专项练习：第二十章电与磁 实验题2024-2025学年人教版物理九年级全一册

专项练习：第二十章 电与磁的实验题 1．学习小组的同学用如图甲所示的实验装置“探究产生感应电流的条件”。 （1）闭合开关，若导体AB不动，向右移动磁体，电路中 （选填”有”或“无”）感应电流; （2）由实验可得到结论：闭合电路的一部分导体，在磁场中做 运动时，导体中就会产生感应电流; （3）若将磁场方向和磁体的运动方向同时改为与原来相反，产生的感应电流的方向 （选填“改变”或“不改变”）; （4）如图乙所示，小磁针静止在通电螺线管的右方，请标出静止小磁针的N极和电源的“＋”“－”极 。 2．关于下面两个实验： （1）如图实验板上固定了四根金属丝。a、c、d为镍铬合金，b为铜；a、b、c长度相同，d的长度小于a；a、b、d横截面积相同，c的横截面积大于a。 ①该实验中，通过观察 来比较导体电阻的大小。 ②探究电阻与金属丝的横截面积是否有关时，应选择金属丝 和c。 （2）在探究“通电螺线管外部磁场”的实验中，采用如图甲所示的实验装置。 ①当闭合开关S后，小磁针 （选填“会”或“不会”）发生偏转； ②用铁屑来做实验，得到如图乙所示的情形，它与 磁体的磁场分布相似。 ③小易做了如图丙所示的实验，通过实验现象可以得出：通电螺线管的磁极极性与螺线管中电流的 有关。 3．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，同学们制成了简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。通电后让电磁铁吸引大头针。 (1)当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数 （选填“增加”或“减少”），说明电流越 ，电磁铁磁性越强； (2)根据图示的情境可知， （选填“甲”或“乙”）的磁性强，说明电流相同时，线圈匝数越 （选填“多”或“少”），电磁铁磁性越强。 4．小明同学做了一个如图所示的装置，闭合开关，用外力使导体棒ab水平向右移动，发现导体棒cd也随之运动起来，在此实验中： （1）实验装置中的甲部分，应用的物理原理是 ． （2）实验装置中的乙部分，在cd棒运动过程中，是将电能转化成 能． （3）此装置中 （填“ab”或“cd”）部分产生的现象，与生活中电动机的工作原理是相似的． 5．请完成下列填空： （1）如图1，R1大于R2，实验中通过观察 反映电流产生热量的多少；如图1装置闭合开关后，可以探究电流产生热量的多少与 的关系。 （2）如图2，右边电磁铁吸引的大头针数量更多，说明电磁铁磁性强弱与 有关；如果向左移动滑动变阻器的滑片，两个电磁铁的磁性都将会 。 6．在探究“通电螺线管外部的磁场分布”的实验中： （1）小磁针 极的方向是该点的磁场方向； （2）开关闭合后，小磁针分布状态如图甲所示，说明通电螺线管外部的磁场与 的磁场相似； （3）为了探究通电螺线管的磁场方向与电流方向是否有关，写出一种操作方法： ； （4）闭合图乙中的开关，则通电螺线管左端为 极。 7．同学们借来学校实验室的手摇发电机，尝试用它使小灯泡发光。 （1）细心的小军发现摇得越快、灯泡越亮，摇得越慢、灯泡越暗。根据这一现象大家提出了下列四个问题，其中最有价值且易于探究的是( )； A．为什么这里的灯泡有的时候亮有的时候暗？ B．发电机产生的电流大小跟转速有什么关系？ C．发电机产生的电流大小跟哪些因素有关呢？ D．与发电机相连的灯泡的亮暗与什么因素有关？ （2）他们根据小灯泡的亮暗来判断电路中电流的大小，像这种用易于直接观测的量来显示不易直接观测的量的方法叫“转换法”。下列研究过程中也用到了“转换法”的是 ； ①在探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关实验中，根据吸引大头针的多少来判断磁性的强弱。 ②在探究电流的大小与哪些因素有关实验中，为了研究电流和电阻的关系，使电压保持不变。 ③在探究电流产生的热量与哪些因素有关实验中，根据煤油升高的温度判断电热丝产生热量的多少。 ④在探究电阻的大小与哪些因素有关实验中，根据电流表示数的大小来判断导体电阻的大小。 （3）小军同学又按照图乙组装好电路来探究什么情况下磁能生电。确认连接无误后，让金属棒PQ左右水平运动。实验中却几乎看不出电流表指针偏转。小军沉思片刻，换用了图丙的器材，重复刚才的步骤，大家惊喜的发现灵敏电流计的指针发生偏转了。图乙中电流表指针不偏转的原因很可能是 ； （4）小涵突然说，如果将灵敏电流计换成 ，就可以探究“磁场对通电导体的作用”了。大家再次感受到了电和磁的紧密联系。 8．如图所示，这是小明在做“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置，导体AB、开关，灵敏电流计用导线连接组成电路。 (1)实验中通过观察 来判断是否产生感应电流； (2)闭合开关，导体AB静止不动，让蹄形磁铁水平向左运动，导体AB （选填“会”或“不会”）产生感应电流； (3)蹄形磁铁静止，让导体AB水平向左运动，再让导体AB水平向右运动，这是为了“探究感应电流的方向与 方向有关”； (4)小明进一步猜想，产生感应电流的大小可能与导体AB运动的速度有关，为了验证猜想，他应进行的操作是 。 9．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。 （1）实验中通过观察 来判断电磁铁磁性的强弱，当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数 （填“增加”或“减少”），说明电流越 ，电磁铁磁性越强； （2）根据图示的情境可知， （填“甲”或“乙”）的磁性强，说明电流一定时， ，电磁铁磁性越强； （3）请你判断出乙铁钉的上端是电磁铁的 极。      10．如图，在探究“感应电流产生的条件”实验中： （1）实验中，通过观察电流表指针 判断电路中是否有感应电流； （2）闭合开关，若导体棒沿竖直方向运动，电路中 （选填“有”或“无”）感应电流。若导体棒不动，左右移动磁铁，则电流表指针 （选填“偏转”或“不偏转”）； （3）实验中，向左移动导体棒，电流表的指针向左偏转 ，向右移动导体棒 （选填”或”或“并”）改变磁场方向，电流表的指针向左偏转。此实验现象从能量转化的角度，其实质是 能转化为电能； 11．某小组同学通过实验研究通电螺线管的磁极极性与哪些因素有关。实验中他们变换螺线管上线圈的绕法，调换电源的正负极，利用小磁针判断出通电螺线管的磁极极性，实验现象如图（a）（b）（c）（d）所示。 　　 　　 　　 ①小华比较图（a）和（b），认为通电螺线管的磁极极性与电源正负极的位置有关，N极在靠近电源负极的一端。小明比较图 认为小华的结论是 的（选填正确或错误）。 ②小明进步比较图（a）和（d）或（b）和（c），认为螺线管上线圈绕法相反、电源的正负极位置也相反，然而磁极极性相同，说明通电螺线管的磁极极性与 有关。 12．某实验小组的同学进行电磁学实验． （1）在如图甲所示的实验中，当闭合开关后，可观察到磁场中金属棒ab在导轨上运动，该实验中的能量转化情况与 （选填“电动机”或“发电机”）一致． （2）在图乙所示的实验中，闭合开关，保持蹄形磁体不动，若使金属棒ab沿 （选填“竖直”或“水平”）方向运动，则灵敏电流计的指针将发生偏转． 13．小华和小军在老师办公室看到一个如图甲所示的仪器，用一根铜线和一个有两排孔的平板玻璃制成，铜线依次穿过相邻的孔绕成一个线圈。老师告诉他这是螺线管。于是，在老师的指导下，他和同学们一起把螺线管接入电路，探究其特点。 （1）他们把一个小磁针放在桌面上，小磁针静止时指向南北方向。将螺线管通电后靠近该小磁针，发现小磁针发生 ，说明通电螺线管周围存在磁场； （2）接着，小华将细铁屑均匀地洒在玻璃板上，轻轻敲击玻璃板后，细铁屑的排列情况如图乙所示； ①观察发现靠近螺线管两端的地方铁屑分布比较密集，说明螺线管两端磁场比较 （选填“强”或“弱”）； ②小华继续仔细观察细铁屑的整体分布情况，发现通电螺线管外部的磁场分布与我们学过的 磁体的磁场分布情况相似； ③随后小军在未通电的螺线管外部放置了八个小磁针，闭合开关磁针指向如图丙所示，放入小磁针是为了显示 （选填“磁场方向”或“磁场强弱”）。 14．探究影响电磁铁磁性强弱的因素 (1)如图甲实验，将滑动变阻器滑片向 移动，吸引大头针数量增加，由此可知：外形、线圈匝数相同时， ，电磁铁磁性越强； (2)如图乙实验，可研究电磁铁磁性与 的关系。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1． 有 切割磁感线 不改变 【详解】（1）[1]闭合开关，若导体AB不动，向右移动磁体，相当于向左移动导体切割磁感线，电路中有感应电流。 （2）[2]由实验可得到结论：闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流。 （3）[3]感应电流方向与磁场方向和运动方向有关，若将磁场方向和磁体的运动方向同时改为与原来相反，产生的感应电流的方向不改变。 （4）[4]如图乙所示，根据磁体周围的磁感线从N极出发进入S极可知，螺线管的左端为N极。根据安培定则知，电流从右侧外面流入螺线管，故右侧为电源正极，根据异名磁极相互吸引，小磁针左侧为N极，如图所示： 2． 电流表示数 a 会 条形 方向 【详解】（1）[1]实验中采用了转换法来比较电阻大小，通过比较电流表示数来比较导体电阻的大小。 [2]探究电阻与金属丝的横截面积是否有关时，应控制导体的材料和长度相同，横截面积不同，因此选择a和c两根电阻丝。 （2）[3]图甲中，螺线管通电后，由于电流的磁效应，螺线管的周围存在磁场，小磁针在磁场中会受到磁力的作用，从而会发生偏转。 [4]由图乙铁屑的排列分布可知，通电螺线管的外部磁场与条形磁铁的磁场相似。 [5]由图丙可知，两个螺线管中导线的缠绕方式相同，电流的方向不同，通电螺线管的磁极极性不同，这说明通电螺线管的磁极极性与电流的方向有关。 3． 增加 大 乙 多 【详解】(1)[1][2]由电路图知，甲、乙串联，当滑动变阻器滑片向左移动时，变阻器接入电路的电阻阻值变小，电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，吸引大头针的个数增加，说明电流越大，电磁铁的磁性超强。 (2)[3]根据图示的情境可知，甲的线圈匝数少，吸引大头针的个数少，乙的线圈匝数多，吸引大头针的个数多，故乙的磁性强。 [4]因为甲、乙串联，通过甲、乙线圈的电流相等，乙的线圈匝数比甲的线圈匝数多，吸引的大头针个数比甲多，故当电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。 4． 电磁感应现象 机械 cd 【分析】（1）电磁感应现象，即闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，此时电路中就会产生感应电流，发电机就是利用该原理制成的；（2）直流电动机原理是通电导线在磁场中受力的作用；故由题干中电路的结构和特点分析判断即可解决该题． 【详解】(1)由题干图可知：闭合开关，将导体ab水平向右移动，此时相当于闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，故导体中会有感应电流产生，这是利用电磁感应现象的原理实现的，此时导体ab相当于电源； (2)此装置中的cd相当于放入磁场中的通电导体，据通电导体在磁场中受力的作用，故cd受力运动，它是将电能转化为机械能； (3)电动机是利用通电导线在磁场中受力作用的原理工作的，故与cd装置产生的现象相类似． 故答案为(1)电磁感应现象;(2)机械;(3)cd． 5． U形管液面高度差 电阻大小 线圈匝数 增强 【详解】（1）[1]U形管液面高度差的变化反映了密闭气体温度的变化，实验中通过观察U形管液面高度差的变化来比较电流产生热量的多少。 [2]图1中两个电阻丝串联在电路中，通过的电流相同，电阻不同，所以探究的是电流产生的热量与电阻大小的关系。 （2）[3]由图2知，右边电磁铁吸引大头针的个数较多，说明右边的磁性较强，两大头针串联，电流相等，右边的线圈匝数大于左边的线圈匝数，说明电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。 [4]如果向左移动滑动变阻器的滑片，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，电路总电阻变小，电源电压不变，根据欧姆定律可知电路中的电流变大，两个电磁铁的磁性都将会增强。 6． N 条形 见解析 S 【详解】（1）[1]小磁针在磁场中静止时，N极的指向是该点的磁场方向。 （2）[2]开关闭合后，小磁针分布状态如图甲所示，小磁针的N极指示一定的方向，说明通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。 （3）[3]为了探究通电螺线管的磁场方向与电流方向是否有关，需要控制磁场方向不变，改变电流的方向，所以操作方法：对调电源正负极。 （4）[4]闭合图乙中的开关，电流从螺线管的左侧流入，根据安培定则可知，通电螺线管左端为S极。 7． B ①③④ 电流表分度值太大，不够灵敏 电源 【详解】（1）[1]在这实验中，灯泡的亮度是不同的，通过灯泡的电流越大，则灯泡越亮，则表明实验中的电流是不同的；电流不同的原因是由于转速的不同，所以最有探究价值且易于探究的问题是发电机产生感应电流大小跟转速有什么关系?故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 （2）[2]①．根据小灯泡的亮度来判断电路中感应电流的大小和根据磁铁吸引大头针的多少来判断磁性的强弱，这两种方法都是将不容易观测和不便于测量的物理量转化为容易观测和测量的物理量，这种研究问题的方法叫转换法；故①符合题意； ②．在探究电流的大小与哪些因素有关实验中，为了研究电流和电阻的关系，使电压保持不变，利用控制变量法；故②不符合题意； ③．在探究电流产生的热量与哪些因素有关实验中，根据电热丝产生热量的多少转化为煤油升高的温度判断，利用了转换法；故③符合题意； ④．在探究电阻的大小与哪些因素有关实验中，根据电流表示数的大小来判断导体电阻的大小，利用了转换法。故④符合题意。 故选①③④。 （3）[3]按图甲组装好了电路，确认连接无误后，让金属棒PQ左右水平运动。实验中却几乎看不出电流表指针偏转。换用了图乙的器材，重复刚才的步骤，灵敏电流计的指针发生偏转了。图乙电流表指针不偏转的原因可能是电流表分度值太大，不够灵敏；图丙灵敏电流计的分度值小，比较灵敏。 （4）[4]研究磁场对通电导体的作用，是力的作用，可以让通电导体运动起来，故应该提供一个电源，所以可以将灵敏电流计换成电源。 8．(1)电流表指针是否偏转 (2)会 (3)导体运动 (4)见解析 【详解】（1）实验时，通过观察电流表的指针是否偏转，来确定电路中是否产生感应电流，用到转换法。 （2）闭合开关，导体AB静止不动，让蹄形磁铁水平向左运动，以磁铁为参照物，导体做的是切割磁感线的运动，所以就会产生感应电流。 （3）让导体AB沿水平向左运动时，让导体AB沿向右运动时，导体运动的方向不同，观察电流表的指针方向的变化，探究感应电流的方向与导体运动的方向是否有关。 （4）为了探究感应电流的大小与导体运动速度是否有关，根据控制变量法，应该保持磁场强弱不变，只改变导体运动速度，观察电流表指针的偏转角度。 9． 吸引大头针的多少 增加 强 甲 匝数越多 S 【详解】（1）[1]磁性的强弱可借助观察电磁铁能够吸起的大头针的数量来判断，属于转换法的应用。 [2][3]当滑动变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器的阻值减小，电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，吸引大头针的个数增加。 （2）[4][5]由图知，甲吸引大头针的个数较多，说明甲的磁性较强，甲乙串联，电流相等，甲的线圈匝数大于乙的线圈匝数，说明电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。 （3）[6]根据右手螺旋定则，乙铁钉的上端是电磁铁的S极。 10． 是否发生偏转 无 偏转 并 机械 【详解】（1）[1] 若有电流通过，电流表的指针会发生偏转；实验中，通过观察电流表指针是否发生偏转判断电路中是否有感应电流。 （2）[2] 闭合开关，若导体棒沿竖直方向运动，没有切割磁感线，电路中无感应电流。 [3] 若导体棒不动，左右移动磁铁，切割了磁感线，电路中有感应电流，所以电流表的指针方向会发生偏转； （3）[4] 感应电流的方向跟磁场方向和导体运动方向有关。实验中，向左移动导体棒，电流表的指针向左偏转。若向右移动导体棒并改变磁场方向，电流方向不变，电流表的指针向左偏转。 [5] 此实验现象从能量转化的角度，导体棒和磁铁发生相对运动，有切割磁感线的过程，其实质是机械能转变成电能。 11． （c）和（d） 错误 线圈绕法和电流的方向 【详解】[1] [2]分析图c和d可知，不管是否靠近电源负极，负极一端都是S极，所以小华的结论错误。 [3]根据题中的信息可知，通电螺线管的磁极极性与螺线管上线圈绕法、电流的方向有关。 12． 电动机 水平 【详解】甲装置有电源，闭合开关后，能观察到导体ab运动，这个现象说明磁场对电流有力的作用，在此过程中电能转化为机械能，由此发明了电动机；乙装置无电源，闭合开关后，如果让导体ab沿水平方向运动，做切割磁感线运动，电流表的指针就会发生偏转，此实验是将机械能转化成电能的过程，根据此原理发明了发电机． 【点睛】这两个实验装置很相似，有电源的是因电流而产生运动，是磁场对电流的作用实验装置；有电流表的是因运动而产生电流，是电磁感应现象装置． 13． 偏转 强 条形 磁场方向 【详解】（1）[1]将螺线管通电后靠近该小磁针，发现小磁针发生偏转，这是因为小磁针受到磁力的作用，运动状态发生了改变，说明通电螺线管周围存在磁场。 （2）①[2]螺线管两端的铁屑较密集，说明螺线管两端的磁性较强，能吸引更多的铁屑。 ②[3]观察细铁屑的整体分布情况，发现与条形磁体周围的铁屑分布情况相同，由实验探究的结果可知，通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场相似。 ③[4]小磁针静止时N极的指向与该点磁场的方向相同，所以小磁针的作用是显示通电螺线管周围磁场方向。 14． 左 通过电磁铁的电流越大 线圈匝数 【详解】(1)[1][2]实验中电磁铁的磁性不能直接看出来，通过观察铁钉吸引大头针的多少来反映电磁铁的磁性强弱，吸引的大头针越多，电磁铁磁性越强，图甲滑动变阻器的滑片向左移动，连入电路的电阻变小，电流变大，吸引的大头针增加，可知：外形、线圈匝数相同时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强。 (2)[3]图乙甲、乙线圈串联，流过二者的电流相同，线圈外形相同，铁芯相同，只有线圈匝数不同，根据控制变量法的要求，可研究电磁铁磁性与线圈匝数的关系，线匝数越多，吸引的大头针越多，电磁铁的磁性越强。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$