素养全练19 电与磁
(时间:45分钟 满分:100分)
基础巩固
一、选择题(每小题6分,共36分)
1.关于磁现象,下列说法正确的是( )
A.铜、铁、铝都是磁性材料
B.地磁场的S极在地理的北极附近
C.磁场是由磁感线组成的
D.导体在磁场中运动就会产生磁感应电流
答案:B
解析:常见的磁性材料包括铁、钴、镍等,铜、铝是非磁性材料,故A错误;地磁的两极与地理的两极相反,地磁场的S极在地理的北极附近,故B正确;磁场是一种看不见、摸不着的真实存在的特殊物质,而磁感线是人们为了研究方便而假想出来的,故C错误;闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线时,电路中才会产生感应电流,故D错误。
2.下图中磁体两极间磁感线的画法正确的是( )
答案:A
3.物理学家在科学发展的历程中,做出了杰出的贡献。下列叙述符合历史事实的是( )
A.牛顿最早发现了“磁偏角”
B.法拉第首先发现了电流的磁效应
C.阿基米德最早总结了杠杆平衡条件
D.奥斯特首先发现了电磁感应现象
答案:C
解析:最早发现磁偏角的是沈括,A错误;首先发现电流的磁效应的是奥斯特,B错误;最早总结杠杆平衡条件的是阿基米德,C正确;首先发现电磁感应现象的是法拉第,D错误。
4.如图所示,在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中,保持磁体不动,下列现象描述正确的是( )
6
A.导线ab竖直向上运动时,电流表指针会偏转
B.导线ab竖直向下运动时,电流表指针会偏转
C.导线ab从图中所示位置斜向上运动时,电流表指针不会偏转
D.导线ab分别沿水平向右和水平向左运动时,电流表指针偏转的方向相反
答案:D
解析:导线ab竖直向上或向下运动,即平行于磁感线运动,不能产生感应电流,电流表指针不会偏转,故A、B错误;导线ab从图中所示位置斜向上运动,此时导线ab做切割磁感线运动,所以在电路中会产生感应电流,电流表指针会偏转,故C错误;导线ab分别沿水平向右和水平向左运动时,即在磁场方向不变的情况下,改变导体的运动方向,感应电流的方向会改变,则电流表指针偏转的方向相反,故D正确。
5.对下列四幅图的表述正确的是( )
答案:A
解析:A图由安培定则可知,螺线管的右端为N极,左端为S极,磁感线是从N极出来回到S极的,故小磁针的右端为N极;B图闭合开关,滑动变阻器滑片P向右侧滑动时,滑动变阻器电阻减小,电流变大,电磁铁磁性变强,由于不知电流的方向,无法判定螺线管的极性,故无法判定测力计的示数变化;C图中有电源,若闭合开关,磁场中的金属棒会受力运动,即说明通电导线在磁场中受力的作用,所以是电动机的原理图;D图中没有电源,闭合开关后,当金属棒ab做切割磁感线运动时,电路中就会产生感应电流,所以是发电机的原理图。
6.如图所示的几种器件,依据电磁感应原理工作的是( )
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答案:A
解析:风力发电机的工作前提是风能带动其内部线圈在磁场中运动,结果是产生电流,其工作原理是利用电磁感应,故A正确;电风扇内部有电动机,即是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理工作的,故不是电磁感应现象,故B错误;电铃内部重要的构造是有一个电磁铁,其工作原理是电流的磁效应,故C错误;门吸是利用磁体间的作用规律工作的,所以与电磁感应无关,故D错误。
二、非选择题(共24分)
7.(9分)电磁波在空气中的速度约为 m/s;当导线中通过电流时,放在旁边的小磁针发生偏转,说明电流周围存在 ;丹麦物理学家 (选填“法拉第”“奥斯特”或“欧姆”)是第一个发现电与磁之间有联系的人。
答案:3×108 磁场 奥斯特
8.(6分)如图甲所示,一个条形磁铁摔成两段,取右边的一段靠近小磁针,小磁针静止时的指向如图乙所示,则右边这处裂纹的磁极是 极。如果把这段磁铁沿裂纹吻合放在一起(如图甲),这两段会相互 (选填“吸引”或“排斥”)。
答案:N 吸引
9.(9分)(预测题)如图所示的实验装置,在两根水平且平行的金属轨道上放一根轻质导体ab。
(1)接通电源,这时会看到导体ab向左运动,这表明 ;
(2)若只对调磁体的磁极或只改变导体ab中的电流方向,观察到导体ab均向右运动,这表明 ;
(3)如果把磁体的两极对调,同时改变通过导体ab中的电流方向,会看到导体ab的运动方向跟原来的运动方向 (选填“相同”或“相反”)。
〚导学号77164139〛
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答案:(1)通电导体在磁场中会受力的作用 (2)通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向和磁感线方向均有关 (3)相同
解析:(1)接通电源,这时会看到导体ab向左运动,即说明导体ab受到向左的力的作用,即说明通电导体在磁场中会受力的作用;(2)只对调磁体的磁极或只改变导体ab中的电流方向,观察到导体ab均向右运动,即说明导体ab所受力的方向发生了改变,即说明:通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向和磁感线方向均有关;(3)如果把磁体的两极对调,同时改变通过导体ab中的电流方向,即等于改变了两个因素,所以会看到导体ab的运动方向跟原来的运动方向相同。
能力提升
一、选择题(每小题6分,共24分)
1.(易错题)
如图是奥斯特实验的示意图,有关分析正确的是( )
A.通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定
B.发生偏转的小磁针对通电导线有力的作用
C.移去小磁针后的通电导线周围不存在磁场
D.通电导线周围的磁场方向与电流方向无关
答案:B
解析:通电导线周围磁场方向由电流的方向决定的,故A、D错误;当将通电导线放在小磁针上方时,小磁针会发生偏转,说明了小磁针受到了力的作用,改变了运动状态;因为力的作用是相互的,所以该小磁针对通电导线也有力的作用,故B正确;该磁场与小磁针的有无无关,故移走小磁针后,通电导线周围仍存在磁场,故C错误。
2.如图所示,甲、乙、丙、丁是四幅实验图,下列说法正确的是( )
A.甲实验说明同名磁极相互吸引,异名磁极相互排斥
B.乙实验说明闭合电路的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
C.丙实验说明利用磁场可以产生电流
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D.丁实验说明机械能可以转化为电能
答案:B
3.如图为实验室常用电流表内部构造图。多匝金属线圈悬置在磁体的两极间,线圈与一根指针相连。当线圈中有电流通过时,它受力转动带动指针偏转,便可显出电流的大小。图中与这一过程工作原理相同的是( )
答案:C
解析:通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理:通电线圈在磁场中受力而转动,并且电流越大,线圈受到的力越大,其转动的幅度越大。因此可以利用电流表指针的转动幅度来体现电路中电流的大小。
4.在科学研究的道路上经常会出现令人惋惜的遗憾。例如1825年日内瓦年轻物理学家科拉顿一个人在研究电磁现象时,其类似的实验装置如图甲所示,示意图如图乙。为避免磁铁的磁场对小磁针的作用,把实验装置放在两个房间,在右边房间里把磁铁反复插入线圈,然后科拉顿跑到左边房间里观察,结果没有看到小磁针偏转。下列说法正确的是( )
A.该实验过程中没有发生电磁感应现象
B.通电导线周围产生磁场的现象叫电磁感应现象
C.科拉顿没看到小磁针偏转,是因为线圈中没有产生电流,所以看不到小磁针偏转
6
D.科拉顿没看到小磁针偏转,是因为当他切割完磁感线再跑到另一个房间时,线圈中产生的电流已经消失,所以小磁针也停止偏转
答案:D
解析:通电导线周围产生磁场的现象叫电流的磁效应,B错误;将磁铁放进线圈的过程中,由于线圈切割磁感线而产生了电磁感应现象从而可以在电路中产生电流,A错误;因电流周围存在磁场,故小磁针会发生转动,但当他切割完磁感线再跑到另一个房间时,线圈中产生的电流已经消失,所以小磁针也停止偏转,C错误,D正确。
二、非选择题(共16分)
5.(6分)(预测题)电动机的工作原理是 ,只改变线圈中的电流方向,电动机的转动方向 (选填“会”或“不会”)发生改变。电风扇、洗衣机、抽油烟机等家用电器都装有电动机,这些用电器是 联接入家庭电路的。
答案:通电导体在磁场中受到力的作用 会 并
解析:电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用;导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关,只改变线圈中的电流方向,电动机的转动方向会发生改变;电风扇、洗衣机、抽油烟机等家用电器工作时互不影响,它们是并联接入家庭电路的。
6.(4分)如图所示,闭合开关S,通电螺线管右侧的小磁针静止时,小磁针的N极指向左,则电源的右端为 极。若要使通电螺线管的磁性增强,滑动变阻器的滑片P应向 (选填“a”或“b”)端移动。
答案:正 b
7.(6分)如图所示,开关闭合后,位于螺线管附近的小磁针N极指向下,请在螺线管上画出导线的绕向。
答案:
解析:小磁针的磁极下端为N极,上端为S极,利用异名磁极相互吸引,可以判断螺线管的上端是N极,下端是S极;再利用安培定则,可以判断出电流从螺线管的上端流入,画出导线的绕向。
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