单元评价检测(一)
第十六章
(45分钟 100分)
一、选择题(本大题共8个小题,每题5分,共40分)
1.下列选项中,每位科学家与某项重大发现的应用相对应,其中对应关系不正确的是( )
A.奥斯特——电磁起重机
B.沈括——地磁的两极和地理的两极并不重合
C.法拉第——发电机
D.焦耳——电动机
2.如图所示是小宇同学画出的几种磁体周围的磁感线分布情况,其中不正确的是( )
3.如图所示,电磁铁P和Q通电后( )
A.P的右端是N极,Q的左端是S极,它们相互吸引
B.P的右端是S极,Q的左端是S极,它们相互排斥
C.P的右端是N极,Q的左端是N极,它们相互排斥
D.P的右端是S极,Q的左端是N极,它们相互吸引
4.下列关于电磁铁和磁感线的说法,正确的是( )
A.电磁铁的磁性有无和磁性强弱可以改变
B.电磁铁能永久性地保持磁性
C.磁感线是真实存在的
D.磁体外部的磁感线总是从S极出发,回到N极
5.如图所示,当开关闭合后,下列说法正确的是( )
A.螺线管的下端是S极
B.小磁针将转动,静止后N极向下
C.小磁针将转动,静止后S极向下
D.当滑动变阻器的滑片向右滑动时,螺线管的磁性增强
6.如图,开关S闭合后,下列说法正确的是( )
A.电磁铁A的上端是N极
B.弹簧具有弹性势能
C.电动机不工作
D.电灯正常工作
7.关于图甲、乙所示的实验,下列说法正确的是( )
A.甲可以研究通电导体在磁场中的受力情况
B.甲实验的过程中,其他形式能转化为电能
C.乙可以研究电磁感应现象
D.乙实验的过程中,其他形式的能转化为电能
8.风力测定仪由风叶和改装的电流表构成,风力越大,风叶转动越快,电流表读数也越大。图中与这一过程的工作原理相同的是( )
二、填空题(本大题共6个小题,每空2分,共22分)
9.小磁针指南北,是因为地球是一个巨大的磁体,地磁的北极在地理的 极附近,地磁的南极在地理的 极附近。
10.如图所示,开关S闭合后,小磁针在电磁铁作用下最终静止,则a端为 极。
11.如图所示是演示巨磁电阻(GMR)特性的原理示意图。开关S1、S2闭合时,向左稍微移动滑动变阻器的滑片P,指示灯的亮度明显变亮。
(1)滑动变阻器的滑片P向左移动时,电磁铁周围的磁场 (选填“增强”“减弱”或“不变”)。
(2)指示灯的亮度明显变亮,表明电路中GMR的阻值显著 (选填“增大”或“减小”)。
12.如图所示,手压电筒都有一按柄,通过塑料齿轮带动铜丝线圈内磁性飞轮高速旋转,实现切割磁感线,产生感应电流。因此,它是利用 原理把 能转化为电能。
13.如图所示是一种常用的动圈式话筒(麦克风)及原理图。当你对着话筒说话时,声带 发出声音,声波使与膜片相连的线圈振动。线圈在磁场中的这种振动,能产生随着声音变化而变化的电流,这是 现象。
14.发电机和电动机的相继问世,使人类大规模用电成为现实。发电机是根据 原理制成的;电动机是根据 原理制成的。
三、作图题(本大题共2个小题,共10分)
15.(5分)在图中标出磁感线的方向和小磁针的N极。
16.(5分)请在图中画出通电螺线管的绕法及磁感线的方向。
四、实验探究题(本大题共3个小题,共28分)
17.(10分)科学家发现两根平行导线通电后有如图所示的现象(图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况)。
(1)由图可知两平行通电导线之间有力的作用。当通入的电流方向相同时,导线相互 ;当通入电流方向相反时,导线相互 。
(2)判断通电直导线周围磁场方向的方法是:用右手握导线,大拇指指向电流方向,则四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向。根据这个方法,请你判定甲图中导线a在导线b处产生的磁场方向为垂直于纸面 (选填“向里”或“向外”)。
(3)上述现象的原因是:通电导线a周围产生的磁场对通电导线b有 的作用。当导线a中的电流方向改变时,其磁场的方向也发生改变,导线b受力方向随之改变。
(4)由此可知:与磁体之间的相互作用一样,电流之间的相互作用也是通过
来实现的。
18.(10分)如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置图,闭合开关后,钢棒AB、电流表、开关组成闭合电路。小明将实验中观察到的现象记录在表中。
次数
开关
磁场方向
导体AB的
运动方向
电流表指针
的偏转方向
1
断开
上N下S
向右运动
不偏转
2
断开
上N下S
向左运动
不偏转
3
闭合
上N下S
向右运动
向左偏转
4
闭合
上N下S
向左运动
向右偏转
5
闭合
上N下S
向上运动
不偏转
6
闭合
上S下N
向下运动
不偏转
7
闭合
上S下N
向右运动
向右偏转
8
闭合
上S下N
向左运动
向左偏转
(1)通过比较实验次数3和4(或7和8)可知:在磁场方向一定时,感应电流的方向与 有关。
(2)通过比较实验次数3和7(或4和8)可知:在导体切割磁感线运动方向不变时,感应电流的方向与 有关。
(3)小明通过以上实验分析得出:闭合电路中的一部分导体在磁场里做
时,导体中就会产生感应电流。
(4)针对这个实验,小明做了进一步的探究,他提出了“感应电流的大小可能与磁场的强弱有关”的猜想,为了验证小明的猜想,请你帮他设计主要的实验步骤,并对实验结果进行分析判断。
19.(8分)【探究名称】探究水对磁的影响
【提出问题】声波可以穿过空气,也可以穿过水,并且声波在水中要比在空气中传播得快。那么磁呢?水对磁有影响吗?
【进行猜想】宪宪认为水对磁没有影响。
【设计并进行实验】宪宪设计了如图所示的实验:
(1)在烧杯底放一枚小铁钉,放松绳子把绑着的磁铁缓慢下放,让磁铁逐渐靠近小铁钉,在小铁钉刚能被吸起的瞬间停止下放,且在绳子末端所对应的支架处用小胶带做好标记(图中A点)。
(2)拉动绳子提起磁铁,把小铁钉从磁铁上取下,准确地放回杯底原位置。
(3)往杯内倒入适量水后,缓慢下放磁铁浸入水中,当 时停止下放。
(4)如果这两次绳子末端所到达的位置不变,则说明 。
【交流与评估】本次探究活动中应用了控制变量法,其中控制不变的因素主要有:
① ;
② ;
③ 。
答案解析
1.【解析】选D。本题考查跟电与磁有关的科学家的贡献。奥斯特实验第一次证明了电流的磁效应,由此制造了电磁起重机;我国宋代学者沈括首次发现了地磁的两极和地理的两极并不重合;法拉第发现了电磁感应现象,由此制造出了发电机;焦耳发现的是焦耳定律,与电动机的发明无关。
2.【解析】选D。本题考查磁场与磁感线的理解。磁体周围的磁感线都是从磁体的N极出发,回到磁体的S极。在A选项中,根据安培定则可判断通电螺线管的左端为N极,右端为S极,所以磁感线应从通电螺线管的左端出发,回到通电螺线管的右端;B选项中,相靠近的两个磁极是同名磁极,且都是N极,所以磁感线从N极出发,从磁感线的分布看,应呈现“排斥”的状态;C选项中,相靠近的两个磁极是异名磁极,磁感线是从N极出发,回到相靠近的S极;D选项中,磁感线的方向错误,故选D。
3.【解析】选B。由安培定则可知电磁铁P左端为N极,右端为S极,电磁铁Q左端为S极,右端为N极。即两电磁铁靠近部分为同名磁极,相互排斥。故本题选B。
4.【解析】选A。本题考查对电磁铁和磁感线的理解,具体解析如下:
A
√
电磁铁的磁性有无和强弱,可以通过电流的有无大小来控制
B
×
电磁铁不是永久性磁体,当没有电流的时候就不会有磁性
C
×
磁感线不是真实存在的
D
×
磁体外部磁感线从N极到S极
5.【解析】选B。本题考查对安培定则的理解。开关闭合后,根据安培定则,螺线管的下端为N极,上端为S极,根据异名磁极相吸的原理,小磁针的N极顺时针转动直到向下为止。当滑动变阻器的滑片向右滑动时,电阻增大,电流减小,螺线管的磁性减弱。
6.【解析】选B。闭合开关后,电磁铁产生磁性,吸引衔铁向下移动,电动机所在电路接通,灯泡被断路,弹簧被拉伸,具有弹性势能;根据安培定则,可以判断电磁铁的下端是N极,所以B正确。
7.【解析】选B。本题考查磁场对电流的作用与电磁感应的辨析。甲图实验探究的是电磁感应现象,机械能转化为电能;乙图研究的是通电导体在磁场中的受力情况,电能转化为机械能。所以只有B选项是正确的。
8.【解析】选C。本题考查电磁现象的相关知识。C项中,导体ab切割磁感线的速度越大,产生的感应电流越大,电流表的读数越大,与题中所述风力测定仪的工作原理相同。
9.【解析】地球本身是一个巨大的磁体,地磁北极在地理的南极附近,地磁南极在地理的北极附近。
答案:南 北
10.【解析】由安培定则可知,螺线管的左端为N极,因为异名磁极互相吸引,所以小磁针在电磁铁作用下最终静止时a端为S极。
答案:S
11.【解析】本题考查电阻、磁场随电流变化的知识。
(1)滑动变阻器的滑片P向左移动时,连入电路中的阻值变小,电路中的电流变大,电磁铁周围的磁场增强;(2)指示灯的亮度明显变亮,说明电路中的电流变大,表明电路中GMR的阻值显著减小。
答案:(1)增强 (2)减小
12.【解析】由题意可知手压电筒为线圈切割磁感线产生感应电流,故可知利用了电磁感应原理,消耗了机械能,产生了电能。
答案:电磁感应 机械
13.【解析】本题综合考查声音产生的原因和电磁感应现象。人说话是靠声带的振动发声的,声波使线圈在磁场中振动,做切割磁感线运动,从而产生感应电流,这是电磁感应现象。
答案:振动 电磁感应
14.【解析】发电机的原理是电磁感应;电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动(或者是通电导线在磁场中受到力的作用而运动)
答案:电磁感应 通电线圈在磁场中受力转动
15.【解析】图中的磁体外部的磁感线方向总是从北极出来,回到南极。根据小磁针在磁场中静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向可知小磁针的下端为N极。
答案:如图所示
16.【解析】本题考查磁感线画法和螺线管磁极的判定。在磁体外部,磁感线的方向总是从磁体的N极出来,回到磁体的S极。根据螺线管磁极的判定,画出螺线管的绕法:用右手握住螺线管,大拇指指向螺线管的N极,则螺线管外圈电流方向是向下的,画出螺线管的绕法。
答案:如图所示
17.【解析】(1)由图甲可以看出,当通入的电流方向相同时,导线相互吸引,由图乙可以看出,当通入的电流方向相反时,导线相互排斥;(2)根据判断通电直导线周围磁场方向的方法,可以判定出甲图中导线a在导线b处产生的磁场方向为垂直于纸面向里;(3)两平行通电导线之间有力的作用,实际上就是通电导线a周围产生的磁场对通电导线b有力的作用;(4)这个实验现象告诉我们,与磁体之间的相互作用一样,电流之间的相互作用也是通过磁场来实现的。
答案:(1)吸引 排斥 (2)向里 (3)力 (4)磁场
18.【解析】本题考查电磁感应现象。(1)比较实验次数3和4(或7和8),磁场方向相同,导体运动方向相反,电流表指针偏转方向相反,说明产生的感应电流方向相反,则可说明在磁场方向一定时,感应电流的方向与导体运动的方向有关。(2)比较实验次数3和7(或4和8),磁场方向不同,导体运动方向相同,电流表指针偏转方向相反,说明产生的感应电流方向相反,则可说明在导体切割磁感线运动方向不变时,感应电流的方向与磁场方向有关。(3)分析实验数据,当开关断开或导体运动方向与磁感线平行时,电流表指针不偏转,说明只有当电路闭合,且其中一部分导体做切割磁感线运动时,导体中才会产生感应电流。(4)若探究感应电流大小与磁场强弱的关系,应控制其他因素不变,只改变磁场强弱。
答案:(1)导体切割磁感线方向(或导体运动方向)
(2)磁场方向
(3)切割磁感线运动(或与磁场方向垂直的运动)
(4)主要步骤:改变磁场的强弱,让导体AB做切割磁感线运动且运动速度相同,观察电流表指针偏转幅度大小。
分析判断:如果电流表指针偏转幅度相同,说明感应电流的大小与磁场的强弱无关;如果电流表指针偏转幅度不相同,说明感应电流的大小与磁场强弱有关。
19.【解析】本探究活动主要是利用控制变量法来探究水对磁有无影响。在实验中控制小铁钉的位置、磁铁、铁钉等因素不变,通过比较有水和无水时,小铁钉刚能被吸起时绳子末端所到的位置是否相同来判断水对磁是否有影响。
答案:
【设计并进行实验】
(3)小铁钉刚能被吸起
(4)水对磁的强弱没有影响
【交流与评估】
①小铁钉的位置
②同一磁铁
③同一小铁钉等