第1章综合训练卷
[范围:第1章 电与磁 时间:40分钟 分值:100分]
一、选择题(每小题3分,共45分)
1.根据图Z-1-1中磁感线的方向和小磁针的指向分析判断,其中不正确的是 ( )
图Z-1-1
2.如图Z-1-2所示的装置中,当开关S闭合后,下列判断正确的是 ( ) A.通电螺线管外A点的磁场方向向左 B.通电螺线管的左端为N极
C.向左移动滑片P,通电螺线管的磁性减弱
D.小磁针静止后,其N极的指向水平向右 图Z-1-2
3.如图Z-1-3所示是探究“通电直导线周围是否存在磁场”实验装置的一部分,置于水平桌面的小磁针上方有一根与之平行的直导线。关于这个实验,下列说法正确的是 ( ) A.首次通过本实验揭开电与磁关系的科学家是法拉第 B.当直导线通电时,小磁针会离开支架悬浮起来 C.小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场
D.改变直导线中电流的方向,小磁针N极的指向不变 图Z-1-3
4.[2020·苍南县模拟] 某同学进行了电动机的相关实验,如图Z-1-4所示。闭合开关,下列措施不能增大电动机线圈转速的是 ( )
图Z-1-4
A.向右移动滑动变阻器的滑片P B.换用磁性更强的磁体 C.增加电池的节数 D.将磁体的N、S极对调
5.[2020·台州] 辨别家庭电路中的火线与零线,应该选用图Z-1-5中的 ( )
图Z-1-5
6.某科学兴趣小组模拟奥斯特实验来研究电和磁的关系。他们在小磁针的上方拉一根水平方向放置的直导线,电源选用两节1.5 V的新干电池。当直导线通电时,该组同学未观察到小磁针偏转的现象。造成上述现象的原因可能是 ( ) A.导线未沿南北方向放置 C.电源电压偏低
B.导线未放置在小磁针的一侧 D.选用的直导线太粗
7.[2020·湖州] 小明家里的一盏电灯不能发光了,换上新的电灯,还是不能发光。于是小明拿来测电笔,闭合开关后,分别在图Z-1-6中a、b、c、d四个位置进行测量,测电笔均能发光。则电路故障是
( )
A.a点与火线之间断路
B.a点与b点之间断路 C.c点与d点之间断路
D.d点与零线之间断路 图Z-1-6
8.[2020·杭州] 有外形相同的两根钢条M、N,按图Z-1-7甲、乙两种方式接触时,它们之间都有较大吸引力。则下列推断正确的是 A.M无磁性、N无磁性 B.M无磁性、N有磁性 C.M有磁性、N无磁性
( )
D.M有磁性、N有磁性 图Z-1-7
9.如图Z-1-8所示是用热敏电阻(温度变化时阻值会发生变化的电阻)和电磁继电器组成的火警器的示意图。热敏电阻R受热后,其阻值会减小,将发生的变化是
( )
图Z-1-8
A.电磁继电器控制电路中的电流减小 B.电磁继电器控制电路中的电流不变
C.当电阻减小到某特定值时,电磁铁的磁性增强到足以吸下衔铁,L2发光 D.当电阻减小到某特定值时,电磁铁的磁性减弱使得衔铁能复位,L1发光 10.如图Z-1-9所示四个实验所揭示的原理中与电动机的工作原理一样的是
( )
图Z-1-9
11.线圈abcd转动过程中经过如图Z-1-10甲、乙所示位置时,导线ab所受磁场力的方向( )
图Z-1-10
A.相反,由于磁场方向改变了
B.相反,由于流过ab的电流方向改变了
C.相同,由于磁场方向、流过ab的电流方向都改变了 D.相同,由于磁场方向、流过ab的电流方向都没改变
12.一矩形线圈放在蹄形磁体的两极之间,刚通电时在磁场作用下扭转方向如图Z-1-11甲所示。现将该线圈放在图乙所示的蹄形螺线管间,a、b为螺线管与电源的接口。某同学进行了如下四次操作:
图Z-1-11
①a接正极、b接负极,线圈中通与图甲电流方向相同的电流; ②b接正极、a接负极,线圈中通与图甲电流方向相同的电流;
③a接正极、b接负极,线圈中通与图甲电流方向相反的电流; ④b接正极、a接负极,线圈中通与图甲电流方向相反的电流。 线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同的是 A.①和③
B.②和④
C.①和④
( )
D.②和③
13.电吉他的发音是通过电磁拾音装置连接扬声器而实现的。拾音装置的基本结构如图Z-1-12所示,拨动金属弦相当于线圈在切割磁感线产生感应电流,则有 ( )
图Z-1-12
A.磁体产生磁场使吉他金属弦磁化,a、b两侧均为S极 B.拨动金属弦就一定切割了磁感线
C.拨动金属弦的方向不同,线圈中产生的感应电流方向不变 D.增加线圈匝数可以让用相同的力拨动金属弦产生的感应电流增大
14.图Z-1-13是拍摄机动车闯红灯的工作原理示意图。光控开关接收到红灯发出的光会自动闭合,压力开关受到机动车的压力会闭合,摄像系统在电路接通时可自动拍摄违规车辆。下列有关说法正确的是
( )
图Z-1-13
A.只要光控开关接收到红光,摄像系统就会自动拍摄
B.机动车只要驶过埋有压力开关的路口,摄像系统就会自动拍摄 C.只有光控开关和压力开关都闭合时,摄像系统才会自动拍摄 D.若将光控开关和压力开关并联,也能起到相同的作用
15.下列关于家庭用电的一些做法中,符合安全用电原则的是 ( ) A.电器失火先切断电源 B.用湿手去插、拔插头 C.在高压线附近放风筝
D.在同一只接线板中同时使用多个大功率用电器 二、填空题(每空2分,共24分)
16.[2020·抚顺模拟] 小明同学设计了如图Z-1-14甲所示的装置来探究通电螺线管周围的磁场。
图Z-1-14
(1)组装好器材,闭合开关,发现竖直悬挂的小铁球向右运动,是因为小铁球受到 的作用,该现象说明通电螺线管周围存在 ;若将小铁球换成大小相同的铝球,铝球将
(填“向右运动”“向左运动”或“静止”)。
(2)去掉小铁球,将小磁针放在螺线管周围不同位置,放小磁针的目的是确定通电螺线管周围磁场的 。
(3)闭合开关后,小磁针静止时的情景如图乙所示,由此可知通电螺线管周围的磁场和_______
磁体的磁场相似,小磁针涂灰的一端应是 极。
17.[2020·宁波] 科学进步是推动人类文明发展的重要动力,科学技术也在影响我们的生活。
图Z-1-15
(1)电能的广泛应用具有划时代的意义,但要注意用电安全。如果我们发现有人发生触电事故,应先 ,再报警和施救。
(2)电磁继电器能实现用低电压控制高电压、弱电流控制强电流。如图Z-1-15所示的电路,a、b处接电动机或指示灯。当低压控制电路断开时,指示灯亮;当低压控制电路闭合时,电动机工作。则a处接的是 。
18.[2020·温州] 北宋著名学者沈括所著的《梦溪笔谈》是一部中国古代科技类百科全书,记载了我国古代的许多科技发现与发明。在北宋之前就有人将磁石(磁体)磨成针悬挂或支撑起来,
磁针就能指南。“磁针指南”是因为地球存在 。 19.如图Z-1-16所示是一款能发电的魔方充电器,转动魔方时,它根据 (填“电流的磁效应”“电磁感应”或“通电导体在磁场中受力”)的原理发电,这个过程将 能转化为电能,产生的电能
储存于魔方内;魔方还能通过USB给移动设备充电,给移动设备充电时魔方相当于电路中的 (填“电源”或“用电器”)。 图Z-1-16 三、实验探究题(共18分)
20.(6分)在“探究感应电流产生的条件”实验中:
(1)如图Z-1-17所示,a、b两接线柱间应接入 。 (2)下列各种操作中,能使闭合回路中产生电流的是 (填字母)。
A.让导体在磁场中静止
B.保持导体静止,使蹄形磁体水平向左运动 图Z-1-17 C.让导体在磁场中做竖直向上或竖直向下的运动
(3)从能量转化的角度分析,感应电流的产生过程是将 能转化为电能的过程。 (4)在仪器和电路连接都完好的情况下,某小组的实验现象不太明显。请提出一条改进措施: 。 21.(6分)[2020·台州] 磁控防盗装置内装有干簧管(如图Z-1-18甲所示),干簧管由两个软铁片和玻璃管组成,软铁片的触点在弹力的作用下处于断开状态。当磁体靠近干簧管时,软铁片触点状态会发生变化。把条形磁体分别放置在图乙中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个位置时,触点的开合状态和软铁片的极性情况如下表。
图Z-1-18
竖直放置并靠近
磁体位置
Ⅰ
触点状态 软铁片的
闭合
Ⅱ 断开
Ⅲ 闭合
水平放置并靠近
Ⅳ ?
极性情况
(1)铁片被磁化后,铁片与条形磁体相邻两端的磁极极性关系是 。 (2)当条形磁体水平放置并靠近干簧管时(图乙Ⅳ位置),干簧管触点状态为 。
(3)如图丙所示,门上磁控防盗装置内有一个竖直放置的干簧管,其内部简化电路如图丁所示,磁控防盗装置的工作原理是:夜间关上门,闭合开关S,启动防盗报警器,此时报警电铃不响;当盗贼打开门时,干簧管远离磁体,电铃响起。图丁虚线框中四种磁体摆放方式能满足工作要求的有 (选填图中的字母)。
22.(6分)某科学兴趣小组按如图Z-1-19所示电路探究“影响通电螺线管磁性强弱的因素”,记录数据如表。
图Z-1-19
实验次数 电流/A
吸引大头 针数目(枚)
无铁芯(50匝线圈) 有铁芯(50匝线圈)
1 0.8 0 3
2 1.2 0 5
3 1.5 0 8
(1)通过本实验可探究影响通电螺线管磁性强弱的因素有_____________________________ 。
(2)实验中发现无铁芯的通电螺线管没有吸引起大头针,那么通电螺线管到底有没有磁性呢?小组同学通过其他方法验证了这几次都是有磁性的。他们采用的方法可能是: 。(列举1种)
(3)小组同学提出一个新问题:通电螺线管的磁性强弱与线圈内的铁芯大小是否有关?于是进行了如下实验:①按电路图接好电路,移动滑动变阻器的滑片至某一位置,插入大铁芯,记录被吸引的大头针数目;②取下大铁芯,再更换为小铁芯,改变滑动变阻器的滑片位置,记录被吸引的大头针数目;③两者进行比较。该实验存在明显不足,请指出不足之处:_________________ 。
四、作图题(共5分) 23.(3分)根据要求画图:
(1)如图Z-1-20甲所示,标出通电螺线管中的电流方向和它的N、S极。 (2)在图乙中标出右边磁体的磁极和磁感线的方向。
图Z-1-20 图Z-1-21
24.(2分)如图Z-1-21所示,请用笔画线代替导线,将图中元件接入家庭电路中,要求:①开关控制电灯;②三孔插座单独接入。 五、解答题(共8分)
25.小强知道在十字路口都装有红绿灯,提醒驾驶员不要违规行驶,否则会被自动记录器记下违规事件,于是爱动脑筋的小强设计了一种闯红灯违规证据模拟记录器,如图Z-1-22甲所示,拍摄照片记录机动车辆闯红灯时的情景。他设计的原理如下:当光控开关接收到某种颜色的光时,开关自动闭合,且当压敏电阻受到车的压力,它的阻值变化(变化规律如图乙所示)引起电流变化到一定值时,电磁继电器的衔铁就被吸下;光控开关未受到该种光照射时自动断开,衔铁不会被吸引,工作电路中的指示灯发光。已知控制电路电压为6 V,电磁继电器线圈电阻R0=10 Ω,当控制电路中电流大于0.06 A时,衔铁被吸引。
图Z-1-22
(1)请用笔画线代替导线将电路原理图连接完整。
(2)要记录违规闯红灯的情景,光控开关应在接收到 (填“红”“绿”或“黄”)光时,自动闭合。
(3)当车的质量大于多少千克时,闯红灯违规时就会被自动记下违规记录?(g取10 N/kg)
典题讲评与答案详析
1.C
2.B [解析] 根据安培定则可判断,通电螺线管的左端为N极,右端为S极,则A点的磁场方向向右。向左移动滑片P,滑动变阻器连入电路的阻值变小,电路中电流增大,通电螺线管磁性增强。小磁针静止后,由磁极间相互作用规律可知,其N极指向水平向左。
3.C [解析] 首次通过本实验揭开电与磁关系的科学家是奥斯特。当直导线通电时,导线的周围存在磁场,小磁针会发生偏转,不会悬浮起来。小磁针偏转,能说明通电导线周围存在磁场,故小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场。电流的磁场方向与电流方向有关,改变直导线中电流的方向,小磁针N极的指向会改变。
4.D [解析] 向右移动滑动变阻器的滑片P,可以增大线圈受力,可以提高线圈转速。换用磁性更强的磁体,可以提高线圈转速。增加电池的节数,可以增大电压,从而使电流增大,可以提高线圈转速。将磁体的N、S极对调,可以改变线圈转动的方向,不能改变其转速。 5.B 6.A 7.D
8.D [解析] 由题意可知,按图甲、图乙两种方式接触时,它们之间都有较大吸引力;因磁体的两端磁性最强,中间最弱,几乎没有磁性,所以,在图甲中,钢条M的中间位置可认为没有磁性,N却能吸引M,说明钢条N具有磁性;同理,由图乙可知,钢条M也具有磁性。
9.C [解析] 热敏电阻R受热后,其阻值会减小,电磁继电器线圈中的电流增大;当电阻减小到某特定值时,电磁铁的磁性增强到足以吸下衔铁,灯L2所在的工作电路接通,灯L2发光。 10.C [解析] 电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动,与图C实验揭示的原理相同。 11.B [解析] 由于电流从电源的正极出发,故此时图甲中流过ab的电流方向是由b到a;在图乙中,由于磁场的方向没有改变,流过ab的电流方向变为由a到b,故导线ab受力的方向改变。 12.D [解析] ①a接正极、b接负极,根据安培定则可知蹄形通电螺线管左端为S极,右端为N极,磁场方向与图甲相反,线圈中通与图甲电流方向相同的电流,那么线圈受力方向与图甲中相反,扭转方向与图甲中相反。②b接正极、a接负极,根据安培定则可知蹄形通电螺线管左端为N极,右端为S极,磁场方向与图甲相同,线圈中通与图甲电流方向相同的电流,那么线圈受
力方向与图甲所示的方向相同,扭转方向与图甲中相同。③a接正极、b接负极,根据安培定则可知蹄形通电螺线管左端为S极,右端为N极,磁场方向与图甲相反,线圈中通与图甲电流方向相反的电流,那么线圈的受力方向与图甲中相同,扭转方向与图甲中相同。④b接正极、a接负极,根据安培定则可知蹄形通电螺线管左端为N极,右端为S极,磁场方向与图甲相同,线圈中通与图甲电流方向相反的电流,那么线圈受力方向与图甲所示的方向相反,扭转方向与图甲中相反。
13.D [解析] 磁体产生磁场使吉他金属弦磁化,被磁化的金属弦有两个磁极,a侧为S极,b侧为N极。拨动金属弦,弦在上下运动时,不会切割磁感线。拨动金属弦的方向不同,线圈中产生的感应电流方向也会不同。感应电流的大小与导体的运动速度、线圈匝数和磁场强度有关,增加线圈匝数可以让用相同的力拨动金属弦产生的感应电流增大。
14.C [解析] 光控开关和压力开关都闭合后,电磁铁中有电流通过,电磁铁产生磁性,电磁铁会将衔铁吸下,使摄像系统所在的电路接通,摄像系统会对违规车辆进行拍照。
15.A [解析] 电器失火先切断电源,可以防止触电造成二次伤害。用湿手去插、拔插头,有触电的危险。在高压线附近放风筝,如果风筝线落在高压线上,那么可能造成高压触电。在同一只接线板中同时使用多个大功率用电器,那么通过接线板的电流太大,产生过多热量,可能会烧毁接线板。
16.(1)磁力 磁场 静止 (2)方向 (3)条形 N
[解析] (1)通电螺线管周围存在磁场,对小铁球存在磁力作用,铝球不是磁性物质,故铝球将静止。
(2)因为小磁针放在螺线管周围不同位置,小磁针静止时N极指向和该点磁场方向相同,所以实验中使用小磁针是为了判断通电螺线管的磁场方向。
(3)由图可看出,通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似,由右手螺旋定则可以判断,通电螺线管的右端为N极;异名磁极相互吸引,故最右边的小磁针的左端为S极,右端为N极,故小磁针涂灰的一端为N极。
17.(1)切断电源 (2)指示灯
[解析] (1)电能的广泛应用具有划时代的意义,但要注意用电安全。如果我们发现有人发生触电事故,应先切断电源,再报警和施救。
(2)当低压控制电路断开时,电磁铁磁性消失,衔铁被弹簧拉起来,接通a所在的电路,因为此时指示灯亮,所以指示灯应该接在a处。 18.地磁场
19.电磁感应 机械 电源 20.(1)灵敏电流表 (2)B (3)机械
(4)将导体换成多匝线圈或更换磁性更强的磁体(合理即可) 21.(1)互为异名磁极 (2)闭合 (3)ACD 22.(1)电流大小、有无铁芯
(2)把小磁针放到螺线管的下端,断电时,小磁针一端指南一端指北,闭合开关,如果小磁针发生偏转,说明通电螺线管有磁性
(3)改变滑动变阻器的滑片位置,没有控制电流不变
[解析] (2)无铁芯插入时,磁性比较弱,不能吸引大头针,可以把小磁针放到螺线管的下端,断电时,小磁针一端指南一端指北,闭合开关,如果小磁针发生偏转,说明通电螺线管有磁性。 (3)为探究通电螺线管的磁性强弱是否还与线圈内的铁芯大小有关,应保持电流不变,即将滑动变阻器的滑片移动到一个固定的位置不动,且保证线圈的匝数不变,在螺线管中插入大小不同的铁芯,比较吸引大头针的最多数目,记录下来进行比较,而该实验存在的明显不足是改变滑动变阻器的滑片位置,改变了电流的大小,没有控制变量。 23.如图所示
24.如图所示
25.(1)如图所示
(2)红
(3)由I=𝑅可得,当控制电路中电流为0.06 A 时,电路总电阻:R总=𝐼=0.06 A=100 Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,压敏电阻的阻值为R=R总-R0=100 Ω-10 Ω=90 Ω,由图乙可知,当R=90 Ω时,压敏电阻所受的压力F=4000 N,由G=mg可得,车的质量:m===𝐺𝐹4000 N𝑔𝑔10 N/kg
𝑈
𝑈
6 V
=400 kg。