第十七章 从指南针到磁浮列车 达标检测卷（含答案）

第十七章达标测试卷
一、填空题(每空2分，共26分)
1．指南针是我国古代的四大发明之一。我国古代利用司南来辨别方向，司南就是指南针的始祖。司南用磁铁制成，它静止时，勺柄指向南方，这是因为它受到了________的作用，且勺柄是________极。

(第1题)　 　 (第2题)　 　 (第3题)　 　 (第4题)
2．小磁针静止时的指向如图所示，由此可以判定螺线管的A端是________(填“N”或“S”)极，接线柱a连接的是电源________(填“正”或“负”)极。
3．如图所示，当开关S闭合后，可移动的A、B两螺线管将相互________(填“靠近”或“远离”)。
4．如图是一个温度自动报警器的工作原理电路图。当控制电路中有电流通过时，电磁铁左端为________极。在使用中发现，当温度达到设定值时，电铃没有报警。经检查，各元件完好，电路连接无误，则可能是因为______________(任写一种)导致工作电路没有接通。
5．如图所示的电路，开关S接到a后，小磁针静止时，A端是________极；将开关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________(填“增强” “不变”或“减弱”)。

(第5题)　 　 (第6题)　　 (第7题)
6．如图，这是________原理图，若将图中的磁体的S极和N极交换位置，其他保持不变，则线圈ab边所受力的方向________(填“改变”“不改变”或“可能改变也可能不改变”)。
7．某同学为了同时验证老师课堂上讲过的“通电导线周围存在磁场”和“通电导线在磁场中受力运动”两个实验，于是动手制作了如图所示的电路，当他闭合开关后，电路中会相应地发生哪些物理现象：(写出两个现象)_______；_______。
二、选择题(每题3分，共30分)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
8．下列四种磁体中产生的磁场，其磁场分布与其他三种磁体的磁场分布不同的是(　　)
A．条形磁铁 B．地磁场
C．通电直导线 D．通电螺线管
9．[中考·烟台]小红梳理反思了“磁场和磁感线”相关知识，她归纳整理如下，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
10．如图甲所示，一个不能打开的盒子外面露出一段细长的导线，在不损坏导线的情况下，用图乙中(a)、(b)两个实验所对应的结论来判断导线中是否有电流，下列选项中正确的是(　　)
A．只有(a)能 B．只有(b)能
C．(a)(b)都能 D．(a)(b)都不能

(第10题)　　　 　 (第11题)
11．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(　　)
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

(第12题)　　 (第14题)　 　 (第15题)
12．如图所示，A是悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁，B是螺线管。闭合开关S，待弹簧测力计示数稳定后，将变阻器R的滑片缓慢向右滑动，在此过程中下列说法错误的是(　　)
A．通电螺旋管的上端是N极
B．电压表和电流表的示数都变大
C．弹簧测力计示数变小
D．实验中应用了电流的磁效应和磁极间的相互作用原理
13．下图所示的四个实验，能确定钢棒具有磁性的是(　　)
A．①③ B．②④ C．①②④ D．②③④
14．巨磁电阻效应是指某些材料的电阻随磁场增强而急剧减小的现象，图中GMR是巨磁电阻，闭合开关S1、S2，移动滑动变阻器的滑片，以下分析正确的是(　　)
A．滑片向左移动时，电磁铁磁性减弱，指示灯亮度变暗
B．滑片向左移动时，电磁铁磁性增强，指示灯亮度变亮
C．滑片向右移动时，GMR电阻变小，指示灯亮度变亮
D．滑片向右移动时，GMR电阻变大，指示灯亮度变亮
15．如图所示，条形磁铁放在粗糙程度相同的水平桌面上静止后，闭合开关S，滑片P向下移动。下列说法正确的是(　　)
A．通电螺线管的右端为N极
B．滑片P向下移动过程中，通电螺线管的磁性变弱
C．滑片P向下移动过程中，条形磁铁所受摩擦力一直不变
D．滑片P向下移动过程中，条形磁铁可能静止，也可能向右运动
16．如图所示，动圈式扬声器主要由线圈、永磁体、锥形纸盆组成。当线圈中有电流通过时，处在磁场中的线圈会受到力的作用而带动纸盆振动产生声音，如图所示的实验中，与动圈式扬声器工作原理相同的是(　　)

17．一次科学探究活动中，小明把一个正在发光的灯泡放到U形磁体中间，惊讶地发现灯丝在晃动。关于这种现象，下列说法正确的是(　　)
A．灯丝晃动是电流的磁现象
B．灯丝晃动时受力平衡
C．灯丝晃动是受到磁体的吸引作用
D．灯丝晃动是磁场对通电线圈的作用
三、作图题(4分)
18．如图所示：小明闭合两开关后，发现两通电螺线管A、B相互排斥，请在图中括号内分别标出A通电螺线管的N、S极和B通电螺线管的电源的“＋”“－”极。

(第18题)　　　 　　 (第19题)
四、实验探究题(每题8分，共16分)
19．在“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，电源电压恒定，大、小铁钉各自完全相同，进行如图所示的甲、乙、丙三次实验。甲图中大铁钉的N极是________(填“钉尖”或“钉帽”)。通过观察甲、乙两次实验现象，得出的结论是____________________________________；通过观察丙图实验现象得出的结论是____________________________。将甲图中的小铁钉换成小钢钉进行实验，断开开关后，发现的有趣的实验现象是____________________________。
20．在探究“通电螺线管的外部磁场”的实验中，小明在螺线管周围摆放了一些小磁针。
(1)通电后小磁针静止时的分布如图甲所示，由此可看出通电螺线管外部的磁场与________的磁场相似。
(2)小明改变通电螺线管中的电流方向，发现小磁针指向转动180°，南北极发生了对调，由此可知：通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中________方向有关。
(3)小明继续实验探究，并按图乙连接电路，他先将开关S接a，观察电流表的示数及吸引大头针的数目；再将开关S从a换到b，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表的示数及吸引大头针的数目，此时调节滑动变阻器是为了__________________，来探究________的关系。
五、计算题(每题12分，共24分)
21．如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表所示。已知继电器的线圈电阻R0＝10 Ω，左边电源电压为6 V恒定不变。当继电器线圈中的电流大于或等于15 mA时，继电器的衔铁被吸下，右边的空调电路正常工作。
(1)请说明该自动控制装置的工作原理。
(2)计算说明该空调的启动温度是多少？
(3)为了节省电能，将空调启动温度设定为30 ℃，控制电路中需要再串联多大的电阻？
(4)改变控制电路的电阻可以给空调设定不同的启动温度，除此之外，请你再提出一种方便可行的调节方案。
22．小明查阅资料，了解到出于安全考虑，电梯都设置超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示，电路由工作电路和控制电路组成：在工作电路中，当电梯没有超载时，触点K与触点A接触，闭合开关S，电动机正常工作；当电梯超载时，触点K与触点B接触，电铃发出报警铃声，闭合开关S，电动机不工作。在控制电路中，已知电源电压U＝6 V，保护电阻R1＝100 Ω，电阻式压力传感器(压敏电阻)R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。
(1)在控制电路中，当压敏电阻R2受到的压力F增大时，其阻值减小，从而使电磁铁的磁性______(填“增强” “减弱”或“不变”)。
(2)若电磁铁线圈电流达到20 mA时，衔铁刚好被吸住，电铃发出警报声。当该电梯厢内站立总质量为1 000 kg的乘客时，试通过计算说明电梯是否超载？(g取10 N/kg)
答案
一、1．地磁场；南
2．S；正
3．靠近
4．S；控制电路电源电压太小　点拨：由右手螺旋定则可知，电磁铁左端为S极；当温度升高到设定值时，水银柱与上方金属丝连通，使左侧形成通路，电磁铁中有电流通过，电磁铁吸引衔铁，由于电磁铁磁性的大小与电流大小和线圈匝数多少有关，如果控制电路电源电压偏小，使得电流较小，磁性较小，则电磁铁吸引不动衔铁，工作电路不会工作。
5．S；减弱
6．电动机；改变
7．铁块受到吸引力向下移动；小磁针发生偏转(其他答案合理即可)
二、8．C
9．C
10．C
11．C　点拨：异名磁极相互吸引，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，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。
12．B
13．B
14．B　点拨：滑片向左移动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，左侧电路中的电流变大，电磁铁磁性增强；因为巨磁电阻随磁场增强而急剧减小，则右边的GMR电阻变小，右边电路的总电阻变小，由欧姆定律可知，右边电路的电流变大，由P＝I2R可知指示灯的功率变大，指示灯变亮，故A错误，B正确。滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，由欧姆定律可知，左边电路中的电流减小，所以电磁铁的磁性减弱，周围磁场减弱，GMR电阻变大，由串联分压的规律可知，GMR两端的电压增大，则指示灯两端的电压减小，指示灯的实际功率变小，所以指示灯亮度变暗，故CD错误。
15．A
16．C
17．D　点拨：由题知，有电流通过的灯丝置于磁场中，灯丝发生了晃动，说明了通电导体在磁场中受到力的作用(即磁场对通电线圈有力的作用)，不是电流的磁效应，也不是受到磁体的吸引作用，故AC错误，D正确；灯丝发生了晃动，运动方向不断发生变化，运动状态发生改变，受非平衡力的作用，故B错误。
三、18．解：如图所示。
四、19．钉帽；在线圈匝数相同时，电流越大，磁性越强；在电流一定时，线圈的匝数越多，磁性越强；小钢钉不会掉下来
20．(1)条形磁铁
(2)电流
(3)控制两次实验的电流大小不变；通电螺线管磁场强弱与线圈匝数
五、21．解：(1)随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，当电流达到15 mA时，衔铁被吸下，右侧空调电路连通，空调开始工作。当温度下降时，控制电路电阻增大，电流减小，减小到一定值时，使空调电路断开，这样就实现了自动控制。
(2)由欧姆定律I＝得，R总＝＝＝400 Ω，
R＝R总－R0＝400 Ω－10 Ω＝390 Ω，查表可知，热敏电阻阻值为390 Ω时，温度为25 ℃，空调启动温度为25 ℃。
(3)查表可知，温度为30 ℃时，热敏电阻的阻值为360 Ω，
设需串联的电阻为R串，由欧姆定律I＝得，
I＝，
得R串＝－R′－R0＝－360 Ω－10 Ω＝30 Ω。
(4)可以将左边电源改为可调压电源。
22．解：(1)增强
(2)电梯厢内站立总质量为1 000 kg的乘客时，
电梯受到的压力等于乘客的重力，
即F＝G＝mg＝1 000 kg×10 N/kg＝10 000 N，
由图乙知，当压力F＝10 000 N，对应的压敏电阻阻值R2＝100 Ω，
因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以控制电路中的电流：
I＝＝＝0.03 A＝30 mA，
因为30 mA＞20 mA，所以此时电梯超载。