粤沪版九年级下册第十六章 电磁铁与自动控制综合与测试课时练习

第十六章达标检测卷

一、选择题(每题3分，共30分)

1．下列用电器，利用电流磁效应工作的是(　　)

A．电铃       

B．手摇发电机

C．电动玩具车 

D．电熨斗

2．小关在探究磁现象的活动中能够实现的是(　　)

A．用小磁针吸起铜块或铝块

B．用放大镜能看到磁铁周围的磁感线

C．用磁铁吸起铜导线制成的通有电流的轻质螺线管

D．把小磁针放在磁铁周围任何位置，静止后小磁针的北极都指向地理北极

3．下列有关磁场的说法错误的是(　　)

A．磁体周围的磁场是真实存在的 

B．磁感线是为了描述磁场而虚拟的封闭曲线

C．通电导体周围存在着磁场 

D．地面上的指南针N极总是指向地理的南极

4．关于下面四幅图的说法错误的是(　　)

5．一通电螺线管中的电流方向和其周围磁感线的分布如图所示，其中正确的是(　　)

6．某同学在“探究电磁铁”的实验中，设计了一个方案，改变电磁铁的接线，使通电线圈的匝数增多，同时调整变阻器的滑片，使电流保持不变，观察电磁铁吸引大头针的数目有什么变化，这一方案的实验目的是探究电磁铁磁性强弱与下列哪个因素有关(　　)

A．电流通断             B．电流大小 

C．电流方向             D．线圈匝数

7．小明同学在“制作、探究电磁铁”的过程中，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．B线圈的匝数多，通过B线圈的电流小于通过A线圈的电流

C．要使电磁铁磁性增强，应将滑动变阻器的滑片向右移动

D．若将两电磁铁上部靠近，会相互吸引

8．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N极  B．相斥，A端为S极，B端为S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

9．如图所示是消防应急灯的电路图，其中少连了一根导线，工作原理是外部电路为220 V交流电(交流电的电流方向和大小一直改变)，当其正常时，两盏标有“6 V”灯泡不发光；外部电路停电时，两盏标有“6 V”灯泡发光。对于这一装置及其工作特点，下列说法中正确的是(　　)

A．当外部电路停电时，电磁铁所在电路工作 

B．电磁铁通电时，弹簧具有弹性势能

C．电磁铁的上端始终为N极 

D．C点应该和触点B相连

10．如图所示，盛水烧杯放置在电磁铁的A端上，烧杯中水面上漂浮着一个空心铁球。当电磁铁磁性的强弱发生改变时，烧杯中的空心铁球会上下浮动。现闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P向右滑动。针对这种情况，下列说法中正确的是(　　)

A．电磁铁A端为S极，烧杯中水面上升 

B．电磁铁A端为S极，烧杯中水面下降

C．电磁铁A端为N极，烧杯中水面上升 

D．电磁铁A端为N极，烧杯中水面下降

二、填空题(每空2分，共28分)

11．电冰箱门上装有磁性密封条，是利用了磁体能够吸引铁、_______和_______等物质的原理，而磁带和磁卡则是利用它们能够被_______的原理。

12．小明同学用硬纸板和大头针制作底座，把两缝衣针磁化后，穿过按扣的两个孔，放在底座的针尖上，就制成了一个如图所示的指南针，指南针能指南北说明地球周围存在着________。该指南针静止后，针尖指南方，则针尖是指南针______(填“N”或“S”)极。

13．信鸽是靠地球的_______来导航的。磁场越强的地方，磁感线分布越______。

14．如图所示，重为G的小铁块在水平方向力F的作用下，沿条形磁铁的表面从N极滑到S极，在此过程中小铁块对磁铁的压力大小变化情况是____________________。

15．为避免汽车超速行驶带来的危害，某校科技创新小组设计了如图所示的一个装置来自动限制车速。电路中电源电压为6 V，保护电阻R0的阻值是5 Ω，Rx是一个阻值随车速增大而减小的电阻(装置中其他的电阻忽略不计)。当车速增大时，电磁铁的磁性会________(填“增强”“减弱”或“不变”)；当车速达到130 km/h时，电路中电流恰好为1 A，电磁铁刚好能够吸下衔铁B，使油门C喷油量受到限制而控制车速，此时，Rx的阻值为________Ω。

16．方方按如图电路进行实验。闭合开关后，小磁针发生偏转。当小磁针静止时N极指向________(填“上方”或“下方”)。向左移动滑动变阻器的滑片至某一位置时，硬币突然被吸起，此现象说明通电螺线管周围的磁场强弱与____________有关。

17．历史上对地磁场的形成有这样一种看法：我们居住的地球是一个带电星球，由于地球自西向东旋转，会形成许多环形电流，如图所示。由此猜想地球带的是________(填“正”或“负”)电，请你说出猜想的依据：___________

______________________________________________________________。

三、作图题(18、19题各4分，20题6分，共14分)

18．如图所示，小磁针放在两通电螺线管之间，静止时小磁针的N、S极处于如图所示的状态，请完成螺线管B的绕线，并标出电源的正、负极。

19．将图中的电磁铁连入你设计的电路中(在虚线框内完成)，要求：能改变电磁铁磁性的强弱；闭合开关S后，小磁针受力静止时，其N极如图所示。

20．如图所示，闭合开关后，套在通电螺线管上的磁环会向右运动，已知磁环的左侧为N极。请在图中标出：

(1)通电螺线管左端的磁极(用“N”或“S”表示)。

(2)磁感线的方向。

(3)电源右端的极性(用“＋”或“－”表示)。

四、实验与探究题(每空2分，共18分)

21．为了探究通电螺线管外部磁场的方向，小明设计了如图甲所示实验。

(1)闭合开关，小磁针转动到如图乙所示位置；断开开关，小磁针又回到原来位置(指向南北)，这说明通电螺线管周围有________，通电螺线管的a端为________极。

(2)调换电源正负极接线后再闭合开关，发现小磁针转动情况与图乙所示相反，这说明通电螺线管的磁场方向与电流的________有关。

22．小明同学利用如图所示装置探究电磁铁磁场的强弱与哪些因素有关。

(1)当指针指示的数值增大时，表示电磁铁的磁性增强，则电磁铁的A端为________(填“南”或“北”)极。E为电源的________(填“正”或“负”)极。

(2)小明将开关S拨到a点，并向下调节变阻器的滑片，他发现指针指示的数值越来越大。由此可以得出结论：电磁铁线圈匝数一定时，______________，电磁铁的磁性越强。

(3)小明为了验证电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关，将开关S从a点拨到b点，同时观察并比较两次指针指示的数值，他发现两次指针指示的数值几乎相同。你认为导致出现这种错误情况的主要原因是_________________

_____________________________________________(各实验器材均完好)。

(4)电磁铁的原理主要应用到了电流的磁效应，电流的磁效应最先是由科学家______(填人名)发现的，请你再举出一个生活或生产中应用到电磁铁的设备： ___________________________________________________________。

五、综合应用题(10分)

23．为保证江阴长江大桥以及过桥车辆的安全，工作人员在桥的入口处安装了“超载检测报警系统”。检测时，当车辆所受重力小于1×105 N时，绿灯亮、红灯灭，表示可以通行；当车辆所受重力大于等于1×105 N时，红灯亮、绿灯灭，表示禁止通行。系统中的电路元件如图甲所示，其中压敏电阻Rx在检测时承受车辆的全部重力，它的阻值随所受压力F变化的图象如图乙所示；R0为定值电阻，电磁继电器线圈的阻值为20 Ω，当流过线圈的电流大于等于30 mA时，通电线圈的作用效果大于弹簧的作用效果，衔铁被吸下，动触点P和静触点M断开并和静触点N接通；电源电压为6 V；绿灯、红灯的正常工作电压均为220 V。

(1)请在图甲中用笔画线代替导线完成电路连接。

(2)定值电阻R0的阻值是多大？(要求有计算过程)

(3)运行一段时间后发现大桥依然破坏严重，于是管理部门作出当车辆所受重力小于8×104 N才可以通行的规定。请你结合电路提出一种可行的调节方法。(压敏电阻不可以更换)

答案

一、1．A

2．C　点拨：磁体具有磁性，能吸引铁、钴、镍等物质，但不能吸引铜、铝，所以用小磁针不能吸起铜块或铝块；磁感线是为了形象直观地描述磁场而人为引入的一种模型，并不是真实存在的，所以用放大镜不能看到磁铁周围的磁感线；通有电流的轻质螺线管在其周围会产生磁场，所以用磁铁能够吸起铜导线制成的通电螺线管；把小磁针放在磁铁周围任何位置，静止后小磁针的北极指向该点的磁场方向，由于磁铁周围各点的磁场方向不同，所以静止后小磁针的北极不会都指向地理北极。

3．D

4．D　点拨：由图可知，电流从螺线管的左端流入，由右手螺旋定则可知通电螺线管的右端是N极，A正确；地磁场的南北极与地理南北极相反，并不重合，B正确；奥斯特实验说明通电导线周围存在磁场，C正确；司南之杓，投之于地，其柢指南，司南的长柄指南，D错误。

5．B　6．D

7．A　点拨：电磁铁磁性的强弱是通过吸引大头针的个数来反映，吸引的大头针越多，表示磁性越强，故A正确；A、B线圈串联，电路中电流处处相等，故B错误；滑片向右移动，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电流减小，电磁铁磁性减弱，故C错误；由右手螺旋定则可知A、B电磁铁上部均为N极，靠近时会相互排斥，故D错误。

8．C　点拨：根据右手螺旋定则可知，A端为S极，B端为N极，因此它们相互靠近的两端是异名磁极，相互吸引，故C正确。

9．B　点拨：当外部电路停电时，电磁铁没有电流通过，失去磁性，电磁铁所在电路工作停止；电磁铁通电时，衔铁被吸下，弹簧发生弹性形变，所以弹簧具有弹性势能；因为外部电路为220 V交流电，交流电的电流方向和大小一直改变，所以电磁铁的上端始终为N极是错误的；根据应急灯的工作特点，停电时，小灯泡才发光，而停电时，电磁铁失去磁性，衔铁被弹簧弹起，动触点会和上面的A点接触，所以C点应该和触点A相连，不应该和触点B相连。

10．B　点拨：电流由A端流向B端，则由右手螺旋定则可知通电螺线管B端为N极，A端为S极；当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路中的电阻增大，则由欧姆定律可知电路中电流减小，则螺线管中的磁性减弱，故小铁球所受磁力减小；小铁球受重力、磁力及浮力，因为小铁球处于静止状态，故向下的磁力与重力之和应等于向上的浮力，因磁力减小，浮力也将减小，所以烧杯中水面下降。

二、11．钴；镍；磁化

12．磁场；S　点拨：指南针能够指南北，是因为指南针受到地磁场的作用，指南针的S极指向地理南极附近，指南针N极指向地理北极附近。

13．磁场；密集　

14．先减小后增大

15．增强；1　点拨：由图可知，电阻R0与电阻Rx串联，电路中的电流为1 A时，电阻R0两端的电压U0＝R0I＝5 Ω×1 A＝5 V，则Rx两端的电压Ux＝U－U0＝6 V－5 V＝1 V，所以Rx的阻值Rx＝＝＝1 Ω。

16．下方；电流大小

17．负；由右手螺旋定则可判断出电流的环绕方向是自东向西，与地球的自转方向相反，说明地球带负电

三、18．解：如图所示。

19．解：如图所示。　点拨：在电磁铁的结构和线圈匝数一定的情况下，可以通过改变电流的大小来改变电磁铁磁性的强弱，本题中可以在电路中串联一个滑动变阻器，通过滑动变阻器接入电路中电阻的变化来改变电路中的电流；根据磁极间的相互作用可知，电磁铁的右端为N极，根据右手螺旋定则可知螺线管正面导线中电流的方向为自上而下，故电源的左侧为正极，右侧为负极。

20．解：如图所示。　点拨：磁环的左侧为N极，闭合开关后，磁环会向右运动，说明磁环受到了排斥力的作用，即螺线管的右端为N极，左端为S极，根据右手螺旋定则可知，电源的左端为正极，右端为负极；磁感线是从通电螺线管的N极出来回到通电螺线管的S极的。

四、21．(1)磁场；S　(2)方向

点拨：(1)闭合开关，小磁针发生偏转，断开开关，小磁针又回到原来位置，说明通电螺线管周围存在磁场，使小磁针发生了偏转。左边小磁针的右端是N极，由异名磁极相互吸引可知，通电螺线管的a端为S极。(2)将电源的正负极接线对调，电流的方向发生了改变，闭合开关后发现小磁针偏转的方向发生了改变，这说明通电螺线管的磁场方向与电流方向有关。

22．(1)南；负　(2)电流越大(3)没有调节滑动变阻器的滑片，保持电流不变

(4)奥斯特；电铃(或空气开关、电磁起重机、电话听筒、自动水位报警器等)

五、23．解：(1)如图所示。

(2)从题图乙中可以看出，当压力为1×105 N时，压敏电阻的阻值为100 Ω；

电路中的总电阻R＝＝＝200 Ω，

故R0＝R－Rx－R线＝200 Ω－100 Ω－20 Ω＝80 Ω。

(3)从图象可知，当大桥允许通过车辆所受重力小于8×104 N时，压敏电阻的阻值变大，电路中的电流变小，要使电磁继电器正常工作，即流过线圈的电流大于等于30 mA，则可以通过减小R0(或减小电磁继电器线圈的阻值；或增大电源电压等)的方法来解决问题。