2018-2020年山东中考物理各地区模拟试题分类（青岛专版）（10）-电和磁(含解析)

2018-2020年山东中考物理各地区模拟试题分类（青岛专版）（10）——电和磁一．选择题（共8小题）1．（2020•崂山区校级模拟）如图所示是研究电磁铁磁性强弱的实验。闭合开关后，下列说法错误的是（）A．电磁铁的下端是N极 B．电磁铁能吸引大头针说明电流具有磁效应 C．将铁钉换成铜棒会使磁性增强 D．滑片P向左移动，电磁铁吸引大头针的数目会减少2．（2020•青岛二模）如图所示，是关于电磁现象的实验装置图，下列分析中正确的是（）A．图甲装置是研究电磁感应现象 B．图乙装置是电动机的结构原理图 C．图丙装置是研究电流周围存在着磁场 D．图丁装置是研究磁场对电流的作用3．（2019•青岛一模）下列生活、生产实例与所包含物理知识的说法中，正确的是（）A．吸排油烟机是利用电磁感应现象制成的 B．我们看到水面树木的倒影是因为发生了光的折射 C．放在桌面上的书处于静止状态，是因为桌面对书的支持力和书对桌面的压力相互平衡 D．“不敢高声语，恐惊天上人”中的“高”是指声音的响度4．（2019•青岛模拟）我国航母舰载机将采用自行研制的电磁弹射器，电磁弹射器与舰载机前轮连接，并处于强磁场中。当弹射器中的导体有强电流通过时，导体会受到强大的推力，将舰载机弹射出去。下图能反映弹射器工作原理的是（）A． B． C． D．5．（2019•崂山区一模）利用如图实验装置探究“电磁铁磁性强弱的特点”，弹簧下挂着铁块AB，下列说法中错误的是（）A．闭合开关，弹簧将会变长，断开开关弹簧将恢复原状 B．闭合开关，电磁铁的上端为N极 C．闭合开关，向右移滑片，电流表示数会减小，弹簧会变长 D．保持滑动变阻器滑片位置不变，取出铁芯再闭合开关，弹簧的长度会比有铁芯时短6．（2019•李沧区模拟）下列说法中正确的是（）A．通电导线周围一定存在磁场 B．地磁场的磁感线是真实存在的 C．改变电磁铁中电流的大小可以改变电磁铁的南、北极 D．通电线圈在磁场的作用下转动，线圈的机械能转化为电能7．（2018•胶州市一模）下列关于物理概念的说法中，正确的是（）A．物质从固态变成气态的过程叫做升华 B．同名磁极相互吸引，异名磁极相互排斥 C．一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，这种性质叫做惯性 D．电磁铁磁性的有无可以通过改变电流方向来控制8．（2019•市北区一模）第一个发现通电导线周围有磁场的科学家是（）A．托里拆利 B．法拉第 C．牛顿 D．奥斯特二．填空题（共5小题）9．（2019•市北区二模）运用知识解决问题：如图是一个汽车转向灯的模拟电路，当开关闭合时，电磁铁有磁性，衔铁被吸（“上”或“下”），电灯电路，同时电磁铁电路，衔铁恢复原位，电灯熄灭，如此反复，实现电灯不断闪烁。10．（2019•崂山区一模）右图是一种安全门锁的工作原理示意图。保安室里的工作人员闭合开关时，电磁铁产生，吸引铁质插销，同时弹簧被拉长，门锁打开。断开开关，电磁铁电路切断，插销在的作用下插入插槽，门锁关闭。11．（2019•市北区一模）恒温箱电路图如图，当导电温度计中的水银柱上升、到达金属丝A时，电磁铁电路被，衔铁被吸引、（“上”或“下”）移，电热丝（“停止“或“开始”）加热。12．（2018•平度市一模）运用知识解决问题：如图是火警自动报警原理图。发生火警时，温度升高使铜铁双层金属片向弯曲，从而接通电磁铁上。铜电路使电磁铁具有磁性，将吸下，接通触点使报警电路中有电流通过，灯亮、铃响，发出警报。13．（2018•青岛二模）如图是水位自动报警装置。当水位上升时，浮子a上升，并推动b上升。当水位达到一定高度时，电磁铁电路接通。电磁铁，吸引衔铁，电灯电路，电灯发光发出警报，警告水位过高。三．作图题（共2小题）14．（2019•市北区一模）在图中，根据通电螺线管的N、S极，标出磁感线方向、小磁针的N、S极和电源的正、负极。15．（2019•青岛二模）电磁铁通电后，小磁针静止在如图所示位置，当滑动变阻器的滑片向右移动时，电磁铁的磁性增强。请你在图中连线，形成符合要求的电路。四．实验探究题（共17小题）16．（2020•李沧区一模）探究通电螺线管外部的磁场分布。①实验装置如图所示，闭合开关后，螺线管周围小磁针的指向如图所示，小明根据螺线管右端小磁针a的指向判断出通电螺线管的右端为极。②若在通电螺线管外部多放置一些小磁针，可以形象的显示出通电螺线管外部磁场形状，可以发现通电螺线管外部磁场形状与磁体的磁场形状相似。我们可以用磁感线来描述磁场，这是运用了（单选）。A．转换法B．等效法C．模型法D．类比法③当电源的正负极方向对换时，通电螺线管周围小磁针的N极、S极指向也对换，由此可得：通电螺线管的外部磁场方向与螺线管中的方向有关。17．（2020•平度市一模）利用如图所示的实验装置探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”。（1）磁铁不动，闭合开关，导体棒沿（填“上下”或“左右”）方向运动时，灵敏电流计指针会发生偏转。（2）导体棒不动，闭合开关，磁铁上下运动，灵敏电流计指针（填“会”或“不会”）发生偏转。（3）断开开关，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，灵敏电流计指针都不发生偏转。由此得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做运动时，电路中就产生感应电流。（4）该实验在探究过程中，是将能转化成能，生活中的（填“发电机”或“电动机”）是根据这一原理制成的。（5）进一步猜想，“感应电流的大小可能与导体运动速度有关”。保持磁场方向和导体运动方向一定，让导体以速度运动进行多次实验，实验测得的数据如表所示，分析数据可得出结论：。实验次数123456速度（cm/s）123456电流（mA）2.04.05.58.39.212.818．（2020•市北区一模）探究电与磁现象过程当导体ab从上向下运动时，灵敏电流表指针（填“偏转”或“不偏转”）。要改变电流方向，可以改变方向。将上述实验中的灵敏电流表换成，可探究磁场对电流的作用。装置图19．（2020•青岛一模）探究磁场对电流的作用：实验过程①如图，闭合开关，导体ab向右运动，说明通电导体在磁场中受到力的作用：将电源的正负极对调后，闭合开关，导体ab向左运动。这说明导体的受力方向与方向有关。应用②据此制成了20．（2020•黄岛区一模）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）变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲吸引大头针的个数增加，说明电磁铁磁性强弱与有关。（2）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是（3）比较甲乙两电磁铁吸引大头针数目，可得到的结论。21．（2019•青岛二模）探究电与磁的联系现象结论在如图装置中，闭合开关，让导体（选填“前后”或“上下”）运动，电流表指针偏转，该现象是现象，若将其中的电流表换成电源，闭合开关，发现导体运动，这说明导体在中受力。22．（2019•李沧区二模）（1）如图1所示是一种水位报警装置，工作过程：当水位上升时，浮子A上升并推动B上升，当到达一定水位时，电磁铁电路（填“接通”或“断开”）。电磁铁磁性（填“有”或“无”），衔铁被吸下，使电灯电路接通，电灯亮警告水位过高。（2）设计一个家庭电路，要求客厅开关S1控制L1和L2；卧室开关S2控制壁灯L3，该壁灯L3有两种亮度通过开关S3调节。请在图2中连线，形成符合要求的完整电路图。（3）一个标有“220V，100W”的灯泡，接在家庭电路中消耗0.1kW•h的电能，可以正常工作多长时间？（具体写出求解过程）23．（2019•青岛二模）创造与探究（1）探究小球的运动如图，小球由A点沿光滑轨道自由运动到B点，小球到达B点的速度ν与高度h和小球质量m的关系，数据如下表。则小球到达B点的速度v与有关，且v2＝k，其中k＝（填上数值和单位）实验次数h/mm/kgv2/（m2•s﹣2）10.22.0×10﹣24.020.42.0×10﹣28.030.43.0×10﹣28.040.82.5×10﹣216.0我们知道动能的大小可用公式Ek＝mv2表示。当外力对物体做功时，物体的动能会改变，且外力做功的多少等于物体动能的改变量。若外力方向与物体运动方向相同时，物体的动能增大；若外力方向与物体运动方向相反时，物体的动能减小。若上图中斜面的高度h为0.6m，小球由A点运动到水平面后由于惯性会继续运动，若小球运动时所受摩擦力F为自身重力的0.3倍，请计算出小球在水平面上运动的距离。（2）设计“闯红灯违规证据记录器”如图甲所示，现有电源两个，电磁继电器、光控开关、电控照相机和压敏电阻各一个，导线若干。请你利用以上器材设计了一种“闯红灯违规证据记录器”，用于机动车辆闯红灯时进行拍照记录。①请按要求在图甲所示的虚线框中完成装置设计，要求：车辆正常通行时，电路中的指示灯发光；当光控开关接收到红光时，开关自动闭合，且当压敏电阻受到违规车的压力，它的阻值变小到一定值时，电控照相机工作，拍摄违规车辆。②压敏电阻的阻值大小随着所受车辆的压力大小变化规律如图乙所示，已知控制电路电压为6V，继电器线圈电阻为10Ω，当控制电路中电流大于0.06A时，衔铁被吸引。这表明只有质量超过的车辆违规时才会被拍照记录。24．（2019•青岛一模）探究影响电磁铁磁性强弱的因素：装置图过程结论①如图a，闭合开关，通过滑动变阻器改变同一线圈中的电流大小，当滑片P向移动，会发现电磁铁吸引大头针的数目变少。②如图b，实验中采用串联的方式是为了控制不变，探究电磁铁的磁性强弱与的关系。③将a图中滑动变阻器移至中点，吸引大头针：然后将铁钉抽离，用通电螺线管吸引大头针，发现吸引大头针数目，这就说明了铁芯具有作用。25．（2019•青岛一模）探究电磁感应现象实验现象在如图装置中，闭合开关，让导体不动，电流表指针不偏转；让导体向上或向下运动，电流表指针；让导体向前或向后运动，电流表指针。应用此现象中，机械能转化为电能，据此制成了。26．（2018•青岛三模）如图是某仓库防盗报警器，其踏板放在仓库的门口，电铃和灯泡放在值班室内。当有人踩踏板时，电磁铁电路接通，电磁铁，吸引衔铁，工作。27．（2018•胶州市一模）回顾实验和探究：（请将下列实验报告中的空缺部分填写完整）：探究通电螺线管外部磁场的方向：过程现象如图小雨通过改变通电螺线管中电流方向或线圈的缠绕方向观察到的现象，请根据图甲、乙、丙中小磁针的指向，判定并标出图丁中小磁针的N极方法结论实验中通电螺线管的极性可以通过的指向来确定，这是运用了转换法问题讨论为了增强通电螺线管的磁性，我们可以28．（2018•青岛二模）探究电磁铁磁性强弱和的因素：实验过程用如图所示的装置进行实验，闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数，发现电磁铁甲吸引大头针的数目比乙，说明甲的磁性。结论实验说明：当一定时电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关。问题讨论如果将两个匝数不同的电磁铁串联在同一电路中，也可以研究电磁铁磁性强弱与的关系。29．（2020•市南区一模）在螺线管的周围放多个小磁针，通电后，小磁针的指向情况如图所示。由此可以判定出通电螺线管的左端为它的（选填“N”或“S”）极。30．（2019•青岛模拟）探究磁场对电流的作用：过程如图，闭合开关，导体ab向右运动，说明通电导体在磁场中受到的作用。据此原理可以制成。问题讨论为使实验现象更明显，若把导体换用轻质塑料棒，实验（填“能”或“不能”）成功，因为。31．（2019•市北区一模）探究电磁感应：实验现象在如图装置中，闭合开关，让导体不动，电流表指针不偏转：当导体做（填“上下”、“左右”或“前后”）运动，电流表指针偏转。结论通过探究实验可知：闭合电路的部分导体在场中做运动时，电路中会产生感应电流。应用根据此实验原理，可制成。问题若将上述实验电路中加上（填器材），就可探究磁场对电流的作用。32．（2018•李沧区一模）探究磁场对电流的作用：实验过程①如图，闭合开关，导体ab向右运动，说明通电导体在磁场中受到力的作用；将磁铁的N、S极对调后，闭合开关，导体ab向左运动，这说明通电导体的受力方向与方向有关。应用②此现象中，电能转化为能；据此制成了（电动机、发电机）方法③实验中通过导体运动的方向显示导体受力的方向用了法。问题讨论④实验中将电源换成灵敏电流计，用手拨动导体，会看到电流计指针发生偏转，说明闭合电路的部分导体在磁场中做运动，电路中会产生感应电流，据此制成了。五．解答题（共1小题）33．（2019•青岛模拟）如图所示为电磁铁和永磁体相互作用产生的磁场，请根据图中磁感线的方向标出永磁体A左端的磁极极性和电磁铁电源的“+”极。

2018-2020年山东中考物理各地区模拟试题分类（青岛专版）（10）——电和磁参考答案与试题解析一．选择题（共8小题）1．（2020•崂山区校级模拟）如图所示是研究电磁铁磁性强弱的实验。闭合开关后，下列说法错误的是（）A．电磁铁的下端是N极 B．电磁铁能吸引大头针说明电流具有磁效应 C．将铁钉换成铜棒会使磁性增强 D．滑片P向左移动，电磁铁吸引大头针的数目会减少【答案】C【解答】解：A、电流从上端流入，下端流出，据安培定则可知，此时电磁铁的下端是N极，上端是S极，故A正确；B、电磁铁能吸引大头针是磁场的基本性质，说明电流可以产生磁场，是电流的磁效应，电磁铁具有磁性，故B正确；C、将缠绕线圈的铁钉换成铜棒，铜棒不会被磁化，磁性会变弱，故C错误；D、滑动变阻器的滑动片P向左端移动，电阻变大，电流变小，故电磁铁的磁性变弱，电磁铁吸引大头针的数目会减少，故D正确。故选：C。2．（2020•青岛二模）如图所示，是关于电磁现象的实验装置图，下列分析中正确的是（）A．图甲装置是研究电磁感应现象 B．图乙装置是电动机的结构原理图 C．图丙装置是研究电流周围存在着磁场 D．图丁装置是研究磁场对电流的作用【答案】D【解答】解：A、是奥斯特实验，说明通电导线周围存在磁场。选项错误；B、图中无电池，是发动机原理图，选项错误；C、图中没有电池，是电磁感应现象实验，选项错误；D、图中有电源，这是磁场对电流的作用实验，结论是通电导体在磁场中受力，选项正确。故选：D。3．（2019•青岛一模）下列生活、生产实例与所包含物理知识的说法中，正确的是（）A．吸排油烟机是利用电磁感应现象制成的 B．我们看到水面树木的倒影是因为发生了光的折射 C．放在桌面上的书处于静止状态，是因为桌面对书的支持力和书对桌面的压力相互平衡 D．“不敢高声语，恐惊天上人”中的“高”是指声音的响度【答案】D【解答】解：A、吸排油烟机的核心部件是电动机，电动机是利用通电线圈在磁场中受力能转动的原理制成的，是将电能转化为机械能的；电磁感应现象是机械能转化成电能的过程，利用这一原理制成的是发电机，不是电动机，故A错误。B、水面上看到两岸树木的倒影是平面镜成像，是光的反射产生的，故B错误；C、在桌面上的书处于静止状态，是因为书受到的重力和桌面对书的支持力相互平衡，而桌面对书的支持力和书对桌面的压力时一对相互作用力，故C错误；D、此句中的“高声语”意思是大声说话，属于人们把大小说成高低了，应是响度大，故D正确。故选：D。4．（2019•青岛模拟）我国航母舰载机将采用自行研制的电磁弹射器，电磁弹射器与舰载机前轮连接，并处于强磁场中。当弹射器中的导体有强电流通过时，导体会受到强大的推力，将舰载机弹射出去。下图能反映弹射器工作原理的是（）A． B． C． D．【答案】C【解答】解：由题意可知，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动。A、图中是奥斯特实验，证明了电流周围存在磁场，与电磁弹射器工作原理不一致，故A错误；B、图中没有电源，是线圈在磁场中转动，产生感应电流，是发电机的原理，故B错误；C、图中有电源，通电导体棒在磁场中受力而运动，即与电磁弹射器工作原理相同，故C正确；D．图中有电源，通电电磁铁具有磁性，与电磁弹射器工作原理不一致，故D错误。故选：C。5．（2019•崂山区一模）利用如图实验装置探究“电磁铁磁性强弱的特点”，弹簧下挂着铁块AB，下列说法中错误的是（）A．闭合开关，弹簧将会变长，断开开关弹簧将恢复原状 B．闭合开关，电磁铁的上端为N极 C．闭合开关，向右移滑片，电流表示数会减小，弹簧会变长 D．保持滑动变阻器滑片位置不变，取出铁芯再闭合开关，弹簧的长度会比有铁芯时短【答案】C【解答】解：A、闭合开关，电磁铁有磁性，吸引铁块AB，则弹簧将会变长，断开开关，电路中没有电流，所以电磁铁无磁性，弹簧将恢复原状，故A正确；B、根据图中的电流方向，利用安培定则可知，大拇指指向电磁铁的上端为N极，故B正确；C、滑动变阻器的滑片P向右移动时，电路中的电阻变大，则电路中的电流变小，电流表示数会减小，电磁铁的磁性变弱，电磁铁对铁块AB的吸引力减小，则弹簧会变短，故C错误；D、因为抽去铁芯后，电磁铁的磁性变弱，对铁块的吸引力减小，所以，滑片位置不变，取出铁芯再闭合开关，弹簧的长度会比有铁芯时短，故D正确。故选：C。6．（2019•李沧区模拟）下列说法中正确的是（）A．通电导线周围一定存在磁场 B．地磁场的磁感线是真实存在的 C．改变电磁铁中电流的大小可以改变电磁铁的南、北极 D．通电线圈在磁场的作用下转动，线圈的机械能转化为电能【答案】A【解答】解：A、据奥斯特实验知，通电导线周围是存在着磁场的，故A正确；B、地球是一巨大的天然磁体，周围存在地磁场，其磁感线是实际不存在，故B错误；C、改变电磁铁中电流的大小可以改变电磁铁磁性的强弱，不能改变南北极，故C错误；D、如果通电线圈在磁场力的作用下转动，将电能转化为线圈的机械能，故D错误。故选：A。7．（2018•胶州市一模）下列关于物理概念的说法中，正确的是（）A．物质从固态变成气态的过程叫做升华 B．同名磁极相互吸引，异名磁极相互排斥 C．一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，这种性质叫做惯性 D．电磁铁磁性的有无可以通过改变电流方向来控制【答案】C【解答】解：A、某些固态物质吸收热量可以由固态直接变成气态，叫做升华。故A错误；B、磁体间相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。故B错误；C、一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质，这种性质叫做惯性。故C正确；D、电磁铁磁性有无由通断电控制，磁场方向由电流方向改变。故D错误。故选：C。8．（2019•市北区一模）第一个发现通电导线周围有磁场的科学家是（）A．托里拆利 B．法拉第 C．牛顿 D．奥斯特【答案】D【解答】解：A、托里拆利做了托里拆利实验，是世界上第一个准确测出大气压值的人，故A不符合题意；B、法拉第发现了电磁感应现象，故B不符合题意；C、牛顿发现了牛顿运动定律，故C不符合题意；D、1820年，奥斯特意外地发现当给导线通电时，能使旁边的小磁针改变偏转的方向，从而发现了通电导线周围能够产生磁场，故D符合题意。故选：D。二．填空题（共5小题）9．（2019•市北区二模）运用知识解决问题：如图是一个汽车转向灯的模拟电路，当开关闭合时，电磁铁有磁性，衔铁被吸下（“上”或“下”），电灯电路闭合，同时电磁铁电路断开，衔铁恢复原位，电灯熄灭，如此反复，实现电灯不断闪烁。【答案】见试题解答内容【解答】解：当开关闭合时，电磁铁有磁性，衔铁被吸下，使动触头和下面的静触头接通，灯泡和电源接通，灯泡发光，此时动触头和上面的静触头断开，左边的控制电路是断路，电磁铁没有电流，电磁铁没有磁性，弹簧拉起衔铁，灯泡和电源断开，灯泡熄灭，如此反复，实现电灯不断闪烁。故答案为：下；闭合；断开。10．（2019•崂山区一模）右图是一种安全门锁的工作原理示意图。保安室里的工作人员闭合开关时，电磁铁产生磁性，吸引铁质插销，同时弹簧被拉长，门锁打开。断开开关，电磁铁电路切断，插销在弹簧弹力的作用下插入插槽，门锁关闭。【答案】见试题解答内容【解答】解：闭合开关后，电磁铁中有电流通过，电磁铁具有磁性，能吸引铁质插销使门锁打开，并且弹簧被拉长；断开开关后，电磁铁中无电流通过，电磁铁会失去磁性，铁质插销会在弹簧弹力的作用下插入插槽，门锁关闭。故答案为：磁性；弹簧弹力。11．（2019•市北区一模）恒温箱电路图如图，当导电温度计中的水银柱上升、到达金属丝A时，电磁铁电路被接通，衔铁被吸引、下（“上”或“下”）移，电热丝停止（“停止“或“开始”）加热。【答案】见试题解答内容【解答】解：读图分析可知，当水银柱上升到金属丝A所指示的温度时，电磁铁电路接通，电磁铁产生磁性，吸引衔铁，则衔铁下移，电热丝所在电路断开，电热丝停止加热。故答案为：接通；下；停止。12．（2018•平度市一模）运用知识解决问题：如图是火警自动报警原理图。发生火警时，温度升高使铜铁双层金属片向下弯曲，从而接通电磁铁上。铜电路使电磁铁具有磁性，将衔铁吸下，接通触点使报警电路中有电流通过，灯亮、铃响，发出警报。【答案】见试题解答内容【解答】解：发生火警时，环境温度升高，由于双金属片受热膨胀的程度不同，导致了双金属片向下弯曲，使动静触点接通，控制电路接通，电路中有电流，电磁铁有磁性，吸引衔铁，衔铁被吸下的同时，使工作电路接通，工作电路中的电铃响，电灯亮，报警器报警。故答案为：下；衔铁。13．（2018•青岛二模）如图是水位自动报警装置。当水位上升时，浮子a上升，并推动b上升。当水位达到一定高度时，电磁铁电路接通。电磁铁有磁性，吸引衔铁，电灯电路接通，电灯发光发出警报，警告水位过高。【答案】见试题解答内容【解答】解：读图可知，当水位上升时，S1连通，控制电路工作，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使工作电路接通，发生警报。故答案为：有磁性；接通。三．作图题（共2小题）14．（2019•市北区一模）在图中，根据通电螺线管的N、S极，标出磁感线方向、小磁针的N、S极和电源的正、负极。【答案】见试题解答内容【解答】解：已知螺线管左端为S极，右端为N极，由右手螺旋定则可知电流由左侧流入，故电源左侧为正极；外部磁感线由N极指向S极，则磁感线方向向左，由磁极间的相互作用可知小磁针的右端为N极，左端为S极。故答案如图：15．（2019•青岛二模）电磁铁通电后，小磁针静止在如图所示位置，当滑动变阻器的滑片向右移动时，电磁铁的磁性增强。请你在图中连线，形成符合要求的电路。【答案】见试题解答内容【解答】解：已知小磁针的右端为N极，根据磁极间的相互作用可知，电磁铁的左端为S极，右端为N极。由安培定则可确定，电流要从电磁铁的右端流入，左端流出。滑片P向右移动，电阻减小，电流变大，电磁铁的磁性增强，故选取滑动变阻器的左上和右下面的接线柱。故电路图设计如下：四．实验探究题（共17小题）16．（2020•李沧区一模）探究通电螺线管外部的磁场分布。①实验装置如图所示，闭合开关后，螺线管周围小磁针的指向如图所示，小明根据螺线管右端小磁针a的指向判断出通电螺线管的右端为N极。②若在通电螺线管外部多放置一些小磁针，可以形象的显示出通电螺线管外部磁场形状，可以发现通电螺线管外部磁场形状与条形磁体的磁场形状相似。我们可以用磁感线来描述磁场，这是运用了C（单选）。A．转换法B．等效法C．模型法D．类比法③当电源的正负极方向对换时，通电螺线管周围小磁针的N极、S极指向也对换，由此可得：通电螺线管的外部磁场方向与螺线管中电流的方向有关。【答案】见试题解答内容【解答】解：①异名磁极相互吸引，小明根据螺线管右端小磁针a的指向判断通电螺线管的右端为N极；②在通电螺线管外部多放置一些小磁针，可以形象的显示出通电螺线管周围的小磁针指向与条形磁铁周围的小磁针指向相似，由此可看出通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。用带箭头的磁感线来表示实际存在而看不见的磁场，这样能形象地描述磁场性质，这是利用了模型法，故选C；③螺线管周围的小磁针的N、S极发生对调，表示其周围的磁场方向发生了改变，由题可知，引起这种变化的原因是对调了电源的正负极即改变了螺线管中的电流方向，因此可知：通电螺线管外部磁场的方向与螺线管中的电流方向有关。故答案为：①N；②条形；C；③电流。17．（2020•平度市一模）利用如图所示的实验装置探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”。（1）磁铁不动，闭合开关，导体棒沿左右（填“上下”或“左右”）方向运动时，灵敏电流计指针会发生偏转。（2）导体棒不动，闭合开关，磁铁上下运动，灵敏电流计指针不会（填“会”或“不会”）发生偏转。（3）断开开关，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，灵敏电流计指针都不发生偏转。由此得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就产生感应电流。（4）该实验在探究过程中，是将机械能转化成电能，生活中的发电机（填“发电机”或“电动机”）是根据这一原理制成的。（5）进一步猜想，“感应电流的大小可能与导体运动速度有关”。保持磁场方向和导体运动方向一定，让导体以不同速度运动进行多次实验，实验测得的数据如表所示，分析数据可得出结论：在磁场强度相同时，导体切割磁感线的速度越大，电流越大。实验次数123456速度（cm/s）123456电流（mA）2.04.05.58.39.212.8【答案】见试题解答内容【解答】解：（1）磁铁不动，闭合开关，导体棒沿左右方向运动时，导体切割磁感线，会产生感应电流，电流表指针会发生偏转。（2）导体棒不动，闭合开关，磁铁上下运动时，导体不切割磁感线，不会产生感应电流，电流表指针不会发生偏转。（3）断开开关，不是闭合电路，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，都不会产生感应电流，电流表指针都不发生偏转，由此小明得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就产生感应电流。（4）产生感应电流的过程中，消耗了机械能，转化为电能，人们利用电磁感应现象制成了发电机。（5）探究感应电流的大小与磁磁场的强弱和导体运动的速度有关时，需要控制磁场相同，移动速度不同；让导体以不同的速度移动，进行多次实验；根据表格中的数据可知，在磁场强度相同时，导体切割磁感线的速度越大，电流越大。故答案为：（1）左右；（2）不会；（3）切割磁感线；（4）机械；电；发电机；（5）不同；在磁场强度相同时，导体切割磁感线的速度越大，电流越大。18．（2020•市北区一模）探究电与磁现象过程当导体ab从上向下运动时，灵敏电流表指针不偏转（填“偏转”或“不偏转”）。要改变电流方向，可以改变磁场（或导体运动）方向。将上述实验中的灵敏电流表换成电源，可探究磁场对电流的作用。装置图【答案】见试题解答内容【解答】解：如图所示，电路中没有电源，只有灵敏电流计、磁铁和导体棒，是探究电磁感应现象的实验；由图知，导体所在区域的磁感线沿竖直方向，当导体ab从上向下运动时，没有切割磁感线，不能产生感应电流，则灵敏电流表指针不偏转；当导体ab从前向后运动时，切割磁感线，能够产生感应电流，灵敏电流表指针偏转；感应电流的方向与磁场方向和导体运动方向有关，要改变电流的方向，可以改变磁场方向或导体运动方向；如果将实验中的灵敏电流表换成电源，闭合开关后，导体ab会运动，说明通电导体在磁场中受到力的作用，即可探究磁场对电流的作用；故答案为：不偏转；磁场（或导体运动）；电源。19．（2020•青岛一模）探究磁场对电流的作用：实验过程①如图，闭合开关，导体ab向右运动，说明通电导体在磁场中受到力的作用：将电源的正负极对调后，闭合开关，导体ab向左运动。这说明导体的受力方向与电流方向有关。应用②据此制成了电动机【答案】见试题解答内容【解答】解：将电源的正负极对调后，导体中的电流方向改变，导体ab运动方向改变，这说明通电导体的受力方向与电流方向有关。通电导体在磁场中受力运动，电能转化为机械能，据此制成了电动机。故答案为：电流；电动机。20．（2020•黄岛区一模）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）变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲吸引大头针的个数增加，说明电磁铁磁性强弱与电流大小有关。（2）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是大头针被磁化，同名磁极相互排斥（3）比较甲乙两电磁铁吸引大头针数目，可得到的结论电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。【答案】见试题解答内容【解答】解：（1）当滑动变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器的阻值减小，电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，吸引大头针的个数增加；说明电磁铁磁性强弱与电流的大小有关。（2）由于大头针被磁化，则大头针的下端是同名磁极，互相排斥，所以下端的大头针会分散；（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，甲的线圈匝数多于乙的线圈匝数，所以，可得到的结论：电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。故答案为：（1）电流大小；（2）大头针被磁化，同名磁极相互排斥；（3）电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。21．（2019•青岛二模）探究电与磁的联系现象结论在如图装置中，闭合开关，让导体前后（选填“前后”或“上下”）运动，电流表指针偏转，该现象是电磁感应现象，若将其中的电流表换成电源，闭合开关，发现导体运动，这说明通电导体在磁场中受力。【答案】见试题解答内容【解答】解：电路中产生感应电流的条件是：闭合电路中的部分导体做切割磁感线运动；图中磁感线的方向由下向上，导体向上或向下运动时不会切割磁感线，电路中无感应电流产生，电流表指针不发生偏转；导体向前或向后运动时会切割磁感线，电流中产生感应电流，电流表指针偏转，这是电磁感应现象；如果把电流表换成电源，闭合开关后，有电流通过导体，会发现导体在磁场中运动，说明通电导体在磁场中受到力的作用，电动机就是利用这一原理工作的。故答案为：前后；电磁感应；通电；磁场。22．（2019•李沧区二模）（1）如图1所示是一种水位报警装置，工作过程：当水位上升时，浮子A上升并推动B上升，当到达一定水位时，电磁铁电路接通（填“接通”或“断开”）。电磁铁有磁性（填“有”或“无”），衔铁被吸下，使电灯电路接通，电灯亮警告水位过高。（2）设计一个家庭电路，要求客厅开关S1控制L1和L2；卧室开关S2控制壁灯L3，该壁灯L3有两种亮度通过开关S3调节。请在图2中连线，形成符合要求的完整电路图。（3）一个标有“220V，100W”的灯泡，接在家庭电路中消耗0.1kW•h的电能，可以正常工作多长时间？（具体写出求解过程）【答案】见试题解答内容【解答】解：（1）读图可知，当水位上升时，浮子A上升并推动B上升，当到达一定水位时，控制电路工作，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使工作电路接通，发生警报；（2）由题知开关S1控制L1和L2；两灯并联接入家庭电路；卧室开关S2控制壁灯L3，该壁灯L3有两种亮度通过开关S3转换，通过开关转换，可将定值电阻与L3串联，开关S3与电阻并联，如图所示：（3）标有“220V100W”的灯泡表示灯的额定电压来220V，额定功率为100W：根据W＝Pt，故该灯泡正常工作消耗电能0.1kW•h用的时间：t＝＝＝1h。故答案为：（1）接通；有；（2）见上图；（3）可以正常工作1h。23．（2019•青岛二模）创造与探究（1）探究小球的运动如图，小球由A点沿光滑轨道自由运动到B点，小球到达B点的速度ν与高度h和小球质量m的关系，数据如下表。则小球到达B点的速度v与高度有关，且v2＝kh，其中k＝20m•s﹣2（填上数值和单位）实验次数h/mm/kgv2/（m2•s﹣2）10.22.0×10﹣24.020.42.0×10﹣28.030.43.0×10﹣28.040.82.5×10﹣216.0我们知道动能的大小可用公式Ek＝mv2表示。当外力对物体做功时，物体的动能会改变，且外力做功的多少等于物体动能的改变量。若外力方向与物体运动方向相同时，物体的动能增大；若外力方向与物体运动方向相反时，物体的动能减小。若上图中斜面的高度h为0.6m，小球由A点运动到水平面后由于惯性会继续运动，若小球运动时所受摩擦力F为自身重力的0.3倍，请计算出小球在水平面上运动的距离。（2）设计“闯红灯违规证据记录器”如图甲所示，现有电源两个，电磁继电器、光控开关、电控照相机和压敏电阻各一个，导线若干。请你利用以上器材设计了一种“闯红灯违规证据记录器”，用于机动车辆闯红灯时进行拍照记录。①请按要求在图甲所示的虚线框中完成装置设计，要求：车辆正常通行时，电路中的指示灯发光；当光控开关接收到红光时，开关自动闭合，且当压敏电阻受到违规车的压力，它的阻值变小到一定值时，电控照相机工作，拍摄违规车辆。②压敏电阻的阻值大小随着所受车辆的压力大小变化规律如图乙所示，已知控制电路电压为6V，继电器线圈电阻为10Ω，当控制电路中电流大于0.06A时，衔铁被吸引。这表明只有质量超过400kg的车辆违规时才会被拍照记录。【答案】见试题解答内容【解答】解：（1）表格一：由1、2次实验数据可知，质量相同时，下滑的高度越高，到达B点速度的平方越大，且小球下落高度的倍数和到达B点速度平方的倍数相等，即小球到达B点的速度v2与高度h成正比。由2、3次实验数据得出，在高度一定时，小球到达B点的速度与质量的无关。综上可知，小球到达B点的速度v与高度h有关，且＝＝＝＝20m•s﹣2，所以，v2＝kh，且k＝20m•s﹣2。轨道是光滑的，则由机械能守恒可得，小球在A点的重力势能和小球到B点的动能相等，所以，mgh＝mv2，由题意可知，小球在B点的动能等于小球从B到静止过程中克服摩擦做功，所以，mv2＝fs，所以，mgh＝fs，由题知f＝0.3G＝0.3mg，则mgh＝0.3mgs，化简并代入数据可得0.6m＝0.3s，所以，小球在水平面上运动距离为：s＝2m。（2）①由题意可知，车辆正常通行时，电磁铁没有磁性，动触头和上面的静触头接通，电路中的指示灯发光；当光控开关接收到红光时，开关自动闭合，电磁铁具有磁性，且当压敏电阻受到违规车的压力，它的阻值变小到一定值时，电路中电流增大，电磁铁的磁性增强，电磁铁吸引衔铁，动触头和下面的静触头接通，电控照相机工作，拍摄违规车辆；设计的电路图如下：②当当控制电路中电流为0.06A时，控制电路的总电阻：R总＝＝＝100Ω，压敏电阻的阻值为：R＝R总﹣R0＝100Ω﹣10Ω＝90Ω，由图象可知，当R＝90Ω时，压敏电阻所受的压力：F＝4000N，则车的质量：m＝＝＝＝400kg，所以，只有质量超过400kg的车辆违规时才会被拍照记录。答：（1）高度；h；20m•s﹣2；（2）①如上图；②400kg。24．（2019•青岛一模）探究影响电磁铁磁性强弱的因素：装置图过程结论①如图a，闭合开关，通过滑动变阻器改变同一线圈中的电流大小，当滑片P向右移动，会发现电磁铁吸引大头针的数目变少。②如图b，实验中采用串联的方式是为了控制电流不变，探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系。③将a图中滑动变阻器移至中点，吸引大头针：然后将铁钉抽离，用通电螺线管吸引大头针，发现吸引大头针数目减少，这就说明了铁芯具有增强磁性作用。【答案】见试题解答内容【解答】解：①如图a，闭合开关，通过滑动变阻器改变同一线圈中的电流大小，线圈匝数不变，电流越大电磁铁磁性越强，现在发现电磁铁吸引大头针的数目变少，也就是磁性变弱，则电流减小，要将滑片向右移动；②如图b，实验中采用串联的方式是为了控制电流不变，则图中改变的是电磁铁上线圈的匝数，根据控制变量法的原则可知，此时探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系；③将a图中滑动变阻器移至中点，吸引大头针：然后将铁钉抽离，用通电螺线管吸引大头针，发现吸引大头针数目减小，磁性减弱，这就说明了铁芯具有增强磁性的作用；故答案为：①右；②电流；线圈匝数；③减少；增强磁性。25．（2019•青岛一模）探究电磁感应现象实验现象在如图装置中，闭合开关，让导体不动，电流表指针不偏转；让导体向上或向下运动，电流表指针不偏转；让导体向前或向后运动，电流表指针偏转。应用此现象中，机械能转化为电能，据此制成了发电机。【答案】见试题解答内容【解答】解：（1）闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时，导体中就会有感应电流产生。闭合开关，让导体不动，电流表指针不偏转；让导体向上或向下运动，因没有切割磁感线，所以没有感应电流产生，电流表指针不偏转；让导体向前或向后运动，导体切割了磁感线，产生了感应电流，电流表指针偏转；（2）利用电磁感应现象制成了发电机；故答案为：（1）不偏转；偏转；（2）发电机。26．（2018•青岛三模）如图是某仓库防盗报警器，其踏板放在仓库的门口，电铃和灯泡放在值班室内。当有人踩踏板时，电磁铁电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁，电铃工作。【答案】见试题解答内容【解答】解：当有人踩踏板时，低压控制电路接通，电磁铁通电，电磁铁有了磁性，把衔铁吸引下来，电铃工作而报警，此时灯泡所在电路断开，灯泡不发光。故答案为：有磁性；电铃。27．（2018•胶州市一模）回顾实验和探究：（请将下列实验报告中的空缺部分填写完整）：探究通电螺线管外部磁场的方向：过程现象如图小雨通过改变通电螺线管中电流方向或线圈的缠绕方向观察到的现象，请根据图甲、乙、丙中小磁针的指向，判定并标出图丁中小磁针的N极方法结论实验中通电螺线管的极性可以通过小磁针的指向来确定，这是运用了转换法问题讨论为了增强通电螺线管的磁性，我们可以增大电流，插入铁芯【答案】见试题解答内容【解答】解：（1）图甲小磁针左端为N极，所以螺线管右端为S极；由图乙和图丙可知：改变通电螺丝管中电流方向或线圈的缠绕方向，螺线管外部磁场的方向改变；若同时改变螺丝管中电流方向和线圈的缠绕方向，螺线管外部磁场的方向不变，所以丁图螺线管的右端为S极，小磁针左端为N极；如图：（2）实验中通电螺丝管的极性可以通过小磁针的指向来确定，这里运用了转换法。（3）通电螺线管的磁性强弱由三个因素决定：线圈的匝数、线圈中的电流大小、有无铁芯；故若想增强通电螺线管周围磁场，可以增大电流，插入铁芯等。故答案为：如上图；小磁针；增大电流，插入铁芯。28．（2018•青岛二模）探究电磁铁磁性强弱和的因素：实验过程用如图所示的装置进行实验，闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数相同，发现电磁铁甲吸引大头针的数目比乙少，说明甲的磁性弱。结论实验说明：当电流一定时电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关。问题讨论如果将两个匝数不同的电磁铁串联在同一电路中，也可以研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系。【答案】见试题解答内容【解答】解：实验过程：用如图所示的装置进行实验，闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片，