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【新趋势新情境】2024年人教版九年级物理上册情景化素养检测卷（单元+期中期末）
第二十章《电与磁》单元情境化素养检测卷
本试卷共五道大题31小题，满分100分，答题时间90分钟
一、选择题（本大题共10题，每题3分，共30分）
1. （23-24九年级上·浙江绍兴·期末）下列用磁感线描述的磁场方向不正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】A．地球是一个大磁体，地磁N极在地理南极附近，地磁S极在地理北极附近，磁感线是闭合曲线，磁体外部磁感线是从N极到S极，故A正确，A不符合题意；
BC．磁感线是闭合曲线，磁体外部磁感线是从N极到S极，且同名磁极相互排斥，故BC正确，BC不符合题意；
D．电流从电源正极出发，回到电源负极，根据安培定则，可知确定螺线管右端为N极，左端为S极，磁体外部磁感线是从N极到S极，故D不正确，D符合题意。故选D。
2. （23-24九年级上·甘肃兰州·期末）关于磁现象，下列说法正确的是（ ）
A. 图甲：通电时小磁针发生明显偏转说明通电导体周围存在地磁场
B. 图乙：利用此装置可说明电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关
C. 图丙：利用此装置可说明发电机的工作原理
D. 图丁：利用此装置可说明电动机的工作原理
【答案】B
【解析】A．该图是奥斯特实验，说明电流的周围存在磁场，不是地磁场，故A错误；
B．图中两个电磁铁串联，通过的电流相同，线圈匝数不同，吸起大头针的数目不同，说明电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关，故B正确；
C．图中实验研究的是通电导体在磁场中受力运动，能说明电动机工作原理，故C错误；
D．图中闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，会产生感应电流，这是电磁感应现象，该实验说明机械能可以转化为电能，利用此装置可说明发电机的工作原理，故D错误。
3. （2024江苏扬州中考真题）如图所示为送餐机器人，下列图中能说明其内部电动机工作原理的
是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】A．如图，闭合开关，通电导体棒在磁场中受力运动，反映了电动机的工作原理，故A符合题意；
B．如图，验电器的工作原理是同种电荷相互排斥，故B不符合题意；
C．如图，闭合开关，当导体棒做切割磁感线运动时，有感应电流产生，反映了电磁感应原理，故C不符合题意；
D．如图，在螺线管中插入铁芯可以构成电磁铁，增强磁性，可以吸引铁钉，故D不符合题意。
故选A。
4. （23-24九年级上·山东聊城·期末）如图所示，通电螺线管周围存在磁场，M是某一磁感线上的一点，小磁针静止在磁场中，则M点的磁场方向及小磁针的左端极性分别是（ ）
A. 向左 N极 B. 向右 N极
C. 向左 S极 D. 向右 S极
【答案】B
【解析】由图可知，螺线管的左端为N极，由于磁体周围的磁感线是从N极出发，回到S极，所以M点的磁感线向右；螺线管的右端为S极，根据磁极间的相互作用规律可知，小磁针的左端为N极，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。
5.（23-24九年级上·杭州·期末） 图是小李同学探究“通电螺线管的磁场方向”的实验示意图。闭合开关，小磁针静止时N极的指向如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 根据小磁针指向可以判定，通电螺线管的右端为S极
B. 小磁针静止时N极所指方向就是该点的磁场方向
C. 将小磁针移到其他位置，N极所指方向一定不变
D. 本实验可以得出：通电螺线管的磁极与电流方向无关
【答案】B
【解析】A．小磁针的左端为S极，根据磁极间的相互作用可知，通电螺线管的右端为N极，故A错误；
B．小磁针作用是指示通电螺线管周围的磁场方向，其静止时N极所指方向就是该点的磁场方向，故B正确；
C．由于通电螺线管周围的磁场方向可能相同也有可能不同，因此将小磁针移到其他位置，N极所指方向不一定不变，故C错误；
D．实验中，当改变电路电流方向时，螺线管的两端的极性改变，小磁针的静止时N极的指向也会发生改变，可知，通电螺线管的磁极与电流方向有关，故D错误。故选B。
6. （23-24九年级上·天津·期末）党的二十大报告指出“科技是第一生产力”。某学校为了培养学生的科学素养，组织科技创新大赛，小明在比赛中制作了水位自动报警器，原理图如图所示。当水位达到金属块A时（一般的水都能导电），则（ ）
A. 两灯都亮
B. 两灯都不亮
C. 只有绿灯亮
D. 只有红灯亮
【答案】D
【解析】图中所示的水位自动报警器工作原理：当水位到达A时，由于一般水具有导电性，那么电磁铁所在电路被接通，电磁铁有磁性，电磁铁向下吸引衔铁，从而接通红灯所在电路，此时红灯亮，而绿灯不亮。
故选D。
7. （23-24九年级上·湖南长沙·期末）如图所示，一种环保型手电筒，筒内有一个能滑动的圆柱形永磁铁，外圈套着一个线圈。只要将手电简沿图中箭头方向来回摇动，手电筒的小灯就能发光。下列与此手电筒工作原理相同的是（ ）
A. 电动机 B. 电热水壶 C. 发电机 D. 扬声器
【答案】C
【解析】手摇电筒是利用电磁感应现象制成的，磁铁在线圈中来回运动，使线圈切割磁感线，从而产生了感应电流，使小灯泡发光。
A．电动机是根据通电线圈在磁场中受到力转动制成的，故A不符合题意；
B．电热水壶利用电流的热效应工作的，故B不符合题意；
C．发电机是根据电磁感应现象制成的，故C符合题意；
D．扬声器是利用通电导体在磁场中受力的原理，故D不符合题意。故选C。
8. （23-24九年级上·河南焦作·期末）如图所示是“探究电动机转动原理”的实验装置，闭合开关后，金属杆向左运动，要使金属杆向右运动，应采取的措施是（ ）
A. 磁场方向不变，改变电流方向
B. 同时改变电流方向和磁场方向
C. 电流大小不变，改变磁场强弱
D. 同时改变电流大小和磁场强弱
【答案】A
【解析】AB．若要让金属杆向右运动，改变金属杆的受力方向，可以改变电流方向或改变磁场方向，但不能同时改变电流方向、磁场方向，故A正确、B错误；
CD．导体受力方向与电流的大小和磁场的强弱无关，故CD错误。故选A
9. （2023湖北宜昌）（23-24九年级上·湖北宜昌·期末）如图甲把一台手摇发电机跟小灯泡连接起来，使线圈在磁场中转动，可以看到小灯泡会发光。下列说法正确的是（ ）
A. 发电机是利用电流的磁效应来工作的
B. 发电机将电能转化为了机械能
C. 线圈转得越快，小灯泡越亮
D. 如果将小灯泡换成如图乙的电流表，指针一直偏向右边
【答案】C
【解析】A．发电机的工作原理是电磁感应，不是利用电流的磁效应，故A错误；
B．发电机消耗机械能获得电能，是将机械能能转化为了电能，故B错误；
C．发电机线圈转得越快，切割磁感线的速度就越大，则产生的感应电流越大，小灯泡越亮，故C正确；
D．如果将小灯泡换成如图乙的电流表，当线圈在磁场中转动做切割磁感线运动时，在前半圈和后半圈，线圈切割磁感线的方向是相反的，则产生的感应电流方向也不断交替改变，故电流表的指针会不断左右交替偏转，故D错误。故选C。
10. （23-24九年级上·深圳·期末）如图所示，在a、b两端接入电源或电流表组成不同装置，以下正确的是（ ）
A. 接电源，和发电机的原理相同
B. 接电流表，和电动机的原理相同
C. 接电源，可将电能转化为机械能
D. 接电流表，移动直导线电流表指针一定偏转
【答案】C
【解析】AC．在a、b两端接入电源，则通电直导线在磁场中受到力的作用，将电能转
化为机械能，该装置可以用来研究电动机的工作原理。故A错误，C正确；
BD．在a、b两端接入电流表，当通电直导线在磁场中做切割磁感线运动时，闭合电路
中才会产生感应电流，电流表指针发生偏转，该过程消耗机械能，获得电能，将机械能
转化为电能，和发电机的原理相同，故BD错误。故选C。
二、填空题（每空1分，共23分）
11. （23-24九年级上·河南郑州·期末）在研究地磁场方向时，如图所示，发现司南的长柄静止时总是指向南方，则长柄相当于指南针的________极。我国宋代学者沈括最早记述了地理的两极和地磁场的两极________（选填“重合”或“不重合”）的现象。
【答案】 南##S 不重合
【解析】司南能够自由转动，静止后司南的长柄静止时总是指向南方，地理的南极是地磁的N极，由异名磁极相互吸引可知，长柄相当于指南针的南极。
我国宋代学者沈括最早记述了地理的两极和地磁场的两极不重合的现象，即存在磁偏角。
12．（23-24九年级上·福建福州·期末）条形磁体周围的磁场情况如图所示，则条形磁体的左端是 极。
【答案】N
【解析】条形磁体周围的磁场是从N极出发，回到S极，所以条形磁体的左端是N极。
13．（23-24九年级上·江苏苏州·期末）如图甲所示，将一根直导线沿南北方向水平放置在静止的小磁针正上方，当接通电源时小磁针偏转，表明________。改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也随之改变，表明________。若将导线绕成螺线管并通电，如图乙表示，则通电螺线管的A端是______极。
【答案】通电直导线周围存在磁场 磁场方向与电流方向有关 S
【解析】接通电路后，观察到小磁针偏转，说明通电直导线周围存在磁场，这是著名的奥斯特实验。
改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也发生改变，说明磁场方向改变，这表明通电导体周围的磁场方向与电流方向有关。
由图知道，电流从螺线管的B端流入，经过螺线管，从A端流出，用右手握住螺线管，使四指指向电流的方向，则螺线管的B端为N极，A端为S极。
14. （23-24九年级上·辽宁沈阳·期末）如图所示，闭合开关，导体就会运动起来，在此过程中，______能转化为_____能。利用这一原理可以制作___________。
【答案】 电 机械 电动机
【解析】如图，闭合开关，导体ab中有电流通过，通电导体在磁场中受力而运动，将电能转化为机械能。
利用通电导体在磁场中受力而运动原理可以制作电动机。
15. （23-24九年级上·辽宁锦州·期末）如图是动圈式话筒内部结构图，对着话筒说话时，声带_______发出声音，使膜片带动线圈做切割磁感线运动，产生的感应电流进入扬声器，将声音放大，改变了声音的响度。线圈切割磁感线运动的过程中，将_______能转化为电能。
【答案】 振动 机械
【解析】对着话筒说话时，声带振动产生声音，产生的声音使膜片振动，与膜片相连的线圈也跟着一起振动，线圈做切割磁感线运动，产生的感应电流进入扬声器，将声音放大，使声音的响度变大，线圈切割磁感线运动的过程中，消耗机械能，产生电能，将机械能转化为电能。
16. （2024贵州省中考真题）如图所示是银行卡信息读卡器，将银行卡的磁条在读卡器的刷卡槽内快速刷过时，相当于磁体穿过闭合金属线圈，产生了______，经读卡器处理，就能识别卡片信息。
【答案】电流
【解析】由题意可知，将银行卡的磁条在读卡器的刷卡槽内快速刷过时，相当于磁体穿过闭合金属线圈，也就相当于是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，此时导体中有感应电流产生，因此经读卡器处理，就能识别卡片信息。
17. （23-24九年级上·浙江绍兴·期末）如图所示是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。闭合开关，使导体ab向左运动，电路中_______感应电流（选填“有”或“无”），这一过程机械能转化为_______能。
【答案】 有 电
【解析】闭合开关，使导体ab向左运动，导体棒做切割磁感线运动，会产生感应电流，该过程的能量转化为机械能转化为电能，应用是发电机。
18.（23-24九年级上·湖北荆州·期末）学习了通电螺线管的磁场后，小华同学利用螺线管、小磁针、电键和电池等器材继续做实验。小华将小磁针放在螺线管内部，电键S断开，小磁针静止后如图（a）所示。闭合电键S，小磁针转动，静止后如图（b）所示。接着小华改变电池的接法，再闭合电键S，小磁针静止后如图（c）所示。请根据现象及相关条件归纳得出初步结论。
① 比较图（a）和（b）可知： 。
② 比较图（b）和（c）可知： 。
【答案】①通电螺线管内部存在磁场。
②通电螺线管内部磁场的方向跟电流方向有关。
【解析】① 比较图（a）和（b）可知通电螺线管内部有磁场，因为小磁针再两种情况下N、S方向改变了。
② 比较图（b）和（c）可知，电流方向改变后，小磁针N、S极也变化了，说明通电螺线管内部磁场的方向跟电流方向有关。
19. （2024四川泸州中考真题）如图所示，ab、cd两根光滑平行金属导轨固定在同一水平面内，处于蹄形磁铁磁场中的金属杆pq放在导轨上，在外力作用下沿导轨运动。若ad之间断开，则电路中________（选填“有”或“无”）感应电流；若ad之间接入电流计，pq杆向右运动时，指针向右偏，pq杆向左运动时，指针将向________偏；若ad之间安装一个直流电源，pq杆通电后由静止开始沿导轨向右运动，同时交换电源的正负极和磁铁的南北极，pq杆通电后由静止开始沿导轨向________运动。
【答案】 无 左 右
【解析】由图知道，若ad之间断开，则由ab、cd和pq杆构成的回路是不闭合的，此时电路中没有感应电流。
电磁感应现象中，感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线方向有关，根据题意知道，pq杆向右运动时，指针向右偏，所以，当磁场方向不变，只有pq杆向左运动时， 感应电流方向发生变化，即指针将向左偏。
通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关，其一发生变化，则受力方向发生变化，两者都发生变化，则受力方向不变。所以，当同时交换电源的正负极和磁铁的南北极，通电导体pq在磁场中受力的方向不变，即pq杆通电后，仍由静止开始沿导轨向右运动。
20．（2023江苏苏州中考真题）寒冬，为给小鸡仔提供温暖的环境，小明制作了恒温箱系统，原理如图。控制电路由电磁继电器、滑动变阻器R1、热敏电阻R2（安装在恒温箱内，阻值随温度升高而显著减小）、低压电源等组成。加热电路由电源、电热丝R3和R4等组成。调好R1阻值，闭合开关S1、S2，箱内温度升高到设定值后即在小范围内波动，且降温阶段降温比较平缓。
（1）通电线圈上端是_________极，温度升高时，电磁铁磁性_________；
（2）R3阻值_________（大于/小于）R4阻值；
（3）将R1的阻值稍微调小一些，恒温箱控制的温度将_________。
【答案】N 增强 小于 降低
【解析】（1）根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指方向为N极，因此通电线圈上端为N极。
因为热敏电阻R2阻值随温度升高而显著减小，所以温度升高时，控制电路总电阻减小，电流增大，电磁铁磁性增强。
（2）由上述可知，当温度升高时，电磁铁磁性会增强，此时衔铁被吸下，电阻R4开始工作，为了保证在恒温箱内温度较为平稳，现在加热功率应较低，根据可知，电压不变，电阻较大，因此R3阻值小于R4阻值。
（3）将R1的阻值稍微调小一些，热敏电阻R2阻值降低较小时即恒温箱温度未达到原来温度，控制电路电流已达到可以使电磁铁磁性强度把衔铁吸引下来，从而进入较小加热功率，因此恒温箱控制的温度将降低。
三、作图题（本大题有4题，共9分）
21. （2分）（23-24九年级上·山东烟台·期末）如图所示为两个磁极间的磁感线分布图，小磁针静止在A点。请在图中标出磁极的名称以及小磁针的N极。
【答案】如图所示。
【解析】小磁针静止时N极的指向为A点磁场的方向，所以小磁针右端是小磁针的N极；根据磁极间的相互作用规律可知，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以图中左侧为N极，右侧为S极，如图所示。
22. （2分）（2024黑龙江哈尔滨中考真题）如图是用安培定则判定通电螺线管的磁极跟电流方向的关系示意图，请在方框内标出通电螺线管的磁极，并在导线AB段用箭头标出电流的方向。
【答案】如图所示
【解析】根据安培定则可知，大拇指所指方向为螺线管N极，四指所指方向为电流方向。
23．（2分）（23-24九年级上·黑龙江齐齐哈尔建华区·期末）请在图中标出通电螺线管的电流方向和磁感线方向。
【答案】如图所示
【解析】由图可知，磁感线呈相互吸引状态，条形磁铁的左端为N极，由异名磁极相互吸引可知，通电螺线管的右端为S极，左端为N极，由安培定则可知，电流从螺线管的右端流入，左端流出，在磁体的周围，磁感线方向从N极指向S极，所以图中磁感线的方向向左
24. （3分）（23-24九年级上·浙江绍兴湖北随州·期末）如图所示，一个通电螺线管，绕线未画出，电源“＋、－”极未标出，为了防止短路，绕线具有一定的电阻。已知一个可自由转动的小磁针放在螺线管的一端最终静止时状态如图，图中的“N”是小磁针的极性。要求：
（1）画出绕线（三匝即可），使它和电源形成闭合回路；
（2）标出电源“＋、－”极。若有多种情况满足“（1）、（2）”的要求，考生只画一种情况；
（3）画一条螺线管周围的磁感线。
【答案】如图所示。
或者
【解析】小磁针静止时，上端为N极，下端为S极，根据磁极间的相互作用，同名磁极互相排斥；异名磁极互相吸引，可得通电螺线管上端为N极，下端为S极。根据右手定则，伸出右手，使右手大拇指指向通电螺线管的N极（左端），则四指弯曲所指的方向为电流的方向。如下图所示。
四、实验题（本大题有4题，共19分）
25.（6分）（23-24九年级上·哈尔滨道里区·期末）【细心观察，勤于思考】
（1）如图甲所示，将小铁钉靠近磁铁N极，小铁钉被吸引获得______性。此时，小铁钉相当于一个______，钉尖是______极。如图乙所示，给磁铁加热一段时间后，小铁钉会掉落，表明磁铁的磁性可能与______有关；
（2）用一个磁性很强的磁铁球靠近一块铝板，铝板______（选填“能”或“不能”）被吸引。如图丙所示，把磁铁球做成单摆悬挂起来，使其来回摆动，将铝板放到摆的下方，当磁铁球靠近铝板时，摆动速度明显变小，并且很快停止摆动。磁铁球在铝板上方摆动，相当于铝板在磁场中运动，可能会产生______。
【答案】（1） 磁 磁体 S 温度 （2）不能 电流
【解析】（1）小铁钉靠近磁铁N极，小铁钉被磁化，所以小铁钉获得磁性。
磁化后的小铁钉相当于一个磁体，小铁钉靠近磁铁N极，所以钉尖是S极。
加热一段时间后，温度升高，小铁钉掉落，磁性减弱，说明磁铁的磁性可能与温度有关。
（2）铝不是磁性材料，所以铝板不能被磁化，所以铝板不能被吸引。
铝是导体，铝板在磁场中运动，根据电磁感应原理可知，会产生感应电流。
26. （5分）（23-24九年级上·吉林四平·期末）在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中：
（1）开关闭合前，小磁针均指南北，说明地球周围存在_______；
（2）开关闭合后，小磁针的指向如图所示，可知：通电螺线管的左端为________极，电源的左端为______极；
（3）将连接电源正、负极的导线对调，小磁针的指向也改变了，说明通电螺线管的磁场方向与________方向有关；
（4）为了使通电螺线管的磁场增强，可采取的有效措施是___________。（写出一条即可）
【答案】（1）磁场 （2）北 负 （3）电流 （4） 增加线圈匝数
【解析】（1）地球是一个巨大的磁体，其周围存在磁场，所以指南针静止时可以指南北是受到了地磁场的作用。
（2）已知小磁针左端为N极，根据磁极间的相互作用可知，螺线管的左端为N极，伸出右手握住螺线管，四指弯曲指示电流的方向，大拇指所指的方向即为通电螺线管的N极，因此电源的右端为正极，左端是负极。
（3）改变电源正负极后，螺线管中的电流方向发生了改变，小磁针的N极指向与原来相反，说明磁场的方向相反，由此可以确定，通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。
（4）想增强通电螺线管的磁场，可以增大螺线管中的电流、增加线圈匝数。
27.（4分）（23-24九年级上·陕西咸阳·期末）为了探究“电磁铁的磁性强弱与哪些因素”有关，做了以下几次实验，实验现象如图所示。根据图示现象回答下列问题：
（1）通过观察图甲中A与B两个电磁铁，当通过线圈的电流相同时、有无铁芯相同时，电磁铁线圈的匝数越多，它的磁性就越 。
（2）通过观察图甲中A与C两个电磁铁，当通过线圈的电流相同时、线圈的匝数相同时， 铁芯的电磁铁，它的磁性就越强。（选填“有”或“无”）
（3）通过观察图乙与图丙，当线圈的匝数相同、有无铁芯相同时，电磁铁的电流越 ，它的磁性就越强。
（4）结论：影响电磁铁磁性强弱的因素有 ．
【答案】（1）强 （2）有（3）大（4）通过电磁铁的电流大小、线圈的匝数、有无铁芯
【解析】（1）通过观察图甲中A与B两个电磁铁，当通过线圈的电流相同时、有无铁芯相同时，电磁铁线圈的匝数越多，它的磁性就越强。因为A吸引的铁钉多。
（2）通过观察图甲中A与C两个电磁铁，当通过线圈的电流相同时、线圈的匝数相同时，有铁芯的电磁铁，它的磁性就越强。C没有铁芯，吸引的铁钉少。
（3）通过观察图乙与图丙，当线圈的匝数相同、有无铁芯相同时，电磁铁的电流越大，它的磁性就越强。
（4）结论：影响电磁铁磁性强弱的因素有通过电磁铁的电流大小、线圈的匝数、有无铁芯．
28. （4分）（23-24九年级上·山东青岛·期末）某同学用如图甲所示的装置探究什么情况下磁可以生电。在蹄形磁体的磁场中放置一根导线，导线两端跟电流表连接组成闭合回路。
（1）让导线AB在磁场中静止，观察到电流表指针______；让导线AB在磁场中静止，换用磁性更强的蹄形磁体，观察到电流表指针______；保持蹄形磁体静止让导线AB从图中所示位置水平向右运动，观察到电流表指针______。（填“偏转”或“不偏转”）
（2）图乙中的a表示垂直于纸面的-根导线，它是闭合电路的一部分。它在磁场中按箭头方向运动时，会产生感应电流的是______（填标号）。
【答案】 （1）不偏转 不偏转 偏转 （2） CD
【解析】（1）让导线AB在磁场中静止，导线没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，观察到电流表指针不偏转。
让导线AB在磁场中静止，换用磁性更强的蹄形磁体，导线没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，观察到电流表指针不偏转。
持蹄形磁体静止让导线AB从图中所示位置水平向右运动，导体做切割磁感线运动，会产生感应电流，观察到电流表指针偏转。
（2）AB．图AB中导体运动的方向与磁感线平行，导线没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，故AB不符合题意；
CD．图CD中，导体做切割磁感线运动，会产生感应电流，故CD符合题意。故选CD。
五、计算题（本大题有3题，共19分）
29. （6分）（23-24九年级上·浙江绍兴·期末）如图所示为某智能烘干机的简化电路原理图，其工作电路由电压为220V的电源、阻值为55Ω的电热丝R、红灯L和蜂鸣器组成；控制电路由电源U、电磁铁（线圈电阻忽略不计）、开关S、热敏电阻R1和滑动变阻器R2组成；R1的阻值随温度变化的关系如下表所示。当控制电路电流I≥0.05A时，衔铁被吸合，电热丝R停止工作，同时红灯亮蜂鸣器响发出报警信号，表明烘干机内温度过高。
温度 90 80 66 60 50 46 40 36 35
10 20 40 50 70 80 100 120 130
（1）电热丝R工作时的电流为多少？
（2）电热丝R通电10s产生的热量为多少？
（3）已知控制电路的电源电压U=6V，当调节滑动变阻器R2=70Ω时，烘干机内温度至少多高会发出报警信号？
【答案】（1）4A；（2）8800J；（3）60℃
【解析】（1）由电路图可知，电热丝R工作时，衔铁与工作电路中上触点接触，电热丝R单独连接在工作电路中，其两端电压U工作=220V，由题意可知，电热丝的阻值R=55Ω，根据欧姆定律可以得出，电热丝R工作时的电流为
（2）电热丝通电时间为t=10s，由焦耳定律得，电热丝通电10s产生的热量为
（3）由控制电路图可知，控制电路的电源电压U=6V，电磁铁、热敏电阻R1和滑动变阻器R2串联在控制电路中，则流过三者的电流相等，不计电磁铁的电阻，电磁铁相当于一条导线，则电路中总电阻为
当控制电路电流I≥0.05A时，衔铁被吸合，电热丝R停止工作，同时红灯亮蜂鸣器响发出报警信号，由欧姆定律可知，此时电路中总电阻为
此时，滑动变阻器阻值R2=70Ω，则热敏电阻R1的阻值为
由欧姆定律可知电路中总电阻越小电流越大，则根据题意只要热敏电阻R1≤50Ω，电路就会发出报警，由题中表格可知，温度越高，热敏电阻R1越小，查询表格数据可知，对应热敏电阻R1=50Ω的温度为60℃，则当调节滑动变阻器R2=70Ω时，烘干机内温度至少为60℃会发出报警信号。
30. （6分）（2024江苏盐城中考真题）如图甲是科技小组设计的“智能温控小屋”简化电路，受控电路功率随时间的变化关系如图乙所示。当室温上升至28℃时冷却系统开始工作，当室温降至23℃时停止工作。Rt为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，当控制电路中的电流为0.15A时，衔铁刚好被吸下，控制电路电源电压恒为3V。定值电阻R0为100Ω，线圈电阻忽略不计。求：（1）受控电路30min内消耗的电能；
（2）受控电路工作时，通过电阻R0的电流；
（3）热敏电阻Rt的变化范围。
【答案】（1）1.44×106J；（2）0.03A；（3）20Ω≤Rt≤25Ω
【解析】（1）由图像可知，受控电路30min内工作了20min消耗的电能为
W＝Pt＝1200W×20×60s＝1.44×106J
（2）衔铁被吸下时，受控电路工作，此时控制电路中R0与Rt并联，由并联电路中电压的规律知，R0两端的电压为
U0＝U＝3V
通过电阻R0的电流为
（3）当室温上升至28℃时冷却系统开始工作前，控制电路只有热敏电阻接入电路，此时断路，此时经过热敏电阻的电流最大为0.15A，电阻最小时恰好衔铁被吸下，因此可以求出Rt的最小值
衔铁被下瞬间，冷却系统开始工作，温度不再上升，而是下降，电阻Rt开始变大，但由于衔铁被吸下后定值电阻被接入电路，与并联，当电路中的总电流小到1.5A时，衔铁才会被弹回，此时经过的电流为
It＝I－I0＝0.15A－0.03A＝0.12A
此时Rt的阻值最大为
因为Rt的阻值随温度的升高而减小，若Rt的阻值继续增大，电路中的电流变小，衔铁被弹回，冷却系统开始工作，温度降低，此时Rt的阻值会减小，故Rt的阻值最大为25Ω，故热敏电阻Rt的变化范围为20Ω≤Rt≤25Ω。
答：（1）受控电路30min内消耗的电能为1.44×106J；
（2）受控电路工作时，通过电阻R0的电流为0.03 A；
（3）热敏电阻Rt的变化范围为20Ω≤Rt≤25Ω。
31. （7分）（2024福建中考真题）小闽为学校的陶器烧制炉加装一个自制的可控制温度的装置，其简化的工作电路图如图。R1、R2是炉内加热电阻，R1阻值为44Ω，R是变阻器，R0是电磁铁线圈电阻。温差电源的热点探头放在炉内，冷点探头放在20℃的恒温箱中。烧制炉接入220V的电路中，闭合开关S1、S2，衔铁与触点A接触，烧制炉处于加热状态；当电磁铁线圈中的电流达到0.01A时，衔铁被吸下与触点B接触，烧制炉进入保温状态，保温功率为200W。测试时，第一次调节R的阻值为1Ω，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉内温度t为400℃；第二次调节R的阻值为4Ω，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉内温度t为1000℃。求：
（1）烧制炉处于加热状态时，通过R1的电流。
（2）烧制炉处于保温状态时，R2的阻值。
（3）温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比，为便于设置烧制炉的保温温度t，写出R与t关系的表达式。
【答案】（1）5A；（2）198Ω；（3）R=
【解析】（1）烧制炉加热状态时，加热电路中只有R1工作，通过R1的电流
（2）烧制炉保温状态时，R1与R2串联，根据可知，总电阻
R2的阻值
（3）温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比，即，且根据欧姆定律有，则有，冷点探头温度，保温时电磁铁线圈的电流
第一次测试：变阻器电阻，炉内温度，则有
第二次测试：变阻器电阻，炉内温度，则有
代入数据，解得：电磁铁线圈电阻 温差电源提供电压与两探头间的温度差的比值 ，则R与t关系的表达式为
（a）电键断开 （b）电键闭合 （c）电键闭合
N
N
N
S
S
S
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【新趋势新情境】2024年人教版九年级物理上册情景化素养检测卷（单元+期中期末）
第二十章《电与磁》单元情境化素养检测卷
本试卷共五道大题31小题，满分100分，答题时间90分钟
一、选择题（本大题共10题，每题3分，共30分）
1. （23-24九年级上·浙江绍兴·期末）下列用磁感线描述的磁场方向不正确的是（ ）
A. B. C. D.
2. （23-24九年级上·甘肃兰州·期末）关于磁现象，下列说法正确的是（ ）
A. 图甲：通电时小磁针发生明显偏转说明通电导体周围存在地磁场
B. 图乙：利用此装置可说明电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关
C. 图丙：利用此装置可说明发电机的工作原理
D. 图丁：利用此装置可说明电动机的工作原理
3. （2024江苏扬州中考真题）如图所示为送餐机器人，下列图中能说明其内部电动机工作原理的
是（ ）
A. B. C. D.
4. （23-24九年级上·山东聊城·期末）如图所示，通电螺线管周围存在磁场，M是某一磁感线上的一点，小磁针静止在磁场中，则M点的磁场方向及小磁针的左端极性分别是（ ）
A. 向左 N极 B. 向右 N极
C. 向左 S极 D. 向右 S极
5.（23-24九年级上·杭州·期末） 图是小李同学探究“通电螺线管的磁场方向”的实验示意图。闭合开关，小磁针静止时N极的指向如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 根据小磁针指向可以判定，通电螺线管的右端为S极
B. 小磁针静止时N极所指方向就是该点的磁场方向
C. 将小磁针移到其他位置，N极所指方向一定不变
D. 本实验可以得出：通电螺线管的磁极与电流方向无关
6. （23-24九年级上·天津·期末）党的二十大报告指出“科技是第一生产力”。某学校为了培养学生的科学素养，组织科技创新大赛，小明在比赛中制作了水位自动报警器，原理图如图所示。当水位达到金属块A时（一般的水都能导电），则（ ）
A. 两灯都亮
B. 两灯都不亮
C. 只有绿灯亮
D. 只有红灯亮
7. （23-24九年级上·湖南长沙·期末）如图所示，一种环保型手电筒，筒内有一个能滑动的圆柱形永磁铁，外圈套着一个线圈。只要将手电简沿图中箭头方向来回摇动，手电筒的小灯就能发光。下列与此手电筒工作原理相同的是（ ）
A. 电动机 B. 电热水壶 C. 发电机 D. 扬声器
8. （23-24九年级上·河南焦作·期末）如图所示是“探究电动机转动原理”的实验装置，闭合开关后，金属杆向左运动，要使金属杆向右运动，应采取的措施是（ ）
A. 磁场方向不变，改变电流方向
B. 同时改变电流方向和磁场方向
C. 电流大小不变，改变磁场强弱
D. 同时改变电流大小和磁场强弱
9. （2023湖北宜昌）（23-24九年级上·湖北宜昌·期末）如图甲把一台手摇发电机跟小灯泡连接起来，使线圈在磁场中转动，可以看到小灯泡会发光。下列说法正确的是（ ）
A. 发电机是利用电流的磁效应来工作的
B. 发电机将电能转化为了机械能
C. 线圈转得越快，小灯泡越亮
D. 如果将小灯泡换成如图乙的电流表，指针一直偏向右边
10. （23-24九年级上·深圳·期末）如图所示，在a、b两端接入电源或电流表组成不同装置，以下正确的是（ ）
A. 接电源，和发电机的原理相同
B. 接电流表，和电动机的原理相同
C. 接电源，可将电能转化为机械能
D. 接电流表，移动直导线电流表指针一定偏转
二、填空题（每空1分，共23分）
11. （23-24九年级上·河南郑州·期末）在研究地磁场方向时，如图所示，发现司南的长柄静止时总是指向南方，则长柄相当于指南针的________极。我国宋代学者沈括最早记述了地理的两极和地磁场的两极________（选填“重合”或“不重合”）的现象。
12．（23-24九年级上·福建福州·期末）条形磁体周围的磁场情况如图所示，则条形磁体的左端是 极。
13．（23-24九年级上·江苏苏州·期末）如图甲所示，将一根直导线沿南北方向水平放置在静止的小磁针正上方，当接通电源时小磁针偏转，表明________。改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也随之改变，表明________。若将导线绕成螺线管并通电，如图乙表示，则通电螺线管的A端是______极。
14. （23-24九年级上·辽宁沈阳·期末）如图所示，闭合开关，导体就会运动起来，在此过程中，______能转化为_____能。利用这一原理可以制作___________。
15. （23-24九年级上·辽宁锦州·期末）如图是动圈式话筒内部结构图，对着话筒说话时，声带_______发出声音，使膜片带动线圈做切割磁感线运动，产生的感应电流进入扬声器，将声音放大，改变了声音的响度。线圈切割磁感线运动的过程中，将_______能转化为电能。
16. （2024贵州省中考真题）如图所示是银行卡信息读卡器，将银行卡的磁条在读卡器的刷卡槽内快速刷过时，相当于磁体穿过闭合金属线圈，产生了______，经读卡器处理，就能识别卡片信息。
17. （23-24九年级上·浙江绍兴·期末）如图所示是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。闭合开关，使导体ab向左运动，电路中_______感应电流（选填“有”或“无”），这一过程机械能转化为_______能。
18.（23-24九年级上·湖北荆州·期末）学习了通电螺线管的磁场后，小华同学利用螺线管、小磁针、电键和电池等器材继续做实验。小华将小磁针放在螺线管内部，电键S断开，小磁针静止后如图（a）所示。闭合电键S，小磁针转动，静止后如图（b）所示。接着小华改变电池的接法，再闭合电键S，小磁针静止后如图（c）所示。请根据现象及相关条件归纳得出初步结论。
① 比较图（a）和（b）可知： 。
② 比较图（b）和（c）可知： 。
19. （2024四川泸州中考真题）如图所示，ab、cd两根光滑平行金属导轨固定在同一水平面内，处于蹄形磁铁磁场中的金属杆pq放在导轨上，在外力作用下沿导轨运动。若ad之间断开，则电路中________（选填“有”或“无”）感应电流；若ad之间接入电流计，pq杆向右运动时，指针向右偏，pq杆向左运动时，指针将向________偏；若ad之间安装一个直流电源，pq杆通电后由静止开始沿导轨向右运动，同时交换电源的正负极和磁铁的南北极，pq杆通电后由静止开始沿导轨向________运动。
20．（2023江苏苏州中考真题）寒冬，为给小鸡仔提供温暖的环境，小明制作了恒温箱系统，原理如图。控制电路由电磁继电器、滑动变阻器R1、热敏电阻R2（安装在恒温箱内，阻值随温度升高而显著减小）、低压电源等组成。加热电路由电源、电热丝R3和R4等组成。调好R1阻值，闭合开关S1、S2，箱内温度升高到设定值后即在小范围内波动，且降温阶段降温比较平缓。
（1）通电线圈上端是_________极，温度升高时，电磁铁磁性_________；
（2）R3阻值_________（大于/小于）R4阻值；
（3）将R1的阻值稍微调小一些，恒温箱控制的温度将_________。
三、作图题（本大题有4题，共9分）
21. （2分）（23-24九年级上·山东烟台·期末）如图所示为两个磁极间的磁感线分布图，小磁针静止在A点。请在图中标出磁极的名称以及小磁针的N极。
22. （2分）（2024黑龙江哈尔滨中考真题）如图是用安培定则判定通电螺线管的磁极跟电流方向的关系示意图，请在方框内标出通电螺线管的磁极，并在导线AB段用箭头标出电流的方向。
23．（2分）（23-24九年级上·黑龙江齐齐哈尔建华区·期末）请在图中标出通电螺线管的电流方向和磁感线方向。
24. （3分）（23-24九年级上·浙江绍兴湖北随州·期末）如图所示，一个通电螺线管，绕线未画出，电源“＋、－”极未标出，为了防止短路，绕线具有一定的电阻。已知一个可自由转动的小磁针放在螺线管的一端最终静止时状态如图，图中的“N”是小磁针的极性。要求：
（1）画出绕线（三匝即可），使它和电源形成闭合回路；
（2）标出电源“＋、－”极。若有多种情况满足“（1）、（2）”的要求，考生只画一种情况；
（3）画一条螺线管周围的磁感线。
四、实验题（本大题有4题，共19分）
25.（6分）（23-24九年级上·哈尔滨道里区·期末）【细心观察，勤于思考】
（1）如图甲所示，将小铁钉靠近磁铁N极，小铁钉被吸引获得______性。此时，小铁钉相当于一个______，钉尖是______极。如图乙所示，给磁铁加热一段时间后，小铁钉会掉落，表明磁铁的磁性可能与______有关；
（2）用一个磁性很强的磁铁球靠近一块铝板，铝板______（选填“能”或“不能”）被吸引。如图丙所示，把磁铁球做成单摆悬挂起来，使其来回摆动，将铝板放到摆的下方，当磁铁球靠近铝板时，摆动速度明显变小，并且很快停止摆动。磁铁球在铝板上方摆动，相当于铝板在磁场中运动，可能会产生______。
26. （5分）（23-24九年级上·吉林四平·期末）在“探究通电螺线管外部磁场的方向”的实验中：
（1）开关闭合前，小磁针均指南北，说明地球周围存在_______；
（2）开关闭合后，小磁针的指向如图所示，可知：通电螺线管的左端为________极，电源的左端为______极；
（3）将连接电源正、负极的导线对调，小磁针的指向也改变了，说明通电螺线管的磁场方向与________方向有关；
（4）为了使通电螺线管的磁场增强，可采取的有效措施是___________。（写出一条即可）
27.（4分）（23-24九年级上·陕西咸阳·期末）为了探究“电磁铁的磁性强弱与哪些因素”有关，做了以下几次实验，实验现象如图所示。根据图示现象回答下列问题：
（1）通过观察图甲中A与B两个电磁铁，当通过线圈的电流相同时、有无铁芯相同时，电磁铁线圈的匝数越多，它的磁性就越 。
（2）通过观察图甲中A与C两个电磁铁，当通过线圈的电流相同时、线圈的匝数相同时， 铁芯的电磁铁，它的磁性就越强。（选填“有”或“无”）
（3）通过观察图乙与图丙，当线圈的匝数相同、有无铁芯相同时，电磁铁的电流越 ，它的磁性就越强。
（4）结论：影响电磁铁磁性强弱的因素有 ．
28. （4分）（23-24九年级上·山东青岛·期末）某同学用如图甲所示的装置探究什么情况下磁可以生电。在蹄形磁体的磁场中放置一根导线，导线两端跟电流表连接组成闭合回路。
（1）让导线AB在磁场中静止，观察到电流表指针______；让导线AB在磁场中静止，换用磁性更强的蹄形磁体，观察到电流表指针______；保持蹄形磁体静止让导线AB从图中所示位置水平向右运动，观察到电流表指针______。（填“偏转”或“不偏转”）
（2）图乙中的a表示垂直于纸面的-根导线，它是闭合电路的一部分。它在磁场中按箭头方向运动时，会产生感应电流的是______（填标号）。
五、计算题（本大题有3题，共19分）
29. （6分）（23-24九年级上·浙江绍兴·期末）如图所示为某智能烘干机的简化电路原理图，其工作电路由电压为220V的电源、阻值为55Ω的电热丝R、红灯L和蜂鸣器组成；控制电路由电源U、电磁铁（线圈电阻忽略不计）、开关S、热敏电阻R1和滑动变阻器R2组成；R1的阻值随温度变化的关系如下表所示。当控制电路电流I≥0.05A时，衔铁被吸合，电热丝R停止工作，同时红灯亮蜂鸣器响发出报警信号，表明烘干机内温度过高。
温度 90 80 66 60 50 46 40 36 35
10 20 40 50 70 80 100 120 130
（1）电热丝R工作时的电流为多少？
（2）电热丝R通电10s产生的热量为多少？
（3）已知控制电路的电源电压U=6V，当调节滑动变阻器R2=70Ω时，烘干机内温度至少多高会发出报警信号？
30. （6分）（2024江苏盐城中考真题）如图甲是科技小组设计的“智能温控小屋”简化电路，受控电路功率随时间的变化关系如图乙所示。当室温上升至28℃时冷却系统开始工作，当室温降至23℃时停止工作。Rt为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，当控制电路中的电流为0.15A时，衔铁刚好被吸下，控制电路电源电压恒为3V。定值电阻R0为100Ω，线圈电阻忽略不计。求：（1）受控电路30min内消耗的电能；
（2）受控电路工作时，通过电阻R0的电流；
（3）热敏电阻Rt的变化范围。
31. （7分）（2024福建中考真题）小闽为学校的陶器烧制炉加装一个自制的可控制温度的装置，其简化的工作电路图如图。R1、R2是炉内加热电阻，R1阻值为44Ω，R是变阻器，R0是电磁铁线圈电阻。温差电源的热点探头放在炉内，冷点探头放在20℃的恒温箱中。烧制炉接入220V的电路中，闭合开关S1、S2，衔铁与触点A接触，烧制炉处于加热状态；当电磁铁线圈中的电流达到0.01A时，衔铁被吸下与触点B接触，烧制炉进入保温状态，保温功率为200W。测试时，第一次调节R的阻值为1Ω，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉内温度t为400℃；第二次调节R的阻值为4Ω，当烧制炉刚进入保温状态时，测得炉内温度t为1000℃。求：
（1）烧制炉处于加热状态时，通过R1的电流。
（2）烧制炉处于保温状态时，R2的阻值。
（3）温差电源提供的电压与两探头间的温度差成正比，为便于设置烧制炉的保温温度t，写出R与t关系的表达式。
（a）电键断开 （b）电键闭合 （c）电键闭合
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