第十八章磁及其相互作用 随堂练-2025-2026学年沪科版物理九年级全一册

第十八章磁及其相互作用 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．用一块条形磁体的N极沿同一方向摩擦一枚粗缝衣针若干次，使缝衣针磁化，如图甲（箭头表示磁体N极的移动方向）；然后把这枚缝衣针用细线悬挂起来，如图乙。下列说法正确的是（　　） A．缝衣针磁化后，针尖部分是N极 B．缝衣针停止运动后，针尖指向北方 C．缝衣针停止运动后，针尖指向南方 D．缝衣针停止运动后，针尖指向不确定 2．若将条形磁铁锯成许多小段，则每一段的两端（　　） A．将是两个北极 B．将是一个北极和一个南极 C．将是两个南极 D．无极性 3．下列关于磁场的说法错误的是（　　） A．磁体周围的磁场看不见、摸不着，是一种真实存在的物质 B．磁体通过磁场对放入其中的小磁针产生力的作用 C．磁体周围铁屑的排列情况反映了磁场的分布情况 D．磁体周围没有小磁针、铁屑时，磁场就不存在 4．如图1是电动机的模型，磁场由两个电磁铁提供，abcd是线圈，闭合开关后，线圈ab边受力方向竖直向下，作逆时针旋转。将电源正负极对调后如图2（均不考虑导线MN段对线圈的影响），则下列说法正确的是（　　） A．图1中P为磁体S极 B．图2中cd边受力方向竖直向下 C．图2中的线圈将逆时针连续转动 D．图2中的线圈中能量转化为：机械能转化为电能 5．如图是模拟电梯超载报警器的示意图，电梯中的人员过多时，报警器就会发出警报提示。下列有关说法正确的是（     ） A．电梯的外层底部应用绝缘材料 B．要减少电梯的运载人数，可减小控制电路中的电源电压 C．控制电路通电后，电磁铁的上端为N极 D．为了提高该报警器的灵敏度，可增加电磁铁的线圈匝数或增大电源电压 6．下列家用电器中主要利用电动机原理来工作的是（　　） A．洗衣机 B．电饭煲 C．电热水壶 D．电热水器 7．如图所示的设备中利用磁场对电流的作用原理制成的是（    ） A．电磁起重机 B．电铃 C．动圈式扬声器 D．电磁阀 8．关于磁场及磁感线的描述，下列说法正确的是（    ） A．磁感线是磁场中真实存在的曲线 B．磁场对放入其中的物体有力的作用 C．在用磁感线描述磁场时，磁感线都是从磁体的S极出发，回到N极 D．规定小磁针静止时N极所指的方向为该点磁场的方向 9．下列关于力的说法正确的是（　　） A．单独的一个物体也能产生力的作用 B．人用鱼竿将鱼钓起，鱼受到的拉力的施力物体是人 C．弹簧的工作原理：弹簧的长度与所受拉力成正比 D．磁体在吸引铁钉的同时，铁钉也在吸引磁体 10．如图甲是某家庭电路连接示意图，图乙为电路中空气开关（断路器）的原理图，P为电磁铁，Q为衔铁，S为开关。下列分析正确的是（　　） A．导线a是中性线 B．空气开关跳闸，原因一定是电路中出现短路 C．电流过大时，图乙中P的磁性增强，吸引Q向左偏转，弹簧拉起S切断电路 D．图乙中电磁铁P的左端为N极 二、填空题 11．小新过生日了，他爸爸送给他一个玩具，两个小车上分别放一块磁铁，如图方式放置，用手推它们尽力让它们靠得很近，松手后观察到的现象是 ，这说明 。 12．如图所示为一款磁浮手机无线充电器，可让手机在悬浮状态下接受无线充电。悬浮是利用了同名磁极相互 （选填“吸引”或“排斥”）的原理。 13．如图所示，小娟制作了一个水果电池，她用导线将带有铁芯的螺线管两端分别与铜片和锌片连接，并将铜片和锌片插入挤压后的柠檬中。铜片和锌片相距约3cm，螺线管右边的小磁针因为电流的磁效应发生偏转，停在如图所示的位置，这验证了柠檬可以发电。根据小磁针的方向可以判断螺线管右端是 （选填“N”或“S”）极。如果把导线两端的铜片和锌片互换，小磁针偏转方向 （选填“改变”或“不变”）。 14． (1)题图中刻度尺的分度值为 cm，木块的长度为 cm。 (2)用一支温度计分别测量某地当天正午与晚上的气温，两次温度计的示数如图①、②所示，其中图 （填序号）是晚上的气温，其示数为 ℃。 (3)如图所示，闭合开关，通电螺线管右侧小磁针静止时，小磁针N极指向右端，则电源的左端为 极（选填“正”或“负”）；若要使通电螺线管的磁性增强，滑动变阻器的滑片应向 （选填“a”或“b”）端移动。 15．1820年，丹麦物理学家奥斯特在直导线周围放上小磁针，当导线中通电时，小磁针转动，证明电流周围存在 。如今，无人快递车逐渐走入我们的生活，快递车的电动机工作原理与奥斯特实验原理 （选填“相同”或“不同”）。车辆满载时总重5000N，车轮与地面总接触面积为，满载时车辆对地面的压强为 Pa。 三、实验题 16．在探究声音的传播时，对课本的实验进行改进，如图。 (1)为了避免声音通过底部固体传出，利用磁悬浮装置使发声体悬浮于空中，A磁体上端为N极，则B磁体下端为 极。 (2)将内部充有少量空气的气球口系紧，并悬挂于玻璃罩内壁，实验过程发现气球体积变大，说明罩内气压变 。 (3)罩内空气不断减少，最后几乎听不到声音了，但发声体上方的轻质小球照旧跳动，说明发声体仍在 。 (4)本实验无法抽成绝对真空，需在实验的基础上，进一步推理得出：真空 传声。 四、综合题 17．小明为老师设计了一个电保温杯，在杯内水量不低于最低水位线的情况下，可将水温控制在45℃到55℃之间（即保温区间为45~55℃）。他用到的器材有电磁继电器、电热丝和、定值电阻、热敏电阻、电源和开关等，其电路如图-1所示。控制电路中，阻值随温度变化的情况如表格所示。当线圈中电流时，电磁铁将衔铁吸下，触点K、B接触，时，电磁铁将衔铁释放，触点K、A接触。工作电路电压为220V，其中低温挡功率为25W，高温挡功率为200W。请你分析计算： t/℃ 30 35 40 45 50 55 60 65 70 / 195 155 120 90 65 45 30 20 15 (1)闭合开关、，当电保温杯中水的温度低于45℃时，阻值较大，线圈中电流较小，触点K、A接触，电热丝接入电路，此时工作电路为 （选填“高温”或“低温”）挡，的阻值为 。 (2)若电磁铁线圈电阻忽略不计，则控制电路的电源电压是多少？阻值是多少？ (3)某次测试过程中，小明在杯中加入0.2kg温度为30℃的水，闭合开关、，并测出从开关闭合到衔铁被吸下的时间为2.5min，本次测试过程的加热效率是多少？[水的比热容为] (4)小明想通过优化电路，在保持原有保温区间的基础上，增加一个保温区间，使新增保温区间的最高温度为65℃，请你帮助小明在图2虚线框中画上适合的元件，将改进后的电路补充完整，并在图中标出元件的阻值规格。（此问不要求写出计算过程） 18．“龙骨水车”是我国非物质文化遗产，某学习小组以“揭秘并制作龙骨水车模型”为主题，开展跨学科实践活动。 【活动任务】了解并明作简易“龙骨水车”。 【任务分解】 （一）查阅资料，了解“龙骨水车”的工作原理； （二）组装简易“龙骨水车”模型，并改进驱动方式。 【实施过程】 （一）查阅资料，了解“龙骨水车”的工作原理。 “龙骨水车”是一种历史悠久的灌溉农具，相当于现代的抽水机，其结构如图甲所示。车身是木板制成的水槽。车头和车尾各装有一个木齿轮，车尾装小轮，车头装大轮，大轮连着拐木，木链条上装有刮水板，并套在两个木齿轮上如图乙，水车灌溉时，小轮及刮水板浸入低处的水中，用力转动拐木，使大轮转动，带动木链条和小轮转动，水槽内刮水板刮水上行，倾灌于地势较高的田中。 若某龙骨水车的大轮上有8根辐条，如图丙所示，木链条上装有60块刮水板。平均每块刮水板每次能运进的水。 (1)使用时，人对拐木施加力的作用，使大轮转动，相当于在使用一个 （选填“省力”或“费力”）杠杆； (2)刮水板匀速刮水上行时，水的 能增大； (3)当转动拐木的速度加快时，提升水的功率会变 ； (4)插秧时，稻田里的水深比较合适。现有一亩地，水深为1cm，农民伯伯需用该龙骨水车给稻田蓄水，已知稻田和江面的高度差为3m，他以100W的功率转动拐木，可使大轮以的转速匀速转动，待运水稳定后，每分钟能运送 kg的水。若将水蓄至4cm深，约需 ，该龙骨水车的机械效率为 ； （二）组装简易“龙骨水车”模型，并改进驱动方式。 学习小组利用老师提供的模型组件，按照说明书组装“龙骨水车”模型，如图丁所示，并为“龙骨水车”模型安装智能驱动，简化的驱动电路如图戊所示，R为电阻箱，闭合开关和，当光照充足时，太阳能电池为电动机供电，驱动水车；光照不足时，干电池为电动机供电，驱动水车。 (5)电动机的工作原理是：通电线圈在 中受到力的作用； (6)根据设计要求，需将干电池和太阳能电池板分别安装在图戊中的a、b位置，则a处应该安装 ； (7)已知电动机的驱动电压为，由于太阳能电池板的输出电压受光照强度影响，当光照强度减弱，太阳能电池板的输出电压过低，通过电磁铁的电流小于时，则需启动干电池供电。若电磁铁的线圈电阻忽略不计，则电阻箱R的阻值至少应调为 ； 【交流与评价】 小组根据上述方案，制作了“龙骨水车”模型并进行展示。当用手转动拐木，模拟龙骨水车工作时，发现木链条容易掉落；用电动机驱动时，发现在不同光照条件下，均能带动水车转动； (8)请结合展示过程，并根据以下评价量表选择一个维度对该模型进行评价 。 评价维度 合格 待改进 结构和功能 结构牢固，能模拟水车工作过程 结构不牢固，基本能模拟水车工作过程 驱动方式 有两种驱动方式 只有一种驱动方式 智能化 能自动选择供电方式 需手动选择供电方式 19．学校科技小组设计了一款烟雾报警器，其原理如图，电源E是容量为4000mA·h，输出电压恒为5V的可充电池，R0是定值电阻。R1为光敏电阻，它的阻值随接收到光照强度变化的关系如下表，烟雾浓度增大时，激光发生器射向R1的光被遮挡，R1接收到的光照会变弱。当R1接收到的光照强度小于或等于3cd、电路中电流小于或等于100mA时，电磁继电器会触发电铃报警。 光照强度/cd 1 2 3 4 5 6 光敏电阻/Ω 80 50 30 24 20 18 (1)要满足上述报警要求，电铃应该安装在图中的 （选填“A”或“B”）位置。 (2)R0阻值为多大？ (3)电源E充满电后接入电路中，若R1接收到的光照强度约为5cd，这个报警器正常工作的最长时间约为多少？ (4)小明发现没有烟雾的时候该报警器也可能会报警，请你说出可能的原因。（写一条即可） 学科网（北京）股份有限公司 《第十八章磁及其相互作用》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B D C D A C D D C 1．C 【详解】用磁体的一极在缝衣针上从针头向针尖反复摩擦若干次后，缝衣针会被磁化。在磁体和缝衣针最后接触的位置上，缝衣针的针尖与磁体的N极相互吸引，根据异名磁极相互吸引可知，针尖为S极。把这枚缝衣针用细线悬挂起来，缝衣针停止运动后，针尖（S极）指向南方，故C正确，ABD错误。 故选C。 2．B 【详解】磁体的磁极总是成对出现的，将条形磁铁锯成许多小段，则每一段的两端都有一个北极和一个南极，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 3．D 【详解】AB．磁体周围的磁场看不见、摸不着，但磁场对放入其中的磁体有力的作用，因此在磁场中放入小磁针，磁场对放入其中的小磁针产生力的作用，说明磁场是一种真实存在的物质，故AB正确，不符合题意； C．磁体周围铁屑被磁化后相当于小磁针，铁屑的排列情况反映了磁场的分布情况，故C正确，不符合题意； D．磁场是真实存在，磁体周围没有小磁针、铁屑时，磁场也存在，故D错误，符合题意。 故选D。 4．C 【详解】A．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，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。在图1中，电流从左边螺线管的左端内侧流入，根据安培定则可知，P为磁体N极，故A错误； B．通电导体在磁场中受力方向与磁场方向和电流方向有关。将电源正负极对调后，电流方向发生改变，同时磁场方向也改变，那么导体的受力方向不会改变。图1中ab边受力方向竖直向下，在图2中，ab边电流方向与图1中相反，所以ab边受力方向竖直向下，而cd边与ab边在同一线圈中，所以cd边受力方向竖直向上，故B错误； C．由B选项分析可知，图2中线圈的受力方向没有发生改变，所以线圈还将逆时针连续转动，故C正确； D．图2中的装置依然是电动机模型，电动机工作时是将电能转化为机械能，故D错误。 故选C。 5．D 【详解】A．若电梯的外层底部使用绝缘材料，左侧的控制电路不能形成通路，故A错误； B．若减小电源电压，则控制电路中电流减小，电磁铁的磁性减弱，更难将衔铁吸下来，只有在电梯中站更多人时，电路中电阻减小，电流增大，衔铁才会被吸下来，右侧的警铃才会响，故B错误； C．由电路中的电流方向和螺线管的绕线方式，根据右手螺旋定则可知螺线管的下端为N极，故C错误； D．为了增大灵敏度，当电源电压增大时，电路中的电流增大，电磁铁的磁性会增强，同理增加螺线管线圈的匝数同样也可以增强电磁铁的磁性，使衔铁更容易被吸下来，右侧的警铃更容易响，故D正确。 故选D。 6．A 【详解】电动机是利用通电导体在磁场中受力的原理来工作的，工作时将电能转化为机械能； A．洗衣机的主要部件是电动机，是利用通电导体在磁场中受力的原理来工作的，工作时将电能转化为机械能，故A符合题意； B．电饭锅是利用电流的热效应来工作的，主要是将电能转化为内能，与电动机的原理不同，故B不符合题意； C．电热水壶是利用电流的热效应来工作的，主要是将电能转化为内能，与电动机的原理不同，故C不符合题意； D．电热水器是利用电流的热效应来工作的，主要是将电能转化为内能，与电动机的原理不同，故D不符合题意。 故选A。 7．C 【详解】A．电磁起重机，利用电流的磁效应工作，故A不符合题意； B．电铃内部有一个电磁铁，利用了电流的磁效应，故B不符合题意； C．动圈式扬声器工作时，线圈中有电流通过，在磁场中受到力的作用而振动，进而带动纸盆发声，利用了磁场对电流的作用原理，故C符合题意； D．电磁阀主要依靠“电磁铁的磁性即电流的磁效应”来控制阀门开关，故D不符合题意。 故选C。 8．D 【详解】A．磁感线是科学家为了研究起来形象、直观，通过想象而描绘出来的，所以不是真实存在的，故A错误； B．磁体周围存在磁场，磁场对放入其中的磁体都会产生力的作用，故B错误； C．磁体外部的磁感线是从N极出发，回到S极的，但磁体内部的磁感线是从S极出发，回到磁体N极的，故C错误； D．磁场是有方向的，人们规定，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，故D正确。 故选D。 9．D 【详解】A．力是物体对物体的作用，单独的一个物体不能产生力的作用，故A错误； B．人用鱼竿将鱼钓起，鱼受到的拉力的施力物体是鱼线，故B错误； C．在弹性限度内，弹簧的伸长量与所受的拉力成正比。弹簧的长度与弹簧的伸长量是不同的概念，而且必须是在弹性限度内，这种正比例关系才成立，故C错误； D．物体间力的作用是相互的，磁铁对铁钉施力的同时，磁铁也受到了铁钉的吸引力，所以磁体会吸引铁钉，铁钉也会吸引磁体，故D正确。 故选D。 10．C 【详解】A．三孔插座连接时，上孔接保护线，左孔接中性线，右孔接相线；图中三孔插座的右孔接导线a，所以导线a是相线，故A错误； B．空气开关跳闸，原因是电路中电流过大，电流过大可能是电路中出现了短路，也可能总功率过大，故B错误； C．电磁铁的磁性强弱与电流的大小有关，电流过大时，图中P的磁性增强，吸引衔铁Q向左偏转，弹簧拉起开关S切断电路，故C正确； D．由图可知，电流从P的左端流入，右端流出，由安培定则可知，图乙中P的右端为N极，其左端为S极，故D错误。 故选C。 11． 两小车同时向后退 力的作用是相互的 【详解】[1][2]根据题意可知，两小车上相邻的都是磁体的N极，由于同名磁极之间相互排斥，用手推它们尽力让它们靠得很近，松手后观察到的现象是两小车同时向后退，这说明力的作用是相互的。 12．排斥 【详解】磁极之间的作用规律：同种磁极相互排斥，异种磁极相互吸引，音箱悬浮在空中是利用同名磁极相互排斥的原理工作的。 13． S 改变 【详解】[1][2]小磁针的左端为N极，根据“异名磁极相互吸引”的规律可知，通电螺线管的右端为S极，左端为N极。如果把导线两端的铜片和锌片互换，那么通过螺线管的电流方向改变，因此螺线管的磁场方向改变，则小磁针偏转方向发生改变。 14．(1) 0.1 2.80 (2) ② -5 (3) 正 b 【详解】（1）[1]观察刻度尺可知，1cm之间有10个小格，所以一个小格代表1mm，即0.1cm，所以刻度尺的分度值为0.1cm。 [2]测量起始端从3.00cm开始，末端对应的刻度值估读到分度值的下一位，读作为5.80cm，所以木块的长度为L=5.80cm-3.00cm=2.80cm （2）[1]通常晚上气温比正午低，观察温度计，图①中液柱在零刻度线以上，图②中液柱在零刻度线以下，所以图②是晚上的气温。 [2]温度计上10℃之间有10个小格，一个小格代表 1℃，液柱最高处在 0℃以下，为-5℃。 （3）[1]根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可知通电螺线管的右端是N极，左端是S极；再根据安培定则，用右手握住螺线管，大拇指指向N极（右端），则四指环绕的方向为电流方向，可判断出电流从螺线管的右端流出，左端流入，所以电源的左端为正极。 [2]要使通电螺线管的磁性增强，根据“通过电流越大，磁性越强”可知，需要增大电路中的电流。由欧姆定律可知，电源电压不变时，应减小电路中的电阻。滑动变阻器接入电路的电阻丝是滑片右侧部分，所以滑片应向b端移动，减小接入电路的电阻，从而增大电流，使通电螺线管磁性增强。 15． 磁场 不同 【详解】[1]1820年，丹麦物理学家‌奥斯特‌在直导线下方放置小磁针，通电后小磁针转动，证明‌电流周围存在磁场‌。该现象称为‌电流的磁效应‌，是电磁学重要里程碑。   [2]奥斯特实验的原理是电流的磁效应，电动机的原理是通电导线在磁场中受到力的作用，所以无人快递车电动机工作原理与奥斯特实验‌原理不同‌。 [3]满载时车辆对地面的压强 16．(1)N (2)小 (3)振动 (4)不能 【详解】（1）磁悬浮装置是利用同名磁极相互排斥的原理工作的，因此A磁体上端为N极，则与之相对的B磁体下端应为N极。 （2）气球口系紧，气球内部空气的质量一定，当体积不变时气压不变，当气球外部气压变小时，气球内部气压大于外部气压，内部空气将气球向外压，则气球的体积变大，因此发现气球体积变大时，说明罩内气压变小。 （3）轻质小球放在发声体上，轻质小球依然跳动，由转换法可知，轻质小球跳动说明发声体在振动。 （4）实验中无法抽成绝对真空，所以仍然会有微小的声音传出；抽出的空气越多，听到的声音越小，假设把空气全部抽出，则没有声音传出，由此可以推理得出：声音传播需要介质，真空不能传声。 17．(1) 高温 242 (2)， (3)70% (4) 【详解】（1）[1]电保温杯保温区间为45~55℃，当电保温杯中水的温度低于45℃时，阻值较大，线圈中电流较小，触点K、A接触，电热丝接入电路，此时需要加热，所以工作电路为高温挡。 [2]电热丝的阻值为 （2）当线圈中电流时，电磁铁将衔铁吸下，触点K、B接触，此时杯中水温为55℃时，由表格可知，热敏电阻的阻值为45Ω，控制电路的电源电压为……① 当线圈中电流时，电磁铁将衔铁释放，触点K、A接触。此时杯中水温为45℃时，由表格可知，热敏电阻的阻值为90Ω，控制电路的电源电压为……② 由①②解得：， （3）水吸收的热量为 消耗的电能为 加热效率为 （4）当线圈中电流时，电磁铁将衔铁吸下，根据欧姆定律可知，电路的总电阻为 新增保温区间的最高温度为65℃，由表中数据可知， 此时新接入电路的阻值为 为了实现两个保温区间的切换，用一开关与R并联，如图所示： 18．(1)省力 (2)重力势 (3)大 (4) 80 250 40% (5)磁场 (6)干电池 (7)15 (8)见解析 【详解】（1）轮轴由轮和轴组成，车头大轮与拐木组成了一个轮轴，拐木长度大于大轮半径，当轮轴匀速转动时，能够省力，相当于省力杠杆。 （2）刮水板匀速刮水上行时，水的质量一定，高度变大，速度一定，动能不变，重力势能变大，水的机械能变大。 （3）根据可知，当转动拐木的速度加快时，提升水的功率会变大。 （4）[1]由图丙可知，大轮的辐条数量为8，则使大轮以的转速匀速转动，待运水稳定后，每分钟能运送水的质量为 [2]若将水蓄至4cm深，需要水的体积为 水的质量为 则需要的时间为 [3]该龙骨水车的机械效率为 （5）电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用，将电能转化为机械能。 （6）当光照强度减弱，太阳能电池板的输出电压过低，通过电磁铁的电流小于时，电磁铁磁性变小，释放衔铁，需启动干电池供电。根据设计要求，需将干电池和太阳能电池板分别安装在图戊中的a、b位置，则a处应该安装干电池。 （7）电阻箱R的阻值至少应调为 （8）当用手转动拐木，模拟龙骨水车工作时，发现木链条容易掉落则结构不牢固，基本能模拟水车工作过程；用电动机驱动时，发现在不同光照条件下，均能带动水车转动，则需手动选择供电方式，故待改进。 19．(1)A (2) (3) (4)控制电路断路/控制电路电源电能耗尽 【详解】（1）由题意知，当R1接收到的光照强度小于或等于3cd、电路中电流小于或等于100mA时，电磁继电器会触发电铃报警，此时控制电路的电流较小，电磁铁的磁性较弱，会释放衔铁，此时工作电路中电源与A串联接入电路，所以要满足上述报警要求，电铃应该安装在图中的A位置。 （2）由题意知，当R1接收到的光照强度小于或等于3cd、电路中电流小于或等于100mA，即0.1A，由表中数据可知，光照强度等于3cd时，，两端的电压 则阻值 （3）电源E是容量为4000mA·h，即4A·h，电源中存储的电能为 由表中数据可知，光照强度等于5cd时，，控制电路中电流 可工作时间 （4）由（1）可知，当电磁铁的磁性较弱，会释放衔铁，此时工作电路中电源与电铃串联接入电路而报警，因此没有烟雾的时候该报警器也可能会报警是因为衔铁被释放，所以可能是控制电路断路导致电磁铁没有磁性而释放衔铁或控制电路电源电能耗尽导致电磁铁没有磁性而释放衔铁。 学科网（北京）股份有限公司 $