初中物理人教版（2024）九年级全册（2024）第2节 电生磁达标测试

这是一份初中物理人教版（2024）九年级全册（2024）第2节 电生磁达标测试，共5页。试卷主要包含了基础题，提升题，拓展题，实验探究题等内容，欢迎下载使用。
奥斯特实验首次揭示了电与磁的联系，实验中当导线通电时，其下方的小磁针发生偏转，这表明通电导线周围存在______；若对调电源正负极，小磁针偏转方向改变，说明该现象与______有关。
通电螺线管的磁场与条形磁体相似，其两端的极性可以用安培定则判断。用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中______的方向，拇指所指的那端就是螺线管的______极。
下列关于电流磁效应的说法中，正确的是（ ）
A. 只有通电直导线周围才存在磁场
B. 通电螺线管的磁场强弱与电流大小无关
C. 电流的磁效应是奥斯特首先发现的
D. 通电导线周围的磁场方向与电流方向无关
为增强通电螺线管的磁性，下列做法可行的是（ ）
A. 减小螺线管中的电流
B. 增加螺线管的匝数
C. 去掉螺线管中的铁芯
D. 改变螺线管中电流的方向
二、提升题
如图所示，通电螺线管周围放置了四个小磁针，其中小磁针N极指向错误的是______（填符号），请根据安培定则判断螺线管的左端为______极。
一个通电螺线管两端的极性取决于（ ）
A. 螺线管的匝数
B. 螺线管中电流的方向
C. 螺线管的长度
D. 螺线管中电流的大小
某通电螺线管外部的磁场分布如图所示，若在螺线管中插入一根铁棒，其磁性会______（选填“增强”“减弱”或“不变”）；若将螺线管中的电流减小，其周围磁场的磁感应强度会______（选填“增大”“减小”或“不变”）。
为判断一个螺线管的磁极，小明将小磁针放在螺线管的一端，小磁针静止时N极指向如图所示，则该螺线管的A端为______极，电源的左端为______极（选填“正”或“负”）。
三、拓展题
随着科技发展，磁悬浮技术被广泛应用。磁悬浮列车的轨道电磁铁利用了电流的______效应，其铁芯选用软铁而不是钢，原因是软铁被磁化后______（选填“容易”或“不容易”）失去磁性。
如图是一种基于电流磁效应的电磁继电器原理图，当控制电路接通时，电磁铁产生磁性吸引衔铁，工作电路接通。若要使电磁铁在更小的控制电流下就能吸引衔铁，可采取的措施是______（写出一种即可）；该电磁继电器的核心工作原理与下列哪个设备相同（ ）
A. 电动机 B. 发电机 C. 电磁铁起重机 D. 扬声器
科学家发现，通电直导线周围的磁场是以导线为中心的同心圆。若将两根平行放置的通电直导线通以同向电流，它们之间会相互______（选填“吸引”或“排斥”）；若通以反向电流，它们之间会相互______（选填“吸引”或“排斥”），这一现象也证明了电流的磁效应。
某同学设计了一个简易的电磁防盗报警器，当有人触碰门磁开关时，控制电路接通，电磁铁产生磁性，吸引衔铁，工作电路中的电铃发声报警。若要提高报警器的灵敏度，即触碰门磁开关时电铃能更快发声，可采取的措施有______（写出两种）。
四、实验探究题
某实验小组在探究“通电螺线管外部磁场的分布”实验中：
（1）实验中选用小磁针的目的是______；
（2）闭合开关后，将小磁针放在螺线管周围不同位置，记录小磁针N极的指向，据此画出磁感线，发现通电螺线管外部的磁感线从______极出发，回到______极；
（3）换用不同匝数的螺线管重复实验，发现匝数越多，小磁针偏转越明显，说明通电螺线管的磁性强弱与______有关；
（4）若在实验中发现小磁针静止时N极指向与预期相反，可能的原因是______。
为探究“通电螺线管的极性与电流方向的关系”，某同学进行了如下实验：
（1）实验器材：通电螺线管、电源、小磁针、开关、导线若干。实验中，通过______改变螺线管中的电流方向；
（2）实验步骤：
① 按图连接电路，闭合开关，记录小磁针N极的指向，确定螺线管的磁极；
② ，再次闭合开关，记录小磁针N极的指向，确定螺线管的磁极；
（3）实验现象：两次实验中小磁针N极的指向相反，说明；
（4）实验结论：通电螺线管的极性与电流方向有关，可用______定则判断。
创新实验：利用数字化设备探究通电螺线管的磁性强弱与电流的关系。
实验器材：通电螺线管（匝数固定）、电源、滑动变阻器、电流传感器、磁场传感器、计算机。
实验步骤：
① 按电路图连接电路，将磁场传感器固定在螺线管的一端，记录初始磁场强度；
② 闭合开关，调节滑动变阻器，改变螺线管中的电流，通过电流传感器读取电流值，通过磁场传感器读取对应的磁场强度，记录数据；
③ 多次改变电流，重复步骤②，记录多组数据；
（1）实验中，磁场传感器的作用是______；
（2）实验数据如下表所示：
分析数据可知，在匝数固定时，通电螺线管的磁场强度与电流成______（选填“正比”或“反比”）；
（3）若要进一步探究通电螺线管的磁性强弱与匝数的关系，应控制______不变，改变螺线管的匝数，重复上述实验；
（4）该实验采用的研究方法是______（写出一种即可）。
答案解析
答案：磁场；电流方向
解题思路：奥斯特实验的核心结论是通电导线周围存在磁场（电流的磁效应）；电流方向改变时，小磁针偏转方向改变，说明磁场方向与电流方向相关。易错点提醒：易误将“磁场”写成“磁感线”，注意磁感线是描述磁场的假想曲线，并非真实存在。
答案：电流；N（北）
解题思路：安培定则的核心是“四指指向电流方向，拇指指向N极”，需牢记螺线管电流方向与磁极的对应关系。易错点提醒：容易混淆四指和拇指的指向，需注意“四指弯向电流环绕方向”。
答案：C
解题思路：逐一分析选项：
A错误，通电螺线管、环形电流等周围都存在磁场；
B错误，通电螺线管磁性强弱与电流大小、匝数、有无铁芯有关；
C正确，奥斯特首次发现电流的磁效应；
D错误，磁场方向与电流方向密切相关。易错点提醒：易误认为“所有通电导体周围磁场分布相同”，忽略直导线与螺线管磁场的差异。
答案：B
解题思路：增强通电螺线管磁性的方法：增大电流、增加匝数、插入铁芯。
A（减小电流）、C（去掉铁芯）会减弱磁性；
D（改变电流方向）只改变磁极，不改变磁性强弱。易错点提醒：易混淆“改变磁性强弱”与“改变磁极”的方法，改变电流方向仅影响磁极。
答案：b；S（南）
解题思路：根据安培定则，先判断螺线管磁极：四指环绕方向与电流一致，拇指指向右端（N极），左端为S极。螺线管外部磁感线从N极出发回到S极，小磁针N极应与磁感线方向一致，b的指向与磁感线方向相反，故错误。易错点提醒：判断小磁针指向时，需先确定螺线管磁极，再结合磁感线方向分析，避免直接凭直觉判断。
答案：B
解题思路：通电螺线管的磁极由电流方向决定（安培定则核心），与匝数、长度、电流大小无关。
A、C、D影响磁性强弱，不影响磁极。易错点提醒：易将“影响磁性强弱的因素”与“决定磁极的因素”混淆，需明确二者区别。
答案：增强；减小
解题思路：插入铁棒后，铁棒被磁化，与螺线管磁场叠加，磁性增强；电流减小，螺线管的磁场强弱减弱（磁性强弱与电流大小成正比）。易错点提醒：易误认为“插入任何金属都能增强磁性”，实际只有软铁等易磁化材料可增强磁性，铜、铝等不行。
答案：S（南）；负
解题思路：小磁针静止时N极指向螺线管的S极（异名磁极相互吸引），故螺线管A端为S极；根据安培定则，螺线管电流从右端流入、左端流出，电源左端为负极。易错点提醒：易混淆“小磁针N极指向与螺线管磁极的关系”，记住“小磁针N极指向=螺线管外部磁感线方向=螺线管S极方向（靠近端）”。
答案：磁；容易
解题思路：轨道电磁铁利用电流的磁效应；软铁属于软磁材料，被磁化后容易失去磁性，便于控制磁场的有无（钢是硬磁材料，磁化后不易退磁，不适合作为电磁铁铁芯）。易错点提醒：易混淆“软铁”与“钢”的磁性特性，需明确电磁铁铁芯需用软磁材料。
答案：增加控制电路中螺线管的匝数（或插入铁芯）；C
解题思路：要使电磁铁在更小电流下吸引衔铁，需增强其磁性，措施包括增加匝数、插入铁芯；电磁继电器的核心是电磁铁，与电磁铁起重机工作原理相同。
A（电动机）利用磁场对通电导体的作用；
B（发电机）利用电磁感应；
D（扬声器）利用磁场对通电线圈的作用。易错点提醒：易混淆电磁继电器与电动机、发电机的原理，需明确“电磁继电器=电磁铁+开关”，核心是电流的磁效应。
答案：吸引；排斥
解题思路：通电直导线周围磁场为同心圆，同向电流产生的磁场在两导线之间方向相反（异名磁场），相互吸引；反向电流产生的磁场在两导线之间方向相同（同名磁场），相互排斥。易错点提醒：易凭“同向电流相互吸引”的结论死记硬背，需结合磁场叠加原理理解，避免混淆方向。
答案：增加控制电路中螺线管的匝数；插入铁芯；减小控制电路的电阻（写出两种即可）
解题思路：提高灵敏度即减小控制电流阈值，增强电磁铁磁性的措施均可：增加匝数、插入铁芯、减小控制电路电阻（增大电流）。易错点提醒：易忽略“减小控制电路电阻”的方法，需结合欧姆定律（I=U/R）理解，电阻减小可增大电流，增强磁性。
答案：（1）显示磁场的方向（或判断磁场的存在）；（2）N（北）；S（南）；（3）匝数；（4）电源正负极接反（或螺线管绕线方向错误）。
解题思路：（1）小磁针N极指向即磁场方向，可直观显示磁场分布；（2）通电螺线管外部磁感线分布与条形磁体一致，从N极出发回到S极；（3）匝数越多，磁性越强，小磁针偏转越明显，说明磁性与匝数有关；（4）小磁针指向相反，说明磁场方向相反，原因可能是电流方向改变（电源正负极接反）或绕线方向错误。易错点提醒：第（4）问易漏答“绕线方向错误”，需考虑电流方向和绕线方向均会影响磁场方向。
答案：（1）对调电源正负极；（2）对调电源正负极；（3）通电螺线管的极性与电流方向有关；（4）安培。
解题思路：（1）改变电流方向的简单方法是对调电源正负极；（2）实验需控制其他变量不变，仅改变电流方向，故步骤②为对调电源正负极；（3）两次小磁针指向相反，说明磁极改变，即极性与电流方向有关；（4）安培定则是判断螺线管极性与电流方向关系的工具。易错点提醒：第（2）问易误写“改变电流大小”，需明确实验目的是探究“极性与电流方向的关系”，变量只能是电流方向。
答案：（1）测量螺线管周围的磁场强度（反映磁性强弱）；（2）正比；（3）电流；（4）控制变量法（或转换法）。
解题思路：（1）磁场强度直接反映磁性强弱，磁场传感器可定量测量磁场强度；（2）分析数据，电流增大几倍，磁场强度也增大几倍，二者成正比；（3）探究磁性与匝数的关系，需控制电流（及铁芯）不变（控制变量法）；（4）实验中控制匝数不变探究与电流的关系，用磁场强度反映磁性强弱，采用了控制变量法和转换法。易错点提醒：第（4）问易漏答“转换法”，需注意“用磁场强度间接反映磁性强弱”属于转换法。
电流I/A
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
磁场强度B/mT
10
20
30
40
50