深圳宝安区龙华中英文实验学校物理电与磁同步单元检测Word版 含答案.docx
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深圳宝安区龙华中英文实验学校物理电与磁同步单元检测Word版含答案
深圳宝安区龙华中英文实验学校物理电与磁同步单元检测（Word版含答案）
一、三物理电与磁易错压轴题（难）
1．科学家发现两根平行导线通电后有如图所示的现象（图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况）.
（1）由如图可知两平行通电导线之间有力的作用.当通入的电流方向相同时,导线相互_____;当通入电流方向相反时,导线相互________ .
（2）判断通电直导线周围磁场方向的方法是:
用右手握导线,大拇指指向电流方向,则四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向.根据这个方法,请你判定甲图中导线a在导线b处产生的磁场方向为垂直于纸面_____ （选填“向里”或“向外”）.
（3）上述现象的原因是:
通电导线a周围产生的磁场对通电导线b有 _____的作用.当导线a中的电流方向改变时,其磁场的方向也发生改变,导线b受力方向随之改变.
（4）由此可知:
与磁体之间的相互作用一样,电流之间的相互作用也是通过 _______来实现的.
【答案】吸引排斥向里力磁场
【解析】
【分析】
【详解】
（1）如图两平行通电导线通入的电流方向相同时,导线相互吸引；
当通入电流方向相反时,导线相互排斥；
（2）根据题意介绍的方法，甲图中用右手握导线a,大拇指指向上方,四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向.在导线右侧磁场垂直于纸面向里，即甲图中导线a在导线b处产生的磁场方向为垂直于纸面向里；
（3）据此可以判断题所述现象的原因，即通电导线a产生磁场对通电导线b有磁场力的作用；根据上述方法判断可知，导线a中的电流方向改变时,其磁场的方向也发生改变,则导线b的受力方向也改变；
（4）上述特点分析可得，电流之间的相互作用力也是通过磁场发生的，与磁体之间的相互作用是相同的．
2．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
【解析】
【详解】
（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。
3．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）．
【解析】
（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。
4．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．
【解析】
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；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．
考点：
探究通电导体在磁场中受力方向与什么因素有关
5．如图所示是研究电流磁效应的示意图．
（1）实验中的直导线是沿_____（填“南北”或“东西”）方向放置在小磁针的上方的．
（2）实验结论是_____周围存在磁场，支持此结论的现象是_____．如果移走小磁针，该结论_____（选填“成立”或“不成立”）．
（3）如果探究磁场方向与电流方向的关系，应进行的实验是_____．
（4）首先发生该现象的科学家是_____．
（5）为了研究通电螺线管周围的磁场，如图，小明在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管，在板面上均匀撒满铁屑，通电后轻敲玻璃板，铁屑的排列如图所示．下列说法正确的是_____
A．如图中P、Q两点相比，P点处的磁场较强
B．若只改变螺线管中的电流方向，P、Q两点处的磁场会减弱
C．若只改变螺线管中的电流方向，P、Q两点处的磁场方向会改变
D．若只增大螺线管中的电流，P、Q两点处的磁场方向会改变．
【答案】南北电流导线将通电导体放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转成立改变电流方向，观察小磁针的偏转方向奥斯特C
【解析】
（1）由于地磁场的作用，小磁针会位于南北方向，要能观察到小磁针由于通电导线产生的磁效应面产生的偏转，通电直导线不能放在东西方向，这样观察到小磁针的偏转，应将放置在平行南北方向，并且在小磁针正上方；
（2）实验结论是电流导线周围存在磁场，支持此结论的现象是将通电导体放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转．如果移走小磁针，该结论成立．（3）如果探究磁场方向与电流方向的关系，应进行的实验是改变电流方向，观察小磁针的偏转方向．（4）首先发生该现象的科学家是奥斯特．（5）由图可以看出通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场一样，并且可以看到Q点铁屑的分布比P点密集，由此可以确定Q点的磁场比P点强；螺线管周围磁场方向与螺线管中的电流方向有关，螺线管周围磁场强弱与螺线管中的电流大小有关，若只改变螺线管中的电流方向,P、Q两点处的磁场方向会改变,P、Q两点处的磁场减弱不变;若只增大螺线管中的电流，P、Q两点处的磁场方向不改变，故C正确．
6．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。
⑴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。
⑵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：
__________________________；
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：
________________________；
⑶、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：
_______________
【答案】调节滑动变阻器的滑片位置（改变电阻等）电磁铁吸引铁钉（大头针）的多少在线圈匝数相同时，电流越大，磁性越强（或电流越小，磁性越弱）在电流一定时，线圈匝数越多，磁性越强（或线圈匝数越少，磁性越弱）在电流和线圈匝数一定时，铁芯越大磁性越强将大小不同的铁芯分别插入通电螺线管中，观察电磁铁吸引铁钉的多少
【解析】
（1）如图，移动滑动变阻器的滑片，改变连入电路的电阻，改变电路中的电流。
电磁铁的磁性强弱不能直接用眼睛观察，而是通过电磁铁吸引大头针的多少来反映，吸引大头针越多，电磁铁的磁性越强。
（2）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大，磁性越强；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，线圈匝数越多，磁性越强；（3）①猜想：
在电流和线圈匝数一定时，铁芯越大磁性越强，②验证猜想的方法：
将大小不同的铁芯分别插入通电螺线管中，观察电磁铁吸引铁钉的多少。
点睛：
（1）电磁铁磁性强弱影响因素：
电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯．用控制变量法和转换法探究电磁铁磁性强弱的影响因素。
（2）改变电路电流用滑动变阻器，反映电磁铁磁性强弱用电磁铁吸引大头针的多少。
（3）总结实验结论时，一定注意控制变量法。
7．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）
【解析】
（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．
8．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
1
10
0.1
1.0
0.1
5π×l0-2
2
20
0.1
1.0
0.1
2.5π×l0-2
3
20
0.2
1.0
0.1
10π×l0-2
4
10
0.1
0.3
0.1
1.5π×l0-2
5
20
0.1
0.1
0.05
0.5π×l0-2
（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．
【答案】
c
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]由图像分析可得
……………1
……………2
……………3
……………4
由1234联立得：
由于
为定值，故
[2]将第一组数据带入上式得：
k=
（2）[3]若R0变，其他为定值，则
均为定值，可看作
，此为反比例函数，故可用图线c表示．
9．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____________________。
【答案】
（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
【解析】
试题分析：
（1）探究过程中通过观察吸引小铁钉（大头针等）的多少来判断磁性的有无和强弱；
（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．比较几个图，只有bc符合条件；
（4）d图中磁性强弱不仅与线圈匝数有关，还与电流大小有关；猜想C是验证磁性的强弱是否与电流大小有关，因此要控制电流的大小相同，线圈匝数不同。
考点：
探究影响电磁铁磁性强弱的因素实验
点评：
关键要把握住控制变量法中相同点与不同点：
要验证磁性有无时，就要控制电路中有无电流．要验证磁性强弱与电流大小是否有关时，就要控制匝数相同，电流大小不同。
10．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．
【答案】
（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
【解析】
（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．
11．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
6.4×10-27
1.6×10-19
1×10-2
1
2×10-16
3
3.2×10-27
4.8×10-19
1×10-2
1
36×10-16
4
6.4×10-27
1.6×10-19
2×10-2
1
8×10-16
5
1.6×10-27
1.6×10-19
1×10-2
3
72×10-16
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
【解析】
试题分析：
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．
考点：
控制变量法，和实验数据的分析．
12．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
【解析】
分析：
根据产生感应电流的条件分析即可以做出前三问；运用控制变量法设计实验解决第四问．
解答：
（1）磁铁不动，闭合开关，导体棒沿左右方向运动时能切割磁感线，电路中会产生感应电流，故电流表指针能发生偏转；
（2）导体棒不动，闭合开关，磁铁上下运动，没有切割磁感线，电路中不会产生感应电流，故电流表指针不能发生偏转；
（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．因
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