成都西南交通大学附属中学物理电与磁达标检测卷(Word版 含解析)

成都西南交通大学附属中学物理电与磁达标检测卷（Word版含解析）一、三物理电与磁易错压轴题（难）1．两个电磁铁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。

2．某同学猜想电磁铁磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关。

在探究“电磁铁磁性强弱与电流大小是否有关”时，使用的器材有：学生电源、电磁铁、电流表、滑动变阻器、开关、软铁块P、铁架台、电子秤、导线若干。

某同学用绝缘细线将电磁铁M悬挂在铁架台上，并保持它与软铁块P的距离不变：(1)实验时，他_______开关S，组装实验电路如图所示，请将滑动变阻器连入电路中，要求：滑片向左滑动时电路中电流变大；(2)本实验中根据______________比较电磁铁磁性强弱；(3)请设计出记录实验数据的表格，表中要有必要的信息。

（_________）【答案】断开，电子秤的示数实验次数电流I/A电子秤的示数/g123……【解析】【分析】【详解】(1)[1]在连接电路时，开关S应处于断开状态。

由题意知，电路中变阻器调节电路的电流，所以各元件串联；而滑片向左滑动时电路中电流变大，即滑片向左滑动时，变阻器接入电路的电阻变小，所以变阻器下边的接线柱应接左边的；电路所用电源为学生电源，则电流表应用大量程0~3A，故电路连接如下：(2)[2]实验根据电子秤的示数来比较电磁铁磁性强弱。

因为当开关闭合时，电路中有电流通过，电磁铁有磁性，对放在电子秤上的软铁块P有吸引力。

当电流越大时，电磁铁的磁性就越强，对软铁块的吸引力就越大，那么软铁块对电子秤的作用力就越小，则电子秤的示数就越小。

(3)[3]实验探究的是“电磁铁磁性强弱与电流大小的关系”，所以在实验时需记录电流的大小，而磁性的强弱是通过电子秤的示数来反映的，所以还需要记录电子秤的示数。

故实验表格如下：实验次数电流I/A电子秤的示数/g123……3．小谦在探究“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)小谦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 的变化，来判断磁体间力的变化，用到的科学方法是________法。

(2)小谦分析三次实验现象，得出结论：两磁铁磁极间的________，相互作用力越大，小月认为：这个结论还需要进一步实验论证，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，磁体间作用力与距离的关系。

【答案】转化（或转换）距离越小排斥【解析】【分析】【详解】(1)[1]由题意可知，磁体间作用力越大，细线与竖直方向的夹角也越大，那么可以通过观察这个夹角的大小得知磁体间力的变化，用到的科学方法是转换法。

(2)[2]从三次实验可看到，夹角越大时，相互作用力越大，这时两磁铁磁极间的距离越小，可得出结论：两磁铁磁极间的距离越小，相互作用力越大。

[3]磁体间的相互作用规律有吸引也有排斥，所以还须研究甲、乙两块磁铁相互排斥时，磁体间作用力与距离的关系。

4．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．5．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6．(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．猜想A：电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性。

猜想B：通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强。

猜想C：外形相同的螺线管，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，小丽所在的实验小组通过交流与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。

如图所示的a、b、c、d为实验中观察到的四种情况。

(注：a、b、c中线圈匝数相同)根据小丽的猜想和实验，完成下面填空。

(1)通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它的_______的不同。

(2)通过比较图______(填字母，下同)两种情况，可以验证猜想A是正确的。

(3)通过比较图_______两种情况，可以验证猜想B是正确的。

(4)通过比较图d中的甲、乙两电磁铁，发现猜想C不全面，应补充的条件是________。

【答案】磁性强弱 a、b b、c 电流相同时【解析】（1）电磁铁磁性强弱无法捕捉，通过它吸引大头针的数目来判断，这是转换法的思想；（2）研究磁性的有无由电流通断控制，保证匝数、电流都一定，故选a、b；（3）研究磁性强弱与电流的关系，保证匝数一定，开关都闭合，故选b、c；（4）d中甲乙两电磁铁是串联的，故电流相等，这是前提条件．故答案为：（1）磁性强弱；（2）a、b；（3）b、c；（4）电流相同时．【点睛】电磁铁磁性的有无与电流的通断有关，磁性强弱与两个因素有关：线圈匝数多少、电流大小．研究磁性强弱的影响因素时控制一个因素不变，改变另一个因素，是控制变量法的应用，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．8．归纳式探究—．研究电磁感应现象中的感应电流：磁场的强弱用磁感应强度描述，用符号B表示，单位是特斯拉，符号是T．强弱和方向处处相同的磁场叫做匀强磁场．如图甲所示，电阻R1与圆形金属线圈R2连接成闭合回路，R1和R2的阻值均为R0，导线的电阻不计，在线圈中半径为r的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图象如图乙所示，图线与横、纵坐标的截距分别为t0和B0．则0至t1时间内通过R1的电流I与阻值R0、匀强磁场的半径r、磁感应强度B0和时间t0的关系数据如下表：次数R0/Ωr/m B0/T T0/s I/A1100.1 1.00.15π×l0-22200.1 1.00.1 2.5π×l0-2 3200.2 1.00.110π×l0-2 4100.10.30.1 1.5π×l0-2 5200.10.10.050.5π×l0-2（1）I=_____k，其中k=________（填上数值和单位）（2）上述装置中，改变R0的大小，其他条件保持不变，则0至t1时间内通过R1的电流I 与R0的关系可以用图象中的图线____表示．【答案】2000B r R t 25A sT m π⋅Ω⋅⨯ c 【解析】 【分析】 【详解】（1）[1]由图像分析可得2EI R=……………1 E t∆Φ=∆...............2 =?S B ∆Φ∆ (3)120+2R R R R == (4)由1234联立得：22000022B B r r I t R t R ππ∆=⋅=⋅∆由于2π为定值，故 2000B r I k R t =[2]将第一组数据带入上式得：k =25A sT m π⋅Ω⋅⨯（2）[3]若R 0变，其他为定值，则2002B r t π均为定值，可看作0'k I R =，此为反比例函数，故可用图线c 表示．9．为了探究导体在磁场中怎样运动才能在电路中产生电流，采用图中所示的实验装置进行实验：(1)将用细导线悬挂的导体放入蹄形磁体中，闭合开关，电流计指针不偏转，让导体在蹄形磁体中左右运动，电流计指针____偏转；断开开关，让导体在蹄形磁体中左右运动，电流计指针____偏转。