2022年全国初三物理自主招生专项刷题集专题18 磁场

磁场 解析版

一．选择题（共12小题）

1．（2021•市北区校级自主招生）关于电与磁的知识下列说法中不正确的是（　　）

A．磁感线不是真实存在的 

B．指南针指南北是因为受到地磁场的作用 

C．通电螺线管周围的磁场跟条形磁体的磁场相似 

D．奥斯特实验表明，导线周围存在着磁场

【解答】解：A、磁感线是为了研究问题的方便，人们假想的曲线，不是真实存在的，故A正确；

B、指南针在地磁场的作用下指南北，所以B正确；

C、通电螺线管周围的磁场与条形磁体磁场相似，故C正确。

D、通电导线周围存在磁场，不通电导线周围不存在磁场，故D错误；

故选：D。

2．（2021•青岛自主招生）如图，甲、乙是电磁学中很重要的两个实验，下列有关说法正确的是（　　）

A．甲图是研究电磁感应的实验装置 

B．乙图中闭合开关后，可实现将机械能转化为电能 

C．乙图是研究发电机原理的实验装置 

D．甲图中可实现将电能装化为机械能

【解答】解：

A、甲图是研究导体在磁场中做切割磁感线运动，是电磁感应的实验装置，故A正确；

BC、乙图是电动机的原理图，闭合开关后，可实现将电能转化为机械能，故BC错误；

D、甲图时发电机原理图，是机械能转化为电能，故D错误。

故选：A。

3．（2020•李沧区校级自主招生）手机无线充电真神奇，它方便了人们的生活，其中电磁感应无线充电是应用最多的无线充电方案。如图所示，它的原理是送电线圈通过一定频率的交流电，线圈的周围形成交替变化的磁场，通过电磁感应在受电线圈中产生一定的感应电流，从而将能量从发射端转移到接收端。下列选项中和受电线圈工作原理相同的是（　　）

A．电磁铁 B．电磁继电器 C．电动机 D．动圈式话筒

【解答】解：根据题意可知，受电线圈工作原理是电磁感应现象；

A、电磁铁利用的是电流的磁效应，故A错误；

B、电磁继电器的主要部件是电磁铁，利用的是电流的磁效应，故B错误；

C、通电导体在磁场中受力而运动，是电动机的工作原理图，故C错误；

D、动圈式话筒工作时，线圈在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，会使小灯泡发光，这是电磁感应现象，故D正确。

故选：D。

4．（2020•李沧区校级自主招生）实验用电流表的内部构造主要包括金属线圈和磁铁，金属线圈悬置在磁铁的两极间，线圈同时与一根指针和一根螺旋状弹簧相连，如图所示.当线圈中有电流通过时，线圈就会转动并带动指针偏转，显示出电流的大小。这种电流表的工作原理是（　　）

A．磁场对通电导体有力的作用 

B．法拉第发现的电磁感应现象 

C．通电导体间存在着力的相互作用 

D．通电导体的周围存在着磁场

【解答】解：通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理：通电线圈在磁场中受力而转动，并且电流越大，线圈受到的力越大，其转动的幅度越大，故电流表的工作原理是磁场对通电导体有力的作用，故A正确、BCD错误。

故选：A。

5．（2020•市北区校级自主招生）电磁炮是一种先进的动能杀伤武器，它是利用磁场对通电导体作用的原理，对金属炮弹进行加速，具有速度快、命中率高等待点。下图中与此工作原理相同的是（　　）

A． 

B． 

C． 

D．

【解答】解：电磁炮的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。

A图是发电机的工作原理，不符合题意；

B图说明通电导线周围存在磁场，不符合题意；

C图说明带电物体具有吸引轻小物体的性质，不符合题意；

D图是通电导体在磁场中受到力的作用，符合题意。

故选：D。

6．（2020•宁波自主招生）如图是汽车启动装置电路简图，当钥匙插入钥匙孔并转动时，下列说法中正确的是（　　）

A．电磁铁上端为S极，触点B与C断开，汽车启动 

B．电磁铁上端为S极，触点B与C接通，汽车启动 

C．电磁铁上端为N极，触点B与C断开，汽车启动 

D．电磁铁上端为N极，触点B与C接通，汽车启动

【解答】解：（1）当钥匙插入钥匙孔并转动时，电路接通，电磁铁中的电流是从下边导线流入的，根据安培定则可以判断出电磁铁的上端为N极；

（2）当电磁铁电路接通时，电磁铁具有磁性，将上边的触点A吸下，使BC触点接通，电动机工作，进而汽车启动。

故选：D。

7．（2019•江西自主招生）如图所示，电源、滑动变阻器与螺线管相连，在螺线管的右端放置一个小磁针，闭合开关，小磁针静止时N极水平向右，则（　　）

A．通电螺线管左端为 N极 

B．电源右端为正极 

C．滑动变阻器的滑片 P向左移动，通电螺线管的磁性增强 

D．滑动变阻器的滑片 P向右移动，通过螺线管的电流增大

【解答】解：（1）已知小磁针静止时N极水平向右，根据磁极间的相互作用可知，通电螺线管的右端为N极，左端为S极，

伸出右手握住螺线管，四指弯曲指示电流的方向，大拇指所指的方向为通电螺线管的N极，因电源左端为正极，右端为负极；故A、B错误；

（2）滑动变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，电流变小，因此通电螺线管的磁性减弱，故C错误；

滑动变阻器的滑片P向右移动，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，电流变大，因此通电螺线管的磁性增强，故D正确。

故选：D。

8．（2019•市北区校级自主招生）下列说法正确的是（　　）

A．闭合电路的导体，在磁场中做切割磁感线运动，导体中一定会产生感应电流 

B．在液体内部的某一深度，向下的压强一定大于向上的压强 

C．体积相等的实心球，密度大的质量大 

D．电动机是利用电磁感应原理制成的

【解答】解：

A、产生感应电流有三个条件：闭合电路、一部分导体、做切割磁感谢运动，这三个条件缺一不可。题干中缺少一部分导体，故A错误。

B、在液体内部同一深度，液体向各个方向的压强都相等，故B错误。

C、根据ρ＝得，m＝ρV，体积相同的实心球，密度越大，质量越大，故C正确。

D、发电机是根据电磁感应原理制成的，电动机是根据通电线圈在磁场中受力而转动原理制成的，故D错误。

故选：C。

9．（2019•涪城区校级自主招生）图中为公交车自动爆玻器，危急时刻，司机只需按下开关，自动爆玻器即可自动完成破窗。自动爆玻器就相当于一个电控安全锤，它是利用电磁线圈在通电的时候产生一个冲击力，带动一个钨钢头击打车窗玻璃边角部位，实现击碎玻璃的目的。图中的实验与自动爆玻器工作原理相同的是（　　）

A． B． 

C． D．

【解答】解：由题意可知，自动爆玻器的工作原理是通电线圈（导体）在磁场中受到力的作用而运动；

A、该实验说明闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动时，会产生感应电流，是机械能转化为电能，故A不符合题意；

B、该实验说明磁极间的相互作用：异名磁极相互吸引，故B不符合题意；

C、该实验中，当导体中通过电流时，通电导体在磁场中受力的作用而运动，与自动爆玻器工作原理相同，故C符合题意；

D、该实验是奥斯特实验，说明了通电导体周围存在磁场，是电流的磁效应，故D不符合题意；

故选：C。

10．（2019•涪城区校级自主招生）用一块条形磁体的N极沿同一方向摩擦一枚粗缝衣针若干次，使缝衣针磁化，如图甲。然后把这枚缝衣针用细线悬挂起来，如图乙。下列说法中正确的是（　　）

A．缝衣针磁化后，针尖部分是S极 

B．缝衣针停止运动后，针尖指向南方 

C．缝衣针停止运动后，针尖指向北方 

D．缝衣针停止运动后，针尖指向不确定

【解答】解：

用磁铁的一极在缝衣针上从针尖向针尾反复摩擦几次后，缝衣针被磁化；在磁铁和缝衣针最后接触的位置上，即磁铁的N极与缝衣针的针尾相互接触时的位置，缝衣针的针尾与磁铁的N极相互吸引，根据磁极间的相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引知，针尾为S极，则针尖为N极，把这枚缝衣针用细线悬挂起来，缝衣针停止运动后，针尖（N）极指向北方，故C正确。

故选：C。

11．（2019•鸠江区校级自主招生）为了解释地球的磁性，19世纪安培假设，地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。在图中的四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是（　　）

A． B． 

C． D．

【解答】解：地磁的南极在地理北极的附近，故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必需指向南方；而根据安培定则：拇指与四指垂直，而四指弯曲的方向就是电流流动的方向，故四指的方向应该向西。故B正确。

故选：B。

12．（2019•贵阳自主招生）一次家庭探究活动中，小明把一个正在发光的灯泡放到U形磁体中间，惊讶的发现了灯丝在晃动。关于这种现象，下列说法正确的是（　　）

A．灯丝晃动是一种电磁感应现象 

B．灯丝晃动是内能转化成了机械能 

C．灯丝晃动是受到磁体的吸引作用 

D．灯丝晃动是磁场对电流的作用

【解答】解：有电流通过的灯丝置于磁场中晃动，体现了通电导体在磁场中受到力的作用。在这个过程中，是电能转化为机械能。

综上分析

故选：D。

二．填空题（共4小题）

13．（2019•市北区校级自主招生）为及时排出污水井内的污水，工人师傅设计了如图所示的自动排水电路，在污水井底部安装水位传感器，当污水水量增加，触杆P向下移动，通过电磁铁，启动排水泵电动机M工作；污水量很少时电动机不工作。为实现上述要求，应将单刀双掷开关S接在　a　（选填“a”或“b”）端。

【解答】解：当污水水量增加，滑片向下移动，要使电动机工作，则衔铁需要向上移动，是电动机接入电路；所以电磁铁的磁性要增强，通过电磁铁的电流要变大，电路中的电阻要减小，所以应将a端。

故答案为：a。

14．（2019•青岛自主招生）如图，闭合开关，此时条形磁铁受到地面对它的摩擦力向 　左　。若将滑动变阻器滑片P向下移动，条形磁铁受到的摩擦力将会 　变大　（整个过程中条形磁铁始终不动）

【解答】解：由安培定则得，电磁铁右端为N极，则与条形磁铁的异名极相对，相互吸引，则条形磁铁受到电磁铁向左的吸引力，因条形磁铁条形磁铁始终保持静止，所以它受到的吸引力和桌面给它的摩擦力是一对平衡力，大小相等，方向相反，所以条形磁铁受到的摩擦力的方向是向左的；

当滑片逐渐向下移动时，连入电路的电阻逐渐减小，由欧姆定律可得线圈中电流逐渐变大，则磁场逐渐变强，条形磁铁受到电磁铁的吸引力逐渐变大，因条形磁铁受的是平衡力，故摩擦力的大小也会逐渐变大。

故答案为：左；变大。

15．（2016•绵阳）丹麦物理学家奥斯特通过实验证实了电流周围存在着磁场，我市某校学生在实验室验证奥斯特实验，当水平导线中通有如图所示的电流时，S极将偏向　纸外　（选填“纸内”或“纸外”）；要使实验效果更加明显应使通电导线沿　南北　（选填“东西”或“南北”）方向放置。

【解答】解：（1）根据安培定则可知，在判断直导线的磁场时，大拇指指向电流的方向，四指环绕方向为磁场方向。又知道小磁针N极的方向与磁场方向一致，所以N极将偏向纸里，S极将偏向纸外；

（2）由于小磁针静止时要指南北方向，在验证电流周围有磁场时，一般也把直导线南北放置，这样导线下方的小磁针偏转，不再指示南北，这更能说明是受到了新的磁场的作用，使实验更具说服力。

故答案为：纸外；南北。

16．（2015•诸暨市校级自主招生）根据古文《论衡•是应篇》中的记载：“司南之杓（用途），投之于地，其柢（握柄）指南”，学术界于1947年想象出司南的模样并印刷在邮票上。

（1）如图（甲）所示，当磁勺在正确指南时，其A端为该磁体的　S　（N/S）极。

（2）1952年，中国科学院物理研究所尝试制作一具司南，如（乙）所示，制作人员根据天然磁石的磁感线分布，将磁石的　D　（B/C/D/E）处打磨成磁勺的A端。

（3）把天然磁石按照正确方法打磨成磁勺后，放在粗糙的木盘上，使磁勺水平自由转动直至最终静止，但磁勺A端总不能正确指南，将粗糙木盘换成较光滑的青铜盘才略有改善，这是因为磁勺和盘子之间的　摩擦　力影响了实验效果。

（4）为达到理想的指向效果，制作人员将磁勺靠近一电磁铁，如图（丙）所示，闭合开关S，磁勺和电磁铁相互吸引，由此增加磁勺的磁性，H为电源的　正　极。

【解答】解：

（1）磁勺在正确指南时，地理的南极正是地磁的N极，异名磁极相互吸引，因此，其A端为该磁体S极；

（2）如（乙）所示，根据天然磁石的磁感线分布，可判断D端是S极，也就是磁勺的A端；

（3）将粗糙木盘换成较光滑的青铜盘，这样减小了接触面的粗糙程度，从而减小了摩擦力，故古代的磁勺有更好的指向效果，因此是磁勺和盘子之间的摩擦力影响了实验效果；

（4）因为异名磁极相互吸引，则与磁勺柄所靠近的下端是通电螺线管的N极，用安培定则可判断通电螺线管中的电流方向，再根据电流方向是从电源正极出发通过用电器回到负极，所以H端为电源的正极。

故答案为：（1）S；（2）D；（3）摩擦；（4）正。

三．实验探究题（共2小题）

17．（2019•枣庄自主招生）在探究“产生感应电流的条件”实验中。

（1）实验中，观察　电流表的指针是否偏转　判断电路中是否有感应电流；

（2）该实验的结论是：闭合电路的一部分导体，在磁场中做　切割磁感线　运动时，导体中就会产生感应电流。

（3）如果将小量程电流表换成　电源　，可以探究磁场对通电导体的作用。

（4）关于磁和电，生活中有很多应用，以下实例中，原理是电磁感应的有　①⑤　；原理是磁场对通电导体的作用的有　②⑥　。

①动圈式话筒、②动圈式扬声器、③电磁继电器、④电磁铁、⑤风力发电机、⑥电风扇

【解答】解：

（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）该实验的结论是：闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流；

（3）如果将小量程电流表换成电源，闭合开关后电流流过导体棒，导体棒受安培力作用，可以探究磁场对通电导体的作用；

（4）①动圈式话筒利用的是电磁感应现象；

②动圈式扬声器是利用通电导体在磁场中受力的原理；

③电磁继电器的主要部件是电磁铁，应用的是电流的磁效应；

④电磁铁应用的是电流的磁效应；

⑤风力发电机利用的是电磁感应现象；

⑥电风扇的主要部件是电动机，是利用通电导体在磁场中受力的原理；

原理是电磁感应的有①⑤；原理是磁场对通电导体的作用的有②⑥。

故答案为：（1）电流表的指针是否偏转；（2）切割磁感线； （3）电源；（4）①⑤；②⑥。

18．（2019•江西自主招生）瑞瑞同学利用如图1所示的实验装置探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”，他将实验中观察到的现象记录在下表中。

（1）比较实验序号2和7可知，产生感应电流时电路必须　闭合　；（选填“闭合”或“断开”）

（2）比较实验序号1和2（或5和6）可知，在磁场方向一定时，感应电流的方向与　导体的运动　方向有关；

（3）从能量转化的角度分析，感应电流的产生过程是把　机械　能转化为电能，根据这个原理制成了　发电　机（选填“电动”或“发电”）；

（4）如图2所示，电吹风中　有　（选填“有”或“无”）电流通过，图中女士头发被吹起是　不可信　（选填“可信”或“不可信”）的；

（5）将图1中的灵敏电流计换成　电源　，就可以探究“磁场对电流的作用”。

【解答】解：（1）比较实验序号2和7可知，当电路闭合时，电路中的部分导体在磁场里做切割磁感线运动时才会产生感应电流，电流表指针才会偏转。

（2）比较实验序号1和2（或5和6）可知：在磁场方向一定时，导体的运动方向改变时，感应电流的方向就改变。

（3）闭合电路中的电能是由于导体的运动而产生的，可见消耗的是机械能，所以实验过程中是机械能转化成电能；应用这一现象制造的是发电机；

（4）男士拿一条形磁铁在由线圈和家用电吹风组成的闭合电路中来回运动，此时导体做切割磁感线运动，产生了感应电流，由于感应电流很小，故该电吹风不能正常工作，图中女士头发被电吹风吹起是不可信的；

（5）在图中将灵敏电流计换成电源，闭合开关，电路中有电流，通电直导线在磁场中受力而运动（即磁场对电流有力的作用），电动机就是利用该原理制成的。

故答案为：（1）闭合；（2）导体的运动；（3）机械；发电；（4）有；不可信；（5）电源。

四．计算题（共1小题）

19．（2017•长沙自主招生）阅读短文，回答问题

清洗机是利用高压水清洗车辆表面污垢的机器（如图）。有一种无锡生产的CC5020型清洗机的铭牌如表所示。清洗机工作时，利用外加电力所产生的压强将水从水管中压出。其对水的压力可用压强与水管横截面积之积得出，而清洗机对水所做的功就是此力所为，详情见“信息快递”。

（1）你认为清洗机的动力设备是　电动机　（选填“电动机”或“热机”），其主要原理是通电导体在磁场中要受到力的作用。

（2）清洗机正常工作时，通过清洗机的电流是　10　A。

（3）若清洗一辆汽车平均耗时10min，则清洗一辆汽车平均用水多少kg。

（4）需要消耗电能多少J。

（5）清洗机正常工作10min，清洗机对水做功多少J。

【解答】解：（1）因清洗机工作时消耗电能，转化为机械能，所以需要的动力设备是电动机，原理是通电导体在磁场中要受到力的作用而工作的。

（2）据P＝UI可知，

此时正常工作时的电流是：I＝＝＝10A；

（3）10min需要水的体积：

V＝20L/min×10min＝200L＝0.2m3。

水的质量为m＝ρ水V＝1×103kg/m3×0.2m3＝200kg；

（4）此时所消耗的电能是：W＝Pt＝2200W×10×60s＝1.32×106J；

（5）此时清洗机正常工作10min对水做功为：W＝pV＝5×106Pa×0.02m3/min×10min＝1.0×106J；

答：（1）电动机；（2）10；（3）若清洗一辆汽车平均耗时10min，则清洗一辆汽车平均用水200kg；（4）需要消耗电能1.32×106J；（5）清洗机正常工作10min，清洗机对水做功1.0×106J。

五．解答题（共1小题）

20．（2015•厦门自主招生）如图所示为小玲和小辉同学制作的直流电动机模型，他们用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，磁体放在线圈下，闭合开关且用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。

（1）直流电动机的工作原理是 　通电线圈在磁场中受力转动　。

（2）将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周，其作用与直流电动机中的 　换向器　作用相同。

（3）通过改变 　磁场或电流　方向，可以改变线圈的转动方向。

（4）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不能连续转动，请你分析可能的原因是 　磁场太弱　。

【解答】解：（1）直流电动机的工作原理是：磁场对电流的作用；

（2）将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周的作用等同于直流电动机的换向器，它的作用是当线圈刚转过平衡位置时，改变电流的方向，保证了线圈持续的转动下去；

（3）要改变线圈的转动方向，就要改变线圈的受力方向，而线圈的受力方向由磁场方向和电流方向来决定，因此可改变磁场方向或电流方向来改变线圈的转动方向；

（4）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不能连续转动，可排除无电流的情况，可能是磁场太弱或开始线圈处在平衡位置。

故答案为：（1）通电线圈在磁场中受力转动；（2）换向器；（3）磁场或电流；（4）磁场太弱。