粤沪版九年级下册第十六章 电磁铁与自动控制综合与测试课时训练

这是一份粤沪版九年级下册第十六章 电磁铁与自动控制综合与测试课时训练，共23页。

一选择题（每题3分，共30分）


1．（2011•泸州）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逐渐向上移动，条形磁铁仍静止，在此过程中，条形磁铁受到的摩擦力（ ）





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


【考点】CE：影响电磁铁磁性强弱的因素．


【难度】难


【分析】根据安培定则，知道电流方向判断磁极．


从滑动变阻器的滑片移动，判断电路中的电流变化，从电流变化判断电磁铁的磁性变化．


根据磁极间的作用判断条形磁铁的运动趋势，判断摩擦力的方向．


根据条形磁铁处于静止状态，受到排斥力和摩擦力的作用，根据平衡力判断摩擦力大小的变化．


【解答】解：用右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向螺线管的N极，可以判断电磁铁的左端是S极，右端是N极．


电磁铁的匝数和铁芯一定时，滑片逐渐向上移动，连入电路的电阻减小，电路电流增大，电磁铁的磁性增大．


根据同名磁极相互吸引，条形磁铁有向左移动的趋势，条形磁铁受到向右的摩擦力作用．


电路电流增大，电磁铁的磁性增强，对条形磁铁的吸引力增大，条形磁铁处于静止状态，摩擦力和吸引力是平衡力，摩擦力增大．


故选A．





【点评】本题由电流方向﹣﹣判断电磁铁的磁极﹣﹣判断条形磁铁的运动趋势﹣﹣判断摩擦力方向．


根据电流大小﹣﹣判断电磁铁磁性大小﹣﹣判断磁极间的作用力大小﹣﹣判断摩擦力大小变化．





2．（2008•绍兴）根据通电螺线管周围存在磁场（如图甲）的实验事实，某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．图中符合他假说的模型是（ ）





A．B．C．D．


【考点】C8：地磁场；CA：通电螺线管的磁场；CB：安培定则．


【难度】难


【分析】通电螺旋管的磁场特点符合安培定则，可以依据安培定则来分析推导地磁场的特点，选择正确答案．


【解答】解：如果用右手握住螺旋管，可以发现当大拇指指向N极时，四肢的指向正好与电流的方向相同，所以我们可以仿照这种方法，由右手握住地球，也让大拇指指向地磁场的N极，从而推测出绕地球的环形电流的方向，选项A符合；


故选A．


【点评】此题是根据通电螺旋管的磁场特点推测地磁场的特点，需要具有一定的抽象思维能力，较难．





3．（2008•黄石）如图所示，若要使滑动变阻器滑片P向右移动时．弹簧测力计的示数变小，则变阻器接入电路的方式可以是（ ）





A．C接E，D接FB．C接E，B接FC．A接E，D接FD．A接E，B接F


【考点】CA：通电螺线管的磁场；CE：影响电磁铁磁性强弱的因素；ID：滑动变阻器的使用；IY：电路图设计．


【难度】难


【分析】根据右手螺旋定则判断通电螺线管的N、S极（上端为N极），由磁极间的相互作用可知，两磁铁相互吸引，要使弹簧测力计的示数变小，就要使吸引力变小，所以要减小电流，要使滑动变阻器的连入的电阻变大，根据一上一下的原则连接滑动变阻器，要使滑片P向右端移动时，连入的电阻变大，所以将AC或AD接入电路即可．


【解答】解：分析题中图，根据右手螺旋定则得出通电螺线管的上端为N极，


将A接E、C或D接F，当滑片P向右端移动时，连入的电阻变大，电路中电流变小，通电螺线管的磁性减弱，磁极间的吸引力变小，使得弹簧测力计的示数变小．


故选C．


【点评】本题是有关通电螺线管和滑动变阻器的小综合题，本题关键：一是通电螺线管N、S极的判断，二是知道滑动变阻器的变阻原理和正确使用方法．





4．（2015•宁夏）如图所示是“探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关”的实验，想让电磁铁吸引更多的大头针，可行的做法是（ ）





A．将滑片P向a端移动B．将滑片P向b端移动


C．用铜芯替代铁芯D．减少线圈匝数


【考点】CE：影响电磁铁磁性强弱的因素．


【难度】中等


【分析】电磁铁磁性的强弱与线圈的匝数和电流的大小有关，电磁铁吸引的大头针数码越多，电磁铁的磁性越强．


【解答】解：A、将滑片P向a端移动，电阻减小，由欧姆定律可知，电路中电流增大，则电磁铁吸引更多的大头针，故A正确；


B、将滑片P向b端移动，电阻增大，由欧姆定律可知，电路中电流减小，则电磁铁吸引的大头针较少，故B错误；


C、电磁铁的铁芯需用软磁性材料制成，铜不是磁性材料，故不可以用铜棒代替，故C错误；


D、电磁铁磁性的强弱与线圈的匝数和电流的大小有关，线圈匝数越少，磁性越弱，因此减少线圈匝数，电磁铁吸引的大头针较少，故D错误．


故选A．


【点评】本题难度不大，掌握基础知识、熟练应用控制变量法、分析清楚图示情景即可正确解题．





5．（2015•龙岩）在昼夜明灯的地下停车场，驾驶员根据车位入口上方的红绿灯入停．如图是小吴设计的自动控制电路图，将光控开关（遮光时开关闭合）装在每个车位地面中央，红绿灯装在车位入口上方．当车位未停车时绿灯亮，当车位已停车时红灯亮，则图中L1、L2（ ）





A．都是红灯B．都是绿灯


C．分别是红灯、绿灯D．分别是绿灯、红灯


【考点】CF：电磁继电器的组成、原理和特点．


【难度】易


【分析】根据光控开关的作用，分析左侧控制电路的通断，再分析两灯的工作状态即可解题．


【解答】解：


由题当车位已停车时，光控开关被遮光而闭合，由图可知，此时左侧控制电路连通，电磁继电器中的电磁铁产生磁性，吸下衔铁，L2灯泡电路被接通，所以L2为红灯；


当车位未停车时，光控开关有光照而断开，电磁铁中无磁性，弹簧将衔铁拉起，L1电路接通而发光，所以L1为绿灯．故ABC错误，D正确．


故选D．


【点评】本题考查电磁继电器的应用，紧扣光控开关遮光时开关闭合，未遮光开关断开是解题的关键．





6．（2014•揭阳）在如图所示的实验装置中，当开关闭合时，能观察到导体棒ab沿金属导轨运动．利用这一现象所揭示的原理，可制成的设备是（ ）





A．电热器B．发电机C．电动机D．电磁继电器


【考点】CM：直流电动机的原理．


【难度】易


【分析】首先要弄清该实验所研究的是什么现象或原理，然后再根据现象或原理查对其在生活中的应用．


【解答】解：本实验研究的内容是“通电导体在磁场中受力运动的现象”，人类利用该现象制造了电动机，所以选项A、B、D是错误的．


故选C．


【点评】本题是一道关于电动机原理的习题，能够通过实验现象找出电动机的制作原理是本题的解题关键所在．





7．（2013•嘉兴）为了得出条形磁铁的磁性两端强、中间弱的特性，某同学设计了以下四个实验，其中不能达到目的是（ ）





A．将甲实验中的条形磁铁平移靠近三颗小铁球


B．将乙实验中的两根条形磁铁相互平移靠近


C．将丙实验中的条形磁铁从挂有铁块的弹簧秤下向右移动


D．将丁实验中放在一堆大头针上的条形磁铁提起


【考点】C1：磁性、磁体、磁极．


【难度】中等


【分析】条形磁铁的磁性两端最强，中间最弱，为了判断这个特点，可以用两端和中间部分吸引其它磁性材料进行判断．


【解答】解：A、将甲实验中的条形磁铁平移靠近三颗小铁球，可以发现条形磁铁的两端对小铁球的作用大，中间对小铁球的作用小．可以判断条形磁铁的磁性两端强、中间弱的特性．不符合题意．


B、将乙实验中的两根条形磁铁相互平移靠近，由于两个条形磁铁的两端磁性最强，条形磁铁在两端的磁力作用下整个条形磁铁一起对另一条形磁铁进行作用．不能分辨条形磁铁哪个部位磁性最强．符合题意．


C、将丙实验中的条形磁铁从挂有铁块的弹簧秤下向右移动，会发现条形磁铁两端对铁块的作用比中间对铁块的作用大，可以判断条形磁铁的磁性两端强、中间弱的特性．不符合题意．


D、将丁实验中放在一堆大头针上的条形磁铁提起，会发现条形磁铁的两端比中间吸引大头针多，可以判断条形磁铁的磁性两端强、中间弱的特性．不符合题意．


故选B．


【点评】磁铁磁性强弱无法直接观察，要通过磁铁对磁性材料的作用来反映，这是一种转换法．





8．（2013•株洲）如图，电源电压恒定，R1为磁敏电阻，磁敏电阻的阻值随所处磁场的强弱变化而变化，实验测得其变化关系如甲图所示，其中B表示磁场的强弱，单位为特斯拉（T）．则在乙图中当R1所处的磁场逐渐减弱时（ ）





A．R1的阻值变大B．电压表的示数变小


C．电流表的示数变小D．电流表的示数变大


【考点】C6：磁场；I9：电阻．


【难度】中等


【分析】根据电路图可知，R1、R2并联连接，电压表测量电源电压，电流表测量R1中的电流；磁场逐渐减弱，根据甲图判断出R1阻值的变化，然后根据欧姆定律确定电流表示数的变化．


【解答】解：根据图甲可知，R1的电阻随磁场的增强而变大；所以当R1所处的磁场逐渐减弱时，由甲图可知，R1的阻值变小，故A错误；


因为电源电压不变，而电压表测量电源电压，故电压表示数不变；故B错误；


因为电源电压不变，R1的阻值变小，由I=可知，通过R1的电流变大，即电流表的所示变大，故D正确．


故选D．


【点评】考查了学生对欧姆定律的应用能力以及识图能力．关键是从图中得出相关信息．





9．（2013•荆门）下列通电螺线管周围的小磁针北极的标注方向正确的是（ ）


A．B．C．D．


【考点】CA：通电螺线管的磁场．


【难度】中等


【分析】从电源入手，先判断电流的流向，再利用安培定则可确定螺母管的极性，最后根据磁极间的相互作用，可判断小磁针静止时的指向．


【解答】解：


A、从图可知，电流从螺线管的左端流入、右端流出，根据安培定则可知，螺线管左端是N极、右端是S极；由于同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以小磁针的左端是N极，右端是S极，故A错；


B、从图可知，电流从螺线管的右端流入、左端流出，根据安培定则可知，螺线管左端是N极、右端是S极；由于同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以小磁针的左端是S极，右端是N极，故B错；


C、从图可知，电流从螺线管的右端流入、左端流出，根据安培定则可知，螺线管左端是N极、右端是S极；由于同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以小磁针的左端是S极，右端是N极，故C正确；


D、从图可知，电流从螺线管的左端流入，右端流出，根据安培定则可知，螺线管左端是N极，右端是S极；由于同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以小磁针的左端是S极，右端是N极，故D错．


故选C．


【点评】此题考查了安培定则和磁极间的作用规律的应用．安培定则中共涉及三个方向：①电流方向；②线圈绕向；③磁场方向；关于这方面的考查，一般是直接或间接告诉其中的两个，利用安培定则来确定第三个方向．





10．（2013•黄冈）城市下水道井盖丢失导致行人坠入下水道的悲剧时有发生，令人痛心．为此，某同学设计了一种警示电路：在井口安装一环形灯L，井盖相当于开关S；正常情况下（S闭合），灯L不亮；一旦井盖丢失（S断开），灯L即亮起，以警示行人．图中电路符合要求的是（ ）


A．B．C．D．


【考点】CF：电磁继电器的组成、原理和特点．


【难度】中等


【分析】根据题意可知，正常情况下S闭合，电磁铁有磁性，被控制电路断路灯泡不亮，当井盖丢失S断开时，电磁铁无磁性，被控制电路闭合，灯泡发光，据此选择符合题意的电路图．


【解答】解：A、由图可知S闭合时，电磁铁有磁性，被控制电路也闭合灯泡发光，S断开时电磁铁无磁性，被控制电路断路灯泡不发光，故A不符合题意；


B、由图可知S闭合时，电磁铁有磁性，被控制电路断路灯泡不发光，S断开时电磁铁无磁性，被控制电路闭合灯泡发光，故B符合题意；


C、由图可知S闭合时，电磁铁有磁性，被控制电路也闭合灯泡发光，S断开时电磁铁无磁性，被控制电路断路灯泡不发光，故C不符合题意；


D、由图可知S闭合还是断开时，被控制电路的灯泡始终发光，故D不符合题意．


故选B．


【点评】明白控制电路和被控制电路的工作原理是解决本题的关键．


二、填空题（每空2分，共48 分）


11．（2013•绍兴）材料一：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁





材料二：1825年，瑞士物理学家科拉顿做了如下实验：他将一个能反映微小变化的电流表，通过导线与螺旋线圈串联成闭合电路，并将螺旋线圈和电流表分别放置在两个相连的房间，如图1．他将一个条形磁铁插入螺旋线圈内，同时跑到另一个房间里，观察电流表的指针是否偏转．进行多次实验，他都没有发现电流表指针发生偏转．


材料三：1831年，英国物理学家法拉第用闭合电路的一部分导体，在磁场里切割磁感线的时候，发现导体中产生电流，从而实现了剩用磁场获得电流的愿望．


（1）进行奥斯特实验时，在静止的小磁针上方，分别用图2甲和图2乙两种方式放置一根导线．当导线通电时，小磁针发生明显偏转的是 甲 （选填“甲”或“乙”）．


（2）科拉顿、法拉第等物理学家相继进行如材料所说的实验研究，是基于 磁能产生电 的科学猜想．


（3）科拉顿的实验中， 已经 （选填“已经”或“没有”）满足产生感应电流的条件．要使他能观察到电流表指针偏转，你提出的一种改进方法是 将电流表等器材置于同一房间 ．


【考点】C9：通电直导线周围的磁场．


【难度】中等


【分析】（1）1820年奥斯特发现：当小磁针发生偏转时，说明了磁场的存在，当电流方向改变时，产生的磁场的方向也改变，故小磁针的偏转方向也改变．


（2）法拉第发现了电磁感应现象．


（3）产生感应电流的条件：闭合电路的部分导体切割磁感线运动．


【解答】解：（1）当通电导线与小磁针平行时，小磁针发生明显偏转；


（2）科拉顿、法拉第等物理学家相继进行如材料所说的实验研究，是基于磁能产生电的科学猜想；


（3）由所给材料可知在科拉顿的实验中已经满足产生感应电流的条件．要使他能观察到电流表指针偏转可以将电流表等器材置于同一房间．


故答案为：（1）甲；（2）磁能产生电；（3）已经；将电流表等器材置于同一房间（其他合理答案均可）．


【点评】本题考查的知识有两点：


（1）磁场的基本性质是对放在磁场中的磁体有力的作用；


（2）电流周围存在着磁场，磁场的方向与电流方向有关．


12．（2013•湛江）如图（a）所示，根据通电螺线管的电流方向，请判断通电螺线管的左端为极 S ；小明家电能表上个月的示数如下表所示，


这个月底的示数如图（b）所示，可知他家本月用电 120 kw•h，表盘转了 72000 圈．





【考点】CA：通电螺线管的磁场；J5：电能表参数的理解与电能的求法．


【难度】中等


【分析】（1）根据电流方向，由安培定则判断螺线管的N、S极；


（2）利用电能表两次示数差求出消耗的电能，最后一位是小数；


“600r/kW•h”表示每消耗1kW•h的电能，表盘转动600转，据此求出表盘的转数．


【解答】解：（1）根据安培定则，伸出右手，让四指弯曲所指的方向为电流的方向，右手的大拇指指示螺线管的N极（螺线管的右端），所以通电螺线管的左端为S极；


（2）他家上个月的用电量为242.6kW•h，月底的示数为362.6kW•h，


他家本月用电W=362.6kW•h﹣242.6kW•h=120kW•h；


“600r/kW•h”表示每消耗1kW•h的电能，表盘转动600转，现在消耗120kW•h的电能，表盘的转数120×600=72000（转）．


故答案为：S；120；72000．


【点评】本题考查的是学生对安培定则、电能的计算、电能表参数的物理意义的理解和掌握，难点是电能的计算，关键是要理解电能表参数的物理意义．


13．（2013•雅安）如图所示，在电磁铁的正上方用弹簧挂一条形磁铁．当开关闭合后，条形磁铁与电磁铁的相互作用为 排斥 （ 填“吸引”或“排斥”）．当滑片P从b端到a端的滑动过程中，弹簧的长度会变 长 （ 填“长”或“短”）





【考点】CA：通电螺线管的磁场．


【难度】中等


【分析】①先根据电流的方向，利用安培定则可判断螺线管的极性，再根据磁极间的相互作用可判断与条形磁体的作用力；


②根据滑动变阻器的变化，可判断电流大小的变化，知道电流越大，螺线管的磁性越强．


【解答】解：①读图可知，电流从螺线管的上端流入，下端流出，右手握住螺线管，使四指指向电流方向，则螺线管的上端为S极．根据同名磁极相互排斥可知，条形磁铁与电磁铁的相互作用为排斥；


②当滑片P从b端到a端的滑动过程中，变阻器的阻值变大，电路中的电流变小，因此，电磁铁的磁性变弱，与条形磁铁的排斥力变小，故弹簧会变长一些．


故答案为：排斥；长．


【点评】此题将通电螺线管的判断、磁极间的相互作用、电路的动态变化进行了有机的结合，难度虽然不大，但环环相扣，应细心作答，才不会颠倒出错．


14．（2013•六盘水）如图是一种“闯红灯违规证据模拟器”的工作原理图，光控开关接收到红光时会自动闭合，压敏电阻若同时受到车的压力，其阻值变小，电磁铁的磁性因电路中电流的改变而变 强 （选填“强”或“弱”），当电流变化到一定值时，衔铁与触点 2 （选填“1”或“2”）接触，电控照相机工作，拍摄违规车辆．





【考点】CE：影响电磁铁磁性强弱的因素；CF：电磁继电器的组成、原理和特点．菁【难度】中等


【分析】通过违规车辆对压敏电阻压力的增大，引起了压敏电阻阻值的变化，导致了电路中电流的变化；电流的变化引起了电磁铁的磁性强弱发生了变化，进而导致了工作电路的接通．


【解答】解：只有在红灯亮的期间，光控开关才闭合，若此时车辆违规闯红灯行驶时，会压上压敏电阻，从而使压敏电阻的阻值减小，在电源电压一定的情况下，电阻越小，电流就越大．


电磁铁的磁性与电流有关，并且电流越大磁性越强，所以电磁铁的磁性会增强．当电流增大到一定程度时，电磁铁会将衔铁吸下，使其与触点2接触，导致了电控照相机所在的电路接通，照相机会对违规车辆进行拍照．


故答案为：强；2．


【点评】要使照相机工作，首先要同时具备两个条件：红灯亮起，光控开关因接受红光而闭合；车辆要违规行驶，压上压敏电阻．两个条件同时具备，缺一不可．


15．（2013•山西）图是汽车启动装置电路简图，当钥匙插入钥匙孔并转动时，电磁铁得到磁性，此时电磁铁上端为 N 极，触点B与C 接通 （填“接通”或“断开”），汽车启动．





【考点】CF：电磁继电器的组成、原理和特点．


【难度】中等


【分析】（1）知道电流方向，根据安培定则判断出电磁铁的极性；


（2）当电磁铁电路接通时，电磁铁具有磁性，将上边的触电A吸下，使BC触电接通，汽车启动．


【解答】解：（1）当钥匙插入钥匙孔并转动时，电路接通，电磁铁中的电流是从下边导线流入的，根据安培定则可以判断出电磁铁的上端为N极；


（2）当电磁铁电路接通时，电磁铁具有磁性，将上边的触电A吸下，使BC触电接通，汽车启动．


故答案为：N；接通．


【点评】此题主要考查的是学生对安培定则和电磁继电器原理的理解和掌握，基础性题目．


16．（2013•遂宁）在如图所示的实验装置中，玻璃球内的导线是分开的，小磁针处于静止状态．当用酒精灯把玻璃球加热到红炽状态时，发现小磁针发生了偏转；根据以上现象可知，当把玻璃球加热到红炽状态时，玻璃变成了 导 体，此时小磁针的 N 极将向螺线管偏转；小磁针和螺线管间的相互作用是通过 磁场 发生的．玻璃球内能的改变是通过 热传递 的方法实现的．





【考点】CV：通电螺线管的极性和电流方向的判断．


【难度】中等


【分析】通过小磁针的变化可知螺线管中产生了磁场，则可知电路中产生了电流，则可知玻璃中电阻的变化；由右手螺旋定则可知电磁铁的磁极，进而可知N极的转动方向．


【解答】解：小磁针的指向发生偏转，说明电磁铁产生了磁性，由此可知电路中有了电流．电路的变化只是玻璃球由常温变成了红炽状态．玻璃在常温下是绝缘体，现在电路中有了电流，说明此时的玻璃变成了导体．


利用安培定则，可以确定螺线管的右端为S极，根据磁极间的作用规律可以确定，小磁针的N极向左偏转去靠近螺线管的右端．


由磁场知识可知，磁体间的作用是通过磁场发生的．


玻璃球是从酒精灯上吸收了热量导致其内能增加，温度升高的．


故答案为：导；N；磁场；热传递


【点评】本题考查了物体的导电性能的改变、右手螺旋定则及磁极间的相互作用，要确定小磁针的转动方向，首先要根据右手螺旋定则判断螺线管的磁极．


17．（2012•防城港）（作图时请先用2B铅笔画图，再用签字笔描黑）


（1）地球周围存在磁场﹣地磁场．请在图1中画出地磁场的磁感应线的方向．





（2）“坐井观天，所见其小”．请在图2中用光路图作出井底之蛙“观天”的最大范围．





【考点】C7：磁感线及其特点；A3：光直线传播的应用．


【难度】中等


【分析】（1）地球也是一个大磁体，而地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在地理的北极附近．在磁体的外部，磁感线总是从磁体的N极发出，最后回到S极．


（2）因为光是沿直线传播的，所以光线要进入青蛙的眼中，最大范围就是从枯井的边缘处射过来．


【解答】解：


（1）磁感线在磁体的周围是从N极出发回到S极，由于地磁的N极在地理的南极附近，地磁的S极在地理的北极附近．所以磁感线的方向应该是指向地理的北极方向．如图1所示：





（2）图中黑点是青蛙的位置，将黑点与井口左边的端点相连成一直线，将黑点与井口右边的端点相连成一直线，然后在直线上标出箭头，即得到两条射向青蛙眼睛的光线，这两条光线就决定了青蛙的观察范围．如图2所示：





【点评】①在磁体的周围，磁感线是从磁体的N极出发回到S极，本题的解题关键是知道：地磁场的N极在地理南极的附近，地磁场的S极在地理北极附近．


②本题通过作图的形式考查了光是沿直线传播的，并结合了成语，是一道好题．


18．（2012•广州）如图1所示，使线圈位于两磁极间





（1）通电后，图1中ab 段导线的电流方向是 （选择“由a 到b”、“由b 到a”）．图1中ab 段导线受磁场力的方向向上，用箭头标示出图3中ab 段导线所受磁场力的方向．


（2）线圈转过图2所示位置，用 的办法可使线圈靠磁场力继续顺时针转动至少半圈．


（3）若把图2中的电源换为电阻，快速转动线圈，电阻发热．此过程机械能先转化为 能再转化为 能．


【考点】CJ：磁场对通电导线的作用；FW：能量转化的现象．


【难度】中等


【分析】（1）电动机的原理是：通电导线在磁场中受力的作用，其所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，即只要改变一个量，其所受力的方向就会改变一次；


（2）发电机的原理是：电磁感应现象，即所产生的感应电流的方向与导体的运动方向和磁场的方向有关．


【解答】解：（1）由于电流从电源的正极出发，故此时图1中ab的电流方向是由a到b；在图3中，由于电流的方向和磁场的方向均没有改变，故此时线圈所受力的方向仍不变，即力的方向仍是向上的，故答案见下图．





（2）据图2能看出，再向下转动，磁场力会阻碍线圈运动，故此时必须改变线圈中的受力方向，所以可以通过改变线圈中 的电流方向使得线圈持续顺时针转动；


（3）若把图2中的电源换为电阻，快速转动线圈，此时相当于一个发电机，即能产生电能，故是将机械能转化为电能的过程；同时电阻发热，这是电流的热效应，该过程是将电能转化为内能的过程．


故答案为：（1）由a 到b；图见上图．（2）改变电流方向； （3）电；内．


【点评】该题考查了通电导线在磁场中受力方向的影响因素和发电机产生电能、消耗电能的能量转化，是一道综合题，故同学们应细心解决．


19．（2012•嘉兴）如图为通电螺线管磁场强弱演示仪的示意图．


（1）当指针指示的数值增大时，表示通电螺线管的磁性增强，则螺线管A端为 S 极．


（2）为了验证通电螺线管的磁性与线圈匝数有关，应将开关S从a点换到b点，并调节变阻器的滑片向 下 滑动，使电流表的示数不变．





【考点】CV：通电螺线管的极性和电流方向的判断；IH：欧姆定律的应用．


【难度】中等


【分析】（1）具当指针指示的数值增大时，表示通电螺线管的磁性增强能看出，此时的指针应向左偏，故该通电螺线管应排斥小磁片，故能判断该螺线管的N、S极；


（2）当将开关S从a点换到b点时，由于接入电路的螺线管变长，即电阻变大，所以电路中的电流变小；在该题中要求电路中的电流与原来相比是不变的，所以需向下移动滑片才能实现上述目的．


【解答】解：（1）据图能看出，此时的指针应向左偏，故该通电螺线管应排斥小磁片，据同名磁极相互排斥可知，该螺线管的左端是S极，右端是N极，故A端是S极；


（2）验证通电螺线管的磁性与线圈匝数有关，即需要在电流一定的情况下，改变线圈的匝数看电磁铁的磁性有何变化即可；故当将开关S从a点换到b点时，由于接入电路的螺线管变长，即电阻变大，所以电路中的电流变小；而在该题中要求电路中的电流与原来相比是不变的，所以需向下移动滑片才能实现上述目的．


故答案为：（1）S； （2）下．


【点评】熟悉磁极间的作用规律，并能结合欧姆定律并利用控制变量的思维分析是解决该题的关键．


三、简答题（ 20题6分，21题6分，22题5分，23题5分 ，共22分）


20．（2013•重庆）（1）请在图1中标出开关S闭合后通电螺丝管的“N”极．


（2）请在图2中画出使轻质杠杆OA在图示位置保待平衡的小力F的示意图．





【考点】CB：安培定则；7S：杠杆中最小力的问题．


【难度】中等


【分析】（1）根据电源的正负极可确定螺线管中电流方向，利用安培定则可以确定螺线管的N极．


（2）根据杠杆平衡的条件，F1×L1=F2×L2，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长．而在通常情况下，连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段最长，据此可解决此题．


【解答】解：（1）电流从螺线管的右端流入，左端流出；利用安培定则可以确定螺线管的左端为N极；


（2）当OA作为动力臂时，力臂最长，则所用动力最小．根据杠杆平衡的条件，要使杠杆平衡，动力方向应向上，据此可画出最小的动力；





【点评】（1）此题中以图示的电源的正负接极为突破口，结合安培定则即可得到通电螺丝管的“N”极．


（2）找到支点O到动力作用点A的最长动力臂是解决问题的关键．





21．（2013•锦州）如图所示，请用笔画线代替导线将实物图补充完整．要求：


①小磁针的指向满足如图所示方向；


②滑动变阻器的滑片向右端移动后，通电螺线管的磁性减弱；


③原有导线不得更改．





【考点】CC：探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验；CV：通电螺线管的极性和电流方向的判断；HR：实物的电路连接．


【难度】中等


【分析】（1）根据磁极间的作用判断螺线管的磁极；根据安培定则判断电流方向．


（2）通电螺线管的磁性强弱跟电流大小和匝数有关．在匝数一定时，电流越小，磁性越弱．在电流一定时，匝数越少，磁性越弱．


（3）滑动变阻器有四个接线柱，选择一上一下接入电路，滑动变阻器接入电路的电阻越大，电流越小．


【解答】解：①如图，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以螺线管的右端是S极，左端是N极；根据安培定则判断电流从螺线管的右端进入，从左端流出．


②在匝数一定时，电流越小，磁性越弱．滑片向右端移动后，通电螺线管的磁性减弱，螺线管的电流减小，滑动变阻器接入电路的电阻增大，所以滑动变阻器一定接入左端下面接线柱．如图．





【点评】本题把磁极间的作用、滑动变阻器的使用、欧姆定律、螺线管磁性强弱的影响因素有机的结合起来．综合性很强，是一个好题．


22．（2013•乐山）如图是利用太阳能给LED路灯供电的自动控制电路的原理示意图．其中，R是光敏电阻，光敏电阻的阻值R随光照度的增强而减小．白天，通过太阳能电池板与蓄电池回路将太阳能转化为化学能储存在大容量蓄电池内．傍晚，当光照度小于一定值时，通过蓄电池与LED回路，路灯开始工作．


请用笔画线将电路原理图连接完整，使工作电路能正常工作（与触点的接线只能接在静触点上，图中已给出静触点D、E、F、G的四根引线；连线不能交叉）





【考点】CF：电磁继电器的组成、原理和特点．


【难度】中等．


【分析】白天充电，应该让太阳能电池板与蓄电池组成闭合电路；夜晚供电，应该让蓄电池与LED路灯组成闭合电路，据此连接电路．


【解答】解：光敏电阻的阻值R随光照度的增强而减小，所以白天时，光敏电阻的阻值减小，电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，衔铁被吸下，与静触点G、F接触，此时太阳能电池板与蓄电池组成闭合电路；


夜晚光照强度减弱，光敏电阻的阻值增大，电路中的电流减小，电磁铁的磁性减弱，衔铁被弹簧拉起，使衔铁与静触点E、D接触，此时蓄电池与LED路灯组成闭合电路．据此连接电路如下图所示：





【点评】此题主要考查的是学生对电磁继电器工作原理和电磁铁磁性强弱影响因素的理解和掌握，理解光敏电阻的阻值R随光照度的变化是解决此题的关键．


23．（2013•泰安）根据图中通电螺线管的南北极，标出小磁针的N极和电源的“+”极．





【考点】CV：通电螺线管的极性和电流方向的判断．


【难度】中等


【分析】①利用螺线管的N、S极，结合磁极间作用规律，确定小磁针的N、S极；


②利用螺线管的N、S极，和线圈绕向，根据右手螺旋定则可以确定线圈中电流方向，进一步确定电源的正负极．


【解答】解：


（1）螺线管的下端为N极，根据磁极间作用规律可知，靠近螺线管下端的小磁针的下端为S极，上端为N极；


（2）利用螺线管线圈的绕向和N、S极，结合右手螺旋定则可以确定线圈中电流的方向是从螺线管的上端流入，下端流出，从而可以确定电源的上端为正极，下端为负极．答案如图所示．





【点评】关于右手螺旋定则，涉及三个方向：磁场方向、线圈绕向、电流方向，告诉其中的两个让确定第三个．如此题：告诉了磁场方向和绕向，确定电流方向．








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