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2023—2024学年度八年级物理上册单元过关和期末考试达标试卷(人教版)
专题08 电与磁单元过关达标检测试卷
满分100分,答题时间90分钟
一、选择题(本大题有10道小题,每小题3分,共计30分)
1. (2023湖南长沙)我国是最早用文字记载磁现象的国家之一,下列说法正确的是( )
A. “慈(磁)石召铁,或引之也”,说明磁石没有磁性
B. 罗盘周围的磁感线真实存在且可见
C. 司南静止时指南北是因为受到了地磁场的作用
D. 鱼形铁被磁化后制成的指南鱼只有一个磁极
2. (2023山东济宁)图所示是体现我国古代劳动人民智慧的一些成果。关于其中所涉及的物理知识,分析不正确的是( )
A. 图甲:日晷仪能较准确地显示时间,应用了光的折射
B. 图乙:站在三音石上拍手,可以听到多次回音,利用了声音的反射
C. 图丙:司南能指示南北,利用了地磁场对磁体的作用
D. 图丁:中医用“拔火罐”治疗疾病时,应用了大气压
3. (2023深圳)下列现象中可以证明地磁场客观存在的是( )
A. 如图A两个绑着磁铁的小车他们相对的两面分别是N级和S级他们相互吸引
B. 如图B“司南之杓,投之于地,其柢指南”
C. 如图C通电螺线管吸引铁钉
D. 如图D小白同学制作的手摇发电机
4. (2023山东临沂)关于电和磁,下列说法正确的是( )
A. 摩擦起电的实质是创造了电荷 B. 通电导体周围一定存在磁场
C. 磁感线是磁场中真实存在的线 D. 导体在磁场中运动就会产生电流
5. (2023山东临沂)闭合下图所示电路的开关,小磁针静止时指向如图,则( )
A. 通电螺线管的左端为N极 B. 电源的左端为正极
C. 电流表的左端为“+”接线柱 D. R的滑片不能置于最右端
6. (2023河北)如图所示,用甲装置探究通电螺线管外部的磁场分布,用乙装置探究电磁铁磁性强弱跟哪些因素有关。下列说法正确的是( )
A. 通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似
B. 改变通电螺线管中电流方向,小磁针N极指向不变
C. 匝数一定时,通入的电流越小,电磁铁的磁性越强
D. 电流一定时,减少铁钉上线圈的匝数,电磁铁的磁性强弱不变
7.我们的日常生活离不开电和磁.发现电流磁效应的科学家是( )
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A.牛顿 B.奥斯特 C.阿基米德 D.瓦特
8.以下是对电与磁部分四幅图的分析,其中错误的是( )
A.如图装置闭合电路后磁针会偏转,说明电流能产生磁场
B.如图装置说明通电导线在磁场中受到力的作用
C.如图装置所揭示的原理可制造发电机
D.图中动圈式话筒应用了磁场对电流的作用
9.在一次物理实验中,小于同学连接了如图所示的电路,电磁铁的B端有一个可自由转动的小磁针,闭合开关后,下列说法错误的是( )
A.电磁铁的A端为N极
B.小磁针静止时,N极水平指向左
C.利用这一现象所揭示的原理可制成的设备是发电机
D.当滑动变阻器滑动片P向右端移动,电磁铁磁性增强
10. (2023湖北孝感)下列关于电与磁的说法正确的是( )
A. 图甲:磁感线是真实存在的,小磁针的北极指向地理的北极
B. 图乙:铁钉上端是电磁铁的N极,P向左移能吸引更多铁钉
C. 图丙:只对调磁极,线圈的转动方向不会发生改变
D. 图丁:闭合开关,导体ab竖直向上运动,电流表指针偏转
二、填空题(本大题有10道小题,每空1分,共21分)
1. (2023江苏扬州)在地球上,对列车速度影响较大的因素除了自身的动力外,还有车与轨道间的_____力。我国在超高速磁悬浮领域的技术全球领先,磁悬浮列车利用____实现列车与轨道之间的悬浮。杭州距上海约,未来中国超级高铁的速度可达,只需要____即可到达。
2. (2023北京)条形磁体周围的磁场情况如图所示,则条形磁体的左端是________极。
3.(2023广东省) 如题图所示,桌面上有一枚转动灵活的小磁针,静止时,小磁针_______极指南;当导线与电池触接时,小磁针发生偏转,说明通电导线周围存在_______;断开电路,小磁针_______(选填“会”或“不会”)回到原来位置。
4. (2023山东济宁)现在医学上使用的心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏,推动血液循环。如图所示,当线圈中的电流从a流向b时,线圈的左端为______极,此时活塞将向______运动。
5. 小林将导线绕在一根铁钉上,制成电磁铁,与电池接通后,如图所示,铁钉的尖端为______ (选填“N” 或“S”)极。
6.(2023广西) 如图所示,导体ab沿竖直方向运动,灵敏电流计指针_______偏转;若导体ab沿v方向运动,灵敏电流计指针_______偏转。(两空均选填“会”或“不会”)
7. (2023甘肃金昌)小明用自制电磁小船放在水中判断方向,如图所示,开关S闭合前,小船船头(右端)指向东边。闭合开关S,电磁小船的船头(右端)为电磁铁的______极(选填“N”或“S”);船头在地磁场的作用下,将______偏转(选填“顺时针”或“逆时针”)。
8. (2023河南省)如图所示,小明利用电磁继电器设计了一个水位自动报警装置,当水位未达到金属块M时,灯泡不亮。水位达到金属块M时,灯泡亮,则接线柱C应与________(选填“A”或“B”)相连。已知灯泡的规格为“12V 6W”,灯泡正常发光时的电流是_________A。通电1min,灯泡消耗的电能是________J。
9. (2023湖北宜昌)如图是一个磁悬浮地球仪,球体内部有一个永磁体,底座通电时地球仪可以悬浮在上方,此时底座相当于一个______;如果需要连续调节地球仪的悬浮高度,可以通过在底座电路中接入一个______来实现。
10. (2023湖南长沙)下图为玩具小汽车内直流电动机的结构简图,该电动机工作时将电能转化为______能和内能。如果想改变该直流电动机的转动方向,你可以采取的方法是________(写一条合理方法即可)。
三、作图与简答题(本大题有3道小题,共9分)
1.(2023无锡) 磁体旁的小磁针静止时所指的方向如图所示,请在括号中标出磁体的磁极,并标出图中磁感线的方向。
2. (2023新疆)请在图中标出静止的小磁针的N极。
3.(3分)盛夏的晚上,房间很热,小强打开电风扇,感到风吹到身上凉快.根据以上情景结合所学物理知识分析并简要回答下列问题:电风扇内的电动机工作的原理.
四、实验题(本大题有3道小题,共23分)
1. (8分)(2023云南)某实验小组探究“通电螺线管外部磁场的特点”。
(1)将螺线管安装在一块有机玻璃板上,连入电路中。在板面上均匀地洒满铁屑,闭合开关并轻敲玻璃板面,观察到铁屑分布情况如图甲所示。铁屑的分布情况与_______磁体周围铁屑的分布情况相似,铁屑的作用是显示_______;
(2)把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置,小磁针静止时N极所指方向如图乙所示,则通电螺线管的右端为______极。对调电源正负极,闭合开关,小磁针静止时N极所指方向如图丙所示,说明通电螺线管的极性与_____的方向有关。
2. (8分)(2023内蒙古赤峰)学习了电磁铁,小明想:“电磁铁两极磁性强弱是否相同呢?”图甲是他探究该猜想的装置图。
(1)通电后,电磁铁A端是________极;
(2)闭合开关后,弹簧测力计的示数太小,要使其示数变大,滑动变阻器滑片P应向_____端移动;
(3)将滑动变阻器调节完成后,根据图乙读出弹簧测力计的示数为________N;
(4)在原位置将电磁铁两端对调,使B端向上,保持电流不变,观察到弹簧测力计示数与(3)中相同。初步可得出的结论是:电磁铁两极磁性强弱________。
3.(7分)发电机是如何发电的呢?同学们用如图所示的装置进行探究.
(1)当导体ab静止悬挂起来后,闭合开关,灵敏电流计G指针不偏转,说明电路中 (选填“有”或“无”)电流产生.
(2)小芳无意间碰到导体ab,导体ab晃动起来,小明发现电流表指针发生了 偏转,就说:“让导体在磁场中运动就可产生电流”,但小芳说:“不一定,还要看导体怎样运动”.为验证猜想,它们继续探究,并把观察到的现象记录如下:
序号 磁体摆放方向 ab运动方向 电流计指针偏转情况
1 N极在上 竖直上下运动 不偏转
2 水平向左运动 向右偏转
3 水平向右运动 向左偏转
4 N极在下 竖直上下运动 不偏转
5 水平向左运动 向左偏转
6 水平向右运动 向右偏转
分析实验现象后,同学们一致认为小芳的观点是 (选填“正确”或“错误”)的,比较第2、3次
实验现象发现,产生的电流的方向跟 有关;比较第3、6次实验现象发现,产生的电流的方向还
跟 有关.
(3)在整理器材时,小明未断开开关,先撤去蹄形磁铁,有同学发现指针又偏转了!他们再重复刚才的操作,发现电流表的指针都偏转,请教老师后得知,不论是导体运动还是磁体运动,只要闭合电路的一部分导体在 中做 运动,电路中就会产生感应电流,这就是发电机发电的原理,此原理最早由英国物理学家 发现.
五、计算题(本大题有1道小题,共17分)
1.(2023福建省) 实践小组设计了由厢体、承重板和动滑轮组成的提升重物的装置,示意图如图甲,厢体放置在水平承重板上,承重板的上表面装有压力传感器,装置由电动机提供动力。该装置设计有超载限制系统,如图乙,限制系统中的控制电路电源电压恒为12V,定值电阻R0阻值为200Ω,压力传感器中的力敏电阻RF阻值随压力F压变化的部分数据如下表所示。当控制电路的电流大于0.03A时,电磁铁将衔铁吸下,B、C两个触点断开,电动机停止工作。已知厢体重150N,承重板和滑轮共重100N,忽略绳重、摩擦和电磁铁线圈电阻。
F压/N … 400 600 800 900 1000 …
RF/Ω … 800 500 300 200 100 …
(1)空厢匀速竖直上升时,求绳拉力F的大小;
(2)在6s内将空厢匀速竖直提升3m,求拉力F做功的功率;
(3)重物放在厢体内,求该装置匀速竖直提升重物的最大机械效率;
(4)若要将该装置的最大载重量调小,提出对控制电路的一条调整措施。
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2023—2024学年度八年级物理上册单元过关和期末考试达标试卷(人教版)
专题08 电与磁单元过关达标检测试卷
满分100分,答题时间90分钟
一、选择题(本大题有10道小题,每小题3分,共计30分)
1. (2023湖南长沙)我国是最早用文字记载磁现象的国家之一,下列说法正确的是( )
A. “慈(磁)石召铁,或引之也”,说明磁石没有磁性
B. 罗盘周围的磁感线真实存在且可见
C. 司南静止时指南北是因为受到了地磁场的作用
D. 鱼形铁被磁化后制成的指南鱼只有一个磁极
【答案】C
【解析】A.磁石是磁体的一种,具有磁性,故A错误;
B.磁感线是假象的分布在磁体周围的曲线,不是真实存在的,故B错误;
C.地球本身是一个巨大的磁体,指南针能指南北,是因为受到地磁场的作用,故C正确;
D.鱼形铁被磁化后制成的指南鱼也是磁体的一种,任何磁体都有两个磁极,故D错误。
故选C。
2. (2023山东济宁)图所示是体现我国古代劳动人民智慧的一些成果。关于其中所涉及的物理知识,分析不正确的是( )
A. 图甲:日晷仪能较准确地显示时间,应用了光的折射
B. 图乙:站在三音石上拍手,可以听到多次回音,利用了声音的反射
C. 图丙:司南能指示南北,利用了地磁场对磁体的作用
D. 图丁:中医用“拔火罐”治疗疾病时,应用了大气压
【答案】A
【解析】A.图甲:日晷仪能较准确地显示时间,应用了光的直线传播,故A错误,符合题意;
B.图乙:声音传播过程中遇到障碍物会被反射回来,形成回声,天坛的三音石、回音壁利用了声音的反射,故B正确,不符合题意;
C.图丙:地球是一个大型磁体,司南能指示南北,利用了地磁场对磁体的作用,故C正确,不符合题意;
D.图丁:先把酒精在罐内烧-下,罐内空气受热排出,此时迅速把罐扣在皮肤上,使罐内气体温度升高,等到罐内的空气冷却后压强降低,小于外面的大气压,外面的大气压就将罐紧紧地压在皮肤上,故D正确,不符合题意。故选A
3. (2023深圳)下列现象中可以证明地磁场客观存在的是( )
A. 如图A两个绑着磁铁的小车他们相对的两面分别是N级和S级他们相互吸引
B. 如图B“司南之杓,投之于地,其柢指南”
C. 如图C通电螺线管吸引铁钉
D. 如图D小白同学制作的手摇发电机
【答案】B
【解析】A.两个绑着磁铁的小车他们相对的两面分别是N级和S级他们相互吸引,证明异名磁极相吸引,故A不符合题意;
B.“司南之杓,投之于地,其柢指南”,杓的柄始终指南是受到地磁场的作用,证明地磁场客观存在,故B符合题意;
C.通电螺线管吸引铁钉,证明电流具有磁效应,故C不符合题意;
D.手摇发电机证利用电磁感应现象,证明导体切割磁感线,能产生感应电流,故D不符合题意。
故选B。
4. (2023山东临沂)关于电和磁,下列说法正确的是( )
A. 摩擦起电的实质是创造了电荷 B. 通电导体周围一定存在磁场
C. 磁感线是磁场中真实存在的线 D. 导体在磁场中运动就会产生电流
【答案】B
【解析】A.摩擦起电的实质是电子的转移,电荷不能被创造,故A错误;
B.由奥斯特实验可知,通电导体周围存在磁场,故B正确;
C.为了形象描述磁场的性质而引入了磁场线,磁感线不是磁场中真实存在的,故C错误;
D.只有闭合导体的一部分在磁场中做切割磁感线运动,导体中才会有感应电流,故D错误。故选B。
5. (2023山东临沂)闭合下图所示电路的开关,小磁针静止时指向如图,则( )
A. 通电螺线管的左端为N极 B. 电源的左端为正极
C. 电流表的左端为“+”接线柱 D. R的滑片不能置于最右端
【答案】C
【解析】ABC.已知小磁针静止时N极水平向左,根据磁极间的相互作用可知,通电螺线管的右端为N极,左端为S极;伸出右手握住螺线管,大拇指所指的方向为通电螺线管的N极,四指弯曲指示电流的方向,因此电源右端为正极、左端为负极,所以电流表的左端为“+”接线柱;故AB不符合题意,C符合题意;
D.R的滑片置于最右端时,为最大阻值,是可以的,故D错误,不符合题意。故选C。
6. (2023河北)如图所示,用甲装置探究通电螺线管外部的磁场分布,用乙装置探究电磁铁磁性强弱跟哪些因素有关。下列说法正确的是( )
A. 通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似
B. 改变通电螺线管中电流方向,小磁针N极指向不变
C. 匝数一定时,通入的电流越小,电磁铁的磁性越强
D. 电流一定时,减少铁钉上线圈的匝数,电磁铁的磁性强弱不变
【答案】A
【解析】A.通过实验发现,通电螺线管周围小铁屑的排列顺序与条形磁体的磁感线分布类似,因此通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似,故A正确;
B.改变通电螺线管中电流方向,螺线管的磁场方向发生改变,小磁针N极指向与原先相反,故B错误;
C.匝数一定时,通入的电流越小,电磁铁的磁性越弱,吸引直别针的个数越少,故C错误;
D.电流一定时,减少铁钉上线圈的匝数,电磁铁的磁性变弱,吸引直别针的个数变少,故D错误。
故选A。
7.我们的日常生活离不开电和磁.发现电流磁效应的科学家是( )
( http: / / e.hiphotos. / zhidao / pic / item / 9345d688d43f8794f8660cd2d11b0ef41ad53ab4.jpg" \t "_blank" \o "点击查看大图 ) ( http: / / b.hiphotos. / zhidao / pic / item / b8389b504fc2d562948d9711e41190ef77c66c40.jpg" \t "_blank" \o "点击查看大图 )
A.牛顿 B.奥斯特 C.阿基米德 D.瓦特
【答案】B
【解析】多了解物理学史,了解科学家的贡献,有利于对培养学习物理的兴趣.根据各位物理学家的贡献回答,奥斯特发现电生磁.
A.牛顿提出了牛顿第一定律,故A错误;
B.奥斯特发现了通电导体周围存在磁场,是第一个发现电流磁效应的科学家,故B正确;
C.阿基米德发现了杠杆原理,故C错误;
D.瓦特改良了蒸汽机,故D错误.
8.以下是对电与磁部分四幅图的分析,其中错误的是( )
A.如图装置闭合电路后磁针会偏转,说明电流能产生磁场
B.如图装置说明通电导线在磁场中受到力的作用
C.如图装置所揭示的原理可制造发电机
D.图中动圈式话筒应用了磁场对电流的作用
【答案】D
【解析】(1)电流周围存在着磁场。
(2)电动机和发电机的重要区别在于电路中是否有电源。
(3)动圈式话筒和发电机的工作原理相同,都是根据电磁感应原理工作的。
A.这是奥斯特实验,说明通电导体周围存在磁场(即电流能产生磁场),故A正确。
B.如图装置,开关闭合后导体在磁场中运动,说明通电导线在磁场中受到力的作用,故B正确。
C.图中无电源,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中有感应电流产生,电流计的指针发生偏转,根据这个原理可制成发电机,故C正确。
D.动圈式话筒是根据电磁感应原理工作的,故D错误。
9.在一次物理实验中,小于同学连接了如图所示的电路,电磁铁的B端有一个可自由转动的小磁针,闭合开关后,下列说法错误的是( )
A.电磁铁的A端为N极
B.小磁针静止时,N极水平指向左
C.利用这一现象所揭示的原理可制成的设备是发电机
D.当滑动变阻器滑动片P向右端移动,电磁铁磁性增强
【答案】C
【解析】(1)开关闭合后,根据电流方向利用安培定则可判断螺线管的磁极;
(2)由磁极间的相互作用可判出小磁针的指向;
(3)电磁感应是发电机的原理;
(4)由滑动变阻器的滑片移动可得出电路中电流的变化,则可得出螺线管中磁场的变化。
A.由图知,电流从螺线管的右端流入、左端流出,根据安培定则可知,电磁铁的A端是N极,B端是S极,故A正确;
B.电磁铁的B端是S极,由磁极间的作用规律可知,小磁针静止时,左端是N极,即N极水平指向左,故B正确;
C.该实验表明了电能生磁,利用这一现象所揭示的原理可制成电磁铁,故C错误;
D.当滑动变阻器滑动片P向右端移动时,变阻器接入电路的电阻变小,电路中电流变大,则电磁铁的磁性变强,故D正确。
10. (2023湖北孝感)下列关于电与磁的说法正确的是( )
A. 图甲:磁感线是真实存在的,小磁针的北极指向地理的北极
B. 图乙:铁钉上端是电磁铁的N极,P向左移能吸引更多铁钉
C. 图丙:只对调磁极,线圈的转动方向不会发生改变
D. 图丁:闭合开关,导体ab竖直向上运动,电流表指针偏转
【答案】B
【解析】A.磁感线是假想的分布在磁体周围的曲线,不是真实存在的,小磁针的北极指向地理的北极,故A错误;
B.电流从电磁铁的上端流入,由安培定则可知铁钉上端是电磁铁的N极,P向左滑动,接入电路的电阻阻值变小,电流变大,磁性变强,能吸引更多铁钉,故B正确;
C.通电线圈在磁场中的转动方向与磁场方向和电流方向有关,只对调磁极,磁场的方向发生改变,线圈的转动方向发生改变,故C错误;
D.闭合开关,导体ab竖直向上运动,运动方向与磁感线方向平行,不能切割磁感线,不能产生感应电流,电流表指针不偏转,故D错误。
故选B。
二、填空题(本大题有10道小题,每空1分,共21分)
1. (2023江苏扬州)在地球上,对列车速度影响较大的因素除了自身的动力外,还有车与轨道间的_____力。我国在超高速磁悬浮领域的技术全球领先,磁悬浮列车利用____实现列车与轨道之间的悬浮。杭州距上海约,未来中国超级高铁的速度可达,只需要____即可到达。
【答案】 摩擦 磁极之间的相互作用规律 12
【解析】列车行驶时,车轮和轨道之间存在摩擦力,摩擦力的大小会对列车行驶的速度有较大的影响。
磁悬浮列车利用磁极之间的相互作用规律,即同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引,来实现列车与轨道之间的悬浮,减小摩擦力,提高速度。
根据公式可得,超级高铁列车从杭州到上海的时间为
2. (2023北京)条形磁体周围的磁场情况如图所示,则条形磁体的左端是________极。
【答案】N
【解析】条形磁体周围的磁场是从N极出发,回到S极,所以条形磁体的左端是N极。
3.(2023广东省) 如题图所示,桌面上有一枚转动灵活的小磁针,静止时,小磁针_______极指南;当导线与电池触接时,小磁针发生偏转,说明通电导线周围存在_______;断开电路,小磁针_______(选填“会”或“不会”)回到原来位置。
【答案】 S 磁场 会
【解析】地球本身是个磁体,地球周围存在磁场,地磁北极在地理南极附近,根据异名磁极相互吸引的特性,静止时,在地磁场的作用下,小磁针的南极指向地磁北极,即地理南极。
当导线与电池接触时,形成闭合回路,导线中有电流通过,此时,小磁针发生偏转,即小磁针受到磁场力的作用,说明通电导线周围存在磁场。
断开电路,电路中没有电流通过,小磁针在地磁场的作用下会回到原来的位置。
4. (2023山东济宁)现在医学上使用的心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏,推动血液循环。如图所示,当线圈中的电流从a流向b时,线圈的左端为______极,此时活塞将向______运动。
【答案】 N 右
【解析】由右手螺旋定则可知,螺线管左端为N极。
根据磁极间的相互作用规律,同名磁极相互排斥,如图,此时同名磁极相对,故活塞右移。
5. 小林将导线绕在一根铁钉上,制成电磁铁,与电池接通后,如图所示,铁钉的尖端为______ (选填“N” 或“S”)极。
【答案】N
【解析】由图可知,电流从电磁铁的右端流入,左端流出,由安培定则可知电磁铁的右端是N极,左端是S极,铁钉的尖端为N极。
6.(2023广西) 如图所示,导体ab沿竖直方向运动,灵敏电流计指针_______偏转;若导体ab沿v方向运动,灵敏电流计指针_______偏转。(两空均选填“会”或“不会”)
【答案】 不会 会
【解析】由图可知,蹄形磁体的上边是N极,下边是S极,两极间的磁场方向是从上到下,若让导体ab沿竖直方向运动,导体不会切割磁感线,故不会产生感应电流,灵敏电流计的指针将不会偏转。
若导体ab沿v方向运动,切割磁感线,所以会产生感应电流,灵敏电流计的指针将会偏转。
7. (2023甘肃金昌)小明用自制电磁小船放在水中判断方向,如图所示,开关S闭合前,小船船头(右端)指向东边。闭合开关S,电磁小船的船头(右端)为电磁铁的______极(选填“N”或“S”);船头在地磁场的作用下,将______偏转(选填“顺时针”或“逆时针”)。
【答案】 S 顺时针
【解析】由图中可知,闭合开关后,电流从螺线管的右端流入,左端流出,故由安培定则可知,通电螺线管的左端为N极,右端为S极。
由地磁场的特点可知,地磁场的N极在地理南极附近,地磁场的S极在地理北极附近,故由磁极间的相互作用规律可知,船头在地磁场的作用下,将顺时针偏转。
8. (2023河南省)如图所示,小明利用电磁继电器设计了一个水位自动报警装置,当水位未达到金属块M时,灯泡不亮。水位达到金属块M时,灯泡亮,则接线柱C应与________(选填“A”或“B”)相连。已知灯泡的规格为“12V 6W”,灯泡正常发光时的电流是_________A。通电1min,灯泡消耗的电能是________J。
【答案】 B 0.5 360
【解析】金属块是导体,水位达到金属块M时,通电螺线管所在电路接通,电路中的电流增大,衔铁下移,与B接触,灯泡所在电路接通,灯泡发光,故接线柱C与B连接。
灯泡的规格为“12V 6W”,灯泡正常发光时的电流
通电 1min ,灯泡消耗的电能
W=Pt=6W×1×60s=360J
9. (2023湖北宜昌)如图是一个磁悬浮地球仪,球体内部有一个永磁体,底座通电时地球仪可以悬浮在上方,此时底座相当于一个______;如果需要连续调节地球仪的悬浮高度,可以通过在底座电路中接入一个______来实现。
【答案】 电磁铁 滑动变阻器##变阻器##电位器
【解析】球体内部有一个永磁体,底座通电时地球仪可以悬浮在上方,说明底座通电时就有了磁场,球体在磁场力的作用下受到向上的斥力后悬浮在底座上方,所以此时底座相当于一个电磁铁。
如果需要连续调节地球仪的悬浮高度,需要调节磁场的强弱,电磁铁可以通过控制电流的大小来调节磁场强弱。要调节通过电磁铁的电流大小,只需要在底座电路中接入一个滑动变阻器即可。
10. (2023湖南长沙)下图为玩具小汽车内直流电动机的结构简图,该电动机工作时将电能转化为______能和内能。如果想改变该直流电动机的转动方向,你可以采取的方法是________(写一条合理方法即可)。
【答案】 机械 改变电流方向
【解析】电动机工作时,需要消耗电能,同时电动机转动,可知将电能转化为机械能。
改变电动机的转动方向的有两种方法:①可保持磁场方向不变,改变电流方向;②可保持电流方向不变,改变磁场的方向。
三、作图与简答题(本大题有3道小题,共9分)
1.(2023无锡) 磁体旁的小磁针静止时所指的方向如图所示,请在括号中标出磁体的磁极,并标出图中磁感线的方向。
【答案】如图所示。
【解析】根据磁极之间的相互作用规律可知,小磁针左侧磁体为N极,右侧磁体为S极,磁感线从N极指向S极,如图所示。
2. (2023新疆)请在图中标出静止的小磁针的N极。
【答案】如图所示。
【解析】由右手螺旋定则可知通电螺线管的左侧为N极,右侧为S极。又因为异名磁极相互吸引,故小磁针的右端为N极。如图所示。
3.(3分)盛夏的晚上,房间很热,小强打开电风扇,感到风吹到身上凉快.根据以上情景结合所学物理知识分析并简要回答下列问题:电风扇内的电动机工作的原理.
【答案】电风扇内的电动机是根据通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的.
【解析】电动机是根据通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的.
四、实验题(本大题有3道小题,共23分)
1. (8分)(2023云南)某实验小组探究“通电螺线管外部磁场的特点”。
(1)将螺线管安装在一块有机玻璃板上,连入电路中。在板面上均匀地洒满铁屑,闭合开关并轻敲玻璃板面,观察到铁屑分布情况如图甲所示。铁屑的分布情况与_______磁体周围铁屑的分布情况相似,铁屑的作用是显示_______;
(2)把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置,小磁针静止时N极所指方向如图乙所示,则通电螺线管的右端为______极。对调电源正负极,闭合开关,小磁针静止时N极所指方向如图丙所示,说明通电螺线管的极性与_____的方向有关。
【答案】 (1)条形 电螺线管周围磁场分布 (2)N 电流
【解析】(1)由图可知,螺线管通电后外部铁屑的分布情况与条形磁体周围铁屑的分布情况相似。
铁屑在磁场容易被磁化,故可以用铁屑来显示通电螺线管周围的磁场分布。
(2)由图乙知,根据小磁针的指向可知,螺线管的右端为N极,左端为S极。
将电源正、负极对调,小发现小磁针的指向也改变了,说明通电螺线管极性与电流方向有关。
2. (8分)(2023内蒙古赤峰)学习了电磁铁,小明想:“电磁铁两极磁性强弱是否相同呢?”图甲是他探究该猜想的装置图。
(1)通电后,电磁铁A端是________极;
(2)闭合开关后,弹簧测力计的示数太小,要使其示数变大,滑动变阻器滑片P应向_____端移动;
(3)将滑动变阻器调节完成后,根据图乙读出弹簧测力计的示数为________N;
(4)在原位置将电磁铁两端对调,使B端向上,保持电流不变,观察到弹簧测力计示数与(3)中相同。初步可得出的结论是:电磁铁两极磁性强弱________。
【答案】(1)S (2) 左 (3) 2.2 (4)相同
【解析】(1)由甲图可知,电流从上端流入,根据安培定则可知,电磁铁B端是N极,A端是S极。
(2)电磁铁磁性的强弱与电流的大小有关,闭合开关后,弹簧测力计的示数太小,说明电磁铁磁性太小,电流太小,要使其示数变大,需增大电流,故滑动变阻器滑片P应向左端移动。
(3)由乙图可知,测力计的分度值为0.2N,故测力计示数为2.2N。
(4)在原位置将电磁铁两端对调,使B端向上,磁极改变,保持电流不变,观察到弹簧测力计示数与(3)中相同,说明电磁铁两极磁性强弱相同。
3.(7分)发电机是如何发电的呢?同学们用如图所示的装置进行探究.
(1)当导体ab静止悬挂起来后,闭合开关,灵敏电流计G指针不偏转,说明电路中 (选填“有”或“无”)电流产生.
(2)小芳无意间碰到导体ab,导体ab晃动起来,小明发现电流表指针发生了 偏转,就说:“让导体在磁场中运动就可产生电流”,但小芳说:“不一定,还要看导体怎样运动”.为验证猜想,它们继续探究,并把观察到的现象记录如下:
序号 磁体摆放方向 ab运动方向 电流计指针偏转情况
1 N极在上 竖直上下运动 不偏转
2 水平向左运动 向右偏转
3 水平向右运动 向左偏转
4 N极在下 竖直上下运动 不偏转
5 水平向左运动 向左偏转
6 水平向右运动 向右偏转
分析实验现象后,同学们一致认为小芳的观点是 (选填“正确”或“错误”)的,比较第2、3次
实验现象发现,产生的电流的方向跟 有关;比较第3、6次实验现象发现,产生的电流的方向还
跟 有关.
(3)在整理器材时,小明未断开开关,先撤去蹄形磁铁,有同学发现指针又偏转了!他们再重复刚才的操作,发现电流表的指针都偏转,请教老师后得知,不论是导体运动还是磁体运动,只要闭合电路的一部分导体在 中做 运动,电路中就会产生感应电流,这就是发电机发电的原理,此原理最早由英国物理学家 发现.
【答案】(1)无(2)正确;导体的运动方向;磁场方向(3)磁场;切割磁感线;法拉第.
【解析】(1)当导体ab静止悬挂起来后,闭合开关,此时导体没有做切割磁感线运动,灵敏电流计G指针不偏转,说明电路中无电流产生;
(2)根据表格中的信息可知,当导体在磁场中运动时,电流计指针不一定偏转,说明不一定产生电流,故小芳的观点是正确的;
比较第2、3次实验现象发现,磁场方向相同,导体运动的方向不同,产生电流的方向不同,即产生的电流的方向跟导体运动方向有关;
比较第3、6次实验现象发现,导体运动的方向相同,磁场方向不同,产生电流的方向不同,即产生的电流的方向还跟磁场方向有关.
(3)电路闭合时,不论是导体运动还是磁体运动,导体会做切割磁感线运动,所以导体中有感应电流产生,这种现象是电磁感应,此原理最早由英国物理学家法拉第发现的.
五、计算题(本大题有1道小题,共17分)
1.(2023福建省) 实践小组设计了由厢体、承重板和动滑轮组成的提升重物的装置,示意图如图甲,厢体放置在水平承重板上,承重板的上表面装有压力传感器,装置由电动机提供动力。该装置设计有超载限制系统,如图乙,限制系统中的控制电路电源电压恒为12V,定值电阻R0阻值为200Ω,压力传感器中的力敏电阻RF阻值随压力F压变化的部分数据如下表所示。当控制电路的电流大于0.03A时,电磁铁将衔铁吸下,B、C两个触点断开,电动机停止工作。已知厢体重150N,承重板和滑轮共重100N,忽略绳重、摩擦和电磁铁线圈电阻。
F压/N … 400 600 800 900 1000 …
RF/Ω … 800 500 300 200 100 …
(1)空厢匀速竖直上升时,求绳拉力F的大小;
(2)在6s内将空厢匀速竖直提升3m,求拉力F做功的功率;
(3)重物放在厢体内,求该装置匀速竖直提升重物的最大机械效率;
(4)若要将该装置的最大载重量调小,提出对控制电路的一条调整措施。
【答案】(1)125N;(2)125W;(3)75%;(4)减小R0
【解析】(1)忽略绳重、摩擦,空厢匀速竖直上升时,绳拉力F的大小
(2)绳端移动距离
绳拉力F做的功
绳拉力F的功率
(3)控制电路的最大电流时,载重量最大,控制电路最小总电阻
力敏电阻的阻值
由表中数据可知,当,压力,即最大载重
装置的最大机械效率
(4)要将该装置的最大载重量调小,力敏电阻RF阻值会变大,控制电路的电流不变,由可知,电源电压不变,电路的总电阻不变,可以减小R0的阻值。
答:(1)空厢匀速竖直上升时,绳拉力F的大小是125N;
(2)在6s内将空厢匀速竖直提升3m,拉力F做功的功率是125W;
(3)重物放在厢体内,该装置匀速竖直提升重物的最大机械效率是75%;
(4)若要将该装置的最大载重量调小,减小R0。
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