北京铁路第三中学物理电与磁综合测试卷(word含答案)

北京铁路第三中学物理电与磁综合测试卷（word含答案）一、三物理电与磁易错压轴题（难）1．小刚学习了电磁铁的知识后，想知道电磁铁周围的磁场强弱与通入电磁铁的电流大小和距电磁铁的距离是否有关。

查阅资料知道，磁场强弱即磁感应强度（用B表示）的单位是T（特斯拉）。

图甲和图乙中电源电压均为6 V且恒定不变，图乙中R是磁敏电阻，其阻值随磁感应强度B的变化关系如图丙所示。

（1）由图丙可知，磁感应强度越大，R阻值越_____；小刚设计的图甲、乙组成的实验装置是通过________来判断R所处位置的磁感应强度。

（2）利用图甲、乙装置，保持_________相同时，闭合S1、S2后移动滑动变阻器的滑片，发现滑片P向左滑动时，灵敏电流计的示数不断变小，说明R所处位置的磁感应强度不断________（选填“增大”或“减小”）。

（3）当闭合S1、S2，保持滑片位置不变，沿电磁铁轴线方向移动R，测出R距离电磁铁的距离L和灵敏电流计的示数I，结合图丙计算出磁感应强度B的数值如下表.L/cm12345I/mA1015203050B/T0.680.6___0.360.14①当L＝3 cm时，将此时磁感应强度B数值填在上表中对应位置。

②分析以上数据可以得出，通入电磁铁的电流一定时，距电磁铁越远，磁感应强度B越______．③综合（2）和（3）的实验结论可知，电磁铁周围的磁感应强度B与通入电磁铁的电流大小和距电磁铁的距离________（选填“有关”或“无关”）。

【答案】大灵敏电流计示数R距电磁铁的距离增大0.5小有关【解析】【分析】【详解】(1)[1]由图丙可知，磁感应强度越大，R阻值越大。

[2]图乙中R 是磁敏电阻，其阻值随磁感应强度B 的变化而变化，磁敏电阻的变化引起电路中电流的变化，实验中根据灵敏电流计示数判断R 所处位置的磁感应强度的强弱。

(2)[3]研究电磁铁周围的磁场强弱与通入电磁铁的电流大小是否有关，控制磁敏电阻R 到电磁铁的距离。

[4]灵敏电流计的示数不断变小，说明图乙电路中的电流不断减小，磁敏电阻的阻值不断增大，R 所处位置的磁感应强度不断增大。

(3) ①[5]由表可知当电流为15mA 时，磁感应强度B 为0.6T ，由图丙可知当磁感应强度B 为0.6T 时，磁敏电阻的阻值为400Ω，由欧姆定律可知，此时，磁敏电阻两端的电压为31510A 4006V U IR -==⨯⨯Ω=则电源电压为6V 。

当电流为20mA 时，磁敏电阻此时的电阻为-36V =3002010AU R I '==Ω'⨯ 由图丙可知电阻为300Ω时，磁感应强度B 为0.5T 。

②[6]由表中数据可以得出，通入电磁铁的电流一定时，距电磁铁越远，磁感应强度B 越小。

③[7]由（2）可知电磁铁周围的磁感应强度B 与通入电磁铁的电流大小有关；由（3）可知电磁铁周围的磁感应强度B 与距电磁铁的距离有关。

综合上述实验结论可知，电磁铁周围的磁感应强度B 与通入电磁铁的电流大小和到电磁铁的距离有关。

2．两个电磁铁A 和B 都用粗细相同的漆包线绕制而成，其外形及所用的铁芯都相同，但线圈面数不同(外观上看不出)要比较哪个电磁铁的线匝数多，小明用相同的恒压电源、滑动变阻器、导线、开关，并提供足够多的大头针，连接电路进行了图两个实验。

(1)关于小明的实验：①磁性较强的电磁铁是______ (选填“A ”或“B ”)。

依据是_____ ；②该实验，无法比较哪个电磁铁的线圆匝数更多，原因是______；(2)利用上述器材设计实验，要求能比较哪个电磁铁的线圈匝数更多(可增加一个器材，或不增加器材)：①步骤(可用文字或画图表述)______；②结论分析：______。

【答案】A 吸引大头针的数量较多 不能确保流过两个电磁铁的电流相同 见解析 吸引大头针数量较多的电磁铁，线圈匝数较多【分析】【详解】(1)[1][2]由图可知电磁铁A吸引的的大头针数量比电磁铁B多，可判断电磁铁A的磁性较强。

[3]影响电磁铁磁性强弱的因素有线圈匝数、电流大小，该实验中无法通过电磁铁磁性强弱来判断谁的线圈匝数多，谁的少，原因在于无法确保流过两个电磁铁的电流相同。

(2)[4]步骤：将电磁铁A、B串联在一个电路中，通过它们的电流相等，是电磁铁A、B上的线圈匝数不同。

[5]结论分析：在电磁铁通过电流相同时，线圈匝数较多的电磁铁，吸引大头针数量较多；线圈匝数较少的吸引大头针数量较少；可判断：吸引大头针数量较多的电磁铁，线圈匝数较多。

3．如图是小明探究“影响电磁铁磁性强弱因素”的装置图（A为指针下方固定的铁块；线圈电阻忽略不计）。

小明通过观察指针B偏转角度的大小来判断电磁铁磁性的强弱。

开始时导线a与接线柱1相连，闭合开关，指针B绕固定点O点发生偏转。

（1）实验前，应将导线b与滑动变阻器的__________（选填“c”或“d”）接线柱连接。

（2）闭合开关，电磁铁的左端为__________极；使滑片P向左移动时，指针的偏转角度变大，说明电磁铁磁性强弱与__________有关。

（3）断开开关，将导线a与接线柱1相连改为与接线柱2相连，保持滑动变阻器的滑片P 的位置不变，再闭合开关，此时指针偏转角度__________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

（4）下图所示的装置中应用电磁铁工作的是__________。

（选填序号）【答案】c N 电流大小变小④【解析】(1)[1]实验前，应将导线b与滑动变阻器的c接线柱连接，这样变阻器的电阻才能进行调节；(2)[2]从图中可以看到，电流从电磁铁的右端流入，左端流出，根据安培定则可知电磁铁的左端为N极；[3]滑片P向左移动时，电路中的总电阻变小，电路的电流变大，而指针的偏转角度也变大，说明电磁铁磁性强弱与电流大小有关；(3)[4]由于线圈的匝数变少，电流强度不变，那么电磁铁磁性变弱，则指针偏转角度减小；(4)[5]手摇发电机是产生电流，利用电磁感应原理工作的；自制电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的；动圈式话筒是利用电磁感应工作的；电铃通电时，电磁铁有电流通过，产生了磁性，小锤下方的弹性片被吸过来，小锤打击电铃发出声音，同时电路断开，电磁铁失去磁性，小锤又被弹回，电路闭合，不断重复，电铃会发出连续打击声，这是应用了电磁铁；故选④。

4．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。

① 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。

② 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；[2][3]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；[5][6]由于铁棒比铝棒电阻大，根据UIR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)[7][8]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。

5．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．6．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R x，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，R x阻值模糊不清，他对该电阻阻值进行测量氧气浓度/%0510********R x/Ω28221713108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R x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、R x短路D、R x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，R x的阻值为_____Ω（5）请在丙图中画出R x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R x，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】A D3535【解析】【分析】（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．【详解】（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R x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：R X＝3.5=350.1U VI A=Ω；（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＝UI﹣R′X＝60.1VA﹣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．7．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。