一、电与磁选择题
1.如图所示的四个实验,反映电动机基本原理的是( )
A. B.
C.
【答案】 D
D.
【解析】【解答】电动机的工作原理是电流在磁场中受力的作用而运动,D图有电源,有磁场,导体在磁场中受力运动,D符合题意。 故答案为:D.
【分析】磁场对通电导体的作用是电动机的工作原理。
2.如图所示,闭合开关,导体M就会运动起来,下列说法正确的是( )
A. 发电机是利用这一原理工作的 B. 在此过程中,机械能转化为电能 C. 此实验说明磁场对通电导体有力的作用
D. 同时改变电流方向和磁场方向,可以改变导体M的运动方向 【答案】 C
【解析】【解答】当闭合开关时,导体中有电流通过,导线会动,说明通电导体在磁场中受力的作用,C符合题意。 故答案为:C.
【分析】通电导体在磁场中受力的作用而运动。
3.下图中是探究电磁铁磁性强弱与电流大小关系的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】【解答】解:
A、图中是奥斯特实验的装置,说明了电流周围存在磁场,故A不符合题意; B、图中没有电源,但有灵敏电流计,是探究电磁感应现象的装置,故B不符合题意; C、图中有电源,是研究磁场对电流作用的装置,故C不符合题意;
D、图中电磁铁和滑动变阻器串联,通过调节滑片改变电路中的电流,即研究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系,故D符合题意. 故选D.
【分析】(1)通电导线周围存在磁场,称为电流的磁效应;(2)闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流,这种现象叫做电磁感应,发电机就是利用这个原理制成的;(3)通电线圈在磁场中受力转动,电动机就是利用这个原理制成的;(4)电磁铁磁性强弱跟电磁铁电流的大小、线圈匝数多少、有关铁芯有关.
4.如图所示,在探究通电螺线管外部的磁场分布的实验中,开关闭合后,下列说法正确的是( )
A. 小磁针甲静止时N极指向右端,小磁针乙静止时N极指向左端 B. 小磁针甲静止时N极指向左端,小磁针乙静止时N极指向右端 C. 小磁针甲和小磁针乙静止时N极均指向右端 D. 小磁针甲和小磁针乙静止时N极均指向左端 【答案】 B
【解析】【解答】解:由电源的正负极可知,电流从螺线管的左后方流入,右前方流出,由右手螺旋定则可知,螺线管右端应为N极,左端为S极;因同名磁极相互排斥、异名磁
极相互吸引,所以小磁针甲静止时N极指向左端,S极指向右,小磁针乙静止时N极指向右端,S极指向左,B符合题意,ACD不符合题意。 故答案为:B。
【分析】利用安培定则判断螺线管的磁极,再利用磁极间的相互作用判断小磁针的指向.
5.关于下列四幅图,说法正确的是( )
A. 甲图:用吸管从瓶中吸饮料,是吸力将饮料吸入嘴中 B. 乙图:电流一定时,电磁铁磁性强弱与线圈的匝数有关 C. 丙图:铁轨铺在枕木上,是通过增大受力面积来增大压强 D. 丁图:发电机的工作原理 【答案】B
【解析】【解答】解:A、因为吸管吸饮料时,是先把吸管内的空气吸走,使管内气压减小,这样在外界大气压的作用下,饮料就被压进吸管里;如果将吸管剪一个洞,内外气压相等,饮料就不会吸入口中,故A错误;
B、电磁铁磁性的强弱与电流大小、线圈的匝数有关,电流一定时,匝数越多、电磁铁的磁性越强,故B正确;
C、铁轨铺在枕木上,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故C错误; D、丁图演示的是通电导体在磁场里受到力的作用,是电动机的原理,故D错误. 故选B.
【分析】(1)由于大气有压强,我们才能利用细管将饮料吸到嘴里;(2)电磁铁磁性的强弱与电流大小、线圈的匝数有关,电流越大、线圈匝数越多,电磁铁的磁性越强;(3)减小压强的方法:是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;是在受力面积一定时,通过减小压力来减小压强.(4)发电机的工作原理是电磁感应,即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流.
6.下列有关电和磁的说法正确的是( )
A. 奥斯持发现了电流的磁效应 B. 磁体周围的磁场既看不见也摸不着,所以是不存在的
C. 电动机是根据电磁感应原理制成的 D. 电磁铁磁性的强弱只与线圈中电流的大小有关 【答案】A
【解析】【解答】解:A、奥斯特发现了电流的磁效应,故A正确; B、磁体周围的磁场虽然看不见也摸不着,但的确存在,故B错误;
C、电磁感应现象是发电机的制作原理,而电动机的制作原理是通电线圈在磁场中受力转
动,故C错误;
D、电磁铁的磁性强弱与电流的强弱和线圈的匝数有关,故D错误. 故选A.
【分析】(1)奥斯特发现了电流的磁效应;(2)磁场看不见、摸不着但的确存在;(3)电动机工作原理是通电线圈在磁场中受力转动;(4)电磁铁的磁性强弱与电流的强弱和线圈的匝数有关.
7.如图所示,闭合开关S,弹簧测力计的示数增大.下列分析正确的是
A. c端是S极,a是电源的正极 B. c端是N极,a是电源的负极
C. 若滑动变阻器的滑片向右滑动,弹簧测力计示数增大 D. 若将电源正负极接线的位置对调,弹簧测力计示数增大 【答案】B
【解析】【解答】解:A、闭合开关S,弹簧测力计的示数增大,由于此题下端为S极,并且弹簧测力计的示数变大,因为异名磁极相互吸引,同名磁极相互排斥,所以电磁铁的上端为N极.故A错误;
B、由上述可知因为电磁铁的上端为N极,下端为S极,由安培定则可知,电流从电磁铁的上端流入,故电源b端为正极,a端为负极.故B正确;
C、若滑动变阻器的滑片向右滑动,滑动变阻器的电阻增大,电路中的电流变小,电磁铁的磁性变小,对上方的磁体的吸引力变小,所以弹簧测力计示数变小,故C错误; D、若将电源正负极接线的位置对调,电磁铁的磁性强弱不变,极性相反,则c端变为S极,与磁体相互排斥,故弹簧测力计的示数变小.故D错误. 故选B
【分析】首先要明确电磁铁磁性强弱的影响因素:有无铁芯、电流大小、线圈匝数的多少.
①首先由弹簧测力计示数变化确定电磁铁磁性强弱的变化,进而确定电流变化,判断出滑动变阻器的滑片移动,电路中电阻的变化,知道磁体的下端为S极和弹簧测力计的示数增大,根据磁体间的相互作用规律,从而可以判断出电磁铁的磁极极性.
②知道电磁铁的磁极极性,可利用安培定则判断出电磁铁中电流的方向,从而可以确定电源的正负极.
③根据滑动变阻器滑片的移动引起电流的变化,再判断出电磁铁磁性强弱的变化,可从而以确定弹簧测力计示数的变化.
④磁感线方向不影响电磁铁磁性强弱的变化,但是电磁铁的极性相反,利用磁极之间作用
规律,从而确定弹簧测力计示数的变化
8.下列描述正确的是( )
A. 静止时在水平面上的小车受力图
B. 匀速直线运动的路程与时间的关系
C. 条形磁铁的磁场分布
D. 电流表的读数为2.7A【答案】 A
【解析】【解答】解:A、小车静止,在竖直方向上受:向下的重力和向上的支持力,它们是一对平衡力,故A正确;
B、匀速直线运动的s﹣t图象应该是一条经过原点的直线,而图中是一条平行横轴的直线,故B错误;
C、在磁体外部,磁感线的方向总是从N极出发流向S极,故条形磁铁的右端应为S极,左端应为N极,故C错误;
D、由图可知,接线柱接的是0~0.6A,则分度值为0.02A,则由指针位置可知电流表的读数为0.A,故D错误. 故选A.
【分析】A、对小车进行受力分析,在水平地面上静止的小车,处于平衡状态,受平衡力作用;
B、匀速直线运动的s﹣t图象是一条经过原点的直线; C、根据磁体外部磁感线的方向分析;
D、根据电流变所选量程,确定分度值,然后再读数.
9.如图所示四个实验中,能说明电动机工作原理的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】 D
【解析】【解答】解:电动机的工作原理是:通电导体在磁场中受到力的作用; A、该装置是奥斯特实验,表明通电导线周围有磁场,A不符合题意;
B、该装置没有电源,是发电机原理图,其原理是电磁感应现象,B不符合题意; C、该装置是研究电磁铁磁性强弱的实验装置,是电流的磁效应,C不符合题意; D、该装置有电源,是电动机原理图,表明通电的导体在磁场中受力的作用,D符合题意。 故答案为:D。
【分析】磁场对电流的作用:通电导线在磁场中要受到磁力的作用.是由电能转化为机械能.应用是制成电动机.
10.下列教材中的探究实验,不需要控制电流一定的是( )
A. 探究导体电阻与长度的关系 B. 探究通电导体产生的热量与电阻的关系 C. 探究电功与电压的关系 D. 探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系 【答案】A
【解析】【解答】解:A、电阻与导体的长度、材料、横截面积和温度有关,与电流大小无关,探究与长度的关系,不用控制电流一定,A正确;
B、由Q=I2Rt可知,通电导体产生的热量与电路中的电流、导体的电阻和通电时间有关,要探究热量与电阻的关系,需控制电流和通电时间一定,B错误;
C、由W=UIt可知,要探究电功与电压的关系,需使电流和通电时间一定,C错误; D、电磁铁磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关,要探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系,需控制电路中的电流相同,D错误. 故选A.
【分析】若所探究的物理量与电流及其他因素有关,探究过程中需控制电流一定,根据各项分析即可得出结论.
11.如图所示为科研人员研制的“发电鞋”,鞋的内部安装了磁铁和线圈,当人体带动磁铁运动时,磁铁产生的磁场通过线圈,从而产生感应电流。当人以5km/h的速度行走时,其发电的功率约为0.4W。下列说法正确的是( )
A. 发电鞋工作时将电能转化为机械能 B. 发电鞋是利用电磁感应原理工作的 C. 发电鞋是利用电流磁效应原理工作的
D. 在人以5km/h的速度行走1h的过程中,发电鞋可以产生约0.4J的电能 【答案】B
【解析】【解答】由题意可知,发电鞋工作时将机械能转化为电能,A不符合题意;发电鞋的原理是电磁感应现象,B符合题意,C不符合题意;发电鞋1h内产生的电能为W=Pt=0.4W×3600s=1440J,D不符合题意; 故答案为:B.
【分析】发电机工作时将机械能转化为电能,工作原理是电磁感应现象.
12.一矩形线圈放在蹄形磁铁的两极之间,刚通电时在磁场作用下扭转方向如图甲所示.现将该线圈放在图乙所示的蹄形螺线管间,a、b为螺线管与电源的接口.某同学进行了如下四次操作:
①a接正极b接负极,线圈中通与图甲电流方向相同的电流 ②b接正极a接负极,线圈中通与图甲电流方向相同的电流 ③a接正极b接负极,线圈中通与图甲电流方向相反的电流 ④b接正极a接负极,线圈中通与图甲电流方向相反的电流 线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同的是( )
A. ①和③ B. ②和④ C. ①和④ D. ②和③ 【答案】D
【解析】【解答】解:①若乙图中a接正极b接负极,根据安培定则知蹄形螺线管左端为
S极,与甲图的磁场方向相反,线圈中通与图甲电流方向相同的电流,故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相反;②若乙b接正极a接负极,根据安培定则知蹄形螺线管左端为N极,与甲图的磁场方向相同,线圈中通与图甲电流方向相同的电流,故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同;③若乙a接正极b接负极,根据安培定则知蹄形螺线管左端为S极,与甲图的磁场方向相反,线圈中通与图甲电流方向相反的电流,故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同;④若乙b接正极a接负极,根据安培定则知蹄形螺线管左端为N极,与甲图的磁场方向相同,线圈中通与图甲电流方向相反的电流,故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相反; 综合分析②③,故D正确. 故选D.
【分析】(1)根据安培定则判断通电螺线管的磁极;(2)磁场对电流(通电导体)有力的作用,据此制成了电动机;(3)通电导体受力的方向与电流的方向和磁感线的方向有关.
13.如图所示的充电鞋垫,利用脚跟起落驱动磁性转子旋转,线中就会产生电流,从而能给鞋垫上的电池充电。下图中与充电鞋垫的工作原理相同的是( )
A. B. C. D.
【答案】 B
【解析】【解答】充电鞋发电时,利用线圈在磁场中切割磁感线产生感应电流的原理,B符合题意。 故答案为:B.
【分析】当闭合电路的一部分导体切割磁感线时,导体中产生感应电流,这是电磁感应现象。
14.关于磁场和磁感线,以下说法错误的是( ) A. 磁体周围存在着磁感线
B. 磁体之间的相互作用是通过磁场产生的
C. 磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发,回到S极的 D. 磁场中,小磁针静止时北极所指的方向为该点磁场的方向
【答案】 A
【解析】【解答】解:A、磁感线是为了描述磁场而引入的一种假想的线,磁感线不是真实存在的,A错误,符合题意;
B、磁极间的相互作用是通过磁场发生的,B不符合题意;
C、磁体外部的磁感线是从它的北极出来,回到它的南极,C不符合题意;
D、磁场中的小磁针静止时,北极所指的方向跟该点的磁场方向一致,为该点的磁场方向,D不符合题意; 故答案为:A。
【分析】磁体周围存在着磁场,磁极间的相互作用就是通过磁场发生的.
磁场的方向:在磁场中的某一点,小磁针静止时北极所指的方向就是该点的磁场方向. 磁感线:描述磁场的强弱和方向而假想的曲线.磁体周围的磁感线是从它北极出来,回到南极.(磁感线是不存在的,用虚线表示,且不相交)
磁场中某点的磁场方向、磁感线方向、小磁针静止时北极指的方向相同.
15.如图是直流电铃的工作原理图.下列说法正确的是( )
A. 铃声可以在真空中传播 B. 铃声是由铃碗的振动产生的
C. 变阻器滑片向右移时,电磁铁的磁性增强 D. 绕制电磁铁线圈时,线圈的匝数越少,磁性越强 【答案】B
【解析】【解答】解:A、声音的传播需要介质,真空不能传声,故A错误; B、当闭合开关铁腕振动,铃声响起,铃声是由铃碗的振动产生的,故B正确;
C、滑动变阻器的滑片向右滑动时,接入电路中的电阻增大,电流减小,电磁铁的磁性减弱,故C错误;
D、当通过电磁铁的电流一定时,电磁铁线圈的匝数越少,磁性越弱,故D错误. 故选B.
【分析】(1)声音的传播靠介质;(2)声音是由物体的振动产生的;(3)改变电磁铁的磁性强弱,就要从改变电磁铁的线圈匝数或者改变通过电磁铁的电流大小入手.而电磁铁固定,则其匝数固定.只能从电流入手.改变滑动变阻器接入的阻值可以改变电路中的电流;(4)①影响电磁铁磁性强弱的因素:电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯.有铁芯时,电流越大,匝数越多,磁性越强.
16.下列实验装置与探究内容不相符的是( )
A.
探究磁极间相互作用规律
B.
探究磁性强弱与电流大小的关系
C.
探究通电直导线周围存在磁场
D.
【答案】B
探究产生感应电流的条件
【解析】【解答】解:A、据小磁针偏转的情况可以判断磁极间的作用规律,故不符合题意;
B、该实验是探究电磁铁磁性的强弱与线圈的匝数的关系,即电流一定时,匝数多的磁性强,故错误,但符合题意;
C、据奥斯特实验可知,通电导线周围存在着磁场,故不符合题意;
D、此时是闭合电路,且导体做切割磁感线运动,故能产生电流,故不符合题意. 故选B.
【分析】(1)磁极间的作用规律是:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引;(2)电磁铁磁性的强弱与电流的大小和线圈的匝数有关;(3)据奥斯特实验可知,通电导线周围存在着磁场;(4)闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中就会产生感应电流,该现象叫电磁感应现象.
17.下列说法中正确的是( ) A. 只要导体在磁场中运动就会受到磁场力作用 B. 电动机是利用电磁感应现象制成的 C. 发电机是把电能转化为机械能的机器 D. 电流的周围存在着磁场 【答案】D
【解析】【解答】A、若该导体在磁场中没有做切割磁感线运动或电路没有闭合,都没有感应电流,所以该导体不会受到力的作用,A不符合题意;
B、电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用原理制成的,B不符合题意; C、发电机是产生电能的装置,即将机械能转化为电能的过程,C不符合题意; D、据奥斯特实验可知,通电导线周围存在着磁场,D符合题意; 故答案为:D.
【分析】(1)通电导体在磁场中才会受到磁场力的作用;
(2)电动机是根据通电导体在磁场中受到力的原理制成的,实现电能转化为机械能;发电
机是根据电磁感应现象制成的,实现了机械能转化为电能. (3)奥斯特实验第一个证明通电导体周围存在磁场.
18.下列说法中正确的是()
A. 只要导体在磁场中运动,就会产生感应电流 B. 电动机是利用电磁感应现象制成的 C. 发电机是把电能转化为机械能的机器 D. 电流周围存在着磁场 【答案】D
【解析】【解答】A闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,导体中就会产生感应电流,A选项错误。
B电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用制成的,B选项错误 C中发电机是把机械能转化为电能,C选项错误; D电流周围存在磁场,D选项正确 故选:D
19.下面列举了四位科学家和他们的重要成果,其中描述错误的是( )
A. 牛顿﹣﹣牛顿第一定律 B. 沈括﹣﹣最早记述了磁偏角
C. 奥斯特﹣﹣电磁感应现象 D. 伽利略﹣﹣研究发现运动不需要力来维持 【答案】 C
【解析】【解答】A、牛顿发现了牛顿第一定律,A不符合题意; B、沈括最早记述了磁偏角,B不符合题意;
C、奥斯特发现了电流的磁效应,电磁感应现象是法拉第发现的,C符合题意. D、伽利略﹣﹣研究发现运动不需要力来维持,D不符合题意. 故答案为:C.
【分析】根据对物理规律、现象及科学家主要贡献的认识和了解分析解答即可.
20.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,且磁场越强电阻越小,图中是说明巨磁电阻特性原理的示意图,图中GMR是巨磁电阻,如果闭合S1、S2 , 滑片P向左移动时,电表的变化情况是( )
A. C.
表和
表示数均变小 B.
表示数变大 D.
表和
表示数均变大
表示数变小
表示数变小,
表示数变大,
【答案】D
【解析】【解答】闭合S1、S2 , 滑片P向左移动时,电路中的电阻变小,电流变大,通电
螺线管的磁性变强,所以巨磁电阻的阻值变小,根据串联电路的电压规律可知,其两端的电压变小即电压表的示数变小,根据欧姆定律可知电路中电流变大,即电流表的示数变大,D符合题意,ABC不符合题意. 故答案为:D.
【分析】根据滑动变阻器的在的变化分析电路中电流的变化,电流的变化影响磁性强弱变化,从而电路中的电流和电压和变化.
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