第20章 电与磁 （提升卷） 单元练习--2026-2027学年人教版物理九年级全一册

单元素养训练（十五） 第20章 电与磁 （提升卷） 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．如图，用条形磁铁使回形针竖直静止在空中。在磁铁与回形针之间插入下列物体（与它们不接触），哪个能使回形针掉下来（　　） A．硬纸板 B．玻璃板 C．铁板 D．铝板 2．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 3．新型智能手机无线充电技术风靡社会，当交变电流通过充电底座中的线圈时，线圈产生磁场，带有金属线圈的智能手机靠近该磁场（如图所示）就能产生电流，来实现充电。下列各图能反映手机无线充电技术原理的是（　　） A． B． C． D． 4．如图所示，GMR是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小，当闭合开关S1、S2时，下列说法正确的是（　　） A．电磁铁的右端为N极 B．小磁针将顺时针旋转 C．当P向左滑动时，电磁铁的磁性增强，指示灯变暗 D．当P向右滑动时，电磁铁的磁性减弱，电压表的示数减小 5．在全国青少年科技创新大赛中，某同学设计了一种可以自发电的楼道照明装置。当开楼门时，钢索拉动槽轮使发条卷紧，同时带动发电机转动发电，为发光二极管提供电能，槽轮上的发条恢复原状，收回钢索而自动将楼门关闭。开一次门可使发光二极管持续发光10～20s，可以满足人们在进楼门时的使用需求。下列说法中对该装置分析正确的是（　　） A．发电机发电时将机械能转化为电能 B．开门时发条卷紧，机械能不会发生转化 C．二极管发光时将光能转化为电能 D．发条恢复原状时将内能转化为机械能 6．如图所示，发电机的线圈从水平位置开始转动，下列说法正确的是（　　） A．线圈转到图示位置时不能产生感应电流 B．线圈转到图示位置，cd边不受磁场力作用 C．线圈从图示位置转过180°后ab边电流方向不变 D．线圈从图示位置转过90°瞬间线圈中没有电流 7．物理实践活动中，小明同学利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图所示。热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，将其安装在需要探测温度的地方。当探测温度正常时，仅指示灯亮；当探测温度升高到某一设定值时，仅警铃响。为了达到上述要求，警铃应安装在（　　） A．位置a B．位置b C．位置c D．无法判断 8．（多选）如图所示是用磁感线描述的地磁场分布示意图。我国宋代科学家沈括在《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。”下列说法正确的是（　　） A．地球本身相当于一个巨大的磁体 B．地磁场是由无数条磁感线组成的 C．地磁场的N极在地理的北极附近 D．指南针沿南北指向是因为受到地磁场作用的结果 9．（多选）如图是实验室用的手摇发电机，若将两个发光二极管以相反的极性并联起来，再与手摇交流发电机串联，如图所示，摇动转轮，使线圈在磁场中转动，则下列说法中正确的是（　　） A．发电机的工作原理是电流的磁效应 B．线圈转动时，两个发光二极管会交替发光 C．线圈转动时，两个发光二极管会同时发光 D．转轮在一个周期内使电流方向改变两次 10．（多选）商场内一种智能电动扶梯如图甲所示，无乘客乘坐电梯时，电动机低速运转，电梯以较小的速度上升；当有乘客乘坐电梯时，电动机高速运转，电梯以较大的速度上升。该电动扶梯内部电路如图乙所示，其中M为带动电梯运转的电动机，R1为定值电阻，R为压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小，电源两端的电压均保持不变。关于这个电路的说法正确的是（　　） A．电磁继电器的作用相当于一个开关 B．若电源左端为正极，则电磁铁上端是S极 C．电梯上无乘客时，衔铁与触点1接触，此时电磁铁磁性很弱 D．当电梯上有乘客时，电磁铁磁性增强，吸引衔铁与触点2接触 二、填空题（本大题共6小题） 11．省科技馆的展品——铁钉桥（如图所示），给“桥墩”通电，它就能吸引铁钉，这是利用电流的______效应，铁钉又能吸引其它的铁钉，说明铁钉被_______了，从而连接成一座桥。 12．如图所示是一种磁悬浮盆栽，盆栽底部有磁铁，底座内装有电磁铁，这是利用了同名磁极相互________的原理制成。给盆栽浇水后为了保持盆栽与底座之间距离不变，可________电磁铁线圈内的电流。 13．在学完《电和磁》后，某物理兴趣小组对电流表和电压表的内部结构和工作原理展开了讨论，他们从“当有电流通过电压表或电流表时，指针会发生偏转”这一现象想到：电流表、电压表里面除了有线圈外，应该还有一个____________，他们猜想的依据是___________________________________。 14．小强想探究“磁铁的磁性强弱是否与温度有关”，她设计甲电路，将一条形磁铁的一端固定在铁架台上，另一端吸着一些小铁钉，用酒精灯给磁铁加热，经过一段时间后，当磁铁被烧红时，发现铁钉纷纷落下，则温度越高，磁性越__________。根据这一结论，他设计了一个温度报警器，装置如图乙所示，图中的弹簧开关材质应该选用__________（选填“铜”、“铁”或“铝”）。 15．某家用空气自动开关由电磁铁P、衔铁OQ、闸刀S等元件构成。如图所示，电磁铁P的左端为_________极（选填“N”或“S”）。当家庭电路中电流过大时，电磁铁的磁性增强，衔铁OQ发生转动，此时弹簧的长度会 _________（选填“变长”“变短”或“不变”），闸刀开启，将电路切断，起到保险作用。 16．阅读短文，回答问题。 燃气灶常配备有熄火保护装置，当燃气灶意外熄火时，自动关闭燃气阀，如图甲所示。图乙是某燃气灶熄火保护装置原理示意图。工作时，热电偶热端受热，当冷、热两端有一定温度差时，电磁铁将衔铁吸引过来，衔铁通过连杆带动活塞向左移动，压缩弹簧，同时进气口被打开，燃气输送至出气口。若炉火意外熄灭，热电偶没有温度差，电磁铁失去磁性释放衔铁，活塞在弹簧作用下关闭进气口，防止燃气外泄。 （1）热电偶的材料是__________（选填“导体”或“绝缘体”）； （2）若电流方向如图乙的箭头方向，则电磁铁D端为__________（选填“N”或“S”）极。热电偶内部电子移动方向为___________（选填“A到B”或“B到A”）； （3）在测试熄火保护装置时，发现电磁铁无法将衔铁完全吸过来，燃气无法到达出气口，为了解决此问题，可采取的方法是_________________________________。 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，在两个磁极附近的小磁针处于静止状态，请在图中括号中标出磁体的极性，并标出小磁针的N极。 （2）如图是通电螺线管的部分电路图，其中电流表的“+”、“﹣”接线柱已标出，请标出通电螺线管上的电流方向以及磁感线的方向。 四、实验探究题（本大题共2小题） 18．为探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，小海用电池（电压一定）、滑动变阻器、数量较多的大头针、铁钉以及较长导线为主要器材，进行如图所示的简易实验。 （1）小海将导线绕在铁钉上制成简易电磁铁，并巧妙地通过吸引大头针的数量来判断电磁铁磁性的强弱，这种常用的实验方法是______________（选填“控制变量法”或“转换法”）。 （2）连接好电路，使变阻器连入电路的阻值较大，闭合开关，观察到如图A所示的情景：接着，移动变阻器滑片，使其连入电路的阻值变小，观察到图B所示的情景，比较图A和B，可知____________图中的电流较小，从而发现，通过电磁铁的电流越____________（选填“大”或“小”），磁性越强。 （3）比较图C中甲和乙得出的结论是：当通过线圈的电流相等时，线圈匝数越多，磁性越____________。 19．在自然界中，各种现象都是相互联系的，某实验小组探究了电现象和磁现象的相互关系。 实验序号 1 2 3 4 磁场方向 向下 向上 向下 向上 电流方向 b→a b→a a→b a→b ab运动方向 右 左 左 右 （1）如图甲所示，把金属杆ab放在磁场里，闭合开关，观察到金属杆ab向右运动，利用此现象原理人们制成了___________。（选填“电动机”或“发电机”）。 （2）改变磁场方向或电流方向，观察到的实验现象记录在表格中。分析第__________（选填实验序号）次数据可知，通电金属杆在磁场中受力方向与磁场方向有关；分析第1与3或2与4次数据可知，通电金属杆在磁场中受力方向与_____________方向有关。 （3）为了验证磁场对通电导线的作用力的大小是否与通过导线的电流大小有关，在电源电压不变的情况下需要添加的器材是_________________。 （4）如图乙所示，闭合开关，让金属杆cd做切割磁感线运动，此时金属杆ab_________（选填“会”或“不会”）受到力的作用。 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．如图甲所示为某物理科技小组设计的汽车超载记录仪模拟装置。控制电路电压U控为可调电压，通过调节电压可改变汽车超载的压力。当超载车辆压到压敏电阻R1时，工作电路的电控照相机就会拍照，拍下超载车辆的照片，其中压敏电阻R1的阻值与压力F的关系如图乙所示。工作电路电压U工＝15V，指示灯L标有“9V 2.7W”的字样，开关S断开时，灯L正常工作。现闭合开关S，将R2的滑片移至最左端，当压力F为10N时汽车刚好超载，R0与R1两端的电压比U0：U1＝1：4，此时电磁铁刚好能吸合衔铁，电控照相机拍摄到违规车辆。 求：（1）闭合开关S后，将继电器线圈的电阻看作定值电阻，求R0的阻值； （2）指示灯L正常发光100s电阻R3产生的热量； （3）当电磁铁刚好能吸合衔铁时，若R3消耗的功率为5W，求电控照相机的功率。 【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．如图，用条形磁铁使回形针竖直静止在空中。在磁铁与回形针之间插入下列物体（与它们不接触），哪个能使回形针掉下来（　　） A．硬纸板 B．玻璃板 C．铁板 D．铝板 C 【解析】硬纸板、玻璃板、铝板不是磁导体，铁能够被磁铁吸引，所以铁片是磁导体，铁片把条形磁铁的磁场屏蔽，回形针失去磁铁的吸引，从而掉落下来。故C正确。 2．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 B 【解析】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，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正确，ACD错误。 3．新型智能手机无线充电技术风靡社会，当交变电流通过充电底座中的线圈时，线圈产生磁场，带有金属线圈的智能手机靠近该磁场（如图所示）就能产生电流，来实现充电。下列各图能反映手机无线充电技术原理的是（　　） A． B． C． D． B 【解析】由题意可知，带有金属线圈的智能手机靠近该磁场就能接受磁场，产生电流，实现充电过程，是利用电磁感应现象来工作的。奥斯特实验说明通电导体的周围存在磁场，故A不符合题意；该装置说明闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流，这是电磁感应现象，故B符合题意；图中通电导体在磁场中受力而运动，不是电磁感应现象，故C不符合题意；图中电磁铁通电后具有磁性，利用的是电流的磁效应，故D不符合题意。 4．如图所示，GMR是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小，当闭合开关S1、S2时，下列说法正确的是（　　） A．电磁铁的右端为N极 B．小磁针将顺时针旋转 C．当P向左滑动时，电磁铁的磁性增强，指示灯变暗 D．当P向右滑动时，电磁铁的磁性减弱，电压表的示数减小 D 【解析】根据安培定则可知，电磁铁的左端为N极，右端为S极；根据磁极间的相互作用规律可知，通电后，小磁针将会逆时针旋转，故AB错误；闭合开关S1和S2，使滑片P向左滑动，变阻器接入电路的电阻变小，左侧电路中电流变大，电磁铁的磁性增强，巨磁电阻的阻值减小，右侧电路中电流变大，所以指示灯的亮度会变亮，故C错误；使滑片P向右滑动，变阻器接入电路的电阻变大，左侧电路中电流变小，电磁铁的磁性变弱，巨磁电阻的阻值变大，右侧电路中电流变小，根据U＝IR可知，灯泡两端的电压减小，即电压表示数变小，故D正确。 5．在全国青少年科技创新大赛中，某同学设计了一种可以自发电的楼道照明装置。当开楼门时，钢索拉动槽轮使发条卷紧，同时带动发电机转动发电，为发光二极管提供电能，槽轮上的发条恢复原状，收回钢索而自动将楼门关闭。开一次门可使发光二极管持续发光10～20s，可以满足人们在进楼门时的使用需求。下列说法中对该装置分析正确的是（　　） A．发电机发电时将机械能转化为电能 B．开门时发条卷紧，机械能不会发生转化 C．二极管发光时将光能转化为电能 D．发条恢复原状时将内能转化为机械能 A 【解析】发电机发电时将机械能转化为电能，故A正确；发条卷紧时，弹性势能增大，机械能发生转化，故B错误；二极管发光时将电能转化为光能，故C错误；发条恢复原状时将弹性势能转化成动能，故D错误。 6．如图所示，发电机的线圈从水平位置开始转动，下列说法正确的是（　　） A．线圈转到图示位置时不能产生感应电流 B．线圈转到图示位置，cd边不受磁场力作用 C．线圈从图示位置转过180°后ab边电流方向不变 D．线圈从图示位置转过90°瞬间线圈中没有电流 D 【解析】由图可知，线圈在该位置时，线圈平面和磁感线平行，上下两边与磁场方向垂直，做切割磁感线运动，线圈中有感应电流，故A错误；线圈转到图示位置，cd边受磁场力作用，故B错误；线圈从图示位置转过180°后，导体切割磁感线的方向发生了变化，电流的方向发生了改变，故C错误；图中线圈转过90°瞬间，圈平面和磁感线垂直，上下两边与磁场方向平行，线圈没有做切割磁感线运动，线圈中无电流，故D正确。 7．物理实践活动中，小明同学利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图所示。热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，将其安装在需要探测温度的地方。当探测温度正常时，仅指示灯亮；当探测温度升高到某一设定值时，仅警铃响。为了达到上述要求，警铃应安装在（　　） A．位置a B．位置b C．位置c D．无法判断 B 【解析】热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，所以当温度较高时，热敏电阻的阻值较小，电路中电流较大，电磁铁磁性较强，吸引衔铁，图中b所在的支路被接通，所以电铃应接在位置b处。因题中要求当探测温度升高到某一设定值时，仅警铃响，所以指示灯接在位置a处，c处不论衔铁是否被吸下均处于通路状态，所以电铃和指示灯都不能接在c处。 8．（多选）如图所示是用磁感线描述的地磁场分布示意图。我国宋代科学家沈括在《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。”下列说法正确的是（　　） A．地球本身相当于一个巨大的磁体 B．地磁场是由无数条磁感线组成的 C．地磁场的N极在地理的北极附近 D．指南针沿南北指向是因为受到地磁场作用的结果 AD 【解析】地球本身相当于一个巨大的磁体，故A正确；地磁场是客观存在的，而磁感线为了形象描述磁场而引入的模型，故B错误；地磁场的N极在地理的南极附近，故C错误；指南针沿南北指向是因为受到地磁场作用的结果，故D正确； 9．（多选）如图是实验室用的手摇发电机，若将两个发光二极管以相反的极性并联起来，再与手摇交流发电机串联，如图所示，摇动转轮，使线圈在磁场中转动，则下列说法中正确的是（　　） A．发电机的工作原理是电流的磁效应 B．线圈转动时，两个发光二极管会交替发光 C．线圈转动时，两个发光二极管会同时发光 D．转轮在一个周期内使电流方向改变两次 BD 【解析】把发电机跟小灯泡连接起来，使线圈在磁场中转动，可观察到小灯泡发光，即发电机是利用电磁感应现象的原理制成的，故A错误；由于发光二极管具有单向导电性，所以把两个发光二极管极性相反地并联起来，并与发电机串联，两个发光二极管交替发光，表明发电机发出的电流的方向是变化的，故是交变电流，并且转轮在一个周期内电流方向改变两次，故BD正确，C错误。 10．（多选）商场内一种智能电动扶梯如图甲所示，无乘客乘坐电梯时，电动机低速运转，电梯以较小的速度上升；当有乘客乘坐电梯时，电动机高速运转，电梯以较大的速度上升。该电动扶梯内部电路如图乙所示，其中M为带动电梯运转的电动机，R1为定值电阻，R为压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小，电源两端的电压均保持不变。关于这个电路的说法正确的是（　　） A．电磁继电器的作用相当于一个开关 B．若电源左端为正极，则电磁铁上端是S极 C．电梯上无乘客时，衔铁与触点1接触，此时电磁铁磁性很弱 D．当电梯上有乘客时，电磁铁磁性增强，吸引衔铁与触点2接触 ACD 【解析】电磁继电器是利用低电压、弱电流，控制高电压、强电流的装置，实质相当于一个开关，故A正确；如图，当闭合开关时，若电源左端为正极，电流从电磁铁的下端进入，根据安培定则可以判断电磁铁的下端是S极，上端是N极，故B错误；电梯上无乘客时，压敏电阻的阻值较大，通过电磁铁的电流较小，磁性较弱，衔铁在弹簧的作用下与触点1接触，故C正确；当有人走上电梯后，压敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，电磁铁磁性变强，则衔铁被吸下，衔铁上的触点与触点2接触，则电阻R1不连入电路，电动机两端电压增大为电源电压，通过电动机的电流变大，电动机转速变快，使电梯运动变快，故D正确。 二、填空题（本大题共6小题） 11．省科技馆的展品——铁钉桥（如图所示），给“桥墩”通电，它就能吸引铁钉，这是利用电流的______效应，铁钉又能吸引其它的铁钉，说明铁钉被_______了，从而连接成一座桥。 磁 磁化 【解析】给“桥墩”通电后，利用了电流的磁效应时两侧桥墩变成电磁铁，从而可以吸引小铁钉；左右两侧的桥墩是电磁铁，小铁钉和桥墩接触时被磁化，小铁钉有了磁性，所以将铁钉逐个连接时不会掉下来，从而连接成一座桥。 12．如图所示是一种磁悬浮盆栽，盆栽底部有磁铁，底座内装有电磁铁，这是利用了同名磁极相互________的原理制成。给盆栽浇水后为了保持盆栽与底座之间距离不变，可________电磁铁线圈内的电流。 排斥 增大 【解析】如图所示是一种磁悬浮盆栽，盆栽底部有磁铁，底座内装有电磁铁，这是利用了同名磁极相互排斥的原理制成的。给盆栽浇水后盆栽的重力变大，为了保持盆栽与底座之间距离不变，可增大磁力与重力保持平衡，可增大电磁铁线圈内的电流，增强磁性。 13．在学完《电和磁》后，某物理兴趣小组对电流表和电压表的内部结构和工作原理展开了讨论，他们从“当有电流通过电压表或电流表时，指针会发生偏转”这一现象想到：电流表、电压表里面除了有线圈外，应该还有一个____________，他们猜想的依据是___________________________________。 磁体 通电线圈在磁场中受力运动 【解析】电流表和电压表的内部结构中有一个线圈，当有电流通过时，通电线圈在磁场中受力发生运动，带动指针偏转。因此，电流表、电压表里面除了有线圈外，应该还有一个磁体。 14．小强想探究“磁铁的磁性强弱是否与温度有关”，她设计甲电路，将一条形磁铁的一端固定在铁架台上，另一端吸着一些小铁钉，用酒精灯给磁铁加热，经过一段时间后，当磁铁被烧红时，发现铁钉纷纷落下，则温度越高，磁性越__________。根据这一结论，他设计了一个温度报警器，装置如图乙所示，图中的弹簧开关材质应该选用__________（选填“铜”、“铁”或“铝”）。 弱 铁 【解析】磁铁能吸引铁钉，吸引越多磁性越强，用酒精灯给磁铁加热，经过一段时间后，当磁铁被烧红时，发现铁钉纷纷落下，则温度越高，磁性越弱。根据这一结论，他设计了一个温度报警器，装置如图乙所示，图中的弹簧开关材质应该选用磁性材料，故选铁。 15．某家用空气自动开关由电磁铁P、衔铁OQ、闸刀S等元件构成。如图所示，电磁铁P的左端为_________极（选填“N”或“S”）。当家庭电路中电流过大时，电磁铁的磁性增强，衔铁OQ发生转动，此时弹簧的长度会 _________（选填“变长”“变短”或“不变”），闸刀开启，将电路切断，起到保险作用。 N 变短 【解析】根据图示可知，电流从电磁铁的左端流入，根据安培定则可知电磁铁P的左端是N极；当家庭电路中电流过大时，电磁铁的磁性会增强，则吸引衔铁Q的力变大，使衔铁转动，此时弹簧的长度会变短，闸刀S在弹力的作用下自动开启，切断电路，起到保险作用。 16．阅读短文，回答问题。 燃气灶常配备有熄火保护装置，当燃气灶意外熄火时，自动关闭燃气阀，如图甲所示。图乙是某燃气灶熄火保护装置原理示意图。工作时，热电偶热端受热，当冷、热两端有一定温度差时，电磁铁将衔铁吸引过来，衔铁通过连杆带动活塞向左移动，压缩弹簧，同时进气口被打开，燃气输送至出气口。若炉火意外熄灭，热电偶没有温度差，电磁铁失去磁性释放衔铁，活塞在弹簧作用下关闭进气口，防止燃气外泄。 （1）热电偶的材料是__________（选填“导体”或“绝缘体”）； （2）若电流方向如图乙的箭头方向，则电磁铁D端为__________（选填“N”或“S”）极。热电偶内部电子移动方向为___________（选填“A到B”或“B到A”）； （3）在测试熄火保护装置时，发现电磁铁无法将衔铁完全吸过来，燃气无法到达出气口，为了解决此问题，可采取的方法是_________________________________。 （1）导体 （2）N B到A （4）增加线圈的匝数 【解析】（1）热电偶是由不同金属材料制成的，属于导体。 （2）由图乙可知，电流从电磁铁的左端流入，由安培定则可知电磁波的D端是N极；电流的方向与电子定向移动的方向相反，热电偶内部电流的方向是从A到B，则电子移动方向为B到A。 （3）电磁铁的磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关，电磁铁无法将衔铁完全吸过来，说明电磁铁的磁性较小，可以在电磁铁上多绕几圈线圈，增加线圈的匝数。 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，在两个磁极附近的小磁针处于静止状态，请在图中括号中标出磁体的极性，并标出小磁针的N极。 如图所示。 【解析】由图可知，磁感线方向为由内至外，而在磁体外部，磁感线的方向总是从N极指向S极，所以上下磁铁的磁极都是N极；又因为同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，所以小磁针的左端为N极。 （2）如图是通电螺线管的部分电路图，其中电流表的“+”、“﹣”接线柱已标出，请标出通电螺线管上的电流方向以及磁感线的方向。 如图所示： 【解析】由图可知，电流表的上端为正接线柱，电流从电流表的正接线柱流入，从负接线柱流出，所以电流是从螺线管的右端流入，左端流出的，根据安培定则可知，螺线管的左端为N极，右端为S极；在磁体的外部，磁感线是从磁体的N极出来，回到S极的。 四、实验探究题（本大题共2小题） 18．为探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，小海用电池（电压一定）、滑动变阻器、数量较多的大头针、铁钉以及较长导线为主要器材，进行如图所示的简易实验。 （1）小海将导线绕在铁钉上制成简易电磁铁，并巧妙地通过吸引大头针的数量来判断电磁铁磁性的强弱，这种常用的实验方法是______________（选填“控制变量法”或“转换法”）。 （2）连接好电路，使变阻器连入电路的阻值较大，闭合开关，观察到如图A所示的情景：接着，移动变阻器滑片，使其连入电路的阻值变小，观察到图B所示的情景，比较图A和B，可知____________图中的电流较小，从而发现，通过电磁铁的电流越____________（选填“大”或“小”），磁性越强。 （3）比较图C中甲和乙得出的结论是：当通过线圈的电流相等时，线圈匝数越多，磁性越____________。 （1）转换法 （2）A 大 （3）强 【解析】（1）电磁铁磁性强弱通过比较电磁铁吸引大头针的多少来反映，电磁铁吸引的大头针越多，电磁铁磁性越强；此实验运用的是转换法； （2）由图可知，A和B吸引的大头针数目不同，A中滑动变阻器的阻值大，电流小，由此可知，在匝数相同时，通过电磁铁的电流越大，磁性越强； （3）当通过线圈的电流相等时，甲的匝数多，吸引的铁钉数目多，说明线圈匝数越多，磁性越强。 19．在自然界中，各种现象都是相互联系的，某实验小组探究了电现象和磁现象的相互关系。 实验序号 1 2 3 4 磁场方向 向下 向上 向下 向上 电流方向 b→a b→a a→b a→b ab运动方向 右 左 左 右 （1）如图甲所示，把金属杆ab放在磁场里，闭合开关，观察到金属杆ab向右运动，利用此现象原理人们制成了___________。（选填“电动机”或“发电机”）。 （2）改变磁场方向或电流方向，观察到的实验现象记录在表格中。分析第__________（选填实验序号）次数据可知，通电金属杆在磁场中受力方向与磁场方向有关；分析第1与3或2与4次数据可知，通电金属杆在磁场中受力方向与_____________方向有关。 （3）为了验证磁场对通电导线的作用力的大小是否与通过导线的电流大小有关，在电源电压不变的情况下需要添加的器材是_________________。 （4）如图乙所示，闭合开关，让金属杆cd做切割磁感线运动，此时金属杆ab_________（选填“会”或“不会”）受到力的作用。 （1）电动机 （2）1 与 2 电流 （3）滑动变阻器 （4）会 【解析】（1）如图甲所示，把金属杆ab放在磁场里，闭合开关，通过ab有电流，观察到金属杆ab向右运动，这表明通电导体在磁场中受到力的作用，人们根据这个原理制成了电动机； （2）探究通电金属杆在磁场中受力方向与磁场方向有关时，需要控制电流方向相同，磁场方向不同，故需要对比第1与2或3与4次数据； 分析第1与3或2与4次数据可知，磁场方向相同，电流方向不同，导体运动方向不变，则表明通电金属杆在磁场中受力方向与电流方向有关； （3）为了验证磁场对通电导线的作用力的大小是否与通过导线的电流大小有关，需要改变电流的大小，故在电源电压不变的情况下需要添加滑动变阻器； （4）如图乙所示，闭合开关，让金属杆cd做切割磁感线运动，则cd中有电流通过，ab中也有电流，ab相当于通电导体，在磁场中会受到力的作用。 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．如图甲所示为某物理科技小组设计的汽车超载记录仪模拟装置。控制电路电压U控为可调电压，通过调节电压可改变汽车超载的压力。当超载车辆压到压敏电阻R1时，工作电路的电控照相机就会拍照，拍下超载车辆的照片，其中压敏电阻R1的阻值与压力F的关系如图乙所示。工作电路电压U工＝15V，指示灯L标有“9V 2.7W”的字样，开关S断开时，灯L正常工作。现闭合开关S，将R2的滑片移至最左端，当压力F为10N时汽车刚好超载，R0与R1两端的电压比U0：U1＝1：4，此时电磁铁刚好能吸合衔铁，电控照相机拍摄到违规车辆。 求：（1）闭合开关S后，将继电器线圈的电阻看作定值电阻，求R0的阻值； （2）指示灯L正常发光100s电阻R3产生的热量； （3）当电磁铁刚好能吸合衔铁时，若R3消耗的功率为5W，求电控照相机的功率。 解：（1）由图甲知，闭合开关S后，R2的滑片移至最左端，控制电路中R1与R0串联， 当压力F为10N时汽车刚好超载，由图乙知，此时R1＝40Ω， 根据串联电路的电流规律知，I1＝I0， 由I可知，，且U0：U1＝1：4， 所以R0R140Ω＝10Ω； （2）开关S断开时，工作电路中L与R3串联，灯L正常工作， 由串联电路的电流规律和P＝UI可得，通过R3的电流： I3＝I额0.3A， 由串联电路的电压规律可得，R3两端的电压： U3＝U工﹣U额＝15V﹣9V＝6V， 100s电阻R3产生的热量： Q3＝W3＝U3I3t＝6V×0.3A×100s＝180J； （3）R3的阻值：R320Ω， 当电磁铁刚好能吸合衔铁时，工作电路中电控照相机与R3串联， 由P＝I2R可得，此时电路中电流： I′＝I3′0.5A， 工作电路消耗的总功率： P工＝U工I′＝15V×0.5A＝7.5W， 电控照相机的功率： P照相机＝P工﹣P3＝7.5W﹣5W＝2.5W。 学科网（北京）股份有限公司 $