初中物理北师大版(2024)九年级全册四 电磁铁及其应用精品当堂检测题
展开课时4 电磁铁及其应用
知识点一 电磁铁
1.如图所示,条形磁铁放在粗糙程度相同的水平桌面上静止后,闭合开关S,滑片P向下移动。下列说法正确的是( )
A.电路中电流逐渐变小B.条形磁铁所受摩擦力向左
C.通电螺线管的右端为S极D.滑片P向下移动过程中,条形磁铁可能向左运动
2.如图是某同学用电磁铁做的相关实验,闭合开关S,下列说法正确的是( )
A.电磁铁的上端为S极
B.电磁铁与小磁针之间存在磁场
C.将滑动变阻器的滑片向右滑动,电磁铁的磁性减弱
D.电磁铁的线圈被短路,磁性增强
3.如图甲所示,如果插座接入电路的家用电器同时工作,插座或者干路导线容易被烧坏,甚至引起火灾,这是因为 过大,导致干路中的电流过大,由于电流的 效应,会使插座或干路导线温度急剧升高。图乙中的电磁起重机是利用电流的 效应,往往需要通过较大的电流。
4.如图是一个磁悬浮地球仪,球体内部有一个永磁体,底座通电时地球仪可以悬浮在上方,此时底座相当于一个 ;如果需要连续调节地球仪的悬浮高度,可以通过在底座电路中接入一个 来实现。
5.闭合开关S后,小磁针静止时N极指向如图所示,那么图中电源左端为 极。
6.内部带铁芯的螺线管叫 ,它的优点很多,其磁性有无可以由 来控制,磁性强弱可以由 来控制,磁极极性可以由 来控制,使用起来很方便.
7.如图所示是小刚自制的电磁铁,它能吸引曲别针是因为电流具有 效应;他想让电磁铁吸引更多的曲别针,可以采用 电流的方法来实现。
8.如图所示电路,当开关闭合,变阻器的滑片向右移动时,弹簧的长度会 ;保持滑片位置不变,把电源的正、负极对调,弹簧的长度会 (以上两空均选填“变长”、“不变”或“变短”),且铁芯对地面的压强会 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
9.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)电磁铁磁性的强弱是通过观察 来确定的;
(2)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;
(3)根据图示的情境可知, (选填“甲”或“乙”)的磁性强,说明电流一定时, ,电磁铁磁性越强;
(4)根据安培定则,可判断出乙铁钉的上端是电磁铁的 极;
(5)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 。
知识点二 电磁铁的应用
10.如图是某道路限载报警器的工作原理图。电源电压不变,是力敏电阻,其阻值随压力的变化而变化。闭合开关S,当车的质量超过限载质量时,电磁铁吸下衔铁,电铃响。根据不同的路面,可以改变滑动变阻器滑片P的位置,来设定不同的限载质量。下列说法正确的是( )
A.电磁铁能吸下衔铁,是由于通电导体在磁场中受力
B.检测时,车的质量越大电磁铁的磁性越强
C.力敏电阻的阻值随压力的增大而减小
D.若要提高设定的限载质量,应将滑片P向左移动
11.如图所示是小明利用光敏电阻为居民楼门口设计的一种智能照明电路,夜晚天暗时自动发光,早晨天亮时自动熄灭。控制电路中,电源由两节干电池串联而成。R1为定值电阻,R2为光敏电阻,其阻值会随着光强的增大而 (选填“增大”、“不变”或“减小”);S闭合时,电磁铁的下端为 极。
12.如图是一种水位自动报警器的原理图,它运用了许多物理知识。以下说法中正确的是( )
A.不纯净的水是导体
B.水位到达金属块B时,绿灯亮
C.报警器中的电磁铁运用了电动机原理
D.电磁继电器实质是一种电路开关
13.如图所示,是温度自动报警器的原理图,它运用了许多物理知识,以下说法中正确的是( )
A.温度计中的水银是绝缘体
B.电铃是根据电磁感应现象原理工作的
C.报警器中的电磁铁运用了电流的热效应
D.电磁继电器是一种电路开关
14.如图所示,GMR是巨磁电阻,它的阻值随电磁铁磁性的增强而减小。下列判断正确的是( )
A.当S1闭合,滑片移到某一位置,电磁铁左端为N极
B.当 S1闭合,滑片向右移动,电磁铁磁性减弱
C.当S1和 S2同时闭合,滑片向右移动,GMR的电阻变小
D.当S1和 S2同时闭合,滑片向左移动,指示灯变亮
15.如图所示,磁悬浮列车是一种新型交通工具,根据 的原理,利用强磁场可把磁悬浮列车从轨道上微微托起,使列车和轨道间的 大大减小,从而提高了车速,上海“世界第一”的磁浮列车磁浮采用了当今先进的路上交通技术。它西起地铁二号线龙阳路站,东至浦东国际机场,全程30公里却只需7分钟,它的平均时速为 公里/小时,最高时速可达700公里/小时。
参考答案:
1.D
【详解】BC.由图知,闭合开关S,电流从螺线管右侧流入;根据安培定则,右手握住螺线管,四指指向电流的方向,则大拇指指向螺线管的右端,即为N极;由于异名磁极相互吸引相互吸引,所以条形磁铁受到水平向左的吸引力的作用,条形磁铁处于静止状态,水平方向上受力平衡,所以受到的吸引力和摩擦力是一对平衡力,摩擦力的方向是水平向右的,故BC错误;
AD.当滑片P逐渐向下移动时,滑动变阻器连入电路的电阻逐渐变小,电路的总电阻变小,由欧姆定律可知线圈中电流逐渐变大,则通电螺线管的磁性变强,对条形磁铁的吸引力变大,当大于摩擦力时,条形磁铁可能会向左移动,故A错误,D正确。
故选D。
2.B
【详解】A.由图示知,闭合开关,电流由电磁铁的下端流入,上端流出,据安培定则,电磁铁的上端为N极,故A错误;
B.磁体周围存在磁场,通电导体的周围也存在磁场,所以电磁铁及小磁针周围都存在磁场,两者有相互作用力,故B正确;
C.由图示知,电磁铁与滑动变阻器串联在电路中,滑片向右滑动,变阻器接入电路的阻值变小,电路的总阻值变小,据欧姆定律知,电路中的电流变大,电磁铁的磁性增强,故C错误;
D.电磁铁的线圈被短路,则电流不通过电磁铁,电磁铁无磁性,故D错误。
故选B。
3. 电路中总功率 热 磁
【详解】[1][2]因为家庭电路中各用电器之间既可以单独工作又互不影响,连接方式为并联;插座接入电路的家用电器同时工作,由可知,当电路中总功率过大时,干路电流会过大,由于电流的热效应,根据焦耳定律可知,干路导线会产生过多的热量,使导线温度升高,容易引起火灾。
[3]如图乙,给电磁铁通大电流,电磁铁有很强的磁性,能够吸起大量的铁,电磁起重机是利用电流的磁效应工作的。
4. 电磁铁 滑动变阻器##变阻器##电位器
【详解】[1] 球体内部有一个永磁体,底座通电时地球仪可以悬浮在上方,说明底座通电时就有了磁场,球体在磁场力的作用下受到向上的斥力后悬浮在底座上方,所以此时底座相当于一个电磁铁。
[2] 如果需要连续调节地球仪的悬浮高度,需要调节磁场的强弱,电磁铁可以通过控制电流的大小来调节磁场强弱。要调节通过电磁铁的电流大小,只需要在底座电路中接入一个滑动变阻器即可。
5.正
【详解】当小磁针自由静止时,根据磁极间的作用规律可以确定,相互靠近的一定是异名磁极;因此螺线管的左端为N极,右端为S极。根据螺线管的N极,再结合螺线管的线圈绕向,利用安培定则可以确定螺线管中的电流方向是从螺线管的左端流入、右端流出。电流是从电源的正极流出回到负极,所以电源的左端即a端为正极。
6. 电磁铁 通、断电 电流的大小 电流的方向
【详解】内部带有铁芯的螺线管叫做电磁铁;电磁铁的优点很多,它的磁性有无可以由通、断电来控制;电磁铁的磁性强弱可以由电流大小和线圈匝数来控制;电磁铁的磁极极性可以由电流方向来控制,使用起来很方便.
【点睛】(1)电磁铁的构造:内部插入铁芯的通电螺线管,其磁性比通电螺线管大大增强;(2)电磁铁是利用电流的磁效应制成的,磁性的有无取决于电磁铁中有无电流;电流的强弱及线圈的匝数决定了电磁铁磁性的强弱;电磁铁的极性取决于电流的方向和螺线管的绕法.
7. 磁 增大
【详解】[1]电磁铁能吸引曲别针,这说明电流具有磁效应。
[2]因为电磁铁磁性的大小与电流的大小、线圈的匝数多少有关,且电流越大、线圈匝数越多,电磁铁的磁性越强,所以若他想让电磁铁吸引更多的曲别针,小刚可以采用增大的方法来实现。
8. 变短 变短 增大
【详解】[1] 电流从电源的正极流出,从螺线管上端流入,下端流出,经滑动变阻器后回到负极,根据安培定则,可以判断出通电螺线管的下端为N极,上端为S极;异名磁极相互吸引,通电螺线管会对上方的条形磁铁产生向下的吸引力,当滑动变阻器的滑片向右滑动时,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,电源电压不变,根据欧姆定律可得,电路中的电流变小,通电螺线管的磁性减弱,对上方磁铁的吸引力减小,弹簧长度变小。
[2]保持滑片位置不变,把电源的正、负极对调,电流方向改变,螺线管的磁极方向也随之对调,上方变为N级,与磁铁的N相互排斥,弹簧的长度再次变短。
[3] 当螺线管和磁铁相互排斥时,磁铁给螺线管一个向下的排斥力,铁芯对地面的压力增大,在受力面积不变的情况下,压强增大。
9. 吸引大头针的数量 增加 大 甲 线圈匝数越多 S 同名磁极相互排斥
【详解】(1)[1]通过电磁铁吸引大头针的数量反映电磁铁磁性的强弱。
(2)[2][3]滑动变阻器的滑片向左移,连入电路的电阻变小,由欧姆定律知道,电流变大,在线圈的匝数一定、铁芯一定时,电流越大,吸引大头针的个数增加;说明通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性越强。
(3)[4][5]图中甲吸引大头针的个数多,根据转换法可知,甲的磁性强;串联电路各处的电流都相等,甲线圈匝数多,吸引大头针的数量多,这说明电流一定时,电磁铁线圈的匝数越多,电磁铁磁性越强。
(4)[6]根据安培定则,结合电流的方向,可判断出乙铁钉的上端是电磁铁的S极。
(5)[7]由于大头针被磁化,同一端的磁极相同,根据同名磁极相互排斥,所以大头针下端分散。
10.BCD
【详解】A.电磁铁能吸下衔铁,是由于通电导体的周围存在磁场,故A错误;
BC.闭合开关S,当车的质量超过限载质量时,电磁铁吸下衔铁,说明压力增大,电路中的电流增大,由欧姆定律可知电路中的总电阻减小,R1和R2串联,设定限载质量后,R2不变,力敏电阻R1的阻值减小,可以得到力敏电阻的阻值随压力的增大而减小,检测时,车的质量越大,对力敏电阻的压力越大,力敏电阻的阻值越小,电路中的电流越大,电磁铁的磁性越强,故BC正确;
D.若要提高设定的限载质量,此时力敏电阻的阻值减小,电磁铁吸下衔铁时的电流不变,根据欧姆定律可知电路的总电阻不变,应该增大滑动变阻器的电阻,应将滑片P向左移动,故D正确。
故选BCD。
11. 减小 S
【详解】[1][2]照明灯在天暗时发光,说明此时照明电路闭合,即衔铁上动触点与静触点接触,由图可知此时衔铁应被释放,则电磁铁的磁性减弱,说明控制电路中的电流变小,根据可知控制电路中的电阻变大,由电阻的串联可知此时光敏电阻的阻值变大,反之,天亮时光敏电阻的阻值变小,所以,该光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小;电流从电磁铁的上端流入,下端流出,由安培定则可知电磁铁的上端为N极,下端是S极。
12.AD
【详解】A.纯净的水是绝缘体,不纯净的水一般是导体,故A正确;
B.读图可知,当水位到达A时电路接通,电磁继电器有磁性,衔铁就会在电磁力吸引的作用下,与红灯接通,红灯亮,故B错误;
C.报警器中的电磁铁,主要运用的是电流的磁效应,故C错误;
D.电磁继电器实质是一种电路开关,由控制电路来间接控制工作电路,故D正确。
故选AD。
13.D
【详解】A.温度计中的水银是导体,故A错误;
B.电铃是根据电流的磁效应工作的,故B错误;
C.温度计内水银上升,因为水银是导体,控制电路会接通,电磁铁产生磁性,将衔铁吸引,将报警电路接通,电铃响,起到报警作用,电磁铁是运用电流的磁效应,而不是电流的热效应,故C错误;
D.电磁继电器的实质就是一个开关,可控制电路通断,故D正确。
故选D。
14.ABD
【详解】A.开关S1闭合,滑片移到某一位置,左侧电路的电流从右端流入,左端流出,根据安培定则可知电磁铁的左端是N极,右端是S极,故A正确;
B.开关S1闭合,滑片向右移动,左侧电路中电阻变大,电流变小,则电磁铁的磁性减弱,故B正确;
C.开关S1和S2同时闭合,滑片向右移动,左侧电路中电阻变大,电流变小,电磁铁的磁性减弱,则巨磁电阻的阻值增大,故C错误;
D.开关S1和S2同时闭合,滑片向左移动,左侧电路中电阻变小,电流变大,电磁铁的磁性增强,则巨磁电阻的阻值减小,由欧姆定律可知右侧电路中电流变大,根据P=I2R可知指示灯的实际功率增大,则指示灯变亮,故D正确。
故选ABD。
15. 同名磁极相互排斥 摩擦力 257.1
【详解】[1]强磁场可把磁悬浮列车托起,是因为列车与轨道间的磁极相同,而同名磁极相互排斥,于是列车悬浮。
[2]磁悬浮列车被托起后,与轨道表面隔开,不直接接触,可减小相互间的摩擦力,从而提高车速。
[3]磁浮列车的平均时速
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