【重难点解析试题】北师大版九年级物理 第14章 电磁现象(精选含答案)

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北师大版九年级物理第十四章电磁现象重点解析
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、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
2、如图所示是一款“运动手环”，其主要部分是一段密闭的空心塑料管，管内有一小块磁铁，管外缠绕着线圈。戴着这种手环走路时，磁铁在管内反复运动，线圈中便会产生电流，液晶屏就会显示运动的步数。所示的实验装置中，能反映其工作原理的是（　　）
A．
B．
C．
D．
3、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．
4、很多超市都安装了防盗报警器，超市的商品上贴有软磁条，消费者如果不买单，直接走出超市，软磁条没有消磁，防盗报警器上的检测头就会有电流产生，导致报警器会响。以下器件中工作原理与此相似的是（　　）
A．电磁铁 B．电动机 C．扬声器 D．发电机
5、关于如图所示的自动控制电路中，下列说法不正确的是（　　）
A． 是电动机的元件符号 B．灯泡与电动机同时工作
C．开关S闭合时，电铃响 D．开光S断开时，灯泡亮
6、下列装置中是电动机工作原理的是（　　）
A． B．
C． D．
7、一通电螺线管中的电流方向和其周围磁感线的分布如图所示，其中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
8、如图所示，闭合开关S，下列说法正确的是（　　）
A．如果电源的a端是正极，则通电螺线管的左端是N极
B．如果电源的a端是正极，则小磁针的B端是S极
C．如果滑动变阻器的滑片向右移动，通电螺线管的磁性会增强
D．如果滑动变阻器的滑片向左调节，电流表示数会变小
9、小刚连接好如图所示的电路后,下列操作能使电流表指针偏转的是（　　）
A．导体AB向右运动
B．导体AB沿磁场方向运动
C．闭合开关,导体AB向左运动
D．闭合开关,导体AB沿磁场方向运动
10、下列四幅图表现的情境，能大致重现奥斯特实验的是（　　）
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、如图是一款能发电的魔方充电器，转动魔方时，它根据　 　（选填“电流的磁效应”“电磁感应”或“通电导体在磁场中受力”）的原理发电，将电能储存于魔方内。魔方的塑料外壳是　 　（选填“导”或“绝缘”）体。魔方能通过USB接口给移动设备充电，给移动设备充电时，魔方相当于电路中的　 　（选填“电源”或“用电器”）。
2、闭合开关S，通电螺线管左侧的小磁针水平静止，如图所示。则小磁针右端为　 　极。若把滑动变阻器的滑片P向a端移动，通电螺线管的磁性将　 　（选填“增强”“不变”或“减弱”）。
3、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．
4、在CES亚洲展会上，有一款“未来基因健身车”的自发电智能单车，如图所示，骑行时利用线圈在磁场中转动发电，发电的原理是　 　，发电过程　 　能转化为电能。该智能单车还能通过USB端口给手机充电，此吋智能单车在电路中属于　 　（选填“电源”或“用电器”）。
5、如图所示，将闭合电路中的导线ab放在蹄形磁体的磁场中，导线ab左右运动时，电流表指针　 　，这一过程中，该装置将　 　转化为电能。这一现象在生活中的应用有　 　。
6、如图所示，闭合开关，铁块、弹簧在图中位置静止，电磁铁的下端为　 　极（选填“N”或“S”）；当滑动变阻器的滑片向左移动时，电流表示数将　 　，弹簧的长度将　 　。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
7、小丽在中国科技馆“会发电的衣服”的展台区，进行了如下探究实验∶用脚踩动踏步机踏板，带动发电纤维抖动，LED灯被点亮；增大踩动踏板的速度，发现被点亮的LED灯的数目增多。请你根据小丽的实验步骤及现象，写出她所探究的问题∶　 　。
8、如图所示是一种温度自动报警器的原理图。制作时，在　 　（选填“煤油”或“水银”）温度计的玻璃管中插入一段金属，使温度计两端分别与电源的两极相连。当温度达倒金属丝下端所指的温度时，电磁铁具有　 　，将衔铁吸引过来，使电铃发出报警信号。
9、小明在学习奥斯特实验后，知道电与磁之间存在联系，于是对电与磁的相关内容进行整理，部分整理内容如表所示。
电荷 磁体
正负两种电荷 N、S两个磁极
同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引 　 　
电荷间的相互作用无需直接接触 磁体间的相互作用无需直接接触
①请你将表格中空缺处填写完整。
②小明类比磁的相关知识，提出“电荷的周围可能存在电场”的猜想。
（a）你认为小明所类比的“磁的相关知识”是　 　。
（b）若确实存在“电场”，我们可以从哪些方面进行学习，请举例　 　。
10、如图所示是学校走廊灯的自动控制电路，走廊入口上方安装有反射式光电传感器，当人靠近到一定距离时，从光电传感器上发射的红外线经人体反射后被接收器接收，接收器中的光敏电阻R0的阻值减小，定值电阻R两端的电压　 　（选填“变大”“变小”或“不变”），同时电磁铁的磁性　 　（选填“变强”“变弱”或“不变”），工作电路接通，灯泡L发光，图中电磁铁的下端是　 　（选填“S”或“N”）极。
三、实验探究（3小题，每小题10分，共计30分）
1、某同学用如图所示的实验装置探究“电磁铁磁性强弱是否与线圈匝数有关”， 他的实验步骤如下：
①将弹簧测力计和电流表调零，断开开关， 如图所示连接电路，移动变阻器滑片调至阻值最大处；
②闭合开关，将滑片调至适当位置，记录电流表示数 I1，用弹簧测力计把铁块 P从电磁铁 A上端拉开瞬间记录弹簧测力计示数 F1，断开开关；
③更换通电线圈匝数不同的电磁铁 B 接入电路（A、B 两电磁铁除匝数不同外，其他都完全相同），保持滑片位置不变，闭合开关，记录电流表示数 I2，用弹簧测力计把铁块 P 从电磁铁 B 上端拉开瞬间，记录弹簧测力计示数 F2，断开开关；
请你根据该同学的实验步骤回答下面的问题：
（1）如图所示电路中，滑动变阻器滑片向　 　（选填“左”或“右”）移动，电流表示数将变大；
（2）实验中把铁块 P 从通电电磁铁上端拉开的瞬间，弹簧测力计示数与通电螺线管对铁块P 磁力的大小 　 　（选填“相等”或“不相等”）；
（3）你认为该同学的探究过程中存在的问题是　 　， 写出你的改进措施　 　。
2、如图所示，是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的装置，导体 AB、开关 S、灵敏电流表用导线连接组成电路：
（1）闭合开关 S，让导体 AB 在磁场中　 　（选填“竖直上下”或“水平左右”）运动，发现电流表的指针偏转；
（2）让导体 AB 在磁场中水平向左运动时，观察到灵敏电流表的指针向右偏转；让导体 AB 在磁场中水平向右运动时，观察到灵敏电流表的指针向左偏转。通过这一现象，可得出感应电流的方向与　 　方向有关；
（3）应用此实验原理可制成　 　（选填“电磁铁”、“发电机”或“电动机”）。
3、如图所示，将一根直导找架在静止的小磁针上方。
（1）要使直导线与小磁针平行，直导线应呈　 　方向放置，原因是　 　。
（2）直导线与小磁针平行放置时，接通电路，观察到的现象是　 　，表明　 　。
（3）改变直导线中电流的方向，发现小磁针的偏转方向　 　，表明　 　。
-参考答案-
一、单选题
1、【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.）
2、【答案】B
【解析】由“运动手环”的特点知道，当塑料管运动时，磁铁在管中反向运动，切割线圈而产生电流。使用，运动手环的基本原理是电磁感应，产生电流的过程中将机械能转化为电能。电磁感应现象，即磁生电，电路中没有有电源，而题干中ACD中都有电源，故不符合题意，只有B符合题意。
故答案为：B。
【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】C
【解析】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。
故答案为：C。
【分析】通电螺线管相当于条形磁铁，磁感线是密闭的曲线，从北极出发回到南极。
4、【答案】D
【解析】由题意可知，带有磁条的商品经过防盗报警器时，防盗报警器的检测头就会有电流产生，这是电磁感应现象；
A． 电磁铁是利用电流的磁效应做成的，A不符合题意；
B．电动机是利用通电导体在磁场中受力的作用而制成的，B不符合题意；
C． 扬声器是利用通电导体在磁场中受到力的作用制成的，C不符合题意；
D．人们利用电磁感应现象制成了发电机，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】电动机是利用通电导体在磁场中受力的作用而制成的；人们利用电磁感应现象制成了发电机。
5、【答案】A
【解析】A．选项中符号是电铃的元件符号，A错误，符合题意；
BD．当开关S断开时，电磁铁没有磁性，衔铁抬起，使触点与上端连接，电灯、电动机同时工作，BD正确，不符合题意；
C．当开关S闭合时，控制电路工作，电磁铁获得磁性，吸引衔铁，使触点与上端断开，电灯、电动机停止工作，同时触点与下端连通，使电铃工作，C正确，不符合题意。
故答案为：A
【分析】电路图中，不同的用电器会相应的符号。
6、【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.
7、【答案】B
【解析】A．据安培定则判断，该螺线管的右端是N极，左端是S极，故磁感线的方向错误，A不符合题意；
B．据安培定则判断，该螺线管的左端是N极，右端是S极，且磁感线的方向正确，B符合题意；
C．据安培定则判断，该螺线管的右端是N极，左端是S极，故磁感线的方向错误，C不符合题意；
D．据安培定则判断，该螺线管的左端是N极，右端是S极，故磁感线的方向错误，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】利用安培定则判断即可，注意磁感线的方向。
8、【答案】B
【解析】解：AB、如果电源的a端是正极，电流从左端流入，右端流出，根据安培定则可知，此时通电螺线管的右端是N极，左端是S极，由磁极间的相互作用规律可知，小磁针的B端为S极，A不符合题意，B符合题意；
C、如果滑动变阻器的滑片向右移动，连入电路的电阻变大，电流变小，通电螺线管的磁性会减弱，C不符合题意；
D、滑动变阻器的滑动片P向左端移动，连入电路的电阻变小，电流变大，即电流表示数会变大，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】根据安培定则，结合电流方向可以判断磁极位置，电路中电流越大，磁性越强。
9、【答案】C
【解析】电流表指针偏转要偏转，则要电路中产生感应电流，产生感应电流的条件是：①电路闭合；②闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。A.导体AB向右运动，电路没有闭合。A不符合题意；B.导体AB沿磁场方向运动，电路没有闭合，且导体没有切割磁感线。B不符合题意；C.闭合开关，导体AB向左运动时，导体AB切割了磁感线。C符合题意；D.闭合开关，导体AB沿磁场方向运动时，导体AB没有切割磁感线。D不符合题意。
故答案为：C
【分析】产生感生电流的条件：①电路必须闭合；②只是电路的一部分导体在磁场中；③这部分导体做切割磁感线运动.
10、【答案】A
【解析】A．如图是奥斯特实验，导线中有电流通过时，小磁针发生偏转，所以奥斯特实验表明电流周围存在磁场，A符合题意；
B．如图，闭合电路一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动，导体中产生感应电流，使小灯泡发光，这是发电机工作原理图，B不符合题意；
C．如图是研究电磁铁的磁性强弱与电流大小关系的实验，C不符合题意；
D．导体AB中通有电流，导体AB在磁场中受力而运动，这是电动机的工作原理图，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】奥斯特实验，探究了通电导线周围存在磁场，是电流的磁效应。
二、填空题
1、【答案】电磁感应；绝缘；电源
【解析】【解答】转动魔方时，闭合电路的导体做切割磁感线运动，会产生感应电流，利用的是电磁感应现象。魔方的塑料外壳是绝缘体。魔方给移动设备充电时，魔方提供电能，相当于电路中的电源。
【分析】利用电磁感应现象可以产生感应电流；容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体；在对外供电的过程中，电源会提供电能。
2、【答案】S；减弱
【解析】【解答】如图所示，电流从电源的正极流出，根据右手螺旋定则可以判断通电螺线管的左端为N极，根据磁体间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。可以判断小磁针右端为S极。
把滑动变阻器的滑片P向a端移动，电路中的总电阻增大，根据欧姆定律 可以得出，电源电压不变时，电路中的总电阻增大，电路中的电流减小，则通电螺线管的磁性将减弱。
【分析】根据安培定则和电流方向，可以判断螺线管的磁极位置；通电螺线管的磁性和电流的大小有关。
3、【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。
4、【答案】电磁感应；机械；电源
【解析】【解答】骑行时，闭合电路的导体做切割磁感线运动，会产生感应电流，利用的是电磁感应现象；在发电的过程中，机械能转化为电能；智能单车还能通过USB端口给手机充电，智能单车提供电能，相当于电路中的电源。
【分析】发电机的工作原理是电磁感应，发电时将机械能转化为电能。
5、【答案】偏转；机械能；发电机
【解析】【解答】由电磁感应现象，当闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，电路中会产生感应电流，故导线ab左右运动时，电路中会产生感应电流，电流表指针会偏转。
由电磁感应现象，当闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，电路中会产生感应电流，这一过程中消耗了机械能，得到了电能，是机械能转化成了电能。日常生活中发电机是将机械能转化电能的装置，与电磁感应现象的原理相同，故电磁感应现象日常应用有发电机。
【分析】闭合电路的一部分导体切割磁感线时，产生感应电流，电磁感应将机械能转化为电能，是发动机的工作原理。
6、【答案】S；变小；变小
【解析】【解答】根据安培定则可得，螺线管的上端为N极，下端为S极。若将变阻器的滑片P向左移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，所以电路中的电流变小，通电螺线管的磁性减弱，故对铁块的作用力减小，即弹簧长度应变小。
【分析】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；滑动变阻器滑片向左端移动，接入电路中的电阻变大，电流变小，磁性减弱。
7、【答案】发光小灯的数量与踩动踏板的速度是否有关
【解析】【解答】增大踩动踏板的速度，发现被点亮的LED灯的数目增多；因此她所探究的问题是发光小灯的数量与踩动踏板的速度是否有关。
【分析】电磁感应产生的感应电流的大小，和导体切割磁感线的速度有关。
8、【答案】水银；磁性
【解析】【解答】解：因为水银是导体读图可知，当温度升高到达某一温度时，水银柱升高到与上端的金属丝相连，从而使左侧电路连通，电磁铁获得磁性，吸引簧片使右侧电路连通，电铃就响起来了。
故答案为：水银；磁性
【分析】结合电磁继电器的工作过程分析解答即可.
9、【答案】同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；磁体周围存在磁场；电场的分布特点和方向
【解析】【解答】与电荷间的相互作用类似，磁体磁极之间同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。磁体周围存在磁场，因此可联想电荷的周围可能存在电场。根据磁场的特点，研究电场时可研究电场的分布特点和方向。
【分析】任何磁铁都具有两个磁极，即N极和S极，磁感线从N极指向S极，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；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。
10、【答案】变大；变强；N
【解析】【解答】电磁继电器所在的控制电路中，定值电阻R和光敏电阻R0串联；当R0的阻值减小时，电路中总电阻会减小，由于电源电压不变，由欧姆定律可知，电路中流过两电阻的电流会变大；电路中R为定值电阻，其阻值不变，但其电流变大，故由公式 可知，定值电阻R两端的电压变大。电磁铁的磁性和线圈匝数、电流大小有关，电流增大时，电磁铁的磁性变强。由右手螺旋定则（安培定则）可以判断，电磁铁的下端为N极。
【分析】串联电路中电阻减小时，电流变大； 电磁铁的磁性随电流变大而增强；根据安培定则，判断螺线管的磁极位置。
三、实验探究
1、【答案】（1）左
（2）不相等
（3）在改变通电螺线管匝数时，没有保持电路中的电流不变；在步骤③中匝数不同的螺线管接入电路后，闭合开关，调节滑动变阻器接入电路的电阻，使电流表示数仍为I1.
【解析】【解答】(1)要使电流表的示数变大，需减小滑动变阻器的接入电阻，故滑动变阻器的滑片应向左移动。(2)铁块 P 从通电电磁铁上端拉开的瞬间，铁块P可当作受力平衡状态分析；竖向方向上，铁块受到弹簧测力计竖直向上的拉力、竖直向下的重力、电磁铁对其向下的吸引力，所以弹簧测力计对磁铁P的拉力要大于电磁铁对其向下的吸引力，即二力大小不相等。(3)根据控制变量法，探究“电磁铁磁性强弱是否与线圈匝数有关”需保证电磁铁中的电流相等，该同学在改变通电螺线管匝数时，没有保持电路中的电流不变，所以是不合理的。改进措施：在步骤③中匝数不同的螺线管接入电路后，闭合开关，调节滑动变阻器接入电路的电阻，使电流表示数仍为 I1。
【分析】（1）在串联电路中，电阻减小，电流变大；（2）物体运动状态改变时，受力不平衡；（3）探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系时，需保证电磁铁中的电流相等，改变通电螺线管匝数时。
2、【答案】（1）水平左右
（2）导体运动方向
（3）发电机
【解析】【解答】(1)闭合电路，使导体做切割磁感线运动才会产生感应电流，因为图中的U型磁铁位置可知，磁感线方向自上而下，所以导体AB做水平左右运动。(2)因为实验中的唯一变量是导体 AB的运动方向，所以和导体运动方向有关。(3)实验中产生电流，即与发电机的原理相同。
【分析】（1）闭合电路的一部分导体，做切割磁感线运动才会产生感应电流；（2）感应电流的方向和导体的运动方向相反；（3）利用电磁感应制作了发电机。
3、【答案】（1）南北方向；为了避免地磁场对实验结果的干扰
（2）小磁针发生偏转；通电导线周围存在磁场
（3）发生改变；电流的磁场方向与电流的方向有关
【解析】【解答】解：（1）因为地磁场的方向为南北方向，所以小磁针的方向静止时指向南北，在证明电流周围存在磁场，不受地磁场的干扰，应将导线水平南北放置；（2）直导线与小磁针平行放置时，接通电路，通过导线有电流，则导线周围产生磁场，小磁针受到磁力的作用会发生偏转；（3）改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也发生改变，这表明电流的磁场方向与电流的方向有关；
故答案为：（1）南北方向；为了避免地磁场对实验结果的干扰；（2）小磁针发生偏转；通电导线周围存在磁场；（3）发生改变；电流的磁场方向与电流的方向有关。
【分析】（1）此题考查了奥斯特实验，将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针平行，所以根据地磁场的特点进行判断即可；
（2）通电导线的周围存在磁场，磁场对放入其中的小磁针能产生磁力；
（3）据磁场的方向和电流方向的关系分析即可判断.
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