内容正文:
一、填空题(每空2分,共28分)
1.如图甲所示,一个条形磁体摔成两段,取右边的一段靠近小磁针,小磁针静止时的指向如图乙所示,则右边这段裂纹处的磁极是 ___ 极。如果把这两段磁体沿裂纹吻合放在一起(如图甲所示),这两段磁体会相互 ______ (选填“吸引”或“排斥”)。
N
吸引
2.(2022·洛阳一模)“绿水青山就是金山银山”,当今社会倡导保护环境,提倡使用新能源。光伏发电是将 _______ 转化为电能;核电站是利用核能发电,其核燃料在反应堆内是通过 _______ (选填“核裂变”或“核聚变”)的方式,把核能转化为电能输送到国家电网,供千家万户使用。
太阳能
核裂变
3.(2022·茂名一模)小宇同学用漆包线在笔杆上绕制了一只螺线管,接入如图所示电路中,在螺线管的上方放置一个小磁针,下方放置一些大头针(未画出),闭合开关后,小磁针将发生 ________ (选填“顺时针”或“逆时针”)旋转,要使螺线管吸引大头针的数量增多,滑动变阻器的滑片P应向 ____ (选填“a”或“b”)端移动。
顺时针
a
4.某物理兴趣小组的同学,用一根较长的软电线两端与灵敏电流计两接线柱连接起来。如图所示,两同学手持电线分别站在地面上的 _______ (选填“东西”或“南北”)方向,像摇动跳绳一样在空中不停地摇动电线,可看到灵敏电流计的指针发生偏转,这是 _________ 现象。
东西
电磁感应
5.在远距离输电时,为了不减小输电的功率又要减少输电时导线上损失的能量,那么只能采用升高 ______,从而减小 _____ 的办法来实现,这就是高压输电的原理。如果输出功率不变,输电电压增大为原来的10倍,则输电线上的电流为原来的 ____,损失的电能为原来的 ____。
电压
电流
6.(2022·南阳一模)两根足够长的粗糙金属直角导轨如图所示并列放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面;金属细杆ab放在水平导轨之上,用手使金属细杆cd靠在竖直导轨的左侧,ab、cd与导轨垂直,接触形成闭合回路;整个装置处于方向竖直向上的磁场中,若放手后发现cd保持不动,则ab应是 ______ (选填“运动”或“静止”)的;此时cd受到的磁场的作用力向 ____ (选填“左”或“右”)。
运动
右
二、选择题(每小题5分,共30分)
7.如图所示,是条形磁体的磁场分布图,下列说法正确的是 ( )
A.该条形磁体的左端为N极,右端为S极
B.a处的磁场强弱与b处的磁场强弱相同
C.置于a点的小磁针,静止时南极指向右侧
D.磁感线是磁场中真实存在的曲线
C
8.(2022·杭州模拟)如图所示,条形磁体置于水平桌面上,电磁铁右端固定并保持水平,且与条形磁体在同一平面和相同高度。当电路中开关S由断开到闭合时,条形磁体一直保持静止,下列说法正确的是 ( )
A.开关S闭合后,电磁铁左端是S极
B.开关S闭合后,条形磁体受到摩擦力的方向向左
C.滑片P向右移动时,条形磁体受到的摩擦力逐渐减小
D.开关S断开时,条形磁体与电磁铁之间没有力的作用
C
9.(2022·安阳模拟)如图所示,该充电式电动螺丝刀在工作过程中,不仅比常规的螺丝刀效率更高,还能够通过正转和反转来实现紧螺丝或松螺丝的双重功能,对此电动螺丝刀的分析正确的是 ( )
A.电动螺丝刀中的电动机工作原理是电磁感应
B.电动螺丝刀工作时,所用的电为交流电
C.电动螺丝刀工作时是将机械能转化为电能
D.电动螺丝刀可以通过改变电流方向来实现正、反转的调换
D
10.将两个电流表(主要部件是永久磁体和带有指针的线圈)G1和G2用导线连接起来,如图所示。当拨动G1的指针时,观察到G2的指针也会随之摆动,下列说法正确的是 ( )
A.G1利用了电流的磁效应
B.G2利用电磁感应产生了电流
C.G2的指针摆动幅度一定大于G1
D.G2是因为通电导线在磁场中受力而摆动
D
11.如图所示,关于电磁现象,下列说法正确的是 ( )
D
A.如图甲,把小磁针放在地球赤道附近,小磁针静止时N极指向地球南极附近
B.如图乙,通电线圈在磁场作用下转动,机械能转化为电能
C.如图丙,利用“电生磁”将铁钉磁化,利用右手螺旋定则可判定铁钉上端为N极
D.如图丁,当用力让线圈转动时,电流表有电流通过,工作原理是法拉第电磁感应现象
12.(2022·潍坊二模)(双选)小虎模拟电梯超载自动报警系统设计了如下探究实验:如图所示,电源电压恒定不变,R0为定值电阻,用杯中水量调节压敏电阻受到压力的大小,压敏电阻受到的压力越大,其阻值越小,压敏电阻Rx受到的压力增大到一定程度时,实现自动报警。以下说法正确的是 ( )
A.杯中水量增多时,电磁铁磁性会增强
B.通电螺线管的上端为S极
C.若想增大电梯的超载报警值,可增大R0的阻值
D.电磁铁是利用电磁感应原理来工作的
AC
三、作图题(5分)
13.如图所示的电路连接正确,当开关闭合时,通电螺线管旁边的小磁针按图中箭头所指的方向偏转。请在图中标出电源的正、负极,并画出螺线管的绕线。
四、实验探究题(第14题6分,第15题6分,第16题8分,共20分)
14.(2022·沈阳一模)在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,小明制成简易电磁铁甲、乙,并设计了如图所示的电路。
(1)当滑动变阻器滑片向左移动时,电磁铁甲、乙吸引大头针的个数 _____ (选填“增加”或“减少”),说明电流越 ____ (选填“大”或“小”),电磁铁磁性越强。
(2)根据图示的情境可知,____ (选填“甲”或“乙”)电磁铁的磁性较强,说明电流一定时,_____________,电磁铁磁性越强。
(3)根据右手螺旋定则,可判断出乙铁钉的下端是电磁铁的 ____ 极。
(4)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 _______________________________。
增加
大
甲
线圈匝数越多
N
大头针被磁化,同名磁极相互排斥
15.如图甲,将玩具电动机、电池、小电灯、开关用导线连接起来。
(1)闭合开关,电动机转动,这是利用 __________________________ 的原理工作的;如果只改变电流方向,电动机转动方向 ______ (选填“不变”或“改变”)。
(2)刚闭合开关时,小电灯发出明亮的光,但随着电动机转得越来越快,小电灯的亮度逐渐减弱;当转速正常时,小电灯的亮度稳定不变,此时用手指轻轻捏住电动机的转轴,使电动机的转速减慢,你猜想这时小电灯的亮度将 _____ (选填“变亮”“变暗”或“不变”),理由是 ________________。
(3)如果将小电灯换成灵敏电流表,电路连接如图乙所示,当用手快速转动电动机转轴时,发现灵敏电流表指针 ______ (选填“偏转”或“不偏转”),该现象的原理在生活中的应用有 ________ (举出一例)。
通电线圈在磁场里受力转动
改变
变亮
电路中电流变大
偏转
发电机
16.(2022·景洪一模)如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。
(1)闭合开关后,当导体ab向左或向右运动时,电流表指针偏转,
当导体ab向上或向下运动时,电流表指针不偏转,说明闭合电路中
的部分导体在磁场中做 ___________ 运动时导体中会产
生感应电流。此实验过程能量转化情况是 ___________
_______。
切割磁感线
机械能转化
为电能
(2)实验中发现,当导体ab向左运动时,电流表指针向右偏转,当导体ab向右运动时,电流表指针向左偏转,说明 __________________________________。
(3)闭合开关后,当导体ab向左运动时,电流表指针向右偏转,将蹄形磁体南北极对调,使导体ab向左运动,此时电流表指针向 ____ (选填“左”或“右”)偏转。
(4)闭合开关后,导体ab静止不动,电流表指针 _______ (选填“偏转”或“不偏转”);小明不小心碰了一下蹄形磁体左右晃动,此时电流表指针 ____ (选填“会”或“不会”)偏转。
(5)小明猜想“感应电流大小可能与导体运动速度大小有关”,他验证猜想的过程是:让导体在第一次实验中运动较慢,在第二次实验中运动 ______,观察两次实验中的 ______________________,然后进行分析与判断。
感应电流的方向与导体运动方向有关
左
不偏转
会
较快
电流表的指针偏转情况
五、综合应用题(17分)
17.(2022·河南二模)下表是小冬家所在小区新建充电桩铭牌上的部分参数,充电桩把交流电转换为直流电给汽车充电。
×××落地式充电桩
额定输入电压:220 V交流 额定输出电压:500 V直流
额定输入电流:100 A交流 额定输出电流:40 A直流
防护等级:IPS4 使用环境:室外
(1)求输出的额定功率以及充电桩进行交、直流转换的效率。(效率百分号前保留两位小数)
(2)小冬家汽车电池的容量为80 kW·h,从完全没电到充电至70%的电量,在额定状态下需要多长时间?
(3)为了安全,充电插头和插座间压力大于等于F0时,充电电路才能接通。其原理如图甲所示:电磁继电器线圈中电流I≥50 mA时,衔铁吸下,充电电路接通。电阻箱接入电路的电阻R=90 Ω,图乙是压敏电阻阻值随压力变化的关系图像,若电池电压E=5 V,则F0为多大?
(4)控制电路中电池使用一段时间后,电压会降低。为保持压力为F0时充电电路接通,电阻箱接入电路的电阻应该怎样调节?
eq \f(1,10)
eq \f(1,100)
解:(1)充电桩额定输入功率:P′=U′I′=220 V×100 A=22000 W,充电桩额定输出功率:P=UI=500 V×40 A=20000 W,充电桩进行交、直流转换的效率:η= eq \f(Pt,P′t) ×100%= eq \f(20000 W,22000 W) ×100%=90.91%
(2)电池达到70%的电量:W=80 kW·h×70%=56 kW·h,额定状态下需要时间:t= eq \f(W,P) = eq \f(56 kW·h,20 kW) =2.8 h
(3)电池电压E=5 V,电磁继电器线圈中电流I≥50 mA时充电电路接通,当电路电流:I=50 mA=0.05 A时,电路的总电阻:R总= eq \f(E,I) = eq \f(5 V,0.05 A) =100 Ω,压敏电阻Rx阻值:Rx=R总-R=100 Ω-90 Ω=10 Ω,根据压敏电阻阻值随压力变化的关系图像知F0为6 N
(4)控制电路中电池使用一段时间后,电压会降低,说明电源的内阻变大,电路电流变小,要保持线圈中的电流不变,要减小电阻箱的电阻
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