初中物理电和磁实验题

如图所示为小梅在物理课上曾经使用过的一个实验装置，由铁架台、蹄形磁铁、灵敏电流计、开关、导体棒和几根导线等器材组成。

（1）这一实验装置是用来研究　　现象的。

（2）小梅至今对这个实验的下列过程记忆犹新：

①为使灵敏电流计的指针发生偏转，她首先闭合开关，然后要使导体棒　　（选填“上下”或“左右” $)$运动。

②保持导体棒的运动方向不变，将蹄形磁体 $N$、 $S$极的位置对调，灵敏电流计指针偏转方向也会改变。这说明：感应电流的方向与　　的方向有关。

（3）通过图甲所示的实验，小梅断定：利用图乙所示的实验装置，闭合开关后，拿一根条形磁铁向右插入线圈中时，也会观察到灵敏电流计指针的偏转。

请你简要说明小梅这样想的理由。　　。

智能手机进入平常百姓家，很多人对它爱不释手。瑞瑞同学学习了物理知识后，对手机的一些功能进行了科学探究。

（一 $)$拍照功能

【提出问题】如图1所示，同一位置，拍同一地点，为什么会变大呢？

【猜想与假设】手机的镜头可能是一个焦距可以改变的凸透镜。

【设计实验】瑞瑞同学设计制作了一个水透镜，探究实验装置如图2所示。

【进行实验与收集证据】

（1）保证蜡烛和水透镜的位置不动，利用注射器注入或吸出水的多少，改变水透镜的厚薄，从而改变水透镜焦距；

（2）测出水透镜焦距的大小，并移动光屏，得到清晰的像后，将观察到的现象与数据记录在下表：

凸透镜	焦距 $f=14\mathit{cm}$			焦距 $f=16\mathit{cm}$
实验序号	1	2	3	4	5	6
物距 $u/\mathit{cm}$	30	40	60	30	40	60
像距 $v/\mathit{cm}$	26	22	18	34	27	22
像的正倒	倒立	倒立	倒立	倒立	倒立	倒立
像的大小	缩小	缩小	缩小		缩小	缩小
实像的大小	由大变小			由大变小

【分析与论证】

通过对实验序号2与5、3与6的数据分析，得出初步结论：在物距一定时，凸透镜的焦距越大，所成实像的像距　　，像距与物距的比值越大，所成实像的大小　　（选填“越大”、“越小”或“不变” $)$

【评估】

（1）请你补充实验序号4中漏填的实验记录：　　；

（2）在成实像的情况下，焦距不同的凸透镜，成像的共同特点都是　　（选填“倒立”或“缩小”或“不变” $)$

（二 $)$无线充电

如图3所示，是一个手机无线充电装置。该装置是利用了　　的原理对手机进行充电的。

（三 $)$微信运动

利用微信运动软件，可以记录每天行走的步数。假如瑞瑞同学每天行走1万步，其平均步长为 $50\mathit{cm}$，由此可知瑞瑞同学每天大约行走　　 $\mathit{km}$。

（四 $)$振动模式

振动可以发声，某些手机的振动模式，是因为其内部有个微型电动机会带动转轴上的叶片振动，如图4所示，能实现振动功能的叶片可能是哪一种：　　。

随着时代的发展和社会的进步，小轿车已经逐步进入普通百姓的家庭。去年寒假，小明家新买了一辆国产小轿车，当天天气晴朗，爸爸带他一起去试车，小明拿着汽车使用说明书想要了解汽车的功能。

（1）说明书上提到该汽车上的导航系统采用的是令国人骄傲的北斗导航系统，该系统通过　       　（选填“超声波”或“电磁波”）实现卫星和汽车之间的信号传输。

（2）汽车启动后，爸爸不小心碰到了方向盘旁边的一个手柄，导致玻璃水喷到前挡风玻璃的外侧，雨刮器自动工作，刮去了玻璃水。小明想，这么冷的天，玻璃水为什么不会凝固呢？应该是这款玻璃水的凝固点比普通水的凝固点　        　（选填“高”或“低”）的缘故。

（3）爸爸刚把车开出不久，车窗上出现了“哈气”，雨刮器　       　（选填“能”或“不能”）将“哈气”快速刮去。

（4）车内空调既能调节温度，又能调节风速，还能调节出风口的吹风方向。小明结合所学知识判断，如果要快速提高车内整体温度，除了调节好温度和风速之外，出风口最好是向　        　（选填“上”或“下”）吹暖风。

（5）说明书上提到了“驾驶员疲劳提示”的功能，小明经仔细阅读说明书得知，在高速公路上行驶时，汽车会智能地分析出司机的疲劳程度。如果发现司机打瞌睡，车内会立即响起警报声警示司机。如果司机连续驾驶达到 $2h$，仪表盘上会亮起一盏提示灯，提示司机休息。

①小明回家后，根据说明书对这个功能的介绍，设计了一个“驾驶员疲劳提示”的模拟电路，如图所示。当司机打瞌睡时，相当于只有开关 $S_1$闭合，铁片被电磁铁 $A$吸引向左偏，电铃响起（相当于警报声响起）：当司机连续驾驶达到 $2h$时，相当于只有开关 $S_2$闭合，铁片被电磁铁 $B$吸引向右偏，灯泡亮起（相当于提示灯亮起）。图中虚线框内电源的一端已经与铁片相连，还有一根导线没有画出，请你用笔画线代替导线，完成模拟电路的设计。

②小明按照设计，正确连接电路，上述功能均已在测试中实现。但由于两个电磁铁完全相同，在开关 $S_1$和 $S_2$同时闭合时，两个电磁铁吸引铁片的力也相同，导致铁片处于原中间位置静止不动，虚线框内电路无法接通，电铃和灯泡都不工作。这相当于司机连续驾驶 $2h$的同时又恰好打瞌睡，但警报系统不工作，无法起到警示作用。结合学过的“电磁铁磁性强弱与哪些因素有关”的知识，小明只在原电路中又连入了一个阻值合适的定值电阻，就解决了这个问题。请你在后面横线处写出这个定值电阻是与哪个电磁铁如何连接的：　                                         　。

归纳式探究—．研究电磁感应现象中的感应电流：
磁场的强弱用磁感应强度描述，用符号B表示，单位是特斯拉，符号是T。强弱和方向处处相同的磁场叫做匀强磁场。
如图甲所示，电阻R₁与圆形金属线圈R₂连接成闭合回路，R₁和R₂的阻值均为R₀，导线的电阻不计，

在线圈中半径为r的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图象如图乙所示，图线与横、纵坐标的截距分别为t₀和B_0。则0至t₁时间内通过R₁的电流I与阻值R₀、匀强磁场的半径r、磁感应强度B₀和时间t₀的关系数据如下表：

次数	R0/Ω	r/m	B0/T	T0/s	I/A
1	10	0.1	1.0	0.1	5π×l0^-2
2	20	0.1	1.0	0.1	2.5π×l0^-2
3	20	0.2	1.0	0.1	10π×l0^-2
4	10	0.1	0.3	0.1	1.5π×l0^-2
5	20	0.1	0.1	0.05	0.5π×l0^-2

 
（1）I=      k，其中k=          （填上数值和单位）
（2）上述装置中，改变R₀的大小，其他条件保持不变，则0至t₁时间内通过R₁的电流I与R₀的关系可以用图象中的图线     表示。

为了探究“感应电流产生的条件”，小明将铁架台、导体AB、小量程电流表、蹄形磁体、开关和若干导线按图连接．

（1）导体AB、小量程电流表及开关的连接方式是      ．
（2）小明刚安装好实验器材，就立即观察电流表，发现指针没有发生偏转，出现这个问题最有可能是因为    造成的．
（3）解决（2）中的问题后，小明观察电流表，发现指针还是没有发生偏转，于是他左右移动导体AB，发现电流表的指针发生了摆动，此时        相当于电路中的电源．
（4）小明又沿多个不同方向来回移动导体AB，均发现电流表的指针发生了摆动．
（5）经历了（2）、（3）、（4）的探究，小明便得出了感应电流的产生条件为：闭合电路的一部分导体在磁场中运动．你认为小明的结论    （选填“是正确的”、“不够准确”） ，为了验证你的这一判断，你应该怎样做？     ．
（6）实验中，小明在电路闭合时将导体AB向右移动一段距离后松开手，发现导体AB左右摆动，此时小量程电流表的指针    （选填“左右摆动”、“偏向一边”、“静止不动”） ．导体AB摆动过程中，如果不计空气阻力及导线悬挂点的摩擦，导体AB的机械能将    （选填“变大”、“变小”、“不变”）．

如图所示，是某学习小组同学设计的研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图。

（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）下表是该组同学所做实验的记录：

电磁铁(线圈)	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比较实验中的1、2、3（或4、5、6），可得出的结论是：电磁铁的匝数一定时，通过电磁铁线圈中的                          ；
②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，                       ；
（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？”
①你对此猜想是：     ；
②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。

晓晓实验组在探究“通电螺线管的外部磁场”实验中，设计了如图所示电路。实验时，

（1）可通过观察_________________判断通电螺线管的磁极。
（2）如图所示是通电螺线管周围的有机玻璃板上的小磁针分布状态，观察可知通电螺线管的外部磁场与____________的磁场相似。
（3）晓晓猜想通电螺线管磁场强弱可能与线圈匝数和电流大小都有关。实验中，他将开关S从l换到2上时，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表示数及吸引的回形针数目，此时调节滑动变阻器是为了______________________________，来研究通电螺线管磁场强弱与____________________的关系。

老师在课堂上演示了电磁感应实验后，小杨同学有了新的想法：如果线圈不动，磁体相对于线圈运动是否也会产生电流？于是他找来线圈、条形磁铁、灵敏电流计和一些导线开始探究．当他把条形磁铁插入线圈的瞬间，电流表指针发生了偏转（如图所示），实验成功了!小杨又想：在这个实验中，感应电流的大小与哪些因素有关呢？请你针对小杨的问题提出一个猜想，并设计实验验证你的猜想．

（1）针对问题提出猜想：
（2）主要的实验步骤：
（3）分析论证：

为了探究电动机为什么会转动，小明根据电动机主要构造制作了一台简易电动机(如图所示)。他用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连，用漆包线绕一个矩形线网，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去半周漆皮。将线圈放在支架上，磁体放在线圈下方，闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。

(1)要想改变线圈的转动方向，小明可采用的措施是：________、________；(写出两点)
(2)开关闭合后，如果电动机不转，可能的原因是：________、________；(写出两点)
(3)小明还想设计一个能调节电动机转速的实验装置，他还需要的主要器材是：________。并在虚线框内画出实验电路图。(电动机用符号表示)

如图是课堂上老师的演示实验。在静止指向南北方向的小磁针上方平行地放一根直导线。闭合开关，原来静止的小磁针转动了。某同学看了实验后想到：小磁针转动肯定是因为受到力的作用。这个力是谁施加给它的呢？他认为有这几种可能：可能是风吹；可能是小磁针旁磁铁的吸引；可能是铁质物体接近小磁针；还可能是直导线中有电流通过时产生了磁场。
(1)该同学得出“小磁针转动肯定是因为受到力的作用”的结论，其依据是________________________________。
(2)铁质物体接近小磁针，小磁针会转动，这是因为________________________________________。
(3)为了验证是“直导线中通过的电流产生的磁场使小磁针转动”这一事实，最简单的实验操作是________________________________________。
(4)老师在其他实验条件不变的情况下，把小磁针从直导线下方移到了直导线上方，闭合开关后，小磁针将________________________________________。

在安装直流电动机模型的是实验中：
（1）小明将电动机、变阻器、电源、开关串联起来，闭合开关，发现线圈不转，他用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开始正常转动。造成这一现象的原因是____。当小明调节滑片，使电路中电流增大，发现电动机的线圈转速____（选填“加快”、“不变”或“减慢”）。
（2）为进一步研究直流电动机，他测得通过当电动机两端电压为5V时，通过电动机的电流为0.5A，而当电动机两端电压为1V时，电动机线圈不转，电流表示数仍为0.5A。则该电动机线圈电阻为____Ω。
（3）当电动机两端电压为5V，电动机工作1min所消耗的电能为____J，其中转化为机械能的是____J。

（1）奥斯特曾经做过的实验示意图.比较甲、乙两图，得到的结论是___ __；比较甲、丙两图，得到的结论是_____。

（2）一台简易电动机如图所示．用硬金属丝做两个支架，分别与电池的两极相连，用漆包线绕成一个矩形线圈，以线圈引线为轴．用小刀刮去轴一端的全部漆皮，再刮去另一端的           （全部/半周）漆皮，并将线圈放在支架上，磁体放在线圈下，接通电源并用手轻推一下线圈，线圈就会不停的转动起来。
①电动机是利用                                    原理制成的。
②要改变线圈的转动方向，可以__          __ （提一个方案即可）。

为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小勤所在的实验小组进行了如下实验：他们首先找了两颗大铁钉，用漆包线在上面绕制若干圈，做成简易电磁铁，然后分别按图接入电路。探究前，小勤他们还作了以下的猜想：
猜想A：电磁铁，顾名思义，通电时有磁性，断电时没有磁性；
猜想B：通过的电流越大，磁性越强；
猜想C：外形相同时，线圈的匝数越多，磁性越强。
探究过程如图所示。请你仔细观察这四幅图，然后完成下列填空。

（1）探究过程中通过观察__________________来判断磁性的有无和强弱；
（2）比较图_________可以验证猜想A是正确的；
（3）比较图_________可以验证猜想B是正确的；
（4）通过图d中的实验现象可以验证猜想C是正确的；但仔细分析发现，猜想C的表述还不完整，还应补充条件____________________。

同学们做实验的装置如图所示，闭合开关，如果将导体ab水平向右移动，则：

（1）导体cd将________（选填“随”或“不随”）之运动起来。
（2）实验装置左侧运用的原理和________（选填“电动机”、
“发电机”或“扬声器”）相同；
（3）实验装置右侧产生的现象在生活中的应用是___________________ (举—个实例)。

为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小勤所在的实验小组进行了如下实验：他们首先找了两颗大铁钉，用漆包线在上面绕制若干圈，做成简易电磁铁，然后分别按图接入电路。探究前，小勤他们还作了以下的猜想：
猜想A：电磁铁，顾名思义，通电时有磁性，断电时没有磁性；
猜想B：通过的电流越大，磁性越强；
猜想C：外形相同时，线圈的匝数越多，磁性越强。
探究过程如图所示。请你仔细观察这四幅图，然后完成下列填空。

（1）探究过程中通过观察                                  来判断磁性的有无和强弱；
（2）比较图          可以验证猜想A是正确的；
（3）比较图          可以验证猜想B是正确的；
（4）通过图d中的实验现象可以验证猜想C是正确的；但仔细分析发现，猜想C的表述还不完整，还应补充条件                                                                 。