專題2　電磁實驗探究（原卷版）

2020-2021學(xué)年八年級科學(xué)下冊培優(yōu)微專題速學(xué)速練專題2電磁實驗探究類型之一磁場探究 1類型之二通電直導(dǎo)線周圍的磁場 3類型之三通電螺線管周圍的磁場 4類型之四通電直導(dǎo)線在磁場的受力 6類型之五感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件 7【考查知識】探究磁場的變化規(guī)律、電磁鐵磁性強弱的影響因素的實驗中，都用到了控制變量法和轉(zhuǎn)換法。實驗過程中，根據(jù)小磁針的指向來判斷磁場分布規(guī)律、根據(jù)被吸引大頭針的數(shù)目來判斷磁場的強弱是轉(zhuǎn)換法的運用，每次實驗只改變一個變量是控制變量法的要求。類型之一磁場探究【方法歸納】①確定磁極位置的方法原理是磁性物質(zhì)可以吸引鐵鈷鎳等物質(zhì)，通過觀察吸引大頭針數(shù)目的多少來判斷，磁性最強部位吸引大頭針數(shù)目較多。②地磁的兩極與地理的兩極相反。③通電螺線管外部的磁場和條形磁體的磁場相似；通電螺線管兩端的極性跟螺線管中的電流方向之間的關(guān)系可以用安培定則來判斷．【?？碱}型】1．(中考?山西)如圖所示的是小夢從市場上買來的磁鐵魔術(shù)玩具，它呈橄欖球形。兩個橄欖球形磁鐵拋起來后，在空中就會相互吸引、碰撞，發(fā)出類似蛇叫的清脆響聲，故又名“響尾蛇蛋”。小夢想知道這個磁鐵的磁極在哪兒呢？請你設(shè)計實驗幫助小夢解決問題：(1)寫出你選用的實驗器材；(2)簡述實驗過程及現(xiàn)象。2．(中考·廣州)科學(xué)家猜測，A地海龜在春季是利用地磁場(圖甲)向南返回出生地。以下為相關(guān)研究。(1)春季A地某屏蔽磁場的實驗室，無磁場環(huán)境下海龜無固定游向，把海龜置于模擬地磁場中(用圖乙簡化示意)，圖中1為磁體N極，2為磁體________極。按科學(xué)家猜測，海龜應(yīng)向________(填“左”或“右”)游動。(2)地磁場在緩慢變化，科學(xué)家每年記錄海龜出生地筑巢地點移動的方向，并追蹤地磁場的微小移動，發(fā)現(xiàn)________________________________________________________，現(xiàn)象符合猜測。3.(中考·山西)小明在一塊有機玻璃板上安裝了一個用導(dǎo)線繞成的螺線管，在板面上均勻撒滿鐵屑，通電后輕敲玻璃板，鐵屑的排列如圖所示。下列說法正確的是()A．圖中P、Q兩點相比，P點處的磁場較強B．若只改變螺線管中的電流方向，P、Q兩點處的磁場會減弱C．若只改變螺線管中的電流方向，P、Q兩點處的磁場方向會改變D．若只增大螺線管中的電流，P、Q兩點處的磁場方向會改變4.(中考?無錫)如圖所示實驗，用________________判斷通電螺線管周圍各點的磁場方向，為了探究通電螺線管磁極的極性與電流方向是否有關(guān)，應(yīng)該采取的操作是______________________。5．(中考·上海)研究發(fā)現(xiàn)，人體內(nèi)部存在磁場，人體內(nèi)部的磁場與人體健康密切相關(guān)。(1)人體內(nèi)部的磁場與地磁場相比很弱，若用磁感線描述人體內(nèi)部的磁場和地磁場，則下列判斷中合理的是________。A．人體內(nèi)部磁場的磁感線分布較疏B．人體內(nèi)部磁場的磁感線分布較密C．兩者磁場的磁感線疏密大致相同(2)對人體內(nèi)部磁場存在的原因提出猜想，請寫出一種猜想及其依據(jù)：_____________________________。類型之二通電直導(dǎo)線周圍的磁場【方法歸納】①奧斯特實驗通過通電直導(dǎo)線周圍小磁針偏轉(zhuǎn)說明了通電導(dǎo)體周圍存在磁場；當(dāng)電流方向改變時，產(chǎn)生的磁場方向也改變，所以小磁針的偏轉(zhuǎn)方向也會改變；②物理學(xué)中對于一些看不見摸不著的現(xiàn)象或不易直接測量的物理量，通常用一些非常直觀的現(xiàn)象去認(rèn)識或用易測量的物理量間接測量，這種研究問題的方法叫轉(zhuǎn)換法?！境？碱}型】6．【中考·浙江】在學(xué)習(xí)了電和磁的知識后，小杰在家里饒有興趣地做起了小實驗。他找了一枚縫衣針，在“吸鐵石”上擦了幾下，然后用一根細(xì)軟的棉線將縫衣針懸掛起來并保持水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)靜止后針尖總是指向南方，這說明縫衣針已經(jīng)被磁化成了一枚小磁針。為驗證奧斯特實驗，小杰把通電的臺燈(60W)導(dǎo)線移到縫衣針的下方，并靠近縫衣針平行放置。結(jié)果發(fā)現(xiàn)縫衣針并未發(fā)生偏轉(zhuǎn)。帶著疑問，小杰在科學(xué)課堂上與大家展開討論。結(jié)果出現(xiàn)了兩種不同觀點。這時，老師讓小杰用兩節(jié)干電池(3V)和一段電阻絲(15Ω)重新做這個實驗。結(jié)果縫衣針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。(1)磁化后，這枚縫衣針的針尖是________(填“S”或“N”)極。(2)在課堂實驗中，電阻絲中通過的電流大小為________A。(3)下面是同學(xué)們在課堂討論中形成的兩種觀點，通過小杰的課堂實驗可以否定的是()A．臺燈線內(nèi)有兩根導(dǎo)線，且電流方向相反，產(chǎn)生的磁性相互抵消B．臺燈線內(nèi)電流太小，產(chǎn)生的磁場太弱，不足以讓小磁針偏轉(zhuǎn)7．如圖所示，小飛和李瑞做了如下實驗：將一根直導(dǎo)線放在靜止小磁針的正上方，并與小磁針平行。接通電路后，觀察到小磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。(1)實驗探究的是通電直導(dǎo)線周圍是否存在________。(2)改變直導(dǎo)線中的電流方向，小磁針偏轉(zhuǎn)方向也發(fā)生改變，表明通電導(dǎo)體周圍____________________有關(guān)。(3)實驗中小磁針的作用是____________________________。(4)實驗中用到了一種重要的科學(xué)探究方法是()A．類比法B．轉(zhuǎn)換法C．控制變量法D．等效替代法類型之三通電螺線管周圍的磁場【方法歸納】①安培定則也應(yīng)用于單匝圓形線圈的極性判斷；②地磁南極在地理北極附近，地磁北極在地理南極附近。③電磁鐵磁性強弱的影響因素：電流大小、線圈多少、有無鐵芯。當(dāng)電流大小一定時，電磁鐵的線圈匝數(shù)越多，磁性越強；當(dāng)線圈匝數(shù)一定時，通過電磁鐵的電流越大，磁性越強。探究電磁鐵的磁性強弱跟鐵芯大小的關(guān)系，一定控制電流和線圈的匝數(shù)不變，磁性強弱用吸引大頭針的多少來反映?！境？碱}型】8．【中考·揚州】通電螺線管的外部磁場與條形磁體周圍磁場相似，其磁極可以用安培定則判定。(1)圖中螺線管的A端是________極。(2)螺線管實際上就是由多個單匝圓形線圈組成，通電螺線管的磁場也可以看成由每一個單匝圓形通電線圈的磁場組合而成，因此應(yīng)用安培定則也可以判斷單匝圓形通電線圈的磁極?，F(xiàn)一單匝圓形通電線圈中的電流方向如圖所示，則其B端是________極。(3)地球周圍存在磁場，有學(xué)者認(rèn)為，地磁場是由于地球帶電自轉(zhuǎn)形成圓形電流引起的，地球自轉(zhuǎn)的方向自西向東，則形成圓形電流方向與地球自轉(zhuǎn)方向________(填“相同”或“相反”)，物理學(xué)規(guī)定正電荷定向移動方向為電流方向，那么地球帶________(填“正”或“負(fù)”)電。9．【中考·嘉興】如圖所示，是某學(xué)習(xí)小組同學(xué)設(shè)計的研究“影響通電螺線管磁性強弱的因素”的實驗電路圖。(1)增大通電螺線管的電流，滑動變阻器的滑片應(yīng)向________(填“左”或“右”)移動。(2)下表是該組同學(xué)所做實驗的記錄：通電螺線管中有無鐵芯無鐵芯有鐵芯線圈匝數(shù)50匝50匝實驗次數(shù)123456電流/A0.81.21.50.81.21.5吸引大頭針的最多數(shù)目/枚000358同學(xué)們發(fā)現(xiàn)無鐵芯組實驗中沒有吸引起大頭針，那么通電螺線管到底有沒有磁性呢？他們通過其他方法驗證了這幾次都是有磁性的。他們采用的方法可能是______________________。(寫出一種即可)(3)在與同學(xué)們交流討論時，另一組的同學(xué)提出一個新問題：“當(dāng)線圈中的電流和匝數(shù)一定時，通電螺線管的磁性強弱是否還與線圈內(nèi)的鐵芯大小(粗細(xì))有關(guān)？”現(xiàn)有大小不同的兩根鐵芯，請根據(jù)你的猜想并利用本題電路，寫出你驗證猜想的簡要操作方案：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。10．在探究“影響電磁鐵磁性強弱的因素”實驗中，小明制成簡易電磁鐵A、B，并設(shè)計了如圖所示的電路：(1)實驗中是通過電磁鐵吸引大頭針的多少來判定其磁性強弱的，所使用的物理研究方法是__________。(2)當(dāng)滑動變阻器滑片向左移動時，電磁鐵A、B吸引大頭針的個數(shù)______(填“增加”或“減少”)，說明線圈匝數(shù)相同時，電流越______，電磁鐵磁性越強。(3)根據(jù)圖示的情境可知，________(填“A”或“B”)的磁性強，說明電流一定時，線圈匝數(shù)越多，電磁鐵的磁性越________。(4)電磁鐵吸引的大頭針下端分散的原因是_____________________。11．為了探究電磁鐵的磁性強弱跟哪些因素有關(guān)，小麗同學(xué)作出以下猜想：猜想A：電磁鐵通電時有磁性，斷電時沒有磁性；猜想B：通過電磁鐵電流越大，它的磁性越強；猜想C：外形相同的螺線管，線圈的匝數(shù)越多，它的磁性越強。為了檢驗上述猜想是否正確，小麗所在的實驗小組設(shè)計了以下實驗方案：用漆包線(表面涂有絕緣漆的導(dǎo)線)在大鐵釘上繞制若干圈，制成簡單的電磁鐵。如圖所示的a、b、c、d為實驗中觀察到的四種情況。根據(jù)小麗的猜想和實驗，完成下面填空：（1）觀察電磁鐵吸引大頭針數(shù)目多少的不同，來判斷它____________的不同。（2）通過比較________(填“a”“b”“c”或“d”)兩種情況，可以驗證猜想A。（3）通過比較________(填“a”“b”“c”或“d”)兩種情況，可以驗證猜想B。（4）通過比較d中甲、乙兩電磁鐵，可以得出的結(jié)論是________________________________________________________________________。類型之四通電直導(dǎo)線在磁場的受力【方法歸納】①通電導(dǎo)體在磁場中受力的作用；且所受力的方向與電流的方向和磁場的方向有關(guān)；②通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用，受力方向與兩個因素有關(guān)，如果只改變一個因素，則導(dǎo)體受力方向改變，如果同時改變兩個因素，則導(dǎo)體受力方向不變?！境？碱}型】12．【中考·泰州】如圖所示，導(dǎo)體AB放在處于蹄形磁體磁場中的水平金屬軌道上。(1)接通電源，這時會看到導(dǎo)體AB運動起來，這表明____________有力的作用。(2)保持磁場方向不變，改變導(dǎo)體AB中的電流方向，導(dǎo)體AB的運動方向________(填“不變”或“改變”)。(3)通電后導(dǎo)體AB運動的過程中，是把________能轉(zhuǎn)化為________能的過程。13．(中考·河池)如圖所示的是探究“磁場對通電導(dǎo)線的作用”的實驗裝置：(1)當(dāng)閉合開關(guān)S時，導(dǎo)線ab中的電流的方向是從________(填“a到b”或“b到a”)。(2)導(dǎo)線ab受到磁場力的作用而向左運動；如果只改變電流方向，那么導(dǎo)線ab將向________運動?？茖W(xué)家在該實驗基礎(chǔ)上發(fā)明了電動機，實現(xiàn)了把________能轉(zhuǎn)化為機械能。類型之五感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件【方法歸納】①閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時，會產(chǎn)生電流，這種電流叫感應(yīng)電流，這一現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象；產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動。②感應(yīng)電流是否產(chǎn)生可以通過觀察電流表的指針是否偏轉(zhuǎn)來確定。③感應(yīng)電流的大小與磁場的強弱、導(dǎo)線切割磁感線的速度及切割磁場的導(dǎo)線匝數(shù)有關(guān)；④探究電流大小與速度的關(guān)系，應(yīng)使導(dǎo)體在不同次實驗中的速度不同，而其它條件相同?！境？碱}型】14．(中考·昆明)為了探究導(dǎo)體在磁場中怎樣運動，才能在電路中產(chǎn)生電流，采用了如圖所示的實驗裝置。(1)將細(xì)導(dǎo)線懸掛的導(dǎo)體放入蹄形磁體中，閉合開關(guān)，電流計指針不偏轉(zhuǎn)。讓導(dǎo)體在蹄形磁體中左右運動，電流計指針________偏轉(zhuǎn)；斷開開關(guān)，讓導(dǎo)體在蹄形磁體中左右運動，電流計指針________偏轉(zhuǎn)。(均填“會”或“不會”)(2)將細(xì)導(dǎo)線懸掛的導(dǎo)體放入蹄形磁體中，閉合開關(guān)，讓導(dǎo)體在蹄形磁體中豎直上下運動，電流計指針________偏轉(zhuǎn)；讓導(dǎo)體在蹄形磁體中斜向上或斜向下運動，電流計指針________偏轉(zhuǎn)。(均填“會”或“不會”)(3)綜合(1)(2)中的實驗現(xiàn)象可知，導(dǎo)體在磁場中運動產(chǎn)生電流的條件是：導(dǎo)體必須是________電路的一部分，且一定要做____________運動。(4)在這個實驗中________能轉(zhuǎn)化為了電能。15．【中考·淮安】在探究“產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件”實驗中。(1)實驗中，觀察___________________判斷電路中是否有感應(yīng)電流。(2)閉合開關(guān)，若導(dǎo)體AB不動，左右移動磁體，電路中_______(填“有”或“無”)感應(yīng)電流。(3)該實驗的結(jié)論是：閉合電路的一部分導(dǎo)體，在磁場中做____________運動時，導(dǎo)體中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流。(4)如果將小量程電流表換成________，可以探究磁場對通電導(dǎo)體的作用。16．【中考?福州】小華在探究怎樣產(chǎn)生感應(yīng)電流的實驗中，設(shè)計了如圖所示的實驗裝置。(1)將磁體向右插入螺線管中時，觀察到靈敏電流計的指針向右偏轉(zhuǎn)，由此可知：____________________。(2)將磁體從螺線管中向左拔出時，會觀察到靈敏電流計的指針向________(填“左”或“右”)偏轉(zhuǎn)。(3)通過前兩步實驗，可得出感應(yīng)電流的方向與_________方向有關(guān)。17．【中考·福建】如圖是“探究導(dǎo)體在磁場中運動時產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件”的實驗裝置。閉合開關(guān)后，導(dǎo)體棒、靈敏電流計、開關(guān)、導(dǎo)線組成閉合電路。實驗觀察到的現(xiàn)象如下表：(1)實驗時通過觀察____________________________來判斷電路中是否產(chǎn)生感應(yīng)電流。(2)由實驗可知，閉合電路中的部分導(dǎo)體在磁場中做________________運動時，電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。(3)比較第4次和第________次實驗可知，導(dǎo)體棒運動方向相同時，感應(yīng)電流的方向與磁場的方向有關(guān)。(4)比較第7次和第8次實驗可知_________________________________________。18．【中考·河南】小明利用如圖所示的實驗裝置探究“導(dǎo)體在磁場中運動時產(chǎn)生感