九年级物理全册第二十章电与磁章节检测（新版）新人教版.doc

1 第二十章 电与磁章节检测 一．选择题（共 10 小题,每题 3 分） 1．（2018•威海）如图所示，GMR 是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小，当闭合开关 S1、S2 时，下列说法正确的是（　　） A．电磁铁的右端为 N 极 B．小磁针将顺时针旋转 C．当 p 向左滑动时，电磁铁的磁性增强，指示灯变暗 D．当 P 向右滑动时，电磁铁的磁性减小，电压表的示数减小 2．（2018•临沂）小磁针静止时的指向如图所示，由此可知（　　） A．a 端是通电螺线管的 N 极，c 端是电源正极 B．a 端是通电螺线管的 N 极，c 端是电源负极 C．b 端是通电螺线管的 N 极，d 端是电源正极 D．b 端是通电螺线管的 N 极，d 端是电源负极 3．（2018•乐山）在图中的 a 表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分。它在磁场中按箭 头方向运动时，能够产生感应电流的是（　　） A． B． C． D． 4．（2018•南开区一模）若假想地磁场是由地球内部一块大磁铁产生的，下图所示的四个示意图中， 能合理描述这块大磁铁的是（　　）2 A． B． C． D． 5．（2018•绍兴）汤姆生在研究阴极射线时发现了电子，如图所示，一条向上射出的阴极射线可以看 作是许多电子定向运动形成的电子流，则通过这束电子流的运动方向推断电流及周围的磁场方向是 （　　） A． B． C． D． 6．（2018•德城区一模）在下列所示的四个图中，正确地表示出通电螺线管极性关系的是（　　） A． B． C． D． 7．（2018•滨海新区二模）如图是一种水位报警器的原理图。当水位达到金属块 A 时（一般的水能导 电）电路中（　　） A．两灯同时亮 B．两灯都不亮 C．红灯亮 D．绿灯亮 8．（2018•泰安）下列实验中，能说明电动机工作原理的是（　　） A． B． C． D． 9．（2018 •绵阳）如图所示，导体 AB 在外力作用下向左运动时电流表指针偏转，向右运动时电流表3 指针向另一方向偏转。这个实验事实说明（　　） A．通电导线在磁场中受力大小与电流大小有关 B．通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关 C．感应电流的大小与导体在磁场中切割磁感线运动的快慢有关 D．感应电流的方向与导体在磁场中切割磁感线运动的方向有关 10．（2018•濉溪县三模）数码录音笔在录音时，声音使话筒中产生随声音而变化的音频电流，音频 电流经放大电路放大后，转变为模拟信号，再通过对模拟信号的采样、编码将模拟信号通过数模转换 器转换为数字信号，并进行一定的压缩后进行存储，下图中能和数码录音笔声音录入原理相同的是 （　　） A． 电磁起重机 B． 扬声器 C． 小小电动机 D． 手摇发电机 　 二．多选题（共 4 小题，每题 3 分） 11．（2018•西城区一模）如图所示是磁现象的四幅示意图，其中关于小磁针指向或磁感线方向正确 的是（　　） A． B． C． D． 12．（2017 秋•河东区期末）关于图中的条形磁体，下列说法正确的是（　　） A．条形磁体的左端为 N 极4 B．在 a 点放置小磁针，静止时小磁针的 N 极指向左 C．a 处的磁场比 b 处的磁场弱 D．将此磁体悬吊起来，使其能在水平面内自由转动，当磁体静止时右端指向南方 13．（2018•潍坊）如图所示，线圈转动过程中，下列说法正确的是（　　） A．线圈的机械能转化为电能 B．通过灯泡的电流方向不变 C．通过灯泡的电流大小发生变化 D．线圈中产生电流的原理是电流磁效应 14．（2018•潍坊一模）如图所示，小磁针静止在螺线管附近，闭合开关 S 后，下列判断正确的是（　　） A．通电螺线管的左端为 S 极 B．通电螺线管外 A 点磁场的方向向右 C．通电螺线管内部磁感线的方向向左 D．小磁针沿逆时针方向偏转 三．填空题（共 6 小题，每题 4 分） 15．（2018•安徽）实验发现，两条平行放置的直导线，当通以相同的电流时相互吸引（如图），这 是因为电流能够产生磁场，而磁场对电流又有力的作用。我们可以这样分析它的受力，对 a 导线：通 电导线 b 产生的磁场对它具有向右的作用力；对 b 导线：　 　。 16．（2018•内江）电磁继电器是利用　 　控制电路通断的开关，它的工作原理是：通过直接控制 “控制电路”的通断，间接控制“　 　电路”的通断。 17．（2018•白银）如图所示是一个水位自动报警器的原理图。水位到达金属块 A 之后，　 　（选 填“红”或“绿”）灯亮；当绿灯亮时电磁铁　 　（选填“有”或“无”）磁性。5 18．（2018•肥城市三模）通电螺线管中的电流方向如图所示，由此可以判断出通电螺线管的左端是　 　 极。（选填“N”或“S”） 19．（2018•平南县二模）如图所示，电源电压不变，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，当开 关 S 闭合后，在滑片 P 从 b 端向 a 端滑动过程中，会出现的现象是小灯泡亮度　 　（选填“增强” 或“减弱”），弹簧长度　 　（选填“变长”或“缩短”）。 20．（2018•南岗区一模）在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小雪制成由简易电磁铁甲、 乙组成的电路，开关闭合，滑动变阻器的滑动触头移至滑动变阻器的中点附近时，电磁铁吸引大头针 的情况如图所示，由此可以得出的实验结论是　 　；在此基础上，小雪想让电磁铁甲、乙吸引大 头针的个数增多，应该进行的操作是　 　。 　 四．实验探究题（共 4 小题，每题 5 分） 21．（2018•武汉）图甲是“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验装置。6 （1）为了使通电螺线管的磁场　 　，可以在螺线管中插入一根铁棒。 （2）闭合开关，小磁针 A 静止后的指向如图甲所示，小磁针的左端为　 　极。在通电螺线管四周 不同位置摆放多枚小磁针后，我们会发现通电螺线管外部的磁场与　 　磁体的磁场相似。 （3）如果把一根导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，就制成了一个电磁铁。图乙所示的实例 中没有应用到电磁铁的是　 　（填实例名称）。 22．（2018•长春一模）如图所示，ab 是一轻质金属棒，用两根细导线吊着悬在蹄形磁铁中间，当开 关 S 置于不同的位置时，可研究不同的电磁现象：当开关 S 接到位置　 　（选填“1”或“2”） 时，可以观察磁场对通电导体的作用；当开关 S 接到另一位置时，可探究　 　现象，利用该原理 我们制造了　 　（选填“电动机”或“发电机”）。 23．（2018•潮南区模拟）如图所示，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。 （1）要改变电磁铁线圈中的电流大小，可通过　 　 来实现；要判断电磁铁的磁性强弱，可观察　 　 来确定，物理学中将这种研究问题的方法叫做　 　。 （2）下表是该组同学所做实验的记录： 电磁铁（线圈） 50 匝 100 匝 实验次数 1 2 3 4 5 67 电流/A 0.8 1.2 1.5 0.8 1.2 1.5 吸引铁钉的最多数目/枚 5 8 10 7 11 14 ①比较实验中的 1、2、3（或 4、5、6），可得出的结论是：电磁铁的匝数一定时，通过电磁铁线圈 中的电流越　 　，磁性越　 　； ②比较实验中的 1 和 4（或 2 和 5 或 3 和 6），可得出的结论是：电磁铁线圈中的电流一定时，线圈 匝数越　 　，磁性越　 　。 24．（2018•兴化市一模）如图所示是小明“探究导体在磁场中运动时产生感应电流”的实验装置。 （1）小明在实验探究中，没有产生感应电流。请你帮他找出其中的可能原因：　 　（写出一条即 可）。 （2）在实验过程中，小明应观察记录磁体周围的磁场方向、金属棒 ab 在磁场中的　 　方向、以 及对应导体棒运动时灵敏电流表的指针　 　方向。 （3）保持金属棒 ab 不动，闭合开关，实验观察到：当水平向左抽出 U 形磁铁时，灵敏电流表的指针　 　 （偏转/不偏转）。 （4）小明同学又进行了对感应电流大小的探究，他提出了“感应电流的大小可能与磁场的强弱、导 体切割磁感线的长度和速度有关”的猜想。 ①写出验证“与导体切割磁感线的速度有关”猜想的重要步骤　 　。 ②写出实验可能观察到的现象和对应的结论：　 　。 　 五．计算题（共 2 小题，每题 7 分） 25．（2018•澄城县模拟）电梯为居民出入带来很大的便利，小明家住某小区某栋 6 楼，放学后乘电 梯回家。小明查阅资料，了解到出于安全考 虑，电梯都设置了超载自动报警系统，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，动触点 K 与静触点 8 A 接触，闭合开关 S，电动机正常工作；当电梯超载时，动触点 K 与静触点 B 接触，电铃发出报警铃 声，即使闭合开关 S，电动机也不工作。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，电磁铁的磁性　 　（选填“增强”、 “减弱”或“不变”）。 （2）若小明的体重为 400N，他站在静止的电梯上，脚与电 梯地面的总接触面积为 0.04m2，则此时小 明对电梯地面的压 强为多少？ （3）某次电梯正常运行时，测得通过电磁铁线圈的电流为 10mA，则此时电梯载重为多少？ （4）若电磁铁线圈电流达到 20mA 时，刚好接触静触点 B，电铃发出警报声。当该电梯厢内站立总质 量为 1 000kg 的乘 客时，试通过计算说明电梯是否超载？（g 取 10N/kg） 26．（2017•长沙自主招生）阅读短文，回答问题 清洗机是利用高压水清洗车辆表面污垢的机器（如图）．有一种无锡生产的 CC5020 型清洗机的铭牌 如表所示。清洗机工作时，利用外加电力所产生的压强将水从水管中压出。其对水的压力可用压强与 水管横截面积之积得出，而清洗机对水所做的功就是此力所为，详情见“信息快递”。 型号 CC5020 额定压强 5×106Pa9 电源 220V/50Hz 额定流量 20L/min 额定功率 2.2kW 防护等级 IP25 （1）你认为清洗机的动力设备是　 　（选填“电动机”或“热机”），其主要原理是通电导体在 磁场中要受到力的作用。 （2）清洗机正常工作时，通过清洗机的电流是　 　A。 （3）若清洗一辆汽车平均耗时 10min，则清洗一辆汽车平均用水多少 kg。 （4）需要消耗电能多少 J。 （5）清洗机正常工作 10min，清洗机对水做功多少 J。 　 　 一．选择题（共 10 小题） 1．（2018•威海）如图所示，GMR 是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小，当闭合开关 S1、 S2 时，下列说法正确的是（　　）10 A．电磁铁的右端为 N 极 B．小磁针将顺时针旋转 C．当 p 向左滑动时，电磁铁的磁性增强，指示灯变暗 D．当 P 向右滑动时，电磁铁的磁性减小，电压表的示数减小 【解答】解： （1）根据安培定则可知，电磁铁的左端为 N 极，右端为 S 极，根据磁极间的相互作用可知，右侧的 小磁针将会逆时针旋转，故 AB 错误； （2）闭合开关 S1 和 S2，使滑片 P 向左滑动，电阻变小，电流变大，磁场的磁性增强，巨磁电阻的阻 值减小，电路电流变大，所以指示灯的亮度会变亮，故 C 错误。 使滑片 P 向右滑动，电阻变大，电流变小，磁场的磁性变弱，巨磁电阻的阻值变大，电路电流变小， 根据 U=IR 可知，灯泡两端的电压减小，电压表示数变小，故 D 正确。 故选：D。 　 2．（2018•临沂）小磁针静止时的指向如图所示，由此可知（　　） A．a 端是通电螺线管的 N 极，c 端是电源正极 B．a 端是通电螺线管的 N 极，c 端是电源负极 C．b 端是通电螺线管的 N 极，d 端是电源正极 D．b 端是通电螺线管的 N 极，d 端是电源负极 【解答】解：据题目可知，小磁针左端是 N 极，右端是 S 极，所以电磁铁的左端，即 a 端为 N 即，右 端为 S 极，据安培定则可知，电流从 d 端流出后进入电磁铁，故 d 端是电源的正极，c 端是负极，故 B 正确。 故选：B。 　 3．（2018•乐山）在图中的 a 表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分。它在磁场中按箭11 头方向运动时，能够产生感应电流的是（　　） A． B． C． D． 【解答】 解： 磁极间的磁感线是从 N 极指向 S 极，由图可知，D 中导体做切割磁感线运动，所以会产生感应电流， 故 D 正确； AC 中的导体运动时都不会切割磁感线（运动方向与磁感线方向平行），所以不会产生感应电流，故 AC 错误； B 中导体没有运动，不会产生感应电流，故 B 错误； 故选：D。 　 4．（2018•南开区一模）若假想地磁场是由地球内部一块大磁铁产生的，下图所示的四个示意图中， 能合理描述这块大磁铁的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解： 地球是一个大磁体，地磁场的形状与条形磁铁相似，地磁场的南北极与地理南北极相反，并不完全重 合会出现磁偏角，即地磁的北极在地理的南极附近，故 A 正确。 故选：A。 　 5．（2018•绍兴）汤姆生在研究阴极射线时发现了电子，如图所示，一条向上射出的阴极射线可以看 作是许多电子定向运动形成的电子流，则通过这束电子流的运动方向推断电流及周围的磁场方向是 （　　）12 A． B． C． D． 【解答】解：由图可知，电子定向移动的方向是向上的，电子带负电，故电流的方向是向下的，根据 右手螺旋定则可知，磁场的方向是逆时针方向的，故 A 正确。 故选：A。 　 6．（2018•德城区一模）在下列所示的四个图中，正确地表示出通电螺线管极性关系的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：A、用右手握住螺线管，四指应指向电流方向，则大拇指向右，即右侧为 N 极，故 A 错 误； B、用右手握住螺线管，四指指向电流方向，则大拇指向左，即左侧为 N 极，故 B 错误； C、用右手握住螺线管，四指指向电流方向，则大拇指向右，则右侧为 N 极，故 C 错误； D、用右手握住螺线管，四指指向电流方向，则大拇指向右，则右侧为 N 极，故 D 正确； 故选：D。 　 7．（2018•滨海新区二模）如图是一种水位报警器的原理图。当水位达到金属块 A 时（一般的水能导 电）电路中（　　） A．两灯同时亮 B．两灯都不亮 C．红灯亮 D．绿灯亮 【解答】解：当水位没有达到 A 时，电磁铁没有磁性，只有绿灯亮；当水位到达 A 时电路接通，电磁 继电器有磁性，衔铁就会在电磁力吸引的作用下与红灯接通，红灯亮；该报警器的红、绿灯不会同时 亮。 故选：C。 　 8．（2018•泰安）下列实验中，能说明电动机工作原理的是（　　）13 A． B． C． D． 【解答】解：A、该装置是研究电磁铁磁性的实验装置，是电流的磁效应，故 A 错误。 B、该装置是电动机原理图，表明通电的导体在磁场中受力的作用，故 B 正确； C、该装置是奥斯特实验，表明通电导线周围有磁场，故 C 错误； D、该装置是发电机原理图，表示电磁感应现象，故 D 错误。 故选：B。 　 9．（2018•绵阳）如图所示，导体 AB 在外力作用下向左运动时电流表指针 偏转，向右运动时电流表 指针向另一方向偏转。这个实验事实说明（　　） A．通电导线在磁场中受力大小与电流大小有关 B．通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关 C．感应电流的大小与导体在磁场中切割磁感线运动的快慢有关 D．感应电流的方向与导体在磁场中切割磁感线运动的方向有关 【解答】解： 图中装置没有电源，导体在磁场中做切割磁感线运动而产生感应电流，是电磁感应现象，不能说明通 电导线在磁场中受力的大小和方向，故 AB 错误； 由题知，当导体运动的方向改变时，电流表指针的偏转方向也改变，即感应电流的方向改变了，由此 可以得出：感应电流的方向与导体在磁场中切割磁感线运动的方向有关；故 D 正确，C 错误。 故选：D。 　 10．（2018•濉溪县三模）数码录音笔在录音时，声音使话筒中产生随声音而变化的音频电流，音频 电流经放大电路放大后，转变为模拟信号，再通过对模拟信号的采样、编码将模拟信号通过数模转换 器转换为数字信号，并进行一定的压缩后进行存储，下图中能和数码录音笔声音录入原理相同的是 （　　）14 A． 电磁起重机 B． 扬声器 C． 小小电动机 D． 手摇发电机 【解答】解：根据题目可知：录音笔的原理和发电机的原理是相同的； A、电磁起重机利用的是电流的磁效应，电磁铁通电后有磁性，故 A 错误； B、扬声器是将电信号转化成声信号的装置，即将电能转化为机械能，电动机也是将电能转化为机械 能的装置，故 B 错误； C、电动机是通电导体在磁场中受力的作用的实验，故 C 错误； D、摇动手柄时，导体会切割磁感线，会产生电流，是发电机的原理，故 D 正确； 故选：D。 　 二．多选题（共 4 小题） 11．（2018•西城区一模）如图所示是磁现象的四幅示意图，其中关于小磁针指向或磁感线方向正确 的是（　　）15 A． B． C． D． 【解答】解： A、由图知，通电螺线管的右端为 S 极，左端为 N 极，由磁极间的相互作用规律知，小磁针静止时， 左端应为 S 极，右端为 N 极，故 A 错误； B、磁体周围的磁感线是从 N 极出发回到 S 极，则图中磁感线的方向都是指向 S 极；故 B 正确； C、地球是一个巨大的磁体，周围存在磁场；地磁北极在地理南极附近，磁感线从地磁北极出发回到 地磁南极；指南针静止时，其 N 极指向地磁的南极，故 C 正确； D、磁体周围的磁感线是从 N 极出发回到 S 极，则图中磁感线的方向都是指向 S 极；故 D 正确； 故选：BCD。 　 12．（2017 秋•河东区期末）关于图中的条形磁体，下列说法正确的是（　　） A．条形磁体的左端为 N 极 B．在 a 点放置小磁针，静止时小磁针的 N 极指向左 C．a 处的磁场比 b 处的磁场弱 D．将此磁体悬吊起来，使其能在水平面内自由转动，当磁体静止时右端指向南方 【解答】解：A、由于在磁体的外部，磁感线都是从 N 极出发，回到 S 极，所以该条形磁体的右端为 S 极，左端为 N 极，故 A 正确； B、小磁针静止时 N 极所指的方向为磁场的方向，所以将一小磁针置于 a 点，其静止时南极指向右侧， 故 B 错误； C、磁极附近的磁场是最强的，故 a 处的磁场比 b 处的磁场弱，故 C 正确； D、地磁场的北极在地理南极附近，地磁场南极在地理北极附近，如果将此磁体在教室中悬吊起来， 磁体的 S 极静止时指向南方，故 D 正确。 故选：ACD。16 　 13．（2018•潍坊）如图所示，线圈转动过程中，下列说法正确的是（　　） A．线圈的机械能转化为电能 B．通过灯泡的电流方向不变 C．通过灯泡的电流大小发生变化 D．线圈中产生电流的原理是电流磁效应 【解答】解：A、发电机的线圈在转动过程中，消耗机械能，产生电能，即将机械能转化为电能的过 程，故 A 正确； B、由于在转动过程中，线圈切割磁感线的方向不同，感应电流的方向是变化的，故 B 错误； C、线圈在转动过程中，切割磁感线的速度不同，感应电流的大小是变 化的，故 C 正确； D、线圈中产生电流的原理是电磁感应现象，故 D 错误。 故选：AC。 　 14．（2018•潍坊一模）如图所示，小磁针静止在螺线管附近，闭合开关 S 后，下列判断正确的是（　　） A．通电螺线管的左端为 S 极 B．通电螺线管外 A 点磁场的方向向右 C．通电螺线管内部磁感线的方向向左 D．小磁针沿逆时针方向偏转 【解答】解：A、右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向螺线管的右端，可以确定螺线 管的左端为 S 极，右端为 N 极，故 A 正确； B、在磁体的外部，磁感线从 N 极指向 S 极，所以通电螺线管外 A 点的磁场方向向左，故 B 错误； C、通电螺线管内部磁感线的方向是从南极指向北极，故图中通电螺线管内部磁感线的方向向右，故 C 错误； D、通电螺线管的右端是 N 极，所以相对的小磁针的 S 极应该靠近螺线管的右端，故小磁针会逆时针 旋转，故 D 正确。17 故选：AD。 　 三．填空题（共 6 小题） 15．（2018•安徽）实验发现，两条平行放置的直导线，当通以相同的电流时相互吸引（如图），这 是因为电流能够产生磁场，而磁场对电流又有力的作用。我们可以这样分析它的受力，对 a 导线：通 电导线 b 产生的磁场对它具有向右的作用力；对 b 导线：　通电导线 a 产生的磁场对它具有向左的作 用力　。 【解答】解：由题知，两直导线通以相同的电流时相互吸引； 对 a 导线：通电导线 b 产生的磁场对它具有向右的作用力； 由于物体间力的作用是相互的，对 b 导线：通电导线 a 产生的磁场对它具有向左的作用力。 故答案为：通电导线 a 产生的磁场对它具有向左的作用力。 　 16．（2018•内江）电磁继电器是利用　电磁铁　控制电路通断的开关，它的工作原理是：通过直接 控制“控制电路”的通断，间接控制“　高压　电路”的通断。 【解答】解：电磁继电器主要是利用电磁铁控制工作电路通断的开关，通过开关控制电磁铁电流的通 断，使电磁铁有无磁性，从而控制被控电路的通断，实现远距离操作和自动控制等功能，它可以用低 压电源控制高压电源，弱电流控制强电流等。 故答案为：电磁铁；高压。 　 17．（2018•白银）如图所示是一个水位自动报警器的原理图。水位到达金属块 A 之后，　红　（选 填“红”或“绿”）灯亮；当绿灯亮时电磁铁　无　（选填“有”或“无”）磁性。18 【解答】解：图中所示的水位自动报警器工作原理：当水位到达 A 时，由于一般水具有导电性，那么 电磁铁所在电路被接通，电磁铁具有磁性，向下吸引衔铁，从而接通红灯所在电路，此时红灯亮，而 绿灯不亮； 当绿灯亮时，衔铁与绿灯的触点接触，说明电磁铁无磁性。 故答案为：红；无。 　 18．（2018•肥城市三模）通电螺线管中的电流方向如图所示，由此可以判断出通电螺线管的左端是　 N　极。（选填“N”或“S”） 【解答】解：电流从螺线管的右端流入 ，左端流出，根据螺线管的线圈绕向，再利用安培定则即可 确定螺线管的左端为 N 极。 故答案为：N。 　 19．（2018•平南县二模）如图所示，电源电压不变，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，当开 关 S 闭合后，在滑片 P 从 b 端向 a 端滑动过程中，会出现的现象是小灯泡亮度　减弱　（选填“增强” 或“减弱”），弹簧长度　缩短　（选填“变长”或“缩短”）。 【解答】解：由图示电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联接入电路，滑片从 b 向 a 滑动过程滑动变阻 器接入电路的阻值增大， 电路总电阻增大，电源电压不变，由欧姆定律可知，电路电流减小，灯泡实际功率减小，灯泡亮度减 弱， 由安培定则可知，螺线管的上端为 S 极，电磁铁对条形磁铁有向下的引力， 通过螺线管的电流减小，电磁铁的磁性减弱，条形磁铁受到的引力变小，弹簧长度缩短； 故答案为：减弱；缩短。 　 20．（2018•南岗区一模）在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小雪制成由简易电磁铁甲、 乙组成的电路，开关闭合，滑动变阻器的滑动触头移至滑动变阻器的中点附近时，电磁铁吸引大头针19 的情况如图所示，由此可以得出的实验结论是　电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强　；在 此基础上，小雪想让电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增多，应该进行的操作是　向左移动滑动变阻器 的滑片　。 【解答】解：由图可知，甲乙串联接入电路中，电流相同，通电时间相同，甲的线圈匝数大于乙的线 圈匝数，说明电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强； 雪想让电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增多，可以增大电路中的电流，故应向左移动滑动变阻器的滑 片。 故答案为：电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强；向左移动滑动变阻器的滑片。 　 四．实验探究题（共 4 小题） 21．（2018•武汉）图甲是“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验装置。 （1）为了使通电螺线管的磁场　增强　，可以在螺线管中插入一根铁棒。 （2）闭合开关，小磁针 A 静止后的指向如图甲所示，小磁针的左端为　S　极。在通电螺线管四周不 同位置摆放多枚小磁针后，我们会发现通电螺线管外部的磁场与　条形　磁体的磁场相似。 （3）如果把一根导线绕成螺线管，再在螺线管内插入铁芯，就制成了一个电磁铁。图乙所示的实例 中没有应用到电磁铁的是　动圈式话筒　（填实例名称）。 【解答】解： （1）通电螺线管磁性的强弱与电流的大小、线圈的匝数及是否有铁芯插入有关，所以为了使通电螺 线管的磁场增强，可以在螺线管中插入一根铁棒；20 （2）根据图示的线圈绕向可知，螺线管外侧电流的方向是从下到上，利用安培定则可知通电螺线管 左侧为 N 极、右侧为 S 极；由于异名磁极相互吸引，所以当小磁针自由静止时，所以小磁针的左端为 S 极，右端为 N 极；通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似，都是具有两个磁性较强的磁极； （3）通电时，电磁铁有电流通过，产生了磁性，把小锤下方的弹性片吸过来，使小锤打击电铃发出 声音，同时电路断开，电磁铁失去了磁性，小锤又被弹回，电路闭合，不断重复，电铃便发出连续击 打声，应用了电磁铁； 水位自动报警器是通过控制电磁铁中电流有无来控制工作电路用电器的开关，应用了电磁铁； 动圈式话筒的原理是电磁感应现象，没有应用到电磁铁。 故答案为：（1）增强；（2）S；条形；（3）动圈式话筒。 　 22．（2018•长春一模）如图所示，ab 是一轻质金属棒，用两根细导线吊着悬在蹄形磁铁中间，当开 关 S 置于不同的位置时，可研究不同的电磁现象：当开关 S 接到位置　1　（选填“1”或“2”）时， 可以观察磁场对通电导体的作用；当开关 S 接到另一位置时，可探究　电磁感应　现象，利用该原理 我们制造了　发电机　（选填“电动机”或“发电机”）。 【解答】解：如图所示的装置中，金属棒 ab 用两根细导线连接后悬挂在蹄形磁体两极之间，把单刀 双掷开关 S 掷向 1 时，看到金属棒 ab 运动，即表明通电导线在磁场中受力的作用；把单刀双掷开关 S 掷向 2，金属棒 ab 做切割磁感线时，电路中会产生电流，这是电磁感应现象，发电机就是利用该原 理制成的。 故答案为：1；电磁感应；发电机。 　 23．（2018•潮南区模拟）如图所示，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。 （1）要改变电磁铁线圈中的电流大小，可通过　调节滑动变阻器的滑片位置　 来实现；要判断电磁 铁的磁性强弱，可观察　电磁铁吸引铁钉的数目　 来确定，物理学中将这种研究问题的方法叫做　 转换法　。 （2）下表是该组同学所做实验的记录： 电磁铁（线圈） 50 匝 100 匝21 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 吸引铁钉的最多数目/枚 5 8 10 7 11 14 ①比较实验中的 1、2、3（或 4、5、6），可得出的结论是：电磁铁的匝数一定时，通过电磁铁线圈 中的电流越　大　，磁性越　强　； ②比较实验中的 1 和 4（或 2 和 5 或 3 和 6），可得出的结论是：电磁铁线圈中的电流一定时，线圈 匝数越　多　，磁性越　强　。 【解答】解： （1）如图，移动滑动变阻器的滑片，改变连入电路的电阻，改变电路中的电流； 电磁铁的磁性强弱不能直接用眼睛观察，而是通过电磁铁吸引铁钉的多少来反映，吸引的铁钉越多， 电磁铁的磁性越强，这种方法叫转换法； （2）①比较实验中的 1、2、3（或 4、5、6），可得出的结论是：电磁铁的匝数一定时，通过电磁铁 线圈中的电流越大，磁性越强； ②比较实验中的 1 和 4（或 2 和 5 或 3 和 6），可得出的结论是：电磁铁线圈中的电流一定时，线圈 匝数越多，磁性越强； 故答案为：（1）调节滑动变阻器的滑片位置；电磁铁吸引铁钉的数目；转换法；（2）①大；强；② 多；强。 　 24．（2018•兴化市一模）如图所示是小明“探究导体在磁场中运动时产生感应电流”的实验装置。 （1）小明在实验探究中，没有产生感应电流。请你帮他找出其中的可能原因：　开关没有闭合或导 体没有做切割磁感线运动　（写出一条即可）。 （2）在实验过程中，小明应观察记录磁体周围的磁场方向、金属棒 ab 在磁场中的　运动　方向、以 及对应导体棒运动时灵敏电流表的指针　偏转　方向。 （3）保持金属棒 ab 不动，闭合开关，实验观察到：当水平向左抽出 U 形磁铁时，灵敏电流表的指针　 偏转　（偏转/不偏转）。 （4）小明同学又进行了对感应电流大小的探究，他提出了“感应电流的大小可能与磁场的强弱、导 体切割磁感线的长度和速度有关”的猜想。22 ①写出验证“与导体切割磁感线的速度有关”猜想的重要步骤　让闭合电路一部分导体快速切割磁感 线运动时，观察灵敏电流计指针偏转角度；相同条件下让闭合电路一部分导体缓慢切割磁感线运动时， 观察此时灵敏电流计指针偏转角度　。 ②写出实验可能观察到的现象和对应的结论：　若灵敏电流计指针两次偏转角度相同，则说明感应电 流大小与导体切割磁感线快慢无关；若灵敏电流计指针两次偏转角度不相同，则说明感应电流大小与 导体切割磁感线快慢有关　。 【解答】解：（1）要产生感应电流，必须同时满足两个条件：电路是闭合的，导体做切割磁感线运 动。没有产生感应电流的原因可能是：导体没有做切割磁感线运动或开关没有闭合。 （2）在实验过程中，小强应注意观察磁铁的磁场方向、检流计的偏转方向和金属棒 ab 在磁场中的运 动方向。 （3）金属棒 ab 不动，闭合开关，当水平向左抽出 U 形磁铁时，ab 仍然切割磁感线，所以灵敏电流 表的指针 偏转。 （4）①让闭合电路一部分导体快速切割磁感线运动时，观察灵敏电流计指针偏转角度；相同条件下 让闭合电路一部分导体缓慢切割磁感线运动时，观察此时灵敏电流计指针偏转角度。 ②若灵敏电流计指针两次偏转角度相同，则说明感应电流大小与导体切割磁感线快慢无关；若灵敏电 流计指针两次偏转角度不相同，则说明感应电流大小与导体切割磁感线快慢有关。 故答案为：（1）开关没有闭合或导体没有做切割磁感线运动；（2）运动；偏转；（3）偏转；（4）① 让闭合电路一部分导体快速切割磁感线运动时，观察灵敏电流计指针偏转角度；相同条件下让闭合电 路一部分导体缓慢切割磁感线运动时，观察此时灵敏电流计指针偏转角度；②若灵敏电流计指针两次 偏转角度相同，则说明感应电流大小与导体切割磁感线快慢无关；若灵敏电流计指针两次偏转角度不 相同，则说明感应电流大小与导体切割磁感线快慢有关。 　 五．计算题（共 2 小题） 25．（2018•澄城县模拟）电梯为居民出入带来很大的便利，小明家住某小区某栋 6 楼，放学后乘电 梯回家。小明查阅资料，了解到出于安全考 虑，电梯都设置了超载自动报警系统，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，动触点 K 与静触点 23 A 接触，闭合开关 S，电动机正常工作；当电梯超载时，动触点 K 与静触点 B 接触，电铃发出报警铃 声，即使闭合开关 S，电动机也不工作。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，电磁铁的磁性　增强　（选填“增强”、 “减弱”或“不变”）。 （2）若小明的体重为 400N，他站在静止的电梯上，脚与电 梯地面的总接触面积为 0.04m2，则此时小 明对电梯地面的压 强为多少？ （3）某次电梯正常运行时，测得通过电磁铁线圈的电流为 10mA，则此时电梯载重为多少？ （4）若电磁铁线圈电流达到 20mA 时，刚好接触静触点 B，电铃发出警报声。当该电梯厢内站立总质 量为 1 000kg 的乘 客时，试通过计算说明电梯是否超载？（g 取 10N/kg） 【解答】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，由 I= 知，电路中的电流变大，电流增大时电磁铁的磁性增强。 （2）小明对电梯地面的压力 F=G=400 N； 小明对电梯地面的压强 p= = =1×104Pa； （3）电路总电阻 R= = =600Ω； 根据串联电路电阻特点可知，此时压敏电阻的阻值 R2=R﹣R1=600Ω﹣100Ω=500Ω； 由图乙可知此时压敏电阻所受的压力为 F1=6×103 N，故此时电梯载重为 6×103 N； （4）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 F2=G'=mg=1000 kg×10 N/kg=104 N； 由题图乙可知，当压力 F2=104 N 时，对应的压敏电阻阻值 R2'=100Ω， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，则控制电路中的电流； I'= = =0.03A=30mA；24 因 30 mA＞20 mA，所以，此时电梯超载； 答：（1）增强； （2）小明对电梯地面的压强为 1×104Pa； （3）电梯载重为 6×103 N； （4）电梯超载。 　 26．（2017•长沙自主招生）阅读短文，回答问题 清洗机是利用高压水清洗车辆表面污垢的机器（如图）．有一种无锡生产的 CC5020 型清洗机的铭牌 如表所示。清洗机工作时，利用外加电力所产生的压强将水从水管中压出。其对水的压力可用压强与 水管横截面积之积得出，而清洗机对水所做的功就是此力所为，详情见“信息快递”。 型号 CC5020 额定压强 5×106Pa 电源 220V/50Hz 额定流量 20L/min 额定功率 2.2kW 防护等级 IP25 （1）你认为清洗机的动力设备是　电动机　（选填“电动机”或“热机”），其主要原理是通电导 体在磁场中要受到力的作用。 （2）清洗机正常工作时，通过清洗机的电流是　10　A。 （3）若清洗一辆汽车平均耗时 10min，则清洗一辆汽车平均用水多少 kg。 （4）需要消耗电能多少 J。 （5）清洗机正常工作 10min，清洗机对水做功多少 J。 【解答】解：（1）因清洗机工作时消耗电能，转化为机械能，所以需要的动力设备是电动机，原理 是通电导体在磁场中要受到力的作用而工作的。 （2）据 P=UI 可知， 此时正常工作时的电流是：I= = =10A；25 （3）10min 需要水的体积： V=20L/min×10min=200L=0.2m3。 水的质量为 m=ρ水 V=1×103kg/m3×0.2m3=200kg； （4）此时所消耗的电能是：W=Pt=2200W×10×60s=1.32×106J； （5）此时清洗机正常工作 10min 对水做功为：W=pV=5×106Pa×0.02m3/min×10min=1.0×106J； 答：（1）电动机；（2）10；（3）若清洗一辆汽车 平均耗时 10min，则清洗一辆汽车平均用水 200kg； （4）需要消耗电能 1.32×106J；（5）清洗机正常工作 10min，清洗机对水做功 1.0×106J。