第十六章 磁场 电磁铁（单元分层自测·能力提升卷）物理新教材沪粤版九年级下册

2026-2027学年九年级下册物理单元自测 第十六章 磁场 电磁铁·能力提升 建议用时：70分钟，满分：100分 一、单项选择题（共10小题，每小题3分，共30分） 1．指南针是我国古代四大发明之一，早期的指南针叫司南，司南的长柄静止时总是指向南方。如图所示，关于司南下列说法正确的是（　　） A司南“长柄指南”是因为受到地磁场的作用 B．司南有两个磁极，长柄是它的N极 C．司南周围的磁场和磁感线都是真实存在的 D．制作司南的材料只要是金属就行 【答案】A 【详解】A．地球本身是大磁体，存在地磁场，司南作为磁体，在地磁场作用下指示南北，因此“长柄指南”是受到地磁场的作用，故A正确； B．地磁场的北极在地理南极附近，异名磁极相互吸引，司南长柄指向南方，说明长柄是司南的S极，故B错误； C．磁场是真实存在于磁体周围的，但磁感线是为了方便描述磁场引入的假想模型，并不真实存在，故C错误； D．只有铁磁性材料才能制成司南指示方向，并非所有金属都可以，故D错误。 故选A。 2．下列与生活中物理知识相关的说法中正确的是（　　） A．摩擦起电的实质是创造电荷 B．电路着火应立即用冷水浇灭 C．控制用电器的开关连接在零线和用电器之间 D．高速磁悬浮列车利用了磁极间的相互作用规律 【答案】D 【详解】A．摩擦起电是电子的转移，不是创造电荷，故A错误； B．电气火灾应先切断电源，不能直接用水泼，水能导电，可能引发触电，故B错误； C．开关应接在火线上，断开时用电器不带电，确保安全。接在零线上时，即使开关断开，用电器仍与火线相连，容易触电，故C错误； D．磁悬浮利用磁极同性相斥或异性相吸，使列车悬浮，减少摩擦，故D正确； 故选D 。 3．有一条形磁铁，磁极处吸起了两根大头针的一端，以下说法正确的是（    ） A．两大头针的另一端将相互吸引，如图甲所示 B．两大头针的另一端将相互排斥，如图乙所示 C．两大头针的另一端将既不吸引，也不排斥，如图丙所示 D．两大头针放到磁铁的另一端会出现相反的现象 【答案】B 【详解】当两根大头针靠近磁体磁极一端时，大头针将被磁化，两根大头针远离磁铁的一端因同名磁极表现为相互排斥，两大头针放到磁铁的另一端会出现相同的现象，故ACD错误，B正确。 故选B。 4．不是利用电流的热效应来工作的是（　 ） A．电饭煲 B．电烙铁 C．电炉 D．电铃 【答案】D 【详解】ABC．电饭煲、电烙铁、电炉工作时，将电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的，故ABC不符合题意； D．电铃工作时，电能转化为机械能，利用电流的磁效应工作的，故D符合题意。 故选D。 5．如图所示，下列说法正确的是（　　） A．甲图，摩擦过程中，玻璃棒会得到电子 B．乙图，门吸中金属球的材料可能是铝 C．丙图，甲磁体右端为N极 D．丁图，金属箔因为同种电荷相互排斥而张开 【答案】D 【详解】A．用丝绸摩擦玻璃棒时，玻璃棒上的一些电子会转移到丝绸上，玻璃棒因失去电子而带上正电荷，丝绸因得到电子而带上负电荷，故A错误。 B．门吸要使金属球吸住，需要其为铁磁性材料，主要为铁、钴、镍及其合金，铝为非铁磁性材料，故B错误。 C．根据小磁针的方向可以判定，乙左侧为S极，而根据甲磁体右侧和乙磁体左侧的磁感线可以看出，它们是相互排斥的，所以甲的右侧同样为S极，故C错误。 D．当带电体接触验电器金属球时，电荷通过金属杆传到金属箔片上，使两片金属箔片带上同种电荷，由于同种电荷相互排斥，金属箔片会张开一定角度，故D正确。 故选D。 6．下图是一种水位自动报警器的原理图，其中A、B为两个金属块。水位上升过程中，会发生下列变化：①红灯亮；②绿灯亮；③电磁铁有磁性；④衔铁被吸下；⑤控制电路中有电流通过。这些变化的先后顺序正确的是（　　） A．①③④⑤② B．②⑤③④① C．①④③⑤② D．②③⑤④① 【答案】B 【详解】当水位上升但未上升到金属块A、B时，控制电路未接通，电磁铁没有磁性，工作电路中的绿灯所在支路接通，绿灯亮，即②发生；当水位上升到金属块A、B时，控制电路接通，此时控制电路中有电流通过，即⑤发生；控制电路中有电流通过后，电磁铁中有电流，根据电流的磁效应，电磁铁会产生磁性，即③发生；电磁铁有磁性后，会吸引衔铁，使衔铁被吸下，即④发生；衔铁被吸下后，工作电路中的红灯所在支路接通，红灯亮，即①发生，所以这些变化的先后顺序是②⑤③④①，故ACD错误，B正确。 故选B。 7．指南鱼是古代行军时辨别方向的一种器械，北宋军事著作《武经总要》载：“置水碗于无风处平放，鱼在水面，令浮，其首常向午也。”即静止时，鱼头指向南方。下列说法正确的是（　　） A．静止时鱼头应指向地磁场S极 B．鱼尾端的“子”处应标记为S极 C．指南鱼能指南是受地磁场作用 D．指南鱼的周围存在真实磁感线 【答案】C 【详解】ABC．整个地球相当于一个巨大的条形磁体，指南鱼能指南是受地磁场作用。地磁的N极在地理的南极附近，静止时，鱼头指向南方，即鱼头指向地磁场N极，根据磁极间相互作用规律可知，鱼头是S极，则鱼尾端的“子”处应标记为N极，故C正确，AB错误； D．磁感线是为了描述磁场的性质而引入的，不是真实存在的，故D错误。 故选C。 8．为了应对即将到来的汛期，某课外兴趣小组设计了一个检测水库水位的装置，其原理如图所示。L为安全指示灯，R1为定值电阻，R2为竖直放置、粗细均匀且足够长的电阻棒，滑片P可以在电阻棒上自由滑动，并与浮子用竖直的绝缘杆连接，可随着浮子的上下移动而改变电阻棒R2接入电路的阻值，从而可通过电流表的示数来反应水位的高低。当滑片P指向R2的中点时，水位达到警戒值（　　） A．电磁铁的上端为N极 B．水位较低时，电磁铁的磁性较强 C．若减小R1的阻值，警戒水位会变高 D．电流表示数越大，表示水位越高 【答案】D 【详解】A．由图知电流从电磁铁的下端流进，由安培定则可知，电磁铁的上端为S极，故A不符合题意； B．由图知R1和滑动变阻器R2组成的串联电路，当水位较低时，滑片向下滑动，电路电阻较大，由欧姆定律知控制电路电流较小，电磁铁的磁性弱，故B不符合题意； C．设控制电路中使电磁铁吸下衔铁报警时的电流不变，在电源电压不变的情况下，由串联电路电阻规律知，若减小R1的阻值，则要增大R2的阻值，即滑片要向下移动，警戒水位会变低，故C不符合题意； D．由图知，水位越高，滑片越向上移动，R2接入电路的电阻越小，电路总电阻越小，在电源电压不变的情况下，电流表示数越大，故D符合题意。 故选D。 9．下列生活现象与物理知识对应正确的是（    ） A．阳光下灰尘在空中飞舞——分子在永不停息地运动 B．冰箱门的磁铁能吸住金属把手——分子间存在引力 C．寒冬用热水袋暖手——热传递改变物体内能 D．双手反复摩擦取暖——热传递改变物体内能 【答案】C 【详解】A．灰尘不是分子，阳光下灰尘在空中飞舞并不是分子热运动，故A错误； B．冰箱门的磁铁能吸住金属把手是由于磁铁能吸引磁性物质，不是因为分子间存在引力，故B错误； C．寒冬用热水袋暖手，手吸收热量，温度升高，内能增大，是通过热传递改变物体内能，故C正确； D．双手反复摩擦取暖时，克服摩擦做功，是通过做功改变物体内能，故D错误。 故选C。 10．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，则钢棒一定具有磁性 B．乙图中地球磁场的N极在地理的南极附近 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．丁图中端磁极是S极，端磁极是N极 【答案】B 【详解】A．用钢棒靠近条形磁体的N极时，钢棒没有磁性或者靠近条形磁体的是钢棒的S极，二者都会相互吸引，故A错误； B．地磁场的N极在地理南极附近，地磁场的S极在地理北极附近，故B正确； C．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，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； D．在磁体外部，磁感线从磁体的N极出来回到S极，所以a端为N极，b端为S极，故D错误。 故选B。 二、填空题（共13小题，每空1分，共29分） 11．1820年，丹麦物理学家_______发现了通电导体周围存在磁场。大量实验表明，通电螺线管外部的磁场与_______ 的磁场相似。 【答案】 奥斯特 条形磁体 【详解】1820年丹麦物理学家奥斯特通过实验发现通电导体周围存在磁场，这一发现建立了电与磁的联系。 大量实验验证，通电螺线管外部的磁场分布与条形磁体的磁场相似，二者的磁极分布、磁场线走向均一致，这是通电螺线管磁场的核心特点。 12．如图所示的是某学校使用的电铃原理图，它是利用______（选填“电流的磁效应”或“电流的热效应”）来工作的。当小锤敲打铃碗时，电磁铁______（选填“有”或“没有”）磁性。 【答案】 电流的磁效应 没有 【详解】[1]电铃内部有一个电磁铁，它是利用电流的磁效应工作的； [2]当开关闭合后，电磁铁有电流通过，产生磁性，电磁铁吸引衔铁，小锤敲打铃碗，此时衔铁与螺钉分离导致电路断开，所以此时电磁铁没有磁性。 13．如图所示，将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，小磁针将发生偏转，这个现象说明了通电导线周围存在_______，如果移走小磁针，该结论_______（选填“成立”或“不成立”）。 【答案】 磁场 成立 【详解】该实验是奥斯特实验，通电后小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在磁场。磁场是通电导线周围客观存在的物质，它的存在和是否放置小磁针无关，因此移走小磁针后，该结论仍然成立。 14．如图所示，电源的a端为________（选填“正”或“负”）极。 【答案】正 【详解】由图可知，通电螺线管的右端是N极，左端是S极，由安培定则可知，电流从螺线管的左侧流入，右侧流出，所以电源a端为正极。 15．小明将小磁针放置在通电螺线管右侧，小磁针静止时，其N极指向如图所示。由此可知，通电螺线管的右端是___________（选填“N”或“S”）极。小明将电源的正、负极对调，发现小磁针的N极指向也改变了，说明通电螺线管的磁场方向与___________有关。 【答案】 N 电流方向 【详解】[1]小磁针黑色端为N极，根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引可判断出通电螺线管右端是N极。 [2]将电源的正、负极对调，电流方向改变；小磁针的N极指向也改变，说明通电螺线管的磁场方向改变了，由此可知，通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。 16．如图所示，将分别载有一根条形磁体的两辆小车彼此靠近，然后同时释放，两辆小车将向______（选填“相同”或“相反”）方向运动，最后静止。此现象说明：同名磁极________。 【答案】 相反 相互排斥 【详解】[1][2]从图中可以看出，两辆小车上的条形磁体相对的磁极都是N极，根据磁极间的相互作用规律，同名磁极相互排斥，因此两辆小车会受到向外的排斥力，向相反方向运动，该现象可说明：同名磁极相互排斥。 17．小明用自制电磁小船对地磁场的方向进行判断，如图所示。 (1)由图判断电磁小船的右端（船头）为__________极，要使小船运动更加灵敏，可以将滑动变阻器滑片往__________（选填“左”或“右”）移动。 (2)将小船按如图所示放在平静的水中后，闭合开关S，船头偏转的方向是__________（选填“顺时针”或“逆时针”）。 (3)小船最后的指向不是正南或者正北的原因是地球存在着__________。 【答案】(1) S 左 (2)顺时针 (3)磁偏角 【详解】（1）[1]由图可知，当闭合开关后，电流从螺线管的右端流入，左端流出，由安培定则可知，电磁小船左端为N极，则电磁小船的右端（船头）为S极。 [2]要使小船运动更加灵敏，需要增大电磁铁的磁性，应增大电磁铁中的电流，故需要减小滑动变阻器接入电路的电阻，所以将滑动变阻器滑片往左移动。 （2）地球是个大磁体，地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，将小船按如图所示放在平静的水中后，小船的船头是S极，根据异名磁极相互吸引可知，船头将顺时针偏转。 （3）小船静止时，呈南北方向，但又不是正南正北方向，是因为地磁的两极和地理的两极并不完全重合，存在着磁偏角。 18．如图所示，弹簧下端挂一条形磁铁，磁铁下端为N极，条形磁铁的正下方有一带铁芯的螺线管，闭合开关后，弹簧长度会_________（选填“增大”、“减小”或“不变”）若想要让弹簧的长度缩短，应将滑动变阻器的滑片往_________（“左”或“右”）滑。 【答案】 减小 左 【详解】[1]闭合开关后，电流从下端流入，根据安培定则，右手四指顺着电流方向握住螺线管，大拇指所示的方向为N极，即电磁铁的上端为N极，由于磁铁下端为N极，根据同名磁极相互排斥，弹簧受到拉力变小，弹簧长度会减小。 [2]因为磁铁与电磁铁相互排斥，若想要让弹簧的长度缩短，则电磁铁磁性应增强，电路中电流应变大，滑动变阻器接入阻值变小，故应将滑动变阻器的滑片往左滑。 19．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。熄火保护装置工作时，热电偶在电路中相当于______（选填“电源”“开关”或“用电器”）；若电流方向如图乙的箭头方向，则电磁铁C端为______（选填“N”或“S”）极。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______。 【答案】 电源 S 增大热电偶冷热两端的温度差/增加电磁铁的线圈匝数 【详解】[1]热电偶在冷热两端存在温差时可以产生电流，为电路提供电能，因此在电路中相当于电源。 [2]根据图中电流方向，结合安培定则（右手螺旋定则），右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向螺线管的N极，可判断出螺线管D端为N极，因此端为极。 [3]电磁铁无法吸引衔铁，是因为电磁铁磁性过弱。电磁铁磁性强弱与电流大小、线圈匝数有关，要增强磁性，可以通过增大热电偶冷热两端的温差提高电压，增大电路电流，或增加电磁铁线圈匝数，来增强电磁铁磁性，解决问题。 20．闭合开关，通电螺线管附近的小磁针静止时方向如图所示，可知该螺线管的端是________极，电源的端是________极。 【答案】 N/北 负/- 【详解】由图可知，小磁针S极靠近A端，N极靠近B端，根据磁极间的相互作用，异名磁极相互吸引可知，该螺线管的A端为N极，B端为S极；根据安培定则（右手螺旋定则）：右手握住螺线管，大拇指指向N极，四指弯曲方向为电流方向，可得电流从螺线管B端流入、A端流出，外电路中电流从电源正极流出、负极流入，故D端为正极，C端为负极。 21．如图所示为某款饮水机电路原理图，有加热和保温两个挡位。当衔铁被吸下时，饮水机处于__________（选填“加热”或“保温”）挡，热敏电阻的阻值随温度的升高而________；电磁铁的上端是_______极。 【答案】 保温 减小 N 【详解】衔铁未被吸下时，加热电路中R1与R2并联，根据并联电路电阻的规律，电路总电阻较小，根据，电阻越小，功率越大，故此时是加热挡。衔铁被吸下时，R2断路，电路中只有R1，电路总电阻较大，此时功率较小，是保温挡； 温度升高时，饮水机从加热挡切换到保温挡，此时电磁铁磁性要增强以吸下衔铁，电磁铁磁性增大，说明控制电路中的电流变大，根据欧姆定律，电压不变，电流变大，电阻要变小，因此热敏电阻的阻值随温度的升高而减小； 根据安培定则，控制电路中的电流从电磁铁的下端流入，上端流出，大拇指指向上端，因此电磁铁的上端为N极。 22．智能家居中常用电磁继电器控制大功率电器，其核心是利用______（选填“电生磁”或“磁生电”）原理工作；若继电器线圈两端电压为6V，线圈电阻为30Ω，为使线圈产生磁性吸合衔铁，通过线圈的电流至少为______A，该过程中线圈的电功率为______W。 【答案】 电生磁 0.2 1.2 【详解】[1]电磁继电器是利用电磁铁工作的，原理是电流的磁效应，即电生磁。 [2]通过线圈的电流至少为 [3]线圈的电功率为 23．将回形针掰直，磁化后放在树叶上，漂浮于水面，回形针在地磁场的作用下最后静止在水面，如图所示，参照冬季午间小草的影子方向，进一步推测A端是回形针磁体的______极。 【答案】南 【详解】地球是一个巨大的磁体，磁化后的回形针具有磁性，将其放在树叶上，漂浮于水面，则回形针在地球磁场的作用下，静止后会指南北两个方向。小草的影子偏向北方，根据影子的形成原理可知太阳在小草的南方。地理南方附近是地磁北极，根据磁极间的相互作用规律可知，回形针磁体指南方的是S极，所以推测A端是回形针磁体的S极。 三、实验题（共2小题，每空2分，共14分） 24．小华和她的学习小组在实验室用铁屑和小磁针来探究通电螺线管外部磁场的特点。 (1)如图甲所示，闭合开关，在玻璃板上均匀地洒满铁屑，轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图乙所示，铁屑的分布情况与________磁体周围铁屑的分布情况相似； (2)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极所指方向如图丙所示（黑色一端为N极），则通电螺线管的B 端为________极。对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极所指的方向与图丙相反，说明通电螺线管的极性与________的方向有关； (3)为了研究通电螺线管的磁极性质，同学们一起对螺线管的电流方向和绕线方式进行了实验，得到了图丁所示的四种情况。实验说明通电螺线管的磁极极性只与___________________________有关，且这个关系可以用安培定则来判断。 【答案】(1)条形 (2) 电流 (3)电流在螺线管中的绕行方向 【详解】（1）由图乙可知，铁屑的分布情况与条形磁体周围铁屑的分布情况相似。 （2）由图丙可知，小磁针N极指向螺线管的B端，根据异名磁极相互吸引可知，通电螺线管的端为S极。对调电源正负极，螺线管中电流方向发生改变，闭合开关，小磁针静止时极所指方向与图丙相反，说明通电螺线管的极性与电流的方向有关。 （3）综合分析图丁中的四幅图可以发现，电源极性方向相同、线圈绕制方式不同时，磁极极性不同；电源极性方向不同、线圈绕制方式相同时，磁极极性不同；但是，电流在螺线管中的绕行方向相同时（如电流在螺线管的正面向下流），磁极极性相同，所以，实验说明通电螺线管的磁极极性只与电流在螺线管中的绕行方向有关，且这个关系可以用安培定则来判断。 25．物理小组开展“自制电磁起重机”跨学科实践活动时发现：更换不同长度的软铁铁芯，电磁铁吸附铁质物体的能力差异明显。为探究铁芯规格对电磁铁磁性强弱的影响，小组利用电源、滑动变阻器、电流表、长度为7cm匝数固定的螺线管、不同规格软铁铁芯、相同铁钉若干开展探究实验。 实验思路：需控制电流和线圈匝数不变，只改变铁芯的长度，通过观察吸引回形针的个数判断电磁铁磁性强弱。 实验过程： 小组同学连接好电路后，在螺线管中替换不同长度的铁芯，记录下面的数据： 次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 铁芯长度L/cm 3 4 5 6 7 8 9 10 11 吸引铁钉数量n/枚 9 15 20 24 27 25 22 18 15 实验结论 (1)为了直观反映数据的变化趋势，请你画出吸引铁钉数量与铁芯长度关系图像分析图像____，可得出结论：_________。 实验交流： (2)为制作大吸力电磁起重机，从铁芯角度提出再提出一个可探究的科学问题_________。 【答案】(1) 当电流和线圈匝数一定时，随着铁芯长度的增加，电磁铁磁性先变强后变弱（或“当铁芯长度与螺线管长度相等时，电磁铁磁性最强”） (2)电磁铁磁性强弱与铁芯粗细（或材料）有关吗？ 【详解】（1）根据表格数据，在坐标系中依次描出点：、、、、、、、、，再用平滑曲线连接各点即可。 经过分析可知：在线圈匝数和电流大小不变时，电磁铁磁性随铁芯长度的增加先增强后减弱，当铁芯长度等于螺线管长度（7cm）时，电磁铁磁性最强。 （2）电磁铁磁性强弱与铁芯粗细（或材料）有关吗？电磁铁磁性强弱与铁芯的横截面积有关吗？ 合理即可 四、计算题（共1小题，共12分） 26．如图甲为酸奶机内部简化电路图，该电路由控制电路和工作电路两部分组成，控制电路的电源电压恒为18V，R1为定值电阻，其阻值为40Ω，热敏电阻R2的阻值随温度t的变化关系如图乙所示，工作电路中加热器正常工作时，通过加热器的电流为0.5A。闭合开关S，当通过电磁铁线圈的电流小于或等于0.2A时，衔铁被释放，工作电路的加热器开始加热；当通过电磁铁线圈的电流大于或等于0.3A时，衔铁被吸合，加热器停止加热，电路中导线及线圈的电阻不计。求： (1)加热器正常工作时的电功率； (2)当温度为32℃时，控制电路中的电流； (3)酸奶机正常工作时的温度变化范围； (4)要提高该装置控制的最高温度值，请提出一种可行方案。 【答案】(1)100W (2)0.15A (3)36℃~44℃ (4)增大定值电阻R1的阻值。 【详解】（1）加热器正常工作时的电功率为 （2）由图乙的变化规律可得，温度时，热敏电阻阻值 控制电路中R1与R2串联，电路总电阻 由欧姆定律，得电流为 （3）当电流达到吸合电流时，加热器停止加热，对应温度最高，根据欧姆定律，总电阻 热敏电阻阻值 由图乙可得，对应温度为44℃。 当电流降到时，加热器开始加热，对应温度最低，根据欧姆定律，总电阻 热敏电阻阻值 由图乙可得，对应温度为36℃。因此酸奶机正常工作的温度变化范围为36℃~44℃。 （4）电磁铁的吸合电流不变，控制电路电源电压不变，根据可知，吸合时总电阻保持不变，增大R1的阻值后，吸合时 可得R2的阻值更小，由图乙可知，R2越小对应温度越高，因此可以提高该装置控制的最高温度。 五、作图题（共3小题，共9分） 27．如图甲所示是同学们自制的一个电磁秋千玩具，闭合开关，推动一下装有永磁体的卡通小人，它在电磁铁排斥作用下来回摆动。请在图乙所示的简图中标出电源的正负极（用“＋”“－”表示）和用箭头标出a磁感线的方向。 【答案】 【详解】永磁体和电磁铁相互排斥，根据同名磁极相互排斥的规律，永磁体的下端是S极，因此电磁铁的上端也为S极、下端为N极。根据安培定则，四指弯曲的方向就是螺线管中电流的流向，由此可判断电流从电磁铁的上端流入、下端流出，因此电源的上端是正极“+”，下端是负极“-”。在磁体外部，磁感线总是从磁体的N极出发，回到S极；a点位于电磁铁下端N极的外侧，因此此处磁感线方向向下。据此作图。 28．如图中，将小磁针靠近螺线管的一端，当开关S闭合后，小磁针N极的指向如图所示。请在图中标出电源的“+”、 “-”极，并画出螺线管的绕法。 【答案】 【详解】根据异名磁极相互吸引可知，小磁针N极指向螺线管左端，故螺线管左端为S极、右端为N极。根据安培定则可知，电流在螺线管正面是向下流动的，电流从电源右端流出，经开关流入螺线管，且根据图中电流表的“+”“-”接线柱的接法，电源右端为“+”极，左端为“-”极。 根据安培定则，结合电流从右端流入、左端流出的方向，画出绕法，使电流从右端流入后，在螺线管正面向下流动。据此作图。 29．在一些大型地下停车场，为方便驾驶员快速找到车位，采用自动控制电路，请你将设计电路补充完整，要求当车位占用时（光控开关S闭合），红灯亮，车位未停车时绿灯亮。 【答案】 【详解】当车位未停车时，光控开关断开，电磁铁中无磁性，弹簧将衔铁拉起，绿灯电路接通而发光，当车位已停车时，光控开关闭合，由图可知，此时左侧控制电路连通，电磁继电器中的电磁铁产生磁性，吸下衔铁，红灯泡电路被接通，如图所示： 六、综合题（共1小题，每空1分，共6分） 30．小西利用光敏电阻为社区设计了一种自动草坪灯，其工作原理如图所示。工作电路中有两盏规格均为“220V 22W”的灯泡L，天暗时灯泡L自动发光，天亮时自动熄灭；控制电路的电源电压U恒为12V，定值电阻R0的阻值为200Ω。在一定范围内，光敏电阻R的阻值与光照强度E（单位为Lx）之间的关系如下表所示。（电磁铁线圈的电阻忽略不计） 光照强度E/Lx 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 光敏电阻R/Ω 150 75 50 37.5 30 (1)随着光照强度的减弱，光敏电阻R的阻值______（选出“增大”或“减小”），电磁铁的磁性______（选填“增强”或“减弱”）；当光照强度减弱到一定值时，衔铁会被______（选填“吸下”或“释放”），工作电路工作。 (2)两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流为______A； (3)当天色渐暗，通过线圈的电流为0.04A时，工作电路的照明系统恰好启动。此时光照强度为_______Lx； (4)控制电路中电池使用一段时间后，电压会降低，将导致天暗时路灯______（选填“提前”“延后”或“准时”）发光。 【答案】(1) 增大 减弱 释放 (2)0.2 (3)1.5 (4)提前 【分析】（1）根据表格数据可知光敏电阻与光照强度的关系；根据欧姆定律可知控制电路的电流变化，根据电磁铁的磁性强弱的影响因素可知磁性的变化； （2）根据求出每盏灯泡正常发光时通过的电流，利用并联电路的电流特点求出两盏灯均正常发光时工作电路中的总电流； （3）根据表格数据得出光照强度E和光敏电阻R的阻值的关系，根据题意得出照明系统恰好启动时控制电路的电流，利用欧姆定律求出控制电路的总电阻，利用电阻的串联求出光敏电阻R的阻值，根据R与E的关系式求出光照强度E； （4）电池使用一段时间后，电压会降低，根据电磁铁的吸合电流不变分析光敏电阻阻值的变化。 【详解】（1）[1][2][3]根据表格中的数据可知，随着光照强度减弱，光敏电阻R的阻值增大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，电磁铁的磁性减弱，当光照强度减小到一定值时，衔铁会被释放，照明系统工作。 （2）每盏灯泡正常发光时通过的电流为 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流为 （3）通过线圈的电流为0.04A时，控制电路总电阻为 此时光敏电阻R的阻值为 由表格数据可知，光照强度E和光敏电阻R的阻值的关系为 所以当时，光照强度为 （4）电池使用一段时间后，电压会降低，电磁铁的吸合电流不变，根据可知，光敏电阻的阻值变小，光照强度变大，所以将导致天暗时路灯提前发光。 学科网（北京）股份有限公司1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年九年级下册物理单元自测 第十六章 磁场 电磁铁·能力提升 建议用时：70分钟，满分：100分 一、单项选择题（共10小题，每小题3分，共30分） 1．指南针是我国古代四大发明之一，早期的指南针叫司南，司南的长柄静止时总是指向南方。如图所示，关于司南下列说法正确的是（　　） A司南“长柄指南”是因为受到地磁场的作用 B．司南有两个磁极，长柄是它的N极 C．司南周围的磁场和磁感线都是真实存在的 D．制作司南的材料只要是金属就行 2．下列与生活中物理知识相关的说法中正确的是（　　） A．摩擦起电的实质是创造电荷 B．电路着火应立即用冷水浇灭 C．控制用电器的开关连接在零线和用电器之间 D．高速磁悬浮列车利用了磁极间的相互作用规律 3．有一条形磁铁，磁极处吸起了两根大头针的一端，以下说法正确的是（    ） A．两大头针的另一端将相互吸引，如图甲所示 B．两大头针的另一端将相互排斥，如图乙所示 C．两大头针的另一端将既不吸引，也不排斥，如图丙所示 D．两大头针放到磁铁的另一端会出现相反的现象 4．不是利用电流的热效应来工作的是（　 ） A．电饭煲 B．电烙铁 C．电炉 D．电铃 5．如图所示，下列说法正确的是（　　） A．甲图，摩擦过程中，玻璃棒会得到电子 B．乙图，门吸中金属球的材料可能是铝 C．丙图，甲磁体右端为N极 D．丁图，金属箔因为同种电荷相互排斥而张开 6．下图是一种水位自动报警器的原理图，其中A、B为两个金属块。水位上升过程中，会发生下列变化：①红灯亮；②绿灯亮；③电磁铁有磁性；④衔铁被吸下；⑤控制电路中有电流通过。这些变化的先后顺序正确的是（　　） A．①③④⑤② B．②⑤③④① C．①④③⑤② D．②③⑤④① 7．指南鱼是古代行军时辨别方向的一种器械，北宋军事著作《武经总要》载：“置水碗于无风处平放，鱼在水面，令浮，其首常向午也。”即静止时，鱼头指向南方。下列说法正确的是（　　） A．静止时鱼头应指向地磁场S极 B．鱼尾端的“子”处应标记为S极 C．指南鱼能指南是受地磁场作用 D．指南鱼的周围存在真实磁感线 8．为了应对即将到来的汛期，某课外兴趣小组设计了一个检测水库水位的装置，其原理如图所示。L为安全指示灯，R1为定值电阻，R2为竖直放置、粗细均匀且足够长的电阻棒，滑片P可以在电阻棒上自由滑动，并与浮子用竖直的绝缘杆连接，可随着浮子的上下移动而改变电阻棒R2接入电路的阻值，从而可通过电流表的示数来反应水位的高低。当滑片P指向R2的中点时，水位达到警戒值（　　） A．电磁铁的上端为N极 B．水位较低时，电磁铁的磁性较强 C．若减小R1的阻值，警戒水位会变高 D．电流表示数越大，表示水位越高 9．下列生活现象与物理知识对应正确的是（    ） A．阳光下灰尘在空中飞舞——分子在永不停息地运动 B．冰箱门的磁铁能吸住金属把手——分子间存在引力 C．寒冬用热水袋暖手——热传递改变物体内能 D．双手反复摩擦取暖——热传递改变物体内能 10．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，则钢棒一定具有磁性 B．乙图中地球磁场的N极在地理的南极附近 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．丁图中端磁极是S极，端磁极是N极 二、填空题（共13小题，每空1分，共29分） 11．1820年，丹麦物理学家_______发现了通电导体周围存在磁场。大量实验表明，通电螺线管外部的磁场与_______ 的磁场相似。 12．如图所示的是某学校使用的电铃原理图，它是利用______（选填“电流的磁效应”或“电流的热效应”）来工作的。当小锤敲打铃碗时，电磁铁______（选填“有”或“没有”）磁性。 13．如图所示，将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，小磁针将发生偏转，这个现象说明了通电导线周围存在_______，如果移走小磁针，该结论_______（选填“成立”或“不成立”）。 14．如图所示，电源的a端为________（选填“正”或“负”）极。 15．小明将小磁针放置在通电螺线管右侧，小磁针静止时，其N极指向如图所示。由此可知，通电螺线管的右端是___________（选填“N”或“S”）极。小明将电源的正、负极对调，发现小磁针的N极指向也改变了，说明通电螺线管的磁场方向与___________有关。 16．如图所示，将分别载有一根条形磁体的两辆小车彼此靠近，然后同时释放，两辆小车将向______（选填“相同”或“相反”）方向运动，最后静止。此现象说明：同名磁极________。 17．小明用自制电磁小船对地磁场的方向进行判断，如图所示。 (1)由图判断电磁小船的右端（船头）为__________极，要使小船运动更加灵敏，可以将滑动变阻器滑片往__________（选填“左”或“右”）移动。 (2)将小船按如图所示放在平静的水中后，闭合开关S，船头偏转的方向是__________（选填“顺时针”或“逆时针”）。 (3)小船最后的指向不是正南或者正北的原因是地球存在着__________。 18．如图所示，弹簧下端挂一条形磁铁，磁铁下端为N极，条形磁铁的正下方有一带铁芯的螺线管，闭合开关后，弹簧长度会_________（选填“增大”、“减小”或“不变”）若想要让弹簧的长度缩短，应将滑动变阻器的滑片往_________（“左”或“右”）滑。 19．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。熄火保护装置工作时，热电偶在电路中相当于______（选填“电源”“开关”或“用电器”）；若电流方向如图乙的箭头方向，则电磁铁C端为______（选填“N”或“S”）极。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______。 20．闭合开关，通电螺线管附近的小磁针静止时方向如图所示，可知该螺线管的端是________极，电源的端是________极。 21．如图所示为某款饮水机电路原理图，有加热和保温两个挡位。当衔铁被吸下时，饮水机处于__________（选填“加热”或“保温”）挡，热敏电阻的阻值随温度的升高而________；电磁铁的上端是_______极。 22．智能家居中常用电磁继电器控制大功率电器，其核心是利用______（选填“电生磁”或“磁生电”）原理工作；若继电器线圈两端电压为6V，线圈电阻为30Ω，为使线圈产生磁性吸合衔铁，通过线圈的电流至少为______A，该过程中线圈的电功率为______W。 23．将回形针掰直，磁化后放在树叶上，漂浮于水面，回形针在地磁场的作用下最后静止在水面，如图所示，参照冬季午间小草的影子方向，进一步推测A端是回形针磁体的______极。 三、实验题（共2小题，每空2分，共14分） 24．小华和她的学习小组在实验室用铁屑和小磁针来探究通电螺线管外部磁场的特点。 (1)如图甲所示，闭合开关，在玻璃板上均匀地洒满铁屑，轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图乙所示，铁屑的分布情况与________磁体周围铁屑的分布情况相似； (2)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极所指方向如图丙所示（黑色一端为N极），则通电螺线管的B 端为________极。对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极所指的方向与图丙相反，说明通电螺线管的极性与________的方向有关； (3)为了研究通电螺线管的磁极性质，同学们一起对螺线管的电流方向和绕线方式进行了实验，得到了图丁所示的四种情况。实验说明通电螺线管的磁极极性只与___________________________有关，且这个关系可以用安培定则来判断。 25．物理小组开展“自制电磁起重机”跨学科实践活动时发现：更换不同长度的软铁铁芯，电磁铁吸附铁质物体的能力差异明显。为探究铁芯规格对电磁铁磁性强弱的影响，小组利用电源、滑动变阻器、电流表、长度为7cm匝数固定的螺线管、不同规格软铁铁芯、相同铁钉若干开展探究实验。 实验思路：需控制电流和线圈匝数不变，只改变铁芯的长度，通过观察吸引回形针的个数判断电磁铁磁性强弱。 实验过程： 小组同学连接好电路后，在螺线管中替换不同长度的铁芯，记录下面的数据： 次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 铁芯长度L/cm 3 4 5 6 7 8 9 10 11 吸引铁钉数量n/枚 9 15 20 24 27 25 22 18 15 实验结论 (1)为了直观反映数据的变化趋势，请你画出吸引铁钉数量与铁芯长度关系图像分析图像____，可得出结论：_________。 实验交流： (2)为制作大吸力电磁起重机，从铁芯角度提出再提出一个可探究的科学问题_________。 四、计算题（共1小题，共12分） 26．如图甲为酸奶机内部简化电路图，该电路由控制电路和工作电路两部分组成，控制电路的电源电压恒为18V，R1为定值电阻，其阻值为40Ω，热敏电阻R2的阻值随温度t的变化关系如图乙所示，工作电路中加热器正常工作时，通过加热器的电流为0.5A。闭合开关S，当通过电磁铁线圈的电流小于或等于0.2A时，衔铁被释放，工作电路的加热器开始加热；当通过电磁铁线圈的电流大于或等于0.3A时，衔铁被吸合，加热器停止加热，电路中导线及线圈的电阻不计。求： (1)加热器正常工作时的电功率； (2)当温度为32℃时，控制电路中的电流； (3)酸奶机正常工作时的温度变化范围； (4)要提高该装置控制的最高温度值，请提出一种可行方案。 五、作图题（共3小题，共9分） 27．如图甲所示是同学们自制的一个电磁秋千玩具，闭合开关，推动一下装有永磁体的卡通小人，它在电磁铁排斥作用下来回摆动。请在图乙所示的简图中标出电源的正负极（用“＋”“－”表示）和用箭头标出a磁感线的方向。 28．如图中，将小磁针靠近螺线管的一端，当开关S闭合后，小磁针N极的指向如图所示。请在图中标出电源的“+”、 “-”极，并画出螺线管的绕法。 29．在一些大型地下停车场，为方便驾驶员快速找到车位，采用自动控制电路，请你将设计电路补充完整，要求当车位占用时（光控开关S闭合），红灯亮，车位未停车时绿灯亮。 六、综合题（共1小题，每空1分，共6分） 30．小西利用光敏电阻为社区设计了一种自动草坪灯，其工作原理如图所示。工作电路中有两盏规格均为“220V 22W”的灯泡L，天暗时灯泡L自动发光，天亮时自动熄灭；控制电路的电源电压U恒为12V，定值电阻R0的阻值为200Ω。在一定范围内，光敏电阻R的阻值与光照强度E（单位为Lx）之间的关系如下表所示。（电磁铁线圈的电阻忽略不计） 光照强度E/Lx 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 光敏电阻R/Ω 150 75 50 37.5 30 (1)随着光照强度的减弱，光敏电阻R的阻值______（选出“增大”或“减小”），电磁铁的磁性______（选填“增强”或“减弱”）；当光照强度减弱到一定值时，衔铁会被______（选填“吸下”或“释放”），工作电路工作。 (2)两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流为______A； (3)当天色渐暗，通过线圈的电流为0.04A时，工作电路的照明系统恰好启动。此时光照强度为_______Lx； (4)控制电路中电池使用一段时间后，电压会降低，将导致天暗时路灯______（选填“提前”“延后”或“准时”）发光。 学科网（北京）股份有限公司1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年九年级下册物理单元自测 第十六章 磁场 电磁铁·能力提升（参考答案） 一、单项选择题（共10小题，每小题3分，共30分） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A D B D D B C D C B 二、填空题（共13小题，每空1分，共29分） 11． 奥斯特 条形磁体 12． 电流的磁效应 没有 13． 磁场 成立 14．正 15． N 电流方向 16． 相反 相互排斥 17．(1) S 左 18． 减小 左 19． 电源 S 增大热电偶冷热两端的温度差/增加电磁铁的线圈匝数 20． N/北 负/- 21． 保温 减小 N 22． 电生磁 0.2 1.2 23．南 三、实验题（共2小题，每空2分，共14分） 24．(1)条形 (2) 电流 (3)电流在螺线管中的绕行方向 25．(1) 当电流和线圈匝数一定时，随着铁芯长度的增加，电磁铁磁性先变强后变弱（或“当铁芯长度与螺线管长度相等时，电磁铁磁性最强”） (2)电磁铁磁性强弱与铁芯粗细（或材料）有关吗？ 四、计算题（共1小题，共12分） 26．(1)100W (2)0.15A (3)36℃~44℃ (4)增大定值电阻R1的阻值。 五、作图题（共3小题，共9分） 27． 28． 29． 六、综合题（共1小题，每空1分，共6分） 30．(1) 增大 减弱 释放 (2)0.2 (3)1.5 (4)提前 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $2026-2027学年九年级下册物理单元自测 第十六章磁场电磁铁·能力提升 建议用时：70分钟，满分：100分 一、单项选择题（共10小题，每小题3分，共30分） : : 1.指南针是我国古代四大发明之一，早期的指南针叫司南，司南的长柄静止时总是指向南方。如图 舒 关于司南下列说法正确的是() A司南“长柄指南”是因为受到地磁场的作用 B.司南有两个磁极，长柄是它的N极 C.司南周围的磁场和磁感线都是真实存在的 尽 D.制作司南的材料只要是金属就行 : 2.下列与生活中物理知识相关的说法中正确的是() A.摩擦起电的实质是创造电荷 B.电路着火应立即用冷水浇灭 ○ O C.控制用电器的开关连接在零线和用电器之间 D.高速磁悬浮列车利用了磁极间的相互作用规律 3. 有一条形磁铁，磁极处吸起了两根大头针的一端，以下说法正确的是() …O 分 乙 丙 : A.两大头针的另一端将相互吸引，如图甲所示 B.两大头针的另一端将相互排斥，如图乙所示 赵 的 C.两大头针的另一端将既不吸引，也不排斥，如图丙所示 D.两大头针放到磁铁的另一端会出现相反的现象 : 4.不是利用电流的热效应来工作的是() : A.电饭煲 B.电烙铁 C.电炉 D.电铃 O 5.如图所示，下列说法正确的是() 试题第1页（共8页） : 命学科网·上好课 玻璃棒 铁 金属球 丝绸 金属杆 金属 金属箔 验电器 所示， 甲 乙 丙 丁 A.甲图，摩擦过程中，玻璃棒会得到电子 B.乙图，门吸中金属球的材料可能是铝 C.丙图，甲磁体右端为N极 D.丁图，金属箔因为同种电荷相互排斥而张开 6.下图是一种水位自动报警器的原理图，其中A、B为两个金属块。水位上升过程中，会发生下列变化： ①红灯亮；②绿灯亮；③电磁铁有磁性：④衔铁被吸下；⑤控制电路中有电流通过。这些变化的先后 顺序正确的是() ⑦绿灯 ⑦红灯 o电源。 。电源。 工作电路 控制电路 A.①③④⑤② B.②⑤③④① c.①④③⑤② D.②③⑤④① 7.指南鱼是古代行军时辨别方向的一种器械，北宋军事著作《武经总要》载：“置水碗于无风处平放，鱼 在水面，令浮，其首常向午也。”即静止时，鱼头指向南方。下列说法正确的是() A.静止时鱼头应指向地磁场S极 B.鱼尾端的“子”处应标记为S极 C,指南鱼能指南是受地磁场作用 D.指南鱼的周围存在真实磁感线 8.为了应对即将到来的汛期，某课外兴趣小组设计了一个检测水库水位的装置，其原理如图所示。L为安 全指示灯，R1为定值电阻，2为竖直放置、粗细均匀且足够长的电阻棒，滑片P可以在电阻棒上自由滑动， 并与浮子用竖直的绝缘杆连接，可随着浮子的上下移动而改变电阻棒R2接入电路的阻值，从而可通过电流 试题第2页（共8页） 学科网·上好课 表的示数来反应水位的高低。当滑片P指向R2的中点时，水位达到警戒值() 电铃 。220V 浮子 水位。 A.电磁铁的上端为N极 B.水位较低时，电磁铁的磁性较强 C.若减小R的阻值，警戒水位会变高 D.电流表示数越大，表示水位越高 9.下列生活现象与物理知识对应正确的是() A.阳光下灰尘在空中飞舞一一分子在永不停息地运动 B.冰箱门的磁铁能吸住金属把手一一分子间存在引力 C.寒冬用热水袋暖手一一热传递改变物体内能 D.双手反复摩擦取暖一一热传递改变物体内能 10.关于下列四幅图的描述正确的是() 地理北极 地理南极 丙 A.甲图让钢棒AB靠近条形磁体，若它们相互吸引，则钢棒一定具有磁性 B.乙图中地球磁场的N极在地理的南极附近 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S极，b端磁极是N极 二、填空题（共13小题，每空1分，共29分） 11.1820年，丹麦物理学家发现了通电导体周围存在磁场。大量实验表明，通电螺线管外部的磁 场与 的磁场相似。 12.如图所示的是某学校使用的电铃原理图，它是利用 (选填“电流的磁效应”或“电流的热效应”) 来工作的。当小锤敲打铃碗时，电磁铁 （选填“有”或“没有”)磁性。 试题第3页（共8页） 弹簧片 衔铁 铃碗 小锤 兵 13.如图所示， 将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，小磁针将发生偏转，这个现象说明了 通电导线周围存在 ，如果移走小磁针，该结论 (选填“成立"或“不成立”)。 张 导线 河 14.如图所示，电源的a端为 (选填“正”或“负”)极。 占电源 ............. 拼 15.小明将小磁针放置在通电螺线管右侧，小磁针静止时，其N极指向如图所示。由此可知，通电螺线管 的右端是 (选填N”或“S”)极。小明将电源的正、负极对调，发现小磁针的N极指向也改变了， 说明通电螺线管的磁场方向与」 有关。 时 电源 性 16.如图所示， 将分别载有一根条形磁体的两辆小车彼此靠近，然后同时释放，两辆小车将向 (选 填“相同”或“相反”)方向运动，最后静止。此现象说明：同名磁极 17.小明用自制电磁小船对地磁场的方向进行判断，如图所示。 试题第4页（共8页） : 北 西← O 东 南 (1)由图判断电磁小船的右端（船头）为 极，要使小船运动更加灵敏，可以将滑动变阻器滑片往 : .: (选填“左"或“右”)移动。 (2)将小船按如图所示放在平静的水中后，闭合开关S,船头偏转的方向是 (选填“顺时针”或逆 时针”)。 (3)小船最后的指向不是正南或者正北的原因是地球存在着 O 18.如图所示，弹簧下端挂一条形磁铁，磁铁下端为N极，条形磁铁的正下方有一带铁芯的螺线管，闭合 开关后，弹簧长度会 (选填“增大”、“减小”或“不变”)若想要让弹簧的长度缩短，应将滑动变阻 % 器的滑片往 (“左”或“右”)滑。 : .: : : 声 19.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 斟 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。 拟 熄火保护装置工作时，热电偶在电路中相当于 (选填“电源”“开关”或“用电器”)；若电流方向如图乙 的箭头方向，则电磁铁C端为（选填“N”或“$”）极。在测试熄火保护装置时，发现电磁铁无法将衔 O 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 : 火焰 电磁铁衔铁弹簧活塞 热端 气▣ .: B 熄火保护装置 热电偶 进气口 点火装置 冷端 甲 乙 20.闭合开关，通电螺线管附近的小磁针静止时方向如图所示，可知该螺线管的A端是 极，电源 O 试题第5页（共8页） 学科网·上好课 的C端是 极。 SN T1回 21.如图所示为某款饮水机电路原理图，有加热和保温两个挡位。当衔铁被吸下时，饮水机处于 (选填“加热”或“保温”)挡，热敏电阻R的阻值随温度的升高而 ；电磁铁的上端是 极。 加热电路 衔铁 22.智能家居中常用电磁继电器控制大功率电器，其核心是利用 （选填“电生磁”或“磁生电”)原理 工作；若继电器线圈两端电压为6V,线圈电阻为30n,为使线圈产生磁性吸合衔铁，通过线圈的电流至少 为 A,该过程中线圈的电功率为 W. 23.将回形针掰直，磁化后放在树叶上，漂浮于水面，回形针在地磁场的作用下最后静止在水面，如图所 示，参照冬季午间小草的影子方向，进一步推测A端是回形针磁体的极。 回形针 影于 三、实验题（共2小题，每空2分，共14分) 24.小华和她的学习小组在实验室用铁屑和小磁针来探究通电螺线管外部磁场的特点。 试题第6页（共8页） 学科网·上好课 B 丙 电源 电源 电源 电源 A B C D 丁 (1)如图甲所示，闭合开关，在玻璃板上均匀地洒满铁屑，轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图乙所示， 铁屑的分布情况与 磁体周围铁屑的分布情况相似： (2)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极所指方向如图丙所示（黑色一端为N极）， 则通电螺线管的B端为 极。对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极所指的方向与图丙相 反，说明通电螺线管的极性与 的方向有关： (3)为了研究通电螺线管的磁极性质，同学们一起对螺线管的电流方向和绕线方式进行了实验，得到了图丁 所示的四种情况。实验说明通电螺线管的磁极极性只与 有关，且这个关系可 以用安培定则来判断。 25.物理小组开展“自制电磁起重机”跨学科实践活动时发现：更换不同长度的软铁铁芯，电磁铁吸附铁质 物体的能力差异明显。为探究铁芯规格对电磁铁磁性强弱的影响，小组利用电源、滑动变阻器、电流表、 长度为7cm匝数固定的螺线管、不同规格软铁铁芯、相同铁钉若干开展探究实验。 实验思路：需控制电流和线圈匝数不变，只改变铁芯的长度，通过观察吸引回形针的个数判断电磁铁磁性 强弱。 实验过程： 小组同学连接好电路后，在螺线管中替换不同长度的铁芯，记录下面的数据： 次数 3 4 5 6 9 铁芯长 3 4 5 6 7 8 9 10 11 度L/cm 吸引铁 9 15 20 24 27 25 22 18 15 钉数量 试题第7页（共8页） n/枚 卡 实验结论 (1)为了直观反映数据的变化趋势，请你画出吸引铁钉数量与铁芯长度关系图像分析图像，可得出结论： 张 个铁钉个数/枚 27 江 游 0 6 9 12铁芯长度/cm 实验交流： (2)为制作大吸力电磁起重机，从铁芯角度提出再提出一个可探究的科学问题 四、计算题（共1小题，共12分) 26.如图甲为酸奶机内部简化电路图，该电路由控制电路和工作电路两部分组成，控制电路的电源电压恒 E 为18V,R1为定值电阻，其阻值为40Q,热敏电阻R2的阻值随温度t的变化关系如图乙所示，工作电路中 加热器正常工作时，通过加热器的电流为0.5A。闭合开关S,当通过电磁铁线圈的电流小于或等于0.2A时， 性 衔铁被释放，工作电路的加热器开始加热；当通过电磁铁线圈的电流大于或等于0.3A时，衔铁被吸合，加 热器停止加热，电路中导线及线圈的电阻不计。求： R/2 -0200Vo 100 75 加热器 % 工作电路 3 控制电路 30 40 50 60t/C 甲 (1)加热器正常工作时的电功率： 试题第8页（共8页） (2)当温度为32℃时，控制电路中的电流： (3)酸奶机正常工作时的温度变化范围： o (4)要提高该装置控制的最高温度值，请提出一种可行方案。 五、作图题（共3小题，共9分) 27.如图甲所示是同学们自制的一个电磁秋千玩具，闭合开关，推动一下装有永磁体的卡通小人，它在电 磁铁排斥作用下来回摆动。请在图乙所示的简图中标出电源的正负极（用“+”一"表示）和用箭头标出 磁感线的方向。 永磁体 电磁铁 .: ·: 甲 28.如图中，将小磁针靠近螺线管的一端，当开关S闭合后，小磁针N极的指向如图所示。请在图中标出 电源的“+”、“”极，并画出螺线管的绕法。 O ○ 29.在一些大型地下停车场，为方便驾驶员快速找到车位，采用自动控制电路，请你将设计电路补充完整， 要求当车位占用时（光控开关S闭合），红灯亮，车位未停车时绿灯亮。 : : 绿灯 红灯 S o电源。 o电源。 六、综合题（共1小题，每空1分，共6分) 这 .: 30.小西利用光敏电阻为社区设计了一种自动草坪灯，其工作原理如图所示。工作电路中有两盏规格均为 区 “220V22W"的灯泡L,天暗时灯泡L自动发光，天亮时自动熄灭；控制电路的电源电压U恒为12V,定值 电阻Ro的阻值为200Q。在一定范围内，光敏电阻R的阻值与光照强度E(单位为Lx)之间的关系如下表 所示。（电磁铁线圈的电阻忽略不计) .. ·: O 试题第9页（共8页） 可学科网·上好课 o220V0 衔铁 白旦 L 弹簧 工作电路 R 控制电路 光照强度 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 E/Lx 光敏电阻 150 75 50 37.5 30 R/Q (1)随着光照强度的减弱，光敏电阻R的阻值 (选出“增大”或“减小”)，电磁铁的磁性 (选填“增 强”或“减弱”)：当光照强度减弱到一定值时，衔铁会被 (选填“吸下”或“释放”)，工作电路工作。 (2)两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流为A: (3)当天色渐暗，通过线圈的电流为0.04A时，工作电路的照明系统恰好启动。此时光照强度为 LX; (4)控制电路中电池使用一段时间后，电压会降低，将导致天暗时路灯（选填“提前”“延后”或“准时”) 发光。 试题第10页（共8页）………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… 此卷只装订不密封 ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… … 学校：______________姓名：_____________班级：_______________考号：______________________ 2026-2027学年九年级下册物理单元自测 第十六章 磁场 电磁铁·能力提升 建议用时：70分钟，满分：100分 一、单项选择题（共10小题，每小题3分，共30分） 1．指南针是我国古代四大发明之一，早期的指南针叫司南，司南的长柄静止时总是指向南方。如图所示，关于司南下列说法正确的是（　　） A司南“长柄指南”是因为受到地磁场的作用 B．司南有两个磁极，长柄是它的N极 C．司南周围的磁场和磁感线都是真实存在的 D．制作司南的材料只要是金属就行 2．下列与生活中物理知识相关的说法中正确的是（　　） A．摩擦起电的实质是创造电荷 B．电路着火应立即用冷水浇灭 C．控制用电器的开关连接在零线和用电器之间 D．高速磁悬浮列车利用了磁极间的相互作用规律 3．有一条形磁铁，磁极处吸起了两根大头针的一端，以下说法正确的是（    ） A．两大头针的另一端将相互吸引，如图甲所示 B．两大头针的另一端将相互排斥，如图乙所示 C．两大头针的另一端将既不吸引，也不排斥，如图丙所示 D．两大头针放到磁铁的另一端会出现相反的现象 4．不是利用电流的热效应来工作的是（　 ） A．电饭煲 B．电烙铁 C．电炉 D．电铃 5．如图所示，下列说法正确的是（　　） A．甲图，摩擦过程中，玻璃棒会得到电子 B．乙图，门吸中金属球的材料可能是铝 C．丙图，甲磁体右端为N极 D．丁图，金属箔因为同种电荷相互排斥而张开 6．下图是一种水位自动报警器的原理图，其中A、B为两个金属块。水位上升过程中，会发生下列变化：①红灯亮；②绿灯亮；③电磁铁有磁性；④衔铁被吸下；⑤控制电路中有电流通过。这些变化的先后顺序正确的是（　　） A．①③④⑤② B．②⑤③④① C．①④③⑤② D．②③⑤④① 7．指南鱼是古代行军时辨别方向的一种器械，北宋军事著作《武经总要》载：“置水碗于无风处平放，鱼在水面，令浮，其首常向午也。”即静止时，鱼头指向南方。下列说法正确的是（　　） A．静止时鱼头应指向地磁场S极 B．鱼尾端的“子”处应标记为S极 C．指南鱼能指南是受地磁场作用 D．指南鱼的周围存在真实磁感线 8．为了应对即将到来的汛期，某课外兴趣小组设计了一个检测水库水位的装置，其原理如图所示。L为安全指示灯，R1为定值电阻，R2为竖直放置、粗细均匀且足够长的电阻棒，滑片P可以在电阻棒上自由滑动，并与浮子用竖直的绝缘杆连接，可随着浮子的上下移动而改变电阻棒R2接入电路的阻值，从而可通过电流表的示数来反应水位的高低。当滑片P指向R2的中点时，水位达到警戒值（　　） A．电磁铁的上端为N极 B．水位较低时，电磁铁的磁性较强 C．若减小R1的阻值，警戒水位会变高 D．电流表示数越大，表示水位越高 9．下列生活现象与物理知识对应正确的是（    ） A．阳光下灰尘在空中飞舞——分子在永不停息地运动 B．冰箱门的磁铁能吸住金属把手——分子间存在引力 C．寒冬用热水袋暖手——热传递改变物体内能 D．双手反复摩擦取暖——热传递改变物体内能 10．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，则钢棒一定具有磁性 B．乙图中地球磁场的N极在地理的南极附近 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．丁图中端磁极是S极，端磁极是N极 二、填空题（共13小题，每空1分，共29分） 11．1820年，丹麦物理学家_______发现了通电导体周围存在磁场。大量实验表明，通电螺线管外部的磁场与_______ 的磁场相似。 12．如图所示的是某学校使用的电铃原理图，它是利用______（选填“电流的磁效应”或“电流的热效应”）来工作的。当小锤敲打铃碗时，电磁铁______（选填“有”或“没有”）磁性。 13．如图所示，将一根直导线平行架在小磁针上方，给导线通电后，小磁针将发生偏转，这个现象说明了通电导线周围存在_______，如果移走小磁针，该结论_______（选填“成立”或“不成立”）。 14．如图所示，电源的a端为________（选填“正”或“负”）极。 15．小明将小磁针放置在通电螺线管右侧，小磁针静止时，其N极指向如图所示。由此可知，通电螺线管的右端是___________（选填“N”或“S”）极。小明将电源的正、负极对调，发现小磁针的N极指向也改变了，说明通电螺线管的磁场方向与___________有关。 16．如图所示，将分别载有一根条形磁体的两辆小车彼此靠近，然后同时释放，两辆小车将向______（选填“相同”或“相反”）方向运动，最后静止。此现象说明：同名磁极________。 17．小明用自制电磁小船对地磁场的方向进行判断，如图所示。 (1)由图判断电磁小船的右端（船头）为__________极，要使小船运动更加灵敏，可以将滑动变阻器滑片往__________（选填“左”或“右”）移动。 (2)将小船按如图所示放在平静的水中后，闭合开关S，船头偏转的方向是__________（选填“顺时针”或“逆时针”）。 (3)小船最后的指向不是正南或者正北的原因是地球存在着__________。 18．如图所示，弹簧下端挂一条形磁铁，磁铁下端为N极，条形磁铁的正下方有一带铁芯的螺线管，闭合开关后，弹簧长度会_________（选填“增大”、“减小”或“不变”）若想要让弹簧的长度缩短，应将滑动变阻器的滑片往_________（“左”或“右”）滑。 19．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。熄火保护装置工作时，热电偶在电路中相当于______（选填“电源”“开关”或“用电器”）；若电流方向如图乙的箭头方向，则电磁铁C端为______（选填“N”或“S”）极。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______。 20．闭合开关，通电螺线管附近的小磁针静止时方向如图所示，可知该螺线管的端是________极，电源的端是________极。 21．如图所示为某款饮水机电路原理图，有加热和保温两个挡位。当衔铁被吸下时，饮水机处于__________（选填“加热”或“保温”）挡，热敏电阻的阻值随温度的升高而________；电磁铁的上端是_______极。 22．智能家居中常用电磁继电器控制大功率电器，其核心是利用______（选填“电生磁”或“磁生电”）原理工作；若继电器线圈两端电压为6V，线圈电阻为30Ω，为使线圈产生磁性吸合衔铁，通过线圈的电流至少为______A，该过程中线圈的电功率为______W。 23．将回形针掰直，磁化后放在树叶上，漂浮于水面，回形针在地磁场的作用下最后静止在水面，如图所示，参照冬季午间小草的影子方向，进一步推测A端是回形针磁体的______极。 三、实验题（共2小题，每空2分，共14分） 24．小华和她的学习小组在实验室用铁屑和小磁针来探究通电螺线管外部磁场的特点。 (1)如图甲所示，闭合开关，在玻璃板上均匀地洒满铁屑，轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图乙所示，铁屑的分布情况与________磁体周围铁屑的分布情况相似； (2)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极所指方向如图丙所示（黑色一端为N极），则通电螺线管的B 端为________极。对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极所指的方向与图丙相反，说明通电螺线管的极性与________的方向有关； (3)为了研究通电螺线管的磁极性质，同学们一起对螺线管的电流方向和绕线方式进行了实验，得到了图丁所示的四种情况。实验说明通电螺线管的磁极极性只与___________________________有关，且这个关系可以用安培定则来判断。 25．物理小组开展“自制电磁起重机”跨学科实践活动时发现：更换不同长度的软铁铁芯，电磁铁吸附铁质物体的能力差异明显。为探究铁芯规格对电磁铁磁性强弱的影响，小组利用电源、滑动变阻器、电流表、长度为7cm匝数固定的螺线管、不同规格软铁铁芯、相同铁钉若干开展探究实验。 实验思路：需控制电流和线圈匝数不变，只改变铁芯的长度，通过观察吸引回形针的个数判断电磁铁磁性强弱。 实验过程： 小组同学连接好电路后，在螺线管中替换不同长度的铁芯，记录下面的数据： 次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 铁芯长度L/cm 3 4 5 6 7 8 9 10 11 吸引铁钉数量n/枚 9 15 20 24 27 25 22 18 15 实验结论 (1)为了直观反映数据的变化趋势，请你画出吸引铁钉数量与铁芯长度关系图像分析图像____，可得出结论：_________。 实验交流： (2)为制作大吸力电磁起重机，从铁芯角度提出再提出一个可探究的科学问题_________。 四、计算题（共1小题，共12分） 26．如图甲为酸奶机内部简化电路图，该电路由控制电路和工作电路两部分组成，控制电路的电源电压恒为18V，R1为定值电阻，其阻值为40Ω，热敏电阻R2的阻值随温度t的变化关系如图乙所示，工作电路中加热器正常工作时，通过加热器的电流为0.5A。闭合开关S，当通过电磁铁线圈的电流小于或等于0.2A时，衔铁被释放，工作电路的加热器开始加热；当通过电磁铁线圈的电流大于或等于0.3A时，衔铁被吸合，加热器停止加热，电路中导线及线圈的电阻不计。求： (1)加热器正常工作时的电功率； (2)当温度为32℃时，控制电路中的电流； (3)酸奶机正常工作时的温度变化范围； (4)要提高该装置控制的最高温度值，请提出一种可行方案。 五、作图题（共3小题，共9分） 27．如图甲所示是同学们自制的一个电磁秋千玩具，闭合开关，推动一下装有永磁体的卡通小人，它在电磁铁排斥作用下来回摆动。请在图乙所示的简图中标出电源的正负极（用“＋”“－”表示）和用箭头标出a磁感线的方向。 28．如图中，将小磁针靠近螺线管的一端，当开关S闭合后，小磁针N极的指向如图所示。请在图中标出电源的“+”、 “-”极，并画出螺线管的绕法。 29．在一些大型地下停车场，为方便驾驶员快速找到车位，采用自动控制电路，请你将设计电路补充完整，要求当车位占用时（光控开关S闭合），红灯亮，车位未停车时绿灯亮。 六、综合题（共1小题，每空1分，共6分） 30．小西利用光敏电阻为社区设计了一种自动草坪灯，其工作原理如图所示。工作电路中有两盏规格均为“220V 22W”的灯泡L，天暗时灯泡L自动发光，天亮时自动熄灭；控制电路的电源电压U恒为12V，定值电阻R0的阻值为200Ω。在一定范围内，光敏电阻R的阻值与光照强度E（单位为Lx）之间的关系如下表所示。（电磁铁线圈的电阻忽略不计） 光照强度E/Lx 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 光敏电阻R/Ω 150 75 50 37.5 30 (1)随着光照强度的减弱，光敏电阻R的阻值______（选出“增大”或“减小”），电磁铁的磁性______（选填“增强”或“减弱”）；当光照强度减弱到一定值时，衔铁会被______（选填“吸下”或“释放”），工作电路工作。 (2)两盏灯均正常发光时，工作电路中的总电流为______A； (3)当天色渐暗，通过线圈的电流为0.04A时，工作电路的照明系统恰好启动。此时光照强度为_______Lx； (4)控制电路中电池使用一段时间后，电压会降低，将导致天暗时路灯______（选填“提前”“延后”或“准时”）发光。 试题 第3页（共8页） 试题 第4页（共8页） 试题 第1页（共8页） 试题 第2页（共8页） 学科网（北京）股份有限公司 $