内容正文:
3.2电流的磁场(第2课时 电磁铁)同步练习
1.下列关于电磁铁的说法,正确的是( )
A.电磁铁就是通电螺线管
B.只有改变线圈的匝数,才能改变电磁铁的磁性强弱
C.改变电流方向,电磁铁的磁性强弱也随之改变
D.螺线管通电后,由于铁芯被磁化,磁性大大增强
2.某同学在探究影响电磁铁磁性强弱的实验中采取了如图所示的电路。该实验判断电磁铁磁性强弱的证据是( )
A.电流表示数 B.线圈的匝数
C.滑片的位置 D.吸引大头针数
3.下列实验操作中,不能验证“电磁铁磁极与电流方向有关”的是( )。
A.改变电池正负极连接 B.增加线圈匝数
C.调换铁钉两端导线 D.观察指南针偏转方向
4.如图所示是小李探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关的实验装置。下列措施中能使 电磁铁磁性增强的是( )
A.滑片P向右移动,其他条件不变
B.滑片P向左移动,其他条件不变
C.开关S由1扳到2,其他条件不变
D.电源的正负极对调,其他条件不变
5.图甲是磁悬浮台灯,灯泡内部装有磁体和半导体芯片,灯座内有如图乙所示的通电螺线管。灯座通电后,灯泡会悬浮在灯座上方,半导体芯片发光。下列关于磁悬浮台灯的说法正确的是()
A.发光的半导体芯片电阻为零
B.通电后螺线管的下端为N极
C.减小图乙线圈中的电流,可让灯泡悬浮得更高
D.悬浮的灯泡没有与电源相连,所以灯泡发光时没有电流通过
6.如图所示,闭合电磁铁开关S,条形磁铁静止在水平桌面上,下列判断正确的是( )
A.条形磁铁受到电磁铁对其向左的作用力
B.条形磁铁受到桌面对其向左的摩擦力
C.将滑动变阻器的滑片向右移动,条形磁铁受到的摩擦力不变
D.若只改变电源的正负极,条形磁铁受到的摩擦力变大
7.如图所示是小新同学做“制作、研究电磁铁”实验的示意图,他在实验中发现大铁钉A 比B 能吸引更多的大头针。根据图示的实验现象,他得出结论:当 一定时,电磁铁的线圈匝数越多,磁性 。将滑动变阻器的滑片向右移动时,铁钉吸引的大头针将 (填“变多”“变少”或“没有变化”)。
8.如图所示,小柯利用磁铁、线圈等器材自制了一个玩具小车,在粗糙水平面的小车上放有一条形磁体。
(1)当开关S闭合时,发现小车向 方向运动,最终停止。
(2)请说出一种使小车能运动更远的方法 。
(3)利用本装置,只通过控制开关和滑动变阻器滑片的位置,可以探究的实验有____ (可多选)
A.电流有无对电磁铁磁场有无的影响
B.电流大小对电磁铁磁场强弱的影响
C.电流方向对电磁场方向的影响
D.线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响
9. 条形磁铁静置于水平桌面上,电磁铁置于条形磁铁附近并正对,如图所示。闭合开关(实验过程中条形磁铁始终保持静止),条形磁铁受到桌面对它向 (填“左”或“右”)的摩擦力,若将滑片向移动,电磁铁的磁性 (填“增强”、“减弱”或“不变”,下同)若只将电源正负极交换,电磁铁磁性强弱如何变化? 。
10.如图,A是悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁,B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.电路中电流变小
C.螺线管上端是N极,弹簧测力计示数变小
D.电压表与电流表示数比值不变
11.一条形磁铁放在水平桌面上,处于静止状态,电磁铁置于条形磁铁附近并正对(如图所示)。下列叙述中,正确的是( )
A.闭合开关前,电磁铁与条形磁铁间没有力的作用
B.闭合开关后,条形磁铁受到桌面向左的摩擦力
C.闭合开关后,滑片P向a移动时电磁铁与条形磁铁间的作用力增大
D.闭合开关后,滑片P向a移动过程中,若条形磁铁始终处于静止状态,则它受到桌面的摩擦力大小保持不变
12.如图所示,弹簧测力计甲、乙分别挂一个条形磁体和铁块,开关闭合后,当滑动变阻器的滑片向右移动时,关于弹簧测力计甲、乙的示数变化情况下列说法正确的是 ( )
A.弹簧测力计甲、乙的示数都变大
B.弹簧测力计甲的示数变小,乙的示数变大
C.弹簧测力计甲的示数变大,乙的示数变小
D.弹簧测力计甲、乙的示数都变小
13.为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关,小科同学用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕若干匝,连接电路,如图中甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。
(1)比较乙、丙两图,可通过观察 来判断电磁铁磁性的强弱;
(2)利用图丁探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系,将两个电磁铁串联的目的是 ;小科将滑动变阻器滑片移到最右端时,两个电磁铁吸引铁钉的数量均为0,小明认为此时两个电磁铁的磁性都消失了。请你写出简要的实验思路来检验小明的观点: 。
(3)利用上述结论分析图戊,下列措施中能使图中电磁铁磁性减弱的是____。
A.滑片P向右移动,其他条件不变
B.滑片P向左移动,其他条件不变
C.开关S由1扳到2,其他条件不变
D.电源的正负极对调,其他条件不变
14.为研究影响电磁铁磁性强弱的因素,小柯进行了如下实验。
【实验器材】学生电源、电流表、开关、滑动变阻器、导线、 电子测力计、铁块P、电磁铁(用漆包线制作的电磁铁,每50匝抽出一个接线端a、b、c、d,线圈电阻不计)等。
【装置简图】如图所示连接各项器材。
【实验过程】
①电子测力计挂上铁块P后再调零,悬挂在铁架台上,并保持电磁铁与铁块P的距离不变。
②断开开关S,将电磁铁a、e接线柱按图示接入电路,将滑动变阻器的滑片置于最右端。
③闭合开关S,调节滑片,测得3组电流表的示数I和电子测力计的示数F,并将数据记录在表格中。
【数据收集】通过项目的实施,收集到如下表中的相关数据。
实验次数
1
2
3
I/A
0.34
0.40
0.44
F/N
0.15
0.20
0.22
【分析归纳】根据表中数据可以得出的初步结论是____。
【拓展思考】
(1)若利用此装置,继续探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系。在第③步骤后面再加步骤④, ④步骤是 。
(2)下列探究活动中与上述实验探究方法相同的是____。
A.研究磁场时,用磁感线形象的描述
B.研究液体内部压强时,借助压强计
C.研究分子特性时,用黄豆和芝麻混合实验
D.研究电流的有无时,串联一个小灯泡
3.2电流的磁场(第2课时 电磁铁)同步练习
参考答案
1.【答案】D
【解析】【分析】AD.根据电磁铁的定义解答;
BC.根据电磁铁磁场强弱的影响因素判断。
【解答】 A.电磁铁就是通电螺线管中间插一个铁芯,故A错误;
B.改变线圈的匝数和电流大小,都能改变电磁铁的磁性强弱,故B错误;
C.改变电流方向,电磁铁的磁性强弱不变,但是磁场方向改变,故C错误;
D.螺线管通电后,由于铁芯被磁化,磁性大大增强,故D正确。
故选D。
2.【答案】D
【解析】【分析】(1)在探究影响电磁铁磁性强弱的实验中,涉及到控制变量法,要明确影响电磁铁磁性强弱的因素有电流大小、线圈匝数等。
(2)需要将不易直接观察的磁性强弱转化为容易观察的现象,即转换法的应用。
【解答】A、电流表示数反映的是电路中电流大小,不是电磁铁磁性强弱的直接体现,故该选项错误。
B、线圈匝数是影响电磁铁磁性强弱的一个因素,而不是判断磁性强弱的证据,故该选项错误。
C、滑片位置改变是为了调节电路中的电流,不是磁性强弱的判断依据,故该选项错误。
D、电磁铁磁性越强,吸引大头针的数量就越多,通过吸引大头针数来判断磁性强弱,运用了转换法,故该选项正确。
故答案为:D。
3.【答案】B
【解析】【分析】(1)电磁铁的磁极与电流方向有关,改变电流方向可以改变电磁铁的磁极。
(2)增加线圈匝数会影响电磁铁的磁性强弱,但不会改变磁极。
【解答】A、改变电池正负极连接会改变电流方向,能验证电磁铁磁极与电流方向有关,故该选项正确。
B、增加线圈匝数是改变电磁铁磁性强弱,不能验证电磁铁磁极与电流方向有关,故该选项错误。
C、调换铁钉两端导线会改变电流方向,能验证电磁铁磁极与电流方向有关,故该选项正确。
D、观察指南针偏转方向可以判断电磁铁磁极,从而验证与电流方向的关系,故该选项正确。
故答案为:B。
4.【答案】B
【解析】【分析】电磁铁磁性强弱与电流大小、线圈匝数以及是否有铁芯有关。电流越大,线圈匝数越多,插入铁芯,电磁铁的磁性越强。【解答】A、滑片向右移动,电路中的电阻增大,电流减小,电磁铁的磁性会减弱,故A不符合题意;
B、滑片向左移动,电路中的电阻减小,电流增大,电磁铁的磁性会增强,故B符合题意;
C、开关S由1扳到2时,线圈的匝数减少,电磁铁的磁性会减弱,故C不符合题意;
D、电源的正负极对调只会改变电流的方向,对电磁铁的磁性不会有影响,故D不符合题意。
故答案为:B。
5.【答案】B
【解析】【分析】螺线管的磁性强弱与电流大小及线圈匝数有关,匝数越多、电流越大,磁性越强。
【解答】A、发光的半导体芯片电阻不为零,半导体的导电性介于导体和绝缘体之间,故A错误;
B、由右手螺旋定则可知,螺线管的下端为N极,故B正确;
C、减小图乙线圈中的电流,螺线管磁性减弱,与灯之间的斥力减小,可知灯泡悬浮位置将变低,故C错误;
D、灯泡发光,说明电路为通路,可知有电流经过灯泡,故D错误。
故答案为:B。
6.【答案】A
【解析】【分析】(1)首先根据安培定则确定电磁铁的极性,再根据磁极之间的相互作用确定条形磁铁受到的作用力方向;
(2)根据二力平衡的折射判断条形磁铁受到摩擦力的方向;
(3)根据滑片移动方向确定阻值变化,进而确定电流变化,从而确定电磁铁的磁力变化,最后根据二力平衡确定条形磁铁受到摩擦力的大小变化;
(4)根据影响电磁铁磁场强弱的因素分析判断。
【解答】根据图片可知,线圈上电流方向像下;右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向下,此时大拇指指向右端,则右端为电磁铁的N极,左端为S极。根据“同名磁极相互排斥”可知,条形磁铁受到向左的排斥力,故A正确;
条形磁铁处于静止状态,它受到的摩擦力与排斥力相互平衡,即二者方向相反。因为排斥力向左,所以摩擦力向右,故B错误;
将滑动变阻器的滑片向右移动,变阻器的阻值变大,通过电磁铁的电流变小,电磁铁的磁场变弱,条形磁铁受到的排斥力减小。根据二力平衡的知识可知,它受到的摩擦力减小,故C错误;
若只改变电源的正负极,那么通过电磁铁的电流方向改变,但是电流大小不变,则条形磁铁受到的排斥力的大小不变,最终它受到的摩擦力大小不变,故D错误。
故选A。
7.【答案】电流大小;越强;变少
【解析】【分析】(1)电磁铁磁性强弱的影响因素:电流大小、线圈多少、有无铁芯。在有铁芯时,电流越大,线圈匝数越多,磁性越强。
(2)电磁铁的磁性不能直接看到,通过电磁铁吸引大头针的多少来反映。这种方法是转换法。
(3)滑动变阻器连入电路的长度越长,电阻越大,电压一定时,电流越小。
(4)串联电路的电流处处相等。
【解答】A、B两个电磁铁串联在电路中,电流相等,A电磁铁的匝数越多,吸引的大头针越多,磁性越强。
电磁铁向右移动,长度越长,电阻越大,电压一定,电流越小,电磁铁的磁性越小,吸引的大头针越少。
8.【答案】(1)右
(2)增大电源电压/滑片P向左移动/减少磁铁质量/增强磁铁磁性/使桌面更光滑些等
(3)A;B
【解析】【分析】(1)根据右手螺旋定则判断电磁铁的磁极,再根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引进行判断。
(2)通过增强电磁铁的磁场强度和减小摩擦力来延长小车运动的距离。
(3)开关的闭合和断开可以实现有无电流的转换,移动滑片可以改变电路中电流的大小,所以可以探究的是电流有无以及电流大小对电磁铁磁性的影响。
【解答】(1)由右手螺旋定则可知,电磁铁b端为S极,同名磁极相互排斥,可知闭合开关后小车将向右运动。
(2)要使小车运动得更远,可以通过增大电源电压、减小滑动变阻器连入电路的阻值或增加线圈匝数来增强电磁铁的磁性来增大斥力,也可以通过减小小车车轮与水平面之间的粗糙程度来减小摩擦力来实现。
(3)A、开关闭合时,电路中有电流经过,电磁铁具有磁性,小车会向右运动,开关断开,没有电流,电磁铁没有磁性,小车不会运动,可知可以探究电流有无对电磁铁磁场有无的影响,故A正确;
B、移动变阻器的滑片,改变电阻器连入电路的阻值,可以改变电路中电流大小,电流大小不同,电磁铁的磁性强弱不同,小车移动的距离不同,可知可以探究电流大小对电磁铁磁场强弱的影响,故B正确;
C、开关开闭和移动滑片不能改变电路中电流方向,所以不能探究电流方向对电磁场方向的影响,故C错误;
D、 开关开闭和移动滑片不能改变线圈匝数,所以不能探究匝数对电磁铁磁场强弱的影响,故D错误。
故答案为:AB。
9.【答案】右;减弱;不变
【解析】【分析】(1)首先根据安培定则判断电磁铁的磁极方向,然后根据磁极之间的相互作用规律确定条形磁铁受到电磁力的方向,而摩擦力的方向与相对运动的方向相反;
(2)根据变阻器滑片的移动方向确定阻值变化,弄清电流变化,最后确定电磁铁的磁性强弱变化;
(3)电磁铁的磁场强弱与线圈匝数和电流大小有关。
【解答】(1)根据图片可知,线圈上电流方向向上。右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向上,此时大拇指指向左端,则电磁铁的左端为N极,右端为S极。根据异名磁极相互吸引可知,条形磁铁受到水平向左的吸引力,那么摩擦力方向与其相反,极摩擦力水平向右;
(2) 若将滑片向移动, 变阻器接入的阻值变大,而通过电磁铁的电流变小,因此电磁铁的磁性减弱;
(3) 若只将电源正负极交换, 则电流方向改变,那么电磁铁的磁极方向改变,但是磁场强弱不变。
10.【答案】C
【解析】【分析】根据右手螺旋定则判断电磁铁的磁极,由同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引判断磁力的方向,从而判断测力计的示数变化。
【解答】ABD、电路为串联电路,电压表测量滑动变阻器两端电压,滑片向右移,滑动变阻器连入电路的阻值减小,由欧姆定律可知,电路中电流变大,即电流表示数将变大,串联电路电阻越大,分压越大,可知滑动变阻器两端电压将变小,即电压表示数将变小。电压表示数与电流表示数的比值等于滑动变阻器连入电路的阻值,滑动变阻器阻值减小,则比值减小,故ABD错误;
C、由右手螺旋定则可知,电磁铁上端为N极,与条形磁铁相互排斥,电路中电流变大,电磁铁的磁性增强,斥力增大,滑动变阻器的示数将减小,故C正确。
故答案为:C。
11.【答案】C
【解析】【分析】A.铁芯会受到磁体的吸引;
B.根据安培定则判断电磁铁的磁极方向,根据磁极之间的相互作用规律确定条形磁铁受到磁力的方向,根据平衡力的知识确定条形磁铁受到摩擦力的方向;
C.根据滑片移动确定变阻器的阻值变化,根据欧姆定律确定电流大小变化,进而确定电磁铁的磁场强弱变化即可;
D.根据二力平衡的知识,结合引力的变化分析判断。
【解答】A.闭合开关前,虽然电磁铁没有磁性,但是电磁铁中间有铁芯,它会受到条形磁铁的吸引,故A错误;
B.闭合开关后,线圈上电流方向向上,根据安培定则可知,电磁铁的右端是S极,那么条形磁铁受到向左的引力。根据二力平衡原理可知,条形磁铁受到的摩擦力方向向右,故B错误;
C.滑片P向a移动时,变阻器接入的电阻变小,那么通过电磁铁的电流变大,则电磁铁磁性增大,对条形磁铁的引力增大,故C正确;
D.条形磁铁始终处于静止状态,根据平衡力的知识可知,则它受到的摩擦力等于电磁铁的引力。因为引力增大,所以摩擦力也增大,故D错误。
故选C。
12.【答案】B
【解析】【分析】(1)运用安培定则判断通电螺线管的极性;
(2)磁极间的相互作用:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
(3)影响电磁铁磁性强弱的因素有:电流的大小、线圈的匝数、有无铁芯,线圈的匝数一定,电流越大磁性越强;
(4)根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和电磁铁磁性的变化,进一步判断弹簧测力计示数的变化。
【解答】由安培定则可知,U形电磁铁的左端为N极,右端为电磁铁的S极,
由于同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引,
则U形电磁铁左侧对上面的磁体有一个向上的作用力,电磁铁右侧对上面的铁块有一个向下的作用力,
当滑动变阻器的滑片向右端移动时,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,
由可知,电路中的电流变大,电磁铁的磁性变强,对上方的磁铁和铁块作用力变强,
则甲弹簧的长度变短、示数变小,乙弹簧的长度变长、示数变大。
故答案为:B。
13.【答案】(1)电磁铁吸引的大头针的数目
(2)控制电流大小相同;将小磁针放在电磁铁的周围不同位置,观察小磁针是否会发生偏转;或者将其周围细铁屑,观察铁屑能不能被吸起来;
(3)C
【解析】【分析】影响电磁铁磁性强弱的因素有:线圈的匝数、线圈中电流的大小、线圈中铁芯的形状。线圈的匝数越多,线圈中的电流越大,铁芯越粗越长电磁铁的磁性就越强。电磁铁通电时,线圈中产生磁场;断开电源则电磁铁的磁性消失。改变电流的方向,则线圈的极性会发生改变;
【解答】(1) 比较乙、丙两图,可通过观察电磁铁吸引的大头针的数目来判断电磁铁磁性的强弱;
(2) 利用图丁探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系,将两个电磁铁串联的目的是 控制电流大小相同;小科将滑动变阻器滑片移到最右端时,两个电磁铁吸引铁钉的数量均为0,小明认为此时两个电磁铁的磁性都消失了。请你写出简要的实验思路来检验小明的观点:将小磁针放在电磁铁的周围不同位置,观察小磁针是否会发生偏转;或者将其周围细铁屑,观察铁屑能不能被吸起来;
(3) 利用上述结论分析图戊,下列措施中能使图中电磁铁磁性减弱的是 A,C分别通过减弱电流大小和减少线圈匝数的方法来减弱磁性;
故答案为:(1)电磁铁吸引的大头针的数目(2)控制电流大小相同;将小磁针放在电磁铁的周围不同位置,观察小磁针是否会发生偏转;或者将其周围细铁屑,观察铁屑能不能被吸起来;(3)AC
14.【答案】(1)在电磁铁线圈匝数一定时,通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性越强。保持滑动变阻器滑片位置不变,将电磁铁的接线端由a、e改接到b、e(或 c、e 或 d、e),改变线圈匝数,再测得3组电流表的示数I和电子测力计的示数 F,并记录数据。
(2)B;D
【解析】【分析】 【分析归纳】根据表格数据可知,电流增大时,电子测力计示数增大,说明电磁铁对铁块的吸引力增大,磁性增强。
【拓展思考】(1)探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系时,应控制电流不变,改变线圈匝数。
(2)该实验通过电子测力计示数反映电磁铁磁性强弱,运用了转换法,据此分析各项。
【解答】 【分析归纳】根据表格数据可知,电流增大时,电子测力计示数增大,说明电磁铁对铁块的吸引力增大,磁性增强。故初步结论为:在电磁铁线圈匝数一定时,通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性越强。
【拓展思考】(1)探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系时,应控制电流不变,改变线圈匝数。所以步骤④是:保持滑动变阻器滑片位置不变,将电磁铁的接线端由a、e改接到b、e(或 c、e 或 d、e),改变线圈匝数,再测得3组电流表的示数I和电子测力计的示数 F,并记录数据。
(2)该实验通过电子测力计示数反映电磁铁磁性强弱,运用了转换法。
A.研究磁场时,用磁感线形象地描述,运用的是模型法,故A不符合题意。
B.研究液体内部压强时,借助压强计,通过压强计U形管两侧液面的高度差来反映液体内部压强的大小,运用了转换法,故B符合题意。
C.研究分子特性时,用黄豆和芝麻混合实验类比分子间有间隙,运用的是类比法,故C不符合题意。
D.研究电流的有无时,串联一个小灯泡,通过小灯泡是否发光来判断电流是否存在,运用了转换法,故D符合题意。
故选BD。
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