华师大版初中科学八年级下学期 第5章 电与磁 单元试卷
一、选择题(每小题2分,共40分)
1.(2019·杭州模拟)小关在探究磁现象的活动中能够实现的是( )
A.用小磁针吸起铜块或铝块
B.用放大镜能看到磁铁周围的磁感线
C.用磁铁吸起铜导线制成的通有电流的轻质螺线管
D.把小磁针放在磁铁周围的任何位置,静止后小磁针的北极都指向地理北极
【答案】C
【知识点】磁体、磁极、磁化;磁场和磁感线
【解析】【分析】(1)磁体只能吸引铁、钴、镍等铁磁性物质;
(2)磁感线是为了描述磁场引入的,它并不存在;
(3)通电螺线管周围存在磁场,其分布与条形磁铁相同;
(4)将小磁针放在磁体周围,小磁针的北极总是指向磁体的南极方向。
【解答】A.用小磁针不能吸起铜块或铝块,故A错误;
B.用放大镜不能看到磁铁周围的磁感线,它们并不存在,故B错误;
C.用磁铁吸起铜导线制成的通有电流的轻质螺线管,因为通电螺线管有磁性,故C正确;
D.将小磁针放在磁体周围,小磁针的北极总是指向磁体的南极方向,故D错误。
故选C。
2.为了判断一段导线中是否有电流通过,手边若有下列几组器材,其中最适用的是( )
A.被磁化的缝衣针及细棉线 B.U形磁铁及细棉线
C.带电的小纸球及细棉线 D.小灯泡及导线
【答案】A
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】电流周围存在磁场,在磁场中肯定会受到磁力的作用,据此分析判断。
【解答】判断一段导线中是否有电流通过,可用细棉线把被磁化的缝衣针从中间吊起来,靠近导线。若靠近时缝衣针不再指南北,则说明导线中有电流,因为通电导线周围有磁场,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
3.下列四幅图中,磁感线的方向、磁极名称标注均正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】磁极间的相互作用;磁场和磁感线
【解析】【分析】磁感线从N极出来,回到S极;同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,据此分析判断。
【解答】A.根据“异名磁极相互吸引”可知,小磁针的左端为S极,故A错误;
B.磁感线从N极出来,回到S极;根据“异名磁极相互吸引”可知,小磁针的上端为N极,故B正确;
C.磁感线不应该从S极出来回到N极,故C错误;
D.根据“异名磁极相互吸引”可知,小磁针的上端应该为S极;磁感线不应该回到N极,故D错误。
故选B。
4.如图所示,将条形磁铁固定在静止的小车上,电路连接完整后,闭合开关S时,小车不动。变阻器的滑片P向左移动到某一位置时,小车开始向左运动。则下列变阻器接入电路的方式正确的是( )
A.a接e、d接f B.a接e、b接f C.c接e、d接f D.c接e、b接f
【答案】A
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用;影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】小车开始向左运动,说明螺线管磁场变强,即通过螺线管的电流变大,据此确定变阻器的接线方法即可。
【解答】小车开始向左运动,说明螺线管磁场变强,即通过螺线管的电流变大,那么变阻器的阻值变小,使用的电阻变短。当滑片向左移动时,滑片左边的部分变短,而右边的部分变长,因此变阻器使用左边的部分,也就是左下角的e接线柱必选,上面的c或d任选一个,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
5.(2019·杭州模拟)如图所示,小金将数枚一元硬币放在两根平行的条形磁铁上,搭成了一座漂亮的“硬币桥”。下列分析正确的是( )
A.“硬币桥”上左右两端的硬币没有磁性
B.“硬币桥”中间的磁性最强
C.两枚硬币相邻的部分是同名磁极
D.“硬币桥”的搭建利用到了磁化的原理
【答案】D
【知识点】磁体、磁极、磁化;磁极间的相互作用
【解析】【分析】(1)磁铁的两端磁性最强,中间磁性最弱;
(2)使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫磁化;
(3)同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
【解答】"硬币桥"上所有的硬币都被条形磁铁磁化,变成一个新的条形磁铁,因此每个硬币都有磁性,故A错误,D正确;
“硬币桥”的中间磁性最弱,故B错误;
两枚硬币相邻的部分是异名磁极,故C错误。
故选D。
6.如今说我们的生活是由磁铁支撑着并不为过,史上最强力的钕磁铁广泛用于手机、电脑、冰箱等。如图所示是小明同学用钕磁铁和曲别针进行的实验。通过实验情景,可以判定下列说法正确的是( )
A.钕磁铁周围存在磁感线,不存在磁场
B.钕磁铁对放入其磁场中的曲别针有力的作用
C.钕磁铁周围各点的磁场方向都是竖直向下的
D.钕磁铁周围的磁场分布是均匀的
【答案】B
【知识点】磁体、磁极、磁化;磁场和磁感线
【解析】【分析】根据对磁场和磁感线的认识分析判断。
【解答】A.磁场是客观存在的,而磁感线是不存在的,故A错误;
B.钕磁铁对放入其磁场中的曲别针有力的作用,故B正确;
C.钕磁铁周围各点的磁场方向都不相同,故C错误;
D.磁铁的两极附近磁场最强,中间磁性最弱,因此两极附近的磁感线比较紧密,而中间部分的磁感线比较稀疏,故D错误。
故选B。
7.如图为交流发电机原理图,线圈在磁场中转动,则( )
A.两磁极间的磁场方向向左 B.线圈在磁场中切割磁感线
C.通过灯泡的电流方向不变 D.线圈一定不受磁场力作用
【答案】B
【知识点】磁场和磁感线;电磁感应
【解析】【分析】(1)在磁体的外部磁感线都是从N极出发,回到南极;
(2)发电机是利用电磁感应现象制成的,即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中产生感应电流;
(3)根据感应电流的影响因素判断;
(4)通电导线在磁场中受力的作用。
【解答】A.在磁体的外部磁感线都是从N极出发回到南极,故图中两磁极间的磁场方向向右,故A错误;
B.发电机是根据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产生感应电流的原理制成的,故B正确;
C.感应电流的方向和磁场方向、导体切割磁感线的方向有关,由于导体切割磁感线的方向在改变,所产生的电流也会变化,故C错误;
D.根据通电导线在磁场中受力的作用的原理可知,此时线圈一定会受到力的作用,故D错误。
故选B。
8.小张家所在的住宅区每栋单元的楼梯口都安装了防盗门,其门锁原理图如图所示,图中只画出了其中一家住户的控制开关S。该门锁的工作过程:楼上的人闭合控制开关S,门锁上的电磁铁通电后吸引卡入右侧门扣中的衔铁,门可打开。关于该门锁,下列说法中正确的是( )
A.该门锁是利用电生磁的原理来工作的
B.电流周围的磁场是假想的物理模型
C.闭合开关S后,电磁铁的右端为N极
D.该单元的各住户控制门锁的开关是串联的
【答案】A
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;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)根据电磁铁的工作原理判断;
(2)根据磁场的性质分析;
(3)根据安培定则判断;
(4)如果用电器相互影响,那么它们串联;如果用电器不相互影响,那么它们并列。
【解答】A.当电流通过螺线管时,螺线管有磁性,将门扣拉回,此时将门打开,故A正确;
B.电流周围的磁场是客观存在的,故B错误;
C.闭合开关S后,螺线管上电流方向向上;右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向上,此时大拇指指向右端,那么电磁铁的右端为N极,故C错误;
D.该单元的各住户控制门锁的开关都能独立的打开门锁,它们不能相互影响,是并联的,故D错误。
故选A。
9.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的关系
C. 探究通电直导线周围存在磁场
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
【解析】【分析】(1)磁极间的作用规律是:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引;(2)电磁铁磁性的强弱与电流的大小和线圈的匝数有关;(3)据奥斯特实验可知,通电导线周围存在着磁场;(4)闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中就会产生感应电流,该现象叫电磁感应现象。该题考查了磁体间的作用规律、电磁铁磁性强弱的影响因素、奥斯特实验的理解和电磁感应现象的理解,是一道综合题。
【解答】A、如图,据小磁针偏转的情况可以判断磁极间的作用规律,A选项能探究,故不符合题意;
B、如图,该实验电路中电流大小不能改变,所以不能研究电磁铁磁性的强弱与电流大小的关系,故B错误,但符合题意;
C、如图,该实验装置是奥斯特实验装置图,可探究通电导线周围存在着磁场,C能探究,故不符合题意;
D、如图,此时电路是闭合,导体在磁场中做切割磁感线运动时,能产生感应电流,D能探究,故不符合题意。
故答案为:B
10.(2019·宁波)磁共振成像是一种较新的医学成像技术,它采用强静磁场和变化磁场使人体组织成像。若携带金属物做磁共振成像,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.电流的热效应 D.同名磁极相互排斥
【答案】D
【知识点】磁体、磁极、磁化;电磁感应
【解析】【分析】分析题干描述的现象包含的物理原理,哪个没有涉及,哪个就是正确选项。
【解答】A.根据“ 强静磁场会吸引铁质物品 ”可知,铁质物质在磁场中被磁化,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,磁场能够生电,故B不合题意;
C.根据“ 从而使金属发热而灼伤病人 ”可知,电流会产生热效应,故C不合题意;
D.从题目中找不到涉及“同种电荷相互排斥”的描述,故D符合题意。
故选D。
11.如图所示是“磁生电”的探究过程,你认为以下说法正确的是( )
A.让导线在磁场中静止,蹄形磁铁的磁性越强,电流表指针偏转角度越大
B.用匝数较多的线圈代替单根导线,且使线圈在磁场中静止,这时电流表指针偏转角度大些
C.蹄形磁铁固定不动,使导线沿水平方向运动时,电流表指针会发生偏转
D.蹄形磁铁固定不动,使导线沿竖直方向运动时,电流表指针会发生偏转
【答案】C
【知识点】探究电磁感应现象的实验
【解析】【分析】根据探究电磁感应的实验过程、现象和结论分析判断。
【解答】AB.让导线在磁场中静止,没有做切割磁感线运动,无论是增大磁铁的磁性,还是增加线圈匝数,就不会产生感应电流,电流表指针偏转角度为零,故A、B错误;
C.蹄形磁铁固定不动,那么磁场沿竖直方向,使导线沿水平方向运动时,导线切割磁感线,会产生感应电流,则电流表指针会发生偏转,故C正确;
D.蹄形磁铁固定不动,使导线沿竖直方向运动时,导体的运动方向与磁场方向平行,没有切割磁感线,不会产生感应电流,则电流表指针不会发生偏转,故D错误。
故选C。
12.一蛋糕盒里放有一条形磁铁,盒外均匀放有八个小磁针,小磁针静止时,指向如图所示(涂黑部分为N极),由此可以判定条形磁铁在盒内摆放方向为( )
A.沿1-5连线位置,N极在5,S极在1
B.沿2-6连线位置,N极在2,S极在6
C.沿3-7连线位置,N极在3,S极在7
D.沿4-8连线位置,N极在4,S极在8
【答案】A
【知识点】磁体、磁极、磁化
【解析】【分析】根据磁极之间的相互作用和条形磁铁的磁场分布分析判断。
【解答】根据“异名磁极相互吸引”的规律可知,1处的小磁针N极正对蛋糕盒,那么1处应该为条形磁铁的S极;5处的小磁针S极正对蛋糕盒,那么5处应该为条形磁铁的N极,因此条形磁铁沿1-5方向,N极在5,S极在1,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
13.电梯为居民出入带来了很大的便利,出于安全考虑,电梯设置有超载自动报警系统,其工作原理如图所示。R1为保护电阻,R2为压敏电阻,其阻值随压力增大而减小。下列说法正确的是( )
A.电磁铁是根据电磁感应原理制成的
B.工作时,电磁铁的上端为N极
C.超载时,电磁铁的磁性减小
D.正常情况下(未超载时),K与A接触
【答案】D
【知识点】电磁铁的构造和原理;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)根据电磁铁的工作原理分析;
(2)根据安培定则判断电磁铁的磁极方向;
(3)超载时,首先分析压敏电阻的阻值变化,然后确定电流变化,进而判断电磁铁磁性的变化;
(4)根据该装置的工作过程判断。
【解答】A.电磁铁是根据电流的磁效应制成的,故A错误;
B.工作时,线圈上电流向左;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,那么电磁铁的下端为N极,故B错误;
C.超载时,压敏电阻的阻值减小,通过电磁铁的电流增大,则电磁铁的磁性增大,故C错误;
D.正常情况下(未超载时),K与A接触,接通电动机所在的电路,断开电铃所在的电路,保证电梯正常工作,故D正确。
故选D。
14.如图所示,闭合开关,小铁块被吸起,下列说法正确的是( )
A.将小铁块吸起的力是铁芯与小铁块之间的分子引力
B.用手托住小铁块,将电源的正负极对调,闭合开关,稍后手松开,小铁块一定落下
C.滑动变阻器的滑片向上移动,小铁块可能落下
D.滑动变阻器的滑片向下移动,小铁块可能落下
【答案】D
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】(1)磁体和磁体之间的作用力叫磁力;
(2)电流的方向影响电磁铁的磁极方向,但是不会影响磁性的大小;
(3)(4)根据滑片移动方向确定阻值变化,再确定电流变化,最后判断磁场强度的变化即可。
【解答】A.将小铁块吸起的力是电磁铁与小铁块之间的磁力,故A错误;
B.对调电源正负极,改变电流方向,能够改变电磁铁的磁极,但电磁铁仍然具有磁性,能够吸起小铁块,故B错误;
CD.当滑动变阻器的滑片向下移动时,电路中的电阻增大,电流变小,电磁铁的磁性减弱,小铁块可能落下,故C错误,D正确。
故选D。
15.如图是小敏设计的汽车尾气中CO排放量的检测电路。当CO浓度高于某一设定值时,电铃发声报警。图中气敏电阻R1阻值随CO浓度的增大而减小,下列说法正确的是( )
A.电铃应接在A和C之间
B.当CO浓度升高,电磁铁磁性减弱
C.用久后,电源电压U1会减小,报警时CO最小浓度比设定值高
D.为使该检测电路在CO浓度更低时报警,可将R2的滑片向下移
【答案】C
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据该装置的工作过程分析;
(2)根据CO浓度变化确定R1的阻值变化,再确定电流变化,最后根据电流变化确定电磁铁磁性强弱的变化;
(3)衔铁被吸下来时需要的磁性大小不变,即电路电流保持不变。首先根据电源电压变化确定总电阻的变化,再根据串联电路的电阻特点确定R1的变化,最后确定CO浓度变化即可;
(4)CO浓度更低,则R1的阻值更大,根据串联电路的电阻特点判断变阻器的阻值变化即可。
【解答】当CO浓度超过设定值时,R1阻值减小,控制电路中电流增大,电磁铁磁性增强,将衔铁吸下来,B和D所在的电路被接通,因此电铃应接在B和D之间,故A错误;
当CO浓度升高时,R1阻值减小,那么总电阻变小,而总电流增大,所以电磁铁的磁性增强,故B错误;
电源电压U1减小,报警时控制电路中的电流与原来相等,则电路中的总电阻需减小,R2阻值不变,根据R总=R1+R2可知,则R1阻值比设定值更小,此时CO的最小浓度比设定值高,故C正确;
若使检测电路在CO浓度更低时报警,则报警时R1阻值比原设定值大,为保证报警时控制电路中的电流与原来相等,则需要减小R2的阻值,可将R2滑片向上移,故D错误。
故选C。
16. 某“迪厅”主人在地板中安装了一种“神奇”装置,给厅内炫光灯供电.当跳舞的人踩踏地板越厉害时,炫光灯就会亮得越多,也越明亮.该“神奇”装置可能利用的工作原理是( )
A.电磁感应现象 B.电流的磁效应
C.通电线圈受磁力 D.摩擦起电现象
【答案】A
【知识点】电磁感应
【解析】【解答】解:这种装置给炫光灯供电说明起到电源的作用,当跳舞的人踩踏地板越厉害时,炫光灯就会亮得越多,也越明亮.说明产生的电流越强,此灯的工作原理为电磁感应现象.
故选A
【分析】闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流,这叫做电磁感应现象.据此结合描述现象解答
17.如图所示,条形磁铁放在粗糙程度相同的水平桌面上静止后,闭合开关S,滑片P向下移动。下列说法正确的是( )
A.通电螺线管的右端为S极
B.滑片P向下移动过程中,通电螺线管的磁性变弱
C.滑片P向下移动过程中,条形磁铁所受摩擦力一直不变
D.滑片P向下移动过程中,条形磁铁可能静止,也可能向左运动
【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)根据安培定则判断通电螺线管的磁极;
(2)根据滑片移动方向确定变阻器的阻值变化,进而确定电流变化,根据电流变化确定螺线管的磁性变化;
(3)根据二力平衡的知识判断摩擦力的变化;
(4)根据力与运动的关系判断。
【解答】螺线管上电流向下,右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向下,此时大拇指指向右端,那么螺线管的右端为N极,故A错误;
滑片P向下移动的过程中,变阻器的阻值减小,通过螺线管的电流变大,那么它的磁性变强,故B错误;
条形磁铁处于平衡状态,那么它受到的摩擦力与电磁力相互平衡。滑片P向下移动的过程中,电磁铁的磁性变强,那么电磁力变大,因此条形磁铁受到的摩擦力变大,故C错误;
滑片P向下移动的过程中,电磁铁的磁性变强,那么电磁力变大,如果电磁力小于条形磁铁的最大静摩擦力,那么它始终处于静止状态;如果电磁力大于它的最大静摩擦力,根据“异名磁极相互吸引”可知,它可能向左运动,故D正确。
故选D。
18.小明设计的研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图如图所示,表中是他所做实验的记录。下列结论不正确的是( )
电磁铁线圈匝数 100匝 50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
吸引铁钉的最多数目(枚) 7 11 14 5 8 10
A.比较1、4两次实验可知:线圈中的电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强
B.比较1、3、5三次实验可知:线圈匝数一定时,线圈中的电流越大,电磁铁磁性越强
C.比较1、2、3(或4、5、6)三次实验可知:线圈匝数一定时,线圈中的电流越大,电磁铁磁性越强
D.电磁铁的磁性越强,吸引铁钉的数目越多
【答案】B
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】根据控制变量法的要求可知,探究某个因素对物理量的影响时,必须改变这个因素而控制其它因素相同,据此结合表格数据分析判断。
【解答】A.1、4两次实验中,电流大小相同而线圈匝数不变,因此得到:线圈中的电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强,故A正确不合题意;
B.1、3、5中,线圈匝数和电流都不等,没有控制变量,故B错误符合题意;
C.实验1、2、3(或4、5、6)中,线圈匝数相同而电流大小不同,那么得到:线圈匝数一定时,线圈中的电流越大,电磁铁磁性越强,故C正确不合题意;
D.电磁铁的磁性越强,吸引铁钉的数目越多,故D正确不合题意。
故选B。
19.下列改变通电螺线管磁性强弱的方法中不正确的是( )
A.改变通过螺线管电流的强弱
B.改变螺线管的线圈匝数
C.调换螺线管两端的极性
D.调节铁芯在通电螺线管中的深浅
【答案】C
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】影响通电螺线管磁性强弱的因素:①线圈匝数;②电流大小;③有无铁芯,据此分析判断。
【解答】根据影响螺线管的磁性强弱的因素可知,改变通过螺线管电流的强弱 、改变螺线管的线圈匝数 、调节铁芯在通电螺线管中的深浅,都会影响螺线管的磁性强弱,故A、B、D不合题意;
调换螺线管两端的极性时,对磁性的强弱没有影响,故C符合题意。
故选C。
20.如图所示,A是悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁,B是螺线管。闭合开关S,待弹簧测力计示数稳定后,将变阻器R的滑片缓慢向右滑动,在此过程中下列说法正确的是( )
A. 表示数变大, 表示数变大
B. 表示数变大, 表示数变小
C.弹簧测力计示数变小
D.弹簧测力计示数变大
【答案】C
【知识点】电路的动态分析;影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】①通电螺线管的磁性强弱与电流大小有关,即电流越大,磁场越强;
②在串联电路中,电压的分配与电阻成正比;
③右手握住螺线管,弯曲的四指指尖朝向电流的环绕方向,此时大拇指所指的方向就是N极方向,这就是右手螺旋定则;
④同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。据此分析判断即可。
【解答】定值电阻R0与变阻器R、螺线管串联,电压表测量的是变阻器R两端的电压.
当将变阻器的滑片向右滑动时,变阻器R接入电路的阻值变小,由R总=R0+R可知,电路中的总电阻变小。
由欧姆定律 可知,电路中的电流变大,通电螺线管的磁性增强。根据串联电路的分压规律可知,电压表示数变小,故AB错误;
由右手螺旋定则判断螺线管的上端为N极,和条形磁铁的磁极相互排斥,通电螺线管的磁性增强,排斥力变大,弹簧测力计示数变小,故C正确,D错误。
故选C。
二、填空题(每空1分,共14分)
21.如图是一种手摇发电的手电筒,当沿图中箭头方向来回摇动时,灯泡就能发光。这个手电筒壳体透明,可以清晰地看到里面有线圈,摇动时,可以感觉到有一个物块在来回运动。小明猜想这个物块是磁体,依据是:磁体运动时,闭合线圈切割磁感线产生 ,线圈相当于电路中的 。
【答案】感应电流;电源
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】①电源分为两种,即电池和发电机;
②发电机的工作原理就是电磁感应,将机械能转化为电能,据此分析解答。
【解答】小明猜想这个物块是磁体,依据是:磁体运动时,闭合线圈切割磁感线产生感应电流,线圈相当于电路中的电源。
22. 如图所示,一张百元新钞票好像被一支笔“戳通”了,实际上这张新钞票依然完好无损,这里应用了磁现象的有关知识.原来,这支笔的笔杆(纸币的下方)与笔头(纸币的上方)可以互相分离,笔杆上与笔头相连的一端内部装有小磁铁,则笔头内的材料可能含有 (选填“铜”、“铁”或“塑料”).若想探究笔头内的材料是否有磁性,现提供下列器材:①小磁针、②大头针、③碎纸屑,其中可用来完成探究任务的有 (填序号).
【答案】铁;①②
【知识点】比热容
【解析】【解答】解:根据物质是否易被磁化分磁化材料和非磁性材料,常温下铁、小磁针、大头针等都是磁性材料,铜、玻璃、酒精、水银、塑、碎纸屑等不属于磁性材料.
故答案为:铁;①②.
【分析】能够被磁化的物体称为磁性材料;磁性材料分为硬磁材料和软磁材料,硬磁性材料(永磁体)指磁化后能长久保持磁性的材料;软磁性材料指磁化后,不能保持原有的磁性.
23.如图所示实验,用 判断通电螺线管周围各点的磁场方向,为了探究通电螺线管磁极的极性与电流方向是否有关,应该采取的操作是 。
【答案】小磁针N极的指向;对调电源的正负极
【知识点】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)静止在磁场中的小磁针N极所指的方向就是该点的磁场方向;
(2)在电路中,电流总是从正极到负极,因此只要调换电池正负极,就能改变电路中的电流方向。
【解答】(1)如图所示实验,用小磁针N极的指向判断通电螺线管周围各点的磁场方向.(2)为了探究通电螺线管磁极的极性与电流方向是否有关,应该采取的操作是:对调电源的正负极。
24.用漆包线绕成矩形线圈,将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场(如图所示)。
闭合开关,由于磁场对放入其中的通电导体会产生 的作用,线圈会转动,线圈在磁场中 (选填“能”或“不能”)持续转动。如果将电源和开关换成小量程电流表,用手缓慢转动线圈,发现电流表的指针左右摆动, (选填“电动机”或“发电机”)就是根据这个原理工作的。
【答案】力;不能;发电机
【知识点】磁场对通电导线的作用;发电机的构造和原理
【解析】【分析】(1)电动机的工作原理:通电导体在磁场中受力运动;
(2)如果将导线的绝缘漆全部去掉,那么当线圈转动到平衡位置时,它受到的磁力方向与运动方向相反,这会导致线圈不能继续转动,而是在平衡位置附近振动,直到静止下来。
(3)发电机和电动机的结构几乎相同,只要外力使电动机转动,线圈就切割磁感线运动,而产生感应电流,变成一台发电机。
【解答】(1)闭合开关,由于磁场对放入其中的通电导体会产生力的作用,线圈会转动;(2)线圈在磁场中不能持续转动。
(3)如果将电源和开关换成小量程电流表,用手缓慢转动线圈,发现电流表的指针左右摆动,发电机就是根据这个原理工作的。
25.电磁铁与永磁体相比,其优点是:磁性的有无可以通过 来实现;磁性的强弱可以通过 来控制;磁极的极性可以通过 来改变。
【答案】电路的通断(或电流的有无);电流的大小;电流的方向
【知识点】电磁铁的构造和原理
【解析】【分析】根据电磁铁的优点分析解答。
【解答】电磁铁与永磁体相比,其优点是:磁性的有无可以通过电路的通断(或电流的有无)来实现;磁性的强弱可以通过电流的大小来控制;磁极的极性可以通过电流的方向来改变。
26.如图所示,磁感线的方向是从 (选填“A到B”或“B到A”)。导体a(垂直于纸面)在 (选填“竖直”或“水平”)方向运动时,a中能产生感应电流,则导体a一定是闭合电路的一部分导体。
【答案】B到A;竖直
【知识点】磁场和磁感线;探究电磁感应现象的实验
【解析】【分析】(1)磁感线从磁铁的N极出来,回到磁体的S极,根据安培定则判断A和B的极性即可;
(2)如果导体的运动方向与磁感线方向平行,那么没有切割磁感线,不会产生感应电流,据此分析解答。
【解答】(1)螺线管上电流方向向上,右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向上,此时大拇指向左,因此电磁铁的左端为N极,右端为S极,那么A端为S极,B端为N极,因此磁感线的方向是从B到A。
(2)根据图片可知,磁感线沿水平方向,如果导体a在水平方向运动时,二者方向平行,不切割磁感线,不会产生感应电流,故选竖直。
三、作图题(每题6分,共12分)
27.如图所示,当给电磁铁M通电,发现弹簧开始被压缩,过一会儿,条形磁铁和弹簧重新处于静止。此时把滑动变阻器的滑片P向B端滑动,弹簧的长度逐渐变短。请用笔画线代替导线,把电路连接完整(导线不能交叉,弹簧在其弹性范围内)。
【答案】解:
【知识点】磁极间的相互作用;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: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。电磁铁的磁性强弱与三个因素有关:电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯。同等条件下,线圈匝数越多,磁性越强;同等条件下,通过电磁铁的电流越强,其磁性越强;同等条件下,有铁芯比没有铁芯磁性强。
【解答】当给电磁铁M通电,弹簧被压缩,说明通电螺线管的上端为S极,下端为N极,电流应从通电螺线管的上端流入,下端流出;当滑动变阻器的滑片P向B端滑动,弹簧的长度逐渐变短,说明闭合回路中的电阻减小,电流增大,通电螺线管的磁性增强,所以电流应从B端流入滑动变阻器,据此连接电路图即可。
28.如图所示为制作蹄形磁体的电路图,将原本无磁性的软铁棒弯成“U”形,用导线在AB段绕几匝再跨到CD段绕几匝,然后将开关、电源、电阻连接成闭合回路。电磁铁产生的磁性已用磁感线标出。画出导线在铁棒上的环绕情况并在铁棒的A、D端标明磁极。
【答案】解:如图所示:
【知识点】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】首先根据磁感线的方向确定磁极方向,然后根据安培定则判断线圈上的电流方向,从而确定软铁棒上的缠绕情况。
【解答】磁感线从N极出来,回到S极,因此D端为N极,A端为S极。
左边:A端为S极,B端为N极。右手握住螺线管,大拇指指向B端,此时弯曲的四指指尖向左,即线圈上电流向左,那么上面第一圈应该在背面;
右边:C端为S极,D端为N极。右手握住螺线管,大拇指指向D端,此时弯曲的四指指尖向右,即线圈上电流向右,那么下面第一圈应该在正面,如下图所示:
四、实验探究题(每空2分,共20分)
29.【探究名称】温度对磁铁的磁性强弱有无影响?
【提出问题】小明在家用如图所示的电热壶烧开水时,发现壶中的水烧开后,开关按钮会自动跳起断电。开关为什么能自动跳起呢?带着这个问题,小明上网查阅了有关资料。得知这是一个磁吸开关,给水加热前开关按钮被磁铁吸住。当水烧开时,磁铁的磁性减弱,开关跳起。
【提出猜想】小明猜想,温度对磁铁的磁性有影响,而且温度越 ,磁性越 。
【设计实验】为了验证以上猜想是否正确,小明进行了如下实验:
①用一块强磁铁的一个磁极,分别在三根同样的铁钉上从钉头向下的同一方向划过100次,使铁钉 ;
②把铁钉A放入塑料薄膜袋内,将其放入一堆铁屑中,慢慢提起塑料袋,将其放在一张白纸上。从袋中取出铁钉,把落在纸上的铁屑收集起来,用天平称出铁屑的质量m1;
③把铁钉B放入盛有开水的烧杯中,一段时间后,取出铁钉重复②步骤,用天平称出铁屑的质量m2;
④把铁钉C放入盛有冰水的烧杯中,一段时间后,取出铁钉重复②步骤,用天平称出铁屑的质量m3;
⑤比较m1、m2、m3的大小关系,可知温度对磁性强弱有无影响。
【交流与评估】本次探究活动中应用了控制变量法,其中改变的因素为 ,控制不变的因素主要有: ; 。
【答案】高(或低);弱(或强);磁化;温度;相同的铁钉;被磁化后的磁性强弱相同
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】【提出猜想】根据“当水烧开时,磁铁的磁性减弱,开关跳起”进行猜想;
【设计实验】①使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫磁化;
【交流与评估】根据实验的探究目的确定改变的因素;根据实验过程确定控制不变的因素。
【解答】【提出猜想】小明猜想,温度对磁铁的磁性有影响,而且温度越高(低),磁性越弱(强)。
【设计实验】①用一块强磁铁的一个磁极,分别在三根同样的铁钉上从钉头向下的同一方向划过100次,使铁钉磁化。
【交流与评估】本实验探究的是温度是否会对磁场强弱产生影响,所以改变的因素是温度。根据“用一块强磁铁的一个磁极,分别在三根同样的铁钉上从钉头向下的同一方向划过100次”可知,其中控制不变的因素有:相同的铁钉和被磁化后的磁场强弱相同。
30.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表所示。
实验序号 磁场方向 导体棒ab运动方向 灵敏电流计指针偏转情况
1 向下 向上 不偏转
2 向下 不偏转
3 向左 向右偏
4 向右 向左偏
5 向上 向上 不偏转
6 向下 不偏转
7 向左 向左偏
8 向右 向右偏
(1)实验时通过观察 来判断电路中是否产生感应电流。
(2)由实验可知,闭合电路中的部分导体在磁场中做 运动时,电路中产生感应电流。
(3)比较第4次和第 次实验可知,导体棒运动方向相同时,感应电流的方向与磁场的方向有关。
(4)比较第7次和第8次实验可知, 。
【答案】(1)灵敏电流计指针是否偏转
(2)切割磁感线
(3)8
(4)磁场方向相同时,感应电流的方向与导线运动的方向有关
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】(1)如果产生了感应电流,那么灵敏电流计的指针会发生偏转;
(2)根据实验可知,无论磁场方向向上还是向下,那么磁场都沿竖直方向;导体ab向下或向下时,运动方向与磁场方向相同,没有切割磁感线,不会产生感应电流。导体ab向左或向右运动时,运动方向与磁场方向不同,切割磁感线,产生感应电流,因此产生感应电流的关键是是否切割磁感线。
(3)根据控制变量法的要求选择对照实验;
(4)比较第7和8次实验中哪个因素相同,哪个因素不同,根据控制变量法的要求描述结论即可。
【解答】(1)实验时通过观察灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否产生感应电流。
(2)由实验可知,闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中产生感应电流。
(3)探究感应电流的方向与磁场方向的关系时,必须控制导体运动方向相同而改变磁场反方向,故选4和8;
(4)第7和8次实验中,磁场的方向相同而导体的运动方向不同,那么得到结论:磁场方向相同时,感应电流的方向与导线运动的方向有关。
五、解答题(共14分)
31.物理学中,用磁感应强度(用字母B表示)来描述磁场的强弱,国际单位是特斯拉(用字母T表示)。磁感应强度B越大表示磁场越强,B=0表明没有磁场。有一种电阻,其阻值大小随周围磁感应强度的变化而变化,这种电阻叫磁敏电阻。为了探究电磁铁磁感应强度的大小与哪些因素有关,小超设计了如甲、乙两图所示的电路。图甲中电源电压恒为6 V,R为磁敏电阻,图乙中的电磁铁左端靠近且正对图甲中的磁敏电阻R。磁敏电阻
R的阻值随周围磁感应强度变化的关系图像如图丙所示。
(1)当图乙S2断开、图甲S1闭合时,磁敏电阻R的阻值是 Ω,电流表的示数为 mA。
(2)闭合S1和S2,图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动时,小超发现图甲中的电流表的示数逐渐减小,说明磁敏电阻R的阻值变 ,电磁铁的磁感应强度变 。
(3)闭合S1和S2,图乙中滑动变阻器的滑片P保持不动,将磁敏电阻R水平向左逐渐远离电磁铁时,小超将测出的磁敏电阻与电磁铁左端的距离L、对应的电流表的示数I及算出的磁感应强度B同时记录在表中,请计算当L=5 cm时,磁敏电阻R所在位置的磁感应强度B= T。
L(cm) 1 2 3 4 5 6
I(mA) 10 12 15 20 30 46
B(T) 0.68 0.65 0.60 0.51
0.20
(4)综合以上实验可以看出:电磁铁磁感应强度随通过电流的增大而 ;离电磁铁越远,磁感应强度越 。
【答案】(1)100;60
(2)大;强
(3)0.40
(4)增大;弱
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)当图乙S2断开、图甲S1闭合时,磁场强度为零,根据丙图确定此时巨磁电阻的阻值,然后根据欧姆定律 计算通过电路的电流;
(2)根据“电流和电阻的反比关系”判断磁敏电阻的阻值变化,根据变阻器的滑片移动方向确定电磁铁的磁场强度的变化,最后对比得到结论;
(3)根据表格确定L=5cm时通过电路的电流,然后根据 计算出磁敏电阻的阻值,最后根据丙图确定对应的磁场强度;
(4)根据表格数据总结结论即可。
【解答】(1)当图乙S2断开、图甲S1闭合时,磁场强度为零,据图丙可知,此时的R=100 Ω,故此时电路中的电流I= = =0.06 A=60 mA;
(2)闭合开关S1和S2,图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电流变大,磁场变强。图甲中电流表的示数逐渐减小,即R的电阻变大。据此分析可知:磁敏电阻R处的磁感应强度B逐渐增强;
(3)当L=5 cm时,根据图表得出电流是30 mA,据欧姆定律可知,R′= = =200 Ω,故对应的磁感应强度是0.40 T。
(4)综合以上实验可以看出:电磁铁磁感应强度随通过电流的增大而增大;离电磁铁越远,磁感应强度越弱。
1 / 1华师大版初中科学八年级下学期 第5章 电与磁 单元试卷
一、选择题(每小题2分,共40分)
1.(2019·杭州模拟)小关在探究磁现象的活动中能够实现的是( )
A.用小磁针吸起铜块或铝块
B.用放大镜能看到磁铁周围的磁感线
C.用磁铁吸起铜导线制成的通有电流的轻质螺线管
D.把小磁针放在磁铁周围的任何位置,静止后小磁针的北极都指向地理北极
2.为了判断一段导线中是否有电流通过,手边若有下列几组器材,其中最适用的是( )
A.被磁化的缝衣针及细棉线 B.U形磁铁及细棉线
C.带电的小纸球及细棉线 D.小灯泡及导线
3.下列四幅图中,磁感线的方向、磁极名称标注均正确的是( )
A. B.
C. D.
4.如图所示,将条形磁铁固定在静止的小车上,电路连接完整后,闭合开关S时,小车不动。变阻器的滑片P向左移动到某一位置时,小车开始向左运动。则下列变阻器接入电路的方式正确的是( )
A.a接e、d接f B.a接e、b接f C.c接e、d接f D.c接e、b接f
5.(2019·杭州模拟)如图所示,小金将数枚一元硬币放在两根平行的条形磁铁上,搭成了一座漂亮的“硬币桥”。下列分析正确的是( )
A.“硬币桥”上左右两端的硬币没有磁性
B.“硬币桥”中间的磁性最强
C.两枚硬币相邻的部分是同名磁极
D.“硬币桥”的搭建利用到了磁化的原理
6.如今说我们的生活是由磁铁支撑着并不为过,史上最强力的钕磁铁广泛用于手机、电脑、冰箱等。如图所示是小明同学用钕磁铁和曲别针进行的实验。通过实验情景,可以判定下列说法正确的是( )
A.钕磁铁周围存在磁感线,不存在磁场
B.钕磁铁对放入其磁场中的曲别针有力的作用
C.钕磁铁周围各点的磁场方向都是竖直向下的
D.钕磁铁周围的磁场分布是均匀的
7.如图为交流发电机原理图,线圈在磁场中转动,则( )
A.两磁极间的磁场方向向左 B.线圈在磁场中切割磁感线
C.通过灯泡的电流方向不变 D.线圈一定不受磁场力作用
8.小张家所在的住宅区每栋单元的楼梯口都安装了防盗门,其门锁原理图如图所示,图中只画出了其中一家住户的控制开关S。该门锁的工作过程:楼上的人闭合控制开关S,门锁上的电磁铁通电后吸引卡入右侧门扣中的衔铁,门可打开。关于该门锁,下列说法中正确的是( )
A.该门锁是利用电生磁的原理来工作的
B.电流周围的磁场是假想的物理模型
C.闭合开关S后,电磁铁的右端为N极
D.该单元的各住户控制门锁的开关是串联的
9.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的关系
C. 探究通电直导线周围存在磁场
D. 探究产生感应电流的条件
10.(2019·宁波)磁共振成像是一种较新的医学成像技术,它采用强静磁场和变化磁场使人体组织成像。若携带金属物做磁共振成像,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.电流的热效应 D.同名磁极相互排斥
11.如图所示是“磁生电”的探究过程,你认为以下说法正确的是( )
A.让导线在磁场中静止,蹄形磁铁的磁性越强,电流表指针偏转角度越大
B.用匝数较多的线圈代替单根导线,且使线圈在磁场中静止,这时电流表指针偏转角度大些
C.蹄形磁铁固定不动,使导线沿水平方向运动时,电流表指针会发生偏转
D.蹄形磁铁固定不动,使导线沿竖直方向运动时,电流表指针会发生偏转
12.一蛋糕盒里放有一条形磁铁,盒外均匀放有八个小磁针,小磁针静止时,指向如图所示(涂黑部分为N极),由此可以判定条形磁铁在盒内摆放方向为( )
A.沿1-5连线位置,N极在5,S极在1
B.沿2-6连线位置,N极在2,S极在6
C.沿3-7连线位置,N极在3,S极在7
D.沿4-8连线位置,N极在4,S极在8
13.电梯为居民出入带来了很大的便利,出于安全考虑,电梯设置有超载自动报警系统,其工作原理如图所示。R1为保护电阻,R2为压敏电阻,其阻值随压力增大而减小。下列说法正确的是( )
A.电磁铁是根据电磁感应原理制成的
B.工作时,电磁铁的上端为N极
C.超载时,电磁铁的磁性减小
D.正常情况下(未超载时),K与A接触
14.如图所示,闭合开关,小铁块被吸起,下列说法正确的是( )
A.将小铁块吸起的力是铁芯与小铁块之间的分子引力
B.用手托住小铁块,将电源的正负极对调,闭合开关,稍后手松开,小铁块一定落下
C.滑动变阻器的滑片向上移动,小铁块可能落下
D.滑动变阻器的滑片向下移动,小铁块可能落下
15.如图是小敏设计的汽车尾气中CO排放量的检测电路。当CO浓度高于某一设定值时,电铃发声报警。图中气敏电阻R1阻值随CO浓度的增大而减小,下列说法正确的是( )
A.电铃应接在A和C之间
B.当CO浓度升高,电磁铁磁性减弱
C.用久后,电源电压U1会减小,报警时CO最小浓度比设定值高
D.为使该检测电路在CO浓度更低时报警,可将R2的滑片向下移
16. 某“迪厅”主人在地板中安装了一种“神奇”装置,给厅内炫光灯供电.当跳舞的人踩踏地板越厉害时,炫光灯就会亮得越多,也越明亮.该“神奇”装置可能利用的工作原理是( )
A.电磁感应现象 B.电流的磁效应
C.通电线圈受磁力 D.摩擦起电现象
17.如图所示,条形磁铁放在粗糙程度相同的水平桌面上静止后,闭合开关S,滑片P向下移动。下列说法正确的是( )
A.通电螺线管的右端为S极
B.滑片P向下移动过程中,通电螺线管的磁性变弱
C.滑片P向下移动过程中,条形磁铁所受摩擦力一直不变
D.滑片P向下移动过程中,条形磁铁可能静止,也可能向左运动
18.小明设计的研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图如图所示,表中是他所做实验的记录。下列结论不正确的是( )
电磁铁线圈匝数 100匝 50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
吸引铁钉的最多数目(枚) 7 11 14 5 8 10
A.比较1、4两次实验可知:线圈中的电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强
B.比较1、3、5三次实验可知:线圈匝数一定时,线圈中的电流越大,电磁铁磁性越强
C.比较1、2、3(或4、5、6)三次实验可知:线圈匝数一定时,线圈中的电流越大,电磁铁磁性越强
D.电磁铁的磁性越强,吸引铁钉的数目越多
19.下列改变通电螺线管磁性强弱的方法中不正确的是( )
A.改变通过螺线管电流的强弱
B.改变螺线管的线圈匝数
C.调换螺线管两端的极性
D.调节铁芯在通电螺线管中的深浅
20.如图所示,A是悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁,B是螺线管。闭合开关S,待弹簧测力计示数稳定后,将变阻器R的滑片缓慢向右滑动,在此过程中下列说法正确的是( )
A. 表示数变大, 表示数变大
B. 表示数变大, 表示数变小
C.弹簧测力计示数变小
D.弹簧测力计示数变大
二、填空题(每空1分,共14分)
21.如图是一种手摇发电的手电筒,当沿图中箭头方向来回摇动时,灯泡就能发光。这个手电筒壳体透明,可以清晰地看到里面有线圈,摇动时,可以感觉到有一个物块在来回运动。小明猜想这个物块是磁体,依据是:磁体运动时,闭合线圈切割磁感线产生 ,线圈相当于电路中的 。
22. 如图所示,一张百元新钞票好像被一支笔“戳通”了,实际上这张新钞票依然完好无损,这里应用了磁现象的有关知识.原来,这支笔的笔杆(纸币的下方)与笔头(纸币的上方)可以互相分离,笔杆上与笔头相连的一端内部装有小磁铁,则笔头内的材料可能含有 (选填“铜”、“铁”或“塑料”).若想探究笔头内的材料是否有磁性,现提供下列器材:①小磁针、②大头针、③碎纸屑,其中可用来完成探究任务的有 (填序号).
23.如图所示实验,用 判断通电螺线管周围各点的磁场方向,为了探究通电螺线管磁极的极性与电流方向是否有关,应该采取的操作是 。
24.用漆包线绕成矩形线圈,将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场(如图所示)。
闭合开关,由于磁场对放入其中的通电导体会产生 的作用,线圈会转动,线圈在磁场中 (选填“能”或“不能”)持续转动。如果将电源和开关换成小量程电流表,用手缓慢转动线圈,发现电流表的指针左右摆动, (选填“电动机”或“发电机”)就是根据这个原理工作的。
25.电磁铁与永磁体相比,其优点是:磁性的有无可以通过 来实现;磁性的强弱可以通过 来控制;磁极的极性可以通过 来改变。
26.如图所示,磁感线的方向是从 (选填“A到B”或“B到A”)。导体a(垂直于纸面)在 (选填“竖直”或“水平”)方向运动时,a中能产生感应电流,则导体a一定是闭合电路的一部分导体。
三、作图题(每题6分,共12分)
27.如图所示,当给电磁铁M通电,发现弹簧开始被压缩,过一会儿,条形磁铁和弹簧重新处于静止。此时把滑动变阻器的滑片P向B端滑动,弹簧的长度逐渐变短。请用笔画线代替导线,把电路连接完整(导线不能交叉,弹簧在其弹性范围内)。
28.如图所示为制作蹄形磁体的电路图,将原本无磁性的软铁棒弯成“U”形,用导线在AB段绕几匝再跨到CD段绕几匝,然后将开关、电源、电阻连接成闭合回路。电磁铁产生的磁性已用磁感线标出。画出导线在铁棒上的环绕情况并在铁棒的A、D端标明磁极。
四、实验探究题(每空2分,共20分)
29.【探究名称】温度对磁铁的磁性强弱有无影响?
【提出问题】小明在家用如图所示的电热壶烧开水时,发现壶中的水烧开后,开关按钮会自动跳起断电。开关为什么能自动跳起呢?带着这个问题,小明上网查阅了有关资料。得知这是一个磁吸开关,给水加热前开关按钮被磁铁吸住。当水烧开时,磁铁的磁性减弱,开关跳起。
【提出猜想】小明猜想,温度对磁铁的磁性有影响,而且温度越 ,磁性越 。
【设计实验】为了验证以上猜想是否正确,小明进行了如下实验:
①用一块强磁铁的一个磁极,分别在三根同样的铁钉上从钉头向下的同一方向划过100次,使铁钉 ;
②把铁钉A放入塑料薄膜袋内,将其放入一堆铁屑中,慢慢提起塑料袋,将其放在一张白纸上。从袋中取出铁钉,把落在纸上的铁屑收集起来,用天平称出铁屑的质量m1;
③把铁钉B放入盛有开水的烧杯中,一段时间后,取出铁钉重复②步骤,用天平称出铁屑的质量m2;
④把铁钉C放入盛有冰水的烧杯中,一段时间后,取出铁钉重复②步骤,用天平称出铁屑的质量m3;
⑤比较m1、m2、m3的大小关系,可知温度对磁性强弱有无影响。
【交流与评估】本次探究活动中应用了控制变量法,其中改变的因素为 ,控制不变的因素主要有: ; 。
30.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表所示。
实验序号 磁场方向 导体棒ab运动方向 灵敏电流计指针偏转情况
1 向下 向上 不偏转
2 向下 不偏转
3 向左 向右偏
4 向右 向左偏
5 向上 向上 不偏转
6 向下 不偏转
7 向左 向左偏
8 向右 向右偏
(1)实验时通过观察 来判断电路中是否产生感应电流。
(2)由实验可知,闭合电路中的部分导体在磁场中做 运动时,电路中产生感应电流。
(3)比较第4次和第 次实验可知,导体棒运动方向相同时,感应电流的方向与磁场的方向有关。
(4)比较第7次和第8次实验可知, 。
五、解答题(共14分)
31.物理学中,用磁感应强度(用字母B表示)来描述磁场的强弱,国际单位是特斯拉(用字母T表示)。磁感应强度B越大表示磁场越强,B=0表明没有磁场。有一种电阻,其阻值大小随周围磁感应强度的变化而变化,这种电阻叫磁敏电阻。为了探究电磁铁磁感应强度的大小与哪些因素有关,小超设计了如甲、乙两图所示的电路。图甲中电源电压恒为6 V,R为磁敏电阻,图乙中的电磁铁左端靠近且正对图甲中的磁敏电阻R。磁敏电阻
R的阻值随周围磁感应强度变化的关系图像如图丙所示。
(1)当图乙S2断开、图甲S1闭合时,磁敏电阻R的阻值是 Ω,电流表的示数为 mA。
(2)闭合S1和S2,图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动时,小超发现图甲中的电流表的示数逐渐减小,说明磁敏电阻R的阻值变 ,电磁铁的磁感应强度变 。
(3)闭合S1和S2,图乙中滑动变阻器的滑片P保持不动,将磁敏电阻R水平向左逐渐远离电磁铁时,小超将测出的磁敏电阻与电磁铁左端的距离L、对应的电流表的示数I及算出的磁感应强度B同时记录在表中,请计算当L=5 cm时,磁敏电阻R所在位置的磁感应强度B= T。
L(cm) 1 2 3 4 5 6
I(mA) 10 12 15 20 30 46
B(T) 0.68 0.65 0.60 0.51
0.20
(4)综合以上实验可以看出:电磁铁磁感应强度随通过电流的增大而 ;离电磁铁越远,磁感应强度越 。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】磁体、磁极、磁化;磁场和磁感线
【解析】【分析】(1)磁体只能吸引铁、钴、镍等铁磁性物质;
(2)磁感线是为了描述磁场引入的,它并不存在;
(3)通电螺线管周围存在磁场,其分布与条形磁铁相同;
(4)将小磁针放在磁体周围,小磁针的北极总是指向磁体的南极方向。
【解答】A.用小磁针不能吸起铜块或铝块,故A错误;
B.用放大镜不能看到磁铁周围的磁感线,它们并不存在,故B错误;
C.用磁铁吸起铜导线制成的通有电流的轻质螺线管,因为通电螺线管有磁性,故C正确;
D.将小磁针放在磁体周围,小磁针的北极总是指向磁体的南极方向,故D错误。
故选C。
2.【答案】A
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】电流周围存在磁场,在磁场中肯定会受到磁力的作用,据此分析判断。
【解答】判断一段导线中是否有电流通过,可用细棉线把被磁化的缝衣针从中间吊起来,靠近导线。若靠近时缝衣针不再指南北,则说明导线中有电流,因为通电导线周围有磁场,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
3.【答案】B
【知识点】磁极间的相互作用;磁场和磁感线
【解析】【分析】磁感线从N极出来,回到S极;同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,据此分析判断。
【解答】A.根据“异名磁极相互吸引”可知,小磁针的左端为S极,故A错误;
B.磁感线从N极出来,回到S极;根据“异名磁极相互吸引”可知,小磁针的上端为N极,故B正确;
C.磁感线不应该从S极出来回到N极,故C错误;
D.根据“异名磁极相互吸引”可知,小磁针的上端应该为S极;磁感线不应该回到N极,故D错误。
故选B。
4.【答案】A
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用;影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】小车开始向左运动,说明螺线管磁场变强,即通过螺线管的电流变大,据此确定变阻器的接线方法即可。
【解答】小车开始向左运动,说明螺线管磁场变强,即通过螺线管的电流变大,那么变阻器的阻值变小,使用的电阻变短。当滑片向左移动时,滑片左边的部分变短,而右边的部分变长,因此变阻器使用左边的部分,也就是左下角的e接线柱必选,上面的c或d任选一个,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
5.【答案】D
【知识点】磁体、磁极、磁化;磁极间的相互作用
【解析】【分析】(1)磁铁的两端磁性最强,中间磁性最弱;
(2)使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫磁化;
(3)同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
【解答】"硬币桥"上所有的硬币都被条形磁铁磁化,变成一个新的条形磁铁,因此每个硬币都有磁性,故A错误,D正确;
“硬币桥”的中间磁性最弱,故B错误;
两枚硬币相邻的部分是异名磁极,故C错误。
故选D。
6.【答案】B
【知识点】磁体、磁极、磁化;磁场和磁感线
【解析】【分析】根据对磁场和磁感线的认识分析判断。
【解答】A.磁场是客观存在的,而磁感线是不存在的,故A错误;
B.钕磁铁对放入其磁场中的曲别针有力的作用,故B正确;
C.钕磁铁周围各点的磁场方向都不相同,故C错误;
D.磁铁的两极附近磁场最强,中间磁性最弱,因此两极附近的磁感线比较紧密,而中间部分的磁感线比较稀疏,故D错误。
故选B。
7.【答案】B
【知识点】磁场和磁感线;电磁感应
【解析】【分析】(1)在磁体的外部磁感线都是从N极出发,回到南极;
(2)发电机是利用电磁感应现象制成的,即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中产生感应电流;
(3)根据感应电流的影响因素判断;
(4)通电导线在磁场中受力的作用。
【解答】A.在磁体的外部磁感线都是从N极出发回到南极,故图中两磁极间的磁场方向向右,故A错误;
B.发电机是根据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产生感应电流的原理制成的,故B正确;
C.感应电流的方向和磁场方向、导体切割磁感线的方向有关,由于导体切割磁感线的方向在改变,所产生的电流也会变化,故C错误;
D.根据通电导线在磁场中受力的作用的原理可知,此时线圈一定会受到力的作用,故D错误。
故选B。
8.【答案】A
【知识点】串联电路和并联电路的辨别;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)根据电磁铁的工作原理判断;
(2)根据磁场的性质分析;
(3)根据安培定则判断;
(4)如果用电器相互影响,那么它们串联;如果用电器不相互影响,那么它们并列。
【解答】A.当电流通过螺线管时,螺线管有磁性,将门扣拉回,此时将门打开,故A正确;
B.电流周围的磁场是客观存在的,故B错误;
C.闭合开关S后,螺线管上电流方向向上;右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向上,此时大拇指指向右端,那么电磁铁的右端为N极,故C错误;
D.该单元的各住户控制门锁的开关都能独立的打开门锁,它们不能相互影响,是并联的,故D错误。
故选A。
9.【答案】B
【知识点】磁极间的相互作用;通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】(1)磁极间的作用规律是:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引;(2)电磁铁磁性的强弱与电流的大小和线圈的匝数有关;(3)据奥斯特实验可知,通电导线周围存在着磁场;(4)闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中就会产生感应电流,该现象叫电磁感应现象。该题考查了磁体间的作用规律、电磁铁磁性强弱的影响因素、奥斯特实验的理解和电磁感应现象的理解,是一道综合题。
【解答】A、如图,据小磁针偏转的情况可以判断磁极间的作用规律,A选项能探究,故不符合题意;
B、如图,该实验电路中电流大小不能改变,所以不能研究电磁铁磁性的强弱与电流大小的关系,故B错误,但符合题意;
C、如图,该实验装置是奥斯特实验装置图,可探究通电导线周围存在着磁场,C能探究,故不符合题意;
D、如图,此时电路是闭合,导体在磁场中做切割磁感线运动时,能产生感应电流,D能探究,故不符合题意。
故答案为:B
10.【答案】D
【知识点】磁体、磁极、磁化;电磁感应
【解析】【分析】分析题干描述的现象包含的物理原理,哪个没有涉及,哪个就是正确选项。
【解答】A.根据“ 强静磁场会吸引铁质物品 ”可知,铁质物质在磁场中被磁化,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,磁场能够生电,故B不合题意;
C.根据“ 从而使金属发热而灼伤病人 ”可知,电流会产生热效应,故C不合题意;
D.从题目中找不到涉及“同种电荷相互排斥”的描述,故D符合题意。
故选D。
11.【答案】C
【知识点】探究电磁感应现象的实验
【解析】【分析】根据探究电磁感应的实验过程、现象和结论分析判断。
【解答】AB.让导线在磁场中静止,没有做切割磁感线运动,无论是增大磁铁的磁性,还是增加线圈匝数,就不会产生感应电流,电流表指针偏转角度为零,故A、B错误;
C.蹄形磁铁固定不动,那么磁场沿竖直方向,使导线沿水平方向运动时,导线切割磁感线,会产生感应电流,则电流表指针会发生偏转,故C正确;
D.蹄形磁铁固定不动,使导线沿竖直方向运动时,导体的运动方向与磁场方向平行,没有切割磁感线,不会产生感应电流,则电流表指针不会发生偏转,故D错误。
故选C。
12.【答案】A
【知识点】磁体、磁极、磁化
【解析】【分析】根据磁极之间的相互作用和条形磁铁的磁场分布分析判断。
【解答】根据“异名磁极相互吸引”的规律可知,1处的小磁针N极正对蛋糕盒,那么1处应该为条形磁铁的S极;5处的小磁针S极正对蛋糕盒,那么5处应该为条形磁铁的N极,因此条形磁铁沿1-5方向,N极在5,S极在1,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
13.【答案】D
【知识点】电磁铁的构造和原理;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)根据电磁铁的工作原理分析;
(2)根据安培定则判断电磁铁的磁极方向;
(3)超载时,首先分析压敏电阻的阻值变化,然后确定电流变化,进而判断电磁铁磁性的变化;
(4)根据该装置的工作过程判断。
【解答】A.电磁铁是根据电流的磁效应制成的,故A错误;
B.工作时,线圈上电流向左;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,那么电磁铁的下端为N极,故B错误;
C.超载时,压敏电阻的阻值减小,通过电磁铁的电流增大,则电磁铁的磁性增大,故C错误;
D.正常情况下(未超载时),K与A接触,接通电动机所在的电路,断开电铃所在的电路,保证电梯正常工作,故D正确。
故选D。
14.【答案】D
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】(1)磁体和磁体之间的作用力叫磁力;
(2)电流的方向影响电磁铁的磁极方向,但是不会影响磁性的大小;
(3)(4)根据滑片移动方向确定阻值变化,再确定电流变化,最后判断磁场强度的变化即可。
【解答】A.将小铁块吸起的力是电磁铁与小铁块之间的磁力,故A错误;
B.对调电源正负极,改变电流方向,能够改变电磁铁的磁极,但电磁铁仍然具有磁性,能够吸起小铁块,故B错误;
CD.当滑动变阻器的滑片向下移动时,电路中的电阻增大,电流变小,电磁铁的磁性减弱,小铁块可能落下,故C错误,D正确。
故选D。
15.【答案】C
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据该装置的工作过程分析;
(2)根据CO浓度变化确定R1的阻值变化,再确定电流变化,最后根据电流变化确定电磁铁磁性强弱的变化;
(3)衔铁被吸下来时需要的磁性大小不变,即电路电流保持不变。首先根据电源电压变化确定总电阻的变化,再根据串联电路的电阻特点确定R1的变化,最后确定CO浓度变化即可;
(4)CO浓度更低,则R1的阻值更大,根据串联电路的电阻特点判断变阻器的阻值变化即可。
【解答】当CO浓度超过设定值时,R1阻值减小,控制电路中电流增大,电磁铁磁性增强,将衔铁吸下来,B和D所在的电路被接通,因此电铃应接在B和D之间,故A错误;
当CO浓度升高时,R1阻值减小,那么总电阻变小,而总电流增大,所以电磁铁的磁性增强,故B错误;
电源电压U1减小,报警时控制电路中的电流与原来相等,则电路中的总电阻需减小,R2阻值不变,根据R总=R1+R2可知,则R1阻值比设定值更小,此时CO的最小浓度比设定值高,故C正确;
若使检测电路在CO浓度更低时报警,则报警时R1阻值比原设定值大,为保证报警时控制电路中的电流与原来相等,则需要减小R2的阻值,可将R2滑片向上移,故D错误。
故选C。
16.【答案】A
【知识点】电磁感应
【解析】【解答】解:这种装置给炫光灯供电说明起到电源的作用,当跳舞的人踩踏地板越厉害时,炫光灯就会亮得越多,也越明亮.说明产生的电流越强,此灯的工作原理为电磁感应现象.
故选A
【分析】闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流,这叫做电磁感应现象.据此结合描述现象解答
17.【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)根据安培定则判断通电螺线管的磁极;
(2)根据滑片移动方向确定变阻器的阻值变化,进而确定电流变化,根据电流变化确定螺线管的磁性变化;
(3)根据二力平衡的知识判断摩擦力的变化;
(4)根据力与运动的关系判断。
【解答】螺线管上电流向下,右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向下,此时大拇指指向右端,那么螺线管的右端为N极,故A错误;
滑片P向下移动的过程中,变阻器的阻值减小,通过螺线管的电流变大,那么它的磁性变强,故B错误;
条形磁铁处于平衡状态,那么它受到的摩擦力与电磁力相互平衡。滑片P向下移动的过程中,电磁铁的磁性变强,那么电磁力变大,因此条形磁铁受到的摩擦力变大,故C错误;
滑片P向下移动的过程中,电磁铁的磁性变强,那么电磁力变大,如果电磁力小于条形磁铁的最大静摩擦力,那么它始终处于静止状态;如果电磁力大于它的最大静摩擦力,根据“异名磁极相互吸引”可知,它可能向左运动,故D正确。
故选D。
18.【答案】B
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】根据控制变量法的要求可知,探究某个因素对物理量的影响时,必须改变这个因素而控制其它因素相同,据此结合表格数据分析判断。
【解答】A.1、4两次实验中,电流大小相同而线圈匝数不变,因此得到:线圈中的电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强,故A正确不合题意;
B.1、3、5中,线圈匝数和电流都不等,没有控制变量,故B错误符合题意;
C.实验1、2、3(或4、5、6)中,线圈匝数相同而电流大小不同,那么得到:线圈匝数一定时,线圈中的电流越大,电磁铁磁性越强,故C正确不合题意;
D.电磁铁的磁性越强,吸引铁钉的数目越多,故D正确不合题意。
故选B。
19.【答案】C
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】影响通电螺线管磁性强弱的因素:①线圈匝数;②电流大小;③有无铁芯,据此分析判断。
【解答】根据影响螺线管的磁性强弱的因素可知,改变通过螺线管电流的强弱 、改变螺线管的线圈匝数 、调节铁芯在通电螺线管中的深浅,都会影响螺线管的磁性强弱,故A、B、D不合题意;
调换螺线管两端的极性时,对磁性的强弱没有影响,故C符合题意。
故选C。
20.【答案】C
【知识点】电路的动态分析;影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】①通电螺线管的磁性强弱与电流大小有关,即电流越大,磁场越强;
②在串联电路中,电压的分配与电阻成正比;
③右手握住螺线管,弯曲的四指指尖朝向电流的环绕方向,此时大拇指所指的方向就是N极方向,这就是右手螺旋定则;
④同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。据此分析判断即可。
【解答】定值电阻R0与变阻器R、螺线管串联,电压表测量的是变阻器R两端的电压.
当将变阻器的滑片向右滑动时,变阻器R接入电路的阻值变小,由R总=R0+R可知,电路中的总电阻变小。
由欧姆定律 可知,电路中的电流变大,通电螺线管的磁性增强。根据串联电路的分压规律可知,电压表示数变小,故AB错误;
由右手螺旋定则判断螺线管的上端为N极,和条形磁铁的磁极相互排斥,通电螺线管的磁性增强,排斥力变大,弹簧测力计示数变小,故C正确,D错误。
故选C。
21.【答案】感应电流;电源
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】①电源分为两种,即电池和发电机;
②发电机的工作原理就是电磁感应,将机械能转化为电能,据此分析解答。
【解答】小明猜想这个物块是磁体,依据是:磁体运动时,闭合线圈切割磁感线产生感应电流,线圈相当于电路中的电源。
22.【答案】铁;①②
【知识点】比热容
【解析】【解答】解:根据物质是否易被磁化分磁化材料和非磁性材料,常温下铁、小磁针、大头针等都是磁性材料,铜、玻璃、酒精、水银、塑、碎纸屑等不属于磁性材料.
故答案为:铁;①②.
【分析】能够被磁化的物体称为磁性材料;磁性材料分为硬磁材料和软磁材料,硬磁性材料(永磁体)指磁化后能长久保持磁性的材料;软磁性材料指磁化后,不能保持原有的磁性.
23.【答案】小磁针N极的指向;对调电源的正负极
【知识点】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)静止在磁场中的小磁针N极所指的方向就是该点的磁场方向;
(2)在电路中,电流总是从正极到负极,因此只要调换电池正负极,就能改变电路中的电流方向。
【解答】(1)如图所示实验,用小磁针N极的指向判断通电螺线管周围各点的磁场方向.(2)为了探究通电螺线管磁极的极性与电流方向是否有关,应该采取的操作是:对调电源的正负极。
24.【答案】力;不能;发电机
【知识点】磁场对通电导线的作用;发电机的构造和原理
【解析】【分析】(1)电动机的工作原理:通电导体在磁场中受力运动;
(2)如果将导线的绝缘漆全部去掉,那么当线圈转动到平衡位置时,它受到的磁力方向与运动方向相反,这会导致线圈不能继续转动,而是在平衡位置附近振动,直到静止下来。
(3)发电机和电动机的结构几乎相同,只要外力使电动机转动,线圈就切割磁感线运动,而产生感应电流,变成一台发电机。
【解答】(1)闭合开关,由于磁场对放入其中的通电导体会产生力的作用,线圈会转动;(2)线圈在磁场中不能持续转动。
(3)如果将电源和开关换成小量程电流表,用手缓慢转动线圈,发现电流表的指针左右摆动,发电机就是根据这个原理工作的。
25.【答案】电路的通断(或电流的有无);电流的大小;电流的方向
【知识点】电磁铁的构造和原理
【解析】【分析】根据电磁铁的优点分析解答。
【解答】电磁铁与永磁体相比,其优点是:磁性的有无可以通过电路的通断(或电流的有无)来实现;磁性的强弱可以通过电流的大小来控制;磁极的极性可以通过电流的方向来改变。
26.【答案】B到A;竖直
【知识点】磁场和磁感线;探究电磁感应现象的实验
【解析】【分析】(1)磁感线从磁铁的N极出来,回到磁体的S极,根据安培定则判断A和B的极性即可;
(2)如果导体的运动方向与磁感线方向平行,那么没有切割磁感线,不会产生感应电流,据此分析解答。
【解答】(1)螺线管上电流方向向上,右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向上,此时大拇指向左,因此电磁铁的左端为N极,右端为S极,那么A端为S极,B端为N极,因此磁感线的方向是从B到A。
(2)根据图片可知,磁感线沿水平方向,如果导体a在水平方向运动时,二者方向平行,不切割磁感线,不会产生感应电流,故选竖直。
27.【答案】解:
【知识点】磁极间的相互作用;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: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。电磁铁的磁性强弱与三个因素有关:电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯。同等条件下,线圈匝数越多,磁性越强;同等条件下,通过电磁铁的电流越强,其磁性越强;同等条件下,有铁芯比没有铁芯磁性强。
【解答】当给电磁铁M通电,弹簧被压缩,说明通电螺线管的上端为S极,下端为N极,电流应从通电螺线管的上端流入,下端流出;当滑动变阻器的滑片P向B端滑动,弹簧的长度逐渐变短,说明闭合回路中的电阻减小,电流增大,通电螺线管的磁性增强,所以电流应从B端流入滑动变阻器,据此连接电路图即可。
28.【答案】解:如图所示:
【知识点】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】首先根据磁感线的方向确定磁极方向,然后根据安培定则判断线圈上的电流方向,从而确定软铁棒上的缠绕情况。
【解答】磁感线从N极出来,回到S极,因此D端为N极,A端为S极。
左边:A端为S极,B端为N极。右手握住螺线管,大拇指指向B端,此时弯曲的四指指尖向左,即线圈上电流向左,那么上面第一圈应该在背面;
右边:C端为S极,D端为N极。右手握住螺线管,大拇指指向D端,此时弯曲的四指指尖向右,即线圈上电流向右,那么下面第一圈应该在正面,如下图所示:
29.【答案】高(或低);弱(或强);磁化;温度;相同的铁钉;被磁化后的磁性强弱相同
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】【提出猜想】根据“当水烧开时,磁铁的磁性减弱,开关跳起”进行猜想;
【设计实验】①使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫磁化;
【交流与评估】根据实验的探究目的确定改变的因素;根据实验过程确定控制不变的因素。
【解答】【提出猜想】小明猜想,温度对磁铁的磁性有影响,而且温度越高(低),磁性越弱(强)。
【设计实验】①用一块强磁铁的一个磁极,分别在三根同样的铁钉上从钉头向下的同一方向划过100次,使铁钉磁化。
【交流与评估】本实验探究的是温度是否会对磁场强弱产生影响,所以改变的因素是温度。根据“用一块强磁铁的一个磁极,分别在三根同样的铁钉上从钉头向下的同一方向划过100次”可知,其中控制不变的因素有:相同的铁钉和被磁化后的磁场强弱相同。
30.【答案】(1)灵敏电流计指针是否偏转
(2)切割磁感线
(3)8
(4)磁场方向相同时,感应电流的方向与导线运动的方向有关
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】(1)如果产生了感应电流,那么灵敏电流计的指针会发生偏转;
(2)根据实验可知,无论磁场方向向上还是向下,那么磁场都沿竖直方向;导体ab向下或向下时,运动方向与磁场方向相同,没有切割磁感线,不会产生感应电流。导体ab向左或向右运动时,运动方向与磁场方向不同,切割磁感线,产生感应电流,因此产生感应电流的关键是是否切割磁感线。
(3)根据控制变量法的要求选择对照实验;
(4)比较第7和8次实验中哪个因素相同,哪个因素不同,根据控制变量法的要求描述结论即可。
【解答】(1)实验时通过观察灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否产生感应电流。
(2)由实验可知,闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中产生感应电流。
(3)探究感应电流的方向与磁场方向的关系时,必须控制导体运动方向相同而改变磁场反方向,故选4和8;
(4)第7和8次实验中,磁场的方向相同而导体的运动方向不同,那么得到结论:磁场方向相同时,感应电流的方向与导线运动的方向有关。
31.【答案】(1)100;60
(2)大;强
(3)0.40
(4)增大;弱
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)当图乙S2断开、图甲S1闭合时,磁场强度为零,根据丙图确定此时巨磁电阻的阻值,然后根据欧姆定律 计算通过电路的电流;
(2)根据“电流和电阻的反比关系”判断磁敏电阻的阻值变化,根据变阻器的滑片移动方向确定电磁铁的磁场强度的变化,最后对比得到结论;
(3)根据表格确定L=5cm时通过电路的电流,然后根据 计算出磁敏电阻的阻值,最后根据丙图确定对应的磁场强度;
(4)根据表格数据总结结论即可。
【解答】(1)当图乙S2断开、图甲S1闭合时,磁场强度为零,据图丙可知,此时的R=100 Ω,故此时电路中的电流I= = =0.06 A=60 mA;
(2)闭合开关S1和S2,图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电流变大,磁场变强。图甲中电流表的示数逐渐减小,即R的电阻变大。据此分析可知:磁敏电阻R处的磁感应强度B逐渐增强;
(3)当L=5 cm时,根据图表得出电流是30 mA,据欧姆定律可知,R′= = =200 Ω,故对应的磁感应强度是0.40 T。
(4)综合以上实验可以看出:电磁铁磁感应强度随通过电流的增大而增大;离电磁铁越远,磁感应强度越弱。
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