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2023-2024人教版9年物理全册同步学讲练测学案（全国通用）
专题20.6 《电与磁》单元核心素养达标测试卷
满分100分，答题时间90分钟
一、选择题（本大题9小题，每小题3分，共27分）
1. （2022广西北部湾）如图所示，通电螺线管周围存在磁场，M是某一磁感线上的一点，小磁针静止在磁场中，则M点的磁场方向及小磁针的左端极性分别是（ ）
A. 向左 N极 B. 向右 N极
C. 向左 S极 D. 向右 S极
【答案】B
【解析】由图可知，螺线管的左端为N极，由于磁体周围的磁感线是从N极出发，回到S极，所以M点的磁感线向右；螺线管的右端为S极，根据磁极间的相互作用规律可知，小磁针的左端为N极，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。
2. （2022湖南益阳）如图所示的螺线管，当闭合开关后，下列判断正确的是（ ）
A. 螺线管的左端为S极
B. 右边小磁针的N极向左偏转
C. 当滑片P右移时，螺线管的磁性会减弱
D. 改变电流方向，通电螺线管的外部磁场方向不会改变
【答案】B
【解析】AB．由安培定则可知通电螺线管的左端是N极，右端是S极，因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以小磁针的N极向左偏转，故A错误，B正确；
C．滑片P向右滑动时，滑动变阻器的电阻减小，电路的电流增大，通电螺线管的磁性增强，故C错误；
D．通电螺线管外部的磁场和条形磁体外部的磁场一样，它的两端分别是N极、S极，当改变螺线管中的电流方向时，螺线管的两磁极交换位置，外部磁场方向会改变，故D错误。故选B。
3.以下是对电与磁部分四幅图的分析，其中错误的是（ ）
A．如图装置闭合电路后磁针会偏转，说明电流能产生磁场
B．如图装置说明通电导线在磁场中受到力的作用
C．如图装置所揭示的原理可制造发电机
D．图中动圈式话筒应用了磁场对电流的作用
【答案】D
【解析】（1）电流周围存在着磁场。
（2）电动机和发电机的重要区别在于电路中是否有电源。
（3）动圈式话筒和发电机的工作原理相同，都是根据电磁感应原理工作的。
A.这是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场（即电流能产生磁场），故A正确。
B.如图装置，开关闭合后导体在磁场中运动，说明通电导线在磁场中受到力的作用，故B正确。
C.图中无电源，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中有感应电流产生，电流计的指针发生偏转，根据这个原理可制成发电机，故C正确。
D.动圈式话筒是根据电磁感应原理工作的，故D错误。
4. 如图所示，一种环保型手电筒，筒内有一个能滑动的圆柱形磁铁，外圈套着一个线圈。只要将手电筒沿图中箭头方向来回摇动，手电筒的小灯就能发光。下列与此手电筒工作原理相同的是（ ）
A．电动机 B．电热水壶 C．发电机 D．扬声器
【答案】C
【解析】环保型手电筒是利用电磁感应现象制成的，磁铁在线圈中来回运动，使线圈切割磁感线，从而产生了感应电流，使小灯泡发光。
逐个分析下面四个选择项中各个设备的制成原理，将两者对应即可得到答案。
由手电筒的结构可知，线圈内有可来回运动的条形磁体，摇动手电筒时，线圈做切割磁感线运动产生电流，灯泡发光，其工作原理是电磁感应现象；
A、电动机是利用通电导体在磁场中受力而运动原理制成，是磁场对电流的作用，故A不合题意；
B、电热水器是利用电流的热效应制成的，故B不符合题意；
C、发电机是利用电磁感应现象制成的，与该手电筒工作原理相同，故C符合题意；
D、扬声器工作时，通电线圈就会在磁场中受到力的作用，由于线圈中的电流是交变电流，它的方向不断变化，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音，故D不符合题意。
5. （2022湖南长沙）我国的白鹤滩水电站拥有全球单机容量最大的水轮发电机组。下列四个装置能反映发电机基本原理的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】发电机基本原理是电磁感应现象。
A．图中为奥斯特实验，说明电流的周围存在磁场，故A不符合题意；
B．图为研究通电螺线管磁性的实验，故B不符合题意；
C．通电后导体ab运动，表明通电导体在磁场中受到力的作用，这是电动机的原理，故C不符合题意；
D．导体ab在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，这是电磁感应现象，故D符合题意。故选D。
6．核磁共振成像是一种较新的医学成像技术，它采用强静磁场和变化磁场使人体组织成像。若携带金属物做核磁共振成像，强静磁场会吸引铁质物品，变化磁场会使携带的金属中产生感应电流，金属物发热从而灼伤病人。上述说明中，没有涉及到的知识是（ ）
A．磁体的吸铁性 B．电磁感应
C．电流的热效应 D．同名磁极相互排斥
【答案】D
【解析】A．由题中信息可知，强静磁场会吸引铁质物品，说明磁体具有吸铁性；故A不符
合题意。
B．由题中信息可知，变化磁场会使携带的金属中产生感应电流，这种现象叫电磁感应现象，电磁感应现象说明磁能生电，故B不符合题意。
C．由题中信息可知，变化磁场会使携带的金属中产生感应电流，从而使金属发热而灼伤病（电流流过金属导体，金属导体发热），这种现象叫电流的热效应，故C不符合题意；
D．在上述说明中，并没有涉及同名磁极相互排斥，故D符合题意。
7. （2022江苏扬州）下列四幅图中，能说明微型电扇工作原理的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】微型电扇工作原理的是通电导体在磁场中受力的作用。
A．图中探究的是电磁感应现象，即闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流的现象，故A不符合题意；
BD．图中是电流磁效应现象，即通电螺线管的周围存在着磁场，故BD不符合题意；
C．图中是电动机的工作原理图，即通电导体在磁场中受力的作用，故C符合题意。故选C。
8. 图甲是USB迷你电风扇，下列装置中与它的核心部件（电动机）原理相同的是（ ）
A. 司南 B. 电铃
C. 麦克风 D. 扬声器
【答案】D
【解析】电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用而运动。
A．思南是利用地磁场指示南北方向的，故A不符合题意；
B．电铃通上电后，里面的电磁铁就具有磁性，是利用电流的磁性应工作的，故B不符合题意；
C．对着麦克风讲话，声波迫使里面的线圈振动，同时切割磁感线，产生感应电流，所以利用的是电磁感应原理，故C错误；
D．扬声器工作时，带有声音信息的电流通过磁场中的线圈时，线圈受到力的作用而运动，从而带动纸盒运动，利用的原理是通电导体在磁场中受到力的作用，故D符合题意。故选D。
9.如图所示为“探究感应电流产生条件”的实验装置示意图，将实验装置放在水平桌面上。在下列四种情形中，能使灵敏电流计的指针发生偏转的是（ ）
A. 蹄形磁铁不动，导体棒沿竖直方向向下运动时
B. 蹄形磁铁不动，导体棒沿竖直方向向上运动时
C. 导体棒不动，蹄形磁铁沿水平方向左右运动时
D. 导体棒不动，蹄形磁铁沿竖直方向上下运动时
【答案】C
【解析】A．蹄形磁铁不动，导体棒沿竖直方向向上运动时，导体未切割磁感线，不会产生感应电流，电路中无电流，电流计的指针不会发生偏转，故A不符合题意；
B．蹄形磁铁不动，导体棒沿竖直方向向下运动时，导体未切割磁感线，不会产生感应电流，电路中无电流，电流计的指针不会发生偏转，故B不符合题意；
C．导体棒不动，蹄形磁铁沿水平方向左右运动时，导体切割磁感线运动，产生感应电流，电路中有电流，电流计的指针发生偏转，故C符合题意；
D．导体棒不动，蹄形磁铁沿竖直方向上下运动时，导体未切割磁感线，不会产生感应电流，电路中无电流，电流计的指针不会发生偏转，故D不符合题意。
二、填空题（本大题6小题，18个空，每空1分，共18分）
1.学习了通电螺线管的磁场后，小华同学利用螺线管、小磁针、电键和电池等器材继续做实验。小华将小磁针放在螺线管内部，电键S断开，小磁针静止后如图（a）所示。闭合电键S，小磁针转动，静止后如图（b）所示。接着小华改变电池的接法，再闭合电键S，小磁针静止后如图（c）所示。请根据现象及相关条件归纳得出初步结论。
① 比较图（a）和（b）可知： 。
② 比较图（b）和（c）可知： 。
【答案】①通电螺线管内部存在磁场。
②通电螺线管内部磁场的方向跟电流方向有关。
【解析】① 比较图（a）和（b）可知通电螺线管内部有磁场，因为小磁针再两种情况下N、S方向改变了。
② 比较图（b）和（c）可知，电流方向改变后，小磁针N、S极也变化了，说明通电螺线管内部磁场的方向跟电流方向有关。
2. （2022江苏连云港）如图所示，闭合开关，导体就会运动起来，在此过程中，_____能转化为____能。利用这一原理可以制作___________。
【答案】 电 机械 电动机
【解析】如图，闭合开关，导体ab中有电流通过，通电导体在磁场中受力而运动，将电能转化为机械能。
利用通电导体在磁场中受力而运动原理可以制作电动机。
3.如图甲所示的“聪明电梯”在有、无人乘坐时会以不同的速度运行，这样可以节约用电。图乙所示是其控制电路图，R是一个压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。当所有人走出电梯后，则图中电磁铁的磁性将______（选填“增强”、“减弱”或“不变"），电动机的转速将______（选填“变快”、“变慢”或“不变”）。
【答案】 (1)减弱 (2)变慢
【解析】当所有人走出电梯后，压力减小，则压敏电阻R的阻值增大，左侧控制电路中的电流减小，电磁铁磁性变弱，则衔铁被拉起，与触点1接触，此时电动机与电阻R1串联，通过电动机的电流减小，电动机的转速变慢。
4.如图所示的装置可以用来研究_____(填“电动机”或“发电机”)的工作原理。将图中的电源换成电流表，闭合开关，让导体ab左右摆动，发现电流表指针偏转，表明导体ab中_____(填“有”或“没有”)感应电流通过，导体ab的机械能转化为_____能。
【答案】 (1)电动机 (2) 有 (3) 电
【解析】（1）闭合开关，处在磁场中的导体棒ab中有电流通过时，它就会运动起来，表明通电导体在磁场中受到力的作用，该装置可以用来研究电动机的工作原理。
（2）（3）将图中的电源换成电流表，使导体ab左右摆动，它此时做切割磁感线运动，闭合电路中会产生感应电流，即导体ab中有感应电流通过，电流表指针发生偏转，该过程消耗机械能，获得电能，将机械能转化为电能。
5. 在如图所示的装置中，闭合开关后，导体在磁场中沿_______（选填“左右”或“上下”）方向运动时，会产生感应电流，这就是电磁感应现象。人们根据此现象发明了_______机。
【答案】 左右 发电
【解析】如图所示，磁感线是竖直方向，当AB左右运动时，会切割磁感线，产生感应电流，是电磁感应现象。发电机是根据电磁感应原理制造而成。
6.目前，我国时速600公里高速磁悬浮列车研制已取得重大技术突破，标志着我国磁悬浮技术已达到世界领先水平：
(1)我国高速磁悬浮列车上装有电磁体，铁轨上装有线圈（相当于电磁铁），通电后，可使列车悬浮起来，悬浮后列车的惯性_________（填“大于”“小于”或“等于”）悬浮前的惯性。由于磁悬浮列车与轨道不接触，磁悬浮列车行驶时的噪声比普通轮轨列车行驶时的噪声_________（填“大”或“小”）；列车以600 km/h的速度匀速行驶时，列车牵引系统的电功率为2.4×107 W，不计能量损失，列车受到的阻力大小为_________N；
(2)高速磁悬浮列车上电磁体始终通有直流电，铁轨上线圈通电后，电磁体和线圈会变成一节节带有N极和S极的电磁铁，列车所受磁力如图所示，图中列车在磁力作用下正在向_________（填“左”或“右”）行驶；要保证列车一直向前行轨道驶，线圈的N极和S极就要不断变换，则铁轨上线圈中应通_________（填“直流”或“交流”）电；为了节约能源，列车行驶时应对铁轨上线圈_________（填“分区段”或“全线路”）供电。
【答案】 (1) 等于 小 1.44×105 (2) 右 交流 分区段
【解析】(1)质量是对物体惯性大小的量度，故悬浮后列车的惯性等于悬浮前的惯性。
由于磁悬浮列车与轨道不接触，没有轮轨噪声，磁悬浮列车行驶时的噪声比普通轮轨列车行驶时的噪声小。
列车以600 km/h的速度匀速行驶时，牵引力与所受摩擦力大小相等、方向相反，不计能量损失时，即由功率公式
可知牵引力为
(2)根据磁场同极相吸、异极相斥特点，列车受到的力方向向右，故图中列车在磁力作用下正在向右行驶。
要保证列车一直向前行轨道驶，线圈的N极和S极就要不断变换，则铁轨上线圈中应通交流电，通过不断变换电流方向实现磁场方向的改变。为了节约能源，列车行驶时应对铁轨上线圈分区段供电，可仅需在列车正在通过或将要通过的一段铁轨上供电。
三、作图题（本大题2小题，共8分）
1. （2022江苏扬州）如图，请标出通电螺线管的N极和图中磁感线的方向。
【答案】如图所示
【解析】电路中的电流方向从电源正极流向电源负极，由图得，电流从螺线管的右端进入，左端流出，由安培定则：右手拇指指向螺线管N极，四指指向螺线管的电流方向得，螺线管的右端为N极，左端为S极，磁场外部磁感线方向从N极到S极，如图所示。
2.将图中的电磁铁连入你设计的电路中（在方框内添加电源和滑动变阻器），使得小磁针静止时如图所示，且向右移动滑动变阻器滑片时，电磁铁的磁性变弱。
【答案】如图所示。
【解析】小磁针静止时左端为S极、右端为N极，根据磁极间的相互作用规律可知，通电螺线管的左端是N极，右端是S极如图；
根据安培定则可以判断电流从左端进入通电螺线管，则可知电源左端为正极、右端为负极；
当电流越小时，电磁铁的磁性越弱，要想电磁铁的磁性变弱，应减小电路中的电流，由欧姆定律可知，应增大电路中的电阻，则向右移动滑动变阻器滑片时，滑动变阻器接入电路的电阻应变长。
四、实验探究题（本大题3小题，共22分）
1. （6分）在探究通电螺线管外部磁场方向的实验中：
（1）在装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑，通电后铁屑分布无明显变化，这时需轻敲纸板，观察到铁屑排列成图所示的形状。可见，通电螺线管外部磁场与 磁体的磁场相似；
（2）用小磁针探究磁场方向时，发现小磁针没有标N、S极，请写出一种判断小磁针N、S极的做法：_ ；
（3）对调螺线管所接电源正、负极，周围小磁针的指向也随之对调，说明通电螺线管的极性与螺线管中电流的 有关。
【答案】 （1）条形 （2）见解析（3）方向
【解析】（1）通过实验，画出通电螺线管的磁感线，根据通电螺线管的磁感线分布形状可知，通电螺线管外部的磁场和条形磁体外部的磁场一样，通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极。
（2）在地磁场的作用下，小磁针静止时，指向北方的一端即为磁体的N极，另外一端即为S极。
（3）如果改变螺线管中的电流方向，发现小磁针的指向对调，南北极所指方向发生了改变，由此可知：通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关。
2.（8分）为了探究“电磁铁的磁性强弱与哪些因素”有关，做了以下几次实验，实验现象如图所示。根据图示现象回答下列问题：
（1）通过观察图甲中A与B两个电磁铁，当通过线圈的电流相同时、有无铁芯相同时，电磁铁线圈的匝数越多，它的磁性就越 。
（2）通过观察图甲中A与C两个电磁铁，当通过线圈的电流相同时、线圈的匝数相同时， 铁芯的电磁铁，它的磁性就越强。（选填“有”或“无”）
（3）通过观察图乙与图丙，当线圈的匝数相同、有无铁芯相同时，电磁铁的电流越 ，它的磁性就越强。
（4）结论：影响电磁铁磁性强弱的因素有 ．
【答案】（1）强 （2）有（3）大（4）通过电磁铁的电流大小、线圈的匝数、有无铁芯
【解析】（1）通过观察图甲中A与B两个电磁铁，当通过线圈的电流相同时、有无铁芯相同时，电磁铁线圈的匝数越多，它的磁性就越强。因为A吸引的铁钉多。
（2）通过观察图甲中A与C两个电磁铁，当通过线圈的电流相同时、线圈的匝数相同时，有铁芯的电磁铁，它的磁性就越强。C没有铁芯，吸引的铁钉少。
（3）通过观察图乙与图丙，当线圈的匝数相同、有无铁芯相同时，电磁铁的电流越大，它的磁性就越强。
（4）结论：影响电磁铁磁性强弱的因素有通过电磁铁的电流大小、线圈的匝数、有无铁芯．
3. （8分）如图，在“探究什么情况下磁可以生电”实验中：
序号 实验操作 电流表指针偏转情况
1 保持导体与磁体静止 不偏转
2 保持磁体静止，导体水平向左切割磁感线 向右偏转
3 保持磁体静止，导体水平向右切割磁感线 向左偏转
…
（1）比较1、2（或1、3）实验想象可知，闭合电路的一部分导体在磁场中做_______运动时，导体中就产生电流；
（2）要使感应电流方向发生改变，可采取的具体措施是：_______；（选填字母）
A．使用磁性更强的磁体
B．保持磁体静止，只改变导体水平运动的方向
C．上下调换磁极，同时改变导体水平运动的方向
（3）从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是_______能转化为电能：
（4）如果将电流表换成_______，可以探究磁场对通电导体的作用。
【答案】 （1）切割磁感线 （2）B （3）机械 （4）电源
【解析】（1）比较1、2（或1、3）实验现象可知，保持磁体和导体不动，电路中不会产生感应电流，但是保持磁体不动，导体水平切割磁感线时会产生感应电流，故可得出闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时电路中就会产生感应电流。
（2）感应电流方向与磁场方向和导体切割磁感线方向有关，所以想要改变感应电流的方向，可以只上下调换磁极，或者只改变导体水平运动的方向，如果上下调换磁极，同时改变导体水平运动的方向，感应电流的方向不会发生变化。
故选B。
（3）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时电路中就会产生感应电流，所以是机械能转化为电能。
（4）如果将电流表换成电源，则构成一个完整的闭合回路，这样可以探究磁场对通电导体的作用。
五、计算题（本大题2小题，共25分）
1.（12分）如图所示是某温控装置的简化电路图，工作电路由电压为220V的电源和阻值R＝88Ω的电热丝组成；控制电路由电源、电磁铁（线圈电阻R0＝20Ω）、开关、滑动变阻器R2（取值范围0～80Ω）和热敏电阻R1组成；R1阻值随温度变化的关系如下表所示，当控制电路电流I≥50mA时，衔铁被吸合切断工作电路；当控制电路电流I≤40mA时，衔铁被释放接通工作电路。
温度/℃ 90 80 66 60 50 46 40 36 35 34
R1/Ω 10 20 40 50 70 80 100 120 130 150
（1）工作电路正常工作时，R在1min内产生的热量是多少？
（2）当温度为60℃，滑动变阻器R2＝50Ω时，衔铁恰好被吸合，控制电路的电源电压是多少？
（3）若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是多少？
（4）要想要该装置所控制的最高温度降低一些，请分析说明如何改变R2的阻值。
【答案】（1）工作电路正常工作时，R在1min内产生的热量是3.3×104J；
（2）当温度为60℃，滑动变阻器R2＝50Ω时，衔铁恰好被吸合，控制电路的电源电压是6V；
（3）若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是35℃～80℃；
（4）要想要该装置所控制的最高温度降低一些，应减小R2的最大阻值。
【解析】（1）工作电路由电压为220V的电源和阻值R＝88Ω的电热丝组成，
则R在1min内产生的热量：
Q＝t＝×1×60s＝3.3×104J；
（2）当温度为60℃时，由表格数据可知R1＝50Ω，
已知此时滑动变阻器R2＝50Ω，则控制电路的总电阻为：
R＝R1+R2+R0＝50Ω+50Ω+20Ω＝120Ω，
此时衔铁恰好被吸合，则控制电路的电流I＝50mA＝0.05A，
由欧姆定律可得，控制电路的电源电压：
U＝IR＝0.05A×120Ω＝6V；
（3）当控制电路电流I≥50mA时，衔铁被吸合切断工作电路，由欧姆定律可得，控制电路的总电阻最大为：
R大＝＝＝120Ω，
滑动变阻器R2（取值范围0～80Ω）的最大电阻为80Ω，根据串联电阻的规律，热敏电阻R1的阻值最小（此时温度最高）：
R1＝R大﹣R2﹣R0＝120Ω﹣80Ω﹣20Ω＝20Ω，由表中数据知可控制的最高温度为80℃；
当控制电路电流I≤40mA时，衔铁被释放接通工作电路，由欧姆定律，控制电路的总电阻最小为：
R小＝＝＝150Ω，
滑动变阻器R2的最小电阻为0时，根据串联电阻的规律，热敏电阻R1的阻值最大（此时温度最低）：
R′1＝150Ω﹣20Ω＝130Ω，由表中数据知可控制的最低温度为35℃；
所以，若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是35℃～80℃；
（4）要想要该装置所控制的最高温度降低一些，即热敏电阻R1的阻值增大，因吸合时的电流不变，由欧姆定律可知，控制电路的总电阻不变，故应减小R2的最大阻值。
2. （13分）如图所示为某智能烘干机的简化电路原理图，其工作电路由电压为220V的电源、阻值为55Ω的电热丝R、红灯L和蜂鸣器组成；控制电路由电源U、电磁铁（线圈电阻忽略不计）、开关S、热敏电阻R1和滑动变阻器R2组成；R1的阻值随温度变化的关系如下表所示。当控制电路电流I≥0.05A时，衔铁被吸合，电热丝R停止工作，同时红灯亮蜂鸣器响发出报警信号，表明烘干机内温度过高。
温度 90 80 66 60 50 46 40 36 35
10 20 40 50 70 80 100 120 130
（1）电热丝R工作时的电流为多少？
（2）电热丝R通电10s产生的热量为多少？
（3）已知控制电路的电源电压U=6V，当调节滑动变阻器R2=70Ω时，烘干机内温度至少多高会发出报警信号？
【答案】（1）4A；（2）8800J；（3）60℃
【解析】（1）由电路图可知，电热丝R工作时，衔铁与工作电路中上触点接触，电热丝R单独连接在工作电路中，其两端电压U工作=220V，由题意可知，电热丝的阻值R=55Ω，根据欧姆定律可以得出，电热丝R工作时的电流为
（2）电热丝通电时间为t=10s，由焦耳定律得，电热丝通电10s产生的热量为
（3）由控制电路图可知，控制电路的电源电压U=6V，电磁铁、热敏电阻R1和滑动变阻器R2串联在控制电路中，则流过三者的电流相等，不计电磁铁的电阻，电磁铁相当于一条导线，则电路中总电阻为
当控制电路电流I≥0.05A时，衔铁被吸合，电热丝R停止工作，同时红灯亮蜂鸣器响发出报警信号，由欧姆定律可知，此时电路中总电阻为
此时，滑动变阻器阻值R2=70Ω，则热敏电阻R1的阻值为
由欧姆定律可知电路中总电阻越小电流越大，则根据题意只要热敏电阻R1≤50Ω，电路就会发出报警，由题中表格可知，温度越高，热敏电阻R1越小，查询表格数据可知，对应热敏电阻R1=50Ω的温度为60℃，则当调节滑动变阻器R2=70Ω时，烘干机内温度至少为60℃会发出报警信号。
（a）电键断开 （b）电键闭合 （c）电键闭合
N
N
N
S
S
S
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专题20.6 《电与磁》单元核心素养达标测试卷
满分100分，答题时间90分钟
一、选择题（本大题9小题，每小题3分，共27分）
1. （2022广西北部湾）如图所示，通电螺线管周围存在磁场，M是某一磁感线上的一点，小磁针静止在磁场中，则M点的磁场方向及小磁针的左端极性分别是（ ）
A. 向左 N极 B. 向右 N极
C. 向左 S极 D. 向右 S极
2. （2022湖南益阳）如图所示的螺线管，当闭合开关后，下列判断正确的是（ ）
A. 螺线管的左端为S极
B. 右边小磁针的N极向左偏转
C. 当滑片P右移时，螺线管的磁性会减弱
D. 改变电流方向，通电螺线管的外部磁场方向不会改变
3.以下是对电与磁部分四幅图的分析，其中错误的是（ ）
A．如图装置闭合电路后磁针会偏转，说明电流能产生磁场
B．如图装置说明通电导线在磁场中受到力的作用
C．如图装置所揭示的原理可制造发电机
D．图中动圈式话筒应用了磁场对电流的作用
4. 如图所示，一种环保型手电筒，筒内有一个能滑动的圆柱形磁铁，外圈套着一个线圈。只要将手电筒沿图中箭头方向来回摇动，手电筒的小灯就能发光。下列与此手电筒工作原理相同的是（ ）
A．电动机 B．电热水壶 C．发电机 D．扬声器
5. （2022湖南长沙）我国的白鹤滩水电站拥有全球单机容量最大的水轮发电机组。下列四个装置能反映发电机基本原理的是（ ）
A. B. C. D.
6．核磁共振成像是一种较新的医学成像技术，它采用强静磁场和变化磁场使人体组织成像。若携带金属物做核磁共振成像，强静磁场会吸引铁质物品，变化磁场会使携带的金属中产生感应电流，金属物发热从而灼伤病人。上述说明中，没有涉及到的知识是（ ）
A．磁体的吸铁性 B．电磁感应
C．电流的热效应 D．同名磁极相互排斥
7. （2022江苏扬州）下列四幅图中，能说明微型电扇工作原理的是（ ）
A. B. C. D.
8. 图甲是USB迷你电风扇，下列装置中与它的核心部件（电动机）原理相同的是（ ）
A. 司南 B. 电铃
C. 麦克风 D. 扬声器
9.如图所示为“探究感应电流产生条件”的实验装置示意图，将实验装置放在水平桌面上。在下列四种情形中，能使灵敏电流计的指针发生偏转的是（ ）
A. 蹄形磁铁不动，导体棒沿竖直方向向下运动时
B. 蹄形磁铁不动，导体棒沿竖直方向向上运动时
C. 导体棒不动，蹄形磁铁沿水平方向左右运动时
D. 导体棒不动，蹄形磁铁沿竖直方向上下运动时
二、填空题（本大题6小题，18个空，每空1分，共18分）
1.学习了通电螺线管的磁场后，小华同学利用螺线管、小磁针、电键和电池等器材继续做实验。小华将小磁针放在螺线管内部，电键S断开，小磁针静止后如图（a）所示。闭合电键S，小磁针转动，静止后如图（b）所示。接着小华改变电池的接法，再闭合电键S，小磁针静止后如图（c）所示。请根据现象及相关条件归纳得出初步结论。
① 比较图（a）和（b）可知： 。
② 比较图（b）和（c）可知： 。
2. （2022江苏连云港）如图所示，闭合开关，导体就会运动起来，在此过程中，_____能转化为____能。利用这一原理可以制作___________。
3.如图甲所示的“聪明电梯”在有、无人乘坐时会以不同的速度运行，这样可以节约用电。图乙所示是其控制电路图，R是一个压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。当所有人走出电梯后，则图中电磁铁的磁性将______（选填“增强”、“减弱”或“不变"），电动机的转速将______（选填“变快”、“变慢”或“不变”）。
4.如图所示的装置可以用来研究_____(填“电动机”或“发电机”)的工作原理。将图中的电源换成电流表，闭合开关，让导体ab左右摆动，发现电流表指针偏转，表明导体ab中_____(填“有”或“没有”)感应电流通过，导体ab的机械能转化为_____能。
5. 在如图所示的装置中，闭合开关后，导体在磁场中沿_______（选填“左右”或“上下”）方向运动时，会产生感应电流，这就是电磁感应现象。人们根据此现象发明了_______机。
6.目前，我国时速600公里高速磁悬浮列车研制已取得重大技术突破，标志着我国磁悬浮技术已达到世界领先水平：
(1)我国高速磁悬浮列车上装有电磁体，铁轨上装有线圈（相当于电磁铁），通电后，可使列车悬浮起来，悬浮后列车的惯性_________（填“大于”“小于”或“等于”）悬浮前的惯性。由于磁悬浮列车与轨道不接触，磁悬浮列车行驶时的噪声比普通轮轨列车行驶时的噪声_________（填“大”或“小”）；列车以600 km/h的速度匀速行驶时，列车牵引系统的电功率为2.4×107 W，不计能量损失，列车受到的阻力大小为_________N；
(2)高速磁悬浮列车上电磁体始终通有直流电，铁轨上线圈通电后，电磁体和线圈会变成一节节带有N极和S极的电磁铁，列车所受磁力如图所示，图中列车在磁力作用下正在向_________（填“左”或“右”）行驶；要保证列车一直向前行轨道驶，线圈的N极和S极就要不断变换，则铁轨上线圈中应通_________（填“直流”或“交流”）电；为了节约能源，列车行驶时应对铁轨上线圈_________（填“分区段”或“全线路”）供电。
三、作图题（本大题2小题，共8分）
1. （2022江苏扬州）如图，请标出通电螺线管的N极和图中磁感线的方向。
2.将图中的电磁铁连入你设计的电路中（在方框内添加电源和滑动变阻器），使得小磁针静止时如图所示，且向右移动滑动变阻器滑片时，电磁铁的磁性变弱。
四、实验探究题（本大题3小题，共22分）
1. （6分）在探究通电螺线管外部磁场方向的实验中：
（1）在装有螺线管的硬纸板上均匀撒满铁屑，通电后铁屑分布无明显变化，这时需轻敲纸板，观察到铁屑排列成图所示的形状。可见，通电螺线管外部磁场与 磁体的磁场相似；
（2）用小磁针探究磁场方向时，发现小磁针没有标N、S极，请写出一种判断小磁针N、S极的做法：_ ；
（3）对调螺线管所接电源正、负极，周围小磁针的指向也随之对调，说明通电螺线管的极性与螺线管中电流的 有关。
2.（8分）为了探究“电磁铁的磁性强弱与哪些因素”有关，做了以下几次实验，实验现象如图所示。根据图示现象回答下列问题：
（1）通过观察图甲中A与B两个电磁铁，当通过线圈的电流相同时、有无铁芯相同时，电磁铁线圈的匝数越多，它的磁性就越 。
（2）通过观察图甲中A与C两个电磁铁，当通过线圈的电流相同时、线圈的匝数相同时， 铁芯的电磁铁，它的磁性就越强。（选填“有”或“无”）
（3）通过观察图乙与图丙，当线圈的匝数相同、有无铁芯相同时，电磁铁的电流越 ，它的磁性就越强。
（4）结论：影响电磁铁磁性强弱的因素有 ．
3. （8分）如图，在“探究什么情况下磁可以生电”实验中：
序号 实验操作 电流表指针偏转情况
1 保持导体与磁体静止 不偏转
2 保持磁体静止，导体水平向左切割磁感线 向右偏转
3 保持磁体静止，导体水平向右切割磁感线 向左偏转
…
（1）比较1、2（或1、3）实验想象可知，闭合电路的一部分导体在磁场中做_______运动时，导体中就产生电流；
（2）要使感应电流方向发生改变，可采取的具体措施是：_______；（选填字母）
A．使用磁性更强的磁体
B．保持磁体静止，只改变导体水平运动的方向
C．上下调换磁极，同时改变导体水平运动的方向
（3）从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是_______能转化为电能：
（4）如果将电流表换成_______，可以探究磁场对通电导体的作用。
五、计算题（本大题2小题，共25分）
1.（12分）如图所示是某温控装置的简化电路图，工作电路由电压为220V的电源和阻值R＝88Ω的电热丝组成；控制电路由电源、电磁铁（线圈电阻R0＝20Ω）、开关、滑动变阻器R2（取值范围0～80Ω）和热敏电阻R1组成；R1阻值随温度变化的关系如下表所示，当控制电路电流I≥50mA时，衔铁被吸合切断工作电路；当控制电路电流I≤40mA时，衔铁被释放接通工作电路。
温度/℃ 90 80 66 60 50 46 40 36 35 34
R1/Ω 10 20 40 50 70 80 100 120 130 150
（1）工作电路正常工作时，R在1min内产生的热量是多少？
（2）当温度为60℃，滑动变阻器R2＝50Ω时，衔铁恰好被吸合，控制电路的电源电压是多少？
（3）若控制电路电源电压不变，此装置可控制的温度最大范围是多少？
（4）要想要该装置所控制的最高温度降低一些，请分析说明如何改变R2的阻值。
2. （13分）如图所示为某智能烘干机的简化电路原理图，其工作电路由电压为220V的电源、阻值为55Ω的电热丝R、红灯L和蜂鸣器组成；控制电路由电源U、电磁铁（线圈电阻忽略不计）、开关S、热敏电阻R1和滑动变阻器R2组成；R1的阻值随温度变化的关系如下表所示。当控制电路电流I≥0.05A时，衔铁被吸合，电热丝R停止工作，同时红灯亮蜂鸣器响发出报警信号，表明烘干机内温度过高。
温度 90 80 66 60 50 46 40 36 35
10 20 40 50 70 80 100 120 130
（1）电热丝R工作时的电流为多少？
（2）电热丝R通电10s产生的热量为多少？
（3）已知控制电路的电源电压U=6V，当调节滑动变阻器R2=70Ω时，烘干机内温度至少多高会发出报警信号？
（a）电键断开 （b）电键闭合 （c）电键闭合
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N
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S
S
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