电与磁单元测试卷(解析版)

电与磁单元测试卷（解析版）

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

U

I

R

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。

2．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。

3．东东和辰辰在学习“探究电动机为什么会转动”后，来到实验室又经历了一些科学探究过程．

（1）验证磁场对电流的作用（如图甲所示）：将一白炽灯接通电源后，东东用一条形磁体靠近灯泡的玻璃罩，仔细观察灯丝，东东发现___________，该现象说明_____________。（2）如图乙所示是东东和辰辰制作的电动机模型。通电后，轻轻拨动线圈，他们发现电动机不转，下面是他们分析到的可能的原因，请你帮他们看一看，可能的是______．①线圈处于平衡位置；②接线柱接触不良；③磁铁的极性反了；④电池装反了；⑤转子受到的摩擦力太大了；⑥转子与定子之间的摩擦力太大；⑦电池太旧了；⑧磁铁的磁性不够强．（3）经过处理，通电后轻轻拨动线圈，他们发现电动机只转动了一周，就在某一位置附近晃动几下停下来了．他们分析现象得到：“某一位置”是指______；如果要让电动机连续地转动下去，可以怎样改进____？

【答案】灯丝颤动磁场对通电导体有力的作用②⑤⑥⑦⑧平衡位置将线圈与半环（换向器）一起固定在转轴上，将线圈的两端分别与半环（换向器）的两端相连，通过电刷、半环（换向器）向线圈输入电流

【解析】（1）验证磁场对电流的作用（如图甲所示）：将一白炽灯接通电源后，东东用一条形磁体靠近灯泡的玻璃罩，因为灯丝通过的是方向一直变化的交流电，所以仔细观察灯丝，会发现灯丝颤动，现象说明磁场对通电导体有力的作用。

（2）如图分析线圈不能转动的原因：

①如图线圈没有处于平衡位置，不正确；

②接线柱接触不良时，电流不通，线圈不受力，不会转动，正确；

③磁铁的极性反了，线圈受力相反，但不是不能转动的原因，错误；

④电池装反了，线圈受力相反，但不是不能转动的原因，错误；

⑤转子受到的摩擦力太大了，磁场力不能克服摩擦力，不能转动，正确；

⑥转子与定子之间的摩擦力太大，磁场力不能克服摩擦力，不能转动，正确；

⑦电池太旧了，电流小，线圈受到的磁场力小，线圈可能不转，正确；

⑧磁铁的磁性不够强，则线圈受到的磁场力小，线圈可能不转，正确。

故选②⑤⑥⑦⑧。

（3）如图的实验装置在平衡位置时线圈会晃动几下停下来，不能继续转动，所以“某一位置”是指平衡位置；

如果要让电动机连续地转动下去，应该在线圈转过平衡位置时改变线圈中的电流方向，故可以将线圈与换向器一起固定在转轴上，将线圈的两端分别与换向器的两端相连，通过电刷、换向器向线圈输入电流；

也可以在刮去绝缘漆时，将一端全部刮掉，另一端刮去半周，使线圈转过平衡位置时切断电流，依靠惯性转过去，也可以使线圈持续转动。

故答案为： (1). 灯丝颤动 (2). 磁场对通电导体有力的作用 (3). ②⑤⑥⑦⑧ (4). 平衡位置 (5). 将线圈与半环（换向器）一起固定在转轴上，将线圈的两端分别与半环（换