第十八章 磁及其相互作用- 2025-2026学年物理沪科版（2024）九年级全一册

第18章 磁及其相互作用 1 一、选择题(本题共7个小题，每小题3分，共21分。第1～6题为单项选择题。第7题为多项选择题，每小题至少有两项符合题目要求，全选对得3分，选对但不全得1分，选错或不选得0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”这一现象的人是( ) A．沈括 B．奥斯特 C．安培 D．欧姆 A 2 2．如图是一款双面磁吸擦窗器，其核心组件是一对磁体。下列物品中，能被磁体吸引的是 ( ) A．订书针 B．陶瓷碗 C．铜勺子 D．橡皮擦 A 3．关于磁场和磁现象，下列说法正确的是 ( ) A．磁感线是磁体周围真实存在的曲线 B．磁场一定会对放入其中的物体有力的作用 C．磁感线总是从磁体的N极出发最后回到S极，且可以相交 D．磁场中某点磁场方向为磁感线上该点的切线方向 D 4．用如图所示的装置可以探究通电螺线管外部的磁场情况。通过小磁针在某点静止时的情况，不能明确的是 ( ) A．该点的磁场方向 B．该点的磁场强弱 C．该点的磁感线方向 D．小磁针N极的受力方向 B 5．如图是一种“电动橡皮擦”，按动按钮，其内部的电机就会带动橡皮笔尖做往复运动，擦去纸上的笔迹。下列设备与“电动橡皮擦”的工作原理相同的是 ( ) A．电熨斗 B．电风扇 C．电铃 D．汽油机 B 6．如图所示是2025年春节联欢晚会上正在跳舞的机器人，机器人灵活的动作均是由电动机带动的。下列实验，能说明电动机工作原理的是 ( ) C 7．(多项选择)学习过电与磁的相关知识后，小华自己动手制作了一个电磁小秋千，其结构如图所示，闭合开关后，线圈在磁体上方来回摆动。下列关于电磁秋千的说法正确的是 ( ) A.利用电磁秋千的原理可以制成电动机 B．电磁秋千是将电能转化为化学能的装置 C．线圈能够来回摆动是由于同名磁极互相排斥 D．仅电源正负极对调会影响线圈的受力方向 ACD 二、填空题(本题共5个小题，每空2分，共16分) 8．我国古代民间常把薄铁叶剪成鱼形，鱼的腹部略下凹，像一只小船，将“小船”放在磁体周围使之_______后，浮在水面，就制成了能够指示南北方向的“指南鱼”。如果“指南鱼”静止时它的“鱼头”总是指向南方，说明“鱼头”是“指南鱼”的____(选填“S”或“N”)极。 9．我们实验室使用的电压表和电流表都属于“磁电式电表”，这类电表中有电流通过时，它的指针就会发生偏转，据此你可以推测，电表内除了导线和指针外，一定还有_______。 磁化 S 磁体 10．扬声器的工作原理是_________________________；与扬声器工作原理相似的是_________(填一个即可)。 11．如图所示，一磁体置于水平桌面上，将两枚硬币竖放在磁体上，用手使硬币相互靠近，松手后，两枚硬币的上端会分开，这是由于磁化后的两枚硬币上端为同名磁极而相互________。 通电导线在磁场中受力运动 电动机 排斥 12．如图所示，R0是一个光敏电阻，光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，R是电阻箱(已调至合适阻值)，它们和继电器组成自动控制电路来控制路灯，白天灯熄，夜晚灯亮。给路灯供电的电源应接在______(选填“a、b”或“b、c”)两端；如果将电阻箱R的阻值调小一些，则路灯会比原来____(选填“早”或“迟”)一些亮。 a、b 迟 三、作图题(本题共3个小题，每小题2分，共6分) 13．请在图中虚线框内标出“S”或“N”极和磁感线A点的方向。 14．如图所示为电磁铁和永磁体相互作用产生的磁场，请根据图中磁感线的方向标出永磁体右端的磁极，并在括号内标出电磁铁电源的“＋”“－”极。 15．如图1所示，甲、乙两磁环用轻质无弹性细线相连后套在足够长的光滑圆柱形塑料杆上，保持静止(乙磁环固定在水平面)。剪断细线后甲磁环沿塑料杆向上运动，经A点后最终到达最高点B。已知磁极间的相互作用力随距离的增大而减小，且设甲磁环经过A点后就不再受磁极间的相互作用力。请在图2中画出从剪断细线时开始运动到B点的过程中，甲磁环所受合力大小随运动距离变化关系的大致图像。 四、简答题(本题共3个小题，每小题3分，共9分) 16．实验室中有一条形磁体的N、S极因标记已被磨损而变得模糊不清，请你想一个办法将磁极辨别出来。 答：方法①：用线将条形磁体中部吊起，静止时观察磁极的指向，指南的一端为S极，指北的一端为N极； 方法②：用线将条形磁体中部吊起，用已知磁性的磁体靠近它，观察它们的相互作用情况，当已知磁极的磁体N极靠近它的一端相互吸引，则这端是S极，若相互排斥，则是N极。 15 17．直流电动手钻是家庭维修的好帮手。如图所示的某品牌的直流电动手钻的核心部件就是一个电动机，它的工作原理是什么？该电动手钻可以通过“正反转按键”实现正向“拧紧”螺母，反向“拧松”退出螺母，试问它是通过改变什么来实现这一功能 的？ 答：电动机的工作原理是：通电线圈在磁场中受力转动；电动手钻是通过改变通过电动机线圈的电流方向来实现“正反转”功能的。 18.如图所示，是一种安全门锁的工作原理示意图。保安室里的工作人员通过开关即可控制安全门锁的开、闭。请你根据示意图，分析安全门锁的工作原理。 答：闭合开关后，电磁铁中有电流通过，电磁铁具有磁性，能吸引铁质插销使门锁打开，并且弹簧被拉长；断开开关后，电磁铁中无电流通过，电磁铁失去磁性，铁质插销在弹簧弹力的作用下插入插槽，门锁关闭。 五、实验与科学探究题(本题共3个小题，第19、20题各10分，第21题8分，共28分) 19．为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小明同学用漆包线(表面涂有绝缘漆的铜导线)在大铁钉上绕若干匝，制成简单的电磁铁，通电后吸引大头针，图甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。 1)实验是通过观察电磁铁___________________来反映电磁铁磁性强弱的。 (2)当开关闭合后，图甲中N极在磁体____(选填“A”或“B”)端；比较________两图可知：线圈匝数相同时，电流越大，磁性越强。 (3)由图丁可得出的结论是_________________________________ _____________________________________________。 (4)列举出一个应用电磁铁的实例：_______。 吸引大头针的数量 A 乙、丙 电流相同时，通电螺线管的线圈匝数越多，磁性越强 电铃 20．科学家发现两根平行导线通电后有如图所示的现象。(图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况) (1)由图可知两平行通电导线之间有力的作用。当通入的电流方向相同时，导线相互______；当通入的电流方向相反时，导线相互______。 (2)判断通电直导线周围磁场方向的方法是用右手握住导线，大拇指指向电流方向，则四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向。根据这个方法，请你判定图甲中导线a在导线b处产生的磁场方向为垂直于纸面_______(选填“向里”或“向外”)。 吸引 排斥 向里 (3)产生如图现象的原因是：通电导线a周围产生的磁场对放入其中的通电导线b有____的作用。当导线a中的电流方向改变时，其磁场的方向也发生改变，导线b受力的方向随之改变。 (4)由此可知：电流之间的相互作用与磁体之间的相互作用一样，都是通过________来实现的。 力 磁场 21．如图是某兴趣小组的同学做“探究磁场对通电导体作用”的实验装置。 (1)闭合开关前，导体棒ab静止；闭合开关后，导体棒ab向左运动。说明___________________________________。 (2)若要探究通电导体在磁场中受力的方向和磁场方向是否有关，接下来的操作是_________________________________________ ________________________________________________。 (3)如果同时改变磁场方向和电流方向，________(选填“能”或“不能”)确定通电导体受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。 磁场对通电导体具有力的作用 断开开关，仅将图中磁体的N、S极对调，再闭合开关，观察导体的运动方向 不能 【拓展设问】 (4)另一小组的同学闭合开关后左右移动滑动变阻器的滑片，发现导轨上的导体棒ab始终处于静止状态。经检查，全部实验器材均无故障且连接无误，你认为导体棒ab在磁场中处于静止的原因是___________________________________(写一条)。 磁体磁性太弱(合理即可) 六、综合应用题(本题共1个小题，共10分。解答时需写出必要的计算公式及过程或文字说明，若只写出计算结果将不得分) 22．某科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温水箱温控电路，由工作电路和控制电路组成。工作电路中的电热器上标有“220 V　1 000 W”的字样；控制电路的电源电压U＝30 V，热敏电阻Rt作为感应器探测水温，置于恒温水箱内，其阻值随温度t变化的关系如图乙所示，R1为滑动变阻器。闭合开关S，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。衔铁只有在不小于3 N吸引力的作用下才能被吸下，电热器停止加热，指示灯亮。求：[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，不计电磁铁线圈的电阻] (1)电热器正常工作时的电阻。 (2)电热器正常工作时，将恒温箱中100 kg的水由30 ℃加热到40 ℃，此时其加热效率为70%，则电热器的加热时间为多长？ (3)为了把温度控制在40 ℃左右，设定当水温低于40 ℃时自动加热，达到40 ℃时停止加热。则水温为40 ℃时，滑动变阻器R1消耗的电功率为多少？ 解：(1)由P＝UI＝可得，电热器正常工作时的电阻：R＝＝＝48.4 Ω； (2)恒温箱中100 kg的水吸收的热量：Q吸＝c水m(t2－t1)＝4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(40 ℃－30 ℃)＝4.2×106 J，由η＝×100%可得，电热器消耗的电能：W＝＝＝6×106 J，由P＝可得，电热器的加热时间：t＝＝＝6×103 s； (3)由图乙可知，水温为40 ℃时，热敏电阻的阻值：Rt＝50 Ω，由题意可知，水温40 ℃时，衔铁被吸下，此时吸引力：F＝3 N，由图丙可知，F＝3 N时，控制电路中的电流：I＝100 mA＝0.1 A，由I＝得，控制电路中的总电阻：R′＝＝＝300 Ω，由串联电路电阻特点可得，滑动变阻器的阻值：R1＝R′－Rt＝300 Ω－50 Ω＝250 Ω，此时滑动变阻器R1消耗的电功率：P1＝UI＝I2R1＝(0.1 A)2×250 Ω＝2.5 W。 $$