第3章 电磁及其应用 单元检测卷(一)(含解析)

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第3章 电磁及其应用 单元检测卷(一)(含解析)

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第三章电磁及其应用单元检测卷(一)
一、选择题(共15小题,每题2分,共30分)
1.“珍爱生命,注意安全”是人们在日常生活中必须具备的意识。关于安全用电,正确的做法是( )
A.发现有人触电时,应立即用手把他拉开
B.灯头、插座、开关等的带电部分可以外露
C.家里的断路器跳闸,一定是断路器坏了,所以必须更换断路器
D.用测电笔辨别火线和零线时,手应接触笔尾金属体
2.司南是我国古代劳动人民最早发明的指南针。它由磨成勺形的天然磁石和方位盘组成,如图。下方的方位盘可以是( )
A.粗糙的铁盘
B.粗糙的铜盘
C.光滑的铁盘
D.光滑的铜盘
3.建立模型是科学研究的重要方法,可较直观显示事物特征。磁感线模型可形象地描述磁体周围的磁场分布。下列磁感线描述正确的是( )
A. B. C. D.
4.小科家里安装了一款如图所示的两孔插座。闭合开关,指示灯发光,此时插座可正常使用:断开开关,指示灯熄灭,插座就无法使用。下列能正确表示该款插座连接方式的是( )
A. B. C. D.
5.宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角:“以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。”进一步研究表明,地球周围地磁场的磁感线分布如图所示。下列说法不正确的是( )
A.地磁场的N极在地理的南极附近
B.地磁场的磁感线并不是真实存在的
C.“磁石磨针锋”是为了使针锋被磁化
D.A点小磁针的上端应该是S极
6.通电螺线管的磁极和电流方向之间的关系可以用右手螺旋定则来判定。如图所示,小磁针甲、乙处于静止状态。根据标出的磁感线方向,可以判断出(  )
A.螺线管的左端为N极
B.电源的左端为负极
C.小磁针甲的右端为N极
D.小磁针乙的右端为N极
7.一次家庭探究活动中,小明把一个正在发光的灯泡放到U形磁体中间,惊讶的发现了灯丝在晃动。关于这种现象,下列说法正确的是(  )
A.灯丝晃动是一种电磁感应现象
B.灯丝晃动是内能转化成了机械能
C.灯丝晃动是受到磁体的吸引作用
D.灯丝晃动是磁场对电流的作用
8.在学校组织的“磁力小车弹射”比赛中,小科将条形磁铁固定在静止的小车上,电磁铁固定在水平桌面上,如图所示。为使小车运动的距离更远,下列说法正确的是( )
A.向左移动滑动变阻器的滑片
B.将接线柱c的导线改接到接线柱b
C.在小车上换用磁性更强的条形磁体
D.改变电源的正负极
9.杭绍甬高速为国内首条“超高速智慧公路”,其路面下预埋电磁感应线图,未来汽车在高速行驶时,电动汽车的车载感应线圈内就会产生感应电流,可实现边行驶边充电(如图所示)。下图中可以反映该过程原理的是( )
A. B. C. D.
10.福建舰是我国第一架利用电磁弹射系统的航空母舰,电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接,舰载机位于两条通电轨道的中间,其工作原理如图所示。不同的飞机,所用的推力是不同的,要增大弹射力,下列措施可行的是(  )
A.减小电压
B.减小磁场强度
C.增大导电轨阻值
D.增大驱动电流
11.在交流发电机中,当线圈平面,①转至与磁感线平行时,感应电流最大;②转过与磁感线平行时,感应电流改变方向;③发电机线圈每转过一圈,电流的方向改变一次;④当线圈不动,磁极转动时,也会有感应电流产生。以上说法正确的是( )
A.①③ B.②③ C.①④ D.①②④
12.某兴趣小组自制了一个扬声器,将线圈紧贴在杯子底部,在线圈上方放置一个强磁铁,线圈中通入交流电后,线圈振动会带动纸杯振动发声。下列说法错误的是( )
A.该扬声器与发电机的工作原理相同
B.线圈振动是因为磁场对通电线圈有力的作用
C.改变线圈匝数能改变该扬声器发声的响度
D.磁场对线圈作用力的方向与电流方向有关
13.小明自制了一款夜跑灯,结构如图甲所示:线圈缠绕在塑料水管外壳上并与LED灯构成闭合电路,磁体在水管中会随着跑步者摆臂而来回移动。下列分析正确的是(  )
A.夜跑灯的工作原理是电流的磁效应
B.运动时加速摆臂,线圈中的感应电流大小不变
C.为提高LED灯的亮度,可换用磁性更强的磁体
D.跑步摆臂时,图甲的夜跑灯更适合平放于图乙P处
14.下图表示家庭电路的一部分,下列有关说法正确的是(  )
A.图中控制灯泡的开关应该连在零线上
B.断路器比较适合安装在Q处而不是P处
C.正常情况下测电笔检测三孔插座地线孔时,不会有电流流过测电笔和人体
D.插座和灯泡是并联的,所以三孔插座短路时电灯正常发光
15.小科设计了一款智能照明灯,其电路的原理图如图所示。光线较暗时灯泡自动发光,光线较亮时灯泡自动熄灭。控制电路中,电源电压恒定,R0为定值电阻,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的增大而减小。下列说法正确的是(  )
A.电磁铁的上端为S极
B.当光照强度增强,控制电路中的电流将变小
C.当光照强度减弱,电磁铁的磁性增强
D.灯泡应设计在A和B两接线柱之间
二、填空题(共7小题,每空2分,共38分)
16.如图1是我国历史上按时间顺序出现过的不同的指南针。
(1)1952年,中科院物理研究所尝试复制过一具司南,如图2。制作人员按天然磁石的磁感线分布,将磁石的_______(填“B” “C” “D”或“E”)处打磨成图1中司南磁勺的A端;
(2)请选择一种司南之后出现的指南针,指出一点相较于司南的改进之处:__________。
17.如图是一种带电动转盘的餐桌,通常安装的是直流电动机,其工作原理是_________(选填“通电线圈能在磁场中转动”或“电磁感应”)。若在使用过程中,电动转盘转动过快,可_________(选填“增大”或“减小”)通过电动机的电流来调节转速。
18.如图所示是用来描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线,由磁感线的分布特点可知,b点的磁场比a点的磁场________(填“强”或“弱”); 若在 b 点放置一个可自由转动的小磁针,则小磁针静止时, 其S 极指向________(填“P”或“Q”)处。
19.如图是一款能发电的魔方充电器,转动魔方就能发电,它的原理是________,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端口给移动设备充电,给移动设备充电时,魔方相当于电路中的________(选填“电源”或“用电器”)
20.如图是家庭常用的插线板,开关断开时,指示灯不发光,插孔不能提供工作电压;开关闭合时,指示灯发光,插孔可以提供工作电压;若指示灯损坏,开关闭合时插孔也能提供工作电压。
(1)我国家庭电路电压是_______伏;
(2)插线板上指示灯和插孔的连接方式是_______;
(3)开关闭合时,用测电笔接触其中一个三孔插座的三个孔,能使氖管发光的孔有_______个。
21.磁控防盗装置都装有干簧管,它在电路中起到开关的作用。干簧管由两个磁簧片和玻璃管组成,磁簧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(如图乙所示)磁簧片被磁化,触点连接。
(1)磁化后,能长期保持磁性的物质叫硬磁体,不能长期保持磁性的物质叫软磁体。干簧管的磁簧片材料应该选用_________(填“软磁体”或“硬磁体”)。如图乙所示,条形磁体靠近干簧管,磁簧片最左端是_________极。
(2)图丙是门上磁控防盗装置的设计图,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;在门框上安装有条形磁铁。当盗贼打开门时该装置能实现电铃报警。
①在图丁的电路中,电阻起到了_________的作用。
②说明门在关闭时,电铃不响的原因 _________。
22.小科设计了一个水位自动控制器,如图所示:金属板 A、B置于烧杯中的不同位置,烧杯中为氯化钠饱和溶液,红灯和绿灯为水位指示灯,弹簧、衔铁、导线等所有器材元件均可正常使用。
(1)按图中液面所示位置,此时_________灯亮起;
(2)当小科往烧杯中逐渐加蒸馏水至浸没金属板A时,水位指示灯仍是同一种颜色。请写出一种改进措施:_________;
(3)小科改进以后,指示灯的颜色顺利转换。若此时只更换电源1处的正负极,烧杯中的溶液没过金属板A,衔铁_________(填“能”或“不能”)被吸引。
三、探究题(共3小题,每空2分,共22分)
23.在探究“影响电磁铁磁性强弱因素”的活动中,小科进行了以下实验。
【实验一】小科用学生电源、通电螺线管、滑动变阻器、电流表、导线和大头针等材料组装实验电路,其原理如图1所示。
(1)实验中通过比较______来判断电磁铁磁性强弱;
【实验二】为更精准地比较电磁铁磁性强弱,小科查阅相关资料后得知,磁场的强弱可用磁感应强度B来定量描述,国际单位是特斯拉,符号是“T”。在此基础上小科设计了如图2所示电路,甲中电源电压6V,RB为磁敏电阻,乙中电磁铁的磁性强弱会影响RB的阻值,其变化关系如图3。
(2)闭合S1和S2,调节乙中滑动变阻器的滑片P,甲中电流表示数逐渐增大,说明磁感电阻RB处的磁感应强度B逐渐______(选填“变大”或“变小”);
(3)闭合S1和S2,滑片P不动,依次增加电磁铁线圈匝数,记录线圈匝数x与对应的电流表示数I,算出RB处磁感应强度B的数值如下表。请计算x=200圈时,B=______T;
x/圈 100 200 250 300
I/mA 50 30 20 15
B/T 0.2 ? 0.5 0.6
(4)结合表格中的数据,可以得出的结论是______。
24.温州某校的项目化学习小组要制作简易指南针,以下是它的制作说明书:
简易指南针制作说明书【制作材料】:条形磁体、大号钢质缝衣针、硬卡纸、橡皮、大头针、小磁针、记号笔等 【制作过程】:①取2枚大号钢质缝衣针,将缝衣针沿条形磁体的S-N方向摩擦10余次(如图甲),使缝衣针磁化。 ②将1张硬壳卡纸折成直角,将2枚被磁化的缝衣针对称地穿在卡纸两侧(如图乙),用1块橡皮和1枚大头针做成支座,将插有缝衣针的卡纸水平支起。 ③观察简易指南针静止时的指向,判断其是否具有指南北的性质。 ④用小磁针确定简易指南针所指的方向并用记号笔标记出N极和S极。
(1)将条形磁铁S极靠近图乙中缝衣针针尖,缝衣针被排斥,则缝衣针针尖的磁极为________极。
(2)在步骤③中,判断制作的简易指南针是否具有指南北性质的操作是________。
(3)为了使该简易指南针能更好应用户外探索环境中,请你从结构或功能的角度提出合理的改进建议________(写出一点即可)。
25.无线充电技术已广泛应用于智能手机。如图甲,将手机静置于充电器上方即可进行充电。相对静止的手机和充电器间是如何产生电流,进而对手机充电 兴趣小组开展下列研究:
【查阅资料】当前一种无线充电技术是利用电磁感应原理,充电器和手机内各有一个线圈。
【初步探究】兴趣小组设计了图乙所示的电路模拟手机无线充电,其中A、B是线圈,G是灵敏电流表。他们进行了相关实验,操作和结果如表所示。
序号 操作 电流表指针有无偏转
1 闭合开关前 无
2 闭合开关瞬间 有
3 闭合开关一段时间 无
4 断开开关瞬间 有
……
(1)图乙中模拟手机内线圈的是_______(填“A”或“B”);
(2)上述实验初步得出:当线圈B中电流的有无发生变化时,会导致线圈B周围_______的有无也发生变化,线圈A就会瞬间产生感应电流;
(3)【继续探究】如何持续产生感应电流
该小组继续实验发现:当线圈B磁场强弱持续发生变化时,线圈A 都能产生感应电流。则他们的实验操作是____________;
(4)生活中将无线充电器直接接入家庭电路,无需其他操作即可持续对手机进行充电,其原因是___________。
四、解答题(共4小题,第26题、29题各8分,第27题7分,第29题7分,共30分)
26.在甲、乙、丙、丁四幅图中分别标出磁体的N,S极或磁感线的方向。
27.小吴同学学习了家庭电路和安全用电的知识后,仔细观察了三脚插座,如图1是一种带漏电保护的插线板,若检测到火线和零线之间电流差达到或超过30mA时,即刻切断电路,起到保护作用。
(1)图2是该插线板的插头,小吴发现脚E比其他两脚稍长一些,请同学们解释一下这样设计的原因:________。
(2)如图3是插线板内部电路图,请将开关和三孔插座连入电路,要求开关同时控制指示灯和插座,指示灯和插座互不影响________(指示灯能承受的电压较小,需串联一个电阻分压,图3中已将其串联,圆点“○”处是接线点)
(3)图中虚线框内为漏电保护器,家庭电路电压为220V,假设人电阻约2kΩ,人不小心碰触到插线板内的火线触电,计算说明该型号的漏电保护器能否起保护作用________
28.半导体薄膜压力传感器是一种常用的传感器,其阻值R1随压力变化情况如图甲所示。小科利用此传感器设计了如图乙所示的自动分拣苹果装置,并设置分拣标准为0.15千克。其原理是:调节R2的滑片P,使得0.15千克的苹果在托盘秤上时,电磁铁恰好能吸住分拣开关的衔铁,苹果便通过下方通道筛选出来,此时R2两端的电压为3V。已知电源电压为6V,内阻不计。
(1)电磁铁上端是______极(选填“N”或“S”);
(2)为使该装置达到上述分拣标准,R2的阻值应调为多少?(通过计算证明)
(3)为了提高分拣标准,挑选出质量为0.2千克以上的苹果,可以进行的操作是_______(写出一种即可)。
29.某展览厅(如图甲)为保护展品,设置了调光天窗,当外界光照较强时,能启动电动卷帘适时调整进光量;当外界光照较弱时,能自动启动节能灯给予补光。调光天窗的电路原理如图乙所示:R0为定值电阻;R为光敏电阻,其电阻值R随光照强度的变化如图丙所示,光照强度的国际单位为勒克斯(lx);P为电磁铁,其线圈电阻RP为20Ω,当电流达到0.04A时能吸合衔铁。图乙中的M、N,其中一处是节能灯,另一处是电动卷帘。已知电源电压U1=12V,U2=220V,则:
(1)电磁铁P上端为______极(填“N”或“S”);
(2)图中的M处用电器应为______(填“节能灯”或“电动卷帘”);
(3)当外界光照强度达到150lx时,电动卷帘便开始工作,求R0的阻值。
试卷第1页,共3页
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《第三章电磁及其应用单元检测卷(一)》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D D B D D C D C C D
题号 11 12 13 14 15
答案 C A C C D
1.D
【详解】A.发现有人触电时,不能立即用手把他拉开,应先切断电源再施救,故A不符合题意;
B.灯头、插座、开关等的带电部分不能外露,否则容易发生触电事故,故B不符合题意;
C.家里的断路器跳闸,不一定是断路器坏了,也可能是发生了短路或用电器总功率过大,故C不符合题意;
D.用测电笔辨别火线和零线时,手应接触笔尾金属体,构成通路,氖管才会发光,故D符合题意。
故选D。
2.D
【详解】A.方位盘若是粗糙的铁盘,铁会被磁石吸引,且粗糙表面摩擦力大,阻碍司南转动,无法正常指示方向,故A不符合题意;
B.粗糙的铜盘,铜不被磁石吸引,但粗糙表面摩擦力大,不利于司南灵活转动,故B不符合题意;
C.光滑的铁盘,铁会被磁石吸引,司南会因吸引力难以自由转动,不能准确指示,故C不符合题意;
D.光滑的铜盘,铜不是磁性物质,不会被磁石吸引,且光滑表面摩擦力小,利于司南自由转动来指示方向,故D符合题意;
故选D。
3.B
【详解】A.在磁体外部,磁感线从磁体的N极出发,回到S极,图中N极和N极相互排斥,磁感线都是出发的,故A错误;
B.图中磁体外部的磁感线是从N极出来回到S极的,故B正确;
C.磁体外部的磁感线是从N极出来回到S极的,图中磁体外部的磁感线是从S极出来回到N极的,故C错误;
D.根据安培定则可知,通电螺线管左端为N极,右端为S极,通电螺线管相当于条形磁体,磁体外部的磁感线是从N极出发回到S极,图中是从S到N,故D错误。
故选B。
4.D
【详解】因为闭合开关,指示灯发光且插座可正常使用,即闭合开关后,不管插座是否连接用电器,指示灯都会发光,说明插座与指示灯并联;断开开关,指示灯熄灭且插座无法使用,这表明指示灯和插座的工作状态受开关统一控制,所以开关应在干路上。故选D。
5.D
【详解】A.地球周围存在地磁场,地磁场的N极在地球的地理南极附近,地磁场的S极在地球的地理北极附近,所以地理南、北极与地磁场的南、北极不重合,故A正确,不符合题意;
B.磁感线不是真实存在的,是为了描述磁场而引入的物理模型,故B正确,不符合题意;
C.易被磁体吸引的物体易被磁化,“磁石磨针锋”是为了使针锋被磁化,故C正确,不符合题意;
D.根据磁极间的相互作用规律可知,A点小磁针的上端应该是N极,故D错误,符合题意。
故选D。
6.C
【详解】A.在磁体的周围,磁感线从磁体的N极流出,回到S极,所以利用磁感线的方向,可以确定螺线管的左端为S极,右端为N极,故A不符合题意;
B.根据螺线管的右端为N极结合图示的线圈绕向,利用安培定则可以确定电流从螺线管的左端流入右端流出,所以电源的左端为正极,右端为负极,故B不符合题意;
C.螺线管的左端为S极,根据异名磁极相互吸引,可以确定小磁针甲右端为N极,故C符合题意;
D.小磁针静止时,N极的指向跟通过该点的磁感线方向一致,S极跟通过该点的磁感线方向相反,所以乙的左端为N极,右端为S极,故D不符合题意。
故选C。
7.D
【详解】有电流通过的灯丝置于磁场中晃动,体现了通电导体在磁场中受到力的作用。在这个过程中,是电能转化为机械能。灯丝晃动,说明其受力的方向不断改变,故D正确,ABC错误。
故选D。
8.C
【详解】A.由安培定则可知,电磁铁的右端为N极,由于同名磁极相互排斥,可知小车运动,向左移动滑动变阻器的滑片,电路中接入电阻变大,由可知,电路中的电流变小,磁性变弱,排斥力减小,小车运动的距离变小,故A不符合题意;
B.将接线柱c的导线改接到接线柱b,线圈匝数变少,电流一定时,磁性变弱,排斥力减小,小车运动的距离变小,故B不符合题意;
C.在小车上换用磁性更强的条形磁体,磁性变强,排斥力变大,小车运动的距离变大,故C符合题意;
D.改变电源的正负极,电磁铁的右端为S极,由于异名磁极相互吸引,小车将受到向左的吸引力,运动的距离更近,故D不符合题意。
故选C。
9.C
【详解】杭绍甬高速上电动汽车边行驶边充电的原理是电磁感应。
A.A中装置是奥斯特实验,说明通电导线周围存在磁场,不是电磁感应现象,故A不符合题意;
B.B中装置是探究影响电磁铁磁性强弱的实验,利用的是电流的磁效应,不是电磁感应现象,故B不符合题意;
C.C中装置中没有电源,当导体在磁场中做切割磁感线运动时,灵敏电流计的指针会发生偏转,产生感应电流,是电磁感应现象,故C符合题意;
D.D中装置是通电导体在磁场中受力运动的实验,说明通电导体在磁场中受到力的作用,不是电磁感应现象,故D不符合题意。
故选C。
10.D
【详解】通电导体在磁场中受力大小与磁场强度及电流大小有关,要增大弹射力,即增大磁力,可通过增大电流或增强磁场来实现,减小电压、增大导电轨阻值不可行,D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
11.C
【详解】①线圈在转至与磁感线平行时,线圈做切割磁感线运动,此时线圈中的感应电流最大,故①正确;
②线圈在转过与磁感线平行时,线圈运动方向和磁感线方向都不变,所以线圈中电流方向不变,故②错误;
③线圈在转动过程中,当转过与磁感线垂直位置时,这一瞬间感应电流方向改变,故③错误;
④当线圈不动,磁极转动时,仍满足做切割磁感线运动,会产生感应电流,故④正确。
综合上述分析,故C正确,ABD错误。
故选C。
12.A
【详解】A.扬声器工作原理是磁场对通电线圈有力的作用,与电动机工作原理相同,发电机工作原理是电磁感应,二者原理不同,故A错误,符合题意;
B.通电线圈中有交流电,处于强磁铁磁场中,磁场对通电线圈有力的作用,从而使线圈振动,故B正确,不符合题意;
C.改变线圈匝数,会改变线圈在磁场中受力大小,进而改变振动幅度,而响度与振动幅度有关,所以能改变发声响度,故C正确,不符合题意;
D.磁场对通电线圈作用力的方向与电流方向、磁场方向有关,所以磁场对线圈作用力的方向与电流方向有关,故D正确,不符合题意;
故选A。
13.C
【详解】A.根据“夜跑灯”的特点可知,当运动时,磁体在水管中反复运动,线圈切割磁感线而产生电流,其原理是电磁感应现象,故A错误;
B.运动时加速摆臂,线圈切割磁感线的速度变大,线圈中的感应电压变大,故B错误;
C.感应电流的大小和磁场强弱、导体切割磁感线的速度有关,为提高LED灯的亮度,可换用磁性更强的磁体,故C正确;
D.根据电磁感应原理可知为了夜跑时,灯达到最亮,应将夜跑灯佩戴在Q处,因为前臂Q位置主要做水平往返运动,能使强磁铁在水管内往返运动,连续切割磁感线产生感应电流使灯发光,且手臂摆时,Q处速度大于P处的速度,故D错误。
故选C。
14.C
【详解】A.为了安全,连接电路时,要将开关接在火线上,故A错误;
B.断路器要安装在电能表之后的火线上,可知,应安装在P处,故B错误;
C.三孔插座的地线孔通过地线连接大地,正常情况下,地线中没有电流通过,正常情况下测电笔检测三孔插座地线孔时,不会有电流流过测电笔和人体,故C正确;
D.插座和灯泡是并联的,三孔插座短路时,电路中的电流过大,空气开关跳闸或保险丝熔断,电灯不能发光,故D错误。
故选C。
15.D
【详解】A.由图可知,根据安培定则可知,电磁铁的上端为N极,故A错误;
B.当光照强度增强,光敏电阻的阻值减小,总电阻减小,根据欧姆定律可知,控制电路的电流变大,故B错误;
C.当光照强度减弱时,光敏电阻的阻值变大,总电阻变大,根据欧姆定律可知,控制电路的电流变小,电磁铁磁性大小与电流大小、线圈匝数有关,电流减小,则磁性变弱,故C错误;
D.光线较暗时,光敏电阻的阻值大,则控制电路中的电流小,电磁铁的磁性弱,衔铁在弹簧的作用下被拉起,灯泡自动发光,说明灯泡在和两接线柱之间,故D正确。
故选D。
16.(1)D
(2)见解析
【详解】(1)磁体周围的磁感线从N极指向S极。由图2可知,B端为N极,D端为S极,司南的A端指向地理南极,可知是磁体的S极,所以是将磁石的D端打磨成司南的A端。
(2)家用指南针,改进之处:体积小,易携带;指南鱼或水浮式指南针,改进之处:减小摩擦力的影响,灵敏性更高。
17. 通电线圈能在磁场中转动 减小
【详解】[1]直流电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。而电磁感应是指闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流,这是发电机的工作原理。 所以该直流电动机的工作原理是通电线圈能在磁场中转动。
[2]直流电动机的转速与电流大小有关,在其他条件不变的情况下,通过电动机的电流越大,电动机的转速越快;通过电动机的电流越小,电动机的转速越慢。 已知电动转盘转动过快,为了降低转速,可减小通过电动机的电流。
18. 强 P
【详解】磁感线的分布疏密可以反映磁场的强弱,越密越强,反之越弱.磁感线是有方向的,磁感线上的任何一点的切线方向跟小磁针放在该点的北极指向一致。
[1]从图中可以看出a点的磁感线比b点的磁感线稀疏,故a点的磁场比b点的磁场弱,即b点的磁场比a点的磁场强。
[2]小磁针静止在b点时,其N极指向与该点磁感线的方向一致,磁感线的方向是指向Q,故N极指向Q处,S极和N极的指向相反,所以S极指向P处。
19. 电磁感应 机械 电源
【详解】[1][2]魔方中有磁场和闭合电路,转动魔方时,闭合电路的一部分切割磁感线产生感应电流,故它是根据电磁感应原理发电,这个过程机械能转化为电能。
[3]给移动设备充电时,魔方将储存的化学能转化为电能供给用电器,此时魔方相当于电路中的电源。
20.(1)220
(2)并联
(3)1
【详解】(1)根据常见的电压可知,我国家庭电路的电压标准是220伏,工业用电电路的电压标准是380伏。
(2)由“指示灯损坏,开关闭合时插孔也能提供工作电压”可知,指示灯和插孔工作时互不影响,所以它们的连接方式是并联。
(3)三孔插座的接法是“左零右火上接地”。开关闭合时,火线带电,所以用测电笔接触右孔(火线)会发光,其他孔不会发光,所以能使氖管发光的孔有1个。
21.(1) 软磁体 S/南
(2) 保护电路 夜间关上门,门上的条形磁铁靠近干簧管,干簧管触点处于闭合状态,对电铃短路,所以报警电铃不响
【详解】(1)[1]干簧管中的磁簧片通电时有磁性,断电时无磁性,所以是软磁性材料制成的;
[2]根据异名磁极相互吸引,磁簧片靠近条形磁铁的N极的一端是S极,所以磁簧片最左端是S极。
(2)[1][2]①②由电路图可知:干簧管和电铃并联后与电阻串联,电阻、开关在干路上,夜间关上门,闭合开关S,门上的条形磁铁靠近干簧管,干簧管触点处于闭合状态,对电铃短路,所以报警电铃不响,此时干路中的电阻起到保护电路的作用;当盗贼打开门时,干簧管远离磁体,干簧管退磁,触点在弹力作用下分开,干簧管触点处于断开状态,电流通过电铃,则电铃响起。
22.(1)绿
(2)增大电源1的电压
(3)能
【详解】(1)由图可知,衔铁在弹簧的作用下与上方触点接触,因而是绿灯接入电路工作。
(2)当小科往烧杯中逐渐加蒸馏水至浸没金属板A时,水位指示灯仍是同一种颜色。说明电磁铁磁性太弱,衔铁没有被吸引下来与下方触点接触,由于电磁铁磁性与电流大小和线圈匝数有关,适当增加线圈匝数可以增强磁性,所以,可以增大电源1的电压或增大电磁铁的线圈匝数或往烧杯中加入氯化钠晶体等,以增大电磁铁的磁性以吸引衔铁,使红灯亮起。
(3)若此时只更换电源1处的正负极,控制电路接通时,电磁铁仍有磁性,仍可以吸引衔铁,即电磁铁的磁性与电流方向无关。
23.(1)吸引大头针的数量
(2)变小
(3)0.4
(4)见详解
【详解】(1)实验中运用转换法,通过观察电磁铁吸引大头针的数量表示电磁铁磁性强弱,且电磁铁吸引大头针的数量越多,说明电磁铁的磁性越强。
(2)根据题意,调节乙中滑动变阻器的滑片P,甲中电流表示数逐渐增大,说明磁感电阻RB的阻值变小,据图3可知磁感电阻RB处的磁感应强度B逐渐变小。
(3)当线圈匝数为200圈时,电路中的电流为30mA=0.03A,此时RB的阻值为
据图3可知,对应的磁感应强度B为0.4T。
(4)据表格数据可知,当电流一定时,线圈匝数越多时,电磁铁磁性越强。
24.(1)S
(2)见解析
(3)见解析
【详解】(1)根据磁极间的相互作用规律“同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引”,当条形磁铁S极靠近缝衣针针尖时,缝衣针被排斥,说明缝衣针针尖的磁极为S极。
(2)可以将制作好的简易指南针用细线悬挂起来,使其能够在水平面内自由转动。观察静止时它是否总是一端指南,一端指北,若总是指向南北方向,则说明该简易指南针具有指南北性质;也可以将其放在光滑的水平面上,如玻璃、塑料板等,让其自由转动,看静止时是否指向南北方向。
(3)可以给指南针制作一个保护外壳,防止在户外被碰撞或损坏。例如用透明塑料制作一个密封的盒子,将指南针放在里面,既可以保护指南针,又不影响观察。同时,在盒子上可以设置一个悬挂孔或固定装置,方便携带和使用。
25.(1)A
(2)磁场
(3)见解析
(4)见解析
【详解】(1)无线充电中,充电器内线圈通过变化电流产生磁场,手机内线圈在磁场中产生感应电流。图乙中,B线圈与电源等构成电路,A线圈与灵敏电流表构成电路,类似手机线圈,产生感应电流,所以模拟手机内线圈的是A。
(2)因为电流周围存在磁场,所以当线圈B中电流的有无发生变化时,会导致线圈B周围磁场的有无也发生变化,从而使线圈A瞬间产生感应电流。
(3)要使线圈B磁场强弱持续变化,可通过改变线圈B中电流大小实现,电路中有滑动变阻器,所以实验操作是移动滑动变阻器的滑片,使线圈B中的电流大小持续变化,这样线圈B磁场强弱持续变化,线圈A就能持续产生感应电流。
(4)家庭电路是交流电,电流方向和大小周期性变化,接入无线充电器后,充电器内线圈的电流持续变化,导致其周围磁场持续变化,手机内线圈就能持续产生感应电流,从而持续充电。即家庭电路是交流电,电流不断变化,使得线圈B周围的磁场不断变化,从而在线圈A中持续产生感应电流。
26.见解析
【详解】甲图中根据磁感线由N极出发回S极,则作图如下:
乙图中磁感线均从两个半磁体出发,说明两个相对的磁极为N极,即:
丙、丁两图根据磁感线 方向为从N极出发回S极,可知,作图为:
27.(1)见解析
(2)
(3)见解析
【详解】(1)三脚插头的脚E是接地线的。当把插头插入插座时,脚E比其他两脚稍长一些,这样在插入插座的过程中,脚E会先与插座中的地线接通,使用电器的金属外壳先接地;在拔出插头时,脚E会最后离开插座,保证在使用电器的过程中,金属外壳始终接地,从而防止因用电器漏电而使人触电,起到安全保护的作用。
(2)根据题意可知,指示灯和插座互不影响,指示灯和插座是并联的;开关同时控制指示灯和插座,则开关在干路中,且接在火线与指示灯和插座之间; 三孔插座接法为左零右火上接地;如图所示:
(3)若有一人触电,电阻约2kΩ,通过人体的电流为
所以会断开电路,故该型号的漏电保护器能起保护作用。
28.(1)N
(2)30Ω
(3)R2的滑片向右移动
【详解】(1)由图乙可知,电流从电磁铁的上端流入,由安培定则可知电磁铁的上端是N极。
(2)在托盘秤上放上0.15kg的苹果,压敏电阻受到的压力F=mg=0.15kg×10N/kg=1.5N
根据图甲可知,此时压敏电阻的阻值为30Ω,闭合开关,左侧电路中两电阻串联,电压表测量R2两端的电压,R2两端的电压为3V,电磁铁恰好能将衔铁吸下,由串联电路电压的规律可知R1两端的电压U1=U-U2=6V-3V=3V
由串联分压可知
带入数据得到
解得R2=30Ω。
(3)为了提高分拣标准,挑选出质量为0.2千克以上的苹果,此时压力变大,由图甲可知,R1的阻值变小,此时电磁铁恰好能吸住分拣开关的衔铁,电路中的电流保持原来不变,由欧姆定律可知电路的总电阻不变,由电阻的串联可知,变阻器连入电路的电阻变大,R2的滑片向右移动。
29.(1)S
(2)节能灯
(3)190
【详解】(1)开关S闭合时,电磁铁中电流的方向是向左的,根据安培定则可知,电磁铁P的上端为S极。
(2)当外界光照较强时,光敏电阻阻值小,控制电路电流大,电磁铁磁性较强,吸引衔铁,动触点与A接触,能启动电动卷帘适时调整进光量;当外界光照较弱时,光敏电阻阻值大,控制电路电流小,电磁铁磁性较弱,衔铁弹回,动触点与B接触,能动启动节能灯给予补光,则M处接节能灯。
(3)当外界光照强度达到150lx时,由图丙可知此时光敏电阻的阻值
当电动卷帘便开始工作,电磁铁能吸合衔铁的电流
由欧姆定律得,控制电路的总电阻
根据串联电路电阻规律可知,R0的阻值
答案第1页,共2页
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