第十六章 电和磁（单元测试）物理新教材苏科版九年级下册

第十六章《电和磁》单元测试卷（原卷版） 注意事项： 1．测试范围：苏科版2024： 九年级下册第16章。 2．考试时间：90分钟 试卷满分：100分。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1．磁场中某一点的磁场方向是（    ） A．小磁针的N极所指的方向 B．小磁针的S极所指的方向 C．小磁针在该点的受力方向 D．小磁针在该点的转动方向 2．荣成已成功举办多次马拉松比赛。比赛时运动员佩戴感应芯片通过起点和终点磁场地带时，芯片里的线圈就会产生电流，激发芯片发送编码信息，系统自动获取信息并计时。下列器件中与此工作原理相同的是（   ） A．发电机 B．电磁继电器 C．电风扇 D．电铃 3．关于直流电动机，下列说法中正确的是 A．直流电动机工作时，将机械能转化为电能 B．直流电动机是通过换向器来实现连续转动的 C．同时改变磁场方向和线圈中的电流方向，才能改变电动机的转动方向 D．直流电动机是根据线圈在磁场中转动的原理制成的 4．如图所示，在磁场中的矩形铜线框处于静止状态。闭合开关后，AB段导体受到向上的磁场力，则（　　） A．电路中M处的电流大于Q处的电流 B．CD段导体受到磁场力的方向向下 C．矩形铜线框一定发生转动 D．若只将电源正负极对调，CD段受到磁场力的方向一定向下 5．如图是探究通电螺线管磁场特点的实验装置。若要探究通电螺线管的磁场方向与电流方向是否有关，可以进行的操作是（    ） A．对调滑动变阻器的上下接线柱 B．改变螺线管的线圈匝数 C．移动滑动变阻器滑片 D．对调电源正负极 6．下列与磁现象有关的实验中，说法正确的是（　　） A．若要使甲图中自制电动机持续转动就要将两侧的绝缘漆全刮掉 B．图乙是奥斯特实验，实验时最好将导线东西方向放置 C．图丙中电流表通电后指针会偏转，这是利用了磁场对电流有力的作用 D．图丁说明了电流具有磁效应 7．磁共振成像是一种较新的医学成像技术，它采用强静磁场和变化磁场使人体组织成像。若携带金属物做磁共振成像，强静磁场会吸引铁质物品，变化磁场会使携带的金属中产生感应电流，从而使金属发热面灼伤病人，重则危及生命。下列各图的工作原理与上述携带的金属中产生感应电流的原因相同的是（　　） A． B． C． D． 8．下图是扬声器（喇叭）的结构图，当扬声器的线圈中通入携带声音的信息、时刻变化的电流时，线圈会在永磁体的作用下受到力的作用并带动纸盆振动发声，下列说法中正确的是（    ） A．扬声器工作时是将机械能转化为电能 B．扬声器的工作原理是通电线圈在磁场中受力运动 C．锥形纸盆振动得越快，响度越大 D．扬声器的工作原理与电铃的工作原理相同 9．如图是我国早期的指南针一司南。东汉学者王充在论衡中记载为：“司南之杓，投之于地，其柢指南”。司南是把天然磁石琢磨成勺子的形状，放在一个水平光滑的“地盘”上制成的，静止时它的长柄指向南方。下列说法正确的是（　　） A．司南的长柄是磁石的北极 B．“其柢指南”是由于受到地磁场的作用 C．地磁场的磁感线是真实存在的 D．地理的两极和地磁场的两极完全重合 10．小科有三个N极和一个S极被涂黑的小磁针，将它们摆在条形磁体的周围，现象如图所示，其中S极被涂黑的是（    ） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 11．关于如图所示的电与磁现象，下列说法错误的是（   ） A．甲图中，线圈匝数少的电磁铁A，磁性弱 B．乙图中只对调磁体N、S极，闭合开关后，导体的运动方向改变 C．丙图中的扬声器工作原理与乙图原理相同 D．丁图实验说明通电导体周围存在磁场，将小磁针移走，磁场消失 12．物理课上老师展示了一款磁悬浮地球仪，如图（a）所示，闭合开关，地球仪悬浮在空中。经过研究发现地球仪底部有一块磁铁，底座内部有电磁铁。莉莉画出了如图（b）所示的电路原理图，下列判断不正确的是（　　） A．a图底座通电后能产生磁场是利用了电流的磁效应 B．b图中闭合开关，向右移动P能减小地球仪的悬浮高度 C．a图中地球仪能够悬浮利用了同名磁极相互排斥的原理 D．b图中用虚线代表的地球仪的A端是S极 二、填空题（本题共10小题，每空1分，共20分） 13．把导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，当有电流通过时，它会有较强的 。我们把这种磁体叫作 。 14．电子白板作为多媒体互动教学终端，集合电视、电脑、功放、音响、实物投影仪展示台、中控、无线耳麦、监控摄像头等多媒体设备功能于一体，丰富教学手段，满足现代教学应用需求。电子白板工作时，内部电路中电流的快速变化会产生 。当老师在电子白板上快速书写时，触摸笔相当于一个导体，在白板表面的感应电路中产生微弱电流，这一过程类似于 （填电磁学原理）。 15．地磁场的两极和地理的两极并不重合，方向略有偏差，我国宋代学者 在《梦溪笔谈》中最早记载了这一现象；指南针静止时，它的 极指向地理的南极附近。 16．如图所示，铜质金属框ABCD正下方有一均匀磁场区域（磁感线方向与纸面垂直）。某时刻金属框开始自由下落，下落过程中金属框始终保持竖直状态。在金属框BC边进入磁场后，AD边进入磁场前，金属框 （选填“有”或“没有”）可能做加速运动，请从能量转化的角度阐述理由： 。（不计空气阻力） 17．如图所示，条形磁体放在水平面上，钢质圆环从条形磁体的正上方由静止开始下落，钢质圆环中 （选填“会”或“不会”）有感应电流产生；圆环在下落过程中，不考虑环境阻力，其机械能 （选填“守恒”或“不守恒”）。 18．如图所示，当开关S闭合后，悬挂的小磁铁处于静止状态，若滑动变阻器的滑片P向右移动，则悬挂小磁铁的弹簧将会 （选填“伸长”或“缩短”）；电动摩托是现在人们常用的交通工具，电动摩托的动力来自电动摩托上的电动机；电动机工作时是把 能转化为机械能。 19．如图是实验室电流表的内部结构图，当有电流通过线圈时，线圈会带动指针一起偏转，改变 方向，指针将反向偏转，因此在连接电流表时需要注意正、负接线柱。试举一例与电流表原理相同的应用： 。 20．教室里电风扇的工作原理是 导体在磁场中受到力的作用；电风扇使用一段时间后，其扇叶会沾上大量的灰尘，这是因为扇叶旋转时与空气发生 现象而带电，能吸引轻小的灰尘。 21．学校研学活动组织学生参观市科技馆，一位同学用一根不知有无磁性的铁棒的A端靠近一根悬挂的条形磁体的N极时，磁体靠近铁棒，如图甲，则可判断铁棒 （选填“一定”或“不一定”）带有磁性；若改将铁棒的B端靠近悬挂的条形磁体的N极时，磁体远离铁棒，如图乙，则可判断铁棒一定带有磁性，且B端为 （选填“N”或“S”）极。 22．如图甲为可燃气体浓度报警器的工作原理图，气敏电阻阻值随可燃气体浓度的变化关系如图乙所示。当环境中可燃气体的浓度超过4%的预设报警值时，报警器红灯亮，发出报警信号。已知触发电磁继电器工作的电流为0.2A，滑动变阻器R2的最大阻值为100Ω，线圈A电阻忽略不计。工作电路中的 （选填“L1”或“L2”）是红灯。控制电路的电源电压可调范围为 V。 三．解答题（本题共8小题，共56分） 23．在图中括号里标出小磁针的磁极。 24．图中画出了两个磁极间的磁感线。请在图中标出磁极的名称和小磁针的极。 25．如图所示，小磁针放在两通电螺线管A、B之间，静止时小磁针的N、S极处于如图所示的状态，请画出螺线管B的绕线方式，并标出电源的正、负极（用“”“”表示）。 26．发电机是如何发电的呢？同学们用如图所示的装置进行探究。 (1)将导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，灵敏电流计G的指针不偏转，说明电路中 （选填“有”或“无”）电流产生； (2)小芳无意间碰到导体ab，导体ab晃动起来，小明发现灵敏电流计G的指针发生了偏转，就说：“让导体在磁场中运动就可产生电流。”但小芳说：“不一定，还要看导体怎样运动。”为判断谁的说法正确，他们继续探究，并把观察到的现象记录在下表中。 序号 磁体摆放方向 ab运动方向 电流计指针偏转情况 1 N极在上 竖直上下运动 不偏转 2 水平向左运动 向右偏转 3 水平向右运动 向左偏转 4 N极在下 竖直上下运动 不偏转 5 水平向左运动 向左偏转 6 水平向右运动 向右偏转 分析实验现象后，同学们一致认为小芳的观点是 （选填“正确”或“错误”）的。比较第2、3次实验的现象发现，产生的电流的方向跟 有关；比较第3、6次实验的现象发现，产生的电流的方向还跟 有关； (3)在整理器材时，小明未断开开关，先撤去蹄形磁体，有同学发现电流计的指针又偏转了！他们再重复刚才的操作，发现电流计的指针仍偏转，请教老师后得知，不论是导体运动还是磁体运动，只要闭合电路的一部分导体在 中做 运动，电路中就会产生感应电流，这就是发电机发电的原理。 27．图甲是“探究磁场对通电导体的作用”实验装置。 (1)在实验时，是通过观察 来显示通电导体在磁场中受到磁场力的作用。 (2)移动滑动变阻器的滑片到适当位置，闭合开关，发现金属棒ab向右运动。保持磁场方向不变，只改变电路中的电流方向，闭合开关，发现金属棒ab向左运动；保持电流方向不变，只把磁体的N、S极调换一下，发现金属棒ab向左运动；让磁场方向、电流方向同时改变，发现金属棒ab向右运动。根据观察到的实验现象，进行分析，可以得到的结论是：磁场对通电导体有力的作用，且力的方向与 和 有关。 (3)根据该实验原理，小明用一段漆包铜线绕成线圈，自制了一个如图乙所示的简易电动机，用小刀刮去两端的漆皮，另一端只刮去半周。按这种方法刮漆的目的有两个：一是使线圈能够 ，二是这一部位能起到 （填某一部件的名称）的作用。 (4)下列装置中用到该实验原理的是________（填字母）。 A．扬声器 B．动圈式话筒 C．发电机 28．在“探究通电螺线管外部磁场”的实验中，采用了下图所示的实验装置。 (1)在有机玻璃板上安装一个用导线绕成的螺线管，板面上均匀地撒满铁屑，再给螺线管通以电流，并 玻璃板面，观察到玻璃板面的铁屑的分布情况如图甲所示，说明通电螺线管周围的磁场与 磁铁的磁场分布相似。 (2)接下来实验小组的同学把小磁针放在螺线管四周不同的位置，在闭合开关前，小磁针静止时，其N极应指在地理的 极附近。闭合开关S后，观察到小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在 。当小磁针静止后的情况如图乙所示，黑色一端表示小磁针的N极，可知图乙中左端是通电螺线管的 极（选填“N”或“S”）。 (3)对调电源的正负极，通电后发现小磁针静止时的指向如图丙所示，由此说明通电螺线管的极性跟 有关。 (4)在探究影响通电螺线管外部磁场的强弱因素时，实验小组设计了如下图所示的电路。实验中闭合开关后，根据图中的情景可以得到结论是 ；实验中，若适当调节滑动变阻器的滑片位置，观察甲、乙各自吸引大头针数量的变化情况，便可探究通电螺线管外部磁场的强弱与 的关系。 29．如图甲所示的是科技小组为小区居民设计的电梯超载报警系统的工作原理图，控制电路的电源电压恒为8V，定值电阻的阻值，压敏电阻的阻值随所受压力F的变化图像如图乙所示。当控制电路中的电流为20mA时，衔铁刚好被吸下（此时控制电路中的电流称为吸合电流），工作电路电铃发出报警信号。（电磁铁线圈电阻忽略不计，g取10N/kg） (1)电磁铁的上端为 （选填“N”或“S”）极。 (2)当压敏电阻所受的压力为5000N时，求控制电路的总功率。 (3)求此电梯的最大载客质量。 (4)为增大最大载客质量，在不改变吸合电流、压敏电阻、控制电路电源电压的前提下，请你给科技小组写出一个简便可行的改进方案。 30．阅读短文，回答问题。 水下机器人 水下机器人对海底电缆进行埋深检测、视频摄像、悬空裸露检测等发挥重要作用。如图甲，某水下机器人“小H”由锂电池供电，采用电动机提供动力，如表是“小H”的部分技术参数，（能量密度是指电池单位质量所输出的电能）。 参数名称 电源电压 最大承受压强 提升重物最大高度 锂电池能量密度 锂电池的总质量 数据 60V 0.8m 0.50kW·h/kg 2kg (1)当“小H”在海水里下潜过程中，下列说法中正确的是___________； A．以海底礁石为参照物，“小H”是运动的 B．“小H”摄像时，成倒立、缩小的虚像 C．“小H”所受到海水的压强增大 D．“小H”中的外壳应采用耐腐蚀、硬度大的材料 (2)下列实验能说明电动机工作原理的是___________； A． B． C． D． (3)某次“小H”在海底作业时，需将体积、质量60kg的电子设备提高0.6m，消耗了锂电池总储存能量的0.01%，则“小H”对电子设备做功为 J，“小H”中电动机的能量转化效率至少为 %；（，g=10N/kg） (4)如图乙为“小H”承受压强的过载保护电路原理图，电源电压为12V，是压敏电阻，其电阻值随受到的压强变化关系如表，触发器的电阻忽略不计，电流表的示数超过0.2A时就触发电动机停止工作，放弃下潜指令，以免“小H”受损伤。 压强p/×106Pa 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 压敏电阻 55 42 32 25 20 17 15 为保护“小H”，电阻箱的阻值至少应为 Ω；“小H”长时间在海底工作后，为减轻其最大承受压强，应将的阻值适当 （填“增大”或“减小”）。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十六章《电和磁》单元测试卷（解析版） 注意事项： 1．测试范围：苏科版2024： 九年级下册第16章。 2．考试时间：90分钟 试卷满分：100分。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1．磁场中某一点的磁场方向是（    ） A．小磁针的N极所指的方向 B．小磁针的S极所指的方向 C．小磁针在该点的受力方向 D．小磁针在该点的转动方向 【答案】A 【详解】A．在物理学中，规定在磁场中的某一点，小磁针静止时N极所指的方向就是该点的磁场方向。这是磁场方向的标准定义，故A符合题意； B．根据磁场方向的规定，小磁针S极所指方向与该点磁场方向是相反的，故B不符合题意；   C．小磁针在磁场中，N极和S极受力方向是不同的，不能简单地说小磁针在该点的受力方向就是磁场方向，故C不符合题意 D．小磁针在磁场中转动过程比较复杂，转动方向受到初始状态、磁场分布等多种因素影响，转动方向并不能准确代表该点的磁场方向，故D不符合题意。   故选A。 2．荣成已成功举办多次马拉松比赛。比赛时运动员佩戴感应芯片通过起点和终点磁场地带时，芯片里的线圈就会产生电流，激发芯片发送编码信息，系统自动获取信息并计时。下列器件中与此工作原理相同的是（   ） A．发电机 B．电磁继电器 C．电风扇 D．电铃 【答案】A 【详解】由题意可知，当运动员佩戴感应芯片通过起点、终点磁场地带时，芯片里的线圈切割磁感线运动，线圈中就会产生感应电流，所以是电磁感应原理，是发电机的工作原理；电风扇是电动机的工作原理，电磁继电器和电铃是利用电流的磁效应工作的，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3．关于直流电动机，下列说法中正确的是 A．直流电动机工作时，将机械能转化为电能 B．直流电动机是通过换向器来实现连续转动的 C．同时改变磁场方向和线圈中的电流方向，才能改变电动机的转动方向 D．直流电动机是根据线圈在磁场中转动的原理制成的 【答案】B 【详解】A选项，电动机工作时，将电能转化为机械能，故A错误． B选项，直流电动机通过换向器来实现连续转动，故B正确为答案． C选项，同时改变磁场方向和线圈中的电流方向，通电导体的受力方向不变，所以电动机的转动方向将不变，故C错误． D选项，直流电动机是根据通电导体在磁场中受力的作用的原理制成的，故D错误； 4．如图所示，在磁场中的矩形铜线框处于静止状态。闭合开关后，AB段导体受到向上的磁场力，则（　　） A．电路中M处的电流大于Q处的电流 B．CD段导体受到磁场力的方向向下 C．矩形铜线框一定发生转动 D．若只将电源正负极对调，CD段受到磁场力的方向一定向下 【答案】D 【详解】A．电路中M与Q都并联在干路中，所以电路中M处的电流等于Q处的电流，故A错误； B．闭合开关后，AB段导体受到向上的磁场力，电流方向是A到B。因为是并联，那么CD段导体中电流方向是C到D，可判断出CD段导体受到磁场力的方向也向上，故B错误； C．因为AB段和CD段受到的磁场力方向相同，所以一定不发生转动，故C错误； D．若只将电源正负极对调，电流方向会反向，那么CD段导体中电流方向变为D到C，根据受力方向与电流方向的关系，可知CD段受到磁场力的方向一定向下，故D正确。 故选D。 5．如图是探究通电螺线管磁场特点的实验装置。若要探究通电螺线管的磁场方向与电流方向是否有关，可以进行的操作是（    ） A．对调滑动变阻器的上下接线柱 B．改变螺线管的线圈匝数 C．移动滑动变阻器滑片 D．对调电源正负极 【答案】D 【详解】A．对调滑动变阻器的上下接线柱，滑动变阻器仍然是串联在电路中，起改变电阻的作用，但并不能改变通过螺线管的电流方向，故A不符合题意； B．改变螺线管的线圈匝数，是用来探究通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系，不能改变电流方向，故B不符合题意； C．移动滑动变阻器滑片，可以改变接入电路的电阻大小，从而根据欧姆定律改变电路中电流的大小，这是用来探究通电螺线管磁场强弱与电流大小的关系，不能改变电流方向，故C不符合题意； D．对调电源正负极，会使流入螺线管的电流方向相反。通过观察对调前后小磁针N极指向的变化，可以探究通电螺线管的磁场方向与电流方向是否有关，故D符合题意。 故选D。 6．下列与磁现象有关的实验中，说法正确的是（　　） A．若要使甲图中自制电动机持续转动就要将两侧的绝缘漆全刮掉 B．图乙是奥斯特实验，实验时最好将导线东西方向放置 C．图丙中电流表通电后指针会偏转，这是利用了磁场对电流有力的作用 D．图丁说明了电流具有磁效应 【答案】C 【详解】A．若要使甲图中自制电动机持续转动就要将两侧的绝缘漆刮掉一半，做成一个简易换向器，故A错误； B．图乙是奥斯特实验，导线应该与小磁针静止时的方向一致，所以，实验时最好将导线南北方向放置，故B错误； C．图丙中电流表通电后指针会偏转，这是利用了磁场对电流有力的作用，故C正确； D．图丁说明了发电机的原理，是利用电磁感应现象来工作的，故D错误。 故选C。 7．磁共振成像是一种较新的医学成像技术，它采用强静磁场和变化磁场使人体组织成像。若携带金属物做磁共振成像，强静磁场会吸引铁质物品，变化磁场会使携带的金属中产生感应电流，从而使金属发热面灼伤病人，重则危及生命。下列各图的工作原理与上述携带的金属中产生感应电流的原因相同的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．扬声器的原理是通电导体在磁场中受力运动，故A不符合题意； B．图中是电动机的原理图，电动机的原理是通电导体在磁场中受力运动，故B不符合题意； C．话筒是将声音信号转变为电信号，原理是电磁感应，故C符合题意； D．图中是奥斯特实验，说明通电导体周围存在着磁场，故D不符合题意。 故选C。 8．下图是扬声器（喇叭）的结构图，当扬声器的线圈中通入携带声音的信息、时刻变化的电流时，线圈会在永磁体的作用下受到力的作用并带动纸盆振动发声，下列说法中正确的是（    ） A．扬声器工作时是将机械能转化为电能 B．扬声器的工作原理是通电线圈在磁场中受力运动 C．锥形纸盆振动得越快，响度越大 D．扬声器的工作原理与电铃的工作原理相同 【答案】B 【详解】A．扬声器工作时消耗电能，转化成纸盘运动，将电能转化为机械能，故A错误； B．扬声器的工作过程是接入变化的电流，磁场对线圈受力的方向也随之改变，即工作原理是通电线圈在磁场中受力运动。故B正确； C．音调的高低与频率有关，响度大小与振幅有关，所以锥形纸盆振动得越快，频率越高，音调越高，故C错误； D．电铃的主要部件是电磁铁，电磁铁是利用电流的磁效应工作的，故电铃的工作原理是电流的磁效应，与扬声器的工作原理不同，故D错误。 故选B。 9．如图是我国早期的指南针一司南。东汉学者王充在论衡中记载为：“司南之杓，投之于地，其柢指南”。司南是把天然磁石琢磨成勺子的形状，放在一个水平光滑的“地盘”上制成的，静止时它的长柄指向南方。下列说法正确的是（　　） A．司南的长柄是磁石的北极 B．“其柢指南”是由于受到地磁场的作用 C．地磁场的磁感线是真实存在的 D．地理的两极和地磁场的两极完全重合 【答案】B 【详解】AB．地球本身是一个大磁体，司南是用天然磁石磨制成的勺子，即其实质就是一块磁铁，在地球的磁场中受到磁力的作用，其静止时其勺柄指向南方，即磁石的南极，故A错误，B正确； C．磁感线是人们为了研究磁场的方便而假想出来的，所以地磁场的磁感线不是真实存在的，故C错误； D．地磁的南极在地理北极附近，地磁的北极在地理南极附近，地理南北两极与地磁南北两极不是完全重合，存在着一个夹角，叫磁偏角，故D错误。 故选B。 10．小科有三个N极和一个S极被涂黑的小磁针，将它们摆在条形磁体的周围，现象如图所示，其中S极被涂黑的是（    ） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 【答案】A 【详解】根据异名磁极相互吸引可知，乙、丙、丁的N极都被条形磁体的左端吸引，这说明条形磁体的左端为S极，右端为N极，甲被条形磁体的右端吸引，这说明甲的左端为S极，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 11．关于如图所示的电与磁现象，下列说法错误的是（   ） A．甲图中，线圈匝数少的电磁铁A，磁性弱 B．乙图中只对调磁体N、S极，闭合开关后，导体的运动方向改变 C．丙图中的扬声器工作原理与乙图原理相同 D．丁图实验说明通电导体周围存在磁场，将小磁针移走，磁场消失 【答案】D 【详解】A．甲图中两个电磁铁串联，通过电磁铁的电流相同，电磁铁A的线圈匝数较少，吸引的铁钉较少，故可知电磁铁A的磁性较弱，故A正确，不符合题意； B．乙图是电动机的工作原理图，说明通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向与磁场的方向和电流的方向有关，只对调磁体的N、S极，导体受到力的方向改变，故导体的运动方向改变，故B正确，不符合题意； C．扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，与乙图原理相同，故C正确，不符合题意； D．丁图是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，小磁针静止时N极指向即为该点磁场的方向，将小磁针移走，磁场不会消失，故D错误，符合题意。 故选D。 12．物理课上老师展示了一款磁悬浮地球仪，如图（a）所示，闭合开关，地球仪悬浮在空中。经过研究发现地球仪底部有一块磁铁，底座内部有电磁铁。莉莉画出了如图（b）所示的电路原理图，下列判断不正确的是（　　） A．a图底座通电后能产生磁场是利用了电流的磁效应 B．b图中闭合开关，向右移动P能减小地球仪的悬浮高度 C．a图中地球仪能够悬浮利用了同名磁极相互排斥的原理 D．b图中用虚线代表的地球仪的A端是S极 【答案】B 【详解】A．底座通电后能产生磁场是利用了电流的磁效应，故A正确,不符合题意； B．闭合开关后，向右移动P，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律，电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，会增大地球仪的悬浮高度，故B错误，符合题意； C．a图中地球仪能够悬浮利用了同名磁极相互排斥的原理，故C正确，不符合题意； D．根据安培定则，电磁铁的上端是S极，同名磁极互相排斥，地球仪的A端是S极，故D正确，符合题意。 故选B。 二、填空题（本题共10小题，每空1分，共20分） 13．把导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，当有电流通过时，它会有较强的 。我们把这种磁体叫作 。 【答案】 磁性 电磁铁 【详解】[1][2]如果把一根导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，当有电流通过时，它会有较强的磁性，这种磁体，在有电流通过时有磁性，没有电流时就无磁性，我们把这种磁体叫做电磁铁。 14．电子白板作为多媒体互动教学终端，集合电视、电脑、功放、音响、实物投影仪展示台、中控、无线耳麦、监控摄像头等多媒体设备功能于一体，丰富教学手段，满足现代教学应用需求。电子白板工作时，内部电路中电流的快速变化会产生 。当老师在电子白板上快速书写时，触摸笔相当于一个导体，在白板表面的感应电路中产生微弱电流，这一过程类似于 （填电磁学原理）。 【答案】 变化的磁场 电磁感应 【详解】[1][2]由于变化的电流周围会产生变化的磁场，所以电子白板工作时，内部电路中电流的快速变化产生变化的磁场，触摸笔相当于导体，老师在电子白板上快速书写时，导体做切割磁感线运动，会产生感应电流，这是电磁感应现象。 15．地磁场的两极和地理的两极并不重合，方向略有偏差，我国宋代学者 在《梦溪笔谈》中最早记载了这一现象；指南针静止时，它的 极指向地理的南极附近。 【答案】 沈括 南 【详解】[1]在北宋学者沈括的《梦溪笔谈》中，记载了磁针所指方向不完全指南北这一事实，说明地磁场的两极和地理的两极并不重合，方向略有偏差，故沈括是世界上最早发现这一事实的人。 [2]指南针静止时，它的S极（南极）指向地磁场的N极（北极），而地磁场的N极（北极）在地理南极附近，所以指南针静止时，它的南极指向地理的南极附近。 16．如图所示，铜质金属框ABCD正下方有一均匀磁场区域（磁感线方向与纸面垂直）。某时刻金属框开始自由下落，下落过程中金属框始终保持竖直状态。在金属框BC边进入磁场后，AD边进入磁场前，金属框 （选填“有”或“没有”）可能做加速运动，请从能量转化的角度阐述理由： 。（不计空气阻力） 【答案】 有 见解析 【详解】[1][2]当金属框的BC边进入磁场后，AD边进入磁场前，BC边做切割磁感线运动，会产生感应电流。根据电磁感应现象，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流。从能量转化角度看，金属框的重力势能一部分转化为动能，使金属框速度增大，做加速运动，另一部分转化为电能（因为有感应电流产生，电能是由机械能转化而来的），所以金属框有可能做加速运动。 17．如图所示，条形磁体放在水平面上，钢质圆环从条形磁体的正上方由静止开始下落，钢质圆环中 （选填“会”或“不会”）有感应电流产生；圆环在下落过程中，不考虑环境阻力，其机械能 （选填“守恒”或“不守恒”）。 【答案】 会 不守恒 【详解】[1]钢质圆环从条形磁铁的正上方由静止开始下落，因闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，所以会产生感应电流。 [2]不计空气的阻力，该过程中机械能转化为电能，机械能减小，即机械能不守恒。 18．如图所示，当开关S闭合后，悬挂的小磁铁处于静止状态，若滑动变阻器的滑片P向右移动，则悬挂小磁铁的弹簧将会 （选填“伸长”或“缩短”）；电动摩托是现在人们常用的交通工具，电动摩托的动力来自电动摩托上的电动机；电动机工作时是把 能转化为机械能。 【答案】 缩短 电 【详解】[1]由图可知电流由螺线管的下方流入，则由安培定则可判断知，螺线管上端为N极、下端为S极；此时通电螺线管与磁铁为同名磁极相邻，故应相互排斥；当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电阻变小，由欧姆定律可知电路中电流变大，则螺线管的磁性增强，故螺线管对磁铁的排斥力增大，磁铁向上移动，即弹簧长度将缩短。 [2]电动机工作时消耗了电能，是电动机转动，获得了机械能，所以将电能转化为机械能。 19．如图是实验室电流表的内部结构图，当有电流通过线圈时，线圈会带动指针一起偏转，改变 方向，指针将反向偏转，因此在连接电流表时需要注意正、负接线柱。试举一例与电流表原理相同的应用： 。 【答案】 电流 电动机 【详解】[1]改变线圈中的电流方向，线圈受力方向改变，指针的偏转方向改变。 [2]通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理是通电线圈在磁场中受力而转动，所以该电流表的原理与电动机的工作原理相同。 20．教室里电风扇的工作原理是 导体在磁场中受到力的作用；电风扇使用一段时间后，其扇叶会沾上大量的灰尘，这是因为扇叶旋转时与空气发生 现象而带电，能吸引轻小的灰尘。 【答案】 通电 摩擦起电 【详解】[1]通电导体在磁场中受力的作用会产生运动，这是电动机的工作原理；教室里电风扇是通过电动机而旋转的，其工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。 [2]电风扇的扇叶旋转时与空气发生摩擦起电现象而带电，带电梯能吸引轻小的灰尘，因此电风扇使用一段时间后，其扇叶会沾上大量的灰尘。 21．学校研学活动组织学生参观市科技馆，一位同学用一根不知有无磁性的铁棒的A端靠近一根悬挂的条形磁体的N极时，磁体靠近铁棒，如图甲，则可判断铁棒 （选填“一定”或“不一定”）带有磁性；若改将铁棒的B端靠近悬挂的条形磁体的N极时，磁体远离铁棒，如图乙，则可判断铁棒一定带有磁性，且B端为 （选填“N”或“S”）极。 【答案】 不一定 N 【详解】[1][2]异名磁极相互吸引，图甲中，如果铁棒有磁性，铁棒和条形磁体的N极相吸引，说明A端是S极；磁体可以吸引磁性材料，图甲中，条形磁体具有磁性，可以吸引没有磁性的铁棒。所以铁棒是否具有磁性不能确定。图乙中，将铁棒的B端靠近悬挂的条形磁体的N极，磁体远离铁棒，由于只有同名磁极相互排斥，因此铁棒一定有磁性，并且B端为N极。 22．如图甲为可燃气体浓度报警器的工作原理图，气敏电阻阻值随可燃气体浓度的变化关系如图乙所示。当环境中可燃气体的浓度超过4%的预设报警值时，报警器红灯亮，发出报警信号。已知触发电磁继电器工作的电流为0.2A，滑动变阻器R2的最大阻值为100Ω，线圈A电阻忽略不计。工作电路中的 （选填“L1”或“L2”）是红灯。控制电路的电源电压可调范围为 V。 【答案】 L2 8~28 【详解】[1]由图乙可知，气体的浓度越高，气敏电阻的阻值越小，报警时，气敏电阻阻值减小，控制电路的电流增大，线圈A的磁性增强，吸引衔铁，亮，所以是红灯。 [2]由图乙可知，可燃气体的浓度为4％时，刚触发报警时控制电路的电流为，当滑动变阻器连入电路的阻值为0时，电源电压最小为 当滑动变阻器连入电路的阻值为100Ω时，电源电压最大为 所以控制电路的电源电压可调范围为8～28V。 三．解答题（本题共8小题，共56分） 23．在图中括号里标出小磁针的磁极。 【答案】 【详解】由题图可知，电流从螺线管的上端流入，下端流出，由安培定则，右手握住螺线管，四指顺着电流方向弯曲，大拇指所指的一端就是螺线管的N极，另一端为S极，可知，图中螺线管的上端为S极，下端为N极，根据异名磁极相互吸引的规律可知，小磁针的上端为N极，如图所示： 24．图中画出了两个磁极间的磁感线。请在图中标出磁极的名称和小磁针的极。 【答案】 【详解】在磁体外部，磁感线的方向是由磁体的N极出发回到磁体的S极，则由图可知两个磁极均为N极；因为磁场中某点的磁场方向实际就是小磁针静止时北极所指的方向，所以图中小磁针静止时其下端为北极、上端为南极，如答图所示： 25．如图所示，小磁针放在两通电螺线管A、B之间，静止时小磁针的N、S极处于如图所示的状态，请画出螺线管B的绕线方式，并标出电源的正、负极（用“”“”表示）。 【答案】 【详解】小磁针的N极靠近了螺线管A的右端，根据磁极间的作用规律可知，螺线管的右端为S极，左端为N极．同理可以确定螺线管B的左端为N极，右端为S极。根据螺线管A的左端为N极，右端为S极，结合其线圈绕向，利用安培定则可以确定螺线管中的电流方向是从螺线管的右端流入，左端流出，即电源的右端为“+”极，左端为“﹣”极。根据电流方向是从螺线管的右端流入左端流出，结合螺线管B的左端为N极，右端为S极，利用安培定则可以确定螺线管的线圈绕向。如图所示： 26．发电机是如何发电的呢？同学们用如图所示的装置进行探究。 (1)将导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，灵敏电流计G的指针不偏转，说明电路中 （选填“有”或“无”）电流产生； (2)小芳无意间碰到导体ab，导体ab晃动起来，小明发现灵敏电流计G的指针发生了偏转，就说：“让导体在磁场中运动就可产生电流。”但小芳说：“不一定，还要看导体怎样运动。”为判断谁的说法正确，他们继续探究，并把观察到的现象记录在下表中。 序号 磁体摆放方向 ab运动方向 电流计指针偏转情况 1 N极在上 竖直上下运动 不偏转 2 水平向左运动 向右偏转 3 水平向右运动 向左偏转 4 N极在下 竖直上下运动 不偏转 5 水平向左运动 向左偏转 6 水平向右运动 向右偏转 分析实验现象后，同学们一致认为小芳的观点是 （选填“正确”或“错误”）的。比较第2、3次实验的现象发现，产生的电流的方向跟 有关；比较第3、6次实验的现象发现，产生的电流的方向还跟 有关； (3)在整理器材时，小明未断开开关，先撤去蹄形磁体，有同学发现电流计的指针又偏转了！他们再重复刚才的操作，发现电流计的指针仍偏转，请教老师后得知，不论是导体运动还是磁体运动，只要闭合电路的一部分导体在 中做 运动，电路中就会产生感应电流，这就是发电机发电的原理。 【答案】(1)无 (2) 正确 导体切割磁感线运动的方向 磁场方向 (3) 磁场 切割磁感线 【详解】（1）实验中根据灵敏电流计G的指针是否偏转判断有无电流产生。将导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，灵敏电流计G的指针不偏转，说明电路中无电流产生。 （2）[1]由表可知，导体ab水平左右运动时电流计指针才偏转，竖直上下运动时指针不偏转，说明小芳的观点是正确的。 [2]比较第2、3次实验，磁场方向相同，导体ab运动方向相反，电流计指针偏转方向相反，说明产生的电流的方向跟导体切割磁感线运动的方向有关。 [3]比较第3、6次实验，导体切割磁感线运动的方向相同，磁场方向相反，电流计指针偏转方向相反，说明产生的电流的方向跟磁场方向有关。 （3）[1][2]根据电磁感应原理可知，不论是导体运动还是磁体运动，只要闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中就会产生感应电流，这就是发电机发电的原理。 27．图甲是“探究磁场对通电导体的作用”实验装置。 (1)在实验时，是通过观察 来显示通电导体在磁场中受到磁场力的作用。 (2)移动滑动变阻器的滑片到适当位置，闭合开关，发现金属棒ab向右运动。保持磁场方向不变，只改变电路中的电流方向，闭合开关，发现金属棒ab向左运动；保持电流方向不变，只把磁体的N、S极调换一下，发现金属棒ab向左运动；让磁场方向、电流方向同时改变，发现金属棒ab向右运动。根据观察到的实验现象，进行分析，可以得到的结论是：磁场对通电导体有力的作用，且力的方向与 和 有关。 (3)根据该实验原理，小明用一段漆包铜线绕成线圈，自制了一个如图乙所示的简易电动机，用小刀刮去两端的漆皮，另一端只刮去半周。按这种方法刮漆的目的有两个：一是使线圈能够 ，二是这一部位能起到 （填某一部件的名称）的作用。 (4)下列装置中用到该实验原理的是________（填字母）。 A．扬声器 B．动圈式话筒 C．发电机 【答案】(1)金属棒ab的运动 (2) 电流的方向 磁场的方向 (3) 导电 换向器 (4)A 【详解】（1）由图可知，闭合开关，电路中有电流通过，导体棒ab受力在磁场中运动，是通过观察金属棒ab的运动来显示通电导体在磁场中受到磁场力的作用，判断受力的方向。 （2）[1][2]闭合开关，发现金属棒ab向右运动；保持磁场方向不变，只改变电路中的电流方向，发现金属棒ab向左运动；保持电流方向不变，只把磁铁的N，闭合开关，说明通电导体受力的方向与磁场的方向有关；让磁场方向、电流方向同时改变，发现金属棒ab向右运动，通电导体受力的方向不变；综上所述磁场对通电导线有力的作用，且力的方向与电流的方向和磁场的方向有关。 （3）[1][2]将线圈两端引线的漆皮，金属具有导电性，一端全部刮掉，金属能够导电；二是另一端只刮去半周，当线圈刚转过平衡位置时，线圈由于惯性转过另半圈；它的作用就相当于电动机中的换向器。 （4）A．扬声器的原理是电导体在磁场中受到磁场力的作用，故A符合题意； BC．动圈式话筒和发电机的原理是电磁感应，故BC不符合题意； 故选A。 28．在“探究通电螺线管外部磁场”的实验中，采用了下图所示的实验装置。 (1)在有机玻璃板上安装一个用导线绕成的螺线管，板面上均匀地撒满铁屑，再给螺线管通以电流，并 玻璃板面，观察到玻璃板面的铁屑的分布情况如图甲所示，说明通电螺线管周围的磁场与 磁铁的磁场分布相似。 (2)接下来实验小组的同学把小磁针放在螺线管四周不同的位置，在闭合开关前，小磁针静止时，其N极应指在地理的 极附近。闭合开关S后，观察到小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在 。当小磁针静止后的情况如图乙所示，黑色一端表示小磁针的N极，可知图乙中左端是通电螺线管的 极（选填“N”或“S”）。 (3)对调电源的正负极，通电后发现小磁针静止时的指向如图丙所示，由此说明通电螺线管的极性跟 有关。 (4)在探究影响通电螺线管外部磁场的强弱因素时，实验小组设计了如下图所示的电路。实验中闭合开关后，根据图中的情景可以得到结论是 ；实验中，若适当调节滑动变阻器的滑片位置，观察甲、乙各自吸引大头针数量的变化情况，便可探究通电螺线管外部磁场的强弱与 的关系。 【答案】(1) 轻轻敲击 条形 (2) 北 磁场 S (3)电流方向 (4) 通电电流相同时，螺线管的线圈匝数越多，其磁性越强 电流大小 【详解】（1）[1][2]在实验中，轻敲玻璃板面可以减小铁屑与玻璃板之间的摩擦力，使铁屑在磁场力的作用下更容易排列成规则的形状，从而更清晰地显示出磁场的分布情况。由铁屑的分布情况可知，通电螺线管周围的磁场与条形磁铁的磁场分布相似。 （2）[1]在闭合开关前，小磁针静止时，其N极应指在地理的北极附近，这是因为地球本身是一个大磁体，地磁的南极在地理的北极附近，根据磁极间的相互作用，小磁针的N极会指向地磁的南极，即地理的北极附近。 [2]闭合开关S后，观察到小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在磁场，因为磁场对小磁针有力的作用，所以小磁针会发生偏转。 [3]根据小磁针静止时N极的指向与磁场方向一致，以及异名磁极相互吸引的原理，由图乙中小磁针的指向可知，图乙中左端是通电螺线管的S极。 （3）对调电源的正负极后，通电螺线管中的电流方向发生改变，发现小磁针静止时的指向也发生了改变，由此说明通电 螺线管的极性跟电流方向有关。 （4）[1]由图可知，甲、乙两个螺线管串联在电路中，通过它们的电流相同，且都插入了铁芯，而甲的线圈匝数比乙多，从 图中可以看出甲吸引的大头针数量比乙多，所以可以得到结论：通电电流相同时，螺线管的线圈匝数越多，其磁性越强。 [2]实验中，若适当调节滑动变阻器的滑片位置，会改变电路中的电流大小，观察甲、乙各自吸引大头针数量的变化情况，便可探究通电螺线管外部磁场的强弱与电流大小的关系。 29．如图甲所示的是科技小组为小区居民设计的电梯超载报警系统的工作原理图，控制电路的电源电压恒为8V，定值电阻的阻值，压敏电阻的阻值随所受压力F的变化图像如图乙所示。当控制电路中的电流为20mA时，衔铁刚好被吸下（此时控制电路中的电流称为吸合电流），工作电路电铃发出报警信号。（电磁铁线圈电阻忽略不计，g取10N/kg） (1)电磁铁的上端为 （选填“N”或“S”）极。 (2)当压敏电阻所受的压力为5000N时，求控制电路的总功率。 (3)求此电梯的最大载客质量。 (4)为增大最大载客质量，在不改变吸合电流、压敏电阻、控制电路电源电压的前提下，请你给科技小组写出一个简便可行的改进方案。 【答案】(1)S (2)0.08W (3)800kg (4)在控制电路中再串联一个电阻 【详解】（1）电磁铁线圈中的电流从下端流入，上端流出，由安培定则可知，电磁铁上端为S极，下端为N极。 （2）由图乙可知，当压敏电阻所受的压力为5000N时，R2的阻值为700Ω，则控制电路的总电阻为 控制电路的总功率为 （3）当衔铁刚好被吸下时，控制电路的总电阻为 根据串联电路电阻的特点可知，此时压敏电阻R2的阻值为 由图乙可知，压敏电阻受到的压力为，则此电梯的最大载客质量 （4）为增大最大载客质量，即增大压敏电阻受到的压力，由图像可知，压敏电阻R2的阻值将变小。在不改变吸合电流、压敏电阻、控制电路电源电压的前提下，根据欧姆定律可知，电路的总电阻应保持不变，根据串联电路的电阻特点可知，应增大定值电阻的电阻，即在控制电路中再串联一个电阻（或更换一个阻值更大的定值电阻）。 30．阅读短文，回答问题。 水下机器人 水下机器人对海底电缆进行埋深检测、视频摄像、悬空裸露检测等发挥重要作用。如图甲，某水下机器人“小H”由锂电池供电，采用电动机提供动力，如表是“小H”的部分技术参数，（能量密度是指电池单位质量所输出的电能）。 参数名称 电源电压 最大承受压强 提升重物最大高度 锂电池能量密度 锂电池的总质量 数据 60V 0.8m 0.50kW·h/kg 2kg (1)当“小H”在海水里下潜过程中，下列说法中正确的是___________； A．以海底礁石为参照物，“小H”是运动的 B．“小H”摄像时，成倒立、缩小的虚像 C．“小H”所受到海水的压强增大 D．“小H”中的外壳应采用耐腐蚀、硬度大的材料 (2)下列实验能说明电动机工作原理的是___________； A． B． C． D． (3)某次“小H”在海底作业时，需将体积、质量60kg的电子设备提高0.6m，消耗了锂电池总储存能量的0.01%，则“小H”对电子设备做功为 J，“小H”中电动机的能量转化效率至少为 %；（，g=10N/kg） (4)如图乙为“小H”承受压强的过载保护电路原理图，电源电压为12V，是压敏电阻，其电阻值随受到的压强变化关系如表，触发器的电阻忽略不计，电流表的示数超过0.2A时就触发电动机停止工作，放弃下潜指令，以免“小H”受损伤。 压强p/×106Pa 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 压敏电阻 55 42 32 25 20 17 15 为保护“小H”，电阻箱的阻值至少应为 Ω；“小H”长时间在海底工作后，为减轻其最大承受压强，应将的阻值适当 （填“增大”或“减小”）。 【答案】(1)ACD (2)D (3) 306 85 (4) 40 减小 【详解】（1）A．以海底礁石为参照物，“小H”的位置在发生改变，是运动的，故A正确； B．“小H”摄像时，摄像头相当于一个照相机，成倒立、缩小的实像，故B错误； C．“小H”在海水里下潜过程中，在水中深度变大，由得，“小H”所受到海水的压强增大，故C正确； D．海水的腐蚀性比较强，深海处海水的压强较大，则“小H”中的外壳应采用耐腐蚀、硬度大的材料，故D正确。 故选ACD。 （2）电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用工作的。 A．闭合电路中的ab切割磁感线产生感应电流，故A不符合题意； B．磁体在通电导体的周围发生偏转，说明通电导体的周围存在磁场，故B不符合题意； C．电流相同时，线圈匝数越多的电磁铁，吸引的铁钉越多，说明电磁铁的磁性与线圈匝数有关，故C不符合题意； D．通电导体在磁场中受力的作用运动，是电动机的工作原理，故D符合题意。 故选D。 （3）[1]“小H”对电子设备做功为 [2]“小H”中电动机的能量为 “小H”中电动机的能量转化效率至少为 （4）[1] 由图乙得，R0、R1串联，电流表测量电路电流。电流表的示数超过0.2A时就触发电动机停止工作，放弃下潜指令，由欧姆定律得，此时电路电阻为 “小H” 最大承受压强为4×106Pa，由表格中数据得，此时R1阻值为20Ω，由串联电路电阻特点得，为保护“小H”，电阻箱的阻值至少应为 [2]“小H”长时间在海底工作后，为减轻其最大承受压强，压敏电阻R1的阻值应适当增大，而电源电压不变，电动机停止工作时的电流不变，由欧姆定律得，此时电路总电阻不变，由串联电路电阻特点得，将的阻值适当减小。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $