北师大版九年级年级全一册第十四章磁现象 单元练习（含解析）

北师大版九年级年级全一册 第十四章 磁现象
一、单选题
1．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．磁体外部的磁感线从磁体的S极发出，回到磁体的N极
C．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
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相同
2．有一种佩戴在手腕上的“计步器”，其构造是在一段塑料管中密封一小块磁铁，管外缠绕着线圈。运动时，磁铁在管中反复运动，线圈的输出电流随之不停地变化，显示出运动步数。“计步器”的基本原理与下列哪幅图相同（　　）
A． 电磁起重器
B． 司南
C． 话筒
D． 扬声器
3．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
4．下列四个实验能反映电风扇工作原理的是（　　）
A． B．
C． D．
5．如图所示的磁悬浮地球仪，在地球仪底端有一个磁铁，在底座内部有一个金属线圈，线圈通电后，地球仪可悬浮在空中。下列说法正确的是（　　）
A．地球仪周围存在磁场，同时也存在磁感线
B．地球仪周围的磁场分布是均匀的
C．地球仪周围各点的磁场方向都相同
D．地球仪是利用同名磁极相互排斥的原理悬浮的
6．一种山地自行车行驶时，车轮带动电机的线圈转动，车灯就能发光，而且自行车行驶得越快，车灯就越亮。下列四幅图中能说明该电机工作原理的是（　　）
A． B． C． D．
7．如图是一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计中封入一段金属丝下端所指示的温度为90℃，下列说法错误的是（　　）
A．报警器利用了水银导电和热胀冷缩的性质
B．报警器利用了电磁铁通电时有磁性断电时磁性消失的特点
C．报警器中，水银温度计和电磁铁串联在电路中
D．温度达到90℃时，报警器中的灯亮同时铃响
8．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
9．如图所示是实验室电流表的内部结构图，处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转。下列四幅图中与此电流表工作原理相同的是( )
A． B． C． D．
10．甲、乙两个相同的装置分别由U型磁铁、导体棒和支架构成，导体棒ab和cd由导线连接，如图所示，闭合开关并向右移动ab，cd也会随之向右运动，关于此现象，下列判断正确的是（　　）
A．甲装置相当于电动机
B．乙装置相当于发电机
C．向左移动ab，cd仍向右运动
D．甲装置将机械能转化为电能
11．跳绳也可以“发电”。用一根带有绝缘皮的长铜导线做跳绳，将它的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连，据动跳绳时，发现灵敏电流计的指针左右摆动。则（　　）
A．向任意方向摇绳均可产生电流 B．电流方向与绳子运动方向无关
C．此过程中机械能转化为电能 D．跳绳发电属于电流的磁效应
12．如图所示，在通电螺线管周围a、b、c、d四个位置画出的小磁针指向正确的是（　　）
A．a、b B．b、c C．c、d D．a、d
二、填空题
13．如图是一种温度自动报警器的原理图，自动报警温度为，当温度为时，电磁铁______（选填“有”或“无”）磁性；当温度为80时，报警信号为______（选填“灯亮”、“响铃”或“灯亮同时响铃”）。
14．如图所示，把一根直导体ab放在蹄形磁体的磁场里，接通电源，让电流通过原来静止的导体ab，观察到导体ab______，说明通电导体在磁场里受到______的作用。
15．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。
16．如图所示是小明利用光敏电阻为居民楼门口设计的一种智能照明电路，夜晚天暗时自动发光，早晨天亮时自动熄灭。控制电路中，电源由两节干电池串联而成。R1为定值电阻，R2为光敏电阻，其阻值会随着光强的增大而 ______（选填“增大”、“不变”或“减小”），这时电磁铁的磁场 ______（选填“增强”或“减弱”）；控制电路长时间工作后，由于电池的“电力损耗”会导致电路电压下降，则天亮时灯自动熄灭时间 ______（选填“变早”、“不变”或“变晚”）。
三、综合题
17．如图甲是内蒙古草原上一处风力发电场，风力发电是利用风能这一可再生清洁能源来发电，风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成，每片风叶质量为6t，长为40m。
（1）风机叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面空气流速不同产生压强差，而受到向___________ （上/下）的力使风叶旋转。
（2）风机叶片产生的动力通过传动系统传递给发电机，利用___________原理，实现机械能转化为电能。
（3）在一定风速范围内，一台风力发电机的输出功率与风速的关系如表所示，对表格进行分析，发现该风机1s内获得的能量与风速的定量关系是___________（用文字叙述）
（4）当风速为10m/s 时，一台风力发电机工作1s所产生的电能可供1只“220V 100W”电灯正常工作大约80s，风机发电的效率大约是多少___________ ？
平均风速（m/s） 5 10 15 20
1s内获得的能量（×104J） 1 8 27 64
18．1901年，挪威人伯克兰造出世界上第一台电磁发射器，首开电磁炮先河。为了认识电磁炮的一些特性，小彤制作了一个电磁炮模型，其原理如图。螺线管通电后，铁制撞针迅速前移，推动炮弹射出炮管。
(1)根据原理可知，电磁发射器把电磁能转化为 ______ 能，其能的转化与 ______ 相同（选填发电机或电动机）；
(2)通电螺线管通电后，铁制撞针会被磁化成磁体，铁制撞针由静止到迅速前移说明：磁体在通电导体中受到 ______ 的作用，力可以改变物体的 ______ ；
(3)小彤要增强电磁炮中螺线管磁场，可行的方法是：① ______ ，② ______ 。
19．（1）小邱同学在践行我市中小学生“研学旅行”活动中，赴大邑县“建川博物馆”进行了一次远行研学。他所用的拉杆旅行箱示意图如下所示。装有物品的旅行箱整体可视为杠杆，O为支点，B为重心，A为拉杆的端点。在A点沿图示方向施加拉力F，旅行箱静止。请完成下列问题：
①画出拉力F的力臂l______。
②要使作用在A点的拉力减小，保持其他条件不变，下列做法可行的是______（选填符合要求的选项标号）。
A．缩短拉杆的长度
B．使拉力方向顺时针改变20°
C．将箱内较重的物品靠近O点摆放，重心由B变至
（2）放有条形磁体的小车静止在水平地面上，闭合开关，条形磁体因受磁力向左运动，请在图中括号里标明电源左端的极性和电磁铁右端的磁极______。
20．豆浆是中国人喜爱的一种饮品，又是老少皆宜的营养食品，妈妈在市场买了一台豆浆机，豆浆机主要由电动机和电热管组成。爱观察的果果同学注意到豆浆机的铭牌如下表所示，如图是用豆浆机在额定电压下，做一次豆浆过程中，电热管和电动机的P﹣t图像。
×××牌豆浆机
容量 2L
额定电压 220V
电动机额定功率 150W
电热管额定功率 1100W
频率 50Hz
（1）豆浆机中的电热管利用的是电流的______效应，电动机是利用______的原理工作的；
（2）电热管正常工作时，电路中的电流多少；( )
（3）豆浆机正常工作，做一次豆浆，若电热管所消耗的电能全部用来烧水，可以使体积2L、初温为20℃的水温度升高多少？( ) [ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg ℃）]（计算结果保留整数，1标准大气压下）
21．阅读短文，回答问题。
无线充电
无线充电是指充电器与用电装置间不用电线连接，通过磁场具有的磁场能实现电能传输的技术，常见的无线充电技术有电磁感应、磁共振等方式。
电磁感应式无线充电原理图如图甲所示，电流流过送电线圈产生变化的磁场，当受电线圈靠近该变化磁场时就会产生感应电流来供电。磁共振方式的原理与声音的共振原理相同—一排列好振动频率相同的音叉，一个音叉发声，其他音叉也会发声。同样，当“振动”频率相同的线圈排列在磁场中时，可将电能从一个线圈传输到另个线圈。电磁感应充电技术原理简单，适合短距离充电；磁共振充电技术可延长传输距离，但实现小型化高效率比较困难。市场上部分无线充电器标有“Q”字样，表示其采用电磁感应原理工作。
图乙是某款手机无线充电器（适配为附件），内置过压，过流，过热等多重保护功能。充电部分参数如图下表。传输效率指手机接收电能的功率与充电器输出的功率的比值。
与水平接触面积/ 7.5 额定输出功率/W 10
感应充电距离/mm 6 传输效率 60%-80%
额定输入 12V/1.5A 电源适配器效率 72%
(1)声音的共振现象说明声音可以传递________；采用Qi无线充电时，受电线圈将_______能转化为电能。
(2)下图所示实验中，与Qi技术原理相同的是( )
A． B．
C． D．
(3)将一手机放在图乙所示充电器上，充电器对水平桌面的压强增加了80Pa，手机的质量为________g； 该充电器采用_______的方式工作（g取10N/kg）
(4) 图乙所示充电器连接电源适配器正常工作1h后，手机接收到的电能为2.7×104J，则该过程的传输效率为_____；若上述过程充电器单独接在家庭电路中，标有“”的电能表将闪烁______次。
(5)图丙所示为充电器过热保护的模拟控制电路，电源电压恒定，R1为电阻箱，L为阻值不计的线圈，R2是热敏电阻，其电流与电压的关系如图丁所示
①若要适当调高保护电路工作的临界温度，可采取的办法是_______（答出一种即可）。
②保持R1阻值不变，闭合开关S、S1时，流过R1的电流为50mA；闭合开关S、断开S1时，R2的功率为0.072W，则电源电压为________V。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】
A．磁感线是假想的，用来描述磁场强弱的，磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线分布越密的地方，其磁场越强，故A错误；
B．在磁体的外部，磁感线从磁体的N极出来，回到S极；在磁体的内部，磁感线是从S极回到N极，故B错误。
C．磁感线不是真实存在的，是假想出来描述磁场强弱的，可以通过实验来模拟，故C错误；
D．可以用静止时小磁针的指向来描述磁场的方向，小磁针静止时N极所指的方向，是磁场的方向，磁感线上某一点的切线方向也是磁场的方向，故D正确。
故选D。
2．C
【详解】
由题意可知，计步器在工作时，磁铁在管中反复运动，线圈的输出电流随之不停地变化，显示出运动步数，其工作原理是电磁感应。
A．电磁起重器利用了电流的磁效应原理，故A不符合题意；
B．司南是利用了磁体受地磁场作用指向南北的原理，故B不符合题意；
C．话筒利用了电磁感应原理，故C符合题意；
D．扬声器利用了通电线圈在磁场中受力的原理，故D不符合题意。
故选C。
3．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。
4．C
【详解】
电风扇的主要部件是电动机，电动机是利用通电导体在磁场中受力的原理工作的。
A．导体棒切割磁感应线，电流表指针发生偏转，说明此时电路中有电流，这是电磁感应现象，是发电机的工作原理，故A不符合题意；
B．该图中，闭合开关后，移动滑片，灯泡的亮度会改变，与电风扇工作原理无关，故B不符合题意；
C．电路中有电流，通电导体棒受到磁场力的作用而运动，与电动机的工作原理相同，故C符合题意；
D．该图是奥斯特实验装置，能说明电流周围存在磁场，故D不符合题意。
故选C。
5．D
【详解】
A．磁场真实存在，磁感线真实不存在，故A错误；
B．地球仪周围磁场强度不同，磁场不均匀，故B错误；
C．地球仪周围的磁场方向不同，故C错误；
D．地球仪可悬浮在空中是利用同名磁极相互排斥的原理，故D正确。
故选D。
6．C
【详解】
由题意知，车灯能发光是线圈在做切割磁感线时产生电流，即是发电机的工作过程。
A．验电器是利用同种电荷相互排斥工作的，故A不符合题意；
B．图示实验说明电流周围存在着磁场，故B不符合题意；
C．图示实验是电磁感应现象，发电机的工作原理图，故C符合题意；
D．图示实验是通电导体在磁场中受到力的作用，是电动机的工作原理，故D不符合题意。
故选C。
7．D
【详解】
A．报警器利用水银导电，即当到达警戒温度时，水银与金属丝联通，构成了闭合回路，故电铃响，故利用的是水银的导电性，温度计的工作原理就是水银的热胀冷缩，故A正确，A不符合题意；
B．报警器就是利用了电磁铁通电时有磁性，电铃响，断电时磁性消失，灯泡亮的特点的，故B正确，B不符合题意；
C．如图所示，报警器中，水银温度计和电磁铁首尾相连，故串联在电路中，故C正确，C不符合题意；
D．温度达到90℃时，报警器中的铃响灯灭，而没有到达警戒水位时，电铃不响，灯泡亮，故D错误，D符合题意。
故选D。
8．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．
9．A
【详解】
由题知，电流表工作原理：通电线圈在磁场中受力而转动，因此可以利用电流表指针转动幅度来体现电路中电流的大小。
A．A图为研究通电导体在磁场中受力运动的实验，是电动机的原理图，与电流表工作原理相同，故A符合题意；
B．B图是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，与电流表的工作原理无关，故B不符合题意；
C．C图探究的是电磁感应现象的实验，与电流表的工作原理无关，故C不符合题意；
D．D图探究的是电磁铁磁性影响因素的实验，与电流表的工作原理无关，故D不符合题意。
故选A。
10．D
【详解】
A．甲装置中导体棒ab向右运动，切割磁感线产生感应电流，相当于发电机，故A错误；
B．感应电流流过导体棒cd，在磁场作用下，导体棒cd向右运动，乙装置相当于电动机，故B错误；
C．向左移动ab，会切割磁感线产生感应电流，由右手定则得，产生的感应电流方向为b到a。感应电流流过cd，在磁场作用下，cd会运动。由左手定则得，cd向左运动，故C错误；
D．甲装置中导体棒ab向右运动，切割磁感线产生感应电流，将机械能转化为电能，故D正确。
故选D。
11．C
【详解】
AB．地球是个大磁体，地磁南极在地理北极附近，地磁北极的地理南极附近，所以磁感线大致南北方向，所以两位同学站在东西方向，摇动铜线跳绳切割磁感线运动，铜线跳绳才能切割磁感线运动，才有电流，电流方向与绳子运动方向有关，故AB不符合题意；
C．此过程中要切割磁感线产生电流，是机械能转化为电能，故C符合题意；
D．跳绳发电属于电磁感应现象，故D不符合题意。
故选C。
12．A
【详解】
由图可知，螺线管中电流的方向是向上的，由安培定则知道，通电螺线管的左端为N极，右端为S极，由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引知道，只有小磁针的指向正确。
故选A。
13． 无 响铃
【详解】
[1][2]根据电路图，由于自动报警温度为，当温度为时，不会自动报警，说明此时电铃不被接通，则接触器不会被磁力向下吸引，即电磁铁无磁性；当温度为80时，报警信号为，接触器被磁力向下吸引，电铃接通报警，但灯泡断开不亮，即报警信号为响铃。
14． 运动 力
【详解】
[1][2]接通电源，当闭合开关，导体ab中会有电流通过，此时发现导体ab由静止变运动，故说明通电导体在磁场中受力的作用。
15． 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。
16． 减小 增强 变晚
【详解】
[1][2]由题知，照明灯在天暗时发光，说明此时照明电路工作，即衔铁上动触点与工作电路静触点接触，由图可知此时衔铁应被释放，则电磁铁的磁性减弱，说明控制电路中的电流变小，根据公式I＝可知，控制电路中的电阻变大，即光照强度弱时光敏电阻的阻值变大，反之，天亮时光敏电阻的阻值变小，所以该光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小；当光敏电阻变小时，控制电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，电磁铁的磁场增强。
[3]控制电路长时间使用后电压下降，而衔铁被吸下时所需的临界电流不变，根据I＝可知，在吸下衔铁时，控制电路的电压变小，而想保持临界电流不变，R2的临界阻值将变得更小，需要光照强度变得更大，所以天亮时灯自动熄灭时间变晚。
17． 上 电磁感应 1s内风机获得的能量与风速的三次方成正比 10%
【详解】
（1）[1]由乙图知，叶片的上面是突出的弧形，下面是平面，空气流过时，上面空气流速大于下面空气流速，上面压强小于下面压强，叶片受到向上的力。
（2）[2]发电机是通过运动产生电能，即是利用电磁感应现象的原理制成的，故是将机械能转化为电能的装置。
（3）[3]由表格数据知，风速增大为原来的2倍，风能增大为原来的23倍，风速增大为原来的3倍，风能增大为原来的33倍…，所以1s内风机获得的能量与风速的三次方成正比。
（4）[4]根据题意可知，当风速为10m/s时，W总=8×104J，当v= 10m/s时
W有=Pt= 100W×80s=8×103J
风机发电的效率
18． 机械 电动机 力 运动状态 增加线圈匝数 增大线圈中的电流
【详解】
(1)[1][2]由题意知螺线管通电后，铁制撞针迅速前移，推动炮弹射出炮管，电磁发射器把电磁能转化为机械能，其能的转化与电动机相同。
(2)[3][4]铁制撞针由静止到迅速前移，铁制撞针的运动状态发生了改变，说明磁体在通电导体中受到力的作用，力可以改变物体的运动状态。
(3)[5][6]通电螺线管的磁性强弱与螺线管的线圈匝数和螺线管中电流大小有关，要想增强电磁炮弹中螺线管磁性，可以增加螺线管的线圈匝数或增大螺线管线圈中电流。
19． C
【详解】
（1）①[1]由图知，O为支点，反向延长力F的作用线，由O点做F作用线的垂线，垂线段长为其力臂l，如图所示：
②[2]A．拉杆箱的重力、重力的力臂不变，缩短拉杆的长度，则拉力的力臂变短，根据杠杆的平衡条件可知，拉力变大，故此方法不可行，故A不符合题意。
B．拉杆箱的重力、重力的力臂不变，使拉力方向顺时针改变20°，此时拉力的力臂变小，拉力变大，故此方法不可行，故B不符合题意。
C．拉杆箱的重力不变，将箱内较重的物品靠近O点摆放，重心由B变至B′，重力的力臂变短，拉力方向不变，拉力的力臂不变，根据杠杆的平衡条件可知，拉力变小，故此方法可行，故C符合题意。
（2）[3]闭合开关S，条形磁体因受磁力向左运动，说明条形磁体受到了一个向左的排斥力，已知条形磁体左端为S极、右端为N极，根据同名磁极相互排斥可确定通电螺线管的左端是N极、右端为S极；根据安培定则，大拇指指向通电螺线管的N极，则电流从电磁铁右侧流入，所以电源的左端为负极，如图所示：
20． 热 见解析 5A 80℃
【详解】
（1）[1]电热管工作时将电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的。
[2]电动机的原理是通电线圈在磁场中受到力的作用而转动。
（2）[3]由表知，电热管的额定功率为1100W，由根据P＝UI知豆浆机正常加热时通过电热管的电流
（3）[4]由上图可知，加热的功率为1100W，对应的加热时间
电动机工作时间
由可得，加热消耗的电能
电动机工作消耗的电能
豆浆机正常工作做一次豆浆总共消耗的电能
若电热管所消耗的电能全部用来烧水，即
根据密度公式知水的质量为
水升高的温度为
水的末温度为
由于在标准大气压下水的沸点为100℃，所以水升高的温度为
21． 能量 机械能 B 32 电磁感应 75% 32 增大R1的阻值 6
【详解】
(1)[1]声音的共振现象说明声音可以传递能量。
[2]采用Qi无线充电时，获得了电能，是将机械能转化为电能。
(2)[3] Qi技术原理是电磁感应现象，故选B。
(3)[4]手机的重力为
手机的质量为
[5]该充电器是利用电磁感应的原理进行工作的。
(4)[6]输出的电能为
传输效率为
[7]输出电能
电能表的闪烁次数为
(5)①[8]若要适当调高保护电路工作的临界温度，就要减小电路中的电流，所以可以增大R1的阻值或者减小电源电压。
②[9]因为闭合开关S、断开S1时，R2的功率为0.072W，由图可知此时电路中的电流是20mA，R2的电源是3.6V，设电源电压为U此时
当闭合开关S、S1时，电源电压为
综上可解得电源电压为6V。
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