第二十章电与磁 单元测试卷(含答案)

第二十章　电与磁 单元测试卷
一、选择题（共12小题，每小题2分，共24分）
1. 以下正确的图是(磁体的磁感线方向和NS极) (　　)
2. 指南针是我国古代的四大发明之一，如图所示的是我国早期的指南针——司南。公元1世纪初，东汉学者王充在《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢(勺柄)指南。”这句话中“柢”和“南”分别指的是(　　)
A．指南针的南极，地磁的北极
B．指南针的北极，地磁的北极
C．指南针的北极，地磁的南极
D．指南针的南极，地磁的南极
3. 如图所示，甲是铜块，乙是小磁体。当开关闭合后，甲、乙都处于静止状态，下列说法正确的是 ( )
A．甲受到向左的摩擦力
B．甲受到向右的吸引力
C．乙受到向右的排斥力
D．乙受到向右的摩擦力
4. 如图所示，地磁北极的位置最可能是(　　)
A．a B．b C．c D．d
5. 马拉松比赛时常采用感应芯片计时，芯片里的线圈一旦有电流通过，就会激发芯片发送编码信息，系统实时获取计时信息。当正确佩带芯片的参赛者通过起点和终点设置有磁场的地带时，就能计时，下列器件工作原理与它相同的是(　　)
A．电风扇 B．门吸
C．手摇发电电筒 D．电铃
6. 法国科学家阿尔贝和德国科学家彼得由于发现了巨磁电阻(GMR)效应，荣获诺贝尔物理学奖。如图所示是研究巨磁电阻特性的原理示意图。实验发现，当闭合开关S1、S2后，使滑片P向右滑动过程中，指示灯明显变暗。下列判断正确的是( )
A．电磁铁右端为N极
B．通过灯泡的电流增大
C．滑动变阻器连入电路的阻值减小
D．巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显增大
7. 竖直固定的薄板右侧放置电磁铁，通电后，左侧小磁针N极转至如图甲所示位置，左侧换成铁块A，则A会靠着薄板悬空静止如图乙所示。下列说法中正确的是(　　)
A.甲图电磁铁左端为N极
B.乙图增大电流，A所受的摩擦力不变
C.乙图电流反向，电磁铁会排斥A
D.乙图电源断开，A由于惯性会保持静止
8. 如图所示是手摇式手电筒，只要转动手电筒的摇柄，灯泡就能发光。下列实验能揭示手电筒工作原理的是(　　)
　　　
9. 如图所示的是一款能发电的魔方充电器。转动魔方时，它能发电，其原理是(　　)
A．同种电荷相互排斥
B．磁场对通电导体有力的作用
C．电磁感应
D．电流周围存在磁场
10. 如图所示，倾斜固定在水平面上的MN、PQ是两根足够长的、光滑的、平行的金属导轨(不计电阻)，M、P两端之间接有一个电阻R，均匀磁场垂直于导轨所在的平面。将金属棒ab垂直于导轨放置，则下列说法中正确的是( )
A．金属棒ab只有向下滑动，电阻R中才有电流
B．金属棒ab只有向上滑动，电阻R中才有电流
C．在下滑的过程中，金属棒没有受到磁场对它的作用力
D．在下滑的过程中，金属棒会受到磁场对它的作用力
11. 如图所示，闭合开关，先将导体ab水平用力向右移动，导体cd也随之运动起来。下列说法正确的是(　　)
A．实验装置中的甲装置产生的现象在生活中的应用是电动机
B．实验装置中的乙装置的原理是电磁感应现象
C．实验装置中的乙装置把机械能转化为电能
D．如果回路均由超导材料制成，且导体ab与cd之间距离足够大，当回路中产生感应电流后，同时撤去两蹄形磁体，则回路中电流很长时间不消失
12. 在央视2套“是真的吗”栏目中，一位网友演示了一把如图所示的“铜丝琴”；他将一根张紧的铜丝两端与扬声器接通，铜丝旁边放置一块磁铁，用手指拨动铜丝，就能使扬声器发声，演奏出优美的乐曲。这个声音是( )
A．振动的铜丝直接发出的
B．空气振动而发出的
C．通电铜丝在磁场中受力振动而发出的
D．振动的铜丝切割磁感线产生感应电流使扬声器发出的
二．填空题(每空2分，共36分）
13. 如图甲所示，一个条形磁体摔成两段，取右边一段靠近小磁针，小磁针静止时的指向如图乙所示，则右边这段裂纹处的磁极是 ____ 极。如果把这两段磁体沿裂纹吻合放在一起，这两段磁体会相互 _______ (选填“吸引”或“排斥”)
14. 有些小朋友玩的旱冰鞋，其内部虽然没有电池，但旱冰鞋的轮子滚动时，嵌在轮子中的LED灯会发光。这是因为轮子在滚动的过程中，发生了电磁感应现象，产生了_________，LED灯相当于 ________ (选填“电源”或“用电器”)。________(选填“发电机”或“电动机”)就是根据电磁感应的原理制成的。
15. 如图所示，a处的磁场比b处的磁场 (填“强”或“弱”)，静止在a处的小磁针的北极指向 (填“左”或“右”)。若将此磁体在空中水平悬吊起来，静止时图示的右端指向地磁场的 (填“南”或“北”)极。
16. 在“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验中，善于思考的小明同学用自己的方法总结出了通电螺线管的极性与电流方向之间的关系，如图所示：如果电流沿着我右手臂弯曲所指的方向，那么我的前方即为通电螺线管的 极。实验结论是通电螺线管外部的磁场和 的磁场相似，请写出一条增强通电螺线管磁性的方法： 。
17. 如图所示的是某同学探究“电磁铁磁性强弱跟电流大小关系”的电路图。
(1)电磁铁磁性的强弱是通过观察________________来确定的。
(2)闭合开关后，当滑动变阻器滑片P向________(填“a”或“b”)端移动时，电磁铁磁性增强；由实验可得到的结论是当线圈匝数不变时，通过线圈的电流________，电磁铁磁性越强。
(3)图中电磁铁的上端是________(填“N”或“S”)极。
18. 如图是智能手扶电梯工作原理图，其中R是压敏电阻，电磁铁上端是__ __极，电梯无乘客时，电磁铁磁性极弱，衔铁与触点1接触；当有乘客时，R的阻值减小，电磁铁磁性变__ __(选填“强”或“弱”)，使衔铁与触点2接触，通过电动机的电流变__ __(选填“大”或“小”)，电动机转速变快，使电梯运动变快。
三．实验探究题(每空2分，共22分）
19. 在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。
(1)闭合开关S，当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加，说明电流越 (填“大”或“小”)，电磁铁的磁性越强。“用吸引大头针个数的多少来表示磁性的强弱”这种研究物理问题的方法叫 。
(2)根据图示的情境可知， (填“甲”或“乙”)的磁性强，说明电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越 。
(3)根据安培定则，可判断出乙铁钉的下端是电磁铁的 极。
(4)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是大头针被 ，同名磁极相互 。
20．某兴趣小组在研究扬声器结构时，发现扬声器中有一个环形磁铁，他们不知道环形磁铁的磁极分布情况，于是几位同学提出了以下三种猜想。
猜想1：磁极呈横向分布(如图甲所示，左侧为N极，右侧为S极)；
猜想2：磁极呈轴向分布(如图乙所示，上面为N极，下面为S极)；
猜想3：磁极呈里外分布(如图丙所示，外侧为N极，内侧为S极)。
为了验证这些猜想，他们进行了如下实验：
(1)用细棉线将环形磁铁水平悬挂起来(如图丁所示)，结果观察到磁铁在任意位置都能保持静止，这说明猜想________(填“1”“2”或“3”)是错误的。
(2)用细棉线将环形磁铁竖直悬挂起来(如图戊所示)，结果观察到磁铁只在特定位置能保持静止，这说明猜想________(填“1”“2”或“3”)是错误的。
(3)为进一步确定这种环形磁铁磁极的分布情况，小李进行了以下实验：取两个完全相同的环形磁铁，将它们沿中心轴线互相靠近，发现它们相互排斥，接着将其中一个环形磁铁翻转，结果它们相互吸引，则验证了另一猜想是正确的。
(4)若将这两个完全相同、重均为G的环形磁铁a、b串在木制支架上，静止时如图己所示(不考虑环形磁铁与木杆间的摩擦力)，则磁铁a对底座的压力________。
A．等于G B．小于2G C．等于2G D．大于2G
(5)若再放上一个完全相同的磁铁c(b、c间也排斥)，则相邻两个磁铁间的距离lab________(填“大于”“等于”或“小于”)lbc。
四．作图题(每题3分，共6分）
21. 根据图中小磁针N极的指向标出通电螺线管外部的磁感线方向，并在括号内标出电源的“＋”或“－”极。
22. 在图中标出磁感线的方向及小磁针的N极。
五．综合应用题(12分)
23. 图甲是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅，其简化电路如图乙所示。它是通过电热丝R1来加热空气，从而加热食物，达到设定加热温度后，断开开关。求：
(1)将5×10－3 kg的空气从20 ℃加热到200 ℃需要吸收的热量。[c空气取1.0×103 J/(kg·℃)]
(2)工作电路中电热丝R1与指示灯支路并联。已知R1的额定电压为220 V，额定功率为1210 W。正常工作时，工作电路的总电流为5.55 A，此时指示灯支路消耗的功率。
(3)控制电路电源电压恒定，通过调节变阻器R3接入电路的阻值来设置加热温度，电阻R2置于温度监测区域，它的阻值随温度变化的关系如图丙所示。当加热温度设定为150 ℃，即R3的阻值调为100 Ω时，闭合开关S，电磁继电器(不计线圈的电阻)的衔铁被吸下，工作电路接通，开始加热；直到温度达到150 ℃时，衔铁向上弹起，停止加热。则当R3的阻值调为80 Ω时，对应的加热温度设定为多少？
参考答案
1-6BADCCD 6-12BBCDDD
13. N 吸引
14. 感应电流 用电器 发电机
15. 弱 左 南
16. N 条形磁体 增大通电螺线管中的电流
17. (1)吸引大头针的数量 (2)a 越大　(3)S
18. S 强 大
19. (1)大 转换法 (2)甲 强 (3)S (4)磁化 排斥
20. (1)1　(2)3　(4)C　(5)小于
21. 如图所示
22. 如图所示
23. 解：(1)将5×10－3 kg的空气从20 ℃加热到200 ℃需要吸收的热量Q＝c空气m空气Δt＝1.0×103 J/(kg· ℃)×5×10－3 kg×(200 ℃－20 ℃)＝900 J　(2)R1的额定电流I额＝＝＝5.5 A；正常工作时，工作电路总电流I＝5.55 A，此时指示灯支路的电流I指＝I－I额＝5.55 A－5.5 A＝0.05 A；指示灯支路消耗的功率P指＝UI指＝220 V×0.05 A＝11 W
(3)R3的阻值调为100 Ω，加热温度设定为150 ℃，由图丙可知，此时R2的阻值是30 Ω。当温度达到设定值时，衔铁向上弹起，停止加热，此时控制电路的总电阻R＝R2＋R3＝30 Ω＋100 Ω＝130 Ω；当R3的阻值调为80 Ω时，由于衔铁被吸下时的电流不变，电源电压也不变，则总电阻不变。此时R2′＝R－R3′＝130 Ω－80 Ω＝50 Ω；由图丙可知，对应的加热温度设定为200 ℃