第20章 电与磁【A卷·知识通关练】（解析版）-2023-2024学年九年级物理全一册单元速记·巧练（人教版）

第20章电与磁（A卷·知识通关练）班级___________姓名___________学号____________分数____________（考试时间：90分钟试卷满分：100分）一、选择题（每小题3分，共42分，只有一个选项符合题意）1．下列关于磁感线的说法，正确的是（）A．磁感线分布越密的地方，磁场越弱 B．磁感线是磁场中真实存在的一些曲线，还可以通过实验来模拟 C．磁体周围的磁感线从磁体的S极出发，回到磁体的N极，构成闭合曲线 D．磁感线上某一点的切线方向与放在该点的小磁针静止时南极所指的方向相反解：A、磁感线分布越密的地方，其磁场越强，故A错误；B、磁感线不是真实存在的，而是一些假想的线，故B错误。C、在磁体的外部，磁感线从磁体的北极出来，回到南极；在磁体的内部，磁感线是从S极回到N极，故C错误；D、磁感线上某一点的切线方向与放在该点的小磁针静止时北极所指的方向一致，与南极所指的方向相反，故D正确。答案：D。2．两个磁极间的磁感线分布如图所示，小磁针在B点静止。则（）A．甲、乙磁极均为S极 B．小磁针的上端是S极 C．A、B两点的磁场强弱相同 D．磁极周围的磁感线是真实存在的解：A、由图可知，磁感线都是从甲乙出来的，所以甲乙都是N极，故A错误；B、由图可知，小磁针附近的磁感线方向是向下的，所以小磁针的下端为N极，上端为S极，故B正确；C、A、B两点靠近磁极的距离不同，所以磁场强弱是不相同的，故C错误；D、为了描述磁场的性质，引入了磁感线，磁感线是不存在的，故D错误。答案：B。3．下列物理学家中，在世界上第一个发现电流的周围存在着磁场的是（）A．法拉第 B．奥斯特 C．焦耳 D．欧姆解：首先通过实验发现了电流周围空间存在磁场是奥斯特。答案：B。4．如图所示，闭合开关S1、S2两个通电螺线管的相互作用情况以及A、B端的极性分别是（）A．相斥，A端为N极，B端为S极 B．相斥，A端为S极，B端为N极 C．相吸，A端为S极，B端为N极 D．相吸，A端为N极，B端为S极解：两个通电螺线管中的电流都是向下，根据安培定则可知，A端为S极，B端为N极，因此它们相互吸引，靠近的两端是异名磁极，故C项正确。答案：C。5．矩形铜线框在某磁场中的位置如图所示，ab、bc、ed和fe段都受到该磁场的作用力，下列哪两段受到该磁场的作用力方向相同（）A．ab段与bc段 B．ab段与ed段 C．ab段与fe段 D．fe段与ed段解：如图磁场方向相同，电流方向相同，通电导体的受力方向相同，abfe段和bcde段并联的电源上，所以ab电流向下、ef电流向上、cb电流向上、de电流向下，ab和ed电流方向相同，受到磁场作用力方向相同，ef和cb电流方向相同，受到磁场作用力方向相同。答案：B。6．小明设计了一款“智能照明灯”，其电路的原理图如图所示，光线较暗时灯泡自动发光，光线较亮时灯泡自动熄灭，控制电路中，电源电压恒定，R0为定值电阻，R为光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小。以下说法正确的是（）A．电磁铁的上端为S极 B．当光照强度增强，控制电路的电流变小 C．当光照强度减弱，电磁铁的磁性增强 D．灯泡应设计在A和B两接线柱之间解：A、由图可知，根据安培定则可知，电磁铁的上端为N极，故A错误；B、当光照强度增强，光敏电阻的阻值减小，总电阻减小，根据欧姆定律可知，控制电路的电流变大，故B错误；C、当光照强度减弱时，光敏电阻的阻值变大，总电阻变大，根据欧姆定律可知，控制电路的电流变小，电磁铁磁性大小与电流大小、线圈匝数有关，电流减小，则磁性变弱，故C错误；D、光线较暗时，光敏电阻的阻值大，则控制电路中的电流小，电磁铁的磁性弱，衔铁在弹簧的作用下被拉起，灯泡自动发光，说明灯泡在A和B两接线柱之间，故D正确。答案：D。7．如图所示，小明用漆包线、两节干电池、磁铁等器材，成功制作了一个小小电动机。他想改变电动机线圈转动的方向，下列方法可行的是（）A．只增强磁铁的磁性 B．只增加线圈的匝数 C．只增大线圈中的电流 D．只将磁铁的磁极对调解：A、只增强磁铁的磁性可以增加电动机的转动速度，不能改变转动方向，故A错误。B、只增加线圈的匝数可以改变电动机的转动速度，不能改变转动方向，故B错误。C、只增大线圈中的电流可以增加电动机的转动速度，不能改变转动方向，故C错误。D、只将磁铁的磁极对调，改变了磁场方向，改变了转动方向，故D正确。答案：D。8．如图所示，当闭合开关的瞬间，导体棒AB水平向右运动；若同时对调电源与磁体的两极，再次闭合开关时，导体棒AB的运动方向是（）A．水平向右 B．水平向左 C．竖直向上 D．竖直向下解：通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向和磁场的方向有关，同时对调电源与磁体的两极，即同时改变电流的方向和磁场的方向，则导体受力方向不变，还是水平向右运动。答案：A。9．将如图甲所示的铜线框上方的尖端挂在电池的正极，并保持良好接触，下端的两个弧形导线头分别压在磁钢柱的前后两侧，且始终与磁钢柱接触良好，磁钢柱吸附在电池底部的负极上，制成如图乙所示的小玩具，铜线框由静止释放后会转动起来，关于该现象，下列说法正确的是（）A．它的原理与发电机原理相同 B．若将磁体的磁极对调，铜线框中电流的方向会改变 C．若将磁体的磁极对调，铜线框的转动方向将会改变 D．若下端有一个导线头与磁钢柱接触不良导线框不可能转动解：A、铜线框由静止释放后，由于铜线中有电流通过，铜线在磁场中受到力的作用，会转动起来，和电动机的原理是相同的，故A错误；B、电流是从电源的正极出来，经过导线后回到电源的负极，电流方向与磁场的方向无关，故B错误；C、若将磁体的磁极对调，则导线在磁场中受到力的方向会发生改变，即铜线框的转动方向将会改变，故C正确；D、若下端有一个导线头与磁钢柱接触不良，但另一条导线仍然受到磁力的作用，仍然会转动，故D错误。答案：C。10．小罗把两个玩具电机用导线连接在一起（如图），用力快速拨动甲电机的转叶，发现乙电机的转叶也缓慢转动起来。对这个现象分析正确的是（）A．“甲电机”将电能转化为机械能 B．“乙电机”将机械能转化为电能 C．“甲电机”依据电磁感应来工作 D．两电机的工作原理是相同的解：AC、用力快速拨动甲电机的转叶，发现乙电机的转叶也缓慢转动起来，甲电机相当于发电机，其工作原理是电磁感应现象，将机械能转化为电能；故A错误，C正确；B、甲电机转动，带动乙电机也转动，乙电机相当于电动机，其工作原理是通电导体在磁场中受力的作用，将电能转化为机械能；故B错误；D、由以上分析可知，甲电机和乙电机的工作原理不同；故D错误。答案：C。11．图中a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分。当导线a在磁场中按箭头方向运动时，不能产生感应电流的是（）A． B． C． D．解：由图可知，ACD中的闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，所以都会产生感应电流，B中的导体上下运动，没有切割磁感线，所以不会产生感应电流。答案：B。12．用如图所示的装置探究电磁感应现象，下列操作使电流表指针发生偏转的是（）A．保持磁体和导体AB静止 B．保持磁体静止，导体AB竖直向上运动 C．保持导体AB静止，磁体水平向右运动 D．保持导体AB静止，磁体竖直向上运动解：A、保持磁体和导体AB静止，导体没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流；故A不符合题意；B、保持磁体静止，导体AB竖直向上运动，导体没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流；故B不符合题意；C、保持导体AB静止，磁体水平向右运动，导体也做切割磁感线运动，会产生感应电流，能使电流表指针发生偏转，故C符合题意；D、保持导体AB静止，磁体竖直向上运动，导体没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流；故D不符合题意。答案：C。13．新型智能手机无线充电技术应用了电磁感应原理，当交变电流通过充电底座中的线圈时，线圈产生磁场，带有金属线圈的智能手机靠近该磁场（如图）就能产生电流，通过“磁生电”来实现充电。下列设备也是利用“磁生电”原理工作的是（）A．电烙铁 B．电动机 C．发电机 D．电磁起重机解：A、电流通过电烙铁时产生热量，所以电烙铁是根据电流的热效应来工作，故A错误。B、电动机工作原理是通电导体在磁场中受力而运动，故B错误。C、发电机的工作原理是电磁感应，是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中有感应电流产生，发电机工作原理是磁生电，故C正确。D、电磁起重机在有电流通过时产生磁场，工作原理是电流的磁效应，故D错误。答案：C。14．如图所示是实验室电流表的内部结构图，处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转。线圈中电流越大，指针偏转角度就越大。关于该现象，下列说法正确的是（）A．该电流表是利用电磁感应原理工作的 B．线圈中有电流通过时，把机械能转化为电能 C．改变线圈中的电流方向，指针的偏转方向不会改变 D．线圈中电流越大，其所受磁场力就越大解：通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理：通电线圈在磁场中受力而转动，并且电流越大，线圈受到的力越大，其转动的幅度越大。因此可以利用电流表指针的转动幅度来体现电路中电流的大小。A．通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理：通电线圈在磁场中受力而转动，故A错误；B．线圈中有电流通过时，电能转化为机械能，故B错误；C．改变线圈中的电流方向，其转动方向会发生改变，故C错误；D．电流越大，线圈受到的力越大，因此可以利用电流表指针的转动幅度来体现电路中电流的大小，故D正确。答案：D。二、填空题（每空1分，共19分）15．我国时速600公里高速磁浮试验样车已在青岛下线，这标志着我国在高速磁浮技术领域实现重大突破。它是根据同名磁极相斥的原理，利用电流的磁效应（选填“热效应”或“磁效应”）来工作的，在车厢底部和轨道上分别安装了强电磁铁，列车能够在轨道上方几厘米的高度飞驰，使车体与轨道分离，避免了车轮与轨道之间的摩擦。解：高速磁浮技术是根据同名磁极相排斥的原理工作的；导体通电后，导体的周围存在磁场，这就是电流的磁效应。答案：斥；磁效应。16．如图所示，用细线悬挂的磁体AB，磁极未知，当闭合电路开关S后，磁体的B端与通电螺线管左端相互排斥，则B端是磁体的N极，断开开关S，磁体静止时，B端会指向地理的北方（选填“北方”或“南方”）。解：当闭合电路开关S后，电流从螺线管右端流入，左端流出，根据安培定则可知，螺线管左端为N极，右端为S极，由于磁体的B端与通电螺线管左端相互排斥，根据同名磁极相互排斥可知，B端是磁体的N极；由于地磁的N极在地理的南极附近，地磁的S极在地理的北极附近，由于受地磁场的影响，磁体静止时，B端（N极）会指向地理的北方。答案：N；北方。17．地磁场使地球生命免受宇宙射线的危害。有关地磁场形成的原因有很多假说，其中一种认为，在高温高压环境下，地核物质中的部分带电粒子向外逃逸到地幔层，并随着地球自转形成电流，从而产生磁场，如图所示，这种现象叫做电流的磁效应，形成磁场的带电粒子是电子（选填“质子”或“电子”）。解：由于地磁的N极在地理的南极附近，地磁的S极在地理的北极附近，地球绕地轴自西向东的旋转，故可以将地球看做一个绕地轴运动的环形电流形成的，这种现象是电流的磁效应；根据安培定则可知右手的拇指指向南方，而弯曲的四指指向是从东向西，即大地环流的方向是自东向西，与地球自转的方向相反，而弯曲的四指的指向与负电荷运动的方向相反，由此可以推断地球表层存在着多余的电荷带负电﹣﹣﹣﹣即电子。答案：电流的磁效应；电子。18．如图，螺线管的上方放置一个小磁针，螺线管左方的水平地面上放置一个铁块。闭合开关后，铁块静止不动，小磁针在磁场的作用下会发生转动，它的周围无（填“有”或“无”）磁感线，小磁针静止时左端为S（填“S”或“N”）极。当滑片P向左滑动时，铁块受到的摩擦力的大小将变小（填“变大”、“变小”或“不变”）。解：（1）磁感线一种理想化的物理模型，实际上并不存在，磁场不是由磁感线组成的。（2）根据螺线管中电流的方向和线圈的绕向，利用安培定则用右手握住导线，让四指指向电流方向，则大拇指指向左端，即螺线管的左端为N极，右端为S极，当小磁针静止时，根据磁极间的作用规律可知，相互靠近的一定是异名磁极，因此可以确定小磁针的左端为S极，右端为N极。（3）当滑片P向左滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路中的电流变小，通电螺线管的磁性变弱，对铁块的吸引力变小，故铁块受到的摩擦力将变小。答案：（1）无；（2）S；（3）变小。19．如图所示的电路中，当开关S拨到a后，电磁铁左端为N极，小磁针静止时，B端是S极；当开关S由a拨到b，调节滑动变阻器，使电流表的示数仍保持不变，则电磁铁的磁性减弱（选填“增强”、“不变”或“减弱”）。解：（1）伸出右手握住螺线管，四指弯曲指示电流的方向，大拇指所指的方向即螺线管的左端为电磁铁的N极，据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的作用可知，小磁针的A端是N极，B端为S极；（2）在此实验装置中，保持电流不变，将开关S由a换到b，则减少了线圈的匝数，因此通电螺线管的磁性减弱。答案：N；S；减弱。20．虽然纯净的水是不导电的，但一般的水都能导电。根据水的导电性可以设计一种水位自动报警器，其原理如图所示，图中的螺线管中插入了一根软铁棒，通电后磁性会更强（选填“强”或“弱”）；当水位到达金属块A时，红（选填“红”或“绿”）灯亮。解：（1）螺线管插入软铁棒之前，只有螺线管的磁场作用，当螺线管中插入软铁棒，软铁棒被磁化，此时软铁棒磁场和螺线管的磁场共同作用，使磁场大大增强。（2）当水位到达金属块A时，左端的控制电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使红灯电路接通，红灯亮。答案：强；红。21．如图所示的装置可以说明发电机的工作原理，开关闭合后，当导体棒ab在磁场中竖直上下运动时，灵敏电流表的指针不能（选填“能”或“不能”）发生偏转。解：由图可知，该装置为探究电磁感应现象的实验装置，根据电磁感应现象制成了发电机；开关闭合后，当导体棒ab在磁场中竖直上下运动时，由于ab没有切割磁感线，所以电路中不会产生感应电流，灵敏电流表的指针不偏转。答案：发电；不能。22．如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是N极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的电动机（选填“发电机”或“电动机”），若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向相同（选填“相同”或“相反”）。解：由图可知，电流是从电磁铁的上端流入，下端流出，根据安培定则可知，电磁铁的上端是N极；闭合开关，用手轻推一下线圈，通电的线圈在磁场中由于受到磁力的作用会持续转动，这就是简易的电动机的原理；若只将电源的正负极互换，则电流的方向发生改变，磁极的方向也发生了改变，则受到的磁场力的方向不改变，线圈转动方向会与原来的转动方向相同。答案：N；电动机；相同。三、实验探究题（每空2分，共28分）23．磁感应强度B用来描述磁场的强弱，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6V，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。（1）当图乙S2断开，图甲S1闭合时，电流表的示数为60mA．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，说明磁感电阻R处的磁感应强度B逐渐增大。（2）闭合S1和S2，滑片P不动，沿电磁铁轴线向左移动磁感电阻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＝5cm时，B＝0.40T．x/cm123456I/mA101215203046B/T0.680.650.600.510.400.20（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。解：（1）当图乙S2断开，图甲S1闭合时，即磁场强度为零，据图2可知，此时的R＝100Ω，故此时电路中的电流是：I=UR=6V100Ω=0.06A＝60mA；图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动，有效电阻变小，电流变大磁场变强，图甲中电流表的示数逐渐减小，即（2）x＝5cm时，对于图表得出电流是30mA，据欧姆定律可知，R=UI=6V0.03A（3）综合以上实验数据，分析（2）中的表格数据可以得出“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；答案：（1）60；增大；（2）0.40；（3）增大；小。24．如图是“探究什么情况下磁可以生电”的装置，用棉线将一段导体AB悬挂起来，放置于蹄形磁体的磁场中，再用导线把导体AB和灵敏电流计连接起来，组成了闭合电路。（1）该实验中，灵敏电流计的作用是判断产生感应电流的大小、判断产生感应电流的方向。（2）确认灵敏电流计能正常工作后，某同学发现，无论导体AB在磁场中怎样运动，灵敏电流计的指针均不见发生偏转，其主要原因可能是电流太小、不是闭合电路。（3）在教师的指导下，兴趣小组对实验进行完善后，观察到的现象如下表所示，由此可知闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流。序号磁体（磁极）放置方式导体AB运动情况电流计指针偏转情况1上N下S静止不偏转2竖直向上运动不偏转3竖直向下运动不偏转4上N下S向左运动向右偏转5向右运动向左偏转6上S下N向左运动向左偏转7向右运动向右偏转（4）比较第4、5（或6、7）次实验可以得出闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中感应电流的方向与导体的运动方向有关。（5）在此实验过程中，能量转化情况是机械能转化为电能。利用这一原理，人们在生产生活中制成了发电机。解：（1）在“探究产生感应电流的条件”的实验中，实验中灵敏电流计的作用是判断产生感应电流的大小、判断产生感应电流的方向；（2）确认灵敏电流计能正常工作后，某同学发现，无论导体AB在磁场中怎样运动，灵敏电流计的指针均不见发生偏转，其主要原因可能是电流太小，不是闭合电路；（3）观察到的现象如下表所示，由此可知闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流。（4）比较第4、5（或6、7）次实验可以得出闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中感应电流的方向与导体的运动方向有关；（5）在此实验过程中，能量转化情况是机械能转化为电能，利用这一原理，人们在生产生活中制成了发电机。答案：（1）判断产生感应电流的大小；判断产生感应电流的方向；（2）电流太小；不是闭合电路；（3）切割磁感线；（4）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中感应电流的方向与导体的运动方向有关；（5）机械能转化为电能；发电机。四、计算题（25题5分，26题6分，共11分）25．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＝6V，保护电阻R1＝100Ω，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增强（填“增强”、“减弱”或“不变”）。（2）若电磁铁线圈电流达到20mA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1000kg的乘客时，试通过计算说明电梯是否超载？（g取10N/kg）解：（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，电路中的总电阻减小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，电流增大时电磁铁的磁性增强；（2）电梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时，电梯受到的压力等于乘客的重力，即F＝G＝mg＝1000kg×10N/kg＝1000