试卷答案
寻你做寻,想你所想

2023年河南省九年级物理中考模拟题分项选编:电与磁(含解析)

电与磁
一、单选题
1.(2023·河南洛阳·统考一模)用易于观察的科学现象来显示不易观察的科学事实是科学研究中常用的一种方法,例如:我们可以用小磁针的偏转说明电流周围存在磁场,下面属于这种方法的是(  )
A.探究动能和哪些因素有关时,用木块移动的距离来显示钢球动能的大小
B.根据“探究阻力对物体运动的影响”实验,推理得出牛顿第一定律
C.研究电流时,用水流与电流对比
D.研究磁场时,用磁感线描述空间磁场的分布情况
2.(2023·河南许昌·统考一模)如图所示,固定有磁体的甲、乙两辆小车靠得较近,松手后两车各自向相反方向运动.对此现象,下列说法中正确的是( )
A.松手后两车都运动,是因为两车都具有惯性
B.松手后,甲车在运动过程中受到的合力为零
C.乙对甲的作用力使乙车的运动状态发生改变
D.甲对乙的作用力与乙对甲的作用力大小相等
3.(2023·河南三门峡·统考一模)创新小组的同学们为学校食堂设计了一个可自动注水的储水池。如图是它的简化装置图,电源电压一定。控制电路中,RN为压敏电阻,其阻值随压力的变化而变化,R0为定值电阻。闭合开关S1、S2,当池中水位上升到一定高度时,触点分离,工作电路断开,注水装置自动停止注水,当池中水位下降到一定位置时,触点连接,工作电路接通,注水装置自动开始注水。下列分析正确的是(  )
A.水位上升时,电磁铁磁性变弱 B.水位上升时,通过R0电流变小
C.水位下降时,R0的电功率变大 D.水位下降时,RN的阻值会变大
4.(2023·河南洛阳·统考三模)如图为一款无线充电式悬浮音箱。使用时底座内的送电线圈产生交变磁场,使音箱内的受电线圈产生感应电流给音箱充电,同时使音箱悬浮起来并开始播放音乐,下面关于这款音箱的表述错误的是(  )

A.工作时底座的上端和音箱下端一定是异名磁极
B.送电线圈通电时产生磁场,说明电流具有磁效应
C.该音箱的扬声器是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的
D.受电线圈充电是利用电磁感应原理工作的
5.(2023·河南郑州·二模)郑开第十五届马拉松比赛4月16日开赛,比赛中采用感应芯片计时,当正确佩带芯片的参赛者通过起点和终点时,芯片里的线圈产生感应电流,从而激发芯片发送编码信息,系统实时获取信息进行计时。下列图所示器件的工作原理与它相同的是(  )
A.电磁起重机B.动圈式话筒
C .扬声器D.电铃
二、多选题
6.(2023·河南商丘·统考一模)为了让蔬菜临时储存仓库内保持一定的含水量,小敏设计了一个检测报警电路,当空气湿度过低时会提醒喷水。湿敏电阻R的阻值会随湿度的升高而增大,设计的电路如图所示。电源电压不变,当空气湿度降到过低时( )

A.控制电路总电阻减小 B.指示灯会发光提醒
C.电压表示数会增大 D.控制电路总功率减小
7.(2023·河南南阳·统考一模)如图所示是研究电与磁关系的示意图,ab为一根电阻不可忽略且能自由移动的导体棒,其中单刀双掷开关S的c、d两点为触点,则下列说法正确的是(  )
A.当单刀双掷开关S的触片P置于c点,该装置相当于电动机的工作原理
B.当单刀双掷开关S的触片P置于d点,该装置相当于电动机的工作原理
C.撤走蹄形磁铁,在Q点放置一小磁针,同时将单刀双掷开关S的触片置于c点,该装置可验证奥斯特实验
D.撤走蹄形磁铁,在Q点放置一小磁针,同时将单刀双掷开关S的触片置于d点,该装置可验证奥斯特实验
8.(2023·河南开封·统考一模)电磁学的发展推动了科技的巨大进步,下列关于电磁现象说法中正确的是( )
A.发电机原理是电磁感应现象
B.电动机是把机械能转化为电能的机器
C.奥斯特实验说明了电流周围存在磁场
D.水平面内自由转动的小磁针静止后,指向地理南极的是N极
三、填空题
9.(2023·河南洛阳·统考三模)了解物理学史,有利于我们更好地学习物理知识。物理学家牛顿总结了前人的研究成果,概括出:一切物体在没有受到力的作用时,总保持______状态;地磁场的两极和地理的两极并不重合,方向略有偏差,我国宋代学者______是最早记述这一现象的人。
10.(2023·河南焦作·统考一模)我国文化底蕴深厚,其中不乏对物理现象的记载,例如唐朝张志和在《玄贞子》中记载了“人工虹”实验:“背日喷乎水,成虹宽之状”,这是光的________现象;宋代沈括所著的《梦溪笔谈》中描写到:“以磁石磨针锋,则能指南。”说明地球周围存在________。
11.(2023·河南洛阳·统考一模)如图所示,“×”表示垂直于纸面向里的磁场的磁感线,在弹簧测力计下挂一个重为G的磁铁,下方有一螺线管,螺线管两端导线与金属导轨ab、cd相连,导体棒ef平放在导轨上,各触点接触良好。当ef向左滑动时,弹簧测力计示数变小。当ef向右滑动时,弹簧测力计示数 _____(选填选填“>”、“<”或“=”)G。判断的理由是:_____________。
12.(2023·河南南阳·统考一模)如图,玩具小船上装有一个由电池和带铁芯的细长螺线管组成的电路。小船漂浮在水面上,当闭合开关后,由于地球存在__,船头会指向__方。
13.(2023·河南许昌·统考一模)如图是许昌市某中学科技创新社团设计的电磁炮原理简化图。炮弹上固定的金属杆和金属轨道接触,并与电源构成闭合电路,通电后金属杆就会受到向右的力,于是将炮弹发射出去,如果轨道及金属杆的电阻和摩擦均不计,电磁炮在发射过程中将电能转化为 _____能,请你举出生活中与电磁炮能量转换方式相似的一种用电器:_____;在电路连接都完好的情况下,实验现象不太明显,请你提出一种改进措施 _____。
14.(2023·河南焦作·统考一模)如图所示,是探究感应电流产生条件的装置。

(1)实验时,是通过观察________来判断电路中是否产生感应电流;
(2)导体ab静止悬挂,磁体保持不动,只闭合开关,电路中________(选填“有”或“无”)电流产生;
(3)通过一系列实验操作可得:闭合电路的部分导体在磁场中做________运动,导体中会产生感应电流;
(4)完成实验后,小明认为实验现象不太明显,请你提出一条改进措施:________。
四、作图题
15.(2023·河南洛阳·统考一模)两个磁极之间有一个小磁针,小磁针静止时的指向如图所示,请在图中标出两磁极的极性及磁感线方向。
16.(2023·河南驻马店·统考一模)如图所示的电路,闭合开关,小磁针静止在图中位置,请在括号中标出电源“”或“”极和小磁针的极性。
17.(2023·河南周口·统考一模)如图,将一条形磁体放在小车上,并靠近螺线管,闭合开关后小车向右运动。请标出电源左端的极性(用“+”或“﹣”表示)和小磁针右端的磁极(用“N”或“S”表示)。
18.(2023·河南·统考模拟预测)如图所示,用笔画线代替导线将电路连接完整,并在括号中标出小磁针静止时右端的磁极名称(要求:闭合开关,移动滑片P时,螺线管磁性强弱改变)。
19.(2023·河南安阳·统考一模)如图所示,根据小磁针的指向判断并填入:(1)螺线管的磁极,(2)螺线管中电流的方向(3)电源的正、负极。
( )
20.(2023·河南安阳·统考一模)请用笔画线代替导线连接实物图,要求:当滑片向左移动时,通电螺线管的磁性增强且小磁针静止时的指向如图所示.
五、实验题
21.(2023·河南信阳·统考一模)在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中:
(1)开关闭合前,小磁针均指南北,说明地球周围存在______。
(2)关闭合后,小磁针的指向如图所示,可知:通电螺线管的左端为______极;电源的左端为______极。
(3)将连接电源正、负极的导线对调,小磁针的指向也改变了,说明通电螺线管的磁场方向与______方向有关。
22.(2023·河南安阳·统考模拟预测)为了探究磁场,小勋做了如下实验。
(1)探究磁体周围的磁场:
①在玻璃板上均匀撒上一层铁屑,再将玻璃板放在条形磁体上方,然后轻敲玻璃板,观察铁屑的分布情况。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,如图甲所示;
②再在玻璃板上放一些小磁针,小磁针静止时的情况如图乙所示,黑色一端表示磁体的N极,某点小磁针______极所指的方向就是该点的磁场方向;
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、直观地描述磁场,物理学中把这样的曲线叫作______;
(2)探究通电螺线管周围的磁场:
①把小磁针放在螺线管四周不同的位置,通电后发现小磁针的指向如图丙所,说明通电螺线管周围的磁场跟______磁体的磁场相似,图中______(选填“左”成“右”)端是螺线管的N极;
②对调电源的正负极重复上述实验,小磁针的指向与之前相反,说明通电螺线管的极性跟______有关,断开开关后,小磁针静止时极指向地理南方。
23.(2023·河南安阳·统考一模)探究影响电磁铁磁性强弱的因素:
用如图装置进行实验。通过实验 _____可知:电磁铁磁性与匝数有关;比较甲、乙两次实验,可知:匝数相同时,_____越大,电磁铁的磁性越强;通过比较电磁铁 _____判断磁性强弱,运用了 _____法。
24.(2023·河南南阳·统考一模)在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”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)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_______(填“增加”或“减少”),说明电流越___(填“大”或“小”),电磁铁磁性越强.
(2)根据图示的情境可知,__(填“甲”或“乙”)的磁性强,说明电流一定时,_______,电磁铁磁性越强.
(3)根据右手螺旋定则,可判断出乙铁钉的下端是电磁铁的____极.
(4)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是_________________________.
25.(2023·河南驻马店·统考一模)如图所示是“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。闭合开关后按下表进行操作请根据对应现象回答问题:
序号 实验操作 电流计指针偏转情况
保持导体与磁体静止 不偏转
换更大的磁体后,仍保持导体与磁体静止 不偏转
保持磁体静止,导体水平向左切割磁感线 向右偏转
保持磁体静止,导体水平向右切割磁感线 向左偏转
保持磁体静止,导体在磁场中沿竖直方向向上、向下运动 不偏转
保持磁体静止,导体在磁场中向前、向后运动 不偏转
(1)由上表可知,闭合电路的一部分导体在磁场中___________ 时,导体中就产生感应电流;
(2)要使感应电流方向发生改变,可采取的具体措施是:___________ ;(选填字母)
A.使用磁性更强的磁体
B.保持磁体静止,只改变导体水平运动的方向
C.上下调换磁极,同时改变导体水平运动的方向
(3)从能量的角度来分析,感应电流的产生过程是___________ 能转化为电能;
(4)如果将电流计换成___________ ,可以探究磁场对通电导体的作用。
26.(2023·河南驻马店·统考一模)如图所示是“探究磁生电”的实验装置。
(1)实验中通过观察________来判断电路中感应电流大小;
(2)闭合开关,导体棒AB做________运动时,电路中会产生感应电流;如果将磁体的磁极对调并使导体棒AB的运动方向相反,感应电流的方向________(选填“会”或“不会”)改变;
(3)如果将电流表换成电源,该装置可以探究________(选填“发电机”或“电动机”)的工作原理。
六、综合题
27.(2023·河南驻马店·统考一模)某款无接触式的热风干手器,手伸向出风口时可吹出温度为35℃~45℃的热风,内部电路由控制电路和工作电路两部分构成,简化电路如图所示,控制电路中R为光敏电阻。请回答以下问题:
(1)闭合S,当手伸向出风口时,R的阻值会___________ (选填“增大”“不变”或“减小”),衔铁被吸下,工作电路开始工作;
(2)若干手器的加热电阻丝的阻值为48.4Ω,在额定电压下,烘干一次手用时7s,则烘干手的过程中加热电阻产生的热量为多少;( )
(3)若这些热量有60%被水吸收,则能使多少千克的水温度升高5℃;[c水=4.2×103 J/(kg ℃)] ( )
(4)此热风干手器工作时应用了哪些物理知识?请试着举出一例。( )
28.(2023·河南开封·统考一模)为实现自动控制,小明同学利用电磁继电器(电磁铁线圈电阻不计)制作了具有加热、保温功能的恒温器。控制电路中电压U1=3V,定值电阻R0=50Ω,热敏电阻R的阻值随温度变化的图像如图乙所示;工作电路中U2=220V,R1=836Ω,R2=44Ω。
(1)当衔铁被电磁铁吸下时,衔铁与______接通(填“a”“b”),电路处于______状态;(填“加热”“保温”)
(2)恒温器内温度达到80℃时衔铁会跳起,此时通过电磁铁线圈的电流多大______?
(3)工作电路在保温状态下的电功率多大______?
(4)当恒温器处于加热状态时,加热器正常工作500s消耗的电能是多少_______?
29.(2023·河南洛阳·统考二模)科创小组为仓库的制冷系统设计的自动启动装置的简化电路图如图所示,其中R1为热敏电阻,其阻值随温度的变化如表所示,RP的最大阻值为20Ω,电磁铁的线圈电阻不计,控制电路的电源电压调为U0=6V。闭合开关S,滑动变阻器处于最大阻值,当温度达到28℃时,电磁铁把衔铁吸下,接通工作电路,制冷系统启动。
温度/oC 22 25 28 31 34 37 40
阻值/Ω 620 600 580 560 540 520 500
(1)控制电路的开关S闭合时,电磁铁上端为_________极;接线柱b与_________(选填“a”或“c”)相连,温度升高时,制冷系统启动。从安全用电的角度考虑,火线应该与_________(选填“甲”或“乙”)接线柱相连;
(2)通过计算说明制冷系统启动时控制电路中的电流是多少安_________?
(3)若想将制冷系统的启动温度升高到31℃,则控制电路的电源电压调制的最小值为多少伏_________?此时控制电路的功率为多少瓦_________?
参考答案:
1.A
【详解】我们可以用小磁针的偏转说明电流周围存在磁场,小磁针的偏转,这是易于观察的科学现象,电流周围存在磁场,这是不易观察的科学事实,这采用的方法为转换法。
A.探究动能和哪些因素有关时,用木块移动的距离来显示钢球动能的大小,木块移动的距离,是易于观察的科学现象,钢球动能的大小,是不易观察的科学事实,这采用的方法为转换法,故A符合题意;
B.“探究阻力对物体运动的影响”的实验,这是在实验的基础上,加上推理,得知牛顿第一定律,这是采用了推理法,故B不符合题意;
C.研究电流时,用水流和它作对比,进行研究,这是用到了类比法,故C不符合题意;
D.研究磁场时,用磁感线描述空间磁场的分布情况,而磁感线不是真实存在的,它可以直接、形象地表现磁场的特点,这是用到了模型法,故D不符合题意。
故选A。
2.D
【详解】A.松手后两车都运动,是因为两车受到磁力的作用,故A错误;
B.松手后,甲车在运动过程中不是匀速直线运动,因此不是平衡状态,所以受到的合力不为零,故B错误;
C.力可以改变物体的运动状态.乙对甲的作用力,受力物体是甲,因此使甲车的运动状态发生改变,故C错误;
D.甲对乙的作用力与乙对甲的作用力是一对相互作用力,所以大小相等,故D正确.
3.D
【详解】AB.水位上升时,向池中注水,触点接触,当注满水时,触点分离,说明RN电阻逐渐减小,电流变大,磁性变强,将衔铁吸引到下面,故AB错误;
CD.水位下降时,需要注水,触点接触,电磁铁磁性减弱,故RN的阻值会变大,电流变小,根据P=I2R可知,R0的电功率变小,故C错误,D正确。
故选D。
4.A
【详解】A.若底座上部和音箱上端是同名磁极,则音箱的下端与底座上部是异名磁极,会相互吸引,音箱不会悬浮在空中,故A错误,符合题意;
B.送电线圈通过一定频率的交流电,线圈的周围形成交变的磁场,原理是奥斯特发现的电流的磁效应,故B正确,不符合题意;
C.扬声器内部有一个永久磁铁和一个通电螺线管,当螺线管中通过变化的电流时,由于通电导线在磁场中受力的作用,故该螺线管会在永久磁铁的磁场的作用下受力振动,即将电流转化为声音,故是利用通电导体在磁场中受力的原理来工作的,故C正确,不符合题意;
D.受电线圈感应到电磁信号,产生感应电流给音箱充电,这是电磁感应现象,故D正确,不符合题意。
故选A。
5.B
【详解】A.电磁起重机是利用电磁铁工作的,故A不符合题意;
B.动圈式话筒是利用电磁感应原理工作的,故B符合题意;
C.扬声器是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的,故C不符合题意;
D.电铃是利用电流的磁效应原理工作的,故D不符合题意。
故选B。
6.AC
【详解】由题意可知,湿敏电阻R的阻值会随湿度的升高而增大,则当空气湿度降到过低时,湿敏电阻R的阻值会变小。
A.闭合开关S,根据电流的流法可知,这控制电路为串联电路,湿敏电阻R和电阻R0串联在电路中,由于湿敏电阻R的阻值变小,则控制电路总电阻变小,故A符合题意;
B.控制电路的电源电压不变,控制电路总电阻变小,则根据欧姆定律可知,控制电路的电流变大,流过电磁铁的电流变大,电磁铁的磁性变强,会把衔铁吸下来,那么工作电路就会断开,工作电路没有电流,指示灯不发光,故B不符合题意;
C.由上述可知,控制电路的电流变大,流过电阻R0的电流变大,电阻R0的阻值不变,根据可知,电阻R0的电压变大,电压表示数增大,故C符合题意;
D.控制电路的电源电压大小不变,控制电路的电流变大,根据电功率的公式可知,控制电路总功率增大,故D不符合题意。
故选AC。
7.AC
【详解】A B.当单刀双掷开关S的触片P置于c点,电源、开关、导体、导线组成了闭合回路,由电源,故可以成为电动机的原理图,故A正确;当单刀双掷开关S的触片P置于d点时,没有电源,故是发电机,故B错误;
C D.撤走蹄形磁铁,在Q点放置一小磁针,同时将单刀双掷开关S的触片置于c点,有电源,验证通电导线周围存在磁场,故该装置可验证奥斯特实验是正确的,故C正确;当单刀双掷开关S的触片P置于d点时,没有电源,没有电流,故不是奥斯特实验,故D错误。
故选AC。
8.AC
【详解】A.发电机是利用线圈在磁场中切割磁感线产生感应电流制成的,是电磁感应现象,故A正确;
B.电动机能够把电能转化为机械能,故B错误;
C.在导线正下方平行于导线放置小磁针,给导线通电小磁针发生偏转,奥斯特实验说明了电流周围存在磁场,故 C正确;
D.水平面内自由转动的小磁针静止后,指向地理南极的是S极,故D错误。
故选AC。
9. 静止或匀速直线运动 沈括
【详解】[1] 物理学家牛顿总结了前人的研究成果,概括出:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止或匀速直线运动状态。
[2] 地磁场的两极和地理的两极并不重合,方向略有偏差,我国宋代学者沈括是最早记述这一现象的人。
10. 色散 磁场
【详解】[1]唐朝张志和在《玄贞子》中记载了“人工虹”实验:“背日喷乎水,成虹宽之状”,这是光的色散现象。
[2]宋代沈括所著的《梦溪笔谈》中描写到:“以磁石磨针锋,则能指南”说明地球周围存在磁场,能使得指南针指向南北。
11. > 异名磁极相互吸引
【详解】[1][2]闭合电路的导体棒ef向左运动时,做切割磁感线运动产生感应电流,使螺线管通电产生磁场;由于此时弹簧测力计示数变小,根据同名磁极相互排斥可知,此时通电螺线管上端的极性与条形磁体下端极性相同;当导体棒ef向右运动时,导体棒切割磁感线的运动方向与原来相反,使得螺线管中的电流方向与原来相反,所以通电螺线管上端的极性与原来相反,因此通电螺线管与条形磁体相互吸引,所以弹簧被拉长,弹簧测力计示数>G,判断的理由是:异名磁极相互吸引。
12. 地磁场 北
【详解】[1][2]地球是个大磁场,螺线管通电后具有磁性,由右手螺旋定则可知螺线管A端为N极,B端为S极,磁场对放入其中的磁体有力的作用,因地磁场沿南北方向,地球南极处为地磁场的N极,地球北极处为地磁场的S极,而同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,故船头A指向北方。
【点睛】通过本题应掌握:(1)知道地球是个巨大的磁体,地磁南极在地理北极的附近,地磁北极在地理南极附近;
(2)右手螺旋定则内容为:右手握住螺线管,四指指向电流方向,大拇指所指向的方向为磁感线N极方向。
13. 机械 电动机 提高电源电压
【详解】[1][2]电磁炮的原理是:位于磁场中的导线在通电时会受到一个力的推动,电磁炮发射过程中将电能转化为机械能;它与生活中电动机、扬声器的原理是相同的。
[3]通电导体在磁场中受力的大小与电流的大小和磁场的强度有关,在电路连接都完好的情况下,实验现象不太明显,可以提高电源电压,增大电路中的电流,使炮弹受到的力增大。
14. 灵敏电流计的指针是否偏转 无 切割磁感线 换一个磁性更强的磁体(或加快导体切割做感线的运动速度)
【详解】(1)[1] 电路中有感应电流时,灵敏电流计的指针偏转,电路中没有感应电流时,灵敏电流计的指针不偏转,实验时可通过观察灵敏电流计的指针是否偏转来判断电路中是否产生感应电流。
(2)[2] 导体ab静止悬挂,磁体保持不动,只闭合开关,导体ab没有在磁场中做切割磁感线运动,因此电路中没有电流产生。
(3)[3] 通过一系列实验操作可得:闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中会产生感应电流。
(4)[4] 实验现象不太明显,说明感应电流太小故需要增大感应电流,可以换一个磁性更强的磁体或加快导体ab切割磁感线的运动速度。
15.
【详解】小磁针静止时N极朝右,所以磁感线方向朝右,磁感线从磁体的N极出来,回到S极,所以左端应为N极,右端为S极。如图所示:
16.
【详解】由图知,电流表的上端为正接线柱,电流从电流表的正接线柱流入,所以电源的左端为正极,右端为负极;电流从左侧电磁铁的下端流入、上端流出,根据安培定则可知,左侧电磁铁的下端为极,上端为极;电流从右侧电磁铁的上端流入、下端流出,根据安培定则可知,右侧电磁铁的上端为极,下端为极;因异名磁极相互吸引,所以小磁针静止时左端磁极为极,如图所示:
17.
【详解】根据开关闭合,发现小车向右运动,由同名磁极相互排斥可确定螺线管的右端为N极,左端是S极,小磁针的左端为N极,右端为S极;螺线管的右端为N极,左端是S极,由安培定则可知电流从左端流入,右端流出,故电源的左端是正极,如图所示
18.
【详解】通过螺线管的电流或螺线管的匝数改变时,螺线管磁性强弱会改变。由于螺线管匝数一定,可以改变电流改变螺线管的磁性强弱,故滑动变阻器一上一下串联接入电路能改变电路中电流的大小,故将滑动变阻器上面的接线柱与螺线管右端的导线相连;由于电流从螺线管的右端流入,根据安培定则可知,螺线管的左端为N极,右端为S极,根据磁极间的作用规律可知,小磁针左端为N极,右端为S极,如图
19.
【详解】由图中小磁针的N极指向,根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引,所以螺线管的左端为S极,右端为N极;用右手螺旋定则,右手握住螺线管,大拇指所指的方向为螺线管的N极,四个手指弯曲的方向为电流方向,所以电源左端为正极,右端为负极。如图所示:
20.
【详解】根据小磁针静止的位置,知道螺线管的左端为N极,再利用安培定则,用右手握住螺线管,让拇指指向螺线管的N极,四指电流的方向为向上的,左端接入电源的负极,右端接入电源的正极,滑片向左移动时,电阻减小,电流增大,磁性增强,说明滑动变阻器接左下的接线柱,如图
21. 磁场 N 负 电流
【详解】(1)[1]开关闭合前,可以观察到小磁针均指南北,说明地球周围存在磁场。
(2)[2] [3]开关闭合后,小磁针的指向如图所示,最左侧的小磁针的左端为N极、右端为S极,根据异名磁极相互吸引可知,螺线管的左端为N极、右端有S极。根据安培定则可知,电流从螺线管的右端流入,所以电源的左端为负极,右端为正极。
(3)[4] 将连接电源正、负极的导线对调,小磁针的指向也改变了,说明磁场的方向也发生了改变,所以说明通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。
22. 磁化 北 磁感线 条形 右 电流方向
【详解】(1)[1]原来没有磁性的铁屑放在磁场中,获得磁性,这个过程叫磁化。
[2]物理学规定:磁场中某一点小磁针静止时N极所指的方向是该点的磁场方向。
[3]为形象的描述磁场的分布,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,这样的曲线叫磁感线。
(2)[4]对比图丙和图乙,发现通电螺线管周围小磁针的排列指向与条形磁体周围小磁针的排列相似,说明通电螺线管周围的磁场跟条形磁体的磁场相似。
[5]小磁针的南极指向通电螺线管的右端,根据异名磁极相吸的规律可知通电螺线管的右端是N极。
[6] 对调电源的正负极,螺线管中的电流方向发生了变化,同时小磁针的指向与之前相反,说明磁极也发生了变化,说明通电螺线管的极性跟电流方向有关。
23. 丙 电流 吸引大头针的多少 转换
【详解】[1][2][3][4]要研究电磁铁磁性与线圈匝数关系,应控制电流相同,改变线圈的匝数;丙实验中将两线圈串联,保证电流相同,线圈匝数不同,所以应选择实验丙;比较甲、乙两次实验,可知线圈匝数相同,调节滑动变阻器,改变了电流大小,且电流越大,电磁铁吸引大头针数目越多,表示电磁铁的磁性越强,所以得出的结论是:线圈匝数相同时,线圈中的电流越大,电磁铁磁性越强;通过电磁铁吸大头针的多少判断磁性强弱,运用了转换法。
24. 增加 大 甲 线圈匝数越多 N 大头针被磁化,下端为同名磁极相互排斥
【详解】(1)[1][2]当滑动变阻器滑片向左移动时,电阻变小,电路中电流变大,电磁铁磁性增强,所以电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加,说明电流越大,电磁铁磁性越强.
(2)[3][4]根据图示的情境可知,甲的磁性强,说明电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强.
(3)[5]根据右手螺旋定则,电磁铁乙线圈中的电流向左,用右手握住螺线管,让弯曲的四指指向电流的方向,则大拇指指向电磁铁的N极,可判断出乙铁钉的下端是电磁铁的N极.
(4)[6]电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是大头针被磁化,下端为同名磁极相互排斥.
25. 做切割磁感线运动 B 机械 电源
【详解】(1)[1]由表中实验现象可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生电流,这是电磁感应现象。
(2)[2]感应电流的方向与导体运动的方向和磁场方向有关。要使感应电流方向发生改变,可采取措施是保持磁体静止,只改变导体水平运动的方向,或保持导体水平运动的方向不变,只调换磁极。
故选B。
(3)[3]电磁感应现象中消耗机械能,得到电能,所以是机械能转化为电能。
(4)[4]研究磁场对通电导体的作用,电路中一定有电源,所以将电流表换成电源,导体AB成为通电导体,可以探究磁场对通电导体的作用。
26. 电流表指针偏转角度大小 切割磁感线 不会 电动机
【详解】(1)[1]根据转换法,实验中,通过观察电流表指针偏转角度大小来反映感应电流的大小。
(2)[2]闭合开关,电路闭合,AB是闭合回路中的一部分导体,做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流。
[3]感应电流的方向跟导体切割磁感线的方向和磁场方向有关,如果将磁体的磁极对调并使导体棒AB的运动方向相反,感应电流的方向不会改变。
(3)[4]当电流表换成电源时,闭合开关后,导体AB中有电流通过,在磁场中会受到力的作用,可以探究电动机的工作原理。
27. 减小 7000J 0.2kg 电流的磁效应
【详解】(1)[1]手伸向出风口,衔铁被吸下,工作电路开始工作,说明电路中的电流增大导致电磁铁的磁性增强,电源电压一定,由可知,控制电路的总电阻减小,则电阻R的阻值减小。
(2)[2]在额定电压下工作,烘干手的过程中加热电阻产生的热量为
(3)[3]这些热量有60%被水吸收,则由可知,水吸收的热量为
由得,水的质量为
(4)[4]热风干手器中的电磁铁是利用电流的磁效应工作的;为了加快水的蒸发,可以提升液体温度,增加液体上方空气流通速度。
28. b 加热 0.02A 55W 5.5×105J
【详解】(1)[1][2]由电路图可知,当电磁铁把衔铁吸下,使衔铁与b触点接通,R2接入工作电路,处于加热状态。
(2)[3]由图可知当温度为80℃时,热敏电阻的阻值为100Ω,所以控制电路的总电阻为
R控=R+R0=100Ω+50Ω=150Ω
衔铁刚弹起时,通过电磁铁线圈的电流为
(3)[4]根据可知,保温功率为
(4)[5]恒温器加热状态下的电功率为
500s内消耗的电能为
W=Pt=1100W×500s=5.5×105J
29. N c 甲 0.01A 5.8V 0.058W
【详解】(1)[1]由图可知,电流从电磁铁的上端流入,下端流出,根据安培定则,可知电磁铁的上端为N极。
[2][3]电磁铁中有了磁性,将衔铁吸下,接线柱b与c相连,温度升高时,制冷系统启动。从安全用电的角度考虑,开关应该与火线连接,火线应该与甲接线柱相连。
(2)[4]当温度达到28℃时,热敏电阻的阻值为R1=580Ω,此时热敏电阻和滑动变阻器串联,电路中的总电阻为
R=R1+RP=580Ω+20Ω=600Ω
根据欧姆定律,电路中的电流为
(3)[5][6]若想将制冷系统的启动温度升高到31℃,此时热敏电阻的电阻为R1'=560Ω;启动电流不变,此时控制电路的电源电压应该为
U0'=IR'=0.01A×(20Ω+560Ω)=5.8V
此时控制电路的功率为
P=U0'I=5.8V×0.01A=0.058W

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