第二十章电与磁
一、单选题:本大题共8小题,共16分。
1.如图所示的四个实验中与扬声器的工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
2.如图是探究“通电直导线周围是否存在磁场”实验装置的一部分,置于水平桌面上静止的小磁针上方有一根与之平行的直导线。如图所示,当直导线中通过电流时,小磁针发生偏转。下列说法正确的是( )
A. 首次通过本实验发现电、磁间有联系的科学家是焦耳
B. 小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场
C. 只改变直导线中的电流方向,小磁针偏转方向与图示相同
D. 只改变直导线中的电流大小,小磁针偏转方向与图示相反
3.如图所示为闭合电路的一部分导体在两磁极间运动一周的情形,图中小圆圈代表导体的横截面,箭头表示导体的运动方向,下列说法正确的是( )
A. 在a、b、c、d四个位置时,导体都有感应电流产生
B. 在a、c两个位置时,导体中没有感应电流
C. 在a、c两个位置时,导体中有感应电流且感应电流方向相同
D. 在b、d两个位置时,导体中没有感应电流
4.如图所示,闭合电磁铁开关S,条形磁铁静止在水平桌面上。下列判断正确的是( )
A. 条形磁铁受到电磁铁对其向左的作用力
B. 条形磁铁受到桌面对其向左的摩擦力
C. 将滑动变阻器的滑片向右移动,条形磁铁受到的摩擦力不变
D. 若只改变电源的正负极,条形磁铁受到的摩擦力变大
5.如图所示,是电流表的原理图。在电流表中有许多匝金属线圈被悬置在磁体的两极之间,金属线圈连接到一根指针和一只弹簧上。当电流通过导线时,电流就产生了磁场,这个磁场和磁体的磁场发生相互作用,引起金属线圈和指针偏转,如下图所示的现象中与电流表原理相同的是( )
A. B.
C. D.
6.如图所示的磁悬浮地球仪,在地球仪底端有一个磁铁,在底座内部有一个金属线圈,线圈通电后,地球仪可悬浮在空中。下列说法正确的是( )
A. 地球仪周围存在磁场,同时也存在磁感线
B. 地球仪周围的磁场分布是均匀的
C. 地球仪周围各点的磁场方向都相同
D. 地球仪是利用同名磁极相互排斥的原理悬浮的
7.如图所示是具有报警功能的文物展示台,该展示台由木板、弹簧、金属片A、B、C和报警电路组成。当小偷把物品搬离展示台时,金属片B在弹力作用下与金属片A、C分开。关于这个展示台,下列说法正确的是( )
A. 物品在展示台上时,灯不亮,电铃不响 B. 物品在展示台上时,灯不亮,电铃响
C. 物品不在展示台上时,灯亮,电铃不响 D. 物品不在展示台上时,灯亮,电铃响
8.把普通钢棒磁化有多种方法,可以用强力磁铁来磁化。钢棒是由大量的原子组成,每个原子都有N、S极,相当于一个磁性很弱的“小磁铁”。未被磁化前,钢棒内“小磁铁”的排列杂乱无章,此时钢棒对外不显磁性。用一个强力条形磁铁按图中的箭头方向滑动,钢棒就被磁化,磁化后各个“小磁铁”按图所示同向排列,钢棒具有磁性,相当于条形磁铁。下列说法正确的是( )
A. 被磁化后甲图的钢棒左端是 S 极
B. 被磁化前乙图的钢棒右端是 N 极
C. 若把小磁针放在左图中的 A 点处,静止时小磁针的北极一定向外
D. 若把小磁针放在右图中的 B 点处,静止时小磁针的右端是北极
二、多选题:本大题共3小题,共9分。
9.多选小明观察了小区入口的车辆出入自动控制闸,发现当车牌被识别系统识别成功后,绿灯亮,栏杆抬起,车辆通行。于是他设计了如图所示的模拟电路,车牌识别成功相当于图中开关S闭合,则( )
A. 闭合开关后,电磁铁的上端为N极
B. 滑动变阻器的滑片P向上调整后,栏杆更容易抬起
C. 若栏杆不能抬起,可通过增大电源的电压进行改进
D. B端挂的铁柱可以用上端是N极、下端是S极的条形磁体代替
10.法国科学家费尔和德国科学家格林贝格尔由于发现了巨磁电阻效应,荣获了2007年诺贝尔物理学奖.如图是研究巨磁电阻特性的电路示意图,当闭合、后使滑片P向左滑动的过程中,指示灯明显变亮,则下列说法正确的是( )
A. 滑片P向左滑动过程中电磁铁的磁性减弱 B. 滑片P向左滑动过程中电磁铁的磁性增强
C. 巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小 D. 巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显增大
11.如图所示,两电磁铁的铁芯和线圈匝数相同,将它们接入电池组时,要求两电磁铁相互吸引且磁性强弱相同,下列连接方式正确的是( )
A. a接P,b接c,d接Q B. b接P,a接c,d接Q
C. a接c后与P连接,b接d后与Q连接 D. a接d后与P连接,b接c后与Q连接
三、填空题:本大题共5小题,共10分。
12.如图所示,将较长软电线的两端与灵敏电流计的两接线柱连接起来,两位同学手持电线像摇跳绳一样在空中摇动电线,使电线切割地磁场的磁感线。若灵敏电流计的指针发生偏转,则可以断定两同学站立在地面上的__________选填“东西”或“南北”方向,这个实验的原理是__________;老师上课时常使用扩音器,声音由话筒传入扩音器,经扩音器放大后又经扬声器传出,则在扩音器中应用了上述原理的部件是__________选填“话筒”或“扬声器”。
13.物理学家奥斯特第一个证实了__________的周围存在着磁场,如图所示。物理课上同学们通过分组实验进行探究:当较粗的铜直导线未通电时,小磁针静止时针尖指向__________选填“南北”或“东西”方向;将放在小磁针上方的粗直导线通以__________选填“南北”或“东西”方向电流时,小磁针会发生明显的转动;改变电流方向时小磁针转动方向发生改变,这说明__________。实验中,同学们发现粗直导线与电池长时间连接,会非常烫手,这是因为电池被__________而导致的;为保证实验效果,并解决粗直导线过热,你的改进措施是__________。
14.如图所示是探究电磁铁磁性特点的电路图,闭合开关后,其电磁铁的A端是__________极,当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时,电流表的示数__________填“变大”“变小”或“不变”,电磁铁的磁性__________填“变强”“变弱”或“不变”。
15.小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”,如图甲所示,将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方,当环境温度正常时,继电器的上触点接触,下触点分离,指示灯亮;当环境温度超过某一值时,继电器的下触点接触,上触点分离,警铃响.图甲中继电器的供电电压,当线圈中的电流大于等于50mA时,继电器的衔铁将被电磁铁向下吸合,警铃响,图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图象,
电磁继电器的电磁铁是利用电流的__________效应原理工作的;
当环境温度升高时,热敏电阻阻值将__________,继电器的磁性将__________两空都选填“增大”“减小”或“不变”
图甲中警铃的接线柱C应与接线柱__________选填“A”或“B”相连;
图甲中线圈上端P的磁极是__________选填“N”或“S”极;
由图乙可知,当环境温度超过__________时,警铃响.
16.如图所示,水平放置的两光滑金属导轨与电路连接并置于垂直于导轨向里的匀强磁场磁场强弱和方向处处相同中,两根相同的金属棒AB、CD与导轨紧密接触且可自由滑动,导轨足够长,AB、CD电阻均为R。
固定金属棒AB,把双向开关接到接线柱2,使金属棒CD水平向右运动,此时金属棒AB中有从A流向B的电流;若使金属棒CD水平向左运动,则此时金属棒AB中______选填“有”或“没有”电流;若有请判断电流的方向______选填“从A流向B”或“从B流向A”;若没有请分析原因;
固定金属棒AB,把双向开关接到接线柱3,金属棒CD受到水平向左的磁场力作用,此时金属棒AB ______选填“有”或“没有”受到磁场力;若有请判断磁场力的方向______选填“水平向左”或“水平向右”;若没有请分析原因。
四、作图题:本大题共2小题,共4分。
17.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,螺线管与条形磁体相互排斥,滑动变阻器滑片 P向右移动会使斥力变小。
18.完成以下作图:
超市里的自动扶梯,有乘客时运行较快,无乘客时为了节能运行较慢。利用电磁继电器可以设计这样的电路,请按照要求用笔画线代替导线将图中的控制电路和工作电路连接完整。其中是压敏电阻受到压力时阻值小;不受压力时阻值大,是限流电阻。
用笔画线代替导线,连接能使电铃正常工作的实物图。
五、实验探究题:本大题共4小题,共24分。
19.某校九年级一班物理兴趣小组的同学,学习了磁的知识后,深受物理学家法拉第科学探索精神的影响,怀着极大的兴趣对下列实验进行了探究。
利用图甲所示的装置,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,记录在表中。已知当电流从电流表的左侧接线柱流入时,指针向左偏转;从右侧接线柱流入时,指针向右偏转。
实验次数 导体棒
移动情况 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
根据表中记录的实验信息,完成下列问题:
由第1、2两次实验可知,导体棒AB平行于磁感线运动,闭合回路中__________填“会”或“不会”产生感应电流。
由第3、4两次实验可知,导体棒AB中感应电流的方向与__________的方向有关。如果固定导体棒AB,水平向右移动磁铁,电流表的指针向__________偏转。
本实验的设计不完整,不能探究感应电流的方向与磁场方向的关系。为了使探究过程更加完整,应__________。
小明将电流表换成完好的小灯泡,再做第3、4两次实验时小灯泡不亮,最可能的原因是__________。
图乙所示的发电机是__________填“直流”或“交流”发电机。
20.如图是小亮“探究通电螺线管外部磁场”的实验装置图:
设计与进行实验
如图甲,在螺线管的两端各放一个小磁针,小磁针的作用是__________.
往嵌入螺线管上的玻璃板上均匀撒上铁屑,闭合开关通电后,接下来的操作应该是__________,使铁屑在玻璃板上跳动减小它与玻璃板之间的__________,从而使铁屑在磁场力的作用下动起来,更好地显示磁场分布情况.
分析与论证
图乙、图丙是条形磁体和通电螺线管的磁场分布情况,由此可知,通电螺线管的外部磁场与__________磁体的磁场相似.若仅将图甲中玻璃板上的铁屑去掉,通电螺线管的磁场__________选填“会”或“不会”消失.
对调电源的正负极重复甲图所示实验,小磁针的指向与之前相反,说明通电螺线管的极性跟__________有关.
交流与评估
实验时发现通电螺线管周围的磁场比较弱,实验现象不太明显,想要增强通电螺线管周围的磁场强度,在不更换螺线管的前提下,可行的方法是:__________.
若要探究“通电螺线管磁场强弱与电流大小的关系”,应在图甲对应的电路中串联一个__________.
21.在探究磁场对通电导线的作用的实验中:
如图甲所示,把导线ab放在磁场里,闭合开关,让电流通过导线ab,观察到导线ab向右运动,说明__________。
改变磁场方向或电流方向,观察导线ab运动方向并记录在表格中。
实验序号 1 2 3 4
磁场方向 向下 向上 向下 向上
电流方向
ab运动方向 右 左 左 右
分析第__________或__________填实验序号次数据可知,通电导线在磁场中受力的方向与磁场方向有关。
分析第__________或__________填实验序号次数据可知,通电导线在磁场中受力的方向与电流方向有关。
如图乙所示,闭合开关,让导线cd做切割磁感线运动,电流表指针__________选填“偏转”或“不偏转”,此时导线ab__________选填“会”或“不会”受到力的作用,虚线框内部分相当于图甲电路中的__________。
22.磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质.小蕊和小昌同学想探究磁体对回形针吸引力大小与放入它们之间物体的哪些因素有关.
如图甲所示,保持磁体和纸片间的距离一定,在纸片上放不同物体时,通过比较纸片下面能吸附的回形针数量,显示磁体对回形针吸引力的大小.
回形针的放置有图乙中的A、B两种方式,依据________原理,回形针在磁场中某点受到的吸引力等于它受到的重力,应选择图乙中的________方式.
选择正确的方式后,他们在纸片上分别放形状、面积和厚度相同,材料不同的铁板、铝板等,观察能吸引的回形针个数,多次实验后将数据记录在下表中.
磁体与纸片之间放入的物体 不放物体 铁板 镍板 铝板 陶瓷板 玻璃板 塑料板
吸引回形针数量/个 4 1 1 3 3 3 3
①分析数据可以得出:在其他条件相同时,放入铁板或镍板,吸引回形针的数量________,说明铁板和镍板对吸引力的影响________,即对磁性的屏蔽效果明显.
②铁、镍、铝都是导体,而铝对磁性的屏蔽效果不明显,原因可能是________________.
③铝是导体,陶瓷、玻璃和塑料是绝缘体,从表中数据可知,它们对吸引力的影响效果相同.据此提出一个值得探究的问题:________________________?
在纸片上分别放形状和________相同、面积不同的铁板,发现铁板面积越大,吸住的回形针数量越少.
日常生活中,磁卡常受外界磁场影响而出现消磁现象.请你根据含有铁、镍的物体对磁性的屏蔽效果明显的性质,写出一种保护磁卡磁性的方法:________________.
六、简答题:本大题共1小题,共5分。
23.医生给心脏疾病的患者做手术时,往往要用一种称为“人工心脏泵”血泵的体外装置来代替心脏,以推动血液循环。如图是该装置的示意图,线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上相当于一个电磁铁,通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用,从而带动活塞运动。活塞筒通过阀门与血管相通,阀门只能向活塞筒外开启,只能向活塞筒内开启。线圈中的电流从A流向B和从B流向A时,线圈左端分别是电磁铁的哪一极?活塞向哪个方向运动?血液如何流动?
七、计算题:本大题共1小题,共8分。
24.一个有加热和保温两种状态的微型电热水器,内部简化电路如图所示,它由控制电路和工作电路两部分组成,其中为热敏电阻,它的阻值随温度的升高而减小,开关和S都闭合时,电热水器开始加热,当电热水器中水的温度达到时,电磁铁才会把衔铁吸下,使B、C两个触点接通,电热水器处于保温状态。已知:,。求:
将电热水器水箱中的水从加热到,水吸收的热量。
电热水器处于加热状态时工作电路的功率。
将的水从加热到,需要通电,电热水器的加热效率为多少
当温度达到后,通电,产生的热量。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】略
2.【答案】B
【解析】【分析】
本题考查了磁场的性质是对放在磁场中的磁体有力的作用,更加深入的研究了电流的磁效应,在物理学习中不能只注重了结论的学习,还要注意方法的学习。
奥斯特实验通过小磁针偏转说明了通电导体周围存在磁场;磁场的方向与电流的方向有关。
【解答】
A.首次通过本实验揭开电与磁关系的科学家是奥斯特,故A错误;
B.小磁针偏转,能说明通电导线周围存在磁场,小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场,故B正确;
C.磁场方向与电流方向有关,改变直导线中电流方向,小磁针的指向改变,故C错误;
D.电流大小不影响直导线的磁场方向,因此只改变直导线中的电流大小,小磁针偏转方向与图所示相同,故 D错误。
3.【答案】D
【解析】【分析】
知道电磁感应现象中感应电流方向与磁场方向和导体运动的方向有关,并能正确判断导体运动的方向是解答的关键。
闭合电路的部分导体,若切割磁感线运动,在电路中就会产生感应电流,该现象就叫电磁感应现象;
在电磁感应现象中,感应电流的方向与磁场方向和导体运动的方向有关,在磁场方向不变时,导体运动方向相反,则产生的感应电流的方向也相反。
【解答】
在电磁感应现象中,感应电流的方向与磁场方向和导体运动的方向有关。
在图中a和c位置,导体左右运动,做切割磁感线运动,会产生感应电流;两图中磁感线方向不变,导体运动方向相反,所以感应电流方向也相反,故BC错误;
在图中b和d位置,导体上下运动,没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流;故A错误,D正确。
4.【答案】A
【解析】解:
A、由安培定则得,右手握住螺线管,四指指向电流的方向,大拇指指向电磁铁右端为N极,左侧为S极,同名磁极相互排斥,所以条形磁铁受到电磁铁对其向左的作用力,故A正确;
B、条形磁铁处于静止状态,水平方向上受到平衡力的作用,水平向左的排斥力和桌面对条形磁铁的水平向右的摩擦力为一对平衡力,故B错误;
C、将滑动变阻器的滑片向右移动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,电磁铁的磁性变弱,排斥力变小,摩擦力和排斥力是一对平衡力,大小相等,所以摩擦力变小,故C错误;
D、若只改变电源的正负极,电流的方向改变,大小不变,则电磁铁的磁性不变,条形磁体受到电磁铁的吸引力大小等于原来的排斥力大小,此时吸引力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,则摩擦力不变,故D错误。
故选:A。
由安培定则可判断电磁铁的极性,由磁极间的相互作用和二力平衡知识可判断条形磁铁受到的摩擦力的方向;
根据二力平衡的条件分析桌面对条形磁铁的摩擦力的方向;
电磁铁磁性的大小与电流大小、线圈的匝数有关。
本题是电磁学和二力平衡知识的综合分析题,涉及的知识规律要掌握清楚:磁极间的相互作用规律,影响电磁铁磁性强弱的因素,二力平衡的判断及应用等等。
5.【答案】C
【解析】解:通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理:通电线圈在磁场中受力而转动,并且电流越大,线圈受到的力越大,其转动的幅度越大,因此可以利用电流表指针的转动幅度来体现电路中电流的大小。
A.图中为探究磁极间相互作用规律的实验,与电流表的制成原理无关,故A错误;
B.图中为探究电荷间相互作用规律的实验,与电流表的制成原理无关,故B错误;
C.图中为电动机的原理图,是利用通电线圈在磁场中受力而转动的理论制成的,与电流表的工作原理相同,故C正确;
D.图中为发电机的原理图,是利用电磁感应现象制成的,与电流表的工作原理无关,故D错误。
故选:C。
首先利用图示的装置分析出其制成原理,然后再逐个分析选择项中的各电学元件的制成原理,分别与前面分析的结论对应即可得到答案。
在学过的测量工具或设备中,每个工具或设备都有自己的制成原理,如:天平、温度计、电话、电磁继电器、测力计,以及此题中提到的这些设备。针对它们的制成原理的考查,是一个热点题型,需要重点掌握。
6.【答案】D
【解析】解:
A、在地球仪底端有一个磁铁,则地球仪周围存在磁场,但不存在磁感线,磁感线是人们为了形象方便地描述磁场而假想的曲线,故A错误;
B、磁铁周围的磁场分布是不均匀的,越靠近磁铁的磁极,磁场越强,即地球仪周围的磁场分布不是均匀的,故B错误;
C、地球仪周围的磁感线是从N极出来回到S极的,且磁场的分布是不均匀的,所以各点的磁场方向不一定相同,故C错误;
D、磁悬浮地球仪之所以能悬浮在空中,是利用了同名磁极相互排斥的原理,故D正确。
故选:D。
磁场是真实存在的,而磁感线不是真实存在的;
磁铁周围的磁场分布是不均匀的;
磁体周围的磁场方向不一定相同;
磁悬浮地球仪的工作原理是同名磁极相互排斥。
本题考查了磁体周围的磁场、磁极间的相互作用规律,属于基础题。
7.【答案】D
【解析】解:物品在展示台上时,ABC接通,把电铃短路,铃不响,灯泡亮;当小偷把物品搬离展示台时,金属片B在弹力作用下与金属片AC分开时,灯泡和电铃串联,此时灯亮铃响,故D正确,ABC错误。
故选:D。
根据电路图可知,当AC与B分离时,灯泡和电铃串联;当AC与B接触时,电铃被短路,电路为灯泡的基本电路。
本题考查电路的组成,能正确认识通路、短路以及断路三种情况。
8.【答案】D
【解析】解:A、由图乙可知,钢棒被磁化后每个原子都按左N右S排列,所以被磁化后的钢棒左端是N极,故A错误;
B、未被磁化前,钢棒对外不显磁性,钢棒两端均无极性,故B错误;
C、左图钢棒未被磁化,钢棒对外不显磁性,故静止时小磁针的北极指向无法确定,故C错误;
D、由乙可知,被磁化后的钢棒左端是N极,根据磁极间的相互作用规律可知,若把小磁针放在图乙中的B点处,静止时,小磁针的右端是北极,故D正确;
故选:D。
磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
本题考查的是磁极间的相互作用规律,属于磁现象的常规考查。
9.【答案】BC
【解析】略
10.【答案】BC
【解析】滑片P向左滑动过程中,变阻器连入电路的电阻减小,电路中电流变大,电磁铁的磁性增强,选项B正确,选项A错误;指示灯明显变亮,说明右边电路中的电流明显变大,巨磁电阻的阻值明显变小,这种变化是电磁铁的磁性增强引起的,故选项C正确.
11.【答案】BD
【解析】要使两电磁铁相互吸引,应使它们靠近的一端为异名磁极;要使它们磁性强弱相同,则应使通过它们的电流相同.可将两线圈串联或并联.B中两者串联,D中两者并联
12.【答案】东西;电磁感应;话筒
【解析】由于地球是一个巨大的磁体,地磁场的北极在地理的南极附近,地磁场的南极在地理的北极附近,所以在地球周围存在着磁场,两同学手持电线分别站在东西方向,像摇动跳绳一样在空中不停地摇动电线,此时电线做切割磁感线运动,故会产生感应电流,即电磁感应现象。话筒的工作原理是电磁感应现象;扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用。故在扩音器中应用了电磁感应现象的部件是话筒。
13.【答案】电流;南北;南北;电流周围的磁场方向与电流方向有关;短路;通过试触来产生短暂电流
【解析】【分析】
本题考查了奥斯特实验的过程与判断,同时要知道使实验效果更加明显的放置方法。
由于小磁针静止时要指南北方向,在验证电流周围有磁场时,一般也把直导线南北放置,这样在直导线下方的磁场方向是东西方向的;电流周围的磁场方向与电流方向有关;
用导线将电源额定两端直接连接起来叫短路;
【解答】
解:物理学家奥斯特第一个证实了电流的周围存在着磁场;
由于小磁针静止时要指南北方向,在验证电流周围有磁场时,一般也把直导线南北放置,这样导线下方的小磁针偏转会更明显;
改变电流方向时小磁针转动方向发生改变,这说明电流周围的磁场方向与电流方向有关;
用导线将电源额定两端直接连接起来叫短路;短路时电流大,产生热量多,故通过试触来产生短暂电流。
14.【答案】S
变小
变弱
【解析】伸出右手握住螺线管,四指指向电流的方向,大拇指所指的方向为通电螺线管的N极,即螺线管的B端为通电螺线管的N极,A端是S极;当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时,变阻器接入电路中的电阻变大,电路中的电流减小,所以电流表示数减小,当其他因素不变时,电流减小,电磁铁的磁性减弱。
15.【答案】磁减小 增大
【解析】电磁继电器的主要部件是电磁铁,电磁铁是利用电流的磁效应工作的;
分析图象发现:温度升高时,热敏电阻阻值减小,根据欧姆定律,电路中电流就会增大,电磁铁的磁性就会增大;
由题中“当环境温度超过某一值时,继电器的下触点接触,上触点分离,警铃响”,所以警铃的接线柱C应与接线柱B连,指示灯的接线柱D应与接线柱A相连;
由安培定则可判断出线圈的上端为N极,下端P的极性是S极;
当线圈中的电流大于等于50mA时,继电器的衔铁将被电磁铁向下吸合,警铃响;根据欧姆定律可知,此时电路的总电阻为:,热敏电阻的阻值为:,由图可知,此时的温度为
16.【答案】有;从B流向A;有;水平向左
【解析】解:固定金属棒AB,把双向开关接到接线柱2,使金属棒CD水平向右运动,此时金属棒AB中有从A流向B的电流;若使金属棒CD水平向左运动,导体运动的方向发生了变化,磁场方向不变,则电流的方向会发生变化,即从B流向A;
固定金属棒AB,把双向开关接到接线柱3,金属棒CD受到水平向左的磁场力作用,此时有电流通过金属棒AB,AB也会受到磁场力;AB、CD中电流的方向相同,磁场方向相同,则受到磁场力的方向相同,即AB受到的磁场力方向水平向左。
故答案为:有;从B流向A;有;水平向左。
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流;感应电流的方向与导体运动的方向、磁场的方向有关;
通电导体在磁场中所受磁场力的方向与电流的方向、磁场的方向有关。
本题考查了电磁感应现象、磁场对电流的作用,难度不大。
17.【答案】如图所示
【解析】开关闭合后,螺线管与条形磁体相互排斥,说明螺线管左侧为 S极,右侧为N极,由安培定则可知:螺线管正面的电流方向向下,则螺线管右端导线应接电源的负极。滑动变阻器滑片P向右移动会使斥力变小,即此时电路中电流变小,滑动变阻器连入电路的电阻变大,需使滑动变阻器左侧下接线柱连入电路。
18.【答案】解:
【解析】解:将和电磁铁串联接入控制电路;将电动机和下触点串联组成工作电路,限流电阻、电动机和上触点串联组成限流电路如图;
把导线与螺钉和弹簧片及U形磁铁的线圈连接起来,最后与开关和电源连接起来,如下所示:
将电动机和下触点串联组成工作电路,将和电磁铁串联接入控制电路;当有人时,压敏电阻变小、控制电路中的电流变大、电磁铁磁性增强,增强到一定程度,将衔铁吸下,使工作电路接通,电动机开始工作;
电铃的工作原理,通电时,电磁铁有电流通过,电磁铁具有了磁性,衔铁被吸引过来,使小锤打击铃碗发出声音,同时衔铁与螺钉分离,电路断开,电磁铁失去了磁性,此时电磁铁释放衔铁,弹性片又和螺钉接触使电路通电,铃碗发声,如此往复循环。据此电铃的工作原理连接实物。
本题为电学、磁学的综合题,知识点多、综合性强,考查学生的分析能力,明确机械的工作要求与控制程序是进行电路连接的前提,本题在连接时,注意与衔铁处触点开关连接的位置有上下两个触点,这是本题易错的地方,连接任意一处都可以工作,但工作的条件恰好相反,必须根据题意的要求来最终确定。
19.【答案】不会 导体运动 右 调换磁体磁场的方向 产生的感应电流太小 交流
【解析】由第1、2两次实验可知,导体棒AB平行于磁感线运动时,电流表指针不偏转,说明没有产生感应电流由第3、4两次实验可知,磁场方向不变,导体运动方向改变时,电流表指针偏转情况改变,即感应电流的方向发生改变,这说明导体棒 AB中感应电流的方向与导体运动的方向有关;如果固定导体棒AB,水平向右移动磁铁,此时相当于导体棒AB水平向左运动,由表格中的信息可知,电流表的指针将向右偏转电流方向不仅与导体运动方向有关,也与磁场方向有关,故为了使探究过程更加完整,应调换磁体磁场的方向小明将电流表换成完好的小灯泡做实验,电路是通路,灯泡不亮,可能原因是产生的感应电流太小线圈旋转时,做切割磁感线运动,产生感应电流,且电流方向发生周期性改变,属于交流电。
20.【答案】显示磁场方向
轻敲玻璃板 摩擦
条形 不会
电流方向
增大通过螺线管线圈中的电流或在螺线管中插入铁棒
滑动变阻器
【解析】略
21.【答案】磁场对通电导线有力的作用; 、2; 3、4; 1、3 ;2、4 ; 偏转; 会; 电源
【解析】略
22.【答案】二力平衡 B
①较少 较大 ②铝不能被磁化 ③磁体与回形针之间的引力大小与放入物体的导电性是否有关或磁性屏蔽效果与物体的哪些性质有关
厚度
将磁卡放入含有铁、镍的金属盒中
【解析】我们不能直接测量磁体对回形针吸引力的大小,所以只能通过二力平衡知识来间接测量吸引力大小吸引回形针个数越多,重力越大,吸引力也越大,这就要求回形针受到引力的方向与其受到重力的方向相反.
①分析数据可发现,在其他条件相同时,放入铁板、镍板,只吸引一个回形针,吸引数量明显减少,这说明铁板和镍板可以减小磁体对回形针的吸引力,具有明显的磁性屏蔽效果.②铁、镍、铝都是导体,铁和镍对磁性的屏蔽效果明显,而铝对磁性的屏蔽效果不明显,原因可能是铁、镍都是磁性材料,可以被磁化,而铝不是磁性材料,不能被磁化.③铁、镍是磁性材料,铝是非磁性材料,它们对磁性的屏蔽效果不同,说明对磁性的屏蔽效果可能与材料的磁性有关;铝是导体,陶瓷等是绝缘体,它们对磁性的屏蔽效果基本相同,这说明对磁性的屏蔽效果可能与材料的导电性无关.因此,我们可以提出对磁性的屏蔽效果与物体的哪些性质有关等问题.
要研究对磁性的屏蔽效果与铁板面积的关系,就只能改变铁板的面积,保持其他条件不变,如铁板的厚度、形状、放置的位置等不变.
因为铁、镍对磁性的屏蔽效果非常明显,所以可以把容易消磁的磁卡放在含有铁、镍的金属盒中,或给放磁卡的包做铁制的网状隔层.
23.【答案】电流从A流向B时,线圈左端为S极,活塞向左运动,关闭,血液从流入;电流从B流向A时,线圈左端为N极,活塞向右运动,关闭,血液从流出。
【解析】根据安培定则可知通电螺线管的极性;根据磁极间的相互作用可知活塞的移动方向。
本题为物理知识在生产生活中的应用题,题目中给出了必要的信息,应注意提取有用信息并结合相关物理知识求解。
24.【答案】解:水吸收的热量:
当B触点与A接触时,工作电路为的简单电路,电热水器处于加热状态,
加热功率:
电热水器烧水消耗的电能:,
电热水器的加热效率:
当水温达到后,B触点与C接触,与串联,电路为保温状态,
电路总电阻:,
电路中的电流:,
产生的热量:
【解析】略
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