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文档简介
1、电磁学实验题、实验探究题1. 在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,小明制成简易电磁铁甲、乙,并设计了如图所示的电路。(1)实验中是通过观察电磁铁 来判定其磁性强弱的,(2)图中甲、乙串联的目的是 。(3)根据图示的情境可知, (填“甲”或“乙”)的磁性强,说明电流一定时,,电磁铁磁性越强。(4)若让乙铁钉再多吸一些大头针,滑动变阻器的滑片应向 端移动。(选填 “左”或“右”)。(5)通过图示电路, (选填“能”或者“不能”)研究电磁铁磁性强弱跟电 流大小的关系。(6)试验中,大头针的下端都是分开的原因是 。2.如图所示为小金同学制作的简易直流电动机模型。他用金属丝做成两个支架,分别与电池
2、的两极相连。用漆包线绕一个矩形线圈,以线圈引线为轴,并用小刀刮去轴 的一端全部漆皮,另一端只刮去上半周漆皮。 将线圈放在支架上,磁体放在线圈下。 接通电源后且用手轻推一下线圈,线圈就会不停地转动起来。(1)直流电动机的工作原理是 (2)将线圈一端的漆全部刮去, 另一端刮去一半。这样做的目的是让线圈能 (3)如果电池、开关、导线的连接和性能良好,闭合开关后线圈不能连续转动, 请你分析可能的原因是。(写出一点即可)第11页,共23页3.|£ £|如图所示,将一根直导线放在静止小磁针的正上方,并与小磁针平行。AR(1)闭合开关后,观察到小磁针偏转,说明 。若此时移去小磁 针,上述
3、结论是否还成立? (选填“成立”或“不成立”)。(2)改变直导线中的电流方向,小磁针的偏转方向也发生改变,这表明 (3)实验中小磁针的作用是 (4)该实验中用到的一种重要的科学研究方法是 A.类比法B.转换法C.控制变量法D.等效替代法4.在“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验中,小磊将蹄形磁体放在水平桌面上,将导体棒悬挂在蹄形磁体的两磁极之间,按如图所示将导体棒、开 关和灵敏电流表连接起来。已知电路器件均完好。甲乙(1)如图甲所示,导体棒沿水平方向向右快速运动,电流表指针不发生偏转,这是因为。(2)闭合开关,使导体棒竖直上下运动,观察发现电流表的指针 ;再 使导体棒水平向右运动
4、,发现电流表指针向左偏转;再让导体棒水平向左运动,发 现电流表指针向右偏转,说明感应电流的方向与 有关。(3)如图乙所示,使导体棒水平方向右运动,发现电流表指针向右偏转,说明感应电流的方向与 有关。(4)实验表明,闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时,电路中 就会产生感应电流。(5)实验过程中,如果想使电流表指针偏转更明显一些,下列方法中可行的是(填选项前的字母)。A.换用量程更小且更灵敏的电流表B.使导体棒在蹄形磁体中沿竖直方向运动5.如图所示是小明设计的电铃部分电路图,其中 A是弹性片,B是衔铁。6.(1)请你用笔画线代替导线将电路连接完整,要求开关闭合时电铃能不断发声。(2)正确连接电
5、路并闭合开关后,发现电铃的铃声很小,经检查发现是因为电磁铁的磁性不强所致。针对此问题,小明提出以下几种解决方案:方案1:改变电路中的电流方向;方案2:增大电路中的电流大小;方案3:增加电磁铁中线圈的匝数。你认为方案 (选填序号)不可行,请利用图装置来证明你的观点。(写出操作方法和判断依据)探究“通电导体在磁场中受力与什么因素有关”的实验,如图所示.(1)如图甲所示,将导体ab置于蹄形磁铁的两极之间,闭合开关,导体ab向左运动,说明 磁场对 导体有力的作用.(2)仅将图甲中磁铁的 N、S极对调,闭合开关,导体ab向右运动,说明导体ab在磁场 中的受力方向与 有关;仅将图甲中电源的正、负极对调 ,
6、导体ab向右运动, 说明导体ab在磁场中的受力方向与 有关.(3)将导体换成线圈放入磁场中,如图乙所示,闭合开关,线圈不能才I续转动,是因为线 圈越过了平衡位置以后,受到磁场的力要 它的转动.为了使线圈持续转动下去,可以通过每半周改变电流的方向或改变 的方向.生活中的电动机一般是 通过换向器改变 的方向让线圈持续转动起来的 .7.下图是探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件的实验装置,闭合开关后铜棒ab、电流表、开关组成闭合电路。小明将实验中观察到的现象记录在下表中。次数开关磁场方向导体ab的运动力向电流表指针的偏转方 向1上N下S1可右运动不偏转2闭合上N下S1可右运动向左偏转3闭合上N下
7、S向左运动向右偏转4闭合上N下S向上运动不偏转5闭合上S下N向卜运动不偏转6闭合上S下N1可右运动向右偏转7闭合上S下N向左运动向左偏转(1)小明分析得出:闭合电路中的部分导体在磁场里做 时,(2)比较实验2和3 (或6和7)可知,在磁场方向一定时,感应电流的方向与有关。(3)比较实验2和6 (或3和7)可知,(4)在此实验的过程中是 能转化为 能,重要的应 用是。8.阅读短文,回答问题:逆变电路在实际应用的电源系统中, 有时需要把直流电转换成交流电供负载使用。这种把直流电变回交流电的过程,就是逆变,具有这种功能的电路称为逆变电路。如下图a是某种型号逆变电路的原理图。5为直流电源,S、S2、S
8、3、3是电路的4个臂(相当于开关),由电子器件及辅助电路组成。四个臂两两组合,两组臂交 替断开闭合,就会在负载中产生交流电。在AB间接入一电阻性负载(视为定值电阻)。当其中一组臂闭合时,通过负载的 电流为i0,负载两端电压为U0;切换到另一组臂闭合时,通过负载的电流为-i0,负载两端电压为-uo。如下图b为负载两端电压随时间变化的图像。在AB间换接一感性负载(如电动机),通过负载的电流随电压变化的图像如下图 c所示。(1)当电阻性负载中的电流由 A流向B时,臂 闭合,其它的臂断开。(2)通过电阻性负载的电流io和-i。只是 (选填“大小”或“方向”)不 同。(3)分析如上b图可知,此逆变电路中
9、交流电频率为 Hz。9.磁感应强度B用来描述磁场的强弱,国际单位是特斯拉,符号是“。为了探究电磁铁外轴线上磁感应强度的大小与哪些因素有关,小鹭设计了如图1所示的电路,图甲电源电压6V, R为磁感应电阻,其阻值随磁感应强度变化的关系图线如图2。(1)当图乙S2断开,图甲S1闭合时,电流表的示数为 mA。闭合S和S2, 图乙中滑动变阻器的滑片 P向右移动,图甲中电流表的示数逐渐减小, 说明磁感电 阻R处的磁感应强度B逐渐。(2)闭合Si和S2,滑片P不动,沿电磁铁轴线向左移动磁感电阻R,测出R离电磁铁左端的距离x与对应的电流表示数I,算出R处磁感应强度B的数值如表。请 计算 x=5cm 时,B=T
10、ox/cm123456I/mA101215203046B/T0.680.650.600.510.20(3)综合以上实验数据可以得出“电磁铁外轴线上磁感应强度随电磁铁电流的增大而,离电磁铁越远,磁感应强度越 。10 .在探究“通电螺线管外部磁场特点”的实验中,小华设计了如图甲所示的电路。实验时:(i)可通过观察 来判断通电螺线管的磁极。(2)如图乙所示是通电螺线管周围有机玻璃板上小磁针的分布状态,观察可知通电螺线管的外部磁场与 的磁场相似。若改变螺线管中的电流方向,发现小磁针指向发生改变,该现象说明通电螺线管外部的磁场方向与 有关。(3)要探究影响通电螺线管磁场强弱的因素,除了图中所示的器材外,
11、还需。若开关S接“ 1”时,电流表的示数为I,现将开关S从“1”换接到“ 2” 上,接下来他的操作是,这样可以探11 .小哲在去办公室问老师磁场问题时,看到一个如图1所示的仪器,通过自学知道这是通电螺线管,在得到老师的允许和帮助下,他和同学一起探究其磁场特点图i图2他们连接好电路后, 他们将1个小磁针分别放在螺线管外部的不同位置,发现小磁针都不动。闭合开关后,重新放置小磁针,发现无论小磁针放在螺线管周围的哪个 位置,均发生偏转。于是他们得出结论: 。此时,如果移走小磁针,该结 论 (选填“成立”或“不成立”)。如图 2所示,在螺线管周围撒上铁屑 并轻敲几下,若将电源正负极接线交换一下,铁屑的形
12、状将 (填“改变” 或“不改变”)12 .如图所示是老师设计的一个实验装置,用来探究“影响电磁铁磁性强弱因素”,它是由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管(线圈电阻忽略不计)和自制的针 式刻度板组成,通过观察指针偏转角度的大小,来判断电磁铁磁性的强弱.用竹片 削制的指针下方加装固定一物体E,导线a与接线柱2相连.(1)为了使指针在受磁场力的作用在能绕O点转动,需在E处加装 (选填“铜块”、“铝块”或“铁块” )o(2)保持滑片P位置不变,导线a改为与接线柱1相连时,闭合开关后,指针偏 转的角度将会 (填“增大”或“减小”)。(3)细心观察的小锋同学发现在实验过程中该自制装置的指针均向右偏转,
13、只是 偏转角度不同,该同学向老师提出能否让指针向左偏转,老师马上将一块小磁铁换装在如图E处,且让磁铁的右端为 极,闭合开关后,同学们发现指针果然 向左偏转。(4)你认为原装置中指针的偏转角度大小可能还与哪些因素有关?(只写出一个 即可) 。13 .如图是某学习小组同学设计的探究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图。(1)实验中,通过移动变阻器的滑片改变电磁铁线圈中的 大小;根据电磁 铁吸引大头钉的多少判断电磁铁 。(2)下表是该组同学所做实验的记录:电磁铁(线圈)50匝100匝实验次数123456电流/ A0.81.21.50.81.21.5吸引大头钉的最多数目/枚581071114比较实验中的1、
14、2、3 (或4、5、6),得出的结论是:电磁铁的匝数一定时, 通过线圈中的电流越大,电磁铁的磁性越 ;比较实验中的1和4 (或2和5,或3和6),可得出的结论(3)实验后,同学们想继续探究“电磁铁的磁性强弱与线圈内的铁芯大小是否有关?”他们利用上述电路和两根大小不同的铁芯,设计实验:实验时应该保持不变,换用不同铁芯,观察电磁铁吸引大头钉数多少.若两次实 验吸引大头钉数量明显不同,说明 。(填一种方法)14 .如图所示为小玲和小辉同学制作的一种直流电动机模 型,他们用回形针做成两个支架,分别与电池的两极 相连;用漆包线绕一个矩形线圈,以线圈引线为轴, 并用小刀刮去轴的一端全部漆皮,另一端只刮去上
15、半 周漆皮,将线圈放在支架上,确形磁体放在线圈周围。(1)按他们这种方法刮漆,线圈 (能/不能)持 续转动。线圈转过平衡位置时会 (选填“自动 改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”),(2)可以通过改变 方向,改变线圈的转动方向。(3)如果电池、开关、导线的连接和性能良好,闭合开关后,发现线圈只抖动了 一下,并不转动,原因可能是 ,这时可做的有效尝试是 。15 .磁感应强度B用来描述磁场的强弱,国际单位是特斯拉(T),为了探究电磁铁外轴线上磁感应强度的大小与哪些因素有关,物理兴趣小组设计了如图1所示的电路,图甲电源电压6V, R为磁感应电阻,其阻值随磁感应强度变化的关系图线如图2。*R
16、/a(1)分析图2曲线可知,磁感应强度 B在00.7T范围内磁敏电阻阻值随磁场强 度的增大而。(2)当图乙S2断开,图甲Si闭合时,电流表的示数为 mA。闭合S和S2, 图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动,图甲中电流表的示数将 。(3)闭合Si和S2,滑片P不动,磁感电阻 R靠近电磁铁,测出 R离电磁铁左端 的距离l与对应的电流表示数I,算出R处磁感应强度 B的数值如表。请计算l=5cm 时,B=Tol/cm123456I/mA101215203046B/T0.680.650.600.510.20(4)综合以上实验数据可以得出“电磁铁外轴线上磁感应强度随电磁铁电流的增 大而,离电磁铁越远,磁感应
17、强度越 。”16.小明在探究“电磁铁磁性强弱与线圈匝数多少是否有关”的实验中,连接了如图所示的电路,主要实验步骤如下: 选用电磁铁接线柱 a、c接入电路K、M之间,闭合开关,调节滑动变阻器滑片 P 到某位置,使电磁铁下端靠近并吸引大头针,观察电磁铁接入电路的线圈匝数 n和吸引大头针的个数 N,断开开关,将n、N的数据记录在表格中; 将电磁铁接线柱 a、b接入电路K、M之间,闭合开关,使电磁铁下端靠近并吸 引大头针,观察电磁铁接入电路的线圈匝数n和吸引大头针的个数 N,断开开关,将n、N的相应数据记录在表格中。根据以上叙述,回答下列问题(1)这个实验中,用 表示电磁铁磁性的强弱。(2)请写出小明
18、实验过程中存在的问题: 。(3)请你针对小明实验过程中存在的问题,写出改正的步骤: 。17 .如图是小杨探究“影响电磁铁磁性强弱因素”的装置图,它是由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管(线圈电阻忽略不计)和自制的针式刻度板组成,通过观察指针偏转角度的大小,来判断电磁铁磁性的强弱。在指针下方固定一物体E,导线a与接线柱2相连,闭合开关后,指针发生偏转。(1)物体E应由下列 材料制成。A.铜B.铁 C.铝 D.塑料(2)电磁铁右端应为 极。(3)当滑动变阻器的滑片 P向左滑动时,指针偏转的角度将会 ;保持滑片 P位置不变,导线a改为与接线柱1相连,闭合开关后,指针偏转的角度将会 ,(填“增大”
19、或“减小”)。18 .为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关,小明同学用漆包线 (表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕若干匝,制成简单的电磁铁,如图所示。用此装置去吸引大头针,甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。(1)实验中通过电磁铁 判断电磁铁磁性的强弱,这一方法体现了转换的思 想。(2)比较 两图可知:线圈匝数相同时,电流越大磁性越强。(3)根据图丁可以得出的结论是 。19 .如图所示,将圆形金属导体棒AB平放在处于磁场中两个平行的水平光滑金属导轨上,小明同学利用如图所示的实验装置来做“探究通电导体在磁场中受力运动的情 况”的实验。(1)闭合开关后,导体棒 AB水平向左运动,若想让导体棒
20、 AB水平向右运动,则 可以保持磁场方向不变,改变导体棒中的 来实现;利用这种原理可以制成 (选填“热机” “电动机”或“发动机”)。(2)如图所示,若保持其他条件都不变,将滑动变阻器的滑片向左移动,则通电 金属导体棒AB受到的磁场力将 (选填“变大” “变小”或“不变”)。20 .探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件如图所示,实验时控制磁场方向相 同,改变导体ab的运动方向.甲乙内(1)步骤一:导体ab水平左右运动,如图甲所示,电流计指针 ,这是 因为.(2)步骤二:导体ab竖直上下运动,如图乙所示,电流计指针 ,这是 因为.(3)步骤三:导体ab水平左右运动,如图丙所示,电流计指针偏转
21、,电路中有感 应电流产生.(4)综合上面实验现象,可以得出感应电流产生的条件是:21 .如图所示,某小组探究导体在磁场中产生感应电流的条件,实验时保持磁体位置不变.(1)如图甲所示,电流计指针不偏转,这是因为导体ab(2)如图乙所示,电流计指针也不偏转,这是因为ab虽有运动,但没有(3)如图丙所示,电流计指针仍不偏转,这是因为导体(4)分析比较图四个实验现象,可以初步得出产生感应电流的条件: 的部分导体,在磁场中做 运动.22 .物理学中常用磁感线来形象地描述磁场,用磁感应强度(用字母B表示)来描述磁场的强弱,它的国际单位是特斯拉 (符号是T),磁感应强度B越大表明磁场越强; B=0表明没有磁
22、场.有一种电阻,它的大小随其所在位置磁场强弱的变化而变化,这种电阻叫做磁敏电阻.如图所示是某磁敏电阻 R的阻值随磁感应强度 B变化的图像.为了研究某磁敏电阻 R的性质,小刚设计了如图所示的甲、乙电路进行实验,请解答下列问题:n-T(1)当S断开,S2闭合时,电压表的示数为3V,则此时电流表的示数为 A.(2)只闭合S1,通电螺线管的左端为 极;闭合S1和及,移动两个滑动变 阻器的滑片,当电流表示数为0.04A时,电压表的示数为6V,由图像可得,此时该 磁敏电阻所在位置白磁感应强度为 T.(3)实验中小刚将图甲电路中电源的正负极对调,发现图乙所示电路中电压表和 电流表的示数不变,这表明 .(4)
23、实验中小刚通过改变滑动变阻器 (R1/R2)连入电路中的阻值来改 变磁敏电阻R所在的位置的磁感应强度,你还可以通过的方法,改变磁敏电阻 R所在位置的磁感应强度.答案和解析1.【答案】( 1 )吸引大头针数量的多少;2)使通过两电磁铁线圈的电流相同;3)甲;匝数越多;4)左;5)能;6)同名磁极相互排斥。【解析】 【分析】本题考查的是探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关的实验,属于基础题;( 1)电磁铁吸引的大头针数量越多,说明电磁铁的磁性越强,这里是采用了转换法;( 2)串联电路电流处处相等;( 3) 根据电磁铁吸引大头针个数的多少判断电磁铁磁性的强弱; 比较甲乙的不同之处,进行分析;( 4)若
24、使电磁铁的磁性增强,在绕线匝数一定时,应使电流增大,进而判断变阻器滑片的移动方向;( 5)由电路图和控制变量法的特点进行分析;( 6)利用磁化和磁极间的作用规律进行分析。【解答】( 1)磁性的强弱可借助观察电磁铁能够吸起的大头针的数量来判断,属于转换法的应用;( 2)根据控制变量法,应使通过甲和乙的电流相同,所以将甲、乙串联连接;( 3)由图知,甲吸引大头针的个数较多,说明甲的磁性较强,甲乙串联,电流相等,甲的线圈匝数大于乙的线圈匝数,说明电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强;( 4)若让乙铁钉再多吸一些大头针,需增强电磁铁的磁性,应增大通过电磁铁的电流,所以滑动变阻器的滑片应向左端滑动,
25、减小连入电路的阻值,从而增大电流;( 5) 电路中可以通过移动变阻器的滑片改变电路中的电流, 甲或乙吸引大头针的数量,来研究电磁铁磁性强弱跟电流大小的关系;( 6)大头针被磁化,同一端的磁性相同,互相排斥,所以下端分散。故答案为:( 1)吸引大头针数量的多少;( 2)使通过两电磁铁线圈的电流相同;( 3)甲; 匝数越多;( 4)左;( 5)能;( 6)同名磁极相互排斥。2 .【答案】 ( 1)通电线圈在磁场中受力转动;( 2)持续转动;( 3)磁场太弱【解析】 【分析】本题考查了简易电动机的转动原因及改变转向的方法。( 1)直流电动机的工作原理是:通电线圈在磁场中受力转动;( 2)该线圈之所以
26、能转动,是据通电导线在磁场中受力的作用的原理来工作的,但是该线圈在转过平衡位置时, 若不改变电流的方向或断开电路, 此时所受到的磁场力会阻碍线圈的转动,故为了使线圈持续转动,将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉,另一端只刮半周;( 3)线圈不转动的原因可能是无电流、磁场太弱、开始线圈处在平衡位置。【解答】( 1)直流电动机的工作原理是:磁场对电流的作用;( 2)将线圈两端引线的漆皮,一端全部刮掉,另一端只刮半周的作用等同于直流电动机的换向器。线圈在转过平衡位置时,若不改变电流的方向或断开电路,此时所受到的磁场力会阻碍线圈的转动, 故为了使线圈持续转动, 将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉,另一端只刮
27、半周;( 3)如果电池、开关、导线的连接和性能良好,闭合开关后,线圈不能连续转动,可排除无电流的情况,可能是磁场太弱或开始线圈处在平衡位置。故答案为:( 1 )通电线圈在磁场中受力转动;( 2 )持续转动;(3)磁场太弱。3 .【答案】( 1)电流周围存在磁场;成立;( 2)电流的磁场方向与电流方向有关;( 3 )验证电流周围是否存在磁场;( 4 ) B【解析】 【分析】本题更加深入的研究了电流的磁效应, 在物理学习中不能只注重了结论的学习, 还要注意过程的学习。( 1)奥斯特实验通过小磁针偏转说明了通电导体周围存在磁场;接通电路后移去小磁针,上述结论仍然成立;( 2)当电流方向改变时,产生的
28、磁场方向也改变,所以小磁针的偏转方向也改变。( 3)通过小磁针的偏转可以检验磁场是否存在。( 4)通过小磁针的偏转可以检验磁场是否存在用到了转换法。【解答】( 1)实验中,开关闭合时,小磁针发生偏转,说明通电导体周围存在着磁场,这是著名的奥斯特实验;若接通电路后移去小磁针,上述结论仍然成立;( 2)改变电流方向,小磁针的方向也发生了偏转,说明了通电导体周围的磁场方向与电流方向有关;( 3)小磁针受到磁场力的作用能够发生偏转,故小磁针可以检测磁场的存在;( 4)小磁针可以检测磁场的存在,用到了转换法。故答案为: ( 1) 电流周围存在磁场; 成立; ( 2) 电流的磁场方向与电流方向有关; (
29、3 )验证电流周围是否存在磁场;( 4 ) B。4.【答案】( 1)开关没有闭合;( 2) 不发生偏转; 导体的运动方向;( 3) 磁场方向;(4 )切割磁感线;( 5) A【解析】解:( 1)如图甲所示,导体 ab 向右运动,电流计指针不偏转,因为开关没有闭合;( 2)闭合开关,使导体棒竖直上下运动,此时导体没有切割磁感线,不会产生感应电流,则电流表的指针不会偏转;再使导体棒水平向右运动,导体切割磁感线,会产生感应电流,电流表指针向左偏转;再让导体棒水平向左运动,导体运动方向发生了变化,电流表指针向右偏转,说明感应电流的方向与导体的运动方向有关;( 3)图甲和图乙的不同之处在于磁场的方向发生
30、了变化,图乙中导体棒水平方向右运动,但磁场方向改变,电流表指针向右偏转,说明感应电流的方向与磁场方向有关;( 4)产生感应电流的条件是:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动;(5) A.换用量程更小且更灵敏的电流表,可以使电流表指针偏转更明显一些,故A 第 13 页,共 23 页正确;B、使导体棒在蹄形磁体中沿竖直方向运动,不切割磁感线,没有感应电流产生,故B错误。故答案为:(1)开关没有闭合;(2)不发生偏转;导体的运动方向;( 3)磁场方向; (4)切割磁感线;(5) A。(1) (2) (3) (4)产生感应电流的条件:闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感 线运动;感应电流的方向
31、与导体运动的方向和磁场的方向有关。(5)感应电流的大小与切割磁感线的速度、磁场强度、线圈匝数有关。此题是探究电磁感应现象的实验,考查对产生感应电流条件的掌握及影响感应电流大小的因素,常见题目。5.【答案】(1)如图图答6(2) 1;需要将电源的正负极对换,闭合开关若电铃声音变化,说明方案 1可行,若电 铃声音不变化,说明方案 1不可行。【解析】【分析】本题考查的是电磁继电器和影响电磁铁磁性强弱的因素,属于基础题;(1)根据电磁继电器的工作原理进行分析;(2)影响电磁铁磁性强弱的因素是电流的大小和电磁铁中线圈的匝数。【解答】(1)电磁继电器就是一个自动控制的开关,闭合电路后,电磁铁获得磁性吸引衔
32、铁B,衔铁B向下移动敲击电铃,此时电路断开,电磁铁失去磁性,在弹簧片A的作用下,衔铁B回到原处,电路接通,电磁铁再次获得磁性,如此反复,据此可知,电源的正极连 接线圈右端的接线处,负极经过开关连接上面螺钉的接线处,如图图管6(2)根据影响电磁铁磁性强弱的因素可知,方案1不可行;证明方法:将电源的正负极对换,闭合开关若电铃声音变化,说明方案1可行,若电铃声音不变化,说明方案1不可行。故答案为:(1)如图图管6(2) 1;需要将电源的正负极对换,闭合开关若电铃声音变化,说明方案 1可行,若电 铃声音不变化,说明方案 1 不可行。6 .【答案】 ( 1)通电;( 2)磁场方向;电流方向;( 3)阻碍
33、;磁场;电流【解析】 【分析】本题主要明确通电导体的运动方向的影响因素和直流电动机。 做题时一定要明确试题考查的是什么知识点,抓住知识点才能解决问题。通电导体在磁场中受到磁力而运动, 导体运动方向跟电流方向和磁场方向有关, 只改变其中的一者导体运动方向改变,同时改变两者导体运动方向不变;线圈之所以能转动, 是据通电导线在磁场中受力的作用的原理来工作的, 但是该线圈在转过平衡位置时,若不改变电流的方向,此时所受到的磁场力会阻碍线圈的转动,故为了使线圈持续转动,将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉,另一端只刮半周,这样在一个半周内受到磁场的力的作用, 另一个半周利用惯性转动; 而真正的直流电动机工作时
34、,为了让线圈持续的转动下去, 即是通过换向器在平衡位置及时的改变线圈中的电流的方向,即改变线圈所受力的反向,使线圈持续的转动下去,这项任务由换向器完成。【解答】( 1)闭合开关,静止的导体棒 ab 在轨道上向左运动,说明通电导体在磁场中受到力的作用;( 2)若只将电源的正、负极对调,导体棒ab 将向右运动,改变了电流方向,则导体棒ab 的运动方向改变,所以说明导体ab 在磁场中的受力方向与电流有关;若只将蹄形磁铁的 N、S极对调,改变了磁场方向,则导体棒 ab的运动方向改变,所以说明导体 ab 在磁场中的受力方向与磁场方向有关;( 3)线圈之所以能转动,是据通电导线在磁场中受力的作用的原理来工
35、作的,但是该线圈在转过平衡位置时, 若不改变电流的方向, 此时所受到的磁场力会阻碍线圈的转动,故为了使线圈持续转动,将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉,另一端只刮半周,这样在一个半周内受到磁场的力的作用, 另一个半周利用惯性转动; 而真正的直流电动机工作时, 为了让线圈持续的转动下去, 即是通过换向器在平衡位置及时的改变线圈中的电流的方向,即改变线圈所受力的反向, 使线圈持续的转动下去, 这项任务由换向器完成。故答案为:( 1 )通电; ( 2 )磁场方向;电流方向;(3 )阻碍;磁场;电流。7 .【答案】 ( 1)切割磁感线运动;( 2)导体切割磁感线的运动方向;( 3)在导体切割磁感线运动方
36、向不变时,感应电流的方向与磁场方向有关;( 4)机械;电;发电机【解析】 略8 .【答案】( 1) S1、 S4;( 2)方向;( 3) 50【解析】 【分析】本题考查电流的流向及大小、频率,读懂图是解题的关键。( 1)电路中有电流的条件是电路闭合,电流方向是由电源的正极流向负极;( 2)根据图中数据进行分析;(3)从图中找出电流的周期,根据频率的定义进行分析。【解答】(1)当电阻性负载中的电流由A流向B时,电路必须是闭合的,从电源的正极出发,经Si、A、负载、B、S4回到电源负极,故臂 Si、&闭合,其它的臂断开;(2)由图b可以看出电压uo、-uo只是方向不同,大小相同,根据欧姆定
37、律可知,电流 的大小相同,电流方向不同;(3)由图b可以看出逆变电路中交流电周期是0.02s;根据频率的定义得,频率为:而斤=5口丹胃°故答案为:(1) Si、S4; (2)方向;(3) 50。9 .【答案】(1) 60;增大;(2) 0.40;(3)增大;小【解析】【分析】此题考查了电路的分析、 欧姆定律的应用等知识点, 是一道综合性较大的题, 难度较大。(1)据题可知,此时的电源电压是6V,且此时的磁场强度为零;图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动,图甲中电流表的时速逐渐减小,据此分析即可判断规律;(2) x=5cm时,对于图表得出电流是 30mA,据欧姆定律可以判断电阻大小,进而判
38、断 磁场的强弱;(3)据上面的知识分析即可判断出变化的规律。【解答】(1)当图乙&断开,图甲S1闭合时,即磁场强度为零,据图 2可知,此时的R=100 Q, 故此时电路中的电流是:I=;.:=0.06A=60mA;图乙中滑动变阻器的滑片 P向右移动, 有效电阻变小,电流变大磁场变强,图甲中电流表的示数逐渐减小,即R的电阻变大,据此分析可知:磁感电阻 R处的磁感应强度 B逐渐增大;(2) x=5cm时,对于图表得出电流是 30mA,据欧姆定律可知,R=:$i,=200a,故对应磁场的强度是 0.40T;(3)综合以上实验数据,分析(2)中的表格数据可以得出“电磁铁外轴线上磁感应强 度随电
39、磁铁电流的增大而增大,离电磁铁越远,磁感应强度越小;故答案为:(1) 60;增大;(2) 0.40; (3)增大;小。10 .【答案】小磁针N极所指的方向 条形磁体 电流方向 大头针 调节滑动变阻器的滑 片P,保持电路中的电流大小为 I不变【解析】 解:(1)读图可知,在螺线管旁有两个小磁针,我们可以通过观察小磁针静 止时N极(或S极)的指向来判断通电螺线管的磁极;(2)通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似,都是具有两个磁性较强的磁极;若改变螺线管中的电流方向,发现小磁针指向发生改变,说明磁场的方向发生了变化, 即通电螺线管外部的磁场方向与电流方向有关;(3)要探究影响通电螺线管磁场强弱的因素,
40、需要用到大头针,螺线管具有磁性能吸引大头针,根据大头针吸引的个数能判定磁性的强弱;实验中,他将开关S从l换到2上时,连入电路的线圈匝数发生了变化,为了保证电流不变,应调节变阻器的滑片P,控制两次实验的电流大小不变, 再次观察电流表示数及吸引的回形针数目, 这样才能探 究出通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系。故答案为:(1)小磁针N极所指的方向;(2)条形磁体;电流方向;(3)大头针; 调节滑动变阻器的滑片 P,保持电路中的电流大小为 I不变。( 1)螺线管的极性可通过电磁针的指向来进行判断;( 2)通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似;通电螺线管外部的磁场方向与电流方向有关;( 3)影响螺线管磁
41、性强弱的因素有电流的大小和线圈匝数的多少,在实验中,应注意控制变量法的运用。本实验中, 既有转换法的运用, 也有控制变量法的研究, 是物理学中较典型的实验之一, 是我们应该掌握的。11 .【答案】 通电螺线管周围有磁场;成立;不改变【解析】 【分析】此题为一道电磁综合题, 考查了通电螺线管周围有磁场; 通电螺线管周围有磁场通电螺线管周围有磁场,对学生的能力要求较高,属于中档题。通电螺线管周围存在磁场,磁场看不到,摸不着,通过放置周围的小磁针的偏转反映磁场的存在;改变电流方向,则磁场方向发生改变,但通电螺线管的磁场形式不变。【解答】探究通电螺线管周围是否存在磁场。 连接好电路后, 将 1 个小磁
42、针分别放在螺线管外部的不同位置,发现小磁针都不动。闭合开关后,重新放置小磁针,发现无论小磁针放在螺线管周围的那个位置,均发生偏转,说明通电螺线管周围存在磁场,电流周围存在的磁场是真实的,不会由于小磁针的有无而消失,该结论成立;若把连接电源正负极的接线对调,就是改变螺线管中电流的方向,磁场的方向改变,所以小磁针N、S极的指向改变,但磁场的形状不变,所以铁屑的排列情况没发生改变。故答案为:通电螺线管周围有磁场;成立;不改变。12 .【答案】 ( 1)铁块;( 2)增大;( 3) N;( 4)铁块质量(或铁块到O 点的距离,或者电流大小)【解析】 【分析】本题主要考查了电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关
43、,难度一般。磁铁只能吸引铁磁性材料,不能吸引铜块和铝块;电磁铁的磁性强弱与通过电磁铁的电流的强弱和线圈的匝数有关;此实验用到的实验方法是控制变量法和转换法, 是通过观察指针偏转角度的大小, 来判 断电磁铁磁性的强弱。【解答】( 1)磁铁可以吸引铁块,不吸引铜、铝物质,故需要加装铁块;为了使指针在受磁场力的作用在能绕O 点转动,需在 E 处加装铁块;( 2)保持滑片P 位置不变,导线 a 改为与接线柱1 相连时,闭合开关后,保持滑片 P位置不变,即电流不变,线圈匝数增多,电磁铁磁性增强,指针偏转的角度将会增大;( 3)由图中通电线圈电流流入方向,利用右手螺旋定则可以判断出通电线圈左端为N极,右端
44、为S极,在E处放小磁铁让磁铁的右端为N极,左端为S极时,通电线圈右端S与小磁铁左端为S极就会相互排斥,指针就会向左偏转;( 4)该装置中指针的偏转角度大小要受磁力大小、竹片削制的指针质量、电磁铁距离指针的距离等因素影响, 所以可以改变铁芯的大小来改变磁性, 也可以改变竹片削制的指针质量,这样摆动起来更轻松。故答案为:( 1 )铁块;( 2)增大;(3) N;(4)铁块质量(或铁块到 O 点的距离,或者电流大小)。13 .【答案】 ( 1)电流;磁性的强弱;第 17 页,共 23 页2)强;通过电磁铁的电流一定时,电磁铁的匝数越多,磁性越强;3)匝数和电流大小;电磁体的磁性与线圈内铁芯大小有关【
45、解析】 【分析】本题主要考查掌握电磁铁磁性强弱的影响因素; 能根据实验数据总结实验结论; 能利用控制变量法和转换法设计探究电磁铁磁性的强弱的影响因素的实验。( 1)电磁铁磁性强弱影响因素:电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯;用控制变量法和转换法探究电磁铁磁性强弱的影响因素;( 2)改变电路电流用滑动变阻器,反映电磁铁磁性强弱用电磁铁吸引大头钉的多少;( 3)根据控制变量法分析。【解答】( 1)实验中通过移动变阻器的滑片改变连入电路的电阻,改变电磁铁线圈中的电流大小; 电磁铁的磁性强弱不能直接用眼睛观察, 根据电磁铁吸引大头钉的多少判断电磁铁的磁性的强弱;(2)比较实验中的1、2、3(或4、5、6
46、),可得出的结论是:电磁铁的匝数一定时,通过电磁铁线圈中的电流越大,磁性越强;比较实验中的 1 和 4(或 2 和 5 或 3 和 6),可得出的结论是:电磁铁线圈中的电流一定时,线圈匝数越多,磁性越强;( 3)验证猜想的方法:实验时应该保持线圈中的电流和匝数一定时,换用不同铁芯分别插入通电螺线管中, 观察电磁铁吸引铁钉的多少, 若两次实验吸引大头钉数量明显不同,说明电磁体的磁性与线圈内铁芯大小有关。故答案为:( 1)电流;磁性的强弱;( 2)强;通过电磁铁的电流一定时,电磁铁的匝数越多,磁性越强;( 3)匝数和电流大小;电磁体的磁性与线圈内铁芯大小有关。14 .【答案】 能 切断线圈中的电流
47、 电流(或磁场) 磁场太弱 换用较强的磁场【解析】 解:( 1 )将线圈两端引线的漆皮,一端全部刮掉,另一端只刮半周的作用是当线圈刚转过平衡位置时,切断电流,通过线圈的惯性转动半周,从而保证了线圈持续的转动下去;( 2)要改变线圈的转动方向,就要改变线圈的受力方向,而线圈的受力方向由磁场方向和电流方向来决定,因此可改变磁场方向或电流方向来改变线圈的转动方向;( 3)如果电池、开关、导线的连接和性能良好,闭合开关后,线圈不能连续转动,可排除无电流的情况,可能是电流太弱、磁场太弱或开始线圈处在平衡位置等,可进行有针对性的偿试,包括换新电池使电流增大,换较强的磁场,用手推一下线圈使其转过平 衡位置等
48、。故答案为:(1)能;切断线圈中的电流;(2)电流(或磁场);(3)磁场太弱;换 用较强的磁场。(1)该线圈之所以能转动,是据通电导线在磁场中受力的作用的原理来工作的,但是 该线圈在转过平衡位置时,若不改变电流的方向,此时所受到的磁场力会阻碍线圈的转 动,故为了使线圈持续转动,将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉,另一端只刮半周,这样在一个半周内受到磁场的力的作用,另一个半周利用惯性转动;而真正的直流电动机工作时,为了让线圈持续的转动下去,即是通过换向器在平衡位置及时的改变线圈中的电流的方向,即改变线圈所受力的反向,使线圈持续的转动下去,这项任务由换向器 完成;(2)要改变线圈的转动方向,就要改变
49、线圈的受力方向,而线圈的受力方向由磁场方向和电流方向来决定,因此要从这两方面入手考虑;(3)线圈不转动的原因可能是无电流、电流太弱、磁场太弱、开始线圈处在平衡位置等。本题考查了电动机的结构与原理、工作过程,以及故障判断等,考查较为全面,是我们 学习电动机应该全面了解的。15 .【答案】(1)增大(2) 60变小(3) 0.40(4) 增大弱(5) 分析图像即可得出结论;(6) 据题可知,此时的电源电压是 6V,且此时的磁场强度为零;图乙中滑动变阻器的 滑片P向右移动,图甲中电流表的时速逐渐减小,据此分析即可判断规律;(3) x=5cm时,对于图表得出电流是 30mA,据欧姆定律可以判断电阻大小
50、,进而判断 磁场的强弱;(4)据上面的知识分析即可判断出变化的规律。此题考查了电路的分析、 欧姆定律的应用等知识点, 是一道综合性的计算题, 难度较大。【解答】(1)分析图2曲线可知,磁感应强度B在00.7T范围内磁敏电阻阻值随磁场强度的增大而增大;(2)当图乙&断开,图甲S1闭合时,即磁场强度为零,据图 2可知,此时的R=100 Q,故此时电路中的电流是:1 = j = 0,064 = 60瓶内;第21页,共23页图乙中滑动变阻器的滑片 P向右移动,有效电阻变小,电流变大磁场变强,则图甲中 R 的电阻变大,电流表的示数逐渐变小;(3) x=5cm时,对于图表得出电流是 30mA,据欧
51、姆定律可知,/? = 7=2001?J MrV J n故对应磁场的强度是 0.40T;(4)综合以上实验数据,分析(3)中的表格数据可以得出“电磁铁外轴线上磁感应强 度随电磁铁电流的增大而增强,离电磁铁越远,磁感应强度越弱。故答案为:(1)增大;(2) 60;变小;(3) 0.40;(4)增大;弱。16.【答案】电磁铁吸引大头针的个数没有控制电流大小不变将电磁铁接线柱a、b接入电路K、M之间,闭合开关 S,调节滑动变阻器使电流表示数不变【解析】解:(1)根据转换法,可通过观察吸引大头针的个数的多少来判断电磁铁磁性的强弱;(2)影响电磁铁磁性强弱的因素有线圈匝数、电流大小、和有无线圈,所以在研究
52、电磁铁磁性强弱与线圈匝数多少是否有关时应该保持其它两个因素一定,由此可知小明实验过程中存在的问题是将电磁铁接线柱a、b接入电路K、M之间以后没有控制电流大小不变;(3)正确的步骤应该是:将电磁铁接线柱a、b接入电路K、M之间,闭合开关 S,调节滑动变阻器使电流表示数不变。故答案为:(1)电磁铁吸引大头针的个数;(2)没有控制电流大小不变;(3)将电 磁铁接线柱a、b接入电路K、M之间,闭合开关S,调节滑动变阻器使电流表示数不变。(1)磁性的强弱看不见、摸不着,因此只能通过转换的思想来感知它的存在,本实验中可通过观察吸引大头针的个数来判断磁性的强弱;(2) (3)电磁铁磁性强弱影响因素:电流大小
53、、线圈匝数多少、有无铁芯,用控制变 量法探究电磁铁磁性强弱的影响因素。此题是探究影响电磁铁磁性强弱的因素,要注意在实验中控制变量法和转换法的应用。17.【答案】B; S;减小;增大【解析】 解:(1)指针要偏转必须受到电磁铁的吸引,具有磁性的物质吸引铁钻馍, 所以E必须是铁或钻或馍组成的。因此 ACD错误,B正确。故答案为:Bo(2)由图知,电磁铁外部电流方向向上,根据右手螺旋定则,电磁铁的左端为N极,右端为S极。故答案为:So(3)当滑动变阻器的滑片 P向左滑动时,滑动变阻器的阻值增大,所以电路中的电流减小,所以电磁铁的磁性减小, 因此电磁铁对E的吸引力减小,指针偏转的角度将会减 小。保持滑
54、片P位置不变,导线a改为与接线柱1相连,电路中的电流不变,电磁铁接入电路中的线圈匝数增多, 所以电磁铁的磁性增强, 对E的吸引力增大,指针偏转的角度将 会增大。故答案为:减小;增大。( 1)要解决此题,需要掌握磁性的概念,知道磁性就是吸引铁钴镍的性质。( 2)要掌握右手螺旋定则,用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的 N 极。( 3)要解决此题,需要掌握滑动变阻器阻值的判断,知道影响电磁铁磁性强弱的因素:电流的大小和线圈的匝数。知道电流越大、线圈匝数越多,电磁铁的磁性越强。此题主要是探究“影响电磁铁磁性强弱因素”的实验。 通过一个特殊的装置考查了学生对磁性的理解,同时考查了通电螺线管极性的判断,一定要掌握右手螺旋定则的内容。同时考查了影响电磁铁磁性强弱的两个因素。注意实验中控制变量法和欧姆定律的应用。18.【答案】 吸引大头针数目的多少 乙、丙 电流一定时,匝数越多,磁性越强【解析】 解:( 1)线圈的磁性越强,吸引的大头针越多,所以可以根据吸引大头针的多少判断电磁铁磁性的强弱,这是转换法。( 2)乙图和丙图线圈的匝数相同,丙的电流大,磁性强。说明电磁铁的电流越大,磁性越强。( 3)由丁图可知,两个线圈串联,通过的电流相同,线圈匝数多的吸引大头针多,说明磁性强。故答案为:( 1 )吸引大头针数目的多少;( 2)乙、丙;(
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