上海天山第二中学物理电与磁(培优篇)(Word版 含解析)

上海天山第二中学物理电与磁（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）实验中是通过观察_____________________来比较电磁铁磁性强弱。这种研究方法称为___________。

（2）把甲、乙两个电磁铁串联，目的是____________相同，以探究电磁铁磁性强弱与

____________的关系。

（3）由现象可得结论：电流一定时，________________，电磁铁磁性越强。

（4）若要使电磁铁甲、乙吸引大头针数目变多，最简单易行的办法是_________

【答案】电磁铁吸引大头针的数量转换法控制电流线圈匝数线圈匝数越多将变阻器滑片P向左移动

【解析】

【详解】

(1)[1]磁性的强弱是无法直接观察的．题中就是利用电磁铁吸引大头针数目的不同来反映磁性强弱的不同的；

[2]这是转换的方法；

(2)[3]串联电流相等，所以串联的目的是控制电流相同；

[4] 根据图示可知，电磁铁甲吸引的大头针数目多，说明甲的磁性强；两电磁铁串联，电流相同，甲乙线圈匝数不同，所以探究的是电磁铁磁性强弱与匝数的关系；

(3)[5] 由现象可得结论：电流一定时，线圈匝数越多，磁性越强；

(4)[6]磁场变强，吸引大头针的数量就多了，所以最简单的方法是向左移动滑动变阻器滑片，使电路中电流变强，磁场就变强了。

2．根据古文《论衡?是应篇》中的记载：“司南之杓（用途），投之于地，其柢（握柄）指南”，学术界于1947年想象出司南的模样如图甲所示．

（1）1952年，中国科学院物理研究所尝试将如乙图所示的天然磁石制作成司南，制作人员根据天然磁石的磁感线分布，将磁石的________（填乙中字母）处打磨成磁勺的A

端．

（2）把天然磁石按照正确方法打磨成磁勺后，放在粗糙的木盘上，使磁勺水平转动直至最终静止，但磁勺A 端总不能正确指南，请提出改进本实验的措施________．

（3）为达到理想的指向效果，制作人员将磁勺靠近一电磁铁，闭合开关S，磁勺和电磁铁相互吸引后如图丙所示，可增加磁勺的磁性，由此判断H为电源的________极．

【答案】D将磁勺放在光滑的水平面上，使其能自由转动负

【解析】

【分析】

（1）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；磁体周围的磁感线，都是从磁体的N极出发，回到S极；据此判断。

（2）磁勺要想指南北，必须能自由转动，不受外力的干扰，因此从减小外力干扰的角度来考虑；

（3）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；可用安培定则判断通电螺线管的两极极性和电源极性。

【详解】

（1）磁勺在正确指南时，地理的南极正是地磁的N极，异名磁极相互吸引，因此，其A端为该磁体S极；

乙图中，根据天然磁石的磁感线分布，可判断D端是S极，也就是磁勺的A端，故应将磁石的D处打磨成磁勺的A端；

（2）把天然磁石打磨成的磁勺放在粗糙的木盘上，由于摩擦力较大，所以很难正确指示南北方向，正确的做法是将磁勺放在光滑的水平面上，使其能自由转动；

（3）因为异名磁极相互吸引，则与磁勺柄所靠近的下端是通电螺线管的N极，用安培定则可判断通电螺线管中的电流方向，再根据电流方向是从电源正极出发通过螺线管回到负极，可判断H端为电源的负极。

3．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．

4．迈克尔·法拉第（Michael Faraday，1791年9月22日～1867年8月25日），英国物理学家、化学家，也是著名的自学成才的科学家，出生于萨里郡纽因顿一个贫苦铁匠家庭，仅上过小学。1831年，他作出了关于电力场的关键性突破——发现了电磁感应定律，永远改变了人类文明。

1831年8月29日，法拉第终于取得突破性进展．这次他用一个软铁圆环，环上绕两个互相绝缘的线圈A和B，如图所示．他在日记中写道：“使一个有10对极板，每板面积为4平方英寸的电池充电．用一根铜导线将一个线圈，或更确切地说把B边的线圈的两个端点连接，让铜线通过一定距离，恰好经过一根磁针的下方（距铁环3英尺远），然后把电池连接在A边线圈的两端；这时立即观察到磁针的效应，它振荡起来，最后又停在原先的位置上，一旦断开A边与电池的连接，磁针再次被扰动．”

（1）请根据法拉第日记的描述，在答题卷的虚线框内用笔画线代替导线，完成电路的连接______．

（2）为保证实验顺利进行，尽量不受外界干扰，你认为实验时要注意的是

______________。

（3）根据法拉第的发现，王浩同学进行如图的实验进行探究影响感应电流方向因素的实验。

①如图甲所示，当灵敏电流计指针左偏时，通过灵敏电流计的电流方向是_____________（填“从下往上或从上往下”）。

②如图乙所示，把条形磁铁插入线圈时，发现灵敏电流计指针发生了偏转，证明产生了感应电流，则产生感应电流的条件是_________________________________。

③继续试验得到如图丙、丁，比较乙、丙，说明感应电流的方向与__________有关；比较乙、丁，说明感应电流的方向与_____________有关。

④王浩同学继续深入思考，发现如图乙、丙、丁中通电螺旋管产生的磁场方向和外界磁场的变化是_________（填“相同或相反”）。他把这个发现告诉老师，老师表扬他：你已经和楞次一样厉害了！

【答案】远离外界磁场，在无风的室内进行实验从上

往下闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动磁场方向导体切割磁感线的运动方向相反

【解析】

【详解】

（1）根据题意，把线圈B的两个端点连接，让铜线通过一定距离，恰好经过一根磁针的下方，然后把电池连接在A边线圈的两端，连接图如下：

（2）因为实验中电流产生的磁场强度较小，需要小磁针的转动非常灵活，所以实验时应避免外界磁场的干扰，不能在有风的环境中实验，所以为保证实验顺利进行，尽量不受外界干扰，实验时要注意的是：远离外界磁场，在无风的室内进行实验。

（3）根据法拉第的发现，王浩同学进行如图的实验进行探究影响感应电流方向因素的实验。

①如图甲所示，当灵敏电流计指针左偏时，电源的上端为正极，电流由正极出发，经过开关，再向下经过灵敏电流计，经过电阻回到电源负极，所以通过灵敏电流计的电流方向是从上往下。

②如图乙所示，把条形磁铁插入线圈时，磁场对线圈发生了相对运动，相当于线圈切割了磁感线，灵敏电流计指针发生了偏转，证明产生了感应电流，这时灵敏电流计与线圈组成的电路是闭合的，且一部分在磁场中，所以产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动。

③比较乙、丙两次实验，磁体插入线圈时，磁体的磁场方向相反，灵敏电流计指针偏转方向相反，说明感应电流的方向与磁场方向有关；

比较乙、丁两次实验，磁场的方向相同，但磁体的运动方向相反，相当于线圈切割磁感线的运动方向相反，灵敏电流计指针偏转方向相反，说明感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向有关。

④图乙实验中，根据安培定则判断，螺线管上端为N极，丙实验中，根据安培定则判断，螺线管上端为S极，螺线管产生的磁场与外界磁场相反，丁图实验中，根据安培定则判断，螺线管上端为S极，与外界磁场方向相同，但磁体是向上运动的，外界磁场减小，螺线管产生的内部磁场阻碍外部磁场的变化，总结可得通电螺旋管产生的磁场方向和外界磁场的变化是相反的。

5．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．

（1）闭合开关后，当导体ab向左或向右运动时，电流表指针偏转，当导体ab向上或向下

运动时，电流表指针不偏转，说明闭合电路中的部分导体在磁场中做运动时导体中会产生感应电流．

（2）在此实验过程中，是能转化为能．

（3）实验中发现，当导体ab向左运动时，电流表指针向右偏转，当导体ab向右运动时，电流表指针向左偏转，说明．

（4）小明猜想“感应电流大小可能与导体运动速度大小有关”，他验证猜想的过程是：让导体在第一次实验中运动较慢，在第二次实验中运动，观察两次实验中的，然后进行分析与判断．

【答案】（1）切割磁感线；（2）机械；电；（3）感应电流的方向跟导体运动方向有关；（4）较快；电流表的指针偏转情况．

【解析】

试题分析：（1）导体ab向上或向下运动时，没有切割磁感线，所以电流表不偏转，而左右运动时，切割磁感线，所以电流表偏转，则产生感应电流的条件是闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时导体中会产生感应电流；

（2）在实验过程中，机械能转化成电能；

（3）导体切割磁感线的方向不同，电流表指针的偏转方向不同，这说明感应电流方向与导体运动方向有关；

（4）若探究感应电流的大小与导体运动速度的关系，要使导体一次运动较慢，一次运动较快，观察电流表指针偏转的角度是否相同．

【考点定位】电磁感应

6．瑞瑞同学有-辆玩具电动车，在行驶的过程中，车上的小动物可以自由旋转，这种功能是由两个电动机带动的，如图所示是该玩具电动车的简化电路图．目前该车某一处出现了故障：通电后玩具电动车只能行驶，上面的动物不能旋转．对此，瑞瑞同学提出了猜想：

[猜想与假设]

(1)可能是旋转开关有故障；(2)可能是旋转定时器有故障；(3)可能是________有故障．瑞瑞同学利用一只电压表来判断故障的位置．

[进行实验]

（1）将玩具电动车装上四只新干电池，闭合旋转开关和旋转定时器；

（2）将电压表一端接在d点不动，另一端依次接在a点、b点和c点，观察电压表示数． [分析与论证]

（1）如果另一端接在点时电压表有示数，接在点时无示数，说明旋转开关________（选填“断路”、“短路”或“正常”）；

（2）如果另一端分别接在、点时，电压表都有示数，然后改接到点，发现电压表仍然

有示数，且，说明________和________正常，________有故障．

[交流评估]

瑞瑞将他的检修方法与小明和小华进行了交流．

（1）小明说，在[进行实验]的第（2）步，只用一根导线连接、，就可以判断旋转电动机是否断路，方法是：如果旋转电动机________，就表明它是好的．

（2）小华说，在[进行实验]的（2）第步，也可以用电流表检测旋转开关和旋转定时器是否损坏，方法是：将电流表接、，如果旋转电动机仍不转，表明旋转开关可能是

________（好的/坏的）；再将电流表接、，判断旋转定时器的好坏；但绝对不能将电流表接到、之间，否则有可能________．

【答案】旋转电动机断路旋转开关旋转定时器旋转电动机转动好的短路

【解析】

【分析】

（1）由题知，通电后玩具电动车只能行驶，而上面的动物不能旋转，说明行驶电动机所在的支路没有问题，问题在旋转电动机所在的支路。

（2）将电压表一端接在d点不动，如果另一端接在a点时电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源的正负极之间是通路；接在b点时无示数，说明ab之间有开路，据此判断；将电压表一端接在d点不动，如果另一端接在a、b点时，电压表都有示数，然后改接到c点，发现电压表仍然有示数，且，说明电压表的正负接线柱与电源的正负极之间是通路、cd之间有故障，据此判断。

【详解】

将电压表一端接在d点不动，如果另一端接在a点时电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源的正负极之间是通路；接在b点时无示数，说明旋转开关开路；如果另一端接在a、b点时，电压表都有示数，然后改接到c点，发现电压表仍然有示数，且

，说明另一端接c点时，电压表的正负接线柱与电源的正负极之间是通路，cd之间有故障，即旋转电动机有故障。

故答案为：(1). 旋转电动机 (2). 断路 (3). 旋转开关 (4). 旋转定时器 (5). 旋转电动机 (6). 转动 (7). 好的 (8). 短路

【点睛】

本题考查了学生利用电压表判断电路故障的分析能力，平时做实验时试一试，多积累这方面的经验。

7．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】

(1)[1]当滑动变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器的阻值减小，电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，吸引大头针的个数增加。

[2]说明电流越大，电磁铁磁性越强。

(2)[3]由图知，甲吸引大头针的个数较多，说明甲的磁性较强，甲乙串联，电流相等，甲的线圈匝数大于乙的线圈匝数。

[4]说明电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。

(3)[5]大头针被磁化，下端的磁性相同，同名磁极互相排斥，所以下端分散。

(4)①[6]研究电磁铁的磁性强弱和线圈匝数有关时，控制电流相等，实验采用了控制变量法；

A.研究电流大小和电压、电阻的关系，分别控制电阻和电压相同，所以也采用了控制变量法，故A不符合题意；

B．研究影响电阻大小的因素，分别控制材料、粗细、长度相同，所以采用了控制变量法，故B不符合题意；

C．用电流表测量串联电路中的电流，采用实验归纳法，故C符合题意。

故选C。

②[7]本实验中电磁铁的磁性强弱用吸引的大头针数目来显示，这是转换法的思想；

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，应用电功率的定义，即利用公式计算结果，不是转换法，故A符合题意；

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，采用转换法，故B不符合题意；

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，采用转换法，故C不符合题意。

故选A。

(5)[8]研究“探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关”，多次实验的目的是总结规律，避免因次数太少造成结论的偶然性或片面性；

A．伏安法测量定值电阻的阻值，采用多次测量的目的是：取平均值，减小测量误差，故A 不符合题意；

B．探究并联电路电流规律，多次测量的目的是：总结规律，避免结论的偶然性，故B符合题意；

C．测量小石块的密度，采用多次测量的目的是：取平均值，减小测量误差，故C不符合题意。

故选B。

【点睛】

注意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，注意理解体会；另外要知道在物理实验过程中，多次测量的目的有两个：一是将测量数据取平均值，减小误差；二是总结规律，避免结论的偶然性。

8．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。

9．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．

10．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．

11．磁感应强度B用来描述磁场的强弱，国际单位是特斯拉，符号是T。为了探究电磁铁外轴线上磁感应强度的大小与哪些因素有关，小聪设计了如图1所示的电路，图甲中电源电压为6V，R1为磁感应电阻，其阻值随磁感应强度变化的关系图线如图2所示。

(1)闭合开关S1和S2，图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动，图甲中电流表的示数逐渐减小，这说明磁感电阻R1处的磁感应强度B逐渐________。（选填“增大”或“减小”）(2)闭合开关S1和S2，保持滑片P不动，沿电磁铁轴线向左移动磁感应电阻R1，测出R1离

电磁铁左端的距离s与对应的电流表示数I，算出R1处磁感应强度B的数值如表。请计算s=5cm时，B=______T。

s/cm123456

I/mA101215203046

B/T0.680.650.600.510.20

(3)综合以上实验数据可以得出：电磁铁外轴线上磁感应强度随电磁铁电流的增大而_______；离电磁铁越远，磁感应强度越______。

【答案】增大0.40增大小

【解析】（1）由图示可知，当图乙S2断开，图甲S1闭合时，即磁场强度为零，据图2可知，此时的R=100Ω，故此时电路中的电流是：I=U/R=6V/100Ω=0.06A=60mA；图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动，有效电阻变小，电流变大磁场变强，图甲中电流表的示数逐渐减小，即R的电阻变大，据此分析可知：磁感电阻R处的磁感应强度B逐渐增大；（2）x=5cm时，对于图表得出电流是30mA，据欧姆定律可知，R=U/I=6V/0.03A=200Ω，故对应磁场的强度是0.40T；（3）综合以上实验数据，分析（2）中的表格数据可以得出“电磁铁外轴线撒花姑娘磁感应强度随电磁铁电流的增大而增大，离电磁铁越远，磁感应强度越小。

12．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．

【答案】N 电流方向会切割磁感线

【解析】

试题分析：（1）由图知：闭合开关，电流从螺线管右侧流入，从左侧流出．用右手握住螺线管，四指指向电流方向，则大拇指所指的方向即通电螺线管的右端为N极，另一端为S 极．如下图所示：

（2）改变电源的正负极后，螺线管中的电流方向发生了改变，小磁针的N极指向与原来相反，说明磁场的方向相反，由此可以确定，螺线管磁场的方向与电流方向有关；（3）闭合电路中的一部分导体左右运动时，在磁场中做切割磁感线的运动，导体中就会产生感应电流，灵敏电流计的指针会偏转．

【考点定位】通电螺线管的磁场

13．如图甲所示,使线圈位于两磁极间,

(1)通电后,图甲中ab段导线的电流方向是_______(选择“由a到b”、“由b到a”).图甲中ab 段导线受磁场力的方向向上,用箭头标示出图丙中ab段导线所受磁场力的方向.

(2)线圈转过图乙所示位置,用_________的办法可使线圈靠磁场力继续顺时针转动至少半圈.

(3)若把图甲中的电源换为电阻,快速转动线圈,电阻发热.此过程机械能先转化为__能再转化为__能.

【答案】由a到b改变电流方向电内

【解析】

(1)通电后，如图甲，电流经过开关，由a到b，故图中中ab段导线的电流方向是由a到b，图甲中ab段导线受磁场力的方向向上，在丙图中电流与甲图中相同，磁场方向也相同，所以丙图中ab段导线所受磁场力的方向仍为向上．

(2)如图乙搁置，线圈两边受磁场力的方向分别向上和向下，所以此处为平衡位置，要使线圈转过图乙所示位置时继续转动，应该在转过此位置时改变线圈中的电流方向．

(3)若把图甲中的电源换为电阻,快速转动线圈，线圈会切割磁感线运动，产生感应电流，所以电阻发热，即由于电磁感应现象，产生的电流，机械能转化为电能；电流通过电阻时，由于电流的热效应，电能转化为内能．

14．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明用铁钉制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路．

（1）实验中是通过吸引大头针的数量来显示电磁铁磁性的强弱，当滑动变阻器滑片向左移动时，电路中的电流________（填“增大”、“不变”或“减小”），电磁铁吸引大头针的个数增多，说明电流越________，电磁铁磁性越强．

（2）根据图示的情景可知，电磁铁甲的上端是________极；电磁铁________（填“甲”或“乙”）的磁性较强，说明电流一定时，线圈匝数________，电磁铁磁性越强；实验发现被电磁铁吸引的大头针下端是分散的，其原因是大头针被磁化，________．

（3）该实验用了控制变量法和________法．

【答案】增大大 S 乙越多同名磁极相互排斥转换

【解析】

【分析】

【详解】

（ 1 ）由图可知：甲乙串联，乙的匝数比甲的多，当滑动变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路中的电流增大，电磁铁吸引大头针的个数增多，说明电流越大，电磁铁磁性越强；

（ 2 ）根据甲的线圈上的电流方向，结合安培定则可知：甲的上端为 S ，下端为 N ；乙吸引的大头针数多，说明乙的磁性强，这说明：在电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强；大头针被磁化，同一端的磁性相同，互相排斥，所以下端分散；

（3）该实验运用了转化法，将电磁铁磁性的强弱转换为吸引大头针的个数．

15．为了探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关，小红同学使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图所示．

(1)小红是根据________来判断磁性强弱的．

(2)两电磁铁串联是为了研究磁性强弱与__________的关系，观察图中的现象，你的结论是：______.

(3)要使两电磁铁的磁性增强，滑动变阻器的滑片应向________端滑动．

(4)若将两电磁铁向中间靠拢，它们会互相________．

【答案】吸引大头针的多少线圈匝数电流相同，线圈匝数越多，磁性越强左吸引【解析】

【分析】

【详解】

（1）实验中小红是根据电磁铁吸引大头针的多少来判断磁性强弱，利用了转换法．

（2）两电磁铁串联是为了使两电磁铁的电流相同，由图知，两电磁铁的线圈匝数不同，可以研究磁性强弱与线圈匝数的关系；

由图实验知，电流相同，匝数越多，吸引的大头针越多，说明电磁铁的磁性越强；（3）要使电磁铁磁性增强，应增大电路中的电流，故减小滑动变阻值，即将滑片向左滑动；

（4）根据安培定则，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，即大母指端即为N极，可以判断左边电磁铁的上端为N极，下端为S 极；右边的电磁铁上端为S极，下端为N极，异名磁极相互吸引，所以二者向中间靠拢，它们会互相吸引．

【点睛】

右手螺旋（安培）定则应用时，要注意四指弯曲指向电流的方向，千万不要理解成线圈的绕向，有同学容易在这点混淆，有个简单的方法，即使用右手螺旋定则前先把电流方向标在线圈上．