浙教版科学 八下 电和磁培优（含答案）

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浙教版科学八下电和磁培优（含答案）
选择题
如图所示，把一重力不计可自由运动的通电直导线AB水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，当通以图
示方向的电流时，导线的运动情况是（从上往下看）（　　）
A．顺时针方向转动，同时下降
B．顺时针方向转动，同时上升
C．逆时针方向转动，同时下降
D．逆时针方向转动，同时上升
2．如图所示，甲、乙两线圈宽松地套在光滑的玻璃棒上，可以自由移动，当电键S闭合时，两个线圈将会（　　）
A．向左右分开一些 B．向中间靠近一些
C．甲不动，乙向甲靠近 D．乙不动，甲向乙靠近
3．如图所示，在水平放置的光滑绝缘杆ab上，挂有两个相同的金属环M和N．当两环均通以图示的相同方向的电流时，分析下列说法中，哪种说法正确（　　）
A．两环静止不动 B．两环互相靠近
C．两环互相远离 D．两环同时向左运动
4．固定直导线P垂直于纸面，可动通电导线AB用弹簧秤悬挂在导线P的上方，且通电导线P中通以垂直纸面指向读者的电流，则以下判断正确的是（　　）
A．导线A端指向读者运动，同时弹簧秤读数变大
B．导线B端指向读者，同时弹簧秤读数变大
C．导线A端指向读者运动，同时弹簧秤读数变小
D．导线B端指向读者运动，同时弹簧秤读数变小
5．如图所示，两段直导线相互垂直但相隔一小段距离，其中一段ab是固定的，另一段cd能自由活动，当直流电流按图示方向通入两条导线时，导线cd将（　　）
A．不动
B．顺时针方向转动，同时靠近导线ab
C．逆时针方向转动，同时离开导线ab
D．逆时针方向转动，同时靠近导线ab
（多选）6．2000年底，我国宣布已经研制成功一辆高温超导磁悬浮高速列车的模型车，该车的车速已到达500km/h，可以载5人，如图为磁悬浮的原理示意图，图中A是圆柱形磁块，B是用高温超导材料制成的超导圆环，将超导圆环B水平放在磁铁上，它就能在磁力作用下悬浮在磁铁A的上方，则（　　）
A．在B放入磁场过程中，B中将产生感应电流，稳定后，感应电流消失
B．在B放入磁场过程中，B中将产生感应电流，稳定后，感应电流仍存在
C．在B放入磁场过程中，如果A的N极朝上，则B中感应电流方向如图所示
D．在B放入磁场过程中，如果A的N级朝上，则B中感应电流方向与图示相反
7．如图所示，一对磁极水平放置，将导体ab放置在磁场中，ab与小量程电流计相连，按下列方法操作能产生感应电流的是（　　）
A．导体ab沿着磁感线方向向左或向右移动
B．导体ab垂直磁感线方向向上或向下移动
C．导体ab沿ab方向向前或向后移动
D．磁体向左或向右移动
（多选）8．导体棒或线圈在匀强磁场中运动的情景分别如图所示，其中能产生感应电流的是（　　）
A． B． C． D．
9．20世纪50年代，科学家提出了地磁场的“电磁感应学说”，认为当太阳强烈活动影响地球而引起磁暴时，磁暴在外地核中感应产生衰减时间较长的电流，此电流产生了地磁场．连续的磁暴作用可维持地磁场，则外地核中的电流方向为（地磁场N极与S极在地球表面的连线称为磁子午线）（　　）
A．垂直磁子午线由西向东 B．垂直磁子午线由东向西
C．沿磁子午线由南向北 D．沿磁子午线由北向南
（多选）10．（多选）如图所示为地磁场磁感线的示意图。飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变。由于地磁场的作用，金属机翼上有感应电压产生，则下列说法正确的是（　　）
A．若飞机从西往东飞，飞行员左方机翼末端处为电源正极
B．若飞机从东往西飞，飞行员左方机翼末端处为电源正极
C．若飞机从南往北飞，飞行员右方机翼末端处为电源正极
D．若飞机从北往南飞，飞行员右方机翼末端处为电源正极
11．如右图，A是一个通以逆时针方向电流的通电圆环，MN是一段直导线，它水平地放在环中并与环共面。当有电流I从N流向M时，MN所受的安培力的方向是（ ）
A.沿纸面向上
B.沿纸面向下
C.垂直于纸面向外
D.垂直于纸面向内
（多选）12．如图所示，在一个水平放置的闭合线圈上方有一条形磁铁，现要在线圈中产生顺时针方向的电流（从上向下看），那么下列选项中可以做到的是（　　）
A．磁铁下端为N极，磁铁向上运动
B．磁铁上端为N极，磁铁向上运动
C．磁铁下端为N极，磁铁向下运动
D．磁铁上端为N极，磁铁向下运动
13．如图所示，有一正方形闭合线圈，在分布范围足够大的匀强磁场中做如图所示的运动。下列四个图中，能产生感应电流的是（　　）
A．线圈沿磁场方向平移 B．线圈沿垂直于磁场的方向平移
C．线圈绕平行磁场的一边转动 D．线圈绕垂直磁场的一边转动
14．小强在北京将一根质量分布均匀的条形磁体用一条线悬挂起来，使它平衡并呈水平状态，悬线系住磁体的位置应在（　　）
A．磁体的重心处 B．磁体的某一磁极处 C．磁体重心的北侧 D．磁体重心的南侧
15．如图所示,矩形线圈abcd在电磁铁之间,线圈两端的半圆铜环分别和两个电刷接触,电刷和 电磁铁线圈串联,现在P、Q之间接一个直流电源,使线圈abcd绕OO,轴转动,则线圈的转 动方向是( )
A.P接正、Q接负时,逆时针方向转动
B.P接负、Q接正时,顺时针方向转动
C.不论P、Q分别接正接负,线圈都是逆时针方向转动
D.不论P、Q分别接正接负,线圈都是顺时针方向转动
16．如图所示，将一柔软的导线弯成星形，并将其置于光滑水平桌面上，然后将开关S闭合，则该星形回路将( )
A.不会变形
B.会变形，所围面积增大
C.会变形，所围面积减小
D.会变形，所围总面积不变
17．在如图所示电路中，每节电池均相同，当开关S分别置于a、b两处时，导线MM′与NN′之间的安培力的大小为Fa、Fb，判断这两段导线（　　）
A．相互排斥，Fa＜Fb B．相互排斥，Fa＞Fb
C．相互吸引，Fa＜Fb D．相互吸引，Fa＞Fb
18．如图所示为一台非铁性物质制成的天平。天平左盘中的A是一铁块，B是电磁铁。未通电时天平平衡，给B通以图示方向的电流（a端接电源正极，b端接电源负极），调节线圈中电流的大小，使电磁铁对铁块A的吸引力大于铁块受到的重力，铁块A被吸起。当铁块A向上加速运动的过程中，下列判断正确的是（　　）
A．电磁铁B的上端为S极，天平仍保持平衡
B．电磁铁B的上端为S极，天平右盘下降
C．电磁铁B的下端为N极，天平左盘下降
D．电磁铁B的下端为N极，无法判断天平的平衡状态
19．如图所示，三根彼此绝缘的无限长直导线的一部分ab、cd、ef两两相交并构成一个等边三角形，O为三角形的中心，M、N分别为O关于导线ab、cd的对称点，当三根导线中通以大小相等、方向如图所示的电流时，O点磁感应强度的大小为B1，M点磁感应强度的大小为B2，N点磁感应强度的大小为（　　）
A．B1 B．B2 C．B1+B2 D．B1﹣B2
二、填空题
20．如图所示，AB和CD是两根固定且平行的水平金属导轨，符号“×”表示垂直于纸面向里的磁场的磁感线。现将铜棒EF和GH垂直放在导轨上，当拉动铜棒GH使其向左移动时，发现铜棒EF也向左移动，请你说明此过程中所包含的一条物理知识：　 　。若拉动EF使其向右移动，GH应向 　 　（填“左”或“右”）移动。
21．绕在同一铁芯上的线圈Ⅰ、Ⅱ按图所示方法连接，判断在以下各情况中，线圈Ⅱ中是否有感应电流产生．
（1）闭合电键K的瞬时　 　感应电流（填“有”或“无”），流过电阻R的电流方向为　 　．（填“a→b”或“b→a”）
（2）保持电键K闭合的时候　 　感应电流．
（3）断开电键K的瞬时　 　感应电流，流过电阻R的电流方向为　 　．
（4）电键K闭合将变阻器R0的滑动端向左滑动时　 　感应电流，流过电阻R的电流方向为　 　．
22．如图（a）所示，一根垂直于纸面的导线P放置在一水平放置条形磁铁的正上方，若导线受到磁铁给它的作用力的方向竖直向下，则导线中电流的方向是垂直纸面　 　（选填：“向外”或“向内”）；现将该导线稍微向右平移一段距离，如图（b）所示，则这根导线受到磁铁对它的作用力的方向为　 　（选填：“右下方”、“右上方”、“左下方”或“左上方”）。
23．演绎式探究：
（1）磁感应强度：
磁体和通电导体周围存在着磁场，磁场的强弱用物理量磁感应强度B来表示。B越大，说明磁场越强。
一个半径为r的细圆环，环中均匀分布着电量为q的电荷（图甲）。圆环绕中心轴每秒转动n圈，则圆心O点的磁感应强度大小为：B＝2πk（k为常数）。可见，电量q和半径r不变时，圆环转动越快，圆心O点的磁场越　 　。
（2）研究转动圆盘中心的磁感应强度：
现在，有一个半径为R的薄圆盘（厚度不计），在圆盘中均匀分布着电量为Q的电荷（图乙）。圆盘绕中心轴每秒转动n圈，则整个圆盘在圆心O点的磁感应强度大小为多少？
首先，将圆盘分割为100个宽度均为Δr的同心细圆环，取其中一个圆环进行研究（图丙）。
若将这个圆环取出来，并将它展开，可以近似看作是一个宽度为Δr的长方形（图丁），该长方形的面积为ΔS＝2πrΔr，则圆环所带的电量为q＝．这样，该圆环在圆心O点的磁感应强度大小为ΔB＝　 　。整个圆盘在O点的磁感应强度大小B为这100个圆环在O点的磁感应强度大小ΔB之和，也即：B＝　 　。
24．在献爱心活动中，小明为敬老院老人设计了一款智能电热坐垫，能实现加热后自动保温。该坐垫电路如图甲，Ra是安装在坐垫内的热敏电阻，其阻值随温度的变化如表所示。
闭合开关S1、S2，电热坐垫启动高功率工作模式，当通过电磁铁的电流达到0.05安时，衔铁La和Lb同时被吸引，转为低功率工作模式。当坐垫温度降低使通过电磁铁的电流为0.04安时，电磁铁无法吸住衔铁La和Lb，La、Lb恢复原位，又转为高功率工作模式。电热坐垫在高功率和低功率模式之间切换，使其温度维持在一定范围。
热敏电阻Ra的阻值与温度的关系
温度/℃ 20 25 30 35 39 40 41 42 43 44 45 50 55 60 65
阻值/欧 600 480 390 300 240 230 220 210 200 190 180 150 120 100 85
（1）分析表中数据，当温度升高时，热敏电阻Ra的阻值 　 　。（选填“变大”或“变小”）
（2）图甲中R1和R2的阻值均为1210欧。在某次测试中，电热坐垫高功率工作和低功率工作用时均为10分钟，则本次测试中电热丝消耗的总电能为多少焦？
（3）小明想在控制电路中增加一个力敏电阻，以实现两个功能：
①1000牛压力以下，坐垫最高温度不超过45℃；
②人离开后，坐垫始终低功率工作。
现有三种力敏电阻Rb、Rc、Rd，其阻值随压力变化如图乙所示。写出你选择的力敏电阻以及
在控制电路中的连接方式，并写出500牛压力下坐垫的最高温度值：　 　。（线圈阻
值忽略不计）
答案
1．解：在导线两侧取两小段，左边一小段所受的安培力方向垂直纸面向外，右侧一小段所受安培力的方向垂直纸面向里，从上往下看，知导线逆时针转动，当导线转动后，导线所受的安培力方向有向下的分力，所以导线的运动情况为，逆时针转动，同时下降。故C正确，ABD错误。
故选：C。
2．解：由右手螺旋定则可知，甲右侧为N极；乙的左侧为N极；
故两线圈为同名磁极相对，故两线圈将相互排斥，将向左右分开一些；
故选：A。
3．解：同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，知两线圈的运动情况是相互靠近。故B正确，A、C、D错误。
故选：B。
4．解：电流P产生的磁场在右边平行纸面斜向左，在左边平行纸面斜向下，在AB左右两边各取一小电流元，根据左手定则，左边的电流元所受的安培力方向向外，右边的电流元所受安培力方向向内，知AB导线逆时针方向（从上向下看）转动，即指向读者。对当AB导线转动90°这一特殊位置分析可知，两电流为同向电流，相互吸引。故在转动中两导线即相互吸引；导致弹簧秤的读数变大。故A正确，B、C、D错误。
故选：A。
5．解：电流ab产生的磁场在右边垂直纸面向里，在左边垂直纸面向外，在cd左右两边各取一小电流元，根据左手定则，左边的电流元所受的安培力方向向下，右边的电流元所受安培力方向向上，知cd导线逆时针方向转动。当cd导线转过90°后，两电流为同向电流，相互吸引；所以导线cd逆时针方向转动，同时靠近导线ab，故D正确，ABC错误。
故选：D。
6．解：A、B、在B放入磁场的过程中，根据楞次定律不难判断出B中会产生感应电流，而因为B是超导体没有电阻，故即使B稳定后电磁感应现象消失B中的电流也不会消失，故B正确，A错误。
C、D、如A的N极朝上则B中感应电流方向从上向下看应为顺时针，所以C错误，D正确。
故选：BD。
7．解：A、磁感线方向是从N到S，即水平向右，导体ab沿着磁感线方向向左或向右移动，没有做切割磁感线运动，不能产生感应电流，故A不符合题意；
B、导体ab垂直磁感线方向向上或向下移动，做切割磁感线运动，能产生感应电流，故B符合题意；
C．导体ab沿ab方向向前或向后移动，没有做切割磁感线运动，不能产生感应电流，故C不符合题意；
D．磁体向左或向右移动，根据运动的相对性，相当于导体ab沿着磁感线方向向左或向右移动，没有做切割磁感线运动，不能产生感应电流，故D不符合题意。
故选：B。
8．解：A、A图不是闭合电路，导体棒ab垂直切割磁感线，不能产生感应电流，故A错误。
B、B图是闭合电路，导体棒ab垂直切割磁感线，回路产生感应电流。故B正确。
C、线框与磁场平行，穿过闭合线框的磁通量等于0，在转动的过程中不产生感应电流，故C错误。
D、线框与磁场平行，穿过闭合线框的磁通量等于0，线框转过一定的角度后与磁场不再平行，穿过线框的磁通量增大，能够产生感应电流。故D正确。
故选：BD。
9．解：由题意知，地磁体的N极朝南，根据安培定则，大拇指指向地磁体的N极，则四指的绕向即为电流的方向，即安培假设中的电流方向应该是由东向西垂直磁子午线，故B正确，ACD错误。
故选：B。
10．解：在北半球，地磁场的竖直分量方向竖直向下，当飞机在北半球水平飞行时，两机翼相当于金属棒在切割磁感线，由右手定则可判知，在北半球不论沿何方向水平飞行，感应电流的方向都是飞行员右方机翼末端指向飞行员左方机翼末端，所以飞行员右方机翼末端为电源负极，飞行员左方机翼末端为电源正极，故AB正确，CD错误。
故选：AB。
11．【解答】A
12．解：A、由安培定则可知，感应电流的磁场方向向下；当磁铁向上运动时，穿过线圈的磁通量变小，
由楞次定律可知，原磁场方向向下，因此磁铁的下端是N极，上端是S极，故A正确，B错误；
C、由安培定则可知，感应电流的磁场方向向下；当磁铁向下运动时，穿过线圈的磁通量变大，
由楞次定律可知，原磁场方向向上，因此磁铁的下端是S极，上端是N极，故C错误，D正确；
故选：AD。
13．解：A、在选项A所示的情景中，正方形闭合线圈与磁场平行，穿过该线圈的磁通量始终为0，即磁通量不变，该闭合线圈中没有感应电流，故A错误；
B、在选项B所示的情景中，尽管线圈有两条边在切割磁感线，但穿过正方形闭合线圈的磁通量始终不变，所以该闭合线圈中没有感应电流，故B错误；
C、在选项C所示的情景中，尽管线圈也有两条边在切割磁感线，但穿过正方形闭合线圈的磁通量始终为0，即磁通量不变，所以该闭合线圈中没有感应电流，故C错误；
D、在选项D所示的情景中，当磁场方向与正方形线圈所在的平面平行时，穿过该闭合线圈所围面积的磁通量为0；当磁场方向与该线圈所在的平面垂直时，穿过闭合线圈的磁通量最大，所以在线圈转动的过程中，穿过正方形闭合线圈的磁通量将发生变化，该闭合线圈中产生感应电流，故D正确。
故选：D。
14．解：由于北半球的磁感线是斜向下的；如图，条形磁体的上端是N极，向下微倾，要使质地均匀的条形磁体水平平衡，悬线应系在重心的北侧。
故选：C。
15．【解答】趟
16．解：（1）图乙中两根导线中的电流方向相同，而两根导线向中间靠拢，说明两根导线相互吸引；图丙中两根导线中的电流方向相反，而两根导线向两侧排斥，由此可知，通电导线之间作用力方向与电流方向有关。
（2）由题意知，当电流通过导线时，会产生电磁场，而导体在磁场中受力的方向与电流的方向有关，当开关闭合后，此时角上相邻靠近的两条导线电流方向相反，所以受力方向也相反，它们相互排斥，故所围面积会增大，故B正确。
故答案是：（1）乙、丙；（2）B。
17．解：当电键S置于a处时电源为一节干电池电流的方向是M′MNN′，电流大小为Ia＝，由于导线MM′与NN′中电流方向相反故两段导线相互排斥；当电键S置于b处时电源为两节干电池，电流的方向仍是M′MNN′，由于导线MM′与NN′中电流方向相反故两段导线相互排斥。又由于电路中灯泡电阻不变，
此时电路中电流大小为Ib＝；
显然Ib＞Ia，MM′在NN′处的磁感应强度Ba＜Bb，应用安培力公式F＝BIL可知Fa＜Fb。
综上所述这两段导线相互排斥，Fa＜Fb．故A正确，BCD错误，
故选：A。
18．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电磁铁通电后，铁块A被吸起，铁块A向上加速运动的过程中，会导致超重现象，因而可知铁块受到的向上的电磁力F必然大于铁块的重力G．当铁块离开盘而又还未到达电磁铁的过程中，虽然铁块对盘的压力没有了，但由牛顿第三定律可知，铁块对电磁铁有向下的吸引力，因此通过左盘电磁铁支架向下压左盘的力比电磁铁未通电时铁块压左盘的力还大，故左盘将下沉。
故选：C。
19．解：无限长直导线ab、cd、ef，构成一个等边三角形，且三根导线中通以大小相等、方向如图所示的电流，O为三角形的中心，且O点磁感应强度大小为B，因为直导线ab、cd关于O点对称，所以这两导线在O点的磁场为零，则磁感应强度大小B1是由直导线ef产生的，而直导线ab、ef关于N点对称，所以这两根直导线的磁场为零，因此N点的磁感应强度大小为B1。
故选：A。
20．解：现将铜棒EF和GH垂直放在滑轨上，导轨放在磁场中，当拉动GH使其向左移动时，发现EF也向左移动，这是因为GH运动，在GH中产生感应电流，GH当做电源，把电流提供给EF，这时EF相当于通电导体放入磁场中，受到磁场力的作用，所以也会向左运动；拉动EF使其向右移动时，GH应向右运动。这是由于铜棒GH运动的方向改变导致感应电流的方向改变，通过铜棒EF电流的方向改变，受力方向改变，导致运动方向改变。
故答案为：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；右。
21．解：由图所示电路可知：（1）闭合电键K的瞬时，穿过线圈Ⅱ的磁通量变化，有感应电流产生；
依据右手螺旋定则，则有向右穿过线圈II的磁通量增大，
根据楞次定律，那么感应电流方向逆时针，流过电阻R的电流方向为：a→b；
（2）保持电键K闭合的时，穿过线圈Ⅱ的磁通量不变，没有感应电流产生；
（3）断开电键K的瞬时，穿过线圈Ⅱ的磁通量发生变化，有感应电流产生；
依据右手螺旋定则，则有向右穿过线圈II的磁通量减小，
根据楞次定律，那么感应电流方向顺时针，流过电阻R的电流方向为：b→a；
（4）电键K闭合将变阻器R0的滑动端向左滑动时，导致穿过线圈Ⅱ的磁通量发生变化，有感应电流产生．
依据右手螺旋定则，则有向右穿过线圈II的磁通量增大，
根据楞次定律，那么感应电流方向逆时针，流过电阻R的电流方向为：a→b；
故答案为：（1）有；a→b；（2）无；（3）有；b→a；（4）有；a→b．
22．解：（1）磁场在图（a）中的方向是水平向右，伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向右穿过手心，则手心朝左，大拇指竖直向下，四指指向电流方向，故导线中电流的方向是垂直纸面向内；
（2）将该导线稍微向右平移一段距离，磁场的方向为该点的切线方向，由左手定则可知，这根导线受到磁铁对它的作用力的方向为左下方。
故答案为：向内；左下方。
23．解：（1）由磁感应强度公式B＝2πk可知，
在电量q和半径r不变时，圆环转动越快，即n越大时，
B越大，即圆心O点的磁场越强。
（2）该圆环在圆心O点的磁感应强度大小：
ΔB＝2πk＝2πk×＝，
整个圆盘在O点的磁感应强度：
B＝ΔB1+ΔB2+ΔB3+ΔB4+…ΔB99+ΔB100
＝（Δr1+Δr2+Δr3+Δr4+…Δr99+Δr100）
＝×R＝。
故答案为：（1）强；（2）；。
24．解：（1）分析表中数据可知当温度升高时，热敏电阻Ra的阻值变小；
（2）串联电路总电阻大于任一分电阻，并联电路总电阻小于任一分电阻，根据P＝可知低功率工作时两电阻串联，高功率工作时，两电阻并联，
串联电路总电阻等于各部分电阻之和，则两电阻串联时R＝R1+R2＝1210Ω+1210Ω＝2420Ω，
低功率工作时消耗的电能：W1＝t＝×10×60s＝1.2×104J，
高功率工作时消耗的电能：W2＝t+t＝×10×60s+×10×60s＝4.8×104J，
本次测试中电热丝消耗的总电能为：W＝W1+W2＝1.2×104J+4.8×104J＝6×104J；
（3）当通过电磁铁的电流达到0.05安时，低功率工作模式，根据欧姆定律可知此时控制电路总电阻：R总＝＝＝120Ω，
当通过电磁铁的电流达到0.04安时，高功率工作模式，根据欧姆定律可知此时控制电路总电阻：R总1＝＝＝150Ω，
人离开后，坐垫始终低功率工作，所以应该选择力敏电阻的阻值随压力的减小而减小，500N时力敏电阻的阻值最小为300Ω，
比较可知选择电阻c与a并联接入电路，
此时热敏电阻接入电路的阻值Ra＝＝＝200Ω，
由表格可知此时的温度为43℃。
答：（1）变小；
（2）本次测试中电热丝消耗的总电能为6×104J；
（3）选择电阻c与a并联接入电路；43℃。
第20题 第21题 第22题
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