2026年浙江省中考科学实验与探究专练：电与磁

2026年中考科学实验与探究专练：电与磁 一、实验与探究题 1．动能回收是指在车辆减速、制动或滑行过程中，通过技术手段将动能转化为电能或其他形式的能，并加以储存的技术，某科学小组同学想探究“新能源车动能回收的原理”，做了下图实验。 步骤一：取两根相同的弹簧甲乙和一个强磁铁，按图方式固定，用手托住，两弹簧均处于自然长度，磁铁静止在A点。 步骤二：放手后磁铁下降并静止在B点。 步骤三：用手把磁铁下压到C点，释放后磁铁上下来回运动，最终静止，记录时间。 重复多次实验，测得平均时间为21.1秒。 步骤四：在弹簧外围分别套上竹筒、玻璃管、塑料管、铁管、铝管、铜管，重复步骤三(磁铁运动时与外套管无摩擦)，并绘制以下表格。 套管种类 无套管 竹筒 玻璃管 塑料管 铁管 铝管 铜管 时间(秒) 21.1 21.4 21.7 21.3 7.7 ? 4.4 （1）步骤二中放手后磁铁下降到B点，磁铁的重力势能是否全部转化成了甲弹簧的弹性势能　 　(填“是”或“否”) （2）关于以上探究，以下说法正确的是____ A．磁铁在B点时，受到的重力与弹簧甲对磁铁的拉力是一对平衡力 B．磁铁在C点释放后上升至最高点过程中，在A点动能最大 C．磁铁在C点释放后机械能一直不变 D．磁铁外面套铝管，在C点释放后，忽略空气阻力，最终也将静止 （3）小组同学分析相关数据，查阅资料后得出：当外面套绝缘体材料时，外套管对磁铁的运动几乎没有影响，当外面套导体材料时，对磁铁的运动有很大影响，且导电能力越强，影响越大。请你预测套铝管的运动时间?　 　(已知铝的导电能力比铁强，比铜弱) （4）请你从能量转换角度分析为什么磁体外面套导体类材料时，上下运动时间较短?　 　。同学们最终得出结论：新能源车动能回收的原理，其实也是这个原理， 2．小曙了解到相互靠近的通电导线之间会产生相互作用力。那么这个力的大小和方向与哪些因素有关呢？他将两根导线(可伸长)平行放置后固定(如图1甲所示)，然后依次通上如图乙、丙、丁所示的电流，通过反复实验证实了他的猜想。请你根据图中的实验现象回答问题。 （1）分析图1中的　 　(填序号)，可知通电导线之间作用力方向与电流方向有关； （2）若得出通电导线之间的相互作用力的大小与电流大小有关的结论，你的依据是　 　； （3）如图2所示，将一柔软的导线弯成虚框中的形状，并连接到电路中，将其置于光滑水平桌面上，然后闭合开关S，则虚框中导线弯成的形状将____(填字母编号)。 A．不会变形 B．会变形，所围面积增大 C．会变形，所围面积减小 D．会变形，所围总面积不变 3．小华用图甲中实验装置探究“怎样产生感应电流”，用到了铁架台、蹄形磁体、灵敏电流表、开关、直导体AB 和若干根导线等器材。实验中固定磁体，让导体AB 运动。根据表格信息回答下列问题： 实验次数 导体运动情况 灵敏电流表指针偏转情况 灵敏电流表电流方向 1 竖直向上 不偏转 ____ 2 竖直向下 不偏转 —— 3 水平向左 向右偏转 电流从右侧接线柱流入 4 水平向右 向左偏转 电流从左侧接线柱流入 （1）由实验1、2可知，闭合开关，导体AB 竖直向上或向下运动　 　(填“会”或“不会”)产生感应电流。 （2）由实验3、4可推测：导体产生感应电流的方向与　 　有关；如果固定导体AB，水平向右移动磁体，灵敏电流表的指针向　 　偏转。 （3）图乙中的“◯”表示导体AB 的横截面(即图甲中沿导体AB 由 A 往 B 看)，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示导体运动中的不同位置，箭头表示导体在那个位置上的运动方向。则导体会产生感应电流的位置有____(填序号)。 A．Ⅰ位置 B．Ⅱ位置 C．Ⅲ位置 D．Ⅳ位置 4．小科对手摇发电机非常感兴趣，他想：发电机产生的感应电流大小跟哪些因素有关呢？根据经验又想到可以根据小灯泡的亮度来判断感应电流大小，于是他利用如图所示的手摇发电机开展了探究，得到如表所示的实验记录。 实验次数 1 2 3 线圈转速 慢 较快 快 线圈转向 顺时针 顺时针 顺时针 小灯泡亮度 暗 较亮 亮 请你根据上述资料回答下列问题： （1）小科计划探究的问题中的变量是　 　。 （2）判断电流大小，除了借助小灯泡的亮度观察之外，实验室常用　 　表来测量电流。 （3）根据实验探究可得到的初步结论是　 　。 5．小龙开展项目化活动————设计智能家居观影模式椅。小龙选择磁性开关控制电路的通和断，如图甲所示是磁性开关的模型图。(g 取10 N/kg) （1）根据模型图解释常开和常闭型磁性开关的原理：　 　。 （2）图乙是小龙设计的智能家居观影模式椅的一个简化模拟电路图，通过磁性开关控制灯关闭，并使电动机开启从而关闭窗帘，进入观影模式，该设计中电磁铁带动磁性开关吸合或者断开的电流是20毫安；图丙是力敏电阻阻值随压力变化曲线图，已知控制电路电源电压为3 V，请通过计算分析25 千克的小朋友坐上去能否实现自动进入观影模式? （3）根据评价量表，小龙设计的模型指标一被评为优秀，指标二被评为待改进，为了使该设计能更好满足人们需求，请你对电路进行改进使指标二达到优秀：　 　。 观影模式椅评价表 评价指标 优秀 合格 待改进 指标一 能有效控制电灯关闭，电动窗帘工作 能有效控制电灯关闭或电动窗帘工作 无法控制电灯和电动窗常工作 指标二 能选择是否进入观影模式，并能调节进入观影模式的体重 能选择是否进入观影模式或能调节进入观影模式的体重 不能选择是否进入观影模式且不能调节进入观影模式的体重 6．小乐听说银行卡靠近核磁共振机器会被消磁，于是她想选择某种材料制作保护卡套防止银行卡被消磁。为了完成任务，小乐设计了如图甲所示装置来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种类是否有关。她保持磁体和纸片间的距离一定，在纸片上放入形状、面积和厚度相同，材料不同的板材，观察吸引回形针的个数，实验数据如表所示。 磁体与纸片之间放入的板材 不放板材 铁板 镍板 铝板 塑料板 吸引回形针的数量/个 4 1 1 3 3 （1）分析数据可知，吸引回形针的数量越少，说明该材料对吸引力的影响　 　(填“越大”“越小”或“相同”)。 （2）铁、镍、铝都是导体，而铝对磁性强弱的影响不明显，原因可能是　 　。 （3）如图乙所示可以解释以上现象产生的原因，把卡放在铁质壳内然后放入磁场中，外部磁场绝大部分沿铁质球壳壁“通过”，几乎不会进入球内空间，因此，内部物体不受外部磁场影响。给如图乙所示现象选择最合适的名字为____。 A．“超磁现象” B．“磁屏蔽现象” C．“消磁现象” D．“磁化现象” 7．利用如图所示装置探究影响电磁铁磁性强弱的因素，A是铁块，B是电磁铁，R是定值电阻，R'是滑动变阻器。 （1）开关接1时，电磁铁有磁性，将铁块A磁化，A 的下端为　 　(填“N”或“S”)极。 （2）开关接1时，向左移动滑动变阻器的滑片P，弹簧的长度变　 　，说明：其他条件相同时，　 　越大，电磁铁的磁性越强。 （3）开关接1时，移动滑动变阻器的滑片P 到某位置，读出电流表示数I1。然后再将开关接2，向　 　移动滑动变阻器的滑片，使电流I2=　 　，就可以探究电磁铁磁性强弱与　 　的关系。 8．某兴趣小组为了探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，设计并开展了如图所示的实验。下表是他们实验中记录的具体数据，试分析并回答下列问题： 电磁铁线圈匝数 50匝 100匝 实验次序 1 2 3 4 5 6 电流/A 0.8 1.2 1.5 0.8 1.2 1.5 最多能吸引小铁钉的数目/枚 5 8 10 7 11 14 （1）首次通过实验发现通电导体周围存在磁场的科学家是　 　。 （2）根据同学们的实验，可知他们猜想影响电磁铁磁性强弱的因素有　 　。 （3）实验中，同学们是通过比较　 　来反映电磁铁磁性强弱的。 （4）比较他们的第1、2、3(或4、5、6)次实验，可得出的结论是　 　。 9．为辨别钢棒是否有磁性，小科设计实验进行探究。 （1）如图甲所示，当钢棒靠近小磁针时，若观察到小磁针与钢棒相互　 　，则判断钢棒一定具有磁性； （2）如图乙所示，在钢棒水平向左移动的过程中，若弹簧测力计示数有变化，则该钢棒　 　磁性。 10．如图所示，小明在探究“什么情况下磁可以生电”，记录的实验现象如表所示。 实验序号 开关 导体棒AB运动方向 磁场方向 灵敏电流计指针偏转情况 ① 断开 水平向右 向下 不偏转 ② 闭合 水平向右 向下 向左偏转 ③ 闭合 竖直向下 向下 不偏转 ④ 闭合 水平向左 向下 向右偏转 ⑤ 闭合 水平向左 向上 向左偏转 （1）比较　 　(填序号)两次实验可知，电路闭合是产生感应电流的一个条件。 （2）综合分析实验现象可知，闭合电路的一部分导体在磁场中　 　时，导体中就会产生感应电流。 （3）根据④⑤两次实验的现象，可知感应电流的方向与　 　有关。 （4）小明发现导体棒 AB 运动的速度和幅度都受到挂线的约束，若导体棒 AB不动，想产生感应电流，可行的操作是　 　。 11．如图甲所示为发光二极管（LED）及其符号，它具有单向导电性，当电流从“+”极流入时会发光，当电流从“-”极流入时不会发光。小科利用两个相同的发光二极管设计了如图乙所示装置来研究“感应电流的方向与哪些因素有关”其实验步骤及现象如表所示： 实验步骤 实验现象 ① 条形磁铁水平放置在玻璃管左侧，S极向右快速插入玻璃管 A发光，B不发光 ② 将①中的条形磁铁快速向左拉出 A不发光，B发光 ③ 条形磁铁水平放置在玻璃管左侧， ▲ 。 A不发光，B发光 （1）实验中，将两个相同的发光二极管反向并联的目的是　 　。 （2）根据①②可得出：感应电流的方向与　 　有关。 （3）若根据①③可得出：感应电流的方向与磁场方向有关。补全③的实验步骤　 　。 （4）分析实验结果，通电螺线管产生的磁场对条形磁体的运动会产生　 　（选填“推动”或“阻碍”）作用。 12．小明用图甲中实验装置探究“怎样产生感应电流”，用到了铁架台、蹄形磁体、灵敏电流计、开关、直导体AB和若干根导线等器材。实验中固定磁体，让导体AB运动。根据表格信息完成下列问题： 实验次数 导体运动情况 灵敏电流计指针偏转情况 灵敏电流计电流方向 1 竖直向上 不偏转 ---- 2 竖直向下 不偏转 ---- 3 水平向左 向右偏转 电流从右侧接线柱流入 4 水平向右 向左偏转 电流从左侧接线柱流入 （1）由实验次数1、2可知，闭合开关，导体AB竖直运动 　 　(填“会”或“不会”)产生感应电流； （2）由实验次数3、4可推测，导体产生感应电流的方向与　 　有关；如果固定导体AB，水平向右移动磁体，灵敏电流计的指针向　 　偏转； （3）图乙中的“◯”表示导体 AB的横截面(即图甲中沿导体由A往B看)， I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示运动中的不同位置，箭头表示导体在那个位置上的运动方向。则导体中会产生感应电流的位置有____。 A．Ⅰ位置 B．Ⅱ位置 C．Ⅲ位置 D．Ⅳ位置 13．图1是欧姆设计的一款能测量电流大小的电流扭秤，其内部结构如图2。容器A、B中装有不同温度的水银，以导线相连构成温差电源，AB 两端存在电压，其电压大小由温差决定。利用悬丝在直线导体上方悬挂磁针，导体中有电流通过时，磁针偏转，欧姆对电流扭秤进行了多次测试，数据如下表： 组别 水银温度 磁针偏转情况 A B 方向 0.5 1 40 10 顺时针 30 2 40 20 顺时针 20 3 40 30 顺时针 θ 4 40 50 逆时针 θ （1）实验中欧姆是通过　 　来反应电流大小的。 （2）对比第3、4组数据可推测：当B端温度超过一定值，磁针偏转方向会　 　，说明电流的磁场方向与　 　有关。 （3）相同温差下，为了使小磁针偏转更明显，可以采用的方法是　 　。 14．科学小组同学通过实验研究磁场对通电导体的作用。 （1）小科同学连接图甲电路，当开关闭合后发现导体向右运动。若将电源正负极上的导线互换位置，改变电流方向。则闭合开关后，导体会向　 　运动。 （2）小舟同学改进了实验设计，连接图乙电路，将一段金属直导体放在压力传感器上，置于一定强度的磁场中，闭合开关，记录下不同电流强度时压力传感器的示数，数据如下表所示。本实验想验证的假设是：　 　。 电流大小/A 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 压力传感器示数/N 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 （3）由表格数据可知，小舟选用的金属直导体重为　 　N。若只将该实验中的N、S极互换位置，其余不变，则当电流为0.4A时，压力传感器的示数是　 　N。 15．小科在“探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数是否有关”的实验中，设计了如图所示的电路(线圈电阻不能忽略)。主要实验步骤如下： ①选用电磁铁接线柱a、c接入电路K、M之间，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P到某位置，观察电流表示数为I。用电磁铁下端吸引大头针，记录电磁铁接入电路的线圈匝数n1和被吸引大头针的个数N1，断开开关S； ②将电磁铁接线柱a、b接入电路K、M之间，闭合开关S，用电磁铁下端吸引大头针，记录电磁铁接入电路的线圈匝数n2和被吸引大头针的个数N2，断开开关S；根据以上实验步骤，回答下列问题： （1）实验中，用　 　判断电磁铁磁性的强弱。 （2）请写出实验步骤②中存在的问题：　 　。 （3）请你针对(2)中存在的问题，写出改正的步骤：②将电磁铁接线柱a、b接入电路K、M之间，闭合开关S，　 　，用电磁铁下端吸引大头针，记录电磁铁接入电路的线圈匝数 n3和被吸引大头针的个数 N3，断开开关S。 （4）用该实验装置还能探究电磁铁磁性强弱与　 　是否有关。 16．某实验小组用铁屑和小磁针来探究“通电螺线管外部磁场的方向”。 （1）图甲中在玻璃板上均匀地撒上铁屑，闭合开关后，然后轻敲玻璃板。“轻敲”的目的是　 　。 （2）在闭合开关前，小磁针静止时，N极指向地理的　 　(选填“南极”或“北极”)，说明地球周围存在磁场。 （3）实验时发现通电螺线管的磁场较弱，为增强螺线管的磁场，可行的措施：　 　(写出一种方法)。 （4）把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，闭合开关，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示，现在要探究通电螺线管的极性与电流方向的关系，请简要写出接下来的实验操作：　 　。 17．把超强磁铁分别吸附在干电池的正负极两端，制成电磁动力“小车”。将它放入如图甲所示的铜质螺线管中，“小车”就能沿着螺线管运动。图乙是它的简化示意图。 （1）在图乙中画出螺线管中的电流方向。 （2）实验时，将“小车”全部推入螺线管中后，“小车”便能自己运动起来，“小车”运动的原因是　 　。 （3）进一步探究发现，“小车”运动的方向与电池正负极的位置和超强磁铁的极性有关。将按如图乙所示的方式装配的“小车”放入螺线管，小车的运动方向是　 　。 （4）要使“小车”运动速度增大，请提出一种方法：　 　 18．科技小组开展“设计一款多功能电饭煲”的项目活动，过程如下： 【明确问题】科技小组同学们讨论后认为，电饭煲应具有如下基本功能，并提出具体标准： ①工作电压：220伏；煮饭模式功率：880瓦；保温模式功率：88瓦； ②电饭煲达到设定温度后能自动切换到保温模式。 （1）【方案设计】根据标准，小组讨论后，初步设计了如图甲所示的电路，开关S1、S2都闭合时，电饭煲处于煮饭模式，功率为880瓦，则发热电阻R1的阻值应为多少欧? （2）【方案优化】有同学认为电路甲不能实现自动切换功能，于是同学们利用电磁继电器与热敏电阻，设计了如图乙所示的电路。 ①工作电路中的发热电阻. 应设计在　 　(填“a”或“b”)处。 ②为确保安全，当电饭煲内温度达到设定温度 时，工作电路自动切换到保温模式，其中热敏电阻R 的阻值与温度的关系如图丙所示。控制电路的电源电压为24伏，当电流达到0.03安时，电磁铁会吸下衔铁，工作电路自动切换到保温模式。那么，定值电阻. 阻值应为多少欧?(电磁铁线圈的阻值忽略不计) 19．为探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小科设计了以下实验方案：用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕制若干圈，制成简单的电磁铁 A、B，并将A、B串联接入电路中，闭合开关 S 后，电磁铁吸引大头针情况如图所示。 （1）通过观察　 　，来判断电磁铁磁性的强弱 （2）通过比较图中 A、B两电磁铁，初步得出结论：外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强，发现该结论不全面，应补充　 　 （3）本实验需要进行多次实验，多次实验的目的和下列实验多次实验的目的相同的是____。 A．伏安法测量定值电阻的阻值 B．探究并联电路电流规律 C．测量小石块的密度 20．小明将稀盐酸逐滴加入到氢氧化钡溶液中(如图甲)，无明显现象。为确定反应后溶液组成，小明进行以下实验探究： 【建立猜想】猜想①：氢氧化钡过量： 猜想②：盐酸过量： 猜想③：两者恰好完全反应。 【实验设计】 方案一：取少量反应后溶液于试管1中，滴入少量无色酚酞，溶液不变色，得出猜想①不成立。 方案二：用下表中步骤进行探究，得出猜想②成立： 步骤 实验操作 实验现象 1 重新取样，滴加少量紫色石蕊试剂； 变红 Ⅱ 继续滴加过量的Na2CO3溶液。 ? （1）如图乙描述的是氢氧化钡与盐酸反应的微观过程，请从微观角度分析反应的实质是　 　。 （2）步骤Ⅱ中出现的实验现象为：　 　。 【拓展探究】 （3）小明在教师引导下用如图丙装置进一步探究：已知电源电压恒定不变，弹簧秤下挂着一铁块，烧杯中有磁力搅拌器能使溶液迅速混合均匀。往烧杯中逐滴加入稀硫酸溶液直至过量。 资料1：同种溶液的导电性随自由离子的数量和浓度增大而增强，且电极材料不参与反应，滴加试剂引起的体积变化可忽略不计； 资料2 请综合上述信息，判断图丙中弹簧秤示数的变化情况为　 　。 答案解析部分 1．【答案】（1）否 （2）D （3）4.4s<t<7.7s （4）因为磁铁上下运动时，套在导体管中会产生感应电流，这样磁铁的机械能会转化为电能和内能，所以机械能会减少，最终会停止。 【解析】【分析】（1）能量转化与守恒：能量在转化和转移的过程中，总量保持不变，但会有损耗。在实际运动过程中，物体不可避免地要克服空气阻力等做功，导致一部分机械能转化为内能等其他形式的能，因此重力势能不会全部转化为弹簧的弹性势能。 （2）二力平衡：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，这两个力就彼此平衡。判断物体的动能最大位置，需要分析其受力和运动状态，当物体所受合力为零时，速度最大，动能也最大。 （3）电磁感应与能量转化：当导体在磁场中做切割磁感线运动，或磁场穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，会产生感应电流。在这个过程中，机械能转化为电能，而电流通过导体又会产生焦耳热，将电能转化为内能。导体的导电能力越强，这种能量转化的效率越高，机械能消耗得越快。 【解答】（1）步骤二中，磁铁从 A 点下降到 B 点的过程中，除了弹簧被压缩获得弹性势能外，磁铁还需要克服空气阻力等做功，这部分机械能会转化为内能。因此，磁铁的重力势能没有全部转化成甲弹簧的弹性势能。 （2）A、磁铁在B点还受到弹簧乙向上的弹力，重力等于两个弹簧的拉力之和，所以重力与弹簧甲的拉力不是一对平衡力。 B、A点是弹簧原长的位置，此时弹簧乙不被压缩也不被拉伸，但磁铁此时还受到弹簧甲的拉力和重力，合力向下，因此A点不是平衡位置，动能最大的点应在AB之间的某点（平衡点）。 C、磁铁在上下振动过程中，由于要克服空气阻力做功（即使忽略，弹簧内部也有损耗），机械能逐渐减少，最终静止在B点。 D、铝管是导体，磁铁在铝管中运动时，由于电磁感应会产生感应电流，从而阻碍磁铁的运动，使磁铁的机械能转化为电能并最终转化为内能，因此磁铁最终会静止在B点。 故答案为：D。 （3）根据题意，外套管的导电能力越强，对磁铁运动的影响越大，磁铁上下运动的时间越短。已知铝的导电能力比铁强，比铜弱，因此套铝管的运动时间应介于套铁管（7.7 秒）和套铜管（4.4 秒）之间。即运动时间为 4.4s < t < 7.7s。 （4）当磁体外面套导体类材料时，磁铁在上下运动过程中，会切割导体管中的磁感线，从而产生感应电流。这个过程中，磁铁的机械能转化为了电能，而电流在导体中流动又会产生热量，将电能转化为内能。因此，磁铁的机械能被快速消耗，导致其上下运动的时间较短。 2．【答案】（1）乙、丙 （2）对比图丙丁可知，在电流方向不变时，电流越大，导线形变程度越大 （3）B 3．【答案】（1）不会 （2）导体切割磁感线的运动方向；右 （3）B；C；D 【解析】【分析】（1）电磁感应现象的产生条件：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中才会产生感应电流。如果导体没有切割磁感线（如沿磁感线方向运动），则不会产生感应电流。 （2）感应电流方向的影响因素：感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁场方向有关。当其中一个因素改变时，感应电流的方向就会改变；若两个因素同时改变，感应电流的方向不变。 （3）相对运动的等效性：在电磁感应实验中，“导体切割磁感线” 与 “磁体相对于导体运动” 的效果是等效的，都能让导体切割磁感线从而产生感应电流。 【解答】（1）由1、2两次实验可知，导体AB 竖直向上或竖直向下平行于磁感线运动时，灵敏电流表指针不偏转，即说明闭合回路中不会产生感应电流。 （2）由3、4两次实验可知，导体AB 切割磁感线的运动方向改变时，产生的感应电流的方向也发生了改变，说明导体AB 中感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向有关。 如果固定导体AB，水平向右移动磁体，此时相当于磁体不动，导体AB 水平向左运动，由表格中的信息可知，此时灵敏电流表的指针向右偏转。 （3）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示导体AB 运动中的不同位置，箭头表示导体在那个位置上的运动方向。因为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ这三个位置导体做切割磁感线运动，Ⅰ位置导体不做切割磁感线运动，所以导体会产生感应电流的位置有Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。 故答案为： BCD。 4．【答案】（1）线圈转速 （2）电流 （3）在其他条件相同的情况下，手摇发电机线圈转速越快，产生的感应电流越大 【解析】【分析】（1）控制变量法在实验中的应用：在探究多个因素对某一物理量的影响时，需要控制其他因素不变，只改变其中一个因素，这种方法叫控制变量法。本实验中，线圈转向保持不变，只改变线圈转速，来探究感应电流大小与转速的关系。 （2）电流的测量工具：实验室中常用电流表（灵敏电流表）来测量电流的大小，而小灯泡的亮度可以作为电流大小的直观定性判断依据。 （3）感应电流大小的影响因素：发电机产生的感应电流大小与线圈转速、磁场强弱、线圈匝数等有关。转速越快，线圈切割磁感线的速度越快，磁通量变化率越大，感应电流就越大。 【解答】（1）由题表中记录数据可知探究发电机产生感应电流的大小是否与线圈转速有关，故计划探究的问题中的变量是线圈转速。 （2）小灯泡的作用是为了由小灯泡是否发光表示电路中是否存在电流，也可通过电流表的指针偏转来表示是否存在电流。 （3）线圈转速越快，灯泡的亮度越亮，通过灯泡的电流越大，由此可得手摇发电机线圈转速越快，产生的感应电流越大。 5．【答案】（1）同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引 （2）小朋友对家居观影模式椅的压力：F=G=mg=25kgx10N/kg=250N， 由图丙可知，此时力敏电阻 R。的阻值为R0=200Ω， 此时电路中的电流为：20mA， 所以 25 千克的小朋友坐上去不能实现自动进入观影模式； （3）在电路中串联一个滑动变阻器 【解析】【分析】 （1）磁性开关是利用磁化以后，两金属片相互排斥或相互吸引工作的； （2）根据F=G=mg求出小朋友对座椅的压力，根据图丙得出此时力敏电阻的阻值，再利用欧姆定律求出电路中的电流进行判断； （3）根据优秀的指标要求分析。 【解答】（1）磁性开关是将两片有弹性的软磁性金属(铁、钴、镍等)簧片密封在玻璃管内，靠近磁场时，管内两簧片的触点部位被磁化相互排斥或吸引，从而实现对电路通断的控制，所以常开和常闭型磁性开关的原理是同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引； （2）小朋友对家居观影模式椅的压力：F=G=mg=25kgx10N/kg=250N， 由图丙可知，此时力敏电阻 R。的阻值为R0=200Ω， 此时电路中的电流为：20mA， 所以 25 千克的小朋友坐上去不能实现自动进入观影模式； （3）指标二优秀的标准是能选择是否进入观影模式，并能调节进入观影模式的体重，此要求实质是能改变进入观影模式的电流大小，所以在电路中串联一个滑动变阻器即可。 6．【答案】（1）越大 （2）铝不是磁性物质，不能被磁化 （3）B 【解析】【分析】（1）磁体吸引回形针的数量多少从统计数据可以直接得到；根据回形针被吸起的数目多少，分析铁板和镍板对吸引力的影响。 （2）屏蔽效果不同的原因从不同物质的物理属性分析。 （3）一个放在磁场中的铁质球壳，外面磁场的绝大部分沿铁质球壳壁“通过”，极少部分进入球内空间，这种现象称为“磁屏蔽”。 【解答】1）实验里回形针被吸引的数量越少，代表磁体的磁场被材料阻挡得越多，材料对磁体吸引力的削弱、阻碍作用就越强，因此说明该材料对吸引力的影响越大。 （2）铁和镍是典型的磁性材料，放入磁场中能够被磁化，进而有效屏蔽磁场，大幅减少回形针被吸引的数量；而铝不属于磁性材料，在磁场中不能被磁化，无法起到磁屏蔽的作用，所以对磁性强弱的影响很小，这就是铝对磁力影响不明显的原因。 （3）根据“外部磁场绝大部分沿铁质球壳壁‘通过’，几乎不会进入球内空间”可知，此时磁场并没有增大，也没有消失，只是形成了一个没有磁场的内部空间，故此现象应该为磁屏蔽现象，故B 正确，而A、C、D 错误。 故答案为： B。 7．【答案】（1）N （2）长；通过电磁铁的电流 （3）右；I1；线圈匝数 【解析】【分析】（1）根据安培定则判定电磁铁的极性。在电磁铁的磁场中被磁化后，铁块的极性是：靠近N的为S，靠近S的为N； （2）根据滑片的移动可知滑动变阻器接入电阻的变化，由欧姆定律可得出电流的变化，进而可知电磁铁的磁性强弱的变化； （3）影响电磁铁磁性强弱的因素有电流的大小和线圈匝数的多少，在实验中，应注意控制变量法的运用。 【解答】（1）由题图可知，电流从电磁铁的上端流入、下端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端为S 极，下端为 N 极，电磁铁有磁性，将铁块A 磁化，由磁极间的相互作用规律可知，A的下端为 N 极。 （2）开关接1 时，电磁铁有磁性，吸引铁块，滑片 P 向左滑动的过程中，变阻器连入电路的阻值变小，电路中的电流变大，电磁铁的磁性变强，对铁块的吸引力变大，故弹簧会变长一些，这说明：其他条件相同时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强。 （3）实验中，将开关S从1改接到2，电磁铁连入电路中的线圈匝数减少，连入电路中线圈的电阻减小，由实验操作可知该实验是为了探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，则应控制两次实验中电流大小不变(即 ，由欧姆定律知，应控制两次实验中电路中的总电阻不变，因连入电路中线圈的电阻减小，由串联电路电阻的规律可知，变阻器接入电路的阻值应增大，所以应向右移动变阻器的滑片。 8．【答案】（1）奥斯特 （2）电流大小、线圈匝数 （3）吸引小铁钉数目的多少 （4）线圈匝数相同时，电流越大，电磁铁磁性越强 【解析】【分析】（1）奥斯特最早发现了电流的磁效应，即电流能够产生磁场； （2）电磁铁磁性强弱的影响因素：电流大小、线圈匝数多少、是否有铁芯。电流越大、匝数越多、有铁芯电磁铁的磁性越强； （3）掌握转换法的应用：实验中通过电磁铁吸引大头针的多少来反映电磁铁磁性的强弱； （4）用控制变量法和转换法研究分析电磁铁磁性强弱的影响因素。 【解答】（1）丹麦物理学家奥斯特首先发现了电流周围存在磁场，第一个揭示了电和磁之间的联系； （2）同学们的实验中改变了电流后，电磁铁吸引铁钉数目在改变，因此猜想影响电磁铁磁性强弱的因素有电流大小、线圈匝数 （3）电磁铁的磁性强弱无法用眼睛直接观察，通过电磁铁吸引大头针的多少来反映磁性的强弱； （4）在第1、2、3实验中，线圈匝数不变，通过线圈电流大小增大，电磁铁吸引大头针的数目增加，即电磁铁磁性增强，可得出的结论是线圈匝数相同时，通过线圈电流越大，电磁铁磁性越强。 9．【答案】（1）排斥 （2）有 【解析】【分析】（1）磁体相互排斥，说明磁极相同，磁体相互吸引，可能是异名磁极，也可能是一个是磁体，一个不是磁极。 （2）若钢棒有磁性，钢棒磁性两端强，中间弱，磁性强，吸引力强，弹簧测力计示数大。 【解答】（1）异名磁极相互吸引，但由于磁体也可以吸引磁性物质，所以若观察到小磁针与钢棒相互靠近，不能判断钢棒一定具有磁性；但由于同名磁极相互排斥，若观察到小磁针与钢棒相互排斥，则能判断钢棒一定具有磁性。 （2）磁体上不同部位的磁性强弱并不—样，磁体两端（磁极）磁性最强，中间磁性最弱，所以在钢棒水平向左移动的过程中，若弹簧测力计的示数有变化，则说明该钢棒一定有磁性。） 10．【答案】（1）①② （2）做切割磁感线运动 （3）磁场方向 （4）将 U形磁铁左右快速移动 【解析】【分析】（1）电磁感应的条件：产生感应电流的前提是 “闭合电路的一部分导体”，且导体需在磁场中做切割磁感线运动；若电路断开，即使导体切割磁感线，也不会产生感应电流。 （2）感应电流方向的影响因素：感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向、磁场方向有关；当其中一个因素改变时，感应电流方向改变。 （3）切割磁感线的相对性：“切割磁感线运动” 是指导体与磁场之间发生相对运动，既可以是导体运动、磁场静止，也可以是导体静止、磁场运动。 【解答】（1）要探究 “电路闭合是产生感应电流的条件”，需控制导体运动方向、磁场方向相同，只改变电路的通断状态。实验①（开关断开）和②（开关闭合）中，导体 AB 运动方向（水平向右）、磁场方向（向下）均相同，仅开关状态不同，①中指针不偏转（无感应电流），②中指针偏转（有感应电流），因此比较①②两次实验可知电路闭合是产生感应电流的条件。 （2）实验②中，开关闭合、导体水平向右运动（切割磁感线），指针偏转（有感应电流）；实验③中，开关闭合、导体竖直向下运动（与磁感线方向平行，不切割磁感线），指针不偏转（无感应电流）。综合可知：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流。 （3）实验④和⑤中，导体 AB 运动方向均为水平向左，仅磁场方向不同（④中向下、⑤中向上），灵敏电流计指针偏转方向不同（④向右、⑤向左），说明感应电流的方向与磁场方向有关。 （4）“切割磁感线运动” 是相对运动，若导体棒 AB 不动，可通过移动磁场（如将 U 形磁铁左右快速移动），使导体与磁场之间发生相对运动，从而让导体切割磁感线，产生感应电流。 11．【答案】（1）判断感应电流的方向 （2）导体切割磁感线的方向 （3）条形磁铁水平放置在玻璃管左侧， N极向右快速插入玻璃管 （4）阻碍 【解析】【分析】以下是影响电磁铁磁性的因素：电流强度：电磁铁的磁场强度与通过线圈的电流强度成正比。匝数：线圈的匝数越多，磁场强度越大。导体材料：导体的材料也会影响电磁铁的磁性。铁芯的大小和形状：影响电磁铁磁力大小的因素之一。磁场方向与电流方向有关，随着电流方向的改变，磁场方向改变； 【解答】（1） 实验中，将两个相同的发光二极管反向并联的目的是判断感应电流的方向；因为发光二极管（LED）及其符号，它具有单向导电性，当电流从“+”极流入时会发光，当电流从“-”极流入时不会发光。 （2） 根据①②可得出：感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关。 （3） 若根据①③可得出：感应电流的方向与磁场方向有关。补全③的实验步骤 ： 条形磁铁水平放置在玻璃管左侧， N极向右快速插入玻璃管； （4） 条形磁铁水平放置在玻璃管左侧，S极向右快速插入玻璃管 ， A发光，B不发光 ，说明电流从螺线管右边流出，电磁铁左边为S，右边为N，所以分析实验结果，通电螺线管产生的磁场对条形磁体的运动会产生阻碍作用。因为同名磁极相互排斥； 故答案为：（1）判断感应电流的方向（2）导体切割磁感线的方向（3） 条形磁铁水平放置在玻璃管左侧， N极向右快速插入玻璃管（4）阻碍 12．【答案】（1）不会 （2）导体切割磁感线运动的方向；向右 （3）B；C；D 【解析】【分析】（1） 闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，这种现象叫电磁感应。 （2）感应电流的方向与磁场方向和导体运动方向有关。 （3）注意分析哪种运动会切割磁感线即可。 【解答】 （1）由第1、2两次实验可知，导体棒AB竖直向上或竖直向下平行于磁感线运动时，灵敏电流计指针不偏转，说明闭合回路中不会产生感应电流； （2）由第3、4两次实验可知，导体棒AB切割磁感线运动的方向改变时，导体棒AB中感应电流的方向也发生了改变，说明导体棒AB中感应电流的方向与导体切割磁感线运动的方向有关； 如果固定导体棒AB，水平向右移动磁铁，此时相当于导体棒AB水平向左运动，由表格中的信息可知，灵敏电流计的指针将向右偏转； （3）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示运动中的不同位置，箭头表示导体在那个位置上的运动方向。则导体会产生感应电流的位置有BCD，因为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ这三个位置导体都可以切割磁感线，甲位置导体不切割磁感线。 13．【答案】（1）磁针偏转角度 （2）改变；电流方向 （3）更换磁性更强的小磁针或减小小磁针和导体间的距离 【解析】【分析】（1）根据题意可知，当导体中通过的电流越大时，磁针受到的磁力越大，则磁针的偏转角度越大； （2）根据表格数据分析解答； （3）要使小磁针偏转更明显，那么就要使它受到的磁力更大，据此分析解答。 【解答】（1）实验中欧姆是通过磁针偏转角度来反应电流大小的。 （2）对比第3、4组数据可知，实验3中B端温度低于A端，则此时磁针顺时针转动；实验4中B端温度高于A端，则磁针逆时针方向转动，二者产生电流的方向改变，那么可推测：当B端温度超过一定值，磁针偏转方向会改变，说明电流的磁场方向与电流方向有关。 （3） 相同温差下，为了使小磁针偏转更明显，可以采用的方法是： 更换磁性更强的小磁针或减小小磁针和导体间的距离 。 14．【答案】（1）左 （2）导体在磁场中受力大小与电流大小有关 （3）0.3；0.1 【解析】【分析】（1）只改变电流方向或磁场方向，导体运动方向发生改变，同时改变电流和磁场方向，导体运动方向不变。 （2）根据表示变量可知，探究的是磁力大小与电流大小的关系。 （3）根据表中数据和磁力方向的影响因素进行探究。 【解答】（1）导体运动方向与电流方向及磁场方向有关，只改变电流方向，导体运动方向相反，可知导体将向左运动。 （2）由实验操作可知，变量为电流大小，可知假设为：导体在磁场中受到的磁力大小与电流大小有关。 （3）由表中数据可知，当没有电流经过时，导体没有受到磁力的作用，压力等于重力，可知导体的重力为0.3N。 由表中数据可知，未改变磁场方向时，压力传感器的示数为0.5N，重力为0.3N，可知磁力为0.2N。改变磁场方向，磁力方向发生改变，但磁力大小不变，可知当电流为0.4A时，传感器的示数为0.3N-0.2N=0.1N。 15．【答案】（1）吸引大头针的个数的多少 （2）没有控制电流大小不变 （3）调节滑动变阻器使电流表示数仍为I （4）电流大小 【解析】【分析】 （1）磁性的强弱看不见、摸不着，因此只能通过转换的思想来感知它的存在，本实验中可通过观察吸引大头针的个数来判断磁性的强弱； （2）（3）电磁铁磁性强弱影响因素：电流大小、线圈匝数多少，用控制变量法探究电磁铁磁性强弱的影响因素； （4）电路中有滑动变阻器，因而可以使用相同匝数的线圈，改变电流大小进行探究。 【解答】 （1）根据转换法，可通过观察吸引大头针的个数的多少来判断电磁铁磁性的强弱； （2）影响电磁铁磁性强弱的因素有线圈匝数、电流大小，所以在研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数多少是否有关时应该保持电流大小相同，而不同匝数线圈的电阻不同，会引起电路中电流的变化，由此可知小明实验过程中存在的问题是：没有控制电流大小不变； （3）正确的步骤应该是：将电磁铁接线柱a、b接入电路K、M之间，闭合开关S，调节滑动变阻器使电流表示数仍为I； （4）当将电磁铁接线柱a、b接入电路K、M之间（控制了线圈匝数相同），闭合开关S，通过调节滑动变阻器改变电流，观察吸引大头针的个数，可以探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系。 16．【答案】（1）减小铁屑受到的摩擦力，从而使其规则排列 （2）北极 （3）向右调节滑动变阻器，从而减小电阻增大电流 （4）调换电源的正负极的方向 【解析】【分析】（1）铁屑会受到玻璃板的摩擦力，很难自由转动。轻轻敲击后，当铁屑在空中时不受摩擦力，此时可以在磁场的作用下规则排列，从而呈现磁场的分布情况； （2）在正常情况下，所有的磁体都有指南北的性质，指南的一端为南极，指北的一端为北极； （3）通电螺线管的磁场强弱与线圈匝数和电流大小有关； （4）根据控制变量法的要求可知，要探究通电螺线管的极性与电流方向的关系时，需要改变电流方向，据此分析解答。 【解答】（1）图甲中在玻璃板上均匀地撒上铁屑，闭合开关后，然后轻敲玻璃板。“轻敲”的目的是：减小铁屑受到的摩擦力，从而使其规则排列。 （2）在闭合开关前，小磁针静止时，N极指向地理的北极，说明地球周围存在磁场。 （3） 实验时发现通电螺线管的磁场较弱，为增强螺线管的磁场，可行的措施：向右调节滑动变阻器，从而减小电阻增大电流。 （4）现在要探究通电螺线管的极性与电流方向的关系，则接下来的实验操作：调换电源的正负极的方向。 17．【答案】（1） （2）“小车”两头的磁铁与螺线管接触，使该段螺线管中有电流通过，产生的磁场与“小车”两头磁铁的磁场相互作用产生力 （3）向左 （4）增强磁铁的磁性(增加单位长度内螺线管线圈匝数、增大电池电压等) 【解析】【分析】 （1）电流是从电源正极流出，回到电源负极的； （2）螺线管中通电有磁性，断电无磁性； （3）根据磁场的基本性质，由通电螺线管和磁铁的磁场分析解答； （4）要使“小车”运动速度增大，请要想办法增大磁场强弱，以增大它们之间的作用力。 【解答】 （1）由图知，电流从电源正极流出，经右边磁铁、螺线管、左边磁铁回到电源负极，螺线管中的电流方向如图所示： ； （2）“小车”运动的原因是：“小车”两头的磁铁与螺线管接触，使该段螺线管中有电流通过，产生的磁场与“小车”两头磁铁的磁场相互作用产生力； （3）由图，根据安培定则判断可知，与磁铁接触的那一段螺线管的左侧为N极，右侧为S极，螺线管内部的磁场向左，与电池负极相吸的磁铁受到向左的力，小车向左运动。 （4） 磁极间相互作用力越大，小车速度就越大，所以可以增强磁铁的磁性（或者使螺线管的绕线更密集以增加与磁铁接触的那一段螺线管匝数、或增加电池电压以增大螺线管中电流从而增强其磁场）。 18．【答案】（1） （2）①a②温度为105℃时，由图丙可知，热敏电阻的阻值为600欧姆。定值电阻的阻值。 【解析】【分析】（1）两个开关都闭合，电路为只有的简单电路，根据计算电阻。 （2）电磁铁的磁性强弱与电流大小及线圈匝数有关，匝数一定时，电流越大，磁性越强。 【解答】（2）①由图可知，当温度升高到设定温度时，热敏电阻的阻值减小，控制电路中电流较大，电磁铁的磁性增强，吸引衔铁，a断路，b连通，可知发热电阻应解在a处。 19．【答案】（1）电磁铁吸引大头针的数目 （2）电流大小相同时 （3）B 【解析】【分析】（1） 在实验中，电磁铁吸引的大头针越多，磁性越强。 （2）电磁铁的磁场强弱受到线圈匝数和电流大小的影响，根据控制变量法的要求分析； （3）分析三个选项中多次测量的实验目的分析。 【解答】（1） 在实验中，电磁铁吸引的大头针越多，磁性越强。因此实验中是通过观察吸引大头针的数量来判断电磁铁磁性的强弱。 （2） 题目中通过比较A、B两电磁铁（线圈匝数不同）得出“线圈匝数越多，磁性越强”的结论，但这一结论的前提是电流大小必须相同。因此，需要补充“在电流相同的情况下”，以确保结论的科学性。 （3） 本实验多次实验的目的是通过多次实验寻找影响电磁铁磁场强弱因素的普遍规律。 AC.在伏安法测量定值电阻和测量小石块密度的实验中，多次测量的目的是求平均值减小误差，故AC不合题意； B.在探究并联电路电流规律实验汇总，多次实验的目的是总结规律，故B符合题意。 故选B。 20．【答案】（1） （2）刚开始有气泡产生，后来有白色沉淀产生 （3）先变小后变大 【解析】【分析】（1）酸碱反应的实质是氢离子与氢氧根离子结合成水分子。 （2）酸碱盐混合体系中，酸优先反应。 （3）根据方程式判断溶液中离子浓度变化情况，电磁铁的磁性强弱与电流大小有关，电流越大，电磁铁磁性越强。 【解答】（1）由图可知，反应前后钡离子和氯离子没有发生改变，氢离子和氢氧根离子结合成水分子，可知反应的实质为：。 （2）猜想②成立，即溶液中的溶质为过量的盐酸和生成的氯化钡，加入碳酸钠，先与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体，将观察到有气泡产生；碳酸钠与氯化钡反应生成氯化钠和碳酸钡沉淀，即将观察到有白色沉淀生成。 （3）加入稀硫酸，与氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和水，溶液中离子浓度减小，导电性减弱，电磁铁磁性减弱，吸引力减弱，可知测力计示数变小。继续加稀硫酸，将氢氧化钡耗尽后硫酸过量，溶液中离子浓度逐渐增大，电磁铁导电性增强，吸引力增大，测力计示数变大。 学科网（北京）股份有限公司 $