2023年中考物理实验探究题专项训练：电与磁

2023年中考物理实验探究题专项训练：电与磁

一、实验探究题

1．小明同学做了一个如图所示的装置，闭合开关，用外力使导体棒ab水平向右移动，发现导体棒cd也随之运动起来，在此实验中

（1）实验装置中的甲部分，应用的物理原理是　             　.

（2）实验装置中的乙部分，在cd棒运动过程中，是将电能转化成　     　能。

（3）此装置中　     　(填“甲”或“乙”)部分产生的现象，与生活中电动机的工作原理是相似的。

2．小明利用生活中常见的材料做了两个小实验． 

（1）如图甲所示，将饮料瓶中装满水后拧紧瓶盖，在侧壁开了一个小孔A，发现水并不流出，这是因为受到　     　的作用；在A孔下方开一个相同大小的小孔B，将瓶盖拧开，发现从B孔喷出的水较急，这是因为　                               　． 

（2）如图乙所示，将线圈一端引线上的绝缘漆全部刮掉，另一端只刮掉了半个侧面，放在磁铁上方后通电，线圈就会转动起来，这样便做成了一个简易电动机．其工作原理是　                             　；若要改变线圈的转动方向，请写出一种操作方法：　           　． 

3．在探究“通电螺线管外部的磁场分布情况”时，小合按如图所示布置器材。

（1）实验中应该把小磁针放到螺线管四周不同的位置，在图上记录小磁针　     　的方向，这个方向就是该点的磁场方向；  

（2）与图对比，通电螺线管外部的磁场跟　     　磁体的磁场相似；  

（3）如图所示，开关闭合后，位于螺线管右侧的小磁针的指向将怎样变化？请用箭头画出；  

（4）1820年，法国科学家安培在科学院的例会上做了一个小实验，引起到会科学家的兴趣：把螺线管水平悬挂起来，然后给导线通电。请你说出悬挂着的通电螺线管静止后，会　                           　。  

4．            

（1）1820年4月，丹麦物理学家　     　发现了电流的磁效应，打开了通向电与磁联系的大门。

（2）请回答下列电磁学方面的问题：

如图甲所示是小乐设计的研究“电磁铁磁性强弱可能跟线圈匝数多少有关”的实验电路图。实验步骤如下：

步骤一：实验时，用铁芯和漆包线绕制匝数为20匝的电磁铁，并接入电路中的AB两端，其他元件如图正确连接；

步骤二：闭合开关S，调节滑动变阻器使电流表示数为1A，用电磁铁去吸引大头针，记录数据；

步骤三：断开开关S，用匝数为50匝的电磁铁替换20匝的电磁铁。闭合开关S，再用电磁铁去吸引大头针，记录数据。

请问：实验时通过观察　                     　来判断电磁铁磁性的强弱；小乐分析后，发现步骤三中存在错误，该错误是　                     　；

（3）如图乙、丙为小红所做的探究实验。如图乙所示，当导体棒ab在蹄形磁体中静止时，小磁针N极指向下；如图丙所示，当导体棒ab水平向右运动时，小磁针的N极指向右。当导体棒ab竖直向上运动时，小磁针的N极指向　     　（选填“上”、“下”、“左”或“右”）；人们利用该实验过程中的能量转化原理，在生活中制成了　     　；

（4）小聪利用如图丁所示的装置“观察磁场对通电直导线的作用”。应在M、N之间接入　     　（选填“小量程电流表”、“电源”或“灯泡”），装置中的导体棒应选用轻质的　     　 。（选填“铁棒”或“铝棒”）

5．探究通电螺线管外部磁场的方向实验时，完成了如图所示的两次实验。

（1）由现象可知：通电螺线管外部磁场与　         　相似；

（2）实验中小磁针的作用是　               　；

6．小勇利用如图所示的实验装置“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”，他将实验中观察到的现象记录在下表中．

（1）分析得出：　     　电路中的部分导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流．  

（2）比较实验2和3(或6和7)可知：在磁场方向一定时，感应电流的方向与　                                       　有关．  

（3）比较实验　             　可知：在导体切割磁感线运动方向不变时，感应电流的方向与磁场方向有关．  

（4）这个现象在生产和生活中的重要应用是　     　．  

（5）针对这个实验，小勇进行了进一步的探究，他提出了“感应电流的大小可能与导体切割磁感线的运动速度有关”的猜想，于是他设计了如下的实验方案：

①保持磁场强弱不变，让导体ab以　     　(填“相同”或“不同”)的速度沿相同方向做切割磁感线运动，观察电流表指针偏转幅度大小．

②如果电流表指针偏转幅度不同，说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度　     　(填“有关”或“无关”)．

7．如图所示为探究“磁场对通电导体作用”的实验装置图，所用到的实验器材有：电源（可以用干电池替换）、U型磁铁、导体棒、金属导轨ab、开关、导线，若利用该装置探究“磁场对通电导体作用力的大小与电流大小是否有关”： 

（1）除添加一块电流表外，还需要添加什么实验器材？ 

（2）写出实验步骤； 

（3）画出实验数据记录表格． 

8．用如图甲、乙所示的装置，分别探究“通电螺线管外部磁场的分布”和“电磁感应现象”．

（1）在图甲中，闭合开关后，通电螺线管的右端为　     　极．（选填“N”或“S”）

（2）在图甲实验过程中，将电源正负极对调，发现小磁针的偏转方向发生改变．这样操作是为了探究通电螺线管外部磁场方向和　         　有关．

（3）图乙中，闭合电路中的一部分导体AB静止不动，当磁体左右运动时，灵敏电流计的指针　     　（选填“会”或“不会”）偏转．这说明闭合电路的部分导体在磁场中做　           　运动时，导体中会产生感应电流．

9．小琦同学在用小磁针做“探究条形磁铁周围的磁场分布”的实验时惊奇地发现，小磁针A出现了如图所示的现象．课后小琦同学对这一现象进行了探究，发现：小磁针A实际的“N”极和“S”极与标识的“N”极和“S”极相反．

（1）你认为小琦是怎样得知小磁针A实际的“N”极和“S”极与标识的“N”极和“S”极相反，请简述探究过程．

（2）小琦同学还了解到前几节课的同学用这些器材做实验时，并没有出现这一现象，说明小磁针A在这段时间内“N”极和“S”极出现了反转．你认为出现“N”极和“S”极反转的最可能原因是什么？

10．在“探究感应电流产生条件”的实验中，小明将导体AB、开关S、灵敏电流计和蹄形磁体按如图所示装置进行了连接和组装．

（1）小明闭合开关后进行了如下操作：

A．只让导体AB在水平方向左右运动  B．只让导体AB在竖直方向上下运动

其中一定能产生感应电流的是　　     　 （填写字母）；

（2）实验中发现灵敏电流计指针偏转不明显，为了使指针偏转明显，下列措施中可行的是　　     　 （选填字母）；

A．换用磁性更强的磁体，增加磁场的强度  B．将灵敏电流计换成电流表

（3）如果将灵敏电流计换成电源，闭合开关S后可以观察到的现象是　     　

11．小海在探究通电螺线管的磁场特点时，通电螺线管在某状态下的两个实验现象如图所示，其中小磁针（黑色一端为N极）静止时的指向情况如图甲所示，铁屑静止时的分布情况如图乙所示：

（1）小海用磁感线描述图甲、乙所示的两个实验现象，图丙是他画出的部分曲线，请用箭头标出图丙中A点的磁场方向；

（2）小海在如图甲所示实验的基础上，只改变电流的方向，发现小磁针静止时N极的指向均与原来相反，说明通电螺线管两端的磁极性质与　         　有关；

（3）如图所示，小海画出了通电螺线管的一种绕线情况，并标出了电流方向，可知通电螺线管的　     　（选填“A”或“B”）端是N极。

12．同学们在做“探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关”的实验时，提出以下猜想：

猜想一：电磁铁磁性的有、无跟通、断电有关；

猜想二：电磁铁磁性强弱跟通过电磁铁的电流大小有关；

猜想三：电磁铁磁性强弱跟电磁铁线圈的匝数多少有关；

为了验证上述猜想是否正确，同学们设计了以下实验方案：用漆包线（表面涂有绝缘漆的导线）在相同铁钉上绕制若干圈，制成若干个简单的电磁铁。如图所示的甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。请你完成下列内容：

（1）实验中通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它 　         　 的不同。这一方法体现了转换的思想。下面用到这种方法的是 　     　 ；（填字母） 

A．用磁感线来描述磁场

B．认识电压时，我们可以用水压来类比

C．研究焦耳定律时，利用U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化

（2）图中乙和 　     　 （选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）两种情况，可以验证猜想一的正确； 

（3）通过比较图中 　     　 和 　     　 可以验证猜想二； 

（4）由图丁可得出的结论是： 　                 　 相同时， 　             　 ，电磁铁的磁性越强。 

13．现有下列器材：学生电源（6V），电流表（0~0.6A，0~3A）、电压表（0~3V，0~15V）、定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω各一个）、开关、滑动变阻器和导线若干，利用这些器材探究“电流与电阻的关系”；

（1）请根据图甲所示的电路图用笔画线代替导线将图乙所示的实物连接成完整电路；

（2）上述实验中，小强用5Ω的电阻做完实验后，保持滑动变阻器滑片的位置不变，接着把R换为10Ω的电阻接入电路，闭合开关，向　     　（选填“A”或“B”）端移动滑片，使电压表示数为　     　V时，读出电流表的示数。实验中依次接入三个定值电阻，调节滑动变阻器的滑片，记下三组数据，利用描点法得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图像。由图像可以得出结论：导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成　     　；

（3）为完成整个实验，应该选取的滑动变阻器是___________。 

A．50Ω 1.0A B．30Ω 1.0A C．20Ω 1.0A

14．如图所示，是小明“探究感应电流产生的条件”实验时选择的装置。

（1）我们可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生；还可以通过指针偏转的方向判断电流的方向，这种方法叫做　     　法；

（2）闭合开关，实验探究过程记录如表所示：

保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验，是为了探究感应电流方向与谁的关系　         　。

15．物理兴趣小组用如图所示的实验装置探究“产生感应电流的条件”。

（1）实验中，ab 棒的材料可能是　     　（选填“铜棒”或“塑料棒”）；

（2）闭合开关，若磁体不动，ab棒沿　     　（选填“上下”或“左右”）方向运动时，电流表指针会发生偏转；保持导体ab棒的运动方向不变，将蹄形磁体N、S极的位置对调，灵敏电流计指针偏转方向也会改变，这说明：感应电流的方向与　     　的方向有关；

（3）这个实验演示的是　     　（选填“电动机”或“发电机”）的工作原理。

16．探究“通电导体在磁场中受力与什么因素有关”的实验，如图所示。

（1）如图甲所示，将导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，闭合开关，导体ab向左运动，说明磁场对　     　导体有力的作用；  

（2）仅将图甲中磁铁的N、S极对调，闭合开关，导体ab向右运动，说明导体在磁场中的受力方向与　         　有关；仅将图甲中电源的正、负极对调，导体ab向右运动，说明导体ab在磁场中的受力方向与　         　有关；  

（3）将导体换成线圈放入磁场中，如图乙所示，闭合开关，线圈不能持续转动，是因为线圈越过了平衡位置以后，受到磁场的力要　     　它的转动。为了使线圈持续转动下去，可以通过每半周改变电流的方向或改变　     　的方向，生活中的电动机一般是通过换向器改变　     　的方向让线圈持续转动起来的。  

答案解析部分

1．【答案】（1）电磁感应现象

（2）机械

（3）乙

2．【答案】（1）大气压；液体的压强随着深度的增加而增大

（2）通电导体在磁场中受到力的作用；将磁铁倒置

3．【答案】（1）N极

（2）条形

（3）

（4）像指南针一样，指向南北方向

4．【答案】（1）奥斯特

（2）吸引大头针的数目多少；没有控制电流大小一定

（3）下；发电机

（4）电源；铝棒

5．【答案】（1）条形磁铁

（2）显示磁场的方向

6．【答案】（1）闭合

（2）导体切割磁感线运动方向(或导体运动方向)

（3）2、6(或3、7)

（4）发电机

（5）不同；有关

7．【答案】（1）解：在实验中，需要改变电流的大小，因此，除添加一块电流表外，还需要添加滑动变阻器

（2）解：根据实验目的，可设计实验步骤为：断开开关，按图示电路将电流表和滑动变阻器串联接入电路，调节滑动变阻器的滑片到适当的位置，闭合开关记录电流表示数，同时观察导体棒ab滑行的距离（或滚动的快慢），调节滑动变阻器的滑片位置重复实验并记录

（3）解：实验中，需要记录电流的强弱、导体棒滚动的距离，以及磁场对电流的作用力的大小，并进行至少三次实验，设计表格如下： 

8．【答案】（1）N

（2）电流方向

（3）会；切割磁感线

9．【答案】答：（1）实验步骤及现象：

将小磁针A在不受其他磁体的干扰下放在水平的桌面上，发现小磁针A的“N”极却指向地理的南极，说明小磁针A的磁极反转了．

（2）小磁针A在前面某一节课的实验中不小心被其他的强磁体重新磁化了，使得其“N”“S”极反转．

10．【答案】（1）A

（2）A

（3）AB运动

11．【答案】（1）

（2）电流方向

（3）A

12．【答案】（1）磁性强弱；C

（2）甲

（3）乙；丙

（4）通过电磁铁的电流；线圈匝数越多

13．【答案】（1）

（2）B；2；反比

（3）A

14．【答案】（1）转换

（2）磁场方向

15．【答案】（1）铜棒

（2）左右；磁场

（3）发电机

16．【答案】（1）通电

（2）磁场方向；电流方向

（3）阻碍；磁场；电流