第20章 电与磁 单元复习题
一、单选题
1.(2022-2023上·山东济南·九年级统考期末)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.
2.(2021上·山东淄博·九年级统考期末)如图所示,是条形磁体的磁场分布图,a、b是磁场中的两个点,关于该磁场,下列说法错误的是( )
A.由于a点没有磁感线经过,所以a处的磁场比b处弱
B.该条形磁体的右端为N极,左端为S极
C.将一小磁针置于b点,其静止时N极指向左侧
D.磁感线是为了研究方便而引入的假想曲线
3.(2022-2023上·山东潍坊·九年级校考期末)下列有关物理学家及贡献的说法中不正确的是( )
A.丹麦物理学家奥斯特证明了电流的周围存在磁场
B.英国物理学家焦耳最先精确地确定了电流产生热量跟电流、电阻、通电时间的关系
C.我国宋代学者沈括是世界上最早记述地理两极与地磁两极不重合现象的人
D.法国物理学家安培实验得出导体中的电流跟它两端的电压成正比,跟电阻成反比
4.(2022-2023上·山东临沂·九年级校考期末)关于磁场和磁感线,下列说法错误的是( )
A.地磁场的N极在地理南极附近
B.磁感线是磁体周围真实存在的曲线
C.磁体间的相互作用是通过磁场发生的
D.奥斯特实验证明通电导线周围存在磁场
5.(2022-2023上·山东泰安·九年级校考期末)小丽通过实验找到了“通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间的关系”,她对图所示的螺线管中电流方向和通电螺线管的极性作出下列判断,其中正确的是( )
①通电螺线管右端是N极
②通电螺线管外部的磁场与蹄形磁铁的磁场相似
③通电螺线管左端是N极
④若改变螺线管中的电流方向,通电螺线管的极性对调
A.①②③ B.①②④
C.③④ D.①②③④
6.(2022·山东滨州·统考中考真题)阅读短文判断问题:为了解释地球存在着磁场——地磁场,19世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心轴线的环形电流引起的。①由于地球表面带有某种电荷,随地球一起自西向东转动时,形成环形电流。环形电流可以形象地类似于通电螺线管中的电流。②环形电流的磁场,也可以想象成类似于条形磁铁的磁场。③若将地磁场的N极和S极相当于通电螺线管的两个磁极,则可以借助安培定则由两极的磁性,判断环形电流的方向。根据以上描述下列判断正确的是( )
A.环形电流的方向是自西向东
B.形成环形电流的电荷是正电荷
C.形成环形电流的电荷,与用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷相互吸引
D.用实验室常用验电器能够检验出形成环形电流的电荷电性
7.(2022-2023上·山东菏泽·九年级统考期末)“交通电子警察自动抓拍系统”原理如图所示,当车辆违规闯红灯时,就会自动接通摄像系统电路,“电子警察”就会自动抓拍违规车辆。下列说法正确的是( )
A.“交通电子警察自动抓拍系统”中的光控开关和压力开关是并联在电路中的
B.只要光控开关接收到红光,摄像系统就会自动拍摄
C.只有光控开关和压力开关都闭合时,摄像系统才会自动拍摄
D.车辆只要经过埋有压力开关的路口,摄像系统就会自动拍摄
8.(2022-2023上·山东德州·九年级统考期末)如图所示,下列对有关实验的解释正确的是( )
A.甲图中的实验可得出磁铁异名磁极相斥
B.乙图中的奥斯特实验说明了电流周围存在磁场
C.丙图中的实验说明磁可以生电
D.丁图中的测电笔接触零线氖管一定发光
9.(2022-2023上·山东济南·九年级统考期末)某兴趣小组在做“用手摇发电机发电让小灯泡发光”的探究实验时,发现:摇得越快,灯泡越亮。反之,灯泡就越暗。根据这一现象大家提出的下列科学问题中,你认为最有探究价值且易于探究的是( )
A.为什么这里的小灯泡有的时候亮有的时候暗
B.发电机产生感应电流大小跟转速有什么关系
C.发电机产生感应电流大小跟哪些因素有关
D.发电机产生感应电流大小跟转速是否有关
10.(2022-2023上·山东泰安·九年级统考期末)如图四个装置可以用来研究有关物理现象或说明有关原理,下列表述正确的是( )
①研究电流的磁效应②研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系
③说明电动机原理④说明发电机原理
A.只有①②正确 B.只有②③正确
C.只有①④正确 D.只有③④正确
二、多选题
11.(2022-2023上·山东济南·九年级统考期末)在物理学发展的漫长历程中,有众多的科学巨人披荆斩棘,为推动社会发展做出了卓越的贡献。下列关于科学家及其发现的陈述,符合物理学发展实际的是( )
A.奥斯特通过实验发现了电流的磁效应,揭示了电和磁现象之间的联系
B.欧姆深入研究了电流与电压、电阻之间的关系,最后归纳出欧姆定律
C.焦耳经过研究得出了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系
D.法拉第经过研究通电螺线管周围的磁场分布特点,总结出了右手定则
12.(2022-2023上·山东潍坊·九年级校考期末)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的滑片缓慢向左滑动,在此过程中下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计示数变大
B.电磁铁上端为N极
C.电压表示数变小,电流表示数变大
D.电压表示数变大,电流表示数变小
13.(2022-2023上·山东潍坊·九年级校考期末)科技小组的同学们设计了如图甲所示的恒温箱温控电路(用于获得高于室温、一定范围内的“恒温”),包括工作电路和控制电路两部分。其中,R'为阻值可以调节的可变电阻,R为热敏电阻(置于恒温箱内),其阻值随温度变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.图甲中所示状态为加热状态
B.当温度升高到一定温度时,加热器从保温转到加热状态
C.当温度升高时,电磁铁中的电流增大,磁性增强
D.当向左移动滑动变阻器滑片时,工作电路的温度降低
14.(2022-2023上·山东济南·九年级统考期末)如图是一种水位自动报警器的原理图,它运用了许多物理知识。以下说法中正确的是( )
A.不纯净的水是导体
B.水位到达金属块B时,绿灯亮
C.报警器中的电磁铁运用了电动机原理
D.电磁继电器实质是一种电路开关
15.(2022上·山东青岛·九年级统考期末)下列说法中正确的是( )
A.磁体周围的磁场是真实存在的
B.指南针静止时N极指向南方
C.磁场中某点的磁感线方向与磁针在该点静止时北极指向相同
D.通电线圈在磁场中受力可以转动
三、填空题
16.(2022上·山东济宁·九年级统考期末)没有互相接触的两个磁体间也会相互吸引或排斥,这是因为磁体的周围存在着 。
17.(2022-2023上·山东青岛·九年级统考期末)如图所示是汽车尾气中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,则:
(1)闭合开关S后,通电螺线管上端是 极;
(2)为满足工作要求电铃应接在 之间;
(3)当CO浓度升高,电磁铁磁性会 ;
(4)若要使CO浓度低于原来的设定值,检测电路就报警。检测电路可以怎样改进?请写出两种方法:方法一: 方法二: 。
18.(2022-2023·山东临沂·九年级临沂实验中学校考期末)请指出通电螺线管右端D为 ;小磁针的B处为 (两空均选填“N 极”或“S 极”),并标出磁感线E的方向 (选填“向左”或“向右”)。
19.(2022-2023上·山东烟台·九年级统考期末)如图小梦用五号干电池、强磁体和裸铜线制作了一个简易的电动机模型,当他轻轻地拨动铜线圈后,线圈便顺时针转动起来;当只把电池的正负极对调一下后,拨动线圈便发现其逆时针转动起来,这说明通电导体在磁场里受到力的方向与 有关。在此过程中 能转化为 能。
20.(2022-2023·山东临沂·九年级临沂实验中学校考期末)如图所示,闭合开关,静止在轨道上的金属杆向左运动,说明了通电导体在磁场中受到 的作用。
21.(2022-2023上·山东德州·九年级统考期末)探究电磁感应现象应选用如图中 (填“甲”或“乙”)所示的装置进行实验。利用电磁感应现象可以制成 ,实现机械能转化为电能.
四、作图题
22.(2022-2023上·山东淄博·九年级校考期末)开关闭合后,小磁钟N极指向如下图所示,请在螺线管上画出导线的绕向。
23.(2022上·山东淄博·九年级统考期末)请依据小磁针的指向,标出螺线管中a处的电流方向,画出过b点的磁感线并标出磁感线方向。
24.(2022-2023上·山东烟台·九年级统考期末)如图所示,请根据小磁针静止时N极的指向标出A点的磁感线方向,并在括号内标出电源的“+”极。
25.(2022-2023上·山东泰安·九年级校考期末)据图甲、图乙中小磁针静止时的指向,标出通电螺线管的N极、S极和电流方向。
五、实验题
26.(2022-2023上·山东济南·九年级统考期末)在做“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验中:
(1)小明在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撒满细铁屑,闭合开关后 (填写操作方法)玻璃板,观察到细铁屑的排列如图甲所示,同时观察到小磁针发生偏转,则说明通电螺线管周围存在 。此时,如果移走小磁针,该结论 (填“仍成立”或“不成立”);
(2)把小磁针放到螺线管四周不同位置,螺线管通电后记录小磁针 极的方向,这个方向就是该点的磁场方向;由此可以判断,通电螺线管外部的磁场分布与 磁体的磁场分布相似;
(3)在螺线管中插入软铁棒,制成电磁铁,下列设备中没有用到电磁铁的是 ;
A.电磁继电器 B.电磁起重机 C.电炉
(4)如果要探究通电螺线管的极性与电流方向的关系,接下来的操作是 ,并观察小磁针的指向。
27.(2022-2023上·山东济南·九年级统考期末)在做“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验中:
(1)闭合开关后,观察到螺线管周围的小磁针发生偏转,说明 ;
(2)在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撒满细铁屑,闭合开关后 (填写操作方法),细铁屑的排列如图甲所示;
(3)把小磁针放到螺线管四周不同位置,螺线管通电后记录小磁针 极的方向,这个方向就是该点的磁场方向;
(4)在螺线管外部A、B两处放置小磁针,如图丙所示,闭合开关,发现A处小磁针发生偏转,而B处正常的小磁针不偏转,试说明B处小磁针不偏转的可能原因: ;
(5)如果想探究通电螺线管的极性与电流方向的关系,接下来的操作是 ;并观察小磁针的指向。
28.(2022-2023上·山东滨州·九年级校考期末)实验小组的同学进行电磁学实验。
(1)在如图甲所示的实验中,当闭合开关后,可以观察到磁场中金属棒ab在导轨上运动; 是利用这一原理工作的;(选填“发电机”或“电动机”)
(2)若只将磁体的两极对调,接通电源,观察到金属棒ab向相反的方向运动,说明力的方向与 有关;
(3)在如图乙所示的实验中,闭合开关,保持蹄形磁体不动,若使导体AB沿 (选填“水平”或“竖直”)运动,则电流表指针将发生偏转。与此现象原理相同的是 (选填“话筒”或“扬声器”);
(4)根据图丙的情境可知,电流一定时, ,电磁铁磁性越强。
29.(2022-2023上·山东济南·九年级统考期末)小华学了有关电磁方面的知识后,设计了如图所示的甲、乙两个装置。
(1)为了探究电磁感应现象,小华应选用 装置进行实验;
(2)小华选用甲装置探究有关知识时,进行了如下的操作:
①蹄形磁体不动,导线ab静止在磁场中;
②蹄形磁体不动,导线ab在磁场中左右运动;
③蹄形磁体不动,导线ab在磁场中沿竖直方向上下缓慢运动;
④导线ab不动,蹄形磁体沿水平方向左右运动。
其中能使电流表指针发生偏转的 ;(填序号)
(3)上述实验中的能量转化是: 。(选填“电能→机械能”或“机械能→电能”)
30.(2022-2023上·山东淄博·九年级校考期末)学习了磁现象的知识后,小明同学怀着极大的兴趣对下列实验进行了探究:
(1)通电导线周围存在磁场,且磁场的方向与 有关;断开电源后,小磁针恢复到图甲状态,这是因为小磁针受到了 的作用;如图丁所示,高速电子束飞过小磁针上方时,小磁针将发生如图 所示方向的偏转;
(2)利用图戊所示的装置,让闭合电路中的一部分导体AB在磁场中运动,观察电流表指针的偏转情况,记录在下表中:
实验次数 导体棒运动方向 电流表指针偏转情况
1 竖直向上 不偏转
2 竖直向下 不偏转
3 水平向左 向右偏转
4 水平向右 向左偏转
由第 1、2 两次实验可知,导体AB平行于磁感线运动,闭合回路中 (选填“会”或“不会”)产生感应电流;由第 3、4两次实验可知,AB中感应电流的方向与 的方向有关;如果固定导体AB,水平向右移动磁铁,电流表的指针向 偏转;
(3)将电流表换成完好的小灯泡做第3、4两次实验时,小灯泡不亮,原因是 ;若想探究感应电流的方向与磁场方向的关系,应该怎么做?
31.(2022-2023上·山东济宁·九年级统考期末)如图所示是“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。
(1)实验中,AB棒的材料可能是 (填“塑料”或“铝”);
(2)闭合开关,实验探究过程记录如表所示:
次数 AB棒在磁场中的运动情况 是否有感应电流
1 静止 无
2 沿磁场方向运动(不切割磁感线运动) 无
3 切割磁感线运动 有
根据实验现象,初步得出电路中产生感应电流的条件是:闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动,在该运动过程中,主要将机械能转化为 能;
(3)保持AB棒运动方向不变,仅将磁体N、S极对调,重复上述实验,是为了探究感应电流方向与 的关系;
(4)若将此装置中灵敏电流计换成 ,可进一步探究电动机的工作原理。
六、简答题
32.(2022-2023上·山东烟台·九年级统考期末)司南是我国古代的四大发明之一,是春秋战国时期发明的一种指南针(如图甲所示),它由青铜盘和磁勺组成,磁勺放置在光滑青铜盘的中心,可以自由转动。古文中有记载:“司南之杓,投之于地,其柢指南”。意思就是:司南的作用,当把它放在地上,它的勺柄静止时指向南方。磁勺能够指示方向,是利用了地磁场对磁勺的作用。司南的发明不但证明了中国人的聪明才智,而且还为世界指明了前进的方向,为人类的发展和进步起到了重要作用。请根据上述材料,回答下列问题:
(1)若假想地磁场是由地球内部一块大磁铁产生的,图乙和图丙所示的两个示意图中,能合理描述这块大磁铁的是哪个?
(2)如果将青铜盘换成铸铁盘,磁勺为什么不能正确指示方向呢?
(3)某物理研究所尝试利用一块天然磁石制作一个“司南”,图丁所示为天然磁石的磁感线分布情况,则应将磁石的A、B、C、D哪处打磨成勺柄?
参考答案:
1.B
【详解】在磁体外部,磁感线的方向从N极到S极,小磁针静止时,N极所指方向就是磁感线方向。根据图示知道,B正确,ACD错误。
故选B。
2.A
【详解】A.磁体周围,越靠近两极的位置其磁感线越密集,磁场越强,所以a处的磁场比b处强,故A错误,符合题意;
B.由于在磁体的外部,磁感线都是从N极出发,回到S极,所以该条形磁体的右端为N极,左端为S极,故B正确,不符合题意;
C.小磁针静止时N极所指的方向为磁场的方向,所以将一小磁针置于b点,其静止时N极指向左侧,故C正确,不符合题意;
D.磁感线是为了研究方便而引入的假想曲线,不是真实存在的,故D正确,不符合题意。
故选A。
3.D
【详解】A、丹麦物理学家奥斯特在一次演示实验中,发现通电导线旁的小磁针发生了偏转,后研究证明了电流的周围存在磁场,故A正确,A不符合题意;
B、英国物理学家焦耳最先通过实验精确地确定了电流产生热量跟电流、电阻、通电时间的关系,总结出了焦耳定律,故B正确,B不符合题意;
C、我国宋代学者沈括是世界上最早记述地理两极与地磁两极不重合现象的人,介绍了磁偏角,故C正确,C不符合题意;
D、德国物理学家欧姆实验得出导体中的电流跟它两端的电压成正比,跟它的电阻成反比,故D错误,D符合题意。
故选D。
4.B
【详解】A.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A正确,不符合题意;
B.磁感线并不是真实存在的,而是人们为了形象描述磁场而假想的曲线,故B错误,符合题意;
C.磁体的周围存在着磁场,磁体间的相互作用是通过磁场发生的,故C正确,不符合题意;
D.奥斯特实验说明:通电导线周围存在磁场;且磁场方向和电流方向有关。故D正确,不符合题意。
故选B。
5.C
【详解】电流从螺线管的左端流入右端流出,结合线圈的绕向,利用安培定则可以确定螺线管的左端为N极,右端为S极,如下图,故①错误、③正确;
螺线管通电后,通电螺线管周围产生磁场,通电螺线管外部的磁场与条形磁铁周围的磁场一样,而不是和蹄形磁体的磁场相似,故②错误;
由安培定则可知,螺线管的极性与电流方向和绕线方向有关;因此若改变螺线管中的电流方向,通电螺线管的极性对调,故④正确。
由以上分析可知,C正确,ABD错误。
故选C。
6.C
【详解】AB.地磁的北极在地理南极的附近,在用安培定则判定环形电流的方向时,右手的拇指必需指向南方;则四指弯曲的方向应该自东向西,即电流流动的方向应该自东向西;由于地球表面带有某种电荷,随地球一起自西向东转动时,形成环形电流,电流方向与电荷的定向移动方向相反,所以该电荷是负电荷,故AB错误;
C.形成环形电流的电荷是负电荷,丝绸摩擦过的玻璃棒是正电荷,异种电荷相互吸引,形成环形电流的电荷与用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷相互吸引,故C正确;
D.验电器能用来检验物体是否带电,但不能检验出形成环形电流的电荷电性,故D错误。
故选C。
7.C
【详解】ABC.“交通电子警察自动抓拍系统”中的光控开关和压力开关是串联在电路中的,分析电路图可知,只有光控开关和压力开关都闭合时,工作电路形成闭合回路,电磁铁通电产生磁性吸引衔铁向下,触点接触,摄像系统电路形成闭合回路,摄像系统才会自动拍摄,故AB错误,C正确;
D.由题意知,车辆闯红灯且要经过埋有压力开关的路口,光控开关和压力开关都闭合,摄像系统才会自动拍摄,故D错误。
故选C。
8.B
【详解】A.甲图中的实验可得出磁铁异名磁极相互吸引,故A错误;
B.乙图中的奥斯特实验,给导线通电,小磁针的方向发生了偏转,说明了电流周围存在磁场,故B正确;
C.丙图中给导体通电,导体在磁场中会发生运动,说明通电导体在磁场中受到力的作用,故C错误;
D.丁图中的测电笔接触火线氖管发光,测电笔接触零线氖管不发光,故D错误。
故选B。
9.B
【详解】在这实验中,灯泡的亮度是不同的,通过灯泡的电流越大,则灯泡越亮,则表明实验中的电流是不同的;电流不同的原因是由于转速的不同,故值得探究的问题是发电机产生的电流大小跟转速有什么关系?故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
10.A
【详解】①是奥斯特实验,即演示电流的磁效应的实验装置,故①正确;
②两电磁铁串联,通过电磁铁的电流相同,是演示电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系,电磁铁磁性强弱用吸引大头针的数量来显示出来,故②正确;
③是研究电磁感应现象的实验装置,是发电机原理,故③错误;
④是演示磁场对电流作用的实验装置,是电动机的原理,故④错误;
故选A。
11.ABC
【详解】A.奥斯特在一次实验中,偶然发现通电导线能够让小磁针偏转,发现了电流的磁效应,揭示了电和磁现象之间的联系,故A符合题意;
B.欧姆通过系统的学习电学理论,深入研究了电流与电压、电阻之间的关系,最后归纳出欧姆定律,故B符合题意;
C.焦耳经过研究得出了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系,提出焦耳定律,故C符合题意;
D.安培经过研究通电螺线管周围的磁场分布特点,总结出了右手定则,故D不符合题意。
故选ABC。
12.ABD
【详解】CD.由电路图可知,R0与R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流,将变阻器R的滑片缓慢向左移动时,变阻器接入电路中的电阻变大,电路中的总电阻变大,由欧姆定律可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小,由U=IR可知,R0两端的电压变小,因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,在电源电压一定时,R两端的电压变大,即电压表的示数变大,故D正确,C错误;
AB.由图可知,电流由螺线管的下方流入,则由右手螺旋定则可知螺线管上端为N极,下端为S极,因螺线管的上端与磁铁的下端为同名磁极,相互排斥,且电路中的电流减小,所以,在电源电压一定时,通电螺线管的磁性减弱,螺线管与磁铁之间的斥力减小,弹簧测力计示数变大,故AB正确。
故选ABD。
13.ACD
【详解】A.由图甲可知,此时电热丝接入电路中,所示状态为加热状态,故A正确;
BC.由图乙可知,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小;当温度升高到一定温度时,热敏电阻的阻值减小,根据欧姆定律可知,通过电磁铁的电流变大,电磁铁的磁性增强,会吸引衔铁,使得工作电路断开,电热丝不工作,所以加热器从加热转到保温状态,故B错误,C正确;
D.当向左移动滑动变阻器滑片时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,总电阻变小,根据欧姆定律可知,通过电磁铁的电流变大,电磁铁的磁性增强,会吸引衔铁,使工作电路断开,电热丝不工作,工作电路的温度降低,故D正确。
故选ACD。
14.AD
【详解】A.纯净的水是绝缘体,不纯净的水一般是导体,故A正确;
B.读图可知,当水位到达A时电路接通,电磁继电器有磁性,衔铁就会在电磁力吸引的作用下,与红灯接通,红灯亮,故B错误;
C.报警器中的电磁铁,主要运用的是电流的磁效应,故C错误;
D.电磁继电器实质是一种电路开关,由控制电路来间接控制工作电路,故D正确。
故选AD。
15.ACD
【详解】A.磁体周围存在着磁场,磁场看不见但真实存在,故A正确;
B.指南针静止时,指向南的一端是磁体的南(S)极;指向北的一端是磁体的北(N)极,故B错误;
C.磁场中某点的磁场方向以及该点磁感线方向都与该点小磁针静止时北极的指向相同,故C正确;
D.通电线圈在磁场中受力可以转动,电动机就是利用这个原理制成的,故D正确。
故选ACD。
16.磁场
【详解】磁体周围存在着磁场,两个磁体间也会相互吸引或排斥。磁体间的相互作用都是通过看不见而又客观存在的磁场而发生的,没有互相接触的两个磁体间也会相互吸引或排斥。
17. N BD 增强 增加线圈匝数 滑动变阻器滑片向上移动
【详解】(1)[1]由图可知,电流从螺线管的下端流入,根据安培定则,闭合开关S后,通电螺线管上端是N极。
(2)[2]图中R1和R2串联,气敏电阻阻值随CO浓度的增大而减小,由电阻的串联可知电路中的电阻变小,由可知电路中的电流变大,电磁铁的磁性增强,吸下衔铁,动触点向下移动,接通电铃电路,电铃发声报警,所以电铃应该接在BD之间。
(3)[3]当CO浓度升高,气敏电阻阻值变小,由电阻的串联可知电路中的总电阻变小,由可知电路中的电流变大,电磁铁的磁性增强。
(4)[4][5]若要使CO浓度低于原来的设定值,检测电路就报警,很显然应该增强电磁铁的磁性,所以采取的方法一:增加线圈匝数;方法二:滑动变阻器滑片向上移动,增大电流。
18. N极 N极 向左
【详解】[1][2]由图可知,电流从螺线管的左端流入,右端流出,所以根据右手螺旋定则可知,D端为N极,C端为S极,再根据异名磁极相互吸引可知,小磁针静止时,B处为N极。
[3]通电螺线管外部磁感线的方向是从N极出发,回到S极,所以磁感线E处的方向向左。
19. 电流方向 电 机械
【详解】[1]当他轻轻地拨动铜线圈后,线圈便顺时针转动起来;当只把电池的正负极对调一下后,拨动线圈便发现其逆时针转动起来,即转动方向相反,这说明通电导体在磁场里受到力的方向与电流方向有关。
[2][3]电动机工作时消耗电能,把电能转化为机械能。
20.力
【详解】闭合开关,金属杆有电流通过,原来静止的金属杆向左运动,这表明磁场对通电金属杆产生了向左的作用力,即说明了通电导体在磁场中受到了力的作用。
21. 甲 发动机
【详解】[1][2]甲图中,左右移动金属棒切割磁感线运动,此时电路中就会产生电流,故是电磁感应实验装置,发电机就是利用电磁感应现象制成的,并将机械能转化为了电能。乙图中让通电导体放在磁场中,它会受到力的作用,这是用来研究磁场对电流的作用(或通电导体在磁场中受力)的实验,电动机是根据此原理制成的。
22.
【详解】根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,可以判断螺线管的左端为N极,右端为S极,用右手握住螺线管,大拇指指向N极,四指就是电流方向,可以判断电流从螺线管的正面流入,如下图所示。
23.
【详解】由图可知,小磁针的右端是N极,左端为S极;由同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引可知,通电螺线管的右端是S极,左端是N极。根据安培定则:右手握住螺线管,使大拇指指向通电螺线管的N极,则四指弯曲所指的方向为电流的方向,所以电流由螺线管的左端流出,则图中a处电流方向应向上;磁体周围的磁感线是从N极出来,回到S极,故b处的磁感线方向向右,如图所示:
24.
【详解】由于异名磁极相互吸引,所以当小磁针自由静止时,与小磁针N极靠近的螺线管的右端是S极,左端为N极;根据图示的线圈绕向和螺线管的南北极,利用安培定则可以确定螺线管中电流的方向是从螺线管的右端流入,左端流出,因此电源的右端为正极;磁感线方向从N极指向S极;如下图所示:
25.
【详解】因同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,故甲图螺线管右侧为S极,左端为N极;则由右手螺旋定则可知螺线管中电流由右侧流入,左侧流出;乙图螺线管左侧为S极,右端为N极;则由右手螺旋定则可知螺线管中电流由左侧流入,右侧流出,故答案如下图
26. 轻敲 磁场 仍成立 N(北) 条形 C 将与螺线管相连的电源的正负极调换
【详解】(1)[1]在嵌入螺线管的有机玻璃板上均匀撒些细铁屑,通电后需要轻敲有机玻璃板,这样做的目的是克服摩擦力的影响,使细铁屑可以自由移动。
[2]磁场的基本性质是对放入其中的磁体有力的作用,闭合开关,观察到螺线管周围的小磁针由于受到磁场的作用而发生偏转,说明了通电螺线管周围存在磁场。
[3]闭合开关后,发现无论小磁针放在螺线管周围的那个位置,均发生偏转,说明通电螺线管周围存在磁场,电流周围存在的磁场是真实的,不会由于小磁针的有无而消失。
(2)[4]物理学中规定,自由小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向,故把小磁针放到螺线管四周不同位置,螺线管通电后,小磁针N极所指的方向就是该点的磁场方向。
[5]在通电螺线管外部多放置一些细铁屑,可以形象的显示出通电螺线管周围的细铁屑的排列与条形磁铁周围的细铁屑排列相似,由此可以判断,通电螺线管的外部磁场与条形磁铁的磁场相似。
(3)[6] A.大型发电机由定子(线圈)和转子(电磁铁)组成,故A不符合题意;
B.电磁起重机的主要部件是电磁铁,故B不符合题意;
C.电炉是利用电流的热效应工作的,与电磁铁无关,故C符合题意。
故选C。
(4)[7]要探究通电螺线管的极性与电流方向的关系,在其它因素不变的情况下,改变通过螺线管的电流方向,可将与螺线管相连的电源的正负极调换,观察小磁针的指向有无改变。
27. 通电螺线管周围存在磁场 轻敲有机玻璃 N 小磁针N极的指向与磁场方向相同 将与螺线管相连的电源的正负极调换
【详解】(1)[1]磁场的基本性质是对放入其中的磁体有力的作用,闭合开关,观察到螺线管周围的小磁针由于受到磁场的作用而发生偏转,说明了通电螺线管周围存在磁场。
(2)[2]在嵌入螺线管的有机玻璃板上均匀撒些细铁屑,通电后需要轻敲有机玻璃板,这样做的目的是克服摩擦力的影响,使细铁屑可以自由移动。
(3)[3]物理学中规定,自由小磁针静止时N极所指的方向为该点的磁场方向,故把小磁针放到螺线管四周不同位置,螺线管通电后,小磁针N极所指的方向就是该点的磁场方向。
(4)[4]在螺线管外部A、B两处放置小磁针,闭合开关,发现A处小磁针发生偏转,A处的小磁针会指示磁场的方向;B处小磁针不偏转,可能原因是此时小磁针N极的指向与磁场方向相同。
(5)[5]要探究通电螺线管的极性与电流方向的关系,在其它因素不变的情况下,改变通过螺线管的电流方向,可将与螺线管相连的电源的正负极调换,观察小磁针的指向有无改变。
28. 电动机 磁场 水平 话筒 线圈匝数越多
【详解】(1)[1]通电线圈在磁场中受到力的作用,故当闭合开关后,可以观察到磁场中金属棒ab在导轨上运动;电动机也是根据这个原理制成的。
(2)[2]其他条件不变,若只将磁体的两极对调,接通电源,观察到金属棒ab向相反的方向运动,说明力的方向与磁场方向有关。
(3)[3][4]闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生电流,这种电流叫感应电流,在如图乙所示的实验中,闭合开关,保持蹄形磁体不动,若使导体AB沿水平方向运动,它会做切割磁感线运动,故有感应电流产生,话筒也是根据这个原理制成的。
(4)[5]根据图丙的情境可知,电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强。
29. 甲 ②④ 机械能电能
【详解】(1)[1]甲图中没有电源,是探究电磁感应现象的装置,乙图中有电源,是探究通电导体在磁场中受力而运动的装置,所以,小华应选用甲装置进行实验。
(2)[2]闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流;
①保持蹄形磁体不动,将导线ab静止在磁场中,不能切割磁感线,不会产生感应电流,不会使电流表指针发生偏转;
②当蹄形磁体保持不动,使导线ab在磁场中左右运动,会切割磁感线,会产生感应电流,此时电流表指针发生偏转;
③保持蹄形磁体不动,导线ab在磁场中沿竖直方向上下缓慢运动,不能切割磁感线,不会产生感应电流,电流表指针不会发生偏转;
④导线ab不动,将蹄形磁体沿水平方向左右运动,会切割磁感线,会产生感应电流,此时电流表指针会发生偏转;故②④操作能使电流表指针发生偏转。
(3)[3]导体ab做切割磁感线运动产生感应电流,其能量的转化形式是为:机械能→电能。
30. 电流方向 地磁场 乙 不会 切割磁感线 右 电流太小 保持切割磁感线的方向不变,将磁极对调
【详解】(1)[1]观察乙、丙两图发现,导线中的电流方向改变,小磁针的偏转方向也改变,所以可得通电导线周围的磁场的方向与电流的方向有关。
[2]断开电源后,小磁针恢复到图甲状态,是小磁针受到地磁场的作用,有指南北的性质。
[3]由于电子带负电,电子移动方向与电流方向相反,所以高速电子束飞过小磁针上方时,小磁针的偏转方向与图乙中小磁针的偏转方向相同。
(2)[4]观察第 1、2 两次实验数据可知,导体AB平行于磁感线运动,电流表指针不偏转,所以电路中没有电流产生。
[5]观察第 3、4两次实验数据发现,导体AB切割磁感线的方向改变,电流表的指针偏转方向也改变,所以电路中的电流方向发生改变,故可得AB中感应电流的方向与切割磁感线的方向有关。
[6]如果固定导体AB,水平向右移动磁铁,则以乙磁铁为参照物,导体AB向左运动,由第 3次实验数据可知,电流表的指针向右偏转。
(3)[7]导体AB切割磁感线产生的感应电流太小,不能将灯泡点亮,所以将电流表换成完好的小灯泡做第3、4两次实验,小灯泡不亮。
[8]为了探究感应电流的方向与磁场方向的关系,运用控制变量法,保持切割磁感线的方向不变,将磁体的磁极对调,观察电流表指针的偏转情况。
31. 铝 切割磁感线 电 磁场方向 电源
【详解】(1)[1]在探究电磁感应现象的实验中,我们必须保证处于磁场中的这部分是导体,铝是导体,所以我们应选择铝棒。
(2)[2][3]三次实验中,只有在AB棒在磁场中做切割磁感线运动时才会产生感应电流,则我们可以得出结论:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中才会产生感应电流。在此过程中,主要是将机械能转化为电能。
(3)[4]保持AB棒运动方向不变,仅将磁体N、S极对调,重复上述实验时,只有磁场的方向发生了改变,则是为了探究感应电流的方向与磁场方向的关系。
(4)[5]电动机工作时,是将电能转化为机械能,由此可知,我们需要在电路中添加电源,即将灵敏电流计换成电源(电池)。
32.(1)丙;(2)磁勺与铸铁盘相互吸引,所以磁勺无法转动,不能指示方向;(3)C
【详解】(1)地球是一个大磁体,地磁场的形状与条形磁铁相似,地磁场的南北极与地理南北极相反,即地磁的北极在地理的南极附近,故丙图能合理描述这块大磁铁。
(2)如果将青铜盘换成铸铁盘,磁勺与铸铁盘相互吸引,所以磁勺无法转动,不能指示方向。
(3)如图甲,磁勺的勺柄指南,是磁勺的S极;如图丁所示,根据天然磁石的磁感线分布,可判断C端是S极,也就是C处能打磨成磁勺的勺柄。