2024年中考物理一轮复习之电和磁
一.选择题(共12小题)
1.(2023 青羊区校级模拟)下列说法中正确的是( )
A.磁感线是磁场中实际存在的曲线
B.磁极间的相互作用规律是:同名磁极相互吸引,异名磁极相互排斥
C.磁体上磁性最强的部分叫磁极
D.通电螺线管外部的磁场与蹄形磁体的磁场相似
2.(2023 黑龙江模拟)小明用水平放置的一根条形磁针的一端吸起一根较小的铁钉,如图所示,若他用一根同样的条形磁铁的S极与原来的磁铁N极靠近合并时,将看到的现象是( )
A.铁钉的尖端被吸向右端磁铁
B.铁钉将落下
C.铁钉的尖端被吸向左端磁铁
D.铁钉被吸得更牢
3.(2023 宁德模拟)下列图中的甲、乙、丙、丁四个实验描述正确的是( )
A.甲:探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系
B.乙:与发电机工作原理相同
C.丙:奥斯特实验说明磁能生电
D.丁:与电动机工作原理相同
4.(2023 惠城区二模)如图所示,通电螺线管周围小磁针静止时,小磁针N极指向正确的是(小磁针上涂黑的一端为N极)( )
A.a、c、d B.a、b、c C.a、c D.b、c、d
5.(2023 射洪市校级模拟)2019年6月6日,南宁轨道交通3号线全线开通试运营,持有南宁市民卡的乘客将市民卡近检验口,机器感应电路中就会产生电流,使站口打开,乘客就可以进站或出站。图中与此过程原理相同的是( )
A.
B.
C.
D.
6.(2023 唐河县模拟)如图所示,静止于光滑水平面的小车上放有一条形磁铁,左侧有一电磁铁,闭合开关,下列判断正确的是( )
A.电磁铁右端为N极,电源正负极交换电磁铁磁极交换
B.小车受到斥力向右运动
C.只将滑片P向右移动,电磁铁磁性减弱
D.只将电源正负极交换,电磁铁磁性增强
7.(2023 大连模拟)如图所示的实验装置中,闭合开关,导体棒ab向右运动。则下列说法正确的是( )
A.该装置是发电机的原理
B.导体棒ab运动时,机械能转化为电能
C.只将永磁体N、S极对调导体棒ab向左运动
D.只将电源“+”“﹣”极的接线对调,导体棒ab向右运动
8.(2023 云岩区模拟)下列家用电器中,利用了磁场对通电导体具有力的作用的是( )
A.洗衣机 B.电熨斗 C.电饭锅 D.电 热水器
9.(2023 宝安区校级三模)声呐是利用声波对水下目标进行探测的设备。换能器是声呐中的重要器件,它是声能与其它形式的能相互转换的装置。它有两个用途:一是在水下发射声波,称为“发射换能器”,相当于扬声器;二是在水下接收声波,称为“接收换能器”,相当于传声器(俗称“麦克风”或“话筒”)。关于对声呐的描述,下列说法正确的是( )
A.声呐利用换能器实现声能与其他能量的转换,说明声音可以传递信息
B.声呐的本质是利用次声波回声定位
C.接收换能器的原理是电磁感应现象
D.发射换能器工作时将声能转化为电能
10.(2023 五华区校级三模)如图为一款自发电无线门铃,通过按压按钮产生电流给指令和发射单元供电,再通过无线电传S发射给应答器,既节能环保又省去更换电池的麻烦。下列实验中可以反映其工作原理的是( )
A.
B.
C.
D.
11.(2023 建湖县校级三模)如图,用一根不知有无磁性的铁棒的A端靠近一根悬挂的条形磁铁的N极,发现条形磁铁被吸引。该铁棒有没有磁性呢?下列说法正确的是( )
A.可以确定有磁性,且A端是S极
B.不确定有无磁性,只需要将B端靠近S极,观察现象就可以判断
C.不确定有无磁性,只需要将B端靠近N极,观察现象就可以判断
D.不确定有无磁性,若将A端靠近S极,观察现象仍然无法判断
12.(2023 蜀山区校级模拟)物理实践活动中,小明同学利用热敏电阻R设计了一个“过热自动报警电路”,如图所示,控制电路两端的电压U1保持不变,电磁铁线圈的电阻忽略不计。将热敏电阻R安装在需要探测温度高低的地方,当探测温度正常时,指示灯亮;当探测温度超过某一值时,警铃响。下列说法正确的是( )
A.热敏电阻R的阻值随探测温度的升高而增大
B.图中电磁铁的下端P的磁极为N极
C.当探测温度升高时,电磁铁的磁性减弱
D.当探测温度升高时,控制电路消耗的总功率增大
二.填空题(共8小题)
13.(2023 鼓楼区校级模拟)医疗用心肺机的结构如图所示:将线圈ab缠绕并固定在活塞一端,利用其与固定磁铁之间的相对运动,带动电动泵中的活塞,使血液定向流动;阀门K1、K2都只能单向开启。当线圈中的电流从a流向b时,活塞将向 (选填“左”或“右”)运动,“动力泵”处于 (选填“送血”或“抽血”)状态。可通过改变 从而改变活塞的运动方向。
14.(2023 高安市二模)如图所示是某种磁悬浮列车示意图,轨道线圈上端是S极,要使列车悬浮起来,车身线圈上端应是 极,列车是靠电磁铁 (选填“同名”或“异名”)磁极相互吸引而悬浮起来。
15.(2023 潮阳区校级二模)如图所示,导体棒ab和cd分别置于左、右两个蹄形磁铁的磁场中,两导体棒和灵敏电流表通过导线串联,构成一个闭合回路。将导体棒cd快速在 (选填“东西”或“南北”)方向运动时;可观察到灵敏电流表发生了摆动,该现象蕴含的物理原理是 ;同时左侧蹄形磁铁的导体棒ab也发生了移动,该现象蕴含的物理原理可以制成 (选填“发电机”或“电动机”)。
16.(2023 郓城县模拟)如图所示进行“通电导线在磁场中受力运动”实验,若将电源的正负极和磁体的磁极同时对调,导体ab的运动方向与原来方向 (选填“相反”或“相同”),利用这一原理可制成 机。
17.(2023 青羊区校级模拟)如图所示,闭合开关发现螺线管左侧小磁针的N极向 (填“上”或“下”)偏转,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,弹簧的长度会 (填“变长”、“变短”或“不变”)。
18.(2023 兴宁区校级模拟)如图所示为电磁炮的原理简化图。炮弹上固定的金属杆和金属轨道接触,并与电源构成闭合电路,通电后金属杆就会受到向右的力,于是将炮弹发射出去。如果同时改变磁场方向和金属杆中的电流方向,金属杆将会受到向 (选填“左”或“右”)的力。电磁炮的发射原理与 (选填“电动机”或“发电机”)的原理相同。
19.(2023 兴庆区校级三模)在家庭电路中,用电器之间的连接方式是 联。小朋友玩的旱冰鞋,其内部虽然没有电池,但有些旱冰鞋的轮子滚动时,嵌在轮子中的LED灯会发光。这是因为轮子在滚动的过程中,发生了电磁感应现象, (选填“发电机”或“电动机”)就是根据电磁感应的原理制成的。
20.(2023 渝中区校级模拟)《论衡》中记载:“司南之杓、投之于地,其柢指南”。如图甲所示,“柢”即握柄,是磁体的 (选填“N”或“S”)极,静止时指向地磁场的 (选填“南”或“北”)极。如图乙所示是一款“运动手环”,其主要部分是一段内有一小块磁铁的密闭的空心塑料管,管外缠绕着线圈,戴着这种手环走路时塑料管跟着手一起运动,磁铁在管内往返运动时线圈中会产生电流,液晶上就会显示出运动的步数,此过程利用了 原理。
三.作图题(共1小题)
21.(2023 太平区二模)如图所示,开关断开时,小磁针静止a端指向北方,开关闭合时,小磁针顺时针旋转90°后静止。请完成以下要求:
(1)标出磁感线方向。
(2)在括号内标出电源的“+”或“﹣”极。
(3)标出通电螺线管右端的极性。
四.实验探究题(共2小题)
22.(2023 兴化市模拟)如图所示是“探究感应电流产生的条件”实验装置。
(1)实验中,AB种的材料应该是 (填“塑料”或“铝”)。
(2)闭合开关,实验探究过程记录如表所示:
次数 AB棒在磁场中的运动情况 是否有感应电流
1 静止 无
2 沿磁场方向运动(不切割磁感线运动) 无
3 切割磁感线运动 有
根据实验现象,初步得出电路中产生感应电流的条件是:闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动,在该运动过程中,主要将机械能转化为 能。
(3)保持AB棒运动方向不变,仅将磁体N、S极对调,重复上述实验,是为了探究感应电流方向与 的关系。
(4)若想进一步探究电动机的工作原理,需要 。(填字母)
A.将此装置中小量程电流表换成直流电源
B.在电路中串联一个直流电源
23.(2023 兰考县模拟)在探究通电螺线管外部的磁场方向实验中,萧红准备了铁屑、小磁针、定值电阻、电池、通电螺线管等器材,她在螺线管的两端分别放置一枚小磁针,在固定通电螺线管的水平硬纸板上均匀的撤满铁屑,轻敲纸板,铁屑的排列情况如图甲所示。请回答下列问题:
(1)本实验通过观察 的现象来研究磁场。通过螺线管周围的小磁针指向和铁屑排列规律,萧红绘制了磁感线,发现磁感线的分布情况与 磁体周围的相似;
(2)在图乙中,萧红发现螺线管中间部位两侧的小磁针没有发生偏转,而其他位置的小磁针均发生了偏转,这两处小磁针不偏转的可能原因: 。
(3)地球周围存在磁场,有学者认为,地磁场是由于地球带电自转形成圆形电流引起的,结合图甲、乙分析推断;图丙中地球的圆形电流方向与地球自转方向 (选填“相同”或“相反”)。
2024年中考物理一轮复习之电和磁
参考答案与试题解析
一.选择题(共12小题)
1.(2023 青羊区校级模拟)下列说法中正确的是( )
A.磁感线是磁场中实际存在的曲线
B.磁极间的相互作用规律是:同名磁极相互吸引,异名磁极相互排斥
C.磁体上磁性最强的部分叫磁极
D.通电螺线管外部的磁场与蹄形磁体的磁场相似
【考点】通电螺线管的磁场;磁性、磁体、磁极;磁极间的相互作用;磁感线及其特点.
【专题】应用题;磁现象、电生磁;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)根据理想模型方法的思路进行分析,即为了人们可以形象直观的认识磁场,科学家通过想象引入了磁感线;
(2)利用磁极间的相互作用规律来分析判断;
(3)利用磁极的定义来分析判断;
(4)通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
【解答】解:A.磁感线是科学家为了形象、直观的研究磁场,是通过想象而描绘出来的,所以不是真实存在的,故A错误;
B.磁极间的相互作用规律是:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,故B错误;
C.磁体上磁性最强的部分叫做磁极,每个磁体有两个磁极,故C正确;
D.通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了对磁极的认识,知道磁极间的相互作用规律,知道磁感线的由来,以及磁体内部和外部都有磁场。
2.(2023 黑龙江模拟)小明用水平放置的一根条形磁针的一端吸起一根较小的铁钉,如图所示,若他用一根同样的条形磁铁的S极与原来的磁铁N极靠近合并时,将看到的现象是( )
A.铁钉的尖端被吸向右端磁铁
B.铁钉将落下
C.铁钉的尖端被吸向左端磁铁
D.铁钉被吸得更牢
【考点】磁性、磁体、磁极.
【答案】B
【分析】两个磁体合成一个磁体后,中间的磁性较弱,则铁钉由于重力作用会掉下来。
【解答】解:当两个磁体靠近合并后,相当于成为一个磁体,而条形磁体两端磁性较强,中间磁性较弱,铁钉由于重力作用会掉下来。
故选:B。
【点评】本题考查了一个磁体两端磁性较强,中间磁性较弱的性质。注意在本题中条形磁铁的S极与原来的磁铁N极靠近合并时,相当于是一个磁体。
3.(2023 宁德模拟)下列图中的甲、乙、丙、丁四个实验描述正确的是( )
A.甲:探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系
B.乙:与发电机工作原理相同
C.丙:奥斯特实验说明磁能生电
D.丁:与电动机工作原理相同
【考点】直流电动机的原理;电磁感应现象;电流的磁效应;影响电磁铁磁性强弱的因素.
【专题】磁现象、电生磁;电动机、磁生电;应用能力.
【答案】A
【分析】(1)电磁铁磁性的强弱与电流的大小和线圈的匝数有关。
(2)通电导体在磁场中要受到力的作用,电动机、扬声器就是利用该原理制成的。
(3)奥斯特实验说明通电导体的周围存在磁场,电磁铁就是利用该原理制成的。
(4)闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流,这种现象叫电磁感应现象,发电机和动圈式话筒就是利用该原理制成的。
【解答】解:A、两个线圈串联,电流相同,线圈的匝数不同,匝数越多,吸引的铁钉越多,表示电磁铁的磁性越强,故A正确;
B、表示通电导体在磁场中受到力的作用,与电动机的原理相同,故B错误;
C、奥斯特实验说明电能生磁,故C错误;
D、闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流,这种现象叫电磁感应现象,与发电机的原理相同,故D错误。
故选:A。
【点评】本题主要考查的是电流的磁效应、电磁感应、通电导体在磁场中受到力的作用;关键是知道它们对应的应用。
4.(2023 惠城区二模)如图所示,通电螺线管周围小磁针静止时,小磁针N极指向正确的是(小磁针上涂黑的一端为N极)( )
A.a、c、d B.a、b、c C.a、c D.b、c、d
【考点】安培定则;磁极间的相互作用;通电螺线管的磁场.
【专题】磁现象、电生磁;获取知识解决问题能力.
【答案】D
【分析】首先根据电源的正负极判定通电螺线管线圈中的电流方向,由线圈中的电流方向根据安培定则判断通电螺线管的磁极。
磁体周围的磁感线从N极出发,回到S极;根据在磁场中任一点的小磁针北极指向和该点的磁感线一致判定小磁针指向正确性。
【解答】解:根据电源的正负极可知,电流从通电螺线管的右侧流入,左侧流出,根据电流方向,利用安培定则可知通电螺线管的左端为S极,右端为N极。
因为磁体周围的磁感线从N极出发,回到S极;根据磁场中任一点小磁针北极和该点的磁感线方向一致,所以a点磁针N极指向右端;b点磁针N极指向左端;c点磁针N极指向左端;d点磁针N极指向右端。
故ABC错误,D正确。
故选:D。
【点评】安培定则为考试中的重点及难点,应能做到熟练应用安培定则判断电流及磁极的关系。通电螺线管的磁极、电流的方向,知道其中的一个,另一个能进行判断。
5.(2023 射洪市校级模拟)2019年6月6日,南宁轨道交通3号线全线开通试运营,持有南宁市民卡的乘客将市民卡近检验口,机器感应电路中就会产生电流,使站口打开,乘客就可以进站或出站。图中与此过程原理相同的是( )
A.
B.
C.
D.
【考点】电磁感应现象.
【专题】电动机、磁生电;应用能力.
【答案】D
【分析】(1)电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关。
(2)奥斯特实验说明通电导体的周围存在磁场;电磁铁就是利用电流的磁效应来工作的。
(3)通电导体在磁场中会受到力的作用,电动机就是利用该原理制成的。
(4)闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流,这种现象叫电磁感应现象,发电机和动圈式话筒就是利用该原理制成的。
【解答】解:乘客将市民卡近检验口,做切割磁感线运动,机器感应电路中就会产生电流,使站口打开,乘客就可以进站或出站,是利用了电磁感应现象。
A.该图探究的是电磁铁的磁性强弱与什么因素有关,利用的是电流的磁效应,故A不符合题意;
B.该图是奥斯特实验,揭示了电与磁之间的关系,是电流的磁效应,故B不符合题意;
C.该图探究的是通电导体在磁场中的受力运动情况,与电磁感应现象无关,故C不符合题意;
D.该图说明闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,电路中产生感应电流,该现象为电磁感应现象,故D符合题意。
故选:D。
【点评】本题主要考查的是电磁感应现象;知道电磁铁、发电机、电动机的基本原理。
6.(2023 唐河县模拟)如图所示,静止于光滑水平面的小车上放有一条形磁铁,左侧有一电磁铁,闭合开关,下列判断正确的是( )
A.电磁铁右端为N极,电源正负极交换电磁铁磁极交换
B.小车受到斥力向右运动
C.只将滑片P向右移动,电磁铁磁性减弱
D.只将电源正负极交换,电磁铁磁性增强
【考点】影响电磁铁磁性强弱的因素;磁极间的相互作用;安培定则.
【专题】应用题;磁现象、电生磁;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)先根据安培定则(用右手握住螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的N极)判断出通电螺线管的南北极,然后根据磁极间的相互作用(同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引)判断出小车的受力方向,从而得出小车的运动方向。
(2)电磁铁磁性强弱的影响因素:电流大小、线圈匝数多少。电流越大,匝数越多,电磁铁的磁性越强。
【解答】解:AB、电流从电源的正极流出,根据安培定则可知,通电螺线管的左端是N极,右端为S极;若电源正负极交换,电流的方向发生改变,则电磁铁磁极交换;小车上的磁铁左端为N极,异名磁极相互吸引,小车受到了一个向左的吸引力,小车就会向左运动,故AB错误;
C、滑片P向右移动,连入电路的电阻增大,电源电压不变,电流减小。在线圈匝数和铁芯不变时,电流减小,电磁铁的磁性减弱,故C正确;
D、把电源的正负极对调,改变了电流方向,可以改变电磁铁的极性,但不能改变磁性强弱,故D错误。
故选:C。
【点评】此题的入手点是利用安培定则判断出通电螺线管的南北极,然后根据磁极间的相互作用判断出小车的受力方向,从而得出小车的运动方向。这是一道综合题,很巧妙的将安培定则和磁极间的相互作用联系起来,是一道好题。
7.(2023 大连模拟)如图所示的实验装置中,闭合开关,导体棒ab向右运动。则下列说法正确的是( )
A.该装置是发电机的原理
B.导体棒ab运动时,机械能转化为电能
C.只将永磁体N、S极对调导体棒ab向左运动
D.只将电源“+”“﹣”极的接线对调,导体棒ab向右运动
【考点】磁场对通电导线的作用.
【专题】电动机、磁生电;分析、综合能力.
【答案】C
【分析】通电导体在磁场中受力运动,且所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关,根据这一原理人们制成了电动机,此过程将电能转化为机械能。
【解答】解:图中有电源,有磁场,是电动机的原理图,是根据通电导体在磁场中受力运动的原理制成的,导体棒ab所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关;
A、据图可知,通电后磁场中的导体会运动,所以说明通电导线在磁场中受力的作用,是电动机的原理,故A错误;
B、导体棒ab运动时,消耗了电能,得到了机械能,电能转化为机械能,故B正确;
C、只对调永磁体N、S极,磁场方向改变,电流方向不变,闭合开关,导体棒受力方向改变,即导体棒ab向左运动,故C正确;
D、只将电源“+”“﹣”极的接线对调,电流方向改变,磁场方向不变,闭合开关,导体受力方向改变,导体棒ab向左运动,故D错误。
故选:C。
【点评】本题是一道关于电动机原理的习题,能够通过实验现象找出电动机的制作原理是本题的解题关键所在。
8.(2023 云岩区模拟)下列家用电器中,利用了磁场对通电导体具有力的作用的是( )
A.洗衣机 B.电熨斗 C.电饭锅 D.电 热水器
【考点】磁场对通电导线的作用.
【专题】电动机、磁生电;分析、综合能力.
【答案】A
【分析】(1)通电导线在磁场中受到磁场力的作用,电动机是利用通电导线在磁场中受力而工作的;
(2)电流流过导体时导体发热,这种现象是电流的热效应,白炽灯、电饭锅应用了电流的热效应。
【解答】解:A、洗衣机的主要部件是电动机,电动机的工作原理是磁场对通电导体有力的作用,故A符合题意;
BCD、电熨斗、电饭锅、电热水器是利用电流流过导体时发热而工作的,应用了电流的热效应,故BCD不符合题意;
故选:A。
【点评】知道电流存在着三种效应,并能区分生活中常见用电器是利用到了上述的哪种效应的原理制成的、知道各种电器工作时能量的转化方向是解决该类问题的关键。
9.(2023 宝安区校级三模)声呐是利用声波对水下目标进行探测的设备。换能器是声呐中的重要器件,它是声能与其它形式的能相互转换的装置。它有两个用途:一是在水下发射声波,称为“发射换能器”,相当于扬声器;二是在水下接收声波,称为“接收换能器”,相当于传声器(俗称“麦克风”或“话筒”)。关于对声呐的描述,下列说法正确的是( )
A.声呐利用换能器实现声能与其他能量的转换,说明声音可以传递信息
B.声呐的本质是利用次声波回声定位
C.接收换能器的原理是电磁感应现象
D.发射换能器工作时将声能转化为电能
【考点】电磁感应现象;能量转化和转移;超声波与次声波;声与信息.
【专题】应用题;磁现象、电生磁;电动机、磁生电;信息的传递;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)声音可以传递信息,也能够传递能量。
(2)频率高于20000Hz的声波称为超声波,低于20Hz的声波叫次声波;
(3)动圈式话筒是根据电磁感应现象来工作的;
(4)扬声器是把电信号转变为声信号的装置,是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理来工作的,将电能转化为声能。
【解答】解:A、声呐利用换能器实现声能与其他能量的转换,说明声音可以传递能量,故A错误;
B、声呐的本质是利用超声波回声定位,故B错误;
C、传声器(俗称“麦克风”或“话筒”)是利用电磁感应原理制成的,故C正确;
D、“发射换能器”相当于扬声器,将电能转换为声能,故D错误。
故选:C。
【点评】本题通过声呐系统工作原理,考查了声音的利用、电磁感应现象、能量的转化等知识,涉及知识点较多,难度不大。
10.(2023 五华区校级三模)如图为一款自发电无线门铃,通过按压按钮产生电流给指令和发射单元供电,再通过无线电传S发射给应答器,既节能环保又省去更换电池的麻烦。下列实验中可以反映其工作原理的是( )
A.
B.
C.
D.
【考点】电磁感应现象.
【专题】应用题;磁现象、电生磁;电动机、磁生电;应用能力.
【答案】D
【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,产生了感应电流,这是电磁感应现象。
【解答】解:图中自发电无线门铃应用了电磁感应原理;
A、图中是奥斯特实验,说明通电导体周围存在磁场,是电流的磁效应,故A不符合题意;
B、图中是通电螺线管,说明通电螺线管周围存在磁场,是电流的磁效应,故B不符合题意;
C、图中有电源,闭合开关,导体棒在磁场中受力运动,故C不符合题意;
D、闭合开关,导体ab在磁场中水平运动切割磁感线会产生感应电流,灵敏电流计的指针会发生偏转,是电磁感应现象,故D符合题意。
故选:D。
【点评】知道电流的磁效应、磁场对电流的作用、电磁感应现象以及它们对应的应用是解题的关键。
11.(2023 建湖县校级三模)如图,用一根不知有无磁性的铁棒的A端靠近一根悬挂的条形磁铁的N极,发现条形磁铁被吸引。该铁棒有没有磁性呢?下列说法正确的是( )
A.可以确定有磁性,且A端是S极
B.不确定有无磁性,只需要将B端靠近S极,观察现象就可以判断
C.不确定有无磁性,只需要将B端靠近N极,观察现象就可以判断
D.不确定有无磁性,若将A端靠近S极,观察现象仍然无法判断
【考点】物体是否具有磁性的判断方法.
【专题】磁现象、电生磁;理解能力.
【答案】C
【分析】(1)磁铁间的相互作用规律:同名极相互排斥,异名极相互吸引;
(2)有磁性的物体可以吸引磁性材料。
【解答】解:假如铁棒有磁性,异名磁极相互吸引。铁棒的A端靠近一根悬挂的条形磁铁的N极,铁棒和条形磁铁的N极相吸引,说明铁棒也有磁性,并且A端是S极,如果铁棒没有磁性,磁体可以吸引磁性材料。条形磁铁具有磁性,可以吸引没有磁性的铁棒。所以铁棒是否具有磁性不能确定;
将铁棒的B端靠近悬挂的条形磁铁的N极,磁铁远离铁棒,由于只有同名极相互排斥,因此铁棒一定有磁性,并且B端为N极,则A端为S极。故C正确,ABD错误。
故选:C。
【点评】判断是否是磁体时,需根据同名磁极相互排斥为突破口,相互吸引包括异名磁极间的相互吸引,同时磁体还可以吸引没有磁性的磁性材料。
12.(2023 蜀山区校级模拟)物理实践活动中,小明同学利用热敏电阻R设计了一个“过热自动报警电路”,如图所示,控制电路两端的电压U1保持不变,电磁铁线圈的电阻忽略不计。将热敏电阻R安装在需要探测温度高低的地方,当探测温度正常时,指示灯亮;当探测温度超过某一值时,警铃响。下列说法正确的是( )
A.热敏电阻R的阻值随探测温度的升高而增大
B.图中电磁铁的下端P的磁极为N极
C.当探测温度升高时,电磁铁的磁性减弱
D.当探测温度升高时,控制电路消耗的总功率增大
【考点】电磁继电器的组成、原理和应用;电功率的计算;安培定则.
【专题】定性思想;磁现象、电生磁;应用能力.
【答案】D
【分析】(1)当探测温度超过某一值时,警铃响,说明衔铁被吸下,电磁铁的磁性大,电路中的电流大;电磁铁磁性的大小与电流大小、线圈匝数有关;
(2)根据安培定则判定电磁铁的极性;
(3)根据P=UI判定总功率的变化。
【解答】解:
A、根据题意可知,当探测温度超过某一值时,警铃响,说明衔铁被吸下,电磁铁的磁性变大,电路中的电流变大了,根据欧姆定律可知,电路中的总电阻变小,R的阻值变小了,即热敏电阻R的阻值随探测温度的升高而减小,故A错误;
B、由图可知,电流从电磁铁的上端流入,下端流出,根据安培定则可知,电磁铁的下端P的磁极为S极,故B错误;
C、当探测温度升高时,R的阻值变小,总电阻变小,根据欧姆定律可知,通过R的电流变大,电磁铁的磁性增强,故C错误;
D、当探测温度升高时,电流增大,电源电压不变,根据P=UI可知,总功率变大,故D正确。
故选:D。
【点评】本题既考查电磁继电器原理的分析,也考查了结合欧姆定律的内容进行相关的应用,综合性比较强,解题时要仔细分析。
二.填空题(共8小题)
13.(2023 鼓楼区校级模拟)医疗用心肺机的结构如图所示:将线圈ab缠绕并固定在活塞一端,利用其与固定磁铁之间的相对运动,带动电动泵中的活塞,使血液定向流动;阀门K1、K2都只能单向开启。当线圈中的电流从a流向b时,活塞将向 右 (选填“左”或“右”)运动,“动力泵”处于 送血 (选填“送血”或“抽血”)状态。可通过改变 电流方向 从而改变活塞的运动方向。
【考点】安培定则;磁极间的相互作用.
【专题】磁现象、电生磁;分析、综合能力.
【答案】右;送血;电流方向。
【分析】由安培定则可知电磁铁的磁极,由磁极间的相互作用可知活塞的移动方向,则可知血液的流动方向。
电磁铁的磁极与电流方向有关。
【解答】解:由安培定则可知,螺线管左端为N极,此时同名磁极相对,故活塞右移,K2关闭,K1打开,故处于送血状态。
电磁铁的磁极与电流方向有关,改变电流方向可以改变磁极,从而改变磁极间的作用而改变活塞运动方向。
故答案为:右;送血;电流方向。
【点评】本题考查安培定则以及电磁铁的应用,属于中档题。
14.(2023 高安市二模)如图所示是某种磁悬浮列车示意图,轨道线圈上端是S极,要使列车悬浮起来,车身线圈上端应是 S 极,列车是靠电磁铁 异名 (选填“同名”或“异名”)磁极相互吸引而悬浮起来。
【考点】磁极间的相互作用.
【专题】应用题;磁现象、电生磁;应用能力.
【答案】S;异名。
【分析】根据磁极间的相互作用规律知,图中,车身线圈上端是S极,下端是N极,由磁极间的相互作用规律知,要使车悬浮起来,应异名磁极相互吸引。
【解答】解:由图可知,轨道线圈上端是S极,下端是N极,要使列车悬浮起来,应使靠近的两个磁极相互吸引,根据异名磁极相互吸引可知,车身线圈上端应是S极。
故答案为:S;异名。
【点评】本题考查了磁极间的相互作用规律在磁悬浮列车上的应用,属基础题,但容易出错。
15.(2023 潮阳区校级二模)如图所示,导体棒ab和cd分别置于左、右两个蹄形磁铁的磁场中,两导体棒和灵敏电流表通过导线串联,构成一个闭合回路。将导体棒cd快速在 南北 (选填“东西”或“南北”)方向运动时;可观察到灵敏电流表发生了摆动,该现象蕴含的物理原理是 电磁感应 ;同时左侧蹄形磁铁的导体棒ab也发生了移动,该现象蕴含的物理原理可以制成 电动机 (选填“发电机”或“电动机”)。
【考点】电磁感应现象.
【专题】应用题;电动机、磁生电;应用能力.
【答案】南北;电磁感应;电动机
【分析】(1)根据电磁感应原理和通电导体在磁场中受力的作用来对图中的装置进行分析;
(2)电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用;发电机的工作原理是电磁感应。
【解答】解:将导体棒cd快速在南北方向上运动时,cd做切割磁感线运动,导体中会产生感应电流,灵敏电流表发生了摆动,这是电磁感应现象;
此时ab中有电流通过,通电的导体ab在磁场中受力运动,这是电动机的工作原理。
故答案为:南北;电磁感应;电动机。
【点评】本题考查了电与磁之间的两个联系及其应用,同时要了解其结构、原理等。
16.(2023 郓城县模拟)如图所示进行“通电导线在磁场中受力运动”实验,若将电源的正负极和磁体的磁极同时对调,导体ab的运动方向与原来方向 相同 (选填“相反”或“相同”),利用这一原理可制成 电动 机。
【考点】磁场对通电导线的作用.
【专题】应用题;电动机、磁生电;理解能力.
【答案】相同;电动。
【分析】(1)通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向、磁场的方向有关;
(2)通电导体在磁场中受到磁力作用,将电能转化为机械能,利用此原理制成了电动机。
【解答】解:(1)若将电源的正负极和磁体的磁极同时对调,电流的方向发生了变化,磁场的方向也发生了变化,导线ab的受力方向不变,与原来相同;
(2)通电导体ab受磁力作用,消耗电能,得到机械能,所以将电能转化为机械能,利用这一原理可制成电动机。
故答案为:相同;电动。
【点评】本题考查了通电导体在磁场中受到力的作用,且其所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关等知识点,故据这些知识点逐次分析即可解决。
17.(2023 青羊区校级模拟)如图所示,闭合开关发现螺线管左侧小磁针的N极向 下 (填“上”或“下”)偏转,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,弹簧的长度会 变短 (填“变长”、“变短”或“不变”)。
【考点】影响电磁铁磁性强弱的因素;磁极间的相互作用;安培定则.
【专题】磁现象、电生磁;应用能力.
【答案】下;变短。
【分析】由安培定则确定通电螺线管的上、下的极性;
根据磁极间的相互作用的规律判断出小磁针N极的偏转方向,当滑动变阻器滑片移动时,得出电流的变化后,再判断磁性的强弱,然后由磁极间的相互作用规律可知,弹簧的变化。
【解答】解:已知电源的正、负极和通电螺线管的绕法,由安培定则知,通电螺线管的上端为N极,下端为S极;
由磁极间的相互作用规律,异名磁极相互吸引可知,左侧小磁针的北极会向下偏转;
通电螺线管和条形磁体之间存在斥力;
当滑片向右滑动时,电路中电阻变小,电流变大,通电螺线管的磁性增强,弹簧下面的条形磁铁受到的排斥力变大,则弹簧的长度会变短。
故答案为:下;变短。
【点评】本题考查了磁极间的相互作用规律和安培定则、通电螺线管的磁性强弱的因素。利用安培定则既可由电流的方向判定磁极磁性,也能由磁极极性判断电流的方向和线圈的绕法。
18.(2023 兴宁区校级模拟)如图所示为电磁炮的原理简化图。炮弹上固定的金属杆和金属轨道接触,并与电源构成闭合电路,通电后金属杆就会受到向右的力,于是将炮弹发射出去。如果同时改变磁场方向和金属杆中的电流方向,金属杆将会受到向 右 (选填“左”或“右”)的力。电磁炮的发射原理与 电动机 (选填“电动机”或“发电机”)的原理相同。
【考点】磁场对通电导线的作用.
【专题】应用题;电动机、磁生电;应用能力.
【答案】右;电动机。
【分析】通电导体在磁场中受到力的作用,这是电动机的原理,通电导体受力方向与电流方向和磁场方向有关,只改变电流方向或磁场方向,导体受力方向变化;若同时改变电流方向、磁场方向,导体受力方向不变。
【解答】解:炮弹上固定的金属杆和金属轨道接触,并与电源构成闭合电路,通电后金属杆就会受到向右的力,于是将炮弹发射出去,可知其原理是通电导体在磁场中受到力的作用,与电动机原理相同;
通电导体在磁场中受力方向与电流方向和磁场方向有关,若同时改变磁场方向和金属杆中的电流方向,金属杆受力方向不变,将会受到向右的力;
故答案为:右;电动机。
【点评】本题考查了通电导体在磁场中受力方向的影响因素、电动机的原理,属于基础题。
19.(2023 兴庆区校级三模)在家庭电路中,用电器之间的连接方式是 并 联。小朋友玩的旱冰鞋,其内部虽然没有电池,但有些旱冰鞋的轮子滚动时,嵌在轮子中的LED灯会发光。这是因为轮子在滚动的过程中,发生了电磁感应现象, 发电机 (选填“发电机”或“电动机”)就是根据电磁感应的原理制成的。
【考点】电磁感应现象;串、并联电路的概念与辨别.
【专题】电流和电路;电动机、磁生电;应用能力.
【答案】并;发电机
【分析】(1)串联电路的各个用电器相互影响;并联电路的各个用电器互不影响。
(2)闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流,这种现象叫电磁感应现象,发电机和动圈式话筒就是利用该原理制成的。
【解答】解:在家庭电路中,用电器之间的连接方式是并联。小朋友玩的旱冰鞋,其内部虽然没有电池,但有些旱冰鞋的轮子滚动时,嵌在轮子中的LED灯会发光。这是因为轮子在滚动的过程中,发生了电磁感应现象,发电机就是根据电磁感应的原理制成的。
故答案为:并;发电机。
【点评】本题主要考查的是电磁感应现象及应用;知道串联电路和并联电路的特点。
20.(2023 渝中区校级模拟)《论衡》中记载:“司南之杓、投之于地,其柢指南”。如图甲所示,“柢”即握柄,是磁体的 S (选填“N”或“S”)极,静止时指向地磁场的 北 (选填“南”或“北”)极。如图乙所示是一款“运动手环”,其主要部分是一段内有一小块磁铁的密闭的空心塑料管,管外缠绕着线圈,戴着这种手环走路时塑料管跟着手一起运动,磁铁在管内往返运动时线圈中会产生电流,液晶上就会显示出运动的步数,此过程利用了 电磁感应 原理。
【考点】电磁感应现象;地磁场.
【专题】应用题;磁现象、电生磁;电动机、磁生电;应用能力.
【答案】S;北;电磁感应
【分析】磁体静止时,指南的叫南极用字母S表示;指北的叫北极,用字母N表示;地磁场的北极在地理南极附近,地磁场南极在地理北极附近。
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流,这就是电磁感应。
【解答】解:磁勺的勺柄指南,根据地理的南极正是地磁的N极,异名磁极相互吸引,因此勺柄为该磁体S极;地磁场的北极在地理南极附近,地磁场南极在地理北极附近,静止时磁体的S极,即地磁场的北极。
根据“运动手环”的特点可知,当塑料管运动时,磁铁在管中反复运动,线圈切割磁感线而产生电流,因此,运动手环的基本原理是电磁感应。
故答案为:S;北;电磁感应。
【点评】本题考查了地磁场的相关知识、电磁感应现象及其应用,属于基础题。
三.作图题(共1小题)
21.(2023 太平区二模)如图所示,开关断开时,小磁针静止a端指向北方,开关闭合时,小磁针顺时针旋转90°后静止。请完成以下要求:
(1)标出磁感线方向。
(2)在括号内标出电源的“+”或“﹣”极。
(3)标出通电螺线管右端的极性。
【考点】安培定则;磁感线及其特点.
【专题】作图题;磁现象、电生磁;应用能力.
【答案】
【分析】地球的周围存在磁场,地磁的N极在地理的南极附近,地磁的S极在地理的北极附近;根据小磁针的指示方向判定其极性;
根据小磁针的偏转方向,利用磁极间的相互作用规律判定通电螺线管的极性;在磁体的外部,磁感线是从N极出来,回到S极的;根据安培定则判定电流的方向和电源的正负极。
【解答】解:由图可知,未通电时,小磁针在地磁场的作用下a端指向北方,地磁的S极在地理的N极附近,根据异名磁极相互吸引可知,小磁针的a端为N极;
开关闭合时,小磁针顺时针旋转90°后静止,则小磁针的S极与通电螺线管的右端是吸引的,所以通电螺线管的右端为N极,左端为S极;
在磁体的外部,磁感线是从N极出来,回到S极的,所以磁感线方向是向左的;
根据安培定则可知,电流从通电螺线管的右端流入,左端流出,所以电源的右端为正极,左端为负极,如图所示:
【点评】本题考查了地磁场、安培定则的应用、磁极间的相互作用规律、磁感线的方向;明确小磁针由于处在地磁场中时N极指向北方是解题的关键。
四.实验探究题(共2小题)
22.(2023 兴化市模拟)如图所示是“探究感应电流产生的条件”实验装置。
(1)实验中,AB种的材料应该是 铝 (填“塑料”或“铝”)。
(2)闭合开关,实验探究过程记录如表所示:
次数 AB棒在磁场中的运动情况 是否有感应电流
1 静止 无
2 沿磁场方向运动(不切割磁感线运动) 无
3 切割磁感线运动 有
根据实验现象,初步得出电路中产生感应电流的条件是:闭合电路的一部分导体在磁场中做 切割磁感线 运动,在该运动过程中,主要将机械能转化为 电 能。
(3)保持AB棒运动方向不变,仅将磁体N、S极对调,重复上述实验,是为了探究感应电流方向与 磁场方向 的关系。
(4)若想进一步探究电动机的工作原理,需要 A 。(填字母)
A.将此装置中小量程电流表换成直流电源
B.在电路中串联一个直流电源
【考点】探究电磁感应现象的实验.
【专题】实验题;电动机、磁生电;探究型实验综合题;科学探究能力.
【答案】(1)铝;(2)切割磁感线;电;(3)磁场方向;(4)A。
【分析】(1)AB棒是电路的一部分,应该必须是导体材料;
(2)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中产生感应电流的现象;这一过程将机械能转化为电能;
(3)感应电流方向与导体的运动方向和磁场的方向有关;
(4)电动机是将电能转化为机械能的装置,因此,电路中要有电源。
【解答】解:(1)在探究电磁感应现象的实验中,我们必须保证处于磁场中的这部分是导体,铝是导体,所以我们应选择铝棒;
(2)三次实验中,只有在AB棒在磁场中做切割磁感线运动时才会产生感应电流,则我们可以得出结论:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中才会产生感应电流。在此过程中,主要是将机械能转化为电能;
(3)保持AB棒运动方向不变,仅将磁体N、S极对调,重复上述实验时,只有磁场的方向发生了改变,则是为了探究感应电流的方向与磁场方向的关系;
(4)电动机工作时,是将电能转化为机械能,由此可知,需要电路有电源供电,由于题中只有一个导体棒,电阻很小,电流很大,因而不能把小量程电流表接入电路,故选A。
故答案为:(1)铝;(2)切割磁感线;电;(3)磁场方向;(4)A。
【点评】本题考查了探究电磁感应现象的实验,要熟悉实验器材、操作要领、会分析实验现象和得出结论。
23.(2023 兰考县模拟)在探究通电螺线管外部的磁场方向实验中,萧红准备了铁屑、小磁针、定值电阻、电池、通电螺线管等器材,她在螺线管的两端分别放置一枚小磁针,在固定通电螺线管的水平硬纸板上均匀的撤满铁屑,轻敲纸板,铁屑的排列情况如图甲所示。请回答下列问题:
(1)本实验通过观察 铁屑和小磁针有序排列 的现象来研究磁场。通过螺线管周围的小磁针指向和铁屑排列规律,萧红绘制了磁感线,发现磁感线的分布情况与 条形 磁体周围的相似;
(2)在图乙中,萧红发现螺线管中间部位两侧的小磁针没有发生偏转,而其他位置的小磁针均发生了偏转,这两处小磁针不偏转的可能原因: 该点电流的磁场方向与地磁场方向相同 。
(3)地球周围存在磁场,有学者认为,地磁场是由于地球带电自转形成圆形电流引起的,结合图甲、乙分析推断;图丙中地球的圆形电流方向与地球自转方向 相反 (选填“相同”或“相反”)。
【考点】探究通电螺线管外部的磁场分布.
【专题】磁现象、电生磁;科学探究能力.
【答案】(1)铁屑和小磁针有序排列;条形;
(2)该点电流的磁场方向与地磁场方向相同;
(3)相反。
【分析】(1)铁屑和小磁针在磁场中受到力的作用;通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似;
(2)小磁针放入磁场,小磁针静止时N极指向和该点磁场方向相同;
(3)地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近,根据安培定则进行判断。
【解答】解:(1)本实验通过铁屑和小磁针在磁场力的作用下有序排列来研究磁场;由图可看出,通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似,都是两极磁性强,中间弱,磁体外部的磁感线都是从N极出发,回到S极;
(2)闭合开关前,如果螺线管中间部位两侧的小磁针N极指向地理北极,假如闭合开关后,螺线管的N极与地理南极方向一致,那么螺线管中间部位两侧的小磁针就不会发生偏转,故原因是该点电流的磁场方向与地磁场方向相同;
(3)由于地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理北极附近,根据安培定则,大拇指指向N极,四指的方向为电流的方向,所以电流自东向西,与地球自转的方向相反。
故答案为:(1)铁屑和小磁针有序排列;条形;
(2)该点电流的磁场方向与地磁场方向相同;
(3)相反。
【点评】本题是探究通电螺线管周围磁场的实验,考查了有关磁场的一些基础知识,比较简单。
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