上海第四中学物理电与磁达标检测（Word版 含解析）
一、三物理 电与磁 易错压轴题（难）
1．某学校课外科技兴趣小组在物理老师的指导下设计了一个实验装置如图所示，用来探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，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．
制定计划与设计实验
（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___________（选填“铜块”、“铝块”或“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）按图所示连接好电路，闭合开关．调节变阻器滑片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___________的关系； 进行实验与收集证据
（3）保持滑片P位置不变，导线a改为与接线柱1相连时，闭合开关后，指针偏转的角度将会___________；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”、“不变”或“减小”）； 评估交流
（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的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． （6）你认为该装置中指针的偏转角度大小可能还与___________有关（写出一个即可）． 【答案】铁块 减小摩擦 线圈匝数 电流大小 增大 减小 N 铁芯大小；通电螺线管（或电磁铁）与指针间的距离；指针质量（或重）． 【解析】
（1）磁铁可以吸引铁块，不吸引铜、铝物质，故需要加装铁块；在O点转轴处涂抹润滑油可以使接触面变光滑，减小了摩擦；
（2）①保持滑片P位置不变，也就是电流不变，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；
②保持接线方式不变，也就是线圈匝数不变，移动变阻器滑片P，可以改变电流，因此可以探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系；
（3）①保持滑片P位置不变，即电流不变，导线a改为与接线柱1相连时，线圈匝数增多闭
合开关后，电磁铁磁性增强，指针偏转的角度将会增大；②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出放小磁铁让磁铁的右端为N极、左端为S极时，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，所以可以改变铁芯的大小来改变磁性，也可以改变竹片削制的指针质量，这样摆动起来更轻松．
2．如图所示为小玲和小辉同学制作的一种直流电动机模型，他们用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，蹄形磁体放在线圈周围．
（1）直流电动机的工作原理是利用________ 有力的作用．
（2）按他们这种方法刮漆，线圈在刚转过平衡位置时________ （选填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”），目的是使线圈能够________ （3）可以通过改变________ 方向，改变线圈的转动方向（填一种方法）．
（4）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转动，原因可能是________ ，这时可进行的有效尝试是________
【答案】磁场对通电导体 切断线圈中的电流 持续转动 电流（或磁场） 磁场太弱 换用较强的磁场（后两空合理即可）． 【解析】
(1)直流电动机的工作原理是利用磁场对通电导体有力的作用；
(2)按他们这种方法刮漆，线圈在刚转过平衡位置时，没有刮漆的地方与支架连接不能导电，即切断线圈中的电流，目的是使线圈能够依靠惯性继续转动； (3)改变线圈的转动方向的方法有两种：
一是改变线圈中的电流方向，可以将电源正负极对调； 二是改变磁场方向，可以将磁体两极对调；
(4)如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转动，原因可能是磁场太弱，解决的方法是换用磁性更强的磁体； 也可能因为电源电压低，可以换用电压更高的电源解决。
3．如图所示是研究电流磁效应的示意图．
（1）实验中的直导线是沿_____（填“南北”或“东西”）方向放置在小磁针的上方的． （2）实验结论是_____周围存在磁场，支持此结论的现象是_____．如果移走小磁针，该结论_____（选填“成立”或“不成立”）．
（3）如果探究磁场方向与电流方向的关系，应进行的实验是_____． （4）首先发生该现象的科学家是_____．
（5）为了研究通电螺线管周围的磁场，如图，小明在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管，在板面上均匀撒满铁屑，通电后轻敲玻璃板，铁屑的排列如图所示．下列说法正确的是_____
A．如图中P、Q两点相比，P点处的磁场较强
B．若只改变螺线管中的电流方向，P、Q两点处的磁场会减弱 C．若只改变螺线管中的电流方向，P、Q两点处的磁场方向会改变 D．若只增大螺线管中的电流，P、Q两点处的磁场方向会改变．
【答案】南北 电流导线 将通电导体放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转 成立 改变电流方向，观察小磁针的偏转方向 奥斯特 C 【解析】
（1）由于地磁场的作用，小磁针会位于南北方向，要能观察到小磁针由于通电导线产生的磁效应面产生的偏转，通电直导线不能放在东西方向，这样观察到小磁针的偏转，应将放置在平行南北方向，并且在小磁针正上方；（2）实验结论是电流导线周围存在磁场，支持此结论的现象是将通电导体放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转．如果移走小磁针，该结论成立．（3）如果探究磁场方向与电流方向的关系，应进行的实验是改变电流方向，观察小磁针的偏转方向．（4）首先发生该现象的科学家是奥斯特．（5）由图可以看出通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场一样，并且可以看到Q点铁屑的分布比P点密集，由此可以确定Q点的磁场比P点强；螺线管周围磁场方向与螺线管中的电流方向有关，螺线管周围磁场强弱与螺线管中的电流大小有关，若只改变螺线管中的电流方向, P、Q两点处的磁场方向会改变, P、Q两点处的磁场减弱不变;若只增大螺线管中的电流，P、Q两点处的磁场方向不改变，故C正确．
4．控制变量法是解决复杂问题的一种有效方法，在我们的生活、学习和工作中有广泛的应用。
(1)下面四个研究实例中，采取控制变量法的是___________（填写选项前的字母）。 A．用水流的形成类比电流的形成
B．研究磁场时，用磁感线描述空间磁场的分布情况
C．研究滑动摩擦力与压力大小关系时，保持接触面的粗糙程度不变 D．利用光线来研究光的直线传播现象
(2)在探究影响浮力大小因素的活动中，同学们提出了下列三种猜想： 猜想1：浮力的大小与物体浸入液体中的体积有关。 猜想2：浮力的大小与液体的密度有关。 猜想3：浮力的大小与物体的重力大小有关。
同学们通过实验探究，验证了猜想1和猜想2是正确的。 对于猜想3，甲乙两同学分别进行了如下的实验探究。 ①甲同学的实验探究如下：
实验：利用弹簧测力计、水和盐水，测算出同一铁块浸没在盐水中受到的浮力大小和浸没在水中受到的浮力大小不相等。
分析：由于铁块的重力大小不变，而铁块所受的浮力大小不等，所以铁块受到的浮力大小与铁块的重力大小无关。 结论：猜想3是错误的。 ②乙同学的实验探究如下：
实验：利用弹簧测力计和水，测算出体积相同的铁块和铝块浸没在水中受到的浮力大小相等。
分析：由于铁块、铝块的重力大小不等，而它们受到的浮力大小相等，所以浮力大小与重力大小无关。
结论：猜想3是错误的。
对甲乙两同学的实验，你认为_________（甲同学/乙同学）的实验方法是不正确的，请具．体指出他的错误是：________，根据他的实验和他的分析思路还可得出；_________的结．
论，这个结论是_________（正确/错误）的。
【答案】C 甲同学 研究与重力的关系却控制了重力不变 浮力大小与浸入液体的体积大小无关 错误 【解析】 【分析】
(1)在影响因素是多个时，就要采用控制变量法；研究与其中一个因素的关系时，控制其它因素一定。
(2)根据控制变量法，甲同学没有控制其它的变量一定，而控制了要探究的物体重力的大小不变；根据他的分析思路，实验时也控制了物体浸入水中的体积一定，也可得出浮力和物体浸入水中体积的关系。 【详解】
(1)[1]A．用水流来类比电流，这是类比法，故A不符合题意；
B．用磁感线描述空间磁场的分布情况，这是构建物理模型法，故B不符合题意； C．摩擦力的大小和压力的大小和基础面的粗糙程度一定，探究时就要采用控制变量法，故C符合题意；
D．利用光线来研究光的直线传播现象，也是构建物理模型法，故D不符合题意。 故选C。
(2)[2][3]在探究浮力的大小和物体重力的关系时，要控制物体浸入液体的体积和液体的密度
一定，而甲同学控制了重力和物体排开液体的体积不变，他探究的应该是浮力和液体密度的关系，故甲同学实验方法是错误的。
[4][5]根据他的思路，实验时，也控制了物体浸入液体的体积一定，所以不仅能得出浮力和物体重力的关系，还能得出浮力和物体浸入液体体积的关系，这个结论也是错误的。
5．归纳式探究—．研究电磁感应现象中的感应电流：
磁场的强弱用磁感应强度描述，用符号B表示，单位是特斯拉，符号是T．强弱和方向处处相同的磁场叫做匀强磁场．
如图甲所示，电阻R1与圆形金属线圈R2连接成闭合回路，R1和R2的阻值均为R0，导线的电阻不计，
在线圈中半径为r的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图象如图乙所示，图线与横、纵坐标的截距分别为t0和B0．则0至t1时间内通过R1的电流I与阻值R0、匀强磁场的半径r、磁感应强度B0和时间t0的关系数据如下表： 次数 R0/Ω r/m B0/T T0/s I/A 1 10 0.1 1.0 0.1 5π×l0-2 2 20 0.1 1.0 0.1 2.5π×l0-2 3 20 0.2 1.0 0.1 10π×l0-2 4 10 0.1 0.3 0.1 1.5π×l0-2 5 20 0.1 0.1 0.05 0.5π×l0-2
上海第四中学物理电与磁达标检测(Word版 含解析)
