【精品解析】专题二 电流的磁效应与电动机--【高效复习】2023-2024学年八年级科学期中复习(浙教版)

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【精品解析】专题二 电流的磁效应与电动机--【高效复习】2023-2024学年八年级科学期中复习(浙教版)

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专题二 电流的磁效应与电动机--【高效复习】2023-2024学年八年级科学期中复习(浙教版)
一、选择题
1.(2020八下·镇海期末)为了探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关,某同学使用两个相同的大铁钉和相同的导线绕制成电磁铁进行实验,如图所示。则下列说法中错误的是(  )
A.若滑动变阻器的滑片向左移动,则能使电磁铁的磁性增强
B.实验中电磁铁的磁性强弱是用吸引大头针的数目多少来显示的
C.若要探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系,只要用一次实验就有明显的实验现象
D.若要探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系,只要用一次实验就有明显的实验现象
2.(2024八下·余杭月考)在探究通电螺线管周围的磁场分布的实验中,在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管,在板面上均匀撒满铁屑,通电后轻敲玻璃板,铁屑的排列如图所示。下列说法正确的是(  )
A.撒铁屑的目的是为了确定产生的磁场方向
B.改变电流方向,细铁屑的分布也会发生改变
C.用木屑代替铁屑进行实验也会有规律地排列
D.P和Q两处若都放上小磁针,静止后它们的指向相同
3.如图所示,环中电流方向是上半圆顺时针,下半圆逆时针,且I1=I2,则环中心O点磁场(  )
A.最大,方向是垂直纸面向外 B.最大,方向是垂直纸面向里
C.为零 D.无法确定
4.如图所示,甲、乙两线圈宽松地套在光滑的玻璃棒上,可以自由移动,当开关S闭合时,两个线圈将会(  )
A.向左右分开一些 B.向中间靠近一些
C.甲不动,乙向甲靠近 D.乙不动,甲向乙靠近
5.如图所示,同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r,导体棒PQ与三条导线接触良好;匀强磁场的方向垂直纸面向里,导体棒的电阻可忽略不计。当导体棒向左滑动时,下列说法中正确的是(  )
A.流过R的电流方向由d到c,流过r的电流方向由b到a
B.流过R的电流方向由c到d,流过r的电流方向由b到a
C.流过R的电流方向由d到c,流过r的电流方向由a到b
D.流过R的电流方向由c到d,流过r的电流方向由a到b
6.(2024八下·余杭月考)如图所示为直流电动机在两个不同时刻的工作原理图,下列分析正确的是(  )
A.这两个时刻线圈中的电流方向相同
B.这两个时刻ab边中的电流方向相同
C.这两个时刻ab边受到的磁力方向不同
D.在同一个时刻ab边受到的磁力方向与cd边受到的磁力方向相同
7.小张学习了“电与磁”的知识后,设计了如图所示的装置:用导线将磁场中的金属杆ab、cd和光滑金属导轨连接成闭合回路。下列说法正确的是(  )
A.当左右移动cd时,ab不会运动
B.当左右移动ab时,cd会运动
C.当上下移动右侧磁体时,ab会运动
D.当左右移动cd时,右侧装置工作原理与电动机原理相同
8.小明同学自己动手做了一个直流电动机模型,接通电路后发现电动机不转动,可当他拨了一下线圈后,电动机就快速转了起来,造成这一情况的原因可能是(  )
A.电源电压太低 B.电刷接触不良
C.电源正、负极接反了 D.开始时,线圈处于平衡位置了
二、填空题
9.如图所示,在观察奥斯特实验时,小科注意到置于通电直导线下方小磁针的N极向纸内偏转。该实验探究的是通电直导线周围是否存在   。
实验中小磁针的作用是检测磁场的存在,这里用到的一种重要的科学研究方法是   (填“类比”“转换”“控制变量”或“等效替代”)法。小科推测:若一束电子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时,小磁针也将发生偏转。
请你说出小科推测的依据:   ,这时小磁针的N极会向   (填“纸内”或“纸外”)偏转。
10.如图所示,一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd,用小刀刮两端引线的漆皮,一端全部刮去,另一端只刮上半圈或下半圈。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m,n上,并按图示连接电路,则电磁铁的上端是   极。闭合开关,用手轻推一下线圈,线圈会持续转动,这就是简易的   (选填“发电机"或“电动机”)。
11.(2023·杭州模拟)如图所示,一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd,用小刀刮两端引线的漆皮,一端全部刮去,另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上,并按图示连接电路,则电磁铁的上端是    极。闭合开关,用手轻推一下线圈,线圈会持续转动,这就是简易的    (选填“发电机”或“电动机”),若只将电源的正负极互换,则线圈转动方向会与原来的转动方向    (选填“相同”或“相反”)。
12.如图所示,在两根水平且平行的金属轨道上放一根轻质导体AB,并把它们置于磁场中。
(1)闭合开关,这时会看到导体AB向右运动,这表明   。
(2)若只对调磁体的磁极,观察到导体AB向左运动,这表明   。
(3)若只改变导体AB中的电流方向,观察到导体AB向左运动,这表明   。
(4)如果把磁体的两极对调,同时改变通过导体AB的电流方向,会看到导体AB向   运动。
(5)实验过程中,该装置发生的主要能量转化是   。
三、实验探究题
13.学习了“电生磁”的知识后,小柯在家里进行实验探究。实验器材主要有;全新干电池若干节、铁钉3枚、大头针若干、长导线1根。
实验过程:
①用细线把3枚铁钉捆绑在一起,再用长导线缠绕铁钉6圈,连接在1节全新干电池两端(如图所示)制成简易的电磁铁。用电磁铁尖端去靠近大头针,观察吸引大头针的数目(通电时间不超过10s,下同)。
②将电磁铁连接在2节串联的全新干电池两端,重复实验。
③将电磁铁连接在3节串联的全新干电池两端,重复实验。
④增加电磁铁的线圈匝数至9匝,连接在1节全新干电池两端,重复实验。
⑤增加电磁铁的线圈匝数至12匝,连接在1节全新干电池两端,重复实验。
(1)1节全新干电池的电压是   V。
(2)小柯的实验想要探究的问题:   。
(3)本实验用电磁铁吸引大头针的数目来比较电磁铁的磁性强弱,此科学方法属于   (选填“类比法”或“转换法”)。
(4)请帮助小柯设计用于记录实验数据的表格。
14.图所示是乐乐研究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的装置图,它由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管和自制的针式刻度板组成。在指针下方固定一物体A,当把导线a与接线柱2相连时,闭合开关后,指针B发生偏转。
(1) A可能是一块   。
(2) 乐乐在实验时通过观察   来判断电磁铁磁性的强弱,这种方法称之为   。
(3)实验发现:
①当滑动变阻器的滑片P向左滑动时,指针B偏转的角度将会随之发生变化;
②保持滑片P位置不变,当导线a由接线柱2改为与接线柱1相连时,闭合开关后,可发现指针B偏转的角度将会   (选填“变大”或“变小”)。
(4)通过以上实验可得出的结论是   。
15.(2023八下·浙江期中)为了探究电动机为什么会转动,小明根据电动机的主要构造制作了一台简易电动机(如图所示)。他用回形针做成两个支架,分别与电源的两极相连,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,另一端只刮去半周漆皮,将线圈放在支架上,磁体放在线圈下方,闭合开关,用手轻推一下线圈,线圈就会不停地转动起来。
(1)要想改变线圈的转动方向,小明可采取的措施是(  )
A.改变电流的方向 B.提高电源电压
C.增加线圈的匝数 D.同时改变磁场方向和电流方向
(2)开关闭合后,如果电动机不转动,原因不可能是(  )
A.磁体磁性太弱 B.线圈处于平衡位置
C.通过线圈的电流太大 D.电源电压太低
(3)对简易电动机进行改良后制作出现在可以连续转动的电动机,是因为在线圈两边安装了   。
(4)小明想设计一个能调节电动机转速的实验装置,他还需要的主要器材是   。
四、解答题
16.(2023八下·仙居期末)在安装直流电动机模型的实验中,小科将组装好的电动机模型滑动变阻器、电源、开关串联起来如图所示。
(1)闭合开关,发现线圈不转,他用手轻轻转了一下线圈,电动机模型开始正常转动。线圈原来不转的原因可能是______(填字母)。
A.磁铁没有磁性 B.电源正负极接反了 C.线圈处于平衡位置
(2)若要电动机转速加快,应将滑动变阻器的滑片向   移动。
(3)合上开关,假定电动机会按顺时针方向转动,若要使电动机逆时针转动,请写出一种方法
   。
(4)完成以上实验后,小科取下图甲中的电源换上小灯泡,在模型的转轴上绕上细线,如图乙所示,然后快速拉动细线,使线圈转动起来,结果小灯泡发光,此时这模型就相当于   机。
17.(2024八下·余杭月考)阅读短文,回答问题。
巨磁电阻效应
法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于研究巨磁电阻(GMR)效应而荣获诺贝尔物理学奖。巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象,这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图,图中GMR是巨磁电阻,电源电压均保持不变。
(1)电磁铁是根据电流的   效应来制成的。
(2)先闭合S2,再闭合S1,巨磁电阻的阻值变   。
(3)若移动滑片过程中,电压表的示数是由3V变成2V,通过指示灯电流的大小在0.2A和0.3A之间变化,则电源电压U2为   V(忽略灯丝电阻的变化)。
(4)若将GMR分别放入通电螺线管内部的不同位置,发现指示灯的亮度不变,据此你的合理猜想是   。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】(1)通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁场越强;
(2)电磁铁吸引的大头针越多,说明电磁铁的磁场越强;
(3)根据控制变量法的要求分析,是否能够通过一次实验可以做到改变电流大小而控制匝数相同;
(4)根据控制变量法的要求分析,是否能够通过一次实验可以做到线圈匝数而控制电流相同。
【解答】A.若滑动变阻器的滑片向左移动,那么变阻器的阻值变大,通过电磁铁的电流变大,则能使电磁铁的磁性增强,故A正确不合题意;
B.实验中电磁铁的磁性强弱是用吸引大头针的数目多少来显示的,故B正确不合题意;
C.若要探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系,需要控制线圈匝数相同而改变电流大小。图片中两个匝数不同的电磁铁串联,通过它们的电流始终相等,因此无法通过一次实验完成,故C错误符合题意;
D.若要探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系,需要控制电流相同而改变线圈匝数;实验中两个电磁铁线圈匝数不变,二者串联时电流相同,因此一次实验就可以得到目的,故D正确不合题意。
故选C。
2.【答案】D
【知识点】通电螺线管的磁场
【解析】【分析】A.根据铁屑是否能够指明方向分析;
B.根据螺线管周围磁场分布特点判断;
C.根据磁化的知识判断;
D.根据螺线管两极的磁场分布特点判断。
【解答】A.撒铁屑的目的是显示磁体周围磁场的分布规律,而铁屑无法显示磁场方向,故A错误;
B.改变电流方向,螺线管的磁极方向会发生变化,但是由于磁极负极磁场分布规律相同,因此细铁屑的分布保持不变,故B错误;
C.木屑不能被磁化,因此不会规则排列,故C错误;
D.假设螺线管的左端为N极,右端为S极,那么左端的小磁针N极向左,右端的小磁针N极也向左,即指向相同,故D正确。
故选D。
3.【答案】C
【知识点】右手螺旋定则
【解析】【分析】根据右手定则进行判断。
【解答】用右手定则判断,电流和产生的磁场正好等大反向,相互抵消,故O点磁场为零,故C正确,ABD错误。
故答案为:C。
4.【答案】A
【知识点】通电螺线管的磁场
【解析】【分析】由右手螺旋定则可知两线圈的磁极,则由磁极间的相互作用可知两线圈的运动情况。
【解答】由右手螺旋定则可知,甲右侧为N极;乙的左侧为N极。故两线圈为同名磁极相对,故两线圈将相互排斥,将向左右分开一些。
故答案为:A。
5.【答案】B
【知识点】通电直导线周围的磁场;通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】(1)当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生电流。
(2)右手定则:右手平展,使大拇指与其余四指垂直,并且都和手掌在一个平面内,把右手放入磁场中,让磁感线垂直进入手心,大拇指指向导体运动方向,则四指所指方向为导体中感应电流的方向。
【解答】导体棒PQ向左滑动时,PQ切割磁感线运动,此时导体中会产生电流,我们根据右手定则判断出导体棒PQ中的电流方向是从P到Q,故流过R的电流方向是c到d,流过r的电流方向由b到a,故B正确,ACD错误。
故答案为:B。
6.【答案】C
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】AB.在电源外部,电流从正极流向负极;
CD.导体受到磁力的方向与磁场方向和电流方向有关。
【解答】AB.根据图片可知,左图电流从a到b,右图电流从b到A,即二者电流方向不同,故A、B错误;
CD.通过ab边的电流方向相反,而磁场方向相同,那么ab受到磁力的方向相反,故C正确,D错误。
故选C。
7.【答案】B
【知识点】磁场对通电导线的作用;产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,则就是电磁感应现象,为发电机的工作原理;通电导体在磁场中受力运动,为电动机的工作原理,据此分析判断即可。
【解答】A.当左右移动cd时,cd切割磁感线运动,此时会产生感应电流。当电流经过ab时,ab在磁场中受力运动,故A错误;
B.当左右移动ab时,ab做切割磁感线运动,此时会产生感应电流。当电流经过cd时,cd在磁场中受力运动,故B正确;
C.当上下移动右侧磁体时,cd的运动方向与磁场方向平行,此时不做切割磁感线运动,不会产生感应电流,因此ab不会受力而运动,故C错误;
D. 当左右移动cd时,cd切割磁感线产生感应电流,为发电机的工作原理,故D错误。
故选B。
8.【答案】D
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】当电动机的线圈处于平衡位置时,受平衡力的作用,故可能电动机不转,拨动一下后,打破平衡,电动机便转动起来,并且靠惯性能转过平衡位置,连续转动.A、B两个选项电动机始终不会转动.C选项中的电动机不会停止.
故选D.
【分析】 平衡位置是电动机的转子和定子形成了开路,导体中没有电流通过,磁场对其没有作用力,电动机不会转动.只要越过平衡位置后,产生电流,便可以转动了.
9.【答案】磁场;转换;电荷的定向移动形成电流,电流周围存在磁场;纸外
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】(1)奥斯特实验通过小磁针偏转说明了通电导体周围存在磁场,本实验中采用可观察的小磁针的偏转来演示通过导体周围的磁场,采用的是转换法;
(2)电流是电荷的定向移动形成的,正电荷定向移动的方向为电流的方向,负电荷定向移动的方向与电流的方向相反;
(3)电流的磁场方向与电流的方向有关。
【解答】 (1)(2)图中所示的是奥斯特实验,探究的是通电导线周围是否存在磁场;本实验中采用可观察的小磁针的偏转来演示通过导体周围的磁场,故采用的是转换法。
(3)(4)一束电子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时,电子定向移动形成电流,因此小磁针也会偏转;电子定向运动的方向与电流方向相反,因此小磁针转动方向会发生变化,磁针的N极会向纸外偏转。
10.【答案】N;电动机
【知识点】通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】(1)根据安培定则判断电磁铁的磁极方向;
(2)电动机将电能转化为机械能,发电机将机械能转化为内能。
【解答】(1)根据图片可知,线圈上电流方向向左。右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向左,此时大拇指指向上端,则上端为电磁铁的N极。
(2) 闭合开关,用手轻推一下线圈,线圈会持续转动,将电能转化为机械能,为电动机。
11.【答案】N;电动机;相同
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断;直流电动机的构造原理与工作过程;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】(1)根据安培定则判断电磁铁的磁极方向;
(2)电动机将电能转化为机械能,发电机将机械能转化为电能;
(3)电磁铁的磁场方向与电流方向有关;通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关。
【解答】(1)根据图片可知,线圈上电流方向向右。右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向右,此时大拇指指向上端,则上端为电磁铁的N极。
(2)闭合开关,用手轻推一下线圈,线圈会持续转动,此时将电能转化为机械能,为电动机;
(3)若只将电源的正负极互换,那么通过电磁铁的电流方向改变,则磁场方向改变。此时通过线圈的电流方向也发生了变化,因此线圈的受力方向与原来相同,也就是转动方向相同。
12.【答案】(1)通电导体在磁场中会受到力的作用
(2)通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关
(3)通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关
(4)右
(5)电能转化为机械能
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】(1)力是改变物体运动状态的原因;
(2)对调磁极后磁场方向改变,而导体AB的运动方向相反,则说明它受到磁力的方向改变,据此分析即可;
(3)导体AB的运动方向改变,说明它受到磁力的方向改变,分析哪个因素发生改变即可。
(4)根据上面得到的结论分析解答;
(5)根据能量转化的知识解答。
【解答】(1)闭合开关,这时会看到导体AB向右运动,说明它受到磁力的作用,这表明通电导体在磁场中会受到力的作用;
(2)若只对调磁体的磁极,观察到导体AB向左运动,这表明:通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关;
(3)若只改变导体AB中的电流方向,观察到导体AB向左运动,这表明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关;
(4)由于磁场方向和电流方向同时改变,那么导体的受力方向改变两次,最终导体的受力方向与原来相同,则看到导体AB向右运动。
(5)实验过程中,该装置发生的主要能量转化是:电能转化为机械能。
13.【答案】(1)1.5
(2)电磁铁的磁性强弱是否与线圈匝数、电流大小有关
(3)转换法
(4)
实验次数 线圈匝数 电池节数 吸引大头针数量
1      
2      
3      
4      
5      
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】(1)根据常见电压的知识解答;
(2)根据题目描述分析实验过程中的变量即可;
(3) 物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法。
(4)根据实验目的确定要记录的物理量,据此确定表格的行数和列数即可。
【解答】(1) 1节全新干电池的电压1.5V;
(2)在实验过程中,换用不同节数的干电池,则电源电压变化,那么通过电磁铁的电流大小改变。将线圈匝数从9匝改到12匝,那么线圈匝数改变,因此小柯要探究的问题是:电磁铁的磁性强弱是否与线圈匝数、电流大小有关。
(3)本实验用电磁铁吸引大头针的数目来比较电磁铁的磁性强弱,此科学方法属转换法。
(4)在实验过程中,要记录线圈匝数,电池节数和吸引大头针数量的多少,那么表格有4列,只要要4行,因此表格如下:
14.【答案】(1)软铁
(2)指针B偏转的角度;转换法
(3)变大
(4)磁铁磁性强弱与电流大小和线圈的匝数有关。当通过电磁铁的电流一定时,电磁铁线圈的匝数越多,磁性越强
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】(1)根据软铁被磁化时有磁性,而断电时失去磁性分析;
(2)物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法。
(3)②根据图片分析接线柱更换后线圈匝数变多,据此分析电磁铁的磁场强弱变化,进而确定指针的偏转角度变化。
(4)根据电磁铁的磁场强弱与电流大小和线圈匝数的关系分析解答。
【解答】 (1)根据图片可知,A为电磁铁的铁芯。电磁铁通电时有磁性,断电时无磁性,而软铁不能保存磁性,因此A可能是一块软铁。
(2)乐乐在实验时通过观察指针B偏转的角度来判断电磁铁磁性的强弱,这种方法称之为转换法。
(3)②保持滑片P位置不变,电磁铁中电流大小不变,当导线a由接线柱2改为与接线柱1相连,电磁铁线圈的匝数增多,电磁铁磁性增强,闭合开关后,可发现指针B偏转的角度将会变大;
(4)经过对电磁铁的研究,可得出结论是: 磁铁磁性强弱与电流大小和线圈的匝数有关。当通过电磁铁的电流一定时,电磁铁线圈的匝数越多,磁性越强 。
15.【答案】(1)A
(2)C
(3)换向器
(4)滑动变阻器
【知识点】磁场对通电导线的作用;直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】(1)根据通电导体在磁场中的受力方向的影响因素判断;
(2)根据电动机的工作过程和结构判断;
(3)在电动机中,线圈连接在两个铜半环上,当线圈转动180°时会改变进入线圈的电流方向,从而使线圈受到的磁力方向推动线圈继续转动,这就是换向器。
(4)通电导体在磁场中的受力大小与磁场强弱和电流大小有关,据此分析解答。
【解答】(1)要改变线圈的转动方向,可以改变线圈的受力方向,即改变电流方向或磁场方向,故选A。
(2)磁体磁性太弱,则线圈受到的磁力太小,则电动机可能不转,故A不合题意;
线圈处于平衡位置,此时线圈受到的磁力相互抵消,则电动机可能不转,故B不合题意;
通过线圈的电流太大,则线圈受到的磁力会太大,这会导致线圈转速增大,故C符合题意;
电源电压太低,则通过线圈的电流太小,线圈受到的磁力太小,可能导致线圈不转,故D不合题意。
故选C。
(3)对简易电动机进行改良后制作出现在可以连续转动的电动机,是因为在线圈两边安装了换向器。
(4)要调节电动机的转速,就要改变通过电动机的电流,则还需要器材滑动变阻器。
16.【答案】(1)C
(2)左
(3)将电源正负极上的导线对调或将磁体的磁极对调
(4)发电
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】(1)当电动机的线圈处于平衡位置时,线圈两侧受到的电磁力相互抵消,相当于线圈不受力,据此分析判断。
(2)电动机的转速与通过的电流大小有关;
(3)通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关;
(4)根据能量转化的知识分析。
【解答】(1)A.如果磁铁没有磁性,那么用手拨动后线圈也不会转动,故A错误;
B.电源正负极接反了,只会影响转动方向,不会影响是否转动,故B错误;
C.当线圈处于平衡位置时,它不会转动。轻轻拨动后离开平衡位置,线圈受到磁力而转动起来,故C符合题意。
故选C。
(2)若要电动机转速加快,需要增大电流,而减小变阻器的阻值,应将滑动变阻器的滑片向左移动;
(3)合上开关,假定电动机会按顺时针方向转动,若要使电动机逆时针转动,则一个个改变电流方向,即:将电源正负极上的导线对调或将磁体的磁极对调。
(4)小科取下图甲中的电源换上小灯泡,在模型的转轴上绕上细线,如图乙所示,然后快速拉动细线,使线圈转动起来,结果小灯泡发光,即将机械能转化为电能,此时这模型就相当发电机。
17.【答案】(1)磁
(2)变小
(3)5
(4)通电螺线管内部的磁场强弱与位置无关
【知识点】欧姆定律及其应用;探究影响通电螺线管磁性强弱的因素的实验
【解析】【分析】(1)根据电磁铁的工作原理解答;
(2)根据“ 巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象 ”分析;
(3)根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出右图中电源的电压,根据电源的电压不变得出等式即可求出指示灯的 电阻,进一步求出电源的电压;
(4)根据灯泡的亮度向上磁场的强弱,据此解答。
【解答】(1)电磁铁是利用电流的磁效应工作的;
(2)如果先闭合S2,再闭合S1,GMR所处位置由无磁场变为有磁场,GMR的阻值减小;
(3)当电压表的示数UGMR=3V时,电路中的电流I1=0.2A,
所以电源的电压: U2=UGMR+I1RL=3V+0.2A×RL,
当电压表的示数UGMR'=2V时,电路中的电流I2=0.3A,
则电源的电压: U2=UGMR'+I2RL=2V+0.3A×RL,
因电源的电压不变, 所以:3V+0.2A×RL=2V+0.3A×RL,
解得:RL=10Ω, 电源的电压U2=5V。
4)若将GMR分别放入通电螺线管内部的不同位置,发现指示灯的亮度不变,说明电流大小不变,即GMR的电阻不变, 说明磁场强弱不变,据此的合理猜想是:通电螺线管内部的磁场强弱与位置无关。
1 / 1专题二 电流的磁效应与电动机--【高效复习】2023-2024学年八年级科学期中复习(浙教版)
一、选择题
1.(2020八下·镇海期末)为了探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关,某同学使用两个相同的大铁钉和相同的导线绕制成电磁铁进行实验,如图所示。则下列说法中错误的是(  )
A.若滑动变阻器的滑片向左移动,则能使电磁铁的磁性增强
B.实验中电磁铁的磁性强弱是用吸引大头针的数目多少来显示的
C.若要探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系,只要用一次实验就有明显的实验现象
D.若要探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系,只要用一次实验就有明显的实验现象
【答案】C
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】(1)通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁场越强;
(2)电磁铁吸引的大头针越多,说明电磁铁的磁场越强;
(3)根据控制变量法的要求分析,是否能够通过一次实验可以做到改变电流大小而控制匝数相同;
(4)根据控制变量法的要求分析,是否能够通过一次实验可以做到线圈匝数而控制电流相同。
【解答】A.若滑动变阻器的滑片向左移动,那么变阻器的阻值变大,通过电磁铁的电流变大,则能使电磁铁的磁性增强,故A正确不合题意;
B.实验中电磁铁的磁性强弱是用吸引大头针的数目多少来显示的,故B正确不合题意;
C.若要探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系,需要控制线圈匝数相同而改变电流大小。图片中两个匝数不同的电磁铁串联,通过它们的电流始终相等,因此无法通过一次实验完成,故C错误符合题意;
D.若要探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系,需要控制电流相同而改变线圈匝数;实验中两个电磁铁线圈匝数不变,二者串联时电流相同,因此一次实验就可以得到目的,故D正确不合题意。
故选C。
2.(2024八下·余杭月考)在探究通电螺线管周围的磁场分布的实验中,在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管,在板面上均匀撒满铁屑,通电后轻敲玻璃板,铁屑的排列如图所示。下列说法正确的是(  )
A.撒铁屑的目的是为了确定产生的磁场方向
B.改变电流方向,细铁屑的分布也会发生改变
C.用木屑代替铁屑进行实验也会有规律地排列
D.P和Q两处若都放上小磁针,静止后它们的指向相同
【答案】D
【知识点】通电螺线管的磁场
【解析】【分析】A.根据铁屑是否能够指明方向分析;
B.根据螺线管周围磁场分布特点判断;
C.根据磁化的知识判断;
D.根据螺线管两极的磁场分布特点判断。
【解答】A.撒铁屑的目的是显示磁体周围磁场的分布规律,而铁屑无法显示磁场方向,故A错误;
B.改变电流方向,螺线管的磁极方向会发生变化,但是由于磁极负极磁场分布规律相同,因此细铁屑的分布保持不变,故B错误;
C.木屑不能被磁化,因此不会规则排列,故C错误;
D.假设螺线管的左端为N极,右端为S极,那么左端的小磁针N极向左,右端的小磁针N极也向左,即指向相同,故D正确。
故选D。
3.如图所示,环中电流方向是上半圆顺时针,下半圆逆时针,且I1=I2,则环中心O点磁场(  )
A.最大,方向是垂直纸面向外 B.最大,方向是垂直纸面向里
C.为零 D.无法确定
【答案】C
【知识点】右手螺旋定则
【解析】【分析】根据右手定则进行判断。
【解答】用右手定则判断,电流和产生的磁场正好等大反向,相互抵消,故O点磁场为零,故C正确,ABD错误。
故答案为:C。
4.如图所示,甲、乙两线圈宽松地套在光滑的玻璃棒上,可以自由移动,当开关S闭合时,两个线圈将会(  )
A.向左右分开一些 B.向中间靠近一些
C.甲不动,乙向甲靠近 D.乙不动,甲向乙靠近
【答案】A
【知识点】通电螺线管的磁场
【解析】【分析】由右手螺旋定则可知两线圈的磁极,则由磁极间的相互作用可知两线圈的运动情况。
【解答】由右手螺旋定则可知,甲右侧为N极;乙的左侧为N极。故两线圈为同名磁极相对,故两线圈将相互排斥,将向左右分开一些。
故答案为:A。
5.如图所示,同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r,导体棒PQ与三条导线接触良好;匀强磁场的方向垂直纸面向里,导体棒的电阻可忽略不计。当导体棒向左滑动时,下列说法中正确的是(  )
A.流过R的电流方向由d到c,流过r的电流方向由b到a
B.流过R的电流方向由c到d,流过r的电流方向由b到a
C.流过R的电流方向由d到c,流过r的电流方向由a到b
D.流过R的电流方向由c到d,流过r的电流方向由a到b
【答案】B
【知识点】通电直导线周围的磁场;通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】(1)当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生电流。
(2)右手定则:右手平展,使大拇指与其余四指垂直,并且都和手掌在一个平面内,把右手放入磁场中,让磁感线垂直进入手心,大拇指指向导体运动方向,则四指所指方向为导体中感应电流的方向。
【解答】导体棒PQ向左滑动时,PQ切割磁感线运动,此时导体中会产生电流,我们根据右手定则判断出导体棒PQ中的电流方向是从P到Q,故流过R的电流方向是c到d,流过r的电流方向由b到a,故B正确,ACD错误。
故答案为:B。
6.(2024八下·余杭月考)如图所示为直流电动机在两个不同时刻的工作原理图,下列分析正确的是(  )
A.这两个时刻线圈中的电流方向相同
B.这两个时刻ab边中的电流方向相同
C.这两个时刻ab边受到的磁力方向不同
D.在同一个时刻ab边受到的磁力方向与cd边受到的磁力方向相同
【答案】C
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断
【解析】【分析】AB.在电源外部,电流从正极流向负极;
CD.导体受到磁力的方向与磁场方向和电流方向有关。
【解答】AB.根据图片可知,左图电流从a到b,右图电流从b到A,即二者电流方向不同,故A、B错误;
CD.通过ab边的电流方向相反,而磁场方向相同,那么ab受到磁力的方向相反,故C正确,D错误。
故选C。
7.小张学习了“电与磁”的知识后,设计了如图所示的装置:用导线将磁场中的金属杆ab、cd和光滑金属导轨连接成闭合回路。下列说法正确的是(  )
A.当左右移动cd时,ab不会运动
B.当左右移动ab时,cd会运动
C.当上下移动右侧磁体时,ab会运动
D.当左右移动cd时,右侧装置工作原理与电动机原理相同
【答案】B
【知识点】磁场对通电导线的作用;产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【分析】闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,则就是电磁感应现象,为发电机的工作原理;通电导体在磁场中受力运动,为电动机的工作原理,据此分析判断即可。
【解答】A.当左右移动cd时,cd切割磁感线运动,此时会产生感应电流。当电流经过ab时,ab在磁场中受力运动,故A错误;
B.当左右移动ab时,ab做切割磁感线运动,此时会产生感应电流。当电流经过cd时,cd在磁场中受力运动,故B正确;
C.当上下移动右侧磁体时,cd的运动方向与磁场方向平行,此时不做切割磁感线运动,不会产生感应电流,因此ab不会受力而运动,故C错误;
D. 当左右移动cd时,cd切割磁感线产生感应电流,为发电机的工作原理,故D错误。
故选B。
8.小明同学自己动手做了一个直流电动机模型,接通电路后发现电动机不转动,可当他拨了一下线圈后,电动机就快速转了起来,造成这一情况的原因可能是(  )
A.电源电压太低 B.电刷接触不良
C.电源正、负极接反了 D.开始时,线圈处于平衡位置了
【答案】D
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】当电动机的线圈处于平衡位置时,受平衡力的作用,故可能电动机不转,拨动一下后,打破平衡,电动机便转动起来,并且靠惯性能转过平衡位置,连续转动.A、B两个选项电动机始终不会转动.C选项中的电动机不会停止.
故选D.
【分析】 平衡位置是电动机的转子和定子形成了开路,导体中没有电流通过,磁场对其没有作用力,电动机不会转动.只要越过平衡位置后,产生电流,便可以转动了.
二、填空题
9.如图所示,在观察奥斯特实验时,小科注意到置于通电直导线下方小磁针的N极向纸内偏转。该实验探究的是通电直导线周围是否存在   。
实验中小磁针的作用是检测磁场的存在,这里用到的一种重要的科学研究方法是   (填“类比”“转换”“控制变量”或“等效替代”)法。小科推测:若一束电子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时,小磁针也将发生偏转。
请你说出小科推测的依据:   ,这时小磁针的N极会向   (填“纸内”或“纸外”)偏转。
【答案】磁场;转换;电荷的定向移动形成电流,电流周围存在磁场;纸外
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【分析】(1)奥斯特实验通过小磁针偏转说明了通电导体周围存在磁场,本实验中采用可观察的小磁针的偏转来演示通过导体周围的磁场,采用的是转换法;
(2)电流是电荷的定向移动形成的,正电荷定向移动的方向为电流的方向,负电荷定向移动的方向与电流的方向相反;
(3)电流的磁场方向与电流的方向有关。
【解答】 (1)(2)图中所示的是奥斯特实验,探究的是通电导线周围是否存在磁场;本实验中采用可观察的小磁针的偏转来演示通过导体周围的磁场,故采用的是转换法。
(3)(4)一束电子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时,电子定向移动形成电流,因此小磁针也会偏转;电子定向运动的方向与电流方向相反,因此小磁针转动方向会发生变化,磁针的N极会向纸外偏转。
10.如图所示,一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd,用小刀刮两端引线的漆皮,一端全部刮去,另一端只刮上半圈或下半圈。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m,n上,并按图示连接电路,则电磁铁的上端是   极。闭合开关,用手轻推一下线圈,线圈会持续转动,这就是简易的   (选填“发电机"或“电动机”)。
【答案】N;电动机
【知识点】通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】(1)根据安培定则判断电磁铁的磁极方向;
(2)电动机将电能转化为机械能,发电机将机械能转化为内能。
【解答】(1)根据图片可知,线圈上电流方向向左。右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向左,此时大拇指指向上端,则上端为电磁铁的N极。
(2) 闭合开关,用手轻推一下线圈,线圈会持续转动,将电能转化为机械能,为电动机。
11.(2023·杭州模拟)如图所示,一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd,用小刀刮两端引线的漆皮,一端全部刮去,另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上,并按图示连接电路,则电磁铁的上端是    极。闭合开关,用手轻推一下线圈,线圈会持续转动,这就是简易的    (选填“发电机”或“电动机”),若只将电源的正负极互换,则线圈转动方向会与原来的转动方向    (选填“相同”或“相反”)。
【答案】N;电动机;相同
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断;直流电动机的构造原理与工作过程;通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】(1)根据安培定则判断电磁铁的磁极方向;
(2)电动机将电能转化为机械能,发电机将机械能转化为电能;
(3)电磁铁的磁场方向与电流方向有关;通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关。
【解答】(1)根据图片可知,线圈上电流方向向右。右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向右,此时大拇指指向上端,则上端为电磁铁的N极。
(2)闭合开关,用手轻推一下线圈,线圈会持续转动,此时将电能转化为机械能,为电动机;
(3)若只将电源的正负极互换,那么通过电磁铁的电流方向改变,则磁场方向改变。此时通过线圈的电流方向也发生了变化,因此线圈的受力方向与原来相同,也就是转动方向相同。
12.如图所示,在两根水平且平行的金属轨道上放一根轻质导体AB,并把它们置于磁场中。
(1)闭合开关,这时会看到导体AB向右运动,这表明   。
(2)若只对调磁体的磁极,观察到导体AB向左运动,这表明   。
(3)若只改变导体AB中的电流方向,观察到导体AB向左运动,这表明   。
(4)如果把磁体的两极对调,同时改变通过导体AB的电流方向,会看到导体AB向   运动。
(5)实验过程中,该装置发生的主要能量转化是   。
【答案】(1)通电导体在磁场中会受到力的作用
(2)通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关
(3)通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关
(4)右
(5)电能转化为机械能
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【分析】(1)力是改变物体运动状态的原因;
(2)对调磁极后磁场方向改变,而导体AB的运动方向相反,则说明它受到磁力的方向改变,据此分析即可;
(3)导体AB的运动方向改变,说明它受到磁力的方向改变,分析哪个因素发生改变即可。
(4)根据上面得到的结论分析解答;
(5)根据能量转化的知识解答。
【解答】(1)闭合开关,这时会看到导体AB向右运动,说明它受到磁力的作用,这表明通电导体在磁场中会受到力的作用;
(2)若只对调磁体的磁极,观察到导体AB向左运动,这表明:通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关;
(3)若只改变导体AB中的电流方向,观察到导体AB向左运动,这表明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关;
(4)由于磁场方向和电流方向同时改变,那么导体的受力方向改变两次,最终导体的受力方向与原来相同,则看到导体AB向右运动。
(5)实验过程中,该装置发生的主要能量转化是:电能转化为机械能。
三、实验探究题
13.学习了“电生磁”的知识后,小柯在家里进行实验探究。实验器材主要有;全新干电池若干节、铁钉3枚、大头针若干、长导线1根。
实验过程:
①用细线把3枚铁钉捆绑在一起,再用长导线缠绕铁钉6圈,连接在1节全新干电池两端(如图所示)制成简易的电磁铁。用电磁铁尖端去靠近大头针,观察吸引大头针的数目(通电时间不超过10s,下同)。
②将电磁铁连接在2节串联的全新干电池两端,重复实验。
③将电磁铁连接在3节串联的全新干电池两端,重复实验。
④增加电磁铁的线圈匝数至9匝,连接在1节全新干电池两端,重复实验。
⑤增加电磁铁的线圈匝数至12匝,连接在1节全新干电池两端,重复实验。
(1)1节全新干电池的电压是   V。
(2)小柯的实验想要探究的问题:   。
(3)本实验用电磁铁吸引大头针的数目来比较电磁铁的磁性强弱,此科学方法属于   (选填“类比法”或“转换法”)。
(4)请帮助小柯设计用于记录实验数据的表格。
【答案】(1)1.5
(2)电磁铁的磁性强弱是否与线圈匝数、电流大小有关
(3)转换法
(4)
实验次数 线圈匝数 电池节数 吸引大头针数量
1      
2      
3      
4      
5      
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】(1)根据常见电压的知识解答;
(2)根据题目描述分析实验过程中的变量即可;
(3) 物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法。
(4)根据实验目的确定要记录的物理量,据此确定表格的行数和列数即可。
【解答】(1) 1节全新干电池的电压1.5V;
(2)在实验过程中,换用不同节数的干电池,则电源电压变化,那么通过电磁铁的电流大小改变。将线圈匝数从9匝改到12匝,那么线圈匝数改变,因此小柯要探究的问题是:电磁铁的磁性强弱是否与线圈匝数、电流大小有关。
(3)本实验用电磁铁吸引大头针的数目来比较电磁铁的磁性强弱,此科学方法属转换法。
(4)在实验过程中,要记录线圈匝数,电池节数和吸引大头针数量的多少,那么表格有4列,只要要4行,因此表格如下:
14.图所示是乐乐研究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的装置图,它由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管和自制的针式刻度板组成。在指针下方固定一物体A,当把导线a与接线柱2相连时,闭合开关后,指针B发生偏转。
(1) A可能是一块   。
(2) 乐乐在实验时通过观察   来判断电磁铁磁性的强弱,这种方法称之为   。
(3)实验发现:
①当滑动变阻器的滑片P向左滑动时,指针B偏转的角度将会随之发生变化;
②保持滑片P位置不变,当导线a由接线柱2改为与接线柱1相连时,闭合开关后,可发现指针B偏转的角度将会   (选填“变大”或“变小”)。
(4)通过以上实验可得出的结论是   。
【答案】(1)软铁
(2)指针B偏转的角度;转换法
(3)变大
(4)磁铁磁性强弱与电流大小和线圈的匝数有关。当通过电磁铁的电流一定时,电磁铁线圈的匝数越多,磁性越强
【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素
【解析】【分析】(1)根据软铁被磁化时有磁性,而断电时失去磁性分析;
(2)物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法。
(3)②根据图片分析接线柱更换后线圈匝数变多,据此分析电磁铁的磁场强弱变化,进而确定指针的偏转角度变化。
(4)根据电磁铁的磁场强弱与电流大小和线圈匝数的关系分析解答。
【解答】 (1)根据图片可知,A为电磁铁的铁芯。电磁铁通电时有磁性,断电时无磁性,而软铁不能保存磁性,因此A可能是一块软铁。
(2)乐乐在实验时通过观察指针B偏转的角度来判断电磁铁磁性的强弱,这种方法称之为转换法。
(3)②保持滑片P位置不变,电磁铁中电流大小不变,当导线a由接线柱2改为与接线柱1相连,电磁铁线圈的匝数增多,电磁铁磁性增强,闭合开关后,可发现指针B偏转的角度将会变大;
(4)经过对电磁铁的研究,可得出结论是: 磁铁磁性强弱与电流大小和线圈的匝数有关。当通过电磁铁的电流一定时,电磁铁线圈的匝数越多,磁性越强 。
15.(2023八下·浙江期中)为了探究电动机为什么会转动,小明根据电动机的主要构造制作了一台简易电动机(如图所示)。他用回形针做成两个支架,分别与电源的两极相连,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,另一端只刮去半周漆皮,将线圈放在支架上,磁体放在线圈下方,闭合开关,用手轻推一下线圈,线圈就会不停地转动起来。
(1)要想改变线圈的转动方向,小明可采取的措施是(  )
A.改变电流的方向 B.提高电源电压
C.增加线圈的匝数 D.同时改变磁场方向和电流方向
(2)开关闭合后,如果电动机不转动,原因不可能是(  )
A.磁体磁性太弱 B.线圈处于平衡位置
C.通过线圈的电流太大 D.电源电压太低
(3)对简易电动机进行改良后制作出现在可以连续转动的电动机,是因为在线圈两边安装了   。
(4)小明想设计一个能调节电动机转速的实验装置,他还需要的主要器材是   。
【答案】(1)A
(2)C
(3)换向器
(4)滑动变阻器
【知识点】磁场对通电导线的作用;直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】(1)根据通电导体在磁场中的受力方向的影响因素判断;
(2)根据电动机的工作过程和结构判断;
(3)在电动机中,线圈连接在两个铜半环上,当线圈转动180°时会改变进入线圈的电流方向,从而使线圈受到的磁力方向推动线圈继续转动,这就是换向器。
(4)通电导体在磁场中的受力大小与磁场强弱和电流大小有关,据此分析解答。
【解答】(1)要改变线圈的转动方向,可以改变线圈的受力方向,即改变电流方向或磁场方向,故选A。
(2)磁体磁性太弱,则线圈受到的磁力太小,则电动机可能不转,故A不合题意;
线圈处于平衡位置,此时线圈受到的磁力相互抵消,则电动机可能不转,故B不合题意;
通过线圈的电流太大,则线圈受到的磁力会太大,这会导致线圈转速增大,故C符合题意;
电源电压太低,则通过线圈的电流太小,线圈受到的磁力太小,可能导致线圈不转,故D不合题意。
故选C。
(3)对简易电动机进行改良后制作出现在可以连续转动的电动机,是因为在线圈两边安装了换向器。
(4)要调节电动机的转速,就要改变通过电动机的电流,则还需要器材滑动变阻器。
四、解答题
16.(2023八下·仙居期末)在安装直流电动机模型的实验中,小科将组装好的电动机模型滑动变阻器、电源、开关串联起来如图所示。
(1)闭合开关,发现线圈不转,他用手轻轻转了一下线圈,电动机模型开始正常转动。线圈原来不转的原因可能是______(填字母)。
A.磁铁没有磁性 B.电源正负极接反了 C.线圈处于平衡位置
(2)若要电动机转速加快,应将滑动变阻器的滑片向   移动。
(3)合上开关,假定电动机会按顺时针方向转动,若要使电动机逆时针转动,请写出一种方法
   。
(4)完成以上实验后,小科取下图甲中的电源换上小灯泡,在模型的转轴上绕上细线,如图乙所示,然后快速拉动细线,使线圈转动起来,结果小灯泡发光,此时这模型就相当于   机。
【答案】(1)C
(2)左
(3)将电源正负极上的导线对调或将磁体的磁极对调
(4)发电
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】(1)当电动机的线圈处于平衡位置时,线圈两侧受到的电磁力相互抵消,相当于线圈不受力,据此分析判断。
(2)电动机的转速与通过的电流大小有关;
(3)通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关;
(4)根据能量转化的知识分析。
【解答】(1)A.如果磁铁没有磁性,那么用手拨动后线圈也不会转动,故A错误;
B.电源正负极接反了,只会影响转动方向,不会影响是否转动,故B错误;
C.当线圈处于平衡位置时,它不会转动。轻轻拨动后离开平衡位置,线圈受到磁力而转动起来,故C符合题意。
故选C。
(2)若要电动机转速加快,需要增大电流,而减小变阻器的阻值,应将滑动变阻器的滑片向左移动;
(3)合上开关,假定电动机会按顺时针方向转动,若要使电动机逆时针转动,则一个个改变电流方向,即:将电源正负极上的导线对调或将磁体的磁极对调。
(4)小科取下图甲中的电源换上小灯泡,在模型的转轴上绕上细线,如图乙所示,然后快速拉动细线,使线圈转动起来,结果小灯泡发光,即将机械能转化为电能,此时这模型就相当发电机。
17.(2024八下·余杭月考)阅读短文,回答问题。
巨磁电阻效应
法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于研究巨磁电阻(GMR)效应而荣获诺贝尔物理学奖。巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象,这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图,图中GMR是巨磁电阻,电源电压均保持不变。
(1)电磁铁是根据电流的   效应来制成的。
(2)先闭合S2,再闭合S1,巨磁电阻的阻值变   。
(3)若移动滑片过程中,电压表的示数是由3V变成2V,通过指示灯电流的大小在0.2A和0.3A之间变化,则电源电压U2为   V(忽略灯丝电阻的变化)。
(4)若将GMR分别放入通电螺线管内部的不同位置,发现指示灯的亮度不变,据此你的合理猜想是   。
【答案】(1)磁
(2)变小
(3)5
(4)通电螺线管内部的磁场强弱与位置无关
【知识点】欧姆定律及其应用;探究影响通电螺线管磁性强弱的因素的实验
【解析】【分析】(1)根据电磁铁的工作原理解答;
(2)根据“ 巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象 ”分析;
(3)根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出右图中电源的电压,根据电源的电压不变得出等式即可求出指示灯的 电阻,进一步求出电源的电压;
(4)根据灯泡的亮度向上磁场的强弱,据此解答。
【解答】(1)电磁铁是利用电流的磁效应工作的;
(2)如果先闭合S2,再闭合S1,GMR所处位置由无磁场变为有磁场,GMR的阻值减小;
(3)当电压表的示数UGMR=3V时,电路中的电流I1=0.2A,
所以电源的电压: U2=UGMR+I1RL=3V+0.2A×RL,
当电压表的示数UGMR'=2V时,电路中的电流I2=0.3A,
则电源的电压: U2=UGMR'+I2RL=2V+0.3A×RL,
因电源的电压不变, 所以:3V+0.2A×RL=2V+0.3A×RL,
解得:RL=10Ω, 电源的电压U2=5V。
4)若将GMR分别放入通电螺线管内部的不同位置,发现指示灯的亮度不变,说明电流大小不变,即GMR的电阻不变, 说明磁场强弱不变,据此的合理猜想是:通电螺线管内部的磁场强弱与位置无关。
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