内容正文:
第十六章磁场电磁铁
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.我国是世界上最早使用指南针的国家,东汉学者王充在《论衡》中记载到:“司南之杓,投之于地,其柢指南”。那么,司南的“柢”相当于磁体的( )
A.S极 B.N极 C.可能S极 D.可能N极
2.发现“地磁的南北极与地理的南北极存在磁偏角”的科学家是( )
A.沈括 B.牛顿 C.奥斯特 D.伽利略
3.关于磁场,下列说法中正确的是( )
A.将小磁针放在某一空间,若小磁针偏离南北方向,说明这个空间存在磁场
B.磁极间的相互作用不都是通过磁场发生的
C.磁感线是磁场中真实存在的一些曲线
D.磁体的磁感线从磁体N极出来,回到磁体S极
4.科技馆中的机器人只用一根“手指”接触棋子表面就可以取放棋子(如图),其奥秘是“手指”内部有电磁铁。下列材料不能用于制作棋子的是( )
A.镍 B.铜 C.铁 D.钴
5.下列用品中使用了磁性材料的是( )
A.银行储蓄卡 B.天平
C.VCD光碟 D.粘在墙上的塑料挂衣钩
6.已知图甲中的装置是通电螺线管,右侧放有小磁针(N极指向如图甲所示);图乙中的装置是条形磁铁。两个装置上方均有一根垂直于纸面的导线,它是闭合电路的一部分,导线均以速度v按箭头方向做切割磁感线运动。下列说法正确的是( )
A.两幅图中产生的感应电流的方向相同
B.两幅图中产生的感应电流的方向相反
C.两幅图中都不能产生感应电流
D.导体做切割磁感线运动时电能转化为机械能
7.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,玻璃管两端分别封入一段金属丝,电源的两极分别和金属丝相连,当温度达到设定值,电铃报警。下列说法中正确的是( )
A.若将温度计上端的金属丝向下调整,则报警温度将升高
B.电铃工作时,电磁铁a端为N极
C.电磁铁的工作原理是电流的磁效应
D.温度升高到80℃时,电铃报警
8.如图所示,当滑动变阻器的滑片P向A端移动时,图中电磁铁的( )
A.甲端是S极,磁性增强 B.甲端是N极,磁性不变
C.乙端是N极,磁性减弱 D.乙端是S极,磁性减弱
9.用一根钢棒靠近小磁针的某一极,结果小磁针被钢棒吸引,由此可以确定( )
A.钢棒原来一定有磁性 B.钢棒原来一定没有磁性
C.钢棒原来不一定有磁性 D.以上说法都不正确
10.如图所示,将大的条形磁铁中间挖去一块,放入一个可以自由转动的小磁针。当小磁针静止时,它的N极应指向( )
A.左边a B.右边c
C.上边b或下边d D.不能确定
二、填空题
11.磁感线
(1)概念:为了形象地描述磁场,人们就把铁屑在磁场中的排列情况,用一些带箭头的曲线来表示,这样的曲线叫作 ;
(2)方向:在磁体的外部,磁感线总是从磁体的 出发,最后回到 ;
(3)特点:
① 真实存在的,是为了形象地描述磁场而画出的一些 的曲线;
②是闭合的曲线,且任意两条磁感线 相交;
③ 表示磁场的强弱,磁体两极处磁感线最 ,表示磁体两极处磁性最强。
12.小明学习完电磁铁之后,自己动手组装了一套如图所示的装置,不同的是在线圈部分不是常规导线,而是涂有绝缘层的钨丝,闭合开关后,电流表示数为0.5A,弹簧测力计示数 (选填“变大”或“变小”),最终保持0.4N不变。保持开关处于闭合状态几分钟,小明发现电流表示数发生了变化,于是他移动滑动变阻器滑片使电流表示数仍为0.5A,发现弹簧测力计示数没有回升到0.4N,可能的原因是 。
13.如图甲所示,将小铁钉靠近磁铁N极,小铁钉被吸引。如图乙所示,给磁铁加热一段时间后,小铁钉会掉落,表明磁铁的磁性可能与 有关。利用这种方法,使磁铁的磁性减弱甚至消失的过程称为 。
14.如图所示是一种水位自动报警器的原理图,容器中装有盐水,水位到达A时, (选填“”或者“”)灯亮,说明盐水是 (选填“导体”或者“绝缘体”)。在工作电路中,电磁继电器是一种 (选填“用电器”或“开关”)。
15.有A、B、C三个物体,当A、B靠近时相互排斥,B、C靠近时相互吸引。上述现象如果是由它们可能具有磁性导致的,那么 一定具有磁性;上述现象如果是由它们可能带有电荷导致的、那么 可能带电。
三、实验题
16.在项目化学习中,兴趣小组用条形磁体、大号缝衣针、硬纸板、按扣、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,分别将条形磁体沿同一方向摩擦10余次(如图甲),使缝衣针磁化。
②用硬纸板和大头针制作指南针的底座,使缝衣针穿过按扣的两孔,放在底座的针尖上(如图乙)。
③确定简易指南针能否指向南北方向。
④在老师的指导下,针对制作指南针的科学性设计了评价表。
“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
___________
不能指示南北方向,能保持水平平衡
不能指示南北方向,不能保持水平平衡
(1)按扣选塑料不选铁质的原因是 ,不会对实验造成干扰。
(2)在不添加器材的情况下,若要确定简易指南针能否指示南北方向,应如何操作: 。
(3)请你完成指标二中优秀的评价标准: 。
四、综合题
17.了解电报机的历史和原理
(1)1837年, 发明了第一台电报机,所以发电报最早用的是 。发收电报要经过“ →发送→接收→解码”的过程。
(2)如图是一台早期的有线电报机的模型,你能说出它的基本构造和通信原理吗?电磁铁在这里起到什么作用?
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《第十六章磁场电磁铁》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
A
A
B
A
A
C
C
C
A
1.A
【详解】司南是用天然磁石磨制成的勺子,其实质就是一块磁铁,“其柢指南”,静止时指向南方的是南极,用S表示,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.A
【详解】在物理学史上,沈括发现地磁场的南北极和地理南北极并没有完全重合,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
3.A
【详解】A.地球本身是一个大磁体,周围存在地磁场,小磁针在地球磁场的作用下会指示南北方向。若将小磁针放在某一空间,小磁针偏离南北方向,说明小磁针受到了除地磁场之外其他磁场的作用,即这个空间存在磁场,故A正确;
B.磁场是一种看不见、摸不着的特殊物质,磁极间的相互作用是通过磁场发生的。磁体周围存在磁场,当两个磁体靠近时,它们的磁场相互作用,从而产生了力的作用,所以磁极间的相互作用都是通过磁场发生的,故B错误;
C.磁感线是为了形象地描述磁场而引入的假想曲线,并不是真实存在的。它是人们为了方便研究磁场而人为画出的,用来表示磁场的方向和强弱等信息,故C错误;
D.在磁体外部,磁感线是从磁体的N极出来,回到磁体的S极;而在磁体内部,磁感线是从S极到N极,形成一个闭合的曲线,该选项没有说明是磁体外部,表述不完整,故D错误。
故选A。
4.B
【详解】机器人的“手指”内部有电磁铁,通电时能吸引棋子,则制作棋子的材料应该是磁性材料,主要是铁、钴、镍类物质,不包括铜,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
5.A
【详解】A.银行储蓄卡使用的是磁性材料,故A符合题意;
B.天平是称量物体质量的工具,没有使用磁性材料,故B不符合题意;
C.VCD光碟是利用光来进行工作的,它在光驱中利用激光头发出的光来读取信息,故C不符合题意;
D.挂衣钩是利用大气压来进行工作的,大气压将挂衣钩压在墙壁或光滑物体上,可以挂一些物体,没有使用磁性材料,故D不符合题意。
故选A。
6.A
【详解】ABC.两图中导线均是闭合电路的一部分,且都以速度v按箭头方向做切割磁感线运动。
对图甲,根据右手定则:伸开右手,让磁感线(从左向右)从掌心进入,拇指指向导线运动方向(与箭头方向一致),此时四指所指的方向就是图甲中感应电流的方向。
对图乙,同样根据右手定则:磁感线方向(从左向右)与图甲相同,导线运动方向(与箭头方向一致)也与图甲相同,所以四指所指的感应电流方向与图甲相同,故A正确,B、C错误;
D.导体做切割磁感线运动产生感应电流时是导体的机械能转化为电能,而不是电能转化为机械能,故D错误。
故选A。
7.C
【详解】A.若将温度计上端的金属丝向下调整,金属丝所处的温度值会变小,则报警温度将降低,故A错误;
B.当电铃工作时,电流从电磁铁的左端流入,右端流出,由安培定则可知,电磁铁的a端为S极,故B错误;
C.电磁铁的核心部件是通电螺线管,其工作原理是电流的磁效应,故C正确;
D.由图可知,温度计的分度值为2℃,金属丝与温度计74℃刻度线对齐,所以温度升高到74℃时,水银柱与上方金属丝连通,使左侧形成通路,电磁铁中有电流通过,电磁铁吸引衔铁,使触点接触,右侧电路接通,电铃发出报警信号。不是温度升高到80℃时,电铃才报警,故D错误。
故选C。
8.C
【详解】由于电源的下端为正极,上端为负极,所以电磁铁中的电流方向是从右端流入左端流出,结合线圈绕向利用安培定则可以确定电磁铁的甲端为S极,乙端为N极;当滑片向A端移动时,滑动变阻器中接入电阻变大,则电流变小,故电磁铁的磁性减弱,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
9.C
【详解】小磁针是一个磁体,它具有磁性,能够吸引铁、钴、镍等物质,钢棒如果没有磁性,也能被小磁针吸引;如果钢棒有磁性,则它的一端接近小磁针的异名磁极时,也能相互吸引。所以这根钢棒原来不一定有磁性。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选 C。
10.A
【详解】条形磁铁内部磁感线从S极指向N极,所以图示磁铁内部的磁场方向是从c到a,而小磁针静止时N极的指向与磁场方向一致,所以N极指向左边a,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
11.(1)磁感线
(2) N极 S极
(3) 不是 假想 不 疏密程度 密
【详解】(1)为了形象地描述磁场,用一些带箭头的曲线来表示,这样的曲线叫作磁感线。
(2)[1][2]在磁体的外部,磁感线总是从磁体的N极(北极) 出发,最后回到S极(南极)。
(3)[1][2][3][4][5] 磁感线不是真实存在的,是为了形象地描述磁场而画出的一些假想的曲线。其是闭合的曲线,且任意两条磁感线不会相交。磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁体两极处磁感线最密,表示磁体两极处磁性最强。
12. 变大 见解析
【详解】[1]由图可知,闭合开关后,线圈获得磁性会吸引薄铁片,使弹簧测力计的示数变大。
[2]线圈材质是钨丝,其电阻随温度升高而变大,因此几分钟后电流表示数会变小。虽然调节滑动变阻器使电流恢复为0.5A,由于温度升高会使电磁铁的磁性强弱发生改变,所以弹簧测力计示数没有回升到0.4N。
13. 温度 去磁
【详解】[1][2]给磁铁加热一段时间后,小铁钉会掉落,表明磁铁的磁性减弱,甚至消失,说明磁铁的磁性可能与温度有关,利用这种方法,使磁铁的磁性减弱甚至消失的过程称为去磁。
14. 导体 开关
【详解】[1]图示中,水位未达到A点时,控制电路断开,电磁铁无磁性,衔铁向上接通L1灯,L1亮;水位达到A点时,则控制电路通路,电磁铁有电流通过,产生磁性,将衔铁吸下,工作电路的L2接通,发光。
[2]水位达到A点时,电路通路,说明盐水能导电,是导体。
[3]在工作电路中,电磁继电器是一种开关,通过电磁铁磁性的有无,控制工作电路两灯的工作。
15. A、B C
【详解】[1]异名磁极相互吸引,同名磁极相互排斥,带有磁性的物体可以吸引铁钴镍等物质,当A、B靠近时相互排斥,说明A、B磁极为同名磁极,A、B一定具有磁性,B、C靠近时相互吸引,B具有磁性,C可能带有磁性,异名磁极而相互吸引,C也可能是铁钴镍等物质被带有磁性的B吸引,所以A、B一定具有磁性。
[2]异种电荷相互吸引,同种电荷相互排斥,带电体可以吸引轻小物体,当A、B靠近时相互排斥,说明A、B一定带同种电荷;B、C靠近时相互吸引,B带有电荷,C也可能带有异种电荷被吸引,也可能是因为带电体可以吸引轻小物体的性质被吸引,所以C可能带电。
16.(1)铁质按扣容易被磁化,会干扰缝衣针磁化后的指向,影响指南针的准确性,而塑料不会被磁化
(2)可以多次转动简易指南针,待简易指南针静止时观察简易指南针的指向,重复观察,以确保结果的准确性
(3)能准确指示南北方向,能保持水平平衡
【详解】(1)铁质按扣容易被磁化,磁化后变成一个新的磁体,会干扰缝衣针磁化后的指向,影响指南针的准确性,而塑料不会被磁化。
(2)指南针能够指示南北是因为受到了地磁场的作用,无论怎样放置指南针,指针静止后都会指示南北方向,所以可以先将简易指南针的指针指示东西方向,然后放手,看静止后的简易指南针能否指示南北方向。为了实验结果的准确性,可以进行多次实验,重复去观察。
(3)结合 “合格”“待改进” 的标准(围绕 “指示南北方向” 和 “水平平衡”),“优秀” 的标准应更完善:能准确指示南北方向,且能保持水平平衡(既保证指向性,又保证结构的稳定平衡)。
17.(1) 莫尔斯 莫尔斯电码 编码
(2)见解析
【详解】(1)[1][2][3]1837年第一台实用的电报机是由美国人塞缪尔·莫尔斯发明的,因此发电报最早使用的是他发明的莫尔斯电码,这个过程可以完整地概括为编码→发送→接收→解码。
(2)由图可知,有线电报机主要由发报机和收报机组成,发报机的按键开关闭合时,有电流通过电磁铁,电磁铁吸引衔铁,使得铅笔芯与纸带接触,会在纸带上留下痕迹,由此可知,电磁铁相当于一个开关。
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