第二十章電與磁實驗探究題專項練習2023-2024學年人教版物理九年級上學期

電與磁實驗探究題專項練習1.如圖甲所示是小明做“探究什么情況下磁可以生電”的實驗裝置．(1)實驗時，小明通過觀察____________________來判斷電路中是否產生感應電流．(2)小明進行了如圖乙所示的5次操作，其中能產生感應電流的是__________(選填所有符合要求的操作序號)．(3)完成實驗后，小明認為實驗現(xiàn)象不太明顯，請你提出一條改進措施：__________．(4)利用“磁生電”工作的裝置有__________(選填“電鈴”“揚聲器”“動圈式話筒”或“電磁起重機”)．2.在探究影響電磁鐵磁性強弱因素的實驗中，小華用漆包線(表面涂有絕緣漆的導線)繞在鐵釘上做成了有五個接線柱(抽頭)o、a、b、c、d的電磁鐵，相鄰抽頭之間線圈均為40匝。小華將它與電源、電流表、滑動變阻器、開關、導線和一些大頭針，組成了如圖所示的實驗電路。

(1)此實驗中電磁鐵磁性的強弱用______來反映；

(2)小華實驗步驟如下：

①先將抽頭o、a連入電路，閉合開關，移動滑動變阻器滑片P到某一位置，用電磁鐵的一端吸引大頭針，同時觀察電流表的示數(shù)I。斷開開關，將o、a間的匝數(shù)和被吸引的大頭針的個數(shù)記入實驗數(shù)據(jù)表中。

②小華再將抽頭o、b連入電路，閉合開關，移動滑動變阻器滑片P，使電流表的示數(shù)I保持不變，再用電磁鐵的一端吸引大頭針。斷開開關，將o、b間線圈的匝數(shù)和被吸引的大頭針的個數(shù)記入實驗數(shù)據(jù)表中。

③仿照上一步驟，分別接入o、c和o、d，記錄相關數(shù)據(jù)。

(3)根據(jù)實驗步驟可知，小華探究具體問題是：______。3.如圖是小明做“探究什么情況下磁可以生電”的實驗裝置。

(1)實驗時，小明通過觀察______來判斷電路中是否產生感應電流。

(2)小明進行了如圖乙所示的5次操作，其中能產生感應電流的是______(選填所有符合要求的操作序號)。

(3)完成實驗后，小明認為實驗現(xiàn)象不太明顯，請你提出一條改進措施：______。

(4)利用“磁生電”工作的裝置有______(選填“電鈴”“揚聲器”“動圈式話筒”或“電磁起重機”)。4.在探究通電螺線管外部的磁場分布的實驗中。

(1)如圖所示，在固定有螺線管的水平硬紙板上均勻地撒滿鐵屑通電后輕敲紙板，觀察鐵屑的排列情況，發(fā)現(xiàn)通電螺線管外部的磁場與______磁體的磁場相似；

(2)在螺線管外部A、B兩處放置小磁針，閉合開關，發(fā)現(xiàn)A處小磁針發(fā)生偏轉，而B處小磁針不偏轉，試說明B處小磁針不偏轉的可能原因：______(寫出一條即可)；

(3)將電池的正負極對調，重復上述實驗，是為了探究通電螺線管外部磁場的方向與______方向的關系；

(4)如果想探究通電螺線管外部磁場的強弱與電流大小的關系，可以增加的實驗器材有：______(寫出一個即可)；

(5)在螺線管內插入鐵芯，就可以制成電磁鐵。許多自動控制的電路中都安裝有電磁鐵，關于電磁鐵下列說法中正確的是：______。

A.電磁鐵的鐵芯，可以用鋁棒代替

B.電磁鐵磁性的強弱只與電流的大小有關

C.電磁鐵是根據(jù)電流的磁效應制成的5.小海在探究通電螺線管的磁場特點時，通電螺線管在某狀態(tài)下的兩個實驗現(xiàn)象如圖1所示，其中小磁針(黑色一端為N極)靜止時的指向情況如圖甲所示，鐵屑靜止時的分布情況如圖乙所示。(1)小海用磁感線描述圖甲、乙所示的兩個實驗現(xiàn)象，圖丙是他畫出的部分曲線，請用箭頭標出圖丙中A點的磁場方向。(2)小海在如圖甲所示實驗的基礎上，只改變電流的方向，發(fā)現(xiàn)小磁針靜止時N極的指向均與原來相反，說明通電螺線管兩端的磁極性質與____有關。(3)如圖2所示，小海畫出了通電螺線管的一種繞線情況，并標出了電流方向，可知通電螺線管的____(選填“A”或“B”)端是N極。6.小海為了探究電磁鐵磁性強弱與哪些因素有關，用鐵釘作為鐵芯，將表面涂有絕緣漆的細銅線繞在鐵釘上，制成了一個電磁鐵。如圖所示，小海將該電磁鐵與滑動變阻器等串聯(lián)在電路中，利用該電路進行了兩次實驗，圖乙中電流表的示數(shù)更大。(1)實驗中是通過觀察____(2)通過觀察如圖所示的兩次實驗現(xiàn)象，可得出的實驗結論是：電磁鐵的磁性強弱與____有關。

7.如圖所示，是探究導體在磁場中運動時產生感應電流的條件的裝置，導體AB、開關、靈敏電流計用導線連接組成電路，導體AB懸掛于蹄形磁體的磁場中，請回答下列問題：(1)實驗中，靈敏電流計的作用是用來檢測_______的。(2)閉合開關，當導體AB在磁場中靜止時，電路中_____產生感應電流。(選填“能”或“不能”)(3)閉合開關，保持磁體的N、S極位置不變，讓導體AB在磁場中水平向左運動，觀察到靈敏電流計的指針向右偏轉；讓導體AB在磁場中水平向右運動，觀察到靈敏電流計的指針向左偏轉。根據(jù)以上現(xiàn)象，請你提出一個可探究的科學問題：_______。8.小陽研究通電螺線管外部磁場的分布特點，準備的實驗器材有：通電螺線管磁場演示器、菱形小磁針若干、鐵屑、干電池、開關、導線。請和小陽一起完成探究過程。(1)利用鐵屑探究通電螺線管外部磁場的分布情況。按照圖甲連接好電路，將鐵屑均勻地撒滿磁場演示器的玻璃板，閉合開關后，輕輕敲擊玻璃板面，觀察到鐵屑的排列情況如圖乙所示，發(fā)現(xiàn)與________(選填“條形”或“蹄形”)磁鐵周圍鐵屑分布相似，通電螺線管的兩端相當于兩個磁極，用磁感線描述磁場如圖所示；(2)利用小磁針確定通電螺線管外部磁場的方向。將小磁針放在螺線管周圍，閉合開關后，觀察到小磁針(黑色一端為N極)靜止時的指向情況如圖丙所示，根據(jù)圖中現(xiàn)象，圖請在圖中的A點畫上箭頭描述磁感線方向______：還可判斷出通電螺線管的右端相當于磁體的__________(選填“N”或“S”)極。9.某同學用如圖所示的實驗裝置探究“電磁鐵磁性強弱是否與線圈匝數(shù)有關”，他的實驗步驟如下：

①將彈簧測力計和電流表調零，斷開開關，如圖所示連接電路，移動變阻器滑片調至阻值最大處。

②閉合開關，將滑片調至適當位置，記錄電流表示數(shù)I1，用彈簧測力計把鐵塊P從電磁鐵A上端拉開瞬間記錄彈簧測力計示數(shù)F1，斷開開關。

③更換通電線圈匝數(shù)不同的電磁鐵B接入電路(A、B兩電磁鐵除匝數(shù)不同外，其他都完全相同)，保持滑片位置不變，閉合開關，記錄電流表示數(shù)I2，用彈簧測力計把鐵塊P從電磁鐵B上端拉開瞬間，記錄彈簧測力計示數(shù)F2，斷開開關。

請你根據(jù)該同學的實驗步驟回答下面的問題：

(1)如圖所示電路中，滑動變阻器滑片向______(選填“左”或“右”)移動，電流表示數(shù)將變大。

(2)實驗中把鐵塊P從通電電磁鐵上端拉開的瞬間，彈簧測力計示數(shù)與通電螺線管對鐵塊P磁力的大小______(選填“相等”或“不相等”)。

(3)你認為該同學的探究過程中存在的問題是______，寫出你的改進措施______。10.在觀察“磁場對通電直導線的作用”活動中，小晴按照圖示組裝實驗器材。

(1)為完成該觀察活動且實驗效果明顯，放在蹄形磁體磁場中的直導線EF應選擇下列哪種金屬棒(金屬棒為實心且形狀體積相同，ρ銅>ρ鐵=ρ鋼>ρ鋁)______。

A.鐵棒

B.鋼棒

C.銅棒

D.鋁棒

(2)選擇恰當直導線后，將滑動變阻器的滑片移動到適當位置，閉合開關，看到直導線EF向右運動，說明磁場對通電導體有力的作用，______(選填“發(fā)電機”“電動機”或“電磁鐵”)就是根據(jù)該原理制成的。

(3)將滑動變阻器的滑片向右端移動，發(fā)現(xiàn)直導線EF向右運動并擺起的幅度更大，這說明磁場對通電導體作用力的大小與______有關；改變電流方向，導體向另一方向運動，這說明導體運動方向與______有關。

(4)若要使直導線運動速度加快，除了增大電流，還可采取的方法(寫出一種)：______。

(5)若想用上述器材研究電磁感應現(xiàn)象，閉合開關前，應將電路中的電源換成______(選填“小燈泡”“電壓表”11.物理興趣小組設計了機動車闖紅燈抓拍電路，如圖甲所示。其中開關S當紅燈亮時閉合，綠燈亮時斷開，R1為定值電阻，R為壓敏電阻且放在地面上，電路其他部分放置在高桿上。當紅燈亮時，如果有車輛闖紅燈，則會從壓敏電阻R上通過，當電流達到某一值時，電磁鐵將銜鐵吸下，相機啟動裝置啟動，相機拍照。在控制電路中，他選用的電源電壓為12V，壓敏電阻R的阻值隨壓力變化的對應關系如圖乙所示。g取10N/kg。請回答下列問題：

(1)當紅燈亮時，若有車經過，壓敏電阻R阻值

，通過通電螺線管的電流

。(兩空均選填“增大”或“減小”)

(2)該小組經過測試，發(fā)現(xiàn)當控制電路電流達到0.1A時，電磁鐵可將銜鐵吸下來。若要使該拍照裝置能在通過的車輛質量大于或等于40kg時啟動，他們選用的定值電阻R1的阻值是多大？

(3)每天違規(guī)的人很少，因壓敏電阻阻值變化引起的控制電路消耗的電功率的變化忽略不計，若每天紅燈亮5h，控制電路每天消耗多少電能？

(4)若要使該拍照裝置在通過的車輛質量大于或等于55kg時才啟動，定值電阻R1的阻值應該

(選填“12.如圖所示，圖甲為熱敏電阻的R-t圖象，圖乙為用此熱敏電阻R和螺線管組成一個簡單的恒溫箱溫控電路，螺線管線圈電阻為150Ω，電源E、R、R'和螺線管組成一個控制電路，當螺線管線圈的電流大于或等于20mA時，螺線管產生的磁場向下吸合銜鐵G，使開關K斷開停止加熱，加熱時整個裝置溫度都會升高，熱敏電阻阻值會減小。為繼電器線圈供電電池的電壓恒定U=6V。圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源。則：

(1)恒溫箱的加熱器應接在______端(填A、B或C、D)。

(2)為使恒溫箱內的溫度保持100℃，可變電阻R'的值應調為______Ω。

(3)為使恒溫箱內的保持的溫度稍微低點，可變電阻R'13.為了節(jié)約能源保護環(huán)境，電動汽車進入了越來越多的家庭。汽車上的很多元件都涉及了很多物理知識，比如，控制速度的“油門”系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)、轉向燈、油量表、速度表等。請根據(jù)情景回答：

(1)如圖1中的O、E、F為變阻器的三個接線柱，駕駛員踩下“油門”時，電路中變阻器阻值減小，電流變大而加快電動機的轉速，用筆畫線代表導線將圖2中旋鈕變阻器接入電路M、N處。

(2)汽車中有如圖3所示的電路，其中上端帶金屬細桿的金屬滑塊M與兩側金屬彈簧相連接并接入電路中，金屬滑塊M與彈簧套在光滑絕緣的水平細桿上，當汽車靜止時，滑塊M上的金屬細桿與紅、綠燈一端的觸頭(圖中箭頭)都不接觸，當汽車向前啟動時，______燈亮；當汽車急剃車時，______燈亮(均填“紅”或“綠”)。

(3)某課外小組通過調研得知電池容量為60kW?h。經工作人員測試，單臺充電樁充滿60kW?h電池總耗時為10h，充電樁端供電電壓220V，輸入電流30A14.小明參加社團活動時，想和同學們探究“怎樣產生感應電流”？他們用導線將金屬棒、開關、靈敏電流計連接成如圖所示的電路。

(1)組裝完電路后，閉合開關，此時靈敏電流計的指針______偏轉(選填“會或不會”)。

(2)檢查電路連接正確，向左移動金屬棒，發(fā)現(xiàn)靈敏電流計指針向左偏轉，初步得出產生感應電流的條件：______電路的一部分導體做______運動。

(3)該小組接著改變磁場的方向或運動方向進行了一系列的實驗操作，他們探究發(fā)現(xiàn)“感應電流的方向與磁場的方向和______方向有關”，根據(jù)此原理可以制成______(選填“動圈式揚聲器”或“動圈式話筒”)。

(4)小明回家后找到家里的一個小風扇，發(fā)現(xiàn)通電后能夠轉動，則電風扇的工作原理是______；小明嘗試將電池反向接到電風扇兩端，看到電風扇______(選填“原方向旋轉”“不轉動”或“反向旋轉”)。15.小明乘電梯時，發(fā)現(xiàn)電梯超載會自動報警，于是喜好鉆研的他對電梯的電路圖進行了研究，并設計了以下探究實驗，如圖甲所示，電源電壓恒定不變，R0為定值電阻。用杯中水量調節(jié)壓敏電阻受到力的大小，壓敏電阻的電流與受到壓力大小的關系如圖乙所示：

(1)圖甲中R0的作用是______；

(2)分析圖乙I-F圖象可知：壓敏電阻Rx受到的壓力增大時，通過它的電流也增大，Rx的阻值______(選填“變大”“變小”或“不變”)；當壓力增大到一定程度時，觸點K與______接觸，電鈴響，實現(xiàn)自動報警。

(3)某電梯超載報警的Rx-F圖象如圖丙所示，空載時電梯廂對Rx的壓力F1等于電梯廂的重力，當壓力16.在探究“影響電磁鐵磁性強弱的因素”實驗中，小明制成簡易電磁鐵甲、乙，并設計了如圖所示的電路。

(1)實驗中是通過觀察

來判定電磁鐵磁性強弱的，這種實驗的研究方法是

。

(2)當滑動變阻器滑片向左移動時，電磁鐵甲、乙吸引大頭針的個數(shù)

(填“增加”或“減少”)，說明當線圈的匝數(shù)一定時，電流越

，電磁鐵磁性越強。

(3)圖中采用串聯(lián)接法的目的是保證通過兩電磁鐵的

相同，根據(jù)圖示的情境可知，

(填“甲”或“乙”)的磁性強，由此我們可以得出的結論是：

。

(4)電磁鐵吸引的大頭針下端分散的原因是：同名磁極相互

。17.閱讀短文，回答問題：

感溫電飯鍋

電飯鍋是生活中常見的用電器，它是利用感溫磁鋼(軟磁體)的磁性隨溫度的變化而變化的特性來設計的，這樣可以限制煮飯過程中的最高溫度．感溫磁鋼的磁性隨著本身溫度作非線性變化，其特性曲線如圖甲所示．

磁鋼限溫器結構如圖乙所示，它主要由感溫磁鋼、永磁體和彈簧構成．感溫磁鋼及其外套、內鍋由彈簧支撐．感溫磁鋼與受熱面固定在一起，受熱面直接把熱量傳遞給鍋底．煮飯時用手按按鈕開關，通過杠桿AOC使永磁體和感溫磁鋼吸合，在吸力作用下永磁體不會落下，金屬觸點