人教版九年级全一册20.1磁现象磁场一课一练（有解析）

人教版九年级全一册 20.1 磁现象 磁场 一课一练
一、单选题
1．中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图所示。关于地磁场下列说法正确的是（　　）
A．地理南、北极与地磁场的南、北极完全重合
B．地磁场的磁感线是真实存在的
C．地磁场的N极在地理的南极附近
D．北京地区的地磁场方向由地理北极指向地理南极
2．中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图所示。关于地磁场，下列说法正确的是
A．地理南、北极与地磁场的南、北极完全重合
B．只有地球外部存在磁场，内部不存在磁场
C．地磁场的N极在地球的南极附近
D．北京地区的地磁场方向由北向南
3．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
4．如图所示，一条形磁铁静止在粗糙的水平桌面上，通电螺线管与条形磁铁处于同一水平面上，并靠近．开关闭合后，滑片P向下滑动的过程中，条形磁铁始终保持静止．对条形磁铁所受摩擦力的判断，下列说法中正确的是
A．摩擦力减小，方向水平向左 B．摩擦力减小，方向水平向右
C．摩擦力增大，方向水平向左 D．摩擦力增大，方向水平向右
5．甲、乙为不同条形磁铁的两个磁极，弧线是部分未标方向的磁感线，如图所示，根据图中小磁针静止时的指向判断甲、乙的磁极，下列描述正确的是（　　）
A．甲、乙都是N极 B．甲、乙都是S极
C．甲是N极，乙是S极 D．甲是S极，乙是N极
6．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
7．将一小段黄瓜悬挂，小明用强磁铁靠近其一端，发现黄瓜发生了微微的转动。他猜想强磁铁对水产生了力的作用，并通过实验验证的猜想。下列实验可验证其猜想的是（　　）
A．将塑料袋装满水后悬挂，用强磁铁靠近水袋，水袋静止不动
B．将一小段香蕉悬挂。用强磁铁靠近其一端，香蕉微微转动
C．将另一小段黄瓜悬挂，用强磁铁靠近其一端，黄瓜微微转动
D．将水放置在盆中，用强磁铁靠近水面，水面向下微微凹陷
8．宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”图中符合上述说法的是（　　）
A． B． C． D．
9．塑料梳子梳头发时，头发容易被梳子“粘”起，下列现象中“粘”的原因与其相同是（　　）
A．两个铅杆底面削平挤压后能“粘”在一起
B．干燥的天气里，化纤布料的衣服容易“粘”在身上
C．课堂上，老师把板擦“粘”在竖直的黑板上
D．用硬纸片盖住装满水的玻璃杯并倒置，纸片“粘”在杯口上
10．关于研究磁场的方法和磁场的描述，下列说法中正确的是（　　）
A．磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线
B．用磁感线可以形象地描述磁场的分布情况
C．磁场中某点的磁场方向由放在该点的小磁针决定
D．在磁体周围撒铁屑可以判断该磁体周围的磁场方向
二、填空题
11．（1）在学习物理的过程中，经常用到许多测量工具，其中托盘天平是用来测量物体______（填物理量的名称）的工具；家庭电路中的电能表可以测量一段时间内的电功，在国际单位制中，电功的主单位是______（填写单位名称）。
（2）如图所示的是智能平衡台灯，它的灯管隐藏在木框中，框架内用细线悬挂着两个内嵌磁铁的小木球，只要两个小木球靠近对准后，灯管会发光，将两球分远，灯就会熄灭。两个小木球能隔空相吸，是利用了______相互吸引的原理；这两个小木球相当于电路中的______。
（3）左图是自动上水电热水壶，因为取水便利而受到人们的喜欢。取水时只要闭合开关，水泵就会在电动机的带动下，将下方桶中的水抽到电水壶内。电动机的电路元件符号是______；水泵结构如右图所示，当叶轮转动将泵壳内的水甩出时，桶中的水就会在______的作用下，通过进水管进入泵壳。

（4）如图所示，小球在来回摆动时，动能和势能相互转化，如果忽略空气阻力，小球每次都能达到相同的高度，这是因为能的总量是______的；但在实际中小球的摆动高度会越来越低，最终会停停止摆动，这是因为小球在运动过程中不断与空气摩擦，将小球的机械能转化为内能耗散到周围空气中，但这些内能却无法自动转化为机械能，这是因为能量的转化具有______。
12．如图所示是磁悬浮蜘蛛侠摆件，在蜘蛛侠底端有一个磁铁，在底座内部有一个金属线圈，线圈通电后，蜘蛛侠可悬浮在空中，其可以悬浮的原因是利用了___________原理。
13．在物理学中，为了研究磁场方便，我们引入了磁感线的概念。磁感线总是从磁体的___极出来，回到_______极。
14．指南针是我国古代的四大发明之一，它是利用磁体受________作用指向南北；地理两极和地磁两极并不重合，最早记录这一现象的人是_______。
15．如图所示的悬浮地球仪，球体和底座都是由磁性材料制成的。它利用了同名磁铁相互______（选填“吸引”或“排斥”）的原理；指南针能够指示南北方向，是因为地球周围存在______。
三、综合题
16．如图所示当弹簧测力计吊着一磁体（该磁体的重力为G），沿水平方向水平放置的条形磁铁的A端移到B端的过程中，请在右图中画出表示测力计示数与水平位置的关系变化图，并简要说明弹簧测力计在A端和B端的示数情况及理由．
17．顺德的春季多雨，空气相对湿度较大，某些特定的环境需要除湿，如题图甲所示，为某实验小组设计的除湿器简化电路图。控制电路中的电源电压U0=6V，调控电阻R的阻值范围为0600Ω，Rs为湿敏电阻，其阻值随相对湿度RH（%）变化的图象如图乙所示（为方便计算，已将图线作了近似处理），L为磁控开关，其开关电流为10mA；当湿敏电阻Rs的阻值发生变化时，控制电路中的电流随之发生变化，当电流大于或等于10mA时，L中两个由磁性材料制成的弹片P、Q相互吸合，工作电路的压缩机开始带动系统进行除湿，工作电路的电压U=220V，R0为保护电阻，磁控开关L的导线电阻不计。
（1）组成弹片P、Q的材料可能是______（选填“铁”或“铝”）；
（2）由图乙可知，湿敏电阻Rs的阻值随着相对湿度的增加而______；
（3）工作电路的总电功率为880W，工作0.5h消耗的电能为______kW·h，若保护电阻R0的阻值为10Ω，则压缩机的电功率为______W；
（4）若调控电阻为450Ω，则相对湿度超过______%时开始除湿。利用除湿器要使某特定环境的空气相对湿度降得更低，可采取的方法是______（写1条即可）。
18．请阅读《超导磁悬浮列车》并回答问题
超导磁悬浮列车
在中国科技馆“挑战与未来”A厅有一个展品——超导磁悬浮列车，如图1所示。当工作人员给装置通电时，超导磁悬浮列车处于悬浮状态。超导磁悬浮列车的轨道由一组永久磁铁材料构成，车体内放置了一组超导体和一个液氮储藏箱。在行驶过程中，车内超导体通过液态氮降温从正常态转为超导状态，电阻降为零，可以通过很大的电流产生产生极强的磁场而导体中不会产生热量损失。当车体内的导体与轨道磁铁间产生的排斥力大于车重力时，列车就会悬浮起来，这时只要沿轨道方向给车体一个很小的推力，列车就将沿轨道方向运动。图2为超导磁悬浮列车的原理图。
目前的磁悬浮列车有利用同性磁极相排斥的电力悬浮系统和利用异性磁极相吸引的电磁悬浮系统两种，超导磁悬浮属于电力悬浮系统。另一种电磁悬浮系统的原理如图 3 所示，它是在车体底部及两侧倒转向上的顶部安装磁铁，在 T 形导轨的上方和伸臂部分下方分别设反作用板和感应钢板，控制电磁铁的电流，使电磁铁和导轨间保持 10—15 毫米的间隙，并使导轨和钢板之间的磁力与车辆的重力平衡，从而使车体悬浮于车道的导轨面上运行。
我国上海磁悬浮列车属于电磁悬浮系统如图所示，专线西起上海轨道交通 2 号线的龙阳路站，东至上海浦东国际机场，专线全长 29.863 公里。是中德合作开发的世界第一条磁悬浮商运线。于 2003 年 1 月 4 日正式开始商业运营，单线运行全程只需 8 分钟。设计运行时速为430km/h, 转弯处半径达 8000 米，肉眼观察几乎是一条直线，是世界第一条商业运营的高架磁悬浮专线。
（1）超导磁悬浮列车中的超导体在低温液氮中转为超导状态时电阻变为_______。（注意，此空要填中文字！！）
（2）超导磁悬浮列车中的电磁铁是利用电流的__________效应工作的。
（3）上海磁悬浮列车运行时悬浮电磁铁与轨道电磁铁间的相互作用为__________。
A．异名磁极相互吸引 B．同名磁极相互吸引
C．异名磁极相互排斥 D．同名磁极相互排斥
19．请阅读《手机里的“指南针”》回答问题．
手机里的“指南针”
智能手机里面“指南针”可以像真实小磁针一样指示方向（如图左所示），但手机中并不存在真实的小磁针，发挥小磁针作用的是一个能对磁场做出反应的电子罗盘．有一种电子罗盘是利用 “霍尔效应”制成的“磁传感器”．
如图右所示，通电长方体金属导体在磁场 B 中时，会受到磁场力的作用，而金属导体中的电流是由自由电子定向移动形成的，因此其微观本质上是电子受到了磁场力的作用，于是这些电子就在磁场力的作用下运动到导体的后表面 D，从而使后表面 D 带上负电荷；而前表面 C 因缺少了电子，带上了正电荷．由于 C、D 表面带有不同种电荷，因此在 C、D 两表面之间就形成一定的电压，这就是霍尔效应．
通过实验可知，电流越大、磁场越强，C、D 两表面间的电压就越大，即霍尔效应越显著．在电流和磁场一定时，“霍尔效应”的显著程度还与导体在磁场中的方位有关，导体中电流 I 的走向与磁场方向的夹角越接近垂直，霍尔效应越显著．手机中的电子罗盘（磁传感器）正是利用这一物理原理制成的．
手机都有 GPS 定位功能，还有必要装电子罗盘吗？很有必要！因为在森林里或者大厦林立的地方，手机很有可能接收不到 GPS 信号，而有了电子罗盘就可以保障你不会迷失方向，毕竟地球磁场是无处不在的．
手机外部强磁体会不会影响手机内部电子罗盘的功能呢？答案是肯定的．靠近手机的强磁体会影响手机中的电子罗盘的正常工作．更糟糕的是，如果把强磁体紧靠手机放置，手机内部的铁质元器件会被磁化，成为磁体，给校正电子罗盘带来困难．有些用户可能会认为这无所谓，因为自己不常使用电子罗盘，但这并不意味着手机中其他功能的应用不依赖电子罗盘．例如有些地图软件就是利用电子罗盘来判断手机朝向的．
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）对于将强磁铁紧靠智能手机放置的后果，下列说法中正确的是 ______．（选填选项前的字母）
A．将手机内部的铁质元器件磁化，对电子罗盘的校正带来困难
B．只是暂时性影响手机的电子罗盘工作，移开磁铁后一切恢复正确
C．只会影响手机中的电子罗盘，对于手机的听筒、话筒不会产生任何影响
D．手机中的电子罗盘并不是小磁针，所以不会对手机产生任何影响
（2）微观上运动的电子受到磁场力的作用，与下列_________ 图所示实验的原理最为相似．（选填图下面的字母）
（3）请你猜想霍尔效应还能有哪些应用_______？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
AC．地球周围存在地磁场，地磁场的N极在地球的地理南极附近，地磁场的S极在地球的地理北极附近，所以地理南、北极与地磁场的南、北极不重合，故A错误，C正确；
B．磁感线是人们为了形象的研究磁场的分布情况及其特点而引入的一些带箭头的曲线，不是真实存在的。地球是一巨大的天然磁体，周围存在地磁场，其磁感线不是实际存在的，故B错误；
D．地磁场的N极在地球的地理南极附近，地磁场的S极在地球的地理北极附近，磁场方向由地磁场N极指向地磁场S极，故北京地区地磁场方向由地理南极指向地理北极，故D错误。
故选C。
2．C
【详解】
ABC．地磁场的北极在地理南极附近，地磁场的南极在地理北极附近，地理南、北极与地磁场的南、北极不重合有一定的夹角，即为磁偏角，且地球内部也存在磁场，由地磁场的南极指向地磁场的北极，故AB错误，C正确；
D．北京地区外部空间的地磁场方向是由南向北，故D错误。
3．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。
4．D
【详解】
由安培定则得，电磁铁左端为N极，右端为S极，与条形磁铁的异名极相对，相互吸引，则条形磁铁受到电磁铁向左的吸引力，因条形磁铁始终保持静止，所以它受到的吸引力和桌面给它的摩擦力是一对平衡力，大小相等，方向相反，所以条形磁铁受到的摩擦力的方向是向右的；当滑片逐渐向下移动时，连入电路的电阻逐渐减小，由欧姆定律可得线圈中电流逐渐变大，则磁场逐渐变强，条形磁铁受到电磁铁的吸引力逐渐变大，因条形磁铁受的是平衡力，故摩擦力的大小也会逐渐增大，故D正确．
5．B
【详解】
由图可知，两磁极相互排斥，小磁针的N极的指向与该点磁感线的方向一致，磁体的外部，磁感线从磁体的N极出发回到S极，所以甲、乙都是S极。
故选B。
6．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。
7．D
【详解】
由题意可知，需要验证强磁铁对水产生了力的作用，只能用强磁铁靠近水，观察水的变化情况。
ABC．塑料袋装满水、一小段香蕉和另一小段黄瓜，用强磁铁靠近它们，可以验证强磁铁对这些物体的作用，不能验证强磁铁对水的作用，故ABC不符合题意；
D．将水放置在盆中，用强磁铁靠近水面，可以验证强磁铁对水的作用，故D符合题意。
故选D。
8．C
【详解】
地磁场的南北极与地理南北极相反，且不重合。即：地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，如图所示：
A．小磁针应该指向南北，图中却指向东西，故A不符合题意；
B．小磁针应该指向南北，图中却指向东西，故B不符合题意；
C．地磁南极在地理北极附近，所以小磁针S应该指向南方，略偏向东方，小磁针N应该指向北方，略偏向西方，故C符合题意；
D．地磁南极在地理北极附近，所以小磁针S应该指向南方，略偏向东方，小磁针N应该指向北方，略偏向西方，故D不符合题意。
故选C。
9．B
【详解】
A．两个铅杆底面削平挤压后能“粘”在一起，分子之间存在作用力，故A选项不符合题意；
B．干燥的天气里，化纤布料的衣服容易“粘”在身上是由于静电，塑料梳子梳头发时，头发容易被梳子“粘”起，是因为经摩擦后带电，相互吸引，故原理一样，故B选项符合题意；
C．课堂上，老师把板擦“粘”在竖直的黑板上，利用的磁体的吸铁性，故C选项不符合题意；
D．用硬纸片盖住装满水的玻璃杯并倒置，纸片“粘”在杯口上，是利用大气压强，故D选项不符合题意。
故选B。
10．B
【详解】
AB．磁感线是为了形象地描述磁场的分布情况，人为规定的有方向的曲线，故A错误，B正确；
C．磁场中某点的磁场方向与放在该点的小磁针的N极方向一致，但并不是由放在该点的小磁针决定，故C错误；
D．在磁体周围撒铁屑可以判断该磁体周围的磁场分布情况，但不能确定磁场方向，故D错误。
故选B。
11． 质量 焦耳 异名磁极 开关 大气压 守恒##保持不变 方向性
【详解】
（1）[1]在物理实验室中，使用托盘天平测量物体的质量.
[2]在国际单位制中，电功的基本单位是焦耳，常用单位是千瓦时。
（2）[3]由题知道，框架内用细线悬挂着两个内嵌磁铁的小木球，两个小木球能隔空相吸，因为同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以，是利用了异名磁极相互吸引的原理。
[4]根据题意知道，“只要两个小木球靠近对准后，灯管会发光，将两球分远，灯就会熄灭”，即两小球起到了控制电路通断的作用，，所以说明这两个小木球相当于电路中的开关。
（3）[5]电路图中电学元件要使用规定的符号来表示，电动机在电路图中元件符号是。
[6]离心式水泵起动前，为了排除内部的空气，先向泵里灌满水，这样，叶轮转动后把水甩出，使叶轮附近的地方出现一块真空区域，即该区域的大气压强非常小，而低处的水面上有大气压，且外部的压强大于泵内的压强，所以水在外界大气压的作用下，通过进水管进入泵壳。
（4）[7]由于忽略空气阻力，小球在来回摆动过程中，总是动能和重力势能之间相互转化，即机械能守恒，所以每次都能达到相同的高度。
[8]根据题意知道，机械能可以自动地转化为内能，但是散失到空气中的内能无法自动转化为机械能，这是说明能量的转移和转化具有方向性。
12．同名磁极相互排斥
【详解】
蜘蛛侠可悬浮在空中，处于静止状态，属于平衡状态，两个力保持平衡关系，即物体受到重力与斥力，故可以悬浮的原因是利用了同名磁极相互排斥。
13． 北 南
略
14． 地磁场 沈括
【详解】
[1]指南针是我国古代的四大发明之一，它能指示南北是因为磁体受到地磁场作用。
[2]地理两极和地磁两极并不重合，而是存在一定的夹角，最早记录这一现象的人是沈括。
15． 排斥 地磁场
【详解】
[1]同名磁铁相互排斥，悬浮地球仪即利用了这一特性。
[2]指南针能够指示南北方向，是因为地球周围存在地磁场，且地磁场的N极在地理的南极附近。
16．详见解析
【详解】
条形磁体两极的磁性最强而中间磁性最弱，且同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；当磁体甲经过A点时，同名磁极相互排斥，弹簧测力计的示数：FA＜G；向右移动时，相互排斥力逐渐减小，则测力计的示数增大；甲经过乙磁体的中点O时，磁体乙中间的磁性最弱（相当于普通的铁块），但上面的磁铁依然与它相互吸引，所以，到达O点时测力计的示数：FO＞G；继续向右移动时，异名磁极相互吸引，弹簧测力计示数进一步增大，达到B点时测力计的示数：FB＞G．所以，测力计的示数从A端到B端是逐渐变大的，其示数与水平位置的关系变化图，如图所示：
17． 铁 变小 0.44 720 60 减小调控电阻R的阻值
【详解】
（1）[1]磁性材料是指铁、钴、镍等物质，磁性弹片需要用磁性材料，铝不是磁性材料，故组成弹片P、Q的材料可能是铁。
（2）[2]根据图乙可知湿敏电阻R的阻值随着相对湿度的增加而变小。
（3）[3]工作电路的总电功率为880W，工作0.5h消耗的电能为
[4]工作电路的电压U=220V，根据P＝UI可得电路的电流为
则保护电阻的功率
P0＝I2R0＝(4A)2×10Ω＝160W
则压缩机的电功率为
P压缩＝P总﹣P0＝880W﹣160W＝720W
（4）[5]当电流大于或等于10mA时，工作电路的压缩机开始带动系统进行除湿，根据欧姆定律和串联电阻的规律，湿敏电阻Rs的阻值
湿敏电阻随相对湿度的变化关系为一次函数，如下所示：
湿敏电阻为150Ω，OA为150Ω，即为OC的中点，AC为150Ω，而CE为250Ω，根据相似三角形的知识可知，
若调控电阻为450Ω，则相对湿度超过60%时开始除湿。
[6]利用除湿器要使某特定环境的空气相对湿度降得更低，即相对湿度减小，湿敏电阻阻值变大，由于衔铁被吸下的电流不变，由欧姆可知总电阻不变，由串联电阻的规律，所以需要减小调控电阻R的阻值。
18． 零 磁 A
【详解】
(1)[1]根据短文知道，超导磁悬浮列车中的超导体在低温液氮中转为超导状态时电阻变为零。
(2)[2]电磁铁的特点是：有电流时有磁性，所以，利用的是电流的磁效应。
(3)[3]根据短文知道，上海磁悬浮列车属于电磁悬浮系统，让列车悬浮，是利用了磁铁的异名磁极相互吸引的性质。
故选A。
19． A A 高精度的电压和电流型传感器
（1）智能手机里的“指南针”可以像普通小磁针一样指示方向，是一个能对磁场做出反应的电子罗盘；分析将强磁铁紧靠智能手机放置的后果；
（2）通过导体在磁场中受到力的作用；
（3）联系材料可知霍尔效应还能有哪些应用．
【详解】
（1）由材料可知，将强磁铁紧靠智能手机放置，将手机内部的铁质元器件磁化，对电子罗盘的校正带来困难，故A正确；
（2）微观上运动的电子受到磁场力的作用，因为电荷的定向移动可以形成电流，所以通电导体中有电流通过，导体在磁场中会受到力的作用，A图中探究通过导体在磁场中受到力的作用，符合题意；
B图中探究电磁感应现象的状态，不符合题意；
C图中探究电流的磁效应，不符合题意；
D图中探究电磁铁磁性强弱的影响因素，不符合题意；
故选A．
（3）目前工业上应用的高精度的电压和电流型传感器有很多就是根据霍尔效应制成的．
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