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第14章：磁现象-2023-2024学年初中物理单元培优提升题型练习（北师大版）
一、单选题
1．下列最能说明“力能够改变物体运动方向”的一幅图是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【详解】A．图一，小球受到磁体的力的作用方向发生改变，故A符合题意；
B．图二小球的方向没有发生变化，故B不符合题意；
C．图三手施加的力使物体发生形变，故C不符合题意；
D．图四是力使物体发生形变，故D不符合题意。
故选A。
2．在学习“力的效果”时，老师做了如图的实验：让小铁球从斜面上滚下，沿着它的运动方向放一个磁体，它在水平桌面上的运动轨迹如图甲；再次让小铁球从斜面上滚下，在它运动路径的侧旁放一个磁体，它的运动轨迹如图乙。由上述实验现象可以判定下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，小铁球在水平桌面上做匀速直线运动
B．图甲中，小铁球与磁体没有接触前它们之间没有力的作用
C．图乙中，小铁球受到磁体对它的吸引力使它的运动状态发生了改变
D．图乙中，实验表明力可以改变物体的形状
【答案】C
【详解】A．图甲中，由于受到磁体吸引力，小铁球在桌面上做变速运动，故A错误；
B．磁性物质可以吸引铁、钴、镍等物质，图甲中，小铁球与磁体没有接触前仍然可以产生力的作用，故B错误；
C．图乙中，铁球受到磁铁吸引力的作用，运动方向发生改变，说明力可以改变小铁球的运动状态，故C正确；
D．图乙中，尽管力可以使物体发生形变，但不能从题干提供的信息得出力可以使小铁球发生形变的结论，故D错误。
故选C。
3．发展新能源汽车是我国应对气候变化、推动绿色发展的战略举措。荆州市公交公司今年投入了一批新能源纯电动空调车，下列各图中能说明其动力装置工作原理的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【详解】新能源纯电动空调车的动力装置为电动机。其工作原理是通电导体在磁场中受力而运动。
A．图为奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场。故A不符合题意；
B．图中有电源，开关闭合后，导线中有电流通过，该实验说明通电导体在磁场中会受到力的作用而运动。故B符合题意；
C．图中无电源，当导体ab做切割磁感线运动时，会产生感应电流，灵敏电流计的指针会发生偏转，这是发电机的原理。故C不符合题意；
D．图为探究电磁铁与电流大小的关系实验，通过移动滑动变阻器的滑片来改变电流的大小。故D不符合题意。
故选B。
4．某同学在做“通电螺线管周围的磁场”实验中，如图所示，小磁针在a处静止时（涂黑的一端是N极），下列说法中错误的是（ ）
A．对调电源正负极，小磁针的N极不会改变指向
B．将通电螺线管固定在洒满铁屑的玻璃板上，可以判断磁场分布
C．由a处的小磁针指向可以判断出螺线管左侧是N极
D．当滑片向右滑动时，通电螺线管的磁场变强
【答案】A
【详解】A．对调电源正负极，螺线管中电流的方向发生了变化，螺线管磁场的方向发生改变，则小磁针的受力方向发生变化，小磁针的N极会改变指向，故A错误，符合题意；
B．将通电螺线管固定在洒满铁屑的玻璃板上，铁屑会被磁化，通过铁屑在玻璃板上的分布情况可以判断磁场分布情况，故B正确，不符合题意；
C．由图可知，小磁针的左端为N极，根据异名磁极相互吸引可知，螺线管的右端为S极、左端为N极，故C正确，不符合题意；
D．当滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，通电螺线管线圈的匝数不变，则通电螺线管的磁场变强，故D正确，不符合题意。
故选A。
5．如图所示，闭合开关，将甲装置中导体AB向右移动时，乙装置中导体CD随之运动起来（在整个过程中导线BD、CE、FA始终是松弛的）。下列说法不正确的是（ ）
A．甲装置可以说明电磁感应现象
B．乙装置产生的现象在生活中的应用是电动机
C．若导体AB向左移动，导体CD的运动方向不变
D．若闭合开关，将导体CD左右移动，导体AB也会随之运动起来
【答案】C
【详解】A．甲装置中导体AB向右移动时，做切割磁感线运动，产生感应电流，可以说明电磁感应现象，故A正确，不符合题意；
B．甲装置中导体AB向右移动时，做切割磁感线运动，产生感应电流，闭合开关使乙装置中导体CD通电，做切割磁感线运动，将电能转化为机械能，电动机利用这一原理工作的，故B正确，不符合题意；C．若导体AB向左移动，产生感应电流的方向改变，导体CD的受力方向改变，运动方向改变，故C错误，符合题意；
D．闭合开关，若将导体CD左右移动，做切割磁感线运动，产生感应电流，使甲装置中导体AB通电，在磁场中受力运动，故D正确，不符合题意。
故选C。
6．如图所示为直流电动机的两个不同时刻的工作原理图，下列分析不正确的是（ ）
A．导线ab中的电流在这两个时刻方向不同
B．导线ab在这两个时刻受到的磁力方向不同
C．导线ab和cd在乙图位置受到的两个力相互平衡
D．由上往下看，线圈中电流均为顺时针方向
【答案】C
【详解】AB．甲图中导线ab的电流方向是由b到a，乙图中导线ab的电流方向是由a到b，电流方向不同，受力方向也不同，故AB正确，不符合题意；
C．导线ab和cd在乙图位置受到的两个力不在同一直线上，相互不平衡，故C错误，符合题意；
D．由于电路中接入了换向器，由上往下看，线圈中电流均为顺时针方向，故D正确，不符合题意。
故选C。
【点评】
7．下列四幅图中说法正确的是（ ）
A． 如图所示，地球仪悬浮于磁铁上方静止，球体受到的磁铁斥力大于所受重力
B． 如图所示，磁铁周围小铁屑的分布情况说明磁感线是磁场中真实存在的曲线
C． 如图所示，动圈式话筒和变压器工作原理相同
D． 如图所示，线圈abcd在磁场中转动时，小灯泡不能发光
【答案】C
【详解】A．如图所示，地球仪悬浮于磁铁上方静止，球体受到的磁铁斥力等于所受重力，故A错误；
B．如图所示，磁铁周围小铁屑的分布情况说明磁场是真实存在的，磁感线不是磁场中真实存在的曲线，故B错误；
C．如图所示，动圈式话筒和变压器工作原理相同，都是利用电磁感应现象来工作的，故C正确；
D．如图所示，线圈abcd在磁场中转动时，做切割磁感线运动，会产生感应电流，小灯泡能够发光，故D错误。
故选C。
8．如图所示是小明为学校楼道设计的智能照明电路，L是“220V 22W”的节能灯，天暗时自动发光，天亮时自动熄灭。控制电路中电源由两节干电池串联而成，R1为定值电阻，R2为光敏电阻，其阻值会随着光照强度的变化而变化。下列说法正确的是（ ）
A．晚上电磁铁的磁性应该比白天时更强
B．光敏电阻的阻值随光照强度的增大而增大
C．当光照强度增大时，电压表示数将减小
D．控制电路工作时，电磁铁的上端为S极
【答案】C
【详解】A．根据题意知道，晚上时灯泡发光，白天不发光，说明晚上时，电磁铁释放衔铁，故晚上的磁性小，故A错误；
B．天暗时自动电灯亮说明此时照明电路闭合即衔铁断开，由图可知此时电磁铁的磁性减弱即电路中的电流变小，由知道，电路中的电阻变大即此时光敏电阻的阻值变大，反之，天亮时光敏电阻的阻值变小，所以他选择的光敏电阻阻值大小应随光照强度的增加而减小，故B错误；
C．敏电阻阻值大小应随光照强度的增加而减小，所以光照强度增加，光敏电阻的阻值会减小，其分担的电压减小，故电压表示数减小，故C正确；
D．控制电路工作时，由安培定则知道，电磁铁的上端为N极，故D错误。
故选C。
9．生活中许多现象都与我们学过的物理知识有关，下列对物理现象的解释合理的是（ ）
A．摩擦起电是通过摩擦的方式创造了电荷
B．能在水平面内自由转动的小磁针静止时南极指向地磁南极
C．高速公路上之所以对汽车有最大限速，是因为速度越大，惯性越大
D．炎热的夏天，我们在教室里面洒水，主要是利用了水蒸发吸热
【答案】D
【详解】A．摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体上，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电，不是创造了电荷，故A错误；
B．地理的北极在地磁场的南极附近，故小磁针自由静止时，小磁针的N极指向地理北极附近，故B错误；
C．因为质量一定时，速度越大，动能越大，所以汽车行驶的速度越大，汽车具有的动能越大，危险性就增大，因此汽车行驶要限速，跟惯性无关，故C错误；
D．炎热的夏天，往室内地面上洒水，水蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度，不是利用水的比热容大的特点，故D正确。
故选D。
二、多选题
10．关于电磁现象，下列说法中正确的是（ ）
A．通电导体周围一定存在磁场
B．磁场对放入其中的磁体具有力的作用
C．能自由转动的小磁针静止后，N极指向地理南极附近
D．发电机是依据电磁感应现象制成的
【答案】ABD
【详解】A．据电流的磁效应可知，通电导线周围存在着磁场，故A正确；
B．磁体周围存在着磁场，磁体间的相互作用是通过磁场发生的，故磁场对放入其中的磁体具有力的作用，故B正确；
C．即使没有外界磁场的情况下，小磁针在地磁场的作用下S极指南，N极指北；且若有外界磁场时，小磁针会在外界磁场的作用下发生偏转，故C错误；
D．发电机是利用电磁感应现象的制成的，电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用制成的，故D正确。
故选ABD。
三、填空题
11．如图甲所示是交流发电机的原理图。发电机工作时是将 能转化为电能。线圈在图中位置按箭头方向转动时，线圈中 （“有”、“无”）感应电流。图乙中跟发电机工作原理相同的有 （填序号）。
【答案】 机械 有 ①③
【详解】[1]闭合电路的部分导体，在磁场中切割磁感线运动产生电流的现象叫电磁感应。在电磁感应现象中，消耗机械能转化为电能；发电机的工作原理是电磁感应，工作时是将机械能转化为电能。
[2]线圈在图甲中位置按箭头方向转动时，切割磁感线运动，在线圈中有感应电流。
[3]发电机是根据电磁感应原理工作的。在图乙中：①图是探究电磁感应的原理图，其原理与发电机的原理相同；②图是电铃的原理图，利用的是电流的磁效应，与发电机的原理不同；③图为动圈式话筒，利用的是电磁感应，其原理与发电机的原理相同；④图扬声器，利用通电导体在磁场中受力运动，其原理与发电机的原理不同；因此①③工作原理与发电机相同。
12．把一台手摇发电机跟灯泡连接起来，使线圈在磁场中转动，我们可以通过 这一现象来判断电路中有电流，如图甲所示，手摇发电机的工作原理是 。把两个发光二极管极性 地并联起来（填“相同”或“相反”），并与发电机串联，如图乙所示。转动摇把，发现两个二极管交替发光，说明电路中产生的是 电流，简称交流。
【答案】 小灯泡发光 电磁感应现象 相反 交流
【详解】[1]若电路中有电流，则电流通过灯泡时会使灯泡发光，故可以通过灯泡发光来判断电路中有电流。
[2]手摇式发电机是根据闭合回路中的一部分在磁场中做切割磁感线运动来产生感应电流的，即为电磁感应现象。
[3] [4]发光二极管有单向导电性，两个发光二极管极性相反地并联后再与发电机串联，交替发光说明电路中的电流方向时刻在发生改变，即产生的是交流电流。
13．如图是许昌市某中学科技创新社团设计的电磁炮原理简化图，炮弹上固定的金属杆和金属轨道接触，并与电源构成闭合电路，通电后金属杆就会受到向右的力，于是将炮弹发射出去，请你举出生活中与电磁炮能量转换方式相似的一种用电器： ，在电路连接都完好的情况下，实验现象不太明显，请你提出一种改进措施 。
【答案】 电动机 增大电源电压
【详解】[1]由图中可知，通电后，带电金属杆在磁场中受到力的作用，运动状态发生改变，电能转化为金属杆的机械能，生活中的电动机与其能量转换方式相似。
[2]在电路连接都完好的情况下，实验现象不太明显，即金属杆的运动速度较小，为了增大金属杆的运动速度，可增大电源电压。
14．杨悦同学对电流表指针偏转的原因产生了兴趣，他在实验室找到一只可拆卸的电流表，进行了如下探究：打开外壳，观察电流表的内部结构，示意图如图所示。按照操作规范将电流表串联接入电路，通电后线圈转动，带动指针偏转；撤去磁体再次通电，指针不动。这说明电流表指针偏转的原因是通电线圈在 中受力转动，这与 （选填“电动机”或“发电机”）的工作原理相同；若让电流从电流表的“-”接线柱流入，“+”接线柱流出，指针偏转方向会与前面实验中的偏转方向 ，（选填“相同”或“相反”）因此使用电流表时不能把接线柱接反。
【答案】 磁场 电动机 相反
【详解】[1] [2]通电后线圈在磁场中受力转动，带动指针偏转，撤去磁体再次通电，指针不动，说明电流表指针偏转的原因是通电线圈在磁场中受到了力的作用。通电后，将电能转化为机械能，与电动机的原理相同。
[3]若让电流从电流表的“－”接线柱流入，“＋”接线柱流出，电流的方向相反，线圈在磁场中的受力方向也相反，因此电流表的指针与原来的偏转方向相反。
15．国家规定自2023年7月1日起，所有销售、注册登记的新车须符合国六b标准。看到此新闻后，小明利用已学知识设计了如图所示的尾气排放检测电路，R1的阻值随CO浓度的增大而减小。闭合开关后，电磁铁的下端是 极，当检测到尾气中CO浓度增大时电磁铁的磁性将 ，CO浓度高于某一值时，电铃会发声报警。
【答案】 S/南 增强
【详解】[1]由图可知，电磁铁中电流从下端流进上端流出，根据安培定则可得，电磁铁的上端为N极，下端为S极。
[2]当尾气中CO浓度增大时，电阻R1的阻值减小，则控制电路中的总电阻减小。根据欧姆定律可知，在电源电压不变的情况下，电阻减小，则通过电磁铁的电流将增大，电磁铁的磁性将增强。当CO浓度高于某一值时，电磁铁将把衔铁吸下，使得电铃所在的工作电路连通，电铃开始报警。
四、作图题
16．如图所示，处于光滑水平面的小车上放有一条形磁铁，左侧有一螺线管，当开关S闭合时，发现小车向右运动，请在括号中标出电源的正负极和A点处磁感线的方向。
【答案】
【详解】由图知道，条形磁铁的右端是S极，左端为N极，小车向右运动，由于同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，可知通电螺线管的右端是N极，左端是S极；根据安培定则，伸出右手握住螺线管使大拇指指示通电螺线管的N极，则四指弯曲所指的方向为电流的方向，所以电源的右端为负极，左端是正极；在磁体的外部，磁感线都是从磁体的N极出来回到S极，所以磁感线方向都向右，如下图
17．如图所示，小磁针静止时右端的磁极为S极，请你用笔画线代替导线将电路连接完整，并完成螺线管上导线绕线，使变阻器滑片移动可以改变螺线管的磁性强弱。
【答案】
【详解】根据异名磁极相互吸引可知，靠近小磁针N极的一端为电磁铁的S极，即电磁铁的右端为S极，左端为N极，依据电路中电流的方向可知，电流从螺线管的右端流入，左端流出。根据安培定则画出螺线管的绕线方向，如图所示：
五、实验题
18．利用如图所示的装置探究什么情况下磁可以生电，导体ab和电流表组成了闭合回路。
（1）导体ab静止时，导体所处位置磁场方向是 （填“向上”“向下”“向左”“向右”）；
（2）磁体不动，导体ab水平向左运动，电流表指针向右偏转，则导体ab中电流方向是 （选填“a到b”“b到a”），由此初步得出：闭合电路的 导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生感应电流；
（3）此装置的工作原理与 （选填字母即可：“A．动圈式话筒”“B．扬声器”）原理类似。
【答案】 向下 b到a 一部分 A
【详解】（1）[1]导体ab静止时，导体所处位置磁体的N极在上，S极在下，磁场方向是向下的。
（2）[2][3]磁体不动，导体ab水平向左运动，电流表指针向右偏转，此时经过电流表的电流从“+”接线柱流入，“﹣”接线柱流出，导体ab中电流方向是由b到a；由此初步得出：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生感应电流。
（3）[4]图中所示装置的工作原理是电磁感应现象；动圈式话筒是将声音信号转变为电信号，是根据电磁感应的原理工作的；扬声器是将电信号转变为声音信号，其工作原理是通电导体在磁场中受力运动；因此图中所示装置的工作原理与动圈式话筒原理类似。
19．如图所示，小成同学利用两块磁铁、一个线圈等材料制作了一台小型发电机，并用两个LED灯（发光二极管左边为正极，右边为负极）进行了如图连接实验探究。
（1）小成接好电路后，以一定的速度连续转动线圈，当线圈转动到如图所示位置时， （选填“AB”或“BC”）段在做切割磁感线运动，在电路中产生了感应电流，这一现象叫 现象；
（2）连续转动线圈，在实验中将会看到两LED灯交替发光，说明线圈中产生的电流方向 （选填“不变”或“周期性改变”）。若将一直流电源代替两LED灯接入电路，闭合开关，则线圈 （选填“能”或“不能”）持续转动。
【答案】 AB 电磁感应 周期性改变 不能
【详解】（1）[1] 磁感线是由N极出来，回到S极，即磁感线是水平向右的，当线圈转动到如图所示位置时,AB段在切割磁感线。
[2]闭合电路部分导体在磁场中切割磁感线，产生电流的现象叫做电磁感应现象。
（2）[3]LED灯具有单向导电性，实验中看到两LED灯交替发光，说明线圈中产生的电流方向周期性改变。
[4] 若将一直流电源代替两LED灯接入电路，闭合开关，就形成了一个直流电动机，因为电流方向和磁场方向均不发生变化，故线圈受力方向不变，所以不能持续转动。
六、综合题
20．节能减排、绿色环保的新能源汽车成为未来汽车发展的方向。某种型号纯电动汽车的部分参数如表所示：
空车质量 1380kg 最大功率 100kW
轮胎与地面总接触面积 0.032m2 最高速度 120km/h
电池容量 42kW h 最大续行里程 260km
（1）电动汽车前进和倒车是通过改变 来改变电动机的转动方向的；
（2）纯电动汽车行驶时极为安静，它减弱噪声的途径是在 （选填“声源处”或“传播途中”）；
（3）当人驾驶汽车在水平路面上匀速直线运动时，下列说法中错误的是 ；
A．汽车轮胎上的花纹是为了增大摩擦
B．汽车刹车时由于具有惯性不能立即停止下来
C．汽车的重力与地面对汽车的支持力是一对平衡力
D．人对汽车的压力与汽车对人的支持力是一对相互作用力
（4）空车静止在水平地面上时对地面的压强为 Pa；
（5）假如汽车上只有质量为60kg的司机一人，汽车以60km/h的速度匀速行驶36km，耗电9kW h。设汽车所受的阻力为汽车总重的0.05倍，则电动汽车牵引力所做的功为 J；电动汽车电能转化为机械能的效率为 ；
如图是小明为该车设计的转向指示灯电路，当单刀双掷开关S与“1”接通时，左转指示灯L1将会亮暗交替闪烁，请分析该转向指示灯工作的物理过程 。
【答案】 电流方向 声源处 C 4.3×105 2.592×107 80% 见解析
【详解】（1）[1]电动机的工作原理是磁场对电流的作用； 电动汽车的前进和倒车时，要改变电动机的转动方向，而电动机的转动方向与电流和磁场方向有关，而改变电流方向更为方便；所以电动汽车前进和倒退是通过改变电流的方向来改变电动机的转动方向的。
（2）[2]纯电动汽车行驶时极为安静，即电动汽车行驶时，在声源处阻止声音产生，所以是在声源处减弱噪声。
（3）[3]A．汽车轮胎上的花纹是通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦力，故A正确，不符合题意；
B．汽车刹车时，由于汽车具有惯性，保持原来的运动状态，所以不能立即停止下来，故B正确，不符合题意；
C．地面对汽车的支持力的大小等于汽车的重力和人的重力之和，所以汽车的重力和地面对汽车的支持力的大小不等，两个力不是一对平衡力，故C错误，符合题意；
D．人对汽车的压力的受力物体是汽车，汽车对人的支持力的受力物体是人，两个力大小相等，所以是一对相互作用力，故D正确，不符合题意。
故选C。
（4）[4]电动汽车对水平地面的压力
F=G=mg=1380kg×10N/kg=1.38×104N
电动汽车对地面的压强
（5）[5]电动汽车匀速行驶，所以牵引力与阻力平衡，则电动汽车受到的牵引力
F1=f=0.05G1=0.05×(1380kg+60kg)×10N/kg=720N
则电动车行驶36km，牵引力做的功
W=F1s=720N×36×103m=2.592×107J
[6]这个过程耗电
W总=9kW·h=9×3.6×106J=3.24×107J
电动汽车电能转化为机械能的效率
[7]当单刀双掷开关S与“1”接通时，电磁铁和灯泡L1以及电阻串联，此时电磁铁有磁性，把衔铁吸下来，使得A、B接通，则电磁铁和短路，通过灯泡的电流变大，灯泡变亮，由于AB接触把电磁铁短路，没有磁性，衔铁在弹簧的作用下复位，灯泡与电阻串联，电流减小，灯泡变暗，同时又有了电流通过电磁铁，重新吸下衔铁，如此往复。
21．科技小组的同学利用电磁继电器设计了一套温度自动控制装置。如图甲所示，电磁铁线圈阻值忽略不计，R1为热敏电阻。压缩机（电动机）启动可以起到调节温度的作用，当温度升高到启动值时，控制电路中电流达到0.15A，衔铁吸下，压缩机启动工作；当温度降低到设定值后，工作电路断开，压缩机停止工作，如此进行间歇性循环工作。图乙为工作电路某30分钟内压缩机功率与时间的关系图。请你回答：
（1）控制电路中，闭合开关后，电磁铁上端为 极（选填“N”或“S”）；
（2）压缩机刚启动工作时，控制电路消耗的电功率 ；
（3）压缩机刚启动工作时，控制电路中热敏电阻R1的阻值 ；
（4）图乙中30min内工作电路中压缩机消耗的总电能 。
【答案】 S/南 0.45W 10Ω 3×105J
【详解】（1）[1]观察图可知，电流从电磁铁的上端流入，下端流出，利用安培定则可以判断出，电磁铁上端为S极。
（2）[2]压缩机刚启工作时，控制电路中电流为0.15A，电源电压为3V，故控制电路消耗的电功率为
P=UI=3V×0.15A=0.45W
（3）[3]控制电路为串联电路，压缩机刚启工作时，根据欧姆定律，控制电路中的总电阻为
根据串联电路电阻的规律知，R1的阻值为
R1=R总-R2=20Ω-10Ω=10Ω
（4）[4]由图乙可知，30min内工作电路工作时间为25min，功率为2000W，由得
W=P压t=200W×25×60s=3×105J
22．为实现自动控制，小明利用电磁继电器（电磁铁线圈电阻不计）制作了具有加热、保温功能的电加热器，图中电压U1=3V，电阻R0=50Ω，热敏电阻R3的温度始终与水温相同，且R3的阻值随温度变化的图像如图乙所示。工作电路中U2=220V，R1=836Ω，R2=44Ω。已知电加热器中水温达到80℃时，电磁铁磁性减弱，释放衔铁，衔铁上升。
（1）当衔铁上升时会与a接通，此时工作电路处于 （选填“加热”或“保温”）状态，工作电路的电功率是多少？
（2）水的温度达到80℃时，通过电磁铁线圈的电流是多少 ？此时控制电路的电功率是多少？
（3）如果只需要水温达到70℃时衔铁就被释放而上升，那么应该对控制电路做怎样的调整？请写出一种方法，并简要说明理由。
【答案】 保温 55W 0.02A 0.06W 见解析
【详解】（1）[1][2]当衔铁上升时会与a接通，右侧电路中电阻R1和 R2串联，电路总电阻最大，电流最小，处于保温状态。由可知，保温时工作电路的电功率
（2）[3][4]由题意可知，电加热器中水温达到80℃时，电磁铁磁性减弱，释放衔铁，衔铁上升。由图乙可知，水的温度达到80℃时，R3=100Ω，此时电流
由可知，控制电路的功率
（3）[5]由图乙可知，温度降低，R3减小，电流I会增大，电磁铁磁性增强，衔铁被吸下与b接通，工作电路会处于加热状态；根据可知，降低U1能维持I不变，所以可以降低U1，让水温达到70℃时衔铁就被释放而上升。
23．某同学用如图所示的装置研究电和磁相关的实验。
（1）如图甲所示，保持蹄形磁体竖直放置，使导体AB从图示位置向上运动，电路中 （填“无”或“有”）感应电流；
（2）学习了电与磁的知识后，小明将干电池、小磁体、线圈组合放置，如图乙，观察到线圈旋转，根据此原理可以制成 （选填“电动机”或“发电机”）
（3）如图丙，请你在图中标出电源的“+”、“﹣”极和小磁针的N极。
【答案】 有 电动机
【详解】（1）[1]如图甲所示，保持蹄形磁体竖直放置，使导体AB从图示位置向上运动，此时导体切割磁感线，电路中有感应电流。
（2）[2]小明将干电池、小磁体、线圈组合放置，线圈中有电流通过，线圈受到力的作用，观察到线圈旋转，根据此原理可以制成电动机。
（3）根据安培定则，用右手握住螺线管，四指环绕的方向为电流方向，大拇指所指的方向为螺线管的N极，因此电流从螺线管右端流入，左端流出；由通电螺线管右端为S极，由异名磁极互相吸引可知，小磁针的右端为N极；此时电源的正负极和小磁针的N极如图
七、计算题
24．喜欢创造发明的小榕设计了一个自动控温的保温箱，其工作原理电路图如图所示。电源电压恒为12V，控制电路中电磁铁线圈电阻忽略不计，定值电阻，加热电路中电阻。为热敏电阻，其阻值随温度变化情况如表所示。闭合开关后，当箱内温度达时，衔铁被吸下，电阻停止工作；当箱内温度低于时，电磁铁磁性减弱，在弹簧作用下，A、B 两触点接触，电阻又开始工作。求：
（1）电阻工作100s产生的热量；
（2）电磁铁吸住滑块的最小电流；
（3）若将电流表改成温度表，其刻度是否均匀，请通过分析计算说明理由。
温度 24 26 28 30 32 34 36 38
热敏电阻 180 160 140 120 100 80 60 40
【答案】（1）7200J；（2）0.05A；（3）表盘上温度值的刻度不均匀，电流与电阻不成正比
【详解】解：（1）根据电路图可知，电阻工作时，和串联后，再与并联接入电路中，两端的电压为电源电压，消耗的电能全部用来产生热量，所以电阻工作100s产生的热量为
（2）根据题意可知，当箱内温度低于时，A、两触点接触，根据表格中的数据可知，此时的阻值为；该支路的总电阻为
电磁铁吸住滑块的最小电流为
（3）根据欧姆定律可知，电流表的示数为
电源电压不变，的阻值是变化的，电流与总电阻成反比，所以将电流表改成温度表，其刻度是不均匀的。
答：（1）电阻工作产生的热量为7200J；
（2）电磁铁吸住滑块的最小电流为0.05A；
（3）表盘上温度值的刻度不均匀，电流与电阻不成正比。
25．如图，一质量为40g．体积为50cm3的铁制小球放入盛水的薄玻璃容器中，在玻璃容器下方有一已经接入电路的螺线管，小灯泡标有“6V3W“字样，通过螺线管的电流I与螺线管对铁制小球的作用力F的关系如表，假设灯丝电阻保持不变，不考虑小球与螺线管距离的远近对力F的影响．
I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
F/N 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25
（1）闭合开关后，通电螺线管A端是 极，调节滑动变阻器，滑片向右移动，则通电螺线管的 会增强．
（2）闭合开关，调节滑动变阻器使铁制小球能够悬浮在水中，此时，小灯泡消耗的功率是多少W ？
（3）闭合开关，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，当铁制小球静止时，小球对容器底的压力是多少N ？
【答案】 N 磁性 0.48W 0.15N
【详解】（1）根据安培定则，螺线管中电流从B端流入、A端流出，则螺线管的A端为N极；滑动变阻器P向右移动时，接入电路中的电阻变小，电路中电流变大，再线圈匝数一定时，螺线管中电流越大，磁性越强．
（2）小球受到的重力G=mg=40×10-3kg×10N/kg=0.4N．S闭合后，小球悬浮，此时F浮=G+F．此时小球所受浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×50×10-6m3=0.5N，则F= F浮-G=0.5N-0.4N=0.1N．查表可知，此时电路中的电流I=0.2A．根据灯的铭牌可知RL===12Ω，此时灯泡消耗的功率是PL=I2RL=（0.2A）2×12Ω=0.48W．
（3）当小灯泡正常发光时，电路中电流为I=IL===0.5A，查表可知此时通电螺线管对小球的吸引力F=0.25N，此时小球受到向下的力为F+G=0.25N+0.4N=0.65N，而受到向上的力为F浮= 0.5N，0.65N>0.5N，所以小球将沉底．当小球沉底静止时，除了受到F、G、F浮之外，还受到容器底的支持力F支，由受力分析可知：F+G=F浮+F支，则F支=F+G-F浮=0.25N+0.4N-0.5N=0.15N．因容器底对小球的支持力与小球对容器底的压力为一对相互作用力，所以小球对容器底的压力F压= F支=0.15N．
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第14章：磁现象-2023-2024学年初中物理单元培优提升题型练习（北师大版）
一、单选题
1．下列最能说明“力能够改变物体运动方向”的一幅图是（ ）
A． B．
C． D．
2．在学习“力的效果”时，老师做了如图的实验：让小铁球从斜面上滚下，沿着它的运动方向放一个磁体，它在水平桌面上的运动轨迹如图甲；再次让小铁球从斜面上滚下，在它运动路径的侧旁放一个磁体，它的运动轨迹如图乙。由上述实验现象可以判定下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，小铁球在水平桌面上做匀速直线运动
B．图甲中，小铁球与磁体没有接触前它们之间没有力的作用
C．图乙中，小铁球受到磁体对它的吸引力使它的运动状态发生了改变
D．图乙中，实验表明力可以改变物体的形状
3．发展新能源汽车是我国应对气候变化、推动绿色发展的战略举措。荆州市公交公司今年投入了一批新能源纯电动空调车，下列各图中能说明其动力装置工作原理的是（ ）
A． B．
C． D．
4．某同学在做“通电螺线管周围的磁场”实验中，如图所示，小磁针在a处静止时（涂黑的一端是N极），下列说法中错误的是（ ）
A．对调电源正负极，小磁针的N极不会改变指向
B．将通电螺线管固定在洒满铁屑的玻璃板上，可以判断磁场分布
C．由a处的小磁针指向可以判断出螺线管左侧是N极
D．当滑片向右滑动时，通电螺线管的磁场变强
5．如图所示，闭合开关，将甲装置中导体AB向右移动时，乙装置中导体CD随之运动起来（在整个过程中导线BD、CE、FA始终是松弛的）。下列说法不正确的是（ ）
A．甲装置可以说明电磁感应现象
B．乙装置产生的现象在生活中的应用是电动机
C．若导体AB向左移动，导体CD的运动方向不变
D．若闭合开关，将导体CD左右移动，导体AB也会随之运动起来
6．如图所示为直流电动机的两个不同时刻的工作原理图，下列分析不正确的是（ ）
A．导线ab中的电流在这两个时刻方向不同
B．导线ab在这两个时刻受到的磁力方向不同
C．导线ab和cd在乙图位置受到的两个力相互平衡
D．由上往下看，线圈中电流均为顺时针方向
7．下列四幅图中说法正确的是（ ）
A． 如图所示，地球仪悬浮于磁铁上方静止，球体受到的磁铁斥力大于所受重力
B． 如图所示，磁铁周围小铁屑的分布情况说明磁感线是磁场中真实存在的曲线
C． 如图所示，动圈式话筒和变压器工作原理相同
D． 如图所示，线圈abcd在磁场中转动时，小灯泡不能发光
8．如图所示是小明为学校楼道设计的智能照明电路，L是“220V 22W”的节能灯，天暗时自动发光，天亮时自动熄灭。控制电路中电源由两节干电池串联而成，R1为定值电阻，R2为光敏电阻，其阻值会随着光照强度的变化而变化。下列说法正确的是（ ）
A．晚上电磁铁的磁性应该比白天时更强
B．光敏电阻的阻值随光照强度的增大而增大
C．当光照强度增大时，电压表示数将减小
D．控制电路工作时，电磁铁的上端为S极
9．生活中许多现象都与我们学过的物理知识有关，下列对物理现象的解释合理的是（ ）
A．摩擦起电是通过摩擦的方式创造了电荷
B．能在水平面内自由转动的小磁针静止时南极指向地磁南极
C．高速公路上之所以对汽车有最大限速，是因为速度越大，惯性越大
D．炎热的夏天，我们在教室里面洒水，主要是利用了水蒸发吸热
二、多选题
10．关于电磁现象，下列说法中正确的是（ ）
A．通电导体周围一定存在磁场
B．磁场对放入其中的磁体具有力的作用
C．能自由转动的小磁针静止后，N极指向地理南极附近
D．发电机是依据电磁感应现象制成的
三、填空题
11．如图甲所示是交流发电机的原理图。发电机工作时是将 能转化为电能。线圈在图中位置按箭头方向转动时，线圈中 （“有”、“无”）感应电流。图乙中跟发电机工作原理相同的有 （填序号）。
12．把一台手摇发电机跟灯泡连接起来，使线圈在磁场中转动，我们可以通过 这一现象来判断电路中有电流，如图甲所示，手摇发电机的工作原理是 。把两个发光二极管极性 地并联起来（填“相同”或“相反”），并与发电机串联，如图乙所示。转动摇把，发现两个二极管交替发光，说明电路中产生的是 电流，简称交流。
13．如图是许昌市某中学科技创新社团设计的电磁炮原理简化图，炮弹上固定的金属杆和金属轨道接触，并与电源构成闭合电路，通电后金属杆就会受到向右的力，于是将炮弹发射出去，请你举出生活中与电磁炮能量转换方式相似的一种用电器： ，在电路连接都完好的情况下，实验现象不太明显，请你提出一种改进措施 。
14．杨悦同学对电流表指针偏转的原因产生了兴趣，他在实验室找到一只可拆卸的电流表，进行了如下探究：打开外壳，观察电流表的内部结构，示意图如图所示。按照操作规范将电流表串联接入电路，通电后线圈转动，带动指针偏转；撤去磁体再次通电，指针不动。这说明电流表指针偏转的原因是通电线圈在 中受力转动，这与 （选填“电动机”或“发电机”）的工作原理相同；若让电流从电流表的“-”接线柱流入，“+”接线柱流出，指针偏转方向会与前面实验中的偏转方向 ，（选填“相同”或“相反”）因此使用电流表时不能把接线柱接反。
15．国家规定自2023年7月1日起，所有销售、注册登记的新车须符合国六b标准。看到此新闻后，小明利用已学知识设计了如图所示的尾气排放检测电路，R1的阻值随CO浓度的增大而减小。闭合开关后，电磁铁的下端是 极，当检测到尾气中CO浓度增大时电磁铁的磁性将 ，CO浓度高于某一值时，电铃会发声报警。
四、作图题
16．如图所示，处于光滑水平面的小车上放有一条形磁铁，左侧有一螺线管，当开关S闭合时，发现小车向右运动，请在括号中标出电源的正负极和A点处磁感线的方向。
17．如图所示，小磁针静止时右端的磁极为S极，请你用笔画线代替导线将电路连接完整，并完成螺线管上导线绕线，使变阻器滑片移动可以改变螺线管的磁性强弱。
五、实验题
18．利用如图所示的装置探究什么情况下磁可以生电，导体ab和电流表组成了闭合回路。
（1）导体ab静止时，导体所处位置磁场方向是 （填“向上”“向下”“向左”“向右”）；
（2）磁体不动，导体ab水平向左运动，电流表指针向右偏转，则导体ab中电流方向是 （选填“a到b”“b到a”），由此初步得出：闭合电路的 导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生感应电流；
（3）此装置的工作原理与 （选填字母即可：“A．动圈式话筒”“B．扬声器”）原理类似。
19．如图所示，小成同学利用两块磁铁、一个线圈等材料制作了一台小型发电机，并用两个LED灯（发光二极管左边为正极，右边为负极）进行了如图连接实验探究。
（1）小成接好电路后，以一定的速度连续转动线圈，当线圈转动到如图所示位置时， （选填“AB”或“BC”）段在做切割磁感线运动，在电路中产生了感应电流，这一现象叫 现象；
（2）连续转动线圈，在实验中将会看到两LED灯交替发光，说明线圈中产生的电流方向 （选填“不变”或“周期性改变”）。若将一直流电源代替两LED灯接入电路，闭合开关，则线圈 （选填“能”或“不能”）持续转动。
六、综合题
20．节能减排、绿色环保的新能源汽车成为未来汽车发展的方向。某种型号纯电动汽车的部分参数如表所示：
空车质量 1380kg 最大功率 100kW
轮胎与地面总接触面积 0.032m2 最高速度 120km/h
电池容量 42kW h 最大续行里程 260km
（1）电动汽车前进和倒车是通过改变 来改变电动机的转动方向的；
（2）纯电动汽车行驶时极为安静，它减弱噪声的途径是在 （选填“声源处”或“传播途中”）；
（3）当人驾驶汽车在水平路面上匀速直线运动时，下列说法中错误的是 ；
A．汽车轮胎上的花纹是为了增大摩擦
B．汽车刹车时由于具有惯性不能立即停止下来
C．汽车的重力与地面对汽车的支持力是一对平衡力
D．人对汽车的压力与汽车对人的支持力是一对相互作用力
（4）空车静止在水平地面上时对地面的压强为 Pa；
（5）假如汽车上只有质量为60kg的司机一人，汽车以60km/h的速度匀速行驶36km，耗电9kW h。设汽车所受的阻力为汽车总重的0.05倍，则电动汽车牵引力所做的功为 J；电动汽车电能转化为机械能的效率为 ；
如图是小明为该车设计的转向指示灯电路，当单刀双掷开关S与“1”接通时，左转指示灯L1将会亮暗交替闪烁，请分析该转向指示灯工作的物理过程 。
21．科技小组的同学利用电磁继电器设计了一套温度自动控制装置。如图甲所示，电磁铁线圈阻值忽略不计，R1为热敏电阻。压缩机（电动机）启动可以起到调节温度的作用，当温度升高到启动值时，控制电路中电流达到0.15A，衔铁吸下，压缩机启动工作；当温度降低到设定值后，工作电路断开，压缩机停止工作，如此进行间歇性循环工作。图乙为工作电路某30分钟内压缩机功率与时间的关系图。请你回答：
（1）控制电路中，闭合开关后，电磁铁上端为 极（选填“N”或“S”）；
（2）压缩机刚启动工作时，控制电路消耗的电功率 ；
（3）压缩机刚启动工作时，控制电路中热敏电阻R1的阻值 ；
（4）图乙中30min内工作电路中压缩机消耗的总电能 。
22．为实现自动控制，小明利用电磁继电器（电磁铁线圈电阻不计）制作了具有加热、保温功能的电加热器，图中电压U1=3V，电阻R0=50Ω，热敏电阻R3的温度始终与水温相同，且R3的阻值随温度变化的图像如图乙所示。工作电路中U2=220V，R1=836Ω，R2=44Ω。已知电加热器中水温达到80℃时，电磁铁磁性减弱，释放衔铁，衔铁上升。
（1）当衔铁上升时会与a接通，此时工作电路处于 （选填“加热”或“保温”）状态，工作电路的电功率是多少？
（2）水的温度达到80℃时，通过电磁铁线圈的电流是多少 ？此时控制电路的电功率是多少？
（3）如果只需要水温达到70℃时衔铁就被释放而上升，那么应该对控制电路做怎样的调整？请写出一种方法，并简要说明理由。
23．某同学用如图所示的装置研究电和磁相关的实验。
（1）如图甲所示，保持蹄形磁体竖直放置，使导体AB从图示位置向上运动，电路中 （填“无”或“有”）感应电流；
（2）学习了电与磁的知识后，小明将干电池、小磁体、线圈组合放置，如图乙，观察到线圈旋转，根据此原理可以制成 （选填“电动机”或“发电机”）
（3）如图丙，请你在图中标出电源的“+”、“﹣”极和小磁针的N极。
七、计算题
24．喜欢创造发明的小榕设计了一个自动控温的保温箱，其工作原理电路图如图所示。电源电压恒为12V，控制电路中电磁铁线圈电阻忽略不计，定值电阻，加热电路中电阻。为热敏电阻，其阻值随温度变化情况如表所示。闭合开关后，当箱内温度达时，衔铁被吸下，电阻停止工作；当箱内温度低于时，电磁铁磁性减弱，在弹簧作用下，A、B 两触点接触，电阻又开始工作。求：
（1）电阻工作100s产生的热量；
（2）电磁铁吸住滑块的最小电流；
（3）若将电流表改成温度表，其刻度是否均匀，请通过分析计算说明理由。
温度 24 26 28 30 32 34 36 38
热敏电阻 180 160 140 120 100 80 60 40
25．如图，一质量为40g．体积为50cm3的铁制小球放入盛水的薄玻璃容器中，在玻璃容器下方有一已经接入电路的螺线管，小灯泡标有“6V3W“字样，通过螺线管的电流I与螺线管对铁制小球的作用力F的关系如表，假设灯丝电阻保持不变，不考虑小球与螺线管距离的远近对力F的影响．
I/A 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
F/N 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25
（1）闭合开关后，通电螺线管A端是 极，调节滑动变阻器，滑片向右移动，则通电螺线管的 会增强．
（2）闭合开关，调节滑动变阻器使铁制小球能够悬浮在水中，此时，小灯泡消耗的功率是多少W ？
（3）闭合开关，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，当铁制小球静止时，小球对容器底的压力是多少N ？
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