第十六章磁场电磁铁随堂同步练习 -2025-2026学年沪粤版物理九年级下册

第十六章磁场电磁铁 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．关于下列各图的描述正确的是（　　） A．甲图，验电器的原理是异种电荷相互吸引 B．乙图，只有与毛皮摩擦过的橡胶棒才能把细水流变弯 C．丙图，我国宋代沈括最早发现地理两极与地磁两极间有夹角 D．丁图，条形磁体能把铜制的针磁化 2． 小雨家的水果批发部购进了一批香蕉，需要在库房中保鲜一段时间，要求将温度控制在一定的范围内。小雨请教了物理老师后，设计了如图所示的温度自动报警器原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的是（   ） A．温度达到时，灯L亮、电铃报警 B．报警器中水银温度计和电磁铁并联在电路中 C．温度达到时，电铃报警 D．如果要降低报警温度，需要将金属丝往上移 3．从混有铁屑的细沙中快速分离出铁屑，最合适的工具是（　　） A．放大镜 B．铁镊子 C．竹筷 D．磁铁 4．若假想地磁场是由地球内部一块大磁铁产生的，如图所示的四个示意图中，能合理描述这块大磁铁的是（   ） A． B． C． D． 5．下列关于磁场和磁感线的说法，正确的是（　　） A．磁体周围的磁场只存在于某一平面内 B．磁感线是由铁屑组成的实际存在的东西 C．磁感线不可以相交 D．有磁感线的地方有磁场，无磁感线的地方无磁场 6．如图中两个完全相同的条形磁铁的不同磁极上分别吸引着铁钉。当相对的两个磁极互相靠近并接触时（　　） A．两极的铁钉被吸得更牢 B．两极的铁钉都掉落 C．S极的铁钉掉落，N极的铁钉不掉落 D．N极的铁钉掉落，S极的铁钉不掉落 7．下列科学研究方法用到实验推理法的是（　　） A．探究平面镜成像时，用一根完全一样的蜡烛与像重合来确定像的位置 B．抽出玻璃罩内的空气，听到铃声变小，进一步推理得出真空不能传声 C．通过电磁铁吸引大头针的个数比较磁性的强弱 D．在研究光现象时，引入“光线”的概念 8．地球上有一种“趋磁细菌”，将磁铁靠近它时，细菌会向磁铁的N极运动。由此可知，地磁场将驱使在赤道附近海洋中的这种细菌（　　） A．向地理北方运动 B．向地理南方运动 C．向地理东方运动 D．向地理西方运动 9．关于下列几个图形，说法正确的是（　　） A．图甲保持钢尺伸出桌面的长度不变，用大小不同的力拨动，发出声音的音调不同 B．图乙为电阻器，当其两端的电压为零时，电阻也为零 C．图丙验电器的金属箔片张开，是因为异种电荷相互排斥 D．图丁玻璃板上铁屑的分布，说明通电螺线管周围磁场分布与条形磁体相似 10．图中的金属圆环跟纸面垂直，其右侧放有一枚小磁针。给圆环通电，它就可以看成是通电螺线管的一圈，箭头方向代表电流方向。在图四个选项中，小磁针静止时N极指向正确的是（　　） A． B． C． D． 二、填空题 11．东汉学者王充在《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南”。司南即指南针，静止时_________（选填“N”或“S”）极始终指向地理的南方。 12．请完成下列填空； (1)进行“探究通电螺线管外部磁场的分布特点”实验时，通电后小磁针的指向及铁屑的排列情况如图－2，该现象表明：通电螺线管外部的磁场分布与______________的磁场相似； (2)如图－3，在水平放置的两根平行筷子中间放上两只乒乓球，通过空心塑料管向两球中间用力吹气，观察到的现象是：______________________。 13．我国宋代学者沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”司南能指示南北方向，是因为受到 ___________的作用。 14．2025年新年前夕，全长22.13公里天山胜利隧道全线贯通，它是世界上最长的高速公路隧道。在地下隧道建设中氧气浓度过高或过低易导致安全事故，氧气报警器能监控氧气浓度的变化提前预警。如图是某氧气报警器的原理示意图，电阻R为气敏电阻，当氧气浓度升高时，电阻变大，灯亮报警。闭合开关后，电磁铁上端为___________极，当B灯亮时，说明氧气浓度___________（选填“过高”或“过低”）。请分析该设计的不足___________。 15．为了确定标示不清的铅蓄电池的正、负极，李敏同学将该电池和一螺线管相连，闭合开关S后，小磁针静止时的指向如图所示，由此可以判断a端是通电螺线管的______极，c端是铅蓄电池的______极。 三、实验题 16．根据图示实验回答下列问题。 (1)图甲是小明探究通电螺线管外部磁场方向的实验。 ①小明在螺线管的两端各放一个小磁针，硬纸板上均匀地撒满铁屑，通电后轻敲纸板，观察铁屑的排列情况。发现通电螺线管外部的磁场与___________磁体的磁场相似。 ②小明想使实验现象更明显，可以采取的措施是___________（写出一种即可）。 ③小明改变螺线管中的电流方向，发现两端小磁针的偏转方向也发生改变，说明通电螺线管的磁极性质与___________有关。 (2)图乙是“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。 ①实验中电流通过导体产生热量的多少是通过___________反映的。 ②图乙探究的是电流通过导体产生的热量与___________的关系。 ③通电一段时间后，左、右两容器内导体产生的热量之比为___________。 四、综合题 17．小冬新买了一台可手动调节温度的小型水电暖器，其内部电路如图甲所示，它是通过电热丝来加热水，当加热到预定温度后自动切换到保温挡，的阻值为40Ω，指示灯电阻一定，为热敏电阻，其阻值随着电暖器中水的温度变化规律如图乙所示，滑动变阻器的规格为“20Ω  3A”，电磁铁线圈电阻不计，控制电路电源电压为6V。当滑动变阻器连入电路中的阻值为20Ω时，可将水温最高加热到60℃。求： (1)闭合开关后，电磁铁的上端为_________（填“N”或“S”）极； (2)可使电磁铁断开的最大电流； (3)调节滑动变阻器滑片，此电暖器可加热的最高温度； (4)当工作电路通电10min时，电热丝产生的热量。 18．实验小组去海边的风电厂研学，发现：烈日炎炎，沙子滚烫，海水却是凉的；海边白天与晚上的风向不同……随后开展一系列项目式学习。 (1)如下图，两箱子中分别装入初温和______（填物理量）相同的水和沙子，用规格______（选填“相同”或“不相同”）的两个白炽灯模拟太阳对水和沙子加热，每隔1分钟记录两数显温度计示数，如下表所示； 加热时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 温度/℃ 水 20 21 22 23 24 25 26 27 28 沙子 20 25 30 35 40 45 50 55 60 (2)根据表中数据分析可得，______（选填“水”或“沙子”）吸热升温更快。这一特性可以用比热容来反映，水的比热容为，若不计热损失，可以推测沙子比热容为______J/（kg·℃）； (3)实践应用：恒温动物之所以能够保持体温恒定，其中一个重要原因是恒温动物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度，以免温度变化太快对生物体造成严重损害。这里用到的物理知识是：______； 【任务二】检验自制的风力发电机 (4)风力发电机的工作原理与下面哪一个不同（   ） A． B． C． 19．植物长时间缺水会导致土壤湿度过低，影响生长。在跨学科实践课上，某小组同学们开展了“设计自动浇花装置”的活动。 任务一：设计浇花装置 小组同学将小型水泵接入如图甲所示的电路，闭合开关，水泵开始工作，将水箱中的水输送到花盆中，实现浇花的目的。若要使水泵输送的水流大小可调节，可在电路中串联一个___________；水泵的核心部件电动机的工作原理是___________。 任务二：优化浇水装置 小华同学希望增加根据土壤湿度自动浇水的功能，把土壤湿度传感器插入土壤中，如图乙所示，并设计了如图丙所示的控制电路。控制电路电压恒为12V，Rx为湿敏电阻。当土壤湿度低于设定值时，Rx阻值减小，使得通过电磁铁线圈的电流≥30mA，衔铁被吸下，水泵启动；当湿度达标后，会使电流<30mA，衔铁弹回，指示灯L亮。请在图乙虚线框中正确连接水泵和指示灯___________。 任务三：调试浇水装置 若要求当土壤湿度为20%（此时时启动水泵，则滑动变阻器的阻值应调节为___________Ω；若希望在土壤湿度更高时（如25%）就开始浇水，滑动变阻器的滑片应向___________（选填“左”或“右”）调节。 学科网（北京）股份有限公司 《第十六章磁场电磁铁》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C D C C B B B D B 1．C 【详解】A．图甲，带电体接触验电器，会使金属箔片上带同种电荷，验电器的原理是同种电荷相互排斥，故A错误； B．乙图，与毛皮摩擦过的橡胶棒带电，带电体都可以吸引轻小物体，所以细水流变弯，其他带电体也可以把细水流变弯，故B错误； C．丙图，我国宋代沈括最早发现地理两极与地磁两极不重合，之间有夹角，故C正确； D．丁图，条形磁体不能把铜制的针磁化，只能磁化铁、钴、镍等材料，故D错误。 故选C。 2．C 【详解】A．由图可知，温度计的分度值为1℃，金属丝下端对应的刻度为15℃。当温度达到12℃时，水银柱还没有上升到与金属丝接触的位置，此时控制电路断开，电磁铁没有磁性，衔铁在弹簧的作用下使灯L所在电路接通，电铃所在电路断开，所以灯L亮、电铃不报警，故A错误； B．报警器中水银温度计在控制电路中，电磁铁也在控制电路中，它们是串联关系，并非并联，故B错误； C．当温度达到15℃时，水银柱上升到与金属丝接触的位置，因为水银是导体，此时控制电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使电铃所在电路接通，灯L所在电路断开，所以电铃报警，故C正确； D．要降低报警温度，也就是要在较低的温度时让水银柱与金属丝接触从而触发报警。因为水银柱上升高度越低就能接触金属丝，所以需要将金属丝往下移，而不是往上移，故D错误。 故选C。 3．D 【详解】磁铁具有吸附铁质物质的性质，可以将铁屑快速从细沙中分离出来，而用铁镊子、竹筷和放大镜来分离铁屑显然效率低下。不现实，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 4．C 【详解】地球是一个大磁体，地磁场的形状与条形磁铁相似，地磁场的南北极与地理位置的南北极相反，并不完全重合会出现磁偏角；即地磁场的北极在地理位置的南极附近，地磁场的南极在地理位置的北极附近，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 5．C 【详解】磁感线是为了形象地描述磁体周围空间磁场的情况，在磁场中所画的一些有方向的曲线，以便描述磁场的方向和强弱，这些曲线不是实际存在的线，而是想象的曲线，磁感线不能相交，磁场存在于磁体周围的立体空间中，在没有画磁感线的地方，磁场也是存在的，故C正确，A、B、D错误。 故选C。 6．B 【详解】当两个条形磁铁的N、S极相互靠近并接触时，两个磁铁就可以看成一个大的条形磁铁。由于大条形磁铁的两端磁性最强，中间磁性最弱，几乎没有磁性，因此图中位置N、S极处铁钉都会掉落，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 7．B 【详解】A．探究平面镜成像时，用一根完全一样的蜡烛代替点燃的蜡烛与像比较大小，确定像与物的大小关系，利用了等效替代法，故A不符合题意； B．抽出玻璃罩内的空气，传声的介质减小，听到铃声变小，如果抽出全部空气，就听不到声音了，由此进一步推理得出真空不能传声，利用了实验推理法，故B符合题意； C．通过吸引大头针个数比较磁性的强弱，利用了转换法，故C不符合题意； D．在研究光现象时，引入 “光线” 的概念，这是模型法，用带箭头的直线来表示光的传播路径和方向，建立了光线模型，故D不符合题意。 故选B。 8．B 【详解】由题意知，地球上有一种“趋磁细菌”，将磁铁靠近它时，细菌会向磁铁的N极运动，而地磁场的N极在地理南极附近，所以地磁场将驱使在赤道附近海洋中的这种细菌向地理南方运动，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 9．D 【详解】A．图甲保持钢尺伸出桌面的长度不变，用大小不同的力拨动，钢尺振幅不同，发出声音的响度不同，故A错误； B．导体的电阻与电流、电压无关，电阻器两端的电压为零时，电阻不为零，故B错误； C．图丙验电器的金属箔片张开，是因为同种电荷相互排斥，故C错误； D．图丁玻璃板上铁屑的分布可以说明通电螺线管周围磁场分布与条形磁体相似，均是两端磁性最强，故D正确。 故选D。 10．B 【详解】由题意可得，图中环形电流相当于只有一匝的通电螺线管，电流从环形螺线管的下端流入，上端流出，由安培定则可判断出环形螺线管的右端为N极，左端为S极，根据磁极间的相互作用可知，小磁针静止时右端为N极，左端为S极。故B正确，ACD错误。 故选B。 11． S 【详解】地磁场的北极位于地理南极附近，根据异名磁极相互吸引，因此指南针的S极会指向地理南极。 12．(1)条形磁体 (2)两球向中间靠拢 【详解】（1）观察小磁针的指向及铁屑的排列情况可知，通电螺线管外部的磁场和条形磁体外部的磁场相似，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两极。 （2）用塑料管向两只乒乓球中间吹气时，两球中间流速大、压强小，两侧流速小、压强大，从而产生向内的压强差，使得乒乓球向中间靠拢。 13． 地磁场 【详解】司南作为磁性指示工具，其指向性源于地球本身具有的磁场。地球周围存在地磁场，磁针在地磁场作用下受磁力影响而定向，因此能指示南北方向。 14． N 过低 当氧气浓度过低时，B灯亮，当氧气浓度过高时，A灯亮，无法显示氧气浓度正常 【详解】[1][2][3]闭合开关后，电流由电磁铁的上端流入，下端流出，据安培定则知，电磁铁的上端为N极，下端为S极。当氧气浓度过低时，电阻变小，根据欧姆定律知，控制电路的电流较大，电磁铁的衔铁被吸下，工作电路中的B灯接通，B灯亮。当氧气浓度过高时，电阻变大，根据欧姆定律知，控制电路的电流较小，电磁铁的衔铁被释放，工作电路中的A灯接通，A灯亮；当氧气浓度过低时，B灯亮，当氧气浓度过高时，A灯亮，无法显示氧气浓度正常。 15． S 正 【详解】[1]小磁针的N极与螺线管的左端靠近，根据磁极间的作用规律，可以判断出螺线管的左端为S极，即a端是通电螺线管的S极。 [2]螺线管的右端为N极，利用安培定则可以确定螺线管中电流的方向是从螺线管的左端流入，右端流出；在电源外部，电流是从电源正极出发，经过外电路回到电源负极，由此可知，c端为电源的正极。 16．(1) 条形 增大线圈中的电流/增加线圈匝数 电流方向 (2) U形管两侧液面的高度差 电阻 1:2 【详解】（1）[1]由图甲可知，铁屑的分布情况与条形磁体相似，因此通电螺线管外部的磁场与条形的磁场相似。 [2]为了使实验现象更明显，可以采取的措施有增大线圈中的电流、增加线圈匝数，这些方法都能增强磁场。 [3]小明改变螺线管中的电流方向，发现两端小磁针的偏转方向也发生改变，即磁场方向改变，说明通电螺线管外部磁场的方向与电流方向有关。 （2）[1]空气受热膨胀，热量越多，U形管两侧液面的高度差越大，所以实验中电流通过导体产生热量的多少是通过U形管两侧液面的高度差反映的。 [2]由图乙可知，与串联，通过的电流相同，通电时间相同，电阻大小不同，所以探究的是电流通过导体产生的热量与电阻的关系。 [3]由可知，左、右两容器内导体产生的热量之比 17．(1)S (2)0.12A (3)80℃ (4) 【详解】（1）由图甲可知，闭合开关后，电流从电磁铁的下端流入，上端流出，由安培定则可知，电磁铁的上端为S极。 （2）由图乙可知：电暖器中水的温度越高，热敏电阻的阻值越大，控制电路中的电流越小，电磁铁的磁性越弱，最终会导致电磁铁断开。故当电暖器中水的温度达到最大时，电磁铁断开的电流最大。此时滑动变阻器连入电路中的阻值为20Ω，热敏电阻的阻值为，由串联电路电阻的特点可知，电路的总电阻 由欧姆定律可知，此时控制电路中的电流为 即此时电磁铁断开的最大电流为0.12A （3）由（2）可知：电磁铁断开的最大电流为0.12A，若此时减小滑动变阻器连入电路中的阻值，热敏电阻的阻值会变大，由图乙可知，热敏电阻的阻值越大，电暖器中水的温度越高。故当滑动变阻器连入电路中的阻值为0时，热敏电阻的阻值最大为 由图乙可知当时，电暖器可加热的最高温度为 （4）由焦耳定律的变形式可知，通电10min电热丝产生的热量为 18．(1) 质量 相同 (2) 沙子 (3)水的比热容大 (4)B 【详解】（1）[1] 探究不同物质吸热能力，必须控制质量、初温相同，只改变物质种类，所以填质量。 [2] 用白炽灯加热，要保证相同时间提供的热量相同，因此必须选用规格相同的灯泡。 （2）[1] 相同加热时间、吸收相同热量，沙子温度升高得更多，所以沙子吸热升温更快。 [2]因为沙子和水相同时间吸热相同，并且质量也相同，所以由可得，则沙子的比热容为。取加热1分钟的数据，即 因此沙子的比热容 （3）水的比热容大，吸收/放出相同热量，温度变化小，能稳定体温，利用的是水的比热容大的特性。 （4）风力发电机原理是电磁感应现象。 AC．无电源，均是电磁感应现象，故AC不符合题意； B．有电源，运用的原理是通电导体在磁场中受力运动，故B符合题意。 故选B。 19． 滑动变阻器 通电线圈在磁场中受力转动/通电导线在磁场中受力的作用 280 左 【详解】[1]在电路中串联一个滑动变阻器，可以通过调节滑动变阻器接入电路的阻值来改变电路中的总电阻，从而改变电路中的电流，进而改变水泵的实际功率，达到调节水流大小的目的。 [2]电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用而转动，将电能转化为机械能，向外输出动力。 [3]由题意得，衔铁被吸下，水泵启动，此时工作电路的电源与电动机连通；当湿度达标后，衔铁弹回，工作电路指示灯L亮，此时工作电路的电源与指示灯连通，因此连接方式如下所示： [4]当水泵启动时，通过控制电路的电流为0.03A，则由欧姆定律可知，此时总电阻为 此时，则滑动变阻器接入电路的阻值为 [5] 通过电磁铁线圈的电流≥30mA，衔铁被吸下，水泵启动，则水泵启动时电路中的总电阻为400，若希望在土壤湿度更高时（如25%）就开始浇水，Rx阻值会增大，因此应适当减小滑动变阻器接入电路的阻值，即将滑片向左调节。 学科网（北京）股份有限公司 $