内容正文:
1.4《电磁铁》习题(含答案)
【基础作业】
一、选择题
1.将指南针平放在位置②处的导线下方,并让导线与磁针重叠,当接通电流后,可以观察到磁针会( )。
A.不停地旋转 B.被吸在导线上
C.偏转一定角度 D.从支架上掉落
2.制作电磁铁时,用砂纸将导线两端打磨光亮,主要是考虑了导线的( )。
A.导电性 B.美观度 C.柔韧性 D.安全性
3.下列四种材质的螺栓,可以用来绕制电磁铁的是( )。
A.铝螺栓 B.铜螺栓 C.铁螺栓 D.塑料螺栓
4.不能改变电磁铁磁力大小的因素是哪一项?( )
A.电池的正反 B.电流的大小
C.导线的圈数 D.铁芯的粗细
5.下列装置中没有用到电磁铁的是( )。
A.电磁起重机 B.电话机 C.声控灯 D.电铃
二、判断题
6.1820年,丹麦科学家奥斯特发现了通电导线能产生磁性。( )
7.电磁铁磁性的大小是可以改变的。( )
8.改变电流方向会改变电磁铁的南北极。( )
9.研究电磁铁磁力大小的实验,每次至少改变一个条件。( )
10.自制电磁铁时不要长时间通电。( )
【能力提升】
三、简答题
11.老师告诉晓明,科学家奥斯特坚信电与磁之间有联系,并长期探索这一假设。1820年4月,他在讲课时意外发现通电导线能使磁针偏转,随后三个月内,他通过一系列实验深入研究了电流对磁针的影响,包括不同位置和介质的影响。这些实验最终证实了电流周围存在磁场,验证了他多年前的猜想。从中你能体会到什么?请谈谈你的感受。
四、实验题
12.科学实验小组在研究电磁铁时作出了以下猜想:
猜想A:改变线圈的缠绕方向,电磁铁的南北极会发生改变。
猜想B:通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性越强。
猜想C:改变线圈匝数,电磁铁的磁性强弱会发生改变。
为了验证这几个猜想是否正确,该小组的同学们设计了以下几个实验方案。
(1)选择 (填序号)两个实验装置,可以验证猜想A。
(2)选择 (填序号)两个实验装置,可以验证猜想B。
(3)设计一个实验验证猜想C。
研究的问题
电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关吗
我的猜想
线圈匝数越多,磁性越强;线圈匝数越少,磁性越弱
改变的条件
不变的条件
铁芯粗细、电流大小、线圈的缠绕方向等
实验方案
(填序号)
选择 (填序号)两个实验装置进行实验
(4)要让电磁铁吸起更多的大头针,可行的方法是( )。
A.增大通过电磁铁的电流 B.减少线圈匝数
C.改变线圈中的电流方向 D.抽掉电磁铁的铁芯
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.C
【详解】当接通电流后,导线周围的磁场会使放置在其下方的指南针发生偏转。这是因为电流产生的磁场会对磁针施加力矩,使其指向新的稳定方向。这种效应称为电流的磁效应。将指南针平放在位置②处的导线下方,当接通电流后,可以观察到磁针会偏转一定角度,故选C。
2.A
【详解】在制作电磁铁时,用砂纸将导线两端打磨光亮,主要是为了增强导线的导电性。打磨可以去除导线表面的氧化层和污垢,这些杂质会阻碍电流的流动,增加电阻。通过打磨使导线表面光亮,可以降低接触电阻,提高导电性能,从而使得电磁铁更加有效。故选A。
3.C
【详解】在这四种材质的螺栓中,只有铁螺栓是铁磁性材料,可以用来绕制电磁铁。电磁铁是依靠电流通过线圈产生磁场,而铁磁性材料如铁、镍、钴等能够被磁化,增强磁场的效果。铝螺栓、铜螺栓和塑料螺栓都不是铁磁性材料,因此不能用来制作电磁铁。故选C。
4.A
【详解】电磁铁由铁芯和线圈组成,电磁铁的磁力与线圈数量、电流的大小和铁芯的粗细有关。线圈数越多,电磁铁的磁力越大;电流越大,电磁铁的磁力越大。此外,电磁铁的磁力大小还与铁芯的大小有关。因此电池的正反只能改变电磁铁的南北极,不能改变电磁铁磁力大小。
5.C
【详解】A.电磁起重机使用电磁铁来吸附和搬运铁磁性材料,选项不符合题意;
B.电话机的听筒中使用了电磁铁来将电信号转换为声音,选项不符合题意;
C.声控灯通常是利用声敏电阻或者麦克风来感应声音,并通过电子电路来控制灯的开关,它的工作原理不涉及电磁铁,选项符合题意;
D.电铃利用电磁铁产生敲击动作来发出声音,选项不符合题意;
故选C。
6.√
【详解】当导线中有电流通过时,导线的周围会产生磁性。1820年,丹麦科学家奥斯特在一次实验中,发现通电的导线靠近指南针时,指南针发生了偏转,通电导线能产生磁性。
7.√
【详解】电磁铁磁性的有无,可以通过电流的有无来控制;电磁铁磁性的强弱,可以通过电磁铁的电流大小来控制。
8.√
【详解】电磁铁由线圈和铁芯组成,它的南北极和磁力大小都是可以改变的,可以通过改变电池正负极接法或线圈的缠绕方向来改变电磁铁的南北极。所以电流的方向改变,即改变电池正负极接法,电磁铁的南北极也会改变。
9.×
【详解】对比实验要注意的问题:每次只能改变一个因素;确保实验的公平,即除了改变的那个因素外,其他因素应该保持一样。在做“研究电磁铁磁力的大小”实验中,只改变一个条件,而保持其他条件不变。
10.√
【详解】电磁铁连接时,电路短路,电流很强,电池会很快发热。因此,自制电磁铁时不要长时间通电,只能接通一下,马上断开。
11. 科学是不断探索未知的过程:奥斯特的故事告诉我们,科学是一个不断提出假设、进行实验、验证理论的过程,它要求科学家具备好奇心、耐心和坚持不懈的精神。
准备与机遇并存:奥斯特的发现虽然是偶然的,但他能够抓住这个机遇,是因为他有着长期的准备和深厚的知识积累。这提醒我们,机遇总是留给有准备的人。
科学研究的实用性:奥斯特的发现不仅丰富了科学理论,还为后来的电磁学和应用技术的发展奠定了基础,显示了科学研究对人类社会的重要贡献。
【详解】从这个故事中,体会到了以下几点:
坚持不懈的科学探索精神:奥斯特坚信电与磁之间存在联系,并且长期致力于探索这一假设。这种对科学真理的追求和坚持不懈的精神是科学研究的重要品质。
意外的发现与敏锐的洞察力:奥斯特在讲课时意外发现了通电导线能使磁针偏转的现象,这表明科学发现往往源于对偶然现象的敏锐观察和深入思考。
实验的重要性:奥斯特并没有止步于偶然的发现,而是通过一系列精心设计的实验来深入研究电流对磁针的影响。这种实验方法是科学研究的基石。
理论的验证:奥斯特的实验不仅证实了电流周围存在磁场的现象,而且还验证了他多年前的猜想。这表明科学理论需要通过实验来验证其正确性。
科学研究的系统性:奥斯特在发现现象后,系统地研究了不同位置和介质对实验结果的影响,这种系统性的研究方法对于科学发展至关重要。
我的感受是:
科学是不断探索未知的过程:奥斯特的故事告诉我们,科学是一个不断提出假设、进行实验、验证理论的过程,它要求科学家具备好奇心、耐心和坚持不懈的精神。
准备与机遇并存:奥斯特的发现虽然是偶然的,但他能够抓住这个机遇,是因为他有着长期的准备和深厚的知识积累。这提醒我们,机遇总是留给有准备的人。
科学研究的实用性:奥斯特的发现不仅丰富了科学理论,还为后来的电磁学和应用技术的发展奠定了基础,显示了科学研究对人类社会的重要贡献。
12.(1)A、B
(2)A、C
(3) 线圈匝数 A、D
(4)A
【分析】电磁铁的磁力大小与线圈匝数、电流大小、铁芯粗细有关。电磁铁的磁力大小与线圈匝数有关:线圈匝数少,磁性弱;线圈匝数多,磁性强;电磁铁的磁力大小与使用的电池数量有关:电池节数少,则磁性弱;电池节数多,则磁性强。
【小题1】为了验证猜想A,需要选择两个实验装置,这两个装置应该只有线圈的缠绕方向不同,其他条件如电流大小、线圈匝数、铁芯等都应该相同。因此,选择A和B两个实验装置,可以验证猜想A。
【小题2】为了验证猜想B,需要选择两个实验装置,这两个装置应该只有通过电磁铁的电流大小不同,其他条件如线圈匝数、铁芯、线圈的缠绕方向等都应该相同。因此,选择A和C两个实验装置,可以验证猜想B。
【小题3】研究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系,需要改变的条件是线圈匝数,不变的条件是铁芯粗细、电流大小、线圈的缠绕方向等,所以可以选择的实验方案是A和D两个实验装置进行对比实验。
【小题4】要让电磁铁吸起更多的大头针,可行的方法是:
A.增大通过电磁铁的电流:增加电流可以增强电磁铁的磁性吸起更多的大头针,选项符合题意;
B.减少线圈匝数通常会减弱电磁铁的磁性,所以这不是一个可行的方法,选项不符合题意;
C.改变线圈中的电流方向会改变电磁铁的南北极方向,不会影响磁性的强弱,因此这不是一个可行的方法。选项不符合题意;
D.抽掉电磁铁的铁芯会显著减弱电磁铁的磁性,因为铁芯是增强磁场的关键部分,所以这也不是一个可行的方法。选项不符合题意;
故选A。
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