2024年温州市八下科学第一单元电与磁拔高培优训练试卷(浙教版)
一、选择题(每题2分,共40分)
1.(2022八下·婺城期末)2022年中国疫情形势依然很严峻,“金华415”疫情防控及时、到位,很快得到有效控制。如图是金华某商场的红外测温仪,该仪器的原理是热敏电阻的阻值随人体辐射的红外线而改变,当人体温度越高热敏电阻的阻值越小。小科同学据此设计了一个红外线体温安检电路:要求无人或体温低于37.3℃的人经过时仅绿灯亮,高于37.3℃的人经过时,红灯亮且电铃响起。下列设计符合要求的是( )
A.
B.
C.
D.
2.(2023八下·鄞州期末)科创小组为仓库的制冷系统设计的自动启动装置的简化电路图如图所示,其中R1为热敏电阻,其阻值随温度的变化如表所示,滑动变阻器Rp的最大阻值为20Ω,电磁铁的线圈电阻不计,控制电路的电源电压调为U0=6V。闭合开关S,滑动变阻器Rp处于最大阻值,当温度达到28℃时,电磁铁把衔铁吸下,接通工作电路,制冷系统启动。以下关于该制冷系统工作原理的说法中错误的是( )
温度/℃ 22 25 28 31 34 37 40
阻值/Ω 620 600 580 560 540 520 500
A.电磁铁的应用原理是电流的磁效应
B.控制开关S闭合时,接线柱b应与c相连
C.制冷系统启动时,控制电路中的电流为0.1A
D.若想将制冷系统的启动温度升高到31℃,则控制电路中电源电压最小为5.8V
3.(2020八下·青田期中)某探究小组观察到学校楼道里的消防应急灯,平时灯是熄的,一旦停电,两盏标有“36V”的灯泡就会正常发光。下图是四位同学设计的模拟电路,其中可以起到消防应急灯作用的电路是( )
A. B.
C. D.
4.(2023八下·富阳期末)如图所示,条形磁铁置于水平桌面上(黑色端为N极),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.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
5.(2023八下·永嘉期中)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的滑片缓慢滑动,弹簧测力计的示数在变大,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. 表示数变小, 表示数变小
D. 表示数变小, 表示数变大
6.(2023八下·滨江期末)如图所示,弹簧测力计下挂一条形磁铁,条形磁铁下面放置一通电螺线管。当条形磁铁从左向右水平拉过时,下列图像中能正确描述弹簧测力计示数变化情况的是( )
A. B.
C. D.
7.(2023八下·洞头期中)我国南方夏季有时会普降暴雨,引起城市内涝,给人们生活带来很大影响。小明设计了一种利用电磁继电器来自动控制抽水机工作的电路:当水位在安全位置以下时绿灯亮,抽水机不工作;当水位到达安全位置上限时红灯亮,抽水机开始工作。如图是小明还未连接完成的电路,小明接下去的电路连接应该是( )
A.M接A,N接B B.M接B,N接D C.M接B,N接C D.M接C,N接D
8.(2023八下·浙江期末)如图所示,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片向右移动时,弹簧测力计的示数变小。则下列说法中正确的是( )
A.电磁铁的上端为S极
B.电源左端为“+”极
C.断开开关S,弹簧测力计的示数为零
D.若滑动变阻器的滑片P不动,抽去电磁铁的铁芯,弹簧测力计的示数增大
9.(2023八下·拱墅期末)如图所示的家庭电路中,下列说法正确的是( )
A.若火线上的保险丝熔断了,可以用铁丝代替
B.闭合开关S2,L2正常工作,此时用测电笔测e、f点氖管都能发光
C.用灯泡L0取代保险丝接入电路,只闭合S1,若L0正常发光而L1不亮,说明电路正常
D.把台灯插头插入插座后,室内电灯全部熄灭,可能是因为插头短路
10.(2023八下·黄岩期末)电动汽车刹车时,汽车电动机”变身”为发电机,将汽车机械能转化为电能,简称能量回收系统。下列实验中与该能量回收系统原理相同的是( )
A. B.
C. D.
11.(2023八下·杭州期末)下列小磁针指向和磁感线作图中,错误的是( )
A. B.
C. D.
12.(2023八下·奉化期末)2019年5月起,我市已开始实行电动自行车新政策:只允许新国标电动自行车上路,要求车速不超过25km/h。下面是同学们设计的某品牌电动自行车的电路(图中R为旋钮型变阻器),其中符合“旋钮OP绕O点顺时针转动时,电流增大,电动机转速变快,当转速超过一定值,电铃会自动报警”的电路是( )
A. B.
C. D.
13.(2023八下·拱墅期末)如图甲所示为磁悬浮地球仪,球体内有一条形磁体,上端为S极,其下方环形底座内有一电磁铁,通过磁极间的相互作用使地球仪悬浮在空中,如图乙所示为其内部结构示意图,下列判断错误的是( )
A.电磁铁下端为S极
B.电源上端为正极
C.当滑动变阻器滑片P向右滑动时,电磁铁的磁性增强
D.若在球体正上方A处吸一小铁块,可适当向右滑动滑片P使球体离底座的距离保持不变
14.(2023八下·宁波期末)如图所示为直流电动机工作原理图,下列分析正确的是( )
A.电动机通电后不转,一定是电路断路
B.线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的
C.改变磁场方向可以改变线圈转动的方向
D.将磁体的磁极对调一下可以使电动机的转速增大
15.(2023八下·宁波期末)如下图是小敏设计的汽车尾气中一氧化碳排放量的检测电路。当一氧化碳浓度高于某一设定值时,电铃发声报警。图中气敏电阻阻值随一氧化碳浓度的增大而减小。下列说法不正确的是( )
A.电铃应接在B和D之间
B.当一氧化碳浓度升高,电磁铁磁性增强
C.用久后,电源电压会减小,报警时一氧化碳最小浓度比设定值低
D.为使该检测电路在一氧化碳浓度更低时报警,可将的滑片向上移
16.(2023八下·富阳期末)小明寒假在家看电视时,为了取暖,便将一个电暖器拿出来。当他将插头插入插座中时,听到“叭”一声,同时从插座中冒出一股黑烟,电视机和电灯也都熄灭了,这个现象会导致的结果是( )
A.电视机烧坏了 B.电暖器烧坏了
C.空气开关断开了 D.灯丝烧断了
17.(2023八下·洞头期中)如图所示,这是一个自制的小指南针。用硬纸板和大头针制作指南针的底座,使缝衣针磁化后,穿过按扣的两孔,放在底座的针尖上,当小指南针静止后,针尖指向北方。则下列说法中正确的是( )
A.针尖能指北,是受到地球周围磁感线的作用
B.针尖是指南针的S极,针尾是指南针的N极
C.制作的材料缝衣针可以是金属铜
D.若自制指南针静止时明显偏离南北方向,说明该空间存在除地磁场以外的其他磁场
18.(2023八下·嘉兴期末)如图是常见的插座面板,当该插座连接在家庭电路中时,其构成的电路图应为( )
A. B.
C. D.
19.(2022八下·温州期末)如图是生活中常见的电磁起重机,它可用于搬运铁质材料。下列实验原理与其相同的是( )
A. B.
C. D.
20.(2023八下·义乌期中)如图是某家庭电路,闭合开关,灯不亮。用试电笔接触c点氖管不发光,接触d点氖管发光。已知该电路有两处故障,则下列判断正确的是( )
A.ac间断路、 bd 间断路 B.ac间断路、eb间断路
C.ac间断路、 cd间短路 D.eb间断路、cd间短路
二、填空题(每空1分,共 32分)
21.(2023八下·鄞州期末)如图甲的无人机灯光秀”燃爆”宁波:近千架无人机齐飞,以夜空为幕,执祝福之笔,欢度2023年元宵,与江边夜景、花市灯会交相辉映,共同点亮了宁波夜空。为了确保无人机的飞行速度不超过最大值280km/h,工程师给无人机的发动机装上了能控制油门大小的限速器,其简化电路如图乙所示。
(1)闭合开关后,电磁铁的上端为 (填”N”或”S”)极。
(2)其中R的阻值随飞行速度变化的图象如图丙所示。若电源电压恒为6V,R0的阻值为10Ω,此电路的最大电流为 A。(电磁铁电阻忽略不计)
(3)若要进一步减小最大飞行速度,还可以采取的方法是 。
22.(2023八下·富阳期末)小金去商场时,发现当他站在电梯上时电梯运动较快,走下电梯后电梯运动会变慢。他查阅资料,发现电梯内部的结构示意图如图所示,利用了压敏电阻阻值随着所受压力的增大而减小的性质等知识,以实现速度变化。
(1)由分析可知,图中 (选填“R”或“R1”)为压敏电阻。
(2)当衔铁与下触点b接触时,电梯处于 (选“快速”或“慢速”)档。
(3)小胖同学认为,站上电梯的人越多,压敏电阻阻值越小,电梯速度越快。他的理解对吗 请说明你的理由: 。
23.(2023八下·仙居期末)“珍爱生命,安全用电”是公民必备的安全意识。
如图所示为某家庭电路图。
(1)火线与零线之间的电压正常值为 伏。
(2)①和②为电灯或开关所在位置,闭合开关电灯正常工作,则开关应接在 处。
(3)关于安全用电,下列做法正确的是______。
A. B.
C. D.
24.(2023八下·拱墅期末)如图甲所示是某恒温箱的加热电路,其电路通断由控制电路控制,控制电路由电磁继电器、热敏电阻R1(安装在恒温箱内)、可变电阻器R2、低压电源U、开关等组成,低压电源电压恒为6V,R1的阻值随温度变化关系如图乙所示,当通过电磁继电器线圈的电流I≥50mA时,衔铁被吸合。不计热敏电阻R1产生的热量,忽略电磁继电器线圈的电阻。回答问题:
(1)热敏电阻R1的阻值随着温度的升高而 (选填“增大”或“减小”)。
(2)若使恒温箱中的最高温度为100℃,应调节可变电阻器R2的阻值是 Ω。
(3)若想降低恒温箱中的最高温度,提供一种方案 。
25.(2023八下·吴兴期末)如图所示是小科家室内安装的带有漏电保护器的空气开关、三孔插座等设备的配电系统。
(1)图中灯泡与插座的连接方式是 ;
(2)①②两处需接入空气开关和电能表,则①处应接 ;
(3)用试电笔接触a孔中金属片,氖管 发光。(选填“会”或“不会”)
26.(2023八下·路桥期末)2022年6月“福建舰"正式下水,该舰采用的是电磁弹射起飞技术,原理如图:舰载机位于两条通电轨道的中间,当要起飞时,为轨道加上电流使其沿轨道方向由静止开始加速,最终被弹射出去。电磁弹射器的工作原理类似于 (选填“发电机”或“电动机”),可 (选填“增大”或“减少”)电流使飞机获得更大推力。
27.(2023八下·路桥期末)对于家庭中所使用的电器,无论是其电器本身还是电路,都有着安全使用的要求。
(1)某电热壶的结构如图甲所示。当电热壶接入家庭电路时,a端应与 线相连。
(2)图乙中,闭合开关S,灯泡发光:将电热壶插头插入三孔插座中,闭合电热壶开关,两者都不能工作。拔下插头,按图 (选填“丙"或“丁”的方法使用测电笔检测插座,左右两孔都能使氖管发光。若电路中只有一处故障,可能是 。
A.AB间断路
B.CD间断路
C.进户零线断路
28.(2022八下·诸暨期末)医学上使用的心肺机是用“电动泵”替代心脏,推动血液循环。工作原理如图:
(1)当线圈中的电流从B流向A时,活塞将向 运动(选填“左”或“右")。
(2)“电动泵”每分钟“跳动”的次数(即活塞来回移动的次数)由线圈中电流的 改变快慢决定。(选填“大小”或“方向")
29.(2023八下·舟山期中)如图1所示,A 的每个原子都有N、S 极,相当于磁性很弱的“小磁铁”,“小磁铁”杂乱无章排列时、A 对外不显磁性,当“小磁铁”按图2所示同向排列时,A 具有磁性(如图3)。强力磁铁不耐高温、高温加热会使磁性消失,从微粒热 运动的角度解释为:低温时,磁铁内的原子是 排列的,对外显磁性; 高温加热时,原子运动 ,原子排列杂乱无章,对外不显磁性。
30.(2023八下·新昌期中)
(1)如图所示,GMR为巨磁电阻,其阻值随着磁场的增强而急剧减小,闭合开关S1和S2,电磁铁的左端是 极;将滑动变阻器的滑片P从b端滑向a端时,螺线管的磁性将 ,电压表的示数将 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
(2)如图所示,磁悬浮地球仪的工作原理是: 磁极相互排斥。
(3)某同学发现厨房里每次使用完电饭锅都要将插头从插座上拔下来,非常地不方便,于是买来了如图甲的插座。图乙是该插座背面的接线示意图,其中d线是 (选填“火线”或“零线”)
31.(2023八下·浙江期中)如图是手机无线充电的原理简化图。当充电器线圈接通电源之后,该线圈就会产生一个磁场,当手机放在充电器上的时候,手机中的线圈就会产生感应电流,实现无线充电。
(1)手机线圈中产生电流是利用 现象。
(2)当充电器线圈中某一时刻的电流方向如图所示,则图中B点的磁场方向是 (选填“向上”或“向下”)。
(3)与传统方式相比,请你对这种充电方式进行评价: 。(写出一条即可)
三、实验探究题(每空1分,共 12分)
32.为探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关,小科做了如下的实验:
步骤1:在水平桌面上放置一小车,小车上固定 一块条形磁铁,如图所示;
步骤2:当闭合开关时,小车会沿水平方向向右运动,记录小车在水平桌面上运动的距离s
步骤3:断开开关,把小车重新放在起始位置,依次向右移动变阻器滑片,闭合开关,记录小车在水平桌面上运动的距离。实验数据如下表。请回答下列问题。
实验次数 1 2 3 4 5 6
电流的大小(安) 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2
小车运动的距离(厘米) 15 19 24 30
(1)请你在图中用笔画线代替一根导线完成实验电路的连接。
(2)通过本实验可得出结论: 。
(3)小科在第4次实验后结束了实验,小明觉得实验数据还不够。重新连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,电流表均有示数,分别记为第5次和第6次数据,小车始终不能向右前进,你认为可能的原因是 。
(4)电磁铁的磁性不仅跟电流的大小有关,而且还与线圈的匝数有关,若要研究电磁铁磁性与线圈匝数的关系,已知线圈的电阻不能忽略,那么将滑动变阻器的连接线从a处移动到b处后,闭合开关后下 步的操作是 ,然后再记录小车运动的距离。
33.(2023八下·新昌期末)小科在学习了磁场对通电导体有力的作用后,进一步查阅资料,了解到当电流与磁场方向垂直时,磁场对通电导体的作用力大小与磁场强度、导体在磁场中的长度以及导体中的电流强度有关。他设计了如图所示的装置,先初步探究磁场对通电导体的作用力与电流大小的关系。实验步骤如下:
①将一根导体棒用两根细线悬挂在铁架台上,将一蹄形磁铁竖直固定在铁架台上,并让导体棒与下方的蹄形磁铁磁极间的磁场方向垂直;
②给导体两端加电压U1,导体静止时,观察悬线与竖直方向偏转的角度为α1;
③给导体两端加电压U2,U2>U1,导体静止时,观察悬线与竖直方向偏转的角度为α2;
④比较α1、α2的大小,发现α2>α1,即可初步验证:其他条件一定时,通电导体的电流越大,通电导体受到磁场的作用力 (选填“越大”、“越小”或“不变”)。
⑴实验中通过观察悬线与竖直方向偏转的角度来判断磁场对通电导体的作用力大小,该实验方法属于 (选填“转换法”或“模型法”)。
⑵小科在a、b间连接一个小灯泡,让导体快速切割磁感线时,小灯泡发光,a、b间能产生电流是利用了 的原理。手机的 (选填“话筒”或“听筒”)就是根据该原理制成的。
34.(2023八下·龙湾期中) 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:
猜想一: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,从而导致小磁针的偏转。
猜想二:可能是因为________________________,从而导致小磁针的偏转。
奥斯特通过实验很快就否定了猜想一,又做了乙、丙两组实验。
(1)请把猜想二补充完整: ;
(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,排除空气对流的影响,他仍观察到 的现象,从而否定猜想一。
(3)结合实验与所学知识,丙组中小磁针将 (选填字母)。
A.顺时针偏转,偏转角度比甲组更大
B.顺时针偏转,偏转角度比甲组更小
C.逆时针偏转,偏转角度比甲组更大
D.逆时针偏转,偏转角度比甲组更小
四、解答题(每小题2分,共18分)
35.(2023八下·柯桥期末)纯电动汽车是一种采用蓄电池作为唯一动力源的汽车,电池的安企性主要体现在对其温度的控制上,当某组电池温度过高时,立即启动制冷系统进行降温。某项目化学小组设计了图甲的模拟控温装置示意图,电磁维电器与热敏电阳Rt,滑动变阳器Rp串联接在电压为6V的电源两端,滑动变阻器的最大阻值为200Ω。当电磁铁线圈(电阻不计)中的电流I大于或等于25maA时,衔铁被吸合。
(1)热敏电阻置于温度监测区域,其阻值Rt与温度t的关系有两种,如图乙和图丙,若要将b与c相接,则需选择 所示的热敏电阻(选填”图乙”或”图丙”)。
(2)若设置电池的温度为60℃时启动制冷系统,则滑动变阻器的阻值应为多少?(写出计算过程)
(3)该电路启动制冷系统时可设置的最高温度为 ℃。
36.(2023八下·仙居期末)国家规定燃气灶须安装熄火自动保护装置,在意外熄火(如汤水溢出)时,装置能自动关闭气路。图甲为小科设计的模拟装置示意图,电源电压U=9伏,R0=80欧,闭合开关S,当电磁铁线圈中的电流达到一定值时,衔铁K被释放,从而关闭气路(未画出),启动保护。不计线圈电阻,热敏电阻R1的阻值与温度的关系如图乙中图线①所示。请完成下列各题:
(1)电磁铁上端的磁极为 极。
(2)当温度降至80℃时,衔铁K被释放,启动保护,此时线圈中的电流多大?(请写出计算过程)
(3)现仅将R1更换为图线②所示的热敏电阻,若燃气灶熄火后,温度降至 ▲ 时才会启动保护。要使更换后的保护装置仍在80℃启动,则电阻R0阻值应该多大?
37.(2023八下·永嘉期中)电梯(elevator,垂直电梯)是一种垂直运送行人或货物的运输设备。为居民出入带来很大的便利,小德家住某小区某栋8楼,放学后乘电梯回家。小德查阅资料,了解到出于安全考虑,电梯都设置了超载自动报警系统,其工作原理如图甲所示,电路由工作电路和控制电路组成:在工作电路中,当电梯没有超载时,动触点K与静触点A接触,闭合开关S,电动机正常工作;当电梯超载时,动触点K与静触点B接触,电铃发出报警铃声,即使闭合开关S,电动机也不工作。在控制电路中,已知电源电压U=9V,保护电阻R1=200Ω,电阻式压力传感器(压敏电阻)R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示,电梯自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
(1)在控制电路中,当压敏电阻R2受到的压力F减小时,电磁铁的磁性 (选填“增强”、“减弱”或“不变”)。
(2)若电磁铁线圈电流达到30mA时,刚好衔铁被吸下接触静触点B,电铃发出警报声。当该电梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时,试通过计算说明电梯是否超载?
(3)若电铃发出警报声的条件如(2),需增大电梯的最大载客量,可采取 、 措施(写出两种措施)。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】逐一分析每个选项的电路的工作过程,找出符合题意的答案。【解答】A.A图红灯装在干路,不论什么情况红灯均亮,A不符合题意;
B.无人或体温低于37.3℃的人经过热敏电阻的阻值变大,由欧姆定律可知,控制电路中的电流越小,电磁铁磁性变弱,衔铁在弹簧弹力的作用下使静触点动触点分开,仅红灯亮,故B不符合题意;
C.体温高于37.3℃的人经过热敏电阻的阻值变小,由欧姆定律可知,控制电路中的电流越大,电磁铁磁性变强,衔铁被吸下,工作电路中电铃与红灯并联连入电路中,电铃响,红灯亮,故C符合题意;
D.D图中,红灯接在干路中,在任何情况下红灯均发光,故D不符合题意。
故选C。
2.【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】 制冷系统的工作原理:当温度升高时,热敏电阻R1阻值变小,控制电路中电流变大,电磁铁磁性增强,将衔铁吸下来,工作电路制冷系统开始工作
【解答】A. 电磁铁的应用原理是电流的磁效应,即通电导线周围存在磁场,A正确
B. 电磁铁把衔铁吸下,接通工作电路,因此接线柱b应与c相连才能使工作电路形成闭合电路,B正确
C. 当温度达到28℃时,热敏电阻R1=580Ω,控制电路电流,C错误
D. 根据C中分析,想要制冷系统启动,控制电路中的电流需至少达到0.01A,温度达到31℃时,热敏电阻R1=560Ω,
电源电压U=I×(R1+RP)=0.01A×(560Ω+20Ω)=5.8V ,D正确
故答案为:C
3.【答案】B
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】分析四个电路,哪个符合题目的要求,那么它就是正确选项。
【解答】A.当220V的电路有电时,电磁铁将衔铁吸下来,两个灯泡与36V的电路接通,那么两个灯泡是发光的,与题目要求不同,故A错误;
B.当220V的电路没电时,电磁铁将没有磁场,衔铁在上面接通36V电路,两个灯泡发光;当220V电路有电时,电磁铁有磁场,将衔铁吸下来,切断两个灯泡与36V电源之间的联系,那么两个灯泡熄灭,符合题目要求,故B正确;
C.当220V的电路没电时,电磁铁将没有磁场,衔铁在上面接通36V电路,两个灯泡发光,与题目要求不符,故C错误;
D.220V电路没电时,衔铁在上,接通上面灯泡与36V电源,此时它发光,而下面的灯泡没有发光,与题目要求不符,故D错误。
故选B。
4.【答案】C
【知识点】右手螺旋定则;影响电磁铁磁性强弱的因素;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】电磁铁的磁性强弱与线圈匝数、有无铁芯、电流大小有关,线圈匝数一定时,电流越大,电磁铁的磁性越强;
电磁铁的南北极方向与电流方向与线圈绕法有关,可以通过右手定则判断,方法如下图
四指方向表示电流方向,大拇指方向表示磁场方法(N极指向)
【解答】A. 开关S闭合后,电路中电路方向如图,根据右手定则可以判断出电磁铁左端是N极,A错误
B. 电磁铁左端是N极,对条形磁铁产生向左的排斥力,条形磁体保持静止,根据二力平衡平衡力的方向相反,说明条形磁体受到向右的摩擦力,B错误
C. 滑片P向右移动时,滑动变阻器的阻值变大,电路中的电流减小,电磁铁磁性减弱,对条形磁体的排斥力减小,根据二力平衡平衡力大小相等,说明条形磁体受到的摩擦力叶减小,C正确
D. 开关S断开时,电路中没有电流,电磁铁没有磁性,但磁铁可以吸引铁钴镍,电磁铁中含有铁芯,因此条形磁铁与电磁铁之间存在引力,D错误
故答案为:D
5.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;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】首先根据安培定则判断电磁铁的极性,从而确定条形磁体受到磁力的方向。然后根据测力计的示数变大确定电磁铁中电流的变化,根据U=IR分析R0两端电压变化,最后根据U总=U0+U变分析电压表的示数变化。
【解答】根据图片可知,电磁铁线圈上电流方向为向右。根据安培定则可知,电磁铁的上端为N极,下端为S极。根据“同名磁极相互排斥”可知,条形磁体受到向上的排斥力。根据测力计的示数变大可知,排斥力减小了,即通过电磁铁的电流变小了,就电流表示数变小。根据U=IR可知,电阻R0两端电压减小,根据U总=U0+U变可知,电压表的示数变大。
故选D。
6.【答案】A
【知识点】磁极间的相互作用;电磁铁的构造和原理
【解析】【分析】同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引;安培定则也叫右手螺旋定则,是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则。(1)通电直导线中的安培定则(安培定则一):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 。(2)通电螺线管中的安培定则(安培定则二):用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。(磁感线由N极流向S极)
【解答】开关闭合,电磁铁中磁极方向,采用右手定则,四指代表电流方向,大拇指代表N极,所以a端是N,b端是S,根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引, 当条形磁铁从左向右水平拉过时 ,受到的磁力越来越小,划过条形磁铁的一般位置时,吸引力不断增大,所以弹簧测力计的读数不断的变大,A正确;
故答案为:A
7.【答案】B
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】电磁继电器的工作原理:当控制电路闭合时,电磁铁中有电流通过,产生电磁铁产生磁性,会将电磁铁上方的衔铁吸下来,使得杆子与下方的触点接触。图中当水位在安全位置以下时,控制电路断开,电磁铁没有磁性,杆子与上方触点相连;当水位到达安全位置上限时,控制电路闭合,电磁铁有电流通过,产生磁性,把杆子吸下来,使得杆子与下方触点接触。
【解答】A.若M接A,N接B,当杆子与上方触点接触时会短路,A错误
B.若M接B,N接A,杆子与上方触点接触时绿灯亮,杆子与下方触点接触时,红灯亮,抽水机工作,B正确
C.若M接B,N接C ,杆子与下方触点接触时,电路会短路,C错误
D.若M接C,N接D,无论杆子与那边接触,绿灯始终不亮,红灯始终亮,抽水机会一直工作,D错误
故答案为:B
8.【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)根据弹簧测力计的示数变化确定条形磁铁受到磁力的方向,再根据磁极之间的相互作用规律确定电磁铁的磁极方向;
(2)根据安培定则判断电流方向即可;
(3)对条形磁铁进行受力分析;
(4)根据磁场强弱变化确定条形磁铁受到磁力的变化,再分析弹簧测力计的示数变化。
【解答】闭合开关S,将滑动变阻器的滑片向右移动时,则变阻器的阻值减小,而通过电磁铁的电流增大,那么电磁铁的磁场增强,条形磁铁受到的磁力变大。此时弹簧测力计的示数变小,说明条形磁铁受到向上的排斥力,即电磁铁的上端与N极为同极,即电磁铁的上端为N极,故A错误;
右手握住螺线管,大拇指指向上端,此时弯曲的四指指尖向左,即线圈上电流方向向左,那么电源的右端为“+”极,故B错误;
断开开关S,电磁铁失去磁场,则条形磁铁不受向上的排斥力,此时测力计的示数等于磁铁的重力,故C错误;
若滑动变阻器的滑片P不动,抽去电磁铁的铁芯,则电磁铁的磁场变弱,条形磁铁受到的向上的排斥力减小,而弹簧测力计的示数增大,故D正确。
故选D。
9.【答案】D
【知识点】家庭电路的故障分析;测电笔的使用;熔断器的作用及保险丝的选择方法
【解析】【分析】(1)根据保险丝的特点和用途判断;
(2)正常情况下,测电笔接触火线时发光,接触零线时不发光;
(3)根据串联电路总电压等于各处电压之和分析判断;
(4)根据家庭电路电流过大的原因判断。
【解答】A.保险丝用电阻率大、熔点低的材料制成,用铁丝等代替时即使发生火灾它也不会熔断,起不到保护作用,故A错误;
B.闭合开关S2,L2正常工作,e点接电源零线,用测电笔测e点氖管不能发光,f点接电源火线,用测电笔测f点氖管能发光,故B错误;
C.只闭合开关S1,L0与L1是串联,正常情况下,根据U总=U1+U2可知,两个灯泡的电压都小于20V,即亮度偏暗。若L0正常发光而L1不亮,说明L0接通且电压为220V,说明L1短路,故C错误;
D.由生活常识可知,台灯的功率一般比较小,因此造成保险丝熔断的原因不会是因台灯的功率过大、由台灯插头插入插座,闭合开关,室内电灯全部熄灭可知,是台灯的插头处有短路,造成保险丝熔断,故D正确。
故选D。
10.【答案】B
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】分析各个选项中包含的物理原理即可。
【解答】A.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A不合题意;
B.闭合开关后,导体在磁场中做切割磁感线运动时,电流计的指针发生偏转,这是电磁感应现象,故B符合题意;
C.闭合开关后,线圈匝数多的电磁铁吸引大头针的数量多,说明电磁铁的磁场强弱与线圈匝数有关,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,故D不合题意。
故答案为:B。
11.【答案】B
【知识点】磁极间的相互作用;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】A.根据磁极之间的相互作用规律判断;
B.根据安培定则判断电磁铁的极性,再根据磁极之间的相互作用规律判断电磁铁的磁极方向;
CD.根据磁感线的环绕方向判断。
【解答】A.条形磁铁在左端为N极,根据“异名磁极相互吸引”可知,小磁针的上端为S极,故A正确不合题意;
B.闭合开关后,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,则左端为电磁铁的N极。根据“异名磁极相互吸引”可知,小磁针的左端为S极,故B错误符合题意;
CD.在磁体外部,磁感线总是从N极出来,然后回到S极,故C、D正确不合题意。
故选B。
12.【答案】C
【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;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】 旋钮OP绕O点顺时针转动时,电流增大,说明R接入电路的有效电阻减小;当转速超过一定值,电铃会自动报警,说明工作电路的电流增大到一定值时,电磁铁能向左吸引报警电路中的衔铁,使报警电路闭合,电铃报警。
【解答】旋钮绕O点顺时针转动时,有效电阻变大,电流变小,电动机转速变慢,电磁铁不能吸引衔铁,报警电路闭合,电铃报警,A不符合;
B、旋钮绕O点顺时针转动时,有效电阻变大,电流变小,电动机转速变慢,电磁铁不能吸引衔铁,报警电路断开,电铃不报警,B不符合;
C、旋钮绕O点顺时针转动时,有效电阻变小,电流变大,电动机转速变快,电磁铁向左吸引衔铁,报警电路闭合,电铃报警,C符合;
D、旋钮绕O点顺时针转动时,有效电阻变小,电流变大,电动机转速变快,电磁铁向左吸引衔铁,报警电路断开,电铃不报警,D不符合;
故答案为:C
13.【答案】B
【知识点】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)(2)首先根据平衡力的知识判断球体受到电磁力的方向,然后根据磁极之间相互作用判断电磁铁的磁极方向。接下来根据安培定则判断线圈上电流方向,进而确定电源的正负极;
(3)电磁铁的磁性强弱与电流大小有关;
(4)磁体之间的作用力随距离的增大而减小,随距离的减小而增大。首先根据平衡力的知识判断电磁力的变化,再根据距离不变确定通过电磁铁电流大小的变化即可。
【解答】AB.条形磁体上端为S极,则下端为N极,根据同名磁极相互排斥可知,电磁铁的上端为N极,下端为S极。伸出右手,使大拇指指向电磁铁的N极(电磁铁的上端),则四指弯曲所指的方向为电流的方向,电流从螺线管的上端流入,下端流出,所以电源的上端为正极,故A错误符合题意,B正确不合题意;
C.当滑动变阻器滑片P向右滑动时,变阻器连入电路的电阻变小,由欧姆定律可知通过电路的电流变大,电磁铁的磁性增强,故C正确不合题意;
D.若在球体正上方A处吸一小铁块,则球体的重力增大。而球体受到的重力和排斥力是平衡力,则球体排斥力也要增大。使球体离底座的距离保持不变,需要增强磁场强度,需要增大电路中的电流,可适当向右滑动滑片P,故D正确不合题意。
故选B。
14.【答案】C
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】根据对直流电动机的结构、工作过程的认识判断。
【解答】A.电动机通电后不转,可能是电路断路,也可能是线圈阻力太大,或者线圈处于平衡位置,故A错误;
B.线圈连续转动是靠换向器改变线圈里电流方向来实现的,故B错误;
C.改变磁场方向或改变电流方向,都可以改变线圈转动的方向,故C正确;
D.将磁体的磁极对调一下,只能改变磁场的方向,从而改变线圈转动方向,而不能改变线圈的转速,故D错误。
故选C。
15.【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】)根据气敏电阻R1阻值随一氧化碳浓度的增大而减小可知,当一氧化碳浓度升高时R1的阻值变小,电路中胡电流变大,电磁铁磁性变强,吸引衔铁向下,电铃发声报警,据此得出电铃应接的位置是BD间;用久后,电源电压U1会减小,而电铃开始发声报警时,控制电路的电流一定,根据欧姆定律可知此时控制电路的总电阻变小,根据电阻的串联可知R2的阻值不变时气敏电阻R1阻值的变小,从而得出报警时一氧化碳最小浓度比设定值高;电源的电压一定,电铃开始发声报警时控制电路的电流一定,根据欧姆定律可知控制电路的总电阻一定,据此可知要使该检测电路在一氧化碳浓度更低(气敏电阻R1阻值变大)时报警R2接入电路中的阻值变小,从而得出R2的滑片移动方向是向上。
【解答】A.当一氧化碳浓度高于某一设定值时,衔铁被吸下,电铃发声报警,则电铃应接在B和D之间,故A不符合题意;
B.因气敏电阻R的阻值随一氧化碳浓度的增大而减小,所以当一氧化碳浓度升高时, R的阻值减小,控制电路的总电阻减小,由可知,控制电路中电流增大,电磁铁的磁性增强,故B不符合题意;
C.用久后,电源电压U会减小,因电铃开始发声报警时控制电路的电流一定,所以由知道,控制电路的总电阻应减小,当R2的阻值不变时,气敏电阻R1的阻值应更小,则报警时一氧化碳最小浓度比设定值高,故C符合题意;
D.电源电压U一定,且电铃开始发声报警时控制电路的电流一定,由知道,报警时控制电路的总电阻一定,要使该检测电路在一氧化碳浓度更低(气敏电阻R阻值变大)时报警,应减小R2接入电路中的电阻,可将R2的滑片向上移,故D不符合题意。
故答案为:C。
16.【答案】C
【知识点】家庭电路的故障分析
【解析】【分析】家庭电路中的电器都是并联的,如果电器发生断路,则该电器不工作,对其他电器没有影响;如果电器发生短路,会导致电路中电流过大,使得保险丝熔断,其他所有电器都不工作
【解答】A. 电视机烧坏了相当于断路,对电灯没有影响,电灯还是能发光,A错误
B. 电暖器烧坏了相当于断路,对电灯和电视没有影响,电灯和电视还是能工作,B错误
C. 空气开关是接在干路上,当电流过大时,空气开关会断开,对家庭电路起着保护作用,他将插头插入插座中时,听到“叭”一声,同时从插座中冒出一股黑烟,说明插入插座中时电流很大,导致空气开关断开,C正确
D. 灯丝烧断了相当于断路,对电视没有影响,电视还是能工作,D错误
故答案为:C
17.【答案】D
【知识点】磁体、磁极、磁化;磁极间的相互作用;磁场和磁感线;地磁场
【解析】【分析】根据磁体的性质分析
【解答】A. 针尖能指北,是受到地球周围磁场的作用,不是磁感线,A错误
B. 针尖指向北,因此针尖是N极,针尾是S极,B错误
C.铜不能被磁化,C错误
D.自制指南针正常情况下静止时会指南北方向,如果偏离南北方向,说明还存在其他磁场,对指南针产生干扰,D正确
故答案为:D
18.【答案】C
【知识点】插座的构造与工作方式
【解析】【分析】插座的连法是左零右火上接地;插座中二线插孔和三线插孔之间是并联的关系;
【解答】两孔插座和三孔插座之间是并联的关系,相互之间独立,插座中左孔连零线,右边连火线,上边的孔接地线,所以C正确;
故答案为:C.
19.【答案】D
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】分析各个选项中包含的物理原理即可。
【解答】电磁起重机的主要结构为电磁铁,利用的电路的磁效应。
A.当导体在磁场中做切割磁感线运动时,电流表的指针摆动,说明有感应电流产生,这是电磁感应现象,故A不合题意;
B.当两个N极靠近时相互排斥,说明同名磁极相互排斥,故B不合题意;
C.当线圈在磁场中转动时,它切割磁感线,此时电流表的指针摆动,说明有感应电流产生,故C不合题意;
D.当线圈中有电流经过时,线圈可以吸引大头针,说明电流周围存在磁场,也就是电流的磁效应,故D符合题意。
故选D。
20.【答案】B
【知识点】家庭电路的故障分析
【解析】【分析】测电笔的使用方法:测电笔与火线相连时,氖管发光;测电笔与零线相连时,氖管不发光。【解答】用试电笔接触c点氖管不发光,说明c点与火线断开,因此ac间断路;
测电笔接触d点氖管发光,说明d点与火线相连,由于c点与火线断开,因此d点通过灯泡与火线相连;又因为闭合开关,灯不亮,说明灯与零线断开,故eb间断路。
故选B。
21.【答案】(1)S
(2)0.3
(3)减小定值电阻R0的阻值(或增大电源电压)
【知识点】欧姆定律及其应用;右手螺旋定则;影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】判断电磁铁磁场方向的方法是右手定则,如下图
【解答】(1)根据电路图先标出电磁铁上导线电流的方向,再根据右手定则可以判断出电磁铁上端为S极
(2)当无人机的飞行速度达到最大 280km/h时,根据丙图,电阻R的阻值最小,电路中的电流最大
当速度是280km/h,R为10Ω,故最大电流
(3)若要进一步减小最大飞行速度,则应要R阻值达到10Ω前电磁铁将B吸下来从而断开油门,因此可以减少定值电阻R0的 阻值,或者增大电源电压。
故答案为(1)S (2)0.3 (3)减小定值电阻R0的阻值(或增大电源电压)
22.【答案】(1)R
(2)快速
(3)不对。一旦衔铁被吸引到b,工作电路电阻不在改变
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】该电路图左侧为控制电路,当R上方没有人时,R受到的压力小,电阻大,控制电路中的电流小,电磁铁磁性弱,不能将衔铁吸下来,衔铁与a接触,此时右侧工作电路中R1与电动机串联,工作电路中的电流较小,电动机速度慢;
当R上方站了人时,R受到的压力大,电阻小,控制电路中的电流大,电磁铁磁性强,将衔铁吸下来,衔铁与b接触,此时右侧工作电路中R1被短路,电动机单独工作,工作电路中的电流较大,电动机速度快
【解答】(1)R1在工作电路中,是为了减少工作电路中的电流,R1是定值电阻,R在控制电路中,通过R受到的压力的变化使控制电路中的电流改变实现自动控制工作电路,因此R为压敏电阻
(2) 当衔铁与下触点b接触时,R1被短路,电动机单独工作,电流大,电动机转速快,电梯处于快速档
(3)站上电梯的人越多,压敏电阻阻值越小,其改变的是控制电路中的电流,一旦衔铁被吸引到b,工作电路电阻不在改变
故答案为:(1)R (2)快速 (3)不对。一旦衔铁被吸引到b,工作电路电阻不在改变
23.【答案】(1)220
(2)②
(3)D
【知识点】家庭电路的组成与连接;安全用电原则
【解析】【分析】(1)根据家庭电路电压的知识解答;
(2)根据家庭电路连接的注意事项分析;
(3)根据安全用电的常识判断。
【解答】(1)火线与零线之间的电压正常值为220V;
(2)在家庭电路中,为了用电安全,开关应该接在火线和用电器之间,即②为开关,①为电灯。
(3)A.水是导体,那么湿手触摸开关可能触电,故A错误;
B.风筝线挂在高压线上会造成高压触电,故B错误;
C.插座上用电器总功率过大时,则电流很大,容易发生火灾,故C错误;
D.当有人触电时,应该先切断电源,然后进行施救,故D正确。
故选D。
24.【答案】(1)减小
(2)80
(3)增大电源电压
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据图乙确定热敏电阻的阻值随温度的变化规律;
(2)根据图乙确定100℃时热敏电阻的阻值,再根据计算控制电路的总电阻,根据R2=R总-R1计算可变变阻器的阻值。
(3)首先根据温度变化确定热敏电阻的阻值,再根据R总=R1+R2判断总电阻的变化,而电磁铁吸合时电流保持不变,最后根据U=IR分析电源电压的变化。
【解答】(1)根据图乙可知,热敏电阻R1的阻值随着温度的升高而减小;
(2)当温控箱温度为100℃时,电磁继电器线圈中的电流刚好为50mA=0.05A,且此时热敏电阻的阻值R1=40Ω;
控制电路的总电阻为:;
那么可变电阻器的阻值为:R2=R总-R1=120Ω-40Ω=80Ω;
(3)当恒温箱的高低降低时,热敏电阻R1的阻值增大。根据R总=R1+R2可知,电路的总电阻变大。由于由吸合时电路的电流不变,根据U=IR可知,此时要增大电源电压。
25.【答案】(1)并联
(2)电能表
(3)会
【知识点】家庭电路的组成与连接;插座的构造与工作方式
【解析】【分析】(1)家庭电路中各电路的连接方式为并联;
(2)电能表一般装在空气开关外侧;
(3)试电笔遇到火线中的电流才会发光;
【解答】(1) 灯泡与插座的连接方式是并联;
(2)电能表一般装在空气开关外侧,故1为电能表;
(3)a孔与火线相连,故氖管发光。
26.【答案】电动机;增大
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】根据电动机的工作原理及影响导体在磁场中所受力的大小的影响因素进行解答。
【解答】电动机是通电导体在磁场中受到力的作用而产生动力的机械,电磁弹射器就是利用通电导体在磁场中受到力的作用而工作的,因此它的原理类似于电动机;通电导体在磁场中所受力的大小与电流的大小和磁场的强度有关,电流越大,所受力越大,因此增大电流能够使飞机获得更大的推力。
故答案为:电动机;增大。
27.【答案】(1)火
(2)丙;C
【知识点】家庭电路的组成与连接;家庭电路的故障分析
【解析】【分析】
(1)根据家庭电路的连接方法进行解答;
(2)第一个空根据测电笔的使用方法进行解答;第二个空根据电路故障的排除方法进行解答。
【解答】
(1)保险丝和开关应接在火线上,所以a端应与火线相连;
(2)在使用测电笔检测插座时,手与笔尾的金属体接触,不能接触笔尖金属体,故丙正确,丁错误;
图中,闭合开关S,灯泡发光:将电热壶插头插入三孔插座中,闭合电热壶开关,两者都不能工作。拔下插头,应该采用图丙的方法使用测电笔检测插座,左右两孔都能使氛管发光。由于两者都不能工作,这表明电路出现了断路现象,用试电笔检测插座,左右两孔都能使测电笔的氛管发光,这说明左右两孔与火线之间是连接的,左孔通过电灯和开关(DC部分)与火线相连,这部分是通路,则断路部分在C点左侧,即进户线的零线断路,故C正确,AB错误;故选C。
故答案为:(1)火;(2)丙;C。
28.【答案】(1)右
(2)方向
【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)首先根据安培定则判断螺线管的极性,再根据磁极之间的相互作用规律判断活塞的运行方向;
(2)通电螺线管的磁极方向与电流方向有关,即当电流方向改变时,螺线管的磁极方向也会改变,那么活塞受到磁力的方向改变,于是活塞来回往复,从而使心肺机跳动。
【解答】(1)根据图片可知,当电流从B流向A时,那么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,则螺线管的左端为N极。根据“同名磁极相互排斥”可知,活塞将向右运动。
(2)“电动泵”每分钟“跳动”的次数(即活塞来回移动的次数)由线圈中电流的方向改变快慢决定。
29.【答案】同向;更剧烈,速度加快
【知识点】磁体、磁极、磁化
【解析】【分析】 根据题目中的条件和分子动理论分析磁性消失的原因 。
【解答】 低温时,磁铁内的原子是同向排列的,对外显磁性;高温加热时,原子运动更剧烈,速度加快,原子排列杂乱无章,对外不显磁性。
30.【答案】(1)N;增强;变小
(2)同名
(3)零
【知识点】欧姆定律及其应用;磁极间的相互作用;通电螺线管的极性和电流方向的判断;家庭电路的组成与连接
【解析】【分析】(1)①根据安培定则判断电磁铁的磁极方向。根据变阻器的阻值变化确定电流变化,再确定电磁铁的磁性变化。
②首先分析通过电磁铁的电流变化,弄清磁场强弱变化,确定巨磁电阻的阻值变化,最后根据“在串联电路中,电压的分配与电阻成正比”分析电压表的示数变化。
(2)根据磁极之间的相互作用规律分析;
(3)根据开关的位置确定接线的种类即可。
【解答】(1)①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,则左端为电磁铁的N极。
②当变阻器的滑片向a端移动时,变阻器的阻值减小,而通过电磁铁的电流增大,即电磁铁的磁场变强。根据巨磁电阻的阻值变化规律可知,此时巨磁电阻的阻值减小,根据串联电路的分压规律可知,此时电压表的示数变小。
(2)根据图片可知,地球仪在控制悬浮,则它受到的重力和磁力相互平衡。根据二力平衡的知识可知,它受到竖直向上的排斥力,即工作原理为:同名磁极相互排斥。
(3)在家庭电路中,为了用电安全,开关必须接在火线上,根据图乙可知,插座的a孔与火线相连,即c为火线。而f为地线,那么d为零线。
31.【答案】(1)电磁感应
(2)向上
(3)优点:使用方便、兼容性强、可以一对多进行充电;缺点:充电效率较低、电磁辐射较大
【知识点】电磁感应;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】(1)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,这就是电磁感应现象。
(2)根据安培定则分析解答;
(3)可从使用的方便性、兼容性等角度分析优点,从充电效率和电磁辐射等角度分析缺点。
【解答】(1)手机线圈中产生电流是利用电磁感应现象。
(2)当充电器线圈中某一时刻的电流方向如图所示,右手弯曲的四指指尖朝向右侧,此时大拇指指向上端,则图中磁场上端为N极,那么B点的磁场方向是向上。
(3)与传统方式相比,这种充电方式:优点:使用方便、兼容性强、可以一对多进行充电;缺点:充电效率较低、电磁辐射较大。
32.【答案】(1)开关的右接线柱接滑动变阻器上端接线柱即可,图略
(2)线圈匝数一定时,电流越大,磁性越强
(3)对调了磁极,改变了电流的方向,使电磁铁与磁铁相互吸引而不能向右移动
(4)移动滑动变阻器保持线圈中的电流不变
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】(1)根据实验目的确定电器元件的串并联关系即可。
(2)根据小车运动的距离大小判断电磁铁的磁场强弱,根据表格确定变量,根据控制变量法的要求描述结论即可;
(3)电磁铁的磁场方向与电流方向有关,据此分析小车不能向右前进的原因;
(4)根据控制变量法的要求可知,探究电磁铁的磁场强弱与线圈匝数的关系时,需要控制电磁铁中的电流大小相同,据此分析解答。
【解答】(1)探究电磁铁的磁场强弱的影响因素时,需要将滑动变阻器与开关串联,从而改变电流大,此时只需将开关的右接线柱接滑动变阻器上端接线柱即可,如下图所示:
(2)根据效果数据可知,当线圈匝数一定时,电流越大,则小车运动的距离越大,那么得到结论: 线圈匝数一定时,电流越大,磁性越强 。
(3)小科在第4次实验后结束了实验,小明觉得实验数据还不够。重新连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,电流表均有示数,分别记为第5次和第6次数据,小车始终不能向右前进,我认为可能的原因是:对调了磁极,改变了电流的方向,使电磁铁与磁铁相互吸引而不能向右移动。
(4)若要研究电磁铁磁性与线圈匝数的关系,已知线圈的电阻不能忽略,那么将滑动变阻器的连接线从a处移动到b处后,闭合开关后下 步的操作是移动滑动变阻器保持线圈中的电流不变,然后再记录小车运动的距离。
33.【答案】越大;转换法;电磁感应;话筒
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】④通电导体在磁场中偏转的角度大小与受到作用力的大小有关,即偏转角度越大,那么受到的作用力越大;
(1)物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法;
(2)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,这就是电磁感应现象。根据手机的工作过程分析解答。
【解答】④其他条件一定时,通电导体的电流越大,悬线与竖直方向偏转的角度越大,则通电导体受到磁场的作用力越大。
(1)实验中通过观察悬线与竖直方向偏转的角度来判断磁场对通电导体的作用力大小,该实验方法属于转换法;
(2)小科在a、b间连接一个小灯泡,让导体快速切割磁感线时,小灯泡发光,说明产生了感应电流,即利用了电磁感应原理。
当我们对着手机说话时,声音引起手机的话筒里的线圈振动,从而切割磁感线,将振动转化为强弱不同的电流,因此话筒利用了电磁感应的原理。
34.【答案】(1)电流产生了磁场
(2)小磁针保持原来的偏转角度几乎不变
(3)A
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】(1)根据自己的知识储备和生活经验对其进行猜想;
(2)如果猜想一正确,那么小磁针的偏转与产生的热量有关,那么在导线和玻璃罩之间放入玻璃等阻挡物后,小磁针将不会受到温度变化引起的空气对流影响,即小磁针的指向会发生改变。
(3)根据安培定则判断磁场方向的改变,根据电流大小变化判断磁场强弱的改变。
【解答】(1)将小磁针放在条形磁铁附近时,小磁针的指向会发生变化,因此猜想二为:可能是因为电流产生了磁场,从而导致小磁针的偏转。
(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,排除空气对流的影响,他仍观察到小磁针保持原来的偏转角度几乎不变的现象,从而否定猜想一。
(3)比较甲和丙图可知,二者电源的正负极方向相反,则通过导线的电流方向相反,那么电流产生磁场的方向相反,则小磁针受到磁力的作用方向相反,即丙中小磁针沿顺时针方向偏转。
相同长度的粗铂丝比细铂丝电阻更小,则电流更大,那么丙中电流产生的磁场更强,小磁针偏转角度更大。
故选A。
35.【答案】(1)图乙
(2)若设置电池温度为60℃启动制冷系统,由图乙可知,当温度为60℃时, Rt的阻值为70Ω,
由欧姆定律可得此时控制电路的总电阻,
滑动变阻器接入的电阻为Rp=R-Rt=240Ω-70Ω=170Ω;
(3)85-90
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】由图甲可得:ab连接时,衔铁向上,电磁铁磁性需变弱,电阻变大导致电流变小,所以温度越高电阻越大,符合图丙,bc连接时,衔铁向下,电磁铁磁性需变强,电阻变小导致电流变大,所以温度越高电阻越小,符合图乙。控制电路中Rp与Rt串联,串联电路,电流处处相等,电压之和等于总电压,电阻之和等于总电阻,再根据欧姆定律进行求解。
【解答】(1)将b与c相接,电池温度过高时,立即启动制冷系统进行降温,电磁铁的线圈中电流应变大,磁性增大以吸合衔铁,则热敏电阻Rt应变小,即其电阻随温度升高而减小,由图乙知,热敏电阻R的电阻随温度升高而减小,由图丙知,热敏电阻Rt的电阻随温度升高而增大,故选择图乙的热敏电阻;
(3)当滑动变阻器接入电路最大阻值200Ω时,
热敏电阻的阻值最小为Rt=R-Rp=240Ω-200Ω=40Ω
此时该电路启动制冷系统时可设置的最高温度 为90℃
36.【答案】(1)S
(2)解:当温度为80℃,R1=100Ω
(3)解:60℃
当温度为80℃,R1=80Ω
∵R总=180Ω
∴R0=R总-R1=180Ω-80Ω=100Ω
【知识点】欧姆定律及其应用;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】(1)根据安培定则判断电磁铁的极性;
(2)首先根据乙图确定温度为80℃时热敏电阻的阻值,再根据R总=R0+R1计算出总电阻,最后根据 计算线圈电阻。
(3)根据(2)中计算可知,当启动保护时,线圈中电流大小不变,那么电路的总电阻不变。根据图乙确定80℃时热敏电阻的阻值,然后根据R总=R0+R1计算此时电阻R0的阻值即可。
【解答】(1)根据甲图可知,线圈上电流方向左。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,则下端为电磁铁的N极,上端为电磁铁的S极。
37.【答案】(1)减弱
(2)电梯厢内站立总质量为 1000kg 的乘客时,电梯受到的压力等于乘客的重力,
即 F=G=mg=1000 kg×10 N/kg=104N;
由题图乙可知,当压力 F=10 4 N 时,对应的压敏电阻阻值 R2'=100Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,R总 =R1+ R2'=200Ω+ 100Ω=300Ω
则控制电路中的电流 ;
因为电磁铁线圈电流刚好达到30mA时,衔铁被吸下接触静触点B,电铃发出警报声,所以此时电梯超载。
(3)减小控制电路电源电压;换用阻值更大的保护电阻R1等
【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)根据乙图确定压力减小时压敏电阻的阻值变化,从而确定电流大小变化,弄清电磁铁的磁场强弱变化。
(2)根据F=G=mg计算电梯受到的压力,根据乙图确定此时压敏电阻的阻值,根据R总=R1+R2计算出此时总电阻,根据 ; 计算控制电路的电流即可。
(3)电磁铁吸合时需要的磁场强度不变,即通过电磁铁的电流大小不变,据此分析解答。
【解答】(1)在控制电路中,当压敏电阻R2受到的压力F减小时,则它的阻值增大,那么通过电磁铁的电流减小,则电磁铁的磁性减弱。
(3)电磁铁吸合时需要的磁场强度不变,即通过电磁铁的电流大小不变。
①当载客量增大时,压敏电阻受到的阻值减小,则电路总电阻减小,而总电流增大。要保持总电流不变,根据U=IR可知,此时可以减小控制电路的总电压;
②当载客量增大时,压敏电阻受到的阻值减小,则电路总电阻减小,而总电流增大。当控制电路电压不变时,为了保持总电流不变,此时需要增大总电阻,即可以换用阻值更大的保护电阻R1。
1 / 12024年温州市八下科学第一单元电与磁拔高培优训练试卷(浙教版)
一、选择题(每题2分,共40分)
1.(2022八下·婺城期末)2022年中国疫情形势依然很严峻,“金华415”疫情防控及时、到位,很快得到有效控制。如图是金华某商场的红外测温仪,该仪器的原理是热敏电阻的阻值随人体辐射的红外线而改变,当人体温度越高热敏电阻的阻值越小。小科同学据此设计了一个红外线体温安检电路:要求无人或体温低于37.3℃的人经过时仅绿灯亮,高于37.3℃的人经过时,红灯亮且电铃响起。下列设计符合要求的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】逐一分析每个选项的电路的工作过程,找出符合题意的答案。【解答】A.A图红灯装在干路,不论什么情况红灯均亮,A不符合题意;
B.无人或体温低于37.3℃的人经过热敏电阻的阻值变大,由欧姆定律可知,控制电路中的电流越小,电磁铁磁性变弱,衔铁在弹簧弹力的作用下使静触点动触点分开,仅红灯亮,故B不符合题意;
C.体温高于37.3℃的人经过热敏电阻的阻值变小,由欧姆定律可知,控制电路中的电流越大,电磁铁磁性变强,衔铁被吸下,工作电路中电铃与红灯并联连入电路中,电铃响,红灯亮,故C符合题意;
D.D图中,红灯接在干路中,在任何情况下红灯均发光,故D不符合题意。
故选C。
2.(2023八下·鄞州期末)科创小组为仓库的制冷系统设计的自动启动装置的简化电路图如图所示,其中R1为热敏电阻,其阻值随温度的变化如表所示,滑动变阻器Rp的最大阻值为20Ω,电磁铁的线圈电阻不计,控制电路的电源电压调为U0=6V。闭合开关S,滑动变阻器Rp处于最大阻值,当温度达到28℃时,电磁铁把衔铁吸下,接通工作电路,制冷系统启动。以下关于该制冷系统工作原理的说法中错误的是( )
温度/℃ 22 25 28 31 34 37 40
阻值/Ω 620 600 580 560 540 520 500
A.电磁铁的应用原理是电流的磁效应
B.控制开关S闭合时,接线柱b应与c相连
C.制冷系统启动时,控制电路中的电流为0.1A
D.若想将制冷系统的启动温度升高到31℃,则控制电路中电源电压最小为5.8V
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】 制冷系统的工作原理:当温度升高时,热敏电阻R1阻值变小,控制电路中电流变大,电磁铁磁性增强,将衔铁吸下来,工作电路制冷系统开始工作
【解答】A. 电磁铁的应用原理是电流的磁效应,即通电导线周围存在磁场,A正确
B. 电磁铁把衔铁吸下,接通工作电路,因此接线柱b应与c相连才能使工作电路形成闭合电路,B正确
C. 当温度达到28℃时,热敏电阻R1=580Ω,控制电路电流,C错误
D. 根据C中分析,想要制冷系统启动,控制电路中的电流需至少达到0.01A,温度达到31℃时,热敏电阻R1=560Ω,
电源电压U=I×(R1+RP)=0.01A×(560Ω+20Ω)=5.8V ,D正确
故答案为:C
3.(2020八下·青田期中)某探究小组观察到学校楼道里的消防应急灯,平时灯是熄的,一旦停电,两盏标有“36V”的灯泡就会正常发光。下图是四位同学设计的模拟电路,其中可以起到消防应急灯作用的电路是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【分析】分析四个电路,哪个符合题目的要求,那么它就是正确选项。
【解答】A.当220V的电路有电时,电磁铁将衔铁吸下来,两个灯泡与36V的电路接通,那么两个灯泡是发光的,与题目要求不同,故A错误;
B.当220V的电路没电时,电磁铁将没有磁场,衔铁在上面接通36V电路,两个灯泡发光;当220V电路有电时,电磁铁有磁场,将衔铁吸下来,切断两个灯泡与36V电源之间的联系,那么两个灯泡熄灭,符合题目要求,故B正确;
C.当220V的电路没电时,电磁铁将没有磁场,衔铁在上面接通36V电路,两个灯泡发光,与题目要求不符,故C错误;
D.220V电路没电时,衔铁在上,接通上面灯泡与36V电源,此时它发光,而下面的灯泡没有发光,与题目要求不符,故D错误。
故选B。
4.(2023八下·富阳期末)如图所示,条形磁铁置于水平桌面上(黑色端为N极),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.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
【答案】C
【知识点】右手螺旋定则;影响电磁铁磁性强弱的因素;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】电磁铁的磁性强弱与线圈匝数、有无铁芯、电流大小有关,线圈匝数一定时,电流越大,电磁铁的磁性越强;
电磁铁的南北极方向与电流方向与线圈绕法有关,可以通过右手定则判断,方法如下图
四指方向表示电流方向,大拇指方向表示磁场方法(N极指向)
【解答】A. 开关S闭合后,电路中电路方向如图,根据右手定则可以判断出电磁铁左端是N极,A错误
B. 电磁铁左端是N极,对条形磁铁产生向左的排斥力,条形磁体保持静止,根据二力平衡平衡力的方向相反,说明条形磁体受到向右的摩擦力,B错误
C. 滑片P向右移动时,滑动变阻器的阻值变大,电路中的电流减小,电磁铁磁性减弱,对条形磁体的排斥力减小,根据二力平衡平衡力大小相等,说明条形磁体受到的摩擦力叶减小,C正确
D. 开关S断开时,电路中没有电流,电磁铁没有磁性,但磁铁可以吸引铁钴镍,电磁铁中含有铁芯,因此条形磁铁与电磁铁之间存在引力,D错误
故答案为:D
5.(2023八下·永嘉期中)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的滑片缓慢滑动,弹簧测力计的示数在变大,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. 表示数变小, 表示数变小
D. 表示数变小, 表示数变大
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;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】首先根据安培定则判断电磁铁的极性,从而确定条形磁体受到磁力的方向。然后根据测力计的示数变大确定电磁铁中电流的变化,根据U=IR分析R0两端电压变化,最后根据U总=U0+U变分析电压表的示数变化。
【解答】根据图片可知,电磁铁线圈上电流方向为向右。根据安培定则可知,电磁铁的上端为N极,下端为S极。根据“同名磁极相互排斥”可知,条形磁体受到向上的排斥力。根据测力计的示数变大可知,排斥力减小了,即通过电磁铁的电流变小了,就电流表示数变小。根据U=IR可知,电阻R0两端电压减小,根据U总=U0+U变可知,电压表的示数变大。
故选D。
6.(2023八下·滨江期末)如图所示,弹簧测力计下挂一条形磁铁,条形磁铁下面放置一通电螺线管。当条形磁铁从左向右水平拉过时,下列图像中能正确描述弹簧测力计示数变化情况的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】磁极间的相互作用;电磁铁的构造和原理
【解析】【分析】同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引;安培定则也叫右手螺旋定则,是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则。(1)通电直导线中的安培定则(安培定则一):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 。(2)通电螺线管中的安培定则(安培定则二):用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。(磁感线由N极流向S极)
【解答】开关闭合,电磁铁中磁极方向,采用右手定则,四指代表电流方向,大拇指代表N极,所以a端是N,b端是S,根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引, 当条形磁铁从左向右水平拉过时 ,受到的磁力越来越小,划过条形磁铁的一般位置时,吸引力不断增大,所以弹簧测力计的读数不断的变大,A正确;
故答案为:A
7.(2023八下·洞头期中)我国南方夏季有时会普降暴雨,引起城市内涝,给人们生活带来很大影响。小明设计了一种利用电磁继电器来自动控制抽水机工作的电路:当水位在安全位置以下时绿灯亮,抽水机不工作;当水位到达安全位置上限时红灯亮,抽水机开始工作。如图是小明还未连接完成的电路,小明接下去的电路连接应该是( )
A.M接A,N接B B.M接B,N接D C.M接B,N接C D.M接C,N接D
【答案】B
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】电磁继电器的工作原理:当控制电路闭合时,电磁铁中有电流通过,产生电磁铁产生磁性,会将电磁铁上方的衔铁吸下来,使得杆子与下方的触点接触。图中当水位在安全位置以下时,控制电路断开,电磁铁没有磁性,杆子与上方触点相连;当水位到达安全位置上限时,控制电路闭合,电磁铁有电流通过,产生磁性,把杆子吸下来,使得杆子与下方触点接触。
【解答】A.若M接A,N接B,当杆子与上方触点接触时会短路,A错误
B.若M接B,N接A,杆子与上方触点接触时绿灯亮,杆子与下方触点接触时,红灯亮,抽水机工作,B正确
C.若M接B,N接C ,杆子与下方触点接触时,电路会短路,C错误
D.若M接C,N接D,无论杆子与那边接触,绿灯始终不亮,红灯始终亮,抽水机会一直工作,D错误
故答案为:B
8.(2023八下·浙江期末)如图所示,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片向右移动时,弹簧测力计的示数变小。则下列说法中正确的是( )
A.电磁铁的上端为S极
B.电源左端为“+”极
C.断开开关S,弹簧测力计的示数为零
D.若滑动变阻器的滑片P不动,抽去电磁铁的铁芯,弹簧测力计的示数增大
【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)根据弹簧测力计的示数变化确定条形磁铁受到磁力的方向,再根据磁极之间的相互作用规律确定电磁铁的磁极方向;
(2)根据安培定则判断电流方向即可;
(3)对条形磁铁进行受力分析;
(4)根据磁场强弱变化确定条形磁铁受到磁力的变化,再分析弹簧测力计的示数变化。
【解答】闭合开关S,将滑动变阻器的滑片向右移动时,则变阻器的阻值减小,而通过电磁铁的电流增大,那么电磁铁的磁场增强,条形磁铁受到的磁力变大。此时弹簧测力计的示数变小,说明条形磁铁受到向上的排斥力,即电磁铁的上端与N极为同极,即电磁铁的上端为N极,故A错误;
右手握住螺线管,大拇指指向上端,此时弯曲的四指指尖向左,即线圈上电流方向向左,那么电源的右端为“+”极,故B错误;
断开开关S,电磁铁失去磁场,则条形磁铁不受向上的排斥力,此时测力计的示数等于磁铁的重力,故C错误;
若滑动变阻器的滑片P不动,抽去电磁铁的铁芯,则电磁铁的磁场变弱,条形磁铁受到的向上的排斥力减小,而弹簧测力计的示数增大,故D正确。
故选D。
9.(2023八下·拱墅期末)如图所示的家庭电路中,下列说法正确的是( )
A.若火线上的保险丝熔断了,可以用铁丝代替
B.闭合开关S2,L2正常工作,此时用测电笔测e、f点氖管都能发光
C.用灯泡L0取代保险丝接入电路,只闭合S1,若L0正常发光而L1不亮,说明电路正常
D.把台灯插头插入插座后,室内电灯全部熄灭,可能是因为插头短路
【答案】D
【知识点】家庭电路的故障分析;测电笔的使用;熔断器的作用及保险丝的选择方法
【解析】【分析】(1)根据保险丝的特点和用途判断;
(2)正常情况下,测电笔接触火线时发光,接触零线时不发光;
(3)根据串联电路总电压等于各处电压之和分析判断;
(4)根据家庭电路电流过大的原因判断。
【解答】A.保险丝用电阻率大、熔点低的材料制成,用铁丝等代替时即使发生火灾它也不会熔断,起不到保护作用,故A错误;
B.闭合开关S2,L2正常工作,e点接电源零线,用测电笔测e点氖管不能发光,f点接电源火线,用测电笔测f点氖管能发光,故B错误;
C.只闭合开关S1,L0与L1是串联,正常情况下,根据U总=U1+U2可知,两个灯泡的电压都小于20V,即亮度偏暗。若L0正常发光而L1不亮,说明L0接通且电压为220V,说明L1短路,故C错误;
D.由生活常识可知,台灯的功率一般比较小,因此造成保险丝熔断的原因不会是因台灯的功率过大、由台灯插头插入插座,闭合开关,室内电灯全部熄灭可知,是台灯的插头处有短路,造成保险丝熔断,故D正确。
故选D。
10.(2023八下·黄岩期末)电动汽车刹车时,汽车电动机”变身”为发电机,将汽车机械能转化为电能,简称能量回收系统。下列实验中与该能量回收系统原理相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】分析各个选项中包含的物理原理即可。
【解答】A.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A不合题意;
B.闭合开关后,导体在磁场中做切割磁感线运动时,电流计的指针发生偏转,这是电磁感应现象,故B符合题意;
C.闭合开关后,线圈匝数多的电磁铁吸引大头针的数量多,说明电磁铁的磁场强弱与线圈匝数有关,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,故D不合题意。
故答案为:B。
11.(2023八下·杭州期末)下列小磁针指向和磁感线作图中,错误的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】磁极间的相互作用;磁场和磁感线;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】A.根据磁极之间的相互作用规律判断;
B.根据安培定则判断电磁铁的极性,再根据磁极之间的相互作用规律判断电磁铁的磁极方向;
CD.根据磁感线的环绕方向判断。
【解答】A.条形磁铁在左端为N极,根据“异名磁极相互吸引”可知,小磁针的上端为S极,故A正确不合题意;
B.闭合开关后,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,则左端为电磁铁的N极。根据“异名磁极相互吸引”可知,小磁针的左端为S极,故B错误符合题意;
CD.在磁体外部,磁感线总是从N极出来,然后回到S极,故C、D正确不合题意。
故选B。
12.(2023八下·奉化期末)2019年5月起,我市已开始实行电动自行车新政策:只允许新国标电动自行车上路,要求车速不超过25km/h。下面是同学们设计的某品牌电动自行车的电路(图中R为旋钮型变阻器),其中符合“旋钮OP绕O点顺时针转动时,电流增大,电动机转速变快,当转速超过一定值,电铃会自动报警”的电路是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【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;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】 旋钮OP绕O点顺时针转动时,电流增大,说明R接入电路的有效电阻减小;当转速超过一定值,电铃会自动报警,说明工作电路的电流增大到一定值时,电磁铁能向左吸引报警电路中的衔铁,使报警电路闭合,电铃报警。
【解答】旋钮绕O点顺时针转动时,有效电阻变大,电流变小,电动机转速变慢,电磁铁不能吸引衔铁,报警电路闭合,电铃报警,A不符合;
B、旋钮绕O点顺时针转动时,有效电阻变大,电流变小,电动机转速变慢,电磁铁不能吸引衔铁,报警电路断开,电铃不报警,B不符合;
C、旋钮绕O点顺时针转动时,有效电阻变小,电流变大,电动机转速变快,电磁铁向左吸引衔铁,报警电路闭合,电铃报警,C符合;
D、旋钮绕O点顺时针转动时,有效电阻变小,电流变大,电动机转速变快,电磁铁向左吸引衔铁,报警电路断开,电铃不报警,D不符合;
故答案为:C
13.(2023八下·拱墅期末)如图甲所示为磁悬浮地球仪,球体内有一条形磁体,上端为S极,其下方环形底座内有一电磁铁,通过磁极间的相互作用使地球仪悬浮在空中,如图乙所示为其内部结构示意图,下列判断错误的是( )
A.电磁铁下端为S极
B.电源上端为正极
C.当滑动变阻器滑片P向右滑动时,电磁铁的磁性增强
D.若在球体正上方A处吸一小铁块,可适当向右滑动滑片P使球体离底座的距离保持不变
【答案】B
【知识点】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)(2)首先根据平衡力的知识判断球体受到电磁力的方向,然后根据磁极之间相互作用判断电磁铁的磁极方向。接下来根据安培定则判断线圈上电流方向,进而确定电源的正负极;
(3)电磁铁的磁性强弱与电流大小有关;
(4)磁体之间的作用力随距离的增大而减小,随距离的减小而增大。首先根据平衡力的知识判断电磁力的变化,再根据距离不变确定通过电磁铁电流大小的变化即可。
【解答】AB.条形磁体上端为S极,则下端为N极,根据同名磁极相互排斥可知,电磁铁的上端为N极,下端为S极。伸出右手,使大拇指指向电磁铁的N极(电磁铁的上端),则四指弯曲所指的方向为电流的方向,电流从螺线管的上端流入,下端流出,所以电源的上端为正极,故A错误符合题意,B正确不合题意;
C.当滑动变阻器滑片P向右滑动时,变阻器连入电路的电阻变小,由欧姆定律可知通过电路的电流变大,电磁铁的磁性增强,故C正确不合题意;
D.若在球体正上方A处吸一小铁块,则球体的重力增大。而球体受到的重力和排斥力是平衡力,则球体排斥力也要增大。使球体离底座的距离保持不变,需要增强磁场强度,需要增大电路中的电流,可适当向右滑动滑片P,故D正确不合题意。
故选B。
14.(2023八下·宁波期末)如图所示为直流电动机工作原理图,下列分析正确的是( )
A.电动机通电后不转,一定是电路断路
B.线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的
C.改变磁场方向可以改变线圈转动的方向
D.将磁体的磁极对调一下可以使电动机的转速增大
【答案】C
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】根据对直流电动机的结构、工作过程的认识判断。
【解答】A.电动机通电后不转,可能是电路断路,也可能是线圈阻力太大,或者线圈处于平衡位置,故A错误;
B.线圈连续转动是靠换向器改变线圈里电流方向来实现的,故B错误;
C.改变磁场方向或改变电流方向,都可以改变线圈转动的方向,故C正确;
D.将磁体的磁极对调一下,只能改变磁场的方向,从而改变线圈转动方向,而不能改变线圈的转速,故D错误。
故选C。
15.(2023八下·宁波期末)如下图是小敏设计的汽车尾气中一氧化碳排放量的检测电路。当一氧化碳浓度高于某一设定值时,电铃发声报警。图中气敏电阻阻值随一氧化碳浓度的增大而减小。下列说法不正确的是( )
A.电铃应接在B和D之间
B.当一氧化碳浓度升高,电磁铁磁性增强
C.用久后,电源电压会减小,报警时一氧化碳最小浓度比设定值低
D.为使该检测电路在一氧化碳浓度更低时报警,可将的滑片向上移
【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】)根据气敏电阻R1阻值随一氧化碳浓度的增大而减小可知,当一氧化碳浓度升高时R1的阻值变小,电路中胡电流变大,电磁铁磁性变强,吸引衔铁向下,电铃发声报警,据此得出电铃应接的位置是BD间;用久后,电源电压U1会减小,而电铃开始发声报警时,控制电路的电流一定,根据欧姆定律可知此时控制电路的总电阻变小,根据电阻的串联可知R2的阻值不变时气敏电阻R1阻值的变小,从而得出报警时一氧化碳最小浓度比设定值高;电源的电压一定,电铃开始发声报警时控制电路的电流一定,根据欧姆定律可知控制电路的总电阻一定,据此可知要使该检测电路在一氧化碳浓度更低(气敏电阻R1阻值变大)时报警R2接入电路中的阻值变小,从而得出R2的滑片移动方向是向上。
【解答】A.当一氧化碳浓度高于某一设定值时,衔铁被吸下,电铃发声报警,则电铃应接在B和D之间,故A不符合题意;
B.因气敏电阻R的阻值随一氧化碳浓度的增大而减小,所以当一氧化碳浓度升高时, R的阻值减小,控制电路的总电阻减小,由可知,控制电路中电流增大,电磁铁的磁性增强,故B不符合题意;
C.用久后,电源电压U会减小,因电铃开始发声报警时控制电路的电流一定,所以由知道,控制电路的总电阻应减小,当R2的阻值不变时,气敏电阻R1的阻值应更小,则报警时一氧化碳最小浓度比设定值高,故C符合题意;
D.电源电压U一定,且电铃开始发声报警时控制电路的电流一定,由知道,报警时控制电路的总电阻一定,要使该检测电路在一氧化碳浓度更低(气敏电阻R阻值变大)时报警,应减小R2接入电路中的电阻,可将R2的滑片向上移,故D不符合题意。
故答案为:C。
16.(2023八下·富阳期末)小明寒假在家看电视时,为了取暖,便将一个电暖器拿出来。当他将插头插入插座中时,听到“叭”一声,同时从插座中冒出一股黑烟,电视机和电灯也都熄灭了,这个现象会导致的结果是( )
A.电视机烧坏了 B.电暖器烧坏了
C.空气开关断开了 D.灯丝烧断了
【答案】C
【知识点】家庭电路的故障分析
【解析】【分析】家庭电路中的电器都是并联的,如果电器发生断路,则该电器不工作,对其他电器没有影响;如果电器发生短路,会导致电路中电流过大,使得保险丝熔断,其他所有电器都不工作
【解答】A. 电视机烧坏了相当于断路,对电灯没有影响,电灯还是能发光,A错误
B. 电暖器烧坏了相当于断路,对电灯和电视没有影响,电灯和电视还是能工作,B错误
C. 空气开关是接在干路上,当电流过大时,空气开关会断开,对家庭电路起着保护作用,他将插头插入插座中时,听到“叭”一声,同时从插座中冒出一股黑烟,说明插入插座中时电流很大,导致空气开关断开,C正确
D. 灯丝烧断了相当于断路,对电视没有影响,电视还是能工作,D错误
故答案为:C
17.(2023八下·洞头期中)如图所示,这是一个自制的小指南针。用硬纸板和大头针制作指南针的底座,使缝衣针磁化后,穿过按扣的两孔,放在底座的针尖上,当小指南针静止后,针尖指向北方。则下列说法中正确的是( )
A.针尖能指北,是受到地球周围磁感线的作用
B.针尖是指南针的S极,针尾是指南针的N极
C.制作的材料缝衣针可以是金属铜
D.若自制指南针静止时明显偏离南北方向,说明该空间存在除地磁场以外的其他磁场
【答案】D
【知识点】磁体、磁极、磁化;磁极间的相互作用;磁场和磁感线;地磁场
【解析】【分析】根据磁体的性质分析
【解答】A. 针尖能指北,是受到地球周围磁场的作用,不是磁感线,A错误
B. 针尖指向北,因此针尖是N极,针尾是S极,B错误
C.铜不能被磁化,C错误
D.自制指南针正常情况下静止时会指南北方向,如果偏离南北方向,说明还存在其他磁场,对指南针产生干扰,D正确
故答案为:D
18.(2023八下·嘉兴期末)如图是常见的插座面板,当该插座连接在家庭电路中时,其构成的电路图应为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】插座的构造与工作方式
【解析】【分析】插座的连法是左零右火上接地;插座中二线插孔和三线插孔之间是并联的关系;
【解答】两孔插座和三孔插座之间是并联的关系,相互之间独立,插座中左孔连零线,右边连火线,上边的孔接地线,所以C正确;
故答案为:C.
19.(2022八下·温州期末)如图是生活中常见的电磁起重机,它可用于搬运铁质材料。下列实验原理与其相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】分析各个选项中包含的物理原理即可。
【解答】电磁起重机的主要结构为电磁铁,利用的电路的磁效应。
A.当导体在磁场中做切割磁感线运动时,电流表的指针摆动,说明有感应电流产生,这是电磁感应现象,故A不合题意;
B.当两个N极靠近时相互排斥,说明同名磁极相互排斥,故B不合题意;
C.当线圈在磁场中转动时,它切割磁感线,此时电流表的指针摆动,说明有感应电流产生,故C不合题意;
D.当线圈中有电流经过时,线圈可以吸引大头针,说明电流周围存在磁场,也就是电流的磁效应,故D符合题意。
故选D。
20.(2023八下·义乌期中)如图是某家庭电路,闭合开关,灯不亮。用试电笔接触c点氖管不发光,接触d点氖管发光。已知该电路有两处故障,则下列判断正确的是( )
A.ac间断路、 bd 间断路 B.ac间断路、eb间断路
C.ac间断路、 cd间短路 D.eb间断路、cd间短路
【答案】B
【知识点】家庭电路的故障分析
【解析】【分析】测电笔的使用方法:测电笔与火线相连时,氖管发光;测电笔与零线相连时,氖管不发光。【解答】用试电笔接触c点氖管不发光,说明c点与火线断开,因此ac间断路;
测电笔接触d点氖管发光,说明d点与火线相连,由于c点与火线断开,因此d点通过灯泡与火线相连;又因为闭合开关,灯不亮,说明灯与零线断开,故eb间断路。
故选B。
二、填空题(每空1分,共 32分)
21.(2023八下·鄞州期末)如图甲的无人机灯光秀”燃爆”宁波:近千架无人机齐飞,以夜空为幕,执祝福之笔,欢度2023年元宵,与江边夜景、花市灯会交相辉映,共同点亮了宁波夜空。为了确保无人机的飞行速度不超过最大值280km/h,工程师给无人机的发动机装上了能控制油门大小的限速器,其简化电路如图乙所示。
(1)闭合开关后,电磁铁的上端为 (填”N”或”S”)极。
(2)其中R的阻值随飞行速度变化的图象如图丙所示。若电源电压恒为6V,R0的阻值为10Ω,此电路的最大电流为 A。(电磁铁电阻忽略不计)
(3)若要进一步减小最大飞行速度,还可以采取的方法是 。
【答案】(1)S
(2)0.3
(3)减小定值电阻R0的阻值(或增大电源电压)
【知识点】欧姆定律及其应用;右手螺旋定则;影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】判断电磁铁磁场方向的方法是右手定则,如下图
【解答】(1)根据电路图先标出电磁铁上导线电流的方向,再根据右手定则可以判断出电磁铁上端为S极
(2)当无人机的飞行速度达到最大 280km/h时,根据丙图,电阻R的阻值最小,电路中的电流最大
当速度是280km/h,R为10Ω,故最大电流
(3)若要进一步减小最大飞行速度,则应要R阻值达到10Ω前电磁铁将B吸下来从而断开油门,因此可以减少定值电阻R0的 阻值,或者增大电源电压。
故答案为(1)S (2)0.3 (3)减小定值电阻R0的阻值(或增大电源电压)
22.(2023八下·富阳期末)小金去商场时,发现当他站在电梯上时电梯运动较快,走下电梯后电梯运动会变慢。他查阅资料,发现电梯内部的结构示意图如图所示,利用了压敏电阻阻值随着所受压力的增大而减小的性质等知识,以实现速度变化。
(1)由分析可知,图中 (选填“R”或“R1”)为压敏电阻。
(2)当衔铁与下触点b接触时,电梯处于 (选“快速”或“慢速”)档。
(3)小胖同学认为,站上电梯的人越多,压敏电阻阻值越小,电梯速度越快。他的理解对吗 请说明你的理由: 。
【答案】(1)R
(2)快速
(3)不对。一旦衔铁被吸引到b,工作电路电阻不在改变
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】该电路图左侧为控制电路,当R上方没有人时,R受到的压力小,电阻大,控制电路中的电流小,电磁铁磁性弱,不能将衔铁吸下来,衔铁与a接触,此时右侧工作电路中R1与电动机串联,工作电路中的电流较小,电动机速度慢;
当R上方站了人时,R受到的压力大,电阻小,控制电路中的电流大,电磁铁磁性强,将衔铁吸下来,衔铁与b接触,此时右侧工作电路中R1被短路,电动机单独工作,工作电路中的电流较大,电动机速度快
【解答】(1)R1在工作电路中,是为了减少工作电路中的电流,R1是定值电阻,R在控制电路中,通过R受到的压力的变化使控制电路中的电流改变实现自动控制工作电路,因此R为压敏电阻
(2) 当衔铁与下触点b接触时,R1被短路,电动机单独工作,电流大,电动机转速快,电梯处于快速档
(3)站上电梯的人越多,压敏电阻阻值越小,其改变的是控制电路中的电流,一旦衔铁被吸引到b,工作电路电阻不在改变
故答案为:(1)R (2)快速 (3)不对。一旦衔铁被吸引到b,工作电路电阻不在改变
23.(2023八下·仙居期末)“珍爱生命,安全用电”是公民必备的安全意识。
如图所示为某家庭电路图。
(1)火线与零线之间的电压正常值为 伏。
(2)①和②为电灯或开关所在位置,闭合开关电灯正常工作,则开关应接在 处。
(3)关于安全用电,下列做法正确的是______。
A. B.
C. D.
【答案】(1)220
(2)②
(3)D
【知识点】家庭电路的组成与连接;安全用电原则
【解析】【分析】(1)根据家庭电路电压的知识解答;
(2)根据家庭电路连接的注意事项分析;
(3)根据安全用电的常识判断。
【解答】(1)火线与零线之间的电压正常值为220V;
(2)在家庭电路中,为了用电安全,开关应该接在火线和用电器之间,即②为开关,①为电灯。
(3)A.水是导体,那么湿手触摸开关可能触电,故A错误;
B.风筝线挂在高压线上会造成高压触电,故B错误;
C.插座上用电器总功率过大时,则电流很大,容易发生火灾,故C错误;
D.当有人触电时,应该先切断电源,然后进行施救,故D正确。
故选D。
24.(2023八下·拱墅期末)如图甲所示是某恒温箱的加热电路,其电路通断由控制电路控制,控制电路由电磁继电器、热敏电阻R1(安装在恒温箱内)、可变电阻器R2、低压电源U、开关等组成,低压电源电压恒为6V,R1的阻值随温度变化关系如图乙所示,当通过电磁继电器线圈的电流I≥50mA时,衔铁被吸合。不计热敏电阻R1产生的热量,忽略电磁继电器线圈的电阻。回答问题:
(1)热敏电阻R1的阻值随着温度的升高而 (选填“增大”或“减小”)。
(2)若使恒温箱中的最高温度为100℃,应调节可变电阻器R2的阻值是 Ω。
(3)若想降低恒温箱中的最高温度,提供一种方案 。
【答案】(1)减小
(2)80
(3)增大电源电压
【知识点】欧姆定律及其应用;电磁铁的其他应用
【解析】【分析】(1)根据图乙确定热敏电阻的阻值随温度的变化规律;
(2)根据图乙确定100℃时热敏电阻的阻值,再根据计算控制电路的总电阻,根据R2=R总-R1计算可变变阻器的阻值。
(3)首先根据温度变化确定热敏电阻的阻值,再根据R总=R1+R2判断总电阻的变化,而电磁铁吸合时电流保持不变,最后根据U=IR分析电源电压的变化。
【解答】(1)根据图乙可知,热敏电阻R1的阻值随着温度的升高而减小;
(2)当温控箱温度为100℃时,电磁继电器线圈中的电流刚好为50mA=0.05A,且此时热敏电阻的阻值R1=40Ω;
控制电路的总电阻为:;
那么可变电阻器的阻值为:R2=R总-R1=120Ω-40Ω=80Ω;
(3)当恒温箱的高低降低时,热敏电阻R1的阻值增大。根据R总=R1+R2可知,电路的总电阻变大。由于由吸合时电路的电流不变,根据U=IR可知,此时要增大电源电压。
25.(2023八下·吴兴期末)如图所示是小科家室内安装的带有漏电保护器的空气开关、三孔插座等设备的配电系统。
(1)图中灯泡与插座的连接方式是 ;
(2)①②两处需接入空气开关和电能表,则①处应接 ;
(3)用试电笔接触a孔中金属片,氖管 发光。(选填“会”或“不会”)
【答案】(1)并联
(2)电能表
(3)会
【知识点】家庭电路的组成与连接;插座的构造与工作方式
【解析】【分析】(1)家庭电路中各电路的连接方式为并联;
(2)电能表一般装在空气开关外侧;
(3)试电笔遇到火线中的电流才会发光;
【解答】(1) 灯泡与插座的连接方式是并联;
(2)电能表一般装在空气开关外侧,故1为电能表;
(3)a孔与火线相连,故氖管发光。
26.(2023八下·路桥期末)2022年6月“福建舰"正式下水,该舰采用的是电磁弹射起飞技术,原理如图:舰载机位于两条通电轨道的中间,当要起飞时,为轨道加上电流使其沿轨道方向由静止开始加速,最终被弹射出去。电磁弹射器的工作原理类似于 (选填“发电机”或“电动机”),可 (选填“增大”或“减少”)电流使飞机获得更大推力。
【答案】电动机;增大
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】根据电动机的工作原理及影响导体在磁场中所受力的大小的影响因素进行解答。
【解答】电动机是通电导体在磁场中受到力的作用而产生动力的机械,电磁弹射器就是利用通电导体在磁场中受到力的作用而工作的,因此它的原理类似于电动机;通电导体在磁场中所受力的大小与电流的大小和磁场的强度有关,电流越大,所受力越大,因此增大电流能够使飞机获得更大的推力。
故答案为:电动机;增大。
27.(2023八下·路桥期末)对于家庭中所使用的电器,无论是其电器本身还是电路,都有着安全使用的要求。
(1)某电热壶的结构如图甲所示。当电热壶接入家庭电路时,a端应与 线相连。
(2)图乙中,闭合开关S,灯泡发光:将电热壶插头插入三孔插座中,闭合电热壶开关,两者都不能工作。拔下插头,按图 (选填“丙"或“丁”的方法使用测电笔检测插座,左右两孔都能使氖管发光。若电路中只有一处故障,可能是 。
A.AB间断路
B.CD间断路
C.进户零线断路
【答案】(1)火
(2)丙;C
【知识点】家庭电路的组成与连接;家庭电路的故障分析
【解析】【分析】
(1)根据家庭电路的连接方法进行解答;
(2)第一个空根据测电笔的使用方法进行解答;第二个空根据电路故障的排除方法进行解答。
【解答】
(1)保险丝和开关应接在火线上,所以a端应与火线相连;
(2)在使用测电笔检测插座时,手与笔尾的金属体接触,不能接触笔尖金属体,故丙正确,丁错误;
图中,闭合开关S,灯泡发光:将电热壶插头插入三孔插座中,闭合电热壶开关,两者都不能工作。拔下插头,应该采用图丙的方法使用测电笔检测插座,左右两孔都能使氛管发光。由于两者都不能工作,这表明电路出现了断路现象,用试电笔检测插座,左右两孔都能使测电笔的氛管发光,这说明左右两孔与火线之间是连接的,左孔通过电灯和开关(DC部分)与火线相连,这部分是通路,则断路部分在C点左侧,即进户线的零线断路,故C正确,AB错误;故选C。
故答案为:(1)火;(2)丙;C。
28.(2022八下·诸暨期末)医学上使用的心肺机是用“电动泵”替代心脏,推动血液循环。工作原理如图:
(1)当线圈中的电流从B流向A时,活塞将向 运动(选填“左”或“右")。
(2)“电动泵”每分钟“跳动”的次数(即活塞来回移动的次数)由线圈中电流的 改变快慢决定。(选填“大小”或“方向")
【答案】(1)右
(2)方向
【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)首先根据安培定则判断螺线管的极性,再根据磁极之间的相互作用规律判断活塞的运行方向;
(2)通电螺线管的磁极方向与电流方向有关,即当电流方向改变时,螺线管的磁极方向也会改变,那么活塞受到磁力的方向改变,于是活塞来回往复,从而使心肺机跳动。
【解答】(1)根据图片可知,当电流从B流向A时,那么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,则螺线管的左端为N极。根据“同名磁极相互排斥”可知,活塞将向右运动。
(2)“电动泵”每分钟“跳动”的次数(即活塞来回移动的次数)由线圈中电流的方向改变快慢决定。
29.(2023八下·舟山期中)如图1所示,A 的每个原子都有N、S 极,相当于磁性很弱的“小磁铁”,“小磁铁”杂乱无章排列时、A 对外不显磁性,当“小磁铁”按图2所示同向排列时,A 具有磁性(如图3)。强力磁铁不耐高温、高温加热会使磁性消失,从微粒热 运动的角度解释为:低温时,磁铁内的原子是 排列的,对外显磁性; 高温加热时,原子运动 ,原子排列杂乱无章,对外不显磁性。
【答案】同向;更剧烈,速度加快
【知识点】磁体、磁极、磁化
【解析】【分析】 根据题目中的条件和分子动理论分析磁性消失的原因 。
【解答】 低温时,磁铁内的原子是同向排列的,对外显磁性;高温加热时,原子运动更剧烈,速度加快,原子排列杂乱无章,对外不显磁性。
30.(2023八下·新昌期中)
(1)如图所示,GMR为巨磁电阻,其阻值随着磁场的增强而急剧减小,闭合开关S1和S2,电磁铁的左端是 极;将滑动变阻器的滑片P从b端滑向a端时,螺线管的磁性将 ,电压表的示数将 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
(2)如图所示,磁悬浮地球仪的工作原理是: 磁极相互排斥。
(3)某同学发现厨房里每次使用完电饭锅都要将插头从插座上拔下来,非常地不方便,于是买来了如图甲的插座。图乙是该插座背面的接线示意图,其中d线是 (选填“火线”或“零线”)
【答案】(1)N;增强;变小
(2)同名
(3)零
【知识点】欧姆定律及其应用;磁极间的相互作用;通电螺线管的极性和电流方向的判断;家庭电路的组成与连接
【解析】【分析】(1)①根据安培定则判断电磁铁的磁极方向。根据变阻器的阻值变化确定电流变化,再确定电磁铁的磁性变化。
②首先分析通过电磁铁的电流变化,弄清磁场强弱变化,确定巨磁电阻的阻值变化,最后根据“在串联电路中,电压的分配与电阻成正比”分析电压表的示数变化。
(2)根据磁极之间的相互作用规律分析;
(3)根据开关的位置确定接线的种类即可。
【解答】(1)①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,则左端为电磁铁的N极。
②当变阻器的滑片向a端移动时,变阻器的阻值减小,而通过电磁铁的电流增大,即电磁铁的磁场变强。根据巨磁电阻的阻值变化规律可知,此时巨磁电阻的阻值减小,根据串联电路的分压规律可知,此时电压表的示数变小。
(2)根据图片可知,地球仪在控制悬浮,则它受到的重力和磁力相互平衡。根据二力平衡的知识可知,它受到竖直向上的排斥力,即工作原理为:同名磁极相互排斥。
(3)在家庭电路中,为了用电安全,开关必须接在火线上,根据图乙可知,插座的a孔与火线相连,即c为火线。而f为地线,那么d为零线。
31.(2023八下·浙江期中)如图是手机无线充电的原理简化图。当充电器线圈接通电源之后,该线圈就会产生一个磁场,当手机放在充电器上的时候,手机中的线圈就会产生感应电流,实现无线充电。
(1)手机线圈中产生电流是利用 现象。
(2)当充电器线圈中某一时刻的电流方向如图所示,则图中B点的磁场方向是 (选填“向上”或“向下”)。
(3)与传统方式相比,请你对这种充电方式进行评价: 。(写出一条即可)
【答案】(1)电磁感应
(2)向上
(3)优点:使用方便、兼容性强、可以一对多进行充电;缺点:充电效率较低、电磁辐射较大
【知识点】电磁感应;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】(1)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,这就是电磁感应现象。
(2)根据安培定则分析解答;
(3)可从使用的方便性、兼容性等角度分析优点,从充电效率和电磁辐射等角度分析缺点。
【解答】(1)手机线圈中产生电流是利用电磁感应现象。
(2)当充电器线圈中某一时刻的电流方向如图所示,右手弯曲的四指指尖朝向右侧,此时大拇指指向上端,则图中磁场上端为N极,那么B点的磁场方向是向上。
(3)与传统方式相比,这种充电方式:优点:使用方便、兼容性强、可以一对多进行充电;缺点:充电效率较低、电磁辐射较大。
三、实验探究题(每空1分,共 12分)
32.为探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关,小科做了如下的实验:
步骤1:在水平桌面上放置一小车,小车上固定 一块条形磁铁,如图所示;
步骤2:当闭合开关时,小车会沿水平方向向右运动,记录小车在水平桌面上运动的距离s
步骤3:断开开关,把小车重新放在起始位置,依次向右移动变阻器滑片,闭合开关,记录小车在水平桌面上运动的距离。实验数据如下表。请回答下列问题。
实验次数 1 2 3 4 5 6
电流的大小(安) 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2
小车运动的距离(厘米) 15 19 24 30
(1)请你在图中用笔画线代替一根导线完成实验电路的连接。
(2)通过本实验可得出结论: 。
(3)小科在第4次实验后结束了实验,小明觉得实验数据还不够。重新连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,电流表均有示数,分别记为第5次和第6次数据,小车始终不能向右前进,你认为可能的原因是 。
(4)电磁铁的磁性不仅跟电流的大小有关,而且还与线圈的匝数有关,若要研究电磁铁磁性与线圈匝数的关系,已知线圈的电阻不能忽略,那么将滑动变阻器的连接线从a处移动到b处后,闭合开关后下 步的操作是 ,然后再记录小车运动的距离。
【答案】(1)开关的右接线柱接滑动变阻器上端接线柱即可,图略
(2)线圈匝数一定时,电流越大,磁性越强
(3)对调了磁极,改变了电流的方向,使电磁铁与磁铁相互吸引而不能向右移动
(4)移动滑动变阻器保持线圈中的电流不变
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】(1)根据实验目的确定电器元件的串并联关系即可。
(2)根据小车运动的距离大小判断电磁铁的磁场强弱,根据表格确定变量,根据控制变量法的要求描述结论即可;
(3)电磁铁的磁场方向与电流方向有关,据此分析小车不能向右前进的原因;
(4)根据控制变量法的要求可知,探究电磁铁的磁场强弱与线圈匝数的关系时,需要控制电磁铁中的电流大小相同,据此分析解答。
【解答】(1)探究电磁铁的磁场强弱的影响因素时,需要将滑动变阻器与开关串联,从而改变电流大,此时只需将开关的右接线柱接滑动变阻器上端接线柱即可,如下图所示:
(2)根据效果数据可知,当线圈匝数一定时,电流越大,则小车运动的距离越大,那么得到结论: 线圈匝数一定时,电流越大,磁性越强 。
(3)小科在第4次实验后结束了实验,小明觉得实验数据还不够。重新连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器滑片,电流表均有示数,分别记为第5次和第6次数据,小车始终不能向右前进,我认为可能的原因是:对调了磁极,改变了电流的方向,使电磁铁与磁铁相互吸引而不能向右移动。
(4)若要研究电磁铁磁性与线圈匝数的关系,已知线圈的电阻不能忽略,那么将滑动变阻器的连接线从a处移动到b处后,闭合开关后下 步的操作是移动滑动变阻器保持线圈中的电流不变,然后再记录小车运动的距离。
33.(2023八下·新昌期末)小科在学习了磁场对通电导体有力的作用后,进一步查阅资料,了解到当电流与磁场方向垂直时,磁场对通电导体的作用力大小与磁场强度、导体在磁场中的长度以及导体中的电流强度有关。他设计了如图所示的装置,先初步探究磁场对通电导体的作用力与电流大小的关系。实验步骤如下:
①将一根导体棒用两根细线悬挂在铁架台上,将一蹄形磁铁竖直固定在铁架台上,并让导体棒与下方的蹄形磁铁磁极间的磁场方向垂直;
②给导体两端加电压U1,导体静止时,观察悬线与竖直方向偏转的角度为α1;
③给导体两端加电压U2,U2>U1,导体静止时,观察悬线与竖直方向偏转的角度为α2;
④比较α1、α2的大小,发现α2>α1,即可初步验证:其他条件一定时,通电导体的电流越大,通电导体受到磁场的作用力 (选填“越大”、“越小”或“不变”)。
⑴实验中通过观察悬线与竖直方向偏转的角度来判断磁场对通电导体的作用力大小,该实验方法属于 (选填“转换法”或“模型法”)。
⑵小科在a、b间连接一个小灯泡,让导体快速切割磁感线时,小灯泡发光,a、b间能产生电流是利用了 的原理。手机的 (选填“话筒”或“听筒”)就是根据该原理制成的。
【答案】越大;转换法;电磁感应;话筒
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】④通电导体在磁场中偏转的角度大小与受到作用力的大小有关,即偏转角度越大,那么受到的作用力越大;
(1)物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法;
(2)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,这就是电磁感应现象。根据手机的工作过程分析解答。
【解答】④其他条件一定时,通电导体的电流越大,悬线与竖直方向偏转的角度越大,则通电导体受到磁场的作用力越大。
(1)实验中通过观察悬线与竖直方向偏转的角度来判断磁场对通电导体的作用力大小,该实验方法属于转换法;
(2)小科在a、b间连接一个小灯泡,让导体快速切割磁感线时,小灯泡发光,说明产生了感应电流,即利用了电磁感应原理。
当我们对着手机说话时,声音引起手机的话筒里的线圈振动,从而切割磁感线,将振动转化为强弱不同的电流,因此话筒利用了电磁感应的原理。
34.(2023八下·龙湾期中) 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:
猜想一: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,从而导致小磁针的偏转。
猜想二:可能是因为________________________,从而导致小磁针的偏转。
奥斯特通过实验很快就否定了猜想一,又做了乙、丙两组实验。
(1)请把猜想二补充完整: ;
(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,排除空气对流的影响,他仍观察到 的现象,从而否定猜想一。
(3)结合实验与所学知识,丙组中小磁针将 (选填字母)。
A.顺时针偏转,偏转角度比甲组更大
B.顺时针偏转,偏转角度比甲组更小
C.逆时针偏转,偏转角度比甲组更大
D.逆时针偏转,偏转角度比甲组更小
【答案】(1)电流产生了磁场
(2)小磁针保持原来的偏转角度几乎不变
(3)A
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】(1)根据自己的知识储备和生活经验对其进行猜想;
(2)如果猜想一正确,那么小磁针的偏转与产生的热量有关,那么在导线和玻璃罩之间放入玻璃等阻挡物后,小磁针将不会受到温度变化引起的空气对流影响,即小磁针的指向会发生改变。
(3)根据安培定则判断磁场方向的改变,根据电流大小变化判断磁场强弱的改变。
【解答】(1)将小磁针放在条形磁铁附近时,小磁针的指向会发生变化,因此猜想二为:可能是因为电流产生了磁场,从而导致小磁针的偏转。
(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,排除空气对流的影响,他仍观察到小磁针保持原来的偏转角度几乎不变的现象,从而否定猜想一。
(3)比较甲和丙图可知,二者电源的正负极方向相反,则通过导线的电流方向相反,那么电流产生磁场的方向相反,则小磁针受到磁力的作用方向相反,即丙中小磁针沿顺时针方向偏转。
相同长度的粗铂丝比细铂丝电阻更小,则电流更大,那么丙中电流产生的磁场更强,小磁针偏转角度更大。
故选A。
四、解答题(每小题2分,共18分)
35.(2023八下·柯桥期末)纯电动汽车是一种采用蓄电池作为唯一动力源的汽车,电池的安企性主要体现在对其温度的控制上,当某组电池温度过高时,立即启动制冷系统进行降温。某项目化学小组设计了图甲的模拟控温装置示意图,电磁维电器与热敏电阳Rt,滑动变阳器Rp串联接在电压为6V的电源两端,滑动变阻器的最大阻值为200Ω。当电磁铁线圈(电阻不计)中的电流I大于或等于25maA时,衔铁被吸合。
(1)热敏电阻置于温度监测区域,其阻值Rt与温度t的关系有两种,如图乙和图丙,若要将b与c相接,则需选择 所示的热敏电阻(选填”图乙”或”图丙”)。
(2)若设置电池的温度为60℃时启动制冷系统,则滑动变阻器的阻值应为多少?(写出计算过程)
(3)该电路启动制冷系统时可设置的最高温度为 ℃。
【答案】(1)图乙
(2)若设置电池温度为60℃启动制冷系统,由图乙可知,当温度为60℃时, Rt的阻值为70Ω,
由欧姆定律可得此时控制电路的总电阻,
滑动变阻器接入的电阻为Rp=R-Rt=240Ω-70Ω=170Ω;
(3)85-90
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析;电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】由图甲可得:ab连接时,衔铁向上,电磁铁磁性需变弱,电阻变大导致电流变小,所以温度越高电阻越大,符合图丙,bc连接时,衔铁向下,电磁铁磁性需变强,电阻变小导致电流变大,所以温度越高电阻越小,符合图乙。控制电路中Rp与Rt串联,串联电路,电流处处相等,电压之和等于总电压,电阻之和等于总电阻,再根据欧姆定律进行求解。
【解答】(1)将b与c相接,电池温度过高时,立即启动制冷系统进行降温,电磁铁的线圈中电流应变大,磁性增大以吸合衔铁,则热敏电阻Rt应变小,即其电阻随温度升高而减小,由图乙知,热敏电阻R的电阻随温度升高而减小,由图丙知,热敏电阻Rt的电阻随温度升高而增大,故选择图乙的热敏电阻;
(3)当滑动变阻器接入电路最大阻值200Ω时,
热敏电阻的阻值最小为Rt=R-Rp=240Ω-200Ω=40Ω
此时该电路启动制冷系统时可设置的最高温度 为90℃
36.(2023八下·仙居期末)国家规定燃气灶须安装熄火自动保护装置,在意外熄火(如汤水溢出)时,装置能自动关闭气路。图甲为小科设计的模拟装置示意图,电源电压U=9伏,R0=80欧,闭合开关S,当电磁铁线圈中的电流达到一定值时,衔铁K被释放,从而关闭气路(未画出),启动保护。不计线圈电阻,热敏电阻R1的阻值与温度的关系如图乙中图线①所示。请完成下列各题:
(1)电磁铁上端的磁极为 极。
(2)当温度降至80℃时,衔铁K被释放,启动保护,此时线圈中的电流多大?(请写出计算过程)
(3)现仅将R1更换为图线②所示的热敏电阻,若燃气灶熄火后,温度降至 ▲ 时才会启动保护。要使更换后的保护装置仍在80℃启动,则电阻R0阻值应该多大?
【答案】(1)S
(2)解:当温度为80℃,R1=100Ω
(3)解:60℃
当温度为80℃,R1=80Ω
∵R总=180Ω
∴R0=R总-R1=180Ω-80Ω=100Ω
【知识点】欧姆定律及其应用;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】(1)根据安培定则判断电磁铁的极性;
(2)首先根据乙图确定温度为80℃时热敏电阻的阻值,再根据R总=R0+R1计算出总电阻,最后根据 计算线圈电阻。
(3)根据(2)中计算可知,当启动保护时,线圈中电流大小不变,那么电路的总电阻不变。根据图乙确定80℃时热敏电阻的阻值,然后根据R总=R0+R1计算此时电阻R0的阻值即可。
【解答】(1)根据甲图可知,线圈上电流方向左。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,则下端为电磁铁的N极,上端为电磁铁的S极。
37.(2023八下·永嘉期中)电梯(elevator,垂直电梯)是一种垂直运送行人或货物的运输设备。为居民出入带来很大的便利,小德家住某小区某栋8楼,放学后乘电梯回家。小德查阅资料,了解到出于安全考虑,电梯都设置了超载自动报警系统,其工作原理如图甲所示,电路由工作电路和控制电路组成:在工作电路中,当电梯没有超载时,动触点K与静触点A接触,闭合开关S,电动机正常工作;当电梯超载时,动触点K与静触点B接触,电铃发出报警铃声,即使闭合开关S,电动机也不工作。在控制电路中,已知电源电压U=9V,保护电阻R1=200Ω,电阻式压力传感器(压敏电阻)R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示,电梯自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
(1)在控制电路中,当压敏电阻R2受到的压力F减小时,电磁铁的磁性 (选填“增强”、“减弱”或“不变”)。
(2)若电磁铁线圈电流达到30mA时,刚好衔铁被吸下接触静触点B,电铃发出警报声。当该电梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时,试通过计算说明电梯是否超载?
(3)若电铃发出警报声的条件如(2),需增大电梯的最大载客量,可采取 、 措施(写出两种措施)。
【答案】(1)减弱
(2)电梯厢内站立总质量为 1000kg 的乘客时,电梯受到的压力等于乘客的重力,
即 F=G=mg=1000 kg×10 N/kg=104N;
由题图乙可知,当压力 F=10 4 N 时,对应的压敏电阻阻值 R2'=100Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,R总 =R1+ R2'=200Ω+ 100Ω=300Ω
则控制电路中的电流 ;
因为电磁铁线圈电流刚好达到30mA时,衔铁被吸下接触静触点B,电铃发出警报声,所以此时电梯超载。
(3)减小控制电路电源电压;换用阻值更大的保护电阻R1等
【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)根据乙图确定压力减小时压敏电阻的阻值变化,从而确定电流大小变化,弄清电磁铁的磁场强弱变化。
(2)根据F=G=mg计算电梯受到的压力,根据乙图确定此时压敏电阻的阻值,根据R总=R1+R2计算出此时总电阻,根据 ; 计算控制电路的电流即可。
(3)电磁铁吸合时需要的磁场强度不变,即通过电磁铁的电流大小不变,据此分析解答。
【解答】(1)在控制电路中,当压敏电阻R2受到的压力F减小时,则它的阻值增大,那么通过电磁铁的电流减小,则电磁铁的磁性减弱。
(3)电磁铁吸合时需要的磁场强度不变,即通过电磁铁的电流大小不变。
①当载客量增大时,压敏电阻受到的阻值减小,则电路总电阻减小,而总电流增大。要保持总电流不变,根据U=IR可知,此时可以减小控制电路的总电压;
②当载客量增大时,压敏电阻受到的阻值减小,则电路总电阻减小,而总电流增大。当控制电路电压不变时,为了保持总电流不变,此时需要增大总电阻,即可以换用阻值更大的保护电阻R1。
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