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初中物理第二十章 电与磁综合与测试单元测试一课一练
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这是一份初中物理第二十章 电与磁综合与测试单元测试一课一练，共12页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图题，实验探究题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题(每题3分，共30分)
1．在电与磁的研究过程中，很多科学家呕心沥血，作出了杰出的贡献。下列科学家及研究成果与成果的应用描述，完全正确的是( )
A．沈括——磁偏角——制造出了指南针，使人类更好地掌握了航海技术
B．奥斯特——电流的磁效应——制造出了电动机，提高了人类的工作效率
C．安培——安培定则——制造出了电磁铁，开拓了电与磁之间联系的科学研究
D．法拉第——电磁感应——制造出了发电机，让人类逐步进入了“电”的文明时代
2．如图1所示是小宇同学画出的几种磁体周围的磁感线分布情况，其中错误的是( )
图1
3．如今，说我们的生活是由磁体支撑着并不为过。史上最强有力的钕磁体广泛用于手机、电脑、冰箱等。如图2所示是小明同学用钕磁体和曲别针进行的实验。通过实验情景，可以判定下列说法正确的是( )
A．钕磁体周围存在磁感线，不存在磁场
B．钕磁体对放入其磁场中的曲别针有力的作用
C．钕磁体周围各点的磁场方向都是竖直向下的
D．钕磁体周围的磁场分布是均匀的
图2
4．如图3所示是奥斯特实验装置，当导线中通过向右的电流时，小磁针偏转，说明小磁针受到力的作用，下列关于该实验的说法正确的是( )
图3
A．小磁针位置不变，改变导线中电流的方向，小磁针偏转方向改变
B．把小磁针拿走，通电导线周围的磁场将消失
C．无论通电导线怎么放置，只要导线中有电流，小磁针就发生偏转
D．将图中导线断开，小磁针N极将指向地磁的北极
5．如图4所示，闭合开关S，弹簧测力计的示数增大。下列分析正确的是( )
A．c端是S极，a端是电源的正极
B．c端是N极，a端是电源的负极
C．若将变阻器的滑片向右滑动，弹簧测力计示数变大
D．若将电源正、负极接线对调，弹簧测力计示数变大
图4
6．小明在科学拓展课上制作了一个简易喇叭(原理如图5所示)。接通信号源后，电流的方向不断改变，导致线圈的磁极不断变化，通过吸引或排斥磁体，带动纸盆振动。为改变纸盆振动幅度以调节喇叭响度，下列方法不可行的是( )
图5
A．改变磁体的磁极 B．改变电流的大小
C．改变磁体磁性强弱 D．改变线圈的匝数
7．电梯为居民出入带来很大的便利，出于安全考虑，电梯设置有超载自动报警系统，其工作原理如图6所示，R1为保护电阻，R2为压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。下列说法正确的是( )
图6
A．电磁铁是根据电磁感应原理制成的
B．工作时，电磁铁的上端为S极
C．超载时，电磁铁的磁性减弱
D．正常情况下(未超载时)，K与B接触
8．某同学将两台相同的手摇发电机A、B用导线连接起来，如图7所示，当他用力摇动手摇发电机A的手柄时，发现手摇发电机B的手柄也随之转动了起来。下列说法正确的是( )
图7
A．手摇发电机A的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用
B．手摇发电机B的手柄随之转动的工作原理是电磁感应现象
C．手摇发电机A在工作过程中，将电能转化为机械能
D．手摇发电机B的手柄随之转动时，其原理与电动机的工作原理相同
9．我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射器(如图8所示)。电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，舰载机受到强大的推力而快速起飞。电磁弹射器的工作原理与图9中的设备或用电器的工作原理一致的是( )
图8
图9
10．无线充电是一种增加手机续航时间的方式，如图10甲所示。该技术的原理是：电流流过送电线圈产生磁场，受电线圈靠近该磁场时就会产生电流，给智能手机充电，如图乙所示。受电线圈应用的原理与下列哪个器材相同( )
图10
A．动圈式话筒 B．动圈式扬声器
C．玩具电动机 D．电铃
二、填空题(每空2分，共26分)
11．如图11所示是用铁屑探究磁体周围磁场的示意图，我们用磁感线来描述磁场的方向和分布情况，发现磁场越强的地方，磁感线分布越________(选填“密”或“疏”，下空同)，磁场越弱的地方，磁感线分布越________。在这里我们用铁屑探究磁体周围的磁场，应用了__________(选填“控制变量法”或“转换法”)。
图11
12．地磁场被称为地球生命的“保护伞”，如图12所示，从太阳或其他星体射出来的高速带电粒子流，在接近地球时，地磁场会改变其运动方向，使其偏离地球，对地球起到保护作用，其原理是_________________________________________。
图12
13．如图13所示是电动机的工作原理图，如果要实现线圈平稳、连续不停地转动，需要安装一个叫____________的元件，安装上此元件后，若把图中的电源换成小灯泡，快速转动线圈，小灯泡会发光，这是利用了________________原理。
图13
14．两个磁体之间有力的作用，同名磁极相互________；通电导线能使小磁针发生偏转，这是因为通电导线周围存在________；如图14所示，把通电导线放在两个磁极中间，磁体对导线的力垂直指向纸里，如果导线中电流方向相反，则磁体对导线的力垂直指向________(选填“纸里”或“纸外”)。
图14
15．酿酒坊里的发酵罐配有笨重的密封罩，为了方便操作，设计了一个杠杆和电磁铁组合系统来升降密封罩，如图15所示。电磁铁的工作原理是电流的磁效应，该现象最早是由________(选填“法拉第”“奥斯特”或“安培”)发现的。装置通电后，电磁铁上端为________(选填“N”或“S”)极。若密封罩被提起并悬挂于空中，不计衔铁、杠杆的质量，左侧电磁吸力应________(选填“大于”“等于”或“小于”)密封罩的重力，若提不起来，则应将滑动变阻器的滑片向________(选填“左”或“右”)滑动。
图15
三、作图题(共11分)
16．(4分)(1)请在图16中的括号内标出小磁针的N、S极和条形磁体外部磁感线的方向。
图16
(3分)(2)如图17所示，通电线圈的ab边在磁场中受力方向竖直向上。请在图中线圈的A点画出cd边的受力方向，并标出通电螺线管的S极和小磁针静止时的N极。
图17
17．(4分)如图18所示，处于光滑水平面的小车上放有一条形磁体，左侧有一螺线管，当开关S闭合时，发现小车向右运动。请在图中标出电源的正、负极，通电螺线管的N、S极和A点磁感线的方向。
图18
四、实验探究题(共33分)
18．(6分)为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小明同学用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕若干匝，制成简易的电磁铁，如图19所示，用此装置去吸引大头针，甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。
图19
(1)实验中通过电磁铁________________________判断电磁铁磁性的强弱，这一方法体现了转换的思想。
(2)比较________两图可知：线圈匝数相同时，电流越大，电磁铁的磁性越强。
(3)根据图丁可以得出结论：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
19．(12分)小勇利用如图20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。
图20
(1)分析得出：________电路的部分导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流。
(2)比较实验2和3(或6和7)可知：在磁场方向一定时，感应电流的方向与____________________________________有关。
(3)比较实验________可知：在导体切割磁感线的运动方向不变时，感应电流的方向与磁场方向有关。
(4)这个现象在生产和生活中的重要应用是__________。
(5)针对这个实验，小勇进行了进一步的探究，他提出了“感应电流的大小可能与导体切割磁感线的运动速度有关”的猜想，于是他设计了如下的实验方案：
①保持磁场强弱不变，让导体AB以________(选填“相同”或“不同”)的速度沿相同方向做切割磁感线运动，观察电流表指针偏转幅度大小。
②如果电流表指针偏转幅度不同，说明感应电流的大小与导体切割磁感线的运动速度________(选填“有关”或“无关”)。
20．(15分)磁感应强度B用来描述磁场的强弱，国际单位是特斯拉，符号是“T”。为了探究电磁铁外轴线上磁感应强度的大小与哪些因素有关，小鹭设计了如图21(a)所示的电路，图甲中电源电压为6 V，R为磁感应电阻，其阻值随磁感应强度变化的关系图线如图(b)所示。
图21
(1)当图乙中S2断开，图甲中S1闭合时，电流表的示数为________mA。闭合S1和S2，图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动，图甲中电流表的示数逐渐减小，说明磁感应电阻R处的磁感应强度B逐渐__________。
(2)闭合S1和S2，滑片P不动，沿电磁铁轴线向左移动磁感应电阻R，测出R离电磁铁左端的距离x与对应的电流表示数I，算出R处磁感应强度B的数值如下表。请计算x＝5 cm时，B＝______T。
(3)综合以上实验数据可以得出结论：电磁铁外轴线上磁感应强度随电磁铁中电流的增大而________；离电磁铁越远，R处磁感应强度B越______。
答案解析
1．D [解析] 沈括是我国宋代的学者，他最早发现了磁偏角，但指南针是根据磁极间的相互作用制成的，A错误；奥斯特发现了电流的磁效应，但电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，而不是电流的磁效应，B错误；电磁铁的制造原理是电流的磁效应，它不是安培制造的，C错误；法拉第发现了电磁感应现象，并制成了人类历史上第一台发电机，让人类逐步进入了“电”的文明时代，D正确。
2．B
3．B [解析] 钕磁体周围存在磁场，不存在磁感线，磁感线是人们为了形象方便地描述磁场而假想的曲线，故A错误；用钕磁体和曲别针进行实验时，钕磁体会对放入其磁场中的曲别针有力的作用，故B正确；由图中曲别针磁化后的状态可以看出磁场的方向不都是竖直向下的，故C错误；磁体周围的曲别针疏密不同，说明磁场分布并不是均匀的，故D错误。
4．A [解析] 电流周围的磁场方向与电流的方向有关，所以，若小磁针位置不变，改变导线中电流的方向，则小磁针的偏转方向也会改变，故A正确；通电导线产生的磁场与其附近是否有小磁针无关，把小磁针拿走，通电导线周围的磁场仍然存在，故B错误；如果通电导线产生的磁场与小磁针所在位置的地磁场方向相同，小磁针不会发生偏转，故C错误；将图中导线断开，小磁针在地磁场的作用下，N极将指向地理的北极，而不是地磁的北极，故D错误。
5．B [解析] 闭合开关S，其弹簧测力计的示数增大，可知电磁铁上端为N极，故A错误。电磁铁的上端为N极，下端为S极，由安培定则可知，电流从电磁铁的上端流入，则电源b端为正极，a端为负极，故B正确。滑动变阻器的滑片向右滑动，其接入电路的电阻增大，电路中的电流变小，电磁铁的磁性减弱，对上方磁体的吸引力变小，弹簧测力计示数变小，故C错误。将电源正、负极接线对调，电磁铁的磁性强弱不变，极性相反，则c端变为S极，电磁铁与上方的磁体相互排斥，弹簧测力计的示数应变小，故D错误。
6．A [解析] 由题知，接通信号源后，电流的方向不断改变，导致线圈的磁极不断变化，通过吸引或排斥磁体，带动纸盆振动发声。改变磁体的磁极，并不能起到改变磁性强弱的作用，不能改变纸盆振动幅度，即不能调节喇叭响度，故A方法不可行。为改变纸盆振动幅度以调节喇叭响度，可以改变电磁铁的磁性强弱，具体来说可以改变电流大小或改变线圈匝数，还可以改变磁体的磁性强弱，故B、C、D都可行。
7．B [解析] 电磁铁是根据电流的磁效应制成的，A错误。根据安培定则可知，电磁铁下端为N极，上端为S极，B正确。当超载时，压敏电阻R2的阻值减小，电路中电流增大，电磁铁的磁性增强，吸引衔铁，使K与B接触，由此可知C、D错误。
8．D [解析] 根据题意可知，手摇发电机A工作时，能产生电流，其工作原理是电磁感应现象，故A错误；手摇发电机B的手柄随之转动，这与电动机的工作原理相同，是通电线圈在磁场中受力转动，故B错误，D正确；手摇发电机A在工作过程中，消耗机械能，产生电能，所以是将机械能转化为电能，故C错误。
9．C [解析] 由题意可知，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动。电风扇的主要部件是电动机，是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的，故C符合题意。
10．A [解析] 由题意知，受电线圈靠近磁场时就会产生电流，是利用电磁感应原理工作的。动圈式话筒工作时把声信号转变成电信号，声音使膜片振动，带动线圈在磁场中振动，产生电流，是电磁感应现象，故A符合题意；动圈式扬声器是利用通电导体在磁场中受力的原理制成的，故B不符合题意；玩具电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的，故C不符合题意；电铃的主要部件是电磁铁，是利用电流的磁效应工作的，故D不符合题意。
11．密 疏 转换法
12．磁场对电流有力的作用(或磁场对通电导体有力的作用)
13．换向器 电磁感应 [解析] 电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动；图中当线圈刚转过平衡位置时，受力方向与转动方向相反，所以不能持续地转动下去，要实现线圈平稳、连续不停地转动，需要安装换向器，换向器能在线圈刚转过平衡位置时自动改变线圈中的电流方向，使线圈的受力方向也发生改变，此时受力方向与转动方向一致，故可以让线圈持续转动下去。将电源换为小灯泡，快速转动线圈，小灯泡会发光，说明电路中有感应电流产生，这是电磁感应现象。
14．排斥 磁场 纸外
[解析] 两个磁体之间有力的作用，同名磁极相互排斥；通电导线能使小磁针发生偏转，这说明通电导线周围存在磁场，这种现象叫电流的磁效应；通电导体在磁场中受力的作用，力的方向与电流的方向和磁感线的方向有关，只改变电流方向，导体受力方向改变，则此时磁体对导线的力垂直指向纸外。
15．奥斯特 N 大于 左 [解析] 电磁铁的工作原理是电流的磁效应，该现象最早是由奥斯特发现的；电流从电磁铁上端流入，依据安培定则可知，其上端为N极。若密封罩被提起并悬挂于空中，不计衔铁、杠杆的质量，由图可知，衔铁这端电磁吸力的力臂小于密封罩重力的力臂，根据杠杆的平衡条件，左侧电磁吸力应大于密封罩的重力；若提不起来，则应将滑动变阻器滑片向左移动，根据欧姆定律可知，电路中电流变大，衔铁这端电磁吸力就会变大。
16．(1)如图所示
(2)如图所示
[解析] (2)通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关；已知通电线圈的ab边在磁场中受力方向竖直向上，由图知cd边中电流的方向和ab边中电流方向相反，故cd边的受力方向与ab边的受力方向相反，即cd边的受力方向竖直向下。电源的右端是正极，说明电流从螺线管的右端进入、左端流出，根据安培定则知，螺线管的左端是N极，右端是S极；根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引可知，小磁针的左端是N极，右端是S极。
17．如图所示
18．(1)吸引大头针数目的多少
(2)乙、丙
(3)电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强
[解析] (1)电磁铁的磁性越强，吸引的大头针越多，所以可以根据吸引大头针数目的多少判断电磁铁磁性的强弱，这里运用了转换法。
(2)图乙和图丙中线圈的匝数相同，丙中的电流大，电磁铁的磁性强。说明线圈匝数相同时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强。
(3)由图丁可知，两个电磁铁串联，通过它们的电流相同，线圈匝数多的电磁铁吸引大头针多，说明其磁性强。
19．(1)闭合
(2)导体切割磁感线的运动方向(导体运动方向)
(3)2和6(或3和7)
(4)发电机
(5)①不同 ②有关
20．(1)60 增大
(2)0.4
(3)增大 小次数
开关
磁场方向
导体AB的运动方向
电流表指针的偏转方向
1
断开
上N下S
向右运动
不偏转
2
闭合
上N下S
向右运动
向左偏转
3
闭合
上N下S
向左运动
向右偏转
4
闭合
上N下S
向上运动
不偏转
5
闭合
上S下N
向下运动
不偏转
6
闭合
上S下N
向右运动
向右偏转
7
闭合
上S下N
向左运动
向左偏转
x/cm
1
2
3
4
5
6
I/mA
10
12
15
20
30
46
B/T
0.68
0.65
0.60
0.51
0.20
一、选择题(每题3分，共30分)
1．在电与磁的研究过程中，很多科学家呕心沥血，作出了杰出的贡献。下列科学家及研究成果与成果的应用描述，完全正确的是( )
A．沈括——磁偏角——制造出了指南针，使人类更好地掌握了航海技术
B．奥斯特——电流的磁效应——制造出了电动机，提高了人类的工作效率
C．安培——安培定则——制造出了电磁铁，开拓了电与磁之间联系的科学研究
D．法拉第——电磁感应——制造出了发电机，让人类逐步进入了“电”的文明时代
2．如图1所示是小宇同学画出的几种磁体周围的磁感线分布情况，其中错误的是( )
图1
3．如今，说我们的生活是由磁体支撑着并不为过。史上最强有力的钕磁体广泛用于手机、电脑、冰箱等。如图2所示是小明同学用钕磁体和曲别针进行的实验。通过实验情景，可以判定下列说法正确的是( )
A．钕磁体周围存在磁感线，不存在磁场
B．钕磁体对放入其磁场中的曲别针有力的作用
C．钕磁体周围各点的磁场方向都是竖直向下的
D．钕磁体周围的磁场分布是均匀的
图2
4．如图3所示是奥斯特实验装置，当导线中通过向右的电流时，小磁针偏转，说明小磁针受到力的作用，下列关于该实验的说法正确的是( )
图3
A．小磁针位置不变，改变导线中电流的方向，小磁针偏转方向改变
B．把小磁针拿走，通电导线周围的磁场将消失
C．无论通电导线怎么放置，只要导线中有电流，小磁针就发生偏转
D．将图中导线断开，小磁针N极将指向地磁的北极
5．如图4所示，闭合开关S，弹簧测力计的示数增大。下列分析正确的是( )
A．c端是S极，a端是电源的正极
B．c端是N极，a端是电源的负极
C．若将变阻器的滑片向右滑动，弹簧测力计示数变大
D．若将电源正、负极接线对调，弹簧测力计示数变大
图4
6．小明在科学拓展课上制作了一个简易喇叭(原理如图5所示)。接通信号源后，电流的方向不断改变，导致线圈的磁极不断变化，通过吸引或排斥磁体，带动纸盆振动。为改变纸盆振动幅度以调节喇叭响度，下列方法不可行的是( )
图5
A．改变磁体的磁极 B．改变电流的大小
C．改变磁体磁性强弱 D．改变线圈的匝数
7．电梯为居民出入带来很大的便利，出于安全考虑，电梯设置有超载自动报警系统，其工作原理如图6所示，R1为保护电阻，R2为压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。下列说法正确的是( )
图6
A．电磁铁是根据电磁感应原理制成的
B．工作时，电磁铁的上端为S极
C．超载时，电磁铁的磁性减弱
D．正常情况下(未超载时)，K与B接触
8．某同学将两台相同的手摇发电机A、B用导线连接起来，如图7所示，当他用力摇动手摇发电机A的手柄时，发现手摇发电机B的手柄也随之转动了起来。下列说法正确的是( )
图7
A．手摇发电机A的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用
B．手摇发电机B的手柄随之转动的工作原理是电磁感应现象
C．手摇发电机A在工作过程中，将电能转化为机械能
D．手摇发电机B的手柄随之转动时，其原理与电动机的工作原理相同
9．我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射器(如图8所示)。电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，舰载机受到强大的推力而快速起飞。电磁弹射器的工作原理与图9中的设备或用电器的工作原理一致的是( )
图8
图9
10．无线充电是一种增加手机续航时间的方式，如图10甲所示。该技术的原理是：电流流过送电线圈产生磁场，受电线圈靠近该磁场时就会产生电流，给智能手机充电，如图乙所示。受电线圈应用的原理与下列哪个器材相同( )
图10
A．动圈式话筒 B．动圈式扬声器
C．玩具电动机 D．电铃
二、填空题(每空2分，共26分)
11．如图11所示是用铁屑探究磁体周围磁场的示意图，我们用磁感线来描述磁场的方向和分布情况，发现磁场越强的地方，磁感线分布越________(选填“密”或“疏”，下空同)，磁场越弱的地方，磁感线分布越________。在这里我们用铁屑探究磁体周围的磁场，应用了__________(选填“控制变量法”或“转换法”)。
图11
12．地磁场被称为地球生命的“保护伞”，如图12所示，从太阳或其他星体射出来的高速带电粒子流，在接近地球时，地磁场会改变其运动方向，使其偏离地球，对地球起到保护作用，其原理是_________________________________________。
图12
13．如图13所示是电动机的工作原理图，如果要实现线圈平稳、连续不停地转动，需要安装一个叫____________的元件，安装上此元件后，若把图中的电源换成小灯泡，快速转动线圈，小灯泡会发光，这是利用了________________原理。
图13
14．两个磁体之间有力的作用，同名磁极相互________；通电导线能使小磁针发生偏转，这是因为通电导线周围存在________；如图14所示，把通电导线放在两个磁极中间，磁体对导线的力垂直指向纸里，如果导线中电流方向相反，则磁体对导线的力垂直指向________(选填“纸里”或“纸外”)。
图14
15．酿酒坊里的发酵罐配有笨重的密封罩，为了方便操作，设计了一个杠杆和电磁铁组合系统来升降密封罩，如图15所示。电磁铁的工作原理是电流的磁效应，该现象最早是由________(选填“法拉第”“奥斯特”或“安培”)发现的。装置通电后，电磁铁上端为________(选填“N”或“S”)极。若密封罩被提起并悬挂于空中，不计衔铁、杠杆的质量，左侧电磁吸力应________(选填“大于”“等于”或“小于”)密封罩的重力，若提不起来，则应将滑动变阻器的滑片向________(选填“左”或“右”)滑动。
图15
三、作图题(共11分)
16．(4分)(1)请在图16中的括号内标出小磁针的N、S极和条形磁体外部磁感线的方向。
图16
(3分)(2)如图17所示，通电线圈的ab边在磁场中受力方向竖直向上。请在图中线圈的A点画出cd边的受力方向，并标出通电螺线管的S极和小磁针静止时的N极。
图17
17．(4分)如图18所示，处于光滑水平面的小车上放有一条形磁体，左侧有一螺线管，当开关S闭合时，发现小车向右运动。请在图中标出电源的正、负极，通电螺线管的N、S极和A点磁感线的方向。
图18
四、实验探究题(共33分)
18．(6分)为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小明同学用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕若干匝，制成简易的电磁铁，如图19所示，用此装置去吸引大头针，甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。
图19
(1)实验中通过电磁铁________________________判断电磁铁磁性的强弱，这一方法体现了转换的思想。
(2)比较________两图可知：线圈匝数相同时，电流越大，电磁铁的磁性越强。
(3)根据图丁可以得出结论：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
19．(12分)小勇利用如图20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。
图20
(1)分析得出：________电路的部分导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流。
(2)比较实验2和3(或6和7)可知：在磁场方向一定时，感应电流的方向与____________________________________有关。
(3)比较实验________可知：在导体切割磁感线的运动方向不变时，感应电流的方向与磁场方向有关。
(4)这个现象在生产和生活中的重要应用是__________。
(5)针对这个实验，小勇进行了进一步的探究，他提出了“感应电流的大小可能与导体切割磁感线的运动速度有关”的猜想，于是他设计了如下的实验方案：
①保持磁场强弱不变，让导体AB以________(选填“相同”或“不同”)的速度沿相同方向做切割磁感线运动，观察电流表指针偏转幅度大小。
②如果电流表指针偏转幅度不同，说明感应电流的大小与导体切割磁感线的运动速度________(选填“有关”或“无关”)。
20．(15分)磁感应强度B用来描述磁场的强弱，国际单位是特斯拉，符号是“T”。为了探究电磁铁外轴线上磁感应强度的大小与哪些因素有关，小鹭设计了如图21(a)所示的电路，图甲中电源电压为6 V，R为磁感应电阻，其阻值随磁感应强度变化的关系图线如图(b)所示。
图21
(1)当图乙中S2断开，图甲中S1闭合时，电流表的示数为________mA。闭合S1和S2，图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动，图甲中电流表的示数逐渐减小，说明磁感应电阻R处的磁感应强度B逐渐__________。
(2)闭合S1和S2，滑片P不动，沿电磁铁轴线向左移动磁感应电阻R，测出R离电磁铁左端的距离x与对应的电流表示数I，算出R处磁感应强度B的数值如下表。请计算x＝5 cm时，B＝______T。
(3)综合以上实验数据可以得出结论：电磁铁外轴线上磁感应强度随电磁铁中电流的增大而________；离电磁铁越远，R处磁感应强度B越______。
答案解析
1．D [解析] 沈括是我国宋代的学者，他最早发现了磁偏角，但指南针是根据磁极间的相互作用制成的，A错误；奥斯特发现了电流的磁效应，但电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，而不是电流的磁效应，B错误；电磁铁的制造原理是电流的磁效应，它不是安培制造的，C错误；法拉第发现了电磁感应现象，并制成了人类历史上第一台发电机，让人类逐步进入了“电”的文明时代，D正确。
2．B
3．B [解析] 钕磁体周围存在磁场，不存在磁感线，磁感线是人们为了形象方便地描述磁场而假想的曲线，故A错误；用钕磁体和曲别针进行实验时，钕磁体会对放入其磁场中的曲别针有力的作用，故B正确；由图中曲别针磁化后的状态可以看出磁场的方向不都是竖直向下的，故C错误；磁体周围的曲别针疏密不同，说明磁场分布并不是均匀的，故D错误。
4．A [解析] 电流周围的磁场方向与电流的方向有关，所以，若小磁针位置不变，改变导线中电流的方向，则小磁针的偏转方向也会改变，故A正确；通电导线产生的磁场与其附近是否有小磁针无关，把小磁针拿走，通电导线周围的磁场仍然存在，故B错误；如果通电导线产生的磁场与小磁针所在位置的地磁场方向相同，小磁针不会发生偏转，故C错误；将图中导线断开，小磁针在地磁场的作用下，N极将指向地理的北极，而不是地磁的北极，故D错误。
5．B [解析] 闭合开关S，其弹簧测力计的示数增大，可知电磁铁上端为N极，故A错误。电磁铁的上端为N极，下端为S极，由安培定则可知，电流从电磁铁的上端流入，则电源b端为正极，a端为负极，故B正确。滑动变阻器的滑片向右滑动，其接入电路的电阻增大，电路中的电流变小，电磁铁的磁性减弱，对上方磁体的吸引力变小，弹簧测力计示数变小，故C错误。将电源正、负极接线对调，电磁铁的磁性强弱不变，极性相反，则c端变为S极，电磁铁与上方的磁体相互排斥，弹簧测力计的示数应变小，故D错误。
6．A [解析] 由题知，接通信号源后，电流的方向不断改变，导致线圈的磁极不断变化，通过吸引或排斥磁体，带动纸盆振动发声。改变磁体的磁极，并不能起到改变磁性强弱的作用，不能改变纸盆振动幅度，即不能调节喇叭响度，故A方法不可行。为改变纸盆振动幅度以调节喇叭响度，可以改变电磁铁的磁性强弱，具体来说可以改变电流大小或改变线圈匝数，还可以改变磁体的磁性强弱，故B、C、D都可行。
7．B [解析] 电磁铁是根据电流的磁效应制成的，A错误。根据安培定则可知，电磁铁下端为N极，上端为S极，B正确。当超载时，压敏电阻R2的阻值减小，电路中电流增大，电磁铁的磁性增强，吸引衔铁，使K与B接触，由此可知C、D错误。
8．D [解析] 根据题意可知，手摇发电机A工作时，能产生电流，其工作原理是电磁感应现象，故A错误；手摇发电机B的手柄随之转动，这与电动机的工作原理相同，是通电线圈在磁场中受力转动，故B错误，D正确；手摇发电机A在工作过程中，消耗机械能，产生电能，所以是将机械能转化为电能，故C错误。
9．C [解析] 由题意可知，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动。电风扇的主要部件是电动机，是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的，故C符合题意。
10．A [解析] 由题意知，受电线圈靠近磁场时就会产生电流，是利用电磁感应原理工作的。动圈式话筒工作时把声信号转变成电信号，声音使膜片振动，带动线圈在磁场中振动，产生电流，是电磁感应现象，故A符合题意；动圈式扬声器是利用通电导体在磁场中受力的原理制成的，故B不符合题意；玩具电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的，故C不符合题意；电铃的主要部件是电磁铁，是利用电流的磁效应工作的，故D不符合题意。
11．密 疏 转换法
12．磁场对电流有力的作用(或磁场对通电导体有力的作用)
13．换向器 电磁感应 [解析] 电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动；图中当线圈刚转过平衡位置时，受力方向与转动方向相反，所以不能持续地转动下去，要实现线圈平稳、连续不停地转动，需要安装换向器，换向器能在线圈刚转过平衡位置时自动改变线圈中的电流方向，使线圈的受力方向也发生改变，此时受力方向与转动方向一致，故可以让线圈持续转动下去。将电源换为小灯泡，快速转动线圈，小灯泡会发光，说明电路中有感应电流产生，这是电磁感应现象。
14．排斥 磁场 纸外
[解析] 两个磁体之间有力的作用，同名磁极相互排斥；通电导线能使小磁针发生偏转，这说明通电导线周围存在磁场，这种现象叫电流的磁效应；通电导体在磁场中受力的作用，力的方向与电流的方向和磁感线的方向有关，只改变电流方向，导体受力方向改变，则此时磁体对导线的力垂直指向纸外。
15．奥斯特 N 大于 左 [解析] 电磁铁的工作原理是电流的磁效应，该现象最早是由奥斯特发现的；电流从电磁铁上端流入，依据安培定则可知，其上端为N极。若密封罩被提起并悬挂于空中，不计衔铁、杠杆的质量，由图可知，衔铁这端电磁吸力的力臂小于密封罩重力的力臂，根据杠杆的平衡条件，左侧电磁吸力应大于密封罩的重力；若提不起来，则应将滑动变阻器滑片向左移动，根据欧姆定律可知，电路中电流变大，衔铁这端电磁吸力就会变大。
16．(1)如图所示
(2)如图所示
[解析] (2)通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关；已知通电线圈的ab边在磁场中受力方向竖直向上，由图知cd边中电流的方向和ab边中电流方向相反，故cd边的受力方向与ab边的受力方向相反，即cd边的受力方向竖直向下。电源的右端是正极，说明电流从螺线管的右端进入、左端流出，根据安培定则知，螺线管的左端是N极，右端是S极；根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引可知，小磁针的左端是N极，右端是S极。
17．如图所示
18．(1)吸引大头针数目的多少
(2)乙、丙
(3)电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强
[解析] (1)电磁铁的磁性越强，吸引的大头针越多，所以可以根据吸引大头针数目的多少判断电磁铁磁性的强弱，这里运用了转换法。
(2)图乙和图丙中线圈的匝数相同，丙中的电流大，电磁铁的磁性强。说明线圈匝数相同时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强。
(3)由图丁可知，两个电磁铁串联，通过它们的电流相同，线圈匝数多的电磁铁吸引大头针多，说明其磁性强。
19．(1)闭合
(2)导体切割磁感线的运动方向(导体运动方向)
(3)2和6(或3和7)
(4)发电机
(5)①不同 ②有关
20．(1)60 增大
(2)0.4
(3)增大 小次数
开关
磁场方向
导体AB的运动方向
电流表指针的偏转方向
1
断开
上N下S
向右运动
不偏转
2
闭合
上N下S
向右运动
向左偏转
3
闭合
上N下S
向左运动
向右偏转
4
闭合
上N下S
向上运动
不偏转
5
闭合
上S下N
向下运动
不偏转
6
闭合
上S下N
向右运动
向右偏转
7
闭合
上S下N
向左运动
向左偏转
x/cm
1
2
3
4
5
6
I/mA
10
12
15
20
30
46
B/T
0.68
0.65
0.60
0.51
0.20
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