上海九峰实验学校物理电与磁易错题Word版 含答案.docx
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上海九峰实验学校物理电与磁易错题Word版含答案
上海九峰实验学校物理电与磁易错题(Word版含答案)
一、三物理电与磁易错压轴题(难)
1.小明学会了测小灯泡的功率后,在老师的启发下,进一步思考:
电流一定时,小灯泡功率跟电阻有什么关系呢?
于是他利用如图所示的电路,选用分别标有“1.5V0.25A”“2.5V0.3A”和“3.8V0.3A”字样的小灯泡L1、L2、L3,测出它们在电流相同时的电阻和功率,来探究小灯泡功率与电阻的关系.
(1)他将灯L1接入图甲电路,请你用笔画线代替导线,帮他将实物电路连接完整.______
(2)闭合开关后,他调节滑动变阻器的滑片P,使通过灯L1的电流为0.2A,再测出L1两端的电压,此时电压表示数如图乙所示,然后计算出此时灯L1的电阻为______Ω,实际功率是____W.
(3)换上灯L2,闭合开关,为保持电流为0.2A不变,应将滑片P向________(选填“左”或“右”)端移动;再测出L2两端的电压,算出L2的电阻和功率.换上灯L3,做第三次实验,并将实验数据记录在下表中.
(4)请根据实验数据,在图丙中作出小灯泡功率与电阻关系的图象.______
(5)分析图象可得结论:
在电流一定时,小灯泡的实际功率与电阻成________关系.
(6)小波认为:
为了控制实验条件,小明每次实验要换灯泡还要调节滑动变阻器,这样的操作不够简便.对此你可以如何改进?
____.
【答案】答案见解析40.16左答案见解析正比将L1、L2、L3串联在同一电路中,使电流不变
【解析】
【分析】
【详解】
(1)如图
(2)电压表使用的0~3V,分度值为0.1V,电压为0.8V,电流为0.2A,所以L1电阻为R1=
=
,实际功率P实=UI=0.16W;
(3)换上灯L2,电阻增大,总电阻增大,电路电流减小,电流表的示数将变小;
要使电路电流增大到0.2A,要减小电路总电阻,滑动变阻器的滑片向左端移动;
(4)
(5)分析图像可知图线是一条过原点的直线,可知,电流一定时,功率和电阻成正比.
(6)实验目的是小灯泡功率与电阻的关系,根据控制变量法,要保证电流不变,则可以将L1、L2、L3串联在同一电路中,分别测各自两端电压即可.
【点睛】
本题题干很长,给学生的心理压力很大,并且本题涉及到的知识点多,而且和数学联系起来,增大了试题的难度,并且用实验探究功率和电阻关系的题目比较少见,学生不熟悉,更增大了习题的难度.
2.某同学猜想电磁铁磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关。
在探究“电磁铁磁性强弱与电流大小是否有关”时,使用的器材有:
学生电源、电磁铁、电流表、滑动变阻器、开关、软铁块P、铁架台、电子秤、导线若干。
某同学用绝缘细线将电磁铁M悬挂在铁架台上,并保持它与软铁块P的距离不变:
(1)实验时,他_______开关S,组装实验电路如图所示,请将滑动变阻器连入电路中,要求:
滑片向左滑动时电路中电流变大;
(2)本实验中根据______________比较电磁铁磁性强弱;
(3)请设计出记录实验数据的表格,表中要有必要的信息。
(_________)
【答案】断开,
电子秤的示数
实验次数
电流I/A
电子秤的示数/g
1
2
3
……
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]在连接电路时,开关S应处于断开状态。
由题意知,电路中变阻器调节电路的电流,所以各元件串联;而滑片向左滑动时电路中电流变大,即滑片向左滑动时,变阻器接入电路的电阻变小,所以变阻器下边的接线柱应接左边的;电路所用电源为学生电源,则电流表应用大量程0~3A,故电路连接如下:
(2)[2]实验根据电子秤的示数来比较电磁铁磁性强弱。
因为当开关闭合时,电路中有电流通过,电磁铁有磁性,对放在电子秤上的软铁块P有吸引力。
当电流越大时,电磁铁的磁性就越强,对软铁块的吸引力就越大,那么软铁块对电子秤的作用力就越小,则电子秤的示数就越小。
(3)[3]实验探究的是“电磁铁磁性强弱与电流大小的关系”,所以在实验时需记录电流的大小,而磁性的强弱是通过电子秤的示数来反映的,所以还需要记录电子秤的示数。
故实验表格如下:
实验次数
电流I/A
电子秤的示数/g
1
2
3
……
3.在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中,小明用导线在固定的接线柱MN下悬挂一根轻质的铝棒ab,然后将其作为通电导线接入电路放在蹄形磁体的磁场里,如图甲所示。
(1)小明闭合开关,看到铝棒稳定时如图乙所示;在探究导线在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向的关系时,小明先仅对调磁极位置,闭合开关,观察到铝棒ab稳定时如丙所示,由此可知通电导线在磁场中受力的方向与____________方向有关。
然后小明保持图甲中的磁极位置不动,将铝棒ab两端对调后接入电路,发现铝棒ab的摆动方向依然如图乙所示,由此小明认为通电导线在磁场中的受力方向与电流方向无关。
你认为小明的做法对吗?
____为什么?
_________。
(2)小明进一步猜想:
在同一磁场中,磁场对导线的作用力是否与通过导线的电流大小有关呢?
为此小明决定在图丙所示的实验基础上,在电路中串入电流表,并通过将铝棒ab换成长短、粗细均相同但电阻更大的铁棒和电阻更小的铜棒来改变电路中的电流,进行对比实验。
①实验过程中,小明应根据______(选填“电流表的示数”或“导线摆动角度”)来推断通电导线在磁场中的受力大小。
②闭合开关,小明发现铁棒稳定时的位置都如图丁所示,与丙图实验现象相比,小明感到非常困惑。
请你指出小明实验设计中存在的问题并提出改进方法。
存在问题:
_____________。
改进方法:
_________________。
(3)若想利用小明的实验装置继续探究电磁感应现象,我们只需将图甲中的__________(选填“开关”、“铝棒ab”或“电源”)替换成_____________即可。
【答案】磁场不对因为将铝棒ab两端对调后接入电路,电流方向还是不变导线摆动角度铁棒在磁场中会受到磁铁的吸引力把丁图的铁棒换成与丙图相同的铜棒电源灵敏电流表
【解析】
【详解】
(1)[1]仅对调磁极位置,由此可知通电导线在磁场中受力的方向与磁场方向有关;
[2][3]小明的做法不对;因为将铝棒ab两端对调后接入电路,电流方向还是不变,那么受力方向也不变,电流方向实际上是没有变化的;
(2)[4]为了探究磁场对导线的作用力是否与通过导线的电流大小有关,需改变电流的大小,观察金属棒的受力大小,应根据导线摆动角度来推断通电导线在磁场中的受力大小;
[5][6]由于铁棒比铝棒电阻大,根据
可知,在电源电压不变时,通过铁棒的电流较小,当磁场强度相同时,电流越小,导体受到的磁场力越小,因此铁棒比铝棒摆动的幅度小;所以实验中存在的问题是:
铁棒在磁场中会受到磁铁的吸引力;改进方法是:
把丁图的铁棒换成与丙图相同的铜棒;
(3)[7][8]探究电磁感应现象,即磁生电,只需将图甲中的电源替换成灵敏电流表即可,这电流表能显示是否有电流产生。
4.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与另外一个因素的关系.
(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______(选填“增大”或“减小”).
(4)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,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.
(5)你认为该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)
【答案】减小摩擦线圈匝数减小N铁芯大小
【解析】
【分析】
(1)根据减小摩擦的方法解答;
(2)根据1、2位置比较接入电路线圈匝数多少可知答案;
(3)当滑动变阻器的滑片P向左滑动时,电阻变大,电流变小,磁场减弱;
(4)首先判断电磁铁的N、S极,然后利用电磁铁与所放磁铁的磁极相互作用做出判断;
(5)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.
【详解】
(1)在O点转轴处涂抹润滑油可以使接触面变光滑,从而减小了摩擦;
(2)保持滑片P位置不变,忽略线圈电阻,则电流不变,导线a改为与接线柱1相连,增加了线圈匝数,因此可以探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系;
保持接线方式不变,移动变阻器滑片P,改变电流大小,可以探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系.
(3)当滑动变阻器的滑片P向左滑动时,接入电路电阻增大,电流减小,磁性减弱,所以指针偏转的角度将会减小;
(4)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,则通电线圈右端S极与小磁铁左端为S极就会相互排斥,指针就会向左偏转;
(5)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;
所以指针的偏转角度大小还与铁芯大小有关,也与竹片削制的指针质量有关.
5.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)
【解析】
【详解】
(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。
6.课堂上,老师做了如图甲所示的演示实验,给直导线(铝棒)通电,观察到直导线运动起来。
(1)实验现象说明____________________有力的作用,________机就是利用这个原理制成的。
(2)判断“有力的作用”的依据是________。
A.力是维持物体运动的原因
B.一切物体都有惯性
C.物体运动状态改变时,一定受到力的作用
(3)将磁极上下对调,观察直导线的运动情况,这样操作是为了研究________________。
(4)小明利用该实验的原理做了如图乙所示的实验,用硬金属丝做两个支架,分别与电池的两极相连,用漆包线绕成一个矩形线圈,以线圈引线为轴。
用小刀刮去轴一端的全部漆皮,另一端刮去半周漆皮,将线圈放在支架上,磁体放在线圈下,接通电源后发现线圈并不转动,原因可能是____________________________,这时可做的有效尝试是________________。
【答案】磁场对通电导体电动C通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向是否有关线圈刚好处于平衡位置人工转动一下
【解析】
【详解】
(1)导线通电后产生了运动,实验现象说明磁场对通电导体有力的作用,电动机就是利用这个原理制成的。
(2)判断“有力的作用”的依据是物体运动状态改变时,一定受到力的作用,故选C。
(3)将磁极上下对调,观察直导线的运动情况,这样操作是为了研究通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向是否有关。
(4)直流电动机能持续转动的原因是,在制作电动机时增加了换向器,线圈在平衡位置由于惯性转动,当线圈刚越过平衡位置时换向器能自动改变线圈中的电流方向,及时改变通电线圈的受力方向,使电动机能持续转动。
小明接通电源后发现线圈并不转动,原因可能是线圈刚好处于平衡位置,这时可做的有效尝试是人工转动一下。
7.如图所示是同学们安装的直流电动机模型.
(1)在某次安装直流电动机模型活动中,小孙、小金、小星各自把安装好的电动机接入电路,闭合开关线圈均不转.若小孙用手轻轻一推转子,线圈就转动起来,则她的线圈不转的原因是_____________;若小金用手轻轻把电刷(铜片)弯曲一下,线圈就转动起来,则她的线圈不转的原因是______________;若小星在原磁体上加一块磁体,线圈就转动起来,则她的线圈不转的原因是________________.
(2)线圈正常转动后,若把电源的两极对调一下,观察到线圈转动的________发生变化;若改变线圈中的电流大小,观察到线圈转动的________发生变化.
(3)许多家用电器用到电动机,请你列举一种装有电动机的家用电器的名称:
__________.
【答案】线圈在平衡位置换向器与电刷接触不良(或摩擦过大)磁体磁性太弱方向速度电风扇(或洗衣机等)
【解析】
【分析】
【详解】
(1)闭合开关线圈均不转.
小孙用手轻轻一推转子,线圈就转动起来,则她的线圈不转的原因是线圈在平衡位置,转动一个角度后,线圈两边受力不平衡,线圈会持续转动;
小金用手轻轻把电刷(铜片)弯曲一下,线圈就转动起来,则她的线圈不转的原因是:
换向器与电刷接触不良,无电流通过,也可能是摩擦过大,调整后摩擦力小了,线圈转动;
若小星在原磁体上加一块磁体,线圈就转动起来,则她的线圈不转的原因是磁体磁性太弱.
(2)直流电动机的转动方向与磁场方向和电流方向有关;
线圈正常转动后,若把电源的两极对调一下,电流方向改变,所以观察到线圈转动的方向发生变化;
若改变线圈中的电流大小,观察到线圈转动的速度发生变化.
(3)许多家用电器用到电动机,日常家电中装有电动机的有:
电风扇、洗衣机等.
8.小丽利用如图所示的装置,“探究通电导体在磁场中受力方向与什么因素有关”,当小丽闭合开关S0时,观察到导体AB在磁场中受力的作用向右运动.断开开关S0,然后小丽只将磁铁N、S极对调位置,闭合开关S0时,观察到导体AB在磁场中受力的作用向左运动.通过上述实验,小丽得出实验结论:
“通电导体在磁场中受力方向只与磁场方向有关”,请你选用图中所示电路中的元件,设计一个实验证明小丽的观点是错误的.请你简述实验步骤和实验现象.
【答案】闭合开关S0时,观察到导体AB在磁场中受力的作用向右运动;断开开关S0,保持磁铁N、S极位置不变,改变电流的方向,闭合开关S0时,观察到导体AB在磁场中受力的作用向左运动;通过上述实验,实验证明小丽的观点是错误的.
【解析】
试题分析:
本题考查影响通电导体在磁场中受力方向与什么因素有关,以及控制变量法的应用.闭合开关S0时,观察到导体AB在磁场中受力的作用向右运动;断开开关S0,保持磁铁N、S极位置不变,改变电流的方向,闭合开关S0时,观察到导体AB在磁场中受力的作用向左运动;通过上述实验,实验证明小丽的观点是错误的.
考点:
探究通电导体在磁场中受力方向与什么因素有关
9.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
【解析】
(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.
故答案为:
(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.
10.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
1
2
3
4
5
6
I/mA
10
12
15
20
30
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
【解析】
(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。
11.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“磁体对回形针吸引力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)如图甲所示,保持磁体和纸片间的距离一定,在纸片上放入不同物体时,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。
回形针的放置有乙、丙两种方法,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;
(2)选择正确方法后,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,观察能吸引的回形针个数,多次实验后将数据记录在下表中:
磁体与纸片之间放入的物体
不放物体
铁板
镍板
铝板
陶瓷板
玻璃板
塑料板
吸引回形针数量/个
4
1
1
3
3
3
3
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)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。
【答案】二力平衡乙较少较大铝不能被磁化厚度
【解析】
【分析】
【详解】
(1)]1]回形针被吸附在纸片下面时,受到磁体的吸引力和重力的作用,处于静止状态,所以是据二力平衡的原理。
[2]实验操作时,应选择乙图中的方法,因为乙图中每个回形针都只受到磁体的吸引力和重力的作用,而丙图中,处于中间的回形针除了受到吸引力和重力的作用还受到下面的回形针的作用力,且所受的吸引力是上面的回形针磁化后的吸引力,而不是磁体本身的吸引力,故不选丙图。
(2)①[3][4]由表格数据可知,在其他条件相同时,放入铁板或镍板时,吸引的回形针数量较少,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[5]铁、镍、铝都是导体,而铝对磁性屏蔽效果不明显,原因可能是铝不能被磁化。
(3)[6]在纸上放入的铁板应是形状和厚度都相同,面积不同,因为要探究的是吸引力与铁板面积的关系。
12.用如图甲、乙所
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