電與磁中考實(shí)驗(yàn)題欣賞

作者簡介陳翠玉，女，青島市第二十四中高級(jí)教師.歷任青島市初中物理中心組組長，市南區(qū)兼職物理教研員、物理學(xué)科組組長，青島市中考命題、審題人員庫成員，青島市教育學(xué)會(huì)會(huì)員，山東省物理研究會(huì)會(huì)員.是青島市中小學(xué)青年骨干教師，山東省中學(xué)物理教學(xué)研究專業(yè)委員會(huì)先進(jìn)工作者，人教版課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教材物理培訓(xùn)專家.

物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)學(xué)科.隨著新課改的深入進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)的地位越來越重要.近年來，中招實(shí)驗(yàn)題大多從實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、現(xiàn)象的觀察與記錄、數(shù)據(jù)的分析與處理等方面，考查同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)探究能力.現(xiàn)選取部分2007年的中招試題作以分析，供大家借鑒.

一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)型

例1（威海市）將圖1中的電磁鐵連入你設(shè)計(jì)的電路中（在方框內(nèi)完成）.要求：電路能改變電磁鐵磁性的強(qiáng)弱；使小磁針受力靜止時(shí)N、S極如圖1所示．（友情提示：可用器材有滑動(dòng)變阻器、干電池）

解析電路能改變電磁鐵磁性的強(qiáng)弱，說明電路中有電流，而且電流的大小可以改變，所以能夠確定方框內(nèi)的電路元件是滑動(dòng)變阻器、干電池，它們與通電螺線管串聯(lián).螺線管通電后，小磁針受力，靜止時(shí)N極指向右，說明通電螺線管的右側(cè)是S極.根據(jù)安培定則可以判斷出在螺線管的正面，電流方向是向上的，故電源的左端為正極.設(shè)計(jì)出的電路圖如圖2所示.

二、現(xiàn)象分析型

例2（廣東?。┫马搱D3是法拉第發(fā)明的能夠產(chǎn)生持續(xù)電流的機(jī)器——發(fā)電機(jī)，金屬圓盤可以看成是由無數(shù)根長度等于圓盤半徑的導(dǎo)線組成的．金屬圓盤在磁極間不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，每根導(dǎo)線都在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生持續(xù)的電流.某校探究小組仿制了這個(gè)發(fā)電機(jī)裝置（如圖4），對(duì)影響電流大小的因素進(jìn)行了如下探究．

（1）當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速增大時(shí)，電流表指針偏轉(zhuǎn)增大，說明電流大小跟＿＿＿＿＿＿＿＿有關(guān)．

（2）保持圓盤轉(zhuǎn)速不變，換用一個(gè)半徑更大的金屬圓盤，發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)更大，說明電流大小還跟＿＿＿＿＿＿＿＿有關(guān)．

（3）保持圓盤轉(zhuǎn)速不變，換用＿＿＿＿＿＿＿＿＿，發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)更大，說明電流大小跟磁場強(qiáng)弱有關(guān).

解析當(dāng)閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，所產(chǎn)生電流的大小與許多因素有關(guān).本題中的金屬圓盤在磁極間不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，（1）當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速增大時(shí)，相當(dāng)于導(dǎo)體切割磁感線的速度增大，電流表指針偏轉(zhuǎn)增大，說明導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流增大，因此感應(yīng)電流的大小與圓盤的轉(zhuǎn)速有關(guān).（2）保持圓盤轉(zhuǎn)速不變，換用一個(gè)半徑更大的金屬圓盤，相當(dāng)于做切割磁感線的導(dǎo)體長度增大．電流表的指針偏轉(zhuǎn)增大，說明產(chǎn)生感應(yīng)電流的大小與圓盤的半徑有關(guān).（3）導(dǎo)體在切割磁感線時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的大小除了與導(dǎo)體切割磁感線的速度和導(dǎo)體的長度有關(guān)外，還與磁場的強(qiáng)弱有關(guān)，故當(dāng)換用磁性較強(qiáng)的磁鐵時(shí)，導(dǎo)體產(chǎn)生的感應(yīng)電流大，電流表的偏轉(zhuǎn)增大.

答案：（1）圓盤轉(zhuǎn)速 （2）圓盤半徑（3）磁性更強(qiáng)的磁鐵

評(píng)析：本題通過對(duì)影響感應(yīng)電流大小因素的實(shí)驗(yàn)探究，考查了同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)分析能力和信息處理能力.

三、分析論證型

例3 （宿遷市）法拉第電磁感應(yīng)現(xiàn)象是指：“閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場里做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流.”小明和芳芳根據(jù)課文中的描述進(jìn)行了進(jìn)一步探究.

（1）芳芳同學(xué)思考：線圈的一邊在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)與單根導(dǎo)線在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小可能不一樣.于是她驗(yàn)證如下：①用大約25圈的漆包線圈的一條邊框較快地做切割磁感線運(yùn)動(dòng)；②用單根導(dǎo)線以相同的情況做切割磁感線運(yùn)動(dòng).你認(rèn)為兩次靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)程度（）.

A． ①較大 B． ②較大C． 一樣大 D． 無法確定

（2）實(shí)驗(yàn)過程中小明與芳芳又用線圈和條形磁鐵來做實(shí)驗(yàn)（如圖5所示），發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn).你認(rèn)為在此實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生感應(yīng)電流大小跟什么因素有關(guān)？請(qǐng)你總結(jié)一下.（寫出兩條）

解析（1）用大約25圈的漆包線圈的一條邊框較快地做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于增加了切割磁感線的導(dǎo)體的長度，此時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流應(yīng)該比用單根漆包線圈的一條邊框以同樣的速度做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電流大.選A.

（2）如圖5所示，用線圈和條形磁鐵來做實(shí)驗(yàn)時(shí)，線圈不動(dòng)而使條形磁鐵運(yùn)動(dòng)，由于條形磁鐵的周圍磁感線分布不均勻，相當(dāng)于線圈在做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小應(yīng)該跟條形磁鐵下插的速度有關(guān)，還應(yīng)該跟條形磁鐵的磁性強(qiáng)弱有關(guān).

評(píng)析：本題通過對(duì)影響感應(yīng)電流大小因素的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析論證，考查了感應(yīng)電流的方向與磁場方向、導(dǎo)體在磁場中的運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系等方面的知識(shí).

1． （大連市）圖6是“探究導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件”實(shí)驗(yàn)裝置.閉合開關(guān)后，銅棒AB、電流表、開關(guān)組成閉合電路.

（1）要使電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，選擇一種可行的操作：＿＿＿＿＿＿＿.

（2）使銅棒AB上下運(yùn)動(dòng)，電流表指針能否發(fā)生偏轉(zhuǎn)？＿＿＿＿＿＿＿.

（3）感應(yīng)電流的大小除了與銅棒運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)以外，還和＿＿＿＿＿＿＿有關(guān)．

2． （揚(yáng)州市）圖7是公共汽車上用電磁閥控制車門開、關(guān)的工作電路圖.L1、L2是固定的電磁線圈.銜鐵T1、T2通過橫桿相連并可左右移動(dòng)，帶動(dòng)傳動(dòng)裝置使車門開啟或關(guān)閉.當(dāng)S接通觸點(diǎn)b時(shí)，線圈＿＿＿＿＿＿＿（填“L1”或“L2”）具有磁性， 吸引銜鐵使橫桿向＿＿＿＿＿＿＿（填“左”或“右”）運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)傳動(dòng)裝置關(guān)閉車門.

參考答案：1． （1）使銅棒AB向左運(yùn)動(dòng)（2）不發(fā)生偏轉(zhuǎn)（3）銅棒運(yùn)動(dòng)時(shí)所在的磁

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