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文檔簡介
專題20.7《電與磁》單元考試達標檢測試題
一、選擇題(10小題,每小題2分,共20分)
1.關(guān)于如下四幅圖的說法錯誤的是()
地磁南極
A.拇指所指的那端就是通電螺線管的N極
B.地磁場的兩極與地理的兩極不重合
C.奧斯特實驗證實電流的周圍存在著磁場
D.司南之杓,投之于地,其柢指北
【答案】D
【解析】A、根據(jù)電流的流向和安培定則可知,螺線管的右端為N極,左端為S極,故A正確;
B、地磁場的南北極與地理南北極相反,且不重合,即:地磁南極在地理北極附近,地磁北極在地理南極附
近,故B正確;
C、奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),即電流的周圍存在磁場,故C正確;
D、地球本身是一個大磁體,司南是用天然磁石磨制成的勺子,即其實質(zhì)就是一塊磁鐵,在地球的磁場中受
到磁力的作用,其靜止時其勺柄指向南方,即指南的南極用S表示;地理上的南極是地磁的北極,故長柄
所指方向是地磁北極,地理南極,故D錯誤。
2.下列關(guān)于磁感線的說法,正確的是()
A.磁感線分布越密的地方,磁場越弱
B.磁感線是磁場中真實存在的一些曲線,還可以通過實驗來模擬
C.磁體周圍的磁感線從磁體的S極出發(fā),回到磁體的N極,構(gòu)成閉合曲線
D.磁感線上某一點的切線方向與放在該點的小磁針靜止時南極所指的方向相反
【答案】D
【解析】A.磁感線分布越密的地方,其磁場越強,故A錯誤;
B.磁感線不是真實存在的,而是一些假想的線,故B錯誤。
C.在磁體的外部,磁感線從磁體的北極出來,回到南極;在磁體的內(nèi)部,磁感線是從S極回到N極,故C
錯誤;
D.磁感線上某一點的切線方向與放在該點的小磁針靜止時北極所指的方向一致,與南極所指的方向相反,
故D正確。
3.無線充電是一種更便捷的充電方式。如圖甲所示是市場上支持無線充電的智能手機和充電器。無線充電
的原理是:電流通過送電線圈(充電器內(nèi))產(chǎn)生磁場,受電線圈(手機上)靠近磁場時就會產(chǎn)生電流,給
智能手機充電,如圖乙所示。則受電線圈處用到了下圖實驗原理的是()
【答案】C
【解析】A.已知手機上的受電線圈靠近磁場時就會產(chǎn)生電流,給智能手機充電,這是利用電磁感應(yīng)原理工
作的。圖中給導體通電,導體便會運動,說明通電導體在磁場受力的作用,故A不符合題意;
B.在有機玻璃上均勻撒滿鐵屑,給螺線管通電,輕敲板面后,鐵屑的排列如上圖所示,本實驗研究通電螺
線管周圍的磁場情況,故B不符合題意;
C.閉合電路的一部分導體在磁場中作切割磁感線運動,導體中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流,即為電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故
c符合題意;
D.圖中實驗為奧斯特實驗,說明通電導線周圍存在磁場,即電產(chǎn)生磁,故D不符合題意。
4.核磁共振成像是一種較新的醫(yī)學成像技術(shù),它采用強靜磁場和變化磁場使人體組織成像。若攜帶金屬物
做核磁共振成像,強靜磁場會吸引鐵質(zhì)物品,變化磁場會使攜帶的金屬中產(chǎn)生感應(yīng)電流,金屬物發(fā)熱從而
灼傷病人。上述說明中,沒有涉及到的知識是()
A.磁體的吸鐵性B.電磁感應(yīng)
C.電流的熱效應(yīng)D.同名磁極相互排斥
【答案】D
【解析】A.由題中信息可知,強靜磁場會吸引鐵質(zhì)物品,說明磁體具有吸鐵性;故A不符
合題意。
B.由題中信息可知,變化磁場會使攜帶的金屬中產(chǎn)生感應(yīng)電流,這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象,電磁感應(yīng)現(xiàn)象
說明磁能生電,故B不符合題意。
C.由題中信息可知,變化磁場會使攜帶的金屬中產(chǎn)生感應(yīng)電流,從而使金屬發(fā)熱而灼傷?。娏髁鬟^金屬
導體,金屬導體發(fā)熱),這種現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng),故c不符合題意;
D.在上述說明中,并沒有涉及同名磁極相互排斥,故D符合題意。
5.兩個磁極間的磁感線分布如圖所示,小磁針在B點靜止。則()
A.甲、乙磁極均為S極B.小磁針的上端是S極
C.A、B兩點的磁場強弱相同D.磁極周圍的磁感線是真實存在的
【答案】B
【解析】A.由圖可知,磁感線都是從甲乙出來的,所以甲乙都是N極,故A錯誤;
B.由圖可知,小磁針附近的磁感線方向是向下的,所以小磁針的下端為N極,上端為S極,故B正確;
C.A、B兩點靠近磁極的距離不同,所以磁場強弱是不相同的,故C錯誤;
D.為了描述磁場的性質(zhì),引入了磁感線,磁感線是不存在的,故D錯誤。
6.小明設(shè)計了一款“智能照明燈”,其電路的原理圖如圖所示,光線較暗時燈泡自動發(fā)光,光線較亮時燈
泡自動熄滅,控制電路中,電源電壓恒定,R。為定值電阻,R為光敏電阻,其阻值隨光照強度的增大而減小。
以下說法正確的是()
工作電路
AB
控制電路
A.電磁鐵的上端為S極B.當光照強度增強,控制電路的電流變小
C.當光照強度減弱,電磁鐵的磁性增強D.燈泡應(yīng)設(shè)計在A和B兩接線柱之間
【答案】D
【解析】A.由圖可知,根據(jù)安培定則可知,電磁鐵的上端為N極,故A錯誤;
B.當光照強度增強,光敏電阻的阻值減小,總電阻減小,根據(jù)歐姆定律可知,控制電路的電流變大,故B
錯誤;
C.當光照強度減弱時,光敏電阻的阻值變大,總電阻變大,根據(jù)歐姆定律可知,控制電路的電流變小,電
磁鐵磁性大小與電流大小、線圈匝數(shù)有關(guān),電流減小,則磁性變?nèi)?,故C錯誤;
D.光線較暗時,光敏電阻的阻值大,則控制電路中的電流小,電磁鐵的磁性弱,銜鐵在彈簧的作用下被拉
起,燈泡自動發(fā)光,說明燈泡在A和B兩接線柱之間,故D正確。
7.如圖所示是研究電與磁關(guān)系的示意圖,ab為一根電阻不可忽略且能自由移動的導體棒,其中單刀雙擲開
關(guān)S的c、d兩點為觸點,則下列說法正確的是()
A.當單刀雙擲開關(guān)S的觸片P置于c點,該裝置相當于電動機的工作原理
B.當單刀雙擲開關(guān)S的觸片P置于d點,該裝置相當于電動機的工作原理
C.撤走蹄形磁鐵,在Q點放置一小磁針,同時將單刀雙擲開關(guān)S的觸片置于c點,該裝置可驗證奧斯特實
驗
D.撤走蹄形磁鐵,在Q點放置一小磁針,同時將單刀雙擲開關(guān)S的觸片置于d點,該裝置可驗證奧斯特實
驗
【答案】AC
【解析】AB.當單刀雙擲開關(guān)S的觸片P置于c點,電源、開關(guān)、導體、導線組成了閉合回路,由電源,
故可以成為電動機的原理圖,故A正確;當單刀雙擲開關(guān)S的觸片P置于d點時,沒有電源,故是發(fā)電機,
故B錯誤;
CD.撤走蹄形磁鐵,在Q點放置一小磁針,同時將單刀雙擲開關(guān)S的觸片置于c點,有電源,驗證通電導
線周圍存在磁場,故該裝置可驗證奧斯特實驗是正確的,故c正確;當單刀雙擲開關(guān)S的觸片P置于d點
時,沒有電源,沒有電流,故不是奧斯特實驗,故D錯誤。
故選ACo
8.如圖所示,一種環(huán)保型手電筒,筒內(nèi)有一個能滑動的圓柱形磁鐵,外圈套著一個線圈。只要將手電筒沿
圖中箭頭方向來回搖動,手電筒的小燈就能發(fā)光。下列與此手電筒工作原理相同的是()
A.電動機B.電熱水壺C.發(fā)電機D.揚聲器
【答案】C
【解析】環(huán)保型手電筒是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的,磁鐵在線圈中來回運動,使線圈切割磁感線,從而產(chǎn)
生了感應(yīng)電流,使小燈泡發(fā)光。
逐個分析下面四個選擇項中各個設(shè)備的制成原理,將兩者對應(yīng)即可得到答案。
由手電筒的結(jié)構(gòu)可知,線圈內(nèi)有可來回運動的條形磁體,搖動手電筒時,線圈做切割磁感線運動產(chǎn)生電流,
燈泡發(fā)光,其工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象;
A、電動機是利用通電導體在磁場中受力而運動原理制成,是磁場對電流的作用,故A不合題意;
B、電熱水器是利用電流的熱效應(yīng)制成的,故B不符合題意;
C、發(fā)電機是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的,與該手電筒工作原理相同,故C符合題意;
D、揚聲器工作時,通電線圈就會在磁場中受到力的作用,由于線圈中的電流是交變電流,它的方向不斷變
化,線圈就不斷地來回振動,帶動紙盆也來回振動,于是揚聲器就發(fā)出了聲音,故D不符合題意。
9.物理學發(fā)展過程中有很多位里程碑式的巨人,以下四位物理學家在物理史上為人類做出了巨大的貢獻,
下面說法正確的是()
法拉第焦耳歐姆牛頓
A.迄今為止名字未被用作物理量單位的物理學家一一法拉第
B.與其他三位物理學家國籍不同的物理學家一一焦耳
C.運用逆向思維法而得到了電磁學重大發(fā)現(xiàn)的物理學家一一歐姆
D.被譽為熱學的奠基人,發(fā)明熱力學第一定律的物理學家一一牛頓
【答案】A
【解析】功的單位是焦耳、電阻的單位是歐姆、力的單位是牛頓。初中階段沒發(fā)現(xiàn)那個物理量的單位是法
拉第。
10.如圖所示,在蹄形磁體的磁場中懸掛一根銅棒,銅棒的兩端a、b通過導線跟開關(guān)、電流表連接.開關(guān)
A.只要銅棒ab在磁場中運動,電流表指針就會偏轉(zhuǎn)
B.只改變銅棒運動方向時,電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向改變
C.只改變磁場方向時,電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向不變
D.同時改變磁場方向和銅棒運動方向時,電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向改變
【答案】B.
【解析】A、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動,電路中產(chǎn)生感應(yīng)電
流.只有銅棒在磁場中做切割磁感線運動時,才能產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流表指針才會偏轉(zhuǎn),故A錯誤;
BCD、感應(yīng)電流的方向與導體運動方向有關(guān),也與磁場方向有關(guān),只改變銅棒運動方向或磁場方向,電流表
指針的偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變,同時改變導體運動方向和磁場方向,電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向不變,故B正確,
CD錯誤.
二、填空題(每空1分,共25分)
1.我國宋代科學家沈括在《夢溪筆談》中明確指出,指南針所指的方向“常微偏東,不全南也”。人們把
指南針指南的磁極叫極,地磁場的極在地理的南極附近。
【答案】南;北
【解析】地球是一個巨大的天然磁體,地球周圍存在地磁場,人們把指南針指南的磁極叫南極,地磁場的
北極在地球的地理南極附近,地磁場的南極在地球的地理北極附近。
2.如圖所示,閉合開關(guān)S,燒杯中水面上浮著一個空心小鐵球,將盛水的容器放在電磁鐵上方,此時電磁
鐵A端為一極,將滑片P向右滑動,空心小鐵球?qū)ⅰ猳(填“上浮”“下沉”“靜止”)
1二?二I
【答案】S;上浮。
【解析】①電流由A流向B,則由右手螺旋定則可知螺線管B端為N極,則A端為S極(南極);②當滑片
向右移動時,滑動變阻器接入電阻增大,則由歐姆定律可知電路中電流減小,則螺線管中的磁性減弱,故
小鐵球所受磁力減小,使得鐵球上浮一些,排開水的體積變小,而且由有阿基米德原理可知受到的浮力將
減小。
3.如圖所示,開關(guān)閉合,滑動變阻器的滑片位于A端,小鐵片被豎直吸在電磁鐵的左側(cè)。若將滑片從A端
移動到中點,則鐵片受到電磁鐵的吸引力將,鐵片受到的摩擦力將。(均選填“變大”、“不
變”或“變小”)
【答案】變大;不變
【解析】如圖所示,將滑片從A端移動到中點,接入電路中的電阻變小,由歐姆定律可知,電路中電流變
大,螺線管磁性變?nèi)酰F片受到的吸引力變大;
鐵片處于靜止狀態(tài),受到豎直向下的重力和豎直向上的摩擦力的作用,這兩個力是一對平衡力,大小相等,
所以摩擦力不變。
4.古隆中距襄陽市區(qū)某中學16km,該中學在游古隆中研學活動中,有學生能用指南針辨別方向,是因為地
球周圍存在著,同學們的步行速度大約4km/h,則同學們從學校出發(fā)到達古隆中需要的時間大約是
ho
【答案】地磁場4
【解析】由于地球的周圍存在地磁場,所以地球周圍的小磁針(指南針)都要受到地磁力的作用而指向南
北方向;根據(jù)速度公式丫=且可知,步行的時間為:t=亙=@L=4h。
tV4kin/h
5.小亮自制了如圖所示的裝置,在有機玻璃管上繞著帶有絕緣層的導線,線圈兩端連接著小功率燈泡,管
內(nèi)放入條形磁鐵,用橡皮塞堵住管口兩端,當沿圖中箭頭方向來回搖動時,小燈泡就會發(fā)光.該裝置發(fā)電
的原理是—,線圈中電流的方向是—(選填“變化”或“不變”)的,在此過程中將—能轉(zhuǎn)化成電
能.
【答案】電磁感應(yīng);變化;機械.
【解析】通過題目中的信息可知,該手電筒中沒有電池,而是通過晃動來使它發(fā)光.由此入手分析即可得
到答案.手電筒中沒有電源,而要使手電筒發(fā)光,必須有提供電能的裝置,該手電筒通過晃動消耗機械能
提供了電能,由此可知,這是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的一種手電筒;因為導體運動方向隨著手電筒搖動方
向不斷的變化,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向也在不斷的變化.
6.如圖所示,通電螺線管上方有一靜止的小磁針。根據(jù)圖中通電螺線管的磁感線方向,判斷小磁針的左側(cè)
為極,A為電源的極。
<1>
A—|Y
-->
t
O0—
【答案】N正
【解析】根據(jù)磁感線方向知道螺線管左端是S極,所以小磁針左端是N極。根據(jù)螺線管N、S極,和導線繞
法,結(jié)合右手安培定則,電流從A端進入導線,所以A端是電源正極。
7.如圖所示,閉合開關(guān)S,通電螺線管右側(cè)的小磁針靜止時,小磁針的N極指向左,則電源的右端為一極,
若使通電螺線管的磁性減弱,滑動變阻器的滑片P應(yīng)向一端移動。
【解析】由小磁針的指向可判出電磁鐵的極性,根據(jù)安培定則判斷電源的正負極;由磁性的變化可知電流
的變化,從而判斷滑片的移動情況。
小磁針靜止時N極向左,則由磁極間的相互作用可知,通電螺線管右端為S極,則左端為N極,根據(jù)安培
定則可以判斷電源的右端為正極,左端為負極;如圖所示:
若使通電螺線管的磁性減弱,需減小電路中電流,由歐姆定律可知要增大電路中電阻,故滑片向左移動。
8.發(fā)電機的工作原理.能說明直流電動機工作原理的是圖中的圖.
【答案】電磁感應(yīng);乙。
【解析】據(jù)課本知識可知,發(fā)電機是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象的原理制成的;甲圖中沒有電源,即線
圈做切割磁感線運動會產(chǎn)生電流,即發(fā)電機原理;乙中有電源,即通電后磁場中的線圈會受力
運動,所以乙是直流電動機的工作原理圖。
9.如圖是一款“運動手環(huán)”,其主要部分是一段內(nèi)置有一小塊磁鐵的密閉的空心塑料管,管外纏繞著線圈。
戴著這種手環(huán)走路時塑料管跟著手一起運動,磁鐵則在管內(nèi)反復運動,線圈中便會產(chǎn)生電流,液晶上就會
顯示出運動的步數(shù)。此過程利用了—原理,將—能轉(zhuǎn)化為電能。計步的數(shù)據(jù)還可通過—傳送到手機
上。
【答案】電磁感應(yīng);機械;電磁波。
【解析】根據(jù)“運動手環(huán)”的特點可知,當塑料管運動時,磁鐵在管中反向運動,線圈切割磁感線而產(chǎn)生
電流。因此,運動手環(huán)的基本原理是電磁感應(yīng),產(chǎn)生電流的過程中將機械能轉(zhuǎn)化為電能。
計步的數(shù)據(jù)是通過藍牙技術(shù)傳送到手機上,藍牙是通過電磁波傳遞信息。
【點評】了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象,知道產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,明確這一過程中的能量轉(zhuǎn)化,是解答本題的關(guān)鍵。
10.學習“電動機”內(nèi)容時,老師用如圖實驗裝置演示“磁場對通電導線作用力的方向與什么因素有關(guān)”的
實驗后,同學們自然想到力既有方向又有大小,那么磁場對通電導線作用力的大小與什么因素有關(guān)呢?以
下是小麗、小李與小明的猜想:
小麗猜想:“可能跟磁鐵的磁性強弱有關(guān)?!?/p>
小李猜想:“可能跟導線AB在磁場中的位置有關(guān)?!?/p>
小明猜想:“可能跟通過導線AB的電流大小有關(guān)?!?/p>
請你根據(jù)如圖所示的實驗裝置,幫助小明設(shè)計實驗來驗證他的猜想,簡述你的實驗方案:o
【答案】見解析。
【解析】磁鐵的磁性強弱、導線AB在磁鐵中的位置不變,移動滑動變阻器的滑片,改變電路中電流的大小,
觀察兩次導線AB的運動速度的變化快慢,若快慢不同則說明磁場對通電導線作用力的大小與電流大小有關(guān)。
11.小明同學利用電磁繼電器設(shè)計了一個自動恒溫加熱魚缸,如圖所示,A為一段軟導線,B為一個小型電
熱器,其銘牌如圖所示。該裝置應(yīng)選用插有金屬絲的(選填“酒精”“煤油”或“水銀”)溫度計,
能使魚缸中的水溫大致保持在_____℃,電磁鐵上端的磁極是(選填"N”或"S”)。該裝置某次
連續(xù)正常工作半小時,可使魚缸中20kg水的溫度最高升高°C。
【答案】水銀,26,So2.4。
【解析】此題考查了對電磁繼電器的工作原理的分析,同時考查了有關(guān)電能、比熱容的計算以及安培定則
的應(yīng)用等知識,是一道綜合題,但難度不大。
(1)水銀是導體,酒精和煤油是絕緣體,當溫度計的液柱上升到26℃時,應(yīng)接通電磁鐵的電路,故應(yīng)使用
水銀;
(2)溫度計的分度值為1°C,導線的末端在26℃處;由于水銀是導體,當溫度升高到26℃時,控制電路接
通,電磁鐵有磁性,吸引銜鐵,加熱電路斷開,電阻絲不發(fā)熱;當溫度下降低于26℃時,控制電路斷開,
電磁鐵無磁性,銜鐵被彈簧拉起,加熱電路接通,電阻絲發(fā)熱;所以該裝置能使魚缸中的水溫大致保持在
26℃;
(3)由圖知,電流從電磁鐵下方流入、上方流出,根據(jù)線圈繞線利用安培定則可知,電磁鐵的上端為S極;
(4)由圖知,電熱器的功率為110W,正常工作0.5h電流做功產(chǎn)生的熱量:
Q=W=Pt=110WX0.5X3600s=l.98X105J
根據(jù)Q=cmAt得升高的溫度:
“Q1.98xl(P.J
At=^=IJxllPJ詬J可畫-2.4C。
三、作圖題(共9分)
1.(3分)如圖所示,根據(jù)通電螺線管的“S、N”極,判斷并標出電源“+、-”極和靜止的小磁針的“S、
【答案】如圖所示:
L~|電源|~~
【解析】由圖知,通電螺線管的右端為s極。因為同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引,所以小磁針的
左端為N極、右端為S極;
由右手螺旋定則可知,螺線管中電流由右側(cè)流入、左側(cè)流出;所以電源的右側(cè)為正極、左側(cè)為負極。
2.(2分)根據(jù)通電螺線管的N、S極和磁感線形狀,在圖中標出磁體A的N極,磁感線方向(任選一根標
出即可)和電源“+”、極。
可(片
1
—I電源IJ
【答案】作圖如圖所示。
【解析】通電螺線管的磁場與條形磁體磁場相似,磁體極性與導線的繞法和電流方向有關(guān),磁體的極性和
電流方向關(guān)系用安培定則記憶;磁體的磁感線都是從磁體的N極出發(fā),回到磁體的S極;同名磁體磁極相
互排出,異名磁體磁極相互吸引。
3.(2分)如圖所示,標出通電螺線管的N極和S極。
【答案】如圖所示:
“NQN
七I?="3
【解析】由圖可知小磁針的指向判斷磁感線的方向,從而確定螺旋管的極性。
磁感線是從磁體的N極出來回到磁體的S極的;小磁針N極指向與磁感線的方向是相同的,由圖可知,螺
旋管的左端應(yīng)為N極,右端為S極。
4.(2分)如圖所示,開關(guān)閉合時,電磁鐵上端為N極,下端為S極,在圖中括號內(nèi)標出控制電路電源的
正負極,并將工作電路圖連接完整.要求:開關(guān)閉合時,電動機轉(zhuǎn),小燈泡不亮;開關(guān)斷開時,小燈泡亮,
電動機不轉(zhuǎn).
【答案】如圖所示。
【解析】電磁鐵上端為N極,下端為S極,根據(jù)安培定則可知,電源的左端為正極,右端為負極;開關(guān)閉
合時,電磁鐵具有磁性,會吸引銜鐵,使電動機的電路接通;開關(guān)斷開時,銜鐵在彈簧拉力的作用下與電
磁鐵分離,使小燈泡的電路接通.
四、實驗探究題(共17分)
1.(6分)麗麗利用電池、小磁針和導線等器材做了如圖所示的實驗。
甲通電乙斷電丙改變電流方向
(1)由圖甲與乙可知通電導體周圍存在______;生活中利用這個原理來工作的是(選填“電磁鐵”或
“發(fā)電機”);
(2)改變電流方向,如圖丙所示,小磁針偏轉(zhuǎn)方向與圖甲(選填“相同”或“相反”)。
【答案】(1)磁場電磁鐵(2)相反
【解析】(1)小磁針的方向發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明小磁針處于磁場中,故通電導體周圍存在磁場。
電磁鐵就是利用通電導體周圍存在磁場來工作的,發(fā)電機是利用磁場對通電導體有力的作用來工作的。
(2)通電導體周圍的磁場其方向與導體中的電流有關(guān),電流方向變化時,磁場方向也改變。
2.(4分)為了探究“電磁鐵的磁性強弱與哪些因素”有關(guān),做了以下幾次實驗,實驗現(xiàn)象如圖所示。根據(jù)
圖示現(xiàn)象回答下列問題:
(1)通過觀察圖甲中A與B兩個電磁鐵,當通過線圈的電流相同時、有無鐵芯相同時,電磁鐵線圈的匝數(shù)
越多,它的磁性就越o
(2)通過觀察圖甲中B與C兩個電磁鐵,當通過線圈的電流相同時、線圈的匝數(shù)相同時,鐵芯的電
磁鐵,它的磁性就越強。(選填“有”或“無”)
(3)通過觀察圖乙與丙,當線圈的匝數(shù)相同、有無鐵芯相同時,電磁鐵的電流越,它的磁性就越強。
(4)結(jié)論:影響電磁鐵磁性強弱的因素有.
【答案】(1)強(2)有(3)大(4)通過電磁鐵的電流大小、線圈的匝數(shù)、有無鐵芯
【解析】(1)圖甲中A、B兩電磁鐵,通過線圈的電流相同時、有無鐵芯相同時,線圈的匝數(shù)越多,吸引
大頭針數(shù)目越多,表明它的磁性就越強.
(2)圖甲中B、C兩電磁鐵,通過線圈的電流相同時、線圈匝數(shù)相同時,有鐵芯的電磁鐵吸引大頭針數(shù)目
越多,表明它的磁性就越強.
(3)線圈的匝數(shù)相同、有無鐵芯相同,圖丙中滑動變阻器連入電路的電阻變短,電阻變小,電路中電流增
大,電磁鐵吸引大頭針增多,電磁鐵的磁性增強.說明通過電磁鐵的電流越大,它的磁性就越強.
(4)結(jié)論:影響電磁鐵磁性強弱的因素有通過電磁鐵的電流大小、線圈的匝數(shù)、有無鐵芯
3.(7分)如圖是“探究什么情況下磁可以生電”的裝置,用棉線將一段導體AB懸掛起來,放置于蹄形磁
體的磁場中,再用導線把導體AB和靈敏電流計連接起來,組成了閉合電路。
(1)該實驗中,靈敏電流計的作用是_
(2)確認靈敏電流計能正常工作后,某同學發(fā)現(xiàn),無論導體AB在磁場中怎樣運動,靈敏電流計的指針均不
見發(fā)生偏轉(zhuǎn)。其主要原因可能是。
(3)在教師的指導下,興趣小組對實驗進行完善后,觀察到的現(xiàn)象如下表所示,由此可知,閉合電路的一部
分導體在磁場中做運動時,電路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流。
磁體(磁極)電流計指針偏轉(zhuǎn)情
序號導體45運動情況
放置方式?jīng)r
1靜止不偏轉(zhuǎn)
2上ATFS豎直向上運動不偏轉(zhuǎn)
3豎直向下運動不偏轉(zhuǎn)
4向左運動向右偏轉(zhuǎn)
上汴S
5向右運動向左偏轉(zhuǎn)
6向左運動向左偏轉(zhuǎn)
上S下N
7向右運動向右偏轉(zhuǎn)
(4)比較第4、5(或6、7)次實驗可以得出。,
(5)在此實驗過程中,能量轉(zhuǎn)化情況是——。利用這一原理,人們在生產(chǎn)生活中制成了.
【答案】(1)判斷是否產(chǎn)生感應(yīng)電流判斷感應(yīng)電流的方向(2)產(chǎn)生的感應(yīng)電流太弱斷路(接觸不
良)(3).切割磁感線(4)感應(yīng)電流的方向與導體運動方向有關(guān)(5)機械能轉(zhuǎn)化為電能發(fā)電機
【解析】(1)根據(jù)靈敏電流計是否偏轉(zhuǎn)可以判斷是否產(chǎn)生感應(yīng)電流;偏轉(zhuǎn)方向可以判斷感應(yīng)電流的方向。
(2)無論導體AB在磁場中怎樣運動,靈敏電流計的指針均不見發(fā)生偏轉(zhuǎn),其主要原因可能是產(chǎn)生的感應(yīng)電
流太弱,不能引起指針的偏轉(zhuǎn)或者電路斷路(接觸不良),沒有電流。
(3)觀察表中情況,可知,閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時,電路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流。
(4)比較第4、5(或6、7)次實驗現(xiàn)象發(fā)現(xiàn),磁場方向相同,導體運動的方向不同,產(chǎn)生電流的方向不同,
即感應(yīng)電流的方向與導體運動方向有關(guān)。
(5)在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,閉合電路一部分導體做切割磁感線運動,產(chǎn)生感應(yīng)電流,是把機械能轉(zhuǎn)化為電能。
利用這一原理,人們在生產(chǎn)生活中制成了發(fā)電機。
五、計算題(9分)
1.某電熱水器具有加熱和保溫功能,其工作原理如圖甲所示。其中控制電路中的電磁鐵線圈電阻不計,R為
熱敏電阻,熱敏電阻中允許通過的最大電流Ig=15mA,其阻值R隨溫度變化的規(guī)律圖象如圖乙所示,電源
電壓U恒為6V,當電磁鐵線圈中的電流I>8mA時,電磁鐵的銜鐵被吸下,繼電器下方觸點a、b接觸,加
熱電路接通:當電磁鐵線圈中的電流IW8mA時,繼電器上方觸點c接觸,保溫電路接通,熱敏電阻R和工
作電路中的三只電阻絲Ri、比、R3,均置于儲水箱中,U2=220V,加熱時的功率P加熱一2200W,保溫時的功率
P俁溫=110W,加熱效率n=90%,Rz=2Ri,水的比熱容,C水=4.2X1()3J/(kg?℃),水箱內(nèi)最低溫度為0℃。
<1)為使控制電路正常工作,保護電阻R。的阻值至少為多大?若R。為該值,試求熱水器剛開始保溫時水的
溫度。
(2)電阻絲R、R?、Rs的阻值分別為多少歐姆?
(3)該熱水器在加熱狀態(tài)下,將44kg、20℃的水加熱到50°。需要多少時間?
乙
【答案】(1)為使控制電路正常工作,保護電阻R。的阻值至少為450。;
若R。為該值,熱水器剛開始保溫時水的溫度為70℃。
(2)電阻絲Ri、Rz、R3的阻值分別為33Q、66Q、374。;
(3)該熱水器在加熱狀態(tài)下,將44kg、20℃的水加熱到50℃需要2800s。
【解析】(1)由題意可知,熱敏電阻中允許通過的最大電流I°=15mA,電源電壓U1=6V,
控制電路中最小值是R總小=」■=----------=400Q,
T015X10-3A
當水箱內(nèi)最低溫度為0℃時,熱敏電阻阻值最小,R最小,R最小=100。。
保護電阻R。的最小值,保護電阻阻值至少為R0=R總小-R最小=400。-100Q=300£2,
熱水器剛開始保溫時,控制電路中的總電阻R總=」[=一^--=750Q,
”型8X10~3A
熱敏電阻的阻值為:R=R總-R=750Q-300Q=450Q,
由圖乙可知,此時水溫為70℃;
(2)由題意和電路圖知:銜鐵被吸下時,R]、R2并聯(lián),電熱水器處于加熱狀態(tài),
MTT2
P加熱=。_+工=2200W,且R2=2RI,
RiR2
TJ2TJ2
所以工一+上—=2200W,
Rl2%
理1=2200肌3X(2201)2=2200W,
2R]2R1
解得:Ri=33Q,R2=2RI=2X33Q=66Q;
根據(jù)題意可知,電磁繼電器上方觸點和觸點c接通時,電熱水器處于保溫狀態(tài),則由電路圖知,此時L、
R3串聯(lián),
根據(jù)電阻的串聯(lián)特點和歐姆定律可得保溫功率:
p保溫=U2=now,即(2^)V)2=]]OW,
R2+R366Q+R3
解得:R3=374Q;
(3)水吸收的熱量:Q1R=cm(t-to)=4.2X103J/(kg?℃)X44kgX(50℃-20℃)=5.544X10」:
根據(jù)熱效率公式n=£唆可得,
W
加熱電路消耗的能量:W=%_=5.544><1°工=6.16X1O6J,
T190%
加熱時間:t=^=6-16X10^L..=2800so
P2200W
六、簡答與閱讀理解題(共20分)
1.(3分)圖是直流電鈴的原理圖。銜鐵B與彈性片A相連,自然情況下彈性片是和螺釘接觸的。接通電
源后電磁鐵吸引銜鐵,敲擊鈴碗發(fā)聲,但同時彈性片與螺
釘分離導致斷電,電磁鐵失去磁性后彈性片又和螺釘接觸而通電,如此往復。
弄懂原理后,請你在圖所示的繼電器上把電源連在電路里,使它成為一個電鈴。這樣的電鈴沒有鈴碗,通
常叫做蜂鳴器。
【解析】銜鐵B與彈性片A相連,自然情況下彈性片是和螺釘接觸的。接通電源后電磁鐵吸引銜鐵,但同
時彈性片與上面螺釘分離與下面螺釘接觸導,電磁鐵仍然有磁性,在彈簧作用下性片又和上面螺釘接觸而
通電,如此往復。電路發(fā)出蜂鳴聲。
2.(3分)法國科學家阿爾貝?費爾和德國科學家彼得?格林貝格爾由于發(fā)現(xiàn)了巨磁電阻(GMR)效
應(yīng),榮獲了2007年諾貝爾物理學獎。巨磁電阻效應(yīng)是指某些材料的電阻在磁場中急劇減小的現(xiàn)象,這一發(fā)
現(xiàn)大大提高了磁、電之間信號轉(zhuǎn)換的靈敏度,從而引發(fā)了現(xiàn)代硬盤生產(chǎn)的一場革命。圖是說明巨磁電阻特
性原理的示意圖,圖中GMR是巨磁電阻。如果閉合,、S2并使滑片P向左滑動,指示燈亮度會有什么變化?
【答案】指示燈的亮度會明顯變亮。
【解析】如果閉合&、s2并使滑片P向左滑動,左端的控制電路電流增大,電磁鐵磁性增強,工作電路中
的巨磁電阻在磁場中急劇減小,電路電流正大,指示燈明顯變亮。
3.(4分)我國供生產(chǎn)和生活用的交流電,頻率是多少?電流方向在每秒內(nèi)變化幾次?
【答案】頻率是50Hz,每秒內(nèi)變化100次。
【解析】交流電完成一次周期性變化需要的時間叫周期,單位時間內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)叫頻率.我國
供生產(chǎn)和生活用的交變電流,頻率是50Hz,電流方向在每秒內(nèi)變化100次。
交流電是電流方向周期性改變的電流,我國使用的是正弦式交流電,在一個周期之內(nèi)電流方向變化兩次,
頻率為50Hz,周期為0.02s,即在Is內(nèi)電流方向改變100次.
4.(6分)某同學在看了《加勒比海盜》后,想象了電影后續(xù)的情節(jié):
一段美好時光以后,黑珍珠號又回到了漂流瓶里,杰克船長被船員們拋棄在了一個荒島上,如圖,他右手
拿著羅盤,左手拿著望遠鏡,回憶著以前的日子,想象著一段新的旅程.
請按以下方示例找出圖中3個物理現(xiàn)象或者物體,填入下表(不能與示例相同)
現(xiàn)?;蛘呶矬w物理知識
示例
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