内容正文:
14.3电流的磁场
一、单选题
1.一通电螺线管中的电流方向和其周围磁感线的分布如图所示,其中正确的是
A. B.
C. D.
2.以下四幅图中,通电螺线管的N、S极标注正确的是( )
A. B.
C. D.
3.如图所示,条形磁铁置于水平桌面上,电磁铁水平放置且左端固定,当电路中滑动变阻器的滑片P逐渐向左移动,条形磁铁仍静止,下列说法中正确的是( )
A.电磁铁左端是S极
B.条形磁铁受到的摩擦力方向向右,逐渐减小
C.条形磁铁受到的摩擦力方向向左,逐渐增大
D.条形磁铁对通电螺线管没有产生力的作用
4.小磁针静止时的指向如图所示,由此可知( )
A.a端是通电螺线管的N极 B.d端是电源正极
C.b端是通电螺线管的S极 D.c端是电源正极
5.最早发现通电螺线管的极性与电流方向关系的科学家是( )
A.安培 B.沈括 C.法拉第 D.奥斯特
6.下列科学家与其对应成就正确的是( )
A.焦耳——电流与电压、电阻的关系
B.欧姆——最先确定电流产生的热量遵从的规律
C.奥斯特——电磁感应
D.沈括——最早记述地磁偏角
7.如图所示,电源电压保持不变且安装在虚线框内,电磁铁、条形磁铁、磁感线分布均已画出,则下列判断正确的是( )
A.若A为电源正极,则C为N极 B.若A为电源正极,则F为S极
C.若B为电源正极,则D为N极 D.若B为电源正极,则E为S极
8.2024年1月 29日,我国成功完成了超高速低真空管道磁浮交通系统(简称“高速飞车”) 全尺寸超导电动悬浮试验。如图所示,高速飞车设计时速达到1000公里,具有更快速、更便捷、更舒适、更安全的特点。关于高速飞车,下列说法不正确的是( )
A.高速飞车设计速度约为 278m/s
B.磁悬浮列车是利用电流的磁效应来工作的,与发电机工作原理相同
C.超导材料用于磁悬浮列车,可减少能量损耗
D.列车车体与轨道相分离,使得车体与轨道之间摩擦力几乎为零
9.如图所示,甲是悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁,乙是螺线管,闭合开关,待弹簧测力计示数稳定后,将滑动变阻器的滑片缓慢向右移动的过程中,下列说法正确的是( )
A.电压表示数变大,电流表示数也变大
B.电路中消耗的总功率变小
C.螺线管上端是N极,弹簧测力计示数变小
D.螺线管下端是S极,弹簧测力计示数变大
10.人工心脏泵可短时间代替心脏工作,其结构如图所示,线圈AB固定在活塞的柄上,泵室通过单向阀门与血管相通。阀门S1只能向泵室外侧开启,阀门S2只能向泵室内侧开启。人工心脏泵工作时,以下说法不正确的是( )
A.线圈AB中应通入方向周期性改变的电流
B.电流从线圈A端流入时,磁铁吸引活塞柄
C.电流从线圈B端流入时,血液流出泵室
D.人工心脏泵每分钟“跳动”的次数由线圈中电流的大小决定
二、填空题
11.如图所示在通电螺线管周围放置的三个小磁针,等到磁针静止时其中右端是N极的是 (选填序号)。
12.在探究通电螺线管外部磁场方向的实验中,在装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑,通电后铁屑分布无明显变化,这时需 纸板,观察到铁屑排列成如图所示的形状。可见,通电螺线管外部磁场与 磁体的磁场相似。
13.上海地区家用照明电路的电压为 伏;远方发电站通过 输电线路将电能输送到用电区(选填“高压”或“低压”);丹麦物理学家奥斯特发现电流周围存在 。若标有“220V 550W”字样的用电器正常工作2小时,耗电 度。
14.根据图中通电螺线管中的电流方向,可以判断螺线管左端为 极。(选填“S”或“N”)
15.小明设计了如图所示电路,利用电磁铁、电压表和毫安表研究巨磁电阻(GMR)的性质。
(1)断开S1,闭合S2,电压表示数为3.0V,毫安表示数为6.0mA,此时巨磁电阻的阻值为 Ω;
(2)闭合S1、S2,将R1的滑片P向左移动的过程中,电磁铁产生的磁场变 (填“强”或“弱”),发现电压表的示数变小,这说明巨磁电阻的阻值随磁场的增强而 (填“增大”或“减小”);
(3)将R1的滑片P移到某一位置,记录电压表的示数为1.5V,再将电源E1反向连接,电压表的示数不变,这是为了研究磁场的 (填“强弱”或“方向”)对巨磁电阻的影响。对比第(1)问中的数据,巨磁电阻所在电路总功率的变化量为27mW,则此时巨磁电阻功率为 mW。
16.如图所示,A、B弹簧下方分别吊着软铁棒和条形磁铁,闭合开关,将滑动变阻器的滑片逐渐向右移动时,弹簧将伸长的是 (选填“A”、“B”或“A和B”);若改变电源的正负极,则 弹簧会缩短。
三、综合题
17.某智能扫地机器人(如图甲)可通过灰尘传感器自动寻找灰尘清扫,通过电动机旋转产生高速气流将灰尘等吸入集尘盒。图乙为其部分工作原理图,控制电路电源电压为4.5V,为定值电阻,光敏电阻R的阻值随光照强度E(单位cd)的变化如图丙所示。图丁为其部分工作参数(注:电池容量指工作电流与工作总时间的乘积,线圈电阻不计)
(1)当清扫到一定程度,地面灰尘减少,使照射到光敏电阻R上的光照强度增强,则衔铁将与 (选填“A”或“B”)触头接触,电磁铁下端为 (选填“N”或“S”)极;
(2)当光照强度E为3cd时,光敏电阻R的阻值为 Ω,此时控制电路中的电流为0.25A,电压表的示数为 V,电动机恰好开始工作;
(3)当剩余电量减为电池总容量的10%时,机器人会主动寻找充电器充电,充满电后电池储存的电能是多少焦 ?
(4)在充满电后到主动寻找充电器期间的电池总容量能够持续供应该扫地机器人正常工作多长时间 ?
四、简答题
18.作图题:
(1)如图甲所示,假设白鹭经过图中S点时,在岸边A点的小明正好看到白鹭在水中的像,请完成小明看到水中白鹭的光路图。
(2)如图乙所示,要使杠杆处于平衡状态,画出作用在A点的最小作用力F的示意图。
(3)如图丙所示,将开关与灯泡,三孔插座正确接入家庭电路。
(4)如图丁所示,请根据通电螺线管上方小磁针静止时的指向,在虚线框内用箭头标出相应的电流方向。
五、作图题
19.如图,将图中电磁铁、滑动变阻器接入电路,使开关闭合后电磁铁与条形磁铁相互吸引,且滑片P向右移动时吸引力变小。
六、实验探究题
20.如图所示为“探究通电螺线管外部磁场方向”的实验装置。
(1)闭合开关后,竖直悬挂的小铁球向右运动,小磁针发生转动,这说明通电螺线管周围存在 。
(2)将小铁球换成小铝球,闭合开关后,小铝球将 (选填“向右运动”“向左运动”或“保持静止”)。
(3)为了探究通电螺线管周围磁场方向与电流方向是否有关,写出一种操作方法: 。
七、科普阅读题
21. 阅读短文,回答问题。
居家用气,安“燃”无恙
炒菜、做饭、取暖……燃气为我们生活带来了极大的便利。但在燃气使用过程中如发生泄漏或燃气具使用不规范的情况,会导致燃气事故的发生。为确保居家用气安“燃”无恙,燃气管理部门要求用户要安装家用燃气报警器。
图甲是某种燃气报警器的部分电路示意图,控制电路中的为气敏电阻,的阻值与燃气浓度的关系如图乙所示。电源电压稳定,闭合开关和,报警器处于工作状态。当燃气浓度达到预设值时,电磁铁恰好能将衔铁吸下,工作电路中灯熄灭,灯发光、电铃响而报警(电磁铁线圈的阻值忽略不计)。
(1)燃气报警器的安装位置应根据被检测气体的密度确定,若家中使用天然气(主要成分是密度比空气密度小的甲烷),则燃气报警器应安装在燃气灶附近的 (选填“上”或“下”)方区域。
(2)图甲中,闭合控制电路的开关,电磁铁上端是 (选填“”或“”)极。当燃气浓度未达到预设值时,杆处于静止状态。若弹簧对端的拉力为动力,观察图甲可知,此时杆AOB是 (选填“省力”“等臂”或“费力”)杠杆。
(3)下列四幅图所示的原理与控制电路中电磁铁的工作原理相同的是( )
A.验电器工作原理
B.电流的磁效应
C.电磁感应现象
D.交流发电机原理
(4)若想将燃气报警器的预设值调低,在保证电路元件安全的前提下,可以采取的合理方法是 。(写出一种即可)
参考答案
1.B
2.A
3.C
4.B
5.A
6.D
7.B
8.B
9.C
10.D
11.③
12.轻敲;条形
13.220;高压;磁场;1.1
14.S
15.500;强;减小;方向;18
16.A和B;B
17.B;N;6.0;3;;3240s
18.(1)
(2)
(3)
(4)
19.
20.(1)磁场
(2)保持静止
(3)改变通电螺线管中的电流方向,观察小磁针的转动方向是否变化。
21.(1)上
(2)N;费力
(3)B
(4)减小的阻值/增大电源电压
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