电与磁实验探究专题培优-2024-2025学年浙教版八年级下册科学

2024-2025学年浙教版八年级下册科学-电与磁实验探究专题培优 一、实验探究题 1． 如图所示是“探究感应电流产生条件”的实验装置。 （1）实验中，可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生；还可以通过指针偏转的方向判断　 　。 （2）闭合开关，实验探究过程记录如表所示，根据实验现象，初步得出电路中产生感应电流的条件是：　 　。 次数 AB棒在磁场中的运动情况 是否有感应电流 1 静止 无 2 沿磁场方向运动(不切割磁感线运动) 无 3 切割磁感线运动 有 （3）保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验，是为了探究感应电流方向与　 　的关系。 （4）若将此装置中灵敏电流计换成　 　，可进一步探究电动机的工作原理。 2． 小宇同学参加了学校“研究性学习小组”，探究了“研究磁体的磁性强弱是否与温度有关”的课题。他 做的实验如下：将一条形磁铁的一端固定在铁架台上，另一端吸着一些小铁钉，用酒精灯给磁铁加热， 如图甲所示，经过一段时间后，当磁铁被烧红时，发现铁钉纷纷落下。 （1）从小宇的实验可得出的初步结论是 。 （2）根据这一结论，小宇大胆设计了一个温度报警器，如图乙所示，请简述它的工作原理：当温度逐渐升高时，磁铁的 弱直至消失，无法 （填：“排斥”或“吸引”）弹簧开关，弹簧开关向下恢复原状，这样下面的电路就被接通，从而使电铃报警。  （3）同组的小明同学却认为小宇设计的温度报警器没有如图丙所示的这种设计好。请你比较两种温度报警器，指出小宇设计中的不足之处 。 3． 在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中，小芳发现电流表指针每次摆动的角度不同，提出了“感应电流的大小与哪些因素有关”的问题。 实验次数 1 2 3 4 5 6 速度（厘米/秒） 1 2 3 4 5 6 电流（毫安） 2.0 4.0 5.9 8.1 10.2 11.8 （1）小芳猜想可能与导体切割磁感线运动速度有关，你的猜想是：可能与 有关。 （2）小芳为了验证自己的猜想，利用如图装置进行实验，足够大的磁体放在水平面上，驱动装置通过两根绝缘硬棒ab、cd 使导体PQ 沿直线水平向右运动（导体运动区域的磁场强弱相同）。同一次实验，应使导体做 （选填 “匀速”或“变速”） 运动。 下表是实验测得的数据，分析数据可得出结论： 。 4． 某兴趣小组在研究扬声器结构时，发现扬声器中有一个环形磁体，他们不知道环形磁体的磁极分布情况，于是几位同学提出了以下三种猜想： 猜想1：磁极呈横向分布（例如图甲，左侧为N极，右侧为S极） 猜想2：磁极呈轴向分布（例如图乙，上面为N极，下面为S极） 猜想3：磁极呈上中下分布（例如图丙，上下面为N极，中部为S极） （1）根据所学知识，他们经过讨论，断定猜想3是错误的。你认为他们判断的依据是 。 （2）为了验证其他猜想，他们用细线将环形磁体水平悬挂起来（如图丁所示），结果观察到磁体在任意位置都能保持静止。这说明猜想 是错误的。 （3）请设计一个简单实验，验证剩下的一个猜想是否正确，简述你的实验方案。 主要器材： ；简要做法： ；如何判断： 。 5． 小曙用条形磁体、大号缝衣针、硬卡纸、橡皮、大头针制作简易指南针，制1作过程如下： ①取2枚大号钢质缝衣针， “?” ,使缝衣针磁化。 ② 将1张硬壳卡纸折成直角，将2枚被磁化的缝衣针对称地穿在卡纸两侧，用1块橡皮和1枚大头针做成支座，将插有缝衣针的卡纸支起。 ③确定简易指南针能否指向南北方向。 ④在老师的指导下，小曙针对自制指南针设计了评价量表。 “自制指南针”评价量表 评价指标 优秀 合格 待改进 指标一 指针磁性强，且能自由转动 指针磁性强，不能自由转动 指针磁性弱，不能自由转动 指标二 能准确指示南北方向， 能保持水平平衡 能指示南北方向， 不能保持水平平衡 不能指示南北方向 不能保持水平平衡 （1）请将①中的实验步骤“?”补充完整__________。 （2）将条形磁铁S 极靠近图中缝衣针针尖，缝衣针被排斥，则缝衣针针尖的磁极为__________极。将自制的指南针多次转动，针尖的指向始终为同一个方向，原因是__________。 （3）根据评价量表进行测试评价，小曙制作的指南针“指标一”被评为“优秀”,“指标二”被评为“合格”,为使该指南针的“指标二”达到优秀水平，请你对该指南针提出合理的改进建议__________。 6． 小丽同学自己用漆包线在铁钉上绕成匝数足够多的电磁铁，来探究电磁铁磁性强弱与电流大小关系，如图所示。 （1）利用如图装置小丽无法探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，原因是__________，在电源电压不变的情况下她还应选择一个 。 （2）为了比较电磁铁磁性强弱的变化，她还应选取适量的 。 A．大铁钉 B．大头针 C．细铜屑 D．细铝屑 7． 小滨同学对手机无线充电的原理感到好奇。查阅资料后得知：充电时，充电板中的交变电流在发射线圈中产生不断变化的磁场，手机内的接收线圈会产生感应电流给电池充电，结构如图甲。学过电磁感应原理的小滨同学提出质疑：手机和充电器在充电过程中都不动，并没有做切割磁感线运动，为何会产生感应电流？对此，他设计了图乙实验进行验证。 （1）在正确连接电路后，小滨发现线圈和线圈处于静止状态，当闭合开关瞬间或移动滑片时，灵敏电计表指针会出现偏转。小滨请教科学老师后得知：当闭合电路所围成的平面内磁感线数量发生改变时，电路中能产生感应电流。请根据上述事实，解释在图丙实验中若导体上下运动时，则闭合电路中不产生感应电流的原因______。 （2）闭合开关瞬间，灵敏电流计G指针偏转角度较小。小滨认为，可能是线圈中的电流变化过小，于是他将滑片向左移。他的这一操作是基于什么猜想？______。 8． 如图所示为小玲和小辉同学制作的一种直流电动机模型，他们用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，碲形磁体放在线圈周围。 （1）按他们这种方法刮漆，线圈 （能/不能）持续转动。线圈转过平衡位置时 会 （选填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”）， （2）可以通过改变 方向，改变线圈的转动方向。（填一种方法） （3）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转动，原因可能是 ，这时可做的有效尝试是 。 9． 如图甲，电磁继电器和热敏电阻扁等组成了恒温箱控制电路，届处于恒温箱内，电源电压U=6v，继电器线圈的电阻可不计。图乙为热敏电阻的R1-t图像，且已知在30～150℃范围内，热敏电阻的阻值随温度的变化规律是：R1·t=常数：电阻R2为阻值变化O—100Ω的温控电阻，当线圈中的电流达到30mA时，继电器的衔铁被吸合。已知可变电阻R 2=50Ω时，恒温箱可保持60℃恒温，应该把恒温箱的加热器接在 （填A 、B 端或C、D端），若要把恒温箱的温度控制在75℃，R2的阻值应调为 Ω，该恒温箱的温控范围为 10．如图所示，某学习小组同学设计的研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图。 （1）要改变电磁铁线圈中的电流大小，可通过____________________来实现；要判断电磁铁的磁性强弱，可通过观察____________________来确定。 （2）下表是该组同学所做实验的记录： 电磁铁（线圈） 50匝 100匝 实验次数 1 2 3 4 5 6 电流 / A 0.8 1.2 1.5 0.8 1.2 1.5 吸引铁钉的数目/枚 5 8 10 7 11 14 ①比较实验中的1、2、3（或4、5、6），可得出的结论是：电磁铁的匝数一定时，____________________； ②比较实验中的1和4（或2和5或3和6），可得出的结论是：电磁铁线圈中的电流一定时，____________________。 （3）在与同学们交流讨论时，另一组的一个同学提出一个问题：“当线圈中的电流和匝数一定时，电磁铁的磁性强弱会不会还与线圈内的铁芯大小有关？” 你对此猜想是：______________________________。 11．（探究名称）探究水对磁的影响 （提出问题）声波可以穿过空气，也可以穿过水，并且声波在水中要比在空气中传播得快。那么磁呢？水对磁有影响吗？ （进行猜想）宪宪认为水对磁没有影响。 （设计并进行实验）宪宪设计了如图所示的实验： （1）在烧杯底放一枚小铁钉，放松绳子把绑着的磁铁缓慢下放，让磁铁逐渐靠近小铁钉，在小铁钉刚能被吸起的瞬间停止下放，且在绳子末端所对应的支架处用小胶带做好标记（图中A点）。 （2）拉动绳子提起磁铁，把小铁钉从磁铁上取下，准确地放回杯底原位置。 （3）往杯内倒入适量水后，缓慢下放磁铁浸入水中，当 时停止下放。 （4）如果这两次绳子末端所到达的位置不变，则说明 。 （交流与评估）本次探究活动中应用了控制变量法，其中控制不变的因素主要有： ① ； ② ； ③ 。 12．如图所示为玩具小风扇里的小直流电动机。 （1）小明同学将电池接到该直流电动机两端，看到电动机转动起来，电动机的工作原理是：______；小明将电池反向接到电动机两端，看到电动机______（选填：原方向旋转、不转动、反向旋转）。 （2）学习了电磁感应知识后，小明同学想到：“直流电动机线圈转动时也切割了磁感线，那么线圈中是否也会产生感应电流呢？”于是小明将一个小灯泡连在直流电动机两端，用手搓动转轴，发现小灯并未发光。小红同学认为，这说明直流电动机不会产生感应电流。你是否同意小红的看法：______；若小明要继续研究，应该使用什么仪器比较妥当：______。 13．在研究“感应电流的大小与哪些因素有关”的活动中，同学们采用了如图1所示的实验装置：ab是一根导体，通过导线连接在灵敏电流计的两接线柱上。 （1）本实验中，如果观察到　　 我们就认为有感应电流产生。 （2）闭合开关后，若导体不动，磁铁左右水平运动，电路中是否有感应电流？　 　。 （3）改变导体在磁场中的运动速度，测出每次实验时电流表偏转示数的最大值，实验结果记录如表，分析表中数据可以得出：在相同条件下，　　 　。 实验次数 1 2 3 4 5 6 速度（cm/s） 1 2 3 4 5 6 电流（mA） 2.0 4.0 5.9 8.1 10.2 11.8 （4）图2三种设备中，应用电磁感应原理工作的是　 　（填字母） 14． ( 第题图（1） )磁控防盗装置都装有干簧管(如图甲)，千簧管由两个软铁片和玻璃管组成，软铁片的触点在弹力的作用下处于断开状态。当磁体靠近干簧管时，软 铁片触点状态会会发生变化。把条形磁体分别成置在乙图中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个位置时，触点的开合状态和软铁片的极性情况如下表。 磁体位置 竖直放置并靠近 竖直放置并靠近 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 触点状态 闭合 断开 闭合 ？ 软铁片的极性情况 （1）铁片被磁化后，铁片与条形磁体相邻两端的磁极极性关系是 。 （2）当条形磁体水平放置并靠近干簧管时(图乙Ⅳ位置)，干簧管触点状态为 。 ( 第 题 图 (2) )（3）如图丙，门上磁控防盗装置内有一个紧直放置的干簧管，其内部简化电路如图丁。 磁控防盗装置的工作原理是：夜间关上门，闭合开关S，启动防盗报警器，此时报警电铃不响；当盗贼打开门时，干簧管远离磁体，电铃响起。图丁虚线框中四种磁体摆放方式能满足工作要求的有 (选填图中的字母)。 15．小党设计了一个道路限载报警器，原理如图甲，R0 是变阻器，R是压敏电阻，R的电阻大小随压力大小变化关系如图乙，到那个超载车辆通过压敏电阻时，限载报警器。 （1）调试好电路，闭合开关S1和S2，当超载车辆通过时，限载报警器会__________（填“灯亮”“铃响”）。 （2）交通主干道的抗压能力一般比村道路要强得多，若把村道路限载报警器应用到主干道，就要适当调高报警的限载重量，下列操作可行的是__________（填编号） A．把变阻器R0 的滑片适当左移 B．把电源1的电压适当增大 C．把弹簧AB的A端适当左移 D．把电磁铁C适当右移 （3）串联电路总电阻等于各用电器电阻之和，即R=R1+R2，请设计实验证明这个结论 16．小华在探究怎样产生感应电流的实验中，设计了如下图所示的实验装置。 （1）将磁体向右插入螺线管中时，观察到灵敏电流计的指针向右偏转，由此可知： 。 （2）将磁体从螺线管中向左拔出时，会观察到灵敏电流计的指针向 偏转（选填“左”或“右”）。 （3）通过前两步实验，可得出感应电流的方向与 方向有关。 17．乐乐在实验室制作了一个电磁铁，他想研究电磁铁磁性强弱和线圈匝数多少的关系。于是他找来实验器材：一定长度的漆包线（表面涂有绝缘漆的导线），学生电源，两根大小、长度相同的铁芯，滑动变阻器，导线，一定数量的大头针等。 请完成该实验： （1）乙图是乐乐设计的电路图，为了使a．b电磁铁的电流相等，那么虚线框中A．b电磁铁的连接方式是__________。（选填“串联”或“并联”） （2）请根据题意将下列实验方案补充完整： ①用漆包线在a铁芯上绕制10匝线圈，在b铁芯上用同样方法绕制5匝线圈，制成A．b两个电磁铁。根据设计好的电路图，将A．b两个电磁铁与电路连接。 ②闭合开关，移动滑动变阻器（使至少其中一个电磁铁能够吸引起物体），__________，记录数据为n1和n2。 ③断开开关，用漆包线在a铁芯上绕制20匝线圈，在b铁芯上用同样方法绕制10匝线圈，重复步骤②，再记录数据n3和n4。 ④重复实验。若线圈匝数越多，数据n越大，可得实验结论：__________。 ⑤整理器材。与同学分享交流。 18．某同学利用如图所示的实验装置探究什么情况下磁可以生电。 （1）实验时应将电流表、导线ab串联起来组成______回路。  （2）该同学进行以下尝试，能使电流表指针偏转的是______（填字母标号）。 A．导线ab在磁场中静止，换用磁性更强的蹄形磁体 B．导线在磁场中静止，但不用单根导线ab，而用匝数很多的线圈 C．蹄形磁体静止，导线ab从图中所示位置水平向左或水平向右运动 D．蹄形磁体静止，导线ab从图中所示位置竖直向上或竖直向下运动 E．蹄形磁体静止，导线ab从图中所示位置斜向上或斜向下运动  （3）如图所示的实验装置中，将电流表换成______进行触接，还可以探究电动机的工作原理。  19．用如图所示装置进行实验探究，回形针与细线相连，并在空间某点处于静止状态，细线被拉紧，此时回形针受__________个力的作用。当将铁片插入磁铁与回形针之间，回形针将__________（填“自由下落”或“保持静止”）。 20．丹麦科学家奥斯特发现电流的周围存在磁场（图1），法国科学家安培发现两根平行导线通电后有如图2所示的现象（图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况）。 （1）如图1，通电前静止的小磁针南北指向。现要在小磁针上方拉一根直导线，使通电时小磁针会发生明显的偏转，直导线所指的方向应为______________（选填“东西方向”、“南北方向”或“任意方向”）。 （2）图2的实验表明平行通电导线之间有力的作用，若此时改变兵中一根导线的电流方向，你预测会产生的实验现象是_____________________。 （3）安培发现平行通电导线之间相互作用力F的大小可能跟两根导线中的电流I1，I2，导线的长度L，导线之间的距离r有关，有关实验数据如下： 实验次数 L/m I1/A I2/A r/m F/N 1 1 0.2 0.2 0.1 1.0×10-7 2 1 0.1 0.2 0.1 0.5×10-7 3 1.5 0.2 0.2 0.1 1.5×10-7 4 1 0.2 0.2 0.05 2.0×10-7 5 1.5 0.2 0.4 0.1 3.0×10-7 分析表格实验数据，可获得的结论是___________________________________。 2024-2025学年浙教版八年级下册科学-电与磁实验探究专题培优（参考答案） 一、实验探究题 1． （1）感应电流的方向 （2）导体在磁场中做切割磁感线运动 （3）磁场方向 （4）电源 2． （1） 其他条件相同的情况下，温度越高，磁体的磁性越弱 （2） 磁性 吸引 （3） 难以设定报警的具体温度 3． （1）磁场强度 （2）匀速 感应电流的大小与导体切割磁感线的速度有关，当其它条件相同时，导体切割磁感线的速度越快，产生的感应电流越大。（可只写后一句，但只写前一句给1分） 4． （1）一个磁体只可能有两个磁极 （2） 1 （3）小磁针 ; 将小磁针置于磁环周围不同处 ; 多次观察小磁针稳定后两极的指向情况，从而判断出磁环磁极的位置（其他说法只要合理均给分）。 5． （1）将缝衣针沿磁铁的S-N(或N-S 或同一方向)方向摩擦10余次(或多次);(或将条形磁体在缝衣针上沿同一方向摩擦10余次) （2）S 针尖的指向始终为同一个方向是因为受到地磁场的作用 （3）调整指南针的重心位置(调整针尖的位置，使之正好过指南针的重心；其他方法合理均给分) 6． （1） 不能改变电路中电流的大小 滑动变阻器 （2） B 7． （1）导体没有切割磁感线 （2）Q线圈周围的磁场越强，P线圈中的感应电流越大 8． （1）能；切断线圈中的电流；（2）电流（或磁场）；（3）磁场太弱；换用较强的磁场。 9． AB 100Ω 37.5℃-75℃ 10．移动滑动变阻器滑片 吸引铁钉的数目 通过电磁铁线圈中的电流越大，电磁铁磁性越强 线圈匝数越多，电磁铁磁性越强 电磁铁的磁性强弱与线圈内的铁芯大小无关 11．（3）小铁钉刚能被吸起； （4）水对磁的强弱没有影响。 （交流与评估）①同一磁铁；②同一小铁钉；③小铁钉的位置 12．（1）通电线圈在磁场中受到力的作用；反向旋转；（2）不同意；灵敏电流表。 13．（1）灵敏电流计的指针偏转；（2）有；（3）导体切割磁感线的速度越大，产生的感应电流越大；（4）B； 14．（1）互为异名磁极 （2）闭合 （3） ACD 15．（1）铃响 （2） AC （3）用变阻器、变阻箱等效替代接同一电源，控制电流相等或伏安法测定等 16．（1） 电路中产生了电流 （2） 左 （3） 磁体的运动方向 17．（1）串联 （2）②用A．b电磁铁去吸引大头针，等大头针完全吸附住（1分），再分别数出A．b电磁铁所吸引大头针的数量（1分） ④在电流相等时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。（只写线圈匝数和电磁铁磁性有关得1分；只写正相关性，没写“在电流相等时”或“在一定条件下”或“在其他条件相同时”，得1分；写成正比，得1分。） 18．（1）闭合；（2）CE；（3）电源。 19．三 保持静止 20．（1）南北方向； （2）两根导线将会相互排斥（或导线将会想到排斥，学生画图表示也可以）； （3）（在其他条件相同时）平行通电导线之间相互作用力 F 的大小跟两根导线中的电流 I1、 I2，导线的长度 L，导线之间的距离 r 有关。I1、I2 越大，L 越长，F 越大；r 越小，F 越大（或平行通电导线之间相互作用力 F 的大小与 I1、I2、L 成正比，与 r 成反比）。（只答出相互作用力 F 与四个因素有关的给 1 分，能答出 F 与四个因素定性或定量关系的给 2 分） 第 12 页，共 12 页 学科网（北京）股份有限公司 $$