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2020-2022年湖北中考物理3年真题汇编 专题20 电与磁(学生卷+教师卷)
展开专题20 电与磁
一、单选题
1.(2020·湖北黄石·中考真题)为了保护环境,国家鼓励发展新能源汽车,新能源汽车被越来越多的家庭所接受,其核心部件是电动机。下图能说明电动机工作原理的是( )
A. B.C. D.
【答案】C
【解析】
电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理制成的。
A.图中是奥斯特实验的装置图,说明了通电导体周围存在磁场,故A不符合题意;
B.图中是通电螺线管,利用电流的磁效应,故B不符合题意;
C.当闭合开关后,通电导体在磁场中受力运动,是电动机的原理,故C符合题意;
D.图中没有电源,当导体在磁场中做切割磁感线运动时,电流表的指针会发生偏转,说明会产生感应电流,这是电磁感应现象,是发电机的原理,故D不符合题意。
故选C。
2.(2020·湖北宜昌·中考真题)世界上第一个发现电与磁之间联系的物理学家是
A.欧姆 B.焦耳 C.奥斯特 D.法拉第
【答案】C
【解析】
1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应,发现电流周围存在磁场,是第一个发现电与磁之间联系的人。
故选C。
3.(2020·湖北咸宁·中考真题)很多超市都安装了防盗报警器,超市的商品上贴有软磁条,消费者如果不买单,直接走出超市,软磁条没有消磁,防盗报警器上的检测头就会有电流产生,导致报警器会响。以下器件中工作原理与此相似的是
A.电磁铁 B.电动机 C.扬声器 D.发电机
【答案】D
【解析】
由题意可知,带有磁条的商品经过防盗报警器时,防盗报警器的检测头就会有电流产生,这是电磁感应现象;
A. 电磁铁是利用电流的磁效应做成的,故A不符合题意;
B.电动机是利用通电导体在磁场中受力的作用而制成的,故B不符合题意;
C. 扬声器是利用通电导体在磁场中受到力的作用制成的,故C不符合题意;
D.人们利用电磁感应现象制成了发电机,故D符合题意。
故选D。
4.(2020·湖北武汉·中考真题)如图所示是一种温度自动报警器的原理图。制作水银温度计时,在玻璃管的两端分别封入一段金属丝。电池的两极分别与金属丝相连,当温度达到与电池正极相连的金属丝下端所指的温度时,电铃就响起来,发出报警信号下列说法正确的是( )
A.温度计中的水银是绝缘体
B.电铃响时,电磁铁右端是N极
C.温度降低到74℃以下,电铃响
D.电铃响且滑片P向左移动时,电磁铁磁性减弱
【答案】B
【解析】
A.水银属于金属,金属是导体,故A错误;
B.由安培定则知,电磁铁的右端为N极,故B正确;
C.由电路图知,温度降到74℃时,控制电路断开,电磁铁无磁性,衔铁被释放,电铃不响,故C错误;
D.由电路图知,当滑片向左移动时,变阻器接入电路的阻值减小,由欧姆定律知,电路中的电流增大,电磁铁的磁性增强,故D错误。
故选B。
5.(2020·湖北随州·中考真题)在人类科学发展的历史中,很多科学家作出过巨大的贡献。以下有关说法中不正确的是( )
A.牛顿发现了万有引力定律,才有了今天的通信卫星
B.法拉第发现了电磁感应现象,才有了今天人类对电的大规模应用
C.焦耳最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻、通电时间之间的关系,我们据此可以解释使用大功率电器时导线发热的原因
D.托里拆利通过实验测出了大气压强的数值,大气压的数值总是等于1.013×105Pa
【答案】D
【解析】
A.牛顿发现了万有引力定律,总结出了牛顿三定律,才有了今天的通信卫星,故A正确,不符合题意;
B.法拉第发现了电磁感应现象,据此人们发明了发电机,才有了今天人类对电的大规模应用,故B正确,不符合题意;
C.焦耳是最先精确地确定电流产生的热量与电流、电阻、通电时间之间关系的科学家,命名为焦耳定律,据此可以解释使用大功率电器时导线发热的原因,故C正确,不符合题意;
D.托里拆利通过实验测出了大气压强的数值,大气压的数值约等于1.013×105Pa,受海拔、温度等因素影响,大气压有差异,故D错误,符合题意。
故选D。
6.(2020·湖北荆州·中考真题)关于电与磁,下列说法正确的是( )
A.磁感线是磁体周围真实存在的曲线 B.电磁铁磁性强弱与线圈匝数多少无关
C.电动机是利用电磁感应的原理制成的 D.奥斯特实验说明通电导体周围存在磁场
【答案】D
【解析】
A.磁感线是理想化的物理模型,实际上并不存在,故A错误;
B.电磁铁磁性强弱与线圈匝数多少、电流大小有关,故B错误;
C.电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的,故C错误;
D.奥斯特实验说明通电导体周围存在磁场,故D正确。
故选D。
7.(2020·湖北襄阳·中考真题)地理的两极和地磁的两极并不重合,最早记述这一现象的人是( )
A.沈括
B.牛顿
C.奥斯特
D.法拉第
【答案】A
【解析】
沈括发现了地理的两极和地磁的两极并不重合;牛顿发现了万有引力现象;奥斯特发现了通电导线周围存在磁场;法拉第发现了电磁感应现象。
故选A。
8.(2021·湖北湖北·中考真题)一种山地自行车行驶时,车轮带动电机的线圈转动,车灯就能发光,而且自行车行驶得越快,车灯就越亮。下列四幅图中能说明该电机工作原理的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
由题意知,车灯能发光是线圈在做切割磁感线时产生电流,即是发电机的工作过程。
A.验电器是利用同种电荷相互排斥工作的,故A不符合题意;
B.图示实验说明电流周围存在着磁场,故B不符合题意;
C.图示实验是电磁感应现象,发电机的工作原理图,故C符合题意;
D.图示实验是通电导体在磁场中受到力的作用,是电动机的工作原理,故D不符合题意。
故选C。
9.(2021·湖北荆门·中考真题)下列有关电与磁的说法正确的是( )
A.磁感线是用来形象描述磁场的,是真实存在的
B.电流的周围存在着磁场
C.同种电荷一定相互排斥,同名磁极可以相互吸引
D.电风扇的工作原理是电磁感应
【答案】B
【解析】
A.磁场是真实存在的,为了描述磁场人为引入了磁感线,磁感线是一种模型,实际并不存在,故A错误;
B.奥斯特实验证明了通电导线周围存在磁场,故B正确;
C.电荷间的作用规律是:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。磁极间的作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,故C错误;
D.电风扇使用的是电动机,电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动,故D错误。
故选B。
10.(2021·湖北鄂州·中考真题)无线充电是一种更便捷的充电方式。如图甲所示是市场上支持无线充电的智能手机和充电器。无线充电的原理是:电流通过送电线圈(充电器内)产生磁场,受电线圈(手机上)靠近磁场时就会产生电流,给智能手机充电,如图乙所示。则受电线圈处用到了下图实验原理的是( )
A. B.C. D.
【答案】C
【解析】
A.已知手机上的受电线圈靠近磁场时就会产生电流,给智能手机充电,这是利用电磁感应原理工作的。图中给导体通电,导体便会运动,说明通电导体在磁场受力的作用,故A不符合题意;
B.在有机玻璃上均匀撒满铁屑,给螺线管通电,轻敲板面后,铁屑的排列如上图所示,本实验研究通电螺线管周围的磁场情况,故B不符合题意;
C.闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动,导体中就会产生感应电流,即为电磁感应现象,故C符合题意;
D.图中实验为奥斯特实验,说明通电导线周围存在磁场,即电产生磁,故D不符合题意。
故选C。
11.(2021·湖北黄石·中考真题)电与磁是紧密联系的,下列说法正确的是( )
A.铁和铝都能够被磁体吸引
B.磁感线是磁体周围真实存在的曲线
C.奥斯特实验说明电流的周围存在着磁场
D.电磁感应是将电能转化为机械能
【答案】C
【解析】
A.铁钴镍等金属能够被磁体吸引,铝铜等金属不能被磁体吸引,故A错误;
B.磁感线是人们为了方便研究磁场,在磁体周围画的带箭头的曲线,这些曲线在磁场中根本不存在,故B错误;
C.奥斯特发现在导体通电时,发现小磁针发生了偏转,说明了电流的周围存在着磁场,故C正确;
D.闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中会产生感应电流,这种现象就是电磁感应现象。在电磁感应现象中,消耗了机械能,产生了电能,因此该过程实现了机械能转化为电能,故D错误。
故选C。
12.(2021·湖北·中考真题)公交车上安装的电动爆玻器工作原理是利用通电线圈在磁场中产生一个冲击力,在危急时刻击碎车窗玻璃。图中的实验与电动爆玻器工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
由题意可知,电动爆破器的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。
A.该实验中,当导体中通过电流时,通电导体在磁场中受到力的作用而运动,与电动爆破器的工作原理相同,故A符合题意;
B.该实验中,验电器的原理是同种电荷相互排斥,与电动爆破器的工作原理不相同,故B不符合题意;
C.该实验中,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,是电磁感应现象,与电动爆破器的工作原理不相同,故C不符合题意;
D.该实验中,电磁铁的原理是电流的磁效应,与电动爆破器的工作原理不相同,故D不符合题意。
故选A。
13.(2021·湖北荆州·中考真题)学生进入初中学业水平考试考场时,监考教师会使用金属探测仪对学生进行检查,学生如果携带金属制品,探测仪就会产生电流并报警。以下器件中工作原理与此相同的是( )
A.发电机 B.电动机
C.扬声器 D.电磁铁
【答案】A
【解析】
当线圈靠近金属物体时,在金属物体中产生电流,相当于闭合电路中的部分导体在做切割磁感线运动时,在金属中产生感应电流,采用的是电磁感应原理。
A.发电机是利用线圈在磁场中做切割磁感线运动,产生感应电流,利用的是电磁感应原理,故A符合题意;
B.电动机是利用通电导体在磁场中受力的作用而制成的,故B不符合题意;
C.扬声器是利用通电导体在磁场中受到力的作用而运动的原理制成的,故C不符合题意;
D.电磁铁是利用电流的磁效应制成的,故D不符合题意。
故选A。
14.(2021·湖北十堰·中考真题)如图所示,电磁铁的右下方有一铁块,在弹簧测力计作用下向左做匀速直线运动,在铁块从电磁铁的右下方运动到正下方的过程中,滑片P逐渐向a端滑动,下列判断正确的是( )
A.电磁铁的磁性逐渐减弱
B.电磁铁的上端为S极
C.铁块对地面的压强逐渐变大
D.弹簧测力计的示数逐渐变大
【答案】B
【解析】
A.滑片P逐渐向a端滑动,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电路中电流变大,电磁铁的磁性逐渐增强,故A错误;
B.电流从电磁铁的下侧接线柱流进,用右手定则判断出电磁铁的下端为N极,上端为S极,故B正确;
C.电磁铁的磁性增强,对铁块产生向上的吸引力,所以铁块对地面的压力变小,但受力面积不变,压强,所以铁块对地面的压强逐渐变小,故C错误;
D.铁块对地面的压力变小,接触面的粗糙程度不变,所以地面对铁块的摩擦力变小,铁块做匀速直线运动,弹簧测力计对它的拉力和它受到的摩擦力是一对平衡力,所以拉力变小,故D错误。
故选B。
15.(2021·湖北恩施·中考真题)下列有关电和磁的说法中正确的是( )
A.动圈式话筒工作时将电能转化为机械能
B.螺线管做切割磁感线运动时不一定会产生电流
C.通电导体放入磁场中一定会受到力的作用
D.电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关
【答案】B
【解析】
A.动圈式话筒工作时将机械能转化为电能,故A错误;
B.螺线管做切割磁感线运动时不一定会产生电流是正确的,闭合电路的部分导体切割磁感线才会产生电流,螺线管可能不通电,也可能不是一部分导体切割磁感线,故不一定产生感应电流,故B正确;
C.通电导体放入磁场中不一定会受到力的作用,当电流的方向与电磁场的方向平行时,不受力,故C错误;
D.电磁铁磁性的强弱与电流的大小和磁场的强弱有关,故D错误。
故选B。
16.(2021·湖北宜昌·中考真题)下图所示的“吸引”现象中,与摩擦起电有关的是( )
A.磁铁吸引铁钉 B.压紧的铅柱互相吸引
C.梳过头的塑料梳子吸引纸屑 D.电磁铁吸引曲别针
【答案】C
【解析】
A.磁铁能够吸引铁钉,是由于磁体具有吸引铁、钴、镍等金属的性质,属于磁体对磁体的作用力,是非静电引起的,故A错误;
B.两个压紧的铅块能吊起钩码,由于分子间存在相互作用的引力而使两块铅块粘在一起,不易分开,故B错误;
C.摩擦后的梳子带上了电荷,能吸引不带电的碎纸屑,是由静电引起的,故C正确;
D.电磁铁能吸引铁钉,是由于磁体具有吸引铁、钴、镍等金属的性质,属于磁体对磁体的作用力,是非静电引起的,故D错误。
故选C。
17.(2021·湖北随州·中考真题)张林同学在物理复习过程中,将书中的科学家及其伟大发现、相关应用进行了梳理,但是不慎破损了一角,如图所示。下列可正确填入的科学家是( )
A.爱迪生 B.法拉第 C.特斯拉 D.伽利略
【答案】B
【解析】
磁生电即电磁感应现象,最先发现的是法拉第,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
18.(2022·湖北·荆州市教育科学研究院中考真题)下列关于电与磁的说法,错误的是( )
A.通过电流越大的线圈磁性一定越强
B.任何磁体都有N、S两极
C.导体中负电荷的定向移动会产生磁场
D.发电机是利用电磁感应的原理工作的
【答案】A
【解析】
A.电磁铁磁性强弱与通过电磁铁线圈的电流大小和匝数有关,所以通过电流越大的线圈磁性不一定越强,故A错误,符合题意;
B.任何磁体都有两个磁极,即N极和S极,故B正确,不符合题意;
C.正、负电荷的定向移动都能形成电流,根据电流的磁效应可知,电流周围存在磁场,故C正确,不符合题意;
D.发电机是利用电磁感应的原理工作的,故D正确,不符合题意。
故选A。
19.(2022·湖北宜昌·中考真题)关于如图所示的实验,下列说法中正确的是( )
A.这是模拟法拉第电磁感应实验的场景
B.移走小磁针,电流的磁场消失
C.根据这一现象的原理,制成了电磁铁
D.将导线断开,小磁针N极将指向地磁场的北极
【答案】C
【解析】
A.这是探究通电导体周围存在磁场,即奥斯特实验的场景,故A错误;
B.该磁场是电流的磁场,只有电路中有电流,导线周围就存在磁场,小磁针的作用是证实通电导体周围有磁场,故B错误;
C.该实验说明通电导体周围存在磁场,这种现象是电流的磁效应,根据这一现象人们发明了电磁铁,故C正确;
D.将导线断开,导线中没有电流通过,电流的磁场消失。由于受地磁场的影响,小磁针N极将指向地磁场的南极,故D错误。
故选C。
20.(2022·湖北恩施·中考真题)下列设备中,利用电磁感应现象工作的是( )
A.电磁铁 B.电铃 C.电动机 D.发电机
【答案】D
【解析】
A.电磁铁是利用电流的磁效应的原理工作的,故A不符合题意;
B.电铃是利用电流的磁效应的原理工作的,故B不符合题意;
C.电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的,故C不符合题意;
D.发电机的前提是运动,结果是产生电流,利用电磁感应现象原理,故D符合题意。
故选D。
二、综合题
21.(2022·湖北恩施·中考真题)阅读短文,回答问题。
超导磁流体推进器
磁流体推进器(MHD)由磁体、电极和通道三部分构成,如图所示。磁流体推进器可为贯通海水的通道建一个强磁场,能对导电的海水产生电磁力的作用,使之在通道内运动,若海水涌向船尾,水便会推动船舶前进。因采用超导磁体作为磁场来源,获称为超导磁流体推进器。
其推进原理利用了“磁场对通电直导体的作用”,工作过程中把电磁能直接转换成流体动能,以喷射推进新技术取代传统螺旋桨的推进,具有低噪音等特点,具有重大推广价值。
中科院从上世纪九十年代开始此项技术研究,第一艘超导磁流体推进实验船“HEMS﹣1”于1998年研制成功。
请回答下列问题:
(1)磁流体推进器的核心组件由________、电极和通道构成;
(2)为减小空气和海水的影响,实验船上部主体可加工成________(选填“上凸下平”、“上平下凸”或“上下对称”)的流线型;
(3)若上述实验船驶入清江,船身受到的大气压会________(选填“小于”、“等于”或“大于”)在海上时受到的大气压,利用河水________(选填“能”或“不能”)获得动力。
【答案】 磁体 上下对称 等于 能
【解析】
(1)[1]磁流体推进器的推进原理是利用了“磁场对通电直导体的作用”,因此其核心组件要包含一个磁体用来产生磁场。
(2)[2]对于实验船的上部主体,其上表面在空气中,下表面在水中,为减小空气和海水的阻力,上部主体的上下表面都要做成流线型,即加工成上下对称的流线型表面。
(3)[3][4]大气压的大小与海拔高度有关,从海上驶入江中,海拔高度不变,大气压不变;行驶在河水中时,只要用同样的方法使河水带电,带电河水在磁场的作用下同样可以在通道中向后运动,推动船前进。
三、实验题
22.(2020·湖北黄冈·中考真题)请完成下列问题。
(1)在探究凸透镜成像规律时,将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上,并调节____(选填“蜡烛”或“烛焰”)、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度。如图甲所示,光屏上呈现清晰的像。现将蜡烛向左移动10cm,然后将光屏向____ (选填“左”或“右”)移动,才能再次在光屏上得到清晰的像。
(2)做奥斯特实验时(图乙),若将小磁针替换成一根与导线ab部分平行的直导线cd并通电。请根据已学知识推测,通电导线ab与cd之间_____(选填“有”或“没有”)相互作用力,依据是__________。
【答案】 烛焰 左 有 磁场对电流有力的作用
【解析】
(1)[1]在探究凸透镜成像规律时,我们要在光屏上找到烛焰所成的像,所以,将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上,调节烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度。
[2]如图甲所示,光屏上呈现清晰的像。现将蜡烛向左移动10cm,物距变大,像距变小,需要将光屏向左移动,才能再次在光屏上得到清晰的像。
(2)[3][4]通电导体周围存在磁场,通电导线ab部分周围和通电直导线cd 周围都会产生磁场,根据磁场对电流有力的作用,通电导线ab与cd之间有相互作用力。
23.(2021·湖北黄石·中考真题)如图a所示,通过观察和比较电磁铁A和B吸引大头针的多少,可以得出电磁铁磁性的强弱与线圈的______(选填“匝数”或“电流”)有关;电磁铁B的下端是______极。如图b所示,若只对U形管B上方的管口吹气,则______(选填“A”或“B”)的液面会下降。
【答案】 匝数 S A
【解析】
[1]由图可知,这是一个串联电路,电流处处相等,AB线圈的匝数不一样,所以可以得出电磁铁磁性的强弱与线圈的匝数有关。
[2]电磁铁B的电流从电磁铁下端流入,上端流出,根据安培定则可知,电磁铁B的下端是S极。
[3]由图可知,这是一个连通器,向B端吹气,B端上方空气流速加快,压强变小,液面变高,所以A端液面会下降。
24.(2021·湖北十堰·中考真题)小明在用如图装置“探究什么情况下磁可以生电”的实验中:
(1)实验时,小明通过观察 ______判断电路中是否有感应电流产生;
(2)闭合开关,若保持导体ab不动,要产生感应电流,小明正确的操作是 ______;
(3)利用此实验中的能量转化原理,人们在生产生活中制成了 ______。
【答案】 灵敏电流计的指针是否偏转 拉动磁体左右运动 发电机
【解析】
(1)[1]感应电流的有无是通过灵敏电流计的指针是否偏转来体现的,若灵敏电流表的指针发生偏转,就说明产生了感应电流。
(2)[2]如图磁体上端是N极,下端是S极,则磁感线方向是上下方向的,当闭合开关,要使电路中有感应电流,必须让导体在磁场中做切割磁感线运动,如保持ab不运动,则可以拉动磁体左右运动,导体ab此时也可以切割磁感线产生感应电流。
(3)[3]闭合电路中电流表中的电能是由于导体的运动切割磁感线而产生的,可见消耗的是机械能,所以实验过程中是机械能转化成电能,其重要应用是发电机的发明。
25.(2021·湖北宜昌·中考真题)通电螺线管外部的磁场是怎样分布的,我们通过以下实验来进行探究:
(1)在硬纸板上放置一个螺线管,周围均匀地撒满铁屑,给螺线管通电后,铁屑被_____。轻敲纸板,观察铁屑的排列情况如图甲所示,图乙和图丙分别是蹄形磁体和条形磁体的磁场分布情况,对比分析可知通电螺线管外部的磁场分布与______磁体的相似;
(2)我们要判断通电螺线管外部的磁场方向,需要借助______;
(3)根据前面的实验结果,把通电螺线管看成一个磁体,它的两极如图于所示,为了进一步探究通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间有什么关系我们下一步要做的是______,观察______。
【答案】 磁化 条形 小磁针 改变电流方向(调换电源正负极) 小磁针的指向
【解析】
(1)[1]通电螺线管周围存在磁场,铁钴镍等物质是能够被磁化的,所以把铁屑撒在通电螺线管周围,铁屑会被磁化。
[2]对比甲、乙、丙三图可知,通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体的相似。
(2)[3]我们规定小磁针静止时N极所指方向为该点的磁场方向,要判断通电螺线管外部的磁场方向,需要借助小磁针。
(3)[4][5]要探究通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间有什么关系,就要改变导线中电流的方向,所以接下来我们需要对调电源的正负极,通过观察小磁针的指向来判断通电螺线管的N、S极。
26.(2021·湖北武汉·中考真题)某同学用下图所示的装置研究电磁感应。
(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)如图乙所示,保持线圈不动,使蹄形磁体快速向左运动,电流表指针______(填“不会”或“会”)偏转;
(3)利用电磁感应原理工作的装置有______(填“电铃”“扬声器”“电磁起重机”或“动圈式话筒”)。
【答案】 有 会 动圈式话筒
【解析】
(1)[1]磁体磁感线的方向由N极指向S极,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,此时导体棒有做切割磁感线运动,所以电路中有感应电流。
(2)[2]磁体磁感线的方向由N极指向S极,如图乙所示,保持线圈不动,使蹄形磁体快速向左运动,此时导体棒切割磁感线,电路中有感应电流,电流表指针会偏转。
(3)[3]导体棒在磁场中做切割磁感线运动,电路中产生感应电流的现象为电磁感应现象, 动圈式话筒工作时,当人对着话筒讲话时,膜片就随着声音颤动,从而带动连在一起的线圈在磁场中作垂直切割磁感线的运动,从而产生感应电流,所以利用电磁感应原理工作的装置有动圈式话筒。
27.(2022·湖北武汉·中考真题)某同学用如图甲所示的装置探究什么情况下磁可以生电。在蹄形磁体的磁场中放置一根导线,导线两端跟电流表连接组成闭合回路。
(1)让导线AB在磁场中静止,观察到电流表指针______;让导线AB在磁场中静止,换用磁性更强的蹄形磁体,观察到电流表指针______;保持蹄形磁体静止让导线AB从图中所示位置水平向右运动,观察到电流表指针______。(填“偏转”或“不偏转”)
(2)图乙中的a表示垂直于纸面的-根导线,它是闭合电路的一部分。它在磁场中按箭头方向运动时,会产生感应电流的是______(填标号)。
【答案】 不偏转 不偏转 偏转 CD
【解析】
(1)[1]让导线AB在磁场中静止,导线没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,观察到电流表指针不偏转。
[2]让导线AB在磁场中静止,换用磁性更强的蹄形磁体,导线没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,观察到电流表指针不偏转。
[3]持蹄形磁体静止让导线AB从图中所示位置水平向右运动,导体做切割磁感线运动,会产生感应电流,观察到电流表指针偏转。
(2)[4]AB.图AB中导体运动的方向与磁感线平行,导线没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,故AB不符合题意;
CD.图CD中,导体做切割磁感线运动,会产生感应电流,故CD符合题意。
故选CD。
四、作图题
28.(2020·湖北省直辖县级单位·中考真题)(1)如图所示,根据小磁针静止时的指向标出通电螺线管的N极和电源的正、负极。
(2)如图所示,穿着早冰鞋的小梅同学用手推墙,手离开墙后,小梅开始减速后退。请画出小梅后退过程中受力的示意图。(力的作用点在O点)
【答案】(1) (2)
【解析】
(1)小磁针的右端是N极,由磁极间的相互作用可知螺线管的左端是S极,右端是N极,由安培定则可知电流从螺线管的左端流入,电源的左端是正极,右端是负极,如图所示:
(2)小梅后退过程中,受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力和水平向右的摩擦力,从力的作用点沿重力、支持力和摩擦力的方向画出三个力的示意图,如图所示:
29.(2020·湖北黄石·中考真题)指南针是中国的四大发明之一,这是我国对人类所作出的巨大贡献,指南针是利用地磁场指示方向。如图所示,地球是一个大磁体,类似条形磁铁,请在图中标出地磁场的N、S极,静止小磁针N、S极,用箭头标出P点的地磁场方向。
【答案】
【解析】
地磁场的地磁南极在地理北极附近,地磁南极在地理北极附近;小磁针北极指向地理北极,磁感线的切线方向为该点的磁场方向,在在图中标出地磁场的N、S极,静止小磁针N、S极,用箭头标出P点的地磁场方向,如图所示:
30.(2020·湖北宜昌·中考真题)请根据图中通电螺线管的电流方向标出螺线管的磁极,并标出图中所画磁感线的方向。
【答案】
【解析】
根据螺线管中的电流方向,利用“安培定则”可以判断出螺线管右端是N极、左端是S极,在磁体外部,磁感线总是从N极出发回到S极
31.(2020·湖北恩施·中考真题)在探究电磁铁的实验中,用相同的漆包线和铁钉绕制成电磁铁A和B。闭合开关,移动滑片后,铁钉A和B都能吸住一些大头针,如图所示。经实验发现,磁铁磁化大头针时,仍满足异名磁极相吸引的关系,并且B下方大头针下端为N极。请在图中标出A下方大头针下端的磁极名,并在电源的两端注明+ -极。
【答案】
【解析】
电流从电源正极出发,根据右手定则,即可判断A下方大头针下端的磁极名和电源的两端+ -极,如图所示。
32.(2020·湖北鄂州·中考真题)如图所示,根据小磁针的指向标出螺线管的N,S极和电流方向。
【答案】
【解析】
根据磁体异名磁极相吸和右手螺旋定则,做出螺线管的N,S极和电流方向如图所示。
33.(2020·湖北随州·中考真题)如图所示,开关闭合后,将滑片P向右滑动的过程中,螺线管右侧的磁体所受的吸引力会变大。请将图中的滑动变阻器按要求连入电路,并画出螺线管的绕法,标出磁感线的方向。
【答案】
【解析】
滑片P向右滑动的过程中,螺线管右侧的磁体所受的吸引力会变大,说明电流增大,电阻变小,滑动变阻器接右下柱,根据右手定则,可判断螺旋管的环绕方式和磁场方向,如图所示。
34.(2021·湖北恩施·中考真题)(1)如图甲,物块沿粗糙斜面向上运动,请画出物块所受重力和摩擦力、及物块对斜面压力的示意图;
(2)请在图乙中补画出穿过透镜的光线;
(3)请根据图丙中小磁针静止时的指向,在括号内标出电源的正负极。
【答案】(1)(2)(3)
【解析】
(1)重力的方向始终竖直向下,作用点在物块上;物块相对于斜面向上运动,物块受到沿斜面向下的摩擦力。物块对斜面压力作用点在斜面上,方向垂直于斜面向下。如图所示:
(2)平行于凹透镜主光轴的光经凹透镜折射后,折射光线的反向延长线过透镜焦点,如图所示:
(3)根据小磁针的N、S极判断出螺线管的右侧为S极,左侧为N极,在根据右手定则判断出电流流向,从而确定电源的正负极,如图所示:
35.(2021·湖北随州·中考真题)熊欣同学荡秋千时发现:由于阻力的作用秋千的机械能不断衰减,很容易停下来。于是他设计了一款电磁秋千(如图所示),脚踏板是一个永磁体。当秋千向AB棒(插有铁芯的瓷管)靠近时,通过遥控器使单刀双掷开关接通“靠近”触点;当秋千远离AB棒运动时开关接通“远离”触点。电路使AB螺线管(未画出)具有相应磁性以免秋千振荡幅度减小。请标出开关接通“靠近”触点时B端的极性,并画一条此时螺线管周围的磁感线以及AB螺线管的绕法。
【答案】
【解析】
开关接通“靠近”触点时,电流从A端接线柱流进,秋千的右侧N极和螺线管的左侧相互吸引,故螺线管的A端为S极,B端为N极,根据右手定则判断出螺线管的绕线方式。在磁体外部,磁感线总是从N极到S极。如图所示:
36.(2022·湖北随州·中考真题)如图所示,一个通电螺线管,绕线未画出,电源“+、-”极未标出,为了防止短路,绕线具有一定的电阻。已知一个可自由转动的小磁针放在螺线管的一端最终静止时状态如图,图中的“N”是小磁针的极性。要求:
(1)画出绕线(三匝即可),使它和电源形成闭合回路;
(2)标出电源“+、-”极。若有多种情况满足“(1)、(2)”的要求,考生只画一种情况;
(3)画一条螺线管周围的磁感线。
【答案】 ##
【解析】
小磁针静止时,上端为N极,下端为S极,根据磁极间的相互作用,同名磁极互相排斥;异名磁极互相吸引,可得通电螺线管上端为N极,下端为S极。根据右手定则,伸出右手,使右手大拇指指向通电螺线管的N极(左端),则四指弯曲所指的方向为电流的方向。如下图所示:
或
五、填空题
37.(2020·湖北省直辖县级单位·中考真题)“指南针”是我国古代四大发明之一,利用指南针能辨别方向,是因为指南针受到了_____的作用,它的南极指向地理的_____方。
【答案】 地磁场 南
【解析】
[1] 地球是一个巨大的磁体,它对放入其中的磁体产生磁力作用,“指南针”是我国的四大发明之一,指南针之所以能够指方向就是因为受到了地磁场的作用。
[2] 指南针静止时南极指向地磁北极,在地理南极附近。
38.(2020·湖北咸宁·中考真题)虽然纯净的水是不导电的,但一般的水都能导电。根据水的导电性可以设计一种水位自动报警器,其原理如图所示。图中的螺线管中插入了一根软铁棒,通电后磁性会更_____(选填“强”或“弱”);当水位到达金属块A时,_____(选填“红”或“绿”)灯亮。
【答案】 强 红
【解析】
[1]螺线管中插入了一根软铁棒,通电后磁性会更强,原因是因为铁芯被通电螺线管的磁场磁化,磁化后的铁芯也变成了一个磁体,这样由于两个磁场互相叠加,从而使螺线管的磁性大大增强。
[2]当水位到达金属块A时,电磁铁所在电路被接通,电磁铁向下吸引衔铁,从而接通红灯所在电路,此时红灯亮,而绿灯不亮。
39.(2020·湖北十堰·中考真题)如图是“探究什么情况下磁可以生电”的实验,蹄形磁体和灵敏电流计均放在水平桌面上。使导体AB在磁场中竖直向上或竖直向下运动,发现电流计的指针均不偏转;使导体AB在磁场中水平向右或水平向左运动,发现电流计的指针左右偏转。这些现象说明:闭合电路的一部分导体在磁场中做________运动时,会产生电流,电流的方向与导体的_______有关。若用匝数很多的线圈代替导体AB重复上述实验,产生的电流______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 切割磁感线 运动方向 变大
【解析】
[1]产生感应电流的条件是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
[2]使导体棒水平向右运动,导体切割磁感线,会产生感应电流,电流表指针向左偏转;再让导体棒水平向左运动,导体运动方向发生了变化,电流表指针向右偏转,说明感应电流的方向与导体的运动方向有关。
[3]用匝数很多的线圈代替导体AB重复上述实验,相当于很多导体做切割磁感线运动,产生的电流会变大。
40.(2020·湖北武汉·中考真题)如图所示的装置可以用来研究_________(填“电动机”或“发电机”)的工作原理。
将图中的电源换成电流表,闭合开关,让导体ab左右摆动,发现电流表指针偏转,表明导体ab中_____(填“有”或“没有”)感应电流通过,导体ab的机械能转化为________能。
【答案】 电动机 有 电
【解析】
[1]闭合开关,处在磁场中的导体棒ab中有电流通过时,它就会运动起来,表明通电导体在磁场中受到力的作用,该装置可以用来研究电动机的工作原理。
[2][3]将图中的电源换成电流表,使导体ab左右摆动,它此时做切割磁感线运动,闭合电路中会产生感应电流,即导体ab中有感应电流通过,电流表指针发生偏转,该过程消耗机械能,获得电能,将机械能转化为电能。
41.(2020·湖北荆门·中考真题)如图所示的电路中,当开关S拨到a后,电磁铁左端为______极,小磁针静止时,B端是______极;当开关S由a拨到b,调节滑动变阻器,使电流表的示数仍保持不变,则电磁铁的磁性______(选填 “增强”、“不变”或“减弱”)。
【答案】 N S 减弱
【解析】
[1][2]从图可知,当开关S拨到a时,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。由磁极间的相互作用可知,小磁针静止时B端为N极。
[3]在此实验装置中,保持电流不变,将开关S由a换到b,则减少了线圈的匝数,因此通电螺线管的磁性减弱。
42.(2020·湖北恩施·中考真题)物理兴趣小组在老师的指导下做了一个有趣的“摇绳发电”实验。如图,用根长铜线做跳绳,将它的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连,摇动“跳绳”时,发现灵敏电流计的指针左右摆动。则两位同学应站在______方向(选填“东西”、“南北”或“任意”)摇绳可使实验现象更明显一点。
【答案】东西
【解析】
[1]用根长铜线做跳绳,将它的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连,摇动“跳绳”时,铜线在地磁场中切割磁感线运动,发现灵敏电流计的指针左右摆动,说明铜线中有电流产生;因为地磁场的南北与地理南北极相反,且在它们旁边,所以两位同学应站在东西方向上摇绳可使实验现象更明显一点。
43.(2021·湖北湖北·中考真题)如图所示是一种动圈式耳机的内部结构示意图。当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时,音圈带动音膜 ______(选填“向左”“向右”或“左右往复”)运动。音圈之所以运动,是由于磁场对 ______有力的作用,此现象中能量转化情况是 _________。
【答案】 左右往复 通电导体 电能转化为机械能
【解析】
[1][2][3]当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时,音圈带动音膜左右往复运动,因为电流方向改变,音圈受力方向改变。音圈之所以运动,是由于磁场对通电导体有力的作用,改变了线圈的运动状态。此现象中,消耗电能,产生机械能,电能转化为机械能。
44.(2021·湖北荆门·中考真题)下图是一款给蔬菜大棚提供热和光的装置的电路示意图,R是阻值为55Ω大功率灯泡,Rt是热敏电阻,其阻值与大棚内温度的关系式为Rt=5+0.5t(式中Rt单位是Ω,t的单位是℃),R0是设定温度的变阻器。控制电路中,电源电压为3V。当电磁继电器线圈中的电流小于等于10mA时,衔铁片会弹起,触点分离,灯泡熄灭(电磁继电器线圈电阻忽略不计)。
(1)灯泡工作时,大棚内气体温度逐渐升高,分子热运动越来越______,电磁继电器线圈的磁性越来越____。
(2)如果大棚内温度刚达到30℃时灯泡熄灭,则滑动变阻器的接入电阻是______Ω。
【答案】 剧烈(或快、激烈) 弱(或小) 280
【解析】
(1)[1][2]分子的热运动与温度有关,温度越高,分子热运动越剧烈,灯泡工作时,大棚内气体温度逐渐升高,分子热运动剧烈,由
Rt=5+0.5t
可知热敏电阻的阻值变大,通过电磁铁的线圈的电流变小,电磁铁的磁性变弱。
(2)[3]当电磁继电器线圈中的电流小于等于10mA时,衔铁片会弹起,触点分离,灯泡熄灭,此时电路的总电阻
大棚内温度刚达到30℃时灯泡熄灭,此时Rt的阻值
Rt=(5+0.5t)Ω=(5+0.5×30)Ω=20Ω
滑动变阻器的接入电阻
R滑=R-Rt=300Ω-20Ω=280Ω
45.(2022·湖北十堰·中考真题)某小区因暴雨引起车库积水,部分车辆被淹,小明看到新闻后,设计了如图所示的车库积水自动报警器,如图是该报警器原理图,金属块A和B分别固定在车库地面附近适当高处,若车库积水水面到达 _____处(选填“A”或“B”)时,_____(选填“绿”或“红”)灯发光报警,此时电磁铁的上端是 _____极(选填“N”或“S”)。
【答案】 B 红 N
【解析】
[1][2]由图示知,车库积水水面到达B处时,水是导体,将金属块A和B接通,电磁铁中有电流通过,将衔铁吸下,红灯接通,发光报警。水面未达到B处时,电磁铁中没有电流通过,衔铁弹起,绿灯亮。
[3]由图示知,电磁铁有电流通过时,电流由下端流入,上端流出,据安培定则知,电磁铁的N极在上端。
46.(2022·湖北十堰·中考真题)在“探究什么情况下磁可以生电”实验中,小华做了甲、乙、丙三次实验。实验中通过观察 _____来判断电路中是否产生感应电流,如图的三次实验中,_____(选填“甲”“乙”或“丙”)图中有感应电流产生。 _____(选填“电动机”或“发电机”)应用了这一原理。
【答案】 电流表指针是否偏转 甲、丙 发电机
【解析】
[1]实验时,通过观察电流表指针是否偏转,来确定电路中是否有感应电流产生。
[2]闭合电路的一部分导体,在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流,这就是电磁感应现象。如图的三次实验中,甲、丙中的导体都切割了磁感线,能产生感应电流,而乙中导体没有切割磁感线,不会产生感应电流。
[3]电磁感应现象中,消耗了机械能,得到了电能,利用电磁感应原理制成了发电机。
47.(2022·湖北黄冈·中考真题)有些小朋友玩的旱冰鞋,其内部虽然没有电池,但旱冰鞋的轮子滚动时,嵌在轮子中的LED灯会发光。这是因为轮子在滚动的过程中,发生了电磁感应现象,产生了_________,LED灯相当于___________(选填“电源”或“用电器”)。___________(选填“发电机”或“电动机”)就是根据电磁感应的原理制成的。
【答案】 感应电流 用电器 发电机
【解析】
[1][2][3]旱冰鞋内部虽然没有电池,但存在着磁场,旱冰鞋的轮子滚动时做切割磁感线的运动,使得旱冰鞋的内部产生了感应电流,这一现象叫做法拉第电磁感应现象,发电机就是根据这一原理制成的。而LED灯在发光的过程中消耗了电能,所以是用电器。
48.(2022·湖北宜昌·中考真题)如图在扬声器的线圈两端连接干电池,扬声器______持续发声,线圈______持续受到磁场的作用力。(均选填“会”或“不会”)
【答案】 不会 会
【解析】
[1]通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关,由于电池提供的电流是直流电,即电流的方向不变,同时扬声器内的永磁体的磁场方向不变,故线圈的受力方向不变,始终受到向某一方向的力,无法持续振动发声。
[2]只要有电流持续通过线圈,线圈就会持续受到磁场力的作用,但不能振动发声。
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