1、错题集训28：中考模拟试题精选之实验探究题（电和磁）1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 。（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 无法 （填：“排斥”或“吸引”）弹簧开关，从而使电铃报警。（3）同组的同学却认为小宇设计的温度报警器没有如图丙所示的这种设计好。请你比较两种温度报警器，指出小
2、宇设计中的不足之处 。2在物理学中，磁感应强度（用字母B表示，国际单位是特斯拉，符号是T）表示磁场的强弱，磁感应强度B越大，磁场越强；磁感线形象、直观描述磁场，磁感线越密，磁场越强。（1）图甲为某磁极附近磁感线的方向和分布的示意图。由图可知，该磁极为 极，若在2处放置一个小磁针，当小磁针静止时，其指向应是图乙中的 ；位置1处磁感应强度 位置2处的磁感应强度（填“大于”、“小于”或“等于”）。（2）如果电阻的大小随磁场的强弱变化而变化，则这种电阻叫磁敏电阻。某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图象如图丙所示。根据图线可知，磁敏电阻的阻值随磁感应强度B的增大而 。（填“增大”或“减小”）（3）利
3、用该磁敏电阻的R-B特性曲线可以测量磁场中各处的磁感应强度。将该磁敏电阻R放置在图甲磁场中的位置1处。小吴设计了一个可以测量该磁敏电阻R的电路，并连接成如图丁所示的实验电路，其中磁敏电阻所处的磁场未画出。正确接线后，测得的数据如下表格所示。该磁敏电阻的测量值为 。根据该磁敏电阻的R-B特性曲线（图丙）可知，位置1处的磁感应强度为 T。123U/V1.53.04.5I/mA3.06.09.03磁感应强度B用来描述磁场的强弱，国际单位是特斯拉，符号是“T”，为了探究磁铁外轴线上磁感应强度的大小，小刚设计了如图1所示的电路，图甲电源电压6V，R为磁感电阻。其阻值随磁感应强度变化的关系图线如图2。（1
4、）当图乙S2断开，图甲S1闭合时，电流表的示数为A。闭合S1和S2，将图乙中滑动变阻器的滑片P向 移动，图甲中电流表的示数逐渐减小。（2）闭合S1和S2，滑片P不动，沿电磁铁轴线向左移动磁感电阻R，测出R离电磁铁左端的距离x与对应的电流表示数I，算出R处磁感应强度B的数值如下表。请计算x=3cm时，B= T。x/cm123456I/mA101215203046B/T0.680.650.510.400.204在物理学中，磁场的强弱用磁感应强度（B）表示，国际单位为特斯拉（T）磁场越强，磁感应强度越大。小明同学为了测量磁场的强弱，设计并了如图甲所示的电路。根据要求回答下列问题：（1）在图甲所示的电
5、路中，若将开关S1闭合，电磁铁左端为 极，若将滑动变阻器R1的滑片由当前位置向右移动，则位置“1”的磁场 （选填“增强”、“减弱”或“不变”）。（2）按图甲所示电路正确接线后，闭合开关S1和S2，保持R1滑片在图示位置不变，移动滑动变阻器R2的滑片，两电表测量的数据如表：1234U（V）0.001.501.792.71I（mA）0.001.001.201.80根据表中数据，算出磁敏电阻的测量值RB= 。若图乙为该磁敏电阻在室温下的电阻-磁感应强度特性曲线，其中RB、Ro分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值。已知磁敏电阻无磁场时阻值Ro=150，则待测磁场的磁感应强度B= T。（3）分析图乙曲线可
6、知，磁感应强度B在0.41.0T范围内磁敏电阻阻值的变化规律是 。（4）小明同学想利用磁敏电阻的特性，测量轮子的转速。他设计的方案如图丙所示，其中小磁铁是固定在轮边缘的，磁敏电阻也固定于轮子附近。请你简述该装置的测速原理： 。5某兴趣小组在研究扬声器结构时，发现扬声器中有一个环形磁体，他们不知道环形磁体的磁极分布情况，于是几位同学提出了以下三种猜想：猜想1：磁极呈横向分布（例如图甲，左侧为N极，右侧为S极）。猜想2：磁极呈轴向分布（例如图乙，上面为N极，下面为S极）。猜想3：磁极呈上中下分布（例如图丙，上下面为N极，中部为S极）。（1）根据所学知识，他们经过讨论，断定猜想3是错误的。你认为他们
7、判断的依据是 （2）为了验证其他猜想，他们用细线将环形磁体水平悬挂起来（如图丁所示），结果观察到磁体在任意位置都能保持静止。这说明猜想 是错误的。（3）请设计一个简单实验，验证剩下的一个猜想是否正确，简述你的设计实验。设计实验： 。6“大胆猜想与小心求证”是科学研究的基本要求。甲乙两同学做了如图所示的实验：在静止的小磁针上方平行地放一根直导线，闭合开关，原来静止的小磁针转动了。对于小磁针转动的原因，两同学有着不同的假设：甲：是因为导线通电发热，造成导线周围空气温度升高，空气的对流运动使磁针偏转乙：是因为电流周围产生磁场，磁场对磁针产生了磁力的作用（1）没通电时，静止的小磁针的N极指向 。（填“
8、南方”或“北方”）（2）甲同学看到小磁针偏转，认为它一定受到力的作用，他判断的理由是 。（3）两同学讨论后，设计了以下实验来验证哪一个观点是正确的：他们调换电池的正负极，改变电流的方向，闭合开关，如果甲同学的假设是正确的，预计应该看到的现象是： 。（4）老师在其它实验条件不变的情况下，把小磁针从直导线下方移到了直导线上方，闭合开关后，小磁针的转动方向将 （选填“不改变”或“改变”）。（5）在做该实验时，下列操作中现象最明显的是 。A电流沿东西方向放置在磁针的正上方B电流沿南北方向放置在磁针的正上方C沿电流方向放置小磁针，使磁针在导线的正下方D沿电流方向放置小磁针，使磁针在导线的延长线上7小菲同
9、学学习了电和磁知识后，道了奥斯特现象：通电直导线周围存在磁场（如图甲），且通电直导线周围的磁场分布符合右手定则，磁感线的分布是以导线为圆心的一组同心圆（如图乙）。来源:Z。xx。k.Com小菲同学在课后进行了以下探究：提出问题：通电圆环（如图丙）内部的磁场如何分布呢？猜想：可能也符合右手定则。实验：她连接如图丁所示的电路（外部电路未画出）。现象：位于圆环中心的小磁针N极垂直纸面向里转动。根据小菲同学的探究过程，回答下列问题：（1）通电圆环内部的磁场分布是否符合右手定则？ （选填“是”或“否”）。（2）如图戊所示，如果把地球看成一个通电圆环，则赤道这一通电圆环的电流方向为 （选填“由西向东”或“
10、由东向西”）。（3）小菲同学的探究实验中，体现了哪些学习科学的思想和方法？ A控制变量法 B转换法 C等效替代法8在学习了电和磁的知识后。小杰在家里饶有兴趣地做起了小实验。他找了一枚缝衣针。在“吸铁石”上擦了几下，然后用一根细软的棉线将缝表针悬挂起来井保持水平，结果发现静止后针尖总是指向南方，这说明缝衣针已经键磁化成了一枚小磁针。为验证奥斯特实验，小杰把通电的台灯（60W）导线移到缝衣针的下方，并靠近缝衣针平行放置。结果发现缝衣针并未发生偏转。带着疑问，小杰在科学课堂上与大家展开讨论。结果出现了两种不同观点。这时。老师让小杰用两节干电池（3v）和一段电阻丝（15）重新做这个实验。结果缝表针发生
11、了偏转。（1）磁化后。这枚缝衣针的针尖是 极。（填“S”或“N”）（2）在课堂实验中，电阻丝中通过的电流大小为 安。（3）下面是同学们在课堂讨论中形成的两种观点，通过小杰的课堂实验可以否定的是 （填“A”或“B”）A台灯线内有两根导线，且电流方向相反，产生的磁性相互抵消B台灯线内电流太小，产生的磁场太弱，不足以让小磁针偏转9在探究通电螺线管的磁场时，小亮采用了如图所示的实验装置。闭合开关后，小亮将大头针靠近螺线管的两端，均未发现螺线管吸引大头针的现象。经检查，全部实验器材均无故障且连接无误。根据此现象，小亮得出结论：通电螺线管周围不存在磁场。实验桌上有：电源、开关、螺线管、细线、条形磁铁、玻璃
12、板各一个，大头针、小磁针、铁屑、导线若干，请你利用这些器材，设计一个实验证明小亮的结论是错误的。写出实验步骤和实验现象。 10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，如图甲，“小车”就能沿着螺线管运动。图乙是它的示意图。乙甲螺线管干电池超强磁铁 （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”运动速度增加，请提出一种方法：
13、。第11题图11科学兴趣小组做了一个有趣的纸盒实验：在水平桌面的右端放有一个封闭纸盒，一辆绑有磁铁的小车从斜面上静止下滑后在水平桌面上向右运动。在靠近纸盒的过程中小车的速度越来越小，最后停在了A位置。如图所示。小组同学对这一现象展开了讨论：（1）小明认为小车速度减小除了受 到了摩擦力的作用外，可能还受到纸盒的影响。为了证实他的猜想，小明应该如何设置实验？_ 。 （2）小明通过实验发现，纸盒能使小车运动速度减小得更快。那纸盒里有什么呢？小芳提出了以下假设：假设1：纸盒中有铁块。假设2：纸盒中有磁体。假设3：纸盒中有闭合的线圈。小强根据已学的知识否认了_。（3）小强打开纸盒，发现里面是一个闭合的线
14、圈。为什么闭合的线圈会使小车的速度减小得更快？请对这一现象作出合理的解释。 _12【实验名称】探究通电螺线管外部磁场特点【实验猜想】小明同学作出以下猜想：猜想A：通电螺线管外部磁场方向可能与电流方向有关；猜想B：通电螺线管外部磁场方向可能与螺线管的绕线方向有关；猜想C：通电螺线管外部磁场强弱可能与电流大小有关，电流越大，他们的磁性越强。【设计实验并进行实验】为了检验上述猜想是否正确，小明所在实验小组通过交流与合作设计了以下实验方案：小明将许多小磁针放在通电螺线管周围的不同位置，接通电路后观察各小磁针静止时的指向（小磁针上涂黑的是N级），然后根据小磁针指向，画出了螺线管周围的磁感线。如图甲所示。
15、【分析与论证】根据小明的猜想和实验，完成下面填空：（1）可通过观察 判断磁极。（2）观察图甲和图乙发现，通电螺线管外部的磁场分布与 磁体的磁场十分相似，后来，小明对调电源正负极重新实验，发现小磁针静止时N极指向都与原来相反，这说明通电螺线管的磁场方向与 有关。【交流与评估】（3）如果要探究“通电螺线管磁场强弱与电流大小的关系”，应在图乙所示电路的基础上做怎样的改进？ 。131901年，挪威人伯克兰造出世界上第一台电磁发射器，首开电磁炮先河。为了认识电磁炮的一些特性，小柯制作了一个电磁炮模型，其原理如下图。螺线管通电后，铁制撞针迅速前移，推动炮弹射出炮管。（1）小柯要增强电磁炮中螺线管磁场，下列
16、方法可行的是 （多选）A增加螺线管的线圈匝数B改变线圈中的电流方向C增大通过螺线管的电流（2）电磁铁的磁性强弱很难直接观察，通常需要用吸引铁屑或大头针的数目来比较。这种研究方法与下列 （填字母）实验所用方法相同。（3）小柯测得的一项实验数据（取多次实验的平均值）如下表。实验次数第1次第2次第3次第4次第5次撞针质量（克）0.10.20.30.40.5射程（米）0.480.540.810.460.41小柯得出了“当其他条件相同的情况下，撞针质量为0.3克时电磁炮的射程最远”的结论。为了使实验结果更加可靠，还需要补充进行的实验是 。14如图所示是某学习小组同学设计的研究“通电螺旋管磁性强弱可能跟线
17、圈匝数多少有关”的实验电路图。实验步骤如下：步骤一：实验时，用铁钉和漆包线绕制匝数为20匝的电磁铁，并接入电路中的AB两端，其他如图正确连接。步骤二：闭合开关，调节滑动变阻器使电流表示数为1A，用电磁铁去吸引大头针，记录数据。步骤三：断开开关，用匝数为50匝的电磁铁替换20匝的电磁铁。闭合开关，再用电磁铁去吸引大头针，记录数据。（1）该学习小组同学分析后，发现步骤三中存在不足，还应补充的实验操作是 。（2）以下是该实验的记录表：线圈的匝数（匝）电流（安）201511实验记录表中空白栏内应为 。（3）分析实验记录表中的数据，可得出的结论是： 。（4）利用该实验装置，能否探究“通电螺旋管磁性强弱与
18、电流大小是否有关？”若能，请说明实验设计；若不能，请说明理由 。15为探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小丽同学作出以下猜想：猜想A：电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性；猜想B：通过电磁铁电流越大，它的磁性越强；猜想C：外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强。为了检验上述猜想是否正确，小丽所在的实验小组设计了以下实验方案：用漆包线（表面涂有绝缘漆的导线）在大铁钉上绕制若干圈，制成简单的电磁铁。如图所示的a、b、c、d为实验中观察到的四种情况。根据小丽的猜想和实验，完成下面填空：（1）观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它 的不同；（2）通过比较 （填序号“a”、“b”、“c”、
19、“d”）两种情况，可以验证猜想A的正确；（3）通过比较 （填序号“a”、“b”、“c”、“d”）两种情况，可以验证猜想B的正确；（4）通过比较d中甲、乙两电磁铁，可以得出的结论是 。16小明在探究“电磁铁磁性强弱与线圈匝数多少是否有关”的实验中，连接了如图所示的电路，主要实验步骤如下：选用电磁铁接线柱a、c接入电路K、M之间，闭合开关，调节滑动变阻器滑片P到某位置，使电磁铁下端靠近并吸引大头针，观察电磁铁接入电路的线圈匝数n和吸引大头针的个数N，断开开关，将n、N的数据记录在表格中；将电磁铁接线柱a、b接入电路K、M之间，闭合开关，使电磁铁下端靠近并吸引大头针，观察电磁铁接入电路的线圈匝数n和
20、吸引大头针的个数N，断开开关，将n、N的相应数据记录在表格中。根据以上叙述，回答下列问题（1）这个实验中，用 表示电磁铁磁性的强弱。（2）请写出小明实验过程中存在的问题： 。（3）请你针对小明实验过程中存在的问题，写出改正的步骤： 。17小红在学习了磁场对通电导体有力的作用后，进一步查阅资料，了解到当电流与磁场垂直时，磁场对通电导体的作用力大小与磁场强度、导体在磁场中的长度以及导体中的电流强度有关。她设计了如图所示的装置，先初步探究磁场对通电导体的作用力与电流大小的关系。实验步骤如下：将一根导体棒用两根细线悬挂在铁架台上，将一蹄形磁铁竖直固定在铁架台上，并让导体棒与下方的蹄形磁铁磁极间的磁场方
21、向垂直；给导体两端加电压U1，导体静止时，观察悬线与竖直方向偏转的角度为1；导体静止时，观察悬线与竖直方向偏转的角度为2；比较1、2的大小，发现21，即可初步验证其它条件一定，通电导体的电流越大，受到磁场的作用力越大。（1）请将第步的步骤补充完整： 。（2）小红想继续探究通电导体在磁场受到作用力的大小与导体在磁场中的长度是否有关，于是她将图中的导体棒换成了一根较长的导体棒，其它条件不变，此时她发现悬线与竖直方向偏转的角度变小了，于是她得出结论，“其它条件一定，通电导体在磁场中的长度越长，受到的磁场作用力越小”。但她查阅一些资料后发现，理论上通电导体在磁场中的长度越长，受到的磁场作用力越大，这与
22、她实验所得到的结论相反。请你说明小红得出的结论与资料不符的原因。 。18小红在学习了磁场对通电导体有力的作用后，进一步查阅资料，了解到当电流与磁场垂直时，磁场对通电导体的作用力大小与磁场强弱、导体在磁场中的长度以及导体中的电流大小有关。她设计了如图所示的装置，验证磁场对通电导体的作用力大小跟电流大小有关。实验步骤如下：将一根导体棒用两根细线悬挂在铁架台上，将一蹄形磁铁竖直固定在铁架台上，并让导体棒与蹄形磁铁磁极间的磁感线方向垂直。给导体两端加电压U1，闭合电路，观察悬线偏转的角度1。给导体两端加电压U2，U2U1，闭合电路，观察悬线偏转的角度2。根据以上信息，回答下列问题：（1）如果1 2（选
23、填“等于”或“不等于”），即可验证磁场对通电导体的作用力大小与电流大小有关。（2）小红想进一步探究磁场对通电导体的作用力大小与导体在磁场中的长度是否有关，于是她更换了另一根较长的导体棒，并更换了一个较大的蹄形磁铁，她这样做存在的问题是 。19如图所示实验器材，探究“导体在磁场中运动时，产生感应电流的方向与导体运动方向是否有关”。小明连接好电路图后，进行的实验步骤如下：闭合开关，快速向左移动金属棒AB，观察电流计偏转方向，并将导体运动方向和电流计指针偏转方向记录在表格中；将U型磁铁上下颠倒，快速向右移动金属棒AB，观察电流计偏转方向，并将导体运动方向和电流计针偏转方向记录在表格中。请根据以上叙述
24、，回答下列问题：（1）小明探究过程中存在的问题： ；（2）请你针对小明探究过程中存在的问题，写出改正措施： 。20材料一：1820年，丹麦物理学家发现了通电导体周围存在磁场。材料二：1825年，瑞士物理学家科拉顿做了如下实验：他将一个能反映微小变化的电流表，通过导线与螺旋线圈串联成闭合电路，并将螺旋线圈和电流表分别放置在两个相连的房间，如图1。他将一个条形磁铁插入螺旋线圈内，同时跑到另一个房间里，观察电流表的指针是否偏转。进行多次实验，他都没有发现电流表指针发生偏转。材料三：1831年，英国物理学家法拉第用闭合电路的一部分导体，在磁场里切割磁感线的时候，发现导体中产生电流，从而实现了利用磁场获
25、得电流的愿望。（1）在静止的小磁针上方，分别用图2甲和乙两种方式放置一根导线。当导线通电时，小磁针发生明显偏转的是 （选填“甲”或“乙”）。（2）科拉顿、法拉第等物理学家相继进行如材料所说的实验研究，是基于 的科学猜想。（3）科拉顿的实验中， （选填“已经”或“没有”）满足产生感应电流的条件。要使他能观察到电流表指针偏转，你提出的一种改进方法是 。参考答案1（1）高温可消磁 （2）磁性减弱 吸引 （3）难以设定报警的具体温度2（1）N 丙 大于 （2）增大 （3）500 1.03（1）0.06 右 （2）0.64（1）S；减弱 （2）1500；0.90；（3）磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化
26、；（4）闭合开关S2，保持R2滑片位置不变当轮子转动时，测出两电表示数变化的频率，即可知轮子转速5（1）一个磁体只可能有两个磁极 （2）1；来源:学科网（3）将小磁针置于磁环周围不同处；多次观察小磁针稳定后两极的指向情况，从而判断出磁环磁极的位置6（1）北方；（2）力可以改变物体的运动状态；（3）磁针偏转的方向不变；（4）改变；（5）B7（1）是；（2）由东向西；（3）B8（1）S （2）0.2 （3）B9（1）将能够自由转动的螺线管沿原方向水平悬挂，发现通电后螺线管不发生偏转；（2）再将能够自由转动的螺线管沿其他方向水平悬挂，发现通电后螺线管发生偏转，且静止时两端总是指向南北；10（1）如图
27、 （2）磁铁接触的一段螺线管产生磁场与干电池前后吸附磁铁的磁场相互作用（合理答案均可）（3）向左 （4）增强磁铁的磁性（增加单位长度内螺线管匝数、增加电池电压等）11（1）拿掉纸盒后重复实验，观察小车停止的位置并与原来比较（3分） （2）假设1（2分） （3）磁体靠近闭合线圈时，闭合线圈切割磁感线产生感应电流，小车的动能转化为线圈的电能（或“线圈周围产生磁场与靠近的磁体排斥”）（3分）12（1）小磁针静止时N极的指向（2）条形 电流方向（3）再在电路中串联一个滑动变阻器13（1）AC；（2）C；（3）选择质量为0.2g0.4g撞针来试验比较合理来源:Z。xx。k.Com14（1）没有控制电流大
28、小一定；来源:学_科_网（2）吸引大头针的数量；来源:Zxxk.Com（3）在电流大小和铁芯一定时，线圈匝数越多，磁性越强；（4）控制线圈匝数一定，移动滑动变阻器，改变电路中电流的大小15（1）磁性强弱；（2）a、b；（3）b、c；（4）电流相同时，外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强16（1）电磁铁吸引大头针的个数；（2）没有控制电流大小不变；（3）将电磁铁接线柱a、b接入电路K、M之间，闭合开关S，调节滑动变阻器使电流表示数不变17（1）给导体两端加电压U2（U2U1）；（2）导体棒变长后，棒的重力变大，但导体在磁场中的长度没有变化，所以，偏转角变小18（1）不等于 （2）没有控制磁场强弱和电流大小19（1）步骤中没有控制磁场方向不变；（2）步骤改为：U型磁体不动，快速向右移动金属棒AB，观察检流计方向，并将导体运动方向和检流计指针偏转方向记录在表格中20（1）甲（2）磁能产生电（3）已经；将电流表等器材置于同一房间（其他合理答案均可）