南京市南京市行知实验中学 物理电与磁单元测试卷 （word版，含解析）
一、三物理 电与磁 易错压轴题（难）
1．学习“电磁感应”时，老师演示了发电机模型的实验（如图），摇动把手，使线圈快速转动，小灯泡就亮了。小刚想到：产生电流的条件可能与线圈在磁场中的运动有关。他和同学们开始了探究：
(1)小刚将一根导体棒的两端用细导线悬挂起来，并与灵敏电流计、开关串联组成闭合电路，将导体棒放在蹄形磁体的磁场中（如图甲）。小红提醒他，先把开关_______才能进行实验。正确操作后，小刚完成了几次实验，将磁极位置、导体棒的运动方向和产生电流的情况记录如图乙，其中a表示垂直于纸面方向的导体棒；
(2)小刚据此得出“只要导体棒在磁场中运动，闭合电路中就会产生电流”的结论，小红认为还应让导体棒做垂直于纸面向里、向外和________方向的运动，才能使探究更充分； (3)随着导体棒的运动，灵敏电流计的指针会发生左右偏转，于是他们对“产生电流的方向与哪些因素有关”作了如下的猜想： 猜想1：产生电流的方向与磁场方向有关； 猜想2：产生电流的方向与导体运动方向有关；
为验证猜想，同学们进行了相应的实验，将现象记录在如下的表格中 实验序号 1 2 磁极位置 上N下S 上S下N 导体棒运动情况 水平向右运动 水平向右运动 电流计指针偏转情况 向右偏转 向左偏转
3 水平向左运动 向右偏转
分析第1、2两次实验发现，产生电流的方向跟________有关；第3次实验中磁体上方为_____（选填“N”、“S”）极，和其他实验对照验证了猜想2；
(4)老师肯定了他们的探究，又介绍了科学家科拉顿的相关研究，1825年他用如图丙所示的实验装置，在两个房间中进行实验：
①实验中用______________的现象来判断电路中是否产生了电流；
②将导线、小磁针与磁铁、线圈分别置于两个房间，是为了________________； ③科拉顿将磁铁插进线圈里，然后迅速奔向另一个房间，没有观察到产生电流的现象；他再回到放着磁铁和线圈的房间里，把磁铁从线圈中抽了出来，又跑到磁针和导线所在的房间，还是没有观察到现象。科拉顿失去了发现电磁感应现象的机会，被后人评价为“跑失良机”。他没能观察到产生感应电流现象的根本原因是：______________。
【答案】闭合 向上、向下 磁场方向 S 电流的磁效应 避免磁铁的磁场对小磁针产生影响 没在磁铁做切割磁感线运动时，及时观察实验现象 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]进行实验时，应先闭合开关，才能得到闭合电路。
(2)[2]在图乙中，导体棒在磁场中作水平向左和斜向上的运动，那么还应让导体棒做垂直于纸面向里、向外和向上、向下方向的运动，因为应让导体棒向各个方向移动，才能对照比较出哪个方向会产生感应电流。
(3)[3]从表格的1、2两次数据知，导体棒运动的方向相同，但所处的磁场的方向相反，而产生的电流的方向也相反，说明产生的电流的方向与磁场的方向有关。
[4]从表格知，第3次实验导体棒运动的方向与上面两次都不相同，要想探究产生电流的方向与导体运动方向有关，那么应保持所处的磁场的方向相同，而1、3两次产生电流的方向相同的，不能对照验证猜想2，所以应选择2、3两次实验，那么此次实验中磁体的上方是S极。
(4)①[5]实验中用电流的磁效应现象来判断电路中是否产生电流，因为通电导体周围存在着磁场，如果有电流产生，那么导线周围就有磁场，静止的小磁针就会转动。
②[6]将导线、小磁针与磁铁、线圈分别置于两个房间，是为了避免磁铁的磁场对小磁针产生影响。
③[7]科拉顿没能观察到电流的原因是：感应电流产生的条件是，闭合电路的部分导体在作切割磁感线运动时，才会产生感应电流。而磁铁在插入或抽出线圈时，才满足感应电流产生的条件，可是这时科拉顿尚未来得及跑到另一房间，所以错过了发现的机会。
2．如图，在“磁场对通电直导线的作用”实验中，小明把一根轻质的铝棒AB用细线悬挂后置于蹄形磁体的磁场中
（1）接通电源，铝棒AB向左运动，说明磁场对电流有的_____作用，_____（选填“电动机“或“发电机”）利用这一原理工作的．
（2）若只将磁体的两极对调，接通电源，观察到铝棒AB向_____（选填“左”成“右”）运动，说明力的方向与_____方向有关．
（3）小明猜想磁场对通电直导线作用力的大小可能与导线中电流大小有关，请在图中器材的基础上，添加一只器材，设计一个简单实验，探究这一猜想． 添加器材：_____ 简要做法：_____
【答案】力 电动机 右 磁场 滑动变阻器 将滑动变阻器串联在电路中，改变滑片的位置，观察铝棒摆动的幅度 【解析】
（1）把一根轻质的铝棒作为直导线放在蹄形磁体的磁场里，接通电源，看到直导线向左运动，说明磁场对通电导线有力的作用；电动机就是利用该原理制成的；
（2）只将磁体的两极对调，接通电源，导体的运动方向会改变，所以观察到直导线向右运动；说明力的方向与磁场的方向有关；
（3）探究磁场中通电导线作用力大小与导线中电流的大小是否有关，可以在其他条件不变的情况下，添加一滑动变阻器来改变电路中的电流．
其做法如下：在图所示的电路中串联一个滑动变阻器，移动变阻器的滑片，改变导线中电流的大小，观察通电导线摆动的幅度；以此判断磁场对通电导线作用力大小与导线中电流的大小是否有关．
3．李明用天然磁石仿制图甲所示的勺状的指南针﹣﹣司南．
（1）他用的材料是图乙所示的天然磁石，该磁石的D端为________ （选填“北极”或
“南极”）．
（2）他用该磁石的D端磨成勺柄，打磨成勺状指南针（即“司南”），再用细线将其悬挂，如图丙所示，司南静止时，勺柄指向地球的________
（3）将该司南悬挂在电磁铁正上方，闭合开关S，司南静止时的指向如图丁所示，则电磁铁左端是_____ （选填“北极”或“南极”）极，则电源M端是________ （选填“正极”或“负极”）．
（4）为增强司南的磁性，可用图丁所示装置，通过________（ 填字母序号 ），来增强电磁铁对司南磁化的效果．
A．改变电源的正负极 B．让司南垂直放置在AB中点的正上方 C．增加电源的电压． 【答案】南极 南极 北极 负极 C 【解析】 【分析】 【详解】
（1）人们规定磁场的方向由北极出发到南极，由图可知，在磁体外部磁感线由B端到D端，因此，磁石的D端为该磁体S极，即南极；
（2）地磁的北极在地理的南极附近，由于异名磁极相互吸引，因此，司南静止时，勺柄指向地球的南极；
（3）因为异名磁极相互吸引，所以通电螺线管的左端是N极；
再用安培定则，右手大母指向左握住螺线管，可判断通电螺线管中的电流方向为：右端电流向上，左端向下；
再根据电流方向是从电源正极出发通过用电器回到负极，所以电源左端，即M端为电源的负极；
（4）为了增强司南的磁化效果，可以增加电源电压，使线圈中电流增大，则线圈磁性增强，磁化效果更好． 故选C． 【点睛】
牢记磁场方向的规定，即磁体周围的磁感线，都是从磁体的N极出发，回到S极；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，再结合安培定则判断电源的正负极
4．在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。
(1)在实验时，通过______反映电磁铁的磁性强弱。
(2)当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数________(选填“增加”或“减少”)，说明电流越________，电磁铁磁性越强。
(3)根据图示的情境可知，________(选填“甲”或“乙”)的磁性强，说明电流一定时，____________，电磁铁磁性越强。
(4)根据右手螺旋定则，可判断出电磁铁乙的上端为________极。
(5)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是________________________________________。 (6)电磁铁在生产、生活中应用广泛，请写出其中的一个应用：____________。 【答案】吸引大头针数目的多少 增加 大 甲 线圈匝数越多 S(南) 大头针被磁化，同名磁极相互排斥 电磁起重机(或扬声器、磁悬浮列车等) 【解析】 【详解】
(1)在实验时，通过吸引大头针数目的多少反映电磁铁的磁性强弱，利用转换法。 (2)当滑动变阻器滑片向左移动时，电阻变小，电路中的电流变大，电磁铁的磁性变强，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加，说明电流越大电磁铁磁性越强。
(3)根据图示的情境可知，电磁铁甲吸引大头针的个数多，因此甲的磁性强，根据图示可知，电流相同，甲线圈匝数多，因此说明电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。 (4)根据右手螺旋定则，可判断出电磁铁乙的上端为S(南)极。
(5)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是：大头针被磁化，同名磁极相互排斥。 (6)电磁铁在生产、生活中应用广泛，包括电磁起重机(或扬声器、磁悬浮列车等)。
5．如图所示是研究电流磁效应的示意图．
（1）实验中的直导线是沿_____（填“南北”或“东西”）方向放置在小磁针的上方的． （2）实验结论是_____周围存在磁场，支持此结论的现象是_____．如果移走小磁针，该结论_____（选填“成立”或“不成立”）．
（3）如果探究磁场方向与电流方向的关系，应进行的实验是_____． （4）首先发生该现象的科学家是_____．
（5）为了研究通电螺线管周围的磁场，如图，小明在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管，在板面上均匀撒满铁屑，通电后轻敲玻璃板，铁屑的排列如图所示．下列说法正确的是_____
A．如图中P、Q两点相比，P点处的磁场较强
B．若只改变螺线管中的电流方向，P、Q两点处的磁场会减弱 C．若只改变螺线管中的电流方向，P、Q两点处的磁场方向会改变 D．若只增大螺线管中的电流，P、Q两点处的磁场方向会改变．
【答案】南北 电流导线 将通电导体放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转 成立 改变电流方向，观察小磁针的偏转方向 奥斯特 C 【解析】
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