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2026年中考科学实验专题突破:电与磁
1.某兴趣小组为了探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”,设计并开展了如图所示的实验。下表是他们实验中记录的具体数据,试分析并回答下列问题:
电磁铁线圈匝数 50匝 100匝
实验次序 1 2 3 4 5 6
电流/A 0.8 1.2 1.5 0.8 1.2 1.5
最多能吸引小铁钉的数目/枚 5 8 10 7 11 14
(1)首次通过实验发现通电导体周围存在磁场的科学家是 。
(2)根据同学们的实验,可知他们猜想影响电磁铁磁性强弱的因素有 。
(3)实验中,同学们是通过比较 来反映电磁铁磁性强弱的。
(4)比较他们的第1、2、3(或4、5、6)次实验,可得出的结论是 。
2.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。小科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①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, ▲ 。 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。
3.小明用图甲中实验装置探究“怎样产生感应电流”,用到了铁架台、蹄形磁体、灵敏电流计、开关、直导体AB和若干根导线等器材。实验中固定磁体,让导体AB运动。根据表格信息完成下列问题:
实验次数 导体运动情况 灵敏电流计指针偏转情况 灵敏电流计电流方向
1 竖直向上 不偏转 ----
2 竖直向下 不偏转 ----
3 水平向左 向右偏转 电流从右侧接线柱流入
4 水平向右 向左偏转 电流从左侧接线柱流入
(1)由实验次数1、2可知,闭合开关,导体AB竖直运动 (填“会”或“不会”)产生感应电流;
(2)由实验次数3、4可推测,导体产生感应电流的方向与 有关;如果固定导体AB,水平向右移动磁体,灵敏电流计的指针向 偏转;
(3)图乙中的“ ”表示导体 AB的横截面(即图甲中沿导体由A往B看), I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示运动中的不同位置,箭头表示导体在那个位置上的运动方向。则导体中会产生感应电流的位置有____。
A.Ⅰ位置 B.Ⅱ位置 C.Ⅲ位置 D.Ⅳ位置
4.图1是欧姆设计的一款能测量电流大小的电流扭秤,其内部结构如图2。容器A、B中装有不同温度的水银,以导线相连构成温差电源,AB 两端存在电压,其电压大小由温差决定。利用悬丝在直线导体上方悬挂磁针,导体中有电流通过时,磁针偏转,欧姆对电流扭秤进行了多次测试,数据如下表:
组别 水银温度 磁针偏转情况
A B 方向 0.5
1 40 10 顺时针 30
2 40 20 顺时针 20
3 40 30 顺时针 θ
4 40 50 逆时针 θ
(1)实验中欧姆是通过 来反应电流大小的。
(2)对比第3、4组数据可推测:当B端温度超过一定值,磁针偏转方向会 ,说明电流的磁场方向与 有关。
(3)相同温差下,为了使小磁针偏转更明显,可以采用的方法是 。
5.科学小组同学通过实验研究磁场对通电导体的作用。
(1)小科同学连接图甲电路,当开关闭合后发现导体向右运动。若将电源正负极上的导线互换位置,改变电流方向。则闭合开关后,导体会向 运动。
(2)小舟同学改进了实验设计,连接图乙电路,将一段金属直导体放在压力传感器上,置于一定强度的磁场中,闭合开关,记录下不同电流强度时压力传感器的示数,数据如下表所示。本实验想验证的假设是: 。
电流大小/A 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
压力传感器示数/N 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60
(3)由表格数据可知,小舟选用的金属直导体重为 N。若只将该实验中的N、S极互换位置,其余不变,则当电流为0.4A时,压力传感器的示数是 N。
6.小科在“探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数是否有关”的实验中,设计了如图所示的电路(线圈电阻不能忽略)。主要实验步骤如下:
①选用电磁铁接线柱a、c接入电路K、M之间,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P到某位置,观察电流表示数为I。用电磁铁下端吸引大头针,记录电磁铁接入电路的线圈匝数n1和被吸引大头针的个数N1,断开开关S;
②将电磁铁接线柱a、b接入电路K、M之间,闭合开关S,用电磁铁下端吸引大头针,记录电磁铁接入电路的线圈匝数n2和被吸引大头针的个数N2,断开开关S;根据以上实验步骤,回答下列问题:
(1)实验中,用 判断电磁铁磁性的强弱。
(2)请写出实验步骤②中存在的问题: 。
(3)请你针对(2)中存在的问题,写出改正的步骤:②将电磁铁接线柱a、b接入电路K、M之间,闭合开关S, ,用电磁铁下端吸引大头针,记录电磁铁接入电路的线圈匝数 n3和被吸引大头针的个数 N3,断开开关S。
(4)用该实验装置还能探究电磁铁磁性强弱与 是否有关。
7.某实验小组用铁屑和小磁针来探究“通电螺线管外部磁场的方向”。
(1)图甲中在玻璃板上均匀地撒上铁屑,闭合开关后,然后轻敲玻璃板。“轻敲”的目的是 。
(2)在闭合开关前,小磁针静止时,N极指向地理的 (选填“南极”或“北极”),说明地球周围存在磁场。
(3)实验时发现通电螺线管的磁场较弱,为增强螺线管的磁场,可行的措施: (写出一种方法)。
(4)把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置,闭合开关,小磁针静止时N极所指方向如图乙所示,现在要探究通电螺线管的极性与电流方向的关系,请简要写出接下来的实验操作: 。
8.在设计电动窗帘时,小柯将设计的电路由设计①升级为设计②,实现了窗帘升降电动化。为了进一步实现窗帘升降的自动化,小妍在原有设计上加入电磁铁、光敏电阻R 等元件,设计了设计③电路,实现窗帘能根据户外光强度控制升或降。
(1)设计②比设计①多了一个电源,能达到通过切换开关来改变 ,从而改变电动机转动方向。
(2)控制电路的电源电压为U=6V,光敏电阻R 的阻值随光照度的变化如下表所示。当线圈中的电流达到2mA时,衔铁吸合,关闭窗帘;当线圈中的电流小于2mA时,衔铁松开,打开窗帘。衔铁刚好被吸合时,室外自然光的照度为 流明。(不考虑线圈电阻)
照度/流明 200 300 400 500 600 700 800 1000
光敏电阻R阻值/千欧 4.8 3.7 3.0 2.6 2.3 2.1 1.9 1.6
(3)为符合室内照明标准,要求室外的照度在700流明以上时才关闭窗帘,小柯还需要在控制电路串联一个阻值为多少的电阻 (写出计算过程)
(4)项目设计完成后,老师邀请其他小组来为设计③进行评价。结合评价表,你判断该设计的评价等级应为 。
评价指标 评价等级
优秀 合格 待改进
自动化程度 电动窗帘能自动打开和自动关闭,且电动机可以自动停止。 电动窗帘能自动打开和自动关闭,但电动机无法自动停止。 电动窗帘只能自动打开,或者自动关闭。
答案解析部分
1.【答案】(1)奥斯特
(2)电流大小、线圈匝数
(3)吸引小铁钉数目的多少
(4)线圈匝数相同时,电流越大,电磁铁磁性越强
2.【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
(4)阻碍
3.【答案】(1)不会
(2)导体切割磁感线运动的方向;向右
(3)B;C;D
4.【答案】(1)磁针偏转角度
(2)改变;电流方向
(3)更换磁性更强的小磁针或减小小磁针和导体间的距离
5.【答案】(1)左
(2)导体在磁场中受力大小与电流大小有关
(3)0.3;0.1
6.【答案】(1)吸引大头针的个数的多少
(2)没有控制电流大小不变
(3)调节滑动变阻器使电流表示数仍为I
(4)电流大小
7.【答案】(1)减小铁屑受到的摩擦力,从而使其规则排列
(2)北极
(3)向右调节滑动变阻器,从而减小电阻增大电流
(4)调换电源的正负极的方向
8.【答案】(1)电流方向
(2)400
(3)解:由图可得,700流明时,光敏电阻阻值为2100Ω,
当电流I=2mA=0.002A,电源电压 U=6V时,
总电阻;
需要串联电阻的阻值。
(4)合格
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