上海 华东师范大学第一附属初级中学物理电与磁单元练习（Word版 含答案）
一、三物理 电与磁 易错压轴题（难）
1．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 1 2 3 …… 【解析】 【分析】 【详解】
电流I/A 电子秤的示数/g (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 1 2 3 …… 电流I/A 电子秤的示数/g
2．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．
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
I?(3)[3]台灯导线中的电流为
U3V==0.2A R15ΩI台灯?P台灯U台灯=60W?0.27A 220V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．某次旅游，密闭大巴内坐满了游客，司机忘了打开换气设备，时间一久，车内二氧化碳浓度上升，令人头晕脑胀．为此，小明设计了车载自动换气设备
（一）小明找来二氧化碳气敏电阻Rx，其电阻值与空气中二氧化碳浓度关系如表格所示，其中二氧化碳浓度为0时，Rx阻值模糊不清，他对该电阻阻值进行测量 氧气浓度/% Rx/Ω 0 5 28 10 22 15 17 20 13 25 10 30 8 小明把空气通过氢氧化钠溶液，得到二氧化碳浓度为0的空气，并收集于集气瓶中，再将Rx置于其中
（1）图甲电源电压恒为6V，请以笔画导线完成电路图剩余部分的连接．要求，滑片P向B端移动时，电压表、电流表的示数都变大． （___）
（2）开关S闭合前，滑片P应移至_____（选填“A”或“B”）端．
（3）闭合开关S，发现电流表无示数，电压表有示数．电路某一故障可能为_____．
A、S断路 B、R'断路 C、Rx短路 D、Rx断路 （4）排除故障后，移动滑片P，电压表、电流表示数如图乙所示，二氧化碳为0时，Rx的阻值为_____Ω
（5）请在丙图中画出Rx阻值与空气中二氧化碳浓度的关系图象． （___）
（二）小明利用电磁继电器设计车载自动换气设备，如图丁所示，控制电路，恒为6V的蓄电池，开关S，定值电阻R0，二氧化碳气敏电阻Rx，电磁继电器的线圈电阻不计，线圈电流大0.1A时衔铁被吸下，线圈电流小于0.1A衔铁被弹回，受控电路包括，恒为24V的蓄电池，额定电压均为24V的绿灯、红灯、换气扇．
（6）请以笔画线完成电路连接，要求：闭合开关S，周围空气中二氧化碳浓度小于8%时，绿灯亮；大于8%时，红灯亮且换气扇正常工作． （___）
（7）定值电阻R0的阻值应为_____Ω．
【答案】 A D 35
35
【解析】
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