北师大版九年级年级全一册14.3电流的磁场（含答案）

北师大版九年级年级全一册 14.3 电流的磁场
一、单选题
1．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
2．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
3．如图所示，磁悬浮地球仪无任何支撑地悬浮在空中。它的底座里面有一个电磁铁，可使内部有磁体的地球仪悬浮在空中。要断开底座电磁铁的电源的时，需要先把地球仪拿下来放好，再把电源断开，这样才能避免地球仪由于断开电磁铁的电源而摔坏。关于地球仪悬浮在空中时的受力情况，下列说法中正确的是（　　）
A．地球仪内部的磁铁受到电磁铁引力的作用 B．地球仪内部的磁铁受到电磁铁斥力的作用
C．地球仪所受浮力与地球仪所受重力是一对平衡力 D．地球仪所受磁力大于地球仪所受重力
4．如题图所示为条形磁铁和电磁铁，虚线表示磁感线，则甲、乙、丙、丁的极性依次是（　　）
A．S、N、S、S B．N、N、S、N
C．S、S、N、N D．N、S、N、N
5．通过实验研究得出导体中的电流与电压的关系的科学家是（　　）
A．安培 B．伏特 C．伽利略 D．欧姆
6．关于如图所示的奥斯特实验，以下结论正确的是（　　）
①该实验证明了电磁感应现象
②甲、乙两图的实验说明电流的周围存在着磁场
③该实验证明了磁极间的相互作用规律
④甲、丙两图的实验说明电流的磁场方向与电流的方向有关
A．②③ B．①③ C．①④ D．②④
7．某同学研究电流产生的磁场，闭合开关前，小磁针的指向如图甲所示；闭合开关，小磁针的指向如图乙中箭头所示；只改变电流方向，再次进行实验，小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示。下列结论中不合理的是（　　）
A．由甲、乙两图可得电流可以产生磁场
B．由乙、丙两图可得电流产生的磁场方向与电流方向有关
C．由乙、丙两图可得电流产生的磁场强弱与电流大小有关
D．由甲、乙、丙三图可得电流有磁效应
8．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
9．在物理学建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。下列说法不正确的是（　　）
A．奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象
B．开普勒最早发现了行星运动的三大规律
C．牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了万有引力常量
D．伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因
10．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
11．如图所示，回形针被磁化后，即使磁铁不与回形针接触，也对它有吸引力。针对此现象，以下分析正确的是（　　）
A．回形针被磁化后整个都呈现为N极
B．若将磁铁换成通电螺线管也可得到图示的情境
C．回形针对磁铁没有吸引力作用
D．回形针受到的磁铁吸引力和细线拉力大小相等
12．如图所示实验现象揭示物理原理或规律所对应的技术应用不正确的是（　　）
A．磁极相互作用→磁悬浮列车
B． 连通器→三峡船闸
C．水蒸气的内能转化为木塞的机械能→火箭发射
D． 电流的磁效应→动圈式话筒
二、填空题
13．如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂一条形磁铁，当开关S闭合后，电磁铁的上端是______极（选填“N”或“S”），当滑片P从a端向b端滑动的过程中，小灯泡的亮度______（选填“变亮”或“变暗”），弹簧长度______（选填“变长”或“变短”）。
14．如图甲所示螺线管实际上就是由多个单匝圆形线圈组成，因此单匝圆形通电线圈的磁极也可以用右手螺旋定则判断，现有一单匝圆形通电线圈中的电流方向如图乙所示，则其B端是______极
15．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 ___________
16．医生给心脏疾病的患者做手术时，往往要用一种称为“人工心脏泵”的体外装置来代替心脏，以推动血液循环。如图甲是该装置的示意图，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上(相当于一个电磁铁)，通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，从而带动活塞运动。活塞筒通过阀门与血管相通，阀门S1只能向外开启，S2只能向内开启。当线圈中的电流从A流向B时，线圈左端是电磁铁的_________(选填“N”或“S”)极，活塞向________________(选填“左”或“右”)运动。血液由____________(选填“a流向b”或“b流向c”)。
三、综合题
17．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．
18．在探究“通电螺线管外部磁场的分布情况”时，毛毛按如图甲所示布置器材。
（1）实验中，毛毛把小磁针放到螺线管四周不同的位置，并在图甲中的"○"中记录小磁针_______（N/S）极的方向，这个方向就是该点的磁场方向。
（2）图乙中，磁感线分布越密集的位置，磁场越_______（强/弱），将图甲中的实验现象与图乙对比，发现通电螺线管外部的磁场跟_______形磁体周围的磁场相似。
（3）图丙中通电螺线管A端为_______（N/S）极，若把该通电螺线管水平自由悬挂起来，B端会指向地球的_______（南/北）方。
19．（1）如图甲所示，寒暑表测出的气温是______°C。
（2）如图乙所示，根据图中通电螺线管的磁感线方向，在括号中标出通电螺线管的N、S极和电源的正、负极。______
（3）如图丙所示，画出物体静止在斜面上时对斜面压力F的示意图。______
20．图甲为一款有高、低温两档的家用蒸汽电熨斗，其电路原理如图乙所示，R1、R2为电热丝，其额定电压均为220V。电路的工作原理是：当S1闭合，S2断开时，电熨斗处于低温档；当S1、S2都闭合时，电熨斗处于高温档，正常工作时高温挡的电功率为1980W。(电源电压保持不变，不计电热丝电阻随温度的变化)
甲 乙
(1)电熨斗正常工作时，在高温档状态下电路中的总电流是多大
(2)若电热丝R2的电阻为44Ω，则电热丝R1的电阻为多少
(3)若电热丝R2烧毁了，要使电路恢复正常工作，小楠设计了这样一个方案：
小楠方案：用两根都是“220V 550W”的电热丝并联替代R2， 请你通过计算和分析，对小楠的方案作出评价。
21．磁流体是一种新型的功能材料，当周围存在磁场时，磁流体就会“变身”成磁感线的形状，如图甲是在一杯水中放置一些磁流体，在杯子左、右两侧分别放置螺线管B和永磁体A，给螺线管B通电后靠近杯子，出现了如图甲所示的情景，图乙为其简化图，请在图乙中画出：
（1）电源右端的极性；
（2）永磁体A右端的磁极；
（3）磁流体所模拟出的磁感线的方向。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【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。
2．D
【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。
3．B
【详解】
AB．地球仪悬浮在空中受重力与斥力保持平衡，所以地球仪内部的磁铁受到电磁铁斥力的作用，故A错误，B正确；
C．地球仪悬浮在空中受重力与斥力保持平衡，地球仪所受浮力受到空气的浮力很小可以忽略不计，故C错误；
D．地球仪悬浮在空中受重力与斥力保持平衡，根据二力平衡，地球仪所受磁力等于地球仪所受重力，故D错误。
故选B。
4．A
【详解】
根据安培定则，四指的方向即为电流的方向，大拇指的方向为 N极，故乙端为N极，丙就是S极，由甲、乙之间的磁感线相吸的分布情况说明是异名磁极，故甲为S极，丙和丁是相互排斥，故丁为S极，故选A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
5．D
【详解】
A．安培发现了安培定则，故A不符合题意；
B．伏特发明了伏特电池，故B不符合题意；
C．伽利略发明了温度计，故C不符合题意；
D．欧姆发现了欧姆定律，即通过导体的电流与导体两端电压成正比，与导体的电阻成反比，故D符合题意。
故选D。
6．D
【详解】
小磁针在磁场中受磁场力的作用而偏转；甲图导线中有电流，小磁针偏转，乙图导线中无电流小磁针不偏转；比较甲、乙两图说明：通电导体周围存在磁场。甲、丙两图导线电流方向不同，小磁针偏转方向不同，说明小磁针受力方向不同，磁场方向不同，比较甲、丙两图说明：通电导体产生的磁场方向与电流方向有关。根据以上分析，结论①③错误，②④正确。故ABC错误，D正确。
故选D。
7．C
【详解】
A．甲图中小磁针保持静止状态，乙图中通电后小磁针转动，由甲、乙两图可得电流可以产生磁场，故A不符合题意；
BC．由乙、丙两图可得，电流方向改变后，磁场的方向也会发生变化，即电流产生的磁场方向与电流方向有关，但无法判断电流产生的磁场强弱与电流大小是否有关，故B不符合题意、C符合题意；
D．由甲、乙、丙三图可得电流有磁效应，即任何通有电流的导线都可以在其周围产生磁场的现象，故D不符合题意。
故选C。
8．D
【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。
9．C
【详解】
A．奥斯特发现了电流磁效应，法拉第发现了电磁感应现象，故A正确，A不符合题意；
B．开普勒最早发现了行星运动的三大规律，故B不符合题意；
C．牛顿提出了万有引力定律，但没有测出万有引力常量，卡文迪许通过实验测出了万有引力常量，故C符合题意；
D．伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，故D不符合题意。
故选C。
10．D
【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。
11．B
【详解】
A．被磁化的回形针就是一个完整的磁体，而磁体的N极和S极永远是成对出现的，所以回形针靠近条形磁铁的一端为N极，另一端为S极，故A错误；
B．通电螺线管相当于一个条形磁铁，因此更换后，依然可以得到图示的情境，故B正确；
C．力的作用是相互的，磁铁对回形针吸引的同时，回形针也对磁铁有吸引力作用，故C错误；
D．回形针除了受到向上的磁铁的吸引力和向下的细绳的拉力，还受到向下的自身重力，因此磁铁的吸引力等于细绳的拉力与重力之和，故D错误。
故选B。
12．D
【详解】
A．磁极相互作用相互排斥，应用这一原理的技术是磁悬浮列车，故A不符合题意；
B．连通器，两端开口，底部联通，三峡船闸就是应用这一原理，故B不符合题意；
C．水蒸气的内能转化为木塞的机械能，而火箭发射也是将内能转化为机械能，故C不符合题意；
D．奥斯特实验原理是电流的磁效应，是电流周围存在磁场，而动圈式话筒，将电能转化为机械能，故D符合题意。
故选D。
13． N 变亮 变短
【详解】
[1]据安培定则可知，此时电流从下面的线流入，从上面的线流出，故电磁铁上端是N极，下端为S极。
[2][3]当滑片P 从a端向b端的滑动过程中，电阻变小，电流变大，灯泡变亮，电磁铁的磁性增强，据同名磁极相互排斥的特点可知，条形磁铁与电磁铁是相互排斥的，故排斥力变大，故弹簧变短。
14．S
【详解】
由右手螺旋定则可知，右手四指指向电流方向时，大拇指指向A端，所以A端为N极，则B端为S极。
15． 奥斯特 磁场
【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。
16． S 左 a流向b
【详解】
[1]根据安培定则知，当线圈中的电流从A流向B时，线圈左端是电磁铁的S极。
[2]根据磁极间相互作用的规律知，活塞被吸引，将向左运动。
[3]此时活塞筒内的压强减小，血管内压强大，阀门闭合，开启，血液从血管进入活塞筒，即血液由a流向b。
17． 两　 N D 80% 6 3.2 5 减小 6
【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
18． N 强 条 N 南
【详解】
（1）[1]磁场的方向就是小磁针静止时N极所指的方向。
（2）[2]磁感线是描述磁场强弱和方向的，磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，磁感线越密集的地方磁场越强。
[3]根据甲乙两图比较可知，通电螺线管外部的磁场跟条形磁体周围的磁场相似。
（3）[4]由丙图可知，闭合开关后螺线管正面电流的方向向上，根据安培定则可知，螺线管的A端为N极。
[5]自由转动的磁体在地磁场的作用下，静止时N极指向地理的北极，S极指向地理的南极，因为螺线管B端为S极，所以B端指向地球的南方。
19． -3
【详解】
(1)[1]如图甲所示，寒暑表分度值为1°C，指针位于0刻度线以下第3个小格，故测出的气温是-3°C。
(2)[2]磁体外部磁场方向为从北极出发到南极；正电荷定向流动的方向为电流方向；通电螺线管周围的磁场方向用右手螺旋法则来判定：右手握住螺线管，使四指指向电流方向，则大拇指的方向就是磁力线的方向，如图所示：
。
(3)[3]在斜面上选取物体与接触面的中点为压力的作用点，过压力作用点画垂直于斜面、带箭头的线段，符号为F，如图所示：
。
20．（1）9A；（2） 55；（3）见解析
【详解】
解：（1）电流流过导体时，导体要发热，这种现象是电流的热效应；电源电压一定，由P=可知，电路电阻越小，功率越大，功率大，电熨斗处于高温挡，根据电路图分析，当开关S2、S2闭合时，电路处于高温挡；
高温挡时，电路中的总电流
（2）电热丝R2的功率
电热丝R1的功率
P1=P -P2 =1980W一1100W=880W
电阻R1的阻值
（3）小楠方案：设一根“220V 550W”的电阻丝电阻为R3
两根电热丝R3并联后总电阻是44，其电功率为1100W，正常工作时符合要求，但当其中一根电热丝烧坏时，电路仍可工作，但P3=550W<1100W，且不能及时发现加以排除，可见小楠方案也不是最佳方案。
21．
【详解】
（1）螺线管的右侧为N极，根据安培定则可知，电流从螺线管的右端流入，左端流出，故电源右端为正极；
（2）（3）磁感线是从磁体的N极出来回到磁体的S极的，故永磁体A的左端为S极，右端为N极。如图所示
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