人教版九年级全一册20.2电生磁一课一练（含解析）

人教版九年级全一册 20.2 电生磁 一课一练
一、单选题
1．第一个发现电流磁效应的科学家是（　　）
A．奥斯特 B．法拉第 C．欧姆 D．安培
2．如图，当开关S连接“1”时，将滑动变阻器滑片P向右移动，弹簧将①；当开关S接“2”时，将滑动变阻器滑片P滑至端，并剪断弹簧，让条形磁体穿过线圈，产生电磁感应，电流表的指针②。（　　）
A．伸长、偏转 B．伸长、不动
C．缩短、偏转 D．缩短、不动
3．如图所示，通电螺线管周围小磁针静止时，小磁针N极指向正确的是（　　）
A．a、b、c B．a、b C．a、c D．b、c
4．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
5．如图所示，当螺线管中有电流通过，小磁针静止时指向图中所示位置，由此可以判断（　　）
A．a端是通电螺线管的N极，c端是电源正极 B．a端是通电螺线管的N极，c端是电源负极
C．b端是通电螺线管的N极，d端是电源正极 D．b端是通电螺线管的N极，d端是电源负极
6．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，小磁针的偏转情况如图乙中箭头所示；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。下列结论中合理的是（ ）
A．由甲、乙两图可得电流可以产生磁场
B．由甲、乙两图可得电流产生的磁场方向与电流方向有关
C．由甲、乙两图可得电流产生的磁场强弱与电流大小有关
D．由甲、丙两图可得电流产生的磁场方向与电流方向有关
7．如图所示，小磁针静止在螺线管附近，闭合开关S后，下列判断正确的是
A．通电螺线管的左端为N极
B．小磁针一直保持静止
C．小磁针的S极向右转动
D．通电螺线管外A点的磁场方向向左
8．如图所示，下列关于磁现象的分析中，说法正确的是（　　）
　　 　　 　　
A．甲图中，在条形磁铁周围撒上铁屑后轻敲玻璃板，所观察到的是条形磁铁的磁感线
B．乙图中，U形磁铁靠近磁极处的磁感线分布比较密，说明靠近磁极处的磁场比较弱
C．丙图中，地面附近能自由转动的小磁针静止时，N极指向地理南极附近
D．丁图中，导体通电后小磁针发生了偏转，说明通电导体周围存在着磁场
9．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
10．如图所示，开关闭合后，位于螺线管右侧的小磁针的指向将（　　）
A．N极向右偏转 B．S极向右偏转 C．N极向左偏转 D．保持静止状态
11．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．
12．如图所示是小明自制的一个带有电磁铁的木船模型。将它放入水中漂浮，船头指向东。闭合开关S当船静止时，说法正确的是（ ）
A．电磁铁的A端为N极 B．电磁铁的B端为S极
C．船头指向北方 D．船头指向南方
二、填空题
13．小东同学利用如图所示的实验装置探究通电螺线管周围磁场特点。
（1）闭合开关后，电源的正极是______（选填“左”或“右”）端。
（2）断开开关，将图中电源的正负极对调后，再闭合开关。他观察到放在螺线管下方的小磁针静止时N、S极的指向也发生了对调。请你根据小东观察到的这一现象，提出一个可探究的科学问题：______。
14．实验发现，当两条平行放置的直导线a、b中通以相同方向的电流时，两根导线相互吸引，如图所示。使导线b受力的施力物体是______。如果只改变导线a中的电流方向，两根导线间______（选填“有”或“没有”）作用力，你判断的依据是________。
15．如图甲所示，用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球时，金属箔片张开，则金属箔片和橡胶棒带__________（选填“同种”或“异种”）电荷。如图乙所示，根据图中的电流方向，可以判断通电螺线管左端的磁极是__________极。
16．1820年4月的一天，物理学家_____无意中让通电导线靠近小磁针。发现小磁针偏转。他非常兴奋，紧紧抓住这个现象，接连三个月做了60多个实验证明电流的确能产生磁场，这种现象称为_____。
三、综合题
17．请阅读《分子电流假说》并回答问题。
分子电流假说
通过这学期的学习，我们知道磁体和电流都能产生磁场，而且通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场十分相似，它们的磁场是否有什么联系呢？安培由此受到启发，提出了分子电流假说。安培认为：在物质内部存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体。当分子电流I方向如图甲所示，则可用右手螺旋定则判断出它的两侧相当于N、S两个磁极。用安培的分子电流假说能够解释一些磁现象，一根铁棒未被磁化的时候，内部分子电流的取向是杂乱无章的，它们的磁场互相抵消，对外不显磁性，如图乙所示。当铁棒受到外界磁场的作用时，各分子电流的取向变得大致相同，铁棒被磁化，两端对外界显示出较强的磁性，形成磁极，如图丙所示。
在安培所处的时代，人们不知道物质内部为什么会有分子电流，20世纪后，人们认识到原子内部带电粒子在不停的运动，这种运动对应于安培所说的环形电流。“分子电流假说”提出以后，经历了“不太清楚”“遭到拒绝”到“逐渐明朗”几个阶段，这也告诉我们，科学的发现、科学理论的提出以及人们对科学成果的接受，不会都是一帆风顺的，但有益的学术论争可以促进科学的发展。
根据上述材料，回答下列问题。
(1)安培认为，在物质内部存在着的分子电流，使得每个物质微粒都成为了______；
(2)若物质内部某一个分子电流的方向如图所示，若将这个分子电流等效成一个微小条形磁铁，则该微小条形磁铁的上端是______（选填“N极”或“S极”）上；
(3)20世纪后，人们认识到原子可分为原子核和电子，原子核集中了原子全部正电荷和几乎全部质量，电子在核外微小空间运动，那么形成环形电流的是______；（选填“原子核”或“电子”）
(4)一根铁棒被磁化，两端会对外界显示出较强的磁性，但当它受到猛烈撞击后会失去磁性，请你用安培分子电流假说解释其原因。______
18．参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？( )
19．阅读下面两则材料，回答对应的问题
材料一：巨磁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，从而引了了现代硬盘生产的一场革命。如图是说明巨磁电阻特性的示意图，图中GMR是巨磁电阻。
（1）如果先闭合，再闭合，指示灯的亮度______（变亮、变暗、不变）；
（2）闭合、后，向______（左、右）调节滑片P，会发现电压表的示数变小；如果此过程中，电压表的示数是由3V变成2V，且通过指示灯的电流在和之间变化，则灯泡的电阻是______，指示灯所在电路电源电压是______（忽略灯丝电阻的变化）。
材料二：双触点干簧管是一种磁控开关，结构如图1所示，其外壳是一只密封的玻璃管，管内充有某种惰性气体，并装有A、B和C三块簧片，A的端点与C的端点是固定端点，B的端点是自由端点，正常时B的端点在自身弹力作用下与A的端点接触，当绕在干簧管上的线圈通电时，B与A的端点分开，并与C的端点接触。
请回答下列问题：
（3）簧片A、B和C所对应的材料可能是______。
A．铁、铁、铜
B．铜、铝、铁.
C铜、铁、铁
D．镍、铁、铝
（4）如图3所示，请将电路连接完整，要求闭合开关后，红灯先通电，然后绿灯与红灯能交替通电_______。
20．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．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．
（3）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．
（4）历史上真有这样的司南吗？仍是众说纷纭．一种观点认为或许古代的磁勺比中国科学院物理研究所制作的磁勺要更________（轻/重），从而有更好的指向效果；另一种观点认为除非今后出土了司南实物，才能真正下结论．
21．磁悬浮地球仪是使用磁悬浮技术的地球仪，它无需转轴穿过球体便可悬浮于空中，给人以奇特新颖的感觉和精神享受：
(1)磁悬浮地球仪的球体中有一个磁铁，环形底座内有一个金属线圈，通电后相当于电磁铁。金属线圈与球体中的磁铁相互_____（填“吸引”或“排斥”），使球体受力平衡，从而悬浮于空中。磁悬浮地球仪是利用丹麦物理学家_____发现的电流的磁效应工作的；
(2)将磁悬浮地球仪的球体用手轻轻向下按一下，球体就会从原来的悬浮位置向下运动，此时金属线圈中的电流_____（填“增大”或“减小”），磁性增强，金属线圈对球体的作用力大于球体重力，球体到达最低点后向上运动返回原悬浮位置。由于球体具有_____，球体越过原悬浮位置向上运动，此时金属线圈中的电流减小，磁性减弱，球体速度越来越_____（填“大”或“小”），到达最高点后向下运动，并再次回到原悬浮位置，几经反复，球体最终停在原悬浮位置。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】
1820年，奥斯特意外地发现载流导线的电流会作用于磁针，使磁针改变方向，第一个发现“电流磁效应”。故选A。
2．A
【详解】
由图知道，当开关S接“1”，将滑动变阻器片P由左端滑向右端，根据右手定则知道，电螺线管的上端为N极，异名磁极相互吸引，又因为通电螺线管的磁性增强，弹簧长度会伸长；当开关S接“2”，将滑动变阻器片P滑至右端，并剪断弹簧，让条形磁体穿过线圈，产生电磁感应，电流表的指针会发生偏转，因为线圈相当于做切割磁感线运动，电路又闭合，所以会产生感应电流，故电流表指针会偏转。
故选A。
3．D
【详解】
根据安培定则可以判断，通电螺线管的左端为N极，右端为S极，画出通电螺线管周围的经过各小磁针的磁感线，则小磁针N极的指向与该点磁感线方向一致，从而判断出小磁针在b、c是正确的，故ABC错误，D正确。
故选D。
4．C
【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】
5．D
【详解】
由图可知，小磁针左端是N极，右端是S极，所以电磁铁的左端，即a端为S极，右端为N极，跟据安培定则可知，电流从c端流出后进入电磁铁，故c端是电源的正极，d端是负极，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
6．A
【详解】
A．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，甲乙两图可说明电流周围存在磁场，故符合题意；
B．甲乙只能说明通电导体周围存在磁场，没有改变导体中的电流方向，不能说明电流产生的磁场跟电流方向有关，故不符合题意；
C．甲乙只能说明通电导体周围存在磁场，没有改变电流大小，不能说明磁场强弱跟电流大小有关，故不符合题意；
D．甲图中的开关是断开的，电路中没有电流，丙图中的开关是闭合的，而且两个图的电源放置也不一样，所以，甲丙不能说明电流周围的磁场跟电流方向有关，故不符合题意。
7．D
【详解】
A、由安培定则可知，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向右端，则通电螺线管的右端为N极，故A错误；
BC、通电螺线管的右端是N极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的S极应靠近螺线管的右端，则小磁计的S极向左转动，小磁针会逆时针旋转，故小磁针不会静止，故BC错误；
D、在磁体的外部，磁感线从N极指向S极，所以通电螺线管外A点的磁场方向向左，故D正确；
故选D．
8．D
【详解】
A．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，故A错误；
B．U形磁铁靠近磁极处的磁感线分布比较密，磁感线分布的越密集则磁场越强，所以靠近磁极处的磁场更强，故B错误；
C．地理北极是地磁场的南极，所以地面附近能自由转动的小磁针静止时，N极指向地理北极，故C错误；
D．通电导体周围存在磁场，可以使小磁针发生偏转，故D正确。
故选D。
9．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。
10．A
【详解】
电源外部电流从正极出发，根据右手螺旋定则可知螺线管的右端为N极，根据同名磁极相互吸引可知，小磁针的N极向右偏转、S极向左偏转。
故选A。
11．C
【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。
12．C
【详解】
由安培定则可知，螺线管右侧为N极，左侧为S极；因地磁场沿南北方向，地球南极处为地磁场的N极，地球北极处为地磁场的S极；因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故船头指向北方，综上所述，C正确。
故选C。
13． 左 通电螺线管的磁场方向与电流方向有关吗
【详解】
（1）[1]小磁针静止时S极靠近通电螺线管的左端，根据磁极间的相互作用规律可知，通电螺线管的左端为N极，右端为S极，根据安培定则可知电源的正极是左端。
（2）[2]断开开关，将图中电源的正负极对调后，再闭合开关。观察到放在通电螺线管下方的小磁针静止时N、S极的指向也发生了对调，这表明磁场的方向发生了变化，所以可探究的科学问题是通电螺线管的磁场方向跟通电螺线管中的电流方向有关吗
14． a 有 磁场对放入磁场的磁体有磁力的作用
【详解】
[1]通电导线a的周围有磁场，通电导体b放在了通电导线a的磁场内，受到磁场的作用，两根导线相互吸引，b受到了a的吸引力，所以使导线b受力的施力物体是a。
[2][3]a、b中有电流通过，则a、b的周围存在磁场，a、b相当于是一个磁体；如果只改变导线a中的电流方向，a的磁场方向发生了变化，a的磁场对b仍然有力的作用。
15． 同种 S
【详解】
[1]用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，接触验电器的金属球，两片金属箔片由于都得到电子，带上同种电荷而张开，所以金属箔片和橡胶棒带有同种电荷。
[2]电流从螺线管的左端流入，右端流出，根据螺线管的线圈绕向，再利用安培定则即可确定螺线管的左端为S极，右端为N极。
16． 奥斯特 电流的磁效应
【详解】
[1][2]由物理学史可知，奥斯特在课堂上偶然发现：在一枚小磁针上方平行架一根导线，接通电源后发现小磁针明显偏转；后来经过继续的研究和分析得出结论，这种现象称为电流的磁效应，即电流周围存在磁场。
17． 磁体 N极 电子 见解析
【详解】
(1)[1]材料中已说明，安培认为，在物质内部存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体。
(2)[2]由右手螺旋定则可知，该微小条形磁体上端是N极。
(3)[3]电子在核外空间运动且电子带有负电荷，所以形成环形电流的电荷是电子。
(4)[4]被磁化的铁棒在受到猛烈的撞击后，由于机械振动使分子电流的取向又变的杂乱无章，所以铁棒的磁性因此消失。
18． S 变小 0.6A 0.48W 5cm
【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。
19． 变亮 左 10 5 C 见解析
【详解】
（1）[1]先闭合S2，再闭合S1时，通过螺线管产生磁场，GMR所处的位置由无磁场变为有磁场，可知GMR的阻值减小，由串联电阻的规律，电路的总电阻减小，由欧姆定律可知，由图中的电流增大，由
P=I2R
可知，指示灯的实际功率增大，指示灯变亮。
（2）[2]上图中，电压表测GMR的电压，因串联电路中电阻越大分得的电压越大，所以，电压表的示数变小时，GMR的阻值变小，GMR所处磁场的磁性增强，则通过电磁铁的电流增大，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，即滑片左移。
[3][4]当电压表的示数时，电路中的电流
因串联电路中总电压等于各部分电压之和，由欧姆定律，所以，电源的电压
当电压表的示数时，电路中的电流
同理，电源的电压
因电源的电压不变，所以有
解得
电源的电压
（3）[5]由题可知，螺线管通电后能够磁化干簧管的B、C两个簧片，所以B和C的制作材料可能是铁；B不能吸引A，则A的制作材料可能是铜，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
（4）[6]当开关S闭合后，电路接通红灯亮，故红灯与螺线管相连且与A簧片组成一条支路；
通电后螺线管产生磁性，B的端点与C的端点分别被磁化而相互吸引，把B簧片吸下来，绿灯电路接通绿灯亮，所以绿灯与C簧片相连；这样绿灯与红灯能交替通电。如下图所示：
20． S D 正 轻
【详解】
(1)[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)[2]由图乙可知，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)[3]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；
(4)[4]压力越小，摩擦力越小；故古代的磁勺有更好的指向效果；是因为磁勺轻，压力小，摩擦力减小；
【点睛】
此题考查了磁现象的诸多知识点，将磁现象的多个知识点有机结合，融会贯通可解答此题．
21． 排斥 奥斯特 增大 惯性 小
【详解】
(1)[1]因为球体与底座是相互分离的，所以球体与底座之间是相互排斥的，即该悬浮地球仪是利用同名磁极相互排斥的原理制成的。
[2]磁悬浮地球仪是利用丹麦物理学家奥斯特发现的电流的磁效应工作的。
(2)[3]通电线圈磁性强弱与电流的大小有关，将球体用手轻轻向下按一下时，由于通电线圈的磁性增强，所以可判断此时金属线圈中的电流增大。
[4][5]由于通电线圈的磁性增强，地球仪所受的磁力变大；将球体用手轻轻向下按一下，在力的作用下，改变了地球仪的静止状态，地球仪向下运动，此时磁力大于重力，合力方向竖直向上，球体速度方向竖直向下，合力方向与球体速度方向相反，球体竖直向下做减速运动，球体最终速度减小为零，球体到达最低点后由于磁力大于重力，所以球体竖直向上运动，返回原悬浮位置时，由于球体具有惯性，球体越过原悬浮位置竖直向上运动，此时金属线圈中的电流减小，磁性减弱，磁力越来越小，此时重力大于磁力，合力方向竖直向下，球体速度方向竖直向上，合力方向与球体速度方向相反，球体向上做减速运动，球体速度越来越小，球体最终速度减小为零，到达最高点后向下运动，并再次回到原悬浮位置。几经反复，球体最终停在原悬浮位置。
答案第1页，共2页
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