九年级物理下册电与磁综合测试卷(word含答案)
一、三物理 电与磁 易错压轴题(难)
1.在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”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)实验中是通过观察_____________________来比较电磁铁磁性强弱。这种研究方法称为___________。
(2)把甲、乙两个电磁铁串联,目的是____________相同,以探究电磁铁磁性强弱与____________的关系。
(3)由现象可得结论:电流一定时,________________,电磁铁磁性越强。 (4)若要使电磁铁甲、乙吸引大头针数目变多,最简单易行的办法是_________ 【答案】电磁铁吸引大头针的数量 转换法 控制电流 线圈匝数 线圈匝数越多 将变阻器滑片P向左移动 【解析】 【详解】
(1)[1]磁性的强弱是无法直接观察的.题中就是利用电磁铁吸引大头针数目的不同来反映磁性强弱的不同的; [2]这是转换的方法;
(2)[3]串联电流相等,所以串联的目的是控制电流相同;
[4] 根据图示可知,电磁铁甲吸引的大头针数目多,说明甲的磁性强;两电磁铁串联,电流相同,甲乙线圈匝数不同,所以探究的是电磁铁磁性强弱与匝数的关系; (3)[5] 由现象可得结论:电流一定时,线圈匝数越多,磁性越强;
(4)[6]磁场变强,吸引大头针的数量就多了,所以最简单的方法是向左移动滑动变阻器滑片,使电路中电流变强,磁场就变强了。
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.如图所示是老师设计的一个实验装置,用来探究“影响电磁铁磁性强弱因素”,它是由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管(线圈电阻忽略不计)和自制的针式刻度板组成,通过观察指针偏转角度的大小,来判断电磁铁磁性的强弱.用竹片削制的指针下方加装固定一物体E,导线 a 与接线柱 2 相连.
(1)为了使指针在受磁场力的作用在能绕 O 点转动,需在 E 处加装铁块,加装物体后,为了确保指针能正确指示且具有一定的灵敏度,老师在 O 点转轴处涂抹润滑油,目的是_____,使指针转动更灵活.
(2)按如图所示连接好电路,闭合开关,调节滑动变阻器滑片 P 到某一位置,记下此时指针偏转的角度,保持滑片 P 位置不变,导线 a 改为与接线柱 1 相连,可以探究电磁铁磁性强弱与_____的关系;保持接线方式不变,移动变阻器滑片 P,可以探究电磁铁磁性强弱与另外一个因素的关系.
(3)当滑动变阻器的滑片 P 向左滑动时,指针偏转的角度将会______(选填“增大”或
“减小”).
(4)细心观察的小锋同学发现在实验过程中该自制装置的指针均向右偏转,只是偏转角度不同,该同学向老师提出能否让指针向左偏转,老师马上将一块小磁铁换装在如图 E 处, 且让磁铁的右端为_____极,闭合开关后,同学们发现指针果然向左偏转.
(5)你认为该装置中指针的偏转角度大小可能还与哪些因素有关?______(只写出一个即可)
【答案】减小摩擦 线圈匝数 减小 N 铁芯大小 【解析】 【分析】
(1)根据减小摩擦的方法解答;
(2)根据1、2位置比较接入电路线圈匝数多少可知答案;
(3)当滑动变阻器的滑片 P 向左滑动时,电阻变大,电流变小,磁场减弱;
(4)首先判断电磁铁的N、S极,然后利用电磁铁与所放磁铁的磁极相互作用做出判断; (5)该装置中指针的偏转角度大小要受磁力大小、竹片削制的指针质量、电磁铁距离指针的距离等因素影响. 【详解】
(1)在O点转轴处涂抹润滑油可以使接触面变光滑,从而减小了摩擦;
(2)保持滑片P位置不变,忽略线圈电阻,则电流不变,导线a改为与接线柱1相连,增加了线圈匝数,因此可以探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系;
保持接线方式不变,移动变阻器滑片P,改变电流大小,可以探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系.
(3)当滑动变阻器的滑片P向左滑动时,接入电路电阻增大,电流减小,磁性减弱,所以指针偏转的角度将会减小;
(4)由图中通电线圈电流流入方向,利用右手螺旋定则可以判断出通电线圈左端为N极,右端为S极,在E处放小磁铁让磁铁的右端为N极、左端为S极时,则通电线圈右端S极与小磁铁左端为S极就会相互排斥,指针就会向左偏转;
(5)该装置中指针的偏转角度大小要受磁力大小、竹片削制的指针质量、电磁铁距离指针的距离等因素影响;
所以指针的偏转角度大小还与铁芯大小有关,也与竹片削制的指针质量有关.
4.课堂上,老师做了如图甲所示的演示实验,给直导线(铝棒)通电,观察到直导线运动起来。
(1)实验现象说明____________________有力的作用,________机就是利用这个原理制成
的。
(2)判断“有力的作用”的依据是________。 A.力是维持物体运动的原因 B.一切物体都有惯性
C.物体运动状态改变时,一定受到力的作用
(3)将磁极上下对调,观察直导线的运动情况,这样操作是为了研究________________。 (4)小明利用该实验的原理做了如图乙所示的实验,用硬金属丝做两个支架,分别与电池的两极相连,用漆包线绕成一个矩形线圈,以线圈引线为轴。用小刀刮去轴一端的全部漆皮,另一端刮去半周漆皮,将线圈放在支架上,磁体放在线圈下,接通电源后发现线圈并不转动,原因可能是____________________________,这时可做的有效尝试是________________。
【答案】磁场对通电导体 电动 C 通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向是否有关 线圈刚好处于平衡位置 人工转动一下 【解析】 【详解】
(1)导线通电后产生了运动, 实验现象说明磁场对通电导体有力的作用,电动机就是利用这个原理制成的。
(2) 判断“有力的作用”的依据是物体运动状态改变时,一定受到力的作用,故选C。 (3)将磁极上下对调,观察直导线的运动情况,这样操作是为了研究通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向是否有关。
(4)直流电动机能持续转动的原因是,在制作电动机时增加了换向器,线圈在平衡位置由于惯性转动,当线圈刚越过平衡位置时换向器能自动改变线圈中的电流方向,及时改变通电线圈的受力方向,使电动机能持续转动。小明接通电源后发现线圈并不转动,原因可能是线圈刚好处于平衡位置,这时可做的有效尝试是人工转动一下。
5.在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,小亮制成简易电磁铁甲、乙,并设计了如图所示的电路进行实验.
(1)根据图示的情境可知,电磁铁________(选填“甲”或“乙”)的磁性强,说明电流一定时________,电磁铁磁性越强.
(2)当滑动变阻器滑片P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”),说明同一电磁铁,通过的电流越________,电磁铁的磁性越强. (3)电磁铁甲的上端是________极,下端吸引大头针,可以使大头针磁化,大头针下端分散的原因是________.
【答案】甲 线圈匝数越多 增加 大 N 大头针被磁化,同一端的磁性相同,同名磁极相互排斥
【解析】
(1)由图可知,甲吸引的大头个数多,故甲的磁性强,在电流相同的情况下,匝数越多,电磁铁的磁性越强;(2)当滑动变阻器滑片向左移动时,电阻减小,电流变大,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)根据右手安培定则,四指绕向电流的方向,大拇指所指的方向即为螺线管的N极;则乙铁钉的上端是电磁铁的S极;大头针被磁化,同一端的磁性相同,互相排斥,所以下端分散.
点睛:根据电磁铁吸引大头针个数的多少判断电磁铁磁性的强弱;根据滑片移动,判定电流的变化,从而判断出磁性的变化.
6.下列是创新小组对电流磁场的研究.
(1)如图甲所示的实验,闭合开关前,小磁针静止且能指向南北,这是因为_____的作用;闭合开关后,导线下方的小磁针偏转,说明通电导体周围存在_____,这一发现是丹麦科学家_____首先完成的.
(2)为探究通电直导线周围的磁场分布情况,用小磁针、铁屑、硬纸板等做了如图乙所示的实验,发现了直导线周围的磁场是以导线为圆心的同心圆圈,根据图乙的情景判断图丙中小磁针N极将_____.(选填“转向纸内”、“转向纸外”或“保持不动”).改变电流的方向,小磁针N极的指向_____(选填“不变”或“变化”).
(3)在做“探究通电螺旋管外部磁场的方向”的实验时,在螺线管周围摆放了一些小磁针通电后小磁针的指向如图丁所示,由此可看出通电螺线管外部的磁场与_____磁体的磁场相似.改变螺线管中的电流方向,发现小磁针静止时北极所指方向与原来相反,由此可知:通电螺线管外部磁场方向与螺线管的_____方向有关. (4)写出增强通电螺线管周围磁场的一个方法_____.
【答案】地磁场 磁场 奥斯特 转向纸外 变化 条形 电流 增大电流 【解析】
解答:(1)如图所示的实验,闭合开关前,小磁针静止且能指向南北,这是因为地磁场的作用;闭合开关后,导线下方的小磁针偏转,说明通电导体周围存在磁场,这一发现是丹麦科学家奥斯特首先完成的;(2)伸出右手,大拇指指向电流的方向,四指的方向为磁场的方向,故导体正下方磁场方向向外,即小磁针静止时N极的指向为纸外;改变电流的方向,小磁针N极的指向改变;(3)如图丁所示,由此可看出通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似.改变螺线管中的电流方向,发现小磁针静止时北极所指方向与原来相反,说明通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关;(4)通电螺线管的磁性强弱由三个因素决定:线圈的匝数、线圈中的电流大小、有无铁芯;故若想增强通电螺线管周围磁场,可以增大电流,插入铁芯等均可.
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