九年级物理电与磁单元达标训练题Word版 含答案Word格式.docx
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0.5
1
1.5
2
2.5
3
光敏电用R3阻值/Ω
60
30
20
15
12
10
(1)根据表格中数据写出光敏电阻的阻值R3与光照度E的函数关系式_________________;
(2)当线圈中电流减小至10mA时,电磁继电器衔铁被弹簧拉起,启动照明系统,利用该装置可以实现当光照度低至某一设定值E0Lx时,照明系统内照明灯自动工作。
若已知控制电路电源电压Uv,电磁继电器线圈电阻为R1Ω.滑动变阻器最大阻值为R2Ω。
闭合开关,把滑片移到b端,则可得到照明系统启动时的光照度E0=______________。
【答案】
(1)[1]由表格数据可知,光照度与光敏电阻R3阻值的乘积相等,
E×
R3=0.5lx×
60Ω=30lx•Ω
即:
;
(2)[2]闭合开关S,将滑片P移至b端,变阻器接入电路中的电阻最大,由题可知,当线圈中电流减小至I0=10mA=0.01A时,电磁继电器衔铁被弹簧拉起,启动照明系统,所以,电路中的总电阻:
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,R3的阻值:
R3=R总-R1-R2=100U-R1-R2,
根据第一步的结果可知:
。
3.利用如图所示的实验装置探究电动机的工作原理,请你完成下列问题.
(1)通电后图甲中ab段导线受磁场力的方向竖直向上,请在图丙中作出ab段导线所受到的磁场力F′的示意图;
(_____)
(2)当线圈转过图乙所示位置时,通过改变_____的办法使线圈靠磁场力的作用可以继续顺时针转动至少半周;
(3)生产实际中,为使直流电动机的转子能持续不停地转动,在此结构的基础上主要是通过加装_____来实现的(填直流电动机的结构名称).
电流方向换向器
电动机的原理是:
通电导线在磁场中受力的作用,其所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关,即只要改变一个量,其所受力的方向就会改变一次;
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.
(1)由于电流从电源的正极出发,故此时图1中ab的电流方向是由a到b;
在图丙中,由于电流的方向和磁场的方向均没有改变,故此时线圈所受力的方向仍不变,即力的方向仍是向上的,如图所示:
(2)据图乙能看出,再向下转动,磁场力会阻碍线圈运动,故此时必须改变线圈中的受力方向,所以可以通过改变线圈中的电流方向使得线圈持续顺时针转动至少半圈;
(3)直流电动机的线圈可以持续转动,是因为它加装了换向器,换向器能在线圈刚转过平衡位置时,自动改变线圈中的电流方向.
4.磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质。
小蕊和小昌同学想探究磁体对回形针的吸引力的大小与放入它们之间物体的哪些因素有关,请你参与探究并解决一些问题。
(1)如图a,保持磁体和纸片间的距离一定,在纸片上放入不同的物体时,通过比较纸片下面能吸附的回形针数量,显示磁体对回形针吸引力的大小。
回形针的放置有图b中的甲、乙两种方法,依据_______的原理,回形针在磁场中某点受到的吸引力等于它的重力,应选择图中____的方法。
(a)
(b)
(2)选择正确的方法后,他们在纸片上分别放入形状、面积和厚度相同、材料不同的铁板、铝板等,观查能吸引的回形针个数,多次实验后将数据记录在下表中。
①分析数据,可以得出:
在其他条件相同时,放入铁板或镍板,吸引回形针的数量____,说明铁板和镍板对吸引力的影响____,即对磁性屏蔽效果明显。
②铁、镍、铝都是导体,而铝对磁性屏蔽效果不明显,原因可能是____。
③铝是导体,陶瓷、玻璃和塑料是绝缘体,从表中数据知道,它们对吸引力影响效果相同。
据此,你提出一个值得探究的问题:
______________________。
(3)他们在纸片上分别放入形状和____相同、面积不同的铁板,发现铁板面积越大,吸住的回形针数量越少。
(4)日常生活中,磁卡常受外界磁场影响出现消磁现象。
请你根据含有铁、镍的物体对磁性屏蔽效果明显的性质,写出一种保护磁卡磁性的方法:
_________________。
【答案】二力平衡乙较少(或明显减少)较大(或明显)铝不能被磁体吸引(或铝不能被磁化)磁性屏蔽的效果与物体的哪些因素有关厚度磁卡放人铁盒中(或放入含有铁、镍丝的网状包里)
(1)回形针受到两个力的作用:
重力和磁体的吸引力,处于静止状态,所以这两个力是一对平衡力。
故应用的原理是二力平衡;
甲乙两图比较,通过乙图中下方能够吸引的回形针数量,可以比较吸引力的大小,能达到实验目的,而甲图,在纸片下方吸引回形针数量不能比较出吸引力的大小,不能达到实验目的。
因此选择乙图;
(2)①分析数据可以得出,在其它条件相同时,放入铁板或镍板,吸引回形针的数量较少,说明铁板和镍板对吸引力的影响较大,即对磁性屏蔽效果明显;
②铁、镍、铝都是导体,而铝对磁性屏蔽效果不明显,原因可能是铝不是磁性物质,不能被磁化;
③铝是导体,陶瓷、玻璃和塑料是绝缘体,从表中数据知道,它们对吸引力影响效果相同。
铁、镍、铝都是导体,它们对吸引力影响效果却不同。
因此提出的问题是:
磁体屏蔽的效果与哪些因素有关;
(3)根据控制变量法的思路,要研究屏蔽效果与铁板面积的关系,必须保持铁板的形状、厚度一定,改变面积大小,观察回形针被吸起的数目多少;
(4)由于含有铁、镍的物体对磁性屏蔽效果明显,所以可以将磁卡放在铁盒中,磁性就能长时间保持了,磁卡不易受到外界磁场的影响。
【点睛】
注意理解体会实验采用了控制变量法和转换法,两种方法都是初中物理常用的研究方法,要熟悉两种实验方法在初中物理实验中的应用。
5.如图所示是研究电流磁效应的示意图.
(1)实验中的直导线是沿_____(填“南北”或“东西”)方向放置在小磁针的上方的.
(2)实验结论是_____周围存在磁场,支持此结论的现象是_____.如果移走小磁针,该结论_____(选填“成立”或“不成立”).
(3)如果探究磁场方向与电流方向的关系,应进行的实验是_____.
(4)首先发生该现象的科学家是_____.
(5)为了研究通电螺线管周围的磁场,如图,小明在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管,在板面上均匀撒满铁屑,通电后轻敲玻璃板,铁屑的排列如图所示.下列说法正确的是_____
A.如图中P、Q两点相比,P点处的磁场较强
B.若只改变螺线管中的电流方向,P、Q两点处的磁场会减弱
C.若只改变螺线管中的电流方向,P、Q两点处的磁场方向会改变
D.若只增大螺线管中的电流,P、Q两点处的磁场方向会改变.
【答案】南北电流导线将通电导体放在小磁针上方时,小磁针会发生偏转成立改变电流方向,观察小磁针的偏转方向奥斯特C
(1)由于地磁场的作用,小磁针会位于南北方向,要能观察到小磁针由于通电导线产生的磁效应面产生的偏转,通电直导线不能放在东西方向,这样观察到小磁针的偏转,应将放置在平行南北方向,并且在小磁针正上方;
(2)实验结论是电流导线周围存在磁场,支持此结论的现象是将通电导体放在小磁针上方时,小磁针会发生偏转.如果移走小磁针,该结论成立.(3)如果探究磁场方向与电流方向的关系,应进行的实验是改变电流方向,观察小磁针的偏转方向.(4)首先发生该现象的科学家是奥斯特.(5)由图可以看出通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场一样,并且可以看到Q点铁屑的分布比P点密集,由此可以确定Q点的磁场比P点强;
螺线管周围磁场方向与螺线管中的电流方向有关,螺线管周围磁场强弱与螺线管中的电流大小有关,若只改变螺线管中的电流方向,P、Q两点处的磁场方向会改变,P、Q两点处的磁场减弱不变;
若只增大螺线管中的电流,P、Q两点处的磁场方向不改变,故C正确.
6.控制变量法是解决复杂问题的一种有效方法,在我们的生活、学习和工作中有广泛的应用。
(1)下面四个研究实例中,采取控制变量法的是___________(填写选项前的字母)。
A.用水流的形成类比电流的形成
B.研究磁场时,用磁感线描述空间磁场的分布情况
C.研究滑动摩擦力与压力大小关系时,保持接触面的粗糙程度不变
D.利用光线来研究光的直线传播现象
(2)在探究影响浮力大小因素的活动中,同学们提出了下列三种猜想:
猜想1:
浮力的大小与物体浸入液体中的体积有关。
猜想2:
浮力的大小与液体的密度有关。
猜想3:
浮力的大小与物体的重力大小有关。
同学们通过实验探究,验证了猜想1和猜想2是正确的。
对于猜想3,甲乙两同学分别进行了如下的实验探究。
①甲同学的实验探究如下:
实验:
利用弹簧测力计、水和盐水,测算出同一铁块浸没在盐水中受到的浮力大小和浸没在水中受到的浮力大小不相等。
分析:
由于铁块的重力大小不变,而铁块所受的浮力大小不等,所以铁块受到的浮力大小与铁块的重力大小无关。
结论:
猜想3是错误的。
②乙同学的实验探究如下:
利用弹簧测力计和水,测算出体积相同的铁块和铝块浸没在水中受到的浮力大小相等。
由于铁块、铝块的重力大小不等,而它们受到的浮力大小相等,所以浮力大小与重力大小无关。
对甲乙两同学的实验,你认为_________(甲同学/乙同学)的实验方法是不正确的,请具体指出他的错误是:
________,根据他的实验和他的分析思路还可得出;
_________的结论,这个结论是_________(正确/错误)的。
【答案】C甲同学研究与重力的关系却控制了重力不变浮力大小与浸入液体的体积大小无关错误
(1)在影响因素是多个时,就要采用控制变量法;
研究与其中一个因素的关系时,控制其它因素一定。
(2)根据控制变量法,甲同学没有控制其它的变量一定,而控制了要探究的物体重力的大小不变;
根据他的分析思路,实验时也控制了物体浸入水中的体积一定,也可得出浮力和物体浸入水中体积的关系。
(1)[1]A.用水流来类比电流,这是类比法,故A不符合题意;
B.用磁感线描述空间磁场的分布情况,这是构建物理模型法,故B不符合题意;
C.摩擦力的大小和压力的大小和基础面的粗糙程度一定,探究时就要采用控制变量法,故C符合题意;
D.利用光线来研究光的直线传播现象,也是构建物理模型法,故D不符合题意。
故选C。
(2)[2][3]在探究浮力的大小和物体重力的关系时,要控制物体浸入液体的体积和液体的密度一定,而甲同学控制了重力和物体排开液体的体积不变,他探究的应该是浮力和液体密度的关系,故甲同学实验方法是错误的。
[4][5]根据他的思路,实验时,也控制了物体浸入液体的体积一定,所以不仅能得出浮力和物体重力的关系,还能得出浮力和物体浸入液体体积的关系,这个结论也是错误的。
7.如图所示,是某学习小组同学设计的研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图.
(1)要改变电磁铁线圈中的电流大小,可通过______来实现;
要判断电磁铁的磁性强弱,可观察______来确定,物理学中将这种研究问题的方法叫做______.
(2)下表是该组同学所做实验的记录:
①比较实验中的1、2、3(或4、5、6),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______,磁性越______;
②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______,磁性越______.
【答案】调节滑动变阻器的滑片位置电磁铁吸引铁钉的数目转换法越大磁性越强越多磁性越强
(1)从电路图中可以看出,电磁铁与滑动变阻器串联,要想改变通过电磁铁的电流,可以通过移动滑动变阻器的滑片来实现;
通过电磁铁吸引铁钉的多少来反映出电磁铁磁性的强弱;
实验中主要采用控制变量法来研究.
(2)比较实验中的1、2、3(或4、5、6)可以看出,在线圈的匝数相同时,电流从0.8A增加到1.5A时,吸引铁钉的个数由5枚增大到10枚,说明在线圈的匝数一定时,通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性越强;
(3)比较实验中的1和4(或2和5或3和6)可以看出通过电磁铁的电流都为0.8A时,线圈匝数50匝的吸引5枚铁钉,线圈匝数为100匝的吸引铁钉7枚,说明在通过电磁铁的电流相同时,线圈的匝数越多,电磁铁的磁性越强.
点睛:
由实验电路图可以获取信息,要想改变电磁铁线圈中的电流大小,可通过滑动变阻器滑片的滑动来实现,电磁铁的磁性强弱无法直接观察到,故可以通过电磁铁吸引铁钉的多少反映出来,这种研究问题的方法为转换法.
8.探究磁体与通电螺线管周围的磁场
(1)小明用小磁针探究磁体周围磁场如图所示,实验时将小磁针先后放在条形磁体周围不同位置处,记录小磁针在各处静止时N极的指向。
通过实验可知,磁场具有方向,磁场中各点的磁场方向一般_______(选填“相同”或“不同”)。
(2)小红用铁屑探究磁体周围的磁场如图所示
①将玻璃板平放在磁体上,并在玻璃板上均匀撒上一层铁屑,轻轻敲击玻璃板,观察铁屑的分布情况。
轻敲玻璃板的目的是_______,铁屑在磁场中被_______成一个个小磁针,从而在磁场中有序地排列起来。
②再在玻璃板上放一些小磁针,记录这些小磁针静止时N极的指向。
③人们仿照铁屑在磁场中排列的情况和小磁针N极的指向画出一些带箭头的曲线来形象地描述磁场,物理学中把这样的曲线叫作_______。
(3)小林用如图装置探究通电螺线管外部磁场的方向,实验时接通电路,将小磁针放在螺线管周围的不同位置如图,记录通电螺线管周围各点的磁场方向,并画出了通电螺线管外部的磁感线。
①为了探究通电螺线管外部磁场方向与电流方向的关系,接下来的操作是_______,再重复上述步骤;
②比较所画的两幅磁感线,可以看出,通电螺线管外部的磁场与_______周围的磁场相似,且通电螺线管外部磁场方向与_______方向有关,它的极性可以用_______定则来判断;
③实验中小磁针的作用是________________________________________。
【答案】不同减小摩擦力的影响磁化磁感线对调电源正负极条形磁体电流安培显示磁场(方向)
(1)磁场是有方向的,在磁场的不同位置,其磁场方向一般不同.
(2)①轻敲玻璃板的目的是减小摩擦力对铁屑的影响,铁屑在磁场中会被磁体磁化,成为一个个小磁针,从而在磁场中有序地排列起来.
②人为了形象地描述磁场,人们用一些带箭头的曲线来表示磁场的存在以及磁场的强弱,这样的曲线叫做磁感线;
(3)①为了探究通电螺线管外部磁场方向与电流方向的关系,应改变电路中的电流方向,可以通过对调电源正负极来改变电流方向;
②通电螺线管外部的磁场和条形磁体外部的磁场一样.通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极.通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关,极性跟电流方向的关系可以用安培定则来判定:
用右手握螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的N极.
③本实验中采用可观察的小磁针的偏转来演示通过导体周围的磁场.
故答案为:
(1)不同;
(2)减小摩擦力的影响;
磁化;
磁感线;
(3)对调电源正负极;
条形磁体;
电流;
安培;
显示磁场.
9.归纳式探究-研究带电粒子在回旋加速器中的运动:
(1)磁体周围存在磁场,磁场的强弱用磁感应强度描述,用符号B表示,单位是特斯拉,符号是T.我们可以用磁感线的疏密程度形象地表示磁感应强度的大小.磁感应强度大的地方,磁感线密;
磁感应强度小的地方,磁感线疏.
条形磁体外部的磁感线分布如图甲所示,则a、b两点磁感应强度较大的是__.
磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场叫做匀强磁场.
(2)回旋加速器的原理如图乙所示,D1和D2是两个中空的半径为R的半圆金属盒,被置于与盒面垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中,它们接在电压一定的交流电源上,从D1的圆心O处释放不同的带电粒子(加速度可以忽略,重力不计),粒子在两金属盒之间被不断加速,最终离开回旋加速器时,获得一定的最大动能.改变带电粒子质量为m,电荷量为q,磁感应强度B,金属盒半径R,带电粒子的最大动能Ek随之改变.得到数据如表:
次数
m/kg
q/C
B/T
R/m
Ek/J
1
3.2×
10-27
1.6×
10-19
1×
10-2
4×
10-16
2
6.4×
2×
3
4.8×
36×
4
8×
5
72×
①Ek=k__,其中k=___(填上数值和单位).
②对于同一带电粒子.在不同的同旋加速器中,要获得相同的最大动能,则金属盒半径R与磁感应强度B的关系可以用图象中的图线___表示.
【答案】a
0.5J•kg/(C2•T2•m2)c
试题分析:
我们可以用磁感线的疏密程度形象地表示磁感应强度的大小.磁感线密的地方,磁感线密;
磁感应强度小的地方,磁感线疏.a点磁感线密,磁感线密.
(2)比较次数1和2,在q、B、R相同时,m变为原来的两倍,Ek变为原来的1/2,可知动能Ek与质量m成反比;
比较次数1和2,在m、B、R相同时,q变为原来的3倍,Ek变为原来的9倍,可知动能Ek与q2成正比
比较次数2和4,在q、m、R相同时,B变为原来的两倍,Ek变为原来的4倍,可知动能Ek与B2成正比
比较次数1和5,在q、B相同时,m变为原来的两倍,R变为原来的3倍,Ek变为原来的18倍,可知动能Ek与R2成正比.
综上所述:
Ek=k
将第一组使用数据代入解得,k=0.5J•kg/(C2•T2•m2);
②由Ek=k
,B=
,对于同一带电粒子.在不同的同旋加速器中去,q和m相同,要获得相同的最大动能,则金属盒半径R与磁感应强度B的关系应成反比.C图像符合要求.
考点:
控制变量法,和实验数据的分析.
10.用如图所示的实验装置探究“产生感应电流的条件”。
(1)实验中,通过观察_________________来判断电路中是否有感应电流;
(2)闭合开关,若导体ab不动,左右移动磁铁,电路中____感应电流,若磁铁不动,上下移动ab,电路中_______感应电流(两空均选填“有”或“无”);
(3)在仪器和电路连接都完好的情况下,某小组的实验现象不太明显。
请提出一条改进措施:
______________;
(4)该实验的结论是:
闭合电路的_______导体,在磁场中做__磁感线运动时,导体中就会产生感应电流。
【答案】电流表有有加大磁场强度(换用线圈、灵敏电流计等)一部分切割
(1)实验时,通过观察电流表的指针是否偏转,来确定电路中是否产生感应电流;
(2)磁铁左右水平运动,以磁铁为参照物,导线就是水平运动的,做的是切割磁感线的运动,所以就会产生感应电流.若导体ab沿磁感线上下运动,不切割磁感线,电路中无感应电流;
(3)我们可以将导体ab换成多匝线圈来增大感应电流,更容易观察;
(4)结论:
闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流.
(1)电流计指针的偏转;
(2)有;
无;
(3)将导体ab换成多匝线圈;
(4)闭合电路;
切割.
11.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,小聪设计了如图1所示的电路,图甲中电源电压为6V,R1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所示。
(1)闭合开关S1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,这说明磁感电阻R1处的磁感应强度B逐渐________。
(选填“增大”或“减小”)
(2)闭合开关S1和S2,保持滑片P不动,沿电磁铁轴线向左移动磁感应电阻R1,测出R1离电磁铁左端的距离s与对应的电流表示数I,算出R1处磁感应强度B的数值如表。
请计算s=5cm时,B=______T。
s/cm
4
5
6
I/mA
46
B/T
0.68
0.65
0.60
0.51
0.20
(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______。
【答案】增大0.40增大小
(1)由图示可知,当图乙S2断开,图甲S1闭合时,即磁场强度为零,据图2可知,此时的R=100Ω,故此时电路中的电流是:
I=U/R=6V/100Ω=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=U/I=6V/0.03A=200Ω,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“电磁铁外轴线撒花姑娘磁感应强度随电磁铁电流的增大而增大,离电磁铁越远,磁感应强度越小。
12.磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质,小蕊和小昌同学想
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