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人教版九年级全册第二十章 电与磁综合与测试达标测试
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这是一份人教版九年级全册第二十章 电与磁综合与测试达标测试，共32页。
（培优篇）2021-2022学年下学期初中物理人教新版九年级第20章练习卷
一．选择题（共12小题）
1．宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”图中符合上述说法的是（ ）
A． B．
C． D．
2．如图，一根条形磁铁，左端为S极，右端为N极。下列表示从S极到N极磁性强弱变化情况的图像中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
3．如图是生活中常用来固定房门的“门吸”，它由磁铁和金属块两部分组成。该金属块能被磁铁所吸引，是因为可能含有以下材料中的（ ）
A．铝 B．铁 C．锌 D．铜
4．如图画出了磁感线的分布情况，由此可知（ ）
A．A端为磁铁的N极，c端是电源正极
B．A端为磁铁的N极，c端是电源负极
C．A端为磁铁的S极，d端是电源正极
D．A端为磁铁的S极，d端是电源负极
5．如图所示是一种手腕上佩戴的“计步器”，其构造是在一段塑料管中密封一小块磁铁，管外缠绕着线圈。运动时，磁铁在管中反复运动，线圈的输出电流随之不停地变化，显示出运动的步数。“计步器”的基本原理与下列哪幅图不相同（ ）
A． B．
C． D．
6．用如图所示的装置探究电磁感应现象，下列操作使灵敏电流计指针发生偏转的是（ ）
A．保持磁体静止，导体AB竖直向下运动
B．保持磁体静止，导体AB竖直向上运动
C．保持导体AB静止，磁体水平向右运动
D．保持导体AB静止，磁体竖直向上运动
7．如图所示实验，下列四种电子设备在工作时利用其原理的是（ ）
A． B．
C． D．
8．有两根大头针被磁铁吸引，悬在磁铁下方，如图所示的四幅图中能正确反映实际情况的是（ ）
A． B．
C． D．
9．通电螺线管周围的磁感线如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．A端为电源的正极
B．通电螺线管左端为N极
C．小磁针左端为S极
D．改变电流的大小可以改变通电螺线管的磁场方向
10．通电导线周围存在磁场，小明经过实验探究，画出了通电直导线周围磁感线的分布图（如图所示），下列相关描述错误的是（ ）
A．小磁针 b 端为 N 极
B．通电直导线周围不同位置磁场强弱相同
C．增大直导线中的电流可使其周围磁场增强
D．改变直导线中电流的方向，小磁针N极的指向将会发生改变
11．小刘同学逛商场时发现电梯很“聪明”，在有人或无人乘坐时会以不同的速度运行，这样可以节约用电。如图所示是其工作电路图，R是一个压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。下列分析正确的是（ ）
A．当所有人走出电梯后，则图中电磁铁的磁性将增强
B．当所有人走出电梯后，动触点与1接触，电动机的转速将变慢
C．站上电梯的人越多，电动机就转得越快
D．可以改变控制电路的电源方向来改变电动机转动方向
12．下列四幅图中，通电螺线管周围小磁针的指向正确的是（ ）
A． B．
C． D．
二．填空题（共6小题）
13．如图所示，是一款磁悬浮无线蓝牙音箱，工作时可使箱体悬在空中，它是根据 的原理实现悬浮的。
14．如图所示，风力发电机是将机械能转化为 的装置，其工作原理是 ；现代风力发电技术，可利用微风带动叶片旋转，通过增速机提升旋转速度。
15．如图所示是一种动圈式耳机的内部结构示意图。当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时，音圈带动音膜 （选填“向左”、“向右”或“左右往复”）运动。音圈之所以运动，是由于磁场对 有力的作用。
16．如图甲所示，正上方的小磁针有一根通有向左电流的直导线，小磁针的N极向纸外发生偏转，由此现象说明通电导线周围存在 ；若将通电直导线下方再放一根同样的通电直导线，如图乙所示，猜想两根导线之间会不会因为通电而产生力的作用 （填“会”或“不会”），你猜想的理由 。
17．扬声器与 的工作原理相同（选填“发电机”或“电动机”），由于通过线圈的电流是 （选填“变化”或“不变”）的电流，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。如图所示的电路中，开关S闭合后，小磁针的指向如图所示，则电源的正极是 （选填“A”或“B”）端。
18．如图所示，电磁铁的B端有一个小磁针，闭合开关后，当滑动变阻器的滑片P向左端移动时，电磁铁的磁性将 （选填“增强”或“减弱”），小磁针水平静止时，它的左端为 极。
三．作图题（共2小题）
19．如图所示，请在（ ）中标上条形磁铁的“N”或“S”。
20．根据通电螺线管周围磁感线方向，在图中标明螺线管的N、S极和小磁针的N极（将小磁针的N极涂黑）。
四．实验探究题（共3小题）
21．探究通电螺线管外部磁场的方向实验装置如图甲所示，小明在螺线管周围摆放了一些小磁针。
（1）通电后小磁针的指向如图甲所示，由此可看出通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似。
（2）接下来，他想让所有小磁针转动180°、南北极所指方向发生对调，以下可行的是： 。
A改变电路中电流的大小
B改变电路中电流的方向
C改变线圈的匝数
（3）由安培定则可知乙图中S闭合后，螺线管的上端为 极。
22．老师带领同学们探究“磁场对通电直导线的作用”活动中，按照图组装好了实验器材。
（1）连接好电路，开关未闭合时无论如何调节滑动变阻器的滑片，导体棒ab不动；闭合开关并将滑动变阻器的滑片移动到适当位置，看到导体棒ab向右运动。为使实验现象更明显，有同学把导体棒换用轻质塑料棒，实验 （填“能”或“不能”）成功，塑料棒是 （选填“导体”或“绝缘体”），上述实验现象说明磁场对 有力的作用， （填“发电机”、“电动机”或“电磁铁”）就是根据该原理制成的。
（2）将滑动变阻器的滑片向右端移动一定距离，发现导体棒ab向右运动的现象缓慢而不明显，这说明此现象中产生力的大小与 有关。
（3）若要使导体棒ab向左运动，可采取的方法（写出1种）： 。
（4）若想用上述器材研究发电机的工作原理，闭合开关前，应将电路中的电源换成 （填“小灯泡”、“电压表”或“灵敏电流计”），再闭合开关，让导体棒ab左右切割磁感线运动，观察实验现象。
23．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。
（1）当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数 （选填“增加”或“减少”），说明电流越 ，电磁铁磁性越强；
（2）由图示可知， （选填“甲”或“乙”）的磁性强，说明电流一定时， ，电磁铁磁性越强；
（3）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 ；
（4）本实验中用到了多种研究方法：
①如研究电磁铁的磁性强弱和线圈匝数有关时，就应控制电流相等，下列实验的研究方法和这种方法不同的是
A．研究电流大小和电压、电阻的关系
B．研究影响电阻大小的因素
C．用电流表测量串联电路中的电流
②本实验中还用到了其他研究方法，如电磁铁的磁性强弱用什么来显示，下列实验的研究方法和这种方法不同的是
A．在测量小灯泡的功率时，用电压和电流之积来表示电功率
B．研究电热和哪些因素有关的实验中，用液柱的高度差来表示电热多少
C．研究动能大小和哪些因素有关的实验中，用小木块被推开的远近，来表示动能的大小
（5）本实验进行了多次实验，多次实验的目的和下列实验多次实验的目的相同的是
A．伏安法测量定值电阻的阻值
B．探究并联电路电流规律
C．测量小石块的密度
五．综合能力题（共2小题）
24．小华在探究电磁现象的实验中，设计了如图所示的实验装置。
（1）①在图甲中将磁体向下插入螺线管中时观察到灵敏电流计的指针向右偏转，由此可知：电路中有 产生。
②将磁体从螺线管中向上拔出时，会观察到灵敏电流计的指针向 （选填“左”或“右”）偏转。
③通过前两步实验，可得出感应电流的方向与 的方向有关。
④学校的广播系统中，其中 （选填“扬声器”或“动圈式话筒”）是利用这个原理工作的。
（2）图乙装置的实验结果表明磁场对通电导体 ；为了使实验效果更明显，图中悬挂在细线下的金属棒最好选用 （填字母代号）。
A.铁棒
B.玻璃棒
C.铝棒
D.铜棒
25．2019年5月23日，中国高速磁悬浮试验样车在青岛下线，速度可达600km/h。磁悬浮列车是一种靠磁悬浮力来推动的列车，它通过电磁力实现列车与轨道之间的无接触的悬浮和导向，再利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行。由于其轨道的磁力使之悬浮在空中，减少了摩擦力，行走时不同于其他列车需要接触地面，只受来自空气的阻力，高速磁悬浮列车的速度可达400km/h以上，中低速磁悬浮则多数在100﹣200km/h。这种兼具高速与中低速交通优点的新型磁悬浮列车将为我国城市间提供一种方便快捷的绿色轨道交通工具。
（1）磁悬浮列车利用同名磁极相互 的原理使车体与轨道不接触，在轨道上方几厘米的高度上飞驰，避免了来自车轮与轨道之间的摩擦。
（2）如图2所示，列车站台设计成中间高两边低的原因是：进站时列车由于要保持原来的运动状态冲上站台；从能量转化的角度来说，当列车出站时从高度较高的地方下行，它的重力势能转化为 ，节省能源。
（3）如图3所示，当列车进站时，乘客必须站在站台和黄色线以外的位置候车才安全的原因是：当列车进站时，靠近车的地方，流速大压强 （选填“大”或“小”），容易把乘客吸到车旁，造成危险。
（4）当列车在水平轨道做匀速直线运动时，静止站在车厢中的乘务员和车厢地面之间 （选填“有”或“没有”）摩擦力。
（5）下列说法中，正确的是
A.乘坐列车时看见两旁树迅速向东退去，则列车相对于轨道正在向东行驶
B.磁悬浮列车在行驶时将电能转化为机械能
C.车窗采用双层玻璃，是在人耳处减弱噪声
D.行李架正上方都装有小平面镜，方便乘客观察行李架，是利用了光的折射
（培优篇）2021-2022学年下学期初中物理人教新版九年级第20章练习卷
参考答案与试题解析
一．选择题（共12小题）
1．宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”图中符合上述说法的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】（1）地球是一个大磁体，地球周围存在的磁场叫地磁场。
（2）地磁场的南北极与地理南北极相反，且不重合。即：地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。如图：
【解答】解：
地磁场的南北极与地理南北极相反，且不重合。即：地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。如图：
A、小磁针应该指向南北，图中却指向东西，故A错误；
B、小磁针应该指向南北，图中却指向东西，故B错误；
C、地磁南极在地理北极附近，所以小磁针S应该指向南方，略偏向东方，小磁针N应该指向北方，略偏向西方，故C正确；
D、地磁南极在地理北极附近，所以小磁针S应该指向南方，略偏向东方，小磁针N应该指向北方，略偏向西方，故D错误。
故选：C。
【点评】这一知识点是了解性内容，理解清楚地磁和地理南北极关系，地磁和地理南北极的关系，属于基础题
2．如图，一根条形磁铁，左端为S极，右端为N极。下列表示从S极到N极磁性强弱变化情况的图像中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】条形磁铁的两端磁性最强，中间磁性最弱，根据这个规律进行判断。
【解答】解：
A、如图反映S极磁性强，N极磁性最弱，不符合题意；
B、如图反映S极磁性最弱，N极磁性最强，不符合题意；
C、如图反映S极和N极磁性最强，中间磁性最弱，符合题意；
D、如图反映S极磁性最弱，N极磁性最强，不符合题意。
故选：C。
【点评】条形磁铁的两端磁性最强，中间磁性最弱，是解决本题的关键，并且能从图像上判断磁性强弱。
3．如图是生活中常用来固定房门的“门吸”，它由磁铁和金属块两部分组成。该金属块能被磁铁所吸引，是因为可能含有以下材料中的（ ）
A．铝 B．铁 C．锌 D．铜
【分析】磁铁能够吸引铁、钴、镍等物质。不是所有物质都能被吸引。
【解答】解：铁、钴、镍等物质容易被磁铁吸引，而铝、锌、铜都不会被磁铁吸引，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选：B。
【点评】本题考查学生对生活中常见金属的性质的了解，平时要多注意生活和化学知识之间的联系。
4．如图画出了磁感线的分布情况，由此可知（ ）
A．A端为磁铁的N极，c端是电源正极
B．A端为磁铁的N极，c端是电源负极
C．A端为磁铁的S极，d端是电源正极
D．A端为磁铁的S极，d端是电源负极
【分析】磁体外部的磁感线是从N极出来回到S极的；根据安培定则判定电源的正负极。
【解答】解：由图可知，A点的磁感线是从外部进入A的，则A为S极；磁感线从螺线管的左端进入，则螺线管的左端为S极，右端为N极，根据安培定则可知，电流从螺线管的左端流入，右端流出，所以c为电源的正极，d为电源的负极。
故选：D。
【点评】本题考查了磁感线的方向、安培定则的应用，属于基础题。
5．如图所示是一种手腕上佩戴的“计步器”，其构造是在一段塑料管中密封一小块磁铁，管外缠绕着线圈。运动时，磁铁在管中反复运动，线圈的输出电流随之不停地变化，显示出运动的步数。“计步器”的基本原理与下列哪幅图不相同（ ）
A． B．
C． D．
【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，这就是电磁感应现象；这一过程中，将机械能转化为电能。
【解答】解：
根据“计步器”的特点可知，当塑料管运动时，磁铁在管中反向运动，线圈切割磁感线而产生电流。因此，计步器的基本原理是电磁感应，产生电流的过程中将机械能转化为电能；
A、话筒的工作原理是电磁感应现象，故A不符合题意；
BC、图中电路中没有电源，当闭合开关，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中有感应电流产生，这是电磁感应现象，故BC不符合题意；
D、图中电路有电源，是通电线圈在磁场中受力转动，与“计步器”的基本原理不同，故D符合题意。
故选：D。
【点评】了解电磁感应现象，知道产生感应电流的条件，明确这一过程中的能量转化，是解答本题的关键。
6．用如图所示的装置探究电磁感应现象，下列操作使灵敏电流计指针发生偏转的是（ ）
A．保持磁体静止，导体AB竖直向下运动
B．保持磁体静止，导体AB竖直向上运动
C．保持导体AB静止，磁体水平向右运动
D．保持导体AB静止，磁体竖直向上运动
【分析】产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动；本题要使电流表指针偏转就是有感应电流产生，关键是看导体是否切割磁感线。
【解答】解：
AB、保持磁体静止，导体AB竖直向上或向下运动，导体没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，故AB不符合题意；
C、保持导体AB静止，磁体水平向右运动，导体也做切割磁感线运动，会产生感应电流，能使电流表指针发生偏转，故C符合题意；
D、保持导体AB静止，磁体竖直向上运动，导体没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流；故D不符合题意。
故选：C。
【点评】产生感应电流的条件注意三点：一是“闭合电路”，电路必须是完整的回路，二是“一部分导体”，不是全部的导体都在参与运动，三是“切割磁感线运动”，导体的运动必须是切割磁感线的，正切、斜切都可以，但不能不切割。
7．如图所示实验，下列四种电子设备在工作时利用其原理的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】磁场对通电导体有力的作用。
【解答】解：该电路中有电源，通电的导体在磁场中受力运动；
A、电铃的主要部件是电磁铁，利用的是电流的磁效应，故A错误；
B、电流表中有电流通过时，电流表中的线圈在磁场中受力发生偏转，故B正确；
C、动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象，故C错误；
D、验电器的工作原理是电荷间的相互作用规律，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了电与磁的几个实验的原理图，属于基础题。
8．有两根大头针被磁铁吸引，悬在磁铁下方，如图所示的四幅图中能正确反映实际情况的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】要判断出两大头针是被吸引还是被排斥，需要知道两大头针远离N极和S极的那一端的极性，大头针的极性可由磁性材料被磁化的特点确定，然后根据磁极间的作用规律作出正确判断。
【解答】解：大头针被磁化后近N端都为S极，远N极端都为N极，近S端都为N极，远S极端都为S极，即两大头针下端带异名磁极，由于异名磁极相互吸引，故只有B选项正确；
故选：B。
【点评】此题考查的是磁性材料被磁化后磁极的分布特点及磁极间的作用规律。磁性材料被磁化后，磁性的分布情况是近端产生异名磁极，远端产生同名磁极。磁极间的作用规律是同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
9．通电螺线管周围的磁感线如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．A端为电源的正极
B．通电螺线管左端为N极
C．小磁针左端为S极
D．改变电流的大小可以改变通电螺线管的磁场方向
【分析】在磁体外部，磁感线是从N极出来回到S极的；利用安培定则可以确定螺线管中电流方向，进而可以确定电源的正负极；结合磁极间的作用规律，可以确定小磁针的NS极；磁场的方向与电流的大小无关。
【解答】解：
ABC、由图可知，磁感线是从螺线管的左侧出来的，则左侧为N极，右侧为S极，根据安培定则可知，螺线管中电流的方向是向上的，即电源的B端为正极；异名磁极相互吸引，所以小磁针的左端为N极，右端为S极；故AC错误，B正确；
D、磁场的方向与电流的大小无关，改变电流的大小不会改变通电螺线管的磁场方向，故D错误。
故选：B。
【点评】右手螺旋定则属于考查的重点，要求我们能熟练应用右手螺旋定则根据电流方向判断磁极方向，或根据磁极方向判电流方向。
10．通电导线周围存在磁场，小明经过实验探究，画出了通电直导线周围磁感线的分布图（如图所示），下列相关描述错误的是（ ）
A．小磁针 b 端为 N 极
B．通电直导线周围不同位置磁场强弱相同
C．增大直导线中的电流可使其周围磁场增强
D．改变直导线中电流的方向，小磁针N极的指向将会发生改变
【分析】（1）小磁针在磁场中N极所指的方向就是磁场的方向、也是磁感线的切线方向；
（2）根据磁感线的疏密判断磁场的强弱；
（3）通电导线周围磁场的强弱与电流的大小有关；
（4）通电导线周围磁场的方向与电流的方向有关。
【解答】解：A、小磁针 b端所指方向与磁感线方向一致，故b端为N极，故A正确；
B、由通电直导线周围磁感线的分布图可知，离导线越近，磁感线越密，磁场越强，故B错误；
C、通电直导线周围的磁场强弱，与电流的大小有关，电流越大，磁场越强，故C正确；
D、通电直导线周围的磁场方向与电流方向有关，所以改变直导线中电流的方向，直导线周围的磁场方向发生改变，小磁针N极的指向将会发生改变，故D正确。
故选：B。
【点评】熟悉通电导线周围的磁场分布特点，是解题的关键。
11．小刘同学逛商场时发现电梯很“聪明”，在有人或无人乘坐时会以不同的速度运行，这样可以节约用电。如图所示是其工作电路图，R是一个压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。下列分析正确的是（ ）
A．当所有人走出电梯后，则图中电磁铁的磁性将增强
B．当所有人走出电梯后，动触点与1接触，电动机的转速将变慢
C．站上电梯的人越多，电动机就转得越快
D．可以改变控制电路的电源方向来改变电动机转动方向
【分析】本题中有两个电路，左侧为压敏电压与电磁铁串联，右侧为电动机控制电路，当衔铁与触点1接触时，R1与电动机串联，当衔铁与触点2接触时，只有电动机工作，电动机中电流增大。
【解答】解：AB、当所有人走出电梯后，压力减小，则压敏电阻R的阻值增大，左侧控制电路中的电流减小，电磁铁磁性变弱，则衔铁被拉起，与触点1接触，此时电动机与电阻R1 串联，通过电动机的电流减小，电动机的转速变慢，故A错误，B正确；
C、站上电梯的人越多，压敏电阻的阻值减小，根据欧姆定律可知，控制电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，衔铁被吸下，与触点2接触，只有电动机工作，此时电路中的电流时保持不变，电动机的转速要大于人少时电动机的转动速度，故C错误；
D、一个电梯运动的方向是不变的，所以不能改变控制电路的电源方向来改变电动机转动方向，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查应用物理知识解决实际问题的能力，在本题中应认清电路的构造联系所学知识进行解答。
12．下列四幅图中，通电螺线管周围小磁针的指向正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】由安培定则可判出通电螺线管极性的方向，由磁极间的相互作用可知小磁针的指向。
【解答】解：A、由右手螺旋定则判断出通电螺线管的左端为N极，右端为S极，由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引知，小磁针的右端应为S极，左端应为N极，故A错误；
B、由右手螺旋定则判断出通电螺线管的下端为N极，上端为S极，由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引知，小磁针的上端应为S极，下端应为N极，故B错误；
C、由右手螺旋定则判断出通电螺线管的左端为S极，右端为N极，由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引知，小磁针的左端为N极，右端为S极，故C正确；
D、由右手螺旋定则判断出通电螺线管的左端为S极，右端为N极，由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引知，小磁针的左端应为N极，右端应为S极，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了磁极间的相互作用规律和右手螺旋定则，右手螺旋定则为考试中的重点及难点，应能做到熟练应用右手螺旋定则判断电流与磁极的关系；也可由通电螺线管的磁场分布判断小磁针的指向。
二．填空题（共6小题）
13．如图所示，是一款磁悬浮无线蓝牙音箱，工作时可使箱体悬在空中，它是根据 同名磁极相互排斥 的原理实现悬浮的。
【分析】磁极间相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；
【解答】解：磁悬浮无线蓝牙音箱，工作时可使箱体悬在空中，根据同名磁极相互排斥，使箱体受到的重力和排斥力为一对平衡力，悬浮在空中。
故答案为：同名磁极相互排斥。
【点评】本题主要考查了磁极间相互作用在生活中的应用，较为基础。
14．如图所示，风力发电机是将机械能转化为 电能 的装置，其工作原理是 电磁感应现象 ；现代风力发电技术，可利用微风带动叶片旋转，通过增速机提升旋转速度。
【分析】发电机的工作原理是电磁感应现象，工作过程中机械能转化为电能。
【解答】解：风力发电机在工作时，将机械能转化为电能，其工作原理是电磁感应现象。
故答案为：电能；电磁感应现象。
【点评】本题考查了发电机的工作原理、能量的转化，属于基础题。
15．如图所示是一种动圈式耳机的内部结构示意图。当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时，音圈带动音膜 左右往复 （选填“向左”、“向右”或“左右往复”）运动。音圈之所以运动，是由于磁场对 通电导体 有力的作用。
【分析】通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向与磁场方向和电流方向有关。
【解答】解：当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时，音圈带动音膜左右往复运动，因为电流方向改变，音圈受力方向改变。音圈之所以运动，是由于磁场对通电导体有力的作用。
故答案为：左右往复；通电导体。
【点评】知道磁场对通电导体有力的作用是解题的关键。
16．如图甲所示，正上方的小磁针有一根通有向左电流的直导线，小磁针的N极向纸外发生偏转，由此现象说明通电导线周围存在 磁场 ；若将通电直导线下方再放一根同样的通电直导线，如图乙所示，猜想两根导线之间会不会因为通电而产生力的作用 会 （填“会”或“不会”），你猜想的理由 每一根通电导线都处在另一个通电导线产生的磁场中，通电导线在磁场中受到力的作用 。
【分析】通电导线的周围存在磁场；通电导体在磁场中受到力的作用。
【解答】解：正上方的小磁针有一根通有向左电流的直导线，小磁针的N极向纸外发生偏转，这说明小磁针受到磁场力的作用，由此现象说明通电导线周围存在磁场；
若将通电直导线下方再放一根同样的通电直导线，每一根通电导线都处在另一个通电导线产生的磁场中，通电导线在磁场中受到力的作用。
故答案为：磁场；会；每一根通电导线都处在另一个通电导线产生的磁场中，通电导线在磁场中受到力的作用。
【点评】本题考查了电与磁的连线、通电导体在磁场中受到力的作用，属于基础题。
17．扬声器与 电动机 的工作原理相同（选填“发电机”或“电动机”），由于通过线圈的电流是 变化 （选填“变化”或“不变”）的电流，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。如图所示的电路中，开关S闭合后，小磁针的指向如图所示，则电源的正极是 B （选填“A”或“B”）端。
【分析】（1）通电导体在磁场中受力的作用，电动机就是根据这个原理制成的；
（2）通电导线在磁场中受力的作用；
（3）用右手螺旋定则分析。
【解答】答：
（1）扬声器与电动机的工作原理相同；
（2）扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置，它主要由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成。当线圈中通过随声音变化的电流时，据通电导线在磁场中受力的作用的原理可知，通电线圈会在永久磁铁的磁场中受到变化的力的作用，即线圈所受力时而排斥，时而吸引，从而使得线圈振动，将电能转化为机械能，同时线圈的振动也会带动纸盆也来回振动，又将电信号转化成声信号，于是扬声器就发出了声音。
（3）小磁针静止时N极向左，则说明该点的磁感线向左，因磁铁的外部磁场总是由N极指向S极，则可知电磁铁的左端为N极；则由右手螺旋定则可知电流应由螺线管的右侧流入，即电源的B端为正极。
故答案为：（1）电动机；（2）变化；（3）B。
【点评】本题考查了通电导体在磁场中受力和电磁感应的原理及应用，能将通电导线在磁场中受到力的作用的原理应用于实际是解决该题的关键。
18．如图所示，电磁铁的B端有一个小磁针，闭合开关后，当滑动变阻器的滑片P向左端移动时，电磁铁的磁性将 减弱 （选填“增强”或“减弱”），小磁针水平静止时，它的左端为 S 极。
【分析】由滑动变阻器的滑片移动可得出电路中电流的变化，则可得出螺线管中磁场的变化；
开关闭合后，根据电流方向利用安培定则可判断螺线管的磁极，则由磁极间的相互作用可判出小磁针的指向。
【解答】解：滑动变阻器的滑动片P向左端移动，电阻变大，电流变小，故电磁铁的磁性减弱；
由图知电流从电磁铁的左端流入，右端流出，根据安培定则可知，电磁铁的B端是N极，据磁极间的作用规律可知，小磁针静止时，其左端是S极。
故答案为：减弱；S。
【点评】该题考查了安培定则的应用、磁极间的作用规律的应用、电磁铁磁性强弱的影响因素等知识点，是一道综合题。
三．作图题（共2小题）
19．如图所示，请在（ ）中标上条形磁铁的“N”或“S”。
【分析】磁体周围的磁感线都是由N极出发回到S极的，据此判断。
【解答】解：由图可知，两侧的磁感线都是向外发出，因此，两侧的磁极都是N极，如图所示：
【点评】知道在磁体的外部，磁感线都是由N极出发回到S极的，可顺利判断。
20．根据通电螺线管周围磁感线方向，在图中标明螺线管的N、S极和小磁针的N极（将小磁针的N极涂黑）。
【分析】根据图中磁感线的方向，先判断通电螺线管的N、S极，根据磁极间的相互作用再判断小磁针的磁极。
【解答】解：在磁体外部，磁感线总是从磁体的N极发出，最后回到S极，所以螺线管的右端为N极，左端为S极。根据磁极间的相互作用可以判断出小磁针的左端为N极，右端为S极，如图所示：
【点评】本题既考查了磁感线和小磁针磁极的判断，要求学生步步仔细才行。
四．实验探究题（共3小题）
21．探究通电螺线管外部磁场的方向实验装置如图甲所示，小明在螺线管周围摆放了一些小磁针。
（1）通电后小磁针的指向如图甲所示，由此可看出通电螺线管外部的磁场与 条形 磁体的磁场相似。
（2）接下来，他想让所有小磁针转动180°、南北极所指方向发生对调，以下可行的是： B 。
A改变电路中电流的大小
B改变电路中电流的方向
C改变线圈的匝数
（3）由安培定则可知乙图中S闭合后，螺线管的上端为 S 极。
【分析】（1）通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似；
（2）通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向和线圈的绕法有关；
（3）运用安培定则可对螺线管的磁极进行判断。
【解答】解：（1）由图可知，通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似，都是具有两个磁性较强的磁极；
（2）通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关；想让所有小磁针转动180°、南北极所指方向发生对调，需要改变磁场的方向；
A改变电路中电流的大小不能改变磁场的方向，故A错误；
B改变电路中电流的方向可以改变磁场的方向，故B正确；
C改变线圈的匝数不能改变磁场的方向，故C错误；
（3）根据安培定则：让四指弯曲，跟螺线管中电流的方向一致，则大拇指指的下端是通电螺线管的N极，上端就是螺线管的S极。
故答案为：（1）条形；（2）B；（3）S。
【点评】本题考查了螺线管磁场的特点、磁极方向的判断等，注意通电螺线管的磁极极性与电流的方向和线圈的绕法有关。
22．老师带领同学们探究“磁场对通电直导线的作用”活动中，按照图组装好了实验器材。
（1）连接好电路，开关未闭合时无论如何调节滑动变阻器的滑片，导体棒ab不动；闭合开关并将滑动变阻器的滑片移动到适当位置，看到导体棒ab向右运动。为使实验现象更明显，有同学把导体棒换用轻质塑料棒，实验 不能 （填“能”或“不能”）成功，塑料棒是 绝缘体 （选填“导体”或“绝缘体”），上述实验现象说明磁场对 通电导体 有力的作用， 电动机 （填“发电机”、“电动机”或“电磁铁”）就是根据该原理制成的。
（2）将滑动变阻器的滑片向右端移动一定距离，发现导体棒ab向右运动的现象缓慢而不明显，这说明此现象中产生力的大小与 电流大小 有关。
（3）若要使导体棒ab向左运动，可采取的方法（写出1种）： 改变磁场方向或改变导体中电流方向 。
（4）若想用上述器材研究发电机的工作原理，闭合开关前，应将电路中的电源换成 灵敏电流计 （填“小灯泡”、“电压表”或“灵敏电流计”），再闭合开关，让导体棒ab左右切割磁感线运动，观察实验现象。
【分析】（1）通电导体在磁场中受力的作用，电动机就是根据这个原理制成的；
（2）根据滑动变阻器的连接方式判定电路中电流的变化；
（3）磁场对通电导体作用力的方向与磁场方向和电流方向有关，当变化其中一个方向时，受力方向变化，两个方向同时改变，受力方向不变；
（4）研究电磁感应现象时，利用灵敏电流计显示是否有电流产生，因此应将电路中的电源换成灵敏电流计。
【解答】解：（1）为使实验现象更明显，有同学把导体棒换用轻质塑料棒，塑料棒是绝缘体，不容易导电，所以实验不能成功；
该实验现象说明磁场对通电导体有力的作用，据此制成了电动机；
（2）将滑动变阻器的滑片向右端移动一定距离，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流减小，发现导体棒ab向右运动的现象缓慢而不明显，这说明此现象中产生力的大小与电流大小有关；
（3）要使直导线ab向左运动，可以改变磁场方向，也可以改变导体中电流方向；
（4）研究电磁感应现象时，利用灵敏电流计显示是否有电流产生，因此应将电路中的电源换成灵敏电流计。
故答案为：（1）不能；绝缘体；通电导体；电动机；（2）电流大小；（3）改变磁场方向或改变导体中电流方向；（4）灵敏电流计。
【点评】本题为实验探究题，考查了通电导体在磁场中受力和电磁感应的原理及应用，认真读题从中得出相关信息是关键。
23．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。
（1）当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数 增加 （选填“增加”或“减少”），说明电流越 大 ，电磁铁磁性越强；
（2）由图示可知， 甲 （选填“甲”或“乙”）的磁性强，说明电流一定时， 线圈的匝数越多 ，电磁铁磁性越强；
（3）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 大头针被磁化，同名磁极相互排斥 ；
（4）本实验中用到了多种研究方法：
①如研究电磁铁的磁性强弱和线圈匝数有关时，就应控制电流相等，下列实验的研究方法和这种方法不同的是 C
A．研究电流大小和电压、电阻的关系
B．研究影响电阻大小的因素
C．用电流表测量串联电路中的电流
②本实验中还用到了其他研究方法，如电磁铁的磁性强弱用什么来显示，下列实验的研究方法和这种方法不同的是 A
A．在测量小灯泡的功率时，用电压和电流之积来表示电功率
B．研究电热和哪些因素有关的实验中，用液柱的高度差来表示电热多少
C．研究动能大小和哪些因素有关的实验中，用小木块被推开的远近，来表示动能的大小
（5）本实验进行了多次实验，多次实验的目的和下列实验多次实验的目的相同的是 B
A．伏安法测量定值电阻的阻值
B．探究并联电路电流规律
C．测量小石块的密度
【分析】（1）影响电磁铁磁性强弱的因素：电流的大小和线圈的匝数。电流越大、线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。
（2）利用转换法，通过电磁铁吸引大头针的多少来认识其磁性强弱；
探究电磁铁磁性跟匝数的关系时，保持电流相同，甲乙的匝数不同，通过比较甲乙吸引小铁钉的多少来比较磁性的强弱；
（3）利用磁化和磁极间的作用规律进行分析；
（4）①研究电磁铁的磁性强弱和线圈匝数有关时，就应控制电流相等，就是采用控制变量法；
②磁性的强弱通过吸引大头针的数目来判断，这是转换法的应用。
（5）在物理实验过程中，多次测量的目的有两个：将测量数据取平均值，减小误差；总结规律，避免结论的片面性。
【解答】解：（1）闭合开关后，滑动变阻器滑片向左移动时，电路中电阻减小，电流增大，电磁铁的磁性增强，则电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加；说明电流越大，电磁铁的磁性越强。
（2）根据图示的情境可知，甲电磁铁吸引的大头针多，说明甲的磁性强；究其原因，电流相同，甲缠绕的线圈的匝数多，吸引大头针越多，可得出结论：电流一定时，线圈的匝数越多，电磁铁磁性越强。
（3）大头针被磁化，同一端的磁性相同，互相排斥，所以下端分散；
（4）①研究电磁铁的磁性强弱和线圈匝数有关时，就应控制电流相等，采用了控制变量法；
A．研究电流大小和电压、电阻的关系；采用了控制变量法；
B．研究影响电阻大小的因素；采用了控制变量法；
C．用电流表测量串联电路中的电流，采用的是实验归纳法，不是控制变量法；
故和控制变量法不同的是C；
②本实验中还用到了其他研究方法，如电磁铁的磁性强弱用什么来显示，这是转换法的思想；
A．在测量小灯泡的功率时，用电压和电流之积来表示电功率，采用电功率的定义，不是转换法；
B．研究电热和哪些因素有关的实验中，用液柱的高度差来表示电热多少，采用转换法；
C．研究动能大小和哪些因素有关的实验中，用小木块被推开的远近，来表示动能的大小，采用转换法。
故和转换法不同的是A。
（5）研究“探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关”，多次实验的目的是总结规律，避免因次数太少造成结论的偶然性或片面性。
A．伏安法测量定值电阻的阻值，采用多次测量的目的是：取平均值，减小测量误差；
B．探究并联电路电流规律，多次测量的目的是：总结规律，防止结论的偶然性；
C．测量小石块的密度，采用多次测量的目的是：取平均值，减小测量误差；
故“探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关”实验中多次实验的目的相同的是B。
故答案为：（1）增加；大；（2）甲；线圈的匝数越多；（3）大头针被磁化，同名磁极相互排斥；（4）C；A；（5）B。
【点评】此题是一道探究性实验题目，考查了转换法的应用，知道在此实验中通过电磁铁吸引大头针的多少来判断电磁铁磁性的强弱，同时也考查了控制变量法和转换法，知道一般地测量性实验多次测量的目的是减小误差；探究性实验多次测量的目的是总结规律，避免结论的偶然性。
五．综合能力题（共2小题）
24．小华在探究电磁现象的实验中，设计了如图所示的实验装置。
（1）①在图甲中将磁体向下插入螺线管中时观察到灵敏电流计的指针向右偏转，由此可知：电路中有 感应电流 产生。
②将磁体从螺线管中向上拔出时，会观察到灵敏电流计的指针向 左 （选填“左”或“右”）偏转。
③通过前两步实验，可得出感应电流的方向与 导体做切割磁感线运动 的方向有关。
④学校的广播系统中，其中 动圈式话筒 （选填“扬声器”或“动圈式话筒”）是利用这个原理工作的。
（2）图乙装置的实验结果表明磁场对通电导体 有力的作用 ；为了使实验效果更明显，图中悬挂在细线下的金属棒最好选用 C （填字母代号）。
A.铁棒
B.玻璃棒
C.铝棒
D.铜棒
【分析】（1）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生电流的现象叫电磁感应，产生的电流叫感应电流。
产生的感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向有关，当其中一个方向改变时，电流方向改变；若导体运动方向和磁场方向同时改变，电流方向不改变，据此分析回答；
（2）应掌握磁场对电流的作用及应用；质量较小的物体在相同的情况下，运动状态容易改变。
【解答】解：
（1）①将磁铁向右插入螺线管时，灵敏电流计的指针偏转，说明电路中产生了感应电流；
②将磁铁从螺线管中向上拔出，导体切割磁感线的运动方向与①相反，所以产生的电流方向也与①相反，则灵敏电流计的指针向左偏转；
③在上面①②中，将磁铁从螺线管中向下插入、向上拔出，磁场的方向不变，改变了磁体的运动方向，产生的电流方向发生变化，由此可知：感应电流的方向与导体做切割磁感线运动的方向有关；
④扬声器的工作原理时通电导体在磁场中受力运动；动圈式话筒是声信号转化为电信号的机器，即是利用电磁感应现象的原理制成的；
（2）图乙装置中，导体通电后发生了运动，说明磁场对通电导体有力的作用。
为使实验效果更明显，直导线应选用铝棒，因为铝的密度小，所以铝棒比相同体积的铁棒、铜棒的质量小，其运动状态容易改变，而玻璃棒属于绝缘体。
故答案为：（1）①感应电流；②左；③导体做切割磁感线运动；④动圈式话筒；（2）①有力的作用；②C。
【点评】此题考查了学生分析实验现象得出实验结论的能力，本题关键：一是掌握影响产生的感应电流的方向的因素，二是利用好控制变量法。
25．2019年5月23日，中国高速磁悬浮试验样车在青岛下线，速度可达600km/h。磁悬浮列车是一种靠磁悬浮力来推动的列车，它通过电磁力实现列车与轨道之间的无接触的悬浮和导向，再利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行。由于其轨道的磁力使之悬浮在空中，减少了摩擦力，行走时不同于其他列车需要接触地面，只受来自空气的阻力，高速磁悬浮列车的速度可达400km/h以上，中低速磁悬浮则多数在100﹣200km/h。这种兼具高速与中低速交通优点的新型磁悬浮列车将为我国城市间提供一种方便快捷的绿色轨道交通工具。
（1）磁悬浮列车利用同名磁极相互 排斥 的原理使车体与轨道不接触，在轨道上方几厘米的高度上飞驰，避免了来自车轮与轨道之间的摩擦。
（2）如图2所示，列车站台设计成中间高两边低的原因是：进站时列车由于要保持原来的运动状态冲上站台；从能量转化的角度来说，当列车出站时从高度较高的地方下行，它的重力势能转化为 动能 ，节省能源。
（3）如图3所示，当列车进站时，乘客必须站在站台和黄色线以外的位置候车才安全的原因是：当列车进站时，靠近车的地方，流速大压强 小 （选填“大”或“小”），容易把乘客吸到车旁，造成危险。
（4）当列车在水平轨道做匀速直线运动时，静止站在车厢中的乘务员和车厢地面之间 没有 （选填“有”或“没有”）摩擦力。
（5）下列说法中，正确的是 B
A.乘坐列车时看见两旁树迅速向东退去，则列车相对于轨道正在向东行驶
B.磁悬浮列车在行驶时将电能转化为机械能
C.车窗采用双层玻璃，是在人耳处减弱噪声
D.行李架正上方都装有小平面镜，方便乘客观察行李架，是利用了光的折射
【分析】（1）磁体间的相互作用规律是：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；
（2）判断是哪种能量转化成了另一种能量的标准是：减小的转化为增多的；
（3）流体流速大的地方压强小，据此分析；
（4）产生摩擦力的条件是：两个互相接触的物体，当它们做相对运动或有一个相对运动的趋势时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这就可以产生摩擦力；
（5）在研究物体运动时，要选择参照的标准，即参照物，物体的位置相对于参照物发生变化，则运动，不发生变化，则静止；
判断是哪种能量转化成了另一种能量的标准是：减小的转化为增多的；
减弱噪声的途径：在声源处减弱、在传播过程中减弱、在人耳处减弱；
平面镜成像的原理是光的反射。
【解答】解：（1）磁悬浮列车是在车厢和铁轨上分别安放磁体，由于它们的同名磁极相互排斥，从而使得接触面彼此分离，达到了减小车轮与轨道之间摩擦力的目的；
（2）从能量转换的角度来说，当列车出站时从高度较高的地方下行，重力势能减少，动能增大，它的重力势能转化为动能，从而节省能源；
（3）当列车进站时，靠近车的地方，空气流速大压强小，远离车的地方，空气流速小压强大，在内外压强差的作用下，容易把乘客吸到车旁，造成危险，故乘客必须站在站台和黄色线以外的安全位置候车；
（4）当列车在水平轨道做匀速直线运动时，静止站在车厢中的乘务员和车厢地面之间没有相对运动的趋势，所以它们之间没有摩擦力；
（5）A、乘坐列车时看见两旁树迅速向东退去，则列车相对于轨道正在向西行驶，故A错误；
B、磁悬浮列车在行驶时消耗了电能，获得了机械能，所以主要是将电能转化为机械能，故B正确；
C、车窗采用双层玻璃，是在传播过程中减弱噪声的，故C错误；
D、行李架正上方都装有小平面镜，方便乘客观察行李架，是利用了光的反射，故D错误；
故应选B；
故答案为：（1）排斥；（2）动能；（3）小；（4）没有；（5）B。
【点评】此题借助于磁悬浮列车，考查了力学、声学、光学的多个知识点，是一道综合
（培优篇）2021-2022学年下学期初中物理人教新版九年级第20章练习卷
一．选择题（共12小题）
1．宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”图中符合上述说法的是（ ）
A． B．
C． D．
2．如图，一根条形磁铁，左端为S极，右端为N极。下列表示从S极到N极磁性强弱变化情况的图像中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
3．如图是生活中常用来固定房门的“门吸”，它由磁铁和金属块两部分组成。该金属块能被磁铁所吸引，是因为可能含有以下材料中的（ ）
A．铝 B．铁 C．锌 D．铜
4．如图画出了磁感线的分布情况，由此可知（ ）
A．A端为磁铁的N极，c端是电源正极
B．A端为磁铁的N极，c端是电源负极
C．A端为磁铁的S极，d端是电源正极
D．A端为磁铁的S极，d端是电源负极
5．如图所示是一种手腕上佩戴的“计步器”，其构造是在一段塑料管中密封一小块磁铁，管外缠绕着线圈。运动时，磁铁在管中反复运动，线圈的输出电流随之不停地变化，显示出运动的步数。“计步器”的基本原理与下列哪幅图不相同（ ）
A． B．
C． D．
6．用如图所示的装置探究电磁感应现象，下列操作使灵敏电流计指针发生偏转的是（ ）
A．保持磁体静止，导体AB竖直向下运动
B．保持磁体静止，导体AB竖直向上运动
C．保持导体AB静止，磁体水平向右运动
D．保持导体AB静止，磁体竖直向上运动
7．如图所示实验，下列四种电子设备在工作时利用其原理的是（ ）
A． B．
C． D．
8．有两根大头针被磁铁吸引，悬在磁铁下方，如图所示的四幅图中能正确反映实际情况的是（ ）
A． B．
C． D．
9．通电螺线管周围的磁感线如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．A端为电源的正极
B．通电螺线管左端为N极
C．小磁针左端为S极
D．改变电流的大小可以改变通电螺线管的磁场方向
10．通电导线周围存在磁场，小明经过实验探究，画出了通电直导线周围磁感线的分布图（如图所示），下列相关描述错误的是（ ）
A．小磁针 b 端为 N 极
B．通电直导线周围不同位置磁场强弱相同
C．增大直导线中的电流可使其周围磁场增强
D．改变直导线中电流的方向，小磁针N极的指向将会发生改变
11．小刘同学逛商场时发现电梯很“聪明”，在有人或无人乘坐时会以不同的速度运行，这样可以节约用电。如图所示是其工作电路图，R是一个压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。下列分析正确的是（ ）
A．当所有人走出电梯后，则图中电磁铁的磁性将增强
B．当所有人走出电梯后，动触点与1接触，电动机的转速将变慢
C．站上电梯的人越多，电动机就转得越快
D．可以改变控制电路的电源方向来改变电动机转动方向
12．下列四幅图中，通电螺线管周围小磁针的指向正确的是（ ）
A． B．
C． D．
二．填空题（共6小题）
13．如图所示，是一款磁悬浮无线蓝牙音箱，工作时可使箱体悬在空中，它是根据 的原理实现悬浮的。
14．如图所示，风力发电机是将机械能转化为 的装置，其工作原理是 ；现代风力发电技术，可利用微风带动叶片旋转，通过增速机提升旋转速度。
15．如图所示是一种动圈式耳机的内部结构示意图。当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时，音圈带动音膜 （选填“向左”、“向右”或“左右往复”）运动。音圈之所以运动，是由于磁场对 有力的作用。
16．如图甲所示，正上方的小磁针有一根通有向左电流的直导线，小磁针的N极向纸外发生偏转，由此现象说明通电导线周围存在 ；若将通电直导线下方再放一根同样的通电直导线，如图乙所示，猜想两根导线之间会不会因为通电而产生力的作用 （填“会”或“不会”），你猜想的理由 。
17．扬声器与 的工作原理相同（选填“发电机”或“电动机”），由于通过线圈的电流是 （选填“变化”或“不变”）的电流，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。如图所示的电路中，开关S闭合后，小磁针的指向如图所示，则电源的正极是 （选填“A”或“B”）端。
18．如图所示，电磁铁的B端有一个小磁针，闭合开关后，当滑动变阻器的滑片P向左端移动时，电磁铁的磁性将 （选填“增强”或“减弱”），小磁针水平静止时，它的左端为 极。
三．作图题（共2小题）
19．如图所示，请在（ ）中标上条形磁铁的“N”或“S”。
20．根据通电螺线管周围磁感线方向，在图中标明螺线管的N、S极和小磁针的N极（将小磁针的N极涂黑）。
四．实验探究题（共3小题）
21．探究通电螺线管外部磁场的方向实验装置如图甲所示，小明在螺线管周围摆放了一些小磁针。
（1）通电后小磁针的指向如图甲所示，由此可看出通电螺线管外部的磁场与 磁体的磁场相似。
（2）接下来，他想让所有小磁针转动180°、南北极所指方向发生对调，以下可行的是： 。
A改变电路中电流的大小
B改变电路中电流的方向
C改变线圈的匝数
（3）由安培定则可知乙图中S闭合后，螺线管的上端为 极。
22．老师带领同学们探究“磁场对通电直导线的作用”活动中，按照图组装好了实验器材。
（1）连接好电路，开关未闭合时无论如何调节滑动变阻器的滑片，导体棒ab不动；闭合开关并将滑动变阻器的滑片移动到适当位置，看到导体棒ab向右运动。为使实验现象更明显，有同学把导体棒换用轻质塑料棒，实验 （填“能”或“不能”）成功，塑料棒是 （选填“导体”或“绝缘体”），上述实验现象说明磁场对 有力的作用， （填“发电机”、“电动机”或“电磁铁”）就是根据该原理制成的。
（2）将滑动变阻器的滑片向右端移动一定距离，发现导体棒ab向右运动的现象缓慢而不明显，这说明此现象中产生力的大小与 有关。
（3）若要使导体棒ab向左运动，可采取的方法（写出1种）： 。
（4）若想用上述器材研究发电机的工作原理，闭合开关前，应将电路中的电源换成 （填“小灯泡”、“电压表”或“灵敏电流计”），再闭合开关，让导体棒ab左右切割磁感线运动，观察实验现象。
23．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。
（1）当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数 （选填“增加”或“减少”），说明电流越 ，电磁铁磁性越强；
（2）由图示可知， （选填“甲”或“乙”）的磁性强，说明电流一定时， ，电磁铁磁性越强；
（3）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 ；
（4）本实验中用到了多种研究方法：
①如研究电磁铁的磁性强弱和线圈匝数有关时，就应控制电流相等，下列实验的研究方法和这种方法不同的是
A．研究电流大小和电压、电阻的关系
B．研究影响电阻大小的因素
C．用电流表测量串联电路中的电流
②本实验中还用到了其他研究方法，如电磁铁的磁性强弱用什么来显示，下列实验的研究方法和这种方法不同的是
A．在测量小灯泡的功率时，用电压和电流之积来表示电功率
B．研究电热和哪些因素有关的实验中，用液柱的高度差来表示电热多少
C．研究动能大小和哪些因素有关的实验中，用小木块被推开的远近，来表示动能的大小
（5）本实验进行了多次实验，多次实验的目的和下列实验多次实验的目的相同的是
A．伏安法测量定值电阻的阻值
B．探究并联电路电流规律
C．测量小石块的密度
五．综合能力题（共2小题）
24．小华在探究电磁现象的实验中，设计了如图所示的实验装置。
（1）①在图甲中将磁体向下插入螺线管中时观察到灵敏电流计的指针向右偏转，由此可知：电路中有 产生。
②将磁体从螺线管中向上拔出时，会观察到灵敏电流计的指针向 （选填“左”或“右”）偏转。
③通过前两步实验，可得出感应电流的方向与 的方向有关。
④学校的广播系统中，其中 （选填“扬声器”或“动圈式话筒”）是利用这个原理工作的。
（2）图乙装置的实验结果表明磁场对通电导体 ；为了使实验效果更明显，图中悬挂在细线下的金属棒最好选用 （填字母代号）。
A.铁棒
B.玻璃棒
C.铝棒
D.铜棒
25．2019年5月23日，中国高速磁悬浮试验样车在青岛下线，速度可达600km/h。磁悬浮列车是一种靠磁悬浮力来推动的列车，它通过电磁力实现列车与轨道之间的无接触的悬浮和导向，再利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行。由于其轨道的磁力使之悬浮在空中，减少了摩擦力，行走时不同于其他列车需要接触地面，只受来自空气的阻力，高速磁悬浮列车的速度可达400km/h以上，中低速磁悬浮则多数在100﹣200km/h。这种兼具高速与中低速交通优点的新型磁悬浮列车将为我国城市间提供一种方便快捷的绿色轨道交通工具。
（1）磁悬浮列车利用同名磁极相互 的原理使车体与轨道不接触，在轨道上方几厘米的高度上飞驰，避免了来自车轮与轨道之间的摩擦。
（2）如图2所示，列车站台设计成中间高两边低的原因是：进站时列车由于要保持原来的运动状态冲上站台；从能量转化的角度来说，当列车出站时从高度较高的地方下行，它的重力势能转化为 ，节省能源。
（3）如图3所示，当列车进站时，乘客必须站在站台和黄色线以外的位置候车才安全的原因是：当列车进站时，靠近车的地方，流速大压强 （选填“大”或“小”），容易把乘客吸到车旁，造成危险。
（4）当列车在水平轨道做匀速直线运动时，静止站在车厢中的乘务员和车厢地面之间 （选填“有”或“没有”）摩擦力。
（5）下列说法中，正确的是
A.乘坐列车时看见两旁树迅速向东退去，则列车相对于轨道正在向东行驶
B.磁悬浮列车在行驶时将电能转化为机械能
C.车窗采用双层玻璃，是在人耳处减弱噪声
D.行李架正上方都装有小平面镜，方便乘客观察行李架，是利用了光的折射
（培优篇）2021-2022学年下学期初中物理人教新版九年级第20章练习卷
参考答案与试题解析
一．选择题（共12小题）
1．宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”图中符合上述说法的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】（1）地球是一个大磁体，地球周围存在的磁场叫地磁场。
（2）地磁场的南北极与地理南北极相反，且不重合。即：地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。如图：
【解答】解：
地磁场的南北极与地理南北极相反，且不重合。即：地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。如图：
A、小磁针应该指向南北，图中却指向东西，故A错误；
B、小磁针应该指向南北，图中却指向东西，故B错误；
C、地磁南极在地理北极附近，所以小磁针S应该指向南方，略偏向东方，小磁针N应该指向北方，略偏向西方，故C正确；
D、地磁南极在地理北极附近，所以小磁针S应该指向南方，略偏向东方，小磁针N应该指向北方，略偏向西方，故D错误。
故选：C。
【点评】这一知识点是了解性内容，理解清楚地磁和地理南北极关系，地磁和地理南北极的关系，属于基础题
2．如图，一根条形磁铁，左端为S极，右端为N极。下列表示从S极到N极磁性强弱变化情况的图像中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】条形磁铁的两端磁性最强，中间磁性最弱，根据这个规律进行判断。
【解答】解：
A、如图反映S极磁性强，N极磁性最弱，不符合题意；
B、如图反映S极磁性最弱，N极磁性最强，不符合题意；
C、如图反映S极和N极磁性最强，中间磁性最弱，符合题意；
D、如图反映S极磁性最弱，N极磁性最强，不符合题意。
故选：C。
【点评】条形磁铁的两端磁性最强，中间磁性最弱，是解决本题的关键，并且能从图像上判断磁性强弱。
3．如图是生活中常用来固定房门的“门吸”，它由磁铁和金属块两部分组成。该金属块能被磁铁所吸引，是因为可能含有以下材料中的（ ）
A．铝 B．铁 C．锌 D．铜
【分析】磁铁能够吸引铁、钴、镍等物质。不是所有物质都能被吸引。
【解答】解：铁、钴、镍等物质容易被磁铁吸引，而铝、锌、铜都不会被磁铁吸引，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选：B。
【点评】本题考查学生对生活中常见金属的性质的了解，平时要多注意生活和化学知识之间的联系。
4．如图画出了磁感线的分布情况，由此可知（ ）
A．A端为磁铁的N极，c端是电源正极
B．A端为磁铁的N极，c端是电源负极
C．A端为磁铁的S极，d端是电源正极
D．A端为磁铁的S极，d端是电源负极
【分析】磁体外部的磁感线是从N极出来回到S极的；根据安培定则判定电源的正负极。
【解答】解：由图可知，A点的磁感线是从外部进入A的，则A为S极；磁感线从螺线管的左端进入，则螺线管的左端为S极，右端为N极，根据安培定则可知，电流从螺线管的左端流入，右端流出，所以c为电源的正极，d为电源的负极。
故选：D。
【点评】本题考查了磁感线的方向、安培定则的应用，属于基础题。
5．如图所示是一种手腕上佩戴的“计步器”，其构造是在一段塑料管中密封一小块磁铁，管外缠绕着线圈。运动时，磁铁在管中反复运动，线圈的输出电流随之不停地变化，显示出运动的步数。“计步器”的基本原理与下列哪幅图不相同（ ）
A． B．
C． D．
【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，这就是电磁感应现象；这一过程中，将机械能转化为电能。
【解答】解：
根据“计步器”的特点可知，当塑料管运动时，磁铁在管中反向运动，线圈切割磁感线而产生电流。因此，计步器的基本原理是电磁感应，产生电流的过程中将机械能转化为电能；
A、话筒的工作原理是电磁感应现象，故A不符合题意；
BC、图中电路中没有电源，当闭合开关，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中有感应电流产生，这是电磁感应现象，故BC不符合题意；
D、图中电路有电源，是通电线圈在磁场中受力转动，与“计步器”的基本原理不同，故D符合题意。
故选：D。
【点评】了解电磁感应现象，知道产生感应电流的条件，明确这一过程中的能量转化，是解答本题的关键。
6．用如图所示的装置探究电磁感应现象，下列操作使灵敏电流计指针发生偏转的是（ ）
A．保持磁体静止，导体AB竖直向下运动
B．保持磁体静止，导体AB竖直向上运动
C．保持导体AB静止，磁体水平向右运动
D．保持导体AB静止，磁体竖直向上运动
【分析】产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动；本题要使电流表指针偏转就是有感应电流产生，关键是看导体是否切割磁感线。
【解答】解：
AB、保持磁体静止，导体AB竖直向上或向下运动，导体没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，故AB不符合题意；
C、保持导体AB静止，磁体水平向右运动，导体也做切割磁感线运动，会产生感应电流，能使电流表指针发生偏转，故C符合题意；
D、保持导体AB静止，磁体竖直向上运动，导体没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流；故D不符合题意。
故选：C。
【点评】产生感应电流的条件注意三点：一是“闭合电路”，电路必须是完整的回路，二是“一部分导体”，不是全部的导体都在参与运动，三是“切割磁感线运动”，导体的运动必须是切割磁感线的，正切、斜切都可以，但不能不切割。
7．如图所示实验，下列四种电子设备在工作时利用其原理的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】磁场对通电导体有力的作用。
【解答】解：该电路中有电源，通电的导体在磁场中受力运动；
A、电铃的主要部件是电磁铁，利用的是电流的磁效应，故A错误；
B、电流表中有电流通过时，电流表中的线圈在磁场中受力发生偏转，故B正确；
C、动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象，故C错误；
D、验电器的工作原理是电荷间的相互作用规律，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了电与磁的几个实验的原理图，属于基础题。
8．有两根大头针被磁铁吸引，悬在磁铁下方，如图所示的四幅图中能正确反映实际情况的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】要判断出两大头针是被吸引还是被排斥，需要知道两大头针远离N极和S极的那一端的极性，大头针的极性可由磁性材料被磁化的特点确定，然后根据磁极间的作用规律作出正确判断。
【解答】解：大头针被磁化后近N端都为S极，远N极端都为N极，近S端都为N极，远S极端都为S极，即两大头针下端带异名磁极，由于异名磁极相互吸引，故只有B选项正确；
故选：B。
【点评】此题考查的是磁性材料被磁化后磁极的分布特点及磁极间的作用规律。磁性材料被磁化后，磁性的分布情况是近端产生异名磁极，远端产生同名磁极。磁极间的作用规律是同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
9．通电螺线管周围的磁感线如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．A端为电源的正极
B．通电螺线管左端为N极
C．小磁针左端为S极
D．改变电流的大小可以改变通电螺线管的磁场方向
【分析】在磁体外部，磁感线是从N极出来回到S极的；利用安培定则可以确定螺线管中电流方向，进而可以确定电源的正负极；结合磁极间的作用规律，可以确定小磁针的NS极；磁场的方向与电流的大小无关。
【解答】解：
ABC、由图可知，磁感线是从螺线管的左侧出来的，则左侧为N极，右侧为S极，根据安培定则可知，螺线管中电流的方向是向上的，即电源的B端为正极；异名磁极相互吸引，所以小磁针的左端为N极，右端为S极；故AC错误，B正确；
D、磁场的方向与电流的大小无关，改变电流的大小不会改变通电螺线管的磁场方向，故D错误。
故选：B。
【点评】右手螺旋定则属于考查的重点，要求我们能熟练应用右手螺旋定则根据电流方向判断磁极方向，或根据磁极方向判电流方向。
10．通电导线周围存在磁场，小明经过实验探究，画出了通电直导线周围磁感线的分布图（如图所示），下列相关描述错误的是（ ）
A．小磁针 b 端为 N 极
B．通电直导线周围不同位置磁场强弱相同
C．增大直导线中的电流可使其周围磁场增强
D．改变直导线中电流的方向，小磁针N极的指向将会发生改变
【分析】（1）小磁针在磁场中N极所指的方向就是磁场的方向、也是磁感线的切线方向；
（2）根据磁感线的疏密判断磁场的强弱；
（3）通电导线周围磁场的强弱与电流的大小有关；
（4）通电导线周围磁场的方向与电流的方向有关。
【解答】解：A、小磁针 b端所指方向与磁感线方向一致，故b端为N极，故A正确；
B、由通电直导线周围磁感线的分布图可知，离导线越近，磁感线越密，磁场越强，故B错误；
C、通电直导线周围的磁场强弱，与电流的大小有关，电流越大，磁场越强，故C正确；
D、通电直导线周围的磁场方向与电流方向有关，所以改变直导线中电流的方向，直导线周围的磁场方向发生改变，小磁针N极的指向将会发生改变，故D正确。
故选：B。
【点评】熟悉通电导线周围的磁场分布特点，是解题的关键。
11．小刘同学逛商场时发现电梯很“聪明”，在有人或无人乘坐时会以不同的速度运行，这样可以节约用电。如图所示是其工作电路图，R是一个压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。下列分析正确的是（ ）
A．当所有人走出电梯后，则图中电磁铁的磁性将增强
B．当所有人走出电梯后，动触点与1接触，电动机的转速将变慢
C．站上电梯的人越多，电动机就转得越快
D．可以改变控制电路的电源方向来改变电动机转动方向
【分析】本题中有两个电路，左侧为压敏电压与电磁铁串联，右侧为电动机控制电路，当衔铁与触点1接触时，R1与电动机串联，当衔铁与触点2接触时，只有电动机工作，电动机中电流增大。
【解答】解：AB、当所有人走出电梯后，压力减小，则压敏电阻R的阻值增大，左侧控制电路中的电流减小，电磁铁磁性变弱，则衔铁被拉起，与触点1接触，此时电动机与电阻R1 串联，通过电动机的电流减小，电动机的转速变慢，故A错误，B正确；
C、站上电梯的人越多，压敏电阻的阻值减小，根据欧姆定律可知，控制电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，衔铁被吸下，与触点2接触，只有电动机工作，此时电路中的电流时保持不变，电动机的转速要大于人少时电动机的转动速度，故C错误；
D、一个电梯运动的方向是不变的，所以不能改变控制电路的电源方向来改变电动机转动方向，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查应用物理知识解决实际问题的能力，在本题中应认清电路的构造联系所学知识进行解答。
12．下列四幅图中，通电螺线管周围小磁针的指向正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】由安培定则可判出通电螺线管极性的方向，由磁极间的相互作用可知小磁针的指向。
【解答】解：A、由右手螺旋定则判断出通电螺线管的左端为N极，右端为S极，由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引知，小磁针的右端应为S极，左端应为N极，故A错误；
B、由右手螺旋定则判断出通电螺线管的下端为N极，上端为S极，由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引知，小磁针的上端应为S极，下端应为N极，故B错误；
C、由右手螺旋定则判断出通电螺线管的左端为S极，右端为N极，由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引知，小磁针的左端为N极，右端为S极，故C正确；
D、由右手螺旋定则判断出通电螺线管的左端为S极，右端为N极，由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引知，小磁针的左端应为N极，右端应为S极，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了磁极间的相互作用规律和右手螺旋定则，右手螺旋定则为考试中的重点及难点，应能做到熟练应用右手螺旋定则判断电流与磁极的关系；也可由通电螺线管的磁场分布判断小磁针的指向。
二．填空题（共6小题）
13．如图所示，是一款磁悬浮无线蓝牙音箱，工作时可使箱体悬在空中，它是根据 同名磁极相互排斥 的原理实现悬浮的。
【分析】磁极间相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；
【解答】解：磁悬浮无线蓝牙音箱，工作时可使箱体悬在空中，根据同名磁极相互排斥，使箱体受到的重力和排斥力为一对平衡力，悬浮在空中。
故答案为：同名磁极相互排斥。
【点评】本题主要考查了磁极间相互作用在生活中的应用，较为基础。
14．如图所示，风力发电机是将机械能转化为 电能 的装置，其工作原理是 电磁感应现象 ；现代风力发电技术，可利用微风带动叶片旋转，通过增速机提升旋转速度。
【分析】发电机的工作原理是电磁感应现象，工作过程中机械能转化为电能。
【解答】解：风力发电机在工作时，将机械能转化为电能，其工作原理是电磁感应现象。
故答案为：电能；电磁感应现象。
【点评】本题考查了发电机的工作原理、能量的转化，属于基础题。
15．如图所示是一种动圈式耳机的内部结构示意图。当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时，音圈带动音膜 左右往复 （选填“向左”、“向右”或“左右往复”）运动。音圈之所以运动，是由于磁场对 通电导体 有力的作用。
【分析】通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向与磁场方向和电流方向有关。
【解答】解：当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时，音圈带动音膜左右往复运动，因为电流方向改变，音圈受力方向改变。音圈之所以运动，是由于磁场对通电导体有力的作用。
故答案为：左右往复；通电导体。
【点评】知道磁场对通电导体有力的作用是解题的关键。
16．如图甲所示，正上方的小磁针有一根通有向左电流的直导线，小磁针的N极向纸外发生偏转，由此现象说明通电导线周围存在 磁场 ；若将通电直导线下方再放一根同样的通电直导线，如图乙所示，猜想两根导线之间会不会因为通电而产生力的作用 会 （填“会”或“不会”），你猜想的理由 每一根通电导线都处在另一个通电导线产生的磁场中，通电导线在磁场中受到力的作用 。
【分析】通电导线的周围存在磁场；通电导体在磁场中受到力的作用。
【解答】解：正上方的小磁针有一根通有向左电流的直导线，小磁针的N极向纸外发生偏转，这说明小磁针受到磁场力的作用，由此现象说明通电导线周围存在磁场；
若将通电直导线下方再放一根同样的通电直导线，每一根通电导线都处在另一个通电导线产生的磁场中，通电导线在磁场中受到力的作用。
故答案为：磁场；会；每一根通电导线都处在另一个通电导线产生的磁场中，通电导线在磁场中受到力的作用。
【点评】本题考查了电与磁的连线、通电导体在磁场中受到力的作用，属于基础题。
17．扬声器与 电动机 的工作原理相同（选填“发电机”或“电动机”），由于通过线圈的电流是 变化 （选填“变化”或“不变”）的电流，线圈就不断地来回振动，带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。如图所示的电路中，开关S闭合后，小磁针的指向如图所示，则电源的正极是 B （选填“A”或“B”）端。
【分析】（1）通电导体在磁场中受力的作用，电动机就是根据这个原理制成的；
（2）通电导线在磁场中受力的作用；
（3）用右手螺旋定则分析。
【解答】答：
（1）扬声器与电动机的工作原理相同；
（2）扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置，它主要由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成。当线圈中通过随声音变化的电流时，据通电导线在磁场中受力的作用的原理可知，通电线圈会在永久磁铁的磁场中受到变化的力的作用，即线圈所受力时而排斥，时而吸引，从而使得线圈振动，将电能转化为机械能，同时线圈的振动也会带动纸盆也来回振动，又将电信号转化成声信号，于是扬声器就发出了声音。
（3）小磁针静止时N极向左，则说明该点的磁感线向左，因磁铁的外部磁场总是由N极指向S极，则可知电磁铁的左端为N极；则由右手螺旋定则可知电流应由螺线管的右侧流入，即电源的B端为正极。
故答案为：（1）电动机；（2）变化；（3）B。
【点评】本题考查了通电导体在磁场中受力和电磁感应的原理及应用，能将通电导线在磁场中受到力的作用的原理应用于实际是解决该题的关键。
18．如图所示，电磁铁的B端有一个小磁针，闭合开关后，当滑动变阻器的滑片P向左端移动时，电磁铁的磁性将 减弱 （选填“增强”或“减弱”），小磁针水平静止时，它的左端为 S 极。
【分析】由滑动变阻器的滑片移动可得出电路中电流的变化，则可得出螺线管中磁场的变化；
开关闭合后，根据电流方向利用安培定则可判断螺线管的磁极，则由磁极间的相互作用可判出小磁针的指向。
【解答】解：滑动变阻器的滑动片P向左端移动，电阻变大，电流变小，故电磁铁的磁性减弱；
由图知电流从电磁铁的左端流入，右端流出，根据安培定则可知，电磁铁的B端是N极，据磁极间的作用规律可知，小磁针静止时，其左端是S极。
故答案为：减弱；S。
【点评】该题考查了安培定则的应用、磁极间的作用规律的应用、电磁铁磁性强弱的影响因素等知识点，是一道综合题。
三．作图题（共2小题）
19．如图所示，请在（ ）中标上条形磁铁的“N”或“S”。
【分析】磁体周围的磁感线都是由N极出发回到S极的，据此判断。
【解答】解：由图可知，两侧的磁感线都是向外发出，因此，两侧的磁极都是N极，如图所示：
【点评】知道在磁体的外部，磁感线都是由N极出发回到S极的，可顺利判断。
20．根据通电螺线管周围磁感线方向，在图中标明螺线管的N、S极和小磁针的N极（将小磁针的N极涂黑）。
【分析】根据图中磁感线的方向，先判断通电螺线管的N、S极，根据磁极间的相互作用再判断小磁针的磁极。
【解答】解：在磁体外部，磁感线总是从磁体的N极发出，最后回到S极，所以螺线管的右端为N极，左端为S极。根据磁极间的相互作用可以判断出小磁针的左端为N极，右端为S极，如图所示：
【点评】本题既考查了磁感线和小磁针磁极的判断，要求学生步步仔细才行。
四．实验探究题（共3小题）
21．探究通电螺线管外部磁场的方向实验装置如图甲所示，小明在螺线管周围摆放了一些小磁针。
（1）通电后小磁针的指向如图甲所示，由此可看出通电螺线管外部的磁场与 条形 磁体的磁场相似。
（2）接下来，他想让所有小磁针转动180°、南北极所指方向发生对调，以下可行的是： B 。
A改变电路中电流的大小
B改变电路中电流的方向
C改变线圈的匝数
（3）由安培定则可知乙图中S闭合后，螺线管的上端为 S 极。
【分析】（1）通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似；
（2）通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向和线圈的绕法有关；
（3）运用安培定则可对螺线管的磁极进行判断。
【解答】解：（1）由图可知，通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似，都是具有两个磁性较强的磁极；
（2）通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关；想让所有小磁针转动180°、南北极所指方向发生对调，需要改变磁场的方向；
A改变电路中电流的大小不能改变磁场的方向，故A错误；
B改变电路中电流的方向可以改变磁场的方向，故B正确；
C改变线圈的匝数不能改变磁场的方向，故C错误；
（3）根据安培定则：让四指弯曲，跟螺线管中电流的方向一致，则大拇指指的下端是通电螺线管的N极，上端就是螺线管的S极。
故答案为：（1）条形；（2）B；（3）S。
【点评】本题考查了螺线管磁场的特点、磁极方向的判断等，注意通电螺线管的磁极极性与电流的方向和线圈的绕法有关。
22．老师带领同学们探究“磁场对通电直导线的作用”活动中，按照图组装好了实验器材。
（1）连接好电路，开关未闭合时无论如何调节滑动变阻器的滑片，导体棒ab不动；闭合开关并将滑动变阻器的滑片移动到适当位置，看到导体棒ab向右运动。为使实验现象更明显，有同学把导体棒换用轻质塑料棒，实验 不能 （填“能”或“不能”）成功，塑料棒是 绝缘体 （选填“导体”或“绝缘体”），上述实验现象说明磁场对 通电导体 有力的作用， 电动机 （填“发电机”、“电动机”或“电磁铁”）就是根据该原理制成的。
（2）将滑动变阻器的滑片向右端移动一定距离，发现导体棒ab向右运动的现象缓慢而不明显，这说明此现象中产生力的大小与 电流大小 有关。
（3）若要使导体棒ab向左运动，可采取的方法（写出1种）： 改变磁场方向或改变导体中电流方向 。
（4）若想用上述器材研究发电机的工作原理，闭合开关前，应将电路中的电源换成 灵敏电流计 （填“小灯泡”、“电压表”或“灵敏电流计”），再闭合开关，让导体棒ab左右切割磁感线运动，观察实验现象。
【分析】（1）通电导体在磁场中受力的作用，电动机就是根据这个原理制成的；
（2）根据滑动变阻器的连接方式判定电路中电流的变化；
（3）磁场对通电导体作用力的方向与磁场方向和电流方向有关，当变化其中一个方向时，受力方向变化，两个方向同时改变，受力方向不变；
（4）研究电磁感应现象时，利用灵敏电流计显示是否有电流产生，因此应将电路中的电源换成灵敏电流计。
【解答】解：（1）为使实验现象更明显，有同学把导体棒换用轻质塑料棒，塑料棒是绝缘体，不容易导电，所以实验不能成功；
该实验现象说明磁场对通电导体有力的作用，据此制成了电动机；
（2）将滑动变阻器的滑片向右端移动一定距离，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流减小，发现导体棒ab向右运动的现象缓慢而不明显，这说明此现象中产生力的大小与电流大小有关；
（3）要使直导线ab向左运动，可以改变磁场方向，也可以改变导体中电流方向；
（4）研究电磁感应现象时，利用灵敏电流计显示是否有电流产生，因此应将电路中的电源换成灵敏电流计。
故答案为：（1）不能；绝缘体；通电导体；电动机；（2）电流大小；（3）改变磁场方向或改变导体中电流方向；（4）灵敏电流计。
【点评】本题为实验探究题，考查了通电导体在磁场中受力和电磁感应的原理及应用，认真读题从中得出相关信息是关键。
23．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。
（1）当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数 增加 （选填“增加”或“减少”），说明电流越 大 ，电磁铁磁性越强；
（2）由图示可知， 甲 （选填“甲”或“乙”）的磁性强，说明电流一定时， 线圈的匝数越多 ，电磁铁磁性越强；
（3）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 大头针被磁化，同名磁极相互排斥 ；
（4）本实验中用到了多种研究方法：
①如研究电磁铁的磁性强弱和线圈匝数有关时，就应控制电流相等，下列实验的研究方法和这种方法不同的是 C
A．研究电流大小和电压、电阻的关系
B．研究影响电阻大小的因素
C．用电流表测量串联电路中的电流
②本实验中还用到了其他研究方法，如电磁铁的磁性强弱用什么来显示，下列实验的研究方法和这种方法不同的是 A
A．在测量小灯泡的功率时，用电压和电流之积来表示电功率
B．研究电热和哪些因素有关的实验中，用液柱的高度差来表示电热多少
C．研究动能大小和哪些因素有关的实验中，用小木块被推开的远近，来表示动能的大小
（5）本实验进行了多次实验，多次实验的目的和下列实验多次实验的目的相同的是 B
A．伏安法测量定值电阻的阻值
B．探究并联电路电流规律
C．测量小石块的密度
【分析】（1）影响电磁铁磁性强弱的因素：电流的大小和线圈的匝数。电流越大、线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。
（2）利用转换法，通过电磁铁吸引大头针的多少来认识其磁性强弱；
探究电磁铁磁性跟匝数的关系时，保持电流相同，甲乙的匝数不同，通过比较甲乙吸引小铁钉的多少来比较磁性的强弱；
（3）利用磁化和磁极间的作用规律进行分析；
（4）①研究电磁铁的磁性强弱和线圈匝数有关时，就应控制电流相等，就是采用控制变量法；
②磁性的强弱通过吸引大头针的数目来判断，这是转换法的应用。
（5）在物理实验过程中，多次测量的目的有两个：将测量数据取平均值，减小误差；总结规律，避免结论的片面性。
【解答】解：（1）闭合开关后，滑动变阻器滑片向左移动时，电路中电阻减小，电流增大，电磁铁的磁性增强，则电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加；说明电流越大，电磁铁的磁性越强。
（2）根据图示的情境可知，甲电磁铁吸引的大头针多，说明甲的磁性强；究其原因，电流相同，甲缠绕的线圈的匝数多，吸引大头针越多，可得出结论：电流一定时，线圈的匝数越多，电磁铁磁性越强。
（3）大头针被磁化，同一端的磁性相同，互相排斥，所以下端分散；
（4）①研究电磁铁的磁性强弱和线圈匝数有关时，就应控制电流相等，采用了控制变量法；
A．研究电流大小和电压、电阻的关系；采用了控制变量法；
B．研究影响电阻大小的因素；采用了控制变量法；
C．用电流表测量串联电路中的电流，采用的是实验归纳法，不是控制变量法；
故和控制变量法不同的是C；
②本实验中还用到了其他研究方法，如电磁铁的磁性强弱用什么来显示，这是转换法的思想；
A．在测量小灯泡的功率时，用电压和电流之积来表示电功率，采用电功率的定义，不是转换法；
B．研究电热和哪些因素有关的实验中，用液柱的高度差来表示电热多少，采用转换法；
C．研究动能大小和哪些因素有关的实验中，用小木块被推开的远近，来表示动能的大小，采用转换法。
故和转换法不同的是A。
（5）研究“探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关”，多次实验的目的是总结规律，避免因次数太少造成结论的偶然性或片面性。
A．伏安法测量定值电阻的阻值，采用多次测量的目的是：取平均值，减小测量误差；
B．探究并联电路电流规律，多次测量的目的是：总结规律，防止结论的偶然性；
C．测量小石块的密度，采用多次测量的目的是：取平均值，减小测量误差；
故“探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关”实验中多次实验的目的相同的是B。
故答案为：（1）增加；大；（2）甲；线圈的匝数越多；（3）大头针被磁化，同名磁极相互排斥；（4）C；A；（5）B。
【点评】此题是一道探究性实验题目，考查了转换法的应用，知道在此实验中通过电磁铁吸引大头针的多少来判断电磁铁磁性的强弱，同时也考查了控制变量法和转换法，知道一般地测量性实验多次测量的目的是减小误差；探究性实验多次测量的目的是总结规律，避免结论的偶然性。
五．综合能力题（共2小题）
24．小华在探究电磁现象的实验中，设计了如图所示的实验装置。
（1）①在图甲中将磁体向下插入螺线管中时观察到灵敏电流计的指针向右偏转，由此可知：电路中有 感应电流 产生。
②将磁体从螺线管中向上拔出时，会观察到灵敏电流计的指针向 左 （选填“左”或“右”）偏转。
③通过前两步实验，可得出感应电流的方向与 导体做切割磁感线运动 的方向有关。
④学校的广播系统中，其中 动圈式话筒 （选填“扬声器”或“动圈式话筒”）是利用这个原理工作的。
（2）图乙装置的实验结果表明磁场对通电导体 有力的作用 ；为了使实验效果更明显，图中悬挂在细线下的金属棒最好选用 C （填字母代号）。
A.铁棒
B.玻璃棒
C.铝棒
D.铜棒
【分析】（1）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生电流的现象叫电磁感应，产生的电流叫感应电流。
产生的感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向有关，当其中一个方向改变时，电流方向改变；若导体运动方向和磁场方向同时改变，电流方向不改变，据此分析回答；
（2）应掌握磁场对电流的作用及应用；质量较小的物体在相同的情况下，运动状态容易改变。
【解答】解：
（1）①将磁铁向右插入螺线管时，灵敏电流计的指针偏转，说明电路中产生了感应电流；
②将磁铁从螺线管中向上拔出，导体切割磁感线的运动方向与①相反，所以产生的电流方向也与①相反，则灵敏电流计的指针向左偏转；
③在上面①②中，将磁铁从螺线管中向下插入、向上拔出，磁场的方向不变，改变了磁体的运动方向，产生的电流方向发生变化，由此可知：感应电流的方向与导体做切割磁感线运动的方向有关；
④扬声器的工作原理时通电导体在磁场中受力运动；动圈式话筒是声信号转化为电信号的机器，即是利用电磁感应现象的原理制成的；
（2）图乙装置中，导体通电后发生了运动，说明磁场对通电导体有力的作用。
为使实验效果更明显，直导线应选用铝棒，因为铝的密度小，所以铝棒比相同体积的铁棒、铜棒的质量小，其运动状态容易改变，而玻璃棒属于绝缘体。
故答案为：（1）①感应电流；②左；③导体做切割磁感线运动；④动圈式话筒；（2）①有力的作用；②C。
【点评】此题考查了学生分析实验现象得出实验结论的能力，本题关键：一是掌握影响产生的感应电流的方向的因素，二是利用好控制变量法。
25．2019年5月23日，中国高速磁悬浮试验样车在青岛下线，速度可达600km/h。磁悬浮列车是一种靠磁悬浮力来推动的列车，它通过电磁力实现列车与轨道之间的无接触的悬浮和导向，再利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行。由于其轨道的磁力使之悬浮在空中，减少了摩擦力，行走时不同于其他列车需要接触地面，只受来自空气的阻力，高速磁悬浮列车的速度可达400km/h以上，中低速磁悬浮则多数在100﹣200km/h。这种兼具高速与中低速交通优点的新型磁悬浮列车将为我国城市间提供一种方便快捷的绿色轨道交通工具。
（1）磁悬浮列车利用同名磁极相互 排斥 的原理使车体与轨道不接触，在轨道上方几厘米的高度上飞驰，避免了来自车轮与轨道之间的摩擦。
（2）如图2所示，列车站台设计成中间高两边低的原因是：进站时列车由于要保持原来的运动状态冲上站台；从能量转化的角度来说，当列车出站时从高度较高的地方下行，它的重力势能转化为 动能 ，节省能源。
（3）如图3所示，当列车进站时，乘客必须站在站台和黄色线以外的位置候车才安全的原因是：当列车进站时，靠近车的地方，流速大压强 小 （选填“大”或“小”），容易把乘客吸到车旁，造成危险。
（4）当列车在水平轨道做匀速直线运动时，静止站在车厢中的乘务员和车厢地面之间 没有 （选填“有”或“没有”）摩擦力。
（5）下列说法中，正确的是 B
A.乘坐列车时看见两旁树迅速向东退去，则列车相对于轨道正在向东行驶
B.磁悬浮列车在行驶时将电能转化为机械能
C.车窗采用双层玻璃，是在人耳处减弱噪声
D.行李架正上方都装有小平面镜，方便乘客观察行李架，是利用了光的折射
【分析】（1）磁体间的相互作用规律是：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；
（2）判断是哪种能量转化成了另一种能量的标准是：减小的转化为增多的；
（3）流体流速大的地方压强小，据此分析；
（4）产生摩擦力的条件是：两个互相接触的物体，当它们做相对运动或有一个相对运动的趋势时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这就可以产生摩擦力；
（5）在研究物体运动时，要选择参照的标准，即参照物，物体的位置相对于参照物发生变化，则运动，不发生变化，则静止；
判断是哪种能量转化成了另一种能量的标准是：减小的转化为增多的；
减弱噪声的途径：在声源处减弱、在传播过程中减弱、在人耳处减弱；
平面镜成像的原理是光的反射。
【解答】解：（1）磁悬浮列车是在车厢和铁轨上分别安放磁体，由于它们的同名磁极相互排斥，从而使得接触面彼此分离，达到了减小车轮与轨道之间摩擦力的目的；
（2）从能量转换的角度来说，当列车出站时从高度较高的地方下行，重力势能减少，动能增大，它的重力势能转化为动能，从而节省能源；
（3）当列车进站时，靠近车的地方，空气流速大压强小，远离车的地方，空气流速小压强大，在内外压强差的作用下，容易把乘客吸到车旁，造成危险，故乘客必须站在站台和黄色线以外的安全位置候车；
（4）当列车在水平轨道做匀速直线运动时，静止站在车厢中的乘务员和车厢地面之间没有相对运动的趋势，所以它们之间没有摩擦力；
（5）A、乘坐列车时看见两旁树迅速向东退去，则列车相对于轨道正在向西行驶，故A错误；
B、磁悬浮列车在行驶时消耗了电能，获得了机械能，所以主要是将电能转化为机械能，故B正确；
C、车窗采用双层玻璃，是在传播过程中减弱噪声的，故C错误；
D、行李架正上方都装有小平面镜，方便乘客观察行李架，是利用了光的反射，故D错误；
故应选B；
故答案为：（1）排斥；（2）动能；（3）小；（4）没有；（5）B。
【点评】此题借助于磁悬浮列车，考查了力学、声学、光学的多个知识点，是一道综合
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