第二十章 电与磁测评
(时间:45分钟 满分:100分)
一、选择题(每小题3分,共30分)
1.如图所示,磁铁吸引两根铁钉的一端,那么两根铁钉的另一端将( )
A.相互吸引,如图甲
B.相互排斥,如图乙
C.不相互吸引也不相互排斥,如图丙
D.无法判断
2.在直流电动机结构中,换向器的作用是( )
A.改变磁感线的方向
B.改变线圈的转动方向
C.改变线圈中的电流方向
D.使线圈中的电流方向和转动方向同时改变
3.关于磁场和磁感线,下列说法正确的是( )
A.只有磁铁周围才有磁场
B.磁感线是由铁屑组成的
C.磁体周围的磁感线都是从磁体的N极出来,回到S极
D.在磁场中的某点,小磁针静止时S极所指的方向就是该点的磁场方向
4.
(2017·海南中考)如图所示,GMR是一个巨磁电阻,其特性是电阻在磁场中会急剧减小,且磁场越强电阻越小,闭合开关S2后,下列四种情况相比较,指示灯最亮的是( )
A.S1断开,滑片P在图示位置
B.S1闭合,滑片P在图示位置
C.S1闭合,滑片P在滑动变阻器最右端
D.S1闭合,滑片P在滑动变阻器最左端
5.下图所示中的a表示垂直于纸面的一根导线,它是闭合电路的一部分。它在磁场中按箭头方向运动时,会产生感应电流的是( )
A.甲和乙 B.乙和丙
C.丙和丁 D.甲和丁
6.奥斯特实验(如图所示)说明了( )
A.电流的周围存在着磁场
B.电流在磁场中会受到力的作用
C.导线做切割磁感线运动时会产生电流
D.小磁针在没有磁场时也会转动
6
7.收音机、电视机、音响里都有扬声器(如图所示),扬声器的工作原理是( )
A.电磁感应现象
B.磁场对通电导线有力的作用
C.电流周围存在磁场
D.电流的热效应
8.小明设计的研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图如图所示,下表是他所做的实验记录。下列结论错误的是( )
电磁铁(线圈)
100匝
50匝
实验次数
1
2
3
4
5
6
电流/A
0.8
1.2
1.5
0.8
1.2
1.5
吸引铁钉的最多数目/枚
7
11
14
5
8
10
A.比较1、4两次实验可知:线圈中的电流一定时,匝数越多,磁性越强
B.比较1、3、5三次实验可知:匝数一定时,线圈中的电流越大,磁性越强
C.比较1、2、3(或4、5、6)三次实验可知:匝数一定时,线圈中的电流越大,磁性越强
D.电磁铁的磁性越强,吸引铁钉的数目越多
9.如图所示,在蹄形磁体的磁场中放置一根与螺线管连接的导体棒ab,当ab棒水平向右运动时,小磁针N极转至右边。可使如图所示位置的小磁针N极转至左边的操作是( )
10.汽车启动装置原理图如图所示,对于这一装置及其工作特点,下列说法中不正确的是( )
A.旋转钥匙能使电磁铁所在电路工作
6
B.电磁铁的工作电压比电动机的工作电压低
C.电磁铁通电时,上端是S极,下端是N极
D.电磁铁通电时,吸引上方的衔铁,使触点A向右与B接触
二、填空题(每空2分,共16分)
11.1821年,世界上第一台电动机雏形由英国物理学家法拉第完成,其工作原理是 ,10年后,法拉第发现了 现象,根据这一现象他又制成了世界上第一台发电机模型。
12.我国发电厂发出的交变电流的频率是 Hz。电动机是利用通电导体在磁场中受力的原理制成的,要改变通电导体在磁场中的受力方向,可以通过改变磁场方向或改变 方向来实现。
13.右图是一种单元防盗门门锁的原理图。其工作过程是当有人在楼下按门铃叫门时,楼上的人闭合开关,门锁上的电磁铁通电 衔铁,衔铁脱离门扣,这时来人拉开门,进入楼内。在关门时,开关是断开的,衔铁在 作用下,合入门扣。
14.(2017·湖南衡阳)如图所示,闭合开关,根据小磁针静止时的指向,可以判断出电源的左端是 (选填“正”或“负”)极,条形磁体的右端是 (选填“N”或“S”)极。
三、作图题(每小题5分,共15分)
15.在下图中,标出电源的正、负极。
16.小磁针放在两通电螺线管之间,静止时处于下图中的位置,请完成螺线管B的绕线,并标出电流的方向。
17.温度自动报警器的工作原理如图所示,在水银温度计的上方封入一段金属丝,当温度达到金属丝下端所指示的温度时,红色报警灯亮,平时绿灯亮。请根据以上要求,用笔画线代替导线,完成工作电路部分的连接。
四、实验题(18题15分,19题18分,20题6分,共39分)
18.在探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验中,实验室准备的器材有:电源、开关、滑动变阻器、两根完全相同的铁钉、表面绝缘的铜线、大头针若干。小明利用上述器材,制成简易电磁铁甲、乙,并设计了电路,如图所示。
6
(1)实验中通过观察电磁铁 的不同,可以判断电磁铁的磁性强弱不同。
(2)当滑动变阻器滑片向左移动时,电磁铁甲、乙吸引大头针的个数 (选填“增加”或“减少”),说明电流越 ,电磁铁磁性越强。
(3)根据图中的情境可知, (选填“甲”或“乙”)的磁性强,说明电流一定时, ,电磁铁磁性越强。
19.如图甲所示,使线圈位于两磁极间。
(1)通电后,图甲中ab段导线的电流方向是 (选填“由a到b”或“由b到a”)。图甲中ab段导线受磁场力的方向向上,用箭头标示出图丙中ab段导线所受磁场力的方向。
(2)线圈转过图乙所示位置,用 的办法可使线圈靠磁场力继续顺时针转动至少半圈。
(3)若把图甲中的电源换为电阻,快速转动线圈,电阻发热。此过程机械能先转化为 能再转化为 能。
20.某电磁学实验箱内的器材如图所示,请你写出利用这些器材可做的三个电磁学实验名称(或实验目的)及相应器材的字母代号,填在表里。
实验名称(或实验目的)
选用器材(填字母代号)
6
第二十章测评
1.B 铁钉能够被磁铁磁化,并且磁化后的每一个铁钉具有两个不同的磁极,铁钉与磁铁接触的一端的磁极与磁铁的磁极相反,远离磁铁的一端与磁铁的磁极相同,同名磁极相互排斥,故正确选项为B。
2.C 换向器的作用就是自动改变线圈中的电流方向,使线圈能够持续转动。
3.C 不仅磁铁周围有磁场,地球周围也有磁场,故选项A错误;我们可以根据铁屑在磁体周围的分布情况去研究磁场,为了直观形象地描述磁场而引入了磁感线,它是假想的,实际上是不存在的,故选项B错误;在磁场中的某点,小磁针静止时N极所指的方向是该点的磁场方向,故选项D错误。
4.D S1断开时,电磁铁无磁性,由题意可知GMR的电阻最大,由I=可知,右侧电路中电流最小,由P=I2R可知,指示灯的实际功率最小,指示灯最暗,故A错误;闭合S1时,GMR所处的位置由无磁场变为有磁场,GMR的阻值减小;当滑片P在滑动变阻器最左端时,左侧电路的电阻最小,由I=可知,左侧电路中的电流最大,电磁铁磁性最强,则GMR的电阻最小,右侧电路中电流最大,由P=I2R可知,指示灯的实际功率最大,指示灯最亮,故B、C错误,D正确。
5.C 磁极间的磁感线是从N极指向S极,由图可知,丙和丁中的导体运动时都会切割磁感线,所以会产生感应电流;甲和乙中的导体没有切割磁感线,所以不会产生感应电流,故选C。
6.A 小磁针转动是因为受到磁力的作用。如题图所示的实验中,当电路中有电流通过时,小磁针受力转动,当电路中无电流通过时,小磁针不动,说明通电导体周围存在磁场。
7.B 扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置,它主要由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成。当线圈中通过变化的电流时,据磁场对通电导线有力的作用的原理知,通电线圈会在永久磁铁的磁场中受到变化的力的作用,即线圈所受力时而排斥、时而吸引,从而使得线圈振动,将电能转化为机械能,同时线圈的振动也会带动纸盆振动,于是扬声器就发出了声音。故正确的选项是B。
8.B 第1、3、5三次实验的线圈匝数不完全相同,故不能得出“匝数一定时,线圈中的电流越大,磁性越强”的结论,故选项B不正确。
9.A
10.C 将汽车钥匙插入钥匙孔,转动钥匙相当于闭合电磁铁的开关,使电磁铁工作,吸引衔铁向下,使触点A与B接通,电动机工作,汽车启动,所以选项A、D正确;由题图可知,电磁铁工作电压只是汽车工作电压的一部分,所以电磁铁的工作电压只是电动机工作电压的一部分,所以选项B正确;根据安培定则可判断,电磁铁通电时,上端是N极、下端是S极。故本题应选C。
11.解析 电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的;10年后,法拉第发现了电磁感应现象,发电机就是利用电磁感应现象制成的。
答案 通电线圈在磁场中受力转动 电磁感应
12.解析 我国发电厂发出的交变电流的频率是50 Hz;电动机是利用通电导体在磁场中受力的原理制成的,通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向、电流方向有关,要改变通电导体在磁场中的受力方向,可以通过改变磁场方向或改变电流方向来实现,若两个方向同时改变,受力方向不变。
答案 50 电流
13.答案 吸引 弹簧
14.解析 观察题图中小磁针可知,其上端是N极,下端是S极;小磁针处于静止状态,因异名磁极相互吸引,螺线管的右端和条形磁体的左端都吸引小磁针下端,所以螺线管的右端和条形磁体的左端都是N极,则条形磁体的右端为S极;用右手握住螺线管,大拇指指向螺线管的N极,四指指向就是电流的方向,所以电流从螺线管的左端流向右端;在电源外部,电流从电源的正极流向负极,所以电源左端为正极。
答案 正 S
15.解析 由小磁针N极的指向可知,螺线管的左端为S极,用右手握住螺线管,大拇指指向右端,弯曲的四指指向的是螺线管中的电流方向,根据电流方向可判断电源的左端为正极。
答案 如图所示
6
16.解析 由小磁针的N极指向可知,螺线管A的右端为N极,B的左端为S极。根据安培定则判断出导体中的电流方向,同样利用安培定则判断出螺线管B的绕法。
答案 如图所示
17.解析 当温度升高到一定值时,温度计中的水银柱升到一定高度,与温度计中金属线接通,电磁铁产生磁性,吸引衔铁,动触点跟下面的静触点连通,红灯亮。
答案 如图所示
18.解析 (1)电磁铁的磁性强弱不易观察,可通过电磁铁吸引大头针的多少来判断。(2)当滑动变阻器滑片向左移动时,电路中总电阻变小,通过导体的电流增大,电磁铁磁性增强,吸引大头针的个数增加。(3)由题图可知,两电磁铁铁芯相同,当串联时,通过的电流相等,线圈匝数越多,磁性越强。
答案 (1)吸引大头针的数量 (2)增加 大 (3)甲 线圈匝数越多
19.解析 (1)电源外部,电流的方向从正极到负极,故通电后,图甲中ab段导线的电流方向是由a到b。图丙中ab段导线中的电流方向依然是由a到b,磁场方向也没有变化,故所受磁场力的方向和图甲中相同,方向向上。(2)图乙中线圈处于平衡位置,改变电流方向可以使线圈继续转动。(3)把图甲中的电源换为电阻,该装置为发电机模型,快速转动线圈,线圈做切割磁感线运动,产生感应电流,电流通过电阻,电阻发热。此过程机械能先转化为电能再转化为内能。
答案 (1)由a到b
(2)改变电流方向 (3)电 内
20.解析 (1)选择:磁针、开关、电池组、导线,可做奥斯特实验。(2)选择:磁铁、滑动变阻器、开关、金属棒、电池组、导线、绝缘线、铁架台,可做探究磁场对电流的作用力实验。(3)选择:磁铁、磁针可做探究蹄形磁铁的磁场方向实验。
答案 奥斯特实验 CEGH 探究磁场对电流的作用力 ABEFGHIJ 探究蹄形磁铁的磁场方向 AC
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