沪粤版九年级物理下册 第十六章 电磁铁与自动控制 单元练习题（含解析）

第十六章 电磁铁与自动控制
一、选择题(每题4分，共24分)
1．小红梳理反思了“磁场和磁感线”的相关知识，归纳整理如下，其中正确的有(　　)
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磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线
③磁感线是铁屑组成的
④地磁场的磁感线是从地球南极附近发出回到北极附近
A．①④ B．②③
C．①② D．②④
2．如图1－G－1所示电路，开关S闭合后，下列说法正确的是(　　)
A．小磁针静止时，A端为N极
B．小磁针静止时，B端为N极
C．电磁铁左端为N极
D．向左移动滑片P，电磁铁磁性减弱
图1－G－1
3.张扬同学在“探究电磁铁磁性强弱”的实验中，使用两个相同的A、B大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图1－G－2所示，下列说法错误的是(　　)
图1－G－2
A．滑片P向右滑动，电磁铁的磁性减弱
B．电磁铁能吸引的大头针数目越多，表明它的磁性越强
C．电磁铁A、B的上端均为S极
D．该实验可以探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数多少的关系
4．有一环形电流，相当于一匝线圈。当电流从A端流入，B端流出时，原本处于如图1－G－3所示位置静止的小磁针会(　　)
图1－G－3
A．水平转动至N极指向纸内
B．水平转动至S极指向纸内
C．顺时针转动90度至竖直位置
D．逆时针转动90度至竖直位置
5．如图1－G－4所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁体，开关闭合后，在滑片P从a端向b端滑动过程中，会出现的现象是(　　)
A．电流表示数变小，弹簧长度变短
B．电流表示数变大，弹簧长度变短
C．电流表示数变大，弹簧长度变长
D．电流表示数变小，弹簧长度变长
图1－G－4
6．如图1－G－5所示是一种水位自动报警器的原理图，当水位到达金属块A时(一般的水能导电)，电路中(　　)
图1－G－5
A．绿灯亮，红灯不亮　 B．红灯亮，绿灯不亮
C．红灯和绿灯都亮 D．红灯和绿灯都不亮
二、填空题(每空3分，共42分)
7．能在水平面内自由转动的小磁针静止后总是指向南北方向，是因为受到________场的作用，小磁针不指向正南、正北方向是因为地磁南北极与地理南北极并不重合，当小磁针静止后，小磁针的北极实际上指向________(选填“地磁北极”或“地磁南极”)。
8．如图1－G－6所示的电路中，闭合开关S后，要使螺线管吸引大头针的数量增多，滑动变阻器的滑片P应向______(选填“a”或“b”)端移动，此时灯泡的亮度________(选填“变亮”“变暗”或“不变”)，螺线管的________(选填“上”或“下”)端是N极。
图1－G－6
9．如图1－G－7所示，铁钉下方有许多大头针，闭合开关S，会看到________________，断开开关S，会看到____________，这说明电磁铁通电时__________，断电时__________。当开关S闭合后，滑动变阻器的滑片向右移动，会看到________________________，这说明通过电磁铁的电流越________，电磁铁的磁性越________。
图1－G－7
10．课外兴趣小组自制了一个“温度自动报警器”(原理如图1－G－8所示)。使用时发现电磁铁磁性不够强，改进的办法有________(只需填出一种方法)。要使图中电磁铁通电时左端为N极，a点应接电源的________极。
图1－G－8
三、作图题(共10分)
11．(4分)如图1－G－9所示，已知螺线管的极性，请画出小磁针的极性及电源的正、负极。
图1－G－9
12．(6分)请你在如图1－G－10所示的电磁继电器上把电源连在电路里，使它成为一个电铃。(这样的电铃没有铃碗，通常叫做蜂鸣器)
图1－G－10
四、实验探究题(共24分)
13．(12分)在探究通电螺线管外部磁场的实验中，采用了如图1－G－11甲所示的实验装置。
图1－G－11
(1)当闭合开关S后，小磁针________(选填“会”或“不会”)发生偏转，说明通电螺线管与小磁针之间是通过________发生力的作用的。
(2)用铁屑来做实验，得到了如图乙所示的情形，它与________的磁场分布相似。为描述磁场而引入的磁感线________真实存在的。
(3)闭合开关S，通电螺线管周围的小磁针N极指向如图丙所示，由图可知：在通电螺线管外部，磁感线是从________极发出，最后回到________极。
(4)为了研究通电螺线管的磁极性质，老师与同学们一起对螺线管可能的电流方向和绕线方式进行了实验，得到了如图1－G－12所示的四种情况。实验说明通电螺线管的磁极极性只与它的____________有关，且这个关系可以用____________判断。
图1－G－12
14．(12分)如图1－G－13所示是某学习小组同学设计的“研究电磁铁磁性强弱”的实验电路图。
图1－G－13
(1)要判断电磁铁的磁性强弱，可观察__________________来确定。
(2)下表是该组同学所做实验的记录：
电磁铁(线圈匝数)
50匝
100匝
实验次数
1
2
3
4
5
6
电流/A
0.8
1.2
1.5
0.8
1.2
1.5
吸引大头针的
最大数量/枚
5
8
10
7
11
14
①比较实验中的1、2、3(或4、5、6)，可得出的结论：电磁铁的匝数一定时，通过电磁铁线圈中的电流________，磁性越强；
②比较实验中的1和4(或2和5，或3和6)，可得出的结论：电磁铁线圈中的电流一定时，线圈匝数________，磁性越强。
(3)在与同学们交流讨论时，另一组的一名同学提出一个问题：“当线圈中的电流和匝数一定时，电磁铁的磁性强弱会不会还与线圈内的铁芯大小有关？”
①你的猜想是________________；
②现有大小不同的两根铁芯，利用本题电路说出你验证猜想的方法：________________________________________________________________________。

详解详析
1．A　[解析] 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①正确；②磁感线是不存在的，是为了研究方便而假想的一些有方向的曲线，故②错误；③磁感线是不存在的，不是铁屑组成的，故③错误；④地球是一个巨大的磁体，地磁场的南极在地理北极附近，地磁场的北极在地理南极附近，故地磁场的磁感线是从地球南极附近发出回到北极附近，故④正确。
2．B
3．C　[解析] 滑动变阻器的滑片向右滑动，电阻的阻值变大，电路中的电流变小，电磁铁的磁性减弱，故A选项正确；在实验中电磁铁的磁性强弱无法直接看出，可通过吸引大头针的数目多少来进行判断。吸引的大头针数目越多，说明电磁铁的磁性越强，否则越弱，故B选项正确；根据右手螺旋定则，A的上端为N极，下端为S极，B的上端为N极，下端为S极，所以电磁铁A、B的上端均为N极，故C选项错误；由图可知，两只电磁铁串联在电路中，流经它们的电流相同，同时还可以看到，它们线圈的匝数是不同的，因此，本实验研究的是电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，故D选项正确。
4．A　[解析] 闭合开关S后，环形导线中通有顺时针方向的电流，相当于一匝线圈，根据右手螺旋定则可判定纸面向里为N极，纸面向外为S极，在线圈内部磁感线方向由S极到N极，即小磁针所在位置磁场方向为垂直于纸面向里，则小磁针N极在磁场力的作用下转到垂直于纸面向里的位置，使N极指向和该点磁场方向一致。
5．C　6.B
7．地磁　地磁南极
[解析] 能在水平面内自由转动的小磁针静止后总是指向南北方向，是因为受到地磁场的作用，小磁针的北极指向地理北极，实际上是地磁南极。
8．b　变亮　上
9．大头针被吸引　大头针掉落　有磁性　无磁性
有更多的大头针被吸引　大　强
10．增大电源电压　负　[解析] 据图可知，该“温度自动报警器”使用时发现电磁铁磁性不够强，可以增大电源电压或增大线圈的匝数；确定电源的正、负极要利用右手螺旋定则来确定，由电磁铁的左端是N极和线圈的绕向，根据右手螺旋定则可以确定电流是从线圈的右端流入，左端流出。在电源外部，电流从电源正极流向电源负极。故知电源的右端为正极，左端为负极。
11．如图所示
12．如图所示
13．(1)会　磁场　(2)条形磁体　不是　(3)北(N)　南(S)　(4)电流的环绕方向　右手螺旋定则
14．(1)电磁铁吸引大头针的数目多少　(2)①越大　②越多　(3)①在电流和线圈匝数一定时，铁芯越大，磁性越强　②使电路中的电流、线圈匝数保持不变，换用大小不同的铁芯插入螺线管中，观察电磁铁吸引大头针的多少并进行比较，验证猜想正确与否
[解析] (1)要判断电磁铁的磁性强弱，可观察电磁铁吸引大头针的多少。(2)①比较实验中的1、2、3(或4、5、6)可以看出，在线圈的匝数相同时，电流从0.8 A增加到1.5 A，吸引大头针的数目由5枚增加到10枚，说明在线圈的匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强；②比较实验中的1和4(或2和5，或3和6)可以得出通过电磁铁的电流都为0.8 A时，线圈匝数为50匝的吸引5枚大头针，线圈匝数为100匝的吸引7枚大头针，说明在通过电磁铁的电流相同时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强。
(3)①电磁铁的磁性强弱跟铁芯大小有关。②探究电磁铁磁性强弱跟铁芯大小关系时，控制电流和线圈匝数不变，改变铁芯大小。验证方案：保证两次电路中的线圈匝数和电流相同，让两次插入的铁芯的大小不同，观察吸引大头针数目的多少，如果两次吸引的数目不同，则说明磁性的强弱与铁芯的大小有关。