北师大版九年级年级全一册14.3电流的磁场同步练习（有解析）

北师大版九年级年级全一册 14.3 电流的磁场
一、单选题
1．关于电与磁的知识，下列说法中正确的是（ ）
A．用电器工作时将其他形式能转化为电能 B．给手机充电时，手机的电池相当于电源
C．磁感应线是存在于磁体周围的封闭曲线 D．电磁铁是利用电流的磁效应原理制成的
2．如图，是奥斯特实验的示意图，以下关于奥斯特实验的分析正确的是（　　）
A．通电导线周图磁场的方向由小磁针的指向决定
B．通电导线受到小磁针施加的磁力
C．若闭合开关，小磁针无偏转，则说明通电导线一定没有产生磁场
D．通电导线周的磁场方向与电流方向无关
3．如图所示电路中，闭合开关，向某一方向移动滑动变阻器的滑片时，弹簧测力计的示数增大，则（　　）
A．螺线管上端是S极，滑片P向左移动 B．螺线管上端是S极，滑片P向右移动
C．螺线管上端是N极，滑片P向右移动 D．螺线管上端是N极，滑片P向左移动
4．首先发现电流周围存在磁场的物理学家是（　　）
A．安培 B．奥斯特 C．牛顿 D．帕斯卡
5．根据生活中的现象进行推论是常用的科学思维方法。下列根据现象作出的推论中（ ）
A．根据两灯各自的两端电压相等推论两灯是并联
B．根据电路中的灯泡不发光推论电路中没有电流
C．根据两手搓动手会发热推论机械能转化为内能
D．根据直导体下磁针没有旋转推论导体中无电流
6．电让我们的生活丰富多彩，关于下图所示的情景说法正确的是（　　）
A．甲图中的通电螺线管，将它自由悬垂，则它的B端静止时指向南方
B．乙图中的手摇发电机，它的工作原理是电磁感应，可将机械能转化为电能
C．两图中的实验结果表明，只要给导体通电，导体附近的小磁针就一定会发生偏转
D．丁图中所探究的实验中通电导体受力方向与电流方向和磁场强弱有关
7．如图所示的通电螺线管右侧放了一个可自由转动的小磁针，下列说法正确的是(　　)
A．小磁针左端为N极
B．通电螺线管的左端为N极
C．将电源正负极对调后螺线管南北极也对调
D．在螺线管所在电路中串联一个电阻后螺线管的磁性增强
8．如图所示电路，电磁铁的B端有一个小磁针，闭合开关后，下列说法正确的是（　　）
A．电磁铁的A端为S极
B．小磁针静止时，S极水平指向左
C．当滑动变阻器的滑动片P向左端移动，电磁铁磁性增强
D．增大电源电压可使电磁铁的磁性增强
9．如图所示，小磁针N极的指向和通电螺线管的磁感线方向标注均正确的是（　　）
A． B．
C． D．
10．如图所示，闭合开关S1、S2两个通电螺线管的相互作用情况以及A、B端的极性分别是（　　）
A．相斥，A端为N极，B端为N极 B．相斥，A端为S极，B端为S极
C．相吸，A端为S极，B端为N极 D．相吸，A端为N极，B端为S极
11．下列四个图中，磁感线方向标注错误的是（　　）
A． B．
C． D．
12．环形电流可以看作是一匝的通电螺旋管，其两侧的磁极与线圈中电流方向的关系也符合右手螺旋定则，把两个单匝线圈A和B挂在水平光滑的固定绝缘细杆MN上，且平行靠近放置，当线圈通入如图所示大小相同，方向相反的电流时，则线圈A和B将（　　）
A．靠近 B．距离不变 C．远离 D．无法确定
二、填空题
13．小林将导线绕在一根铁钉上，制成电磁铁，与电池接通后，如图所示，铁钉的尖端为______ （选填“N” 或“S”）极。
14．电会产生磁吗？首先揭开这个奥秘的是丹麦物理学家___________，他用实验证明了：通电导线周围存在 ___________
15．根据图中的电流方向，可知通电螺线管的 ______ 端是N极，图中小磁针涂黑的一端为它的 ______ 极。
16．1820年，丹麦物理学家 ___________通过实验，首先发现了通电直导线周围存在磁场。自然界中存在着两种电荷，用橡胶棒摩擦过的毛皮带 ___________。
三、综合题
17．根据古文《论衡 是应篇》中的记载：“司南之杓（用途），投之于地，其柢（握柄）指南”，学术界于1947年想象出司南的模样并印刷在邮票上．
（1）如图（甲）所示，当磁勺在正确指南时，其A端为该磁体的 ________ （N/S）极．
（2）1952年，中国科学院物理研究所尝试制作一具司南，如（乙）所示，制作人员根据天然磁石的磁感线分布，将磁石的 ________ （B/C/D/E）处打磨成磁勺的A端．
（3）把天然磁石按照正确方法打磨成磁勺后，放在粗糙的木盘上，使磁勺水平自由转动直至最终静止，但磁勺A 端总不能正确指南，将粗糙木盘换成较光滑的青铜盘才略有改善，这是因为磁勺和盘子之间的 ________ 力影响了实验效果．
（4）为达到理想的指向效果，制作人员将磁勺靠近一电磁铁，如图（丙）所示，闭合开关S，磁勺和电磁铁相互吸引，由此增加磁勺的磁性，H为电源的 ________ 极．
18．运用知识解决问题：
（1）工人装修电路时不细心，使火线和零线直接接通，会造成_____，电路中的电流过大，总开关“跳闸”．
（2）请根据如图所示小磁针的指向标出电源的正、负极_________．
（3）标有“220V，800W”的电热器，正常工作时的电流为_______，正常工作1.25h消耗的电能为_______．
19．医生对病人进行脑部手术时，需要将体温降至合适的温度．准备手术之前，病人的心肺功能开始由心肺机取代．
（1）心肺机的一个功能是用“电动泵”替代心脏博动，推动血液循环，原理如图所示．将线圈ab缠绕并固定在活塞一端，利用其与固定磁铁之间的相对运动，带动电动泵中的活塞，使血液定向流动；阀门K1、K2都只能单向开启，反向则封闭管路．当线圈中的电流从a流向b时，线圈的左端为_____（选填“N”或“S”）极，活塞将向右运动，“动力泵”处于_____（选填“抽血”或“送血”）状态．
（2）心肺机的另一个功能是用“热交换器”进行热量交换，通过血液循环调节体温．经监测，病人体温由17℃上升至正常体温37℃历时1h．在这段时间内，假设人体所需热量完全由热交换器提供，且不计人体散热，试求人体需从“热交换器”吸收的热量_______．【设病人质量为60kg，人体比热容与水相当为c＝4.2×103J/（kg ℃）】
（3）正常人在静息状态下，每分钟人体心脏能以1.6×105Pa的平均压强将体积6000mL的血液压出心脏，送往人体各部位．求此状态下“电动泵”替代心脏推动血液循环的输出功率________．
20．物理学中常用磁感线来形象地描述磁场，用磁感应强度（用字母B表示）来描述磁场的强弱，它的国际单位是特斯拉（符号是T），磁感应强度B越大表明磁场越强；B＝0表明没有磁场．有一种电阻，它的大小随磁场强弱的变化而变化，这种电阻叫做磁敏电阻，如图所示是某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图象．为了研究某磁敏电阻R的性质，小刚设计了如图所示的电路进行实验，请解答下列问题：
【进行实验】
（1）当S1断开，S2闭合时，电压表的示数为3V，则此时电流表的示数为_____A．
（2）只闭合S1，通电螺线管的左端为_____极；闭合S1和S2，移动两个滑动变阻器的滑片，当电流表示数为0.04A时，电压表的示数为6V，由图象可得，此时该磁敏电阻所在位置的磁感应强度为_____T．
【分析与结论】
（3）实验中小刚将电路中电源的正负极对调，发现乙电路中电压表和电流表的示数不变，这表明：该磁敏电阻的阻值与磁场的_____无关．
（4）闭合S1和S2，R2滑片固定不动，将R1的滑片向右滑动，则电压表示数_____，电流表示数_____（选填“变大”“变小”或“不变”）．
21．阅读短文，回答问题．
智能洁具
智能洁具（智能马桶、全自动洗碗机、智能浴缸等），具有温水洗净、暖风烘干、杀菌等功能，已进入百姓家庭．
某智能洁具为确保安全，插头带漏电保护装置，工作原理如图甲，连接洁具的火线与零线穿过环形铁芯，正常工作时，两线中的电流相等；若火线与零线中的电流不等，绕在铁芯上的线圈会产生电流，经放大后通过电磁铁吸起铁质开关S切断电源．
这种洁具装有红外线感应装置，当人靠近时，感应装置自动升起洁具盖子；启动洗净功能，加热器将水快速加热至温控装置预设的温度，水泵喷水实施清洗，喷水杆采用纳米银（直径为纳米级的银单质）材料，杀菌效果好；清洗结束，暖风烘干机自动开启烘干功能．表一为该洁具的部分参数，表二为水泵的性能测试参数（表中流量指单位时间内水泵抽送水的体积；扬程指水泵能将水提升的高度）．
表一
表二
（1）该智能洁具应选用 _______ 线插头．当图甲电磁铁线圈中电流从a流向b时，电磁铁下端是 _______ 极．
（2）下列说法正确的是 _______ ．
A．红外线感应装置利用超声波进行工作
B．暖风烘干是靠增大面积来加快水的汽化
C．纳米银是银分子，喷水杆材料具有良好的导电性
D．漏电保护装置内的火线与零线短路时，开关S不会被吸起
（3）洁具正常工作，按最大喷水量用设定为38℃的温水清洗，加热器的效率
为 ______ %；清洗结束，暖风烘干机工作40s，消耗的电能会使标有“3000imp/（kW·h）”的电能表指示灯闪烁 ________ 次．[水的比热容c=4.2×10-3 J/（kg·℃），室温为18℃]
（4）分析表二数据可得，当该水泵的流量为0.8×10-4m3/s时，其扬程为 _______ m；当水泵的流量为1.0×10-4m3/s时，输出的水达到对应的扬程，次过程中水泵克服水重力做功的功率P= _______ W．
（5）图乙为洁具的温控装置原理图．R1是滑动变阻器，R2是热敏电阻，其阻值温度升高而减小．当R1两端电压U1增大到一定值时，控制电路将切断加热电路实现对水温的控制．
①适当 _______ （填“增大”或“减小”）电源电压，可使控制水温的预设值升高；
②电源电压设定为10V，当R1接入电路的阻值为6Ω时，R2的电功率为4W，此时加热电路恰好被切断．若预设的水温相对较高，则控制电压U1是 _______ V．
参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
A．用电器工作时将电能转化为其他形式能，故A错误；
B．给手机充电时，电能转化为化学能，储存在电池中，因此手机的电池相当于用电器，故B错误；
C．磁感应线是理想的模型，并不在于磁体周围，故C错误；
D．电流周围存在磁场，电磁铁是利用电流的磁效应原理制成的，故D正确。
故选D。
2．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．通电导线周围磁场方向由电流的方向决定的，而不是小磁针的指向决定的，故A错误；
B．由于物体间力的作用是相互的，所以小磁针受到通电导线产生的磁场力的作用，同时通电导线受到小磁针施加的磁力，故B正确；
C．通电导线一定能够产生磁场，闭合开关，小磁针无偏转，可能是通电导线产生的磁场太弱，无法使小磁针转动，故C错误；
D．通电导线周围的磁场方向与电流方向有关，故D错误。
故选B。
3．D
【解析】
【分析】
【详解】
由图可知，螺线管正面电流方向向右，根据安培定则可以判断通电螺线管的上端为N极，通电螺线管和条形磁铁相互吸引，因为弹簧测力计的示数增大，说明通电螺线管对条形磁体的吸引力变强，通电螺线管的磁性变强，电路中的电流变大，电阻变小，所以滑动变阻器的滑片向左移动。
故选D。
4．B
【解析】
【详解】
电流周围存在磁场叫做电流的磁效应，首先发现电流的磁效应的科学家是奥斯特。
故选B。
5．C
【解析】
【详解】
A．两灯各自的电压相等，不一定是并联，因为两个规格相同的灯串联时，两端的电压也相等，故A不符合题意；
B．灯的亮度取决于灯的实际功率，灯的实际功率太小，此时电路中有电流，灯也不会亮，故B不符合题意；
C．两手互相搓动，克服摩擦做功，使手的内能增加，温度升高，属于做功改变物体的内能，是机械能转化为内能，故C符合题意；
D．当通电直导体下磁针的位置的磁场方向与磁针指向一致时，磁针不会旋转，故D不符合题意。
故选C。
6．B
【解析】
【详解】
A．甲图中的通电螺线管的B端是N极，将它自由悬垂，则它的B端静止时指向北方，故A错误；
B．乙图中的手摇发电机，它的工作原理是电磁感应（闭合电路的一部分导体做切割磁感线时会产生感应电流），可将机械能转化为电能，故B正确；
C．给导体通电，导体附近的小磁针不一定会发生偏转（小磁针的磁场方向与通电导体周围的磁场方向一致时），故C错误；
D．丁图中所探究的实验中通电导体受力方向与电流方向和磁场方向有关，故D错误。
故选B。
7．C
【解析】
【分析】
【详解】
AB．图中电流从螺线管的左侧流入、右侧流出，由安培定则可知，通电螺线管的右端是N极，因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，则小磁针静止时其左端为S极，故A、B错误；
C．将电源正负极对调后，螺线管中的电流方向改变，螺线管的磁极发生改变，所以螺线管南北极也对调，故C正确；
D．在螺线管所在电路中串联一个电阻，总电阻增大，电路的电流变小，则通电螺线管的磁性减弱，故D错误。
故选C。
8．D
【解析】
【详解】
A．由图结合安培定则可知电磁铁的A端为N极，故A不正确；
B．由以上可知小磁针静止时，S极水平指向右，故B不正确；
C．当滑动变阻器的滑动片P向左端移动，滑动变阻器阻值变大，电路中电流变小，电磁铁磁性减弱，故C不正确；
D．增大电源电压可使电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，故D正确。
故选D。
9．C
【解析】
【分析】
【详解】
首先根据右手螺旋定则判断通电螺线管的NS极，然后可知磁感线方向，利用磁极间的相互作用规律判断小磁针N极的指向。
【解答】
AB．由图知，四幅图中电流方向和线圈的绕法都相同，且电流从左方流入、右方流出，根据安培定则，伸出右手，四指弯曲所指的方向为电流的方向，则大拇指指向通电螺线管的左端为S极，螺线管的右端为N极；在磁体外部，磁感线方向由N极指向S极，则磁感线方向向左，故AB错误；
CD．由磁极间的相互作用规律可知，小磁针左下端为S极，右上端为N极，故C正确，D错误。
故选C。
10．C
【解析】
【分析】
【详解】
两个通电螺线管正面的电流都是向下，根据安培定则可知，A端为S极，B端为N极，因此它们相互靠近的两端是异名磁极相，相互吸引。故选C。
【点睛】
11．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．用右手握住螺线管，让四指向螺线管中电流的方向，则拇指所指的那端就是螺线管的N极（在螺线管的外部，磁感线从N极发出回到S极）。本选项中，四指向螺线管中电流的反方向，故A错误，A符合题意；
B．磁感线都是从N极发出回到S极，故B正确，B不符合题意；
C．磁感线都是从N极发出，故C正确，C不符合题意；
D．地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，磁感线从地磁北极发出回到地磁南极，故D正确，D不符合题意。
故选A。
12．C
【解析】
【分析】
【详解】
由图知，线圈A中的电流方向向上，B中的电流向下，用右手握住线圈A、B，让四指指向线圈中电流的方向，则大拇指所指的那端就是线圈的N极，所以线圈A的左端为N极、右端为S极，线圈B的右端为N极、左端为S极，根据磁极间的相互作用规律可知，线圈A和B会相互远离。
故选C。
13．N
【解析】
【分析】
【详解】
由图可知，电流从电磁铁的右端流入，左端流出，由安培定则可知电磁铁的右端是N极，左端是S极，铁钉的尖端为N极。
14． 奥斯特 磁场
【解析】
【分析】
【详解】
[1] 首先揭开这个奥秘的是丹麦物理学家奥斯特，发现通电导体周围存在磁场，让指南针转动。
[2]通电导线能够让指南针转动，说明周围存在磁场。
15． 左 N
【解析】
【详解】
[1]根据安培定则，用右手握住通电螺线管，让四指指向电流的方向，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极，按图中电流方向，大拇指指向左端，所以左端为N极。
[2]同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，图中小磁针白色的一端靠近N极，所以白色的一端为S极，则小磁针涂黑的一端为它的N极。
16． 奥斯特 正电
【解析】
【详解】
[1]由物理学史可知，1820年，丹麦物理学家奥斯特通过实验，首先发现了通电直导线周围存在磁场；
[2]由电荷的规定可知，橡胶棒与毛皮摩擦后带负电，这是因为它得到了电子，因此，用橡胶棒摩擦过的毛皮因失去电子而带正电。
17． S D 摩擦 正
【解析】
【分析】
（1）磁体静止时，指南的叫南极用字母S表示；指北的叫北极，用字母N表示；
（2）磁体周围的磁感线，都是从磁体的N极出发，回到S极；
（3）摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关；在压力相同的情况下，接触面越粗糙，摩擦力越大；
（4）磁极间的作用规律是：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；可用安培定则判断通电螺线管的两极极性．
【详解】
（1）磁勺在正确指南时，地理的南极正是地磁的N极，异名磁极相互吸引，因此，其A端为该磁体S极；
（2）如（乙）所示，磁体外部，磁感线从N极出发回到S极，根据天然磁石的磁感线分布，可判断D端是S极，也就是磁勺的A端；
（3）把天然磁石打磨成的磁勺放在粗糙的木盘上，由于摩擦力较大，很难正确指示南北方向，将粗糙木盘换成较光滑的青铜盘，摩擦力减小了，能正确指示南北方向．这说明磁勺和盘子之间的摩擦力影响了实验效果；
（4）因为异名磁极相互吸引，则与磁勺柄所靠近的下端是通电螺线管的N极，用安培定则可判断通电螺线管中的电流方向，再根据电流方向是从电源正极出发通过用电器回到负极，所以H端为电源的正极．
18． 短路 3.64A 1kW h
【解析】
【详解】
试题分析：（1）使火线和零线直接接通，会造成电源短路，电路中的电流过大，总开关“跳闸”；（2）根据磁极间的相互作用可知，螺线管的右端为S极，左端为N极；由右手定则可知，电源的左边为正极，右边为负极；如上图所示；（3）由P=UI可得，电热器正常工作时的电流：I=P/U=800W/220V≈3.64A；电热器正常工作1.25h消耗的电能：W=Pt=0.8kW×1.25h=1kW h．
【考点定位】
电路的连接；磁极；电能的计算
19． N 送血 5.04×106J 16W
【解析】
【详解】
（1）当线圈中的电流从a流向b时，由安培定则可知，线圈的左端为N极，与磁铁N极相排斥，活塞在排斥力的作用下将向右运动；此时阀门K1打开，K2关闭，“动力泵”处于送血状态．
（2）人体吸收的热量：
Q＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×60kg×（37℃﹣17℃）＝5.04×106J，
（3）心脏每分钟做的功：
W＝FL＝pSL＝pV＝1.6×105Pa×6000×10﹣6m3＝960J，
心脏的平均功率：．
20． 0.03 S 0.3 方向 变小 变大
【解析】
【详解】
（1）由图象知，当R没有磁性时，R＝100Ω，根据欧姆定律得，电流表的示数为
；
（2）闭合开关S1时，螺线管产生磁性，由安培定则知：左端为S极；
当电流表示数为0.04A时，电压表的示数为6V，
磁敏电阻的阻值为，
由图象知，此时的磁感应强度为0.3T；
（3）小刚将电源的正负极对调，螺线管的磁极发生变化；发现乙电路中电压表和电流表的示数不变，也就是磁敏电阻的阻值不变．这表明：该磁敏电阻的阻值与磁场的方向无关；
（4）闭合S1和S2，R2滑片固定不动，将R1的滑片向右滑动，滑动变阻器电阻变大，故通过电磁铁的电流会减小，磁性变弱，则R的阻值会减小，根据欧姆定律可知，通过R的电流变大，即电流表示数变大；根据U＝IR可知，电流变大，则R2两端的电压变大，根据串联电路的电压规律可知，R两端的电压减小，即电压表示数变小．
21． 两　 N D 80% 6 3.2 5 减小 6
【解析】
【详解】
（1）由甲图可知，智能洁具的外壳不是金属的，所以不需要用三线插头，选两线插头即可；当图甲电磁铁线圈中电流从a流向b时，由右手沿着电流方向抓住螺线管，则大拇指朝下，即螺线管下端为N极，上端为S极，
（2）红外线感应水龙头是通过红外线反射原理，故A错误；暖风烘干，有热风吹，使水的温度升高，水上方的空气流动速度增大，从而加快了水的蒸发，很快变干，故B错误；银具有良好的导电性，纳米银（直径为纳米级的银单质）材料，杀菌效果好，不是银分子，故不具有良好的导电性，故C错误；漏电保护装置是在火线和零线中电流不等的情况下动作，因而短路时虽然电流很大，但是互相和零线的电流相等，不会动作，则开关S不会被吸起，故D正确．
（3）由ρ=m/V可得，每分钟喷出水的质量：m=ρV=1.0×103 kg/m3 ×1.2×10-3 m3 =1.2kg，
水吸收的热量：Q=cm△t=4.2×103 J/（kg ℃）×1.2kg×（38℃-18℃）=1.008×105 J，
由P=W/t可得：W电 =Pt=2100W×60s=1.26×105 J，
加热效率：η=Q/W×100%=1.008×105J/1.26×105J×100%=80%；
由P=W/t可得，暖风烘干机工作40s，消耗的电能：
W=P烘干 t=180W×40s=7200J=7200/3.6×106kW h=0.002kW h，
电能表指示灯闪烁次数n=0.002kW h×3000imp/（kW h）=6，
（4）根据表格中的数据可知，当流量增大为2倍时，杨程增大为原来的4倍，说明杨程与流量的平方成正比，因而当流量为为0.8×10-4 m3 /s时，为1.2×10-4m3 /s的2/3，
则杨程为7.20m×(2/3)2=3.2m，
由ρ=m/V可得，当水泵的流量为1.0×10-4 m3 /s时，
每秒钟流过水的质量m′=ρV=1.0×103 kg/m3 ×1.0×10-4 m3 =0.1kg，
重力G=m′g=0.1kg×10N/kg=1N，当水泵的流量为1.0×10-4 m3 /s时，
输出的水达到对应的扬程为5m，水泵做功W=Fs=Gh=1N×5m=5J，则功P=W/t=5J/1s=5W，
（5）①当设定的温度升高时，则热敏电阻的阻值减小，要保持电阻R1 的电压不变，则必须保持电路中的电流不变，因而必须减小电源电压；
②当R1 =6Ω时的电压U1 ，电路中的电流为I=U1/6Ω，热敏电阻的电压U2 =U-U1 =10V-U1 ，
电功率P=U2 I，则有4W=（10V-U1 ）×U1/6Ω，
解得U1 =4V或U1 =6V，由于要使得水温度较高，则R2 的电阻较小，电路中的电流较大，则必须使得U1 较大，设计为6V