北京课改版九全物理 第12章 磁现象 本章检测（有解析）

北京课改版九全物理 第12章 磁现象 本章检测
一、单项选择题（共10小题；共40分）
1. 两个磁极间的磁感线分布如图所示，小磁针在 点静止。下列说法正确的是
A. 小磁针的上端是 极 B. 甲、乙磁极均为 极
C. ， 两点的磁场强弱相同 D. 磁极周围的磁感线是真实存在的
2. 甲、乙为两个条形磁铁的两个磁极，根据图所示的小磁针静止时的指向，可以判断
A. 甲是 极，乙是 极 B. 甲、乙都是 极
C. 甲、乙都是 极 D. 甲是 极，乙是 极
3. 下列说法中正确的是
A. 磁感线是铁屑组成的
B. 可以通过铁屑来判断磁场中某点的磁场方向
C. 磁场看不见摸不着，但可通过小磁针来感知它的存在
D. 小磁针的 极在某点所受磁场力的方向，跟该点磁感线的方向相同
4. 如图所示，把一根直导体 放在磁体的磁场中，导体两端通过光滑金属导轨与电源、开关、滑动变阻器相连，实验中，当闭合开关时，导体 向左运动，则下列说法正确的是
A. 此现象说明磁可以生电
B. 在该现象中，机械能转化为电能
C. 电动机是利用这一现象来工作的
D. 若交换磁铁的 、 极并同时交换电源的正、负极，导体 受力方向改变，导体 将向右运动
5. 如图所示是小明探究在“什么情况下磁可以生电”的实验装置，其中能够使电流计指针发生偏转的是
A. 不动，磁体上下移动 B. 不动，磁体左右移动
C. 磁体不动， 上下移动 D. 磁体与 一起向右移动
6. 如图是一款笔记本电脑散热支架，通过导线与电脑连接时，支架上的风扇就转动起来，从而帮助电脑散热。下图中的实验装置与该散热支架工作原理相同的是
A. B.
C. D.
7. 如图所示，下列选项正确的是
A. 图甲中，闭合开关，小磁针的 极向左偏转
B. 图乙说明：其他条件一定时，线圈匝数越多的电磁铁磁性越强
C. 图丙是用来研究电磁感应现象的
D. 图丁中，若磁体放在水平面上，闭合开关后，导体 竖直向上运动，电流表指针会偏转
8. 如图所示，当闭合开关的瞬间，导体棒 水平向右运动；若同时对调电源与磁体的两极，再次闭合开关时，导体棒 的运动方向是
A. 水平向右 B. 水平向左 C. 竖直向上 D. 竖直向下
9. 如图所示，两根绝缘细线悬挂着的导体 ，放在 形磁铁中央， 两端连接着导线。在虚线框中接入某种实验器材可进行相应的实验探究。下列说法中正确的是
A. 接入电流表可探究电磁感应现象，与发电机原理相同
B. 接入电流表可探究通电导体在磁场中受力，与发电机原理相同
C. 接入电源可探究电磁感应现象，与电动机原理相同
D. 接入电源可探究通电导体在磁场中受力，与发电机原理相同
10. 如图所示，一根弹簧悬挂起来后长度伸长了，其下端恰好与水银槽中的水银面相接触，把它连接到电路中，则当开关 闭合时
A. 弹簧的长度伸长
B. 弹簧的长度缩短
C. 弹簧先收缩后伸长并不断上下振动
D. 弹簧仍保持不动
二、双项选择题（共4小题；共16分）
11. 如图是我国早期的指南针一司南，它是把天然磁石磨成勺子的形状，放在水平光滑的“地盘”上制成的。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，下列说法中正确的是
A. 司南指南北是由于它受到地磁场的作用
B. 司南长柄指的是地磁场的北极
C. 地磁场的南极在地理的南极附近
D. 司南长柄一端是磁石的北极
12. 在科学晚会上，小明所在的科技小组展云了一个“隔板推物”的节目，其原理如图所示。甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，两线圈通过导线连接构成一个闭合电路。用手推动甲线圈摆动时，乙线圈会随之摆动。对于这个过程，下列说法正确的是
A. 甲线圈相当于电源，乙线圈相当于用电器
B. 推动甲线圈摆动时电能转化为机械能
C. 乙线圈随之摆动时机械能转化为电能
D. 乙线圈摆动是因为通电导线在磁场中受力
13. 在制作简易电动机的过程中，若要改变电动机的转动方向，可以
A. 只将电源的正负极对调 B. 改变通电电流的大小
C. 只将磁铁的磁极对调 D. 增加电动机的线圈匝数
14. 如图所示，在蹄形磁体的磁场中放置一根导体棒，再用两根绝缘细线将导体棒悬挂起来，使导体棒保持水平状态且可以在磁场中自由运动，导体棒的两端跟灵敏电流计连接。下述操作中可以使电流计指针发生偏转的是
A. 磁体保持静止，使导体棒在水平方向上垂直于导体棒运动
B. 磁体保持静止，使导体棒在竖直方向上垂直于导体棒运动
C. 导体棒保持静止，使磁体在水平方向上垂直于导体棒运动
D. 导体棒保持静止，使磁体在竖直方向上垂直于导体棒运动
三、多项选择题（共1小题；共4分）
15. 下列说法中正确的是
A. 司南能够指南北是利用了磁体受地磁场的作用
B. 电动机能够把机械能转化为电能
C. 发电机是根据电磁感应现象制成的
D. 导体中的负电荷定向移动时一定产生磁场
四、填空题（共1小题；共4分）
16. 在探究通电螺线管外部磁场的方向时，玻璃板上均匀地撒上铁屑，闭合开关，轻敲玻璃板，铁屑的分布情况如图所示，铁屑在玻璃板上的分布与的 磁场分布非常相似。若把连接电源正负极的接线对调，再闭合开关，轻敲玻璃板，此时铁屑分布情况 （改变 不变）。
五、实验题（共4小题；共30分）
17. 同学们在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验时，做了如下猜想：
猜想一：电磁铁磁性强弱与电磁铁线圈的匝数多少有关；
猜想二：电磁铁磁性强弱与通过电磁铁的电流大小有关。
为了验证上述猜想是否正确，同学们设计了以下实验方案：用漆包线（表面涂有绝缘漆的导线）在不同的铁钉上绕制若干圈，制成简单的电磁铁；并利用电池组、滑动变阻器、开关、一堆大头针以及长导线为实验器材进行实验。请你回答下列问题：
（1）如图所示，小明同学使用两个相同的大铁钉绕成匝数不同的电磁铁 和 ，由图中的情境可知，电磁铁 （选填“”或“”）的磁性强，并由此得出的实验结论是： ；
（2）为了验证猜想二，实验时应控制电磁铁 相同，改变 。
（3）上面的实验结束后，又有同学提出“电磁铁磁性强弱可能与线圈内的铁芯大小有关”的猜想。请你设计出探究这一猜想的数据记录表格。
18. 小明在探究“产生感应电流的条件”的实验中，用导线将金属棒 、开关、灵敏电流计连接成如图所示的电路。金属棒悬挂于蹄形磁铁的磁场中，请完成下列问题：
（1）蹄形磁铁的 、 两极正对区域磁感线的方向竖直 （选填“向上”或“向下”）。
（2）实验中，灵敏电流计的作用是 。
（3）闭合开关，当金属棒做 运动时，电路中会产生感应电流。
（4）闭合开关，若金属棒不动，只移动磁铁，电路中 （选填“一定”“可能”或“不会”）产生感应电流。
19. 如图所示，将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针平行。接通电路后，观察到小磁针偏转。
（1）这就是著名的奥斯特实验，图中的直导线 是 （选填南北、东西或任意）方向放置在小磁针的上方的。
（2）本实验如果导线下方不放小磁针，则该结论将 （选填“仍然成立”、“不成立”或“无法判断”）。
（3）本实验的结论是 。
20. 在验证磁场对通电导体可以产生力的作用的实验中，小东连接了如图所示的实验电路。闭合开关后，发现导线 并没有运动。经检查，各元件完好，电路连接无故障。
（1）请你猜想导线 没有运动的原因是： 。
（2）写出检验你的猜想是否正确的方法： 。
（3）学了这节课后，小东自己动手制作了一个简易的电动机，如图所示，他发现：当按照图中所示的方式进行组装时，观察到导线沿顺时针旋转；小东想探究导线的旋转方向是否与电流方向有关，接下来的操作步骤是： 。
六、作图题（共1小题；共13分）
21. 请在图中标出蹄形磁体的磁极，并标出小磁针的磁极。
七、科普阅读题（共1小题；共6分）
22. 从“绿皮车”到“磁悬浮”
东城区明城墙遗址的南侧，有一幢建筑风格特异的红色铁皮屋顶的房子，它是 年建成的京奉铁路信号所原址，信号所旁边遗留着一段京奉铁路的铁轨，如图 所示。这座老建筑和这段老铁轨见证着我国轨道交通的不断发展。 年 月我国第一列火车动车组开通，以内燃机为原动力的绿皮火车，正式陆续被更快速、更舒适、更环保的轨道交通方式所取代，使城市之间的通行时间大大缩短。目前，在我国高铁动车发展建设的同时，磁悬浮列车的研发和试运行也在紧张有序地进行中。
一般磁悬浮列车有两种形式。一种是利用同名磁极相互排斥的原理而设计的电磁力运行系统的磁悬浮列车，它利用车上超导体电磁铁形成的磁场与轨道上线圈形成的磁场之间所产生的相斥力，使车体悬浮运行。另一种是利用异名磁极相互吸引的原理设计的电磁力运行系统的磁悬浮列车，它是在车体底板及两侧倒转向上的顶部安装磁铁，在 形导轨的上方和伸臂部分下方分别设置反作用板和感应钢板，控制电磁铁的电流，使电磁铁和导轨间保持 毫米的气隙，使感应钢板的吸引力与车辆的重力平衡，从而使车体悬浮于车道的轨道面上运行。
我们可以预见，随着超导材料和超低温技术的发展，修建磁悬浮铁路的成本会大大降低，磁悬浮列车需要的技术及性能要求逐渐成熟。到那时，磁悬浮列车作为一种快速、舒适的“绿色交通工具”，将会飞驰在祖国的大地上。
（1）小东同学在某次游学活动中，乘坐 次高铁从北京西至武汉站。列车从北京西出发时刻为 时 分，当天 时 分抵达武汉站，若北京西至武汉站总旅程 ，则小东同学乘坐该次列车的平均速度是 。
（2）如图 甲、乙所示是两种实验型号的磁悬浮列车横截面结构图，其中 （选填“甲”或“乙”）图所示型号的磁悬浮列车利用了同名磁极相互排斥的原理。
（3）综合所学物理知识，你认为超导磁悬浮列车与普通列车相比有哪些优势，目前阶段你认为制约超导磁悬浮列车大规模发展的因素是什么 （各提一条即可）
答案
第一部分
1. A
2. B
【解析】在磁体的外部磁感线都是从磁体 极出发，回到磁体的 极的。观察图可知，磁感线都是出发，且小磁针静止时 极所指的方向跟该点磁感线的方向一致，故选B。
3. C
【解析】磁场是实际存在的，磁感线是为了描述磁场而假想的曲线，所以磁感线不是铁屑组成的，故A错误；可以通过铁屑来判断磁体周围存在磁场，但不能通过铁屑来判断磁场中某点的磁场方向，故B错误；磁场看不见摸不着，但可以借助小磁针感知它的存在，这是典型的转换法，故C正确；小磁针在磁场中静止时， 极所指的方向就是该点磁场的方向，故D错误。
4. C
5. B
【解析】本题图中蹄形磁体的磁感线方向是竖直方向．
不动，磁体上下移动，导体 不切割磁感线，指针不发生偏转；
不动，磁体左右移动，导体 切割磁感线，指针发生偏转；
磁体不动， 上下移动，导体 不切割磁感线，指针不发生偏转；
磁体与 一起向右运动， 与磁体保持相对静止， 不切割磁感线，指针不发生偏转．
6. C
【解析】图中散热支架工作的核心原理在于电风扇，电风扇的主要部件是电动机，电动机是利用通电导线在磁场中受磁场力的作用原理制成的，不是利用电磁感应原理制成的，C选项的原理是通电导线在磁场中受磁场力的作用，故C正确，ABD三个选项的原理都是电磁感应，故错误。
7. B
【解析】由甲图可知，根据右手螺旋定则可以判断出通电螺线管的右端为 极，左端为 极，小磁针的 极向右偏转，故A不正确；图乙说明在其他条件一定时，线圈匝数越多的电磁铁的磁性越强，故B正确；图丙是用来研究磁场对电流的作用而不是研究电磁感应现象的，故C不正确；D中闭合开关，导体竖直向上运动，闭合电路的一部分导体没有做切割磁感线运动，所以电路中没有电流，电流表指针不偏转，故D不正确。
8. A
【解析】通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向和磁场的方向有关，同时对调电源与磁体的两极，即同时改变电流的方向和磁场的方向，则导体受力方向不变，还是水平向右运动。故选：A。
9. A
【解析】在虚线框中接入电流表，电路中无电源，闭合电路中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，可以探究电磁感应现象，与发电机的原理相同；在虚线框中接入电源，通电导体在磁场中会受到力的作用，可以探究磁场对通电导体的作用，与电动机的原理相同。故只有A说法正确。故选A。
10. C
【解析】水银是导体，开关闭合后电路接通，弹簧相当于螺线管，根据安培定则可知，螺线管上每相邻的两匝线圈的磁极刚好相反，异名磁极相互吸引，弹簧会收缩而变短，弹簧变短时，与水银面分开，电路断开，因失去相互吸引力，所以弹簧又会伸长，从而又接触水银，使电路接通，即观察到的现象是弹簧会上下振动，故C正确。
第二部分
11. A， B
【解析】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，在地球的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；地理上的南极是在地磁场的北极附近，即司南长柄指的是地磁场的北极，故AB正确，CD错误。
12. A， D
【解析】由题图可知，两个线圈都放在磁场中，而且两线圈连成了闭合电路，根据电动机和发电机的工作原理可知，若推动线圈甲，线圈甲会产生感应电流，相当于发电机，机械能转化为电能；磁场中的乙线圈中有电流通过，会受到磁场的力的作用，将会摆动，乙线圈相当于电动机，电能转化为机械能，所以 A、D项正确，B、C项错。
13. A， C
【解析】只将电源的正负极对调，这样做可以改变电流方向，能改变电动机的转动方向，故A正确；
电流方向影响线圈转动方向，电流大小影响的是转动速度，不能改变电动机的转动方向，故 不正确；
只将磁铁的磁极对调可以改变磁场的方向，能改变电动机的转动方向，故C正确；
增加电动机的线圈匝数，这样做可以增大转速，不改变转动方向，不能改变电动机的转动方向，故 不正确。
14. A， C
【解析】产生感应电流的条件是闭合电路的一部分导体，只要这部分导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中就会产生感应电流，A、C项都是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中会产生感应电流，使电流计指针发生偏转，而B、D项中闭合电路的一部分导体都沿着磁感线运动，都没有做切割磁感线运动，电路中没有产生感应电流，不能使电流表指针偏转，故B、D不正确。
第三部分
15. A， C， D
【解析】地磁场对放入其中的磁体会产生力的作用，司南是磁体，放入地磁场中，受到地磁场的作用，总是指南北，故A正确；电动机在工作过程中消耗电能，得到机械能，所以是将电能转化为机械能，故B错误；发电机是根据电磁感应现象制成的，工作过程中将机械能转化为电能，故C正确；电荷的定向移动形成电流，电流周围存在磁场，所以导体中的负电荷定向移动时一定产生磁场，故D正确。
第四部分
16. 条形磁铁；不变
【解析】通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似。
若把连接电源正负极的接线对调，就是改变螺线管中电流的方向，磁场的方向改变，但磁场的形状不变，所以铁屑的排列情况没发生改变。
第五部分
17. （1） ；在电流相同时，电磁铁的线圈匝数越多，电磁铁磁性越强
【解析】由题图可知，两电磁铁是串联在电路中的，所以流经它们的电流是相同的，同时还可以看到线圈的匝数是不同的，电磁铁 吸引大头针多，故电磁铁 磁性强；本实验研究的是电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系。通过分析现象可得出的结论是：在电流相同时，电磁铁的线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。
（2） 线圈的匝数；电流大小
【解析】为了验证猜想二，应改变电流的大小，控制线圈的匝数不变。
（3）
【解析】运用控制变量法探究电磁铁磁性强弱与线圈内的铁芯大小关系时，要控制电流大小不变，电磁铁线圈的匝数不变，让插入的铁芯大小不同，观察吸引大头针的数量多少；设计的数据记录表格如答表所示。
18. （1） 向上
【解析】由图可知下端为蹄形磁体的 极，上端为蹄形磁体的 极，磁感线是从 极指向 极的，故磁感线的方向竖直向上。
（2） 显示电路中是否有电流产生
【解析】实验中灵敏电流计的作用是检验电路中是否有电流产生。
（3） 切割磁感线
【解析】闭合并关，当金属棒做切割磁感线运动时，电路中就会产生感应电流。
（4） 可能
【解析】闭合开关，若金属棒不动，只移动磁铁，金属棒相对于磁铁做切割磁感线运动，电路中也可产生感应电流，故移动磁铁，电路中可能产生感应电流。
19. （1） 南北
【解析】由于小磁针受到地磁场的作用，要指南北方向，为了观察到明显的偏转现象，应使电流产生的磁场方向为东西方向，故应把直导线南北放置。
（2） 仍然成立
【解析】本实验如果导线下方不放小磁针，则该结论将仍然成立。
（3） 通电导体周围存在磁场
【解析】实验中，开关闭合时，小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在着磁场，这是著名的奥斯特实验。
20. （1） 电路中电流太小（磁体磁性太弱）
【解析】闭合开关后，发现导体棒 没有动，可能是电路中电流太小或磁体磁性太弱。
（2） 增大电路中的电流（换成磁性更强的磁体），观察导体棒 是否运动
【解析】调节滑动变阻器，增大电路中的电流，或换成磁性更强的磁体，闭合开关，若导线 有明显的摆动，说明猜想正确；若导线 无明显的摆动，说明猜想错误。
（3） 不改变磁场方向，改变导线中的电流方向
【解析】通电导线在磁场中受到力的作用，所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，改变一个量，所受力的方向就改变一次，故为探究“导线的旋转方向是否与电流方向有关”，正确的操作是在磁场方向不变的情况下，改变导体中电流的方向，观察直导线的运动情况。
第六部分
21. 如图所示：
第七部分
22. （1）
【解析】由题中信息可知，从北京西至武汉站高铁运行的时间为 ，则小东同学乘坐该次列车的平均速度为 。
（2） 乙
【解析】由原文内容可知，利用同名磁极相互排斥的原理而设计的电磁力运行系统的磁悬浮列车利用车上超导体电磁铁形成的磁场与导轨上线圈形成的磁场之间的相斥力，使车体悬浮，乙图符合原文的描述，所以选择乙。
（3） 与普通列车相比，超导磁悬浮列车更快速、更舒适、更环保。制约目前超导磁悬浮列车大规模发展的因素是超导材料成本高、超导低温技术还不够成熟等。
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