北师大版物理九年级全册第十四章 电磁现象单元测试
考试时间:90分钟;命题人:物理教研组
考生注意:
1、本卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间90分钟
2、答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置,如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用涂改液、胶带纸、修正带,不按以上要求作答的答案无效。
第I卷(选择题 36分)
一、单选题(12小题,每小题3分,共计36分)
1、在一次分组探究实验中,小毛同学连接了如图所示的电路,电磁铁的B端有一个小磁针,闭合开关后,下列说法正确的是( )
A.电磁铁的A端为N极
B.小磁针静止时,S极水平指向左
C.当滑动变阻器的滑片P向左端移动,电磁铁磁性增强
D.利用这一现象所揭示的原理可制成的设备是发电机
2、小罗把两个玩具电机用导线连接在一起(如图),用力快速拨动甲电机的转叶,发现乙电机的转叶也缓慢转动起来。对这个现象分析正确的是( )
A.“甲电机”将电能转化为机械能
B.“乙电机”将机械能转化为电能
C.“甲电机”依据电磁感应来工作
D.两电机的工作原理是相同的
3、如图所示,下列实验仪器工作时,不是把电能转化为机械能的是( )
A. 电流表 B. 电压表
C. 发电机 D. 电动机
4、下列关于电磁现象的应用或探究活动,其中说法正确的是( )
A. 动圈式话筒应用了磁场对电流的作用
B. 演示电磁感应现象
C. 奥斯特通过实验说明磁场能产生电流
D. 探究发电机的工作原理
5、下列有关电和磁的判断正确的是( )
A.通电导体周围存在磁场
B.磁场是由磁感线组成的
C.互相摩擦的两个物体带同种电荷
D.摩擦起电实质是创造了电荷
6、关于甲、乙两图的说法中,正确的是( )
A.甲图中改变电流大小,电流周围磁场强弱不发生改变
B.甲图中改变电流方向,小磁针的偏转方向不发生改变
C.利用乙图可研究电磁感应现象
D.乙图中闭合开关后,静止的导体就会运动
7、为了探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关,某同学使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验,如图所示,下列说法中正确的是( )
A.要使电磁铁的磁性增强,滑动变阻器的滑片应向右滑动
B.用电磁铁吸引大头针的数目显示它的磁性强弱
C.两电磁铁的线圈串联是为了探究磁性强弱与电流的关系
D.B线圈的匝数多,说明通过B线圈的电流大于通过A线圈的电流
8、如图所示是奥斯特实验的示意图,以下关于奥斯特实验的分析正确的是( )
A.小磁针发生偏转说明通电导线周围存在磁场
B.移去小磁针后,通电导线周围磁场消失
C.通电导线周围的磁场与条形磁体周围磁场相似
D.通电导线周围的磁场方向与电流方向无关
9、如图所示的装置中,当闭合开关,导体ab就会运动起来,下列说法正确的是( )
A.此现象说明磁可以生电
B.发电机是利用图示装置原理来工作的
C.将电源正负极对调,导体ab的运动方向不变
D.只调换蹄形磁铁两极,导体ab的运动方向将改变
10、电与磁是紧密联系的,下列说法正确的是( )
A.铁和铝都能够被磁体吸引
B.磁感线是磁体周围真实存在的曲线
C.奥斯特实验说明电流的周围存在着磁场
D.电磁感应是将电能转化为机械能
11、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
12、将如图甲所示的铜线框上方的尖端挂在电池的正极,并保持良好接触,下端的两个弧形导线头分别压在磁钢柱的前后两侧,且始终与磁钢柱接触良好,磁钢柱吸附在电池底部的负极上,制成如图乙所示的小玩具,铜线框由静止释放后会转动起来,关于该现象,下列说法正确的是( )
A.它的原理与发电机原理相同
B.若将磁体的磁极对调,铜线框中电流的方向不会改变
C.若将磁体的磁极对调,铜线框的转动方向将会改变
D.若下端有一个导线头与磁钢柱接触不良导线框不可能转动
第Ⅱ卷(非选择题 64分)
二、填空题(6小题,每小题6分,共计36分)
1、油电混合动力汽车的动力来源有(汽油、柴油)发动机和电动机两种模式,其中电动机不仅能驱动汽车,在刹车时又能回收汽车的动能储存在电池里,在汽车启动、加速时,这部分能量又用来驱动电动机。电力驱动时,每个车轮的转速可以单独控制,电动汽车可以做到原地转向,但电动机工作电流较大,电路中容易产生较多的热量,所以对车辆的电路有较高要求。请在以上文字中找出一个物理现象,并写出对应的物理知识,不得与示例重复。
示例:
物理现象:动力来源有(汽油、柴油)发动机。
物理知识:燃料的内能转化为汽车的机械能。
物理现象: ;
物理知识: 。
2、扬声器与 的工作原理相同(选填“发电机”或“电动机”), (选填“是”或“不是”)根据电磁感应现象制成。由于通过线圈的电流是 的电流,线圈就不断地来回振动,带动纸盆也来回振动,于是扬声器就发出了声音。
3、如图所示,组装好实验器材,给铝棒(直导线)通电,观察到铝棒运动起来,表明磁场对通电直导线有 ;对调磁极,改变 方向,观察到铝棒运动的方向发生改变,表明 有关。
4、如图所示,闭合开关后,电磁铁的左端为 极,对电磁铁来说,匝数越多,通过的 越大,它的磁性就越强。
5、为了确定标示不清的铅蓄电池的正、负极,小军同学将该电池和螺线管相连,闭合开关S后,小磁针静止时的指向如图所示,由此可以判断,螺线管的 (选填“a”或“b”)端为N极,铅蓄电池的c端是 (选填“正”或“负”)极,小磁针所在位置的磁感线方向与小磁针N极所指的方向 (选填“相同”或“相反”)。
6、如图为电动机和发电机模型,其中图 (选填“甲”或“乙”)为电动机模型,其工作原理是 ;电动机工作时,能够使线圈平稳,连续不停地转动下去是靠 实现的.
三、实验探究(2小题,每小题14分,共计28分)
1、如图所示,在“探究电磁铁磁性强弱与电流大小关系”的实验中,某同学用绝缘细线将电磁铁M悬挂在铁架台上,并保持它与软铁块P的距离不变。
(1)以下是他的部分实验步骤:
①断开开关S,按图组装实验电路,将滑动变阻器的滑片置于最 (选填“左”或“右”)端。用已调零的电子测力计测出软铁块P对测力计的压力F0并记录在表格中;
②闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片到适当位置,读出电流表的示数I和电子测力计的示数F,并将1、F的数据记录在表格中;
③仿照步骤②再进行两次实验。
实验次数 1 2 3
I/A 0.34 0.40 0.44
F0/N 0.9 0.9 0.9
F/N 0.84 0.82 0.81
(2)由表中数据可以得出的实验结论是:对于同一电磁铁, .
(3)闭合开关S后,电磁铁下端的磁极为 (选填“N”或“S”)极。
(4)本实验中,滑动变阻器除了保护电路的作用外,还起到 的作用。
2、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U1=3V,继电器线圈用漆包线绕成,其电阻R0为30Ω.当线圈中的电流大于等于50mA时,继电器的衔铁将被吸合,警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图象。
(1)由图乙可知,当环境温度为40℃时,热敏电阻阻值为 Ω.当环境温度升高时,热敏电阻阻值将 ,继电器的磁性将 (均选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)图甲中警铃的接线柱C应与接线柱 相连,指示灯的接线柱D应与接线柱 相连(均选填“A”或“B”)。
(3)图甲中线圈下端P的磁极是 极(选填“N”或“S”)。
(4)请计算说明,环境温度在什么范围内时,警铃报警。
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】A
【解析】A.电流从螺线管右端流入,左端流出,根据安培定则可知,此时电磁铁的A端是N极,B端是S极,A符合题意;
B.据磁极间的作用规律可知,小磁针静止时,左端是N极,右端是S极,B不符合题意;
C.滑动变阻器的滑片P向左端移动,电阻变大,电流变小,故电磁铁的磁性变弱,C不符合题意;
D.该实验现象验证了电流的磁效应,而发电机的原理是电磁感应,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】根据电流方向利用安培定则可判断螺线管的磁极,再由磁极间的相互作用可判出小磁针的指向;由滑动变阻器的滑片移动可得出电路中电流的变化,则可得出螺线管中磁场的变化。
研究通电导体在磁场中受力的实验装置中有电池,电能转化为机械能,根据此原理制成电动机;研究电磁感应现象的实验装置中没有电池,机械能转化为电能,根据此原理制成发电机。
2、【答案】C
【解析】A.“甲电机”相当于发电机,将机械能转化为电能,A不符合题意;
B.“乙电机”相当于电动机,将电能转化为机械能,B不符合题意;
C.“甲电机”相当于发电机,利用电磁感应工作,C符合题意;
D.“乙电机”相当于电动机,利用磁场对电流受力的作用工作,两电机的工作原理不同,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】发电机根据电磁感应工作,将机械能转化为电能,电动机根据磁场对电流的作用工作,将电能转化为机械能。
3、【答案】C
【解析】解:A、电流表是测量电流的装置,它消耗的电能很少,它将消耗的电能转化为电流表指针转动的动能,不符合题意;
B、电压表是测量电压的装置,它消耗的电能很少,它将消耗的电能转化为电压表指针转动的动能,不符合题意;
C、发电机是产生电能的装置,它是利用电磁感应现象,将机械能转化为电能的装置,符合题意;
D、电动机是消耗电能的装置,它将电能转化为电动机转动的动能,不符合题意。
故答案为:C
【分析】消耗电能产生机械能是电能转化为机械能的过程,电磁感应现象是机械能转化为电能。
4、【答案】D
【解析】解:A、当人对着话筒说话时,引起线圈的振动,线圈在磁场中切割磁感线会产生感应电流,所以动圈式话筒应用电磁感应原理工作的。A不符合题意;
B、此图中有电源,所以当金属棒中通电时,磁场中的金属棒会受力运动,故为电动机原理,是将电能转化为机械能的过程,B不符合题意。
C、如图,是奥斯特实验,奥斯特实验表明电流周围存在磁场。C不符合题意。
D、该图没有电池,验证闭合电路的一部分导体切割磁感线时产生感应电流,是电磁感应现象实验图,是发电机的原理图,即是将机械能转化为电能的过程,D符合题意。
故答案为:D
【分析】在电和磁这一部分中,学到了很多电学设备,每个设备的制成原理是经常考查的知识点.一般来说,有电磁铁的仪器是电流的磁效应原理,发电机和动圈式话筒是电磁感应现象原理,电动机和扬声器是通电导体在磁场中受力原理.
5、【答案】A
【解析】A、奥斯特实验表明通电导体周围存在着磁场,A符合题意;B、磁感线是为了形象描述磁场而引入的假想曲线,磁感线并不存在,磁场是实际存在的,磁场不是由磁感线组成的,B不符合题意;C、不同物质组成的物体相互摩擦时,原子核束缚核外电子本领强的得到电子而带负电,原子核束缚核外电子本领弱的失去电子而带正电,则两个物体带有异种电荷,C不符合题意;D、摩擦起电实质是电荷的转移,不是创造了电荷,D不符合题意。
故答案为:A
【分析】奥斯特实验表明通电导体周围存在着磁场.
磁感线:描述磁场的强弱和方向而假想的曲线.磁体周围的磁感线是从它北极出来,回到南极.(磁感线是不存在的,用虚线表示,且不相交)
不同物质组成的物体相互摩擦时,原子核束缚电子的本领不同,原子核束缚电子本领强的夺得电子带负电,原子核束缚电子本领弱的失去电子带正电;电荷间的相互作用是:同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引.
6、【答案】C
【解析】A.甲图是奥斯特实验,改变电流大小,电流周围磁场强弱会发生改变,A不符合题意;
B.甲图中,改变电流方向,磁场的方向发生了改变,则小磁针的偏转方向发生改变,B不符合题意;
C.图乙中,闭合电路的一部分导体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,C符合题意;
D.乙图中,闭合开关后,静止的导体中无电流通过,不会运动,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】导体棒做切割磁感线运动时,电路中就会产生电流,这种现象叫做法拉第电磁感应定律。奥斯特实验证明电流周围存在这磁场。
7、【答案】B
【解析】A. 要使电磁铁的磁性增强,就要使电路中的电流增大,在电压不变的情况下,可以通过减小电阻,增大电流,故滑片应向左滑,A不符合题意;
B. 电磁铁的磁性强弱无法直接用肉眼看出,可以通过观察它吸引大头针的数目来比较两者磁性强弱,B符合题意;
C. 两电磁铁的线圈串联,则通过两线圈的电流大小是一样的,C不符合题意;
D. A线圈和B线圈串联在电路中,通过两个线圈的电流大小是一样的,故D不符合题意
故答案为:B
【分析】本题考查了电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系。在串联电路中,控制了电流大小,采用了控制变量法。
8、【答案】A
【解析】A.当将通电导线放在小磁针上方时,小磁针会发生偏转,说明了小磁针受到了力的作用,A符合题意;
B.由实验知道,该磁场与小磁针的有无无关,移去小磁针后,通电导线周围的磁场依然存在,B不符合题意;
C.通电螺线管周围的磁场与条形磁体周围磁场相似,C不符合题意;
D.当电流发生改变时,小磁针的偏转方向会发生改变,这说明通电导线周围的磁场方向与电流方向有关,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】奥斯特电流的磁效应实验是:将通电导线放在小磁针上方时,小磁针会发生偏转。该实验证明了通电导体周围存在磁场,产生的磁场方向与电流的方向有关。
9、【答案】D
【解析】A.当闭合开关、导体ab中有电流通过时,导体ab就会运动起来,此现象说明通电导线在磁场中受力的作用,故A错误;
B.装置中有电源,接通电路后通电导体在磁场中受到力的作用,是电动机原理,故B错误;
CD.当电流方向和磁场方向有一个方向发生改变时,导体ab的运动方向就发生改变,故C错误,D正确。
故答案为:D。
【分析】通电导体在磁场中受到力的作用,这就是电动机的工作原理。
10、【答案】C
【解析】A.铁钴镍等金属能够被磁体吸引,铝铜等金属不能被磁体吸引,A不符合题意;
B.磁感线是人们为了方便研究磁场,在磁体周围画的带箭头的曲线,这些曲线在磁场中根本不存在,B不符合题意;
C.奥斯特发现在导体通电时,发现小磁针发生了偏转,说明了电流的周围存在着磁场,C符合题意;
D.闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中会产生感应电流,这种现象就是电磁感应现象。在电磁感应现象中,消耗了机械能,产生了电能,因此该过程实现了机械能转化为电能,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】奥斯特实验证明电流周围存在这磁场,该磁场即为电荷定向移动造成的。
11、【答案】D
【解析】A.磁场真实存在,磁感线真实不存在,A不符合题意;
B.地球仪周围磁场强度不同,磁场不均匀,B不符合题意;
C.地球仪周围的磁场方向不同,C不符合题意;
D.地球仪可悬浮在空中是利用同名磁极相互排斥的原理,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】磁体间同名磁极相互排斥;磁场存在,磁感线不存在。
12、【答案】C
【解析】A.铜线框由静止释放后,由于铜线中有电流通过,铜线在磁场中受到力的作用,会转动起来,和电动机的原理是相同的,A不符合题意;
B.电流是从电源的正极出来,经过导线后回到电源的负极,电流方向与磁场的方向无关,B不符合题意;
C.若将磁体的磁极对调,则导线在磁场中受到力的方向会发生改变,即铜线框的转动方向将会改变,C符合题意;
D.若下端有一个导线头与磁钢柱接触不良,但另一条导线仍然受到磁力的作用,仍然会转动,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】电路闭合后会产生电流,处在磁场中的导线,磁场对导导线有力的作用。
二、填空题
1、【答案】电动机能驱动汽车;电能转化为机械能
【解析】【解答】本题还具有的物理现象有:电动机能驱动汽车。物理知识为:电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的,能将电能转化为汽车的机械能。
【分析】电动机工作时,将电能转化为机械能。
2、【答案】电动机;不是;变化
【解析】【解答】扬声器是通过电流大小不同,使得通电导线在磁场中受到的力大小不同,从而使得线圈振动,线圈振动,带动纸盆振动,从而发出声音,电动机也是因为通电导体在磁场中受到力的作用,从而使得通电线圈在磁场中转动,所以扬声器与电动机的工作原理相同。
电动机与扬声器都是使用通电导线在磁场中受到力的作用这一原理制成的,所以不是根据电磁感应现象制成。
使用扬声器时,通过扬声器线圈的电流是大小不断发生变化的电流,从而使得在磁场中受到不同的力,从而使得线圈振动,带动纸盆振动,发出声音。
【分析】处在磁场中的通电导体棒,电流对导体棒有力的作用,导体棒就会运动起来,这就是电动机的原理;导体棒做切割磁感线运动时,电路中就会产生电流,这种现象叫做法拉第电磁感应定律,此即为发电机的工作原理,产生的电流方向与导体棒的运动方向和磁场方向有关。
3、【答案】力的作用;磁场;力的方向与磁场方向
【解析】【解答】解:接通电源,观察到铝棒运动起来,说明磁场对通电直导线有力的作用;
若只将磁体的两极对调,改变磁场方向,接通电源,导体受力的方向改变,会观察到铝棒运动的方向发生改变,这说明力的方向与磁场方向有关。
故答案为:力的作用;磁场;力的方向与磁场方向
【分析】通电导体在磁场中受力的方向与两个因素:导体中电流方向;磁场方向有关,要改变其受力方向只能改变其中的一个,两个因素不能同时改变.
4、【答案】N;电流
【解析】【解答】由图可知,电磁铁中电流是从右端流入、从左端流出,根据安培定则可知,电磁铁的左端为N极,右端为S极。电磁铁磁性强弱影响因素有两个:电流大小、线圈匝数多少;匝数越多,通过的电流越大,它的磁性就越强。
【分析】电流可以产生磁场,即电流有磁效应,可以用来制作电磁铁,电流越大,产生的磁场强度越大。结合通电螺线管的电流方向,利用右手螺旋定则求解通电螺线管的N极和S极。
5、【答案】b;正;相同
【解析】【解答】闭合开关S后,由图可知,小磁针左端为N极,根据磁极间的相互作用规律,同名磁极互相排斥,则可得螺线管的b端为N极。根据安培定则,用右手握住螺线管,大拇指指向螺线管N,即b端,则四指指向即为环绕导线中的电流方向,所以,螺线管中电流方向是从螺线管左端流入,右端流出,则铅蓄电池的c端是电源正极。根据磁感线定义,为了描述空间磁场的分布情况,在磁场中画一些有方向的曲线,曲线上任何一点的切线方向都跟放在该点的小磁针静止时北极所指的方向一致。所以该题小磁针所在位置的磁感线方向与小磁针N极所指的方向相同。
【分析】根据小磁针的磁极位置判断螺线管的磁极;利用安培定则判断螺线管中的电流方向。
6、【答案】甲;通电导体在磁场中受力运动;换向器
【解析】【解答】甲图是通电导体在磁场中受力转动,是电动机的原理;电动机能够不停地转动下去就是因为线圈中电流的方向在周期性地改变,完成这一工作的部件叫做换向器。
【分析】电动机将电能转化为机械能,电路中有电源,工作原理是磁场对电流的作用;能实现改变电流方向的元件是换向器。
三、实验探究
1、【答案】(1)右
(2)通过线圈的电流越大,电磁铁的磁性越强
(3)S
(4)改变电路中电流大小
【解析】【解答】解:(1)①连接电路时,开关要断开,闭合开关前,滑动变阻器的滑片置于阻值最大的位置,由图右可知,滑动变阻器连入电路的下面接线柱在左侧,因此,闭合开关前,滑动变阻器的滑片置于最右端;(2)由表中数据可知,电磁铁的线圈匝数不变,只改变了电路中电流大小,且电流增大时,电子测力计示数的变化量F增大(即电磁铁对软铁块的吸引力增大),所以可得出结论:通过电磁铁线圈的电流越大,电磁铁的磁性越强;(3)导线绕成线圈即可组成电磁铁;根据电源的正负极,判断出电磁铁中电流的方向是从左向右的,由安培定则可判出电磁铁的上端为N极,下端为S极;(4)本实验中,滑动变阻器除了保护电路的作用外,还起到改变电路中电流大小的作用。
故答案为:(1)①右;(2)通过线圈的电流越大,电磁铁的磁性越强;(3)S;(4)改变电路中电流大小。
【分析】(1)为保护电路,连接电路时,开关要断开,闭合开关前,滑动变阻器的滑片置于阻值最大的位置;
(2)根据表格中数据,利用控制变量法分析得出解答.
(3)解答本题应掌握:电磁铁的结构、安培定则及根据滑动变阻器滑片的移动可知螺线管中电流的变化,由电流变化可知磁性的变化.
(4)滑动变阻器的作用:①保护电路;②改变电路中电流大小.
2、【答案】(1)70Ω;减小;增大
(2)B;A
(3)S
(4)环境温度大于等于80℃时,警铃报警
【解析】【解答】解:(1)分析乙图,找到热敏电阻40℃对应的阻值为70Ω,并且分析图象发现: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;(2)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;(3)由安培定则可判断出线圈的下端P的极性是S极;(4)当线圈中的电流I=50mA=0.05A时,继电器的衔铁将被吸合,警铃报警
∴控制电路的总电阻R总= = =60Ω
∴热敏电阻R=R总﹣R0=60Ω﹣30Ω=30Ω
由图乙可知,此时t=80℃
所以,当温度t≥80℃时,警铃报警。
答:(1)环境温度为40℃时,热敏电阻阻值为70Ω;热敏电阻阻值将减小;继电器的磁性将增大。(2)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。(3)P的磁极是S极;(4)环境温度大于等于80℃时,警铃报警。
【分析】(1)由图象乙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情况.
(2)结合”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,善铃响”判断出电铃和指示灯的连接情况.
(3)根据安培定则判断出电磁铁的N、S极.
(4)结合“当线圈中的电流大于等于50mA时,继电器的衔铁将被吸合,警铃响”,利用欧姆定律求出热敏电阻接入电路的阻值的最大阻值,从图象上找到对应的温度就可以解决问题.