上海震旦外国语中学物理电与磁单元测试卷(含答案解析)

上海震旦外国语中学物理电与磁单元测试卷（含答案解析）一、三物理电与磁易错压轴题（难）1．学习“电磁感应”时，老师演示了发电机模型的实验（如图），摇动把手，使线圈快速转动，小灯泡就亮了。

小刚想到：产生电流的条件可能与线圈在磁场中的运动有关。

他和同学们开始了探究：(1)小刚将一根导体棒的两端用细导线悬挂起来，并与灵敏电流计、开关串联组成闭合电路，将导体棒放在蹄形磁体的磁场中（如图甲）。

小红提醒他，先把开关_______才能进行实验。

正确操作后，小刚完成了几次实验，将磁极位置、导体棒的运动方向和产生电流的情况记录如图乙，其中a表示垂直于纸面方向的导体棒；(2)小刚据此得出“只要导体棒在磁场中运动，闭合电路中就会产生电流”的结论，小红认为还应让导体棒做垂直于纸面向里、向外和________方向的运动，才能使探究更充分；(3)随着导体棒的运动，灵敏电流计的指针会发生左右偏转，于是他们对“产生电流的方向与哪些因素有关”作了如下的猜想：猜想1：产生电流的方向与磁场方向有关；猜想2：产生电流的方向与导体运动方向有关；为验证猜想，同学们进行了相应的实验，将现象记录在如下的表格中实验序号磁极位置导体棒运动情况电流计指针偏转情况1上N下S水平向右运动向右偏转2上S下N水平向右运动向左偏转3水平向左运动向右偏转分析第1、2两次实验发现，产生电流的方向跟________有关；第3次实验中磁体上方为_____（选填“N”、“S”）极，和其他实验对照验证了猜想2；(4)老师肯定了他们的探究，又介绍了科学家科拉顿的相关研究，1825年他用如图丙所示的实验装置，在两个房间中进行实验：①实验中用______________的现象来判断电路中是否产生了电流；②将导线、小磁针与磁铁、线圈分别置于两个房间，是为了________________；③科拉顿将磁铁插进线圈里，然后迅速奔向另一个房间，没有观察到产生电流的现象；他再回到放着磁铁和线圈的房间里，把磁铁从线圈中抽了出来，又跑到磁针和导线所在的房间，还是没有观察到现象。

科拉顿失去了发现电磁感应现象的机会，被后人评价为“跑失良机”。

他没能观察到产生感应电流现象的根本原因是：______________。

【答案】闭合向上、向下磁场方向 S 电流的磁效应避免磁铁的磁场对小磁针产生影响没在磁铁做切割磁感线运动时，及时观察实验现象【解析】【分析】【详解】(1)[1]进行实验时，应先闭合开关，才能得到闭合电路。

(2)[2]在图乙中，导体棒在磁场中作水平向左和斜向上的运动，那么还应让导体棒做垂直于纸面向里、向外和向上、向下方向的运动，因为应让导体棒向各个方向移动，才能对照比较出哪个方向会产生感应电流。

(3)[3]从表格的1、2两次数据知，导体棒运动的方向相同，但所处的磁场的方向相反，而产生的电流的方向也相反，说明产生的电流的方向与磁场的方向有关。

[4]从表格知，第3次实验导体棒运动的方向与上面两次都不相同，要想探究产生电流的方向与导体运动方向有关，那么应保持所处的磁场的方向相同，而1、3两次产生电流的方向相同的，不能对照验证猜想2，所以应选择2、3两次实验，那么此次实验中磁体的上方是S极。

(4)①[5]实验中用电流的磁效应现象来判断电路中是否产生电流，因为通电导体周围存在着磁场，如果有电流产生，那么导线周围就有磁场，静止的小磁针就会转动。

②[6]将导线、小磁针与磁铁、线圈分别置于两个房间，是为了避免磁铁的磁场对小磁针产生影响。

③[7]科拉顿没能观察到电流的原因是：感应电流产生的条件是，闭合电路的部分导体在作切割磁感线运动时，才会产生感应电流。

而磁铁在插入或抽出线圈时，才满足感应电流产生的条件，可是这时科拉顿尚未来得及跑到另一房间，所以错过了发现的机会。

2．根据古文《论衡•是应篇》中的记载：“司南之杓（用途），投之于地，其柢（握柄）指南”，学术界于1947年想象出司南的模样如图甲所示．（1）1952年，中国科学院物理研究所尝试将如乙图所示的天然磁石制作成司南，制作人员根据天然磁石的磁感线分布，将磁石的________（填乙中字母）处打磨成磁勺的A 端．（2）把天然磁石按照正确方法打磨成磁勺后，放在粗糙的木盘上，使磁勺水平转动直至最终静止，但磁勺A 端总不能正确指南，请提出改进本实验的措施________．（3）为达到理想的指向效果，制作人员将磁勺靠近一电磁铁，闭合开关S，磁勺和电磁铁相互吸引后如图丙所示，可增加磁勺的磁性，由此判断H为电源的________极．【答案】D将磁勺放在光滑的水平面上，使其能自由转动负【解析】【分析】（1）磁体静止时，指南的叫南极用字母S表示；指北的叫北极，用字母N表示；磁体周围的磁感线，都是从磁体的N极出发，回到S极；据此判断。

（2）磁勺要想指南北，必须能自由转动，不受外力的干扰，因此从减小外力干扰的角度来考虑；（3）磁极间的作用规律是：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；可用安培定则判断通电螺线管的两极极性和电源极性。

【详解】（1）磁勺在正确指南时，地理的南极正是地磁的N极，异名磁极相互吸引，因此，其A端为该磁体S极；乙图中，根据天然磁石的磁感线分布，可判断D端是S极，也就是磁勺的A端，故应将磁石的D处打磨成磁勺的A端；（2）把天然磁石打磨成的磁勺放在粗糙的木盘上，由于摩擦力较大，所以很难正确指示南北方向，正确的做法是将磁勺放在光滑的水平面上，使其能自由转动；（3）因为异名磁极相互吸引，则与磁勺柄所靠近的下端是通电螺线管的N极，用安培定则可判断通电螺线管中的电流方向，再根据电流方向是从电源正极出发通过螺线管回到负极，可判断H端为电源的负极。

3．如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置．（1）闭合开关后，当导体ab向左或向右运动时，电流表指针偏转，当导体ab向上或向下运动时，电流表指针不偏转，说明闭合电路中的部分导体在磁场中做运动时导体中会产生感应电流．（2）在此实验过程中，是能转化为能．（3）实验中发现，当导体ab向左运动时，电流表指针向右偏转，当导体ab向右运动时，电流表指针向左偏转，说明．（4）小明猜想“感应电流大小可能与导体运动速度大小有关”，他验证猜想的过程是：让导体在第一次实验中运动较慢，在第二次实验中运动，观察两次实验中的，然后进行分析与判断．【答案】（1）切割磁感线；（2）机械；电；（3）感应电流的方向跟导体运动方向有关；（4）较快；电流表的指针偏转情况．【解析】试题分析：（1）导体ab向上或向下运动时，没有切割磁感线，所以电流表不偏转，而左右运动时，切割磁感线，所以电流表偏转，则产生感应电流的条件是闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时导体中会产生感应电流；（2）在实验过程中，机械能转化成电能；（3）导体切割磁感线的方向不同，电流表指针的偏转方向不同，这说明感应电流方向与导体运动方向有关；（4）若探究感应电流的大小与导体运动速度的关系，要使导体一次运动较慢，一次运动较快，观察电流表指针偏转的角度是否相同．【考点定位】电磁感应4．课堂上，老师做了如图甲所示的演示实验，给直导线(铝棒)通电，观察到直导线运动起来。

(1)实验现象说明____________________有力的作用，________机就是利用这个原理制成的。

(2)判断“有力的作用”的依据是________。

A．力是维持物体运动的原因B．一切物体都有惯性C．物体运动状态改变时，一定受到力的作用(3)将磁极上下对调，观察直导线的运动情况，这样操作是为了研究________________。

(4)小明利用该实验的原理做了如图乙所示的实验，用硬金属丝做两个支架，分别与电池的两极相连，用漆包线绕成一个矩形线圈，以线圈引线为轴。

用小刀刮去轴一端的全部漆皮，另一端刮去半周漆皮，将线圈放在支架上，磁体放在线圈下，接通电源后发现线圈并不转动，原因可能是____________________________，这时可做的有效尝试是________________。

【答案】磁场对通电导体电动 C 通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向是否有关线圈刚好处于平衡位置人工转动一下【解析】【详解】(1)导线通电后产生了运动,实验现象说明磁场对通电导体有力的作用，电动机就是利用这个原理制成的。

(2)判断“有力的作用”的依据是物体运动状态改变时，一定受到力的作用，故选C。

(3)将磁极上下对调，观察直导线的运动情况，这样操作是为了研究通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向是否有关。

(4)直流电动机能持续转动的原因是，在制作电动机时增加了换向器，线圈在平衡位置由于惯性转动，当线圈刚越过平衡位置时换向器能自动改变线圈中的电流方向，及时改变通电线圈的受力方向，使电动机能持续转动。

小明接通电源后发现线圈并不转动，原因可能是线圈刚好处于平衡位置，这时可做的有效尝试是人工转动一下。

5．如图所示为小玲和小辉同学制作的一种直流电动机模型，他们用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，蹄形磁体放在线圈周围．（1）直流电动机的工作原理是利用________ 有力的作用．（2）按他们这种方法刮漆，线圈在刚转过平衡位置时________ （选填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”），目的是使线圈能够________（3）可以通过改变________ 方向，改变线圈的转动方向（填一种方法）．（4）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转动，原因可能是________ ，这时可进行的有效尝试是________【答案】磁场对通电导体切断线圈中的电流持续转动电流（或磁场）磁场太弱换用较强的磁场（后两空合理即可）．【解析】(1)直流电动机的工作原理是利用磁场对通电导体有力的作用；(2)按他们这种方法刮漆，线圈在刚转过平衡位置时，没有刮漆的地方与支架连接不能导电，即切断线圈中的电流，目的是使线圈能够依靠惯性继续转动；(3)改变线圈的转动方向的方法有两种：一是改变线圈中的电流方向，可以将电源正负极对调；二是改变磁场方向，可以将磁体两极对调；(4)如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转动，原因可能是磁场太弱，解决的方法是换用磁性更强的磁体；也可能因为电源电压低，可以换用电压更高的电源解决。

6．探究“产生感应电流条件”的实验步骤如图甲、乙、丙所示。

(1)本实验中，我们是通过观察____________来判断电路中是否有感应电流产生的。

(2)比较________两图可知，产生感应电流的一个条件是电路要闭合；比较________两图可知，产生感应电流的另一个条件是导体要在磁场中做切割磁感线运动。