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浙教版科学八下第1章电和磁培优训练(含答案)
一、选择题
1.如图甲所示是法拉第圆盘发电机实物图,主要部分是一个在磁场中转动的导体圆盘。若磁感线方向如图乙所示,导体圆盘绕中心轴按逆时针方向转动,当A、O分别与电路中的C、D接通时,设流过灯泡的电流为I1;当A、B分别与电路中的C、D接通时,设流过灯泡的电流为I2。则( )
A.I1为0,I2为0 B.I1不为0,I2为0
C.I1为0,I2不为0 D.I1不为0,I2不为0
2.为了防止中考考试作弊,监考人员利用手持式金属探测器对考生进行检查(如图所示),当靠近金属物体时,在金属导体中就会产生涡电流(感应电流),探测器发出警报。以下选项中也是利用该原理工作的是( )
A.动圈式话筒 B.电磁铁
C.电铃 D.电动机
3.老师在学习家庭用电时,老师们总是会画这样的简笔画,如图所示,甲站在干燥的木桌上一只手接触到火线;乙站在地上一只手接触到零线;丙站在干燥的木桌上一只手接触到火线。此时,丁站在地面上用手去拉丙。则( )
A.甲、乙都会触电 B.甲、丙都会触电
C.丙、丁都会触电 D.乙、丁都会触电
4.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
5.如图所示的A为电磁铁,B为铁芯,C为套在铁芯B上的绝缘磁环。现将A、B、C放置在天平的左盘上,当A中通有电流I时,C悬停在空中,天平保持平衡。当减少A中电流时,绝缘磁环C将向下运动。在绝缘磁环C下降到最低点的过程中(C与A还未碰撞),若不考虑摩擦及空气阻力,则下列描述正确的是( )
A.天平仍保持平衡
B.天平左盘先下降后上升
C.天平左盘先上升后下降
D.天平左盘一直下降至最低点
6.如图所示,一台非铁性物质制成的天平,天平左盘中的A是一铁块,B是一个电磁铁,未通电时,天平平衡,给B通电,铁块A被吸起,当A离开天平盘,而又未碰到B的过程中,正确的是( )
A.天平仍保持平衡
B.天平右盘下降
C.天平左盘下降
D.无法判断天平的平衡状况
7.家用漏电保护器是在用电器发生漏电故障或人体触电时实施保护的设备。家庭电路漏电时,通过火线与零线的电流不相等,漏电保护器中有一特殊装置(在图中虚线框内,未画出)检测到这一差异后,便切断电源,起到保护作用,漏电保护器中还有试验电路,由一只开关S与电阻R组成,闭合开关S就能模拟漏电情形,试验电路的连接符合要求的是( )
A. B. C. D.
8.如图所示实验装置,弹簧测力计下面挂着条形铁块,螺线管中插有铁芯。已知开关S与触点②接触且电流表的示数为I.下列操作方法中,能够使弹簧测力计示数变大的是( )
A.开关S与触点②接触,将铁芯从螺线管中取出
B.开关S与触点②接触,将滑片P向a端滑动
C.开关S与触点①接触,调节滑片P使电流表示数仍为I
D.开关S与触点③接触,调节滑片P使电流表示数仍为I
9.如图所示,金属棒ab、金属导轨和螺线管组成闭合回路,金属棒ab在匀强磁场B中沿导轨向右运动,则( )
A.ab棒向右运动速度越大,所受安培力越大
B.螺线管产生的磁场,A端为N极
C.ab棒所受安培力的方向向右
D.ab棒不受安培力作用
10.如图是汽车启动装置电路简图,当钥匙插入钥匙孔并转动时,下列说法中正确的是( )
A.电磁铁上端为S极,触点B与C断开,汽车启动
B.电磁铁上端为S极,触点B与C接通,汽车启动
C.电磁铁上端为N极,触点B与C断开,汽车启动
D.电磁铁上端为N极,触点B与C接通,汽车启动
11.如图所示,一根条形磁体左侧为N极,右侧为S极,磁体下方从N极到S极磁性强弱变化正确的是( )
A. B. C. D.
12.如图所示,GMR是一个巨磁电阻,其阻值随磁场的增强而急剧减小,当闭合开关S1、S2时,下列说法正确的是( )
A.电磁铁的左端为S极
B.小磁针将顺时针旋转
C.当P向左滑动时,电磁铁的磁性增强,指示灯变暗
D.当P向右滑动时,电磁铁的磁性减小,电压表的示数减小
13.一款校园路灯内部装有一个光敏电阻R以实现自动控制:晚上自动亮灯,白天自动灭灯,R的阻值随光照强度变化关系如图,弹性衔铁和电磁铁线圈电阻很小,下列电路中最符合设计要求的是( )
A. B. C. D.
14.如图甲所示,将一对磁性材料制成的弹性舌簧密封于玻璃管中,舌簧端面互叠,但留有间隙,就制成了一种磁控元件﹣﹣干簧管,它可以用于自动控制。小明自制了一个线圈,将它套在干簧管上,制成一个干簧继电器,用来控制灯泡的亮灭,如图乙所示。请你分析这种干簧继电器的工作原理包括( )
①磁化 ②电流的磁效应③磁场对电流的作用 ④磁极间的相互作用
A.①② B.①②③ C.①②④ D.①②③④
15.如图所示,一条形磁铁放在水平桌面上,在它的右上方固定一直导线,导线与磁铁垂直,若给导线通以垂直于纸面向外的电流,则( )
A.磁铁对桌面压力增大,且向左运动趋势
B.磁铁对桌面压力减少,且静止不动
C.磁铁对桌面压力增大,且向右运动趋势
D.磁铁对桌面压力减少,且向右运动趋势
16.如图所示,在导线上方或下方水平放置一个能自由转动的小磁针,当导线中通过电流时(箭头方向表示电流方向),小磁针偏转情况正确的是( )
A.N极向纸内偏转 B.N极向纸内偏转
C.N极向纸内偏转 D.N极向纸外偏转
二、解答题
17.丹麦科学家奥斯特发现电流的周围存在磁场(图1),法国科学家安培发现两根平行导线通电后有如图2所示的现象(图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况)。
(1)如图1,通电前静止的小磁针南北指向。现要在小磁针上方拉一根直导线,使通电时小磁针会发生明显的偏转,直导线所指的方向应为 (选填“东西方向”、“南北方向”或“任意方向”)。
(2)图2的实验表明平行通电导线之间有力的作用,若此时改变其中一根导线的电流方向,你预测会产生的实验现象是 。
(3)安培发现平行通电导线之间相互作用力F的大小可能跟两根导线中的电流I1,I2,导线的长度L,导线之间的距离r有关,有关实验数据如下:
实验次数 L/m I1/A I2/A r/m F/N
1 1 0.2 0.2 0.1 1.0×10﹣7
2 1 0.1 0.2 0.1 0.5×10﹣7
3 1.5 0.2 0.2 0.1 1.5×10﹣7
4 1 0.2 0.2 0.05 2.0×10﹣7
5 1.5 0.2 0.4 0.1 3.0×10﹣7
分析表格实验数据,可获得的结论是 。
18.小金对手机无线充电的原理感到好奇。查阅资料后得知:充电时充电器内的发射线圈产生磁场,手机内的接收线圈会产生感应电流给电池充电,结构如图1。学过电磁感应原理的小金提出质疑:手机和充电器在充电过程中都不动,并没有做切割磁感线运动,为何会产生感应电流?对此,他设计了图2实验进行验证。
(1)闭合开关后灵敏电流计指针没有发生偏转。小金认为,可能是P线圈中的电流过小,为使电流变大,他应该将滑动变阻器滑片向 移(填“左”或“右”)。
(2)滑片移动后,仍未观察到指针偏转,但再断开开关,闭合开关,移动滑片时灵敏电流计指针有明显偏转。请教老师后得知当闭合电路围成的平面内,磁感线数量发生改变时,电路中能产生感应电流。请根据上述事实,解释在该实验中(图3)若导体ab上下运动时,闭合电路中不产生感应电流的原因: 。
操作序号 开关及滑动变阻器状态 灵敏电流计指针偏转方向
1 开关由断开变为闭合 向左
2 开关由闭合变为断开 向右
3 开关闭合时,滑片向左移动 向左
4 开关闭合时,滑片向右移动 向右
5 开关闭合后,滑片不移动 不偏转
6 改变电源正负极,闭合开关,滑片向左移动 向左
7 改变电源正负极,闭合开关,滑片向右移动 向右
(3)小金发现不同情况下灵敏电流计指针偏转方向不同。他猜测与Q线圈中的电流方向改变有关,于是进行实验并记录现象于表。请判断小金的说法是否正确: (填“正确”或“错误”)。理由是 。
19.如图甲所示为猴子荡秋千的游戏装置,闭合开关后,猴子就会绕上方的横梁往复摆动。其内部电路基本结构如图乙所示(实现往复摆动的电路图未画出)。
(1)要让猴子动起来,下列设计和原理中,合理的是 。
A.应用了电流的磁效应 B.应用了电磁感应的原理
C.应用了电动机的原理 D.螺线管安装在底盘内,直导线安装在猴子的座位内
(2)若将滑动变阻器的滑片往左移动,对猴子摆动的影响是 。
20.漏电保护器
根据安全用电要求,住户家里必须安装如图所示的漏电保护器,漏电保护器主要由三部分组成:检测元件、中间放大环节、操作执行机构,其工作原理是将漏电保护器安装在线路中,一次线圈与电网的线路相连接,二次线圈与漏电保护器中的脱扣开关控制器连接,当用电设备正常运行时,线路中电流呈平衡状态,互感器中电流矢量之和为零(电流是有方向的矢量,如按流出的方向为“+”,返回方向为“﹣”,在互感器中往返的电流大小相等,方向相反,正负相互抵销),由于一次线圈中没有剩余电流,所以不会感应二次线圈,漏电保护器的开关装置处于闭合状态运行,当设备外壳发生漏电并有人触及时,则在故障点产生分流,此漏电电流经人体﹣大地﹣工作接地,返回变压器中性点(并未经电流互感器),致使互感器中流入、流出的电流出现了不平衡,一次线圈中产生剩余电流。因此,便会感应二次线图,当这个电流值达到该漏电保护器限定的动作电流值时,自动开关脱扣,切断电源。排除漏电故障后,重新合闸即可恢复供电,为确保使用安全,漏电保护器上设置了试验按钮,需要每月试按一次,如果试验按钮按下漏电保护器无动作,说明洞电保护器需要更换。
(1)如图乙,如果电路中发生漏电,漏电电流为I3,则I1﹣I2 I3(>/</=)。
(2)如图甲,关于漏电保护器,下列说法正确的是 。
A.站在地面上的人触及b线时(单线触电),脱扣开关会自动断开,即有触电保护作用
B.当用户家的电流超过一定值时,脱扣开关会自动断开,即有过流保护作用
C.当火线和零线间电压太高时,脱扣开关会自动断开,即有过压保护作用
D.当站在绝缘物上的带电工作的人两手分别触到b线和d线时(双线触电)脱扣开关会自动断开,即有触电保护作用
21.演绎式探究:
(1)磁感应强度:
磁体和通电导体周围存在着磁场,磁场的强弱用物理量磁感应强度B来表示。B越大,说明磁场越强。
一个半径为r的细圆环,环中均匀分布着电量为q的电荷(图甲)。圆环绕中心轴每秒转动n圈,则圆心O点的磁感应强度大小为:B=2πk(k为常数)。可见,电量q和半径r不变时,圆环转动越快,圆心O点的磁场越 。
(2)研究转动圆盘中心的磁感应强度:
现在,有一个半径为R的薄圆盘(厚度不计),在圆盘中均匀分布着电量为Q的电荷(图乙)。圆盘绕中心轴每秒转动n圈,则整个圆盘在圆心O点的磁感应强度大小为多少?
首先,将圆盘分割为100个宽度均为Δr的同心细圆环,取其中一个圆环进行研究(图丙)。
若将这个圆环取出来,并将它展开,可以近似看作是一个宽度为Δr的长方形(图丁),该长方形的面积为ΔS=2πrΔr,则圆环所带的电量为q=.这样,该圆环在圆心O点的磁感应强度大小为ΔB= 。整个圆盘在O点的磁感应强度大小B为这100个圆环在O点的磁感应强度大小ΔB之和,也即:B= 。
22.某实验要求盐水的密度控制在一定范围内图1为小宇设计的盐水密度控制模拟装置,A物体浸没在盐水中,R为定值电阻,Rf为力敏电阻,其阻值随下方轻质细线拉力的变化关系如图2所示。已知:U=12V,VA=100cm3,ρA=1.6g/cm3;当电磁铁线圈中的电流I≥0.048A时,铁质开关K被吸上,当I≤0.04A,K被释放:从而通过控制水泵向容器中注水使盐水密度保持在一定范围内;电磁铁线圈电阻不计,设水加入容器后与盐水立刻混合均匀,(g=10N/kg)
(1)容器中的水蒸发后盐水密度 ,轻质细线上的拉力 。
(2)请在图1中接入一电压表,要求当盐水密度变大时电压表的示数增大;
(3)若此装置所能控制的最大盐水密度为1.3g/cm3,则该装置所能控制的最小盐水密度是多少?
(4)若将R更换为阻值更大的电阻,该装置控制的最大盐水密度将 此时该装置控制的最大盐水密度与最小盐水密度的差值将 注:第(1)(4)问均(选填“变大”、“变小”或“不变”)
23. 小安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R1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,继电器线圈用漆包线绕成,其电阻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,当环境温度升高时,热敏电阻阻值将 ,继电器的磁性将 (均选填“增大”、“减小”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)图甲中线圈下端P的磁极是 极(选填“N”或“S”)。
(4)请计算说明,环境温度在什么范围内时,警铃报警。
24.新建的居民住宅大多安装了自动空气开关。其原理如图所示,当电路由于电流过大时,电磁铁P的磁性将变 (选填“强”或“弱”),吸引衔铁Q的力变大,使衔铁转动,闸刀在弹力作用下自动开启,切断电路,起到保险作用。某周末,文强同学在家开着空调看电视,妈妈打开电饭锅做饭时,家里的自动空气开关“跳闸”。则此时“跳闸”的原因最可能是 。
答案
1.解:导体圆盘绕中心轴按逆时针方向转动,转动的过程中圆心和圆上一点之间会形成电势差,电势差的大小等于电压值,所以当A、O分别与电路中的C、D接通时,A和O之间有电势差,即有电压,所以流过灯泡的电流I1不为0;圆上的任意两点之间电势差为0,当A、B分别与电路中的C、D接通时,A和B之间的电势差为0,即电压为0,所以流过灯泡的电流I2为0。
故选:B。
2.解:A、动圈式话筒是利用振动膜片带动线圈在磁场中做切割磁感线运动,产生随声音信号变化的感应电流制成的,该选项符合题意;
B、电磁铁是利用电流的磁效应制成的,该选项不符合题意;
C、电铃也是利用电流的磁效应制成的,该选项不符合题意;
D、电动机是利用通电导体在磁场中受力的作用而制成的,该选项不符合题意。
故选:A。
3.解:甲站在干燥的木桌上一只手接触到火线,无法形成电流的通路,故不会发生触电;
乙站在地上一只手接触到零线,零线与大地之间没有电压,因此没有电流通过人体,不会发生触电;
丙站在干燥的木桌上一只手接触到火线,此时,丁站在地面上用手去拉丙,这样电流可以从火线经丙、丁导向大地,会造成丙、丁两人同时触电。
综上所述,甲、乙都不会触电,丙、丁都会触电,故ABD错误,C正确。
故选:C。
4.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。
5.解:开始时天平平衡说明天平两侧所受力相同;当减小A中电流时,电磁铁磁性减弱,磁环下降开始运动,磁环受到的向上的磁力应减小,而根据力的相互性可知,A所受磁力也应减小,故左盘力变小,天平左盘上升;
而由于磁环离磁铁变近,磁感线越梳磁力越弱,最终会停止,则磁环所向上的力将增大,则A所受力也将会增大,故左盘受力增大,天平左盘下降,故天平左盘应先上升后下降,最后又达到平衡,故C正确。
故选:C。
6.解:电磁铁通电后,铁块由原先静止到向上运动,显然是向上做加速运动,会导致超重现象。因而可知铁块受到的向上的电磁力F必然大于铁块的重力G.当铁块离开盘而又还未到达电磁铁的过程中,虽然铁块对盘的压力没有了,但由牛顿第三定律可知,铁块对电磁铁有向下的吸引力,因此通过左盘电磁铁支架向下压左盘的力比电磁铁未通电时铁块压左盘的力还大,故左盘将下沉。
故选:C。
7.解:AB、闭合开关S时,通过虚线框内火线和零线的电流相等,此时无法模拟漏电情形,故AB错误;
C、闭合开关时,通过虚线框内火线的电流小于通过该装置零线的电流,可以模拟漏电情形,故C正确;
D、闭合开关时,虚线框内火线电流仍然等于零线电流,因为导线将电阻R短路,所以闭合开关不影响电路,故D错误。
故选:C。
8.解:A、当将铁芯从螺线管中抽出时,螺线管的磁性减弱,对铁块的吸引力减小,所以测力计的示数减小。故A不合题意。
B、当滑片向a端滑动时,变阻器接入电路的电阻增大,电路中的电流减小,电磁铁的磁性减弱,所以测力计的示数减小。故B错误。
C、当开关由与触点②接触变为与触点①接触,螺线管的线圈匝数增多,电流不变,所以磁性增强,对铁块的吸引力增大,所以测力计的示数变大。故C正确。
D、当开关由与触点②接触变为与触点③接触,螺线管的线圈匝数减少,电流不变,所以磁性减弱,对铁块的吸引力减小,所以测力计的示数变小。故D错误。
故选:C。
(2)决定电磁铁磁性强弱的因素有三个,因此在研究电磁铁磁性的强弱变化时要采用控制变量法。
9.解:A、设总电阻为R,ab棒向右运动时,感应电动势E=BLv,电流,安培力F=BI L,
所以安培力大小为,由此可知速度越大,所受安培力越大,故A正确;
B、根据右手定则,ab中的电流的方向由b→a,流过螺线管时,根据安培定则可知螺线管A端为S极,B端为N极,故B错误;
C、根据左手定则,安培力的方向向左,故C错误;
D、ab棒切割磁感线时,要产生感应电流,而电流在磁场中就一定会有安培力,故D错误;
故选:A。
10.解:(1)当钥匙插入钥匙孔并转动时,电路接通,电磁铁中的电流是从下边导线流入的,根据安培定则可以判断出电磁铁的上端为N极;
(2)当电磁铁电路接通时,电磁铁具有磁性,将上边的触点A吸下,使BC触点接通,电动机工作,进而汽车启动。
故选:D。
11.解:磁体上磁性最强的部分叫磁极,条形磁体的两个磁极在它的两端,而中间磁性最弱。所以从N极到S极的过程中,磁性会先由强变弱然后再由弱变强。从四个选项的图示来看,选项C的图象能正确的反映从N极到S极磁性强弱变化情况。
故选:C。
12.解:AB、根据安培定则可知,电磁铁的左端为N极,右端为S极;根据磁极间的相互作用规律可知,通电后,小磁针将会逆时针旋转,故AB错误;
C、闭合开关S1和S2,使滑片P向左滑动,变阻器接入电路的电阻变小,左侧电路中电流变大,电磁铁的磁性增强,巨磁电阻的阻值减小,右侧电路中电流变大,所以指示灯的亮度会变亮,故C错误;
D、使滑片P向右滑动,变阻器接入电路的电阻变大,左侧电路中电流变小,电磁铁的磁性变弱,巨磁电阻的阻值变大,右侧电路中电流变小,根据U=IR可知,灯泡两端的电压减小,即电压表示数变小,故D正确。
故选:D。
13.解:由R的阻值随光照强度变化关系图象知,R的阻值随光照强度的增加而增大;
A.由电路图可知,电磁铁与光敏电阻串联后与灯泡并联;
光照强度较弱时,光敏电阻阻值较小,闭合开关,由欧姆定律可知,通过电磁铁的电流较大,电磁铁的磁性较强,吸下衔铁,灯泡所在的支路为断路,即灯泡不发光;
当光照强度较大时,光敏电阻的阻值较大,闭合开关,由欧姆定律可知,通过电磁铁的电流较小,电磁铁的磁性较弱,衔铁无法被吸下,灯泡所在的支路为通路,即灯泡发光,故A不符合要求;
B.由电路图可知,电磁铁与光敏电阻串联后与灯泡并联;
光照强度较弱时,光敏电阻阻值较小,闭合开关,由欧姆定律可知,通过电磁铁的电流较大,电磁铁的磁性较强,吸下衔铁,灯泡所在的支路为通路,即灯泡发光;
当光照强度较大时,光敏电阻的阻值较大,闭合开关,由欧姆定律可知,通过电磁铁的电流较小,电磁铁的磁性较弱,衔铁无法被吸下,灯泡为所在的支路为断路,即灯泡不发光,故B符合要求;
CD.由电路图可知,灯泡与R串联再与电磁铁并联,由于并联电路中支路间互不影响,电磁铁支路电路很小,电流很大,易烧杯电磁铁线圈或电源,故C和D错误。
故选:B。
14解:S闭合时,控制电路接通,线圈产生磁场,舌簧被磁化;在两舌簧端面形成异名磁极,因相互吸引而吸合,于是工作电路接通,S断开时,两舌簧退磁,在弹力作用下分开,工作电路断开;故该装置中利用了电流的磁效应、磁化及磁极间的相互作用,没有利用磁场对电流的作用,①②④正确。
故选:C。
15.解:在磁铁外部,磁感线从N极指向S极,长直导线在磁铁的中央右上方,导线所在处磁场斜向左上方;
导线电流垂直于纸面向外,由左手定则可知,导线受到的安培力斜向左下方;
由牛顿第三定律可知,导线对磁铁的作用力斜向右上方,因此磁铁对桌面的压力减小,小于磁铁的重力,磁铁由向右的运动趋势,磁铁受到向左的摩擦力,故D正确。
故选:D。
16.解:AB、根据安培定则,导线中电流向右时,导线下方磁场进入纸内,上方出来,故下方N极向纸内偏转,上方N极向纸外偏转,故A正确,B错误;
CD、根据安培定则,导线中电流向左时,导线上方磁场进入纸内,下方出来,故上方N极向纸内偏转,下方N极向纸外偏转,故CD错误;
故选:A。
17.解:(1)由于小磁针受到地磁场的作用,要指南北方向,为了观察到明显的偏转现象,应使电流产生的磁场方向为东西方向,故应使把直导线南北方向放置;
(2)电流产生的磁场方向是由电流的方向决定的,当一个通电导体中电流的方向改变时,它产生的磁场方向也会发生改变;而磁场对通电导体的作用力的方向与电流的方向和磁场的方向有关,另一个通电导体中电流的方向不变,但磁场的方向变化了,它受到的磁场力的方向就会改变,所以改变其中一根导线的电流方向,产生的实验现象是两根导线将会相互排斥;
(3)①分析1、2实验可知:在两个导线中电流大小和导线之间的距离r相同时,导线越长,平行通电导线之间相互作用力F越大,说明其他条件不变时,平行通电导线之间作用力的大小F与电流成正比;
②分析1、3实验可知:在两个导线的长度和导线之间的距离r相同时,电流越大,平行通电导线之间相互作用力F越大,说明其他条件不变时,平行通电导线之间作用力的大小F与导线的长度成正比;
③分析1、4实验可知:在导线长度和两个导线中电流大小相同时,导线之间的距离r越小,平行通电导线之间相互作用力F越大,说明其他条件不变时,平行通电导线之间作用力的大小F与导线之间的距离r成反比。
故答案为:(1)南北方向;(2)两根导线将会相互排斥;(3)平行通电导线之间相互作用力 F 的大小与 I1、I2、L 成正比,与 r 成反比。
18.解:(1)闭合开关后灵敏电流计指针并没有发生偏转,小金认为,可能是P线圈中的电流过小,结合欧姆定律可知电路中的电阻过大,为使电流变大,他应该将滑动变阻器滑片向左移动;
(2)小科向老师请教,得知当闭合电路围成的平面内,磁感线数量发生改变时,电路中就能产生感应电流。根据上述事实,实验中导体ab上下运动时不产生感应电流的原因(图丙)是该闭合电路内磁感线数量未发生改变;
(3)小科的说法不正确,理由是:比较3、6或4、7可知,Q线圈中的电流方向改变,其他条件不变,灵敏电流计指针偏转方向不改变,说明感应电流方向与Q线圈中的电流方向无关。
故答案为:(1)左;(2)该闭合电路内磁感线数量未发生改变;(3)错误;比较3、6或4、7可知,Q线圈中的电流方向改变,其他条件不变,灵敏电流计指针偏转方向不改变,说明感应电流方向与Q线圈中的电流方向无关。
19.解:(1)由题意可知,这一装置是利用通电导体在磁场中受力的原理来使猴子运动的,这与电动机的原理相同,同时通电直导线周围也会产生磁场,在安装时应将螺线管安装在底盘内,直导线安装在猴子的座位内,故选项A、C、D的说法均合理,只有B的说法是不合理的,因为这里让猴子动起来的原因不是导体切割磁感线产生感应电流,即不是利用电磁感应来使猴子动起来的。
(2)若将滑动变阻器的滑片往左移动,滑动变阻器的有效阻值减小,电路中的电流增大,电磁铁的磁性增强,磁力增强,摆动速度加快。
故答案为:(1)ACD;(2)摆动速度加快。
20.解:(1)由图乙可知,火线中的电流一部分通过零线,一部分流向大地,即三电流之间的关系:I1=I2+I3,即I1﹣I2=I3;
(2)A、站在地面上的人触及b线时(单线接触电)通过火线与零线的电流有差值,脱扣开关会自动断开,即有触电保护作用.故A正确.
B、当用户电流超过一定值时,通过火线与零线的电流没有差值,不会使ef中产生感应电动势,脱扣开关不会断开.故B错误.
C、只要通过火线与零线的电流没有差值脱扣开关不会自动断开,故C错误.
D、当站在绝缘物上的带电工作的人两手分别触到b线和d线时(双线触电),流过火线与零线的电流相等,保护器中火线和零线中电流产生的磁场应完全抵消,不会使ef中产生感应电动势,脱扣开关不会断开.故D错误;
故选:A。
故答案为:(1)=;(2)A。
21.解:(1)由磁感应强度公式B=2πk可知,
在电量q和半径r不变时,圆环转动越快,即n越大时,
B越大,即圆心O点的磁场越强。
(2)该圆环在圆心O点的磁感应强度大小:
ΔB=2πk=2πk×=,
整个圆盘在O点的磁感应强度:
B=ΔB1+ΔB2+ΔB3+ΔB4+…ΔB99+ΔB100
=(Δr1+Δr2+Δr3+Δr4+…Δr99+Δr100)
=×R=。
故答案为:(1)强;(2);。
22.解:(1)容器中的水蒸发后,由于水的质量减小,则盐水密度变大,由于物体A浸没在盐水中,根据F浮=ρ液gV排可知物体A所受浮力变大,由于轻质细线上的拉力F=G﹣F浮,则拉力F变小;
(2)图1控制电路中,R、电磁铁、RF串联;根据图2可知,当盐水密度变大时拉力F变小;力敏电阻的阻值会变小,由串联分压原理可知,RF两端的电压相应的会变小,R两端的电压相应的会变大,所以电压表应并联在定值电阻R的两端,如下图所示:
(3)物体A的重力GA=mAg=ρAVAg=1.6×103kg/m3×100×10﹣6m3×10N/kg=1.6N,
若此装置所能控制的最大盐水密度为1.3g/cm3,物体A所受的最大浮力:
F浮最大=ρ最大VAg=1.3×103kg/m3×100×10﹣6m3×10N/kg=1.3N,
此时轻质细线上的拉力F最小=G﹣F浮=1.6N﹣1.3N=0.3N,
根据图象可知,F最小=0.3N时,RF1=200Ω;
此时铁质开关K应吸上,排水电路开始排水,则电磁铁线圈中的电流I≥0.048A,
由I=可得,电路中的总电阻:
R总===250Ω;
根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可得:
定值电阻R=R总﹣RF1=250Ω﹣200Ω=50Ω;
根据题意可知,当电流达到I′=0.04A时,铁质开关K被释放,停止放水;
由I=可得,电路中的总电阻:
R总′===300Ω;
此时RF的阻值:RF′=R总′﹣R=300Ω﹣50Ω=250Ω,
由图2可知,此时的拉力为:F最大=0.5N,
物体A所受的最小浮力:
F浮最小=G﹣F最大=1.6N﹣0.5N=1.1N,
根据F浮=ρ液V排g可得盐水的最小密度:
ρ最小===1.1×103kg/m3;
(4)当R的阻值调大时,由于控制电路中释放或吸上铁质开关的电流值不变,则控制电路对应的总电阻不变,由RF=R总﹣R可知,RF1和RF2的阻值都会变小,由图象可知物体A受到的拉力减小;根据F浮=G﹣F可知物体A受到的浮力变大,根据ρ液=可知液体的密度变大;
最大盐水密度与最小盐水密度时,RF的对应的阻值差(RF1﹣RF2)却保持不变,由图象可知受到的拉力最大与最小的差值变小,根据F浮=G﹣F可知物体A受到的浮力最大与最小的差值变小,根据ρ液=可知液体的密度最大与最小的差值变小。
故答案为:(1)变大;变小;(2)如上图;(3)该装置所能控制的最小盐水密度是1.1×103kg/m3;(4)变大;变小。
23.解:(1)分析乙图,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;
(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)由安培定则可判断出线圈的下端P的极性是S极;
(4)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
∴控制电路的总电阻R总===60Ω
∴热敏电阻R=R总﹣R0=60Ω﹣30Ω=30Ω
由图乙可知,此时t=80℃
所以,当温度t≥80℃时,警铃报警。
答:(1)减小;增大。(2)B;A;(3)S;(4)环境温度大于等于80℃时,警铃报警。
24.解:(1)电磁铁P可以对衔铁Q产生吸引力,也可以释放衔铁。
当电流中电流不大时,虽然电磁铁具有磁性,但对衔铁的吸引力比较小,无法使衔铁转动,使电路可以正常工作。
当电路中电流过大时,电磁铁的磁性变强,对衔铁的吸引力变大,使衔铁转动,在弹簧的作用下,空气开关断开,保护电路中的用电器不会烧毁。
(2)家庭电路中电流过大总共有2个原因:短路和总功率过大。
当导线短路时,电流直接通过导线,由于导线电阻很小,导致电流过大。
当用电器总功率过大时,根据公式P=UI,电流会非常大。
题中是因为打开了电饭锅导致“跳闸”,故是因总功率过大。
故答案为:强;总功率过大。
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