第十四章 电与磁 单元练 2025-2026学年北师大版物理九年级全一冊

第十四章电与磁 一、单选题 1．下列设备或用电器中，利用了电动机工作的是（    ） A．发电机 B．洗衣机 C．电视机 D．汽油机 2．为了防止厨房内油烟过大，厨房开启了换气扇，换气扇的转动主要依靠电动机。以下哪个是电动机的工作原理（　　） A． B． C． D． 3．关于电与磁，下列说法正确的是（   ） A．同名磁极靠近时会相互吸引 B．奥斯特实验证实了电流周围存在磁场 C．螺线管通电时，电流越大其磁性越弱 D．在磁体周围撒铁屑可以判断该磁体周围的磁场方向 4．在以下设备或应用中，不是利用电流的磁效应原理工作的有（     ） A．电铃 B．动圈式话筒 C．电磁继电器 D．磁悬浮列车 5．关于磁现象，下列说法正确的是（     ） A．磁场是一种真实存在的物质 B．磁感线是磁体周围真实存在的曲线 C．条形磁体周围各处的磁性强弱均相同 D．磁场方向由放入其中的小磁针决定 6．小明以塑料管为连接轴将两个玩具电机的转轴连接起来，并连接如图所示的电路，开关S闭合后，小灯泡发光。下列说法正确的是（    ） A．甲电机相当于电动机，其工作原理是电磁感应 B．甲电机相当于发电机，工作时将电能转化为机械能 C．乙电机相当于电动机，工作时将电能转化为机械能 D．乙电机相当于发电机，工作时线圈受到磁场力的作用 7．某款电动汽车减速制动时，电动机“变身”为发电机，这一过程中将机械能转化为电能。下图所示的实验中，与上述工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 8．我国第三艘航母“福建舰”安装了电磁弹射器，它是利用通电导体在磁场中受力的原理将舰载机加速到起飞。图中的实验原理与之相同的是（       ） A． B． C． D． 二、填空题 9．螺线管是汽车启动器的一个重要部件，驾驶员转动钥匙发动汽车时，相当于给螺线管通电。如图所示，螺线管的左端为 极，A为电源的 极。 10．如图所示是一种温度自动控制装置的原理图。制作水银温度计时在玻璃管中封入一段金属丝，“电源1”的两极分别与水银和金属丝相连。闭合开关S，当温度达到90℃时，发热电阻 加热。当电磁铁中有电流通过时，若它的左端为N极，则“电源1”的 （选填“左”或“右”）端为正极。 11．小聪用漆包线（表面涂有绝缘漆的铜导线）在大铁钉上绕若干圈，制成简单的电磁铁，结合其它实验器材做了如图所示的实验。根据图中观察到的情况可知：通电后电磁铁的上端为 极，电磁铁的磁性强弱与通过电磁铁的 有关。 12．如图所示是某温度自动报警器的原理图。制作此温度计时，在玻璃管的两端分别封入一段金属丝，其中测温物质应该选择 （选填“煤油”或“水银”）。将金属丝的两端接入电路中，当温度达到 ℃时，电铃就会响起来，发出报警信号，此时，电磁铁右端是 极，当滑片P向左移动时，电磁铁磁性变 。 13．在创新能力展示活动中，某小组制作的电磁小车静止在水平地面上，如图所示。闭合开关，用一条形磁体靠近它，小车会水平向 （选填“左”或“右”）运动。 三、实验题 14．学习完电与磁的知识，小涛同学制作了以下几个实验装置： (1)如图甲所示的电路，他将A、B串联，目的是控制 相同，探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系；通过电磁铁吸引大头针的数量来判定电磁铁磁性强弱的，这种研究方法是 法； (2)如图乙所示的电路，线圈能够持续转动下去，是因为他加装了 ，该装置能在线圈 （选填“刚转到”“即将转到”或“刚转过”）平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向； (3)如图丙所示的电路，小涛将线圈abcd经过一定的处理并放在用硬金属丝做成的支架m、n上，按图示连接电路，闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的电动机， （选填“扬声器”或“动圈式话筒”）的原理与它相同；若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向 （选填“相同”或“相反”）。 15．学习了电磁铁后，小梦在“探究电磁铁两极磁性强弱是否相同”的实验中，设计了如图所示的实验装置。 (1)通电后，电磁铁B端是 极； (2)闭合开关后，滑动变阻器滑片P向右移动时，弹簧测力计的示数 （选填“变大”或“变小”）； (3)在原位置将电磁铁两端对调，使A端向下，保持电流不变，观察到弹簧测力计示数与之前的读数相同。初步可得出的结论是：电磁铁两极磁性强弱 ；实验中用到的物理方法是 。 四、计算题 16．如图甲所示为物理学习小组设计的电热水壶电路，它由工作电路和控制电路组成，具有加热和保温功能。其中工作电路电源电压为220V，R2、R3为电加热丝，加热功率为1210W，保温功率为100W。控制电路中的Rt为热敏电阻，其阻值随水温变化的关系如图乙所示，R1为滑动变阻器。电磁铁产生的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图丙所示，电磁继电器线圈的电阻忽略不计，衔铁只有在不小于3N吸引力的作用下才能被吸下。求： (1) R3的阻值是多少？ (2)将滑动变阻器R1的阻值调整到40Ω，可将电水壶的保温温度设定为40℃，则控制电路中的电源电压U多大？ (3)已知电热水壶的加热效率为80%，用加热档将2kg的水由25℃加热至65℃，用时7min，则工作电路的实际加热功率多大？[] 17．为实现自动控制，小明观察发现，某恒温调奶器利用电磁继电器（线圈电阻不计）具有延时加热、保温、消毒等功能，其电路图如图甲所示。控制电路中，电压，定值电阻，热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图乙所示；工作电路中，电压，，。已知恒温调奶器容量为，水温达到时衔铁会跳起。[，]求： (1)衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流是多少？ (2)工作电路在保温状态下的电功率是多少？ (3)当调奶器加满温度为的水，给水加热到80℃，此过程中水吸收的热量是多少？ (4)上述加热过程中不计能量损失，恒温调奶器加热元件工作多长时间后衔铁跳起？ 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 答案 B C B B A C C C 1．B 【详解】电动机的原理是通电导体在磁场中受力而运动。 A．发电机工作时线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生了感应电流，利用了电磁感应原理，故A不符合题意； B．洗衣机的主要部件是电动机，电动机的前提是供电，结果是产生运动，利用的是通电导体在磁场中受力运动，故B符合题意； C．电视机的基本原理主要是利用了电磁波传播和接受原理来实现声音和图像信号的传递与接收，故C不符合题意； D．各种内能转化为机械能的发动机称为热机，汽油机属于热机，没有利用电动机工作，故D不符合题意。 故选B。 2．C 【详解】换气扇的转动主要依靠电动机，电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用而运动； A．如图，两个磁极靠近时相互排斥，说明两个磁极为同名磁极，故A不符合题意； B．如图，通电导线能够使小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在着磁场，故B不符合题意； C．如图，给导体通电，通电导体在磁场中受到力的作用而运动，与电动机的原理相同，故C符合题意； D．如图，导体棒在磁场中做切割磁感线运动产生感应电流，是发电机的原理图，故D不符合题意。 故选C。 3．B 【详解】A．同名磁极靠近时会相互排斥，异名磁极靠近时会相互吸引，故A错误； B．奥斯特实验中，放置在通电直导线下方的小磁针在磁力的作用下发生偏转，证实了电流周围存在磁场，故B正确； C．螺线管通电时，电流越大其磁性越强，故C错误； D．在磁体周围撒铁屑只能根据铁屑的疏密大致看出磁场的强弱，并不能判断该磁体周围的磁场方向，故D错误。 故选B。 4．B 【详解】电铃：利用电磁铁（通电时产生磁性，吸引衔铁，使铃锤敲击铃碗发声；断电时磁性消失，衔铁复位），而电磁铁的工作基础是电流的磁效应。 动圈式话筒：工作原理是电磁感应（声音使膜片振动，带动线圈在磁场中切割磁感线，产生感应电流），并非电流的磁效应。 电磁继电器：核心部件是电磁铁，通过电流的通断控制电磁铁磁性的有无，从而控制工作电路，利用了电流的磁效应。 磁悬浮列车：利用电磁铁的磁极相互作用（同名磁极排斥、异名磁极吸引）实现悬浮，而电磁铁的工作基于电流的磁效应，所以磁悬浮列车利用了电流的磁效应，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 5．A 【详解】A．磁体的周围存在磁场，磁场是一种真实存在的物质，故A正确； B．磁感线是人们为了研究磁场的分布情况而假设的线，实际不存在，故B错误； C．条形磁铁周围磁感线密的地方磁场强，条形磁铁周围各处的磁性强弱并不相同，故C错误； D．磁感线上某点的切线方向为该点的磁场方向，磁场方向是磁场本身决定的，故D错误。 故选A。 6．C 【详解】由图可知，右边的电路有电源，当右边电路开关闭合后，电源为乙的线圈提供电流，此时乙的线圈在磁场中受力转动，说明乙是电动机；电动机的工作原理是通电导线在磁场中受力作用，工作时将电能转化为机械能。 乙转动的同时，会通过连接轴带动甲的线圈同步转动；由于甲内部也包含磁体和线圈，甲的线圈会随乙的转动在磁场中做切割磁感线运动，从而产生感应电流，使小灯泡发光，故甲相当于一个发电机；发电机的工作原理是电磁感应现象，工作时将乙传递的机械能转化为电能，故ABD错误，C正确。 故选C。 7．C 【详解】电动汽车刹车时，汽车电动机“变身”为发电机，将汽车的机械能转化为电能，是电磁感应原理； A．闭合开关，导体在磁场中受力而运动，是通电导体在磁场中受力的作用，是电动机的工作原理，故A不符合题意； B．图中为验电器，验电器的原理是同种电荷相互排斥，故B不符合题意； C．闭合开关，导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生感应电流，是电磁感应现象，与动能回收系统原理相同，故C符合题意； D．大头针被绕有螺线管的铁钉（电磁铁）吸引，说明电磁铁通电有磁性，与动能回收系统原理不相同，故D不符合题意。 故选C。 8．C 【详解】由题意可知，电磁弹射器的原理是通电导体在磁场中受力而运动，其原理与电动机相同。 A．该装置是电磁感应的实验装置，故A不符合题意； B．装置为电磁铁，说明电流具有磁效应，故B不符合题意； C．图中装置有电源、闭合开关后形成通路有电流流过，可说明通电导体在磁场中受到力的作用，故C符合题意； D．图中说明的是磁极间的相互作用，故D不符合题意。 故选C。 9． N 负 【详解】[1][2]如图所示，通电螺线管相当于条形磁铁，磁体外部磁感线从N极出发回到S极，因此螺线管的左端为N极，右端为S极，由安培定则可知，电流从螺线管右端流入，左端流出，A为电源的负极。 10． 停止 右 【详解】[1]由图可知，闭合开关S，当温度达到90℃时，温度计的液柱与金属丝接触，电路接通，有电流经过电磁铁，电磁铁具有磁性，吸引衔铁断开加热电路，发热电阻停止加热。 [2]当电磁铁中有电流通过时，若它的左端为N极，根据安培定则可知，螺线管中正对我们的线圈中的电流方向向上，即电流从右侧流入，则电流从“电源1”的右端流出，故“电源1”的右端为正极。 11． N 电流大小 【详解】[1]从图中可以看出，电流从电磁铁的上端流入，下端流出，根据安培定则判断，通电后电磁铁的上端为N极。 [2]从图中可以看到，两个电磁铁的匝数相同，但右图中电磁铁吸引的大头针更多，说明磁性更强。对比可知右图的滑动变阻器接入阻值小，根据欧姆定律可知右图中的电流更大，所以电磁铁的磁性强弱与通过电磁铁的电流大小有关。 12． 水银 74 N 强 【详解】[1]为了能够实现自动控制，当温度计的示数达到某个设定值时，控制电路需要接通，所以温度计玻璃管中加入的测温物质需要容易导电，即加入的测温物质是导体，因为煤油是绝缘体，水银是导体，所以测温物质应该选择水银。 [2]如图所示，温度计的分度值为2℃，玻璃管上端金属丝的下端在70℃后第2小格处，对应的温度为，当温度计中的测温物质到达74℃时，控制电路接通，电路中有电流，电磁铁有磁性，会吸引衔铁，从而接通工作电路，使电铃发出报警信号。 [3]控制电路接通时，电流从电源正极出发，经过电磁铁时，正对我们的这部分线圈中电流方向向下，根据安培定则可得，电磁铁右端为N极。 [4]当滑片P向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路中总电阻变小，根据可知，在电源电压不变时，电路中电流变大，通过电磁铁的电流变大，在匝数相同时，电磁铁的磁性变强。 13．左 【详解】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，电磁铁的右端是N极、左端是S极，因同名磁极相互排斥，则条形磁铁对电磁铁有向左的排斥力作用，所以小车会水平向左运动。 14．(1) 电流 转换 (2) 换向器 刚转过 (3) 扬声器 相同 【详解】（1）[1]在串联电路中，电流处处相等。将A、B两个电磁铁串联，目的是控制通过两个电磁铁的电流相同，这样就可以探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系。 [2]通过电磁铁吸引大头针的数量来判定电磁铁磁性强弱，把不易观察的磁性强弱转换为容易观察的吸引大头针的数量，这种研究方法是转换法。 （2）[1]若使线圈能够持续转动下去，在线圈刚转过平衡位置时，需改变线圈中的电流方向，所以加装了换向器。 [2]线圈在平衡位置时不受力的作用，由于惯性会继续转动越过平衡位置，电刷连接电源正、负极的位置不变，所以线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。 （3）[1]电动机是根据通电导体在磁场中受力运动的原理制成的。扬声器也是利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作的；而动圈式话筒是根据电磁感应原理工作的，所以扬声器的原理与简易电动机相同。 [2]通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关，如图丙所示，若只将电源的正、负极互换，不仅改变了通过线圈的电流方向，也改变了电磁铁的磁场方向，则线圈转动方向会与原来的转动方向相同。 15．(1)N (2)变小 (3) 相同 转换法 【详解】（1）由图可知，电流从电磁铁的上端流入，根据安培定则，通电后，电磁铁B端是N极。 （2）闭合开关后，滑动变阻器滑片P向右移动时，变阻器连入电路的电阻变大，电路中的电流变小，电磁铁的磁性减弱，对薄铁片的吸引力减小，弹簧测力计的示数变小。 （3）[1][2]在原位置将电磁铁两端对调，使A端向下，保持电流不变，观察到弹簧测力计示数与之前的读数相同。初步可得出的结论是：电磁铁两极磁性强弱相同；实验中用到的物理方法是转换法。将磁性强弱用弹簧测力计的示数显示出来。 16．(1)444Ω (2)9V (3)1000W 【详解】（1）由可知，当电压一定时，电阻越大，电功率越小，为保温挡；电阻越小，电功率越大，为加热挡。当开关S与下方触点连接，R2、R3串联接入工作电路，电阻大，为电热水壶的保温挡；当开关S与上方触点连接，只有电热丝R2接入工作电路，电阻小，为电热水壶的加热挡。由题意可知，加热挡功率为1210W，所以电阻R2的阻值为 保温挡功率为100W，电路中的总电阻为 故R3的阻值为R3=R总-R2=484Ω-40Ω=444Ω （2）由图甲可知，控制电路中，热敏电阻Rt与滑动变阻器R1串联。由图乙可知，当温度为40℃时，热敏电阻Rt的阻值为Rt=50Ω，根据串联电路的电阻特点可知，此时控制电路的总电阻为R总'=R1 +Rt=40Ω+50Ω=90Ω 当F=3N时，衔铁恰好被吸下进入保温状态，由丙图可知，此时的电流为 控制电路电压为U=IR总′=0.1A×90Ω=9V （3）水吸收的热量为Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·°C)×2kg×(65°C-25°C)=3.36×105J 电热水壶消耗的电能为 加热时间为t加热=7min=420s 工作电路的实际加热功率为 17．(1)0.02A (2) (3) (4) 【详解】（1）控制电路中，和热敏电阻串联。水温达到时衔铁会跳起，由乙图可知，此时热敏电阻阻值为，则此时通过电磁铁线圈的电流为 （2）分析工作电路可知，衔铁未跳起时，单独工作，此时总电阻较小，根据，总功率较大，为加热状态；衔铁跳起时，、串联，此时总电阻较大，根据，总功率较小，为保温状态，则工作电路在保温状态下的电功率 （3）水的质量为 则水吸收的热量 （4）电路在加热状态下单独工作，功率为 不计能量损失，则消耗的电能为 则加热时间为 即恒温调奶器加热元件工作420s后衔铁跳起。 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 $