第十二章 磁现象 综合检测

第十二章磁现象综合检测(满分100分，限时45分钟)一、单项选择题(每小题4分，共32分)1.(2023北京通州期末)关于条形磁铁，下列描述不正确的是()A.条形磁铁的周围存在磁场 B.条形磁铁的两端磁性最弱C.条形磁铁可以吸引含有金属镍制造的硬币 D.条形磁铁可以使原本无磁性的铁钉具有磁性2.(2022山西中考)人类最早的磁化技术出现在我国宋代。据《武经总要》记载，如图甲所示，古人先将鱼形铁烧红，令铁鱼头尾指向南北，然后将其放入水中冷却，依靠地磁场获得磁性，再将其放入水中漂浮，制成指南鱼，图乙中是它静止时的指向。下列判断正确的是()A.鱼形铁不能被磁体吸引 B.指南鱼周围存在磁感线C.指南鱼鱼头应标注“N” D.指南鱼的腹部磁性最强3.(2022江苏常州武进一模)某同学研究磁体周围的磁场情况，将一根条形磁体放在水平桌面上，在它周围放置一些小磁针，小磁针的指向情况如图甲所示；将小磁针拿掉之后，在条形磁体上面放一块有机玻璃，玻璃上均匀撒一层铁屑，轻轻敲打玻璃，可以看到铁屑的分布情况如图乙所示；根据图甲和图乙所示的实验现象，用磁感线描述条形磁体周围的磁场情况如图丙所示。下列说法不正确的是()A.图甲所示的实验，研究的是条形磁体周围的磁场方向特点B.图乙所示的实验，研究的是条形磁体周围的磁场分布特点C.由图丙可知，条形磁体周围的磁场是由磁感线组成的D.图丙所示的条形磁体周围的磁感线，是人们为了描述磁场建立的物理模型4.(2022北京西城一模)小宇在做“探究电磁铁”实验中，使用两个相同的大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图所示，下列说法中正确的是()A.电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强B.要使电磁铁磁性增强，应将滑动变阻器的滑片向右滑动C.电磁铁B线圈匝数较多，所以通过B的电流较小D.若将两电磁铁上部靠近，会相互吸引5.(2020四川自贡中考)弹簧测力计挂住一条形磁铁置于螺线管的正上方，如图所示。闭合开关K，弹簧测力计示数将()A.变小 B.不变 C.变大 D.无法确定6.(2022江苏仪征一模)如图所示为直流电动机的两个不同时刻的工作原理图，下列分析正确的是()A.在电动机工作的过程中，机械能转化为电能B.在甲时刻，导线ab受到的力与cd导线受到的力方向相同C.在乙时刻，导线ab受到的力与cd导线受到的力方向相同D.在甲、乙两个时刻，导线ab中的电流方向不同，磁场方向相同，因此受到的磁场力方向不同7.(2022北京师范大学附中四模)如图所示的是一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计中封入一段金属丝，金属丝下端所指示的温度为90℃，当温度达到90℃时，自动报警器报警。下列说法中正确的是()A.灯亮时表示报警器报警B.温度达到85℃时，报警器中的灯亮同时铃响C.报警器中水银温度计和电磁铁并联在电路中D.报警器是利用电磁铁通电时有磁性、断电时磁性消失的特点工作的8.(2022黑龙江大庆中考)某同学利用如图所示的实验装置探究电磁感应现象，实验时开关S始终闭合且磁体保持静止，下列探究过程及结论均合理的是()A.导线ab保持静止，未观察到灵敏电流计指针发生偏转，说明磁不能生电B.导线ab上下运动，未观察到灵敏电流计指针发生偏转，说明导体在磁场中运动不会产生感应电流C.导线ab分别向左、向右运动，观察到灵敏电流计指针偏转方向不同，说明感应电流的方向与导线运动方向有关D.磁体的S极在上时，使导线ab向左运动；N极在上时，使导线ab向右运动，观察到两次灵敏电流计指针偏转方向相同，说明感应电流的方向与磁场方向无关二、多项选择题(每小题5分，共10分。每小题选项全选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的不得分)9.(2023北京海淀期末)关于磁场和磁感线，下列说法正确的是()A.磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线B.磁感线可以描述磁体周围磁场的分布情况C.磁体之间的相互作用是通过磁场发生的D.用撒铁屑的方法可以判断磁体周围某点的磁场方向10.(2023北京师达中学月考)小利同学设计并进行了一组探究实验，实验过程如图所示。实验发现，当电路闭合时，原来静止在南北方向上的可自由转动的小磁针会发生偏转，偏转的方向如图中的箭头指示的方向。对于这组实验，下列说法中正确的是()A.该组实验证明了电磁感应现象B.甲、乙两图的实验说明电流的周围存在着磁场C.该组实验现象可用来说明发电机的工作原理D.甲、丙两图的实验说明通电导体周围的磁场方向与导体中的电流方向有关三、实验解答题(11题2分，12题6分，13题3分，14题9分，15题4分，16题6分，17题8分，共38分)11.(2023北京十一中月考)如图所示在“通电螺线管外部磁场”的实验中，螺线管右侧有一个小磁针，开关闭合后，通电螺线管的右侧为(选填“N”或“S”)极，小磁针N极向(选填“左”或“右”)偏转。

12.(2023北京海淀期末)小海在探究通电螺线管的磁场特点时，通电螺线管在某状态下的两个实验现象如图所示，其中小磁针(黑色一端为N极)静止时的指向情况如图甲所示，铁屑静止时的分布情况如图乙所示： (1)小海用磁感线描述图甲、乙所示的两个实验现象，图丙是他画出的部分曲线，请用箭头标出图丙中P点的磁场方向；(2)小海在如图甲所示实验的基础上，只改变电流的方向，发现小磁针静止时N极的指向均与原来相反，说明通电螺线管两端的磁极性质与有关；

(3)如图所示，小海画出了通电螺线管的一种绕线情况，并标出了电流方向，可知通电螺线管的(选填“A”或“B”)端是N极。

13.(2023北京五十七中月考)小敏在探究通电螺线管外部磁场方向时，进行了如图甲、乙所示的实验操作，请你根据图中信息提出一个可探究的科学问题：?

14.(2022浙江湖州中考)学习了“电生磁”的知识后，小柯在家里进行实验探究。实验器材主要有：全新干电池若干节、铁钉3枚、大头针若干、长导线1根。实验过程：①用细线把3枚铁钉捆绑在一起，再用长导线缠绕铁钉6圈，连接在1节全新干电池两端(如图所示)，制成简易的电磁铁。用电磁铁尖端去靠近大头针，观察吸引大头针的数目(通电时间不超过10秒钟，下同)。②将电磁铁连接在2节串联的全新干电池两端，重复实验。③将电磁铁连接在3节串联的全新干电池两端，重复实验。④增加电磁铁的线圈匝数至9匝，连接在1节全新干电池两端，重复实验。⑤增加电磁铁的线圈匝数至12匝，连接在1节全新干电池两端，重复实验。(1)1节全新干电池的电压是伏。

(2)小柯的实验想要探究的问题是(3)本实验用电磁铁吸引大头针的数目来比较电磁铁的磁性强弱，此科学方法属于(选填“类比法”或“转换法”)。

(4)请帮助小柯设计用于记录实验数据的表格。15.(2023北京师达中学月考)如图所示，小军在探究通电导线在磁场中会受到力的作用的实验中，用两根水平且平行的金属轨道把一根直导线ab支起来，并让这根导线处于蹄形磁体的磁场中。闭合开关后，有电流通过这根直导线，会看到直导线ab在磁场中由静止开始沿轨道运动起来。把蹄形磁体上、下磁极调换一下，使磁场方向与原来相反，保持直导线ab中的电流方向不变，闭合开关后，会看到直导线ab仍会由静止开始运动，只是运动的方向与原来相反。请你写出小军所探究的问题：?

16.(2021北京丰台期末)用漆包线绕在铁钉上做成了线圈上有四个接线柱a、b、c、d的电磁铁，使用不同的接线柱，可改变电磁铁线圈的匝数。电磁铁和其他实验器材组成如图所示电路，用该电路来探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”。请完成如下问题：(1)实验中电磁铁磁性的强弱用电磁铁吸引来反映；

(2)连接电磁铁线圈的接线柱a，闭合开关，调节滑动变阻器，可以探究电磁铁磁性强弱与是否有关；

(3)分别连接电磁铁线圈的接线柱a、c，并调节滑动变阻器使不变，可以探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数是否有关。

17.(2022湖南衡阳中考)如图，在“探究什么情况下磁可以生电”实验中：序号实验操作电流表指针偏转情况1保持导体与磁体静止不偏转2保持磁体静止，导体水平向左切割磁感线向右偏转3保持磁体静止，导体水平向右切割磁感线向左偏转…(1)比较1、2(或1、3)实验现象可知，闭合电路的一部分导体在磁场中做运动时，导体中就产生电流；

(2)要使感应电流方向发生改变，可采取的具体措施是(选填字母)；

A.使用磁性更强的磁体 B.保持磁体静止，只改变导体水平运动的方向C.上下调换磁极，同时改变导体水平运动的方向(3)从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是能转化为电能；

(4)如果将电流表换成，可以探究磁场对通电导体的作用。

四、科普阅读题(18题8分)18.(2023北京海淀期末)请阅读《稳态强磁场实验装置》并回答问题。稳态强磁场实验装置2022年8月12日，位于中科院合肥物质科学研究院的国家重大科技基础设施“稳态强磁场实验装置”实现重大突破，创造场强45.22万高斯的稳态强磁场，超越已保持了23年之久的45万高斯稳态强磁场世界纪录。地球磁场约等于0.5高斯，新纪录相当于地球磁场的90多万倍。强磁场是探索科学前沿的一种极端实验条件，在发现新现象、催生新技术方面具有不可替代的作用。想要人为创造稳态强磁场，势必要创造稳态强电流，科学家们经数年钻研，终于取得技术突破。如图甲是此强磁场实验装置的外观，其内部(如图乙)由外7层超导线圈、内2层水冷线圈构成，相当于多个超大型通电螺线管嵌套在一起。其中超导线圈由铌三锡超导股线绕成，这种超导股线加工复杂——需将液氦从股线中流过，使得股线内的温度降至-270~-269℃，以确保股线处于零电阻的超导工作状态，而超导股线在电流通过时不会发热。内层的水冷线圈有一定的电阻，经过缜密设计，在尽可能保证大电流通过线圈的同时将高压冷却水通过线圈，快速“带走热量”，防止导线过热，以维持电流稳定。线圈的中心部分就是做实验的内孔，科学家把待测物质通过探头放置于此进行研究。借助其他观测仪器，如扫描隧道显微镜，我们就可以了解物质在强磁场环境下发生的奇妙变化。(1)稳态强磁场实验装置产生磁场的基本原理是(选填选项前的字母)；

A.通电导线周围存在磁场 B.通电导线在磁场中受到力的作用C.电磁感应现象(2)当内层水冷线圈中的电流增大时，其单位时间产生的热量会(选填“变多”“变少”或“不变”)；

(3)超导线圈相比于普通金属导线线圈的优势是；

(4)为进一步使实验装置产生的磁场更强，请你提出一条建议。

五、计算题(19题12分)19.(2022江苏连云港中考)在一次综合实践活动中，小明制作了一个简单的保温箱，其工作原理如图所示。热敏电阻R、定值电阻R0和电磁继电器组成保温箱的控制电路。热敏电阻R的阻值随温度的升高而减小，当箱内温度达到100℃时，电磁铁吸合衔铁，使触点A脱开触点B改与触点C接触，当箱内温度低于50℃时电磁铁松开衔铁，触点A再次与触点B接触。当触点A先后与触点B、C接触时，电流表的示数分别为5A和1A。求：(1)电阻R1和R2的阻值；(2)保温箱加热时工作电路的功率；(3)保温箱保温10min工作电路消耗的电能。

第十二章磁现象素养综合检测答案全解全析1.B任何磁体周围都存在着磁场，所以条形磁铁的周围存在磁场，故A不符合题意；磁体上磁性最强的部分叫磁极，条形磁铁两端的磁性最强，故B符合题意；磁体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质叫磁性，条形磁铁具有磁性，可以吸引含有金属镍制造的硬币，故C不符合题意；条形磁铁可以使原本无磁性的铁钉具有磁性，这种现象叫作磁化，故D不符合题意。2.C铁鱼在地磁场作用下，获得磁性，即磁化，鱼形铁被磁化后能被磁体吸引，故A错误。磁体周围存在磁场，故指南鱼周围存在磁场；磁感线是为了形象描述磁场而画的一些线，磁感线实际并不存在，故B错误。将做好的指南鱼放入水盆中，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，指南鱼的N极指向地磁场的南极，即地理的北极，故指南鱼鱼头应标注“N”，故C正确。磁体的磁极磁性最强，指南鱼的鱼头与鱼尾磁性最强，故D错误。3.C图甲所示的实验：将小磁针放在条形磁体的周围，条形磁体的周围存在磁场，小磁针静止时N极指向为该点的磁场方向，A不符合题意；图乙所示的实验：将铁屑放在条形磁体上面的玻璃上，条形磁体的周围存在磁场，借助铁屑可以显示磁体周围的磁场分布特点，B不符合题意；磁感线是人们为了描述磁场建立的物理模型，不是实际存在的曲线，故C符合题意，D不符合题意。4.A探究电磁铁磁性强弱的影响因素时，电磁铁的磁性通过吸引大头针的多少来反映，电磁铁吸引大头针越多，电磁铁的磁性越强，A符合题意。滑动变阻器的左半段接入电路，当滑片向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电路的电流减小，电磁铁中的电流减小，磁性减弱，B不符合题意。A和B两个电磁铁串联在电路中，通过两个电磁铁的电流是相等的；电磁铁B的磁性较强是因为线圈的匝数比较多，C不符合题意。根据安培定则判断两个电磁铁的上部都是N极，下部都是S极，两个电磁铁的上部靠近会出现排斥现象，D不符合题意。5.A闭合开关K，电流从螺线管的上端流入，根据安培定则可知，通电螺线管的上端是N极，因为同名磁极相互排斥，所以弹簧测力计的示数将变小。6.D电动机工作过程中，电能转化为机械能，A不符合题意。由于导体受力方向与磁场方向和电流方向有关。在甲、乙两个时刻，导线ab和cd所处的磁场方向相同，电流方向不同，所以受力方向均不同，故B、C不符合题意；在甲、乙两个时刻，导线ab所处的磁场方向相同，电流方向不同，因此受到的磁场力方向不同，故D符合题意。7.D当温度升高到90℃时，水银和金属丝接通，由于水银和金属丝都是导体，所以控制电路接通，电磁铁有磁性，电磁铁吸引衔铁，动触头和电铃所在的电路接通，电铃响，灯不亮，故A不正确；当温度升高到85℃时，水银和金属丝未接通，电磁铁无磁性，电灯的电路接通，灯亮铃不响，故B不正确；报警器的电磁铁和水银温度计依次连接在控制电路中，两者是串联的，故C不正确；当温度低于90℃时，水银和金属丝断开，控制电路开路，电磁铁没有磁性，电磁铁释放衔铁，动触头和电铃的电路断开，电铃不响，灯亮，故D正确。8.C导线ab保持静止，未观察到灵敏电流计指针发生偏转，说明导线不切割磁感线时，磁不能生电，故A不符合题意；导线ab上下运动，未观察到灵敏电流计指针发生偏转，说明导体在磁场中不做切割磁感线运动时，不会产生感应电流，故B不符合题意；导线ab分别向左、向右运动，观察到灵敏电流计指针偏转方向不同，说明感应电流的方向与导线切割磁感线时运动的方向有关，故C符合题意；磁体的S极在上时，使导线ab向左运动；N极在上时，使导线ab向右运动，观察到两次灵敏电流计指针偏转方向相同，不能说明感应电流的方向与磁场方向无关，因为没有保持导线ab的运动方向不变，故D不符合题意。9.BC磁感线是科学家为了研究起来形象、直观，通过想象而描绘出来的，不是真实存在的，故A错误；磁感线是用来形象地表示磁场分布情况的一些有方向的曲线，磁感线上任何一点的切线方向表示该点的磁场的方向，曲线分布的密疏程度表示磁场的强弱，故B正确；磁体的周围存在着磁场，磁体间的相互作用是通过磁场发生的，故C正确；利用铁屑可以看到磁体周围磁场的分布情况，但无法判断磁场方向，故D错误。10.BD该实验说明了通电导体周围存在磁场，故A、C不正确；由甲、乙实验可知，通电时小磁针发生偏转，断电时小磁针静止不动，由此说明电流周围存在磁场，故B正确；通过对比甲、丙两图的实验可知，通电导体周围磁场的方向与导体中电流的方向有关，故D正确。11.答案N右解析由图可知，通电螺线管外侧电流向下，由安培定则可以判断出通电螺线管右侧是N极，由磁极间的相互作用规律可知小磁针N极向右偏转。12.答案(1)如图所示(2)电流方向(3)B解析(1)由图甲可知，图丙中P点对应的小磁针N极指向右，小磁针N极的指向为磁场的方向。(2)小海在如图甲所示实验的基础上，只改变电流的方向，发现小磁针静止时N极的指向均与原来相反，即磁场的方向发生变化，说明通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。(3)根据安培定则可知，右手四指的方向为电流的方向，大拇指所指的方向即N极，图中通电螺线管外侧电流向下，所以通电螺线管的B端是N极，A端是S极。13.答案通电螺线管外部磁场的方向跟电流的方向有关吗解析通过甲、乙实验对比发现，当改变通电螺线管电流的方向时，通电螺线管外侧磁场的方向发生改变，由此可以提出通电螺线管外部磁场的方向可能跟电流的方向有关这一问题。14.答案(1)1.5(2)电磁铁的磁性强弱与线圈匝数、电流大小是否有关(3)转换法(4)见解析解析(1)1节全新的干电池的电压为1.5伏。(2)对比①、②、③探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，对比①、④、⑤探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，因此可以得出小柯的实验要探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数、电流大小的关系。(3)本实验用电磁铁吸引大头针的数目来比较电磁铁磁性强弱，这里用的科学方法是转换法。(4)该实验应设计的实验表头为实验次数、线圈匝数、电池节数、吸引大头针数量这四个项目；做了五次实验，因此有五行。实验次数线圈匝数电池节数吸引大头针数量1234515.答案通电导体在磁场中受力的方向跟磁场的方向有关吗解析保持导线ab中电流方向不变，只改变磁极，会发现通电导体在磁场中受力的方向发生改变，由此可以得出小军所探究的问题是通电导体在磁场中受力的方向跟磁场的方向有关吗?16.答案(1)大头针个数的多少(2)电流大小(3)电流大小解析(1)电磁铁的磁性强弱是无法直接观察的，此实验中利用电磁铁吸引大头针个数的多少来反映磁性强弱的不同，采用了转换法；(2)连接电磁铁线圈的接线柱a，线圈匝数不变，调节滑动变阻器，电路中电流不同，可以探究电磁铁磁性强弱与电流大小是否有关；(3)分别连接电磁铁线圈的接线柱a、c，改变了线圈匝数，调节滑动变阻器控制电流大小不变，可以探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数是否有关。17.答案(1)切割磁