第十七章 从指南针到磁浮列车 第十八章 电能从哪里来(60分钟 100分)
一、选择题:本题共11小题,每小题3分,共33分。
1.老师用小磁体吸在黑板上来固定挂图,说明黑板一定含有下列材料中的 (A)
A.铁 B. 锌 C. 铝 D. 铜
2.关于电磁现象,下列说法正确的是 (B)
A.通电线圈在磁场中受力转动的过程中,机械能转化为电能
B.指南针能指南是受到地磁场的作用
C.磁场中某点的磁场方向是放在该点的小磁针S极所指的方向
D.闭合电路的部分导体在磁场中运动时,导体中一定产生电流
3.若假想地磁场是由地球内部一块大磁铁产生的 , 如图所示的四个示意图中 , 能合理描述这块大磁铁的是 (A)
4.如图所示为电磁铁的线路图。开关S闭合后,滑动变阻器的滑片P向右滑动过程中 (D)
A.电磁铁的右端为S极,磁性增强
B.电磁铁的右端为S极,磁性减弱
C.电磁铁的右端为N极,磁性增强
D.电磁铁的右端为N极,磁性减弱
5.在昼夜明灯的地下停车场,驾驶员根据车位入口上方的红绿灯入停。如图所示是小吴设计的自动控制电路图,将光控开关(遮光时开关闭合)装在每个车位地面中央,红绿灯装在车位入口上方。当车位未停车时绿灯亮,当车位已停车时红灯亮,则图中L1、L2 (D)
A.都是红灯 B.都是绿灯
C.分别是红灯、绿灯 D.分别是绿灯、红灯
6.放假了,小余和妈妈兴高采烈乘动车去山边的外婆家过年,当动车启动时,小余发现了动车的动力系统与普通汽车的不同,采用额定工作电压为25 kV的电力驱动,如图,在动车前进的过程中,能量转化关系与下列哪种家用电器工作时相同 (B)
A.电磁炉 B.电风扇
C.电烙铁 D.电热水器
7.如图所示的实验装置可以用来研究(电源电压不变) (B)
A.影响通电导线受到的磁场力大小的因素
B.影响通电导线受到的磁场力方向的因素
C.导线在磁场中怎样运动才能产生感应电流
D.影响通电导线周围产生的磁场强弱的因素
8.将小电动机与小电灯泡按如图所示的电路连接,在小电动机的转轴上绕线,然后用力拉线,使电动机转动。在电动机的转动过程中小灯泡发光,下列关于该现象的说法,不正确的是 (A)
A.电生磁,使电动机转动 B.这是电磁感应现象
C.转速越快灯泡越亮 D.这个过程中机械能转化成电能
9.如图的四个实验中,反映电动机工作原理的是 (C)
10. (2023·宜昌中考)关于如图所示的实验,下列说法正确的是 (C)
A.这是模拟法拉第电磁感应实验的场景
B.移走小磁针,电流的磁场消失
C.根据这一现象的原理,制成了电磁铁
D.将导线断开,小磁针N极将指向地磁场的北极
11.矩形铜线框在某磁场中的位置如图所示,ab、bc、ed和fe段都受到该磁场的作用力,下列哪两段受到该磁场的作用力方向相同 (B)
A.ab段与bc段 B.ab段与ed段
C.ab段与fe段 D.fe段与ed段
二、填空题:本题共6小题,每空2分,共24分。
12.三个磁体相邻磁极间的磁感线分布如图所示,D端为 N 极,B端为 N 极。(均选填“N”或“S”)
13. (2023·天津中考)如图所示,通电螺线管的a端相当于条形磁体的 N(北) 极;若螺线管中的电流增大,它的磁性会 增强 。
14.如图电路,闭合开关,能看到蹄形磁铁中的金属棒AB运动起来,说明有电能转化为 机械 能。若只改变电路中电流的方向,AB的运动方向将 改变 (选填“改变”或“不改变”)。
15.(2023·福州期中)小华在超市购物时发现“聪明的电梯”(如图甲),小华在网络上搜到这种电梯如图乙所示的简易控制电路,R是一个压敏电阻,位于电梯下面,当人踩到电梯上时,其电阻值随压力的增大而减小,衔铁和触点 2 (选填“1”或“2”)接触,使电动机的转速变 快 (选填“快”或“慢”)。
16.如图是一款能发电的魔方充电器。转动魔方时,它能发电,其原理是 电磁感应 (选填“电磁感应”或“磁场对电流的作用”)。魔方还能通过USB端口给移动设备充电,给移动设备充电时,魔方相当于电路中的 电源 (选填“电源”或“用电器”)。
17.某物理兴趣小组进行“电与磁的关系”的实验探究,在水平桌面上按照如图所示装置进行实验,闭合开关,使铜棒在水平金属轨道上快速左右运动,观察到灵敏电流计的指针发生偏转,这一现象与 发电机 (选填“电动机”或“发电机”)的工作原理相同;若灵敏电流计指针向右偏转,小磁针a端向通电螺线管偏转,则a端是 N 极。
三、作图题:本题共2小题,每小题3分,共6分。
18.(2023·鞍山中考)请根据图中磁感线的方向标出永磁体的N极,并在括号内标出电源右侧的极性(用“+”或“-”表示)。
答:
19.如图所示,请将螺线管、滑动变阻器接入电路中,使开关闭合后,螺线管与条形磁铁相互吸引,且滑动变阻器滑片P向左移动会使吸引力变大。
答:
四、简答题:本题共1小题,共4分。
20.如图所示为我们实验室所用电流表的内部结构示意图。当正确接入电路,有电流通过线圈时,线圈会带动指针顺时针偏转;当接线柱接反,电流通过线圈时,指针会反向偏转,无法读数。这是为什么
答:因为通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关。在磁场方向不变时,改变电流方向会改变通电线圈的受力方向,当正确接入电路,有电流通过线圈时,线圈会带动指针顺时针偏转,此时刻度盘上可以读数;当接线柱接反,电流通过线圈时,指针会逆时针偏转,此时指针反偏,刻度盘的左侧没有刻度,且与电流表的左边缘相碰,不能读数。
五、实验题:本题共2小题,共16分。
21.(8分)某同学通过实验探究通电螺线管磁场的分布,如图所示:
(1)在固定有螺线管的水平硬纸板上均匀地撒满铁屑,通电后轻敲纸板,如图甲所示,观察铁屑的排列情况,发现通电螺线管外的磁场与 条形 磁体的磁场相似;
(2)实验中,小磁针的作用是研究通电螺线管周围的 磁场方向 (选填“磁场强弱”或“磁场方向”);
(3)该同学想研究通电螺线管两端的磁极性质与通电螺线管中的电流方向是否有关,受奥斯特实验的启发,只改变了通电螺线管中电流的方向,得到了如图乙所示的实验现象。对比两次的实验现象,你的结论是: 通电螺线管两端的磁场极性跟螺线管中电流的方向有关 ;
(4)实验中 不能 (选填“能”或“不能”)用铜屑代替铁屑显示磁场分布。
22.(8分)(2023·河北中考)如图甲是小明做“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。
(1)实验时,小明通过观察 电流表的指针是否偏转 来判断电路中是否产生感应电流。
(2)小明进行了如图乙所示的5次操作,其中能产生感应电流的是 ①③④ (选填所有符合要求的操作序号)。
(3)完成实验后,小明认为实验现象不太明显,请你提出一条改进措施: 换一个磁性更强的磁体(合理即可) 。
(4)利用“磁生电”工作的装置有 动圈式话筒 (选填“电铃”“扬声器”“动圈式话筒”或“电磁起重机”)。
六、计算题:本题共2小题,共17分。
23.(7分)磁场的强弱可用磁感应强度(B)表示,单位为特斯拉(T)。小华设计了磁感应强度测量仪,图中为其原理图。该仪器显示计由电流表改装,电源电压为6 V,定值电阻R0为40 Ω,磁敏电阻RB在常温下的阻值随外加磁感应强度变化的对应关系如表所示。
求:
磁感应强度B/T 0 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20
磁敏电阻RB/Ω 160 180 200 230 260 290
(1)当待测磁感应强度为0 T时,磁敏电阻RB是多少
(2)用该测量仪测得某处的磁感应强度是0.08 T,电路中的电流是多少 磁敏电阻RB两端的电压是多少
(3)若把该测量仪放在某处,闭合开关,电路消耗的总功率为0.12 W,则该处磁感应强度是多少
解:(1)由表可知,当B=0 T时,RB=160 Ω。
(2)当B1=0.08 T时,RB1=200 Ω,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律,可得电路中的电流为:
I1====0.025 A;磁敏电阻RB两端的电压为:UB1=I1RB1=0.025 A×200 Ω=5 V。
(3)根据电功率的计算公式,有:P=UI=,R2==300 Ω,此时磁敏电阻RB的阻值为:
RB2=R2-R0=300 Ω-40 Ω=260 Ω,查表可知,B2=0.16 T。
24.(10分)如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置,R是热敏电阻,其阻值随温度变化关系如表所示。已知继电器的线圈电阻R0=10 Ω,左边电源电压为6 V恒定不变。当继电器线圈中的电流大于或等于15 mA时,继电器的衔铁被吸合,右边的空调电路正常工作。
温度t/℃ 0 5 10 15 20 25 30 35 40
电阻R/Ω 600 550 500 450 420 390 360 330 300
(1)这一自动控制装置的基本结构其实是一个 ;
(2)计算说明该空调的启动温度是多少 (要有计算过程)
(3)为了节省电能,将空调启动温度设定为30 ℃,计算控制电路中需要再串联多大的电阻
(4)改变控制电路的电阻可以给空调设定不同的启动温度,除此之外,请你再提出一种方便可行的调节方案。
【解析】(1)由题意可知,该自动控制装置的基本结构其实是一个电磁继电器;
(2)电路启动时的总电阻:R总===400 Ω,此时热敏电阻的阻值:R热=R总-R0=400 Ω-10 Ω=390 Ω,对照表格数据可知,此时的启动温度是25 ℃。
(3)因为电路启动时的总电阻为400 Ω,由表中数据可知,空调启动温度设定为30 ℃时,热敏电阻的阻值为360 Ω,
则电路中还应串联的电阻:R'=R总-R热'-R0=400 Ω-360 Ω-10 Ω=30 Ω。
(4)因为本装置启动的电流是一定的,因此,既可通过改变电阻来改变电流,也可以通过将左边电源改为可调压电源来实现对其控制。
答:(1)电磁继电器 (2)空调的启动温度是25 ℃,过程见解析
(3)控制电路中需要再串联30 Ω的电阻
(4)可以将左边电源改为可调电压电源第十七章 从指南针到磁浮列车 第十八章 电能从哪里来(60分钟 100分)
一、选择题:本题共11小题,每小题3分,共33分。
1.老师用小磁体吸在黑板上来固定挂图,说明黑板一定含有下列材料中的 ( )
A.铁 B. 锌 C. 铝 D. 铜
2.关于电磁现象,下列说法正确的是 ( )
A.通电线圈在磁场中受力转动的过程中,机械能转化为电能
B.指南针能指南是受到地磁场的作用
C.磁场中某点的磁场方向是放在该点的小磁针S极所指的方向
D.闭合电路的部分导体在磁场中运动时,导体中一定产生电流
3.若假想地磁场是由地球内部一块大磁铁产生的 , 如图所示的四个示意图中 , 能合理描述这块大磁铁的是 ( )
4.如图所示为电磁铁的线路图。开关S闭合后,滑动变阻器的滑片P向右滑动过程中 ( )
A.电磁铁的右端为S极,磁性增强
B.电磁铁的右端为S极,磁性减弱
C.电磁铁的右端为N极,磁性增强
D.电磁铁的右端为N极,磁性减弱
5.在昼夜明灯的地下停车场,驾驶员根据车位入口上方的红绿灯入停。如图所示是小吴设计的自动控制电路图,将光控开关(遮光时开关闭合)装在每个车位地面中央,红绿灯装在车位入口上方。当车位未停车时绿灯亮,当车位已停车时红灯亮,则图中L1、L2 ( )
A.都是红灯 B.都是绿灯
C.分别是红灯、绿灯 D.分别是绿灯、红灯
6.放假了,小余和妈妈兴高采烈乘动车去山边的外婆家过年,当动车启动时,小余发现了动车的动力系统与普通汽车的不同,采用额定工作电压为25 kV的电力驱动,如图,在动车前进的过程中,能量转化关系与下列哪种家用电器工作时相同 ( )
A.电磁炉 B.电风扇
C.电烙铁 D.电热水器
7.如图所示的实验装置可以用来研究(电源电压不变) ( )
A.影响通电导线受到的磁场力大小的因素
B.影响通电导线受到的磁场力方向的因素
C.导线在磁场中怎样运动才能产生感应电流
D.影响通电导线周围产生的磁场强弱的因素
8.将小电动机与小电灯泡按如图所示的电路连接,在小电动机的转轴上绕线,然后用力拉线,使电动机转动。在电动机的转动过程中小灯泡发光,下列关于该现象的说法,不正确的是 ( )
A.电生磁,使电动机转动 B.这是电磁感应现象
C.转速越快灯泡越亮 D.这个过程中机械能转化成电能
9.如图的四个实验中,反映电动机工作原理的是 ( )
10. (2023·宜昌中考)关于如图所示的实验,下列说法正确的是 ( )
A.这是模拟法拉第电磁感应实验的场景
B.移走小磁针,电流的磁场消失
C.根据这一现象的原理,制成了电磁铁
D.将导线断开,小磁针N极将指向地磁场的北极
11.矩形铜线框在某磁场中的位置如图所示,ab、bc、ed和fe段都受到该磁场的作用力,下列哪两段受到该磁场的作用力方向相同 ( )
A.ab段与bc段 B.ab段与ed段
C.ab段与fe段 D.fe段与ed段
二、填空题:本题共6小题,每空2分,共24分。
12.三个磁体相邻磁极间的磁感线分布如图所示,D端为 极,B端为 极。(均选填“N”或“S”)
13. (2023·天津中考)如图所示,通电螺线管的a端相当于条形磁体的 极;若螺线管中的电流增大,它的磁性会 。
14.如图电路,闭合开关,能看到蹄形磁铁中的金属棒AB运动起来,说明有电能转化为 能。若只改变电路中电流的方向,AB的运动方向将 (选填“改变”或“不改变”)。
15.(2023·福州期中)小华在超市购物时发现“聪明的电梯”(如图甲),小华在网络上搜到这种电梯如图乙所示的简易控制电路,R是一个压敏电阻,位于电梯下面,当人踩到电梯上时,其电阻值随压力的增大而减小,衔铁和触点 (选填“1”或“2”)接触,使电动机的转速变 (选填“快”或“慢”)。
16.如图是一款能发电的魔方充电器。转动魔方时,它能发电,其原理是 (选填“电磁感应”或“磁场对电流的作用”)。魔方还能通过USB端口给移动设备充电,给移动设备充电时,魔方相当于电路中的 (选填“电源”或“用电器”)。
17.某物理兴趣小组进行“电与磁的关系”的实验探究,在水平桌面上按照如图所示装置进行实验,闭合开关,使铜棒在水平金属轨道上快速左右运动,观察到灵敏电流计的指针发生偏转,这一现象与 (选填“电动机”或“发电机”)的工作原理相同;若灵敏电流计指针向右偏转,小磁针a端向通电螺线管偏转,则a端是 极。
三、作图题:本题共2小题,每小题3分,共6分。
18.(2023·鞍山中考)请根据图中磁感线的方向标出永磁体的N极,并在括号内标出电源右侧的极性(用“+”或“-”表示)。
19.如图所示,请将螺线管、滑动变阻器接入电路中,使开关闭合后,螺线管与条形磁铁相互吸引,且滑动变阻器滑片P向左移动会使吸引力变大。
四、简答题:本题共1小题,共4分。
20.如图所示为我们实验室所用电流表的内部结构示意图。当正确接入电路,有电流通过线圈时,线圈会带动指针顺时针偏转;当接线柱接反,电流通过线圈时,指针会反向偏转,无法读数。这是为什么
五、实验题:本题共2小题,共16分。
21.(8分)某同学通过实验探究通电螺线管磁场的分布,如图所示:
(1)在固定有螺线管的水平硬纸板上均匀地撒满铁屑,通电后轻敲纸板,如图甲所示,观察铁屑的排列情况,发现通电螺线管外的磁场与 磁体的磁场相似;
(2)实验中,小磁针的作用是研究通电螺线管周围的 (选填“磁场强弱”或“磁场方向”);
(3)该同学想研究通电螺线管两端的磁极性质与通电螺线管中的电流方向是否有关,受奥斯特实验的启发,只改变了通电螺线管中电流的方向,得到了如图乙所示的实验现象。对比两次的实验现象,你的结论是: ;
(4)实验中 (选填“能”或“不能”)用铜屑代替铁屑显示磁场分布。
22.(8分)(2023·河北中考)如图甲是小明做“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。
(1)实验时,小明通过观察 来判断电路中是否产生感应电流。
(2)小明进行了如图乙所示的5次操作,其中能产生感应电流的是 (选填所有符合要求的操作序号)。
(3)完成实验后,小明认为实验现象不太明显,请你提出一条改进措施: 。
(4)利用“磁生电”工作的装置有 (选填“电铃”“扬声器”“动圈式话筒”或“电磁起重机”)。
六、计算题:本题共2小题,共17分。
23.(7分)磁场的强弱可用磁感应强度( )表示,单位为特斯拉(T)。小华设计了磁感应强度测量仪,图中为其原理图。该仪器显示计由电流表改装,电源电压为6 V,定值电阻R0为40 Ω,磁敏电阻RB在常温下的阻值随外加磁感应强度变化的对应关系如表所示。
求:
磁感应强度B/T 0 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20
磁敏电阻RB/Ω 160 180 200 230 260 290
(1)当待测磁感应强度为0 T时,磁敏电阻RB是多少
(2)用该测量仪测得某处的磁感应强度是0.08 T,电路中的电流是多少 磁敏电阻RB两端的电压是多少
(3)若把该测量仪放在某处,闭合开关,电路消耗的总功率为0.12 W,则该处磁感应强度是多少
24.(10分)如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置,R是热敏电阻,其阻值随温度变化关系如表所示。已知继电器的线圈电阻R0=10 Ω,左边电源电压为6 V恒定不变。当继电器线圈中的电流大于或等于15 mA时,继电器的衔铁被吸合,右边的空调电路正常工作。
温度t/℃ 0 5 10 15 20 25 30 35 40
电阻R/Ω 600 550 500 450 420 390 360 330 300
(1)这一自动控制装置的基本结构其实是一个 ;
(2)计算说明该空调的启动温度是多少 (要有计算过程)
(3)为了节省电能,将空调启动温度设定为30 ℃,计算控制电路中需要再串联多大的电阻
(4)改变控制电路的电阻可以给空调设定不同的启动温度,除此之外,请你再提出一种方便可行的调节方案。
