成都大学附属中学物理电与磁单元综合测试Word版 含答案.docx

1、成都大学附属中学物理电与磁单元综合测试Word版 含答案成都大学附属中学物理电与磁单元综合测试（Word版 含答案）一、三物理 电与磁 易错压轴题（难）1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

2、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。 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。 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

3、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 【解析】【详解】(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；23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

4、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；56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)78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。2如图所示是课本上“通电导线在磁场中受力”的实验示意图。小谦同学实际探究时，在下表记录了实验情况。 实验序号磁场方向ab中电流方向ab运动方向1向下无电

5、流静止不动2向下由a向b向左运动3向上由a向b向右运动4向下由b向a向右运动（1）比较实验2和3，说明通电导线在磁场中受力方向与_有关；比较实验_和_，说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。（2）小谦通过观察导线运动方向，来判断导线在磁场中受力方向，用到的物理学方法是_（选填下列选项对应的符号）。A类比法 B控制变量法 C转换法（3）小谦想在这个实验的基础上进行改造，来探究“哪些因素影响感应电流的方向”。为了观察到明显的实验现象，他应把图中的电源换成很灵敏的_（选填“电流表”或者“电压表”）。【答案】磁场方向 2 4 C 电流表 【解析】【详解】(1)比较实验2和3，电流方相相同，磁场方

6、向不同，导体运动的方向不同，说明通电导线在磁场中受力方向与磁场方向有关；比较实验2、4，磁场方向相同，电流方向不同，导体运动方向不同，说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。(2)实验中通过观察导线运动方向，来判断导线在磁场中受力方向，用到的科学方法是转换法；(3)探究影响感应电流方向的因素，为了观察到明显的实验现象，需要用灵敏电流表代替电源来显示产生感应电流的方向。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

7、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

8、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 【解析】【详解】（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

9、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

10、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 【解析】【分析】（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

11、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。【详解】（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；（

12、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。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：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；比较实验1和4(或“2和5”或“3和6”)，可得出的结论是电磁

13、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？”你对此的猜想：_；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 【解析】(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

14、，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)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；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)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

15、，控制电流和线圈匝数不变，改变铁芯大小验证方案：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) 越大; 越强;(4) 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；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(1)如图所示是电磁学中一个很重要的实验，从实验现象可知通电导体周围存在磁场，这种现象是1820年丹麦物理学家_发现的。 (2)把直导线弯曲成螺旋线，当螺

16、旋线圈中插入铁芯后磁性增强，此装置称为电磁铁，为探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关，小丽同学作出以下猜想：猜想A：通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强；猜想B：外形相同的电磁铁，线圈的匝数越多，它的磁性越强。为了检验上述猜想是否正确，小丽所在实验小组通过交流合作设计了以下实验方案：用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕若干圈，制成简单的电磁铁，进行如图所示实验。通过观察电磁铁吸引大头针数目的多少，来判断其磁性强弱的不同。通过比较图_两种情况，可以验证猜想A是正确的。通过比较图C中甲、乙两电磁铁，发现猜想B不全面，应补充：_。(3)随着科学技术的发展，电磁铁在生产、生活中的应用十分广泛，如水

17、位自动报警器，其工作原理如图所示，当水位未达到金属块A时，工作电路的状态是_。A红、绿灯同时亮 B红、绿灯都不亮C绿灯亮 D红灯亮【答案】奥斯特A、B电流相同时D【解析】【详解】（1）奥斯特实验就是以奥斯特的名字命名的，这个实验证明了电流周围存在磁场，揭示了电和磁之间的联系，因此奥斯特也被尊称为“揭示电和磁联系的第一人”；（2）实验中电磁铁的磁性是以电磁铁吸引大头针数目多少的不同体现的，用到了转换法的思想；要验证猜想A是正确的，根据控制变量法的思想，必须控制线圈的匝数相同，改变电流的大小，观察电磁铁吸引大头针数目的多少，符合此要求的只有A、B两图；C图中甲、乙两磁铁串联，通过的电流相同，线圈的

18、匝数不同，吸引的大头针数目不同，匝数多的吸引的大头针多，磁性强，因此B的猜想应该补充“电流相同”这一前提条件（3）水位自动报警器利用了电磁铁“通电有磁性，断电无磁性”的特点，当水位达到金属块A时，由于水是导体，电磁铁电路接通，电磁铁产生磁性把衔铁吸下来，使触电与红灯电路接通，红灯发光故答案为：（1）奥斯特；（2）A、B；电流相同；（3）D7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

19、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

20、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

21、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8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匝实验次数123456电流 / A0.81.21.50.81.21.5吸引铁钉的最多数目 / （枚）581071114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

22、；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， ；（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？”你对此猜想是： ；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】（1）移动滑动变阻器滑片；吸引铁钉的数目；（2）电流越大电磁铁的磁性越强；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【解析】试题分析：（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强弱，可观察

23、吸引铁钉的数目来确定。（2）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电磁铁的磁性越强；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，线圈的匝数越多电磁铁的磁性越强；（3）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，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。考点：探究电磁铁磁性强弱因素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

24、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

25、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；

26、（2）a和b； （3）b和c； （4）通过的电流相等10用如图所示的实验装置探究“产生感应电流的条件”。（1）实验中，通过观察_来判断电路中是否有感应电流；（2）闭合开关，若导体ab不动，左右移动磁铁，电路中_感应电流，若磁铁不动，上下移动ab，电路中_感应电流（两空均选填“有”或“无”）；（3）在仪器和电路连接都完好的情况下，某小组的实验现象不太明显。请提出一条改进措施：_；（4）该实验的结论是：闭合电路的_导体，在磁场中做_磁感线运动时，导体中就会产生感应电流。【答案】 电流表 有 有 加大磁场强度（换用线圈、灵敏电流计等） 一部分 切割【解析】（1）实验时，通过观察电流表的指针是否偏转，

27、来确定电路中是否产生感应电流；（2）磁铁左右水平运动，以磁铁为参照物，导线就是水平运动的，做的是切割磁感线的运动，所以就会产生感应电流若导体ab沿磁感线上下运动，不切割磁感线，电路中无感应电流；（3）我们可以将导体ab换成多匝线圈来增大感应电流，更容易观察；（4）结论：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流.故答案为：（1）电流计指针的偏转；（2）有；无；（3）将导体ab换成多匝线圈；（4）闭合电路；切割11磁感应强度B用来描述磁场的强弱，国际单位是特斯拉，符号是T。为了探究电磁铁外轴线上磁感应强度的大小与哪些因素有关，小聪设计了如图1所示的电路，图甲中电源电压为

28、6V，R1为磁感应电阻，其阻值随磁感应强度变化的关系图线如图2所示。(1)闭合开关S1和S2，图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动，图甲中电流表的示数逐渐减小，这说明磁感电阻R1处的磁感应强度B逐渐_。（选填“增大”或“减小”）(2)闭合开关S1和S2，保持滑片P不动，沿电磁铁轴线向左移动磁感应电阻R1，测出R1离电磁铁左端的距离s与对应的电流表示数I，算出R1处磁感应强度B的数值如表。请计算s=5cm时，B=_T。s/cm123456I/mA101215203046B/T0.680.650.600.510.20(3)综合以上实验数据可以得出：电磁铁外轴线上磁感应强度随电磁铁电流的增大而_；离电磁

29、铁越远，磁感应强度越_。【答案】 增大 0.40 增大 小【解析】（1）由图示可知，当图乙S2断开，图甲S1闭合时，即磁场强度为零，据图2可知，此时的R=100，故此时电路中的电流是：I=U/R=6V/100=0.06A=60mA；图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动，有效电阻变小，电流变大磁场变强，图甲中电流表的示数逐渐减小，即R的电阻变大，据此分析可知：磁感电阻R处的磁感应强度B逐渐增大；（2）x=5cm时，对于图表得出电流是30mA，据欧姆定律可知，R=U/I=6V/0.03A=200，故对应磁场的强度是0.40T；（3）综合以上实验数据，分析（2）中的表格数据可以得出“电磁铁外轴线撒花姑娘磁感应强度随电磁铁电流的增大而增大，离电磁铁越远，磁感应强度越小。12磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，小蕊和小昌同学想探究“磁体对回形针吸引力大小与放入它们之间物体的哪些因素有关”，请你参与探究并解决一些问题：(1)如图甲所示，保持磁体和纸片间的距离一定，在纸片上放入不同物体时，通过比较纸片下面能吸附的回形针数量，显示磁体对回形针吸引力的大小。回形