16.3 电磁铁 同步练习 2025-2026学年沪粤版物理九年级下册

16.3电磁铁 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．关于电磁铁，下列说法中不正确的是（　　） A．电磁铁中的铁芯可以用铜棒代替 B．电磁铁是根据电流的磁效应工作的 C．电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性 D．电磁铁是一种非永久磁体 2．如图所示，将绝缘导线绕在铁钉上并与电池相连接，铁钉将（　　） A．被熔化 B．有磁性 C．明显伸长 D．有电流通过它 3．如图所示是某同学自制的电磁铁。下列方法中能改变电磁铁外部磁场方向的是（　　） ​ A．减少线圈匝数 B．增大电流 C．抽出铁钉 D．改变电流方向 4．以下关于电与磁的描述中，说法正确的是（　　） A．图甲，磁感线不是真实存在的，地磁场的北极在地理北极附近 B．图乙，a为磁体的S极 C．图丙；实验揭示了电流周围存在磁场 D．图丁，A、B吸引大头针数量不同，说明了电磁铁的磁性强弱与电流大小有关 5．如下图是探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关的实验，闭合开关，关于实验现象以下说法正确的是（　　） A．通电电磁铁会吸引铜丝 B．只增多线圈缠绕的匝数，电磁铁吸引的大头针会变多 C．闭合开关后，铁钉的上端是S极，滑片向左移动磁性增强 D．若断开开关，电磁铁也会吸引大头针 6．如图所示电路，电源电压均不变，电路中的GMR是巨磁电阻（其阻值随周围磁场强度的减弱而增大），当开关和闭合后，将滑片P向右移动，则下列说法正确的是（　　） A．电磁铁右端为S极 B．巨磁电阻的阻值会变小 C．小灯泡会变亮 D．右侧电路的总功率变小 7．如图为空气开关的原理图，P为电磁铁，S为开关，一侧与弹簧连接，可绕A点转动。正常工作时衔铁Q的上端会卡住开关S避免跳闸。下列分析正确的是（　　） A．跳闸后，可先复原空气开关，再去排除电路故障 B．该空气开关会因电流方向的改变而不能正常工作 C．如图所示的电流流入时，电磁铁P的左端为N极 D．若空气开关常在电流较小时跳闸，可适当增加P与Q的距离 8．下列设备或电器中，其主要工作原理与电磁铁无关的是（　　） A．磁悬浮列车 B．电熨斗 C．电话 D．电磁起重机 9．一根长直铜导线在靠近一个原来静止的小磁针的过程中，下列说法正确的是（　　） A．小磁针不动，导线中不可能有电流通过 B．小磁针发生转动，导线中一定通有电流 C．小磁针发生转动，导线中不一定通有电流 D．小磁针发生转动，导线中一定没有电流通过 10．如图所示，电源电压不变，R为定值电阻，弹簧测力计下端挂着一个条形磁铁，条形磁铁与螺线管B在同一竖直线上，开关S闭合，条形磁铁静止时，弹簧测力计的示数为。下列说法错误的是（　　） A．在螺线管中插入铜棒后，弹簧测力计的示数不变 B．在螺线管中插入铁棒后，弹簧测力计的示数减小 C．只改变电流的方向，弹簧测力计的示数增大 D．只减小线圈的匝数，弹簧测力计的示数减小 二、填空题 11．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______。 12．在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，采用的主要研究方法是_________法和转换法。实验表明，通过电磁铁的电流越大，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性就越_________。 13．如图所示，当闭合开关S滑动变阻器滑片向右滑动时，通电螺线管的磁性_________（选填“增强”或“减弱”）。根据小磁针静止时的指向，判断a端为电源的_________（选填“正”或“负”）极。 14．如图甲是世界上首条投入商业化运营的磁悬浮列车。工作原理如图乙，核心部件电磁铁是利用电流的___________效应制成的，该列车是利用___________（选填“同名磁极互相排斥”或“异名磁极互相吸引”）的原理将车身浮起的。 15．(1)《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南”。如图所示，“柢”即握柄，是磁体的_______（选填“N”或“S”）极，静止时指向地磁场的________（选填“南”或“北”）极。 (2)如图所示是一种温度自动控制装置的原理图。制作水银温度计时在玻璃管中封入一段金属丝，“电源1”的两极分别与水银和金属丝相连 ①当电磁铁中有电流通过时，若它的左端为N极，则“电源1”的_______端为正极； ②为增强电磁铁的磁性，下列措施一定可行的是_______（填序号）。 A．增大“电源1”的电压        B．减小“电源2”的电压 C．减少电磁铁线圈匝数        D．改变电磁铁中电流方向 三、实验题 16．某同学在探究电磁铁磁极的磁性强弱与线圈匝数是否有关时进行如下操作： ①如图所示，将匝数为200的线圈连入电路。闭合开关后，记录电流表示数、线圈匝数、电磁铁吸引的大头针个数。 ②换用匝数为400的线圈，再次闭合开关后，记录电流表示数、线圈匝数、电磁铁吸引的大头针个数。 (1)该同学操作过程中存在的问题是________。 (2)正确的操作是__________。（可添加器材） 四、综合题 17．【阅读材料，回答问题】 超级高铁 2023年我国超级高铁技术研究迎来重大突破，已经实现了低真空环境运行，空气阻力比传统高铁的空气阻力大大降低，再加上磁悬浮技术，真正实现了贴地“飞行”。 磁悬浮技术是一种利用磁场的作用力让列车悬浮在轨道上的技术，可以消除轮轨间的摩擦力，降低噪声和能耗。真空管道是一种将管道内的空气抽走，形成真空状态的装置。这样可以减少空气阻力，提高列车的运行效率。 预计在2035年，上海—杭州线路将作为中国第一条超级高铁列车线路投入运营。在这条长的真空隧道运行，超级高铁时速可达到，全程在真空管道中离地“飞行”。 (1)超级高铁主要是通过_________（填字母）的方法消除轮轨间的摩擦力，利用的原理是________。 A．增大压力　　B．减小接触面粗糙程度 C．使接触面分离　　D．变滑动为滚动 (2)若超级高铁以的平均速度运行，从上海到杭州只需___________。 (3)超级高铁采用电力驱动，为方便控制磁场的变化，使用的磁体大多是__________（选填“电磁铁”或“永磁体”）。 (4)相比传统高铁，超级高铁的优势有__________（写出一条）。 18．阅读短文，回答下列问题。 扫地机器人 某智能扫地机器人（如图甲）可通过灰尘传感器自动寻找灰尘清扫，通过电动机旋转、产生高速气流将灰尘等吸入集尘盒。图乙为其部分工作原理图，R为光敏电阻，其阻值随光照强度增大而减小。下表为其部分工作参数（注：电池总容量5Ah是指在额定电压下以5A的电流可工作1小时）。 额定电压 12V 额定功率 30W 电池总容量 5Ah 工作噪音 ＜50dB (1)图乙中电磁铁是根据电流的 ___________效应做成的。 (2)接通电源，机器人工作，当清扫到一定程度，地面灰尘减少，使照射到光敏电阻上的光照强度增强。通过电磁铁的电流将 ___________（选填“增大”、“减小”或“不变”），则电磁铁磁性 ___________（选填“增强”、“不变”或“减弱”），B触头将与C触头接触，电动机停止工作。 (3)当剩余电量减为电池总容量的10%时，机器人会主动寻找充电器充电，充满电后电池储存的电能为 ___________J；充满电后最多可以供扫地机器人工作 ___________小时。 (4)为了提高机器人识别灰尘的灵敏度，我们可以将电阻箱R0阻值 ___________（选填“调大”或“调小”）。 19．某型号的茶吧机具有自动取水和加热、保温的功能，取水时采用的电泵，工作原理如图甲所示，通电后电动机带动传动杆快速向下压缩弹性隔膜，进水管口处的单向球阀关闭，出水管口处的单向球阀打开，泵腔内大部分空气被排出；接着，传动杆快速向上拉动弹性隔膜，泵腔体积迅速增大，出水管口处单向球阀关闭，水从进水管口冲开单向球阀，进入泵腔。水桶内水面上方与外界大气相通。图乙是其加热、保温电路原理图，FU为热熔断器，R1、R2为加热电阻，R2=242Ω，开关S1闭合后，当水温升高到100℃会自动断开，断开后若无外力不会自动闭合。开关S2由电磁继电器控制，开始时处于闭合状态，水温升高至89℃时自动断开，温度下降至84℃自动闭合。U=9V，R3是定值电阻。RT是热敏电阻，阻值随温度升高而减小，其温度与水温相同，当温度为84℃时，阻值为300Ω；当温度为89℃时，阻值为240Ω。电磁铁线圈电阻忽略不计，当线圈中的电流达到0.03A时，衔铁被吸下，触点D、E断开；当线圈中的电流减小到一定值时，衔铁被释放，触点D、E重新接触。 现将插头插入220V的插座中，向茶吧机的水壶内注入1kg的水，水温为24℃，闭合开关S、S1、S2、S3，R1、R2正常工作，茶吧机开始加热，155s后水温到达100℃，一段时间后进入保温工作状态。。 (1)自动取水时，水能够进入泵腔的原因是___________。 (2)刚开始加热时，通过热熔断器的电流为10A，水温从24℃加热至100℃的过程中，若该茶吧机的加热效率为95%。则： ①R1的额定功率是多少？ ②R2消耗的电能为多少？ (3)在保温时，线圈中的电流为___________A时衔铁被释放。若温度达到100℃时，R2仍在工作，经检查线圈中仍有电流，且电磁继电器、RT均无故障，请写出一种可能的故障：___________。 学科网（北京）股份有限公司 《16.3电磁铁》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B D C B D D B B D 1．A 【详解】A．电磁铁的铁芯需用软磁性材料制成，铜不是磁性材料，故不可以用铜棒代替，故A错误，符合题意； B．电磁铁是利用电流的磁效应制成的，故B正确，不符合题意； C．电磁铁通电时，电流的周围存在磁场，所以电磁铁有磁性，断电时没有磁性，故C正确，不符合题意； D．电磁铁不是永久磁铁，它的磁性的有无跟电流的通断有关，故D正确，不符合题意。 故选A。 2．B 【详解】将绝缘导线绕在铁钉上并与电池相连接就构成了一个电磁铁，铁钉将有磁性。 故选B。 3．D 【详解】A、减少线圈匝数，可以减弱电磁铁的磁性，不能改变电磁铁外部磁场方向，故A不符合题意； B、增大电流，可以增强电磁铁的磁性，不能改变电磁铁外部磁场方向，故B不符合题意； C、抽出铁钉后，电磁铁只剩下螺线管，磁性会减弱，不能改变电磁铁外部磁场方向，故C不符合题意； D、改变电流方向，会使电磁铁的磁极发生变化，即能改变电磁铁外部磁场方向，故D符合题意。 故选D。 4．C 【详解】A．磁感线是为了形象地描述磁场而人为画出的曲线，不是真实存在的。地球是一个大磁体，地磁S极在地理北极附近，地磁N极在地理南极附近，故A错误； B．在磁体外部，磁感线从N极出发，回到S极。根据图乙中磁感线的方向是从a极指向b极，可以判断a为磁体的N极，b为磁体的S极，故B错误； C．图丙是著名的奥斯特实验。当导线中有电流通过时，下方的小磁针发生偏转，说明电流的周围存在磁场，即电流的磁效应，故C正确； D．图丁中，电磁铁A和B是串联的，通过它们的电流大小相等，它们的线圈匝数不同。这个实验探究的是电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，而不是与电流大小的关系，故D错误。 故选C。 5．B 【详解】A．通电电磁铁有磁性，会吸引铁钴镍，铜丝不是磁性材料，不会吸引铜丝，故A错误； B．电流大小不变，只增多线圈缠绕的匝数，电磁铁磁性增强，吸引的大头针会变多，故B正确； C．闭合开关后，电流从电磁铁的下方流入，上方流出，根据安培定则可知，铁钉的上端是N极，滑片向左移动，滑动变阻器接入电路电阻变大，电路电流变小，电磁铁磁性减弱，故C错误； D．若断开开关，电磁铁失去磁性，不会吸引大头针，故D错误。 故选B。 6．D 【详解】A．由左侧电路图知，当闭合开关时，电流从螺线管左端流入，由安培定则知道，电磁铁右端为N极，左端为S极。故A错误； B．由左侧电路图知，将滑片P向右移动时，变阻器接入电路中的电阻变大，由欧姆定律知，左侧电路中的电流变小，则电磁铁的磁性变弱，周围的磁场减弱；因为巨磁电阻的阻值随周围磁场强度的减弱而增大，所以此时巨磁电阻的阻值会变大。故B错误； C．由右侧电路图知，巨磁电阻和小灯泡串联，因巨磁电阻的阻值变大，右边电路中的总电阻也变大，由欧姆定律知道，右侧电路中的电流变小，所以小灯泡的实际功率变小，小灯泡会变暗。故C错误； D．由功率公式知，因右侧电路中的电流变小，所以其总功率也变小，故D正确。 故选D。 7．D 【详解】A．跳闸后，需要先排除电路故障，然后再复原空气开关，故A错误； B．电磁铁有磁性就可以吸引衔铁，电流方向改变时，电磁铁仍有磁性，与电流方向无关，因此电流方向改变时仍正常工作，故B错误； C．根据图片可知，线圈上电流方向向下，右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向下，此时大拇指指向右端，则电磁铁P的左端为S极，右端为N极，故C错误； D．若空气开关常在电流较小时跳闸，说明此时电磁铁的磁场太强，可适当增加P与Q的距离减小电磁铁对衔铁的吸引力，故D正确。 故选D。 8．B 【详解】ABCD．分析各装置的工作原理可知，电话、磁悬浮列车、电磁起重机都是利用电磁铁的原理来进行工作的，而电熨斗则是利用电流的热效应的原理工作的，故B符合题意，A、C、D不符合题意。 故选B。 9．B 【详解】A．若通电导体周围磁场磁性太弱，小磁针是不会有明显偏转，故A错误； BCD．只要小磁针发生转动，则说明一定有磁场存在，故导线中一定通有电流，故B正确，CD错误。 故选B。 10．D 【详解】A．开关S闭合后，通电螺线管有磁性，根据安培定则可知，螺线管的上端为N极。因为同名磁极相互排斥，当排斥力增大时，弹簧测力计的示数就会减小；当排斥力减小时，弹簧测力计的示数就会增大。铜棒不是磁性材料，不能被磁化，所以在螺线管中插入铜棒后，螺线管的磁性不会发生改变，弹簧测力计的示数不变，故A正确，不符合题意； B．铁棒是磁性材料，把它插入螺线管中，它能被磁化，使螺线管的磁性增强，与条形磁铁之间的排斥力增大，所以弹簧测力计的示数会变小，故B正确，不符合题意； C．只改变电流方向，螺线管的南、北极发生改变，与条形磁铁之间的排斥力变为吸引力，所以弹簧测力计的示数会变大，故C正确，不符合题意； D．只减小线圈的匝数，螺线管的磁性会减弱，与条形磁铁之间的排斥力减小，所以弹簧测力计的示数会增大，故D错误，符合题意。 故选D。 11． 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。 12． 控制变量 强 【详解】[1]电磁铁磁性的强弱与电流的大小、线圈的匝数等多个因素有关，这种研究两个或两个以上的因素对电磁铁磁性强弱的影响的实验，在物理学中采用控制变量法来实现。 [2]在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，电磁铁磁性的强弱与电流大小和线圈匝数有关，电磁铁的线圈匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁磁性越强；通入电磁铁的电流一定时，线圈匝数越多的电磁铁磁性越强，即通过电磁铁的电流越大，线圈的匝数越多，它的磁性就越强。 13． 减弱 负 【详解】[1]通电螺线管的磁性强弱与电流大小有关，在匝数一定时，电流越大，磁性越强；电流越小，磁性越弱。当滑动变阻器滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，所以电路中的电流变小，通电螺线管的磁性减弱。 [2]根据磁极间的相互作用规律“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”，小磁针极靠近螺线管的左端，所以螺线管的左端为极，右端为极。用安培定则判断电流方向，电流从螺线管的右端流入，左端流出，所以端为电源的负极。 14． 磁 异名磁极互相吸引 【详解】[1]电磁铁是利用电流的磁效应制成的，电流通过线圈时会产生磁场。 [2]从图乙可以看到，车厢电磁铁螺线管电流从上端流入，下端流出，根据安培定则可以判断电磁铁上方为S极，轨道电磁铁下方磁极为N极，二者异名磁极相对（N极对S极），所以列车是利用异名磁极互相吸引的原理将车身浮起的。 15．(1) S 北 (2) 右 A 【详解】（1）[1][2]磁体静止时，S极（南极）指向地理南极，也就是地磁场的N极（北极）。 题目中 “柢指南”，说明柢是磁体的S极，指向地磁场的北极。 （2）[1]用右手螺旋定则：右手握住螺线管，大拇指指向N极（左端），四指弯曲方向为电流方向。 电流从螺线管右端流入，左端流出，因此 “电源 1” 的右端为正极。 [2]电磁铁磁性强弱与电流大小、线圈匝数有关。电流越大、线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。 A．增大 “电源 1” 的电压，电磁铁所在电路中电流变大，磁性增强，故A符合题意； B．减小 “电源 2” 的电压 ，与电磁铁电路无关，故B不符合题意； C．减少线圈匝数，磁性减弱，故C不符合题意； D．改变电流方向，只改变磁极，不改变磁性强弱，故D不符合题意。 故选A。 16．(1)没有控制两次实验中的电流大小相同 (2)应加一个滑动变阻器接入电路，换用匝数为400的线圈，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数与步骤①中的电流表示数相同，记录线圈匝数、电磁铁吸引的大头针个数。 【详解】（1）探究电磁铁磁极的磁性强弱与线圈匝数是否有关，因为线圈匝数、电流大小、有无铁芯都会对电磁铁磁性强弱产生影响，所以实验时要运用控制变量法，只改变线圈匝数，通过两个电磁铁的电流要相同、两个电磁铁都具有相同的铁芯；所以本实验存在的问题是没有控制两次实验中的电流大小相同。 （2）应加一个滑动变阻器接入电路，换用匝数为400的线圈，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，使电流表的示数与步骤①中的电流表示数相同，记录线圈匝数、电磁铁吸引的大头针个数。 17．(1) C 磁悬浮技术（或利用磁场的作用力让列车悬浮在轨道上或同名磁极相互排斥） (2)15 (3)电磁铁 (4)速度快（或能耗低、噪声低、阻力小、运行效率高、安全性高、节能环保，合理即可） 【详解】（1）[1]由题意可知，超级高铁采用磁悬浮技术，利用磁场的作用力让列车悬浮在轨道上，使接触面分离，从而消除轮轨间的摩擦力，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 [2]由题意可知，超级高铁利用的是磁悬浮技术，即利用磁场的作用力让列车悬浮在轨道上或同名磁极相互排斥的原理。 （2）上海到杭州轨道长，若超级高铁以的平均速度运行，从上海到杭州运行时间为 ； （3）相比于永磁体永久具有磁性，电磁铁在通电时才具有磁性，且磁性大小可以通过电流来控制，而超级高铁采用电力驱动，为方便控制磁场的变化，因此使用的磁体大多是电磁铁。 （4）由题中材料可知，相比传统高铁，超级高铁的优势有速度快、能耗低、噪声低、阻力小、运行效率高、安全性高、节能环保等。 18．(1)磁 (2) 增大 增强 (3) 2.16×105 1.8 (4)调大 【详解】（1）电流流过导体时，导体周围产生磁场，这种现象是电流的磁效应，而电磁铁是根据电流的磁效应做成的。 （2）[1]当照射到光敏电阻上的光照强度增强时，由题知光敏电阻R的阻值随光照强度增大而减小，根据欧姆定律（控制电路电源电压不变），控制电路总电阻减小，所以通过电磁铁的电流将增大； [2]因为电磁铁的磁性强弱与电流大小有关，电流增大，所以电磁铁磁性增强，B触头将与C触头接触，电动机停止工作。 （3）[1]根据电能公式，已知电池额定电压，电池总容量5Ah，则充满电后电池储存的电能 [2]当剩余电量减为电池总容量的10%时，机器人会主动寻找充电器充电，由可得，充满电后可供扫地机器人工作的时间 （4）由题意可知，控制电路的电压不变，机器人开始工作时控制电路的电流一定，由可知，机器人开始工作时控制电路的总电阻不变，若想提高机器人识别灰尘的灵敏度，家里的地面灰尘就更少，则空气的透光程度增强，照射到光敏电阻上的光照强度增强，R的阻值减小，要使机器人开始工作时控制电路的总电阻不变，应调大定值电阻的阻值。 19．(1)见解析 (2)2000W， (3) 0.025 开关S2短路 【详解】（1）自动取水时，传动杆快速向上拉动弹性隔膜，泵腔体积迅速增大，泵腔内气压减小，小于外界大气压，在大气压的作用下，水从进水管口冲开单向球阀进入泵腔。 （2）①已知R2=242Ω，电源电压U=220 V，通过R2的电流为 热熔断器的电流为10A，此时通过R1的电流为 R1的额定功率是 ② 水温从24℃加热到100℃的过程中，水吸收的热量是 加热效率是95%，整个过程中茶吧机消耗的电能是 由题可知，开关S2由电磁继电器控制，开始时开关处于闭合状态，水温升至89℃时自动断开，此时R2停止工作，而R1仍然工作，加热时间是155s，即R1的工作时间是155s，R1消耗的电能为 R2消耗的电能为 （3）[1]当温度为89℃时，RT阻值为240Ω，此时当线圈中的电流达到0.03A时，衔铁被吸下，控制电路电压为9V，故 当温度为84℃时，RT阻值为300Ω，衔铁被释放，此时电流为 [2]温度达到100℃时，R2仍在工作，且电磁继电器、RT无故障，可能是开关S2短路，造成R2仍在工作。 学科网（北京）股份有限公司 $