上海民立中学物理电与磁单元达标训练题Word版 含答案Word文档下载推荐.docx

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2

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．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．

3．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．

4．如图所示是小华实验小组探究电磁感应现象的实验装置．

（1）保持ab棒不动，闭合电路，检流计的指针不动，说明这时导线中________（选填“有“或“无”）电流．

（2）当αb棒水平运动时，可以观察到电流表指针发生偏转，如果它的偏转的方向向左，若将ab棒看成是一个电源，则________端为正极．

（3）保持电路闭合，当ab棒向左运动和向右运动时，检流计的指针会向左和向右偏转，表明导线中的感应电流方向与________有关．

（4）将U形磁铁反转对调磁极，闭合电路，当ab棒向左运动和向右运动时，检流计的指针会向右和向左偏转，表明导线中的感应电流方向与________有关．

（5）实验中小华同学为了使检流计指针明显偏转，你认为他可能会采取哪些措施？

（写出一条即可）________．

【答案】无b切割磁感线运动方向磁场方向换用磁性更强的磁体

（1）闭合电路，若保持ab棒不动，即不做切割磁感线运动，故电路中没有感应电流；

（2）在正常情况下，电流表的指针向右偏，而在这里发现电流表的指针向左偏转，故表明与电流表正接线柱相连的是电源的负极；

与电流表负接线柱相连的是电源的正极，故此时b端相当于电源的正极；

（3）保持电路闭合，当ab棒向左运动和向右运动时，检流计的指针会向左和向右偏转，表明导线中的感应电流方向与切割磁感线运动方向有关；

（4）将U形磁铁反转对调磁极，闭合电路，当ab棒向左运动和向右运动时，检流计的指针会向右和向左偏转，表明导线中的感应电流方向与磁场方向有关．

（5）使检流计指针明显偏转，即使得电路中的电流增大，故可以换用磁性更强的磁体，也可以加快导体的运动速度等均可；

5．迈克尔·

法拉第（MichaelFaraday，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！

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

（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。

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。

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．探究“产生感应电流条件”的实验步骤如图甲、乙、丙所示。

（1）本实验中，我们是通过观察____________来判断电路中是否有感应电流产生的。

（2）比较________两图可知，产生感应电流的一个条件是电路要闭合；

比较________两图可知，产生感应电流的另一个条件是导体要在磁场中做切割磁感线运动。

（3）若图甲中AB棒不动，磁体左右水平运动，电路中________（选填“有”或“无”）感应电流。

（4）实验过程中，某些同学按图甲所示方法进行操作时，实验现象不太明显，请你分别从实验装置和操作过程两方面各提出一条改进的措施，实验装置方面：

__________；

操作过程方面：

_____________。

【答案】灵敏电流计指针是否偏转甲、丙甲、乙有换用磁性更强的磁体加快导体的运动速度

（1）电路中产生的感应电流不能用眼睛直接观察，所以串联电流表，可以通过电流表指针是否发生偏转，判断电路中是否有感应电流。

（2）甲、丙两图是电路中的一部分导体都切割磁感线运动，甲图中有感应电流，丙图中无感应电流，说明电路是闭合电路时才产生感应电流。

甲、乙两图都是闭合电路的一部分导体，甲切割磁感线运动，乙没有切割磁感线运动，甲图中有感应电流，乙图中无感应电流，说明导体在电路中切割磁感线运动时，才能产生感应电流。

（3）图甲中AB棒不动，磁铁左右水平运动，相当于磁铁不动，导体切割磁感线运动。

所以电路中有感应电流。

（4）电流表指针偏转不明显，是电流太小，从装置上的改进方法：

可以换用磁性更强的磁铁、可以换用匝数更多的线圈实验；

从操作角度改进：

可以加快导体的移动速度，即使导体切割磁感线运动的速度更快。

重点是研究电磁感应的实验，牢记产生感应电流应具备三个条件，一、闭合回路，即必须是通路，二、一部分导体，三、切割磁感线运动。

8．小丽利用如图所示的装置，“探究通电导体在磁场中受力方向与什么因素有关”，当小丽闭合开关S0时，观察到导体AB在磁场中受力的作用向右运动．断开开关S0，然后小丽只将磁铁N、S极对调位置，闭合开关S0时，观察到导体AB在磁场中受力的作用向左运动．通过上述实验，小丽得出实验结论：

“通电导体在磁场中受力方向只与磁场方向有关”，请你选用图中所示电路中的元件，设计一个实验证明小丽的观点是错误的．请你简述实验步骤和实验现象．

【答案】闭合开关S0时，观察到导体AB在磁场中受力的作用向右运动；

断开开关S0，保持磁铁N、S极位置不变，改变电流的方向，闭合开关S0时，观察到导体AB在磁场中受力的作用向左运动；

通过上述实验，实验证明小丽的观点是错误的．

试题分析：

本题考查影响通电导体在磁场中受力方向与什么因素有关，以及控制变量法的应用．闭合开关S0时，观察到导体AB在磁场中受力的作用向右运动；

考点：

探究通电导体在磁场中受力方向与什么因素有关

9．归纳式探究—．研究电磁感应现象中的感应电流：

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．强弱和方向处处相同的磁场叫做匀强磁场．

如图甲所示，电阻R1与圆形金属线圈R2连接成闭合回路，R1和R2的阻值均为R0，导线的电阻不计，

在线圈中半径为r的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图象如图乙所示，图线与横、纵坐标的截距分别为t0和B0．则0至t1时间内通过R1的电流I与阻值R0、匀强磁场的半径r、磁感应强度B0和时间t0的关系数据如下表：

次数

R0/Ω

r/m

B0/T

T0/s

I/A

0.1

1.0

5π×

l0-2

2.5π×

0.2

10π×

4

0.3

1.5π×

0.05

0.5π×

（1）I=_____k，其中k=________（填上数值和单位）

（2）上述装置中，改变R0的大小，其他条件保持不变，则0至t1时间内通过R1的电流I与R0的关系可以用图象中的图线____表示．

c

（1）[1]由图像分析可得