2023年浙江各地中考一模真题汇编 专题06电和磁
答题卡
试卷类型:A
姓名:______________班级:______________
准考证号
一.选择题(共16小题)(请用2B铅笔填涂)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
[A] [B] [C] [D] [A] [B] [C] [D] [A] [B] [C] [D] [A] [B] [C] [D] [A] [B] [C] [D] [A] [B] [C] [D] [A] [B] [C] [D] [A] [B] [C] [D] [A] [B] [C] [D] [A] [B] [C] [D] [A] [B] [C] [D] [A] [B] [C] [D] [A] [B] [C] [D] [A] [B] [C] [D] [A] [B] [C] [D]
16
[A] [B] [C] [D]
二.填空题(共7小题)(请在各试题的答题区内作答)
17. 18. 19. 20. 21. 22. 23.
三.实验探究题(共3小题)(请在各试题的答题区内作答)
24.答:
25.答:
26.答:
四.解答题(共4小题)(请在各试题的答题区内作答)
27.答:
28.答:
29.答:
30.答:中小学教育资源及组卷应用平台
2023年浙江各地中考一模真题分类汇编
专题06电和磁
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一.选择题(共16小题)
1.(2023 鄞州区模拟)图甲是某科学兴趣小组制作的“磁浮地球仪”。在地球仪中装入条形磁铁,底座中的电磁铁就能使它稳定地“漂浮”在空中,其工作原理如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.电源的左端为正极
B.该磁浮地球仪的原理是同名磁极互相吸引
C.向左移动滑片P可增加地球仪“漂浮”的高度
D.增加电磁铁的线圈匝数可降低地球仪“漂浮”的高度
2.(2023 温岭市模拟)科学探究是一个不断发现问题、解决问题的过程。下列对电与磁的相关科学史料的解读错误的是( )
A.科学知识是固定不变
B.科学发展的背后隐含着人类认识的发展
C.电与磁统一性的证实,揭示了电磁现象的本质
D.问题是在具体的情境中根据人们研究的需要提出的
3.(2023 玉环市校级模拟)如图所示电路中,当闭合开关后将滑动变阻器向右滑动,下列说法正确的是( )
A.电流表读数变小 B.电磁铁右端为N极
C.电磁铁的磁性变弱 D.滑动变阻器接入电路的电阻变大
4.(2023 余杭区一模)夜间广场上,孩子们喜欢骑着能发光的滑板车追逐、嬉戏。如图所示,当孩子们骑上滑板车时,车轮转动,车轮边缘的LED灯闪闪发光,有关滑板车的说法正确的是( )
A.滑板车工作的原理是通电导体在磁场中受力转动
B.滑板车在滑行的过程中是电能转换成机械能
C.人的重力和地面对滑板车的力是一对相互作用力
D.滑板车滑行能使LED灯发光的原理是电磁感应
5.(2023 莲都区一模)杭甬复线高速公路正在如火如荼地建设之中,预计2023年建成通车。高速公路的路面下装有电磁感应发电装置,未来可实现电动车无线充电,其原理与下列实验相同的是( )
A. B.
C. D.
6.(2023 婺城区一模)将两枚一元硬币放在条形磁体下方,硬币的位置情况应为下列情况中的( )
A. B. C. D.
7.(2023 滨江区一模)小滨同学喜欢电吉他,学习电与磁的知识后,知道了拾音器的基本结构如图。他又查询资料得知:磁体附近的金属弦容易被磁化,当弦振动时,在线圈中产生感应电流,电流经电路放大后传送到音箱发出声音。下列关于拾音器说法正确的是( )
A.将磁体换成铁棒,电吉他仍能正常工作
B.电吉他要正常工作,金属弦只能用铁丝
C.线圈中产生感应电流的原理与电磁继电器的工作原理相同
D.线圈中产生感应电流表明机械能可以转化为电能
8.(2023 南湖区一模)如图所示的四个实验中,能确定钢棒具有磁性的实验有( )
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
9.(2023 海曙区校级一模)在探究蹄形磁体周围磁场的实验中,老师将玻璃板平放在磁体上,并均匀地撒上一层铁屑,轻敲玻璃板,铁屑就会有序地排列起来,如图。对实验中有关现象的分析不正确的是( )
A.撒铁屑的目的是将原来不存在的磁场显示出来
B.铁屑在磁场中被磁化成一个个小磁体
C.轻敲玻璃板,铁屑由于具有惯性会与玻璃板分离
D.轻敲玻璃板,铁屑与玻璃板分离后,不受摩擦力,铁屑在磁力作用下排列有序
10.(2023 西湖区校级模拟)如图所示,盛水烧杯放置在电磁铁的A端上,烧杯中水面上漂浮着一个空心铁球。当电磁铁磁性的强弱发生改变时,烧杯中的空心铁球会上下浮动。现闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P向右滑动。针对这种情况,下列说法中正确的是( )
A.电磁铁A端为S极,烧杯中水面上升
B.电磁铁A端为S极,烧杯中水面下降
C.电磁铁A端为N极,烧杯中水面上升
D.电磁铁A端为N极,烧杯中水面下降
11.(2023 新昌县一模)如图是一款“运动手环”,其主要部分是一段内置有一小块磁铁的密闭空心塑料管,管外缠绕着线圈。戴着这种手环走路时,磁铁在管内往复运动,线圈中便会产生电流。下列实验中和运动手环提供电能的工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
12.(2023 鄞州区校级一模)1852年,法拉第经过深入的思考和大量的尝试,建立了“力线”的概念。他认为在磁极周围充满了力线,依靠力线将磁极间的作用联系起来。他还利用细铁屑把这种所谓的“力线”形象地呈现出来。小宁据此进行了如下实验:
①在玻璃板上均匀地撒上一层薄薄的细铁屑。
②把玻璃板放在条形磁铁上观察细铁屑的分布情况。
③轻敲玻璃板,再观察细铁屑的分布情况。
下列说法不正确的是( )
A.细铁屑的排列形象地显示出磁场的分布
B.将细铁屑连起来的线就是磁感线
C.图中A点的磁场方向是向左的
D.轻敲玻璃板会使细铁屑与玻璃板间弹力减小,从而使两者之间的摩擦力减小
13.(2023 路桥区一模)某项目组同学在老师的带领下完成了“隔送电线图受电线圈空取电”实验,如图所示:送电线圈通电时,受电线圈产生感应电流,使发光二极管发光,实现电能的无线传输。下列装置的工作原理与受电线圈产生感应电流原理相同的是( )
A. B.
C. D.
14.(2023 衢江区一模)2022年衢州马拉松比赛采用的是感应芯片计时。正确佩带芯片的参赛者,只要通过起点和终点设置的恒定磁场区域时,芯片内就会产生电流,激发芯片发送编码信息,系统实时获取计时信息。此过程应用的实验原理是( )
A.摩擦起电
B.电流产生磁场
C.电磁感应
D.通电导体在磁场中受力的作用
15.(2023 瑞安市校级一模)磁力搅拌器,内部有可旋转的条形磁铁(如图)。当条形磁铁转动时,搅拌子也随之转动。下列实验与搅拌子工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
16.(2023 舟山一模)GMR是一个巨磁电阻,其阻值随周围磁场强度的增强而减小。如图所示,当闭合开关S1和S2时,下列有关分析正确的是( )
A.小磁针在开关闭合时向顺时针方向旋转
B.当滑片P向左移时,电压表示数与电流表示数之比减小
C.当滑片P向右移时,电磁铁的磁性增强,GMR阻值变小
D.当滑片P向左移时,电压表示数变小,指示灯变暗
二.填空题(共7小题)
17.(2023 瑞安市校级一模)为提高能量利用率,纯电动汽车在行驶过程中采用能量回收刹车系统为汽车充电(其简化原理如图所示)。刹车时,充电开关接通,车轮带动线圈转动,产生电流,给电池充电。同时通电的线圈受到磁场产生的阻力,从而减缓车轮转动。该过程能量回收效率可达40%以上。
(1)线圈中产生电流的现象称为 。
(2)图中导线ab产生箭头方向的电流,受到阻力方向向后,此时导线cd所受的阻力方向是 。
(3)利用能量回收系统刹车时,能量转化的情况是 。
18.(2023 滨江区一模)如图所示是一台非铁性物质制成的天平,天平左盘中的A是一铁块,B是一电磁铁。未通电时,天平平衡,给B通电,铁块A被吸起。
(1)当B被通电后成为一块电磁铁,则电磁铁的 (填“上”或“下”)端为S极。
(2)当A被B吸起,向上做匀速运动时,天平 (填“保持平衡”“左盘下降”或“右盘下降”)。
19.(2023 临海市校级模拟)一个空心小铁球漂浮在盛水的烧杯中,将烧杯置于铁棒AB的上方,绕在铁棒上的线圈连接电路如图所示。开关S闭合后,空心小铁球仍漂浮在水面上,此时A端为电磁铁的 极,浮力 (填“变大”、“变小”或“不变”);若要使烧杯底部受到水的压强变大,滑片P应向 滑动(选填“左”或“右”)。
20.(2023 临海市模拟)全球首段光伏路面在山东济南投入运营,该路面可为公路照明设备供电,还能通过路面结冰检测系统,实时感知路面结冰情况,从而自动开启电力加热系统,及时除去道路冰雪,保障出行安全。
(1)道路结冰易发生交通事故,是因为汽车在结冰路面受到的 力减小了。
(2)在未来,电动汽车可在光伏路面上移动充电,如图乙。光伏路面中的太阳能电池板产生的电流流经连续发射线圈时,产生电磁场。电动汽车在光伏路面上行驶,汽车底盘中的接收线圈中就会产生电流,并充入车载电池中。电动车接收线圈中产生电流的原理是 。
21.(2023 椒江区一模)图甲为一个悬浮花盆。小科利用一个柱状磁体和一个电磁铁,以图乙的方式模拟了花盆悬浮情景。
(1)柱状磁体的下端为其 极。
(2)柱状磁体受到 个力的作用。
(3)为模拟浇水导致花盆增重,小科往柱状磁体上放置了一个木块,导致柱状磁体与底座之间的距离变小,若要恢复二者之间的原有距离,则应将滑动变阻器的滑片向 移动到合适的位置。
22.(2023 嘉善县一模)2021年4月长三角生态绿色一体化马拉松在我县开展。因参赛选手很多,所以无法在同一起跑线出发而计时困难。比赛中为解决这一困难则采用感应芯片计时,参赛者须按要求正确佩带计时芯片,当参赛者通过起点和终点设置有磁场的感应带时,由于 原理,芯片里线圈中就会产生 ,而激发芯片发送编码信息,系统实时获取计时信息。
23.(2023 镇海区一模)将一节干电池正放在磁体上,再将铜质导线绕成线圈后放在电池上,如图所示。你会发现线圈竟然连续转动起来了,这是根据 来实现的。下列对实验现象的判断,正确的有 。(填序号)
①换用磁性更强的磁体,线圈转得更快
②干电池用久了后,线圈转速将变慢
③用同样长度和粗细的镍铬合金线做线圈,转速更快
④线圈与正极间摩擦大小不影响转速的快慢
三.实验探究题(共3小题)
24.(2023 南浔区一模)在项目化学习中,小科用条形磁体、大号缝衣针、硬卡纸、橡皮、大头针制作简易指南针,指南针制作过程如下:
步骤Ⅰ:取2枚大号钢质缝衣针,分别将条形磁体沿同一方向摩擦缝衣针10余次(如图甲),使缝衣针磁化。
步骤Ⅱ:将1张硬壳卡纸折成直角,将2枚被磁化的缝衣针对称地穿在卡纸两侧,如图乙所示,用1块橡皮和1枚大头针做成支座,将插有缝衣针的卡纸水平支起。
步骤Ⅲ:用当地的地图确定简易指南针所指的方向。
步骤Ⅳ:在老师的指导下,针对制作指南针的科学性设计了评价表。
“自制指南针”评价量表(节选)
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 指针磁性强,且能自由转动 指针磁性强,不能自由转动 指针磁性弱,不能自由转动
指标二 能准确指示南北方向,能保持平衡 能指示南北方向,不能保持平衡 不能指示南北方向,不能保持平衡
(1)将条形磁铁的S极靠近图乙中缝衣针的针尖,缝衣针被排斥,则缝衣针针尖位置应标为 极。
(2)在不添加器材情况下,若要确定简易指南针是否能够指示南北,应如何操作 。
(3)根据评价量表进行测试评价,小科制作的指南针“指标一”被评为“优秀”,“指标二”被评为“合格”。为使该指南针的“指标二”达到优秀水平,请你对该指南针提出合理的改进建议: 。
25.(2023 临安区一模)增氧剂CaO2与水反应:试管中先放入CaO2,再加入水,有少量细小气泡冒出。第二天振荡试管仍有少量细小气泡缓慢冒出。
根据资料回答下列问题:
(1)为确保增氧泵正常使用,必须使用 (选填“交流电”或“直流电”)。
(2)当小磁铁被吸引下来后,橡皮碗被压缩,空气被压入水中;当小磁铁弹起后,橡皮帽恢复原来形状,空气被吸进气室。跟气室相连的有两根空气导管,分别为a和b,请根据阀门K1和K2的朝向,分析与外界联通的空气导管为 (选填“a”或“b”)。当小磁铁被吸引时,碗内外气压的大小关系:P1 P0(选填“大于”、“等于”或“小于”)
(3)CaO2与水反应产生的氧气总量并不多,试解释卖家仍使用它的原因 。
26.(2023 永嘉县模拟)在物理学中,磁感应强度(用字母B表示,国际单位是特斯拉,符号是T)表示磁场的强弱,磁感应强度B越大,磁场越强;磁感线形象、直观描述磁场,磁感线越密,磁场越强。
(1)图A为某磁极附近磁感线的方向和分布的示意图。若在1处放一枚小磁针,当小磁针静止时,其指向应是图B中的 (选填“甲”“乙”“丙”“丁”)。
(2)如果电阻的大小随磁场的强弱变化而变化,则这种电阻叫磁敏电阻。某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图像如图C所示。根据图线可知,磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而 。图线没有过坐标原点,是因为 。
(3)利用该磁敏电阻的R﹣B特性曲线可以测量图中磁场中各处的磁感应强度。
①将该磁敏电阻R放置在磁场中的位置1处。小阳设计了一个可以测量该磁敏电阻R的电路,所提供的实验器材如图D所示,其中磁敏电阻所处的磁场未画出。请你将该实验电路连接完整。
1 2 3
U/V 1.50 3.00 4.50
I/mA 3.00 6.00 9.00
②正确接线后,测得的数据如表所示。该磁敏电阻的测量值为 Ω。
③根据该磁敏电阻的R—B特性曲线可知,1处的磁感应强度为 T。
(4)就现有的实验器材和电路,请提出一个有意义的可供探究的物理问题: 。
四.解答题(共4小题)
27.(2023 北仑区一模)如图是我市一款按租用时间收费的共享电动汽车。暑假期间,小北一家租用电动汽车去旅游,从租车点到目的地手机导航显示行驶72km,共花去租车费45元。下列是该车与某型号燃油车部分项目比较表。
项目 电动汽车 某型号燃油汽车
空载质量(t) 0.8 1.5
每百公里油耗 0 10升
工作时尾气排放情况 0 燃烧一升汽油排放2.4千克二氧化碳
租车或燃油价格 0.5元/分钟 6.2元/升
续航里程(km) 200 500~600
(1)租车时,租赁者只要将租车卡靠近电动汽车上的感应器,感应器即能读取卡片中的信息,将车解锁。刷卡所用的原理是 。
(2)该电动汽车行驶的平均速度是 km/h。
(3)若小北家驾驶燃油汽车去目的地,燃油汽车行驶72km,所需油费 元,汽车排放二氧化碳 kg。所以小柯认为租电动车虽然没有给家庭带来经济上的节约,但绿色环保。
(4)若电动汽车载着小北全家(人和行李共200kg),在水平公路上匀速直线行驶时,受到的阻力为车重的0.2倍,此时汽车受到的牵引力为多少牛?
28.(2023 文成县模拟)文成县黄坦镇仙果园艺场在柑橘园放养土鸡,某项目化研究小组为其设计一款土鸡孵化器,加快土鸡孵化,其结构如图甲所示。ABC为轻质杠杆,始终处于水平位置,B为支点,AB:BC=1:4,控制电路电源电压U=12V恒定不变,电磁铁线圈电阻不计,滑动变阻器的规格为“50Ω 1A”,压敏电阻RF的阻值与压力关系如图乙所示。气室内气体对活塞压力与温度变化关系如图丙所示,鸡蛋孵化时间与温度关系如图表一所示。
表
鸡蛋孵化阶段 孵化温度
第一阶段:第1﹣6天 38.5℃
第二阶段:第7﹣14天 38℃
第三阶段:第15天 37.9℃
第四阶段:第16﹣21天 37.3﹣37.5℃
工作原理:当开关S1、S2均闭合,电热丝开始加热,控制电路中电流I≥0.25安时,衔铁被吸下,当温度低于设定温度时,衔铁上弹,电热丝重新加热。
(1)开关S1闭合后电磁铁上端的极性为 极。
(2)为达到第一阶段孵化所需温度,通过计算滑动变阻器阻值应调节为多大?
(3)完成第一阶段孵化后,要使孵化器内的温度降低,除调节滑动变阻器外,还可以如何调节,并说明理由。
29.(2023 文成县一模)1820年,奥斯特用铂丝连接伏打堆(相当于电源)的两端,铂丝水平地沿南北方向放置,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)丙组中小磁针将 。
A.顺时针偏转,偏转角度变大 B.顺时针偏转,偏转角度变小
C.逆时针偏转,偏转角度变大 D.逆时针偏转,偏转角度变大
(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)许多科学家在探究电流能否产生磁场的过程中,将导线放置在小磁针上方,位置关系如丁图所示,发现小磁针始终不发生偏转,请简要说明理由 。
30.(2023 北仑区模拟)某实验要求盐水的密度控制在一定范围内图1为小宇设计的盐水密度控制模拟装置,A物体浸没在盐水中,R为定值电阻,Rf为力敏电阻,其阻值随下方轻质细线拉力的变化关系如图2所示。已知:U=12V,VA=100cm3,ρA=1.6g/cm3;当电磁铁线圈中的电流I≥0.048A时,铁质开关K被吸上,当I≤0.04A,K被释放:从而通过控制水泵向容器中注水使盐水密度保持在一定范围内;电磁铁线圈电阻不计,设水加入容器后与盐水立刻混合均匀,(g=10N/kg)
(1)容器中的水蒸发后盐水密度 ,轻质细线上的拉力 。
(2)请在图1中接入一电压表,要求当盐水密度变大时电压表的示数增大;
(3)若此装置所能控制的最大盐水密度为1.3g/cm3,则该装置所能控制的最小盐水密度是多少?
(4)若将R更换为阻值更大的电阻,该装置控制的最大盐水密度将 此时该装置控制的最大盐水密度与最小盐水密度的差值将 注:第(1)(4)问均(选填“变大”、“变小”或“不变”)
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2023年浙江各地中考一模真题分类汇编
专题06电和磁(解析版)
一.选择题(共16小题)
1.(2023 鄞州区模拟)图甲是某科学兴趣小组制作的“磁浮地球仪”。在地球仪中装入条形磁铁,底座中的电磁铁就能使它稳定地“漂浮”在空中,其工作原理如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.电源的左端为正极
B.该磁浮地球仪的原理是同名磁极互相吸引
C.向左移动滑片P可增加地球仪“漂浮”的高度
D.增加电磁铁的线圈匝数可降低地球仪“漂浮”的高度
【答案】A
【解答】解:AB、磁浮玩具稳定地“漂浮”起来,其利用的工作原理是同名磁极互相排斥,根据同名磁极相互排斥可知,图中电磁铁的上端应为S极,则由安培定则可知,电流从电磁铁的上端流入,下端流出,电路中的电源的左端为正极,故A正确,B错误;
C、滑片P向左移动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,总电阻变大,根据欧姆定律可知,电流变小,电磁铁磁性减弱,可降低地球仪“漂浮”的高度,故C错误;
D、在电流不变的情况下,增加电磁铁的线圈匝数,电磁铁的磁性增强,排斥力变大,可提高地球仪“漂浮”的高度,故D错误。
故选:A。
2.(2023 温岭市模拟)科学探究是一个不断发现问题、解决问题的过程。下列对电与磁的相关科学史料的解读错误的是( )
A.科学知识是固定不变
B.科学发展的背后隐含着人类认识的发展
C.电与磁统一性的证实,揭示了电磁现象的本质
D.问题是在具体的情境中根据人们研究的需要提出的
【答案】A
【解答】解:A.科学知识是不断发展,不断完善的,不是固定不变的,故A错误;
B.科学理论和技术的发展的背后是人类认识的发展,故B正确;
C.电与磁统一性的证实,揭示了电磁现象的本质,故C正确;
D.在具体的情境中,根据人们研究的需要不断提出新的问题,故D正确。
故选:A。
3.(2023 玉环市校级模拟)如图所示电路中,当闭合开关后将滑动变阻器向右滑动,下列说法正确的是( )
A.电流表读数变小
B.电磁铁右端为N极
C.电磁铁的磁性变弱
D.滑动变阻器接入电路的电阻变大
【答案】B
【解答】解:由电路图可知,滑动变阻器与电磁铁串联,电流表测电路中的电流,
AD、将滑动变阻器的滑片向右滑动的过程中,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,根据欧姆定律知,电路中的电流变大,即电流表的读数变大,故AD不正确;
B、电流从电磁铁的左侧后方流入,根据安培定则知,电磁铁右端为N极,故B正确;
C、因电磁铁的磁性与通过的电流有关,电流变大,电磁铁的磁性增强,故C不正确。
故选:B。
4.(2023 余杭区一模)夜间广场上,孩子们喜欢骑着能发光的滑板车追逐、嬉戏。如图所示,当孩子们骑上滑板车时,车轮转动,车轮边缘的LED灯闪闪发光,有关滑板车的说法正确的是( )
A.滑板车工作的原理是通电导体在磁场中受力转动
B.滑板车在滑行的过程中是电能转换成机械能
C.人的重力和地面对滑板车的力是一对相互作用力
D.滑板车滑行能使LED灯发光的原理是电磁感应
【答案】D
【解答】解:A、滑板车工作是由于惯性,故A错误;
B、滑板车在运行时LED灯闪闪发光,将机械能转化为电能,故B错误;
C、人和车受到的重力以及车受到的支持力是一对平衡力,故C错误;
D、滑板车滑行能使LED灯发光的原理是电磁感应,故D正确。
故选:D。
5.(2023 莲都区一模)杭甬复线高速公路正在如火如荼地建设之中,预计2023年建成通车。高速公路的路面下装有电磁感应发电装置,未来可实现电动车无线充电,其原理与下列实验相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解答】解:根据题意可知,该装置是利用电磁感应原理工作的;
A、图中给导体通电,导体会运动,说明通电导体受到磁场力的作用,故A不符合题意;
B、图中是奥斯特实验,说明通电导线周围存在磁场,是电流的磁效应,故B不符合题意;
C、通电线圈周围有磁场,是电流的磁效应,且匝数越多,磁性越强,故C不符合题意;
D、图中是闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动,能够产生感应电流,是电磁感应现象,故D符合题意。
故选:D。
6.(2023 婺城区一模)将两枚一元硬币放在条形磁体下方,硬币的位置情况应为下列情况中的( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解答】解:
当两个硬币都放在磁体的N极时,会被磁体磁化,硬币也具有N极和S极,由于异名磁极相互吸引,因此两个硬币的S极会吸引在磁体的N极上,两个硬币的下侧都为N极;
由于同名磁极相互排斥,两个硬币的下侧会张开,故A正确,BCD错误。
故选:A。
7.(2023 滨江区一模)小滨同学喜欢电吉他,学习电与磁的知识后,知道了拾音器的基本结构如图。他又查询资料得知:磁体附近的金属弦容易被磁化,当弦振动时,在线圈中产生感应电流,电流经电路放大后传送到音箱发出声音。下列关于拾音器说法正确的是( )
A.将磁体换成铁棒,电吉他仍能正常工作
B.电吉他要正常工作,金属弦只能用铁丝
C.线圈中产生感应电流的原理与电磁继电器的工作原理相同
D.线圈中产生感应电流表明机械能可以转化为电能
【答案】D
【解答】解:A、将磁体换成铁棒,就没有磁场,振弦不能切割磁感线产生电流,电吉他将不能正常工作,故A错误;
B、铁、钴、镍等物质都可以被磁化,选用能被磁化的物质做弦,电吉他仍能正常工作,故B错误;
C、电磁继电器是利用电流的磁效应来工作的,故C错误;
D、线圈中产生感应电流的原理是电磁感应现象,表明机械能可以转化为电能,故D正确。
故选:D。
8.(2023 南湖区一模)如图所示的四个实验中,能确定钢棒具有磁性的实验有( )
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
【答案】D
【解答】解:①小磁针本身是由磁性的,如果钢棒没有磁性,小磁针照样会和它相互吸引发生偏转,故①不合题意;
②只有磁体悬挂起来后才有指南北的性质,因此钢棒肯定有磁性,故②符合题意;
③螺线管通电后会产生磁场,中间的钢棒被磁化后可以吸引铁屑,因此钢棒不一定有磁性,故③不合题意;
④钢棒向下运动相当于钢棒不动外面的导线运动,只有钢棒有磁场,才会产生感生电流,因此钢棒肯定有磁性,故④符合题意。
故选:D。
9.(2023 海曙区校级一模)在探究蹄形磁体周围磁场的实验中,老师将玻璃板平放在磁体上,并均匀地撒上一层铁屑,轻敲玻璃板,铁屑就会有序地排列起来,如图。对实验中有关现象的分析不正确的是( )
A.撒铁屑的目的是将原来不存在的磁场显示出来
B.铁屑在磁场中被磁化成一个个小磁体
C.轻敲玻璃板,铁屑由于具有惯性会与玻璃板分离
D.轻敲玻璃板,铁屑与玻璃板分离后,不受摩擦力,铁屑在磁力作用下排列有序
【答案】A
【解答】解:A、磁体周围始终存在磁场,借助细铁屑可以显示磁体周围的磁场分布特点,但不是将原来不存在的磁场显示出来。故A错误;
B、铁屑原来没有磁性,但在磁场的作用下能够获得磁性,说明被磁化了。故B正确;
C、铁屑质量较小,惯性小,运动状态容易改变。所以轻敲玻璃板,铁屑由于具有惯性会与玻璃板分离。故C正确;
D、铁屑受到磁场的作用,轻敲玻璃板,铁屑与玻璃板分离后,不受摩擦力,铁屑逐渐有序排列。故D正确。
故选:A。
10.(2023 西湖区校级模拟)如图所示,盛水烧杯放置在电磁铁的A端上,烧杯中水面上漂浮着一个空心铁球。当电磁铁磁性的强弱发生改变时,烧杯中的空心铁球会上下浮动。现闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片P向右滑动。针对这种情况,下列说法中正确的是( )
A.电磁铁A端为S极,烧杯中水面上升
B.电磁铁A端为S极,烧杯中水面下降
C.电磁铁A端为N极,烧杯中水面上升
D.电磁铁A端为N极,烧杯中水面下降
【答案】B
【解答】解:电流由A流向B,则由右手螺旋定则可知螺线管B端为N极,则A端为S极(南极);
当滑片向右移动时,滑动变阻器接入电阻增大,则由欧姆定律可知电路中电流减小,则螺线管中的磁性减弱,故小铁球所受磁力减小;小铁球受重力、磁力及浮力,因小球处于静止状态,故向下的磁力与重力之和应等于向上的浮力,因磁力减小,故浮力也将减小,所以烧杯中水面下降。故B正确。
故选:B。
11.(2023 新昌县一模)如图是一款“运动手环”,其主要部分是一段内置有一小块磁铁的密闭空心塑料管,管外缠绕着线圈。戴着这种手环走路时,磁铁在管内往复运动,线圈中便会产生电流。下列实验中和运动手环提供电能的工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解答】解:根据“运动手环”的特点可知,当塑料管运动时,磁铁在管中反复运动,线圈切割磁感线而产生电流。因此,运动手环的基本原理是电磁感应;
A、这是奥斯特实验,说明电流的周围存在磁场,故A错误;
B、装置中导体AB在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流,是电磁感应现象,故B正确;
C、该装置是研究通电导体在磁场中受力运动的实验,故C错误;
D、该装置是探究影响电磁铁磁性大小因素的实验,其原理是电流的磁效应,故D错误。
故选:B。
12.(2023 鄞州区校级一模)1852年,法拉第经过深入的思考和大量的尝试,建立了“力线”的概念。他认为在磁极周围充满了力线,依靠力线将磁极间的作用联系起来。他还利用细铁屑把这种所谓的“力线”形象地呈现出来。小宁据此进行了如下实验:
①在玻璃板上均匀地撒上一层薄薄的细铁屑。
②把玻璃板放在条形磁铁上观察细铁屑的分布情况。
③轻敲玻璃板,再观察细铁屑的分布情况。
下列说法不正确的是( )
A.细铁屑的排列形象地显示出磁场的分布
B.将细铁屑连起来的线就是磁感线
C.图中A点的磁场方向是向左的
D.轻敲玻璃板会使细铁屑与玻璃板间弹力减小,从而使两者之间的摩擦力减小
【答案】B
【解答】解:A.细铁屑的分布形象的显示了磁场的分布,故A正确;
B.磁感线是人们假想的线,不是细铁屑连成的曲线,故B错误;
C.根据磁感线的特点可知,在磁体的外部,磁感线是从磁体的N极出来,回到磁体的S极的,所以A点的磁感线是向左的,故C正确;
D.轻敲玻璃板会使细铁屑弹起,减小了细铁屑与玻璃板间压力,从而使两者之间的摩擦力减小,故D正确。
故选:B。
13.(2023 路桥区一模)某项目组同学在老师的带领下完成了“隔送电线图受电线圈空取电”实验,如图所示:送电线圈通电时,受电线圈产生感应电流,使发光二极管发光,实现电能的无线传输。下列装置的工作原理与受电线圈产生感应电流原理相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解答】解:图中受电线圈正对并靠近送电线圈可以产生电流,这是由于磁场产生电流,是电磁感应现象;
A、图中是奥斯特实验,说明通电导体周围存在磁场,故A错误;
B、图中实验说明电流一定时,电磁铁的线圈匝数越多,电磁铁的磁性越强,故B错误;
C、图中实验说明通电导体在磁场中受到力的作用,是电动机的原理,故C错误;
D、图中导体棒ab在磁场中做切割磁感线运动时,闭合电路中就会产生电流,这是电磁感应现象,故D正确。故选:D。
14.(2023 衢江区一模)2022年衢州马拉松比赛采用的是感应芯片计时。正确佩带芯片的参赛者,只要通过起点和终点设置的恒定磁场区域时,芯片内就会产生电流,激发芯片发送编码信息,系统实时获取计时信息。此过程应用的实验原理是( )
A.摩擦起电
B.电流产生磁场
C.电磁感应
D.通电导体在磁场中受力的作用
【答案】C
【解答】解:采用感应芯片计时,参赛者须按要求正确佩带计时芯片,当参赛者通过起点、终点设置的磁场地带时,芯片里的线圈切割磁感线运动,因此线圈中就会产生感应电流,从而激发芯片发送编码信息,系统实时获取计时信息,故C正确。
故选:C。
15.(2023 瑞安市校级一模)磁力搅拌器,内部有可旋转的条形磁铁(如图)。当条形磁铁转动时,搅拌子也随之转动。下列实验与搅拌子工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解答】解:A、此图中装置的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用,故A错误;
B、因为同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引,因此图中两个条形磁铁互相排斥,故B正确;
C、此图中的装置可探究电磁感应现象,故C错误;
D、此图中的装置探究的是电流的磁效应,故D错误。故选:B。
16.(2023 舟山一模)GMR是一个巨磁电阻,其阻值随周围磁场强度的增强而减小。如图所示,当闭合开关S1和S2时,下列有关分析正确的是( )
A.小磁针在开关闭合时向顺时针方向旋转
B.当滑片P向左移时,电压表示数与电流表示数之比减小
C.当滑片P向右移时,电磁铁的磁性增强,GMR阻值变小
D.当滑片P向左移时,电压表示数变小,指示灯变暗
【答案】B
【解答】解:
A.闭合开关S1瞬间,根据安培定则可知,电磁铁的左端为N极,右端为S极,由磁极间的相互作用规律可知,小磁针将会逆时针旋转,故A错误;
BD.闭合开关S1和S2,当滑片P向左移时,变阻器接入电路的电阻变小,左侧电路中电流变大,电磁铁的磁性增强,巨磁电阻的阻值减小,
由I=可知,右侧电路中电流变大,
由串联电路的分压原理可知,巨磁电阻两端分得的电压减小,即电压表的示数变小,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,灯泡两端的电压变大,
因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,
所以,由P=UI可知,灯泡的实际功率变大,灯泡变亮,故D错误;
由R=可知,电压表示数与电流表示数之比等于巨磁电阻的阻值,则其比值减小,故B正确;
同理可知,当滑片P向右移时,电磁铁的磁性减弱,巨磁电阻GMR的阻值增大,故C错误。
故选:B。
二.填空题(共7小题)
17.(2023 瑞安市校级一模)为提高能量利用率,纯电动汽车在行驶过程中采用能量回收刹车系统为汽车充电(其简化原理如图所示)。刹车时,充电开关接通,车轮带动线圈转动,产生电流,给电池充电。同时通电的线圈受到磁场产生的阻力,从而减缓车轮转动。该过程能量回收效率可达40%以上。
(1)线圈中产生电流的现象称为 电磁感应现象 。
(2)图中导线ab产生箭头方向的电流,受到阻力方向向后,此时导线cd所受的阻力方向是 向前 。
(3)利用能量回收系统刹车时,能量转化的情况是 机械能转化为电能 。
【解答】解:(1)刹车时,车轮带动线圈转动,线圈做切割磁感线运动,线圈中产生电流,这是电磁感应现象;
(2)图中导线ab产生箭头方向的电流,受到阻力方向向后,此时导线cd产生的电流方向从c到d,则所受的阻力方向是向前;
(3)利用能量回收系统刹车时,发生的是电磁感应现象,能量转化的情况是机械能转化为电能。
故答案为:(1)电磁感应现象;(2)向前;(3)机械能转化为电能。
18.(2023 滨江区一模)如图所示是一台非铁性物质制成的天平,天平左盘中的A是一铁块,B是一电磁铁。未通电时,天平平衡,给B通电,铁块A被吸起。
(1)当B被通电后成为一块电磁铁,则电磁铁的 上端 (填“上”或“下”)端为S极。
(2)当A被B吸起,向上做匀速运动时,天平 保持平衡 (填“保持平衡”“左盘下降”或“右盘下降”)。
【答案】(1)上端;(2)保持平衡。
【解答】解:(1)从图可知,电流从螺线管的上端流入、下端流出,根据安培定则可知,螺线管下端是N极,上端是S极;
(2)天平向上做匀速运动时,整体平衡,故天平保持平衡。
故答案为:(1)上端;(2)保持平衡。
19.(2023 临海市校级模拟)一个空心小铁球漂浮在盛水的烧杯中,将烧杯置于铁棒AB的上方,绕在铁棒上的线圈连接电路如图所示。开关S闭合后,空心小铁球仍漂浮在水面上,此时A端为电磁铁的 S 极,浮力 变大 (填“变大”、“变小”或“不变”);若要使烧杯底部受到水的压强变大,滑片P应向 左 滑动(选填“左”或“右”)。
【解答】解:(1)如图,电流从螺线管的上端进入,下端流出,根据安培定则可以判断电磁铁的B端是N极,A端是S极。
(2)闭合开关,磁体具有磁性,吸引铁球,使得向下的力增大,而铁球漂浮,受力平衡,因而浮力增大;
(3)若要使烧杯底部受到水的压强变大,则必须水的深度增大,因而铁球必须下沉一些,说明磁体的磁性增强,因而必须增大电路中的电流,则必须把滑片向左移动。
故答案为:S;变大,左。
20.(2023 临海市模拟)全球首段光伏路面在山东济南投入运营,该路面可为公路照明设备供电,还能通过路面结冰检测系统,实时感知路面结冰情况,从而自动开启电力加热系统,及时除去道路冰雪,保障出行安全。
(1)道路结冰易发生交通事故,是因为汽车在结冰路面受到的 摩擦 力减小了。
(2)在未来,电动汽车可在光伏路面上移动充电,如图乙。光伏路面中的太阳能电池板产生的电流流经连续发射线圈时,产生电磁场。电动汽车在光伏路面上行驶,汽车底盘中的接收线圈中就会产生电流,并充入车载电池中。电动车接收线圈中产生电流的原理是 电磁感应 。
【解答】解:(1)道路结冰易发生交通事故,是因为汽车在结冰路面受到的摩擦力减小了。
(2)电动汽车在光伏路面上行驶,汽车底盘中的接收线圈中就会产生电流,并充入车载电池中。电动车接收线圈中产生电流的原理是电磁感应。
故答案为:(1)摩擦;(2)电磁感应。
21.(2023 椒江区一模)图甲为一个悬浮花盆。小科利用一个柱状磁体和一个电磁铁,以图乙的方式模拟了花盆悬浮情景。
(1)柱状磁体的下端为其 S 极。
(2)柱状磁体受到 2 个力的作用。
(3)为模拟浇水导致花盆增重,小科往柱状磁体上放置了一个木块,导致柱状磁体与底座之间的距离变小,若要恢复二者之间的原有距离,则应将滑动变阻器的滑片向 上 移动到合适的位置。
【解答】解:
(1)根据图示可知,电流从电磁铁的上端流入、下端流出,根据安培定则可知,电磁铁的上端为S极;根据同名磁极相互排斥可知,柱状磁体的下端为S极;
(2)柱状磁体处于静止状态,受力平衡,受到竖直向下的重力、竖直向上的排斥力的作用,共2个力;
(3)要使盆栽与底座之间距离不变,需增大磁力,电磁铁磁性强弱与电流的大小有关,其他条件相同,电流越大,磁性越强,故要增大磁力需增大电流,滑片向上移动。
故选:(1)S;(2)2;(3)上。
22.(2023 嘉善县一模)2021年4月长三角生态绿色一体化马拉松在我县开展。因参赛选手很多,所以无法在同一起跑线出发而计时困难。比赛中为解决这一困难则采用感应芯片计时,参赛者须按要求正确佩带计时芯片,当参赛者通过起点和终点设置有磁场的感应带时,由于 电磁感应 原理,芯片里线圈中就会产生 感应电流 ,而激发芯片发送编码信息,系统实时获取计时信息。
【解答】解:采用感应芯片计时,参赛者须按要求正确佩带计时芯片,当参赛者通过起点、终点设置的磁感应带时,芯片里的线圈切割磁感线运动,因此线圈中就会产生感应电流,从而激发芯片发送编码信息,系统实时获取计时信息。
故答案为:电磁感应;感应电流。
23.(2023 镇海区一模)将一节干电池正放在磁体上,再将铜质导线绕成线圈后放在电池上,如图所示。你会发现线圈竟然连续转动起来了,这是根据 通电线圈在磁场中受力转动 来实现的。下列对实验现象的判断,正确的有 ①② 。(填序号)
①换用磁性更强的磁体,线圈转得更快
②干电池用久了后,线圈转速将变慢
③用同样长度和粗细的镍铬合金线做线圈,转速更快
④线圈与正极间摩擦大小不影响转速的快慢
【解答】解:(1)铜质导线绕成线圈后放在电池上,会发现线圈竟然连续转动起来了,电路中有电源,可以有电流,线圈成为通电导体,线圈在磁场中受力而转动。
(2)线圈转动速度跟电流大小、线圈匝数、磁场强度有关:
①换用磁性更强的磁体,磁场增强,线圈转得更快,说法正确。
②干电池用久了后,干电池的内阻增大,电流减小,线圈转速将变慢,说法正确。
③同样长度和粗细的镍铬合金线比铜线的电阻大,在电源电压一定时,电流变小,则线圈会转速变慢,说法错误。
④线圈与正极间的摩擦大、则转动速度小,线圈与正极间摩擦小、则转动速度大,所以线圈与正极间摩擦大小影响转速的快慢,说法错误。
故答案为:通电线圈在磁场中受力转动;①②。
三.实验探究题(共3小题)
24.(2023 南浔区一模)在项目化学习中,小科用条形磁体、大号缝衣针、硬卡纸、橡皮、大头针制作简易指南针,指南针制作过程如下:
步骤Ⅰ:取2枚大号钢质缝衣针,分别将条形磁体沿同一方向摩擦缝衣针10余次(如图甲),使缝衣针磁化。
步骤Ⅱ:将1张硬壳卡纸折成直角,将2枚被磁化的缝衣针对称地穿在卡纸两侧,如图乙所示,用1块橡皮和1枚大头针做成支座,将插有缝衣针的卡纸水平支起。
步骤Ⅲ:用当地的地图确定简易指南针所指的方向。
步骤Ⅳ:在老师的指导下,针对制作指南针的科学性设计了评价表。
“自制指南针”评价量表(节选)
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 指针磁性强,且能自由转动 指针磁性强,不能自由转动 指针磁性弱,不能自由转动
指标二 能准确指示南北方向,能保持平衡 能指示南北方向,不能保持平衡 不能指示南北方向,不能保持平衡
(1)将条形磁铁的S极靠近图乙中缝衣针的针尖,缝衣针被排斥,则缝衣针针尖位置应标为 S 极。
(2)在不添加器材情况下,若要确定简易指南针是否能够指示南北,应如何操作 可以将自制的指南针放在水平支架上,静止时指示的方向与地图确定的方向进行比较 。
(3)根据评价量表进行测试评价,小科制作的指南针“指标一”被评为“优秀”,“指标二”被评为“合格”。为使该指南针的“指标二”达到优秀水平,请你对该指南针提出合理的改进建议: 调整指南针的重心位置 。
【解答】解:(1)将条形磁铁的S极靠近图乙中缝衣针的针尖,缝衣针被排斥,则缝衣针针尖位置应标为S极。
(2)在不添加器材情况下,若要确定简易指南针是否能够指示南北,可以将自制的指南针放在水平支架上,静止时指示的方向与地图确定的方向进行比较。
(3)根据评价量表进行测试评价,小科制作的指南针“指标一”被评为“优秀”,“指标二”被评为“合格”。为使该指南针的“指标二”达到优秀水平,可以调整指南针的重心位置。
故答案为:(1)S;(2)可以将自制的指南针放在水平支架上,静止时指示的方向与地图确定的方向进行比较;(3)调整指南针的重心位置。
25.(2023 临安区一模)增氧剂CaO2与水反应:试管中先放入CaO2,再加入水,有少量细小气泡冒出。第二天振荡试管仍有少量细小气泡缓慢冒出。
根据资料回答下列问题:
(1)为确保增氧泵正常使用,必须使用 交流电 (选填“交流电”或“直流电”)。
(2)当小磁铁被吸引下来后,橡皮碗被压缩,空气被压入水中;当小磁铁弹起后,橡皮帽恢复原来形状,空气被吸进气室。跟气室相连的有两根空气导管,分别为a和b,请根据阀门K1和K2的朝向,分析与外界联通的空气导管为 a (选填“a”或“b”)。当小磁铁被吸引时,碗内外气压的大小关系:P1 大于 P0(选填“大于”、“等于”或“小于”)
(3)CaO2与水反应产生的氧气总量并不多,试解释卖家仍使用它的原因 增氧剂要能持续供氧,且反应生成物Ca(OH)2微溶于水,对鱼的生命活动影响小 。
【解答】解:(1)由右手螺旋定则可知电磁铁上方是S极,根据异名磁极相互吸引,小磁铁被吸引时下端为N极。增氧泵正常使用时,小磁铁需要时上时下,磁极方向需要改变,所以必须使用交流电。
(2)由图可知,当小磁铁被吸引下来后,橡皮碗被压缩,阀门K2被压开以便将空气压入水中;当小磁铁弹起后,橡皮帽恢复原来形状,碗内气压变小,外界气压压开阀门K1以便空气被吸进气室。所以与外界联通的空气导管为a,当小磁铁被吸引时,橡皮碗被压缩,碗内外气压大小关系:p1大于p0;
(3)CaO2与水反应产生的氧气总量并不多,但卖家仍使用它的原因是:增氧剂要能持续供氧,且反应生成物Ca(OH)2微溶于水,对鱼的生命活动影响小。
故答案为:(1)交流电;(2)a;大于;(3)增氧剂要能持续供氧,且反应生成物Ca(OH)2微溶于水,对鱼的生命活动影响小。
26.(2023 永嘉县模拟)在物理学中,磁感应强度(用字母B表示,国际单位是特斯拉,符号是T)表示磁场的强弱,磁感应强度B越大,磁场越强;磁感线形象、直观描述磁场,磁感线越密,磁场越强。
(1)图A为某磁极附近磁感线的方向和分布的示意图。若在1处放一枚小磁针,当小磁针静止时,其指向应是图B中的 乙 (选填“甲”“乙”“丙”“丁”)。
(2)如果电阻的大小随磁场的强弱变化而变化,则这种电阻叫磁敏电阻。某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图像如图C所示。根据图线可知,磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而 增大 。图线没有过坐标原点,是因为 放入磁场前磁敏电阻的阻值不为零 。
(3)利用该磁敏电阻的R﹣B特性曲线可以测量图中磁场中各处的磁感应强度。
①将该磁敏电阻R放置在磁场中的位置1处。小阳设计了一个可以测量该磁敏电阻R的电路,所提供的实验器材如图D所示,其中磁敏电阻所处的磁场未画出。请你将该实验电路连接完整。
1 2 3
U/V 1.50 3.00 4.50
I/mA 3.00 6.00 9.00
②正确接线后,测得的数据如表所示。该磁敏电阻的测量值为 500 Ω。
③根据该磁敏电阻的R—B特性曲线可知,1处的磁感应强度为 1 T。
(4)就现有的实验器材和电路,请提出一个有意义的可供探究的物理问题: 磁敏电阻的阻值与磁场方向有关吗? 。
【解答】解:(1)1处的磁场方向水平向右,小磁针N极应指向磁感线的方向,即N极向左,乙符合条件。
(2)由图可以看出,磁场增强时,磁敏电阻的阻值增大;没有磁场时,磁敏电阻的阻值也不为零故图象不过原点。
(3)①让滑动变阻器控制电流,滑动变阻器串联在电路中,采用一上一下的接法,电流表选用小量程,如图:
②由I=可知,电阻:R===500Ω;
③由图象中可看出电阻是500Ω时,磁感线强度为1T;
(4)可以考虑磁场的一些性质:如磁敏电阻的阻值与磁场方向有关吗?(或磁场分布是否具有空间对称性?或磁极受撞击后磁场强弱是否改变?)
四.解答题(共4小题)
27.(2023 北仑区一模)如图是我市一款按租用时间收费的共享电动汽车。暑假期间,小北一家租用电动汽车去旅游,从租车点到目的地手机导航显示行驶72km,共花去租车费45元。下列是该车与某型号燃油车部分项目比较表。
项目 电动汽车 某型号燃油汽车
空载质量(t) 0.8 1.5
每百公里油耗 0 10升
工作时尾气排放情况 0 燃烧一升汽油排放2.4千克二氧化碳
租车或燃油价格 0.5元/分钟 6.2元/升
续航里程(km) 200 500~600
(1)租车时,租赁者只要将租车卡靠近电动汽车上的感应器,感应器即能读取卡片中的信息,将车解锁。刷卡所用的原理是 电磁感应 。
(2)该电动汽车行驶的平均速度是 48 km/h。
(3)若小北家驾驶燃油汽车去目的地,燃油汽车行驶72km,所需油费 44.64 元,汽车排放二氧化碳 17.28 kg。所以小柯认为租电动车虽然没有给家庭带来经济上的节约,但绿色环保。
(4)若电动汽车载着小北全家(人和行李共200kg),在水平公路上匀速直线行驶时,受到的阻力为车重的0.2倍,此时汽车受到的牵引力为多少牛?
【解答】解:(1)将租车卡(带有磁条)靠近电动汽车上的感应器,检测头的线圈中就会产生变化的电流,感应器即能读取卡中的信息,其原理就是电磁感应现象;
(2)已知电动车的租车费用是0.5元/分钟,出租车运动的时间为:
t==90min=1.5h,
该电动汽车行驶的平均速度是:
=48km/h,
(3)燃油车的费用:=44.64元,
汽车排放二氧化碳的质量:=17.28kg,
(4)电动汽车受到的阻力:
f=0.2G=0.2mg=0.2×200kg×9.8N/kg=392N,
因为电动车在水平公路上匀速直线行驶,所以在水平方向上的牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等,即F=f=392N。
28.(2023 文成县模拟)文成县黄坦镇仙果园艺场在柑橘园放养土鸡,某项目化研究小组为其设计一款土鸡孵化器,加快土鸡孵化,其结构如图甲所示。ABC为轻质杠杆,始终处于水平位置,B为支点,AB:BC=1:4,控制电路电源电压U=12V恒定不变,电磁铁线圈电阻不计,滑动变阻器的规格为“50Ω 1A”,压敏电阻RF的阻值与压力关系如图乙所示。气室内气体对活塞压力与温度变化关系如图丙所示,鸡蛋孵化时间与温度关系如图表一所示。
表
鸡蛋孵化阶段 孵化温度
第一阶段:第1﹣6天 38.5℃
第二阶段:第7﹣14天 38℃
第三阶段:第15天 37.9℃
第四阶段:第16﹣21天 37.3﹣37.5℃
工作原理:当开关S1、S2均闭合,电热丝开始加热,控制电路中电流I≥0.25安时,衔铁被吸下,当温度低于设定温度时,衔铁上弹,电热丝重新加热。
(1)开关S1闭合后电磁铁上端的极性为 S 极。
(2)为达到第一阶段孵化所需温度,通过计算滑动变阻器阻值应调节为多大?
(3)完成第一阶段孵化后,要使孵化器内的温度降低,除调节滑动变阻器外,还可以如何调节,并说明理由。
【答案】(1)S;(2)滑动变阻器阻值应调节为23Ω;(3)可以适当提高控制电路的电源电压,保持电路中电流大小不变;还可以将支点B向左移到适当位置,增大压敏电阻RF受到的压力,减小压敏电阻RF的阻值,保持电路中电流大小不变;还可以适当增加电磁铁的线圈匝数,使电磁铁磁性增强。
【解答】解:(1)此时电流从下面的导线流入,从上面的导线流出,根据安培定则可知,电磁铁上端是S极,下端为N极;
(2)第一阶段孵化所需温度38.5℃,由图丙可知,气体对活塞的压力为FC=4N;
已知ABC为轻质杠杆,始终处于水平位置,B为支点,AB:BC=1:4,根据杠杆平衡条件可得,
压敏电阻RF受到的压力为:FA=4FC=4×4N=16N,
由图乙可知,此时压敏电阻RF的阻值为RF=25Ω;
当控制电路中电流I=0.25A时,衔铁被吸下,此时电路中的总电阻为:R总===48Ω,
根据电阻的串联规律可得,R滑=R总﹣RF=48Ω﹣25Ω=23Ω;
(3)电磁继电器吸引衔铁断开时,所需的电流大小为定值;根据图丙可知,当降低孵化温度时,气室内气体对活塞的压力减小,根据杠杆平衡条件可知,压敏电阻RF受到的压力减小,根据图乙可知,压敏电阻RF的阻值增大,根据欧姆定律可知,电路中电流变小;要保持电流大小不变,可以减小动变阻器接入电路的阻值,也可以适当提高控制电路的电源电压,保持电路中电流大小不变;还可以将支点B向左移到适当位置,增大压敏电阻RF受到的压力,减小压敏电阻RF的阻值,保持电路中电流大小不变;还可以适当增加电磁铁的线圈匝数,使电磁铁磁性增强。
29.(2023 文成县一模)1820年,奥斯特用铂丝连接伏打堆(相当于电源)的两端,铂丝水平地沿南北方向放置,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)丙组中小磁针将 A 。
A.顺时针偏转,偏转角度变大
B.顺时针偏转,偏转角度变小
C.逆时针偏转,偏转角度变大
D.逆时针偏转,偏转角度变大
(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 仍偏转 的现象,从而否定猜想1。
(3)许多科学家在探究电流能否产生磁场的过程中,将导线放置在小磁针上方,位置关系如丁图所示,发现小磁针始终不发生偏转,请简要说明理由 小磁针N、S极的受力方向相同且磁场方向与地磁场方向相同 。
【解答】解:
(1)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;
(2)要否定猜想1,要通过在玻璃罩和上方的导线之间加入金箔、玻璃等介质,排除空气对流,通过导体中有电流时磁针仍偏转,得出对流可导致磁针的偏转是错误的;
(3)许多科学家在探究电流能否产生磁场的过程中,将导线放置在小磁针上方,小磁针N、S极的受力方向相同且磁场方向与地磁场方向相同,所以小磁针始终不发生偏转。
故答案为:(1)A;(2)仍偏转;(3)小磁针N、S极的受力方向相同且磁场方向与地磁场方向相同。
30.(2023 北仑区模拟)某实验要求盐水的密度控制在一定范围内图1为小宇设计的盐水密度控制模拟装置,A物体浸没在盐水中,R为定值电阻,Rf为力敏电阻,其阻值随下方轻质细线拉力的变化关系如图2所示。已知:U=12V,VA=100cm3,ρA=1.6g/cm3;当电磁铁线圈中的电流I≥0.048A时,铁质开关K被吸上,当I≤0.04A,K被释放:从而通过控制水泵向容器中注水使盐水密度保持在一定范围内;电磁铁线圈电阻不计,设水加入容器后与盐水立刻混合均匀,(g=10N/kg)
(1)容器中的水蒸发后盐水密度 变大 ,轻质细线上的拉力 变小 。
(2)请在图1中接入一电压表,要求当盐水密度变大时电压表的示数增大;
(3)若此装置所能控制的最大盐水密度为1.3g/cm3,则该装置所能控制的最小盐水密度是多少?
(4)若将R更换为阻值更大的电阻,该装置控制的最大盐水密度将 变大 此时该装置控制的最大盐水密度与最小盐水密度的差值将 变小 注:第(1)(4)问均(选填“变大”、“变小”或“不变”)
【解答】解:
(1)容器中的水蒸发后,由于水的质量减小,则盐水密度变大,由于物体A浸没在盐水中,根据F浮=ρ液gV排可知物体A所受浮力变大,由于轻质细线上的拉力F=G﹣F浮,则拉力F变小;
(2)图1控制电路中,R、电磁铁、RF串联;根据图2可知,当盐水密度变大时拉力F变小;力敏电阻的阻值会变小,由串联分压原理可知,RF两端的电压相应的会变小,R两端的电压相应的会变大,所以电压表应并联在定值电阻R的两端,如下图所示:
(3)物体A的重力GA=mAg=ρAVAg=1.6×103kg/m3×100×10﹣6m3×10N/kg=1.6N,
若此装置所能控制的最大盐水密度为1.3g/cm3,物体A所受的最大浮力:
F浮最大=ρ最大VAg=1.3×103kg/m3×100×10﹣6m3×10N/kg=1.3N,
此时轻质细线上的拉力F最小=G﹣F浮=1.6N﹣1.3N=0.3N,
根据图象可知,F最小=0.3N时,RF1=200Ω;
此时铁质开关K应吸上,排水电路开始排水,则电磁铁线圈中的电流I≥0.048A,
由I=可得,电路中的总电阻:
R总===250Ω;
根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可得:
定值电阻R=R总﹣RF1=250Ω﹣200Ω=50Ω;
根据题意可知,当电流达到I′=0.04A时,铁质开关K被释放,停止放水;
由I=可得,电路中的总电阻:
R总′===300Ω;
此时RF的阻值:RF′=R总′﹣R=300Ω﹣50Ω=250Ω,
由图2可知,此时的拉力为:F最大=0.5N,
物体A所受的最小浮力:
F浮最小=G﹣F最大=1.6N﹣0.5N=1.1N,
根据F浮=ρ液V排g可得盐水的最小密度:
ρ最小===1.1×103kg/m3;
(4)当R的阻值调大时,由于控制电路中释放或吸上铁质开关的电流值不变,则控制电路对应的总电阻不变,由RF=R总﹣R可知,RF1和RF2的阻值都会变小,由图象可知物体A受到的拉力减小;根据F浮=G﹣F可知物体A受到的浮力变大,根据ρ液=可知液体的密度变大;
最大盐水密度与最小盐水密度时,RF的对应的阻值差(RF1﹣RF2)却保持不变,由图象可知受到的拉力最大与最小的差值变小,根据F浮=G﹣F可知物体A受到的浮力最大与最小的差值变小,根据ρ液=可知液体的密度最大与最小的差值变小。
故答案为:(1)变大;变小;(2)如上图;(3)该装置所能控制的最小盐水密度是1.1×103kg/m3;(4)变大;变小。
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