长沙市长郡双语实验学校物理电与磁单元综合测试Word版 含答案Word文件下载.docx
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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___________的关系；
进行实验与收集证据
（3）保持滑片P位置不变，导线a改为与接线柱1相连时，闭合开关后，指针偏转的角度将会___________；
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”、“不变”或“减小”）；
评估交流
（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的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．
（6）你认为该装置中指针的偏转角度大小可能还与___________有关（写出一个即可）．
【答案】铁块减小摩擦线圈匝数电流大小增大减小N铁芯大小；
通电螺线管（或电磁铁）与指针间的距离；
指针质量（或重）．
（1）磁铁可以吸引铁块，不吸引铜、铝物质，故需要加装铁块；
在O点转轴处涂抹润滑油可以使接触面变光滑，减小了摩擦；
（2）①保持滑片P位置不变，也就是电流不变，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；
②保持接线方式不变，也就是线圈匝数不变，移动变阻器滑片P，可以改变电流，因此可以探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系；
（3）①保持滑片P位置不变，即电流不变，导线a改为与接线柱1相连时，线圈匝数增多闭合开关后，电磁铁磁性增强，指针偏转的角度将会增大；
②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出放小磁铁让磁铁的右端为N极、左端为S极时，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，所以可以改变铁芯的大小来改变磁性，也可以改变竹片削制的指针质量，这样摆动起来更轻松．
3．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。
4．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Rx，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，Rx阻值模糊不清，他对该电阻阻值进行测量
氧气浓度/%
5
10
15
20
25
30
Rx/Ω
28
22
17
13
8
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Rx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、Rx短路D、Rx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，Rx的阻值为_____Ω
（5）请在丙图中画出Rx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Rx，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】
AD35
35
（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．
（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Rx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：
RX＝
；
（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＝
﹣R′X＝
﹣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．
5．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．
6．如图所示为小玲和小辉同学制作的一种直流电动机模型，他们用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；
用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，蹄形磁体放在线圈周围．
（1）直流电动机的工作原理是利用________
有力的作用．
（2）按他们这种方法刮漆，线圈在刚转过平衡位置时________
（选填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”），目的是使线圈能够________
（3）可以通过改变________
方向，改变线圈的转动方向（填一种方法）．
（4）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转动，原因可能是________
，这时可进行的有效尝试是________
【答案】磁场对通电导体切断线圈中的电流持续转动电流（或磁场）磁场太弱换用较强的磁场（后两空合理即可）．
（1）直流电动机的工作原理是利用磁场对通电导体有力的作用；
（2）按他们这种方法刮漆，线圈在刚转过平衡位置时，没有刮漆的地方与支架连接不能导电，即切断线圈中的电流，目的是使线圈能够依靠惯性继续转动；
（3）改变线圈的转动方向的方法有两种：
一是改变线圈中的电流方向，可以将电源正负极对调；
二是改变磁场方向，可以将磁体两极对调；
（4）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转动，原因可能是磁场太弱，解决的方法是换用磁性更强的磁体；
也可能因为电源电压低，可以换用电压更高的电源解决。
7．
（1）奥斯特曾经做过的实验示意图.比较甲、乙两图，得到的结论是_____；
比较甲、丙两图，得到的结论是_____。
（2）一台简易电动机如图所示．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，再刮去另一端的（全部/半周）漆皮，并将线圈放在支架上，磁体放在线圈下，接通电源并用手轻推一下线圈，线圈就会不停的转动起来。
①电动机是利用原理制成的。
②要改变线圈的转动方向，可以____（提一个方案即可）。
（1）电流周围存在磁场磁场方向与电流方向有关动能是由重力势能转化而来的
（2）半周①通电线圈在磁场中受力转动②只对调电源正负极改变电流方向或只对调磁体磁极改变磁场方向
试题分析：
（1）比较甲乙两图可发现当导线中有电流通过时，小磁针才发生转动，而小磁针的转动是磁场作用的结果，所以是应该是通电导体周围有磁场；
比较甲丙两图可发现当导体中电流方向改变后，小磁针的转动方向改变，而小磁针转动方向的改变是因磁场方向改变而改变的，所以说磁场方向与电流方向有关
（2）将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉，另一端只刮半周，这样在一个半周内受到磁场的力的作用，另一个半周没有电流通过，不受磁场力的作用，利用惯性转动，①电动机，即通电能动，是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的；
②影响线圈的转动方向是电流的方向和磁场的方向．故要使线圈的转动方向发生改变，只要改变其中一个因素即可
考点：
奥斯特实验的内容电动机原理和构造
8．为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小勤所在的实验小组进行了如下实验：
他们首先找了两颗大铁钉，用漆包线在上面绕制若干圈，做成简易电磁铁，然后分别按图接入电路．探究前，小勤他们还作了以下的猜想：
猜想A：
电磁铁，顾名思义，通电时有磁性，断电时没有磁性；
猜想B：
通过的电流越大，磁性越强；
猜想C：
外形相同时，线圈的匝数越多，磁性越强．
探究过程如图所示．请你仔细观察这四幅图，然后完成下列填空．
（1）探究过程中通过观察来判断磁性的有无和强弱；
（2）比较图可以验证猜想A是正确的；
（3）比较图可以验证猜想B是正确的；
（4）通过图d中的实验现象可以验证猜想C是正确的；
但仔细分析发现，猜想C的表述还不完整，还应补充条件．
（1）吸引小铁钉（大头针等）的多少
（2）a和b（3）b和c（4）通过的电流相等
（1）为了便于观察，我们把电磁铁的磁性的有无和强弱转化为电磁铁所能吸引小铁钉个数的多少来分析判断；
（2）由ab两图可知，a图的开关断开，电路中没有电流，电磁铁也不吸引大头针闭合，说明电磁铁没有磁性．b图的开关闭合，电路中有电流，电磁铁吸引大头针闭合，说明电磁铁有磁性．由此知A是正确的．
（3）猜想B是验证磁性的强弱是否与电流大小有关，因此要控制匝数相同，电流大小不同．比较分析题目中的这几个图，发现只有bc符合条件．
（4）猜想C是验证磁性的强弱是否与线圈的匝数是否有关，因此要控制电流的大小相同，线圈匝数不同．在d图中，由于两电磁铁串联，控制了电流相等，而匝数不同，故该图符合条件．故我们在分析过程中，还应强调增加“电流相同”这个条件．
故答案为
（1）吸引小铁钉（大头针等）的多少；
（2）a和b；
（3）b和c；
（4）通过的电流相等．
9．归纳式探究-研究带电粒子在回旋加速器中的运动：
（1）磁体周围存在磁场，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．我们可以用磁感线的疏密程度形象地表示磁感应强度的大小．磁感应强度大的地方，磁感线密；
磁感应强度小的地方，磁感线疏．
条形磁体外部的磁感线分布如图甲所示，则a、b两点磁感应强度较大的是__．
磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场叫做匀强磁场．
（2）回旋加速器的原理如图乙所示，D1和D2是两个中空的半径为R的半圆金属盒，被置于与盒面垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中，它们接在电压一定的交流电源上，从D1的圆心O处释放不同的带电粒子（加速度可以忽略，重力不计），粒子在两金属盒之间被不断加速，最终离开回旋加速器时，获得一定的最大动能．改变带电粒子质量为m，电荷量为q，磁感应强度B，金属盒半径R，带电粒子的最大动能Ek随之改变．得到数据如表：
次数
m/kg
q/C
B/T
R/m
Ek/J
1
3.2×
10-27
1.6×
10-19
1×
10-2
1
4×
10-16
2
6.4×
2×
3
4.8×
36×
4
8×
5
3
72×
①Ek=k__，其中k=___（填上数值和单位）．
②对于同一带电粒子．在不同的同旋加速器中，要获得相同的最大动能，则金属盒半径R与磁感应强度B的关系可以用图象中的图线___表示．
【答案】a
0.5J•kg/（C2•T2•m2）c
我们可以用磁感线的疏密程度形象地表示磁感应强度的大小．磁感线密的地方，磁感线密；
磁感应强度小的地方，磁感线疏．a点磁感线密，磁感线密．
（2）比较次数1和2，在q、B、R相同时，m变为原来的两倍，Ek变为原来的1/2，可知动能Ek与质量m成反比；
比较次数1和2，在m、B、R相同时，q变为原来的3倍，Ek变为原来的9倍，可知动能Ek与q2成正比
比较次数2和4，在q、m、R相同时，B变为原来的两倍，Ek变为原来的4倍，可知动能Ek与B2成正比
比较次数1和5，在q、B相同时，m变为原来的两倍，R变为原来的3倍，Ek变为原来的18倍，可知动能Ek与R2成正比．
综上所述：
Ek=k
将第一组使用数据代入解得，k=0.5J•kg/（C2•T2•m2）；
②由Ek=k
，B=
，对于同一带电粒子．在不同的同旋加速器中去，q和m相同，要获得相同的最大动能，则金属盒半径R与磁感应强度B的关系应成反比．C图像符合要求．
控制变量法，和实验数据的分析．
10．小明利用如图所示的实验装置探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”．
（1）磁铁不动，闭合开关，导体棒沿________（选填“上下”或“左右”）方向运动时，电流表指针会发生偏转．
（2）导体棒不动，闭合开关，磁铁上下运动，电流表指针______（选填“会”或“不会”）发生偏转．
（3）断开开关，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，电流表指针都不发生偏转．由此小明得出结论：
闭合电路得一部分导体在磁场中做_________运动时，电路中就产生感应电流．
（4）小明进一步猜想，感应电流的大小可能与导体运动速度和磁场强弱有关．为了探究感应电流的大小与磁场强弱是否有关，他应进行的操作是：
__________．
【答案】左右不会切割磁感线用磁性不同（大小不同）的两块磁铁，让导体棒分别以相同的速度向相同的方向运动，观察电流表指针偏转角度的大小
分析：
根据产生感应电流的
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