上海徐汇中学物理电与磁单元复习练习(Word版含答案)
一、三物理电与磁易错压轴题(难)
1.小刚学习了电磁铁的知识后,想知道电磁铁周围的磁场强弱与通入电磁铁的电流大小和距电磁铁的距离是否有关。查阅资料知道,磁场强弱即磁感应强度(用B表示)的单位是T(特斯拉)。图甲和图乙中电源电压均为6 V且恒定不变,图乙中R是磁敏电阻,其阻值随磁感应强度B的变化关系如图丙所示。
(1)由图丙可知,磁感应强度越大,R阻值越_____;小刚设计的图甲、乙组成的实验装置是通过________来判断R所处位置的磁感应强度。
(2)利用图甲、乙装置,保持_________相同时,闭合S1、S2后移动滑动变阻器的滑片,发现滑片P向左滑动时,灵敏电流计的示数不断变小,说明R所处位置的磁感应强度不断________(选填“增大”或“减小”)。
(3)当闭合S1、S2,保持滑片位置不变,沿电磁铁轴线方向移动R,测出R距离电磁铁的距离L和灵敏电流计的示数I,结合图丙计算出磁感应强度B的数值如下表.
L/cm12345
I/mA1015203050
B/T0.680.6___0.360.14
①当L=3 cm时,将此时磁感应强度B数值填在上表中对应位置。
②分析以上数据可以得出,通入电磁铁的电流一定时,距电磁铁越远,磁感应强度B越______.
③综合(2)和(3)的实验结论可知,电磁铁周围的磁感应强度B与通入电磁铁的电流大小和距电磁铁的距离________(选填“有关”或“无关”)。
【答案】大灵敏电流计示数R距电磁铁的距离增大0.5小有关
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由图丙可知,磁感应强度越大,R阻值越大。
[2]图乙中R 是磁敏电阻,其阻值随磁感应强度B 的变化而变化,磁敏电阻的变化引起电路中电流的变化,实验中根据灵敏电流计示数判断R 所处位置的磁感应强度的强弱。
(2)[3]研究电磁铁周围的磁场强弱与通入电磁铁的电流大小是否有关,控制磁敏电阻R 到电磁铁的距离。
[4]灵敏电流计的示数不断变小,说明图乙电路中的电流不断减小,磁敏电阻的阻值不断增大,R 所处位置的磁感应强度不断增大。
(3) ①[5]由表可知当电流为15mA 时,磁感应强度B 为0.6T ,由图丙可知当磁感应强度B 为0.6T 时,磁敏电阻的阻值为400Ω,由欧姆定律可知,此时,磁敏电阻两端的电压为
31510A 4006V U IR -==??Ω=
则电源电压为6V 。
当电流为20mA 时,磁敏电阻此时的电阻为
-36V =3002010A
U R I '=
=Ω'? 由图丙可知电阻为300Ω时,磁感应强度B 为0.5T 。 ②[6]由表中数据可以得出,通入电磁铁的电流一定时,距电磁铁越远,磁感应强度B 越小。
③[7]由(2)可知电磁铁周围的磁感应强度B 与通入电磁铁的电流大小有关;由(3)可知电磁铁周围的磁感应强度B 与距电磁铁的距离有关。综合上述实验结论可知,电磁铁周围的磁感应强度B 与通入电磁铁的电流大小和到电磁铁的距离有关。
2.两个电磁铁A 和B 都用粗细相同的漆包线绕制而成,其外形及所用的铁芯都相同,但线圈面数不同(外观上看不出)要比较哪个电磁铁的线匝数多,小明用相同的恒压电源、滑动变阻器、导线、开关,并提供足够多的大头针,连接电路进行了图两个实验。
(1)关于小明的实验:
①磁性较强的电磁铁是______ (选填“A ”或“B ”)。依据是_____ ;
②该实验,无法比较哪个电磁铁的线圆匝数更多,原因是______;
(2)利用上述器材设计实验,要求能比较哪个电磁铁的线圈匝数更多(可增加一个器材,或不增加器材):
①步骤(可用文字或画图表述)______;
②结论分析:______。
【答案】A 吸引大头针的数量较多 不能确保流过两个电磁铁的电流相同 见解析 吸引大头针数量较多的电磁铁,线圈匝数较多
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]由图可知电磁铁A 吸引的的大头针数量比电磁铁B 多,可判断电磁铁A 的磁性较强。
[3]影响电磁铁磁性强弱的因素有线圈匝数、电流大小,该实验中无法通过电磁铁磁性强弱来判断谁的线圈匝数多,谁的少,原因在于无法确保流过两个电磁铁的电流相同。
(2)[4]步骤:将电磁铁A 、B 串联在一个电路中,通过它们的电流相等,是电磁铁A 、B 上的线圈匝数不同。
[5]结论分析:在电磁铁通过电流相同时,线圈匝数较多的电磁铁,吸引大头针数量较多;线圈匝数较少的吸引大头针数量较少;可判断:吸引大头针数量较多的电磁铁,线圈匝数较多。
3.如图所示电路,是某学校楼道自动控制照明系统,R 3是一光敏电阻,其阻值随“光照度E “的增大而减小,且成反比,其具体关系如下表所示(光照度E 的单位是:勒克斯,符号Lx :光越强,光照度越大),
光照度E /L x
0.5 1 1.5 2 2.5 3 光敏电用R 3阻
值/Ω 60 30 20 15 12 10
(1)根据表格中数据写出光敏电阻的阻值R 3与光照度E 的函数关系式_________________; (2)当线圈中电流减小至10mA 时,电磁继电器衔铁被弹簧拉起,启动照明系统,利用该装置可以实现当光照度低至某一设定值E 0 Lx 时,照明系统内照明灯自动工作。
若已知控制电路电源电压U v ,电磁继电器线圈电阻为R 1Ω.滑动变阻器最大阻值为R 2Ω。闭合开关,把滑片移到b 端,则可得到照明系统启动时的光照度E 0=______________。
【答案】330Lx ΩR E
?=
1230100U R R -- 【解析】
【详解】
(1)[1]由表格数据可知,光照度与光敏电阻R
3阻值的乘积相等,
E ×R 3=0.5lx×60Ω=30lx?Ω
即:
330Lx ΩR E
?=; (2)[2]闭合开关S ,将滑片P 移至b 端,变阻器接入电路中的电阻最大,由题可知,当线圈中电流减小至I 0=10mA=0.01A 时,电磁继电器衔铁被弹簧拉起,启动照明系统,所以,电路中的总电阻:
=100Ω0.01A
U U R U I ==总; 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,R 3的阻值:
R 3=R 总-R 1-R 2=100U -R 1-R 2,
根据第一步的结果可知:
0312
3030=100E R U R R =-- 。
4.如图所示是课本上“通电导线在磁场中受力”的实验示意图。小谦同学实际探究时,在下表记录了实验情况。
实验序号
磁场 方向 ab 中 电流方向 ab 运动方向 1
向下 无电流 静止不动 2
向下 由a 向b 向左运动 3
向上 由a 向b 向右运动 4 向下 由b 向a 向右运动
(1)比较实验2和3,说明通电导线在磁场中受力方向与________有关;比较实验__________和____________,说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。
(2)小谦通过观察导线运动方向,来判断导线在磁场中受力方向,用到的物理学方法是____________(选填下列选项对应的符号)。
A .类比法
B .控制变量法
C .转换法
(3)小谦想在这个实验的基础上进行改造,来探究“哪些因素影响感应电流的方向”。为了观察到明显的实验现象,他应把图中的电源换成很灵敏的___________(选填“电流表”或者“电压表”)。
【答案】磁场方向24C电流表
【解析】
【详解】
(1)比较实验2和3,电流方相相同,磁场方向不同,导体运动的方向不同,说明通电导线在磁场中受力方向与磁场方向有关;
比较实验2、4,磁场方向相同,电流方向不同,导体运动方向不同,说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。
(2)实验中通过观察导线运动方向,来判断导线在磁场中受力方向,用到的科学方法是转换法;
(3)探究影响感应电流方向的因素,为了观察到明显的实验现象,需要用灵敏电流表代替电源来显示产生感应电流的方向。
5.利用如图所示的实验装置探究电动机的工作原理,请你完成下列问题.
(1)通电后图甲中ab段导线受磁场力的方向竖直向上,请在图丙中作出ab段导线所受到的磁场力F′的示意图;
(_____)
(2)当线圈转过图乙所示位置时,通过改变_____的办法使线圈靠磁场力的作用可以继续顺时针转动至少半周;
(3)生产实际中,为使直流电动机的转子能持续不停地转动,在此结构的基础上主要是通过加装_____来实现的(填直流电动机的结构名称).
【答案】电流方向换向器
【解析】
【分析】
电动机的原理是:通电导线在磁场中受力的作用,其所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关,即只要改变一个量,其所受力的方向就会改变一次;直流电动机工作时,为了让线圈持续的转动下去,即是通过换向器在平衡位置及时的改变线圈中的电流的方向,即改变线圈所受力的反向,使线圈持续的转动下去.
【详解】
(1)由于电流从电源的正极出发,故此时图1中ab的电流方向是由a到b;在图丙中,由于电流的方向和磁场的方向均没有改变,故此时线圈所受力的方向仍不变,即力的方向
仍是向上的,如图所示:
(2)据图乙能看出,再向下转动,磁场力会阻碍线圈运动,故此时必须改变线圈中的受力方向,所以可以通过改变线圈中的电流方向使得线圈持续顺时针转动至少半圈;
(3)直流电动机的线圈可以持续转动,是因为它加装了换向器,换向器能在线圈刚转过平衡位置时,自动改变线圈中的电流方向.
6.如图所示装置,闭合开关,用外力使导体棒ab水平向右运动,发现导体棒cd也随之运动.此装置中:
(1)甲部分发生的是________现象,人们根据这一原理发明了________.
(2)有一种“车窗爆破器”,陆续安装BRT公交车的窗玻璃上,其原理是:当爆破器中的线圈有电流通过时,爆破器中的“钨钢头”会产生一个瞬间的冲击力,上述过程产生的能量转化是电能转化为机械能,图中____(甲/乙)部分产生的能量转化,与这一过程是相同的.
【答案】电磁感应发电机乙
【解析】
(1)如图甲,用外力使导体棒ab水平向右运动时,切割磁感线运动,产生了电流,所以甲部分发生的是电磁感应现象,人们根据这一原理发明了发电机,使电能的大量使用成为可能;
(2)有一种“车窗爆破器”,陆续安装BRT公交车的窗玻璃上,其原理是:当爆破器中的线圈有电流通过时,爆破器中的“钨钢头”会产生一个瞬间的冲击力,上述过程产生的能量转化是电能转化为机械能;
图中乙部分,电流通过导体时,受到磁场力的作用而运动,所以乙部分的能量转化与这一过程是相同的.人们利用这一原理发明的电动机,为人们生产活动提供动力.
点睛:注意区分研究电磁感应和磁场对通电导线作用力的两个装置,从能的转化看,两者是相反的,即电磁感应现象中将机械能转化为电能,而磁场对通电导线的作用力,将电能转化为机械能.
7.(1)如图所示是电磁学中一个很重要的实验,从实验现象可知通电导体周围存在磁场,这种现象是1820年丹麦物理学家________发现的。
(2)把直导线弯曲成螺旋线,当螺旋线圈中插入铁芯后磁性增强,此装置称为电磁铁,为探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关,小丽同学作出以下猜想:
猜想A:通过电磁铁的电流越大,它的磁性越强;
猜想B:外形相同的电磁铁,线圈的匝数越多,它的磁性越强。
为了检验上述猜想是否正确,小丽所在实验小组通过交流合作设计了以下实验方案:
用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕若干圈,制成简单的电磁铁,进行如图所示实验。
通过观察电磁铁吸引大头针数目的多少,来判断其磁性强弱的不同。
①通过比较图________两种情况,可以验证猜想A是正确的。
②通过比较图C中甲、乙两电磁铁,发现猜想B不全面,应补充:
________________________。
(3)随着科学技术的发展,电磁铁在生产、生活中的应用十分广泛,如水位自动报警器,其工作原理如图所示,当水位未达到金属块A时,工作电路的状态是________。
A.红、绿灯同时亮 B.红、绿灯都不亮
C.绿灯亮 D.红灯亮
【答案】奥斯特A、B电流相同时D
【解析】
【详解】
(1)奥斯特实验就是以奥斯特的名字命名的,这个实验证明了电流周围存在磁场,揭示了电和磁之间的联系,因此奥斯特也被尊称为“揭示电和磁联系的第一人”;
(2)实验中电磁铁的磁性是以电磁铁吸引大头针数目多少的不同体现的,用到了转换法的思想;
①要验证猜想A是正确的,根据控制变量法的思想,必须控制线圈的匝数相同,改变电流的大小,观察电磁铁吸引大头针数目的多少,符合此要求的只有A、B两图;
②C图中甲、乙两磁铁串联,通过的电流相同,线圈的匝数不同,吸引的大头针数目不同,匝数多的吸引的大头针多,磁性强,因此B的猜想应该补充“电流相同”这一前提条件.
(3)水位自动报警器利用了电磁铁“通电有磁性,断电无磁性”的特点,当水位达到金属块A时,由于水是导体,电磁铁电路接通,电磁铁产生磁性把衔铁吸下来,使触电与红灯电路接通,红灯发光.
故答案为:(1)奥斯特;(2)①A、B;②电流相同;(3)D.
8.如图所示,是某学习小组同学设计的研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图.
(1)要改变电磁铁线圈中的电流大小,可通过______ 来实现;要判断电磁铁的磁性强弱,可观察______ 来确定,物理学中将这种研究问题的方法叫做______ .
(2)下表是该组同学所做实验的记录:
①比较实验中的1、2、3(或4、5、6),可得出的结论是:电磁铁的匝数一定时,通过电磁铁线圈中的电流越______ ,磁性越______ ;
②比较实验中的1和4(或2和5或3和6),可得出的结论是:电磁铁线圈中的电流一定时,线圈匝数越______ ,磁性越______ .
【答案】调节滑动变阻器的滑片位置电磁铁吸引铁钉的数目转换法越大磁性越强越多磁性越强
【解析】
(1)从电路图中可以看出,电磁铁与滑动变阻器串联,要想改变通过电磁铁的电流,可以通过移动滑动变阻器的滑片来实现;通过电磁铁吸引铁钉的多少来反映出电磁铁磁性的强弱;实验中主要采用控制变量法来研究.(2)比较实验中的1、2、3(或4、5、6)可以看出,在线圈的匝数相同时,电流从0.8A增加到1.5A时,吸引铁钉的个数由5枚增大到10枚,说明在线圈的匝数一定时,通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性越强;(3)比较实验中的1和4(或2和5或3和6)可以看出通过电磁铁的电流都为0.8A时,线圈匝数50匝的吸引5枚铁钉,线圈匝数为100匝的吸引铁钉7枚,说明在通过电磁铁的电流相同时,线圈的匝数越多,电磁铁的磁性越强.
点睛:由实验电路图可以获取信息,要想改变电磁铁线圈中的电流大小,可通过滑动变阻器滑片的滑动来实现,电磁铁的磁性强弱无法直接观察到,故可以通过电磁铁吸引铁钉的
多少反映出来,这种研究问题的方法为转换法.
9.磁场的强弱用磁感应强度(用字母“B”表示)的大小来表示,磁感应强度的单位是特斯拉(用字母“T”表示).某种材料的电阻随磁场的增强而增大的现象称为磁阻效应,利用这种效应可以测量磁感应强度.若R B、R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值,右图为某
磁敏电阻的电阻比值跟磁感应强度B关系的图象,现在要测量磁敏电阻处于磁场中的电
阻值R B.
提供的实验器材如下:
一节旧干电池,磁敏电阻R B(无磁场时阻值R0=100Ω),两个开关S1、S2,导线若干.另外,还有可供再选择的以下器材:
A.电流表A(量程:0~0.6A,0~3A);
B.电压表V(量程: 0~3V,0~15V);
C.定值电阻R1(阻值:1.5kΩ);
D.定值电阻R2(阻值:80Ω);
E.定值电阻R3(阻值:5Ω).
(1)设计一个可以准确测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路,磁敏电阻所处磁场磁感应强度B大小约为1.0 ~1.2T.
请你从A、B、C、D、E五种实验器材中再选择两种器材,并根据要求完成下列问题.
①选择的两种器材是(填写器材前面字母序号).
②选择电表的量程.
③在答题卡方框中现有电路的基础上画出实验电路图(实验测量过程中不拆接电路).
(2)若要准确测出该磁敏电阻所处磁场磁感应强度大小约为0.1 ~0.3T的阻值,在你设计测量的电路中,从A、B、C、D、E五种实验器材中再选择两种器材是(填写器材前面字母序号).
【答案】(1)①BC ②0~3V ③电路设计如下图所示;(2)BD
【解析】
试题分析:(1)由图像由线可知,当B大小约为1.0 ~1.2T时,的值约为12~14,由
于R0=100Ω,所以可得,R B约为1200Ω~1400Ω,最接近于定值电阻R1;电源为一节干电
池,一节电池的电压为1.5V,则电路中的最大电流I大=1.5V/1200Ω=0.00125A<0.02A,所
以,电流表不可选,应选电压表,电压表的量程为0~3V;经以上分析可知,实验电路图
应采用串联分压,实验测量过程中不拆接电路,需要两个开关控制,如下图所示:
(2)磁敏电阻所处磁场磁感应强度B大小约为0.1﹣0.3T时,由图象可知,大约在0.5
﹣3之间,对应的电阻R B在50Ω﹣300Ω,电路中的最大电流I大=1.5V/50Ω=0.03A,电路中
的电流太小,所以,电流表不可选,应选电压表,由串联电路的分压特点可知,选用
1.5kΩ和5Ω的电阻时,它们分得的电压太大或太小,无法测量,应选阻值为80Ω的定值电
阻R1.
【考点定位】电与磁
10.磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质,小蕊和小昌同学想探究“磁体对回形针吸引
力大小与放入它们之间物体的哪些因素有关”,请你参与探究并解决一些问题:
(1)如图甲所示,保持磁体和纸片间的距离一定,在纸片上放入不同物体时,通过比较纸片
下面能吸附的回形针数量,显示磁体对回形针吸引力的大小。回形针的放置有乙、丙两种
方法,依据_______的原理,回形针在磁场中某点受到的吸引力等于它的重力,应选择图中
_____的方法;
(2)选择正确方法后,他们在纸片上分别放入形状、面积和厚度相同,材料不同的铁板、铝
板等,观察能吸引的回形针个数,多次实验后将数据记录在下表中:
磁体与纸片之间放入的物体不放物体铁板镍板铝板陶瓷板玻璃板塑料板吸引回形针数量/个4113333
①分析数据,可以得出:在其他条件相同时,放入铁板或镍板,吸引回形针的数量_____,说明铁板和镍板对吸引力的影响_________,即对磁性屏蔽效果明显;
②铁、镍、铝都是导体,而铝对磁性屏蔽效果不明显,原因可能是__________。
(3)他们在纸片上分别放入形状和____相同、面积不同的铁板。发现铁板面积越大,吸住的回形针数量越少。
【答案】二力平衡乙较少较大铝不能被磁化厚度
【解析】
【分析】
【详解】
(1)]1]回形针被吸附在纸片下面时,受到磁体的吸引力和重力的作用,处于静止状态,所以是据二力平衡的原理。
[2]实验操作时,应选择乙图中的方法,因为乙图中每个回形针都只受到磁体的吸引力和重力的作用,而丙图中,处于中间的回形针除了受到吸引力和重力的作用还受到下面的回形针的作用力,且所受的吸引力是上面的回形针磁化后的吸引力,而不是磁体本身的吸引力,故不选丙图。
(2)①[3][4]由表格数据可知,在其他条件相同时,放入铁板或镍板时,吸引的回形针数量较少,说明铁板和镍板对吸引力的影响较大,即对磁性屏蔽效果明显。
②[5]铁、镍、铝都是导体,而铝对磁性屏蔽效果不明显,原因可能是铝不能被磁化。
(3)[6]在纸上放入的铁板应是形状和厚度都相同,面积不同,因为要探究的是吸引力与铁板面积的关系。
11.在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中:
(1)小星设计的电路如图甲所示,在蹄形磁体的磁场中放置一根导线ab,ab的两端分别跟开关,螺线管连接,螺线管旁放置一个小磁针,当ab中产生电流时,螺线管中有_____通过,小磁针会发生偏转.
(2)小星闭合开关后,不管导线ab在磁场中怎样运动,小磁针都不偏转,是没有产生电流,还是产生的电流太微弱?他换用了一个灵敏电流表代替螺线管和小磁针,如果灵敏电流表指针发生偏转,表明ab中产生电流,实验的情况如图乙所示.
A.观察并分析①②③现象可知:导体静止时,_____产生感应电流;导体沿着磁感线方向运动时,_____产生感应电流;导体切割磁感应线运动时,_____产生感应电流.(均选填“能”或“不能”)
B.观察并分析③④现象可知:产生感应电流的条件之一是_____ .
(3)对比图甲和图乙两次实验后,小星认为:图甲中小磁针不发生偏转,不是没有产生电
流,而是_____ .
(4)实验中,如果导体不动,只要马蹄形磁体_____ 运动(填“上下”“前后”或“左右”)也能产生感应电流.
【答案】电流不能不能能形成闭合回路产生的电流太小左右
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]当ab中产生电流时,闭合回路中都会有电流,则螺线管有电流通过,能产生磁场,使小磁针偏转;
(2)A.[2]根据图示可知,导体静止时不能产生感应电流;
[3]当导体沿磁感线方向运动时,即上下运动,不能产生感应电流;
[4]当导体左右运动,切割磁感线运动时,能产生感应电流;
B.[5]根据③④现象可知,要产生感应电流,必须是在闭合回路中;
(3)[6]图乙实验表明是可以产生感应电流的,因此图甲中小磁针不动是因为电流太小,产生的磁场太弱,无法使小磁针偏转;
(4)[7]实验表明,要产生感应电流,需要导体做切割磁感线运动,若导体不动,则需要马蹄形磁体左右运动,也可产生感应电流.
12.用如图甲、乙所示的装置,分别探究“通电螺线管外部磁场的分布”和“电磁感应现象”.
(1)在图甲中,闭合开关后,通电螺线管的右端为______极.(选填“N”或“S”)(2)在图甲实验过程中,将电源正负极对调,发现小磁针的偏转方向发生改变.这样操作是为了探究通电螺线管外部磁场方向和______________有关.
(3)图乙中,闭合电路中的一部分导体AB静止不动,当磁体左右运动时,灵敏电流计的指针___(选填“会”或“不会”)偏转.这说明闭合电路的部分导体在磁场中做______运动时,导体中会产生感应电流.
【答案】N 电流方向会切割磁感线
【解析】
试题分析:(1)由图知:闭合开关,电流从螺线管右侧流入,从左侧流出.用右手握住螺线管,四指指向电流方向,则大拇指所指的方向即通电螺线管的右端为N极,另一端为S 极.如下图所示:
(2)改变电源的正负极后,螺线管中的电流方向发生了改变,小磁针的N极指向与原来相反,说明磁场的方向相反,由此可以确定,螺线管磁场的方向与电流方向有关;(3)闭合电路中的一部分导体左右运动时,在磁场中做切割磁感线的运动,导体中就会产生感应电流,灵敏电流计的指针会偏转.
【考点定位】通电螺线管的磁场
13.小明用如图甲、乙所示的装置,分别探究“通电螺线管外部磁场的分布”和“电磁感应现象”.
(1)在图甲中,闭合开关后,通电螺线管的右端为____极.(选填“N”或“S”)(2)在图甲实验过程中,将电源正负极对调,发现小磁针的偏转方向发生改变,这样操作是为了探究通电螺线管外部磁场方向和_____有关.
(3)图乙中,闭合电路中的一部分导体AB静止不动,当磁体左右运动时,灵敏电流计的指针___(选填“会”或“不会”)偏转.这说明闭合电路的部分导体在磁场中做__运动时,导体中会产生感应电流.
(4)小明观察在图乙实验中发现电流表指针偏转不明显,为了使指针偏转明显,请你从实验装置和操作上各提一条改进建议.
装置改进:___________________操作改进:_____________
【答案】N;电流方向;会;切割磁感线;换强磁铁(或绕制线圈);快速移动导体(或磁铁)。
【解析】
【分析】
【详解】
(1)在图甲中,闭合开关后,根据安培定则判断,右手握住螺线管,四指弯曲指向电流的方向,则大母指的指向即为螺线管的磁场方向,即大母指所指的右端为N极;
(2)在图甲实验过程中,将电源正负极对调,发现小磁针的偏转方向发生改变,即电流方向影响磁场的方向,所以这样操作是为了探究通电螺线管外部磁场方向和电流方向有关;(3)图乙中,闭合电路中的一部分导体AB静止不动,当磁体左右运动时,导体能切割磁
感线,所以灵敏电流计的指针会偏转.这说明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;
(4)小明观察在图乙实验中发现电流表指针偏转不明显,为了使指针偏转明显,从实验装置上的改进为:换用磁性更强的磁体或用多匝线圈代替导体进行实验,这样产生的感应电流大,现象明显;
从操作上的改进建议为:加快导体(或磁体)切割磁感线运动的速度,因为速度越快,产生的感应电流也越大,现象明显。
14.小明在探究“磁体间相互作用规律”时发现:磁体间的距离不同,作用力大小也不同。他想:磁体间作用力的大小与磁极间的距离有什么关系呢?
(1)你的猜想是______________________________________。
(2)小明用如图所示的实验进行探究。由于磁体间作用力的大小不便测量,他通过观察细线与竖直方向的夹角θ的变化,来判断磁体间力的变化,用到的科学方法是__________法。
(3)小明分析三次实验现象,得出结论:磁极间距离越近,相互作用力越大,小月认为:这个结论还需进一步实验论证,联想到磁体间的相互作用规律,还须研究甲、乙两块磁铁相互_________时,磁体间作用与距离的关系。
【答案】详见解析转换排斥
【解析】
【详解】
(1)由生活经验可提出猜想,即:磁体间的距离越近,作用力越大;
(2)磁力大小可以通过丝线与竖直方向的夹角大小来反映,故采用了转换法;
(3)联想到磁体间的相互作用规律,同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,故还须研究甲、乙两块磁铁相互排斥时,磁体间作用力与距离的关系。
15.下图是“探究什么情况下磁可以生电”的装置,导体ab、开关、灵敏电流表用导线连接,组成电路.
(1)实验中,我们通过电流表指针是否偏转来判断电路中是否有_______;通过指针偏转的方向判断_________________.
(2)闭合开关,让导体ab在磁场中上下运动,发现电流表的指针_______;让导体ab静
止,磁铁水平向右运动,则电流表的指针______.(选填“偏转”或“不偏转”)(3)如果想进一步探究感应电流的大小与导体运动的快慢是否有关,则应闭合开关,保持其它条件不变,只改变 _____________,观察____________得出结论.
【答案】感应电流感应电流的方向不偏转偏转导体运动的快慢电流表的示数【解析】
【分析】
(1)在探究感应电流的实验中,是通过灵敏电流表指针的偏转来却定感应电流的产生及电流方向的;
(2)产生感应电流的条件是闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动;
(3)要验证感应电流的大小和导体切割磁感线运动快慢的关系,就要控制其它因素一定,而导体的运动的速度不同.
【详解】
(1)感应电流就是通过灵敏电流表的指针偏转来体现的,若灵敏电流表的指针发生偏转,就说明产生了感应电流;同时还可以通过指针偏转的方向判断电流的方向;
(2)闭合开关,让导体ab在磁场中上下运动,由运动方向与磁感线方向平行,没有切割磁感线,所以电流表的指针不偏转;
让导体ab静止,磁铁水平向右运动,切割磁感线,则会产生感应电流,电流表的指针偏转。
(3)要验证感应电流的大小和导体运动快慢的关系,就要控制其它因素一定,而导体的运动快慢不同,通过观察电流表的指针偏转情况,得出感应电流的大小和导体运动速度的关系。