初中物理电和磁实验题

物理学中，用磁感应强度（用字母 $B$表示）来描述磁场的强弱，国际单位是特斯拉（用字母 $T$表示），磁感应强度 $B$越大表示磁场越强； $B=0$表明没有磁场。有一种电阻，其阻值大小随周围磁感应强度的变化而变化，这种电阻叫磁敏电阻，为了探究电磁铁磁感应强度的大小与哪些因素有关，小超设计了如甲、乙两图所示的电路，图甲中电源电压恒为 $6V$， $R$为磁敏电阻，图乙中的电磁铁左端靠近且正对图甲中的磁敏电阻 $R_1$磁敏电阻 $R$的阻值随周围磁感应强度变化的关系图象如图丙所示。

（1）当图乙 $S_2$断开，图甲 $S_1$闭合时，磁敏电阻 $R$的阻值是　　 $\Omega$，电流表的示数为　　 $\mathit{mA}$。

（2）闭合 $S_1$和 $S_2$，图乙中滑动变阻器的滑片 $P$向右移动时，小超发现图甲中的电流表的示数逐渐减小，说明磁敏电阻 $R$的阻值变　　，电磁铁的磁感应强度变　　。

（3）闭合 $S_1$和 $S_2$，图乙中滑动变阻器的滑片 $P$保持不动，将磁敏电阻 $R$水平向左逐渐远离电磁铁时，小超将测出的磁敏电阻与电磁铁左端的距离 $L$、对应的电流表的示数 $I$及算出的磁感应强度 $B$同时记录在下表中，请计算当 $L=5\mathit{cm}$时，磁敏电阻 $R$所在位置的磁感应强度 $B=$　　 $T$。

$L/\mathit{cm}$	1	2	3	4	5	6
$I/\mathit{mA}$	10	12	15	20	30	46
$B/T$	0.68	0.65	0.60	0.51		0.20

（4）综合以上实验可以看出：电磁铁磁感应强度随通过电流的增大而　　；离电磁铁越远，磁感应强度越　　。

小明在课堂上给同学们展示了一个装置如图所示的实验。请完成下列问题：

（1）闭合开关后，标出通电螺线管的 $N$、 $S$极及磁感线的方向。

（2）闭合开关后，螺线管右侧的小磁针将　      　（选填序号）。

①顺时针旋转 $90°$②逆时针旋转 $90°$③顺时针旋转 $180°$④逆时针旋转 $180°$

（3）要增强此螺线管的磁性，可采用　　      方法（写出一条即可）。

回归实验和探究（请将下列实验报告中的空缺部分填写完整） $:$

（1）用伏安法测量小灯泡的电阻：

装置	小雨连接了如图所示的实验电路，其中有一处错误，请在错误的导线上打“ $\times$”，并重新画一根正确连接的导线。
图象	请根据表中的数据，画出小灯泡的 $I-U$图象。 次数 $U/V$ $I/A$ $R/\Omega$ 1 1.0 0.18 5.6 2 2.0 0.24 8.3 3 3.0 0.26 11.5
方法	用电压表和电流表测量电阻，运用的科学方法是　　法。
问题讨论	将实验中的小灯泡换成定值电阻，为了减小误差，应多次测量电压及电流的值，算出电阻，最后求出电阻的　　。

（2）探究电磁感应现象：

方法	小雨由电流的磁效应联想到：“既然电能生磁”，那么“磁能否生电”？小雨提出问题时运用的科学方法是　　法。
结论	闭合电路的一部分导体在磁场中做　　运动时，导体中就产生感应电流。在此过程中　　能转化为电能。
问题讨论	把上述实验中灵敏电流计换成电源，发现通电导线在磁场中运动，据此制成了　　。

在历史的长河中，有相当长的一段时间里，人们认为电现象和磁现象是互不相关的。直到1820年，丹麦物理学家　        　（选填“安培”、“奥斯特”或“法拉第”）发现，电流周围存在磁场，成为世界上第一个发现电与磁联系的科学家。如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流条件”的实验装置。闭合开关后，导体棒、灵敏电流计、开关、导线组成闭合电路。实验观察到的现象如下表（实验中电流由左进入电流计，指针向左偏，电流由右进入电流计，指针向右偏）。

实验序号	磁场方向	导体棒 $\mathit{ab}$运动方向	灵敏电流计指针偏转情况
1	向下	向上	不偏转
2		向下	不偏转
3		向左	向右偏
4		向右	向左偏
5	向上	向上	不偏转
6		向下	不偏转
7		向左	向左偏
8		向右	向右偏

（1）实验表明，闭合电路中的部分导体在磁场中做下列哪种运动时，电路中产生感应电流　        　。

$A$．平行磁感线运动

$B$．切割磁感线运动

（2）导体中产生的电流方向，与导体的运动方向，以及磁感线的方向都有关系，根据题给信息，分析判断下列方向关系正确的是　          　。

根据如图中提供的实验信息，回答下列问题：

（1）图①和②研究的是浮力与　　的关系；

（2）图③和图④研究的是　　与高度的关系；

（3）图　　的实验装置能研究电动机原理。

小明在探究“怎样产生感应电流”的实验中，用导线将金属棒、开关、灵敏电流

计连接成如图所示的电路。请你参与探究并回答下列问题；

（1）悬挂金属棒静置于∪形磁铁的磁场中，此时两极正对区域磁感线的箭头方向是

竖直向　　（选填：“上”或“下“）。

（2）灵敏电流计的作用是用来检测　    　的。若闭合开关后并未发现电流计指针偏转，经检查器材均完好，各器材间连接无误，那么接下来你认为最应该关注的器材是　　。

（3）小明认为是原来磁铁的磁性太弱所致，他提岀更换磁性更强的磁铁，就在他移动原磁铁时，你发现电流计的指针出现了晃动，你认为接下来最应该做什么来找到让电流计指针偏转的原因　               　。（仅写出最应该进行的一步操作）

（4）就根据上述探究过程，小明就说：“我们找到产生感应电流的秘密了!”此时你对小明的“成果发布”作何评价？　        。

如图是一款用锂电池供电的平衡台灯，悬挂在中间的木质小球是它的“开关”使用时只需要将上下两个小球靠近，小球就相互吸引，灯管发光。以下为平衡台灯参数：

额定电压：5伏

额定功率：5瓦

光源类型： $\mathit{LED}$

锂电池输出电压：5伏

锂电池容量：4800毫安时

（注：以4800毫安的电流放电能工作1小时）

（1）若 $A$球内置的磁体下端为 $N$极，则 $B$球内置磁体上端为　　极；

（2）求平衡台灯正常发光时电路中的电流；

（3）给该台灯充电时，充电器的输出电压为5伏、电流2安，充电效率为 $80\%$，则为用完电的台灯充满电至少需要多长时间？

如图所示，某班物理学习小组为了探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”，将一根导体棒 $\mathit{AB}$的两端用细导线与电流表组成一个闭合电路，并用绝缘细线悬挂起来放在 $U$形磁铁的磁场中。

（1）让导体棒 $\mathit{AB}$沿竖直方向上下运动时，电流表无示数；让导体棒 $\mathit{AB}$沿水平方向左右运动时，电流表有示数；由此他们得出的结论是：闭合电路的一部分导体在磁场中作　　运动时，导体中就产生感应电流。

（2）当导体棒 $\mathit{AB}$沿水平方向向左运动时，电流表指针向右偏；让导体棒 $\mathit{AB}$沿水平方向向右运动时，电流表指针向左偏，说明感应电流的方向与导体运动的　　有关。

（3）让导体棒 $\mathit{AB}$沿水平向左缓慢运动时，电流表指针向右偏的角度较小；导体棒 $\mathit{AB}$沿水平向左快速运动时，电流表指针向右偏的角度较大，说明感应电流的大小与导体运动的　　有关。

为了探究通电螺线管外部磁场的方向，小明设计了如图甲所示实验。

（1）闭合开关，小磁针转动到如图乙所示位置；断开开关，小磁针又回到原来位置（指向南北），这说明通电螺线管周围有 　 　，通电螺线管的 $a$ 端为 　　极。

（2）调换电源正负极接线后再闭合开关，发现小磁针转动情况与图所示相反。这说明通电螺线管的磁场方向与电流的 　　有关。

在探究“通电螺线管的外部磁场”的实验中，小明在螺线管周围摆放了一些小磁针。

（1）通电后小磁针静止时的分布如图甲所示，由此可看出通电螺线管外部的磁场与　　的磁场相似。

（2）小明改变通电螺线管中的电流方向，发现小磁针指向转动 $180°$，南北极发生了对调，由此可知：通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中　　方向有关。

（3）小明继续实验探究，并按图乙连接电路，他先将开关 $S$接 $a$，观察电流表的示数及吸引大头针的数目；再将开关 $S$从 $a$换到 $b$，调节变阻器的滑片 $P$，再次观察电流表的示数及吸引大头针的数目，此时调节滑动变阻器是为了　　，来探究　　的关系。

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。