广东实验中学物理电与磁单元培优测试卷

广东实验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．学习“电磁感应”时，老师演示了发电机模型的实验（如图），摇动把手，使线圈快速转动，小灯泡就亮了。小刚想到：产生电流的条件可能与线圈在磁场中的运动有关。他和同学们开始了探究：

(1)小刚将一根导体棒的两端用细导线悬挂起来，并与灵敏电流计、开关串联组成闭合电路，将导体棒放在蹄形磁体的磁场中（如图甲）。小红提醒他，先把开关_______才能进行实验。正确操作后，小刚完成了几次实验，将磁极位置、导体棒的运动方向和产生电流的情况记录如图乙，其中a表示垂直于纸面方向的导体棒；

(2)小刚据此得出“只要导体棒在磁场中运动，闭合电路中就会产生电流”的结论，小红认为还应让导体棒做垂直于纸面向里、向外和________方向的运动，才能使探究更充分；(3)随着导体棒的运动，灵敏电流计的指针会发生左右偏转，于是他们对“产生电流的方向与哪些因素有关”作了如下的猜想：

猜想1：产生电流的方向与磁场方向有关；

猜想2：产生电流的方向与导体运动方向有关；

为验证猜想，同学们进行了相应的实验，将现象记录在如下的表格中

实验序号磁极位置导体棒运动情况电流计指针偏转情况

1上N下S水平向右运动向右偏转

2上S下N水平向右运动向左偏转

3水平向左运动向右偏转

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．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】

【详解】

(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。

3．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，实验室准备的器材有：电源、开关、导线、滑动变阻器、两根完全相同的铁钉、表面绝缘的铜线、大头针若干。利用上述器材，制成简易电磁铁甲和乙，并设计了如图所示的电路。请你回答下列问题：

（1）根据图示的情况可知，________（填“甲”或“乙”）的磁性强，依据是

___________，说明电流一定时，________________电磁铁的磁性越强。

（2）当滑片P向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数________（填“增加”或“减少”）说明__________________电磁铁的磁性越强。

（3）电磁铁甲的上端是电磁铁的______极（填“N”或“S”）。

（4）电磁铁在生活和实际中有着广泛的应用。以下利用电磁铁的特点工作的是________（填写序号）。

A．电热水壶

B．模型电动机

C．电磁继电器

D．手摇发电机

【答案】乙吸引的大头针个数多线圈匝数越多增加电流越大S C

【解析】（1）根据图示的情境可知，甲乙串联在一起，电流相等，乙电磁铁吸引大头针比甲多，所以乙电磁铁磁性强，所以在电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强；（2）当滑动变阻器滑片向左移动时，线圈匝数不变，电流变大，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数都增加，所以在线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁磁性越强；

（3）根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指所指的方向是通电螺线管的N极，故下端是N极，上端是S极；

（4）电热水壶利用的是电流的热效应，不符合题意；模型电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，不符合题意；电磁继电器的主要组成部分是电磁铁，是利用电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性的原理工作的，符合题意；手摇发电机是根据电磁感应原理制成的，不符合题意，故选C。

4．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．