郑州外国语中学物理电与磁单元培优测试卷

郑州外国语中学物理电与磁单元培优测试卷一、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．在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。

(1)在实验时，通过______反映电磁铁的磁性强弱。

(2)当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数________(选填“增加”或“减少”)，说明电流越________，电磁铁磁性越强。

(3)根据图示的情境可知，________(选填“甲”或“乙”)的磁性强，说明电流一定时，____________，电磁铁磁性越强。

(4)根据右手螺旋定则，可判断出电磁铁乙的上端为________极。

(5)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是________________________________________。

(6)电磁铁在生产、生活中应用广泛，请写出其中的一个应用：____________。

【答案】吸引大头针数目的多少增加大甲线圈匝数越多S(南) 大头针被磁化，同名磁极相互排斥电磁起重机(或扬声器、磁悬浮列车等)【解析】【详解】(1)在实验时，通过吸引大头针数目的多少反映电磁铁的磁性强弱，利用转换法。

(2)当滑动变阻器滑片向左移动时，电阻变小，电路中的电流变大，电磁铁的磁性变强，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加，说明电流越大电磁铁磁性越强。

(3)根据图示的情境可知，电磁铁甲吸引大头针的个数多，因此甲的磁性强，根据图示可知，电流相同，甲线圈匝数多，因此说明电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。

(4)根据右手螺旋定则，可判断出电磁铁乙的上端为S(南)极。

(5)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是：大头针被磁化，同名磁极相互排斥。

(6)电磁铁在生产、生活中应用广泛，包括电磁起重机(或扬声器、磁悬浮列车等)。

3．瑞瑞同学有-辆玩具电动车，在行驶的过程中，车上的小动物可以自由旋转，这种功能是由两个电动机带动的，如图所示是该玩具电动车的简化电路图．目前该车某一处出现了故障：通电后玩具电动车只能行驶，上面的动物不能旋转．对此，瑞瑞同学提出了猜想：[猜想与假设](1)可能是旋转开关有故障；(2)可能是旋转定时器有故障；(3)可能是________有故障．瑞瑞同学利用一只电压表来判断故障的位置．[进行实验]（1）将玩具电动车装上四只新干电池，闭合旋转开关和旋转定时器；（2）将电压表一端接在d点不动，另一端依次接在a点、b点和c点，观察电压表示数．[分析与论证]（1）如果另一端接在点时电压表有示数，接在点时无示数，说明旋转开关________（选填“断路”、“短路”或“正常”）；（2）如果另一端分别接在、点时，电压表都有示数，然后改接到点，发现电压表仍然有示数，且，说明________和________正常，________有故障．[交流评估]瑞瑞将他的检修方法与小明和小华进行了交流．（1）小明说，在[进行实验]的第（2）步，只用一根导线连接、，就可以判断旋转电动机是否断路，方法是：如果旋转电动机________，就表明它是好的．（2）小华说，在[进行实验]的（2）第步，也可以用电流表检测旋转开关和旋转定时器是否损坏，方法是：将电流表接、，如果旋转电动机仍不转，表明旋转开关可能是________（好的/坏的）；再将电流表接、，判断旋转定时器的好坏；但绝对不能将电流表接到、之间，否则有可能________．【答案】旋转电动机断路旋转开关旋转定时器旋转电动机转动好的短路【解析】【分析】（1）由题知，通电后玩具电动车只能行驶，而上面的动物不能旋转，说明行驶电动机所在的支路没有问题，问题在旋转电动机所在的支路。

（2）将电压表一端接在d点不动，如果另一端接在a点时电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源的正负极之间是通路；接在b点时无示数，说明ab之间有开路，据此判断；将电压表一端接在d点不动，如果另一端接在a、b点时，电压表都有示数，然后改接到c点，发现电压表仍然有示数，且，说明电压表的正负接线柱与电源的正负极之间是通路、cd之间有故障，据此判断。

【详解】将电压表一端接在d点不动，如果另一端接在a点时电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源的正负极之间是通路；接在b点时无示数，说明旋转开关开路；如果另一端接在a、b点时，电压表都有示数，然后改接到c点，发现电压表仍然有示数，且，说明另一端接c点时，电压表的正负接线柱与电源的正负极之间是通路，cd之间有故障，即旋转电动机有故障。

故答案为：(1). 旋转电动机 (2). 断路 (3). 旋转开关 (4). 旋转定时器 (5). 旋转电动机 (6). 转动 (7). 好的 (8). 短路【点睛】本题考查了学生利用电压表判断电路故障的分析能力，平时做实验时试一试，多积累这方面的经验。

4．为了探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关，小丽作出以下猜想：猜想A：电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性。

猜想B：通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强。

猜想C：外形相同的螺线管，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，小丽所在的实验小组通过交流与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。

如图所示的a、b、c、d为实验中观察到的四种情况。

(注：a、b、c中线圈匝数相同)根据小丽的猜想和实验，完成下面填空。

(1)通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它的_______的不同。

(2)通过比较图______(填字母，下同)两种情况，可以验证猜想A是正确的。

(3)通过比较图_______两种情况，可以验证猜想B是正确的。

(4)通过比较图d中的甲、乙两电磁铁，发现猜想C不全面，应补充的条件是________。

【答案】磁性强弱 a、b b、c 电流相同时【解析】（1）电磁铁磁性强弱无法捕捉，通过它吸引大头针的数目来判断，这是转换法的思想；（2）研究磁性的有无由电流通断控制，保证匝数、电流都一定，故选a、b；（3）研究磁性强弱与电流的关系，保证匝数一定，开关都闭合，故选b、c；（4）d中甲乙两电磁铁是串联的，故电流相等，这是前提条件．故答案为：（1）磁性强弱；（2）a、b；（3）b、c；（4）电流相同时．【点睛】电磁铁磁性的有无与电流的通断有关，磁性强弱与两个因素有关：线圈匝数多少、电流大小．研究磁性强弱的影响因素时控制一个因素不变，改变另一个因素，是控制变量法的应用，磁性的强弱通过吸引大头针的数目来判断，这是转换法的应用．5．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．6．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/Ωr/m B0/T T0/s I/A1100.1 1.00.15π×l0-22200.1 1.00.1 2.5π×l0-2 3200.2 1.00.110π×l0-2 4100.10.30.1 1.5π×l0-2 5200.10.10.050.5π×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】2000B r R t 25A s T m π⋅Ω⋅⨯ c 【解析】【分析】【详解】（1）[1]由图像分析可得2E I R =……………1 E t∆Φ=∆...............2 =?S B ∆Φ∆ (3)120+2R R R R == (4)由1234联立得：22000022B B r r I t R t R ππ∆=⋅=⋅∆ 由于2π为定值，故 2000B r I k R t = [2]将第一组数据带入上式得： k =25A s T m π⋅Ω⋅⨯ （2）[3]若R 0变，其他为定值，则2002B r t π均为定值，可看作0'k I R =，此为反比例函数，故可用图线c 表示．7．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．8．发电机是如何发电的呢？同学们用如图所示的装置进行探究．(1)当导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，灵敏电流计G指针不偏转，说明电路中________(填“有”或“无”)电流产生．(2)小芳无意间碰到导体ab，导体ab晃动起来，小明发现电流表指针发生了偏转，就说：“让导体在磁场中运动就可产生电流．”但小芳说：“不一定，还要看导体怎样运动．”为验证猜想，它们继续探究，并把观察到的现象记录如下：分析实验现象后，同学们一致认为小芳的观点是______(填“正确”或“错误”)的，比较第2、3次实验现象发现，产生的电流的方向跟_____有关；比较第3、6次实验现象发现，产生的电流的方向还跟_____有关．(3)在整理器材时，小明未断开开关，先撤去蹄形磁铁，有同学发现指针又偏转了！他们再重复刚才的操作，发现电流表的指针都偏转，请教老师后得知，不论是导体运动还是磁体运动，只要闭合电路的一部分导体在________中做________________运动，电路中就会产生感应电流，这就是发电机发电的原理，此原理最早由英国物理学家________发现．【答案】无正确导体的运动方向磁场方向磁场切割磁感线法拉第【解析】试题分析：（1）当导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，此时导体没有做切割磁感线运动，灵敏电流计G指针不偏转，说明电路中无电流产生；（2）根据表格中的信息可知，当导体在磁场中运动时，电流计指针不一定偏转，说明不一定产生电流，故小芳的观点是正确的；比较第2、3次实验现象发现，磁场方向相同，导体运动的方向不同，产生电流的方向不同，即产生的电流的方向跟导体运动方向有关；比较第3、6次实验现象发现，导体运动的方向相同，磁场方向不同，产生电流的方向不同，即产生的电流的方向还跟磁场方向有关；（3）电路闭合时，不论是导体运动还是磁体运动，导体会做切割磁感线运动，所以导体中有感应电流产生，这种现象是电磁感应，此原理最早由英国物理学家法拉第发现的．【考点定位】探究电磁感应现象的实验9．如图所示，某小组探究导体在磁场中产生感应电流的条件，实验时保持磁体位置不变．(1)如图甲所示，电流计指针不偏转，这是因为导体ab______________；(2)如图乙所示，电流计指针也不偏转，这是因为________________________；(3)如图丙所示，电流计指针仍不偏转，这是因为导体ab虽有运动，但没有________________；(4)分析比较图四个实验现象，可以初步得出产生感应电流的条件：________________的部分导体，在磁场中做_____________运动．【答案】没运动没闭合开关切割磁感线闭合电路切割磁感线【解析】【分析】【详解】（1）如图甲所示，导体ab速度为零，没有运动时电流计指针不偏转，没有产生感应电流．（2）开关没有闭合，电路为断开状态，电流计指针也不偏转，没有产生感应电流．（3）如图丙所示，这是因为磁感线方向是从N极指向S极的，导体上下运动，与磁感线平行，没有做切割磁感线运动，电流计指针仍不偏转，没有产生感应电流．（4）产生感应电流的条件：闭合电路的部分导体，在磁场中做切割磁感线运动．10．为探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关，小丽同学作出以下猜想：猜想A：电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性猜想B：通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强猜想C：外形相同的螺线管，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与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）在大铁钉上绕制若干圈，制成简单的电磁铁．图上所示的a、b、c、d为实验中观察到的四种情况．根据小丽的猜想和实验，完成下面填空：（1）通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它______的不同．（2）通过比较_____________两种情况，可以验证猜想A是正确的．（3）通过比较_____________两种情况，可以验证猜想B是正确的．（4）通过比较d中甲、乙两电磁铁，发现猜想C不全面，应补充_______．【答案】电磁铁磁性强弱a、b b、c通电电磁铁的电流相同【解析】【详解】（1）电磁铁磁性的强弱可用吸引大头针数目的多少来体现，是转换法的应用，所以通过观察电磁铁吸引大头针的多少的不同，来判断它磁性强弱的不同；（2）电磁铁磁性的有无可以通过电磁铁是否吸引大头针来判断．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；所以通过比较ab 两种情况，可以验证猜想A是正确的；（3）要验证猜想B，即磁性的强弱是否与电流大小有关，要控制匝数相同，电流大小不同．比较图可知，bc两图滑动变阻器的位置不同，电路中电流大小不同，且c图滑动变阻器接入电路的电阻小，电路中电流大，电磁铁吸引的大头针多，表明磁性强，所以通过比较bc两种情况，可以验证猜想B是正确的；（4）在d图中，由于两电磁铁串联，控制了电流相等，匝数不同，且匝数越多时，磁性越强．但磁性大小不仅与线圈匝数有关，还与电流大小有关，因此猜想C不全面，要增加电流相同这个条件。