10-专项综合全练(十)　三大电磁现象的辨析

初中物理·沪科版·九年级全一册——专项综合全练(十)

三大电磁现象的辨析

一、选择题

1.(2021北京丰台期末)如图1所示是奥斯特实验的示意图,以下关于奥斯特实验的分析正确的是              (　　)

图1

A.小磁针发生偏转说明通电导线周围存在磁场

B.移去小磁针后,通电导线周围的磁场消失

C.通电导线周围的磁场与条形磁体周围的磁场相似

D.通电导线周围的磁场方向与电流方向无关

2.(2020甘肃天水中考)我国的新型航母将采用自行研制的电磁弹射器,小明猜想它的工作原理如图2所示,电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车内的导体通过强电流时,即可受到强大的推力,小明的猜想与下列实验原理相同的是              (　　)

图2

A.　　　　　　　　  B.

C.　　　　　　　　 D.

3.(2020河南中考)(多选)在科学晚会上,小明所在的科技小组展示了一个“隔板推物”的节目,其原理如图3所示。甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中,两线圈通过导线连接构成一个闭合电路。用手推动甲线圈摆动时,乙线圈会随之摆动。对于这个过程,下列说法正确的是              (　　)

图3

A.甲线圈相当于电源,乙线圈相当于用电器

B.推动甲线圈摆动时电能转化为机械能

C.乙线圈随之摆动时机械能转化为电能

D.乙线圈摆动是因为通电导线在磁场中受力

二、填空题

4.(2020北京平谷一模)某同学利用如图4所示的实验装置进行实验探究,其中导线方向与小磁针静止时指向一致,实验时,闭合开关,观察小磁针偏转情况;随后他对调电池正、负极,观察小磁针偏转情况,该同学探究的问题是:　　　　　　　　　　　　跟　　　　　　　　　　　　是否有关。 

图4

5.(2020江苏盐城中考)如图5所示,在“探究磁场对电流的作用”实验中,给直导线通电,观察到它向右运动,只改变直导线中电流的　　　　,导线的运动方向会发生改变。这个过程将　　　　能转化为直导线的机械能。日常生活中的　　　　(电动机/发电机)就是利用这个原理制成的。 

图5

6.(2020浙江舟山中考)图6甲是法拉第发明的紫铜圆盘发电机。转动摇柄使圆盘旋转起来,电路中就会产生电流。圆盘相当于图乙中的　　　　。如果要改变圆盘发电机产生的电流方向,可采用的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　。(写出一点即可) 

图6

三、实验探究题

7.(2019江西赣州宁都期末)如图7所示是探究通电直导线周围磁场的实验装置。

图7

(1)小磁针放置在桌面上静止时,将直导线AB沿　　　　(选填“东西”“南北”或“任意”)方向放置在小磁针正上方,实验时效果最明显。 

(2)当开关闭合时,导线下方的小磁针会发生偏转,说明　　　　　　　　　　　　。此时若移去小磁针,上述结论是否成立?　　　　(选填“是”或“否”)。实验中小磁针的作用是　　　　　　　　　　　　。 

(3)仅将电源正、负极对调,小磁针偏转方向发生改变,这表明通电直导线周围磁场的方向与　　　　　有关。 

(4)为了验证“通电直导线产生的磁场能使小磁针转动”这一实验事实,最简单的实验操作是　　　　(选填“闭合”或“断开”)开关,观察小磁针静止时是否又回到　　　　方向。 

8.如图8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、电流计、开关组成闭合电路。小明将实验中观察到的现象记录在表中:

图8

(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)此实验的研究方法有　　　　　　　　。(写出一种即可) 

(5)针对这个实验小明进行了进一步的探究,他提出了“感应电流的大小可能与磁场的强弱有关”的猜想,除此以外你的猜想是:　　　　　　　　　　　　　                                                                      　　　　　　　　　　　　　　　　。 

①写出验证你的猜想的主要步骤:　　　　　　　　　　　　                              　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

②你怎样对实验结果进行分析判断?　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

1.答案　A　小磁针发生偏转说明通电导线周围存在磁场,A正确;通电导线周围的磁场与电流大小和方向有关,与小磁针无关,B错误;通电导线周围的磁场为环形磁场,和条形磁体周围的磁场不同,C错误;通电导线周围的磁场方向与电流方向有关,D错误。故选A。

2.答案　C　由题意可知,电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车内的导体通以强电流时,即可受到强大的推力,由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动。A图中的实验说明条形磁体对小磁针有力的作用,故A不符合题意;B图中是研究电磁铁磁性的实验,原理是电流的磁效应,故B不符合题意;C图中是研究通电导体在磁场中受力的实验,与电磁弹射器的工作原理相同,故C符合题意;D图中闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,产生感应电流,这是电磁感应现象,故D不符合题意。

3.答案　AD　推动甲线圈摆动时,甲线圈的部分导线做切割磁感线运动,闭合回路中有感应电流产生,将机械能转化为电能;乙线圈随之摆动,乙线圈摆动的原理是通电导体在磁场中受力的作用,所以甲线圈相当于电源,乙线圈相当于用电器,乙线圈摆动时将电能转化为机械能,故A、D正确,B、C错误。故选A、D。

4.答案　通电导线周围的磁场的方向　导线中的电流方向

解析　闭合开关,通电直导线的周围产生磁场,小磁针受到磁场的作用发生偏转;对调电池正、负极,改变的是导线中的电流方向,这时观察小磁针偏转情况来确定通电导线周围的磁场方向是否改变,故该同学探究的问题是:通电导线周围的磁场的方向与导线中的电流方向是否有关。

5.答案　方向　电　电动机

解析　给直导线通电,发现它向右运动,只改变直导线中电流的方向,发现它向左运动,即导线的运动方向发生改变,此过程中,消耗电能,产生机械能,将电能转化为机械能。电动机就是根据此原理制成的。

6.答案　导体AB　改变圆盘的转动方向(或对调磁体的N、S极)

解析　圆盘转动时,做切割磁感线运动,会产生感应电流,这是电磁感应现象,圆盘相当于乙图中的导体AB;如果要改变圆盘发电机产生的电流方向,可以改变圆盘的转动方向或对调磁体的N、S极。

7.答案　(1)南北　(2)通电导线周围有磁场　是　检测磁场的存在　(3)电流的方向　(4)断开　南北

解析　(1)由于小磁针受到地磁场的作用,要指示南北方向,为了观察到明显的偏转现象,应使电流产生的磁场方向为东西方向,故应把直导线AB沿南北方向放置;(2)开关闭合时,小磁针发生偏转,说明通电导线周围存在着磁场;磁场与小磁针的存在与否无关,因此移走小磁针后,结论仍然成立;小磁针受到磁场力的作用能够发生偏转,故小磁针可以检测磁场的存在;(3)仅将电源正、负极对调,小磁针偏转方向发生改变,这表明通电直导线周围磁场的方向与电流的方向有关;(4)如果验证是不是电流产生的磁场使小磁针转动,可以断开开关,让电流消失,看看小磁针是否会回到原来的南北方向。

8.答案　(1)切割磁感线运动(或与磁场方向垂直的运动)

(2)导体切割磁感线的运动方向(或导体运动方向)

(3)在导体切割磁感线的运动方向(或导体运动方向)相同时,感应电流的方向与磁场方向有关

(4)控制变量法(或转换法)

(5)感应电流的大小可能与导体切割磁感线的运动速度有关

①保持磁场强弱不变,让导体ab以不同的速度沿同一方向做切割磁感线运动,观察电流计指针偏转角度大小

②如果电流计指针偏转角度相同,说明感应电流的大小与导体切割磁感线的运动速度无关;如果电流计指针偏转角度不相同,说明感应电流的大小与导体切割磁感线的运动速度有关

解析　实验中,电流计指针偏转,说明电路中产生了感应电流,要想使闭合电路中产生感应电流,应使导体做切割磁感线运动。感应电流方向与磁场方向和导体运动方向有关,因此在实验时用到了控制变量法;另外,感应电流的有无是通过电流计的指针是否偏转来反映的,感应电流的方向是由电流计指针偏转方向来反映的,这属于转换法。要想探究提出的新问题,在设计实验时一定要应用控制变量法。