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
试卷副标题
考试范围：xxx；考试时间：100分钟；命题人：xxx
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请点击修改第I卷的文字说明
一、单选题
1．法国物理学家安培发现的物理规律是（　　）
A．电流与电压、电阻的定量关系 B．通电导体周围存在着磁场
C．通电螺线管的极性判定 D．电磁感应现象
2．法国科学家阿尔贝 费尔和德国科学家彼得 格林贝格尔由于发现了巨磁电阻（GMR）效应，荣获了2007 年诺贝尔物理学奖。巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象，这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度，从而引发了现代硬盘生产的一场革命。如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图，图中GMR是巨磁电阻。如果闭合S1、S2并使滑片P向左滑动，下列说法正确的是（　　）
A．电磁铁右端为N极 B．滑片P向左滑动过程中电磁铁的磁性减弱
C．巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显增大 D．滑片P向左滑动过程中小灯泡亮度变亮
3．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．
4．某同学按照图甲所示连接好电路。闭合开关前，小磁针的指向如图甲所示；闭合开关，小磁针的偏转情况如图乙中箭头所示；只改变电源的正负极，再次进行实验，小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示。下列结论中合理的是（　　）
A．由甲、乙两图可得导体的周围一定存在着磁场
B．由甲、乙两图可得电流的磁场方向与电流方向有关
C．由乙、丙两图可得电流的磁场强弱与电流大小有关
D．由乙、丙两图可得电流的磁场方向与电流方向有关
5．直线电流周围磁场的磁感线分布和磁场方向的判定方法如图所示。将一枚转动灵活的小磁针放在水平放置的直导线正下方，直导线通电的瞬间（　　）
A．若电流方向从东向西，则小磁针不发生偏转
B．若电流方向从北向南，则小磁针逆时针偏转
C．若电流方向从南向北，则小磁针顺时针偏转
D．若电流方向从西向东，则小磁针不发生偏转
6．绵阳市某初中学校的小明同学在学校实验室模拟安培1820年在科学院的例会上做的小实验：把螺线管水平悬挂起来，闭合开关，发现螺线管缓慢转动后停了下来，改变螺线管B端的初始指向，重复操作，停止时B端的指向都相同。模拟实验装置如图所示，闭合开关，螺线管停下来后B端指向
A．东方 B．南方 C．西方 D．北方
7．如图所示，闭合电磁铁开关S，条形磁铁静止在水平桌面上。下列判断正确的是（　　）
A．条形磁铁受到电磁铁对其向左的作用力
B．条形磁铁受到桌面对其向左的摩擦力
C．将滑动变阻器的滑片向右移动，条形磁铁受到的摩擦力不变
D．若只改变电源的正负极，条形磁铁受到的摩擦力变大
8．如图所示，通电螺线管周围放着能够自由转动的小磁针a、b、c，这三根磁针静止时，图中所标的磁极正确的是（　　）
A．小磁针a B．小磁针b C．小磁针c D．小磁针b，c
9．下列关于图中的四幅图的说法中不正确的是（　　）
A．甲图是奥斯特实验，说明电可以生磁
B．乙图中没有画磁感线的地方也有磁场
C．丙图中的能量转换与内燃机的压缩冲程相同
D．丁图说明空气流速大的地方压强小
10．下图所示的“吸引”现象中，与摩擦起电有关的是（　　）
A．磁铁吸引铁钉 B．压紧的铅柱互相吸引
C．梳过头的塑料梳子吸引纸屑 D．电磁铁吸引曲别针
11．在探究通电螺线管的实验中，小英连接了如图所示的电路，通电螺线管A端放有一小磁针，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，下面说法正确的是（　　）。
A．通电螺线管B端为N极
B．小磁针N极向右转动
C．通电螺线管外C点的磁场方向向左
D．滑动变阻器的滑片P向b端移动，通电螺线管的磁性减弱
12．如图所示，下列关于磁现象的分析中，说法正确的是（　　）
A．图中，在条形磁铁周围撒上铁屑后轻敲玻璃板，所观察到的是磁感线
B．图中，磁体周围的磁感线疏密不均，越密处磁场越弱
C．图中，通电螺线管的左端是N极
D．图中，新余地区地面附近能自由转动的小磁针静止时，N极指向地磁场北极附近
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
二、填空题
13．在都江堰研学活动中，小罗用名为指南针的手机指引方向，如图甲所示，当“小磁针”静止时，其上部指向南方，说明“小磁针”的上部是 _______极；小罗将这个打开后，放在如图乙所示的电磁体左方，仍呈现如图甲所示的指向，则电源的下部为 _______极。
14．判断通电螺线管的磁场方向可以使用安培（右手）定则：将右手的四指顺着电流方向抓住螺线管，______的方向就是该螺线管的N极。
15．攀枝花市某学校研学小组在探究通电螺线管磁场的实验中，小磁针和螺线箮放置于同水平面内，螺线管为东西朝向，小磁针可在水平面内自由转动。开关S闭合后，小磁针的指向如图所示，则电源A端为______（选填“正”或“负”）极。当开关S断开时，小磁针N极将______（选填“不”、“向北”或“向南”）偏转。
16．为了纪念科学家欧姆对电学基础知识研究的重大贡献，物理学中以他的名字作为物理量______的单位。在物理学发展史上，______实验第一次发现了电与磁之间的联系。
三、综合题
17．阅读短文，回答问题：
巨磁电阻效应
1988年阿尔贝 费尔和彼得 格林贝格尔发现，在铁、铬相间的三层复合电阻中，微弱的磁场可以导致电阻大小的急剧变化，这种现象被命名为“巨磁电阻效应”。更多的实验发现，并非任意两种不同种金属相间的三层膜都具有“巨磁电阻效应”。组成三层膜的两种金属中，有一种是铁、钴、镍这三种容易被磁化的金属中的一种，另一种是不易被磁化的其他金属，才可能产生“巨磁电阻效应”。进一步研究表明，“巨磁电阻效应”只发生在膜层的厚度为特定值时。用R0表示未加磁场时的电阻，R表示加入磁场后的电阻，科学家测得铁、铬组成的复合膜R与R0之比与膜层厚度d（三层膜厚度均相同）的关系图甲所示。1994年IBM公司根据“巨磁电阻效应”原理，研制出“新型读出磁头”，将磁场对复合膜阻值的影响转换成电流的变化来读取信息。
（1）以下两种金属组成的三层复合膜可发生“巨磁电阻效应”的是_____ ；
A．镍、铬 B．铜、银 C．铜、铬 D．铁、镍
（2）对铁、铬组成的复合膜，当膜层厚度是2.2nm时，这种复合膜电阻_____（选填“具有”或“不具有”）“巨磁电阻效应”；
（3）“新型读出磁头”可将微弱的磁信息转化为_____信息；
（4）铁、铬组成的复合膜，发生“巨磁电阻效应”时，其电阻R比未加磁场时的电阻R0_____（选填“大”或“小”）得多；
（5）图乙是硬盘某区域磁记录的分布情况，其中1表示有磁区域，0表示无磁区域。将铁、铬复合膜制成的“新型读出磁头”组成图乙所示电路，当磁头从左向右匀速经过该区域过程中，电流表读数变化情况应是图丙中的_____ 。
18．冬季，汽车后风窗玻璃上常会形成一层薄霜，导致驾驶员无法准确观察后方情况。为保障行车安全，后风窗玻璃装有加热除霜电路。如图1所示，这是小聪设计的模拟汽车后风窗玻璃加热电路，它由控制电路和受控电路组成，R1为固定在玻璃内的热敏电阻，其温度始终与玻璃温度相同，R1的阻值随温度变化的关系图像如图2所示。电路中、、、（R0、R2的阻值不随温度变化而变化），电磁铁线圈的电阻忽略不计。
（1）开关接“手动”时，电磁铁通电时具有磁性，电磁铁的上端是________极；
（2）开关接“手动”时，受控电路的加热功率是多少______？
（3）开关接“自动”时，玻璃的温度从10°C加热到50°C，触点、恰好脱开，此时通过控制电路的电流是多少______？此过程玻璃吸收的热量是多少______？[玻璃质量为9kg，玻璃比热容为]
（4）若电热丝所产生的热量的80%被玻璃吸收，开关接“手动”时，玻璃的温度从10°C加热到50°C，需要的时间是多少______？
19．参加综合实践活动的学生们利用课余时间设计了一个防止锅炉内水位过低而被损坏的报警装置，其原理如图甲所示，当水位正常时，电磁铁一直吸附着下边的静触点1，绿灯亮；当水位低到一定程度时，衔铁向上运动与上边的静触点2接触，红灯亮发出报警信号。R1为压敏电阻，R1的阻值随受液体压力大小变化关系的图像如图乙所示，已知控制电路的电源电压为12V保持不变，定值电阻R0=12Ω，将此压敏电阻用绝缘薄膜包好后放在一个硬质绝缘盒中，放入锅炉水位最低报警处且保持受力面水平，压敏电阻上受压面积为4×10-3m2，忽略电磁铁线圈的电阻，（ρ水= 1.0×103kg/m3，g取10 N/kg）。回答下列问题：
（1）S闭合后，电磁铁上边的磁极为______极，当锅炉中的水位变低时，电路中的电流______（填“变大”、“不变”、“变小”）；
（2）当锅炉内水达到最大量时，电路中的电流为多少？( )
（3）当电路中的电流的达到0.2A时，红灯亮，报警器报警装置开始报警，则定值电阻R0消耗的电功率是多少？( )并求出此时锅炉中水的深度为多少厘米？( )
20．(1)如图，通电线圈的B端与磁铁N极相吸，则A端是_________极。
（选填“N”、“S”）
请在图中以线代替导线，连接线圈与电池，让线圈的B端与磁铁N极相斥。
(2)图中三脚插头上的三个手脚分别与导线①、②、③连通，但未知导线①、②、③中哪根与标有N的插脚相连。请你将图23所示实物图连接起来检测N插脚与导线②是否相连。若观察到_______________现象，说明导线②是接到N插脚上。
21．（1）根据图中通电螺线管，在磁感线上标出方向，并标出电源的右侧小磁针的N、S极．
( )
（2）如图所示，杠杆在力F1、F2作用下处于平衡状态，L1为F1的力臂.请在图中作出F2的力臂L2及力F1.
( )
（3）图中被测物体的外直径是 _____ cm．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
A．欧姆发现并总结了电流与电压、电阻的定量关系，故A不符合题意；
B．奥斯特发现了通电导体周围存在着磁场，故B不符合题意；
C．安培发现了通电螺线管的极性判定，即安培定则，故C符合题意；
D．法拉第发现了电磁感应现象，故D不符合题意。
故选 C。
2．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图可知，电流从螺线管的右端流入，利用安培定则判断电磁铁的左端为N极、右端为S极。故A错误；
B．当滑片P向左滑动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，则电路中的电流变大，通电螺线管的磁性增强。故B错误；
CD．由选项B可知，滑片P向左滑动时，通电螺线管的磁性增强时，因巨磁电阻的阻值在磁场中急剧减小，所以，此时巨磁电阻的阻值会变小，由欧姆定律可知通过电路的电流变大，由P=I2R可知，灯泡的实际功率变大，灯泡变亮，故D正确，C错误。
故选D。
3．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。
4．D
【解析】
【详解】
AB．当小磁针受到地磁场的作用时，一端指南一端指北如图甲，当导线中电流向左时，小磁针的N极向纸外偏转如图乙，所以，甲、乙两图可说明通电导体周围存在磁场，故AB不符合题意；
CD．乙丙只是改变了电流方向，没有改变电流大小，小磁针的偏转方向也会发生改变，即磁场方向发生了变化，所以结论为：电流产生的磁场方向跟电流方向有关，故D符合题意，C不符合题意。
故选D。
5．D
【解析】
【详解】
当电流方向从西向东时，根据如图的判断方法可知，在直导线正下方，磁场方向向北；当导线不通电时，小磁针N极指向北方，所以通电后小磁针不发生偏转，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
6．D
【解析】
【详解】
根据图示的螺线管线圈的绕向和螺线管中电流的方向，利用安培定则可以确定螺线管的B端为N极，A端为S极；在地磁场的作用下，螺线管将会发生转动，螺线管的S极（A）指向南，螺线管的N极（B端）指向北。
故选D。
7．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．由安培定则得，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向电磁铁右端为N极，左侧为S极，同名磁极相互排斥，所以条形磁铁受到电磁铁对其向左的作用力，故A正确；
B．条形磁铁处于静止状态，水平方向上受到平衡力的作用，水平向左的排斥力和桌面对条形磁铁的水平向右的摩擦力为一对平衡力，故B错误；
C．将滑动变阻器的滑片向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，电磁铁的磁性变弱，排斥力变小，摩擦力和排斥力是一对平衡力，大小相等，所以摩擦力变小，故C错误；
D．若只改变电源的正负极，电流的方向改变，大小不变，则电磁铁的磁性不变，条形磁体受到电磁铁的吸引力大小等于原来的排斥力大小，此时吸引力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，则摩擦力不变，故D错误。
故选A。
8．C
【解析】
【详解】
如图，电流从螺线管左端注入，根据安培定律，右手四指顺着电流方向握住螺线管，大拇指所指的方向为N极，即螺线管左端为N极，右端为S极，由磁极间相互作用的规律，小磁针a的右端为S极，小磁针b的左端为S极，小磁针c的左端为N极，故ABD错误，C正确。
故选C。
9．C
【解析】
【详解】
A．当有电流通过导体时，小磁针发生偏转，表明通电导体周围存在磁场，说明电可以生磁，故A正确，A不符合题意；
B．磁感线是人们为了直观研究磁场的规律而假想出来的，运用了模型法，磁感线并不是真实存在的，而磁场是真实存在，磁体周围存在磁场，乙图中没有画磁感线的地方也有磁场。故B正确，B不符合题意；
C．丙图中的高温高压的气体推动塞子做功，将内能转化为机械能，与做功冲程相同，压缩冲程是机械能转化内能，故C错误，C符合题意；
D．向两片纸的中间吹气，纸片中的空气流速增大，纸片向中间运动，表明中间压强减小，即流速大的地方压强小，故D正确。D不符合题意。
故选C。
10．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．磁铁能够吸引铁钉，是由于磁体具有吸引铁、钴、镍等金属的性质，属于磁体对磁体的作用力，是非静电引起的，故A错误；
B．两个压紧的铅块能吊起钩码，由于分子间存在相互作用的引力而使两块铅块粘在一起，不易分开，故B错误；
C．摩擦后的梳子带上了电荷，能吸引不带电的碎纸屑，是由静电引起的，故C正确；
D．电磁铁能吸引铁钉，是由于磁体具有吸引铁、钴、镍等金属的性质，属于磁体对磁体的作用力，是非静电引起的，故D错误。
故选C。
11．D
【解析】
【详解】
A．由图知电流从螺线管的左端流入、右端流出，据安培定则可知，通电螺线管A端为N极、B端为S极，故A错误；
B．由磁极间的作用规律可知，小磁针静止时，左端是N极，右端是S极，即小磁针N极向左转动，故B错误；
C．通电螺线管A端为N极、B端为S极，外部磁感线是从A指向B，通电螺线管外C点的磁场方向向右，故C错误；
D．滑动变阻器的滑动片P向b端移动，变阻器接入电路的电阻变大，电流变小，则通电螺线管的磁性减弱，故D正确。
故选D。
12．C
【解析】
【详解】
A．图中，在条形磁铁周围撒上铁屑后轻敲玻璃板，所观察到的是铁屑的排列方向，而不是磁感线，磁感线是人们假想出来的，不是真实存在的，故A错误；
B．磁感线的疏密程度说明磁场的强弱，磁感线越密集的地方磁场越强，U形磁铁周围的磁感线在靠近磁极处分布的比较密，说明靠近磁极处的磁场比较强，故B错误；
C．图中，小磁针的右端为N极，左端为S极，根据异名磁极相互吸引可知，通电螺线管的左端是N极，故C正确；
D．图中，地面附近能自由转动的小磁针静止时，N极指向地磁的南极，在地理北极附近，故D错误。
故选C。
13． S 正
【解析】
【分析】
【详解】
[1]地磁场的N极在地理南极附近，其S极在地理北极附近，小磁针的N极指向地磁场的S极，小磁针的S极指向地磁场的N极，所以“小磁针”的上部是S极。
[2]根据异名磁极相互吸引可知，电磁铁的上端为N极，下端为S极；根据安培定则可知，用右手握住螺线管，大拇指指向上方，四指环绕的方向就是电流方向，由此可知电流从下端流入，上端流出，则电源的下部为正极。
。
14．大拇指的指向
【解析】
略
15． 负 向北
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由小磁针静止时，其左端为N极，右端为S极，根据磁体间的相互作用规律可知，螺线管左端为N极，右端为S极；根据螺线管的线圈绕向，利用右手螺旋定则可以确定电流从螺线管的右端流入，左端流出，由于电流是从电源的正极流出，经过外电路回到电源的负极，所以可以确定电源的A端为负极。
[2] 由于未断开开关时，小磁针是东西走向，断开开关时，小磁针由于受到地磁场的影响，N指向地磁南极，即地理北极，小磁针N极将向北偏转。
16． 电阻 奥斯特
【解析】
【详解】
[1]科学家欧姆发现了电阻中电流与电压的正比关系，即著名的欧姆定律；他还证明了导体的电阻与其长度成正比，与其横截面积和传导系数成反比。为了纪念他，物理学里以他的名字作为物理量电阻的单位。
[2]1820年，丹麦物理学家奥斯特第一次发现了电与磁之间的联系，把这个实验称为奥斯特实验。
17． A 不具有 电流 小 C
【解析】
【详解】
（1）[1]由题意可知，组成三层膜的两种金属中，有一种是铁、钴、镍这三种容易被磁化的金属中的一种，另一种是不易被磁化的其他金属，才可能产生“巨磁电阻效应”。所以镍和铬可以。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
（2）[2]根据题意可知，当时，，说明不加磁场和加磁场电阻相同，即没有巨磁电阻效应。由图可知，铁、铬组成的复合膜膜层厚度为2.2nm时，趋近于100%，说明这种复合膜不具有巨磁电阻效应。
（3）[3]由于复合膜的阻值受磁场的影响，所以磁场变化时，复合膜的阻值变化，导致电路中的电流变化，则“新型读出磁头”可将微弱的磁信息转化为电流信息。
（4）[4]由图乙可以看出，铁、铬组成的复合膜，发生“巨磁电阻效应”时，其电阻R与未加磁场时的电阻R0之比，所以R比R0小得多；
（5）[5]在“硬盘的磁信息”中，左数第二、三、五格均为有磁区域，由“巨磁电阻效应”可知，此时电阻要小，相应的电流要变大；而左数第一、四格为无磁区域，电阻没有变化，电流较小。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
18． N 180W 0.02A 2000s
【解析】
【分析】
【详解】
.解：（1）开关接“手动”时，电流从电磁铁的下端流入，上端流出，根据安培定则可判断处电磁铁的上端是N极；
（2）开关接“手动”时，受控电路的加热功率
（3）由图2可知，当温度为50°C时
此时通过控制电路的电流
则玻璃吸收的热量
（4）电热丝所产生的热量的80%被玻璃吸收，则电热丝消耗的电能
根据可知需要的时间
答：（1）开关接“手动”时，电磁铁通电时具有磁性，电磁铁的上端是N极；
（2）开关接“手动”时，受控电路的加热功率是180W；
（3）开关接“自动”时，玻璃的温度从10°C加热到50°C，触点、恰好脱开，此时通过控制电路的电流是0.02A，此过程玻璃吸收的热量；
（4）若电热丝所产生的热量的80%被玻璃吸收，开关接“手动”时，玻璃的温度从10°C加热到50°C，需要的时间是2000s。
19． S 变小 0.6A 0.48W 5cm
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]S闭合后，电磁铁上电流从下端流入，上端流出，据安培定则可知，电磁铁下边的磁极为N极，上边的磁极为S极。
[2]当锅炉中的水位变低时，R1的阻值随受液体压力减小而变大，R0阻值不变，据欧姆定律可知，电路中的电流变小。
（2）[3]当锅炉内水位达到最大高度时，压敏电阻所受的压力最大，由图像可知此时压敏电阻的阻值为8Ω，则控制电路中的电流
I===0.6A
(3)[4]由题意可知，控制电路中的电流为0.2A时，报警装置开始工作，因此定值电阻R0消耗的功率
P=I2R0=(0.2A)2×12Ω=0.48W
[5]当控制电路中的电流达到0.2A时，控制电路中的总电阻
R′===60Ω
此时压敏电阻的阻值
R1=R′-R0=60Ω-12Ω=48Ω
由图像可知，此时压敏电阻受到水的压力为2N，所以压敏电阻受到水的压强
p===500Pa
根据液体压强公式p=液gh可得
h===0.05m=5cm
即此时锅炉中水的深度为5cm。
答： （1）S闭合后，电磁铁上边的磁极为S极，当锅炉中的水位变低时，电路中的电流变大变小；
（2）当锅炉内水达到最大量时，电路中的电流为0.6A；
（3）当电路中的电流的达到0.2A时，红灯亮，报警器报警装置开始报警，则定值电阻R0消耗的电功率是0.48W； 此时锅炉中水的深度为5厘米。
20． N 小灯泡发光
【解析】
【详解】
(1)[1]根据异名磁极相互吸引，通电线圈的B端与磁铁N极相吸，所以B端是S极，则A端 是N极；
根据安排定则的内容：用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则拇指所指的一端为螺线管的N极；A端与电源负极相连，B与电源正极相连，如图：
(2)[2]将灯泡、干电池、开关用到导线串连在一起，一端连图中导线②，另一端与标有N的插脚相连，闭合开关，如果灯泡发光，说明导线②是接到N插脚上。
21． 1.70
【解析】
【详解】
（1）电流从螺线管的左端流入右端流出，结合线圈绕向，利用安培定则可以确定螺线管的右端为N极，左端为S极．磁感线的方向是：在磁体的外部从N极出发，回到S极．由于螺线管的左端为S极，由此可以确定磁感线的方向是向左的．根据异名磁极相互吸引可以确定与螺线管右端N极靠近的是小磁针的S极，则小磁针的左端为S极，右端为N极．如图所示：
（2）从支点O到F2作用线的距离，即为L2，过L1的上端作L1的垂线，交杠杆于一点，即为F1的作用点，F1的方向向上，如图所示：
（3）刻度尺是从10.00cm这个整刻线开始测起的，分度值是1mm，物体的外直径等于11.70cm-10.00cm=1.70cm．
答案第1页，共2页
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