电与磁单元测试题(Word版 含解析)
一、三物理 电与磁 易错压轴题(难)
1.两个电磁铁A和B都用粗细相同的漆包线绕制而成,其外形及所用的铁芯都相同,但线圈面数不同(外观上看不出)要比较哪个电磁铁的线匝数多,小明用相同的恒压电源、滑动变阻器、导线、开关,并提供足够多的大头针,连接电路进行了图两个实验。
(1)关于小明的实验:
①磁性较强的电磁铁是______ (选填“A”或“B”)。依据是_____ ; ②该实验,无法比较哪个电磁铁的线圆匝数更多,原因是______;
(2)利用上述器材设计实验,要求能比较哪个电磁铁的线圈匝数更多(可增加一个器材,或不增加器材):
①步骤(可用文字或画图表述)______; ②结论分析:______。
【答案】A 吸引大头针的数量较多 不能确保流过两个电磁铁的电流相同 见解析 吸引大头针数量较多的电磁铁,线圈匝数较多 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1][2]由图可知电磁铁A吸引的的大头针数量比电磁铁B多,可判断电磁铁A的磁性较强。
[3]影响电磁铁磁性强弱的因素有线圈匝数、电流大小,该实验中无法通过电磁铁磁性强弱来判断谁的线圈匝数多,谁的少,原因在于无法确保流过两个电磁铁的电流相同。 (2)[4]步骤:将电磁铁A、B串联在一个电路中,通过它们的电流相等,是电磁铁A、B上的线圈匝数不同。
[5]结论分析:在电磁铁通过电流相同时,线圈匝数较多的电磁铁,吸引大头针数量较多;线圈匝数较少的吸引大头针数量较少;可判断:吸引大头针数量较多的电磁铁,线圈匝数较多。
2.在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中,实验室准备的器材有:电源、开关、导线、滑动变阻器、两根完全相同的铁钉、表面绝缘的铜线、大头针若干。利用上述器材,制成简易电磁铁甲和乙,并设计了如图所示的电路。请你回答下列问题:
(1)根据图示的情况可知,________(填“甲”或“乙”)的磁性强,依据是___________,说明电流一定时,________________电磁铁的磁性越强。
(2)当滑片P向左移动时,电磁铁甲、乙吸引大头针的个数________(填“增加”或“减少”)说明__________________电磁铁的磁性越强。
(3)电磁铁甲的上端是电磁铁的______极(填“N”或“S”)。
(4)电磁铁在生活和实际中有着广泛的应用。以下利用电磁铁的特点工作的是________(填写序号)。 A.电热水壶 B.模型电动机 C.电磁继电器 D.手摇发电机
【答案】 乙 吸引的大头针个数多 线圈匝数越多 增加 电流越大 S C
【解析】(1)根据图示的情境可知,甲乙串联在一起,电流相等,乙电磁铁吸引大头针比甲多,所以乙电磁铁磁性强,所以在电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强;(2)当滑动变阻器滑片向左移动时,线圈匝数不变,电流变大,电磁铁甲、乙吸引大头针的个数都增加,所以在线圈匝数一定时,电流越大,电磁铁磁性越强;
(3)根据安培定则,右手握住螺线管,四指指向电流的方向,大拇指所指的方向是通电螺线管的N极,故下端是N极,上端是S极;
(4)电热水壶利用的是电流的热效应,不符合题意;模型电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的,不符合题意;电磁继电器的主要组成部分是电磁铁,是利用电磁铁通电时有磁性,断电时无磁性的原理工作的,符合题意;手摇发电机是根据电磁感应原理制成的,不符合题意,故选C。
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.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.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.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)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;
(2)由图示可知,(选填“甲”或“乙”)________的磁性强,说明电流一定时,________,电磁铁磁性越强;
(3)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是________; (4)本实验中用到了多种研究方法:
①如研究电磁铁的磁性强弱和线圈匝数有关时,就应控制电流相等,下列实验的研究方法和这种方法不同的是________ A.研究电流大小和电压、电阻的关系 B.研究影响电阻大小的因素 C.用电流表测量串联电路中的电流
②本实验中还用到了其他研究方法,如电磁铁的磁性强弱用什么来显示,下列实验的研究方法和这种方法不同的是________
A.在测量小灯泡的功率时,用电压和电流之积来表示电功率
B.研究电热和那些因素有关的实验中,用液柱的高度差来表示电热多少
C.研究动能大小和那些因素有关的实验中,用小木块被推开的远近,来表示动能的大小 (5)本实验进行了多次实验,多次实验的目的和下列实验多次实验的目的相同的是_____ A. 伏安法测量定值电阻的阻值 B. 探究并联电路电流规律 C. 测量小石块的密度
【答案】增加 大 甲 线圈匝数越多 同名磁极相互排斥 C A B 【解析】 【分析】
(1)影响电磁铁磁性强弱的因素:电流的大小和线圈的匝数。电流越大、线圈匝数越多,电磁铁的磁性越强。
(2)利用转换法,通过电磁铁吸引大头针的多少来认识其磁性强弱; 探究电磁铁磁性跟匝数的关系时,保持电流相同,甲乙的匝数不同,通过比较甲乙吸引小铁钉的多少来比较磁性的强弱。
(3)利用磁化和磁极间的作用规律进行分析。
(4)①研究电磁铁的磁性强弱和线圈匝数有关时,就应控制电流相等,就是采用控制变量法;
②磁性的强弱通过吸引大头针的数目来判断,这是转换法的应用。
(5)在物理实验过程中,多次测量的目的有两个:将测量数据取平均值,减小误差;总结规律,避免结论的片面性。 【详解】