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第十六章 电磁铁与自动控制
+第十七章 电动机与发电机 达标检测试卷
(时间:80分钟 满分:100分)
一、单项选择题(本大题10小题,每小题3分,共30分)
1. 小红在学习磁现象时,她在实验室拿来甲、乙两根形状完全相同的钢棒,为了判断钢棒的磁性情况,小红做了个小实验,她发现当甲的一端靠近乙的一端时,乙按如图16-1所示方式转动起来,则小红可判断( )
A. 一定是甲有磁性,乙无磁性 B. 甲、乙都可能有磁性
C. 一定是乙有磁性,甲无磁性 D. 甲、乙都一定有磁性
图16-1图16-2
2. 关于磁感线,下列说法中正确的是( )
A. 磁感线是磁场中真实存在的
B. 磁感线上某一点的磁场方向,就是小磁针在该处静止时北极的指向
C. 磁体周围的磁感线都是从南极出来回到北极
D. 磁体周围的磁感线分布的形状是可以任意画的
3. 如图16-2是奥斯特实验装置,当导线中通过向右的电流时,小磁针偏转,说明小磁针受到力的作用,下列关于该实验的说法正确的是( )
A. 把小磁针移至图中导线的上方,小磁针的偏转方向不改变
B. 小磁针位置不变,改变导线中电流的方向,小磁针偏转方向改变
C. 把小磁针拿走,通电导线周围的磁场将消失
D. 无论通电导线怎么放置,只要导线中有电流,小磁针就发生偏转
4.如图16-3所示,静止于光滑水平面的小车上放有条形磁铁,其左侧有一个电磁铁,闭合开关S,下列说法正确的是( )
A. 电磁铁右端为N极
B. 小车向右运动
C. 将滑片P向右移动,电磁铁磁性减弱
D. 将电源正、负极交换,电磁铁磁性增强
图16-3图16-4
5. 某同学设计了一个如图16-4所示的自动控制电路,要求光暗时灯亮,光亮时灯灭,其中光敏电阻受到光照时电阻变小。在实际调试时,发现灯始终不亮,而光敏电阻和其他电路元件都正常。下列调节措施能使控制电路达到要求的是( )
A. 给控制电路串联一个适当阻值的定值电阻
B. 适当增加螺线管线圈的匝数
C. 适当增大控制电路的电源电压
图16-5
D. 滑动变阻器滑片P向右移动一段距离
6. 如图16-5为直流电动机的工作原理图,下列分析正确的是( )
A. 把电池换成灵敏电流计,快速转动线圈电流计的指针会偏转
B. 电动机通电后不转,一定是电路断路
C. 电动机工作过程中,消耗的电能全部转化为机械能
D. 线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的
7. 在实验课上,某同学想观察直流电动机模型的工作情况,于是将其接入电路,各部分连接完好,结果电动机却不工作,他用手轻轻地碰了一下线圈之后,线圈开始正常转动,可能的原因是( )
A. 线圈中的电流太小 B. 电源电压太低
C. 铜环与电刷接触不良 D. 线圈刚好在平衡位置
8. 下列关于图16-6所示的四个装置的说法正确的是( )
图16-6
A. 图甲装置的原理可用来制作发电机
B. 图乙装置可用来演示磁场对电流的作用
C. 图丙装置可用来演示电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系
D. 图丁装置在工作过程中将机械能转化为电能
9. 一次家庭探究活动中,小华把一个正在发光的灯泡放到U形磁体中间(如图16-7所示),惊讶地发现了灯丝突然晃动起来.关于这种现象,下列说法正确的是( )
A. 灯丝晃动是一种电磁感应现象 B. 灯丝晃动是内能转化成了机械能
C. 磁体对钨这种材料有吸引作用 D. 灯丝晃动是磁场对电流的作用
图16-7图16-8
10. 如图16-8是研究巨磁电阻特性的原理示意图.实验发现,在闭合开关S1、S2且滑片P向右滑动的过程中,指示灯明显变暗,这说明( )
A. 电磁铁的左端为S极
B. 流过灯泡的电流增大
C. 巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显减小
D. 巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显变大
二、填空题(本大题7小题,每空1分,共21分)
11. 磁体间的相互作用是通过 发生的,磁体周围的磁感线都是从磁体的 极出来,回到磁体的 极。
12. 地磁场的N极位于地理 极附近,水平放置的磁针的指向跟地理子午线之间有一个交角,被称为 。如图16-9所示,宇宙射线中含有大量的高能带电粒子,这些高能粒子流到达地球时,由于地磁场的存在,会改变运动方向,不对地球上的生命造成危害,这里用到的原理是 。
图16-9图16-10
13. 小磁针静止时N极会自动转向地球的 (填“北”或“南”)方,因为地球本身就相当于一个巨大的磁体,它的形状跟 的磁场相似,如图16-10所示,是描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线,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 (填“P”或“Q”)。
14. 物理学家法拉第发现了 现象。如图16-11为电动机和发电机模型,其中图 (填“甲”或“乙”)为电动机模型,电动机工作时,能够使线圈平稳、连续不停地转动下去是靠 实现的。
图16-11
15. 如图16-12所示,用漆包线绕成矩形线圈,将线圈两端的导线拉直并用刀将漆全部刮掉,作为转动轴。将线圈放在金属支架上,它的下面放一块小磁体。用纸做一个小风车固定在转动轴上,将装置与小量程的电流表相连,使小风车转动,可观察到 的现象,说明电路中有电流产生,此过程中 能转化为电能。若将电流表换成干电池接入电路,线圈 (填“能”或“不能”)持续转动。
图16-12图16-13图16-14
16. 小亮自制了如图16-13所示的装置,在有机玻璃管上绕着带有绝缘层的导线,线圈两端连接着小功率灯泡,管内放入条形磁铁,用橡皮塞堵住管口两端,当沿图中箭头方向来回摇动时,小灯泡就会发光。该装置发电的原理是 ,线圈中电流的方向是 (填“变化”或“不变”)的,在此过程中
能转化成电能。
17. 如图16-14是智能扶手电梯工作原理图,其中R是压敏电阻,电磁铁上端是 极 ,电梯上无乘客时,电磁铁磁性极弱,衔铁与触点1接触;当电梯上有乘客时,R的阻值减小,电磁铁的磁性变 (填“强”或“弱”),使衔铁与触点2接触,通过电动机的电流变 (填“大”或“小”),电动机转动变快,使电梯运动变快。
三、作图题(共9分)
18. (1)(3分)根据图16-15中小磁针静止时的指向,标出通电螺线管的N、S极和电源的“+”“-”极。
(2)(3分)请你在图16-16中标出小磁针的N、S极及通电螺线管周围的磁感线方向。
(3)(3分)如图16-17所示,开关闭合时,电磁铁上端为N极,下端为S极,在图中括号内标出控制电路电源的正负极,并将工作电路图连接完整。要求:开关闭合时,电动机转动,小灯泡不亮;开关断开时,小灯泡亮,电动机不转动。
图16-15图16-16图16-17
图16-18
四、实验题(本大题3小题,共20分)
19. (6分)实验名称:探究通电螺线管外部磁场的特点。
(1)如图16-18所示,当闭合开关S后,小磁针会发生偏转,说明通电螺线管与小磁针之间是通过 发生力的作用。
(2)实验中选用小磁针是为了 ;实验过程中,把电池的正、负极位置对调,这样操作是为了研究 和 是否有关。
(3)如果要探究“通电螺线管磁场强弱与电流大小的关系”,应在如图16-18所示电路的基础上做怎样的改进? 。
20. (8分)王芳同学在探究磁场对通电导线的作用时,设计了如图16-19所示的实验装置,她经历的探究过程如下:
(1)当闭合开关后,观察到导体ab向左运动,这表明 。
图16-19
(2)当只把电源的正、负极对调后,闭合开关,观察到的现象是导体ab向右运动,这表明通电导体ab受到磁场力的方向与 有关。
(3)当只把磁铁的N、S极对调后,她得到的结论是通电导体ab受到磁场力的方向与磁场的方向有关。则她闭合开关后,观察到的现象是 。
(4)当把电源的正、负极和磁铁的N、S极同时对调后,闭合开关,观察到的现象是 ,这表明 。
21. (6分)如图16-20是“探究什么情况下磁可以生电”的装置,导体ab、开关、灵敏电流表用导线连接,组成电路。
图16-20
(1)实验中,我们通过电流表指针是否偏转来判断电路中是否有 ;通过指针偏转的方向判断 。
(2)闭合开关,让导体ab在磁场中上下运动,发现电流表的指针 ;让导体ab静止,磁铁水平向右运动,则电流表的指针 。(均填“偏转”或“不偏转”)
(3)如果想进一步探究感应电流的大小与导体运动的快慢是否有关,则应闭合开关,保持其他条件不变,只改变 ,观察 得出结论。
五、综合能力题(本大题2小题,共20分)
22. (6分)阅读短文,回答问题。
电磁继电器与扫地机器人
某智能扫地机器人(如图16-21甲)可通过灰尘传感器自动寻找灰尘清扫,通过电动机旋转、产生高速气流将灰尘等吸入集尘盒。图16-21乙为其部分工作原理图,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的增大而减小。下表为其部分参数(注:电池总容量2.5 A·h是指在额定电压下以2.5 A的电流可工作1 h)
额定电压 12 V
额定功率 30 W
电池总容量 2.5 A·h
工作噪声 <50 dB
图16-21
(1)图16-21乙中电磁铁是根据电流的 效应做成的。
(2)接通电源,机器人工作,当清扫到一定程度,地面灰尘减少,使照射到光敏电阻上的光照强度增大,通过电磁铁的电流将 (填“增大” “不变”或“减小”),则电磁铁磁性 (填“增强”“不变”或“减弱”),B触头将与
(填“A”或“C”)触头接触。
(3)充满电后电池储存的电能为 J;充满电后最多可供扫地机器人工作 h。
23. (14分)用一个铁钉、一节电池、一根电线和一个纽扣强磁铁,可组装成一个演示用的简易电动机,组装过程如图16-22所示。
图16-22
(1)图乙中,把铁钉和磁铁连起来后就能竖直地吸在电池的正极上,若磁铁的N极朝上,S极朝下,则磁化后的铁钉的尖端为 (填“N”或“S”)极,电池与铁钉间的吸引力 (填“大于”或“小于”)磁铁的重力。
(2)图丙中,用电线把电池的负极和磁铁连接起来,就有电流通过磁铁和铁钉,通过铁钉的电流方向是 (填“向上”或“向下”),磁铁上的电流由于受到 的作用而带动铁钉开始旋转。
(3)这个简易电动机工作时,将电能转化为 能,若它的输入功率为2.0 W,效率为60%,则输出功率为 W。
(4)演示时,若要改变铁钉的转动方向,可以改变 方向。
第十六至十七章达标检测试卷答案
1. B 2. B 3. B 4. C 5. A 6. A 7. D 8. A 9. D 10. D
11. 磁场 北(N) 南(S)
12. 南 磁偏角 通电导体在磁场中受力的作用
13. 北 条形磁体 Q
14. 电磁感应 甲 换向器
15. 电流表指针偏转 机械 不能
16. 电磁感应现象 变化 机械
17. S 强 大
18. (1)如答图16-1所示。 (2)如答图16-2所示。 (3)如答图16-3所示。
答图16-1答图16-2答图16-3
19. (1)磁场
(2)显示磁场方向 通电螺线管外部磁场方向 电流方向
(3)在电路中串联一个滑动变阻器
20. (1) 磁场对通电导体有力的作用
(2) 电流方向
(3) 导体ab向右运动
(4) 导体ab向左运动 如果同时改变磁场方向和电流方向,则导体受力方向不变
21. (1)感应电流 感应电流的方向
(2)不偏转 偏转
(3)导体运动的快慢 灵敏电流表指针偏转的角度
22. (1)磁 (2)增大 增强 C (3)1.08×105 1
23. (1)N 大于 (2)向下 力
(3)机械 1.2 (4)电流
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