第20章　电与磁 课时练习- 2025-2026学年物理人教版九年级全一册

第1节　磁现象　磁场 课后·知能演练 一、基础巩固 1.下图是生活中常用来固定房门的“门吸”,它由磁体和金属块两部分组成。该金属块能被磁体所吸引,是因为可能含有以下材料中的(　　) A.银 B.铁 C.铝 D.锌 2.有两根外形完全相同的钢棒a和b,按图甲放置,手拿住a时,b不会掉下来;按图乙放置,手拿住b时,a会掉下来。这说明(　　) A.钢棒a具有磁性 B.钢棒b具有磁性 C.钢棒a和b都具有磁性 D.钢棒a和b都不具有磁性 3.甲、乙为不同条形磁体的两个磁极,弧线是部分未标方向的磁感线,如图所示。根据图中小磁针静止时的指向判断甲、乙的磁极,下列描述正确的是(　　) A.甲、乙都是N极 B.甲、乙都是S极 C.甲是N极,乙是S极 D.甲是S极,乙是N极 4.如图甲所示,在水平地面上的磁体上方,有挂在弹簧测力计上的小磁体。小茹提着弹簧测力计向右缓慢移动,挂在弹簧测力计上的小磁体下端,沿图示水平路线从A缓慢移到B,则图乙中能反映弹簧测力计示数F随位置的变化情况的是(　　) 甲 乙 5.(多选)右图是条形磁体的磁场分布图,a、b是磁场中的两个点。下列说法正确的是(　　) A.磁感线是为了研究方便而引入的假想曲线 B.该条形磁体的右端为N极,左端为S极 C.将一小磁针置于b点,其静止时N极指向左侧 D.由于a点没有磁感线经过,所以a处的磁场比b处的弱 6.(2024·广西中考)在研究地磁场方向时,如图所示,人们发现司南的长柄静止时总是指向南方,则长柄相当于指南针的__________极。我国宋代学者沈括最早记述了地理的两极和地磁场的两极__________(选填“重合”或“不重合”)的现象。  7.下图为地球周围不同位置地磁场的若干条磁感线,请用箭头标出磁感线上P点的磁场方向,以及小磁针的N极指向。 8.小雨同学为了研究磁体周围磁场的方向,进行了如下实验。 (1)如图甲所示,在条形磁体的上面放一块玻璃板,在玻璃板上均匀撒上一层铁屑,轻轻敲击玻璃板,观察铁屑的分布情况。铁屑在磁场中被__________(填一种物理现象名称)成一个个小磁针,从而在磁场中有序地排列起来。  (2)如图乙所示,在玻璃板上放一些小磁针,小磁针静止时黑色一端表示磁体的N极,由此判断条形磁体右端的磁极为__________极。  (3)人们仿照铁屑在磁场中排列的情况和小磁针N极的指向画出一些带箭头的曲线来形象地描述磁场,物理学中把这样的曲线叫作__________。  (4)实验中小磁针的作用是______________________________。  二、素养提升 9.我国是最早用文字记载磁现象的国家之一,下列说法正确的是(　　) A.“慈(磁)石召铁,或引之也”,说明磁石没有磁性 B.罗盘周围的磁感线真实存在且可见 C.司南静止时指南北方向是因为受到了地磁场的作用 D.鱼形铁被磁化后制成的指南鱼只有一个磁极 10.(2024·四川泸州中考)如图所示,将A、B两块磁体套在光滑的竖直杆上,放置于水平桌面上,磁体A在光滑竖直杆上静止,磁体B在水平桌面上静止,请在图中画出磁体B的受力示意图。 三、拓展探究 11.右图是小梦从市场上买来的磁体魔术玩具,它呈橄榄球形。两个橄榄球形的磁体被抛起后,在空中就会相互吸引、碰撞,发出类似响尾蛇蛇尾抖动的清脆响声,故又名“响尾蛇蛋”。小梦想知道这个磁体的磁极在哪儿,请你设计实验帮助小梦解决问题。 (1)写出你选用的实验器材:____________________________________。  (2)简述实验过程及现象: ____________________________________。  参考答案 1.B 2.A　解析:条形磁体的两端磁性最强,中间磁性最弱或几乎没有磁性,按图甲所示方式放置时,手拿住a时,b不会掉下来,说明钢棒a具有磁性,但b不一定具有磁性;按图乙放置,手拿住b时,a会掉下来,说明b没有磁性,故选A。 3.B　解析:由图中磁感线的分布特点可知,两磁极相互排斥,磁体的外部,磁感线从磁体的N极出发回到S极,小磁针的N极的指向与该点磁感线的方向一致,所以甲、乙都是S极。故选B。 4.C　解析:由题图可知,弹簧测力计挂着的小磁体的N极与条形磁体靠近,当沿图示水平路线从A缓慢移到B时,A端相吸,所以在A端时弹簧测力计的示数最大,逐渐向右移动时吸引力减小,到中点时最小,过中点后又相斥,且越靠近B端斥力越大,到达B端时斥力最大,此时弹簧测力计示数最小,综合以上分析,C选项符合题意。 5.ABC　解析:磁感线是为了直观、形象地描述磁场而人为引入的假想的曲线,实际上并不存在,A正确;磁体周围的磁感线是从磁体的N极出发,回到磁体的S极,所以该条形磁体的右端为N极,左端为S极,B正确;置于磁场中的小磁针N极的指向与该点的磁场方向一致,所以将一小磁针置于b点,其静止时N极指向左侧,C正确;条形磁体两端磁性最强,所以a处的磁场比b处强,D错误。 6.南(或S)　不重合 解析:地球本身是一个大磁体,司南是用天然磁石磨制成的勺子,其实质就是一块磁体,司南在地球的磁场中受到磁力的作用,静止时其勺柄指向地理南方,相当于指南针的南极(或S极);我国宋代学者沈括最早发现地磁场的磁极与地理两极并不重合。 7.如图所示 解析:地磁场的形状跟条形磁体的磁场相似,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,磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发,回到S极的,据此标出磁感线上P点的磁场方向和小磁针的N极。 8.(1)磁化　(2)N　(3)磁感线　(4)显示磁场的方向 解析:(1)铁屑原来没有磁性,但在磁场的作用下能够获得磁性,说明铁屑被磁化了。(2)在玻璃板上放一些小磁针,小磁针静止时N极所指的方向就是该点的磁场方向,由此判断条形磁体右端的磁极为N极。(3)为了形象地描述磁场,人们用一些带箭头的曲线来表示磁场的存在以及磁场的强弱,这样的曲线叫作磁感线。(4)本实验中采用可观察的小磁针的偏转,即小磁针N极的指向为磁场方向,来显示导体周围的磁场的方向。 9.C　解析:磁石能吸引铁,说明磁石具有磁性,A错误。磁感线是为了研究磁场而人为引入的,实际上并不存在,B错误。由于地磁场的存在,司南在静止时会指示南北方向,C正确。任何磁体都有两个磁极,鱼形铁被磁化后制成的指南鱼也有两个磁极,D错误。 10.如图所示 解析:磁体B静止在地面上受力平衡,B受到A竖直向下的排斥力、竖直向下的重力与地面竖直向上的支持力而处于平衡,以磁体B的重心作为力的作用点,分别沿竖直向下与竖直向上的方向画出三个力,并标注力的符号。 11.(1)橄榄球形磁体、一盒大头针 (2)把橄榄球形磁体放在大头针盒里翻转几下,拿出来观察,吸引大头针个数最多的两个部位就是该橄榄球形磁体的磁极(答案合理即可) 学科网（北京）股份有限公司 $ 第6节　磁生电 课后·知能演练 一、基础巩固 1.将扬声器、开关和电流表连成如图所示的电路,闭合开关,反复轻敲扬声器的纸盆,会看到电流表的指针左右摆动,下列选项中工作原理与其相同的是(　　) A.电动机 B.发电机 C.电磁铁 D.电铃 2.在探究电磁感应现象时,要改变感应电流的方向,下列方法正确的是(　　) A.改变导体切割磁感线的方向 B.改变导体所在处磁场的强弱 C.改变导体切割磁感线的速度大小 D.改变导体的长度 3.国产新型电动汽车具有各种“超能力”,其中“能量回收装置”可以在司机踩下制动踏板时,通过对电路的控制,使驱动电动机变为发电机,以发电机发电产生的阻力来制动。此过程中__________能转化为电能,电能再转化为__________能储存在蓄电池里。  4.在物理社团活动中,洛洛和丹丹把一条约10 m长的导线连在灵敏电流计的两个接线柱上,形成闭合回路。如图所示,当他们像跳大绳摇绳子一样迅速摇动导线时,灵敏电流计指针发生了偏转。当他们两个面朝__________(选填“东西”或“南北”)方向站立摇动导线时,灵敏电流计指针偏转最为明显,你做出这种判断的理由是____________________。  5.(2024·陕西中考)下图是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。 　　　 实验序号 导体ab在磁场中的运动情况 灵敏电流计指针的偏转情况 1 静止 不偏转 2 上下运动 不偏转 3 左右运动 偏转 (1)闭合开关后,观察各种情况下灵敏电流计指针的偏转情况,将实验现象记录在表格中。分析实验现象可知:闭合电路的一部分导体在磁场中做____________________　运动时,导体中会产生感应电流。产生感应电流时,导体ab相当于电路中的__________(填电路元器件名称)。  (2)若要探究感应电流方向与磁场方向的关系,则应保持导体ab运动方向不变,将____________________对调,观察灵敏电流计指针的偏转情况。  (3)下列物品中,应用该实验结论工作的是__________(填选项字母)。  A.电风扇 B.手摇发电手电筒 二、素养提升 6.如图所示,把两个发光二极管极性相反地并联起来,组成二极管组,把它的a、b端先后接在手摇发电机和干电池组上,将观察到的现象记录在下表中。以下说法正确的是(　　) 　　　 比较项 手摇发电机 干电池组 现象 甲、乙交替发光 甲一直发光;乙　　　  A.表格中漏写的现象应该是“也一直发光” B.干电池把电能转化为光能 C.手摇发电机产生的电流方向不变 D.手摇发电机的工作原理是电磁感应 7.(2024·四川泸州中考)如图所示,ab、cd两根光滑平行金属导轨固定在同一水平面内,处于蹄形磁体磁场中的金属杆pq放在导轨上,在外力作用下沿导轨运动。若ad之间断开,则电路中__________(选填“有”或“无”)感应电流;若ad之间接入电流计,pq杆向右运动时,指针向右偏,则pq杆向左运动时,指针将向__________偏;若ad之间安装一个直流电源,pq杆通电后由静止开始沿导轨向右运动,同时交换电源的正、负极和磁体的南、北极,则pq杆通电后由静止开始沿导轨向__________运动。  三、拓展探究 8.小丹做了一个有趣的实验,她将两个相同的玩具电机A、B的转轴用塑料管连接起来,图甲是电机A、B结构的简易示意图。 (1)如图乙所示,闭合开关S,电流通过电机B,B中线圈在磁场中会受到__________的作用而转动起来,带动电机A中的线圈转动,小灯泡发光。此时,电机A相当于__________(选填“用电器”“开关”或“电源”),这利用了____________________的原理。  (2)若想改变电机B中线圈的转动方向,可以通过______________________________来实现。  (3)当电机B中线圈的转动方向改变时,电机A中线圈的转动方向也随之改变,通过小灯泡的电流方向__________(选填“会”或“不会”)改变。在电机A所在电路中添加__________(一种器材),可以用来判断电路中电流方向是否改变。  参考答案 1.B　解析:闭合开关,反复轻敲扬声器的纸盆时,线圈在磁场中振动,切割磁感线,产生感应电流,电流表的指针左右摆动,是电磁感应现象,发电机是根据此原理制成的。 2.A　解析:感应电流的方向只与磁场方向及导体做切割磁感线的运动方向有关,与导体做切割磁感线的速度、导体的长度及磁场的强弱无关,导体做切割磁感线的运动方向改变,感应电流的方向改变,A正确,B、C、D错误。 3.机械　化学 解析:发电机发电时,将机械能转化为电能,蓄电池将电能转化为化学能储存起来。 4.东西　地磁场的磁感线大致沿南北方向,两位同学面朝东西方向站立摇动导线产生的感应电流更大一些 解析:地球周围存在着磁场,地磁场的北极在地理南极附近,地磁场的形状跟条形磁体的磁场相似,磁感线大致沿南北方向,所以两位同学面朝东西方向站立摇动导线才能够切割磁感线,产生较大的感应电流。 5.(1)切割磁感线　电源 (2)磁体的N、S极 (3)B 解析:(1)由实验现象知,只有导体ab在磁场中左右运动,即做切割磁感线运动时才会产生感应电流,故可得出结论:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中才会产生感应电流;实验中,导体棒为电路提供了电能,在电路中的作用相当于电源。(2)若要探究感应电流方向与磁场方向的关系,应保持导体ab运动方向不变,将磁体的N、S极对调,观察灵敏电流计指针偏转情况。(3)电风扇的用电元件主要是电动机,其原理是通电线圈在磁场中受力转动;手摇发电手电筒工作时,消耗机械能转化为电能,其原理是电磁感应;故选B。 6.D　解析:二极管具有单向导电性,干电池组的电流方向不变,甲、乙二极管的电极连接相反,当甲、乙连接在干电池两端时,甲一直发光,说明电流分别从甲的正极流入、乙的负极流入,则乙一直不发光,A错误。干电池把化学能转化为电能,发光二极管将电能转化为光能,B错误。手摇发电机,磁场方向不变,导线切割磁感线的方向不断发生改变,则产生的电流方向会改变,C错误。手摇发电机的工作原理是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,在电路中产生感应电流,这就是电磁感应现象,D正确。 7.无　左　右 解析:(1)导体中产生感应电流的条件是:闭合电路;部分导体在磁场中做切割磁感线运动;若ad之间断开,不能形成闭合电路,则电路中无感应电流;感应电流的方向与磁场方向和导体的运动方向有关,在磁场方向不变时,改变导体的运动方向,则感应电流的方向会改变,若ad之间接入电流计,pq杆向右运动时,指针向右偏,当pq杆向左运动时,指针将向左偏;若ad之间安装一个直流电源,pq杆将变为通电导体,只改变磁场方向或导体中的电流方向时,导体运动方向将发生改变,若同时改变磁场方向和导体中的电流方向,导体受力方向不变,所以pq杆通电后由静止开始沿导轨向右运动。 8.(1)力　电源　电磁感应 (2)对调电池的正、负极 (3)会　电流表 解析:(1)闭合开关S,电流通过电机B,B中线圈在磁场中会受到力的作用转动起来;电机B转动的同时会带动A电机转动,由于电动机内部由磁铁和线圈组成,所以A电机在B电机的带动下,A电机中的线圈切割磁感线而产生感应电流,此时A电机相当于一个发电机,相当于电源。(2)通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关,若想改变电机B中线圈的转动方向,可以通过对调电池的正、负极来实现。(3)当电机B中线圈转动方向改变时,电机A中线圈的转动方向也随之改变,切割磁感线的方向发生改变,通过小灯泡的电流方向会改变;在电机A所在电路中添加电流表,可以用来判断电路中电流方向是否改变。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2节　电生磁 课后·知能演练 一、基础巩固 1.(多选)某同学研究电流产生的磁场,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;只改变电流方向,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,电流可以产生磁场 B.由甲、乙两图可得,电流产生的磁场的方向与电流方向有关 C.由乙、丙两图可得,电流产生的磁场的强弱与电流大小有关 D.由乙、丙两图可得,电流产生的磁场的方向与电流方向有关 2.(2024·江西中考)如图所示,通电螺线管旁的小磁针分别静止在图示位置。请推断,最终决定通电螺线管极性的是(　　) A.电源正负极的接法 B.螺线管导线的环绕方向 C.小磁针静止时N极的指向 D.螺线管中电流的方向 3.(2024·海南中考)右图是探究通电螺线管磁场特点的实验装置图。下列操作能改变螺线管两端磁极的是(　　) A.移动滑动变阻器滑片 B.对调电源正负极 C.改变螺线管线圈匝数 D.在螺线管中插入铁芯 4.右图是小李同学探究通电螺线管外部磁场方向的实验示意图。闭合开关,小磁针静止时N极的指向如图所示。下列说法正确的是(　　) A.根据小磁针的指向可以判定,通电螺线管的右端为S极 B.小磁针静止时N极所指方向就是该点的磁场方向 C.将小磁针移到其他位置,N极所指方向一定不变 D.本实验可以得出:通电螺线管的磁极与电流方向无关 5.(2024·广西中考)如图所示,在探究通电螺线管外部磁场分布的实验中,闭合开关后,通电螺线管的上端为__________极,将滑动变阻器的滑片向左移,铁钉吸起大头针的数量更__________(选填“多”或“少”)。  6.如图所示,小磁针静止在通电螺线管右侧,请根据图中磁感线的方向,在螺线管左端和小磁针右端的括号内标出极性(“N”或“S”),在电源左边的括号内标出极性(“+”或“-”)。 7.某同学进行探究通电螺线管外部的磁场分布的实验。 (1)如图所示,闭合开关,通电螺线管的右端为__________极,小磁针的左端为__________极。  (2)对调电源正、负极,小磁针N极指向与(1)中相反,这表明,通电螺线管外部的磁场方向与__________的方向有关。  (3)在螺线管中插入一根铁棒,可使通电螺线管的磁性__________。  二、素养提升 8.(多选)1820年,安培在法国科学院的例会上做了一个有趣的实验。如图所示,将螺线管沿东西方向水平悬挂起来,给螺线管通电,下列说法正确的是(　　) A.通电螺线管的B端为N极 B.通电螺线管外部磁场分布与蹄形磁体相似 C.螺线管通电会转动,是因为受到了地磁场的作用 D.螺线管通电会转动,最后停在南北方向上 9.图甲为磁悬浮地球仪,悬浮时球体只能沿着“地轴”转动,它的“南”“北”指向与地球实际方位一致;地球仪中有一个磁体,它的磁场与地磁场分布特点一致;环形底座内有一个电磁铁,其电路原理如图乙所示。地球仪工作时,球体悬浮于空气中,则图甲中球体上方是“地磁场”的__________(选填“N”或“S”)极,图乙中A端应连接电源的__________(选填“正”或“负”)极。  三、拓展探究 10.(2024·山东淄博中考)心肺机用“电动泵”替代心脏,推动血液循环。“电动泵”的工作原理如图所示,将线圈ab固定在活塞一端,利用其与固定磁体间的相互作用带动活塞运动,从而使血液定向流动。阀门K1、K2都只能单向开启。当线圈中的电流从a流向b时(　　) A.线圈周围存在磁场和磁感线 B.线圈左端是N极 C.活塞将向左运动 D.此时“电动泵”处于送血状态 参考答案 1.AD　解析:对比甲图和乙图,开关闭合前,小磁针不偏转,开关闭合后,小磁针发生偏转,说明电流可以产生磁场,但不能说明电流产生的磁场的方向与电流方向有关,A合理,B不合理。对比乙、丙两图,对调电源的正、负极,即改变电路中的电流方向,小磁针的偏转方向改变说明电流产生的磁场方向改变,说明电流产生的磁场的方向与电流大小有关,但对调电源的正、负极后,电路中的电流大小没有改变,所以不能说明电流产生的磁场的强弱与电流大小有关,C不合理,D合理。 2.D　解析:甲、乙改变电源正负极,线圈绕向不变,磁场方向改变,说明电流磁场方向与电流方向有关;甲、丙的电源正负极和绕向改变,磁场方向不变;综上分析,最终决定通电螺线管极性的是线圈中的电流方向。故选D。 3.B　解析:通电螺线管两端磁极与通过螺线管的电流方向有关,改变电流方向,螺线管两端磁极将改变;通电螺线管的磁性强弱与线圈匝数和电流的大小有关,在线圈匝数一定时,增大电流则磁性增强;移动滑动变阻器滑片能改变通过螺线管的电流,可以改变螺线管的磁性,但不能改变螺线管两端磁极;对调电源正负极可以改变电流方向,改变螺线管的磁极;改变螺线管线圈匝数和在螺线管中插入铁芯都可以改变螺线管的磁性强弱;综上分析,B符合题意。 4.B　解析:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,所以靠近小磁针S极的是通电螺线管的N极,A错误。根据磁场方向的规定,小磁针在磁场中静止时N极所指方向就是该点的磁场方向,B正确。磁体周围各点的磁场方向不同,将小磁针移到其他位置,N极所指方向一般不同,C错误。改变电源正负极,小磁针会改变方向,说明通电螺线管的磁极与电流方向有关,D错误。 5.N　多 解析:用右手握住螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的上端为螺线管的N极;将滑动变阻器的滑片向左移,滑动变阻器接入电路的阻值变小,电路中的电流变大,通电螺线管的磁性变强,铁钉吸起大头针的数量更多。 6.如图所示 解析:在磁体周围,磁感线从磁体的N极出发,回到S极,由此判断出通电螺线管的左侧是N极,右侧是S极;根据安培定则,电流从通电螺线管的左侧流入,右侧流出,因此电源的左端为“+”极,右端为“-”极;由于同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引,由此可判断小磁针的右侧是S极。 7.(1)N　S　(2)电流　(3)增强 解析:(1)闭合开关后,电流从右侧流入螺线管,用右手握住螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则拇指所指的右端为螺线管的N极,根据异名磁极相互吸引可判断,小磁针的左端为S极。(2)对调电源正、负极后,通过螺线管的电流方向改变,小磁针静止时N极指向与原来相反,说明通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。(3)通电螺线管中插入一根铁棒,铁棒被通电螺线管的磁场磁化,磁化后的铁棒也变成了一个磁体,这样由于两个磁场互相叠加,从而使螺线管的磁性大大增强。 8.CD　解析:根据安培定则,用右手握住螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则拇指所指的A端为通电螺线管的N极,则B端为S极,A错误。通电螺线管外部磁场分布与条形磁体相似,B错误。螺线管通电会转动,是因为受到了地磁场的作用,C正确。悬挂的螺线管由于受到地磁场的作用,同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引,其静止后会停在南北方向,D正确。 9.S　负 解析:根据题意可知,图甲中球体下方的磁极为N极,球体上方是“地磁场”的S极,因此螺线管的上方为N极,由安培定则可知,电流从螺线管的下端流入,从螺线管的上端流出,因此B端接电源正极,A端接电源负极。 10.C　解析:通电线圈周围有磁场,但不存在磁感线,磁场是真实存在的,磁感线是为了方便、形象地研究磁场而引入的,实际上并不存在,A错误。当线圈中的电流从a流向b时,由安培定则可知,螺线管右端为N极,左端是S极,B错误。异名磁极相互吸引,活塞将向左运动,C正确。由题图可知,活塞向左运动时,泵内容积变大,则阀门K1关闭,K2打开,此时“电动泵”处于抽血状态,D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节　电磁铁　电磁继电器 一、基础巩固 1.如图所示的设备或用电器中,其主要工作原理与电磁铁无关的是(　　) 2.连接如图所示的电路,提供足够数量的大头针,只通过控制开关和调节滑动变阻器滑片P的位置,无法探究(　　) A.电流的有无对电磁铁磁场有无的影响 B.电流方向对电磁铁磁场方向的影响 C.电流大小对电磁铁磁场强弱的影响 D.线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响 3.如图所示,在电磁铁上方用弹簧悬挂一根条形磁体,闭合开关,在将滑动变阻器的滑片P从右向左滑动的过程中,弹簧将(　　) A.先伸长后缩短 B.逐渐伸长 C.静止不动 D.逐渐缩短 4.下图是某科技小组设计的一种温度自动控制报警装置电路图,关于它的说法正确的是(　　) A.当温度达到90 ℃时,报警装置就会响铃,同时红灯亮 B.当温度达到90 ℃时,报警装置就会响铃,同时绿灯亮 C.当温度低于90 ℃时,报警装置就会响铃,同时绿灯亮 D.当温度低于90 ℃时,报警装置就会响铃,同时红灯亮 5.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)效应而荣获2007年诺贝尔物理学奖。图中GMR代表巨磁电阻,在磁场中,其阻值随磁场的逐渐增强而减小。闭合开关S1、S2,下列说法中(　　) ①电磁铁左端为S极 ②电磁铁外部的磁感线从左端出发回到右端 ③将滑片P向b端滑动,电磁铁磁性变强 ④将滑片P向a端滑动,指示灯变亮 A.只有①③正确 B.只有①②正确 C.只有②④正确 D.只有②③正确 6.(2024·湖北中考)全自动洗衣机的进水阀门是由电磁铁控制的,其构造示意图如下。线圈通电后产生磁场,线圈上端为__________极,对衔铁施加__________(填方向)的力,使衔铁移动,阀孔打开,水流进洗衣机。  7.下图是洪水水位自动报警器的原理图,水没有到达报警水位时,绿灯亮;水到达报警水位时,红灯亮。 (1)请在图中画出红灯刚亮时的水位(用横线表示水位)。 (2)报警时,请写出电磁铁下端的磁极。 (3)在工作电路中的括号内填写“绿”或“红”。 二、素养提升 8.(2024·山西中考)海鲜保存常要求温度低于-18 ℃。小明为海鲜市场的冷库设计了一种温度自动报警器,其原理如图甲所示。控制电路和工作电路的电源电压均为3 V且保持不变,电磁铁线圈电阻忽略不计,乙图为热敏电阻的阻值R随温度变化的图像。冷库温度等于或高于-18 ℃时,工作电路报警。下列说法正确的是(　　) A.冷库温度升高时,热敏电阻的阻值R变大 B.工作电路报警时,衔铁被吸下,灯亮铃不响 C.冷库温度为-18 ℃时,控制电路中的电流为0.03 A D.冷库温度降低时,控制电路消耗的电功率变大 三、拓展探究 9.图丙为某一商场里的自动扶梯,有乘客时运行较快,无乘客时运行较慢,为避免较小儿童(体重小于30 kg)独自上梯时电梯加快运行,触发其加快运行的乘员质量至少为30 kg。其简易电路设计如图甲所示,限流电阻的阻值为R1,力敏电阻(安装在电梯踏板,所受压力大小为乘员重力)的阻值R2随压力在0~800 N的变化范围内成线性变化,如图乙所示,电阻箱的阻值为R3,g取10 N/kg。 甲 乙 丙 (1)力敏电阻是一种__________(选填“导体”“绝缘体”“超导体”或“半导体”)传感器,开关S闭合时,电磁铁上方为__________(选填“N”或“S”)极。  (2)电梯的电动机运行时将电能转化为__________;图丙中标有该商场自动扶梯的部分几何尺寸,已知扶梯较慢时以0.5 m/s的速度匀速上行,较快时以2倍的速度匀速上行,质量为50 kg的小明站在该扶梯上从商场一楼到二楼,则扶梯对他做功的功率是_____ W。 (3)已知控制电路电源电压为12 V,电磁继电器的衔铁吸合电流为20 mA,线圈电阻R0=20 Ω,为使大于30 kg的乘员站上电梯时加快运行,则电阻箱阻值应设置为__________ Ω。经调查发现,30 kg的触发值设置仍然不够安全,若想调高触发质量,则应该将电阻箱R3的阻值__________(选填“调大”“调小”或“保持不变”)。  参考答案 1.B 2.B　解析:电流的有无可以通过开关的通断来控制,电磁铁磁场的有无可以通过是否吸引大头针来观察,A可以探究。电流方向的改变需要通过调换电源的正负极来实现,只通过控制开关和调节滑动变阻器的滑片无法实现,B无法探究。电流的大小可以通过调节滑动变阻器的滑片来实现,电磁铁磁场的强弱可以通过吸引大头针的多少来反映,C可以探究。题中所示电路图两电磁铁串联,电流相等,线圈匝数不同,电磁铁磁场的强弱可以通过两电磁铁吸引大头针的多少来反映,D可以探究。 3.D　解析:闭合开关S后,根据安培定则可判断出电磁铁的上端为N极,电磁铁和条形磁体相互吸引,将滑动变阻器的滑片P从右向左滑动的过程中,滑动变阻器连入电路的电阻增大,根据欧姆定律I=可知电路中的电流减小,则电磁铁的磁性将减弱,电磁铁与条形磁体之间的吸引力将减小,所以弹簧会逐渐缩短,D符合题意。 4.A　解析:由题图可知,水银是导体,当温度达到90 ℃时,控制电路接通,电磁铁产生磁性,将衔铁吸引,报警电路接通,电铃响,红灯亮,起到报警作用。故选A。 5.C　解析:根据安培定则判断电磁铁的左端为N极、右端为S极,①错误。在磁体的外部,磁感线是从N极出发回到S极的,②正确。将滑片P向b端滑动,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,电磁铁的磁性减弱,③错误。将滑片P向a滑动,滑动变阻器连入电路中的电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电磁铁的磁性增强,则巨磁电阻的阻值变小,指示灯所在电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知电路中的电流变大,通过指示灯的电流变大,由P=I2R可知,指示灯的实际功率变大,指示灯变亮,④正确。综上分析,②④正确,故选C。 6.S　向上 解析:当线圈通电后产生磁场,由安培定则知,线圈上端为S极,对衔铁施加向上的力,使衔铁移动,阀孔打开,水流进洗衣机。 7.如图所示 解析:当水位上涨时,水与左侧金属块接触,水是导体,控制电路接通,电磁铁具有磁性吸引衔铁,使动触点与下面的静触点接触,工作电路接通,则红灯发光;当水位下降时,控制电路断开,电磁铁失去磁性,弹簧将衔铁拉起,动触点与上面的静触点接触,工作电路接通,绿灯亮,由此标出红灯刚亮时的水位和红灯位置;用右手握住螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则拇指所指的下端即为螺线管的N极。 8.C　解析:由题图乙知,冷库温度上升后,热敏电阻的阻值变小,当温度等于或高于-18 ℃时,电路中的电流变大,电磁铁磁性变强,将衔铁吸下,电铃所在电路接通,铃响灯不亮,A、B错误。冷库温度为-18 ℃时,热敏电阻的阻值为100 Ω,控制电路中的电流I==0.03 A,C正确。冷库温度降低时,热敏电阻的阻值变大,控制电路中的电流变小,根据P=UI可知控制电路消耗的电功率变小,D错误。 9.(1)半导体　S (2)机械能　300 (3)552　调大 解析:(1)力敏电阻受到压力作用时电阻会发生变化,所以力敏电阻是一种半导体;开关S闭合时,电流从电磁铁的上端流入,由安培定则可知电磁铁的上方为S极。(2)电梯的电机运行时,消耗电能,产生机械能,将电能转化为机械能;由题图可知,小明上升的高度h=3 m,小明的重力G=mg=50 kg×10 N/kg=500 N,扶梯对他做的功W=Gh=500 N×3 m=1 500 J,根据勾股定理可知,扶梯移动距离s==5 m,小明乘扶梯从一楼到二楼需要的时间t==5 s,扶梯对他做功的功率P==300 W。(3)电磁继电器的衔铁吸合电流为20 mA=0.02 A,电路的总电阻R==600 Ω,30 kg的乘员站上电梯时压力F=30 kg×10 N/kg=300 N,由图乙可知,力敏电阻的阻值是28 Ω,电阻箱的阻值R3=R-R2-R0=600 Ω-28 Ω-20 Ω=552 Ω;若想调高触发质量,压力增大,力敏电阻的阻值减小,电磁继电器的衔铁吸合电流不变,由欧姆定律可知电路的总电阻不变,由电阻的串联可知,将电阻箱R3的阻值调大。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4节　电动机 课后·知能演练 一、基础巩固 1.电动机早已广泛应用到现代生产生活中,如电动汽车、电动摩托车、电风扇、电动耕田机等都离不开电动机。下面对其工作过程中能量转换的表述正确的是(　　) A.电能转化成机械能 B.机械能转化成电能 C.太阳能转换成机械能 D.内能转化成机械能 2.如图所示,闭合开关的瞬间,导体棒AB水平向右运动;若同时对调电源与磁体的两极,则再次闭合开关时,导体棒AB的运动方向是(　　) A.水平向右 B.水平向左 C.竖直向上 D.竖直向下 3.下图为直流电动机的工作原理图。线圈abcd处于向右的磁场中,两个铜半环E和F跟线圈两端相连,可随线圈一起转动,两半环中间断开,彼此绝缘;A和B是电刷,它们分别跟两个半环接触,使电源和线圈组成闭合电路。在图示位置,电流沿dcba流过线圈,dc边受到磁场的作用力向下,则(　　) A.线圈在图示位置时,ab边受到磁场的作用力向下 B.线圈由图示位置转过180°时,电流沿dcba流过线圈 C.线圈由图示位置转过180°时,dc边受到磁场的作用力向下 D.线圈由图示位置转过180°时,ab边受到磁场的作用力向下 4.下图为直流电动机的基本构造示意图。请回答下列问题: (1)直流电动机的工作原理是________________________。  (2)电动机工作过程中,能量的转化是______________________________。  (3)该模型中A、B是电刷,E、F是铜半环,它们共同组成的换向器的作用是________________________。  二、素养提升 5.白炽灯是一种电流通过灯丝,灯丝发热发光的照明电器,将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝,如图所示,可以观察到灯丝__________,说明_________________________,由此原理可以制成__________。  三、拓展探究 6.做奥斯特实验时,若将小磁针替换成一根与导线ab部分平行的直导线cd并通电。请根据已学知识推测,通电导线ab与cd之间__________(选填“有”或“没有”)相互作用力,依据是______________________________________________________。  参考答案 1.A　解析:电动机在工作过程中,消耗的是电能,得到的是机械能,因此能量的转化是电能转化为机械能,A正确。 2.A　解析:通电导体在磁场中受力而运动,运动的方向与导体中的电流方向和磁场方向有关,只改变电流方向或磁场方向,导体的受力方向改变,若同时改变电流方向和磁场方向,则导体受力方向不变,故选A。 3.D　解析:根据题意知道,此时dc边受到磁场的作用力向下,由于ab边中电流方向与dc边中电流方向相反,而磁场方向相同,所以ab边受到磁场的作用力与dc边受到磁场的作用力方向相反,即ab边受到磁场的作用力向上,A错误;由题图知,线圈由图示位置转过180°时,电流沿abcd流过线圈,B错误;线圈由图示位置转过180°时,dc边中电流的方向反向,则受力方向改变,即dc边受到磁场的作用力向上,C错误;线圈由图示位置转过180°时,ab边中电流的方向反向,则受力方向改变,即ab边受到磁场的作用力向下,D正确。 4.(1)通电线圈在磁场中受力而转动 (2)电能转化为机械能 (3)当线圈转过平衡位置时,及时改变线圈中的电流方向,使得线圈能够持续转动 5.晃动　通电导体在磁场中受力的作用　电动机 解析:灯丝相当于通电导体,处在条形磁体的磁场中,会受到力的作用,所以灯丝会晃动;电动机就是根据通电导体受力而运动的原理制成的。 6.有　通电导线周围有磁场,磁场对电流有力的作用 解析:根据电流的磁效应,通电导体周围有磁场,而磁场对电流具有力的作用,因此两根通电的直导线ab和cd之间有相互作用力。 学科网（北京）股份有限公司 $