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浙教版科学八下第1章电与磁1.1—1.3(一)(含答案)
一、选择题
1.下列用电器或设备中,没有电磁铁的是( )
A.日光灯 B.电铃
C.电磁起重机 D.磁悬浮列车
2.智能扫地机器人的工作原理如图所示。R0为定值电阻,R为光敏电阻,其阻值随光照强度增强而减小。当灰尘清扫到一定程度时,电动机停止工作,指示灯亮,扫地机器人处于待机状态。下列说法错误的是( )
A.电动机应接在A位置
B.当地面灰尘增多时,使照射到光敏电阻上的光照强度减弱,电磁铁磁性减弱
C.为了使扫地机器人在地面的灰尘更少时就能开始工作,应增大控制电路电源电压
D.为了使扫地机器人在地面的灰尘更少时就能开始工作,应增大定值电阻R0的阻值
3.许多自动控制的电路中都安装有电磁铁。有关电磁铁,下列说法中正确的是( )
A.电磁铁的铁芯,可以用铜棒代替
B.电磁继电器中的磁体,可以使用永磁铁
C.电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关
D.电磁铁是根据电流的磁效应制成的
(多选)4.为了应对即将到来的汛期,某课外兴趣小组设计了一个检测水库水位的装置,其原理如图所示。L为安全指示灯,电铃为报警器,R1为定值电阻,R2为竖直放置、粗细均匀且足够长的电阻棒,滑片P可以在电阻棒上自由滑动,并与浮子用竖直的绝缘杆连接,可随着浮子的上下移动而改变电阻棒R2接入电路的阻值,从而可通过电流表的示数来反映水位的高低。当滑片P指向R2的中点时,水位达到警戒值,电磁铁吸下衔铁报警。则该检测器正常工作时( )
A.水位越低时,电磁铁的磁性越弱
B.电磁铁的上端为S极
C.若减小R1的阻值,警戒水位会变高
D.电流表示数越大,说明了当时的水位越高
5.如图是水位自动报警器的电路,当水位到达安全位置上限时(即A的下表面),控制电路接通,则工作电路中灯泡发光情况是( )
A.只有绿灯发光 B.只有红灯发光
C.红灯、绿灯都发光 D.红灯、绿灯都不发光
6.下列四个图中,磁感线方向标注错误的是( )
A. B. C. D.
7.如图所示的三个钢块,正确的判断是( )
A.都是磁体
B.都不是磁体
C.只有两个是磁体
D.可能都是磁体,也可能只有两个是磁体
8.实验室有一根钢棒,下列做法中,能确定该钢棒原来就具有磁性的是( )
A.用钢棒的一端去吸引铜块,不能吸引
B.用钢棒的一端去吸引铁屑,能吸引
C.用钢棒的一端去吸引条形磁体的一端,能吸引
D.拨动放在水平课桌上的钢棒使其旋转,钢棒静止后指向南北
9.磁带录音机既可以录音,也可用以放音,其主要部件为运行的磁带和绕有线圈的磁头。录音时,磁带上的磁粉被由声音信号转化而来的电流产生的磁场所磁化,这样便将声音信号转化为磁信号记录在磁带上;放音时,再把磁带上的磁信号通过磁头转化为电信号使扬声器发声。对于录音机录音、放音过程的基本原理,下列各种说法中正确的是( )
A.录音的基本原理是电磁感应,放音的基本原理是电流的磁效应
B.录音和放音的基本原理都是电磁感应
C.录音的基本原理是电流的磁效应,放音的基本原理是电磁感应
D.录音和放音的基本原理都是电流的磁效应
10.如图所示是条形磁体的磁场分布图。将小磁针放置在磁场某处,静止时指向如图所示,小磁针黑色端为北极。关于该磁场,下列说法正确的是( )
A.该条形磁体的左端为S极,右端为N极
B.a点没有磁感线经过,所以a点没有磁场
C.b点的磁场方向向左
D.c点的磁场比b点强
11.小温为探究图甲所示磁体周围的磁场分布情况,做了如图乙、图丙所示的实验,其中图乙是小磁针(黑色端为N极)静止时的指向,图丙是铁屑静止时的分布情况。下列选项中,能正确描述图甲磁体周围磁感线分布情况的是( )
A. B. C. D.
12.闭合如图所示电路的开关,小磁针静止时指向如图,则( )
A.通电螺线管的左端为N极
B.电源的左端为正极
C.电流表的左端为“+”接线柱
D.R的滑片不能置于最右端
13.在右图所示的电路中,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
14.小科在医院看到一种输液报警器,如图甲所示。当管内药液流完时,电铃发声。报警器内部有一可变电阻,当输液管内有液体时电阻大,无液体时电阻小,电路如图乙所示。则当开关闭合,报警器电路工作时,以下分析合理的是( )
A.药液输完时,电流表示数变小
B.药液输完时,电压表示数变小
C.药液输完时,电铃中的电磁铁磁性最强
D.药液未输完时,电铃不响是因为没有电流通过
15.在探究通电螺线管周围的磁场分布的实验中,在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管,在板面上均匀撒满铁屑,通电后轻敲玻璃板,铁屑的排列如图所示。下列说法正确的是( )
A.撒铁屑的目的是为了确定产生的磁场方向
B.改变电流方向,细铁屑的分布也会发生改变
C.用木屑代替铁屑进行实验也会有规律地排列
D.P和Q两处若都放上小磁针,静止后它们的指向相同
16.开关S闭合后,小磁针静止时的指向如图所示,由此可知( )
A.a端是通电螺线管的N极,c端是电源正极
B.b端是通电螺线管的N极,d端是电源负极
C.b端是通电螺线管的N极,d端是电源正极
D.a端是通电螺线管的N极,c端是电源负极
二、填空题
17.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”、“不变”或“减小”)。
18.某科技兴趣小组制作了一个高温报警器,如图是其部分简化电路。其工作原理是:温度未达到报警值时,报警器的绿灯亮;达到预定值时,报警器的绿灯熄灭、红灯亮起。R是热敏电阻,其阻值随着温度的升高而降低。
(1)红灯是 (填“A”或“B”)。
(2)制作完成后,发现温度只有比预设的报警温度更高时,红灯才亮。为了使红灯在达到预设温度时就会亮起,该小组同学应该对报警器做出怎么样的改进 (写出一种方法即可)。
19.科学进步是推动人类文明发展的重要动力,科学技术也在影响我们的生活。
(1)电能的用途具有划时代的意义,但要注意用电安全。一般情况下,在 伏以下的电压是安全的。
(2)电磁继电器能实现用低电压控制高电压、弱电流控制强电流。如图所示的电路,a、b处接电动机或指示灯。当低压控制电路断开时,指示灯亮:当低压控制电路闭合时,电动机工作。则a处接的是 (选填“指示灯”或“电动机”)。
20.如图所示是一种涂鸦神器画板的原理图。将磁石粉浸没在悬浮液里,当按下磁性写字笔其中一个按钮时,笔尖磁体为S极,可以写出 色的字。擦去字迹时,只需将刷子左右移动即可,刷子可以用 (填“不易磁化”或“易磁化”)的材料制成。
21.根据磁极的磁性最强判断:若有A、B两个外形完全相同的钢棒如图所示,已知一个有磁性,另一个没有磁性,区分它们的方法是将A的一端从B的左端向右端滑动,若在滑动过程中发现吸引力的大小不变,则说明有磁性的是 ;若发现吸引力由大变小再变大,则说明 有磁性。
22.小明用自制电磁小船对地磁场的方向进行判断,如图所示,闭合开关S,将小船按如图放在平静的水中,发现船头慢慢转动,但小船最后停止的位置并不是正南或正北。
(1)由图判断电磁小船的右端(船头)为 极,要使小船运动更加灵敏,可以将滑动变阻器滑片往 (填“左”或“右”)移动。
(2)将小船按如图所示放在平静的水中后,船头偏转的方向是 (填“顺时针”或“逆时针”)。
(3)小船最后的指向不是正南或者正北的原因是地球存在着 。
23.如图甲是一种“潜水自救装置”,其工作原理如图乙所示,力敏电阻Rx的阻值随潜水深度的改变而改变,当达到设定的安全深度时,电磁铁吸引衔铁,反应盒中两种物质混合并开始反应产生气体,气囊快速充气上浮,将潜水运动员拉回到水面,其中U为电源电压,R0为定值电阻。
(1)请分析电磁铁工作时上端是 极。
(2)为实现以上功能,在图丙中选出力敏电阻Rx的阻值随深度变化的大致曲线是 (填“A”或“B“)。
(3)若其他条件不变,增加电磁铁的线圈匝数,则安全深度将如何变化并说明理由 。
24.如图是探究“奥斯特实验”的装置。
(1)将一根直导线放在静止小磁针的正上方,并与小磁针 (填“垂直”、“平行”或“任意方向”)。接通电路后,观察到小磁针偏转。
(2)改变直导线中的电流方向,小磁针偏转方向改变,表明 。
(3)实验中用到的一种重要科学研究方法是 法(选填“控制变量”、“类比”或“转换”)。
三、解答题
25.小明设计了一个“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U1=3V,继电器线圈的电阻R0为30Ω.当线圈中的电流大于等于50mA时,继电器的衔铁将被吸合,警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图象。
(1)由图乙可知,当环境温度为40℃时,热敏电阻阻值为 。当环境温度升高时,热敏电阻阻值将 ,继电器的磁性将 (均选填“增强”、“减弱”或“不变”)。
(2)图甲中警铃的接线柱C应与接线柱 相连,指示灯的接线柱D应与接线柱 相连(均选填“A”或“B”)。
(3)环境温度高于 时,警铃报警。
26.小柯使用热敏电阻与电磁继电器制作了一个简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R1与温度t的关系如表所示。
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 。
27.小金同学参加了学校“研究性学习小组”,探究了“研究磁体的磁性强弱是否与温度有关”的课题。他做的实验如下:将一条形磁铁的一端固定在铁架台上,另一端吸着一些小铁钉,用酒精灯给磁铁加热,如图甲所示,经过一段时间后,当磁铁被烧红时,发现铁钉纷纷落下。
(1)从小金的实验可得出的初步结论是 。
(2)根据这一结论,小金大胆设计了一个温度报警器,如图乙所示,请简述它的工作原理: 。
(3)比较小金设计的温度报警器和如图丙所示的温度报警器,你认为哪种设计更好?请说明理由: 。
28.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=10Ω,左边电源电压为6V恒定不变。当继电器线圈中的电流大于或等于15mA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)该空调的启动温度是多少?
(2)由于长期使用,控制电路的电源电压从6V降低到5.7V,若此时要将空调启动温度设定为30℃,请你提出一种方便可行的调节方案。
29.如图甲所示是某项目化小组模拟自动灌注的模型示意图,该装置可分为灌注装置和运输装置两部分。通过运输装置中的传送带将空杯运输到灌注台,灌注装置在控制电路的控制下,使线圈1定时吸引衔铁将工作电路接通,喷头向杯中注入果汁。灌注台下方有压敏电阻R2,其阻值随压力F的变化情况如图乙所示,空杯、传送带、灌注台对R2的压力均忽略不计。当通过线圈2的电流大于或等于0.2A时,电动机内部开关闭合,传送带将带着装有果汁的杯子移动至接收台。
(1)当果汁灌入杯中时,通过线圈2的电流将 。
(2)运输装置中,电源电压U3=1.2V,线圈2电阻不计。若R3的阻值为2Ω,求该情况下每杯至少可灌注多少克的果汁。
(3)为使喷头可以间断性喷射,控制电路的电源电压U1呈图丙周期性变化,线圈1电阻不计,当通过线圈1的电流I≥0.5A时,电磁继电器衔铁被吸下,喷头喷射果汁,已知喷头每秒喷出果汁质量为200g。若每次灌注240g果汁,为使灌果汁的过程可连续且稳定地进行,则应调节R1的阻值为多少欧?
30.以下是小江项目化学习小组设计的自动折叠伞控制系统。
【项目名称】设计自动折叠伞控制系统。
【项目背景】同学们很喜欢到户外的学习园地中(如图甲)讨论问题。遇到下雨时,巨大的折叠伞打开操作困难。
【项目要求】当空气相对湿度达到一定程度时,工作电路中的电动机M转动,折叠伞展开。
【项目设计】根据要求设计如图乙的电路图。
【器材选择】电磁继电器(线面电阻不计,当通过电磁继电器的电流达时0.03安时,衔铁被吸下),控制电压U1为6伏、滑动变阻器R1规格为“1安 200欧”、灵敏电流表、电动机M、湿轴电阻Rg、开关、导线等。
(1)要满足上述项目要求,他们应该选得的湿敏电阻是表中 (选填字母)。
空气相对温度/% 10 20 30 40 5 60 70 80 90 100
湿敏电阻A/Ω 92 90 86 80 72 56 42 30 28 13
湿敏电阻B/Ω 10 20 30 42 56 72 80 86 90 92
【项目调试】(2)利用上述选择的器材,组装好电路后开始测试,将滑动变阻器的滑片移变阻值量大处时,闭合开关S1折叠伞不展开、若要使折叠伞在空气相对湿度认到80%时打开,则需要将滑动变阻器滑片P移至到阻值多大处?(请通过计算说明)
【项目评价及反思】
评价指标 合格 待改进
指标一 伞可以自动展开 伞不能自动展开
指标二 开伞时的湿度可多挡调节 开伞时的温度不可调节
(3)根据指标二,该装置被评为合格,请你结合上述信息和所学知识解释原因。 。
31.如图所示为小科设计的模拟自动升降窗帘的电路,由控制电路和工作电路组成。控制电路的电源电压为U=6V,R为光敏电阻,安装在窗外,用于感知室外自然光,其阻值随光的照度的变化如下表所示,当线圈中的电流达到2mA时,衔铁被吸合,关闭窗帘,当线圈中的电流小于2mA时,衔铁松开,窗帘上升打开,电磁铁线圈电阻忽略不计。
照度L/lx 50 100 200 300 400 500 600 700 800 1000 1200 1300
光敏电阻R阻值/kΩ 12.1 7.6 4.8 3.7 3.0 2.6 2.3 2.1 1.9 1.6 1.5 1.4
(1)工作电路中M为电动机,当通过电动机的电流方向改变时,可实现正、反转改变。为实现窗帘的升降,请在工作电路的虚线方框中补充合适的电路元件。
(2)当室外光的照度多大时,窗帘刚好能关闭?
(3)小科查阅照明标准时发现,要求室外的照度在700lx以上时,关闭窗帘。在不改变控制电路原有元件(可增加元件)的条件下,应如何改动控制电路?
(4)在长时间使用过程中,小科发现拉动衔铁的弹簧不如新弹簧紧,则下列方法可恢复控制电路正常功能的是: 。
A.适当增大电源电压
B.适当减小电源电压
C.与光敏电阻串联一个定值电阻
D.与光敏电阻并联一个定值电阻
32.如图是电学实验中的电动机,该电动机中有两个半环形磁铁,为了研究磁极分布情况,提出了二种猜想并进行了相关实验,如表所示:
猜想 描述 猜想1:磁极呈上下分布 猜想2:磁极呈 分布 猜想3:磁极呈内外分布
图示
实验 操作 固定上面磁铁,将下面磁铁的两端分别接触上面磁铁的下端 固定左边磁铁,将右边磁铁的两侧分别靠近
现象 磁铁均被吸引 磁铁均被吸引
实验图示
根据以上信息,回答下列问题.
(1)请将猜想2内容补充完整:磁极呈 分布。
(2)经过实验发现猜想3成立,请完成猜想3的实验操作设计: ,并补充相应的实验现象: 。
(3)结合电动机结构和实验现象,推断两磁铁的南北极分布是否完全一样?并说明判断理由: 。
33.如图所示,一张百元新钞票好像被一支笔“戳通”了,实际上这张新钞票依然完好无损,这里应用了磁现象的有关知识。原来,这支笔的笔杆(纸币的下方)与笔头(纸币的上方)可以互相分离,笔杆上与笔头相连的一端内部装有小磁铁,则笔头内的材料可能含有 (选填“铜”、“铁”或“塑料”)。若想探究笔头内的材料是否有磁性,现提供下列器材:①小磁针、②大头针、③碎纸屑,其中可用来完成探究任务的有 (填序号)。
34.如图甲所示的“聪明电梯”在有、无人乘坐时会以不同的速度运行,这样可以节约用电。图乙所示是其控制电路图,R是一个压敏电阻,其阻值随压力的增大而减小。当所有人走出电梯后,则图中电磁铁的磁性将 (选填“增强”、“减弱”或“不变”),电动机的转速将 (选填“变快”、“变慢”或“不变”)。
35.为避免汽车超速行驶带来的危害,某校科技创新小组设计了如图所示的一个装置来自动限制车速。电路中电源电压为6V,保护电阻R0的阻值是5Ω,Rx是一个阻值随车速增大而减小的电阻(装置中其他的电阻忽略不计)。当车速增大时,电磁铁的磁性会 (填“增强”“减弱”或“不变”);当车速达到130km/h时,电路中电流恰好为1A,电磁铁刚好能够吸下衔铁B,使油门C喷油量受到限制而控制车速,此时,Rx的阻值为 Ω。
36.在北京冬奥会上1000架无人机的表演引起世界轰动。但无人机常常频发坠机事故。为防止坠机校项目化学习小组将降落伞及安全气囊结合应用在无人机上(图甲),设计成防坠毁装置,以减少意外坠落时造成的损失。该装置工作流程如图乙所示,电路如图丙所示。S1,S2均为自动开关,当发生坠落时,会自动变为闭合状态。Ra和Rb是两个不同型号的力敏电阻,La、Lb是两个完全相同的电磁铁。(假设电磁铁对衔铁的吸引力不会随距离的改变而改变,不考虑衔铁的弹力和重力)
(1)力敏电阻的阻值随高度的变化图像如图丁所示。若飞行过程中,无人机的高度升高,则电磁铁磁性变化为 。(选填“增强”或“减弱”)
(2)如果在Ra所在的支路中再串联一个阻值适当的定值电阻,降落伞打开位置的高度与原来相比 (选填“升高”、“降低”或“不变”)。
(3)已知两只力敏电阻阻值均随海拔高度的增大而减小,请结合Ra的曲线画出Rb阻值随海拔高度变化的大致曲线。
答案
1.解:在题目中所示答案,只有日光灯不需电磁铁,而其他电器中均需要电磁铁产生磁性进行工作。
故选:A。
2.解:AB、根据光敏电阻阻值随光照强度增强而减小图丙可知:当地面灰尘增多时,光敏电阻上的光照强度变小,光敏电阻阻值将变大。此时电路中的电流变小,电磁铁的磁性减小,弹簧将衔铁拉起来,启动电动机工作,所以电动机在支路A,故AB正确;
CD、为了使扫地机器人在地面的灰尘更少时就能开始工作,就是为了更早的启动电动机,减小控制电路的电流,可以减小电源电压或电压一定时增大定值电阻的阻值,故C错误,D正确。
故选:C。
3.解:A、电磁铁的铁芯需用软磁性材料制成,铜不是磁性材料,故不可以用铜棒代替,故A错误;
B、电磁铁不是永久磁铁,它的磁性的有无跟电流的通断有关,所以电磁继电器中的磁体,不能使用永磁铁,故B错误;
C、电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关,故C错误;
D、电磁铁是利用电流的磁效应制成的,故D正确。
故选:D。
4.解:A.电阻R1和电阻棒R2串联,电流表测量电路中的电流,水位较低时,电阻棒R2接入电路的阻值变大,电路的总电阻变大,由欧姆定律可知电路中的电流变小,电磁铁的磁性变弱,故A正确;
B.电流从电磁铁的下端流入,由安培定则可知电磁铁的下端是N极,上端是S极,故B正确;
C.电磁铁刚好吸下衔铁的电流不变,电源电压不变,由欧姆定律可知电路的总电阻不变,若减小R1的阻值,电阻棒R2的阻值会增大,滑片P会向下移动,警戒水位会变低,故C不正确;
D.电流表示数越大,由可知电路的总电阻越小,R1的阻值不变,则电阻棒R2的阻值会越小,滑片P会向上移动,水位越高,故D正确。
故选:ABD。
5.解:当水位没有达到A的下表面时,电磁铁没有磁性,只有绿灯亮;当水位到达A的下表面时,控制电路接通,电磁继电器有磁性,衔铁就会在电磁铁的吸引作用下使红灯电路接通,红灯亮。
故选:B。
6.解:A、根据安培定则可知,图中的左端为N极,右端为S极,磁感线在磁体内部由S极出发回到N极,故A错误;
B、图中的左端为N极,右端为S极,磁感线由N极出发回到S极,故B正确;
C、图中的磁感线从N极出发,故C正确;
D、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,磁感线该从N极出发,回到磁体的S极,故D正确;
故选:A。
7.解:若钢块B、C相互排斥,由同名磁极相互排斥知,B、C一定有磁性,即B、C相对的磁极为同名磁极;
而B吸引A,则A有两种情况:由异名磁极相互吸引,则A与B相对的磁极为异名,A有磁性;
若A为不带磁性的钢块,B有磁性,而磁体能吸引钢块。
故选:D。
8.解:A、铜不是磁性材料,磁体不能吸引铜块,故A不合题意;
B、将钢棒靠近放在桌面上的铁屑,钢棒能吸起铁屑,这是因为磁体可以吸引铁磁性物质,故B符合题意。
C、将该钢棒靠近磁铁,磁铁吸引,可能是二者都有磁性,且相互接触的一端为异名磁极;也可能是钢棒无磁性,而磁体有磁性,故C不合题意;
D、拨动放在水平课桌上的钢棒使其旋转,钢棒静止后指向南北,由于桌面存在摩擦力,会影响钢棒的转动,再者,一次实验具有偶然性,不能确定钢棒原来有磁性,故D不合题意。
故选:B。
9.解:(1)录音过程是线圈中有变化的电流,产生变化的磁场,再磁化磁粉的过程,其中电流的磁效应是最主要的原理;
(2)放音时,磁带上磁性不同,使磁头线圈产生不同的感应电流,这是电磁感应现象。
故选:C。
10.解:A、由图可知,小磁针的左端为N极,小磁针的N极靠近条形磁体的右端,由异名磁极相互吸引可知,该条形磁体的左端为N极,右端为S极,故A错误;
B、磁体周围存在磁场,a点的磁感线虽然没有画出,但a点有磁场,故B错误;
C、小磁针静止时北极所指的方向与该点的磁场方向一致,所以b点的磁场方向向右,故C错误;
D、磁感线分布越密的地方,其磁场越强,故c点的磁场比b点强,故D正确。
故选:D。
11.解:在该实验中,铁屑静止时的分布情况能反映磁体周围磁场的分布情况,且小磁针静止时N极的指向与该点磁场方向相同;
由图乙、丙可知,橄榄形磁体的磁极在“胖”的部分两侧,而不是两头“尖”的部分,故CD错误;
在AB两图中,橄榄形磁体的右侧为N极,左侧为S极,且在磁体外部磁感线从磁体的N极发出,回到S极,故A正确,B错误。
故选:A。
12.解:AB、已知小磁针静止时N极水平向左,根据磁极间的相互作用可知,通电螺线管的左端为S极、右端为N极;根据安培定则可知,电流从螺线管的右端流入、左端流出,所以电源左端为负极,右端为正极,故AB错误;
C、电流从电流表的正接线柱流入、负接线柱流出,所以电流表的左端为“+”接线柱,故C正确;
D、R的滑片置于最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路中电流最小,不会对电路安全有影响,故D错误。
故选:C。
13.解:通电螺线管磁性强弱跟电流的大小、线圈匝数的多少有关。电流越大,线圈匝数越多,螺线管的磁性越强。
开关S1接2时只有电阻R2接入电路,比开关S1接2时两个电阻串联接入电路的电阻小,电路中的电流大;开关S2接3时接入电路的线圈匝数比开关S2接4时更多。因此S1接2,S2接3时螺线管显示最强磁性,故C正确。
故选:C。
14.解:由电路图可知,可变电阻与电铃串联,电压表并联在电铃两端,电流表测电路中的电流,
由题意知,当药液输完时,警报器内的电阻较小,药液未输完时,警报器内的电阻较大;
AB、当药液输完时,警报器内的电阻变小,电路中的总电阻变小,由I=可知,电路中的电流变大,即电流表示数变大,根据U=IR可知,电铃两端的电压变大,即电压表示数变大,故AB错误;
C、由A知,药液输完时,电路中的电流最大,电铃中的电磁铁磁性最强,故C正确;
D、药液未输完时,警报器内的电阻较大,总电阻较大,电路中电流较小,电铃不响,并不是因为没有电流,而是因为电流较小造成的,故D错误。
故选:C。
15.解:A.不同位置的铁屑看不出磁极,不能反映该处磁场的方向,只能显示磁场分布,故A错误;
B.电流方向改变,磁场方向改变,但磁场分布不变,铁屑有规律地排列不变,故B错误;
C.用木屑代替铁屑进行实验,木屑不会有规律地排列,故C错误;
D.如果在P处自由静止的小磁针的右端是N极,根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引即可判断通电螺线管的左端为S极,右端为N极,则在Q处自由静止的小磁针的左端是S极,右端为N极,故D正确;
故选:D。
16.解:由于小磁针静止时,其左端为N极,右端为S极,根据磁极间的作用规律可知,螺线管的a端为S极,b端为N极。
根据螺线管的NS极和螺线管的线圈绕向,利用安培定则,伸出右手使大拇指指示螺线管的b端N极,则四指弯曲所指的方向为电流的方向,所以电流从螺线管的右端流入,则电源的d端为正极,c端为负极。
故选:C。
17.解:(1)闭合开关S,当滑片P向b端移动时,变阻器连入电路中的电阻变大,由欧姆定律可知电路中的电流变小,则电磁铁的磁性变弱;
(2)开关闭合,电流从螺线管的上方流入,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,电磁铁对条形磁体有向下的斥力;当滑片P向b端移动时,电路中的电流变小,电磁铁的磁性变弱,电磁铁对条形磁体向下的斥力减小,所以条形磁体对水平地面的压力会减小。
故答案为:变弱;减小。
18.解:(1)温度未达到报警值时,衔铁没有被吸引下来,此时衔铁的动触点与上静触点接触,B灯亮,随着温度的升高,热敏电阻的阻值降低,导致控制电路的电流增大,电磁铁的磁性增强,把衔铁吸引下来,此时衔铁的动触点与下静触点接触,A灯亮,由此可知A为红灯,B为绿灯;
(2)发现温度只有比预设的报警温度更高时,红灯才亮,即R1的阻值比预设阻值更小,也就是R1在预设值时无法把衔铁吸引下来,若增大U1的电压(或换一个阻值更小的R0),可在R1阻值相同情况下增大电路中的电流,从而增大电磁铁的磁性,这样会使红灯在达到预设温度时就会亮起。
故答案为:(1)A;(2)增大U1的电压。
19.解:(1)如果我们发现有人发生触电事故,应先切断电源。一般情况下,在36V以下的电压是安全的。
(2)当低压控制电路断开时,衔铁与上触点连接,a路工作,而此时指示灯亮,说明a处是指示灯。
故答案为:(1)36;(2)指示灯。
20.解:根据磁极间的相互作用规律,可知当按下磁性写字笔A按钮时,笔尖磁体为S极,吸引N极,可以写出红色的字;刷子左右移动可以擦去字迹,所以应该用易磁化的材料制成。
故答案为:红;易磁化。
21.解:条形磁铁的中间磁性最弱,两端磁性最强;
A在B的上方从左端向右端匀速移动,若吸引力的大小不变,说明它们间的力的作用大小不变,则B棒肯定无磁性,A棒有磁性;
若吸引力的大小先由大变小,然后是由小变大,说明B的两端磁性较强,中间磁性较弱,则B肯定有磁性。
故答案为:A;B。
22.解:(1)根据安培定则的内容判定线电流的磁感线的方法和题中图片可知:右手握住导线,让弯曲的四指指尖向上,此时,大拇指所指的方向是左端,左端就是通电螺线管的N极,右端(船头)是S极;要使小船运动更加灵敏,必须增大电磁铁的磁场,即增大电流减小电阻,将滑动变阻器滑片往左移动;
(2)将小船按如图所示放在平静的水中后,因为船头为电磁铁的S极,所以最终它会指向南方,船头偏转的方向是顺时针;
(3)地磁的北方与地图所指示的地理北方产生的夹角叫做磁偏角,小船最后的指向不是正南或者正北的原因是地球存在着磁偏角。
故答案为:
(1)S,左;
(2)顺时针;
(3)磁偏角。
23.解:(1)由图可知,根据右手螺旋定则可知电磁铁工作时上端是S极;
(2)当潜水自救装置达到设定的安全深度时,电磁铁吸引衔铁,说明电磁铁磁性增强,电路中的电流增大,力敏电阻Rx的阻值减小,力敏电阻Rx的阻值随潜水深度的增大而减小,故选B;
(3)当深度增大时,力敏电阻Rx的阻值减小,控制电路的电流增大,当其他条件不变时,增加电磁铁的线圈匝数,电磁铁磁性变的更强,当未达到设定的安全深度时,就已经吸引衔铁故安全深度变小。
故答案为:(1)请分析电磁铁工作时上端是S极;
(2)力敏电阻Rx的阻值随深度变化的大致曲线是B;
(3)变小;当深度增大时,力敏电阻Rx的阻值减小,控制电路的电流增大,当其他条件不变时,增加电磁铁的线圈匝数,磁性更强,当未达到设定的安全深度时,就已经吸引衔铁,故安全深度变小。
24.解:(1)将一根直导线放在静止小磁针的正上方,并与小磁针平行。接通电路后,观察到小磁针偏转。
(2)改变直导线中的电流方向,小磁针偏转方向改变,表明电流的磁场方向与电流方向有关。
(3)实验中用到的一种重要科学研究方法是转换法。
故答案为:(1)平行;(2)电流的磁场方向与电流方向有关;(3)转换。
25.解:(1)由图乙可知,当环境温度为40℃时,热敏电阻阻值为70Ω。
分析图象发现:当环境温度升高时,热敏电阻阻值减小,
根据欧姆定律,控制电路中电流就会增大,电磁铁的磁性就会增强;
(2)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。
(3)当线圈中的电流I=50mA=0.05A时,继电器的衔铁将被吸合,警铃报警,
由I=得,控制电路的总电阻:
R总===60Ω,
则热敏电阻的阻值:
R=R总﹣R0=60Ω﹣30Ω=30Ω,
由图乙可知,当热敏电阻的阻值为30Ω时,此时环境温度t=80℃,
所以,当温度t≥80℃时,警铃报警。
故答案为:(1)70Ω;减小;增强;(2)B;A;(3)80℃。
26.解:(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,电磁铁的磁性增强。
(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,
根据欧姆定律知电路中的总电阻R总===200Ω;
根据串联电路的电阻特点知,滑动变阻器的阻值R'=R总﹣Rt﹣R0=200Ω﹣50Ω﹣20Ω=130Ω;
(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,如果不改变电源电压,则总电阻不变,因而必须把滑动变阻器的阻值减小。
故答案为:(1)增强;
(2)滑动变阻器接入的阻值为130Ω;
(3)④②①③;(4)把滑动变阻器的阻值减小。
27.解:(1)磁体的磁性强弱不直观,转化为看的到的铁钉,磁性越强,吸引铁钉越多,开始铁钉较多,给磁铁加热温度升高后,铁钉减少,磁性减弱;说明温度升,高磁铁的磁性减弱;
(2)给磁铁加热,当感温磁铁被加热到一定温度时,磁性消失,弹性钢片缩回,控制电路接通,电铃发声报警。
(3)丙图中,温度升高时,温度计的水银柱上升,当上升到设定温度位置时,水银柱与温度计上方的导体接通,线圈通电,电磁铁产生磁性,吸引右侧的开关,右侧电路被接通,电铃响;温度下降到设定温度以下时,水银柱与温度计上方的导体断开,线圈不通电,电磁铁磁性消失,不能再吸引右侧的开关,右侧电路被断开,电铃不响,通过对比小金设计、丙实验设计可知,小金的设计难以设定具体的报警温度。
故答案为:(1)温度升高时,磁铁的磁性将减弱;(2)给磁铁加热,当感温磁铁被加热到一定温度时,磁性消失,弹性钢片缩回,控制电路接通,电铃发声报警;(3)丙图更好,小金的设计难以设定报警的具体温度。
28.解:(1)随室内温度的升高,热敏电阻的阻值减小,控制电路中电流增大,当电流达到15mA时,衔铁被吸合,右侧空调电路接通,开始工作;当温度下降时,控制电路电阻增大,电流减小,电流小于15mA时,衔铁被拉起,使空调电路断开,这样就实现了自动控制;
电路启动时的总电阻:R总===400Ω,
此时热敏电阻的阻值:R热=R总﹣R0=400Ω﹣10Ω=390Ω,
对照表格数据可知,此时的启动温度是25℃;
(2)由于长期使用,控制电路的电源电压从6V降低到5.7V,电路启动时的总电阻:R总'==380Ω,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360Ω,
则电路中还应串联的电阻:R′=R总′﹣R热′﹣R0=380Ω﹣360Ω﹣10Ω=10Ω,方便可行的调节方案:在控制电路中串联一个阻值为10Ω的电阻。
答:(1)该空调的启动温度是25℃;
(2)在控制电路中串联一个阻值为10Ω的电阻。
29.解:(1)运输装置控制电路中,R2、R3串联接入电路,
由乙图可知压敏电阻的阻值随压力的增大而减小,
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,果汁灌入杯中时,电路总电阻变小,根据欧姆定律可知通过线圈2的电流将变大;
(2)闭合开关,R2、R3串联接入电路,当线圈电流大于0.2A时,可使延时开关接通,此时串联电路总电阻:R===6Ω,
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,则R2的阻值:R2=R﹣R3=6Ω﹣2Ω=4Ω,
由乙图可知力敏电阻受到的压力为3N,则G=F=3N,
单次灌注液体的质量:m===0.3g=300g;
(3)喷头每秒喷出液体质量为200g,某次液体灌注的标准为240g,则喷灌时间为=1.2s,
灌注装置控制电路中,由图丙可知电压在1.8s内由0V增大到18V,又由18V减小到0V,所以0.3s~0.9s~1.5s时间段内电源电压为6V~18V~6V,故在该时间段内喷头喷射液体,
当线圈中通过的电流I≥0.5安时,电磁继电器衔铁被吸下,则R1的阻值:R1===12Ω。
答:(1)变大;
(2)该情况下每杯至少可灌注300克的果汁;
(3)应调节R1的阻值为12Ω。
30.解:【器材选择】
当空气相对湿度达到一定程度时,使工作电路中的电动机M转动,折叠伞展开,湿度增大使得电流变大,磁性增强,将衔铁吸引,使得S2闭合,说明湿敏电阻随着湿度增大,电阻变小,电流变大,故A符合要求;
【项目调试】控制电路电压U1=6V,工作电流I=0.03A,由欧姆定律,此时电路的总电阻:
R===200Ω,
此时湿度为80%,R2=30Ω;
根据串联电路的特点知,R1=R﹣R2=200Ω﹣30Ω=170Ω,
【项目评价及反思】在空气相对湿度在80%左右时,电流满足吸合的条件,自动闭合电动机的开关,自动打开伞,调节滑动变阻器的大小可以改变自动闭合时的湿敏电阻的阻值,因而开伞时的湿度可多挡调节。
故答案为:(1)A;(2)需要将滑动变阻器滑片P移至到阻值是170Ω;
(3)在空气相对湿度在80%左右时,电流满足吸合的条件,自动闭合电动机的开关,自动打开伞,调节滑动变阻器的大小可以改变自动闭合时的湿敏电阻的阻值,因而开伞时的湿度可多挡调节。
31.解:(1)根据电路的基本构成可以判断虚线方框中补充的电路元件:
;
(2)根据欧姆定律以及题中给的条件可以求得:
,查表可以得到,此时L=400lx
所以当室外光的照度为400lx时,窗帘刚好能关闭;
(3)如果要求室外的照度在700lx以上时,关闭窗帘,通过计算可得:
控制电路中总电阻不变为3kΩ,
当L=700lx时,R0=2.1kΩ,R'=3kΩ﹣2.1kΩ=0.9kΩ;
所以控制电路中串联一个0.9kΩ的定值电阻,可以控制电路;
(4)拉动衔铁的弹簧不如新弹簧紧,说明弹力变弱,因此比正常弹簧,只需较小的吸力,衔铁被吸下来,电路中电流小于2mA,即,照度大于规定照度,
在不更换衔铁的情况下,要控制电路恢复正常工作,即要减小电路中电流,因此可以适当减小电源电压或与光敏电阻串联一个定值电阻;故选择:B、C。
答:
(1)
;
(2)当室外光的照度为400lx时,窗帘刚好能关闭;
(3)控制电路中串联一个0.9kΩ的定值电阻;
(4)B、C。
32.解:(1)根据猜想2中的图示可知,磁极呈左右方向分布;
(2)固定左边磁铁,将右边磁铁的外侧靠近,如果相互吸引,说明是异名磁极,相互排斥是同名磁极。
(3)结合电动机结构和实验现象可知,两磁铁的南北极分布不相同,理由是:根据验证猜想3实验中的现象,其中一个磁体的内侧和另一个磁体的外侧是同名磁极(或“根据电动机结构,一对磁体的内侧为异名磁极”)。
故答案为:(1)左右;(2)固定左边磁铁,将右边磁铁的外侧靠近;相互排斥;(3)不一样,根据验证猜想3实验中的现象,其中一个磁体的内侧和另一个磁体的外侧是同名磁极(或“根据电动机结构,一对磁体的内侧为异名磁极”)。
33.解:(1)笔杆上与笔头相连的一端内部装有小磁铁,笔头内的材料会被小磁铁吸引,说明该材料为磁性材料,可能含有铁;
(2)若想探究笔头内材料是否有磁性,
若用①小磁针,方法为:两小磁针的两极分别靠近笔头,若出现相互排斥的情况,则说明笔头里面有磁体,具有磁性;若出现的都是相互吸引的情况,则说明笔头里面只是铁类物质,不是磁体;若不吸引也不排斥,说明笔头里面只是非磁性材料。可用来完成探究任务;
若用②大头针,方法为:将笔头靠近大头针,若出现相互吸引的情况,则说明笔头里面有磁体,具有磁性;可用来完成探究任务;
若用③碎纸屑,方法为:将笔头靠近碎纸屑,不会出现相互吸引、相互排斥的情况,不能用来完成探究任务;
所以,可用来完成探究任务的有①②。
故答案为:铁;①②。
34.解:当人从电梯上走下后,压力减小,则压敏电阻R的阻值增大,左侧控制电路中的电流减小,电磁铁磁性变弱,则衔铁被拉起,与触点1接触,此时电动机与电阻R1 串联,通过电动机的电流减小,电动机的转速变慢。
故答案为:减弱;变慢。
35.解:由图可知,电路为串联电路。当车速增大时,电阻Rx阻值减小,电路总电阻减小,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路电流增大,电磁铁的磁性会增强;
由I=可知,电路总电阻:R===6Ω,
根据串联电路的特点知,Rx=R﹣R0=6Ω﹣5Ω=1Ω;
故答案为:增强;1。
36.解:(1)由图丁可知,力敏电阻阻值均随高度的增大而减小,在电源电压不变时,电路电流就会增大,电磁铁磁性就会增强;
(2)如果在Ra所在的支路中再串联一个阻值适当的定值电阻,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路中电流变小,电磁铁La的磁力减弱,降落伞打开位置的高度与原来相比降低;
(3)根据电路图及题意可知,50m以下时仅安全气囊打开,工作电路中应仅有安全气囊处于通路,此时电磁铁La吸引衔铁向左运动,即控制电路中电磁铁La的磁性需强于Lb,说明通过电磁铁La的电流更大,由欧姆定律可知Ra的阻值应小于Rb;
50m以上时降落伞、安全气囊能同时打开,工作电路中应让安全气囊和降落伞弹射装置同时处于通路,此时电磁铁Lb吸引衔铁向右运动,即控制电路中电磁铁Lb的磁性需强于La,说明通过电磁铁Lb的电流更大,由欧姆定律可知Rb的阻值应小于Ra;则Rb阻值随海拔高度变化的大致曲线如图所示:
故答案为:(1)增强;(2)降低;(3)见解答。
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