)根据功率的公式可知,在电压相同时,只有使总电阻变小,才能使总功率变大,据此分析解答。
(2)根据密度公式m=ρV计算出水的质量,根据公式Q吸= cm(t-t0)计算出水吸收的热量,再根据公式计算出加热电阻的功率,最后根据 计算出加热电阻的阻值。
(3)如果人大意了没有按时关闭电源,那么加热时间过长,可能会发生火灾,因此可以在电路上安装温控开关,让其到达温度后自动断开,这样会更安全。
(1)根据功率的公式可知,在电压相同时,只有使总电阻变小,才能使总功率变大。
方案一:将两个电阻串联,开关与其中一个电阻并联。当这个开关闭合后,短路电阻,这时总电阻变小,总功率增大,符合要求;
方案二:将两个电阻并联,一个开关与其中一个电阻串联。闭合这个开关后,总电阻变小,总功率增大,符合要求,如下图所示:
24. (1)内(或热)
(2)C
(3)解;P=20W=0.02kW
t=W/P=1kW·h/0.02kW=50h
(4)解:解:低温档时,R1和R2是串联的
R总=U2/P低=(220V)2/20W=2420Ω
R1=R总-R2=2420Ω-1210Ω=1210Ω
中温档时,电路中只有电阻R2工作
P中=U2/R1= (220V)2/1210Ω=40W
解析:(1)根据能量转化的知识解答;
(2)根据乙图确定电流的路径,从而确定电阻的串并联关系即可;
(3)根据公式计算出低温档工作的时间;
(4)低温档时,R1和R2是串联的,此时电阻最大,功率最小。首先根据计算出总电阻,再根据 R1=R总-R2 计算出R1的阻值。
中温档时,电路只有R1工作,根据公式计算出此时的电功率即可。
(1)座圈加热时,把电能转化为内(或热)能;
(2) 当开关S1闭合、S2接a时, 如下图所示,两个电阻为并联,则该座圈的电路相当于C。
四、实验探究题
25. (1)
(2)2.30;B
解析:(1)根据甲图确定电路的串并联关系,注意电表的量程和接线柱的选择,以及变阻器接线“一上一下”。
(2)根据丙图确定电压表的量程和分度值,然后读出电压表的示数。将电压表的示数与额定电压2.5V比较,确定电压表的示数增大还是减小,然后根据U=IR确定电流表的示数变化,再根据“电流与电阻的反比关系”确定变阻器的阻值变化,最终确定滑片的移动方向。
(1)根据甲图可知,除了电压表与灯泡并联外,其它的都是串联。因为2.5V<3V,所以电压表选择0~3V的量程,它的“3”接线柱已经与灯泡右端相连,只需将“-”接线柱与灯泡左端相连即可,如下图所示:
(2)根据丙图可知,电压表量程0~3V,分度值为0.1V,示数为2.3V。因为2.3V<2.5V,所以电压表的示数要增大,根据U=IR可知,电流表的示数要增大,而变阻器的阻值要减小,则:调节滑动变阻器的滑片向B端移动,直至小灯泡正常发光。
26. (1)左
(2)B
(3)0.3
(4)滑动变阻器的电功率
解析:(1)根据表格确定电流的大小变化,再根据“电流与电阻的反比关系”确定变阻器的阻值变化,最终确定滑片的移动方向。
(2)将表格中第1、3组数据比较,确定定值电阻的电功率与电流的变化关系。
(3)首先根据U2=U总-U1计算变阻器两端的电压,再根据P2=U2I2计算变阻器的功率;
(4)根据P总=P1+P2分析。
(1)根据表格可知,从第3次到第4次时,电流从0.2A到0.25A,此时电流变大,那么变阻器的阻值变小,则滑片P向左移动到适当位置。
(2)比较第1和3组数据可知,电流增大到原来的:0.2A÷0.1A=2倍,而定值电阻的电功率增大到原来的:0.4W÷0.1W=4=22倍,因此定值电阻的电功率与电流的平方成正比,故选B。
(3)当定值电阻两端的电压为1.0V时,
变阻器两端的电压U2=U总-U1=4V-1V=3V;
此时变阻器的电功率为:P2=U2I2=3V×0.1A=0.3W;
(4)A点的横坐标代表总功率,A'点的横坐标代表R1的电功率,根据P总=P1+P2可知,AA'就是滑动变阻器的电功率。
27. (1)滑动变阻器滑片没有处在阻值最大处
(2)小灯泡断路
(3)1.05
(4)偏大
解析:(1)在闭合开关前,为了防止电流过大烧毁电表或用电器,通常将变阻器的阻值调到最大;
(2)在测量灯泡功率的实验中,如果灯泡断路,那么电压表串联在电路中。因为它的内阻很大,所以通过电流表的电流几乎为零;因为串联电路中电压与电阻成正比,所以它的电压几乎等于电源电压。
(3)根据图乙确定灯泡的额定电流,再根据公式P=UI计算灯泡的额定功率;
(4)首先根据并联电路的电流特点分析电流表的示数变化,再根据P=UI分析灯泡功率的变化。
(1)根据图甲可知,变阻器的滑片在最左端时电阻最大,则小敏的操作错误为:滑动变阻器滑片没有处在阻值最大处。
(2)闭合开关后,无论怎样调节滑动变阻器, 小敏发现小灯泡始终不发光,电压表示数接近于3V保持不变,电流表示数始终为零,则故障原因可能是小灯泡断路。
(3)根据图乙可知,电流表量程为0~0.6A,分度值为0.02A,则灯泡的额定电流为0.42A,灯泡的额定功率为:P=UI=2.5V×0.42A=1.05W。
(4)电压表与灯泡并联,根据I总=I灯+I表可知,测得的灯泡的额定电流偏大,根据P=UI可知,测出的额定功率比实际值偏大。
五、综合说理题
28. 示例:爷爷和奶奶的说法都正确,只是角度不同,爷爷说的“没电”是指插头处电路断开,没有构成回路,所以没有电流;奶奶认为的“有电”是指有电压,当用手触摸插头,可能导致火线一人体一大地构成回路,从而触电。
插头烧焦可能是插头处短路、线路老化、电流过大等原因导致发热过多引起烧焦。
安全用电建议:将插头插入插座时,手不要接触金属插脚;防止电线的绝缘层老化或破损;不要用湿的手触摸电器、插座和开关;用电器使用后要及时拔下插头;定期检查用电器线路等。
示例:插头烧焦可能是插头处短路、线路老化、电流过大等原因导致发热过多引起烧焦。
安全用电建议:将插头插入插座时,手不要接触金属插脚;不要用湿的手触摸电器、插座和开关;用电器使用后要及时拔下插头;定期检查用电器线路等。
示例:插头烧焦可能是插头处短路、线路老化、电流过大等原因导致发热过多引起烧焦。
或安全用电建议:将插头插入插座时,手不要接触金属插脚;不要用湿的手触摸电器、插座和开关等。
示例:插头烧焦,要安全用电。
解析:插头烧焦肯定是这个位置产生了太多的热量,可从短路、老化和电流过大等角度对其进行解释。然后根据自己对安全用电的常识提出安全用电的建议。
①示例:爷爷和奶奶的说法都正确,只是角度不同,爷爷说的“没电”是指插头处电路断开,没有构成回路,所以没有电流;奶奶认为的“有电”是指有电压,当用手触摸插头,可能导致火线一人体一大地构成回路,从而触电。
插头烧焦可能是插头处短路、线路老化、电流过大等原因导致发热过多引起烧焦。
安全用电建议:将插头插入插座时,手不要接触金属插脚;防止电线的绝缘层老化或破损;不要用湿的手触摸电器、插座和开关;用电器使用后要及时拔下插头;定期检查用电器线路等。
②示例:插头烧焦可能是插头处短路、线路老化、电流过大等原因导致发热过多引起烧焦。
安全用电建议:将插头插入插座时,手不要接触金属插脚;不要用湿的手触摸电器、插座和开关;用电器使用后要及时拔下插头;定期检查用电器线路等。
③示例:插头烧焦可能是插头处短路、线路老化、电流过大等原因导致发热过多引起烧焦。
安全用电建议:将插头插入插座时,手不要接触金属插脚;不要用湿的手触摸电器、插座和开关等。
2022年科学中考真题分类汇编10:电磁学
一、单选题
1.如图所示,粗糙的水平桌面上有两块相同的条形磁体甲和乙,它们之间有相互作用力且保持静止。对图示甲、乙两块条形磁体受到摩擦力的方向分析正确的是( )
A.甲一定水平向左,乙一定水平向右
B.甲水平向右,乙无法确定
C.甲水平向左,乙无法确定
D.甲、乙均无法确定
2.如图是小明家家庭电路的一部分。下列叙述中,错误的是( )
A.开关与灯泡串联
B.灯泡与插座串联
C.当开关S断开时,用测电笔分别测试电路中a、b、c、d四处,能使氛管发光的是d处
D.该插座能将用电器的金属外壳与大地相连
3.如图所示为课本中的一个实验:“把一段通电导线弯成圆环,形成环形电流,让圆环导线穿过一块与圆环平面垂直的平板。利用铁粉观察它周围的磁场分布。”如果导线内电流方向如箭头所示,当置于平板上A点的磁针(黑色端为N极)静止时,下列图中磁针指向正确的是( )
A. B.
C. D.
4.如图是某同学发明的“铁皮自动分开装置”。将强磁铁靠近一叠铁皮,被磁化后的铁皮会自动分开。铁皮分开的原因是( )
A.同名磁极相互吸引 B.异名磁极相互吸引
C.同名磁极相互排斥 D.异名磁极相互排斥
5.如图,小敏用条形磁铁使铁钉竖直静止在空中,细线紧绷且质量不计。下列说法正确的是( )
A.铁钉上端被磁化成N极
B.铁钉受到的磁力与自身重力大小相等
C.桌面对石头的支持力和石头的重力是一对平衡力
D.细线对石头的拉力和石头对细线的拉力是一对相互作用力
6.司南是我国早期的指南针。小科将条形磁体置于塑料勺内,在勺下垫泡沫,一起置于装水的纸盘中,漂浮在水面上,能自由转动,从而得到一个仿制“司南”(如图所示)。下列说法正确的是( )
A.“司南”静止时勺柄指南,标为N极
B.“司南”能指南北是受地磁场的作用
C.“司南”的纸盘换成铁盘后也能正常使用
D.“司南”勺柄的指向与勺内磁体的磁极方向无关
7.科学研究中。人们通过一定的科学方法,建立一个适当的模型来代替和反映客观对象,并通过的这个级型来揭示客观对象的形态、特征和本质。下列分析正确的是( )
A.①揭示单侧光对生长素分布的影响,向光侧生长素多,生长快
B.②用磁感线描述条形磁体周围的磁场分布,越密表示磁场越弱
C.③是原子结构模型,中央是原子核,核外是绕核高速运动的电子
D.④描述地球绕日公转,地轴始终是倾斜状态,箭头表示公转方向
8.按如图电路进行实验,每次总观察到电磁铁A吸引大头针的数目比电磁铁B多。此现象说明影响电磁铁磁性强弱的一个因素是( )
A.电流大小 B.线圈匝数 C.电流方向 D.电磁铁极性
二、填空题
9.铝箔轻巧,导电性好,能做许多科学实验。
实验1:“铝箔小火箭”
将铝箔卷成简状,上端封闭并装人一截火柴头,下端开口并装上尾翼,制成小火箭。将小火箭套在发射架上,加热其上端,如图甲所示。稍后小火箭就会射到空中。
(1)小火箭与发射架不能套得太紧,否则会因 力太大,难以起飞。
(2)火柴头燃尽后,空中的小火箭还能继续上升,这是因为小火箭具有 。
(3)实验2:“铝箔秋千”
折一个U形铝箔框,其两端通过回形针与干电池两端相连,置于磁铁上方,如图乙所示。通电时,铝箔框就会朝一个方向摆动。
通电摆动时,电能转化为 能和内能。
(4)若要改变铝箔框通电时的摆动方向,请写出一种方法: 。
10.如图是手机无线充电的原理简化图。当充电器线圈接通电源之后,该线圈就会产生一个磁场,当手机放在充电器上的时候,手机中的线圈就会产生感应电流,实现无线充电。
(1)手机线圈中产生电流是利用 现象。
(2)当充电器线圈中某一时刻的电流方向如图所示,则图中B点的磁场方向是 (选填“向上”或“向下”)。
(3)与传统方式相比,请你对这种充电方式进行评价: 。
11.1820年,丹麦物理学家奥斯特通过实验首次证实电和磁之间的联系。小舟用图甲所示装置来模仿该实验。
(1)实验中得到通电直导线周围存在磁场的结论,那么他观察到的现象是 。
(2)早先电话听简的结构如图乙所示,当变化的电流通过线圈时,电磁铁的 强弱发生变化,对薄铁片产生变化的吸引力,从而使薄铁片振动不同而发出不同的声音,这样就可以听到对方的讲话了。
三、实验探究题
12.学习了“电生磁”的知识后,小柯在家里进行实验探究。实验器材主要有:全新干电池若干节、铁钉3枚、大头针若干、长导线1根。
实验过程:
①用细线把3枚铁钉捆绑在一起,再用长导线缠绕铁钉6圈,连接在1节全新干电池两端(如右图所示),制成简易的电磁铁。用电磁铁尖端去靠近大头针,观察吸引大头针的数目(通电时间不超过10秒钟,下同)。
②将电磁铁连接在2节串联的全新干电池两端,重复实验。
③将电磁铁连接在3节串联的全新干电池两端,重复实验。
④增加电磁铁的线圈匝数至9匝,连接在1节全新干电池两端,重复实验。
⑤增加电磁铁的线圈匝数至12匝,连接在1节全新干电池两端,重复实验。
(1)1节全新干电池的电压是 伏。
(2)小柯的实验想要探究的问题是:
(3)本实验用电磁铁吸引大头针的数目来比较电磁铁的磁性强弱,此科学方法属于 (选填“类比法”或“转换法”)。
(4)请帮助小柯设计用于记录实验数据的表格。
四、解答题
13.图甲是一种太阳能“摆叶花",其摆动原理如图乙所示。塑料摆叶AOB是硬质整体,由摆杆OB和叶瓣OA组成,可视为绕固定点O自由转动的杠杆。
(1)图乙为断电静止时的状态,叶瓣OA重0.04牛,C是其重力作用点。摆杆OB质量不计,B端固定着一块小磁铁,C、O、D在同一水平线上。求磁铁受到的重力是多少牛?
(2)线圈E有电流时,推动磁铁向左上方运动,则线圈E上端的磁极是 极。
(3)线圈E推动磁铁向左上方运动,使摆叶AOB顺时针小幅摆动后,立即断电,摆叶AOB会自动逆时针摆回来。请利用杠杆知识对上述现象作出分析。
14.我国现在倡导绿色、环保、低碳的生产和生活方式。湖州长兴弁山风力发电场是浙江省首个低风速区域风电项目,已并网发电,一年可发电约5000万千瓦时。
(1)下列装置可以演示风力发电机原理的是 (选填“A”或“B”)。
(2)已知火力发电时,发1度电需煤400克,弁山风力发电场的投入使用,每年可节省煤约多少吨?
(3)现代人居家装修普遍采用无主灯风格,如图所示。小明家今年装修新房,家庭电路中总共安装了20只规格为“220V 10W”的灯泡,若这20只灯泡全部正常工作(其他用电器不工作),求家庭电路中的总电流。
15.寒冷的冬天,人们经常会使用油汀取暖器。如图为小舟家油汀取吸器的工作原理示意图,R1和R2为发热体,其部分参数如表所示,试回答问题:
产品类型 油汀取暖器
额定电压 220V
发热体R1规格 48.4Ω
发热体R2规格 96.8Ω
操作档位 三档
(1)取暖器的工作原理:导热油是一种易导热但不易 的液体,接通电路,发热体放热,导热油吸热,温度升高, 变小,在油管内上升,同时向周围的空气散热,到达顶端后从边上管道下降到油箱重新加热。
(2)取暖器有高、中、低三档,小舟选择中档在房间内取暖。使用一段时间后发现一个规律:取暖器工作85分钟后,温控开关断开停止加热,5分钟后温控开关又自动闭合,取暖器再次工作,如此循环,维持室温的基本恒定。则选择中档使用时,取暖器每小时消耗多少电能
(3)某次使用时,取暖器突然不工作了,于是小舟和父亲一起寻找故障,接入电源,闭合所有开关,用测电笔检测a~i各处,发现只有a、b两处测电笔的氖管能发光,根据此现象,可以推测取暖器发生的故障是 。
答案解析部分
1.D
解析:根据二力平衡的知识分析判断。
甲和乙都在水平桌面上保持静止状态,则它受到的摩擦力与受到的磁力相互平衡,即二者大小相等方向相反。由于不清楚甲和乙的磁极方向,因此它们之间可能为引力,也可能为斥力,无法确定受到磁力的方向,自然无法判断它们受到摩擦力的方向。
故选D。
2.B
解析:根据家庭电路连接的知识分析判断。
A.根据图片可知,开关与灯泡串联,故A正确不合题意;
B.根据图片可知,灯泡与插座并排连接在火线和零线之间,二者为并联,故B错误符合题意;
C.当开关S断开时,只有d处与火线连通,因此只有d处能够使测电笔的氖管发光,故C正确不合题意;
D.根据图片可知,三孔插座的中间孔与大地相连,能将用电器的金属外壳与大地相连,故D正确不合题意。
故选B。
3.A
解析:首先根据安培定则判断通电螺线管的极性,再根据磁场方向的定义确定小磁针的指向。
根据图片可知,线圈上电流方向向左。右手握住线圈,弯曲的四指指尖向左,此时大拇指指向纸外,则向外的一端为磁场的N极,向内的一端为磁场的S极。在磁体内部,磁感线从S极指向N极,而小磁针的N极指向就是磁场方向,因此小磁针的N极应该朝向纸外。
故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
4.C
解析:根据磁极之间的相互作用规律分析。
强磁铁靠近铁皮时,铁皮会被磁化成一个新的磁体。根据磁极之间的相互作用规律可知,铁皮分开的原因是同名磁极相互排斥,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
5.D
解析:(1)根据磁极之间的相互作用规律判断;
(2)对铁钉进行受力分析;
(3)根据平衡力的条件判断;
(4)根据相互作用力的条件判断。
A.根据“异名磁极相互吸引”可知,铁钉的上端被磁化为S极,故A错误;
B.铁钉受到向上的磁力、向下的重力和细线的拉力,根据二力平衡的知识得到:F磁=F拉+G,故B错误;
C.桌面对石头的支持力等于石头的重力与细线的拉力的差,即二者大小不等,肯定不是平衡力,故C错误;
D.细线对石头的拉力和石头对细线的拉力,二者大小相等、方向相反、作用在同一直线和同一物体上,是一对相互作用力,故D正确。
故选D。
6.B
解析:根据对磁场、磁极和地磁场的认识分析判断。
A.“司南”静止时勺柄指南,标为S极,故A错误;
B.“司南”能指南北是受地磁场的作用,故B正确;
C.铁板能够被磁化,而纸板不能被磁化,因此“司南”的纸盘换成铁盘后就会对司南的指向发生影响,因此不能正常使用,故C错误;
D.“司南”会受到地磁场的磁力作用,因此勺柄的指向与地磁场的方向有关,与本身内部的磁极方向也有关,故D错误。
故选B。
7.C
解析:模型法是通过引入模型(能方便我们解释那些难以直接观察到的事物的内部构造,事物的变化以及事物之间的关系的符号、公式、表格、实物等)将物理问题实际化。
A:①揭示单侧光对生长素分布的影响,背光侧生长素多,生长快,A错误。
B:②用磁感线描述条形磁体周围的磁场分布,越密表示磁场越强,B错误,
C:③是原子结构模型,中央是原子核,核外是绕核高速运动的电子,C正确。
D:④描述地球绕日公转,地轴始终是倾斜状态,箭头表示自转方向,D错误。
故选C。
8.B
解析:根据图片确定影响电磁铁磁场强弱的哪个因素不同即可。
根据图片可知,两个电磁铁串联,则通过它们的电流相等,A的线圈匝数大于B,则说明影响电磁铁磁场强弱的因素是线圈匝数。
故选B。
9.(1)摩擦
(2)惯性
(3)机械
(4)调换干电池的正负极(或“调换磁铁的磁极”)
解析:(1)滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关;
(2)物体保持运动状态不变的性质叫惯性;
(3)根据能量转化的知识解答;
(4)通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关。
(1)小火箭与发射架不能套得太紧,即发射架对火箭的压力太大,那么会产生较大的摩擦力,造成火箭难以起飞。
(2)火柴头燃尽后,空中的小火箭还能继续上升,这是因为小火箭具有惯性。
(3)通电摆动时,线圈具有机械能,即将电能转化为机械能。
(4)要改变铝箔框通电时的摆动方向,方法:
①改变电流方向,即调换干电池的正负极;
②改变磁场方向,即调换磁铁的磁极。
10.(1)电磁感应
(2)向上
(3)优点:使用方便,兼容性强,可以一对多充电,解决了接口不匹配问题等,缺点:充电效率较低,电磁辐射较大,价格高等。
解析:(1)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,这就是电磁感应现象,为发电机的工作原理;
(2)判断电流方向,然后利用右手螺旋定则去判断磁极;
(3)与传统有线充电比较,从而发现无线充电的优点。
(1)手机线圈中产生电流是利用电磁感应现象。
(2)电流从上往下看是逆时针转动,利用右手螺旋定则判断B点磁场方向是向上;
(3)与传统方式相比,对这种充电方式进行评价:优点:使用方便,兼容性强,可以一对多充电,解决了接口不匹配问题等,缺点:充电效率较低,电磁辐射较大,价格高等。
11.(1)小磁针发生偏转
(2)磁性
解析:(1)当导线中有电流经过时,小磁针的指向发生偏转,即小磁针受到磁力,说明通电导线周围存在磁场。
(2)影响电磁铁磁场强弱的因素:①线圈匝数;②电流大小;③有无铁芯,据此分析解答。
(1)实验中得到通电直导线周围存在磁场的结论,那么他观察到的现象是:小磁针发生偏转。
(2)早先电话听筒的结构如图乙所示,当变化的电流通过线圈时,电磁铁的磁性强弱发生变化,对薄铁片产生变化的吸引力,从而使薄铁片振动不同而发出不同的声音,这样就可以听到对方的讲话了。
12.(1)1.5
(2)电磁铁的磁性强弱是否与线圈匝数、电流大小有关
(3)转换法
(4)
实验次数 线圈匝数 电池节数 吸引大头针数量
1
2
3
4
5
解析:(1)根据干电池的电压知识解答;
(2)根据题目描述,分析哪些因素在发生改变,从而确定想要探究的问题;
(3)物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法。
(4)根据题目的描述,确定要记录的物理量和现象,从而确定表格的列数,再根据实验次数确定表格的行数即可。
(1)1节全新干电池的电压是1.5伏。
(2)根据“2节”、“3节”可知,电源电压改变,则通过电磁铁的电流大小发生改变。根据“6匝”、“9匝”和“12匝”可知,电磁铁的线圈匝数发生改变,因此小柯想要探究的问题是:电磁铁的磁性强弱是否与线圈匝数、电流大小有关。
(3)本实验用电磁铁吸引大头针的数目来比较电磁铁的磁性强弱,此科学方法属于转换法。
(4)在实验中,要记录线圈匝数、电池节数和吸引大头针的数量,以及实验次数,因此表格有4列。实验要进行5次,连同项目行共6行,如下表所示:
实验次数 线圈匝数 电池节数 吸引大头针数量
1
2
3
4
5
13.(1)解:摆叶AOB可视为杠杆,此时:
l1=OC=4.5厘米
l2=OD=1.5厘米
F1=G叶柄=0.04牛.
根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2得:
0.04牛×4.5厘米=F2×1.5厘米
F2=0.12牛
G磁=F2=0.12牛
答:磁铁受到的重力是0.12牛。
(2)南(或“S")
(3)摆动后,力臂l1变小,力臂l2变大,则F1l1
(2)根据磁极之间的相互作用规律确定电磁铁的极性;
(3)在杠杆上,哪测力和力臂的乘积偏大,那么杠杆就会向哪测偏转,据此分析解答。
(2)当线圈E有电流时,推动磁铁向上运动,则条形磁铁受到排斥力。根据“同名磁极相互排斥”可知,线圈E上端的磁极应该为S极。
14.(1)B
(2)解: 煤的质量=400克/度×5×107度=2×1010克=2×104吨。
(3)解:家庭电路中的总电流为:。
解析:(1)根据发电机的工作原理分析判断;
(2)节约煤的质量=1度点节约煤的质量×一年发电量;
(3)根据公式计算即可。
(1)风力发电机的工作原理为电磁感应现象。
A.闭合开关后,通过电流的导体在磁场中受力运动,这是电动机的工作原理,故A不合题意;
B.闭合开关后,导体在磁场中做切割磁感线运动时,电流表的指针摆动,这就是电磁感应现象,故B符合题意。
故选B。
15.(1)导电;密度
(2)解法一:中温档时,R连入电路,电功率
中温档工作1小时,电阻R的通电时间t= 50min= 3000s消耗的电能w=Pt=1000w ×3000s=3×106J
答:会消耗3×106焦的电能。
解法二:中温档时,R连人电路,电功率
中温档工作1小时,电阻R的通电时间t=50min=0.83h
消耗的电能W=Pt=1kW×0.83h=0.83kW·h
答:会消耗0.83千瓦时的电能。
(3)温控开关断路
解析:(1)如果导热油能够导电,那么泄露后很可能造成触电事故;
根据“热胀冷缩”的规律分析导热油的密度变化。
(2)根据图片可知,中温档时只有R1自己工作,首先根据 计算出它的电功率,再根据公式W=Pt计算它消耗的电能。
(3)在家庭电路中,为了用电安全,开关必须接在火线上,据此可知,温控开关肯定与火线相连。接触b处测电笔放光,说明b与火线相连;接触c处时测电笔不发光,说明c与b之间与火线断开,据此分析解答。
(1)取暖器的工作原理:导热油是一种易导热但不易导电的液体,接通电路,发热体放热,导热油吸热,
温度升高,导热油膨胀,体积增大,而密度变小,在油管内上升,同时向周围的空气散热,到达顶端后从边上管道下降到油箱重新加热。
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