九年级物理 第二十章本章检测（含答案）

第二十章　电与磁
本章检测
一、选择题(每小题3分,共27分)
1.关于磁现象,下列说法正确的是 (　　)
A.磁体周围的磁场方向是由放入该点的小磁针北极指向决定的
B.铜块能被磁化
C.磁感线是磁体周围真实存在的曲线
D.磁极间的相互作用是通过磁场发生的
2.一个能绕中心自由转动的小磁针在图20-6-1所示位置保持静止,某时刻开始小磁针所在区域出现水平向右的磁场,磁感线如图所示,则小磁针在磁场出现后 (　　)
图20-6-1
A.两极所受的力是平衡力,所以不会发生转动
B.两极所受的力方向相反,所以会持续转动
C.两极受力方向相反,会发生转动,静止时N极所指方向水平向右
D.只有N极受力,会发生转动,静止时N极所指方向水平向右
3.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
4.如图20-6-2所示的电路,下列说法正确的是 (　　)
图20-6-2
A.开关S拨到a时,小磁针静止时B端为N极
B.开关S拨到a,滑动变阻器的滑片向右滑动时,电磁铁的磁性增强
C.开关S由a拨到b时,电磁铁的磁极发生改变
D.开关S由a拨到b,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数不变,则电磁铁的磁性增强
5.我国的新型航母将采用自行研制的电磁弹射器,小明猜想它的工作原理如图20-6-3所示,电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车内的导体通过强电流时,即可受到强大的推力,小明的猜想与下列实验原理相同的是 (　　)
图20-6-3
A B C D
6.如图20-6-4是实验室用的手摇发电机,使线圈在磁场中转动,可以看到发光二极管发光。下列选项与其工作原理相似的是 (　　)
图20-6-4
A.电磁继电器 B.电磁起重机 C.电风扇 D.动圈式话筒
7.下列图与分析对应错误的是 (　　)
甲 乙 丙 丁
图20-6-5
A.甲图,开关闭合,通电螺线管的上端是S极,滑片P左移时,弹簧测力计示数减小
B.乙图,在条形磁铁周围的两个小磁针N极的指向
C.丙图,闭合开关,使导体棒ab上下运动,能使灵敏电流计指针偏转
D.丁图,实验表明,通电导体在磁场中要受到力的作用,该实验是电动机的原理图
8.小红同学利用光敏电阻受到光照时电阻变小的特性,设计了一个如图20-6-6所示的自动控制电路,要求光暗时灯亮,光亮时灯灭。在实际调试时,发现灯始终亮着,而光敏电阻和其他电路元件都正常。下列说法正确的是 (　　)
图20-6-6
A.增加电磁铁线圈的匝数能使控制电路达到要求
B.滑动变阻器滑片P向右移动能使控制电路达到要求
C.电磁铁的上端是N极
D.断开控制电路时灯不亮
9.图20-6-7是电子警察抓拍系统原理图,若行人违规闯红灯,就会接通摄像系统电源,“电子警察”就会自动抓拍人脸。下列说法正确的是 (　　)
图20-6-7
A.只要光控开关接收到红光,摄像系统就会自动拍摄
B.若将光控开关和压力开关并联,也能起到相同的作用
C.只有光控开关和压力开关都闭合时,摄像系统才会自动拍摄
D.行人只要经过埋有压力开关的路口,摄像系统就会自动拍摄
二、填空题(每空2分,共18分)
10.如图20-6-8,小娟制作了一个水果电池,她用导线将带有铁芯的螺线管两端分别与铜片和锌片接在一起,并将铜片与锌片插入挤压后的柠檬里,铜片和锌片相距约3厘米。螺线管右边的小磁针因为电流的　　　　发生偏转,并最终停在如图所示的位置;铜片是水果电池的　　　　。若要使螺线管的磁性增强,可再　　　联一个柠檬。
图20-6-8
11.如图20-6-9所示,AB和CD是两根固定且平行的水平金属导轨,符号“×”表示垂直于纸面指向纸面里的磁场的磁感线。现将电阻不计的铜棒EF和GH垂直放在滑轨上,当拉动GH使其向左移动时,发现EF也向左移动;若拉动GH使其向右移动,则EF向　　　　移动,原因是:　
　。
图20-6-9
12.酿酒坊里的发酵罐配有笨重的密封罩,为了方便操作,设计了一个杠杆和电磁铁组合系统来升降密封罩,如图20-6-10所示。电磁铁的工作原理是电流的磁效应,该现象最早是由　　　　(选填“法拉第”“奥斯特”或“安培”)发现的。装置通电后,电磁铁上端为　　　　(选填“N”或“S”)极。若密封罩被提起并悬挂于空中,不计衔铁、杠杆的质量,左侧电磁铁对衔铁的吸力应　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)密封罩的重力;若提不起,则应将滑动变阻器的滑片向　　　　(选填“左”或“右”)滑动。
图20-6-10
三、作图题(每小题4分,共8分)
13.请根据磁感线的方向,在图20-6-11中标出蹄形磁铁A端的磁极名称与小磁针B端的磁极名称。
图20-6-11
14.如图20-6-12,请根据小磁针静止时N极的指向标出通电螺线管的N、S极、图中的两条磁感线方向和电源正负极。
图20-6-12
四、实验探究题(每小题15分,共30分)
15.在研究“磁场对通电导体(电流)有力的作用”实验中。
图20-6-13
(1)利用图20-6-13甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时,应在a、b之间接入　　　　(选填“灵敏电流计”“电源”或“灯泡”);若在a、b之间接入　　　　(选填“灵敏电流计”“电源”或“灯泡”)可研究“电磁感应现象”。
(2)如图乙、丙中,磁体间磁场的磁感线方向都是从磁体N极指向S极,且线圈所处的空间磁场强弱是恒定不变的。
①图乙中,通电后cd段导线受磁场力的方向为竖直向下,此时,ab段导线所受磁场力的方向是竖直向上,这两个力　　　　(选填“是”或“不是”)一对平衡力。
②图丙中的线圈可以持续转动,是在外部加装了　　　　,该装置能使线圈平面刚过　　　　(选填“平行磁感线”“垂直磁感线”或“任一”)位置时,自动改变线圈中的电流方向。
16.小梅用图20-6-14甲中的实验装置探究怎样产生感应电流,用到了铁架台、蹄形磁铁、灵敏电流计、开关、导体棒和几根导线等器材。
图20-6-14
(1)实验中,蹄形磁铁的作用是提供　　　　,灵敏电流计用来显示电路中是否产生电流。
(2)小梅至今对这个实验的下列过程记忆犹新:
①如图甲,为使灵敏电流计的指针发生偏转,她首先闭合开关,然后要使导体棒　　　　(选填“上下”或“左右”)运动。
②要研究感应电流的方向与磁场的方向的关系,接下来的操作是:将　　　　　　　　　,保持导体棒运动方向不变,观察灵敏电流计指针的偏转方向。
(3)通过图甲所示的实验,小梅断定:闭合电路的一部分导体在磁场中做垂直于磁感线的运动就会产生感应电流。之后,她的同学小明做了如图乙(图中只画出了部分电路)的操作:闭合开关后将导体棒沿着水平方向由a到b移动,此时导体棒运动的方向与磁感线的方向　　　　(选填“垂直”或“平行”),但电路中并没有产生感应电流。在老师的启发下,小梅和小明把磁感线想象成一根根实实在在的线,把导体棒想象成一把刀,只有在闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动时,才会产生感应电流。据此,你认为图乙中的导体棒做　　　　(选填“上下”或“里外”)运动时,就会产生感应电流。
五、综合题(17分)
17.某同学利用热敏电阻为家中灯暖型“浴霸”(用电灯取暖的用电器)设计了一个温度可自动控制的装置,如图20-6-15甲所示。“控制电路”中的热敏电阻Rt的阻值随温度变化的曲线如图乙所示。“浴霸”共安装有2盏标有“220 V　440 W”的灯泡。
甲 乙
图20-6-15
回答问题:
(1)闭合开关S,当浴室中的温度上升时,由图乙可知热敏电阻的阻值　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”);当升高到一定的温度值时,继电器的衔铁会被　　　　(选填“吸合”或“释放”)。
(2)此同学用一节干电池作为控制电路的电源,已知电磁铁线圈的阻值R0=10 Ω。当线圈中电流≥50 mA时继电器的衔铁会被吸合,电流≤30 mA时衔铁会被释放,此时热敏电阻Rt对应的阻值分别是　　　Ω和　　　Ω;将这位同学设计的装置放在浴室内,浴室内温度可控制在　　　℃~　　　℃范围内。
第二十章　电与磁
本章检测 参考答案
一、选择题
1.D　磁场对放入其中的磁体产生力的作用,磁体周围的磁场方向是放入该点的小磁针静止时北极所指的方向,但不是由小磁针北极指向决定的,故A错误;铜块是非磁性物质,不能被磁化,故B错误;由于磁场是看不见、摸不着的,为了形象地描述磁场,而引入了磁感线的概念,它不是真实存在的,故C错误;磁体周围存在磁场,磁极间的相互作用,就是通过磁场发生的,故D正确。
2.C　某时刻开始小磁针所在的区域出现水平向右的磁场,小磁针将会受到磁场力的作用,且N极受力方向与磁场方向相同,水平向右,S极受力方向与磁场方向相反,水平向左,所以小磁针会发生转动,最终小磁针在磁场中静止,N极所指方向水平向右。所以A、B、D错误,C正确。
3.D　A图,闭合电路的一部分导体,在磁场中做切割磁感线运动,导体中产生感应电流,这是发电机的工作原理图,故A错误。B图是研究电磁铁的磁性强弱与电流大小关系的实验,故B错误。C图,闭合开关后,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,故C错误。D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D正确。故选D。
4.A　由图可知,当开关S拨到a时,电流从电磁铁的右端流入,左端流出,根据安培定则可知,电磁铁左端是N极,右端是S极;由磁极间的相互作用规律可知,小磁针静止时B端为N极,故A正确;开关S拨到a,滑动变阻器的滑片向右滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流减小,电磁铁的磁性减弱,故B错误;开关S由a拨到b时,电磁铁中的电流方向不变,则磁极不变,故C错误;将开关S由a拨到b时,调节滑动变阻器的滑片,保持电流表的示数不变,即电流不变,线圈匝数减少,则电磁铁的磁性减弱,故D错误。故选A。
5.C　由题意知道,电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车内的导体通以强电流时,即可受到强大的推力,所以小明猜想电磁弹射器的工作原理是磁场对通电导线有力的作用。A图中的实验说明条形磁铁对小磁针有力的作用,故A不符合题意;由图B知道,这是研究电磁铁磁性强弱的影响因素,利用的是电流的磁效应,故B不符合题意;C图中有电源,通电导体棒在磁场中受力而运动,即与电磁弹射器的工作原理相同,故C符合题意;D图中没有电源,闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,产生感应电流,这是电磁感应现象,故D不符合题意。故选C。
6.D　手摇发电机是利用电磁感应现象的原理工作的。电磁继电器和电磁起重机的主要部件是电磁铁,是利用电流的磁效应工作的,故A、B不符合题意;电风扇的用电元件是电动机,电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的,故C不符合题意;动圈式话筒是利用电磁感应现象的原理工作的,故D符合题意。故选D。
7.A　由题图A可知闭合开关后电流由螺线管的上方流入,由安培定则可知螺线管下端为N极,上端为S极;当滑片向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,则由欧姆定律可知电路中电流变大,通电螺线管磁性增强,因为通电螺线管上端与磁铁下端为异名磁极,相互吸引,故在滑片P向左移动的过程中,弹簧测力计的示数变大,故A错误。B图中根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,可以判断小磁针1静止时,N极指向左侧,S极指向右侧,小磁针2静止时,N极指向右侧,S极指向左侧,故B正确。C图中要使电路产生感应电流,必须满足两个条件,一是要有闭合的回路,二是要有部分导体做切割磁感线运动,图中符合条件,故C正确。D图中有电源,闭合开关通电导体在磁场中受力运动,将电能转化为机械能,是电动机的原理图,故D正确。故选A。
8.A　电磁继电器的主要部分是电磁铁,电磁铁的磁性强弱跟电流的大小、线圈的匝数的多少有关,要想在光亮时灯灭,一定要增大电磁铁的磁性,采取的方法是增大电流、增加线圈的匝数,而滑动变阻器滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知,通过电磁铁的电流减小,故A正确,B错误;由图可知,电磁铁中电流从下端流入上端流出,根据安培定则可知,电磁铁的上端是S极,故C错误;断开控制电路时,电磁铁没有磁性,衔铁向上移动,接通灯泡所在的电路,灯泡会发光,故D错误。故选A。
9.C　分析题意可知,只有光控开关和压力开关都闭合时,摄像系统才会自动拍摄,故A错误,C正确;若将光控开关和压力开关并联,根据并联电路的特点可知,任何一个开关闭合,摄像系统就会自动拍摄,不符合题意,故B错误;由题意知,行人闯红灯且要经过埋有压力开关的路口,光控开关和压力开关都闭合,摄像系统才会自动拍摄,故D错误。故选C。
二、填空题
10.答案　磁场　正极　串
解析　将铜片和锌片插入挤压后的柠檬,螺线管右方的小磁针会发生偏转,因为电流周围存在磁场,磁场会使小磁针发生偏转,这是电流的磁效应。由图知,小磁针静止时N极向左,根据异名磁极相互吸引可知,通电螺线管的右端为S极、左端为N极;由安培定则可知,电流从螺线管的右端流入、左端流出,所以铜片是水果电池的正极。两个柠檬并联电压不变,两个柠檬串联电压是原来的2倍,螺线管中的电流也是原来的2倍,故若要使螺线管的磁性增强,可再串联一个柠檬。
11.答案　右　由于磁场的方向不变,当GH在磁场中的运动方向改变时,感应电流的方向发生改变,导致EF中的电流方向改变,EF受到磁场力的方向改变,运动方向发生改变
解析　现将铜棒EF和GH垂直放在滑轨上,导轨放在磁场中,当拉动GH使其向左移动时,发现EF也向左移动,这是因为GH做切割磁感线运动,在GH中产生感应电流,GH当作电源,把电流提供给EF,这时EF相当于通电导体放入磁场中,所以也会向左运动;拉动GH使其向右移动时,EF会向右运动,这是由于磁场的方向不变,当GH在磁场中的运动方向改变时,感应电流的方向发生改变,导致EF中的电流方向改变,EF受到磁场力的方向改变,运动方向发生改变。
12.答案　奥斯特　N　大于　左
解析　将通电导体放在小磁针上方时,小磁针会发生偏转,即电流周围存在磁场。电磁铁的工作原理是电流的磁效应,该现象最早是奥斯特发现的;由图看出,电流从电磁铁上端流入,依据安培定则,电磁铁上端为N极。若密封罩被提起并悬挂于空中,左侧力臂小于右侧力臂,不计衔铁、杠杆的质量,左侧电磁铁吸力应大于密封罩的重力;若提不起,则应将滑动变阻器的滑片向左移动,根据欧姆定律可知,电路中电流变大,电磁铁对衔铁的吸力就会变大。
三、作图题
13.答案　如图所示
解析　由图可知,磁感线是从A端出来的,所以A端为磁体的N极;小磁针的上端与A端靠近,根据异名磁极相互吸引可知,小磁针上端为S极,则B端为N极。
14.答案　如图所示
解析　小磁针静止时的右端为N极,根据磁极间的相互作用规律可知,螺线管的右端为S极,左端为N极,在磁体的周围,磁感线从磁体的N极流出回到S极,所以磁感线的方向是向右的。利用螺线管的左端为N极和线圈的绕向,根据安培定则可以确定电流从螺线管的右端流入左端流出,从而可以确定电源的右端为正极,左端为负极。
四、实验探究题
15.答案　(1)电源　灵敏电流计　(2)①不是　②换向器　垂直磁感线
解析　(1)因为通电导体在磁场中受力会运动,观察图甲可知缺少一个电源,所以利用如图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时,应在a、b之间接入电源;
电磁感应现象是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流的现象,将机械能转化为电能,不需要电源;为了实验现象明显,利用灵敏电流计显示是否有电流产生,而不选用灯泡,故选用灵敏电流计;
(2)①在乙图中,通电后cd段导线受磁场力的方向为竖直向下,此时,ab段导线所受磁场力的方向是竖直向上,这两个力不是一对平衡力,这是因为这两个力不作用在一条直线上;
②图丙中的线圈可以持续转动,是在外部加装了换向器。当通电线圈所在平面刚过垂直磁感线位置(平衡位置)时,它能自动改变线圈中的电流方向,从而使线圈持续转动。
16.答案　(1)磁场　(2)①左右　②蹄形磁铁N、S极的位置对调　(3)垂直　里外
解析　(1)实验中,蹄形磁铁的作用是提供磁场;
(2)①产生感应电流的条件之一是导体在磁场中做切割磁感线运动,故要使导体棒左右运动;
②要研究感应电流的方向与磁场的方向的关系,接下来的操作是:将蹄形磁铁N、S极的位置对调,保持导体棒的运动方向不变,观察灵敏电流计指针的偏转方向。
(3)闭合开关后将导体棒沿着水平方向由a到b移动,此时导体棒运动的方向与磁感线的方向垂直;
因为只有闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动时,才会产生感应电流,而当图乙中的导体棒做里外运动时,导体就做切割磁感线运动,所以导体棒做里外运动时,就会产生感应电流。
五、综合题
17.答案　(1)变小　吸合　(2)20　40　22　34
解析　(1)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,继电器的衔铁会被吸合;
(2)用一节干电池作为控制电路的电源,此时的电源电压为U1=1.5 V;
当控制电路的电流达到I=50 mA=0.05 A时,继电器的衔铁会被吸合,由I=可知,总电阻:Rt+R0===30 Ω,
则Rt=30 Ω-10 Ω=20 Ω,由图乙可知,对应的温度为34 ℃,
当控制电路的电流达到I'=30 mA=0.03 A时,继电器的衔铁会被释放,由I=可知,总电阻:Rt'+R0===50 Ω,
则Rt'=50 Ω-10 Ω=40 Ω,由图乙可知,对应的温度为22 ℃,
所以浴室内的温度可控制在22~34 ℃范围之内。