专项提高电生磁八下第1章 电和磁 尖子生培优 含答案.docx
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专项提高电生磁八下第1章电和磁尖子生培优含答案
专项提高-电生磁
思维导图:
知识点回顾
考点目
录:
考点一、电生磁实验及模拟实验现象
考点二、磁场、电流方向判断(右手定则)
考点三、判断通电螺线管电流及磁场方向及强弱、力与运动等(难)
考点四、实验探究题:
磁场强弱的影响因素
考点五、电和磁在实际生活的应用(难)
考点一、电生磁实验及模拟实验现象
1.电磁铁通常弯成U形,这样做的目的是( C )
A.使用方便B.形状美观C.加强磁性D.便于操作
2.丹麦物理学家奥斯特首先通过实验发现电流周围存在磁场。
如图所示,我们实验时要在通电直导线下方放一个(C)
A.螺线管 B.蹄形磁铁C.小磁针 D.电流表
3.奥斯特实验论证了( B )
A.电流越小,磁性越强B.电流的周围存在磁场
C.同名磁极相排斥,异名磁极相吸引D.任何磁体均有N、S两个磁极
4.一根长直铜导线在靠近一个原来静止的小磁针的过程中(C)
A.小磁针不动,导线中一定没有电流通过
B.小磁针不动,导线中一定有电流通过
C.小磁针发生转动,导线中一定有电流通过
D.小磁针发生转动,导线中一定没有电流通过
5.课堂上教师做了如图所示的演示实验,同学们根据实验现象得到如下结论,其中不正确的是( B )
A.甲、乙两次实验表明通电导线周围存在磁场
B.甲、丙两次实验表明磁场对电流有力的作用
C.甲、丙两次实验表明通电导线周围的磁场方向与电流方向有关
D.甲、乙、丙三次实验现象共同表明电能生磁,且其磁场方向与电流方向有关
6.将一支可自由转动的小磁针放在水平桌面上,等它静止后,在靠近小磁针的正上方放一根垂直于磁针指向的水平直导线,并在导线中通以如图所示的电流I,从上往下看( D )
A.小磁针将逆时针方向转动B.小磁针将顺时针方向转动
C.小磁针将不停地摆动D.小磁针将不动
7、如图是探究通电直导线周围磁场分布的实验。
实验时先在有机玻璃板上均匀地撒上铁屑,然后给直导线通电,为了更好地通过铁屑客观描述出磁场的分布情况,接下去的操作是轻敲有机玻璃板,该操作的主要目的是减小铁屑与玻璃之间的摩擦,使铁屑在磁场作用下动起来,说明力能改变物体的运动状态。
为了进一步探究通电直导线周围磁场的方向,可用小磁针代替铁屑进行实验。
【答案】 当给直导线通电后,由于磁场的作用,铁屑将重新排列,但由于铁屑与玻璃板之间有摩擦,阻碍了铁屑排列,因此通过轻敲可以减小铁屑与玻璃板之间的摩擦。
铁屑由静止变为运动说明力能改变物体的运动状态。
小磁针N极指向表示该处磁场的方向,因此可用小磁针代替铁屑。
考点二、磁场、电流方向判断(右手定则)
1.在如图中,对电流和磁极方向之间关系判断正确的是( D )
2.如图所示,通电螺线管中电流的方向标注正确的是(A)
3.如图所示,有通电螺线管和条形磁体,虚线表示磁感线,磁极A、B、C、D的极性依次是( C )
A.S、S、N、NB.S、N、S、SC.N、S、N、ND.S、N、S、S
4.如图所示,两个线圈A、B套在同一根光滑直棒上,各自能在直棒上自由滑动,开关S闭合时,这两个线圈将会( D )
A.一起向左运动B.一起向右运动
C.两线圈相互吸引,向中间靠拢D.两线圈相互排斥,向两边运动
5.下列各图中磁极、磁感线、小磁针的指向都正确的是(C)
4.如图为双并绕的螺线管,a、b、c、d为螺线管的四个接线头,如用同一电源供电,下列连接方式中磁性最强的接法是( C )
A.bc相连,a、d分别接在电源两极B.cd相连,a、b分别接在电源两极
C.ab相连,cd相连后分别接在电源两极D.ad相连,bc相连后分别接在电源两极
考点三、判断通电螺线管电流及磁场方向及强弱等
1.通电螺线管插入铁芯后,磁性大大增强,其原因是(D)
A.铁芯本身有磁性
B.插入铁芯后相当于增加了线圈的匝数
C.插入铁芯后使电流增大
D.螺线管的磁性与被磁化的铁芯的磁性共同作用
2.为了研究通电螺线管磁性强弱与哪些因素有关,进行了这样的实验:
改变螺线管的接线,使线圈的匝数增多,同时调节变阻器的滑片,使电流保持不变,观察电磁铁磁性的强弱有什么变化。
这一步实验是为了研究通电螺线管的磁性(D)
A.跟电流通断的关系B.跟电流大小的关系
C.跟电流方向的关系D.跟线圈匝数的关系
3.如图所示为条形磁铁和电磁铁,实线表示磁感线,则甲、乙、丙、丁的极性依次是(A)
A.S、N、S、SB.N、N、S、N
C.S、S、N、SD.N、S、N、N
【解析】 由图可知,根据右手螺旋定则,可判定通电螺线管左端(乙)为N极,右端(丙)为S极,根据磁感线形状,可知甲、乙为异名磁极,丙、丁为同名磁极,因此甲为S极,丁为S极。
4.如图所示,螺线管周围有4个可以自由转动的小磁针a、b、c、d,当S合上后,小磁针静止的位置如图所示,其中极性标错的是( D )
A.aB.bC.cD.d
5.如图所示,条形磁铁置于水平桌面上,电磁铁水平放置且左端固定,当电路中滑动变阻器的滑片P逐渐向左移动时,条形磁铁仍静止,在此过程中条形磁铁受到的摩擦力(A)
A.逐渐增大,方向向右B.逐渐减小,方向向右
C.逐渐增大,方向向左D.逐渐减小,方向向左
6.如图所示闭合开关,将滑动变阻器滑片P向右移动时,弹簧测力计的示数变小。
则下列分析正确的是(C)
A.电磁铁的上端为S极
B.电源左端为正极
C.抽去铁芯,弹簧测力计示数增大
D.断开开关,弹簧测力计示数为零
【解析】 当P向右移动时,电流增大,弹簧测力计示数减小,说明电磁铁上端为N极,电源右端为正极。
7.如图所示在一圆环形导线的中央放置一个小磁针,通入如图所示电流时,下列说法中正确的是( A )
A.小磁针的N极转向纸内B.小磁针的N极转向纸外
C.小磁针保持不动D.小磁针的N极在纸面内沿顺时间方向转动
8.如图所示,盛水的烧杯放在电磁铁上方,当电磁铁的开关断开时,空心小铁球自由地浮在水面上,小磁针指向如图所示,以下说法正确的是( C )
A.开关闭合时,小磁针N极向上偏转,S极向下偏转
B.开关闭合、滑动变阻器的滑片向下移动时,电磁铁磁性减弱
C.当电路中电流减小时,空心小铁球所受的浮力减小
D.无论开关断开还是闭合,浮在水面上的空心小铁球所受的浮力不变
9.如图所示的是扬声器构造的示意图,关于图中纸盆的运动方向,下面的说法中正确的是( A )
A.向右运动B.向左运动C.向上运动D.向下运动
10.如图所示,条形磁体置于水平桌面上,电磁铁的右端固定,当电路中滑动变阻器的滑片向左移动时,条形磁体仍保持静止,在此过程中条形磁体受到的摩擦力是( B )
A.方向向左,逐渐增大B.方向向右,逐渐增大
C.方向向左,逐渐减小D.方向向右,逐渐减小
11.如图所示,闭合开关,将滑动变阻器的滑片P向右移动时,弹簧测力计的示数会变小。
则下列分析正确的是( C )
A.电磁铁的下端为N极
B.电源右端为“-”极
C.抽去铁芯,弹簧测力计示数增大
D.断开开关,弹簧测力计示数为零
12.如图所示,M是一个用细导线绕成的螺线管,当闭合开关K后,M的长度将( B )
A.伸长B.缩短C.不变D.先伸长,后缩短
13.如图所示是演示巨磁电阻(GMR)特性的原理示意图。
开关S1、S2闭合时,向左稍微移动滑动变阻器的滑片P,指示灯明显变亮。
(1)变阻器的滑片P向左移动时,电磁铁周围的磁场增强(填“增强”“减弱”或“不变”)。
(2)指示灯明显变亮,表明电路中GMR的阻值显著减小(填“增大”或“减小”)。
14.如图所示,闭合开关后,通电螺线管的A端是N极,若滑动变阻器的滑片向b端滑动,通电螺线管的磁性将减小。
将电源的正、负极对调后,再闭合开关,发现小磁针偏转方向发生变化,由此可知电流的磁场方向与电流方向有关。
插入铁芯后通电螺线管的磁性将增加。
15.科学家发现两根平行导线通电后有如图所示的现象(图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况)。
(1)由图可知两平行通电导线之间有力的作用。
当通入的电流方向相同时,导线相互吸引;当通入的电流方向相反时,导线相互排斥。
(2)判断通电直导线周围磁场方向的方法是:
用右手握导线,大拇指指向电流方向,则四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向。
根据这个方法,可判断图甲中导线a在导线b处产生的磁场方向为垂直于纸面向里(填“向里”或“向外”)。
(3)产生上述现象的原因是:
通电导线a周围产生的磁场对通电导线b有力的作用。
当导线a中的电流方向改变时,其磁场的方向也发生改变,导线b受力方向随之改变。
(4)由此可知:
与磁体之间的相互作用一样,电流之间的相互作用也是能通过磁场来实现的。
考点四、实验探究题:
磁场强弱的影响因素
1.小刚同学在“制作、研究电磁铁”的过程中,使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验,如图所示。
下列说法正确的是( C )
A.若将两电磁铁上部靠近,会相互排斥
B.要使电磁铁磁性增强,应将滑片P向右移动
C.电磁铁能吸引的大头针越多,表明它的磁性越强
D.甲线圈的匝数多,通过乙线圈的电流小于通过甲线圈的电流
2.在“研究电磁铁的磁性强弱与什么因素有关”的探究实验中,给你的器材是:
一个线圈匝数可以改变的电磁铁、电池组、开关、滑动变阻器、大头针、铜芯线。
请填写如下实验表格:
步骤
控制不变因素
调整变化因素
观察实验现象
探究结论
1
同一电磁铁电流相同
通电
(1)吸引大头针
通电有磁性
断电
(2)不能吸引大头针
断电无磁性
2
线圈匝数相同
(3)增大电流
吸引大头针数增加
电流越大磁性越强
(4)减小电流
吸引大头针数减少
3
线圈形状电流相同
匝数多
吸引大头针多
(5)线圈匝数越多,磁性越强
匝数少
吸引大头针少
3.在学习了电和磁的知识后,小勇在家里饶有兴趣地做起了小实验。
他找来一枚缝衣针,在条形磁铁上擦了几下,然后用一根细软的棉线将缝衣针悬挂起来并保持水平,结果发现静止后它的针尖总是指向南方,这说明缝衣针已经被磁化成了一枚小磁针。
为验证奥斯特实验,小勇把通电台灯的导线(导线内电流约为0.3安)移到缝衣针的正下方10厘米处,并靠近缝衣针平行放置。
结果发现缝衣针并未发生偏转。
带着疑问,小勇在科学课堂上与大家展开讨论,结果出现了两种不同观点。
这时,老师让小勇用两节干电池(3伏)和一段电阻丝(15欧)重新做这个实验。
在静止指向南北方向的缝衣针正上方10厘米处平行地放一根直导线,闭合开关,原来静止的缝衣针转动了。
某同学看了实验后想到:
缝衣针转动肯定是因为受到力的作用。
这个力是谁施加给它的呢?
他认为有这几种可能:
可能是风吹;可能是缝衣针旁磁铁的吸引;可能是铁质物体接近缝衣针;还可能是直导线中有电流通过时产生了磁场。
(1)题中小勇用条形磁铁将缝衣针磁化后,这枚缝衣针的针尖是S(填“S”或“N”)极。
(2)在课堂实验中,电阻丝内通过的电流大小为0.2安。
(3)铁质物体接近小磁针,小磁针会转动,这是因为磁体具有吸铁性,小磁针和铁质物体互相吸引,改变了运动状态。
(4)在奥斯特实验中,为了验证是“直导线中通过的电流产生的磁场使小磁针转动”这一事实,最简单的实验操作是断开开关,观察小磁针是否会回到南北指向。
(5)老师在其他实验条件不变的情况下,把题中缝衣针从直导线正下方移到了直导线正上方,闭合开关后,缝衣针将向相反方向转动(或“改变转动方向”)。
(6)下面是同学们在课堂讨论中形成的两种观点,通过课堂实验可以否定的是B(填“A”或“B”)。
A.台灯线内有两根导线,且电流方向相反,产生的磁力大小相等、方向相反
B.台灯线内电流太小,产生的磁场太弱,不足以让缝衣针偏转
【解析】 台灯导线中的电流为0.3安,电阻线中的电流为0.2安,电阻线中的电流小于台灯导线中的电流,所以台灯线不能使缝衣针偏转不是由于电流太小引起的,其真正的原因是:
台灯导线内是交流电,并行的导线中瞬间的电流方向是相反的,因此产生的磁场方向相反,缝衣针所受磁力相互平衡,因而不会使缝衣针发生偏转,说法B可以否定。
4.为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关,小丽同学作出以下猜想:
猜想A:
电磁铁通电时有磁性,断电时没有磁性。
猜想B:
通过电磁铁的电流越大,它的磁性越强。
猜想C:
外形相同的螺线管,线圈的匝数越多,它的磁性越强。
为了检验上述猜想是否正确,小丽所在的实验小组通过交流与合作设计了以下实验方案:
用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕制若干圈,制成简单的电磁铁,如图所示的a、b、c、d为实验中观察到的四种情况。
根据小丽的猜想和实验,请回答:
(1)通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同,来判断磁性强弱;要改变通电螺线管线圈中的电流大小,可以通过移动变阻器滑片来实现。
(2)通过比较a、b或a、c两种情况,可以验证猜想A是正确的。
(3)通过比较b、c两种情况,可以验证猜想B是正确的。
(4)通过比较d中甲、乙两个电磁铁,发现猜想C不全面,应补充电流大小相同这一条件。
5.小明和同学利用身边的器材进行实验探究。
他们先在铁钉上套薄塑料吸管,然后在薄塑料吸管上缠绕铁丝做成螺线管,将这个装置固定在支架上,如图所示。
(1)在下列物理现象中,可以利用图示的实验装置进行探究的是__C__(填序号)。
A.通电直导线的磁场分布
B.磁极间的相互作用规律
C.电生磁
(2)如图所示的实验装置,可以探究插有铁芯的通电螺线管的磁性强弱与电流大小的关系。
(3)实验中当小明将开关闭合后,他们将变阻器滑片P从a端滑向b端,吸引大头针的数量增加(填“增加”“减少”或“不变”)。
【解析】
(1)当铁丝中通过电流,产生磁场,可以吸引大头针,从而可探究电流产生磁场。
(2)改变滑动变阻器上P的位置,可以改变电流大小,从而探究通电螺线管磁性强弱与电流大小的关系。
(3)当变阻器滑片从a端滑向b端,电流增加,电磁铁磁性增强,吸引大头针数量增加。
6.如图是小明研究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的装置图,它由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管和自制的针式刻度板组成。
通过观察指针B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A,当导线a与接线柱2相连,闭合开关后,指针B发生偏转。
(1)用笔画线代替导线将实物图连接完整。
(2)指针下方的物体A应由B(填字母)制成。
A.铜 B.铁C.铝 D.塑料
(3)当开关闭合后,电磁铁左端应为N(北)极。
(4)①当滑动变阻器的滑片P向右(左)(填“左”或“右”)滑动时,指针B偏转的角度将会变小(变大)(填“变大”或“变小”)。
②保持滑片P位置不变,当导线a由接线柱2改为与接线柱1相连,闭合开关后,可发现指针B偏转的角度会变大(填“变大”或“变小”)。
(5)经过对电磁铁的研究,可得出结论:
当线圈匝数一定时,通过电磁铁的电流越大,电磁铁磁性越强;当通过电磁铁的电流一定时,电磁铁线圈的匝数越多(少),磁性越强(弱)。
【解析】
(2)四种材料中只有铁是磁性材料,能被磁化。
(3)电磁铁的磁极与电流方向有关,先标出通电螺线管中的电流方向,再用右手螺旋定则判断。
(4)①与滑动变阻器的接线有关,图中所示是电阻丝的左段接入,滑片P右移(左移)→电阻增大(减小)→电流减小(增大)→电磁铁磁性减弱(增强)→指针B偏转角度变小(变大)。
②接入电路的线圈匝数增加,电磁铁磁性增强。
考点五、电和磁在实际生活的应用(难)
1.根据通电螺线管周围存在磁场的实验事实(如图所示),小科同学对地磁场产生的原因提出了一个假说:
地磁场是由绕地球的环形电流引起的。
下图中符合小科假说的模型是(A)
2.玩具小船装有电池和螺线管(有铁芯)组成的闭合电路,如图1-2-20把小船按图示的方向静止在水面上,放开小船,闭合开关,船头最后的指向是( B )
A.向东B.向南C.向西D.向北
3.目前许多国家都在研制磁悬浮列车,如图1-2-23所示。
我国拥有全部自主知识产权的第一条磁悬浮列车试验线已建成,且实现了2000km无故障运行。
一种磁悬浮列车的车厢和铁轨上分别安放着磁体,车厢用的磁体大多是通有强大电流的电磁铁。
下列说法中,正确的组合是( A )
①磁悬浮列车利用了同名磁极互相排斥②磁悬浮列车利用了异名磁极互相排斥
③磁悬浮列车消除了车体与轨道之间的摩擦④磁悬浮列车增大了车体与轨道之间的摩擦
A.①和③B.①和④C.②和③D.②和④
4.如图所示,电路中有一个电磁铁,A是弹簧片,B是软铁,C是小锤,D是小铃。
当闭合开关后( B )
A.铃将持续不断地响下去B.只敲一下玲
C.小锤不敲铃D.电磁铁的左端是N极,右端是S极
5.为验证奥斯特实验,小明从实验室借了一枚小磁针。
(1)回家后,他把小磁针放在桌上,发现小磁针静止时总是指向南北方向,这是因为小磁针受到地磁场的作用,小磁针指南的一端是S极(选填“S”或“N”)。
(2)接着他把通电的台灯(220V 60W)上的导线移到小磁针的正上方,沿南北方向靠近小磁针放置(如图甲所示),结果发现小磁针并未发生偏转。
带着疑问,小明与同学讨论小磁针不偏转的原因,共有两种猜想。
猜想一:
可能是台灯有两根导线,其中的电流方向相反,产生的磁场相互抵消。
猜想二:
可能是台灯导线中的电流小,产生的磁场太弱,不足以使小磁针偏转。
接着,它们又设计了如下实验进行探究,如图乙所示,用两节干电池(3V)和一段电阻丝(12Ω)串联,闭合开关后发现小磁针发生了偏转。
①电阻丝中的电流小于(选填“大于”“等于”或“小于”)台灯中电流,据此可以断定猜想二是错误的。
②该实验中用小磁针的偏转来说明通电导线周围存在磁场,这是采用了哪种物理思想方法?
转换法。
③为了能够做出与①中同样的判断,除了用图乙的探究方法外,我们还可以采用怎样的实验方法?
请简述你的做法。
把台灯换成电功率大的电炉进行实验,观察小磁针是否发生偏转。
6.阅读短文,回答问题:
磁悬浮列车
磁悬浮列车是由无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统组成的新型交通工具,是高新技术的产物。
上海磁悬浮列车于2003年1月4日正式开始商业运营。
正线全长约30km,设计最高运行速度为430km/h,单向运行时间7min20s。
(1)上海磁悬浮列车的结构如图甲所示。
要使列车悬浮起来,车身线圈的上端是S极。
(2)如果列车在单向运行过程中,只停靠一站,那么,停靠时间约为140s(设磁悬浮列车全程均以360km/h的速度行驶)。
(3)图乙是另一种磁悬浮列车的设计原理图,A是磁性稳定的电磁铁,安装在铁轨上,B是安装在车身上(紧靠铁轨上方)的电阻非常小的螺线管。
螺线管B与电磁铁A之间相互排斥(选填“排斥”或“吸引”),从而使列车悬浮在铁轨上方。
7.阅读短文,回答问题
双触点干簧管
双触点干簧管是一种磁控开关,结构如图甲所示,其外壳是一只密封的玻璃管,管内充有某种惰性气体,并装有A、B和C三块簧片,其中日和C是用铁或镍等材料制成,A是用铜或铝等非磁性材料制成。
A的端点与C的端点是固定端点,B的端点是自由端点,正常时B的端点在自身弹力作用下与A的端点接触。
当绕在干簧管上的线圈通电时,如图乙所示,B的端点与C的端点分别被磁化而相互吸引,当吸引力大于B的弹力时,B与A的端点分开,并与C的端点接触。
而当B与C的吸引力减小到一定程度时,B在弹力的作用下与C的端点分开,重新恢复与A的端点接触。
请回答下列问题:
(1)在图乙中,若要使螺线管的左端为N极,则电源左端是_______极。
(2)簧片A、B和C所对应的材料可能是___________。
(填写序号)
①铁、铁、铜②铜、铝、铁③铜、铁、铁④镍、铁、铝
(3)当B的端点与C的端点接触时,簧片B具有_______势能。
(4)如图1-2-33所示,请将电路连接完整。
要求闭合开关后,红灯先通电,然后绿灯与红灯能交替通电。
【答案】
(1)正(或“+”)
(2)③(3)弹性(4)如图所示
解析
(1)用右手螺旋定则确定电源左端为正极。
(2)根据文中内容“A是用铜或铝等非磁性材料制成”,“B的端点与C的端点分别被磁化”可判断③正确。
(3)文中提到B在弹力的作用下与C的端点分开,说明B与C的端点接触时,有弹性势能。
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