專(zhuān)題2　電磁實(shí)驗(yàn)探究（原卷版）

2020-2021學(xué)年八年級(jí)科學(xué)下冊(cè)培優(yōu)微專(zhuān)題速學(xué)速練專(zhuān)題2電磁實(shí)驗(yàn)探究類(lèi)型之一磁場(chǎng)探究 1類(lèi)型之二通電直導(dǎo)線(xiàn)周?chē)拇艌?chǎng) 3類(lèi)型之三通電螺線(xiàn)管周?chē)拇艌?chǎng) 4類(lèi)型之四通電直導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)的受力 6類(lèi)型之五感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件 7【考查知識(shí)】探究磁場(chǎng)的變化規(guī)律、電磁鐵磁性強(qiáng)弱的影響因素的實(shí)驗(yàn)中，都用到了控制變量法和轉(zhuǎn)換法。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，根據(jù)小磁針的指向來(lái)判斷磁場(chǎng)分布規(guī)律、根據(jù)被吸引大頭針的數(shù)目來(lái)判斷磁場(chǎng)的強(qiáng)弱是轉(zhuǎn)換法的運(yùn)用，每次實(shí)驗(yàn)只改變一個(gè)變量是控制變量法的要求。類(lèi)型之一磁場(chǎng)探究【方法歸納】①確定磁極位置的方法原理是磁性物質(zhì)可以吸引鐵鈷鎳等物質(zhì)，通過(guò)觀(guān)察吸引大頭針數(shù)目的多少來(lái)判斷，磁性最強(qiáng)部位吸引大頭針數(shù)目較多。②地磁的兩極與地理的兩極相反。③通電螺線(xiàn)管外部的磁場(chǎng)和條形磁體的磁場(chǎng)相似；通電螺線(xiàn)管兩端的極性跟螺線(xiàn)管中的電流方向之間的關(guān)系可以用安培定則來(lái)判斷．【?？碱}型】1．(中考?山西)如圖所示的是小夢(mèng)從市場(chǎng)上買(mǎi)來(lái)的磁鐵魔術(shù)玩具，它呈橄欖球形。兩個(gè)橄欖球形磁鐵拋起來(lái)后，在空中就會(huì)相互吸引、碰撞，發(fā)出類(lèi)似蛇叫的清脆響聲，故又名“響尾蛇蛋”。小夢(mèng)想知道這個(gè)磁鐵的磁極在哪兒呢？請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)幫助小夢(mèng)解決問(wèn)題：(1)寫(xiě)出你選用的實(shí)驗(yàn)器材；(2)簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)過(guò)程及現(xiàn)象。2．(中考·廣州)科學(xué)家猜測(cè)，A地海龜在春季是利用地磁場(chǎng)(圖甲)向南返回出生地。以下為相關(guān)研究。(1)春季A地某屏蔽磁場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)室，無(wú)磁場(chǎng)環(huán)境下海龜無(wú)固定游向，把海龜置于模擬地磁場(chǎng)中(用圖乙簡(jiǎn)化示意)，圖中1為磁體N極，2為磁體________極。按科學(xué)家猜測(cè)，海龜應(yīng)向________(填“左”或“右”)游動(dòng)。(2)地磁場(chǎng)在緩慢變化，科學(xué)家每年記錄海龜出生地筑巢地點(diǎn)移動(dòng)的方向，并追蹤地磁場(chǎng)的微小移動(dòng)，發(fā)現(xiàn)________________________________________________________，現(xiàn)象符合猜測(cè)。3.(中考·山西)小明在一塊有機(jī)玻璃板上安裝了一個(gè)用導(dǎo)線(xiàn)繞成的螺線(xiàn)管，在板面上均勻撒滿(mǎn)鐵屑，通電后輕敲玻璃板，鐵屑的排列如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A．圖中P、Q兩點(diǎn)相比，P點(diǎn)處的磁場(chǎng)較強(qiáng)B．若只改變螺線(xiàn)管中的電流方向，P、Q兩點(diǎn)處的磁場(chǎng)會(huì)減弱C．若只改變螺線(xiàn)管中的電流方向，P、Q兩點(diǎn)處的磁場(chǎng)方向會(huì)改變D．若只增大螺線(xiàn)管中的電流，P、Q兩點(diǎn)處的磁場(chǎng)方向會(huì)改變4.(中考?無(wú)錫)如圖所示實(shí)驗(yàn)，用________________判斷通電螺線(xiàn)管周?chē)鼽c(diǎn)的磁場(chǎng)方向，為了探究通電螺線(xiàn)管磁極的極性與電流方向是否有關(guān)，應(yīng)該采取的操作是______________________。5．(中考·上海)研究發(fā)現(xiàn)，人體內(nèi)部存在磁場(chǎng)，人體內(nèi)部的磁場(chǎng)與人體健康密切相關(guān)。(1)人體內(nèi)部的磁場(chǎng)與地磁場(chǎng)相比很弱，若用磁感線(xiàn)描述人體內(nèi)部的磁場(chǎng)和地磁場(chǎng)，則下列判斷中合理的是________。A．人體內(nèi)部磁場(chǎng)的磁感線(xiàn)分布較疏B．人體內(nèi)部磁場(chǎng)的磁感線(xiàn)分布較密C．兩者磁場(chǎng)的磁感線(xiàn)疏密大致相同(2)對(duì)人體內(nèi)部磁場(chǎng)存在的原因提出猜想，請(qǐng)寫(xiě)出一種猜想及其依據(jù)：_____________________________。類(lèi)型之二通電直導(dǎo)線(xiàn)周?chē)拇艌?chǎng)【方法歸納】①奧斯特實(shí)驗(yàn)通過(guò)通電直導(dǎo)線(xiàn)周?chē)〈裴樒D(zhuǎn)說(shuō)明了通電導(dǎo)體周?chē)嬖诖艌?chǎng)；當(dāng)電流方向改變時(shí)，產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向也改變，所以小磁針的偏轉(zhuǎn)方向也會(huì)改變；②物理學(xué)中對(duì)于一些看不見(jiàn)摸不著的現(xiàn)象或不易直接測(cè)量的物理量，通常用一些非常直觀(guān)的現(xiàn)象去認(rèn)識(shí)或用易測(cè)量的物理量間接測(cè)量，這種研究問(wèn)題的方法叫轉(zhuǎn)換法?！境？碱}型】6．【中考·浙江】在學(xué)習(xí)了電和磁的知識(shí)后，小杰在家里饒有興趣地做起了小實(shí)驗(yàn)。他找了一枚縫衣針，在“吸鐵石”上擦了幾下，然后用一根細(xì)軟的棉線(xiàn)將縫衣針懸掛起來(lái)并保持水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)靜止后針尖總是指向南方，這說(shuō)明縫衣針已經(jīng)被磁化成了一枚小磁針。為驗(yàn)證奧斯特實(shí)驗(yàn)，小杰把通電的臺(tái)燈(60W)導(dǎo)線(xiàn)移到縫衣針的下方，并靠近縫衣針平行放置。結(jié)果發(fā)現(xiàn)縫衣針并未發(fā)生偏轉(zhuǎn)。帶著疑問(wèn)，小杰在科學(xué)課堂上與大家展開(kāi)討論。結(jié)果出現(xiàn)了兩種不同觀(guān)點(diǎn)。這時(shí)，老師讓小杰用兩節(jié)干電池(3V)和一段電阻絲(15Ω)重新做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果縫衣針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。(1)磁化后，這枚縫衣針的針尖是________(填“S”或“N”)極。(2)在課堂實(shí)驗(yàn)中，電阻絲中通過(guò)的電流大小為_(kāi)_______A。(3)下面是同學(xué)們?cè)谡n堂討論中形成的兩種觀(guān)點(diǎn)，通過(guò)小杰的課堂實(shí)驗(yàn)可以否定的是()A．臺(tái)燈線(xiàn)內(nèi)有兩根導(dǎo)線(xiàn)，且電流方向相反，產(chǎn)生的磁性相互抵消B．臺(tái)燈線(xiàn)內(nèi)電流太小，產(chǎn)生的磁場(chǎng)太弱，不足以讓小磁針偏轉(zhuǎn)7．如圖所示，小飛和李瑞做了如下實(shí)驗(yàn)：將一根直導(dǎo)線(xiàn)放在靜止小磁針的正上方，并與小磁針平行。接通電路后，觀(guān)察到小磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。(1)實(shí)驗(yàn)探究的是通電直導(dǎo)線(xiàn)周?chē)欠翊嬖赺_______。(2)改變直導(dǎo)線(xiàn)中的電流方向，小磁針偏轉(zhuǎn)方向也發(fā)生改變，表明通電導(dǎo)體周?chē)鷂___________________有關(guān)。(3)實(shí)驗(yàn)中小磁針的作用是____________________________。(4)實(shí)驗(yàn)中用到了一種重要的科學(xué)探究方法是()A．類(lèi)比法B．轉(zhuǎn)換法C．控制變量法D．等效替代法類(lèi)型之三通電螺線(xiàn)管周?chē)拇艌?chǎng)【方法歸納】①安培定則也應(yīng)用于單匝圓形線(xiàn)圈的極性判斷；②地磁南極在地理北極附近，地磁北極在地理南極附近。③電磁鐵磁性強(qiáng)弱的影響因素：電流大小、線(xiàn)圈多少、有無(wú)鐵芯。當(dāng)電流大小一定時(shí)，電磁鐵的線(xiàn)圈匝數(shù)越多，磁性越強(qiáng)；當(dāng)線(xiàn)圈匝數(shù)一定時(shí)，通過(guò)電磁鐵的電流越大，磁性越強(qiáng)。探究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟鐵芯大小的關(guān)系，一定控制電流和線(xiàn)圈的匝數(shù)不變，磁性強(qiáng)弱用吸引大頭針的多少來(lái)反映?！境？碱}型】8．【中考·揚(yáng)州】通電螺線(xiàn)管的外部磁場(chǎng)與條形磁體周?chē)艌?chǎng)相似，其磁極可以用安培定則判定。(1)圖中螺線(xiàn)管的A端是________極。(2)螺線(xiàn)管實(shí)際上就是由多個(gè)單匝圓形線(xiàn)圈組成，通電螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)也可以看成由每一個(gè)單匝圓形通電線(xiàn)圈的磁場(chǎng)組合而成，因此應(yīng)用安培定則也可以判斷單匝圓形通電線(xiàn)圈的磁極?，F(xiàn)一單匝圓形通電線(xiàn)圈中的電流方向如圖所示，則其B端是________極。(3)地球周?chē)嬖诖艌?chǎng)，有學(xué)者認(rèn)為，地磁場(chǎng)是由于地球帶電自轉(zhuǎn)形成圓形電流引起的，地球自轉(zhuǎn)的方向自西向東，則形成圓形電流方向與地球自轉(zhuǎn)方向________(填“相同”或“相反”)，物理學(xué)規(guī)定正電荷定向移動(dòng)方向?yàn)殡娏鞣较颍敲吹厍驇_______(填“正”或“負(fù)”)電。9．【中考·嘉興】如圖所示，是某學(xué)習(xí)小組同學(xué)設(shè)計(jì)的研究“影響通電螺線(xiàn)管磁性強(qiáng)弱的因素”的實(shí)驗(yàn)電路圖。(1)增大通電螺線(xiàn)管的電流，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)向________(填“左”或“右”)移動(dòng)。(2)下表是該組同學(xué)所做實(shí)驗(yàn)的記錄：通電螺線(xiàn)管中有無(wú)鐵芯無(wú)鐵芯有鐵芯線(xiàn)圈匝數(shù)50匝50匝實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456電流/A0.81.21.50.81.21.5吸引大頭針的最多數(shù)目/枚000358同學(xué)們發(fā)現(xiàn)無(wú)鐵芯組實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有吸引起大頭針，那么通電螺線(xiàn)管到底有沒(méi)有磁性呢？他們通過(guò)其他方法驗(yàn)證了這幾次都是有磁性的。他們采用的方法可能是______________________。(寫(xiě)出一種即可)(3)在與同學(xué)們交流討論時(shí)，另一組的同學(xué)提出一個(gè)新問(wèn)題：“當(dāng)線(xiàn)圈中的電流和匝數(shù)一定時(shí)，通電螺線(xiàn)管的磁性強(qiáng)弱是否還與線(xiàn)圈內(nèi)的鐵芯大小(粗細(xì))有關(guān)？”現(xiàn)有大小不同的兩根鐵芯，請(qǐng)根據(jù)你的猜想并利用本題電路，寫(xiě)出你驗(yàn)證猜想的簡(jiǎn)要操作方案：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。10．在探究“影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素”實(shí)驗(yàn)中，小明制成簡(jiǎn)易電磁鐵A、B，并設(shè)計(jì)了如圖所示的電路：(1)實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)電磁鐵吸引大頭針的多少來(lái)判定其磁性強(qiáng)弱的，所使用的物理研究方法是__________。(2)當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向左移動(dòng)時(shí)，電磁鐵A、B吸引大頭針的個(gè)數(shù)______(填“增加”或“減少”)，說(shuō)明線(xiàn)圈匝數(shù)相同時(shí)，電流越______，電磁鐵磁性越強(qiáng)。(3)根據(jù)圖示的情境可知，________(填“A”或“B”)的磁性強(qiáng)，說(shuō)明電流一定時(shí)，線(xiàn)圈匝數(shù)越多，電磁鐵的磁性越________。(4)電磁鐵吸引的大頭針下端分散的原因是_____________________。11．為了探究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱跟哪些因素有關(guān)，小麗同學(xué)作出以下猜想：猜想A：電磁鐵通電時(shí)有磁性，斷電時(shí)沒(méi)有磁性；猜想B：通過(guò)電磁鐵電流越大，它的磁性越強(qiáng)；猜想C：外形相同的螺線(xiàn)管，線(xiàn)圈的匝數(shù)越多，它的磁性越強(qiáng)。為了檢驗(yàn)上述猜想是否正確，小麗所在的實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案：用漆包線(xiàn)(表面涂有絕緣漆的導(dǎo)線(xiàn))在大鐵釘上繞制若干圈，制成簡(jiǎn)單的電磁鐵。如圖所示的a、b、c、d為實(shí)驗(yàn)中觀(guān)察到的四種情況。根據(jù)小麗的猜想和實(shí)驗(yàn)，完成下面填空：（1）觀(guān)察電磁鐵吸引大頭針數(shù)目多少的不同，來(lái)判斷它____________的不同。（2）通過(guò)比較________(填“a”“b”“c”或“d”)兩種情況，可以驗(yàn)證猜想A。（3）通過(guò)比較________(填“a”“b”“c”或“d”)兩種情況，可以驗(yàn)證猜想B。（4）通過(guò)比較d中甲、乙兩電磁鐵，可以得出的結(jié)論是________________________________________________________________________。類(lèi)型之四通電直導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)的受力【方法歸納】①通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的作用；且所受力的方向與電流的方向和磁場(chǎng)的方向有關(guān)；②通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用，受力方向與兩個(gè)因素有關(guān)，如果只改變一個(gè)因素，則導(dǎo)體受力方向改變，如果同時(shí)改變兩個(gè)因素，則導(dǎo)體受力方向不變?！境？碱}型】12．【中考·泰州】如圖所示，導(dǎo)體AB放在處于蹄形磁體磁場(chǎng)中的水平金屬軌道上。(1)接通電源，這時(shí)會(huì)看到導(dǎo)體AB運(yùn)動(dòng)起來(lái)，這表明____________有力的作用。(2)保持磁場(chǎng)方向不變，改變導(dǎo)體AB中的電流方向，導(dǎo)體AB的運(yùn)動(dòng)方向________(填“不變”或“改變”)。(3)通電后導(dǎo)體AB運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，是把________能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______能的過(guò)程。13．(中考·河池)如圖所示的是探究“磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線(xiàn)的作用”的實(shí)驗(yàn)裝置：(1)當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)ab中的電流的方向是從________(填“a到b”或“b到a”)。(2)導(dǎo)線(xiàn)ab受到磁場(chǎng)力的作用而向左運(yùn)動(dòng)；如果只改變電流方向，那么導(dǎo)線(xiàn)ab將向________運(yùn)動(dòng)?？茖W(xué)家在該實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上發(fā)明了電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)了把________能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。類(lèi)型之五感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件【方法歸納】①閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電流，這種電流叫感應(yīng)電流，這一現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象；產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。②感應(yīng)電流是否產(chǎn)生可以通過(guò)觀(guān)察電流表的指針是否偏轉(zhuǎn)來(lái)確定。③感應(yīng)電流的大小與磁場(chǎng)的強(qiáng)弱、導(dǎo)線(xiàn)切割磁感線(xiàn)的速度及切割磁場(chǎng)的導(dǎo)線(xiàn)匝數(shù)有關(guān)；④探究電流大小與速度的關(guān)系，應(yīng)使導(dǎo)體在不同次實(shí)驗(yàn)中的速度不同，而其它條件相同?！境？碱}型】14．(中考·昆明)為了探究導(dǎo)體在磁場(chǎng)中怎樣運(yùn)動(dòng)，才能在電路中產(chǎn)生電流，采用了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。(1)將細(xì)導(dǎo)線(xiàn)懸掛的導(dǎo)體放入蹄形磁體中，閉合開(kāi)關(guān)，電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn)。讓導(dǎo)體在蹄形磁體中左右運(yùn)動(dòng)，電流計(jì)指針________偏轉(zhuǎn)；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，讓導(dǎo)體在蹄形磁體中左右運(yùn)動(dòng)，電流計(jì)指針________偏轉(zhuǎn)。(均填“會(huì)”或“不會(huì)”)(2)將細(xì)導(dǎo)線(xiàn)懸掛的導(dǎo)體放入蹄形磁體中，閉合開(kāi)關(guān)，讓導(dǎo)體在蹄形磁體中豎直上下運(yùn)動(dòng)，電流計(jì)指針________偏轉(zhuǎn)；讓導(dǎo)體在蹄形磁體中斜向上或斜向下運(yùn)動(dòng)，電流計(jì)指針________偏轉(zhuǎn)。(均填“會(huì)”或“不會(huì)”)(3)綜合(1)(2)中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電流的條件是：導(dǎo)體必須是________電路的一部分，且一定要做____________運(yùn)動(dòng)。(4)在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中________能轉(zhuǎn)化為了電能。15．【中考·淮安】在探究“產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件”實(shí)驗(yàn)中。(1)實(shí)驗(yàn)中，觀(guān)察___________________判斷電路中是否有感應(yīng)電流。(2)閉合開(kāi)關(guān)，若導(dǎo)體AB不動(dòng)，左右移動(dòng)磁體，電路中_______(填“有”或“無(wú)”)感應(yīng)電流。(3)該實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是：閉合電路的一部分導(dǎo)體，在磁場(chǎng)中做____________運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。(4)如果將小量程電流表?yè)Q成________，可以探究磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用。16．【中考?福州】小華在探究怎樣產(chǎn)生感應(yīng)電流的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。(1)將磁體向右插入螺線(xiàn)管中時(shí)，觀(guān)察到靈敏電流計(jì)的指針向右偏轉(zhuǎn)，由此可知：____________________。(2)將磁體從螺線(xiàn)管中向左拔出時(shí)，會(huì)觀(guān)察到靈敏電流計(jì)的指針向________(填“左”或“右”)偏轉(zhuǎn)。(3)通過(guò)前兩步實(shí)驗(yàn)，可得出感應(yīng)電流的方向與_________方向有關(guān)。17．【中考·福建】如圖是“探究導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件”的實(shí)驗(yàn)裝置。閉合開(kāi)關(guān)后，導(dǎo)體棒、靈敏電流計(jì)、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)組成閉合電路。實(shí)驗(yàn)觀(guān)察到的現(xiàn)象如下表：(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)觀(guān)察____________________________來(lái)判斷電路中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流。(2)由實(shí)驗(yàn)可知，閉合電路中的部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做________________運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。(3)比較第4次和第________次實(shí)驗(yàn)可知，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)方向相同時(shí)，感應(yīng)電流的方向與磁場(chǎng)的方向有關(guān)。(4)比較第7次和第8次實(shí)驗(yàn)可知_________________________________________。18．【中考·河南】小明利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究“導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感