九年级下册物理 电与磁专题练习(word版
九年级下册物理 电与磁检测题(Word版 含答案)

九年级下册物理电与磁检测题(Word版含答案)一、三物理电与磁易错压轴题(难)1.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。
2.利用如图所示的实验装置探究电动机的工作原理,请你完成下列问题.(1)通电后图甲中ab段导线受磁场力的方向竖直向上,请在图丙中作出ab段导线所受到的磁场力F′的示意图;(_____)(2)当线圈转过图乙所示位置时,通过改变_____的办法使线圈靠磁场力的作用可以继续顺时针转动至少半周;(3)生产实际中,为使直流电动机的转子能持续不停地转动,在此结构的基础上主要是通过加装_____来实现的(填直流电动机的结构名称).【答案】电流方向换向器【解析】【分析】电动机的原理是:通电导线在磁场中受力的作用,其所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关,即只要改变一个量,其所受力的方向就会改变一次;直流电动机工作时,为了让线圈持续的转动下去,即是通过换向器在平衡位置及时的改变线圈中的电流的方向,即改变线圈所受力的反向,使线圈持续的转动下去.【详解】(1)由于电流从电源的正极出发,故此时图1中ab的电流方向是由a到b;在图丙中,由于电流的方向和磁场的方向均没有改变,故此时线圈所受力的方向仍不变,即力的方向仍是向上的,如图所示:(2)据图乙能看出,再向下转动,磁场力会阻碍线圈运动,故此时必须改变线圈中的受力方向,所以可以通过改变线圈中的电流方向使得线圈持续顺时针转动至少半圈;(3)直流电动机的线圈可以持续转动,是因为它加装了换向器,换向器能在线圈刚转过平衡位置时,自动改变线圈中的电流方向.3.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。
九年级物理下册 电与磁专题练习(word版

九年级物理下册电与磁专题练习(word版一、三物理电与磁易错压轴题(难)1.两个电磁铁A和B都用粗细相同的漆包线绕制而成,其外形及所用的铁芯都相同,但线圈面数不同(外观上看不出)要比较哪个电磁铁的线匝数多,小明用相同的恒压电源、滑动变阻器、导线、开关,并提供足够多的大头针,连接电路进行了图两个实验。
(1)关于小明的实验:①磁性较强的电磁铁是______ (选填“A”或“B”)。
依据是_____ ;②该实验,无法比较哪个电磁铁的线圆匝数更多,原因是______;(2)利用上述器材设计实验,要求能比较哪个电磁铁的线圈匝数更多(可增加一个器材,或不增加器材):①步骤(可用文字或画图表述)______;②结论分析:______。
【答案】A 吸引大头针的数量较多不能确保流过两个电磁铁的电流相同见解析吸引大头针数量较多的电磁铁,线圈匝数较多【解析】【分析】【详解】(1)[1][2]由图可知电磁铁A吸引的的大头针数量比电磁铁B多,可判断电磁铁A的磁性较强。
[3]影响电磁铁磁性强弱的因素有线圈匝数、电流大小,该实验中无法通过电磁铁磁性强弱来判断谁的线圈匝数多,谁的少,原因在于无法确保流过两个电磁铁的电流相同。
(2)[4]步骤:将电磁铁A、B串联在一个电路中,通过它们的电流相等,是电磁铁A、B上的线圈匝数不同。
[5]结论分析:在电磁铁通过电流相同时,线圈匝数较多的电磁铁,吸引大头针数量较多;线圈匝数较少的吸引大头针数量较少;可判断:吸引大头针数量较多的电磁铁,线圈匝数较多。
2.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。
九年级物理下册 电与磁检测题(Word版 含答案)

九年级物理下册电与磁检测题(Word版含答案)一、三物理电与磁易错压轴题(难)1.某同学猜想电磁铁磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关。
在探究“电磁铁磁性强弱与电流大小是否有关”时,使用的器材有:学生电源、电磁铁、电流表、滑动变阻器、开关、软铁块P、铁架台、电子秤、导线若干。
某同学用绝缘细线将电磁铁M悬挂在铁架台上,并保持它与软铁块P的距离不变:(1)实验时,他_______开关S,组装实验电路如图所示,请将滑动变阻器连入电路中,要求:滑片向左滑动时电路中电流变大;(2)本实验中根据______________比较电磁铁磁性强弱;(3)请设计出记录实验数据的表格,表中要有必要的信息。
(_________)【答案】断开,电子秤的示数实验次数电流I/A电子秤的示数/g123……【解析】【分析】【详解】(1)[1]在连接电路时,开关S应处于断开状态。
由题意知,电路中变阻器调节电路的电流,所以各元件串联;而滑片向左滑动时电路中电流变大,即滑片向左滑动时,变阻器接入电路的电阻变小,所以变阻器下边的接线柱应接左边的;电路所用电源为学生电源,则电流表应用大量程0~3A,故电路连接如下:(2)[2]实验根据电子秤的示数来比较电磁铁磁性强弱。
因为当开关闭合时,电路中有电流通过,电磁铁有磁性,对放在电子秤上的软铁块P有吸引力。
当电流越大时,电磁铁的磁性就越强,对软铁块的吸引力就越大,那么软铁块对电子秤的作用力就越小,则电子秤的示数就越小。
(3)[3]实验探究的是“电磁铁磁性强弱与电流大小的关系”,所以在实验时需记录电流的大小,而磁性的强弱是通过电子秤的示数来反映的,所以还需要记录电子秤的示数。
故实验表格如下:实验次数电流I/A电子秤的示数/g123……2.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。
九年级物理下册电与磁检测题(Word版 含答案)

九年级物理下册电与磁检测题(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。
九年级下册电与磁单元练习(Word版 含答案)

九年级下册电与磁单元练习(Word版含答案)一、三物理电与磁易错压轴题(难)1.小明学会了测小灯泡的功率后,在老师的启发下,进一步思考:电流一定时,小灯泡功率跟电阻有什么关系呢?于是他利用如图所示的电路,选用分别标有“1.5 V 0.25 A”“2.5 V 0.3 A”和“3.8 V 0.3 A”字样的小灯泡L1、L2、L3,测出它们在电流相同时的电阻和功率,来探究小灯泡功率与电阻的关系.(1)他将灯L1接入图甲电路,请你用笔画线代替导线,帮他将实物电路连接完整.______(2)闭合开关后,他调节滑动变阻器的滑片P,使通过灯L1的电流为0.2 A,再测出L1两端的电压,此时电压表示数如图乙所示,然后计算出此时灯L1的电阻为______Ω,实际功率是____ W.(3)换上灯L2,闭合开关,为保持电流为0.2 A不变,应将滑片P向________(选填“左”或“右”)端移动;再测出L2两端的电压,算出L2的电阻和功率.换上灯L3,做第三次实验,并将实验数据记录在下表中.(4)请根据实验数据,在图丙中作出小灯泡功率与电阻关系的图象.______(5)分析图象可得结论:在电流一定时,小灯泡的实际功率与电阻成________关系.(6)小波认为:为了控制实验条件,小明每次实验要换灯泡还要调节滑动变阻器,这样的操作不够简便.对此你可以如何改进?____.【答案】答案见解析 4 0.16 左答案见解析正比将L1、L2、L3串联在同一电路中,使电流不变【解析】【分析】【详解】(1)如图(2)电压表使用的0~3V,分度值为0.1V,电压为0.8V,电流为0.2A,所以L1电阻为R1=UI=0.840.2VA=Ω,实际功率P实=UI=0.16W;(3) 换上灯L2,电阻增大,总电阻增大,电路电流减小,电流表的示数将变小;要使电路电流增大到0.2A,要减小电路总电阻,滑动变阻器的滑片向左端移动;(4)(5)分析图像可知图线是一条过原点的直线,可知,电流一定时,功率和电阻成正比.(6)实验目的是小灯泡功率与电阻的关系,根据控制变量法,要保证电流不变,则可以将L1、L2、L3串联在同一电路中,分别测各自两端电压即可.【点睛】本题题干很长,给学生的心理压力很大,并且本题涉及到的知识点多,而且和数学联系起来,增大了试题的难度,并且用实验探究功率和电阻关系的题目比较少见,学生不熟悉,更增大了习题的难度.2.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。
人教版九年级物理下册 电与磁单元复习练习(Word版 含答案)

人教版九年级物理下册电与磁单元复习练习(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。
九年级物理下册电与磁单元测试与练习(word解析版)

九年级物理下册电与磁单元测试与练习(word解析版)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.如图,在“磁场对通电直导线的作用”实验中,小明把一根轻质的铝棒AB用细线悬挂后置于蹄形磁体的磁场中(1)接通电源,铝棒AB向左运动,说明磁场对电流有的_____作用,_____(选填“电动机“或“发电机”)利用这一原理工作的.(2)若只将磁体的两极对调,接通电源,观察到铝棒AB向_____(选填“左”成“右”)运动,说明力的方向与_____方向有关.(3)小明猜想磁场对通电直导线作用力的大小可能与导线中电流大小有关,请在图中器材的基础上,添加一只器材,设计一个简单实验,探究这一猜想.添加器材:_____简要做法:_____【答案】力电动机右磁场滑动变阻器将滑动变阻器串联在电路中,改变滑片的位置,观察铝棒摆动的幅度【解析】(1)把一根轻质的铝棒作为直导线放在蹄形磁体的磁场里,接通电源,看到直导线向左运动,说明磁场对通电导线有力的作用;电动机就是利用该原理制成的;(2)只将磁体的两极对调,接通电源,导体的运动方向会改变,所以观察到直导线向右运动;说明力的方向与磁场的方向有关;(3)探究磁场中通电导线作用力大小与导线中电流的大小是否有关,可以在其他条件不变的情况下,添加一滑动变阻器来改变电路中的电流.其做法如下:在图所示的电路中串联一个滑动变阻器,移动变阻器的滑片,改变导线中电流的大小,观察通电导线摆动的幅度;以此判断磁场对通电导线作用力大小与导线中电流的大小是否有关.3.如图所示是同学们安装的直流电动机模型.(1)在某次安装直流电动机模型活动中,小孙、小金、小星各自把安装好的电动机接入电路,闭合开关线圈均不转.若小孙用手轻轻一推转子,线圈就转动起来,则她的线圈不转的原因是_____________;若小金用手轻轻把电刷(铜片)弯曲一下,线圈就转动起来,则她的线圈不转的原因是______________;若小星在原磁体上加一块磁体,线圈就转动起来,则她的线圈不转的原因是________________.(2)线圈正常转动后,若把电源的两极对调一下,观察到线圈转动的________发生变化;若改变线圈中的电流大小,观察到线圈转动的________发生变化.(3)许多家用电器用到电动机,请你列举一种装有电动机的家用电器的名称:__________.【答案】线圈在平衡位置换向器与电刷接触不良(或摩擦过大)磁体磁性太弱方向速度电风扇(或洗衣机等)【解析】【分析】【详解】(1)闭合开关线圈均不转.小孙用手轻轻一推转子,线圈就转动起来,则她的线圈不转的原因是线圈在平衡位置,转动一个角度后,线圈两边受力不平衡,线圈会持续转动;小金用手轻轻把电刷(铜片)弯曲一下,线圈就转动起来,则她的线圈不转的原因是:换向器与电刷接触不良,无电流通过,也可能是摩擦过大,调整后摩擦力小了,线圈转动;若小星在原磁体上加一块磁体,线圈就转动起来,则她的线圈不转的原因是磁体磁性太弱.(2)直流电动机的转动方向与磁场方向和电流方向有关;线圈正常转动后,若把电源的两极对调一下,电流方向改变,所以观察到线圈转动的方向发生变化;若改变线圈中的电流大小,观察到线圈转动的速度发生变化.(3)许多家用电器用到电动机,日常家电中装有电动机的有:电风扇、洗衣机等.4.探究“产生感应电流条件”的实验步骤如图甲、乙、丙所示。
九年级物理下册电与磁检测题(WORD版含答案)

九年级物理下册电与磁检测题(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。
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九年级下册物理电与磁专题练习(word版一、三物理电与磁易错压轴题(难)1.如图,在“磁场对通电直导线的作用”实验中,小明把一根轻质的铝棒AB用细线悬挂后置于蹄形磁体的磁场中(1)接通电源,铝棒AB向左运动,说明磁场对电流有的_____作用,_____(选填“电动机“或“发电机”)利用这一原理工作的.(2)若只将磁体的两极对调,接通电源,观察到铝棒AB向_____(选填“左”成“右”)运动,说明力的方向与_____方向有关.(3)小明猜想磁场对通电直导线作用力的大小可能与导线中电流大小有关,请在图中器材的基础上,添加一只器材,设计一个简单实验,探究这一猜想.添加器材:_____简要做法:_____【答案】力电动机右磁场滑动变阻器将滑动变阻器串联在电路中,改变滑片的位置,观察铝棒摆动的幅度【解析】(1)把一根轻质的铝棒作为直导线放在蹄形磁体的磁场里,接通电源,看到直导线向左运动,说明磁场对通电导线有力的作用;电动机就是利用该原理制成的;(2)只将磁体的两极对调,接通电源,导体的运动方向会改变,所以观察到直导线向右运动;说明力的方向与磁场的方向有关;(3)探究磁场中通电导线作用力大小与导线中电流的大小是否有关,可以在其他条件不变的情况下,添加一滑动变阻器来改变电路中的电流.其做法如下:在图所示的电路中串联一个滑动变阻器,移动变阻器的滑片,改变导线中电流的大小,观察通电导线摆动的幅度;以此判断磁场对通电导线作用力大小与导线中电流的大小是否有关.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)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.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。
4.如图所示是同学们安装的直流电动机模型.(1)在某次安装直流电动机模型活动中,小孙、小金、小星各自把安装好的电动机接入电路,闭合开关线圈均不转.若小孙用手轻轻一推转子,线圈就转动起来,则她的线圈不转的原因是_____________;若小金用手轻轻把电刷(铜片)弯曲一下,线圈就转动起来,则她的线圈不转的原因是______________;若小星在原磁体上加一块磁体,线圈就转动起来,则她的线圈不转的原因是________________.(2)线圈正常转动后,若把电源的两极对调一下,观察到线圈转动的________发生变化;若改变线圈中的电流大小,观察到线圈转动的________发生变化.(3)许多家用电器用到电动机,请你列举一种装有电动机的家用电器的名称:__________.【答案】线圈在平衡位置换向器与电刷接触不良(或摩擦过大)磁体磁性太弱方向速度电风扇(或洗衣机等)【解析】【分析】【详解】(1)闭合开关线圈均不转.小孙用手轻轻一推转子,线圈就转动起来,则她的线圈不转的原因是线圈在平衡位置,转动一个角度后,线圈两边受力不平衡,线圈会持续转动;小金用手轻轻把电刷(铜片)弯曲一下,线圈就转动起来,则她的线圈不转的原因是:换向器与电刷接触不良,无电流通过,也可能是摩擦过大,调整后摩擦力小了,线圈转动;若小星在原磁体上加一块磁体,线圈就转动起来,则她的线圈不转的原因是磁体磁性太弱.(2)直流电动机的转动方向与磁场方向和电流方向有关;线圈正常转动后,若把电源的两极对调一下,电流方向改变,所以观察到线圈转动的方向发生变化;若改变线圈中的电流大小,观察到线圈转动的速度发生变化.(3)许多家用电器用到电动机,日常家电中装有电动机的有:电风扇、洗衣机等.5.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。