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- 2022-2023年浙教版科学八年级下册专题复习精讲精练:专题03 磁生电及其应用(原卷版+解析版) 试卷 1 次下载
- 2022-2023年浙教版科学八年级下册专题复习精讲精练:专题04 家庭电路与用电安全(原卷版+解析版) 试卷 0 次下载
- 2022-2023年浙教版科学八年级下册专题复习精讲精练:专题05 第一章综合测试(原卷版+解析版) 试卷 3 次下载
- 2022-2023年浙教版科学八年级下册专题复习精讲精练:专题06 模型、符合、原子结构(原卷版+解析版) 试卷 1 次下载
2022-2023年浙教版科学八年级下册专题复习精讲精练:专题02 电生磁及其应用(原卷版+解析版)
展开专题02 电生磁及其应用
一、电动机
1.主要组成部分:转子(线圈)和定子(磁铁),转向器,电刷;
2.直流电动机是把电能转化为机械能的装置;原理:通电线圈在磁场中受力转动;
3.换向器的作用:每当线圈转到平衡位置,能自动改变线圈中的电流方向,使线圈连续转动;
4.直流电动机的转动方向取决于磁场方向和线圈中电流方向,转速取决于磁场强度和电流大小。电流越大转速越快;磁场越强,转速也越快;
二、电磁继电器
1.电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种自动开关;
2.电磁继电器是利用低电压,弱电流电路的通断,来间接的控制高电压,强电流电路的装置,由电磁铁,衔铁,弹簧片,触电组成;
3.电铃:闭合开关,电路接通电磁铁,由此铁产生磁性吸引弹簧片,使铁锤打击打击铁岭而发出声音,同时电路断开,电磁铁失去磁性,由于弹 簧片的弹性,使电路又重新闭合,上述过程循环反复,电铃持续发声; 某检测气体电路示意图
三、电磁铁的其他应用
磁悬浮列车:列车轨道上强电磁铁的磁极与列车上的电磁铁的磁极的排斥或吸引的作用力,使列车悬浮,消除了摩擦,减少了阻力,增加运行速度;
信息的磁记录:记录声音,文字,图像等信息的磁带的一面都涂有一层磁粉,每一个磁粉粒就是一个小磁铁,通过磁头把磁粉磁化,把信息记录在磁带上。
磁场对通电导体的作用:
1.磁场对通电导体的作用:通电导体在磁场中会受到力的作用。其所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关,改变其一,受力方向与原方向相反;两个都改变,其受力方向与原方向相同。
2.磁场对通电线圈的作用:通电线圈在磁场中受力转动,到平衡位置时停止;当通电导线或线圈在磁场中受力的作用而发生转动时,电能转化为机械能。
一、电磁继电器
1.电梯为居民出入带来了很大的便利,出于安全考虑,电梯设置有超载自动报警系统,其工作原理如图所示。R1为保护电阻,R2为压敏电阻,其阻值随压力增大而减小。下列说法正确的是( )
A.电磁铁是根据电磁感应原理制成的
B.工作时,电磁铁的上端为N极
C.超载时,电磁铁的磁性减小
D.正常情况下(未超载时),K与A接触
【答案】D
【解析】A.电磁铁是根据电流的磁效应制成的,故A错误;
B.工作时,线圈上电流向左;右手握住螺线管,弯曲的四指指尖向左,此时大拇指指向下端,那么电磁铁的下端为N极,故B错误;
C.超载时,压敏电阻的阻值减小,通过电磁铁的电流增大,则电磁铁的磁性增大,故C错误;
D.正常情况下(未超载时),K与A接触,接通电动机所在的电路,断开电铃所在的电路,保证电梯正常工作,故D正确。 故选D。
2.(2020八下·拱墅开学考)如图所示闭合开关,将滑动变阻器滑片P向右移动时,弹簧测力计的示数变小。则下列分析正确的是( )
A.电磁铁的上端为S极
B.电源左端为正极
C.抽去铁芯,弹簧测力计示数增大
D.断开开关,弹簧测力计示数为零
【答案】C
【解析】A、滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流变大,磁性增强,弹簧测力计的示数变小,说明电磁铁与上面的磁铁排斥。根据同名磁极相互排斥的规律,电磁铁的上端为N极,A不符合题意;
B、上端为N极,再利用安培定则判断,电源右端为“+”极,B不符合题意;
C、抽去铁芯后,电磁铁的磁性变弱,而电磁铁的上端为N极,同名磁极相互排斥,所以对条形磁铁的排斥力减小,因此弹簧测力计的示数将变大,C符合题意;
D、断开开关,电磁铁的磁性消失,但弹簧测力计下面挂着的磁铁具有重力,且还会与电磁铁的铁芯相互吸引,所以示数会增大,不会为零,D不符合题意。 故答案为:C
3.如图是火警自动报警原理图。发生火灾时,将会发生下列变化,其变化顺序是( )
①温度升高使铜铁双层金属片向下弯曲,从而接通电磁铁电路 ②接通触点使报警电路中有电流通过 ③电磁铁具有磁性 ④衔铁被吸下 ⑤红灯亮、电铃响,发出警报
A.①②③④⑤ B.①③④②⑤ C.①②④③⑤ D.①④③②⑤
【答案】B
【解析】火警报警器的工作原理为:当有火灾发生时,温度升高使铜铁双层金属片向下弯曲,从而接通控制电路,使电磁铁具备磁性,从而衔铁被吸引下来,与此同时工作电路被接通,工作电路中有电流产生导致红灯亮、电铃响,发出警报;故A、C、D错误,B正确; 故答案为:B。
4.近期,我国南方各地普降暴雨,城市内涝给人们生活带来很大影响。小明设计一种利用电磁继电器来自动控制抽水机工作的电路:当水位在安全位置以下时绿灯亮,抽水机不工作;当水位到达安全位置上限时红灯亮,抽水机开始工作。如图是小明还未连接完成的电路,小明接下去的电路连接应该是( )
A.M接A,N接B B.M接B,N接D C.M接B,N接C D.M接A,N接D
【答案】B
【解析】A、若M接A,N接B,当衔铁无磁性时,闭合回路发生短路;故A错误;
B、若M接B,N接D,当衔铁有磁性时,红灯和抽水机都工作;故B正确;
C、若M接B,N接C,当衔铁有磁性时,工作电路发生短路;故C错误;
D、若M接A,N接D,绿灯一直工作,故D错误; 故答案为:B。
5.(2018八下·杭州月考)如图是用电磁继电器控制电路的实验电路图。下列说法中正确的是( )
A.当开关 S 断开时,灯 L 和电铃 D 都不工作
B.当开关 S 断开时,灯 L 和电铃 D 都工作
C.当开关 S 闭合时,灯 L 不亮,电铃 D 工作
D.当开关 S 闭合时,灯 L 亮,电铃 D 不工作
【答案】C
【解析】根据题中的实验电路图可知,当开关S断开时,灯L接通工作,电铃断开不工作,A、B错误。当开关S闭合时,衔铁吸合,灯L断开停止工作,电铃接通开始工作,C正确,D错误。故选C
6.如图所示,虚线框中是电磁继电器的结构示意图,衔铁、动触点一起组成一个杠杆,弹簧始终处于 (填“拉伸”或“压缩”)状态。电磁继电器是利用 来控制工作电路的一种开关。它的工作原理:当控制电路开关闭合时,电磁铁 ,把衔铁吸下来,使动触点与静触点接触,工作电路闭合;当控制电路开关断开时,电磁铁失去 , 把衔铁拉起来,工作电路 。
【答案】拉伸;电磁铁;有磁性;磁性;弹簧;断开
【解析】(1)根据图片可知,弹簧对杠杆的拉力向下,则它形变的方向向上,即弹簧处于拉伸状态。
(2)电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。它的工作原理:当控制电路开关闭合时,电磁铁有磁性,把衔铁吸下来,使动触点与静触点接触,工作电路闭合;当控制电路开关断开时,电磁铁失去磁性,弹簧把衔铁拉起来,工作电路断开。
7.(2021八下·余杭月考)小明去超市,走到电梯前发现电梯运动较慢,当他站在电梯 上时电梯运动又快了起来。小明根据所学的知识,画出如图所示的电路(R是一个压敏电阻)。小明分析:当人站在电梯上,压敏电阻的阻值减小,则电磁铁的磁性变 (选填"强”或“弱”,衔铁与触点 (选填"1"或“2")接触, 电动机的转速变 (选填“大"或小”)。
【答案】强;2;大
【解析】根据“他站在电梯上时电梯运动又快了起来”可知,当人站在电梯上时,电动机的转速变大,则通过它的电流变大,它所在电路的电阻变小。根据图片可知,此时应该是只有电动机自己工作,即衔铁与触点2接触。由于衔铁被吸下来,因此电磁铁的磁性变强。
8.(2021八下·拱墅期中)黄勇家的小型养鸡场用电热孵化机自己孵化小鸡,但很担心半夜停电。为此 他设计了一个停电提醒器(如图所示),需要时把它的插头插入电源插座并闭合开关s即可。如果停电,线圈 (填“得到”或“失去”)磁性,衔铁就会被 (填“吸合”或“释放”),电铃声响提醒主人。
【答案】失去;释放
【解析】根据图片可知,如果停电,线圈失去磁性,衔铁就会被释放,接通电铃所在的电路,电铃声响提醒主人。
9.(2018八下·绍兴月考)物理学中,用磁感应强度(用字母 B 表示)来描述磁场的强弱,它的国际单位是特斯拉(符号是 T),磁感应强度 B 越大表明磁场越强;B=0 表明没有磁场。有一种电阻,其阻值大小随周围磁场强度的变化而变化,这种电阻叫做磁敏电阻。为了探究电磁铁磁感应强度的大小与哪些因素有关,小超设计了甲、乙两图所示的电路,图甲中电源电压恒为6V,R 为磁敏电阻,图乙中的电磁铁左端靠近且正对图甲的磁敏电阻 R;磁敏电阻 R 的阻值随磁感应强度变化的关系图像如图丙所示。
(1)当图甲 S1 闭合,图乙 S2 断开时,磁敏电阻 R 的阻值是 Ω,则此时电流表的示数 为 mA 。
(2)闭合 S1 和 S2,图乙中滑动变阻器的滑片 P 向右移动时,小超发现图甲中电流表的示数逐渐减小,说明磁敏电阻 R 的阻值变 ,电磁铁的磁感应强度变 。
(3)闭合 S1 和 S2,图乙中滑动变阻器的滑片 P 保持不变,将磁敏电阻 R 水平向左逐渐远离电磁铁时,小超将测出的磁敏电阻与电磁铁左端的距离 L、对应的电流表示数 I 及算出的磁感应强度 B 同时记录在下表中。请计算当 L=5cm 时,磁敏电阻 R 所在位置的磁感应强 度 B= T 。
L/cm | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
I/mA | 10 | 12 | 15 | 20 | 30 | 45 |
B/T | 0.68 | 0.65 | 0.60 | 0.51 |
| 0.20 |
(4)综合以上实验可以得出:电磁铁磁感应强度随通过电流的增大而 ;离电磁铁越远,磁感应强度越 。
【答案】(1)100;60(2)大;强(或大)(3)0.4(4)增大(或变强);小(或弱)
【解析】(1)由图象知,图乙 S2 断开时,R没有磁性,即B=0T,由图丙可知此时R=100Ω,根据欧姆定律可得
(2)图甲中电流表的示数逐渐减小而电压保持不变,所以根据欧姆定律判断可知磁敏电阻 R 的阻值变大;由图丙可知,当磁敏电阻 R 的阻值变大时,磁感应强度变强;
(3)由表可知当L=5cm 时,电流表示数 为30mA,此时电压是6V,根据欧姆定律可得,由图丙可知此时B=0.4T;
(4)综合以上实验可以得出:电磁铁磁感应强度随通过电流的增大而增大;离电磁铁越远,磁感应强度越小。
10.(2020八下·拱墅开学考)某同学利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、可变电阻器R2等器件设计了一个恒温箱控制电路,如图甲所示。图乙是R1的阻值随温度变化的关系曲线。
(1)当恒温箱内温度高于设定温度时,电磁铁的磁性较 ,触点开关断开。
(2)电磁继电器中的电源电压为6伏,其线圈的电阻可不计,通过实验测得当电流不低于30毫安时,电磁继电器的衔铁能被吸合。在实验中恒温箱的设定温度是90℃,则变阻器R2按入电路的阻值为多少欧?
【答案】(1)强
(2)解:R总= =200Ω
当t=90℃时,由图可知R1=50ΩR2=200Ω-50Ω=150Ω
【解析】(1)温度较高时,由R1的阻值随着温度变化的关系曲线可知,热敏电阻的阻值较小,控制电路中的电流较大,电磁铁的磁性较强,此时的衔铁会被吸下来,根据图示的工作电路可知,触点开关断开。
11.(2020八下·拱墅开学考)小明同学设计了一种“闯红灯违规证据模拟记录器”,其电路图如左图所示,该仪器可以拍摄照片记录机动车辆闯红灯时的情景,其中压敏电阻阻值与压力的关系如右图所示。
回答下列问题:
(1)要记录违规闯红灯的情景,光控开关应在接收到 光(填“红”或“绿)时,自动闭合。
(2)由图乙可知,压敏电阻R的阻值随受到压力的增大而 。
(3)已知控制电路电压为6V,电磁继电器线圈电阻为10Ω,当控制电路中电流大于0.06A时,衔铁被吸引。通过计算说明,只有质量超过多少千克的车辆违规时才会被拍照记录。
【答案】(1)红灯(2)减小
(3)解:由I= 知,R总= =100Ω
压敏电阻R=100Ω-10Ω=90Ω。
查图可知,F=4×103N,
m= =400kg
【解析】(1)要记录违规闯红灯的情景,光控开关应在接收到红时,自动闭合。
(2)由图乙可知,压敏电阻R的阻值随受到压力的增大而减小。
12.电梯为居民出入带来很大的便利,出于安全考虑,电梯都设置了超载自动报警系统,其工作原理如图甲所示。已知控制电路的电源电压U=6伏,保护电阻R1=100欧,压敏电阻R2的阻值随压力F大小变化的情况如图乙所示,电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
,
(1)当压敏电阻R2受到的压力F增大时,其阻值减小,控制电路中的电流增大,从而使电磁铁的磁性增强。电梯超载时,衔铁被电磁铁吸住,触点K与触点 接触,电铃发出警报声。
(2)已知电磁铁线圈中电流达到20毫安时,衔铁刚好被吸住。若该电梯厢内站立总质量为1000千克的乘客,试计算说明电梯是否超载。
【答案】(1)B
(2)解: I=20毫安=0.02安,U1=IR1=0.02安×100欧=2伏,
U2=U-U1=6伏-2伏=4伏,
R2=200欧。
由图乙查得R2=200欧对应的压力F=9000牛,
G乘客=m乘客g=1000千克×10牛/千克=10000牛,10000牛>9000牛,因此电梯已超载。
【解析】(1)根据自动报警系统工作原理图,可知当压敏电阻R2受到的压力F增大时,其阻值减小,控制电路中的电流增大,从而使电磁铁的磁性增强。电梯超载时,衔铁被电磁铁吸住,触点K与触点B接触,电铃发出警报声。(2)已知电磁铁线圈中电流达到20毫安时,衔铁刚好被吸住。此时电梯刚好超载,触点K与触点B接触,电铃发出警报声。根据欧姆定律公式算得R2=200欧,由图乙查得R2=200欧对应的压力F=9000牛,而该电梯厢内站立总质量为1000千克的乘客重力为G乘客=m乘客g=1000千克×10牛/千克=10000牛,10000牛>9000牛,因此电梯已超载。
故答案为:(1)B;
(2)解: I=20毫安=0.02安,
U1=IR1=0.02安×100欧=2伏,
U2=U-U1=6伏-2伏=4伏,
R2=200欧。
由图乙查得R2=200欧对应的压力F=9000牛,
G乘客=m乘客g=1000千克×10牛/千克=10000牛,
10000牛>9000牛,因此电梯已超载。
二、电动机
13.(2021八下·杭州期中)如图所示某汽车起动电动机的电路。当起动器开关闭合时,有细小电流通过器件X,接着有强大电流通过电动机,并将电动机启动,X可能是( )
A.灵敏电流计 B.电磁继电器 C.电压表 D.发电机
【答案】B
【解析】电磁继电器是用电磁铁控制的开关,实现低电压控制高电压,弱电流控制强电流的功能,因此X可能是电磁继电器,故B正确,而A、C、D错误。 故选B。
14.线圈abcd转动过程中经过图甲、乙所示位置时,导线ab所受磁场力的方向( )
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,由于磁场方向和流过ab的电流方向都改变了
D.相同,由于磁场方向和流过ab的电流方向都没改变
【答案】B
【解析】在甲图中,ab边与负极相连;在乙图中,ab边与正极相连。比较可知,通过线圈的电流方向正好相反,那么线圈受力的方向也是相反的,从而保证线圈能够持续转动下去,故B正确,而A、C、D错误。 故选B。
15.(2022八下·杭州期末)小应自制了一个直流电动机模型,如图所示。回形针做成两个支架,分别与电池两极相连。用漆包铜线绕成一个线圈,以线圈引线为轴,用小刀刮去轴的一端全部绝缘漆,另一端只刮去上半周绝缘漆。将线圈放在支架上,磁体放在线圈边,闭合开关,轻轻拨动线圈,此时线圈顺时针转动,则下列说法错误的是( )
A.若仅改变磁极方向,线圈会逆时针转动
B.若再增加一节干电池,线圈转动速度加快
C.刮去上半周绝缘漆,作用相当于换向器
D.工作时将机械能转化为电能
【答案】D
【解析】 A.若仅改变磁极方向,那么磁场方向会发生改变,那么线圈的转动方向相符,即线圈会逆时针转动,故A正确不合题意;
B.若再增加一节干电池,那么电压增大,经过线圈的电流增大,线圈受到的磁力增大,导致线圈转动速度加快,故B正确不合题意;
C.刮去上半周绝缘漆,当转动180°后,绝缘漆切断电流,线圈依靠惯性完成下半圈的转动,从而回到起始位置,利用刮掉的部分接通电路再次受力转动,它的作用相当于换向器,故C正确不合题意;
D.工作时将电能转化为机械能,故D错误符合题意。 故选D。
16.(2022八下·杭州期末)电流表是测量电流的一种仪器,左下图为电流表的表头内部结构,它由永磁体、线圈等构成,当有电流通过线圈时,线圈会发生偏转,从而带动指针转动。其原理与下列相对应的是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】A.闭合开关后,缠绕线圈的铁钉能够吸引大头针,利用的电流的磁效应,故A不合题意;
B.闭合开关后,导体棒在磁场中受力运动,故B符合题意;
C.当导线中有电流经过时,小磁针的指向发生偏转,说明电流周围存在磁场,故C不合题意;
D.当导体在磁场中做切割磁感线运动时,电流表的指针摆动,这是电磁感应现象,故D不合题意。 故选B。
17.(2022八下·苍南期中)如图所示为直流电动机工作原理图,下列分析正确的是( )
A.线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的
B.电动机工作过程是将机械能转化为电能
C.将磁体的磁极对调- 下可以使电动机的转速增大
D.只改变磁场方向可以改变线圈转动的方向
【答案】D
【解析】A.线圈连续转动是靠换向器来实现的,故A错误;
B.电动机工作过程是将电能转化为机械能 ,故B错误;
C.将磁体的磁极对调,可以改变电流方向,从而改变电动机的转动方向,故C错误;
D.只改变磁场方向可以改变线圈转动的方向,故D正确。 故选D。
18.(2022八下·杭州月考)如图为直流电动机的工作原理。以下相关的分析中正确的是( )
A.电动机的工作原理是电磁感应现象
B.电动机工作过程中,消耗电能全部转化为机械能
C.电动机工作过程中,线圈中的电流方向保持不变
D.把电池换成灵敏电流计,快速转动线圈电流计的指针会偏转
【答案】D
【解析】A.电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动,故A错误;
B.电动机工作过程中,消耗电能转化为机械能和内能,故B错误;
C.电动机工作过程中,线圈中的电流方向通过换向器进行改变,故C错误;
D.把电池换成灵敏电流计,快速转动线圈时,线圈在磁场中做切割磁感线运动,此时会产生感应电流,即电流计的指针会偏转,故D正确。 故选D。
19.如图甲所示,通电线圈所在平面与磁场方向平行时,线圈发生 。如图乙所示,通电线圈所在平面与磁场方向垂直时,线圈受力 ,这个位置是线圈的 。通电线圈转过平衡位置后,线圈受到阻碍它沿顺时针方向转动的力的作用,使它不能继续转动下去,而是返回到 。
【答案】转动;平衡;平衡位置;平衡位置
【解析】(1) 如图甲所示,通电线圈所在平面与磁场方向平行时, 线圈的b边电流向内,根据左手定则可知,b边受力竖直向上。线圈的a边电流向外,根据左手定则可知,a边受力竖直向下。这两个力能够使线圈发生转动。
(2)如图乙所示,通电线圈所在平面与磁场方向垂直时,线圈受力平衡,这个位置是线圈的平衡位置。
(3)通电线圈转过平衡位置后,线圈受到阻碍它沿顺时针方向转动的力的作用,使它不能继续转动下去,而是返回到平衡位置。
20.(2022八下·浦江月考)电流表、电压表是初中科学中重要的仪表,试回答:
(1)如图是某同学设计的汽车油量表原理图, 当油箱里的油面降低时, 浮标下降, 杠杆的 指针上升, 油量表示数变小,则图中的油量表是由 表改装而成的。
(2)我们常用的电流表、电压表内有磁体和线圈等,油量表指针的偏转类似电动机转动的 原理, 即是利用了 的原理而制成的。
【答案】(1)电压(2)通电导体在磁场中受力而转动
【解析】(1)根据图片可知,油量表与R2并联,因此油量表为电压表。
(2)我们常用的电流表、电压表内有磁体和线圈等,油量表指针的偏转类似电动机转动的原理, 即是利用了通电导体在磁场中受力而转动 的原理而制成的。
21.(2021八下·余杭月考)如图所示为小金同学制作的简易直流电动机模型。他用金属丝做成两个支架,分别与电池的两极相连。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,另一端只刮去上半周漆皮。将线圈放在支架上,磁体放在线圈下。接通电源后且用手轻推一下线圈,线圈就会不停地转动起来。
(1)直流电动机的工作原理是 。
(2)将线圈一端的漆全部刮去,另一端刮去一半。这样做的目的是让线圈能 。
(3)如果电池、开关、导线的连接和性能良好,闭合开关后线圈不能连续转动,请你分析可能的原因是 。(写出一点即可)
【答案】(1)通电线圈在磁场中受力而转动(2)持续转动(3)磁场太弱/线圈处于平衡位置
【解析】(1)直流电动机的工作原理是:通电线圈在磁场中受力而转动。
(2)将线圈一端的漆全部刮去,另一端刮去一半。这样做的目的是让线圈能持续转动。
(3)如果电池、开关、导线的连接和性能良好,闭合开关后线圈不能连续转动,可能的原因是:磁场太弱或线圈处于平衡位置。
22.()如图为探究“磁场对通电导体作用”的实验装置,所用到的实验器材:电源(可以用干电池替换)、蹄形磁铁、导体棒ab、金属导轨、开关、导线,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)磁场对通电导体作用力的大小可以通过 来体现。
(3)实验步骤:①断开开关,按图示电路将电流表和 串联接入电路,调节 到适当的位置,闭合开关记录 ,同时观察 。
②调节滑动变阻器的滑片位置重复实验并记录实验数据。
(4)画出实验数据记录表格。
【答案】(1)滑动变阻器 (2)导体棒ab滑行的距离(或导体棒ab滚动的快慢)
(3)滑动变阻器;滑动变阻器的滑片;电流表示数;导体棒ab滑行的距离(或导体棒ab滚动的快慢)
(4)
电流大小 |
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导体棒ab滑行的距离 |
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磁场对电流的作用力 |
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【解析】(1)探究磁场对通电导体作用力的大小与电流大小的关系时,必须改变电路电阻,从而改变通过导体的电流,因此还需要滑动变阻器。
(2)磁场对通电导体作用力的大小可以通过导体棒ab滑行的距离(或导体棒ab滚动的快慢)来体现。
(3)实验步骤:
①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(或导体棒ab滚动的快慢)。
②调节滑动变阻器的滑片位置重复实验并记录实验数据。
(4)在实验中,要分别记录电流大小,对应的导体ab移动的距离,以及分析后得到磁场对电流作用力的大小,且实验要进行最少三次,那么表格中可以有3行,4列,如下表所示:
三、电生磁的其他应用
23.城市下水道井盖丢失导致行人坠入下水道的悲剧时有发生,令人痛心。为此,某同学设计了一种警示电路:在井口安装一环形灯L,井盖相当于开关S;正常情况下(S闭合),灯L不亮;一旦井盖丢失(S断开),灯L立即亮起,以警示行人。下列电路中,符合要求的是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】根据题中信息“在井口安装一环形灯L,井盖相当于开关S;正常情况下(S闭合),灯L不亮;一旦井盖丢失(S断开),灯L立即亮起”可知,控制电路的开关(井盖)断开后衔铁弹起,工作电路中的灯泡工作。A图表示衔铁被吸合时灯泡工作,错误;B图表示衔铁弹起后灯泡工作,符合要求,正确;C图表示灯泡始终工作,C错误;D图表示衔铁吸合和弹起时灯泡都能发光,错误。故选B
24.如图为汽车启动原理图,对于这一装置及其工作原理,下列有关说法错误的是( )
A.此时通电螺线管产生磁性
B.通电螺线管E端的磁极为S极
C.通电螺线管与电动机两端电压相同
D.旋转钥匙能使电磁铁所在电路工作
【答案】C
【解析】A、当接通电路时,通电螺线管产生磁场,具有磁性,故A正确;
B、当接通电路时,通电螺线管电流从上端流入,下端流出,利用安培定则可以判断E端为S极,F端为N极,故B正确;
C、电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的,故C错误;
D、由图可知通电线圈电压由一个电源提供,而电动机的电压由两个电源串联提供,因此两者电压不同,故D正确。故答案为:C
25.如图所示的设备或电器中,其主要工作原理与电磁铁无关的是( )
A.电铃B.电熨斗
C.电磁选矿机D.电磁起重机
【答案】B
【解析】A.闭合开关后,电磁铁产生磁场,将衔铁吸下来,敲击电铃发声。同时,衔铁与上面的接线柱分离,则电路断开,此时电磁铁的磁场消失,衔铁再次回到原来位置从而接通电路。如此循环往复,实现不断的敲击,故A不合题意;
B.电熨斗的主要工作部分为发热电阻,与电磁铁无关,故B符合题意;
C.通电后,电磁铁产生磁场,将垃圾中的铁吸引起来。到达预定位置后,断开电路,电磁铁磁性消失,铁片下落,故C不合题意;
D.通电后,电磁铁产生磁场,将钢材吸引起来。到达预定位置后,断开电路,电磁铁磁性消失,钢材下落,故D不合题意。 故选B。
26.(2022八下·嘉兴月考)下列关于电磁的四幅图说法错误的是( )
A.甲图的实验说明通电导体在磁场中受到力的作用
B.乙图的温度报警器,若将温度计上端的金属丝向下调整,报警温度降低
C.丙图是电动机的主要结构示意图
D.丁图中麦克风的原理和发电机相同
【答案】A
【解析】A.图甲中,当电流从导线中经过时,下方的小磁针的指向发生偏转,则说明电流周围存在磁场,故A错误符合题意;
B.图乙中,温度计内的金属丝向下调整,则水银柱与金属丝接触时的温度降低,即报警温度降低,故B正确不合题意;
C.丙图中,通电线圈在磁场中受力运动,这就是电动机的工作原理,故C正确不合题意;
D.声音引起膜片振动,膜片带动线圈振动,线圈在磁场中切割磁感线,从而产生强弱不同的电流,这和发电机的工作原理相同,即电磁感应现象,故D正确不合题意。 故选A。
27.下列设备或电器中,其主要工作原理与电磁铁无关的是( )
A.电铃 B.电熨斗 C.电磁选矿机 D.电磁起重机
【答案】B
【解析】A.电铃的主要结构为电磁铁,利用电磁铁的磁性有无控制小锤不断击打铃盖发出声音,故A不合题意;
B.电熨斗的主要结构为发热丝,故B符合题意;
C.电磁选矿机的主要结构为电磁铁,利用磁性将铁矿石分拣出来,故C不合题意;
D.电磁起重机的主要结构为电磁铁,利用磁性将钢材直接吸起来,不用捆绑,故D不合题意。 故选B。
28.(2021八下·洞头期中)下列用电器中有用到电磁铁的是( )
A.微波炉 B.电铃
C.电风扇 D.电热水壶
【答案】B
【解析】微波炉利用微波进行加热,与电磁铁无关,故A不合题意;
电铃的主要部分为电磁铁,可通过电磁铁磁性的有无控制上面小锤的敲击,故B符合题意;
电风扇的主要结构为电动机,故C不合题意;
电热水壶的主要结构为加热电阻,故D不合题意。 故选B。
29.(2020八下·温州期中)如图所示是某同学连接的电铃电路,开关闭合后,电铃只响一声就不再响了。原因是( )
A.电磁铁始终没有磁性 B.衔铁没有向下运动
C.电池正、负极接反了 D.衔铁一直被吸住
【答案】D
【解析】闭合开关后,电路中有电流经过,电磁铁产生磁性,将衔铁吸下来,衔铁带动小锤敲击铃碗发出声音。由于电磁铁的磁性一直存在,因此衔铁一直被吸引,不能恢复原来的位置,开始第二次敲击,故D正确,而A、B、C错误。 故选D。
30.如图所示是模拟风力发电的模型,电动机通电时,风扇a高速转动产生风力模拟自然风,风扇b在风力作用下带动发电机发电,同时与发电机相连的小灯泡发光,下列说法正确的是( )
A.电动机转动时把机械能转化为电能
B.发电机是利用电磁感应现象工作的
C.电源电压降低时,风扇a的转速不会改变
D.风力大小不会影响小灯泡的亮度
【答案】B
【解析】A.电动机转动时把电能转化为机械能,故A错误;
B.发电机是利用电磁感应现象工作的,故B正确;
C.根据欧姆定律变形式U=IR可知,电源电压降低时,通过风扇a的电流减小,则风扇a的转速会变小,故C错误;
D.风力大小会影响风扇b的转速,而b的转速会影响通过小灯泡的电流大小,自然影响灯泡的亮度,故D错误。 故选B。
31.(2022八下·兰溪月考)如图是汽车油箱内监测油量的装置模型,电流表显示油量,电磁继电器控制指示灯。当油量较低时,电流表示数 (选填 “变大”“不变”或“变小”),此时指示灯会亮的 (选填“L1”或“L2”)。
【答案】变小;L2
【解析】(1)根据图片可知,当油量较低时,滑片向上移动,变阻器的阻值增大,而电流表的示数变小;
(2)变阻器的滑片向上移动,接通电磁铁所在的电路,电磁铁将衔铁吸下来,接通灯泡L2所在的电路,则此时指示灯会亮的是L2。
32.(2022八下·乐清月考)梅雨季节,空气潮湿,路面湿滑,为保证师生通行安全,好学的英英同学设计了如图乙警示灯的模拟电路。
(1)在电路中串联一个湿敏电阻,当湿度变大,电流高达一定程度时警示灯才发光,因此应选择图甲中的 (填“R1”或“R2”)湿敏电阻。
(2)为了提高警示效果,要求警示灯能亮暗闪烁,湿敏电阻应连接在图乙的 (填“A” 或“B”)位置。
【答案】(1)R2 (2)B
【解析】(1)根据题意可知,当湿度变大时,电流越大,电磁铁的磁场增强,将衔铁吸下来,短路电磁铁和B,此时只有灯泡自己。由于灯泡的电压增大,所以此时警示灯发光。由欧姆定律可知,湿敏电阻随湿度的增加而减小,
由图甲知:R1的电阻随湿度的增加而增加,R2的电阻随湿度的增加而减小,因此R2为湿敏电阻。
(2)由图乙知,当空气潮湿(湿度大),能见度低时,湿敏电阻的阻值变小,根据 可知,电路的电流增大,电磁铁的磁性变强,将衔铁吸引下来;若湿敏电阻放在B位置时,会被短路,电路的电流突然增大,警示灯一下变得很亮,起到闪烁的作用,而放在A点则不会出现此现象,因此湿敏电阻应连接在图甲的B位置。
33.(2022八下·杭州月考)如图所示是电磁选矿机的示意图,其中D是 ,利用它来挑选矿石,若M为矿石,则落入B中的是 。(填“铁矿石”或“非铁矿石”)
【答案】电磁铁;铁矿石
【解析】根据图片可知,将矿石放入料斗,然后矿石进入分选器,其中的铁矿石能够被电磁铁吸引,从而进入右侧,而非铁矿石不受影响,直接落入左侧。据此可知,D应该是电磁铁,落入B中的受到吸引,应该为铁矿石。
34.扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置,如图是扬声器的构造示意图。当线圈中通过变化的电流时,线圈受到 力的作用,从而带动与线圈相连的纸盆 ,于是扬声器就发出了声音。
【答案】磁场;振动
【解析】扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置,如图是扬声器的构造示意图。当线圈中通过变化的电流时,线圈受到磁场力的作用,从而带动与线圈相连的纸盆振动,于是扬声器就发出了声音。
35.(2020八下·长兴期末)小明利用电磁铁、小磁铁、指针和刻度盘制成多量程电流表,结示意图如图所示,其中A、B、C为接线柱,当电流通过电磁铁时,指针绕O点顺时针偏转;电路断开时,指针指O刻度线。
(1)若选择A、C为该电流表的接线柱,则应选择 为“+”接线柱,才能使电流表正常工作。
(2)若将电磁铁适当靠近小磁铁,则该电流表( )
A.零刻度将向右移动 B.指针将发生反偏
C.精确度将提高 D.量程将增大
(3)分析该电流表的结构示意图,判断该电流表量程最大时所选的接线柱是 。
【答案】(1)C(2)C(3)BC
【解析】(1)当电流通过电磁铁时,指针绕O点顺时针偏转,说明小磁铁的和电磁铁相互吸引,所以可以判断电磁铁的右端是S极,左端是N极。用右手握住螺线管,大拇指指向左端,此时弯曲的四指指尖向上,即线圈上电流方向向上,因此电流从右端进入,左端流出,可以判断C为“+”接线柱。
(2)A.电路断开时,电路里没有电流,即电流为零,因此,电磁铁靠近小磁铁不会改变零刻度位置,故A错误;
B.电磁铁适当靠近小磁铁后,电磁铁的极性方向并没有发生改变,因此指针偏转方向不变,故B错误;
C.若将电磁铁适当靠近小磁铁,电磁铁对小磁铁的吸引增强,在相同电流时,指针偏转角度更大,其中的小格数更多,因此电流表的分度值会更小,即电流表的精确度会提高,故C正确;
D.若将电磁铁适当靠近小磁铁,电磁铁对小磁铁的吸引增强,即相同的电流时,指针的偏转角度更大, 那么最大刻度表示的电流值会减小,即量程减小,故D错误。 故选C。
(3)根据图片可知,当选择接线柱BC时,线圈的匝数最小,此时小磁铁受到的电磁力最小,偏转角度最小,因此在相同的偏转角度下可以表示更大的电流,即量程最大。
36.(2019八下·余杭月考)断路器因方便安全,被越来越广泛使用。如图所示是断路器的工作原理。
当电流过大时,它的工作顺序是:
①簧锁装置脱开; ②触点断开;
③电流过大,双层金属片发热过多; ④双层金属片弯曲,触动簧锁装置。
正确排列是 。
【答案】③④①②
【解析】当电流过大时,它的工作顺序是:
③电流过大,双层金属片发热过多;
④双层金属片弯曲,触动簧锁装置。
①簧锁装置脱开;
②触点断开。那么正确的顺序为:③④①②。
37.(2022八下·温州期末)图甲是欧姆在研究电学原理时,设计的一款能测量电流大小的电流扭秤(内部结构如图乙)。容器A、B中装有不同温度的水银,以导线相连构成温差电源,AB两端存在电压,其电压大小由温差决定。利用悬丝在直线导体上方悬挂磁针,导体中有电流通过时,磁针偏转,为保证测量的可靠性,欧姆对电流扭秤进行了多次试测,数据如下表:
组别 | 水银温度/℃ | 磁针偏转情况 | ||
A | B | 方向 | 角度 | |
1 | 40 | 10 | 顺时针 | 3θ |
2 | 40 | 20 | 顺时针 | 2θ |
3 | 40 | 30 | 顺时针 | θ |
4 | 40 | 50 | 逆时针 | θ |
(1)实验中欧姆是通过 来反应电流大小的。
(2)根据欧姆的实验数据,控制A、B中水银温度分别为30℃和50℃,可推测磁针偏转的方向及角度为 。
(3)相同温差下,为了使小磁针偏转更明显,可采用的方法是 。(列举1点)
【答案】(1)磁针偏转角度(2)逆时针转过2θ
(3)换用磁性更强的磁针(或减小磁针和导体之间的距离)
【解析】(1)实验中欧姆是通过磁针偏转角度来反应电流大小的。
(2)根据实验1和4可知,当A的温度高于B的温度时,磁针顺时针方向旋转;反之,磁针逆时针方向旋转。由此可知,当A为30℃,B为50℃时,A的温度低于B,那么磁场逆时针方向旋转。
根据实验1、2、3可知,当温差为30℃时,磁针偏转3θ;当温差为20℃时,磁针偏转2θ;当温差为10℃时,磁针偏转θ,那么磁针偏转角度与温差成正比。据此可知,当A为30℃,B为50℃时,温差为20℃,那么此时磁针偏转2θ。 综上所述,磁针应该逆时针转过2θ。
(3)相同温差下,为了使小磁针偏转更明显,就必须增大磁力;
①换用磁性更强的小磁针;
②磁力大小与磁体之间的距离成反比,即此时可以减小磁针到导体之间的距
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