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华师大版九上 6.1电能的获得与转化 随堂练习
一、选择题
1.如图是由一节干电池、铜导线和强磁铁组成的简易电动机(线框上端的弯折位置与正极接触,磁铁吸附在电池负极的是S极),放手后从上往下看线圈顺时针转动,那么( )www-2-1-cnjy-com
A.若磁铁吸附在电池负极的是N极,从上往下看线圈顺时针转动
B.线圈转动的工作原理是产生了电磁感应现象
C.线圈转动的过程中能量转化是由机械能转化为电能
D.若增加强磁铁的个数,线圈转速将会增大
2.磁共振成像是一种采用强静磁场和变化磁场使人体组织成像的医学技术。若携带金属物做磁共振,强静磁场会吸引铁质物品,变化磁场会使携带的金属中产生感应电流,从而使金属发热而灼伤病人,重则危及生命。上述说明中,没有涉及的知识是( )
A.铁在磁场里会被磁化 B.磁能生电
C.电流通过导体会产生热量 D.同名磁极相互排斥
3.如图装置中,当闭合开关,滑动变阻器的滑片P向右移动时,弹簧测力计的示数变大。下列分析正确的是( ) 21cnjy.com
A.电磁铁的上端为N极
B.电源左端为正极
C.断开开关,弹簧测力计的示数为零.
D.滑片P不动,若抽去铁芯,测力计示数将变大
4.我国第三艘航空母舰“福建舰”采用电磁弹射起飞,它的弹射车与舰载机的前轮连接,并于强磁场中,当弹射车内的导体通入强电流时,立即产生强大的推力,使舰载机快速起飞。下列实验原理和电磁弹射相同的是( ) 21教育名师原创作品
A. B.
C. D.
5.在装配“直流电动机模型”时,接上电源后,发现电动机不转动。下列有关分析错误的是( )
A.轴与轴之间摩擦过大 B.电池正负极接反了
C.线圈静止在平衡位置 D.电刷没有接触换向器
6.如图是小明研究电流产生的热量跟哪些因素有关的实验,他在两个相同的烧瓶中均装满相同质量的煤油。已知甲、乙烧瓶中电阻丝的阻值大小关系为R甲<R乙,学生电源电压大小可调。则下列分析正确的是( )
A.甲烧瓶的玻璃管内液面上升比乙快
B.该电路可以控制R甲、R乙两端电压相同
C.实验中选用煤油是因为它的比热大,实验效果明显
D.该装置可研究电流产生的热量与电流、电阻的关系
二、填空题
7.小科实验时发现两个有趣的现象:
(1)用导线将手摇发电机、电池和开关串联起来,闭合开关发电机就发生转动。此时,发电机变成了 。2·1·c·n·j·y
(2)在测量通过某定值电阻的电流时,选择0~3A和0~0.6A两档量程测出的电流值分别为0.29A和0.28A。从精确测量的要求考虑,小科应选用的数据是
8.电动机在现代生产、生活中有广泛的应用
(1)如图所示是电动机原理图,将通电线圈abcd置于 中,线圈的ab、cd边受到磁力的作用,使线圈转动起来;
(2)某电动车是利用电动机来驱动车轮转动的,遇到障碍时,只要按下倒车开关就能改变线圈中 来实现倒车。
9.2022年6月“福建舰"正式下水,该舰采用的是电磁弹射起飞技术,原理如图:舰载机位于两条通电轨道的中间,当要起飞时,为轨道加上电流使其沿轨道方向由静止开始加速,最终被弹射出去。电磁弹射器的工作原理类似于 (选填“发电机”或“电动机”),可 (选填“增大”或“减少”)电流使飞机获得更大推力。
三、实验探究题
10.科学兴趣小组用如图甲所示装置进行“探究影响电流热效应的因素”的实验。两个完全相同的烧瓶内装有等量的煤油,瓶内连接的电阻丝的阻值分别为5欧和10欧,A、B是相同的玻璃管,管内初始液面位置相同。闭合开关,每隔1分钟记录液面上升的高度,多次实验处理结果如图乙。
(1)除电流表外,本实验中还需要用到的测量工具有 。
(2)实验中通过 (选填“加热时间”或“玻璃管内液面的变化”)来反映电阻丝产生热量的多少。 21教育网
(3)分析图乙,可得出的结论是 。
(4)小明经过调查发现:常温下,空气的比热容是煤油比热容的二分之一,空气的比热容会随温度的变化而变化。小明建议用空气代替煤油进行实验,装置如图丙。你是否赞同小明的建议并说明理由______
。 2-1-c-n-j-y
11.为了探究电动机为什么会转动,小明根据电动机的主要构造制作了一台简易电动机(如图所示)。他用回形针做成两个支架,分别与电源的两极相连,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。【出处:21教育名师】
(1)要想改变线圈的转动方向,小明可采取的措施是( )
A.改变电流的方向 B.提高电源电压
C.增加线圈的匝数 D.同时改变磁场方向和电流方向
(2)开关闭合后,如果电动机不转动,原因不可能是( )
A.磁体磁性太弱 B.线圈处于平衡位置
C.通过线圈的电流太大 D.电源电压太低
(3)对简易电动机进行改良后制作出现在可以连续转动的电动机,是因为在线圈两边安装了 。
(4)小明想设计一个能调节电动机转速的实验装置,他还需要的主要器材是 。
12.小龙用如图甲所示的电路探究影响电流热效应的影响因素,把热熔胶棒竖直压在两根阻值不同、但长度和直径均相同的电阻丝上, R1和R2的阻值之比为3:2 (夹持仪器未画出)。用刻度尺测量两根热熔胶棒下降高度,分别记为L1和L2,来比较电阻丝产生热量的多少。
本实验通过设计串联电路来研究电阻对电流产生热量的影响,可以控制哪些变量相同
。
在探究电流的热效应与电阻大小的关系时,小龙记录数据如下表所示。分析表中数据,判断通电时间和电阻大小哪个因素对电流产生热量的影响更大,并从表中选择组别作为证据。
。
组别 1 2 3 4 5 6
电阻 R1 R2
通电时间/分 1 2 3 2 3 4
热熔胶棒的下降高度/毫米 9 18 27 12 18 23
小龙继续延长通电时间,获得更多组数据,并画出L (L1、L2之和)随通电时间的变化情况,得到如图乙所示的曲线。请解释在to时间后曲线L增速变缓的原因。 。
答案解析部分
1.D
(1)通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关;
(2)根据电动机的工作原理判断;
(3)根据能量转化的知识判断;
(4)通电导体在磁场中受力大小与电流大小和磁场强弱有关。
A.若磁铁吸附在电池负极的是N极,则此时磁场方向与原来相反,那么线圈受力方向相反,则从上往下看线圈逆时针方向转动,故A错误;
B.线圈转动的工作原理是产生了通电导体在磁场中受力转动,故B错误;
C.线圈转动的过程中能量转化是由电能转化为机械能,故C错误;
D.若增加强磁铁的个数,那么磁场变强,则线圈受到的电磁力变大,因此线圈转速将会增大,故D正确。
故选D。www.21-cn-jy.com
2.D
根据题目描述分析其中包含的物理原理即可。
A.根据“强静磁场会吸引铁质物品”可知,铁在磁场里会被磁化,故A不合题意;
B.根据“变化磁场会使携带的金属中产生感应电流”可知,磁能生电,故B不合题意;
C.根据“从而使金属发热而灼伤病人”可知,电流通过导体会产生热量,故C不合题意;
D.没有任何现象能够说明磁极之间的相互作用规律,故D符合题意。
故选D。【来源:21·世纪·教育·网】
3.B
(1)首先根据变阻器的滑片移动确定电流的大小变化,进而确定电磁铁磁场的强弱变化。然后根据弹簧测力计示数增大确定二者之间存在排斥力还是吸引力,最后根据磁极之间的相互作用规律确定电磁铁的磁极方式。
(2)利用安培定则判断出电磁铁中电流的方向,从而可以确定电源的正负极。
(3)注意分析条形磁铁不受吸引力时还受到重力作用;
(4)首先判断抽去铁芯后电磁铁磁性强弱的变化,再根据磁体间的相互作用规律确定弹簧测力计示数的变化。
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A.滑动变阻器的滑片P向右移动时,变阻器接入电路的电阻变小,则电路中的电流变大,电磁铁的磁性变强。弹簧测力计的示数变大,说明电磁铁对条形磁体产生吸引力。条形磁体的下端为N极,根据异名磁极相互吸引可知,电磁铁的上端为S极,故A错误;
B.电磁铁的上端为S极,其下端为N极。右手握住螺线管,大拇指指向下端,此时弯曲的四指指尖向左,即线圈上电流方向向左,那么电流从电磁铁的上端流入、下端流出,所以电源左端为正极,右端为负极,故B正确。
C.断开开关,电路中没有电流,则电磁铁无磁性,即电磁铁对条形磁体既不吸引也不排斥,但条形磁体受重力,所以弹簧测力计有示数,故C错误。
D.滑片P不动,抽去铁芯后,电磁铁的磁性变弱,对条形磁体的吸引力变小,所以弹簧测力计的示数将变小,故D错误。
故选B。【来源:21cnj*y.co*m】
4.B
本题考查的是电流磁效应、磁场对通电导体有力的作用、电磁感应等实验。
电磁弹射器是利用了磁场对通电导体产生力的作用;根据通电导体在磁场中受到磁场力的作用分析解答。
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由题意可知,电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车内的导体通以强电流时,即可受到强大的推力,由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动。
A.图中是奥斯特实验,证明了电流周围存在磁场,与电磁弹射器工作原理不一致,故A不符合题意;
B.图中有电源,通电导体棒在磁场中受力而运动,即与电磁弹射器的工作原理相同,故B符合题意;
C.图中是研究影响电磁铁磁性强弱的因素,是电流的磁效应,故C不符合题意;
D.图中没有电源,是闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,产生感应电流,为电磁感应实验,故D不符合题意。
故选B。21*cnjy*com
5.B
电动机不转动,可能是受到的电磁力太小,也可能是受到的摩擦太大,或者在平衡位置受到的电磁力相互抵消,据此分析判断。
A.轴与轴之间摩擦过大,当摩擦力大于电磁力时,电动机不会启动,故A不合题意;
B.电池正负极接反了,那么通过电动机的电流方向会变化,只会改变电动机的转动方向,不会影响是否转动,故B符合题意;
C.线圈静止在平衡位置时,线圈两侧受到电磁力相互抵消,此时电动机不会转动,故C不合题意;
D.电刷没有接触换向器,那么电动机会转动一会,然后才会逐渐停止下来,故D不合题意。
故选B。
6.D
(1)根据Q=I2Rt比较产生热量的多少,从而确定玻璃管内液面上升的快慢;
(2)(4)根据控制变量法的要求判断;
(3)根据比热容的知识判断。
根据图片可知,两个电阻丝串联,则通过它们的电流和通电时间相同。根据Q=I2Rt可知,R甲实验中选用煤油,是因为它的比热容小,吸收相同的热量时升温更多,现象更明显,故C错误;
两个电阻大小不同,则该装置探究电流产生的热量与电阻的关系,故D正确。
故选D。
7.(1)电动机
(2)0.28
(1)电动机通入电流就能转动,将电能转化为机械能;
(2)测量工具的分度值越小,则测量越准确。
(1)用导线将手摇发电机、电池和开关串联起来,闭合开关发电机就发生转动。此时,发电机将通入的电能转化为机械能,它变成一个电动机。
(2)0~3A和0~0.6A的两个量程通用一排刻度,则前者分度值大,后者分度值小,因后者测量结果更准确,那么小科选用的数据是0.28A。
8.(1)磁场
(2)电流的方向
通电导体在磁场中受到力的作用;通电导体在磁场中受到的磁场力的方向与电流方向和磁场方向有关。同时改变电流方向和磁场方向,导体受力方向不变。
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(1)将通电线圈在磁场中会受到磁力的作用,所以将通电线圈置于磁场中, ab、cd的受力方向相反使得线圈转动起来;
(2)通电导体在磁场中受到的磁场力的方向与电流方向和磁场方向有关。所以改变线圈中的电流方向或者改变此磁场方向都可以改变受力的方向,所以只要按下倒车开关就能改变线圈中电流的方向,从而改变磁场力的方向,来实现倒车。
9.电动机;增大
根据电动机的工作原理及影响导体在磁场中所受力的大小的影响因素进行解答。
电动机是通电导体在磁场中受到力的作用而产生动力的机械,电磁弹射器就是利用通电导体在磁场中受到力的作用而工作的,因此它的原理类似于电动机;通电导体在磁场中所受力的大小与电流的大小和磁场的强度有关,电流越大,所受力越大,因此增大电流能够使飞机获得更大的推力。
故答案为:电动机;增大。
10.(1)秒表、刻度尺
(2)玻璃管内液面的变化
(3)在电流和通电时间相同时,电阻越大产生的热量越多
(4)赞同,空气的比热容小,温度升高快,实验现象明显
(1)根据实验目的确定要测量的物理量,据此确定需要的测量工具;
(2)根据甲图可知,电阻丝产生的热量越多,则液体的温度越高,玻璃管内液体的液面越高;
(3)根据图乙,确定相同的因素和不同的因素,根据控制变量法的要求描述结论;
(4)根据Q=cm△t可知,当质量相同的物质吸收相同的热量时,比热容越小,温度变化越大,则实验现象越明显,据此分析解答。
(1)在探究影响电流热效应的因素的实验中,要测量电流的大小,还要测量通电时间和液面上升的高度,因此除了电流表,还需要秒表和刻度尺。
(2)实验中通过玻璃管内液面的变化来反映电阻丝产生热量的多少。
(3)根据图乙可知,两个电阻丝串联,则通过它们的电流相等。当通电时间相同时,B液面比A液面升高的更多,那么得到结论:在电流和通电时间相同时,电阻越大产生的热量越多。21*cnjy*com
(4)我赞同小明的建议,理由:空气的比热容小,温度升高快,实验现象明显。
11.(1)A
(2)C
(3)换向器
(4)滑动变阻器
(1)根据通电导体在磁场中的受力方向的影响因素判断;
(2)根据电动机的工作过程和结构判断;
(3)在电动机中,线圈连接在两个铜半环上,当线圈转动180°时会改变进入线圈的电流方向,从而使线圈受到的磁力方向推动线圈继续转动,这就是换向器。
(4)通电导体在磁场中的受力大小与磁场强弱和电流大小有关,据此分析解答。
(1)要改变线圈的转动方向,可以改变线圈的受力方向,即改变电流方向或磁场方向,故选A。
(2)磁体磁性太弱,则线圈受到的磁力太小,则电动机可能不转,故A不合题意;
线圈处于平衡位置,此时线圈受到的磁力相互抵消,则电动机可能不转,故B不合题意;
通过线圈的电流太大,则线圈受到的磁力会太大,这会导致线圈转速增大,故C符合题意;
电源电压太低,则通过线圈的电流太小,线圈受到的磁力太小,可能导致线圈不转,故D不合题意。
故选C。
(3)对简易电动机进行改良后制作出现在可以连续转动的电动机,是因为在线圈两边安装了换向器。
(4)要调节电动机的转速,就要改变通过电动机的电流,则还需要器材滑动变阻器。
12.(1)通电时间、电流大小
(2)一样大。或2、3、5 (其它合理答案也可)
(3)随着通电时间变长,电阻丝的温度升高,电阻变大,根据Q=t,在通电时间、电源电压相同时,电阻变大,电热丝产生的热量变少
(1)根据焦耳定律的公式Q=I2Rt分析控制的变量即可。
(2)根据控制变量法的要求选择对照实验,根据热熔胶棒下降的高度判断产生热量多少,进而分析解答。
(3)在加热的过程中,随着温度的升高,电阻也在增大,此时反而会引起电流大小,可根据焦耳定律的变形式 分析解答。
(1)根据Q=I2Rt可知,探究电阻对导体产生热量多少的实验中,需要控制通电时间和电流大小相同,只改变电阻。在串联电路中,各处电流都相等,且开关同时闭合同时断开,因此设计串联电路可以控制通电时间和电流大小相同。
(2)比较实验3和5可知,此时电流和通电时间相等(3min),电阻之比为:3:2,热熔胶棒降低的高度之比为27:18=3:2;
比较实验2和3可知,此时电阻和电流相等,通电时间之比为:3:2,热熔胶降低的高度之比为27:18=3:2。
比较可知,通电时间和电阻对产生热量的影响是相同的。
(3)在t0时间后曲线L增速变缓的原因:随着通电时间变长,电阻丝的温度升高,电阻变大,根据可知,在通电时间、电源电压相同时,电阻变大,电热丝产生的热量变少。
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