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北师大版九年级物理第十四章电磁现象定向测评
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 30分)
一、单选题(10小题,每小题3分,共计30分)
1、转动指南针的罗盘时,罗盘内的磁针( )
A.随罗盘一起转动起来
B.不随罗盘转动,仍在原位置
C.随罗盘转动,且比罗盘转动快一些
D.随罗盘转动,只是罗盘转动慢一些
2、小岩同学学习了通电螺线管的知识后,想到弹簧的形状和螺线管上导线的形状很类似,就将一个弹簧的两端接入电路,如图所示。闭合开关后,下列选项中正确的是( )
A.通电后,弹簧的长度可能不变
B.通电后,弹簧的长度一定变长
C.如果在图中所示位置放置小磁针,通电后小磁针的N极朝右
D.如果在图中所示位置放置小磁针,通电后小磁针的N极垂直于纸面向外
3、直线电流周围磁场磁感线分布和磁场方向的判定方法如图所示,将一枚转动灵活的小磁针放在水平放置的直导线正下方,直导线通电的瞬间,从上向下看,下列说法正确的是( )
A.若电流方向从南向北,则小磁针顺时针偏转
B.若电流方向从北向南,则小磁针逆时针偏转
C.若电流方向从东向西,则小磁针不发生偏转
D.若电流方向从西向东,则小磁针不发生偏转
4、下列关于磁场和磁感线的说法中正确的有( )
①磁场看不见摸不着,但是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磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针N极决定的
④地磁场的磁感线是从地球南极附近发出回到北极附近的
A.①④ B.②③ C.①② D.②④
5、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
6、如图所示,用导线、灵敏电流表组成闭合回路。选项中,用“○”示闭合电路中垂直于纸面方向放置的导线ab的横截面,当导线ab在磁场中沿虚线运动,灵敏电流表指针有明显偏转的是( )
A. B.
C. D.
7、下列装置中是电动机工作原理的是( )
A. B.
C. D.
8、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
9、有关电与磁的知识,下列说法错误的是( )
A.甲图可以验证电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系
B.乙图中的电磁继电器实质是利用电磁铁控制工作电路通断的开关
C.丙图中麦克风的工作原理是电磁感应现象
D.丁图为扬声器,工作时将机械能转化为电能,与电动机的原理相同
10、电磁炮是利用电磁技术制成一种新型武器,具有炮弹发射速度快、命中率高的特点。其基本原理与电动机相同。如图所示的实验符合电磁炮基本工作原理的是( )
A. B.
C. D.
第Ⅱ卷(非选择题 70分)
二、填空题(10小题,每小题4分,共计40分)
1、如图所示,是利用被磁化的缝衣针制成的简易指南针。若静止时针尖指向地理位置的北方,则针尖是简易指南针的 极。此时,将指南针底座逆时针旋转90°,针尖静止时将指向地理位置的 方.
2、小明用电磁继电器设计了一个自动恒温加热鱼缸,如图所示,B是小型电热器.温度计里用水银而不用酒精是因为水银是 (选填“导体”或“绝缘体”),电磁铁的上端是 极(选填“N”或“S”);该装置能使鱼缸的水温大致保持在 ℃.
3、如图所示,在电磁铁正上方用弹簧挂一条形磁铁,当开关S闭合后,电磁铁的上端是 极(选填“N”或“S”),当滑片P从a端向b端滑动的过程中,小灯泡的亮度 (选填“变亮”或“变暗”),弹簧长度 (选填“变长”或“变短”)。
4、如图所示,两个完全相同的金属框A、B,从同一高度处由静止释放,其中金属框A的下方有一均匀的磁场区域 图中“ ”为垂直纸面的磁感线 。设下落过程中金属框始终保持竖直状态,且不计空气阻力。 (填“A”或“B”)金属框接触地面时的动能大,理由是 。
5、磁场强弱处处相同的磁场叫做匀强磁场,磁场强度的单位是特斯拉,简称特,符号T。实验表明在匀强磁场中,当通电导体与磁场方向垂直时,电流所受的安培力F等于磁场强度B、电流I、导线长度L三者的乘积,即F=BIL。在磁场强度为0.5T的匀强磁场中,有一条与磁场方向垂直的通电导线,通过它的电流为5A,导线上长为40cm的一段所受的安培力F= N。将此导线从磁场中拿走,磁场强度 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
6、如图所示,开关闭合后,闭合电路的一部分导体ab左右运动时电流计指针发生摆动,这是 现象,利用这个原理可以制成 (选填“发电机”或“电动机”)。
7、将一根直导线放在静止的小磁针上方,通电后小磁针发生偏转,这表明通电直导线周围存在 。如图所示装置,通电瞬间直导线向左摆动,这表明 对电流有力的作用;若要使直导线向右摆动,应如何操作? 。根据此现象的原理可以制成 。
8、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.
9、为了确定标示不清的铅蓄电池的正、负极,小光同学将该电池和一螺线管相连,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,c端是铅蓄电池的 极。
10、如图所示是新一代代步工具——电动平衡车,其核心部件是电动机,它的工作原理是 。
三、实验探究(3小题,每小题10分,共计30分)
1、如下图所示为探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验电路图:
(1)将滑动变阻器的滑片向右移动,电磁铁吸引大头针的数量会 (填“增加”、“不变”或“减少”);
(2)由图可知,甲电磁铁的上端为 极。(填“ ”或“ ”)
2、在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中,小晴按照图示组装实验器材。
(1)为完成该观察活动且实验效果明显,放在蹄形磁体磁场中的直导线EF应选择下列哪种金属棒(金属棒为实心且形状体积相同,)( )
A.铁棒 B.钢棒 C.铜棒 D.铝棒
(2)选择恰当直导线后,将滑动变阻器的滑片移动到适当位置,闭合开关,看到直导线EF向右运动,说明磁场对通电导体有力的作用, (选填“发电机”“电动机”或“电磁铁”)就是根据该原理制成的。
(3)将滑动变阻器的滑片向右端移动,发现直导线EF向右运动并摆起的幅度更大,这说明磁场对通电导体作用力的大小与 有关;改变电流方向,导体向另一方向运动,这说明导体运动方向与 有关。
(4)若要使直导线运动速度加快,除了增大电流,还可采取的方法(写出一种): 。
(5)若想用上述器材研究电磁感应现象,闭合开关前,应将电路中的电源换成 (选填“小灯泡”“电压表”或“灵敏电流计”),再闭合开关,让导线EF左右切割磁感线运动,较清楚的观察实验现象。
3、图为探究“磁生电”的实验装置。
(1)闭合开关,让悬着的导体AB (选填“左右”、“上下”、“沿A向B”或“沿B向A“)运动时,电流表会发生偏转。
(2)若保持导体AB不动,要产生感应电流,正确的操作是 。
(3)实验中发现电流表指针偏转不明显,为了使指针偏转明显,请你提一条改进建议:
(4)如果将电流表换成 ,可以观察磁场对通电导体的作用。
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】B
【解析】指南针受地磁场的作用而静止。转动指南针的罗盘时,罗盘内的磁针不随罗盘转动,仍在原位置。
A.随罗盘一起转动起来 不合题意;
B.不随罗盘转动,仍在原位置 符合题意;
C.随罗盘转动,且比罗盘转动快一些 不合题意;
D.随罗盘转动,只是罗盘转动慢一些 不合题意;
故答案为:B。
【分析】地磁的北极在地理位置的南极附近;而地磁的南极则在地理位置的北极附近.(地磁的南北极与地理的南北极并不重合,它们的交角称磁偏角,这是我国学者:沈括最早记述这一现象.)
2、【答案】C
【解析】AB.通电后,螺线管的每一圈导线相当于一个小磁体,这些小磁体的N和S极靠在一起,相互吸引,弹簧的长度会缩短,AB不符合题意;
CD.螺线管中电流从右端流入,左端流出,根据安培定则可知,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N极朝右,C符合题意,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,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】D
【解析】A.若电流方向从南向北,直导线正下方的磁场方向向西,则小磁针逆时针偏转,A不符合题意;
B.若电流方向从北向南,直导线正下方的磁场方向向东,则小磁针顺时针偏转,B不符合题意;
C.若电流方向从东向西,直导线正下方的磁场方向向南,则小磁针将偏转180°,C不符合题意;
D.若电流方向从西向东,直导线正下方的磁场方向向北,则小磁针不发生偏转,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】结合通电导线的电流方向,利用右手螺旋定则求解通电导线的N极和S极。
4、【答案】A
【解析】解:①磁场看不见摸不着,但磁场对放入其中的磁体有力的作用,所以可以借助小磁针感知它的存在,这是典型的转换法,故①正确;
②磁感线是不存在的,是为了研究方便而假象的一些有方向的曲线,故②错误;
③磁场中某点的磁场方向是一定的,并不是由放在该点的小磁针N极决定的,故③错误;
④地球是一个巨大的磁体,地磁场的南极在地理北极附近,地磁场的北极在地理南极附近,所以地磁场的磁感线是从地球南极附近发出回到北极附近,故④正确。
故答案为:A
【分析】磁体周围存在着磁场,磁极间的相互作用就是通过磁场发生的.
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)
地磁的北极在地理位置的南极附近;而地磁的南极则在地理位置的北极附近.(地磁的南北极与地理的南北极并不重合,它们的交角称磁偏角,这是我国学者:沈括最早记述这一现象.)
5、【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。
6、【答案】D
【解析】如图所示,只有D图中导线在做切割磁感线运动,此时灵敏电流表指针会有明显偏转,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【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,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。
7、【答案】B
【解析】解:A、动圈式话筒主要利用了电磁感应的原理,与电动机的原理不同,故不合题意;
B、该装置中有电源,研究的是通电线圈在磁场中受力转动,是电动机的工作原理,故符合题意;
C、该装置是奥斯特实验装置,探究电流的磁效应,故不合题意;
D、该装置是探究电磁铁磁性强弱的影响因素的实验,故不合题意。
故答案为:B。
【分析】磁场对电流的作用:通电导线在磁场中要受到磁力的作用.是由电能转化为机械能.应用是制成电动机.据此结合选项逐一分析.
8、【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。
9、【答案】D
【解析】A.由图知道,通过电磁铁的电流相同,当线圈匝数不同时,可以探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系,A正确,不符合题意;
B.电磁继电器实质是利用电磁铁控制工作电路通断的开关,电磁铁通电后具有与磁性,能吸引衔铁,实现电路的通与断,B正确,不符合题意;
C.动圈式话筒是把声信号转变成电信号的,声信号的振动带动线圈在磁场中振动,产生电流,是电磁感应现象原理,C正确,不符合题意;
D.扬声器在工作时,线圈中有电流通过,通电线圈在磁场中受磁场力而运动,故与电动机的原理相同,其工作时,电能转化为机械能,D错误,符合题意。
故答案为:D。
【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、扬声器的原理,导体棒运动的方向与电流和磁场方向有关。
10、【答案】D
【解析】解:由题知,电磁炮的基本原理与电动机相同,即通电导体在磁场中受到力的作用;
A、这是奥斯特实验,说明通电导体周围有磁场,A不符合题意;
B、由图知,这是探究电磁铁磁性强弱的影响因素,电磁铁利用的是电流的磁效应,B不符合题意;
C、由图知,这是探究电磁感应现象的实验装置,属于发电机的工作原理,C不符合题意;
D、闭合开关,电路中有电流,通电导体受到磁场力的作用发生运动,是电动机的工作原理,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】结合题意,电磁炮的基本原理与电动机相同,即通电导体在磁场中受到力的作用.
二、填空题
1、【答案】北;北
【解析】【解答】地球是一个大磁体,地磁的南极在地理的北极附近,地磁的北极在地理的南极附近,地磁的南极吸引指南针的北极,指南针静止时,指向南的一端是磁体的南(S)极;指向北的一端是磁体的北(N)极,因此针尖是指南针的北极。将指南针底座逆时针旋转90°,受地磁场的作用,针尖指向不变,静止时依然指向地理位置的北方.
故答案为:北;北.
【分析】地球是一个大磁体,地磁的南极在地理的北极附近,地磁的北极在地理的南极附近.
2、【答案】导体;N;26
【解析】【解答】水银是导体,酒精和煤油是绝缘体,当温度计的液柱上升到26℃时,应接通电磁铁的电路,故应使用水银;
由图知,电流从电磁铁上方流入、下方流出,根据线圈绕线利用安培定则可知,电磁铁的上端为N极;
温度计的分度值为1℃,导线的末端在26℃处;由于水银是导体,当温度升高到26℃时,控制电路接通,电磁铁有磁性,吸引衔铁,加热电路断开,电热器不发热;当温度下降低于26℃时,控制电路断开,电磁铁无磁性,衔铁被弹簧拉起,加热电路接通,电热器发热;所以该装置能使鱼缸中的水温大致保持在26℃.
【分析】水银是液态金属,是导体;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。
3、【答案】N;变亮;变短
【解析】【解答】据安培定则可知,此时电流从下面的线流入,从上面的线流出,故电磁铁上端是N极,下端为S极。当滑片P 从a端向b端的滑动过程中,电阻变小,电流变大,灯泡变亮,电磁铁的磁性增强,据同名磁极相互排斥的特点可知,条形磁铁与电磁铁是相互排斥的,故排斥力变大,故弹簧变短。
【分析】奥斯特实验证明电流周围存在这磁场,通电螺线管周围的磁场可以利用右手螺旋定则判断N极和S极。同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
4、【答案】B;而B在下落过程中,高度减小,重力势能减小,速度增大,动能增大,重力势能转化为动能,机械能守恒,总的机械能不变。
【解析】【解答】因为A在下降过程中,当A的下边刚进入磁场到上边刚好进入磁场的过程中,金属框的下边做切割磁感线运动,将产生感应电流,而通电导体在磁场中要受到力的作用,产生一个竖直向上的磁力的作用,因此金属框A下落过程中,速度减小,动能减小,高度减小,重力势能减小,总的机械能减小;而B在下落过程中,高度减小,重力势能减小,速度增大,动能增大,重力势能转化为动能,机械能守恒,总的机械能不变。
【分析】闭合电路的部分导体切割磁感线产生电流,部分机械能转化为电能;物体下落时无电能产生,全部转化为动能。
5、【答案】1;不变
【解析】【解答】根据 求出安培力 将此导线从磁场中拿走,磁场强度大小不变。
【分析】结合导线的长度、电流和磁场强度求解安培力,磁场强度大小与导线没有关系,是磁体本身的一种属性。
6、【答案】电磁感应;发电机
【解析】【解答】导体ab左右运动时,导体切割磁感线运动,所以导体中有感应电流,电流计指针左右摆动,这种现象是电磁感应,利用这个原理可以制作发电机。
【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,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。
7、【答案】磁场;磁场;改变流过直导线的电流方向或对换磁铁的两个磁极;电动机
【解析】【解答】通电导线周围存在磁场,这是奥斯特实验得到的结论,并且通电导线周围的磁场方向与电流方向有关。磁场对通电导线有力的作用,使直导线运动,直导线所受力的方向与电流方向和磁场方向有关,要使直导线的运动方向相反,可以改变磁场方向或改变直导线中的电流方向,只要改变其中一项即可,不能同时改变磁场方向和电流方向。根据通电导线在磁场中受力的作用可以制成电动机,把电能转化为机械能。
【分析】奥斯特实验证明:通电导线周围存在磁场;通电导线在磁场中受力的作用,所受力的方向由电流的方向和磁场的方向有关.
8、【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。
9、【答案】正
【解析】【解答】解:由图知,小磁针的S极与螺线管的右端靠近,根据异名磁极相互吸引可知,螺线管的右端为N极;
再结合螺线管的绕向,利用安培定则可以确定螺线管中电流的方向是从螺线管的左端流入、右端流出;
在电源外部,电流是从电源正极出发,经过外电路回到电源负极,由此可知,c端为电源的正极。
故答案为:正
【分析】利用磁极间的作用规律,可确定螺线管的NS极;利用安培定则即可确定螺线管中电流的方向,根据电流从电源外部电流的流向,即可确定电源的正负极.
10、【答案】通电线圈在磁场中受力而运动
【解析】【解答】电动机是利用通电线圈在磁场中受力而运动的原理制成的。
【分析】通电线圈在磁场中受力而运动.
三、实验探究
1、【答案】(1)减少
(2)
【解析】【解答】(1)当滑动变阻器滑片向右移动时,滑动变阻器的阻值变大,电路中的电流减小,电磁铁吸引大头针的个数减小;该现象也可说明电流越大,电磁铁的磁性越强。(2)由电源的正极可判断,电流从甲电磁铁的上方流入、下方流出,根据安培定则可知,甲电磁铁的下端为N极,上端为S极。
【分析】(1)电磁铁的磁性和电流的大小有关,电流越大,磁性越强;
(2)根据安培定则,可以判断通电螺线管的磁极位置。
2、【答案】(1)D
(2)电动机
(3)电流大小;电流方向
(4)增大磁体磁性(或将导线换成轻质线圈)
(5)灵敏电流计
【解析】【解答】(1)为完成该观察活动且实验效果明显,放在蹄形磁体磁场中的直导线EF的质量尽可能小,因金属棒为实心且形状体积相同,根据,因铝的密度最小,故应选择铝棒,即选D。
(2)发电机是根据通电导体在磁场中受力运动制成的。选择恰当直导线后,将滑动变阻器的滑片移动到适当位置,闭合开关,看到直导线EF向右运动,说明磁场对通电导体有力的作用,电动机就是根据该原理制成的。
(3)将滑动变阻器的滑片向右端移动,变阻器连入电路的电阻变小,由欧姆定律,电路的电路变大,发现直导线EF向右运动并摆起的幅度更大,这说明磁场对通电导体作用力的大小与电流大小有关;改变电流方向,导体向另一方向运动,说明导体的受力方向改变,这说明导体运动方向与电流方向有关。
(4)通电导体在磁场中受力大小与磁场的强弱与电流的大小有关。若要使直导线运动速度加快,除了增大电流,还可采取的方法:增大磁体磁性。
(5)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导电中就会产生感应电流(较小)。故若想用上述器材研究电磁感应现象,闭合开关前,应将电路中的电源换成灵敏电流计,再闭合开关,让导线EF左右切割磁感线运动,较清楚的观察实验现象。
【分析】(1)探究磁场对通电导线的作用时,不能用磁性材料,且密度越小,质量越小,效果越明显;
(2)通电导体在磁场中受到力的作用,可以制成电动机;
(3)磁场对通电导体的作用力的方向,和磁场方向有关,和电流方向有关;力的大小和电流大小有关;
(4)增大电流或增大磁性,可以增大导体受到的力;
(5)探究电磁感应时,电路中有磁体、导线和灵敏电流计。
3、【答案】(1)左右
(2)左右移动磁体
(3)换强磁体
(4)电源
【解析】【解答】解:(1)由图知,磁感线方向在竖直方向,所以导体AB左右运动才会切割磁感线,电路中才会有感应电流;(2)AB不动,可以左右移动磁体,AB仍切割磁感线;(3)电流表指针偏转不明显,是电流太弱,可能是磁场弱或导体(或磁铁)运动慢。可以更换磁性更强的磁体、快速移动导体(或磁体)(4)将电流表换成电源,闭合开关,导体AB中有电流通过,受到磁场力的作用而运动,这是电动机的原理。
故答案为:(1)左右;(2)左右移动磁体;(3)换强磁体;(4)电源
【分析】(1)导体棒做切割磁感线运动时,电路中就会产生电流;
(2)同理,导体棒做切割磁感线运动时,电路中就会产生电流;
(3)磁场越强,导体棒切割磁感线运动时产生的电流就越大;
(4)磁场对通电导体有力的作用,这就是电动机的原理。
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