2023-2024学年人教版九年级物理同步训练单元测试卷：第二十章 电与磁（较难）
一、选择题
1．（2024九上·昆明期末）如图，下列有关磁现象的说法错误的是（ ）
A．如图甲，磁体周围的磁感线是真实存在的
B．如图乙，条形磁体两端磁性强、中间磁性弱
C．如图丙，地理的两极和地磁的两极并不重合
D．如图丁，司南静止时长柄指向南方是受地磁场的作用
2．（2019九上·鱼台期末）如图所示的四个实验中，能确定钢棒具有磁性的是（ ）
①小磁针偏转 ②静止时始终南北指向
③能吸引更多的铁屑 ④电流表指针偏转
A．①② B．①③ C．②③ D．②④
3．法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于巨磁电阻(GMR)效应而荣获2007年诺贝尔物理学奖．如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图，实验发现，在闭合开关S1、S2且滑片P向右滑动的过程中，指示灯明显变暗，这说明（ ）
A．电磁铁的左端为N极
B．流过灯泡的电流增大
C．巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显减小
D．巨磁电阻的阻值与磁场的强弱没有关系
4．（2019九上·罗湖期末）在昼夜明灯的地下停车场．驾驶员根据车位入口上方的红绿灯入停。如图是小吴设计的自动控制电路图，将光控开关（遮光时开关闭合）装在每个车位地面中央，红绿灯装在车位入口上方。当车位未停车时光控开关断开绿灯亮，当车位已停车时光控开光接通红灯亮，则图L1、L2（ ）
A．都是红灯 B．都是绿灯
C．分别是红灯、绿灯 D．分别是绿灯、红灯
5．磁悬浮列车是现代高科技的应用，下列说法不正确的是（ ）
A．通过列车底部与上方轨道间的同名磁极相互排斥，使列车悬浮
B．为产生极强的磁性使列车悬浮，制作电磁铁的线圈宜选择超导材料
C．由于列车在悬浮状态下行驶，因而一定做匀速直线运动
D．列车悬浮行驶时，车体与轨道间无阻力、无震动，运动平稳
6．如图所示，N是悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁，B是螺线管。闭合开关S，待弹簧测力计示数稳定后，将变阻器尺的滑片缓慢向右滑动，在此过程中下列说法正确的是（ ）
A．V表示数变大，A表示数变大 B．V表示数变大，A表示数变小
C．弹簧测力计示数变小 D．弹簧测力计示数变大
7．法国科学家阿尔贝 费尔和德国彼得 格林贝格尔由于发现了巨磁电阻（GMR）效应，荣获了2007年诺贝尔物理学奖．如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图．实验发现，闭合S1、S2后，当滑片P向左滑动的过程中，指示灯明显变亮，则下列说法（ ）
A．电磁铁右端为N极
B．滑片P向右滑动过程中电磁铁的磁性增强
C．巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显增大
D．巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显减小
8．如题图所示，通电导线放置在磁场中，不能受到磁场作用力的是（ ）
A． B．
C． D．
9．如图所示的甲、乙两图中的矩形线圈，现在给它们通电，则下列说法正确的是（ ）
A．甲中线圈转动，乙中线圈不转动
B．乙中线圈转动，甲中线圈不转动
C．甲、乙中的线圈都会转动
D．甲、乙中的线圈都不会转动
10．（2022九上·政和期末）如图的四个实验中，反映发电机工作原理的是（ ）
A． B．
C． D．
二、填空题
11．（2024九上·长岭期末）按要求完成填空：
（1）如图甲所示，推动针管的活塞，管内的气态乙醚变成液态，说明 。
（2）如图乙所示，光屏上刚好得到清晰的像，若取走近视眼镜，要使光屏上再次得到清晰的像，光屏应向 凸透镜的方向移动选填“靠近”或“远离”。
（3）如图丙所示，该实验能证明 的存在。
（4）如图丁所示，小磁针的 极指向地理北极。
12．（2024九上·朝阳月考）小明自制了一个带有电磁铁的木船模型(如图所示).将它放入水中漂浮，船头指向东.闭合开关S，电磁铁由于受到 的作用，船头会指向地磁的 极（填“南”或“北”）．
13．如图所示是电磁选矿机的示意图，其中M为矿石，D为电磁铁，落入B中的是 ，落入C中的是 ．（填“铁矿石”“非铁矿石”）
14．小明去超市，走到电梯前发现电梯运动较慢，当他站在电梯上时电梯运动又快了起来．小明根据网络搜索的如图所示电路（R是一个压敏电阻）分析：当人站在电梯上，压敏电阻的阻值减小，则电磁铁的磁性变 ，衔铁与触点 （选填“1”或“2”）接触，电动机的转速变 ．
15．如图虚线框内的装置叫 ，其中R是热敏电阻，它的阻值随温度的升高而减小，R0是滑动变阻器．该装置的工作原理是：随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，当电流达到一定值时，衔铁被吸合，右侧空调电路接通，空调开始工作．为了节能，现要将空调启动的温度调高，可以适当将滑片P向 （选填“左”或“右”）移动，或者适当 （选填“增大”或“减小”）控制电路的电源电压．
16．如图所示，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，说明铜棒里 （选填“有”或“无”）电流产生，EF受到的是磁场力的作用．当拉动GH使其向右移动时，EF应向 （选填“左”或“右”）移动，理由是： ；此过程中能量的转化是： 。
三、实验探究题
17．（2023九上·阳泉期末）在研究两个靠近的异名磁极周围磁感线的分布时，几位同学提出了以下两种猜想：
（1）利用所学知识，断定猜想 肯定是错误的。你判断的依据是：磁体外部的磁感线都是 ；
（2）请设计一个简单实验，验证另一个猜想是否正确： 实验器材： ； 实验步骤： ； 判定方法： 。
18．如图所示，蒙飞和李瑞做了如下实验：将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针平行．接通电路后，观察到小磁针发生了偏转.
（1）实验探究的是通电直导线周围是否存在 ．
（2）改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也发生改变，表明通电导体周围 有关．
（3）实验中小磁针的作用是 ．
（4）实验中用到了一种重要的科学探究方法是________．
A．类比法 B．转换法 C．控制变量法 D．等效替代法
19．（2019九上·惠州期末）物理学中常用磁感线来形象地描述磁场，用磁感应强度(用字母B表示)来描述磁场的强弱，它的国际单位是特斯拉(符号是T)，磁感应强度B越大表明磁场越强；B=0表明没有磁场。有一种电阻，它的大小随磁场强弱的变化而变化，这种电阻叫做磁敏电阻，如图所示是某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图象。为了研究某磁敏电阻R的性质，小刚设计了如图所示的电路进行实验，请解答下列问题：
（1）当S1断开，S2闭合时，电压表的示数为3V，则此时电流表的示数为 A
（2）只闭合S1，通电螺线管的左端是 极，闭合S1和S2，移动两个滑动变阻器的滑片，当电流表示数为0.04A时，电压表的示数为6V，由图像可知，此时该磁敏电阻所在位置的磁感应强度为 T
（3）实验中，小刚将电路中的电源正负极对调，发现乙电路中电压表和电流表的示数不变，这表明，该磁敏电阻的阻值与磁场的 无关
（4）实验中小刚为了改变磁敏电阻阻值，需要通过改变滑动变阻器连入电路中的阻值来改变磁敏电阻所在位置的磁感应强度，若想让磁敏电阻R的阻值增大，应将滑动变阻器向 （选填“左”“右”）
四、计算题
20．（2018九下·宜兴月考）小明在研究性学习活动中，查阅到一种热敏电阻的阻值随温度变化的规律如下表，并将该型号的热敏电阻应用于如图所示由“控制电路”和“工作电路”组成的恒温箱电路中。“控制电路”由热敏电阻R1、电磁铁（线圈阻值R0 = 50Ω）、电源U1、开关等组成，当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合，右边工作电路则断开；“工作电路”由工作电源U2（U2= 10V）、发热电阻R2（R2 = 5Ω）、导线等组成。问：
（1）工作电路工作时的电流为多大？电阻R2的发热功率为多大？
（2）若发热电阻R2需提供1.2×104J的热量，则工作电路要工作多长时间（不计热量的损失）？
（3）若恒温箱的温度最高不得超过50℃，则控制电路的电源电压U1最小值为多大？
21．为防止湿手板开关造成触电事故，小宇同学为家中的灯暖型浴霸（冬季家庭洗浴时取暖时用的电器）设计了一个温度自动控制装置，如图甲所示．其中半导体材料制成的热敏电阻阻值R1随温度变化的曲线如图乙所示．已知继电器线圈电阻R2为20Ω，电源的电压U0恒为12V．浴霸共安装有4只“220V 250W”的灯泡，当继电器线圈中的电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，浴霸电路断开；当线圈中的电流小于或等于40mA时，继电器的衔铁被释放，浴霸电路闭合．求：
（1）浴霸电路闭合时，通过浴霸的总电流．
（2）若将此装置放在浴室内，浴室内的温度可控制在什么范围？
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】磁感线及其特点；地磁场
【解析】【解答】A.如图甲，磁体周围的磁感线并不存在，是人为引入的，故A错误符合题意；
B.如图乙，条形磁体两端磁性强、中间磁性弱，故B正确不合题意；
C.如图丙，地理的两极和地磁的两极并不重合，故C正确不合题意；
D.如图丁，司南静止时长柄指向南方是受地磁场的作用，故D正确不合题意。
故选A。
【分析】A.根据对磁感线的认识判断；
B.根据条形磁铁的磁场分布特点判断；
C.根据地磁场的分布规律判断；
D.根据地磁场的知识判断。
2．【答案】D
【知识点】物体是否具有磁性的判断方法
【解析】【解答】
①中小磁针与钢棒相互吸引可以使小磁针偏转，排斥也可以使小磁针发生偏转，而排斥能说明有磁性，吸引不能说明有磁性，题中没有说明是吸引还是排斥，所以不能说明钢棒是否有磁性；②中钢棒指示南北，可说明钢棒有磁性；③说明铁芯能使通电螺线管的磁性增强，不能说明钢棒具有磁性；④导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生了感应电流，即电流表指针发生了偏转，是电磁感应现象，可说明钢棒具有磁性；所以②④正确。
故答案为：D
【分析】（1）磁体能够吸引磁性材料，具有指南北的性质。（2）给带铁芯的螺线管通电，便制成了电磁铁，影响电磁铁磁性强弱的因素有电流的大小、铁圈的匝数和铁芯的有无。（3）电磁感应现象：导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生了感应电流，可通过电流表指针的偏转来体现。
3．【答案】A
【知识点】通电螺线管的磁场；安培定则
【解析】【解答】左边电路根据电流的流向，由右手定则可知电磁铁的左端为N极，A符合题意；在闭合开关S1、S2且滑片P向右滑动的过程中，左边电路滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路中电流变小，电磁铁的磁性变弱；指示灯明显变暗，说明右边电路中电流变小，巨磁电阻的阻值变大，所以巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显增大，B.C.D均不符合题意，
故答案为：A。
【分析】根据电流方向，结合安培定则可以判断通电螺线管的磁极，当电阻增大，电流减小，指示灯变暗，说明巨磁电阻的阻值变大。
4．【答案】D
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】当车位已停车时，光控开关被遮光而闭合，由图可知，当开关闭合时，电流流过线圈，电磁铁产生磁性，把衔铁吸下，L2灯泡接通，所以L2为红灯；当车位未停车时，光控开关因有光而断开，此时电磁铁无磁性，弹簧将衔铁弹起，L1被接通，所以L1为绿灯。
故答案为：D
【分析】电磁继电器的工作原理：当有电流通过线圈时，电磁铁具有磁性，将衔铁吸下；当无电流通过线圈时，电磁铁没有磁性，弹簧将衔铁弹起。通过光控开关来控制电磁继电器的工作，电磁继电器控制两灯的工作状态，而光控开关的闭合与断开由有无光控制。
5．【答案】C
【知识点】磁悬浮列车的工作原理和特点
【解析】【解答】解：磁悬浮列车是现代高科技的应用，它的工作原理是同名磁极相互排斥；列车悬浮行驶时，车体与轨道间有空隙，所以无阻力、无震动，运动平稳；产生极强的磁性使列车悬浮，制作电磁铁的线圈宜选择超导材料，因为超导材料无电阻，不会产生电流的热效应．故A、B、D不符合题意．
故选C．
【分析】要解答本题需掌握：磁悬浮列车的工作原理是同名磁极相互排斥．
6．【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用；安培定则；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】A、由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流，将变阻器R的滑片缓慢向右移动时，变阻器接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小由I=U/R 可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大，A不符合题意；B、由U=IR可知，R0两端的电压变大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R两端的电压变小，即电压表的示数变小，B不符合题意；
C、由图可知，电流由螺线管的下方流入，则由右手螺旋定则可知螺线管上端为N极，下端为S极，因螺线管的上端与磁铁的下端为同名磁极，相互排斥，且电路中的电流增大，所以，螺线管与磁铁之间的斥力增大，弹簧测力计示数变小，C符合题意；
D、由C的分析可知，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】（1）当变阻器R的滑片缓慢向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律和串联电路电压的特点可知电路电流表和电压表示数的变化；
（2）影响电磁铁磁性强弱的因素有：电流的大小、线圈的匝数、有无铁芯.线圈的匝数一定，电流越大磁性越强；
（3）运用安培定则判断通电螺线管的极性；
（4）磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；
7．【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用；安培定则；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】A、由安培定则可知，电磁铁左端为N极，故A错误；B、滑片P向右滑动过程中，电阻变大，电流变小，电磁铁的磁性减弱，故B错误；CD、滑片向左滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值减小，左边电路中的电流增大，根据电磁铁的磁性强弱与电流的关系可知，电磁铁的磁性增强。而指示灯明显变亮，说明右边电路的电流变大了，巨磁电阻的电阻变小了，磁性减弱时，巨磁电阻的电阻变大，故C正确，D错误。故选C
【分析】通过电路中电流的变化结合电磁铁磁性强弱的决定因素可以确定滑片移动时，其磁性的变化；根据灯泡的亮度变化，能够确定电路中电流的变化，进而知道巨磁电阻的阻值与磁场强弱的关系。
8．【答案】B
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】根据左手定则的内容，知道与磁场方向垂直的通电直导线，它受到的磁场作用力与电流方向垂直，与磁场方向垂直。若磁感线平行于通电导线，则在磁场中不受力的作用；故选B
【分析】左手定则的内容：伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并且与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是安培力的方向。
9．【答案】A
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】根据图示可知，甲中线圈电流方向相反，所以ab边和cd边受力方向相反，并且不在同一条直线上，又因为电流大小相同，所以受力大小也是相等的，故这两个力不是一对平衡力，所以线圈转动；乙中线圈处于平衡位置，线圈中无电流，不会受到磁场力的作用，故不会转动，故A正确，BCD均错误。故选A
【分析】直流电动机是根据通电导线在磁场中受力转动的原理制成的，由于电动机线圈的转动方向与磁场方向和电流方向有关，当线圈在平衡位置时，不受磁场力作用。
10．【答案】B
【知识点】实用电动机的构造、特点和应用
【解析】【解答】发电机的工作原理是电磁感应现象；
A．该图表示通电螺线管周围存在磁场，这是电流的磁效应，A不符合题意；
B．闭合开关，使导体左右摇摆，电流表指针发生偏转，此时由于导体的左右摇摆，在磁场中做切割磁感线运动而产生感应电流，故该现象是电磁感应现象，发电机就是根据该原理制成的，B符合题意；
C．图中验证的是从扁桃体在磁场中受力而运动，利用此装置的原理制造了电动机，而不是发电机，C不符合题意；
D．该装置是利用电流的磁效应的原理，探究的是线圈的磁性与线圈匝数的关系，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】发电机的工作原理是电磁感应现象。
11．【答案】（1）压缩体积可以使气体液化
（2）靠近
（3）大气压强
（4）N
【知识点】液化及液化放热；凸透镜成像规律及其探究实验；大气压强的存在；地磁场
【解析】【解答】（1）如图甲，推动针管的活塞，管内的气态乙醚的体积被压缩，变成液态，说明压缩体积可以使气体液化；
（2）如图乙，光屏上有清晰的像，近视眼镜对光有发散作用，若取走近视眼镜，成像靠近凸透镜，要使光屏上再次得到清晰的像，光屏靠近凸透镜移动；
（3）如图丙，是覆杯实验，水在大气压的作用下不流出，能证明大气压强的存在；
（4）如图丁，小磁针的N极指向地理北极。
【分析】（1）压缩体积，可以实现液化；
（2）近视眼镜对光有发散作用，使成像远离凸透镜；
（3）覆杯实验反应大气压的存在；
（4）磁体的北极指向地理的北极。
12．【答案】地磁场；南
【知识点】地磁场；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】（1）.闭合开关S，电磁铁由于受到地磁场的作用；
（2）根据图片可知，线圈上电流方向向下。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向下，而大拇指指向左端，则左端为电磁铁的N极，右端为电磁铁的S极，那么船头会指向地磁的南极。
【分析】（1）所有的磁体都有指南北的性质，这是因为受到地磁场的作用；
（2）根据安培定则判断电磁铁的磁极方向即可。
13．【答案】铁矿石；非铁矿石
【知识点】电磁铁的构造和原理
【解析】【解答】电磁选矿机在工作过程中，在矿石落下时，其中铁矿石被电磁铁吸引，并在圆筒转动的过程中转过竖直位置落入B中，而非铁矿石在重力的作用下落入C中。故答案为：铁矿石；非铁矿石
【分析】电磁选矿机的原理是：滚筒本身是非磁性物质，是空心的；电磁铁放在滚筒内的前部．当矿石从漏斗落到转动的滚筒上时：非磁性物质直接落下。含有磁性的铁矿石在滚筒内前部的磁铁的吸引下，随滚筒转动，转过一定角度没有磁铁时落下；这样分离出铁矿石和非铁矿石．
14．【答案】强；2；快
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【解答】分析图可知，当人站在电梯上时，R的阻值减小，根据欧姆定律可知电路中电流增大，电磁铁变强，衔铁被吸下，与触点2接触，则电机上的电压增大，电动机转速变快．
故答案为：强；2；快．
【分析】由图可知，左侧为压敏电压与电磁铁串联组成了控制电路，右侧为电机控制电路，当衔铁与触点1接触时，R2与电机串联，当衔铁与触点2接触时，电阻断路，电机中电压增大．
15．【答案】电磁继电器；右；减小
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】电磁继电器在电路中相当于开关，因此虚线框内的装置叫电磁继电器；
根据题意可知，衔铁吸合需要的电流是一定的，即控制电路中的电流不变；
要将空调启动的温度调高，则热敏电阻的阻值将减小，由 可知，当电源电压一定时，热敏电阻越小，则滑动变阻器接入电路的阻值越大，即将滑片向右移动；
当滑动变阻器的阻值一定时，热敏电阻的阻值减小，则电源电压也需要减小。
故答案为：电磁继电器；右；减小.
【分析】该题通过电磁继电器综合考查了学生对欧姆定律和电路的组成的理解和运用，热敏电阻决定了电路的工作，而随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小；根据题意可知，当控制电路中的电流达到一定值时，衔铁被吸合，右侧空调电路接通，空调工作；根据热敏电阻的变化和欧姆定律判断滑动变阻器滑片移动的方向和电源电压的变化.
16．【答案】有；右；运动方向的改变，导致感应电流方向变化，导致受力方向改变；机械能-电能-机械能
【知识点】磁场对通电导线的作用；电磁感应；产生感应电流的条件
【解析】【解答】GH运动产生感应电流，GH当做电源，把电流提供给EF，从而使EF受磁场力而产生运动，所以也会向左运动；拉动GH使其向右移动时，EF应向右运动．这是由于感应电流的方向和导体运动的方向有关，感应电流的方向改变，导致运动方向改变；此过程的能量的转化是：机械能转化为电能，电能又转化为机械能。故答案为：有，右，运动方向的改变，导致感应电流方向变化，导致受力方向改变，机械能-电能-机械能
【分析】导体GH在磁场中做切割磁感线运动，电路中产生感应电流，EF中有电流通过，其在磁场中受力运动；从决定感应电流方向的因素入手分析，结合通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关，即可确定拉动GH使其向右移动时铜棒EF的运动方向；EF中的能量转化是将机械能转化为电能，GH中的能量转化是将电能转化为机械能。
17．【答案】（1）2；从磁体的N极发出，回到S极
（2）小磁针；把小磁针放入图1的磁场中，观察小磁针静止时北极所指的方向。；若小磁针静止时，N极指向两个靠近的异名磁极的S极，则猜想1正确；若小磁针静止时，N极指向两个靠近的异名磁极的N极，则猜想1不正确。
【知识点】磁场
【解析】【解答】（1）在磁体的外部，磁感线是从磁体的N极发出，回到S极，而2都是从磁体的S极发出回到N极，所以猜想2肯定是错误的。
（2）磁感线上某点的切线的方向就是该点磁场的方向。根据规定，小磁针静止时北极所指的方向就是该点磁场的方向即磁感线的方向。实验器材：小磁针。 实验步骤： 把小磁针放入图1的磁场中，观察小磁针静止时北极所指的方向。定方法：若小磁针静止时，N极指向两个靠近的异名磁极的S极，则猜想1正确；若小磁针静止时，N极指向两个靠近的异名磁极的N极，则猜想1不正确。
【分析】（1）磁体外部的磁场是从北极出来回到南极；
（2）根据小磁针的北极指向，可以判断磁体的磁场方向。
18．【答案】（1）磁场
（2）磁场方向与电流方向
（3）验证电流周围是否存在磁场
（4）B
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】 (1)这是著名的奥斯特实验，实验中，开关闭合时，小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在着磁场；(2)改变电流方向，小磁针的方向也发生了偏转，说明了产生的磁场方向也改变，即表明了通电导体周围的磁场方向与电流方向有关； (3)小磁针受到磁场力的作用能够发生偏转，故小磁针可以检测磁场的存在； (4)实验中通过小磁针的转动可以检测磁场的存在，用到了转换法.
【分析】本题考查了磁场的性质是对放在磁场中的磁体有力的作用；电流周围存在着磁场，磁场的方向与电流方向有关，通过小磁针的偏转可以检验磁场是否存在用到了转换法.
19．【答案】（1）0.03
（2）S；0.3
（3）方向
（4）左
【知识点】欧姆定律及其应用；安培定则
【解析】【解答】(1)由图1可知，横坐标表示磁感应强度(B)，纵坐标表示磁敏电阻的阻值，当B=0时，R=100Ω；根据欧姆定律得，电流表的示数为：I ；(2)闭合开关 时，螺线管产生磁性，由安培定则知：左端为S极；当电流表示数为0.04A时，电压表的示数为6V，磁敏电阻的阻值为： ，由图象知，此时的磁感应强度为0.3T；(3)小刚将电源的正负极对调，螺线管的磁极发生变化；发现乙电路中电压表和电流表的示数不变，也就是磁敏电阻的阻值不变。这表明：该磁敏电阻的阻值与磁场的方向无关。(4) 若想让磁敏电阻R的阻值增大，由图1可知磁感应强度应增大，磁感应强度B越大表明磁场就要越强，磁场要强，电路中的电流就要越大，故应将滑动变阻器的滑片向左滑。
【分析】（1）由图象可以得到R没有磁性时的电阻，利用欧姆定律R=得到电流表的示数；
（2）利用安培定则判断通电螺线管的磁极；
利用欧姆定律R=可以得到磁敏电阻的电阻；由磁敏电阻的阻值，利用图象可以得到磁感应强度；
（3）电源正负极对调，电路电流方向发生改变，磁感应强度说法变化，可以通过磁敏电阻的阻值是否发生变化判断；
（4）滑动变阻器R1的滑片P向右移动时，接入电路中的电阻变大，根据欧姆定律可知电路中电流的变化，进一步可知通电螺旋线管磁性的变化，根据图1可知磁敏电阻的阻值变化，根据欧姆定律可知电流表示数的变化；通电螺线管磁性的强弱与电流大小和线圈匝数有关.
20．【答案】（1）解：工作电路工作时的电流 ；
电阻R2的发热功率
答：工作电路工作时的电流为2A，电阻R2的发热功率为20W
（2）解：因为电阻消耗的电能等于电流通过电阻时产生的热量，即W2=P2t=Q，
所以，工作电路的工作时间
答：若发热电阻R2需提供1.2×104J的热量，则工作电路要工作600s
（3）解：由图可知，当电阻R1为50℃时，其阻值R1=250Ω，因为R1与R0串联，所以
总电阻R总=R1+R0=250Ω+50Ω=300Ω，
电路中最小电流I1=20mA=0.02A，
因此控制电路的电源电压U1最小值为U1=I1R总=0.02A×300Ω=6V
答：若恒温箱的温度最高不得超过50℃，则控制电路的电源电压U1最小值为6V
【知识点】电功率的计算；电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】（1）根据欧姆定律公式I=就可以直接算出电流；根据电功率公式P=UI算出电功率；
（2）根据题意需要用公式t=进行计算，不过电阻R2是一个纯电阻电路且不计热量损失，所以它在工作时，将电能全部转化为热能，则可知电阻产生的热量即为消耗的电能；
（3）先从表格中找出温度为50℃时热敏电阻的阻值，然后利用串联电路电阻规律算出总电阻，最后用最小电流乘以总电阻算出最小电源电压值.
21．【答案】解：（1）当浴霸电路闭合时：
P总=nPL=250W×4=1000W，
通过浴霸的总电流：
I= =≈4.5A；
（2）取临界情况，当电流为I=50mA=0.05A时：
∵R1+R2===240Ω，
∴R1=240Ω﹣R2=240Ω﹣20Ω=220Ω，由图可得对应的温度为30℃；﹣﹣﹣﹣﹣①
当电流为I′=40mA=0.04A时：
∵R1′+R2===300Ω，
∴R1′=300Ω﹣R2=300Ω﹣20Ω=280Ω，由图可得对应的温度为22℃；﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可知室内温度可控制在22℃～30℃范围内．
答：（1）浴霸电路闭合时，通过浴霸的总电流约为4.5A．
（2）若将此装置放在浴室内，浴室内的温度可控制在22℃～30℃范围内．
【知识点】电功率的计算；电磁铁的其他应用
【解析】【分析】（1）当浴霸电路闭合时，电路中四只电灯并联，知道每只灯的电功率，求出总电功率，再利用P=UI求通过浴霸的总电流；
（2）取临界情况，当电流为50mA时和当电流等于40mA时，知道电源电压U0，分别求出总电阻，利用串联电阻的特点求热敏电阻R1的大小，对应图象找出温度值，从而得到浴室内温度的变化范围．
1 / 12023-2024学年人教版九年级物理同步训练单元测试卷：第二十章 电与磁（较难）
一、选择题
1．（2024九上·昆明期末）如图，下列有关磁现象的说法错误的是（ ）
A．如图甲，磁体周围的磁感线是真实存在的
B．如图乙，条形磁体两端磁性强、中间磁性弱
C．如图丙，地理的两极和地磁的两极并不重合
D．如图丁，司南静止时长柄指向南方是受地磁场的作用
【答案】A
【知识点】磁感线及其特点；地磁场
【解析】【解答】A.如图甲，磁体周围的磁感线并不存在，是人为引入的，故A错误符合题意；
B.如图乙，条形磁体两端磁性强、中间磁性弱，故B正确不合题意；
C.如图丙，地理的两极和地磁的两极并不重合，故C正确不合题意；
D.如图丁，司南静止时长柄指向南方是受地磁场的作用，故D正确不合题意。
故选A。
【分析】A.根据对磁感线的认识判断；
B.根据条形磁铁的磁场分布特点判断；
C.根据地磁场的分布规律判断；
D.根据地磁场的知识判断。
2．（2019九上·鱼台期末）如图所示的四个实验中，能确定钢棒具有磁性的是（ ）
①小磁针偏转 ②静止时始终南北指向
③能吸引更多的铁屑 ④电流表指针偏转
A．①② B．①③ C．②③ D．②④
【答案】D
【知识点】物体是否具有磁性的判断方法
【解析】【解答】
①中小磁针与钢棒相互吸引可以使小磁针偏转，排斥也可以使小磁针发生偏转，而排斥能说明有磁性，吸引不能说明有磁性，题中没有说明是吸引还是排斥，所以不能说明钢棒是否有磁性；②中钢棒指示南北，可说明钢棒有磁性；③说明铁芯能使通电螺线管的磁性增强，不能说明钢棒具有磁性；④导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生了感应电流，即电流表指针发生了偏转，是电磁感应现象，可说明钢棒具有磁性；所以②④正确。
故答案为：D
【分析】（1）磁体能够吸引磁性材料，具有指南北的性质。（2）给带铁芯的螺线管通电，便制成了电磁铁，影响电磁铁磁性强弱的因素有电流的大小、铁圈的匝数和铁芯的有无。（3）电磁感应现象：导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生了感应电流，可通过电流表指针的偏转来体现。
3．法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于巨磁电阻(GMR)效应而荣获2007年诺贝尔物理学奖．如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图，实验发现，在闭合开关S1、S2且滑片P向右滑动的过程中，指示灯明显变暗，这说明（ ）
A．电磁铁的左端为N极
B．流过灯泡的电流增大
C．巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显减小
D．巨磁电阻的阻值与磁场的强弱没有关系
【答案】A
【知识点】通电螺线管的磁场；安培定则
【解析】【解答】左边电路根据电流的流向，由右手定则可知电磁铁的左端为N极，A符合题意；在闭合开关S1、S2且滑片P向右滑动的过程中，左边电路滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路中电流变小，电磁铁的磁性变弱；指示灯明显变暗，说明右边电路中电流变小，巨磁电阻的阻值变大，所以巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显增大，B.C.D均不符合题意，
故答案为：A。
【分析】根据电流方向，结合安培定则可以判断通电螺线管的磁极，当电阻增大，电流减小，指示灯变暗，说明巨磁电阻的阻值变大。
4．（2019九上·罗湖期末）在昼夜明灯的地下停车场．驾驶员根据车位入口上方的红绿灯入停。如图是小吴设计的自动控制电路图，将光控开关（遮光时开关闭合）装在每个车位地面中央，红绿灯装在车位入口上方。当车位未停车时光控开关断开绿灯亮，当车位已停车时光控开光接通红灯亮，则图L1、L2（ ）
A．都是红灯 B．都是绿灯
C．分别是红灯、绿灯 D．分别是绿灯、红灯
【答案】D
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】当车位已停车时，光控开关被遮光而闭合，由图可知，当开关闭合时，电流流过线圈，电磁铁产生磁性，把衔铁吸下，L2灯泡接通，所以L2为红灯；当车位未停车时，光控开关因有光而断开，此时电磁铁无磁性，弹簧将衔铁弹起，L1被接通，所以L1为绿灯。
故答案为：D
【分析】电磁继电器的工作原理：当有电流通过线圈时，电磁铁具有磁性，将衔铁吸下；当无电流通过线圈时，电磁铁没有磁性，弹簧将衔铁弹起。通过光控开关来控制电磁继电器的工作，电磁继电器控制两灯的工作状态，而光控开关的闭合与断开由有无光控制。
5．磁悬浮列车是现代高科技的应用，下列说法不正确的是（ ）
A．通过列车底部与上方轨道间的同名磁极相互排斥，使列车悬浮
B．为产生极强的磁性使列车悬浮，制作电磁铁的线圈宜选择超导材料
C．由于列车在悬浮状态下行驶，因而一定做匀速直线运动
D．列车悬浮行驶时，车体与轨道间无阻力、无震动，运动平稳
【答案】C
【知识点】磁悬浮列车的工作原理和特点
【解析】【解答】解：磁悬浮列车是现代高科技的应用，它的工作原理是同名磁极相互排斥；列车悬浮行驶时，车体与轨道间有空隙，所以无阻力、无震动，运动平稳；产生极强的磁性使列车悬浮，制作电磁铁的线圈宜选择超导材料，因为超导材料无电阻，不会产生电流的热效应．故A、B、D不符合题意．
故选C．
【分析】要解答本题需掌握：磁悬浮列车的工作原理是同名磁极相互排斥．
6．如图所示，N是悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁，B是螺线管。闭合开关S，待弹簧测力计示数稳定后，将变阻器尺的滑片缓慢向右滑动，在此过程中下列说法正确的是（ ）
A．V表示数变大，A表示数变大 B．V表示数变大，A表示数变小
C．弹簧测力计示数变小 D．弹簧测力计示数变大
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用；安培定则；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】A、由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流，将变阻器R的滑片缓慢向右移动时，变阻器接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小由I=U/R 可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大，A不符合题意；B、由U=IR可知，R0两端的电压变大，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R两端的电压变小，即电压表的示数变小，B不符合题意；
C、由图可知，电流由螺线管的下方流入，则由右手螺旋定则可知螺线管上端为N极，下端为S极，因螺线管的上端与磁铁的下端为同名磁极，相互排斥，且电路中的电流增大，所以，螺线管与磁铁之间的斥力增大，弹簧测力计示数变小，C符合题意；
D、由C的分析可知，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】（1）当变阻器R的滑片缓慢向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律和串联电路电压的特点可知电路电流表和电压表示数的变化；
（2）影响电磁铁磁性强弱的因素有：电流的大小、线圈的匝数、有无铁芯.线圈的匝数一定，电流越大磁性越强；
（3）运用安培定则判断通电螺线管的极性；
（4）磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；
7．法国科学家阿尔贝 费尔和德国彼得 格林贝格尔由于发现了巨磁电阻（GMR）效应，荣获了2007年诺贝尔物理学奖．如图是研究巨磁电阻特性的原理示意图．实验发现，闭合S1、S2后，当滑片P向左滑动的过程中，指示灯明显变亮，则下列说法（ ）
A．电磁铁右端为N极
B．滑片P向右滑动过程中电磁铁的磁性增强
C．巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显增大
D．巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而明显减小
【答案】C
【知识点】欧姆定律及其应用；安培定则；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】A、由安培定则可知，电磁铁左端为N极，故A错误；B、滑片P向右滑动过程中，电阻变大，电流变小，电磁铁的磁性减弱，故B错误；CD、滑片向左滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的阻值减小，左边电路中的电流增大，根据电磁铁的磁性强弱与电流的关系可知，电磁铁的磁性增强。而指示灯明显变亮，说明右边电路的电流变大了，巨磁电阻的电阻变小了，磁性减弱时，巨磁电阻的电阻变大，故C正确，D错误。故选C
【分析】通过电路中电流的变化结合电磁铁磁性强弱的决定因素可以确定滑片移动时，其磁性的变化；根据灯泡的亮度变化，能够确定电路中电流的变化，进而知道巨磁电阻的阻值与磁场强弱的关系。
8．如题图所示，通电导线放置在磁场中，不能受到磁场作用力的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】根据左手定则的内容，知道与磁场方向垂直的通电直导线，它受到的磁场作用力与电流方向垂直，与磁场方向垂直。若磁感线平行于通电导线，则在磁场中不受力的作用；故选B
【分析】左手定则的内容：伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并且与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是安培力的方向。
9．如图所示的甲、乙两图中的矩形线圈，现在给它们通电，则下列说法正确的是（ ）
A．甲中线圈转动，乙中线圈不转动
B．乙中线圈转动，甲中线圈不转动
C．甲、乙中的线圈都会转动
D．甲、乙中的线圈都不会转动
【答案】A
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【解答】根据图示可知，甲中线圈电流方向相反，所以ab边和cd边受力方向相反，并且不在同一条直线上，又因为电流大小相同，所以受力大小也是相等的，故这两个力不是一对平衡力，所以线圈转动；乙中线圈处于平衡位置，线圈中无电流，不会受到磁场力的作用，故不会转动，故A正确，BCD均错误。故选A
【分析】直流电动机是根据通电导线在磁场中受力转动的原理制成的，由于电动机线圈的转动方向与磁场方向和电流方向有关，当线圈在平衡位置时，不受磁场力作用。
10．（2022九上·政和期末）如图的四个实验中，反映发电机工作原理的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】实用电动机的构造、特点和应用
【解析】【解答】发电机的工作原理是电磁感应现象；
A．该图表示通电螺线管周围存在磁场，这是电流的磁效应，A不符合题意；
B．闭合开关，使导体左右摇摆，电流表指针发生偏转，此时由于导体的左右摇摆，在磁场中做切割磁感线运动而产生感应电流，故该现象是电磁感应现象，发电机就是根据该原理制成的，B符合题意；
C．图中验证的是从扁桃体在磁场中受力而运动，利用此装置的原理制造了电动机，而不是发电机，C不符合题意；
D．该装置是利用电流的磁效应的原理，探究的是线圈的磁性与线圈匝数的关系，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】发电机的工作原理是电磁感应现象。
二、填空题
11．（2024九上·长岭期末）按要求完成填空：
（1）如图甲所示，推动针管的活塞，管内的气态乙醚变成液态，说明 。
（2）如图乙所示，光屏上刚好得到清晰的像，若取走近视眼镜，要使光屏上再次得到清晰的像，光屏应向 凸透镜的方向移动选填“靠近”或“远离”。
（3）如图丙所示，该实验能证明 的存在。
（4）如图丁所示，小磁针的 极指向地理北极。
【答案】（1）压缩体积可以使气体液化
（2）靠近
（3）大气压强
（4）N
【知识点】液化及液化放热；凸透镜成像规律及其探究实验；大气压强的存在；地磁场
【解析】【解答】（1）如图甲，推动针管的活塞，管内的气态乙醚的体积被压缩，变成液态，说明压缩体积可以使气体液化；
（2）如图乙，光屏上有清晰的像，近视眼镜对光有发散作用，若取走近视眼镜，成像靠近凸透镜，要使光屏上再次得到清晰的像，光屏靠近凸透镜移动；
（3）如图丙，是覆杯实验，水在大气压的作用下不流出，能证明大气压强的存在；
（4）如图丁，小磁针的N极指向地理北极。
【分析】（1）压缩体积，可以实现液化；
（2）近视眼镜对光有发散作用，使成像远离凸透镜；
（3）覆杯实验反应大气压的存在；
（4）磁体的北极指向地理的北极。
12．（2024九上·朝阳月考）小明自制了一个带有电磁铁的木船模型(如图所示).将它放入水中漂浮，船头指向东.闭合开关S，电磁铁由于受到 的作用，船头会指向地磁的 极（填“南”或“北”）．
【答案】地磁场；南
【知识点】地磁场；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【解答】（1）.闭合开关S，电磁铁由于受到地磁场的作用；
（2）根据图片可知，线圈上电流方向向下。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向下，而大拇指指向左端，则左端为电磁铁的N极，右端为电磁铁的S极，那么船头会指向地磁的南极。
【分析】（1）所有的磁体都有指南北的性质，这是因为受到地磁场的作用；
（2）根据安培定则判断电磁铁的磁极方向即可。
13．如图所示是电磁选矿机的示意图，其中M为矿石，D为电磁铁，落入B中的是 ，落入C中的是 ．（填“铁矿石”“非铁矿石”）
【答案】铁矿石；非铁矿石
【知识点】电磁铁的构造和原理
【解析】【解答】电磁选矿机在工作过程中，在矿石落下时，其中铁矿石被电磁铁吸引，并在圆筒转动的过程中转过竖直位置落入B中，而非铁矿石在重力的作用下落入C中。故答案为：铁矿石；非铁矿石
【分析】电磁选矿机的原理是：滚筒本身是非磁性物质，是空心的；电磁铁放在滚筒内的前部．当矿石从漏斗落到转动的滚筒上时：非磁性物质直接落下。含有磁性的铁矿石在滚筒内前部的磁铁的吸引下，随滚筒转动，转过一定角度没有磁铁时落下；这样分离出铁矿石和非铁矿石．
14．小明去超市，走到电梯前发现电梯运动较慢，当他站在电梯上时电梯运动又快了起来．小明根据网络搜索的如图所示电路（R是一个压敏电阻）分析：当人站在电梯上，压敏电阻的阻值减小，则电磁铁的磁性变 ，衔铁与触点 （选填“1”或“2”）接触，电动机的转速变 ．
【答案】强；2；快
【知识点】电磁铁的其他应用
【解析】【解答】分析图可知，当人站在电梯上时，R的阻值减小，根据欧姆定律可知电路中电流增大，电磁铁变强，衔铁被吸下，与触点2接触，则电机上的电压增大，电动机转速变快．
故答案为：强；2；快．
【分析】由图可知，左侧为压敏电压与电磁铁串联组成了控制电路，右侧为电机控制电路，当衔铁与触点1接触时，R2与电机串联，当衔铁与触点2接触时，电阻断路，电机中电压增大．
15．如图虚线框内的装置叫 ，其中R是热敏电阻，它的阻值随温度的升高而减小，R0是滑动变阻器．该装置的工作原理是：随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，当电流达到一定值时，衔铁被吸合，右侧空调电路接通，空调开始工作．为了节能，现要将空调启动的温度调高，可以适当将滑片P向 （选填“左”或“右”）移动，或者适当 （选填“增大”或“减小”）控制电路的电源电压．
【答案】电磁继电器；右；减小
【知识点】电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【解答】电磁继电器在电路中相当于开关，因此虚线框内的装置叫电磁继电器；
根据题意可知，衔铁吸合需要的电流是一定的，即控制电路中的电流不变；
要将空调启动的温度调高，则热敏电阻的阻值将减小，由 可知，当电源电压一定时，热敏电阻越小，则滑动变阻器接入电路的阻值越大，即将滑片向右移动；
当滑动变阻器的阻值一定时，热敏电阻的阻值减小，则电源电压也需要减小。
故答案为：电磁继电器；右；减小.
【分析】该题通过电磁继电器综合考查了学生对欧姆定律和电路的组成的理解和运用，热敏电阻决定了电路的工作，而随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小；根据题意可知，当控制电路中的电流达到一定值时，衔铁被吸合，右侧空调电路接通，空调工作；根据热敏电阻的变化和欧姆定律判断滑动变阻器滑片移动的方向和电源电压的变化.
16．如图所示，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，说明铜棒里 （选填“有”或“无”）电流产生，EF受到的是磁场力的作用．当拉动GH使其向右移动时，EF应向 （选填“左”或“右”）移动，理由是： ；此过程中能量的转化是： 。
【答案】有；右；运动方向的改变，导致感应电流方向变化，导致受力方向改变；机械能-电能-机械能
【知识点】磁场对通电导线的作用；电磁感应；产生感应电流的条件
【解析】【解答】GH运动产生感应电流，GH当做电源，把电流提供给EF，从而使EF受磁场力而产生运动，所以也会向左运动；拉动GH使其向右移动时，EF应向右运动．这是由于感应电流的方向和导体运动的方向有关，感应电流的方向改变，导致运动方向改变；此过程的能量的转化是：机械能转化为电能，电能又转化为机械能。故答案为：有，右，运动方向的改变，导致感应电流方向变化，导致受力方向改变，机械能-电能-机械能
【分析】导体GH在磁场中做切割磁感线运动，电路中产生感应电流，EF中有电流通过，其在磁场中受力运动；从决定感应电流方向的因素入手分析，结合通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关，即可确定拉动GH使其向右移动时铜棒EF的运动方向；EF中的能量转化是将机械能转化为电能，GH中的能量转化是将电能转化为机械能。
三、实验探究题
17．（2023九上·阳泉期末）在研究两个靠近的异名磁极周围磁感线的分布时，几位同学提出了以下两种猜想：
（1）利用所学知识，断定猜想 肯定是错误的。你判断的依据是：磁体外部的磁感线都是 ；
（2）请设计一个简单实验，验证另一个猜想是否正确： 实验器材： ； 实验步骤： ； 判定方法： 。
【答案】（1）2；从磁体的N极发出，回到S极
（2）小磁针；把小磁针放入图1的磁场中，观察小磁针静止时北极所指的方向。；若小磁针静止时，N极指向两个靠近的异名磁极的S极，则猜想1正确；若小磁针静止时，N极指向两个靠近的异名磁极的N极，则猜想1不正确。
【知识点】磁场
【解析】【解答】（1）在磁体的外部，磁感线是从磁体的N极发出，回到S极，而2都是从磁体的S极发出回到N极，所以猜想2肯定是错误的。
（2）磁感线上某点的切线的方向就是该点磁场的方向。根据规定，小磁针静止时北极所指的方向就是该点磁场的方向即磁感线的方向。实验器材：小磁针。 实验步骤： 把小磁针放入图1的磁场中，观察小磁针静止时北极所指的方向。定方法：若小磁针静止时，N极指向两个靠近的异名磁极的S极，则猜想1正确；若小磁针静止时，N极指向两个靠近的异名磁极的N极，则猜想1不正确。
【分析】（1）磁体外部的磁场是从北极出来回到南极；
（2）根据小磁针的北极指向，可以判断磁体的磁场方向。
18．如图所示，蒙飞和李瑞做了如下实验：将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针平行．接通电路后，观察到小磁针发生了偏转.
（1）实验探究的是通电直导线周围是否存在 ．
（2）改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也发生改变，表明通电导体周围 有关．
（3）实验中小磁针的作用是 ．
（4）实验中用到了一种重要的科学探究方法是________．
A．类比法 B．转换法 C．控制变量法 D．等效替代法
【答案】（1）磁场
（2）磁场方向与电流方向
（3）验证电流周围是否存在磁场
（4）B
【知识点】通电直导线周围的磁场
【解析】【解答】 (1)这是著名的奥斯特实验，实验中，开关闭合时，小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在着磁场；(2)改变电流方向，小磁针的方向也发生了偏转，说明了产生的磁场方向也改变，即表明了通电导体周围的磁场方向与电流方向有关； (3)小磁针受到磁场力的作用能够发生偏转，故小磁针可以检测磁场的存在； (4)实验中通过小磁针的转动可以检测磁场的存在，用到了转换法.
【分析】本题考查了磁场的性质是对放在磁场中的磁体有力的作用；电流周围存在着磁场，磁场的方向与电流方向有关，通过小磁针的偏转可以检验磁场是否存在用到了转换法.
19．（2019九上·惠州期末）物理学中常用磁感线来形象地描述磁场，用磁感应强度(用字母B表示)来描述磁场的强弱，它的国际单位是特斯拉(符号是T)，磁感应强度B越大表明磁场越强；B=0表明没有磁场。有一种电阻，它的大小随磁场强弱的变化而变化，这种电阻叫做磁敏电阻，如图所示是某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B变化的图象。为了研究某磁敏电阻R的性质，小刚设计了如图所示的电路进行实验，请解答下列问题：
（1）当S1断开，S2闭合时，电压表的示数为3V，则此时电流表的示数为 A
（2）只闭合S1，通电螺线管的左端是 极，闭合S1和S2，移动两个滑动变阻器的滑片，当电流表示数为0.04A时，电压表的示数为6V，由图像可知，此时该磁敏电阻所在位置的磁感应强度为 T
（3）实验中，小刚将电路中的电源正负极对调，发现乙电路中电压表和电流表的示数不变，这表明，该磁敏电阻的阻值与磁场的 无关
（4）实验中小刚为了改变磁敏电阻阻值，需要通过改变滑动变阻器连入电路中的阻值来改变磁敏电阻所在位置的磁感应强度，若想让磁敏电阻R的阻值增大，应将滑动变阻器向 （选填“左”“右”）
【答案】（1）0.03
（2）S；0.3
（3）方向
（4）左
【知识点】欧姆定律及其应用；安培定则
【解析】【解答】(1)由图1可知，横坐标表示磁感应强度(B)，纵坐标表示磁敏电阻的阻值，当B=0时，R=100Ω；根据欧姆定律得，电流表的示数为：I ；(2)闭合开关 时，螺线管产生磁性，由安培定则知：左端为S极；当电流表示数为0.04A时，电压表的示数为6V，磁敏电阻的阻值为： ，由图象知，此时的磁感应强度为0.3T；(3)小刚将电源的正负极对调，螺线管的磁极发生变化；发现乙电路中电压表和电流表的示数不变，也就是磁敏电阻的阻值不变。这表明：该磁敏电阻的阻值与磁场的方向无关。(4) 若想让磁敏电阻R的阻值增大，由图1可知磁感应强度应增大，磁感应强度B越大表明磁场就要越强，磁场要强，电路中的电流就要越大，故应将滑动变阻器的滑片向左滑。
【分析】（1）由图象可以得到R没有磁性时的电阻，利用欧姆定律R=得到电流表的示数；
（2）利用安培定则判断通电螺线管的磁极；
利用欧姆定律R=可以得到磁敏电阻的电阻；由磁敏电阻的阻值，利用图象可以得到磁感应强度；
（3）电源正负极对调，电路电流方向发生改变，磁感应强度说法变化，可以通过磁敏电阻的阻值是否发生变化判断；
（4）滑动变阻器R1的滑片P向右移动时，接入电路中的电阻变大，根据欧姆定律可知电路中电流的变化，进一步可知通电螺旋线管磁性的变化，根据图1可知磁敏电阻的阻值变化，根据欧姆定律可知电流表示数的变化；通电螺线管磁性的强弱与电流大小和线圈匝数有关.
四、计算题
20．（2018九下·宜兴月考）小明在研究性学习活动中，查阅到一种热敏电阻的阻值随温度变化的规律如下表，并将该型号的热敏电阻应用于如图所示由“控制电路”和“工作电路”组成的恒温箱电路中。“控制电路”由热敏电阻R1、电磁铁（线圈阻值R0 = 50Ω）、电源U1、开关等组成，当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合，右边工作电路则断开；“工作电路”由工作电源U2（U2= 10V）、发热电阻R2（R2 = 5Ω）、导线等组成。问：
（1）工作电路工作时的电流为多大？电阻R2的发热功率为多大？
（2）若发热电阻R2需提供1.2×104J的热量，则工作电路要工作多长时间（不计热量的损失）？
（3）若恒温箱的温度最高不得超过50℃，则控制电路的电源电压U1最小值为多大？
【答案】（1）解：工作电路工作时的电流 ；
电阻R2的发热功率
答：工作电路工作时的电流为2A，电阻R2的发热功率为20W
（2）解：因为电阻消耗的电能等于电流通过电阻时产生的热量，即W2=P2t=Q，
所以，工作电路的工作时间
答：若发热电阻R2需提供1.2×104J的热量，则工作电路要工作600s
（3）解：由图可知，当电阻R1为50℃时，其阻值R1=250Ω，因为R1与R0串联，所以
总电阻R总=R1+R0=250Ω+50Ω=300Ω，
电路中最小电流I1=20mA=0.02A，
因此控制电路的电源电压U1最小值为U1=I1R总=0.02A×300Ω=6V
答：若恒温箱的温度最高不得超过50℃，则控制电路的电源电压U1最小值为6V
【知识点】电功率的计算；电磁继电器的组成、原理和特点
【解析】【分析】（1）根据欧姆定律公式I=就可以直接算出电流；根据电功率公式P=UI算出电功率；
（2）根据题意需要用公式t=进行计算，不过电阻R2是一个纯电阻电路且不计热量损失，所以它在工作时，将电能全部转化为热能，则可知电阻产生的热量即为消耗的电能；
（3）先从表格中找出温度为50℃时热敏电阻的阻值，然后利用串联电路电阻规律算出总电阻，最后用最小电流乘以总电阻算出最小电源电压值.
21．为防止湿手板开关造成触电事故，小宇同学为家中的灯暖型浴霸（冬季家庭洗浴时取暖时用的电器）设计了一个温度自动控制装置，如图甲所示．其中半导体材料制成的热敏电阻阻值R1随温度变化的曲线如图乙所示．已知继电器线圈电阻R2为20Ω，电源的电压U0恒为12V．浴霸共安装有4只“220V 250W”的灯泡，当继电器线圈中的电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，浴霸电路断开；当线圈中的电流小于或等于40mA时，继电器的衔铁被释放，浴霸电路闭合．求：
（1）浴霸电路闭合时，通过浴霸的总电流．
（2）若将此装置放在浴室内，浴室内的温度可控制在什么范围？
【答案】解：（1）当浴霸电路闭合时：
P总=nPL=250W×4=1000W，
通过浴霸的总电流：
I= =≈4.5A；
（2）取临界情况，当电流为I=50mA=0.05A时：
∵R1+R2===240Ω，
∴R1=240Ω﹣R2=240Ω﹣20Ω=220Ω，由图可得对应的温度为30℃；﹣﹣﹣﹣﹣①
当电流为I′=40mA=0.04A时：
∵R1′+R2===300Ω，
∴R1′=300Ω﹣R2=300Ω﹣20Ω=280Ω，由图可得对应的温度为22℃；﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可知室内温度可控制在22℃～30℃范围内．
答：（1）浴霸电路闭合时，通过浴霸的总电流约为4.5A．
（2）若将此装置放在浴室内，浴室内的温度可控制在22℃～30℃范围内．
【知识点】电功率的计算；电磁铁的其他应用
【解析】【分析】（1）当浴霸电路闭合时，电路中四只电灯并联，知道每只灯的电功率，求出总电功率，再利用P=UI求通过浴霸的总电流；
（2）取临界情况，当电流为50mA时和当电流等于40mA时，知道电源电压U0，分别求出总电阻，利用串联电阻的特点求热敏电阻R1的大小，对应图象找出温度值，从而得到浴室内温度的变化范围．
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