初中物理电和磁实验题

如图所示为玩具小风扇里的小直流电动机。

（1）小明同学将电池接到该直流电动机两端，看到电动机转动起来，电动机的工作原理是：　　；小明将电池反向接到电动机两端，看到电动机　　（选填：原方向旋转、不转动、反向旋转）。

（2）学习了电磁感应知识后，小明同学想到：“直流电动机线圈转动时也切割了磁感线，那么线圈中是否也会产生感应电流呢？”于是小明将一个小灯泡连在直流电动机两端，用手搓动转轴，发现小灯并未发光。小红同学认为，这说明直流电动机不会产生感应电流。你是否同意小红的看法：　　；若小明要继续研究，应该使用什么仪器比较妥当：　　。

小明同学在做“探究通电螺线管外围的磁场分布”的实验中：

（1）当他在通电螺线管四周不同位置摆放多枚小磁针，最后静止在如图所示位置。则通电螺线管外部的磁场与　　磁体的磁场相似。

（2）当他改变通电螺线管中电流方向后，发现周围每个小磁针转动　　度角后重新静止下来。

某同学利用如图所示的实验装置探究什么情况下磁可以生电。

（1）实验时应将电流表、导线 $\mathit{ab}$串联起来组成　　回路。

（2）该同学进行以下尝试，能使电流表指针偏转的是　　（填字母标号）。

$A$．导线 $\mathit{ab}$在磁场中静止，换用磁性更强的蹄形磁体

$B$．导线在磁场中静止，但不用单根导线 $\mathit{ab}$，而用匝数很多的线圈

$C$．蹄形磁体静止，导线 $\mathit{ab}$从图中所示位置水平向左或水平向右运动

$D$．蹄形磁体静止，导线 $\mathit{ab}$从图中所示位置竖直向上或竖直向下运动

$E$．蹄形磁体静止，导线 $\mathit{ab}$从图中所示位置斜向上或斜向下运动

（3）如图所示的实验装置中，将电流表换成　　进行触接，还可以探究电动机的工作原理。

小红在“探究通电螺线管外部磁场分布”实验中，往嵌入螺线管的硬纸板上均匀撒上铁屑，通电后　　（填写操作方法）硬纸板，铁屑的排列如图所示，由此可以判断通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场分布相似。她还将电池的正负极对调，这样操作是为了研究　　的方向和电流方向是否有关。人们很形象地用“蚂蚁爬”或“猴子抱”来描述通电螺线管的电流方向与 $N$极位置关系，物理学上通常用　　来判断通电螺线管的极性。

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。

按要求填空。

（1）图所示，体温计的示数为　　。

（2）图所示，缓慢改变　　，通过观察细线的方向来判断重力方向。（答案合理即可得分）

（3）图所示，奥斯特实验揭示了　　。（答案合理即可得分）

（4）图所示，比较（a）、（b）实验可知：液体内部的压强大小与　　有关。

科学探究是物理学科核心素养的重要内容，探究的形式可以是多种多样的。

（一 $)$探究凸透镜成像的规律：

【设计实验与进行实验】

（1）实验器材：刻度尺、凸透镜、光屏、三个底座、蜡烛及火柴；

（2）如图1所示，为保证像能成在光屏中央，将装有底座的蜡烛、凸透镜、光屏从左到右摆放在水平桌面上，调整位置，使它们排列在　　上，再调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心跟烛焰的中心大致在同一高度；

（3）如图2所示， $F$为凸透镜的焦点， $A^{\text{'}}{B}^{\text{'}}$为某次实验时物体 $\mathit{AB}$通过凸透镜在光屏上成的像，则物体 $\mathit{AB}$在图中　　区域，箭头方向竖直向　　，其大小比像 $A^{\text{'}}{B}^{\text{'}}$　　；

（二 $)$探究磁与电的联系

如图3所示，是灵敏电流计的内部结构。小红同学参加课外实践活动，发现灵敏电流计内部结构与电动机、发电机内部结构类似。出于好奇，她利用如图4所示的装置进行了下面的实验。

【进行实验】用手拨动其中一个灵敏电流计指针的同时，另一个灵敏电流计的指针也发生了偏转。

【交流】拨动右侧灵敏电流计的指针时，表内线圈在磁场中　　运动，产生了感应电流。于是，左侧灵敏电流计内的线圈同时也会有电流，它在　　中受到力的作用，带动指针偏转起来。此时的右侧灵敏电流计相当于　　机。

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：　　。

为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小明同学用漆包线（表面涂有绝缘漆的导线）在大铁钉上绕若干匝，制成简单的电磁铁，如图所示。用此装置去吸引大头针，甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。

（1）实验中通过电磁铁　                　判断电磁铁磁性的强弱，这一方法体现了转换的思想。

（2）比较　         　两图可知：线圈匝数相同时，电流越大磁性越强。

（3）根据图丁可以得出的结论是　                         　。

磁控防盗装置内装有干簧管（如图甲），干簧管由两个软铁片和玻璃管组成，软铁片的触点在弹力的作用下处于断开状态。当磁体靠近干簧管时，软铁片触点状态会发生变化。把条形磁体分别放置在乙图中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个位置时，触点的开合状态和软铁片的极性情况如表。

磁体位置	竖直放置并靠近			水平放置并靠近
	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ
触点状态	闭合	断开	闭合	？
软铁片的极性情况

（1）铁片被磁化后，铁片与条形磁体相邻两端的磁极极性关系是　　。

（2）当条形磁体水平放置并靠近干簧管时（图乙Ⅳ位置），干簧管触点状态为　　。

（3）如图丙，门上磁控防盗装置内有一个竖直放置的干簧管，其内部简化电路如图丁，磁控防盗装置的工作原理是：夜间关上门，闭合开关 $S$，启动防盗报警器，此时报警电铃不响；当盗贼打开门时，干簧管远离磁体，电铃响起。图丁虚线中四种磁体摆放方式能满足工作要求的有　　（选填图中的字母）。

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　　。

同学们在制作电动机模型时，把一段粗漆包线烧成约 $3\mathit{cm}\times 2\mathit{cm}$的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约 $3\mathit{cm}$。然后，用小刀刮两端引线的漆皮。用硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板上。两个支架分别与电池的两极相连。把线圈放在支架上，线圈下放一块强磁铁，如图所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停的转下去。

（1）在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，刮线的要求是　　（填选项“ $A$”或“ $B$” $)$。

$A$．两端全刮掉     $B$．一端全部刮掉，另一端只刮半周

（2）线圈在转动过程中　　能转化为　　能。

（3）小华组装好实验装置，接通电源后，发现线圈不能转动，写出一条可能造成该现象的原因　　。

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　　。

按要求回答下列问题：

（1）在今年的实验操作考试中，小可利用平行光源照射凸透镜后交于 $A$点（如图1所示），说明凸透镜对光有　　作用。小可认为 $A$点就是该凸透镜的焦点，请对他的观点作出评判：　　。

（2）小可在用图2所示的实验探究线圈数对电磁铁磁性强弱的影响时，将两个匝数不同的电磁铁串联接入电路，其好处是　　。利用此实验电路也能研究电流大小对电磁铁磁性强弱的影响，接下来的操作应该是　　。

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。