九年级物理下册电与磁单元达标训练题Word版 含答案Word文件下载.docx
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0.36
0.14
①当L=3cm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
则电源电压为6V。
当电流为20mA时,磁敏电阻此时的电阻为
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.学习“电磁感应”时,老师演示了发电机模型的实验(如图),摇动把手,使线圈快速转动,小灯泡就亮了。
小刚想到:
产生电流的条件可能与线圈在磁场中的运动有关。
他和同学们开始了探究:
(1)小刚将一根导体棒的两端用细导线悬挂起来,并与灵敏电流计、开关串联组成闭合电路,将导体棒放在蹄形磁体的磁场中(如图甲)。
小红提醒他,先把开关_______才能进行实验。
正确操作后,小刚完成了几次实验,将磁极位置、导体棒的运动方向和产生电流的情况记录如图乙,其中a表示垂直于纸面方向的导体棒;
(2)小刚据此得出“只要导体棒在磁场中运动,闭合电路中就会产生电流”的结论,小红认为还应让导体棒做垂直于纸面向里、向外和________方向的运动,才能使探究更充分;
(3)随着导体棒的运动,灵敏电流计的指针会发生左右偏转,于是他们对“产生电流的方向与哪些因素有关”作了如下的猜想:
猜想1:
产生电流的方向与磁场方向有关;
猜想2:
产生电流的方向与导体运动方向有关;
为验证猜想,同学们进行了相应的实验,将现象记录在如下的表格中
实验序号
磁极位置
导体棒运动情况
电流计指针偏转情况
上N下S
水平向右运动
向右偏转
上S下N
向左偏转
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
(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。
3.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/g
……
(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:
4.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。
5.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
(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.
6.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。
7.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
(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.
(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.
8.如图所示为某学习小组同学设计的研究电磁铁的实验电路图.
(1)当闭合开关S时,小磁针将向________(选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动.
(2)要改变电磁铁线圈中的电流大小,可通过________________________来实现;
要判断电磁铁磁性强弱,可观察__________________来确定.
(3)下表是该组同学所做实验的记录:
①比较实验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________,磁性越强;
②比较实验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,线圈匝数越多,磁性________.
(4)在与同学们交流讨论时,另一组的一个同学提出了一个问题:
“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你对此的猜想:
____________________________;
②现有两根大小不同的铁芯,利用本题电路说出验证你猜想的方法:
___________.
【答案】顺时针调节滑动变阻器吸引铁钉的个数越大越强当线圈中的电流和匝数一定时,电磁铁的磁性强弱与线圈内的铁芯大小有关分别把两个相同的线圈串联接入电路中,插入不同大小的铁芯,观察吸引铁钉的个数,进行比较
(1)开关闭合后,由安培定则可知螺线管上方为N极,故小磁针S极会向下转动,N极向上转动,小磁针顺时针转动;
(2)实验时,移动滑动变阻器的滑片,改变连入电路中的电阻,从而改变电路中的电流大小;
电磁铁磁性越强,吸引大头针的数目越多,要判断电磁铁磁性强弱,可观察吸引大头针的多少;
(3)①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,当电流增加时,吸引铁钉的个数也增加,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;
②比较实验中的1和4(或2和5或3和6)可以得出通过电磁铁的电流相同时,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.
(4)①电磁铁的磁性强弱可能跟铁芯大小有关.探究电磁铁磁性强弱跟铁芯大小关系时,控制电流和线圈匝数不变,改变铁芯大小.
②验证方案:
保证两次电路中的线圈匝数和电流相同,让两次插入的铁芯的大小不一样,看吸引的铁钉数目的多少,如果两次吸引的数目不一样,则说明磁性的强弱与铁芯的大小有关.
故答案为
(1)顺时针;
(2)调节滑动变阻器,吸引大头针的多少;
(3)①越大;
②越强;
(4)①当线圈中的电流和匝数一定时,电磁铁的磁性强弱可能与线圈内的铁芯大小有关;
②分别把两个相同的线圈串联接入电路中,插入不同大小的铁芯,观察吸引铁钉的个数,进行比较.
9.下列是创新小组对电流磁场的研究.
(1)如图甲所示的实验,闭合开关前,小磁针静止且能指向南北,这是因为_____的作用;
闭合开关后,导线下方的小磁针偏转,说明通电导体周围存在_____,这一发现是丹麦科学家_____首先完成的.
(2)为探究通电直导线周围的磁场分布情况,用小磁针、铁屑、硬纸板等做了如图乙所示的实验,发现了直导线周围的磁场是以导线为圆心的同心圆圈,根据图乙的情景判断图丙中小磁针N极将_____.(选填“转向纸内”、“转向纸外”或“保持不动”).改变电流的方向,小磁针N极的指向_____(选填“不变”或“变化”).
(3)在做“探究通电螺旋管外部磁场的方向”的实验时,在螺线管周围摆放了一些小磁针通电后小磁针的指向如图丁所示,由此可看出通电螺线管外部的磁场与_____磁体的磁场相似.改变螺线管中的电流方向,发现小磁针静止时北极所指方向与原来相反,由此可知:
通电螺线管外部磁场方向与螺线管的_____方向有关.
(4)写出增强通电螺线管周围磁场的一个方法_____.
【答案】地磁场磁场奥斯特转向纸外变化条形电流增大电流
解答:
(1)如图所示的实验,闭合开关前,小磁针静止且能指向南北,这是因为地磁场的作用;
闭合开关后,导线下方的小磁针偏转,说明通电导体周围存在磁场,这一发现是丹麦科学家奥斯特首先完成的;
(2)伸出右手,大拇指指向电流的方向,四指的方向为磁场的方向,故导体正下方磁场方向向外,即小磁针静止时N极的指向为纸外;
改变电流的方向,小磁针N极的指向改变;
(3)如图丁所示,由此可看出通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似.改变螺线管中的电流方向,发现小磁针静止时北极所指方向与原来相反,说明通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关;
(4)通电螺线管的磁性强弱由三个因素决定:
线圈的匝数、线圈中的电流大小、有无铁芯;
故若想增强通电螺线管周围磁场,可以增大电流,插入铁芯等均可.
点睛:
(1)地球周围存在着磁场,即地理的南极是地磁的北极,地理的北极是地磁的南极;
奥斯特实验说明通电导线周围存在着磁场,磁场的方向与电流的方向有关;
(2)先根据安培定则判断出通电导体下方磁场的方向,然后根据小磁针静止时,北极的指向为磁场方向可知小磁针N极的指向;
通电导体周围磁场的方向与电流的方向有关.(3)通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似,且磁场的方向与电流的方向有关;
线圈的匝数、线圈中的电流大小、有无铁芯.因此要增强通电螺线管的磁性就要从这三个因素入手考虑.
10.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。
(2)下表是该组同学所做实验的记录:
电磁铁(线圈)
50匝
100匝
6
电流/A
0.8
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