成都市七中育才学校物理电与磁单元测试卷 (word版,含解析)
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成都市七中育才学校物理电与磁单元测试卷(word版,含解析)一、三物理电与磁易错压轴题(难)1.在安装直流电动机模型的实验中,小明将组装好的电动机模型、滑动变阻器、电源、开关串联起来如图甲所示:(1)小明闭合开关,发现线圈不转,他用手轻轻转了一下线圈,电动机模型开始正常转动。
线圈原来不转的原因是_______;(2)若要电动机转速加快,小明应将滑动变阻器的滑片向_______移动;(3)接下来,小明把永磁铁换成图乙所示的电磁铁,并将电磁铁线圈的两个接线柱M、N分别与电刷A、B相连,使电磁铁线圈与电动机模型线圈并联后,合用一个电源。
当对调接在电源正、负极上的导线时,电动机线圈转动的方向会不会改变?答:_______,理由是_______;(4)完成以上实验后,小明取下图甲中的电源换上小灯泡,在模型的转轴上绕上细线,如图丙所示,然后快速拉动细线,使线圈转动起来,结果小灯泡发光,此时这模型就相当于_______机。
【答案】线圈刚好处在平衡位置左不会电流方向和磁场方向同时改变发电【解析】【分析】【详解】(1)[1]线圈不转,用手轻轻转了一下线圈,电动机模型开始正常转动,说明线圈原先刚好处在平衡位置。
(2)[2]要使电动机转速变快,就要增大电流,所以滑动变阻器电阻应变小,即滑片要向左移动。
(3)[3][4]电磁铁和线圈共用一个电源,当对调电源正负极时,电磁铁的磁场方向改变,线圈中的电流方向也发生改变,所以电动机的转向不变。
(4)[5]拉动细线,线圈转动,切割磁感线,产生感应电流,所以是发电机的模型。
2.如图所示电路,是某学校楼道自动控制照明系统,R3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 x0.51 1.52 2.53光敏电用R3阻值/Ω603020151210(1)根据表格中数据写出光敏电阻的阻值R3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E0 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R1Ω.滑动变阻器最大阻值为R2Ω。
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E0=______________。
【答案】330LxΩRE⋅=1230100U R R--【解析】【详解】(1)[1]由表格数据可知,光照度与光敏电阻R3阻值的乘积相等,E×R3=0.5lx×60Ω=30lx•Ω即:330LxΩRE⋅=;(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I0=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:=100Ω0.01AU UR UI==总;因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,R3的阻值:R3=R总-R1-R2=100U-R1-R2,根据第一步的结果可知:3123030=100ER U R R=--。
3.在学习了电和磁的知识后,小杰在家里饶有兴趣地做起了小实验.他找了一枚缝衣针,在“吸铁石”上擦了几下,然后用一根细软的棉线将缝表针悬挂起来井保持水平,结果发现静止后针尖总是指向南方,这说明缝衣针已经磁化成了一枚小磁针。
为验证奥斯特实验,小杰把通电的台灯(60 W)导线移到缝衣针的下方,并靠近缝衣针平行放置,结果发现缝衣针并未发生偏转,带着疑问,小杰在科学课堂上与大家展开讨论。
结果出现了两种不同观点,这时,老师让小杰用两节干电池(3 V)和一段电阻丝(15 Ω)重新做这个实验.结果缝衣针发生了偏转。
(1)磁化后,这枚缝衣针的针尖是________极;(填“S ”或“N ”)(2)在课堂实验中,电阻丝中通过的电流大小为________安;(3)下面是同学们在课堂讨论中形成的两种观点,通过小杰的课堂实验可以否定的是______(填“A ”或“B ”)A .台灯线内有两根导线,且电流方向相反,产生的磁性相互抵消B .台灯线内电流太小,产生的磁场太弱,不足以让小磁针偏转【答案】S 0.2 B【解析】【分析】【详解】(1)[2]缝衣针被悬挂起之后针尖总是指向南方,根据人们对磁极的规定可知,针尖是南极,即S 极。
(2)[2]由欧姆定律公式可得,课堂实验中,电阻丝中通过的电流大小为3V ==0.2A 15ΩU I R =(3)[3]台灯导线中的电流为 60W =0.27A 220VP I U 台灯台灯台灯=≈ 可见电阻线中的电流与台灯导线中的电流大小相差不大,所以台灯线不能使缝衣针偏转不是由于电流太小引起的;其真正的原因应该是,台灯是交流电,并行的导线中瞬间的电流方向是相反的,因此产生的磁场相互抵消,不会使缝衣针发生偏转,故B 可以否定。
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.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。
(3)若图甲中AB棒不动,磁体左右水平运动,电路中________(选填“有”或“无”)感应电流。
(4)实验过程中,某些同学按图甲所示方法进行操作时,实验现象不太明显,请你分别从实验装置和操作过程两方面各提出一条改进的措施,实验装置方面:__________;操作过程方面:_____________。
【答案】灵敏电流计指针是否偏转甲、丙甲、乙有换用磁性更强的磁体加快导体的运动速度【解析】【详解】(1)电路中产生的感应电流不能用眼睛直接观察,所以串联电流表,可以通过电流表指针是否发生偏转,判断电路中是否有感应电流。
(2)甲、丙两图是电路中的一部分导体都切割磁感线运动,甲图中有感应电流,丙图中无感应电流,说明电路是闭合电路时才产生感应电流。
甲、乙两图都是闭合电路的一部分导体,甲切割磁感线运动,乙没有切割磁感线运动,甲图中有感应电流,乙图中无感应电流,说明导体在电路中切割磁感线运动时,才能产生感应电流。
(3)图甲中AB棒不动,磁铁左右水平运动,相当于磁铁不动,导体切割磁感线运动。
所以电路中有感应电流。
(4)电流表指针偏转不明显,是电流太小,从装置上的改进方法:可以换用磁性更强的磁铁、可以换用匝数更多的线圈实验;从操作角度改进:可以加快导体的移动速度,即使导体切割磁感线运动的速度更快。
【点睛】重点是研究电磁感应的实验,牢记产生感应电流应具备三个条件,一、闭合回路,即必须是通路,二、一部分导体,三、切割磁感线运动。
6.在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,小明制成简易电磁铁甲、乙,并设计了如图所示的电路。
(1)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;(2)由图示可知,(选填“甲”或“乙”)________的磁性强,说明电流一定时,________,电磁铁磁性越强;(3)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是________;(4)本实验中用到了多种研究方法:①如研究电磁铁的磁性强弱和线圈匝数有关时,就应控制电流相等,下列实验的研究方法和这种方法不同的是________A.研究电流大小和电压、电阻的关系B.研究影响电阻大小的因素C.用电流表测量串联电路中的电流②本实验中还用到了其他研究方法,如电磁铁的磁性强弱用什么来显示,下列实验的研究方法和这种方法不同的是________A.在测量小灯泡的功率时,用电压和电流之积来表示电功率B.研究电热和那些因素有关的实验中,用液柱的高度差来表示电热多少C.研究动能大小和那些因素有关的实验中,用小木块被推开的远近,来表示动能的大小(5)本实验进行了多次实验,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【答案】增加大甲线圈匝数越多同名磁极相互排斥 C A B【解析】【分析】(1)影响电磁铁磁性强弱的因素:电流的大小和线圈的匝数。
电流越大、线圈匝数越多,电磁铁的磁性越强。
(2)利用转换法,通过电磁铁吸引大头针的多少来认识其磁性强弱;探究电磁铁磁性跟匝数的关系时,保持电流相同,甲乙的匝数不同,通过比较甲乙吸引小铁钉的多少来比较磁性的强弱。
(3)利用磁化和磁极间的作用规律进行分析。
(4)①研究电磁铁的磁性强弱和线圈匝数有关时,就应控制电流相等,就是采用控制变量法;②磁性的强弱通过吸引大头针的数目来判断,这是转换法的应用。
(5)在物理实验过程中,多次测量的目的有两个:将测量数据取平均值,减小误差;总结规律,避免结论的片面性。