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素养全练23电与磁基础夯实1.(xx四川成都中考)如图甲所示,能自由转动的司南静止时,它的长柄指向南方,说明长柄是极。如图乙所示,自制电磁铁的线圈匝数一定时,增大电流,电磁铁的磁性会(选填“增强”“减弱”或“不变”)。答案:S增强解析:能自由转动的磁体静止时指南的那个磁极叫做南极,又叫S极。司南静止时,其长柄指向南方,说明长柄是南极或S极;自制电磁铁的线圈匝数一定时,增大电流,电磁铁的磁性会增强。2.(xx广西梧州中考)如图所示,闭合开关S,通电螺旋管右侧的小磁针静止时,小磁针的N极指向左,则电源的右端为极。若使通电螺线管的磁性增强,滑动变阻器的滑片P应向端移动。答案:正右解析:小磁针静止时N极向左,则由磁极间的相互作用可知,通电螺线管右端为S极,则左端为N极,根据安培定则可以判断电源的右端为正极,左端为负极;为使通电螺线管的磁性增强,需增大电路中电流,由欧姆定律可知要减小电路中电阻,故滑片向右移动。3.(xx湖北恩施中考)如图,闭合开关后,轨道上的金属杆ab将向移动(选填“左”或“右”)通电后金属杆运动起来,此过程中能量的转化是。答案:右电能转化为机械能解析:如题图,闭合开关后,磁场的方向是向下的,电流的方向是从b到a,根据左手定则可知,轨道上的金属杆ab将向右移动;此过程中能量的转化为电能转化为机械能。4.(xx湖南娄底中考)如图所示,闭合开关,将滑动变阻器滑片向左滑动,弹簧将(选填“伸长”或“缩短”)。如果用电流表替代虚线框内仪器,然后将条形磁体迅速插入线圈中,与之相连的电流表的指针会发生偏转,这是现象。答案:伸长电磁感应解析:电流从电源的正极流出,回到负极,由此可知:通电螺线管的上端为N极;异名磁极相互吸引,通电螺线管会对上方的条形磁铁产生向下的吸引力,当滑动变阻器的滑片向左滑动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的电流变大,通电螺线管的磁性增强,对上方磁铁的吸引力增大,弹簧就会伸长;将条形磁铁迅速插入线圈中,条形磁铁和线圈发生了相对运动,线圈做切割磁感线运动,线圈中就会产生感应电流,与之相连的电流表指针就会发生偏转,这是电磁感应现象。5.(xx山东聊城中考)在“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验中,善于思考的小明同学用自己的方法总结出了通电螺线管的极性与电流方向之间的关系,如图所示:如果电流沿着我右手臂弯曲所指的方向,那么我的前方即为通电螺线管的极。实验结论是通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似,请写出一条增强通电螺线管磁性的方法:。答案:N增大通电螺线管中的电流解析:根据安培定则,用右手握住通电螺线管,让弯曲的四指所指的方向与电流的方向一致,那么大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极,即它的前方为N极;我们可以增大通电螺线管中的电流,或增加通电螺线管的线圈匝数,来增大通电螺线管的磁性。6.(xx宁夏中考)如图所示是一种水位自动报警器工作原理图。由于一般的水都能导电,当水位升高到金属块A处时,下列判断正确的是,选择理由。A.绿灯亮,螺线管上端是S极B.红灯亮,螺线管上端是S极C.绿灯亮,螺线管上端是N极D.红灯亮,螺线管上端是N极答案:D当水位升高到金属块A处时,电磁铁所在的控制电路接通,电磁铁具有了磁性,吸引衔铁向下运动,触点将红灯与电源接通,所以红灯亮;根据安培定则(右手螺旋定则)判断出电磁铁上端为N极解析:当水位升高到金属块A处时,电磁铁所在的控制电路接通,电磁铁具有了磁性,吸引衔铁向下运动,触点将红灯与电源接通,所以红灯亮;根据安培定则(右手螺旋定则)判断出电磁铁上端为N极。故选D。7.(xx湖北宜昌中考)如图甲所示,转动发电机的摇把,灯泡发光,这种线圈在磁场中转动时产生电流的现象叫;图乙中把两个发光二极管极性相反地并联起来,与发电机串联,转动摇把,两个二极管交替发光,说明电路中产生的是。答案:电磁感应交变电流解析:把发电机跟小灯泡连接起来,使线圈在磁场中转动,可观察到小灯泡发光,即发电机是利用电磁感应现象的原理制成的。加快线圈的转动速度,感应电流变大,故灯泡变亮;由于发光二极管具有单向导电性,所以把两个发光二极管极性相反地并联起来,并与发电机串联,缓慢转动线圈,两个发光二极管交替发光,表明发电机发出的电流的方向是变化的,故是交变电流。8.(xx江苏盐城中考)在探究“通电螺线管外部磁场的方向”实验中,闭合开关,小磁针发生偏转,说明通电螺线管周围有,通过小磁针静止时极的指向确定该点磁场的方向,调换电源正负极,小磁针偏转方向改变,说明磁场方向与有关。答案:磁场N电流方向解析:闭合开关后,小磁针发生偏转,说明通电导体周围存在磁场;小磁针静止时N极的指向为该点磁场的方向;调换电源正负极,即改变螺线管中的电流方向,发现小磁针静止时N极所指方向与原来相反,说明磁场方向与螺线管中的电流方向有关。9.(xx甘肃兰州中考)如图所示,将较长软电线的两端与灵敏电流表的两接线柱连接起来,两位同学手持电线像摇跳绳一样在空中摇动电线,使电线切割地磁场的磁感线。若灵敏电流表的指针发生偏转,则可以断定两同学站立在地面上的方向(选填“东西”或“南北”),这个实验的原理是,老师上课时常使用“小蜜蜂”扩音器,声音由话筒传入扩音器,经扩音器放大后又经扬声器传出。则在“小蜜蜂”中应用了上述原理的部件是。(选填“话筒”或“扬声器”)答案:东西电磁感应话筒解析:由于地球是一个巨大的磁体,地理的南极是地磁的北极,地理的北极是地磁的南极,所以在地球周围存在着磁场,故如题图所示,两同学手持电线分别站在地面上的东西方向,像摇动跳绳一样在空中不停地摇动电线,此时相当于做切割磁感线运动,故会产生感应电流,即电磁感应现象;话筒工作原理:电磁感应现象;扬声器的工作原理:通电导体在磁场中受力。在“小蜜蜂”中应用了上述原理的部件是话筒。10.(xx黑龙江大庆中考)如图是汽车启动装置电路简图,当钥匙插入钥匙孔并转动时,电磁铁得到磁性,此时电磁铁上端为极,触点B与C(选填“接通”或“断开”),汽车启动。答案:N接通解析:当钥匙插入钥匙孔并转动时,左侧控制电路接通,电磁铁中的电流是从下边导线流入的,根据安培定则可以判断出电磁铁的上端为N极;当电磁铁电路接通时,电磁铁具有磁性,将上边的触点A吸下,则图中的直角杠杆会逆时针转动,所以触点B与C接通,电动机工作,汽车启动。11.(xx山东威海中考)如图所示,GMR是一个巨磁电阻,其阻值随磁场的增强而急剧减小,当闭合开关S1、S2时,下列说法正确的是()A.电磁铁的右端为N极B.小磁针将顺时针旋转C.当P向左滑动时,电磁铁的磁性增强,指示灯变暗D.当P向右滑动时,电磁铁的磁性减小,电压表的示数减小答案:D解析:根据安培定则可知,电磁铁的左端为N极,右端为S极,根据磁极间的相互作用可知,上侧的小磁针将会逆时针旋转,故AB错误;闭合开关S1和S2,使滑片P向左滑动,电阻变小,电流变大,磁场的磁性增强,巨磁电阻的阻值减小,电路电流变大,所以指示灯的亮度会变亮,故C错误;使滑片P向右滑动,电阻变大,电流变小,磁场的磁性变弱,巨磁电阻的阻值变大,电路电流变小,根据U=IR可知,灯泡两端的电压减小,电压表示数变小,故D正确。12.(xx江苏宿迁中考)如图所示,干电池底部吸有强磁铁(可导电),在干电池的正极上支有一“门”字形导线框,导线框B侧和套在强磁铁上导电圆环C连接,导线框和圆环C能够一起绕干电池持续转动,圆环C在转动过程中与强磁铁接触良好。导线框转动的动力来源()A.只有线框A侧受到磁场对电流的作用B.只有线框B侧受到磁场对电流的作用C.线框A侧、B侧都受到磁场对电流的作用D.线框A侧、B侧都不受到磁场对电流的作用,是受到的其他外力答案:B解析:干电池底部吸有强磁铁,周围存在磁场,导线框B侧和套在强磁铁上导电圆环C连接,则线框B侧有电流通过(即线框B侧是通电导体),所以线框B侧受到磁场对电流的作用力而运动;而线框A侧没有通电,所以A侧没有受到磁场的作用力。故B正确,ACD错误。13.(xx山东临沂中考)如图所示中是探究发电机原理的是()答案:A解析:发电机的工作原理是电磁感应现象。A图中没有电源,是电磁感应现象,电磁感应现象是发电机的工作原理,故A正确;B图示是奥斯特实验,是电流的磁效应实验,不是发电机的工作原理,故B错误;C图中有电源,是通电导线在磁场中受到力而运动的实验,是电动机的工作原理,不是发电机的工作原理,故C错误;D图示是探究电磁铁磁性强弱的实验,它的原理是电流的磁效应,故D错误。14.(xx山东聊城中考)手机无线充电方便了人们的生活,其中电磁感应无线充电是应用最多的无线充电方案。如图所示,它的原理是送电线圈通过一定频率的交流电,线圈的周围形成交变的磁场,通过电磁感应在受电线圈中产生一定的感应电流,从而将能量从发射端转移到接收端。下列选项中和受电线圈工作原理相同的是()A.扬声器B.电磁继电器C.动圈式话筒D.电动机答案:C解析:扬声器是利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作的,故A错误;电磁继电器利用的是电流的磁效应,故B错误;动圈式话筒是利用电磁感应原理将声音信号转化为电信号的装置,故C正确;电动机利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作的,故D错误。15.(xx湖南株洲中考)图为交流发电机原理图,线圈在磁场中转动,则()A.两磁极间的磁场方向向左B.线圈在磁场中切割磁感线C.通过灯泡的电流方向不变D.线圈一定不受磁场力作用答案:B解析:在磁体的外部磁感线都是从N极出发回到南极,故图中两磁极间的磁场方向向右,故A错误;发电机是根据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原理制成的,感应电流的方向和磁场方向、导体切割磁感线的方向有关,由于导体切割磁感线的方向在改变,所产生的电流也会变化,故B正确,C错误;根据通电导线在磁场中受力的作用的原理可知,此时线圈一定会受到力的作用,故D错误。16.(xx江苏苏州中考)在探究蹄形磁体周围磁场的实验中,老师将玻璃板平放在磁体上,并均匀地撒上一层铁屑,轻敲玻璃板,铁屑就会有序地排列起来,如图。对实验中有关现象的分析不正确的是()A.撒铁屑的目的是将原来不存在的磁场显示出来B.铁屑在磁场中被磁化成一个个小磁体C.轻敲玻璃板,铁屑由于具有惯性会与玻璃板分离D.轻敲玻璃板,铁屑与玻璃板分离后,不受摩擦力,铁屑在磁力作用下排列有序答案:A解析:磁体周围始终存在磁场,借助细铁屑可以显示磁体周围的磁场分布特点,但不是将原来不存在的磁场显示出来,故A错误;铁屑原来没有磁性,但在磁场的作用下能够获得磁性,说明被磁化了。故B正确;铁屑质量较小,惯性小,运动状态容易改变。所以轻敲玻璃板,铁屑由于具有惯性会与玻璃板分离。故C正确;铁屑受到磁场的作用,轻敲玻璃板,铁屑与玻璃板分离后,不受摩擦力,铁屑逐渐有序排列。故D正确。17.(xx江西中考)消防应急灯在没有停电时,灯是熄灭的;停电时,标有“36 V”字样的两盏灯就会正常发光。如图所示的电路中符合要求的是()答案:C解析:由A图知,没有停电时(即220V的电路接通),电磁铁有磁性,吸引衔铁,使下面的一只灯泡发光,故A不合题意;由B图知,右侧电路的电源电压为36V,而两盏灯的额定电压均为36V,要使外部电路停电时,两盏灯都能正常发光,则两盏灯应并联,而图中两盏灯串联,不能正常发光,故B不合题意;由C图知,没有停电时,电磁铁有磁性,吸引衔铁,上面的两只灯泡都不发光(即熄灭)。停电时,衔铁被弹簧拉起,上面两只并联的灯泡可以在36V的电压下正常发光,故C符合题意;由D图知,没有停电时,电磁铁有磁性,吸引衔铁,下面的两只灯泡都发光,而停电时,衔铁被弹簧拉起,则两只灯泡都不发光,故D不合题意。能力提升18.(xx山东青岛中考)探究电生磁装置图1图2图3结论作图根据图1可知:电流的磁场方向与方向有关根据图2可知:通电螺线管外部的磁场与磁体的磁场相似。根据图2中小磁针的指向,标出电源的正、负极。根据图3可知:电磁铁磁性的强弱跟有关。要使图3中乙电磁铁的磁性增强,可以。答案:电流条形如解析图线圈匝数将滑动变阻器的滑片向左移动解析:根据图1可知:电流方向改变,小磁针偏转方向发生改变,这说明电流的磁场方向与电流方向有关;据图2可知:通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场是相似的;小磁针静止时N极的指向与磁感线的方向是相同的,磁感线是从N极出来,然后回到S极的,故通过螺线管的右端为N极,根据安培定则可知,电源右端为正极。如图所示;根据图3可知:在电流相同时,线圈匝数越多的,吸引的大头针个数越多,这说电磁铁磁性的强弱跟线圈匝数有关;通过增大电流可以增大电磁铁的磁性,故可以将滑动变阻器的滑片向左移动,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路中的电流变大。19.(xx江苏泰州中考)如图所示,导体AB棒放在处于蹄形磁体磁场中的水平金属轨道上。(1)接通电源,这时会看到导体AB运动起来,这表明有力的作用。(2)保持磁场方向不变,改变导体AB中的电流方向,导体AB的运动方向(选填“不变”或“改变”)。(3)通电后导体AB运动的过程中,是把能转化为能的过程。答案:(1)磁场对通电导体(2)改变(3)电机械解析:(1)接通电源,这时会看到导体AB运动起来,说明磁场对通电导体有力的作用;(2)通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关,只要有一个因素改变,导体的受力方向就会改变;所以保持磁场方向不变,改变导体AB中的电流方向,导体AB的运动方向改变;(3)通电后导体AB运动的过程中,消耗了电能,得到了导体运动的机械能,即把电能转化为机械能。20.(xx福建中考)如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。闭合开关后,导体棒、灵敏电流计、开关、导线组成闭合电路。实验观察到的现象如下表:实验序号磁场方向导体棒ab运动方向灵敏电流计指针偏转情况1向下向上不偏转2向下不偏转3向左向右偏4向右向左偏5向上向上不偏转6向下不偏转7向左向左偏8向右向右偏(1)实验时通过观察来判断电路中是否产生感应电流。(2)由实验可知,闭合电路中的部分导体在磁场中做运动时,电路中产生感应电流。(3)比较第4次和第次实验可知,导体棒运动方向相同时,感应电流的方向与磁场的方向有关。(4)比较第7次和第8次实验可知。导学号97404053答案:(1)灵敏电流计指针是否偏转(2)切割磁感线(3)8(4)感应电流的方向和导体棒运动的方向有关解析:(1)通过观察灵敏电流计的指针是否偏转来判断电路中是否有电流。(2)由表格中数据知,当开关断开时,不会有电流产生;若导体向上运动或向下运动时,不切割磁感线,此时电路中也没有电流,可得产生感应电流的条件是:闭合电路的部分导体,在磁场中做切割磁感线运动。(3)由表格中数据知,4和8的导体运动方向相同,磁场方向不同,电流表指针的偏转方向也不同,说明感应电流的方向与磁场的方向有关。(4)比较第7次和第8次实验可知,磁场方向相同,导体的运动方向不同,电流表指针的偏转方向不同,说明感应电流的方向与导体棒运动的方向有关。21.(xx云南昆明中考)在探究“电动机为什么会转动”的实验中:(1)我们首先想到的是磁体间发生相互作用是因为一个磁体放在了另一个磁体的磁场中,那么通电导体周围也存在,磁体会对通电导体产生力的作用吗?(2)如图所示,将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间,未闭合开关前,导体,闭合开关后,导体,说明磁场对导体有力的作用。(3)断开开关,将图中磁铁的N、S极对调,再闭合开关,会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向,说明通电导体在磁场中的受力方向与有关。(4)断开开关,将图中电源的正、负极对调,再闭合开关,会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向,说明通电导体在磁场中的受力方向与有关。(5)如果同时改变磁场方向和电流方向,确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关(填“能”或“不能”)。答案:(1)磁场(2)静止不动运动通电(3)相反磁场方向(4)相反电流方向(5)不能解析:(1)根据课本奥斯特实验知:通电导体周围存在磁场;(2)将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间,未闭合开关前,电路中没有电流,导体静止不动,闭合开关后,电路中有电流,导体运动,说明磁场对通电导体有力的作用。(3)断开开关,将图中磁铁的N、S极对调,磁场方向改变,再闭合开关,电流方向不变,会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反,说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。(4)断开开关,将图中电源的正、负极对调,再闭合开关,导体中电流方向改变,磁场方向不变,会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反,说明通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向有关。(5)如果同时改变磁场方向和电流方向,通电导体在磁场中受力方向不变,不能确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。22.(xx安徽蒙城模拟)电梯为居民出入带来很大的便利,小明家住某小区某栋6楼,放学后乘电梯回家。小明查阅资料,了解到出于安全考虑,电梯都设置了超载自动报警系统,其工作原理如图甲所示,电路由工作电路和控制电路组成:在工作电路中,当电梯没有超载时,动触点K与静触点A接触,闭合开关S,电动机正常工作;当电梯超载时,动触点K与静触点B接触,电铃发出报警铃声,即使闭合开关S,电动机也不工作。在控制电路中,已知电源电压U=6 V,保护电阻R1=100 ,电阻式压力传感器(压敏电阻)R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示,电梯自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。甲乙(1)在控制电路中,当压敏电阻R2受到的压力F增大时,电磁铁的磁性(选填“增强”“减弱”或“不变”)。(2)若小明的体重为400 N,他站在静止的电梯上,脚与电梯地面的总接触面积为0.04 m2,则此时小明对电梯地面的压强为多少?(3)某次电梯正常运行时,测得通过电磁铁线圈的电流为10 mA,则此时电梯载重为多少?(4)若电磁铁线圈电流达到20 mA时,刚好接触静触点B,电铃发出警报声。当该电梯厢内站立总质量为1 000 kg的乘客时,试通过计算说明电梯是否超载?(g取10 N/kg)答案:(1)增强(2)1104 Pa(3)6103 N(4)电梯超载解析:(1)在控制电路中,当压敏电阻R2受到的压力F增大时,其阻值减小,电路中的总电阻减小,由I=UR知,电路中的电流变大,电流增大时电磁铁的磁性增强。(2)小明对电梯地面的压力F=G=400N;小明对电梯地面的压强p=FS=400N0.04m2=1104Pa;(3)电路总电阻R=UI=6V0.01A=600;根据串联电路电阻特点可知,此时压敏电阻的阻值R2=R-R1=600-100=500。由图乙可知此时压敏电阻所受的压力为F1=6103N,故此时电梯载重为6103N;(4)电梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时,电梯受到的压力等于乘客的重力,即F2=G=mg=1000kg10N/kg=104N;由题图乙可知,当压力F2=104N时,对应的压敏电阻阻值R2=100。因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,则控制电路中的电流:I=UR1+R2=6V100+100=0.03A=30mA;因30mA20mA,所以,此时电梯超载。导学号97404054
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