第十六章 电磁现象 综合素质评价（含答案）

第十六章 电磁现象 综合素质评价
一、选择题(每题3分，共30分)
1.[2023·南宁一模改编]从小石块和铁屑的混合物中快速分离出铁屑，最合适的工具是(　　)
A．筷子 B．镊子 C．磁体 D．放大镜
2.[2023·北京期末]指南针是我国古代四大发明之一，其不断发展的过程中出现过多种形态，北宋时期曾出现过一种“指南鱼”。“指南鱼”用一块薄薄的铁片做成，形状很像一条鱼，将其磁化后，置于水面的浮木上，静止时鱼头指向南方。关于“指南鱼”，下列说法正确的是(　　)
A．“指南鱼”能指南是因为它受到地磁场的作用
B．“指南鱼”被磁化后，只有N极一个磁极
C．“指南鱼”鱼头端为N极
D．“指南鱼”静止时鱼头指向的是地磁场的S极
3. 我国北宋学者沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的分布如图所示。关于地磁场，下列说法正确的是(　　)
A．可以通过小磁针静止时N极的指向来确定该点的地磁场方向
B．地磁场的S极在地理的南极附近
C．地磁场的南、北极与地理南、北极完全重合
D．地球周围真实存在着很多条疏密不同的磁感线
4. [2023·天津期末]如图所示，甲、乙为两个条形磁体的两个磁极，弧线是部分未标方向的磁感线。根据图中小磁针静止时的指向，下列判断正确的是(　　)
A．甲、乙都是N极 B．甲、乙都是S极
C．甲是N极，乙是S极 D．甲是S极，乙是N极
5. INCLUDEPICTURE "../学科素养.EPS" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE \d "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\24春 典中点 9 物理 LK五四（\\学科素养.EPS" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "../学科素养.EPS" \* MERGEFORMAT \d 如图所示是一种名为“铁钉桥”的游戏，它是利用左右两块同一电路的电磁铁及数枚细铁钉搭建而成的，下列说法正确的是(　　)
A．“铁钉桥”利用了异名磁极相互吸引
B．被磁化后的“铁钉桥”中间磁性最强
C．电磁铁断电后“铁钉桥”也不会倒塌
D．改变电流方向会导致“铁钉桥”倒塌
6.[2023·淄博期末改编]小文探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的某次实验情景如图所示。下列分析错误的是(　　)
A．电磁铁A的上端为N极，其铁芯是磁性材料
B．电磁铁B外部的磁场与条形磁体外部的磁场相似
C．若将滑片P向右滑动，电磁铁B吸引小铁钉的数目会增多
D．依据图中信息可知，电流相同时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强
7.如图所示，将矩形铜线框ACDF上的B、E两点接入电路并放入磁场中，AB、BC、DE和EF段都受到磁场的作用力，下列每组线框在磁场中受力的方向相同的是(　　)
A．AB段与BC段
B．AB段与DE段
C．BC段与DE段
D．DE段与EF段
8.[2023·临沂]2023年5月18日，第七届世界智能大会在天津拉开帷幕，我国自主研发的电力组塔机器人展示了自主攀爬越障等一系列施工作业。机器人灵活的动作均是由电动机带动的，下列实验，能说明电动机工作原理的是(　　)
9. INCLUDEPICTURE "../多选题.EPS" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE \d "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\24春 典中点 9 物理 LK五四（\\多选题.EPS" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "../多选题.EPS" \* MERGEFORMAT \d 如图所示是甲、乙两个设备的工作原理，下列说法正确的是(　　)
A．乙是发电机的工作原理
B．甲的工作原理是电磁感应现象
C．甲工作时将电能转化为机械能
D．乙的工作原理与扬声器的工作原理相同
10. INCLUDEPICTURE "../多选题.EPS" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE \d "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\24春 典中点 9 物理 LK五四（\\多选题.EPS" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "../多选题.EPS" \* MERGEFORMAT \d [2023·济宁期末]如图所示，闭合开关S，弹簧测力计的
示数减小。下列分析正确的是(　　)
A．c端是S极，a端是电源的正极
B．c端是N极，a端是电源的负极
C．若滑动变阻器的滑片向左滑动，弹簧测力计示数变小
D．若将电源正、负极接线的位置对调，弹簧测力计示数变小
二、填空与作图题 (每空3分，第16题6分，共39分)
11.有A、B两根外形完全相同的钢棒，已知一根有磁性，另一根没有磁性，区分它们的方法是将A的一端从B的左端向右端滑动，如图所示。若在滑动过程中发现吸引力的大小不变，则说明有磁性的是________；若发现吸引力由大变小再变大，则说明________有磁性。
12. INCLUDEPICTURE "../应用.EPS" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE \d "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\24春 典中点 9 物理 LK五四（\\应用.EPS" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "../应用.EPS" \* MERGEFORMAT \d [2023·济宁期末]如图所示是小明设计的温度自动报警器，他在水银温度计里封入了一段金属丝。观察并分析可知，电磁铁的A端是________极，当温度达到________℃时，它会自动报警。为了增强电磁铁的磁性，可以进行的操作是__________________________________________________________________。
13.[2023·岳阳期末]将较长软电线的两端与灵敏电流表的两接线柱连接起来，两位同学手持电线像摇跳绳一样在空中摇动电线，使电线切割地磁场的磁感线。若灵敏电流表的指针发生偏转，则可以断定两同学站立在地面上的________(填“东西”或“南北”)方向，这个实验的原理是____________________。
14.磁带录音机既可以录音，也可以放音，其主要部件为运行的磁带和绕有线圈的磁头(如图所示)。录音时，磁带上的磁粉被由声音信号转化而来的电流产生的磁场所磁化，这样便将声音信号转化为磁信号记录在磁带上；放音时，再把磁带上的磁信号通过磁头转化为电信号使扬声器发声。录音机录音磁头的基本原理是____________________，放音磁头的基本原理是____________________。
15.如图所示是直流电动机的工作原理图，部件“AB”是____________，其作用是当线圈转过______________时，立即改变电流方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈在磁场中连续转动。
16. [2023·郑州期末]根据图中磁感线分布情况，标出c点的磁感线方向，并在括号内标出a为电源的“＋”极还是“－”极。
三、实验探究题(第17题10分，第18题8分，共18分)
17.[2023·济南期末]在做“探究通电螺线管外部的磁场分布”实验中：
(1)闭合开关后，观察到通电螺线管周围的小磁针发生偏转，说明_____________
_____________________________________________________。
(2)在嵌入通电螺线管的玻璃板上均匀撒满铁屑，闭合开关后__________________(填操作方法)，铁屑的排列如图甲所示。
(3)把小磁针放到通电螺线管四周不同位置，通电螺线管通电后记录小磁针________极的方向，如图乙所示，这个方向就是该点的磁场方向。
(4)在通电螺线管外部A、B两处放置小磁针，如图丙所示，闭合开关，发现A处小磁针发生偏转，而B处正常的小磁针不偏转，试说明B处小磁针不偏转的可能原因：_____________________________________________________。
(5)如果想探究通电螺线管的极性与电流方向的关系，接下来的操作是________
__________________________________________________________，并观察小磁针的指向。
18.[2023·成都期末]利用如图所示的装置进行电与磁的相关实验：
(1)利用该装置探究“磁场对通电导体的作用”：
①应将开关拨至接线柱________(填“2”或“3”)。
②为使导体ab运动加快，可将滑动变阻器的滑片P向_____(填“左”或“右”)移。
(2)将开关反方向闭合，利用该装置探究“产生感应电流的条件”：
①保持磁体不动，若导体ab水平向右运动，灵敏电流表指针向左偏转；若要使灵敏电流表的指针向右偏转，可以________(填“A”或“B”)。
A．对调磁体的磁极，导体ab水平向左运动
B．磁体不动，导体ab水平向左运动
②此时，电路中的导体ab相当于________。
四、综合应用题 (13分)
19.光敏电阻是阻值随光照度发生变化的元件(光照度可以反映光的强弱，光越强光照度越大，单位为lx)。某光敏电阻R的阻值随光照度变化的曲线如图甲
所示。
(1)如图乙所示是街道路灯自动控制模拟电路(未画完整)。利用蓄电池给电磁铁供电，路灯接入电压为220 V的照明电路，为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果，请用笔画线代替导线，将路灯连入照明电路中。
(2)已知当线圈中的电流大于或等于2 mA时，衔铁将被吸合。图中蓄电池可提供的电压为U＝6 V，内部电阻忽略不计，有三个不同规格的滑动变阻器可供选择：R1(0～100 Ω)、R2(0～500 Ω)、R3(0～1 800 Ω)。要求当凌晨天色渐亮，光照度增大至1.0 lx时路灯才停止工作，请通过计算说明滑动变阻器应选择哪
一个。
答案
一、1.C　【点拨】磁体具有磁性，可以吸引铁屑，不能吸引小石块，能快速分离二者。
2．A　【点拨】“指南鱼”能指南是因为它受到地磁场的作用，A正确；所有的磁体都有两个磁极，B错误；“指南鱼”静止时鱼头指向南方(地磁场的北极附近)，故鱼头为S极，C、D错误。
3．A　【点拨】根据磁场方向的规定可知，磁场中某点，小磁针静止时北极所指的方向为该点的磁场方向，故A正确；地球周围存在地磁场，地磁场的N极在地理南极附近，地磁场的S极在地理北极附近，地理南、北极与地磁场的南、北极并不重合，故B、C错误；磁感线并不存在，只是为了便于研究磁场而引入的物理模型，故D错误。
4．B　【点拨】由磁感线分布可知，两磁极相互排斥，为同名磁极，小磁针静止时N极指向磁极，根据磁极间的相互作用规律可知，磁极为S极。
5．A　【点拨】图中左右两块电磁铁将数枚原本没有磁性的细铁钉磁化后，细铁钉异名磁极靠近，相互吸引，故A正确；被磁化后的“铁钉桥”两端磁性最强，中间磁性最弱，故B错误；断电后电磁铁没有磁性，铁钉也失去磁性，在重力的作用下，“铁钉桥”会倒塌，故C错误；改变电流方向会导致电磁铁磁极改变，但“铁钉桥”仍然是异名磁极靠近，相互吸引，不会倒塌，故D错误。
6．A　【点拨】根据安培定则可知，电磁铁A上端是S极，下端是N极，故A错误。
7．B　【点拨】图中磁场方向相同，若电流方向相同，则通电导体的受力方向相同，BAFE段和BCDE段并联，所以AB中电流向下、EF中电流向上、BC中电流向上、DE中电流向下。AB和DE中电流方向相同，在磁场中受力的方向相同；EF和BC中电流方向相同，在磁场中受力的方向相同。
8．C　【点拨】电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力而运动。
9．BD　【点拨】图甲中线圈转动时，线圈会做切割磁感线运动，线圈中产生感应电流，这是电磁感应现象，是发电机的工作原理，此过程中机械能转化为电能，故B正确，C错误；图乙中通电线圈在磁场中受力发生转动，是电动机的工作原理，与扬声器的工作原理相同，故A错误，D正确。
10．AC　【点拨】条形磁体的下端为S极，闭合开关S，弹簧测力计的示数减小，则条形磁体受到向上的排斥力，因为同名磁极相互排斥，所以电磁铁的上端(c端)为S极，下端为N极，由安培定则可知，电流从电磁铁的下端流入，故电源a端为正极，b端为负极，故A正确，B错误；若滑动变阻器的滑片向左滑动，滑动变阻器连入电路的电阻减小，电路中的电流变大，电磁铁的磁性变强，对上方的条形磁体的排斥力变大，所以弹簧测力计示数变小，故C正确；若将电源正、负极接线的位置对调，电磁铁的磁性强弱不变，极性相反，则c端变为N极，与条形磁体相互吸引，故弹簧测力计的示数变大，故D错误。
二、11.A；B　【点拨】将A的一端从B的左端向右端滑动，若A是磁体，则其磁极始终与无磁性的钢棒B相对，吸引力不变；若B是磁体，无磁性的钢棒A先与磁极相对，然后与条形磁体中间相对，最后又与磁极相对，因为磁体的磁极磁性最强，所以吸引力由大变小再变大。
12．N；98；开关S改接到2(或增大电源电压U1)　【点拨】利用安培定则可知，电磁铁的A端为N极；由图可知，温度计的分度值为1 ℃，水银柱与上方金属丝连通时，电路接通，自动报警，此时温度为98 ℃；电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数多少、电流大小有关，因此可以将开关改接到2，或者增大电源电压U1来增强磁性。
13．东西；电磁感应现象　【点拨】地球是一个巨大的磁体，在地球周围存在着磁场，且地球外部的磁感线是沿南北方向的，所以两同学手持电线分别站在地面上的东西方向，像摇动跳绳一样在空中不停地摇动电线，此时电线做切割磁感线运动，故会产生感应电流，使灵敏电流表的指针发生偏转，这是电磁感应现象。
14．电流的磁效应；电磁感应现象　【点拨】录音时，磁带上的磁粉被由声音信号转化而来的电流产生的磁场所磁化，这利用了电流的磁效应；放音时，磁带从磁头上经过，磁头会切割磁带磁场的磁感线，从而产生强弱变化的电流，这些电流通过扬声器发出声音，因此放音磁头利用的是电磁感应现象。
15．换向器；平衡位置
16．【解】如图所示。　【点拨】由图知，磁感线呈排斥状，则通电螺线管右端和磁体左端是同名磁极，磁体的左端是S极，所以通电螺线管的右端也为S极，左端为N极，在磁体外部，磁感线从N极出发，回到S极，所以c点的磁感线方向是向下的；由安培定则可知，电流从通电螺线管左端流入，右端流出，所以a为电源正极。
三、17.(1)通电螺线管周围存在磁场　(2)轻敲玻璃板　(3)N　(4)小磁针N极的指向与磁场方向相同　(5)将与通电螺线管相连的电源的正、负极调换
18．(1)①3　②右　(2)①B　②电源
【点拨】(1)①若利用该装置探究“磁场对通电导体的作用”，电路中必须要有电源，应将开关的接线柱1与3接通。②磁场一定，为使导体ab运动加快，可将滑动变阻器的滑片P向右移，增大导体ab中的电流。(2)①磁体不动，导体ab水平向右运动，灵敏电流表指针向左偏转；若要使灵敏电流表的指针向右偏转，即使感应电流方向相反，可以将磁体的磁极对调或使导体ab向左运动，故B正确。②导体ab切割磁感线产生感应电流，相当于电源。
四、19.【解】(1)如图所示。
(2)光照度为1.0 lx时，光敏电阻的电阻值是2 kΩ，电路中的电流是2 mA，根据I＝可得，控制电路的总电阻R总＝＝＝3 000 Ω；根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可得，滑动变阻器接入电路的阻值R＝R总－
R光＝3 000 Ω－2 000 Ω＝1 000 Ω，所以应选择滑动变阻器R3。