九年级电与磁专题练习word版Word文件下载.docx
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上S下N
向左偏转
3
水平向左运动
分析第1、2两次实验发现,产生电流的方向跟________有关;
第3次实验中磁体上方为_____(选填“N”、“S”)极,和其他实验对照验证了猜想2;
(4)老师肯定了他们的探究,又介绍了科学家科拉顿的相关研究,1825年他用如图丙所示的实验装置,在两个房间中进行实验:
①实验中用______________的现象来判断电路中是否产生了电流;
②将导线、小磁针与磁铁、线圈分别置于两个房间,是为了________________;
③科拉顿将磁铁插进线圈里,然后迅速奔向另一个房间,没有观察到产生电流的现象;
他再回到放着磁铁和线圈的房间里,把磁铁从线圈中抽了出来,又跑到磁针和导线所在的房间,还是没有观察到现象。
科拉顿失去了发现电磁感应现象的机会,被后人评价为“跑失良机”。
他没能观察到产生感应电流现象的根本原因是:
______________。
【答案】闭合向上、向下磁场方向S电流的磁效应避免磁铁的磁场对小磁针产生影响没在磁铁做切割磁感线运动时,及时观察实验现象
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]进行实验时,应先闭合开关,才能得到闭合电路。
(2)[2]在图乙中,导体棒在磁场中作水平向左和斜向上的运动,那么还应让导体棒做垂直于纸面向里、向外和向上、向下方向的运动,因为应让导体棒向各个方向移动,才能对照比较出哪个方向会产生感应电流。
(3)[3]从表格的1、2两次数据知,导体棒运动的方向相同,但所处的磁场的方向相反,而产生的电流的方向也相反,说明产生的电流的方向与磁场的方向有关。
[4]从表格知,第3次实验导体棒运动的方向与上面两次都不相同,要想探究产生电流的方向与导体运动方向有关,那么应保持所处的磁场的方向相同,而1、3两次产生电流的方向相同的,不能对照验证猜想2,所以应选择2、3两次实验,那么此次实验中磁体的上方是S极。
(4)①[5]实验中用电流的磁效应现象来判断电路中是否产生电流,因为通电导体周围存在着磁场,如果有电流产生,那么导线周围就有磁场,静止的小磁针就会转动。
②[6]将导线、小磁针与磁铁、线圈分别置于两个房间,是为了避免磁铁的磁场对小磁针产生影响。
③[7]科拉顿没能观察到电流的原因是:
感应电流产生的条件是,闭合电路的部分导体在作切割磁感线运动时,才会产生感应电流。
而磁铁在插入或抽出线圈时,才满足感应电流产生的条件,可是这时科拉顿尚未来得及跑到另一房间,所以错过了发现的机会。
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
(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
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.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
(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。
4.如图是小明“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)实验中发现,当导体ab向左运动时,电流表指针向右,当导体ab向右运动时,电流表指针向左偏转,说明_________________________。
(3)针对这个实验,小明作了进一步的探究,他提出了“感应电流的大小可能与磁场的强弱有关”的猜想,为了验证小明的猜想,请你帮他设计主要的实验步骤:
(4)小明通过上述(3)的实验,发现磁场越强,产生的感应电流越大。
从而小明认为提高发电量的关键在于增强发电机电磁铁的磁性,只要不断增强电磁铁的磁性,就能获得更多的电能,这个观点正确吗?
为什么?
___________________________。
【答案】切割磁感线感应电流的方向跟导体做切割磁感线运动方向有关主要步骤:
改变磁场强弱,让导体AB以相同的速度做切割磁感线运动,观察电流表指针偏转幅度大小不正确。
这个实验中,是将做切割磁感线的导体的机械能转化为电能,增强磁性可以提高能量的转化效率,但并不能使发电机产生多于导体机械能的电能
(1)如图的实验电路,闭合开关后,当导体ab向左或向右运动时,导体切割磁感线运动,故产生感应电流,电流表指针偏转,当导体ab向上或向下运动时,导体没有做切割磁感线运动,电流表指针不偏转,所以此实验过程说明闭合电路中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。
(2)实验中发现,当导体ab向左运动时,电流表指针向右,当导体ab向右运动时,电流表指针向左偏转,可见电流方向的不同与导体切割磁感线运动方向有关,即说明感应电流的方向跟导体做切割磁感线运动方向有关。
(3)要探究“感应电流的大小可能与磁场的强弱有关”,根据控制变量的思想,应保证切割磁感线的运动速度相同,改变磁场的强弱,比较电流表的偏转角度得出结论,所以为了验证小明的猜想,主要的实验步骤为:
改变磁场强弱,让导体AB以相同的速度做切割磁感线运动,观察电流表指针偏转幅度大小。
(4)小明的观点是错误的,根据能量守恒定律知,能量不可能凭空产生,电磁感应现象中,电能是由机械能转化而来的,单独增强磁性时,并不能获得更多的电能,所以观点不正确。
5.在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中,实验室准备的器材有:
电源、开关、导线、滑动变阻器、两根完全相同的铁钉、表面绝缘的铜线、大头针若干。
利用上述器材,制成简易电磁铁甲和乙,并设计了如图所示的电路。
请你回答下列问题:
(1)根据图示的情况可知,________(填“甲”或“乙”)的磁性强,依据是___________,说明电流一定时,________________电磁铁的磁性越强。
(2)当滑片P向左移动时,电磁铁甲、乙吸引大头针的个数________(填“增加”或“减少”)说明__________________电磁铁的磁性越强。
(3)电磁铁甲的上端是电磁铁的______极(填“N”或“S”)。
(4)电磁铁在生活和实际中有着广泛的应用。
以下利用电磁铁的特点工作的是________(填写序号)。
A.电热水壶
B.模型电动机
C.电磁继电器
D.手摇发电机
【答案】乙吸引的大头针个数多线圈匝数越多增加电流越大SC
(1)根据图示的情境可知,甲乙串联在一起,电流相等,乙电磁铁吸引大头针比甲多,所以乙电磁铁磁性强,所以在电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强;
(2)当滑动变阻器滑片向左移动时,线圈匝数不变,电流变大,电磁铁甲、乙吸引大头针的个数都增加,所以在线圈匝数一定时,电流越大,电磁铁磁性越强;
(3)根据安培定则,右手握住螺线管,四指指向电流的方向,大拇指所指的方向是通电螺线管的N极,故下端是N极,上端是S极;
(4)电热水壶利用的是电流的热效应,不符合题意;
模型电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的,不符合题意;
电磁继电器的主要组成部分是电磁铁,是利用电磁铁通电时有磁性,断电时无磁性的原理工作的,符合题意;
手摇发电机是根据电磁感应原理制成的,不符合题意,故选C。
6.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
(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。
(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。
7.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.
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
8.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________。
A.力是维持物体运动的原因
B.一切物体都有惯性
C.物体运动状态改变时,一定受到力的作用
(3)将磁极上下对调,观察直导线的运动情况,这样操作是为了研究________________。
(4)小明利用该实验的原理做了如图乙所示的实验,用硬金属丝做两个支架,分别与电池的两极相连,用漆包线绕成一个矩形线圈,以线圈引线为轴。
用小刀刮去轴一端的全部漆皮,另一端刮去半周漆皮,将线圈放在支架上,磁体放在线圈下,接通电源后发现线圈并不转动,原因可能是____________________________,这时可做的有效尝试是________________。
【答案】磁场对通电导体电动C通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向是否有关线圈刚好处于平衡位置人工转动一下
(1)导线通电后产生了运动,实验现象说明磁场对通电导体有力的作用,电动机就是利用这个原理制成的。
(2)判断“有力的作用”的依据是物体运动状态改变时,一定受到力的作用,故选C。
(3)将磁极上下对调,观察直导线的运动情况,这样操作是为了研究通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向是否有关。
(4)直流电动机能持续转动的原因是,在制作电动机时增加了换向器,线圈在平衡位置由于惯性转动,当线圈刚越过平衡位置时换向器能自动改变线圈中的电流方向,及时改变通电线圈的受力方向,使电动机能持续转动。
小明接通电源后发现线圈并不转动,原因可能是线圈刚好处于平衡位置,这时可做的有效尝试是人工转动一下。
9.如图所示,是某学习小组同学设计的研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图.
(1)要改变电磁铁线圈中的电流大小,可通过______来实现;
要判断电磁铁的磁性强弱,可观察______来确定,物理学中将这种研究问题的方法叫做______.
(2)下表是该组同学所做实验的记录:
①比较实验中的1、2、3(或4、5、6),可得出的结论是:
电磁铁的匝数一定时,通过电磁铁线圈中的电流越______,磁性越______;
②比较实验中的1和4(或2和5或3和6),可得出的结论是:
电磁铁线圈中的电流一定时,线圈匝数越______,磁性越______.
【答案】调节滑动变阻器的滑片位置电磁铁吸引铁钉的数目转换法越大磁性越强越多磁性越强
(1)从电路图中可以看出,电磁铁与滑动变阻器串联,要想改变通过电磁铁的电流,可以通过移动滑动变阻器的滑片来实现;
通过电磁铁吸引铁钉的多少来反映出电磁铁磁性的强弱;
实验中主要采用控制变量法来研究.
(2)比较实验中的1、2、3(或4、5、6)可以看出,在线圈的匝数相同时,电流从0.8A增加到1.5A时,吸引铁钉的个数由5枚增大到10枚,说明在线圈的匝数一定时,通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性越强;
(3)比较实验中的1和4(或2和5或3和6)可以看出通过电磁铁的电流都为0.8A时,线圈匝数50匝的吸引5枚铁钉,线圈匝数为100匝的吸引铁钉7枚,说明在通过电磁铁的电流相同时,线圈的匝数越多,电磁铁的磁性越强.
点睛:
由实验电路图可以获取信息,要想改变电磁铁线圈中的电流大小,可通过滑动变阻器滑片的滑动来实现,电磁铁的磁性强弱无法直接观察到,故可以通过电磁铁吸引铁钉的多少反映出来,这种研究问题的方法为转换法.
10.探究磁体与通电螺线管周围的磁场
(1)小明用小磁针探究磁体周围磁场如图所示,实验时将小磁针先后放在条形磁体周围不同位置处,记录小磁针在各处静止时N极的指向。
通过实验可知,磁场具有方向,磁场中各点的磁场方向一般_______(选填“相同”或“不同”)。
(2)小红用铁屑探究磁体周围的磁场如图所示
①将玻璃板平放在磁体上,并在玻璃板上均匀撒上一层铁屑,轻轻敲击玻璃板,观察铁屑的分布情况。
轻敲玻璃板的目的是_______,铁屑在磁场中被_______成一个个小磁针,从而在磁场中有序地排列起来。
②再在玻璃板上放一些小磁针,记录这些小磁针静止时N极的指向。
③人们仿照铁屑在磁场中排列的情况和小磁针N极的指向画出一些带箭头的曲线来形象地描述磁场,物理学中把这样的曲线叫作_______。
(3)小林用如图装置探究通电螺线管外部磁场的方向,实验时接通电路,将小磁针放在螺线管周围的不同位置如图,记录通电螺线管周围各点的磁场方向,并画出了通电螺线管外部的磁感线。
①为了探究通电螺线管外部磁场方向与电流方向的关系,接下来的操作是_______,再重复上述步骤;
②比较所画的两幅磁感线,可以看出,通电螺线管外部的磁场与_______周围的磁场相似,且通电螺线管外部磁场方向与_______方向有关,它的极性可以用_______定则来判断;
③实验中小磁针的作用是________________________________________。
【答案】不同减小摩擦力的影响磁化磁感线对调电源正负极条形磁体电流安培显示磁场(方向)
(1)磁场是有方向的,在磁场的不同位置,其磁场方向一般不同.
(2)①轻敲玻璃板的目的是减小摩擦力对铁屑的影响,铁屑在磁场中会被磁体磁化,成为一个个小磁针,从而在磁场中有序地排列起来.
②人为了形象地描述磁场,人们用一些带箭头的曲线来表示磁场的存在以及磁场的强弱,这样的曲线叫做磁感线;
(3)①为了探究通电螺线管外部磁场方向与电流方向的关系,应改变电路中的电流方向,可以通过对调电源正负极来改变电流方向;
②通电螺线管外部的磁场和条形磁体外部的磁场一样.通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极.通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关,极性跟电流方向的关系可以用安培定则来判定:
用右手握螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的N极.
③本实验中采用可观察的小磁针的偏转来演示通过导体周围的磁场.
故答案为:
(1)不同;
(2)减小摩擦力的影响;
磁化;
磁感线;
(3)对调电源正负极;
条形磁体;
电流;
安培;
显示磁场.
11.如图所示,是某学习小组同学设计的研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图。
(1)要改变电磁铁线圈中的电流大小,可通过来实现;
要判断电磁铁的磁性强弱,可观察___________________来确定。
电磁铁(线圈)
50匝
100匝
实验次数
4
5
6
电流/A
0.8
1.2
1.5
吸引铁钉的最多数目/(枚)
8
10
7
11
14
电磁铁的匝数一定时,通过电磁铁线圈中的;
电磁铁线圈中的电流一定时,;
(3)在与同学们交流讨论时,另一组的一个同学提出一个问题:
“当线圈中的电流和匝数一定时,电磁铁的磁性强弱会不会还与线圈内的铁芯大小有关?
”
①你对此猜想是:
;
②现有大小不同的两根铁芯,利用本题电路说出你验证猜想的方法。
(1)移动滑动变阻器滑片;
吸引铁钉的数目;
(2)①电流越大电磁铁的磁性越强;
②线圈的匝数越多电磁铁的磁性越强;
(3)有关,在同一螺线管中分别插入细的和粗的铁芯观察吸引铁钉的数目
(1)要改变电磁铁线圈中的电流大小,可通过移动滑动变阻器滑片来实现;
要判断电磁铁的磁性
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