浙教版2022-2023学年第二学期八年级科学“期末冲刺”专题训练（七）：有关磁现象的实验探究（1）（含答案）

1.如图所示是小乐设计的研究“电磁铁磁性强弱可能跟线圈匝数多少有关”的实验电路图。实验步骤如下：
步骤一：实验时，用铁芯和漆包线绕制匝数为20匝的电磁铁，并接入电路中的AB两端，其他元件如图正确连接。
步骤二：闭合开关S，调节滑动变阻器使电流表示数为1A，用电磁铁去吸引大头针，记录数据。
步骤三：断开开关S，用匝数为50匝的电磁铁替换20匝的电磁铁。闭合开关S，再用电磁铁去吸引大头针，记录数据。
（1）实验时通过观察__________来判断电磁铁磁性的强弱。
（2）小乐分析后，发现步骤三中存在错误，正确的实验操作是_________。
（3）以下是该实验正确操作下的记录表：
分析实验记录表中的数据，可得出的结论是____________。
2.小乐利用如图所示的实验装置探究“电磁感应现象”。
（1）实验中，通过观察______来判断电路中是否产生感应电流。
（2）让磁场产生电流，必须的操作是______。
A．实验时，开关要闭合，接通电路
B．电路的一部分导体，在磁场中运动
C．整个电路都在磁场中做切割磁感线运动
D．电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动
E．导体切割磁感线的速度必须要快
（3）实验中，小乐发现每次灵敏电流表指针摆动的角度不同，提出了“感应电流的大小与哪些因素有关”的问题。小乐猜想：感应电流的大小可能与导体运动速度和磁场强弱有关。为了探究感应电流的大小与磁场强弱是否有关，她应进行的操作是_____。
3.发光二极管只允许电流从二极管的正极流入，负极流出。如图所示,将两只二极管与线圈连成并联电路，并将两只二极管的正负极接成相反情形。使磁铁在线圈中左右移动，此时会看见两只发光二极管轮流发光。
（1）该装置是根据________原理制成。
（2）科学研究中经常把一些不易直接测量的物理量，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，下面做法相似的有__________。
A.研究电磁铁磁性强弱时运用了大量的大头针
B.研究电磁铁磁性强弱时运用了滑动变阻器
C.研究植物的呼吸作用时运用了澄清石灰水
D.演示铁丝在纯氧中燃烧时在瓶底留少量的水
4.小滨在学习了磁场对通电导体有力的作用后，进一步查阅资料，了解到当电流与磁场方向垂直时，磁场对通电导体的作用力大小与磁场强度，导体在磁场中的长度以及导体中的电流强度有关。他设计了如图所示的装置，验证磁场对通电导体的作用力与电流是否有关。实验步骤如下，请你补充完整。
(1)将一根导体棒刚两根细线悬挂在铁架台上，将一蹄形磁铁竖直固定在铁架台上，并让导体棒与下方的蹄形磁铁磁极间的磁场方向垂直；
(2)给导体两端加电压U1，闭合电路，观察悬线偏转的角度a1；
(3)给导体两端加电压U2，且U2>U1，闭合电路，观察悬线偏转的角度a2；
(4)____________，即可知道磁场给通电导体的作用力与电流是否有关；
(5)小江也利用该装置探究磁场对通电导体的作用力与电流是否有关，但两次实验中给导体棒所通电流方向均与小滨的相反，比较小江和小滨的做法你认为____________（填字母）；
A．都可以 B．小滨更好 C．小江更好
(6)小滨想进步探究磁场对通电导体的作用力大小与导体在磁场中的长度是否有关，于是他直接更换了另一根较长的导体棒就去实验，这样改变是否可行，理由是_______________________。
5.如图所示是老师设计的一个实验装置，用来探究“影响电磁铁磁性强弱因素”，它是由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管(线圈电阻忽略不计)和自制的针式刻度板组成，通过观察指针偏转角度的大小，来判断电磁铁磁性的强弱。用竹片削制的指针下方加装固定一物体E，导线a与接线柱2相连。
【制定计划与设计实验】
(1)按如图所示连接好电路，闭合开关，调节滑动变阻器滑片P到某一位置，记下此时指针偏转的角度，保持滑片P位置不变，导线a改为与接线柱1相连，可以探究电磁铁磁性强弱与_________的关系；保持接线方式不变，移动变阻器滑片P，可以探究电磁铁磁性强弱与另外一个因素的关系。
【进行实验与收集证据】
(2)当滑动变阻器的滑片P向左滑动时，指针偏转的角度将会_________(选填“增大”或“减小”)。
【评估交流】
(3)在实验过程中该自制装置的指针均向右偏转，只是偏转角度不同，若要让指针向左偏转，需要将一块小磁铁换装在如图E处，且让磁铁的右端为_________ 极。
6.请完成下列探究实验 ：
探究 l：导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
(1) 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。
①导体水平左右运动，如图甲所示，灵敏电流计指针不发生偏转，这是因为 ；
②导体坚直上下运动，如图乙所示，灵敏电流计指针不发生偏转，这是因为 ；
③导体水平左右运动，如图丙所示，灵敏电流计指针偏转，电路中有电流产生。
探究 2：感应电流方向与磁场方向和导体切割磁感线方向之间的关系
（1）实验记录表格部分设计如下，请补全表格。
（2）在上述四次实验中，若要验证感应电流方向与磁场方向是否有关，可比较 两次实验。 （选填序号）
7.图示为小乐“探究感应电流的方向和哪些因素有关”的实验装置。
（1）在实验过程中，小乐应观察记录磁体周围的磁场方向、金属棒ab在磁场中的_________方向、以及对应金属棒运动时灵敏电流表的指针偏转方向。
（2）小乐在某次实验中，未能产生感应电流。其可能的原因是__________（写出1条即可）。
（3）在图示情况下，闭合开关，当金属棒ab分别向左上方和左下方运动时，灵敏电流表的指针偏转方向___________（选填“相同”或“不同”）。
8.以下是有关电动机的原理、工作过程和电动机模型图，据图回答问题：
（1）图甲中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是_____________。
（2）图乙中的线圈可以持续转动，是因为加装了换向器，换向器能在线圈_____________（选填“即将转到”“刚转过”或“刚转到”）平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
（3）图丙所示的电动机模型中，调换模型中器件____________（选填序号）的放置可以方便改变电动机的转动方向。
9.在研究“电磁铁磁性强弱与电流大小有关”这一猜想时，小乐设计了如图所示实验装置，其中电磁铁M用绝缘细线悬挂在铁架台上，并保持其与软铁块N的距离不变。部分实验步骤如下：
①断开开关，按图组装实验装置，将滑动变阻器的滑片置于最右端。用已调零的电子测力计测出软铁块N对电子测力计的压力F0并记录；
②闭合开关，调节滑动变阻器的滑片到适当位置，读出并记录电流表的示数I和电子测力计的示数F；
③仿照步骤②再进行两次实验。
（1）本实验中，滑动变阻器除了起到保护电路的作用外，还起到_______________的作用。
（2）根据上述实验步骤，设计一个实验数据记录表。
（3）若随着电流表的示数I增大，电子测力计的示数F__________（选填“增大”或“减小”），则可得出“对于同一电磁铁，通过线圈的电流越大，电磁铁的磁性越强”的结论。
10.针对“感应电流的大小与哪些因素有关”这一问题，小乐进行了如下探究：
建立猜想：导体切割磁感线运动的速度越大，感应电流越大。
实验装置：如图所示，足够大的蹄形磁体放在水平面上，绝缘硬棒ab、cd可拉动导体PQ水平向右运动（导体PQ运动区域的磁场强度相同）。
（1）小乐建立上述猜想的依据是：导体切割磁感线运动的速度越大，动能就越大，转化成的___________能就越多。
（2）小乐利用上述实验装置，进行如下操作：让导体PQ先后以___________（选填“相同”或“不同”）的速度水平向右运动；同一次实验，应使导体PQ做___________（选填“匀速”或“变速”）运动。
（3）若小乐的猜想正确，则观察到的现象是_________________________________。
11.如图是安装好的直流电动机模型接入电路的情况。
(1)请说出图中主要结构的名称，B是__________。
(2)合上开关，假定电动机会按顺时针方向转动，若要使电动机逆时针转动，请写出一种方法__________。
(3)合上开关，若将滑动变阻器的滑片P向左移动，则电动机的转速将__________。
12.为探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小金做了如下的实验。
步骤1：在水平桌面上放置一小车，小车上固定一块条形磁铁（如图）。
步骤2：当闭合开关时，小车会沿水平方向向右运动，记录小车在水平桌面上运动的距离。
步骤3：断开开关，把小车重新放在起始位置，依次向右移动变阻器滑片，闭合开关，记录小车在水平桌面上运动的距离。4次的实验数据如下：
（1）请你在图中用一根导线（用笔画线代替）完成实验电路的连接。
（2）通过本实验可得出的结论是：______________________________。
（3）电磁铁的磁性不仅跟电流的大小有关，而且还与线圈的匝数有关，若要研究电磁铁磁性与线圈匝数的关系，已知线圈的电阻不能忽略，那么将滑动变阻器的连接线从a处移动到b处后，闭合开关后下一步的操作是_________________，然后再记录小车运动的距离。
13.材料一：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场。
材料二：1825年，瑞士物理学家科拉顿做了如下实验：他将一个能反映微小变化的电流表，通过导线与螺旋线圈串联成闭合电路，并将螺旋线圈和电流表分别放置在两个相连的房间，如图。他将一个条形磁铁插入螺旋线圈内，同时跑到另一个房间里，观察电流表的指针是否偏转。进行多次实验，他都没有发现电流表指针发生偏转。
材料三：1831年，英国物理学家法拉第用闭合电路的一部分导体，在磁场里切割磁感线的时候，发现导体中产生电流，从而实现了利用磁场获得电流的愿望。
（1）进行奥斯特实验时，在静止的小磁针上方，分别用图甲和乙两种方式放置一根导线。当导线通电时，小磁针发生明显偏转的是__________（填“甲”或“乙”）。
（2）科拉顿、法拉第等物理学家相继进行如材料所说的实验研究，是基于__________的科学猜想。
（3）科拉顿的实验中，__________（填“已经”或“没有”）满足产生感应电流的条件。要使他能观察到电流表指针偏转，你提出的一种改进方法是______________________________。
14.图示为小乐“探究感应电流的方向和哪些因素有关”的实验装置。
（1）在实验过程中，小乐应观察记录磁体周围的磁场方向、金属棒ab在磁场中的_________方向、以及对应金属棒运动时灵敏电流表的指针偏转方向。
（2）小乐在某次实验中，未能产生感应电流。其可能的原因是__________________（写出1条即可）。
（3）在图示情况下，闭合开关，当金属棒ab分别向左上方和左下方运动时，灵敏电流表的指针偏转方向_________（选填“相同”或“不同”）。
15.如图所示为某兴趣小组模仿科技馆例的旋转滚轮制作的简易滚轮模型图。星型铜滚轮可以在垂直平面内绕固定点自由旋转（摩擦力忽略不计）。
（1）铜滚轮通电后能旋转的原理是______________。
（2）闭合开关前，滚轮上突出的一角浸在盐水池中。当开关闭合后，发现滚轮旋转得很慢，仅利用原有实验器材，如何改进能使滚轮旋转得更快？（写出2种方法）___________。
（3）铜滚轮在旋转过程中会出现滚轮与盐水分离，导致电路断开，但是滚轮为什么还能继续旋转？________________________。
16.如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。闭合开关后，导体棒、灵敏电流计、开关、导线组成闭合电路。实验观察到的现象如下表。
(1)实验时通过观察_____________来判断电路中是否产生感应电流。
(2)比较第4次和第__________次实验可知，导体棒运动方向相同时，感应电流的有向与磁场的方向有关。
(3)比较第7次和第8次实验可知_________________________。
17.为探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，小明用电池（电压一定）、滑动变阻器、数量较多的大头针、铁钉以及较长导线为主要器材，进行如图所示的简易实验。
(1)他将导线绕在铁钉上制成简易电磁铁，并巧妙地通过_________来显示电磁铁磁性的强弱，下面的实验也运用这种科学方法的是___________
A．认识电压时，我们可以用水压来类比
B．用光线来描述光通过的路径
C．把敲响的音叉接触水面，看有没有溅起水花，来判断音又有没有振动
D．通过比较小车在水平面上运动的距离，来判定阻力对物体运动影响大小
(2)连接好电路，闭合开关，观察到如图所示的情景，为了探究电流大小对磁性强弱的影响，小明下一步应该进行的具体操作是______________________________。
18.小金自制一个简易电动机如图所示。他用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连，用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去半周漆皮，将线圈放在支架上，磁体放在线圈下方，闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。
(1)要想改变线圈的转动方向，可以采用的方法是__________。（任写1种即可）
(2)开关闭合后，如果电动机不转，原因可能是哪些？__________。
A．磁铁磁性太弱 B．线圈处于平衡位置
C．通过线圈的电流太大 D．电池电压太低
(3)小金还想设计一个能调节电动机转速的实验装置，应该添加的一种实验器材是__________。
参考答案
1.（1）吸引大头针的数目。（2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电流表示数为1A后，再用电磁铁去吸引大头针，记录数据。（3）电流相同时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强。
2.（1）灵敏电流表指针是否发生偏转。（2）AD。（3）用磁性不同（大小不同）的两块磁铁，让导体棒分别以相同的速度向相同的方向切割磁感线，观察灵敏电流表指针偏转角度的大小。
3.（1）电磁感应（2）AC
4.(4)比较a1、a2的大小(5)B(6)不可行，导体长度改变，电阻改变，导致电流也变化，没有控制单一变量
5.（1）线圈匝数 （2）减小 （3）N（北）
6.探究1：（1）电路没有闭合 （2）导体没有切割磁感线探究2：（1）指针偏转方向 （2）①、②（或③、④）
7.（1）运动（或切割磁感线）（2）开关没有闭合（或导体没有做切割磁感线运动）（合理即可）（3）相同
8.（1）磁场方向相同，ab、cd中的电流方向相反（2）刚转过（3）①
9.（1）改变电路中电流大小。（2）如下表所示。（3）减小。
10.（1）电。（2）不同；匀速。（3）两次实验，灵敏电流计指针偏转幅度不同，导体切割磁感线运动速度大的，灵敏电流计指针偏转幅度大。
11.（1）换向器（2）改变电池的正负极（或改变磁场的方向）（3）变小
12.（1）如图（2）线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁磁性越强（3）移动滑动变阻器保持线圈中的电流不变
13.（1）甲；（2）磁能产生电；（3）已经；将电流表等器材置于同一房间（其他合理答案均可）
14.（1）运动（或切割磁感线）。（2）开关没有闭合（或导体没有做切割磁感线运动）（合理即可）。（3）相同。
15.（1）通电导体在磁场受力转动（2）滑动变阻器向下移动；盐水池中放入更多的盐；缩短两磁极间的距离（3）滚轮具有惯性
16.（1）灵敏电流计指针是否偏转。（2）8。（3）磁场方向相同时，感应电流方向和导体棒运动方向有关。
17.（1）吸引大头针的数目，CD。（2）断开开关，移动滑动变阻器的滑片。
18.（1）改变电流方向（或改变磁场的方向或对调 N、S 极，对调电源正负极）（2） A、B、D（3）滑动变阻器
有关磁现象的实验探究（1）