第十七章 从指南针到磁浮列车（单元测试）-【上好课】九年级物理全一册同步高效课堂（沪科版）

第十七章 从指南针到磁浮列车 满分100分 时间60分 一、单项选择题 （每小题3分，共12×3=36分） 1．世界上最早记录了“地理的两极和地磁场的两极并不重合”的是（　　） A．沈括 B．焦耳 C．安培 D．奥斯特 2. 下列物质中，不能被磁铁吸引的是（　　） A．钢 B．铁 C．钴 D．镍 3．下列常用电器中有磁体的是（　　） A．电熨斗 B．电暖手宝 C．电水壶 D．电吹风机 4. 下列关于磁现象说法正确的是（　　） ①在磁场中，磁感线是真实存在的 ②电磁铁的磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关 ③地磁场的南北极与地理位置的南北极一致 ④奥斯特实验发现了电流周围存在磁场 A．①③ B．①② C．②④ D．③④ 5. 图甲是某同学自制的“磁悬浮地球仪”，在地球仪中内嵌有条形磁铁，利用底座中的电磁铁就可将其稳定地“悬浮”在空中，其工作原理如图乙所示，某时刻，地球仪稳定地“悬浮”在空中，下列分析正确的是（　　） A．电磁铁上端是N极 B．电磁铁周围存在磁感线 C．电磁铁周围各处磁场强弱相同 D．地球仪悬浮是因为同名磁极相互排斥 6. 条形磁体的磁感线分布如图所示。下列说法正确的是（　　） A．a点没有磁场 B．磁感线是真实存在的 C．b点的磁场比c点的更强 D．b点的磁场方向水平向右 7. 如图所示的磁铁，它们的外部磁场用磁感线描述正确的是（　　） A B C D 7. 小文把安装完成的直流电动机模型接入如图所示的电路中，闭合开关，电动机的转子正常转动，下列说法错误的是（　　） A．电动机的工作原理是电磁感应 B．只对调磁体的N、S极能改变转子转动方向 C．只对调电源的正、负极能改变转子转动方向 D．滑片P向A移动，电动机的转子转动加速 9．如图所示的“电与磁”实验和现象，下列说法中错误的是（　　） A．图甲：闭合开关，小磁针的N极向右偏转 B．图乙：揭示了电生磁现象，发电机是利用这个原理制成的 C．图丙：该实验说明电磁铁的磁性大小与线圈匝数有关 D．图丁：说明磁场对电流有力的作用，将电能转化为机械能 10. 在探究通电螺线管的磁场实验中，小明连接了如图所示的电路，通电螺线管A端放有一小磁针，闭合开关。下列说法正确的是（　　） A．通电螺线管B端为N极 B．通电螺线管外C点的磁场方向向右 C．小磁针静止时，N极指向螺线管A端 D．滑动变阻器的滑片P向b端移动时，通电螺线管的磁性增强 11．巨磁电阻（GMR）在磁场中，电阻会随着磁场的增大而急剧减小。用GMR组成的电路图如图所示，开关K与1接通时，电磁铁右端为N极，电源电压恒定，则（　　） A．开关K与2接通时，电磁铁左端为S极 B．开关K与2接通时，A1指针偏转方向不变 C．当A1示数减小时，A2示数减小 D．当A1示数增大时，A2示数不变 12．下列与电磁现象有关的四幅图，分析正确的是（　　） A．图甲是天然气泄漏报警电路，天然气浓度增大到一定程度时电铃会发出报警声。所选气敏电阻的阻值应该随天然气浓度的增大而减小 B．图乙探究磁场对电流的作用 C．图丙探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系 D．图丁研究发电机的工作原理 二、作图、填空题（每图2分，每空1分，共24分） 13．作图题： （1）闭合开关，通电螺线管附近的小磁针方向如图所示，请在图中括号内标出电源的极性（“+”或“-”），并标出磁感线的方向。    （2）请在图中标出静止的小磁针的N极。    14. 如图所示，先将小磁针放在水平桌面上，静止时小磁针N极指向 方。再将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，小磁针将 ，说明通电导线周围存在 。 15. 请指出通电螺线管右端D为 ；小磁针的B处为 （两空均选填“N 极”或“S 极”），并标出磁感线E的方向 （选填“向左”或“向右”）。 16. 学校物理探究小组为了模拟电磁起重机的工作原理，用表面涂有绝缘漆的导线绕在大铁钉上制成电磁铁，接入电路，如图所示。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片向 移动一段距离后，硬币才被吸起，这说明电流越大，电磁铁的磁性 （选填“越强”、“越弱”或“不变”）。 17. 如图所示是电流表的内部结构示意图，线圈在磁场中，指针与线圈相连。当线圈中有电流通过时，指针会偏转，其原理是 在磁场中受到力的作用，和 原理相同（选填：“电动机”、“发电机”或“电磁铁”），如果线圈中的电流方向与原来相反，则指针偏转方向与原来 。 18. 如图的线圈abcd位于磁场中，ab和cd的受力方向 ，（相同/不同）理由是： ，此时线圈 （在/不在）平衡位置。    19. 小磁针静止时N极会自动转向地球的 （选填“北”或“南”）方，如图所示，是描给某一磁体周围磁场的部分磁递线，若在b点放置一个可自由转动的小磁针，则小磁针静止时，其N极指向 （选填“P”或“Q”），如图a点和 b点在同一条磁感线上，他们的磁场方向是 的（选填“相同”或“不相同”）。 20. 利用如图所示的实验装置探究“磁场对通电直导线的作用”，导体棒AB放置在光滑的轨道上并处于U形磁体的磁场中。请你回答下列问题： （1）连接好电路，闭合开关S，若观察到 现象，则说明磁场对通电导体有力的作用； （2）闭合开关S，将滑动变阻器的滑片向左端缓慢移动的过程中，发现导体棒 AB向左运动的速度更快，这是由于 的缘故； （3）如果想使导体棒AB向右运动，可进行的实验操作是 。（正确写出一种即可） 三、实验探究题（每空2分，共32分） 21. 某实验小组用铁屑和小磁针来探究“通电螺线管外部磁场的方向”。    （1）在闭合开关前，小磁针静止时，N极指向地理的 （选填“南极”或“北极”），说明地球周围存在磁场。 （2）在玻璃板上均匀地撒满铁屑，将螺线管连入电路，闭合开关，轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示，铁屑的分布情况与 磁体周围铁屑的分布情况相似。 （3）把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示，对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极指向与图乙中小磁针N极指向相反，说明通电螺线管的极性与 的方向有关。 （4）实验时发现通电螺线管的磁场较弱，铁屑规则排列的效果不明显，为增强螺线管的磁场，可行的措施： （写出一种方法即可）。 （5）为了研究通电螺线管的磁极性质，同学们对螺线管的电流方向和绕线方式进行了实验，得到了如图所示的四种情况。说明通电螺线管的磁极极性只与 有关，且这个关系可以用 来判断。 22. 下图是与电动机有关的四幅图： （1）甲图，通电后导线ab从静止变为运动的原因是： 。此时该装置将电能转化为 能； （2）发现甲装置的原理后，我们会将导线ab改为线圈状，这样可以变导体的左右运动为线圈转动；同时我们还会增加线圈匝数（如图乙），这样做是为了 ； （3）在乙、丙、丁三幅图中，通电后线圈不能持续转动的是 图；有换向器结构的是 图； （4）实际的电动机采用的是 的结构，它的优点是 （说一条即可）。 23. 同学们在制作电动机模型时，把一段粗漆包线绕成约3 cm×2 cm的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3 cm；然后，用小刀刮两端引线的漆皮；用硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板上；两个支架分别与电池的两极相连；把线圈放在支架上，线圈下放一块强磁体，如图所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停地转下去。 （1）在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，刮线的要求是 （选填“A”或“B”）。 A．两端全部刮掉 B．一端全部刮掉，另一端只刮半周 （2）小华组装好实验装置，接通电源后，发现线圈不能转动，写出两条可能造成该现象的原因： ① ；② 。 四、计算题（共8分） 24．小明设计的一个温控电加热装置，原理如图所示，电压U1=6V，Rt为热敏电阻其阻值随加热环境温度的升高而增大。电磁铁线圈电阻不计，当导线中的电流大于或等于10mA时，衔铁吸下与下触点A接触；当电流小于10mA时，衔铁松开与B触点接触，U2=220V，R1=48.4Ω。 （1）衔铁刚被吸下时，求Rt的阻值． （2）求该电加热器处于加热挡时的电功率． （3）若该电加热器的保温时功率是加热时功率的10%，求R2的阻值． 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 21 / 27 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第十七章 从指南针到磁浮列车 满分100分 时间60分 一、单项选择题 （每小题3分，共12×3=36分） 1．世界上最早记录了“地理的两极和地磁场的两极并不重合”的是（　　） A．沈括 B．焦耳 C．安培 D．奥斯特 【答案】A 【详解】根据物理学史可知，世界上最早记录了“地理的两极和地磁场的两极并不重合”这一现象的人是沈括。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 2. 下列物质中，不能被磁铁吸引的是（　　） A．钢 B．铁 C．钴 D．镍 【答案】A 【详解】磁铁具有磁性，磁铁能吸引铁、镍、钴等物质，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3．下列常用电器中有磁体的是（　　） A．电熨斗 B．电暖手宝 C．电水壶 D．电吹风机 【答案】D 【详解】A．电熨斗是利用电流的热效应来工作的，故A不符合题意； B．电暖手宝是利用电流的热效应来工作的，故B不符合题意； C．电水壶是利用电流的热效应来工作的，故C不符合题意； D．电吹风机的构造中有电动机，电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，所以电吹风机中有磁体，故D符合题意。 故选D。 4. 下列关于磁现象说法正确的是（　　） ①在磁场中，磁感线是真实存在的 ②电磁铁的磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关 ③地磁场的南北极与地理位置的南北极一致 ④奥斯特实验发现了电流周围存在磁场 A．①③ B．①② C．②④ D．③④ 【答案】C 【详解】①磁感线是为了描述磁体周围磁场分布而假想出来的曲线，在磁场中不是真实存在的，故①错误； ②影响电磁铁磁性强弱的因素有电流大小和线圈匝数的多少；在线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁的磁性越强；在电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强，故②正确； ③地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近，地磁场的南北极与地理位置的南北极大致相反且不重合，存在磁偏角，故③错误； ④奥斯特实验最早发现了电流周围存在磁场，是电流的磁效应，故④正确。 综上所述，只有②④正确。 故选C。 5. 图甲是某同学自制的“磁悬浮地球仪”，在地球仪中内嵌有条形磁铁，利用底座中的电磁铁就可将其稳定地“悬浮”在空中，其工作原理如图乙所示，某时刻，地球仪稳定地“悬浮”在空中，下列分析正确的是（　　） A．电磁铁上端是N极 B．电磁铁周围存在磁感线 C．电磁铁周围各处磁场强弱相同 D．地球仪悬浮是因为同名磁极相互排斥 【答案】D 【详解】A．地球仪下端为S极，与电磁铁相斥，则电磁铁上端为S极，下端为N极，A错误； B．磁感线是为了描述磁场而认为引入，不是客观真实存在的，故B错误； C．电磁铁周围磁场和条形磁铁周围磁场相似，即两端磁场最强，中间磁场最弱，故C错误； D．磁极间的相互作用规律：同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。地球仪悬浮的原理是同名磁极相互排斥，故D正确。故选D。 6. 条形磁体的磁感线分布如图所示。下列说法正确的是（　　） A．a点没有磁场 B．磁感线是真实存在的 C．b点的磁场比c点的更强 D．b点的磁场方向水平向右 【答案】D 【详解】A．a点有磁场，但磁场较弱，故A错误； B．磁感线是人为引入的，不是真实存在的，故B错误； C．c点磁感线更密，所以c点的磁场比b点的更强，故C错误； D．磁感线的方向表示磁场的方向，由图可知，b点的磁场方向水平向右，故D正确。 故选D。 7. 如图所示的磁铁，它们的外部磁场用磁感线描述正确的是（　　） A B C D 【答案】A 【详解】在磁体外部磁感线的方向是从磁体的N极出来，回到磁体的S极，磁感线不能交叉，在磁体的内部与外部，磁感线构成一个封闭的回路，故A正确，BCD错误。 故选A。 7. 小文把安装完成的直流电动机模型接入如图所示的电路中，闭合开关，电动机的转子正常转动，下列说法错误的是（　　） A．电动机的工作原理是电磁感应 B．只对调磁体的N、S极能改变转子转动方向 C．只对调电源的正、负极能改变转子转动方向 D．滑片P向A移动，电动机的转子转动加速 【答案】A 【详解】A．电动机的工作原理是通电导体在磁场中能够受到力的作用，故A错误，符合题意； BC．通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关。只对调磁体的N、S极改变了磁场方向，电流方向不变，所以转子转动的方向也会改变；只对调电源的正负极是使电流方向与原来方向相反，磁场方向不变，所以也能改变转子的转动方向，故B、C正确，不符合题意； D．通电导体在磁场中受到的力的大小与磁场强度和电流的大小有关，如图所示的电路图中，将滑片P向A移动时，滑动变阻器接入电路中的阻值减小，电流增大，所以电动机转子受到的磁场的力的作用会增大，转动的速度也会增大，故D正确，不符合题意。 故选A。 9．如图所示的“电与磁”实验和现象，下列说法中错误的是（　　） A．图甲：闭合开关，小磁针的N极向右偏转 B．图乙：揭示了电生磁现象，发电机是利用这个原理制成的 C．图丙：该实验说明电磁铁的磁性大小与线圈匝数有关 D．图丁：说明磁场对电流有力的作用，将电能转化为机械能 【答案】B 【详解】A．图甲：闭合开关，电流从电磁铁的右端流入，由右手定则得，螺线管的右端为N极，左端为S极，由异名磁极相吸引得，小磁针的N极向右偏转，故A正确，不符合题意； B．图乙：揭示了电生磁现象，发电机是利用电磁感应原理工作的，故B错误，符合题意； C．图丙：该实验说明电流相同时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性大小越强，说明电磁铁的磁性大小与线圈匝数有关，故C正确，不符合题意； D．图丁：说明磁场对电流有力的作用，导体棒运动时，消耗电能，将电能转化为机械能，故D正确，不符合题意。 故选B。 10. 在探究通电螺线管的磁场实验中，小明连接了如图所示的电路，通电螺线管A端放有一小磁针，闭合开关。下列说法正确的是（　　） A．通电螺线管B端为N极 B．通电螺线管外C点的磁场方向向右 C．小磁针静止时，N极指向螺线管A端 D．滑动变阻器的滑片P向b端移动时，通电螺线管的磁性增强 【答案】B 【详解】AB．电流从螺线管左端流入，右端流出，根据安培定则可知，此时电磁铁的A端是N极，B端是S极，则通电螺线管外部磁感线是从A端出来，回到B端，故C点的磁场方向向右，故A错误，B正确； C．小磁针静止时，左端是N极，右端是S极，根据“异名磁极相互吸引”可知，即小磁针N极指向水平向左，故C错误； D．滑动变阻器的滑片P向b端移动，电阻变大，电流变小，电磁铁的磁性变弱，故D错误。 故选B。 11．巨磁电阻（GMR）在磁场中，电阻会随着磁场的增大而急剧减小。用GMR组成的电路图如图所示，开关K与1接通时，电磁铁右端为N极，电源电压恒定，则（　　） A．开关K与2接通时，电磁铁左端为S极 B．开关K与2接通时，A1指针偏转方向不变 C．当A1示数减小时，A2示数减小 D．当A1示数增大时，A2示数不变 【答案】C 【详解】A．开关K与2接通时，电流从电磁铁的右端流入，左端流出，即电磁铁的左端是N极，右端是S极，故A错误，不符合题意； B．巨磁电阻（GMR）在磁场中，电阻会随着磁场的增大而急剧减小，开关K与1或2接通时，左边电路的电阻不变，电流的方向改变，A1指针偏转方向改变，故B错误，不符合题意； C．当A1示数减小时，左侧电磁铁的磁场变弱，故GMR的电阻变大，所以右侧电路电阻变大，故A2示数减小，故C正确，符合题意； D．当A1示数增大时，左侧电磁铁的磁场变强，故GMR的电阻变小，所以右侧电路电阻变小，故A2示数增大，故D错误，不符合题意。 故选C。 12．下列与电磁现象有关的四幅图，分析正确的是（　　） A．图甲是天然气泄漏报警电路，天然气浓度增大到一定程度时电铃会发出报警声。所选气敏电阻的阻值应该随天然气浓度的增大而减小 B．图乙探究磁场对电流的作用 C．图丙探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系 D．图丁研究发电机的工作原理 【答案】A 【详解】A．图甲控制电路中，气敏电阻和变阻器串联，气敏电阻的阻值应该随天然气浓度的增大而减小。当天然气浓度增大到一定程度时，气敏电阻变小，电路的电阻变小，由欧姆定律可知电路的电流变大，电磁铁磁性变强，陷铁被吸下，电铃连入电路中，电铃会发出报警声，故A正确； B．图乙为奥斯特实验，说明电流周围存在磁场，故B错误； C．图丙中两电磁铁串联，通过的电流相等，而线圈匝数不同，探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系，故C错误； D．图丁中有电源，研究磁场对电流的作用，故D错误。 故选A。 二、作图、填空题（每图2分，每空1分，共24分） 13．作图题： （1）闭合开关，通电螺线管附近的小磁针方向如图所示，请在图中括号内标出电源的极性（“+”或“-”），并标出磁感线的方向。    【答案】  见右图。 【详解】闭合开关，通电螺线管附近的小磁针方向如图所示，结合小磁针N极所指方向和磁极间的相互作用，通电螺线管的右端为N极，则左端为S极，磁体外部的磁感线方向为从N极指向S极；根据右手螺旋定则，螺线管的电流方向向下，则电源的左端为正极，如图所示。 （2）请在图中标出静止的小磁针的N极。    【答案】见右图。   【详解】由右手螺旋定则可知通电螺线管的左侧为N极，右侧为S极。又因为异名磁极相互吸引，故小磁针的右端为N极。如图所示。 14. 如图所示，先将小磁针放在水平桌面上，静止时小磁针N极指向 方。再将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，小磁针将 ，说明通电导线周围存在 。 【答案】 北 发生偏转 磁场 【详解】由于地球的周围存在地磁场，地球周围的小磁针都要受到地磁场的作用而指向南北方向，小磁针指向北的一端为N极。 当开关闭合时，通电导线的周围产生了磁场，则导线下方的小磁针在磁场的作用下会发生偏转。 15. 请指出通电螺线管右端D为 ；小磁针的B处为 （两空均选填“N 极”或“S 极”），并标出磁感线E的方向 （选填“向左”或“向右”）。 【答案】 N极 N极 向左 【详解】由图可知，电流从螺线管的左端流入，右端流出，所以根据右手螺旋定则可知，D端为N极，C端为S极，再根据异名磁极相互吸引可知，小磁针静止时，B处为N极。 通电螺线管外部磁感线的方向是从N极出发，回到S极，所以磁感线E处的方向向左。 16. 学校物理探究小组为了模拟电磁起重机的工作原理，用表面涂有绝缘漆的导线绕在大铁钉上制成电磁铁，接入电路，如图所示。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片向 移动一段距离后，硬币才被吸起，这说明电流越大，电磁铁的磁性 （选填“越强”、“越弱”或“不变”）。 【答案】 右 越强 【详解】滑片向右移动，变阻器接入电路的电阻变小，由I=U/R可知，线圈中的电流增大，则电磁铁的磁性越强；由于磁体能够吸引铁、钴、镍等物体，电磁铁磁性增强到一定程度，硬币被吸起。 17. 如图所示是电流表的内部结构示意图，线圈在磁场中，指针与线圈相连。当线圈中有电流通过时，指针会偏转，其原理是 在磁场中受到力的作用，和 原理相同（选填：“电动机”、“发电机”或“电磁铁”），如果线圈中的电流方向与原来相反，则指针偏转方向与原来 。 【答案】 通电导体 电动机 相反 【详解】通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理：通电线圈在磁场中受力而转动，与电动机的原理是相同的，通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流的方向有关，若改变线圈中的电流方向，指针的偏转方向将改变。 18. 如图的线圈abcd位于磁场中，ab和cd的受力方向 ，（相同/不同）理由是： ，此时线圈 （在/不在）平衡位置。    【答案】 不同 ab和cd中电流的方向不同 不在 【详解】通电导体在磁场中受力方向与磁感线方向和电流方向有关，根据图示信息，电流从电源的正极出发回到负极，则线圈中ab段的电流方向与cd段的电流方向恰好相反，所以它们的受力方向也不同。 此时线圈的两个边受力方向相反，所以线圈会发生转动，即线圈不在平衡位置。 19. 小磁针静止时N极会自动转向地球的 （选填“北”或“南”）方，如图所示，是描给某一磁体周围磁场的部分磁递线，若在b点放置一个可自由转动的小磁针，则小磁针静止时，其N极指向 （选填“P”或“Q”），如图a点和 b点在同一条磁感线上，他们的磁场方向是 的（选填“相同”或“不相同”）。 【答案】 北 Q 不相同 【详解】由于地球的北极是地磁的南极，根据磁极间的相互作用规律可知，小磁针静止时N极会自动转向地球的北方。 根据图示的磁感线方向可知，b点的磁场方向指向Q，也就是小磁针静止在该点时北极所指的方向，即N极指向Q点。 磁感线上某点的磁场方向为该点的切线方向，由于a、b两点的切线方向不同，因此同一条磁感线上a、b两点的磁场方向不相同。 20. 利用如图所示的实验装置探究“磁场对通电直导线的作用”，导体棒AB放置在光滑的轨道上并处于U形磁体的磁场中。请你回答下列问题： （1）连接好电路，闭合开关S，若观察到 现象，则说明磁场对通电导体有力的作用； （2）闭合开关S，将滑动变阻器的滑片向左端缓慢移动的过程中，发现导体棒 AB向左运动的速度更快，这是由于 的缘故； （3）如果想使导体棒AB向右运动，可进行的实验操作是 。（正确写出一种即可） 【答案】 导体棒AB开始运动 电流变大，磁场对通电导体的作用力变大 改变电流方向 【详解】（1）力是改变物体运动状态的原因，连接好电路，闭合开关S，若观察到导体棒AB开始运动，则说明磁场对通电导体有力的作用。 （2）闭合开关S，将滑动变阻器的滑片向左端缓慢移动的过程中，滑动变阻器连入电路的阻值减小，电路中电流变大，磁场对通电导体的作用力变大，所以导体棒 AB向左运动的速度更快。 （3）磁场对通电导体的作用力的方向与磁场方向及电流方向有关，所以要想使导体AB的运动方向与原来相反，可以改变电流方向或改变磁场方向。 三、实验探究题（每空2分，共32分） 21. 某实验小组用铁屑和小磁针来探究“通电螺线管外部磁场的方向”。    （1）在闭合开关前，小磁针静止时，N极指向地理的 （选填“南极”或“北极”），说明地球周围存在磁场。 （2）在玻璃板上均匀地撒满铁屑，将螺线管连入电路，闭合开关，轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示，铁屑的分布情况与 磁体周围铁屑的分布情况相似。 （3）把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示，对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极指向与图乙中小磁针N极指向相反，说明通电螺线管的极性与 的方向有关。 （4）实验时发现通电螺线管的磁场较弱，铁屑规则排列的效果不明显，为增强螺线管的磁场，可行的措施： （写出一种方法即可）。 （5）为了研究通电螺线管的磁极性质，同学们对螺线管的电流方向和绕线方式进行了实验，得到了如图所示的四种情况。说明通电螺线管的磁极极性只与 有关，且这个关系可以用 来判断。 【答案】 北极 条形 电流 调节滑片，增大螺线管中的电流/提高电源电压 电流方向 右手螺旋定则 【详解】（1）小磁针静止时N极所指的方向为磁场的方向，地球外部磁场的方向为从地磁的北出来回到地磁的南极，故小磁针静止时N极指向地磁的南极即地理的北极。 （2）由图甲所示的铁屑分布情况可知，通电螺线管周围铁屑的分布情况与条形磁体周围铁屑的分布情况相似。 （3）对调电源正负极，电路中电流方向改变，小磁针静止时N极所指方向也改变，说明通电螺线管的极性与电流的方向有关。 （4）通电螺线管周围磁场的强弱和电流大大小有关，电流越大，磁场越强，可以调节滑片，增大螺线管中的电流（提高电源电压）从而增强磁场。 （5）四个螺线管中电路中，甲乙的绕线方式相同，电流的方向不同，根据小磁针的指向可知，甲的右端是N极，乙的右端是S极，同理乙丙也是如此，所以实验说明当绕线方式相同时，极性只与电流的方向有关；故通电螺线管的磁极极性只与电流方向有关。 通电螺线管周围磁场的方向和电流方向的关系可以根据右手螺旋定则来判断。 22. 下图是与电动机有关的四幅图： （1）甲图，通电后导线ab从静止变为运动的原因是： 。此时该装置将电能转化为 能； （2）发现甲装置的原理后，我们会将导线ab改为线圈状，这样可以变导体的左右运动为线圈转动；同时我们还会增加线圈匝数（如图乙），这样做是为了 ； （3）在乙、丙、丁三幅图中，通电后线圈不能持续转动的是 图；有换向器结构的是 图； （4）实际的电动机采用的是 的结构，它的优点是 （说一条即可）。 【答案】 通电导体在磁场中受到力的作用 机械 见解析 乙 丁 丁图 见解析 【详解】（1）图甲中，闭合开关后，导线ab有电流通过，有电流通过的导线ab在磁场中，受到力的作用，由静止变为运动，此过程将电能转化为导线ab的机械能。 （2）图乙中，增加线圈匝数，相当于增强电磁铁的磁性，可增大线圈所受的磁场力。 （3）图乙中，线圈由于惯性，转过平衡位置后，由于受力方向相反，转动减慢，到另一平衡位置时，由于受力受力平衡，不转动，图乙中，线圈不能持续转动；图丙中，通电后，线圈有电流通过时，受到磁场作用力，开始转动，转到右端引线未刮漆皮处，线圈无电流通过，由于惯性，仍继续转动，转动漆皮刮掉处，线圈有电流通，又继续转动，图丙中的线圈可持续转动；图丁中，铜半环E和F及电刷A和B，组成换向器，通电后，线圈转动，平衡位置时，由于惯性，继续转动，转过平衡位置后，换向器将线圈中的电流方向改变，于是线圈获得相同方向的受力，于是持续转动。所以有换向器的是丁图。 （4）实际电动机有多个线圈，每个线圈都接在一对换向片上，可以保证每个线圈在转动过程中受力的方向都能使它朝同一方向转动。所以采用的是图丁的结构。 23. 同学们在制作电动机模型时，把一段粗漆包线绕成约3 cm×2 cm的矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3 cm；然后，用小刀刮两端引线的漆皮；用硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板上；两个支架分别与电池的两极相连；把线圈放在支架上，线圈下放一块强磁体，如图所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会不停地转下去。 （1）在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，刮线的要求是 （选填“A”或“B”）。 A．两端全部刮掉 B．一端全部刮掉，另一端只刮半周 （2）小华组装好实验装置，接通电源后，发现线圈不能转动，写出两条可能造成该现象的原因： ① ；② 。 【答案】 B 线圈恰好处于平衡位置 磁场太弱 【详解】（1）在实验中影响线圈的转向的因素有电流的方向和磁场的方向，为了使线圈能持续转动，采取将线圈一头的绝缘漆刮去，另一头刮去一半的办法，这样前半圈通电受力，后半圈断电，线圈由于惯性继续转动，再转到前半圈又通电受力，磁场方向和通电方向相同，线圈转动方向相同，使线圈持续转动。故选B。 （2）通电线圈在磁场中能转动是因为磁场对通电导体有力的作用，此过程中消耗了电能，获得了机械能，故能量转化是电能转化为机械能。 （3）接通电源后，发现线圈不能转动，可能是电源电压较低、磁场太弱导致线圈受力太小而不能转动，也可能是开始线圈处在平衡位置，通电后线圈受磁场力平衡，线圈保持静止状态，出现这种现象可先将线圈轻轻拨动一下，若线圈转动则是处于平衡位置，若线圈还不能转动，则考虑是电源电压低，通过线圈电流太小导致线圈受力小转动不了，或是磁场太弱使线圈受力小不能转动。 四、计算题（共8分） 24．小明设计的一个温控电加热装置，原理如图所示，电压U1=6V，Rt为热敏电阻其阻值随加热环境温度的升高而增大。电磁铁线圈电阻不计，当导线中的电流大于或等于10mA时，衔铁吸下与下触点A接触；当电流小于10mA时，衔铁松开与B触点接触，U2=220V，R1=48.4Ω。 （1）衔铁刚被吸下时，求Rt的阻值． （2）求该电加热器处于加热挡时的电功率． （3）若该电加热器的保温时功率是加热时功率的10%，求R2的阻值． 【答案】（1）600Ω（2）1000W（3）435.6Ω 【详解】（1）I=10mA=0.01A 根据I=U/R知， 衔铁刚被吸下时，Rt的阻值：Rt=U/R=6V/0.01A=600Ω （2）要想让加热器有两个档位，需要使电路的电阻不同，要将一个电阻短路，电路如图所示： （3）由上图知，当环境温度低时，热敏电阻的电阻减小，电路的电流增大，电磁铁的磁性增强，衔铁被吸下时，衔铁与A接触，电阻R1被接入电路，电阻较小，处于加热状态， 加热功率为： （4）当环境温度高时，热敏电阻的电阻增大，电路的电流减小，电磁铁的磁性减弱，，衔铁被弹起时，衔铁与B接触，两电阻串联，处于保温状态，此时的功率是加热时功率的10%，即 P保温=10%P加热=10%×1000W=100W， 此时电路的总电阻为： R2的阻值：R2=R−R1=484Ω−48.4Ω=435.6Ω． 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 21 / 27 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$