北师大版九年级年级全一册第十四章磁现象 单元练习（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．如图所示，闭合导线框abcd的一部分处于磁场中，将导线框沿图示方向拉出过程中，则（　　）
A．在此过程中，电能转化为机械能
B．导线框中不会产生感应电流，因为回路中没有电源
C．导线框中会产生感应电流，整个导线框都是电源
D．导线框中会产生感应电流，导线ab段相当于电源
2．关于磁场的描述，下列说法正确的是（　　）
A．磁感线是磁场中真实存在的曲线
B．放入磁场中的任何物体都要受到磁力的作用
C．小磁针N极在任何情况下都指向地理的南极
D．规定小磁针静止时N极所指的方向为该点磁场的方向
3．下面四幅图中，图与说法相符的是（　　）
A．图为电动机原理
B．电铃的原理是电磁感应
C．小磁针偏转是由于电流的磁效应
D．扬声器的原理是电磁感应
4．在探究通电螺线管的磁场特点时，通电螺线管在某状态下的两个实验现象如图所示，其中小磁针（黑色一端为N极）静止时的指向情况如图甲所示。铁屑静止时的分布情况如图乙所示。图中能正确用磁感线描述这两个实验现象的是（　　）
A． B．
C． D．
5．如图所示，闭合开关后，位于通电螺线管左右两侧的小磁针静止时其指向正确的是（　　）
A． B． C． D．
6．绵阳市某初中学校的小明同学在学校实验室模拟安培1820年在科学院的例会上做的小实验：把螺线管水平悬挂起来，闭合开关，发现螺线管缓慢转动后停了下来，改变螺线管B端的初始指向，重复操作，停止时B端的指向都相同。模拟实验装置如图所示，闭合开关，螺线管停下来后B端指向
A．东方 B．南方 C．西方 D．北方
7．电动汽车逐渐被更多的家庭认可，它是以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶的车辆，其对环境影响相对传统汽车较小，图中能说明电动汽车电机工作原理的是（　　）
A． B．
C． D．
8．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
9．有外形相同的两根钢条M、N，按图甲、图乙两种方式接触时，它们之间都有较大吸引力。则下列推断正确的是（ ）
A．M无磁性、N无磁性
B．M无磁性、N有磁性
C．M有磁性、N无磁性
D．M有磁性、N有磁性
10．下列关于图中的四幅图的说法中不正确的是（　　）
A．甲图是奥斯特实验，说明电可以生磁
B．乙图中没有画磁感线的地方也有磁场
C．丙图中的能量转换与内燃机的压缩冲程相同
D．丁图说明空气流速大的地方压强小
11．对于下列四个实验的描述完全正确的有（　　）
①甲图实验现象说明了动圈式话筒的工作原理
②乙图实验探究的结论是：材料长度均相同的导体，粗导体的电阻大，细导体的电阻小
③丙图实验证明通电导体周围存在磁场
④丁图中开关闭合导体ab向左运动，若同时改变电流方向和磁场方向，导体ab运动方向不改变
A．①③④ B．①②③ C．②③④ D．①②
12．如图所示是燃油汽车启动装置的电路简图。汽车启动时，需将钥匙插入仪表板上的钥匙孔并旋转，则下列分析正确的是（　　）
A．旋转钥匙相当于闭合开关
B．电磁铁是利用电流的热效应来工作的
C．电磁铁通电后电磁铁的上端为S极
D．电动机工作时将电能全部转化为机械能
二、填空题
13．2021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。
14．如图所示，闭合开关，小磁针静止时N极指向螺线管的左侧，则螺线管的右端是______极，电源的右端是______极。
15．如图是研究巨磁电阻（GMR电阻在磁场中急剧减小）特性的原理示意图，闭合开关S1、S2后，电磁铁右端为 ______极，滑片P向左滑动过程中，指示灯明显变 ______（选填“亮”或“暗”）。
16．如图所示实验表明，通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟______的方向和 _____的方向都有关系。利用这个原理可以制成______（选填“扬声器”或“动圈式话筒”）。
三、综合题
17．阅读短文，回答问题。
电动平衡车
电动平衡车，又称体感车，是一种时尚代步工具，它利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器，来检测车体姿态的变化，并利用伺服控制系统，精确地驱动左右两个电动机进行相应的调整，以保持系统的平衡。电动平衡车采用站立式驾驶方式，通过身体重心和操控杆来控制车体运行，采用锂电池组作为动力来源驱动左右两个电动机行驶。下表为某品牌电动平衡车的部分技术参数。
锂电池能量密度 0.25kW·h/kg 自重 12kg
锂电池的总质量 2kg 最大载重 90kg
每个电动机的最大输出功率 350 W 舒适速度 可达18km/h
电动机的能量转化效率 75 % 陡坡 15°
（1）如图甲所示，科技兴趣小组为平衡车设计的转向指示灯电路。电路中电源电压恒为 6V，指示灯 L1、L2的规格均为“6V 6W ”，R0为定值电阻，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计，不考虑指示灯电阻随温度的变化，当单刀双掷开关S 与“1”接通后，左转指示灯L1会亮暗交替闪烁。在上述过程中，左转指示灯L1两端实际电压 UL随时间，变化规律如图乙所示。
①当单刀双掷开关 S 与“2”接通时，电磁铁中有电流通过，右转指示灯 L2发光_______（填“较亮” 或“较暗”）。接着，衔铁被吸下，触点 A 与 B 接通，电磁铁和电阻 R0被短路，右转指示灯 L2发光______（填“较亮”或“较暗”）。此时，由于电磁铁中没有电流通过，衔铁被弹簧拉上去，触点 A 与B 分离，电磁铁中又有电流通过，随后电磁铁又将衔铁吸下，如此循环，右转指示灯 L2会亮暗交替闪烁。
②单刀双掷开关 S 与“1”接通，触点 A 与 B 分离时，电磁铁上端是_______极。
（2）若小明体重是 88kg，他驾驶电动平衡车在水平路面上以 18km/h 的速度匀速行驶时，受到的阻力是人与车总重的 0.1 倍，当耗能为锂电池总储存能量的 50%时，则每个电动机的平均输出功率为______W，平衡车行驶的路程是_______km。（锂电池的总储存能量=锂电池的能量密度×锂电的总质量）
18．图甲是小明设计的一种家用即热式饮水机，R为电阻箱，为置于储水箱底部的压力敏感电阻，其阻值随上方水的压力的变化而变化。已知；当电磁铁线圈中的电流时，开关K被释放，指示灯L亮起，表示水量不足；当，K被吸上；电磁铁线圈电阻不计。
（1）随着水箱内水量的减少，所受水的压力___________；的阻值应随压力的减小而___________。（填“增大”或“减小”）
（2）若将电阻箱接入电路的阻值调至，求指示灯L刚亮起时的阻值。( )
（3）如图乙所示，水泵使水箱内的水以的恒定速度流过粗细均匀管道，管道的横截面积；虚线框内是长的加热区，阻值的电阻丝均匀缠绕在加热区的管道上，两端电压为220V。设水仅在加热区才被加热，且在通过加热区的过程中受热均匀，电阻丝产生的热量全部被水吸收。
①设水的初温为25℃，求经过加热区后热水的温度。（结果保留一位小数）( )
②为提高经过加热区后热水的温度，请提出两种符合实际的解决办法：___________、___________。
19．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。______。
20．电动汽车是未来汽车的一种发展方向，由于受电池技术的限制，混合动力汽车是一种较好的过渡产品。某油电混合动力汽车相关信息如甲图，工作原理如图乙所示，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机就会启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，电动汽车所受阻力与车速的关系如图丙所示，在某次测试中，测试前蓄电池已储存的电能为，测试中全部由内燃机提供能量，汽车以的速度水平匀速行驶了，同时蓄电池的电能增加了25%，求：
驱动模式 纯电动 启动、低速
油电混动 中速
纯燃油 高速
汽车质量
甲
(1)当该汽车制动刹车时，驱动电机会反转变为发电机给蓄电池充电，发电机的原理是___________，产生的电能是由汽车的___________能转化而来的。
(2)在该次测试中，所用燃料的热值为，测试过程中消耗燃料，燃料完全燃烧释放的热量是___________J？
(3)在该次测试中，汽车牵引力做的功是___________J？
(4)在该次测试中，内燃机的效率是___________？（忽略蓄电池和驱动电机的热损失）
21．小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示，将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响。图甲中继电器的供电电压V，当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被电磁铁向下吸合，警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图象。
（1）电磁继电器的电磁铁是利用电流的___________效应原理工作的。
（2）当环境温度升高时，热敏电阻阻值将___________，继电器的磁性将___________（两空都选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（3）图甲中警铃的接线柱C应与接线柱___________（选填“A”或“B”）相连。
（4）图甲中线圈上端P的磁极是___________（选填“N”或“S”）极。
（5）由图乙可知，当环境温度超过___________℃时，警铃响。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】
A．向外拉的过程中，消耗机械能，同时导线切割磁感线产生电能，所以是机械能转化为电能，故A不符合题意；
BCD．产生感应电流需要两个条件一个是闭合回路，一个是切割磁感线，图中所示导线框为闭合回路，往外拉的过程中，闭合回路中的ab部分切割磁感线，所以会产生感应电流，且导线ab相当于电源，故BC不符合题意，D符合题意。
故选D。
2．D
【详解】
A．磁感线是为描述磁场而假想出来的，并非真实存在，这里利用了模型法，故A错误；
B．放入磁场中的磁体或铁、钴、镍等物体会受到磁力的作用，并不是所有物体，故B错误；
C．小磁针N极指向地理的北极，地磁的南极，故C错误；
D．磁场的基本性质是对处于磁场中的小磁针有力的作用，小磁针静止时N极所指的方向为该点磁场的方向，故D正确。
故选D。
3．C
【详解】
A．图为闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感力运动，产生感应电流，是电磁感应原理，故A不符合题意；
B．电铃的原理是故B不符合题意；
C．小磁针偏转是通电线圈周围存在磁场，是电流的磁效应，故C正确；
D．扬声器的原理是通电导体在磁场中要受到力的作用，故D错误。
故选C。
4．C
【详解】
通电螺线管的外部磁场和条形磁体的磁场相似，由甲图中小磁针的分布情况可以判断该通电螺线管的左侧为S极，右侧为N极。我们规定小磁针静止时的N极指向为该点的磁场方向，所以在磁体外部，磁感线总是从N极出发回到S极。而在磁体内部，磁感线的分布和磁体的N、S极一致，由此判断，A、B、D不符合题意；C符合题意。
故选C。
5．A
【详解】
A．根据安培定则可知螺线管的右端为N极，左端为S极；异名磁极相互吸引，则左边小磁针的右端为N极，右边小磁针的左端为S极，故A正确；
B．根据安培定则可知螺线管的右端为N极，左端为S极；异名磁极相互吸引，则左边小磁针的右端为N极，右边小磁针的左端为S极，故B错误；
C．根据安培定则可知螺线管的右端为S极，左端为N极；异名磁极相互吸引，则左边小磁针的右端为S极，右边小磁针的左端为N极，故C错误；
D．根据安培定则可知螺线管的右端为S极，左端为N极；异名磁极相互吸引，则左边小磁针的右端为S极，右边小磁针的左端为N极，故D错误。
故选A。
6．D
【详解】
根据图示的螺线管线圈的绕向和螺线管中电流的方向，利用安培定则可以确定螺线管的B端为N极，A端为S极；在地磁场的作用下，螺线管将会发生转动，螺线管的S极（A）指向南，螺线管的N极（B端）指向北。
故选D。
7．C
【详解】
A．闭合开关，通电导线周围存在磁场，使小磁针发生偏转，是电流的磁效应，故A不符合题意；
B．磁极间存在的相互作用，同名磁极互相相斥，异名磁极互相吸引，故B不符合题意；
C．如图反应了通电线圈在磁场中受力的作用的，从而使线圈发生转动，能说明电动汽车电机工作原理，故C符合题意；
D．如图是发电机的工作原理，线圈在外力驱动下在磁场中转动，产生感应电流，这是电磁感应现象，故D不符合题意。
故选C。
8．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。
9．D
【详解】
A．如果M无磁性、N无磁性，则按甲乙两图的方式接触都不会有较大吸引力，故A错误；
B．根据磁体的磁极在两端，磁性最强的特点，如果M无磁性、N有磁性，则按乙图的方式接触不会有较大吸引力，故B错误；
C．根据磁体的磁极在两端，磁性最强的特点，如果M有磁性、N无磁性，则按甲图的方式接触不会有较大吸引力，故C错误；
D．根据磁体的磁极在两端，磁性最强的特点，如果M有磁性、N有磁性，则按甲乙两图的方式接触都有较大吸引力，故D正确。
故选D。
10．C
【详解】
A．当有电流通过导体时，小磁针发生偏转，表明通电导体周围存在磁场，说明电可以生磁，故A正确，A不符合题意；
B．磁感线是人们为了直观研究磁场的规律而假想出来的，运用了模型法，磁感线并不是真实存在的，而磁场是真实存在，磁体周围存在磁场，乙图中没有画磁感线的地方也有磁场。故B正确，B不符合题意；
C．丙图中的高温高压的气体推动塞子做功，将内能转化为机械能，与做功冲程相同，压缩冲程是机械能转化内能，故C错误，C符合题意；
D．向两片纸的中间吹气，纸片中的空气流速增大，纸片向中间运动，表明中间压强减小，即流速大的地方压强小，故D正确。D不符合题意。
故选C。
11．A
【详解】
甲图中闭合电路的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，这就是电磁感应现象，动圈式话筒的工作原理就是电磁感应现象，故①正确；乙图中，材料相同，长度相同，横截面积越大的导体的电阻越小，故②错误；丙图中是奥斯特实验，该图中的实验现象说明通电导体周围存在着磁场，故③正确；丁图中有电源，是演示磁场对电流作用的实验装置，导体受力的方向与电流方向和磁场方向有关，若同时改变电流方向和磁场方向，导体ab运动方向不改变，故④正确。
故选A。
12．A
【详解】
A．插入钥匙并旋转才能启动汽车，所以旋转钥匙相当是闭合开关，接通电路，故A正确；
B．电磁铁是在电流通过线圈时，线圈产生磁性，所以电磁铁利用电流的磁效应工作的，故B错误；
C．图示中的电磁铁，电流从其上端流入，下端流出，据安培定则知，电磁铁的下端为S极，故C错误；
D．电动机工作时，大部分电能转化为机械能，小部分电能转化为内能，故D错误。
故选A。
13． 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。
14． N 负
【详解】
[1]由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，螺线管的左端为S极，右端为N极。
[2]由安培定则可知，螺线管的电流方向向下，所以电源的右端为负极。
15． S 亮
【详解】
[1]根据右手螺旋定则，四指的方向为电流的方向，大拇指为N极，故电磁铁的右端为S极。
[2]滑片P向左滑动过程中，电阻变小，电流变大，磁性变强，GMR电阻变小，总电阻变小，电流变大，故灯泡变亮。
16． 磁场 电流 扬声器
【详解】
[1][2]根据磁场对电流的作用规律可知，通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关系，当电流的方向或者磁感线的方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反，如果电流的方向和磁感线的方向同时改变，通电导线受力的方向不变。
[3]利用这个原理可以制成扬声器，动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象。
17． 较暗 较亮 N 250 6.75
【详解】
（1）[1][2]开关S与“2”接触时，电磁铁中电流通过，灯L2与R0串联，由串联电路的电压特点知，此时L2两端电压小于电源电压6V，即小于其额定电压6V，所以L2不能正常工作，发光较暗；衔铁被吸下后，R0被短路，电路中只有L2连入电路，L2两端电压等于电源电压6V，L2正常工作，发光较亮。
[3]由图知，电流从电磁铁下端流入，由安培定则可知，电磁铁上端是N极。
（2）[4]总重力为
G总=m总g=(m车+m人)g=(12kg+88kg)×10N/kg=1000N
电动平衡车在水平路面上匀速行驶，所以电动机的牵引力等于阻力为
F=f=0.1G总=0.1×1000N=100N
动力来源驱动左右两个电动机，所以每个电动机平均输出功率
[5]电池提供电能用来做功的能量
W=50%×75%×0.25kW·h/kg×2kg=0.1875kW·h=6.75×105J
平衡车行驶的路程
18． 减小 增大 50 77.4 见详解 见详解
【详解】
（1）[1]随着水箱内水量的减少，所受水的压强减小，根据F=pS，所受水的压力变小。
[2]由题可知，压力减小，电流要变小，灯才能亮，所以的阻值应随压力的减小而增大。
（2）[3]指示灯L刚亮起时的阻值
（3）[4]水流经过加热装置时间
加热装置产生热量
水升温
末温
[5][6]减小水流速度，则加热时间变长，可以提高经过加热区后热水的温度；减小电阻，根据，功率变大，可以提高经过加热区后热水的温度。
19． 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。
20． 电磁感应 机械 50%
【详解】
(1)[1][2]发电机的原理是电磁感应，工作时将机械能转化为电能。
(2)[3]燃料完全燃烧释放的热量是
(3)[4]在该次测试中，汽车行驶的路程
由丙图知，汽车速度为50km/h时，所受阻力为4000N，因为汽车匀速行驶，所以汽车的牵引力
汽车牵引力做的功是
(4)[5]增加的电能
有用能量是
内燃机的效率是
21． 磁 减小 增大 B S 40
（1）电流流过导体时导体周围产生磁场，这种现象是电流的磁效应，电磁铁是利用该原理工作的；
（2）由图象分析热敏电阻阻值随温度的变化关系，结合欧姆定律分析电路中电流的变化，从而判断出电磁铁磁性的变化；
（3）由题干中“当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响”判断出警铃和指示灯的连接情况；
（4）由线圈中的电流方向，根据安培定则判断出电磁铁的N、S极；
（5）根据吸合电流求出电路中的总电阻，据此求出热敏电阻的阻值，根据图像得出温度。
【详解】
（1）[1]电磁继电器的主要部件是电磁铁，电磁铁是利用电流的磁效应工作的。
（2）[2][3]分析图象发现，温度升高时，热敏电阻阻值减小，根据欧姆定律，电路中电流就会增大，电磁铁的磁性就会增大。
（3）[4]由题中“当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响”，所以警铃的接线柱C应与接线柱B连，指示灯的接线柱D应与接线柱A相连。
（4）[5]根据电流方向，由安培定则可判断出线圈的上端为S极。
（5）[6]当线圈中的电流等于50mA时，电阻为
热敏电阻的阻值为： ，由图可知，此时的温度为40℃
由图，温度为40℃。
答案第1页，共2页
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