1、课时训练课时训练( (十九十九) ) 电磁铁与自动控制电磁铁与自动控制 (限时:40 分钟) | |基础巩固基础巩固| | 一、选择题一、选择题 1.【2019上海】第一个发现电流磁效应的物理学家是 （ ) A. 牛顿 B.欧姆 C.安培 D.奥斯特 2.【2019铜仁】某同学学习了磁现象后，画出了如图 K19-1 所示的四幅图，其中正确的是 （ ) 图 K19-1 3.【2019无锡】由稀土原材料与其他金属一起经过熔化、冷却、破碎、烧结等复杂工艺形 成毛坯，然后利用强大电流进行磁化制成的永磁体，在高温下也能产生很强的永久磁场。这 种永磁体已用于制作新能源汽车的电动机。下列关于这种永磁体的说法
2、错误的是 （ ) A. 耐高温 B.磁性弱 C.制作时利用电流的磁场进行磁化 D.制作时经历了熔化和凝固过程 4.探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”时， 按如图 K19-2 所示电路进行实验， 观察到电磁铁 甲吸收大头针的数目比电磁铁乙多，此实验说明影响电磁铁磁性强弱的因素是 （ ) 图 K19-2 A. 线圈的匝数 B.电流的大小 C.电流的方向 D.电磁铁的极性 5.如图 K19-3 所示，小磁针静止后指向正确的是 （ ) 图 K19-3 6.在如图 K19-4 所示的电路中， 磁敏电阻 R 的阻值随磁场强度的增强而明显减小， 将螺线管 一端靠近磁敏电阻 R，闭合开关 S1、S2，下列说法正
3、确的是 （ ) 图 K19-4 A. 螺线管左端为 S 极，右端为 N 极 B.当 R1的滑片向左端滑动时，电压表示数减小 C.当 R1的滑片向右端滑动时，电流表示数增大 D.在螺线管中插入铁芯，电压表示数增大 7.【2019德阳】在如图 K19-5 所示的自动控制电路中，当控制电路的开关 S 闭合时，工作 电路的情况是 （ ) 图 K19-5 A. 灯不亮，电铃响 B.灯不亮，电铃不响 C.灯亮，电铃不响 D.灯亮，电铃响 8. （多选) 【2019北京】 某同学探究电流产生的磁场， 闭合开关前， 小磁针的指向如图 K19-6 甲所示;闭合开关后， 小磁针的偏转情况如图乙中箭头所示;只改变电
4、流方向， 再次闭合开关， 小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示。下列结论中合理的是 （ ) 图 K19-6 A. 由甲、乙两图可得电流可以产生磁场 B.由甲、乙两图可得电流产生的磁场的方向与电流方向有关 C.由乙、丙两图可得电流产生的磁场的强弱与电流大小有关 D.由乙、丙两图可得电流产生的磁场的方向与电流方向有关 二、填空题二、填空题 9.两千多年前，人类就发现了磁体。用磁体制作的 是我国古代四大发明之一，它曾 为 世 界 事 业 做 出 了 很 大 贡 献 。 磁 极 间 相 互 作 用 的 规 律 是 。 10.如图 K19-7 所示是奥斯特曾经做过的实验，观察比较图甲、乙，可得实验结论 是
5、; 观 察 比 较 图 甲 、 丙 ， 可 得 实 验 结 论 是 。 图 K19-7 11.【2019德阳】一个空心小铁球漂浮在盛水的烧杯中，将烧杯置于铁棒 AB 的正上方，绕 在铁棒上的线圈连接如图 K19-8 所示的电路，开关 S 闭合后，空心小铁球仍漂浮在水面上， 此时 A 端为电磁铁的 极，当滑片 P 向左滑动，空心小铁球所受浮力 （选填 “增大”“减小”或“不变”)。 图 K19-8 12.【2019黄石】酿酒坊里的发酵罐配有笨重的密封罩，为了方便操作，设计了一个杠杆 和电磁铁组合系统来升降密封罩，如图 K19-9 所示。电磁铁的工作原理是电流的磁效应，该 现象最早是由 （选填“法
6、拉第”“奥斯特”或“安培”)发现的。该装置通电后， 电磁铁上端为 （选填“N”或“S”)极。 若密封罩被提起并悬挂于空中， 不计衔铁、 杠杆的质量， 左侧电磁吸力应 （选填“大于”“等于”或“小于”)密封罩的重力; 若提不起，则应将滑动变阻器滑片向 （选填“左”或“右”)滑动。 图 K19-9 三、作图、实验探究题三、作图、实验探究题 13. 【2019贵港】 如图 K19-10 所示， 闭合开关 S 后小磁针沿顺时针方向偏转 90后静止， 请在图中括号内标出电源的“+”极，并标出通过通电螺线管外 A 点的磁感线的方向。 图 K19-10 14.图 K19-11 是某学习小组同学设计的探究“电
7、磁铁磁性强弱”的实验电路图。 图 K19-11 电磁铁线圈匝数 50 匝 100 匝 实验次数 1 2 3 4 5 6 电流/A 0.8 1.2 1.5 0.8 1.2 1.5 吸引铁钉的最多数目/枚 5 8 10 7 11 14 （1)要改变电磁铁线圈中的电流大小， 可通过 来实 现;要判断电磁铁的磁性强弱，可观察 来确定。 （2)上表是该组同学所做实验的记录: 比较实验中的 1、2、3（或 4、5、6)，可得出的结论是:电磁铁线圈的匝数一定时，通过 电磁铁线圈中的电流越 大， ; 比较实验中的 1 和 4（或 2 和 5，或 3 和 6)，可得出的结论是:电磁铁线圈中的电流一定 时，线圈匝
8、数越 多， 。 （3)在与同学们交流讨论时，另一组的一个同学提出一个问题:“当线圈中的电流和匝数一 定时，电磁铁的磁性强弱会不会还与线圈内的铁芯大小有关？” 你的猜想是: ; 现有大小不同的两根铁芯，利用本题电路说出你验证猜想的方法: 。 | |能力提升能力提升| | 一、选择题一、选择题 1.【2019长沙】指南针是我国古代的四大发明之一，下列有关指南针和地磁场的说法正确 的是（ ) A. 指南针静止时指示南北方向，是因为指南针受到地磁场的作用 B.指南针静止时南极指向地理北极 C.如果地磁场消失，指南针还能指示南北方向 D.信鸽是靠绑在身上的小磁铁实现导航的 2.【2019益阳】关于条形磁
9、体、地磁场和通电螺线管的磁场，如图 K19-12 所示四幅图描 述错误的是 （ ) 图 K19-12 3.【2019娄底】如图 K19-13 所示，GMR 是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减 小，当闭合开关 S1、S2时，下列说法正确的是 （ ) 图 K19-13 A. 电磁铁的右端为 N 极 B.小磁针将顺时针旋转 C.当滑片 P 向左滑动时，电磁铁的磁性增强，指示灯变暗 D.当滑片 P 向右滑动时，电磁铁的磁性减弱，电压表的示数减小 4.【2018云南】如图 K19-14 所示，将条形磁铁固定在静止的小车上，电路连接完整后， 闭合开关 S 时，小车不动。滑动变阻器的滑片 P 向左移
10、动到某位置时，小车开始向左运动， 则下列将滑动变阻器接入电路的方式正确的是 （ ) 图 K19-14 A. a 接 e，d 接 f B.a 接 e，b 接 f C.c 接 e，d 接 f D.c 接 e，b 接 f 5.【2018江西】消防应急灯在没有停电时是熄灭的;停电时，标有“36 V”字样的两盏灯 就会正常发光。如图 K19-15 所示的电路中符合要求的是 （ ) 图 K19-15 6.如图 K19-16 所示，电磁铁的左下方有一铁块，在弹簧测力计的作用下向右做匀速直线运 动。当闭合开关，同时滑片逐渐向上滑动，当让铁块从电磁铁的左下方匀速运动到正下方过 程中，下列判断正确的是 （ ) 图
11、 K19-16 A. 拉力 F 逐渐减小 B.电磁铁的磁性逐渐减弱 C.铁块对地面的压强先减小后增大 D.地面对铁块的摩擦力逐渐变大 7.（多选)【2018潍坊】图 K19-17 是某同学设计的汽车启动电路，旋转钥匙接通 a、b 间 电路，电动机 M 启动，下列说法正确的是 （ ) 图 K19-17 A. F 端为通电螺线管的 N 极 B.R 的滑片左移时通电螺线管磁性减弱 C.电动机启动说明通电螺线管产生磁性 D.通电螺线管两端电压小于电动机两端电压 二、填空题二、填空题 8.【2019天水】如图 K19-18 所示电路，开关 S 接 a 后，电磁铁左端为 极，小磁针静 止时，A 端是 极;
12、将开关 S 由 a 拨到 b，调节滑动变阻器，使电流表示数不变，则电 磁铁的磁性 （选填“增强”“不变”或“减弱”)。 图 K19-18 9.【2018广东】如图 K19-19 所示，条形磁铁放在水平木桌上，电磁铁右端固定并与条形 磁铁在同一水平面上。闭合开关 S，当滑动变阻器的滑片 P 逐渐向右移动时，条形磁铁仍保 持静止，此时电磁铁的左端为 极，条形磁铁受到的摩擦力 （选填“变 大”“变小”或“不变”)，方向水平 （选填“向左”或“向右”)。 图 K19-19 10.【2018扬州】如图 K19-20 甲，小磁针在力的作用下发生偏转，说明力可以改 变 ， 图乙中小磁针发生偏转，说明通电螺线
13、管周围存在磁场，对小磁针有力的作用，图中通电螺 线管左端为 极，电源左端为 极。 图 K19-20 11.【2019江西】如图 K19-21 所示是利用被磁化的缝衣针制成的简易指南针。若静止时针 尖指向地理位置的北方，则针尖是简易指南针的 极。此时，将指南针底座逆时针旋转 90，针尖静止时将指向地理位置的 方。 图 K19-21 12.【2018南京】图 K19-22 甲为热敏电阻的 R-t 图像，图乙为用此热敏电阻 R 和电磁继电 器组成的一个简单恒温箱温控电路（U 为恒压电源)，继电器线圈的电阻为 150 ，图中的 “电源”是恒温箱加热器的电源， 当继电器线圈中的电流大于或等于20 mA时
14、， 衔铁被吸合， 加热器停止工作，实现温控。 图 K19-22 （1)恒温箱内的加热器应接在 （选填“A、B”或“C、D”)之间。 （2)要实现对 50100 之间任一温度的控制，该装置恒压电源 U 至少为 V。若恒 压电源 U 为 6 V，则滑动变阻器 R的最大阻值至少为 。 三、作图、实验探究题 13.（1)【2019岳阳】请标出图 K19-23 中通电螺线管外部磁感线的方向，小磁针的 N 极和 电源的“+”极。 图 K19-23 （2)【2019黔东南州】将图 K19-24 中的电磁铁连入你设计的电路中（在方框内添加电源 和滑动变阻器)， 闭合开关后， 使得小磁针静止时如图所示， 且向右
15、移动滑动变阻器滑片时， 电磁铁的磁性变弱。 图 K19-24 14.【2019衢州】为探究通电螺线管磁性强弱与有无铁芯的关系，小科设计了如图 K19-25 甲所示电路。 图 K19-25 （1)强弱判断:通电螺线管吸引大头针数量越多，表示其磁性越 。 （2)具体操作: 将无铁芯的螺线管接入电路，把滑动变阻器滑片 P 移至最下端，闭合开关 S，发现螺线管 吸引大头针数量较少。 断开开关 S，在螺线管中插入铁芯，将滑动变阻器滑片 P 稍向上移，闭合开关 S，发现螺 线管吸引大头针数量较多。 （3)评价交流: 上述实验，没有进行多次实验，且存在的错误 是 。 （多选)通电螺线管磁性强弱无法用肉眼直接
16、观察，本实验用吸引大头针数量来反映磁性 强弱。图乙所示实验采用的方法与之相同的有 。 15.磁感应强度 B 用来描述磁场的强弱，国际单位是特斯拉，符号是 T，为了探究磁铁外轴 线上磁感应强度的大小与哪些因素有关，小鹭设计了如图 K19-26 所示的电路，图甲电源电 压 6 V，R 为磁感电阻，其阻值随磁感应强度变化的关系图线如图丙所示。 图 K19-26 （1)当开关 S2断开，S1闭合时，电流表的示数为 mA。闭合开关 S1和 S2，滑动变阻 器的滑片 P 向右移动，电流表的示数逐渐减小，说明磁感电阻 R 处的磁感应强度 B 逐 渐 。 （2)闭合开关 S1和 S2，滑片 P 不动，沿电磁铁
17、轴线向左移动磁感电阻 R，测出 R 离电磁铁左 端的距离 x 与对应的电流表示数 I，算出 R 处磁感应强度 B 的数值如下表。请计算 x=5 cm 时，B= T。 x/cm 1 2 3 4 5 6 I/mA 10 12 15 20 30 46 B/T 0.68 0.65 0.60 0.51 0.20 （3)综合以上实验可以得出:电磁铁外轴线上磁感应强度随电磁铁电流的增大而 ;离 电磁铁越远，磁感应强度越 。 【参考答案参考答案】 基础巩固 1.D 2.C 【解析】磁体外部,磁感线从 N 极出发,回到 S 极,A 错误；两个 N 极,磁感线方向都应 向外,B 错误； 电磁铁正面电流方向向上,由
18、安培定则可知,电磁铁左端为 N 极,右端为 S 极,C 正确；电磁铁正面电流方向向下,由安培定则可知,电磁铁左端为 S 极,右端为 N 极,D 错误。 3.B 4.A 5.C 6.B 7.A 【解析】 由图可知,当控制电路的开关 S 闭合时,左边控制电路中有电流,电磁铁具有磁 性,吸引衔铁,使动触头与下面电路接通,与上面的电路断开,所以,电铃工作,灯不亮,即只有 A 正确。 8.AD 【解析】 由题意可知,图甲中小磁针指向南北,图乙中开关闭合后,小磁针会发生偏转, 说明电流周围可以产生磁场,但甲、 乙两图中没有改变电流的方向,所以不能说明磁场的方向 与电流的方向有关,故 A 正确,B 错误。对
19、比乙、丙两图可知,图丙中只改变了电流的方向,没 有改变电流的大小,小磁针偏转的方向改变了,所以由乙、 丙两图可以说明电流产生的磁场的 方向与电流的方向有关,但不能说明磁场的强弱与电流的大小有关,故 C 错误,D 正确。 9.指南针 航海 同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引 10.通电导体周围有磁场 磁场方向与电流方向有关 11.S（或南） 增大 12.奥斯特 N 大于 左 13.如图所示 14.（1）调节滑动变阻器的滑片位置 电磁铁吸引铁钉的多少 （2）电磁铁磁性越强 电磁铁磁性越强 （3）电磁铁的磁性强弱与线圈内的铁芯大小有关,铁芯越大,电磁铁磁性越强 将大小不同的铁芯分别插入通电螺线管中,
20、观察铁芯吸引铁钉的多少 能力提升 1.A 【解析】地球是一个巨大的磁体,指南针能够指示南北方向是因为受到地磁场的作用, 故 A 正确。 地球是一个巨大的磁体,地磁场的南极在地理北极附近,地磁场的北极在地理南极 附近,故地磁场的磁感线是从地理南极附近出发回到地理北极附近,根据对指南针的认识可 知,指南针静止时南极指向地理的南极附近,故 B 错误。如果地磁场消失,指南针不受地磁场 的作用,不能指示南北方向,故 C 错误。信鸽是靠地磁场来实现导航的,如果信鸽身上绑上小 磁铁,会干扰地磁场,信鸽不能实现导航,故 D 错误。 2.B 【解析】在条形磁体的外部,磁感线是从 N 极指向 S 极的,故 A 正
21、确,不符合题意；地磁 南极在地理的北极附近,地磁北极在地理的南极附近,地球附近的磁感线应从地理南极 （地磁 北极）出发回到地理北极（地磁南极）,故 B 错误,符合题意；用右手握住螺线管,使四指指 向电流的方向,大拇指所指的左端为螺线管的 N 极,右端为螺线管的 S 极,则小磁针的 S 极靠 近螺线管的 N 极,故 C 正确,不符合题意； 用右手握住螺线管,使四指指向电流的方向,则大拇 指所指的左端为螺线管的 N 极,右端为螺线管的 S 极,则小磁针的 N 极靠近螺线管的 S 极,即 右端,故 D 正确,不符合题意。 3.D 【解析】根据安培定则可知,电磁铁的左端为 N 极,故 A 错误；由于电
22、磁铁左端为 N 极, 根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引可知,小磁针将逆时针旋转,故 B 错误；当滑片 P 向左滑动时,左侧电路电阻减小,则电流增大,电磁铁的磁性增强,则巨磁电阻的阻值减小,右 侧电路中的电流增大,指示灯变亮,故 C 错误； 当滑片 P 向右滑动时,左侧电路电阻变大,则电 流变小,电磁铁的磁性减弱,则巨磁电阻的阻值变大,由串联分压原理可知,指示灯分得的电 压减小,即电压表的示数减小,故 D 正确。 4.A 5.C 6.A 7.CD 8.S（或南） S（或南） 减弱 【解析】 由电路图可知,滑动变阻器与电磁铁串联,当 S 接 a 时,由安培定则可知,电磁铁左端 为 S 极,右
23、端为 N 极。 由于同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,所以小磁针静止时,A 端为 S 极。将开关 S 由 a 拨到 b 时,电磁铁线圈的匝数减少,由于电流表的示数不变,即线圈中电 流大小不变,所以电磁铁的磁性减弱。 9.N 变大 向左 10.物体的运动状态 N 负 11.北（或 N） 北 12.（1）A、B （2）4.8 100 【解析】（2）由图甲可知,当温度为 50100 时,R 的阻值从 90 降至 50 ,当衔铁被 吸合时,电路中电流 I=20 mA=0.02 A,U 为恒压电源,则 R吸= =R 磁+R+R为一定值,滑动变阻器 接入电路的阻值越大,热敏电阻 R 的阻值越小,该装置的
24、控制温度越高。 当电压最小时,要实现对 50100 之间任一温度的控制,应使此电压下滑动变阻器接入电 路电阻最小时,控制温度为 50 ,滑动变阻器接入电路的电阻最大时,控制温度为 100 。 则 R接入电阻为 0 时,U小=IR吸=I（R磁+Rt 小）=0.02 A（150 +90 ）=4.8 V。 当 U=6 V 时,控制温度为 100 时,R接入电路的电阻最大, 此时 R吸= =R磁+Rt 大+R, 则 R= -R磁-Rt 大= 6V 0.02A-150 -50 =100 , 即滑动变阻器 R的最大阻值至少为 100 。 13.（1）如图所示 （2）如图所示 14.（1）强 （3）没有控制
25、电流大小相同 AB 【解析】 （1）实验中通过通电螺线管吸引大头针数目的多少来反映通电螺线管磁性的强弱, 通电螺线管能吸引大头针的数量越多,通电螺线管的磁性越强。 （3） 本实验的目的是探究通电螺线管磁性强弱与有无铁芯的关系,没有进行多次实验； 实 验中,没有插入铁芯时把滑动变阻器滑片P移至最下端,插入铁芯后将滑动变阻器滑片P稍向 上移,导致两次的电流不同,即没有控制电流大小相同,这是错误的。 为判断通电螺线管的磁性强弱,实验时用吸引大头针多少来反映磁性强弱,这种科学研究 方法是转换法。 用木块移动距离反映钢球的动能大小,也采用了转换法,故 A 正确； 海绵的形 变程度越大,表示压力作用效果越明显,也采用了转换法,故 B 正确； 分子间存在间隙,但肉眼 不能直接观察到,用黄豆和芝麻混合后量筒读数变小来反映,不是转换法,而是类比法,故 C 错误。 15.（1）60 增大 （2）0.40 （3）增大 小
浙公网安备33030202001339号