北师大版九年级年级全一册第十四章磁现象（有解析）

北师大版九年级年级全一册 第十四章 磁现象
一、单选题
1．新型智能手机无线充电技术得到了广泛运用，其原理是：当交变电流通过充电底座中的线圈时，线圈产生磁场，带有金属线圈的智能手机靠近该磁场就能产生电流，通过“磁生电”来实现充电（如图）。如图所示各选项与“磁生电”原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
2．无线充电是一种增加手机续航时间的方式。无线充电的技术用到的原理是受电线圈靠近该磁场时就会产生电流，从而给智能手机充电，用到了下图哪个实验的原理（　　）
A． B． C． D．
3．下列四幅图对应的说法正确的是（　　）
A．图中是电动机的工作原理
B．图中的螺线管通电后左边为N极
C．图中中甲乙两个小球一定带异种电荷
D．图中实验的原理和电铃的原理不相同
4．最早发现电磁感应规律的科学家是（　　）
A． 牛顿 B． 法拉第
C． 伽利略 D．瓦特
5．如图所示，闭合开关，铜棒向右运动，为使开关闭合后铜棒向左运动，下列操作可行的是（ ）
A．换用更细的铜棒
B．将磁体的N、S极对调
C．向左移动滑动变阻器的滑片
D．将电源正、负极和磁体N、S同时对调
6．下列关于磁感线的说法，正确的是（　　）
A．磁感线分布越密的地方，磁场越弱
B．磁感线是磁场中真实存在的一些曲线，还可以通过实验来模拟
C．磁体周围的磁感线从磁体的S极出发，回到磁体的N极，构成闭合曲线
D．磁感线上某一点的切线方向与放在该点的小磁针静止时南极所指的方向相反
7．一天，物理科代表王明走进教室，看到王莉和张强正争吵，王莉认为“磁铁隔着物体还能吸引铁钉”，而张强认为“磁铁隔着物体就不能吸引铁钉”．如果你是王明，应该（　 　）
A．以物理权威的身份说王莉是对的
B．向老师汇报，说有人在教室喧哗
C．觉得他们很无聊，不去理会他们
D．叫他们停止争吵，取一块磁铁和一些物品做实验，通过实验来说服他们
8．如图所示现象中涉及的物理知识正确的是（　　）
A．如图甲，电流的磁效应是由丹麦物理学家安培第一个发现的
B．如图乙，电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用
C．如图丙，导体在磁场中沿任何方向运动，闭合回路中都会产生感应电流
D．如图丁，滑动变阻器的滑片向左滑动，电磁铁的磁性会减弱
9．如图所示，电磁铁的右下方有一铁块，在弹簧测力计作用下向左做匀速直线运动，在铁块从电磁铁的右下方运动到正下方的过程中，滑片P逐渐向a端滑动，下列判断正确的是（　　）
A．电磁铁的磁性逐渐减弱
B．电磁铁的上端为S极
C．铁块对地面的压强逐渐变大
D．弹簧测力计的示数逐渐变大
10．下列对电磁现象说法正确的是（　　）
A．图甲中的POS刷卡机读出信息的原理是电磁感应现象，将电能转化为机械能
B．图乙中水位达到物块A时绿灯亮报警
C．图丙通电导体框在磁场中发生转动，原理是磁场对通电导体的作用
D．图丁中同时改变电流方向和磁场方向，可以改变导体的运动方向
11．如图所示，能够说明发电机工作原理的实验装置是（　　）
A． B．
C． D．
12．如图所示，下列实验原理与电动机原理相同的是（　　）
A． B． C． D．
二、填空题
13．如图所示，由通电螺线管的磁感线方向可知，电流表的上端为_______接线柱；静止的小磁针的左端为_________极。
14．2021年1月13日，中国自主研发设计、自主制造的世界首台高温超导高速磁浮工程化样车及试验线，在西南交通大学正式启用。这台样车时速可高达620km/h，与其他磁悬浮技术相比，高温超导磁悬浮技术尤其适合未来的真空管（隧）道交通运输。这里的“高温”指的是零下196摄氏度，高温超导体可以在液氮温区（零下196度以上）出现超导态。高温超导悬浮装置不再需要铁芯，更为简单，重量轻耗能少，只需要使用液氮和少量电力，高温超导磁浮列车就能正常运行，成本大为降低。其主要工作原理：位于轨道两侧线圈里流动的交流电将线圈变为电磁体，与列车上超导电磁体发生相互作用，不仅悬浮并稳定列车车体，还能通过交流电周期性地变换磁极方向而获取推进动力使列车高速运行。
（1）利用液氮对导体进行降温处理时，液氮发生的物态变化是______；
（2）许多材料在低温下会失去电阻的特性，这种现象称为______现象；
（3）磁悬浮列车的运行，根据同名磁极______的原理使列车浮起；
（4）超导体______（选填“可以”或“不可以”）用来制作电热毯；
（5）超导磁悬浮列车是通过改变轨道线圈里，周期性地变换磁极方向。
15．虽然纯净的水是不导电的，但一般的水都能导电。根据水的导电性可以设计一种水位自动报警器，其原理如图所示 图中的螺线管中插入了一根软铁棒，通电后磁性会更_____(选填“强”或“弱”)；当水位到达金属块A时，_____(选填“红”或“绿”)灯亮。
16．如图所示的电路中，当开关S拨到a后，电磁铁左端为______极，小磁针静止时，B端是______极；当开关S由a拨到b，调节滑动变阻器，使电流表的示数仍保持不变，则电磁铁的磁性______（选填 “增强”、“不变”或“减弱”）。
三、综合题
17．（1）如图甲电铃电路，闭合开关，电磁铁产生磁性，吸引___________，鼓槌下移敲击铃碗发声，但同时A和B分离，电路断开，电磁铁失去磁性，B与___________接触，又将电路接通。如此反复，电铃持续发声。
（2）请在图乙中合适位置添加电源，连成一个完整的电路，使装置成为一个“蜂鸣器”。( )
18．小明观察了小区入口的车辆出入自动控制闸，发现当车牌被识别系统识别后，绿灯亮，栏杆抬起，车辆通行。于是他设计了如图所示的模拟电路，车牌识别成功相当于图中开关S闭合。
(1)已知该电路电源电压为6伏，指示灯L工作时的阻值为5欧，滑动变阻器接入电路的阻值为10欧，线圈阻值不计。闭合开关后，线圈吸住铁柱时，指示灯的功率为______瓦。
(2)若电源电压下降，栏杆不能抬起。除了更换电池外，请你再写出一种能使栏杆正常抬起的方法。______。
某科技小组设计的电热水器具有加热和保温功能，其工作原理如图1所示。R为热敏电阻，其阻值R随温度变化的规律图像如图2所示，控制电路电源电压U为6V，保护电阻R0的阻值为300Ω，热敏电阻R和工作电路中的三只加热电阻丝R1、R2、R3均置于储水箱中，R1=44Ω，U2=220V，加热和保温时的功率分别为2200W和110W。
（1）电磁铁上端为____19____极。
（2）当电磁铁线圈中的电流I≤8mA时，继电器上方触点c接触，保温电路接通，热水器刚开始保温时水的温度是多大？（电磁铁线圈电阻不计）
（3）不计热量损失，该热水器在加热状态下将44kg、25℃的水加热到50℃需要多少时间？[c水=4.2×103J/（kg·℃]
（4）电阻丝R2的阻值是多大？
20．阅读短文，回答问题。
环保混合动力汽车
我国自主研制生产的一种环保混合动力汽车，启动时，内然机并不工作，蓄电池通过某种方式向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，也可以同时给蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机和蓄电池还可以同时向车轮输送能量。测试人员驾驶该车在平直公路上匀速行驶，观察仪表盘，发现这段时间内汽车内燃机消耗燃油，车速为，蓄电池组储存的能量由最大值的增加到最大值。这种汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示，蓄电池组的部分参数如下表所示。
输出电压 300
额定功率 25
最大容量 30
质量 320
(1)电机充当发电机时，它是利用什么原理发电的________
A．电磁感应现象 B．磁场对电流的作用
C．直线电流周围存在磁场 D．通电螺线管周围存在磁场
(2)测试过程中，完全燃烧这些燃油产生的热量为________J。（热值）
(3)测试过程中，汽车的牵引力所做的功是_________J。
(4)内燃机不工作时，这种汽车_______（填“能”或“不能”保持的速度匀速行驶。
(5)测试过程中汽车的能量转化效率为__________。
21．如图是科技小组的同学利用电磁转换的知识制作的“电能无线传输”装置的示意图。图中送电线圈利用电流线圈产生磁场，受电线圈利用磁场产生电流。受电线圈正对并靠近送电线圈可以产生电流，使灯泡发光，实现电能的无线传输。
（1）送电线圈是利用电流的_______效应工作的，这个现象是由丹麦物理学家_______最先发现的；
（2）受电线圈产生电流的原理是______，与之原理相同的是_______（选填“电动机”或“发电机”）；
（3）受电线圈中电流大小可以通过灯泡___________来反映；
（4）在图中的电源、调节装置和送电线圈不改变的情况下，该小组同学想探究影响受电线圈两端电压大小的因素，猜想它可能与受电线圈的匝数、直径及两线圈之间的距离有关。通过查阅资料，他们了解到受电线圈两端电压与线圈匝数的关系。接着，他们用相同材质的漆包线绕制了多个匝数相同直径不同的受电线圈，对其余两个猜想进行探究（送电线圈直径为70.0mm）。实验数据如下表：
实验次数 受电线圈的直径D/mm 两线圈之间的距离d/mm 受电线圈两端的电压U/V
1 70.0 22.0 8.6
2 70.0 11.0 14.1
3 70.0 5.5 20.5
4 145.0 5.5 10.3
5 105.0 5.5 16.9
6 45.0 5.5 13.9
7 32.0 5.5 5.4
①分析___________三次实验数据可初步得出结论：在受电线圈的直径和匝数相同时，两线圈之间的距离越小，受电线圈两端的电压越大；
②分析3、4、5、6、7五次实验数据可初步得出结论：在两线圈之间的距离和受电线圈的匝数相同的情况下，受电线圈直径增大时，其两端电压___________。
（5）通过实验，小组同学发现电能无线传输存在传输距离___________的缺点。尽管如此，电能无线传输技术仍然有着广阔的应用前景，如部分手机和电动牙刷的无线充电装置已经采用了该技术。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
A．该图是奥斯特实验原理图，说明电流周围有磁场，与磁生电原理无关，故A不符合题意；
B．该图是研究影响电磁铁磁性强弱的因素，与磁生电原理无关，故B不符合题意；
C．该图是发电机的工作原理图，工作原理是电磁感应，与磁生电原理相同，故C符合题意；
D．该图是电动机的工作原理图，工作原理是通电线圈在磁场中受力运动，与磁生电原理无关，故D不符合题意。
故选C。
2．C
【详解】
由题意知，无线充电是受电线圈靠近磁场时会产生电流，这是电磁感应现象。
A．图示是奥斯特实验，说明电流周围存在磁场，故A不符合题意；
B．图示是通电导体在磁场中受到力的作用，故B不符合题意；
C．图示是闭合电路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，是电磁感应现象，故C符合题意；
D．图示是将匝数不同的电磁铁串联在电路中，说明电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数有关，故D不符合题意。
故选C。
3．A
【详解】
A．图示是通电导体在磁场中受到力的作用的实验电路图，这是电动机的工作原理，故A正确；
B．由图示知，通电螺线管的电流由左端流入，右端流出，据安培定则知，右边为N极，左边为S极，故B错误；
C．图示中，两个小球相互吸引，则两个小球可能带异种电荷，因为导体电荷相互吸引；也可能是一个小球带电，另一个小球不带电，因为带电体能吸引轻小物体，故C错误；
D．图示是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，电铃是一种电磁继电器，是利用电磁铁来控制电铃的通断，电磁铁的工作原理是有电流时有磁性，无电流时时无磁性，所以电铃的原理与图中实验原理是相同的，故D错误。
故选A。
4．B
【详解】
最早发现电磁感应定律的科学家是法拉第，故B正确；
伽利略以及牛顿的主要是在力学研究中作出的贡献，瓦特改良了蒸汽机，故ACD错误．
故选B．
【点睛】
重点是法拉第发现的电磁感应现象，注意多了解掌握著名的物理学家及其主要成就，作为物理常识，是考试中经常出现的题目．
5．B
【详解】
A．换用更细的铜棒，使电阻变大电流变小，但不能改变受力的方向，所以A错误，故A不符合题意；
B．将磁体的N、S极对调，磁场方向改变，则通电导体的受力方向改变，铜棒向左运动，所以B正确，故B符合题意；
C．向左移动滑动变阻器的滑片，只能改变电流的大小，不能改变电流的方向，所以C错误，故C不符合题意；
D．将电源正负极对调，同时将磁体磁极对调，影响磁场力方向的两个因素同时改变，则通电导体的受力方向不变，铜棒仍然向右运动，所以D错误，故D不符合题意。
故选D。
6．D
【详解】
A．磁感线分布越密的地方，其磁场越强，故A错误；
B．磁感线不是真实存在的，而是一些假想的线，故B错误；
C．在磁体的外部，磁感线从磁体的北极出来，回到南极；在磁体的内部，磁感线是从S极回到N极，故C错误；
D．磁感线上某一点的切线方向与放在该点的小磁针静止时北极所指的方向一致，与南极所指的方向相反，故D正确。
故选D。
7．D
【详解】
要解决王莉和张强的争吵，不能漠不关心，不去理会；也不能不加辨析，随意否定，更不能简单压制；正确的作法是：实验验证，根据实验现象对两人的说法进行评判，用事实说话．
8．B
【详解】
A．电流的磁效应是由丹麦物理学家奥斯特第一个发现的，故A错误；
B．通电导体在磁场中受力的作用，将线圈置于磁场中，并利用换向器不断改变线圈中电流方向，可以使线圈持续转动，由此制造了电动机，故B正确；
C．闭合回路的部分导体在磁场中需要做切割磁感线运动，这样才能产生感应电流，故C错误；
D．滑动变阻器滑片左滑，电路中电阻减小，电流增大，电磁铁磁性会增强，故D错误。
故选B。
9．B
【详解】
A．滑片P逐渐向a端滑动，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，电路中电流变大，电磁铁的磁性逐渐增强，故A错误；
B．电流从电磁铁的下侧接线柱流进，用右手定则判断出电磁铁的下端为N极，上端为S极，故B正确；
C．电磁铁的磁性增强，对铁块产生向上的吸引力，所以铁块对地面的压力变小，但受力面积不变，压强，所以铁块对地面的压强逐渐变小，故C错误；
D．铁块对地面的压力变小，接触面的粗糙程度不变，所以地面对铁块的摩擦力变小，铁块做匀速直线运动，弹簧测力计对它的拉力和它受到的摩擦力是一对平衡力，所以拉力变小，故D错误。
故选B。
10．C
【详解】
A．图甲中的POS刷卡机读出信息的原理是电磁感应现象，磁卡移动式切割磁感线，线圈中产生感应电流，将机械能转化为电能，故A错误；
B．图乙中水位达到物块A时，线圈所在的电路被接通，电磁铁将衔片吸下，下面的红灯被接通，红灯亮报警，故B错误；
C．图丙通电导体框在磁场中受到力的作用，可使线圈发生转动，原理是磁场对通电导体的作用，故C正确；
D．图丁只改变电流方向或只改变磁场方向，可以改变导体的运动方向，二者同时改变，导体的运动方向不变，故D错误。
故选C。
11．C
【详解】
发电机原理利用电磁感应原理工作：
A．由图可知是奥斯特实验，故A不符合题意；
B．由图可知是通电导体在磁场的受力实验，故B不符合题意；
C．由图可知是电磁感应实验，故C符合题意；
D．由图可知是通电螺线管实验，故D不符合题意。
故选C。
12．B
【详解】
A．如图，是奥斯特实验，能证明通电导线周围存在磁场，故A不符合题意；
B．如图，闭合开关，通电带线在磁场中受力而产生运动，与电动机原理相同，故B符合题意；
C．如图，导线在磁场中切割磁感线，产生感应电流，与发电机原理相同，故C不符合题意；
D．如图，通电螺线管相当于条形磁铁，能吸引铁钉，故D不符合题意。
故选B。
13． 正 N
【详解】
[1][2]由图磁感线可知，螺线管左端为N极，右端S极，因为异名磁极相互吸引，小磁针左端N极，根据安培定则，电流左进右出，所以电流表的上端为正接线柱。
14． 汽化 超导 互相排斥 不可以
【详解】
（1）[1]利用液氮对导体进行降温处理时，液氮由液态变为气态，液氮发生的物态变化是汽化，汽化吸热，使环境温度降低。
（2）[2]许多材料在低温下会失去电阻，对电流不再有阻碍作用，这种现象称为超导现象。
（3）[3]磁悬浮列车的运行时，轨道与列车形成同名磁极，根据同名磁极互相排斥的原理，使列车浮起来。
（4）[4]电热毯是利用电流的热效应工作的，根据可知，若用超导体做电热毯，超导体电阻为0，产生的热量为0，因此超导体不可以用来制作电热毯。
15． 强 红
【详解】
[1]螺线管中插入了一根软铁棒，通电后磁性会更强，原因是因为铁芯被通电螺线管的磁场磁化，磁化后的铁芯也变成了一个磁体，这样由于两个磁场互相叠加，从而使螺线管的磁性大大增强。
[2]当水位到达金属块A时，电磁铁所在电路被接通，电磁铁向下吸引衔铁，从而接通红灯所在电路，此时红灯亮，而绿灯不亮。
16． N S 减弱
【详解】
[1][2]从图可知，当开关S拨到a时，电流从螺线管的右端流入，左端流出，根据安培定则可知，螺线管左端是N极，右端是S极。由磁极间的相互作用可知，小磁针静止时B端为N极。
[3]在此实验装置中，保持电流不变，将开关S由a换到b，则减少了线圈的匝数，因此通电螺线管的磁性减弱。
17． 衔铁B 螺钉A 。
【详解】
（1）[1][2]由图知道，闭合开关，电磁铁有电流通过，电磁铁具有了磁性，衔铁B被吸引过来，使鼓槌打击铃碗发出声音，同时衔铁与螺钉分离，电路断开，电磁铁失去了磁性，鼓槌又被弹簧片弹回，B与螺钉A再次接触，电路闭合，不断重复，电铃便发出连续击打声了。
（2）[3]闭合开关，电磁铁中有电流，吸引衔铁，弹簧向下振动，触点与弹簧片断开，电磁铁中没有磁性，工作电路的弹簧片恢复原状，使电路再次接通，工作电路的弹簧不断的振动，这便是蜂鸣器，如下图
。
18． 0.8 将滑动变阻器接入电路的阻值调小些
【详解】
(1)[1]由图知，指示灯L与滑动变阻器串联，当滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω时，电路的电流为
小灯泡的电功率为
P＝I2RL＝(0.4A)2×5Ω＝0.8W
(2)[2]若电源电压下降，根据知在电阻不变时电路的电流较小，电磁铁的磁性较弱，吸引力较小，不能将铁柱吸下来，栏杆不能抬起，此时可以将滑动变阻器的阻值调小些，增大了电路的电流，电磁铁的磁性增强，将铁柱吸下来，可以使栏杆正常抬起来。
【答题空1】S（2）70℃；（3）35min；（4）44Ω
【详解】
解：（1）根据右手安培定则，伸出右手，四指的方向为电流的方向，大拇指的方向为电流方向，故该磁铁的下方是N极，则该磁体的上方是S极。
（2）当I≤8mA时开始保温，控制电路电源电压U为6V，则控制电阻的总电阻为
热敏电阻的阻值为
根据图2可知，此时的温度为70℃。
（3）该热水器在加热状态下将44kg、25℃的水加热到50℃，需要吸收的热量为
不计热量损失，该热水器需要加热时间为
（4）当将衔铁吸下来时，R1与R2并联，总电阻最小，为加热档，此时的总功率为2200W，电阻R1的功率为
则电阻R2的功率为
电阻R2的阻值为
答：（2）热水器刚开始保温时水的温度是70℃；
（3）不计热量损失，该热水器需要加热时间为35min；
（4）电阻R2的阻值为44Ω。
20． A 4.6×108 108 不能 31.1%
【详解】
(1)[1]发电机工作原理是电磁感应，故选A。
(2)[2]完全燃烧这些燃油产生的热量为
Q=mq=10kg×4.6×107J/kg=4.6×108J
(3)[3]由图象可知，车速为50km/h时，阻力是2000N，因为是匀速行驶，所以牵引力也是F=2000N，汽车通过的路程
s=vt=50km/h×1h=50km=50000m
牵引力做的功
W=Fs=2000N×50000m=108J
(4)[4]内燃机不工作时，速度会变为
故内燃机不工作该车不能保持50km/h的速度匀速行驶。
(5)[5]转化成的电能
W1=40%×30kW·h=40%×30×3.6×106J=4.32×107J
所以效率为
21． 磁 奥斯特 电磁感应 发电机 亮度（或两端的电压大小） 1、2、3 先增大后减小 小
【详解】
（1）[1][2]由题干材料知道，图中送电线圈利用电流产生磁场，是电流磁效应，这个现象是由丹麦物理学家奥斯特最先发现的。
（2）[3][4]受电线圈正对并靠近送电线圈可以产生电流，这是由于运动产生电流是电磁感应，发电机的工作原理也是电磁感应，故原理和发电机原理相同。
（3）[5]在灯泡的电阻不变时，根据U=IR，电流越大，电压表示数越大；根据P=I2R，电流越大，灯泡的功率越大，灯泡越亮，所以受电线圈中电流大小可以通过灯泡亮度或灯泡两端电压来判断。
（4）①[6] 1、2、3实验的受电线圈直径相同，线圈匝数相同，两线圈距离逐渐减小，受电线圈两端的电压不断增大。
② [7]3、4、5、6、7五次实验线圈匝数相同，两线圈之间距离相等，受电线圈直径不断增大时，受电线圈两端的电压先增大后减小。
（5）[8]由于从实验数据知道，在受电线圈的直径和匝数相同时，两线圈之间的距离越小，受电线圈两端的电压越大，当两线圈距离增大时，受电线圈两端的电压会减小，所以，电能无线传输存在传输距离小的缺点。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页