内容正文:
专题09 电与磁
考点1、磁现象 磁场
1.(23-24九年级上·北京朝阳·期末)如图所示,把条形磁体 A 悬挂起来,用条形磁体B 靠近它,发现条形磁体 A 被推开。这是由于( )
A.同名磁极相互吸引
B.同名磁极相互排斥
C.异名磁极相互吸引
D.异名磁极相互排斥
2.(23-24九年级上·北京海淀·期末)实验室有一根钢棒,下列做法中,能确定该钢棒原来就具有磁性的是( )
A.用钢棒的一端去吸引铜块,不能吸引
B.用钢棒的一端去吸引铁屑,能吸引
C.用钢棒的一端去吸引条形磁体的一端,能吸引
D.将钢棒的一端吸在条形磁体上,用钢棒的另一端去吸引铁屑,能吸引
3.(23-24九年级上·北京石景山·期末)关于磁现象,下列说法正确的是( )
A.通电后的电磁铁可以吸引所有金属物体
B.导体在磁场中运动一定产生感应电流
C.指南针能指南北是受地磁场作用的结果
D.磁场对放入其中的物体一定有力的作用
4.(23-24九年级上·北京海淀·期末)下列说法正确的是( )
A.可以用磁感线描述磁体周围磁场的分布情况
B.磁场是真实存在的,磁体之间的相互作用是通过磁场发生的
C.导体在磁场中一定受到力的作用
D.闭合回路的部分导体在磁场中运动,导体中就产生感应电流
5.(23-24九年级上·北京朝阳·期末)对于磁场、磁感线的认识与研究,下列表述正确的是( )
A.在磁体周围的空间中真实存在着磁场
B.用磁感线可以形象地描述磁场的分布情况
C.在磁体周围撒铁屑可以判断该磁体周围的磁场方向
D.用能自由转动的小磁针可以判断磁场中某点的磁场方向
6.(23-24九年级上·北京丰台·期末)最早的指南仪叫司南,是我国古代四大发明之一,“司南”一词出自于东汉的《论衡》一书:“司南之杓,投之于地,其柢指南”。原句意思是把司南勺放在地上,勺柄(柢)会指向南方,如图所示。关于这一现象,下列说法中正确的是( )
A.司南只有一个磁极
B.司南的勺柄(柢)是天然磁石的S极
C.司南的勺柄(柢)指南是受地磁场作用的结果
D.地球是一个巨大的磁体,地磁场的N极在地理的北极附近
7.(22-23九年级上·北京朝阳·期末)图所示为一些与电和磁有关的事例,下列认识中正确的是( )
A.图甲中,磁体能够吸引铜、铁、铝等所有金属
B.图乙中,司南的长柄指南是地磁场的作用
C.图丙中,闭合开关导体ab运动时,机械能转化为电能
D.图丁中,电磁铁是利用电磁感应的原理制成的
8.(22-23九年级上·北京东城·期末)小东在探究条形磁体周围磁场的特点时,实验现象如图所示。小磁针(黑色一端为N极)静止时的指向情况如图甲所示,铁屑静止时的分布情况如图乙所示。图中能正确用磁感线描述这两个实验现象的是( )
A. B.
C. D.
9.(22-23九年级上·北京石景山·期末)小冬学习磁学知识后,想研究橄榄形磁体周围的磁场分布情况,做了如图所示的实验,其中图乙是小磁针(黑色为N极)静止时的指向,图丙是铁屑静止时的分布.图中能正确用磁感线描述以上实验现象的是( )
A. B.
C. D.
10.(22-23九年级上·北京海淀·期末)小利学习磁现象后,画出了如图所示的四幅磁体周围磁感线分布的示意图,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
11.(22-23九年级上·北京海淀·期末)指南针是我国的四大发明之一,其不断发展的过程中出现过多种形态,北宋时期曾出现过如图所示的“指南鱼”。“指南鱼”用一块薄薄的铁片做成,形状很像一条鱼,将其磁化后,浮在水面上,其静止时鱼头指向南方。关于“指南鱼”,下列说法正确的是( )
A.“指南鱼”能指南是因为其受到地磁场的作用
B.“指南鱼”被磁化后,只有N极一个磁极
C.“指南鱼”鱼头端为该鱼型磁体的N极
D.“指南鱼”静止时鱼头指向的是地磁场的S极
12.(22-23九年级上·北京海淀·期末)关于磁场,下列说法中正确的是( )
A.磁场是由无数条磁感线组成的
B.任何物质在磁场中都能被磁化并保持磁性
C.磁极间的相互作用是通过磁感线发生的
D.磁场看不见摸不着,但是可以借助小磁针感知它的存在
13.(22-23九年级上·北京海淀·期末)我国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角:“以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也”,如图甲所示,这个发现比西方早400多年。进一步研究表明,地球周围地磁场的分布示意如图乙所示。关于地磁场,下列说法正确的是( )
A.地磁场的S极在地理南极附近
B.地磁场的N、S极与地理南、北极完全重合
C.北京地区的地磁场方向由北向南
D.描述地球周围磁场的磁感线,从地理南极附近出发经地球外部回到地理北极附近
14.(22-23九年级上·北京丰台·期末)我国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角:“以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。”如图所示,是用磁感线描述的地磁场的分布示意图。下列说法中正确的是( )
A.地球是一个巨大的磁体
B.地磁场是由无数条磁感线组成的
C.地磁场的N极在地理的北极附近
D.指南针能指示南北是因为受到地磁场的作用
15.(22-23九年级上·北京石景山·期末)关于磁现象,下列说法正确的是( )
A.磁体周围的磁场是由磁感线组成的
B.导体在磁场中运动一定产生感应电流
C.通电后的电磁铁可以吸引铁、钴、镍等物质
D.磁针“常微偏东、不全南也”是由于地理南北极与地磁南北极并不完全重合
16.(22-23九年级上·北京海淀·期末)实验室有一根钢棒,下列做法中,能确定该钢棒原来就具有磁性的是( )
A.将钢棒靠近小磁针,小磁针发生转动
B.将钢棒靠近悬挂的条形磁体的一个磁极,条形磁体被吸引
C.将钢棒靠近悬挂的条形磁体的一个磁极,条形磁体被排斥开
D.将钢棒靠近放在桌面上的铁屑,钢棒能吸起大量的铁屑
17.(22-23九年级上·北京海淀·期末)关于磁场和磁感线,下列说法正确的是( )
A.磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线
B.磁感线可以描述磁体周围磁场的分布情况
C.磁体之间的相互作用是通过磁场发生的
D.用撒铁屑的方法可以判断磁体周围某点的磁场方向
18.(23-24九年级上·北京东城·期末)图是一个条形磁体及周围铁屑的分布情况,以及两个可自由转动的小磁针静止时的指向,请判断图中小磁针左端的磁极名称(1) 、(2) (均选填“N”或“S”)。
19.(23-24九年级上·北京海淀·期末)小丽在探究条形磁体周围磁场的分布特点及方向时,先将小磁针放在条形磁体周围,小磁针(黑色一端为N极)静止时的指向情况如图甲所示。接下来,小丽换用铁屑进一步探究,铁屑静止时其分布情况如图乙所示。
(1)只用铁屑 (选填“能”或“不能”)探究条形磁体周围磁场的分布特点及方向;
(2)图中能正确用磁感线描述这两个实验现象的是 。
A. B. C. D.
20.(23-24九年级上·北京海淀·期末)小刚学习了磁体、磁场的知识后,认为磁场一定会使放入其中的小磁针发生偏转。如图所示,水平实验桌上放有可自由转动的小磁针(已静止,黑色一端为N极),请你补充器材,设计一个实验证明小刚的观点是错误的。
考点2、电生磁
21.(23-24九年级上·北京海淀·期末)古诗《扬子江》中,有诗句“臣心一片磁针石,不指南方不肯休”。关于诗中所说的“磁针石”,下列说法正确的是( )
A.磁针石只有一个磁极
B.磁针石“指南方”,是由于受到地磁场的作用
C.磁针石静止时,其S极指向地理北极附近
D.磁针石周围存在无数条磁感线
22.(23-24九年级上·北京海淀·期末)关于利用通电直导线和小磁针“探究通电直导线周围是否存在磁场”的实验中,下列说法正确的是( )
A.首次通过本实验发现电、磁间有联系的科学家是法拉第
B.小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场
C.通电直导线周围的磁场方向是由小磁针静止时N极的指向决定的
D.若只改变直导线中的电流大小,小磁针静止时N极的指向一定与原来相反
23.(23-24九年级上·北京东城·期末)下列说法正确的是( )
A.导体中的电荷在做定向移动时一定产生磁场
B.改变磁场的方向,通电导线在该磁场中的受力方向一定发生改变
C.只要导体在磁场中做切割磁感线运动,该导体中就会产生感应电流
D.指南针在地磁场中静止时,指南针的N极受到地磁场的作用力
24.(23-24九年级上·北京石景山·期末)物理是认识世界、改造世界、服务人类的应用型学科。如图所示,①②③④为探究物理规律的四个实验,下列相关叙述正确的是( )
A.电磁继电器应用了①的实验结论
B.有些磁悬浮列车的技术中应用了②的实验结论
C.调节收音机音量的电位器应用了③的实验原理
D.发光旱冰鞋的轮子滚动时,线圈做切割磁感线运动,发光原理与④相同
25.(22-23九年级上·北京海淀·期末)据物理学史记载,最先发现通电导线周围存在磁场的科学家是( )
A.安培 B.欧姆 C.伏特 D.奥斯特
26.(22-23九年级上·北京海淀·期末)下列说法正确的是( )
A.指南针能够指南是由于电荷的相互作用
B.通电螺线管的周围一定存在磁场
C.闭合电路的部分导体在磁场中运动,一定会产生感应电流
D.利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围各点的磁场方向
27.(22-23九年级上·北京海淀·期末)图中所示是探究“通电直导线周围是否存在磁场”实验装置的一部分,置于水平桌面上静止的小磁针上方有一根与之平行的直导线。当直导线中通过如图所示的电流时,小磁针发生偏转。下列说法正确的是( )
A.首次通过本实验发现电、磁间有联系的科学家是焦耳
B.小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场
C.只改变直导线中的电流方向,小磁针偏转方向与图中所示相同
D.只改变直导线中的电流大小,小磁针偏转方向与图中所示相反
28.(22-23九年级上·北京东城·期末)图所示的是一种温度自动报警器的原理图,在水银温度计中封入一段金属丝,金属丝下端所指示的温度为90℃,当温度达到90℃时,自动报警器报警。下列说法中正确的是( )
A.灯亮时表示报警器报警
B.温度达到85℃时,报警器中的灯亮同时铃响
C.报警器中水银温度计和电磁铁并联在电路中
D.报警器是利用电磁铁通电时有磁性、断电时磁性消失的特点工作的
29.(22-23九年级上·北京朝阳·期末)某同学按照图甲所示连接好电路。闭合开关前,小磁针的指向如图甲所示;闭合开关,小磁针的偏转情况如图乙中箭头所示;只改变电源的正负极,再次进行实验,小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示。下列结论中合理的是( )
A.由甲、乙两图可得导体的周围一定存在着磁场
B.由甲、乙两图可得电流的磁场方向与电流方向有关
C.由乙、丙两图可得电流的磁场强弱与电流大小有关
D.由乙、丙两图可得电流的磁场方向与电流方向有关
30.(22-23九年级上·北京丰台·期末)关于电磁铁,下列说法中正确的是( )
A.电磁铁是根据电流的磁效应制成的
B.电磁铁的铁芯可以用铜棒代替
C.电磁铁的磁性强弱与电流的方向有关
D.电磁铁的磁性强弱只与电流的大小有关
31.(22-23九年级上·北京朝阳·期末)某宿舍楼一单元的几家住户为增强安全感,在单元楼梯口安装了防盗门,如图所示为单元防盗门门锁的原理图。各家住户都安有一个控制开关S,用来控制门锁,图中只画出了其中一家住户的控制开关。该门锁的工作过程是:楼上的人闭合控制开关S,门锁上通电后的电磁铁吸引卡入右侧门上门扣中的衔铁,衔铁脱离门扣,门可打开。关于该门锁,下列说法中正确的是( )
A.闭合开关后,电磁铁的右端为S极
B.闭合开关后,电磁铁的右端为N极
C.该单元的各住户控制门锁的开关是并联的
D.该单元的各住户控制门锁的开关是串联的
32.(23-24九年级上·北京朝阳·期末)根据图中的电流方向,可知通电螺线管的 端是N极。
33.(23-24九年级上·北京东城·期末)小东用导线和铁钉制作电磁铁,电磁铁通电时吸引了一定量的曲别针,如图所示。当增大通过导线的电流时,发现电磁铁吸引的曲别针数目变多了。根据以上的实验现象,提出一个可探究的科学问题 。
34.(23-24九年级上·北京东城·期末)根据图中的电流方向,可知通电螺线管的 端是N极。(选填“A”或“B”)
35.(23-24九年级上·北京东城·期末)小东为了探究通电螺线管外部的磁场分布情况,在水平放置装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑,通电后轻敲纸板,观察到铁屑排列如图所示。
(1)实验中铁屑的作用是 ;
(2)由实验现象可知,通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似。
36.(23-24九年级上·北京东城·期末)同学们在进行探究通电螺线管外部磁场方向的实验。
(1)小利将可自由转动的小磁针放在了螺线管的附近,小磁针静止时如图甲所示。现在闭合开关S,小磁针 (选填“会”或“不会”)发生偏转;
(2)小伟和小军也用相同的器材分别进行实验,只是将可自由转动的小磁针放在了螺线管的一端附近。闭合开关后,发现两人实验中小磁针N极静止时的指向情况不同,分别如图乙、丙两图所示。通过分析这两个实验现象可知:通电螺线管的磁极极性与螺线管中 有关;
(3)小磁针在此实验中的作用是 。
37.(23-24九年级上·北京海淀·期末)小明为了探究影响电磁铁磁性强弱的因素,用表面涂有绝缘漆的电阻丝和两根相同的软铁棒分别绕制了匝数为100匝的电磁铁A和匝数为150匝的电磁铁B。实验中可以根据电磁铁吸引铁钉的数量来判断其磁性强弱。小明将电磁铁A接入如图所示的电路中,调节滑动变阻器,进行多次测量,电流表的示数和对应的电磁铁吸引铁钉的数量,如下表所示。
电流I/A
0.2
0.3
0.4
电磁铁吸引铁钉的数量n/个
5
10
17
(1)根据表中数据,可得出的实验结论是: ;
(2)小明断开开关S,将电磁铁A更换为电磁铁B,保持滑动变阻器的滑片位置不变。闭合开关S,发现电磁铁B吸引铁钉的数量也为17个。于是他认为电磁铁的磁性强弱与线圈匝数无关。你认为小明的想法是否正确? ,理由是 。
38.(23-24九年级上·北京丰台·期末)在探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数是否有关的实验中,小明用表面涂有绝缘漆的漆包线绕在铁钉上做成了线圈上有a、b、c三个接线柱的电磁铁,使用不同的接线柱,可改变电磁铁线圈的匝数。电磁铁和其他实验器材组装成如图所示的电路,他的主要实验步骤如下:
①将电磁铁a、b两接线柱接入电路,闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P到某一位置,用电磁铁的一端吸引大头针,同时观察电流表的示数I。断开开关S,将a、b间的匝数和被吸引的大头针的个数记入实验数据表中。
②将电磁铁a、c两接线柱接入电路,闭合开关S,用电磁铁的一端吸引大头针。断开开关S,将a、c间线圈的匝数和被吸引的大头针的个数记入实验数据表中。
根据以上实验步骤,请回答下列问题:
(1)实验中,电磁铁磁性的强弱用 来反映;
(2)小明实验步骤中存在的问题: ;
(3)请你针对小明实验步骤中存在的问题,写出改正措施: 。
39.(22-23九年级上·北京朝阳·期末)小阳在通电螺线管外部磁场的分布时,组装了如图甲所示的电路。
(1)在螺线管周围的有机玻璃板上均匀撒有铁屑,闭合开关后,轻敲玻璃板,铁屑静止时的分布情况如图乙所示。观察可知通电螺线管的外部磁场与 的磁场相似;
A.条形磁体 B.蹄形磁体 C.同名磁极间
(2)把两个小磁针放在螺线管两端,闭合开关后,小磁针(黑色一端为N极)静止时的指向如图丙所示,则通电螺线管的右端为 极;
(3)若用磁感线描述本次实验中通电螺线管的外部磁场,则图所示中正确的是 。
A.B.C.D.
考点3、磁场对电流的作用 电动机
40.(23-24九年级上·北京东城·期末)如图甲所示是我国自主研发的电磁发射器,它是利用磁场对电流的作用把弹丸发射出去,图乙中的设备与电磁发射器的工作原理相同的是( )
A.电磁铁磁性的强弱与线圈匝数有关
B.通电后导体在磁场中由静止开始运动
C.闭合回路的一部分导体切割磁感线产生电流
D.通电导线下方的小磁针发生偏转
41.(23-24九年级上·北京海淀·期末)如图所示,把两个金属支架固定在木板上,并分别与电池的两极相连;再把线圈放在支架上,线圈下放置一块强磁体,给线圈通电并轻推一下,线圈就会持续转动。线圈能旋转的原因,与图所示实验中产生现象的原因相同的是( )
A.磁极间有相互作用
B.电流的磁效应
C.通电导体在磁场中受力
D.电磁感应现象
42.(23-24九年级上·北京东城·期末)勤思考、爱交流的小琴对电磁的知识进行了总结,并与小文进行交流,小文认为小琴总结的结论有的正确,有的错误。小琴总结的下列结论中正确的是( )
A.司南能指示南北,利用了地磁场对磁体的作用
B.通电导体的周围存在磁场
C.改变磁场的方向,通电导线在磁场中的受力方向就发生改变
D.发电机的工作原理是电磁感应现象,将电能转化为机械能
43.(23-24九年级上·北京海淀·期末)如图所示为动圈式话筒的构造示意图,话筒由线圈、永磁体、膜片等组成。当人对着话筒说话时,声波会引起膜片振动,处在磁场中的线圈跟随着膜片一起运动。下列说法正确的是( )
A.话筒是依据电磁感应现象制成的 B.线圈中的电流方向一定是不变的
C.话筒的工作原理与电动机的工作原理相同 D.话筒在使用过程中,将机械能转化为电能
44.(23-24九年级上·北京丰台·期末)动圈式扬声器,俗称喇叭,是一种把电信号转换为声信号的装置。它主要由固定的永磁体、音圈和锥形纸盆等构成,如图所示。当音圈中通过大小和方向反复变化的电流时,音圈会在永磁体的磁场中受到大小和方向都在变化的力的作用,从而使得音圈振动。音圈的振动会带动纸盆振动,于是扬声器就发出了声音。在下图所示的四个装置中,与动圈式扬声器的工作原理相同的是( )
A. 发电机 B. 电磁继电器
C. 电动机 D. 动圈式话筒
45.(22-23九年级上·北京东城·期末)下列说法中正确的是( )
A.奥斯特实验说明了电流周围存在磁场
B.磁体之间的作用是通过磁场发生的,但磁场并不存在
C.电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的
D.磁场对放入其中的小磁针有力的作用
46.(23-24九年级上·北京朝阳·期末)为了研究通电导线在磁场中受力方向的情况,小阳利用如图所示的装置进行实验。接通电源,观察通电导线ab的运动方向。把电源的正负极对调后接入电路,观察通电导线ab的运动方向。
(1)小阳探究的问题是:通电导线在磁场中受力的方向跟 的方向是否有关。
(2)通电导线在磁场中受力的方向还与 有关,为了验证这个观点,接下来的实验操作是 。
考点4、电磁感应现象
47.(23-24九年级上·北京东城·期末)如图所示的是一种手摇LED照明灯,内有永磁铁和线圈,转动摇把,LED灯就能发光。如图所示的四个实验中,与此照明灯工作原理相同的是( )
A. 磁极间的相互作用 B.通电导线周围存在磁场
C.通电导体在磁场中受力 D.电磁感应现象
48.(23-24九年级上·北京朝阳·期末)如图所示,在蹄形磁体的磁场中放置一根导线ab,导线 ab 两端通过开关与灵敏电流计连接。开关闭合后,下列对实验现象的判断正确的是( )
A.导线ab 会运动起来
B.灵敏电流计的指针会发生偏转
C.若导线 ab沿磁感线方向运动,则灵敏电流计指针可以偏转
D.若导线 ab做切割磁感线运动,则灵敏电流计指针可以偏转
49.(22-23九年级上·北京海淀·期末)利用如图所示的装置进行操作。闭合开关,使金属棒AB水平向左运动,观察到灵敏电流计指针向右偏转。则下列说法中正确的是( )
A.闭合开关,使金属棒AB水平向右运动,灵敏电流计指针将向左偏转
B.承接A,保持金属棒AB静止不动,断开开关,灵敏电流计指针将向右偏转
C.闭合开关,使金属棒AB竖直向上运动,灵敏电流计指针将静止不动
D.闭合开关,使金属棒AB沿AB方向朝纸内运动,灵敏电流计指针将静止不动
50.(22-23九年级上·北京海淀·期末)下图所示是一种环保型手电筒,使用时将它来回摇晃,让磁体在线圈中往复运动,就能使灯泡发光。选项四幅图中与这种手电筒的工作原理相同的是( )
动圈式话筒
动圈式扬声器
电动机
电铃
A
B
C
D
51.(22-23九年级上·北京海淀·期末)如图所示,甲、乙、丙、丁分别为动四式话筒、动圈式扬声器、电动机、发电机的构造示意图或原理示意图,下列说法中正确的是( )
A.甲与丁的原理相同,都是利用电磁感应原理
B.甲与丙的原理相同,都是利用电磁感应原理
C.乙与丁的原理相同,都是利用磁场对通电线圈有力的作用
D.乙与丙的原理相同,都是利用磁场对通电线圈有力的作用
52.(22-23九年级上·北京朝阳·期末)小阳在探究利用磁场产生感应电流的条件的实验时,将下图所示的实验装置放在水平的台面上。下列说法中正确的是( )
A.该实验揭示了发电机的工作原理
B.导线ab竖直向上运动不能产生感应电流
C.导线ab水平向左运动可以产生感应电流
D.只要导线ab在支架上静止不动就不会产生感应电流
53.(23-24九年级上·北京海淀·期末)如图所示,小明自制了一个模拟“无线充电”的装置,线圈A与LED灯组成闭合回路,线圈B接在另一电路中。实验过程中,他将线圈A放置在线圈B上方,LED灯发光;使线圈A靠近线圈B,发现LED灯发光的亮度增强。请你根据小明的实验步骤及现象,写出他所探究的问题: 。
54.(23-24九年级上·北京海淀·期末)图是小明“探究产生感应电流的条件”的实验装置,请按要求完成下列问题:
(1)闭合开关,下列可使灵敏电流计的指针发生明显偏转的操作是 (选填选项前的字母,正确选项多于一个)
A.磁体不动,使导体AB沿竖直方向做上下运动
B.磁体不动,使导体AB沿水平方向做左右运动
C.导体AB不动,使磁体沿竖直方向做上下运动
D.导体AB不动,使磁体沿水平方向做左右运动
(2)将实验装置中的灵敏电流计换成满足实验要求的电源,闭合开关后可观察到的现象是 。
55.(23-24九年级上·北京丰台·期末)在探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件的实验中,小明用绝缘细线将矩形线框悬挂起来,使它的底边AB水平置于蹄形磁体的磁场中,并把线框的两端用导线与灵敏电流计、开关连接起来,如图所示。他闭合开关后,进行了多次实验,观察并记录灵敏电流计的指针偏转情况如下表所示。请回答下列问题:
实验序号
磁感线的方向
导体AB的运动情况
灵敏电流计指针的偏转情况
1
竖直向下
竖直上下运动
不偏转
2
水平左右运动
偏转
3
斜向左右运动
偏转
(1)根据实验现象可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时,电路中会产生感应电流;
(2)小明在实验过程中,还发现AB向右运动时,灵敏电流计的指针向左偏转;AB向左运动时,灵敏电流计的指针向右偏转。由此可知:感应电流的方向与 有关;
(3)从能量角度分析,AB在磁场中运动时产生感应电流,是 能转化为电能的过程。
56.(23-24九年级上·北京海淀·期末)请阅读《最强“弹弓”——电磁发射系统》并回答题。
最强“弹弓”——电磁发射系统
如图甲所示,分别将两块钕铁硼强磁体(导体)吸在干电池的两极,将该电池从铜线圈的一端放入,会观察到电池从另一端快速“弹出”(如图乙所示)。这是因为电池放入线圈后,其两极所吸的强磁体与线圈接触,使其间的线圈中有较大的电流通过,通电线圈与磁体之间存在相互作用力,将电池“弹出”,电磁发射系统的原理与以上实验的原理相似。
电磁发射系统适宜短行程发射大载荷,在军事、民用和工业领域具有广泛的应用前景。如图丙所示是一种电磁发射系统的基本原理,当电流通过飞行体时,飞行体会在磁场中受力而向前飞出,进而带动与之连接的载荷高速飞出。通过调节电流的大小,可以方便地控制发射的力度和速度,从而实现对各类型载荷的有效弹射。
电磁发射系统中的技术难关之一是解决轨道烧蚀问题,如某次电磁发射实验中,在发射的时候有几十万安培的电流会经铜导轨从飞行体的一端流入另一端,这时飞行体受力向前运动,最终以几千米每秒的速度飞出。实验后观察到电流在导轨上形成了长度大于一厘米的烧蚀坑,严重影响后续的使用。因此,电磁发射系统的导轨必须能承受强大的电流,发射过程中复杂的机械、电气和热作用及强大的侧向力,对导轨材料的耐瞬间高温、高硬度等特性提出了极为苛刻的要求。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)以下应用中,与电磁发射过程的能量转化相同的是 (选填选项前的字母,正确选项只有一个);
A .发电机 B.电动机 C.汽油机
(2)导轨的材料应具有的特性是 (选填选项前的字母,正确选项多于一个);
A.导电性弱 B.耐高温 C.硬度大
(3)“电流在导轨上形成了长度大于一厘米的烧蚀坑”,请写出这一过程中,电流产生巨大热量的依据 ;
(4)小明尝试模拟电磁发射系统,他将待发射的金属棒放置在磁场中的两平行铜导轨上,给导轨通电,就有电流通过金属棒,使金属棒在磁场中受力而弹出。如果要增大金属棒弹出的速度,可行的方案是 (写出一条即可)。
57.(23-24九年级上·北京石景山·期末)请阅读《储能新星——飞轮储能》,并回答问题。
储能新星——飞轮储能
飞轮储能是一种机械储能方式,飞轮储能装置突破了化学电池的局限,用物理方法实现储能。
典型的飞轮储能系统由飞轮、轴承、电机、电力转换器和真空室5个主要组件构成。如图所示。飞轮是飞轮储能系统中的核心部件,飞轮的质量越大、转速越高,储能越多。当飞轮在高速旋转时,会受到极大的离心力作用,所以一般采用高强度碳纤维复合材料来制作,碳纤维复合材料的抗拉强度是高强度钢材的5倍以上,最大限度地增加飞轮储能系统的储能量。轴承的作用是支撑飞轮运动,为了减少爱电设备的旋转摩擦损耗,所以一般都采用磁悬浮轴承。内置电机是互逆式双向电机,它既是电动机也是发电机,在充电时给飞轮加速,飞轮以机械能的形式把能量储存起来;之后,电机维持一个恒定的转速,直到接收到一个能量释放的控制信号;当放电时,它给外围设备供电,此时飞轮的转速不断下降;而当飞轮空闲运转时,装置则以最小损耗运行。电力转换器的作用是提高系统的灵活性和可控性,并将输出电能变换为满足供电要求的电能。真空室的主要作用是提供真空环境,降低电机运行时的风阻损耗。
飞轮储能系统具有高效能转换和高能量密度的特点,能够快速储存和释放能量,寿命较长,可以工作数十年,由于其没有机械接触,具有较高的可靠性和稳定性不会产生污染物和温室气体等有害物质。但是,也有成本高、占用空间大、重量大等劣势需要改善和克服。飞轮储能技术在铁路、城市轨道交通、航空航天、国防军工、医疗等领域广泛应用,市场前景广阔。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)飞轮储能系统充电时,完成 能到机械能的转换,储存能量;放电时,内置电机作为 (选填“电动机”或“发电机”)运行;
(2)下面关于飞轮储能说法正确的是( )
A.飞轮储能是以化学能的形式把能量储存起来
B.飞轮转子一般采用高强度钢材以最大限度地增加飞轮的储能量
C.真空室的主要作用是提供真空环境,降低电机运行时的风阻损耗
D.飞轮充电后,电机停止运转,直到接收到能量释放信号,再给外围设备供电
(3)根据文中信息,写出飞轮储能的优势(至少两点)。
58.(22-23九年级上·北京海淀·期末)请阅读《稳态强磁场实验装置》并回答问题。
稳态强磁场实验装置
2022年8月12日,位于中科院合肥物质科学研究院的国家重大科技基础设施“稳态强磁场实验装置”实现重大突破,创造场强45.22万高斯的稳态强磁场,超越已保持了23年之久的45万高斯稳态强磁场世界纪录。地球磁场约等于0.5高斯,新纪录相当于地球磁场的90多万倍。强磁场是探索科学前沿的一种极端实验条件,在发现新现象、催生新技术方面具有不可替代的作用。
想要人为创造稳态强磁场,势必要创造稳态强电流,科学家们经数年钻研,终于取得技术突破。如图甲是此强磁场实验装置的外观,其内部(如图乙)由外7层超导线圈、内2层水冷线圈构成,相当于多个超大型通电螺线管嵌套在一起。其中超导线圈由铌三锡超导股线绕成,这种超导股线加工复杂——需将液氦从股线中流过,使得股线内的温度降至,以确保股线处于零电阻的超导工作状态,而超导股线在电流通过时不会发热。内层的水冷线圈有一定的电阻,经过缜密设计,在尽可能保证大电流通过线圈的同时将高压冷却水通过线圈,快速“带走热量”,防止导线过热,以维持电流稳定。
线圈的中心部分就是做实验的内孔,科学家把待测物质通过探头放置于此进行研究。借助其他观测仪器,如扫描隧道显微镜,我们就可以了解物质在强磁场环境下发生的奇妙变化。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)稳态强磁场实验装置产生磁场的基本原理是 (选填选项前的字母);
A.通电导线周围存在磁场
B.通电导线在磁场中受到力的作用
C.电磁感应现象
(2)当内层水冷线圈中的电流增大时,其单位时间产生的热量会 (选填“变多”“变少”或“不变”);
(3)超导线圈相比于普通金属导线线圈的优势是 ;
(4)为进一步使实验装置产生的磁场更强,请你提出一条建议 (写出一条即可)。
59.(22-23九年级上·北京石景山·期末)永磁磁浮空轨——“兴国号”
2022年8月9日我国首条永磁磁浮空轨(空中轨道列车)“兴国号”在江西兴国举行竣工仪式并投入使用,如图所示,这也是世界上首次将永磁悬浮技术应用于空轨车辆制造。工程示范线全长800米,2车辆编组,定编88人,设计最高运行速度每小时80公里。
“永磁磁浮空轨”是一种新型悬挂式磁浮车辆,采用悬挂式单轨结构,是永磁磁浮技术与空轨技术的完美结合,所应用的永磁悬浮挂水,即永磁磁浮列车靠在车顶的永磁装置与永磁轨道的斥力而悬浮于空中,是独立于常导磁悬浮、超导碘悬浮之外的第三条技术系列,我国拥有完全自主知识产权。目前已有的空轨列车采用的是电气驱动轮胎在轨道梁内行走,而“永磁磁浮空轨”的转向架由轮胎变成永磁铁,无需耗费电能通过永磁特性即可实现车辆零功率悬浮,几乎零摩擦运行,能够进一步降低运行阻力。此外,通过减震结构、悬浮架的固定结构等做平衡,让悬浮高度控制在几毫米的变化内所以乘车几乎感觉不到“颠簸”,解决了列车行驶过程中永磁悬浮高度不断变化的关键难题,让永磁悬浮空轨更安全、更智能。保证列车悬浮和长时间稳定磁性的“秘密”是列车永磁体里的稀土成分。通过特殊工艺,在金属中添加钕铁硼等稀土材料制造高性能的永磁体,使其达到设计的悬浮性能,能使列车和轨道等的使用寿命更长。“永磁磁浮空轨”涵盖了永磁材料、轨道交通、人工智能、无线道信、智能制造、电机驱动等多个战略性新兴产业,并已初步形成了自主知识产权体系,PCT国际专利5件,发明专利60多件。
“永磁磁浮空轨”在继承了传统空轨的有独立路权、占地面积小、建设周期短、建设成本低、景观性好等一系列优点基础上,车辆运行更平稳,更节能环保。种种优势都显示,它势必引领我国新制式、新接入级轨道交通翻开崭新的一页,
请根据上述材料,回答下列问题;
(1)“兴国号”永磁磁悬浮是运用磁体的“ ”原理,使列车克服地球引力实现悬浮的;
(2)关于“兴国号”,下列说法正确的是( );
A.可以实现零功率悬浮
B.永磁体里的稀土材料属于可再生能源
C.永磁体无需耗费电能就能产生磁力,相对电磁体节能环保
D.在金属中添加钕铁硼等稀土材料可以制备高性能的永磁体
(3)磁性材料的应用非常广泛,除了磁悬浮列车之外,请你至少举出一例磁性材料在生活中的应用。( )
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专题09 电与磁
考点1、磁现象 磁场
1.(23-24九年级上·北京朝阳·期末)如图所示,把条形磁体 A 悬挂起来,用条形磁体B 靠近它,发现条形磁体 A 被推开。这是由于( )
A.同名磁极相互吸引
B.同名磁极相互排斥
C.异名磁极相互吸引
D.异名磁极相互排斥
【答案】B
【解析】同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。把条形磁体 A 悬挂起来,用条形磁体B 靠近它,发现条形磁体 A 被推开,说明磁体 A、B靠近的两端为同名磁极,二者之间相互排斥。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.(23-24九年级上·北京海淀·期末)实验室有一根钢棒,下列做法中,能确定该钢棒原来就具有磁性的是( )
A.用钢棒的一端去吸引铜块,不能吸引
B.用钢棒的一端去吸引铁屑,能吸引
C.用钢棒的一端去吸引条形磁体的一端,能吸引
D.将钢棒的一端吸在条形磁体上,用钢棒的另一端去吸引铁屑,能吸引
【答案】B
【解析】A.用钢棒的一端去吸引铜块,不能吸引,不能确定钢棒原来就具有磁性,有磁性和没有磁性的钢棒都不吸引铜块,故A不符合题意;
B.将钢棒靠近放在桌面上的铁屑,钢棒能吸起大量的铁屑,磁体可以吸引铁磁性物质,能确定该钢棒原来就具有磁性,故B符合题意;
C.将钢棒靠近悬挂的条形磁体的一个磁极,条形磁体被吸引,可能是异名磁极相互吸引;也可能是钢棒无磁性,是条形磁体吸引铁磁性物质,故C不符合题意;
D.将钢棒的一端吸在条形磁体上,用钢棒的另一端去吸引铁屑,能吸引,可能钢棒没有磁性,被条形磁体被磁化具有磁性,故D不符合题意。
故选B。
3.(23-24九年级上·北京石景山·期末)关于磁现象,下列说法正确的是( )
A.通电后的电磁铁可以吸引所有金属物体
B.导体在磁场中运动一定产生感应电流
C.指南针能指南北是受地磁场作用的结果
D.磁场对放入其中的物体一定有力的作用
【答案】C
【解析】A.通电后的电磁铁可以吸引铁、钴、镍等物质,故A错误;
B.闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流,故B错误;
C.根据指南针的工作原理可知,指南针能指南北是受地磁场作用的结果,故C正确;
D.根据磁场的性质可知,磁场对放入其中的磁体一定有力的作用,故D错误。
故选C。
4.(23-24九年级上·北京海淀·期末)下列说法正确的是( )
A.可以用磁感线描述磁体周围磁场的分布情况
B.磁场是真实存在的,磁体之间的相互作用是通过磁场发生的
C.导体在磁场中一定受到力的作用
D.闭合回路的部分导体在磁场中运动,导体中就产生感应电流
【答案】AB
【解析】A.磁感线是假想的分布在磁体周围的曲线,描述磁体周围磁场的分布情况,故A正确;
B.磁体的周围存在磁场,磁场是真实存在的,磁体之间的相互作用,是通过磁场发生的,故B正确;
C.通电导体在磁场中受到力的作用,如果导体没有通电,在磁场中不会受到力的作用,故C错误;
D.闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中就会产生感应电流,故D错误。
故选AB。
5.(23-24九年级上·北京朝阳·期末)对于磁场、磁感线的认识与研究,下列表述正确的是( )
A.在磁体周围的空间中真实存在着磁场
B.用磁感线可以形象地描述磁场的分布情况
C.在磁体周围撒铁屑可以判断该磁体周围的磁场方向
D.用能自由转动的小磁针可以判断磁场中某点的磁场方向
【答案】ABD
【解析】A.磁场虽然看不见摸不到,但是它是磁体周围真实存在的物质,故A正确;
B.因为磁场是确实存在的,但是磁场是看不见摸不到的,故用磁感线来形象的表示磁场,磁感线越密的地方磁场越强,磁感线越疏的地方磁场越弱,故B正确;
C.利用碎铁屑,可以判断磁体周围磁场分布情况,但不能判断磁场的方向,故C错误;
D.磁感线上任一点的切线方向与放在该点小磁针静止时北极指的方向一致,故D正确。
故选ABD。
6.(23-24九年级上·北京丰台·期末)最早的指南仪叫司南,是我国古代四大发明之一,“司南”一词出自于东汉的《论衡》一书:“司南之杓,投之于地,其柢指南”。原句意思是把司南勺放在地上,勺柄(柢)会指向南方,如图所示。关于这一现象,下列说法中正确的是( )
A.司南只有一个磁极
B.司南的勺柄(柢)是天然磁石的S极
C.司南的勺柄(柢)指南是受地磁场作用的结果
D.地球是一个巨大的磁体,地磁场的N极在地理的北极附近
【答案】BC
【解析】A.每个磁体都有两个磁极,故A错误;
B.司南的勺柄(柢)指向地理的南极,即地磁北极,所以司南的勺柄(柢)是天然磁石的S极,故B正确;
C.磁场对放入其中的磁体有力的作用,司南的勺柄(柢)指南是受地磁场作用的结果,故C正确;
D.地磁场的N极在地理的南极附近,故D错误;
故选BC。
7.(22-23九年级上·北京朝阳·期末)图所示为一些与电和磁有关的事例,下列认识中正确的是( )
A.图甲中,磁体能够吸引铜、铁、铝等所有金属
B.图乙中,司南的长柄指南是地磁场的作用
C.图丙中,闭合开关导体ab运动时,机械能转化为电能
D.图丁中,电磁铁是利用电磁感应的原理制成的
【答案】B
【解析】A.图甲中的物体是磁体,磁体能够吸引铁、钴、镍,不能吸引铜、铝,故A错误;
B.司南的长柄指南是指向地理南极,地磁场的地磁北极在地理南极附近,所以司南的长柄指向地磁北极,是地磁场的作用,故B正确;
C.闭合开关导体ab运动是通电导线在磁场中受力转动,是电能转化为机械能,故C错误;
D.电磁铁是利用通电导体周围有磁场的原理制成的,故D错误。
故选B。
8.(22-23九年级上·北京东城·期末)小东在探究条形磁体周围磁场的特点时,实验现象如图所示。小磁针(黑色一端为N极)静止时的指向情况如图甲所示,铁屑静止时的分布情况如图乙所示。图中能正确用磁感线描述这两个实验现象的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】AB.小磁针放在条形磁体的周围,条形磁体的周围存在磁场,小磁针静止时N极的指向为磁场的方向,由图甲可知,条形磁体的左端是N极,右端是S极,在磁体外部,磁感线从N极出发,到S极进入,故A符合题意,B不符合题意;
CD.在磁体外部,磁感线从N极出发,到S极进入,在磁体的内部,磁感线是从磁体的S极到N极,所以磁感线是闭合的,故CD不符合题意。
故选A。
9.(22-23九年级上·北京石景山·期末)小冬学习磁学知识后,想研究橄榄形磁体周围的磁场分布情况,做了如图所示的实验,其中图乙是小磁针(黑色为N极)静止时的指向,图丙是铁屑静止时的分布.图中能正确用磁感线描述以上实验现象的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】小磁针静止时N极所指方向为该点的磁场方向,由此可知该磁体周围的磁感线方向是水平环形顺时针方向,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
10.(22-23九年级上·北京海淀·期末)小利学习磁现象后,画出了如图所示的四幅磁体周围磁感线分布的示意图,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由于磁场看不见摸不着,人们为了形象地描述磁场引入了磁感线,在磁体外部磁感线从N极出发回到S极,故B正确,ACD错误。
故选B。
11.(22-23九年级上·北京海淀·期末)指南针是我国的四大发明之一,其不断发展的过程中出现过多种形态,北宋时期曾出现过如图所示的“指南鱼”。“指南鱼”用一块薄薄的铁片做成,形状很像一条鱼,将其磁化后,浮在水面上,其静止时鱼头指向南方。关于“指南鱼”,下列说法正确的是( )
A.“指南鱼”能指南是因为其受到地磁场的作用
B.“指南鱼”被磁化后,只有N极一个磁极
C.“指南鱼”鱼头端为该鱼型磁体的N极
D.“指南鱼”静止时鱼头指向的是地磁场的S极
【答案】A
【解析】A.“指南鱼”实际相当于一个指南针,指南针之所以能够指南北是因为受到了地磁场的作用,故A正确;
BC.“指南鱼”实际相当于一个指南针,任何指南针都有两个极,因鱼头端指向南方,“指南鱼”鱼头端为该鱼型磁体的S极,故BC错误;
D.“指南鱼”静止时鱼头指向的地理的南极,地理的南极是地磁的北极,故D错误。
故选A。
12.(22-23九年级上·北京海淀·期末)关于磁场,下列说法中正确的是( )
A.磁场是由无数条磁感线组成的
B.任何物质在磁场中都能被磁化并保持磁性
C.磁极间的相互作用是通过磁感线发生的
D.磁场看不见摸不着,但是可以借助小磁针感知它的存在
【答案】D
【解析】A.磁感线是为研究磁场的性质而引入的一种理想化的物理模型,不是真实存在的,故A 错误;
B.只有铁磁性物质在磁场中才能被磁化,故B错误;
C.磁极间的相互作用是通过磁场发生的,故C错误;
D.磁场看不见摸不着,但是可以借助小磁针在磁场中受力而偏转感知它的存在,故D正确。
故选D。
13.(22-23九年级上·北京海淀·期末)我国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角:“以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也”,如图甲所示,这个发现比西方早400多年。进一步研究表明,地球周围地磁场的分布示意如图乙所示。关于地磁场,下列说法正确的是( )
A.地磁场的S极在地理南极附近
B.地磁场的N、S极与地理南、北极完全重合
C.北京地区的地磁场方向由北向南
D.描述地球周围磁场的磁感线,从地理南极附近出发经地球外部回到地理北极附近
【答案】D
【解析】AB.地磁场的两极与地理的两极并不重合,地磁场的N极在地理的南极附近,地磁场的S极在地理的北极附近,故AB错误;
C.北京地区的地磁场方向由南向北,即小磁针的N极是指向地理的北极附近,故C错误;
D.地磁场的形状与条形磁体的磁场相似,所以其磁感线是由N极出来回到S极,即由地理的南极附近出来经地球外部回到地理北极附近,故D正确。
故选D。
14.(22-23九年级上·北京丰台·期末)我国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角:“以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。”如图所示,是用磁感线描述的地磁场的分布示意图。下列说法中正确的是( )
A.地球是一个巨大的磁体
B.地磁场是由无数条磁感线组成的
C.地磁场的N极在地理的北极附近
D.指南针能指示南北是因为受到地磁场的作用
【答案】AD
【解析】A.地球本身是一个巨大的磁体,地球周围的磁场叫做地磁场,故A正确;
B.为了形象地描述磁场,我们引入了磁感线,并不真实存在的曲线,地磁场不是由无数条磁感线组成的,故B错误;
C.地磁场的N极在地球的地理南极附近,地磁场的S极在地球的地理北极附近,故C错误;
D.在地磁的南北两极的作用下,指南针能指示南北,故D正确。
故选AD。
15.(22-23九年级上·北京石景山·期末)关于磁现象,下列说法正确的是( )
A.磁体周围的磁场是由磁感线组成的
B.导体在磁场中运动一定产生感应电流
C.通电后的电磁铁可以吸引铁、钴、镍等物质
D.磁针“常微偏东、不全南也”是由于地理南北极与地磁南北极并不完全重合
【答案】CD
【解析】A.磁体周围存在磁场,磁感线是人们利用建模的方法画出来的,并不是真实存在的曲线,故A错误;
B.闭合电路的一部分导体,在磁场中做切割磁感线运动时,导体中才会有感应电流。故B错误;
C.通电后的电磁铁周围存在磁场,可以吸引铁钴镍等物质。故C正确;
D.磁针“常微偏东、不全南也”的意思是小磁针不指正南方向,向东微偏,说明地球的地理南北极和地磁南北极并不重合,存在着磁偏角。故D正确。
故选CD。
16.(22-23九年级上·北京海淀·期末)实验室有一根钢棒,下列做法中,能确定该钢棒原来就具有磁性的是( )
A.将钢棒靠近小磁针,小磁针发生转动
B.将钢棒靠近悬挂的条形磁体的一个磁极,条形磁体被吸引
C.将钢棒靠近悬挂的条形磁体的一个磁极,条形磁体被排斥开
D.将钢棒靠近放在桌面上的铁屑,钢棒能吸起大量的铁屑
【答案】CD
【解析】A B.钢棒不具有磁性时,磁体也可以吸引钢棒,力的作用是相互的,可以引起小磁针的转动或吸引磁体,故AB都不符合题意;
C.由于钢棒与磁体相互排斥,钢棒一定有磁性,并且靠近磁体的这一端与磁体的这一端是同名磁极,故C符合题意;
D.钢棒能够吸引铁屑,说明了钢棒具有磁体才具有的性质,能够吸引铁钴镍等物质,故D符合题意。
故选CD。
17.(22-23九年级上·北京海淀·期末)关于磁场和磁感线,下列说法正确的是( )
A.磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线
B.磁感线可以描述磁体周围磁场的分布情况
C.磁体之间的相互作用是通过磁场发生的
D.用撒铁屑的方法可以判断磁体周围某点的磁场方向
【答案】BC
【解析】A.磁感线是科学家为了研究起来形象、直观,是通过想象而描绘出来的,不是真实存在的,故A错误;
B.磁感线是用来形象地表示磁场分布情况的一些有方向的曲线,磁感线上,任何一点的切线方向表示该点的磁场的方向,曲线分布的密疏程度表示磁场的强弱,故B正确;
C.磁体的周围存在着磁场,磁体间的相互作用是通过磁场而发生的,故C正确;
D.利用铁屑可以看到磁体周围磁场的分布情况,但无法判断磁场方向,故D错误。
故选BC。
18.(23-24九年级上·北京东城·期末)图是一个条形磁体及周围铁屑的分布情况,以及两个可自由转动的小磁针静止时的指向,请判断图中小磁针左端的磁极名称(1) 、(2) (均选填“N”或“S”)。
【答案】S N
【解析】[1][2]在磁体外部,磁感线从磁体的N极出发,回到S极;磁感线的方向表示磁场方向,磁场中自由小磁针N极所指方向为磁场方向,所以(1)处为小磁针的S极,(2)处为小磁针的N极。
19.(23-24九年级上·北京海淀·期末)小丽在探究条形磁体周围磁场的分布特点及方向时,先将小磁针放在条形磁体周围,小磁针(黑色一端为N极)静止时的指向情况如图甲所示。接下来,小丽换用铁屑进一步探究,铁屑静止时其分布情况如图乙所示。
(1)只用铁屑 (选填“能”或“不能”)探究条形磁体周围磁场的分布特点及方向;
(2)图中能正确用磁感线描述这两个实验现象的是 。
A. B. C. D.
【答案】不能 A
【解析】(1)[1]条形磁体周围的铁屑会被磁化,每一个小铁屑都相当于一个小磁针;根据铁屑受力转动后的分布情况,就可以知道条形磁体的磁场分布特点,不知道铁屑的方向,不能判断磁场的方向。
(2)[2]在磁体的外部,磁感线是从N极出来回到S极的,对照选项图可知,只有A符合这一特点。B选项磁感线方向标反了,C选项两个磁极的磁感线都是发出的,D选项磁感线从N极发出,却没有回到自己的S极,故选A。
20.(23-24九年级上·北京海淀·期末)小刚学习了磁体、磁场的知识后,认为磁场一定会使放入其中的小磁针发生偏转。如图所示,水平实验桌上放有可自由转动的小磁针(已静止,黑色一端为N极),请你补充器材,设计一个实验证明小刚的观点是错误的。
【答案】见解析
【解析】补充器材:条形磁铁
实验步骤:将可自由转动的小磁针放在水平实验桌上后,将一条形磁铁放在小磁针的正前方等高处,使条形磁铁的N极指向与小磁针的N极指向相同,然后观察小磁针是否发生偏转;再将条形磁铁放在小磁针的正上方,但使条形磁铁的N极指向与小磁针的N极指向相反,再观察小磁针是否发生偏转。
验证方法:若小磁针发生偏转,则说明小刚的观点是错误的。
考点2、电生磁
21.(23-24九年级上·北京海淀·期末)古诗《扬子江》中,有诗句“臣心一片磁针石,不指南方不肯休”。关于诗中所说的“磁针石”,下列说法正确的是( )
A.磁针石只有一个磁极
B.磁针石“指南方”,是由于受到地磁场的作用
C.磁针石静止时,其S极指向地理北极附近
D.磁针石周围存在无数条磁感线
【答案】B
【解析】A.磁针石两个磁极,分别是北极和南极,故A错误;
B.磁针石在地磁场的作用下,始终指向南北方向,故B正确;
C.磁针石静止时,其S极指向地理南极附近,故C错误;
D.磁感线是假想的线,实际上不存在,磁针石周围存在磁场,但不存在磁感线,故D错误。
故选B。
22.(23-24九年级上·北京海淀·期末)关于利用通电直导线和小磁针“探究通电直导线周围是否存在磁场”的实验中,下列说法正确的是( )
A.首次通过本实验发现电、磁间有联系的科学家是法拉第
B.小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场
C.通电直导线周围的磁场方向是由小磁针静止时N极的指向决定的
D.若只改变直导线中的电流大小,小磁针静止时N极的指向一定与原来相反
【答案】B
【解析】A.首次通过本实验揭开电与磁关系的科学家是奥斯特,故A错误;
B.小磁针偏转,能说明通电导线周围存在磁场,故小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场,故B正确;
C.通电直导线周围的磁场方向由小磁针静止时N极指向来判断,不是由小磁针静止时N极的指向决定的,故C错误;
D.通电直导线磁场方向与电流方向有关,与电流的大小无关,改变直导线中电流的大小,小磁针N极的指向不会改变,故D错误。
故选B。
23.(23-24九年级上·北京东城·期末)下列说法正确的是( )
A.导体中的电荷在做定向移动时一定产生磁场
B.改变磁场的方向,通电导线在该磁场中的受力方向一定发生改变
C.只要导体在磁场中做切割磁感线运动,该导体中就会产生感应电流
D.指南针在地磁场中静止时,指南针的N极受到地磁场的作用力
【答案】AD
【解析】A.导体中的电荷在做定向移动时会产生电流,电流的周围存在磁场,故A正确;
B.改变磁场的方向,同时电流的方向改变,则通电导线在磁场中的受力方向不会发生改变,故B错误;
C、闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生感应电流,电路不闭合,不会产生电流,故C错误;
D、指南针在地磁场中静止时指示一定的方向,其原因是指南针的N极受到地磁场的作用力,故D正确。
故选AD。
24.(23-24九年级上·北京石景山·期末)物理是认识世界、改造世界、服务人类的应用型学科。如图所示,①②③④为探究物理规律的四个实验,下列相关叙述正确的是( )
A.电磁继电器应用了①的实验结论
B.有些磁悬浮列车的技术中应用了②的实验结论
C.调节收音机音量的电位器应用了③的实验原理
D.发光旱冰鞋的轮子滚动时,线圈做切割磁感线运动,发光原理与④相同
【答案】ABC
【解析】A.①实验是电流的磁效应,电磁继电器的工作原理是电流的磁效应,故A正确,符合题意;
B.②图是磁极间的相互作用,说明同名磁极相互排斥,磁悬浮列车是依据磁极间的相互作用来实现悬浮和运行的,故B正确,符合题意;
C.③图通过改变连入电路的电阻丝的长度改变连入电路的电阻,进而改变电路中的电流,这是滑动变阻器的变阻原理。各种电器的音量开关实质上都是一个滑动变阻器,通过改变变阻器连入电路中的电阻的大小来改变电流的大小,从而实现对音量大小的控制,故C正确,符合题意;
D.④图通电导体在磁场中受力运动,而发光旱冰鞋的轮子滚动时,线圈做切割磁感线运动发光是电磁感应,故D错误,不符合题意。
故选ABC。
25.(22-23九年级上·北京海淀·期末)据物理学史记载,最先发现通电导线周围存在磁场的科学家是( )
A.安培 B.欧姆 C.伏特 D.奥斯特
【答案】D
【解析】A.安培是法国物理学家、化学家和数学家,他的主要成就是发现安培定则和电流的相互作用规律,发明电流计等,故A不符合题意;
B.欧姆是德国物理学家,1826年,欧姆发现了电学上的一个重要定律,即欧姆定律,这是他最大的贡献,故B不符合题意;
C.伏特是意大利物理学家,因在1800年发明伏打电堆而著名,故C不符合题意;
D.奥斯特是丹麦物理学家、化学家和文学家,在物理学领域,他首先发现通电导线周围存在磁场,故D符合题意。
故选D。
26.(22-23九年级上·北京海淀·期末)下列说法正确的是( )
A.指南针能够指南是由于电荷的相互作用
B.通电螺线管的周围一定存在磁场
C.闭合电路的部分导体在磁场中运动,一定会产生感应电流
D.利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围各点的磁场方向
【答案】B
【解析】A.指南针由于受到地磁场的作用而指南北方向,故A错误;
B.根据奥斯特实验的结论,通电螺线管的周围一定存在磁场,故B正确;
C.闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,才会产生感应电流,故C错误;
D.利用铁屑检验磁体周围磁场分布情况,判断不出磁场的方向,原因是看不到铁屑的N、S极,故D错误。
故选B。
27.(22-23九年级上·北京海淀·期末)图中所示是探究“通电直导线周围是否存在磁场”实验装置的一部分,置于水平桌面上静止的小磁针上方有一根与之平行的直导线。当直导线中通过如图所示的电流时,小磁针发生偏转。下列说法正确的是( )
A.首次通过本实验发现电、磁间有联系的科学家是焦耳
B.小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场
C.只改变直导线中的电流方向,小磁针偏转方向与图中所示相同
D.只改变直导线中的电流大小,小磁针偏转方向与图中所示相反
【答案】B
【解析】A.该实验中,当导线中通电后,导线周围的小磁针发生偏转,这是科学家奥斯特的实验,所以首次通过本实验发现电、磁间有联系的科学家是奥斯特,故A错误;
B.小磁针在磁场中会受到力的作用,该实验中小磁针用于检验通电直导线周围是否存在磁场,故B正确;
C.小磁针受力方向与磁场方向有关,只改变直导线中的电流方向,则直导线周围磁场方向发生变化,则小磁针的受力方向也发生变化,小磁针偏转方向与图中所示相反,故C错误;
D.直导线周围磁场的强弱与电流大小有关,磁场方向与电流大小无关,所以只改变直导线中的电流大小,直导线周围磁场方向不改变,小磁针偏转方向与图中所示相同,故D错误。
故选B。
28.(22-23九年级上·北京东城·期末)图所示的是一种温度自动报警器的原理图,在水银温度计中封入一段金属丝,金属丝下端所指示的温度为90℃,当温度达到90℃时,自动报警器报警。下列说法中正确的是( )
A.灯亮时表示报警器报警
B.温度达到85℃时,报警器中的灯亮同时铃响
C.报警器中水银温度计和电磁铁并联在电路中
D.报警器是利用电磁铁通电时有磁性、断电时磁性消失的特点工作的
【答案】D
【解析】A.如图,当温度达到90℃时,电磁继电器电路接通,电磁铁产生磁性,吸引衔铁向下运动,接通电铃,自动报警器报警,灯不亮,故A错误;
B.如图,当温度达到85℃时,电磁继电器电路断开,电磁铁失去磁性,衔铁在弹簧的拉力下向上运动,接通灯,灯亮,故B错误;
C.温度计在这里相当于一个开关,报警器中水银温度计和电磁铁串联在电路中,故C错误;
D.达到90℃或以上时,连通继电器电路,电磁铁有磁性,吸引衔铁向下运动;低于90℃时,断开继电器电路,电磁铁失去磁性,衔铁在弹簧的拉力下向上运动,故D正确。
故选D。
29.(22-23九年级上·北京朝阳·期末)某同学按照图甲所示连接好电路。闭合开关前,小磁针的指向如图甲所示;闭合开关,小磁针的偏转情况如图乙中箭头所示;只改变电源的正负极,再次进行实验,小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示。下列结论中合理的是( )
A.由甲、乙两图可得导体的周围一定存在着磁场
B.由甲、乙两图可得电流的磁场方向与电流方向有关
C.由乙、丙两图可得电流的磁场强弱与电流大小有关
D.由乙、丙两图可得电流的磁场方向与电流方向有关
【答案】D
【解析】AB.当小磁针受到地磁场的作用时,一端指南一端指北如图甲,当导线中电流向左时,小磁针的N极向纸外偏转如图乙,所以,甲、乙两图可说明通电导体周围存在磁场,故AB不符合题意;
CD.乙丙只是改变了电流方向,没有改变电流大小,小磁针的偏转方向也会发生改变,即磁场方向发生了变化,所以结论为:电流产生的磁场方向跟电流方向有关,故D符合题意,C不符合题意。
故选D。
30.(22-23九年级上·北京丰台·期末)关于电磁铁,下列说法中正确的是( )
A.电磁铁是根据电流的磁效应制成的
B.电磁铁的铁芯可以用铜棒代替
C.电磁铁的磁性强弱与电流的方向有关
D.电磁铁的磁性强弱只与电流的大小有关
【答案】A
【解析】A.电磁铁通电时具有磁性,断电时没有磁性,是根据电流的磁效应制成的,故A正确;
B.电磁铁的铁芯需要用软磁性材料制成,铜不是磁性材料,所以电磁铁的铁芯不可以用铜棒代替,故B错误;
CD.电磁铁的磁性强弱与电流的大小,线圈匝数有关,与电流方向无关,故CD错误。
故选A。
31.(22-23九年级上·北京朝阳·期末)某宿舍楼一单元的几家住户为增强安全感,在单元楼梯口安装了防盗门,如图所示为单元防盗门门锁的原理图。各家住户都安有一个控制开关S,用来控制门锁,图中只画出了其中一家住户的控制开关。该门锁的工作过程是:楼上的人闭合控制开关S,门锁上通电后的电磁铁吸引卡入右侧门上门扣中的衔铁,衔铁脱离门扣,门可打开。关于该门锁,下列说法中正确的是( )
A.闭合开关后,电磁铁的右端为S极
B.闭合开关后,电磁铁的右端为N极
C.该单元的各住户控制门锁的开关是并联的
D.该单元的各住户控制门锁的开关是串联的
【答案】AC
【解析】AB.由图可知电流由右侧流入,则由右手螺旋定则可知电磁铁的左端为N极,右侧为S极,故A正确,B错误;
CD.因各用户要独立控制门锁,即有一个开关闭合即能打开门锁,故只有并联电路才能完成该功能;若为串联应让各开关均闭合才能控制门锁;故C正确,D错误。
故选AC。
32.(23-24九年级上·北京朝阳·期末)根据图中的电流方向,可知通电螺线管的 端是N极。
【答案】左
【解析】根据安培定则可知,右手四指的方向为电流的方向,大拇指所指的方向即为N极,故通电螺线管的左端为N极。
33.(23-24九年级上·北京东城·期末)小东用导线和铁钉制作电磁铁,电磁铁通电时吸引了一定量的曲别针,如图所示。当增大通过导线的电流时,发现电磁铁吸引的曲别针数目变多了。根据以上的实验现象,提出一个可探究的科学问题 。
【答案】电磁铁的磁性强弱与电流大小是否有关
【解析】当增大通过导线的电流时,发现电磁铁吸引的曲别针数目变多了,说明磁性增强,因而可以提出的问题是:电磁铁的磁性强弱与电流大小是否有关。
34.(23-24九年级上·北京东城·期末)根据图中的电流方向,可知通电螺线管的 端是N极。(选填“A”或“B”)
【答案】A
【解析】如图,电流从通电螺线管的A端流入,B端流出,根据安培定则可知,A端为N极。
35.(23-24九年级上·北京东城·期末)小东为了探究通电螺线管外部的磁场分布情况,在水平放置装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑,通电后轻敲纸板,观察到铁屑排列如图所示。
(1)实验中铁屑的作用是 ;
(2)由实验现象可知,通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似。
【答案】显示磁场的分布情况 条形
【解析】(1)[1]实验中在水平放置装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑,铁屑在磁场中被磁化后能显示磁场的分布。
(2)[2]观察铁屑的排列情况,发现通电螺线管外的磁场与条形磁体的磁场相似。
36.(23-24九年级上·北京东城·期末)同学们在进行探究通电螺线管外部磁场方向的实验。
(1)小利将可自由转动的小磁针放在了螺线管的附近,小磁针静止时如图甲所示。现在闭合开关S,小磁针 (选填“会”或“不会”)发生偏转;
(2)小伟和小军也用相同的器材分别进行实验,只是将可自由转动的小磁针放在了螺线管的一端附近。闭合开关后,发现两人实验中小磁针N极静止时的指向情况不同,分别如图乙、丙两图所示。通过分析这两个实验现象可知:通电螺线管的磁极极性与螺线管中 有关;
(3)小磁针在此实验中的作用是 。
【答案】不会 电流方向 显示磁场方向
【解析】(1)[1]由甲图可知,闭合开关,根据安培定则可知,螺线管的左端为N极,右端为S极,根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引可知,小磁针不会发生偏转。
(2)[2]乙和丙中,螺线管中电流的方向不同,根据安培定则可知,螺线管的极性不同,小磁针N极的指向不同。根据两个实验现象可知,通电螺线管的磁极极性与螺线管中电流的方向有关。
(3)[3]磁场是看不见的,磁场有方向,小磁针在此实验中的作用是显示磁场方向。
37.(23-24九年级上·北京海淀·期末)小明为了探究影响电磁铁磁性强弱的因素,用表面涂有绝缘漆的电阻丝和两根相同的软铁棒分别绕制了匝数为100匝的电磁铁A和匝数为150匝的电磁铁B。实验中可以根据电磁铁吸引铁钉的数量来判断其磁性强弱。小明将电磁铁A接入如图所示的电路中,调节滑动变阻器,进行多次测量,电流表的示数和对应的电磁铁吸引铁钉的数量,如下表所示。
电流I/A
0.2
0.3
0.4
电磁铁吸引铁钉的数量n/个
5
10
17
(1)根据表中数据,可得出的实验结论是: ;
(2)小明断开开关S,将电磁铁A更换为电磁铁B,保持滑动变阻器的滑片位置不变。闭合开关S,发现电磁铁B吸引铁钉的数量也为17个。于是他认为电磁铁的磁性强弱与线圈匝数无关。你认为小明的想法是否正确? ,理由是 。
【答案】当线圈匝数一定时,通过电磁铁的电流越大,磁性越强 错误 见解析
【解析】(1)[1]由表中数据可知,线圈的匝数一定,电流越大,电磁铁吸引铁钉的数量越多,电磁铁的磁性越强,可以得到当线圈匝数一定时,通过电磁铁的电流越大,磁性越强。
(2)[2][3]探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系,保持电流不变,将电磁铁A更换为电磁铁B,保持滑动变阻器的滑片位置不变,电路中的电流发生改变,没有保持电流不变,小明的想法是错误的。
38.(23-24九年级上·北京丰台·期末)在探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数是否有关的实验中,小明用表面涂有绝缘漆的漆包线绕在铁钉上做成了线圈上有a、b、c三个接线柱的电磁铁,使用不同的接线柱,可改变电磁铁线圈的匝数。电磁铁和其他实验器材组装成如图所示的电路,他的主要实验步骤如下:
①将电磁铁a、b两接线柱接入电路,闭合开关S,移动滑动变阻器滑片P到某一位置,用电磁铁的一端吸引大头针,同时观察电流表的示数I。断开开关S,将a、b间的匝数和被吸引的大头针的个数记入实验数据表中。
②将电磁铁a、c两接线柱接入电路,闭合开关S,用电磁铁的一端吸引大头针。断开开关S,将a、c间线圈的匝数和被吸引的大头针的个数记入实验数据表中。
根据以上实验步骤,请回答下列问题:
(1)实验中,电磁铁磁性的强弱用 来反映;
(2)小明实验步骤中存在的问题: ;
(3)请你针对小明实验步骤中存在的问题,写出改正措施: 。
【答案】吸引铁钉的数目 没有控制电流相同 需要在②中,加入调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为I
【解析】(1)[1]电磁铁具有磁性,能够吸引铁钉,电磁铁的磁性越强,吸引的铁钉的数目越多,故可以根据铁钉的数目来判断电磁铁磁性的强弱。
(2)[2]探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系,应该控制电流相同,故存在的问题是没有控制电流相同。
(3)[3]将步骤②调整为将电磁铁a、c两接线柱接入电路,调节滑动变阻器的滑片,使电流表的示数为I,闭合开关S,用电磁铁的一端吸引大头针,断开开关S,将a、c间线圈的匝数和被吸引的大头针的个数记入实验数据表中。
39.(22-23九年级上·北京朝阳·期末)小阳在通电螺线管外部磁场的分布时,组装了如图甲所示的电路。
(1)在螺线管周围的有机玻璃板上均匀撒有铁屑,闭合开关后,轻敲玻璃板,铁屑静止时的分布情况如图乙所示。观察可知通电螺线管的外部磁场与 的磁场相似;
A.条形磁体 B.蹄形磁体 C.同名磁极间
(2)把两个小磁针放在螺线管两端,闭合开关后,小磁针(黑色一端为N极)静止时的指向如图丙所示,则通电螺线管的右端为 极;
(3)若用磁感线描述本次实验中通电螺线管的外部磁场,则图所示中正确的是 。
A.B.C.D.
【答案】A N B
【解析】(1)[1]由图乙可观察到,通电螺线管两端铁屑最密,中间铁屑最少,因此通电螺线管的外部磁场与条形磁体相似,故选A。
(2)[2]由图可知,通电螺线管的右端吸引小磁针的S极,根据磁极间的相互作用可知,通电螺线管的右端为N极。
(3)[3]根据磁感线的定义可知,在磁场外部磁感线时从磁体的N极出来回到S极,此通电螺线管的右端为N极,故磁感线应该是从右端出来回到左端,故选B。
考点3、磁场对电流的作用 电动机
40.(23-24九年级上·北京东城·期末)如图甲所示是我国自主研发的电磁发射器,它是利用磁场对电流的作用把弹丸发射出去,图乙中的设备与电磁发射器的工作原理相同的是( )
A.电磁铁磁性的强弱与线圈匝数有关
B.通电后导体在磁场中由静止开始运动
C.闭合回路的一部分导体切割磁感线产生电流
D.通电导线下方的小磁针发生偏转
【答案】B
【解析】电磁发射器,它是利用磁场对电流的作用把弹丸发射出去,故应用的是通电导体在磁场中受力运动(电动机)的原理;
A.电磁铁磁性的强弱与线圈匝数有关,是研究影响电磁铁磁性强弱的因素,故A不符合题意;
B.通电后导体在磁场中由静止开始运动,因为在磁场中受到了力的作用,与电磁发射器的原理相同,故B符合题意;
C.闭合回路的一部分导体切割磁感线产生电流是电磁感应现象,即磁能够生电,故C不符合题意;
D.通电导线下方的小磁针发生偏转,是因为电流周围存在磁场,故D不符合题意。
故选B。
41.(23-24九年级上·北京海淀·期末)如图所示,把两个金属支架固定在木板上,并分别与电池的两极相连;再把线圈放在支架上,线圈下放置一块强磁体,给线圈通电并轻推一下,线圈就会持续转动。线圈能旋转的原因,与图所示实验中产生现象的原因相同的是( )
A.磁极间有相互作用
B.电流的磁效应
C.通电导体在磁场中受力
D.电磁感应现象
【答案】C
【解析】如图装置中有电源,通电时通电线圈在磁场中受力转动,因此这是一台电动机,原理是通电线圈在磁场中受到力的作用。
A.由图可知,同名磁极相互排斥,探究磁极间的相互作用,故A不符合题意;
B.图中导线中通过电流时,小磁针的方向发生偏转,说明通电导线周围存在磁场,研究电流的磁效应,故B不符合题意;
C.图中导体中通过电流时,导体会发生运动,说明通电导体在磁场中受到力的作用,是电动机的原理,故C符合题意;
D.图中导体在磁场中切割磁感线,会产生感应电流,是发动机的原理,故D不符合题意。
故选C。
42.(23-24九年级上·北京东城·期末)勤思考、爱交流的小琴对电磁的知识进行了总结,并与小文进行交流,小文认为小琴总结的结论有的正确,有的错误。小琴总结的下列结论中正确的是( )
A.司南能指示南北,利用了地磁场对磁体的作用
B.通电导体的周围存在磁场
C.改变磁场的方向,通电导线在磁场中的受力方向就发生改变
D.发电机的工作原理是电磁感应现象,将电能转化为机械能
【答案】ABC
【解析】A.地球周围存在地磁场。司南能指示南北,利用了地磁场对磁体的作用,故A正确;
B.通电导体周围存在磁场的现象叫电流的磁效应,故B正确;
C.通电导体在磁场中受到力的方向与电流方向和磁场方向有关。改变磁场的方向,通电导线在磁场中的受力方向就发生改变, 故C正确;
D.发电机的工作原理:电磁感应现象,工作时将机械能转化为电能,故D错误。
故选ABC。
43.(23-24九年级上·北京海淀·期末)如图所示为动圈式话筒的构造示意图,话筒由线圈、永磁体、膜片等组成。当人对着话筒说话时,声波会引起膜片振动,处在磁场中的线圈跟随着膜片一起运动。下列说法正确的是( )
A.话筒是依据电磁感应现象制成的 B.线圈中的电流方向一定是不变的
C.话筒的工作原理与电动机的工作原理相同 D.话筒在使用过程中,将机械能转化为电能
【答案】AD
【解析】A.声波引起膜片振动,线圈和膜片是连在一起的,连在膜片上的线圈就一起振动,线圈在永久磁体的磁场里振动,切割磁感线产生感应电流,所以话筒是依据电磁感应现象制成的,故A正确;
B.线圈中的电流是交流电,方向一直变化,故B错误;
C.电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力而转动,故C错误;
D.话筒在使用过程中,通过线圈振动切割磁感线产生感应电流,将机械能转化为电能,故D正确。
故选AD。
44.(23-24九年级上·北京丰台·期末)动圈式扬声器,俗称喇叭,是一种把电信号转换为声信号的装置。它主要由固定的永磁体、音圈和锥形纸盆等构成,如图所示。当音圈中通过大小和方向反复变化的电流时,音圈会在永磁体的磁场中受到大小和方向都在变化的力的作用,从而使得音圈振动。音圈的振动会带动纸盆振动,于是扬声器就发出了声音。在下图所示的四个装置中,与动圈式扬声器的工作原理相同的是( )
A. 发电机 B. 电磁继电器
C. 电动机 D. 动圈式话筒
【答案】C
【解析】动圈式扬声器的原理是磁场对通电导线有力的作用;
AD.发电机和动圈式话筒的原理是电磁感应现象,故AD不符合题意;
B.电磁继电器的原理是电流的磁效应,故B不符合题意;
C.电动机的原理是磁场对通电导线有力的作用,故C符合题意。
故选C。
45.(22-23九年级上·北京东城·期末)下列说法中正确的是( )
A.奥斯特实验说明了电流周围存在磁场
B.磁体之间的作用是通过磁场发生的,但磁场并不存在
C.电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的
D.磁场对放入其中的小磁针有力的作用
【答案】ACD
【解析】A.奥斯特实验证实了电流周围存在磁场,即电流的磁效应,故A正确;
B.磁场虽然看不见、摸不着,但是真实存在,磁体间的相互作用就是通过磁场发生的,故B错误;
C.通电直导线在磁场中受力运动,而电动机是利用通电导体在磁场中受力转动的原理制成的,故C正确;
D.磁场的基本性质:磁场对放入其中的磁体有力的作用,所以,磁场对放入其中的小磁针一定有力的作用,故D正确。
故选ACD。
46.(23-24九年级上·北京朝阳·期末)为了研究通电导线在磁场中受力方向的情况,小阳利用如图所示的装置进行实验。接通电源,观察通电导线ab的运动方向。把电源的正负极对调后接入电路,观察通电导线ab的运动方向。
(1)小阳探究的问题是:通电导线在磁场中受力的方向跟 的方向是否有关。
(2)通电导线在磁场中受力的方向还与 有关,为了验证这个观点,接下来的实验操作是 。
【答案】电流 磁场方向 保持电源的正负极不变,对调磁体的磁极
【解析】(1)[1]电源的正负极对调会改变通电导体中电流的方向,所以小阳探究的问题是通电导线在磁场中受力的方向跟电流的方向是否有关。
(2)[2][3]保持电源的正负极不变,对调磁体的磁极,使磁场的方向与原来相反,这时导线ab运动方向与原来相反,这说明通电导体运动方向与磁场方向有关。
考点4、电磁感应现象
47.(23-24九年级上·北京东城·期末)如图所示的是一种手摇LED照明灯,内有永磁铁和线圈,转动摇把,LED灯就能发光。如图所示的四个实验中,与此照明灯工作原理相同的是( )
A. 磁极间的相互作用 B.通电导线周围存在磁场
C.通电导体在磁场中受力 D.电磁感应现象
【答案】D
【解析】手摇LED照明灯是利用电磁感应现象制成的,磁铁在线圈中来回运动,使线圈切割磁感线,从而产生了感应电流,使小灯泡发光。
A.由图可知,用条形磁体的N极靠近小磁针的N极,相互排斥,说明同名磁极相互排斥,故A不符合题意;
B.开关闭合后,小磁针偏转说明通电导体周围有磁场,故B不符合题意;
C.开关闭合后,电路中有电流,通电导体受到磁场力的作用发生运动,故C不符合题意;
D.开关闭合后,在外力作用下使导体切割磁感应线,电流表指针发生偏转,说明此时有感应电流产生,是电磁感应现象,故D符合题意。
故选D。
48.(23-24九年级上·北京朝阳·期末)如图所示,在蹄形磁体的磁场中放置一根导线ab,导线 ab 两端通过开关与灵敏电流计连接。开关闭合后,下列对实验现象的判断正确的是( )
A.导线ab 会运动起来
B.灵敏电流计的指针会发生偏转
C.若导线 ab沿磁感线方向运动,则灵敏电流计指针可以偏转
D.若导线 ab做切割磁感线运动,则灵敏电流计指针可以偏转
【答案】D
【解析】AB.开关闭合后,电路中无电流,导体ab不会运动,灵敏电流计的播针不会发生偏转,故AB措误;
C.若导线ab沿磁感线方向运动,导线没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,则灵敏电流计播针不偏转,故C错误;
D.若导线ab做切割磁感线运动,会产生感应电流,则灵敏电流计指针可以偏转,故D正确。
故选D。
49.(22-23九年级上·北京海淀·期末)利用如图所示的装置进行操作。闭合开关,使金属棒AB水平向左运动,观察到灵敏电流计指针向右偏转。则下列说法中正确的是( )
A.闭合开关,使金属棒AB水平向右运动,灵敏电流计指针将向左偏转
B.承接A,保持金属棒AB静止不动,断开开关,灵敏电流计指针将向右偏转
C.闭合开关,使金属棒AB竖直向上运动,灵敏电流计指针将静止不动
D.闭合开关,使金属棒AB沿AB方向朝纸内运动,灵敏电流计指针将静止不动
【答案】ACD
【解析】要想产生感应电流的条件,需要闭合回路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
A.闭合开关,导体棒水平向左运动,导体切割磁感线,会产生感应电流,灵敏电流计指针向右偏转,故A正确;
B.保持金属棒AB静止不动,断开开关,电路没有构成闭合回路,因此,没有感应电流产生,所以,灵敏电流计指针将静止不动,故B错误;
CD.闭合开关,使金属棒AB竖直向上运动,使金属棒AB沿AB方向朝纸内运动,均没有切割磁感线,没有感应电流产生,所以,灵敏电流计指针将静止不动,故CD正确。
故选ACD。
50.(22-23九年级上·北京海淀·期末)下图所示是一种环保型手电筒,使用时将它来回摇晃,让磁体在线圈中往复运动,就能使灯泡发光。选项四幅图中与这种手电筒的工作原理相同的是( )
动圈式话筒
动圈式扬声器
电动机
电铃
A
B
C
D
【答案】A
【解析】摇晃手电筒时,磁体在线圈中运动切割磁感线产生感应电流,是利用电磁感应原理工作的。
A.动圈式话筒工作的前提是运动(切割磁感线),结果是产生了电流,利用了电磁感应现象,故A符合题意;
B.动圈式扬声器工作的前提是通电,结果是产生了运动,利用通电导体在磁场中受力的原理,故B不符合题意;
C.电动机利用通电导体在磁场中受力的原理,故C不符合题意;
D.电铃的主要设备是电磁铁,它是利用电流的磁效应制成的,故D不符合题意。
故选A。
51.(22-23九年级上·北京海淀·期末)如图所示,甲、乙、丙、丁分别为动四式话筒、动圈式扬声器、电动机、发电机的构造示意图或原理示意图,下列说法中正确的是( )
A.甲与丁的原理相同,都是利用电磁感应原理
B.甲与丙的原理相同,都是利用电磁感应原理
C.乙与丁的原理相同,都是利用磁场对通电线圈有力的作用
D.乙与丙的原理相同,都是利用磁场对通电线圈有力的作用
【答案】AD
【解析】动圈式话筒的原理与发电机的原理都是把机械能转换成电能,利用的是电磁感应原理;而扬声器的原理与电动机的原理是相同的,都是把电能转化为机械能,利用磁场对通电线圈有力的作用。所以甲与丁的原理相同,乙与丙的原理相同,故BC错误,AD正确。
故选AD。
52.(22-23九年级上·北京朝阳·期末)小阳在探究利用磁场产生感应电流的条件的实验时,将下图所示的实验装置放在水平的台面上。下列说法中正确的是( )
A.该实验揭示了发电机的工作原理
B.导线ab竖直向上运动不能产生感应电流
C.导线ab水平向左运动可以产生感应电流
D.只要导线ab在支架上静止不动就不会产生感应电流
【答案】ABC
【解析】A.发电机的工作原理是闭合电路的一部分导体切割磁感线时,会产生感应电流,图中的装置没有电源,闭合电路的一部分导体处在磁场之中,灵敏电流计是用来检测感应电流的,故A正确;
B.磁感线沿竖直方向,导体ab竖直向上运动没有切割磁感线,所以不能产生感应电流,故B正确;
C.磁感线沿竖直方向,导体ab水平向左运动,可以切割磁感线,能够产生感应电流,故C正确;
D.导线ab在支架上静止不动,水平方向移动磁场时,导体也会切割磁感线,也可以产生感应电流,故D错误。
故选ABC。
53.(23-24九年级上·北京海淀·期末)如图所示,小明自制了一个模拟“无线充电”的装置,线圈A与LED灯组成闭合回路,线圈B接在另一电路中。实验过程中,他将线圈A放置在线圈B上方,LED灯发光;使线圈A靠近线圈B,发现LED灯发光的亮度增强。请你根据小明的实验步骤及现象,写出他所探究的问题: 。
【答案】产生感应电流的条件及感应电流大小与什么因素有关
【解析】根据题中实验步骤可知,小明要探究的问题是产生感应电流的条件及感应电流大小与什么因素有关。
54.(23-24九年级上·北京海淀·期末)图是小明“探究产生感应电流的条件”的实验装置,请按要求完成下列问题:
(1)闭合开关,下列可使灵敏电流计的指针发生明显偏转的操作是 (选填选项前的字母,正确选项多于一个)
A.磁体不动,使导体AB沿竖直方向做上下运动
B.磁体不动,使导体AB沿水平方向做左右运动
C.导体AB不动,使磁体沿竖直方向做上下运动
D.导体AB不动,使磁体沿水平方向做左右运动
(2)将实验装置中的灵敏电流计换成满足实验要求的电源,闭合开关后可观察到的现象是 。
【答案】BD 导体AB沿水平方向运动
【解析】(1)[1]A.磁体不动,使导体AB沿竖直方向做上下运动,没有做切割磁感线运动,所以不能产生感应电流,故A不符合题意;
B.磁体不动,使导体AB沿水平方向做左右运动,导体AB切割磁感线运动,故会产生感应电流,故B符合题意;
C.导体AB不动,使磁体沿竖直方向做上下运动,没有做切割磁感线运动,所以不能产生感应电流,故C不符合题意;
D.导体AB不动,使磁体沿水平方向做左右运动,相当于磁体不动,AB左右运动,即切割磁感线运动,故会产生感应电流,故D符合题意。
故选BD。
(2)[2]磁场对通电导体的作用,电路中一定有电源,所以把灵敏电流计换成电源,导体AB成为通电导体在蹄型磁体的磁场中受力的作用而运动。
55.(23-24九年级上·北京丰台·期末)在探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件的实验中,小明用绝缘细线将矩形线框悬挂起来,使它的底边AB水平置于蹄形磁体的磁场中,并把线框的两端用导线与灵敏电流计、开关连接起来,如图所示。他闭合开关后,进行了多次实验,观察并记录灵敏电流计的指针偏转情况如下表所示。请回答下列问题:
实验序号
磁感线的方向
导体AB的运动情况
灵敏电流计指针的偏转情况
1
竖直向下
竖直上下运动
不偏转
2
水平左右运动
偏转
3
斜向左右运动
偏转
(1)根据实验现象可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时,电路中会产生感应电流;
(2)小明在实验过程中,还发现AB向右运动时,灵敏电流计的指针向左偏转;AB向左运动时,灵敏电流计的指针向右偏转。由此可知:感应电流的方向与 有关;
(3)从能量角度分析,AB在磁场中运动时产生感应电流,是 能转化为电能的过程。
【答案】切割磁感线 导体切割磁感线的方向 机械
【解析】(1)[1]根据表格中的信息可知,当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电流表指针发生偏转,电路中才会产生感应电流。
(2)[2]从已知条件可以看出,当导体AB的运动方向发生变化时,电流计指针的偏转方向发生变化,即电流的方向发生了改变,所以可以看出感应电流方向与导体的运动方向有关。
(3)[3]从能量的角度来分析,感应电流的产生过程是机械能转化为电能。
56.(23-24九年级上·北京海淀·期末)请阅读《最强“弹弓”——电磁发射系统》并回答题。
最强“弹弓”——电磁发射系统
如图甲所示,分别将两块钕铁硼强磁体(导体)吸在干电池的两极,将该电池从铜线圈的一端放入,会观察到电池从另一端快速“弹出”(如图乙所示)。这是因为电池放入线圈后,其两极所吸的强磁体与线圈接触,使其间的线圈中有较大的电流通过,通电线圈与磁体之间存在相互作用力,将电池“弹出”,电磁发射系统的原理与以上实验的原理相似。
电磁发射系统适宜短行程发射大载荷,在军事、民用和工业领域具有广泛的应用前景。如图丙所示是一种电磁发射系统的基本原理,当电流通过飞行体时,飞行体会在磁场中受力而向前飞出,进而带动与之连接的载荷高速飞出。通过调节电流的大小,可以方便地控制发射的力度和速度,从而实现对各类型载荷的有效弹射。
电磁发射系统中的技术难关之一是解决轨道烧蚀问题,如某次电磁发射实验中,在发射的时候有几十万安培的电流会经铜导轨从飞行体的一端流入另一端,这时飞行体受力向前运动,最终以几千米每秒的速度飞出。实验后观察到电流在导轨上形成了长度大于一厘米的烧蚀坑,严重影响后续的使用。因此,电磁发射系统的导轨必须能承受强大的电流,发射过程中复杂的机械、电气和热作用及强大的侧向力,对导轨材料的耐瞬间高温、高硬度等特性提出了极为苛刻的要求。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)以下应用中,与电磁发射过程的能量转化相同的是 (选填选项前的字母,正确选项只有一个);
A .发电机 B.电动机 C.汽油机
(2)导轨的材料应具有的特性是 (选填选项前的字母,正确选项多于一个);
A.导电性弱 B.耐高温 C.硬度大
(3)“电流在导轨上形成了长度大于一厘米的烧蚀坑”,请写出这一过程中,电流产生巨大热量的依据 ;
(4)小明尝试模拟电磁发射系统,他将待发射的金属棒放置在磁场中的两平行铜导轨上,给导轨通电,就有电流通过金属棒,使金属棒在磁场中受力而弹出。如果要增大金属棒弹出的速度,可行的方案是 (写出一条即可)。
【答案】B BC 见解析 适当增大电流
【解析】(1)[1]A.电磁发射过程将电能转化为机械能,发电机是将机械能转化为电能,故A不符合题意;
B.电动机是将电能转化为机械能,故B符合题意;
C.汽油机是将内能转化为机械能,故C不符合题意。
故选B。
(2)[2]电磁发射系统的导轨必须能承受强大的电流,发射过程中复杂的机械、电气和热作用及强大的侧向力,故需要其导电性能好、耐高温、硬度高等,故A不符合题意,BC符合题意。
故选BC。
(3)[3]由Q=I2Rt知,当R和t一定时,电流越大,产生的热量越多。
(4)[4]通电金属棒受力大小与电流大小有关,故可以通过适当增大电流来增大金属棒弹出的速度。
57.(23-24九年级上·北京石景山·期末)请阅读《储能新星——飞轮储能》,并回答问题。
储能新星——飞轮储能
飞轮储能是一种机械储能方式,飞轮储能装置突破了化学电池的局限,用物理方法实现储能。
典型的飞轮储能系统由飞轮、轴承、电机、电力转换器和真空室5个主要组件构成。如图所示。飞轮是飞轮储能系统中的核心部件,飞轮的质量越大、转速越高,储能越多。当飞轮在高速旋转时,会受到极大的离心力作用,所以一般采用高强度碳纤维复合材料来制作,碳纤维复合材料的抗拉强度是高强度钢材的5倍以上,最大限度地增加飞轮储能系统的储能量。轴承的作用是支撑飞轮运动,为了减少爱电设备的旋转摩擦损耗,所以一般都采用磁悬浮轴承。内置电机是互逆式双向电机,它既是电动机也是发电机,在充电时给飞轮加速,飞轮以机械能的形式把能量储存起来;之后,电机维持一个恒定的转速,直到接收到一个能量释放的控制信号;当放电时,它给外围设备供电,此时飞轮的转速不断下降;而当飞轮空闲运转时,装置则以最小损耗运行。电力转换器的作用是提高系统的灵活性和可控性,并将输出电能变换为满足供电要求的电能。真空室的主要作用是提供真空环境,降低电机运行时的风阻损耗。
飞轮储能系统具有高效能转换和高能量密度的特点,能够快速储存和释放能量,寿命较长,可以工作数十年,由于其没有机械接触,具有较高的可靠性和稳定性不会产生污染物和温室气体等有害物质。但是,也有成本高、占用空间大、重量大等劣势需要改善和克服。飞轮储能技术在铁路、城市轨道交通、航空航天、国防军工、医疗等领域广泛应用,市场前景广阔。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)飞轮储能系统充电时,完成 能到机械能的转换,储存能量;放电时,内置电机作为 (选填“电动机”或“发电机”)运行;
(2)下面关于飞轮储能说法正确的是( )
A.飞轮储能是以化学能的形式把能量储存起来
B.飞轮转子一般采用高强度钢材以最大限度地增加飞轮的储能量
C.真空室的主要作用是提供真空环境,降低电机运行时的风阻损耗
D.飞轮充电后,电机停止运转,直到接收到能量释放信号,再给外围设备供电
(3)根据文中信息,写出飞轮储能的优势(至少两点)。
【答案】电 发电机 C 高效能转换、较高的可靠性和稳定性
【解析】(1)[1][2]飞轮储能系统充电时,给飞轮加速,飞轮以机械能的形式把能量储存起来,完成电能到机械能的转换,储存能量;放电时,内置电机作为发电机运行,给外围设备供电。
(2)[3]A.飞轮储能系统充电时,给飞轮加速,飞轮以机械能的形式把能量储存起来,故A错误;
B.飞轮在高速旋转时,会受到极大的离心力作用,所以一般采用高强度碳纤维复合材料来制作,碳纤维复合材料的抗拉强度是高强度钢材的5倍以上,最大限度地增加飞轮储能系统的储能量。故B错误;
C.由短文可知,真空室的主要作用是提供真空环境,降低电机运行时的风阻损耗。故C正确;
D.飞轮充电后,电机维持一个恒定的转速,直到接收到一个能量释放的控制信号,再给外围设备供电。故D错误。
故选C。
(3)[4]根据文中信息,可知飞轮储能的优势有很多,如:高效能转换和高能量密度、具有较高的可靠性和稳定性、不会产生污染物和温室气体等有害物质。
58.(22-23九年级上·北京海淀·期末)请阅读《稳态强磁场实验装置》并回答问题。
稳态强磁场实验装置
2022年8月12日,位于中科院合肥物质科学研究院的国家重大科技基础设施“稳态强磁场实验装置”实现重大突破,创造场强45.22万高斯的稳态强磁场,超越已保持了23年之久的45万高斯稳态强磁场世界纪录。地球磁场约等于0.5高斯,新纪录相当于地球磁场的90多万倍。强磁场是探索科学前沿的一种极端实验条件,在发现新现象、催生新技术方面具有不可替代的作用。
想要人为创造稳态强磁场,势必要创造稳态强电流,科学家们经数年钻研,终于取得技术突破。如图甲是此强磁场实验装置的外观,其内部(如图乙)由外7层超导线圈、内2层水冷线圈构成,相当于多个超大型通电螺线管嵌套在一起。其中超导线圈由铌三锡超导股线绕成,这种超导股线加工复杂——需将液氦从股线中流过,使得股线内的温度降至,以确保股线处于零电阻的超导工作状态,而超导股线在电流通过时不会发热。内层的水冷线圈有一定的电阻,经过缜密设计,在尽可能保证大电流通过线圈的同时将高压冷却水通过线圈,快速“带走热量”,防止导线过热,以维持电流稳定。
线圈的中心部分就是做实验的内孔,科学家把待测物质通过探头放置于此进行研究。借助其他观测仪器,如扫描隧道显微镜,我们就可以了解物质在强磁场环境下发生的奇妙变化。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)稳态强磁场实验装置产生磁场的基本原理是 (选填选项前的字母);
A.通电导线周围存在磁场
B.通电导线在磁场中受到力的作用
C.电磁感应现象
(2)当内层水冷线圈中的电流增大时,其单位时间产生的热量会 (选填“变多”“变少”或“不变”);
(3)超导线圈相比于普通金属导线线圈的优势是 ;
(4)为进一步使实验装置产生的磁场更强,请你提出一条建议 (写出一条即可)。
【答案】A 变多 零电阻 增加线圈的匝数
【解析】(1)[1]由材料可知,实验装置是通过电磁铁获得稳态强磁场的,所以产生磁场的基本原理是通电导线周围存在磁场。
(2)[2]当内层水冷线圈中的电流增大时,由于内层的水冷线圈有一定的电阻,根据焦耳定律,其单位时间产生的热量会变多。
(3)[3]超导线圈相比于普通金属导线线圈的优势是零电阻,使它在超导工作状态下不产生热量,能够获得强电流,且不产生能量损失。
(4)[4]影响电磁铁的磁性强弱的主要因素是可以通过电磁铁的电流和线圈的匝数,故可以从增加线圈匝数或增大电流强度方面提出建议。
59.(22-23九年级上·北京石景山·期末)永磁磁浮空轨——“兴国号”
2022年8月9日我国首条永磁磁浮空轨(空中轨道列车)“兴国号”在江西兴国举行竣工仪式并投入使用,如图所示,这也是世界上首次将永磁悬浮技术应用于空轨车辆制造。工程示范线全长800米,2车辆编组,定编88人,设计最高运行速度每小时80公里。
“永磁磁浮空轨”是一种新型悬挂式磁浮车辆,采用悬挂式单轨结构,是永磁磁浮技术与空轨技术的完美结合,所应用的永磁悬浮挂水,即永磁磁浮列车靠在车顶的永磁装置与永磁轨道的斥力而悬浮于空中,是独立于常导磁悬浮、超导碘悬浮之外的第三条技术系列,我国拥有完全自主知识产权。目前已有的空轨列车采用的是电气驱动轮胎在轨道梁内行走,而“永磁磁浮空轨”的转向架由轮胎变成永磁铁,无需耗费电能通过永磁特性即可实现车辆零功率悬浮,几乎零摩擦运行,能够进一步降低运行阻力。此外,通过减震结构、悬浮架的固定结构等做平衡,让悬浮高度控制在几毫米的变化内所以乘车几乎感觉不到“颠簸”,解决了列车行驶过程中永磁悬浮高度不断变化的关键难题,让永磁悬浮空轨更安全、更智能。保证列车悬浮和长时间稳定磁性的“秘密”是列车永磁体里的稀土成分。通过特殊工艺,在金属中添加钕铁硼等稀土材料制造高性能的永磁体,使其达到设计的悬浮性能,能使列车和轨道等的使用寿命更长。“永磁磁浮空轨”涵盖了永磁材料、轨道交通、人工智能、无线道信、智能制造、电机驱动等多个战略性新兴产业,并已初步形成了自主知识产权体系,PCT国际专利5件,发明专利60多件。
“永磁磁浮空轨”在继承了传统空轨的有独立路权、占地面积小、建设周期短、建设成本低、景观性好等一系列优点基础上,车辆运行更平稳,更节能环保。种种优势都显示,它势必引领我国新制式、新接入级轨道交通翻开崭新的一页,
请根据上述材料,回答下列问题;
(1)“兴国号”永磁磁悬浮是运用磁体的“ ”原理,使列车克服地球引力实现悬浮的;
(2)关于“兴国号”,下列说法正确的是( );
A.可以实现零功率悬浮
B.永磁体里的稀土材料属于可再生能源
C.永磁体无需耗费电能就能产生磁力,相对电磁体节能环保
D.在金属中添加钕铁硼等稀土材料可以制备高性能的永磁体
(3)磁性材料的应用非常广泛,除了磁悬浮列车之外,请你至少举出一例磁性材料在生活中的应用。( )
【答案】同名磁极相互排斥 ACD 冰箱的门封是磁性材料制成的
【解析】(1)[1]由短文可知,“永磁磁浮空轨”是一种新型悬挂式磁浮车辆,采用悬挂式单轨结构,是永磁磁浮技术与空轨技术的完美结合,所应用的永磁悬浮挂水,即永磁磁浮列车靠在车顶的永磁装置与永磁轨道的斥力而悬浮于空中。根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引可知,“兴国号”永磁磁悬浮运用了磁体的同名磁极相互排斥的原理。
(2)[2]AC.由短文可知,“永磁磁浮空轨”的转向架由轮胎变成永磁铁,无需耗费电能通过永磁特性即可实现车辆零功率悬浮,几乎零摩擦运行,能够进一步降低运行阻力。由此可知,“兴国号”可以实现零功率悬浮,永磁体无需耗费电能就能产生磁力,相对电磁体节能环保。故AC正确;
B.永磁体里的稀土材料越用越少,短期内不能从自然界得到补充,属于不可再生能源,故B错误;
D.由短文可知,通过特殊工艺,在金属中添加钕铁硼等稀土材料制务高性能的永磁体,使其达到设计的悬浮性能,能使列车和轨道等的使用寿命更长。故D正确。
故选ACD。
(3)[3]磁性材料的应用非常广泛,冰箱的门封是磁性材料制成的,硬盘、手机、耳机中都含有磁性材料。
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