2017-2018学年沪科版八年级物理第十七章
第二节 电流的磁场 同步测试
一、单选题(共10题;共20分)
1.关于如图所示的四个电磁实验,下列描述中正确的是( )
A. 甲图实验演示的是发电机原理 B. 乙图实验演示的是电流的磁效应
C. 丙图实验可探究螺线管的磁场周围的磁感线分布情况
D. 丁图实验演示的是电磁感应现象,发电机是依据此原理制成的 2.下列说法正确的是( )
A. 电铃在工作中应用了电磁铁 B. 电磁继电器的工作原理与发电机的相同 C. 电话话筒的作用是将电流信息转化为声音信息 D. 电动机是将机械能转化为电能的机械 3.首先发现电流周围存在磁场的物理学家是( )
A. 沈括 B. 法拉第 C. 麦克斯韦 D. 奥斯特 4.下列办法中不能改变电磁铁磁性强弱是( ) A.改变线圈中电流的大小 B.改变线圈的匝数 C.改变线圈中电流的方向 D.在通电螺线管中插入铁芯
5.如图,把螺线管沿东西方向水平悬挂起来,然后给导线通电,会发生的现象是( )
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A. 通电螺线管仍保持静止不动 B. 通电螺线管能在任意位置静止
C. 通电螺线管转动停至B端指向南,A端指向北 D. 通电螺线管转动停至A端指向南,B端指向北 6.在电磁铁右侧放一小磁针,静止时指向如图所示,闭合开关S,并将滑动变阻器滑片P向左移动时,下
列判断不正确的是( )
A. 电磁铁b端是N极 B. 电磁铁磁性增强 C. 电磁铁a端是N极 D. 小磁针N极偏向右侧 7.关于电磁铁,几位同学有下面的一些说法,你认为其中错误的是( ) A. 电磁铁通电时有磁性,断电时没有磁性 B. 电磁铁中通过的电流越大,它的磁性就越强
C. 在电流一定的情况下,外形相同的螺线管线圈匝数越多,它的磁性越强 D. 往通电螺线管中插入金属棒就会使通电螺线管的磁性增强
8.关于电磁继电器的衔铁的选用,下列说法中正确的是( )
A. 应选用软铁材料 B. 应选用钢棒 C. 以上两种材料都可以使用 D. 以上两种材料都不行 9.下列装置中,利用电流的磁效应工作的是( )
A. 电铃 B. 小小电动机
C. 动圈式话筒 D. 手摇发电机
10.如图所示实验装置,弹簧测力计下面挂着条形磁铁,螺线管中插有铁芯,开关S拨在触点②位置.要使弹簧测力计的示数变大,下列操作方法能够实现的是( )
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A. 滑片P向b端滑动 B. 将S拨到①位置 C. 将铁芯从螺线管中取出 D. 将螺线管往上移动
二、填空题(共5题;共16分)
11.某同学连接如图所示电路研究电磁铁的磁性,为了让铁钉吸引大头针的数目增多,以下措施中可行的 ________
A.将滑片向左端滑动 B.将滑片向右端滑动 C.减少铁钉上所绕线圈的匝数 D.去掉一节干电池 说明理由: ________
12.运用知识解决问题:
(1)城市下水道井盖丢失导致行人坠入下水道的悲剧时有发生,令人痛心.为此,某同学设计了一种警示电路,如图1所示:在井口安装一环形灯L,井盖相当于开关S;正常情况下,灯L不亮,开关处于________ 状态,电磁铁________ (“有”或“无”)磁性;一旦井盖丢失,灯L即亮起,以警示行人.
S极.________ (2)如图为通电螺线管和一小磁针静止时的情形,请在图2中标出电源正负极和小磁针的N、
13.小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”,如图甲所示.将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方,当环境温度正常时,继电器的上触点接触,下触点分离,指示灯亮;当环境温度超过某一值时,继
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电器的下触点接触,上触点分离,警铃响.图甲中继电器的供电电压U1=3V,继电器线圈用漆包线绕成,其电阻R0为30Ω.当线圈中的电流大于等于50mA时,继电器的衔铁将被吸合,警铃响.图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图象.
(1)由图乙可知,当环境温度为40℃时,热敏电阻阻值为 ________ Ω.当环境温度升高时,热敏电阻阻值将________ 继电器的磁性将________ (均选填“增大”、“减小”或“不变”).
(2)图甲中警铃的接线柱C应与接线柱 ________ 相连,指示灯的接线柱D应与接线柱 ________ 相连
(均选填“A”或“B”).
(3)图甲中线圈下端P的磁极是 ________ 极(选填“N”或“S”).
14.如图所示,GMR是巨磁电阻(其电阻值在磁场中随磁性的增强急剧减小),当开关S1、S2都闭合时,电磁铁附近的小磁针处于静止状态,则小磁针的A端为________ 极;当滑片P向左滑动时,电磁铁的磁性________ (选填“增强”、“减弱”、“不变”),指示灯的亮度________ (选填“变亮”、“变暗”、“不变”)
15.如图所示,将一条形磁体放在小车上,并靠近螺线管.开关闭合,当变阻器滑片向右滑动时,发现小车也向右运动,则条形磁体的左端为________极,图中电阻R2的作用是
________.
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三、解答题(共2题;共10分)
16.“﹣”(1)条形磁铁磁性减弱了,小红采用如图1所示的方法增强它的磁性,请你在图中标出电源的“+”、极和小磁针的N极.
(2)如图2所示,S1是光控开关,夜晚自动闭合,白天断开;S2是声控开关,有声音时自动闭合,安静时断开.请把图连接成声光控楼道节能照明电路.
17.如图所示,某同学用安培定则判断通电螺线管的磁极,请你在图中标出导线中的电流方向和螺线管的N、S极.
四、作图题(共2题;共10分)
18.将如图中的电磁铁连入你设计的电路中(在虚线方框内完成).要求:电路能改变电磁铁磁性的强弱;使小磁针静止时N、S如图(提示:可用器材有滑动变阻器、干电池).
19.在图中标出通电螺线管磁感线的方向和静止小磁针的N、S极.
五、实验探究题(共1题;共6分)
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20.为了探究“电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”,做了如下几次实验,实验现象如图所示.根据图示现象
回答下列问题:
(1)通过观察图甲中A与B两个电磁铁,当通过线圈的电流相同时、有无铁芯相同时,电磁铁线圈的匝数越多,它的磁性就越________.
(2)通过观察图甲中B与C两个电磁铁,当通过线圈的电流相同时、线圈的匝数相同时,________铁芯的电磁铁,它的磁性就越强.(选填“有”或“无”)
(3)通过观察图乙与图丙,当线圈的匝数相同、有无铁芯相同时,电磁铁的电流越________,它的磁性就越强.
(4)结论:影响电磁铁磁性强弱的因素有________.
(5)在物理学中,有些物理量的大小不易直接观察或测量,但它变化时引起的其他物理量的变化却易于直接观察或测量.在下列问题的研究中,也用到这一物理学方法的是 . A. 在研究平面镜成像时,通过等大的蜡烛与虚像重合来确定虚像的位置和大小 B. 在研究影响动能的因素时,通过木块被撞后运动的远近说明钢球动能大小 C. 在研究电压作用时,通过水压是水流形成的原因类比电压是电流形成的原因
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答案解析部分
一、单选题 1.【答案】B
【解析】【解答】解:A、甲图的实验研究的是通电导体在磁场中受力而运动,电动机是依据此原理制成的,故A错误;
B、乙实验演示的是电流的磁效应,即奥斯特实验,说明通电导线周围存在着磁场,故B正确; C、丙图实验可探究螺线管的磁场方向与电流方向的关系等,但不能直接探究其周围的磁感线分布情况,故C错误;
D、丁图中有电源,是电动机的原理,即通电导体在磁场中受到力的作用,故D错误. 故选B.
【分析】据所学电和磁的知识,对图中的各个实验结合选项中的描述逐个分析即可做出判断. 2.【答案】A
【解析】【解答】解:A、通电时,电磁铁有电流通过,产生了磁性,把小锤下方的弹性片吸过来,使小锤打击电铃发出声音,同时电路断开,电磁铁失去了磁性,小锤又被弹回,电路闭合,不断重复,电铃便发出连续击打声.应用了电磁铁,故A正确;
B、电磁继电器是利用电流的磁效应原理,发电机是利用电磁感应现象制成的,故B错误; C、电话的话筒把声信号转变为强弱变化的电信号传递出去,故C错误;
D、据课本知识可知,电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理工作的,即将电能转化为机械能的过程,故D错误. 故选A.
【分析】(1)带有铁芯的通电螺线管就是电磁铁,电铃中铃锤的敲打是利用电磁铁; (2)发电机是利用电磁感应现象制成的;
(3)电话的话筒通过电磁感应把声音的信号变为强弱变化的电流,而听筒是把强弱变化的电流通过磁场对电流的作用转化成声音;
(4)电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理工作的. 3.【答案】D 【解析】【解答】解:
A、沈括发现磁偏角,说明了地磁场和地理南北极并不重合,不合题意;
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B、法拉第在1831年发现了电磁感应现象,不合题意; C、麦克斯韦建立了电磁场理论,不合题意;
D、奥斯特发现了通电导体周围存在磁场,是第一个发现电现象与磁现象之间有联系的人,符合题意. 故选D
【分析】根据我们对于沈括、法拉第、麦克斯韦、奥斯特这四位科学家对于物理所作贡献的了解来作答. 4.【答案】C
【解析】【解答】通电螺线管磁性的强弱与电流的大小,线圈的匝数及是否有铁芯插入有关,螺线管中的电流越大,螺线管的匝数越多,有铁芯插入都可以使通电螺线管的磁性增强,改变电流的方向只能改变通电螺线管磁场的方向,C符合题意,ABD不符合题意.
故答案为:C.【分析】电磁铁的磁性强弱的影响因素有:电流的大小,线圈匝数的多少,是否有铁芯. 5.【答案】C
【解析】【解答】解:根据图示的螺线管线圈的绕向和螺线管中电流的方向,利用安培定则可以确定螺线管的A端为N极,B端为S极.
在地磁场的作用下,螺线管将会发生转动,螺线管的S极(B)指向南,螺线管的N极(A端)指向北. 综上分析,故选C.
【分析】通电后的螺线管相当于一个条形磁铁,然后利用磁体在地磁场的作用下指向南北方向.因此首先利用安培定则确定螺线管的NS极,然后再确定其指向. 6.【答案】C
【解析】【解答】解:AC、电流从右端流入,左端流出,故据安培定则可知,此时电磁铁的b端是N极,a端是S极,故A正确、C错误; B、将滑动变阻器滑片P向左移动时,接入电路的电阻变小,电路中电流变大,电磁铁磁性增强,故B正确;
C、电磁铁的b端是N极,据磁极间的作用规律可知,小磁针静止时,左端是S极,右端是N极,即小磁针N极将偏向右侧,故D正确. 故选C.
【分析】开关闭合后,根据电流方向利用安培定则可判断螺线管的磁极,则由磁极间的相互作用可判出小磁针的指向;由滑动变阻器的滑片移动可得出电路中电流的变化,则可得出螺线管中磁场的变化. 7.【答案】D
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【解析】【解答】A、电磁铁通电时产生磁性,断电时磁性消失,故A正确,不符合题意;B、在其它条件相同时,电流越大,通电螺线管的磁性越强,故B正确,不符合题意;C、电磁铁的磁性取决于线圈的匝数和电流的强弱,在电流一定时,外形相同的螺线管,线圈匝数越多,它的磁性越强,故C正确,不符合题意;D、通电螺线管的磁性与螺线管内有无铁芯有关。而往通电螺线管中插入金属棒,不一定是铁芯,若是铜棒,就不会使通电螺线管的磁性增强,故D错误,符合题意。故选D
【分析】电磁铁的磁性强弱的影响因素:电流的大小,线圈匝数的多少,有无铁芯.电流越大,匝数越多,有铁芯磁性越强;
电磁铁的优点:磁性的有无可以由电流的通断来控制,磁性的强弱可以由电流的大小。 8.【答案】A
【解析】【解答】解:用这种材料制作衔铁,衔铁在电磁继电器的用途是:当电磁铁有磁性时,衔铁与电磁铁相互吸引;当电磁铁没有磁性时,电磁铁不吸引衔铁。若用钢片制作衔铁,就会出现下面的现象:当电磁铁有磁性时,衔铁与电磁铁相互吸引;此时的衔铁被磁化成永磁体,当电磁铁没有磁性时,两者仍然相互吸引。故用钢片制成的衔铁不能使两者在断电时分,而软铁片制成的衔铁被磁化时,形成软磁体,在电磁铁中断电时,衔铁也没有磁性,两者能够分开,综上分析选A。 故选A。
【分析】选用材料的时,要明确这种材料制成的物体在此处的用途,要选用能够满足这种用途的材料,由此入手考虑来解决此题。 9.【答案】A 【解析】【解答】
A、图中电铃的主要部件之一是电磁铁,利用了电流的磁效应,故A符合题意;
B、电动机是利用了通电导体在磁场中受力的原理制成的,不是利用电流的磁效应,故B不合题意; C、动圈式话筒的工作原理是利用了电磁感应,将声信号变成电信号,不是利用电流的磁效应,故C不合题意;
D、手摇发电机是利用了电磁感应的原理制成的,不是利用电流的磁效应,故D不合题意. 故选A.
【分析】结合选项中的四个装置的结构,明确其物理原理,看哪一个利用了电流的磁效应,即可做出判断.10.【答案】C
【解析】【解答】解:A、根据安培定则可知,螺线管的上端是N极,同名磁极相互排斥.滑片P向b端滑动,电阻变小,电流变大,螺线管磁性变强,排斥力增大,则弹簧测力计示数变小,不符合题意;
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B、将S拨到①位置,线圈匝数增加,螺线管磁性增强,排斥力增大,则弹簧测力计示数变小,不符合题意;
C、将铁芯从螺线管中抽出,螺线管的磁性就会变弱,排斥力减小,则弹簧测力计示数变大; D、将螺线管往上移动,磁极间的作用会变强,排斥力变大,则弹簧测力计示数变小,不符合题意. 故选 C.
【分析】先根据安培定则判断出螺线管上端的极性,然后根据磁极间的相互作用规律进行选择. 二、填空题
11.【答案】B;当滑片向右移动时,滑动变阻器接入电阻减小,由欧姆定律可知电路中电流将增大,则螺线管的磁性增加,故吸引大头针的数目将增加
【解析】【解答】解:A、将滑片向左端滑动,滑动变阻器接入电阻变大,由欧姆定律可知电路中电流将减小,则螺线管的磁性减弱,故吸引大头针的数目将减少,不符合题意;
B、当滑片向右移动时,滑动变阻器接入电阻减小,由欧姆定律可知电路中电流将增大,则螺线管的磁性增加,故吸引大头针的数目将增加,符合题意;
C、减少铁钉上所绕线圈的匝数,则螺线管的磁性减弱,故吸引大头针的数目将减少,不符合题意; D、去掉一节干电池后,电路中的电流减小,则螺线管的磁性减弱,故吸引大头针的数目将减少,不符合题意;
故答案为:B;当滑片向右移动时,滑动变阻器接入电阻减小,由欧姆定律可知电路中电流将增大,则螺线管的磁性增加,故吸引大头针的数目将增加
①要知道电磁铁磁性的强弱是看不见的,【分析】通过电磁铁吸引大头针的数量可以间接知道电磁铁磁性的强弱,这就是转换法.使电磁铁吸引大头针的数目增多,也就是使其磁性增强. ②影响电磁铁磁性强弱的因素:电流的大小和线圈匝数的多少.
12.【答案】闭合;有;
【解析】【解答】解:(1)据图可知,正常情况下S闭合,电磁铁有磁性,被控制电路断路灯泡不亮,当井盖丢失S断开时,电磁铁无磁性,被控制电路闭合,灯泡发光,以警示行人;
(2)据图可知,磁感线从通电螺线管的左端、右端入,所以通电螺线管的左端为N极、右端为S极;根 据磁极间的作用规律,同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引,可知小磁针的左端为S极、右端为N极;据安培定则可知,大拇指指向N极(左端),可得通电螺线管中的电流从右端流入、左端流出,所以电源
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的右边为正极、左边为负极,如图所示:
故答案为:(1)闭合;有;(2)如图所示.
【分析】(1)根据题意可知,正常情况下S闭合,电磁铁有磁性,被控制电路断路灯泡不亮,当井盖丢失S断开时,电磁铁无磁性,被控制电路闭合,灯泡发光,据此回答;
(2)现根据磁感线的方向规定确定通电螺线管的NS极,根据磁极间的作用规律确定小磁针的NS极;根据安培定则确定电流方向可得电源的正负极.
13.【答案】70;减小;增大;B;A;S
【解析】【解答】解:(1)分析乙图,找到热敏电阻40℃对应的阻值为70Ω,并且分析图象发现:温度升高时,热敏电阻阻值减小,根据欧姆定律,电路中电流就会增大,电磁铁的磁性就会增大;
(2)由题中“当环境温度超过某一值时,继电器的下触点接触,上触点分离,警铃响”,所以警铃的接线柱C应与接线柱B连,指示灯的接线柱D应与接线柱A相连;
(3)由安培定则可判断出线圈的上端为N极,下端P的极性是S极; 故答案为:(1)70;减小;增大;(2)B;A;(3)S.
【分析】(1)从图乙中找出40℃对应的热敏电阻的阻值,由图象分析热敏电阻阻值随温度的变化关系,结合欧姆定律分析电路中电流的变化,从而判断出电磁铁磁性的变化;
(2)由题干中“当环境温度超过某一值时,继电器的下触点接触,上触点分离,警铃响”判断出警铃和指示灯的连接情况;
(3)由线圈中的电流方向,根据安培定则判断出电磁铁的NS极.
14.【答案】S;增强;变亮 【解析】【解答】解:
(1)根据安培定则可知,电磁铁的左端为N极,右端为S极,所以则小磁针的A端为S极;
(2)闭合开关S1和S2 , 使滑片P向左滑动,电阻变小,电流变大,磁场的磁性增强,巨磁电阻的阻值减小,电路电流变大,所以指示灯的亮度会变亮. 故答案为:S;增强;变亮.
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【分析】(1)根据安培定则得出电磁铁的两极,根据磁极间的相互作用判断小磁针A端的极性; (2)先分析滑片向右移动时,变阻器的阻值是变大了还是变小了,然后根据欧姆定律得出电流大小变化情况,从而判断出电磁铁的磁场强弱变化情况,进一步得出灯泡亮度的变化. 15.【答案】N;保护电路
【解析】【解答】解:由安培定则可知,螺线管右端为N极,左端为S极,根据开关闭合,当变阻器滑片向右滑动时,发现小车也向右运动,
由同名磁极相互排斥可确定条形磁体的左端为N极. 图中滑动变阻与电阻R2串联,故R2作用是分压,保护电路. 故答案为:N;保护电路.
【分析】先根据安培定则判断出通电螺线管的NS极,再根据小车也向右运动以及磁极间的相互作用(同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引)判断出条形磁体的NS极,图中电阻R2的作用是保护电路. 三、解答题 16.【答案】解:
(1)知道该螺线管左端是N极,右端是S极,由安培定则可知,电流从右侧流入,则电源右侧为正极; 据磁极间的作用规律可知,此时小磁针靠近螺线管左端N极的一定是S极,小磁针的右端一定是N极.如图所示:
(2)将光控开关、声控开关以及灯泡串联连接即可.如图所示:
【解析】【分析】(1)由电磁铁的极性,据安培定则可判出电流方向及电源的正负极,再由磁体间的作用规律可得小磁针的N极方向;
(2)对于楼道照明灯使用声、光控开关,只有黑暗且有声音时灯才亮,即两个条件同时满足才可以,所以两个开关应是串联的.
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17.【答案】解:从图可知,螺旋管的左端为N极,右端为S极,并且电流方向是从螺旋管的右端流入左端流出.如图所示:
【解析】【分析】安培定则内容为:用右手握住螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的北极;由图可以判断出通电螺线管的磁极和电流的方向. 四、作图题 18.【答案】解:
【解析】【解答】解:(1)电路能改变电磁铁磁性的强弱,对于确定的电磁铁,铁芯和匝数一定,只能改变电流的大小,在电路在改变电流的大小的器材是滑动变阻器,电路中接入滑动变阻器;
(2)电路接通后能使小磁针静止在图示位置.由此推断电磁铁的左端是N极,右端是S极,根据安培定则,电流应该是电磁铁的左端流入,右端流出. 故答案为:如下图.
【分析】解答此题要明确以下两点:
(1)电磁铁的磁性强弱跟电流大小、匝数多少、是否有铁芯插入有关.
(2)安培定则:用右手握住螺线管,让四指指向电流的方向,大拇指所指的方向是螺线管的N极. 19.【答案】解:如图,电流从螺线管左侧流向右侧,用右手握住螺线管,使四指环绕的方向与电流的方向相同,此时拇指所指的一端就是螺线管的N极,故螺线管右端为N极,左端为S极.磁感线在螺线管外部总是从N极指向S极,根据异名磁极相互吸引可知,小磁针左端为S极,右端为N极,如图所示.
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【解析】【分析】知道电流的方向,根据安培定则可以判断出螺线管的极性,再根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互排斥,即可解决此题. 五、实验探究题 20.【答案】(1)强 (2)有 (3)大
(4)通过电磁铁的电流大小、线圈的匝数、有无铁芯 (5)B
【解析】【解答】解:(1)图甲中A、B两个电磁铁,通过线圈的电流相同时、有无铁芯相同时,线圈的匝数越多,吸引大头针数目越多,表明它的磁性就越强;(2)图甲中B、C两电磁铁,通过线圈的电流相同时、线圈匝数相同时,有铁芯的电磁铁吸引大头针数目越多,表明它的磁性就越强;(3)图乙与图丙中,当线圈的匝数相同、有无铁芯相同时,图丙中滑动变阻器连入电路的电阻丝变短,电阻变小,电路中电流增大,电磁铁吸引大头针多,电磁铁的磁性增强;由此说明:通过电磁铁的电流越大,它的磁性就越强;(4)结论:影响电磁铁磁性强弱的因素有通过电磁铁的电流大小、线圈的匝数、有无铁芯;(5)在物理学中,有些物理量的大小不易直接观察或测量,但它变化时引起的其他物理量的变化却易于直接观察或测量,该研究方法的是转换法; A、在研究平面镜成像时,通过等大的蜡烛与虚像重合来确定虚像的位置和大小,采用了等效法;
B、在研究影响动能的因素时,通过木块被撞后运动的远近说明钢球动能大小,采用了转换法; C、在研究电压作用时,通过水压是水流形成的原因类比电压是电流形成的原因,采用了类比法; 所以,用到这一物理学方法的是B.
故答案为:(1)强;(2)有;(3)大;(4)通过电磁铁的电流大小、线圈的匝数、有无铁芯;(5)B.【分析】(1)电磁铁的磁性强弱跟电流大小、匝数多少、有无铁芯有关.电流越大、线圈匝数越多、有铁芯时,电磁铁的磁性越强;(2)探究电磁铁磁性强弱的影响因素时采用转换法和控制变量法;(3)滑动变阻器的作用:改变连入电路的电阻丝的长度,改变连入电路的电阻,改变电路中的电流;(4)初中物理中有很多实验应用转换法,例如用电磁铁吸引大头针的多少来反映电磁铁磁性强弱,用木块被撞后运动的远近说明钢球动能大小等等.
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