第十七章从磁悬浮列车到指南针 综合素质评价卷（含答案） 2023-2024学年沪科版物理九年级全一册

第十七章 综合素质评价卷
一、填空题(每小题2分，共20分)
1．如图所示，将载有条形磁体的两辆小车紧靠在一起后再同时由静止释放，两小车将迅速分离。此现象说明：________相互排斥。
2．如图所示，闭合开关，电磁铁通电。若将滑动变阻器的滑片向左移动，电磁铁吸引大头针的数目会________(填“增多”或“减少”)。
3．如图所示，将一条形磁体的一端靠近铁钉的A端，铁钉被磁化后能吸起一些大头针。图中铁钉被磁化后，A端是________(填“N”或“S”)极。
4．通电螺线管的磁性跟电流的方向有关，可以用右手螺旋定则来判定，如图甲。单匝线圈的磁性与电流方向的关系也符合右手螺旋定则，如图乙。则小磁针的左侧是________(填“N”或“S”)极。
5．【2024·阜阳期末】我们知道磁体周围存在磁场，磁场的方向和大小可以用磁感线的箭头和疏密程度进行描述。如图所示为某磁体一端的磁场分布，则a点处的磁场比b点处的磁场________(填“强”或“弱”)。
6．如图为实验室电流表的内部结构图，电流表接入电路，有电流通过线圈，线圈转动会带动指针偏转，当电流表正、负接线柱接反时，电流表指针反偏，说明受力方向与____________有关。
7．教室墙上的音响刚刚播放完“考试开始”的答题信号，墙上音响工作的原理是________________________________。
8．【教材改编题】如图所示，桌面上放有一定量的铁屑，将两个完全相同的条形磁体A的N极和磁体B的S极放置在靠近铁屑的上方，吸附一定量的铁屑。若将吸附有铁屑的两极靠在一起，则吸附在连接处的铁屑会减少，原因是______________________________。
9．根据图中所示通电螺线管的磁感线方向，标出电源两端的“＋”“－”极和小磁针静止时的N极。
10．如图，为了解释地球存在地磁场，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心轴线的环形电流引起的。由于地球表面带有某种电荷，随地球一起自西向东转动时产生了地磁场的N极和S极。按照安培的假设，地球表面应该带有________(填“正”或“负”)电荷。
二、选择题(每小题2分，共14分；每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的)
11．关于磁体、磁场和磁感线，下列说法正确的是(　　)
A．看不见的磁场是真实存在的
B．磁感线是由磁场中的铁屑被磁化后形成的
C．磁体周围的磁感线，都是从磁体的S极出发，回到N极
D．磁体周围存在着大量的磁感线，没有磁感线的地方不存在磁场
12．实验室有一根钢棒，下列做法中，能确定该钢棒原来就具有磁性的是(　　)
A．用钢棒的一端去吸引铜块，不能吸引
B．用钢棒的一端去吸引铁屑，能吸引
C．用钢棒的一端去吸引条形磁体的一端，能吸引
D．将钢棒的一端吸在条形磁体上，用钢棒的另一端去吸引铁屑，能吸引
13．如图所示，一条形磁体周围放着能自由转动的小磁针甲、乙、丙、丁，这四根小磁针静止时N极指向正确的是(小磁针的黑端表示N极)(　　)
A．甲　　　　B．乙　　　　C．丙　　　　D．丁
14．【2024·亳州期末】如图所示，闭合开关S，将滑片P缓慢向右移动的过程中，下列分析正确的是(　　)
A．电磁铁的磁性变弱
B．弹簧测力计示数将变小
C．电磁铁的上端是N极
D．通过电磁铁的电流变大
15．【2024·芜湖模拟】小明参观历史博物馆时看到一个假人在不停地推石磨转动，其原理为利用蓄电池通电后石磨内的线圈在磁场作用下受力开始转动，并带动假人运动。下列说法错误的是(　　)
A．石磨转动是将机械能转化为电能
B．其原理与电动机的原理相同
C．仅改变电流方向可以改变石磨转动的方向
D．仅改变磁场方向可以改变石磨转动的方向
16．如图是汽车尾气中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R1的阻值随CO浓度的增大而减小。下列说法正确的是(　　)
A．电铃应接在A、C之间
B．当CO浓度升高时，电磁铁的磁性减弱
C．电磁铁上端为N极
D．为使该检测电路在CO浓度更低时报警，可将R2的滑片向下移
17．【2024·合肥瑶海区期末】如图所示为直流电动机的两个不同时刻的工作原理图，下列分析错误的是(　　)
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场作用力方向不同
C．导线ab和cd在图乙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
三、实验题(第18小题8分，第19小题6分，第20小题6分，共 20分)
18．小刚利用电池组、小磁针和若干导线等器材做了如图所示的实验。
(1)对比图甲与图乙可知：___________________________________。
(2)对比图乙与图丙可知：___________________________________。
(3)如果移走图乙中的小磁针，通电导线周围________(填“存在”或“不存在”)磁场。
(4)如图丁所示，将小磁针放在导线上方，闭合开关，小磁针________(填“会”或“不会”)发生偏转。
19．【2024·合肥包河区期末】如图甲所示，将导体棒放置在U形磁体磁场中的光滑金属支架上。请你回答下列问题：
(1)闭合开关，发现原来静止在支架上的导体棒ab会向左运动，这一现象说明：___________________________。
(2)若想使导体棒ab向右运动，可采取的方法是__________________。
(3)根据以上原理制成了电动机，如图乙所示是直流电动机工作原理图，其中A、B、C、D的作用是______________________________。
20．学习了电磁知识后，小科了解到相互靠近的通电导线之间会产生相互作用力。那么这个力的大小和方向与哪些因素有关呢？他将两根导线(可伸长)平行放置后固定(如图1甲所示)，然后依次通过如图乙、丙、丁所示的电流，通过反复实验证实了他的猜想。请你根据图中的实验现象回答问题。
(1)分析图1中的________(填序号)可知，通电导线之间作用力的方向与电流方向有关。
(2)得到通电导线之间的相互作用力的大小与电流大小有关的结论，你的依据是________________________________________。
(3)如图2所示，将一根柔软的导线弯成星形，并将其置于光滑水平桌面上，然后将开关S闭合，则该星形回路将________。
A．不会变形
B．会变形，所围面积增大
C．会变形，所围面积减小
四、计算题(第21小题7分，第22小题9分，共16分；解答要有必要的公式和过程)
21．小明将电动机模型接入如图所示的电路中，已知电源电压U＝ 10 V，接通电路后，电动机未转动时，电流表示数为2 A；电动机正常转动时，电流表示数为1 A。求：
(1) 电动机的工作原理是____________________________________。
(2)电动机正常转动时，电路的总功率是多少？
(3)电动机正常转动1 min消耗的电能和线圈产生的热量分别是多少？
22．【推理论证】演绎式探究——探究安培力：
(1)通电导体在磁场中受到的力叫安培力。通电导体与磁场方向垂直时，它受安培力F的大小与导体的长度L和通过的电流I的乘积成正比，比例系数为磁感应强度B。在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，符号是T，1 T＝1。请根据定义写出F的表达式。
(2)如图，长为50 cm、质量为100 g的均匀金属棒ab的两端用两个完全相同的弹簧悬挂成水平状态，位于垂直纸面向里的匀强磁场(强弱和方向处处相同)中。弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘，金属棒通过开关与电源相连，电路总电阻为5 Ω，当电源电压为2 V时，弹簧恰好不伸长。求匀强磁场的磁感应强度B的大小。(g取10 N/kg)
答案
一、1.同名磁极
2．增多　点拨：滑动变阻器的滑片向左移动时，滑动变阻器连入电路的电阻变小，电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，电磁铁吸引的大头针数目增多。
3．S　点拨：铁钉A端接触的是条形磁体的N极，根据异名磁极相互吸引，可以判断铁钉的A端是S极，B端是N极。
4．S　5.强　
6．电流方向
7．通电导体在磁场中受到力的作用
8．一个磁体的两端磁性最强，中间磁性最弱
9．解：如图所示。
10．负　点拨：地磁N极在地理南极附近，根据右手螺旋定则可知，电流方向应为自东向西，而地球自西向东转动，因为电流方向与负电荷定向移动方向相反，因此地球表面应该带有负电荷。
二、11.A
12．B　点拨：用钢棒的一端吸引铁屑，钢棒能吸起铁屑，这是因为磁体可以吸引铁磁性物质，故B符合题意。
13．D
14．A　点拨：由图可知，闭合开关S后，电磁铁中电流的方向是从下端流入，上端流出，根据右手螺旋定则可知，电磁铁的下端为N极，上端为S极，故C错误；将滑片P缓慢向右移动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，电磁铁的磁性变弱，故A正确，D错误；因为条形磁体和电磁铁“相对”的磁极是同名磁极，且同名磁极相互排斥，则条形磁体所受排斥力变小，弹簧测力计示数将变大，故B错误。
15．A　点拨：该装置利用蓄电池通电后石磨内的线圈在磁场作用下受力开始转动，与电动机的工作原理相同，该过程中，电能转化为机械能，故A错误，B正确；通电导体受力方向与电流方向和磁场方向有关，仅改变电流方向或仅改变磁场方向均可以改变石磨转动的方向，故CD正确。
16．C　点拨：由图可知，电流从下端流入电磁铁，由右手螺旋定则可知，电磁铁上端为N极，故C正确。
17．C　点拨：导线ab和cd在图乙位置受到的两个力不在同一直线上，不是平衡力，故C错误。
三、18.(1)通电导线周围存在磁场　(2)通电导线周围的磁场方向与电流方向有关　(3)存在　(4)会
点拨：(1)由图甲可知，电路中没有电流通过时，小磁针不发生偏转，说明没有磁场。由图乙可知，电路中有电流通过时，小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在磁场。(2)图丙中改变了电源的正、负极，也就改变了导线中的电流方向，与图乙中相比，小磁针偏转方向改变，说明通电导线周围的磁场方向与电流方向有关。(3)如果移走图乙中的小磁针，导线中仍有电流，因此通电导线周围是存在磁场的。(4)图丁中，将小磁针放在导线上方，闭合开关，小磁针会发生偏转。
19．(1)通电导体在磁场中受到力的作用　(2)调换电流方向(或调换磁场方向)　(3)改变线圈中的电流方向，使得线圈持续转动
20．(1)乙、丙　(2)对比图1中丙、丁可知，电流越大，导线形变程度越大　(3)B
点拨：(1)图1乙中两根导线中的电流方向相同，两根导线向中间靠拢，说明两根导线相互吸引；图1丙中两根导线中的电流方向相反，两根导线相互排斥，由此可知，通电导线之间作用力的方向与电流方向有关。(2)对比图1中丙、丁，丁中电流为3 A，丙中电流为2 A，丁中电流大于丙中电流，而且丁中两根导线相互排斥使得导线的形变程度比丙大，说明相互之间的作用力大。(3)由题意可知，当电流通过导线时，会产生磁场，而导体在磁场中受力的方向与电流的方向有关，当开关S闭合后，此时角上相邻靠近的两条导线电流方向相反，所以它们相互排斥，故所围面积会增大，故B正确。
四、21.解：(1)通电导体在磁场中受力的作用
(2)电动机正常转动时，电路的总功率
P＝UI＝10 V×1 A＝10 W。
(3)电动机正常转动1 min消耗的电能
W＝Pt＝10 W×60 s＝600 J。
电动机未转动时，电流表示数为2 A，此时线圈的电阻
R＝＝＝5 Ω。
线圈1 min产生的热量Q＝I2Rt＝(1 A)2×5 Ω×60 s＝300 J。
22．解：(1)因为安培力F的大小与导体的长度L和通过的电流I的乘积成正比，比例系数为磁感应强度B，所以F＝BIL。
(2)闭合开关，电路中的电流为I＝＝＝0.4 A；图中弹簧恰好不伸长，说明弹力为0，此时金属棒处于静止状态，其受到的安培力和重力是一对平衡力，两力大小相等，即F＝G，所以BIL＝mg，则磁感应强度B＝＝＝5 T。