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第二十章《电与磁》单元检测题
一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.最早揭开电与磁关系的物理学家是( )
A.安培 B.欧姆 C.奥斯特 D.法拉第
2.下列常见的物品中能被磁铁吸引的是( )
A.铜钥匙 B.铁钉 C.塑料尺 D.橡皮
3.如图所示,塑料杆固定在绝缘平面上,A、B两个物块可以在杆上无摩擦地滑动,此时两物块均处于平衡状态,下列推断正确的是 ( )
A.如果物体是带电体,则两物块带异种电荷
B.如果物块是带电体,则两物块带同种电荷
C.如果物块是磁体,则A和B的下端都是S极
D.如果物块是磁体,则A和B的下端都是N极
4.下列几种物质不能被磁化的是( )
A.碳钢 B.铸铁 C.铜棒 D.镍片
5.将自由转动的指南针放在地球表面的赤道上,静止时的示意图如图所示,其中符合实际的是( )
A. B. C. D.
6.对图中甲、乙、丙、丁四幅图解释合理的是( )
A.甲:磁场中获得电流 B.乙:开关闭合,小磁针N极将向右偏转
C.丙:是发电机原理的装置 D.丁:开关闭合,将有机械能转化为电能
7.所示图中,与发电机工作原理相同的实验是( )
8.下列说法中能使通电螺线管的N、S极位置互相交换的办法是( )
A.把线圈的匝数增加一倍 B.改变电流方向
C.把电流大小减小一半 D.开关重新断开
9.如图所示,两个电磁铁的铁芯正对.如果共用一个电源,要使它们相斥,以下连接方法中不正确的是 ( )
A.用导线连接a、c,b接电源正极,d接电源负极
B.用导线连接b、d,a接电源正极,c接电源负极
C.b、c连在一起接电源正极,a、d连在一起接电池负极
D.a、d连接在一起,b接电源正极,c接电源负极
10.小磁针静止时的指向如图所示,由此可知 ( )
A.a端是通电螺线管的N极,c端是电源正极
B.a端是通电螺线管的N极,c端是电源负极
C.b端是通电螺线管的N极,d端是电源正极
D.b端是通电螺线管的N极,d端是电源负极
11.关于磁现象,下列说法中正确的是( )
A.磁体上磁性最强的部分叫磁极
B.奥斯特实验说明导体周围存在着磁场
C.地磁场的北极在地理的南极附近
D.磁体周围存在着真实的磁感线
12.小关在探究磁现象的活动中能够实现的是( )
A.用小磁针吸起铜块或铝块
B.用放大镜能看到磁铁周围的磁感线
C.用磁铁吸起铜导线制成的通有电流的轻质螺线管
D.把小磁针放在磁铁周围的任何位置,静止后小磁针的北极都指向地理北极
13.某同学探究“什么情况下磁可以生电”的实验装置如图所示,ab是一根直铜丝,通过导线接在量程为0~3A电流表的两接线柱上,电流表指针指零.当把直铜丝ab迅速向右运动时,并未发现电流表的指针明显偏折,你认为最可能的原因是( )
A.电流表量程太大,换用灵敏电流计能使指针明显偏转
B.直铜丝ab太细,换用粗铜棒便能使指针明显偏转
C.磁体的磁性太强,换用强磁体便能使指针明显偏转
D.直铜丝ab运动方向不对,应让直铜丝ab上下迅速运动
二、多选题(每小题至少有两个正确答案)
14.下面关于磁体性质说法不正确的是( )
A.任何磁体都有两个磁极
B.同名磁极互相吸引,异名磁极互相排斥
C.磁体的周围存在着磁场
D.小磁针静止时,N极总指向地球北方
15.如图所示,与电有关的设备中,下列说法正确的是( )
A.甲图中的电能表是用于测量用电器电功率的仪表
B.乙图中三角插头的其中一个脚与用电器金属外壳连接
C.丙图中无人机的电动机在工作时将机械能转化为电能
D.丁图中POS机检测头利用的电磁感应原理是法拉第首先发现的
16.如图所示,对下列实验装置的说法中,正确的是( )
A.图甲可用来演示电磁感应现象
B.图乙可用来演示电动机的工作原理
C.图丙探究的是电磁铁磁性的强弱与 电流大小的有关
D.图丁可用来演示电流在磁场中受力的作用
17.下列关于电磁现象的说法中,正确的是( )
A.电荷移动过程中,周围一定存在磁场
B.磁场对放入其中的小磁针一定有力的作用
C.磁体周围存在磁场,磁场是由磁感线组成的
D.如果通电线圈在磁场作用下转动,则线圈的机械能是由电能转化来的
18.如图所示,一橡胶圆环经过毛皮摩擦后,绕圆心在纸面内逆时针转动,在圆环的外部与内部有两只可以自由转动的小磁针甲、乙,则( )
A.磁针甲的N极转向纸面外 B.磁针甲的S极转向纸面外
C.磁针乙的N极转向纸面外 D.磁针乙的S极转向纸面外
三、实验题
19.根据图示实验现象,完成填空
(1)如图所示的温度计的示数为 ℃。
70
℃
60
(2)如图所示的电阻箱的示数为 Ω。
´1
´100
´1000
´10
(3)如图所示的电压表的示数为 V。
(4)通电螺线管中的电流方向如图所示,由此可以判断出通电螺线管的左端是 极。(选填“N”或“S”)
I
20.小刚为了探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关,做了以下几次实验,实验现象如图所示。根据图示现象回答下列问题:
(1)实验a 与实验b 相比较说明__________________________________________。
(2)实验b 与实验c 相比较说明________________________________________。
(3)小刚根据实验d 中甲、乙两电磁铁出现的现象判断:外形相同的螺线管,线圈的匝数越多,它的磁性就越强。你认为这个结论__________ (选填“全面”或“不全面”),若不全面应补充 __________________________________________________。
21.如图所示,是小明“探究导体在磁场中运动时产生感应电流”实验的装置。
(1)小强在实验探究中,没有产生感应电流。你帮他找出其中的可能原因(写出一条即可)____________。
(2)在实验过程中,小强应注意观察磁铁的磁场方向、检流计的偏转方向和金属棒ab在磁场中的________方向。
(3)金属棒ab不动,闭合开关,当水平向左抽出蹄型磁铁时,灵敏电流表的指针________。(填“偏转”或“不偏转”)
(4)在此实验的过程中是______能转化为________能,在生产生活中的应用是_____________。
(5)针对这个实验,小华同学进行了进一步的探究,他提出了“感应电流的大小可能与磁场的强弱有关”的猜想,除此之外你的猜想是________________________。(任写一条即可)
四、计算题
22.在图中标出磁感线的方向和小磁针的N极。
(______)
23.有一种电加热恒温箱,工作原理如图(甲)所示.控制电路由电压为U1=9V的电源、开关、电磁继电器(线圈电阻不计)、电阻箱R0和热敏电阻R1组成;工作电路由电压为U2=220V的电源和电阻为R2=44Ω的电热丝组成.其中,电磁继电器只有当线圈中电流达到60mA时,衔铁才吸合,切断工作电路;热敏电阻R1阻值随温度变化关系如图(乙)所示.求:
(1)电热丝正常工作时的功率;
(2)电热丝正常工作100s产生的热量;
(3)如果恒温箱的温度设定为50℃,电阻箱R0接入电路的阻值.
参考答案
1.C
【解析】
【分析】
根据对物理学家及其贡献的掌握分析答题.
【详解】
1820年,丹麦物理学家奥斯特无意中发现通电导线的电流会作用于磁针,使磁针改变方向,也就是通电导体周围产生磁场。这种现象也称为电生磁现象。故选C.
2.B
【解析】
【详解】
磁化材料是容易被磁化的物质,如铁、钴、镍,生活中具有这些磁性材料的物体,都容易被磁铁吸引,题中物品中只有铁钉是磁性材料铁制成的,能被磁铁吸引,故B正确。
故选B
3.B
【解析】由题意可知,A物体处于平衡状态时一定会受到B物体向上的斥力作用;
故如果物体是带电体,则两物体一定带同种电荷,如果物体是磁体,则a的下端和b的上端一定是同名磁极;故选B.
点睛:解决此题要知道:磁极相互作用的规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引;
电荷之间的作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.
4.C
【解析】
【详解】
能被磁铁吸引,即磁化的物质称为磁性材料,如铁、钴、镍.
碳钢、铸铁、镍片都是磁性材料,都能够被磁化;
但是铜不是磁性材料,因此铜棒不能被磁化.
故选C。
5.C
【解析】
【详解】
小磁针的北极在静止时指向地磁场的南极,也就是在地理的北极附近,故ABD错误,C正确。
故选C
6.C
【解析】
试题分析:A、该实验是奥斯特实验:当导线中通过电流时,小磁针发生偏转,实验现象表明电流周围存在磁场,即电生磁,这个现象叫做电流的磁效应,选项错误;
B、闭合开关,通电螺线管中的电流方向是“前上后下”,根据安培定则可知,螺线管的左端是N极,磁感线从N极出发经过小磁针时方向是向左的,则小磁针N极将向左偏转,选项错误;
C、而该装置演示的是,当导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中便会产生电流,外边的电流表就是用来检测电路中有没有电流的,所以该装置的实验原理,应用于制造发电机,选项正确;
D、电动机的原理是通电线圈在磁场中受力而发生转动,电动机原理的装置里,外边是有一个电源给导体提供电流的,装置是电能转化为机械能,故选项错误.
故选C.
考点:通电直导线周围的磁场;通电螺线管的磁场;磁场对通电导线的作用;电磁感应.
点评:本题考查了电流的磁效应、通电螺线管的磁场及安培定则、发电机、电动机的原理.
7.B
【解析】
试题分析: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.
解:A图说明的是电流的磁效应,故A错误;
B图是电磁感应实验,是发电机的原理图,故B正确;
C图通电导体在磁场中受到磁力的作用而运动,是电动机的原理,故C错误;
D图通电线圈在磁场中受到磁力的作用而转动,是电动机的原理,故D错误.
故选:B.
8.B
【解析】
【分析】
根据安培定则可知,螺线管的磁场方向与螺线管中的电流方向和线圈绕向有关,要改变螺线管的N、S极,就要改变电流方向和线圈绕向中的一个.
【详解】
A. 线圈的匝数增加,可以使螺线管的磁性增强,但不能改变螺线管的磁场方向,故A错误;
B. 改变螺线管中的电流方向,根据安培定则可知,这样可以改变螺线管的磁场方向,故B正确;
C. 减小电流,可以使螺线管的磁性减弱,但不能改变螺线管的磁场方向,故C错误;
D. 开关重新断开,不能改变螺线管中的电流方向,因此不能改变螺线管的磁场方向,故D错误。
故选B.
9.D
【解析】两个电磁铁的铁芯正对.如果共用一个电源,要使它们相斥,他们相邻的两端极性是相同的。所以将a、d连接在一起,b接电源正极,c接电源负极。选项D是正确的。
思路分析:根据安培定则判断电磁铁的极性。
试题点评:本试题考查的是学生对安培定则的掌握。
10.B
【解析】
分析:据小磁针的NS极,据磁极间的作用规律可以判断出电磁铁的NS极,而后据安排定则判断出电流的方向,进而得出正确的选项即可。
解答:据题目可知,小磁针左端是N极,右端是S极,所以电磁铁的左端,即a端为N即,右端为S极,据安培定则可知,电流从d端流出后进入电磁铁,故d端是电源的正极,c端是负极,故B正确。
故选:B。
【点睛】该题考查了安培定则的应用、磁极间的作用规律的应用等知识点,是一道综合题。
11.AC
【解析】
试题分析:(1)磁体上磁性最强的部分叫做磁极,一个磁体上有两个磁极,分别叫南极和北极.
(2)奥斯特实验说明通电导体周围存在着磁场,当电流方向改变时,小磁针偏转方向改变,电流的磁场方向与电流方向有关.
(3)地球本身是一个巨大的磁体,地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理的北极附近.
(4)磁感线是为了研究磁场方便而假设的物理模型.
解:A、磁体上磁性最强的部分叫磁极,该选项说法正确;
B、奥斯特实验说明通电导体周围存在着磁场,不通电的导体周围没有磁场,该选项说法不正确;
C、地磁场的北极在地理的南极附近,地磁场的南极在地理的北极附近,该选项说法正确;
D、磁感线是为了研究磁场方便而假设的物理模型,实际上是不存在的,该项说法错误.
故选AC.
【点评】本题考查了电和磁的基本内容,属于基本知识的考查,比较简单.
12.C
【解析】
【详解】
物体能够吸引铁、钴、镍的性质叫磁性,小磁针具有磁性,只能吸引铁、钴、镍等金属,不能吸引铜或铝,故A错误;磁感线是为了描述磁场的性质而画出的有方向的曲线,客观上不存在,所以用放大镜是不能看到磁铁周围的磁感线,故B错误;通电螺线管周围存在磁场,所以用磁铁能够吸起铜导线制成的通有电流的轻质螺线管,故C正确;磁体周围存在磁场,把小磁针放在磁铁周围的任何位置,静止后小磁针的北极都指向此磁铁的S极,故D错误,故选C。
【点睛】
本题考查的是磁性、磁体、磁极及磁感线的有关知识,属于是基础题目,难度不大。
13.A
【解析】磁生电的条件实验中,产生的感应电流非常的微弱,若用量程为0~3A电流表测量因分度值较大,所以指针偏转不明显,因电流的大小与导线切割磁感线的快慢和磁场的强弱有关,故B说法错误,C只强调磁场强弱并未提到切割速度,说法不全面,若导线上下运动,则导体没有切割磁感线,没有电流产生,电流表一点都不偏转,答案选A。
14.BD
【解析】
试题分析:据课本知识可知,任何磁体都有两个磁极,即N极和S极,故A正确;同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引,故B错误;一切磁体周围都存在着磁场,故C正确;在没有其它磁场的影响时,小磁针静止时,由于地磁场的作用,N极总指向地球北方,故D错误,故选BD。
考点:磁极间的相互作用;磁性、磁体、磁极;磁场
15.BD
【解析】甲图中电能表是测量电路消耗电能的仪表,故A错误;乙图中三脚插头中有一根导线要与用电器金属外壳相连,这样若金属外壳的用电器外壳万一带电,电流会通过地线导入大地,目的就是为了防止触电事故,故B正确;丙图中无人机的电动机工作时将电能转化成机械能,故C错误;丁图中将带有磁条的银行卡在pos机中的线圈中刷一下,pos机便通过产生的电流读出银行卡的信息,利用了电磁感应原理,法拉第最先发现了电磁感应现象,故D正确,故选BD。
16.AD
【解析】A图中没有电源,即电磁感应现象,此实验说明闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生电流,故A正确; B图为奥斯特实验,说明通电导线周围存在着磁场,故B错误; C图中,通过两电磁铁的电流相同,线圈匝数不同,可用来演示电磁铁磁性的强弱与线圈匝数的关系,故C错误; D图中有电源,即闭合开关后,磁场中的金属棒ab就会运动,即说明通电直导线在磁场中受到力,故D正确,故选AD。
17.BD
【解析】电荷的定向移动产生电流,电流周围存在磁场,而电荷的移动不一定是定向的,故周围可能不存在磁场,A说法错误;磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生力的作用,B说法正确;磁体的周围存在磁场,磁场是一种特殊的物质,磁感线是为了描述磁场而假想的曲线,C说法错误;通电线圈在磁场作用下转动,消耗电能,线圈获得机械能,故该过程是电能转化为机械能,D说法正确;答案选BD。
18.AD
【解析】
【分析】
(1)磁体的每一条磁感线都是闭合的,即在磁体的外部是从N极指向S极,在磁体内部,磁感线是从磁体的S极指向N极;
(2)据安培定则可以判断出此时圆形线圈的N极和S极,而后据据小磁针磁感线的方向和圆形线圈磁感线的方向一致即可判断出小磁针的N极指向。
【详解】
一橡胶圆环经过毛皮摩擦后带负电荷,如图所示的逆时针旋转。则橡胶圆环的电流方向与旋转方向相反。
再由右手螺旋定则可知橡胶圆环磁极的方向:橡胶圆环的前面是S极,其后面是N极,故在圆环内部磁感线的方向是应该是垂直于纸面向里,小磁针静止时的N极指向与圆形线圈的磁感线的方向是一致的,所以小磁针乙的N极向纸面内S极指向纸面外;
在圆环外部磁感线的方向是应该是垂直于纸面向外,所以小磁针甲的N极向纸面外S极指向纸面内。
故选:AD。
【点睛】
知道在磁体的外部,磁感线是从N极指向S极,在磁体内部,磁感线是从磁体的S极指向N极是解决该题的关键。
19.(1)66 (2)1258 (3)2.5 (4)N
【解析】
试题分析:(1)温度计的0℃在温度计液注的下面,此时的温度值是零上的温度。温度计的示数为66℃
(2)用各指针所指的示数乘以下面的倍数,然后将所有的数值相加,即为该电阻箱的读数.:×1000的位置对应的数是1,×100的位置对应的数是2,×10的位置对应的数是5,×1的位置对应的数是8,所以是1258Ω.
(3)电压表使用的是0—3V量程,一个小格是0.1V,所以示数是2.5V
(4)用右手握住通电螺线管,四指顺着电流的方向,大拇指的指向就是通电螺线管的N极指向,由此可以判断出通电螺线管的左端是N极
考点:温度计、电压表、变阻箱的读数,安培定则
点评:本题综合考察了温度计、电压表、变阻箱的读数,安培定则,是物理实验的基础知识,较易。
20. 电磁铁通电时有磁性,断电时无磁性 匝数相同时,通过电磁铁的电流越大,它的磁性就越强 不全面 电流相同时,线圈的匝数越多,它的磁性就越强
【解析】(1)由图知道,实验a电路是开路,电路中无电流,电磁铁没有磁性;实验b电路是通路,电路中有电流,电磁铁吸引大头针,电磁铁具有磁性;实验a与实验b相比较说明电磁铁通电时有磁性,断电时无磁性;
(2)比较实验b与实验c,在匝数相同时,滑动变阻器连入电路的电阻变短,电阻变小,电路中电流增大,电磁铁吸引大头针增多,电磁铁的磁性增强;这说明匝数相同时,通过电磁铁的电流越大,它的磁性就越强;
(3)实验d中甲、乙两电磁铁串联,外形相同的螺线管,电流相同,线圈的匝数越多,它的磁性就越强,电磁铁的磁性强弱同时跟三个因素有关,小刚只提到外形和匝数,没有涉及到电流的大小,所以结论不全面,应补充:电流相同时,线圈的匝数越多,它的磁性就越强。
21. 开关没有闭合 运动 偏转 机械 电 发电机 感应电流的大小可能与导体切割磁感线的速度有关
【解析】探究电磁感应现象的实验
(1)要产生感应电流,必须同时满足两个条件:电路是闭合的;导体做切割磁感线运动.因此原因可能是:导体没有做切割磁感线运动或开关没有闭合;
(2)在实验过程中,小强应注意观察磁铁的磁场方向、检流计的偏转方向和金属棒ab在磁场中的 运动方向;
(3)金属棒ab不动,闭合开关,当水平向左抽出U形磁铁时,ab切割磁感线,所以灵敏电流表的指针 偏转;
(4)在此实验的过程中是机械能转化为电能,在生产生活中的应用是发电机。
(5)还可以猜想感应电流的大小与导体切割磁感线的速度(或导体的长度等)有关。
22.
23.(1)电热丝正常工作时的功率为1100W;
(2)电热丝正常工作100s产生的热量为1.1×105J;
(3)如果恒温箱的温度设定为50℃,电阻箱R0接入电路的阻值为50Ω.
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