初中物理磁极间的相互作用实验题

(6分)小明同学学习了有关物理知识后，设想制作一个电动充气泵，他画出了如图所示的结构示意图，图中E为电流大小和方向都不断变化的交流电。

（1）你认为小明的设想运用了哪些物理知识？（请写出2个）
①                            ；②                            。
（2）若电流从电源的a端流入时，小磁铁向下运动，则此时电磁铁的上端为     极，小磁铁的下端为       极．

(1)许多居民楼墙外用铁三角架搁放空调主机（如图12），要使铁架较为牢固、安全,应把主机放在   （填A或B），请你在选择的主机上画出它的重力示意图和重力对O点的力臂．
(2)如图13在图中标出电源的正负极。

在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，实验室准备的器材有：电源、开关、滑动变阻器、两根完全相同的铁钉、表面绝缘的铜线、大头针若干。小杨同学利用上述器材。制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。

（1）实验中用铁钉插在线圈中的目的是_______。
（2）当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数_______（填“增加”或“减少”），说明电流越_______，电磁铁磁性越强。
（3）根据图示的情境可知，_______（填“甲”或“乙”）的磁性强，说明电流一定时，_______，电磁铁磁性越强。
（4）电磁铁在生活中用途广泛，如图所示，是上海磁悬浮列车的悬浮原理。请在下面放大的图中画出轨道下方的车厢通电线圈的绕线。和磁感线。

磁铁具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，小蕊和小昌同学想探究磁体对铁钉的吸引力的大小与放入它们之间物体的哪些因素有关，请你参与探究并解决一些问题。

（1）如图，保持磁体和纸片间的距离一定，在纸片上放入不同的物体时，通过比较纸片下面能吸附的铁钉数量，显示磁体对铁钉吸引力的大小。
铁钉的放置有图中的甲、乙两种方法，依据          的原理，铁钉在磁场中某点受到的吸引力等于它的重力，应选择图中          的方法。
（2）选择正确的方法后，他们在纸片上分别放入形状、面积和厚度相同、材料不同的铁板、铝板等，观察能吸引的铁钉个数，多次实验后将数据记录在下表中。

磁体与纸片之间放入的物体	不放 物体	铁板	镍板	铝板	陶瓷板	玻璃板	塑料板
吸引铁钉数量/个	4	1	1	3	3	3	3

①分析数据可以得出，在其它条件相同时，放入铁板或镍板，吸引铁钉的数量较少，说明铁板和镍板对吸引力的影响        ，即对磁性屏蔽效果明显。
②铁、镍、铝都是导体，而铝对磁性屏蔽效果不明显，原因可能是          。
③铝是导体，陶瓷、玻璃和塑料是绝缘体，从表中数据知道，它们对吸引力影响效果相同。据此，你提出一个值得探究的问题：                                   
（3）他们在纸片上分别放入形状和         相同、面积不同的铁板，发现铁板面积越大，吸住的铁钉数量越少。
（4）日常生活中，磁卡常受外界磁场影响出现消磁现象。请你根据含有铁、镍的物体对磁性屏蔽效果明显的性质，再写出一种保护磁卡磁性的方法：                          
                                     。

为使图9-3-2中通电螺线管附近小磁针的指向如图所示，试在图中画出通电螺线管的绕法。

图9-3-2

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。

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）。

（1）如图1，通电线圈端与磁铁极相吸，则端是　　极。（选填“”、“ ”

请在图2中以线代替导线，连接线圈与电池，让线圈的端与磁铁极相斥。

（2）如图3中三角插头上的三个插脚分别与导线①、②、③连通，但未知导线①、②、③中哪根与标有的插脚相连。请你将图所示实物图连接起来检测插脚与导线②是否相连。若观察到　　现象，说明导线②是接到插脚上。

在如图所示的实验探究中

（1）如甲图所示，水平木桌上，叠放的两块条形磁铁在水平推力 $F_1$ 的作用下，做匀速直线运动；取走一块后，如乙图所示，磁铁在水平推力 $F_2$ 的作用下仍作匀速直线运动，则 $F_1$ 　   $F_2$

（2）若甲、乙图中物体运动的速度大小分别为 $v_1$ 、 $v_2$ 大小说法正确的是 　　。

$A$ ． $v_1>v_2$    $B$ ． $v_1=v_2$    $C$ ． $v_1<v_2$    $D$ ．以上三种情况均有可能

（3）如图丙所示，磁铁静止在水平木桌上，若闭合开关 $S$ ，则电磁铁的 $A$ 端是 　　极，磁铁将 　　或向 　　（填"左"或"右" $)$ 运动。

运用知识解决问题：

（1）工人装修电路时不细心，使火线和零线直接接通，会造成　　，电路中的电流过大，总开关“跳闸”。

（2）请根据如图所示小磁针的指向标出电源的正、负极。

（3）标有“ $220V$， $800W$”的电热器，正常工作时的电流为　　，正常工作 $1.25h$消耗的电能为　　。

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？

如图所示是小梦从市场上买来的磁铁魔术玩具，它呈橄榄球形。两个橄榄球形磁铁抛起来后，在空中就会相互吸引、碰撞，发出类似蛇叫的清脆响声，故又名"响尾蛇蛋"。小梦想知道这个磁铁的磁极在哪儿呢？请你设计实验帮助小梦解决问题：

（1）写出你选用的实验器材： 　　。

（2）简述实验过程及现象： 　　。

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？

（2012·济南）在复习“电流的磁场”和“磁场对电流的作用”时，小刚想：“既然通电导体周围存在磁场，磁场又会对通电导体产生力的作用，那么相互靠近的两个通电导体间是否会产生力的作用呢？”
（1）于是，他和小强商议通过实验来研究这一问题．他们找到了两根柔软的导线，相距较近地并排固定在接线板上，实验电路如图甲所示．通过实验观察到的现象如图乙所示．
该试验表明：两个通电导体之间  ．
（2）小强认为，如果改变其中一个通电导体的电流方向，则它们之间作用力的方向也会发生改变．
小强这样想的理由是：电流产生的磁场方向是由  的方向决定的，当一个通电导体中电流的方向改变时，它产生的磁场方向也会发生改变；而磁场对通电导体的作用力的方向与 流 的方向和  的方向有关，另一个通电导体中电流的方向不变，但磁场的方向变化了，它受到的磁场力的方向就会改变．
（3）如果开始实验时，小刚和小强没有找到柔软的导线，而是用较硬的普通铝芯电线进行实验，你认为会出现怎样的情况？通过这个问题，你得到了怎样的启示？  ．

把超强磁铁分别吸附在干电池的正负极两端，制成电磁动力“小车”，并将它放入铜质螺线管中（螺线管的铜线表面没有绝缘层），如图甲“小车”就能沿着螺线管运动。图乙是它的示意图。

（1）在图乙上画出螺线管中的电流方向。

（2）实验中发现，必须将“小车”全部推入螺线管，“小车”才能运动，“小车”运动的原因是　　。

（3）进一步探究发现，“小车”运动的方向与电池正负极位置和超强磁铁的极性有关。将如图乙装配的小车放入螺线管，则小车的运动方向是　　。

（4）要使“小车”运动速度增大，请提出一种方法：　　。