中考复习电磁学实验题解析版.docx
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中考复习电磁学实验题解析版
电磁学实验题
一、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)
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。
(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。
(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,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。
(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)____________________________________________________________________________________。
6.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,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,线圈不能持续转动,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的运动方向
电流表指针的偏转方向
1
断开
上N下S
向右运动
不偏转
2
闭合
上N下S
向右运动
向左偏转
3
闭合
上N下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
向下运动
不偏转
6
闭合
上S下N
向右运动
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,导体中就会产生感应电流。
(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。
Ud为直流电源,S1、S2、S3、S4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-u0。
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i0和-i0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“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,说明磁感电阻R处的磁感应强度B逐渐______。
(2)闭合S1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。
x/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______。
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:
(1)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,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________________________________________,这样可以探究通电螺线管磁场的强弱与线圈匝数的关系。
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.
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”)。
(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,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
1
2
3
4
5
6
电流/A
0.8
1.2
1.5
0.8
1.2
1.5
吸引大头钉的最多数目/枚
5
8
10
7
11
14
①比较实验中的1、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________ ;
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:
_______________________________________________________;
(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_________________________。
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,另一端只刮去上半周漆皮,将线圈放在支架上,碲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。
(填一种方法)
(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。
(1)分析图2曲线可知,磁感应强度B在0~0.7T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S1闭合时,电流表的示数为_____mA。
闭合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将_____。
(3)闭合S1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=_______T。
l/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
(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:
①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;
②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”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.
(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,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__________.
(3)如图丙所示,电流计指针仍不偏转,这是因为导体ab虽有运动,但没有__________.
(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:
(1)当S1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S2,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的磁感应强度为________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)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,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
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