第二十章 电与磁 单元练习-2025-2026学年人教版物理九年级全一册

第二十章电与磁同步练习 一、单选题 1．我国是世界上最早使用指南针的国家，东汉学者王充在《论衡》中记载到：“司南之杓，投之于地，其柢指南”。那么司南的“柢”相当于条形磁体的（   ） A．极 B．极 C．极或极 D．中间 2．如图所示，“宋代彩绘立人持罗盘陶俑”的发现，证明早在宋代我国就已使用罗盘，罗盘磁针静止时磁针的N极总能指向地理北极附近。这一现象说明（　　） A．磁针只有一个磁极 B．磁针周围存在无数条磁感线 C．地磁场的两极与地理两极并不重合 D．磁针指北方是由于受到重力的作用 3．小明送给热爱户外爬山的妈妈一个天空之镜拍照神器（如图甲），并制作了一个简易指南针。制作指南针时，他首先利用电池、带绝缘皮的导线、铁钉制成电磁铁，然后将缝衣针磁化并用细线水平悬挂，最后将两者靠近，静止时位置关系如图乙所示。下列说法正确的是（   ） A．拍照时天空之镜中的像，是光的直线传播形成的 B．铁钉的钉尖是S极 C．地磁场N极在地理北极附近 D．移开电磁铁后，缝衣针静止时针尖所指方向为南 4．小明将缝衣针磁化后，粘在铅笔上，将铅笔放入水中漂浮，铅笔的尖端总是指向南方。下列说法中正确的是（　　） A．铅笔尖端指向地磁南极 B．铅笔尖端指向地理北极 C．铅笔周围存在磁感线 D．铅笔静止时指南北是因为磁化后的缝衣针受到了地磁场的作用 5．巨磁电阻（GMR）效应是指某些材料的电阻在磁场中随磁场强度的增强而急剧减小的现象。如图所示是研究巨磁电阻特性原理的示意图，闭合开关S1、S2，当滑片P向左滑动时，下列说法正确的是（　　） A．通过滑动变阻器的电流减小 B．电磁铁的磁性减弱 C．巨磁电阻两端的电压变大 D．指示灯亮度变亮 6．小应自制了一个直流电动机模型，如图所示。回形针做成两个支架，分别与电池两极相连。用漆包铜线绕成一个线圈，以线圈引线为轴，用小刀刮去轴的一端全部绝缘漆，另一端只刮去上半周绝缘漆。将线圈放在支架上，磁体放在线圈边，闭合开关，轻轻拨动线圈，此时线圈顺时针转动，则下列说法错误的是（    ） A．若仅改变磁极方向，线圈会逆时针转动 B．若再增加一节干电池，线圈转动速度加快 C．刮去上半周绝缘漆，作用相当于换向器 D．工作时将机械能转化为电能 7．关于地磁场，下列说法正确的是（　　） A．与地球其他地方相比，地球南北极附近的地磁场最弱 B．我国四大发明之一的指南针是利用地磁场来辨别方向的 C．用磁感线描绘地磁场时，没有绘出的地方就没有地磁场 D．地球的磁极在地理的南北极附近，地磁南极在地理南极附近 8．如图所示是燃油汽车启动装置的电路简图。汽车启动时，需将钥匙插入仪表板上的钥匙孔并旋转，则下列分析正确的是（　　） A．旋转钥匙相当于断开开关 B．电磁铁是利用电流的热效应来工作的 C．电动机工作时将电能全部转化为机械能 D．电磁铁通电后电磁铁的上端为N极 9．小明利用光敏电阻受到光照时电阻变小的特性，设计了一个如图所示的自动控制电路，要求天暗时灯亮，天亮时灯灭。在实际调试时，小明发现灯始终亮着，而光敏电阻和其他电路元件都正常。下列调节能使控制电路达到要求的是（　　） A．减少线圈的匝数 B．增大控制电路中的电源电压 C．串联一个定值电阻 D．滑动变阻器的滑片P向左移动 10．如图所示，下列说法正确的是（　　） A．图甲实验现象是由物理学家法拉第发现的 B．图乙中，闭合开关，导体ab只要运动，电流表指针就会偏转 C．图丙是发电机的工作原理图 D．图丁中动圈式扬声器（喇叭）的工作原理和丙图的实验原理相同 二、填空题 11．公元一世纪初，东汉学者王充在《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南”、“柢”即勺柄，“柢”是磁体的__________（选填“N”或“S”）极。 12．如图为磁悬浮LED灯，灯座A内有电磁铁，灯头B内有磁体和接收线圈，此时灯泡悬浮在空中是由于___________；当底座的开关闭合时，内部的发射线圈产生变化的磁场，灯泡被隔空点亮，这个过程与___________（选填“电动机”或“发电机”）的工作原理相同。这只LED灯标有“220V；”，它正常发光时与一只“220V；”的大功率射灯正常发光时亮度相当，若大功率射灯正常发光效率为16%，则LED灯正常发光时的效率为___________%。 13．2019年2月华为发布了折叠屏幕5G手机，折叠屏幕使用的是柔性OLED——有机发光二极管材料，该柔性OLED是______（选填“超导材料”“纳米材料”或“半导体材料”）；如右图，请根据小磁针静止时的指向，判断电源a端为______（选填“正极”或“负极”）。 14．如图所示，闭合开关，此时在水平桌面上的条形磁体处于静止状态，条形磁体受到向__________的摩擦力；若将滑动变阻器滑片向下滑动，条形磁体受到的摩擦力将__________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 15．如图为玩具小汽车内直流电动机的结构简图，该电动机工作时将电能转化为__________能和内能。直流电动机中换向器的作用是__________。如果想改变该直流电动机的转动方向，你可以采取的方法是__________（写一条合理方法即可）。 三、作图题 16．如图，将条形磁体放在水平桌面上的两个圆柱形铅笔上，条形磁体静止不动，S极正对电磁铁。闭合开关S，条形磁体因受磁力向左运动，请在图中标出： ①电磁铁右端的极性。②磁感线的方向。③电源左端的极性（用“＋”或“－”表示）。④标出线圈中电流方向。 四、实验题 17．在“探究通电螺线管外部磁场分布”的实验中： (1)当图甲中的开关S闭合后，小磁针会发生偏转， 说明通电螺线管周围存在___________，由右手螺旋定则可知螺线管的右端为___________（选填“N”或“S”）极； (2)对调电源的正负极重复上述实验，小磁针N极指向与之前相反，这说明通电螺线管外部磁场的方向与___________有关。实验时同学们发现小磁针偏转不明显，为了增大通电螺线管的磁性，可行的操作是___________（任写一条）； (3)用铁屑来做实验，得到了如图乙所示的情形， 由此可看出通电螺线管外部的磁场与___________磁体的磁场相似，为描述磁场而引入的磁感线___________（选填“是”或“不是”） 真实存在的。 18．樊樊同学学习了电磁转换知识后，深受物理学家法拉第科学探索精神的影响，利用如图甲所示的实验装置探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。 (1)实验中，AB棒的材料可能是______（选填“塑料”或“铝”）。实验中我们可以通过灵敏电流计的指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生；还可以通过指针偏转的方向判断______。 (2)闭合开关，使AB棒竖直上下运动，如图乙，观察发现电流计的指针______（选填“会”或“不会”）发生偏转。 (3)在探究中还发现，导体AB水平向左（或向右）缓慢运动时，灵敏电流计的指针偏转角度较小；导体AB水平向左（或向右）快速运动时，灵敏电流计的指针偏转角度较大，基于上述情形，请提出一个可探究的科学问题：______。 (4)如图丙所示，把两个发光二极管极性相反地并联起来，并与发电机串联。转动摇把，可以观察到两个二极管______（选填“不”、“一直”或“交替”）发光。 (5)樊樊在实验中有了新的思考：如果把电流计换成______，就能探究磁场对通电导体的作用了。 五、计算题 19．为实现自动控制，小明同学利用电磁继电器（电磁铁线圈电阻不计）制作了具有延时加热、保温、消毒等功能的恒温调奶器，其电路图如图甲所示。控制电路中，电压，定值电阻，热敏电阻R阻值随温度变化的图像如图乙所示；工作电路中，电压，，。已知恒温调奶器容量为，水温达到80℃时衔铁会跳起。 (1)求衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流； (2)求工作电路在保温状态下的电功率； (3)当调奶器加满温度为25℃的水，加热元件工作500s后衔铁跳起，求此过程中消耗的电能。 20．物理兴趣小组利用磁性开关S2设计了烟雾报警与自动喷淋联动模拟系统，当烟雾达到一定浓度时触发自动报警喷淋，防范火灾发生。图甲为该模拟系统示意图，为气敏电阻。控制电路中的电流时，磁性开关的动触片被电磁铁吸引与触点a接触，安全指示灯L熄灭，报警喷淋系统同时工作；控制电路中的电流时，动触片被释放，与触点b接触，安全指示灯L亮，报警喷淋系统停止工作。已知控制电路电源电压U控大小可调节，电磁铁线圈电阻不计，气敏电阻的阻值与烟雾浓度C的关系如图乙所示，R0为定值电阻。工作电路电源电压，报警电铃标有“36V　18W”的字样。 (1)报警电铃响时电流表的示数为2.5A，则喷淋系统工作20s消耗的电能是多少？ (2)通过调节U控大小，可改变该装置对烟雾探测的灵敏度。当U控调至某一值时，触发报警喷淋的最低烟雾浓度，此时电阻R0的功率为0.012W，求此时的阻值大小和控制电路消耗的总功率P控。 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 《第二十章电与磁同步练习----2025-2026学年人教版物理九年级下学期》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C D D D D B D B D 1．B 【详解】司南是磁体，司南和地磁场相互作用，S（南）极指南，N（北）极指北；司南之杓，投之于地，其柢指南，司南的“柢”相当于条形磁体的S（南）极，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 2．C 【详解】A．磁针是个磁体，任何一个磁体都具有两个磁极，故A不符合题意； B．磁感线是为了描述磁场人为引入的，磁感线不真实存在，故B不符合题意； C．地球是个大磁体，地磁场的南极在地理北极附近，地磁场的北极在地理南极附近，地磁场的两极与地理两极并不重合，而是存在一个磁偏角，故C符合题意； D．磁针指北方是由于磁针受到地磁场作用的结果，故D不符合题意。 故选C。 3．D 【详解】A．拍照时手机摄像头相当于一个凸透镜，凸透镜成像本质是光的折射，故A错误； B．如图乙所示，电流从电磁铁右端流入、左端流出，根据安培定则可知，电磁铁右端为N极，即铁钉的钉尖是N极，故B错误； C．地磁场N极在地理南极附近，故C错误； D．电磁铁右端为N极，根据异名磁极相互吸引可知缝衣针针尖为S极，所以移开电磁铁后，在地磁场作用下，缝衣针静止时针尖所指方向为南，故D正确。 故选D。 4．D 【详解】AB．地磁的南极在地理的北极附近，地磁的北极在地理的南极附近，所以缝衣针的尖端应指向地磁的北极，即地理的南极，故AB错误； C．磁感线是人们为了形象描述磁场而假想的曲线，实际并不存在，故C错误； D．缝衣针被磁化后，具有了磁性，受到地磁场的作用，静止时指南北，故D正确。 故选D。 5．D 【详解】由图可知，闭合开关S1、S2后，滑动变阻器的滑片P向左滑动过程中接入电路中电阻变小，由可知，电路中的电流变大，此时电磁铁的磁性变强，因电阻在磁场中随磁场的增强而急剧减小，所以，此时巨磁电阻的阻值会变小，由串联分压可知，巨磁电阻两端的电压变小，右侧电路中的总电阻变小，由可知电路中的电流变大，指示灯亮度变亮，故D正确，ABC错误。 故选D。 6．D 【详解】A．电动机转动方向与电流、磁场方向有关，改变磁极方向（磁场方向改变），线圈会逆时针转动，故A正确，不符合题意； B．增加一节干电池，电流增大，线圈受力增大，转动速度加快，故B正确，不符合题意； C．刮去上半周绝缘漆的设计，作用相当于换向器，使线圈持续转动，故C正确，不符合题意； D．直流电动机工作时是电能转化为机械能，而非机械能转化为电能，故D错误，符合题意。 故选D。 7．B 【详解】AD．地磁的南北极在地理的南北极附近，地磁南极在地理的北极附近，地磁场南北极磁性最强，地球南北极在地磁南北极附近，地磁场不是最弱，赤道地磁场最弱，故AD错误； B．我国四大发明之一的指南针之所以能够指方向就是因为受到了地磁场的作用，故B正确； C．用磁感线描绘地磁场时，没有绘出的地方也有地磁场，故C错误。 故选B。 8．D 【详解】A．旋转钥匙是接通电路，相当于闭合开关，不是断开开关，故A错误； B．电磁铁是利用电流的磁效应工作的，不是电流的热效应，故B错误； C．电动机工作时，电能主要转化为机械能，但会有一部分转化为内能，不是全部转化为机械能，故C错误； D．根据安培定则，用右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向N极。图中电流从电磁铁上端流入、下端流出，因此上端为N极，故D正确。 故选D。 9．B 【详解】A．电磁继电器的主要部分是电磁铁，电磁铁的磁性强弱跟电流大小、线圈的匝数多少有关，要想在天亮时灯灭，一定要增大电磁铁的磁性。可采取的方法是增大电流、增加线圈的匝数。减少线圈的匝数会减弱电磁铁的磁性，故A不符合题意。 B．增大控制电路中的电源电压，电路中的电流变大，磁性增强，故B符合题意。 C．串联一个定值电阻，电路的总电阻变大，电源电压不变，根据欧姆定律可知，电流减小，磁性减弱，故C不符合题意。 D．滑动变阻器的滑片向左移动，滑动变阻器接入电路的阻值变大，而电源电压不变，根据欧姆定律可知电流减小，磁性减弱，故D不符合题意。 故选 B。 10．D 【详解】A．图甲是奥斯特实验（电流的磁效应），在通电导线周围小磁针会偏转。这是奥斯特发现的，不是法拉第。法拉第主要发现电磁感应，故A错误； B．图乙中闭合开关，导体 ab 在磁场中运动，产生感应电流的条件是 闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动。如果 ab 只是运动但不切割磁感线（比如沿磁感线方向运动），则不会产生感应电流，电流表指针不会偏转，故B错误； C．图丙结构是通电导线在磁场中受力转动，这是电动机原理，故C错误； D．图丁动圈式扬声器原理是通电线圈在磁场中受力运动，将电信号转化为纸盆振动发声，这是电动机原理（通电导体在磁场中受力），与图丙原理相同，故D正确。 故选 D。 11． S 【详解】司南是古代的指南针，勺柄指南，即指向地理南极。磁体的南极（S极）指向地理南极，因此勺柄对应磁体的S极。 12． 异名磁极相互吸引 发电机 80 【详解】[1]图示中，灯泡悬浮在空中，受到竖直向下的重力和竖直向上的磁场力的作用，灯座A内的电磁铁对B有向上的吸引力，是由于异名磁极相互吸引。 [2]底座开关闭合，发射线圈产生变化的磁场，灯泡被隔空点亮，即此过程产生了感应电流，与发电机的工作原理相同。 [3]LED灯正常发光时与射灯正常发光时亮度相当，则有 解得LED灯正常发光时的效率 13． 半导体材料 正极 【详解】[1]二极管是半导体器件的典型应用，所以有机发光二极管（OLED）的核心材料是半导体材料。 [2] 由小磁针静止时N极指向，可知螺线管上端为S极、下端为N极； 再用安培定则，判断螺线管中电流从上端流入、下端流出，因此电源 a 端为正极。 14． 左 变小 【详解】[1]闭合开关，电流从螺线管的右端流入，根据安培定则可知，通电螺线管的左端是N极，右端是S极。因同名磁极相互排斥，则通电螺线管对条形磁体有向右的排斥力作用，条形磁体有向右运动趋势，所以条形磁体受到向左的静摩擦力作用。 [2]若将滑动变阻器滑片向下滑动，变阻器接入电路中的电阻变大，由可知，电路中的电流变小，通电螺线管的磁性变弱，条形磁体受到的排斥力变小，因为条形磁体始终静止，处于平衡状态，其受到的排斥力和摩擦力是一对平衡力，故条形磁体受到的摩擦力将变小。 15． 机械 见解析 改变电流方向 【详解】[1]电动机工作时，需要消耗电能，同时电动机转动，可知将电能转化为机械能。 [2]为使线圈持续转动，直流电动机中安装了换向器。直流电动机中换向器的作用是：当线圈刚转过平衡位置时，能自动改变线圈中的电流方向，使线圈持续转动。 [3]线圈的转动方向与磁场方向和电流方向有关。改变电动机的转动方向有两种方法：①可保持磁场方向不变，改变电流方向；②可保持电流方向不变，改变磁场的方向。 16． 【详解】闭合开关S，条形磁体因受磁力向左运动，说明同名磁极相互排斥，电磁铁左侧为S极，右侧为N极，由安培定则可知，电源左侧为正极，磁感线从N极指向S极，如图所示： 17．(1) 磁场 N (2) 电流方向 增大电流 （或插入铁棒或增加螺线管的线圈匝数） (3) 条形 不是 【详解】（1）[1]闭合开关后，有电流通过螺线管，小磁针发生偏转，说明小磁针受到力的作用，则说明通电螺线管周围存在磁场。 [2]闭合开关后，电流从螺线管的左后方流入，右前方流出，由右手螺旋定则可知，螺线管的右端为大拇指所指的方向，即N极。 （2）[1]对调电源的正负极，则螺线管中电流的方向改变，重复上述实验，小磁针N极指向与之前相反，这说明通电螺线管外部磁场的方向与电流的方向有关。 [2]通电螺线管的磁性强弱与通过的电流大小、线圈的匝数、铁芯的有无等有关，可增大通过的电流、增加螺线管的线圈匝数或插入铁棒来增大磁性。 （3）[1]由图乙知，通电螺线管外部铁屑的分布与条形磁体周围的铁屑分布相似，所以通电螺线管外部的磁场与条形磁体的相似。 [2]磁感线是为了方便、形象描述磁场而引入的带箭头的曲线，不是真实存在的。 18．(1) 铝 电流的方向 (2)不会 (3)导体在磁场中运动时产生感应电流的大小与切割磁感线速度大小是否有关 (4)交替 (5)电源 【详解】（1）[1]塑料是绝缘体，不能导电，无法产生感应电流，而铝是导体，能满足实验中导体切割磁感线产生感应电流的要求。 [2]图中的灵敏电流计的指针，在电路中没有电流时，指针在表盘中央；当有电流时，指针会发生偏转，因此我们可以根据指针的偏转方向判断出电流的方向。 （2）闭合开关，使导体棒竖直上下运动时，导体没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，电流表的指针不会发生偏转。 （3）AB切割磁感线的速度慢时，电流计的指针偏转角度较小；当AB快速运动时，电流计的偏转角度变大，这说明电路中的电流变大，所以可以看出导体在磁场中运动时产生感应电流的大小与切割磁感线速度大小是否有关。 （4）发电机发出的是交流电，电流方向不断地改变，把两个发光二极管极性相反地并联起来，并与发电机串联。转动摇把，可以观察到两个二极管交替发光。 （5）探究磁场对通电导体的作用，电路中应有电源，小明在实验中有了新的思考：如果把电流计换成电源，就能探究磁场对通电导体的作用了。 19．(1)0.02A (2)55W (3) 【详解】（1）根据题意，当水温达到80℃时衔铁会跳起。由图乙可知，当温度80℃时，热敏电阻的阻值，控制电路中，定值电阻R0与热敏电阻R串联，电磁铁线圈电阻不计。控制电路的总电阻为 根据欧姆定律，此时通过电磁铁线圈的电流为 （2）当温度升高到80℃时，衔铁跳起，说明电磁铁磁性减弱，衔铁被弹簧拉起，动触点与静触点a接通。此时工作电路中R1和R2串联，电路总电阻较大，根据公式可知，此时电功率较小，电路处于保温状态。保温状态下，工作电路的总电阻为 工作电路在保温状态下的电功率为 （3）当调奶器对水进行加热时，水温低于80℃，控制电路中热敏电阻R的阻值较小，电流较大，电磁铁磁性较强，吸合衔铁，动触点与静触点b接通。此时工作电路中只有R2工作，电路总电阻较小，电功率较大，处于加热状态。加热状态下的电功率为 由可知，加热元件工作500s消耗的电能为 20．(1)1440J； (2)220Ω，0.1W 【详解】（1）报警电铃响时，磁性开关的动触片与触点a接触，报警电铃与喷淋系统并联于工作电路中，电源电压，电流表测量工作电路的干路电流，则工作电路的总功率为 根据铭牌，报警电铃此时正常工作，功率等于额定功率 则喷淋系统的功率为 喷淋系统工作20s消耗的电能为 （2）当烟雾浓度时，触发报警，此时控制电路中的电流达到临界值，即 由图乙可知，与C是一次函数关系，设 将点(0, 300Ω)和点(5%, 250Ω)代入函数关系式，解得，，所以 当烟雾浓度时，气敏电阻的阻值 此时，定值电阻R0的功率，由可得 控制电路为Rc与R0串联，总电阻为 控制电路消耗的总功率为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $