上海民办协和双语学校物理电与磁单元测试卷（含答案解析）
一、三物理 电与磁 易错压轴题（难）
1．小明学会了测小灯泡的功率后，在老师的启发下，进一步思考：电流一定时，小灯泡功率跟电阻有什么关系呢？于是他利用如图所示的电路，选用分别标有“1.5 V 0.25 A”“2.5 V 0.3 A”和“3.8 V 0.3 A”字样的小灯泡L1、L2、L3，测出它们在电流相同时的电阻和功率，来探究小灯泡功率与电阻的关系．
(1)他将灯L1接入图甲电路，请你用笔画线代替导线，帮他将实物电路连接完整．______ (2)闭合开关后，他调节滑动变阻器的滑片P，使通过灯L1的电流为0.2 A，再测出L1两端的电压，此时电压表示数如图乙所示，然后计算出此时灯L1的电阻为______Ω，实际功率是____ W．
(3)换上灯L2，闭合开关，为保持电流为0.2 A不变，应将滑片P向________(选填“左”或“右”)端移动；再测出L2两端的电压，算出L2的电阻和功率．换上灯L3，做第三次实验，并将实验数据记录在下表中．
(4)请根据实验数据，在图丙中作出小灯泡功率与电阻关系的图象．______ (5)分析图象可得结论：在电流一定时，小灯泡的实际功率与电阻成________关系． (6)小波认为：为了控制实验条件，小明每次实验要换灯泡还要调节滑动变阻器，这样的操作不够简便．对此你可以如何改进？____．
【答案】答案见解析 4 0.16 左 答案见解析 正比 将L1、L2、L3串联在同一电路中，使电流不变 【解析】 【分析】 【详解】
(1)如图(2)电压表使用的0～3V，分度值为0.1V，电压为
U0.8V?4? ，实际功率P实=UI=0.16W； =0.2AI(3) 换上灯L2，电阻增大，总电阻增大，电路电流减小，电流表的示数将变小； 要使电路电流增大到0.2A，要减小电路总电阻，滑动变阻器的滑片向左端移动；
0.8V，电流为0.2A，所以L1电阻为R1=
(4)
(5)分析图像可知图线是一条过原点的直线，可知，电流一定时，功率和电阻成正比． （6）实验目的是小灯泡功率与电阻的关系，根据控制变量法，要保证电流不变，则可以将L1、L2、L3串联在同一电路中，分别测各自两端电压即可． 【点睛】
本题题干很长，给学生的心理压力很大，并且本题涉及到的知识点多，而且和数学联系起来，增大了试题的难度，并且用实验探究功率和电阻关系的题目比较少见，学生不熟悉，更增大了习题的难度．
2．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。
3．李明用天然磁石仿制图甲所示的勺状的指南针﹣﹣司南．
（1）他用的材料是图乙所示的天然磁石，该磁石的D端为________ （选填“北极”或“南极”）．
（2）他用该磁石的D端磨成勺柄，打磨成勺状指南针（即“司南”），再用细线将其悬挂，如图丙所示，司南静止时，勺柄指向地球的________
（3）将该司南悬挂在电磁铁正上方，闭合开关S，司南静止时的指向如图丁所示，则电磁铁左端是_____ （选填“北极”或“南极”）极，则电源M端是________ （选填“正极”或“负极”）．
（4）为增强司南的磁性，可用图丁所示装置，通过________（ 填字母序号 ），来增强电磁铁对司南磁化的效果．
A．改变电源的正负极 B．让司南垂直放置在AB中点的正上方 C．增加电源的电压． 【答案】南极 南极 北极 负极 C 【解析】 【分析】 【详解】
（1）人们规定磁场的方向由北极出发到南极，由图可知，在磁体外部磁感线由B端到D端，因此，磁石的D端为该磁体S极，即南极；
（2）地磁的北极在地理的南极附近，由于异名磁极相互吸引，因此，司南静止时，勺柄指向地球的南极；
（3）因为异名磁极相互吸引，所以通电螺线管的左端是N极；
再用安培定则，右手大母指向左握住螺线管，可判断通电螺线管中的电流方向为：右端电流向上，左端向下；
再根据电流方向是从电源正极出发通过用电器回到负极，所以电源左端，即M端为电源的负极；
（4）为了增强司南的磁化效果，可以增加电源电压，使线圈中电流增大，则线圈磁性增强，磁化效果更好． 故选C． 【点睛】
牢记磁场方向的规定，即磁体周围的磁感线，都是从磁体的N极出发，回到S极；磁极间的作用规律是：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，再结合安培定则判断电源的正负极
4．如图所示是同学们安装的直流电动机模型．
(1)在某次安装直流电动机模型活动中，小孙、小金、小星各自把安装好的电动机接入电路，闭合开关线圈均不转．若小孙用手轻轻一推转子，线圈就转动起来，则她的线圈不转的原因是_____________；若小金用手轻轻把电刷(铜片)弯曲一下，线圈就转动起来，则她的线圈不转的原因是______________；若小星在原磁体上加一块磁体，线圈就转动起来，则她的线圈不转的原因是________________．
(2)线圈正常转动后，若把电源的两极对调一下，观察到线圈转动的________发生变化；若改变线圈中的电流大小，观察到线圈转动的________发生变化．
(3)许多家用电器用到电动机，请你列举一种装有电动机的家用电器的名称：__________． 【答案】线圈在平衡位置 换向器与电刷接触不良(或摩擦过大) 磁体磁性太弱 方向 速度 电风扇(或洗衣机等) 【解析】 【分析】 【详解】
（1）闭合开关线圈均不转．
小孙用手轻轻一推转子，线圈就转动起来，则她的线圈不转的原因是线圈在平衡位置，转动一个角度后，线圈两边受力不平衡，线圈会持续转动；
小金用手轻轻把电刷（铜片）弯曲一下，线圈就转动起来，则她的线圈不转的原因是：换向器与电刷接触不良，无电流通过，也可能是摩擦过大，调整后摩擦力小了，线圈转动； 若小星在原磁体上加一块磁体，线圈就转动起来，则她的线圈不转的原因是磁体磁性太
弱．
（2）直流电动机的转动方向与磁场方向和电流方向有关；
线圈正常转动后，若把电源的两极对调一下，电流方向改变，所以观察到线圈转动的方向发生变化；
若改变线圈中的电流大小，观察到线圈转动的速度发生变化．
（3）许多家用电器用到电动机，日常家电中装有电动机的有：电风扇、洗衣机等．
5．瑞瑞同学有-辆玩具电动车，在行驶的过程中，车上的小动物可以自由旋转，这种功能是由两个电动机带动的，如图所示是该玩具电动车的简化电路图．目前该车某一处出现了故障：通电后玩具电动车只能行驶，上面的动物不能旋转．对此，瑞瑞同学提出了猜想：
[猜想与假设]
(1)可能是旋转开关有故障；(2)可能是旋转定时器有故障；(3)可能是________有故障． 瑞瑞同学利用一只电压表来判断故障的位置． [进行实验]
（1）将玩具电动车装上四只新干电池，闭合旋转开关和旋转定时器；
（2）将电压表一端接在d点不动，另一端依次接在a点、b点和c点，观察电压表示数． [分析与论证]
（1）如果另一端接在点时电压表有示数，接在点时无示数，说明旋转开关________（选填“断路”、“短路”或“正常”）；
（2）如果另一端分别接在、点时，电压表都有示数，然后改接到点，发现电压表仍然有示数，且[交流评估]
瑞瑞将他的检修方法与小明和小华进行了交流．
（1）小明说，在[进行实验]的第（2）步，只用一根导线连接、，就可以判断旋转电动机是否断路，方法是：如果旋转电动机________，就表明它是好的．
（2）小华说，在[进行实验]的（2）第步，也可以用电流表检测旋转开关和旋转定时器是否损坏，方法是：将电流表接、，如果旋转电动机仍不转，表明旋转开关可能是________（好的/坏的）；再将电流表接、，判断旋转定时器的好坏；但绝对不能将电流表接到、之间，否则有可能________．
【答案】旋转电动机 断路旋转开关旋转定时器旋转电动机转动 好的短路 【解析】 【分析】
（1）由题知，通电后玩具电动车只能行驶，而上面的动物不能旋转，说明行驶电动机所在的支路没有问题，问题在旋转电动机所在的支路。
，说明________和________正常，________有故障．
上海民办协和双语学校物理电与磁单元测试卷(含答案解析)
