中小学教育资源及组卷应用平台
1.2电生磁
一、选择题
1.如图是奥斯特实验的示意图,有关分析正确的是( )
A.通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定
B.发生偏转的小磁针对通电导线有力的作用
C.移去小磁针后的通电导线周围不存位磁场
D.通电导线周围的磁场方向与电流方向无关
2.如图所示,在竖直放置的矩形通电线框中悬挂一个能自由转动的小磁针。当通以图中所示方向的电流时,小磁针N极将 ( )
A.转动90°,垂直指向纸里 B.转动90°,垂直指向纸外
C.转动180°,指向左边 D.静止不动,指向不变
3.如图所示为通电螺线管磁感线分布图,根据图分析,可得出( )
A.电流从a流入,从b流出
B.A处放入小磁针,静止时N极向左
C.C处磁场比B处强
D.通电螺线管的磁感线是真实存在的
4.小金设计了一个如图所示的线圈指南针,将它放入盛有食盐水的水槽中(铜片和锌片分别与线圈两端相连后放入食盐水中构成了化学电池,铜片为正极,锌片为负极),浮在液面上的线圈就能指示方向了。关于该装置的分析错误的是( )
A.线圈周围的磁场与条形磁铁的磁场相似
B.线圈能够指示方向是因为存在地磁场
C.利用该装置可以判断磁铁的南北极
D.交换铜片和锌片位置不会改变线圈的磁极
5.如图所示,电磁铁的左下方有一铁块,在恒力F作用下沿水平面向右作直线运动,若铁块从电磁铁的左下方运动到正下方过程中,同时将滑动变阻器的滑片逐渐向上滑动,则下列说法正确的是( )
A.电磁铁上端为N极
B.铁块运动过程中,电磁铁的磁性逐渐减弱
C.铁块作匀速运动
D.铁块对地面的压强逐渐减小
6.如图所示,小晨同学将一条形磁体放在小车上,并靠近固定好的螺线管。开关闭合,电流表指针偏转,但小车仍保持静止。现她将滑动变阻器滑片向右滑动时,下列说法正确的是( )
A.小车一定会运动起来
B.条形磁铁左端一定为N极
C.a处的磁场方向是向左,b处的磁场方向是向右
D.若将通电螺线管中铁芯移出,则小车受到的摩擦力一定变小
7.如图为汽车启动原理图,汽车启动时,需将钥匙插入钥匙孔并旋转(相当于接通电路),下列有关说法错误的是( )
A.此时通电螺线管产生磁性
B.通电螺线管E端的磁极为南极
C.插入钥匙并旋转电动机不工作
D.通电螺线管两端电压与电动机两端电压不同
8.连接如图电路,提供足够数量的大头针,只通过控制开关和调节滑动变阻器滑片的位置,无法探究的是( )
A.电流的有无对电磁铁磁性有无的影响
B.电流方向对电磁铁磁场方向的影响
C.电流大小对电磁铁磁场强弱的影响
D.线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响
9.为了增强通电螺线管的磁性,下列做法错误的是( )
A.增加通电螺线管的匝数 B.在通电螺线管中插入铁芯
C.改变通电螺线管中的电流方向 D.增大通电螺线管中的电流
10.在图所示的电路中,要使螺线管显示最强磁性,开关S1、S2的连接状态应是( )
A.S1接1,S2接3 B.S1接1,S2接4
C.S1接2,S2接3 D.S1接2,S2接4
11.如图所示,一根弹簧下端连着一个条形磁铁,条形磁铁的下端为N极。条形磁铁下方有一电磁铁。闭合开关后( )
A.电磁铁左侧小磁针的N极向上偏转
B.若去掉螺线管中的铁芯,弹簧的长度会变短
C.当滑动变阻器的滑片向右滑动时,弹簧长度会变长
D.若调换电源的正负极,小磁针的指向会发生改变
12.如图所示,条形磁铁置于水平桌面上,电磁铁右端固定并保持水平,且与条形磁铁在同一平面和相同高度。当电路中开关S由断开到闭合时,条形磁铁一直保持静止,下列说法正确的是( )
A.开关S闭合后,电磁铁左端是S极
B.开关S闭合后,条形磁铁受到摩擦力的方向向左
C.开关S闭合后,滑片P向右移动时,条形磁铁受到的摩擦力逐渐减小
D.开关S断开时,条形磁铁与电磁铁之间没有力的作用
13.如图所示,折一个U形铝箔框,其两端通过回形针与干电池的正负极相连,铝箔框会朝一个方向摆动,这就是“铝箔秋千”。其工作原理与下列选项相同的是( )
A. B.
C. D.
14.如图所示,甲乙为条形磁体,中间是螺线管,虚线表示磁极间的磁场分布情况的磁感线,则可以判断图中A、B、C、D四个磁极依次是( )
A.N S N N B.S N S S
C.S S N S D.N N S N
二、填空题
15.小科设计了如图所示的实验来研究电磁现象,当他闭合开关S后,发现小磁针发生了偏转。
(1)小磁针发生偏转这一现象说明电流的周围存在着 ,这一现象最早是由 (选填“法拉第”、“奥斯特”或“安培”)发现的。
(2)实验前,小磁针静止时指向 (选填“东西"或“南北")方向。
16.人工心脏泵可短时间代替心脏工作,如图是该装置的示意图磁体固定在左侧,线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上(相当于一个电磁铁),活塞筒通过阀门与血管相通,阀门S1只能向外开启,S2只能向内开启,线圈中的电流从A流向B时,电磁铁左端是 极,活塞向 运动,血液会 (选填“流入”或“流出”)活塞筒。该装置工作时,是通过改变 来改变活塞的运动方向的。
17.如图所示,盛水的烧杯放在电磁铁上方,当电磁铁的开关断开时,空心小铁球自由地浮在水面上:开关闭合时,小磁针发生偏转,此时电磁铁上端为 极,要使小铁球下沉些,滑动变阻器的滑片应向 (填”上”或”下”)移动:断开开关时,小磁针又回到最初的状态是因为 的作用。
18.如图所示是某宾馆走廊廊灯的自动控制电路,走廊入口上方安装有反射式光电传感器,当人靠近到一定距离时,从光电传感器上发射的红外线经人体反射后被接收器接收,接收器中的光敏电阻R0阻值减小,定值电阻R两端的电压 ,工作电路接通,灯泡发光,图中电磁铁的上端是 极。
19.电话的基本原理是通过话筒与听筒完成声音信号与 信号的相互转换,如图所示为电话机原理图。当人对着话筒说话时,滑动变阻器的滑片向左移动,则听筒电磁铁的磁性将 (选填“变强”“变弱”或“不变”),其左端为 极。
20.如图所示,闭合开关,电磁铁通电时,它的上端是 (填“N”或“S”)极,若将滑动变阻器的滑片向左移动。电磁铁吸引大头针的数目 。
21.如图所示,闭合开关S,当滑片P向b端移动时,电磁铁的磁性 (选填“增强”或“变弱”),条形磁体对水平地面的压力 (选填“增大”、或“减小”)。
22.小金同学看到了一个悬浮地球仪摆件,于是利用手头材料制作了一个仿制品(如图),成功地将他的“地球仪”稳定地“漂浮”起来,实现“漂浮”的磁铁A端是 极;若要增加球体“漂浮”的高度,可将滑片P向 移动加以调节(填“上”或“下”);地球仪的悬浮位置增加到一定高度并静止后,与原漂浮状态比,电磁铁对球体的斥力 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
23.如图所示,用细线悬挂的磁体AB,磁极未知,当闭合电路开关S后,磁体的B端与通电螺线管左端相互吸引,则A端是磁体的 极,断开S,磁体静止时,B端会指向地理的 (填“北方”或“南方”)。
三、实验探究题
24.
(1)如图甲所示是电磁学中一个很重要的实验,从实验现象可知 ,这是1820年丹麦物理学家奥斯特发现的;
(2)把直导线弯曲成螺线形,当螺线形线圈插入 后磁性增强,此装置称为电磁铁。为探究电磁铁的磁性与哪些因素有关,小丽同学做出以下猜想:
猜想I:通过电磁铁的电流越大,它的磁性越强。
猜想II:外形相同的电磁铁,线圈的匝数越多,它的磁性越强。
为了检验上述猜想是否正确,小丽所在实验小组通过交流合作设计了以下实验方案:用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕50或100圈,绕制前在大铁钉表面裹一张纸片,纸片的作用是 。制成简单的电磁铁如图乙所示的三种情况。根据小丽的猜想和实验,完成下面填空:(通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同,来判断磁性强弱的不同)
①通过比较图 两种情况,可以验证猜想I是正确的;
②通过比较C图a、b两电磁铁能否研究猜想II,说明原因 。
四、解答题
25.小柯使用热敏电阻与电磁继电器制作了一个筒易的温控热水器实验装置,电路如图所示,当通过继电器的电流超过15mA时,衔铁被吸合,热水器停止加热,实现温控。热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示。
t/℃ 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0
Rt/℃ 200 145 108 82 63 50
(1)当热水器中温度升高时,Rt的阻值变小,电磁铁的磁性 。
(2)电池组电压为3V,电磁铁线圈的电阻R0为20Ω。该装置在80℃时停止加热,滑动变阻器接入的阻值为多少?
(3)小柯完成上述计算后,发现滑动变阻器无刻度,故滑片不能移至相应阻值。现利用定值电阻R1=50Ω来确定滑片位置。以下操作步骤的正确顺序是 。
①观察到继电器的衔铁被吸合
②闭合开关,调节滑动变阻器的阻值
③断开开关,将R1从控制电路中移除,将热敏电阻接入电路
④断开开关,用R1替换热敏电阻
(4)若要降低继电器控制的水温,请写出一种方法 。
26.如图所示,小磁针静止在甲、乙两个通电螺线管之间,请你完成:
(1)甲通电螺线管的绕法和A点磁感线的方向;
(2)乙通电螺线管电源的正、负极。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】根据对奥斯特实验的理解分析判断。
【解答】通电导线周围磁场方向由电流方向决定,故A、D错误;
B.通电导线周围存在磁场,会对小磁针产生磁力的作用。根据物体间力的作用是相互的可知,发生偏转的小磁针对通电导线有力的作用,故B正确;
C.通电导线周围的磁场是客观存在的,不会受到小磁针的影响,故C错误。
故选B。
2.【答案】A
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】①在磁场中某点放一个小磁针,当小磁针静止时N极所指的方向就是该点的磁场方向;
②右手握住导线,大拇指指向电流方向,此时弯曲的四指所指的方向就是磁场的环绕方向。
【解答】左边:右手握住直导线,大拇指指向上端,在导线的右侧四指的指尖向里,即该点的磁场方向与纸面垂直向里;
右边:右手握住直导线,大拇指指向下端,在导线的左侧侧四指的指尖向里,即该点的磁场方向与纸面垂直向里;
综上所述,小磁针的N极应该向纸内转动90°。
故选A。
3.【答案】B
【知识点】磁场和磁感线;通电螺线管的磁场;右手螺旋定则
【解析】【分析】通电螺线管周围的磁场与条形磁铁的磁场很相似。磁场方向可以用右手螺旋定则判断:拇指指向磁感线方向,四指弯曲表示电流方向。小磁针静止时N极所指方向与磁感线方向一致。
【解答】A、由图可见,左端为N极,根据右手螺旋定则,大拇指指向左边,那么四指沿着b向上弯曲,所以电流从b流入,从a流出,A错误;
B、小磁针静止时N极所指方向与磁感线方向一致,小磁针N极向左,B正确;
C、磁感线越密集的位置,磁性越强。B处磁感线比C处磁感线密集,所以B处比C处磁场强,C错误;D、磁感线是为了形象地描述磁体周围的磁场引入的模型,D错误;
故答案为:B
4.【答案】D
【知识点】通电螺线管的磁场;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】(1)根据通电螺线管的磁场特点判断;
(2)根据所有的磁体指南北的原因判断;
(3)根据磁极之间的相互作用判断;
(4)电磁铁的极性与电流方向有关,据此分析判断。
【解答】A.通电螺线管的磁场分布与条形磁体十分相似,故A正确不合题意;
B.线圈通电后会变成一个磁体,所有的磁体都有指南北的性质,这是因为受到地磁场的作用,故B正确不合题意;
C.同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,根据磁极之间的相互作用,可以判断磁铁的南北极,故C正确不合题意;
D.交换铜片和锌片的位置,就交换了电源的正负极,即改变了进入线圈的电流方向,那么线圈的磁场方向肯定会发生改变,故D错误符合题意。
故选D。
5.【答案】D
【知识点】影响摩擦力大小的因素;增大或减小压强的方法;右手螺旋定则
【解析】【分析】(1)根据安培定则判断;
(2)电磁铁的磁性强弱与电流大小有关;
(3)分析铁块受到电磁铁吸引力的变化,进而确定它对地面压力的变化,得到摩擦力的变化,最后根据它受合力的情况判断铁块的运动状态;
(4)根据公式分析判断。
【解答】电磁铁线圈上电流向左,右手握住螺线管,四指指尖向左,大拇指指向下面,因此电磁铁的下端是N极,故A错误;
变阻器的滑片向上滑动时,电阻变小,电流变大,磁性变强,那么铁块受到向上的吸引力变大。根据F压=G-F吸引可知,铁块对地面的压力减小,那么地面对它的摩擦力变小。因为F>f,所以合力向右,那么铁块应该向右做加速运动,故B、C错误;
铁块对地面的压力减小,而与地面的接触面积不变,根据公式可知,它对地面的压强逐渐变小,故D正确。
故选D。
6.【答案】D
【知识点】通电螺线管的磁场;右手螺旋定则;影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】(1)小车能够运动起来,取决于它受到的推力是否大于它受到的最大静摩擦力;
(2)根据安培定则分析即可;
(3)根据两点出小磁针的北极所指的方向确定磁场方向;
(4)根据二力平衡的知识分析小车受到摩擦力的大小变化。
【解答】A.当变阻器的滑片向右移动时,电阻变小,电流变大,那么电磁铁的磁性变强,小车受到的磁力变大。如果磁力小于小车受到的最大静摩擦力,那么小车不会运动,故A错误;
B.线圈上电流方向向下,用右手握住螺线管,四指指尖向下,大拇指指向右侧,那么电磁铁的右端为N极。由于不知道条形磁铁受到的是斥力还是引力,所以无法确定它的左端是哪个磁极,故B错误;
C.由于电磁铁的右端为N极,左端为S极,根据“异名磁极相互吸引”可知,a、b两点的小磁针的N极都是向左的,所以两点处的磁场方向都是向左的,故C错误;
D.如果将螺线管中的铁芯拔出,那么它的磁场会变弱,因此条形磁铁受到的磁力会变小。根据二力平衡的知识可知,小车受到的静摩擦力和磁力是平衡力,因此它也会变小,故D正确。
故选D。
7.【答案】C
【知识点】通电螺线管的磁场;右手螺旋定则;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】根据奥斯特电流的磁效应可知,在通电导线的周围会产生磁场。安培定则:用右手握住通电直导线,让大拇指指向电流的方向,那么四指的指向就是磁感线的环绕方向。
【解答】A、根据奥斯特电流的磁效应可知,在通电导线的周围会产生磁场,即通电螺线管产生磁性;故A正确
B、根据安培定则可知,通电螺线管的F端为N极,E端为S极;故B正确;
C、插入钥匙并旋转,相当于接通电源,电动机与电源之间形成闭合回路,电动机会工作;故C错误;
D、根据图示可知,通电螺线管的电压由一个电源提供,而电动机的电压由两个电压提供,因此两者的电压不同;故D正确;
故答案为:C。
8.【答案】B
【知识点】探究影响通电螺线管磁性强弱的因素的实验
【解析】【分析】本实验是探究电磁铁的磁性大小与电流大小和线圈匝数的关系。
【解答】A.通过断开和闭合开关可以改变电路中的电流的有无,观察电磁铁能否吸引大头针就可以探究电流的有无对电磁铁磁性有无的影响,A不符合题意。
B.该实验无法判断电磁铁磁场的方向,因此无法探究电流方向对电磁铁磁场方向的影响,B符合题意。
C.通过调节滑动变阻器可以改变电流大小,通过观察吸引大头针的数量可以比较电磁铁的磁场强弱,故可以探究电流大小对电磁铁磁场强弱的影响,C不符合题意。
D.左右两个电磁铁是串联的,因此它们的电流相等,但线圈匝数不同,通过观察吸引大头针的数量可以比较两个电磁铁的磁场强弱,故可以探究线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响,D不符合题意。
故答案为:B
9.【答案】C
【知识点】探究影响通电螺线管磁性强弱的因素的实验
【解析】【分析】根据影响电磁铁磁场强弱的因素分析判断。
【解答】增加通电螺线管的匝数 ,在通电螺线管中插入铁芯, 增大通电螺线管中的电流,都能增强通电螺线管的磁性,故A、B、D不合题意;
改变通电螺线管中的电流方向 ,只能改变通电螺线管的磁极方向,而不能改变磁性的强弱,故C符合题意。
故选C。
10.【答案】C
【知识点】探究影响通电螺线管磁性强弱的因素的实验
【解析】【分析】根据影响电磁铁磁场强弱的因素分析判断。
【解答】根据影响电磁铁磁场强弱的因素可知,
当通过电磁铁的电流最大,且线圈匝数最多时,电磁铁的磁场最强。
根据图片可知,当开关S2接3时线圈匝数最多;
开关S1接2时,只有R2自己工作,此时电阻最小,通过的电流最大,
故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
11.【答案】D
【知识点】二力平衡的条件及其应用;磁极间的相互作用;影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】A.根据安培定则判断电磁铁的磁极方向,再根据磁极之间的相互作用规律确定小磁针的指向;
B.首先分析去掉铁芯后电磁铁的磁场强弱变化,再确定条形磁体受到磁力的变化,最后确定弹簧长度的变化;
C.根据滑片移动确定电流大小变化,再确定电磁铁的磁场强弱变化,最后分析弹簧的长度变化;
D.电磁铁的磁极方向与电流方向有关,据此分析判断。
【解答】A.根据图片可知,线圈上电流方向向右。根据安培定则可知,电磁铁的上端为N极。根据“异名磁极相互排斥”可知,小磁针的N极向下偏转,故A错误;
B.若去掉螺线管中的铁芯,电磁铁的磁场减弱,则条形磁铁受到的排斥力减小,则弹簧受到的拉力变大,即弹簧的长度变大,故B错误;
C.当滑动变阻器的滑片向右滑动时,变阻器的阻值减小,则通过电磁铁的电流变大,那么电磁铁的磁场变强,那么条形磁铁受到的排斥力变大,则弹簧受到的拉力减小,即长度变小,故C错误;
D.若调换电源的正负极,则通过电磁铁的电流方向改变,那么电磁铁的磁场方向发生改变,则小磁针的指向会发生改变,故D正确。
故选D。
12.【答案】C
【知识点】摩擦力的存在;磁极间的相互作用;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】电路中开关S断开时,电磁铁没有磁性,磁铁对铁芯有力的作用;闭合开关后,根据右手螺旋定则可判断电磁铁的左边是N极,右边是S极,与条形磁铁的作用是同名磁极互相排斥;滑片P向右移动,电阻变大,电流变小,电磁铁磁性减小。
【解答】A.开关S闭合后,电磁铁左端是N极,A错误;
B.开关S闭合后,电磁铁左端是N极,与条形磁铁同名磁极互相排斥,所以条形磁铁被向左推,它受到的摩擦力方向向右,B错误;
C.开关闭合后,滑片P向右移动,电磁铁磁性减小,对条形磁铁的推力减小,所以条形磁铁受到的摩擦力也减小(因为条形磁铁一直保持静止,所以条形磁铁受到的摩擦力和推力是一对平衡力。平衡力大小相等,C正确;
D.开关S断开时,条形磁铁与电磁铁之间有力的作用,D错误;
故答案为:C
13.【答案】D
【知识点】通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】分析各个选项中包含的物理原理即可。
【解答】A.闭合开关后,当导体在磁场中做切割磁感线运动时,电流表的指针发生偏转,这就是电磁感应现象,为发电机的工作原理,故A不合题意;
B.当导线中有电流经过时,小磁针的指向发生偏转,说明电流周围存在磁场,故B不合题意;
C.当线圈中有电流通过时,线圈可以吸引大头针,这是电流的磁效应,故C不合题意;
D.闭合开关后,通过电流的导体在磁场中受力运动,这是就电动机的工作原理,故D符合题意。
故选D。
14.【答案】D
【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】首先根据安培定则判断电磁铁的磁极方向,再根据磁感线的形状确定旁边磁极的种类。
【解答】根据图片可知,线圈上电流方向向上。右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向上,此时大拇指指向左端,则电磁铁的左端为N极,右端为S极。甲和电磁铁的N极之间磁感线呈顶牛之势,则为同极,那么甲为N极。乙和电磁铁的S极之间磁感线相连,为异极,那么乙为N极。
故选D。
15.【答案】(1)磁场;奥斯特
(2)南北
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】(1)根据奥斯特实验的科学史实分析解答;
(2)所有的磁体在不受外力作用时都有指南北的性质,指南的一端为S极,指北的一端为N极,据此分析解答。
【解答】(1)小磁针发生偏转这一现象说明它受到了外在磁场的作用力,极电流的周围存在着磁场,这一现象最早是由奥斯特发现的。
(2)实验前,由于地磁场的作用,小磁针静止时指向南北方向。
16.【答案】S;左;流入;线圈中的电流方向
【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;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】 电磁铁原理是:磁铁能吸引铁、钴、镍等物质,其原理在于电流产生的磁场会磁化别的物体,磁化后的物体会产生电场,电场之间的互相作用产生力的作用。电磁铁磁场方向随着电流方向的改变而改变;
【解答】 活塞筒通过阀门与血管相通,阀门S1只能向外开启,S2只能向内开启,线圈中的电流从A流向B时,根据右手定则,四指指的是电流方向,大拇指指的是N极的指向,所以电磁铁左端是S ,两个磁体属于异名磁极相互吸引,所以活塞向左运动,血液流入活塞筒; 该装置工作时,是通过改变电流方向来改变通电螺线管的磁极方向,从而改变活塞的运动方向的。
故答案为:S,左,流入,线圈中的电流方向
17.【答案】N;下;地磁场
【知识点】右手螺旋定则;影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】用右手握住通电螺线管,让四指指向电流的方向,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。电磁铁磁性的强弱与电流大小,线圈匝数有关,线圈匝数不变时,电流越大,磁性越强。小磁针在地球表面受到地磁场的作用,所以一直南北指向。
【解答】闭合开关时,电流从电磁铁的下端流入上端流出,根据右手螺旋定则可知电磁铁上端为N极,下端为S极。空心小铁球下沉一些,受到的浮力就会增大,需要增大电磁铁对小铁球的吸引力,应增大电磁铁的磁性,需要将滑动变阻器的滑片向下移动,以减小变阻器连入电路的电阻,从而增大通过电磁铁的电流;断开开关时,电磁铁的磁性消失,小磁针又回到南北指向,是因为受到地磁场的作用。
18.【答案】增大;N
【知识点】电路的动态分析;右手螺旋定则
【解析】【分析】当控制电路中电流变大时,电磁体磁性变强,吸引衔铁向下,工作电路接通,灯L发光。当控制电路中电流变小时,电磁体磁性变弱,衔铁在弹簧的作用下向上运动,工作电路断开,灯L熄灭。电磁铁的磁极可根据安培定则判断:用右手握螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的北极。
【解答】当人靠近到一定距离时,接收器中的光敏电阻Ro阻值减小,电源电压不变,电路电流变大,由欧姆定律可知定值电阻R两端的电压变大,电磁铁磁性增强,衔铁被吸下,工作电路接通,灯泡发光;电源左端是正极,因此电流从电磁铁的下端流入,上端流出,根据安培定则,上端是N极。
19.【答案】电;变强;S(或南)
【知识点】探究影响通电螺线管磁性强弱的因素的实验;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)话筒将声音转化为强弱变化的电流,而听筒将强弱不同的电流转化为声音,因此它们将声音信号和电信号进行相互转换。
(2)电磁铁的磁性随电流的增大而增大,减小而减小。根据安培定则判断螺线管的极性。
【解答】(1)电话的基本原理是通过话筒与听筒完成声音信号与电信号的相互转换。
(2)当人对着话筒说话时,滑动变阻器的滑片向左移动,变阻器的阻值变小,通过电磁铁的电流增大,则听筒电磁铁的磁性将变强。
螺线管上电流方向向下,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,左端为S极。
20.【答案】S;增多
【知识点】右手螺旋定则;探究影响通电螺线管磁性强弱的因素的实验
【解析】【分析】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】根据右手螺旋定则,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,可知通电螺线管的下端为N极,上端为S极;闭合开关,若将滑动变阻器的滑片向左移动,闭合回路中的电流变大,电磁铁的磁性增强,吸引大头针的数目增多;
故答案为:S;增多。
21.【答案】减弱;减小
【知识点】二力平衡的条件及其应用;磁极间的相互作用;影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】①根据滑片的移动方向确定变阻器的阻值变化,从而确定通过电磁铁的电流大小变化,进而确定电磁铁的磁性强弱变化;
②首先根据安培定则判断电磁铁的极性,然后根据磁极之间的相互作用规律确定条形磁铁受到磁力的方向,从而得到平衡关系式,最后根据磁力的变化确定条形磁铁对地面的压力变化。
【解答】(1)闭合开关S,变阻器的滑片向b端移动时,变阻器的阻值增大,根据R总=R0+R可知,此时总电阻变大而总电流减小,那么电磁铁的磁性减弱。
(2)线圈上电流方向向左,根据安培定则可知,电磁铁的下端为N极。根据“同名磁极相互排斥”可知,条形磁铁受到向下的排斥力,即地面受到的压力F=G+F排斥。当滑片向b端移动时,排斥力减小,则对水平地面的压力减小。
22.【答案】N;上;不变
【知识点】二力平衡的条件及其应用;右手螺旋定则;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】悬浮地球仪根据磁体的同名磁极互相排斥原理制成。(1)由图中电流方向,根据右手螺旋定则判断磁极 ,再根据同名磁极互相排斥判断磁铁的磁极(2)若要增加球体“漂浮”的高度,则要增大电磁铁的磁性,即增大电路的电流。(3)根据二力平衡条件判断
【解答】根据右手螺旋定则判断,电磁铁的上端为S极,所以磁铁的B端为S极,A端为N极;若要增加球体“漂浮”的高度,可增大电路中的电流,即减小滑动变阻器的电阻,所以可将滑片向上移动;地球仪悬浮时受到重力和电磁铁对球体的斥力,因为静止,所以这两个力大小相等,所以地球仪的悬浮位置增加到一定高度并静止后,与原漂浮状态比,电磁铁对球体的斥力不变。
故答案为:第1空、N 第2空、上 第3空、不变
23.【答案】N;南方
【知识点】磁极间的相互作用;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】(1)根据安培定则判断螺线管的磁极方向,再根据磁极之间的相互作用规律确定A端的磁极。
(2)当磁体自由转动静止下来时,指南的一端为南极,指北的一端为北极。
【解答】(1)根据图片可知,线圈上电流向上。右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向上,此时大拇指指向左端,则电磁铁的左端为N极。根据“异名磁极相互吸引”可知,条形磁体的B端为S极,A端为N极。
(2)B端为S极,则断开S,电磁铁失去磁场,那么磁体静止时B端指向地理的南方。
24.【答案】(1)通电导体周围存在磁场
(2)铁芯;避免绝缘漆破损铁钉导电;AB;没有控制电流一样
【知识点】探究影响通电螺线管磁性强弱的因素的实验
【解析】【分析】奥斯特实验证明了:通电导体周围存在磁场,磁场的强弱和电流大小有关,磁场方向和电流方向有关。通电螺线管周围也存在磁场,电磁线圈的匝数越多,通过线圈的电流越大,线圈的磁性越强;插入铁芯,线圈的磁性大大增强。图中A与B对照,变量是电流大小,B的电流大于A,B吸引的大头针多于A,C中两个电磁铁是并联在电路中,电压相同,电流不同,a的匝数多于b,a吸引的大头针比b多。
【解答】(1)通电后小磁针发生偏转,说明通电导体周围存在磁场;
(2)电磁铁指带铁芯的通电螺线管,所以螺线形线圈插入铁芯后就称为电磁铁。 绕制前在大铁钉表面裹一张纸片,纸片是绝缘体,防止短路现象的发生;所以纸片作用是: 避免绝缘漆破损铁钉导电 。①要验证猜想l是正确的,根据控制变量法可知必须控制线圈的匝数相同,改变电流的大小,观察电磁铁吸引大头针数目的多少,符合此要求的只有A B两图;
②C图中甲、乙两磁铁并联,通过的电流不同,故不能研究猜想Ⅱ。
25.【答案】(1)变大
(2)解:R总=U/I=3V/0.015A=200Ω
80℃时,Rt=50Ω
R=R总-Rt-R0=130Ω
(3)④②①③
(4)增大电源电压
【知识点】欧姆定律及其应用;影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】
(1)分析实验电路图和表格数据可知,当热水器中温度升高时,Rt的阻值变小,根据欧姆定律,在电压一定时,控制电路中总电阻变小,电流变大,从而可判断电磁铁的磁性变化;
(2)由表中数据可知,为了使热水器能在80℃时停止加热,即要求Rt的阻值变为50Ω时,通过继电器的电流达到15mA时,衔铁被吸合,通过欧姆定律计算电路中的总电阻,根据串联电阻规律得到滑动变阻器接入的阻值;
(3)先将用阻值为50Ω的电阻箱替代Rt,调节滑动变阻器,当出现衔铁被吸合,表明刚好满足题目要求,从而得出合理的顺序;
( 4)根据电磁铁吸合时电流不变,根据降低水温热敏电阻的变化进行分析。
【解答】
(1)分析实验电路图和表格数据可知:当热水器中温度升高时,Rt的阻值变小,根据欧姆定律,在电压一定时,控制电路中总电阻变小,电流变大,电磁铁的磁性变大;
(2)由电路图可知,控制电路则由电磁铁线圈、滑动变阻器和热敏电阻串联而成,由的变形公式:计算出电路的总电阻,由表中查出,水温为80℃时,Rt阻值为50Ω,再根据串联电路的电阻特点计算出滑动变阻器的阻值;
(3)小柯完成上述计算后,发现滑动变阻器无刻度,故滑片不能移至相应阻值。现利用定值电阻R1=50Ω来确定滑片位置。可以先将用阻值为50Ω的电阻替代Rt,调节滑动变阻器,当出现衔铁被吸合,表明刚好满足题目要求,然后在将50Ω电阻取下,换上热敏电阻,故合理的顺序为:④②①③;
(4)若要降低继电器控制的水温,热敏电阻阻值变大,由于电磁铁吸合时电流不变,可以增大电压或减小滑动变阻器的阻值。
故答案为:(1)变大;(2)130Ω;(3)④②①③;(4)增大电源电压。
26.【答案】(1)解:小磁针的下端是N极、上端S极,由磁极间的相互作用规律可知,甲螺线管的右端是N极,其左端是S极;且电流从右端流入、左端流出,结合安培定则可知甲通电螺线管的绕法;
在磁体外部,磁感线由N极出发,回到S极,据此可知A点磁感线的方向斜向右上方;
(2)解:根据小磁针的磁极,由磁极间的相互作用规律可知,乙螺线管的左端是N极,其右端是S极;根据安培定则可知,乙通电螺线管电源的右侧为正极,左侧为负极,如题(1)答案图所示。
【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】(1)①首先根据“磁极之间的相互作用规律”确定电磁铁甲的磁极方向,再根据安培定则确定线圈上的电流方向,进而确定线圈的缠绕方法。
②根据磁体外部磁感线的环绕方向确定A点的磁感线方向即可。
(2)首先根据“磁极之间的相互作用规律”确定电磁铁乙的磁极方向,再根据安培定则判断线圈上的电流方向,弄清电流从哪端流出,哪端流入,进而确定电源的正负极方向。
试题分析部分
1、试卷总体分布分析
总分:96分
分值分布 客观题(占比) 46.0(47.9%)
主观题(占比) 50.0(52.1%)
题量分布 客观题(占比) 18(69.2%)
主观题(占比) 8(30.8%)
2、试卷题量分布分析
大题题型 题目量(占比) 分值(占比)
选择题 14(53.8%) 28.0(29.2%)
填空题 9(34.6%) 45.0(46.9%)
解答题 2(7.7%) 18.0(18.8%)
实验探究题 1(3.8%) 5.0(5.2%)
3、试卷难度结构分析
序号 难易度 占比
1 普通 (100.0%)
4、试卷知识点分析
序号 知识点(认知水平) 分值(占比) 对应题号
1 摩擦力的存在 2.0(2.1%) 12
2 右手螺旋定则 36.0(37.5%) 3,5,6,7,16,17,18,20,22
3 通电螺线管的极性和电流方向的判断 44.0(45.8%) 4,7,12,13,14,16,19,22,23,26
4 影响电磁铁磁性强弱的因素 36.0(37.5%) 6,11,12,17,19,21,22,25
5 欧姆定律及其应用 8.0(8.3%) 25
6 影响摩擦力大小的因素 2.0(2.1%) 5
7 磁极间的相互作用 20.0(20.8%) 11,12,16,21,23
8 电路的动态分析 4.0(4.2%) 18
9 增大或减小压强的方法 2.0(2.1%) 5
10 通电螺线管的磁场 16.0(16.7%) 3,4,6,7,16
11 探究影响通电螺线管磁性强弱的因素的实验 21.0(21.9%) 8,9,10,19,20,24
12 二力平衡的条件及其应用 12.0(12.5%) 11,21,22
13 通电直导线周围的磁场 7.0(7.3%) 1,2,15
14 磁场和磁感线 14.0(14.6%) 3,14,26
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
21世纪教育网(www.21cnjy.com)