江阴市徐霞客中学物理电与磁同步单元检测Word版 含答案Word格式.docx
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4
5
I/mA
10
15
20
30
50
B/T
0.68
0.6
___
0.36
0.14
①当L=3cm时,将此时磁感应强度B数值填在上表中对应位置。
②分析以上数据可以得出,通入电磁铁的电流一定时,距电磁铁越远,磁感应强度B越______.
③综合
(2)和(3)的实验结论可知,电磁铁周围的磁感应强度B与通入电磁铁的电流大小和距电磁铁的距离________(选填“有关”或“无关”)。
【答案】大灵敏电流计示数R距电磁铁的距离增大0.5小有关
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由图丙可知,磁感应强度越大,R阻值越大。
[2]图乙中R是磁敏电阻,其阻值随磁感应强度B的变化而变化,磁敏电阻的变化引起电路中电流的变化,实验中根据灵敏电流计示数判断R所处位置的磁感应强度的强弱。
(2)[3]研究电磁铁周围的磁场强弱与通入电磁铁的电流大小是否有关,控制磁敏电阻R到电磁铁的距离。
[4]灵敏电流计的示数不断变小,说明图乙电路中的电流不断减小,磁敏电阻的阻值不断增大,R所处位置的磁感应强度不断增大。
(3)①[5]由表可知当电流为15mA时,磁感应强度B为0.6T,由图丙可知当磁感应强度B为0.6T时,磁敏电阻的阻值为400Ω,由欧姆定律可知,此时,磁敏电阻两端的电压为
则电源电压为6V。
当电流为20mA时,磁敏电阻此时的电阻为
由图丙可知电阻为300Ω时,磁感应强度B为0.5T。
②[6]由表中数据可以得出,通入电磁铁的电流一定时,距电磁铁越远,磁感应强度B越小。
③[7]由
(2)可知电磁铁周围的磁感应强度B与通入电磁铁的电流大小有关;
由(3)可知电磁铁周围的磁感应强度B与距电磁铁的距离有关。
综合上述实验结论可知,电磁铁周围的磁感应强度B与通入电磁铁的电流大小和到电磁铁的距离有关。
2.如图所示是课本上“通电导线在磁场中受力”的实验示意图。
小谦同学实际探究时,在下表记录了实验情况。
实验序号
磁场
方向
ab中
电流方向
ab
运动方向
向下
无电流
静止不动
由a向b
向左运动
向上
向右运动
由b向a
(1)比较实验2和3,说明通电导线在磁场中受力方向与________有关;
比较实验__________和____________,说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。
(2)小谦通过观察导线运动方向,来判断导线在磁场中受力方向,用到的物理学方法是____________(选填下列选项对应的符号)。
A.类比法B.控制变量法C.转换法
(3)小谦想在这个实验的基础上进行改造,来探究“哪些因素影响感应电流的方向”。
为了观察到明显的实验现象,他应把图中的电源换成很灵敏的___________(选填“电流表”或者“电压表”)。
【答案】磁场方向24C电流表
(1)比较实验2和3,电流方相相同,磁场方向不同,导体运动的方向不同,说明通电导线在磁场中受力方向与磁场方向有关;
比较实验2、4,磁场方向相同,电流方向不同,导体运动方向不同,说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。
(2)实验中通过观察导线运动方向,来判断导线在磁场中受力方向,用到的科学方法是转换法;
(3)探究影响感应电流方向的因素,为了观察到明显的实验现象,需要用灵敏电流表代替电源来显示产生感应电流的方向。
3.某次旅游,密闭大巴内坐满了游客,司机忘了打开换气设备,时间一久,车内二氧化碳浓度上升,令人头晕脑胀.为此,小明设计了车载自动换气设备
(一)小明找来二氧化碳气敏电阻Rx,其电阻值与空气中二氧化碳浓度关系如表格所示,其中二氧化碳浓度为0时,Rx阻值模糊不清,他对该电阻阻值进行测量
氧气浓度/%
25
Rx/Ω
28
22
17
13
8
小明把空气通过氢氧化钠溶液,得到二氧化碳浓度为0的空气,并收集于集气瓶中,再将Rx置于其中
(1)图甲电源电压恒为6V,请以笔画导线完成电路图剩余部分的连接.要求,滑片P向B端移动时,电压表、电流表的示数都变大.
(___)
(2)开关S闭合前,滑片P应移至_____(选填“A”或“B”)端.
(3)闭合开关S,发现电流表无示数,电压表有示数.电路某一故障可能为_____.
A、S断路B、R'
断路C、Rx短路D、Rx断路
(4)排除故障后,移动滑片P,电压表、电流表示数如图乙所示,二氧化碳为0时,Rx的阻值为_____Ω
(5)请在丙图中画出Rx阻值与空气中二氧化碳浓度的关系图象.
(二)小明利用电磁继电器设计车载自动换气设备,如图丁所示,控制电路,恒为6V的蓄电池,开关S,定值电阻R0,二氧化碳气敏电阻Rx,电磁继电器的线圈电阻不计,线圈电流大0.1A时衔铁被吸下,线圈电流小于0.1A衔铁被弹回,受控电路包括,恒为24V的蓄电池,额定电压均为24V的绿灯、红灯、换气扇.
(6)请以笔画线完成电路连接,要求:
闭合开关S,周围空气中二氧化碳浓度小于8%时,绿灯亮;
大于8%时,红灯亮且换气扇正常工作.
(7)定值电阻R0的阻值应为_____Ω.
【答案】AD3535
(1)由图乙确定两表的量程,根据要求滑片P向B端移动时,电压表、电流表的示数变大确定变阻器的连接与电压表的连接;
(2)为保护电路,开关S闭合前,滑片P应移至阻值最大处;
(3)若电流表示数为0,说明电路可能断路;
电压表有示数,说明电压表与电源连通,则与电压表并联的支路以外的电路是完好的,则与电压表并联的电阻断路了;
(4)分别图中电压表大量程和电流表小量程读数,根据欧姆定律求电阻;
(5)根据描点作图;
(6)将控制电路串联起来;
根据电流大于0.1A,电磁铁将衔铁吸下,红灯亮且换气扇正常工作,同时绿灯断开不亮;
当电流小于0.1A,绿灯亮:
故红灯亮与换气扇并联,根据衔铁吸下时与下触点接触,电流小于0.1A时与上触点接触,按要求连接工作电路;
(7)由图2可知,当周围空气中二氧化碳浓度为8%时,气敏电阻大小为R′X=25欧姆,根据欧姆定律和电阻的串联求出定值电阻的大小.
(1)用伏安法测电阻大小,电流表要串联在电路中,由图乙可知,电压表选用大量程,电流表选用小量程,因要求滑片P向B端移动时,电流表的示数变大,则电路中的电阻变小,即滑动变阻器连入电路中的电阻变小,故滑片以右电阻丝连入电路中,根据欧姆定律的变形公式U=IR,待测电阻的电压变大,由串联电路的电压规律,电压表示数变小,故电压表并联在待测电阻的两端,
如下图1所示:
(2)开关S闭合前,滑片P应移至阴性阻值最大处,即A端;
(3)闭合开关S,发现电流表无示数,电压表有示数.电路某一故障可能为Rx断路,选D;
(4)图中电压表选用大量程,分度值为0.5V,示数为为3.5V;
电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.1A,由欧姆定律,待测电阻:
RX=;
(5)由表中数据,在坐标系中确定对应的点,用平滑的曲线连接起来,如下图2所示所示:
(6)闭合开关S,因周围空气中二氧化碳浓度越大,气敏电阻越小,当大于8%时,电阻小于某一值,电流大于0.1A,电磁铁将衔铁吸下,红灯亮且换气扇正常工作,同时绿灯断开不亮;
当周围空气中二氧化碳浓度小于8%时,电阻大于某一值,电流小于0.1A,绿灯亮;
将控制电路与电源串联起来;
电流小于0.1A时,上触点与衔铁接触,绿灯与电源连接,绿灯亮;
电流流大于电0.1A时,磁铁将衔铁吸下,下触点与衔铁接触,上触点与衔铁分离,红灯与换气扇并联,红灯亮且换气扇正常工作,绿灯断路;
电路连接如下所示:
(7)由图2可知,当周围空气中二氧化碳浓度为8%时,气敏电阻大小为R′X=25欧姆,电路中电流I=0.1A
,根据欧姆定律和电阻的串联规律,
R0=﹣R′X=﹣25Ω=35Ω;
【点睛】
本题考查测电阻的电路连接、注意事项、故障分析、电表读数、电阻计算,同时也考查了电磁继电器的运用及电路的连接,并汲及运用图象解决问题的思想,综合性强,难度较大.
4.如图所示装置,闭合开关,用外力使导体棒ab水平向右运动,发现导体棒cd也随之运动.此装置中:
(1)甲部分发生的是________现象,人们根据这一原理发明了________.
(2)有一种“车窗爆破器”,陆续安装BRT公交车的窗玻璃上,其原理是:
当爆破器中的线圈有电流通过时,爆破器中的“钨钢头”会产生一个瞬间的冲击力,上述过程产生的能量转化是电能转化为机械能,图中____(甲/乙)部分产生的能量转化,与这一过程是相同的.
【答案】电磁感应发电机乙
(1)如图甲,用外力使导体棒ab水平向右运动时,切割磁感线运动,产生了电流,所以甲部分发生的是电磁感应现象,人们根据这一原理发明了发电机,使电能的大量使用成为可能;
当爆破器中的线圈有电流通过时,爆破器中的“钨钢头”会产生一个瞬间的冲击力,上述过程产生的能量转化是电能转化为机械能;
图中乙部分,电流通过导体时,受到磁场力的作用而运动,所以乙部分的能量转化与这一过程是相同的.人们利用这一原理发明的电动机,为人们生产活动提供动力.
点睛:
注意区分研究电磁感应和磁场对通电导线作用力的两个装置,从能的转化看,两者是相反的,即电磁感应现象中将机械能转化为电能,而磁场对通电导线的作用力,将电能转化为机械能.
5.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处加装铁块,加装物体后,为了确保指针能正确指示且具有一定的灵敏度,老师在O点转轴处涂抹润滑油,目的是_____,使指针转动更灵活.
(2)按如图所示连接好电路,闭合开关,调节滑动变阻器滑片P到某一位置,记下此时指针偏转的角度,保持滑片P位置不变,导线a改为与接线柱1相连,可以探究电磁铁磁性强弱与_____的关系;
保持接线方式不变,移动变阻器滑片P,可以探究电磁铁磁性强弱
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