初中物理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单元测试一课一练

第十六章

一、选择题

1. 冰箱的密封性很好，是因为它的门能关得很紧密．仔细观察冰箱的门，发现里面有一层橡胶门封条，拿一根缝衣针靠近门封条，会被它吸住，则下列说法中正确的是

A. 橡胶门封条具有黏性，能把门粘在箱体上

B. 橡胶门封条具有弹性，能把门压在箱体上

C. 橡胶门封条具有磁性，能把门吸在箱体上

D. 橡胶门封条具有柔韧性，能被大气压在箱体上

【答案】C

【解析】

【详解】缝衣针是用钢成的，属于铁类物质，拿一根缝衣针靠近门封条，会被它吸住，说明橡胶门封条具有磁性，能把门吸在箱体上．故选C.

【点睛】物体具有吸引铁、钴、镍等铁类物质性质叫磁性，具有磁性的物体叫磁体；缝衣针是用钢制成的，属于铁类物质．

2. 小红在学习磁现象时，她在实验室拿来甲、乙两根形状完全相同的钢棒，为了判断钢棒的磁性情况，小红做了个小实验，她发现当甲的一端靠近乙的一端时，乙按如图方式转动起来，则小红可判断

A. 一定是甲棒有磁性，乙棒无磁性

B. 一定是乙棒有磁性，甲棒无磁性

C. 甲、乙都可能有磁性

D. 甲、乙都一定有磁性

【答案】C

【解析】

【详解】由于磁体能够吸引铁钴镍等物质，所以甲、乙两个钢棒中可能只有一个是磁体．故ABD均错误；

若甲、乙如果都有磁性，且两个异名磁极靠近时，也相互吸引．故C正确．

故选C．

3. 小红梳理反思了“磁场和磁感线”相关知识，她归纳整理如下，其中正确的有(    )

①磁场看不见摸不着，但是可以借助小磁针感知它的存在

②磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线

③磁感线是由铁屑组成的

④地磁场的磁感线是从地球南极附近出发回到北极附近

A. ①④ B. ②③ C. ①② D. ②④

【答案】A

【解析】

【详解】①磁场看不见摸不着，但可以借助小磁针感知它的存在，这是典型的转换法，故①符合题意；②磁感线是不存在的，是为了研究方便而假象的一些有方向的曲线，故②不符合题意；③磁感线是不存在的，磁感线是铁屑组成的说法错误，故③不符合题意；④地球是一个巨大的磁体，地磁场的南极在地理北极附近，地磁场的北极在地理南极附近，故地磁场的磁感线是从地球南极附近发出回到北极附近，故④符合题意；综上所述选项A符合题意．

4. 小刚学习了磁的知识后，标出了下列四种情况下磁体的磁极（小磁针的黑端为N极），其中正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】A．从图中可以看到，条形磁铁的磁感线是从磁体的磁极N指向S极的，那么小磁针靠近条形磁铁N极的，应该是S极，A错误；

B．和上述一样，从图中可以看到，蹄形磁铁的磁感线是从磁体的磁极N指向S极的，那么小磁针靠近蹄形磁铁N极的，应该是S极，B错误；

C．根据安培定则可知，电流从上端流入，下端流出，那么螺线管下端是N极，上端是S极，C正确；

D．从图中可以看到，通电螺线管右端是S极，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，小磁针左端应该是N极，那么小磁针应该逆时针转动，D错误。

5. 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N极

B. 小磁针一直保持静止

C. 小磁针的S极向右转动

D. 通电螺线管外A点的磁场方向向左

【答案】D

【解析】

【详解】A、由安培定则可知，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向右端，则通电螺线管的右端为N极，故A错误；

BC、通电螺线管的右端是N极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的S极应靠近螺线管的右端，则小磁计的S极向左转动，小磁针会逆时针旋转，故小磁针不会静止，故BC错误；

D、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D正确；

故选D．

6. 如图所示，A、B两个螺线管线圈可以在玻璃棒上自由地滑动，开关S闭合后，它们会

A. A、B两个线圈静止不动

B. A、B两个线圈互相排斥而左右分开

C. A、B两个线圈互相吸引向中间靠拢

D. AB两个线圈先互相吸引靠拢再排斥左右分开

【答案】C

【解析】

【详解】(1)电源的左端为正极，所以电流从两个螺线管的左端流入右端流出．再结合线圈的绕向，利用安培定则可以确定螺线管A的右端为N极，螺线管B的左端为S极．(2)由于异名磁极相互吸引，所以当开关闭合时，AB两个线圈会向中间靠拢．故选C.

【点睛】（1）两个电磁铁的相互作用情况取决于靠近的两端的磁极是同名磁极还是异名磁极．

（2）根据安培定则，利用图示的电源正负极和线圈绕向确定电磁铁AB的NS极，然后利用磁极间的作用规律来确定两者的相互作用情况．

7. 在探究影响电磁铁磁性强弱因素时，小科设计了如图所示的电路，下列相关说法不正确的是（　　）

A. 电磁铁A、B上方都是S极

B. 通过电磁铁A和B的电流相等

C. 电磁铁A的磁性强于电磁铁B的磁性

D. 向右移动滑片P，电磁铁A、B磁性都减弱

【答案】A

【解析】

【详解】A． 由安培定则可知，电磁铁A的上方为N极，B的上方为S极，故A错误，符合题意；

B． 由图可知，电磁铁A和B串联接入电路中，所以电流相等，故B正确，不符合题意；

C．电磁铁A和B的电流相同，由图可知A的线圈匝数多于B的线圈匝数，故A的磁性强于B的磁性，故C正确，不符合题意；

D． 向右移动滑片P，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律可知，电流减小，电磁铁A、B磁性都减弱，故D正确，不符合题意。

故选A。

8. 如图所示是电磁继电器的构造和工作电路示意图，要使电磁铁对衔铁的吸引力大些，以下做法可行的是

A. 增加电磁铁线圈的匝数 B. 增加电源B的电压

C. 减小电源A的电压 D. 去掉电磁铁线圈中的铁芯

【答案】A

【解析】

【详解】A. 增加线圈的圈数，可以使电磁铁的磁性增强，A符合题意；B. 电源B是高压工作电压，对电磁铁的磁性没有影响，B不符合题意；C. 减小电源A的电压，使电磁铁中电流减弱，就减弱了电磁铁的磁性，C不符合题意；D. 去掉电磁铁线圈中的铁芯，会使磁性变弱，D不合题意．故选A.

【点睛】电磁铁的磁性强弱和电磁铁中的电流大小、线圈匝数、有无铁芯有关，增加线圈的匝数、增加电路中的电流、在线圈中插入铁芯都可以增加电磁铁的磁性．

9. 巨磁电阻（GMR）效应是指某些材料的电阻值随外磁场减小而增大的现象，在图所示的电路中，当闭合开关S1、S2并使滑片P向右滑动时，指示灯亮度及电流表的变化情况是（　　）

A. 指示灯变亮 电流表示数增大

B. 指示灯变暗 电流表示数减小

C. 指示灯亮度不变 电流表示数增大

D. 指示灯亮度不变 电流表示数减小

【答案】D

【解析】

【详解】灯泡与巨磁电阻（GMR）并联，其两端电压保持不变，故通过灯泡的电流不变，即灯泡的亮度不变，,电流表测量的是干路电流，滑片P向右滑动时，通过电磁铁的电流变小，磁性变弱，巨磁电阻（GMR）的电阻变大，通过其电流变小，故电流表的示数变小。

故选D。

10. 如图所示的实验中，用来探究通电导体周围存在磁场的实验是

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】A异名磁极互相吸引，反映了磁极间的相互规律．故A错误；B电磁继电器的实质是一个间接开关，它可以用低电压、弱电流的控制电路来控制高电压、强电流的工作电路．它还可以实现自动控制．故B错误；C当给导体通电时，原来静止的小磁针的指向发生了偏转，说明电流周围存在磁场．故C正确；D通过吸引大头针的数目来判断电磁铁磁性的强弱. 故D错误；故选C.

二、填空题

11. 将一个条形磁铁悬挂起来，当它静止时指南的一端叫________极，用另一个条形磁铁的N极与这一端靠近时，它们会相互________(选填“吸引”或“排斥”)．如图所示，一根较重的铁钉吸附在水平放置的条形磁铁的N极上，当将另一根同样的条形磁铁的S极与原来磁铁的N极合并后，铁钉将会________．

【答案】    ①. 南(S)    ②. 吸引    ③. 掉落

【解析】

【详解】将一个条形磁铁悬挂起来，当它静止时指南的一端叫S极，因为地磁北极在地理南极附近，根据磁极间的相互作用，条形磁铁指南的一端叫S极，用另一个条形磁铁的N极与这一端靠近时，它们会相互吸引．当两个磁体靠近合并后，相当于成为一个磁体，而条形磁体两端磁性较强，中间磁性较弱，铁钉由于重力作用会掉下来．

【点睛】（1）根据磁极间的相互作用去分析．（2）磁体上两端磁性最强，中间磁性最弱，据此分析．

12. 根据磁体的两端磁极的磁性最强判断：有A、B两个外形完全相同的钢棒如图所示，已知一个有磁性，另一个没有磁性，区分它们的方法：将A的一端从B的左端向右端滑动，若发现吸引力由大变小再变大，则说明________有磁性；若在滑动过程中发现吸引力的大小不变，则说明________有磁性．(均选填“A”或“B”)

【答案】    ①. B    ②. A

【解析】

【详解】若吸引力的大小先由大变小，然后是由小变大，说明B的两端磁性较强，中间磁性较弱，则B肯定有磁性；A在B的上方从左端向右端匀速移动，若吸引力的大小不变，说明它们间的力的作用大小不变，则B棒肯定无磁性，A棒有磁性．

【点睛】将A的一端从B的左端向右端滑动，若发现吸引力由大变小再变大，则说明B的两端是磁极，B有磁性；若在滑动过程中发现吸引力的大小不变，则说明B的两端不是磁极，则A是有磁性的．

13. 如图所示是我国早期的指南针——司南，它是把天然磁石磨成勺子的形状，放在水平光滑的“地盘”上制成的。东汉学者王充在《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南”。则司南长柄一端是磁石的________极，司南指南北是由于它受到________的作用。

【答案】    ①. 南    ②. 地磁场

【解析】

【详解】[1][2]司南是中国古代发明的指示方向的器具，能够指南北是受到了地磁场的作用，它在水平面内静止时勺柄指南，说明勺柄是磁体的南极。

14. 如图所示，闭合开关，小磁针静止时N极指向螺线管的左侧，则螺线管的左端是______极（选填“N”或“S”），电源的左端是极______。（选填“正”或“负”）

【答案】    ①. S    ②. 正

【解析】

【分析】

【详解】[1][2]由图示可知，小磁针右端为N极，由异名磁极相互吸引可知，螺线管的左端为S极，右端为N极；用右手握住螺线管，使大拇指指向螺线管的N极，则四指环绕的方向为电流的方向，可得出电源的左端为正极，右端为负极。

15. 如图所示，弹簧下端挂一条形磁铁，磁铁的下端为S极，条形磁铁的正下方有一带铁芯的螺线管，闭合开关后，弹簧的长度会________(选填“伸长”“缩短”或“不变”)．若此时向左移动滑动变阻器的滑片P，弹簧的长度将________(选填“伸长”“缩短”或“不变”)．

【答案】    ①. 缩短    ②. 缩短

【解析】

【详解】开关闭合，根据右手定则判断电螺线管的上端为S极，同名磁极相互排斥，弹簧长度会缩短；动变阻器滑片向左移动时，电路中的电流变大，电磁铁磁性增强，条形磁铁的排斥力增大，所以弹簧长度会减小．

【点睛】本题抓住影响电磁铁磁性强弱的因素：电流的大小，线圈的匝数，滑动变阻器滑片移动，如何引起电流的变化，如何影响电磁铁的磁性强弱，根据右手定则判断通电螺线管的极性．

16. 如图所示是小敏自制的一个电磁跷跷板，小狗、小猫模型站在一个可绕光滑转轴转动的轻质杆上．它的工作过程：当处于如图所示位置时，两触点接触，使电磁铁____________，吸引衔铁，小猫端下降，两触点________，电磁铁失去磁性，在小狗重力的作用下，小狗端下降，反复上述过程．

【答案】    ①. 产生磁性    ②. 分开

【解析】

【详解】它的工作过程是：当处于如图位置时，两触点接触，使电磁铁具有了磁性，吸引衔铁，小猫端下降，两触点断开，电磁铁失去磁性，在小狗重力的作用下，小狗端下降，反复上述过程．

【点睛】利用电磁继电器的原理来分析．

三、作图题

17. 请在如图中根据小磁针的指向标出通电螺线管周围磁感线的方向，并在括号中标出电源的正、负极．

【答案】

【解析】

【详解】从图可知，小磁针的右端是S极，左端为N极；根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，可知通电螺线管的右端是N极，左端是S极．根据安培定则,伸出右手握住螺线管使大拇指指向通电螺线管的N极(右端)，则四指弯曲所指的方向为电流的方向，所以电流从螺旋管的右端流入、左端流出，则电源的右端为正极，左端是负极．在磁体的外部，磁感线都是从磁体的N极出来、回到S极，据此画出图中磁感线的方向．如图所示：

【点睛】知道小磁针的磁极，根据磁极间的相互作用，可判断出通电螺线管的磁极，再根据安培定则判断出电流的方向从而找到电源的正负极．磁感线的方向，知道在磁体的外部，磁感线从磁体的北极出来，回到南极．

18. 如图所示，给电磁铁M通电，发现弹簧开始被压缩，过一会儿，条形磁铁和弹簧重新处于静止．此时把滑动变阻器的滑片P向B端滑动，弹簧的长度逐渐变短．请用笔画线代替导线，把电路连接完整(导线不能交叉，弹簧在其弹性限度内)．

【答案】

【解析】

【详解】弹簧的长度逐渐变短，说明磁铁受到的斥力变大，故螺旋管的上端为S极，根据安培定则可知，电磁铁的上端应接电源的正极；把滑动变阻器的滑片P向B端滑动，弹簧的长度逐渐变短，说明此时的电流变大，故应接滑动变阻器的B接线柱，如下图所示：

四、实验探究题

19. 科学探究中能够准确表达自己观点，表述探究的问题，过程和结果都很重要，以下是小华和小红对通电螺线管的外部磁场进行探究后的展示与汇报：

①我们想知道通电螺线管的外部是否存在磁场？

②因此设计了如图甲所示的实验；

③闭合开关，发现小磁针发生了偏转；断开开关，小磁针又回到原位；

④此现象说明通电螺线管的周围存在磁场；

⑤那么通电螺线管外部磁场的分布情况如何？

⑥我们在通电螺线管周围的有机玻璃上撒铁屑并轻敲；

⑦铁屑的分布情况如图乙所示

⑧由此可知通电螺线管的外部磁场与条形磁体的磁场相似．

根据上述提示与汇报，请你回答以下问题：（填写上面对应的序号）

（1）属于提出问题的有____；

（2）属于进行操作有_____；

（3）属于进行观察的有_______；

（4）属于得出结论的有_______．

【答案】    ①. ①⑤    ②. ②⑥    ③. ③⑦    ④. ④⑧

【解析】

【详解】试题分析：探究的基本步骤：①提出问题，②猜想或假设，③设计实验，④进行实验，⑤分析论证，⑥评估，⑦交流与合作7个步骤，根据上述提示与汇报；（1）属于提出问题的有：①我们想知道通电螺线管的外部是否存在磁场？⑤那么通电螺线管外部磁场的分别情况如何？；（2）属于进行操作的有：②因此设计了如图甲所示的实验；⑥我们在通电螺线管周围的有机玻璃上撒铁屑并轻敲；（3）属于进行观察的有：③闭合开关，发现小磁针发生了偏转；断开开关，小磁针又回到原位；⑦铁屑的分布情况如图乙所示；（4）属于得出结论的有：④此现象说明通电螺线管的周围存在磁场；⑧由此可知通电螺线管的外部磁场与条形磁体的磁场相似．

【考点定位】探究问题的方法；磁现象

20. 小科要探究“电磁铁的磁性强弱跟什么因素有关”．现有线圈匝数分别为50匝和100匝的外形相同的电磁铁，他先后将这两个电磁铁接入如图甲所示的电路中．闭合开关S，并移动滑动变阻器的滑片P，用电磁铁吸引大头针．经过多次实验，结果记录如下：

(1)实验中小科是通过电磁铁____________________来判定其磁性强弱的．

(2)分析第1、2、3次的实验记录，能得出的实验结论：_____________________．

(3)小科明白了影响电磁铁磁性强弱的因素后，又根据课堂所学知识，在老师的指导下，制作了水位自动报警器．如图乙所示，其中A、B为两个金属杆．请说出绿灯亮、红灯灭及电铃不响时，水位有无达到或超过警戒线？________(选填“有”或“无”)．

(4)如下表所示是小科同学拔出通电螺线管中的铁芯后，继续实验得到的实验记录．

根据小科同学的表格数据可以得出以下结论：无铁芯时，通电螺线管周围无磁性．根据所学知识，小科同学对此结论有疑问，猜想不能吸引大头针可能是磁性太弱了．请你帮他想一种简单易行的方法来验证没有铁芯的通电螺线管周围是否存在磁场，你选用的器材是________．小科同学也由此得到了通电螺线管中铁芯的作用：____________________．

【答案】    ①. 吸引大头针数目的多少    ②. 线圈匝数相同时，电流越大，电磁铁的磁性越强    ③. 无    ④. 小磁针    ⑤. 增强电磁铁的磁性

【解析】

【详解】(1)电磁铁的磁性强弱无法用眼睛直接观察，通过电磁铁吸引大头针的多少来反映磁性的强弱；(2)实验1、2、3的线圈匝数相同，电流增大，吸引的大头针越多，电磁铁磁性越强；(3)当水位没有达到或超过警戒水位时，电磁铁没有磁性，只有绿灯亮，红灯灭及电铃不响；当水位到达或超过警戒水位时，控制电路接通．电路中有了电流，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使动触点与左边的静触点接触，与右边的触点分开，导致了绿灯所在的电路断开，绿灯灭．红灯与电铃并联的电路接通，导致红灯亮电铃响，从而报警；(4)无铁芯插入时，磁性比较弱，不能吸引大头针，可以把小磁针放到螺旋管的下端，断电时，小磁针一端指南一端指北，闭合开关，如果小磁针发生偏转，说明有磁性，所以需要用到的器材是小磁针；通电螺线管中铁芯的作用是增强电磁铁的磁性．

【点睛】（1）掌握转换法的应用：实验中通过电磁铁吸引大头针的多少来反映电磁铁磁性的强弱；（2）电磁铁磁性强弱的影响因素：电流大小、线圈匝数多少、是否有铁芯．电流越大、匝数越多、有铁芯电磁铁的磁性越强；用控制变量法和转换法研究电磁铁磁性强弱的影响因素；（3）由水位的变化导致了控制电路的通断，进一步决定了电磁铁磁性的有无，从而控制了工作电路的动触点的位置的变化，改变了工作电路的连接情况；（4）证明通电螺旋管具有磁性的方法很多，改用小磁针，吸引铁屑等等．