四、简答题(共3小题) 22.如图1是探究通电导线在磁场中受力作用的实验装置.闭合开关,观察到导线ab向右运动,记录现象如图2甲所示,(图2甲、乙、丙是该实验装置的剖面图),其中表示电流垂直向外流出,表示电流垂直向里流进.接着把磁体的 N、S极对调,记录的现象如图2乙所示.
(1)比较图2甲、乙可知,通电导线在磁场中的受力方向与________方向有关; (2)在图2丙中画出磁感线方向;
(3)在图2丙中画出导线受到的磁场力F的示意图.
23.如图所示,是直流电铃的原理图,通电时电铃能够连续发声,请说明它的工作原理.
24.小明安装好直流电动机模型后,接通电源,发现线圈不转,请你帮他分析线圈不转的原因可能有哪些?至少写出三种?
答案解析
1.【答案】B
【解析】已知交流电频率f=50 Hz,则每秒内交流电变化的次数是50×2=100次. 2.【答案】C
【解析】A、人造磁体里有永磁体和暂时性磁体两大类.钢是硬磁性材料,一旦被磁化,磁性将长期保持,所以用钢制成的磁体是永磁体;铁是软磁性材料,磁化后过一段时间磁性会消失,所以用铁制成的磁体是暂时性磁体,故选项A是错误的;
B、磁体分为人造磁体和天然磁体,无论是人造磁体还是天然磁体都能吸引铁、钴、镍等物质,故选项B是错误的;
C、能长期保持磁性的磁体,通称为永磁体,故选项C是正确的;
D、天然磁体是直接从自然界得到的磁性矿石,是永磁体,故选项D是错误的. 3.【答案】D
【解析】A、当闭合电路中的一部分导体在磁场中运动时,若没有切割磁感线,也是没有感应电流的,故错误;
B、闭合电路的部分导体切割磁感线运动时才会产生电流,故错误;
C、闭合电路中的一部分导体在磁场中沿磁感线方向运动时,是不能产生感应电流的,故错误; D、当闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,就能产生感应电流,故正确; 4.【答案】D
【解析】直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动原理制成的,为了使线圈能持续的转动下去,在输入电流时利用换向器来改变线圈中的电流方向,从而改变它两边的受力方向,即促使线圈连续转动. 5.【答案】C
【解析】A、磁体只能吸引吸引铁、钴、镍等磁性物质,不能吸引轻小物体;A错误; B、磁体不但能吸引铁,而且还能吸引钴和镍的物质;B错误; C、物体能够吸引铁、钴、镍和其他磁性材料的性质叫做磁性;C正确;
D、磁体的磁极间具有异名磁极相互吸引的性质,还能吸引吸引铁、钴、镍等磁性物质;D错误. 6.【答案】D
【解析】A、电磁铁通电时有磁性,断电时无磁性.说法正确,不符合题意. B、在线圈和铁芯一定时,电流越大,电磁铁磁性越强.说法正确,不符合题意.
C、在电流一定时,外形相同的螺线管即铁芯相同,线圈匝数越多,磁性越强.说法正确,不符合题意.
D、当通入电磁铁的电流方向改变后,电磁铁的磁极改变,电磁铁有磁性.说法错误,符合题意. 7.【答案】D
【解析】读图可知,两小车上相邻的都是磁体的N极,根据同名磁极相互排斥可知,两小车将互相分开,即甲车向左运动、乙车向右运动. 8.【答案】C
【解析】A、已知电源左端为正极,由右手螺旋定则可知,螺线管的磁极应为左N、右S,小磁针的磁极为:左N、右S,故A错误;
B、已知电源下端为正极,由右手螺旋定则可知,螺线管的磁极上端为N、下端为S,小磁针的磁
极为:上N、下S,故B错误;
C、已知电源左端为正极,由右手螺旋定则可知,螺线管的磁极应为左S、右N,小磁针的磁极为:左S、右N,故C正确;
D、已知电源右端为正极,由右手螺旋定则可知,螺线管的磁极应为左N、右S,小磁针的磁极为:左N、右S,故D错误; 9.【答案】C
【解析】产生感应电流的条件有两个:一是整个电路是闭合的,二是处在磁场中的导体在磁场中做切割磁感线运动,这两个条件必须同时具备才可以. A、B、D三项不符合题意. 10.【答案】D
【解析】小磁铁与钢条吸引,有两种可能:①钢条有磁性,且与小磁铁靠近的是钢条的S极. ②钢条没有磁性,由于小磁铁具有磁性,所以能够吸引铁钴镍等物质,故小磁铁吸引钢条. 11.【答案】C
【解析】条形磁体两极磁性最强而中间磁性最弱,且同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,当挂着的磁体向右移动时,相互吸引力逐渐减小,而过了大磁体中点后,相互排斥力逐渐增大,故可以得出弹簧测力计的示数从A端到B端是逐渐变小的. 12.【答案】C
【解析】A、动圈式话筒是利用了电磁感应现象工作的,故A错误;
BC、由于膜片带动线圈左右的振动,线圈在磁场中做切割磁感线运动,在线圈中会产生方向变化的感应电流,故B错误,C正确;
D、说话的声音的响度大小发生变化时,线圈受力的大小发生变化,线圈运动快慢也发生变化,引起线圈中电流大小的变化,故D错误. 13.【答案】C
【解析】A、说法错误,只要有强弱变化的电流,动圈式扬声器就会发声. B、说法错误,动圈式扬声器把电能转化为机械能.
C、正确,动圈式扬声器是把强弱变化的电流变成声音信号的装备,它利用了磁场对电流有力的作用的原理.
D、说法错误,动圈式扬声器工作时线圈中通过的电流一定是交变电流. 14.【答案】D
【解析】A、将滑动变阻器的滑片P向左移动,增大电路中的电流,会改变受力大小,但不会改变运动方向,故A不可行;
B、将滑动变阻器的滑片P向右移动,减小电路中的电流,会改变受力大小,但不会改变运动方向,
故B不可行;
C、改变导体中的电流方向,同时改变磁场方向,受力方向不变,不可行; D、将磁体的磁极对调,受力方向改变,可行. 15.【答案】C
【解析】产生感应电流的条件有两个:闭合电路和一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动.所以分析上述四个选项能看出,ABD选项的描述都不完整,故C选项正确; 16.【答案】排斥 吸引
【解析】磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.
如果磁极呈横向分布,将它们按图3那样沿中心轴线互相靠近时,则无论环形磁铁翻转还是不翻转,都会互相排斥,因为翻转之后,环形磁铁的外侧还是N极,内侧仍为S极,与另一个环形磁铁对应的部位都是同名磁极,所以始终相互排斥.
如果磁极呈纵向分布,将它们按图3那样沿中心轴线互相靠近时,可能有两种情况:两个环形磁铁靠近的一端可能都是N极(或S极),则此时它们会相互排斥;若把其中一个环形磁铁翻转,则靠近的一端就变成了异名磁极,异名磁极相互吸引. 17.【答案】发电 电动
【解析】图甲中,没有电源,是闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线,产生感应电流,属电磁感应原理,是发电机的示意图;
图乙中,电路中有电源,是通电线圈在磁场中受力而运动,是电动机的示意图. 18.【答案】能量 北
【解析】(1)磁场是磁体周围的一种能传递能量的特殊物质;
(2)磁场的方向是这样规定的:放在磁场中某点的小磁针,静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向.
19.【答案】(1)磁场对放入其中的电流 电动 (2)C (3)通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向是否有关
【解析】(1)导线通电后产生了运动,说明磁场对放入其中的电流有力的作用,人类根据这一现象制成了电动机;
(2)判断有力的作用,是根据导线在磁场中受力的作用,而为是改变物体运动状态的原因;故选C (3)将磁极对调后,可以看到导线的运动方向发生了变化,故可以研究通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向是否有关.
20.【答案】(1)小磁针与直导线距离远 (2)使小磁针尽量靠近直导线,静止时,给直导线通电,观察小磁针指向是否变化,若小磁针指向变化,说明猜想正确;若小磁针指向不变化,说明猜想错误.
【解析】(1)在验证电流产生磁场的实验中,小东连接了如图所示的实验电路.他把小磁针(图中没有画出)放在直导线AB的正下方,闭合开关后,发现小磁针指向不发生变化. 经检查,各元件完好,电路连接无故障:说明电流一定时,磁场的强弱应该与距离有关,故猜想小磁针指向不发生变化的原因是小磁针与直导线距离远;
(2)写出检验你的猜想是否正确的方法:使小磁针尽量靠近直导线,静止时,给直导线通电,观察小磁针指向是否变化,若小磁针指向变化,说明猜想正确;若小磁针指向不变化,说明猜想错误. 21.【答案】(1)能 切断线圈中的电流 (2)电流(或磁场) (3)磁场太弱 换用较强的磁场 【解析】(1)将线圈两端引线的漆皮,一端全部刮掉,另一端只刮半周的作用是当线圈刚转过平衡位置时,切断电流,通过线圈的惯性转动半周,从而保证了线圈持续的转动下去;
(2)要改变线圈的转动方向,就要改变线圈的受力方向,而线圈的受力方向由磁场方向和电流方向来决定,因此可改变磁场方向或电流方向来改变线圈的转动方向;
(3)如果电池、开关、导线的连接和性能良好,闭合开关后,线圈不能连续转动,可排除无电流的情况,可能是电流太弱、磁场太弱或开始线圈处在平衡位置等,可进行有针对性的偿试,包括换新电池使电流增大,换较强的磁场,用手推一下线圈使其转过平衡位置等. 22.【答案】(1)磁场 (2)(3)如图:
【解析】(1)比较图2甲、乙可知,在电流方向不变时,磁场的方向改变后,导线所受力的方向会改变,所以通电导线在磁场中的受力方向与磁场方向有关; (2)磁感线的方向是从N极指向S极,如下图所示:
(3)在图2中乙图的基础上分析可知,此时磁场的方向没有改变,但电流的方向改变,所以所受力的方向改变,
23.【答案】通电时,电磁铁有电流通过,产生了磁性,把小锤下方的弹性片吸过来,使小锤打击电铃发出声音,同时电路断开,电磁铁失去了磁性,小锤又被弹回,电路闭合,不断重复,电铃便发出连续击打声了.
【解析】这是一个利用电磁继电器进行控制的电路,电磁铁通电时有磁性,断电时无磁性,电铃就是利用电磁铁的这个特性工作的.
24.【答案】电动机模型通电后不能转动,则发生故障的原因可能是:线圈此时可能处在平衡位置,磁铁可能失去磁性或磁性减弱,换向器中电刷、铜半环之间可能接触不良等.
【解析】电动机的原理是利用了通电线圈在磁场中受力转动,故应从磁铁是否有磁性及线圈中是否有电流、线圈是否在平衡位置检查.
九年级物理全册第二十章《电与磁》测试题(含解析)(新版)新人教版
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