浙教版八年级下第一章 第二节 电生磁 同步练习
一、单选题
1.(2021八下·长兴月考)首先发现“电流周围存在磁场”的科学家是( )
A.欧姆 B.牛顿 C.阿基米德 D.奥斯特
【答案】D
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】根据相关的科学发展史分析判断。
【解答】首先发现“电流周围存在磁场”的科学家是丹麦物理学家奥斯特,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
2.(2022八下·嘉兴期末)通电直导线周围存在磁场,下图为显示通电直导线周围磁场分布的实验是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】根据各个图片包含的物理原理判断。
【解答】A.当导线中有电流经过时,小磁针的指向发生偏转,这说明通电导线周围存在磁场,故A不合题意;
B.在与通电导线垂直的平面内放入大量的铁屑,根据铁屑的分布可以显示通电直导线周围的磁场,故B符合题意;
C.图片显示的是通电直导线周围磁感线的分布,故C不合题意;
D.图片显示的是右手螺旋定则,用于判断通电直导线周围磁场的方向与电流方向的关系,故D不合题意。
故选B。
3.(2022八下·余姚竞赛)如图所示的探究实验装置中不能完成探究内容的是( )
A. 探究磁极间相互作用规律
B.探究磁性强弱与电流大小
C.探究通电直导线周围存在
D.探究产生感应电流的条件
【答案】B
【知识点】磁极间的相互作用;通电直导线周围的磁场;影响电磁铁磁性强弱的因素;产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】根据图片回忆描述的实验过程,分析其中包含的物理原理即可。
【解答】A.当小磁针的S极与条形磁铁的N极靠近时,二者相互吸引;与条形磁铁的S极靠近时,二者相互排斥,则可以探究磁极之间的相互作用规律,故A正确不合题意;
B.探究磁性强弱与电流大小的规律时,需要控制线圈匝数相同而改变电流大小。在图片中,两个电磁铁的线圈匝数不同而通过的电流相同,二者条件不符,故B错误符合题意;
C.当导线中有电流经过时,小磁针的指向发生偏转,说明通电导线周围存在磁场,故C正确不合题意;
D.当导体在磁场中做切割磁感线运动时,电流表的指针摆动,说明有感应电流产生,故D正确不合题意。
故选B。
4.(2022八下·柯桥期中)为了解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场由以地心为圆心的环形电流I引起的。在下列四个图中,能 正确表示安培假设中环形电流方向的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】地磁场;通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】根据地磁场的分布规律和右手安培定则分析判断。
【解答】地磁场的N极在地理南极附近,即在地球的下端。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,即环形电流从东向西,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
5.(2021八下·余杭月考)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,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】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磁极方向;
(2)(3)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,再根据二力平衡的条件判断摩擦力的方向,最后根据影响电磁铁磁场强弱的因素判断摩擦力的大小变化。
(4)平衡状态包括:静止状态或匀速直线运动状态,据此分析判断。
【解答】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,右端为S极。根据“同名磁极相互排斥”可知,条形磁体受到水平向右的排斥力。由于条形磁体保持静止状态,因此它在水平方向受到平衡力的作用,即排斥力和摩擦力相互平衡。根据二力平衡的条件可知,摩擦力水平向左。
当变阻器的滑片向左移动时,它的阻值减小,通过的电流变大,则电磁铁的磁场变强,那么条形磁体受到的排斥力增大,于是摩擦力同时增大,故B、C错误;
条形磁铁在水平和竖直方向上都处于平衡状态,那么它受到两对平衡力的作用,故D正确。
故选D。
6.(2021八下·余杭月考)如图所示是奥斯特实验的示意图,以下关于奥斯特实验的分析正确的是( )
A.通电导线周围磁场的方向由小磁针的指向决定
B.小磁针发生偏转说明通电导线产生的磁场对小磁针有力的作用
C.移去小磁针后通电导线周围不存在磁场
D.通电导线周围的磁场方向与电流方向无关
【答案】B
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】根据对奥斯特实验的理解分析判断。
【解答】A.通电导线周围磁场的方向由电流方向决定,与小磁针的指向无关,故A错误;
B.小磁针发生偏转说明通电导线产生的磁场对小磁针有力的作用,因为力是改变物体运动状态的原因,故B正确;
C.移去小磁针后,通电导线周围的磁场依然存在,故C错误;
D.通电导线周围的磁场方向与电流方向有关,故D错误。
故选B。
7.(2022八下·龙游月考)如图所示的磁场与实际不相符的是( )
A.同名磁极间的磁场
B.直流电流的磁场
C.通电螺线管的磁场
D.蹄形磁体的磁场
【答案】C
【知识点】磁场和磁感线;通电直导线周围的磁场;通电螺线管的磁场
【解析】【分析】根据对磁场和磁感线的认识判断。
【解答】A.在磁体外部,磁感线总是从磁体的N极出来,回到S极,则同名磁极之间的磁感线不会相交,而是呈顶牛之势,故A正确不合题意;
B.右手握住直导线,大拇指指向左边,此时弯曲的四指指尖所指的方向就是磁场环绕方向,故B正确不合题意;
C.线圈上电流方向水平向左。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,则下面为螺线管的N极,磁感线应该从下面出来,回到上面,故C错误符合题意;
D.上面为磁体的N极,下面为磁体的S极,则磁感线从上面出来,回到下面,故D正确不合题意。
故选C。
8.(2022八下·杭州月考)下列四幅图中,通电螺线管周围小磁针的指向正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【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】由安培定则可判出通电螺线管极性的方向,由磁极间的相互作用可知小磁针的指向。
【解答】A.由右手螺旋定则判断出通电螺线管的左端为N极,右端为S极,由异名磁极相互吸引知,小磁针的右端应为S极,左端应为N极,故A错误;
B.由右手螺旋定则判断出通电螺线管的下端为N极,上端为S极,由异名磁极相互吸引知,小磁针的上端应为S极,下端应为N极,故B错误;
C.由右手螺旋定则判断出通电螺线管的左端为S极,右端为N极,由异名磁极相互吸引知,小磁针的左端为N极,右端为S极,故C正确;
D.由右手螺旋定则判断出通电螺线管的左端为S极,右端为N极,由同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引知,小磁针的左端应为N极,右端应为S极,故D错误。
故选C。
9.(2022八下·杭州月考)如图所示,GMR是一个巨磁电阻,其阻值随磁场的增强而急剧减小,当闭合开关S1、S2时,下列说法正确的是( )
①电磁铁的右端为N极
②小磁针将顺时针旋转
③当P向左滑动时,电磁铁的磁性增强,指示灯变亮
④当P向右滑动时,电磁铁的磁性减小,电压表的示数减小
A.只有④正确 B.只有③④正确
C.只有②③正确 D.①②③④都正确
【答案】B
【知识点】磁极间的相互作用;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)知道电磁铁的电流方向,根据安培定则判断电磁铁的磁极。
(2)根据磁极之间的相互作用原理解答
(3)(4)移动滑片改变滑动变阻器接入电路的电阻,改变电磁铁的磁性,改变巨磁电阻的阻值,改变电路中的电流,改变各导体分担的电压,据此分析判断。
【解答】①闭合开关S1,电流从电磁铁的右端进入,左端流出,根据安培定则可以判断,电磁铁的左端是N极,故①正确;
②电磁铁的左端为N极,右端为S极,根据“同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引”可知,小磁针应该逆时针方向旋转,故②错误;
③滑片向左移动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,左边电路中电流变大,电磁铁的磁性增强。巨磁电阻的阻值变小,右边电路中电流变大,根据欧姆定律得,灯泡两端电压也变大,根据P=UI得,灯泡的功率变大,灯泡变亮,故③正确;
④当滑片向右移动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,左边电路中电流变小,电磁铁的磁性减弱,巨磁电阻的阻值变大,右边电路中电流变小,根据欧姆定律得,灯泡两端电压也变小,电压表示数变小,故④正确。
那么正确的是③④。
故选B。
10.(2022八下·义乌开学考)小明在科技馆参观磁悬浮地球仪后,回家模仿制作了磁悬浮地球仪。自制地球仪内有一磁铁,底座内有一金属线圈(线圈电阻不计),R为保护电阻。若要让地球仪悬浮的更高,下列做法正确的是( )
A.条形磁铁的b端为N级,开关S2连到接线柱1上
B.条形磁铁的b端为N级,开关S2连到接线柱2上
C.条形磁铁的b端为S级,开关S2连到接线柱1上
D.条形磁铁的b端为S级,开关S2连到接线柱2上
【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】根据安培定则判断电磁铁的极性,再根据磁极之间的相互作用规律判断条形磁铁的极性。电磁铁的磁场强度与电流大小和线圈匝数有关,据此分析判断。
【解答】(1)根据图片可知,线圈上电流方向左。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,则下端为电磁铁的N极,上端为S极。根据“同名磁极相互排斥”可知,b应该为S极;
(2)要让地球仪悬浮的更高,就要增大电磁铁的磁场,即增大线圈匝数,可以将开关S2接到接线柱2上。
故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
11.(1.2电生磁(2))如图所示,盛水的烧杯放在电磁铁上方,当电磁铁的开关断开时,空心小铁球自由地浮在水面上,小磁针指向如图所示,以下说法正确的是( )
A.开关闭合时,小磁针N极向上偏转,S极向下偏转
B.开关闭合后,滑动变阻器的滑片向下移动时,电磁铁磁性减弱
C.当电路中电流减小时,空心小铁球所受的浮力减小
D.无论开关断开还是闭合,浮在水面上的空心小铁球所受的浮力不变
【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磁极方向,根据磁极之间的相互作用规律判断小磁针的指向;
(2)电磁铁的磁场强弱与电流大小有关,即电流越大,磁场越强;
(3)(4)对铁球进行受力分析,根据二力平衡的知识判断浮力的变化。
【解答】A.开关闭合时,线圈上的电流向右。右手握住螺线管,弯曲的四指指向右边,此时大拇指指向上端,则上端为电磁铁的N极,下端为S极。根据“同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引”可知,小磁针的S极向上偏转,故A错误;
B.开关闭合后,滑动变阻器的滑片向下移动时,它的阻值减小,而通过它的电流增大,则电磁铁磁性变强,故B错误;
D.当开关断开时,小球只受重力和浮力,根据漂浮条件可知,此时浮力等于重力。当闭合开关后,电磁铁对小球产生向下的吸引力,此时F浮力=G+F吸引,则小球受到的浮力增大,故D错误;
C.当闭合开关后,电磁铁对小球产生向下的吸引力,此时F浮力=G+F吸引。当电流减小时,电磁铁的磁场变弱,小球受到的吸引力减小,则小球受到的浮力减小,故C正确。
故选C。
12.(1.2电生磁(2))一条形磁铁放在水平桌面上,处于静止状态,电磁铁置于条形磁铁附近并正对(如图所示)。下列叙述中,正确的是( )
A.闭合开关前,电磁铁与条形磁铁间没有力的作用
B.闭合开关后,条形磁铁受到桌面向右的摩擦力
C.闭合开关后,滑片P向a移动时,电磁铁与条形磁铁间的作用力减小
D.闭合开关后,滑片P向b移动过程中,若条形磁铁始终处于静止状态,则它受到桌面的摩擦力变大
【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;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)根据磁体的性质判断;
(2)首先根据安培定则判断电磁铁的磁极方向,然后根据磁极之间的相互作用规律分析条形磁体受到磁力的方向,最后根据二力平衡的知识判断受到摩擦力的方向。
(3)首先分析电阻变化,再确定电流变化,接下来分析电磁铁磁场强度变化,最终确定条形磁体受到磁力的变化。
(4)分析电流变化,确定电磁铁磁场强度变化,进而判断条形磁铁受到磁力的变化,最后根据二力平衡确定它受到摩擦力的变化。
【解答】A.闭合开关前,电磁铁没有磁性,但是条形磁体有磁性,二者也会先后吸引,故A错误;
B.闭合开关后,根据安培定则可知,电磁铁的左端为N极,右端为S极。根据“异名磁极相互吸引”可知,条形磁体受到水平向左的吸引力。由于条形磁体处于静止状态,所以它受到的摩擦力与吸引力相互平衡,即二者大小相等,方向相反。因为吸引力水平向左,所以摩擦力水平向右,故B正确;
C.闭合开关后,滑片P向a移动时,变阻器的阻值减小,通过电磁铁的电流变大,电磁铁磁场变强,而它与条形磁体之间的作用力增大,故C错误;
D.闭合开关后,滑片P向b移动过程中,变阻器阻值变大,通过电磁铁的电流变小,则电磁铁磁场变弱,则条形磁体受到的磁力变弱。条形磁铁始终处于静止状态,则它受到的摩擦力与磁力相等,因此摩擦力也变小,故D错误。
故选B。
13.(1.2电生磁(2))如图所示,在电磁铁的正.上方用弹簧挂一条形磁铁。下面说法正确的是( )
A.开关闭合,电磁铁上端是N极
B.开关闭合,条形磁铁与电磁铁相互吸引
C.当滑片P从b端向a端滑动的过程中,灯泡变暗,电磁铁磁性减弱
D.当滑片P从b端向a端滑动的过程中,弹簧的长度会变短
【答案】C
【知识点】磁极间的相互作用;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)根据安培定律确定电磁铁的磁极方向;
(2)根据磁极之间的相互作用规律判断;
(3)首先分析电阻变化,再确定电流变化,最后确定灯泡亮度和电磁铁磁性的变化;
(4)首先确定电磁铁磁场强度的变化,再确定悬挂的磁体受到磁力的方向和大小变化,最后根据二力平衡确定弹簧受到拉力的变化,最后确定弹簧的长度变化。
【解答】A.开关闭合时,线圈上电流方向向左。右手握住螺线管,弯曲的四指朝左,此时大拇指指向下端,则电磁铁的下端为N极,上端为S极,故A错误;
B.根据“异名磁极相互排斥”可知,条形磁体与电磁铁相互排斥,故B错误;
C.当滑片P从b端向a端滑动的过程中,变阻器的阻值变大,则总电阻变大,而总电流变小,因此灯泡变暗,电磁铁磁场减弱,故C正确;
D.当滑片P从b端向a端滑动的过程中,电磁铁磁场减弱,则条形磁铁受到向上的排斥力减小。根据F=G-F排斥可知,弹簧受到的拉力增大,则长度变大,故D错误。
故选C。
14.(1.2电生磁(2))如图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】根据影响电磁铁磁场强弱的因素的知识分析判断。
【解答】要增强电磁铁的磁场强弱,要么增大通过电磁铁的电流,要么增大电磁铁的线圈匝数。
根据图片可知,当其它条件不变时,变阻器的滑片向左移动,电阻变小,电流变大,则磁场变强,故A错误,B正确;
当变阻器的滑片位置不动时,即电流相等时,将开关从2扳到1时,线圈匝数增大,则磁场变强,故C错误;
电源的正负极对调,只会改变通过电磁铁的电流方向,从而改变磁场方向,而不能改变磁场强弱,故D错误。
故选B。
15.(1.2 电生磁(1))在如图所示的电路中,根据小磁针静止时的指向可知( )
A.a端是通电螺线管的N极,c端是电源的正极
B.b端是通电螺线管的N极,d端是电源的正极
C.a端是通电螺线管的N极,c端是电源的负极
D.b端是通电螺线管的N极,d端是电源的负极
【答案】A
【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】根据小磁针的指向确定通电螺线管的极性,根据安培定则判断电源的正负极。
【解答】在螺线管内部,磁感线从S指向N极。根据图片可知,小磁针在磁铁内部,此时小磁针的N极指向a端,即磁感线从b指向a,那么a为螺线管的N极,b为螺线管的S极。
右手握住螺线管,大拇指指向a端,此时弯曲的四指指尖向上,则线圈上电流方向向上,即电流从c端流出,d端流入,那么c端为电源的正极,d端为电源的负极。
故选A。
16.(2021八下·嘉兴期末)如图所示的实验装置,开关S闭合后,下列说法错误的是( )
A.通电螺线管上端为N极
B.弹簧测力计示数会变大
C.若滑动变阻器滑片P向左滑动,弹簧测力计示数变大
D.若改变电路中的电流方向,弹簧测力计示数变大
【答案】D
【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)根据安培定则判断通电螺线管的极性;
(2)对铁块进行受力分析,根据二力平衡的知识判断;
(3)根据滑片的移动分析电流的变化,确定电磁铁磁场强度的变化,最终判断测力计的示数变化;
(4)根据影响电磁铁磁性强弱的因素判断。
【解答】A.螺线管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,此时大拇指指向上面,则螺线管的上面为N极,故A正确不合题意;
B.闭合开关前,弹簧测力计的示数F=G;闭合开关后,弹簧测力计的示数F=G+F吸引,则测力计的示数变大了,故B正确不合题意;
C.若滑动变阻器滑片P向左滑动,则变阻器的阻值减小,而通过螺线管的电流增大,那么螺线管的磁场增强,铁块受到的吸引力增大,根据F=G+F吸引可知,弹簧测力计示数变大,故C正确不合题意;
D.若改变电路中的电流方向,那么通电螺线管的极性改变,但是铁块受到吸引力的方向和大小都不变,自然弹簧测力计的示数保持不变,故D错误符合题意。
故选D。
17.(2021八下·拱墅期中)如图是一些研究电或磁现象的实验,下列关于这些实验的叙述正确的是( )
A.图甲中橡胶棒被吸引,说明橡胶棒带有正电荷
B.图乙中条形磁铁被吸引,说明铁棒具有磁性
C.图丙中小磁针发生偏转,说明电流周围存在磁场
D.图丁中灯L2比L1更亮,说明通过灯L2的电流比L1大
【答案】C
【知识点】串、并联电路的电流特点;磁极间的相互作用;通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】(1)(2)根据电荷之间的相互作用规律判断;
(3)根据奥斯特实验的结论分析;
(4)根据串联电路的电流特点分析。
【解答】A.图甲中橡胶棒被吸引,说明橡胶棒带负电或不带电,故A错误;
B.图乙中条形磁铁被吸引,即使铁棒没有磁性也会发生这个现象,故B错误;
C.图丙中小磁针发生偏转,肯定是受到磁力的作用,即电流通过导线时周围存在磁场,故C正确;
D.图丁中灯L2比L1更亮,但是二者串联,根据“串联电路各处电流都相等”可知,通过它们的电流相等,故D错误。
故选C。
18.(2021八下·海曙月考)如图所示,弹簧测力计下挂一条形磁铁,条形磁铁下面放置一通电螺线管,当条形磁铁从从左向右水平拉过时,在图象中弹簧测力示数变化情况正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用;磁极间的相互作用;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】首先根据安培定则判断电磁铁的极性,然后根据磁极之间的相互作用分析条形磁铁受到磁力的方向,并根据二力平衡的知识分析测力计的示数变化。
【解答】①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,右端为S极。
②当条形磁铁从左端到中间时,受到向上的排斥力,此时测力计的示数F=G-F排斥。由于电磁铁的磁场逐渐减弱,所以排斥力逐渐减小,则测力计的示数逐渐增大;
③当条形磁铁从中间到右端时,受到向下的吸引力,此时测力计的示数F=G+F吸引。由于电磁铁的磁场逐渐增强,所以吸引力逐渐增大,则测力计的示数逐渐增大。
故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
19.(2021八下·浙江期末)为了探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关,某同学使用两个相同的大铁钉和相同的导线绕制成电磁铁进行实验,如图所示。则下列说法中错误的是( )
A.若滑动变阻器的滑片向左移动,则能使电磁铁的磁性增强
B.实验中电磁铁的磁性强弱是用吸引大头针的数目多少来显示的
C.若要探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系,只要用一次实验就有明显的实验现象
D.若要探究磁性强弱与线圈匝数的关系,只要用一次实验就有明显的实验现象
【答案】C
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】(1)根据电磁铁的磁性与电流大小的关系判断;
(2)磁性强弱看不到摸不着,但是可以通过吸引大头针的数量反应磁场的强弱;
(3)(4)根据控制变量法的要求判断。
【解答】若滑动变阻器的滑片向左移动,变阻器的阻值变小,通过电磁铁的电流变大,则能使电磁铁的磁性增强,故A正确不合题意;
实验中电磁铁的磁性强弱是用吸引大头针的数目多少来显示的,故B正确不合题意;
若要探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系,需要控制线圈匝数相同而改变电流,而改变电流就需要调节滑动变阻器,因此至少需要两次实验,故C错误符合题意;
若要探究磁性强弱与线圈匝数的关系,需要控制电流相同而改变线圈匝数;图片中两个电磁铁线圈匝数不同,二者串联肯定电流相同,因此只要用一次实验就有明显的实验现象,故D正确不合题意。
故选C。
20.(2020八下·拱墅开学考)直线电流周围磁场的磁感线分布和磁场方向的判定方法如图所示。将一枚转动灵活的小磁针放在水平放置的直导线正下方,直导线通电的瞬间( )
A.若电流方向从南向北,则小磁针顺时针偏转
B.若电流方向从北向南,则小磁针逆时针偏转
C.若电流方向从东向西,则小磁针不发生偏转
D.若电流方向从西向东,则小磁针不发生偏转
【答案】D
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】由图知,判断通电直导线周围磁场方向用到了右手螺旋定则,即:用右手握住直导线,使大拇指指向电流的方向,则四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向。
【解答】A、若电流方向从南向北,如下图(即图中电流从左到右),根据上面的方法可知,通电直导线下面的磁场指向纸的里面,而纸的里面是西,则小磁针的N极指向也指向西面(如图中红色磁针),小磁针的N极原来指向北面(如图中蓝色磁针),所以小磁针从北往西转动,俯视时会发现小磁针逆时针转动,A不符合题意;
B、若电流方向从北向南,即下图中电流从左到右,根据上面的方法可知,通电直导线下面的磁场指向纸的里面,纸的里面是东,小磁针N极指向也指向东面(如图中红色磁针),小磁针的N极原来指向北面(如图中蓝色磁针),所以,小磁针从北往东转动,俯视时,会发现小磁针顺时针转动,B不符合题意;
C、若电流方向从东向西,即下图中电流从左到右,通电直导线下面的磁场指向纸的里面,纸的里面是南,小磁针N极指向也指向南面如图中红色磁针,小磁针原来指向北面如图中蓝色磁针,所以小磁针会转动到相反的方向,C不符合题意;
D、若电流方向从西向东,即下图中电流从左到右,通电直导线下面的磁场指向纸的里面,纸的里面是北,小磁针N极指向也指向北面如图蓝色磁针,小磁针原来指向北面(如图蓝色磁针),所以小磁针不转动,D符合题意。
故答案为:D
二、填空题
21.(2021八下·滨江期中)如图,闭合开关S,烧杯中水面上浮着一个空心小铁球,将盛水的容器放在电磁铁上方,此时电磁铁A端为 极,将滑片P向右滑动,空心小铁球将 。(填“上浮”“下沉”“静止”)
【答案】S;上浮
【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)根据安培定则分析电磁铁的极性;
(2)铁球受到电磁铁的吸引力向下,则吸引力越大,铁球下沉;吸引力减小,铁球上浮,据此分析。
【解答】(1)根据图片可知,螺线管上电流方向向左;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B端为N极,而A端为S极。
(2)滑片P向右滑动时,变阻器接入的阻值变大,通过电磁铁的电流变小,它的磁场变弱,则铁球受到的吸引力减小,因此空心铁球将上浮。
22.(2021八下·西湖期中)环形导线(可看作通电螺线管的一匝)能产生磁场,其磁感线分布如图所示,则 (选填“A”或“B”)的磁场较强。若将一小磁针放在环形导线的右侧,小磁针的 极将向导线靠近。
【答案】B;N
【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)在磁场中,磁感线越稠密,磁场越强;磁感线越稀疏,磁场越弱。
(2)首先根据安培定则判断环形导线的磁极,然后根据磁极之间的相互作用判断小磁针的指向。
【解答】(1)根据图片可知B处的磁感线比A处的磁感线更稠密,因此B处的磁场更强。
(2)线圈上电流方向向上;右手握住螺线管,完全的四指指尖向上,此时大拇指指向左侧,因此左侧为磁场的N极,右侧为磁场的S极。根据“同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引”可知,小磁针的N极向导线靠近。
23.(2021八下·杭州月考)通电螺线管的外部磁场与条形磁体周围磁场相似。
(1)如图甲中箭头表示电流方向,小磁针北极指向如图,则螺线管的上端是 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,现有一单匝圆形通电线圈中的电流方向如图乙所示,则其B端是 极。
(3)如图丙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,根据地磁场的磁极可以判断,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)S
(3)相反;负
【知识点】电流和电流的单位换算;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)根据磁极之间的相互作用规律判断电磁铁的磁极;
(2)根据安培定则判断即可;
(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即可。在物理学中,将正电荷定向移动的方向规定为电流方向,则电流方向与负电荷的移动方向相反。
【解答】(1)根据“异名磁极相互吸引”可知,电磁铁的下端为S极,则上端为N极。
(2)线圈中的电流方向为从左到右;右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向右,此时大拇指指向上面,则上面为线圈的N极,下面(B)为线圈的S极。
(3)地理两极和地磁两极交错分布,则地磁北极在地理南极附近;右手握住地球,大拇指指向下端,此时完全的四指指向左端,即电流方向从右到左,和地球自转方向相反。
物理学规定正电荷定向移动方向为电流方向,由于电荷的移动方向与电流方向相反,所以地球带负电。
24.(2021八下·诸暨期中)如图所示,小科将一根直导线放在静止小磁针的正上方,并与小磁针平行。
(1)第一个揭示电和磁的联系的科学是 。
(2)实验中小磁针的作用是 ,若移走小磁针,通电直导线周围有 (仍有/没有)磁场。
(3)若图中直导线的电流方向不变,将小磁针移到直导线的正上方平行放置,小磁针的偏转方向与原来 (相同/相反)。
【答案】(1)奥斯特
(2)检验磁场的存在;仍有
(3)相反
【知识点】磁场和磁感线;通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】(1)1820年,丹麦的物理学家奥斯特在课堂实验时发现了电流周围存在磁场,成为世界上第一个发现电和磁之间联系的人;
(2)磁场看不见、摸不到,但是小磁针会受力发生偏转,则借助小磁针证明磁场的存在。磁场是客观存在的,无论小磁针是否存在,它都会存在。
(3)通电导体的受力方向与磁场方向和电流方向有关。
【解答】(1)第一个揭示电和磁的联系的科学是奥斯特。
(2)实验中小磁针的作用是检验磁场的存在,若移走小磁针,通电直导线周围有仍有磁场。
(3)若图中直导线的电流方向不变,将小磁针移到直导线的正上方平行放置,此处的磁场方向恰好与导线下方的磁场方向相反,则小磁针受到磁力的方向相反,那么小磁针的偏转方向与原来相反。
25.(2020八下·丽水期中)如图所示,GMR是巨磁电阻(其电阻值在磁场中随磁性的增强急剧减小),当滑片P向右滑动时,电磁铁的磁性 (选填“增强”“减弱”或“不变”),指示灯的亮度 (选填“变亮”“变暗”或“不变”)。
【答案】减弱;变暗
【知识点】欧姆定律及其应用;影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】首先根据滑片的移动方向确定控制电路电阻的变化,然后根据“电流和电阻的反比”关系确定电流变化,接下来分析电磁铁的磁性的改变,再根据巨磁电阻的特点确定它的阻值变化,最后确定工作电流的改变,得到灯泡亮度的变化。
【解答】 当滑片P向右滑动时, 变阻器的阻值变大,控制电路的电流变小,电磁铁的磁性减弱;根据巨磁电阻的特点可知,此时GMR的阻值增大,那么工作电路的电流变小,而指示灯的亮度变暗。
26.(2020八下·拱墅开学考)如图所示,在观察奥斯特实验时,小明注意到通电直导线下方小磁针的N极向纸内偏转,小明由此推测:若电子沿水平方向平行地飞过针上方时,小磁针也将发生偏转且小磁针的N极向纸外偏转。请你详细说出小明推测的依据是: 。
【答案】电子的定向移动形成电流,电流周围存在磁场
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】从电流的形成原因、电荷的移动以及磁场方向与电流方向的关系角度切入解答。
【解答】奥斯特实验表明,当导线中有电流通过时,小磁针会发生偏转.说明了电流周围存在磁场。当电子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时,由于电子发生定向移动而形成电流,而电流周围存在磁场,因此小磁针会发生偏转。据图可知,当电流向右时,小磁针的N极向纸内偏转,右图电子定向向右移动,而电流方向与电子定向移动方向相反,所以电流方向向左,所以小磁针受力方向与左图相反.N极将向纸外偏转。
故答案为: 电子的定向移动形成电流,电流周围存在磁场
27.(2020八下·拱墅开学考)如图是探究通电直导线周围磁场分布的实验。实验时先在有机玻璃板上均匀地撒上铁屑,然后给直导线通电,为了更好地通过铁屑客观描述出磁场的分布情况,接下去的操作是轻敲有机玻璃板,该操作的主要目的是 ,使铁屑在磁场作用下动起来。为了进一步探究通电直导线周围磁场的方向,可用 代替铁屑进行实验。
【答案】减小铁屑与桌面间的摩擦力;小磁针
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】本题主要探究通电直导线周围磁场分布的实验相关知识。
【解答】在有机玻璃板上均匀地撒上铁屑,然后给直导线通电,为了更好地通过铁屑客观描述出磁场分布情况,为了减小铁屑与玻璃板之间的摩擦,需轻敲有机玻璃板,使铁屑在磁场力作用下动起来。小磁针有方向,而放在磁场的小磁针会由于磁力作用而运动,因此为了进一步探究通电直导线周围磁场的方向,可用小磁针代替铁屑进行实验。
故答案为:减小铁屑与桌面间的摩擦力;小磁针
28.(2019八下·余杭月考)如图甲,水平桌面上,两块相同的条形磁铁在水平推力F1的作用下,作匀速直线运动。
(1)取走其中一块后,磁铁在水平推力F2的作用下仍作匀速直线运动,如图乙,则F2 F1(选填“>”、“=”或“<”)。
(2)如图丙,磁铁在F2作用下,匀速直线运动过程中,闭合开关S,电磁铁左端为 极,磁铁速度将 。(选填“变大”、“不变”或“变小”)
【答案】(1)<
(2)S(南);变小
【知识点】二力平衡的条件及其应用;影响摩擦力大小的因素;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】(1)滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,据此分析甲和乙中受到滑动摩擦力的大小,然后根据二力平衡判断推力的大小变化;
(2)根据安培定则判断螺线管的左端的极性,然后根据磁极之间的相互作用分析条形磁铁受到的磁力方向,进而对速度变化作出判断。
【解答(1)当磁铁在水平方向做匀速直线运动时,它受到的推力和摩擦力平衡,即大小相等;取走一块磁铁后,由于对桌面的压力变小,所以受到的滑动摩擦力变小,那么受到的推力也变小,即F2(2)线圈上电流方向向下,右手握住螺线管,四指指尖向下,大拇指指向右端,因此右端为N极,左端为S极;根据“同名磁极相互排斥”可知,条形磁铁受到向左的斥力,因此速度将变小。
29.(2019八下·桐乡期中)如右图所示为电话机原理图,当人对着话筒说话时,如果滑动变阻器的滑片向右移动,则听筒电磁铁磁性将 (选填“变强”、“变弱”或“不变”),通过导体AB的电流方向为 (选填“A到B”或“B到A”)。
【答案】变强;A到B
【知识点】电流和电流的单位换算;影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】(1)影响电磁铁磁性强弱的因素:通过电流越大,磁性越强;线圈匝数越多,磁性越强;插入软铁芯,磁性大大增强。
(2)在电源的外部,电流的总是从电源的正极流向负极。
【解答】当滑动变阻器的滑片向右滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,则电路中电流增加,所以电磁铁的磁性增强;由图可知,电源左端为正极,所以电流的流向是从A流到B。
故答案为:变强;A到B。
三、实验探究题
30.(2022八下·仙居期末)为探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关,小丽同学做出以下猜想
猜想一:电磁铁通电时有磁性,断电时没有磁性;
猜想二:外形相同、匝数相等的电磁铁,通过的电流越大,它的磁性越强:
猜想三:……
为了检验上述猜想是否正确,小丽所在实验小组通过交流与合作设计了以下实验方案。用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕制若干圈,制成简单的电磁铁。如图1所示的a、b、c、d为实验中观察到的四种情况(四种情况中,电源、滑动变阻器、大铁钉的规格均相同)。
根据小丽的猜想和实验填空:
(1)通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同,来判断 的不同。此科学方法为转换法,下图实验中采用的方法与之相同的是 。
A.用模型认识水分子的结构
B.研究动物的呼吸作用
(2)通过比较图1中 两种情况,可以验证猜想二是正确的。
(3)在图1中,通过比较d中的甲、乙两个电磁铁,得出的结论是 。
【答案】(1)电磁铁磁性强弱;B
(2)bc
(3)在电流大小相同时,通电螺旋管的线圈匝数越多,磁性越强
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】(1)转换法判断电磁铁磁性强弱。
(2)控制变量法进行实验,找出各个实验不同之处。
(3)线圈匝数越多,磁性越强 。
【解答】(1)电磁铁磁性无法肉眼可见,通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同,来判断电磁铁磁性强弱。 研究动物的呼吸作用将氧气的减少转化为液滴的移动,也是转换法,选B。
(2)图bc线圈匝数不同,电磁铁磁性不同,可以验证猜想二是正确的。
(3) d中的甲、乙两个电磁铁除了匝数不同,电流等因素都是相同的,所以得出的结论是在电流大小相同时,通电螺旋管的线圈匝数越多,磁性越强 。
31.(2022八下·金东期末)小科在探究“通电直导线周围的磁场”实验中,实验装置如图甲所示。
(1)接通电路后,观察到小磁针偏转,说明电流周围存在 ;
(2)改变直导线中电流方向,小磁针的偏转方向发生了改变,说明电流周围的磁场方向与 有关;
(3)研究表明,通电直导线周围的磁场分布如图乙所示,则图甲实验中,若将小磁针由通电直导线下方移至直导线上方,小磁针偏转的方向 (选填 “会”或“不会”)改变。
【答案】(1)磁场
(2)电流方向
(3)会
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】(1)力是改变物体运动状态的原因,则小磁针发生偏转,说明它受到磁力的作用,据此分析解答。
(2)根据描述分析哪个因素发生改变即可;
(3)分析小磁针受到磁力的方向是否发生改变即可。
【解答】(1)接通电路后,观察到小磁针偏转,说明电流周围存在磁场;
(2)改变直导线中电流方向,小磁针的偏转方向发生了改变,说明电流周围的磁场方向与电流方向有关;
(3)图甲实验中,若将小磁针由通电直导线下方移至直导线上方,由于通电直导线磁场方向恰好相反,那么小磁针受到磁力的方向也会相反,因此小磁针偏转的方向会改变。
32.(2022八下·安吉期末)1820 年,奥斯特用铂丝连接伏打堆(相当于电源)的两端,铂丝水平地沿南北方向放置,下方放置一个被玻璃罩封闭的小磁针,闭合电路后,小磁针发生了轻微的偏转,如图甲所示。他做出以下猜想:
猜想1:可能是因为电流使导线产生了热,加热玻璃罩内的空气,引起了对流,从而导致磁针的偏转;
猜想2:可能是因为电流产生了磁场,从而导致磁针的偏转。
奥斯特通过实验很快就否定了猜想1,又做了乙、丙两组实验。
(1)丙组中小磁针将 。
A.顺时针偏转,偏转角度变大 B.顺时针偏转,偏转角度变小
C.逆时针偏转,偏转角度变大 D.逆时针偏转,偏转角度变小
(2)奥斯特通过在玻璃罩和上方的导线之间加入金箱、玻璃等介质,观察到 的现象,从而否定猜想1。
(3)许多科学家在探究电流能否产生磁场的过程中,将导线放置在小磁针上方,位置关系如丁图所示,发现小磁针始终不发生偏转,请简要说明理由 。
【答案】(1)A
(2)小磁针依旧发生偏转
(3)通电导线的正下方,磁场方向与地磁场方向相同
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】(1)小磁针的偏转角度大小与电流产生磁场的强度有关,而电流产生磁场的强度与电流大小变化有关;
(2)如果小磁针的偏转是由于电流产生热量引起空气流动造成的,那么在玻璃罩上方翻入玻璃等物体后,热量肯定会被阻挡,此时空气几乎不流动,那么小磁针的指向不会发生偏转;
(3)当电流产生磁场的方向与地磁场的方向一致时,小磁针的受力方向与地磁场的产生的磁力方向相同,此时它不会偏转,据此分析解答。
【解答】(1)丙和甲相比可知,铂丝的横截面积增大,则电阻变小,那么通过导线的电流变大,磁场变强,小磁针受到的磁力变大,则偏转角度变大。因为电源正负极方向相反,则电流方向相反,那么小磁针的偏转方向相反,即顺时针方向偏转,故选A。
(2)奥斯特通过在玻璃罩和上方的导线之间加入金箱、玻璃等介质,观察到小磁针依旧发生偏转的现象,从而否定猜想1。
(3)许多科学家在探究电流能否产生磁场的过程中,将导线放置在小磁针上方,位置关系如丁图所示,发现小磁针始终不发生偏转,理由:通电导线的正下方,磁场方向与地磁场方向相同。
33.(2022八下·杭州期末)如图所示,实验小组同学设计的研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图。
(1)下表是该组同学所做实验的记录:
电磁铁(线圈) 50匝 100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
吸引铁钉的数目/枚 5 8 10 7 11 14
比较实验中的 1、2、3,可得出的结论是: 。
(2)同学们发现当电流较小时,实验中电磁铁没有吸引起铁钉,那么通电电磁铁到底有没有磁性呢?他们通过其他方法验证了这几次都是有磁性的。他们采用的方法可能是 。(写出一种即可)
(3)该小组同学比较实验中的1、4(或“2、5”或“3、6”),能得出“线圈匝数越多,电磁铁磁性越强”的正确结论,请你说说理由:
【答案】(1)当线圈匝数相同时,电流越大,电磁铁的磁性越强
(2)铁钉换成大头针(或用细铁屑、或观察相同的小磁针在相等的距离偏转角度的大小或更小的铁钉)
(3)因为比较1和4(或者2、5或3、6)电流相同,线圈匝数变多,吸引到的铁钉变多,则电磁铁的的磁性越强。
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】(1)根据吸引铁钉的数量确定磁性的强弱,分析三个实验中哪些因素相同,哪个因素不同,根据控制变量法的要求描述结论即可。
(2)没有吸引铁钉,应该是铁钉的重力太大所致,此时可以换用质量更小的铁磁性物质完成实验;
(3)比较1和4实验中,哪些因素相同,那个因素不同,根据控制变量法的要求描述结论即可。
【解答】(1)在实验1、2、3中,线圈匝数相同而电流大小不同,那么得到结论:当线圈匝数相同时,电流越大,电磁铁的磁性越强。
(2)他们通过其他方法验证了这几次都是有磁性的。他们采用的方法可能是:铁钉换成大头针(或用细铁屑、或观察相同的小磁针在相等的距离偏转角度的大小或更小的铁钉)。
(3)该小组同学比较实验中的1、4(或“2、5”或“3、6”),能得出“线圈匝数越多,电磁铁磁性越强”的正确结论,理由:因为比较1和4(或者2、5或3、6)电流相同,线圈匝数变多,吸引到的铁钉变多,则电磁铁的的磁性越强。
34.(1.2电生磁(2))探究“通电螺线管的外部磁场”的实验。
(1)组装好器材如图甲,闭合开关,发现竖直悬挂的小铁球向右运动,是因为小铁球受到 的作用,该现象说明通电螺线管周围存在 ,若将小铁球换成大小相同的铝球,铝球将 (填“向右运动”“向左运动”或“静止”)。
(2)小明继续实验探究,并按图乙连接电路,他先将开关S接a,观察电流表的示数及吸引大头针的数目;再将开关S从a换到b,调节变阻器的滑片P,再次观察电流表的示数及吸引大头针的数目。此时调节滑动变阻器是为了 ,探究 的关系。
(3)请根据图丙中的N极,标出磁感线的方向、小磁针的N极和电源的“+”“-”极。
【答案】(1)磁力;磁场;静止
(2)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
(3)
【知识点】磁极间的相互作用;通电螺线管的磁场;影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】(1)所有的磁体都有磁性,对铁、钴、镍等物质有磁力的作用。如果一个物体能够对另一个没有磁性的物体产生磁力的作用,那么说明这个物体具有磁场。
(2)通电螺线管的磁场强弱与线圈匝数和电流大小有关。根据图乙可知,通过切换开关的位置,可以改变电磁铁的线圈匝数,即探究螺线管的磁场强弱与线圈匝数的关系,此时必须控制通过电路的电流大小相等,这就需要调节变阻器的滑片实现,据此分析解答。
(3)根据磁极之间的相互作用规律确定小磁针的磁极方向;在磁体外部,磁感线总是从磁体的N极出来,回到S极。根据安培定则确定电源的正负极。
【解答】(1)组装好器材如图甲,闭合开关,发现竖直悬挂的小铁球向右运动,是因为小铁球受到磁力的作用,该现象说明通电螺线管周围存在磁场,若将小铁球换成大小相同的铝球,但是电磁铁对铝球不会产生磁力,因此铝球将静止。
(2)小明继续实验探究,并按图乙连接电路,他先将开关S接a,观察电流表的示数及吸引大头针的数目;再将开关S从a换到b,调节变阻器的滑片P,再次观察电流表的示数及吸引大头针的数目。此时调节滑动变阻器是为了控制两次实验的电流大小不变,探究通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系。
(3)①通电螺线管的上端为N极,根据“异名磁极相互吸引”可知,小磁针的上端为S极,下端为N极;
②磁感线从N极出来,然后回到S极;
③根据丙图可知,右手握住螺线管,大拇指指向上端,则线圈上电流方向向右,即电流从下端流入,从上端流出,因此电源的下端为正极,上端为负极,如下图所示:
35.(2021八下·洞头期中)某小组在探究“通电螺线管磁性强弱与哪些因素有关”的实验中,设计了如图所示电路,并进行了实验,当螺线管通电时会对磁铁产生力的作用,使指针绕O点转动,记录指针A所指的刻度值大小,实验结果如下表。
线圈接线点 接线柱1 接线柱2 接线柱3
实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9
电流(安) 0.8 1.2 1.6 0.8 1.2 1.6 0.8 1.2 1.6
指针所指的刻度值大小 0.8 1.2 1.6 0.6 0.9 1.2 0.4 0.6 0.8
(1)进行1、4、7实验基于的假设是 。
(2)实验中,他们将开关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指针A所指的刻度值大小,此时调节滑动变阻器的目的是 。
(3)写出能使指针反向偏转的具体措施 。(写出一条即可)
【答案】(1)通电螺线管的磁性强弱可能与线圈匝数多少有关(或电流相同时,线圈匝数越多,通电螺线管的磁性可能越强。)
(2)控制电流大小相等
(3)对换电源正负极;对换磁铁的磁极;改变线圈缠绕方向(写出一点即可)
【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)根据图片确定实验1、4、7中哪个因素不同,进而确定基于的假设和猜想;
(2)探究电磁铁的磁场强弱与线圈匝数的关系时,需要控制通过电磁铁的电流大小相同,据此分析解答。
(3)通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关。
【解答】(1)根据图片可知,当开关接1、2、3时,接入电路线圈的匝数逐渐减少,那么基于的假设为:通电螺线管的磁性强弱可能与线圈匝数多少有关(或电流相同时,线圈匝数越多,通电螺线管的磁性可能越强。)。
(2)实验中,他们将开关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指针A所指的刻度值大小,此时调节滑动变阻器的目的是控制电流大小相等。
(3)使指针反向偏转的具体措施:对换电源正负极;对换磁铁的磁极;改变线圈缠绕方向。
四、解答题
36.(2022八下·婺城期末)有一种电加热恒温箱,工作原理如图甲所示。控制电路由电压为U1=6V的电源、电磁继电器(线圈电阻不计)、滑动变阻器R2和热敏电阻R1组成,图乙是热敏电阻R1阻值随温度变化的图像;工作电路由电压为U2=220V的电源和电阻为R0的电热丝组成。通过实验测得当电磁继电器线圈的电流达到30mA时,电磁继电器的衔铁被吸下来。请分析:
(1)在升温的过程中,电阻R1两端的电压会 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为100Ω时,恒温箱内的温度可保持在多少?
(3)要使恒温箱设定的温度值升高,下列调节方案可行的是 (填字母编号)。
A.减少线圈匝数 B.增大控制电路的电源电压
C.使用更粗更有力的弹簧 D.应向左滑动变阻器R2的滑片
【答案】(1)减小
(2)电路总电阻:,
此时热敏电阻的阻值:R1=R总-R2=200Ω-100Ω=100Ω,
由图乙可知,热敏电阻的阻值为100Ω时,对应的温度为50℃;
(3)A;C
【知识点】欧姆定律及其应用;影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】(1)首先根据乙图确定热敏电阻R1阻值随温度变化规律,再根据串联电路的分压规律确定R1两端的电压变化。
(2)根据欧姆定律计算控制电路中电流为临界电流时电路总电阻,根据串联电路电阻规律计算热敏电阻的阻值,结合图乙可以得到此时的恒温箱的温度值;
(3)随着恒温箱温度的升高,热敏电阻的阻值减小,电路中的电流会增大,电磁铁会将衔铁吸下来,使工作电路停止工作,逐项分析找出可以防止衔铁被吸下来的方案。【解答】(1)根据图乙可知,当温度升高时,热敏电阻R1的阻值在减小。在控制电路中,滑动变阻器和热敏电阻串联,滑动变阻器的阻值不变,而R1的阻值减小,根据“串联电路中电压与电阻成正比”的规律可知,电阻R1两端的电压减小。
(3)恒温箱的温度值要调高,热敏电阻减小,此时要使控制电路中的电流不要增大,电磁铁的磁性不要增强,以防衔铁被吸下来,
A.减少线圈匝数可减弱电磁铁的磁性,故A可行;
B.增大控制电路的电源电压会使通过电路的电流变大,故B不可行;
C.使用更粗更有力的弹簧,衔铁不易被拉下,故C可行;
D.向左滑动变阻器R2的滑片,滑动变阻器减弱电流的电阻变小,通过电路的电流变大,故D不可行。
故选AC。
37.(2022八下·余姚竞赛)请根据图中通电螺线管的外部磁场方向,标出电源的正极及小磁针的N极。
【答案】解:如图所示:
【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】首先根据磁感线的环绕方向确定电磁铁的磁极方向,再根据安培定则判断线圈上的电流方向,从而确定电源的正负极,最后根据磁极之间的相互作用规律确定小磁针的南北极。
【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,因此电磁铁的左端为S极,右端为N极;
②右手握住螺线管,大拇指指向右端,此时弯曲的四指指尖向下,则线圈上电流方向向下,因此电源的左端为“+”极,右端为“-”极;
③根据“异名磁极相互吸引”可知,小磁针的左端为N极,右端为S极,如下图所示:
38.(浙教版科学八年级下学期第一单元 小专题(一) 电磁作图)如图中两个通电螺线管相互排斥,画出右侧螺线管线圈的绕法。
【答案】解:
【知识点】通电螺线管的磁场;右手螺旋定则
【解析】【分析】磁极间的相互作用规律为:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。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。
【解答】根据安培定则可知,左侧螺线管的左侧为S极,右侧为N极,由于两个通电螺线管相互排斥,同名磁极相互排斥,所以右侧螺线管的左侧为N极,右侧为S极,然后再根据安培定则即可画出右侧螺线管线圈的绕法。
1 / 1浙教版八年级下第一章 第二节 电生磁 同步练习
一、单选题
1.(2021八下·长兴月考)首先发现“电流周围存在磁场”的科学家是( )
A.欧姆 B.牛顿 C.阿基米德 D.奥斯特
2.(2022八下·嘉兴期末)通电直导线周围存在磁场,下图为显示通电直导线周围磁场分布的实验是( )
A. B.
C. D.
3.(2022八下·余姚竞赛)如图所示的探究实验装置中不能完成探究内容的是( )
A. 探究磁极间相互作用规律
B.探究磁性强弱与电流大小
C.探究通电直导线周围存在
D.探究产生感应电流的条件
4.(2022八下·柯桥期中)为了解释地球的磁性,19世纪安培假设:地球的磁场由以地心为圆心的环形电流I引起的。在下列四个图中,能 正确表示安培假设中环形电流方向的是( )
A. B.
C. D.
5.(2021八下·余杭月考)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,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
6.(2021八下·余杭月考)如图所示是奥斯特实验的示意图,以下关于奥斯特实验的分析正确的是( )
A.通电导线周围磁场的方向由小磁针的指向决定
B.小磁针发生偏转说明通电导线产生的磁场对小磁针有力的作用
C.移去小磁针后通电导线周围不存在磁场
D.通电导线周围的磁场方向与电流方向无关
7.(2022八下·龙游月考)如图所示的磁场与实际不相符的是( )
A.同名磁极间的磁场
B.直流电流的磁场
C.通电螺线管的磁场
D.蹄形磁体的磁场
8.(2022八下·杭州月考)下列四幅图中,通电螺线管周围小磁针的指向正确的是( )
A. B.
C. D.
9.(2022八下·杭州月考)如图所示,GMR是一个巨磁电阻,其阻值随磁场的增强而急剧减小,当闭合开关S1、S2时,下列说法正确的是( )
①电磁铁的右端为N极
②小磁针将顺时针旋转
③当P向左滑动时,电磁铁的磁性增强,指示灯变亮
④当P向右滑动时,电磁铁的磁性减小,电压表的示数减小
A.只有④正确 B.只有③④正确
C.只有②③正确 D.①②③④都正确
10.(2022八下·义乌开学考)小明在科技馆参观磁悬浮地球仪后,回家模仿制作了磁悬浮地球仪。自制地球仪内有一磁铁,底座内有一金属线圈(线圈电阻不计),R为保护电阻。若要让地球仪悬浮的更高,下列做法正确的是( )
A.条形磁铁的b端为N级,开关S2连到接线柱1上
B.条形磁铁的b端为N级,开关S2连到接线柱2上
C.条形磁铁的b端为S级,开关S2连到接线柱1上
D.条形磁铁的b端为S级,开关S2连到接线柱2上
11.(1.2电生磁(2))如图所示,盛水的烧杯放在电磁铁上方,当电磁铁的开关断开时,空心小铁球自由地浮在水面上,小磁针指向如图所示,以下说法正确的是( )
A.开关闭合时,小磁针N极向上偏转,S极向下偏转
B.开关闭合后,滑动变阻器的滑片向下移动时,电磁铁磁性减弱
C.当电路中电流减小时,空心小铁球所受的浮力减小
D.无论开关断开还是闭合,浮在水面上的空心小铁球所受的浮力不变
12.(1.2电生磁(2))一条形磁铁放在水平桌面上,处于静止状态,电磁铁置于条形磁铁附近并正对(如图所示)。下列叙述中,正确的是( )
A.闭合开关前,电磁铁与条形磁铁间没有力的作用
B.闭合开关后,条形磁铁受到桌面向右的摩擦力
C.闭合开关后,滑片P向a移动时,电磁铁与条形磁铁间的作用力减小
D.闭合开关后,滑片P向b移动过程中,若条形磁铁始终处于静止状态,则它受到桌面的摩擦力变大
13.(1.2电生磁(2))如图所示,在电磁铁的正.上方用弹簧挂一条形磁铁。下面说法正确的是( )
A.开关闭合,电磁铁上端是N极
B.开关闭合,条形磁铁与电磁铁相互吸引
C.当滑片P从b端向a端滑动的过程中,灯泡变暗,电磁铁磁性减弱
D.当滑片P从b端向a端滑动的过程中,弹簧的长度会变短
14.(1.2电生磁(2))如图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
15.(1.2 电生磁(1))在如图所示的电路中,根据小磁针静止时的指向可知( )
A.a端是通电螺线管的N极,c端是电源的正极
B.b端是通电螺线管的N极,d端是电源的正极
C.a端是通电螺线管的N极,c端是电源的负极
D.b端是通电螺线管的N极,d端是电源的负极
16.(2021八下·嘉兴期末)如图所示的实验装置,开关S闭合后,下列说法错误的是( )
A.通电螺线管上端为N极
B.弹簧测力计示数会变大
C.若滑动变阻器滑片P向左滑动,弹簧测力计示数变大
D.若改变电路中的电流方向,弹簧测力计示数变大
17.(2021八下·拱墅期中)如图是一些研究电或磁现象的实验,下列关于这些实验的叙述正确的是( )
A.图甲中橡胶棒被吸引,说明橡胶棒带有正电荷
B.图乙中条形磁铁被吸引,说明铁棒具有磁性
C.图丙中小磁针发生偏转,说明电流周围存在磁场
D.图丁中灯L2比L1更亮,说明通过灯L2的电流比L1大
18.(2021八下·海曙月考)如图所示,弹簧测力计下挂一条形磁铁,条形磁铁下面放置一通电螺线管,当条形磁铁从从左向右水平拉过时,在图象中弹簧测力示数变化情况正确的是( )
A. B.
C. D.
19.(2021八下·浙江期末)为了探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关,某同学使用两个相同的大铁钉和相同的导线绕制成电磁铁进行实验,如图所示。则下列说法中错误的是( )
A.若滑动变阻器的滑片向左移动,则能使电磁铁的磁性增强
B.实验中电磁铁的磁性强弱是用吸引大头针的数目多少来显示的
C.若要探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系,只要用一次实验就有明显的实验现象
D.若要探究磁性强弱与线圈匝数的关系,只要用一次实验就有明显的实验现象
20.(2020八下·拱墅开学考)直线电流周围磁场的磁感线分布和磁场方向的判定方法如图所示。将一枚转动灵活的小磁针放在水平放置的直导线正下方,直导线通电的瞬间( )
A.若电流方向从南向北,则小磁针顺时针偏转
B.若电流方向从北向南,则小磁针逆时针偏转
C.若电流方向从东向西,则小磁针不发生偏转
D.若电流方向从西向东,则小磁针不发生偏转
二、填空题
21.(2021八下·滨江期中)如图,闭合开关S,烧杯中水面上浮着一个空心小铁球,将盛水的容器放在电磁铁上方,此时电磁铁A端为 极,将滑片P向右滑动,空心小铁球将 。(填“上浮”“下沉”“静止”)
22.(2021八下·西湖期中)环形导线(可看作通电螺线管的一匝)能产生磁场,其磁感线分布如图所示,则 (选填“A”或“B”)的磁场较强。若将一小磁针放在环形导线的右侧,小磁针的 极将向导线靠近。
23.(2021八下·杭州月考)通电螺线管的外部磁场与条形磁体周围磁场相似。
(1)如图甲中箭头表示电流方向,小磁针北极指向如图,则螺线管的上端是 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,现有一单匝圆形通电线圈中的电流方向如图乙所示,则其B端是 极。
(3)如图丙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,根据地磁场的磁极可以判断,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。
24.(2021八下·诸暨期中)如图所示,小科将一根直导线放在静止小磁针的正上方,并与小磁针平行。
(1)第一个揭示电和磁的联系的科学是 。
(2)实验中小磁针的作用是 ,若移走小磁针,通电直导线周围有 (仍有/没有)磁场。
(3)若图中直导线的电流方向不变,将小磁针移到直导线的正上方平行放置,小磁针的偏转方向与原来 (相同/相反)。
25.(2020八下·丽水期中)如图所示,GMR是巨磁电阻(其电阻值在磁场中随磁性的增强急剧减小),当滑片P向右滑动时,电磁铁的磁性 (选填“增强”“减弱”或“不变”),指示灯的亮度 (选填“变亮”“变暗”或“不变”)。
26.(2020八下·拱墅开学考)如图所示,在观察奥斯特实验时,小明注意到通电直导线下方小磁针的N极向纸内偏转,小明由此推测:若电子沿水平方向平行地飞过针上方时,小磁针也将发生偏转且小磁针的N极向纸外偏转。请你详细说出小明推测的依据是: 。
27.(2020八下·拱墅开学考)如图是探究通电直导线周围磁场分布的实验。实验时先在有机玻璃板上均匀地撒上铁屑,然后给直导线通电,为了更好地通过铁屑客观描述出磁场的分布情况,接下去的操作是轻敲有机玻璃板,该操作的主要目的是 ,使铁屑在磁场作用下动起来。为了进一步探究通电直导线周围磁场的方向,可用 代替铁屑进行实验。
28.(2019八下·余杭月考)如图甲,水平桌面上,两块相同的条形磁铁在水平推力F1的作用下,作匀速直线运动。
(1)取走其中一块后,磁铁在水平推力F2的作用下仍作匀速直线运动,如图乙,则F2 F1(选填“>”、“=”或“<”)。
(2)如图丙,磁铁在F2作用下,匀速直线运动过程中,闭合开关S,电磁铁左端为 极,磁铁速度将 。(选填“变大”、“不变”或“变小”)
29.(2019八下·桐乡期中)如右图所示为电话机原理图,当人对着话筒说话时,如果滑动变阻器的滑片向右移动,则听筒电磁铁磁性将 (选填“变强”、“变弱”或“不变”),通过导体AB的电流方向为 (选填“A到B”或“B到A”)。
三、实验探究题
30.(2022八下·仙居期末)为探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关,小丽同学做出以下猜想
猜想一:电磁铁通电时有磁性,断电时没有磁性;
猜想二:外形相同、匝数相等的电磁铁,通过的电流越大,它的磁性越强:
猜想三:……
为了检验上述猜想是否正确,小丽所在实验小组通过交流与合作设计了以下实验方案。用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕制若干圈,制成简单的电磁铁。如图1所示的a、b、c、d为实验中观察到的四种情况(四种情况中,电源、滑动变阻器、大铁钉的规格均相同)。
根据小丽的猜想和实验填空:
(1)通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同,来判断 的不同。此科学方法为转换法,下图实验中采用的方法与之相同的是 。
A.用模型认识水分子的结构
B.研究动物的呼吸作用
(2)通过比较图1中 两种情况,可以验证猜想二是正确的。
(3)在图1中,通过比较d中的甲、乙两个电磁铁,得出的结论是 。
31.(2022八下·金东期末)小科在探究“通电直导线周围的磁场”实验中,实验装置如图甲所示。
(1)接通电路后,观察到小磁针偏转,说明电流周围存在 ;
(2)改变直导线中电流方向,小磁针的偏转方向发生了改变,说明电流周围的磁场方向与 有关;
(3)研究表明,通电直导线周围的磁场分布如图乙所示,则图甲实验中,若将小磁针由通电直导线下方移至直导线上方,小磁针偏转的方向 (选填 “会”或“不会”)改变。
32.(2022八下·安吉期末)1820 年,奥斯特用铂丝连接伏打堆(相当于电源)的两端,铂丝水平地沿南北方向放置,下方放置一个被玻璃罩封闭的小磁针,闭合电路后,小磁针发生了轻微的偏转,如图甲所示。他做出以下猜想:
猜想1:可能是因为电流使导线产生了热,加热玻璃罩内的空气,引起了对流,从而导致磁针的偏转;
猜想2:可能是因为电流产生了磁场,从而导致磁针的偏转。
奥斯特通过实验很快就否定了猜想1,又做了乙、丙两组实验。
(1)丙组中小磁针将 。
A.顺时针偏转,偏转角度变大 B.顺时针偏转,偏转角度变小
C.逆时针偏转,偏转角度变大 D.逆时针偏转,偏转角度变小
(2)奥斯特通过在玻璃罩和上方的导线之间加入金箱、玻璃等介质,观察到 的现象,从而否定猜想1。
(3)许多科学家在探究电流能否产生磁场的过程中,将导线放置在小磁针上方,位置关系如丁图所示,发现小磁针始终不发生偏转,请简要说明理由 。
33.(2022八下·杭州期末)如图所示,实验小组同学设计的研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图。
(1)下表是该组同学所做实验的记录:
电磁铁(线圈) 50匝 100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
吸引铁钉的数目/枚 5 8 10 7 11 14
比较实验中的 1、2、3,可得出的结论是: 。
(2)同学们发现当电流较小时,实验中电磁铁没有吸引起铁钉,那么通电电磁铁到底有没有磁性呢?他们通过其他方法验证了这几次都是有磁性的。他们采用的方法可能是 。(写出一种即可)
(3)该小组同学比较实验中的1、4(或“2、5”或“3、6”),能得出“线圈匝数越多,电磁铁磁性越强”的正确结论,请你说说理由:
34.(1.2电生磁(2))探究“通电螺线管的外部磁场”的实验。
(1)组装好器材如图甲,闭合开关,发现竖直悬挂的小铁球向右运动,是因为小铁球受到 的作用,该现象说明通电螺线管周围存在 ,若将小铁球换成大小相同的铝球,铝球将 (填“向右运动”“向左运动”或“静止”)。
(2)小明继续实验探究,并按图乙连接电路,他先将开关S接a,观察电流表的示数及吸引大头针的数目;再将开关S从a换到b,调节变阻器的滑片P,再次观察电流表的示数及吸引大头针的数目。此时调节滑动变阻器是为了 ,探究 的关系。
(3)请根据图丙中的N极,标出磁感线的方向、小磁针的N极和电源的“+”“-”极。
35.(2021八下·洞头期中)某小组在探究“通电螺线管磁性强弱与哪些因素有关”的实验中,设计了如图所示电路,并进行了实验,当螺线管通电时会对磁铁产生力的作用,使指针绕O点转动,记录指针A所指的刻度值大小,实验结果如下表。
线圈接线点 接线柱1 接线柱2 接线柱3
实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9
电流(安) 0.8 1.2 1.6 0.8 1.2 1.6 0.8 1.2 1.6
指针所指的刻度值大小 0.8 1.2 1.6 0.6 0.9 1.2 0.4 0.6 0.8
(1)进行1、4、7实验基于的假设是 。
(2)实验中,他们将开关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指针A所指的刻度值大小,此时调节滑动变阻器的目的是 。
(3)写出能使指针反向偏转的具体措施 。(写出一条即可)
四、解答题
36.(2022八下·婺城期末)有一种电加热恒温箱,工作原理如图甲所示。控制电路由电压为U1=6V的电源、电磁继电器(线圈电阻不计)、滑动变阻器R2和热敏电阻R1组成,图乙是热敏电阻R1阻值随温度变化的图像;工作电路由电压为U2=220V的电源和电阻为R0的电热丝组成。通过实验测得当电磁继电器线圈的电流达到30mA时,电磁继电器的衔铁被吸下来。请分析:
(1)在升温的过程中,电阻R1两端的电压会 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)当滑动变阻器R2接入电路中的电阻为100Ω时,恒温箱内的温度可保持在多少?
(3)要使恒温箱设定的温度值升高,下列调节方案可行的是 (填字母编号)。
A.减少线圈匝数 B.增大控制电路的电源电压
C.使用更粗更有力的弹簧 D.应向左滑动变阻器R2的滑片
37.(2022八下·余姚竞赛)请根据图中通电螺线管的外部磁场方向,标出电源的正极及小磁针的N极。
38.(浙教版科学八年级下学期第一单元 小专题(一) 电磁作图)如图中两个通电螺线管相互排斥,画出右侧螺线管线圈的绕法。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】根据相关的科学发展史分析判断。
【解答】首先发现“电流周围存在磁场”的科学家是丹麦物理学家奥斯特,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
2.【答案】B
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】根据各个图片包含的物理原理判断。
【解答】A.当导线中有电流经过时,小磁针的指向发生偏转,这说明通电导线周围存在磁场,故A不合题意;
B.在与通电导线垂直的平面内放入大量的铁屑,根据铁屑的分布可以显示通电直导线周围的磁场,故B符合题意;
C.图片显示的是通电直导线周围磁感线的分布,故C不合题意;
D.图片显示的是右手螺旋定则,用于判断通电直导线周围磁场的方向与电流方向的关系,故D不合题意。
故选B。
3.【答案】B
【知识点】磁极间的相互作用;通电直导线周围的磁场;影响电磁铁磁性强弱的因素;产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】根据图片回忆描述的实验过程,分析其中包含的物理原理即可。
【解答】A.当小磁针的S极与条形磁铁的N极靠近时,二者相互吸引;与条形磁铁的S极靠近时,二者相互排斥,则可以探究磁极之间的相互作用规律,故A正确不合题意;
B.探究磁性强弱与电流大小的规律时,需要控制线圈匝数相同而改变电流大小。在图片中,两个电磁铁的线圈匝数不同而通过的电流相同,二者条件不符,故B错误符合题意;
C.当导线中有电流经过时,小磁针的指向发生偏转,说明通电导线周围存在磁场,故C正确不合题意;
D.当导体在磁场中做切割磁感线运动时,电流表的指针摆动,说明有感应电流产生,故D正确不合题意。
故选B。
4.【答案】D
【知识点】地磁场;通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】根据地磁场的分布规律和右手安培定则分析判断。
【解答】地磁场的N极在地理南极附近,即在地球的下端。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,即环形电流从东向西,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
5.【答案】D
【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磁极方向;
(2)(3)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,再根据二力平衡的条件判断摩擦力的方向,最后根据影响电磁铁磁场强弱的因素判断摩擦力的大小变化。
(4)平衡状态包括:静止状态或匀速直线运动状态,据此分析判断。
【解答】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,右端为S极。根据“同名磁极相互排斥”可知,条形磁体受到水平向右的排斥力。由于条形磁体保持静止状态,因此它在水平方向受到平衡力的作用,即排斥力和摩擦力相互平衡。根据二力平衡的条件可知,摩擦力水平向左。
当变阻器的滑片向左移动时,它的阻值减小,通过的电流变大,则电磁铁的磁场变强,那么条形磁体受到的排斥力增大,于是摩擦力同时增大,故B、C错误;
条形磁铁在水平和竖直方向上都处于平衡状态,那么它受到两对平衡力的作用,故D正确。
故选D。
6.【答案】B
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】根据对奥斯特实验的理解分析判断。
【解答】A.通电导线周围磁场的方向由电流方向决定,与小磁针的指向无关,故A错误;
B.小磁针发生偏转说明通电导线产生的磁场对小磁针有力的作用,因为力是改变物体运动状态的原因,故B正确;
C.移去小磁针后,通电导线周围的磁场依然存在,故C错误;
D.通电导线周围的磁场方向与电流方向有关,故D错误。
故选B。
7.【答案】C
【知识点】磁场和磁感线;通电直导线周围的磁场;通电螺线管的磁场
【解析】【分析】根据对磁场和磁感线的认识判断。
【解答】A.在磁体外部,磁感线总是从磁体的N极出来,回到S极,则同名磁极之间的磁感线不会相交,而是呈顶牛之势,故A正确不合题意;
B.右手握住直导线,大拇指指向左边,此时弯曲的四指指尖所指的方向就是磁场环绕方向,故B正确不合题意;
C.线圈上电流方向水平向左。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,则下面为螺线管的N极,磁感线应该从下面出来,回到上面,故C错误符合题意;
D.上面为磁体的N极,下面为磁体的S极,则磁感线从上面出来,回到下面,故D正确不合题意。
故选C。
8.【答案】C
【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】由安培定则可判出通电螺线管极性的方向,由磁极间的相互作用可知小磁针的指向。
【解答】A.由右手螺旋定则判断出通电螺线管的左端为N极,右端为S极,由异名磁极相互吸引知,小磁针的右端应为S极,左端应为N极,故A错误;
B.由右手螺旋定则判断出通电螺线管的下端为N极,上端为S极,由异名磁极相互吸引知,小磁针的上端应为S极,下端应为N极,故B错误;
C.由右手螺旋定则判断出通电螺线管的左端为S极,右端为N极,由异名磁极相互吸引知,小磁针的左端为N极,右端为S极,故C正确;
D.由右手螺旋定则判断出通电螺线管的左端为S极,右端为N极,由同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引知,小磁针的左端应为N极,右端应为S极,故D错误。
故选C。
9.【答案】B
【知识点】磁极间的相互作用;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)知道电磁铁的电流方向,根据安培定则判断电磁铁的磁极。
(2)根据磁极之间的相互作用原理解答
(3)(4)移动滑片改变滑动变阻器接入电路的电阻,改变电磁铁的磁性,改变巨磁电阻的阻值,改变电路中的电流,改变各导体分担的电压,据此分析判断。
【解答】①闭合开关S1,电流从电磁铁的右端进入,左端流出,根据安培定则可以判断,电磁铁的左端是N极,故①正确;
②电磁铁的左端为N极,右端为S极,根据“同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引”可知,小磁针应该逆时针方向旋转,故②错误;
③滑片向左移动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,左边电路中电流变大,电磁铁的磁性增强。巨磁电阻的阻值变小,右边电路中电流变大,根据欧姆定律得,灯泡两端电压也变大,根据P=UI得,灯泡的功率变大,灯泡变亮,故③正确;
④当滑片向右移动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,左边电路中电流变小,电磁铁的磁性减弱,巨磁电阻的阻值变大,右边电路中电流变小,根据欧姆定律得,灯泡两端电压也变小,电压表示数变小,故④正确。
那么正确的是③④。
故选B。
10.【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】根据安培定则判断电磁铁的极性,再根据磁极之间的相互作用规律判断条形磁铁的极性。电磁铁的磁场强度与电流大小和线圈匝数有关,据此分析判断。
【解答】(1)根据图片可知,线圈上电流方向左。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,则下端为电磁铁的N极,上端为S极。根据“同名磁极相互排斥”可知,b应该为S极;
(2)要让地球仪悬浮的更高,就要增大电磁铁的磁场,即增大线圈匝数,可以将开关S2接到接线柱2上。
故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
11.【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磁极方向,根据磁极之间的相互作用规律判断小磁针的指向;
(2)电磁铁的磁场强弱与电流大小有关,即电流越大,磁场越强;
(3)(4)对铁球进行受力分析,根据二力平衡的知识判断浮力的变化。
【解答】A.开关闭合时,线圈上的电流向右。右手握住螺线管,弯曲的四指指向右边,此时大拇指指向上端,则上端为电磁铁的N极,下端为S极。根据“同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引”可知,小磁针的S极向上偏转,故A错误;
B.开关闭合后,滑动变阻器的滑片向下移动时,它的阻值减小,而通过它的电流增大,则电磁铁磁性变强,故B错误;
D.当开关断开时,小球只受重力和浮力,根据漂浮条件可知,此时浮力等于重力。当闭合开关后,电磁铁对小球产生向下的吸引力,此时F浮力=G+F吸引,则小球受到的浮力增大,故D错误;
C.当闭合开关后,电磁铁对小球产生向下的吸引力,此时F浮力=G+F吸引。当电流减小时,电磁铁的磁场变弱,小球受到的吸引力减小,则小球受到的浮力减小,故C正确。
故选C。
12.【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;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)根据磁体的性质判断;
(2)首先根据安培定则判断电磁铁的磁极方向,然后根据磁极之间的相互作用规律分析条形磁体受到磁力的方向,最后根据二力平衡的知识判断受到摩擦力的方向。
(3)首先分析电阻变化,再确定电流变化,接下来分析电磁铁磁场强度变化,最终确定条形磁体受到磁力的变化。
(4)分析电流变化,确定电磁铁磁场强度变化,进而判断条形磁铁受到磁力的变化,最后根据二力平衡确定它受到摩擦力的变化。
【解答】A.闭合开关前,电磁铁没有磁性,但是条形磁体有磁性,二者也会先后吸引,故A错误;
B.闭合开关后,根据安培定则可知,电磁铁的左端为N极,右端为S极。根据“异名磁极相互吸引”可知,条形磁体受到水平向左的吸引力。由于条形磁体处于静止状态,所以它受到的摩擦力与吸引力相互平衡,即二者大小相等,方向相反。因为吸引力水平向左,所以摩擦力水平向右,故B正确;
C.闭合开关后,滑片P向a移动时,变阻器的阻值减小,通过电磁铁的电流变大,电磁铁磁场变强,而它与条形磁体之间的作用力增大,故C错误;
D.闭合开关后,滑片P向b移动过程中,变阻器阻值变大,通过电磁铁的电流变小,则电磁铁磁场变弱,则条形磁体受到的磁力变弱。条形磁铁始终处于静止状态,则它受到的摩擦力与磁力相等,因此摩擦力也变小,故D错误。
故选B。
13.【答案】C
【知识点】磁极间的相互作用;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)根据安培定律确定电磁铁的磁极方向;
(2)根据磁极之间的相互作用规律判断;
(3)首先分析电阻变化,再确定电流变化,最后确定灯泡亮度和电磁铁磁性的变化;
(4)首先确定电磁铁磁场强度的变化,再确定悬挂的磁体受到磁力的方向和大小变化,最后根据二力平衡确定弹簧受到拉力的变化,最后确定弹簧的长度变化。
【解答】A.开关闭合时,线圈上电流方向向左。右手握住螺线管,弯曲的四指朝左,此时大拇指指向下端,则电磁铁的下端为N极,上端为S极,故A错误;
B.根据“异名磁极相互排斥”可知,条形磁体与电磁铁相互排斥,故B错误;
C.当滑片P从b端向a端滑动的过程中,变阻器的阻值变大,则总电阻变大,而总电流变小,因此灯泡变暗,电磁铁磁场减弱,故C正确;
D.当滑片P从b端向a端滑动的过程中,电磁铁磁场减弱,则条形磁铁受到向上的排斥力减小。根据F=G-F排斥可知,弹簧受到的拉力增大,则长度变大,故D错误。
故选C。
14.【答案】B
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】根据影响电磁铁磁场强弱的因素的知识分析判断。
【解答】要增强电磁铁的磁场强弱,要么增大通过电磁铁的电流,要么增大电磁铁的线圈匝数。
根据图片可知,当其它条件不变时,变阻器的滑片向左移动,电阻变小,电流变大,则磁场变强,故A错误,B正确;
当变阻器的滑片位置不动时,即电流相等时,将开关从2扳到1时,线圈匝数增大,则磁场变强,故C错误;
电源的正负极对调,只会改变通过电磁铁的电流方向,从而改变磁场方向,而不能改变磁场强弱,故D错误。
故选B。
15.【答案】A
【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】根据小磁针的指向确定通电螺线管的极性,根据安培定则判断电源的正负极。
【解答】在螺线管内部,磁感线从S指向N极。根据图片可知,小磁针在磁铁内部,此时小磁针的N极指向a端,即磁感线从b指向a,那么a为螺线管的N极,b为螺线管的S极。
右手握住螺线管,大拇指指向a端,此时弯曲的四指指尖向上,则线圈上电流方向向上,即电流从c端流出,d端流入,那么c端为电源的正极,d端为电源的负极。
故选A。
16.【答案】D
【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)根据安培定则判断通电螺线管的极性;
(2)对铁块进行受力分析,根据二力平衡的知识判断;
(3)根据滑片的移动分析电流的变化,确定电磁铁磁场强度的变化,最终判断测力计的示数变化;
(4)根据影响电磁铁磁性强弱的因素判断。
【解答】A.螺线管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,此时大拇指指向上面,则螺线管的上面为N极,故A正确不合题意;
B.闭合开关前,弹簧测力计的示数F=G;闭合开关后,弹簧测力计的示数F=G+F吸引,则测力计的示数变大了,故B正确不合题意;
C.若滑动变阻器滑片P向左滑动,则变阻器的阻值减小,而通过螺线管的电流增大,那么螺线管的磁场增强,铁块受到的吸引力增大,根据F=G+F吸引可知,弹簧测力计示数变大,故C正确不合题意;
D.若改变电路中的电流方向,那么通电螺线管的极性改变,但是铁块受到吸引力的方向和大小都不变,自然弹簧测力计的示数保持不变,故D错误符合题意。
故选D。
17.【答案】C
【知识点】串、并联电路的电流特点;磁极间的相互作用;通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】(1)(2)根据电荷之间的相互作用规律判断;
(3)根据奥斯特实验的结论分析;
(4)根据串联电路的电流特点分析。
【解答】A.图甲中橡胶棒被吸引,说明橡胶棒带负电或不带电,故A错误;
B.图乙中条形磁铁被吸引,即使铁棒没有磁性也会发生这个现象,故B错误;
C.图丙中小磁针发生偏转,肯定是受到磁力的作用,即电流通过导线时周围存在磁场,故C正确;
D.图丁中灯L2比L1更亮,但是二者串联,根据“串联电路各处电流都相等”可知,通过它们的电流相等,故D错误。
故选C。
18.【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用;磁极间的相互作用;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】首先根据安培定则判断电磁铁的极性,然后根据磁极之间的相互作用分析条形磁铁受到磁力的方向,并根据二力平衡的知识分析测力计的示数变化。
【解答】①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,右端为S极。
②当条形磁铁从左端到中间时,受到向上的排斥力,此时测力计的示数F=G-F排斥。由于电磁铁的磁场逐渐减弱,所以排斥力逐渐减小,则测力计的示数逐渐增大;
③当条形磁铁从中间到右端时,受到向下的吸引力,此时测力计的示数F=G+F吸引。由于电磁铁的磁场逐渐增强,所以吸引力逐渐增大,则测力计的示数逐渐增大。
故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
19.【答案】C
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】(1)根据电磁铁的磁性与电流大小的关系判断;
(2)磁性强弱看不到摸不着,但是可以通过吸引大头针的数量反应磁场的强弱;
(3)(4)根据控制变量法的要求判断。
【解答】若滑动变阻器的滑片向左移动,变阻器的阻值变小,通过电磁铁的电流变大,则能使电磁铁的磁性增强,故A正确不合题意;
实验中电磁铁的磁性强弱是用吸引大头针的数目多少来显示的,故B正确不合题意;
若要探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系,需要控制线圈匝数相同而改变电流,而改变电流就需要调节滑动变阻器,因此至少需要两次实验,故C错误符合题意;
若要探究磁性强弱与线圈匝数的关系,需要控制电流相同而改变线圈匝数;图片中两个电磁铁线圈匝数不同,二者串联肯定电流相同,因此只要用一次实验就有明显的实验现象,故D正确不合题意。
故选C。
20.【答案】D
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】由图知,判断通电直导线周围磁场方向用到了右手螺旋定则,即:用右手握住直导线,使大拇指指向电流的方向,则四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向。
【解答】A、若电流方向从南向北,如下图(即图中电流从左到右),根据上面的方法可知,通电直导线下面的磁场指向纸的里面,而纸的里面是西,则小磁针的N极指向也指向西面(如图中红色磁针),小磁针的N极原来指向北面(如图中蓝色磁针),所以小磁针从北往西转动,俯视时会发现小磁针逆时针转动,A不符合题意;
B、若电流方向从北向南,即下图中电流从左到右,根据上面的方法可知,通电直导线下面的磁场指向纸的里面,纸的里面是东,小磁针N极指向也指向东面(如图中红色磁针),小磁针的N极原来指向北面(如图中蓝色磁针),所以,小磁针从北往东转动,俯视时,会发现小磁针顺时针转动,B不符合题意;
C、若电流方向从东向西,即下图中电流从左到右,通电直导线下面的磁场指向纸的里面,纸的里面是南,小磁针N极指向也指向南面如图中红色磁针,小磁针原来指向北面如图中蓝色磁针,所以小磁针会转动到相反的方向,C不符合题意;
D、若电流方向从西向东,即下图中电流从左到右,通电直导线下面的磁场指向纸的里面,纸的里面是北,小磁针N极指向也指向北面如图蓝色磁针,小磁针原来指向北面(如图蓝色磁针),所以小磁针不转动,D符合题意。
故答案为:D
21.【答案】S;上浮
【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)根据安培定则分析电磁铁的极性;
(2)铁球受到电磁铁的吸引力向下,则吸引力越大,铁球下沉;吸引力减小,铁球上浮,据此分析。
【解答】(1)根据图片可知,螺线管上电流方向向左;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B端为N极,而A端为S极。
(2)滑片P向右滑动时,变阻器接入的阻值变大,通过电磁铁的电流变小,它的磁场变弱,则铁球受到的吸引力减小,因此空心铁球将上浮。
22.【答案】B;N
【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)在磁场中,磁感线越稠密,磁场越强;磁感线越稀疏,磁场越弱。
(2)首先根据安培定则判断环形导线的磁极,然后根据磁极之间的相互作用判断小磁针的指向。
【解答】(1)根据图片可知B处的磁感线比A处的磁感线更稠密,因此B处的磁场更强。
(2)线圈上电流方向向上;右手握住螺线管,完全的四指指尖向上,此时大拇指指向左侧,因此左侧为磁场的N极,右侧为磁场的S极。根据“同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引”可知,小磁针的N极向导线靠近。
23.【答案】(1)N
(2)S
(3)相反;负
【知识点】电流和电流的单位换算;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)根据磁极之间的相互作用规律判断电磁铁的磁极;
(2)根据安培定则判断即可;
(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即可。在物理学中,将正电荷定向移动的方向规定为电流方向,则电流方向与负电荷的移动方向相反。
【解答】(1)根据“异名磁极相互吸引”可知,电磁铁的下端为S极,则上端为N极。
(2)线圈中的电流方向为从左到右;右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向右,此时大拇指指向上面,则上面为线圈的N极,下面(B)为线圈的S极。
(3)地理两极和地磁两极交错分布,则地磁北极在地理南极附近;右手握住地球,大拇指指向下端,此时完全的四指指向左端,即电流方向从右到左,和地球自转方向相反。
物理学规定正电荷定向移动方向为电流方向,由于电荷的移动方向与电流方向相反,所以地球带负电。
24.【答案】(1)奥斯特
(2)检验磁场的存在;仍有
(3)相反
【知识点】磁场和磁感线;通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】(1)1820年,丹麦的物理学家奥斯特在课堂实验时发现了电流周围存在磁场,成为世界上第一个发现电和磁之间联系的人;
(2)磁场看不见、摸不到,但是小磁针会受力发生偏转,则借助小磁针证明磁场的存在。磁场是客观存在的,无论小磁针是否存在,它都会存在。
(3)通电导体的受力方向与磁场方向和电流方向有关。
【解答】(1)第一个揭示电和磁的联系的科学是奥斯特。
(2)实验中小磁针的作用是检验磁场的存在,若移走小磁针,通电直导线周围有仍有磁场。
(3)若图中直导线的电流方向不变,将小磁针移到直导线的正上方平行放置,此处的磁场方向恰好与导线下方的磁场方向相反,则小磁针受到磁力的方向相反,那么小磁针的偏转方向与原来相反。
25.【答案】减弱;变暗
【知识点】欧姆定律及其应用;影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】首先根据滑片的移动方向确定控制电路电阻的变化,然后根据“电流和电阻的反比”关系确定电流变化,接下来分析电磁铁的磁性的改变,再根据巨磁电阻的特点确定它的阻值变化,最后确定工作电流的改变,得到灯泡亮度的变化。
【解答】 当滑片P向右滑动时, 变阻器的阻值变大,控制电路的电流变小,电磁铁的磁性减弱;根据巨磁电阻的特点可知,此时GMR的阻值增大,那么工作电路的电流变小,而指示灯的亮度变暗。
26.【答案】电子的定向移动形成电流,电流周围存在磁场
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】从电流的形成原因、电荷的移动以及磁场方向与电流方向的关系角度切入解答。
【解答】奥斯特实验表明,当导线中有电流通过时,小磁针会发生偏转.说明了电流周围存在磁场。当电子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时,由于电子发生定向移动而形成电流,而电流周围存在磁场,因此小磁针会发生偏转。据图可知,当电流向右时,小磁针的N极向纸内偏转,右图电子定向向右移动,而电流方向与电子定向移动方向相反,所以电流方向向左,所以小磁针受力方向与左图相反.N极将向纸外偏转。
故答案为: 电子的定向移动形成电流,电流周围存在磁场
27.【答案】减小铁屑与桌面间的摩擦力;小磁针
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】本题主要探究通电直导线周围磁场分布的实验相关知识。
【解答】在有机玻璃板上均匀地撒上铁屑,然后给直导线通电,为了更好地通过铁屑客观描述出磁场分布情况,为了减小铁屑与玻璃板之间的摩擦,需轻敲有机玻璃板,使铁屑在磁场力作用下动起来。小磁针有方向,而放在磁场的小磁针会由于磁力作用而运动,因此为了进一步探究通电直导线周围磁场的方向,可用小磁针代替铁屑进行实验。
故答案为:减小铁屑与桌面间的摩擦力;小磁针
28.【答案】(1)<
(2)S(南);变小
【知识点】二力平衡的条件及其应用;影响摩擦力大小的因素;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】(1)滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,据此分析甲和乙中受到滑动摩擦力的大小,然后根据二力平衡判断推力的大小变化;
(2)根据安培定则判断螺线管的左端的极性,然后根据磁极之间的相互作用分析条形磁铁受到的磁力方向,进而对速度变化作出判断。
【解答(1)当磁铁在水平方向做匀速直线运动时,它受到的推力和摩擦力平衡,即大小相等;取走一块磁铁后,由于对桌面的压力变小,所以受到的滑动摩擦力变小,那么受到的推力也变小,即F2(2)线圈上电流方向向下,右手握住螺线管,四指指尖向下,大拇指指向右端,因此右端为N极,左端为S极;根据“同名磁极相互排斥”可知,条形磁铁受到向左的斥力,因此速度将变小。
29.【答案】变强;A到B
【知识点】电流和电流的单位换算;影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】(1)影响电磁铁磁性强弱的因素:通过电流越大,磁性越强;线圈匝数越多,磁性越强;插入软铁芯,磁性大大增强。
(2)在电源的外部,电流的总是从电源的正极流向负极。
【解答】当滑动变阻器的滑片向右滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,则电路中电流增加,所以电磁铁的磁性增强;由图可知,电源左端为正极,所以电流的流向是从A流到B。
故答案为:变强;A到B。
30.【答案】(1)电磁铁磁性强弱;B
(2)bc
(3)在电流大小相同时,通电螺旋管的线圈匝数越多,磁性越强
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】(1)转换法判断电磁铁磁性强弱。
(2)控制变量法进行实验,找出各个实验不同之处。
(3)线圈匝数越多,磁性越强 。
【解答】(1)电磁铁磁性无法肉眼可见,通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同,来判断电磁铁磁性强弱。 研究动物的呼吸作用将氧气的减少转化为液滴的移动,也是转换法,选B。
(2)图bc线圈匝数不同,电磁铁磁性不同,可以验证猜想二是正确的。
(3) d中的甲、乙两个电磁铁除了匝数不同,电流等因素都是相同的,所以得出的结论是在电流大小相同时,通电螺旋管的线圈匝数越多,磁性越强 。
31.【答案】(1)磁场
(2)电流方向
(3)会
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】(1)力是改变物体运动状态的原因,则小磁针发生偏转,说明它受到磁力的作用,据此分析解答。
(2)根据描述分析哪个因素发生改变即可;
(3)分析小磁针受到磁力的方向是否发生改变即可。
【解答】(1)接通电路后,观察到小磁针偏转,说明电流周围存在磁场;
(2)改变直导线中电流方向,小磁针的偏转方向发生了改变,说明电流周围的磁场方向与电流方向有关;
(3)图甲实验中,若将小磁针由通电直导线下方移至直导线上方,由于通电直导线磁场方向恰好相反,那么小磁针受到磁力的方向也会相反,因此小磁针偏转的方向会改变。
32.【答案】(1)A
(2)小磁针依旧发生偏转
(3)通电导线的正下方,磁场方向与地磁场方向相同
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】(1)小磁针的偏转角度大小与电流产生磁场的强度有关,而电流产生磁场的强度与电流大小变化有关;
(2)如果小磁针的偏转是由于电流产生热量引起空气流动造成的,那么在玻璃罩上方翻入玻璃等物体后,热量肯定会被阻挡,此时空气几乎不流动,那么小磁针的指向不会发生偏转;
(3)当电流产生磁场的方向与地磁场的方向一致时,小磁针的受力方向与地磁场的产生的磁力方向相同,此时它不会偏转,据此分析解答。
【解答】(1)丙和甲相比可知,铂丝的横截面积增大,则电阻变小,那么通过导线的电流变大,磁场变强,小磁针受到的磁力变大,则偏转角度变大。因为电源正负极方向相反,则电流方向相反,那么小磁针的偏转方向相反,即顺时针方向偏转,故选A。
(2)奥斯特通过在玻璃罩和上方的导线之间加入金箱、玻璃等介质,观察到小磁针依旧发生偏转的现象,从而否定猜想1。
(3)许多科学家在探究电流能否产生磁场的过程中,将导线放置在小磁针上方,位置关系如丁图所示,发现小磁针始终不发生偏转,理由:通电导线的正下方,磁场方向与地磁场方向相同。
33.【答案】(1)当线圈匝数相同时,电流越大,电磁铁的磁性越强
(2)铁钉换成大头针(或用细铁屑、或观察相同的小磁针在相等的距离偏转角度的大小或更小的铁钉)
(3)因为比较1和4(或者2、5或3、6)电流相同,线圈匝数变多,吸引到的铁钉变多,则电磁铁的的磁性越强。
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】(1)根据吸引铁钉的数量确定磁性的强弱,分析三个实验中哪些因素相同,哪个因素不同,根据控制变量法的要求描述结论即可。
(2)没有吸引铁钉,应该是铁钉的重力太大所致,此时可以换用质量更小的铁磁性物质完成实验;
(3)比较1和4实验中,哪些因素相同,那个因素不同,根据控制变量法的要求描述结论即可。
【解答】(1)在实验1、2、3中,线圈匝数相同而电流大小不同,那么得到结论:当线圈匝数相同时,电流越大,电磁铁的磁性越强。
(2)他们通过其他方法验证了这几次都是有磁性的。他们采用的方法可能是:铁钉换成大头针(或用细铁屑、或观察相同的小磁针在相等的距离偏转角度的大小或更小的铁钉)。
(3)该小组同学比较实验中的1、4(或“2、5”或“3、6”),能得出“线圈匝数越多,电磁铁磁性越强”的正确结论,理由:因为比较1和4(或者2、5或3、6)电流相同,线圈匝数变多,吸引到的铁钉变多,则电磁铁的的磁性越强。
34.【答案】(1)磁力;磁场;静止
(2)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
(3)
【知识点】磁极间的相互作用;通电螺线管的磁场;影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】(1)所有的磁体都有磁性,对铁、钴、镍等物质有磁力的作用。如果一个物体能够对另一个没有磁性的物体产生磁力的作用,那么说明这个物体具有磁场。
(2)通电螺线管的磁场强弱与线圈匝数和电流大小有关。根据图乙可知,通过切换开关的位置,可以改变电磁铁的线圈匝数,即探究螺线管的磁场强弱与线圈匝数的关系,此时必须控制通过电路的电流大小相等,这就需要调节变阻器的滑片实现,据此分析解答。
(3)根据磁极之间的相互作用规律确定小磁针的磁极方向;在磁体外部,磁感线总是从磁体的N极出来,回到S极。根据安培定则确定电源的正负极。
【解答】(1)组装好器材如图甲,闭合开关,发现竖直悬挂的小铁球向右运动,是因为小铁球受到磁力的作用,该现象说明通电螺线管周围存在磁场,若将小铁球换成大小相同的铝球,但是电磁铁对铝球不会产生磁力,因此铝球将静止。
(2)小明继续实验探究,并按图乙连接电路,他先将开关S接a,观察电流表的示数及吸引大头针的数目;再将开关S从a换到b,调节变阻器的滑片P,再次观察电流表的示数及吸引大头针的数目。此时调节滑动变阻器是为了控制两次实验的电流大小不变,探究通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系。
(3)①通电螺线管的上端为N极,根据“异名磁极相互吸引”可知,小磁针的上端为S极,下端为N极;
②磁感线从N极出来,然后回到S极;
③根据丙图可知,右手握住螺线管,大拇指指向上端,则线圈上电流方向向右,即电流从下端流入,从上端流出,因此电源的下端为正极,上端为负极,如下图所示:
35.【答案】(1)通电螺线管的磁性强弱可能与线圈匝数多少有关(或电流相同时,线圈匝数越多,通电螺线管的磁性可能越强。)
(2)控制电流大小相等
(3)对换电源正负极;对换磁铁的磁极;改变线圈缠绕方向(写出一点即可)
【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)根据图片确定实验1、4、7中哪个因素不同,进而确定基于的假设和猜想;
(2)探究电磁铁的磁场强弱与线圈匝数的关系时,需要控制通过电磁铁的电流大小相同,据此分析解答。
(3)通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关。
【解答】(1)根据图片可知,当开关接1、2、3时,接入电路线圈的匝数逐渐减少,那么基于的假设为:通电螺线管的磁性强弱可能与线圈匝数多少有关(或电流相同时,线圈匝数越多,通电螺线管的磁性可能越强。)。
(2)实验中,他们将开关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指针A所指的刻度值大小,此时调节滑动变阻器的目的是控制电流大小相等。
(3)使指针反向偏转的具体措施:对换电源正负极;对换磁铁的磁极;改变线圈缠绕方向。
36.【答案】(1)减小
(2)电路总电阻:,
此时热敏电阻的阻值:R1=R总-R2=200Ω-100Ω=100Ω,
由图乙可知,热敏电阻的阻值为100Ω时,对应的温度为50℃;
(3)A;C
【知识点】欧姆定律及其应用;影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】(1)首先根据乙图确定热敏电阻R1阻值随温度变化规律,再根据串联电路的分压规律确定R1两端的电压变化。
(2)根据欧姆定律计算控制电路中电流为临界电流时电路总电阻,根据串联电路电阻规律计算热敏电阻的阻值,结合图乙可以得到此时的恒温箱的温度值;
(3)随着恒温箱温度的升高,热敏电阻的阻值减小,电路中的电流会增大,电磁铁会将衔铁吸下来,使工作电路停止工作,逐项分析找出可以防止衔铁被吸下来的方案。【解答】(1)根据图乙可知,当温度升高时,热敏电阻R1的阻值在减小。在控制电路中,滑动变阻器和热敏电阻串联,滑动变阻器的阻值不变,而R1的阻值减小,根据“串联电路中电压与电阻成正比”的规律可知,电阻R1两端的电压减小。
(3)恒温箱的温度值要调高,热敏电阻减小,此时要使控制电路中的电流不要增大,电磁铁的磁性不要增强,以防衔铁被吸下来,
A.减少线圈匝数可减弱电磁铁的磁性,故A可行;
B.增大控制电路的电源电压会使通过电路的电流变大,故B不可行;
C.使用更粗更有力的弹簧,衔铁不易被拉下,故C可行;
D.向左滑动变阻器R2的滑片,滑动变阻器减弱电流的电阻变小,通过电路的电流变大,故D不可行。
故选AC。
37.【答案】解:如图所示:
【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】首先根据磁感线的环绕方向确定电磁铁的磁极方向,再根据安培定则判断线圈上的电流方向,从而确定电源的正负极,最后根据磁极之间的相互作用规律确定小磁针的南北极。
【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,因此电磁铁的左端为S极,右端为N极;
②右手握住螺线管,大拇指指向右端,此时弯曲的四指指尖向下,则线圈上电流方向向下,因此电源的左端为“+”极,右端为“-”极;
③根据“异名磁极相互吸引”可知,小磁针的左端为N极,右端为S极,如下图所示:
38.【答案】解:
【知识点】通电螺线管的磁场;右手螺旋定则
【解析】【分析】磁极间的相互作用规律为:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。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。
【解答】根据安培定则可知,左侧螺线管的左侧为S极,右侧为N极,由于两个通电螺线管相互排斥,同名磁极相互排斥,所以右侧螺线管的左侧为N极,右侧为S极,然后再根据安培定则即可画出右侧螺线管线圈的绕法。
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