苏科版物理九年级全册第十六章　电磁转换 素养检测含解析

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电磁转换

(满分100分,限时45分钟)

一、选择题(每小题5分,共30分)

1.(2023江苏南通八一中学期末)关于磁现象,下列说法中错误的是()

A.磁体周围的磁感线是真实存在的

B.磁体间的相互作用是通过磁场发生的

C.指南针能指南北,是因为受到地磁场的作用

D.地磁N极在地理南极附近

2.2023年春节期间,济南某健身广场安装了智能自发电立式手摇车、智能自发电踢腿屈腿训练器、智能自发电深蹲训练器等智能健身器材。关于这些健身器材自发电的原理的说法中正确的是()

A.这些器材自发电的原理与奥斯特实验的原理一样

B.这些器材自发电的原理与电磁继电器的原理一样

C.这些器材自发电的原理与动圈式话筒的原理一样

D.这些器材自发电的原理与动圈式扬声器的原理一样

3.(2022江苏南通启东中学期末)某同学探究电流产生的磁场,闭合开关前,小磁针的指向如图甲所示,闭合开关,小磁针的转动方向如图乙中箭头所示;只改变电流方向,再次进行实验,小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示。下列结论中不合理的是()

甲

乙

丙

A.由甲、乙两图可得电流可以产生磁场

B.由乙、丙两图可得电流产生的磁场方向与电流方向有关

C.由乙、丙两图可得电流产生的磁场强弱与电流大小有关

D.由甲、乙、丙三图可得电流有磁效应

4.如图所示为一种温度自动报警器的原理图,图中的水银温度计在制作时,玻璃管两端各封入一段金属丝,控制电路电源的两极分别和金属丝相连,当温度达到设定值,电铃报警。下列说法中正确的是()

A.若将温度计上端的金属丝向下调整,则报警温度将升高

B.电铃工作时,电磁铁a端为N极

C.电磁铁的工作原理是电磁感应

D.温度升高到78℃时,电铃报警

5.磁共振成像是一种较新的医学成像技术,它采用强静磁场和变化磁场使人体组织成像。若携带金属物做磁共振成像,强静磁场会吸引铁质物品,变化磁场会使携带的金属中产生感应电流,从而使金属发热而灼伤病人,重则危及生命。上述说明中,没有涉及的知识是()

A.铁在磁场里会被磁化B.磁能生电

C.同名磁极相互排斥D.电流的热效应

6.(2023江苏苏州景范中学期末)关于四幅电和磁的实验图,下列说法错误的是()

甲乙

丙丁

A.甲图中电源A端是负极,小磁针右端是N极

B.乙图中实验与发电机的工作原理相同,将机械能转化为电能

C.丙图中通电导体在磁场中受到力的作用,动圈式扬声器应用此原理

D.丁图可以探究电磁铁的磁性强弱跟电流大小、线圈匝数的关系

二、填空题(每空2分,共18分)

7.【新独家原创】小明家浴房里使用了最新的磁悬浮地漏,如图所示。它具有不排水时能密封管道,排水速度可随积水深度自动调节的优点,它的原理是。若磁体A上端为S极,则磁体B上端为极,若将磁体B的磁极对调,则使用这个地漏时出现的情况将是。

8.(2022江苏盐城中考)如图所示是小华用漆包线和磁体制作的一台发电机,制作时用刀片将线圈两端的漆全部刮掉,作为转动轴,用纸做一个小风车固定在转轴上,将转轴放在支架上,如图所示,将发电机与小量程电流表相连,转动小风车,电流表指针左右偏转,电路中电流的方向(选填“改变”或“不变”),此过程中发电机将能转化为电能。若将小量程电流表换成电池,线圈(选填“能”或“不能”)持续转动。

9.如图所示为一恒温箱温控电路,包括控制电路和加热电路两部分,电热丝和热敏电阻R均置于恒温箱内,热敏电阻R的阻值随温度升高而减小。恒温箱温控电路工作原理:当恒温箱中温度上升到设定温度t,通过线圈的电流达到I0时,衔铁被吸合,电热丝停止加热。图中电磁铁的上端是极;加热电路中电源接在(选填“a、b”“c、d”或“e、f”)两端;若滑动变阻器R'的滑片向右移动,则恒温箱设定的温度将(选填“提高”“降低”或“不变”)。

三、作图题(每小题5分,共10分)

10.(2022广西桂林中考)如图所示,小磁针在条形磁铁的作用下处于静止状态,请标出小磁针的N极和条形磁铁磁感线的方向。

11.小明自制了一个带有电磁铁的木船模型,将它放入水中漂浮,闭合开关后,船头会向北方偏转。请在图上画出电磁铁的N、S极并画出绕线方法。

四、实验探究题(每空2分,共28分)

12.在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中,小华用电池(电压一定)、滑动变阻器、数量足够的大头针、铁钉及足够长的漆包线为主要器材,制作了简易电磁铁甲和乙,并将它们连成如图所示的电路。

(1)闭合开关后,若将滑动变阻器的滑片向左移动,电磁铁吸引大头针的数量会(选填“增加”或“减少”),这说明电流越,电磁铁磁性越强;

(2)由图可知,两个铁钉钉尖的极性是(选填“相同”或“不同”)的;

(3)由图可知,当电流一定时,越多,电磁铁的磁性越强。

13.(2023江苏淮安中考改编)如图所示是“探究感应电流产生的条件”实验装置。

(1)实验中,AB棒的材料可能是(选填“塑料”或“铝”)。

(2)我们可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生;还可以通过指针偏转的方向判断。

(3)闭合开关,实验探究过程记录如表所示:

次数AB棒在磁场中的运动情况是否有感应电流

1静止无

2沿磁场方向运动(不切割磁感线运动)无

3切割磁感线运动有

根据实验现象,初步得出电路中产生感应电流的条件:闭合电路的一部分导体在磁场中做运动,在该运动过程中,主要将机械能转化为能。

(4)保持AB棒运动方向不变,仅将磁体N、S极对调,重复上述实验,是为了探究感应电流方向与的关系。

(5)若将此装置中灵敏电流计换成,可进一步探究电动机的工作原理。

14.(2022江苏启东期末)如图所示是小利设计的一种限流器的原理图,当电流超过限制电流时,会自动切断电路。

(1)图中的电磁铁M是利用发现的电流的磁效应原理工作的。

(2)若要把限流器接入家庭电路中,从安全用电角度考虑,应把它接在进户线的线上。

(3)调试时,电流尚未达到设计的限制电流,限流器已经切断电路。为达到设计要求,应把滑动变阻器的滑片P向(选填“左”或“右”)移动。

(4)当电流超过限制电流时,衔铁N被电磁铁M吸引过去,匀质的金属杆OA在弹簧拉力作用下绕O点转动,使电路断开,刚转动时杠杆OA属于杠杆。

五、解答题(每空2分,共14分)

15.【安全与健康】(2023江苏南京玄武外国语学校模拟)阅读短文,回答问题。

人工心脏泵

医生给心脏有疾病的患者做手术时,往往要用一种称为“人工心脏泵”的体外装置来代替心脏,以推动血液循环。如图甲是该装置的示意图,通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的永磁体相互作用,带动活塞往复运动,从而完成抽血和送血。(活塞筒通过阀门与血管相通,阀门S1、S2只能向上开启)

手术时,还需要利用电磁血流计来检测血流速度和血流量,如图乙所示。使用时,将血管放置于两磁极之间,两金属电极a、b与血管壁接触,血液可以看作导体,当血液流动时,导体切割磁感线,电路中有微弱电流产生,仪表指针偏转,显示出血流速度。

甲乙

(1)图甲中,当线圈中的电流从A流向B时,活塞向(选填“左”或“右”)运动,从而(选填“增大”或“减小”)活塞筒内的压强,使血液通过阀门S2进入活塞筒中,此时处于抽血状态。线圈AB所固定的活塞柄适宜用(选填“铜”“铁”或“铝合金”)材料制作。

(2)电磁血流计的工作原理是现象;若仅调换两磁极的位置,则流过仪表的电流的方向将(选填“不变”或“相反”)。

(3)血管中有血液流过时,电磁血流计能检测到微弱的电流,从能量转化的角度分析,这是能转化为能的过程。

答案全解全析

1.A磁感线是假想的分布在磁体周围的曲线,故A错误;磁体间的相互作用是通过磁场发生的,故B正确;地球本身就是一个巨大的磁体,指南针能指南北,是因为受到地磁场的作用,故C正确;地磁N极在地理南极附近,故D正确。

2.C这些器材自发电的原理是电磁感应现象。奥斯特实验的原理是通电导线的周围存在磁场,A不符合题意;电磁继电器是电磁铁的应用,原理是电流的磁效应,B不符合题意;动圈式话筒的原理是电磁感应现象,C符合题意;动圈式扬声器的原理是通电导线在磁场中受到力的作用,D不符合题意。故选C。

3.C闭合开关前,小磁针的指向如图甲,当导线中电流向左时,小磁针的N极向纸外偏转,如图乙,所以,甲、乙两图可说明电流周围存在磁场,故A合理。乙、丙只是改变了电流方向,没有改变电流大小,不能说明磁场强弱跟电流大小有关,故B合理,C不合理。由甲、乙、丙三图可知,导线中有电流时,小磁针发生偏转,这说明电流的周围存在磁场,即电流具有磁效应,故D合理。

4.D若将温度计上端的金属丝向下调整,控制电路刚接通时的温度值会变小,则报警温度将降低,故A错误;当电铃工作时,电磁铁中的电流从左下端流入,由安培定则可知,电磁铁的a端为S极,故B错误;电磁铁的工作原理是电流的磁效应,故C错误;温度升高到78℃时,水银柱与上方金属丝连通,使控制电路接通,电磁铁中有电流通过,电磁铁吸引衔铁,使触点接触,受控电路接通,电铃报警,故D正确。

5.C由题中信息可知,强静磁场会吸引铁质物品,说明铁在磁场中会被磁化,变化磁场会使携带的金属中产生感应电流,这种现象为电磁感应现象,电磁感应现象说明磁能生电,故A、B不符合题意;题目信息中,并没有涉及同名磁极相互排斥,C符合题意;感应电流使金属发热而灼伤病人(电流通过金属导体,金属导体发热),这种现象为电流的热效应,D不符合题意。

6.A由题图甲可知,磁感线是从螺线管的左端出来回到右端的,所以螺线管的左端为N极、右端为S极,根据安培定则可知,电流从螺线管的右端流入、左端流出,所以电源的A端是负极、B端是正极,根据异名磁极相互吸引可知,小磁针的左端为N极、右端为S极,故A错误;题图乙中实验装置用于研究感应电流,闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中才会产生感应电流,将机械能转化为电能,发电机就是应用了这一原理,故B正确;题图丙中实验装置用来研究通电导线在磁场中受到力的作用,动圈式扬声器应用此原理,故C正确;题图丁中有滑动变阻器,即能探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系,两钉子上线圈匝数不同,能探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系,故D正确。

7.同名磁极相互排斥N一直处于排水状态

解析由题图可知,磁悬浮地漏的原理是同名磁极相互排斥;磁体A需要受到磁体B向上的排斥力才能将密封盖顶起封住排水口,磁体A上端为S极,则磁体A下端为N极,根据同名磁极相互排斥,B上端也为N极;若将磁体B的磁极对调,则使用这个地漏时两个磁体的相邻磁极就是异名磁极,将互相吸引,故地漏出现的情况将是一直处于排水状态。

8.改变机械不能

解析将发电机与小量程电流表相连,转动小风车,线圈在磁场中做切割磁感线运动,线圈中会产生感应电流,电流表指针左右偏转,这说明电路中电流的方向是改变的;此过程中发电机将机械能转化为电能;若将题图中电流表换成电池,则无风时,通电线圈由于处在磁场中会受力转动,但线圈转动至平衡位置时因线圈两端的绝缘漆全部刮掉,无法改变线圈中的电流,从而不能持续转动下去。

9.Na、b提高

解析由安培定则知,电磁铁的上端为N极;控制电路为电磁铁部分,即下面的电源为控制电路的电源;加热电路中电源应接在a、b两端;若滑动变阻器R'的滑片向右移动,滑动变阻器接入电路的电阻增大,而电磁铁吸合衔铁时的电流I0不变,根据欧姆定律可知,电磁铁吸合衔铁时控制电路的总电阻不变(R总=R+R'),则热敏电阻R的阻值应减小,因热敏电阻R的阻值随温度升高而减小,所以恒温箱设定的温度将提高。

10.如图所示

解析在磁体外部,磁感线从磁体N极出发回到S极,据此标出磁感线方向;条形磁铁的左端为N极,右端为S极,根据磁极间的相互作用规律可知,小磁针的左端为N极,右端为S极。

11.如图所示

解析因地磁场的北极在地理的南极附近,地磁场的南极在地理的北极附近,闭合开关后,船头向北方偏转,则通电螺线管右端为N极,左端为S极,由安培定则可知螺线管的绕线方法。

12.(1)增加大(2)不同(3)线圈匝数

解析(1)闭合开关后,滑动变阻器滑片向左移动时,电路中电阻减小,电流增大,电磁铁吸引大头针的数量增加,说明电流越大,电磁铁的磁性越强;

(2)由题图和安培定则可知,甲铁钉的钉尖是S极,乙铁钉的钉尖是N极,两个铁钉钉尖的极性是不同的;

(3)根据题图可知,乙铁钉吸引的大头针多,说明当电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强。

13.(1)铝(2)电流的方向(3)切割磁感线电(4)磁场方向(5)电源

解析(1)在探究电磁感应现象的实验中,我们必须保证AB棒是导体。

(2)在电路中没有电流时,灵敏电流计的指针指在表盘上都;当有电流时,灵敏电流计的指针的偏转方向与电流方向一致,因此我们可以根据指针的偏转方向判断电流的方向。

(3)3次实验中,只有AB棒在磁场中做切割磁感线运动时才会产生感应电流,故可得出闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流;在此过程中,主要是将机械能转化为电能。

(4)保持AB棒运动方向不变,仅将磁体N、S极对调,重复上述实验时,只有磁场的方向发生了改变,则这次实验是为了探究感应电流的方向与磁场方向的关系。

(5)电动机工作时,主要将电能转化为机械