东营物理电与磁单元培优测试卷

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东营物理电与磁单元培优测试卷 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/cm 1 2 3 4 5 I/mA 10 15 20 30 50 B/T 0.68 0.6 ___ 0.36 0.14

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 31510A4006VUIR

则电源电压为6V。 当电流为20mA时,磁敏电阻此时的电阻为

-36V=3002010AURI

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.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/g 1 2 3 ……

【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/g

1 2 3 …… 3.如图,在“磁场对通电直导线的作用”实验中,小明把一根轻质的铝棒AB用细线悬挂后置于蹄形磁体的磁场中

(1)接通电源,铝棒AB向左运动,说明磁场对电流有的_____作用,_____(选填“电动机“或“发电机”)利用这一原理工作的. (2)若只将磁体的两极对调,接通电源,观察到铝棒AB向_____(选填“左”成“右”)运动,说明力的方向与_____方向有关. (3)小明猜想磁场对通电直导线作用力的大小可能与导线中电流大小有关,请在图中器材的基础上,添加一只器材,设计一个简单实验,探究这一猜想. 添加器材:_____ 简要做法:_____ 【答案】力 电动机 右 磁场 滑动变阻器 将滑动变阻器串联在电路中,改变滑片的位置,观察铝棒摆动的幅度

【解析】 (1)把一根轻质的铝棒作为直导线放在蹄形磁体的磁场里,接通电源,看到直导线向左运

动,说明磁场对通电导线有力的作用;电动机就是利用该原理制成的; (2)只将磁体的两极对调,接通电源,导体的运动方向会改变,所以观察到直导线向右运

动;说明力的方向与磁场的方向有关; (3)探究磁场中通电导线作用力大小与导线中电流的大小是否有关,可以在其他条件不变

的情况下,添加一滑动变阻器来改变电路中的电流. 其做法如下:在图所示的电路中串联一个滑动变阻器,移动变阻器的滑片,改变导线中电流的大小,观察通电导线摆动的幅度;以此判断磁场对通电导线作用力大小与导线中电流的大小是否有关.

4.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.

5.在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中,小明制成简易电磁铁甲、乙,并设计了如图所示的电路。

(1)在实验时,通过______反映电磁铁的磁性强弱。 (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)根据图示的情境可知,________(选填“甲”或“乙”)的磁性强,说明电流一定时,____________,电磁铁磁性越强。

(4)根据右手螺旋定则,可判断出电磁铁乙的上端为________极。 (5)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是________________________________________。 (6)电磁铁在生产、生活中应用广泛,请写出其中的一个应用:____________。 【答案】吸引大头针数目的多少 增加 大 甲 线圈匝数越多 S(南) 大头针被磁化,同名磁极相互排斥 电磁起重机(或扬声器、磁悬浮列车等) 【解析】 【详解】 (1)在实验时,通过吸引大头针数目的多少反映电磁铁的磁性强弱,利用转换法。 (2)当滑动变阻器滑片向左移动时,电阻变小,电路中的电流变大,电磁铁的磁性变强,电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加,说明电流越大电磁铁磁性越强。 (3)根据图示的情境可知,电磁铁甲吸引大头针的个数多,因此甲的磁性强,根据图示可