人教版九年级全册第二十章 电与磁综合与测试课堂检测

2022-2023学年上学期第二十章单元检测卷A卷（人教版）

九年级全一册 物理·全解全析

一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。

1．（2022·天津南开·二模）小明在学习了物理知识之后，了解了物质的一些物理属性，在研究了橡胶、金属、木材、蜡之后，得到以下结论，其中错误的是（　　）

A．金属是导体，橡胶和干木材是绝缘体

B．同一块蜡，塑造成不同的形状，它的质量不变

C．橡胶能发生弹性形变产生弹力，金属铁能被磁化具有磁性

D．寒冷的冬天，处在室外同一环境的金属与木材，用手触摸，感觉金属更凉，是因为金属温度低于木材温度

【答案】D

【解析】A．导体和绝缘体的明显区别是指导电性能的强弱，金属导电性能强，是导体，橡胶和干木材导电性能很弱，通常情况下不导电，是绝缘体，故A正确，不符合题意；

B．同一块蜡，塑造成不同的形状，其密度、体积和含有物质的量均未变化，故它的质量不变，故B正确，不符合题意；

C．弹力指物体受外力作用发生形变后，若撤去外力，物体能恢复原来形状的力，橡胶能发生弹性形变产生弹力，磁化是指物体在磁场的作用下使原来没有磁性的物体具有磁性，金属铁能被磁化具有磁性，故C正确，不符合题意；

D．寒冷的冬天，处在室外同一环境的金属与木材，用手触摸，感觉金属更凉，是因为的导热性更强，木材的导热性更弱，触摸金属时手的热量被金属传递的速度更快，故感觉更凉，故D错误，符合题意。

故选D。

2．（2022·湖北随州·二模）下列关于物理学家做出贡献的叙述，符合历史事实的是（　　）

A．牛顿——最先研究光的色散现象 B．奥斯特——最早记述了磁偏角

C．法拉第——最先发现电流的磁效应 D．沈括——最先发现电与磁之间的联系

【答案】A

【解析】A．英国物理学家牛顿1666年观察到了光的色散现象，故A符合题意；

BD．沈括是中国历史上最卓越的科学家之一，他发现了地磁偏角的存在，比欧洲发现地磁偏角早了四百多年，故BD不符合题意；

C．奥斯特发现了通电导体周围存在磁场，是第一个发现电流磁效应的科学家，故C不符合题意。

故选A。

3．（2021·浙江·慈溪育才中学九年级阶段练习）小明在科学拓展课上制作了一个简易喇叭（原理如图）。接通信号源后，电流的方向不断改变，导致线圈的磁极不断变化，通过吸引或排斥磁铁，带动纸盆振动。为改变纸盆振动幅度以调节喇叭响度，下列方法不可行的是（     ）

A．改变磁铁的磁极 B．改变电流的大小

C．改变磁铁磁性强弱 D．改变线圈的匝数

【答案】A

【解析】

由题知，接通信号源后，电流的方向不断改变，导致线圈的磁极不断变化，通过吸引或排斥磁铁，带动纸盆振动发声。

A．改变磁铁的磁极，并不能改变起到改变磁性强弱的作用，不能改变纸盆振动幅度（即不能调节喇叭响度），所以A方法不可行。故A符合题意；

BCD．为改变纸盆振动幅度以调节喇叭响度，可以改变电磁铁的磁性强弱，具体来说可以改变电流大小或改变线圈匝数；还可以改变永磁铁的磁性强弱（如更换永磁铁或充磁），所以BCD都可行。故BCD不符合题意。

故选A。

4．（2022·广东·广州市第七中学二模）如图直流电动机（已安装换向器）的两个不同时刻的工作原理图，下列分析正确的是（　　）

A．甲图导线ab和乙图导线cd电流方向相反，受力方向相反

B．从上往下看，线圈中电流方向都是逆时针方向

C．导线cd在这两个时刻电流方向相同，转动方向相同

D．导线ab在这两个时刻电流流向不同，受力方向不同

【答案】D

【解析】A．由图示可知，导线ab在甲图中电流方向是由b到a的，受力方向是竖直向下的，导线cd在乙图中电流方向是由c到d的，受力方向是竖直向下的，故A错误；

B．由图可知，从上往下看，线圈中电流方向都是顺时针方向，故B错误；

C．导线cd在甲图中电流方向是由d到c的，受力方向是竖直向上的，在乙图中电流方向是由c到d的，受力方向是竖直向下的，故C错误；

D．由图示可知，导线ab在甲图中电流方向是由b到a的，受力方向是竖直向下的，在乙图中电流方向是由a到b的，受力方向是竖直向上的，故D正确。

故选D。

5．（2022·辽宁阜新·中考真题）刷卡消费时，人们将带有磁条的信用卡在刷卡机指定位置刷一下，刷卡机的检测头就能产生感应电流，便可读出磁条上的信息。下列四幅图中与刷卡机原理相同的是（　　）

A． B．

C． D．

【答案】A

【解析】A．刷卡机的工作原理是电磁感应。动圈式话筒是利用振动膜片带动线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生随声音信号变化的感应电流工作的，用的是电磁感应现象，故A符合题意；

B．刷卡机的工作原理是电磁感应。该装置是电动机的工作原理图，电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，故B不符合题意；

C．刷卡机的工作原理是电磁感应。该装置电磁继电器，其主要部件是电磁铁，电磁铁的工作原理是电流的磁效应，故C不符合题意；

D．刷卡机的工作原理是电磁感应。螺线管通电后具有磁性，这是电流的磁效应，故D不符合题意。

故选A。

6．（2022·湖南株洲·模拟预测）图示是《立春》表演中的道具——细长杆，它长达9.5m但质量却只有1.85kg，发光物藏在杆内。由此可知，制作杆的物质一定（　　）

A．容易导电 B．不容易导电

C．密度较小 D．具有磁性

【答案】C

【解析】由题意可知，杆的长度较长，体积较大，但杆的质量较小，由可知，制作杆的物质的密度较小；但不能确定该物质是否容易导电，也不能确定该物质是否具有磁性，故C符合题意，ABD不符合题意。

故选C。

7．（2022·云南师范大学实验中学三模）图甲中小磁针静止在螺线管附近，图乙中弹簧测力计下端挂一条形磁体，且与螺线管B在同一竖直线上，闭合开关S后，下列判断正确的是（　　）

A．甲图中小磁针沿顺时针方向偏转

B．甲图中通电螺线管外A点磁场的方向向右

C．乙图中只改变电流的方向，测力计的示数变大

D．丙图中小磁针的N指向地理南极

【答案】C

【解析】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，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针沿逆时针方向偏转，故A错误；

B．磁体周围的磁感线是从N极出来回到S极的，磁场的方向与磁感线的方向相同，甲图中通电螺线管外A点磁场的方向向左，故B错误；

C．根据安培定则可知，螺线管上端为N极，同名磁极相互排斥；图中只改变电流的方向，螺线管的上端为S极，异名磁极相互吸引，所以测力计的示数变大，故C正确；

D．在地理赤道附近，悬挂起来的小磁针静止时，小磁针的N极指向地理的北极附近，故D错误。

故选C。

8．（2022·广东汕头·模拟预测）如图是研究巨磁电阻（GMR电阻在磁场中随磁场强度的增强而减小）特性的原理示意图，闭合开关S1、S2后，指示灯亮。滑片P向左滑动过程中（　　）

A．电磁铁右端是N极指示灯变亮

B．电磁铁右端是S极指示灯变亮

C．电磁铁右端是N极指示灯变暗

D．电磁铁右端是S极指示灯变暗

【答案】B

【解析】利用安培定则可知，电磁铁的左端为N极、右端为S极；当滑片P向左滑动过程中，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，则电路中的电流变大，通电螺线管的磁性增强；由图可知，巨磁电阻和灯泡串联，因巨磁电阻在磁场中急剧增强，所以，此时巨磁电阻的阻值会变小，右侧电路中的总电阻变小，由可知，右侧电路中的电流变大，通过灯泡的电流变大，灯泡变亮。故B符合题意，ACD不符合题意。

故选B。

9．（2022·江苏无锡·模拟预测）如图所示，闭合开关，铜棒向右运动，为使开关闭合后铜棒向左运动，下列操作可行的是（　　）

A．换用更细的铜棒

B．将磁体的N、S极对调

C．向右移动滑动变阻器的滑片

D．将电源正、负极和磁体N、S同时对调

【答案】B

【解析】A．换用更细的铜棒，使电阻变大电流变小，但不能改变受力的方向，故A错误；

B．将磁体的N、S极对调，磁场方向改变，则通电导体的受力方向改变，铜棒向左运动，故B正确；

C．向右移动滑动变阻器的滑片，只能改变电流的大小，不能改变电流的方向，故C错误；

D．将电源正负极对调，同时将磁体磁极对调，影响磁场力方向的两个因素同时改变，则通电导体的受力方向不变，铜棒仍然向右运动，故D错误。

故选B。

10．（2022·四川泸州·模拟预测）研究电磁感应现象的实验装置如图所示，下面进行的操作能使电流表指针发生偏转的是（　　）

A．使导线AB在水平方向运动

B．使导线AB向上或向下运动

C．闭合开关，使导线AB在水平方向运动

D．闭合开关，使导线AB向上或向下运动

【答案】C

【解析】闭合回路的部分导体做切割磁感线运动时，会产生感应电流，电流表指针才会偏转。

AB．如图所示的图中，要想产生感应电流，必须是闭合电路，开关要闭合，故AB不符合题意；

CD．导体必须做切割磁感线运动，故导线AB必须沿水平方向运动。故C符合题意，D不符合题意。

故选C。

第Ⅱ卷

二、填空题。（每空1分，共21分）

11．（2022·河南南阳·九年级期末）我国宋代科学家______在《梦溪笔谈》中明确指出，指南针所指的方向“常微偏东不全南也”；地磁场的______极在地理的南极附近。

【答案】     沈括     北

【解析】[1]《梦溪笔谈》是我国宋代科学家沈括的著作，指南针所指的方向“常微偏东不全南也”是指地磁两极与地理两极并不重合，两者轴线之间存在着一个夹角，称为磁偏角。

[2]地球是一个巨大的天然磁体，地球周围存在地磁场，人们把指南针指南的磁极叫南极，地磁场的北极在地球的地理南极附近，地磁场的南极在地球的地理北极附近。

12．（2022·青海·中考真题）如图所示，磁悬浮盆景的底端有磁铁，底座内部有一个金属线圈。线圈通电后，周围产生___________（选填“磁场”或“磁感线”），这是电流的___________效应。盆景能悬浮在空中，其原理是___________。

【答案】     磁场     磁     同名磁极相互排斥

【解析】[1][2]通电导体周围存在磁场，但不存在磁感线，磁感线是人们为了形象方便的描述磁场而假想的曲线；底座内部有一个金属线圈，通电有磁性，断电无磁性，说明磁悬浮盆景是利用电流的磁效应工作的。

[3]根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引可知，盆景能悬浮在空中是同名磁极相互排斥的原因。

13．（2022·山东青岛·一模）如图所示是燃油汽车启动装置的电路简图。汽车启动时，需要将钥匙插入仪表板上的钥匙孔并旋转，旋转钥匙相当于闭合开关，电源______与电磁铁接通，根据______原理，电磁铁有磁性，将衔铁吸下，______与静触点B接通，电动机电路工作。

【答案】     2     电流的磁效应  动触点A

【解析】[1][2][3]如图可知，汽车启动时，需要将钥匙插入仪表板上的钥匙孔并旋转，旋转钥匙相当于闭合开关，电源2与电磁铁接通，根据电流的磁效应原理，电磁铁有磁性将衔铁吸下，动触点A与静触点B接通，电动机电路工作。

14．（2022·全国·九年级课时练习）将两块磁铁分别吸在干电池的正负极上，使两个磁铁的N极都向外，构成了一个可以在平面上滚动的滚轮。如图所示，将锡箔纸平铺在水平桌面上，再将滚轮轻轻放在锡箔纸上，由于锡箔纸具有________性，滚轮立刻开始向前滚动。滚轮能够滚动的原理是_________。若让滚轮向相反的方向滚动，下列操作可行的是________。（可多选①仅将滚轮左右换个方向；②仅将电池正负极对调一下；③将两端磁铁的N、S极和电池的正负极均对调）

【答案】     导电     磁场对电流有力的作用     ①②

【解析】[1][2]将锡箔纸平铺在水平桌面上，再将滚轮轻轻放在锡箔纸上，由于锡箔纸是导体，容易导电，所以通过锡箔纸有电流，干电池在磁体的磁场中受力运动，所以滚轮立刻开始向前滚动。

[3]通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向、磁场的方向有关，若让滚轮向相反的方向滚动，可以改变磁场的方向或电流的方向，即将滚轮左右换个方向或将电池正负极对调一下；若同时将两端磁铁的N、S极和电池的正负极均对调，则受力的方向不变，故可行的是①②。

15．（2021·江苏扬州·九年级期末）1831年，物理学家法拉第发现：___________电路的一部分导体在磁场中做___________运动时，电路中就会产生___________，这个现象叫做电磁感应现象。根据此原理发明的___________，为人类进入电气化时代做出了重大贡献。

【答案】     闭合     切割磁感线     电流（或感应电流）     发电机

【解析】[1][2][3][4]闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，这个现象叫作电磁感应现象；根据电磁感应现象发明了发电机，为人类进入电气化时代做出了重大贡献。

16．（2022·广东湛江·模拟预测）如图是小军设计的短跑比赛“抢跑判断器”。运动员蹲在起跑器上后，工作人员闭合开关S1，S2，发令指示灯亮，运动员抢跑后，R0所受压力变小，电阻变小，电磁铁的磁性______（填“增强”或“减弱”）， 将______吸下，抢跑指示灯______（填“L1”或“L2”）亮，判定运动员抢跑。

【答案】     增强     衔铁     L2

【解析】[1][2][3]由图知，工作人员闭合开关S1，S2，左侧电路接通，但压敏电阻阻值较大，根据欧姆定律可知电路中电流很小，通过电磁铁的磁性很弱，不会将衔铁吸下来，右侧电路发令指示灯L1接通，运动员抢跑后，R0所受压力变小，阻值变小，电路中的电流变大，则通过电磁铁的电流变大，电磁铁磁性增强，将上方的衔铁吸下，此时，发令指示灯L1熄灭，抢跑指示灯L2接通，故L2亮，可判定运动员抢跑。

17．（2022·广东·广州市越秀区育才实验学校二模）某同学用下图所示的装置研究电磁感应。

（1）如图甲所示，保持蹄形磁体竖直放置，使导体AB从图示位置向上运动，电路中______（填“无”或“有”）感应电流；

（2）如图乙所示，保持线圈不动，使蹄形磁体快速向左运动，电流表指针______（填“不会”或“会”）偏转，此时电路中______电源（填“有”或“没有”）。

【答案】     有     会     有

【解析】（1）[1]由图甲可知，图中两磁极间的磁感线沿水平方向，导体AB从图示位置向上运动，闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动，所以电路中就有感应电流。

（2）[2][3]如图乙所示，保持线圈不动，使蹄形磁体快速向左运动时，以磁体为参照物，线圈向右运动，则线圈也会切割磁感线，电路中也有感应电流，因此电流表指针会偏转，此时电路中导体AB就是电源。

三、实验探究题（每空2分，共24分）

18．（2022·河南·模拟预测）小霏想探究通电螺线管外部的磁场是怎样分布的，实验如下：

（1）在嵌有一个通电螺线管的玻璃板上均匀地撒上一层铁屑，然后 _____玻璃板，观察铁屑的分布情况，发现铁屑在磁场中被 _____成一个个小磁针，从而在磁场中有序地排列起来。

（2）再在玻璃板上放两个小磁针，小磁针静止时的情况如图所示。由图可知通电螺线管外部的磁场分布与 _____磁体外部的磁场相似。

（3）若想研究通电螺线管的磁极跟电流方向是否有关，小接下来应该怎么做？_____。

【答案】     轻敲     磁化     条形     对调电源的正负极

【解析】（1）[1][2]在嵌有一个通电螺线管的玻璃板上均匀地撒上一层铁屑，然后轻敲玻璃板；铁屑原来没有磁性，但在磁场的作用下能够获得磁性，说明铁屑被磁化了；

（2）[3]根据铁屑的分布情况可知通电螺线管的磁场与条形磁铁的磁场是相似的；

（3）[4]为了探究通电螺线管磁极的极性与电流方向是否有关，应改变螺线管中的电流方向，所以应该采取的操作是对调电源的正负极。

19．（2022·广东东莞·一模）（1）小明利用图甲的装置“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”，实验中，小明同学通过观察 ___________判断电路中是否产生感应电流。闭合开关，当导体ab水平左右运动时，发现灵敏电流计的指针发生了摆动，表明电路中有电流通过，此时 ___________（“灵敏电流计”或“导体ab”）就相当于电路中的电源。

（2）小明再利用图乙所示装置做“探究磁场对电流的作用”实验。闭合开关，ab向右运动，说明磁场对 ___________有力的作用，断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，再闭合开关，会发现导体棒ab向左运动，说明通电导体在磁场中的受力方向与 ___________有关。

【答案】     电流表的指针是否偏转     导体ab     通电导体     磁场方向

【解析】（1）[1]实验时，通过观察电流表的指针是否偏转，来确定电路中是否产生感应电流。

[2]导体ab在水平方向左右运动，导体ab切割磁感线运动，导体中有感应电流产生，此时导体ab提供了电流，在电路中相当于是电源。

（2）[3]将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，未闭合开关前，电路中没有电流，导体静止不动，闭合开关后，电路中有电流，导体运动，说明磁场对通电导体有力的作用。

[4]断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，磁场方向改变，再闭合开关，电流方向不变，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反，向左运动，这说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。

20．（2022·海南·中考真题）某实验小组用自制电磁铁探究影响电磁铁磁性强弱的因素。他们用相同的漆包线和铁钉绕制成两个电磁铁A和B，B铁钉上绕有更多匝数的线圈，实验装置如图所示。

（1）如图甲，闭合开关，电磁铁A的钉尖是______极（选填“N”或“S”）；将滑动变阻器的滑片P向右移动，能吸引______的大头针（选填“更多”“不变”或“更少”）；

（2）如图乙，把电磁铁A和B串联，闭合开关，多次移动滑动变阻器的滑片P，发现电磁铁B总能吸引更多的大头针，通过比较，得出的结论是______；

（3）电磁铁在生活中应用广泛，请举一例：______。

【答案】     S     更少     电流相同时，匝数越多，电磁铁磁性越强     电铃

【解析】（1）[1]由图甲可知，铁钉表面的电流方向向右，根据安培定则可知，钉尾为N极，顶尖为S极。

[2]当滑动变阻器的滑片向右端滑动时，电路中的电阻变大，则电流变小，即由铁钉组成的电磁铁磁性减弱，则吸引的大头针数量会更少。

（2）[3]由图乙可知，电磁铁A和B串联，则电路中的电流相等，因为电磁铁B的线圈匝数多，所以吸引的大头针多，则说明电流相同时，匝数越多，电磁铁磁性越强。

（3）[4]电磁铁在生活中应用广泛，如电铃，电磁起重机等等。

四、综合题：本题共2小题，共25分。

21．(10分)（2022·河南·郑州外国语中学九年级期末）2022年伊始，新一轮新冠肺炎疫情再次侵袭郑州，疫情防控形势陡然紧张。“保持距离”、“零接触”成为了我们承担社会责任和传递爱心的一种方式。如图甲为某款全自动感应干手器，其工作原理简化图如图乙所示。

（1）控制电路中的电磁继电器主要是利用了电流的 ______效应，当手放到红外线感应区域范围内，R的阻值就会减小，控制电路中的电流 ______（选填“增大”、“减小”或“不变”），衔铁被吸下，工作电路开始工作。

（2）若加热电阻丝阻值为44Ω，则工作10s它产生热量为多少J？(      )

（3）若只将感应干手器一个用电器接入电路中，使其正常工作，10s中电能表（如图丙）的转盘转了10r，则工作电路中电动机的电功率是多少？(      )

（4）该款干手器吹出热风温度参数为35℃～45℃，若想提高热风的温度，你的方法是：______。

【答案】     磁     增大     1.1×104J     340W     应在加热电阻丝两端并联一根加热电阻丝

【解析】（1）[1][2]控制电路中的电磁继电器主要是利用了电流的磁效应；当手放到红外线感应区域范围内，R的阻值就会减小，由欧姆定律可知，控制电路的电流增大，衔铁被吸下，工作电路开始工作。

（2）[3]因并联电路中各支路两端的电压相等，所以加热电阻丝工作10s产生的热量为

（3）[4]2500r/kW·h表示电路中用电器每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转2500r，10s中电路消耗的电能为

电路的总功率为

加热电阻丝的功率为

工作电路中电动机的电功率是

P电动机＝P总﹣P＝1440W﹣1100W＝340W

（4）[5]工作电路的电压220V一定时，要提高热风温度，由可知，应减小电路中的电阻，因串联电路中总电阻大于任何一个分电阻、并联电路中总电阻小于任何一个分电阻，所以，应在加热电阻丝两端并联一根加热电阻丝。

22．(15分)（2021·广东·高州市第一中学附属实验中学九年级阶段练习）小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示。将热敏电阻 R 安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响。图甲中继电器的供电电压U1 =3 V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R0为30 Ω。当线圈中的电流大于等于50 mA 时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图象。

（1）继电器的电磁铁是利用电流的 ______ 效应原理工作的。

（2）由图乙可知，当环境温度为40时，热敏电阻阻值为 ______ Ω，此时通过继电器线圈的电流为 ______ mA。当环境温度升高时，热敏电阻阻值将 ______ ，继电器的磁性将 ________ （后面两空选填“增大”、“减小”或“不变”）。

（3）图甲中警铃的接线柱C应与接线柱 ______ （选填“A”或“B”）相连。

（4）图甲中线圈下端P的磁极是 ______ （选填“N”或“S”） 极。

【答案】     磁     70     30     减小     增大     B     S

【解析】(1)[1]电流流过导体时导体周围产生磁场，这种现象是电流的磁效应，电磁铁是利用该原理工作的

(2)[2][3]由乙图知道，热敏电阻40℃对应的阻值为70Ω。由欧姆定律知道，此时通过继电器线圈的电流为

[4][5]分析图象知道温度升高时，热敏电阻阻值减小，由欧姆定律知道，电路中电流就会增大，电磁铁的磁性就会增大。

(3)[6]由题中“当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响”，所以，警铃的接线柱C应与接线柱B连，指示灯的接线柱D应与接线柱A相连。

(4)[7]由安培定则可判断出线圈的下端P的极性是S极。