人教版九年级全一册20.2电生磁一课一练（有解析）

人教版九年级全一册 20.2 电生磁 一课一练
一、单选题
1．如图所示，通电螺线管周围放着能够自由转动的小磁针a、b、c，这三根磁针静止时，图中所标的磁极正确的是（　　）
A．小磁针a B．小磁针b C．小磁针c D．小磁针b，c
2．如图所示，将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针平行，接通电路后，观察到小磁针偏转。下列说法中错误的是（　　）
A．导线若沿东西方向放置，磁针最容易发生偏转
B．改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也发生改变
C．实验中小磁针的作用是检测电流的磁场
D．实验中用到的一种重要科学研究方法是转换法
3．图甲是一种磁悬浮地球仪，图乙是其内部结构示意图，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。下列关于地球仪内部磁铁a端磁极的判断正确的是（　　）
A．S极 B．N极 C．N极或S极 D．无法判断
4．如图所示，下列说法中错误的是（　　）
A．这是著名的奥斯特实验
B．图示实验说明了通电导线周围存在磁场
C．将图中导线断开，小磁针N极将指向地磁场的北极
D．改变图中电流的方向，小磁针偏转方向改变
5．许多物理学家为人类的进步做出了巨大的贡献，下列叙述中对应关系正确的是（　　）
A．牛顿发现了杠杆平衡条件
B．伽利略最早测出了大气压强的值
C．奥斯特发现了电流的磁效应
D．阿基米德最早揭开了光的颜色之谜
6．关于电和磁说法正确的是（　　）
A．磁体只对放入其中的磁体有力的作用
B．只有地球和磁体周围存在磁场
C．磁感线总是从磁体的N极出发回到S极
D．小磁针自由静止时的N极总是指向地理方位的北方附近
7．下列说法正确的是（　　）
A．图甲，活塞式抽水机是利用了空气流速大的地方压强小的原理制作而成
B．图乙，第一位用望远镜观察太空的科学家是伽利略，望远镜中看到的是天体的虚像
C．图丙，人站在地上接触到火线，空气开关会切断电流，起保护人的作用
D．图丁，此原理是通电导体在磁场中受力运动，可以用于制作电磁继电器
8．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
9．如图所示为通电螺线管磁场强弱演示仪的示意图（导线电阻不计），由图可知以下说法中正确的是（　　）
A．当开关S接a点时，仪表指针向右偏转
B．若将电源正负极对调，仪表指针偏转方向不变
C．保持滑片P的位置不变，开关S由a点换到b点，仪表示数变小
D．当开关S接a点，滑片P向上移动时，仪表示数变小
10．首先发现电流周围存在磁场的物理学家是（　　）
A．安培 B．奥斯特 C．牛顿 D．帕斯卡
11．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
12．下列有关电与磁的说法正确的是（　　）
A．磁感线是用来形象描述磁场的，是真实存在的
B．奥斯特实验说明电流周围存在着磁场
C．磁体周围的磁感线都是从磁体的南极出来回到磁体的北极
D．同名磁极相互吸引，异名磁极相互排斥
二、填空题
13．《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南。”如图甲所示，“柢”即握柄，是磁体的S极，静止时指向地理的 ______（选填“南”或“北”）方；通电螺线管相当于一个磁体，图乙中，静止在通电螺线管周围的三个小磁针，其中右端是N极的是 ______（填序号）。
14．为了判断一根被磁化后的钢棒（质量较大，细绳无法吊起）的N极在哪端，小明找来了如下器材：电源、软铁棒、长导线（长度足够）、定值电阻、开关各一个，较短导线若干。请你利用现有器材设计实验（可画图辅助说明）。
实验步骤：_____；
实验原理：_____。
15．图1所示为一种自动蓄水装置示意图：轻质弹簧上端固定，下端与长方体木块相连，轻质滑片P的右端固定在弹簧最下端，左端位于粗细均匀的金属电阻R2的最下端A处且接触良好。闭合S，水泵工作，向空水箱里缓慢注水，当P上滑至B处（R2的中点）时，水面到达设定高度，衔铁被弹簧拉起，水泵自动停止注水，在此过程中，弹簧弹力F与滑片P上滑长度L之间的关系如图2所示。已知：电阻箱R1接入电路中的阻值为20Ω，R2的总电阻为20Ω，长度为10dm；当线圈中电流I≤0.1A时，衔铁被弹簧拉起，木块的底面积为100cm2，g=10N/kg，弹簧始终处于弹性限度范围内，不考虑线圈的电阻和滑片P滑动时的摩擦。
（1）衔铁被吸下的过程中通电螺线管的上端是_______极（选填“N”或“S”），木块所受的重力为_______N；
（2）求控制电路中的电源电压U_______；
（3）当P滑至B处时，求木块浸入水中的体积_______；
（4）由于夏天和冬天用水需求不同，所以工作人员将R1调至24Ω，则水箱中液面会下降多少_______？（弹簧每伸长1dm，拉力增大1N，接入阻值减小2Ω）
16．根据图中通电螺线管的磁感线方向，请在括号中标出电流表下端接线柱的正负以及静止的小磁针左端的极性。小磁针左端极性_______,接线柱的正负________。
三、综合题
17．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。
18．下图是一种温度自动报警器的原理图，制作_______ (填“酒精”、“煤油”或“水银”)温度计时插入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指的温度时，电磁铁具有_______，将衔铁吸引过来，使电铃发出报警信号．请你根据图中电磁铁的极性，标出控制电路中电源的“＋、－”极．
( )
19．阅读下列短文，回答问题。
智能防疫机器人
我国研制的某款智能防疫机器人，具有自主测温，移动，避障等功能。机器人利用镜头中的菲涅尔透镜将人体辐射的红外线聚集到探测器上，通过处理系统转变为热图象，实现对人群的体温检测。当发现超温人员，系统会自动语音报警，并在显示屏上用红色框标注人的脸部。机器人利用磁敏电阻等器件来监控移动速度，控制驱动电机运转，图甲为控制电机运转的原理电路，U为输入电压，为磁敏电阻，阻值随外加磁场强弱的变化而改变。机器人为有效避障，在移动过程中会发射、接收超声波（或激光）来侦测障碍物信息，当感知到前方障碍物时，机器人依靠减速器进行减速，并重新规划行驶路线。
（1）机器人在行进过程中遇到玻璃等透明障碍物时，利用_______（选填“超声波”或“激光”）才能较好感知到障碍物。
（2）图甲中电磁铁的上端为______选填（“N”或“S”）极。
（3）机器人的菲涅尔透镜的作用相当于_______（选填“凸透镜”或“凹透镜”），会将人体辐射的红外线（电磁波）会聚到探测器上进行处理；当发现超温人员，系统会自动语音报警，说明声音可以传递_______（选填“信息”或“能量”）。
（4）控制由机运转的磁敏电阻阻值随磁场强弱变化的图象如图乙，当磁敏电阻在正常工作区时，即使图甲电路中输入电压U发生改变，两端电压都能维持在某一定值附近微小变化，从而使控制电路中的电机稳定转动，则磁敏电阻的正常丁作区对应图中______（选填“ab”或“bc”）段。正常工作时，当阻值为800。的阻值为400，线圈电阻忽略不计，当U为24V时，处在磁场中的RB电功率为0.32W。两端的电压是_______V。
20．阅读短文，回答问题：
国产磁悬浮
2019年7月12日首条设计时速80~100km/h的中低速国产磁悬浮直线驱动生产线落户太原，标志着山西综改示范区磁浮线项目更进一步。该项目建成后，将大大缩短太原到太谷的时空距离，跨市上班将不是梦。2020年6月21日，时速600km/h的国产高速磁浮试验样车在同济大学磁浮试验线上成功试跑，标志着我国高速磁悬浮研发取得重要突破。
图甲是一款国产磁悬浮车，车体使用了碳纤维密封材料，较铝合金减重。采用无接触“抱轨”的方式设计运行，摩擦阻力小，图乙的轨道下部安装有轨道线圈，在车辆的下部也装有车身线圈，有电流通过时，两线圈之间就会产生强大的作用力，使列车悬浮在间距以内的轨道上方。牵引供电系统布置在地面上，采用感应发电装置分段供电，同一供电区间只能有一列列车行驶，避免追尾风险。与轮轨列车相比，运行安全、耗能低、时速快，噪音小、维护量少，具备全寿命周期成本低的优势。
(1)车体使用了碳纤维密封材料，较铝合金减重30，这是利用了这种材料______的属性；
(2)由于电流的______效应，导致两线圈中有电流通过时，会产生强大的作用力使列车悬浮；在图丙中，若A是车身线圈，B是轨道线圈，则车身线圈上端是______极；
(3)乘坐Z3线磁悬浮列车从太原到相距30km的太谷，至少需要______min；
(4)在图乙中画出磁悬浮列车静止悬浮时的受力示意图（车重心为O）。( )
21．（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。______
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
如图，电流从螺线管左端注入，根据安培定律，右手四指顺着电流方向握住螺线管，大拇指所指的方向为N极，即螺线管左端为N极，右端为S极，由磁极间相互作用的规律，小磁针a的右端为S极，小磁针b的左端为S极，小磁针c的左端为N极，故ABD错误，C正确。
故选C。
2．A
【详解】
A．在该实验中为了避免地磁场对实验的影响，导线应沿南北方向放置（电流产生的磁场沿东西方向），小磁针才会偏转，故A错误，符合题意；
B．改变电流方向，通电导线产生的磁场方向也发生变化，因为磁场间的相互作用，则小磁针的偏转方向也发生改变，故B正确，不符合题意；
C．通过小磁针的偏转判断出小磁针受到磁力的作用（磁场间的相互作用），说明小磁针周围存在另一个磁场，故实验中小磁针的作用是检测电流的磁场，故C正确，不符合题意；
D．磁场看不见摸不着，但小磁针放入磁场后会受到磁力的作用而发生偏转，所以实验中借助小磁针感知磁场的存在，则采用的是转换法，故D正确，不符合题意。
故选A。
3．B
【详解】
由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引知，地球仪悬浮在空中是受到同名磁极排斥导致，地球仪内部磁铁a端磁极与通电螺线管的上方磁极相同。根据电路中电流方向可知，通电螺线管线圈上的电流方向向右，由安培定则可判定通电螺线管的上方是N极，故地球仪内部磁铁a端磁极也是N极。
故选B。
4．C
【详解】
A．据图可知，该实验是用于模拟奥斯特实验的一个场景，故A正确，A不符合题意；
B．该实验中，若给导线通电，下面的小磁针会转动，即说明通电导线周围存在着磁场，故B正确，B不符合题意；
C．将图中导线断开，小磁针由于地磁场的缘故，即N极将指向地理的北极，而不是地磁的北极，故C错误，C符合题意；
D．由于磁场的方向与电流的方向有关，所以将电池正负极对调后，重新闭合电路，小磁针偏转方向改变，故D正确，D不符合题意。
故选C。
5．C
【详解】
A．最早发现了杠杆平衡条件的是阿基米德，故A错误；
B．托里拆利最早测出了大气压强的值，故B错误；
C．奥斯特发现了电流周围存在磁场，即电流的磁效应，故C正确；
D．牛顿最早揭开了光的颜色之谜，即光的色散，故D错误。
故选C。
6．D
【详解】
A．磁体不仅会对放入其中的磁体有力的作用，对铁钴镍等物质也会有力的作用，故A错误；
B．地球和磁体周围存在磁场，通电导线周围也存在磁场，故B错误；
C．磁感线在磁体周围总是从磁体的N极出发回到S极，而内部则是由S极出发回到N极，故C错误；
D．地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在地理的北极附近，所以小磁针自由静止时的N极总是指向地理方位的北方附近，故D正确。
故选D。
7．B
【详解】
A．活塞式抽水机是利用大气压将水从低处抽到高处，故A错误；
B．伽利略是第一位使用望远镜观察太空的科学家，望远镜由物件和目镜两组透镜组成，物镜成的是倒立、缩小的实像，目镜成的是正立放大的虚像，最终望远镜形成的是虚像，故B正确；
C．人站在地上接触到火线，漏电保护器会检测到漏电从而切断电路，起到保护人的作用，故C错误；
D．图丁中实验的原理是电流的磁效应，可以用于制作电磁继电器，故D错误。
故选B。
8．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。
9．D
【详解】
A．由安培定制可知，通电螺线管的右端为N极，小磁片的左端为N极，根据同名磁极相互排斥可知，仪表指针向左偏转，故A错误；
B．若将电源正负极对调，电流方向改变，磁场方向改变，仪表指针偏转方向也会改变，故B错误；
C．保持滑片P的位置不变，开关S由a点换到b点，电源电压不变，电阻不变，因此电路中电流不变，线圈匝数增加，则磁性增强，排斥力变大，仪表指针偏转角度变大，仪表示数变大，故C错误；
D．当开关S接a点，滑片P向上移动时，电源电压不变，电阻增大，电流减小，则磁性减弱，排斥力变小，仪表指针偏转角度变小，仪表示数变小，故D正确。
故选D。
10．B
【详解】
电流周围存在磁场叫做电流的磁效应，首先发现电流的磁效应的科学家是奥斯特。
故选B。
11．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。
12．B
【详解】
A．磁感线是用来形象描述磁场的，但不是真实存在的，是我们假象出来的，故A错误；
B．丹麦物理学家奥斯特于1820年通过实验首先发现电流的周围存在着磁场，故B正确；
C．磁体周围的磁感线都是从磁体的北极出来回到磁体的南极，故C错误；
D．同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故D错误。
故选B。
13． 南 ②
【详解】
[1]由磁极间的相互作用可知，磁体的S极指向地球的N极，因地球磁极的N极位于地理南极附近，故司南的握柄静止时指向地理的南方。
[2]由安培定则可知，通电螺线管的左端为N极，由磁极间的相互作用可知，右端是N极的小磁针的是②。
14． 将电源、定值电阻、开关、长导线，用较短导线串联起来，长导线绕成螺旋状（如下图所示）；把软铁棒插入长导线的螺旋状中，制成一个简易电磁铁，开关闭合后，电流从右端流入，左端流出；电磁铁上方存在磁场，根据安培定则判断电磁铁上方的磁场方向，电磁铁的左端为N极，右端为S极，把钢棒放在磁场中，钢棒指向电磁铁S极的一端为钢棒的N极。
安培定则
【详解】
[1]通电螺线管周围存在磁场，将小磁针放入通电螺线管周围的磁场中，小磁针的N极指向通电螺线管的S极，所以将电源、定值电阻、开关、长导线，用较短导线串联起来，长导线绕成螺旋状（如下图所示），把软铁棒插入长导线的螺旋状中，制成一个简易电磁铁，开关闭合后，电流从右端流入，左端流出，电磁铁上方存在磁场，根据安培定则判断电磁铁上方的磁场方向，电磁铁的左端为N极，右端为S极，把钢棒放在磁场中，钢棒指向电磁铁S极的一端为钢棒的N极。
[2]软铁棒是软磁体，被磁化后磁性很快会消失，但是用它制作通电螺线管的铁芯，可以增强通电螺线管周围的磁场，根据安培定则判断通电螺线管的N极，钢棒在磁场中N极指向通电螺线管的S极，实验原理是安培定则。
15． N 5 3V 5×10 4m3 2dm
【详解】
（1）[1]开关闭合时，通电螺线管外圈电流方向向右，利用安培定则可判断出上端N极。
[2]由图2可知，当弹簧在最低处时，弹簧测力计示数为5N，即木块重力为5N。
（2）[3]R2的总电阻为20Ω，长度为10dm，当P上滑至B处（R2的中点）时，水面到达设定高度，衔铁被弹簧拉起，此时R2接入电路阻值为10Ω，电阻箱R1接入电路中的阻值为20Ω，当线圈中电流I≤0.1A时，衔铁被弹簧拉起，则电源电压为
（3）[4]当P上滑至B处（R2的中点）时，水面到达设定高度，衔铁被弹簧拉起，P上滑距离为5cm，由图2可知，此时弹簧测力计示数为0，即木块所受浮力与重力相等，即
木块浸入水中的体积为排开液体的体积，为
（4）[5]将R1调至24Ω，电流为0.1A时衔铁被弹簧拉起，R2接入电阻值为
R2变化的阻值为
弹簧每伸长1dm，接入阻值减小2Ω，则弹簧伸长相比调前变化2dm，则水面下降2dm。
16． N 负
【详解】
[1]在磁体的周围，磁感线是从磁体的N极出发，回到S极，所以图示通电螺线管的左端为N极、右端为S极；根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的左端为N极。
[2]通电螺线管的左端为N极，利用安培定则可以确定电流是从螺线管的左端流入、右端流出，从而可以确定电流表的下端接线柱为负接线柱，如图所示：
17． 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。
18． 水银 磁性
明确这一装置由两部分电路组成，左端电路的控制要点在于液体柱的变化，而右端的控制要点则在电磁铁对衔铁的吸引，再由此分析电路中温度变化时的工作情况．用安培定则判断通电螺线管的电流的方向，可知电源的正负极．
【详解】
温度报警器用水银做测温物质，因为水银是导体，当温度达到金属丝下端所指的温度时，电路接通，电磁铁具有磁性，将衔铁吸引过来，使电铃发出报警信号．
由螺线管标的N和S极和安培定则通过它的电流从右端流入，左端流出，电源的右端是正极，左端是负极，如图所示：
19． 超声波 N 凸透镜 信息 bc 8
【详解】
（1）[1]激光可以在透明介质中传播，而超声波是以波的形式传播的，遇到障碍物时会反射从而被机器人接收，故机器人在行进过程中遇到玻璃等透明障碍物时，超声波才能较好感知到障碍物。
[2]电流从螺线管的下端流入，上端流出，由安培定则可知上端是N极。
（2）[3]机器人利用镜头中的菲涅尔透镜将人体辐射的红外线聚集到探测器上，说明该透镜对光有会聚作用，是凸透镜。
[4]由于声音可以传递信息，所以当发现超温人员，系统会自动语音报警。
（3）[5]因为R1与RB串联，由串联分压原理可知，为维持U1两端电压稳定，磁敏电阻RB两端电压UB也应该随输入电压U的变化而发生变化，则RB阻值的变化量较大，由图乙可知应选择bc段。
[6]根据串联电路的规律及欧姆定律和P=I2R有
PB=IB2RB=()2×RB=0.32W
得到
RB1=200Ω，RB2=800Ω
由于磁敏电阻工作时电阻变化大，故
RB=RB2=800Ω
R1与RB串联，由串联电路电压的规律和分压原理有
解得
U1=8V
20． 密度小 磁 N 18
(1)根据碳纤维密封材料的密度小进行分析。
(2)电流的三个效应：电流通过导体要发热的电流热效应；电流通过导电的液体会使液体发生化学变化而产生新的物质的电流的化学效应；电流流过导体时导体周围产生磁场的电流磁效应；在乙中，根据右手螺旋定则知，通电螺线管的上端是极，下端是极，由磁极间的相互作用规律知，要使车悬浮起来，应异名磁极相互吸引。
(3)根据求出列车从太原到太谷是时间。
(4)列车静止悬浮时根据二力平衡的条件进行分析，然后用力的示意图表示出受力示意图。
【详解】
(1)[1]碳纤维密封材料的密度小，所以车体使用了碳纤维密封材料，较铝合金减重，这是利用了这种材料密度小的属性。
(2)[2]电流流过导体时导体周围产生磁场的电流磁效应；所以导致两线圈中有电流通过时，会产生强大的作用力使列车悬浮。
[3]在乙中，根据右手螺旋定则知，通电螺线管的上端是极，下端是极，要使车悬浮起来，车身线圈与轨道线圈相对的两个磁极应相互吸引，则车身线圈上端是极。
(3)[4]线磁悬浮列车最大速度，根据可得：列车从太原到太谷是时间
(4)[5]列车静止悬浮时，受到竖直向下的重力作用和竖直向上的作用力，根据二力平衡条件可知，二力平衡，大小相等，如图所示
。
21． -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：
。
答案第1页，共2页
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