内容正文:
第1章 电与磁(第1~3节)
1.科技馆中机器人取放棋子只用一根“手指”接触棋子表面就可以实现(如图),其奥秘是“手指”内部有电磁铁。下列材料不能用于制作象棋棋子的是( )
A.镍
B.铝
C.铁
D.钴
B
2.如图为四种外形为正方体的强磁铁的磁极分布猜想,其中不合理的是( )
甲 乙 丙 丁
A.如图甲,磁极可能是左右分布
B.如图乙,磁极可能是中间S极两端N极分布
C.如图丙,磁极可能是上下分布
D.如图丁,磁极可能是对角分布
B
3.若假想地磁场是由地球内部一块大磁铁产生的,下列各图能合理描述这块大磁铁的是( )
A B C D
B
4.下列说法错误的是( )
A.磁场是由无数条磁感线组成的
B.磁感线在磁体的外部从磁体N极出发,最后回到S极
C.将条形磁铁分成若干段,每段磁体均有N、S极
D.大头针被磁铁吸引的同时也被磁化成小磁体
A
5.甲、乙为不同条形磁铁的两个磁极,弧线是部分未标方向的磁感线,如图所示。根据图中小磁针静止时的指向判断甲、乙的磁极,下列描述正确的是( )
A .甲、乙都是N极
B.甲、乙都是S极
C.甲是N极,乙是S极
D.甲是S极,乙是N极
B
6.如图所示为课本中的一个实验:“把一段通电导线弯成圆环,形成环形电流,让圆环导线穿过一块与圆环平面垂直的平板。利用铁粉观察它周围的磁场分布。”如果导线内电流方向如箭头所示,当置于平板上A点的磁针(黑色端为N极)静止时,下列图中磁针指向正确的是( )
A B
C D
A
7.如图是某同学发明的“铁皮自动分开装置”。将强磁铁靠近一叠铁皮,被磁化后的铁皮会自动分开。铁皮分开的原因是( )
A.同名磁极相互吸引
B.异名磁极相互吸引
C.同名磁极相互排斥
D.异名磁极相互排斥
C
8.用一块条形磁体的N极沿同一方向摩擦一枚粗缝衣针若干次,使缝衣针磁化,如图甲。然后把这枚缝衣针用细线悬挂起来,如图乙。下列说法中正确的是( )
A.缝衣针磁化后,针尖部分是S极
B.缝衣针停止运动后,针尖指向南方
C.缝衣针停止运动后,针尖指向北方
D.缝衣针停止运动后,针尖指向不确定
C
9.有甲、乙两根完全相同的条形磁体,它们的一端都吸引着相同的铁钉。保持甲静止,让乙的N极慢慢靠近并最终接触甲的S极,则最后出现的现象是( )
A.两根铁钉都会掉落
B.两根铁钉都不会掉落
C.磁铁甲的铁钉会掉落
D.磁铁乙的铁钉会掉落
A
10.小明同学在“制作、研究电磁铁”的过程中,使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验,如图所示,下列说法正确的是( )
A.若将两电磁铁上部靠近,会相互吸引
B.电磁铁能吸引的大头针越多,表明它的磁性越强
C.B线圈的匝数多,通过B线圈的电流小于通过A线圈的电流
D.要使电磁铁磁性增强,应将滑片P向右移动
B
11.有甲、乙两根形状完全相同的钢棒,当甲的一端靠近乙的一端时,乙转动起来,则可判断( )
A.甲、乙都一定有磁性
B.甲、乙都可能有磁性
C.一定是甲棒有磁性,乙棒无磁性
D.一定是乙棒有磁性,甲棒无磁性
B
12.如图所示,在电路中滑动变阻器滑片P逐渐向左适当移动的过程中,条形磁铁仍保持静止,在此过程中下列说法正确的是( )
A.电磁铁磁性逐渐增强
B.电磁铁左端为S极
C.条形磁铁受到的摩擦力向左
D.条形磁铁与电磁铁相互吸引
A
13.图甲是某科学兴趣小组制作的“磁浮地球仪”。在地球仪中装入条形磁铁,底座中的电磁铁就能使它稳定地“漂浮”在空中,其工作原理如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.电源的左端为正极
B.该磁浮地球仪的原理是同名磁极互相吸引
C.向左移动滑片P可增加地球仪“漂浮”的高度
D.增加电磁铁的线圈匝数可降低地球仪“漂浮”的高度
A
14.小明设计了一款“智能门禁”,能检测体温并进行人脸识别。工作原理为:①若体温正常开关S1闭合,人脸识别成功开关S2闭合,电动机工作(门打开),警示灯不亮;②若体温异常S1不闭合,人脸识别成功S2闭合,电动机不工作且警示灯亮起;③不管体温是否正常,若人脸识别失败S2不闭合,电动机不工作且警示灯不亮。如图所示电路设计符合要求的是( )
A B C D
B
15.小张家所在的住宅区每栋单元的楼梯口都安装了防盗门,其门锁原理图如图所示,图中只画出了其中一家住户的控制开关S。该门锁的工作过程是:楼上的人闭合控制开关S,门锁上的电磁铁通电后吸引卡入右侧门扣中的衔铁,门可打开。关于该门锁,下列说法中正确的是( )
A.该门锁利用了电流的磁效应原理来工作的
B.电流周围的磁场是假想的物理模型
C.闭合开关S后,电磁铁的右端为N极
D.该单元的各住户控制门锁的开关是串联的
A
16.如图所示,是一款磁吸式数据线,线体可以和不同型号的磁性充电头吸附对接,达到一线多头的使用效果。线体和充电头磁性吸附的原理是_______________
____________;指南针能够指南北,是因为指南针受到了________________。
异名磁极相互
吸引
地磁场的作用
17.如图甲所示,一根条形磁铁摔断成两段,取右边的一段靠近小磁针,若小磁针静止时的指向如图乙所示,则乙图中裂纹处的磁极是________极。若把这两段磁铁沿裂纹吻合放在一起(如图甲),则这两段会相互________(填“吸引”或“排斥”)。
N
吸引
18.兴趣小组利用热传感器设计一款高温报警电路,要求闭合开关后,当环境温度过高时,电磁铁的磁性增强,电铃会被接通发出报警声。电磁铁通电时,它的上端是_______极,热传感器应接在电路中的_______位置,电铃应接在电路中的_______位置。(后两空均填“a”“b”或“c”)
N
c
b
19.1820年,丹麦物理学家奥斯特通过实验首次证实电和磁之间的联系。小舟用图甲所示装置来模仿该实验。
(1)实验中得到通电直导线周围存在磁场的结论,那么他观察到的现象是_________
__________________。
(2)早先电话听筒的结构如图乙所示,当变化的电流通过线圈时,电磁铁的______强弱发生变化,对薄铁片产生变化的吸引力,从而使薄铁片振动不同而发出不同的声音,这样就可以听到对方的讲话了。
小磁针
会发生偏转
磁性
20.我们试着做一个游戏:将磁铁M固定在铁块C上。用手将一元硬币B1、B2叠在一起,竖立在磁铁上端,如将手指稍稍松开一小段距离。将观察到的现象是两个硬币的上端将________(填“合拢”或“分开”)。这是因为硬币被磁化,且两个硬币的上端________(填“异”或“同”)名。
分开
同
21.医生对病人进行脑部手术时,需要将病人体温降至合适的温度。准备手术之前,病人的心肺功能开始由心肺机取代。心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏搏动,推动血液循环。如图所示,将线圈ab缠绕并固定在活塞一端,利用其与固定磁铁之间的相对运动,带动电动泵中的活塞,使血液定向流动;阀门K1、K2都只能单向开启,反向则封闭管路。当线圈中的电流从a流向b时,线圈的左端为N极,活塞将向______运动,“动力泵”处于________(填“抽血”或“送血”)状态。
右
送血
22.梅雨季节,空气潮湿,路面湿滑,为保证师生通行安全,好学的英英同学设计了如图乙警示灯的模拟电路。
(1)在电路中串联一个湿敏电阻,当湿度变大,电流高达一定程度时警示灯才发光,因此应选择图甲中的_______(填“R1”或“R2”)作为湿敏电阻。
(2)为了提高警示效果,要求警示灯能亮暗闪烁,湿敏电阻应连接在图乙的______
(填“A”或“B”)位置。
R2
B
23.磁铁具有吸引铁、钴、镍等物质的性质,小蕊和小昌同学想探究磁体对回形针的吸引力的大小与放入它们之间物体的哪些因素有关,请你参与探究并解决一些问题。
(1)如图1所示,保持磁体和纸片间的距离一定,在纸片上放入不同的物体时,通过比较纸片下面能吸附的回形针数量,显示磁体对回形针吸引力的大小。回形针的放置有图2中的甲、乙两种方法,依据____________的原理,回形针在磁场中某点受到的吸引力等于它的重力,应选择图2中______的方法。
二力平衡
乙
(2)选择正确的方法后,他们在纸片上分别放入形状、面积和厚度相同,材料不同的铁板、铝板等,观察能吸引的回形针个数,多次实验后将数据记录在下表中。
①分析数据,可以得出,在其他条件相同时,放入铁板或镍板,吸引回形针的数量较少(或明显减少),说明铁板和镍板对吸引力的影响________,即对磁性屏蔽效果明显。
②铁、镍、铝都是导体,而铝对磁性屏蔽效果不明显,原因可能是___________。
较大
铝不能被磁化
磁体与纸片之间放入的物体 不放物体 铁板 镍板 铝板 陶瓷板 玻璃板 塑料板
吸引回形针数量/个 4 1 1 3 3 3 3
24.如图所示的奥斯特实验中,闭合开关,原来静止的小磁针发生了偏转。造成小磁针偏转的原因是什么呢?
猜想一:可能是通电后导线产生的热量使空气对流引起。
猜想二:可能是通电后导线周围产生了磁场引起。
(1)小柯看到小磁针偏转,认为它一定受到力的作用,他判断的理由是___________
___________________________。
(2)为了验证猜想一,下列方案可行的是________(可能不止一个正确选项)。
①将整个装置放在玻璃箱中进行实验
②将小磁针罩在烧杯中,导线置于烧杯上方并平行于小磁针进行实验
③改变导线中的电流方向
(3)如果实验中小磁针偏转不明显,请提供一条改进的建议_____________________
_______________________________________。
力是改变
物体运动状态的原因
②③
增大导线中的电流(或
增加干电池的节数、用多根直导线等)
25.小曙用条形磁体、大号钢质缝衣针、硬卡纸、橡皮、大头针制作简易指南针,制作过程如下:
①取2枚大号钢质缝衣针,“__?__”,使缝衣针磁化。
②将1张硬卡纸折成直角,将2枚被磁化的缝衣针对称地穿在硬卡纸两侧,用1块橡皮和1枚大头针做成支座,将插有缝衣针的硬卡纸支起。
③确定简易指南针能否指示南北方向。
④在老师的指导下,小曙针对自制指南针设计了评价量表。
(1)请将①中的实验步骤“?”补充完整:___________________________________
____________________________________________________________________。
将缝衣针沿磁体的S-N(或N-S或同
一)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)
①取2枚大号钢质缝衣针,“__?__”,使缝衣针磁化。
②将1张硬卡纸折成直角,将2枚被磁化的缝衣针对称地穿在硬卡纸两侧,用1块橡皮和1枚大头针做成支座,将插有缝衣针的硬卡纸支起。
③确定简易指南针能否指示南北方向。
④在老师的指导下,小曙针对自制指南针设计了评价量表。
(2)将条形磁体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。多次将静止的自制指南针转动,针尖静止后始终指向同一个方向,原因是__________________。
S
受到地磁场的作用
①取2枚大号钢质缝衣针,“__?__”,使缝衣针磁化。
②将1张硬卡纸折成直角,将2枚被磁化的缝衣针对称地穿在硬卡纸两侧,用1块橡皮和1枚大头针做成支座,将插有缝衣针的硬卡纸支起。
③确定简易指南针能否指示南北方向。
(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:_______________________________________
________________________________________________________________。
调整硬卡纸的重心位置(或调整大头针针尖
的位置,使之正好过硬卡纸的重心)(其他方法合理均给分)
“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
26.某小组在探究“通电螺线管磁性强弱与哪些因素有关”的实验中,设计了如图所示电路,并进行了实验,当螺线管通电时会对磁铁产生力的作用,使指针绕O点转动,记录指针A所指的刻度值大小,实验结果如下表。
(1)进行1、2、3实验控制不变的变量是____________,从而探究________________
__________________的关系。
线圈匝数
通电螺线管磁性
强弱与电流大小
线圈接线点 接线柱1 接线柱2 接线柱3
实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9
电流(安) 0.8 1.2 1.6 0.8 1.2 1.6 0.8 1.2 1.6
指针A所指的刻度值大小 0.8 1.2 1.6 0.6 0.9 1.2 0.4 0.6 0.8
(2)实验中,他们将开关S从1换到2上时,调节变阻器的滑片P,再次观察电流表示数及指针A所指的刻度值大小,此时调节滑动变阻器是为了________________。
(3)写出能使指针反向偏转的具体措施:_________________________(写出一条即可)。
保证电流不变
把电源的正负极调换一下
线圈接线点 接线柱1 接线柱2 接线柱3
实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9
电流(安) 0.8 1.2 1.6 0.8 1.2 1.6 0.8 1.2 1.6
指针A所指的刻度值大小 0.8 1.2 1.6 0.6 0.9 1.2 0.4 0.6 0.8
27.如图甲所示是某控制电路的实验原理图,其中干簧管的内部构造如图乙所示。当开关S闭合后,通电螺线管具有磁性,且上端为______(填“N”或“S”)极,干簧管中的软铁簧片被________带上磁性,由于______________________,两块软铁簧片的触点接触,使电路接通,灯泡亮起。
N
磁化
异名磁极相互吸引
28.科学技术的发展,离不开科学家不断地努力探索。
(1)1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了________________,即通电导线周围存在磁场。
(2)1822年,法国物理学家阿拉戈和吕萨克发现:当电流通过绕在铁块上的导线时,铁块被磁化。在若干年后,英国发明家威廉·斯特金在前面三位科学家的基础上,发明了电磁铁。
电流的磁效应
(3)约200年后的今天,“趣味科学”拓展课上的同学们以小组合作的方式,连接了一套电磁学装置(其电路图如图所示):已知R1<R2,甲、乙是两枚相同的电磁铁。
①该装置可用来探究电磁铁的磁性强弱与________大小的关系。
②甲、乙电磁铁的线圈匝数必须相同,否则得出的结论不严谨,原因是_________
_____________。
电流
存在两
个变量
AB
29.某学习小组设计了一个孵化器的恒温装置,图甲为热敏电阻R、滑动变阻器R1和继电器等组成的恒温箱简单温控电路。为继电器线圈供电的电池的电压为6 V,图中的“电源”是恒温加热箱的电源,继电器线圈的电阻为100 Ω。当线圈中电流大于或等于20 mA时,继电器的衔铁被吸合,图乙为热敏电阻的R-t图像。
(1)恒温箱的加热器应接在________端(填“AB”或“CD”)。
(2)孵化小鸡时,恒温箱的温度设定为40 ℃,则滑动变阻器R1应取多大阻值?
(3)因为不同孵化时期所需要的孵化温度略有不同,当滑动变阻器的滑片向左滑动时,其目的是将孵化温度________(填“升高”或“降低”)。
降低
30.某校项目化小组同学设计并制作了一个电子加热垫(图甲),用于冬天时给杯子加热,它的内部电路如图乙。其中,R1是热敏电阻,它的阻值会随温度的升高而减小;R2是定值电阻,当有电流通过时会产生热量;L是指示灯,S为定时开关,连续工作8小时后会自动断开,1为动触点,2、3、4是静触点。若水温低于70 ℃,只有R2工作,加热垫处于加热状态;温度超过70 ℃时,指示灯L发光,提示液体温度较高注意烫手,但仍持续加热。已知R2=8 Ω,指示灯L的电阻为30 Ω。工作电路电压为12 V,线圈电阻忽略不计。
(1)当液体温度低于70 ℃时,动触点1与静触点_________相连。
2
(2)当液体温度超过70 ℃时,工作电路中的总电流是多大?
(3)同学们发现温度超过60 ℃时,加热垫上的杯子就已经很烫手,出于安全考虑,同学们希望温度达到60 ℃时就能使指示灯发光,以下方案可行的是_______。
A.增大控制电路的电源电压
B.增大工作电路的电源电压
C.增大电磁铁的线圈匝数
D.减小R2的阻值
E.增大衔铁与电磁铁间的距离
AC
解:由图乙可知,恒温箱的温度设定为40 ℃时,热敏电阻R的阻值为90 Ω,由欧姆定律得,控制电路的总电阻:R总= eq \f(U,I) = eq \f(6 V,0.02 A) =300 Ω,
由串联电路的电阻规律得,此时滑动变阻器R1的阻值:
R1=R总-R-R线圈=300 Ω-90 Ω-100 Ω=110 Ω。
解:温度超过70 ℃时,指示灯L发光,提示液体温度较高注意烫手,但仍持续加热,说明工作电路中灯泡和定值电阻R2并联接入电路,并联电路各支路两端的电压相等,根据欧姆定律可得通过灯泡的电流:IL= eq \f(U,RL) = eq \f(12 V,30 Ω) =0.4 A,
通过定值电阻的电流:I2= eq \f(U,R2) = eq \f(12 V,8 Ω) =1.5 A,
并联电路干路电流等于各支路电流之和,则工作电路中的总电流:
I=IL+I2=0.4 A+1.5 A=1.9 A。
$$