八下科学第一单元电和磁复习突破卷
一、选择题
1.电吉他中电拾音器的基本结构如图甲所示,磁体附近的金属弦被磁化,因此弦振动时,在线圈中产生感应电流(如图乙),电流经电路放大后传送到音箱发出声音,电流越大声音越响。下列说法不正确的是()
A.选用铜质弦,电吉他仍能正常工作B.增加线圈匝数可以增大声音的响度
C.弦振动过程中,线圈中的电流方向不断变化D.断开电路,线圈两端的感应电流也将消失
2.在科技晚会上,小科给大家展示了一个由电磁铁控制的浮沉子,通过调节滑片,就可以让小瓶子上浮、下沉或悬停在水中,它的原理如图所示(磁铁固定在活塞上),闭合开关S后,移动滑片P,使小瓶子悬停在图示位置。对此,以下分析正确的是( )
A.电磁铁和条形磁铁之间相互吸引B.若将滑片P向左移,电磁铁的磁性会变弱
C.若将滑片P向右移,小瓶子将会上浮D.小瓶子上浮时,小瓶子中的气体体积变小
3.在制造精密电阻时,常常采用双线绕法。即把电阻丝从螺线管一端绕到另一端,再从另一端绕回来。如果电流方向如图所示,那么螺线管( )
A.比用单线绕法磁性强一倍 B.左、右两端都没有磁极
C.左端为S极。右端为N极 D.左端为N极,右端为S极
4.把一根柔软的螺旋弹簧竖直悬挂起来,使它的下端刚好与杯里的水银面相接触,并组成如图所示的电路图,当开关接通后,将看到的现象是 ( )
A.弹簧向上收缩B.弹簧上下跳动C.弹簧被拉长 D.弹簧仍静止不动
5.如图是一种名为“铁钉桥”的游戏,它是利用左右两块同一电路的电磁铁将数枚细铁钉搭建而成,下列说法正确的是( )
A.“铁钉桥”利用了异名磁极相互吸引B.被磁化后的“铁钉桥”中间磁性最强
C.电磁铁断电后“铁钉桥”也不会倒塌D.改变电流方向会导致“铁钉桥”倒塌
6.小敏设计了一种“闯红灯违规模拟记录器”,拍摄机动车闯红灯时的情景,如图甲.工作原理:当光控开关接收到某种颜色光时,开关自动闭合,且当压敏电阻受到车的压力,它的阻值变化规律如图乙所示,当电流变化到一定值时,继电器的衔铁就被吸下;光控开关未受到该种光照射时自动断开,衔铁没有被吸引,工作电路中的指示灯发光.已知控制电路电压为6V,继电器线圈电阻10Ω,当控制电路中电流大于0.06A时,衔铁被吸引.下列说法中不正确的是()
A.要记录违规闯红灯的情景,光控开关应在接收到红光时,自动闭合
B.光控开关接收到绿光时,指示灯亮,电控照相机不工作
C.质量小于400kg的车辆违规时不会被拍照记录
D.要使质量较小的车闯红灯也能被拍下,可以在控制电路中串联一个电阻
7.如图是一种“电子秤”的结构简图,其中的电磁铁和永磁体之间相互排斥, 对秤盘产生向上的力。当秤盘上放置质量不同的物体时,可通过调节滑动变阻器改变电流,从而改变斥力大小,使指针始终指在“a位置”。该电子秤所称量物体质量m跟电路中电流I的关系为m=kI(k为500克/安)。据此原理,可将电流表改装成“质量显示仪”达到称量质量的目的。电源电压为9伏,线圈电阻为10欧,线圈允许通过的最大电流为0.8安,滑动变阻器规格为“50Ω 2A”,电流表量程为0~0.6安。假设弹簧等元件均能正常工作。下列说法中错误的是( )
A.永磁体下端为S极
B.该电子秤的称量范围为75g~400g
C.要增大斥力,应将变阻器滑片P向下移动
D.要增大电子秤称量范围,可以通过增大电路中电流的取值范围来实现
8.雾天能见度低,骑车易发生交通事故,要减速慢行。小姚要为自行车设计一种“雾灯”,以提示过往的行人和车辆。要求工作时灯泡能持续交替闪烁。忽略弹性衔铁和电磁铁线圈电阻,下列电路中符合设计要求的是( )
A.B.C. D.
9.图甲是发电机原理的示意图,图乙中的“○”表示图在磁场中分别转动到1-4位置时,运动方向已用箭头标出,图甲中的导线ab,当它下列说法正确的是( )
A.在位置1时,电路中不会产生感应电流B.图甲的电路中没有电源
C.在位置3时,电路中不会产生感应电流D.发电机产生的电流方向不变
10.下列小磁针指向和磁感线作图中,错误的是( )
A.B.C. D.
11.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
12.家庭电路中需要安装一个“一开三孔”开关(即一个开关和一个三孔插座连在一起),要求插座能单独使用,开关能控制电灯且符合安全用电原则,从实物正面观察如图所示:几种接线中符合要求的是( )
A.B.C. D.
13.如图所示,×表示磁场方向垂直纸面向里,金属棒MN在水平导轨abcd上无摩擦向右滑动时,金属棒MN中电流方向为:从N流向M。则下列说法不正确的是( )
A.增大MN的速度,通过R的电流会变大B.MN左、右运动时,切割了磁感线
C.若MN向左滑动,电阻R中电流方向为从c流向aD.该图反映了电动机原理
14.“悬空的磁环”实验中,若所用的磁环都一样,中间的塑料管是光滑的。当甲、乙两个磁环处于静止状态时,它们之间的距离为h1,如图所示。 再往乙的正上方套入丙磁环,当丙悬空并静止后,甲、乙之间的距离变为h2,乙、丙之间的距离为h3。已知磁环间的斥力随它们距离的减小而增大,则h1、h2、h3之间的大小关系满足( )
A.h1>h2 h2>h3B.h1>h2 h2<h3C.h1<h2 h2=h3 D.h1<h2 h2<h3
15.如图所示,在水平地面上的磁体上方,有一枚挂在弹簧测力计上的小磁体。小辉提着弹簧测力计向右缓慢移动,小磁体下端沿图示水平路线从A缓慢移到B。下图中能反映弹簧测力计示数F随A→B位置变化的是( )
A.B.C. D.
16.小宁家所在的住宅区每栋单元的楼梯口都安装了防盗门,其门锁原理图如图所示,图中只画出了其中一家住户的控制开关S,该门锁的工作过程是:楼上的人闭合控制开关S,门锁上的电磁铁通电后吸引卡入右侧门扣中的衔铁,门可打开。关于该门锁,下列说法中正确的是( )
A.该门锁利用了电磁感应的原理来工作的
B.该单元的各住户控制门锁的开关是串联的
C.闭合开关S后,电磁铁的右端为N极
D.当控制电流减小时,需要将电磁铁靠近衔铁才能继续工作
17.如图是某同学家的部分电路,他将电饭煲的插头插入三孔式插座后,正在烧水的电热水壶突然停止工作,但电灯仍正常发光。拔出电饭煲的插头,电热水壶仍不能工作,用测电笔分别测试插座的左、右孔,氛管均发光。若电路中只有一处故障,则( )
A.电热水壶所在电路的b、c间开路 B.插座的接地线开路
C.电路的c,d间导线开路 D.电路的a,b间导线开路
18.手机无线充电技术逐步成熟,如图是手机无线充电的示意图,充电底座里的送电线圈接通交流电,从而产生变化的磁场,使手机内的受电线圈中产生一定的电流 ,完成充电。下列实验原理与受电线圈相同的是( )
A. B.C. D.
19.同学们做实验的装置如图所示,闭合开关,先将导体ab水平用力向右移动,导体cd也随之运动起来。则在以上的实验中下列说法正确的是( )
A.实验装置中的甲装置运用的原理是电磁感应现象
B.实验装置中的甲装置把电能转化为机械能
C.实验装置中的乙装置产生的现象在生活中的应用是发电机
D.若将导体ab水平用力向左移动,导体cd的运动方向不变
20.磁悬浮列车是现代高科技的应用,悬浮原理如图所示。下列说法中不正确的是( )
A.通过列车底部、下方轨道间的同名磁极相互排斥,使列车悬浮
B.使列车悬浮的不是电磁铁,而是磁性超强的磁石
C.由于列车在悬浮状态下行驶,因而车体与轨道间阻力小
D.列车悬浮行驶时,无震动,运行平稳
二、填空题
21.如图所示是一个自制指南针,小科用条形磁体将缝衣针磁化后,将其放在水中一片漂浮的树叶上。多次将树叶轻轻旋转,待树叶静止后,观察到树叶的尖端总是指向地理南方。
(1)小科应该在树叶尖端标注 (选填“S”或“N”)极。
(2)此实验中缝衣针所用的材料可能是 。
22.两辆小车分别绑上一块磁铁,甲车右端紧靠乙车左端,松开时,甲、乙两车同时向相反方向运动,如图1所示。
(1)该现象说明:同名磁极相互 (选填“吸引”或“排斥”);
(2)如图2所示是某一磁体周围的部分磁感线,磁感线 (选填“是”或“不是”)客观存在的。若在b点放置一个可自由转动的小磁针,则小磁针静止时,其N极指向 (选填“P”或“Q”)处。
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)的体外装置米代替心脏,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S1只能向活塞筒外开启,S2只能向活塞筒内开启。要实现上述功能,线圈中的电流方向需 (选填“周期性改变”或“不变”)。当线图中的电流从B流向A时,活塞柄向 运动(选填“左”或“右”),血液的流向是 (选填“从②流向①”或“从③流向②”)状态。
24.在“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验中,实验设计如下:
在螺线管的两端各放一个小磁针,在硬纸板上均匀的撒满铁屑,通电观察小磁针的指向,轻敲纸板,铁屑的排列情况如图甲所示。
(1)把小磁针放到螺线管四周不同位置,通电后小磁针静止时的指向如图乙所示。根据安培定则可以判断出图乙所示的通电螺线管的 (选填“左”或“右”)端为N极。改变通电螺线管的电流方向,小磁针北极指向将 方向(填“不变”或“改变”)。
(2)地球周围存在磁场,有学者认为,地磁场是由于地球带电自转形成圆形电流引起的,结合图甲、乙分析推断;图丙3中地球的圆形电流方向与地球自转方向 (选填“相同”或“相反”)。
25.挪威人伯克兰曾造出世界上第一台电磁发射器,开创电磁炮先河。我们新型航母装配的舰载机电磁弹射器也是应用了这一原理。为了认识电磁炮的一些特性,小科制作了一个电磁炮模型,其原理如图:给螺线管和铁质撞针都通电后,撞针迅速前移,推动炮弹射出炮管。
(1)小科要增强电磁炮中螺线管磁场,下列方法可行的是 ____(选填字母)。
A.增加螺线管的线圈匝数 B.改变线圈中的电流方向
C.增大通过螺线管线圈的电流 D.改变线圈的绕向
(2)通电后,撞针为什么会迅速向前移动,其工作原理是: 。
(3)小科测得的一组实验数据(取多次实验的平均值)如表。
实验次数 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次
撞针质量(克) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
射程(米) 0.48 0.54 0.81 0.46 0.41
小科得出了“在其他条件相同的情况下,撞针质量为0.3克时电磁炮的射程最远”的结论。小王觉得这个结论还不可靠,建议再取不同质量的撞针进行实验。你认为选择质量范围在 克之间的撞针进行进一步实验比较合理。
26.图甲是台灯的实物图,图乙是该台灯的电路图,AB表示台灯插头的两个插脚。
(1)从安全性考虑,台灯插头的插脚A应与丙图中两孔插座的 孔相连(填字母)。
(2)小紫将台灯插头插入插座后,闭合台灯开关,台灯不发光。经检查,G 点左侧的零线断了,其他元件都完好。此时丙图的开关S断开,用测电笔检测E、F、G各点,氖管发光的是 点。
27.如图为通电螺线管磁场强弱演示仪的示意图,指针会绕着转动轴O转动。
(1)通电螺线管的左端为 极。
(2)在探究通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系时,将开关S从a点换到b点,并向 (填“左”或“右”)调节变阻器的滑片,使电流表的示数不变。
28.发光二极管只允许电流从二极管的正极流入,负极流出。如图所示,将两只二极管与线圈连成并联电路,并将两只二极管的正负极接成相反情形。使磁铁在线圈中左右移动,此时会看见两只发光二极管轮流发光。
(1)该装置是根据 原理制成的。
(2)有同学认为用一只二极管也可以,为什么要用两只呢 我们可以这样说服他:实验中要用两只二极管,是因为可以方便地研究 的关系。
29.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 .
30.如图,螺线管的上方放置一个小磁针,螺线管左方的水平地面上放置一个铁块。闭合开关后,铁块静止不动,小磁针在磁场的作用下会发生转动,它的周围 (填“有”或“无”)磁感线,小磁针静止时左端为 (填“S”或“N”)极。当滑片P向左滑动时,铁块受到的摩擦力的大小将 (填“变大”“变小”或“不变”)。
探究题
31.如图甲所示为发光二极管(LED)及其符号,它具有单向导电性,当电流从“+”极流入时会发光,当电流从“-”极流入时不会发光。小乐利用两个相同的发光二极管设计了如图乙所示装置来研究“感应电流的方向与哪些因素有关”其实验步骤及现象如表所示:
实验步骤 实验现象
① 条形磁铁水平放置在玻璃管左侧,S极向右快速插入玻璃管 A发光,B不发光
② 将插入玻璃管中的条形磁铁,快速向左拉出 A不发光,B发光
③ 条形磁铁水平放置在玻璃管左侧,待填____极向右快速插入玻璃管 A不发光,B发光
(1)实验中,将两个相同的发光二极管反向并联的目的是 。
(2)根据①②可得出:感应电流的方向与 有关。
(3)若根据①③可得出:感应电流的方向与磁场方向有关。补全③的实验步骤。 。
(4)分析实验结果,通电螺线管产生的磁场对条形磁体的运动会产生 (选填“推动”或“阻碍”)作用。
32.1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场。
(1)在演示奥斯特实验时,如图甲所示,①闭合开关;②放置小磁针观察指向;⑧摆放一根长直导线;为了减弱地磁场的影响,正确的实验操作顺序为____。
A.①②③ B.②③① C.②①③ D.③①②
(2)由图乙(a);·(b)、(c)可知:电流周围存在磁场,且 。
(3)小曙推理:若一束电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方,如图乙(d))所示,小磁针也会发生偏转。其依据是: ;(d)中小磁针N极偏转方向和图乙 (填序号)的小磁针偏转方向相同。
33.阅读《善变的软磁铁》短文,并回答下列问题。
图1所示为中国科技馆中的一个名为“善变的软磁铁”的展品,体验者推动如图2所示的软磁铁A向永磁铁B移动(永磁铁的右端是N极),会感觉到软磁铁和固定的永磁铁之间的斥力越来越大,推动越来越吃力。但是,当软磁铁继续靠近永磁铁,两者接近到一定距离时,两块磁铁之间的排斥力又忽然变成了吸引力。这件展品让观众们体验了软磁铁与永磁铁之间同性相吸的奇妙特性。磁铁一般分为软磁铁和硬磁铁。所谓软,是指这些材料容易磁化,在磁性上表现“软”。在一般情况下,软磁铁同样也表现出硬磁铁中的一类——永磁铁的正常属性,但当普通永磁铁非常接近软磁铁的尖端时,软磁材料的磁矩方向发生了变化,两者的斥力会突然转变为吸引力。软磁材料,易被磁化,被磁化后,磁性也容易消失,也易于通过敲打和加热退磁,它广泛用于电工设备和电子设备,如应用在电磁铁、变压器和电机的铁芯中,以便在断电后磁性消失。
(1)当永磁铁非常接近软磁铁的尖端时,软磁铁的左端会突然变为 极;
(2)软磁铁与硬磁铁相比其特点是 ;
(3)探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中,螺线管的铁芯应选用 磁材料(选填“软”或“硬”),理由是 。
四、解答题
34.如图所示,一束电子自右向左从狭缝里射出,穿过磁场时受到磁场力的作用,而向纸面内偏转
(1)如将两个磁极对调后,电子束将 (选填“向纸面内”或“向纸面外”)偏转。
(2)如磁极不变,而把电子束换成带正电的粒子束,则此粒子束将 (选填“向纸面内”或“向纸面外”)偏转。
(3)若换成不带电的粒子束,则此粒子束将 偏转(选填“发生”或“不发生”)。
35.某项目学习小组计划为教室设计一款可温控的空调(电路设计如图)。已知左边控制电路电源电压为6V恒定不变,电磁继电器的线圈电阻R0=5Ω,R 为热敏电阻,其阻值随温度的变化如下表所示。当继电器线圈的电流大于或等于20mA时,继电器的衔铁被吸下,右侧空调开始工作。
温度t/℃ 0. 5 10 15 20 25 30 35 40
电阻R/Ω 500 445 415 385 355 325 295 265 235
(1)【产品原理】随着教室内温度的升高,由表可知热敏电阻Rx的阻值会 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。当电流达到20mA时,衔铁被吸下,右侧空调电路接通,空调开始工作。在空调的制冷模式下室内温度逐渐降低,当温度降低到一定值时,弹簧将衔铁弹起,右侧空调电路断开,空调停止工作,这样就实现了根据温度自动控制;
(2)【产品测试】试通过计算说明该空调的启动温度t是多少摄氏度 ;(写出计算过程)
(3)【产品评价】该小组制定了项目成果评价表,下表是其中一个指标内容。请依据下表先评价该产品达成情况的等级 (“3分”或“1分”),再简要说明你的评价理由 ;
指标内容 评价等级 3分 1分
指标1 空调的风速是否可调 风速可调 风速不可调
… … … …
(4)【产品升级】有细心的同学发现该设计存在一个问题:当教室无人时,室内温度一旦达到启动温度,空调也会自动工作,这样就不符合“节能降耗”要求。请你提出一种可行的电路修改方案: 。
36.学校开展项目化学习挑战赛——为夜跑者设计制作节能夜跑灯。
【项目要求】设计制作节能夜跑灯,将日常跑步时手臂摆动产生的机械能转化为电能使LED灯发光。
【提供器材】塑料水管、胶塞、圆柱形磁铁、导线、LED灯(正常工作时的电压为1.8V)。
(1)在奔跑过程中,线圈和磁铁相当于电路中的 。
(2)小江小组用磁性相同的磁铁,以相同的速度切割磁感线,探究感应电压大小和线圈匝数关系,具体数据如下表所示,根据表中数据分析,在其他条件不变的情况下,小江小组至少要绕制 匝线圈,才能使该LED灯正常发光。
线圈匝数/匝 50 100 150 200
感应电压/V 0.18 0.36 0.54 0.72
(3)图甲为小江小组制作好的节能夜跑灯的结构图,线圈缠绕在塑料水管外壳并与LED灯构成闭合电路,磁铁可以在水管内移动。假设跑步过程中手臂均水平摆动,夜跑灯应该放在图乙中手臂的 部位,请简述理由: 。
图甲 图乙
答案解析部分
1.【答案】A
【解析】【分析】电吉他的拾音器由磁铁和线圈组成,钢弦被磁化,弹动钢弦,相当于线圈做切割磁感线运动,在线圈中就会产生对应的音频电流,电流经放大后通过音箱,我们就听到了声音,根据增加线圈匝数可以增大线圈中的电流。
【解答】A、铜不可以被磁化,则选用铜质弦,电吉他不能正常工作,故A错误。
B、增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电流,故B正确。
C、弦振动过程中,线圈中的电流大小不断变化,使弦振动幅度不同发出声音的大小不同,故C正确。
D、断开电路,电路处于断路,线圈两端的感应电流也将消失,故D正确。
故答案为:A。
2.【答案】C
【解析】【分析】A.根据安培定则判断电磁铁的磁极方向,再确定和条形磁铁之间的力的作用;
B.根据滑片移动确定电流大小变化,进而判断电磁铁的磁场强弱变化;
C.根据滑片移动方向确定磁场强弱变化,进而判断瓶子内吸水还是排水,最后根据浮沉条件判断即可;
D.根据浮沉条件判断瓶子内水的重力变化,进而判断瓶内气体体积变化。
【解答】A.根据图片可知,线圈上电流方向向下,右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向下,此时大拇指指向右端,则右端为电磁铁的N极。根据“同名磁极相互排斥”可知,电磁铁和条形磁铁相互排斥,故A错误;
B. 若将滑片P向左移,则变阻器阻值变小,通过电流变大,电磁铁的磁性会变强,故B错误;
C.当滑片向右移动时,变阻器的阻值变大,通过电流变小,电磁铁的磁场变弱。那么此时条形磁铁受到 的排斥力减小,则活塞向左移动,则大瓶内气压减小,小瓶内的水会流出来。因为重力减小,所以小瓶子会上浮,故C正确;
D.小瓶子上浮时,重力减小,即瓶内的水会流出来,因此瓶内气体体积变大,故D错误。
故选C。
3.【答案】B
【解析】【分析】根据安培定则分析判断。
【解答】根据图片可知,当导线从左向右绕时,与导线从右向左绕时,导线上的电流方向相反。根据安培定则可知,两个线圈产生的磁场方向相反,大小相等,因此相互抵消,即左右两端都没有磁极,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
4.【答案】B
【解析】【分析】根据安培定值判断线圈上的磁极方向,根据磁极之间的相互作用规律确定线圈之间力的作用即可。
【解答】根据图片可知,线圈上电流方向向左。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,则每个线圈的下端为N极,上端为S极。根据“异名磁极相互吸引”可知,相邻线圈相互吸引而缩短。此时弹簧与水银面分开,整个电路没有电流,则磁场消失,弹簧恢复原来长度,再次接触水银面。如此往复,预算弹簧上下跳动。
故选B。
5.【答案】A
6.【答案】D
【解析】【分析】要使质量更小的车辆也能被拍照记录,在电路中电流不变时,可通过增大电源电压或并联一个定值电阻等方式来实现。
【解答】A、该装置是闯红灯违规模拟记录器,即在车辆闯红灯时会拍照记录,结合工作原理可知,红灯时控制电路开关应闭合,故A不符合题意;
B、由图中工作原理可知,当未接收到红灯时,光控开关断开,电磁铁没有磁性,衔铁不被吸引,指示灯亮,照相机所在支路断开,故B不符合题意;
C、当电流等于0.06A时,压敏电阻的阻值为,由图乙可知,此时受到的压力为4000N,车辆的质量为。由图乙可知,压力越小,压敏电阻的阻值越大,电路中电流将大于0.06A,衔铁不会被吸下,照相机不工作,故C不符合题意;
D、衔铁被多大的电流吸下不会改变,即电路中电流不变,电源电压不变,则电路中总电阻不变,质量更小的车辆也能被拍下,即压力减小,则压敏电阻的阻值增大,则应减小电路中其他电阻的阻值,故D符合题意。
故答案为:D。
7.【答案】B
【解析】【分析】(1)先根据安培定则判断电磁铁的磁极,然后根据磁极间的相互作用规律确定永磁体下端的磁极。
(2)线圈允许通过的最大电流为0.8A,电流表量程为0~0.6A,由串联电路的电流特点可知电路中的最大电流为0.6A,利用公式m=kI计算称量物体的最大质量,根据欧姆定律求出此时电路中的总电阻,根据串联电路的特点求出此时滑动变阻器接入电路的阻值,并判断是否符合滑动变阻器的要求;当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路中的电流最小,利用欧姆定律求出最小电流,然后利用m=kI求出称量物体的最小质量,据此可知该电子秤的称量范围。
(3)在电磁铁线圈匝数一定时,电流越大,则电磁铁的磁性越强;要增大排斥力,就要增大电路中的电流,结合欧姆定律分析滑片的移动方向。
(4)要增大电子秤的测量范围,根据公式m=kI进行分析。
【解答】A、由图可知,闭合开关后,电流从电磁铁的上端流入、下端流出,根据安培定则可知电磁铁的下端是N极,其上端为S极;由题知电磁铁和永磁体之间要产生斥力,根据磁极间的相互作用规律,永磁体的下端应为S极,故A正确。
B、线圈允许通过的最大电流为0.8A,电流表量程为0~0.6A,由串联电路的电流特点可知电路中的最大电流为0.6A,
则当I大=0.6A时,电子秤所称量物体的最大质量:m大=kI大=500g/A×0.6A=300g,
根据欧姆定律可知,此时电路中的总电阻:,
根据串联电路的电阻特点可知,此时滑动变阻器接入电路的阻值:R滑=R总-R线圈=15Ω-10Ω=5Ω<50Ω,即变阻器接入电路的阻值也在滑动变阻器的最大阻值范围之内。
当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路中的电流最小:,
则电子秤所称量物体的最小质量:m小=kI小=500g/A×0.15A=75g。
所以,该电子秤所能称量物体质量的范围为75g~300g,故B错误。
C、根据电磁铁磁性强弱的影响因素可知,要增大斥力,就要增大电路中的电流,而电源电压不变,由欧姆定律可知应该减小滑动变阻器接入电路的阻值,所以应将变阻器滑片P向下移动,故C正确。
D、要增大电子秤的测量范围,根据公式m=kI可知,可以通过增大电路中电流的取值范围来实现,故D正确。
故答案为:B。
8.【答案】D
【解析】【分析】电磁铁有电流通过时有磁性、没有电流通过时无磁性,据此分析开关闭合时电路的工作状态,然后找出符合要求的电路图。
【解答】A、由电路图可知,闭合开关后,电磁铁有磁性,吸下衔铁,灯泡发光;衔铁被吸下后,电磁铁被短路,而灯泡中一直有电流,灯泡会一直发光,不会实现灯泡持续交替闪烁,故A不符合要求;
B、由电路图可知,闭合开关后,电磁铁有磁性,吸下衔铁,电磁铁一直有电流,磁性不变,动触点无法与下面的静触点分开,而灯泡被短路,会一直不发光,故B不符合要求;
C、由电路图可知,闭合开关后,电磁铁有磁性,吸下衔铁,衔接与上面的触电分开,灯泡不发光,而电磁铁一直有电流,磁性不变,动触点无法与上面的静触点接触,灯泡会一直不发光,故C不符合要求;
D、由电路图可知,闭合开关后,电磁铁与灯泡中都有电流经过,灯泡发光且电磁铁有磁性,电磁铁将动触点吸下,与静触点分离,电路被切断,灯熄灭且电磁铁无磁性,弹性衔铁弹性形变恢复,动触点与静触点接触,电路通路,灯泡发光且电磁铁又具有磁性,如此反复,灯泡持续闪烁,故D符合要求。
故答案为:D。
9.【答案】A
【解析】【解答】AC、小圆圈“○”表示垂直于纸面、绕垂直纸面的轴转动的一根导线,它是闭合电路的一部分。由图磁感线方向水平向右,1的运动方向与磁感线方向平行,不切割磁感线,不能产生感应电流;2、3、4的运动方向切割磁感线,能产生感应电流,故A正确,C错误;
B、发电机的原理是电磁感应现象,将机械能转化为电能,发电机线圈就是电源,故B错误;
D、发电机线圈中产生的感应电流的大小和方向都随时间作周期性的变化,这种电流叫交流电,故D错误。故选A
【分析】产生感应电路的条件:①闭合电路的一部分导体;②导体切割磁感线运动。根据图示判断1、2、3、4位置按箭头方向运动时,是否切割磁感线即可判断出能否产生感应电流。产生感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线运动方向有关。
10.【答案】B
【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。
11.【答案】D
【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。
12.【答案】C
13.【答案】D
【解析】【分析】(1)感应电流的大小与磁场强弱和导体的运动速度有关;
(2)感应电流的条件:①闭合电路部分导体;②在磁场中;③做切割磁感线运动;
(3)感应电流的方向与磁场方向和导体运动方向有关;
(4)电动机的工作原理为通电导体在磁场中受力运动。
【解答】A.感应电流的大小与导体的运动速度有关,则增大MN的速度,通过R的电流会变大,故A正确不合题意;
B.MN左、右运动时,产生了感应电流,那么它肯定切割了磁感线,故B正确不合题意;
C.若MN向左滑动,此时导体切割磁感线的方向与原来相反,那么产生的电流方向相反,即电阻R中电流方向为从c流向a,故C正确不合题意;
D.该图反映了电动机的工作原理,故D错误符合题意。
故选D。
14.【答案】B
【解析】【分析】当磁环悬空静止时,它们都处于平衡状态,即受到的磁力和自身重力相等,据此判断乙和丙受到磁力的大小,最后根据磁力和距离的关系判断三个高度之间的大小关系。
【解答】设每个磁环的重力为G ,则当甲乙两磁环处于静止状态时,甲乙之间的力大小为G ,此时所对应的距离为h1 ;
当丙磁环套在乙上方,甲、乙、丙都处于静止状态时,乙丙之间力的大小为G,对应的距离为h3,甲乙之间力的大小为2G ,对应的距离为h2 ,根据磁环间的斥力随距离的减小而增大的原理可知, h1>h2, h2
故选B。
15.【答案】C
【解析】【分析】根据条形磁体两极磁性最强而中间磁性最弱,和磁极间的作用规律分析。
【解答】条形磁体两极磁性最强而中间磁性最弱,且同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,当挂着的磁体向右移动时,相互吸引力逐渐减小,而过了大磁体中点后,相互排斥力逐渐增大,故可以得出弹簧测力计的示数从A端到B端是逐渐变小的。
故答案为:C。
16.【答案】D
【解析】【分析】 (1)电磁铁的原理是电流的磁效应,特点是通电时具有磁性,断电时失去磁性,电磁铁的磁性强弱与电流的大小有关。
(2)并联电路中各用电器之间互不影响,串联电路各用电器之间相互影响。
(3)根据安培定则可以判断电磁铁的磁极。
【解答】A、该门锁利用了电生磁的原理来工作的正确,当电流通过螺线管时,螺线管有磁性,故A错误。
B、该单元的各住户控制门锁的开关是并联的,互不影响,故B错误。
C、根据安培定则,闭合开关S后,电磁铁的右端为S极,故C错误。
D、当控制电流减小时,电磁铁的磁性减弱,对衔铁的磁力减弱,需要将电磁铁靠近衔铁才能继续工作,故D正确。
故答案为:D。
17.【答案】C
【解析】【分析】用测电笔检测家庭电路故障时,若插座两孔都能使氖管发光,说明是某个地方的零线断了。
【解答】A、电热水壶所在电路的b、c间开路时,电热水壶不能工作,但是电灯与插座正常连接,因此电灯应该发光,测电笔接触插座的左孔时氖管不发光,故A不符合题意;
B、插座的接地线开路,只会影响人体触电时的安全性,不会影响用电器的正常工作,即电热水壶应该正常工作,故B不符合题意;
C、电路的c、d间导线开路时,不会影响灯泡,灯泡正常发光,插座左孔通过电热水壶所在电路与火线相连,故用测电笔检测时氖管发光,故C符合题意;
D、电路的a、b间导线开路时,插座和电热水壶的火线部分断开,测电笔接触插座的右孔时氖管不会发光,故D不符合题意。
故答案为:C。
18.【答案】B
【解析】【分析】根据描述分析无线充电的工作原理,再与各个选项进行比较即可。
【解答】 手机无线充电技术是利用电磁感应来工作的。
A.该图说明异名磁极相互吸引,与电磁感应原理不同,故A不合题意;
B.闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流,这种现象叫电磁感应现象,与无线充电的原理相同,故B符合题意;
C.电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关,电磁铁是利用电流的磁效应来工作的,与电磁感应原理不同,故C不合题意;
D.奥斯特实验说明通电导体的周围存在磁场,与电磁感应原理不同,故D不合题意。
故选B。
19.【答案】A
20.【答案】B
【解析】【分析】磁悬浮列车利用同名磁极相互排斥和异名磁极相互吸引的原理。
【解答】A、图中轨道磁体在下方,与下方的列车电磁铁属于同名磁极相互排斥,使列车与轨道分离悬浮,A正确。
B、图中列车上使用的事电磁铁,B错误,符合题意
C、列车悬浮后,与轨道接触面脱离,摩擦力阻力消失,阻力仅为空气阻力,B正确
D、列车悬浮行驶时,与轨道触面脱离,摩擦力阻力消失,所以无震动,运行平稳,D正确
故答:B
21.【答案】(1)S
(2)钢
【解析】【分析】(1)指南针在水平位置静止指南的是S极,指北的是N极。
(2)钢容易被磁化,且能长时间保持磁性。
【解答】(1)地球是一个大的磁体,磁化后的缝衣针具有磁性,类似指南针,地球和自制指南针的磁场相互作用,树叶尖端指向地磁北极,地理的南极,所以小梦应该在树叶尖端标注S极。
(2)此实验中缝衣针所用的材料可能是钢,因为钢能被磁化,且能保持磁性。
(1)地球是一个大的磁体,磁化后的缝衣针具有磁性,类似指南针,地球和自制指南针的磁场相互作用,树叶尖端指向地磁北极,地理的南极,所以小梦应该在树叶尖端标注S极。
(2)此实验中缝衣针所用的材料可能是钢,因为钢能被磁化,且能保持磁性。
22.【答案】(1)排斥
(2)不是;Q
【解析】【分析】(1)根据小车的移动方向确定受到磁力的方向即可;
(2)磁感线并不存在,是人为引入的,用于描述磁场的分布。当小磁针静止时N极所指的方向就是磁场方向。
【解答】(1)根据图1可知,两个N极靠近时小车反向运动,则受到排斥力,那么得到:同名磁极相互排斥。
(2)如图2所示是某一磁体周围的部分磁感线,磁感线不是客观存在的。根据图2可知,磁感线从左向右,那么b点的磁场方向指向Q点,则在b点放置一个可自由转动的小磁针,则小磁针静止时,其N极指向Q处。
23.【答案】周期性改变;右;从②流向①
【解析】【分析】由安培定则可知电磁铁的磁极,由磁极间的相互作用可知活塞的移动方向,进而可知血液的流动方向。
【解答】因为电磁铁磁极的方向与电流的方向有关,图中的电流方向需周期性改变,电磁铁改变左侧磁极与左侧磁体发生相互作用,活塞才能往复运动。
当线图中的电流从B流向A时,由安培定则可知,螺线管左端为N极,此时同名磁极相对,相互排斥,故活塞向右运动,使得阀门S2关闭,S1打开,则血液由②流向①。
24.【答案】(1)左;改变
(2)相反
25.【答案】(1)A;C
(2)通电导体在磁场中受力运动
(3)0.2-0.4
【解析】【分析】(1)电磁铁的磁性强弱与电流大小及线圈匝数有关,磁磁场方向与电流方向及绕线方向有关。
(2)通过导体在磁场中国受力转动,与电动机的原理相同。
(3)实验应在0.3g左右多设置几组实验,找到更合适的质量。
【解答】(1)A、电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁的磁性越强,故A正确;
B、改变线圈中的电流方向,电磁铁的磁性不会增强,磁场的方向会发生改变,故B错误;
C、线圈匝数一定时,电流越大,电磁铁的磁性越强,故C正确;
D、改变线圈的绕向,电磁铁的磁性不会增强,磁场的方向会发生改变,故D错误。
故答案为:AC。
(2)撞针在磁场中受到磁力作用,在磁力的作用下,向前运动。
(3)由表中数据可知,当撞针的质量小于0.3g时,随着撞针的质量变大,射程变大,当质量大于0.3g时,随撞针质量增大,射程变小,可知质量在0.3g左右射程最远,所以应在0.2-0.4g之间多设置几组实验进行探究。
26.【答案】(1)D
(2)E、F、G
【解析】【分析】(1)开关接火线;
(2)当图3中G点左侧零线断线后,由于插座CD中插由开关闭合的台灯,这样零线G点右侧电路与火线相连,使用测电笔检测,笔尖接触导线时氖管会发光。
【解答】(1)家庭电路中开关应接在火线与灯泡之间,这样更安全,故台灯插头的插脚A应与图3中两孔插座的D相连;
(2)测电笔是用来辨别火线和零线的设备,即当用测电笔检测时,若是碰到火线,氖管会发光的;当G点左侧的零线断了,台灯插头插入插座后,闭合台灯开关,台灯不发光;开关S断开,E点与火线直接相连,F、G通过图3的灯以及台灯与火线(间接)相连,故用试电笔检测E、F、G三点都能使氖管发光。
27.【答案】(1)S
(2)左
【解析】【分析】(1)由安培定则判断该螺线管的N、S极。
(2)当将开关S从a点换到b点时,由于接入电路的螺线管变长,即电阻变大,所以电路中的电流变小;在该题中要求电路中的电流与原来相比是不变的,所以需向左移动滑片才能实现上述目的。
【解答】(1)电流由螺线管的左端流入,由安培定则判断该螺线管的左端是S极,右端是N极;
(2)验证通电螺线管的磁性与线圈匝数有关,即需要在电流一定的情况下,改变线圈的匝数看电磁铁的磁性有何变化即可;故当将开关S从a点换到b点时,由于接入电路的螺线管变长,即电阻变大,所以电路中的电流变小;而在该题中要求电路中的电流与原来相比是不变的,所以需向左移动滑片才能实现上述目的。
故答案为:(1)S; (2)左。
28.【答案】(1)电磁感应
(2)感应电流的方向与导体切割磁感线方向
【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)根据二极管的单项导电性分析解答。
【解答】(1)根据题意可知,当磁铁在线圈中左右移动时,相当于磁铁不动,线圈往复做切割磁感线运动,因此会产生感应电流,那么该装置是根据电磁感应原理制成的。
(2)二极管具有单项导电性,图片中两个二极管反向安放,则发光时通过的电流方向不同,那么:实验中要用两只二极管,是因为可以方便地研究感应电流的方向与导体切割磁感线方向的关系。
29.【答案】强;总功率过大
【解析】【解答】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。当电流中电流过大时,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。家庭电流中电流过大总共有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。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
【分析】电磁铁的磁性跟电流大小、线圈的匝数、有无铁芯有关.有铁芯时,电流越大,线圈匝数越多,磁性越强;当线圈匝数不变,铁芯不变时,电磁铁中电流增大到一定值时,磁性增强能把衔铁Q吸引过来,闸刀开关被弹簧拉起,电路断开,起到保护作用;家庭电路中电流过大的原因有两种,一是用电器短路,二是用电器总功率过大。
30.【答案】无;S;变小
【解析】【分析】(1)根据磁感线的作用和由来分析。根据安培定则判断电磁铁的磁极方向,再根据磁极之间的相互作用规律确定小磁针的指向;
(2)根据滑片移动确定变阻器的电阻变化,再根据欧姆定律确定电流大小变化,进而确定电磁铁的磁场强弱变化,最后根据平衡力的知识确定铁块受到摩擦力大小即可。
【解答】(1)磁感线并不存在,是为了表示磁场的分布规律引入。线圈上电流方向向向上,根据安培定则可知,电磁铁的左端为N极,右端为S极。根据“异名磁极相互吸引”可知,小磁针的左端为S极。
(2)当滑片P向左滑动时,它的阻值变大,则通过电路的电流变小,因此电磁铁的磁场变弱。那么铁块受到的吸引力减小,根据平衡力的知识可知,铁块受到的摩擦力变小。
31.【答案】(1)判断感应电流的方向
(2)导体切割磁感线的方向
(3)条形磁铁水平放置在玻璃管左侧,N极向右快速插入玻璃管,观察两灯的发光情况
(4)阻碍
【解析】【分析】 (1)根据LED灯的工作特点分析;
(2)根据实验现象分析可得出结论。
(3)探究感应电流的方向跟磁场方向之间的关系,需要保证导体运动方向不变,只改变磁场的方向;
(4)实验表明:通电螺线管产生的磁场方向和外界磁场的变化是相反的。
【解答】 (1)LED灯具有单向导电性,实验中选用LED灯是为了判断感应电流的方向;
(2)由①②可知,条形磁铁先是S极向右快速插入玻璃管,然后快速向左拉出,导体切割磁感线的方向不同,产生的感应电流方向不同,可以得出:感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关;
(3)若想要证明“感应电流的方向与磁场方向有关”,在做了上述操作①后,还应该补做的实验操作是条形磁铁水平放置在玻璃管左侧,N极向右快速插入玻璃管,观察两灯的发光情况;
(4)通电螺线管产生的磁场方向和外界磁场的变化是相反,通电螺线管产生的磁场对条形磁体的运动产生阻碍作用。
32.【答案】(1)B
(2)磁场方向与电流方向有关
(3)自由电子定向移动形成电流,电流周围存在磁场;c
【解析】【分析】 (1)奥斯特实验说明通电导体的周围存在磁场,通电直导线开始放置时应顺着小磁针的方向。
(2)奥斯特实验说明通电导体的周围存在磁场,且磁场方向与电流方向有关。
(3)电荷的定向移动形成电流;电子实际移动方向和电流的方向相反。
【解答】 (1)为了减弱地磁场的影响,在演示奥斯特实验时,应该:
②放置小磁针观察指向;
③摆放一根长直导线;
①闭合开关。
即正确顺序为②③①。
故选B。
(2)由图乙(a)、(b)、(c)可知,当导线中有电流经过时,小磁针的指向发生偏转,且改变电流方向时,小磁针改变偏转方向,那么说明:电流周围存在磁场,且电流的磁场方向与电流的方向有关。
(3)如图乙(d)所示,小磁针也会发生偏转。其依据是:电子的定向移动会形成电流 ,电流周围存在磁场 。
在d中,电子向右移动,而电流方向与其相反,即电流向左,与c中电流方向一致,因此d和c中小磁针N极的方向相同。
33.【答案】(1)S
(2)软磁铁易被磁化,被磁化后,磁性也容易消失
(3)软;断电后螺线管失去磁性,避免对下一次实验造成影响
【解析】【分析】(1)根据磁极之间的相互作用规律解答;
(2)根据题目的描述分析软磁铁和硬磁铁的不同;
(3)根据探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验要求分析。
【解答】(1)永磁铁的右端为N极,当永磁铁非常接近软磁铁的尖端时,二者相互吸引,根据“异名磁极相互吸引”可知,此时软磁铁的左端会突然变成S极。
(2)软磁铁与硬磁铁相比其特点是:软磁铁易被磁化,被磁化后,磁性也容易消失;
(3)探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中,螺线管的铁芯应选用软磁材料,理由是:断电后螺线管失去磁性,避免对下一次实验造成影响。
34.【答案】(1)向纸面外
(2)向纸面外
(3)不发生
【解析】【分析通电导线在磁场中受到力的作用,电子在磁场中运动是,相当于是反向流动的电流,也收到力的作用。作用方向与电流方向和磁场方向有关。
【解答】(1)磁极方向对调,表面只改变了磁场方向,电子束受力方向改变,故将向纸面外偏转,故答: 向纸面外
(2)如改变电子束为带正电的粒子流,相当于只改变了电流方向,受力方向也改变,故将向纸面外偏转,故答: 向纸面外
(3)换成不带电的粒子束,就没有电荷的定向移动,没有电流,不会发生力的作用,故答:不发生
35.【答案】减小;30℃;1;根据图片可知,工作电路中只有空调,即电路中的电路阻值不可变,那么电流不变。根据P=UI可知,功率一定,因此风速不可调,等级为1分。;在控制电路中,加一个是否有人的控制开关,串联在电路中,即当温度到达一定和房间有人后,电路为通路。
【解析】【分析】(1)根据表格数据分析热敏电阻的阻值随温度的变化规律;
(2)当继电器线圈的电流大于或等于20mA时,根据计算此时的总电阻,根据计算此时热敏电阻的阻值,根据表格确定此时的温度即可;
(3)当空调的功率改变时,空调的风速自然改变,根据图片分析工作电路的特点即可;
(4)增加一个开关,无人时关闭,有人时打开,就能符合要求。
【解答】(1)根据表格数据可知,随着教室内温度的升高,热敏电阻Rx的阻值会变小。
(2)当继电器线圈的电流大于或等于20mA时
电路中的电阻为,
热敏电阻的阻值为,
根据表格可知,此时的温度为30℃。
36.【答案】(1)电源
(2)500
(3)B;跑步时,前臂B位置主要做水平往返运动,能使磁铁在水管内往返运动,连续切割磁感线使灯发光(合理即可)
【解析】【分析】考查电磁感应现象:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫做电磁感应,产生的电流叫感应电流。
【解答】(1)线圈切割磁感线产生感应电流,相当于电源;
(2)根据表中数据可知,在其他条件相同时,感应电压与线圈匝数成正比,所以当电压等于1.8V时,至少要绕制500匝线圈;
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