初中物理电和磁实验题

能源技术的创新不断地推动人类社会的进步，但能源危急、环境污染和生态破坏又反过来制约人类社会的发展，作为一名现代社会的中学生，你会发现周围很多能量白白浪费了，利用学过的物理知识，将一些能量转化为电能：
(1)请你为自己的家庭设计不需要消耗燃料的一种发电方式：____________．
(2)大海海面波浪起伏，生活中的风也具有大量的机械能，你想过将这些机械能转化为电能给我们供电吗？请回答下列问题：
A．这一设想依据的原理是：________________________；
B．为探究上述原理需要的器材：除导线、开关外，还需要两个关键器材：________________、______________．

晓丽在研究磁场对电流作用的实验中，将直导线换为一块厚度为d、宽度为b的导体板，如图所示，将电压表连在导体板的两侧，发现电压表指针发生偏转，她进一步做了如下实验：

板的材料	板的厚度	通入板的电流	磁场强度	电压表示数
甲	d	I	B	U1
乙	d	I	B	U2（U2≠U1）
甲	2d	I	B	0.5U1
乙	d	2I	B	2U2
甲	d	I	2B	2U1
乙	0.5d	3I	3B

（1）请你将表中的空格填上．
（2）请你利用上述装置及电源、滑动变阻器、弹簧、小烧杯、开关各一个，导线若干，设计一个可以通过电压表示数比较液体密度大小的装置．
①请画出装置示意图．
②说明工作过程．
③上述过程中液体密度的大小不能直接比较，而是通过电压表示数来比较的，这是利用了________法．

根据古文《论衡•是应篇》中的记载：“司南之杓（用途），投之于地，其柢（握柄）指南”，学术界于1947年想象出司南的模样并印刷在邮票上．

（1）如图（甲）所示，当磁勺在正确指南时，其A 端为该磁体的　　（N/S）极．
（2）1952年，中国科学院物理研究所尝试制作一具司南．如（乙）所示，制作人员根据天然磁石的磁感线分布，将磁石的　　（B/C/D/E）处打磨成磁勺的A 端．
（3）把天然磁石按照正确方法打磨成磁勺后，放在粗糙的木盘上，使磁勺水平自由转动直至最终静止，但磁勺A 端总不能正确指南．将粗糙木盘换成较光滑的青铜盘才略有改善．这是因为磁勺和盘子之间的　　力影响了实验效果．
（4）为达到理想的指向效果，制作人员将磁勺靠近一电磁铁，如图（丙）所示．闭合开关S，磁勺和电磁铁相互吸引，由此增加磁勺的磁性．H为电源的　　极．
（5）历史上真有这样的司南吗？仍是众说纷纭．一种观点认为或许古代的磁勺比中国科学院物理研究所制作的磁勺要更　　（轻/重），从而有更好的指向效果；另一种观点认为除非今后出土了司南实物，才能真正下结论．

巨磁电阻（GMR）效应是指某些材料的电阻在磁场中随磁场强度的增大而急剧减小的现象。如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图。

（1）在图中标出闭合S ₁后电磁铁左端的磁极。

（2）当闭合S ₁、S ₂，滑片P向左滑动过程中，GMR的阻值变 　 　指示灯变 　 　。

（3）要使GMR所处的磁场更强，除移动滑片，还可以采取的方法是： 　 　。

桌面上放有一定量的铁屑，现将两根完全相同的条形磁铁A的N极和磁铁B的S极如图甲所示放置在靠近铁屑的上方，吸附一定量的铁屑。若将吸附有铁屑的两极靠在一起，则吸附在连接处的铁屑会__   __ （选填“增加”、“不变” 或“减少”）；如图乙所示，将一根长度略大于两磁铁间距的软铁棒，轻轻搁在两磁铁上，则被吸附的铁屑会______  （选填：“增加”、“不变”或“减少”）。

如图是小明探究“影响电磁铁磁性强弱因素”的装置图，它是由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管和自制的指针式刻度板组成。通过观察指针B偏转角度的大小来判断电磁铁磁性的强弱。在指针下方固定一物体A，当用导线a与接线柱2相连，闭合开关后，指针B发生偏转。

(1)用笔画线代替导线将实物图连接完整；
(2)指针下方的物体A应由(  )材料制成；

A．铜

B．铁

C．铝

D．塑料

(3)当开关闭合后，电磁铁左端应为磁极的________极。
(4)实验发现：
①当滑动变阻器的滑片P向________滑动时(填“左”或“右”)，指针B偏转的角度将会________(填“变大”或“变小”)。
②保持滑片P的位置不变，当导线a由与接线柱2改为与接线柱1相连，闭合开关后，可发现指针B偏转的角度将会________(填“变大”或“变小”)。
(5)经过对电磁铁的探究，可得出的结论是：当线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁磁性________；当通过电磁铁的电流一定时，电磁铁线圈的匝数越________，磁性越________。

如图是小名同学安装好的直流电动机模型：

（1）请写出图中A部件的名称：           。
（2）在安装该模型时要按照由下而上，          （“由外而内”或“由内而外”）的顺序安装。
（3）为了使组装的电动机模型能够正常运转，小名在安装时还应注意以下几点，其中错误的是（     ）

A．要尽量减小轴与轴架之间的摩擦

B．电刷与换向器的接触松紧要适当

C．不要使各元件因安装不当而产生形变

D．每一只固定螺钉均不能拧紧

（4）小名把安装好的电动机、变阻器、电源和开关串联起来进行实验，如图所示

①请用笔画线代替导线完成图中实验器材的连接。（要求滑片向右移，电动机转速变慢）
②合上开关接通电路，观察线圈转动，把电源两极对调一下，观察到线圈           改变了。
③若开关闭合，线圈不转，用手轻轻一拔，线圈就转动起来，则原来线圈不转的原因是          
____________________________________。
（5）电动机在许多家用电器中应用十分广泛，请你举出一种装有电动机的家用电器的名称   ____。

在“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验中：

（1）为使磁场加强，可以在螺线管中插入一根　   　棒。

（2）把小磁针放到螺线管四周不同位置，螺线管通电后记录小磁针　     　极的方向，这个方向就是该点的磁场方向。

（3）根据图甲、乙、丙记录的小磁针指向，可以得出：通电螺线管外部的磁场与　   　磁铁的磁场相似。

（4）如果把通电螺线管看做一个磁体，通电螺线管极性跟电流方向之间的关系，可以用安培定则来表述，即用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流方向，则拇指所指的那端就是螺线管的　    　极。

（5）如果丙和丁两个螺线管同时通电，则这两个螺线管之间会相互　    　（选填“吸引”或“排斥”）。

通电螺线管外部的磁场是怎样分布的，我们通过以下实验来进行探究：

（1）在硬纸板上放置一个螺线管，周围均匀地撒满铁屑，给螺线管通电后，铁屑被 　    　。轻敲纸板，观察铁屑的排列情况如图甲所示，图乙和图丙分别是蹄形磁体和条形磁体的磁场分布情况，对比分析可知通电螺线管外部的磁场分布与 　    　磁体的相似；

（2）我们要判断通电螺线管外部的磁场方向，需要借助 　    　；

（3）根据前面的实验结果，把通电螺线管看成一个磁体，它的两极如图丁所示，为了进一步探究通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间有什么关系，我们下一步要做的是 　    　，观察 　    　。

（1）如图1甲中木块的长度为 　     　cm；在调节天平平衡时，将游码归零后，指针如图1乙所示，此时应向 　     　调节平衡螺母，使横梁平衡；天平平衡时，放在天平右盘中的砝码和游码的位置如图1丙所示，所测物体的质量为 　     　g。

（2）蹄形磁体附近的导体与灵敏电流计组成闭合电路，如图2所示，现将该导体竖直向上快速移动（沿图示箭头方向），电路中 　     　（选填“有”或“无”）感应电流产生。

（3）小明家的电能表月初示数如图3所示，月底示数为941.4kW•h，若用电价格为0.7元/度，则小明家该月电费为 　     　元。

（4）在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，如图4所示，其中图 　     　是水沸腾前的情况，沸腾前气泡大小变化的原因是：气泡上升过程中 　     　（多选，选填字母）。

A.气泡遇冷收缩

B.气泡遇热膨胀

C.气泡所受水的压强变小

D.气泡内水蒸气遇冷液化

发电机是如何发电的呢？同学们用如图所示的装置进行探究。

（1）当导体 $\mathit{ab}$静止悬挂起来后，闭合开关，灵敏电流计 $G$指针不偏转，说明电路中　　（选填“有”或“无” $)$电流产生。

（2）小芳无意间碰到导体 $\mathit{ab}$，导体 $\mathit{ab}$晃动起来，小明发现电流表指针发生了 偏转，就说：“让导体在磁场中运动就可产生电流”，但小芳说：“不一定，还要看导体怎样运动”。为验证猜想，它们继续探究，并把观察到的现象记录如下：

序号	磁体摆放方向	$\mathit{ab}$运动方向	电流计指针偏转情况
1	$N$极在上	竖直上下运动	不偏转
2		水平向左运动	向右偏转
3		水平向右运动	向左偏转
4	$N$极在下	竖直上下运动	不偏转
5		水平向左运动	向左偏转
6		水平向右运动	向右偏转

分析实验现象后，同学们一致认为小芳的观点是　　（选填“正确”或“错误” $)$的，比较第2、3次实验现象发现，产生的电流的方向跟　　有关；比较第3、6次实验现象发现，产生的电流的方向还跟　　有关。

（3）在整理器材时，小明未断开开关，先撤去蹄形磁铁，有同学发现指针又偏转了！他们再重复刚才的操作，发现电流表的指针都偏转，请教老师后得知，不论是导体运动还是磁体运动，只要闭合电路的一部分导体在　　中做　　运动，电路中就会产生感应电流，这就是发电机发电的原理，此原理最早由英国物理学家　　发现。

回顾实验和探究（请将下列实验报告中的空缺部分填写完整） $:$

（1）探究磁场对电流的作用：

过程	如图，闭合开关，导体 $\mathit{ab}$向右运动，说明通电导体在磁场中受到　　的作用。据此原理可以制成　　。
问题讨论	为使实验现象更明显，若把导体换用轻质塑料棒，实验　　（填“能”或“不能” $)$成功，因为　　。

（2）探究电流与电压的关系：

电路	请将实物电路连接完整	表格	第3次实验中电压表的示数如图，请读出丙填在表格中。 $R=10\Omega$ 次数 1 2 3 $U/V$ 1.2 2.0 $I/A$ 0.12 0.20 0.26
结论	在　　时，导体中的电流与导体两端的电压成正比。
问题讨论	为实验多次测量，若没有滑动变阻器，还可以通过　　来改变定值电阻两端的电压。此实验方案的不足之处是　　。

在探究"什么情况下磁可以生电"的实验中，实验装置如图所示。

（1）实验现象：

①保持蹄形磁体位置不动，让导线 $\mathit{AB}$ 在磁场中静止、竖直向上或向下运动，电流表的指针均不发生偏转；

②导线 $\mathit{AB}$ 向左或向右运动，电流表的指针发生偏转；

③保持导线 $\mathit{AB}$ 不动，让蹄形磁体向左或向右运动，电流表的指针发生偏转。

实验结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做 　    运动时，导体中就会产生感应电流。

（2）实验现象：

①保持磁场方向不变，导线 $\mathit{AB}$ 向右运动时，电流表指针向左偏转；导线 $\mathit{AB}$ 向左运动时，电流表指针向右偏转。

②对调磁体两极的位置。使磁场方向发生改变，导线 $\mathit{AB}$ 向右运动时，电流表指针向右偏转；导线 $\mathit{AB}$ 向左运动时，电流表指针向左偏转。

实验结论：感应电流的方向与 　　有关。

如图，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）表是该同学所做实验的记录：
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比较实验表格中的1、2、3（或4、5、6）可得出的结论是      ．
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      ．

在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中：

（1）小星设计的电路如图甲所示，在蹄形磁体的磁场中放置一根导线ab，ab的两端分别跟开关，螺线管连接，螺线管旁放置一个小磁针，当ab中产生电流时，螺线管中有
       通过，小磁针会发生偏转．
（2）小星闭合开关后，不管导线ab在磁场中怎样运动，小磁针都不偏转，是没有产生电流，还是产生的电流太微弱？他换用了一个灵敏电流表代替螺线管和小磁针，如果灵敏电流表指针发生偏转，表明ab中产生电流，实验的情况如图乙所示．
A、观察并分析①②③现象可知：导体静止时，    产生感应电流；导体沿着磁感线方向运动时，    产生感应电流；导体切割磁感应线运动时，      产生感应电流．（均选填“能”或“不能”）
B、观察并分析③④现象可知：产生感应电流的条件之一是        ．
（3）对比图甲和图乙两次实验后，小星认为：图甲中小磁针不发生偏转，不是没有产生电流，而是      ．