上海民办新复兴初级中学物理电与磁(培优篇)(Word版 含解析)

上海民办新复兴初级中学物理电与磁（培优篇）（Word版含解析）

一、三物理电与磁易错压轴题（难）

1．在安装直流电动机模型的实验中，小明将组装好的电动机模型、滑动变阻器、电源、开关串联起来如图甲所示：

(1)小明闭合开关，发现线圈不转，他用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开始正常转动。线圈原来不转的原因是_______；

(2)若要电动机转速加快，小明应将滑动变阻器的滑片向_______移动；

(3)接下来，小明把永磁铁换成图乙所示的电磁铁，并将电磁铁线圈的两个接线柱M、N分别与电刷A、B相连，使电磁铁线圈与电动机模型线圈并联后，合用一个电源。当对调接在电源正、负极上的导线时，电动机线圈转动的方向会不会改变？答：_______，理由是_______；

(4)完成以上实验后，小明取下图甲中的电源换上小灯泡，在模型的转轴上绕上细线，如图丙所示，然后快速拉动细线，使线圈转动起来，结果小灯泡发光，此时这模型就相当于

_______机。

【答案】线圈刚好处在平衡位置左不会电流方向和磁场方向同时改变发电

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]线圈不转，用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开始正常转动，说明线圈原先刚好处在平衡位置。

(2)[2]要使电动机转速变快，就要增大电流，所以滑动变阻器电阻应变小，即滑片要向左移动。

(3)[3][4]电磁铁和线圈共用一个电源，当对调电源正负极时，电磁铁的磁场方向改变，线圈中的电流方向也发生改变，所以电动机的转向不变。

(4)[5]拉动细线，线圈转动，切割磁感线，产生感应电流，所以是发电机的模型。

2．如图所示是课本上“通电导线在磁场中受力”的实验示意图。小谦同学实际探究时，在下表记录了实验情况。

实验序号磁场

方向

ab中

电流方向

ab

运动方向

1向下无电流静止不动

2向下由a向b向左运动

3向上由a向b向右运动

4向下由b向a向右运动

（1）比较实验2和3，说明通电导线在磁场中受力方向与________有关；比较实验

__________和____________，说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。

（2）小谦通过观察导线运动方向，来判断导线在磁场中受力方向，用到的物理学方法是____________（选填下列选项对应的符号）。

A．类比法 B．控制变量法 C．转换法

（3）小谦想在这个实验的基础上进行改造，来探究“哪些因素影响感应电流的方向”。为了观察到明显的实验现象，他应把图中的电源换成很灵敏的___________（选填“电流表”或者“电压表”）。

【答案】磁场方向24C电流表

【解析】

【详解】

(1)比较实验2和3，电流方相相同，磁场方向不同，导体运动的方向不同，说明通电导线在磁场中受力方向与磁场方向有关；

比较实验2、4，磁场方向相同，电流方向不同，导体运动方向不同，说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。

(2)实验中通过观察导线运动方向，来判断导线在磁场中受力方向，用到的科学方法是转换法；

(3)探究影响感应电流方向的因素，为了观察到明显的实验现象，需要用灵敏电流表代替电源来显示产生感应电流的方向。

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

3V ==0.2A 15Ω

U I R =

(3)[3]台灯导线中的电流为 60W =0.27A 220V

P I U 台灯台灯台灯=≈ 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．李明用天然磁石仿制图甲所示的勺状的指南针﹣﹣司南．

（1）他用的材料是图乙所示的天然磁石，该磁石的D 端为________ （选填“北极”或“南极”）．

（2）他用该磁石的D 端磨成勺柄，打磨成勺状指南针（即“司南”），再用细线将其悬挂，如图丙所示，司南静止时，勺柄指向地球的________

（3）将该司南悬挂在电磁铁正上方，闭合开关S ，司南静止时的指向如图丁所示，则电磁铁左端是_____ （选填“北极”或“南极”）极，则电源M 端是________ （选填“正极”或“负极”）．

（4）为增强司南的磁性，可用图丁所示装置，通过________（填字母序号），来增强电磁铁对司南磁化的效果．

A．改变电源的正负极 B．让司南垂直放置在AB中点的正上方 C．增加电源的电压．【答案】南极南极北极负极 C

【解析】

【分析】

【详解】

（1）人们规定磁场的方向由北极出发到南极，由图可知，在磁体外部磁感线由B端到D 端，因此，磁石的D端为该磁体S极，即南极；

（2）地磁的北极在地理的南极附近，由于异名磁极相互吸引，因此，司南静止时，勺柄指向地球的南极；

（3）因为异名磁极相互吸引，所以通电螺线管的左端是N极；

再用安培定则，右手大母指向左握住螺线管，可判断通电螺线管中的电流方向为：右端电流向上，左端向下；

再根据电流方向是从电源正极出发通过用电器回到负极，所以电源左端，即M端为电源的负极；

（4）为了增强司南的磁化效果，可以增加电源电压，使线圈中电流增大，则线圈磁性增强，磁化效果更好．

故选C．

【点睛】

牢记磁场方向的规定，即磁体周围的磁感线，都是从磁体的N极出发，回到S极；磁极间的作用规律是：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，再结合安培定则判断电源的正负极

5．某次旅游，密闭大巴内坐满了游客，司机忘了打开换气设备，时间一久，车内二氧化碳浓度上升，令人头晕脑胀．为此，小明设计了车载自动换气设备

（一）小明找来二氧化碳气敏电阻R x，其电阻值与空气中二氧化碳浓度关系如表格所示，其中二氧化碳浓度为0时，R x阻值模糊不清，他对该电阻阻值进行测量

小明把空气通过氢氧化钠溶液，得到二氧化碳浓度为0的空气，并收集于集气瓶中，再将R x置于其中

（1）图甲电源电压恒为6V，请以笔画导线完成电路图剩余部分的连接．要求，滑片P向B 端移动时，电压表、电流表的示数都变大．

（___）

（2）开关S闭合前，滑片P应移至_____（选填“A”或“B”）端．

（3）闭合开关S，发现电流表无示数，电压表有示数．电路某一故障可能为_____．

A、S断路

B、R'断路

C、R x短路

D、R x断路

（4）排除故障后，移动滑片P，电压表、电流表示数如图乙所示，二氧化碳为0时，R x的阻值为_____Ω

（5）请在丙图中画出R x阻值与空气中二氧化碳浓度的关系图象．

（___）

（二）小明利用电磁继电器设计车载自动换气设备，如图丁所示，控制电路，恒为6V的蓄电池，开关S，定值电阻R0，二氧化碳气敏电阻R x，电磁继电器的线圈电阻不计，线圈电流大0.1A时衔铁被吸下，线圈电流小于0.1A衔铁被弹回，受控电路包括，恒为24V的蓄电池，额定电压均为24V的绿灯、红灯、换气扇．

（6）请以笔画线完成电路连接，要求：闭合开关S，周围空气中二氧化碳浓度小于8%时，绿灯亮；大于8%时，红灯亮且换气扇正常工作．

（___）

（7）定值电阻R0的阻值应为_____Ω．

【答案】A D35

35

【解析】

【分析】

（1）由图乙确定两表的量程，根据要求滑片P向B端移动时，电压表、电流表的示数变大确定变阻器的连接与电压表的连接；

（2）为保护电路，开关S闭合前，滑片P应移至阻值最大处；

（3）若电流表示数为0，说明电路可能断路；电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电阻断路了；

（4）分别图中电压表大量程和电流表小量程读数，根据欧姆定律求电阻；

（5）根据描点作图；

（6）将控制电路串联起来；根据电流大于0.1A，电磁铁将衔铁吸下，红灯亮且换气扇正常工作，同时绿灯断开不亮；当电流小于0.1A，绿灯亮：故红灯亮与换气扇并联，根据衔铁吸下时与下触点接触，电流小于0.1A时与上触点接触，按要求连接工作电路；

（7）由图2可知，当周围空气中二氧化碳浓度为8%时，气敏电阻大小为R′X＝25欧姆，根据欧姆定律和电阻的串联求出定值电阻的大小．

【详解】

（1）用伏安法测电阻大小，电流表要串联在电路中，由图乙可知，电压表选用大量程，电流表选用小量程，因要求滑片P向B端移动时，电流表的示数变大，则电路中的电阻变小，即滑动变阻器连入电路中的电阻变小，故滑片以右电阻丝连入电路中，根据欧姆定律的变形公式U＝IR，待测电阻的电压变大，由串联电路的电压规律，电压表示数变小，故电压表并联在待测电阻的两端，

如下图1所示：

（2）开关S闭合前，滑片P应移至阴性阻值最大处，即A端；

（3）闭合开关S，发现电流表无示数，电压表有示数．电路某一故障可能为R x断路，选D；

（4）图中电压表选用大量程，分度值为0.5V，示数为为3.5V；电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.1A，由欧姆定律，待测电阻：

R X＝

3.5

=35

0.1

U V

I A

=Ω；

（5）由表中数据，在坐标系中确定对应的点，用平滑的曲线连接起来，如下图2所示所示：

（6）闭合开关S，因周围空气中二氧化碳浓度越大，气敏电阻越小，当大于8%时，电阻小于某一值，电流大于0.1A，电磁铁将衔铁吸下，红灯亮且换气扇正常工作，同时绿灯断开不亮；当周围空气中二氧化碳浓度小于8%时，电阻大于某一值，电流小于0.1A，绿灯亮；

将控制电路与电源串联起来；

电流小于0.1A时，上触点与衔铁接触，绿灯与电源连接，绿灯亮；

电流流大于电0.1A时，磁铁将衔铁吸下，下触点与衔铁接触，上触点与衔铁分离，红灯与换气扇并联，红灯亮且换气扇正常工作，绿灯断路；电路连接如下所示：

（7）由图2可知，当周围空气中二氧化碳浓度为8%时，气敏电阻大小为R′X＝25欧姆，电路中电流I＝0.1A

，根据欧姆定律和电阻的串联规律，

R0＝U

I

﹣R′X＝

6

0.1

V

A

﹣25Ω＝35Ω；

【点睛】

本题考查测电阻的电路连接、注意事项、故障分析、电表读数、电阻计算，同时也考查了电磁继电器的运用及电路的连接，并汲及运用图象解决问题的思想，综合性强，难度较大．

6．磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质。小蕊和小昌同学想探究磁体对回形针的吸引力的大小与放入它们之间物体的哪些因素有关,请你参与探究并解决一些问题。

（1）如图a,保持磁体和纸片间的距离一定,在纸片上放入不同的物体时,通过比较纸片下面能吸附的回形针数量,显示磁体对回形针吸引力的大小。回形针的放置有图b中的甲、乙两种方法,依据_______的原理,回形针在磁场中某点受到的吸引力等于它的重力,应选择图中

____的方法。

(a) (b)

（2）选择正确的方法后,他们在纸片上分别放入形状、面积和厚度相同、材料不同的铁板、铝板等,观查能吸引的回形针个数,多次实验后将数据记录在下表中。

①分析数据,可以得出:在其他条件相同时,放入铁板或镍板,吸引回形针的数量____,说明铁板和镍板对吸引力的影响____,即对磁性屏蔽效果明显。

②铁、镍、铝都是导体,而铝对磁性屏蔽效果不明显,原因可能是____。

③铝是导体,陶瓷、玻璃和塑料是绝缘体,从表中数据知道,它们对吸引力影响效果相同。据此,你提出一个值得探究的问题:______________________。

（3）他们在纸片上分别放入形状和____相同、面积不同的铁板,发现铁板面积越大,吸住的回形针数量越少。

（4）日常生活中,磁卡常受外界磁场影响出现消磁现象。请你根据含有铁、镍的物体对磁性屏蔽效果明显的性质,写出一种保护磁卡磁性的方法:_________________。

【答案】二力平衡乙较少(或明显减少) 较大(或明显) 铝不能被磁体吸引(或铝不能被磁化) 磁性屏蔽的效果与物体的哪些因素有关厚度磁卡放人铁盒中(或放入含有铁、镍丝的网状包里)

【解析】

【详解】

（1）回形针受到两个力的作用：重力和磁体的吸引力，处于静止状态，所以这两个力是一对平衡力。故应用的原理是二力平衡；

甲乙两图比较，通过乙图中下方能够吸引的回形针数量，可以比较吸引力的大小，能达到实验目的，而甲图，在纸片下方吸引回形针数量不能比较出吸引力的大小，不能达到实验目的。因此选择乙图；

（2）①分析数据可以得出，在其它条件相同时，放入铁板或镍板，吸引回形针的数量较少，说明铁板和镍板对吸引力的影响较大，即对磁性屏蔽效果明显；

②铁、镍、铝都是导体，而铝对磁性屏蔽效果不明显，原因可能是铝不是磁性物质，不能被磁化；

③铝是导体，陶瓷、玻璃和塑料是绝缘体，从表中数据知道，它们对吸引力影响效果相同。铁、镍、铝都是导体，它们对吸引力影响效果却不同。因此提出的问题是：磁体屏蔽的效果与哪些因素有关；

（3）根据控制变量法的思路，要研究屏蔽效果与铁板面积的关系，必须保持铁板的形状、厚度一定，改变面积大小，观察回形针被吸起的数目多少；

（4）由于含有铁、镍的物体对磁性屏蔽效果明显，所以可以将磁卡放在铁盒中，磁性就能长时间保持了，磁卡不易受到外界磁场的影响。

【点睛】

注意理解体会实验采用了控制变量法和转换法，两种方法都是初中物理常用的研究方法，

要熟悉两种实验方法在初中物理实验中的应用。

7．小丽利用如图所示的装置，“探究通电导体在磁场中受力方向与什么因素有关”，当小丽闭合开关S0时，观察到导体AB在磁场中受力的作用向右运动．断开开关S0，然后小丽只将磁铁N、S极对调位置，闭合开关S0时，观察到导体AB在磁场中受力的作用向左运动．通过上述实验，小丽得出实验结论：“通电导体在磁场中受力方向只与磁场方向有关”，请你选用图中所示电路中的元件，设计一个实验证明小丽的观点是错误的．请你简述实验步骤和实验现象．

【答案】闭合开关S0时，观察到导体AB在磁场中受力的作用向右运动；断开开关S0，保持磁铁N、S极位置不变，改变电流的方向，闭合开关S0时，观察到导体AB在磁场中受力的作用向左运动；通过上述实验，实验证明小丽的观点是错误的．

【解析】

试题分析：本题考查影响通电导体在磁场中受力方向与什么因素有关，以及控制变量法的应用．闭合开关S0时，观察到导体AB在磁场中受力的作用向右运动；断开开关S0，保持磁铁N、S极位置不变，改变电流的方向，闭合开关S0时，观察到导体AB在磁场中受力的作用向左运动；通过上述实验，实验证明小丽的观点是错误的．

考点：探究通电导体在磁场中受力方向与什么因素有关

8．在物理学中，磁感应强度(用字母B表示，国际单位是特斯拉，符号是T)表示磁场的强弱，磁感应强度B越大，磁场越强；磁感线形象、直观描述磁场，磁感线越密，磁场越强。

（1）左图为某磁极附近磁感线的方向和分布的示意图。由图可知，若在1处放置一个小磁针，当小磁针静止时，其指向应是右图中的 ___________。

（2）有一种磁敏电阻，其大小随磁场的强弱变化而变化。某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图象如图所示，根据图线可知，磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而

_________。

（3）利用该磁敏电阻的R-B特性曲线可以测量上图磁场中各处的磁感应强度。

①将该磁敏电阻R放置在磁场中的位置1处。小明设计了一个可以测量该磁敏电阻R的电

路，所提供的实验器材如图所示，其中磁敏电阻所处的磁场未画出。请你将该实验电路连接完整，要求滑动变阻器的滑片向B端滑动时连入电路的电阻变大__________。

②连接电路时，开关应______，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应位于____ （填“A”或“B”）端，可以起到_____________的作用。

③闭合开关后，发现电流表无示数，电压表有示数且接近于电源电压，则电路中出现的故障可能是______________。

④排除故障，正确接线后，测得的数据如上表所示，该磁敏电阻的测量值为

___________Ω；再根据该磁敏电阻的R-B特性曲线可知，1处的磁感应强度为

___________T。

⑤在实验过程中，仅将磁敏电阻从1处移至2处，其它条件不变，那么电压表的示数

___________。(填“增大”、“减小”或“不变”)

【答案】甲增大见解析所示断开 B 保护电路磁敏电阻断路 500 1.0 减小

【解析】（1）根据磁场方向的规定可知，磁针在磁场中时，N极所指的方向即为该点的磁场方向，所以若在1处放置一个小磁针，当小磁针静止时，其指向即N极指向与右图中的甲图相同；

（2）根据图线可知，磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而增大。

（3）根据伏安法测量电阻的电路图，如图要使滑动变阻器的滑片向B端滑动时连入电路的电阻变大，应连接电源正极到滑动变阻器的A接线柱，再连接接线柱C到电流表的正接线柱，如图：

②根据电路连接的一般要求，连接电路时，开关应断开，为了保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应位于阻值最大端，即B端，以起保护电路的作用。

③闭合开关后，发现电流表无示数，则电路中出现了断路性故障，电压表有示数且接近于电源电压，说明电压表串联在了电路中，故电路中出现的故障可能是磁敏电阻断路。

④排除故障，正确接线后，测得的数据如上表所示，根据第一组数据计算可得该磁敏电阻

的测量值为：；

再根据该磁敏电阻的R-B特性曲线可知，磁敏电阻的阻值为500Ω时，1处的磁感应强度

为1.0T。

⑤在实验过程中，仅将磁敏电阻从1处移至2处，根据磁感线的分布情况可知，磁场的强度将减弱，由磁敏电阻的R-B特性曲线可知，磁敏电阻的阻值减小，则电路总电阻减小，

根据可知，电路中电流会增大，而滑动变阻器的阻值不变，再根据可知，滑动变阻器两端的电压将变大，则磁敏电阻两端的电压变小，即电压表的示数减小。

9．东东和辰辰在学习“探究电动机为什么会转动”后，来到实验室又经历了一些科学探究过程．

（1）验证磁场对电流的作用（如图甲所示）：将一白炽灯接通电源后，东东用一条形磁体靠近灯泡的玻璃罩，仔细观察灯丝，东东发现___________，该现象说明_____________。（2）如图乙所示是东东和辰辰制作的电动机模型。通电后，轻轻拨动线圈，他们发现电动机不转，下面是他们分析到的可能的原因，请你帮他们看一看，可能的是______．①线圈处于平衡位置；②接线柱接触不良；③磁铁的极性反了；④电池装反了；⑤转子受到的摩擦力太大了；⑥转子与定子之间的摩擦力太大；⑦电池太旧了；⑧磁铁的磁性不够强．（3）经过处理，通电后轻轻拨动线圈，他们发现电动机只转动了一周，就在某一位置附近晃动几下停下来了．他们分析现象得到：“某一位置”是指______；如果要让电动机连续地转动下去，可以怎样改进____？

【答案】灯丝颤动磁场对通电导体有力的作用②⑤⑥⑦⑧平衡位置将线圈与半环（换向器）一起固定在转轴上，将线圈的两端分别与半环（换向器）的两端相连，通过电刷、半环（换向器）向线圈输入电流

【解析】（1）验证磁场对电流的作用（如图甲所示）：将一白炽灯接通电源后，东东用一条形磁体靠近灯泡的玻璃罩，因为灯丝通过的是方向一直变化的交流电，所以仔细观察灯丝，会发现灯丝颤动，现象说明磁场对通电导体有力的作用。

（2）如图分析线圈不能转动的原因：

①如图线圈没有处于平衡位置，不正确；

②接线柱接触不良时，电流不通，线圈不受力，不会转动，正确；

③磁铁的极性反了，线圈受力相反，但不是不能转动的原因，错误；

④电池装反了，线圈受力相反，但不是不能转动的原因，错误；

⑤转子受到的摩擦力太大了，磁场力不能克服摩擦力，不能转动，正确；

⑥转子与定子之间的摩擦力太大，磁场力不能克服摩擦力，不能转动，正确；

⑦电池太旧了，电流小，线圈受到的磁场力小，线圈可能不转，正确；

⑧磁铁的磁性不够强，则线圈受到的磁场力小，线圈可能不转，正确。

故选②⑤⑥⑦⑧。

（3）如图的实验装置在平衡位置时线圈会晃动几下停下来，不能继续转动，所以“某一位置”是指平衡位置；

如果要让电动机连续地转动下去，应该在线圈转过平衡位置时改变线圈中的电流方向，故可以将线圈与换向器一起固定在转轴上，将线圈的两端分别与换向器的两端相连，通过电刷、换向器向线圈输入电流；

也可以在刮去绝缘漆时，将一端全部刮掉，另一端刮去半周，使线圈转过平衡位置时切断电流，依靠惯性转过去，也可以使线圈持续转动。

故答案为： (1). 灯丝颤动 (2). 磁场对通电导体有力的作用 (3). ②⑤⑥⑦⑧ (4). 平衡位置 (5). 将线圈与半环（换向器）一起固定在转轴上，将线圈的两端分别与半环（换向器）的两端相连，通过电刷、半环（换向器）向线圈输入电流

点睛：要明白家庭电路中的电流是交流电，电流的大小和方向一直在改变，所以磁铁靠近灯丝时，灯丝会颤动；另外要知道换向器的作用，即线圈转过平衡位置时改变线圈中的电流方向，使线圈持续转动。

10．为了探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关，小丽作出以下猜想：

猜想A：电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性。

猜想B：通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强。

猜想C：外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强。

为了检验上述猜想是否正确，小丽所在的实验小组通过交流与合作设计了以下实验方案：用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕若干圈，制成简单的电磁铁。如图所示的a、b、c、d为实验中观察到的四种情况。(注：a、b、c中线圈匝数相同)

根据小丽的猜想和实验，完成下面填空。

(1)通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它的_______的不同。

(2)通过比较图______(填字母，下同)两种情况，可以验证猜想A是正确的。

(3)通过比较图_______两种情况，可以验证猜想B是正确的。

(4)通过比较图d中的甲、乙两电磁铁，发现猜想C不全面，应补充的条件是________。【答案】磁性强弱 a、b b、c 电流相同时

【解析】（1）电磁铁磁性强弱无法捕捉，通过它吸引大头针的数目来判断，这是转换法的思想；

（2）研究磁性的有无由电流通断控制，保证匝数、电流都一定，故选a、b；

（3）研究磁性强弱与电流的关系，保证匝数一定，开关都闭合，故选b、c；

（4）d中甲乙两电磁铁是串联的，故电流相等，这是前提条件．

故答案为：（1）磁性强弱；（2）a、b；（3）b、c；（4）电流相同时．

【点睛】

电磁铁磁性的有无与电流的通断有关，磁性强弱与两个因素有关：线圈匝数多少、电流大

小．研究磁性强弱的影响因素时控制一个因素不变，改变另一个因素，是控制变量法的应用，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．

11．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/Ωr/m B0/T T0/s I/A

1100.1 1.00.15π×l0-2

2200.1 1.00.1 2.5π×l0-2 3200.2 1.00.110π×l0-2 4100.10.30.1 1.5π×l0-2 5200.10.10.050.5π×l0-2

（1）I=_____k，其中k=________（填上数值和单位）

（2）上述装置中，改变R0的大小，其他条件保持不变，则0至t1时间内通过R1的电流I 与R0的关系可以用图象中的图线____表示．

【答案】

2

00

B r

R t2

5A s

T m

π?Ω?

?

c

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]由图像分析可得

2

E

I

R

= (1)

E

t

?Φ

=

?

(2)

=?S B

?Φ? (3)

120

+2

R R R R

== (4)

由1234联立得：

22

000

22

B

B r r

I

t R t R

ππ

?

=?=?

?

由于

2

π

为定值，故

2

00

B r

I k

R t

=

[2]将第一组数据带入上式得：

k=

2

5A s

T m

π?Ω?

?

（2）[3]若R0变，其他为定值，则

2

2

B r

t

π

均为定值，可看作

'k

I

R

=，此为反比例函数，故可用图线c表示．

12．用如图所示的实验装置探究“产生感应电流的条件”。

（1）实验中，通过观察_________________来判断电路中是否有感应电流；

（2）闭合开关，若导体ab不动，左右移动磁铁，电路中____感应电流，若磁铁不动，上下移动ab，电路中_______感应电流（两空均选填“有”或“无”）；

（3）在仪器和电路连接都完好的情况下，某小组的实验现象不太明显。请提出一条改进措施：______________；

（4）该实验的结论是：闭合电路的_______导体，在磁场中做__磁感线运动时，导体中就会产生感应电流。

【答案】电流表有有加大磁场强度（换用线圈、灵敏电流计等）一部分切割

【解析】（1）实验时，通过观察电流表的指针是否偏转，来确定电路中是否产生感应电流；

（2）磁铁左右水平运动，以磁铁为参照物，导线就是水平运动的，做的是切割磁感线的运动，所以就会产生感应电流．若导体ab沿磁感线上下运动，不切割磁感线，电路中无感应电流；

（3）我们可以将导体ab换成多匝线圈来增大感应电流，更容易观察；

（4）结论：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流.故答案为：（1）电流计指针的偏转；（2）有；无；（3）将导体ab换成多匝线圈；（4）闭合电路；切割．

13．小明用如图甲、乙所示的装置，分别探究“通电螺线管外部磁场的分布”和“电磁感应现象”．

（1）在图甲中，闭合开关后，通电螺线管的右端为____极．（选填“N”或“S”）

（2）在图甲实验过程中，将电源正负极对调，发现小磁针的偏转方向发生改变，这样操作是为了探究通电螺线管外部磁场方向和_____有关．

（3）图乙中，闭合电路中的一部分导体AB静止不动，当磁体左右运动时，灵敏电流计的指针___（选填“会”或“不会”）偏转．这说明闭合电路的部分导体在磁场中做__运动

时，导体中会产生感应电流．

（4）小明观察在图乙实验中发现电流表指针偏转不明显，为了使指针偏转明显，请你从实验装置和操作上各提一条改进建议．

装置改进：___________________操作改进：_____________

【答案】N；电流方向；会；切割磁感线；换强磁铁（或绕制线圈）；快速移动导体（或磁铁）。

【解析】

【分析】

【详解】

（1）在图甲中，闭合开关后，根据安培定则判断，右手握住螺线管，四指弯曲指向电流的方向，则大母指的指向即为螺线管的磁场方向，即大母指所指的右端为N极；

（2）在图甲实验过程中，将电源正负极对调，发现小磁针的偏转方向发生改变，即电流方向影响磁场的方向，所以这样操作是为了探究通电螺线管外部磁场方向和电流方向有关；（3）图乙中，闭合电路中的一部分导体AB静止不动，当磁体左右运动时，导体能切割磁感线，所以灵敏电流计的指针会偏转．这说明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；

（4）小明观察在图乙实验中发现电流表指针偏转不明显，为了使指针偏转明显，从实验装置上的改进为：换用磁性更强的磁体或用多匝线圈代替导体进行实验，这样产生的感应电流大，现象明显；

从操作上的改进建议为：加快导体（或磁体）切割磁感线运动的速度，因为速度越快，产生的感应电流也越大，现象明显。

14．如图甲，将玩具电动机、电池、小电灯、开关用导线连接起来．

（1）闭合开关，电动机转动，这是利用通电线圈在___里受力转动的原理工作的；如果想改变电动机的转动方向，我们可以采取的措施是______________．

（2）刚闭合开关时，小电灯发出明亮的光，但随着电动机转得越来越快，小电灯的亮度逐渐减弱；当转速正常时，小电灯的亮度稳定不变，此时用手指轻轻捏住电动机的转轴，使电动机的转速减慢，你猜想这时小电灯的亮度将_____（选填“变亮”“变暗”或“不变”），理由是_______．

（3）如果将小电灯换成灵敏电流表，电路连接如图乙，当用手快速转动电动机转轴时，发现灵敏电流表指针偏转，这是_______现象，它在生活中的应用有________（举出一例即可）．

【答案】磁场改变电流的方向变亮电流变大电磁感应发电机

【解析】

【分析】

【详解】

（1）闭合开关，电动机转动，这是利用通电线圈在磁场里受力转动的原理工作的；如果想改变电动机的转动方向，我们可以采取的措施是：改变电流的方向或改变磁场的方向；（2）捏住电动机的转轴，会将电动机消耗的电能转化为内能，由非纯电阻电路转化为纯电阻电路，电源输出的所有功率都变为线圈电阻消耗的热功率了，而加在其上的电压不变，所以电流急剧上升，电动机线圈大量发热，此时电流变大，灯泡变亮；（3）电路连接如图乙，当用手快速转动电动机转轴时，发现灵敏电流表指针偏转，这是电磁感应现象，它在生活中的应用有发电机等

15．(1)如图所示，赤道表面地磁感线与水平地面平行指向北方，导线与能测微弱电流的电流表组成闭合电路，下列哪种操作可让电流表指针摆动？（______）

(2)科学家猜测，A地海龟在春季是利用地磁场(如图)向南返回出生地，以下为相关研究．

①在春季A地某屏蔽磁场的实验室中，无磁场环境下海龟无固定游向；当把海龟置于模拟地磁场中(用如图简化示意)，图中1为磁体N极，2为磁体____极，按科学家猜测，海龟应向____游动(选填“左”、“右”)．

②地磁场在缓慢变化，科学家每年记录海龟出生地筑巢地点移动的方向，并追踪地磁场的微小移动方向，发现_____，现象符合猜

测．

【答案】C

【解析】

试题分析：（1）由电磁感应现象可知：闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，导体

要产生感应电流；图中ABD导线的运动均没有切割磁感线，只有C做切割磁感线运动，故让电流表摆动的操作只有C；（2）①因两螺线管导线缠绕方向相同，电流方向相同，故图中1为磁体S极时，2为N极，海龟春季应该向南移动，而地磁场的N极在地理的南极负极，故海龟应向N极运动，即图中的左；②科学家猜测：海龟在春季是利用地磁场向南返回出生地，而题意又得结论现象符合猜测，故地磁场在缓慢变化，科学家每年记录海龟出生地筑巢地点移动的方向，并追踪地磁场的微小移动，发现海龟出生地筑巢地点移动的方向与地磁场的微小移动方向一致．

考点：电磁感应，地磁场、通电螺线管