北京课改版物理九年级全册《第12章 磁现象》单元测试（含解析）

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北京课改版物理九年级全册《第12章 磁现象》单元测试一 、单选题（本大题共10小题，共30分）1.（3分）如图是一种水位自动报警的原理图；当水位低于A点时，工作电路中绿灯亮；水位到达A点时，衔铁被吸下，工作电路中红灯亮。当某次水位超过A点时，由于电磁铁磁性太弱使衔铁没有被吸下，为了能正常报警，下列做法中合理的是( )A. 增加工作电路电压 B. 减小控制电路电压C. 增加电磁铁线圈的匝数 D. 减少电磁铁线圈的匝数2.（3分）某品牌山地自行车行驶时，车轮带动线圈在磁场中转动，车灯就能发光，当自行车行驶得越快，车灯就越亮。如图所示，下列装置中与其工作原理相同的是()A. B. C. D. 3.（3分）下列关于电与磁的说法中，正确的是（ ）A. 安培发现了电流的磁效应B. 法拉第发现了电磁感应现象C. 牛顿发现了通电导体在磁场中受力的作用D. 奥斯特记述了地理的两极和地磁场的两极并不重合4.（3分）关于磁感线，下列说法正确的是()A. 磁感线可以不是闭合的曲线B. 磁场中的磁感线是确实存在的C. 磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出来，回到S极D. 磁感线是由铁屑构成的5.（3分）图中为关于电和磁的实验，下列叙述不正确的是( )A. 图实验说明电流周围存在磁场B. 图实验演示的是电动机的工作原理C. 图实验说明磁场对电流有力的作用D. 图实验演示的是异名磁极相互吸引6.（3分）下列说法正确的是( )A. 以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100％B. 内能小的物体可以将热量传给内能大的物体C. 电动机工作时利用了电磁感应的原理D. 磁感线密集的地方磁场强，磁感线可以相交7.（3分）下列说法正确的是(    )A. 扬声器是利用电流的热效应进行工作的B. 发电机是利用通电线圈在磁场受力转动的原理制成的C. 电动机是利用电磁感应的原理制成的D. 电磁起重机是利用电流的磁效应进行工作的8.（3分）如图，关于甲、乙、丙、丁四幅图片，下列说法错误的是( )A. 甲实验说明通电导体周围存在着磁场B. 乙实验说明了发电机的工作原理C. 丙实验过程中将机械能转化为电能D. 丁中水位没有达到金属块A时绿灯亮9.（3分）以下设备工作时利用电磁感应原理的( )A. 洗衣机 B. 发电机 C. 电热水器 D. 电风扇10.（3分）电动汽车越来越多地进入普通家庭，电动汽车的核心部件是电动机，下面图中能正确反映电动机工作原理的是(    )A. B. C. D. 二 、填空题（本大题共4小题，共16分）11.（4分）如图是由电磁铁P、弹簧等构成的空气开关的原理图，当电路因为短路而使电路电流 ______ (选填“过大”或“过小”)时，电磁铁的磁性 ______ (选填“增强”“减弱”或“不变”)，吸引衔铁Q的力变大，使衔铁转动，闸刀S在弹力的作用下自动开启，切断电路，起到保险作用。12.（4分）如图是今年“3•15”晚会上曝光的劣质导线，不良商家为了降低成本，将多芯铜导线的根数从国家标准的32根减为26根，导致导线横截面积减小。对于长度相等的标准导线和劣质导线，劣质导线的电阻____________________（选填“较大”或“较小”），若在通有相同电流的情况下，相同时间内劣质导线产生的热量_______________（选填“较多”或“较少”）。 13.（4分）如图所示是一个汽车超载自动报警电路。当压力传感器所受压力越大时，输出的电压U就越大(相当于一个电源)，使电磁铁的磁性变 ______ (填“强”或“弱”)。车辆不超载时，工作电路中绿灯亮；当传感器所受压力增大到一定程度时，红灯亮，说明汽车超载。请你判断灯 ______ (填“L1”或“L2”)是红灯。14.（4分）如图所示，将一条形磁体放在小车上，并靠近螺线管。开关闭合，当变阻器滑片向右滑动时，发现小车也向右运动，则通电螺线管的左端为______极，条形磁体的左端为______极。三 、简答题（本大题共2小题，共12分）15.（6分）有这样一个电热茶具座(如图甲)，它有加热和保温两个功能，原理图如图乙所示。  其工作过程是：  (1)将S接到“加热”挡位，电磁铁A通电吸引弹性衔铁，使触点D、E接触。受控电路中电热丝R1工作，对茶具座加热。电磁铁A的上端是 ______ 极，电磁铁增加铁芯的作用是 ______ (选填“增强磁性”或“减弱磁性”)。若U2=12V，R2=10Ω，则控制电路中的电流为 ______ A。(忽略电磁铁中导线电阻)  (2)当需要保温时可将开关S接到“保温”挡位。热敏电阻R3和加热电阻R1都在茶具底座下部。随着温度升高，控制电路的总电阻增大，控制电路的电流 ______ (选填“增大”或“减小”)，当控制电路中的电流小于0.1A时，弹性衔铁自动向上弹开，受控电路断路，加热电阻R停止工作。在断开电路的一瞬间，热敏电阻R3的电阻值为 ______ Ω。  (3)请列举出一种生产生活中利用电磁铁的实例： ______ 。(合理即可)16.（6分）如图所示的装置，直导线AB段在两磁极中间，AB通过一根导线闭合，一部分导线缠绕在铁芯上，当所有部件都静止时，小磁针静止在如图位置。 (1)要使小磁针发生偏转，直导线AB在磁场中做 ______ 运动，请简单地解释这一现象： ______ 。 (2)在(1)中，若小磁针的N极向左偏转，要使小磁针的S极向左偏转，可采取哪些办法？说出两种即可。 方法一： ______ ； 方法二： ______ 。四 、实验题（本大题共2小题，共12分）17.（6分）图甲所示，是模拟丹麦物理学家奥斯特做的实验，当给导线通电时，导线附近的磁针发生偏转，这个实验说明__________。同时期的法国物理学家安培对奥斯特的发现继续研究，总结出来安培定则判断这个磁场的方向，并且他根据力的作用是相互的，用图中的__________(选填“乙”或“丙”)实验确认了通电导体在磁场中受力。英国物理学家法拉第做出逆向思考，电能生磁，磁能不能生电呢？经过10年不懈的研究，在1831年发现利用磁场也能产生电流，在这个过程中的能量转化是__________能转化为电能。 18.（6分）电与磁的联系可由三个重要实验证实。这三个实验分别如图所示。  (1)图甲：①该实验证实了______；②应用举例______； (2)图乙：①该实验证实了______；②应用举例______； (3)图丙：①该实验证实了______；②应用举例______。五 、计算题（本大题共2小题，共24分）19.（12分）实验桌上有连接完好的实验电路如图所示。请你利用此电路进行实验探究，证明：当螺线管的匝数一定时，通电螺线管铁芯吸引大头针的个数随通过螺线管的电流变大而增加。要求： (1)写出实验步骤； (2)画出实验数据记录表。20.（12分）阅读短文，回答文后问题： 电磁炉是加热、烹调食物的家用电热炊具。它具有无明火加热，热效率高的特点。 图甲为一种常见的电磁炉，图乙是原理示意图。它主要由线圈、铁芯、石英玻璃灶面、金属锅体、工作电路和控制电路等组成，线圈绕在铁芯上，电磁炉工作电路中的主要器件是变换器，它能变换交流电和直流电。 电磁炉工作时，变换器将家庭电路交流电变换成直流电，再逆变成高频交流电流过线圈，线圈产生变化的磁场，该变化的磁场在锅体的锅底形成感应电流而发热。锅底产生的感应电流具有邻近效应，即锅底靠近线圈时，锅底的感应电流最大，且感应电流随锅体离线圈距离增大面显著减小。 在电磁炉上使用的锅体担负着能量转化的任务，故对锅体的材料有一定的要求，一般采用磁性的金属材料制成。 (1)下列材料适宜制作电磁炉的烹饪锅的是(______) A.铝 B.铜 C.铁 D.陶瓷 (2)电磁炉在使用时，锅底内能增大是通过 ______(做功/热传递)方式实现的。 (3)电磁炉的工作过程中没有运用的工作原理是(______) A.电流的磁效应 B.磁场对电流的作用 C.电磁感应原理 D.焦耳定律答案和解析1.【答案】C;【解析】解：A、增加工作电路电压，不会影响到电磁铁的电流，不会改变电磁铁的磁性，故A错误。 B、减小控制电路电压，当AB接通时，电路中的电流较小，电磁铁磁性较弱，电磁铁不能把衔铁吸引下来，故B错误。 CD、在电流一定时，增加电磁铁线圈的匝数，电磁铁的磁性增强，电磁铁对衔铁的吸引会更强，使衔铁被吸下，能正常报警；同理，减少电磁铁线圈的匝数，电磁铁的磁性会变弱，使衔铁没有被吸下，不能正常报警，故C正确，D错误。 故选：C。 当水位超过A点时由于电磁铁磁性太弱而衔铁没有被吸引，此时要增大电磁铁的磁性，从电磁铁的磁性强弱影响因素考虑，此时电磁铁磁性强弱跟电流大小、线圈匝数有关。 本题通过水位自动报警器主要考查了电磁铁磁性强弱的影响因素，难度不大。2.【答案】C;【解析】解：山地自行车行驶时，车轮带动电机的线圈转动，使灯泡发光，这是电磁感应现象； A、验电器是检验物体是否带电的仪器，故A错误； B、该实验为奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，与自行车灯发光的工作原理无关，故B错误； C、图中导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生了感应电流(可以从电流表指针发生偏转来体现)，这是电磁感应现象，与自行车灯发光的工作原理相符合，故C正确； D、此图反映了通电导体在磁场中受力运动的作用，与自行车灯发光的工作原理无关，故D错误。 故选：C。 (1)山地自行车的车灯亮是利用电磁感应现象制成的，车轮带动电机的线圈转动，使线圈切割磁感线，从而产生了感应电流，使小灯泡发光； (2)逐个分析下面四个选择项中各个设备的工作原理，将两者对应即可得到答案。 此题主要考查了电磁感应、通电导体在磁场中受力、奥斯特实验、验电器的作用等知识点。3.【答案】B;【解析】电流的磁效应是奥斯特发现的，故A错；电磁感应现象是法拉弟发现的，故B正确；最早发现通电导体在磁场中受力的作用的是安培，故C错；记述了地理的两极和地磁场的两极并不重合的科学家是沈括，故D错；故选B4.【答案】C;【解析】解：A、磁感线都是闭合的曲线，故A错误； B、磁场中的磁感线不是真实存在的，是人们为了研究方便，利用模型法而假想出来的，故B错误； C、磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出来，回到S极，故C正确； D、磁感线是人们为了研究方便而假想出来的，不是由铁屑构成的，故D错误。 故选：C。 磁感线是为了描述看不见但又客观存在的磁场而引入的，它并不客观存在。磁体外部的磁感线都是从磁体的N极出来，回到S极，是闭合的曲线。 此题主要考查了对磁感线的了解，属基础知识，难度不大。5.【答案】B;【解析】解： A、该装置是奥斯特实验，演示的是电流的磁效应，说明电流周围存在磁场，故A正确； B、该装置中线圈切割磁感线能产生感应电流，是电磁感应现象，是发电机的工作原理，故B错误； C、该实验装置有电源，导体通电后在磁场中运动，说明磁场对电流有力的作用，直流电动机是依据此原理制成的，故C正确； D、图丁实验演示的是异名磁极相互吸引，故D正确。 故选：B。 (1)通电直导线周围存在磁场； (2)发电机原理图描述了线圈给外界的用电器供电；电动机原理图描述了电源给线圈供电； (3)电磁感应现象装置图没有电池；磁场对电流的作用装置图有电池； (4)同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 教材中的重要实验装置图要采用对比记忆的方法认真识记，包括实验装置的名称、说明的原理、重要的应用等。6.【答案】B;【解析】解：A.无论用什么燃料，热机都不可能将燃料释放的热量全部转化为有用功，热机效率不可能达到100％，故A错误； B.热传递的方向是热量从温度高的物体向温度低的物体传递，如果内能小的物体温度高，则内能小的物体可以将热量传给内能大的物体，故B正确； C.电动机工作时利用了通电导体在磁场中受力的作用的原理，发电机工作时利用了电磁感应原理，故C错误； D.磁感线密集的地方磁场强，因为磁场中同一位置磁场方向是唯一的，故磁感线不可能相交，故D错误。 故选：B。 (1)使用任何热机的效率都小于100％； (2)热传递的方向是热量从温度高的物体向温度低的物体传递； (3)电动机工作时利用了通电导体在磁场中受力的作用的原理； (4)磁感线密集的地方磁场强，磁感线不可能相交。 此题主要考查了跟热机有关的一些知识，热传递，电动机、磁感线等知识，属于基础知识，需要熟练掌握。7.【答案】D;【解析】解：A、扬声器内部有一个永久磁铁和一个通电螺线管，当螺线管中通过变化的电流时，由于通电导线在磁场中受力的作用，故该螺线管会在永久磁铁的磁场的作用下受力振动，即将电流转化为声音，故是利用电流磁效应的原理来工作的，故该选项是错误的；  B、发电机是 产生电能的装置，即利用电磁感应现象的原理制成的，故该选项是错误的；  C、电动机即 通电能动，其是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的，故该选项错误；  D、电磁起重机内部是一个巨型电磁铁，故其是利用电流的磁效应的原理制成的，故该选项符合题意．  故选D． 利用所学的电和磁的知识，对上述四个选项逐次分析即可解决． 知道 并理解扬声器、发电机、电动机及电磁起重机的制作原理是解决该题的关键．8.【答案】C;【解析】解： A.甲实验中导体通电以后，小磁针发生偏转，说明小磁针受到了磁力的作用，说明通电导体周围存在着磁场，故A正确； B.图乙中没有电源，闭合电路的一部分导体在做切割磁感线运动时，电流表的指针发生偏转，说明产生了感应电流，是发电机的工作原理，故B正确； C.图丙中有电源，通电导体在磁场中受力的作用而运动，将电能转化为了机械能，故C错误； D.丁中水位没有达到金属块A时，左边电路中没有电流，电磁铁无磁性，不能吸引衔铁，则右边电路中绿灯会亮，故D正确。 故选：C。 图中的四个实验均与“电和磁”有关，由实验装置及实验现象可明确实验的原理及实验目的。 在研究实验时应注意实验的目的、意义、装置及数据的分析等，实验为我们物理的基础，也是中考中的热点，应特别重视。9.【答案】B;【解析】解：AD、洗衣机和电风扇的动力是由电动机提供，电动机利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，故AD错误； B、发电机是利用电磁感应原理工作的：线圈在磁场中转动切割磁感线时，就会产生感应电流，故B正确； C、电热水器工作时，消耗电能，得到内能，是利用电流的热效应工作的，故C错误。 故选：B。 (1)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中就会产生电流，这是电磁感应现象，发电机是利用了电磁感应现象制成的； (2)电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。 (3)电流流过导体时，导体要发热，这种现象是电流的热效应；发生电流的热效应时，电能转化为内能。 此题主要考查了电动机、发电机，以及电热水器工作原理的理解和应用，属于基础知识的考查，难度不大。10.【答案】D;【解析】解：  A、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A不符合题意；  B、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B不符合题意；  C、图为电磁铁的原理图，是探究磁性强弱与线圈匝数的关系，是根据电流的磁效应制成的，故C不符合题意；  D、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D符合题意。  故选：D。 电动机的原理是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理制成的。 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。11.【答案】;【解析】解：当电路因为短路而使电路电流过大时，电磁铁的磁性都会增强，则吸引衔铁Q的力变大，使衔铁转动，闸刀S在弹力的作用下自动开启，切断电路，起到保险作用。 故答案为：过大；增强。 (1)家庭电路中电流过大的原因有：一是短路；二是用电器总功率过大。 (2)电磁铁的磁性跟电流大小、线圈的匝数、有无铁芯有关。有铁芯时，电流越大，线圈匝数越多，磁性越强。当线圈匝数不变，铁芯不变时，电磁铁中电流增大到一定值时，磁性增强能把衔铁Q吸引过来，闸刀开关被弹簧拉起，电路断开，起到保护作用。 此题主要考查了家庭电路中电流过大的原因以及电流的大小可以影响电磁铁的磁性强弱，更重要的是要学会读图分析电磁继电器的工作过程。12.【答案】较大;较多;【解析】略13.【答案】强 L2;【解析】解：闭合开关S，当压力传感器所受压力越大时，输出的电压U就越大(相当于一个电源)，则控制电路的电流增大，电磁铁的磁性增强； 电磁铁磁性达到一定强度，把衔铁吸引，衔铁接下端，L2亮，由题意知，L2是红灯。 故答案为：强；L2。 (1)在线圈匝数相同时，电流越大，电磁铁的磁性越强； (2)电磁铁磁性达到一定强度，把衔铁吸引，衔铁接下端，L2亮，据此分析。 此题主要考查影响电磁铁磁性强弱的因素及电磁继电器的工作特点，属于对基础知识的考查，难度不大。14.【答案】S;N;【解析】解： 开关闭合后，电流由螺线管左侧流入，由安培定则可知，螺线管右端为N极、左端为S极； 当变阻器滑片向右滑动时，发现小车也向右运动，说明条形磁体受到了向右的排斥力，由同名磁极相互排斥可知，条形磁体的左端为N极。 故答案为：S；N。 先根据安培定则判断出通电螺线管的N、S极，再根据小车也向右运动以及磁极间的相互作用(同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引)判断出条形磁体的N、S极。 该题考查了安培定则和磁极间相互作用规律的认识和理解，属于一道基础题。15.【答案】N 增强磁性 1.2 减小 110 卫生间里感应式冲水器的阀门;【解析】解：(1)利用安培定则判断出电磁铁A的上端是N极，电磁铁增加铁芯的作用是增加磁性。 若U2=12V，R2=10Ω，电路中的电流I2=U2R2=12V10Ω=1.2A。 (2)当需要保温时可将开关S接到“保温”挡位，电阻R2和电阻R3串联在电路中。根据欧姆定律可知：随着温度升高，控制电路的总电阻增大，控制电路的电流减小。 在断开电路的一瞬间，电路中电流为I=0.1A，电源电压为12V， 所以串联电路的总电阻为R总=U2I=12V0.1A=120Ω， 串联电路中总电阻等于各个用电器电阻之和，所以R3=R总-R2=120Ω-10Ω=110Ω。 (3)生产生活中利用电磁铁的实例是：卫生间里感应式冲水器的阀门。 故答案是：(1)N；增加磁性；1.2； (2)减小；110；(3)卫生间里感应式冲水器的阀门。 (1)利用安培定则判断电磁铁A的上端是什么极；在线圈中，插入铁芯，电磁铁的磁性增强；利用欧姆定律公式计算控制电路中的电流。 (2)利用欧姆定律计算随着温度升高，控制电路的总电阻增大，控制电路的电流如何变化；在断开电路的一瞬间，电路中电流为0.1A，电源电压为12V，利用欧姆定律变形公式计算出电路的总电阻，串联电路中，电路的总电阻等于各个用电器电阻之和，然后再计算出热敏电阻R3的电阻值。 (3)列举生活中利用电磁铁的实例即可。 该题主要考查了电磁铁的应用，我们要结合电路图分析解决实际问题。16.【答案】切割磁感线 AB在磁场中做切割磁感线运动，AB中会产生感应电流，使带铁芯的线圈具有磁性，能吸引小磁针 改变磁场的方向 使导体移动方向与原来相反;【解析】解： (1)要使小磁针发生偏转，则要螺线管中有电流通过，需要直导线AB在磁场中做切割磁感线运动，AB中会产生感应电流，使带铁芯的线圈具有磁性，能吸引小磁针： (2)要使小磁针的S极向左偏转，即螺线管的磁极发生改变，可以采用的方法有：改变磁场的方向，使导体移动方向与原来相反。 故答案为：(1)切割磁感线；AB在磁场中做切割磁感线运动，AB中会产生感应电流，使带铁芯的线圈具有磁性，能吸引小磁针； (2)①改变磁场的方向；②使导体移动方向与原来相反。 (1)闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流，此现象称为电磁感应现象； (2)感应电流的方向与导体运动的方向、磁场的方向有关。 此题主要考查了产生感应电流的条件和影响感应电流方向的因素，是学以致用的典型题目。17.【答案】通电导体周围存在磁场；丙；机械能 ;【解析】略18.【答案】通电导线周围产生磁场 电磁铁 通电导线在磁场中产生力的作用 电动机 闭合电路中的一部分在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流 发电机;【解析】解：(1)甲实验中通电后小磁针发生偏转，能证明通电导体在其周围产生磁场我们利用这个原理造出了电磁铁。 (2)乙实验将导线放在磁铁中，观察通电后导体发生了运动，即通电导体在磁场中受到力的作用；我们造出了电动机。 (3)丙实验将导线和电流表相连，发现导体运动时电流表内部产生电流，即闭合电路中的一部分导体在磁场做切割磁感线运动时产生感应电流；这是发电机的原理图。 故答案为：(1)通电导线周围产生磁场，电磁铁； (2)通电导线在磁场中产生力的作用，电动机； (3)闭合电路中的一部分在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流，发电机。 此题主要考查电学中三个电磁关系的实验，应从其原理和现象中分析。 此题主要考查的三个实验是人对电磁关系研究的三个里程碑，应重点掌握。19.【答案】解：（1）实验步骤： ①闭合开关，调节滑动变阻器接入电路的电阻值，使电流表的示数为I，把I记录在表格中。让螺线管铁芯接触大头针，然后向旁边移动螺线管，断开开关，清点被螺线管铁芯吸引的大头针数目，并记录在表格中； ②闭合开关，改变滑动变阻器接入电路的电阻值，使电流I变大，仿照步骤①再做两次实验。 （2）实验数据记录表;【解析】 通电螺旋管的磁性强弱跟电流的大小、线圈的匝数、有无铁芯有关。电流越大，线圈的匝数越多；根据实验步骤测量的数据设计表格。 探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验，考查了影响电磁铁磁性强弱的因素，考查了滑动变阻器对电路电流的影响，有一定的综合性。20.【答案】C 做功 B;【解析】解：(1)由材料中“对锅体的材料有一定的要求，一般采用磁性的金属材料制成”可知，适用于做电磁炉上使用的锅具的是铁，故选C； (2)在使用电磁炉时，锅体内能的增加是通过电能转化而来的，该过程是电流做功的过程，故锅体内能的增加是通过做功的方法获得内能的； (3)电磁炉工作时，变换器将家庭电路交流电变换成直流电，再逆变成高频交流电流过线圈，线圈产生变化的磁场，这是电流的磁效应；该变化的磁场在锅体的锅底形成感应电流而发热，这是电磁感应现象和电流的热效应，即焦耳定律；其工作过程中没有用到磁场对电流的作用，故选B。 故答案为：(1)C；(2)做功；(3)B。 (1)(3)电磁炉是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁质铁锅，从而形成无数个小涡流(即电流)，加速锅底分子运动，使锅底自身发热达到加热食品的目的，必须使用铁质锅具才被磁化形成涡流； (2)改变内能的方式：做功和热传递。 此题主要考查了电磁炉的工作原理，从材料中获取有价值的信息是正确解答该题的关键。电流I/A被吸引大头针数/个