苏科版九年级下册16.1磁体与磁场同步练习（有解析）

苏科版九年级下册 16.1 磁体与磁场 同步练习
一、单选题
1．下列关于磁场和磁感线的相关说法，你认为正确的是（　　）
A．磁感线是磁场中真实存在的曲线
B．磁感线越密集的地方磁场越强
C．磁体外部的磁感线都是从磁体的S极出发，回到N极的
D．磁场看不见、摸不着，所以它是不存在的
2．如图所示的磁体两极间磁感线的画法正确的是（　　）
A． B．
C． D．
3．下列说法正确的是（　　）
A．如图甲，人站在绝缘的木凳上，通电后不会触电
B．如图乙，杠杆水平平衡，左右两侧各取掉一个钩码，杠杆仍保持水平位置平衡
C．如图丙，条形磁铁静止时A端总指向北，说明A端是条形磁铁的南极
D．如图丁，洗衣机的电源插头有三根线，其中标“E”的导线和金属外壳相连
4．如图所示，是我国早期的指南针（司南），东汉学者王充在《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南”，说的是把天然磁石磨成勺子的形状，放在水平光滑的“地盘”上，静止时它的长柄（柢）指向南方。关于这一现象，下列说法中正确的是（　　）
A．司南长柄指向地磁北极
B．司南长柄一端是磁石的N极
C．司南只有一个磁极
D．地理的两极和地磁的两极完全重合
5．小利学习磁现象后，画出了如图所示的四幅磁体周围磁感线分布的示意图，其中正确的是（　　）
A． B． C． D．
6．如图所示是条形磁体的磁场分布，下列说法正确的是（　　）
A．磁场a点和b点处的磁场强弱相同
B．置于a点的小磁针静止时N极指向右侧
C．条形磁体左端为N极，右端为S极
D．置于b点的小磁针静止时S极指向左侧
7．华为Mate20系列智能手机所搭载的国产7纳米制造工艺麒麟980芯片，“在指甲盖大小的尺寸上塞进69亿个晶体管”，实现了性能与能效提升的新突破。计算机芯片、智能手机芯片等体积的微型化及性能的代际提升，都得益于一种新型材料的研发。这种新型材料是（ ）
A．超导材料 B．磁性材料
C．纳米材料 D．半导体材料
8．下列有关材料说法正确的是（　　）
A．绝缘体在任何情况下都不能导电
B．航空器材常采用高强度、高密度的合金或新型合成材料
C．铁、钴、铝都能被磁体吸引
D．用光导纤维制成的光缆，可以高速传递大量信息
9．ɑ、b两个磁极之间有一个小磁针，小磁针静止时的指向如下图所示，则（　　）
A．ɑ是S极，b是N极 B．ɑ是N极，b是S极 C．ɑ、b都是N极 D．ɑ、b都是S极
10．关于物理现象和物理知识，下列说法正确的是（ ）
A．为了防止触电，必须把用电器的开关接在火线上
B．验电器的原理是异种电荷相互吸引
C．小磁针静止时，S极的指向与该点磁场方向相同
D．用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒带负电是由于毛皮束缚电子的能力比较强
11．1元硬币的外观有银白色的金属光泽，同学们认为它可能是由铁制成的。在讨论时，有同学提出我们可以拿磁铁来吸下，就“认为它可能是由铁制成的”这一说法而言，属于科学探究中的（　　）
A．提出问题 B．猜想与假设 C．进行实验与收集证据 D．交流与合作
12．图所示的四个实验中，能够说明电动机原理的是（　　）
A． B．
C． D．
二、填空题
13．如图是某同学在家用被磁化的缝衣针制成的简易指南针，若静止时针尖指向地理位置的北方，则针尖是简易指南针的______极。
14．如图是一款磁悬浮无线蓝牙音箱，工作时可使箱体悬在空中，它是根据________的原理实现悬浮的。
15．用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒由于失去电子而带_____电；带电的玻璃棒接触验电器，验电器金属箔张开，是因为_____种电荷相互排斥．
16．指南针是我国古代的四大发明之一。我国古代就利用司南来辨别方向，司南是现代所用的指南针的始祖。司南之所以能指示方向，是因为我们生活的地球本身就是一个大磁体，周围存在着______。静止时，司南的握柄指向地理的南方，握柄应为该磁体的_______（选填“N”或“S”）极。
三、综合题
17．通过以下材料的阅读完成下列各题
S1线﹣﹣连接门头沟与城区的新通道北京轨道交通S1线采用中国北车唐车公司生产的“玲龙号”磁悬浮列车，如图所示．车体涂装颜色红白相间，车窗车门以灰色点缀．采用铝合金车体，宽幅车身，具有转弯半径小、爬坡能力强、噪音低等特点．最高时速超100公里，计划配10列，2017年底通车后S1线将成为国内第一个实现商业运营的中低速磁悬浮线路．规划阶段曾称门头沟线，是北京市建设的一条中低速磁悬浮轨道线．该线路沿线共有8个站点，分别为苹果园站、金安桥站、四道桥站、曹各庄站、上岸站、栗园庄站、小园站及石门营站．其中石门营站﹣﹣金安桥站区间于2017年12月底开通试运营．有相关西延规划，将设站南村，鲁家滩，戒台寺，潭柘寺4站．磁悬浮列车是一种现代高科技轨道交通工具，它通过电磁力实现列车与轨道之间的无接触的悬浮和导向，再利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行．列车通过磁体之间的相互作用，悬浮在轨道上方，大大减小了运行中的阻力，最高运行时速可达100km/h以上．如图为磁悬浮列车S1线悬浮原理的示意图．S1线采用的“常导型”磁悬浮列车及轨道和电动机的工作原理完全相同．只是把电动机的“转子”布置在列车上，将电动机的“定子”铺设在轨道上．通过“转子”，“定子”间的相互作用，将电能转化为前进的动能．电动机的“定子”通电时，通过电流对磁场的作用就可以推动“转子”转动．磁悬浮列车轨道就像被一个个电动机铺满，当向轨道这个“定子”输电时，通过电流对磁场的作用，列车就像电动机的“转子”一样被推动着做直线运动了．
（1）如图中的列车是通过_______方法悬浮起来的．
A．异名磁极相互吸引 B．同名磁极相互吸引 C．异名磁极相互排斥 D．同名磁极相互排斥
（2）磁悬浮列车获得动力的原理是：_______
18．阅读下面短文，回答问题。
善变的软磁铁
如图 所示为中国科技馆探索与发现展厅的一个名为“善变的软磁铁”的展品，体验者推动如图所示的软磁铁A向永磁铁B移动（永磁铁的右端是 N 极），会感觉到同性的软磁铁和固定的永磁铁之间的斥力越来越大，推动越来越吃力。但是，当软磁铁继续 靠近永磁铁，两者接近到一定距离时，两块磁铁之间的排斥力又忽然变成了吸引力。这 件展品让观众们体验了软磁铁与永磁铁之间同性相吸的奇妙特性。
磁铁一般分为软磁铁和硬磁铁。所谓软，是指这些材料容易磁化，在磁性上表现“软”。在一般情况下，软磁铁同样也表现出硬磁铁中的一类——永磁铁的正常属性，但当普通永磁铁非常接近软磁铁的尖端时，软磁材料的磁矩方向发生了变化，两者的斥力会突然转变为吸引力。软磁材料，易被磁化，被磁化后，磁性也容易消失，也易于通过敲打和加热退磁，它广泛用于电工设备和电子设备，如应用在电磁铁、变压器和电机的铁芯中，以便在断电后磁性消失。
(1)图中当永磁铁和软磁铁接近到一定距离时，两磁铁间变为吸引力，此时软磁铁的左端是_____极；（选填“N”或“S”）
(2)下列实例中应用的磁铁，_____不适合选用软磁体。
A．电磁继电器 B．电磁起重机 C．实验室中常用的强磁铁
19．归纳式探究﹣﹣研究带电粒子在电场和磁场中的运动：
物理学中，磁场的强弱用磁感应强度表示，符号是B，单位是T．磁感应强度的大小和方向都相同的磁场叫做匀强磁场．
如图所示，初速度可视为零的带电粒子，从容器A下方的小孔S1经过加速电场加速，然后经过小孔S2垂直于磁场方向进入匀强磁场中，做匀速圆周运动．
若带电粒子的质量为m，电荷量为q，加速电场的电压为U，匀强磁场的磁感应强度为B，粒子在磁场中做圆周运动扫过的半圆面积为S，经研究不同粒子在不同情况下得到数据如下表：
m/kg q/C U/V B/T S/m2
1×10﹣25 5×10﹣18 2 1 4π×10﹣8
1×10﹣25 10×10﹣18 2 1 2π×10﹣8
2×10﹣25 5×10﹣18 2 1 8π×10﹣8
2×10﹣25 5×10﹣18 4 1 16π×10﹣8
1×10﹣25 5×10﹣18 2 2 π×10﹣8
（1）S=k_____，其中k=_____（填上数值和单位）．
（2）对同一个粒子，进入不同的电场和磁场中，要使粒子在磁场中的圆周运动扫过的半圆面积相等，则电压U和磁感应强度B的关系可以用图象中的图线_______表示．
（3）一个质量为4×10﹣25kg、带电量为2×10﹣17C的粒子，经过电压为_____V的电场加速后进入磁感应强度为5T的匀强磁场中，它做圆周运动扫过的半圆面积为8π×10﹣9m2．
20．阅读下面《善变的软磁铁》短文，完成下面小题填空：
善变的软磁铁
图甲所示为中国科技馆探索与发现展厅的一个名为“善变的软磁铁”的展品，体验者推动如图乙所示的软磁铁A向永磁铁B移动（永磁铁的右端是N极），会感觉到软磁铁和固定的永磁铁之间的斥力越来越大，推动越来越吃力。但是，当软磁铁继续靠近永磁铁，两者接近到一定距离时，两块磁铁之间的排斥力又忽然变成了吸引力。这件展品让观众们体验了软磁铁与永磁铁之间“同性相吸”的奇妙特性。
磁铁一般分为软磁铁和硬磁铁。所谓软，是指这些材料容易磁化，在磁性上表现“软”。在一般情况下，软磁铁同样也表现出硬磁铁中的一类——永磁铁的正常属性，但当普通永磁铁非常接近软磁铁的尖端时，软磁材料的磁矩方向发生了变化，两者的斥力会突然转变为吸引力。软磁材料，易被磁化，被磁化后，磁性也容易消失，也易于通过敲打和加热退磁，它广泛用于电工设备和电子设备，如应用在电磁铁，变压器和电机的铁芯中，以便在断电后磁性消失。
请根据以上材料，回答下列问题：
（1）在图乙中，当永磁铁非常接近软磁铁的尖端时，软磁铁的左端会突然变为 ________ 极；软磁铁与硬磁铁相比其特点是 ________________ 。
（2）探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，螺线管的铁芯应选用 ________ 磁材料（选填“软”或“硬”），理由是 _________ 。
21．阅读下面的短文，回答问题．
电饭锅中的磁钢限温器
电饭锅是生活中常见的用电器，它是利用感温磁钢（软磁体）的磁性随温度的变化而变化的特性来设计的，这样可以限制煮饭过程中的最高温度．
感温磁钢的磁性随着本身温度作非线性变化，其特性曲线如图甲所示．磁钢限温器结构如图乙所示，它主要由感温磁钢、永磁体和弹簧构成．感温磁钢及其外套、内锅由弹簧支撑．感温磁钢与受热面固定在一起，受热面直接把热量传递给锅底．
煮饭时用手按按钮开关，通过杠杆AOC使永磁体和感温磁钢吸合，在吸力作用下永磁体不会落下，金属触点闭合，电路接通，加热元件开始发热．当饭煮熟后，温度继续上升，当升高到某一温度时，永磁体落下，通过杠杆CBO使触点分开，加热元件停止发热，同时按钮开关跳起．
（1）与铜导线相比，制作电饭锅加热元件的材料应具备的特性是______
A．电阻较大，熔点较低　　　　　　　
B．电阻较大，熔点较高
C．电阻较小，熔点较低　　　　　　　
D．电阻较小，熔点较高
（2）煮饭时用手按按钮开关，杠杆AOC属于______杠杆；饭煮熟后，永磁体落下，通过杠杆CBO使触点分开，杠杆CBO属于______杠杆．
（3）在磁钢限温器工作过程中，感温磁钢的磁性急剧减弱是在______
A．按下按钮开关时　　　
B．加热升温过程中　
C．按钮开关跳起时　
D．降温过程中
（4）永磁体落下时，感温磁钢的温度为______℃；永磁体下落过程中，感温磁钢对永磁体_____（有/没有）磁力的作用．
（5）标准大气压下，用此电饭锅烧水，水烧开后按钮开关______（会/不会）自动跳起．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
A．磁感线是人们为了更形象、更直观的描述和研究磁场而假想出来的曲线，磁感线并不存在，故A错误；
B．磁感线越密集的地方磁场强度越强，磁感线越稀疏的地方磁场强度越弱，故B正确；
C．磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极，磁体内部的磁感线都是从磁体的S极出发，回到N极的，故C错误；
D．磁场看不见、摸不着，但它是真实存在的，故D错误。
故选B。
2．A
【详解】
A B．异名磁体的磁感线从N极出发，回到S极，故A正确；B错误；
C．同名磁极间都是从N极出发，而不是回到N极，故C错误；
D．蹄形磁铁的磁感线从N极出发，回到S极，故D错误。
故选A。
3．D
【详解】
A．人手分别握住火线和零线，则人体形成电路，身体内有电流，故会使人体触电，故A错误；
B．如果左右两侧各取掉一个钩码，因
3G×3L＞2G×4L
所以杠杆左端下沉，杠杆不能保持水平位置平衡，故B错误；
C．磁铁都具有指向性，图丙中条形磁铁静止时A端总是指向北方，说明A端是条形磁铁的北极，故C错误；
D．洗衣机的电源插头有三根线，其中标着E的导线和地线和外壳相连，这样做目的是防止因用电器“漏电”而触电，故D正确。
故选D。
4．A
【详解】
AB．司南在地球的磁场中受到磁力的作用，司南指示南北，静止时长柄指向南方（指向地理南极即地磁北极），则司南长柄一端是磁石的南（S）极；故A正确，B错误；
C．司南是一个磁体，任何磁体都有两个磁极，故C错误；
D．地理的两极和地磁的两极不是完全重合的，有一定的偏角，叫做磁偏角，故D错误。
故选A。
5．B
【详解】
由于磁场看不见摸不着，人们为了形象地描述磁场引入了磁感线，在磁体外部磁感线从N极出发回到S极，故B正确，ACD错误。
故选B。
6．D
【详解】
A．磁感线的密疏程度表示磁场的强弱，a点处的磁场比b点处的磁场弱，故A错误；
B．如图可知此磁铁的磁感线从右端触发，指向左端。当小磁针静止在a点时，N极指向磁感线的方向应指向左端，故B错误；
C．在磁铁外部，磁感线从N极出发回到S极，所以该条磁铁左端为S，极右端为N极，故C错误；
D．小磁针在磁场中静止时，N极的指向与该点的磁感线方向一致，所以至于b点的小磁针静止时，N极指向右侧，则S极指向左侧，故D正确。
故选D。
7．C
【详解】
由“在指甲盖大小的尺寸上塞进69亿个晶体管”知，这些零件所占空间体积极小，空间尺度在纳米级，所以属于纳米材料。
故选C。
8．D
【详解】
A．绝缘体在条件发生变化时可以变为导体，例如常温下玻璃是绝缘体，在温度升高到一定程度时会变为导体，故A错误；
B．航空器材常采用密度小、强度高的合金材料或新型合成材料，故B错误；
C．磁体能够吸引铁、钴、镍等物质，但不能吸引铝，故C错误；
D．由于光的频率高，在一定时间内光纤通信可以传输大量的信息，所以用光导纤维制成的光缆，可以高速传递大量信息，故D正确。
故选D。
9．A
【详解】
磁极间相互作用的规律是同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；从图可知：a端和小磁针的N极相吸引，故a端是S极；b端和小磁针的S极相吸引，故b端是N极；综上，故A正确，BCD错误。
故选A。
10．A
【详解】
A．家庭电路的开关，一定要接在火线上，这样断开开关时，用电器才不会带电，更安全，故A正确；
B．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，验电器的原理是利用同种电荷相互排斥来工作的，故B错误；
C．将可自由转动的小磁针放在磁场中某一点静止时，小磁针N极指向为该点的磁场方向，故C错误；
D．橡胶棒在于毛皮摩擦的过程中带来负电，说明橡胶棒的原子核对核外电子的束缚能力强，在摩擦的过程中得电子，带了负电，而毛皮失去电子带正电，故D错误。
故选A。
11．B
【详解】
该同学“认为它可能是由铁制成的”是对问题的看法，并未开始实验，属于对问题的猜想与假设,故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
12．D
【详解】
A．此图说明磁体磁极间的相互作用，故A不符合题意；
B．此图说明通电导体周围存在磁场，故B不符合题意；
C．此图电铃利用电磁铁控制电路的通断，从而敲响铃铛，故C不符合题意；
D．此图说明通电导体在磁场中受到力的作用而产生运动，是电动机的工作原理，故D符合题意；
故选D。
13．北
【详解】
指南针静止时，它的南（S）极指向地理南方，它的北（N）极指向地理北方。由题可知简易指南针静止时针尖指向地理位置的北方，则针尖是北极。
14．同名磁极互相排斥
【详解】
箱体能悬在空中，是因为箱体底部与底座的磁极相同，而同名磁极相互排斥，那么受到底座向上的斥力，并且这个竖直向上的斥力和竖直向下的重力是一对平衡力，于是箱体悬浮在空中。
15． 正 同
【详解】
丝绸和玻璃棒摩擦，玻璃棒束缚电子的本领弱，失去电子带正电；丝绸夺得电子的本领强得到电子，多余电子带负电．
带正电的玻璃棒接触不带电的验电器时，玻璃棒由于缺少电子，会从金属球上夺得电子，使金属球失去电子而带正电，金属球通过金属杆和两片金属箔相连接，故两片金属箔也带正电．
16． 地磁场（磁场） S
【详解】
[1] 地球本身是一个大磁体，地球周围存在磁场，称之为地磁场。
[2] “司南”静止时总指南北是因为受到地磁场的作用，且“司南”静止时勺柄是S极，即勺柄指向的是地球的南极。
17． A 通电导体在磁场中受到力的作用
【详解】
（1）由题意可知，列车通过磁体之间的相互作用，悬浮在轨道上方的；
由如图可知，悬浮电磁铁在轨道电磁铁的下方，所以轨道电磁铁和悬浮电磁铁相互吸引时能使磁悬浮列车悬浮，靠的是异名磁极相互吸引的原理工作的，故选A．
（2）由题意可知，“常导型”磁悬浮列车及轨道和电动机的工作原理完全相同，所以，磁悬浮列车获得动力的原理是：通电导体在磁场中受到力的作用．
18． S C
【详解】
(1)[1]同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，当永磁铁和软磁铁接近到一定距离时， 两磁铁间变为吸引力，说明此时软磁铁的左端是S极。
(2)[2]软磁体易被磁化，磁性也易消失，故实验室中常用的强磁铁不适合选用软磁体。
故选C。
19． π C T2 m2/（kg V） a 10
【详解】
解：
（1）设表格中物理量下方的数据（横向）分别为1、2、3、4、5组；
由表中1、2两组实验数据知，在带电粒子的质量m、加速电场的电压U、匀强磁场的磁感应强度B相同时，电荷量q为原来的2倍，粒子在磁场中做圆周运动扫过的半圆面积S为原来的，由此可知，粒子在磁场中做圆周运动扫过的半圆面积S与电荷量q成反比；
由表中1、3两组实验数据知，在电荷量q、加速电场的电压U、匀强磁场的磁感应强度B相同时，带电粒子的质量m为原来的2倍，粒子在磁场中做圆周运动扫过的半圆面积S为原来的2倍，由此可知，粒子在磁场中做圆周运动扫过的半圆面积S与带电粒子的质量m成正比；
由表中3、4两组实验数据知，在带电粒子的质量m、电荷量q、匀强磁场的磁感应强度B相同时，加速电场的电压U为原来的2倍，粒子在磁场中做圆周运动扫过的半圆面积S为原来的2倍，由此可知，粒子在磁场中做圆周运动扫过的半圆面积S与加速电场的电压U成正比；
由表中1、5两组实验数据知，在带电粒子的质量m、电荷量q、加速电场的电压U相同时，匀强磁场的磁感应强度B变为原来的2，粒子在磁场中做圆周运动扫过的半圆面积S为原来的，由此可知，粒子在磁场中做圆周运动扫过的半圆面积S与匀强磁场的磁感应强度B的平方成反比；
由以上分析可得：S=k，把第一组使用数据代入解得，k=π C T2 m2/（kg V）．
（2）由上面推出的表达式S=k可知，对于同一带电粒子，q、m相同，进入不同的电场和磁场中，要使粒子在磁场中的圆周运动扫过的半圆面积S相等，电压U和磁感应强度B的平方成正比，由图2所示图象可知，图线a正确；
（3）将质量为4×10﹣25kg、带电量为2×10﹣17C的粒子，磁感应强度为5T的匀强磁场，它做圆周运动扫过的半圆面积为8π×10﹣9m2
代入S=k可得U=10V．
20． S 软磁铁易被磁化，被磁化后，磁性也容易消失 软 断电后螺线管失去磁性，避免对下一次实验造成影响
(1)由题意可知，性材料按照磁化后去磁的难易程度，可分为软磁性材料和硬磁性材料；磁化后容易去掉磁性的物质叫软磁材料，不容易去磁的物质叫硬磁材料；
(2)软磁材料，易被磁化，被磁化后，磁性也容易消失。
【详解】
(1)[1]软磁材料易被磁化，当永磁铁非常接近软磁铁的尖端时，软磁铁被磁化，永磁铁右端是N极，软磁铁被磁化后左端是异名磁极，即为S极；
[2]硬磁体被磁化后不容易退磁，能够长时间保持磁性，与硬磁铁相比，软磁铁易被磁化，被磁化后，磁性也容易消失；
(2)[3][4]影响电磁铁磁性强弱的因素是电流大小和螺线管匝数多少，因此在探究与电流大小这一因素关系时，螺线管的铁芯应选用软磁材料，断电后螺线管失去磁性，避免对下一次实验造成影响。
【点睛】
本题是一道材料分析题，考查对软磁铁知识和磁化现象的理解，能够从材料中获得有用信息是解题的关键
21． B 费力 省力 C 103 有 不会
【详解】
（1）电饭锅加热元件，需要在高温下，并且需要放出较多的热量，根据焦耳定律可知需要较大的电阻，所以必须是电阻较大、熔点较高的材料，故选B；
（2）煮饭时用手按按钮开关，动力作用在A处、阻力作用在C处，支点在O，所以动力臂小于阻力臂，为费力杠杆；饭煮熟后，永磁体落下，动力作用在C处、阻力作用在B处，支点在O，所以动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；
（3）感温磁钢的磁性受温度的影响，随温度升高，磁性减弱；在温度达到一定值时，其磁性急剧减弱，由于电磁铁受到的重力大于磁力和弹力之和，感温磁钢与永久磁钢分离，同时使加热开关断开，按键跳起，电热盘停止加热．所以感温磁钢的磁性急剧减弱是在按钮开关跳起时．故选C；
（4）当感温磁钢的温度达到一定值时，其磁性急剧减弱，使得产生的磁力小于重力，永磁体下落，由图甲可知这个温度值为103℃；在下落的过程中，永磁体有磁性，对感温磁钢还有磁力作用．
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