第十七章 从指南针到磁浮列车 达标测试卷

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第十七章 从指南针到磁浮列车 达标测试卷
一、选择题(每题3分,共36分)
1.人类在探索自然规律的过程中,总结出了 ( http: / / www.21cnjy.com )许多科学研究方法,如:“控制变量法”“等效替代法”“类比法”“理想模型法”等。下面是初中物理中的几个研究实例:①研究电流时,把电流比作水流;②研究磁场时,引入“磁感线”;③研究光的传播时,引入“光线”;④研究动能与速度的关系时,让物体的质量保持不变。其中,采用了相同研究方法的是(　　)
A.①和② B.②和③ C.②和④ D.③和④
2.为了使通电螺线管的磁性增强,应在螺线管中插入下列哪一种材料做成的“芯”(　　)
A.铁 B.纸 C.塑料 D.木头
3.下列说法正确的是(　　)
A.磁场中某点的磁场方向是由放在该点的小磁针决定的
B.磁感线是由铁屑组成的
C.磁场是由磁感线组成的
D.改变通电螺线管中电流的方向,可以改变通电螺线管的N、S极
4.磁性水雷是用一个可以绕轴转动的小磁针来控制起爆电路的,军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体,21cnjy.com
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当军舰接近磁性水雷时,就会引起水雷的爆炸,如图所示,其依据是(　　)
A.磁体的吸铁性 B.磁体的指向性
C.电荷间的相互作用规律 D.磁极间的相互作用规律
5.下列四幅图中,小磁针北极所指方向已标出,能正确表示小磁针所处位置磁场方向的是(　　)
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6.如图所示,闭合开关S后,通电螺线管Q端附近的小磁针N极转向Q端,则(　　)
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A.通电螺线管的Q端为N极,电源a端为正极
B.通电螺线管的Q端为N极,电源a端为负极
C.通电螺线管的Q端为S极,电源a端为正极
D.通电螺线管的Q端为S极,电源a端为负极
7.如图所示为条形磁体和电磁铁,虚线表示磁感线,则甲、乙、丙、丁的极性依次是(　　)
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A.S、N、S、S B.N、N、S、N C.S、S、N、N D.N、S、N、N
8.如图所示是电磁继电器的构造和工作电路示意图。要使电磁铁对衔铁的吸引力变大,以下做法可行的是(　　)www-2-1-cnjy-com
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A.去掉电磁铁线圈中的铁芯 B.减少电磁铁线圈的匝数
C.适当增大电源A的电压 D.适当增大电源B的电压
9.如图所示的线圈放入磁场中,闭合开关S,下列说法正确的是(　　)
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A.线圈不能转动 B.线圈转动90°后停止
C.线圈会不停地转动下去 D.线圈转动到90°的位置后摆动几下,最后慢慢停下来
10.如图所示,闭合开关,导体ab发生偏移。此实验探究的问题是(　　)
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A.磁场对电流的作用 B.通电直导线周围有磁场
C.影响电磁铁磁性的因素 D.以上选项都不对
11.如图所示,开关闭合,小磁铁处于静止状态后,把滑动变阻器的滑片P缓慢向右移动,此时悬挂的小磁铁的运动情况是(　　)21*cnjy*com
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A.向下移动 B.向上移动 C.静止不动 D.无法确定
12.如图所示,线圈abcd位于磁场中,K与1接通时,ab段导线受磁场力F的方向向上;当K改为与2接通时,ab段导线受磁场力(　　)【出处：21教育名师】
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A.方向向下 B.方向向上
C.为零,因为电源反接 D.为零,因为电路一定是断路
二、填空题(每空1分,共17分)
13.指南针是我国古代四大发明之一,其实质 ( http: / / www.21cnjy.com )就是一个小磁针,它有N、S两极,使用时指南的那端是　　　极。指南针能够指南北是因为地球周围的空间存在着　　　　。
14.擦洗玻璃时,在外高空作业是很不安全的 ( http: / / www.21cnjy.com ),为此,人们设计了一种磁性玻璃擦(如图所示)。它的每片清洁器上都装有一个永磁体,使用时利用　　　　　　　　　　的原理,使玻璃上的内、外两片清洁器紧紧地吸在一起,增大它对玻璃窗的　　　　,使高空擦洗玻璃门窗变得既轻松又安全。 21教育名师原创作品
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15.如图所示是一款智能玩 ( http: / / www.21cnjy.com )具,玩具由圆柱形机身和两个轮子组成,用户可以通过手机蓝牙对它进行控制,并完成前进、转弯、翻滚、跳跃等动作,其内部结构中有一个电动机,电动机是利用　　　　　　　　　　　　　　的原理制成的,若想让玩具车的两个轮子转动更快,请你说出合理的做法:　　　　(写出一种即可)。21世纪教育网版权所有
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16.如图所示,当电源开关接通后,会发 ( http: / / www.21cnjy.com )现小磁针的北极向　　　　(填“左”或“右”)偏转,这说明通电螺线管周围存在　　　　;同时发现可移动的A、B两螺线管相互　　　　(填“靠近”或“远离”)。
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17.如图所示,要使电磁铁M的磁性最强,应将滑动变阻器的滑片P移至　　　　端,并将开关S接到　　　位置。(填图中字母)
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18.实验装置如图所示,闭合开关, ( http: / / www.21cnjy.com )观察到金属杆向左运动起来,实验现象说明磁场对　　　　有力的作用,利用这种现象可以制成　　　　机;断开开关,对调电源正、负两极,重新接入电路,再次闭合开关,观察到金属杆向　　　　运动起来。
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19.小明去参观科技馆。他在参观汽 ( http: / / www.21cnjy.com )车馆时,发现了一个测定油箱内油量的装置模型,如图所示。该模型通过电磁继电器来控制缺油警示灯。当储油过少时,右侧电路中的　　　　(填“红”或“绿”)灯将变亮。
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20.我们经常听到校园里扬声器(喇叭)发出悠 ( http: / / www.21cnjy.com )扬的声音,如图所示为扬声器的结构示意图。请写出扬声器工作过程中涉及的相关物理知识(写出两个即可)。
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(1)_________________________________________________________________。
(2) ________________________________________________________________。
三、作图题(每题4分,共8分)
21.如图所示,根据小磁针静止时的指向,标出通电螺线管的磁感线方向和电源的正、负极。
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22.将图中的电磁铁连入你设计的电路中 ( http: / / www.21cnjy.com )(在方框内完成)。要求:电路能改变电磁铁磁性的强弱;使小磁针受力静止时如图所示(可用器材有滑动变阻器、干电池)。2·1·c·n·j·y
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四、实验探究题(23题8分,24、25题每题10分,共28分)
23.课堂上,老师做了如图所示的演示实验,给直导线(铝棒)通电,观察到直导线运动起来。
(1)实验现象说明________________有力的作用, ________________机就是利用这种原理制成的。 【版权所有：21教育】
(2)判断“有力的作用”的依据是(　　)
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A.力是维持物体运动的原因
B.一切物体都有惯性
C.物体运动状态改变时,一定受到力的作用
(3)将磁极上下对调,观察直导线的运动情况,这样操作是为了研究________________。
24.科学家发现两根平行导线通电后有如图所示的现象(图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况)。
(1)由图可知两平行通电导线之间有力的 ( http: / / www.21cnjy.com )作用。当通入的电流方向相同时,导线相互________________;当通入的电流方向相反时,导线相互________________。
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(2)判断通电直导线周围磁场方向的 ( http: / / www.21cnjy.com )方法:用右手握导线,大拇指指向电流方向,则四指环绕的方向就是通电直导线周围的磁场方向。根据这个方法,请你判定甲图中导线a在导线b处产生的磁场方向为垂直于纸面________________ (填“向里”或“向外”)。 21教育网
(3)上述现象的原因:通电导线a周围产生 ( http: / / www.21cnjy.com )的磁场对通电导线b有________________的作用。当导线a中的电流方向改变时,其磁场的方向也发生改变,导线b受力方向随之改变。
(4)由此可知:与磁体之间的相互作用一样,电流之间的相互作用也是通过________________来实现的。
25.磁感应强度B用来描述磁场的强弱 ( http: / / www.21cnjy.com ),国际单位是特斯拉,符号是“T”。为了探究电磁铁外轴线上磁感应强度的大小与哪些因素有关,小鹭设计了如图(1)所示的电路,图甲电源电压6 V,R为磁感应电阻,其阻值随磁感应强度变化的关系图线如图(2)。
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(1)当图乙S2断开,图甲S1闭合时, ( http: / / www.21cnjy.com )电流表的示数为________________mA。闭合S1和S2,图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动,图甲中电流表的示数逐渐减小,说明磁感应电阻R处的磁感应强度B逐渐________________。
(2)闭合S1和S2,滑片P不 ( http: / / www.21cnjy.com )动,沿电磁铁轴线向左移动磁感应电阻R,测出R离电磁铁左端的距离x与对应的电流表示数I,算出R处磁感应强度B的数值如表。请计算x=5 cm时,B=________________T。
x/cm 1 2 3 4 5 6
I/mA 10 12 15 20 30 46
B/T 0.68 0.65 0.60 0.51 0.20
(3)综合以上实验数据可以得出“电磁铁 ( http: / / www.21cnjy.com )外轴线上磁感应强度随电磁铁电流的增大而________________,离电磁铁越远,磁感应强度越________________。 21·cn·jy·com
五、计算题(11分)
26.如图甲所示为一恒温箱温控电路,包括工 ( http: / / www.21cnjy.com )作电路和控制电路两部分。R为热敏电阻(置于恒温箱内),阻值随温度变化的关系如图乙所示,恒温箱温控电路工作原理是:加热过程中,恒温箱温度升高到一定值时,控制电路中电流会达到一定值,继电器的衔铁被吸合,工作电路停止加热。www.21-cn-jy.com
(1)图甲所示状态,电路处于加热还是未加热
(2)恒温箱的温度为100 ℃时,继电器线圈中的电流达到20 mA,衔铁被吸合,此时热敏电阻R消耗的功率是多少 【来源：21cnj*y.co*m】
(3)电阻R'有什么作用
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参考答案
一、1.B
解析：①研究电流时把它与水流 ( http: / / www.21cnjy.com )相比,采用的是类比法;②研究磁场时,引入“磁感线”,采用的是模型法;③研究光的传播时,引入“光线”,采用的是模型法;④研究动能与速度的关系时,让物体的质量保持不变,采用的是控制变量法。2-1-c-n-j-y
2.A　
3.D
4.D
解析：磁性水雷中的小磁针静止时,一端指 ( http: / / www.21cnjy.com )南,一端指北,水雷不会爆炸,军舰被地磁场磁化后就变成了一个浮动的磁体,当军舰接近磁性水雷时,根据磁极间的相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引可知,就会使水雷中的小磁针发生转动,从而触发水雷发生爆炸,故选D。
5.B
解析：小磁针静止时北极所指的方向就是该 ( http: / / www.21cnjy.com )点的磁场方向。选项A中,小磁针的N极应指向上方,选项A错误;选项C中,根据右手螺旋定则可知,通电螺线管的右端为N极,左端为S极,小磁针的S极应指向左方,选项C错误;选项D中,通电螺线管的左端为N极,右端为S极,小磁针的指向错误。选项B中小磁针的指向是正确的。【来源：21·世纪·教育·网】
6.C
解析：异名磁极相互吸引,闭合开关S后,通 ( http: / / www.21cnjy.com )电螺线管Q端附近的小磁针N极转向Q端,说明通电螺线管通电后Q端为S极。依据右手螺旋定则进一步判断出a端为电源正极。
7.A　8.C
9.D
解析：从题图可以看出,闭合开关S后,ab边和 ( http: / / www.21cnjy.com )cd边受到相反方向的力的作用,由于ab边和cd边受力不在同一直线上,故线圈转动,转动90°后,由于惯性会继续向前转动一个很小的角度,但由于ab边和cd边的受力方向不变,故线圈又要回转,最后由于平衡力的作用,线圈会停下来。
10.A
解析：由图可知电路中有电源,当开关闭合后,导体ab就成为通电导体,处于磁场中,会受到磁场的作用,故可以探究磁场对电流的作用。21*cnjy*com
11.B
解析：由图可知电流由螺线管的上方流入 ( http: / / www.21cnjy.com ),则由右手螺旋定则可知螺线管下端为N极,上端为S极;则螺线管上端与磁铁下端为同名磁极,故应相互排斥;当滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,则由欧姆定律可知电路中电流增大,则螺线管的磁性增强,故对磁铁的作用力增强,故此时悬挂的小磁铁向上运动,即弹簧长度变短。
12.A
解析：如图所示,线圈abcd位于磁场中 ( http: / / www.21cnjy.com ),K与1接通时,ab段导线受磁场力F的方向向上;当K改为与2接通时,磁场方向不变,导线中电流方向相反了,则ab段导线受磁场力方向相反。
二、13.S;地磁场
解析：由于地磁的北极在地理的南极附近,地 ( http: / / www.21cnjy.com )磁的南极在地理的北极附近;根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引可知,小磁针静止时指南的那端是S极;由此可知,指南针能够指南北是因为地球周围的空间存在着地磁场。
14.异名磁极相互吸引;摩擦力
解析：清洁器是利用异名磁极相互吸引 ( http: / / www.21cnjy.com )的原理工作的。内、外两片清洁器紧紧地吸在一起,通过增大压力的方法增大了内、外两片清洁器与玻璃之间的摩擦力。
15.通电线圈在磁场中受力转动;增大线圈中的电流(或换用磁性更强的磁体)
解析：电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的;电源电压增大、电流增大,它的转速变快,增强磁场也可以使它的转速变快。
16.左;磁场;靠近
17.b;c
解析：要使电磁铁的磁性最强,则应使电 ( http: / / www.21cnjy.com )路中的电流最大、连入电路中线圈的匝数最多。滑动变阻器的滑片P移至b端,此时电路中的电阻最小,电路中的电流最大,开关S接到c位置时,线圈的匝数最多,故要使电磁铁的磁性最强,应将滑片P移至b端,S接到c位置。
18.通电导体;电动;右
解析：给金属杆通电,观察到金属杆运动起 ( http: / / www.21cnjy.com )来,实验现象说明磁场对通电导体有力的作用,电动机就是利用这种现象制成的。将电源两极对调,改变了金属杆中电流的方向,金属杆运动方向变得相反,金属杆向右运动起来。21·世纪*教育网
19.红
解析：当储油过少时,浮标下降,动触点上升与静触点接触,电磁铁电路接通,电磁铁有磁性,将衔铁吸下,绿灯电路断开,红灯电路接通,红灯变亮。
20.(1)电能转化为机械能　(2)电信号转换为声信号　(3)电流的磁效应　(4)电流周围存在磁场
(5)磁体间的相互作用
(6)物体振动发出声音等(任选其二即可)
三、21.解:如图所示。
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解析：根据同名磁极相互排斥, ( http: / / www.21cnjy.com )异名磁极相互吸引可知,通电螺线管的左端为S极,右端为N极,通电螺线管外部的磁感线的方向是从N极出发,回到S极;根据右手螺旋定则可知,大拇指指向通电螺线管的N极,四指弯曲的方向代表电流的方向,由此可得出电流从左端导线流入,从右端导线流出,故电源的左端为正极,右端为负极。
22.解:如图所示。
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解析：要改变电磁铁磁性的强 ( http: / / www.21cnjy.com )弱可以通过改变电流的大小和线圈的匝数来实现,其中最方便的是改变线圈中电流的大小,可使用滑动变阻器来实现;要使小磁针受力静止时如图所示,要注意电源的正负极接法。
四、23.(1)磁场对电流;电动　(2)C　(3)通电导体在磁场中受力方向与磁场方向是否有关
解析：探究磁场对电流的作用,首先要明确通电 ( http: / / www.21cnjy.com )导体在磁场中受到力的作用,受力的方向与磁场方向及电流方向有关。给直导线(铝棒)通电,观察到直导线运动起来,说明磁场对电流有力的作用,电动机就是利用这一原理制成的。力是改变物体运动状态的原因,当一个物体的运动状态发生改变时,可以判断出该物体一定受到力的作用。通电导体在磁场中受到力的作用,受力方向由磁场方向和电流方向决定。电流方向不变,将磁极上下对调,可以探究通电导体在磁场中受力方向与磁场方向是否有关。
24.(1)吸引;排斥　(2)向里　(3)力　(4)磁场
解析：(1)由题图甲可以看出,当通入的电流方向相同时,导线相互吸引,由题图乙可以看出,当通入的电流方向相反时,导线相互排斥。
(2)根据判断通电直导线周围磁场方向的方法,可以判定甲图中导线a在导线b处产生的磁场方向为垂直于纸面向里。
(3)两平行通电导线之间有力的作用,实际上就是通电导线a周围产生的磁场对通电导线b有力的作用。
(4)这个实验现象告诉我们,与磁体之间的相互作用一样,电流之间的相互作用也是通过磁场来实现的。
25.(1)60;增大　(2)0.40　(3)增大;小
解析：(1)当图乙S2断开,图甲S1闭合时,即磁感应强度为零,根据图(2)可知,此时的R=100 Ω,故此时电路中的电流是:I===0.06 A=60 mA;图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动,接入电路的电阻变小,电流变大,磁场变强,图甲中电流表的示数逐渐减小,即R的电阻变大,据此分析可知:磁感应电阻R处的磁感应强度B逐渐增大;
(2)x=5 cm时,电流是30 mA,根据欧姆定律可知,R'===200 Ω,故对应磁感应强度是0.40 T;
(3)综合以上实验数据,可以得出“电磁铁外轴线上磁感应强度随电磁铁电流的增大而增大,离电磁铁越远,磁感应强度越小。
五、26.解:(1)由图甲可知,电热丝通路,处于加热状态。
(2)由图乙可知,恒温箱的温度为100 ℃时 ( http: / / www.21cnjy.com ),热敏电阻的阻值R=50 Ω,热敏电阻R消耗的功率:P=I2R=(0.02 A)2×50 Ω=0.02 W。
(3)图中电阻R'为滑动变阻器,其作用有:一是保护电路,二是调节恒温箱的控制温度。
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