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初中物理北师大版九年级全册第十四章 电磁现象综合与测试单元测试课时作业
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这是一份初中物理北师大版九年级全册第十四章 电磁现象综合与测试单元测试课时作业，共20页。试卷主要包含了单选题，填空题，作图题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
北师大版初中物理九年级全一册第十四单元《磁现象》单元测试卷
考试范围：第十四单元；考试时间：80分钟；总分80分
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共12小题，共24.0分）
1. 通过小学《科学》课程的学习，我们知道“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”，如图所示，用手将磁性小车A和B靠近放在光滑的水平桌面，小车A受到的力为FA，小车B受到的力为FB。放手后，两车向相反方向运动。对于两车的受力情况，下列说法错误的是( )
A. FA的施力物体是小车B B. FA与FB的大小相等
C. FA和FB是一对相互作用力 D. FA和FB是一对平衡力
2. 将两枚一元硬币放在条形磁体下方，硬币的位置情况应为下列情况中的( )
A. B. C. D.
3. 如图所示的磁悬浮地球仪，在地球仪底端有一个磁铁，在底座内部有一个金属线圈，线圈通电后，地球仪可悬浮在空中。下列说法正确的是( )
A. 地球仪周围存在磁场，同时也存在磁感线
B. 地球仪周围的磁场分布是均匀的
C. 地球仪周围各点的磁场方向都相同
D. 地球仪是利用同名磁极相互排斥的原理悬浮的
4. 下列说法不正确的是( )
A. 水沸腾时温度升高 B. 磁体周围存在磁场
C. 平面镜成的是虚像 D. 同种电荷互相排斥
5. 图中所示的电源正负极、电流方向和通电螺线管N极三者关系正确的是．( )
A. B.
C. D.
6. 关于电与磁，下列说法正确的是( )
A. 可以用粗导线代替试电笔中的电阻
B. 发现有人触电后立即用手把触电人拉离电源
C. 地球周围存在磁场，地磁北极在地理南极附近
D. 奥斯特首先发现了电与磁的联系，实现了机械能到电能的转化
7. 如图所示，闭合开关S，将滑片P缓慢向左移动。下列分析正确的是( )
A. 电磁铁的磁性变弱
B. 弹簧测力计的示数将减小
C. 电磁铁的上端是N极
D. 弹簧测力计的示数将增大
8. 如图所示的装置中，当开关S闭合后，下列判断正确的是( )
A. 通电螺线管外A点的磁场方向向左
B. 通电螺线管的左端为S极
C. 向左移动滑片P，通电螺线管的磁性增强
D. 小磁针静止后，其N极的指向沿水平向右
9. 如图所示的装置，闭合开关时，静止的轻质铜棒ab水平向右运动(铜棒ab上的箭头代表电流的方向)。要使铜棒ab水平向左运动，下列方法中可行的是( )
A. B. C. D.
10. 小明把安装完成的直流电动机模型接入如图所示的电路中，闭合开关并调节滑动变阻器，电动机正常转动。若要改变电动机转动方向，下列做法中无效的是( )
A. 只对调电源的正、负极
B. 只对调磁体的N、S极
C. 同时对调电源的正、负极和磁体的N、S极
D. 导线①改接G、F点，导线②改接C、E点
11. 新能源电动汽车被越来越多的家庭所接受，其核心部件是电动机。下列能说明电动机工作原理的是( )
A. B.
C. D.
12. 如图所示，磁感线竖直向下，AB棒运动，电流表指针偏转，则( )
A. U型磁铁上端是S极 B. AB棒可能是竖直方向运动
C. 此过程电能转化为机械能 D. 电路有电流说明磁能生电
第II卷（非选择题）
二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）
13. 上海地区家庭电路中，电灯正常工作的电压为______伏。四冲程汽油机工作中，做功冲程将内能转化为______能。条形磁铁的两端磁性最______(选填“强”或“弱”)。
14. 如图所示是我国古代四大发明之一的指南针--司南，静止时它的长柄指向地理的______ 方。在11世纪，我国宋代学者______ 就发现了地理两极和地磁两极并不重合，这个发现比西方早了400多年。
15. 如图所示，是一种水位自动报警器的原理图。水位到达金属块A时，______灯亮；此时电磁铁的上端为______(选填“N”或“S”)极。(容器内的水是导电的)
16. 如图所示，闭合开关后，导体ab会向左运动，该现象与______ 的工作原理相同，如果移动滑动变阻器的滑片，则导体ab运动的______ (选填“速度”“方向”或“速度与方向”)发生变化。滑动变阻器除了有以上的作用外，还可以______ 。
三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）
17. 如图所示，根据通电螺线管的南北极，标出小磁针的N极和电源的“+”极。
18. 通电螺线管的某条磁感线如图，附近的小磁针处于静止状态，请标出电源的正负极和小磁针的南北极。
四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）
19. 如图所示，是小美同学进行电磁学实验的装置。
(1)当开关S闭合后，可以观察到磁场中金属棒ab在导轨上向右运动，这说明磁场对通电导体有______；利用此现象人们制成______。
(2)改变磁场方向或电流方向，观察到的实验现象记录在表格中。分析第______(填实验序号)次数据可知，通电金属杆在磁场中受力方向与磁场方向有关。
实验序号
1
2
3
4
磁场方向
向下
向上
向下
向上
电流方向
b→a
b→a
a→b
a→b
ab运动方向
右
左
左
右
(3)如果将实验装置中的电源换成______，可以探究发电机的工作原理。
20. 为探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小明做了如下的实验。
步骤1：在水平桌面上放置一小车，小车上固定一块条形磁铁，连接好如图所示的电路，并将滑动变阻器调至最______端。
步骤2：闭合开关后，小明发现小车会沿水平方向向右运动，则螺线管的右端为______极。
步骤3：断开开关，把小车重新放在起始位置，依次向右移动变阻器滑片，闭合开关，小明观察到小车在水平桌面上运动的距离一次比一次远，通过本组实验可探究出电磁铁的磁性强弱与______有关。
五、计算题（本大题共4小题，共32.0分）
21. 如图所示，小灯泡L的额定电压为3.8V，定值电阻R阻值为20Ω，闭合开关，流过R的电流为0.1A，流过L的电流为0.2A.求：
(1)此时L的电阻；
(2)L的实际功率；
(3)通电20s，L、R共消耗的电能。
22. 为实现自动控制，小明同学利用电磁继电器(电磁铁线圈电阻不计)制作了具有延时加热、保温、消毒等功能的恒温调奶器，其电路图如图甲所示。控制电路中，电压U1=3V，定值电阻R0=50Ω，热敏电阻R阻值随温度变化的图象如图乙所示；工作电路中，电压U2=220V，R1=836Ω，R2=44Ω。已知恒温调奶器容量为2kg，水温达到80℃时衔铁会跳起。[水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃)]
(1)随着温度的升高，热敏电阻的阻值______(选填“增大”或“减小”)，电磁铁的磁性______(选填“增强”或“减弱”)，当温度增大到一定值时，衔铁会跳起。
(2)求衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流。
(3)求工作电路在保温状态下的电功率。
(4)当调奶器加满温度为25℃的水，加热元件工作500s后衔铁跳起，求此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率。
23. 图甲是一款深受人们喜爱的便携式充电喷雾小风扇(部分参数如表)，具有只扇风不喷雾和既扇风又喷雾两挡工作状态。
(1)图乙是小风扇喷雾时水位自动报警器的工作原理图，当水箱内水位降低到金属探针______时，控制电路断开，______的磁性消失，衔铁在弹簧弹力作用下弹回，动触点与上面的静触点接通，______亮报警。
(2)小风扇在只扇风状态下工作10分钟消耗的电能是多少？
(3)商家宣称此款小风扇充满电后，在喷雾状态下可持续工作5小时，通过计算判断他们的宣传与实际是否相符。
喷雾小风扇部分参数
输出电压
6V
喷雾功率
6W
出风功率
6W
电池容量
6000mAh
24. 最近我市出现了许多共享电动汽车，这种新型低碳的交通工具，深受市民的喜爱。某品牌电动汽车的部分参数如表所示。请回答：
电池容量(kWh)
22
车载充电器输入电压(V)
220
车载充电器输入电流(A)
16
电能转化为机械能的效率
70%
(1)如图1所示，租车时，租赁者只要将租车卡靠近电动汽车上的感应器，感应器即能读取卡中的信息，将车解锁。刷卡所用的原理是______。
(2)某次启动后，汽车显示屏上出现了如图2所示的输出电压与电流，求此时电动汽车的输出功率为多少瓦？
(3)根据表中的数据，将已经耗完电能的电池充满，理论上需要多少时间？
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：
A、水平桌面光滑，所以小车A、B水平方向不受摩擦力，由图知，相邻两磁极是同名磁极，所以A小车会受到B车对它向左的力，故A正确；
B、由于力的作用是相互的，所以A受到的力FA和B受到的力FB大小相等，故B正确；
C、A受到的力FA和B受到的力FB，符合相互作用力的条件：大小相等，方向相反，作用在一条直线上，作用在发生力的作用的两个物体上，故C正确；
D、A受到的力FA和B受到的力FB，分别作用在A和B小车上，即不作用在一个物体上，不是一对平衡力，故D错误。
故选：D。
力是物体对物体的作用，力的作用是相互的；
二力平衡的条件：大小相等，方向相反，作用在一条直线上，作用在一个物体上；
相互作用力的条件：大小相等，方向相反，作用在一条直线上，作用在不同的物体上。
区分平衡力和相互作用力，关键是看两个力是作用在一个物体上，还是作用在两个物体上。
2.【答案】A
【解析】解：
当两个硬币都放在磁体的N极时，会被磁体磁化，硬币也具有N极和S极，由于异名磁极相互吸引，因此两个硬币的S极会吸引在磁体的N极上，两个硬币的下侧都为N极；
由于同名磁极相互排斥，两个硬币的下侧会张开，故A正确，BCD错误。
故选：A。
磁化后的硬币，变成了磁体，通过磁极间的相互作用来进行判断。
本题考查了磁化现象、磁体间相互作用规律。
3.【答案】D
【解析】解：
A、在地球仪底端有一个磁铁，则地球仪周围存在磁场，但不存在磁感线，磁感线是人们为了形象方便地描述磁场而假想的曲线，故A错误；
B、磁铁周围的磁场分布是不均匀的，越靠近磁铁的磁极，磁场越强，即地球仪周围的磁场分布不是均匀的，故B错误；
C、地球仪周围的磁感线是从N极出来回到S极的，且磁场的分布是不均匀的，所以各点的磁场方向不一定相同，故C错误；
D、磁悬浮地球仪之所以能悬浮在空中，是利用了同名磁极相互排斥的原理，故D正确。
故选：D。
(1)磁场是真实存在的，而磁感线不是真实存在的；
(2)磁铁周围的磁场分布是不均匀的；
(3)磁体周围的磁场方向不一定相同；
(4)磁悬浮地球仪的工作原理是同名磁极相互排斥。
本题考查了磁体周围的磁场、磁极间的相互作用规律，属于基础题。
4.【答案】A
【解析】解：
A、水沸腾时不断吸热，温度保持不变，故A错误；
B、具有磁性的物体叫磁体，磁体周围存在磁场，故B正确；
C、平面镜成的是正立等大的虚像，故C正确；
D、电荷间相互作用：同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引，故D正确。
故选：A。
(1)水沸腾的特点：不断吸热，温度保持不变；
(2)具有磁性的物体叫磁体，磁体周围存在磁场；
(3)平面镜成像的特点是：物体在平面镜中所成的像是虚像，像和物体的大小相等，像与物的连线垂直于镜面，像与物到镜面的距离相等；
(4)电荷间相互作用：同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。
本题考查了水沸腾的特点、磁体的性质、电荷间的相互作用以及平面镜成像的规律，是一道基础题，难度不大。
5.【答案】D
【解析】略
6.【答案】C
【解析】解：
A、在使用试电笔时，试电笔的高值电阻和人串联在火线和大地之间，加在两者之间的电压是220V，此时试电笔的高值电阻分担的电压很大，人体分担的电压很小，通过人体的电流很小，氖管发光，不会发生触电事故，因此不能用粗导线代替试电笔中的电阻，故A错误；
B、发现有人触电时，不要直接去救援，因为人体是导体，如果接触触电人，救援人员可能直接或间接接触火线，发生触电事故，所以一定先切断电源或用干燥的木棒将电线挑开，使触电的人脱离电源，故B错误；
C、据课本知识可知，地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，故C正确；
D、奥斯特最早发现了电与磁之间的联系--电流的磁效应，但不是实现机械能到电能的转化；法拉第发现了电磁感应现象，根据电磁感应现象制成了发电机，实现了机械能到电能的转化，故D错误。
故选：C。
(1)试电笔的内部有一个阻值很大的电阻，当人接触试电笔的笔尾金属体，人和测电笔是串联在电路中，如果两者串联在零线和大地之间，加在两者之间的电压是0V，氖管不发光；如果两者串联在火线和大地之间，加在两者之间的电压是220V，此时试电笔的阻值很大分担的电压很大，人体分担的电压很小，不会超过人体的安全电压，氖管发光，但是不会对人造成伤害；
(2)人体是导体，遇到有人触电时，要切断电源，或用绝缘物体挑开电线；
(3)地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近；
(4)1820年，丹麦物理学家奥斯特通过实验证实了通电导线的周围存在着磁场，在世界上是第一个发现了电与磁之间的联系的物理学家；法拉第发现了电磁感应现象，根据电磁感应现象制成了发电机。
本题考查了地磁场、试电笔的构造、触电的急救、奥斯特实验、电磁感应现象，属于基础题。
7.【答案】B
【解析】解：由图可知，闭合开关S后，电磁铁中电流的方向是从下端流入，上端流出，根据安培定则可知，电磁铁的下端为N极，上端为S极；
将滑片P缓慢向左移动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强；因条形磁铁和电磁铁“相对”的磁极是同名磁极，且同名磁极相互排斥，则条形磁铁所受排斥力变大，弹簧测力计示数将减小，故B正确，ACD错误。
故选：B。
利用安培定则判断出电磁铁的极性；
滑动变阻器的滑片P向左移动时，分析变阻器接入电路的电阻的变化，根据欧姆定律确定电路中电流大小的变化，再确定电磁铁磁性强弱的变化；再根据磁极间的相互作用规律判断条形磁铁所受磁场力的大小变化和测力计的示数变化。
解本题的关键是抓住影响电磁铁磁性强弱的因素，知道弹簧测力计示数的大小取决于条形磁铁所受排斥力或吸引力的大小，是一道基础性较强的题目。
8.【答案】C
【解析】解：
AB、由于电源的右端是正极，所以电流从螺线管的右端流入，根据安培定则可知，该螺线管的左端是N极，右端是S极；因磁体外部的磁感线从N极指向S极，所以通电螺线管外A点的磁场方向向右，故AB错误；
C、滑片向左移动，变阻器接入电路的电阻变小，电路中电流变大，通电螺线管的磁性变强，故C正确；
D、据上面的分析可知，该螺线管的右端是S极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针静止时其左端应该是N极，所以其N极的指向沿水平向左，故D错误；
故选：C。
(1)磁场中某点的磁场方向与该点的磁感线方向是一致的；
(2)据电流的方向，结合安培定则判断出该通电螺线管的NS极即可；
(3)通电螺线管的磁场的强弱与电流的强弱有关；
此题考查了磁极间的作用规律、安培定则、电路中的电流变化等知识点，是一道综合题。
9.【答案】A
【解析】
【分析】通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向与两个因素有关：磁场方向和导体中的电流方向。如果只改变一个因素，则导体受力方向改变，如果同时改变两个因素，则导体受力方向不变。
要改变通电直导线的运动方向，只能改变电流方向和磁场方向中的一个即可，两个因素不能同时改变。
【解答】由图知，导体中电流方向由b向a，上方为磁体N极，下方为S极，磁感线方向由上向下，导体ab受到磁场力向右。
A、图中导体中电流方向与题干图中相同，磁场方向相反，所以导体ab受到磁场力的方向向左，故A正确；
B、图中导体中电流方向与题干图中相反，磁场方向相反，所以导体ab受到磁场力的方向向右，故B错误；
C、图中导体中电流方向与题干图中相反，磁场方向相反，所以导体ab受到磁场力的方向向右，故C错误；
D、图中导体中电流方向与题干图中相同，磁场方向相同，所以导体ab受到磁场力的方向向右，故D错误。
故选：A。
10.【答案】C
【解析】解：
A、只对调电源的正、负极，电流的方向发生了改变，受力运动方向改变，电动机转动方向改变，故A有效；
B、将蹄形磁体的N、S极对调，磁场的方向发生了改变，受力运动方向改变，电动机转动方向改变，故B有效；
C、同时对调电源的正、负极和磁体的N、S极，电流方向改变，磁场方向改变，不会改变运动方向，电动机转动方向不变，故C无效；
D、导线①改接G、F点，导线②改接C、E点，电流的方向发生了改变，受力运动方向改变，电动机转动方向改变，故D有效。
故选：C。
通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向与两个因素有关：一个是磁场方向，另一个是电流方向。如果只改变一个因素，则导体受力方向改变，如果同时改变两个因素，则导体受力方向不变。
要改变通电直导线的运动方向，只能改变电流方向和磁场方向中的一个即可，两个因素不能同时改变。
11.【答案】B
【解析】解：A、图中是奥斯特实验的装置图，说明了通电导体周围存在磁场，故A不符合题意；
B、当闭合开关后，通电导体在磁场中受力运动，是电动机的原理，故B符合题意；
C、图中没有电源，当导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针会发生偏转，说明会产生感应电流，这是电磁感应现象，是发电机的原理，故C不符合题意；
D、图为探究电磁铁的磁性与线圈匝数关系的实验图，故D不符合题意。
故选：B。
电动机的原理是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的。
电动机是将电能转化为机械能的机械，它在工作时要消耗电能，因此解题时观察图形中有无电源是此题的解题关键。
12.【答案】D
【解析】解：
A、在磁体外部，磁感线是从N极发出，回到S极；则根据磁感线的方向可知，U型磁铁上端是N极，故A错误；
B、若AB棒沿竖直方向运动，运动方向与磁感线方向平行，没有切割磁感线，不会产生感应电流，故B错误；
CD、由题意可知，电路中产生了感应电流，说明AB棒在磁场中做切割磁感线运动；该过程中消耗了机械能，得到了电能，即将机械能转化为电能；该实验说明磁能生电，故C错误，D正确。
故选：D。
电磁感应现象：当闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，产生感应电流。由此分析判断即可。
此题考查了产生感应电流的条件，在电路闭合的情况下，导体必须做切割磁感线运动。其中也可以是导体不动，磁体运动。
13.【答案】220 机械 强
【解析】解：在我国，家庭电路的电压为220V；
四冲程汽油机工作时将内能转化为机械能的冲程是做功冲程；
条形磁铁的两端磁性是最强的，中间磁性最弱。
故答案为：220；机械；强。
解答本题从以下角度分析：知道家庭电路的电压值；了解四冲程汽油机中的能量转化情况；根据条形磁铁的两极的特点分析。
本题中考查了家庭电路电压的了解，汽油机中的能量转化和磁性强弱的比较等，有一定综合性，但难度不大。
14.【答案】南 沈括
【解析】解：地球本身是一个大磁体，司南是用天然磁石磨制成的勺子，即其实质就是一块磁铁，在地球的磁场中受到磁力的作用，由于地磁N极在地理的南极附近，地磁的S极在地理的北极附近，故长柄所指方向是地磁北极，地理南极；
中国北宋的沈括最早发现了地磁两极与地理两极并不重合的现象，比西方早了400多年。
故答案为：南；沈括。
(1)指南针是根据地磁场的作用工作的，地磁的南极在地理的北极附近，而地磁的北极在地理的南极附近，再根据磁极间的作用规律，可判断指南针的指向；
(2)中国北宋的沈括最早发现了磁偏角的存在。
本题主要考查了地磁场的性质，属于基础知识考查，也是学生易错的内容。
15.【答案】红 N
【解析】解：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；
根据安培定则可知，螺线管的上端是N极。
故答案为：红；N。
根据安培定则判定螺线管的极性；当水位到达金属块A时，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使红灯电路接通。
本题考查电磁继电器的应用，这个自动控制装置是由控制电路和工作电路两部分组成，工作电路又包括红灯电路和绿灯电路。
16.【答案】电动机 速度 保护电路
【解析】(1)闭合开关后，导体ab会向左运动，说明通电导体在磁场中会受到力的作用，应用此原理可制成电动机；
(2)如果移动滑动变阻器的滑片，电路中的电流发生变化，导体ab受力的大小发生变化，则导体ab运动的速度发生变化；
(3)在本实验中，滑动变阻器除了改变电路的电流外，还可以保护电路。
故答案为：电动机；速度；保护电路。
分析：(1)通电导体在磁场中受力运动，消耗电能，转化成机械能，根据此原理制成电动机；
(2)由滑片的移动可知滑动变阻器接入电阻的变化，再由欧姆定律可知电流的变化，得出磁场磁性的变化，从而得出导体移动速度的变化；
(3)滑动变阻器可以保护电路。
本题考查了电动机的原理、影响电动机转动速度的因素以及滑动变阻器的作用，是一道基础题。
17.【答案】解：磁体周围的磁感线从N极出发回到S极，磁场中小磁针静止时N极指向和该点磁场方向相同，可以判断小磁针的下端是N极；通电螺线管的上端是N极，由安培定则知，电流从螺线管的下端进入，从上端流出，可以判断电源的下端是正极，如图所示。
【解析】磁场对放入其中的磁体产生磁力作用，磁场中小磁针静止时N极指向和该点磁场方向相同，由磁场方向确定小磁针的磁极，知道通电螺线管的磁极，利用安培定则判断电流方向，根据电流方向确定电源的正负极。
对于通电螺线管的习题，知道磁场中小磁针静止时N极指向、电流方向、通电螺线管的磁极三者中的任意一者，都可以判断另外两者。
18.【答案】解：由外部磁感线由N极指向S极可知通电螺线管左端为N极，右手螺旋定则可知电流由左侧流入，故电源左侧为正极
由异名磁极相互吸引和小磁针所在位置的可知小磁针左端为N极。如图所示：
；
【解析】由磁感线的特点可知磁感线方向及小磁针的指向，由右手螺旋定则可知电流方向，则可知电源的正负极。
本题考查了右手螺旋定则及磁感线特点，螺线管的磁场可以等效为条形磁铁的磁场。
19.【答案】力的作用 电动机 1与2(或3与4) 灵敏电流计
【解析】解：(1)如图甲所示，把金属杆ab放在磁场里，闭合开关，通过ab有电流，观察到金属杆ab向右运动，这表明通电导体在磁场中受到力的作用，人们根据这个原理制成了电动机；
(2)探究通电金属杆在磁场中受力方向与磁场方向有关时，需要控制电流方向相同，磁场方向不同，故需要对比第1与2或3与4次数据；
分析第1与3或2与4次数据可知，磁场方向相同，电流方向不同，导体运动方向不变，则表明通电金属杆在磁场中受力方向与电流方向有关；
(3)如果将实验装置中的电源换成灵敏电流计，让导体ab在磁场中做切割磁感线运动，可以探究发电机的工作原理。
故答案为：(1)力的作用；电动机；(2)1 与 2(或 3 与 4)；(3)灵敏电流计。
(1)通电导体在磁场中受到力的作用；
(2)通电导体在磁场中受力方向与磁场方向、电流的方向有关；根据控制变量法得出答案；
(3)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流。
本题考查了电磁感应现象、通电导线在磁场中的受力情况，是一道基础题。
20.【答案】左 N 电流大小
【解析】解：(1)为了保护电路，连接电路时，将滑动变阻器调至最大阻值处，即最左端；
(2)根据安培定则可知，电流从螺线管的左端流入、右端流出，螺线管的右端为N极；
(3)依次向右移动变阻器滑片，电路中的总电阻变小，电路中的电流变大，其他因素不变，小车在水平桌面上运动的距离一次比一次运，是因为电磁铁磁性增强，排斥力增大，说明通过本组实验可探究出电磁铁的磁性强弱与电流大小有关。
故答案为：(1)左；(2)N；(3)电流大小。
(1)为了保护电路，连接电路时，应将滑动变阻器调至最大阻值处；
(2)根据安培定则分析；
(3)结合控制变量法分析影响电磁铁磁性强弱的因素。
本题考查了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关、安培定则的应用，属于基础题。
21.【答案】解：(1)由I=UR得，R两端的电压为：
U=UR=IRR=0.1A×20Ω=2V；
由并联电路电压特点和欧姆定律得，此时L的电阻：
RL=UIL=2V0.2A=10Ω；
(2)L的实际功率为：
P实=UIL=2V×0.2A=0.4W；
(3)通电20s，L、R共消耗的电能为：
W=UIt=U(IR+IL)t=2V×(0.1A+0.2A)×20s=12J。
答：(1)此时L的电阻为10Ω；
(2)L的实际功率为0.4W；
(3)通电20s，L、R共消耗的电能为12J。
【解析】(1)根据I=UR求出R两端的电压即为电源电压；再根据并联电路电压特点和欧姆定律求出此时L的电阻；
(2)已知L两端的实际电压和流过的实际电流，所以根据公式P=UI计算得L的实际功率；
(3)根据公式W=UIt计算得通电20s，L、R共消耗的电能。
本题考查了电功与电能的计算、实际功率的计算以及欧姆定律的应用问题，难度不大，属于常考题。
22.【答案】增大 减弱
【解析】解：(1)由图乙可知，热敏电阻R阻值随温度升高而增大，由欧姆定律可知，电路中电流减小，电磁铁磁性增强，当温度增大到一定值时，衔铁会跳起；
(2)由图可知当温度为80℃时，热敏电阻的阻值为100Ω，串联电路总电阻等于各分电阻之和，所以控制电路的总电阻为：R控=R+R0=100Ω+50Ω=150Ω，
衔铁刚弹起时，通过电磁铁线圈的电流：I=U1R控=3V150Ω=0.02A，
(3)由P=U2R可知，当只有R2接入工作电路，工作电路中总电阻最小，功率最大，处于加热状态；当R1和R2串联接入工作电路，工作电路中总电阻最大，功率最小，处于保温状态；
则保温功率为：P=U22R1+R2=(220V)2836Ω+44Ω=55W；
(4)水吸收的热量为：Q=c水mΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×2kg×(80℃−25℃)=4.62×105J，
恒温调奶器加热状态下的电功率：P=U22R2=(220V)244Ω=1100W；
500s内消耗的电能：W=Pt=1100W×500s=5.5×105J，
恒温调奶器的加热效率：η=QW×100%=4.62×105J5.5×105J×100%=84%。
答：(1)增大；减弱；
(2)衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流为0.02A；
(3)工作电路在保温状态下的电功率为55W；
(4)此过程中水吸收的热量为4.62×105J，恒温调奶器的加热效率为84%。
(1)由图乙可知，热敏电阻R阻值随温度升高而增大，由欧姆定律可知，电路中电流减小，电磁铁磁性减弱，当温度增大到一定值时，衔铁会跳起；
(2)由图可知当温度为80℃时，热敏电阻的阻值为100Ω，根据串联电路电阻规律计算控制电路的总电阻，根据欧姆定律计算衔铁刚弹起时通过电磁铁线圈的电流；
(3)R1和R2串联接入工作电路，处于保温状态，根据P=U2R计算保温功率；
(4)根据Q=cmΔt计算水吸收的热量，根据W=Pt计算500s内消耗的电能，根据效率公式η=QW×100%计算恒温调奶器的加热效率。
本题考查电磁继电器的工作原理、串联电路特点、欧姆定律、电功率公式、效率公式等的灵活运用，综合性强。
23.【答案】以下 电磁铁 红灯
【解析】解：(1)由图乙可知，当水箱内水位较低时，金属探针脱离水面，电路断路，电磁铁失去磁性衔铁弹起，上触点与红灯所在电路的触点接触，红灯亮。
(2)由图表可知，出风功率P=6W，
W=Pt=6W×10×60s=3600J。
(3)电池的容量：
Q=6000mAh=6A⋅h，
风扇喷雾时的功率：
P总=P出风+P喷雾=6W+6W=12W，
在喷雾状态下的工作时间：
t喷雾=W喷雾P总=UQP总=6V×6A⋅h12W=3h，
由于3h<5h，所以他们的宣传与实际不相符。
答：(1)答案为：以下；电磁铁；红灯。
(2)小风扇在只扇风状态下工作10分钟消耗的电能是3600J。
(3)通过计算判断他们的宣传与实际不相符。
(1)由图乙可知，电磁继电器工作时状态判断。
(2)由图表可知，出风功率，有工作时间W=Pt，即可求出小风扇消耗的电能。
(3)喷雾元件涉及喷雾和出风两部分，故功率P总=P出风+P喷雾，电池容量单位为mAh即电流与时间的单位乘积，故电能大小可以是电池容量与电压的乘积，W=UQ，求出喷雾状态下的工作时间。
本题考查电磁继电器、电功率以及电能公式的应用，看懂图和图表是解题关键。
24.【答案】解：(1)将租车卡(带有磁条)靠近电动汽车上的感应器，检测头的线圈中就会产生变化的电流，感应器即能读取卡中的信息，其原理就是电磁感应现象；
(2)由图2可知，电动汽车的输出电压U=339V，输出电流I=1A，
则此时电动汽车的输出功率：
P=UI=339V×1A=339W；
(3)电池容量为W电=22kW⋅h=22×3.6×106J=7.92×107J，
根据表格数据可知，充电器输入电压为220V，输入电流为16A，
由W=UIt得，将已经耗完电能的电池充满，理论上需要的时间：
t=W电UI=7.92×107J220V×16A=2.25×104s=6.25h。
答：(1)刷卡所用的原理是电磁感应现象；
(2)此时电动汽车的输出功率为339瓦；
(3)理论上需要时间为6.25h。
【解析】(1)闭合回路中的部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时就能产生感应电流，这种现象为电磁感应现象，发电机就是根据电磁感应的原理制成的；
(2)知道输出电压和电流，根据P=UI求出此时电动汽车的输出功率；
(3)根据W=UIt的变形公式求出将已经耗完电能的电池充满理论上需要的时间。
本题主要考查学生对电磁感应现象、电功率的计算、电功公式等知识掌握和应用，涉及到的知识点较多，综合性强，有一定的难度。
北师大版初中物理九年级全一册第十四单元《磁现象》单元测试卷
考试范围：第十四单元；考试时间：80分钟；总分80分
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共12小题，共24.0分）
1. 通过小学《科学》课程的学习，我们知道“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”，如图所示，用手将磁性小车A和B靠近放在光滑的水平桌面，小车A受到的力为FA，小车B受到的力为FB。放手后，两车向相反方向运动。对于两车的受力情况，下列说法错误的是( )
A. FA的施力物体是小车B B. FA与FB的大小相等
C. FA和FB是一对相互作用力 D. FA和FB是一对平衡力
2. 将两枚一元硬币放在条形磁体下方，硬币的位置情况应为下列情况中的( )
A. B. C. D.
3. 如图所示的磁悬浮地球仪，在地球仪底端有一个磁铁，在底座内部有一个金属线圈，线圈通电后，地球仪可悬浮在空中。下列说法正确的是( )
A. 地球仪周围存在磁场，同时也存在磁感线
B. 地球仪周围的磁场分布是均匀的
C. 地球仪周围各点的磁场方向都相同
D. 地球仪是利用同名磁极相互排斥的原理悬浮的
4. 下列说法不正确的是( )
A. 水沸腾时温度升高 B. 磁体周围存在磁场
C. 平面镜成的是虚像 D. 同种电荷互相排斥
5. 图中所示的电源正负极、电流方向和通电螺线管N极三者关系正确的是．( )
A. B.
C. D.
6. 关于电与磁，下列说法正确的是( )
A. 可以用粗导线代替试电笔中的电阻
B. 发现有人触电后立即用手把触电人拉离电源
C. 地球周围存在磁场，地磁北极在地理南极附近
D. 奥斯特首先发现了电与磁的联系，实现了机械能到电能的转化
7. 如图所示，闭合开关S，将滑片P缓慢向左移动。下列分析正确的是( )
A. 电磁铁的磁性变弱
B. 弹簧测力计的示数将减小
C. 电磁铁的上端是N极
D. 弹簧测力计的示数将增大
8. 如图所示的装置中，当开关S闭合后，下列判断正确的是( )
A. 通电螺线管外A点的磁场方向向左
B. 通电螺线管的左端为S极
C. 向左移动滑片P，通电螺线管的磁性增强
D. 小磁针静止后，其N极的指向沿水平向右
9. 如图所示的装置，闭合开关时，静止的轻质铜棒ab水平向右运动(铜棒ab上的箭头代表电流的方向)。要使铜棒ab水平向左运动，下列方法中可行的是( )
A. B. C. D.
10. 小明把安装完成的直流电动机模型接入如图所示的电路中，闭合开关并调节滑动变阻器，电动机正常转动。若要改变电动机转动方向，下列做法中无效的是( )
A. 只对调电源的正、负极
B. 只对调磁体的N、S极
C. 同时对调电源的正、负极和磁体的N、S极
D. 导线①改接G、F点，导线②改接C、E点
11. 新能源电动汽车被越来越多的家庭所接受，其核心部件是电动机。下列能说明电动机工作原理的是( )
A. B.
C. D.
12. 如图所示，磁感线竖直向下，AB棒运动，电流表指针偏转，则( )
A. U型磁铁上端是S极 B. AB棒可能是竖直方向运动
C. 此过程电能转化为机械能 D. 电路有电流说明磁能生电
第II卷（非选择题）
二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）
13. 上海地区家庭电路中，电灯正常工作的电压为______伏。四冲程汽油机工作中，做功冲程将内能转化为______能。条形磁铁的两端磁性最______(选填“强”或“弱”)。
14. 如图所示是我国古代四大发明之一的指南针--司南，静止时它的长柄指向地理的______ 方。在11世纪，我国宋代学者______ 就发现了地理两极和地磁两极并不重合，这个发现比西方早了400多年。
15. 如图所示，是一种水位自动报警器的原理图。水位到达金属块A时，______灯亮；此时电磁铁的上端为______(选填“N”或“S”)极。(容器内的水是导电的)
16. 如图所示，闭合开关后，导体ab会向左运动，该现象与______ 的工作原理相同，如果移动滑动变阻器的滑片，则导体ab运动的______ (选填“速度”“方向”或“速度与方向”)发生变化。滑动变阻器除了有以上的作用外，还可以______ 。
三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）
17. 如图所示，根据通电螺线管的南北极，标出小磁针的N极和电源的“+”极。
18. 通电螺线管的某条磁感线如图，附近的小磁针处于静止状态，请标出电源的正负极和小磁针的南北极。
四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）
19. 如图所示，是小美同学进行电磁学实验的装置。
(1)当开关S闭合后，可以观察到磁场中金属棒ab在导轨上向右运动，这说明磁场对通电导体有______；利用此现象人们制成______。
(2)改变磁场方向或电流方向，观察到的实验现象记录在表格中。分析第______(填实验序号)次数据可知，通电金属杆在磁场中受力方向与磁场方向有关。
实验序号
1
2
3
4
磁场方向
向下
向上
向下
向上
电流方向
b→a
b→a
a→b
a→b
ab运动方向
右
左
左
右
(3)如果将实验装置中的电源换成______，可以探究发电机的工作原理。
20. 为探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小明做了如下的实验。
步骤1：在水平桌面上放置一小车，小车上固定一块条形磁铁，连接好如图所示的电路，并将滑动变阻器调至最______端。
步骤2：闭合开关后，小明发现小车会沿水平方向向右运动，则螺线管的右端为______极。
步骤3：断开开关，把小车重新放在起始位置，依次向右移动变阻器滑片，闭合开关，小明观察到小车在水平桌面上运动的距离一次比一次远，通过本组实验可探究出电磁铁的磁性强弱与______有关。
五、计算题（本大题共4小题，共32.0分）
21. 如图所示，小灯泡L的额定电压为3.8V，定值电阻R阻值为20Ω，闭合开关，流过R的电流为0.1A，流过L的电流为0.2A.求：
(1)此时L的电阻；
(2)L的实际功率；
(3)通电20s，L、R共消耗的电能。
22. 为实现自动控制，小明同学利用电磁继电器(电磁铁线圈电阻不计)制作了具有延时加热、保温、消毒等功能的恒温调奶器，其电路图如图甲所示。控制电路中，电压U1=3V，定值电阻R0=50Ω，热敏电阻R阻值随温度变化的图象如图乙所示；工作电路中，电压U2=220V，R1=836Ω，R2=44Ω。已知恒温调奶器容量为2kg，水温达到80℃时衔铁会跳起。[水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃)]
(1)随着温度的升高，热敏电阻的阻值______(选填“增大”或“减小”)，电磁铁的磁性______(选填“增强”或“减弱”)，当温度增大到一定值时，衔铁会跳起。
(2)求衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流。
(3)求工作电路在保温状态下的电功率。
(4)当调奶器加满温度为25℃的水，加热元件工作500s后衔铁跳起，求此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率。
23. 图甲是一款深受人们喜爱的便携式充电喷雾小风扇(部分参数如表)，具有只扇风不喷雾和既扇风又喷雾两挡工作状态。
(1)图乙是小风扇喷雾时水位自动报警器的工作原理图，当水箱内水位降低到金属探针______时，控制电路断开，______的磁性消失，衔铁在弹簧弹力作用下弹回，动触点与上面的静触点接通，______亮报警。
(2)小风扇在只扇风状态下工作10分钟消耗的电能是多少？
(3)商家宣称此款小风扇充满电后，在喷雾状态下可持续工作5小时，通过计算判断他们的宣传与实际是否相符。
喷雾小风扇部分参数
输出电压
6V
喷雾功率
6W
出风功率
6W
电池容量
6000mAh
24. 最近我市出现了许多共享电动汽车，这种新型低碳的交通工具，深受市民的喜爱。某品牌电动汽车的部分参数如表所示。请回答：
电池容量(kWh)
22
车载充电器输入电压(V)
220
车载充电器输入电流(A)
16
电能转化为机械能的效率
70%
(1)如图1所示，租车时，租赁者只要将租车卡靠近电动汽车上的感应器，感应器即能读取卡中的信息，将车解锁。刷卡所用的原理是______。
(2)某次启动后，汽车显示屏上出现了如图2所示的输出电压与电流，求此时电动汽车的输出功率为多少瓦？
(3)根据表中的数据，将已经耗完电能的电池充满，理论上需要多少时间？
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：
A、水平桌面光滑，所以小车A、B水平方向不受摩擦力，由图知，相邻两磁极是同名磁极，所以A小车会受到B车对它向左的力，故A正确；
B、由于力的作用是相互的，所以A受到的力FA和B受到的力FB大小相等，故B正确；
C、A受到的力FA和B受到的力FB，符合相互作用力的条件：大小相等，方向相反，作用在一条直线上，作用在发生力的作用的两个物体上，故C正确；
D、A受到的力FA和B受到的力FB，分别作用在A和B小车上，即不作用在一个物体上，不是一对平衡力，故D错误。
故选：D。
力是物体对物体的作用，力的作用是相互的；
二力平衡的条件：大小相等，方向相反，作用在一条直线上，作用在一个物体上；
相互作用力的条件：大小相等，方向相反，作用在一条直线上，作用在不同的物体上。
区分平衡力和相互作用力，关键是看两个力是作用在一个物体上，还是作用在两个物体上。
2.【答案】A
【解析】解：
当两个硬币都放在磁体的N极时，会被磁体磁化，硬币也具有N极和S极，由于异名磁极相互吸引，因此两个硬币的S极会吸引在磁体的N极上，两个硬币的下侧都为N极；
由于同名磁极相互排斥，两个硬币的下侧会张开，故A正确，BCD错误。
故选：A。
磁化后的硬币，变成了磁体，通过磁极间的相互作用来进行判断。
本题考查了磁化现象、磁体间相互作用规律。
3.【答案】D
【解析】解：
A、在地球仪底端有一个磁铁，则地球仪周围存在磁场，但不存在磁感线，磁感线是人们为了形象方便地描述磁场而假想的曲线，故A错误；
B、磁铁周围的磁场分布是不均匀的，越靠近磁铁的磁极，磁场越强，即地球仪周围的磁场分布不是均匀的，故B错误；
C、地球仪周围的磁感线是从N极出来回到S极的，且磁场的分布是不均匀的，所以各点的磁场方向不一定相同，故C错误；
D、磁悬浮地球仪之所以能悬浮在空中，是利用了同名磁极相互排斥的原理，故D正确。
故选：D。
(1)磁场是真实存在的，而磁感线不是真实存在的；
(2)磁铁周围的磁场分布是不均匀的；
(3)磁体周围的磁场方向不一定相同；
(4)磁悬浮地球仪的工作原理是同名磁极相互排斥。
本题考查了磁体周围的磁场、磁极间的相互作用规律，属于基础题。
4.【答案】A
【解析】解：
A、水沸腾时不断吸热，温度保持不变，故A错误；
B、具有磁性的物体叫磁体，磁体周围存在磁场，故B正确；
C、平面镜成的是正立等大的虚像，故C正确；
D、电荷间相互作用：同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引，故D正确。
故选：A。
(1)水沸腾的特点：不断吸热，温度保持不变；
(2)具有磁性的物体叫磁体，磁体周围存在磁场；
(3)平面镜成像的特点是：物体在平面镜中所成的像是虚像，像和物体的大小相等，像与物的连线垂直于镜面，像与物到镜面的距离相等；
(4)电荷间相互作用：同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。
本题考查了水沸腾的特点、磁体的性质、电荷间的相互作用以及平面镜成像的规律，是一道基础题，难度不大。
5.【答案】D
【解析】略
6.【答案】C
【解析】解：
A、在使用试电笔时，试电笔的高值电阻和人串联在火线和大地之间，加在两者之间的电压是220V，此时试电笔的高值电阻分担的电压很大，人体分担的电压很小，通过人体的电流很小，氖管发光，不会发生触电事故，因此不能用粗导线代替试电笔中的电阻，故A错误；
B、发现有人触电时，不要直接去救援，因为人体是导体，如果接触触电人，救援人员可能直接或间接接触火线，发生触电事故，所以一定先切断电源或用干燥的木棒将电线挑开，使触电的人脱离电源，故B错误；
C、据课本知识可知，地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，故C正确；
D、奥斯特最早发现了电与磁之间的联系--电流的磁效应，但不是实现机械能到电能的转化；法拉第发现了电磁感应现象，根据电磁感应现象制成了发电机，实现了机械能到电能的转化，故D错误。
故选：C。
(1)试电笔的内部有一个阻值很大的电阻，当人接触试电笔的笔尾金属体，人和测电笔是串联在电路中，如果两者串联在零线和大地之间，加在两者之间的电压是0V，氖管不发光；如果两者串联在火线和大地之间，加在两者之间的电压是220V，此时试电笔的阻值很大分担的电压很大，人体分担的电压很小，不会超过人体的安全电压，氖管发光，但是不会对人造成伤害；
(2)人体是导体，遇到有人触电时，要切断电源，或用绝缘物体挑开电线；
(3)地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近；
(4)1820年，丹麦物理学家奥斯特通过实验证实了通电导线的周围存在着磁场，在世界上是第一个发现了电与磁之间的联系的物理学家；法拉第发现了电磁感应现象，根据电磁感应现象制成了发电机。
本题考查了地磁场、试电笔的构造、触电的急救、奥斯特实验、电磁感应现象，属于基础题。
7.【答案】B
【解析】解：由图可知，闭合开关S后，电磁铁中电流的方向是从下端流入，上端流出，根据安培定则可知，电磁铁的下端为N极，上端为S极；
将滑片P缓慢向左移动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强；因条形磁铁和电磁铁“相对”的磁极是同名磁极，且同名磁极相互排斥，则条形磁铁所受排斥力变大，弹簧测力计示数将减小，故B正确，ACD错误。
故选：B。
利用安培定则判断出电磁铁的极性；
滑动变阻器的滑片P向左移动时，分析变阻器接入电路的电阻的变化，根据欧姆定律确定电路中电流大小的变化，再确定电磁铁磁性强弱的变化；再根据磁极间的相互作用规律判断条形磁铁所受磁场力的大小变化和测力计的示数变化。
解本题的关键是抓住影响电磁铁磁性强弱的因素，知道弹簧测力计示数的大小取决于条形磁铁所受排斥力或吸引力的大小，是一道基础性较强的题目。
8.【答案】C
【解析】解：
AB、由于电源的右端是正极，所以电流从螺线管的右端流入，根据安培定则可知，该螺线管的左端是N极，右端是S极；因磁体外部的磁感线从N极指向S极，所以通电螺线管外A点的磁场方向向右，故AB错误；
C、滑片向左移动，变阻器接入电路的电阻变小，电路中电流变大，通电螺线管的磁性变强，故C正确；
D、据上面的分析可知，该螺线管的右端是S极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针静止时其左端应该是N极，所以其N极的指向沿水平向左，故D错误；
故选：C。
(1)磁场中某点的磁场方向与该点的磁感线方向是一致的；
(2)据电流的方向，结合安培定则判断出该通电螺线管的NS极即可；
(3)通电螺线管的磁场的强弱与电流的强弱有关；
此题考查了磁极间的作用规律、安培定则、电路中的电流变化等知识点，是一道综合题。
9.【答案】A
【解析】
【分析】通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向与两个因素有关：磁场方向和导体中的电流方向。如果只改变一个因素，则导体受力方向改变，如果同时改变两个因素，则导体受力方向不变。
要改变通电直导线的运动方向，只能改变电流方向和磁场方向中的一个即可，两个因素不能同时改变。
【解答】由图知，导体中电流方向由b向a，上方为磁体N极，下方为S极，磁感线方向由上向下，导体ab受到磁场力向右。
A、图中导体中电流方向与题干图中相同，磁场方向相反，所以导体ab受到磁场力的方向向左，故A正确；
B、图中导体中电流方向与题干图中相反，磁场方向相反，所以导体ab受到磁场力的方向向右，故B错误；
C、图中导体中电流方向与题干图中相反，磁场方向相反，所以导体ab受到磁场力的方向向右，故C错误；
D、图中导体中电流方向与题干图中相同，磁场方向相同，所以导体ab受到磁场力的方向向右，故D错误。
故选：A。
10.【答案】C
【解析】解：
A、只对调电源的正、负极，电流的方向发生了改变，受力运动方向改变，电动机转动方向改变，故A有效；
B、将蹄形磁体的N、S极对调，磁场的方向发生了改变，受力运动方向改变，电动机转动方向改变，故B有效；
C、同时对调电源的正、负极和磁体的N、S极，电流方向改变，磁场方向改变，不会改变运动方向，电动机转动方向不变，故C无效；
D、导线①改接G、F点，导线②改接C、E点，电流的方向发生了改变，受力运动方向改变，电动机转动方向改变，故D有效。
故选：C。
通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向与两个因素有关：一个是磁场方向，另一个是电流方向。如果只改变一个因素，则导体受力方向改变，如果同时改变两个因素，则导体受力方向不变。
要改变通电直导线的运动方向，只能改变电流方向和磁场方向中的一个即可，两个因素不能同时改变。
11.【答案】B
【解析】解：A、图中是奥斯特实验的装置图，说明了通电导体周围存在磁场，故A不符合题意；
B、当闭合开关后，通电导体在磁场中受力运动，是电动机的原理，故B符合题意；
C、图中没有电源，当导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针会发生偏转，说明会产生感应电流，这是电磁感应现象，是发电机的原理，故C不符合题意；
D、图为探究电磁铁的磁性与线圈匝数关系的实验图，故D不符合题意。
故选：B。
电动机的原理是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的。
电动机是将电能转化为机械能的机械，它在工作时要消耗电能，因此解题时观察图形中有无电源是此题的解题关键。
12.【答案】D
【解析】解：
A、在磁体外部，磁感线是从N极发出，回到S极；则根据磁感线的方向可知，U型磁铁上端是N极，故A错误；
B、若AB棒沿竖直方向运动，运动方向与磁感线方向平行，没有切割磁感线，不会产生感应电流，故B错误；
CD、由题意可知，电路中产生了感应电流，说明AB棒在磁场中做切割磁感线运动；该过程中消耗了机械能，得到了电能，即将机械能转化为电能；该实验说明磁能生电，故C错误，D正确。
故选：D。
电磁感应现象：当闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，产生感应电流。由此分析判断即可。
此题考查了产生感应电流的条件，在电路闭合的情况下，导体必须做切割磁感线运动。其中也可以是导体不动，磁体运动。
13.【答案】220 机械 强
【解析】解：在我国，家庭电路的电压为220V；
四冲程汽油机工作时将内能转化为机械能的冲程是做功冲程；
条形磁铁的两端磁性是最强的，中间磁性最弱。
故答案为：220；机械；强。
解答本题从以下角度分析：知道家庭电路的电压值；了解四冲程汽油机中的能量转化情况；根据条形磁铁的两极的特点分析。
本题中考查了家庭电路电压的了解，汽油机中的能量转化和磁性强弱的比较等，有一定综合性，但难度不大。
14.【答案】南 沈括
【解析】解：地球本身是一个大磁体，司南是用天然磁石磨制成的勺子，即其实质就是一块磁铁，在地球的磁场中受到磁力的作用，由于地磁N极在地理的南极附近，地磁的S极在地理的北极附近，故长柄所指方向是地磁北极，地理南极；
中国北宋的沈括最早发现了地磁两极与地理两极并不重合的现象，比西方早了400多年。
故答案为：南；沈括。
(1)指南针是根据地磁场的作用工作的，地磁的南极在地理的北极附近，而地磁的北极在地理的南极附近，再根据磁极间的作用规律，可判断指南针的指向；
(2)中国北宋的沈括最早发现了磁偏角的存在。
本题主要考查了地磁场的性质，属于基础知识考查，也是学生易错的内容。
15.【答案】红 N
【解析】解：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；
根据安培定则可知，螺线管的上端是N极。
故答案为：红；N。
根据安培定则判定螺线管的极性；当水位到达金属块A时，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使红灯电路接通。
本题考查电磁继电器的应用，这个自动控制装置是由控制电路和工作电路两部分组成，工作电路又包括红灯电路和绿灯电路。
16.【答案】电动机 速度 保护电路
【解析】(1)闭合开关后，导体ab会向左运动，说明通电导体在磁场中会受到力的作用，应用此原理可制成电动机；
(2)如果移动滑动变阻器的滑片，电路中的电流发生变化，导体ab受力的大小发生变化，则导体ab运动的速度发生变化；
(3)在本实验中，滑动变阻器除了改变电路的电流外，还可以保护电路。
故答案为：电动机；速度；保护电路。
分析：(1)通电导体在磁场中受力运动，消耗电能，转化成机械能，根据此原理制成电动机；
(2)由滑片的移动可知滑动变阻器接入电阻的变化，再由欧姆定律可知电流的变化，得出磁场磁性的变化，从而得出导体移动速度的变化；
(3)滑动变阻器可以保护电路。
本题考查了电动机的原理、影响电动机转动速度的因素以及滑动变阻器的作用，是一道基础题。
17.【答案】解：磁体周围的磁感线从N极出发回到S极，磁场中小磁针静止时N极指向和该点磁场方向相同，可以判断小磁针的下端是N极；通电螺线管的上端是N极，由安培定则知，电流从螺线管的下端进入，从上端流出，可以判断电源的下端是正极，如图所示。
【解析】磁场对放入其中的磁体产生磁力作用，磁场中小磁针静止时N极指向和该点磁场方向相同，由磁场方向确定小磁针的磁极，知道通电螺线管的磁极，利用安培定则判断电流方向，根据电流方向确定电源的正负极。
对于通电螺线管的习题，知道磁场中小磁针静止时N极指向、电流方向、通电螺线管的磁极三者中的任意一者，都可以判断另外两者。
18.【答案】解：由外部磁感线由N极指向S极可知通电螺线管左端为N极，右手螺旋定则可知电流由左侧流入，故电源左侧为正极
由异名磁极相互吸引和小磁针所在位置的可知小磁针左端为N极。如图所示：
；
【解析】由磁感线的特点可知磁感线方向及小磁针的指向，由右手螺旋定则可知电流方向，则可知电源的正负极。
本题考查了右手螺旋定则及磁感线特点，螺线管的磁场可以等效为条形磁铁的磁场。
19.【答案】力的作用 电动机 1与2(或3与4) 灵敏电流计
【解析】解：(1)如图甲所示，把金属杆ab放在磁场里，闭合开关，通过ab有电流，观察到金属杆ab向右运动，这表明通电导体在磁场中受到力的作用，人们根据这个原理制成了电动机；
(2)探究通电金属杆在磁场中受力方向与磁场方向有关时，需要控制电流方向相同，磁场方向不同，故需要对比第1与2或3与4次数据；
分析第1与3或2与4次数据可知，磁场方向相同，电流方向不同，导体运动方向不变，则表明通电金属杆在磁场中受力方向与电流方向有关；
(3)如果将实验装置中的电源换成灵敏电流计，让导体ab在磁场中做切割磁感线运动，可以探究发电机的工作原理。
故答案为：(1)力的作用；电动机；(2)1 与 2(或 3 与 4)；(3)灵敏电流计。
(1)通电导体在磁场中受到力的作用；
(2)通电导体在磁场中受力方向与磁场方向、电流的方向有关；根据控制变量法得出答案；
(3)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流。
本题考查了电磁感应现象、通电导线在磁场中的受力情况，是一道基础题。
20.【答案】左 N 电流大小
【解析】解：(1)为了保护电路，连接电路时，将滑动变阻器调至最大阻值处，即最左端；
(2)根据安培定则可知，电流从螺线管的左端流入、右端流出，螺线管的右端为N极；
(3)依次向右移动变阻器滑片，电路中的总电阻变小，电路中的电流变大，其他因素不变，小车在水平桌面上运动的距离一次比一次运，是因为电磁铁磁性增强，排斥力增大，说明通过本组实验可探究出电磁铁的磁性强弱与电流大小有关。
故答案为：(1)左；(2)N；(3)电流大小。
(1)为了保护电路，连接电路时，应将滑动变阻器调至最大阻值处；
(2)根据安培定则分析；
(3)结合控制变量法分析影响电磁铁磁性强弱的因素。
本题考查了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关、安培定则的应用，属于基础题。
21.【答案】解：(1)由I=UR得，R两端的电压为：
U=UR=IRR=0.1A×20Ω=2V；
由并联电路电压特点和欧姆定律得，此时L的电阻：
RL=UIL=2V0.2A=10Ω；
(2)L的实际功率为：
P实=UIL=2V×0.2A=0.4W；
(3)通电20s，L、R共消耗的电能为：
W=UIt=U(IR+IL)t=2V×(0.1A+0.2A)×20s=12J。
答：(1)此时L的电阻为10Ω；
(2)L的实际功率为0.4W；
(3)通电20s，L、R共消耗的电能为12J。
【解析】(1)根据I=UR求出R两端的电压即为电源电压；再根据并联电路电压特点和欧姆定律求出此时L的电阻；
(2)已知L两端的实际电压和流过的实际电流，所以根据公式P=UI计算得L的实际功率；
(3)根据公式W=UIt计算得通电20s，L、R共消耗的电能。
本题考查了电功与电能的计算、实际功率的计算以及欧姆定律的应用问题，难度不大，属于常考题。
22.【答案】增大 减弱
【解析】解：(1)由图乙可知，热敏电阻R阻值随温度升高而增大，由欧姆定律可知，电路中电流减小，电磁铁磁性增强，当温度增大到一定值时，衔铁会跳起；
(2)由图可知当温度为80℃时，热敏电阻的阻值为100Ω，串联电路总电阻等于各分电阻之和，所以控制电路的总电阻为：R控=R+R0=100Ω+50Ω=150Ω，
衔铁刚弹起时，通过电磁铁线圈的电流：I=U1R控=3V150Ω=0.02A，
(3)由P=U2R可知，当只有R2接入工作电路，工作电路中总电阻最小，功率最大，处于加热状态；当R1和R2串联接入工作电路，工作电路中总电阻最大，功率最小，处于保温状态；
则保温功率为：P=U22R1+R2=(220V)2836Ω+44Ω=55W；
(4)水吸收的热量为：Q=c水mΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×2kg×(80℃−25℃)=4.62×105J，
恒温调奶器加热状态下的电功率：P=U22R2=(220V)244Ω=1100W；
500s内消耗的电能：W=Pt=1100W×500s=5.5×105J，
恒温调奶器的加热效率：η=QW×100%=4.62×105J5.5×105J×100%=84%。
答：(1)增大；减弱；
(2)衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流为0.02A；
(3)工作电路在保温状态下的电功率为55W；
(4)此过程中水吸收的热量为4.62×105J，恒温调奶器的加热效率为84%。
(1)由图乙可知，热敏电阻R阻值随温度升高而增大，由欧姆定律可知，电路中电流减小，电磁铁磁性减弱，当温度增大到一定值时，衔铁会跳起；
(2)由图可知当温度为80℃时，热敏电阻的阻值为100Ω，根据串联电路电阻规律计算控制电路的总电阻，根据欧姆定律计算衔铁刚弹起时通过电磁铁线圈的电流；
(3)R1和R2串联接入工作电路，处于保温状态，根据P=U2R计算保温功率；
(4)根据Q=cmΔt计算水吸收的热量，根据W=Pt计算500s内消耗的电能，根据效率公式η=QW×100%计算恒温调奶器的加热效率。
本题考查电磁继电器的工作原理、串联电路特点、欧姆定律、电功率公式、效率公式等的灵活运用，综合性强。
23.【答案】以下 电磁铁 红灯
【解析】解：(1)由图乙可知，当水箱内水位较低时，金属探针脱离水面，电路断路，电磁铁失去磁性衔铁弹起，上触点与红灯所在电路的触点接触，红灯亮。
(2)由图表可知，出风功率P=6W，
W=Pt=6W×10×60s=3600J。
(3)电池的容量：
Q=6000mAh=6A⋅h，
风扇喷雾时的功率：
P总=P出风+P喷雾=6W+6W=12W，
在喷雾状态下的工作时间：
t喷雾=W喷雾P总=UQP总=6V×6A⋅h12W=3h，
由于3h<5h，所以他们的宣传与实际不相符。
答：(1)答案为：以下；电磁铁；红灯。
(2)小风扇在只扇风状态下工作10分钟消耗的电能是3600J。
(3)通过计算判断他们的宣传与实际不相符。
(1)由图乙可知，电磁继电器工作时状态判断。
(2)由图表可知，出风功率，有工作时间W=Pt，即可求出小风扇消耗的电能。
(3)喷雾元件涉及喷雾和出风两部分，故功率P总=P出风+P喷雾，电池容量单位为mAh即电流与时间的单位乘积，故电能大小可以是电池容量与电压的乘积，W=UQ，求出喷雾状态下的工作时间。
本题考查电磁继电器、电功率以及电能公式的应用，看懂图和图表是解题关键。
24.【答案】解：(1)将租车卡(带有磁条)靠近电动汽车上的感应器，检测头的线圈中就会产生变化的电流，感应器即能读取卡中的信息，其原理就是电磁感应现象；
(2)由图2可知，电动汽车的输出电压U=339V，输出电流I=1A，
则此时电动汽车的输出功率：
P=UI=339V×1A=339W；
(3)电池容量为W电=22kW⋅h=22×3.6×106J=7.92×107J，
根据表格数据可知，充电器输入电压为220V，输入电流为16A，
由W=UIt得，将已经耗完电能的电池充满，理论上需要的时间：
t=W电UI=7.92×107J220V×16A=2.25×104s=6.25h。
答：(1)刷卡所用的原理是电磁感应现象；
(2)此时电动汽车的输出功率为339瓦；
(3)理论上需要时间为6.25h。
【解析】(1)闭合回路中的部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时就能产生感应电流，这种现象为电磁感应现象，发电机就是根据电磁感应的原理制成的；
(2)知道输出电压和电流，根据P=UI求出此时电动汽车的输出功率；
(3)根据W=UIt的变形公式求出将已经耗完电能的电池充满理论上需要的时间。
本题主要考查学生对电磁感应现象、电功率的计算、电功公式等知识掌握和应用，涉及到的知识点较多，综合性强，有一定的难度。
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