7.3电磁铁 2024—2025学年教科版物理九年级上册

2024—2025学年九年级上册物理教科版7.3电磁铁 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图所示，是某同学自制的简易电磁锁原理图。闭合开关S，滑片P向左移动，使静止在水平桌面的条形磁体滑动，打开门锁。下列说法正确的是（　　） A．通电后电磁铁a端为S极 B．滑片向左移动的过程中电磁铁的磁性增强 C．条形磁体在滑动过程中受到向左的摩擦力 D．条形磁体在滑动过程中受到的摩擦力变小 2．法国科学家阿尔贝•费尔和德国科学家彼得•格林贝格尔由于发现了巨磁电阻（GMR）效应，荣获了2007 年诺贝尔物理学奖．巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象，这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度，从而引发了现代硬盘生产的一场革命．如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图，图中GMR是巨磁电阻．如果闭合S1、S2 并使滑片P向左滑动，下列说法不正确的是（　　） A．电磁铁右端为N极 B．滑片P向右滑动过程中电磁铁的磁性减弱 C．巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小 D．滑片P向左滑动过程中小灯泡亮度变亮 3．如图所示是直流电铃原理图，关于电铃工作时的说法不正确的是（　　） A．电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性且A端为N极 B．电磁铁吸引衔铁，弹性片发生弹性形变 C．小锤打击铃碗时，电磁铁仍具有磁性 D．小锤打击铃碗发出声音，是由于铃碗发生了振动 4．法国科学家阿尔贝•费尔和德国科学家彼得•格林贝格尔由于发现了巨磁电阻（GMR）效应，荣获了2007年诺贝尔物理学奖。巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象。这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度，从而引发了现代硬盘生产的一场革命。如图所示是说明巨磁电阻效应原理的示意图，图中GMR是巨磁电阻。如果闭合开关S1、S2并使滑片P向左滑动，指示灯亮度的变化情况是（　　） A．变亮 B．不变 C．变暗 D．条件不足，无法确定 5．通电直导线的周围存在磁场，若将一根长导线沿一个方向绕成螺线管，插入铁芯后，就制成了一个电磁铁。关于电磁铁的磁性强弱，以下说法正确的是（  ） A．电磁铁的磁性强弱与线圈匝数无关 B．电磁铁的磁性强弱与电流大小无关 C．导线绕成螺线管后，每匝线圈产生的磁场相互抵消，故磁性减弱 D．导线绕成螺线管后，每匝线圈产生的磁场相互叠加，故磁性增强 6．在一次实验中，小红连接了如图所示的电路，电磁铁AB正上方放有一小磁针，闭合开关，可能出现的情况是（　　） A．电磁铁A端为S极 B．小磁针极N指向水平向右 C．若滑动变阻器的滑片P向右移动，电磁铁的磁性增强 D．移动滑动变阻器的滑片P，不影响电磁铁的磁性强弱 7．如图所示，某同学制作了一个磁浮玩具，将一个具有磁性的玩偶稳定地“悬浮”起来，则下列判断正确的是（　　） A．磁浮玩具的工作原理是异名磁极相互排斥 B．电路中的点必须连接电源的负极 C．通电螺线管的上端为极 D．若要提升玩偶“悬浮”的高度，则可将滑动变阻器的滑片向上移动 8．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接在触点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 A．滑片P向b端滑动 B．将S拨到①位置 C．将螺线管往上移动 D．将铁芯从螺线管中取出 9．如图所示的实验装置中是电动机工作原理的是（　　） A． B． C． D． 10．下列说法正确的是（  ） A．导体容易导电，绝缘体不容易导电，是因为绝缘体中没有电荷 B．超导体不能应用在电饭锅内的发热材料上 C．天然气属于二次能源 D．电磁铁的铁芯可用木棒代替 11．弹簧测力计挂住一条形磁铁置于螺线管的正上方，如图所示．闭合开关S，弹簧测力计示数将(    ) A．变小 B．先变小后变大 C．变大 D．不变 12．目前许多国家都在研制磁悬浮列车．我国拥有全部自主知识产权的第一条磁悬浮列车试验线已建成，且实现了2000千米无故障运行．一种磁悬浮列车的车厢和铁轨上分别安放着磁体，车厢用的磁体大多是通有强大电流的电磁铁．现有下列说法： ①磁悬浮列车消除了车体与轨道之间的摩擦； ②磁悬浮列车增大了车体与轨道之间的摩擦 正确的说法是（　　） A．① B．② C．①和② D．都不对 13．使用吸管能将牛奶“吸”入嘴中，以下“吸”的原理与此相同的是（　　） A．电磁铁通电后“吸”引铁钉 B．紧压塑料吸盘使之“吸”在瓷砖上 C．向两张纸中间吹气后两张纸“吸”在一起 D．两个表面刮净的铅块紧压后“吸”在一起 14．一条形磁铁放在水平桌面上，处于静止状态，电磁铁置于条形磁铁附近并正对（如图所示）．下列叙述中，正确的是（　　） A．闭合开关前，电磁铁与条形磁铁间没有力的作用 B．闭合开关后，条形磁铁受到桌面向左的摩擦力 C．闭合开关后，滑片P向a移动时电磁铁与条形磁铁间的作用力增大 D．闭合开关后，滑片P向a移动过程中，若条形磁铁始终处于静止状态，则它受到桌面的摩擦力大小保持不变 15．下列用电器中，没有使用到电磁铁的是（ ） A．电炉 B．电磁起重机 C．电磁继电器 D．电铃 二、填空题 16．如图所示，小磁针静止。闭合开关S，小磁针将 （选填“顺”或“逆”）时针转动，小磁针转动是因为力可以改变物体的 ，若增大螺线管的磁性需将滑片向 移动。    17．如图所示，条形磁铁置于光滑水平桌面上，电磁铁与条形磁铁处于同一水平线放置，且左端固定，当开关S闭合，电磁铁的右端为 极，条形磁体将向 移动（选填“左”或“右”），当滑动变阻器的滑片向下移动，电磁铁的磁性 （选填“增强”“减弱”或“不变”） 18．如图所示，用弹簧测力计悬挂一铁块置于电磁铁上端，闭合开关，电磁铁的上端为 极，向左移动滑动变阻器的滑片时，发现弹簧测力计的示数 （选填“变大”或“变小”）。 19．如图 是人工心脏泵的原理图，磁体固定在左侧，电磁铁 AB 固定在活塞上，活塞筒通过阀门与血管相通。阀门 S1 只能向外开启，S2 只能向内开启。当线圈中的电流从 A 流向 B 时，电磁铁左端是 极，血液会 （填“流入”或“流出”）活塞筒。 三、计算题 20．科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温箱温控电路，它包括控制电路和受控电路两部分，用于获得高于室温、且温度在一定范围内变化的“恒温”。其中受控电路中电源电压U0=220V；控制电路电源电压U控=24V，电磁继电器线圈电阻R0=50Ω，R为可变电阻，Rt为热敏电阻（置于恒温箱内），热敏电阻阻值随温度变化的关系如图乙所示。已知当控制电路的电流达到30mA时，继电器的衔铁被吸合；当控制电路的电流减小到24mA时，衔铁会被释放。加热器的规格是“220V 1000W”，恒温箱内部空间大小是2m3，空气的密度是1.3kg/m3，空气的比热容c空=1.0×103J/(kg•℃)。 （1）如图甲所示状态，通过加热器的电流是多少？（结果保留一位小数） （2）加热器产生的热量有80%转化为恒温箱内空气的内能，若使恒温箱内空气温度从25℃升高到65℃，加热器需要正常工作多长时间？ （3）若要使恒温箱内可获得上限为100℃的“恒温”，应将可变电阻R调节到多大？ （4）若需要将恒温箱内的下限温度设为50℃的“恒温”，应将可变电阻R调节为多大？      21．有一种电加热恒温箱，工作原理如图a所示．控制电路由电压为U1=6V的电源、电磁继电器（线圈电阻不计）、滑动变阻器R0和热敏电阻R1组成；工作电路由电压为U2=220V的电源和电阻为R2=48.4Ω的电热丝组成．当控制电路中的电流达到0.05A时，衔铁被吸下来，触点处断开，工作电路停止工作，当控制电路中的电流小于0.05A时，衔铁被弹回，触点处接通，加热电路正常工作．热敏电阻R1的阻值随温度变化关系如图b所示． (1) 工作电路正常工作1min，电热丝R2产生的电热是多少？ (2) 通过调节控制电路中滑动变阻器R0接入电路的阻值，就能调节恒温箱中需要设定的不同温度，如果恒温箱的温度设定为50℃，求滑动变阻器R0应接入电路的阻值． (3) 若要提高恒温箱的设定温度，滑动变阻器R0接入电路的阻值应调大还是调小？ 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： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B A C A D B D D B B 题号 11 12 13 14 15 答案 A A B C A 1．B 【详解】A．由图中可知，通电后电流从电磁铁的b端流入，由安培定则可知，电磁铁的a端为N极，故A错误； B．滑片向左移动的过程中，滑动变阻器接入电路中的阻值变小，故电路中电流变大，则电磁铁的磁性增强，故B正确； C．因条形磁铁的b端为S极，故由异名磁极相互吸引可知，条形磁体会受到向左的磁力作用而向左滑动，故条形在滑动过程中受到桌面向右的摩擦力，故C错误； D．条形磁体在滑动过程中，在竖直方向上处于受力平衡状态，条形磁铁与桌面之间的压力和粗糙程度不变，故条形磁体在滑动过程中受到的摩擦力不变，故D错误。 故选B。 2．A 【详解】A、利用安培定则判断电磁铁的左端为N极、右端为S极．故A错误；B、当滑片P向右滑动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变大，则电路中的电流变小，通电螺线管的磁性减弱．故B正确；C、通电螺线管的磁性增强时，右边电路中的指示灯明显变亮，则说明右边电路的电流变大了，巨磁电阻的电阻变小了，即巨磁电阻的阻值随磁场的增强而变小，故C正确；D、滑片P向左滑动过程中，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，则电路中的电流变大，小灯泡亮度变亮；故D正确．故选A． 点睛：（1）利用安培定则判断电磁铁的磁极；（2）由滑动变阻器滑片的移动得知电路中电流的变化情况，通过电路中电流的变化结合电磁铁磁性强弱的决定因素可以确定滑片移动时，其磁性强弱的变化；（3）根据灯泡的亮度变化，能够确定电路中电流的变化，进而知道巨磁电阻的阻值与磁场强度的关系． 3．C 【详解】A．电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性，根据安培定则判断出A端为N极，故A正确，A不符合题意； B．电磁铁向下吸引衔铁时，弹性片弯曲发生形变具有弹性势能，故B正确，B不符合题意； C．小锤击打铃碗时，弹性片和衔铁分离，电路断开，电磁铁没有磁性，故C错误，C符合题意； D．声音是由物体的振动产生的，小锤击打铃碗发出声音，是由于铃碗发生了振动，故D正确，D不符合题意。 故选C。 4．A 【详解】当滑片P向左滑动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，则电路中的电流变大，通电螺线管的磁性增强。巨磁电阻处于磁场越强的位置其电阻越小，在右边电路中，巨磁电阻与灯泡串联，串联电路的总电阻减小，故电流会增大，指示灯会变亮。 故选A。 5．D 【详解】电磁铁的磁性强弱有三个因素决定：①电流大小；②线圈匝数；③铁芯的有无。且：在都有铁芯的情况下，电流越大，匝数越多，磁性越强；在电流大小和线圈匝数相同的情况下，有铁芯时，要比没有铁芯时，电磁铁的磁性要强。所以每匝线圈产生的磁场是相互叠加，磁性增加的。故ABC错误，D正确。 故选D。 6．B 【详解】A．由图可知螺线管中电流由左侧流入，则由右手螺旋定则可知，螺线管A端为N极，B端为S极，故A不符合题意； B．异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥，则可知小磁针N极向右偏转指向B端，故B符合题意； CD．若滑动阻器的滑片P向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，则由欧姆定律可得线圈中的电流变小，则电磁铁的磁性减弱，故CD不符合题意。 故选B。 7．D 【详解】A．磁浮玩具的工作原理是同名磁极相互排斥，玩具在排斥力与重力作用下处于平衡状态，故A错误； BC．由同名磁极相互排斥得，铁芯的上端为N极，由右手螺旋定则得，电流从电磁铁的下端流入，上端流出，则在电路中的点必须连接电源的正极，故BC错误； D．电磁铁与变阻器串联，若要提升玩偶“悬浮”的高度，则可将滑动变阻器的滑片向上移动，减小变阻器接入电路中电阻，增大电磁铁的电流，故D正确。 故选D。 8．D 【详解】A．根据安培定则可知，螺线管的上端是N极，滑片P向b端滑动，电阻变小，电流变大，螺线管磁性变强，同名磁极相互排斥．排斥力增大，则弹簧测力计示数变小，不符合题意； 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； D．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，符合题意． 9．B 【详解】A．人对着话筒说话的时候，声音具有的能量带动线圈在永久磁体的磁场中做切割磁感线运动产生感应电流，是发电机的工作原理，故A不符合题意； B．开关闭合后，处在磁场中的线圈abcd通电受到力的作用而运动，是电动机的工作原理，故B符合题意； CD．小磁针发生偏转和大头针被吸引均能说明电流流经导线后会产生磁场，是电磁铁的工作原理，故CD不符合题意。 故选B。 10．B 【详解】解： A、导体容易导电是因为导体内有大量的自由电荷，绝缘体不容易导电，是因为绝缘体内几乎没有能够自由移动的电荷，故A错误； B、超导体电阻为零，根据焦耳定律Q=I2Rt不会产生热量，电饭锅我们需要的就是产生热量，则不能用在电饭锅上，故B正确； C、天然气是从自然界直接获取不需要加工的能源，是一次能源，故C错误； D、电磁铁的铁芯需用软磁性材料制成，木棒不是磁性材料，故不可以用木棒代替，故D错误． 故选B． 11．A 【详解】由右手螺旋定则可知，电磁铁上端是N极，因为同名磁极相互排斥，所以当闭合开关K时，条形磁铁受到向上的斥力，弹簧测力计的系数将变小，故A项正确． 综上所述，本题正确答案为A． 12．A 【详解】磁悬浮列车可以通过同名磁极间相互排斥的原理使磁悬浮列车和铁轨脱离接触，从而消除车体和轨道间的摩擦力实现高度行驶的．故选A 13．B 【详解】用吸管吸饮料的原理是：先把吸管内的空气吸走，在外界大气压的作用下，饮料被压进吸管里； A．电磁铁能够“吸”引铁钉，是磁体能吸引铁、钴、镍等物质，故A不符合题意； B．紧压塑料吸盘使之“吸”在瓷砖上，在外界大气压的作用下使吸盘被紧紧“压”在墙上，故B符合题意； C．向两张纸中间吹气两张纸吸在一起，是因为流体流速大的地方压强小，故C不符合题意； D．两个表面刮净的铅块压紧后能“吸”在一起，是因为分子间有引力的作用，故D不符合题意。 故选B。 14．C 【详解】A．闭合开关前，虽然电磁铁没有磁性，但是电磁铁中间是有铁芯的，条形磁铁对铁芯是有吸引力作用的，故A错误． B．闭合开关后，电磁铁有磁性，根据图中的电流方向结合安培定则可知，电磁铁的左端是N极、右端是S极，因异名磁极相互吸引，则电磁铁对条形磁铁有向左的吸引力作用，条形磁铁有向左运动趋势，所以条形磁铁受到向右的静摩擦力作用．故B错误． C．D．闭合开关后，滑片P向a移动时，变阻器接入电路的阻值变小，通过电磁铁的电流增大，磁性增强，对条形磁铁的吸引力增大，条形磁铁始终处于静止状态，受到向左的吸引力和向右的静摩擦力是平衡力，吸引力增大，则摩擦力也增大，故C正确，D错误． 15．A 【详解】A、电炉：电流通过电炉做功，把电能转化为内能，属于电流的热效应； B、电磁起重机的主要部分是磁铁，接通电流，电磁铁便把钢铁物品牢牢吸住，吊运到指定的地方，切断电流，磁性消失，钢铁物品就放下来了． C、电磁继电器一般由电磁铁、衔铁、弹簧片、触点等组成的，其工作电路由低压控制电路和高压工作电路两部分构成，电磁继电器还可以实现远距离控制和自动化控制； D、如图，通电时，电磁铁有电流通过，产生了磁性，把衔铁吸过来，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了． 16． 顺 运动状态 左 【详解】[1]闭合开关S，通电螺线管相当于条形磁体，根据安培定则可知，螺线管的右端为N极，左端为S极；根据异名磁极相互吸引、同名磁极相互排斥可知，小磁针的上端被排斥，顺时针转动。 [2]小磁针转动是因为受到了磁场力的作用，即力可以改变物体的运动状态。 [3]要想增大螺线管的磁性，需要增大通过的电流，即需要减小电路电阻，观察图可知，可将滑片左滑，使滑动变阻器接入电路的电阻变小。 17． N 左 减弱 【详解】[1][2]闭合开关，电流从电磁铁的右端进入，从左端流出，根据安培定则可以判断电磁铁的右端是N极，则与条形磁铁的S极相互吸引，则条形磁铁受到电磁铁向左的吸引力将向左移动。 [3]当滑片逐渐向下移动时，滑动变阻器连入电路的电阻逐渐增大，由欧姆定律可得线圈中电流逐渐变小，则电磁铁的磁性逐渐变弱。 18． N 变大 【详解】[1][2]闭合开关，根据安培定则可知电磁铁上端为N极，当滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路中电流变大，电磁铁磁性增强，对铁块的吸引力变大，弹簧测力计的示数变大。 19． S 流入 【详解】[1]线圈中的电流从A流向B时，由安培定则知道，电磁铁的右端为N极，其左端为S极。 [2]电磁铁和左侧磁体的异名磁极相对，因异名磁极相互吸引，故活塞会向左移动，活塞筒的气压减小，而泵室上下方血管内的血压较大，结合题意可知此时阀门S1关闭，S2打开，则下方血液经过S2流入活塞筒。 20．（1）4.5A；（2）130s；（3）350Ω；（4）150Ω 【详解】解：（1）根据P=UI可得，通过加热器的电流 （2）由得，空气质量 m=ρV=1.30kg/m3×2m3=2.6kg 空气吸收的热量 Q=cm(t-t0)=1.0×103J/(kg•℃)×2.6kg×(65℃-25℃)=1.04×105J 加热器消耗的电能 由W=Pt得，加热时间 （3）由图知t1=100℃，Rt1=400Ω，此时通过线圈电流 I1=30mA=0.03A 根据欧姆定律可得，控制电路的总电阻 可变电阻R的阻值 R=R总-Rt1-R0=800Ω-400Ω-50Ω=350Ω （4）当温度下限t2=50℃时，Rt2=800Ω，通过线圈电流 I2=24mA=0.024A 根据欧姆定律可得，此时控制电路的总电阻 此时可变电阻R的阻值： R′=R总′-Rt2-R0=1000Ω-800Ω-50Ω=150Ω 答：（1）通过加热器的电流4.5A； （2）加热器需正常工作130s； （3）可变电阻R调节到350Ω； （4）应将可变电阻R调节为150Ω。 21．(1) 6×104J  (2)4 0Ω (3)调大 【详解】（1）电热丝正常工作1分钟，产生的热量： ； （2）当温度为50℃时，R1=80Ω，在控制电路中， ， R2=R总﹣R1=120Ω﹣80Ω=40Ω； （3）若提高恒温箱的温度，则R1的电阻减小，因为工作电路正常工作时，控制电流不变，因此控制电路的总电阻不变，R1电阻减小，因此变阻器接入电路的电阻应调大． 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 $$