第16章 电和磁（高效培优·单元测试）物理新教材苏科版九年级下册

第十六章 电和磁 注意事项： 1．测试范围：苏科版九年级下册第16章。 2．考试时间：90分钟 试卷满分：100分。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1．在两辆靠得较近的小车上分别放一块磁体甲和乙，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．甲对乙的作用力等于乙对甲的作用力 B．甲先对乙施力，然后乙才对甲施力 C．甲对乙的作用力和乙对甲的作用力是一对平衡力 D．由于甲、乙两磁体没有接触，因此甲、乙之间没有力的作用 【答案】A 【详解】ABC．甲对乙的作用力与乙对甲的作用力是一对相互作用力，符合大小相等、方向相反、作用在同一直线上，作用在不同物体上，是同时发生的，故BC错误，A正确； D．不接触的物体之间也可以产生力的作用，磁体间的磁力不需要接触就能产生作用，故D错误。 故选A。 2．北京时间2026年1月20日凌晨2时，地球发生强地磁暴，我国北方多地出现了绚丽的极光。极光是由太阳发出的高能带电离子流到达地球两极附近与地磁场相互作用而产生的。下列微粒中，可能引起极光的是（     ） A．原子 B．电子 C．分子 D．中子 【答案】B 【详解】A．原子整体呈电中性，不带电，无法与地磁场发生作用，不可能引起极光，故A不符合题意； B．电子带负电，属于高能带电粒子，能够与地磁场相互作用，符合极光形成条件，故B符合题意； C．分子整体呈电中性，不带电，无法与地磁场发生作用，不可能引起极光，故C不符合题意； D．中子不带电，无法与地磁场发生作用，不可能引起极光，故D不符合题意。 故选B。 3．关于磁场、磁感线的概念，下列说法中不正确的是（     ） A．磁针北极在某点所受的磁力方向跟该点的磁场方向一致 B．磁体周围越接近磁极的地方磁感线越密 C．磁感线上任意一点的切线方向与该点磁场方向相反 D．磁感线是一种假想的曲线，在磁体外部是从北极到南极 【答案】C 【详解】A．某点磁场方向与小磁针N极（北极）静止时所受的磁力方向一致，故A正确； B．磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁极处磁场最强，越靠近磁极磁感线越密，故B正确； C．磁感线上任意一点切线方向与该点的磁场方向相同，故C错误； D．磁感线是人为假想的曲线，实际不存在，磁体外部磁感线走向为，从北极出发，回到南极，故D正确。 本题选择不正确的，故选C。 4．下列实验中，能够反映图中电磁起重机工作原理的是（    ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】电磁起重机的核心部件是电磁铁，工作原理是电流的磁效应，利用通电产生磁性吸起钢铁、断电磁性消失放下钢铁。 A．该实验是压紧铅块悬挂重物的实验，说明分子间存在引力，与电磁起重机的原理无关，故A错误； B．该实验是验电器检验物体带电的实验，原理是同种电荷相互排斥，与电磁起重机的原理无关，故B错误； C．该实验是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场（电流的磁效应），和电磁起重机工作原理一致，故C正确； D．该实验是电磁感应实验，电路无电源，是发电机的工作原理，与电磁起重机原理不符，故D错误。   故选C。 5．在如图所示的实验装置中，能说明电动机工作原理的是（       ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．图中是奥斯特实验，说明通电导线周围存在磁场，故A不符合题意； B．图中是探究通电导线在磁场中受力的实验，是电动机的原理图，故B符合题意； C．图中是电磁感应实验，应用是发电机，故C不符合题意； D．图中探究的是电磁铁磁性强弱的影响因素，电磁铁的原理是电流的磁效应，故D不符合题意。 故选B。 6．小磁针静止时的指向如图所示，下列说法正确的是（     ） A．a端是通电螺线管的N极，c端是电源正极 B．a端是通电螺线管的N极，c端是电源负极 C．b端是通电螺线管的N极，d端是电源正极 D．b端是通电螺线管的N极，d端是电源负极 【答案】C 【详解】图中小磁针N极向左，说明通电螺线管下方的磁场方向向左，通电螺线管外部的磁场规律是从N极指向S极，因此电螺线管的N极在右端（端），S极在左端（端）； 右手握住螺线管，大拇指指向螺线管的N极（端，向右），四指弯曲的方向就是电流方向；所以电流从螺线管的b端流入，端流出，因此连接端的端是电源正极。 故选 C。 7．修车师傅正在检修电动车，他用螺丝刀将一颗螺丝钉吸附在了刀头上。则该过程（     ） A．利用了带电体吸引轻小物体的性质 B．使得螺丝钉被磁化 C．螺丝钉可能由铜制作而成 D．与电动机的工作原理相同 【答案】B 【详解】AB．带磁性的螺丝刀头可以吸附螺丝钉，原理是铁磁性材料靠近磁体时会被磁化，进而被磁体吸引，故A不符合题意，B符合题意； C．铜不是铁磁性材料，不能被磁体吸引，因此螺丝钉不可能是铜制作的，故C不符合题意； D．电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，题中过程是磁化现象，原理不同，故D不符合题意。 故选B。 8．如图所示，磁场中的矩形铜线框处于静止状态，闭合开关后，若CD段导体受到向上的磁场力，则（     ） A．AB段导体受到磁场力的方向向下 B．电路中M处的电流大于Q处的电流 C．矩形铜线框一定发生转动 D．若只将电源正负极对调，AB段受到磁场力的方向一定向下 【答案】D 【详解】A．段与段电流方向、磁场方向均相同，则受力方向相同，由题意知，段受力向上，因此段受力也向上，故A错误； B．和都在干路，干路电流处处相等，因此处电流等于处电流，故B错误； C．段和段受力方向相同，两个力同向，不会使铜线框产生转动效果，因此矩形铜线框不会发生转动，故C错误； D．磁场方向不变，只对调电源正负极，电流方向反向，因此所有导体受力方向都反向；原来段受力向上，对调后段受力方向一定向下，故D正确。 故选 D。 9．福建舰是我国完全自主设计制造的首艘电磁弹射型航空母舰，其配置的电磁弹射是当今世界少数国家才掌握的先进技术。电磁弹射的结构示意如图甲，其科学原理如图乙。下列说法正确的是（     ） A．电磁弹射原理为电磁感应 B．电磁弹射原理与动圈式话筒相同 C．如图乙，闭合开关，导体棒ab向右运动，表明导体棒ab在磁场中受到力的作用 D．如图乙，保持磁场方向不变，将电源正、负极对调后接入电路。闭合开关，导体棒ab运动方向不变 【答案】C 【详解】A．电磁弹射的原理图中有外接电源，原理是通电导体在磁场中受到力的作用，电磁感应是发电机的工作原理，不需要外接电源，故A错误； B．动圈式话筒的工作原理是电磁感应，和电磁弹射的工作原理不同，故B错误； C．闭合开关后，导体棒中有电流通过，发生运动，说明通电导体棒在磁场中受到力的作用，故C正确； D．通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向、电流方向有关；保持磁场方向不变，对调电源正负极会改变电流方向，因此导体棒的运动方向会改变，故D错误。 故选C。 10．小明在实验室中组装了如图所示的装置，下列说法正确的是（     ） A．直接用甲夹住乙，可以组成一个完整的电路 B．在甲、乙之间接入电源可以模拟电动机的工作原理 C．在甲、乙之间接入电源，导线ab受力运动，原理是电磁感应 D．在甲、乙之间接入灵敏电流表，只要导线ab运动，电流表指针就会偏转 【答案】B 【详解】A．完整电路必须包含电源，该装置直接用甲夹住乙，没有电源，不是完整电路，故A错误； B．电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，在甲乙间接入电源后，导体ab通电，会在磁场中受力运动，可以模拟电动机工作，故B正确； C．接入电源后ab受力运动的原理是“通电导体在磁场中受力”作用，故C错误； D．接入灵敏电流表后，只有ab做切割磁感线运动时，才会产生感应电流，使指针偏转，若ab沿磁感线方向运动，不会产生感应电流，指针不偏转，故D错误。 故选B。 11．小亮将自行车后轮的旧发电花鼓（一种小型发电机）拆下来，连接一个小灯泡组成闭合电路。当他用手快速转动发电花鼓的转轴时，小灯泡发光了。关于这一现象，下列说法正确的是（     ） A．灯泡发光，说明该装置中一定有电池 B．转动转轴时，发电机线圈做切割磁感线运动 C．转动转轴时，发电花鼓将电能转化为机械能 D．若转轴反向转动，电路中不能产生电流 【答案】B 【详解】AB．灯泡发光，说明电路中有电流；产生电流的现象为电磁感应现象，所以转动转轴，电机线圈做切割磁感线运动，该装置中没有电池，故A错误，B正确； C．转动转轴，电机就将机械能转化为电能，产生电能供灯泡使用，故C错误； D．若转轴反向转动，电机线圈也做切割磁感线运动，电路中也能产生电流，故D错误。 故选B。 12．图甲为简单恒温箱温控电路（U为恒压电源），电磁继电器线圈的电阻为30Ω，R为热敏电阻，其阻值R随温度t变化的图像如图乙所示，为滑动变阻器，当线圈中的电流大于或等于20mA时，衔铁被吸合，加热器停止工作，实现温度控制，关于该恒温箱的说法正确的是（     ） A．继电器中电磁铁的上端为N极 B．恒温箱内的加热器应接在BD间 C．若该恒温箱的设定温度高一些，滑动变阻器滑片应向上移 D．若将U的正负极对调不会影响其工作 【答案】D 【详解】A．根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流的流向（电流从电磁铁下端流入、上端流出），大拇指指向电磁铁的下端，因此电磁铁下端为N极，上端为S极，故A错误； ‌B．温控逻辑要求：温度较低时，控制电路电流小，衔铁未被吸合，加热器需要工作；当电流达到20mA衔铁被吸合后，加热器停止工作。因此加热器需要接在衔铁未吸合时连通的触点A、C之间，若接在BD间，衔铁吸合时加热器才接通工作，不符合温控要求，故B错误； C．衔铁触发吸合的电流固定为20mA，由可知触发时控制电路总电阻为定值。若设定温度更高，由图乙可知热敏电阻R的阻值随温度升高而减小，因此需要增大滑动变阻器接入的阻值来维持总电阻不变，滑动变阻器滑片应向下移动（接入电阻变大），向上移动会使接入电阻变小，无法满足要求，故C错误； D‌．电磁铁的磁性仅与电流大小、线圈匝数有关，和电流方向无关。将电源U的正负极对调后，线圈中电流大小的变化规律不变，电磁铁仍然可以在电流达到20mA时吸合衔铁，完全不影响温控电路的正常工作，故D正确。 故选D。 第Ⅱ卷 非选择题 二、填空题（本题共10小题，每空1分，共20分） 13．如图所示，铁屑在条形磁体周围有规律地分布着。磁体两端的铁屑比较密，说明其磁性________（选填“强”、“弱”）。把条形磁铁悬挂起来可以指示南北，受地磁场的作用，静止后，条形磁铁的N极指向地球的________方。 【答案】 强 北 【详解】磁体两端是磁体的磁极，磁性强，对铁屑的吸引力越大，所以磁极周围的铁屑分布较密； 根据磁极间的相互作用规律可知，小磁针在地面上受到地磁场的作用静止，此时小磁针的N极指向地磁的南极，即地理的北极。 14．2025中国科幻大会上展示了我国磁悬浮高速列车，如图所示，磁悬浮列车在高速运行过程中超导线圈与永磁轨道应相互________。列车站台设置安全黄线，是因为列车快速驶过，靠近车身处空气流速大，压强________，乘客容易被外侧大气压推向列车发生危险。 【答案】 排斥 小 【详解】磁悬浮因为列车不与轨道接触而高速运行，因此超导线圈应当与永磁轨道相互排斥；流体流速越大，压强越小。 15．某市计划于2026年城际便民电车正式投入运营，电车行驶时依靠电动机驱动，电动机工作原理是_______；电车车窗采用双层真空玻璃，主要是在_______减弱噪声。 【答案】 通电导体在磁场中受力运动 传播过程中 【详解】电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，将电能转化为机械能。 减弱噪声的途径分为声源处、传播过程中、人耳处三类。双层真空玻璃依靠真空无法传声的特性，阻断噪声的传播路径，属于在传播过程中减弱噪声。 16．坤坤将自制的电动机接入如图所示的电路，闭合开关后，轻推线圈，线圈便开始转动，说明通电线圈在磁场中________（选填“受到”或“不受”）力的作用。若将磁体的南、北极和电源的正、负极都对调后，再闭合开关，轻推线圈，线圈转动的方向与原来的转动方向________（选填“相同”或“相反”）。 【答案】 受到 相同 【详解】闭合开关后，线圈中有电流通过。通电线圈在磁场中会受到力的作用，这个力使线圈开始转动。 通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关。当电流方向和磁场方向同时反向时，导体受力的方向不变。因此，线圈的转动方向与原来相同。 17．2025年，我国“东方超环”EAST核聚变装置创造新纪录。该装置利用超导线圈通过强大电流产生磁场，从而约束上亿度的等离子体，这是电流的_______效应；若等离子体做切割磁感线运动，会在周围导体中产生电流，对装置结构安全造成影响，这是_______现象。 【答案】 磁 电磁感应 【详解】电流通过导体时，其周围会产生磁场，这一特性称为电流的磁效应，超导线圈通强电流产生磁场，对应电流的磁效应。 当导体（等离子体可视为导体）做切割磁感线运动时，会在周围闭合导体中产生感应电流，这种现象叫做电磁感应现象。 18．如图所示，导线与电池正、负极未接通的情况下，能灵活转动的小磁针静止时N极指向________方；导线接通电源瞬间，观察到____________现象，说明电流周围存在磁场。 【答案】 北 小磁针发生偏转 【详解】导线未接通电源时，电路中无电流，导线周围不存在电流产生的磁场，小磁针仅受地磁场作用，静止时小磁针的N极指向北方（地理北极）； 接通电源瞬间，导线中产生电流，电流周围会产生磁场，小磁针受到电流的磁场的作用力，会观察到小磁针发生偏转的现象，该现象证明了电流周围存在磁场。 19．如图一个空心小铁球漂浮在盛有水的玻璃杯中，烧杯置于电磁铁的上方，闭合开关，完成下列问题： (1)端为电磁铁的______极； (2)向左移动滑片，空心小铁球受到的浮力______（填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】(1)S/南 (2)变大 【详解】（1）如图，电流从螺线管的上端进入、下端流出，根据安培定则可以判断电磁铁的B端是N极、A端是S极。 （2）向左移动滑片，滑动变阻器接入电路的阻值变小，根据可知，电源电压不变，电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，对空心小铁球的吸引力变大，空心小铁球浸入水中的体积变大，排开水的体积变大，液体密度不变，由可知，空心小铁球受到的浮力变大。 20．如图所示的实验，闭合开关，转动线圈后电流表指针向顺时针方向偏转，若只改变线圈转动方向，则电流表指针将向______方向偏转；利用该实验演示的原理可制造______（选填“电动机”或“发电机”）。 【答案】 逆时针 发电机 【详解】感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁场方向有关。本题中磁场方向不变，只改变线圈转动方向，感应电流的方向会改变，因此原本电流表顺时针偏转，改变后指针向逆时针偏转。 该实验演示的是电磁感应现象，发电机就是利用电磁感应原理制造的；电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动，需要外接电源。 21．利用风力发电将助力我国实现碳中和目标。风力发电机组叶片横截面的示意图如图所示，叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，通过发电机，利用_________原理发电。当风正面垂直吹向图中所示的静止叶片时，从正面看叶片A会_________（选填“顺时针”或“逆时针”）转动。 【答案】 电磁感应 顺时针 【详解】发电机是根据电磁感应原理制成的，即利用闭合电路中的部分导体切割磁感线，产生感应电流。 如图所示，叶片的一面较平，另一面较弯曲。当风吹过时，平的一面流速小，压强大；弯曲的一面流速大，压强小，会形成向下的压强差、压力差，所以叶片A会顺时针转动。 22．如图为一款“智能照明灯”的电路，其控制电路中，电源电压恒定，R1为可变电阻，R2为光敏电阻，其阻值随光强度而变化。要求：灯L天黑时自动发光，天亮时自动熄灭，则R2的阻值应随光照强度的增大而________（选填“增大”或“减小”）；若黄昏时灯L就亮了，不利于节能，应该将R1调________（选填“大”或“小”）； 【答案】 减小 小 【详解】要使灯L在天亮时自动熄灭，电流需增大到一定数值，衔铁被吸下，灯L所在电路断开，灯L自动熄灭，则可知天亮时光照强度增大，控制电路中电流增大，光敏电阻R2的阻值减小，所以，R2的阻值随光照强度的增大而减小。 黄昏时灯就亮了，为了节能，应该使光照强度更低，故光敏电阻R2的阻值更大，由于电磁铁的吸合电流不变，根据欧姆定律可知，电路中的总电阻变大了，应减小R1的阻值。 三．作图题（本题共3小题，共6分） 23．画出条形磁体磁场的磁感线分布。 【答案】 【详解】在条形磁体外部，所有磁感线都从左侧N极出发，最终回到右侧S极，给每条磁感线标注箭头，箭头方向从N指向S；磁感线为平滑曲线，N、S磁极附近磁感线密集，条形磁体中部周围磁感线稀疏，整体左右对称分布，据此作图。 24．如图所示，根据通电螺线管左方小磁针静止时极的指向（黑色一端为N极），用箭头在磁感线上标出磁感线的方向，并在括号中用“+”“-”标出电源的正负极。 【答案】 【详解】从图可知，静止时小磁针的左端是N极，右端为S极，由异名磁极相互吸引可知，通电螺线管的左端是N极，右端是S极；根据安培定则，可知电流是从螺线管的右端流入，则电源的右端为正极，左端是负极； 通电螺线管周围的磁感线从它的N极出发、回到S极，据此作图。 25．如图所示，电磁继电器可实现用12V电路控制220V电路，声控开关在有声音时会闭合20s，光控开关在有光时会延迟20s断开，请利用这些元件设计一个楼道灯电路，达到既能照明又省电的目的。请用笔画线按要求连接电路元件。 【答案】 【详解】仅在夜间（光线暗，光控开关闭合）且有声音（有人经过，声控开关闭合）时灯才点亮，因此两个开关必须同时满足条件才能接通控制电路，所以二者需要串联，共同控制12V低压侧的电磁铁，满足省电要求；声控开关闭合20s、光控开关有光时延迟20s断开，保证人走后灯仍能持续照明20秒再熄灭，满足照明需求。将12V电源、光控开关、声控开关、电磁继电器的电磁铁线圈依次串联，组成完整的12V回路；将220V电源、楼道灯泡、电磁继电器的常开触点（虚线框右侧下方的两个静触点接线端）依次串联，组成完整的220V回路。据此作图。 四．实验题（本题共3小题，共24分） 26．在“探究产生感应电流的条件”的实验中，实验电路如图甲所示。 (1)实验中，棒选用___________（选填“铁棒”、“铝棒”）。 (2)闭合开关后，保持磁体静止不动；导体水平向左运动，灵敏电流计指针向右偏转；再将导体水平向右运动，灵敏电流计指针向左偏转。说明闭合电路中一部分导体切割磁感线运动产生感应电流，感应电流的方向与___________有关。 (3)科学家___________最早发现电磁感应现象。 (4)实验中，若不计摩擦和空气阻力，将棒拉到某高处后放手使其像荡秋千一样向下摆动经过磁场，在这个过程中棒的机械能___________（选填“增大”、“不变”或“减小”）。 (5)若将灵敏电流计换成电源，闭合开关，会发现AB棒发生摆动，此现象说明：___________；依据上述原理制成电动机。如图乙所示是直流电动机工作原理图，其线圈转动中会经过平衡位置，此时线圈平面与磁感线___________；每当线圈转过该位置时，___________就能自动改变线圈中电流方向。 (6)小明利用一辆玩具小汽车的电动机展开实践活动。他利用两节新干电池串联作为电源给该电动机供电，电动机转动时测得电流为，电动机线圈电阻。则该电动机的效率为___________。 【答案】(1)铝棒 (2)导体运动方向 (3)法拉第 (4)减小 (5) 磁场对通电导体有力的作用 垂直 换向器 (6)90% 【详解】（1）为使实验顺利进行，AB棒不能选用可被磁铁吸引的铁棒，应该选铝棒。 （2）使导体棒水平向右运动，发现灵敏电流计指针向左偏转；让导体棒水平向左运动，发现灵敏电流计指针向右偏转，说明感应电流的方向与导体运动方向有关。 （3）1831年英国科学家法拉第发现了电磁感应现象，从而使电能的大规模的使用成为可能。 （4）若不计摩擦和空气阻力，将棒拉到某高处后放手使其像荡秋千一样向下摆动经过磁场，棒的机械能转化为电能，棒的机械能减小。 （5）若将灵敏电流计换成电源，闭合开关，AB棒中有电流通过，AB棒发生摆动，说明磁场对通电导体有力的作用。 线圈的平面与磁感线垂直时，线圈受力平衡，为平衡位置；换向器的作用是每当线圈转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，使线圈在磁场中连续转动。 （6）两节干电池串联，则电源电压 电动机输入功率 发热功率 机械输出功率 该电动机的效率 27．为了探究磁场方向，小华做了如下实验。 (1)探究磁体周围磁场的方向： ①在条形磁体上面放一块玻璃板，再在玻璃板上撒一些铁屑，然后________玻璃板，观察铁屑的分布情况。铁屑被条形磁体________成一个个“小磁针”，从而有序地排列起来，如图甲所示。 ②在条形磁体周围放置一些小磁针，小磁针静止时的情况如图乙所示，黑色一端表示磁体的N极，某点小磁针________极所指的方向就是该点的________方向。 (2)探究通电螺线管外部磁场的方向： ①把小磁针放在螺线管四周不同的位置，通电后发现小磁针的指向如图丙所示，说明通电螺线管外部的磁场与________的磁场相似。 ②对调电源的正负极，重复上述实验，小磁针的指向与之前相反，说明___________。断开开关后，小磁针静止时________极指向南方。 【答案】(1) 轻轻敲打 磁化 N/北 磁场 (2) 条形磁体 通电螺线管两端的极性与螺线管中电流方向有关 S/南 【详解】（1）[1]条形磁体上面放一块玻璃板，再在玻璃板上撒一些铁屑，然后轻轻敲打玻璃板，减小铁屑与玻璃板之间的摩擦，可以更明显观察铁屑的分布情况。 [2]铁屑本来没有磁性，在条形磁体的磁场中，铁屑被磁化成一个个“小磁针”，从而有序地排列起来。 [3][4]磁体周围存在磁场，磁场是有方向的；物理学规定，某点小磁针N极所指的方向就是该点的磁场方向。 （2）[1]对比甲、乙、丙中铁屑的分布以及小磁针的排列情况可知，通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。 [2]对调电源的正负极，电路中的电流方向发生改变，发现小磁针的指向与之前相反，说明通电螺线管的极性发生变化，由此可得：通电螺线管两端的极性与螺线管中电流方向有关。 [3]地球是个巨大的磁体，且地球的地磁北极在地理南极附近，由异名磁极相互吸引可知，当断开开关后，小磁针静止时南极指向地磁的北极，即地理的南方。 28．小明和小组同学在进行“探究通电螺线管外部磁场”实验。 (1)图1甲中小磁针静止时指向一致是因为受到 ________的作用； (2)对比图1中的 ________两图可知，说明 ___________周围存在磁场； (3)比较乙、丙，说明通电螺线管外部磁场方向与 __________有关； (4)图2实验中轻敲玻璃板，_______铁屑和玻璃板的摩擦，发现铁屑规则排列； (5)铁屑的分布表示磁场的分布，铁屑的疏密表示 __________； (6)观察图2中铁屑的分布情况，可得出初步结论：通电螺线管外部磁场分布与 ____________相似。 【答案】(1)地磁场 (2) 甲、乙 通电螺线管的 (3)电流的方向 (4)减小 (5)磁场的强弱 (6)条形磁体的磁场 【详解】（1）图甲中，螺线管不通电，其不会产生磁场，而小磁针静止时指向一致是因为受到地磁场的作用。 （2）要说明通电螺线管周围存在磁场，需要对比通电和不通电的情况。图1甲图中螺线管不通电，小磁针受到地磁场的作用指向一致；而乙、丙两图中螺线管通电，小磁针指向相对于甲图，均发生了偏转，说明通电螺线管周围存在磁场。故可以对比甲、乙两图或者对比甲、丙两图，均可说明通电螺线管周围存在磁场。 （3）乙、丙两图中，螺线管的绕线方式相同，电流方向不同，小磁针的指向不同，说明通电螺线管外部磁场方向与电流方向有关。 （4）图2实验中轻敲玻璃板，铁屑会因振动而暂时脱离玻璃板，减小铁屑和玻璃板的摩擦，从而能在磁场作用下规则排列。 （5）铁屑的分布表示磁场的分布，铁屑的疏密表示磁场的强弱，铁屑越密的地方，磁场越强；铁屑越疏的地方，磁场越弱。 （6）观察图2中铁屑的分布情况，可得出初步结论：通电螺线管外部磁场分布与条形磁体相似，都有两个磁极，且磁场分布规律类似。 五．综合计算题（本题共2小题，共24分） 29．小鸣同学利用热敏电阻为家中的灯暖型“浴霸”（用电灯取暖的用电器）设计了一个温度可自动控制的装置，如图甲所示。控制电路中的热敏电阻的阻值随温度变化的曲线如图乙所示。电磁铁线圈可看成阻值为20Ω的纯电阻，“浴霸”电路共安装有2盏标有“220V　440W”的灯泡。当电磁铁线圈中电流大于或等于75mA时，继电器的衔铁被吸合，使“浴霸”电路断开；当线圈中的电流小于或等于60mA时，继电器的衔铁被释放，使“浴霸”电路闭合。求： (1)灯泡的额定电流； (2)若浴室中的温度不得超过40℃，控制电路的电源电压最小值； (3)若控制电路的电源电压恒定为18V，则将此装置放在浴室内，浴室内温度可控制的范围； (4)当“浴霸”正常工作时（即两盏灯都亮），工作电路的总电流； (5)若将控制电路中的线圈电阻更换为 40Ω，电源电压恒为 18V，此时浴室内温度可控制的范围。 【详解】（1）由得，灯泡额定电流为 （2）温度为时，控制电路电流达到继电器的吸合电流，衔铁吸合，浴霸断开，此时电源电压为最小值。由图乙可知，时热敏电阻阻值，控制电路中与串联，根据串联电路的电阻特点，其总电阻 由欧姆定律得，电源电压最小值 （3）电源电压恒定，则最高温度时对应吸合电流，最低温度时对应释放电流 根据欧姆定律，最高温度时控制电路总电阻为 此时热敏电阻阻值 由图乙的图像，时，最高温度， 同理，最低温度时控制电路总电阻为 此时热敏电阻阻值 由图乙的图像，时，最低温度 故温度可控制范围为 （4）两盏相同的灯并联且正常工作，两个支路的电流均等于灯泡的额定电流，根据并联电路的电流规律，工作电路的总电流 （5）更换为时，最高温度时热敏电阻阻值 由图乙的图像，时，最高温度 最低温度时热敏电阻阻值 由图乙的图像，时，最低温度 故温度可控制范围为 30．潮州某生态园在花棚里安装了自动喷雾和浇水系统，其简化后的电路图如图甲所示。浇水系统的开关是电子时控开关，每天上午7:00—7:15、中午12:00—12:15、下午17:00—17:15会自动闭合，启动浇水系统对花卉进行浇淋。喷雾系统用于调节空气湿度，其控制电路中电源电压，R为装在探头上的湿敏电阻，其阻值随相对湿度（空气中含有水蒸气的百分比，单位为：%RH）变化的图象如图乙所示。当控制电路的电流达到0.04A时，继电器的衔铁被吸合；当控制电路中的电流减小到0.03A时，衔铁被释放。 (1)由图甲可知，当电磁铁通电时，电磁铁的上端是______（选填“N”或“S”）极； (2)浇水系统的水泵参数如下表，则水泵一个月（按30天）耗电______； 型号 SC**** 材质 不锈钢 功率 1200W 颜色 灰白色 电源 220V/50Hz 重量 80kg (3)随着花棚内空气湿度减小，控制电路的电流会______（选填“变大”“变小”或“不变”），图甲中喷雾系统的C点应连接______（选填“A”或“B”）点，浇水系统和喷雾系统的连接方式是______联； (4)如果花棚的湿度小于50%时喷雾系统启动，则的阻值为______。当使用时间长以后，控制电路的电压U会降低，这时花棚所控制的最高湿度会______（选填“上升”“下降”或“不变”）。 【答案】(1)N (2)27 (3) 变小 并 (4) 250 上升 【详解】（1）根据安培定则：右手握住电磁铁，四指顺着电流方向（电流从电磁铁下端流入、上端流出），大拇指指向上端（N极），因此电磁铁上端为N极。 （2）水泵每天开启3次，每次工作15min，一个月（30天）总工作时间 功率 消耗电能 （3）湿度减小时，由图乙可知湿敏电阻阻值增大，控制电路总电阻增大，电源电压不变，由得，控制电路电流变小； 湿度减小到临界值时，电流减小到0.03A，衔铁释放，此时需要启动喷雾系统，因此衔铁释放后接通的点应连接喷雾系统的点，故接； 浇水系统和喷雾系统可独立工作、互不影响，因此连接方式为并联。 （4）湿度小于50%时喷雾启动，此时电流，由图乙得湿度时，， 控制电路总电阻 因此 控制电路电压降低后，要达到动作电流，总电阻会变小，对应湿敏电阻也变小，而越小对应湿度越大，因此花棚所控制的最高湿度会上升。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十六章 电和磁 注意事项： 1．测试范围：苏科版九年级下册第16章。 2．考试时间：90分钟 试卷满分：100分。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题2分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1．在两辆靠得较近的小车上分别放一块磁体甲和乙，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．甲对乙的作用力等于乙对甲的作用力 B．甲先对乙施力，然后乙才对甲施力 C．甲对乙的作用力和乙对甲的作用力是一对平衡力 D．由于甲、乙两磁体没有接触，因此甲、乙之间没有力的作用 2．北京时间2026年1月20日凌晨2时，地球发生强地磁暴，我国北方多地出现了绚丽的极光。极光是由太阳发出的高能带电离子流到达地球两极附近与地磁场相互作用而产生的。下列微粒中，可能引起极光的是（     ） A．原子 B．电子 C．分子 D．中子 3．关于磁场、磁感线的概念，下列说法中不正确的是（     ） A．磁针北极在某点所受的磁力方向跟该点的磁场方向一致 B．磁体周围越接近磁极的地方磁感线越密 C．磁感线上任意一点的切线方向与该点磁场方向相反 D．磁感线是一种假想的曲线，在磁体外部是从北极到南极 4．下列实验中，能够反映图中电磁起重机工作原理的是（    ） A． B． C． D． 5．在如图所示的实验装置中，能说明电动机工作原理的是（       ） A． B． C． D． 6．小磁针静止时的指向如图所示，下列说法正确的是（     ） A．a端是通电螺线管的N极，c端是电源正极 B．a端是通电螺线管的N极，c端是电源负极 C．b端是通电螺线管的N极，d端是电源正极 D．b端是通电螺线管的N极，d端是电源负极 7．修车师傅正在检修电动车，他用螺丝刀将一颗螺丝钉吸附在了刀头上。则该过程（     ） A．利用了带电体吸引轻小物体的性质 B．使得螺丝钉被磁化 C．螺丝钉可能由铜制作而成 D．与电动机的工作原理相同 8．如图所示，磁场中的矩形铜线框处于静止状态，闭合开关后，若CD段导体受到向上的磁场力，则（     ） A．AB段导体受到磁场力的方向向下 B．电路中M处的电流大于Q处的电流 C．矩形铜线框一定发生转动 D．若只将电源正负极对调，AB段受到磁场力的方向一定向下 9．福建舰是我国完全自主设计制造的首艘电磁弹射型航空母舰，其配置的电磁弹射是当今世界少数国家才掌握的先进技术。电磁弹射的结构示意如图甲，其科学原理如图乙。下列说法正确的是（     ） A．电磁弹射原理为电磁感应 B．电磁弹射原理与动圈式话筒相同 C．如图乙，闭合开关，导体棒ab向右运动，表明导体棒ab在磁场中受到力的作用 D．如图乙，保持磁场方向不变，将电源正、负极对调后接入电路。闭合开关，导体棒ab运动方向不变 10．小明在实验室中组装了如图所示的装置，下列说法正确的是（     ） A．直接用甲夹住乙，可以组成一个完整的电路 B．在甲、乙之间接入电源可以模拟电动机的工作原理 C．在甲、乙之间接入电源，导线ab受力运动，原理是电磁感应 D．在甲、乙之间接入灵敏电流表，只要导线ab运动，电流表指针就会偏转 11．小亮将自行车后轮的旧发电花鼓（一种小型发电机）拆下来，连接一个小灯泡组成闭合电路。当他用手快速转动发电花鼓的转轴时，小灯泡发光了。关于这一现象，下列说法正确的是（     ） A．灯泡发光，说明该装置中一定有电池 B．转动转轴时，发电机线圈做切割磁感线运动 C．转动转轴时，发电花鼓将电能转化为机械能 D．若转轴反向转动，电路中不能产生电流 12．图甲为简单恒温箱温控电路（U为恒压电源），电磁继电器线圈的电阻为30Ω，R为热敏电阻，其阻值R随温度t变化的图像如图乙所示，为滑动变阻器，当线圈中的电流大于或等于20mA时，衔铁被吸合，加热器停止工作，实现温度控制，关于该恒温箱的说法正确的是（     ） A．继电器中电磁铁的上端为N极 B．恒温箱内的加热器应接在BD间 C．若该恒温箱的设定温度高一些，滑动变阻器滑片应向上移 D．若将U的正负极对调不会影响其工作 第Ⅱ卷 非选择题 二、填空题（本题共10小题，每空1分，共20分） 13．如图所示，铁屑在条形磁体周围有规律地分布着。磁体两端的铁屑比较密，说明其磁性________（选填“强”、“弱”）。把条形磁铁悬挂起来可以指示南北，受地磁场的作用，静止后，条形磁铁的N极指向地球的________方。 14．2025中国科幻大会上展示了我国磁悬浮高速列车，如图所示，磁悬浮列车在高速运行过程中超导线圈与永磁轨道应相互________。列车站台设置安全黄线，是因为列车快速驶过，靠近车身处空气流速大，压强________，乘客容易被外侧大气压推向列车发生危险。 15．某市计划于2026年城际便民电车正式投入运营，电车行驶时依靠电动机驱动，电动机工作原理是_______；电车车窗采用双层真空玻璃，主要是在_______减弱噪声。 16．坤坤将自制的电动机接入如图所示的电路，闭合开关后，轻推线圈，线圈便开始转动，说明通电线圈在磁场中________（选填“受到”或“不受”）力的作用。若将磁体的南、北极和电源的正、负极都对调后，再闭合开关，轻推线圈，线圈转动的方向与原来的转动方向________（选填“相同”或“相反”）。 17．2025年，我国“东方超环”EAST核聚变装置创造新纪录。该装置利用超导线圈通过强大电流产生磁场，从而约束上亿度的等离子体，这是电流的_______效应；若等离子体做切割磁感线运动，会在周围导体中产生电流，对装置结构安全造成影响，这是_______现象。 18．如图所示，导线与电池正、负极未接通的情况下，能灵活转动的小磁针静止时N极指向________方；导线接通电源瞬间，观察到____________现象，说明电流周围存在磁场。 19．如图一个空心小铁球漂浮在盛有水的玻璃杯中，烧杯置于电磁铁的上方，闭合开关，完成下列问题： (1)端为电磁铁的______极； (2)向左移动滑片，空心小铁球受到的浮力______（填“变大”、“变小”或“不变”）。 20．如图所示的实验，闭合开关，转动线圈后电流表指针向顺时针方向偏转，若只改变线圈转动方向，则电流表指针将向______方向偏转；利用该实验演示的原理可制造______（选填“电动机”或“发电机”）。 21．利用风力发电将助力我国实现碳中和目标。风力发电机组叶片横截面的示意图如图所示，叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，通过发电机，利用_________原理发电。当风正面垂直吹向图中所示的静止叶片时，从正面看叶片A会_________（选填“顺时针”或“逆时针”）转动。 22．如图为一款“智能照明灯”的电路，其控制电路中，电源电压恒定，R1为可变电阻，R2为光敏电阻，其阻值随光强度而变化。要求：灯L天黑时自动发光，天亮时自动熄灭，则R2的阻值应随光照强度的增大而________（选填“增大”或“减小”）；若黄昏时灯L就亮了，不利于节能，应该将R1调________（选填“大”或“小”）； 三．作图题（本题共3小题，共6分） 23．画出条形磁体磁场的磁感线分布。 24．如图所示，根据通电螺线管左方小磁针静止时极的指向（黑色一端为N极），用箭头在磁感线上标出磁感线的方向，并在括号中用“+”“-”标出电源的正负极。 25．如图所示，电磁继电器可实现用12V电路控制220V电路，声控开关在有声音时会闭合20s，光控开关在有光时会延迟20s断开，请利用这些元件设计一个楼道灯电路，达到既能照明又省电的目的。请用笔画线按要求连接电路元件。 四．实验题（本题共3小题，共24分） 26．在“探究产生感应电流的条件”的实验中，实验电路如图甲所示。 (1)实验中，棒选用___________（选填“铁棒”、“铝棒”）。 (2)闭合开关后，保持磁体静止不动；导体水平向左运动，灵敏电流计指针向右偏转；再将导体水平向右运动，灵敏电流计指针向左偏转。说明闭合电路中一部分导体切割磁感线运动产生感应电流，感应电流的方向与___________有关。 (3)科学家___________最早发现电磁感应现象。 (4)实验中，若不计摩擦和空气阻力，将棒拉到某高处后放手使其像荡秋千一样向下摆动经过磁场，在这个过程中棒的机械能___________（选填“增大”、“不变”或“减小”）。 (5)若将灵敏电流计换成电源，闭合开关，会发现AB棒发生摆动，此现象说明：___________；依据上述原理制成电动机。如图乙所示是直流电动机工作原理图，其线圈转动中会经过平衡位置，此时线圈平面与磁感线___________；每当线圈转过该位置时，___________就能自动改变线圈中电流方向。 (6)小明利用一辆玩具小汽车的电动机展开实践活动。他利用两节新干电池串联作为电源给该电动机供电，电动机转动时测得电流为，电动机线圈电阻。则该电动机的效率为___________。 27．为了探究磁场方向，小华做了如下实验。 (1)探究磁体周围磁场的方向： ①在条形磁体上面放一块玻璃板，再在玻璃板上撒一些铁屑，然后________玻璃板，观察铁屑的分布情况。铁屑被条形磁体________成一个个“小磁针”，从而有序地排列起来，如图甲所示。 ②在条形磁体周围放置一些小磁针，小磁针静止时的情况如图乙所示，黑色一端表示磁体的N极，某点小磁针________极所指的方向就是该点的________方向。 (2)探究通电螺线管外部磁场的方向： ①把小磁针放在螺线管四周不同的位置，通电后发现小磁针的指向如图丙所示，说明通电螺线管外部的磁场与________的磁场相似。 ②对调电源的正负极，重复上述实验，小磁针的指向与之前相反，说明___________。断开开关后，小磁针静止时________极指向南方。 28．小明和小组同学在进行“探究通电螺线管外部磁场”实验。 (1)图1甲中小磁针静止时指向一致是因为受到 ________的作用； (2)对比图1中的 ________两图可知，说明 ___________周围存在磁场； (3)比较乙、丙，说明通电螺线管外部磁场方向与 __________有关； (4)图2实验中轻敲玻璃板，_______铁屑和玻璃板的摩擦，发现铁屑规则排列； (5)铁屑的分布表示磁场的分布，铁屑的疏密表示 __________； (6)观察图2中铁屑的分布情况，可得出初步结论：通电螺线管外部磁场分布与 ____________相似。 五．综合计算题（本题共2小题，共24分） 29．小鸣同学利用热敏电阻为家中的灯暖型“浴霸”（用电灯取暖的用电器）设计了一个温度可自动控制的装置，如图甲所示。控制电路中的热敏电阻的阻值随温度变化的曲线如图乙所示。电磁铁线圈可看成阻值为20Ω的纯电阻，“浴霸”电路共安装有2盏标有“220V　440W”的灯泡。当电磁铁线圈中电流大于或等于75mA时，继电器的衔铁被吸合，使“浴霸”电路断开；当线圈中的电流小于或等于60mA时，继电器的衔铁被释放，使“浴霸”电路闭合。求： (1)灯泡的额定电流； (2)若浴室中的温度不得超过40℃，控制电路的电源电压最小值； (3)若控制电路的电源电压恒定为18V，则将此装置放在浴室内，浴室内温度可控制的范围； (4)当“浴霸”正常工作时（即两盏灯都亮），工作电路的总电流； (5)若将控制电路中的线圈电阻更换为 40Ω，电源电压恒为 18V，此时浴室内温度可控制的范围。 30．潮州某生态园在花棚里安装了自动喷雾和浇水系统，其简化后的电路图如图甲所示。浇水系统的开关是电子时控开关，每天上午7:00—7:15、中午12:00—12:15、下午17:00—17:15会自动闭合，启动浇水系统对花卉进行浇淋。喷雾系统用于调节空气湿度，其控制电路中电源电压，R为装在探头上的湿敏电阻，其阻值随相对湿度（空气中含有水蒸气的百分比，单位为：%RH）变化的图象如图乙所示。当控制电路的电流达到0.04A时，继电器的衔铁被吸合；当控制电路中的电流减小到0.03A时，衔铁被释放。 (1)由图甲可知，当电磁铁通电时，电磁铁的上端是______（选填“N”或“S”）极； (2)浇水系统的水泵参数如下表，则水泵一个月（按30天）耗电______； 型号 SC**** 材质 不锈钢 功率 1200W 颜色 灰白色 电源 220V/50Hz 重量 80kg (3)随着花棚内空气湿度减小，控制电路的电流会______（选填“变大”“变小”或“不变”），图甲中喷雾系统的C点应连接______（选填“A”或“B”）点，浇水系统和喷雾系统的连接方式是______联； (4)如果花棚的湿度小于50%时喷雾系统启动，则的阻值为______。当使用时间长以后，控制电路的电压U会降低，这时花棚所控制的最高湿度会______（选填“上升”“下降”或“不变”）。 / 学科网（北京）股份有限公司 $