第二十章 电与磁 期末试题选编 2021－2022学年湖南省各地人教版物理九年级全一册（含答案）

第二十章 电与磁
一、单选题
1．（2022·湖南长沙·九年级期末）关于磁体、磁场和磁感线，以下说法中正确的是（　　）
A．铜、铁和铝都能够被磁体所吸引
B．磁感线是磁场中真实存在的曲线
C．磁体之间的相互作用都是通过磁场发生的
D．物理学中，把小磁针静止时S极所指的方向规定为该点磁场的方向
2．（2022·湖南株洲·九年级期末）如图所示，闭合开关S1、S2两个通电螺线管的相互作用情况以及A、B端的极性分别是（　　）
A．相斥，A端为N极，B端为N极 B．相斥，A端为S极，B端为S极
C．相吸，A端为S极，B端为N极 D．相吸，A端为N极，B端为S极
3．（2022·湖南邵阳·九年级期末）如图所示为电磁铁的线路图．开关S闭合后，滑动变阻器的滑片P向右滑动过程中( )
A．电磁铁的右端为S极，磁性增强 B．电磁铁的右端为S极，磁性减弱
C．电磁铁的右端为N极，磁性增强 D．电磁铁的右端为N极，磁性减弱
4．（2022·湖南湘潭·九年级期末）秋天，农民为了更好地使自己收获的冬枣保鲜，要将冬枣放在保鲜库中，但保鲜库必须将温度控制在一定的范围内。机灵的明明由此根据自己所学的知识设计了如图所示的温度自动报警器原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的是（　　）
A．温度升高至－4 ℃时，灯L1亮报警
B．温度升高至－4 ℃时，灯L2亮报警
C．温度升高至8 ℃时，灯L1亮报警
D．温度升高至8 ℃时，灯L2亮报警
5．（2022·湖南岳阳·九年级期末）直流电动机工作时，换向器自动改变线圈中电流方向的位置是（　　）
A．线圈刚越过平衡位置 B．线圈转到任意位置
C．线圈平面与磁感线平行 D．线圈平面与磁感线成45°角
6．（2022·湖南长沙·九年级期末）下列对电磁现象说法正确的是（　　）
A．图甲中的POS刷卡机读出信息的原理是电磁感应现象，将电能转化为机械能
B．图乙中水位达到物块A时绿灯亮报警
C．图丙通电导体框在磁场中发生转动，原理是磁场对通电导体的作用
D．图丁中同时改变电流方向和磁场方向，可以改变导体的运动方向
7．（2022·湖南永州·九年级期末）下列四幅图都是有关电与磁的知识，其中描述正确的是（　　）
A．图甲，奥斯特实验说明了通电导线周围存在磁场
B．图乙，闭合开关通电螺线管右端为N极
C．图丙是电动机的原理图
D．图丁是发电机的原理图
8．（2022·湖南湘潭·九年级期末）话筒（麦克风）种类很多，如图是动圈式话筒的构造示意图。当我们对着话筒说话或唱歌时，声音使膜片振动，与膜片相连的线圈也跟着一起振动，线圈处在磁场中。把线圈两端的导线接入扩音机，就能通过扬声器听到说话或唱歌的声音，下列说法错误的有（　　）
A．对着话筒说话时膜片振动，说明声音能传递能量
B．线圈在磁场中振动时，将声音信号转化成电信号
C．从能量转化的角度看，话筒是将机械能转化为电能的装置
D．电动机的工作原理和话筒的工作原理相同
二、填空题
9．（2022·湖南岳阳·九年级期末）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_______。
10．（2022·湖南湘潭·九年级期末）如图所示，闭合开关，通电螺线管的上端为______极，将滑动变阻器滑片向右滑动，弹簧将__________（选填“伸长”或“缩短”）．如果用电流表替代虚线框内仪器，然后将条形磁体迅速插入线圈中，与之相连的电流表的指针会发生偏转，这是_____________现象．
11．（2022·湖南常德·九年级期末）如图所示的是一种温度自动报警器的原理图。在水银温度计里封入一段金属丝，请你结合图分析回答下面的问题：
（1）该水银温度计在电路中的作用相当于一个___________；
（2）若该装置设定为高温报警时，报警指示灯为红色，正常状态时指示灯为绿色，则灯L2为___________色（选填“红”或“绿”）。
12．（2022·湖南益阳·九年级期末）①请从能量转化的角度具体说明这个效率的意义。某电动机工作的效率是83%______；
②四冲程内燃机中，使内燃机获得动力的是______冲程。
13．（2022·湖南长沙·九年级期末）共享单车是绿色环保的交通工具，用车前需手机扫码解锁，如强行开锁则会报警，开锁和报警所需电能由自行车传动发电提供。车锁外壳应采用硬度较____的材料；骑行时车轮带动发电机发电将_____能转化为电能，车轮获得向前动力的同时也将地面的沙尘向后扬起，此现象____（填“能”或“不能”）说明分子在运动。
三、作图题
14．（2022·湖南邵阳·九年级期末）标出图中通电螺线管及小磁针的N极．
15．（2022·湖南岳阳·九年级期末）请在图中画出通电螺线管的绕法及磁感线的方向。
16．（2022·湖南常德·九年级期末）图中小磁针静止在通电螺线管旁，请你在图上标明：
( )
(1)电源的正负极；
(2)通电螺线管的N、S极；
(3)磁感线的方向．
四、实验题
17．（2022·湖南常德·九年级期末）为探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，小明用电池（电压一定）、滑动变阻器、数量较多的大头针、铁钉以及较长导线为主要器材，进行如图所示的简易实验。
（1）他将导线绕在铁钉上制成简易电磁铁，并巧妙地通过______来显示电磁铁磁性的强弱，这种方法叫______。下面的实验也用这种方法的是______；
A．认识电压时，我们可以用水压来类比
B．用光线来描述光通过的路径
C．把敲响的音叉接触水面，看有没有溅起水花，来判断音叉有没有振动
D．研究导体电阻与长度的关系时，保持导体横截面积和材料相同
（2）连接好电路，使变阻器连入电路的阻值较大，闭合开关，观察到如图甲所示的情景：接着，移动变阻器滑片，使其连入电路的阻值变小，观察到图乙所示的情景，比较图甲和乙，可知______图中的电流较小，从而发现，通过电磁铁的电流越______（选填“大”或“小”）磁性越强。
18．（2022·湖南长沙·九年级期末）如图甲所示，是“探究感应电流产生条件”的实验装置示意图。
（1）磁体和导体棒AB相对静止，闭合开关，能否观察到灵敏电流计指针偏转的现象？
答：______；
（2）探究感应电流方向与导体切割磁感线方向的关系时，应该保持______的方向不变；
（3）小明猜想磁场强弱会影响感应电流大小，于是他设计了乙所示的电磁铁代替原有的磁铁再次实验，此时需要在图乙的电路中再接入的元件是______。
19．（2022·湖南株洲·九年级期末）如图所示是小梅“探究感应电流产生的条件”的实验装置。
（1）实验中，ab棒的材料可能是______（填“塑料”或“铝”）；
（2）小梅至今对这个实验的下列过程记忆犹新：
①ab棒静止悬挂，闭合开关，灵敏电流计的指针______（填“会”或“不会”）偏转；
②闭合开关，使ab棒______（填“竖直上下”或“水平左右”）运动，可看到灵敏电流计的指针发生偏转，此过程中，主要将机械能转化为______能；
③整理器材时未断开开关，先水平向左撤去蹄形磁铁（ab棒不动），则灵敏电流计的指针______（填“会”或“不会”）偏转；
（3）若将此装置中灵敏电流计换成______，可进一步探究电动机的工作原理。
20．（2022·湖南长沙·九年级期末）磁场看不见、摸不着，小明想利用小磁针来探究通电螺线管外部磁场分布。将许多小磁针放在通电螺线管周围的不同位置，接通电路后观察各小磁针静止时的指向（黑色一端为N极），然后根据小磁针指向，画出螺线管周围的磁感线。
（1）通过观察图甲中小磁针静止时N极的指向，判断出该通电螺线管右端的极性为______极；
（2）观察图甲和图乙发现，通电螺线管外部的磁场分布与______磁体周围的磁场分布十分相似。后来小明对调电源正、负极重新实验，发现小磁针静止时N极的指向都与原来相反，这说明通电螺线管的磁场方向与______有关。
五、综合题
21．（2022·湖南岳阳·九年级期末）聪明的小明同学设计了一个恒温调奶器，其电路如图甲所示。控制电路中，电源电压为3V，定值电阻Rc=40Ω，热敏电阻R阻值随温度变化的图象如图乙所示。工作电路中，电源电压为220V，高温挡、保温挡的额定功率为1210W、110W，已知恒温调奶器中水温达到80 oC时衔铁会跳起，（恒温调奶器中被加热牛奶的比热容为4×103J/(kg·℃)，R1、R2的阻值不随温度的变化而变化）求：
（1）调奶器中的水温达到80℃，衔铁跳起，衔铁与静触点______（a/b）接触，此时控制电路中的电流为多少A______？
（2）恒温调奶器中装了2.42kg初温为20℃的牛奶，现利用高温挡将它加热到70℃用了500s，此过程恒温调奶器的加热效率是多少______？
（3）某次测试时，将其它用电器全部断开，整个电路中只让恒温调奶器工作，测试发现保温挡工作20min工作电路中的电能表（如图丙所示）转了33r，此过程中R1两端的电压是多少V______？
参考答案：
1．C
【解析】A．铜和铝都不是磁性材料，磁体都不能吸引，A不符合题意；
B．磁感线在磁场中不是真实存在的，只是为了便于研究磁场，人为画的一些曲线，B不符合题意；
C．磁体间的相互作用是通过磁场发生的，C符合题意；
D．物理学中，把小磁针静止时N极所指的方向规定为该点磁场的方向，小磁针静止时S极所指的方向与该点磁场的方向相反，D不符合题意．
2．C
【解析】两个通电螺线管正面的电流都是向下，根据安培定则可知，A端为S极，B端为N极，因此它们相互靠近的两端是异名磁极相，相互吸引。故选C。
3．D
【解析】由图可知，电流从螺旋管的左端流入、右端流出，用右手握住螺旋管，四指指向电流的方向，则大拇指指向右端，所以右端是N极，故AB错误；滑动变阻器的滑片P向右滑动过程中，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，由I=可知，电路中的电流变小，通过电磁铁的电流变小，则在螺旋管的匝数一定时，电磁铁的磁性减弱，故C错误、D正确；故应选D．
4．D
【解析】当温度低于8℃时，线圈中没有电流，此时仅灯L1亮；当温度升高到8℃时，线圈中有电流，磁铁吸引衔铁灯L2被接通，所以灯L2亮报警；温度升高至-4℃时，线圈没有电流，只是灯L1亮不报警。故选D。
5．A
【解析】当线圈平面转动到与磁感线垂直的位置时，线圈的两个边受到两个大小相等、方向相反且作用在同一条直线上的力，线圈在平衡力的作用下在平衡位置附近左右摆动，即该位置就是平衡位置。为了让电动机能够持续转动，在制作电动机时增加了换向器，线圈在平衡位置依靠惯性自动转动，当线圈刚好转过平衡位置时换向器就自动改变线圈中的电流的方向，及时改变通电线圈的受力方向，保证电动机能够连续转动。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
6．C
【解析】A．图甲中的POS刷卡机读出信息的原理是电磁感应现象，磁卡移动式切割磁感线，线圈中产生感应电流，将机械能转化为电能，故A错误；
B．图乙中水位达到物块A时，线圈所在的电路被接通，电磁铁将衔片吸下，下面的红灯被接通，红灯亮报警，故B错误；
C．图丙通电导体框在磁场中受到力的作用，可使线圈发生转动，原理是磁场对通电导体的作用，故C正确；
D．图丁只改变电流方向或只改变磁场方向，可以改变导体的运动方向，二者同时改变，导体的运动方向不变，故D错误。
故选C。
7．A
【分析】(1)奥斯特实验表明电流周围存在磁场。
(2)知道螺线管的电流方向，根据安培定则判断螺线管的磁极。
(3)电路中无电源，是发电机工作原理图。
(4)电路中有电源，是电动机的工作原理图。
【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，故A项正确；
B．闭合开关，电流从螺线管的右端进入，从左端流出，根据安培定则，可以判断螺线管的左端为N级，右端为S极，故B项错误；
C．如图，通过闭合电路一部分线圈，磁场中做切割磁感线运动，线圈中产生感应电流，使小灯泡发光，这是发电机工作原理图，故C项错误；
D．如图，导体中通有电流，导体在磁场中受力而运动，这是电动机的工作原理图，故D项错误。
故选A。
【点睛】发电机和电动机的工作原理图非常相似，电路中无电源的是发电机工作原理图，电路中有电源的是电动机工作原理图。
8．D
【解析】A．对着话筒说话时膜片振动，膜片之所以振动是由于人声带的振动通过空气传到了话筒的膜片，说明声音能传递能量，故A正确，不符合题意；
B．声波引起膜片振动，线圈和膜片是连在一起的，连在膜片上的线圈就一起振动，线圈在永久磁体的磁场里振动，切割磁感线产生感应电流，这就是电信号，线圈振动的快慢、强弱代表了声音振动的特征，产生感应电流的大小和方向就随着这个特征而变化，这个记载声音信号的感应电流经放大后传给扬声器，就发出声音，故B正确，不符合题意；
C．当对着话筒说话时，线圈在磁场中做切割磁感线运动，从而产生交变电流，将声音信号转化为电信号，把机械能转化为电能，故C正确，不符合题意；
D．发电机是根据电磁感应现象制成的，线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，与动圈式话筒的工作原理相同，故D不正确，符合题意。
故选D。
9． 地磁场 沈括
【解析】[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。
10． N 缩短 电磁感应
【解析】由安培定则可知螺线管的上端为N极，与条形磁铁的S极相互吸引，将滑动变阻器滑片向右滑动，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，电流变小，通电螺线管的磁性减弱，弹簧缩短．若用电流表代替虚线框中部分，演示的是电磁感应现象．
11． 开关 红
【解析】[1]图示中的水银温度计在电路中相当于开关，当温度升高，温度计中的水银与金属丝接触，电磁继电器接通，而温度计中的水银与金属丝未接触时，电磁继电器处于断开状态。
[2]温度高时，温度计的水银与金属丝接触，电磁铁有电流通过，把衔铁吸下，接通L2，此时L2发光，发出报警指示，所以灯L2为红灯。温度较低时，温度计的水银与金属丝不接触，电磁铁中无电流通过，衔铁恢复原位置，接触L1，L1发光，所以L1为绿灯。
12． 电动机工作时，单位时间内有83%的电能转化为机械能 做功
【解析】①[1]电动机是利用电流来工作，对外做功的装置，将电能转化为机械能，电动机的效率是指电动机的输出功率与输入功率之比，电动机工作效率是83%，说明电动机工作时，在单位时间内，有83%的电能转化为机械能。
②[2]四冲程内燃机中，做功冲程将内能转化为机械能，产生动力，故使内燃机获得动力的是做功冲程。
13． 大 机械 不能
【解析】[1]车锁硬度很大以防止变形，故车锁外壳应采用硬度较大的材料。
[2]发电机将机械能转化为电能。骑行时车轮带动发电机发电将机械能转化为电能。
[3]人眼看到的沙尘不属于分子，沙尘向后扬起属于机械运动，此现象不能说明分子在运动。
14．
【解析】分析：由电源的正负极可知电流方向，则由安培定则可知通电螺线管的极性，由通电螺线管的磁场分布可得小磁针N极．
解答：由图可知，电流由左侧流出，由安培定则得螺线管右侧为N极，左侧为S极，根据同名磁极相互吸引，异名磁极相互排斥可得小磁针右侧为S极，左侧为N极．
故答案如图所示：
【点睛】本题考查磁感线的特点及右手螺旋定则的使用，应明确小磁针静止时N极所指的方向为该点磁感线的方向．
15．
【解析】螺线管的右端为N极，左端为S极，磁体外部磁感线的方向是从N极出发回到S极。根据右手螺旋定则可得，电流由左侧导线流入，右侧导线流出，据此画出螺线管的绕线方式，故作图如下
16．略
【解析】根据磁极间的相互作用规律可知，通电螺线管左端为N极，右端为S极．所以在磁体外部，磁感线由螺线管的左端指向右端．
根据安培定则，伸出右手，让右手的大拇指指向螺线管的N极，四指弯曲所指的方向为电流的方向．所以，电流由右端的导线流入，即电源的右端为正极，左端为负极．
17． 吸起大头针的多少 转换法 C 甲 大
【解析】（1）[1]电磁铁磁性强弱是通过比较电磁铁吸引大头针的多少来反映的。电磁铁磁性强吸引的大头针多；磁性弱引的大头针少。
[2]通过电磁铁吸引的大头针的多少来反映电磁铁的磁性的强弱，所以此实验运用的是转换法。
[3]A．认识电压时，我们可以用水压来类比，运用类比方法，故A不符合题意；
B．用光线来描述光的传播方向，运用理想模型法，故B不符合题意；
C．把敲响的音叉接触水面，看有没有溅起水花，来判断音叉有没有振动，运用转换法；故C符合题意；
D．研究导体电阻与长度时，保持导体横截面积和材料相同，运用控制变量法，故D不符合题意。
故选C。
（2）[4]由图知，图乙中的滑动变阻器连入电阻小于图甲中的滑动变阻器连入的电阻，根据欧姆定律知，乙中通过线圈的电流大于甲中的电流。
[5]从图上可以看出，图乙吸引的大头针较多，说明图乙的磁性较强，从而发现，通过电磁铁的电流越大，磁性越强。
18． 不能 磁场（磁感线） 滑动变阻器
【解析】（1）[1]当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流，若磁体和导体棒AB相对静止，则导体没有做切割磁感应线运动，故导体中不能产生感应电流，因此，不能否观察到灵敏电流计指针偏转的现象。
（2）[2]感应电流方向的与磁场方向和导体切割磁线的方向有关，由控制变量法，探究感应电流方向与导体切割磁感线方向的关系是，应该保持磁场（磁感线）的方向不变。
（3）[3]因通过电磁铁的电流大小会影响电磁铁的磁性强弱，为改变通过电磁铁的电流大小，可改变连入电路的电阻大小，故乙的电路中再接入的元件是滑动变阻器。
19． 铝 不会 水平左右 电 会 电源
【解析】（1）[1]要做该实验，ab棒需要是导体，所以ab棒的材料可能是铝。
（2）①[2]ab棒静止悬挂，闭合开关，此时导体没有做切割磁感线运动，灵敏电流计的指针不会偏转。
②[3][4]闭合开关，使ab棒水平左右运动时，此时导体做切割磁感线运动，就会产生感应电流，灵敏电流计的指针会偏转；此过程中有电能产生，主要是导体做切割磁感线运动时，把机械能转化为电能。
③[5]整理器材时未断开开关，先水平向左撤去蹄形磁铁（ab棒不动），此时ab棒相对于蹄形磁铁在向右做切割磁感线的运动，故会产生感应电流，灵敏电流计的指针会偏转。
（3）[6]将此装置中灵敏电流计换成电源时，导体棒就成了通电导体，在磁场中会受到力的作用，可以探究电动机的工作原理。
20． S 条形 电流方向
【解析】（1）[1]通电螺线管外磁场是由N极指向S极，观察图甲中小磁针静止时N极的指向可知，通电螺线管右端的极性为S极。
（2）[2]根据图示的通电螺线管周围的小磁针的分布情况和螺线管周围磁感线的形状，可以确定通电螺线管周围磁感线的形状是纺锤形的，这与条形磁体周围磁场分布相似。
[3]小明改变电源的正负极后，螺线管中的电流方向发生了改变，小磁针的N极指向与原来相反，说明磁场的方向相反，由此可以确定，通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。
21． a 0.03A 80% 100V
【解析】（1）[1]由图乙可知，热敏电阻R随温度的升高而增大，这个过程中控制电路中的电流减小，当调奶器中的水温达到80℃，通过电磁铁的电流过小，磁性太弱，不能吸引衔铁，衔铁跳起，与触点a接触。
[2]由图乙可知，当温度为80℃时，热敏电阻R=60Ω，热敏电阻R与定值电阻Rc串联，串联后的总电阻
R总=R+Rc=60Ω+40Ω=100Ω
则控制电路中的电流
（2）[3]牛奶吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4×103J/(kg·℃)×2.42kg×(70℃-20℃)=4.84×105J
由可知，高温挡加热500s消耗的电能
W=P高t1=1210W×500s=6.05×105J
恒温调奶器的加热效率
（3）[4]恒温调奶器中水温达到80℃时衔铁会跳起，衔铁与触点a接触，工作电路中R1、R2串联，此时为保温挡，由可知，工作电路中R1、R2的总电阻
当衔铁与b触点接触时，工作电路中只有R2工作，此时为高温挡，由可知，R2的阻值
那么R1的阻值
R1=R′-R2=440Ω-40Ω=400Ω
由图丙可知，电能表上的参数3600r/(kW h)，它表示电路中用电器每消耗1kW h电能，电能表的转盘转过3600转，电能表转盘转了33转，恒温调奶器消耗的电能
由W=I2R t可知，此时工作电路中的电流
由串联电路的电流特点可知，通过R1、R2的电流相等，即
I1=I2=I′=0.25A
由可知，R1两端的电压
U1=I1R1=0.25A×400Ω=100V