第20章 电与磁 （达标练） -2026-2027学年人教版物理九年级全一册

单元素养训练（十四） 第20章 电与磁 （达标练） 一、选择题（本大题共10小题。每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求。） 1．在水平桌面上放置一条形磁体，磁体上盖有一薄玻璃板，在玻璃板上均匀地撒上一些细碎的铁屑，然后轻敲玻璃板，发现铁屑在玻璃板上有规律地排列，如图所示。则下列说法中正确的是（　　） A．用碎纸屑代替铁屑重做实验，纸屑也能有规律地排列 B．用其他任何金属碎屑重做实验，金属屑都能有规律地排列 C．根据铁屑的排列规律，可以判断出条形磁体周围各位置的磁场方向 D．磁体两端附近聚集的铁屑较多而中间铁屑较少，是因为条形磁体两端的磁性较强 2．如图是生活中用来固定房门的“门吸”，它由磁体和金属块两部分组成，该金属块能被磁体所吸引。下列关于“门吸”的叙述正确的是（　　） A．该磁体是有磁性的，但是磁性最强的部分只有一处 B．该金属块可能是铁，能够被吸引说明它被磁化，但没有磁极 C．金属块能被磁体所吸引，说明两者之间存在相互作用力，相互作用力是通过磁场施加的 D．该磁体周围存在磁场，在磁场中的某点放置一枚小磁针，小磁针静止时S极所指的方向就是该点磁场的方向 3．如图中所示是奥斯特实验中小磁针发生偏转的情境。关于该实验的分析，下列说法正确的是（　　） A．导线周围存在磁场 B．电流具有热效应 C．小磁针的指向决定了该点的磁场方向 D．若改变导线中的电流方向，小磁针的偏转方向将会改变 4．如图是磁悬浮列车工作原理图，磁体镶嵌在T形轨道里，通电时强大的磁力使列车悬浮在轨道上，实现非接触的支撑、导向和运行。关于磁悬浮交通系统，下列说法正确的是（　　） A．通电的电磁铁能使列车变轻从而悬浮 B．列车悬浮利用同名磁极相互排斥 C．列车正常运行时电源上端为正极 D．车厢线圈通电后周围存在磁感线 5．同学们利用如图所示的装置进行实验。实验中将金属导体棒ab放在磁场中两根平行的金属导轨上，闭合开关，导体棒ab向右运动；将磁体的磁极对调，闭合开关，导体棒ab向左运动。由上述实验现象可以得出的结论是（　　） A．导体棒ab在磁场中的受力大小与电流大小有关 B．导体棒ab在磁场中的受力方向与磁场方向有关 C．导体棒ab在磁场中的受力方向与电流大小有关 D．导体棒ab在磁场中的受力大小与磁场强弱有关 6．如图是一种佩戴在手腕上的“计步器”，内部的基本构造是在一段塑料管中密封一小块磁铁，管外绕着线圈。运动时，磁铁在管中往复运动，线圈输出不断变化的电流，实现计步。下列设备与“计步器”产生电流的原理相同的是（　　） A．发电机 B．电风扇 C．汽油机 D．电水壶 7．关于下列四幅图的描述正确的是（　　） A．甲图让钢棒AB靠近条形磁体，若它们相互吸引，则钢棒具有磁性 B．乙图中地球磁场的N极在地理的北极附近 C．丙图中两个条形磁铁相互靠拢合并时铁钉将吸得更牢 D．丁图中a端磁极是N极，b端磁极是S极 8．（多选）如图所示是一款磁吸式数据线，含有磁铁的线体可以和不同型号的磁性充电头吸附对接，达到“一线多头”的使用效果。下列说法正确的是（　　） A．线体周围存在着磁场 B．磁性充电头周围存在多条磁感线 C．线体可以吸引任何金属 D．能吸附对接是因为异名磁极相互吸引 9．（多选）我国自行研制的航母舰载机电磁弹射系统已经取得了突破性进展，将该系统运用于舰载机，将极大地提升舰载机的起飞效率，增强航空母舰的攻击和防护能力。电磁弹射器工作的基本原理是将舰载机前轮连接在弹射车上，使它们处于轨道上的强磁场中，当弹射车的导体中有强电流通过时就受到强大的推力作用，使弹射车和舰载机一起在轨道上加速运动。如图8所示的实例中，跟电磁弹射器工作原理相同的是（　　） A．司南 B．电磁起重机 C．扬声器 D．电动机 10．（多选）车辆出入自动控制闸的电路如图所示，栏杆AB可绕O点转动。当车牌被识别系统识别后，开关S闭合。下列说法错误的是（　　） A．闭合开关后，铁柱向下运动，栏杆被抬起 B．闭合开关后，电磁铁的上端为S极 C．若将滑片P向下移动，闭合开关后，灯泡变亮，栏杆更易抬起 D．B端挂的铁柱可以用上端是N极、下端是S极的条形磁体代替 二、填空题（本大题共6小题） 11．《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南”。如图，司南相当于现代的指南针，“柢”即握柄，是磁体的S极，静止时之所以能够指南，是因为受到了__________的作用。小琪发现指南针在通电螺线管附近也会发生偏转，是因为___________________________。 12．将自制电动机接入电路，如图所示，闭合开关，线圈开始转动，其中A、B支架是___________（选填“导体”“绝缘体”或“换向器”）。若仅对调磁体的磁极，线圈转动方向与原转动方向_____________。 13．某学校为了培养学生的科学素养，组织科技创新大赛，晓双在比赛中制作了水位自动报警器，原理图如图所示。则当水位达到金属块A时，__________（红/绿）灯亮起；若将电源1的正负极对调位置，该装置的水位报警亮灯情况____________（不变/变化） 14．当电流通过灯丝，白炽灯的灯丝就会发热发光，此过程___________能转化为光能和内能。晓丽在打扫实验室卫生时偶然发现：将磁体靠近通电白炽灯的灯丝（如图所示），灯丝在晃动。产生这一现象的原因是_______________________________________。 15．如图为电动机和发电机模型，其中图__________（填“甲”或“乙”）为电动机模型，其工作原理是：通电导体在磁场中受到__________的作用。 16．阅读短文，回答问题。 电饭锅中的磁钢限温器 电饭锅是生活中常见的用电器，它利用磁钢限温器来控制煮饭过程中的最高温度，磁钢限温器结构如图所示，它由永久磁钢、感温磁钢和弹簧等组成，感温磁钢及其外壳由弹簧支撑，永久磁钢的磁性不变，感温磁钢的磁性会随温度的升高而减弱，当温度达到103℃时，感温磁钢失去磁性。 煮饭时，按下电饭锅的按键，永久磁钢和感温磁钢吸合，同时带动连杆使加热开关（图中未画出）闭合，电热盘通电，当温度升高到一定程度，感温磁钢失去磁性，在弹簧的作用下感温磁钢与永久磁钢分离，使按键跳起，同时使加热开关断开，电热盘停止加热。 （1）温度升高时，感温磁钢的磁性____________（选填“增大”、“减小”或“不变”）； （2）按下按键时，连杆是__________（选填“省力”或“费力”）杠杆，判断的依据是____________________________________； （3）在标准大气压下用该电饭锅烧水时，小明发现水沸腾后按键未跳起，电热盘仍在继续加热，原因是_________________________________________。 三、作图题（本大题共1小题） 17．根据要求，完成作图。 （1）如图所示，小磁针处于静止状态，请标出条形磁体的N极和A点处的磁场方向。 （2）将一个通电螺线管用单线悬挂起来，闭合开关，最后静止时小磁针如图所示。在螺线管两端标出N、S极，画出螺线管上导线的环绕图示。 四、实验探究题（本大题共2小题） 18．如图所示为“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验装置。 （1）由实验装置图可知，该实验通过______________来判断通电螺线管外部磁场的方向。 （2）在螺线管外部A、B两处放置小磁针，闭合开关，发现A处小磁针发生偏转，而B处小磁针没有偏转，B处小磁针没有偏转的原因可能是：________________________________。 （3）将电源的正、负极对调，重复上述实验，是为了探究通电螺线管外部磁场的方向与________________方向的关系。 （4）若让你对这个实验进行优化，你将___________________________________________。 19．实验小组在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中，连接了如图所示的实验装置。 （1）实验中是通过观察___________________来判断电路中是否有电流产生的。 （2）保持装置不变，改变开关通断状态，让导体AB在磁场中沿不同方向运动，观察灵敏电流计指针的偏转情况，记录在下表中。 实验次数 开关 磁场方向 导体AB运动情况 灵敏电流计的指针偏转情况 1 断开 上N下S 左右或上下运动 不偏转 2 闭合 上N下S 静止 不偏转 3 闭合 上N下S 上下运动 不偏转 4 闭合 上N下S 左右运动 偏转 （3）分析实验1和4可知，产生电流的条件之一是：____________________。 （4）分析实验3和4，小明认为产生电流的另一条件是：电路中的部分导体必须做水平左右运动，为了验证这一猜想是否正确，需要继续进行的操作是_______________________________。 （5）另一小组的同学发现，向左撤走磁铁时指针也摆动了，结合以上实验过程可以看出产生感应电流的另一条件是导体做___________________运动。 五、综合题（本大题共1小题）要求：（1）语言表述简练、准确；（2）写出必要的运算和推理过程；（3）带单位计算。 20．明明同学们设计了如图甲所示的恒温箱温控电路（用于获得高于室温、控制在一定范围内的“恒温”），包括工作电路和控制电路两部分。其中，R1为阻值可以调节的变阻箱。R2为热敏电阻（置于恒温箱内），其阻值随温度变化的关系如图乙所示。继电器线圈电阻100Ω。 （1）如图甲所示状态，加热器是否处于加热状态？ （2）加热器正常工作时，通过加热器的电流为20A，求此时加热器的电阻和电功率； （3）已知当控制电路的电流达到0.01A时，继电器的衔铁被吸合；当控制电路的电流减小到0.008A时，衔铁会被释放。当调节R1＝200Ω时，恒温箱内可获得最高温度为160℃的“恒温”。如果需要将恒温箱内的温度控制在最低温度为40℃的“恒温”，则应将R1的阻值调为多大？ 【答案与解析】 一、选择题（本大题共10小题。每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求。） 1．在水平桌面上放置一条形磁体，磁体上盖有一薄玻璃板，在玻璃板上均匀地撒上一些细碎的铁屑，然后轻敲玻璃板，发现铁屑在玻璃板上有规律地排列，如图所示。则下列说法中正确的是（　　） A．用碎纸屑代替铁屑重做实验，纸屑也能有规律地排列 B．用其他任何金属碎屑重做实验，金属屑都能有规律地排列 C．根据铁屑的排列规律，可以判断出条形磁体周围各位置的磁场方向 D．磁体两端附近聚集的铁屑较多而中间铁屑较少，是因为条形磁体两端的磁性较强 D 【解析】纸屑不能被磁化，用碎纸屑代替铁屑重做实验，纸屑不能有规律地排列，故A错误；用其他不能被磁化的金属碎屑重做实验，金属屑不能有规律地排列，故B错误；根据铁屑的排列规律，不可以判断出条形磁体周围各位置的磁场方向，只能根据小磁针静止时北极所指的方向判断该点的磁场方向，故C错误；磁体两端附近聚集的铁屑较多而中间铁屑较少，是因为条形磁体两端的磁性较强，故D正确。 2．如图是生活中用来固定房门的“门吸”，它由磁体和金属块两部分组成，该金属块能被磁体所吸引。下列关于“门吸”的叙述正确的是（　　） A．该磁体是有磁性的，但是磁性最强的部分只有一处 B．该金属块可能是铁，能够被吸引说明它被磁化，但没有磁极 C．金属块能被磁体所吸引，说明两者之间存在相互作用力，相互作用力是通过磁场施加的 D．该磁体周围存在磁场，在磁场中的某点放置一枚小磁针，小磁针静止时S极所指的方向就是该点磁场的方向 C 【解析】磁体上磁性最强的部分叫磁极，磁极不能单独存在，任何磁体都有两个磁极，故A错误；铁块能够被吸引说明它被磁化，此时被磁化的铁块具有两个磁极，故B错误；磁场对放入磁场中的磁体有力的作用，故磁体间的作用是通过磁场发生的，故C正确；磁场中某一点的磁场方向是小磁针在该点静止时N极所指方向，故D错误。 3．如图中所示是奥斯特实验中小磁针发生偏转的情境。关于该实验的分析，下列说法正确的是（　　） A．导线周围存在磁场 B．电流具有热效应 C．小磁针的指向决定了该点的磁场方向 D．若改变导线中的电流方向，小磁针的偏转方向将会改变 D 【解析】奥斯特实验说明通电导线周围存在磁场，故A错误；奥斯特实验说明电流具有磁效应，故B错误；小磁针静止时北极的指向显示了该点的磁场方向，故C错误；若改变导线中的电流方向，小磁针的偏转方向将会改变，故D正确。 4．如图是磁悬浮列车工作原理图，磁体镶嵌在T形轨道里，通电时强大的磁力使列车悬浮在轨道上，实现非接触的支撑、导向和运行。关于磁悬浮交通系统，下列说法正确的是（　　） A．通电的电磁铁能使列车变轻从而悬浮 B．列车悬浮利用同名磁极相互排斥 C．列车正常运行时电源上端为正极 D．车厢线圈通电后周围存在磁感线 C 【解析】电磁铁通电后列车自身的重力不会改变，故A错误；列车悬浮利用异名磁极相互吸引，故B错误；根据安培定则和磁极间的相互作用规律可知：列车正常运行时电源上端为正极，故C正确；车厢线圈通电后周围存在磁场，故D错误。 5．同学们利用如图所示的装置进行实验。实验中将金属导体棒ab放在磁场中两根平行的金属导轨上，闭合开关，导体棒ab向右运动；将磁体的磁极对调，闭合开关，导体棒ab向左运动。由上述实验现象可以得出的结论是（　　） A．导体棒ab在磁场中的受力大小与电流大小有关 B．导体棒ab在磁场中的受力方向与磁场方向有关 C．导体棒ab在磁场中的受力方向与电流大小有关 D．导体棒ab在磁场中的受力大小与磁场强弱有关 B 【解析】闭合开关，导体棒ab向右运动；将磁体的磁极对调，闭合开关，导体棒ab向左运动，是通过改变磁体磁极方向，从而改变导体棒所受磁场力方向，说明导体棒ab在磁场中的受力方向与磁场方向有关，电路中电流、磁极强弱都不变，故B正确，ACD错误。 6．如图是一种佩戴在手腕上的“计步器”，内部的基本构造是在一段塑料管中密封一小块磁铁，管外绕着线圈。运动时，磁铁在管中往复运动，线圈输出不断变化的电流，实现计步。下列设备与“计步器”产生电流的原理相同的是（　　） A．发电机 B．电风扇 C．汽油机 D．电水壶 A 【解析】根据“计步器”的特点可知，运动时，磁铁在管中反复运动，切割线圈而产生电流。因此，计步器的基本原理是电磁感应，产生电流的过程中将机械能转化为电能；计步器是利用电磁感应现象来工作的，和发电机的原理相同，故A符合题意；电风扇的主要部件是电动机，是利用通电导体在磁场中受力作用的原理来工作的，故B不符合题意；汽油机将内能转化为机械能，故C不符合题意；电水壶是利用电流的热效应来工作的，故D不符合题意。 7．关于下列四幅图的描述正确的是（　　） A．甲图让钢棒AB靠近条形磁体，若它们相互吸引，则钢棒具有磁性 B．乙图中地球磁场的N极在地理的北极附近 C．丙图中两个条形磁铁相互靠拢合并时铁钉将吸得更牢 D．丁图中a端磁极是N极，b端磁极是S极 D 【解析】用钢棒靠近小磁针的S极时，钢棒没有磁性或者靠近小磁针的是钢棒的N极，二者都会相互吸引，故A错误；地球磁场的N极在地理的南极附近，故B错误；同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，当另一根同样的条形磁铁的N极与原来磁铁的S极接合时，N极与S极接合在一起，成为一个新的条形磁铁，铁钉所在位置成为“新条形磁铁”的中间位置，磁性很弱，铁钉将落下，故C错误；磁体周围的磁感线总是从N极发出，回到S极，图甲：a端磁极是N极，b端磁极是S极，故D正确。 8．（多选）如图所示是一款磁吸式数据线，含有磁铁的线体可以和不同型号的磁性充电头吸附对接，达到“一线多头”的使用效果。下列说法正确的是（　　） A．线体周围存在着磁场 B．磁性充电头周围存在多条磁感线 C．线体可以吸引任何金属 D．能吸附对接是因为异名磁极相互吸引 AD 【解析】线体中含有磁铁，周围存在着磁场，故A正确；用磁感线来描述磁场是模型法，磁感线并不是真实存在的，故B错误；磁体主要能吸引铁、钴、镍等金属，并不是能吸引任何金属，故C错误；磁吸式数据线的线体可以和不同型号的磁性充电头吸附对接，达到一线多头的使用效果，线体和磁性充电头吸附的原理是异名磁极相互吸引，故D正确； 9．（多选）我国自行研制的航母舰载机电磁弹射系统已经取得了突破性进展，将该系统运用于舰载机，将极大地提升舰载机的起飞效率，增强航空母舰的攻击和防护能力。电磁弹射器工作的基本原理是将舰载机前轮连接在弹射车上，使它们处于轨道上的强磁场中，当弹射车的导体中有强电流通过时就受到强大的推力作用，使弹射车和舰载机一起在轨道上加速运动。如图8所示的实例中，跟电磁弹射器工作原理相同的是（　　） A．司南 B．电磁起重机 C．扬声器 D．电动机 CD 【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以强电流时，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。司南受地磁场的影响指南北，故A不符合题意；电磁起重机是利用电磁铁工作的，是电流的磁效应，故B不符合题意；扬声器是利用通电导体在磁场中受力而运动的原理工作的，故C符合题意；电动机原理是通电导体在磁场中受力而运动，故D符合题意。 10．（多选）车辆出入自动控制闸的电路如图所示，栏杆AB可绕O点转动。当车牌被识别系统识别后，开关S闭合。下列说法错误的是（　　） A．闭合开关后，铁柱向下运动，栏杆被抬起 B．闭合开关后，电磁铁的上端为S极 C．若将滑片P向下移动，闭合开关后，灯泡变亮，栏杆更易抬起 D．B端挂的铁柱可以用上端是N极、下端是S极的条形磁体代替 CD 【解析】由图知，电流从电磁铁的下端流入，根据安培定则可知，电磁铁的上端为S极，吸引铁柱向下运动，栏杆被抬起，故A正确；由图知，电流从电磁铁的下端流入，根据安培定则可知，电磁铁的上端为S极，故B正确；滑动变阻器的滑片向下移动，电阻变大，电源电压不变，根据I可知，电路的电流变小，电磁铁的磁性减弱，栏杆更不容易抬起，故C错误；由A选项可知，电磁铁的上端为S极，如果B端挂的铁柱用上端是N极、下端是S极的条形磁体代替，则开关S闭合时，电磁铁上端和条形磁体下端磁极相同，互相排斥，栏杆不会抬起，故D错误。 二、填空题（本大题共6小题） 11．《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南”。如图，司南相当于现代的指南针，“柢”即握柄，是磁体的S极，静止时之所以能够指南，是因为受到了__________的作用。小琪发现指南针在通电螺线管附近也会发生偏转，是因为___________________________。 地磁场 通电线圈的周围存在磁场 【解析】司南相当于现代的指南针，“柢”即握柄，是磁体的S极，静止时之所以能够指南，是因为受到了地磁场的作用。小琪发现指南针在通电螺线管附近也会发生偏转，是因为通电线圈的周围存在磁场。 12．将自制电动机接入电路，如图所示，闭合开关，线圈开始转动，其中A、B支架是___________（选填“导体”“绝缘体”或“换向器”）。若仅对调磁体的磁极，线圈转动方向与原转动方向_____________。 导体 相反 【解析】将自制电动机接入电路，如图所示，闭合开关，线圈开始转动，其中支架A、B是铜或者铁这些金属制成的，容易导电，是导体。若仅对调磁体的磁极，线圈转动方向与原转动方向相反。 13．某学校为了培养学生的科学素养，组织科技创新大赛，晓双在比赛中制作了水位自动报警器，原理图如图所示。则当水位达到金属块A时，__________（红/绿）灯亮起；若将电源1的正负极对调位置，该装置的水位报警亮灯情况____________（不变/变化） 红 不变 【解析】当水位达到金属块A时，左侧控制电路接通，电流通过，电磁铁有磁性，吸引衔铁向下，动触点与下静触点连接，红灯亮起。 若将电源1的正负极对调位置，通电后，电磁铁依然有磁性，可以吸引衔铁向下，故该装置的水位报警工作情况不变。 14．当电流通过灯丝，白炽灯的灯丝就会发热发光，此过程___________能转化为光能和内能。晓丽在打扫实验室卫生时偶然发现：将磁体靠近通电白炽灯的灯丝（如图所示），灯丝在晃动。产生这一现象的原因是_______________________________________。 电 通电导体在磁场中受力运动 【解析】白炽灯的灯丝发热发光，此过程电能转化为光能和内能； 通电导体在磁场中受力运动，导体的受力方向与磁场方向和电流的方向都有关，所以将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝，因灯泡中有电流通过，并且是交流电，所以灯丝会受到磁场力的作用，并且受力的方向在时刻改变，灯丝会抖动。 15．如图为电动机和发电机模型，其中图__________（填“甲”或“乙”）为电动机模型，其工作原理是：通电导体在磁场中受到__________的作用。 甲 力 【解析】电动机的原理是通电导体在磁场中受到力的作用，装置图中要有电源，故图甲为电动机模型。 16．阅读短文，回答问题。 电饭锅中的磁钢限温器 电饭锅是生活中常见的用电器，它利用磁钢限温器来控制煮饭过程中的最高温度，磁钢限温器结构如图所示，它由永久磁钢、感温磁钢和弹簧等组成，感温磁钢及其外壳由弹簧支撑，永久磁钢的磁性不变，感温磁钢的磁性会随温度的升高而减弱，当温度达到103℃时，感温磁钢失去磁性。 煮饭时，按下电饭锅的按键，永久磁钢和感温磁钢吸合，同时带动连杆使加热开关（图中未画出）闭合，电热盘通电，当温度升高到一定程度，感温磁钢失去磁性，在弹簧的作用下感温磁钢与永久磁钢分离，使按键跳起，同时使加热开关断开，电热盘停止加热。 （1）温度升高时，感温磁钢的磁性____________（选填“增大”、“减小”或“不变”）； （2）按下按键时，连杆是__________（选填“省力”或“费力”）杠杆，判断的依据是____________________________________； （3）在标准大气压下用该电饭锅烧水时，小明发现水沸腾后按键未跳起，电热盘仍在继续加热，原因是_________________________________________。 （1）减小 （2）省力 动力臂大于阻力臂 （3）水的沸点低于103℃ 【解析】（1）由题可知，感温磁钢的磁性会随温度的升高而减弱，所以，温度升高时，感温磁钢的磁性减小。 （2）由图可知，连杆可看作一个杠杆，按下按键时，动力臂大于阻力臂，所以，连杆是省力杠杆。 （3）在标准大气压下用该电饭锅烧水时，小明发现水沸腾后按键未跳起，电热盘仍在继续加热，原因是一标准大气压下水的沸点是100℃，水沸腾时温度保持在沸点不变，达不到感温磁钢失去磁性所需要的温度103℃。 三、作图题（本大题共1小题） 17．根据要求，完成作图。 （1）如图所示，小磁针处于静止状态，请标出条形磁体的N极和A点处的磁场方向。 如图所示： 【解析】条形磁体的左端为S极，右端为n极，则小磁针的左端为N极，右端为S极，在磁体外部磁感线从S极流向N极，故A点的磁场方向向右。 （2）将一个通电螺线管用单线悬挂起来，闭合开关，最后静止时小磁针如图所示。在螺线管两端标出N、S极，画出螺线管上导线的环绕图示。 如图所示： 【解析】通电螺线管水平悬吊静止时一端指南、一端指北，闭合开关后，小磁针静止时其N极指向右方，说明左端为S极，根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，可以知，螺线管的右端是N极；根据安培定则，用右手握住螺线管，大拇指指向N极，弯曲的四指所指的方向就是电流方向，可知电流从螺线管的左端流入、右端流出。 四、实验探究题（本大题共2小题） 18．如图所示为“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验装置。 （1）由实验装置图可知，该实验通过______________来判断通电螺线管外部磁场的方向。 （2）在螺线管外部A、B两处放置小磁针，闭合开关，发现A处小磁针发生偏转，而B处小磁针没有偏转，B处小磁针没有偏转的原因可能是：________________________________。 （3）将电源的正、负极对调，重复上述实验，是为了探究通电螺线管外部磁场的方向与________________方向的关系。 （4）若让你对这个实验进行优化，你将___________________________________________。 （1）小磁针的指向 （2）小磁针N极的指向与磁场方向相同 （3）电流 （4）电路中加装一个滑动变阻器，用于保护电路 【解析】（1）通电时螺线管周围存在磁场，小磁针在磁场中受到力的作用会发生偏转，所以小磁针能显示磁场的存在；当电流方向改变时，产生的磁场方向也改变，所以小磁针的偏转方向也改变，因此利用小磁针还可以判断磁场的方向； （2）在螺线管外部A、B两处放置小磁针，闭合开关，发现A处小磁针发生偏转，A处的小磁针会指示磁场的方向；B处小磁针不偏转，可能原因是小磁针N极的指向与磁场方向相同； （3）将电池的正负极对调，此时螺线管中电流的方向发生变化，磁场的方向发生变化，是为了探究通电螺线管外部磁场的方向与电流方向的关系； （4）因螺线管的电阻较小，通电时通过螺线管的电流较大，因此为了保护电路，可以在电路中加装一个滑动变阻器，减小通过电路的电流。 19．实验小组在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中，连接了如图所示的实验装置。 （1）实验中是通过观察___________________来判断电路中是否有电流产生的。 （2）保持装置不变，改变开关通断状态，让导体AB在磁场中沿不同方向运动，观察灵敏电流计指针的偏转情况，记录在下表中。 实验次数 开关 磁场方向 导体AB运动情况 灵敏电流计的指针偏转情况 1 断开 上N下S 左右或上下运动 不偏转 2 闭合 上N下S 静止 不偏转 3 闭合 上N下S 上下运动 不偏转 4 闭合 上N下S 左右运动 偏转 （3）分析实验1和4可知，产生电流的条件之一是：____________________。 （4）分析实验3和4，小明认为产生电流的另一条件是：电路中的部分导体必须做水平左右运动，为了验证这一猜想是否正确，需要继续进行的操作是_______________________________。 （5）另一小组的同学发现，向左撤走磁铁时指针也摆动了，结合以上实验过程可以看出产生感应电流的另一条件是导体做___________________运动。 （1）灵敏电流计 （3）电路必须是闭合的 （4）让导体上下运动，观察灵敏电流计的指针是否偏转 （5）切割磁感线 【解析】（1）实验中灵敏电流计的作用是：判断电路中是否会产生感应电流。 （3）对比实验次数1和4可知，产生电流的条件之一是：电路必须是闭合的； （4）为了验证这一猜想是否正确，需要继续进行的操作是：让导体上下运动，观察灵敏电流计的指针是否偏转； （5）产生感应电流的条件是闭合电路的部分导体做切割磁感线运动。 五、综合题（本大题共1小题）要求：（1）语言表述简练、准确；（2）写出必要的运算和推理过程；（3）带单位计算。 20．明明同学们设计了如图甲所示的恒温箱温控电路（用于获得高于室温、控制在一定范围内的“恒温”），包括工作电路和控制电路两部分。其中，R1为阻值可以调节的变阻箱。R2为热敏电阻（置于恒温箱内），其阻值随温度变化的关系如图乙所示。继电器线圈电阻100Ω。 （1）如图甲所示状态，加热器是否处于加热状态？ （2）加热器正常工作时，通过加热器的电流为20A，求此时加热器的电阻和电功率； （3）已知当控制电路的电流达到0.01A时，继电器的衔铁被吸合；当控制电路的电流减小到0.008A时，衔铁会被释放。当调节R1＝200Ω时，恒温箱内可获得最高温度为160℃的“恒温”。如果需要将恒温箱内的温度控制在最低温度为40℃的“恒温”，则应将R1的阻值调为多大？ 解：（1）甲所示状态衔铁被弹簧拉起与上端触点接触，加热器与电源接通，故加热器处于加热状态； （2）由欧姆定律得加热器正常工作时，加热器的电阻为：；加热器的电功率为：P ＝UI ＝ 220V×20A＝4.4×103W； （3）当R1＝200Ω时，恒温箱内可获得最高温度为160℃的“恒温”，由图乙可知R2＝100Ω， 则电源电压为：U＝I1（R圈+R1+R2）＝0.01A×（100Ω+200Ω+100Ω）＝4V， 恒温箱内的温度控制在最低温度为40℃时，据图乙知R′2＝320Ω， 由U＝I2（R圈+R′1+R′2）可得：R′180Ω。 学科网（北京）股份有限公司 $