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第二十章 《电与磁》测试卷
一、单选题(本题共10小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中,只有一个最符合题意)
1.关于地磁场,下列说法中正确的是( )
A.磁感线是磁场中真实存在的曲线
B.地球周围的地磁场的磁感线是从地磁S极出发回到地磁N极
C.教室里水平放置、能自由转动的小磁针静止时N极指向地理南极
D.指南针是我国古代四大发明之一,它能指南北是因为受到地磁场的
作用
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第二十章 《电与磁》测试卷
2.电磁炮原理为磁场中的导线在通电时会受到一个力的推动,下图中能解释电磁炮的工作原理的是( )
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第二十章 《电与磁》测试卷
3.核磁共振成像是一种较新的医学成像技术,它采用强静磁场和变化磁场使人体组织成像,若携带金属物做核磁共振成像,强静磁场会吸引铁质物品,变化磁场会使携带的金属中产生感应电流,金属物发热从而灼伤人体。上述说明中,没有涉及到的知识是( )
A.磁体的吸铁性 B.电磁感应
C.电流的热效应 D.同名磁极相互排斥
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4.把普通钢棒磁化有多种方法,可以用强力磁铁来磁化。钢棒是由大量的原子组成,每个原子都有N、S极,相当于一个磁性很弱的“小磁铁”。未被磁化前,钢棒内“小磁铁”的排列杂乱无章,此时钢棒对外不显磁
性。用一个强力条形磁铁按图中的箭头方向滑动,钢棒就被磁化,磁化后各个“小磁铁”按图所示同向排列,钢棒具有磁性,相当于条形磁铁。下列说法正确的是( )
A.被磁化后(乙图)的钢棒左端是S极
B.被磁化前(甲图)的钢棒右端是N极
C.若把小磁针放在左图中的A点处,静止时小磁针的北极(N)一定向外
D.若把小磁针放在右图中的B点处,静止时小磁针的右端是北极(N)
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5.如图所示,小明用线圈、条形磁铁和灵敏电流计来验证电磁感应现
象,下列不能使灵敏电流计指针发生偏转的操作是( )
A.线圈不动,磁铁快速向上 B.线圈和磁铁同时同速向上
C.磁铁不动,线圈快速向上 D.线圈不动,磁铁快速向下
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6.如图甲,磁场对导体的力F竖直向上,用Fab、Fcd、Fa′b′、Fc′d′分别表示图乙、丙中闭合开关时磁场对导体ab、cd、a′b′、c′d′的力,则( )
A.Fab竖直向下,Fcd竖直向下 B.Fab竖直向上,Fcd竖直向下
C.Fa′b′竖直向下,Fc′d′竖直向上 D.Fa′b′竖直向上,Fc′d′竖直向下
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7.如图所示的四个装置可以演示不同的电磁现象,下列说法不正确的是( )
A.如图甲,可以用来演示电流的磁效应
B.如图乙,可以用来探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数多少的关系
C.如图丙,可以用来演示磁场对通电导线的作用
D.如图丁,可以用来演示电磁感应现象,根据该现象制成了电动机
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8.如图为电铃工作原理示意图,下列说法正确的是( )
A.要使铃声响度大一些,可适当增加电压
B.小锤击打到铃碗时,电磁铁仍具有磁性
C.闭合开关,电磁铁a端为S极
D.电铃的工作原理是电磁感应
(第8题图)
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9.如图所示为一种温度自动报警器的原理图,图中的水银温度计在制作时,玻璃管中封入了一段金属丝,电源和金属丝相连,当温度达到设定
值,电铃报警。下列说法不正确的是( )
A.温度计相当于控制电路的开关
B.温度升高至78 ℃时,电铃报警
C.若将温度计上端的金属丝向下调整,则报警温度会降低
D.该温度自动报警器是利用电流的热效应工作的
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(第9题图)
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10.下列关于四幅图的表述不正确的是( )
A.鸽子是利用地磁场进行导航的
B.电磁继电器的工作原理是磁场对电流的作用
C.扬声器与电动机工作原理相同
D.话筒与发电机工作原理相同
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二、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
11.根据图中已标明的磁极,在A点标出磁感线方向,在括号内标出另一磁铁的磁极。
答案图
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12.如图所示,通入电流,发现小磁针静止时,电流表指针反向偏转,标出电源的正、负极,A螺线管的N、S极,小磁针的N、S极,并完成B螺线管绕线。
答案图
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三、填空题(本题共5小题,每空1分,每图1分,共22分)
13.如图所示,桌面上有一枚转动灵活的小磁针,静止时,小磁针____极指南。当导线与电池接触时,小磁针发生偏转,说明通电导线周围存在______;断开电路,小磁针____(选填“会”或“不会”)回到原来位置。
(第13题图)
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磁场
会
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第二十章 《电与磁》测试卷
14.“悬浮灯泡”能够悬浮发光,如图甲所示,基座内有一个线圈和铁芯组成的电磁铁,而灯泡内部有闭合线圈连接的LED灯和磁铁,其内部结构如图乙所示。
(1)当基座内电路接通后,灯泡能克服重力悬浮在空中,是因为同名磁极相互______。
(2)乙图中电源左侧为____(选填“正”或“负”)极。
(3)想让灯泡悬浮得更高,应该将滑片P向______(选填
“左”或“右”)移动。
(第14题图)
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排斥
负
左
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15.医生给心脏疾病的患者做手术时,往往要用一种称为“人工心脏泵”的体外装置来代替心脏,以推动血液循环。如图所示是该装置的示意图,线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上(相当于一个电磁铁),通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用,从而带动活塞运动。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。当线圈中的电流从A流向B时,线圈左端是电磁铁的____(选填“N”或“S”)极,活塞向____(选填“左”或“右”)运动,血液由________(选填“a流向b”或“b流向c”)。
(第15题图)
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左
a流向b
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16.在探究“产生感应电流的条件”实验中:
(1)实验中通过观察____________________来判断电路中是否有感应电流。
(2)磁铁不动,闭合开关,导体AB沿______(选填“上下”或“左右”)方向运动时,电流计指针会发生偏转;导体AB不动,闭合开关,磁铁上下运
动,电流计指针______(选填 “会”或“不会”)发生偏转。
(第16题图)
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灵敏电流计指针偏转
左右
不会
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(3)该实验结论是闭合电路的一部分导体,在磁场中做_____________运动时,导体中就会产生感应电流。在产生感应电流的实验中,将______能转化为电能。
(4)小明完成实验后又向老师借了一个磁性更强的U形磁铁重做实验,你认为他想探究的问题可能是__________________________________。
(5)如果将灵敏电流计换成______,可以探究磁场对通电导体的作用。
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切割磁感线
机械
感应电流的大小是否与磁场强度有关
电源
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第二十章 《电与磁》测试卷
17.用表面涂有绝缘漆的漆包线绕在铁钉上做成了线圈上有四个接线柱
a、b、c、d的电磁铁,使用不同的接线柱,可改变电磁铁线圈的匝数。电磁铁和其他实验器材组成如图所示电路,用该电路来研究影响电磁铁磁性强弱的因素。请完成如下问题:
(1)实验中电磁铁磁性的强弱用电磁铁吸引______________来反映的;按图中所示的连接,铁钉的下端应是电磁铁的____极。
(第17题图)
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大头针的数量
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(2)连接电磁铁线圈的接线柱a,闭合开关,调节滑动变阻器,可以探究电磁铁磁性强弱与__________是否有关;当变阻器滑片移至最右端时,电磁铁的磁性______(选填“最弱”或“最强”)。
(3)滑动变阻器滑片保持不动,导线夹子分别连接线圈的接线柱a、b、c、
d,可以探究电磁铁磁性强弱与__________是否有关。当导线夹子连接接线柱___时,电磁铁的磁性最强。
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电流大小
最弱
线圈匝数
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四、计算题(本题共2小题,共16分)
18.(7分)小聪利用光敏电阻为社区设计了一种自动草坪灯,其工作原理如图所示。工作电路中有两盏规格均为“220V 44W”的灯泡L,天暗时灯自动发光,天亮时灯自动熄灭。控制电路中电源电压U恒为6V,定值电阻R0为200Ω。在一定范围内,光敏电阻R的阻值与光照强度E(光照强度E的单位为lx,光越强光照强度越大)之间存在一定关系,部分数据如下表所
示。电磁铁的线圈电阻忽略不计,当天色渐暗,通过线圈的电流为0.02A时,恰好启动工作电路的照明系统。试问:
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光照强度E/lx 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
光敏电阻R/Ω 120 60 40 30 24
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第二十章 《电与磁》测试卷
(1)随着光照强度减小,光敏电阻R的阻值_________(选填“增大”或“减小”),电磁铁的磁性______(选填“增强”或“减弱”),当光照强度减小到一定值时,衔铁会被______(选填“吸下”或“释放”),照明系统启动。
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光照强度E/lx 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
光敏电阻R/Ω 120 60 40 30 24
增大
减弱
释放
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第二十章 《电与磁》测试卷
(2)两盏灯均正常发光时,工作电路中的总电流是多少?
解:由工作电路电路图可知,两个同规格的灯泡并联在220V电压上,则电路中的总电流为
I总= =0.2A+0.2A=0.4A
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答:略。
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(3)照明系统恰好启动时,光敏电阻R的阻值为多少?此时光照强度为多少?
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光照强度E/lx 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
光敏电阻R/Ω 120 60 40 30 24
解:照明系统恰好启动时,通过线圈的电流为0.02A,则此时控制电路的总电阻为
R总= =300Ω则R=R总-R0=300Ω-200Ω=100Ω
答:略。
由表格信息可知,光敏电阻的阻值和光照强度的乘积是一个定值,即120Ω·lx。所以光敏电阻的阻值和光照强度成反比,则当光敏电阻阻值为100Ω时,光照强度E= =1.2lx
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第二十章 《电与磁》测试卷
19.(9分)某科技小组的同学设计制作了一款自动控温烘干箱,箱内主要电路包括控制电路和工作电路,其原理图如图所示。控制电路电源电压为8V,R为变阻器,Rt为热敏电阻,Rt阻值与箱内气温关系如下表所示。工作电路电源电压为220V,R0为电热丝,阻值恒为88Ω,M为电风扇,铭牌上标有“220V 20W”字样,其作用是使箱内空气均匀受热,红、绿指示灯用于分别指示电路加热、待机状态。当控制电路的电流达到0.025A时,衔铁被电磁铁吸住,工作电路处于待机状态,当控制电路电流减小到某值时,衔铁被释放,工作电路处于加热
状态。
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t/℃ 30 40 50 60 70
Rt/Ω 305 245 200 170 150
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第二十章 《电与磁》测试卷
(1)将控制电路中变阻器R的阻值调为120Ω时,
箱内气温最高可达多少摄氏度?(电磁铁的线
圈电阻不计)
解:当控制电路的电流达到0.025A时,衔铁被电磁铁吸住,工作电路处于待机状态,此时电路中的总电阻R总= =320Ω
将控制电路中变阻器R的阻值调为120Ω时,
则热敏电阻的阻值
Rt=R总-R=320Ω-120Ω=200Ω
由表中数据可知,此时箱内气温为50℃,因为随着温度升高,热敏电阻阻值会减小,电流会增大,所以箱内气温最高可达50℃。
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答:将控制电路中变阻器R的阻值调为120Ω时,箱内气温最高可达50℃;
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第二十章 《电与磁》测试卷
(2)重新调节变阻器R,同时闭合开关S1、S2,箱内气温与时间关系如图乙所示,若电热丝R0加热空气的效率为80%,衔铁每次被吸住的时长均为300s,箱内空气质量恒为2.2kg、比热容为1×103J/(kg·℃),求开关S1、S2闭合20min内,工作电路总共消耗的电能是多少焦耳?(控制电路、指示灯及电风扇M产生的电热均不计,
指示灯消耗的电能不计)
解:由图乙可知,每当温度由60℃降低54℃时,衔铁会被释放,此时电热丝R0会加热空气,空气升高6℃需要吸收的热量Q=cmΔt=1×103J/(kg·℃) ×2.2kg×6℃=1.32×104J
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因为电风扇的功率为20W,所以每次从54℃加热到60℃需要消耗的电能W1=P′t=(550W+20W)×30s=1.71×104J
因为起始温度是24℃,加热到60℃,空气吸收的热量Q′=cmΔt′=1×103J/(kg·℃)×2.2kg×(60℃-24℃)=7.92×104J
此时电热丝R0耗电W′= =9.9×104J则此时电热丝R0的工作时间t′= =180s
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则从24℃加热到60℃需要消耗的电能W2=P′t=(550W+20W)×180s=1.026×105J
20min内起初加热到60℃需要180s,因为衔铁每次被吸住的时长均为300s,每次由54℃加热到60℃需要30s,则除了第一次外还需要加热三次,所以消耗的总电能为W总=W2+3W1=1.026×105J+3×1.71×104J =1.539×105J
答:开关S1、S2闭合20min内,工作电路总共消耗的电能是1.539×105J。
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五、综合题(每空1分,共8分)
20.有这样一个电热茶具座(如图甲),它有加热和保温两个功能,原理图如图乙所示。其工作过程是:
(1)将S接到“加热”挡位,电磁铁A通电吸引弹性衔铁,使触点D、E接触。受控电路中电热丝R1工作,对茶具座加热。电磁铁A的上端是____极,电磁铁增加铁芯的作用是__________(选填“增强磁性”或“减弱磁性”)。若U2=12 V,R2=10Ω,则控制电路中的电流为_____A (2分)。(忽略电磁铁中导线电阻)
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(2)当需要保温时可将开关S接到“保温”挡位。热敏电阻R3和加热电阻R1都在茶具底座下部。随着温度升高,控制电路的总电阻增大,控制电路的电流_________(选填“增大”或“减小”),当控制电路中的电流小于0.1 A
时,弹性衔铁自动向上弹开,受控电路断路,加热电阻R1停止工作。在断开电路的一瞬间,热敏电阻R3的阻值为_____Ω(2分)。
(3)请列举出有关生产生活中利用电磁铁的实例:______________________
____________。(合理即可)
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减小
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电铃、卫生间感应式冲
水器的阀门
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=
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若电热丝R0加热空气的效率为80%,则电热丝R0耗电W===1.65×104J
电热丝R0的电功率P===550W则电热丝R0的工作时间t===30s
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