第十八章《磁及其相互作用》单元核心素养达标检测试卷 -2026-2027学年沪科版物理九年级全一册

**基本信息** 沪科版九年级物理第十八章《磁及其相互作用》单元卷，以磁现象、电流磁效应、电磁铁及电动机为核心，融合司南、电磁弹射、超级高铁等情境，通过基础巩固与探究应用结合，适配单元复习，落实物理观念与科学探究素养。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|12/36|物理学家贡献、磁感线、电流磁效应|第10题以福建舰电磁弹射考通电导体受力，体现科技前沿| |填空题|8/20|司南原理、螺线管磁极、电磁继电器|13题结合《论衡》记载考地磁场，渗透文化传承| |实验探究题|4/20|螺线管磁场、电磁铁磁性影响因素|24题通过铁屑分布与小磁针偏转，培养科学推理能力| |综合能力题|3/18|电动机原理、磁悬浮技术应用|30题以超级高铁材料考磁悬浮原理，关联社会热点|

沪科版2024九年级全册物理同步精讲精炼学案（全国通用） 第十八章 磁及其相互作用 单元重要专项03 《磁及其相互作用》单元核心素养达标检测试卷 （满分100分 考试用时90分钟） 一、选择题（本题共12小题，共36分。1-10小题为单项选择题，每小题3分；11-12小题为多项选择题，每小题3分，选对但选不全的得2分，有选错的不得分） 1．伟大的物理学家们是全世界的财富，下列关于物理学家及其贡献的说法中正确的是（　　） A．牛顿总结了电流与电压、电阻的关系 B．奥斯特发明了发电机 C．法拉第研究了电流的磁效应 D．我国的沈括最早记录了地磁偏角现象 【答案】D 【解析】A.欧姆总结了电流与电压、电阻的关系，故A错误； B.奥斯特发现了电流的磁效应，故B错误； C.法拉第发现了电磁感应现象，故C错误； D.我国的沈括最早记录了地磁偏角现象，故D正确。故选：D。 2. 各种自然现象之间存在着相互联系，第一个发现电与磁之间存在联系的科学家是( ) A．奥斯特　　 B．安培　　 C．欧姆　　 D．牛顿 【答案】A 【解析】各种自然现象之间存在着相互联系，第一个发现电与磁之间存在联系的科学家是奥斯特。 3. 如图所示的磁铁，它们的外部磁场用磁感线描述正确的是（　　） A B C D 【答案】A 【解析】在磁体外部磁感线的方向是从磁体的N极出来，回到磁体的S极，磁感线不能交叉，在磁体的内部与外部，磁感线构成一个封闭的回路，故A正确，BCD错误。故选A。 4. 如图，是有关“磁场和磁感线”的实验。通过实验获得的物理观念，符合物理规律的是（　　） ①借助小磁针感知磁场的存在，运用的科学方法是转换法； ②磁场的方向是没有规律的； ③磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线； ④磁感线越密集的位置，磁场越强。    A．①④ B．②④ C．①② D．②③ 【答案】A 【解析】①磁场看不见摸不着，但可借助小磁针感知它的存在，这是转换法，故①正确； ②磁体周围的磁感线从N极发出，回到磁体S极，磁场的方向是有规律的，故②错误； ③磁感线是不存在的，是为了研究方便假想的一些有方向的曲线，故③错误； ④磁感线能表示磁场的强弱，磁体周围的磁感线越密集的地方说明磁场越强，故④正确。 故选A。 5. 电磁炉是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁质铁锅，从而形成无数个小涡流（即电流），加速锅底分子运动，使锅底自身发热达到加热食品的目的，它具有安全可靠、节能环保等优点，是现代家庭中的理想灶具，其工作原理如图所示。下列有关电磁炉的说法中正确的是（    ）    A．电磁炉功率大，使用时很耗电 B．电磁炉在使用中会产生烟尘和废气 C．普通铁锅普通砂锅均可在电磁炉上使用 D．电磁炉在使用中利用了电流的磁效应、热效应 【答案】D 【解析】A．由W=Pt可知用电器消耗的电能的多少与功率P和时间t有关，电磁炉功率大，消耗电能不一定多，故A错误； B．由于电磁炉是消耗电能而工作的，故在工作时是不能产生烟尘和废气的，故B错误； C．电磁炉是利用电流的磁效应的原理制成的，故所使用的锅必须是含有磁性材料的物质，普通砂锅不是磁性材料，该锅不能在电磁炉上使用，故C错误； D．炉子内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时会产生磁场，这是电流的磁效应；涡流使锅体及食物的温度升高，这是电流的热效应，故D正确。故选D。 6. 小明在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管，在板面上均匀撒满铁屑，通电后轻敲玻璃板，铁屑的排列如图所示．下列说法正确的是（　　） A．图中P、Q两点相比，P点处的磁场较强 B．若只改变螺线管中的电流方向，P、Q两点处的磁场会减弱 C．若只改变螺线管中的电流方向，P、Q两点处的磁场方向会改变 D．若只增大螺线管中的电流，P、Q两点处的磁场方向会改变 【答案】C 【解析】分析：判断通电螺线管外部磁场的强弱，在通有电流时，可以通过观察它的外部鉄屑的多少，也就是密集程度确定。判断磁场方向，可以通过改变电流方向。 A．由图可以看出通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场一样，并且可以看到Q点铁屑的分布比P点密集，由此可以确定Q点的磁场比P点的磁场强，故A错误； B、C．只改变电流方向，则磁场方向发生改变，但通电螺线管的磁场强弱不变，故B错误，C正确； D．只增大螺线管中的电流，则磁场的强弱发生改变，但磁场方向不变，故D错误．故答案为C． 7．爱因斯坦曾说：在一个现代的物理学家看来，磁场和他坐的椅子一样实在。下图所表示的磁场与实际不相符的是（　　） A．同名磁极间的磁场 B．直线电流的磁场 C．通电螺线管的磁场 D．蹄形磁体的磁场 【答案】C 【解析】A．由图知，两磁极都为N极，磁体的外部，磁感线从N极出发，故A正确，A不符合题意； B．由图知，直导线中电流向左，由安培定则可判断其周围磁感线为以导线为圆心，逆时针方向的同心圆，故B正确，B不符合题意； C．由图知，安培定则判断可知，通电螺线管的下端为N极，上端为S极，外部磁感线不符合磁感线从N极出发，到S极进入，故C错误，C符合题意； D．由图知，蹄形磁铁上端N极，下端S极，磁感线符合从N极出发，到S极进入，故D正确，D不符合题意。故选C。 8. 如图所示，A是悬挂在弹簧下的铁块，B是螺线管的铁芯，S是转换开关（S接1时连入电路的线圈匝数多，S接2时连入电路的线圈匝数少），P是滑动变阻器的滑片，要使弹簧的长度变长，可采取的办法是（　　） A．滑片P的位置不变，S由1改接到2 B．S接1，将滑片P向左滑 C．S接1，滑片P位置不变，将铁芯B抽出 D．S接1，将滑片P向右滑 【答案】B 【解析】（1）要解决此题，需要掌握影响电磁铁磁性强弱的因素：电流的大小和线圈的匝数，知道电流越大、线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强； （2）电路接通后，螺线管对铁块有吸引力，故可知弹簧应处于伸长状态，若要使弹簧长度变长，只能增强螺线管的磁性，则可分析各选项是否能使磁场变强即可。 A．滑片P的位置不变，S由1改接到2，电流大小不变，线圈匝数减小，螺线管磁性减弱，弹簧收缩长度变短，故A错误； B．S接1，线圈匝数不变；将滑片P向左滑，电阻变小，通过螺线管的电流变大，螺线管磁性增强，弹簧长度变长，故B正确； C．S接1，滑片P位置不变，将铁芯B抽出，螺线管磁性减弱，弹簧收缩长度变短，故C错误； D．S接1，线圈匝数不变；将滑片P向右滑，电阻变大，通过螺线管的电流变小，螺线管磁性减弱，弹簧长度变短，故D错误。故选：B。 9. 某学校为了培养学生的科学素养，组织科技创新大赛，小明在比赛中制作了水位自动报警器，原理图如图所示。当水位达到金属块A时（一般的水都能导电），则（　　） A. 两灯都亮 B. 两灯都不亮 C. 只有绿灯亮 D. 只有红灯亮 【答案】D 【解析】图中所示的水位自动报警器工作原理：当水位到达A时，由于一般水具有导电性，那么电磁铁所在电路被接通，电磁铁有磁性，电磁铁向下吸引衔铁，从而接通红灯所在电路，此时红灯亮，而绿灯不亮。故选D。 10.我国第三艘航空母舰“福建”采用了电磁弹射技术，电磁弹射器的弹射装置与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射装置内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力。其原理是（　） A．电流的磁效应 B．电流的热效应 C．摩擦起电现象 D．通电导体在磁场中受到力的作用 【答案】D 【解析】由题意可知，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通过强电流时，即可受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。 11. 1820年，安培在法国科学院的例会上做了一个有趣的实验。如图所示，将螺线管沿东西方向水平悬挂起来，给螺线管通电，下列说法正确的是（　　） A. 通电螺线管B端为N极 B. 通电螺线管外部磁场分布与蹄形磁体相似 C. 螺线管通电会转动，是因为受到了地磁场的作用 D. 螺线管通电会转动，最后停在南北方向上 【答案】CD 【解析】A．由安培定则可得通电螺线管的B端为S极，故A错误； B．通电螺线管外部磁场的分布情况与条形磁体的磁场分布情况相似，故B错误； C．螺线管通电后产生磁性，受地磁场的影响，通电螺线管会转动，故C正确； D．在地磁场的影响下，通电螺线管最后会静止在南北方向上，故D正确。 故选CD。 12.如图，兴趣小组制作了一个电动机，给线圈通电，轻轻一推，线圈就会持续转动。下列关于电动机的说法正确的有（　　） A.电动机主要由磁体和线圈组成 B. 电动机主要把动能转化为电能 C. 对调电源正、负极可以改变线圈的转动方向 D. 电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻无关 【答案】AC 【解析】AB．电动机的工作原理是，通电导体在磁场中受力的作用，所以电动机主要由磁体和线圈组成，工作时主要把电能转化为机械能，故A正确，B错误； C．通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关，磁场方向不变，对调电源正、负极，可改变线圈中的电流方向，所以能改变电动机的转动方向，故C正确； D．根据焦耳定律可知，电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻有关，故D错误。 故选AC。 二、填空题（本题共8小题，每空1分,共20分） 13. 如图所示是我国早期的指南针——司南，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”指的是司南长柄，司南指南北是由于它受到 的作用，司南长柄指的是地理的 极。 【答案】 地磁场；南 【解析】地球存在磁场，叫做地磁场，磁极的南极在地理的北极，磁极的北极在地理的南极，利用磁铁可以指示南北两个方向。 地球本身是一个大磁体，司南是用天然磁石磨制成的勺子，其实质就是一块磁铁，在地磁场中受到磁力的作用。 静止时长柄指向南方，指向地理南极，则司南长柄一端是磁石的南极。 14. 如图所示，桌面上有一枚转动灵活的小磁针，静止时，小磁针 极指南；当导线与电池触接时，小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在 ；断开电路，小磁针 （选填“会”或“不会”）回到原来位置。      【答案】 S 磁场 会 【解析】地球本身是个磁体，地球周围存在磁场，地磁北极在地理南极附近，根据异名磁极相互吸引的特性，静止时，在地磁场的作用下，小磁针的南极指向地磁北极，即地理南极。 当导线与电池接触时，形成闭合回路，导线中有电流通过，此时，小磁针发生偏转，即小磁针受到磁场力的作用，说明通电导线周围存在磁场。 断开电路，电路中没有电流通过，小磁针在地磁场的作用下会回到原来的位置。 15．螺线管是汽车启动器的一个重要部件，驾驶员转动钥匙发动汽车时，相当于给螺线管通电。如图所示，螺线管的左端为 极，小磁针的左端为 极，A为电源的 极。 【答案】 N N 负 【解析】由图可知，磁感线从磁体的N极流出，回到S极，所以，螺线管的左端为N极，右边为S极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的左端为N极，根据安培定则可知，螺线管上电流方向朝上，所以A为电源的负极。 16. 学校物理探究小组为了模拟电磁起重机的工作原理，用表面涂有绝缘漆的导线绕在大铁钉上制成电磁铁，接入电路，如图所示。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片向 移动一段距离后，硬币才被吸起，这说明电流越大，电磁铁的磁性 （选填“越强”、“越弱”或“不变”）。 【答案】 右 越强 【解析】滑片向右移动，变阻器接入电路的电阻变小，由I=U/R可知，线圈中的电流增大，则电磁铁的磁性越强；由于磁体能够吸引铁、钴、镍等物体，电磁铁磁性增强到一定程度，硬币被吸起。 17. 如图所示，小明利用电磁继电器设计了一个水位自动报警装置，当水位未达到金属块M时，灯泡不亮。水位达到金属块M时，灯泡亮，则接线柱C应与_____（选填“A”或“B”）相连。已知灯泡的规格为“12V 6W”，灯泡正常发光时的电流是_____A。通电1min，灯泡消耗的电能是_______J。 【答案】 B 0.5 360 【解析】金属块是导体，水位达到金属块M时，通电螺线管所在电路接通，电路中的电流增大，衔铁下移，与B接触，灯泡所在电路接通，灯泡发光，故接线柱C与B连接。 灯泡的规格为“12V 6W”，灯泡正常发光时的电流 通电 1min ，灯泡消耗的电能 W=Pt=6W×1×60s=360J 18．如图所示是扬声器的构造示意图，它主要由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成。当线圈中瞬时通入如图所示电流时，线圈的左侧为 　 　极，若线圈此时受到磁铁的作用而向左运动，永久磁体的左侧为 　 　极。扬声器的线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流，使得它在一个瞬间和下一个瞬间受到不同的力，于是带动纸盆 　 　起来，发出了声音。 【答案】北；北；振动 【解析】（1）根据图示，由安培定则可以判断出通电线圈的N、S极，然后根据磁极间的相互作用规律。 （2）线圈中的变化的电流产生变化的磁场，与磁体发生相互作用而带动纸盆运动而发声。 线圈中的电流方向如图，由安培定则可知，通电线圈左端是N极，它和永久磁铁的右端（S极）相互吸引，因此线圈向左运动； 当线圈中通过交变电流时，通电线圈两端极性不断变化，通电线圈受到的永磁体的作用力不断变化，通电线圈在永磁体力的作用下左右往复运动，带动纸盆也来回振动，使扬声器发声。 19.如图所示，通电线圈在磁场中发生扭转，说明 对通电导线有力的作用。利用这个原理可以制作 （填“电动机”或“发电机”）。 【答案】磁场，电动机。 【解析】通电线圈中有电流，在磁场中发生扭转，表明导体在磁场中受到了力的作用；电动机的工作是通电导体在磁场中受到力的作用时会发生转动。 20. 如图所示的直流电动机工作示意图中，E、F两个半铜环被称为 ，其作用是在线圈转过平衡位置时自动改变线圈中的 ，从而实现通电线圈在磁场中持续转动。 【答案】 换向器 电流方向 【解析】E、F两个半铜环被称为换向器；“换向器”起了关键的作用，它能使线圈刚刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的电流方向，从而实现通电线圈在磁场中的连续转动。 三、作图题（本题共3小题，每小题各2分，共6分） 21. 如图所示，请根据两磁极间磁感线的方向标出N极。    【答案】如图所示      【解析】在磁体外部，磁感线的方向是由磁体的N极出发回到磁体的S极，则由图可知左端磁极为N极，右端为S极。如图所示：    22. 图中给出电源的“+”极，标出如图中小磁针的N极和通电螺线管的S极． 电源 S + 【答案】如图所示 N 电源 S S ＋ 【解析】给出电源的正极，就知道螺线管中电流方向。有右手安培定则可确定螺线管的N、S极。也就知道了螺线管外部任意位置磁场方向。进而就能判断出小磁针的N、S极。 用右手握住通电螺线管，让弯曲的四指指向电流方向，大拇指指向就是通电螺线管的N极，螺线管另一侧就是S极。小磁针静止，其右端极性和螺线管右端极性相反，所以小磁针的N极是在右侧。 点评：本题是给出通电螺线管中电流方向，判断其N、S极。知道小磁针位置的磁感线方向就判断其N、S极。是一道考查知识技能的好题。 23. 某温度自动报警器的原理图如图所示。电磁铁上端为N极，在水银温度计中封入一段金属丝，当温度低于设定温度时，安全指示灯常亮；当温度达到设定温度时，安全指示灯熄灭，电铃发出报警信号。请在括号中标出电源的极性（用“+”或“-”表示）， 并在虚线框内填入电铃（）和指示灯的电路元件符号。        【答案】如图所示  【解析】电磁铁上端为N极，由安培定则可知电流从下端流入，电源的右端是负极，左端是正极，当温度低于设定温度时，水银与金属丝断开，电磁铁断电没有磁性，安全指示灯所在电路接通，指示灯亮，上面虚线框是指示灯，当温度达到设定温度时，水银和金属丝连接，电磁铁通电有磁性，把衔铁吸引下来，电铃所在电路接通，电铃发出报警信号，下面虚线框是电铃，如图所示。 四、实验探究题（本题共4小题，共20分） 24. （6分）某实验小组用铁屑和小磁针来探究“通电螺线管外部磁场的方向”。    （1）在闭合开关前，小磁针静止时，N极指向地理的 （选填“南极”或“北极”），说明地球周围存在磁场。 （2）在玻璃板上均匀地撒满铁屑，将螺线管连入电路，闭合开关，轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示，铁屑的分布情况与 磁体周围铁屑的分布情况相似。 （3）把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示，对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极指向与图乙中小磁针N极指向相反，说明通电螺线管的极性与 的方向有关。 （4）实验时发现通电螺线管的磁场较弱，铁屑规则排列的效果不明显，为增强螺线管的磁场，可行的措施： （写出一种方法即可）。 （5）为了研究通电螺线管的磁极性质，同学们对螺线管的电流方向和绕线方式进行了实验，得到了如图所示的四种情况。说明通电螺线管的磁极极性只与 有关，且这个关系可以用 来判断。 【答案】（1） 北极 （2） 条形 （3） 电流 （4） 调节滑片，增大螺线管中的电流/提高电源电压（5） 电流方向 右手螺旋定则 【解析】（1）小磁针静止时N极所指的方向为磁场的方向，地球外部磁场的方向为从地磁的北出来回到地磁的南极，故小磁针静止时N极指向地磁的南极即地理的北极。 （2）由图甲所示的铁屑分布情况可知，通电螺线管周围铁屑的分布情况与条形磁体周围铁屑的分布情况相似。 （3）对调电源正负极，电路中电流方向改变，小磁针静止时N极所指方向也改变，说明通电螺线管的极性与电流的方向有关。 （4）通电螺线管周围磁场的强弱和电流大大小有关，电流越大，磁场越强，可以调节滑片，增大螺线管中的电流（提高电源电压）从而增强磁场。 （5）四个螺线管中电路中，甲乙的绕线方式相同，电流的方向不同，根据小磁针的指向可知，甲的右端是N极，乙的右端是S极，同理乙丙也是如此，所以实验说明当绕线方式相同时，极性只与电流的方向有关；故通电螺线管的磁极极性只与电流方向有关。 通电螺线管周围磁场的方向和电流方向的关系可以根据右手螺旋定则来判断。 25. （5分）在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。     （1）电磁铁磁性的强弱是通过观察 来确定的； （2）当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加，说明电流越 ，电磁铁磁性越强； （3）根据图示的情境可知，说明电流一定时， ，电磁铁磁性越强； （4）根据安培定则，可判断出乙铁钉的上端是电磁铁的 极； （5）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 。 【答案】（1）吸引大头针的数量；（2）大；（3）线圈匝数越多；（4）S；（5）同名磁极相互排斥. 【解析】（1）实验中运用转换法，将电磁铁磁性的强弱转换为吸引大头针的数量，所以可以通过观察吸引大头针的数量来确定电磁铁磁性的强弱。 （2）分析电路图可知，滑动变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器的阻值变小，则电路中电流增大，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加，说明电流越大，电磁铁磁性越强。 （3）观察图片可知，甲、乙串联，由串流电路中电流特点可知，甲、乙的电流相同，甲的线圈匝数较多，甲吸引大头针的数量较多，所以可得电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。 （4）观察电路发现，电流从乙铁钉的上端流入，从乙铁钉的下端流出，由安培定则可判断出乙铁钉的上端是电磁铁的S极。 （5）被电磁铁吸引的大头针都具有磁性，由异名磁极相吸引可知，与电磁铁相吸的大头针的上端的磁极相同，则下端的磁极也相同，由同名磁极相排斥可得，大头针下端相互排斥。 26.（7分）在探究“磁场对通电导体的作用”的实验中，小明设计了如图所示的电路，导体棒ab用绝缘细线悬挂在蹄形磁铁的两极之间。 （1）磁体周围和通电导线周围都存在一种特殊物质是_____（选填“磁场”或“磁感线”）； （2）闭合开关前，导体棒ab静止，闭合开关后，导体棒向右运动，说明磁场对____有力的作用； （3）断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，再闭合开关，会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向_____，说明通电导体在磁场中的受力方向与_____有关； （4）断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向_____，说明通电导体在磁场中的受力方向与_____有关； （5）如果同时改变磁场方向和电流方向，_____（填“能”或“不能”）确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。 【答案】（1）磁场；（2）通电导体；（3）相反，磁场方向；（4）相反，电流方向；（5）不能. 【解析】（1）磁体周围和通电导线周围都存在一种特殊物质是磁场，而磁感线是不存在的。 （2）将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，未闭合开关前，电路中没有电流，导体静止不动，闭合开关后，电路中有电流，导体运动，说明磁场对通电导体有力的作用。 （3）断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，磁场方向改变，再闭合开关，电流方向不变，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反，向左运动，这说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。 （4）断开开关，将图中电源的正、负极对调，电流的方向发生了变化，再闭合开关，会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向相反，这说明通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向有关。 （5）同时改变磁场方向和电流方向，导体运动的方向不变，不能确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。 27.（4分）小明在制作电动机模型时把一段粗漆包线绕成3cm×2cm矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm，用硬金属丝做两个支架，两个支架分别与电池的两极相连。把线圈放在支架上线圈下放一块强磁铁，如图甲所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会持续转动。 （1）在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，为使线圈能够持续转动，刮线的要求是 ； A．两端全刮掉        B．一端全部刮掉，另一端只刮半周 （2）如图甲、乙所示，图 的线圈恰好处于平衡位置，另一个图中线圈左右两边所受的两个力不满足二力平衡条件的原因是这两个力 。如图丙所示的线圈可以持续转动，是因为它加装了 ，该装置能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中电流方向。 【答案】（1） B （2） 乙 没有作用在同一直线上 换向器 【解析】（1）在实验中影响线圈的转向的因素有电流的方向和磁场的方向，则为了使线圈能持续转动，采取将线圈一头的绝缘漆刮去，另一头刮去一半的办法，这样在一个半周内受到磁场的力的作用，另一个半周利用惯性转动，故选B。 （2）当通电线圈所在平面与磁感线垂直时，线圈处于平衡状态，此时线圈受力平衡，所以图乙的线圈恰好处于平衡位置；另一个图中线圈左右两边所受的两个力大小相等、方向相反但不满足二力平衡条件中的作用在同一直线上；丁图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，它能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。 五、综合能力题（本题共3小题，共18分。计算题要求写出必要的文字说明、单位、重要的公式及主要的运算过程，只写出结果不得分） 28.（6分）如图甲是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅简化电路，它是通过电热丝R1来加热空气，从而加热食物，达到设定加热温度后，断开开关。 （1）在工作电路中，指示灯L标有“2V　0.2A”字样，要使指示灯L正常工作，则保护电阻R0的阻值为多大？ （2）把空气炸锅单独接入家庭电路中正常工作2min，电能表上标有600r/kW·h的字样，其转盘刚好转了20转，则空气炸锅的电功率是多少？ （3）在控制电路中，电源电压恒定为3V，用R3来设置加热温度，热敏电阻R2置于温度监测区域，它的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当设定加热温度为某一温度时，R3的阻值恰好为40Ω，闭合开关S，工作电路接通，开始加热；当控制电流I = 0.03A时，衔铁被弹起，停止加热，则设定的加热温度是多少？ 【答案】（1）1090Ω；（2）；（3）200℃ 【解析】（1）R0和指示灯L串联，R0两端的电压为 指示灯L正常工作，通过R0的电流为 I0=IL=0.2A 保护电阻R0的阻值为 R0 （2）转盘刚好转了20转，空气炸锅消耗的电能 空气炸锅的功率 （3）衔铁被弹起时，控制电路的总电阻为 此时热敏电阻 由乙图可知，当R2 =60Ω，设定温度为200℃。 29.（7分）电动垂直起降航空器，又称“空中出租车”，是一种能够垂直起降并依靠电力驱动的飞行器。某品牌“空中出租车”如图所示，最大起飞质量2t，5座设计，最大巡航速度200km/h，核心模组100%国产化。 （1）它的动力装置主要是电动机，下图能够反映它工作原理的是 。（填序号） A．     B． （2）某同学乘坐汽车从银川到中卫旅游，用时约2.5h。若乘坐此“空中出租车”以最大巡航速度从银川到中卫，两地航线距离约150km，相比乘坐汽车缩短多长时间？ （3）若该“空中出租车”以最大起飞质量从100m的高度竖直降落到地面，重力做功是多少？（g取10N/kg） （4）它静止时与水平地面的总接触面积为，以最大起飞质量静止在水平地面，对地面的最大压强是多少？ 【答案】（1） A （2） 1.75h （3） （4） 【解析】（1）选项A图是研究磁场对电导体有力的作用的装置，是电动机的原理；B图是研究电磁感应现象的实验装置，是发电机的原理。 故选A。 （2）“空中出租车”以最大巡航速度从银川到中卫，所用的时间为 相比乘坐汽车缩短多长时间 （3）“空中出租车”的重力为 重力做功为 （4）“空中出租车”静止在水平地面上时对地面的压力为 对地面的最大压强 30. （5分）【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低3%，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，上海一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150km的真空隧道运行，超级高铁时速可达到1000km，全程在真空管道中离地“飞行”。 （1）超级高铁主要是通过___________的方法消除轮轨间的摩擦力； 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 利用的原理是___________。 （2）若超级高铁以600km/h的平均速度运行，从上海到杭州只需___________min； （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）。 【答案】 （1） C 见解析 （2） 15 （3）电磁铁 （4） 见解析 【解析】（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。 故选C。 由题意可知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150km，若超级高铁以600km/h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。 学科网（北京）股份有限公司 $ 沪科版2024九年级全册物理同步精讲精炼学案（全国通用） 第十八章 磁及其相互作用 单元重要专项03 《磁及其相互作用》单元核心素养达标检测试卷 （满分100分 考试用时90分钟） 一、选择题（本题共12小题，共36分。1-10小题为单项选择题，每小题3分；11-12小题为多项选择题，每小题3分，选对但选不全的得2分，有选错的不得分） 1．伟大的物理学家们是全世界的财富，下列关于物理学家及其贡献的说法中正确的是（　　） A．牛顿总结了电流与电压、电阻的关系 B．奥斯特发明了发电机 C．法拉第研究了电流的磁效应 D．我国的沈括最早记录了地磁偏角现象 2. 各种自然现象之间存在着相互联系，第一个发现电与磁之间存在联系的科学家是( ) A．奥斯特　　 B．安培　　 C．欧姆　　 D．牛顿 3. 如图所示的磁铁，它们的外部磁场用磁感线描述正确的是（　　） A B C D 4. 如图，是有关“磁场和磁感线”的实验。通过实验获得的物理观念，符合物理规律的是（　　） ①借助小磁针感知磁场的存在，运用的科学方法是转换法； ②磁场的方向是没有规律的； ③磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线； ④磁感线越密集的位置，磁场越强。    A．①④ B．②④ C．①② D．②③ 5. 电磁炉是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁质铁锅，从而形成无数个小涡流（即电流），加速锅底分子运动，使锅底自身发热达到加热食品的目的，它具有安全可靠、节能环保等优点，是现代家庭中的理想灶具，其工作原理如图所示。下列有关电磁炉的说法中正确的是（    ）    A．电磁炉功率大，使用时很耗电 B．电磁炉在使用中会产生烟尘和废气 C．普通铁锅普通砂锅均可在电磁炉上使用 D．电磁炉在使用中利用了电流的磁效应、热效应 6. 小明在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管，在板面上均匀撒满铁屑，通电后轻敲玻璃板，铁屑的排列如图所示．下列说法正确的是（　　） A．图中P、Q两点相比，P点处的磁场较强 B．若只改变螺线管中的电流方向，P、Q两点处的磁场会减弱 C．若只改变螺线管中的电流方向，P、Q两点处的磁场方向会改变 D．若只增大螺线管中的电流，P、Q两点处的磁场方向会改变 7．爱因斯坦曾说：在一个现代的物理学家看来，磁场和他坐的椅子一样实在。下图所表示的磁场与实际不相符的是（　　） A．同名磁极间的磁场 B．直线电流的磁场 C．通电螺线管的磁场 D．蹄形磁体的磁场 8. 如图所示，A是悬挂在弹簧下的铁块，B是螺线管的铁芯，S是转换开关（S接1时连入电路的线圈匝数多，S接2时连入电路的线圈匝数少），P是滑动变阻器的滑片，要使弹簧的长度变长，可采取的办法是（　　） A．滑片P的位置不变，S由1改接到2 B．S接1，将滑片P向左滑 C．S接1，滑片P位置不变，将铁芯B抽出 D．S接1，将滑片P向右滑 9. 某学校为了培养学生的科学素养，组织科技创新大赛，小明在比赛中制作了水位自动报警器，原理图如图所示。当水位达到金属块A时（一般的水都能导电），则（　　） A. 两灯都亮 B. 两灯都不亮 C. 只有绿灯亮 D. 只有红灯亮 10.我国第三艘航空母舰“福建”采用了电磁弹射技术，电磁弹射器的弹射装置与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射装置内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力。其原理是（　） A．电流的磁效应 B．电流的热效应 C．摩擦起电现象 D．通电导体在磁场中受到力的作用 11. 1820年，安培在法国科学院的例会上做了一个有趣的实验。如图所示，将螺线管沿东西方向水平悬挂起来，给螺线管通电，下列说法正确的是（　　） A. 通电螺线管B端为N极 B. 通电螺线管外部磁场分布与蹄形磁体相似 C. 螺线管通电会转动，是因为受到了地磁场的作用 D. 螺线管通电会转动，最后停在南北方向上 12.如图，兴趣小组制作了一个电动机，给线圈通电，轻轻一推，线圈就会持续转动。下列关于电动机的说法正确的有（　　） A.电动机主要由磁体和线圈组成 B. 电动机主要把动能转化为电能 C. 对调电源正、负极可以改变线圈的转动方向 D. 电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻无关 二、填空题（本题共8小题，每空1分,共20分） 13. 如图所示是我国早期的指南针——司南，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”指的是司南长柄，司南指南北是由于它受到 的作用，司南长柄指的是地理的 极。 14. 如图所示，桌面上有一枚转动灵活的小磁针，静止时，小磁针 极指南；当导线与电池触接时，小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在 ；断开电路，小磁针 （选填“会”或“不会”）回到原来位置。      15．螺线管是汽车启动器的一个重要部件，驾驶员转动钥匙发动汽车时，相当于给螺线管通电。如图所示，螺线管的左端为 极，小磁针的左端为 极，A为电源的 极。 16. 学校物理探究小组为了模拟电磁起重机的工作原理，用表面涂有绝缘漆的导线绕在大铁钉上制成电磁铁，接入电路，如图所示。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片向 移动一段距离后，硬币才被吸起，这说明电流越大，电磁铁的磁性 （选填“越强”、“越弱”或“不变”）。 17. 如图所示，小明利用电磁继电器设计了一个水位自动报警装置，当水位未达到金属块M时，灯泡不亮。水位达到金属块M时，灯泡亮，则接线柱C应与_____（选填“A”或“B”）相连。已知灯泡的规格为“12V 6W”，灯泡正常发光时的电流是_____A。通电1min，灯泡消耗的电能是_______J。 18．如图所示是扬声器的构造示意图，它主要由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成。当线圈中瞬时通入如图所示电流时，线圈的左侧为 　 　极，若线圈此时受到磁铁的作用而向左运动，永久磁体的左侧为 　 　极。扬声器的线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流，使得它在一个瞬间和下一个瞬间受到不同的力，于是带动纸盆 　 　起来，发出了声音。 19.如图所示，通电线圈在磁场中发生扭转，说明 对通电导线有力的作用。利用这个原理可以制作 （填“电动机”或“发电机”）。 20. 如图所示的直流电动机工作示意图中，E、F两个半铜环被称为 ，其作用是在线圈转过平衡位置时自动改变线圈中的 ，从而实现通电线圈在磁场中持续转动。 三、作图题（本题共3小题，每小题各2分，共6分） 21. 如图所示，请根据两磁极间磁感线的方向标出N极。    22. 图中给出电源的“+”极，标出如图中小磁针的N极和通电螺线管的S极． 电源 S + 23. 某温度自动报警器的原理图如图所示。电磁铁上端为N极，在水银温度计中封入一段金属丝，当温度低于设定温度时，安全指示灯常亮；当温度达到设定温度时，安全指示灯熄灭，电铃发出报警信号。请在括号中标出电源的极性（用“+”或“-”表示）， 并在虚线框内填入电铃（）和指示灯的电路元件符号。        四、实验探究题（本题共4小题，共20分） 24. （6分）某实验小组用铁屑和小磁针来探究“通电螺线管外部磁场的方向”。    （1）在闭合开关前，小磁针静止时，N极指向地理的 （选填“南极”或“北极”），说明地球周围存在磁场。 （2）在玻璃板上均匀地撒满铁屑，将螺线管连入电路，闭合开关，轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示，铁屑的分布情况与 磁体周围铁屑的分布情况相似。 （3）把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置，小磁针静止时N极所指方向如图乙所示，对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极指向与图乙中小磁针N极指向相反，说明通电螺线管的极性与 的方向有关。 （4）实验时发现通电螺线管的磁场较弱，铁屑规则排列的效果不明显，为增强螺线管的磁场，可行的措施： （写出一种方法即可）。 （5）为了研究通电螺线管的磁极性质，同学们对螺线管的电流方向和绕线方式进行了实验，得到了如图所示的四种情况。说明通电螺线管的磁极极性只与 有关，且这个关系可以用 来判断。 25. （5分）在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。     （1）电磁铁磁性的强弱是通过观察 来确定的； （2）当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加，说明电流越 ，电磁铁磁性越强； （3）根据图示的情境可知，说明电流一定时， ，电磁铁磁性越强； （4）根据安培定则，可判断出乙铁钉的上端是电磁铁的 极； （5）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 。 26.（7分）在探究“磁场对通电导体的作用”的实验中，小明设计了如图所示的电路，导体棒ab用绝缘细线悬挂在蹄形磁铁的两极之间。 （1）磁体周围和通电导线周围都存在一种特殊物质是_____（选填“磁场”或“磁感线”）； （2）闭合开关前，导体棒ab静止，闭合开关后，导体棒向右运动，说明磁场对____有力的作用； （3）断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，再闭合开关，会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向_____，说明通电导体在磁场中的受力方向与_____有关； （4）断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向_____，说明通电导体在磁场中的受力方向与_____有关； （5）如果同时改变磁场方向和电流方向，_____（填“能”或“不能”）确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。 27.（4分）小明在制作电动机模型时把一段粗漆包线绕成3cm×2cm矩形线圈，漆包线在线圈的两端各伸出约3cm，用硬金属丝做两个支架，两个支架分别与电池的两极相连。把线圈放在支架上线圈下放一块强磁铁，如图甲所示。给线圈通电并用手轻推一下，线圈就会持续转动。 （1）在漆包线两端用小刀刮去引线的漆皮，为使线圈能够持续转动，刮线的要求是 ； A．两端全刮掉        B．一端全部刮掉，另一端只刮半周 （2）如图甲、乙所示，图 的线圈恰好处于平衡位置，另一个图中线圈左右两边所受的两个力不满足二力平衡条件的原因是这两个力 。如图丙所示的线圈可以持续转动，是因为它加装了 ，该装置能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中电流方向。 五、综合能力题（本题共3小题，共18分。计算题要求写出必要的文字说明、单位、重要的公式及主要的运算过程，只写出结果不得分） 28.（6分）如图甲是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅简化电路，它是通过电热丝R1来加热空气，从而加热食物，达到设定加热温度后，断开开关。 （1）在工作电路中，指示灯L标有“2V　0.2A”字样，要使指示灯L正常工作，则保护电阻R0的阻值为多大？ （2）把空气炸锅单独接入家庭电路中正常工作2min，电能表上标有600r/kW·h的字样，其转盘刚好转了20转，则空气炸锅的电功率是多少？ （3）在控制电路中，电源电压恒定为3V，用R3来设置加热温度，热敏电阻R2置于温度监测区域，它的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当设定加热温度为某一温度时，R3的阻值恰好为40Ω，闭合开关S，工作电路接通，开始加热；当控制电流I = 0.03A时，衔铁被弹起，停止加热，则设定的加热温度是多少？ 29.（7分）电动垂直起降航空器，又称“空中出租车”，是一种能够垂直起降并依靠电力驱动的飞行器。某品牌“空中出租车”如图所示，最大起飞质量2t，5座设计，最大巡航速度200km/h，核心模组100%国产化。 （1）它的动力装置主要是电动机，下图能够反映它工作原理的是 。（填序号） A．     B． （2）某同学乘坐汽车从银川到中卫旅游，用时约2.5h。若乘坐此“空中出租车”以最大巡航速度从银川到中卫，两地航线距离约150km，相比乘坐汽车缩短多长时间？ （3）若该“空中出租车”以最大起飞质量从100m的高度竖直降落到地面，重力做功是多少？（g取10N/kg） （4）它静止时与水平地面的总接触面积为，以最大起飞质量静止在水平地面，对地面的最大压强是多少？ 30. （5分）【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低3%，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，上海一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150km的真空隧道运行，超级高铁时速可达到1000km，全程在真空管道中离地“飞行”。 （1）超级高铁主要是通过___________的方法消除轮轨间的摩擦力； 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 利用的原理是___________。 （2）若超级高铁以600km/h的平均速度运行，从上海到杭州只需___________min； （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）。 学科网（北京）股份有限公司 $