第20章电与磁难题练习2021年初中物理培优(重点高中自主招生竞赛).pdf
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1、重高自招电与磁原题一.力的示意图与图示(共 1 小题)1.(2007天全县校级自主招生)作图图 1图 2图 3 图 1 中小球静止放在水平地面上。请在图中作出小球受力的示意图。如图2 所示,请分别标出通电螺线管和小磁针的N、S 极。完成图3 中光路图。二.磁性、磁体、磁 极(共 1 小题)2.(2017宁波自主招生)一根条形磁铁断裂成三段(如图所示),以下现象与相关的说法,正确的是()N、)B O D SB.I1 两者相互排斥c.N|两端能吸引的大头针数量差别很大D.C?,D SEF-1闭合电路中的E F 段导体穿过C D 之间时,灵敏电流计一定没有反应三.磁 化(共1小题)3.(2019涪城
2、区校级自主招生)用一块条形磁体的N 极沿同一方向摩擦一枚粗缝衣针若干次,使缝衣针磁化,如图甲。然后把这枚缝衣针用细线悬挂起来,如图乙。下列说法中正确 的 是()甲乙A.缝衣针磁化后,针尖部分是S 极B.缝衣针停止运动后,针尖指向南方C.缝衣针停止运动后,针尖指向北方D.缝衣针停止运动后,针尖指向不确定四.磁 场(共2小题)4.(2009涪城区自主招生)下列说法正确的是()A.小磁针南极在某处受磁场力的方向,跟该处磁感线的切线方向相反B.磁体周围的磁感线都是从磁体北极出发,终止于磁体南极的C.导体在磁场中运动,一定能产生感应电流D.地球的地磁南极位于地球的地理北极附近5.(2018宁波自主招生)
3、在物理学中,用磁感应强度(用字母B 表示,国际单位:特斯拉,符号是T)表示,磁场的强弱。磁感应强度B 越大,磁场越强。(1)用某种材料制作的磁敏电阻,其阻值RB与磁感应强度大小B 的关系如图所示.由图象可知磁敏电阻的阻值RB随磁感应强度B 的变化关系式RB=o(2)用该磁敏电阻制作一个测量磁感应强度大小的磁感应强度测量仪,其制作步骤如下:I.按照图甲电路图组装成磁感应强度测量仪,图中量程为3 V 的理想电压表作为显示器,电源两端电压恒为6 V,两定值电阻R 的阻值相同。将实物图乙用线连接起来:H.调节滑动变阻器的阻值Ri=Q,使得磁感应强度为零时,磁感应强度测量仪(即电压表)的示数为零;HL磁
4、敏电阻放置在不同磁感应强度的磁场中,得到2 组电压示数及磁敏电阻阻值的实验数据,如表格所示。利用该磁敏电阻的RB-B 特性曲线,在电压表的表盘刻度线标上相应 的 磁 感 应 强 度 值,其 中 电 压 表 原 来 的“IV”刻 度 线 表 示 的 磁 感 应 强 度 为To组别12U/V1.502.00RB/Q520700五.地 磁 场(共1小题)6.(2018兴仁县校级自主招生)下列有关说法中正确的是()A.设想从某一天起,地球的引力减小一半,那么对于漂浮在水面上的船来说,则船受到的重力将减小,船的吃水深度也减小B.磁感线越密集的地方磁场越强,发电机是利用电磁感应原理工作的,地磁场的N极在地
5、球的南极附近C.秋千摆动的幅度越小,惯性也越小D.用钢尺压在桌面上,改变钢尺伸出桌面的长度,是探究声音的音调与频率的关系六.通电直导线周围的磁场(共3小题)7.(2 0 1 9 鸠江区校级自主招生)为了解释地球的磁性,1 9 世纪安培假设,地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在图中的四个图中,正确表示安培假设中环形电流8.(2 0 0 6 启东市校级自主招生)如图所示,在被支起的水平木板上放一条形磁铁,在磁铁中央正上方不远处,垂直于纸面放置一根直导线,此时条形磁铁对木板的压力为N,当直导线中通以较强的垂直于纸面向里的电流时,条形磁铁对木板的压力为N,则 N N.(填“”、“=”或“N
6、.(填“”、“=”或“N.故答案为:。【点评】(1)此题考查了右手定则、磁极的相互作用以及有关力的一些知识。(2)要确定条形磁体对木板的压力变大还是变小,首先要确定压力的来源及变化的原因,由此入手分析。(3)此题中对于电流的磁场与条形磁体磁场的相互作用的判定是个难点。9.(2 0 1 1 益阳校级自主招生)请写出图中两个实验所揭示的物理道理:A:通电导线周围有磁场B:通电导体在磁场中受力运动。【考点】通电直导线周围的磁场;磁场对通电导线的作用.【专题】实验题;简答题.【分析】通过对实验现象的分析可以得到实验原理。【解答】解:A:通电后小磁针会发生偏转,说明存在磁场,故该实验证明了通电导体的周围
7、有磁场B:通电后金属棒会发生运动,故能证明:通电导体在磁场中受力运动故选A、通电导体的周围有磁场B、通电导体在磁场中受力运动【点评】学习实验时要在原理上下功夫,由原理来掌握分析实验更容易些。七.通电螺线管的磁场(共2小题)1 0.(2 0 1 9 江西自主招生)如图所示,电源、滑动变阻器与螺线管相连,在螺线管的右端放置一个小磁针,闭合开关,小磁针静止时N极水平向右,则()A.通电螺线管左端为N极B.电源右端为正极C.滑动变阻器的滑片P向左移动,通电螺线管的磁性增强D.滑动变阻器的滑片P向右移动,通过螺线管的电流增大【考点】通电螺线管的磁场.【专题】应用题;磁现象、电生磁.【分析】(1)根据磁极
8、间的相互作用确定通电螺线管的磁极,根据安培定则判断电源的正负极。(2)通电螺线管磁性的强弱与电流的大小有关,电流越大,磁性越强。【解答】解:(1)已知小磁针静止时N极水平向右,根据磁极间的相互作用可知,通电螺线管的右端为N极,左端为S极,伸出右手握住螺线管,四指弯曲指示电流的方向,大拇指所指的方向为通电螺线管的N极,因电源左端为正极,右端为负极:故 A、B错误;(2)滑动变阻器滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,电流变小,因此通电螺线管的磁性减弱,故 C错误:滑动变阻器的滑片P向右移动,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电流变大,因此通电螺线管的磁性增强,故 D正确。故选:D。【点评
9、】本题考查通电螺线管的极性、磁性强弱的判断,要知道安培定则不但可以判出螺线管的磁极,也能根据磁极判出电流方向。1 1.(2 0 1 2 青羊区校级自主招生)关于通电螺线管和地磁场的磁感线说法不正确的是()A.通电螺线管表现出来的磁性相当于条形磁铁,一端相当于N极,另一端相当于S极B.磁感线是闭合的曲线,外部是从N 极到S 极,内部从S 极到N 极C.地磁场的磁感线在地球表面是从地理位置的北极到南极D.把小磁针放在通电螺线管内,小磁针静止时小磁针的N 极指向螺线管的S 极【考点】磁感线及其特点;地磁场;通电螺线管的磁场.【专题】磁现象、电生磁.【分析】A、通电螺线管相当于条形磁铁;B、磁感线在磁
10、体的周围是从磁体的N 极出发回到S 极。在磁体的内部,磁感线是从磁体的S 极出发,回到N 极。C、地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理北极附近,磁感线是从北极发出回到南极;D、螺线管内部磁感线由S 极指向N 极。【解答】解:A、通电螺线管相当于条形磁铁,一端相当于N 极,另一端相当于S 极,故 A 正确;B、磁感线是闭合的曲线,在磁体的周围是从磁体的N 极出发回到S 极。在磁体的内部,磁感线是从磁体的S 极出发,回到N 极,故 B 正确;C、地磁场的磁感线从地理的南极附近出来,回到地理的北极附近,故 C 错误;D、螺线管内部磁感线由S 极指向N 极,故把小磁针放在通电螺线管内,小磁针静止时小
11、磁针的N 极指向螺线管的N 极,故 D 错误;故 选:CD【点评】地磁场和磁场的性质,磁感线及其特点,通电螺线管的磁场等知识点,难易程度适中。八.安培定则及其应用(共 5 小题)12.(2019市南区校级自主招生)如图所示,弹簧测力计下方竖直悬挂一条形磁铁,磁铁静止在螺线管上方,螺线管电路连接如图所示。闭合开关,弹簧测力计示数变小,下列分析正确的是()w xx_ T P o o-s电源A.条形磁铁的下端为N极B.条形磁铁的下端为S极C.将滑动变阻器的滑片P向右移动时,弹簧测力计的示数变大D.将滑动变阻器的滑片P向左移动时,弹簧测力计的示数变大【考点】安培定则及其应用:影响电磁铁磁性强弱的因素.
12、【专题】磁现象、电生磁;分析、综合能力.【分析】(1)闭合开关,弹簧测力计示数变小,说明条形磁铁受到排斥作用,说明条形磁铁下端和通电螺线管上端磁极相同,根据安培定则判断通电螺线管磁极,再判断条形磁铁下端磁极。(2)电磁铁磁性强弱跟电流大小和线圈匝数有关,从磁性强弱的影响因素进行分析。【解答】解:A B、闭合开关,电流从通电螺线管的上端流入,从下端流出,根据安培定则可以判断通电螺线管的下端是N极,上端是S极,由于闭合开关,弹簧测力计示数变小,条形磁铁下端和通电螺线管上端磁极相同,故条形磁铁的上端是N极,下端是S极,故 A错误,B正确。C、将滑动变阻器的滑片P 向右移动时,滑动变阻器接入电路电阻变
13、小,电路中电流变大,通电螺线管的磁性增强,对条形磁铁的排斥增强,弹簧测力计示数变小,故 C错误。D、将滑动变阻器的滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路电阻变大,电路中电流变小,通电螺线管的磁性减弱,对条形磁铁的排斥减弱,弹簧测力计示数变大,故 D正确。故选:B D。【点评】本题考查了安培定则的利用、滑动变阻器在电路中的作用、电磁铁磁性强弱的影响因素、磁极间的相互作用等等。1 3.(2 0 1 9 青岛自主招生)如图,闭合开关,此时条形磁铁受到地面对它的摩擦力向 左。若将滑动变阻器滑片P向下移动,条形磁铁受到的摩擦力将会 变大(整个过程中条形磁铁始终不动)【考点】摩擦力大小的影响因素;磁极间的相
14、互作用;安培定则及其应用.【专题】应用题;重力、弹力、摩擦力.【分析】(1)根据小磁针静止时的位置判断电磁铁的磁极;根据磁极间的相互作用规律判断条形磁体受到磁力的方向;根据摩擦力阻碍相对运动趋势的方向判断条形磁体受摩擦力的方向。(2)根据电流的大小影响电磁铁磁性强弱来判断磁力大小的变化,根据条形磁体所受磁力和所受的摩擦力二力平衡,来判断摩擦力大小的变化。【解答】解:由安培定则得,电磁铁右端为N 极,则与条形磁铁的异名极相对,相互吸引,则条形磁铁受到电磁铁向左的吸引力,因条形磁铁条形磁铁始终保持静止,所以它受到的吸引力和桌面给它的摩擦力是一对平衡力,大小相等,方向相反,所以条形磁铁受到的摩擦力的
15、方向是向左的;当滑片逐渐向下移动时.,连入电路的电阻逐渐减小,由欧姆定律可得线圈中电流逐渐变大,则磁场逐渐变强,条形磁铁受到电磁铁的吸引力逐渐变大,因条形磁铁受的是平衡力,故摩擦力的大小也会逐渐变大。故答案为:左;变大。【点评】本题是电磁学和二力平衡知识的综合分析题,涉及的知识规律要掌握清楚:磁体周围磁场分布情况,磁场的基本性质,磁极间的相互作用规律,影响电磁铁磁性强弱的因素,二力平衡的判断及应用等等。14.(2017延平区校级自主招生)(1)小军利用两个螺线管设计了如图所示实验,当电流2中的开关s 闭合后,观察到悬挂螺线管A 的弹簧秤示数变小,根据上述实验现象及所学过的物理知识,则电路1 中
16、 直 流 电 源 的 正 极 是 (填 a”或 b”)。(2)当电路2 中开关s 闭合后,置于螺线管B 下端的小磁针静止时P端 为 S 极(”N极”或“S极 叽【考点】安培定则及其应用.【专题】图析法;磁现象、电生磁.【分析】(1)观察到悬挂螺线管A的弹簧秤示数变小,说明当电路2中开关s闭合后,螺线管B的上端与螺线管A的下端是同名磁极,因为同名磁极相互排斥;由安培定则可以判断出螺线管B的磁极,由此可知螺线管A的磁极,然后可知电路1中直流电源的正极(2)由安培定则可以判断出螺线管B的磁极,根据磁极间的相互作用可知小磁针静止时P端的极性。【解答】解:(1)悬挂螺线管A的弹簧秤示数变小,说明当电路2
17、中开关S闭合后,螺线管B的上端与螺线管A的下端是同名磁极;由安培定则可知,当电路2中开关S闭合后,螺线管B的下端为N极,上端为S极,因螺线管B的上端与螺线管A的下端是同名磁极,故螺线管A的下端为S极、上端为N极,右手握住螺线管A,四指指向电流的方向,大拇指指向N极,则电路1中直流电源的b端为正极,a为负极;(2)由前面分析可知,当电路2中开关S闭合后,螺线管B下端为N极,上端为S极,根据磁极间的相互作用可知,置于螺线管B下端的小磁针静止时P端为S极。故答案为:(1)b;(2)S极。【点评】观察到悬挂螺线管A的弹簧秤示数变小,是由于同名磁极相互排斥,因此确定通电螺线管A的磁极是解决此题的关键。1
18、 5.(2 0 1 1蓬安县校级自主招生)根据图中的电流方向标出通电螺线管的磁极。【考点】安培定则及其应用.【专题】作图题;压轴题.【分析】右手安培定则内容为:用右手握住螺线管,四指指向电流方向,大拇指所指的方向为螺线管N极方向;故由电流的方向结合右手螺旋定则可判出通电螺线管的磁极;【解答】解:电流由左侧流入,故四指从电流流入的方向去握住螺线管,此时会发现大拇指指向该螺线管的右边,故该螺线管的右边是N极,其左边是S极;故答案见下图:SEWN【点评】对于一个通电螺线管,只要知道电流的方向、线圈的绕法、螺线管的N、S极这三个因素中的任意两个,我们就可以据安培定则判断出另一个。1 6.(2 0 1
19、1 益阳校级自主招生)法国科学家阿尔贝费尔和德国科学家彼得格林贝格尔由于发现了巨磁电阻(GM R)效应,荣获了 2 0 0 7 年诺贝尔物理学奖。小明设计了如图所示电路,用通电螺线管产生的磁场研究巨磁电阻性质,实验步骤、实验中观察到的现象和部分实验数据如下:A.断开S i,闭合S 2,移动滑动变阻器R 2 滑片,测量不加磁场时GM R的电阻,两电表读数如下表所示,实险序号1234UN1.001.252.002.50/m A2.002.504.005.00通电螺线管的右端是 极,不加磁场时GM R的 电 阻 值 为 500。:B.保持R 2 滑片位置不动,闭合S i、S 2,将 R 1 的滑片移
20、到不同位置,记录两表读数如下表。实睑序号12345U/V0.450.911.501.792.71I/mA0.30.601.001.201.80根据上述实验写出巨磁电阻性质:微弱的磁场变化会引起电阻大小的急剧变化。G.UR【考点】安培定则及其应用;欧姆定律的变形公式.【专题】简答题;信息给予题;实验分析法.【分析】由安培定则可知电磁铁的磁极;由欧姆定律可求得不加磁场时的电阻值;比较前后两次实验中的数据可得出巨磁电阻的性质。【解答】解:由安培定律可知,电路由左侧流入,则螺线管右端为N 极;不加磁场时,电阻R=j =500。;加入磁场时,电阻R =4 必 匕=1500。h 0.3x10-3/1即加入
21、磁场后,电阻变化非常大,故说明微弱的磁场变化会引起电阻大小的急剧变化故答案为:N,5 0 0,微弱的磁场变化会引起电阻大小的急剧变化。【点评】本题为信息给予题,应充分利用题目中给出的条件结合所学知识进行分析。九.探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验(共2小题)1 7.物理学中用磁感应强度(用字母B 表示)描述磁场强弱,其国际单位是特斯拉(用字母T 表示)。当 B=0 时,表示没有磁场。磁敏电阻GM R的阻值大小随其周围磁感应强度的变化而变化。小雨设计甲乙所示电路图探究电磁铁磁感应强度的大小与哪些因素有关.乙图中电源电压恒为6 V,甲图中电磁铁右端正对磁敏电阻;磁敏电阻R 的阻值随其周围磁感应强度
22、的关系图象如图丙所示。,R/a(1)当 S1断开,S2闭合时,电流表的示数为60 mA。(2)闭合Si、S 2,同左移动滑片,发现电流表示数逐渐减小,说明电磁铁磁感应强度变强。(3)闭合S i、S 2,保持滑片位置不变,将磁敏电阻水平向右逐渐远离电磁铁时,小南将测出的磁电阻与电磁铁右端距离L,及其对应的电流表示数I 和计算出的磁感应强度B记录在下列表格中。请把表格填完整:L/c m123456I/m A1 01 21 52 03 04 6B/T0.6 80.6 50.6 00.5 10.2 0(4)可见:当通过电磁铁电流一定时,离 电 磁 铁 越 近,磁感应强度越强。【考点】探究影响电磁铁磁性
23、强弱的因素的实验.【专题】探究题;探究型实验综合题.【分析】(1)据题可知,此时的电源电压是6 V,且此时的磁场强度为零;由图丙得出R的阻值,根据1=当即可求出电路中的电流;(2)滑动变阻器的滑片P向右移动,图甲中电流表的时速逐渐减小,据此分析即可判断规律;(3)由表格数据可知s=5 c m 时甲电路中的电流,根据欧姆定律求出R i 的阻值,根据图2可知磁感应强度的大小;(4)分析实验数据得出磁感应强度与电流和离电磁铁距离的关系。【解答】解:(1)当图甲Si 断开,图乙S2 闭合时,即磁场强度为零,据图丙可知,此时的R=1 0 0 0故此时电路中的电流是:1=g=0.0 6 A=6 0 m A
24、;K 1 U U J Z(2)闭合开关Si 和 S 2,图甲中滑动变阻器的滑片P向左移动,滑动变阻器电阻变小,电流变大磁场变强,图乙中电流表的示数逐渐减小,即 R的电阻变大,据此分析可知:磁感电阻R处的磁感应强度B逐渐增强;(3)由表格数据可知,s=5 c m 时,甲电路中的电流1=3 0 m A=0.0 3 A,由1=皆可得,磁感电阻的阻值R=彳=就 q=2 0 0 Q,由图2 可知,对应的磁感应强度是0.4 T;(4)由表格数据可知,磁敏电阻GMR离电磁铁左端的距离越小时,磁感应强度越强;故可得结论:当通过电磁铁电流一定时,离电磁铁越近,磁感应强度越强。故答案为:(1)6 0;(2)强;(
25、3)0.4;(4)近。【点评】本题考查了电路的动态分析和欧姆定律的应用等,分析图象和表格数据得出有用的信息是关键。1 8.(2 0 1 1 永春县校级自主招生)小宇同学参加了学校“研究性学习小组”,探究了“研究磁体的磁性强弱是否与温度有关”的课题。他做的实验如下:将一条形磁铁的一端固定在铁架台上,另一端吸着一些小铁钉,用酒精灯给磁铁加热,如图甲所示,经过一段时间后,当磁铁被烧红时,发现铁钉纷纷落下。(1)从小宇的实验可得出的初步结论是一高温可消磁。温度计t(2)根据这一结论,小宇大胆设计了一个温度报警器,如图乙所示,请简述它的工作原理:当温度逐渐升高时,磁铁的 磁 性 减 弱 直 至 消 失,
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