课时分层评价卷(二十一) 电与磁
(说明：选择题每题2分，填空题每空1分，总分55分)
1．许多物理现象具有对称美、平衡美和曲线美。下列优美的曲线中，用磁感线描述磁体外部磁场正确的是( )
[A] [B]
[C] [D]
2．共享电动汽车通过刷卡开锁，实现循环使用。租赁者将带有磁条的租车卡靠近电动汽车的感应器，检测头的线圈中就会产生变化的电流，读取解锁信息。图中能反应刷卡读取信息原理的是( )
[A] [B]
[C] [D]
3．小关在探究磁现象的活动中能够实现的是( )
[A]用小磁针吸起铜块或铝块
[B]用放大镜能看到磁铁周围的磁感线
[C]用磁铁吸起铜导线制成的通有电流的轻质螺线管
[D]把小磁针放在磁铁周围的任何位置，静止后小磁针的北极都指向地理北极
4．有两根外形完全相同的钢棒a和b；按图甲放置，手拿住a时，b不会掉下来；按图乙放置，手拿住b时，a会掉下来。这说明( )
[A]钢棒a具有磁性
[B]钢棒b具有磁性
[C]钢棒a和b都具有磁性
[D]钢棒a和b都不具有磁性
5．如图所示是有关电和磁的两个重要的科学探究实验，下列说法正确的是( )
[A]甲图实验探究的是发电机的工作原理
[B]甲图实验说明机械能可以转化为电能
[C]乙图实验探究的是发电机的工作原理
[D]乙图实验说明电能可以转化为机械能
6．安装直流电动机模型时，要改变直流电动机的转动方向，可以( )
[A]将磁体的N、S极对调
[B]将电源的正、负极和磁体的N、S极同时对调
[C]改变磁性强弱
[D]改变磁性强弱和电流大小
7．在“探究让通电导体在磁场中动起来”的实验中(如图)，下列说法不正确的是( )
[A]ab处应该接入电源
[B]根据该原理可以制成电动机
[C]同时改变磁场方向和电流方向，导体棒的运动方向要改变
[D]导体棒在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关
8．如图为交流发电机原理图，线圈在磁场中转动，则( )
[A]两磁极间的磁场方向向左
[B]线圈在磁场中切割磁感线
[C]通过灯泡的电流方向不变
[D]线圈一定不受磁场力作用
9．(2024·枣庄模拟预测)有一款小朋友玩的旱冰鞋，其内部没有电池，但旱冰鞋的轮子滚动时嵌在轮子中的灯会发光，这是因为发生了________现象，产生了电流，________(选填“发电机”或“电动机”)就是根据这一原理制成的，LED灯是由________(选填“半导体”或“超导体”)材料制成的发光二极管。
10．(2分)(2024·枣庄模拟预测)通电螺线管外部小磁针静止时的指向如图所示。请在图中标出磁感线方向并在括号内用“＋”标出电源的正极。
11．(4分)(2024·枣庄三模)如图甲为某一超市里的自动扶梯，有乘客时运行较快，无乘客时运行较慢，为避免较小儿童(体重小于30 kg)独自上梯时电梯加快运行，触发其加快运行的乘员质量至少为30 kg。其简易电路设计如图乙所示，R1为限流电阻，R2为压敏电阻(安装在电梯踏板，所受压力大小为乘员重力)，其阻值随压力变化在0～800 N的范围内成线性变化，如图丙所示，R3是电阻箱，g＝10 N/kg。
(1)压敏电阻R2是一种________(选填“导体”“绝缘体”“超导体”或“半导体”)传感器；
(2)如图甲是某商场的自动扶梯部分几何尺寸，已知扶梯较慢时以0.5 m/s的速度匀速上行，较快时以2倍的速度匀速上行，质量为50 kg 的小明站在该扶梯上从商场一楼到二楼。则扶梯对他做功的功率是________W；
(3)已知控制电路的电源电压为12 V，电磁继电器的衔铁吸合电流为20 mA，线圈电阻R0＝20 Ω，为使大于30 kg的乘员站上电梯时加快运行，则电阻箱阻值应设置为________Ω。经调查发现，30 kg的触发值设置仍然不够安全，若想调高触发质量，则应该将电阻箱R3的阻值________(选填“调大”“调小”或“保持不变”)。
12．如图所示的电路，下列说法正确的是( )
[A]开关S拨到a时，小磁针静止时A端为S极
[B]开关S拨到a时，滑动变阻器的滑片向右滑动时，电磁铁的磁性增强
[C]开关S由a拨到b时，电磁铁的磁极发生改变
[D]开关S由a拨到b，调节滑动变阻器，使电流表示数不变，则电磁铁的磁性增强
13．如图是利用磁悬浮原理浮在空中的盆栽，盆栽底部有永磁体，底座内装有电磁铁。给盆栽慢慢浇水且水没有渗出，盆栽始终处于悬浮状态，下列说法正确的是( )
[A]盆栽受到的磁场力保持不变
[B]底座对水平桌面的压强逐渐增大
[C]若底座上端为N极，盆栽下端可能为S极
[D]只改变底座内电流方向，盆栽还会处于悬浮状态
14．下列四个装置中能反映电风扇工作原理的是( )
[A] [B]
[C] [D]
15．如图所示，在水平地面上的磁铁上方，有挂在弹簧测力计上的小磁体或小铁块。小明提着弹簧测力计向右缓慢移动，挂在弹簧测力计上的小磁体或小铁块下端，沿图示水平路线从A缓慢移到B。则选项图中能反映题图象中弹簧测力计示数F随位置变化的是( )
[A] [B] [C] [D]
16．如图所示绕有线圈的电磁铁放置在GMR左侧，GMR是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小，当闭合开关S1、S2时，电磁铁的右端为________极，小磁针将________(选填“顺”或“逆”)时针旋转，当P向右滑动时，电压表的示数________(选填“变小”或“变大”)。
17．(5分)小刚所在的小组在做“探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关”的实验时，按如图所示电路串联甲、乙两个电磁铁，并移动滑动变阻器的滑片P，进行了多次实验，实验数据记录如下表：
电磁铁 甲(10匝) 乙(5匝)
实验次数 1 2 3 4 5 6
电流表示数(A) 0.1 0.2 0.3 0.1 0.2 0.3
吸引大头针的数目(枚) 12 24 36 6 12 24
(1)实验中通过观察电磁铁 ______________来判断其磁性强弱；
(2)把两个电磁铁串联在一起是为了_____________________________________；
(3)比较实验中的1、2、3，你会发现 _____________________，电磁铁的磁性越强；
(4)比较实验中的 ______________________，你会发现电流相同时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强；
(5)要使两个电磁铁的磁性更强，写出你对上述实验的具体操作：__________________。
18．(4分)在探究“产生感应电流的条件”实验中：
(1)实验中通过观察______________________来判断电路中是否有感应电流。
(2)闭合开关，若导体AB不动，水平左右移动磁体，电路中________(选填“有”或“无”)感应电流。
(3)该实验的结论是：闭合电路的一部分导体，在磁场中做____________运动时，导体中就会产生感应电流。
(4)如果将小量程电流表换成________，可以探究磁场对通电导体的作用。
19．(2023·临沂)闭合如图所示电路的开关，小磁针静止时N极水平向左，则( )
[A]通电螺线管的左端为N极
[B]电源的左端为正极
[C]电流表的左端为“＋”接线柱
[D]R的滑片不能置于最右端
20．(2024·临沂)2024年5月11日，由临沂市五名中小学生组建的无人机足球队在FIDA第二届世界锦标赛中，以全胜的战绩荣获世界冠军。无人机动力系统的核心部件是电动机，下列实验，能说明电动机工作原理的是( )
[A] [B]
[C] [D]
21．(2023·聊城)关于如图所示实验，下列说法正确的是( )
[A]装置中的AB是轻质塑料棒
[B]用该装置可探究“什么情况下磁可以生电”
[C]只要开关闭合，灵敏电流计的指针就会偏转
[D]根据该实验揭示的原理发明了电动机
22．(2024·泰安)能水平转动的小磁针在水平桌面上静止时，小磁针的北极指向地理的________(选填“北”或“南”)极附近。
23．(2024·烟台)螺线管是汽车启动器的一个重要部件，驾驶员转动钥匙发动汽车时，相当于给螺线管通电。如图所示，螺线管的左端为________极，小磁针的左端为________极，A为电源的________极。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)课时分层评价卷(二十一)
1．B 2．D 3．C 4．A 5．C 6．A 7．C 8．B
9．解析：小朋友玩的旱冰鞋，其内部虽然没有电池，但旱冰鞋的轮子滚动时，嵌在轮子中的灯会发光。这是因为轮子在滚动的过程中，发生了电磁感应现象，产生了感应电流；发电机是根据电磁感应的原理制成的。LED灯是由半导体材料制成的发光二极管，具有单向导电性。
答案：电磁感应 发电机 半导体
10．解析：由图可知，小磁针静止时的右端为N极，根据异名磁极相互吸引、同名磁极相互排斥，则通电螺线管左端为S极，右端为N极；因为在磁体外部，磁感线总是从N极发出，回到S极，所以，磁感线的方向是指向左的；根据安培定则，伸出右手使大拇指指示螺线管的右端N极，则四指弯曲所指的方向为电流的方向，所以电流从螺线管的左端流入，则电源的左端为正极，右端为负极，如图所示。
答案：见解析图
11．解析：(1)压敏电阻受到压力的作用电阻会发生变化，压敏电阻R2是一种半导体传感器。
(2)由题图可知小明上升的高度h＝3 m，小明的重力为
G＝mg＝50 kg×10 N/kg＝500 N
扶梯对他做的功为W＝Gh＝500 N×3 m＝1 500 J
根据勾股定理可知，扶梯移动距离为
s＝＝5 m
小明乘扶梯从一楼到二楼需要的时间为
t＝＝＝5 s
扶梯对他做功的功率为P＝＝＝300 W。
(3)电磁继电器的衔铁吸合电流为20 mA＝0.02 A，根据欧姆定律，电路的总电阻为R总＝＝＝600 Ω
30 kg的乘员站上电梯时压力为F＝30 kg×10 N/kg＝300 N
由题图丙可知，压敏电阻的阻值是28 Ω，电阻箱的阻值为
R3＝R总－R2－R0＝600 Ω－28 Ω－20 Ω＝552 Ω
若想调高触发质量，压力增大，压敏电阻的阻值减小，电磁继电器的衔铁吸合电流不变，由欧姆定律可知，电路的总电阻不变，由电阻的串联可知，应将电阻箱R3的阻值调大。
答案：(1)半导体 (2)300 (3)552 调大
12．A [从题图可知，当开关S拨到a时，电流从螺线管的右端流入，左端流出，由安培定则可知，电磁铁左端是N极，右端是S极，由磁极间的相互作用可知，小磁针静止时A端为S极，故A正确；开关S拨到a，滑动变阻器的滑片向右滑动时，接入电路的电阻变大，根据欧姆定律I＝可知，电路中的电流减小，电磁铁的磁性减弱，故B错误；开关S由a拨到b时，电磁铁中的绕线方法、电流方向不变，则磁极不变，故C错误；将开关S由a拨到b时，调节变阻器的滑片，保持电流表的示数不变，即电流不变，但线圈匝数减少，则电磁铁的磁性减弱，故D错误。故选A。]
13．B [盆栽悬浮在空中静止不动时，受的力是平衡力，即盆栽的总重力和磁场力大小相等，当浇水后重力变大，磁场力也变大，A错误；当浇水后重力变大，磁场力也变大，对桌面的压力也变大，根据p＝可知，在压力变大，受力面积不变时，压强变大，B正确；盆栽悬浮利用的同名磁极相互排斥，所以若底座上端为N极，盆栽下端应为N极，C错误；改变底座内电流的方向，底座的磁极方向就会改变，底座与盆栽之间就会由同名磁极相互排斥改变为异名磁极相互吸引，盆栽不会处于悬浮状态，D错误。]
14．A [该选项中存在电源，闭合开关后，处于磁场中的直导线会受力运动，即通电导体在磁场中受力运动，故是电动机的原理，故A符合题意；该实验装置是奥斯特实验装置，此实验说明了通电导体周围存在着磁场，故B不符合题意；该实验说明闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，是机械能转化为电能，故C不符合题意；该实验是研究电磁铁磁性强弱的影响因素的实验装置，是利用电流的磁效应工作的，故D不符合题意。故选A。]
15．B [条形磁体两极磁性最强而中间磁性最弱，且同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。A中当挂在弹簧测力计上的磁体向右移动时，相互吸引力逐渐减小，而过了大磁体中点后，相互排斥力逐渐增大，可以得出弹簧测力计的示数从A端到B端是逐渐变小的，A错误；同理分析，B中，弹簧测力计的示数从B端到A端是逐渐变小的，符合图象，B正确；当挂着的铁块向右移动时，两端的引力较大，中间的引力较小，故可以得出弹簧测力计的示数从A端到B端是先变小后变大，C、D错误。]
16．解析：根据安培定则可知，电磁铁的左端为N极，右端为S极；根据磁极间的相互作用规律可知，通电后，小磁针将会逆时针旋转；使滑片P向右滑动，变阻器接入电路的电阻变大，左侧电路中电流变小，电磁铁的磁性变弱，巨磁电阻的阻值变大，右侧电路中电流变小，根据U＝IR可知，灯泡两端的电压减小，即电压表示数变小。
答案：S 逆 变小
17．解析：(1)实验中采用转换法，通过观察电磁铁吸引大头针数目的多少来判断其磁性强弱。
(2)把两个电磁铁串联在一起的目的是为了控制电流相等。
(3)比较1、2、3次实验数据，线圈匝数一定，电流越大，电磁铁吸引大头针越大，所以线圈匝数一定，电流越大，电磁铁的磁性越强。
(4)实验1和4、2和5或3和6，电流一定，线圈匝数越多，电磁铁吸引大头针越多。
(5)要使两个电磁铁的磁性更强，滑片向左移动，滑动变阻器接入电路电阻变小，电流增大，电磁铁磁性增强。
答案：(1)吸引大头针数目的多少 (2)控制电流相等
(3)线圈匝数一定时，电流越大 (4)1和4、2和5或3和6
(5)滑片向左移动
18．解析：(1)实验时，通过观察电流表的指针是否偏转，来确定电路中是否产生感应电流。
(2)闭合开关，若导体AB不动，左右移动磁体，导体做切割磁感线运动，电路中有感应电流。
(3)该实验的结论是：闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流。
(4)如果将小量程电流表换成电源，闭合开关后电流流过导体AB，导体AB受安培力作用，可以探究磁场对通电导体的作用。
答案：(1)电流表的指针是否偏转 (2)有 (3)切割磁感线
(4)电源
19．C [已知小磁针静止时N极水平向左，根据磁极间的相互作用可知，通电螺线管的左端为S极、右端为N极，根据安培定则可知，电流从螺线管的右端流入、左端流出，所以电源左端为负极，右端为正极，故A、B错误；电流从电流表的正接线柱流入、负接线柱流出，所以电流表的左端为“＋”接线柱，故C正确；R的滑片置于最右端时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，电路中电流最小，不会对电路安全有影响，故D错误。故选C。]
20．D [直流电动机是利用通电线圈在磁场中受到力的作用的原理制成的。A中该实验说明通电导体的周围存在磁场，不符合题意；B中该实验可以探究影响电磁铁磁性强弱的因素，不符合题意；C中该实验说明发电机的基本原理，不符合题意；D中该实验可以说明电动机的基本原理，符合题意。故选D。]
21．B [塑料棒是绝缘体，不容易导电，因AB棒是电路中的一部分，所以AB棒应该用导体棒(金属棒)，而不能用塑料棒，A错误；用该装置可以探究电磁感应现象，即“什么情况下磁可以生电”，B正确；产生感应电流的条件有两个：电路是闭合的，导体在磁场中做切割磁感线运动，两者缺一不可，C错误；根据该实验揭示的原理发明了发电机，D错误。]
22．北
23．解析：由题图可知，磁感线是从螺线管的左侧出来的，则左侧为N极，右侧为S极。异名磁极相互吸引，所以小磁针的左端为N极，右端为S极。根据安培定则可知，螺线管中电流的方向是向上的，即电源的B端为正极，A端为电源的负极。
答案：N N 负
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