难点详解沪粤版九年级物理下册第十六章电磁铁与自动控制同步训练练习题（含解析）

九年级物理下册第十六章电磁铁与自动控制同步训练
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。
第I卷（选择题 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、物理研究中常常用一个抽象的“模型”来形象地突出事物的主要特征，如：可以用一条有方向的直线﹣﹣光线，来表示光的传播方向。下列事例中，也用到这种方法的是（　　）
A．研究电流时把它与水流相比
B．用音叉溅起的水花显示音叉的振动
C．用水银气压计测量大气压
D．利用磁感线来描述磁场
2、两个磁极间的磁感线分布如图所示，小磁针在B点静止。则（　　）
A．甲、乙磁极均为S极
B．把小磁针去掉，两个磁极间的磁场也消失
C．小磁针的上端是S极
D．由图可知，磁体周围的磁场是由磁感线组成的
3、甲、乙为两个条形磁铁的两个磁极，根据如图所示的小磁针静止时的指向和磁感线的分布可知（　　）
A．根据磁感线的分布可判定甲、乙是异名磁极
B．两个磁铁周围的磁场是由磁感线组成的
C．甲、乙都是S极
D．甲、乙都是N极
4、a、b两个磁极间的磁感线分布如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．a端磁极是S极，b端磁极是N极 B．P点没有磁场
C．磁感线是真实存在的 D．Q点的磁场方向水平向右
5、如图所示，在两个靠得较近的小车上分别放一块磁体甲和乙，松手后（　　）
A．由于甲先对乙施加了斥力，然后乙再对甲施加斥力，所以乙先向右运动
B．由于甲、乙两磁体间存在相互作用的引力，所以甲、乙相互靠近
C．甲对乙的斥力与乙对甲的斥力是一对平衡力
D．甲对乙的斥力与乙对甲的斥力是一对相互作用力
6、小金学习了“热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小”的性质后，设计了判断水温变化的装置。其工作原理如图所示，电源、热敏电阻、电磁铁、定值电阻R0由导线连接成一个串联电路，在线圈的上方固定一个弹簧测力计，其下端挂一铁块。实验时把热敏电阻放入盛水的烧杯中，水温的变化会引起弹簧测力计示数发生变化。如图所示为某次实验时弹簧测力计读数随时间变化图象。下列说法不正确的是（　　）
A．电磁铁的上端是N极 B．t1到t2时间内水温升高
C．t3到t4时间内电压表示数变大 D．t2到t3时间内铁块处于平衡状态
7、如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．如图甲，奥斯特实验说明通电导线的周围存在着磁场
B．如图乙，闭合开关，通电螺线管右端为S极
C．发电机利用了图丙的原理
D．电动机利用了图丁的原理
8、如图所示，甲、乙为两个条形磁铁的两个磁极，此时小磁针静止，可以判断：（　　）
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
9、如图所示是条形磁体的磁场分布，下列说法正确的是（　　）
A．磁场a点和b点处的磁场强弱相同
B．置于a点的小磁针静止时N极指向右侧
C．条形磁体左端为N极，右端为S极
D．置于b点的小磁针静止时S极指向左侧
10、通电螺线管和磁体A磁极附近磁感线分布如图所示，小磁针处于静止，下列说法正确的是（　　）
A．电源“+”极为c端
B．磁体A的右端为N极
C．小磁针的a端为S极
D．小磁针所在位置没有磁场，所以小磁针处于静止
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）
1、如图甲所示，用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球时，金属箔片张开，则金属箔片和橡胶棒带　 　（选填“同种”或“异种”）电荷。如图乙所示，根据图中的电流方向，可以判断通电螺线管左端的磁极是　 　极。
2、丹麦物理学家　 　通过实验发现电流周围存在磁场。如图所示，通电螺线管的左端是　 　极(选填“N”或“S”)，电源的左端是　 　极(选填“正”或“负”)。
3、如图所示，当闭合开关S时，小磁针将向　 　（填“顺时针”或“逆时针”）方向转动，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电磁铁的磁性将　 　。（填“增强”、“不变”或“减弱”）
4、如图甲所示，将导体AB悬于小磁针上方，闭合开关后发现小磁针的N极向纸内偏转。人们利用此实验的结论制造出了　 　（选填“电磁铁”“电动机”或“发电机”）。如果将该电路撒去，在小磁针上方沿原导体AB方向水平向右发射一电子束如图乙所示，推测能观察到的现象是　 　，理由：　 　。
5、如图是小科设计的汽车尾气中CO排放量的检测电路，当CO浓度高于某一设定值时，电铃发声报警，图中气敏电阻R0的阻值随CO浓度的增大而减小，电铃应接在　 　（选填“B”和“D”或“A”和“C”）之间；当CO浓度升高，电磁铁的磁性　 　（选填“增强”或“减弱”）；电磁铁的上端为　 　（选填“N”或“S”）极。
三、实验探究（5小题，每小题10分，共计50分）
1、为探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，小明以电池（电压一定）、滑动变阻器、数量较多的大头针、铁钉以及较长导线为主要器材，进行如图所示的简易实验．
（1）他将导线绕在铁钉上制成简易电磁铁，并巧妙地通过　 　来显示电磁铁磁性的强弱．
（2）比较图（a）和（b），可以得出结论:　 　．
（3）如图（c），将导线绕在两枚铁钉上，构成两个电磁铁串联的电路，他把电磁铁串联接入电路的目的是　 　．由通过图（c）我们可以得出的结论是：　 　.
2、小柯利用实验室的器材开展了下列实验．根据要求回答问题：
（1）如图甲，将液体压强计的金属盒放入水里，并不断改变金属盒在水中的深度，观察U形玻璃管两边液面的高度差．这样做是想研究　 　．
（2）如图乙，在直导线下方放置一枚小磁针，当导线中有电流通过时，磁针发生偏转，表明通电导线周围存在磁场；如果导线下方不放小磁针，当导线中有电流通过时，则该通电导线周围　 　(选填“存在”或“不存在”)磁场．
（3）如图丙，在测量滑动摩擦力的实验中，水平桌面上的物块，受到2N水平向右的拉力F，作匀速直线运动．当拉力F大小变为4N时，物块受到的摩擦力为　 　N．
3、小明用如图甲、乙所示的装置，分别探究“通电螺线管外部磁场的分布”和“电磁感应现象”。
（1）在图甲中，闭合开关后，通电螺线管的右端为　 　极。（选填“N”或“S”）
（2）在图甲实验过程中，将电源正负极对调，发现小磁针的偏转方向发生改变，这样操作是为了探究通电螺线管外部磁场方向和　 　有关。
（3）图乙中，闭合电路中的一部分导体AB静止不动，当磁体左右运动时，灵敏电流计的指针　 　（选填“会”或“不会”）偏转。这说明闭合电路的部分导体在磁场中做　 　运动时，导体中会产生感应电流。
（4）小明观察在图乙实验中发现电流表指针偏转不明显，为了使指针偏转明显，请你从实验装置和操作上各提一条改进建议。
装置改进：　 　操作改进：　 　
4、在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明用铁钉制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。
（1）实验中是通过吸引大头针的数量来显示电磁铁磁性强弱的，当滑动变阻器滑片向左移动时，电路中的电流　 　(选填“增大”“不变”或“减小”)，电磁铁吸引大头针的个数增多，说明电流越　 　，电磁铁磁性越强。
（2）根据图示的情景可知，电磁铁甲的上端是　 　极；电磁铁　 　(选填“甲”或“乙”)的磁性较强，说明电流一定时，线圈匝数　 　，电磁铁磁性越强。实验发现被电磁铁吸引的大头针下端是分散的，其原因是大头针被磁化，　 　。
5、为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小明所在的实验小组进行了如下实验：他们首先找了两颗大铁钉，用漆包线在上面绕若干圈，做成简易电磁铁，然后分别接入电路进行实验探究．探究前，小明他们作了如下猜想：
猜想A：通电时有磁性，断电时没有磁性；
猜想B：通过电磁铁线圈的电流越大，电磁铁的磁性越强；
猜C：外形相同时，电磁铁线圈的匝数越多，磁性越强．
（1）他们的探究过程如图所示，通过观察简易电磁铁　 　来判断磁性的有无和强弱．滑动变阻器的作用除了保护电路外，还能　 　．
（2）认真观察这四幅图，可以发现：比较图　 　可以验证猜想A是正确的；比较图　 　可验证猜想B是正确的．
（3）仔细分析发现，猜想C的表述不完整，还应补充条件　 　．
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】D
【解析】【解答】解：A、研究电流时把它与水流相比；采用的是“类比法”，不符合题意。
B、用音叉溅起的水花显示音叉的振动；采用的是“转换法”，不符合题意。
C、用水银气压计测量大气压；采用的是“转换法”，不符合题意。
D、利用磁感线来描述磁场；采用的是“模型法”，符合题意。
故答案为：D
【分析】光线表示光，利用了模型法，利用磁感线来描述磁场；采用的是“模型法”，
2、【答案】C
【解析】【解答】A．磁体外部磁感线方向从N极向S极，从图中可以看出甲、乙磁极均为N极，A不符合题意；
B．把小磁针去掉，两个磁极间的磁场不受影响，B不符合题意；
C．磁场方向为小磁针N极的指向，所以小磁针的下端是N极，上端是S极，C符合题意；
D．磁感线是不存在的，是人为画出来的，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】在磁体外部，磁感线从磁体的N极出来回到S极；在磁体两极的磁场是最强的；小磁针在磁场中静止时，N极的指向为该点的磁场方向。为了形象地描述磁场的性质，物理学中引入了磁感线。
3、【答案】D
【解析】【解答】由磁感线可知甲乙两磁极相互排斥，为同名磁极。小磁针S极在上，N极在下，故该处磁场方向向下，因此磁感线从甲乙磁极中出来，故甲乙均为N极。
故答案为：D。
【分析】磁体周围的磁感线从N极出来，回到S极。磁感线的方向代表磁场方向。小磁针N极的指向就是该处磁场的方向。
4、【答案】D
【解析】【解答】A．磁感线的方向由N极指向S极，由图可知，a端磁极是N极，b端磁极是S极，A不符合题意；
B．处于磁场中的任意位置都有磁场，磁感线只是为了直观的描述磁场假想出来的，它的疏密程度代表磁场的强弱，因此P点虽然不在画出的磁感线上，但依然有磁场，B不符合题意；
C．磁场是真实存在的，但是磁感线是不存在的，是为了方便描述磁场而假想出的一个模型，C不符合题意；
D．Q点的磁场方向由a端指向b端，水平向右，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】物理学中引入磁感线描述磁场，磁感线的疏密表示磁场强度，某一点小磁针N极所指的方向表示磁场方向。
5、【答案】D
【解析】【解答】A．相互作用力是同时产生的。A不符合题意；
B．相互靠近的都是N极，是相互排斥的。B不符合题意；
C．这两个力分别作用在两个物体上，不是一对平衡力。C不符合题意；
D．这两个力同时产生、同时消失，大小相等、方向相反，作用在同一直线上，分别作用在两个物体上，是一对相互作用力。D符合题意。
故答案为：D。
【分析】磁体间同名磁极相互排斥，物体间力的作用是相互的。
6、【答案】C
【解析】【解答】A．由安培定则可知，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，则大拇指指向上端，即电磁铁的上端是N极，A正确，不符合题意；
B．由电路图可知，定值电阻与热敏电阻串联，t1到t2时间内弹簧测力计的示数变大，说明线圈的磁性变强，线圈中的电流变大，由I= 可得电路的总电阻变小，由电阻的串联得到热敏电阻的阻值变小，因热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小，所以，t1到t2时间内水温升高，B正确，不符合题意；
C．由右图图象可知，t3到t4时间内弹簧测力计示数变小，说明线圈的磁性变弱，线圈中电流变小，由U=IR0可知R0两端的电压变小，电压表示数变小，C错误，符合题意；
D．t2到t3时间内水温没有变化，热敏电阻的阻值不变，电路的总电阻不变，电路中的电流不变，线圈的磁性不变，弹簧测力计示数没有发生变化，则铁块处于平衡状态，D正确，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据安培定则可以判断螺线管的磁极；电流越大，电磁铁磁性越强，对铁块的吸引力大；结合力和温度的图像判断电阻的大小和温度的关系。
7、【答案】A
【解析】【解答】A．奥斯特实验说明通电导线的周围存在着磁场，A符合题意；
B．如图乙，闭合开关，根据“安培定则”可以判断出通电螺线管右端为N极，B不符合题意；
CD．发电机的工作原理是“电磁感应”，电动机的工作原理是“通电导体在磁场中受到力的作用”；而丙图说明“通电导体在磁场中受到力的作用”，丁图是“电磁感应”，CD不符合题意；
故答案为：A。
【分析】奥斯特实验证明电流周围存在这磁场，该磁场即为电荷定向移动造成的。
8、【答案】A
【解析】【解答】因为小磁针S极在上、N极在下，即小磁针所在处磁场向下，又由磁感线知道，两磁极相互排斥，且磁感线均指由磁极向外，故两磁极均为N极，A符合题意。
故答案为：A。
【分析】由小磁针所在位置的磁感线方向可知磁铁的极性。
9、【答案】D
【解析】【解答】A．磁感线的密疏程度表示磁场的强弱，a点处的磁场比b点处的磁场弱，A不符合题意；
B．如图可知此磁铁的磁感线从右端触发，指向左端。当小磁针静止在a点时，N极指向磁感线的方向应指向左端，B不符合题意；
C．在磁铁外部，磁感线从N极出发回到S极，所以该条磁铁左端为S，极右端为N极，C不符合题意；
D．小磁针在磁场中静止时，N极的指向与该点的磁感线方向一致，所以至于b点的小磁针静止时，N极指向右侧，则S极指向左侧，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】物理学中引入磁感线描述磁场，磁感线的疏密表示磁场强度，某一点小磁针N极所指的方向表示磁场方向。
10、【答案】A
【解析】【解答】ABC．由于在磁体外部磁感线从磁体的北极出来，回到南极，所以左边磁体A为S极，右边通电螺线管的左端为S极，则右端N极；根据磁极之间的作用规律，小磁针的a端为N极、b端为S极；由安培定则可知，大拇指指向右端N极，四指环绕方向为电流方向，电流从螺线管的左边流入、右边流出，则c为正极、d为负极，A符合题意，B不符合题意，C不符合题意；
D．小磁针所在位置有磁场，所以小磁针受到磁场力的作用处于静止状态，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】结合通电螺线管的N极和S极，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的电流方向，判断电源的正负极。
二、填空题
1、【答案】同种；S
【解析】【解答】用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，接触验电器的金属球，两片金属箔片由于都得到电子，带上同种电荷而张开，所以金属箔片和橡胶棒带有同种电荷。
电流从螺线管的左端流入，右端流出，根据螺线管的线圈绕向，再利用安培定则即可确定螺线管的左端为S极，右端为N极。
【分析】验电器的两个金属薄片带同种电荷，同种电荷相互排斥为验电器的工作原理，电荷量越多，张角越大；结合通电螺线管的电流方向，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的N极和S极。
2、【答案】奥斯特；N；负
【解析】【解答】丹麦物理学家奥斯特通过实验发现电流周围存在磁场，是第一个发现电和磁有联系的人。由图可知，根据异名磁极相互吸引可知通电螺线管的右端是S极，左端是N极，由安培定则可知电流从螺线管的右端流入，电源的右端是正极，左端是负极。
【分析】奥斯特通过实验发现电流周围存在磁场，根据小磁针的磁极判断通电螺线管的磁极，结合安培定则电流方向。
3、【答案】顺时针；增强
【解析】【解答】开关闭合后，螺线管中的电流向上流动，弯曲的四指与电流方向相同，垂直的大拇指指向上方，所以螺线管上端为N极，小磁针的N极将向上转动，S极将向下转动，即顺时针转动。
当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电路中的电阻减小，电流增大，电磁铁的极性增强。
【分析】奥斯特实验证明电流周围存在这磁场，通电螺线管周围的磁场可以利用右手螺旋定则判断N极和S极。
4、【答案】电磁铁；小磁针会发生偏转；电流周围存在磁场
【解析】【解答】在图甲中，将导体AB悬于小磁针上方，闭合开关后发现小磁针的N极向纸内偏转，说明电流周围存在磁场，是电流的磁效应，电磁铁就是利用电流的磁效应制成的。在小磁针上方沿原导体AB方向水平向右发射一电子束，由于电子发生定向移动而形成电流，又因为电流周围存在磁场，推测能观察到的现象是小磁针会发生偏转。
【分析】奥斯特实验证明电流周围存在这磁场，通电螺线管周围的磁场可以利用右手螺旋定则判断N极和S极。
5、【答案】“B”和“D”；增强；N
【解析】【解答】当CO浓度高于某一设定值时，气敏电阻R0的阻值减小，由于 ，电路中电流增大，电磁铁磁性增强，衔铁向下，电铃发声报警，电铃应接在“B”和“D”之间，根据安培定则，判断出电磁铁的上端为N极。
【分析】电流可以产生磁场，即电流有磁效应，可以用来制作电磁铁，电流越大，产生的磁场强度越大，匝数越多，产生的磁场越强；结合通电螺线管的电流方向，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的N极和S极。
三、实验探究
1、【答案】（1）电磁铁吸引大头针的多少
（2）电磁铁线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁磁性越强
（3）使通过甲乙两 圈的电流相等；电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强
【解析】【解答】（1）探究电磁铁磁性强弱时，通过吸引大头针的多少来反应磁性强弱；
（2）根据a和b图，电磁铁线圈匝数相同，电路中电流大小不同，电流越大，吸引的大头针越大，磁性越强；
（3）当电磁铁串联时，保持电流相等，根据图像，当电流相等时，电磁铁的线圈匝数越多，磁性越强。
【分析】（1）电磁铁的磁性通过吸引大头针的个数多少反应；
（2）在线圈匝数相同时，电流越大，电磁铁的磁性越强；
（3）当电流相等时，电磁铁的匝数越多，电磁铁的磁性越强。
2、【答案】（1）水的内部压强与深度的关系
（2）存在
（3）2
【解析】【解答】（1）将液体压强计的金属盒放入水里，并不断改变金属盒在水中的深度，是控制液体的密度相同，改变液体的密度，是探究液体的压强与深度的关系；（2）通电导线周围存在磁场，与放还是不放小磁针无关；（3）物块作匀速直线运动，处于平衡状态，拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等即F=f=2N，当拉力F大小变为4N时，物体的压力不变，接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，仍为2N．
【分析】（1）在相同液体中，深度不同，液体内部的压强不同；
（2）通电导体周围存在磁场；
（3）物体受到的摩擦力和压力、粗糙程度有关，与拉力大小无关。
3、【答案】（1）N
（2）电流方向
（3）会；切割磁感线
（4）换强磁铁（或绕制线圈）；快速移动导体（或磁铁）
【解析】【解答】（1）在图甲中，闭合开关后，根据安培定则判断，右手握住螺线管，四指弯曲指向电流的方向，则大母指的指向即为螺线管的磁场方向，即大母指所指的右端为N极。（2）在图甲实验过程中，将电源正负极对调，发现小磁针的偏转方向发生改变，即电流方向影响磁场的方向，所以这样操作是为了探究通电螺线管外部磁场方向和电流方向有关。（3）图乙中，闭合电路中的一部分导体AB静止不动，当磁体左右运动时，导体能切割磁感线，所以灵敏电流计的指针会偏转。这说明闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流。（4）小明观察在图乙实验中发现电流表指针偏转不明显，为了使指针偏转明显，从实验装置上的改进为：换用磁性更强的磁体或用多匝线圈代替导体进行实验，这样产生的感应电流大，现象明显；
从操作上的改进建议为：加快导体（或磁体）切割磁感线运动的速度，因为速度越快，产生的感应电流也越大，现象明显。
【分析】安培定则：用右手握螺线管，让四指弯向螺线管中电流方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极（N极）.
探究影响电磁铁磁性强弱的因素实验，实验中应用了转换法（利用电磁铁吸引大头针的多少来判断电磁铁磁性的强弱）；同时应用了控制变量法（要知道电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈匝数有关，要研究电磁铁磁性与其中一个量的关系，需要控制另一个量）．
探究电磁感应现象实验电路分两部分，电源、开关、滑动变阻器、原线圈组成闭合电路，检流计与副线圈组成另一个闭合电路．产生感生电流的条件：①电路必须闭合；②只是电路的一部分导体在磁场中；③这部分导体做切割磁感线运动.
4、【答案】（1）增大；大
（2）S；乙；越多；同名磁极相互排斥
【解析】【解答】（1）由图可知甲乙串联，乙的匝数比甲的多，当滑动变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电路中的电流增大，电磁铁吸引大头针的个数增多，说明电流越大，电磁铁磁性越强；（2）由甲的线圈上的电流方向和安培定则可知甲的上端为S，下端为 N；乙吸引的大头针数多，说明乙的磁性强，这说明：在电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强；大头针被磁化，同一端的磁性相同，互相排斥，所以下端分散。
【分析】（1）滑动变阻器的电阻减小时，电流变大，电磁铁的磁性增强；
（2）根据安培定则判断通电螺线管的磁极位置，通过电磁铁吸引铁钉的多少判断磁性的强弱，磁极间同名磁极相互排斥。
5、【答案】（1）吸引大头针数目多少；改变电流
（2）a、b；b、c
（3）电流相同
【解析】【解答】解：（1）电磁铁磁性的有无可以通过电磁铁是否吸引大头针来判断；滑动变阻器移动滑片时，改变连入电路中的电阻大小，从而起到改变电流的作用；（2）由a、b两图可知，a图的开关断开，电路中没有电流，电磁铁也不吸引大头针闭合，说明电磁铁没有磁性；b图的开关闭合，电路中有电流，电磁铁吸引大头针闭合，说明电磁铁有磁性．由此知A是正确的．猜想B是验证磁性的强弱是否与电流大小有关，因此要控制匝数相同，电流大小不同．比较几个图，只有b、c符合条件．（3）磁性强弱不仅与线圈匝数有关，还与电流大小有关，因此描述时要运用控制变量法，要增加电流相同这个条件．
故答案为：（1）吸引大头针数目多少；改变电流；（2）a、b；b、c；（3）电流相同．
【分析】（1）电磁铁磁性的有无可以通过电磁铁是否吸引大头针来判断．（2）研究电磁铁磁性的强弱与多个因素是否有关，要用到控制变量法．关键要把握住控制变量法中相同点与不同点：要验证磁性有无时，就要控制电路中有无电流．要验证磁性强弱与电流大小是否有关时，就要控制匝数相同，电流大小不同．