上海北蔡中学物理电与磁单元练习(Word版 含答案)

上海北蔡中学物理电与磁单元练习（Word版含答案）一、三物理电与磁易错压轴题（难）1．小刚学习了电磁铁的知识后，想知道电磁铁周围的磁场强弱与通入电磁铁的电流大小和距电磁铁的距离是否有关。

查阅资料知道，磁场强弱即磁感应强度（用B表示）的单位是T（特斯拉）。

图甲和图乙中电源电压均为6 V且恒定不变，图乙中R是磁敏电阻，其阻值随磁感应强度B的变化关系如图丙所示。

（1）由图丙可知，磁感应强度越大，R阻值越_____；小刚设计的图甲、乙组成的实验装置是通过________来判断R所处位置的磁感应强度。

（2）利用图甲、乙装置，保持_________相同时，闭合S1、S2后移动滑动变阻器的滑片，发现滑片P向左滑动时，灵敏电流计的示数不断变小，说明R所处位置的磁感应强度不断________（选填“增大”或“减小”）。

（3）当闭合S1、S2，保持滑片位置不变，沿电磁铁轴线方向移动R，测出R距离电磁铁的距离L和灵敏电流计的示数I，结合图丙计算出磁感应强度B的数值如下表.L/cm12345I/mA1015203050B/T0.680.6___0.360.14①当L＝3 cm时，将此时磁感应强度B数值填在上表中对应位置。

②分析以上数据可以得出，通入电磁铁的电流一定时，距电磁铁越远，磁感应强度B越______．③综合（2）和（3）的实验结论可知，电磁铁周围的磁感应强度B与通入电磁铁的电流大小和距电磁铁的距离________（选填“有关”或“无关”）。

【答案】大灵敏电流计示数R距电磁铁的距离增大0.5小有关【解析】【分析】【详解】(1)[1]由图丙可知，磁感应强度越大，R阻值越大。

[2]图乙中R 是磁敏电阻，其阻值随磁感应强度B 的变化而变化，磁敏电阻的变化引起电路中电流的变化，实验中根据灵敏电流计示数判断R 所处位置的磁感应强度的强弱。

(2)[3]研究电磁铁周围的磁场强弱与通入电磁铁的电流大小是否有关，控制磁敏电阻R 到电磁铁的距离。

[4]灵敏电流计的示数不断变小，说明图乙电路中的电流不断减小，磁敏电阻的阻值不断增大，R 所处位置的磁感应强度不断增大。

(3) ①[5]由表可知当电流为15mA 时，磁感应强度B 为0.6T ，由图丙可知当磁感应强度B 为0.6T 时，磁敏电阻的阻值为400Ω，由欧姆定律可知，此时，磁敏电阻两端的电压为31510A 4006V U IR -==⨯⨯Ω=则电源电压为6V 。

当电流为20mA 时，磁敏电阻此时的电阻为-36V =3002010AU R I '==Ω'⨯ 由图丙可知电阻为300Ω时，磁感应强度B 为0.5T 。

②[6]由表中数据可以得出，通入电磁铁的电流一定时，距电磁铁越远，磁感应强度B 越小。

③[7]由（2）可知电磁铁周围的磁感应强度B 与通入电磁铁的电流大小有关；由（3）可知电磁铁周围的磁感应强度B 与距电磁铁的距离有关。

综合上述实验结论可知，电磁铁周围的磁感应强度B 与通入电磁铁的电流大小和到电磁铁的距离有关。

2．在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小明用导线在固定的接线柱MN 下悬挂一根轻质的铝棒ab ，然后将其作为通电导线接入电路放在蹄形磁体的磁场里，如图甲所示。

（1）小明闭合开关，看到铝棒稳定时如图乙所示；在探究导线在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向的关系时，小明先仅对调磁极位置，闭合开关，观察到铝棒ab 稳定时如丙所示，由此可知通电导线在磁场中受力的方向与____________方向有关。

然后小明保持图甲中的磁极位置不动，将铝棒ab 两端对调后接入电路，发现铝棒ab 的摆动方向依然如图乙所示，由此小明认为通电导线在磁场中的受力方向与电流方向无关。

你认为小明的做法对吗?____为什么?_________。

（2）小明进一步猜想：在同一磁场中，磁场对导线的作用力是否与通过导线的电流大小有关呢?为此小明决定在图丙所示的实验基础上，在电路中串入电流表，并通过将铝棒ab 换成长短、粗细均相同但电阻更大的铁棒和电阻更小的铜棒来改变电路中的电流，进行对比实验。

① 实验过程中，小明应根据______（选填“电流表的示数”或“导线摆动角度”）来推断通电导线在磁场中的受力大小。

② 闭合开关，小明发现铁棒稳定时的位置都如图丁所示，与丙图实验现象相比，小明感到非常困惑。

请你指出小明实验设计中存在的问题并提出改进方法。

存在问题：_____________。

改进方法：_________________。

（3）若想利用小明的实验装置继续探究电磁感应现象，我们只需将图甲中的__________（选填“开关”、“铝棒ab” 或“电源”）替换成_____________即可。

【答案】磁场不对因为将铝棒ab两端对调后接入电路，电流方向还是不变导线摆动角度铁棒在磁场中会受到磁铁的吸引力把丁图的铁棒换成与丙图相同的铜棒电源灵敏电流表【解析】【详解】(1)[1]仅对调磁极位置，由此可知通电导线在磁场中受力的方向与磁场方向有关；[2][3]小明的做法不对；因为将铝棒ab两端对调后接入电路，电流方向还是不变，那么受力方向也不变，电流方向实际上是没有变化的；(2)[4]为了探究磁场对导线的作用力是否与通过导线的电流大小有关，需改变电流的大小，观察金属棒的受力大小，应根据导线摆动角度来推断通电导线在磁场中的受力大小；[5][6]由于铁棒比铝棒电阻大，根据UIR可知，在电源电压不变时，通过铁棒的电流较小，当磁场强度相同时，电流越小，导体受到的磁场力越小，因此铁棒比铝棒摆动的幅度小；所以实验中存在的问题是：铁棒在磁场中会受到磁铁的吸引力；改进方法是：把丁图的铁棒换成与丙图相同的铜棒；(3)[7][8]探究电磁感应现象，即磁生电，只需将图甲中的电源替换成灵敏电流表即可，这电流表能显示是否有电流产生。

3．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4．如图所示是老师设计的一个实验装置，用来探究“影响电磁铁磁性强弱因素”，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．（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）按如图所示连接好电路，闭合开关，调节滑动变阻器滑片 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另外一个因素的关系．（3）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”或“减小”）．（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 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．（5）你认为该装置中指针的偏转角度大小可能还与哪些因素有关？______（只写出一个即可）【答案】减小摩擦线圈匝数减小 N 铁芯大小【解析】【分析】（1）根据减小摩擦的方法解答；（2）根据1、2位置比较接入电路线圈匝数多少可知答案；（3）当滑动变阻器的滑片 P 向左滑动时，电阻变大，电流变小，磁场减弱；（4）首先判断电磁铁的N、S极，然后利用电磁铁与所放磁铁的磁极相互作用做出判断；（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．【详解】（1）在O点转轴处涂抹润滑油可以使接触面变光滑，从而减小了摩擦；（2）保持滑片P位置不变，忽略线圈电阻，则电流不变，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；保持接线方式不变，移动变阻器滑片P，改变电流大小，可以探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系．（3）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处放小磁铁让磁铁的右端为N极、左端为S极时，则通电线圈右端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；所以指针的偏转角度大小还与铁芯大小有关，也与竹片削制的指针质量有关．5．课堂上，老师做了如图甲所示的演示实验，给直导线(铝棒)通电，观察到直导线运动起来。

(1)实验现象说明____________________有力的作用，________机就是利用这个原理制成的。

(2)判断“有力的作用”的依据是________。