第20章 电和磁单元综合提高练习 ----2025-2026学年人教版物理九年级全一册

第20章 电和磁综合提高练习 参考答案 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图所示，用条形磁体使回形针竖直静止在空中，细线紧绷且质量不计。下列说法正确的是（　　） A．回形针上端被磁化成S极 B．回形针受到磁体的吸引力与自身的重力是一对平衡力 C．回形针对磁体没有吸引力 D．剪断细线，回形针将向上运动 【答案】D 【难度】0.4 【知识点】磁化的概念、二力或多力平衡问题 【详解】A．由于条形磁铁的S极靠近回形针，根据磁化现象，回形针会被磁化成与条形磁铁靠近端相反的磁极，即回形针上端被磁化成N极，下端被磁化成S极，故A错误； B．回形针在竖直方向上受到竖直向下的重力和细线的拉力，竖直向上的磁力，这三个力是平衡力，磁力等于回形针的重力和绳子拉力的和，故B错误； C．磁铁吸引回形针，根据物体间力的作用是相互的原理可知，回形针也吸引磁铁，有吸引力，故C错误； D．回形针受到磁铁对它向上的吸引力，向下的重力和向下的拉力，处于平衡状态，所以回形针受到的吸引力大于自身重力，当细线剪断时，回形针将向上运动，故D正确。 故选D。 2．将钢条甲、乙的一端分别靠近小磁针的N极（或S极）。当钢条甲靠近时，小磁针自动远离；当钢条乙靠近时，小磁针自动靠近。由此可知（　　） A．钢条甲、乙均有磁性 B．钢条甲、乙均无磁性 C．钢条甲一定有磁性，钢条乙可能有磁性 D．钢条甲一定有磁性，钢条乙一定无磁性 【答案】C 【难度】0.4 【知识点】判断物体是否具有磁性的方法 【详解】当钢条甲的一端靠近小磁针的N极（或S极）时，小磁针自动远离，说明钢条甲该端的磁极和小磁针的N极（或S极）是同名磁极，钢条甲一定有磁性。当钢条乙的一端靠近小磁针的N极（或S极）时，小磁针自动靠近，此时有两种可能：一是钢条乙该端的磁极和小磁针的N极（或S极）是异名磁极，二是钢条乙无磁性。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 3．如图所示，是完全相同的两根钢棒，当用A的一端靠近B的一端，并从一端移动到另一端，始终都出现吸引现象，则（　　） A．A有磁性、B没有磁性 B．A没有磁性、B有磁性 C．都有磁性 D．无法判断有没有磁性 【答案】A 【难度】0.4 【知识点】判断物体是否具有磁性的方法 【详解】钢棒A的一端靠近钢棒B的中部，发现两者吸引，而条形磁体两端磁性较强，中间磁性较弱，说明A的这端有磁性；从一端移动到另一端，始终吸引，说明B不带磁性，因为同名磁极相互排斥，B如果有磁性的话，会在其中的一端磁极处和A发生排斥的现象。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 4．如图所示，弹簧测力计下竖直悬挂着一铁块，当条形磁体从右至左匀速运动至其S极完全通过铁块下方的过程中，下列叙述正确的是（　　） A．弹簧测力计的示数先变小后变大 B．弹簧测力计的示数先变大后变小 C．弹簧测力计的示数一直变大 D．弹簧测力计的示数一直不变 【答案】A 【难度】0.4 【知识点】磁体的磁极 【详解】磁体上的不同部位的磁性强弱不一样，磁体两端（磁极）处的磁性最强，而中间的磁性最弱，因而铁块在条形磁体的N极和S极处受到的吸引力最大，在中间受到的吸引力最小，所以从右向左匀速运动过程中，示数先变小再变大，故BCD错误，A正确。 故选A。 5．将A、B、C三块钢块（可能具有磁性）悬挂起来，它们彼此靠近时的情形如下图所示。下列判断正确的是（　　） A．若A、C靠近，可能会相互排斥 B．若A、C靠近，一定会相互排斥 C．因为A、B相互吸引，B、C相互排斥，所以只有B是磁体 D．因为A、B相互吸引，B、C相互排斥，所以A、B、C都是磁体 【答案】A 【难度】0.4 【知识点】判断物体是否具有磁性的方法、磁极间的相互作用规律 【详解】ABCD．B、C相互排斥，可以确定B、C都是磁体，且B的右端与C的左端是同名磁极；A、B相互吸引，则A可能是磁体且A的右端与B的左端是异名磁极，A也可能是没有磁性的钢块。所以，A、C靠近时，若A是没有磁性的钢块，则A、C会相互吸引；若A是磁体，则A的右端与C的左端是同名磁极，此时A、C会相互排斥，故A正确，B、C、D错误。 故选A。 6．根据通电螺线管周围存在磁场的实验事实，某同学对地磁场产生的原因提出了一个假说：地磁场是由绕地球的环形电流引起的。下列图片中符合他假说的模型是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【难度】0.4 【知识点】地磁场及其分布、磁偏角 【详解】由右手螺旋定则可知，用右手握住地球，让大拇指指向地磁场的N极，则四指的指向即为电流的方向，从而推测出绕地球的环形电流的方向，故A符合题意，不符合题意。 故选A。 7．一次科技活动中，青青同学制作了一个小玩具，如图所示。导体AB、CD水平放置在蹄形磁体的磁场中，拉动AB向左移动时，发现CD也向左移动，对此现象下列说法正确的是（    ） A．此实验右侧装置用到了电磁感应原理 B．在此实验中，左侧装置相当于发电机，右侧装置相当于电动机 C．若将左侧实验装置中的磁体的N、S极倒置，拉动AB向左移动时，发现CD向左移动 D．若将右侧实验装置中的磁体的N、S极倒置，拉动AB向左移动时，发现CD向左移动 【答案】B 【详解】AB．拉动AB向左移动时，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中会产生感应电流，则此装置的左侧应用的原理是电磁感应，相当于发电机，同时CD中有电流通过，通电导体CD在磁场中受力向左运动，则此装置的右侧相当于电动机，故A错误，B正确； C．若将左侧实验装置中的磁体的N、S极倒置，磁场方向不变，拉动AB向左移动时，产生的感应电流方向改变，通过CD的电流方向发生改变，根据左手定则（伸开左手，让磁感线垂直穿过手心，让四指指向电流的方向； 此时，大拇指所指的方向就是通电导体在磁场中受力的方向。）判断CD受力方向改变，CD向右移动，故C错误； D．拉动AB向左移动时，磁场的方向不变，产生的感应电流方向不变，将右侧实验装置中的磁体的N、S极倒置，通过CD的电流方向不变，磁场方向改变，则根据左手定则可得CD受力方向改变，CD向右移动，故D错误。 故选B。 8．如图所示，四个完全相同的环形磁铁a、b、c、d套在塑料支架的光滑杆上。静止时磁铁a、b、c悬浮在空中，d压在塑料支架底板上。若每个磁铁受到的重力均为G，磁铁a的上表面是N极，则（　　） A．磁铁b的上表面是N极 B．磁铁c的上表面是S极 C．磁铁d对底板的压力是G D．磁铁d对底板的压力是4G 【答案】D 【难度】0.4 【知识点】磁极间的相互作用规律、二力或多力平衡问题 【详解】A．磁铁a的上表面是N极，则下表面是S极，磁铁b与a相互排斥，故b的上表面是S极，下表面是N极，故A错误。 B．磁铁b的上表面是S极，下表面是N极，c与b排斥，故c的上表面是N极，下表面是S极，故B错误。 CD．a、b、c悬浮在d的上方处于静止，把a、b、c看作整体，d对a、b、c整体的磁力等于a、b、c整体的重力3G，由力的作用是相互的可知，d受到3G的向下压力，再加上自身重力为G，d受到4G的竖直向下的力，由二力平衡的条件可知，d还受到底板对其4G的竖直向上的力。由力的作用是相互的可知，d对底板的压力为4G，故C错误，D正确。 故选 D。 9．闭合开关后，通电螺线管内的小磁针静止后停在图示位置，则（    ） A．电源A端为负极，B端为正极，线圈右端为S极，左端为N极 B．电源A端为负极，B端为正极，线圈右端为N极，左端为S极 C．电源A端为正极，B端为负极，线圈右端为S极，左端为N极 D．电源A端为正极，B端为负极，线圈右端为N极，左端为S极 【答案】B 【难度】0.4 【知识点】判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系 【详解】闭合开关后，螺线管内的小磁针静止后N极指向螺线管的右端，所以螺线管内部的磁场方向是由左端指向右端，即螺线管的右端为N极，左端为S极；根据安培定则可以判断出电流从右边导线流入，左边导线流出，即B端为电源正极，A端为电源负极，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 10．图甲是一种汽车尾气排放检测电路，当尾气浓度高于某一设定值时，电铃报警；气敏电阻R1的阻值与尾气浓度之间的关系如图乙所示，下列分析正确的是（　　） A．电磁铁通电后，线圈上端为N极 B．R1的阻值随尾气浓度的增大而增大 C．检测时保持R2滑片位置不变，当尾气浓度变大时，R1两端电压变大 D．为使尾气浓度更低时报警，应将R2滑片适当上移 【答案】D 【难度】0.4 【知识点】判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系、含有敏感电阻的动态分析、欧姆定律的简单计算、串联电路的电压规律及应用 【详解】A．根据安培定则，用右手握住电磁铁的线圈，让四指指向电流的流动方向，大拇指所指的一端就是电磁铁的N极。观察图甲中电路的电流方向，可判断电磁铁通电后，线圈下端为N极，上端为S极，故A错误； B．分析图乙中气敏电阻R1的阻值与尾气浓度的关系曲线可知，R1的阻值随尾气浓度的增大而减小，故B错误； C．检测时保持R2滑片位置不变，当尾气浓度变大时， R1的阻值减小。由于R1与R2串联在电路中，根据串联电路的分压规律（电阻越大，分得的电压越大；电阻越小，分得的电压越小），R1两端的电压会变小，故C错误； D．若要使尾气浓度更低时报警，意味着当R1的阻值更大时，电磁铁能产生足够的磁性吸下衔铁，使电铃报警。根据欧姆定律，在电源电压不变的情况下，要增大电路中的电流，需减小电路的总电阻。因此，应将R2的滑片适当上移，减小R2的阻值，从而增大电路电流，使电磁铁在R1较大时能吸下衔铁，故D正确。 故选D。 11．某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图所示，继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器R串联接在回路电源两端，热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示，继电器的电阻为20Ω。当继电器的电流超过15mA时衔铁被吸合，加热器停止加热。下列说法正确的是（    ） t/℃ 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 /Ω 200 150 110 80 60 50 A．仅将回路电源正负极对调，该温控装置将不能正常工作 B．仅将加热电源电压调高，可使加热器在更低温度下停止加热 C．仅将R上的滑片向右滑动，可使加热器在更低温度下停止加热 D．若回路电源电压不足1.5V，则加热器工作时的温度高于60℃ 【答案】D 【难度】0.4 【知识点】含有敏感电阻的动态分析、电磁继电器的结构、原理与工作示意图 【详解】A．仅将回路电源正负极对调，控制电路的电流大小不变，继电器的磁性强弱仅与电流大小和线圈匝数有关，磁极方向改变不影响衔铁吸合的电流条件，因此温控装置仍能正常工作，故A错误； B．加热电源的电压仅影响加热器的加热功率，与控制电路的电流、热敏电阻的阻值变化无关，因此无法改变加热器停止加热的温度，故B错误； C．将R的滑片向右滑动，滑动变阻器接入电路的阻值增大，控制电路总电阻增大。根据可知，要使电流达到0.015A，需要Rt更小，由表中数据可知，对应温度更高，即加热器会在更高温度下停止加热，故C错误； D．当温度为60℃时，，控制电路总电阻 若，最小总电阻为100Ω。若回路电源电压，则临界电流 刚好触发衔铁吸合；若，要使，需，即，对应温度高于60℃。故D正确。 故选D。 12．将一段裸铜导线弯成如图乙所示形状的线框，将它置于一节5号干电池上（线框上端的弯折处A与正极接触良好），一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，使铜导线框下面的两端P、Q与磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会开始转动，成为一个“简易电动机”，如图丙所示。（电流受力与磁场和电流方向的关系如图甲）关于该“简易电动机”，下列说法中正确的是（　　） A．线框会转动是由于受到电场力的作用 B．电路中的热功率等于线框旋转的机械功率 C．如果磁铁吸附在电池负极的是S极，那么从上向下看，线框做逆时针转动 D．如果线框下面只有一端导线与磁铁良好接触，则线框将上下振动 【答案】C 【难度】0.4 【知识点】电动机工作时的能量转化、电动机的工作原理、通电线圈在磁场中受力情况分析 【详解】A．通电导体在磁场中会受到力的作用，所以线框会转动是由于受到磁场力的作用，故A错误； B．本题模型为简易电动机，电动机将电能主要转化为机械能，极少部分转化为内能，所以电路中的热功率小于线框旋转的机械功率，故B错误； C．如果磁铁吸附在电池负极的是S极，磁场方向是向下的，根据左手定则，左侧线框因电流流向负极而受力方向向内，右侧线框因电流流向负极而受力方向向外，从上向下看，线框将做逆时针转动，故C正确； D．如果线框下面只有一端导线与磁铁良好接触，则只有半个线圈受力转动且受力方向不变，线圈转动方向也不变，所以线框不会上下振动，故D错误。 故选C。 13．如图所示的装置中，线圈abcd的ab、cd边分别与金属圆环A、B固定，电刷E、F分别与金属圆环A、B接触，电流计的指针偏转方向可以反映电流的方向。闭合开关后，线圈顺时针转动到图中位置时，电流计指针往左偏。则（　　） A．当线圈abcd转过90°后，电流计指针往右偏 B．当线圈abcd转过180°后，电流计指针往右偏 C．当线圈abcd在图中位置逆时针转动，则电流计指针往左偏 D．当线圈abcd从图中位置逆时针转过180°，则电流计指针往右偏 【答案】B 【难度】0.4 【知识点】发电机的构造和工作原理 【详解】A．线圈顺时针转动到图中位置时，ab边向上切割磁感线，cd边向下切割磁感线，线圈中产生感应电流，线圈转过 90°  后， ab 、cd边不切割磁感线，无感应电流，指针不偏转，故A 错误； B．线圈转过 180 ° 后，  ab 、cd边切割磁感线的方向反向，感应电流方向改变，指针往右偏，故B 正确； C．当线圈abcd在图中位置逆时针转动， ab 、cd边切割磁感线方向反向，感应电流方向改变，指针应往右偏，故C错误； D．线圈逆时针转过 180 ° ，则ab边仍向上切割磁感线，cd边仍向下切割磁感线，感应电流方向与原方向一致，指针往左偏，故D错误。 故选 B。 14．信用卡的磁条中有一个个连续的相反极性的磁化区，每个磁化区代表了二进制数1或0，用以储存信息。刷卡时，当磁条以某一速度拉过信用卡阅读器的检测头时，在检测头的线圈中会产生变化的电压（如图甲所示）。当信用卡磁条按图乙所示方向以该速度拉过阅读器的检测头时，在线圈中产生的电压随时间变化的关系正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【难度】0.4 【知识点】产生感应电流的条件 【详解】如图甲可知，数字为时电压为正，数字为时电压为负，所以刷卡时产生的电压应为“负负正正正负负正”，分析选项中的图像可知，故C正确，A、B、D错误。 故选C。 15．如下图所示，当线圈刚转过平衡位置时，如果不改变电流的方向，则线圈（   ） A．立即停止转动 B．立即反转 C．按原方向一直转下去 D．在平衡位置附近摆动几下才停下来 【答案】D 【难度】0.4 【知识点】通电线圈在磁场中受力情况分析、影响磁场对通电导线作用力大小和方向的因素 【详解】如图所示，线圈刚转过平衡位置时，由于磁场方向、电流方向都不改变，则线圈ab边和cd 边的受力方向也不变，线圈转过平衡位置后将会再反转，在平衡位置附近摆动几下，最后停下来，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 二、多选题 16．如图所示，是一个巨磁电阻，其阻值随磁场增强而急剧减小。当闭合开关、时，下列说法正确的是（　　） A．电磁铁的左端为极 B．小磁针将顺时针旋转 C．当滑片向左滑动时，电磁铁的磁性增强，指示灯变暗 D．当滑片向右滑动时，电磁铁的磁性减弱，电压表的示数减小 【答案】AD 【难度】0.4 【知识点】含有敏感电阻的动态分析、判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系 【详解】AB．当闭合开关S1、S2时，左侧电路中电流从螺线管右端流入、左端流出，由安培定则可知电磁铁的左端为N极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针将逆时针旋转，故A正确，B错误； C．当滑片P向左滑动时，左侧电路中电阻变小，电流变大，电磁铁的磁性增强，则GMR阻值减小，右侧电路中电流增大，指示灯变亮，故C错误； D．当滑片P向右滑动时，左侧电路中电阻变大，电流变小，电磁铁的磁性减弱，GMR阻值增大，根据串联电路的分压原理可知，GMR两端电压增大 ，指示灯两端电压减小，电压表测指示灯两端电压，所以，电压表的示数减小，故D正确。 故选AD。 17．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，利用其与固定磁铁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．线圈周围存在磁感线 B．活塞将向右运动 C．活塞运动由于异名磁极互相吸引 D．此时“电动泵”处于抽血状态 【答案】CD 【难度】0.4 【知识点】通电螺线管之间或与磁体的相互作用 【详解】A．通电导线周围存在磁场，磁感线是为了描述磁场而引入的假想曲线，实际并不存在，故A错误； BC．电流从a流向b时，根据安培定则可知，线圈右端是N极、左端是S极，线圈左端与固定磁铁的N极相对，根据“异名磁极相互吸引”可知，活塞将向左运动，故B错误，C正确； D．由图可知，活塞向左运动时，泵内容积变大，则阀门关闭、打开，此时“电动泵”处于抽血状态，故D正确。 故选CD。 18．创新实践小组为蔬菜大棚设计自动降温系统，简化电路如图1所示。工作电路中，喷雾器甲和排风扇乙的额定电压均为220V，额定功率分别为220W和110W；控制电路中，电源电压恒为36V，为保护电阻，热敏电阻R的阻值随温度变化关系如图2所示。当大棚内气温达到30℃时，控制电路电流达到0.08A，电磁铁吸合衔铁；当电流降至0.075A时，衔铁释放。忽略线圈电阻，下列说法正确的是（　　） A．排风扇正常工作1h消耗的电能为0.11kW·h B．的电阻为 C．当温度升高时，控制电路的电流减小 D．衔铁被吸合时，工作电路中的喷雾器和排风扇同时工作 【答案】AD 【难度】0.4 【知识点】欧姆定律的简单计算、含有敏感电阻的动态分析、电功的公式及简单应用、电磁继电器的结构、原理与工作示意图 【详解】A．排风扇的额定功率 则排风扇正常工作1h消耗电能为 故A正确； B．由图1可知，控制电路中，热敏电阻R和R1串联。由图2可知，大棚内的气温达到30℃时，热敏电阻阻值，此时控制电路中的电流，则电路中的总电阻 根据串联电路中电阻关系得，R1的阻值 故B错误； C．由图1可知，控制电路中，热敏电阻R和R1串联。由图2可知，温度升高，热敏电阻R的阻值减小，电路中的总电阻减小。根据可知，当电源电压不变时，电路中总电阻减小，电流变大，故C错误； D．由图1可知，衔铁被吸合时，工作电路中的下面的触点接通，此时甲、乙并联，即排风扇和喷雾器并联，同时工作，故D正确。 故选AD。 19．如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁。闭合开关后，当滑片P从a端向b端滑动过程中，下列说法正确的是（　　） A．电压表示数变大，电路消耗的功率变大 B．电压表示数变小，弹簧长度变短 C．电流表示数变大，灯泡的亮度变亮 D．电流表示数变小，弹簧长度变长 【答案】BC 【难度】0.4 【知识点】影响电磁铁磁性强弱的因素、磁极间的相互作用规律、电功率P=UI及推导式的简单计算、含有变阻器电路的动态分析 【详解】由电路图可知，闭合开关后，电磁铁与灯泡、滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表测变阻器两端的电压；电流由电磁铁下方流入，则由安培定则可以判断，螺线管上端为N极；由于同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以两磁铁同名相对，相互排斥；当滑片P从a端向b端滑动过程中，滑动变阻器接入电阻减小，电路中的总电阻减小，由可知，电路中电流变大，则灯泡的亮度变亮，电流表示数变大；由串联电路的分压原理可知，滑动变阻器接入电阻减小，则滑动变阻器两端分得的电压变小，则电压表的示数变小；由于电路中电流变大，则电磁铁的磁性增强，则条形磁铁受向上的排斥力增大，则弹簧的长度变短；由于电源电压不变，电路中电流变大，电路消耗的功率可知，电路消耗的功率变大，故BC正确，AD错误。 故选BC。 20．如图甲所示，在学习“科学探究：怎样产生感应电流”一节时，教师将小电风扇插头处接上发光二极管，用手旋转叶片，二极管发光。小红同学对此实验印象深刻，她对比了课本上电动机工作原理图（图乙）和发电机工作原理图（图丁），发现结构上有很大的相似之处。结合所学知识，下列分析正确的是（　　） A．通电后电动机线圈处于乙图位置时，线圈左右两侧受的力方向相反，是一对平衡力 B．图丙中线圈绕某一固定方向持续旋转时，通过灵敏电流计的电流方向是保持不变的 C．发电机线圈转到图丁位置时，线圈平面与磁感线垂直，此时恰好不会产生感应电流 D．图戊中电池提供直流电，通过线圈电流方向是固定的，线圈在磁场中无法持续转动 【答案】BC 【难度】0.4 【知识点】电动机的工作原理、发电机的构造和工作原理 【详解】A．图乙中，通电后电动机线圈左右两侧受力方向相反，但这两个力不在同一直线上，不是平衡力，故A错误； B．图丙中有换向器，线圈绕某一固定方向持续旋转时，虽然线圈产生的电流是交流电，但换向器会在线圈转过平衡位置时及时改变改变线圈中电流方向，从而使通过灵敏电流计的电流方向保持不变，故B正确； C．图丁中，当线圈平面与磁感线垂直时，此时线圈运动方向与磁感线平行，不切割磁感线，不会产生感应电流，故C正确； D．图戊中有电源，展示的是电动机工作原理，由于采用的是两个铜半环，能在线圈转过平衡位置时改变线圈中电流方向，时线圈持续转动，故D错误。 故选BC。 三、填空题 21．如图所示，弹簧测力计下挂着铁块P，其正下方的水平地面上放着条形磁铁Q，P和Q均处于静止状态。已知P和Q的重力分别为G和3G，若弹簧测力计的示数为2G，P对Q的吸引力为 ，地面对Q的支持力为 。 【答案】 G 2G 【难度】0.4 【知识点】二力或多力平衡问题、磁极间的相互作用规律 【详解】[1] 铁块受到三个力：竖直向下的重力、竖直向下的对的吸引力、竖直向上的弹簧测力计拉力。 根据平衡条件：，代入数据得： 则，根据力的作用是相互的，对的吸引力 [2]条形磁铁受到三个力：竖直向下的重力、地面对竖直向上的支持力、竖直向上的对的吸引力。根据平衡条件： 代入数据得： 则。 22．如图甲，在观察奥斯特实验时，小明注意到置于通电直导线下方的小磁针的N极向纸内偏转。小明由此推测：若电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方时（如图乙），小磁针也将发生偏转。小明推测的依据是 ；你认为图乙中小磁针的N极会向 （选填“纸内”或“纸外”）偏转。 【答案】 电子的定向移动形成电流，电流周围存在磁场 纸外 【难度】0.4 【知识点】不同磁体周围磁感线的分布情况与小磁针指向、奥斯特实验、电流周围的磁场及其分布规律 【详解】[1][2]奥斯特实验表明，当导线中有电流通过时，小磁针会发生偏转，说明了电流周围存在磁场；当电子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时，由于电子发生定向移动而形成电流，又因为电流周围存在磁场，所以小磁针会发生偏转；当电流向右时，小磁针的N极向纸内偏转，电子定向向右移动，而电流方向与电子定向移动方向相反，所以电流方向向左，因此小磁针受力方向与左图相反，N极将向纸外偏转。 23．如图所示连接电路，单刀双掷开关S拨到1时，通电螺线管A端为 极，若此时导线框的边受力方向为垂直纸面向外，则边受力方向为 （选填“垂直纸面向外”、“垂直纸面向里”或“不受力”）；将单刀双掷开关S拨到2时，导线框的边受力方向为 （选填“垂直纸面向外”、“垂直纸面向里”或“不受力”）。 【答案】 N 垂直纸面向里 垂直纸面向外 【难度】0.15 【知识点】通电线圈在磁场中受力情况分析、影响磁场对通电导线作用力大小和方向的因素、判断螺线管极性、电流方向、绕线方式的关系 【详解】[1]当开关接到1时，电流从电源正极经过一个分流点，过右边的定值电阻向上，从螺线管上方导线流入，由安培定则可知：握住螺线管，四指指向电流方向，拇指指向N极。所以通电螺线管A端为N极。 [2]当开关接到1时，由安培定则可知，通电螺线管左端为N极，右端为S极，则cd边与ab边的周围磁场方向相同，cd边与ab边电流方向相反，通电线圈受力方向与磁场方向和电流方向有关，若此时导线框的边受力方向为垂直纸面向外，则边受力方向为垂直纸面向里。 [3]将单刀双掷开关S拨到2时，由安培定则可知，通电螺线管左端为S极，右端为N极，则ab边周围的磁场方向与原磁场方向相反，ab边电流方向与原电流方向相反，ab边的电流方向和周围的磁场方向都与原方向相反，则的受力方向不变，仍为垂直纸面向外。 四、计算题 24．如图甲是温度自动报警器，控制电路中，已知热敏电阻的阻值与温度t成反比例函数关系，如图乙所示；工作电路中，灯泡L标有“9V，”的字样，为电子蜂鸣器。它的电流达到某一固定值时就会发声报警，其阻值。小明依次进行如下操作：闭合开关和，灯泡L恰好正常发光，此时工作电路消耗的电功率为；将的滑片调到某一位置A，所处环境温度升高到设置温度时，控制电路中的电流为，继电器的衔铁刚好被吸下，使动触点与下方静触点接触；调节的滑片，当与的电压之比：1时，电子蜂鸣器恰好能发声，此时工作电路消耗的电功率为。已知控制电路电压、工作电路电压、定值电阻、灯丝电阻都不变，线圈电阻忽略不计。求： (1)灯泡正常发光时的电阻； (2)工作电路的电源电压和的阻值； (3)控制电路中，的滑片保持在位置A不动，所处环境温度升高到时，一分钟消耗的电能为，设此时滑动变阻器消耗的电功率为，求、的大小。 【答案】(1) (2)12V， (3)3V， 【难度】0.15 【知识点】电磁继电器的结构、原理与工作示意图、电功率P=UI及推导式的简单计算、欧姆定律的简单计算 【详解】（1）灯泡L标有“9V，”的字样，根据可知，灯泡正常发光时的电流为 灯泡正常发光时的电阻为 （2）闭合开关和，灯泡与串联，灯泡L恰好正常发光，此时工作电路消耗的电功率为，则……① 继电器的衔铁刚好被吸下，使动触点与下方静触点接触，此时、和串联，此时工作电路消耗的电功率为，则……② ……③ 由①②③解得：； 与的电压之比，由分压原理， 故 当灯泡与串联时，根据欧姆定律可知，电流……④ 当、和串联时，根据欧姆定律可知，电流……⑤ 由④⑤解得：。 （3）控制电路中，的滑片保持在位置A不动，所处环境温度升高到时，由图乙可知，；因，则； 由图乙可知，与t成反比例函数关系，则当温度为时的阻值为 当所处环境温度升高到时，一分钟消耗的电能为，根据可知，电路中的电流为 此时电源电压为……⑥ 同理，当所处环境温度升高到设置温度时，控制电路中的电流为，则电源电压为……⑦ 由⑥⑦解得：； 此时滑动变阻器消耗的电功率为 五、综合题 25．阅读短文，回答问题。 涡流及电磁炉 涡流实际上是一种特殊的电磁感应现象，当导体处在变化的磁场中时，导体内部可以等效成许多的闭合电路，当穿过这些闭合电路的磁通量（单位面积上磁场的强弱或方向）变化时，在导体内部的这些闭合电路中将产生感应电流、即导体内部产生了涡流，当励磁线圈中电流正向增大（电流正负表示方向），涡流产生的磁场方向与励磁线圈产生的磁场方向相反，当励磁线图中电流正向减小，涡流产生的磁场方向与励磁线圈产生的磁场方向相同。如图甲所示。磁场变化越快，导体的横截面积S越大，导体的导电性能越好，涡流越大。除此之外，涡流的大小还与金属板的厚度、金属板与线圈的距离、激励电流的频率等参数有关。涡流通常用于电磁炉、真空冶炼炉、金属探测仪、涡流制动等。 电磁炉（图乙）台面是一块高强度、耐冲击的陶瓷平板（结晶玻璃），台面下边装有高频感应加线圈（即励磁线圈）、高频电力转换装置及相应的控制系统。其工作过程如下：交流电经过整流器转为直流电，又经高频电力转换装置使直流电变为超高频交流电（），将高频交流电加在扁空心螺旋状的感应加热线圈上，由此产生高频交变磁场，其磁感线穿透灶台的陶瓷台板而作用于金属底部时，在烹饪锅体内就有强大的涡流产生，涡流克服锅体的内阻流动时完成电能向热能的转换。锅材质通常为铁质或合金钢，它可以增强涡流热功率。 (1)电磁炉通直流电 （能/不能）正常工作； (2)电磁炉在使用时，锅底内能增大是通过 （做功/热传递）方式实现的； (3)关于涡流和电磁炉下列说法正确的是 ； A．烧杯装水后放在电磁炉的台面上，水也可以沸腾 B．手触摸正在工作的电磁炉台面，会发生触电事故 C．铁锅不与电磁炉台面接触，也可以在锅底上形成涡流 D．给电磁炉加热线圈通 50Hz交流电，锅底不能形成涡流 (4)如图是某电磁炉的工作过程电功率随时间变化的图像，则表明该电磁炉工作时加热功率最大的图 （填字母），加热功率最小的是 W； A．B．C． (5)给电磁炉输入如图丙所示的 50Hz的交流电，在锅底产生的涡流图像可能正确的是 。 A． B． C． D． 【答案】(1)不能 (2)做功 (3)C (4) A 600 (5)C 【难度】0.4 【知识点】做功改变物体的内能、影响感应电流大小和方向的因素、产生感应电流的条件、电功率P=UI及推导式的简单计算 【详解】（1）电磁炉的工作原理是利用变化的磁场产生涡流。直流电产生的磁场是恒定的，不能使导体中产生涡流，所以电磁炉通直流电不能正常工作 。 （2）由阅读资料可知，磁炉工作时，在烹饪锅体内产生强大的涡流，涡流克服锅体的内阻流动时完成电能向热能的转换，这是通过做功的方式改变锅底的内能（做功改变物体内能的本质是能量的转化 ）。 （3）A．烧杯通常是玻璃材质，不是导体，放在电磁炉台面上，不能产生涡流，无法将电能转化为热能，水不能沸腾，故A错误； B．电磁炉台面是高强度、耐冲击的陶瓷平板（结晶玻璃 ），属于绝缘体，手触摸正在工作的电磁炉台面，不会发生触电事故，故B错误； C．由文中信息“当穿过这些闭合电路的磁通量（单位面积上磁场的强弱或方向）变化时，在导体内部的这些闭合电路中将产生感应电流、即导体内部产生了涡流”可知，只要锅底处于变化的磁场中，即使不与电磁炉台面接触，也能在锅底形成涡流（磁场能穿透一定距离 ），故C正确； D．给电磁炉加热线圈通 50Hz交流电，50Hz交流电产生变化的磁场，锅底处在该磁场之中，锅底能形成涡流，只是由于交流电频率低，产生的涡流不够强，故D错误。 故选C。 （4）[1]如图，电磁炉的最大电功率均为1200W，A图中电磁炉不间断工作，BC图中电磁炉间断性工作，所以，所以，A图中电磁炉相同时间内产生热量最多，加热功率最大。 [2]由图知，在1min时间内，B图中电磁炉有40s在工作，C图中有30s在工作，所以，加热功率最小的是C图中电磁炉，它的加热功率为 （5）当励磁线圈中电流正向增大，涡流产生的磁场方向与励磁线圈产生的磁场方向相反，则涡电流方向与励磁线圈中电流方向相反；当励磁线图中电流正向减小，涡流产生的磁场方向与励磁线圈产生的磁场方向相同，则涡电流方向与励磁线圈中电流方向相同。但是，要将 50Hz的交流电变成超高频交流电，产生高频交变磁场，所以产生的涡流也是超高频的，故选C。 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 $ 第20章 电和磁综合提高练习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图所示，用条形磁体使回形针竖直静止在空中，细线紧绷且质量不计。下列说法正确的是（　　） A．回形针上端被磁化成S极 B．回形针受到磁体的吸引力与自身的重力是一对平衡力 C．回形针对磁体没有吸引力 D．剪断细线，回形针将向上运动 2．将钢条甲、乙的一端分别靠近小磁针的N极（或S极）。当钢条甲靠近时，小磁针自动远离；当钢条乙靠近时，小磁针自动靠近。由此可知（　　） A．钢条甲、乙均有磁性 B．钢条甲、乙均无磁性 C．钢条甲一定有磁性，钢条乙可能有磁性 D．钢条甲一定有磁性，钢条乙一定无磁性 3．如图所示，是完全相同的两根钢棒，当用A的一端靠近B的一端，并从一端移动到另一端，始终都出现吸引现象，则（　　） A．A有磁性、B没有磁性 B．A没有磁性、B有磁性 C．都有磁性 D．无法判断有没有磁性 4．如图所示，弹簧测力计下竖直悬挂着一铁块，当条形磁体从右至左匀速运动至其S极完全通过铁块下方的过程中，下列叙述正确的是（　　） A．弹簧测力计的示数先变小后变大 B．弹簧测力计的示数先变大后变小 C．弹簧测力计的示数一直变大 D．弹簧测力计的示数一直不变 5．将A、B、C三块钢块（可能具有磁性）悬挂起来，它们彼此靠近时的情形如下图所示。下列判断正确的是（　　） A．若A、C靠近，可能会相互排斥 B．若A、C靠近，一定会相互排斥 C．因为A、B相互吸引，B、C相互排斥，所以只有B是磁体 D．因为A、B相互吸引，B、C相互排斥，所以A、B、C都是磁体 6．根据通电螺线管周围存在磁场的实验事实，某同学对地磁场产生的原因提出了一个假说：地磁场是由绕地球的环形电流引起的。下列图片中符合他假说的模型是（　　） A． B． C． D． 7．一次科技活动中，青青同学制作了一个小玩具，如图所示。导体AB、CD水平放置在蹄形磁体的磁场中，拉动AB向左移动时，发现CD也向左移动，对此现象下列说法正确的是（    ） A．此实验右侧装置用到了电磁感应原理 B．在此实验中，左侧装置相当于发电机，右侧装置相当于电动机 C．若将左侧实验装置中的磁体的N、S极倒置，拉动AB向左移动时，发现CD向左移动 D．若将右侧实验装置中的磁体的N、S极倒置，拉动AB向左移动时，发现CD向左移动 8．如图所示，四个完全相同的环形磁铁a、b、c、d套在塑料支架的光滑杆上。静止时磁铁a、b、c悬浮在空中，d压在塑料支架底板上。若每个磁铁受到的重力均为G，磁铁a的上表面是N极，则（　　） A．磁铁b的上表面是N极 B．磁铁c的上表面是S极 C．磁铁d对底板的压力是G D．磁铁d对底板的压力是4G 9．闭合开关后，通电螺线管内的小磁针静止后停在图示位置，则（    ） A．电源A端为负极，B端为正极，线圈右端为S极，左端为N极 B．电源A端为负极，B端为正极，线圈右端为N极，左端为S极 C．电源A端为正极，B端为负极，线圈右端为S极，左端为N极 D．电源A端为正极，B端为负极，线圈右端为N极，左端为S极 10．图甲是一种汽车尾气排放检测电路，当尾气浓度高于某一设定值时，电铃报警；气敏电阻R1的阻值与尾气浓度之间的关系如图乙所示，下列分析正确的是（　　） A．电磁铁通电后，线圈上端为N极 B．R1的阻值随尾气浓度的增大而增大 C．检测时保持R2滑片位置不变，当尾气浓度变大时，R1两端电压变大 D．为使尾气浓度更低时报警，应将R2滑片适当上移 11．某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图所示，继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器R串联接在回路电源两端，热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示，继电器的电阻为20Ω。当继电器的电流超过15mA时衔铁被吸合，加热器停止加热。下列说法正确的是（    ） t/℃ 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 /Ω 200 150 110 80 60 50 A．仅将回路电源正负极对调，该温控装置将不能正常工作 B．仅将加热电源电压调高，可使加热器在更低温度下停止加热 C．仅将R上的滑片向右滑动，可使加热器在更低温度下停止加热 D．若回路电源电压不足1.5V，则加热器工作时的温度高于60℃ 12．将一段裸铜导线弯成如图乙所示形状的线框，将它置于一节5号干电池上（线框上端的弯折处A与正极接触良好），一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，使铜导线框下面的两端P、Q与磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会开始转动，成为一个“简易电动机”，如图丙所示。（电流受力与磁场和电流方向的关系如图甲）关于该“简易电动机”，下列说法中正确的是（　　） A．线框会转动是由于受到电场力的作用 B．电路中的热功率等于线框旋转的机械功率 C．如果磁铁吸附在电池负极的是S极，那么从上向下看，线框做逆时针转动 D．如果线框下面只有一端导线与磁铁良好接触，则线框将上下振动 13．如图所示的装置中，线圈abcd的ab、cd边分别与金属圆环A、B固定，电刷E、F分别与金属圆环A、B接触，电流计的指针偏转方向可以反映电流的方向。闭合开关后，线圈顺时针转动到图中位置时，电流计指针往左偏。则（　　） A．当线圈abcd转过90°后，电流计指针往右偏 B．当线圈abcd转过180°后，电流计指针往右偏 C．当线圈abcd在图中位置逆时针转动，则电流计指针往左偏 D．当线圈abcd从图中位置逆时针转过180°，则电流计指针往右偏 14．信用卡的磁条中有一个个连续的相反极性的磁化区，每个磁化区代表了二进制数1或0，用以储存信息。刷卡时，当磁条以某一速度拉过信用卡阅读器的检测头时，在检测头的线圈中会产生变化的电压（如图甲所示）。当信用卡磁条按图乙所示方向以该速度拉过阅读器的检测头时，在线圈中产生的电压随时间变化的关系正确的是（　　） A． B． C． D． 15．如下图所示，当线圈刚转过平衡位置时，如果不改变电流的方向，则线圈（   ） A．立即停止转动 B．立即反转 C．按原方向一直转下去 D．在平衡位置附近摆动几下才停下来 二、多选题 16．如图所示，是一个巨磁电阻，其阻值随磁场增强而急剧减小。当闭合开关、时，下列说法正确的是（　　） A．电磁铁的左端为极 B．小磁针将顺时针旋转 C．当滑片向左滑动时，电磁铁的磁性增强，指示灯变暗 D．当滑片向右滑动时，电磁铁的磁性减弱，电压表的示数减小 17．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，利用其与固定磁铁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．线圈周围存在磁感线 B．活塞将向右运动 C．活塞运动由于异名磁极互相吸引 D．此时“电动泵”处于抽血状态 18．创新实践小组为蔬菜大棚设计自动降温系统，简化电路如图1所示。工作电路中，喷雾器甲和排风扇乙的额定电压均为220V，额定功率分别为220W和110W；控制电路中，电源电压恒为36V，为保护电阻，热敏电阻R的阻值随温度变化关系如图2所示。当大棚内气温达到30℃时，控制电路电流达到0.08A，电磁铁吸合衔铁；当电流降至0.075A时，衔铁释放。忽略线圈电阻，下列说法正确的是（　　） A．排风扇正常工作1h消耗的电能为0.11kW·h B．的电阻为 C．当温度升高时，控制电路的电流减小 D．衔铁被吸合时，工作电路中的喷雾器和排风扇同时工作 19．如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁。闭合开关后，当滑片P从a端向b端滑动过程中，下列说法正确的是（　　） A．电压表示数变大，电路消耗的功率变大 B．电压表示数变小，弹簧长度变短 C．电流表示数变大，灯泡的亮度变亮 D．电流表示数变小，弹簧长度变长 20．如图甲所示，在学习“科学探究：怎样产生感应电流”一节时，教师将小电风扇插头处接上发光二极管，用手旋转叶片，二极管发光。小红同学对此实验印象深刻，她对比了课本上电动机工作原理图（图乙）和发电机工作原理图（图丁），发现结构上有很大的相似之处。结合所学知识，下列分析正确的是（　　） A．通电后电动机线圈处于乙图位置时，线圈左右两侧受的力方向相反，是一对平衡力 B．图丙中线圈绕某一固定方向持续旋转时，通过灵敏电流计的电流方向是保持不变的 C．发电机线圈转到图丁位置时，线圈平面与磁感线垂直，此时恰好不会产生感应电流 D．图戊中电池提供直流电，通过线圈电流方向是固定的，线圈在磁场中无法持续转动 三、填空题 21．如图所示，弹簧测力计下挂着铁块P，其正下方的水平地面上放着条形磁铁Q，P和Q均处于静止状态。已知P和Q的重力分别为G和3G，若弹簧测力计的示数为2G，P对Q的吸引力为 ，地面对Q的支持力为 。 22．如图甲，在观察奥斯特实验时，小明注意到置于通电直导线下方的小磁针的N极向纸内偏转。小明由此推测：若电子沿着水平方向平行地飞过小磁针上方时（如图乙），小磁针也将发生偏转。小明推测的依据是 ；你认为图乙中小磁针的N极会向 （选填“纸内”或“纸外”）偏转。 23．如图所示连接电路，单刀双掷开关S拨到1时，通电螺线管A端为 极，若此时导线框的边受力方向为垂直纸面向外，则边受力方向为 （选填“垂直纸面向外”、“垂直纸面向里”或“不受力”）；将单刀双掷开关S拨到2时，导线框的边受力方向为 （选填“垂直纸面向外”、“垂直纸面向里”或“不受力”）。 四、计算题 24．如图甲是温度自动报警器，控制电路中，已知热敏电阻的阻值与温度t成反比例函数关系，如图乙所示；工作电路中，灯泡L标有“9V，”的字样，为电子蜂鸣器。它的电流达到某一固定值时就会发声报警，其阻值。小明依次进行如下操作：闭合开关和，灯泡L恰好正常发光，此时工作电路消耗的电功率为；将的滑片调到某一位置A，所处环境温度升高到设置温度时，控制电路中的电流为，继电器的衔铁刚好被吸下，使动触点与下方静触点接触；调节的滑片，当与的电压之比：1时，电子蜂鸣器恰好能发声，此时工作电路消耗的电功率为。已知控制电路电压、工作电路电压、定值电阻、灯丝电阻都不变，线圈电阻忽略不计。求： (1)灯泡正常发光时的电阻； (2)工作电路的电源电压和的阻值； (3)控制电路中，的滑片保持在位置A不动，所处环境温度升高到时，一分钟消耗的电能为，设此时滑动变阻器消耗的电功率为，求、的大小。 五、综合题 25．阅读短文，回答问题。 涡流及电磁炉 涡流实际上是一种特殊的电磁感应现象，当导体处在变化的磁场中时，导体内部可以等效成许多的闭合电路，当穿过这些闭合电路的磁通量（单位面积上磁场的强弱或方向）变化时，在导体内部的这些闭合电路中将产生感应电流、即导体内部产生了涡流，当励磁线圈中电流正向增大（电流正负表示方向），涡流产生的磁场方向与励磁线圈产生的磁场方向相反，当励磁线图中电流正向减小，涡流产生的磁场方向与励磁线圈产生的磁场方向相同。如图甲所示。磁场变化越快，导体的横截面积S越大，导体的导电性能越好，涡流越大。除此之外，涡流的大小还与金属板的厚度、金属板与线圈的距离、激励电流的频率等参数有关。涡流通常用于电磁炉、真空冶炼炉、金属探测仪、涡流制动等。 电磁炉（图乙）台面是一块高强度、耐冲击的陶瓷平板（结晶玻璃），台面下边装有高频感应加线圈（即励磁线圈）、高频电力转换装置及相应的控制系统。其工作过程如下：交流电经过整流器转为直流电，又经高频电力转换装置使直流电变为超高频交流电（），将高频交流电加在扁空心螺旋状的感应加热线圈上，由此产生高频交变磁场，其磁感线穿透灶台的陶瓷台板而作用于金属底部时，在烹饪锅体内就有强大的涡流产生，涡流克服锅体的内阻流动时完成电能向热能的转换。锅材质通常为铁质或合金钢，它可以增强涡流热功率。 (1)电磁炉通直流电 （能/不能）正常工作； (2)电磁炉在使用时，锅底内能增大是通过 （做功/热传递）方式实现的； (3)关于涡流和电磁炉下列说法正确的是 ； A．烧杯装水后放在电磁炉的台面上，水也可以沸腾 B．手触摸正在工作的电磁炉台面，会发生触电事故 C．铁锅不与电磁炉台面接触，也可以在锅底上形成涡流 D．给电磁炉加热线圈通 50Hz交流电，锅底不能形成涡流 (4)如图是某电磁炉的工作过程电功率随时间变化的图像，则表明该电磁炉工作时加热功率最大的图 （填字母），加热功率最小的是 W； A．B．C． (5)给电磁炉输入如图丙所示的 50Hz的交流电，在锅底产生的涡流图像可能正确的是 。 A． B． C． D． 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 $