期末题型专练——电和磁的实验探究（含解析）

期末题型专练——电和磁的实验探究—2022-2023学年浙教版科学八年级下册
一．实验探究题（共10小题）
1．（2022秋 余姚市期末）课堂上，老师做了如图所示的演示实验，给直导线（铝棒）通电，观察到直导线运动起来。
（1）实验现象说明 　 　对放入其中的通电导体有力的作用，电动机就是利用这种现象制成的。
（2）将磁极上下对调，观察直导线的运动情况，这样操作是为了研究通电导体在磁场中受力的方向与 　 　。
2．（2022春 钱塘区期末）小应对手机无线充电的原理感到好奇。查阅资料后得知：充电时充电器内的发射线圈产生磁场，手机内的接收线圈会产生感应电流给电池充电，结构如图1。学过电磁感应原理的小应提出质疑：手机和充电器在充电过程中都不动，并没有做切割磁感线运动，为何会产生感应电流？对此，他设计了图2实验进行验证。
（1）闭合开关后灵敏电流计指针并没有发生偏转。小应认为，可能是P线圈中的感应电流过小，于是将变阻器滑片向 　 　移。他这样做是基于假设：感应电流大小与磁场强弱有关。
（2）滑片移到预期位置后，仍未观察到指针偏转，但在断开开关、闭合开关、移动滑片时灵敏电流计指针有明显偏转。请教老师后得知当闭合电路围成的平面内，磁感线数量发生改变时，电路中能产生感应电流。请根据上述事实，解释在图3实验中若导体ab上下运动时，闭合电路中不产生感应电流的原因。
操作序号 开关及滑动变阻器状态 灵敏电流计指针偏转方向
1 开关由断开变为闭合 向左
2 开关由闭合变为断开 向右
3 开关闭合时，滑片向左移动 向左
4 开关闭合时，滑片向右移动 向右
5 改变电源正负极，闭合开关，滑片向左移动 向左
6 改变电源正负极，闭合开关，滑片向右移动 向右
（3）小应发现不同情况下灵敏电流计指针偏转方向不同。他猜测与Q线圈中的电流方向改变有关。于是进行实验并记录现象。小皓认为小应的说法并不正确，表格中的 　 　（填操作序号）这两次实验可成为小皓作出这个判断的理由。
3．（2022春 浦江县期末）在“探究感应电流产生条件”的实验中，小明发现电流表指针摆动的角度有时会不同，据此，小明对感应电流的大小与哪些因素有关的问题提出如下猜想：
猜想1：导体的运动方向；
猜想2：与导体切割磁感线运动的速度有关；
猜想3：与磁场的强弱有关。
（1）根据你所学的知识可知，猜想1是 　 　的。
（2）为进一步验证猜想2，小明将足够大的磁体放在水平面上，驱动装置通过两根绝缘硬棒ab、cd使导体PQ沿直线水平向右运动。同一次实验，应使导体做 　 　（选填“匀速”或“变速”）运动。
（3）若要探究猜想3，请写出简要的做法：　 　。
（4）下列实验中所用的研究方法与本实验相同的是 　 　（选填序号）。
①逐渐抽出玻璃罩内的空气根据听到铃声逐渐减弱推理得出真空不能传声
②在探究平面镜成像特点时，选用两根相同的蜡烛
③研究电流与电压关系时，控制电阻不变
4．（2022春 浦江县期末）为辨别钢棒是否有磁性，小明设计了以下实验进行探究。
（1）根据图甲所示的小磁针与钢棒相互吸引的实验现象，　 　（选填“能”或“不能”）判断钢棒原来一定具有磁性。
（2）如图乙所示的实验中，水平向左移动钢棒的过程中，弹簧测力计示数先变小后变大，则 　 　（选填“能”或“不能”）判断钢棒原来一定具有磁性，理由是 　 　。
5．（2022春 黄岩区期末）电与磁现象是人类探索自然的一个重要方面，探索是一个循序渐进的过程：
（1）小黄重温奥斯特实验，如甲图所示，正确的实验操作顺序为 　 　（填序号）
①闭合开关
②放置小磁针
③摆放导线
（2）实验中，发现静止的小磁针转动了，小黄得出通电导体周围有磁场，小妍查阅资料发现导线通电会发热，造成导线周围空气温度升高，于是她大胆地猜测空气的对流运动也会使磁针偏转。小黄不添加其他任何仪器，做了一个简单操作有力地否定了小妍的猜想。他进行的操作是：　 　。
（3）分析上述科学史，判断下列观点正确的有 　 　。（可多选）
A.科学知识是稳定、持久和确定的
B.借助实验可以帮助科学理论的发现
C.科学理论和技术的发展会促进人类社会的发展
6．（2021春 台州期末）某同学参加课外拓展性活动，发现灵敏电流计内部结构与电动机、发电机内部结构类似（如图甲）。出于好奇，该同学利用图乙所示的装置进行了下面的实验。
[进行实验]去掉A电流计表面的透明面板，用手拨动指针，发现B电流计的指针发生了偏转。
[交流反思]在此实验中，与发电机功能相同的是 　 　（选填“A”或“B”）电流计。
[拓展提升]
①反方向再次拨动A电流计的指针，发现B电流计指针的偏转方向 　 　（选填“改变”、“不变”）；
②该同学多次重复．上述实验后发现B指针偏转角度有时大有时小。查阅资料得知：通电导体在磁场中的受力大小随电流大小的增大而增大；在其他条件相同时，仅让导体切割磁感线的速度增大，产生的感应电流也增大。利用原器材可以让B电流计的指针偏转角度更大的操作是 　 　。
7．（2022春 西湖区期末）小金在探究“感应电流的大小与哪些因素有关”的实验中，连接了如图所示的实验装置，闭合开关后，导体ab、灵敏电流计、开关、导线组成闭合回路。
【猜想与假设】
猜想1：感应电流的大小与磁场的强弱有关；
猜想2：感应电流的大小与导体切割磁感线的方向有关；
猜想3：感应电流的大小与 　 　有关；
【设计与实验】
验证猜想1的实验设计思路如下：改变磁铁的磁性强弱进行多次实验，每次实验保持切割磁感线方向和速度相等。观察并记录每次实验中灵敏电流计指针偏转的格数，实验数据记录如表所示。
实验次数 磁场强弱 电流计指针偏转格数
1 弱 1.5格
2 较强 3.5格
3 强 4.5格
【结论与分析】
（1）分析表格数据，可得出的结论是：　 　。
（2）小金提出该实验中可以用电磁铁代替永磁体，其优点是 　 　。
（3）按照设计思路验证猜想1，实验时在操作上存在的困难是 　 　。
8．（2022春 南浔区期末）夏天的紫外线较强，人们在户外活动时间过长，会造成皮肤灼伤，甚至诱发皮肤癌。小明利用紫外光敏电阻对紫外线较灵敏的性质，设计了如图所示电路。当户外紫外线增强到设定值时，S2闭合，电动机转动，遮阳棚防紫外线的遮阳布展开。
（1）图中光敏电阻R2的阻值随紫外线的增强而逐渐 　 　（选填“增大”或“减小”）。
（2）从安全用电的角度分析，进户线a应该是 　 　线。
（3）若要使遮阳棚防紫外线的遮阳布在紫外线还未达到设定值时就展开，可以怎么操作？　 　。
9．（2022春 乐清市期末）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）乙组实验中将细铂丝换成了粗铂丝基于的假设是 　 　。
（2）奥斯特通过在玻璃罩和上方的导线之间加入金箔、玻璃等介质，观察到 　 　的现象，从而否定猜想1。
（3）结合实验与所学知识，丙组中小磁针将 　 　（选填字母）。
A.顺时针偏转，偏转角度比甲组更大B.顺时针偏转，偏转角度比甲组更小
C.逆时针偏转，偏转角度比甲组更大D.逆时针偏转，偏转角度比甲组更小
10．（2022春 柯桥区期末）小桐同学参加了学校研究性学习小组开展的“探究磁体磁性强弱是否与温度有关”的课题。
[作出假设]假设一：温度越高，磁体的磁性越强
假设二：　 　
假设三：磁体的磁性随温度升高变化不大
[设计实验]小柯将一条形磁铁的一端固定在铁架台上，另一端吸看一些小铁钉，用酒精灯给磁铁加热，如图甲所示。
（1）加热段时间后出现 　 　，则假设二成立；
（2）根据这一结论，小柯大胆设计了一个温度报警器，如图乙所示，请简述它的工作原理：当温度逐渐升高时，磁铁的磁性减弱，无法吸引弹簧开关，弹簧开关 　 　（选填“向下”或“向上”）恢复原状，这样下面的电路就被接通，从而使电铃报警。
（3）同组的小明同学却认为小柯设计的温度报警器有不足之处，请指出 　 　。
期末题型专练——电和磁的实验探究—2022-2023学年浙教版科学八年级下册
参考答案与试题解析
一．实验探究题（共10小题）
1．【解答】解：（1）闭合开关后，通过电流的导体ab在磁场中运动起来，则说明：磁场对放入其中的通电导体有力的作用，电动机就是利用这种现象制成的。
（2）将磁极上下对调，则磁场方向发生改变，那么这样操作是为了研究通电导体在磁场中受力方向与磁场方向的关系。
故答案为：（1）磁场；（2）磁场方向的关系。
2．【解答】解：（1）闭合开关后灵敏电流计指针并没有发生偏转。小应认为，可能是P线圈中的感应电流过小，于是将变阻器滑片向左移，滑动变阻器的有效电阻变小，根据欧姆定律，电路中的电流变大，P线圈中的磁场应该增强。
（2）图3中的导体ab上下运动时，不切割磁感线，磁感线数量不发生变化，所以不会产生感应电流。
（3）表格中的3和5或者4和6，滑片移动的方向相同，改变了电源正负极，改变了电流方向，但是灵敏电流计指针偏转的方向不变，所以这两次实验可成为小皓作出这个判断的理由。
答案：（1）左；（2）导体ab上下运动时，磁感线数量不发生变化，所以不会产生感应电流；（3）3、5或4、6。
3．【解答】解：（1）根据所学知识可知，感应电流的大小与导体运动的方向无关，故猜想1是错误的；
（2）根据控制变量法可知，探究感应电流大小与导体做切割磁感线运动的速度关系，在同一次实验中应使导体的速度不变，即使导体做匀速运动；
（3）探究感应电流的大小与磁场的强弱是否有关时，实验步骤为：控制导体做切割磁感线运动的速度不变，换用磁性更强的磁体；
（4）探究感应电流的大小与哪些因素有关时，采用的是控制变量法；①逐渐抽出玻璃置内的空气根据听到铃声逐渐减弱推理得出真空不能传声，采用的是实验推理法；②在探究平面镜成像特点时，选用两根相同的蜡烛，采用的是等效替代法；③研究电流与电压关系时，控制电阻不变，采用的是控制变量法；故选③。.
故答案为：（1）错误；（2）匀速；（3）控制导体做切割磁感线运动的速度不变，换用磁性更强的磁体；（4）③。
4．【解答】解：（1）由于异名磁极相互吸引，同时磁体也可以吸引磁性物质，所以凭图中的实验不能判断钢棒是否有磁性；
（2）磁体上的不同部位的磁性强弱并不一样，磁体两端（磁极）磁性最强，而中间磁性最弱，因而钢棒在条形磁体的两极处受到的吸引力最大，在正中处受到的吸引力最小，所以从左开始，弹簧测力计的示数是先变小，到中间位置时，是最小的示数，然后再变大。
故答案为：（1）不能；（2）能；磁体两端磁性最强，中间最弱。
5．【解答】解：（1）由于地磁场是南北方向的，实验时会对实验结果的干扰，因此，为方便操作且使实验现象明显，闭合开关前应先放置小磁针，然后平行于小磁针放置导线，最后闭合开关，这样才能确保导线在南北方向，故正确的实验操作顺序为②③①；
（2）通过导体周围的磁场方向与电流方向有关，当调换电池的正负极时，导线中电流的方向发生改变，导线周围的磁场方向发生改变，小磁针偏转方向也发生改变，如果小黄同学的假设是正确的，预计应该看到的现象是小磁针仍然沿相反的方向转动；
（3）A、科学知识并不是一成不变的，随着科学的进步，原来人们认为正确的可能会被推翻，故A错误；
B、借助实验可以探究一些物理现象的本质，可以帮助科学理论的发现，故B正确；
C、科学理论和技术的发展会促进人类社会的发展，故C正确；
故选：BC。
故答案为：（1）②③①；（2）对调电源的正负极，观察指针的偏转方向；（3）BC。
6．【解答】解：
[交流反思]在此实验中，拨动A的指针，A的线圈在磁场中做切割磁感线运动，线圈中产生感应电流，从而使B指针摆动，则与发电机功能相同的是电流计。
【拓展提升】①反方向再次拨动A电流计的指针，发现B电流计指针的偏转方向改变；
②利用原器材可以让B电流计的指针偏转角度更大的操作是：加快A指针的拨动速度（或相同时间内增大指针的拨动幅度）。
故答案为：A；改变；加快A指针的拨动速度（或相同时间内增大指针的拨动幅度）。
7．【解答】解：结合后面的探究过程可知本实验的猜想是：感应电流的大小与磁场的强弱、导体切割磁感线的方向和导体切割磁感线运动速度三者的关系，由此可知猜想3是探究感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度有关；
（1）从表格中看出，从实验1到实验3，磁体的磁性越来越强，电流计指针偏转格数越来越大，电流越来越大，由此可得出的结论是：其他条件都相同时，磁体的磁性越强，闭合电路中产生的感应电流越大；
（2）实验中用电磁铁代替永磁体的好处是：易于改变磁体的磁性强弱；
（3）按照小金的设计思路探究猜想A，实验时在操作上存在的困难是：难以控制每次移动金属棒的速度相等。
故答案为：导体切割磁感线运动速度；（1）其他条件都相同时，磁体的磁性越强，闭合电路中产生的感应电流越大；（2）易于改变磁体的磁性强弱；（3）难以控制每次移动金属棒的速度相等。
8．【解答】解：（1）题目要求：当户外紫外线增强到设定值时，S2闭合。如图知，控制电路是R1和R2的串联电路，由欧姆定律知，当R2的阻值随户外紫外线增强而减小时，才能使控制电路中的电流增大，当其大于等于设定的电流值时，电磁铁才能将衔铁吸引向下，开关S2才能闭合；
（2）根据家庭电路安全用电的原则知，开关应该接在火线上，如图知，开关S2直接接在进户线a上，所以进户线a是火线；
（3）要使遮阳棚防紫外线的遮阳布在紫外线还未达到设定值时就展开，则可以减小滑动变阻器接入电路中的阻值，使控制电路中的电流提前达到电磁铁的工作电流，来使开S2关闭合。
故答案为：（1）减小；（2）火；（3）减小滑动变阻器接入电路中的电阻。
9．【解答】解：
（1）将细铂丝换成了粗铂丝，电阻会变小，通过铂丝的电流会变大，从而可以探究电流和磁场大小的关系；
（2）要否定猜想1，即对流可导致磁针的偏转是错误的，需要通过导体中有电流时磁针不偏转；
（3）图乙与图甲比较可知，丙图中粗铂丝电阻较小，电路中的电源相同，所以丙图中电流较大，所以小磁针偏转角度较大；丙图与甲图中的铂丝中的电流方向相反，所以产生的磁场方向相反，因此小磁针的偏转方向相反，因此丙组中小磁针将顺时针偏转，偏转角度变大，故选A。
故答案为：（1）小磁针的偏转大小和电流大小有关；（2）磁针不偏转；（3）A。
10．【解答】解：由假设一可知，假设二应为：温度越高，磁体的磁性越弱；
（1）加热一段时间后磁铁的温度升高，如果假设二成立，应该是小铁钉受到的磁力减弱，小铁钉纷纷落下；
（2）如图乙所示，开始时磁体吸引弹簧开关，当温度逐渐升高时，磁铁的磁性减弱直至消失，无法吸引弹簧开关，弹簧开关向下恢复原状，这样下面的电路就被接通，从而使电铃报警；
（3）由图可知，乙图设计难以设定具体的报警温度。
故答案为：温度越高，磁体的磁性越弱；（1）小铁钉纷纷落下；（2）向下；（3）难以设定具体的报警温度。