沪科版物理九年级全一册同步提优训练：第十七章 从指南针到磁浮列车 综合提升卷（有答案解析）

　第十七章综合提升卷　　
一、选择题(每题3分,共30分)
1.关于磁场和磁感线,以下说法正确的是 (　　)
①磁场看不见摸不着,但可以借助小磁针感知它的存在
②磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线
③磁场对放入其中的磁体有力的作用
④地球周围存在磁场
A.①②③　　　 B.①②④　　　 C.①③④　　　 D.②③④
2.如图所示是磁现象的四幅示意图,其中磁感线方向错误的是 (　　)
3.如图所示,下列说法中错误的是 (　　)
A.这是模拟奥斯特实验的一个场景
B.图示实验说明了通电导线周围存在磁场
C.将电池正负极对调后,重新闭合电路,小磁针偏转方向改变
D.将图中导线断开,小磁针N极将指向地磁的北极
4.如图所示,开关闭合后,下列判断正确的是 (　　)
A.可自由转动的小磁针不发生偏转
B.通电螺线管右端为N极
C.在通电螺线管中插入铜棒后磁性增强
D.通电螺线管外部的磁场与蹄形磁体的磁场相似
5.如图所示的实验装置,弹簧测力计下面挂着条形铁块,螺线管中插有铁芯。当开关S拨在触点②位置时电流表示数为I。要使弹簧测力计的示数变大,下列操作方法能够实现的是 (　　)
A.开关S位置不动,将铁芯从螺线管中取出
B.开关S位置不动,将滑片P向a端滑动
C.将开关S拨到①位置,并通过调节滑动变阻器使电流表示数仍为I
D.将开关S拨到③位置,并通过调节滑动变阻器使电流表示数仍为I
6.如图所示是一种温度自动报警器的原理图。制作汞温度计时,在玻璃管的两端分别封入一段金属丝。电池的两极分别与金属丝相连,当温度达到与电池正极相连的金属丝下端所指的温度时,电铃就响起来,发出报警信号。下列说法正确的是 (　　)
A.温度计中的汞是绝缘体
B.电铃响时,电磁铁右端是N极
C.温度降低到74 ℃以下时,电铃响
D.电铃响且滑片P向左移动时,电磁铁磁性减弱
7.小明用漆包线绕成线圈,将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场,如图所示,闭合开关S后,发现线圈只能偏转至水平位置、不能持续转动。为使线圈持续转动,下列措施中可行的是 (　　)
A.换用电压更大的电源
B.换用磁性更强的磁体
C.重新制作匝数更多的线圈,将线圈两端的漆全部刮去
D.在线圈的一端重抹油漆,干后在适当位置刮去半圈
8.如图所示为直流电动机的工作原理图,下列分析正确的是 (　　)
A.改变磁场方向可以改变线圈转动的方向
B.电动机通电后不转,一定是电路断路
C.电动机工作过程中,消耗的电能全部转化为机械能
D.线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的
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 (　　)
A.当开关S接a点时,仪表指针向右偏转
B.当开关S接a点,且滑片P向下移动时,仪表示数变小
C.保持滑片P的位置不变,开关S由接a点换到接b点,仪表示数变大
D.若将电源正、负极对调,仪表指针偏转方向不变
10.如图所示,将条形磁体固定在静止的小车上,电路连接完整后,闭合开关S时,小车不动。滑动变阻器的滑片P向左移动到某位置时,小车开始向左运动,则下列滑动变阻器接入电路的方式正确的是 (　　)
A.a接e、d接f B.a接e、b接f
C.c接e、d接f D.c接e、b接f
二、填空题(每空2分,共30分)
11.最早利用地磁场指示方向的装置是如图甲所示的“司南”,古文《论衡·是应篇》中记载:“司南之杓(用途),投之于地,其柢(握柄)指南。”则勺柄应为该磁体的　　　　(选填“N”或“S”)极;某物理研究所尝试利用一块天然磁石制作一具“司南”,图乙为天然磁石的磁感线分布情况,则应将磁石的　　　　(选填“A”“B”“C”或“D”)处打磨成勺柄。
12.如图所示,甲、乙为两个外形相同的钢棒,当乙钢棒从甲钢棒的左端水平向右移到甲的右端时,若两根钢棒间吸引力的大小不变,则　　　　钢棒有磁性;若两钢棒间吸引力先由大变小,然后由小变大,则　　　　钢棒有磁性。(均选填“甲”或“乙”)
13.如图所示是某车间自动除尘装置的简化电路图。空气中尘埃量较少时,光源发出来的光被挡板挡住。当空气中尘埃量达到一定值时,由于尘埃的反射,部分光越过挡板射到光敏电阻上,光敏电阻的阻值　　　　,电路中的电流增大,电磁铁的磁性　　　　,在衔铁的作用下,开启自动除尘模式。若图中a、b一个是除尘器,一个是指示灯,则　　　　是除尘器。
14.如图所示的电路,闭合开关,能看到蹄形磁体中的金属棒AB运动起来,说明有电能转化为　　　　能。若只改变电路中电流的方向,AB的运动方向将　　　　(选填“改变”或“不改变”)。
15.如图所示,扬声器中的线圈通入携带声音信息的变化电流,这个变化的电流使线圈产生了　　　　 不断变化的磁场,这样线圈就能不断地来回振动,并带动锥形纸盆来回振动而发出声音。扬声器在工作过程中涉及许多的物理知识,请举出一个和电与磁相关的知识:　　　　　　　　　　　　。与扬声器原理相似的是　　　　 (选填“电动机”或“电磁铁”)。
16.如图所示,螺线管的上方放置一个小磁针,螺线管左方的水平面上放置一个铁块。闭合开关后,铁块静止不动,小磁针在磁场的作用下会发生转动,小磁针的周围　　　　(选填“有”或“无”)磁感线,小磁针静止时左端为　　　　(选填“S”或“N”)极。当滑片P向左滑动时,铁块受到的摩擦力将　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
三、作图题(4分)
17.如图所示,小磁针静止在甲、乙两个通电螺线管之间,请在图中标出:
(1)甲通电螺线管的绕法和A点磁感线的方向。
(2)乙通电螺线管电源的正、负极(用“+”“-”表示)。
四、实验探究题(共26分)
18.(6分)如图所示是安安探究“通电螺线管的磁场分布”的实验装置。
(1)在固定有螺线管的水平硬纸板上均匀地撒满铁屑,通电后轻敲纸板,观察铁屑的排列情况,发现通电螺线管外的磁场与　　　　磁体的磁场相似;在通电螺线管的两端各放一个小磁针,根据小磁针静止时的指向,可以判断图中通电螺线管的　　　　(选填“左”或“右”)端是它的N极。
(2)如图果想探究通电螺线管的极性与电流方向的关系,接下来的操作是　　　　　　　　,并观察小磁针的指向。
19.(6分)如图所示,A、B两个相同的铁钉上绕有不同匝数的线圈,把它们接入电路中。
(1)闭合开关,铁钉下端都吸引了大头针,这是因为线圈通电时,铁钉具有磁性,由右手螺旋定则可知:A铁钉的上端为它的　　　　(选填“N”或“S”)极。
(2)B铁钉能吸引更多的大头针,这是因为绕在它上面的线圈匝数较多,线圈中的电流　　　　 (选填“大于”“等于”或“小于”)绕在A铁钉上的线圈中的电流。
(3)不改变线圈匝数,要想铁钉能吸引更多的大头针,可以将滑动变阻器的滑片P向　　　　 (选填“左”或“右”)移。
20.(8分)如图所示的实验装置是用来研究　　　　　　　　(选填“电流磁效应”或“磁场对通电导线的作用”)的。实验中把导线ab放在磁场中,接通电源,让电流通过导线ab,会观察到导线ab向右运动;如图果把电源正、负极对调后接入电路,会观察到导线ab向　　　　 (选填“左”或“右”)运动;如图果不对调电源正、负极,而把蹄形磁体上、下磁极调换一下,会观察到导线ab向　　　　(选填“左”或“右”)运动;若把电源正、负极对调,同时把蹄形磁体上、下磁极也调换,则会观察到导线ab向　　　　(选填“左”或“右”)运动。
21.(6分)磁控防盗装置内装有干簧管(如图甲所示),干簧管由两个软铁片和玻璃管组成,软铁片的触点在弹力的作用下处于断开状态。当磁体靠近干簧管时,软铁片触点状态会发生变化。把条形磁体分别放置在图乙中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个位置时,触点的开合状态和软铁片的极性情况如图下表。
磁体位置 竖直放置并靠近 水平放置 并靠近
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
触点状态 闭合 断开 闭合
软铁片的 极性情况
(1)软铁片被磁化后,软铁片与条形磁体相邻两端的磁极极性关系是　　　　　　　　　　　　　　 。
(2)当条形磁体水平放置并靠近干簧管时(图乙Ⅳ位置),干簧管触点状态为　　　　 。
(3)如图图丙所示,门上磁控防盗装置内有一个竖直放置的干簧管,其内部简化电路如图图丁所示,磁控防盗装置的工作原理是:夜间关上门,闭合开关S,启动防盗报警器,此时报警电铃不响;当盗贼打开门时,干簧管远离磁体,电铃响起。图丁虚线中四种磁体摆放方式能满足工作要求的有　　　　 (选填图中的字母)。
五、计算题(10分)
22.如图甲所示为电磁继电器和热敏电阻R1等组成的恒温箱控制电路,R1处于恒温箱内。电源电压U=6 V,电磁继电器线圈的电阻可不计。图乙为热敏电阻的R1-t图像,且已知在50~150 ℃范围内,热敏电阻的阻值随温度的变化规律是R1·t=常数;电阻R2是可变电阻。当线圈中的电流达到20 mA时,电磁继电器的衔铁被吸下,已知此时可变电阻R2=225 Ω,恒温箱保持60 ℃恒温。图中的“交流电源”是恒温箱加热器的电源。
(1)60 ℃时,热敏电阻R1的阻值是多少
(2)应该把恒温箱的加热器接在A、B间还是C、D间
(3)如图果要使恒温箱内的温度保持100 ℃,可变电阻R2的阻值应调为多少
答案解析
第十七章综合提升卷
1.C
2.C　解： 用磁感线可以形象地描述磁场,在磁体外部,磁感线都是从磁体的N极发出、回到S极的,故A、B选项正确,C选项错误。从电源的正负极确定螺线管中的电流方向,根据右手螺旋定则,用右手握住螺线管,四指弯向螺线管中的电流方向,大拇指所指的那端即右端为螺线管的N极,故D选项正确。
3.D　4.B　5.C　6.B　7.D
8.A　解： 改变磁场方向可以改变线圈转动的方向,故A正确;电动机通电后不转的原因有:电流太小、磁体磁性太弱、电路断路、线圈处于平衡位置等,故B错误;电动机工作过程中,电能大部分转化为机械能,还有一小部分转化为内能,故C错误;换向器在线圈刚转过平衡位置时,能自动改变线圈中的电流方向,使线圈连续转动下去,故D错误。
9.C
10.A　解： 根据右手螺旋定则,右手握住螺线管,四指指向电流的方向,大拇指指向螺线管的左端为N极,与固定在静止的小车上的条形磁体相互排斥;当滑动变阻器的滑片P向左移动到某位置时,小车开始向左运动,说明斥力增大,则此时电路中的电流变大,磁性增强,则电阻变小,根据滑动变阻器的接法“一上一下”可知,a接e、d接f。
11.S　C　12.乙　甲
13.减小　增强　b　解： 由题意可知,当空气中的尘埃量达到一定值时,由于尘埃的反射,部分光越过挡板射到光敏电阻上时,电路中的电流增大,由欧姆定律可知,光敏电阻的阻值减小;电路中的电流增大,则电磁铁的磁性增强;电磁铁吸引衔铁,使动触点和下面的静触点接触,开启自动除尘模式,故b是除尘器,a是指示灯。
14.机械　改变　解： 通电导体在磁场中受力运动时,将电能转化为机械能;通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关,保持磁场方向不变,只改变导体中的电流方向,则导体的受力方向即运动方向也会发生改变。
15.方向　磁场对通电导线有力的作用　电动机
16.无　S　变小　解： 磁感线是一种理想化的物理模型,实际上并不存在,磁场不是由磁感线组成的。根据螺线管中电流的方向和线圈的绕向,根据右手螺旋定则用右手握住导线,让四指指向电流方向,则大拇指指向左端,即螺线管的左端为N极,右端为S极,当小磁针静止时,根据磁极间的作用规律可知,相互靠近的一定是异名磁极,因此可以确定小磁针的左端为S极,右端为N极。当滑动变阻器的滑片P向左滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路中的电流变小,通电螺线管的磁性变弱,对铁块的吸引力变小,故铁块受到的摩擦力将变小。
17.如图图所示
18.(1)条形　右　(2)对调电源正负极
19.(1)N　(2)等于　(3)左
20.磁场对通电导线的作用　左　左　右
21.(1)互为异名磁极　(2)闭合　(3)A、C、D
解： (1)由图乙中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ位置的磁化情况可知:软铁片靠近条形磁体的N极的一端是S极,另一端是N极;所以软铁片与条形磁体相邻两端的磁极极性关系是互为异名磁极。
(2)当条形磁体水平放置并靠近干簧管时(图乙Ⅳ位置),条形磁体对软铁片磁化后的情况如图图所示。在两触点形成异名磁极,因相互吸引而闭合,所以干簧管触点为闭合状态。
(3)由电路图可知:干簧管和电铃并联后与电阻串联,开关在干路上,夜间关上门,闭合开关S,由于此时报警电铃不响,则干簧管触点处于闭合状态,电铃短路,所以报警电铃不响;当盗贼打开门时,干簧管远离磁体,干簧管退磁,触点在弹力作用下分开,干簧管触点处于断开状态,电流通过电铃,则电铃响起。由此可知:门处于关闭状态时,干簧管和磁体之间的距离最近,并且干簧管触点是处于闭合状态;由实验结果可知在干簧管和磁体靠近时,能使干簧管处于闭合状态的是磁体在A、C、D的位置。
22.(1)60 ℃时,控制电路中的电流:I=20 mA=0.02 A,
电路中的总电阻:R总===300 Ω,热敏电阻R1的阻值:R1=R总-R2=300 Ω-225 Ω=75 Ω。
(2)由图乙可知,当恒温箱内的温度升高时,热敏电阻的阻值随之减小,电路中的电流增大,当电流达到20 mA时,电磁铁能够吸下衔铁,使动触点与C、D所在的电路接通。若把加热器接在C、D间,会使恒温箱内的温度持续升高,热敏电阻的阻值将持续减小,电路中的电流持续增大,电磁铁的磁性继续增强,使该电路始终接通,加热器永远工作,达不到控制温度的目的,所以,要把恒温箱的加热器接在A、B间。
(3)设100 ℃时热敏电阻的阻值为R1',
由于R1·t=常数,则75 Ω×60 ℃=R1'×100 ℃,
解得,R1'=45 Ω,电路中的总电阻:R总=300 Ω,
可变电阻R2的阻值:
R2'=R总-R1'=300 Ω-45 Ω=255 Ω。