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1、電磁鐵與自動控制(100分，90分鐘) 題號一二三四五總分得分一、選擇題(每題3分，共27分)1橡皮泥具有很強的可塑性，深受小朋友們的喜愛?，F(xiàn)在有一種愛吞磁鐵的橡皮泥，把高強度磁鐵放在旁邊，磁鐵會慢慢被吞噬，如圖所示，磁鐵會被吞噬的原因是()A橡皮泥受到磁鐵的壓力 B橡皮泥有較強的粘連性C高強度磁鐵具有動能 D橡皮泥中含有磁性物質(zhì)(第1題圖)(第2題圖)2如圖所示，下列關于磁現(xiàn)象的分析中，說法正確的是()A甲圖中，在條形磁鐵周圍撒上鐵屑后輕敲玻璃板，所觀察到的是磁感線B乙圖中，U形磁鐵周圍的磁感線在靠近磁極處分布得比較密C丙圖中，小磁針S極的受力方向，與通電螺線管在該點的磁感線切線方向相同D丁
2、圖中，北京地區(qū)地面附近能自由轉(zhuǎn)動的小磁針靜止時，N極指向地磁場北極附近3下列關于磁場的描述，正確的是()A磁感線是磁場中真實存在的曲線B磁體間的吸引或排斥作用是通過磁場實現(xiàn)的C磁體周圍的磁感線從磁體S極出發(fā)，回到磁體N極D地磁的N極在地理北極附近，地磁的S極在地理的南極附近4小剛學習了磁的知識后，標出了下列四種情況下磁體的磁極(小磁針的黑端為N極)，其中正確的是()5某同學在“研究電磁鐵”的實驗中，設計了一個方案，改變電磁鐵的接線，使通電線圈的匝數(shù)增多，同時調(diào)整變阻器的滑片，使電流保持不變，觀察電磁鐵吸引大頭針的數(shù)目有什么變化，這一方案的實驗目的，是研究電磁鐵磁性強弱與下列哪個因素有關()A電
3、流通斷 B電流大小 C電流方向 D線圈匝數(shù)6小明同學在“制作、研究電磁鐵”的過程中，使用兩個相同的大鐵釘繞制成電磁鐵進行實驗，如圖所示，下列說法正確的是()A電磁鐵能吸引的大頭針越多，表明它的磁性越強BB線圈的匝數(shù)多，通過B線圈的電流小于通過A線圈的電流C要使電磁鐵磁性增強，應將滑動變阻器的滑片向右移動D若將兩電磁鐵上部靠近，會相互吸引(第6題圖)(第7題圖)7如圖所示是消防應急燈的電路圖，其中少連了一根導線，工作原理是：外部電路為220 V交流電(交流電的電流方向和大小一直改變)，當其正常時，兩盞標有“6 V”燈泡不發(fā)光；外部電路停電時，兩盞標有“6 V”燈泡發(fā)光。對于這一裝置及其工作特點，
4、下列說法中正確的是()A當外部電路停電時，電磁鐵所在電路工作 B電磁鐵通電時，彈簧具有彈性勢能C電磁鐵的上端始終為N極 DC點應該和觸點B相連8如圖所示實驗裝置，彈簧測力計下面掛著條形鐵塊，螺線管中插有鐵芯?，F(xiàn)開關S撥在觸點位置且電流表示數(shù)為I。要使彈簧測力計的示數(shù)變大，下列操作方法能夠?qū)崿F(xiàn)的是()A將開關S撥到位置，并通過調(diào)節(jié)仍使電流表示數(shù)為IB開關S位置不動，將滑片P向a端滑動C開關S位置不動，將鐵芯從螺線管中取出D將開關S撥到位置，并通過調(diào)節(jié)仍使電流表示數(shù)為I(第8題圖)(第9題圖)9如圖所示，盛水燒杯放置在電磁鐵的A端上，燒杯中水面上漂浮著一個空心鐵球。當電磁鐵磁性的強弱發(fā)生改變時，燒
5、杯中的空心鐵球會上下浮動?，F(xiàn)閉合開關S后，將滑動變阻器的滑片P向右滑動。針對這種情況，下列說法中正確的是()A電磁鐵A端為S極，燒杯中水面上升 B電磁鐵A端為S極，燒杯中水面下降C電磁鐵A端為N極，燒杯中水面上升 D電磁鐵A端為N極，燒杯中水面下降二、填空題(每空3分，共33分)10如圖所示是用來描繪某一磁體周圍磁場的部分磁感線，由磁感線的分布特點可知，a點的磁場比b點的磁場_(填“強”或“弱”)；若在b點放置一個可自由轉(zhuǎn)動的小磁針，則小磁針靜止時，其N極指向_(填“P”或“Q”)處。(第10題圖)(第11題圖)11如圖所示，閉合開關S，通電螺線管右側(cè)的小磁針靜止時，小磁針的N極指向左，則電源
6、的右端為_極，若使通電螺線管的磁性減弱，滑動變阻器的滑片P應向_端移動。12小金設計了一個如圖所示的線圈指南針，將它放入盛有食鹽水的水槽中(銅片和鋅片分別與線圈兩端相連后放入食鹽水構成了化學電池，銅片為正極，鋅片為負極)，浮在液面上的線圈因為_的存在能指示方向；若交換銅片和鋅片位置，線圈的磁極將_(填“會”或“不會”)改變。 (第12題圖) (第13題圖) (第14題圖)13如圖所示，彈簧測力計下面吊著一個小鐵塊，鐵塊下方有一個電磁鐵，P是滑動變阻器的滑片。S由斷開到閉合的時候，彈簧測力計示數(shù)_；S閉合后，要使彈簧測力計示數(shù)減小，應將滑片P向_移動；抽出鐵芯，彈簧測力計示數(shù)_。14歷史上對地磁
7、場的形成有這樣一種看法：我們居住的地球是一個帶電星球，由于地球自西向東旋轉(zhuǎn)，會形成許多環(huán)形電流，如圖所示。由此猜想地球帶的是_(填“正”或“負”)電，請你說出猜想的依據(jù)是：_。三、作圖題(每題5分，共15分)15開關閉合后電磁鐵A和永磁體B的磁感線分布如圖所示。請標出永磁體B左端的磁極和圖中四條磁感線的方向。(第15題圖)16將圖中的電磁鐵連入你設計的電路中(在虛線框內(nèi)完成)，要求：能改變電磁鐵磁性的強弱；閉合開關S后，小磁針受力靜止時，其N極如圖所示。(第16題圖)(第17題圖)17小明同學設計了一個電動按摩棒，其結構示意圖如圖所示，ABO可以看成是一個杠桿，O為支點，B處有一個條形磁體，A
8、為按摩槌頭，當電磁鐵輸入方向改變的交流電時，條形磁體會受到引力或斥力，帶動按摩槌頭A振動。某一時刻，電磁鐵與條形磁體間的磁感線如圖所示，請畫出此時：(1)磁感線方向并標出電磁鐵上的磁極。(2)螺線管中的電流方向。(3)條形磁體所受磁力的示意圖。四、實驗與探究題(12分)18小明同學利用如圖所示裝置研究電磁鐵磁場的強弱與哪些因素有關。(1)當指針指示的數(shù)值增大時，表示電磁鐵的磁性增強，則電磁鐵的A端為_(填“南”或“北”)極。E為電源的_(填“正”或“負”)極。(2)小明將開關S撥到a點，并向下調(diào)節(jié)變阻器的滑片，他發(fā)現(xiàn)指針指示的數(shù)值越來越大。由此可以得出結論：電磁鐵線圈匝數(shù)一定時，_，電磁鐵的磁
9、性越強。(第18題圖)(3)小明為了驗證電磁鐵的磁性強弱與線圈匝數(shù)有關，將開關S從a點撥到b點，同時觀察并比較兩次指針指示的數(shù)值，他發(fā)現(xiàn)兩次指針指示的數(shù)值幾乎相同。你認為導致出現(xiàn)這種錯誤情況的主要原因是_(各實驗器材均完好)。(4)電磁鐵的原理主要應用到了電流的磁效應，電流的磁效應最先是由科學家_(填人名)發(fā)現(xiàn)的，請你再舉出一個生活或生產(chǎn)中應用到電磁鐵的設備_。五、計算題(13分)19為保證江陰長江大橋以及過橋車輛的安全，工作人員在橋的入口處安裝了“超載檢測報警系統(tǒng)”。檢測時，當車輛重量小于1105 N時，綠燈亮、紅燈滅，表示可以通行；當車輛重量大于等于1105 N時，紅燈亮、綠燈滅，表示禁止
10、通行。系統(tǒng)中的電路元件如圖甲所示，其中壓敏電阻Rx在檢測時承受車輛的全部重量，它的阻值隨所受壓力F變化的圖像如圖乙所示；R0為定值電阻，電磁繼電器線圈的阻值為20 ，當流過線圈的電流大于等于30 mA時，通電線圈的作用效果大于彈簧的作用效果，銜鐵被吸下，動觸點P和靜觸點M斷開并和靜觸點N接通；電源電壓為6 V；綠燈、紅燈的正常工作電壓均為220 V。(1)請在圖甲中用筆畫線代替導線完成電路連接。(2)定值電阻R0的阻值是多大？(要求有計算過程)(3)運行一段時間后發(fā)現(xiàn)大橋依然破壞嚴重，于是管理部門作出當車輛重量小于8104 N才可以通行的規(guī)定。請你結合電路提出一種可行的調(diào)節(jié)方法。(壓敏電阻不可
11、以更換)(第19題圖)第十六章達標檢測卷一、1.D點撥：磁體具有吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)。2B點撥：磁感線并不是真實存在的線，是人們?yōu)榱吮硎究臻g磁場的分布而想象出來的。甲圖中，在條形磁鐵周圍撒上鐵屑后輕敲玻璃板，所觀察到的是鐵屑的排列方向；磁鐵的兩極磁性強，磁感線密集，乙圖中，U形磁鐵周圍的磁感線在靠近磁極處分布得比較密；小磁針靜止時北極所指的方向就是該點的磁場方向，丙圖中，小磁針N極的受力方向，與通電螺線管在該點的磁感線切線方向相同；地理的北極在地磁的南極附近，丁圖中，北京地區(qū)地面附近能自由轉(zhuǎn)動的小磁針靜止時，N極指向地理北極附近。3B4C點撥：在磁體外部磁感線的方向是由N極出發(fā)回到S極，
12、A、B錯誤；由磁極間相互作用知D錯誤。5D點撥：審題時注意該同學實驗中“使通電線圈的匝數(shù)增多”，表明實驗研究的是電磁鐵磁性強弱與線圈匝數(shù)有關。6A點撥：電磁鐵磁性的強弱通過吸引大頭針的個數(shù)來反映，吸引的大頭針越多，表示磁性越強，故A正確；A、B線圈串聯(lián)，電路中電流處處相等，故B錯誤；滑片向右移動，滑動變阻器接入電路阻值增大，電流減小，電磁鐵磁性減弱，故C錯誤；由右手螺旋定則可知A、B電磁鐵上部均為N極，靠近會相互排斥，故D錯誤。7B點撥：當外部電路停電時，電磁鐵沒有電流通過，失去磁性，電磁鐵所在電路工作停止；電磁鐵通電時，銜鐵被吸下，彈簧被拉長，所以彈簧具有彈性勢能；因為外部電路為220V交流
13、電，交流電的電流方向和大小一直改變，所以電磁鐵的上端始終為N極是錯誤的；根據(jù)應急燈的工作特點，停電時，小燈泡才發(fā)光，而停電時，電磁鐵失去磁性，銜鐵被彈簧拉起，動觸點會和上面的A點接觸，所以C點應該和觸點A相連，不應該和觸點B相連。8A點撥：開關S撥到位置，電流表示數(shù)仍為I，電磁鐵的線圈匝數(shù)增多，所以電磁鐵的磁性增強，從而造成電磁鐵對鐵塊的吸引力增大，測力計的示數(shù)增大。9B點撥：電流由A流向B，則由右手螺旋定則可知螺線管B端為N極，A端為S極；當滑片向右移動時，滑動變阻器接入電路電阻增大，則由歐姆定律可知電路中電流減小，則螺線管中的磁性減弱，故小鐵球所受磁力減小；小鐵球受重力、磁力及浮力，因小球
14、處于靜止狀態(tài)，故向下的磁力與重力之和應等于向上的浮力，因磁力減小，浮力也將減小，所以燒杯中水面下降。二、10.弱；Q11正；左點撥：小磁針靜止時N極向左，則由磁極間的相互作用可知，通電螺線管右端為S極，則左端為N極，根據(jù)右手螺旋定則可以判斷電源的右端為正極，左端為負極，如圖所示。若使通電螺線管的磁性減弱，需減小電路中的電流，由歐姆定律可知要增大電路中的電阻，故滑片應向左移動。(第11題圖)12地磁場；會點撥：線圈的右端是N極，左端是S極，故在地磁場的作用下，其會指示南北。通電螺線管的磁極與電流的方向和線圈的繞法有關，故交換銅片和鋅片位置，相當于改變了電流的方向，該線圈的磁極會改變。13增大；左
15、；減小14負；由右手螺旋定則可判斷出電流的環(huán)繞方向是自東向西，與地球的自轉(zhuǎn)方向相反，說明地球帶負電點撥：目前科學家認為地磁場是由于地球上電荷的定向移動形成的。由圖可知，地磁北極在地理南極附近，根據(jù)右手螺旋定則可以判斷出電流方向是自東向西環(huán)繞的，這與地球自轉(zhuǎn)方向相反。負電荷定向移動的方向是與電流方向相反的，所以地球帶的是負電。三、15.解：如圖所示。(第15題圖)16解：如圖所示。點撥：在電磁鐵的結構和線圈匝數(shù)一定的情況下，可以通過改變電流的大小來改變電磁鐵磁性的強弱，本題中可以在電路中串聯(lián)一個滑動變阻器，通過滑動變阻器接入電路中電阻的變化來改變電路中的電流；根據(jù)磁極間的相互作用可知，電磁鐵的右
16、端為N極，根據(jù)右手螺旋定則可知螺線管正面導線中電流的方向為自上而下，故電源的左側(cè)為正極，右側(cè)為負極。(第16題圖)(第17題圖)17解：如圖所示。點撥：根據(jù)磁感線分布情況可知，該時刻電磁鐵的上端為N極，在磁體外部磁感線從N極出發(fā)，故箭頭指向如圖所示；由右手螺旋定則可知，螺線管正面電流方向向右；條形磁鐵與電磁鐵相互排斥，故受到的磁力方向向上。四、18.(1)南；負(2)電流越大(3)沒有調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，保持電流不變(4)奧斯特；電鈴(或空氣開關、電磁起重機、電話聽筒、自動水位報警器)點撥：指針指示的數(shù)值增大時，指針向左偏，通電螺線管排斥小磁片，螺線管的左端是S極，右端是N極，故A端是S極；
17、由右手螺旋定則知電源的下端為正極，上端為負極；滑片向下移動，電路中的電流變大，電磁鐵的磁性增強；驗證通電螺線管的磁性與線圈匝數(shù)有關，即需要在電流一定的情況下，改變線圈的匝數(shù)；當將開關S從a點撥到b點時，由于接入電路的螺線管變長，即電阻變大，所以電路中的電流變小，由于沒有調(diào)節(jié)滑動變阻器，保持電流不變，所以得出了錯誤的結果。五、19.解：(1)如圖所示。(第19題圖)(2)從題圖乙中可以看出，當壓力為1105 N時，壓敏電阻的阻值為100 ；電路中的總電阻為：R200 ，故R0RRxR線200 100 20 80 。(3)從圖像可知，當大橋允許通過車輛的重量小于8104 N時，壓敏電阻的阻值變大，電路中的電流變小，要使電磁繼電器正常工作，即流過線圈的電流大于等于30 mA，則可以通過減小R0(或減小電磁繼電器線圈的阻值；或增大電源電壓等)的方法來解決問題。9
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