浙教版科学八年级下学期 1.2 探究电磁铁的磁性(第2课时) 同步练习
一、基础题
1.为了增强通电螺线管的磁性,下列做法错误的是( )
A.增加通电螺线管的匝数 B.在通电螺线管中插入铁芯
C.增大通电螺线管中的电流 D.改变通电螺线管中的电流方向
【答案】D
【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】电磁铁的磁性强弱与三个因素有关:电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯。同等条件下,线圈匝数越多,磁性越强;同等条件下,通过电磁铁的电流越强,其磁性越强;同等条件下,有铁芯比没有铁芯磁性强。
【解答】A、在相同条件下,增加螺线管的匝数,通电螺线管的磁性增强;故A正确;
B、在相同条件下,在通电螺线管中插入铁芯,通电螺线管的磁性增强;故B正确;
C、在相同条件下,增大通电螺线管中的电流,通电螺线管的磁性增强;故C正确;
D、改变通电螺线管电流的方向,只能改变通电螺线管的磁极,不能增强通电螺线管的磁性;故D错误;
故答案为:D。
2.如图所示是小李探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关的实验装置。下列措施中能使电磁铁磁性增强的是( )
A.滑片P向右移动,其他条件不变
B.滑片P向左移动,其他条件不变
C.开关S由1扳到2,其他条件不变
D.电源的正负极对调,其他条件不变
【答案】B
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】电磁铁磁性的强弱受电流的大小、线圈的匝数、以及铁芯的有无等因素的影响,从这一角度,对照各选项可进行针对性地分析。
【解答】A、滑片右移,电路中的电阻增大,电流减小,电磁铁的磁性会减弱,故不合题意;
B、滑片左移,电路中的电阻减小,电流增大,电磁铁的磁性会增强,故符合题意;
C、开关S由1扳到2时,线圈的匝数减少,电磁铁的磁性会减弱,故不符合题意;
D、电源的正负极对调只会改变电流的方向,对电磁铁的磁性不会有影响,故不合题意。
故答案为:B
3.探究影响电磁铁磁性强弱的因素时,按如图电路进行实验,每次实验总观察到电磁铁A吸引大头针的数目比B多。此实验说明影响电磁铁磁性强弱的因素是( )
A.电流的大小 B.线圈的匝数
C.电流的方向 D.电磁铁的极性
【答案】B
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】电磁铁的磁性强弱与三个因素有关:电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯。同等条件下,线圈匝数越多,磁性越强;同等条件下,通过电磁铁的电流越强,其磁性越强;同等条件下,有铁芯比没有铁芯磁性强。
【解答】A、根据图中所示的电路图可知,电磁铁A和电磁铁B串联,通过他们的电流处处相等;故A不符合题意;
B、电磁铁A线圈的匝数比电磁铁B线圈的匝数多,电磁铁A吸引大头针的数目较多,说明影响电磁铁磁性强弱的因素是线圈匝数;故B符合题意;
C、电磁铁A和电磁铁B线圈的缠绕方式相同,因此,电流的方向相同;故C不符合题意;
D、电磁铁A和电磁铁B线圈的缠绕方式相同,因此,电磁铁的磁极相同;故D不符合题意;
故答案为:B。
4.如图,当开关闭合,且将滑动变阻器的滑片P向上移动时,电磁铁将( )
A.b端是N极,磁性减弱 B.a端是S极,磁性增强
C.a端是N极,磁性增强 D.b端是S极,磁性减弱
【答案】C
【知识点】右手螺旋定则;探究影响通电螺线管磁性强弱的因素的实验
【解析】【分析】通电螺线管中的安培定则:用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么指所指的那一端是通电螺线管的N极;电磁铁的磁性强弱与三个因素有关:电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯。同等条件下,通过电磁铁的电流越强,其磁性越强。
【解答】利用右手螺旋定则,用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么指所指的那一端是通电螺线管的N极,可知a端为N极;当开关闭合,且将滑动变阻器的滑片P向上移动时,闭合回路中的总电流增大,同等条件下,通过电磁铁的电流越强,其磁性越强;故A、B、D错误,C正确;
故答案为:C。
5.关于如图所示的电路装置,下列说法正确的是( )
A.通电螺线管上端为S极
B.当开关S闭合时,弹簧测力计示数会变大
C.电流表示数变大时,弹簧测力计示数变小
D.若仅仅调换电源的正负极的接线,则弹簧测力计示数将保持不变
【答案】C
【知识点】通电螺线管的磁场;右手螺旋定则
【解析】【分析】通电螺线管中的安培定则:用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么指所指的那一端是通电螺线管的N极。磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
【解答】A、利用右手螺旋定则可知,通电螺线管的上端为N极;故A错误;
B、当开关S闭合时,因通电螺线管的上端为N极,弹簧测力计下端的小磁铁下端也为N极,同名磁极相互排斥,因此弹簧测力计的示数会变小;故B错误;
C、当开关S闭合时,因通电螺线管的上端为N极,弹簧测力计下端的小磁铁下端也为N极,同名磁极相互排斥,因此弹簧测力计的示数会变小;故C正确;
D、调换电源的正负极的接线,利用右手螺旋定则可知:通电螺线管的上方为S极,而弹簧测力计下端的小磁铁下端为N极,根据异名磁极相互吸引,可知弹簧测力计的示数会变大;故D错误;
故答案为:C。
6.要增大电铃中电磁铁的磁性,可采取的方法有 、 。
【答案】增大电流;增加线圈匝数
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】电磁铁的磁性强弱与三个因素有关:电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯。同等条件下,线圈匝数越多,磁性越强;同等条件下,通过电磁铁的电流越强,其磁性越强;同等条件下,有铁芯比没有铁芯磁性强。
【解答】影响电磁铁磁性的因素有三个:电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯,因此增大电铃中电磁铁的磁性,可采取的方法有:增大电流、增加线圈匝数;
故答案为:增大电流、增加线圈匝数。
7.如图所示,闭合开关,电磁铁通电时,它的上端是 (填“N”或“S”)极,若将滑动变阻器的滑片向左移动。电磁铁吸引大头针的数目 。
【答案】S;增多
【知识点】右手螺旋定则;探究影响通电螺线管磁性强弱的因素的实验
【解析】【分析】通电螺线管中的安培定则:用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么指所指的那一端是通电螺线管的N极。电磁铁的磁性强弱与三个因素有关:电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯。同等条件下,线圈匝数越多,磁性越强;同等条件下,通过电磁铁的电流越强,其磁性越强;同等条件下,有铁芯比没有铁芯磁性强。
【解答】根据右手螺旋定则,用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么指所指的那一端是通电螺线管的N极,可知通电螺线管的下端为N极,上端为S极;闭合开关,若将滑动变阻器的滑片向左移动,闭合回路中的电流变大,电磁铁的磁性增强,吸引大头针的数目增多;
故答案为:S;增多。
二、中档题
8.在探究影响电磁铁磁性强弱的因素时,小科设计了如图所示的电路,下列相关说法不正确的是( )
A.电磁铁A,B上方都是S极
B.通过电磁铁A和B的电流相等
C.电磁铁A的磁性强于电磁铁B的磁性
D.向右移动滑片P,电磁铁A,B磁性都减弱
【答案】A
【知识点】右手螺旋定则;影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】通电螺线管中的安培定则:用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么指所指的那一端是通电螺线管的N极。电磁铁的磁性强弱与三个因素有关:电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯。同等条件下,线圈匝数越多,磁性越强;同等条件下,通过电磁铁的电流越强,其磁性越强;同等条件下,有铁芯比没有铁芯磁性强。
【解答】A、根据安培定则可知,电磁铁A的上端为N极,电磁铁B的上端为S极;故A错误;
B、根据图示可知,电磁铁A和电磁铁B串联接入电路,所以通过电磁铁A和B的电流相等;故B正确;
C、电磁铁A和B的电流相同,根据图示可知电磁铁A的线圈匝数比电磁铁B多,因此电磁铁A的磁性强于电磁铁B的磁性;故C正确;
D、向右移动滑片P,接入闭合回路中的电阻变大,电源电压不变,故闭合回路中的电流减小, 同等条件下,通过电磁铁A、B的电流减小,电磁铁A,B磁性越弱;故D正确;
故答案为:A。
9.如图所示,在电路中滑动变阻器滑片P逐渐向左适当移动的过程中,条形磁铁始终保持静止,下列说法不正确的是( )
A.电磁铁的磁性逐渐增强
B.条形磁铁受到的摩擦力逐渐增大
C.电磁铁的左端是N极
D.条形磁铁对电磁铁没有力的作用
【答案】D
【知识点】右手螺旋定则;影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】安培定则:用右手握住通电电磁铁,使四指弯曲与电流方向一致,那么指所指的那一端是通电电磁铁的N极;磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引;电磁铁的磁性强弱与三个因素有关:电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯。同等条件下,线圈匝数越多,磁性越强;同等条件下,通过电磁铁的电流越强,其磁性越强;同等条件下,有铁芯比没有铁芯磁性强。
【解答】A、当滑动变阻器滑片P向左移动时,接入闭合回路中的电阻减小,电源电压不变,根据欧姆定律可知,闭合回路中的电流变大,电磁铁的磁性增强;故A正确;
B、根据安培定则可知,通电磁铁的左侧为N极,条形磁铁的右侧为N极,同名磁极相互排斥,条形磁铁受到通电电磁铁对它向左的斥力,所以条形磁铁受到的摩擦力逐渐增大;故B正确;
C、根据安培定则可知,通电磁铁的左侧为N极;故C正确;
D、条形磁铁始终保持静止,即条形磁铁始终处于平衡状态,所以摩擦力始终等于斥力,故摩擦力会随着斥力的增大而增大;故D错误;
故答案为:D。
10.如图所示,可以说明巨磁电阻的特性。闭合开关S1、S2并使滑片P向左移动,观察到指示灯变亮,那么( )
A.电磁铁左端为S极 B.巨磁电阻两端的电压变大
C.巨磁电阻随磁场增强而变大 D.巨磁电阻随磁场增强而变小
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】先分析滑片向左移动时,变阻器的阻值是变大了还是变小了,然后根据欧姆定律得出电流大小变化情况,从而判断出电磁铁的磁场强弱变化情况。
【解答】滑动变阻器的滑片向左移动时,变阻器的阻值减小,由欧姆定律可知,线圈中的电流增大,则电磁铁的磁场增强。
由于指示灯变亮,则说明指示灯所在电路电流变大,所以巨磁电阻的阻值变小。所以巨磁电阻随磁场的增强而变小。
故答案为:D
11.如图所示,A是悬挂在弹簧下的铁块,B是螺线管的铁芯,S是转换开关(S接1时连入电路的线圈匝数多,S接2时连入电路的线圈匝数少),P是滑动变阻器的滑片.要使弹簧的长度变长,可采取的办法是 ( )
A.开关S接1不变,滑片P位置不变,抽出铁芯B
B.滑片P位置不变,开关S由1改接到2
C.开关 S接1不变,将滑片P向左移动
D.开关S由1改接到2,将滑片P向右移动
【答案】C
【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)掌握影响磁性大小的因素:电流的大小、线圈的匝数、有无铁芯;(2)要使弹簧的长度变长,则应使电磁铁的磁性增强,通过减小滑动变阻器的电阻来增大电流.此题考查了影响电磁铁磁性强弱的因素及磁极与电流的关系,同时考查了有关滑动变阻器电阻大小的判断.
【解答】解:A、开关S接1不变,滑片P位置不变,抽出铁芯B,则电磁铁的磁性减弱,弹簧变短,A错误;
B、滑片P位置不变,开关S由1改接到2,接入电路中线圈匝数变少,磁性变弱,弹簧长度变短,B错误;
C、开关S接1不变,将滑片P向左移动,滑动变阻器电阻变小,电路中电流变大,电磁铁磁性变强,弹簧变长,C正确;
D、开关S由1改接到2,接入电路中线圈匝数变少,将滑片P向右移动,滑动变阻器电阻变大,电路中电流变小,电磁铁磁性变弱,弹簧变短,D错误.
故选C.
12.小明设计的“研究电磁铁磁性强弱”的实验电路图如图所示,下表是他做实验时记录的数据,则下列结论中不正确的是( )
电磁铁(线圈) 100匝 50匝
实验次数 1 2 3 4 5 6
电流(A) 0.8 1.2 1.5 0.8 1.2 1.5
吸引铁钉的最多数目(枚) 7 11 14 5 8 10
A.比较1、4两次实验可知:线圈中的电流一定时,匝数越多,磁性越强
B.比较1、3、5三次实验可知:匝数一定时,线圈中的电流越大,磁性越强
C.比较1、2、3(或4、5、6)三次实验可知:匝数一定时,线圈中的电流越大,磁性越强
D.电磁铁的磁性越强,吸引铁钉的数目越多
【答案】B
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】电磁铁的磁性强弱与三个因素有关:电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯。同等条件下,线圈匝数越多,磁性越强;同等条件下,通过电磁铁的电流越强,其磁性越强;同等条件下,有铁芯比没有铁芯磁性强。
【解答】A、比较1、4两次实验可知:线圈中的电流一定时,匝数越多,磁性越强;故A正确;
B、比较1、3、5三次实验可知,实验变量为线圈匝数和线圈中的电流,实验变量不唯一,因此无法作为对照组进行实验;故B错误;
C、比较1、2、3(或4、5、6)三次实验可知:匝数一定时,线圈中的电流越大,磁性越强;故C正确;
D、电磁铁的磁性可用吸引铁钉的数目的多少来衡量,电磁铁的磁性越强,吸引铁钉的数目越多;故D正确;
故答案为:B。
13.在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,小明制成简易电磁铁甲、乙,并设计了如图所示的电路。
(1)当滑动变阻器滑片向左移动时,电磁铁甲、乙吸引大头针的个数 (填“增加”或“减少”),说明电流越 ,电磁铁磁性越强。
(2)根据图示的情境可知, (填“甲”或“乙”)的磁性强,说明电流一定时, ,电磁铁磁性越强。
(3)根据右手螺旋定则,可判断出乙铁钉的上端是电磁铁的 极。
(4)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 。
【答案】(1)增加;大
(2)甲;线圈匝数越多
(3)S
(4)大头针被磁化,同名磁极相互排斥
【知识点】右手螺旋定则;影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】电磁铁的磁性强弱与三个因素有关:电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯。同等条件下,线圈匝数越多,磁性越强;同等条件下,通过电磁铁的电流越强,其磁性越强;同等条件下,有铁芯比没有铁芯磁性强。磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
【解答】(1)当滑动变阻器滑片向左移动时, 闭合回路中的电阻减小,电源电压不变,根据欧姆定律可知,闭合回路中的电流变大,由实验现象可知,电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加,说明同等条件下,通过电磁铁的电流越大,电磁铁磁性越强;
(2)根据图示现象可知,电磁铁甲吸引的大头针数目多,即电磁铁甲的磁性比电磁铁乙强;通过电磁铁甲和电磁铁乙的电流相同,电磁铁甲的线圈匝数数多,吸引的大头针数目多,说明电流一定时,线圈的匝数越多,电磁铁磁性越强;
(3)根据右手螺旋定则,乙铁钉的上端是电磁铁的S极;
(4)电磁铁甲、乙的下端为N极,大磁针被磁化,同一端的磁性相同,同名磁极相互排斥,所以大头针的下端分散;
故答案为:(1)电磁铁磁性越强;大;(2)甲;线圈匝数越多;(3)S;(4)大头针被磁化,同名磁极相互排斥。
14.如图所示,请将螺线管、滑动变阻器接入电路中,使开关闭合后,螺线管与条形磁铁相互排斥,滑动变阻器的滑片向左移动时条形磁铁上方弹簧的长度变短,并标出通电螺线管的N极。
【答案】解:
【知识点】通电螺线管的磁场;右手螺旋定则
【解析】【分析】磁极间的相互作用的规律为:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引;安培定则:用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么指所指的那一端是通电螺线管的N极。
【解答】开关闭合后,螺线管与条形磁铁相互排斥,应使电磁铁上侧是N极,根据安培定则可知:螺线管中电流方向从下方流入;滑动变阻器滑片P向左移动使弹簧的长度变短,由此可得出需使滑动变阻器左侧下接线柱连入电路。
三、拓展题
15.小波小组在“探究通电螺线管的外部磁场”实验中,设计了如图甲所示的电路,实验时:
甲 乙
(1)可通过观察 判断通电螺线管的磁极。
(2)如图乙所示是通电螺线管周围的有机玻璃板上的小磁针分布状态,观察可知通电螺线管的外部磁场与 的磁场相似。
(3)小波猜想通电螺线管磁场强弱可能与线圈匝数和电流大小都有关。实验中,他将开关S从1换到2上时,调节变阻器的滑片P,再次观察电流表示数及吸引的回形针数目,此时调节滑动变阻器是为了 ,来研究 的关系。
【答案】(1)小磁针静止时N极(S极)的指向
(2)条形磁铁
(3)控制两次实验的电流大小不变;通电螺线管磁场强弱与线圈匝数
【知识点】通电螺线管的磁场;探究影响通电螺线管磁性强弱的因素的实验;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】小磁针N极所指的方向为磁感线的方向,磁感线在电磁铁外部由N极流出并回到S极;电磁铁的磁性强弱与三个因素有关:电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯。同等条件下,线圈匝数越多,磁性越强;同等条件下,通过电磁铁的电流越强,其磁性越强。
【解答】(1)小磁针N极所指的方向为磁感线的方向,磁感线在电磁铁外部由N极流出并回到S极,因此可通过观察小磁针静止时N极(S极)的指向判断通电螺线管的磁极;
(2)根据乙图小磁针的分布状态可知,通电螺线管外部磁场与条形磁铁磁场相似;
(3)将开关S从1换到2上时,接入闭合回路中的线圈匝数发生改变,为保证闭合回路中的电流不变,应调节变阻器的滑片P,以控制两次实验的电流大小不变 ,再次观察电流表示数及吸引的回形针数目,以探究通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系;
故答案为:(1)小磁针静止时N极(S极)的指向;(2)条形磁铁;(3)控制两次实验的电流大小不变;通电螺线管磁场强弱与线圈匝数。
1 / 1浙教版科学八年级下学期 1.2 探究电磁铁的磁性(第2课时) 同步练习
一、基础题
1.为了增强通电螺线管的磁性,下列做法错误的是( )
A.增加通电螺线管的匝数 B.在通电螺线管中插入铁芯
C.增大通电螺线管中的电流 D.改变通电螺线管中的电流方向
2.如图所示是小李探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关的实验装置。下列措施中能使电磁铁磁性增强的是( )
A.滑片P向右移动,其他条件不变
B.滑片P向左移动,其他条件不变
C.开关S由1扳到2,其他条件不变
D.电源的正负极对调,其他条件不变
3.探究影响电磁铁磁性强弱的因素时,按如图电路进行实验,每次实验总观察到电磁铁A吸引大头针的数目比B多。此实验说明影响电磁铁磁性强弱的因素是( )
A.电流的大小 B.线圈的匝数
C.电流的方向 D.电磁铁的极性
4.如图,当开关闭合,且将滑动变阻器的滑片P向上移动时,电磁铁将( )
A.b端是N极,磁性减弱 B.a端是S极,磁性增强
C.a端是N极,磁性增强 D.b端是S极,磁性减弱
5.关于如图所示的电路装置,下列说法正确的是( )
A.通电螺线管上端为S极
B.当开关S闭合时,弹簧测力计示数会变大
C.电流表示数变大时,弹簧测力计示数变小
D.若仅仅调换电源的正负极的接线,则弹簧测力计示数将保持不变
6.要增大电铃中电磁铁的磁性,可采取的方法有 、 。
7.如图所示,闭合开关,电磁铁通电时,它的上端是 (填“N”或“S”)极,若将滑动变阻器的滑片向左移动。电磁铁吸引大头针的数目 。
二、中档题
8.在探究影响电磁铁磁性强弱的因素时,小科设计了如图所示的电路,下列相关说法不正确的是( )
A.电磁铁A,B上方都是S极
B.通过电磁铁A和B的电流相等
C.电磁铁A的磁性强于电磁铁B的磁性
D.向右移动滑片P,电磁铁A,B磁性都减弱
9.如图所示,在电路中滑动变阻器滑片P逐渐向左适当移动的过程中,条形磁铁始终保持静止,下列说法不正确的是( )
A.电磁铁的磁性逐渐增强
B.条形磁铁受到的摩擦力逐渐增大
C.电磁铁的左端是N极
D.条形磁铁对电磁铁没有力的作用
10.如图所示,可以说明巨磁电阻的特性。闭合开关S1、S2并使滑片P向左移动,观察到指示灯变亮,那么( )
A.电磁铁左端为S极 B.巨磁电阻两端的电压变大
C.巨磁电阻随磁场增强而变大 D.巨磁电阻随磁场增强而变小
11.如图所示,A是悬挂在弹簧下的铁块,B是螺线管的铁芯,S是转换开关(S接1时连入电路的线圈匝数多,S接2时连入电路的线圈匝数少),P是滑动变阻器的滑片.要使弹簧的长度变长,可采取的办法是 ( )
A.开关S接1不变,滑片P位置不变,抽出铁芯B
B.滑片P位置不变,开关S由1改接到2
C.开关 S接1不变,将滑片P向左移动
D.开关S由1改接到2,将滑片P向右移动
12.小明设计的“研究电磁铁磁性强弱”的实验电路图如图所示,下表是他做实验时记录的数据,则下列结论中不正确的是( )
电磁铁(线圈) 100匝 50匝
实验次数 1 2 3 4 5 6
电流(A) 0.8 1.2 1.5 0.8 1.2 1.5
吸引铁钉的最多数目(枚) 7 11 14 5 8 10
A.比较1、4两次实验可知:线圈中的电流一定时,匝数越多,磁性越强
B.比较1、3、5三次实验可知:匝数一定时,线圈中的电流越大,磁性越强
C.比较1、2、3(或4、5、6)三次实验可知:匝数一定时,线圈中的电流越大,磁性越强
D.电磁铁的磁性越强,吸引铁钉的数目越多
13.在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,小明制成简易电磁铁甲、乙,并设计了如图所示的电路。
(1)当滑动变阻器滑片向左移动时,电磁铁甲、乙吸引大头针的个数 (填“增加”或“减少”),说明电流越 ,电磁铁磁性越强。
(2)根据图示的情境可知, (填“甲”或“乙”)的磁性强,说明电流一定时, ,电磁铁磁性越强。
(3)根据右手螺旋定则,可判断出乙铁钉的上端是电磁铁的 极。
(4)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 。
14.如图所示,请将螺线管、滑动变阻器接入电路中,使开关闭合后,螺线管与条形磁铁相互排斥,滑动变阻器的滑片向左移动时条形磁铁上方弹簧的长度变短,并标出通电螺线管的N极。
三、拓展题
15.小波小组在“探究通电螺线管的外部磁场”实验中,设计了如图甲所示的电路,实验时:
甲 乙
(1)可通过观察 判断通电螺线管的磁极。
(2)如图乙所示是通电螺线管周围的有机玻璃板上的小磁针分布状态,观察可知通电螺线管的外部磁场与 的磁场相似。
(3)小波猜想通电螺线管磁场强弱可能与线圈匝数和电流大小都有关。实验中,他将开关S从1换到2上时,调节变阻器的滑片P,再次观察电流表示数及吸引的回形针数目,此时调节滑动变阻器是为了 ,来研究 的关系。
答案解析部分
1.【答案】D
【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】电磁铁的磁性强弱与三个因素有关:电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯。同等条件下,线圈匝数越多,磁性越强;同等条件下,通过电磁铁的电流越强,其磁性越强;同等条件下,有铁芯比没有铁芯磁性强。
【解答】A、在相同条件下,增加螺线管的匝数,通电螺线管的磁性增强;故A正确;
B、在相同条件下,在通电螺线管中插入铁芯,通电螺线管的磁性增强;故B正确;
C、在相同条件下,增大通电螺线管中的电流,通电螺线管的磁性增强;故C正确;
D、改变通电螺线管电流的方向,只能改变通电螺线管的磁极,不能增强通电螺线管的磁性;故D错误;
故答案为:D。
2.【答案】B
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】电磁铁磁性的强弱受电流的大小、线圈的匝数、以及铁芯的有无等因素的影响,从这一角度,对照各选项可进行针对性地分析。
【解答】A、滑片右移,电路中的电阻增大,电流减小,电磁铁的磁性会减弱,故不合题意;
B、滑片左移,电路中的电阻减小,电流增大,电磁铁的磁性会增强,故符合题意;
C、开关S由1扳到2时,线圈的匝数减少,电磁铁的磁性会减弱,故不符合题意;
D、电源的正负极对调只会改变电流的方向,对电磁铁的磁性不会有影响,故不合题意。
故答案为:B
3.【答案】B
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】电磁铁的磁性强弱与三个因素有关:电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯。同等条件下,线圈匝数越多,磁性越强;同等条件下,通过电磁铁的电流越强,其磁性越强;同等条件下,有铁芯比没有铁芯磁性强。
【解答】A、根据图中所示的电路图可知,电磁铁A和电磁铁B串联,通过他们的电流处处相等;故A不符合题意;
B、电磁铁A线圈的匝数比电磁铁B线圈的匝数多,电磁铁A吸引大头针的数目较多,说明影响电磁铁磁性强弱的因素是线圈匝数;故B符合题意;
C、电磁铁A和电磁铁B线圈的缠绕方式相同,因此,电流的方向相同;故C不符合题意;
D、电磁铁A和电磁铁B线圈的缠绕方式相同,因此,电磁铁的磁极相同;故D不符合题意;
故答案为:B。
4.【答案】C
【知识点】右手螺旋定则;探究影响通电螺线管磁性强弱的因素的实验
【解析】【分析】通电螺线管中的安培定则:用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么指所指的那一端是通电螺线管的N极;电磁铁的磁性强弱与三个因素有关:电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯。同等条件下,通过电磁铁的电流越强,其磁性越强。
【解答】利用右手螺旋定则,用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么指所指的那一端是通电螺线管的N极,可知a端为N极;当开关闭合,且将滑动变阻器的滑片P向上移动时,闭合回路中的总电流增大,同等条件下,通过电磁铁的电流越强,其磁性越强;故A、B、D错误,C正确;
故答案为:C。
5.【答案】C
【知识点】通电螺线管的磁场;右手螺旋定则
【解析】【分析】通电螺线管中的安培定则:用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么指所指的那一端是通电螺线管的N极。磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
【解答】A、利用右手螺旋定则可知,通电螺线管的上端为N极;故A错误;
B、当开关S闭合时,因通电螺线管的上端为N极,弹簧测力计下端的小磁铁下端也为N极,同名磁极相互排斥,因此弹簧测力计的示数会变小;故B错误;
C、当开关S闭合时,因通电螺线管的上端为N极,弹簧测力计下端的小磁铁下端也为N极,同名磁极相互排斥,因此弹簧测力计的示数会变小;故C正确;
D、调换电源的正负极的接线,利用右手螺旋定则可知:通电螺线管的上方为S极,而弹簧测力计下端的小磁铁下端为N极,根据异名磁极相互吸引,可知弹簧测力计的示数会变大;故D错误;
故答案为:C。
6.【答案】增大电流;增加线圈匝数
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】电磁铁的磁性强弱与三个因素有关:电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯。同等条件下,线圈匝数越多,磁性越强;同等条件下,通过电磁铁的电流越强,其磁性越强;同等条件下,有铁芯比没有铁芯磁性强。
【解答】影响电磁铁磁性的因素有三个:电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯,因此增大电铃中电磁铁的磁性,可采取的方法有:增大电流、增加线圈匝数;
故答案为:增大电流、增加线圈匝数。
7.【答案】S;增多
【知识点】右手螺旋定则;探究影响通电螺线管磁性强弱的因素的实验
【解析】【分析】通电螺线管中的安培定则:用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么指所指的那一端是通电螺线管的N极。电磁铁的磁性强弱与三个因素有关:电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯。同等条件下,线圈匝数越多,磁性越强;同等条件下,通过电磁铁的电流越强,其磁性越强;同等条件下,有铁芯比没有铁芯磁性强。
【解答】根据右手螺旋定则,用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么指所指的那一端是通电螺线管的N极,可知通电螺线管的下端为N极,上端为S极;闭合开关,若将滑动变阻器的滑片向左移动,闭合回路中的电流变大,电磁铁的磁性增强,吸引大头针的数目增多;
故答案为:S;增多。
8.【答案】A
【知识点】右手螺旋定则;影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】通电螺线管中的安培定则:用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么指所指的那一端是通电螺线管的N极。电磁铁的磁性强弱与三个因素有关:电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯。同等条件下,线圈匝数越多,磁性越强;同等条件下,通过电磁铁的电流越强,其磁性越强;同等条件下,有铁芯比没有铁芯磁性强。
【解答】A、根据安培定则可知,电磁铁A的上端为N极,电磁铁B的上端为S极;故A错误;
B、根据图示可知,电磁铁A和电磁铁B串联接入电路,所以通过电磁铁A和B的电流相等;故B正确;
C、电磁铁A和B的电流相同,根据图示可知电磁铁A的线圈匝数比电磁铁B多,因此电磁铁A的磁性强于电磁铁B的磁性;故C正确;
D、向右移动滑片P,接入闭合回路中的电阻变大,电源电压不变,故闭合回路中的电流减小, 同等条件下,通过电磁铁A、B的电流减小,电磁铁A,B磁性越弱;故D正确;
故答案为:A。
9.【答案】D
【知识点】右手螺旋定则;影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】安培定则:用右手握住通电电磁铁,使四指弯曲与电流方向一致,那么指所指的那一端是通电电磁铁的N极;磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引;电磁铁的磁性强弱与三个因素有关:电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯。同等条件下,线圈匝数越多,磁性越强;同等条件下,通过电磁铁的电流越强,其磁性越强;同等条件下,有铁芯比没有铁芯磁性强。
【解答】A、当滑动变阻器滑片P向左移动时,接入闭合回路中的电阻减小,电源电压不变,根据欧姆定律可知,闭合回路中的电流变大,电磁铁的磁性增强;故A正确;
B、根据安培定则可知,通电磁铁的左侧为N极,条形磁铁的右侧为N极,同名磁极相互排斥,条形磁铁受到通电电磁铁对它向左的斥力,所以条形磁铁受到的摩擦力逐渐增大;故B正确;
C、根据安培定则可知,通电磁铁的左侧为N极;故C正确;
D、条形磁铁始终保持静止,即条形磁铁始终处于平衡状态,所以摩擦力始终等于斥力,故摩擦力会随着斥力的增大而增大;故D错误;
故答案为:D。
10.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】先分析滑片向左移动时,变阻器的阻值是变大了还是变小了,然后根据欧姆定律得出电流大小变化情况,从而判断出电磁铁的磁场强弱变化情况。
【解答】滑动变阻器的滑片向左移动时,变阻器的阻值减小,由欧姆定律可知,线圈中的电流增大,则电磁铁的磁场增强。
由于指示灯变亮,则说明指示灯所在电路电流变大,所以巨磁电阻的阻值变小。所以巨磁电阻随磁场的增强而变小。
故答案为:D
11.【答案】C
【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)掌握影响磁性大小的因素:电流的大小、线圈的匝数、有无铁芯;(2)要使弹簧的长度变长,则应使电磁铁的磁性增强,通过减小滑动变阻器的电阻来增大电流.此题考查了影响电磁铁磁性强弱的因素及磁极与电流的关系,同时考查了有关滑动变阻器电阻大小的判断.
【解答】解:A、开关S接1不变,滑片P位置不变,抽出铁芯B,则电磁铁的磁性减弱,弹簧变短,A错误;
B、滑片P位置不变,开关S由1改接到2,接入电路中线圈匝数变少,磁性变弱,弹簧长度变短,B错误;
C、开关S接1不变,将滑片P向左移动,滑动变阻器电阻变小,电路中电流变大,电磁铁磁性变强,弹簧变长,C正确;
D、开关S由1改接到2,接入电路中线圈匝数变少,将滑片P向右移动,滑动变阻器电阻变大,电路中电流变小,电磁铁磁性变弱,弹簧变短,D错误.
故选C.
12.【答案】B
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】电磁铁的磁性强弱与三个因素有关:电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯。同等条件下,线圈匝数越多,磁性越强;同等条件下,通过电磁铁的电流越强,其磁性越强;同等条件下,有铁芯比没有铁芯磁性强。
【解答】A、比较1、4两次实验可知:线圈中的电流一定时,匝数越多,磁性越强;故A正确;
B、比较1、3、5三次实验可知,实验变量为线圈匝数和线圈中的电流,实验变量不唯一,因此无法作为对照组进行实验;故B错误;
C、比较1、2、3(或4、5、6)三次实验可知:匝数一定时,线圈中的电流越大,磁性越强;故C正确;
D、电磁铁的磁性可用吸引铁钉的数目的多少来衡量,电磁铁的磁性越强,吸引铁钉的数目越多;故D正确;
故答案为:B。
13.【答案】(1)增加;大
(2)甲;线圈匝数越多
(3)S
(4)大头针被磁化,同名磁极相互排斥
【知识点】右手螺旋定则;影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】电磁铁的磁性强弱与三个因素有关:电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯。同等条件下,线圈匝数越多,磁性越强;同等条件下,通过电磁铁的电流越强,其磁性越强;同等条件下,有铁芯比没有铁芯磁性强。磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
【解答】(1)当滑动变阻器滑片向左移动时, 闭合回路中的电阻减小,电源电压不变,根据欧姆定律可知,闭合回路中的电流变大,由实验现象可知,电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加,说明同等条件下,通过电磁铁的电流越大,电磁铁磁性越强;
(2)根据图示现象可知,电磁铁甲吸引的大头针数目多,即电磁铁甲的磁性比电磁铁乙强;通过电磁铁甲和电磁铁乙的电流相同,电磁铁甲的线圈匝数数多,吸引的大头针数目多,说明电流一定时,线圈的匝数越多,电磁铁磁性越强;
(3)根据右手螺旋定则,乙铁钉的上端是电磁铁的S极;
(4)电磁铁甲、乙的下端为N极,大磁针被磁化,同一端的磁性相同,同名磁极相互排斥,所以大头针的下端分散;
故答案为:(1)电磁铁磁性越强;大;(2)甲;线圈匝数越多;(3)S;(4)大头针被磁化,同名磁极相互排斥。
14.【答案】解:
【知识点】通电螺线管的磁场;右手螺旋定则
【解析】【分析】磁极间的相互作用的规律为:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引;安培定则:用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么指所指的那一端是通电螺线管的N极。
【解答】开关闭合后,螺线管与条形磁铁相互排斥,应使电磁铁上侧是N极,根据安培定则可知:螺线管中电流方向从下方流入;滑动变阻器滑片P向左移动使弹簧的长度变短,由此可得出需使滑动变阻器左侧下接线柱连入电路。
15.【答案】(1)小磁针静止时N极(S极)的指向
(2)条形磁铁
(3)控制两次实验的电流大小不变;通电螺线管磁场强弱与线圈匝数
【知识点】通电螺线管的磁场;探究影响通电螺线管磁性强弱的因素的实验;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】小磁针N极所指的方向为磁感线的方向,磁感线在电磁铁外部由N极流出并回到S极;电磁铁的磁性强弱与三个因素有关:电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯。同等条件下,线圈匝数越多,磁性越强;同等条件下,通过电磁铁的电流越强,其磁性越强。
【解答】(1)小磁针N极所指的方向为磁感线的方向,磁感线在电磁铁外部由N极流出并回到S极,因此可通过观察小磁针静止时N极(S极)的指向判断通电螺线管的磁极;
(2)根据乙图小磁针的分布状态可知,通电螺线管外部磁场与条形磁铁磁场相似;
(3)将开关S从1换到2上时,接入闭合回路中的线圈匝数发生改变,为保证闭合回路中的电流不变,应调节变阻器的滑片P,以控制两次实验的电流大小不变 ,再次观察电流表示数及吸引的回形针数目,以探究通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系;
故答案为:(1)小磁针静止时N极(S极)的指向;(2)条形磁铁;(3)控制两次实验的电流大小不变;通电螺线管磁场强弱与线圈匝数。
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