2023年湖北省九年级物理中考模拟题分类选编:电与磁
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这是一份2023年湖北省九年级物理中考模拟题分类选编:电与磁,共24页。试卷主要包含了单选题,多选题,填空题,作图题,计算题,实验题,综合题等内容,欢迎下载使用。
电与磁
一、单选题
1.(2023·湖北天门·统考模拟预测)绵阳市某初中学校的小明同学在学校实验室模拟安培1820年在科学院的例会上做的小实验:把螺线管水平悬挂起来,闭合开关,发现螺线管缓慢转动后停了下来,改变螺线管B端的初始指向,重复操作,停止时B端的指向都相同。模拟实验装置如图所示,闭合开关,螺线管停下来后B端指向
A.东方 B.南方 C.西方 D.北方
2.(2023·湖北黄冈·模拟预测)苗苗家有一款磁悬浮地球仪如图(a)所示,闭合开关,地球仪悬浮空中。经过研究,苗苗发现地球仪底部有一块磁铁,底座内部有电磁铁。他画出了图(b)所示的电路原理图。下列判断正确的是( )
A.闭合开关后,向左移动P能增大地球仪的悬浮高度
B.地球仪的A端应为N极
C.底座通电后能产生磁场利用了电流的磁效应
D.地球仪能够悬浮是利用了异名磁极相互吸引的原理
3.(2023·湖北武汉·模拟预测)法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于发现了巨磁电阻(GMR)效应,荣获了诺贝尔物理学奖.如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图.实验发现,当闭合S1、S2后使滑片P向左滑动过程中,指示灯明显变亮,则下列说法正确的是
A.电磁铁右端为N极
B.滑片P向左滑动过程中电磁铁的磁性减弱
C.巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显增大
D.巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小
4.(2023·湖北孝感·模拟预测)下列的四幅图,对应的说法正确的是( )
A.如图,通电导线周围存在着磁场,将小磁针移走,该磁场消失
B.如图,当水位自动报警器的水位升高到金属块A时,红灯亮
C.如图,闭合开关,保持电流方向不变,对调磁体的N、S极,导体的运动方向不变
D.如图,闭合开关,该电磁铁右端为N极,将滑动变阻器向右移动,电磁铁磁性增强
5.(2023·湖北黄冈·统考模拟预测)对下列四幅图的描述,选项正确的是( )
A.图甲:是做功冲程,将内能转化为机械能
B.图乙:旗杆顶端的滑轮在使用时可以省力
C.图丙:A处应安装开关,B处应安装灯泡
D.图丁:此装置可探究产生感应电流的条件
6.(2023·湖北襄阳·模拟预测)下列装置的原理与实验对应关系正确的是( )
A. B.
C. D.
7.(2023·湖北宜昌·模拟预测)如图所示是一个磁悬浮盆栽,关于此件作品下列说法正确的是( )
A.此物体基本原理之一是同名磁极相互排斥
B.上面花的叶子之所以是红色,是因为其只吸收红色的光,反射其它颜色的光
C.此件作品一定要通电
D.此作品的原理是电磁感应
8.(2023·湖北随州·统考模拟预测)在物理学发展的漫长历程中,科学家们研究出了许多成果,为推动社会发展做出了卓越的贡献。下列关于科学家与其贡献对应关系正确的是( )
A.欧姆——研究并总结出了电流跟电压和电阻间的关系
B.牛顿——最早测出大气压的数值
C.奥斯特——根据他发现的电磁感应现象制成发电机
D.伽利略——通过三棱镜实验,发现了光的色散现象
9.(2023·湖北天门·统考一模)下列关于电磁现象的说法,正确的是( )
A.图甲:a为磁体的S极
B.图乙:P向右滑动能吸引更多铁钉
C.图丙:该装置可用来研究电动机的工作原理
D.图丁:只对调电源正负极,线圈转动方向就会发生改变
10.(2023·湖北十堰·统考一模)用图示装置探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件,实验时蹄形磁体保持静止,导体棒ab处在竖直向下的磁场中。下列操作中能使灵敏电流计的指针发生偏转的是( )
A.导体棒ab保持静止 B.导体棒ab向左运动
C.导体棒ab竖直向下运动 D.导体棒ab竖直向上运动
二、多选题
11.(2023·湖北十堰·统考一模)下列对四幅插图的分析表述,正确的是( )
A.甲图中,闭合开关,小磁针N极向右偏转
B.乙图是奥斯特实验装置,是电动机的工作原理
C.丙图中温度计示数达到90℃时,红灯亮同时电铃响
D.丁图演示的是通电导体在磁场中受到力的作用,发电机是利用这个原理制成的
三、填空题
12.(2023·湖北荆门·模拟预测)根据图中提供的信息回答下列各题:
(1)如图甲所示,对饮料的吸管吹气发出声音,吸管被剪越短,音调越 ___________;
(2)如图乙所示,温度计此时的示数为 ___________℃;
(3)小茗同学手拿一个条形磁铁靠近另一个悬挂着的条形磁铁,如图丙所示,它们靠近时互相吸引,这个现象说明 ___________相互吸引;
(4)2020年6月,我国大部分地区可看到了日食的景象,图丁为陕西地区观测到的日食照片。日食属于光的 ___________现象。
13.(2023·湖北荆州·模拟预测)“地漏”(如图甲)是连接排水管道与室内地面的接口。“悬浮地漏”相对于传统地漏具有较多优点,如排水速度可随积水深度自动调节、在不排水时能密封管道等。
(1)若地漏不密封,排水管内臭气会扩散到室内。从微观角度解释该现象:______。
(2)磁悬浮地漏的工作原理如图乙。
①当密封盖上方无水时,在磁体B作用下,磁体A将密封盖顶起。若磁体A下端为N极,则磁体B上端为______极。
②当密封盖上方有水时,密封盖下移,开始排水。积水越多,则排水口越大,其原因是______。
14.(2023·湖北咸宁·模拟预测)人工心脏泵可短时间代替心脏工作,如图是该装置的示意图磁体固定在左侧,线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上(相当于一个电磁铁),活塞筒通过阀门与血管相通,阀门S1只能向外开启,S2只能向内开启,线圈中的电流从A流向B时,电磁铁左端是______极,血液会______(选填“流入”或“流出”)活塞筒,该装置工作时,线圈AB中的电流方向______(选填“需要”或“不需要”)改变。
15.(2023·湖北武汉·一模)技术人员对超市里的电梯设计了如图1所示的“自动控制电路”,电梯上无人时和有人时电梯运行的速度会不同。其中M为电动机,R为压敏电阻(电阻随压力的变化关系如图2所示)。当电梯上有人时,压力增大,压敏电阻R的阻值随之发生变化,电磁铁的磁性将___________(选填“增强”或“减弱”),当衔铁被吸下时电动机M的转速将___________(选填“变快”或“变慢”)。
16.(2023·湖北随州·模拟预测)模拟电磁轨道炮是把带有强磁性的炮弹放入通电螺线管中,利用电流的磁效应推动炮弹前行,从而获得极高的弹射速度,通过移动滑动变阻器的滑片来改变电流的强弱,从而改变炮弹的射程(如图),该装置通电后,通电螺线管左端为______(选填“N”或“S”)极。若要增大炮弹的射程,可以将滑动变阻器的滑片向______(选填“左”或“右”)移动。
17.(2023·湖北武汉·模拟预测)图(a)所示是磁悬浮列车的结构示意图,图(b)所示是电磁铁A、B的简易原理图。根据学过的知识判断电磁铁A下端为________极,电磁铁B的上端为________极。当磁悬浮列车加速驶出车站时,列车的动能________(选填“增大”“不变”或“减小”)。
18.(2023·湖北十堰·统考一模)在“探究通电螺线管外部磁场”的实验中,小明将小磁针放在螺线管周围不同的位置如图甲,小磁针显示的是______(选填“本地的南北方位”或“螺线管周围的磁场”),闭合开关后观察到如图乙的现象,说明通电螺线管周围存在______(选填“磁场”“磁力”或“电场”);在图丙螺线管的中间插入铁芯,便做成 _____(选填“电磁铁”“电动机”)。
19.(2023·湖北黄冈·统考一模)将两块磁铁分别吸在干电池的正负极上,使两个磁铁的N极都向外,构成了一个可以在平面上滚动的滚轮。如图所示,将锡箔纸平铺在水平桌面上,再将滚轮轻轻放在锡箔纸上,由于锡箔纸中有电流会产生 ___________,滚轮立刻开始向前滚动。滚轮能够滚动,其原理与 ___________(填“发电机”或“电动机”)相同。若让滚轮向相反的方向滚动,下列操作可行的是 ___________(可多选,①仅将滚轮左右换个方向;②仅将电池正负极对调一下;③将两端磁铁的N、S极和电池的正负极均对调)。
20.(2023·湖北咸宁·模拟预测)如图所示,用两橡皮筋竖直悬挂重2N的金属棒AB处于磁场中,金属棒两端连接着导线(导线对金属棒的作用力忽略不计),当棒中通以由A流向B的电流时,金属棒静止,橡皮筋刚好处于松弛状态;现让电流由B流向A,金属棒仍静止,此时金属棒受到磁场力的方向是_______,大小为_____N,每根橡皮筋受到的力_____N.
四、作图题
21.(2023·湖北随州·统考模拟预测)将一螺线管用细线悬挂起来,如图所示,闭合开关,最后静止时A端指南,请你画出:
(1)螺线管两端的N、S极;
(2)螺线管上导线的环绕图示;
(3)磁感线b的方向。
22.(2023·湖北随州·模拟预测)如图所示,请用笔画线代替导线,将实物图补充完整,要求:
①根据电流方向和小磁针的指向在图中画出螺线管的绕线方向;
②滑动变阻器的滑片向右端滑动,通电螺线管的磁性减弱。
23.(2023·湖北天门·统考模拟预测)如图,当开关S闭合时,螺线管与左边静止的磁铁相互吸引,请在图中画出磁铁受到的摩擦力示意图和螺线管的绕线。
五、计算题
24.(2023·湖北襄阳·模拟预测)喜欢创造发明的小榕设计了一个自动控温的保温箱,其工作原理电路图如图所示。电源电压恒为12V,控制电路中电磁铁线圈电阻忽略不计,定值电阻,加热电路中电阻。为热敏电阻,其阻值随温度变化情况如表所示。闭合开关后,当箱内温度达时,衔铁被吸下,电阻停止工作;当箱内温度低于时,电磁铁磁性减弱,在弹簧作用下,A、B 两触点接触,电阻又开始工作。求:
(1)电阻工作100s产生的热量;
(2)电磁铁吸住滑块的最小电流;
(3)若将电流表改成温度表,其刻度是否均匀,请通过分析计算说明理由。
温度
24
26
28
30
32
34
36
38
热敏电阻
180
160
140
120
100
80
60
40
25.(2023·湖北黄冈·统考模拟预测)某同学利用热敏电阻为家中灯暖型“浴霸”(用电灯取暖的用电器)设计了一个温度可自动控制的装置,如图甲所示,“控制电路”中的热敏电阻R1的阻值随温度变化的曲线如图乙所示,电磁铁线圈可看成阻值为20Ω的纯电阻R0,“浴霸”共安装有2盏标有“220V,440W”的灯泡,当电磁铁线圈中电流大于或等于50mA时,继电器的衔铁被吸合,使“浴霸”电路断开;当线圈中的电流小于或等于40mA时,继电器的衔铁被释放,使“浴霸”电路闭合。
求(1)若浴室中的温度不得超过40℃,则控制电路的电源电压U1最小值是多少?_____
(2)若电源U1电压恒定为12V,则将此装置放在浴室内,浴室内温度可控制在多大范围内______ ?
六、实验题
26.(2023·湖北武汉·模拟预测)在“探究磁场对通电导体的作用”的实验中,小明设计了如图甲所示的电路,导体棒ab用绝缘细线悬挂在蹄形磁铁的两极之间。
(1)如图甲所示,保持蹄形磁铁水平放置,闭合开关后,导体棒ab向右运动,说明磁场对_________有力的作用,利用这个原理工作的装置有_________(填“电铃”、“扬声器”、“电磁起重机”或“动圈式话筒”)。
(2)小明对调电源正、负极后,如图乙所示,闭合开关,导体棒ab此时会向_________(填“上”、“下”、“左”或“右”)运动。
27.(2023·湖北鄂州·模拟预测)如图所示,小成同学利用两块磁铁、一个线圈等材料制作了一台小型发电机,并用一个LED灯(发光二极管)进行了实验探究。
(1)小成接好电路后,以一定的速度连续转动线圈,当线圈转动到如图所示位置时,_____(选填“AB”或“BC”)段在做切割磁感线运动,在电路中产生了感应电流,这一现象叫 _____现象;
(2)由于二极管具有 _____性,在实验中将会看到LED灯 _____(选填“闪烁”或“持续”)发光。
28.(2023·湖北黄石·统考模拟预测)探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”。
(1)应选用______(A“图甲”、B“图乙”)所示的实验装置,来完成实验;
(2)若只让导体棒ab向左运动,发现灵敏电流计指针向左偏。下列操作能使灵敏电流计指针向右偏的是_____;
A.蹄形磁体不动、导体棒ab向上运动
B.导体棒ab不动、蹄形磁体向右运动
C.蹄形磁体上下颠倒,导体棒向左运动
(3)小强猜想:“磁场强弱会影响感应电流的大小”,于是用图丙的电磁铁代替图甲中原有的永磁体,再进行实验。电磁铁通电后,下端为______(A“N极”、B“S极”);变阻器的滑片停在靠左侧比停在靠右侧时,灵敏电流计的指针______(A“偏转角大”、B“偏转角小”、C“都不偏转”)。
29.(2023·湖北武汉·校联考模拟预测)某校九年级一班物理兴趣小组的同学,学习了磁现象的知识后,深受物理学家奥斯特和法拉第科学探索精神的影响,怀着极大的兴趣对下列实验进行了探究。
(1)如图甲,将小磁针放在南北方向的直导线正下方,小磁针静止,N极指向北。如图乙触接电源,小磁针的N极向纸外偏转。断开连接后,小磁针恢复到图甲位置。如图丙,将电源正负极对调,再次触接电源,小磁针的N极向纸内偏转。则:
①通电导线周围存在磁场,且磁场的方向与___________有关;
②断开电源后,小磁针恢复到图甲状态,这是因为小磁针受到了___________的作用;
③如图丁所示,高速电子束飞过小磁针上方时,小磁针将发生如图___________所示方向的偏转,原因是___________。
(2)利用图戊所示的装置,让闭合电路中的一部分导体AB在磁场中运动,观察电流表指针的偏转情况,记录在下表中。已知当电流从电流表的左侧接线柱流入时,指针向左偏转;从右侧接线柱流入时,指针向右偏转。
实验次数
导体棒移动情况
电流表指针偏转情况
1
竖直向上
不偏转
2
竖直向下
不偏转
3
水平向左
向右偏转
4
水平向右
向左偏转
根据表中记录的实验信息,完成下列问题:
④由第1、2两次实验可知,导体棒AB平行于磁感线运动,闭合回路中___________(填“会”或“不会”)产生感应电流;
⑤由第3、4两次实验可知,导体棒AB中感应电流的方向与___________的方向有关。如果固定导体棒AB,水平向右移动磁铁,电流表的指针向___________偏转;
⑥本实验的设计不完整,不能探究感应电流的方向与磁场方向的关系。为了使探究过程更加完整,应___________;
⑦小明将电流表换成完好的小灯泡,再做第3、4两次实验时小灯泡不亮,最可能的原因是___________;
⑧发电机的原理与本实验的原理一样,己图为发电机的示意图,图中时刻线框水平,箭头为线框旋转的方向,此时ab边中的电流方向___________(填“由a到b”或“由b到a”)
七、综合题
30.(2023·湖北十堰·统考一模)某同学用如图所示的装置研究电和磁相关的实验。
(1)如图甲所示,保持蹄形磁体竖直放置,使导体AB从图示位置向上运动,电路中 ______(填“无”或“有”)感应电流;
(2)学习了电与磁的知识后,小明将干电池、小磁体、线圈组合放置,如图乙,观察到线圈旋转,根据此原理可以制成 ______(选填“电动机”或“发电机”)
(3)如图丙,请你在图中标出电源的“+”、“﹣”极和小磁针的N极。______
31.(2023·湖北恩施·模拟预测)电动平衡车又称体感车,是一种时尚代步工具。如图甲所示,通过身体重心和操控杆控制车体运行,采用锂电池组作为动力来源驱动左右两个电动机行驶。
如表为某品牌电动平衡车部分技术参数。平衡车的转向指示灯电路如图乙所示,电路中电源电压恒为6V,指示灯L1、L2的规格均为“6V 6W”,R0为定值电阻,电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计,不考虑指示灯电阻随温度的变化,当单刀双掷开关S与“1”接通后,左转指示灯L1会亮暗交替闪烁。在此过程中,左转指示灯L1两端实际电压U1随时间,变化规律如图丙所示。
电池
可光锂电池
车身自重
20kg
电池最大储能
0.5kW·h
最大载重
90kg
每个电动机最大输出功率
350W
最高速度
18km/h
每个电动机的能量转化效率
80%
最大陡坡
30°
(1)如图所示,与电动平衡车驱动前行过程原理相同的是 ________;闭合开关时电磁铁的上端为 ________极;
(2)体重为60kg的小菲站在该双轮电动平衡车上时,若每个车轮与地面接触面积为20cm2,则地面受到的压强是多少Pa?________
(3)图乙电路中定值电阻R0的阻值为多少________Ω?在单刀双掷开关S与“1”接通情况下,左转指示灯L1亮暗交替闪烁工作10min,则整个电路消耗的电能为多少?________
参考答案:
1.D
【详解】根据图示的螺线管线圈的绕向和螺线管中电流的方向,利用安培定则可以确定螺线管的B端为N极,A端为S极;在地磁场的作用下,螺线管将会发生转动,螺线管的S极(A)指向南,螺线管的N极(B端)指向北。
故选D。
2.C
【详解】C.底座内部有电磁铁,有电流通过时有磁性,没有电流时失去磁性,底座通电后能产生磁场利用了电流的磁效应,故C正确;
BD.由图(b)可知,电流从通电螺线管的上端流入,根据安培定则,通电螺线管下端为N极,上端为S极,地球仪能够悬浮是利用了同名磁极相互排斥的原理,故地球仪的A端应为S极,故BD错误;
A.闭合开关后,向左移动P,变阻器连入电路的电阻变大,电路电流变小,电磁铁的磁性变弱,排斥力变小,能减小地球仪的悬浮高度,故A错误。
故选C。
3.D
【详解】A. 由安培定则可知,图中电磁铁的左端为N极,故A错误;
B. 滑片P向左滑动过程中,变阻器接入电路的电阻变小,左侧电路中电流变大,电磁铁的磁性增强,故B错误;
CD、由题可知,滑片向左滑动的过程中,指示灯明显变亮,说明右侧电路的电流增大,巨磁电阻GMR的电阻减小;
滑片向左滑动的过程中,滑动变阻器接入电路的阻值减小,左侧电路中的电流增大,电磁铁的磁性增强;
所以,当电磁铁的磁性增强时,巨磁电阻的阻值减小,即巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小,故C错误,D正确.
故选D.
4.B
【详解】A.电导线周围存在磁场,与小磁针无关,将小磁针移走,磁场仍存在,故A错误;
B.当水位达到金属块A时,控制电路接通,电路中有了电流,电磁铁有磁性,向下吸引衔铁,使动触点与红灯所在电路的静触点接通,导致了红灯所在的电路接通,红灯亮,故B正确;
C.通电导体在磁场中受到力的作用,受力方向与磁场方向和电流方向有关,电流方向不变,对调磁体N,S极,磁场方向改变,导体的运动方向改变,故C错误;
D.闭合开关,根据安培定则可知,电磁铁右端为S极,滑动变阻器的滑动片P向右移动,电阻变大,电流变小,电磁铁的磁性变弱,故D错误。
故选B。
5.C
【详解】A.图甲:两气阀关闭,活塞向上运动,是压缩冲程,将机械能转化为内能,故A错误;
B.图乙:旗杆顶端的滑轮时定滑轮,在使用时不可以省力,但可以改变力的方向,故B错误;
C.开关控制灯泡,与灯泡串联,为了用电安全,火线先接开关,图丙:A处应安装开关,B处应安装灯泡,故C正确;
D.图丁:此装置有电源,可探究产生通电导体在磁场中受力的作用,故D错误。
故选C。
6.B
【详解】A.司南是由于受到地磁场的作用来指示南北的,下面的实验说明同种电荷相互排斥,对应关系不正确,故A不符合题意;
B.电磁铁是利用电流的磁效应来工作的,下面的实验说明通电导体的周围存在磁场,即电流的磁效应,对应关系正确,故B符合题意;
C.扬声器是利用通电导体在磁场中受到力的作用来工作的,下面的实验是发电机的原理示意图,对应关系不正确,故C不符合题意;
D.动圈式话筒是利用电磁感应现象来工作的,下面的实验是电动机的原理示意图,对应关系不正确,故D不符合题意。
故选B。
7.A
【详解】ACD.由题意及图可知,本题中利用了磁体是永磁体,不是电磁体。当使用时,利用同名磁极相互排斥,使盆栽悬浮在空中,故A正确,CD错误;
B.上面的花的叶子颜色是红色,是因为红叶只能反射红光,吸收其它颜色的光,故B错误。
故选A。
8.A
【详解】A.欧姆研究并总结出了电流跟电压和电阻间的关系,故A正确;
B.托里拆利最早测出了大气压的数值,故B错误;
C.法拉第最早发现了电磁感应现象,为发电机的发明提供了可能,故C错误;
D.牛顿是伟大的物理学家,提出了万有引力定律和三大运动定律,利用三棱镜最早发现光的色散现象,故D错误。
故选A。
9.D
【详解】A.图甲中,由磁感线的方向可得,a为磁体的N极,b为磁体的S极,故A错误;
B.图乙中,P向右滑动,接入电路的电阻阻值变大,电流变小,磁性变弱,不能吸引更多铁钉,故B错误;
C.图丙的装置为探究电磁感应现象,当闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动时会产生感应电流,故可用来研究发电机的工作原理,故C错误;
D.图丁中,只对调电源正负极,电流的方向发生改变,故线圈受到力的方向发生改变,故线圈转动方向就会发生改变,故D正确。
故选D。
10.B
【详解】A.导体棒ab保持静止,没有切割磁感线,故不会产生感应电流,故A不符合题意;
B.导体棒ab向左运动,切割了磁感线会产生感应电流,故B符合题意;
C.导体棒ab竖直向下运动,没有切割磁感线,故不会产生感应电流,故C不符合题意;
D.导体棒ab竖直向上运动,没有切割磁感线,故不会产生感应电流,故D不符合题意。
故选B。
11.AC
【详解】A.闭合开关,根据安培定则可知,螺线管的左端为S极,根据异名磁极相互吸引可知,小磁针的N极向右偏转,故A正确;
B.乙图是奥斯特实验装置,说明通电导体周围存在着磁场,故B错误;
C.如图,当温度到达90℃时,水银柱到达金属丝的下端,左边的控制电路闭合,控制电路中有电流,电磁铁有磁性,向下吸引衔铁,使衔铁向下运动,从而带动动触点向下运动,使红灯、电铃所在的电路接通,此时红灯发光、电铃响,发出报警信号,故C正确;
D.通电导体在磁场中受力运动,电能转化为机械能,电动机利用这个原理制成的,故D错误。
故选AC。
12. 高 -15 异名磁极 直线传播
【详解】(1)[1]对着管口吹气时,管内的空气柱振动发出声音,管的长度越短,筒内的空气柱越短,振动时频率就越快,发出声音的音调越高。
(2)[2]由图知,温度计上0℃至10℃之间有10个小格,所以一个小格代表的温度是1℃,即此温度计的分度值为1℃,20在10的下面,说明温度低于0℃,因此该温度计的示数是-15℃。
(3)[3]手拿一个条形磁铁靠近另一个悬挂着的条形磁铁,它们互相吸引而靠近,这说明异名磁极相互吸引。
(4)[4]因为光是沿直线传播的。当月球转到太阳和地球之间并且三者在一条直线上时,月球挡住了太阳照射在地球上的光线,地球处在月球的影子里,这就形成了日食。
13. 分子做无规则运动 N 深度越深,液体压强越大
【详解】(1)[1]扩散是两种物质相互接触时进入彼此的现象,是由于分子做无规则热运动造成的。
(2)[2]由题可知,两磁体之间的作用力是斥力,同名磁极相互排斥,所以,若磁体A下端为N极,则磁体B上端为N端。
[3]积水越多,积水的深度越深,根据可知,积水对密封盖的压强越大,则积水对密封盖的压力越大,密封盖向下移动就越多,所以排水口越大。
14. S 流入 需要
【详解】[1]线圈中的电流从A流向B时,根据安培定则,电磁铁右端N极,左端S极。
[2]异名磁极相互吸引,此时活塞左移,筒内压强减小,血液流入筒。
[3]因为工作时活塞要左右移动,电磁铁磁极要改变,所以电流方向需要改变。
15. 增强 变快
【详解】[1]由图1知,电磁铁与压敏电阻R串联在电路中。由图2知,压敏电阻所受的压力增大时,其阻值变小,据串联电路的电阻特点知,控制电路中的总阻值变小,电压不变,电路中的电流变大,电磁铁的磁性增强。
[2]由图1知,工作电路中,衔铁未被吸下,电动机与电阻R0串联连接,电阻较大;衔铁吸下后,电动机单独工作,电阻较小,工作电路的电压不变,则电路中的电流较大,电动机的转速变快。
16. S 左
【详解】[1]根据安培定则,右手握住螺线管,四指指向电流方向,大拇指所指方向就是螺线管的N极。所以通电螺线管的左端为S极。
[2]增大炮弹的射程,需要增强电流的磁效应,即增大电路中的电流,应当减小滑动变阻器的阻值,由图可知,滑动变阻器滑片应向左移动。
17. N S 增大
【详解】[1][2]由图(a)可知,使车身悬浮于轨道上,车身必须受到一个向上的力。故电磁铁B的上端与电磁铁A的下端之间要相互吸引;根据安培定则可判断图(b)中A的下端为N极,根据异名磁极相互吸引,则B的上端为S极。
[3]当磁悬浮列车加速驶出车站时,质量不变,速度增加,则列车的动能增大。
18. 本地的南北方位 磁场 电磁铁
【详解】[1]开关没有闭合时,螺线管没有通电,没有产生磁场,小磁针在地磁场的作用下,显示的是本地的南北方位。
[2]闭合开关后小磁针发生了偏转,观察到如图b所示的现象,说明通电螺线管周围存在磁场。
[3]有铁芯的螺线管叫电磁铁,所以如果在螺线管的中间插入铁芯,便做成了电磁铁。
19. 磁场 电动机 ①②
【详解】[1][2]通过锡箔纸有电流,电流的周围存在磁场,干电池在磁体的磁场中受力运动,所以滚轮立刻开始向前滚动,与电动机的工作原理相同。
[3]通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向、磁场的方向有关,若让滚轮向相反的方向滚动,可以改变磁场的方向或电流的方向,即将滚轮左右换个方向或将电池正负极对调一下;若同时将两端磁铁的N、S极和电池的正负极均对调,则受力的方向不变,故可行的是①②。
20. 竖直向下 2 2
【分析】当棒中通以由A流向B的电流时,金属棒静止,橡皮筋处于松弛状态,说明金属棒AB受到了一个向上的磁场力的作用;影响通电导体受力方向的因素有电流方向和磁场方向;影响通电导体受力大小的因素有电流的大小和磁场的强弱;先分析金属棒中电流由A流向B时的受力情况,并求出磁场力的大小,然后根据应用磁场力大小的因素判断橡皮筋受到的力.
【详解】当棒中通以由A流向B的电流时,金属棒静止,橡皮筋处于松弛状态,说明金属棒AB受到了一个竖直向上的磁场力的作用,同时AB还受到竖直向下的重力.由于金属棒静止,故金属棒受到的重力等于向上的磁场力,即=2N;
当棒中通以由B流向A的电流时,根据影响磁场力方向和大小的因素可知,磁场力的大小不变,方向发生改变,即此时磁场力的方向为竖直向下;所以,金属棒AB受到了四个力的作用:向下的重力、向下的磁场力和两根橡皮筋向上的拉力;
根据力的平衡条件可知,金属棒受到竖直向上的拉力等于竖直向下的重力与磁场力之和,故每根橡皮筋受到的力:F=(2N+2N)=2N.
故答案为竖直向下;2;2.
21.
【详解】通电螺线管水平悬吊静止时一端指南一端指北,指北的是N极,指南的是S极,所以A端为S极,如图所示,电流方向如图所示右端进,左端出,根据安培定则用右手握住螺线管,四指指向电流方向,大拇指指向通电螺线管的N极;磁体周围的磁感线是从N极出来回到S极的,如图所示
22.
【详解】由图可知小磁针的N极指向左,则由磁极间的相互作用规律可知,通电螺线管的右端为S极,其左端为N极。根据安培定则可知,电流由螺线管的右前方流入,左后方流出,则螺线管的绕线方向如下。滑动变阻器的滑片向右端滑动时,通电螺线管的磁性减弱,说明电路中的电流变小,滑动变阻器接入电路的电阻变大,所以应将变阻器的左下接线柱接入电路中,如图所示。
23.
【详解】当开关S闭合时,螺线管与左边始终静止的磁铁相互吸引,说明螺线管的左端为S极,由安培定则可知螺线管中电流的方向是向下的;螺线管与左边始终静止的磁铁相互吸引,给磁铁一个向右的力,则地面给磁铁一个向左的摩擦力,如图所示
24.(1)7200J;(2)0.05A;(3)表盘上温度值的刻度不均匀,电流与电阻不成正比
【详解】解:(1)根据电路图可知,电阻工作时,和串联后,再与并联接入电路中,两端的电压为电源电压,消耗的电能全部用来产生热量,所以电阻工作100s产生的热量为
(2)根据题意可知,当箱内温度低于时,A、两触点接触,根据表格中的数据可知,此时的阻值为;该支路的总电阻为
电磁铁吸住滑块的最小电流为
(3)根据欧姆定律可知,电流表的示数为
电源电压不变,的阻值是变化的,电流与总电阻成反比,所以将电流表改成温度表,其刻度是不均匀的。
答:(1)电阻工作产生的热量为7200J;
(2)电磁铁吸住滑块的最小电流为0.05A;
(3)表盘上温度值的刻度不均匀,电流与电阻不成正比。
25. 10V 22℃~30℃
【详解】(1)由图可知,控制电路部分R0与R1串联,由图乙可知,当温度为40℃时,其阻值为R1=180Ω,因为当电磁铁线圈中电流大于或等于50mA时,继电器的衔铁被吸合,使“浴霸”电路断开;所以电路中的最小电流
I1=50mA=0.05A
串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所以
R总=R1+R0=180Ω+20Ω=200Ω
因此控制电路的最小电压
U1=I1R总=0.05A×200Ω=10V
(2)当电流
I=50mA=0.05A
时,由可得总电阻
则
R1=240Ω-20Ω=220Ω
由图乙可得,对应温度为30℃。当电流为
I’=40mA=0.04A
时,此时的总电阻
则
R1’=300Ω-R0=300Ω-20Ω=280Ω
由图乙可得,对应温度为22℃。所以将此装置放在浴室内,浴室内温度可控制在22℃~30℃。
26. 通电导体 扬声器 左
【详解】(1)[1]将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间,闭合开关后,电路中有电流,导体运动,说明磁场对通电导体有力的作用。
[2]电铃和电磁起重机的主要部件是电磁铁,利用的是电流的磁效应;扬声器的原理是通电导体在磁场中受力运动;动圈式话筒的原理是电磁感应;所以利用这个原理工作的装置有扬声器。
(2)[3]原来导体棒ab向右运动,小明对调电源正、负极后,电路中的电流方向改变,磁场方向不变,导体棒ab的受力方向改变,所以导体棒ab此时会向左运动。
27. AB 电磁感应 单向导电 闪烁
【详解】(1)[1]以一定的速度连续转动线圈,当线圈转动到如图所示位置时,线圈AB段在磁场中做切割磁感线运动,在电路中产生了感应电流。
[2]导体在磁场中做切割磁感线运动,而在电路中产生电流,这是电磁感应现象。
(2)[3][4]二极管具有单向导电性,线圈在转动过程中产生的是交流电,所以在实验中将会看到LED灯闪烁发光。
28. A C A B
【详解】(1)[1]探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”时不需要电源,但需要通过灵敏电流计的指针是否偏转来判断是否有感应电流产生,因此应选用图甲所示的实验装置来完成实验。
(2)[2]A.蹄形磁体不动,导体棒ab向上运动,没有做切割磁感线运动,因此不会有感应电流产生,灵敏电流计指针不偏转,故A不符合题意;
B.导体棒ab不动,蹄形磁体向右运动,以蹄形磁体为参照物,导体棒ab向左做切割磁感线运动,灵敏电流计指针向左偏,故B不符合题意;
C.蹄形磁体上下颠倒,改变了磁场方向,导体棒向左做切割磁感线运动,灵敏电流计指针向右偏,故C符合题意。
故选C。
(3)[3][4]根据安培定则可知,电磁铁通电后,下端为N极;变阻器的滑片停在靠左侧时,连入电路的电阻值较大,根据欧姆定律可知,电路电流较小,电磁铁磁性较弱,产生的感应电流较小,灵敏电流计的指针偏转角度较小;变阻器的滑片停在靠右侧时,连入电路的电阻值较小,根据欧姆定律可知,电路电流较大,电磁铁磁性较强,产生的感应电流较大,灵敏电流计的指针偏转角度较大。
29. 导线中的电流方向 地磁场 乙 物理学规定正电荷定向移动的方向为电流方向,负电荷定向移动的方向与电流方向相反。 不会 导体做切割磁感线运动 右 保持导体棒切割磁感线运动的方向不变,对调磁体的N、S极,记录电流表的偏转情况 导体棒运动速度太慢,产生的感应电流太小 由a到b
【详解】(1)①[1]由图甲、乙可知,导线中通过电流时,小磁针发生偏转,说明通电导线周围存在磁场,能使小磁针发生偏转,由图乙、丙可知,导线中的电流方向不同时,小磁针的偏转方向不同,说明导线中的电流方向不同时产生的磁场方向不同,即电流产生的磁场的方向与导线中的电流方向有关。
②[2]断开电源后,通电导线的磁场消失,小磁针在地磁场的作用下恢复到图甲状态。
③[3][4]如图丁所示,高速电子束飞过小磁针上方时,电流方向与电子运动的方向相反,电流方向与图乙相同,小磁针将发生如图乙所示方向的偏转,原因是:物理学规定正电荷定向移动的方向为电流,负电荷定向移动的方向与电流方向相反。
(2)④[5]由第1、2两次实验可知,导体棒AB平行于磁感线运动,不切割磁感线,电流表指针不发生偏转,闭合回路中不会产生感应电流。
⑤[6]由第3、4两次实验可知,导体棒AB运动的方向相反,导体棒AB中感应电流的方向也相反,因此感应电流的方向与导体做切割磁感线运动的方向有关。
[7]如果固定导体棒AB,水平向右移动磁铁,相当于磁体不动,导体棒向左运动,与第3次实验情况相同,根据表中记录的实验信息可知,电流表的指针向右偏转。
⑥[8]本实验的设计不完整,只探究了感应电流的方向与导体棒AB运动方向的关系,为了使探究过程更加完整,还需探究感应电流的方向与磁场方向的关系,根据控制变量的要求,应保持导体棒切割磁感线运动的方向不变,对调N、S极,记录电流表的偏转情况,从而得出结论。
⑦[9]小明将电流表换成完好的小灯泡,再做第3、4两次实验时小灯泡不亮,最可能的原因是导体棒运动速度太慢,产生的感应电流太小,不足以使小灯泡发光。
⑧[10]发电机的原理与本实验的原理一样,己图为发电机的示意图,图中时刻线框水平,箭头为线框旋转的方向;将发电机旋转,N极在上,与实验原理图一样,此时相当于ab向左运动,电流表指针向右偏转,即电流从右侧流入,b端相当于电源正极,此时ab边中的电流方向由a到b。
30. 有 电动机
【详解】(1)[1]如图甲所示,保持蹄形磁体竖直放置,使导体AB从图示位置向上运动,此时导体切割磁感线,电路中有感应电流。
(2)[2]小明将干电池、小磁体、线圈组合放置,线圈中有电流通过,线圈受到力的作用,观察到线圈旋转,根据此原理可以制成电动机。
(3)根据安培定则,用右手握住螺线管,四指环绕的方向为电流方向,大拇指所指的方向为螺线管的N极,因此电流从螺线管右端流入,左端流出;由通电螺线管右端为S极,由异名磁极互相吸引可知,小磁针的右端为N极;此时电源的正负极和小磁针的N极如图
31. D N 2×105 24 1680
【详解】(1)[1]电动平衡车驱动前行时的主要部件是电动机,电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力而转动。
A.图为奥斯特实验,说明电流周围存在磁场,故A不符合题意;
B.图中研究电磁感应现象实验,为发电机工作原理,故B不符合题意;
C.图中电磁铁在吸收铁质材料,利用了电磁铁通电时有磁性,断电时无磁性,磁性强弱可由电流大小控制的特点,故C不符合题意;
D.通电导体在磁场中受力运动,为电动机的工作原理,故D符合题意。
故选D。
[2]由图知道,闭合开关后,电流从电磁铁的下端流入,上端流出,根据安培定则可知,电磁铁的上端为N极,下端为S极。
(2)[3]小菲站在该双轮电动平衡车上时,地面受到的压力大小为
F=G总=(m车+m人)g=(20kg+60kg)×10N/kg=800N
受力面积
S=2×20cm2=40cm2=4×10-3m2
对地面的压强
(3)[4][5]由知道,指示灯L1的阻值
S与“1”接通,触点A与B分离时,L1与R0串联,灯的电压小于电源电压(当触点A与B接通时,电磁铁和电阻R0被短路,指示灯两端的电压和额定电压相等),由图像知道,灯泡两端电压
UL'=1.2V
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以R0两端的电压
U0=U﹣UL′=6V﹣1.2V=4.8V
因串联电路中各处的电流相等,所以此时电路中的电流
由欧姆定律知道,定值电阻R0的阻值
0~1.0s内电路消耗的电能
W1=UIt=6V×0.2A×1s=1.2J
当触点A与B接通时,电磁铁和电阻R0被短路,指示灯两端的电压和额定电压相等,灯的实际功率为其额定功率,则1s~1.5s内电路消耗的电能
W2=PLt′=6W×0.5s=3J
由图丙知道,一个周期的时间
T=1.5s
10min内的周期个数为
则指示灯交替工作10min整个电路消耗的电能
W=(W1+W2)×400=(1.2J+3J)×400=1680J
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