内容正文:
电和磁
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.直流电动机中换向器的作用是( )
A.当线圈在磁场内转动时,每转动一周,换向器改变一次线圈中的电流方向
B.当线圈在磁场中转动时,换向器可随时改变线圈中的电流方向
C.每当线圈刚转过平衡位置时,换向器就能自动改变线圈中的电流方向
D.没有换向器,直流电动机也可以工作
2.用电磁继电器控制高电压、强电流的开关,其主要优点是
A.节约用电 B.安全用电
C.保护用电器 D.操作简单
3.如图所示,两根绝缘细线悬挂着的导体,放在U形磁铁中央,两端连接着导线。若要探究电动机的工作原理,虚线方框中接入的实验器材是( )
A.电源 B.电压表
C.灵敏电流计 D.滑动变阻器
4.由如图所示四个电磁实验的结论,能揭示电动机工作原理的是( )
A. B.
C. D.
5.图中,a表示垂直于纸面的一根导体,并且是闭合电路的一部分,它在磁场中沿如图中箭头所示的方向运动时,不会产生感应电流的是( )
A. B. C. D.
6.一种自动水位显示器的原理图如图所示,对于该自动水位显示器说法正确的是( )
A.水位上升到B时,电磁铁断电,绿灯亮报警
B.水位上升到B时,电磁铁通电,红灯亮报警
C.水位下降到A时,电磁铁断电,红灯亮报警
D.水位下降到A时,电磁铁通电,绿灯亮报警
7.小华在综合实践中自制的简易电动机示意图如图所示。矩形线圈由漆包线绕制而成,漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出,并作为线圈的转轴。将线圈架在两个金属支架之间,线圈平面位于竖直面内,永磁铁置于线圈正下方。为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来,则小华应将( )
A.只要是闭合回路,线圈就会连续转动
B.电池的正、负极对调一下
C.左侧转轴绝缘漆全部刮掉,右侧转轴绝缘漆只刮去上半部分
D.左、右转轴绝缘漆全部刮掉
8.在电磁感应现象中,下列做法能改变感应电流方向的是
A.改变磁场的方向 B.改变导体的长度 C.加快导体的运动速度. D.换用磁性更强的磁铁
9.在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,小华用电池(电压一定)、滑动变阻器、数量足够的大头针、铁钉及足够长的漆包线为主要器材,制作了简易电磁铁甲和乙,并将它们连成如图所示的电路( )
A.当滑片向右移动时,两电磁铁吸引的大头针的个数将增多
B.由安培定则可知,甲铁钉的下端为S极
C.电炉子也属于电磁铁的应用
D.实验发现被电磁铁吸引的大头针下端是分散的,其原因是同名磁极互相排斥
10.同学们用手摇发电机让小灯泡发光,发现摇得快电灯就亮。反之,电灯就暗。根据这一现象,下列科学问题中最有探究价值且易于探究的是( )
A.与发电机相连的灯泡亮度为什么有时亮有时暗
B.与发电机相连的灯泡的亮度与哪些因素有关系
C.发电机产生感应电流的大小与哪些因素有关系
D.发电机产生感应电流大小与转子转速有何关系
二、填空题
11.如图为人们所喜爱的电动自行车,它具有轻便、节能、环保等特点。只要将图中车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下,车子就通电了。给电动车充电时,电瓶相当于 (电源/用电器),正常行驶时,电动车将 能转化为 能。
12.沈括在《梦溪笔谈》中描述的“缕悬法”指南针,将缕丝的一端用蜡粘在磁针腰部,另一端系在木架上,磁针下放一个标有方位的圆盘,静止时磁针针尖便指向南方,则针尖是磁针的 极,它所指的方向是地磁 极。磁针能指示南北,是因为磁针受到 的作用。
13.如图所示,线圈用漆包线绕制,线圈一端导线的绝缘漆被完全刮去,另一端被刮去一半。闭合开关,因磁场对通电导线 (选填“有”或“无”)力的作用,通电线圈 (选填“能”或“不能”)发生转动;改变通过线圈的电流方向或磁场方向,线圈的 方向会随着改变。
14.如图甲所示,在通电直导线正下方小磁针的S极向纸外偏转,说明通电导线周围存在 ,如图乙所示,大量电子沿着水平方向由左到右飞过磁针正上方,则小磁针的S极向纸 (填“外”或“内”)偏转,你判断的依据是: 。
15.如图所示,闭合开关,小磁针静止时N极指向螺线管的左侧,则螺线管的右端是 极,电源的右端是 极。
三、实验题
16.小明用图示装置探究产生感应电流的条件。
(1)实验中通过观察 来判断电路中是否有感应电流,这运用了 法;
(2)导体AB静止悬挂,闭合开关,灵敏电流计的指针 (选填“会”或“不会”)偏转,可见电路中 (选填“有”或“没有”)感应电流产生;
(3)继续探究,记录观察到的现象如下表:
实验次序
导体AB的运动方向
灵敏电流计指针偏转情况
1
竖直向上或向下
不偏转
2
水平向左
向右偏转
3
水平向右
向左偏转
①比较1、2(或1、3)两次实验现象可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时,电路中就会产生感应电流;
②比较2、3两次实验现象还发现,产生的感应电流的方向跟 有关;
③将第3次实验中蹄形磁体的磁极对调,导体AB仍然水平向右切割磁感线,发现灵敏电流计的指针向右偏转,这说明感应电流的方向还跟 有关;
④若在整理器材时未断开开关,先水平向左撤去蹄形磁体(导体AB不动),则灵敏电流计的指针 (选填“会”或“不会”)偏转;
(4)导体在磁场中运动产生感应电流的过程中,将 能转化为 能。
四、综合题
17.将表面有金属镀层的磁铁吸在干电池的负极,将一根硬铜线折成导线框abcd搭在干电池的正极和磁铁上(如图),导线框abcd就会以干电池为轴转动起来.
(1)图中4条弧线为磁感线,请在磁感线p上用箭头标出其方向.
( )
(2)导线框能转动起来的原理是 .
(3)转动过程中,导线ab与导线cd受到的力的方向 (选填“相同”或“相反”)
(4)如果将磁铁的N、S极对调,导线框将 .
A、没有任何变化. B、转动方向与原来相反. C、停止转动
(5)通电时间稍长,干电池会明显发热,原因是 .
18.中国现代四大发明之一“共享单车”
目前,全球最大的智能共享单车平台摩拜单车再出“黑科技”,携手百度云升级打造摩拜单车智能推荐停车点,通过精确定位算法迅速准确地定位单车停放位置及状态,进一步提升摩拜对车辆的管控能力,让用户更方便快捷有序取放车辆,引导“文明停车、绿色出行”的风尚.据悉,目前摩拜单车的首块智能已经落户在北京百度大厦的园区周边.并且对于智能推荐停车点的投入使用也正在甄选地点.摩拜方面介绍称,智能推荐停车点是当单车停入停车区域后,智能系统能迅速感到到单车入,立即采集相关数据,并将数据上传至百度云的物联网平台,通过精确算法迅速准确地定位单车.同时,通过多种物联网功能对智能停车系统中各个设备进行在线管理.在未来,摩拜单车将在全国范围内与更多城市规划部门、社区、企业合作伙伴共同建设智能推荐停车点,并对合规停放的用户进行奖励,让这个“黑科技”小橙车做到引导“文明停车、绿色出行”的同时还要推动智能共享单车的健康有序、可持续发展.自上线以来摩拜就以产品充满科技化、人性化的设计得到大家的喜爱,除了最新的智能推荐停车点外,摩拜车内也有多项“黑科技”深受用户好评.
最具代表性的或许就是摩拜车上那把看似简单的车锁,它集合了多项“黑科技”功能,包括卫星定位、远程开锁等,锁内集成了带有独立号码的卡,通过、络,利用电磁波与云端保持通信能力,及时将车辆所在位置(信息)和车辆当前状态(锁定状态或使用状态)报送云端,如图所示.另一个让人称奇的便是摩拜单车自带再生能源的“黑科技”,车子通过用户踩动单车,获得能量转化为电能,源源不断的为蓄电池充电,保证了智能锁能够持续与云端链接.而为了解决锈蚀和单车掉链子的问题,摩拜单车采用了无链条传动的“黑科技”,利用两组锥齿轮传动代替了链传动,一方面防止了链条锈蚀另一方面也排除了使用过程中掉链子的风险.其他诸加,将轮胎必主为无充气式轮胎,使得单车既耐用又不用充气;为了加强安全性,单车内部还安装了,可防丢.
科技为用户服务,这个全身布满“黑科技”的橙色小车不仅在产品设计上深受用户喜爱,在车辆投放数量、用户规模、覆盖密度、运营效率等主要指标上也稳居行业首位,成为国内共享单车领域公认的标杆企业.
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)摩拜单车锁内带有独立号码的卡,或网络和云端是通过 保持通信能力.
(2)摩拜单车自带再生能源的黑科技,实现了机械能转化成 .
(3)摩拜单车在使用上的优点是 .
学科网(北京)股份有限公司
《电和磁》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
B
A
C
B
B
C
A
D
D
1.C
【详解】直流电动机的换向器的作用是当线圈刚好转过平衡位置时,自动改变线圈中电流的方向,使线圈不停的转动.
2.B
【分析】电磁继电器的优点就是能远程去控制高电压、强电流的工作电路,可以避免危险.
【详解】对于高电压、强电流的带电体是不能靠近的,通过电磁继电器可以达到用低电压、弱电流的控制电路去控制高电压,强电流的工作电路,还可以实现自动控制和远程控制的目的,从而避免人与高压带电体的靠近或接触而产生的危险,可以安全用电.
故选B.
3.A
【详解】电动机是根据通电导体在磁场中会受到力的作用原理制成的,在虚线框中接入电源时,通电导体在磁场中会受到力的作用,可以探究磁场对电流的作用,与电动机的原理相同。
故选A。
4.C
【详解】A.奥斯特实验,小磁针发生偏转说明通电导体周围有磁场,故A不符合题意;
B.电磁感应的实验,属于发电机的原理,故B不符合题意;
C.电路中有电流,通电线圈或导体受到磁场力的作用发生运动,是电动机的工作原理,故C符合题意;
D.电磁铁的实验,电磁铁是利用电流的磁效应工作的,故D不符合题意。
故选C。
5.B
【详解】磁极间的磁感线是从N极指向S极,由图可知,ACD中的导体运动时都会切割磁感线,所以会产生感应电流;只有B没有切割磁感线,所以不会产生感应电流,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
6.B
【详解】AB.当水位上升达B时,左边的控制电路接通,电路中有电流,电磁铁通电,电磁铁有磁性,衔铁就会在磁力的作用下与下面的静触点接触,绿灯不发光,红灯亮报警,故A错误,B正确;
CD.水位下降到A时,左边的控制电路为断路,电路中没有电流,电磁铁没有磁性,衔铁在弹簧弹力的作用下与上面的静触点接触,只有绿灯亮,故CD错误。
故选B。
7.C
【详解】ABC.线圈之所以能转动,是据通电导线在磁场中受力的作用的原理来工作的,但是该线圈在转过平衡位置时,若不改变电流的反向,此时所受到的磁场力会阻碍线圈的转动,故为了使线圈持续转动,将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉,另一端只刮半周,这样在一个半周内受到磁场的力的作用,另一个半周利用惯性转动,这样就能使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来,故AB不符合题意,C符合题意;
D.两端的漆皮都刮掉,线圈每转过半圈,受力方向发生变化,会来回摆动,不能使得线圈连续转动起来,故D不符合题意。
故选C。
8.A
【详解】解:A、保持运动方向不变,改变磁场的方向,可以改变感应电流的方向故A正确.B、改变导体的长度不能改变磁场方向或导体运动方向,所以不能改变感应电流的方向,故B错误C、加快导体的运动速度可以增大感应电流,但不能改变电流的方向故C错误.D、换用磁性更强的磁体,可以增大感应电流,但不能改变感应电流的方向故D错误.
故选A.
点睛:感应电流的方向是由导体的运动方向和磁场方向来决定的,要改变感应电流的方向,就要从这两个因素入手.(1)此题考查了感应电流方向的决定因素;(2)要改变感应电流的方向,只能改变这两个因素的中的一个,不能同时改变这两个因素,若同时改变,感应电流的方向不变.
9.D
【详解】A.当滑片向右移动时,滑动变阻器的阻值增大,电路中的电流变小,两电磁铁的磁性减弱,吸引大头针的个数减少;故A不符合题意;
B.根据安培定则,用右手握住甲电磁铁,四指指向电流的方向,大拇指指向甲电磁铁的下端为N极,故B不符合题意;
C.电炉子工作时,电流通过电热丝做功,消耗的电能转化为内能,没有应用电磁铁,故C不符合题意;
D.实验发现被电磁铁吸引的大头针下端是分散的,其原因是大头针被磁化后同名磁极互相排斥,故D符合题意。
故选D。
10.D
【详解】AB.同一小灯的亮度与通过小灯的电流有关,这是已知的结论,不需要探究。故AB不符合题意;
C.探究目标不明,不易于探究。故C不符合题意;
D.探究的目标明确,且感应电流大小与转子转速可以观测,易于探究。故D符合题意。
11. 用电器 电 机械
【详解】(1)[1]电瓶充电时是将电能转化为化学能,此时电瓶相当于用电器。
(2)[2][3]电动自行车在电动骑行时,用蓄电池来供电,再通过电动机将电能转化为机械能。
12. 南 北 地磁场
【详解】[1]地球是一个大磁体,地磁的北极在地理的南极附近,地磁的南极在地理的北极附近。指南针静止时,指向南方的一端是磁体的南极,所以针尖是磁针的南极。
[2]由于地磁的北极在地理的南极附近,而指南针的南极(针尖)指向地理南方,也就是地磁的北极方向,所以它所指的方向是地磁北极。
[3]磁针能指示南北,是因为磁针受到地磁场的作用,地磁场对放入其中的磁体产生磁力的作用,从而使磁针指向南北方向。
13. 有 能 转动
【详解】[1][2]闭合开关,线圈中有电流,因为磁场对通电导线有力的作用,而力可以改变物体的运动状态,所以,通电线圈因为受到力而发生转动。
[3]改变通过线圈的电流方向或磁场方向,则线圈的受力方向发生变化,所以,线圈的转动方向会随着改变。
14. 磁场 内 电子的方向与电流的方向相反,磁场的方向与电流的方向有关
【详解】[1]甲图中所示的是奥斯特实验,在通电直导线正下方小磁针的S极向纸外偏转,说明通电导线周围存在磁场。
[2][3]乙图中一束电子沿着水平方向平行向右飞过磁针上方时,电子定向移动形成电流,负电荷定向移动的方向与电流的方向相反,故此时电流的方向是从右到左,故此时小磁针也会偏转;由于电流的磁场方向与电流的方向有关,所以此时电流的方向改变,即磁场的方向也会改变,故小磁针转动方向会发生变化,磁针的S极会向纸内偏转。
15. N 负
【详解】[1]由同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引可知,螺线管的左端为S极,右端为N极。
[2]由安培定则可知,螺线管的电流方向向下,所以电源的右端为负极。
16.(1) 灵敏电流计的指针是否偏转 转换
(2) 不会 没有
(3) 切割磁感线 导体切割磁感线的方向 磁场方向 会
(4) 机械 电
【详解】(1)[1][2]实验中通过观察灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流,这一方法将不易直接观察的感应电流转化为指针偏转,运用了转换法。
(2)[1][2]导体AB静止悬挂时,未切割磁感线,灵敏电流计的指针不会偏转,因此电路中没有感应电流产生。
(3)[1]实验1中导体竖直运动,未切割磁感线,指针不偏转;实验2、3中导体切割磁感线运动,指针偏转。可知:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流。
[2]实验2、3中,导体切割磁感线方向不同,指针偏转方向不同,说明感应电流的方向跟导体切割磁感线的方向有关。
[3]将磁体磁极对调,即磁场方向改变,导体切割磁感线方向不变但指针偏转方向改变,说明感应电流的方向还跟磁场方向有关。
[4]未断开开关,电路闭合,导体不动、向左撤去磁体,相当于导体相对于磁场向右切割磁感线(闭合电路的一部分导体切割磁感线),会产生感应电流。因此指针会偏转。
(4)导体在磁场中运动(消耗机械能)产生感应电流(获得电能),因此是将机械能转化为电能。
17. 通电导体在磁场中受到力的作用 相反 B 干电池被短路
【分析】在磁体外部的磁感线,都是从北极出发回到南极;通电导体在磁场中受到力的作用;根据图示分析流过导线ab与导线cd的电流方向,即可判断两导线的受力方向;通电导体在磁场中会受到力的作用,其受力方向与电流方向和磁场方向有关;用导线将干电池两极连起来,会造成电源短路,根据Q=I2Rt分析发热的原因.
【详解】(1)在磁体外部的磁感线,都是从北极出发回到南极,磁感线p的方向如图所示:
(2)金属框能转动起来是因为通电导体在磁场中受到力的作用;
(3)由于电流从电源的正极流出,所以图中ab的电流方向是由a到b,导线cd中的电流方向是由d到c,电流方向相同(都向下),由于磁场方向相反(由图知左边磁场斜向左上方,右边磁场斜向右上方),所以此时导线ab与导线cd受到的力的方向相反;
(4)因为通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关,所以将磁铁的N、S极对调(磁场方向相反),导线框将反向转动,故B正确;
(5)用导线直接将电源的正负极相连会造成电源被短路,电流很大,根据Q=I2Rt可知,通电时间稍长,干电池会明显发热.
18. 电磁波 电能 绿色环保,方便出行,资源共享
【详解】(1)3G、4G网络都是通过电磁波来传递信息的;(2)车子通过用户踩动单车,获得能量转化为电能;(3)共享单车的使用,引导了“文明停车、绿色出行”的风尚,方便了人们的出行.
【点睛】(1)锁内集成了带有独立号码的SIM卡,通过3G、4G网络,与云端保持通信能力;(2)车子通过用户踩动单车,获得能量转化为电能,源源不断的为蓄电池充电;(3)共享单车引导“文明停车、绿色出行”的风尚.
学科网(北京)股份有限公司
$