第七章磁与电
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.关于指南针和磁场,下列说法正确的是( )
A.指南针最早由欧洲传入中国
B.地球的地理两极与地磁场两极完全重合
C.地球周围存在磁场,因此指南针能指示方向
D.信鸽是靠在其身上绑上小磁针来导航的
2.关于磁场及磁感线的描述,下列说法正确的是( )
A.磁感线是磁场中真实存在的曲线
B.磁场对放入其中的物体有力的作用
C.在用磁感线描述磁场时,磁感线都是从磁体的S极出发,回到N极
D.规定小磁针静止时N极所指的方向为该点磁场的方向
3.下列有关电与磁的说法不正确的是( )
A.磁感线看不见、摸不着,但它是客观存在的
B.悬吊着的小磁针静止时N极指向地磁南极
C.电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关
D.仅改变通过电磁铁的电流大小可以改变电磁铁磁性的强弱
4.地球周围存在着磁场——地磁场。下列现象与地磁场无关的是( )
A.信鸽在飞行过程中为自己导航 B.船在大海中航行用指南针导航
C.龙卷风的形成 D.民间用罗盘来确定房屋地基的方位
5.一根长直铜导线在靠近一个原来静止的小磁针的过程中,下列说法正确的是( )
A.小磁针不动,导线中不可能有电流通过
B.小磁针发生转动,导线中一定通有电流
C.小磁针发生转动,导线中不一定通有电流
D.小磁针发生转动,导线中一定没有电流通过
6.一位同学将两个相同的铁钉绕制成电磁铁,使用足够数量的大头针进行探究实验。实验电路如图所示,闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.B线圈的匝数多,所以通过B线圈的电流小于A线圈的电流
B.电磁铁A的上端是S极
C.只将铁钉换成同规格的铜钉,闭合开关S,两个电磁铁吸引大头针的数量减少
D.通过观察电磁铁吸引的大头针个数判断它的磁性强弱,是运用了控制变量法
7.下列我国古代生活用品在使用时所应用的物理性质,说法错误的是( )
A.磁铁能吸引其附近的铁钉——磁性
B.用陶器烹煮食物——导热性
C.用铜和锡做镜子——导电性
D.用竹子做弓——弹性
8.如图所示,小明同学在探究电磁铁磁性强弱的实验中,使用两个相同的大铁钉A、B绕制成电磁铁进行实验,下列说法正确的是( )
A.电磁铁A、B的上端均为N极
B.滑片P向右滑动的过程中电磁铁的磁性逐渐增强
C.电磁铁能吸引大头针的数目越少说明它的磁性越强
D.该实验可以探究电磁铁磁性的强弱与匝数多少的关系
9.如图所示的是小明自制的指南针,小明用条形磁体将缝衣针磁化后,将其放在水中漂浮的树叶上,待树叶静止后,多次将树叶轻轻旋转,重复上述操作,观察到树叶尖端总指向南方。下列说法正确的是( )
A.树叶尖端指向地磁南极
B.指南针的“N”应标注在树叶尖端
C.磁化后的缝衣针能带动树叶指南北,是因为它受到地磁场的作用
D.磁化后的缝衣针周围存在磁感线
10.如图中各磁体的磁感线方向,标注正确的是( )
A. B.
C. D.
二、多选题
11.如图所示,a、b分别为电流表两接线柱,c、d分别为电源两极。闭合开关后,把小磁针放在甲端的左侧附近静止时N极指向通电螺线管甲端,则以下判断正确的是( )
A.螺线管甲端为N极,另一端为S极
B.螺线管的极性与电流环绕方向有关
C.若d为正极,则a为“-”接线柱
D.螺线管的极性跟电源c、d正负极无关
12.图甲是花棚里安装的自动喷雾和浇水系统的简化电路。S2是电子时控开关,每天在设定好的时间会自动闭合,启动浇水系统。喷雾系统用于调节空气湿度,R为湿敏电阻,其阻值随相对湿度φ变化的图象如图乙所示。当空气中的湿度达到某特定值时,衔铁被吸合或释放,下列说法正确的是( )
A.图甲中电磁铁的上端为N极
B.当花棚内空气湿度减小时,控制电路的电流增大
C.图甲中喷雾系统的C接线柱应连接在B接线柱上
D.当控制电路中电压降低时,控制的最高湿度会上升
13.根据图中磁感线的方向和小磁针的指向判断,下列四幅图片正确的是( )
A. B. C. D.
14.商场内的一种智能电动扶梯如图甲所示,无乘客乘坐电梯时,电动机低速运转,电梯以较小的速度上升;当有乘客乘坐电梯时,电动机高速运转,电梯以较大的速度上升。该电动扶梯内部电路如图乙所示,其中M为带动电梯运转的电动机,R1为定值电阻,R为压敏电阻,其阻值随压力的增大而减小,电源两端的电压均保持不变。下列关于这个电路的说法正确的是( )
A.电磁继电器的作用相当于一个开关
B.若电源左端为正极,则电磁铁上端是S极
C.当无乘客站在电梯上时,R的阻值变小,电路中电流变大
D.当电梯上有乘客时,电磁铁磁性增强,吸引衔铁与触点2接触
15.如图是一自动浇水器的工作原理示意图,在一定范围内,湿敏电阻的阻值随土壤湿度的增大而减小,土壤湿度达到一定值,浇水器停止工作。则( )
A.土壤湿度增加时,电磁铁磁性减弱 B.闭合开关S,电磁铁上端为N极
C.若想调高触发湿度,可减小接入电路的阻值 D.若想调高触发湿度,可调低电源电压
三、填空题
16.如图所示的是一种涂鸦画板的原理图。将磁铁粉浸没在悬浮液里,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 (选填“不易磁化”或“易磁化”)的材料制成。
17.如图甲所示,将小铁钉靠近磁铁N极,小铁钉被吸引。如图乙所示,给磁铁加热一段时间后,小铁钉会掉落,表明磁铁的磁性可能与 有关。利用这种方法,使磁铁的磁性减弱甚至消失的过程称为 。
18.如图甲所示,桌面上放有一定量的铁屑,现将两个完全相同的条形磁体A和B放置在靠近铁屑的上方并吸附一定量的铁屑。如图乙所示,将一个长度略大于两个磁体间距的软铁棒轻轻搁在两个磁体上,软铁棒被 ,相当于与条形磁体A、B形成了一个大磁体,则被吸附的铁屑会 (选填“增多”“减少”或“不变”)。
19.地磁场:地球是一个巨大的磁体,它的周围存在地磁场。地磁北极在地理 极附近,地磁南极在地理 极附近。
20.磁感线
(1)概念:为了形象地描述磁场,人们就把铁屑在磁场中的排列情况,用一些带箭头的曲线来表示,这样的曲线叫作 ;
(2)方向:在磁体的外部,磁感线总是从磁体的 出发,最后回到 ;
(3)特点:
① 真实存在的,是为了形象地描述磁场而画出的一些 的曲线;
②是闭合的曲线,且任意两条磁感线 相交;
③ 表示磁场的强弱,磁体两极处磁感线最 ,表示磁体两极处磁性最强。
四、实验题
21.在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中,小明制成简易电磁铁A、B,并设计了如图甲所示的电路。
(1)实验中通过电磁铁吸引大头针的多少来判定其磁性强弱,所使用的物理研究方法是 ;
(2)当滑动变阻器滑片向左移动时,电磁铁A、B吸引大头针的个数 (选填“增加”或“减少”);说明电流越 (选填“大”或“小”),电磁铁磁性越强。
(3)电磁知识在生产与生活实践中被广泛应用,例如在医学中,医生对病人进行脑部手术时,需要用到心肺机,心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏搏动,推动血液循环。如图甲所示,将线圈ab缠绕并固定在活塞一端,利用其与固定磁铁之间的相对运动,带动电动泵中的活塞,使血液定向流动;阀门K1、K2都只能单向开启,反向则封闭管路。当线圈中的电流从a流向b时,活塞将向 (选填“左”或“右”)运动,“动力泵”处于 (选填“抽血”或“送血”)状态。
五、综合题
22.小军在学习了电磁继电器后,决定为刚出生的妹妹设计一款温奶报警器,他的设想是:加热奶液的过程中,当奶液温度上升到设定温度时,报警器就会自动报警。
(1)他准备利用教科书上的电路图进行设计,电路图如图甲所示,在水银温度计中封入一段金属丝,有关该电路图的相关说法不合理的是( )
A.当温度升高时,温度计的水银柱将下降
B.控制电路的电源正负极互换后也可以正常工作
C.两个电路中可各增加一个变阻器来保护电路
D.该电路的工作原理:当温度达到金属丝下端所指的温度时,控制电路接通将衔铁吸引过来,同时受控电路接通使电铃发出报警信号
(2)聪明的小军联想到热敏电阻的阻值会随着温度的变化而变化,于是尝试用热敏电阻替代温度计,改进并设计了如图乙所示的电路,小军认为电路中热敏电阻的阻值应随着温度的升高而增大,你认为是否合理 答: ;
(3)器材准备完毕,按照图乙连接电路,将热敏电阻放入到42℃的奶液中并充分接触后,要使在该温度下报警器报警,需要做的初步调试工作是: ;
(4)关于探究过程的反思,下列说法中不合理的是( )
A.图甲进行操作时,两个电路不能离得太远
B.图乙要提高报警器的温度,可以适当减小变阻器接入电路的阻值
C.图乙要求报警时,报警器响,灯亮,灯可以与报警器并联
D.图乙为保证测温的方便,应该使热敏电阻两端的导线尽量长一些
《第七章磁与电》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C D A C B C C D C C
题号 11 12 13 14 15
答案 BD AD ABC AD BD
1.C
【详解】A.南针最早是中国人发现的,故A错误;
B.地球的地理两极与地磁场两极不完全重合,两者间有一个磁偏角,故B错误;
C.指南针能指示方向,就是由于有地磁场的存在,故C正确;
D.信鸽本身就具有感知磁场的能力,不是靠小磁针,故D错误。
故选C。
2.D
【详解】A.磁感线是科学家为了研究起来形象、直观,通过想象而描绘出来的,所以不是真实存在的,故A错误;
B.磁体周围存在磁场,磁场对放入其中的磁体都会产生力的作用,故B错误;
C.磁体外部的磁感线是从N极出发,回到S极的,但磁体内部的磁感线是从S极出发,回到磁体N极的,故C错误;
D.磁场是有方向的,人们规定,在磁场中的某一点,小磁针静止时,N极所指的方向就是该点的磁场方向,故D正确。
故选D。
3.A
【详解】A.磁感线不是磁场中真实存在的曲线,而是人为加上去的,它可以形象地描述磁场,故A错误,符合题意;
B.地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近。异名磁极相互吸引,悬吊着的小磁针静止时N极指向地磁南极,故B正确,不符合题意;
C.电磁继电器由控制电路和工作电路组成,可以通过控制电路中的电流来控制电磁铁是否吸引衔铁,从而控制工作电路的通断,故C正确,不符合题意;
D.电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数有关,改变电流大小或线圈匝数都可以改变电磁铁的磁性强弱,故D正确,不符合题意。
故选A。
4.C
【详解】A.信鸽在飞行过程中利用地磁场为自己导航,故A不符合题意;
B.船在大海中航行用指南针导航,指南针在地磁场影响下指示南北,故B不符合题意;
C.龙卷风的形成与强雷暴云中的强烈升降气流和风速切变密切相关,与地磁场无关,故C符合题意;
D.民间用罗盘来确定房屋地基的方位,罗盘与指南针相同,在地磁场影响下指示南北,故D不符合题意。
故选C。
5.B
【详解】A.若通电导体周围磁场磁性太弱,小磁针是不会有明显偏转,故A错误;
BCD.只要小磁针发生转动,则说明一定有磁场存在,故导线中一定通有电流,故B正确,CD错误。
故选B。
6.C
【详解】A.两线圈串联连接,通过B线圈的电流等于A线圈的电流,故A错误;
B.电流从A的上端流入,根据电流方向和右手螺旋定则可知,电磁铁A的上端是极,故B错误;
C.只将铁钉换成同规格的铜钉,铜钉不能被磁化,闭合开关S,两个电磁铁吸引大头针的数量减少,故C正确;
D.通过观察电磁铁吸引的大头针个数判断它的磁性强弱,是运用了转换法,故D错误。
故选C。
7.C
【详解】A.磁铁能吸引铁钉是因为磁铁具有磁性,故A正确,不符合题意;
B.陶器具有良好的导热性,所以可以用来烹煮食物,故B正确,不符合题意;
C.用铜和锡做镜子,是利用了它们的光泽度好,能够反射光线,从而成像,而不是导电性,故C错误,符合题意;
D.竹子具有弹性,因此可以用来做弓,利用其弹性将箭射出,故D正确,不符合题意。
故选C。
8.D
【详解】A.根据安培定则,电磁铁A的上端为S极,B的上端为S极,故A错误;
B.滑片P向右滑动的过程中变阻器阻值变大,电路中电流变小,所以电磁铁的磁性逐渐减弱,故B错误;
C.根据转换法,电磁铁能吸引大头针数目越少,说明它的磁性越弱,故C错误;
D.A、B两个电磁铁串联,通过它们的电流相同,匝数不同,该实验可以探究电磁铁磁性的强弱与匝数多少的关系,故D正确。
故选D。
9.C
【详解】AB.树叶尖端总指向南方,指南针的“S”应标注在树叶尖端,树叶尖端指向地理的南极,地磁的北极,故AB错误;
C.地球是一个大的磁体,受地磁场的作用,树叶尖端指向地磁北极,地理的南极,故C正确;
D.磁化后的缝衣针周围存在磁场,磁感线是为了描述磁场而画出的线,实际并不存在,故D错误。
故选C。
10.C
【详解】在磁体外部,磁感线总是从N极出发,回到S极。故C正确,ABD错误。
故选C。
11.BD
【详解】A.由磁极间的作用规律可知,靠近小磁针N极的螺线管甲端为S极,另一端为N极,故A错误;
BD.由安培定则可知,螺线管的极性与电流环绕方向有关,与电源正负极无关,图中无绕线方法,正负极不同,绕法不同,电流方向也能保持一致,故BD正确;
C.若d端为正极,则电流从电流表a端流入,故a为“+”接线柱,故C错误。
故选 BD。
12.AD
【详解】A.图甲中控制电路中的电流从电磁铁的下端流入,由安培定则可知,线圈的下端为S极,其上端的磁极为N极,故A正确;
B.由图乙可知,当花棚内空气湿度减小时电阻R的阻值增大,由图甲可知控制电路中的电流减小,故B错误;
C.由电磁铁的磁性影响因素可知,电磁铁的磁性减弱,衔铁被释放,动触点与A接触,此时控制电路电流减小,电阻增大,相对湿度降低,应启动喷雾系统,因此图甲中喷雾系统的C接线柱应连接A接线柱,故C错误;
D.由题意可知,喷雾系统停止工作时,控制电路中的电流一定,控制电路的电压U降低,由欧姆定律可知,控制电路的总电阻减小,由串联电路的电阻特点可知,湿敏电阻的阻值减小,由图乙可知,这时花棚所控制的最高湿度会上升,故D正确。
故选AD。
13.ABC
【详解】A.由右手螺旋定则可知,螺线管右侧为N极,则由同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引可知,小磁针右侧为S极,左侧为N极,故A正确;
B.由右手螺旋定则可知,螺线管左侧为N极,则由同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引可知,小磁针右侧为N极,左侧为S极,故B正确;
C.因磁铁外部磁感线的方向为由N极指向S极,图中两S极相对,故两边磁铁的磁感线都应为指向磁铁,故C正确;
D.条形磁铁外部的磁感线由N极指向S极,而图中磁感线画成了由S极指向N极,故D错误;
故选 ABC。
14.AD
【详解】A.电磁继电器是利用低电压、弱电流,控制高电压、强电流的装置,实质相当于一个开关,故A正确;
B.若电源左端为正极,电流从电磁铁的下端内侧进入,根据安培定则可以判断电磁铁的下端是S极,上端是N极,故B错误;
C.当无乘客站在电梯上时,压敏电阻受到的压力小,其阻值变大。根据可知,在控制电路中电源电压不变,总电阻变大,电路中电流变小,故C错误;
D.当有人乘坐电梯时,压敏电阻受到的压力大,其阻值变小,根据可知,在控制电路中电源电压不变,总电阻变小,电路中电流变大,电磁铁的磁性增强,吸引衔铁与触点2接触,故D正确。
故选AD。
15.BD
【详解】A.土壤湿度增加时,湿敏电阻阻值减小,控制电路总电阻减小。根据欧姆定律,电源电压不变时,电流增大。电磁铁磁性强弱与电流成正比,电流增大则磁性增强。故A不符合题意;
B.根据安培定则:右手握住螺线管,四指指向电流方向,大拇指指向N极。电流从螺线管下端流入、上端流出,四指沿电流方向弯曲时,大拇指朝上,即电磁铁上端为N极。故B符合题意;
C.由题意可知,触发湿度是浇水器停止工作的湿度,湿敏电阻阻值要降到足够小的临界值,此时控制电路电流达到足够大的临界值,根据串联电路的电阻特点,总电阻等于分电阻之和,若减小接入电路的阻值,会导致电路电流增大,很快达临界值,触发湿度降低。故C不符合题意;
D.根据串联电路的电阻特点,总电阻等于分电阻之和,调低电源电压,根据欧姆定律,电路中的电流会减小,要想让电流增大到临界值,湿敏电阻阻值要降到更小,触发湿度也就更大,即调高触发湿度,故D符合题意。
故选BD。
16. 红 易磁化
【详解】[1][2]根据磁极间的相互作用规律,可知当按下磁性写字笔按钮时,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,为了有效擦除字迹,刷子应该能吸引磁铁粉,故应该用易磁化的材料制成。
17. 温度 去磁
【详解】[1][2]给磁铁加热一段时间后,小铁钉会掉落,表明磁铁的磁性减弱,甚至消失,说明磁铁的磁性可能与温度有关,利用这种方法,使磁铁的磁性减弱甚至消失的过程称为去磁。
18. 磁化 减少
【详解】[1]软铁棒本身不显磁性,通过接触A、B两个条形磁体的方式而获得磁性,该过程叫磁化。
[2]软铁棒被磁化后,相当于与条形磁体A、B形成一个大条形磁体,由于条形磁体两端磁性最强,中间磁性最弱,因此被吸附的铁屑会减少。
19. 南 北
【详解】[1][2]地球本身是一个巨大的磁体,地磁南北极与地理南北极存在一定夹角,且地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理的北极附近。
20.(1)磁感线
(2) N极 S极
(3) 不是 假想 不 疏密程度 密
【详解】(1)为了形象地描述磁场,用一些带箭头的曲线来表示,这样的曲线叫作磁感线。
(2)[1][2]在磁体的外部,磁感线总是从磁体的N极(北极) 出发,最后回到S极(南极)。
(3)[1][2][3][4][5] 磁感线不是真实存在的,是为了形象地描述磁场而画出的一些假想的曲线。其是闭合的曲线,且任意两条磁感线不会相交。磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁体两极处磁感线最密,表示磁体两极处磁性最强。
21.(1)转换法
(2) 增加 大
(3) 右 送血
【详解】(1)电磁铁磁性强弱无法直接观察,根据转换法,实验中通过比较电磁铁吸引大头针的多少来判定其磁性强弱,吸引的大头针越多,说明电磁铁磁性越强。
(2)[1][2]由图乙可知,当滑动变阻器滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的阻值减小,电路中的电流变大,电磁铁的磁性增强,吸引大头针的个数增加。说明电流越大,电磁铁磁性越强。
(3)[1][2]由安培定则可知,螺线管左端为N极,此时同名磁极相对,同名磁极相互排斥,故活塞右移,“动力泵”内部气压增大,则关闭,打开,故处于送血状态。
22.(1)A
(2)不合理
(3)将变阻器调到最大阻值处,闭合开关S1、S2,逐渐减小变阻器接入电路的阻值,直到警报器恰好发出警报
(4)B
【详解】(1)A.水银温度计是根据液体的热胀冷缩原理制成的,所以当温度升高时,温度计的水银柱将上升,故A错误,符合题意;
B.由题意可知,电路原理是当温度达到金属丝下端所指温度时,控制电路接通将衔铁吸引过来,同时受控电路接通使电铃发出报警信号,所以控制电路的电源两极互换后也可以正常工作,故B正确,不符合题意;
C.为了保护电路,两个电路中可以各增加一个变阻器,故C正确,不符合题意;
D.由题意得,当温度达到设定温度时,温度计内水银上升,水银与金属丝接触,因为水银是导体,控制电路会接通,电磁铁产生磁性,将衔铁吸引,将报警电路接通,电铃响,起到报警作用,故D正确,不符合题意。
故选A。
(2)要想报警器响起,则图乙左边电路中的电流应增大,使电磁铁的磁性增强,将衔铁吸引过来,即温度升高时,热敏电阻的阻值减小,电路中的电流增大,从而达到报警的效果,因此电路中热敏电阻的阻值应随着温度的升高而减小,故小军的想法不合理。
(3)要使在该温度下报警器报警,初步调试的操作应该为:将变阻器调到最大阻值处,闭合开关S1、S2,逐渐减小变阻器接入电路的阻值,直到警报器恰好发出警报。
(4)A.图甲进行操作时,若离得太远,控制电路中电磁铁产生的磁场作用较小,会造成受控电路不能接通,所以两个电路不能离得太远,故A正确,不符合题意;
B.图乙要提高报警器的温度,即要使乙装置推迟报警,可以适当增大变阻器接入电路的阻值,故B错误,符合题意;
C.图乙中,如果灯与报警器并联,到达设定温度时,报警器响,灯亮,故C正确,不符合题意;
D.图乙中,为保证测温的方便,应该使热敏电阻两端的导线尽量长一些,以方便放入奶液中,故D正确,不符合题意。
故选B。