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专项测评练习题（含解析）

九年级物理下册第十六章电磁铁与自动控制专项测评
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、下列有关材料的说法正确的是（　　）
A．航空器材常采用高强度、高密度的合金或新型合成材料
B．温度、光照、杂质等外界因素对半导体的导电性能有很大影响
C．铁钉、钢针、铝板都能被磁体吸引
D．光导纤维是用金属铜制成的
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、如图所示，是一个自制的小指南针。用硬纸板和大头针制作指南针的底座，使缝衣针磁化后，穿过按扣的两孔，放在底座的针尖上，当小指南针静止后，针尖指向北方。则下列说法中正确的是（　　）
A．针尖是指南针的S极
B．针尖指的是地磁场的北极
C．针尖能指北，是受到磁感线的作用
D．针尖所指方向，是该点地磁场的磁场方向
4、小珠梳理归纳了磁的知识，其中正确的是（　　）
①磁场看不见摸不着，但是可以借助小磁针感知它的存在
②条形磁体两端的磁性最强，中间磁性最弱
③地球周围存在地磁场，地磁场两极与地理两极完全重合
④磁体间只有相互接触时才有力的作用
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
5、图甲是一种磁悬浮地球仪，图乙是其内部结构示意图，底座里面有一个电磁铁，可使内部有磁体的地球仪悬浮在空中。下列关于地球仪内部磁铁a端磁极的判断正确的是（　　）
A．S极 B．N极 C．N极或S极 D．无法判断
6、如图所示，在通电螺线管周围a、b、c、d四个位置画出的小磁针指向正确的是（　　）
A．a、b B．b、c C．c、d D．a、d
7、在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小华用电池（电压一定）、滑动变阻器、数量足够的大头针、铁钉及足够长的漆包线为主要器材，制作了简易电磁铁甲和乙，并将它们连成如图所示的电路（　　）
A．当滑片向右移动时，两电磁铁吸引的大头针的个数将增多
B．由安培定则可知，甲铁钉的下端为S极
C．电炉子也属于电磁铁的应用
D．实验发现被电磁铁吸引的大头针下端是分散的，其原因是同名磁极互相排斥
8、图甲是一款“智能照明灯”的电路原理图，光线较暗时灯泡自动发光，光照到一定强度时灯泡自动熄灭。控制电路中，电源电压恒定，R0为定值电阻，R为光敏电阻，其阻值R随光照强度E的变化图像如图乙所示。以下说法正确的是（　　）
A．电磁铁的上端为S极
B．当光照强度增强，R0两端的电压变小
C．灯泡应设计在C和D两接线柱之间
D．要想灯在更亮时发光，应增大R0的阻值
9、绵阳市某初中学校的小明同学在学校实验室模拟安培1820年在科学院的例会上做的小实验：把螺线管水平悬挂起来，闭合开关，发现螺线管缓慢转动后停了下来，改变螺线管B端的初始指向，重复操作，停止时B端的指向都相同。模拟实验装置如图所示，闭合开关，螺线管停下来后B端指向（　　）
A．东方 B．南方 C．西方 D．北方
10、一条形磁铁放在水平桌面上，处于静止状态，电磁铁置于条形磁铁附近并正对（如图所示）．下列叙述中，正确的是（　　）
A．闭合开关前，电磁铁与条形磁铁间没有力的作用
B．闭合开关后，条形磁铁受到桌面向左的摩擦力
C．闭合开关后，滑片P向a移动时电磁铁与条形磁铁间的作用力增大
D．闭合开关后，滑片P向a移动过程中，若条形磁铁始终处于静止状态，则它受到桌面的摩擦力大小保持不变
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，A和B是验电器，若带电的验电器A带有负电荷，用带绝缘柄的金属棒将A和B上的两金属球连接起来，则一瞬间形成的电流方向是从　 　（选填“A到B”或“B到A”）。如图乙所示，放在通电螺线管内部中间处的小磁针静止时N极指向右方，那么电源的正极在　 　（选填“a”或“b”）端。
2、如图所示，斜面顶端固定着一个电磁铁，闭合开关时，其右端为　 　极；在其右端放置一个铁质小车，发现电磁铁的吸引力不足以吸住小车，为了能吸住小车，可将滑动变阻器的滑片向　 　（选填“a”或“b”）端移动．
3、小明去超市，走到电梯前发现电梯运动较慢，当他站在电梯上时又快了起来。小明根据所学的知识，画出如图所示的电路（R是一个压敏电阻）。小明分析：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　 　（填“1”或“2”）接触，电动机的转速变　 　。
4、图甲为一个简易电动机，它由一节旧电池、小块钕磁铁和线框组成，磁铁吸在电池下端，线框由裸铜导线绕制。图乙为电动机工作原理图，箭头表示磁感线方向。根据图乙可知，磁铁上端为　 　（填N或S）极；线框的ab段和cd段的电流方向　 　（填相同或相反），磁场对ab段的作用力垂直于纸面向里，则cd段受到的磁场力垂直于纸面　 　（填向外或向里），线框在转动过程中能的转化是：　 　。
5、闭合开关S后，小磁针静止时的指向如图所示，b端为　 　极；当滑动变阻器的滑片P向B端移动时，电磁铁的磁性　 　。
三、实验探究（5小题，每小题10分，共计50分）
1、按要求回答下列问题：
（1）在今年的实验操作考试中，小可利用平行光源照射凸透镜后交于A点（如图1所示），说明凸透镜对光有　 　作用．小可认为A点就是该凸透镜的焦点，请对他的观点作出评判：　 　．
（2）小可在用图2所示的实验探究线圈数对电磁铁磁性强弱的影响时，将两个匝数不同的电磁铁串联接入电路，其好处是　 　．利用此实验电路也能研究电流大小对电磁铁磁性强弱的影响，接下来的操作应该是　 　．
2、小琦同学在用小磁针做“探究条形磁铁周围的磁场分布”的实验时惊奇地发现，小磁针A出现了如图所示的现象．课后小琦同学对这一现象进行了探究，发现：小磁针A实际的“N”极和“S”极与标识的“N”极和“S”极相反．
（1）你认为小琦是怎样得知小磁针A实际的“N”极和“S”极与标识的“N”极和“S”极相反，请简述探究过程．
（2）小琦同学还了解到前几节课的同学用这些器材做实验时，并没有出现这一现象，说明小磁针A在这段时间内“N”极和“S”极出现了反转．你认为出现“N”极和“S”极反转的最可能原因是什么？
3、如图所示，是小明探究“影响电磁铁磁性强弱因素”的装置图它是由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管和自制针式刻度板组成．通过观察指针 B 偏转角度的大小来判断电磁铁磁性的强弱．在指针下方固定一物体 A，当用导线 a 与接线柱 2 相连，闭合开关后，指针 B 发生偏转．
（1）指针下方的物体 A 应由 质材料制成．
A．铜 B．铝 C．塑料 D．铁
（2）实验发现：①将滑动变阻器的滑片 P 向左移动过程中，指针B偏转的角度将会　 　．
②将导线 a 由与接线柱 2 相连改为与接线柱 1 相连，闭合开关后，调整滑动变阻器的滑片 P 的位置，使电路中的电流保持不变，可发现指针 B 偏转的角度将会　 　．
（3）经过对电磁铁的研究，可得出电磁铁的磁性强弱与　 　及　 　有关．
4、安安在探究通电螺线管的磁场分布的实验中，如图所示：
（1）在固定有螺线管的水平硬纸板上均匀地撒满铁屑，通电后轻敲纸板，观察铁屑的排列情况，发现通电螺线管外都的磁场与　 　磁体的磁场相似；在通电螺线管的两端各放一个小磁针，根据小磁针静止时的指向，可以判定通电螺线管的　 　（选填“左”或“右”）端是它的N极；
（2）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。
5、在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小赵同学制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。
（1）当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加，说明电流越　 　，电磁铁磁性越强。
（2）根据图示的情境可知，　 　 (填“甲”或“乙”)的磁性强，说明电流一定时，　 　，电磁铁磁性越强。
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】B
【解析】【解答】A．航空器需要质量小，强度高，根据 ，在体积一定时，要减小其质量，就要减小材料的密度，即应选用高强度、低密度的材料，A不符合题意；
B．有的半导体，在受热后电阻迅速减小；反之，电阻随温度的降低而迅速增大，利用这种半导体可以做成体积很小的热敏电阻；有些半导体，在光照下电阻大大减小，如光敏电阻；没有光照时，光敏电阻就像绝缘体不易导电，有光照时，光敏电阻就像导体空易导电；我们常见的LED灯就是在半导体材料中掺入极其微量的杂质使它的导电性能增加，温度、光照、杂质等外界因素对半导体的导电性能有很大的影响，B符合题意；
C．磁铁能吸引铁、钴、镍，不能吸引铝，也不能吸引没有被磁化的钢针，C不符合题意；
D．光导纤维是用玻璃制成的，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】半导体的导电性介于导体和绝缘体之间，用半导体材料制作二极管和三极管，是电子设备的基本部件。
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】A．磁针自由转动后静止，指示北方的是其N极。A不符合题意；
B．针尖指示的是地理北极，地磁的南极。B不符合题意；
C．针是在地磁场的作用下指示南北的；磁感线是人们虚构出来的表示磁场的，不是真实的存在。C不符合题意；
D．磁场中某点小磁针静止后，N极指示的方向就是该点的磁场方向，这是磁场方向的规定。D符合题意。
故答案为：D。
【分析】磁场中某点小磁针N极指示的方向，就是该点的磁场方向，指南针在地磁场的作用下指示南北。
4、【答案】A
【解析】【解答】①磁场看不见摸不着，但可以借助小磁针感知它的存在，这是典型的转换法，故正确；②磁体上磁性最强的部分叫磁极，位于磁体的两端。所以条形磁铁的两端磁性最强，中间磁性最弱，故正确；③地球是一个大磁体，地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近，两者是一定不重合的，两者之间存在一个磁偏角，说法错误；④由于磁体周围存在磁场，所以磁体之间不需要直接接触，也能产生相互作用力，说法错误。故正确的是①②，
故答案为：A。
【分析】地球存在磁场，叫做地磁场，磁极的南极在地理的北极，磁极的北极在地理的南极，利用磁铁可以指示南北两个方向；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，切线方向表示磁场方向。
5、【答案】B
【解析】【解答】由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引知，地球仪悬浮在空中是受到同名磁极排斥导致，地球仪内部磁铁a端磁极与通电螺线管的上方磁极相同。根据电路中电流方向可知，通电螺线管线圈上的电流方向向右，由安培定则可判定通电螺线管的上方是N极，故地球仪内部磁铁a端磁极也是N极。
故答案为：B。
【分析】根据安培定则判断电磁铁底座的磁极，然后根据同名磁极相互排斥判断地球仪的磁极。
6、【答案】A
【解析】【解答】由图可知，螺线管中电流的方向是向上的，由安培定则知道，通电螺线管的左端为N极，右端为S极，由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引知道，只有小磁针 的指向正确。
故答案为：A。
【分析】根据安培定则判断螺旋管的磁极，磁极间同名磁极相互排斥。
7、【答案】D
【解析】【解答】A．当滑片向右移动时，滑动变阻器的阻值增大，电路中的电流变小，两电磁铁的磁性减弱，吸引大头针的个数减少；A不符合题意；
B．根据安培定则，用右手握住甲电磁铁，四指指向电流的方向，大拇指指向甲电磁铁的下端为N极，B不符合题意；
C．电炉子工作时，电流通过电热丝做功，消耗的电能转化为内能，没有应用电磁铁，C不符合题意；
D．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后同名磁极互相排斥，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】电磁铁的磁性和电流大小、线圈匝数有关；根据安培定则判断通电螺线管的磁极位置；磁极间同名磁极互相排斥。
8、【答案】D
【解析】【解答】A．由甲图可知，电流从电磁铁螺线管的上端流入，根据安培定则可知，电磁铁的上端为N极，A不符合题意；
B．由乙图可知，光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小。图甲中光敏电阻、螺线管、定值电阻R0串联，螺线管和定值电阻阻值不变，光敏电阻阻值减小，则电路中电流变大，即通过R0的电流变大，根据U=IR可知，R0两端的电压变大。B不符合题意；
C．“智能照明灯”要求应是：环境光照减弱时能自动接通灯泡进行补充照明。当环境光照变暗时，光敏电阻阻值增大，则通过电磁铁的电流减小，电磁铁磁性减弱，衔铁上弹，接通AB电路，所以灯泡应设计在A和B两接线柱之间。C不符合题意；
D．环境更亮时，光敏电阻阻值更小，通过电磁铁的电流会更大。而电磁铁能够吸引衔铁断开电路的电流是一定的，所以，要想灯在环境更亮时还能发光，则需要增大控制电路中的电阻，来防止因光照增强而导致的电流增大。D符合题意。
故答案为：D。
【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；控制电路中的电阻越大，电流越小，要使电流增加，光敏电阻的阻值很小才可以。
9、【答案】D
【解析】【解答】根据图示的螺线管线圈的绕向和螺线管中电流的方向，利用安培定则可以确定螺线管的B端为N极，A端为S极；在地磁场的作用下，螺线管将会发生转动，螺线管的S极（A）指向南，螺线管的N极（B端）指向北。
故答案为：D。
【分析】通电螺线管相当于磁体，地磁的南北极在地球的南北极附近。
10、【答案】C
【解析】【解答】A．闭合开关前，虽然电磁铁没有磁性，但是电磁铁中间是有铁芯的，条形磁铁对铁芯是有吸引力作用的，A不符合题意．
B．闭合开关后，电磁铁有磁性，根据图中的电流方向结合安培定则可知，电磁铁的左端是N极、右端是S极，因异名磁极相互吸引，则电磁铁对条形磁铁有向左的吸引力作用，条形磁铁有向左运动趋势，所以条形磁铁受到向右的静摩擦力作用．B不符合题意．
C．D．闭合开关后，滑片P向a移动时，变阻器接入电路的阻值变小，通过电磁铁的电流增大，磁性增强，对条形磁铁的吸引力增大，条形磁铁始终处于静止状态，受到向左的吸引力和向右的静摩擦力是平衡力，吸引力增大，则摩擦力也增大，C符合题意，D不符合题意．
故答案为：C
【分析】（1）条形磁铁对铁芯是有吸引力作用；
（2）电磁铁对条形磁铁有向左的吸引力作用，条形磁铁有向左运动趋势，所以条形磁铁受到向右的静摩擦力作用；
（3）滑动变阻器接入电路中的电阻减小，电磁铁的磁性增强，对条形磁铁的吸引力增大；
（4）电磁铁的磁性增强，对条形磁铁的吸引力增大，由于处于平衡状态，摩擦力增大。
二、填空题
1、【答案】B到A；a
【解析】【解答】若带电的验电器A带有负电荷，用带绝缘柄的金属棒将A和B上的两金属球连接起来，由于同种电荷相互排斥，负电荷会从A到 B，故电流的方向是从B到A。在螺线管的内部，磁感线的方向是从S极到N极，故该螺线管的右端为N极，根据右手螺旋定则，电流四指朝下是电流的方向，A连接的是电池的正极。
【分析】电流的方向和负电荷的定向移动方向相反；根据小磁针的磁极，判断螺线管的磁极，结合安培定则判断电流的方向。
2、【答案】S；a
【解析】【解答】由右手定则可知电磁铁左端为N极，右端为S极；为了能吸住小车应增强电磁铁的磁性，需要使电路中电流增大，即滑动变阻器向a端移动．
【分析】根据安培定则判断电磁铁的磁极；线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁磁性越强。
3、【答案】强；2；快
【解析】【解答】由图可知，当人站在电梯上时，R的阻值减小，电路中电流增大，电磁铁变强，则衔铁被吸下，与触点2接触，则电机上的电压增大，电动机转速变快。
【分析】通过读图分析电磁继电器的工作过程即可得解。
4、【答案】N；相同；向外；电能转化成机械能
【解析】【解答】图乙为电动机工作原理图，箭头表示磁感线方向。根据图乙可知，在磁体外部，磁感线总是从N极发出，回到S极，磁铁上端为N极。
已知磁场对线框ab段的作用力垂直于纸面向里，线框的ab段和cd段的电流方向相同，磁场方向不同，线框cd段受到的磁场力垂直于纸而向外。
线框在转动过程中消耗电能，产生机械能，将电能转化为机械能。
【分析】任何磁铁都具有两个磁极，即N极和S极，磁感线从N极指向S极，结合电流方向和磁场方向确定安培力的方向。
5、【答案】S；减弱
【解析】【解答】解：利用安培定则可以确定，通电螺线管的右端为N极，根据磁极间的作用规律可以确定，当小磁针静止时，相互靠近的一定是异名磁极。故小磁针的b端为S极。
当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电路中的电流减小，根据电磁铁磁性强弱的决定因素可知，在线圈匝数、铁芯都不变的情况下，电流越小，磁性越弱。
故答案为：S；减弱
【分析】根据安培定则判断螺线管的磁极位置；当电路中电阻增打，电流减小，电磁铁磁性减弱。
三、实验探究
1、【答案】（1）会聚；只有平行于主光轴的光线经过凸透镜后才会汇聚到焦点上
（2）控制电流相同；移动滑动变阻器，改变电流的大小
【解析】【解答】解：（1）由图可知，平行光线经过凸透镜后会汇聚到A点，这说明凸透镜有会聚作用；平行于主光轴的光线经过凸透镜后会汇聚到焦点上，由于不知平行光线是否平行于主光轴，故无法判定A点是否为焦点；（2）将两个匝数不同的电磁铁串联接入电路，其好处是控制电流相同；研究电流大小对电磁铁磁性强弱的影响，应通过移动滑动变阻器来改变电路中的电流．
故答案为：（1）会聚；只有平行于主光轴的光线经过凸透镜后才会汇聚到焦点上；（2）控制电流相同；移动滑动变阻器，改变电流的大小．
【分析】（1）凸透镜对光线具有会聚作用；平行于主光轴的光线经过凸透镜后会汇聚到焦点上；（2）串联电路的电流是相同的；滑动变阻器可以改变电路中的电流．
2、【答案】（1）答：实验步骤及现象：
将小磁针A在不受其他磁体的干扰下放在水平的桌面上，发现小磁针A的“N”极却指向地理的南极，说明小磁针A的磁极反转了
（2）答：小磁针A在前面某一节课的实验中不小心被其他的强磁体重新磁化了，使得其“N”“S”极反转
【解析】【分析】（1）磁体具有指向性．在水平面内可以自由转动的磁体，静止时可以指示南北方向，指南的一端叫南极，指北的一端是北极；（2）时原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫磁化．在强磁场的作用下，磁性较弱的磁体被磁化后磁极可能发生改变．
3、【答案】（1）D
（2）变大；变大
（3）电流大小；线圈匝数的多少
【解析】【解答】解：（1）磁铁具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，所以物体A由铁质材料制成，故选D．（2）①由图知，滑动变阻器左边的电阻丝接入电路，滑片左移时，接入电路的电阻丝变短，电阻变小，电流变大，电磁铁的磁性增强，电磁铁对铁质A物体的吸引力变大，指针B偏转的角度将会变大．②在电磁铁中的电流不变时，将导线a由与接线柱2相连改为与接线柱1相连，电磁铁线圈的匝数增多，电磁铁的磁性增强，电磁铁对铁质A物体的吸引力变大，指针B偏转的角度将会变大．（3）由实验得出：电磁铁的磁性强弱与电流大小和线圈匝数的多少有关．
故答案为：（1）D；（2）①变大；②变大；（3）电流大小；线圈匝数的多少．
【分析】（1）此电路的工作原理是给电磁铁通电后，电磁铁具有磁性，吸引指针下方的物体A，使指针发生偏转，移动变阻器的滑片，改变电磁铁的电流大小，通过指针偏转角度的大小，反映出磁性的强弱变化；电磁铁有两个接线柱，通过连接不同的接线柱可以改变电磁铁线圈的匝数多少，所以通过此电路可以探究电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈匝数的关系．（2）当滑片向左滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻将会变小，电路中的电流会变大，电磁铁的磁性会增强，指针偏转角度会增大．（3）电磁铁的磁性的影响因素：电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯．有铁芯时，电流越大，匝数越多，磁性越强．
4、【答案】（1）条形；右
（2）对调电源的正负极（或改变电流方向）
【解析】【解答】(1)由图可知，通电螺线管外部磁场与条形磁体相似。左边小磁针的右端是N极，由异名磁极相互吸引可知螺线管的左端是S极，右端是N极。(2)探究通电螺线管的极性与电流方向的关系，由控制变量法可知需要对调电源的正负极。
【分析】（1）通电螺线管的磁场和条形磁体相似，根据安培定则可以判断螺线管的磁极位置；（2）通电螺线管的磁极位置和电流方向有关。
5、【答案】（1）大
（2）甲；线圈匝数越多
【解析】【解答】（1）如图当滑动变阻器滑片向左移动时，电阻变小，电流变大，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加，说明电流越大，电磁铁磁性越强。（2）根据图示的情境可知，甲电磁铁吸引的小铁钉数目多，所以磁性强，而两电磁铁是串联的，电流一定相等，甲电磁铁的线圈匝数多，所以电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。
【分析】（1）当滑动变阻器滑片向左移动时，电阻变小，电流变大，电磁铁磁性越强，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加；
（2）电磁铁甲、乙串联，通过它们的电流相同，吸引大头针的个数越多，则电磁铁的磁性越强，说明线圈匝数越多，电磁铁磁性越强 .