内容正文:
第十六章 电和磁新考法提升练习
【考向1 创新好题•小制作】
1.在班级组织的“自制指南针”活动中,小伟同学用条形磁体将缝衣针磁化后,将其放在水中漂浮的一片树叶上。多次将树叶轻轻旋转,待树叶静止后,观察到树叶的尖端总是指向南方,如图所示。下列说法中正确的是( )
A.树叶尖端指向地磁南极
B.指南针的“N”应标注在树叶尖端
C.树叶周围存在磁场和磁感线
D.若用磁体的N极靠近树叶尖端,会相互吸引
2.小明用自制电磁小船放在水中判断方向,如图所示,开关S闭合前,小船船头(右端)指向东边。闭合开关S,电磁小船的船头(右端)为电磁铁的 极(选填“N”或“S”);船头在地磁场的作用下,将 偏转(选填“顺时针”或“逆时针”)。
【考向2 新趋势题•跨学科实践】
3.国产新型电动汽车具有各种“超能力”。其“动力系统”是由四个独立驱动电机构成的;“能量回收系统”可以将车辆制动时部分能量转化为电能,储存在蓄电池中。下列说法正确的是( )
A.驱动电机与发电机的原理相同
B.四个独立驱动电机是并联的
C.能量回收系统与电动机的原理相同
D.能量回收时,蓄电池相当于电源
4.小区内路灯能根据光线亮暗情况实现自动控制,其电路原理如图所示,R1是定值电阻,R2是光敏电阻,其阻值大小随光照强度的增大而减小。当开关S1闭合,光线变暗时,下列判断正确的是( )
A.电流表示数减小,电磁铁的磁性减弱,开关S2闭合
B.电流表示数减小,电磁铁的磁性增强,开关S2断开
C.电流表示数增大,电磁铁的磁性增强,开关S2闭合
D.电流表示数增大,电磁铁的磁性减弱,开关S2断开
5.现在医学上使用的心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏,推动血液循环。如图所示,当线圈中的电流从a流向b时,线圈的左端为 极,此时活塞将向 运动,促使血液流动。
6.如图是热爱课外实践的小双同学设计的汽车CO2排放量检测电路。开关闭合后,电磁铁的上端是 (选填“N”或“S”)极。图中气敏电阻R1的阻值随CO2浓度的增大而减小,导致电磁铁的磁性 (选填“增强”或“减弱”),当CO2浓度高于某一设定值时,电铃就会报警。
【考向3 新趋势题---科学推理】
7.如图是小聪和小明同学探究“通电螺线管的磁场方向”实验示意图。实验时,在小圆位置放置小磁针,闭合开关,画出不同位置小磁针静止时N极的指向;对调电源正负极,重复上述操作。下列说法不正确的是( )
A.小磁针的作用是指示通电螺线管周围的磁场方向
B.闭合开关,放置在a、b处的小磁针静止时N极指向相同
C.对调电源正负极,闭合开关,通电螺线管的磁场方向改变
D.通过实验可总结出通电螺线管的磁极性和电流方向的关系
8.将扬声器、电池和电流表等元件连成如图电路。断开S2,反复快速闭合、断开开关S1,扬声器发出咔咔声;断开S1,闭合开关S2,反复轻敲扬声器的纸盆,会看到电流表的指针左右摆动。下列有关说法正确的是( )
A.扬声器发声的原理与发电机发电的原理相同
B.扬声器发声时,将机械能转化为电能
C.扬声器发电的原理与动圈式话筒工作的原理相同
D.电流表指针左右摆动,是因为磁场方向发生变化
9.法拉第发现“闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生感应电流”的现象。能产生这一现象的实验装置是图 (选填“甲”或“乙”)。丙图是电动机的工作原理,该电动机工作时能量转化是 (选填“机械能转化为电能”或“电能转化为机械能”)。
10.小明捡到一块废弃的正方体磁铁,为了探测其磁极性,他将相邻的三面分别用A、B、C标记,然后放在透明的塑料袋里,用细线悬挂起来。第一次将磁铁按图甲所示放置在塑料袋中,确保C面向上,结果A、B面在任意方向均可静止。第二次将磁铁按图乙所示放置在塑料袋中,结果磁铁静止时总是C面朝南。
根据以上操作,请你帮助小明推断:
①A、B、C三面中, 是磁极所在面;
②该面对应的磁极性是 极;
③为了进一步判断其磁极性,让图丙所示的通电螺线管P端靠近上述磁极面,它们之间将相互 。
11.【细心观察,勤于思考】
(1)如图甲所示,将小铁钉靠近磁铁N极,小铁钉被吸引获得 性。此时,小铁钉相当于一个 ,钉尖是 极。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。
(2)用一个磁性很强的磁铁球靠近一块铝板,铝板 (选填“能”或“不能”)被吸引。如图丙所示,把磁铁球做成单摆悬挂起来,使其来回摆动,将铝板放到摆的下方,当磁铁球靠近铝板时,摆动速度明显变小,并且很快停止摆动。磁铁球在铝板上方摆动,相当于铝板在磁场中运动,可能会产生 。
【考向4 创新好题•图像分析】
12.生活中,电梯超载时,自动报警系统的电铃响起,电梯无法起降。报警系统的工作原理如图甲所示,控制电路电源电压U=6V,电磁铁线圈电阻R0=150Ω,电阻箱R1的电阻设定为250Ω,R2为压敏电阻,其阻值与压力的大小关系如图乙所示。当线圈中的电流大于或等于10mA时,衔铁被吸合,受控制电路中电动机断电,报警电铃响,实现超载停机并发出提醒。
(1)电梯的自动报警电铃应接在 (选填“C、D”或“E、F”)之间。电磁铁通电时,上端为 极;
(2)空载时电梯底座对R2的压力等于电梯厢的重力为4000N,闭合开关S1,求空载时控制电路中的电流大小;
(3)求该电梯限载人数;(设每人质量为70kg,g取10N/kg)
(4)若要求电梯限载人数减小,请对控制电路提出两种改进措施。
参考答案
1.D2.S;顺时针3.B4.A5.N;右6.N;增强7.B8.C
9.乙;电能转化为机械能
10.①C;②S;③吸引
11.(1)磁;磁体(或小磁针,磁铁);S(或南);温度;(2)不能;电流(或磁场,力)
12.(1)E、F;N;(2)空载时控制电路中的电流大小为5mA;(3)该电梯限载人数为8人;(4)增大电源电压或减小R1的阻值
【解析】(1)当线圈中的电流大于或等于10mA时,受控制电路中电动机断电,报警电铃响,实现超载停机并发出提醒,此时电磁继电器的衔铁被吸合,动触点和下面的静触点接触,电铃接在E、F位置时就会被接通发出报警声;
如图所示,电流从电磁铁的下端流入,上端流出,根据安培定则可知,电磁铁的上端为N极;
(2)由图乙知,空载时电梯底座对R2的压力为4000N时,R2压敏电阻对应的电阻为800Ω,由图甲知控制电路中电磁铁线圈电阻R0、电阻箱R1和压敏电阻R2串联接入电路,电路的总电阻R总=R0+R1+R2=150Ω+250Ω+800Ω=1200Ω,
空载时控制电路中的电流I===0.005A=5mA;
(2)当线圈中的电流等于10mA时,电路的总电阻R总′===600Ω,
此时压敏电阻R2′=R总′﹣R0﹣R1=600Ω﹣150Ω﹣250Ω=200Ω,
由图丙可知,此时对应的压力为1×104N,即当压力F=1×104N时超载,电梯报警,
空载时电梯底座对R2的压力等于电梯厢的重力为4000N,故电梯中人的重力为:G人=F﹣F空=1×104N﹣4×103N=6×103N;
一个人的重力为:G1=mg=70kg×10N/kg=700N;
电梯超载时的人数为:n==≈8.6,故电梯限载人数为8人;
(4)保持起始报警电流不变,若要减小核载人数,压力变小,则R2的阻值变大;由于吸合电路不变,根据U=IR可知,可以增大电源电压;
吸合电流不变,在电源电压一定时,电路的总电阻不变,所以可以减小R1的阻值。
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