人教版九年级物理寒假分层练习第25练 电与磁-（2份，原卷版+解析版）

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一、选择题
1．（2022·全国·九年级课时练习）关于如图所示的奥斯特实验，以下结论正确的是（ ）
①该实验证明了电磁感应现象
②甲、乙两图的实验说明电流的周围存在着磁场
③该实验证明了磁极间的相互作用规律
④甲、丙两图的实验说明电流的磁场方向与电流的方向有关
A．②③B．①③C．①④D．②④
【答案】D
【详解】
小磁针在磁场中受磁场力的作用而偏转；甲图导线中有电流，小磁针偏转，乙图导线中无电流小磁针不偏转；比较甲、乙两图说明：通电导体周围存在磁场。甲、丙两图导线电流方向不同，小磁针偏转方向不同，说明小磁针受力方向不同，磁场方向不同，比较甲、丙两图说明：通电导体产生的磁场方向与电流方向有关。根据以上分析，结论①③错误，②④正确。故ABC错误，D正确。故选D。
2．（2022·全国·九年级课时练习）如图中小磁针在蹄形磁铁的磁场中的指向，可以知道该蹄形磁铁的极性是（ ）
A．A端是N极，B端是S极B．A端是S极，B端是N极
C．A、B两端极性可能相同D．不知磁感线，故无法断定
【答案】B
【详解】
小磁针在蹄形磁体中静止，小磁针N极对着蹄形磁体的A端，由异名磁极相互吸引可知，蹄形磁铁的A端是S极，B端是N极。故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
3．（2022·北京海淀·九年级期末）如图是灵敏电流计内部结构示意图，当有电流通过灵敏电流计中的线圈时，线圈就会带动指针发生偏转。在如图所示的实验中，与灵敏电流计工作原理相同的是（ ）
A．电磁铁磁性的强弱与线圈匝数有关
B．通电后导体在磁场中由静止开始运动
C．闭合回路的一部分导体切割磁感线产生电流
D．通电导线下方的小磁针发生偏转
【答案】B
【详解】
A．当有电流通过灵敏电流计中的线圈时，就会带动指针发生偏转，这原理是通电线圈的部分导体在磁场中会受到了力的作用，是电动机的基本原理。电磁铁磁性的强弱与线圈匝数有关，是通电导线周围存在磁场，磁场的强弱与匝数和电流的大小等因素有关，故A不符合题意；
B．通电后导体在磁场中由静止开始运动，因为在磁场中受到了力的作用，与电流计的原理相同，故B符合题意；
C．闭合回路的一部分导体切割磁感线产生电流是电磁感应现象，即磁能够生电，故C不符合题意；
D．通电导线下方的小磁针发生偏转，是因为电流周围存在磁场，故D不符合题意。
故选B。
4．（2021·重庆南开中学九年级期末）如图是一个老式手摇式发电机，其发电电压最高可达30V。该发电机的原理可用下面的哪个实验解释（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【详解】
老式手摇式发电机的原理是电磁感应现象；
A．由图可知，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，灵敏电流计的指针会发生偏转，这说明产生的感应电流，这是电磁感应现象，故A符合题意；
B．该图是电流的磁效应，不是发电机的工作原理，故B不符合题意；
C．通电导体ab在磁场中受到力的作用，是电动机的工作原理，故C不符合题意；
D．该图是探究影响电磁铁磁性大小因素的实验，电磁铁的原理是电流的磁效应，故D不符合题意。
故选A。
5．（2022·全国·九年级课时练习）两根通电导体A和B，A通了电会产生磁场，那A产生的磁场对旁边的B是不是会有力的作用呢？通过如图的实验，发现导体A和B如虚线所示发生形变，导体B对A的作用力为，A对B的作用力为。下列说法正确的是（ ）
A．向右，向左
B．和是一对平衡力
C．只把导体A所接的电源正负极对调，则向左
D．只把导体B所接的电源正负极对调，则向右
【答案】C
【详解】
A．由图可知，A、B之间相互排斥，则导体B对A的作用力的方向是向左的，A对B的作用力的方向是向右的，故A错误；
B．和是两个物体之间的相互作用，是一对相互作用力，故B错误；
C．只把导体A所接的电源正负极对调，磁场的方向会发生变化，由图可知，A和B相互吸引，则是向左的，故C正确；
D．只把导体B所接的电源正负极对调，磁场的方向会发生变化，则A和B之间是相互吸引的，则是向左的，故D错误。
故选C。
6．（2021·山东济南·中考真题）如图所示为“机器人餐厅”的机器人为顾客送餐时的情景。机器人接到指令后，内部的电动机会驱动其底部的轮子将美食送到指定客人的桌边。制作电动机依据的是下列四幅图中的（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【详解】
A．图中是奥斯特实验，此实验说明电流周围存在磁场，故A不符合题意；
B．图中实验是为了探究影响电磁铁磁性强弱的因素，故B不符合题意；
C．图中实验说明通电导体在磁场中受到力的作用，是电动机工作的原理，故C符合题意；
D．图中装置是为了探究感应电流产生的条件，是发动机的工作原理，故D不符合题意。
故选C。
7．（2021·江苏常州·中考真题）电动汽车刹车时，汽车电动机“变身”为发电机，将汽车动能转化为电能，简称动能回收系统。下列实验中与动能回收系统原理相同的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】D
【详解】
汽车电动机“变身”为发电机，是电磁感应现象，机械能转化电能。
A．该实验能探究地磁场的存在以及地磁场的方向，与发电机无关，故A不符合题意；
B．该实验探究的是电流的磁效应，与发电机无关，故B不符合题意；
C．该实验表明通电导体在磁场中受到力的作用，是电动机的工作原理，故C不符合题意；
D．该实验是机械能转化为电能，电磁感应现象，是发电机的工作原理，故D符合题意。
故选D。
8．（2021·江苏高邮·二模）电与磁的关系在现代技术上有着广泛的应用，关于电磁现象的下列说法中正确的是（ ）
A．图甲是利用“电生磁”将铁钉磁化，根据安培定则可判断出铁钉的上端是N极
B．图乙是闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时产生感应电流，这是奥斯特最早发现的电磁感应现象
C．图丙是通电小线圈在磁场作用下转动，机械能转化为电能
D．图丁中把小磁针放在地球赤道附近，小磁针静止时N极指向地理南极附近
【答案】A
【详解】
A．利用“电生磁”将铁钉磁化，电流从螺线管的上端流入，据安培定则可知，该螺线管的下方是S极，上方是N极，故A正确；
B．闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时产生感应电流，这是法拉第最早发现的电磁感应现象，故B错误；
C．图丙中，通电线圈在磁力的作用下转动，将电能转化为线圈的机械能，故C错误；
D．在地理赤道附近，悬挂起来的小磁针静止时，小磁针的N极指向地理的北极附近，故D错误。
故选A。
9．（2021·北京·中考真题）在探究通电螺线管的磁场特点时，通电螺线管在某状态下的两个实验现象如图所示，其中小磁针（黑色一端为N极）静止时的指向情况如图甲所示。铁屑静止时的分布情况如图乙所示。图中能正确用磁感线描述这两个实验现象的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【详解】
通电螺线管的外部磁场和条形磁体的磁场相似，由甲图中小磁针的分布情况可以判断该通电螺线管的左侧为S极，右侧为N极。我们规定小磁针静止时的N极指向为该点的磁场方向，所以在磁体外部，磁感线总是从N极出发回到S极。而在磁体内部，磁感线的分布和磁体的N、S极一致，由此判断，A、B、D不符合题意；C符合题意。
故选C。
10．（2021·辽宁辽宁·中考真题）有一种儿童鞋，鞋内安装了磁体和线圈，走路时会使鞋上的发光二极管发光，下列实验与该工作原理相同的是（ ）
A．奥斯特实验B．磁能生电
C．磁极磁性最强D．磁场对电流的作用
【答案】B
【详解】
人在行走时，鞋内部的磁体和线圈相对运动，切割磁感线，从而产生感应电流，利用电磁感应现象制成的，与发电机的原理相同。
A．奥斯特实验说明电流周围存在磁场，故A不符合题意；
B．图中是电磁感应现象的原理图，磁能生电，故B符合题意；
C．图中的实验现象说明磁铁有两个磁极，且磁极磁性最强，故C不符合题意；
D．该实验装置是探究通电导体在磁场中受到力的作用，故D不符合题意。
故选B。
二、非选择题
二、填空题
11．（2022·北京昌平·九年级期末）如图所示，将导体ab用两根绝缘细线悬挂起来，使ab水平置于蹄形磁体的磁场中，导体ab的两端与开关和虚线框中的某一元件相连，组成了闭合回路。在虚线框中若连接______（填写实验器材名称）可研究电磁感应现象。在虚线框中若连接______（填写实验器材名称）可研究磁场对通电导体的作用。
【答案】电流表（或灵敏电流计） 电源
【详解】
[1]若接入电流表、灵敏电流计，电路中无电源，闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，可以探究电磁感应现象，与发电机的原理相同。
[2]若接入电源，通电导体在磁场中会受到力的作用，可以探究磁场对电流的作用，与电动机的原理相同。
12．（2022·重庆市育才中学九年级期末）英国物理学家 _________ 经10年探索，终于在1831年取得突破，发现了利用磁场产生电流的条件和规律，进一步揭示了电现象和磁现象之间的联系，使人类大规模用电成为可能，电气化的时代从此开始。如图所示为一种实验室用的手摇发电机，其工作原理是 _________ （选填“电流的磁效应”或“电磁感应”）。
【答案】法拉第 电磁感应
【详解】
[1]英国物理学家法拉第发现了磁场产生电流的条件和规律，磁可以生电。
[2]发电机就是利用电磁感应原理，利用闭合线圈的部分导体在磁场中切割磁感线时，会产生感应电流。
三、作图题
13．（2021·山东日照·中考真题）将通电螺线管和条形磁铁如图放置，开关闭合时，请在左侧小虚线框内标明通电螺线管左端的磁极，在中间大虚线框内画出磁感线的分布情况（三条即可）。
【答案】
【详解】
由图可得，通电螺线管表面的电流方向为下往上，根据右手螺旋定则得，通电螺线管左端的磁极N极，右端为S极端，磁场外部磁感线方向为N极流向S极，如下图所示：
四、实验题
14．（2022·北京·九年级期末）在探究通电螺线管的磁场特点时，通电螺线管在某状态下的实验现象如图所示，其中小磁针黑色一端为N极。
（1）实验表明通电螺线管内部______（选填“存在”或“不存在”）磁场；
（2）如果移走图中的小磁针，通电螺线管周围磁场______（选填“会”或“不会”）消失；
（3）小磁针A所在位置的磁场方向与该小磁针的______（选填“N”或“S”）极方向相同；
（4）改变螺线管中的电流方向，各小磁针的指向______（选填“改变”或“不变”）。
【答案】存在 不会 N 改变
【详解】
（1）[1]螺线管通电后，原来在其内部静止的小磁针南北极指向会发生变化，说明通电螺线管内部存在磁场。
（2）[2]磁场是客观存在磁体周围的一种特殊物质，移走图中的小磁针，磁场也不会消失。
（3）[3]磁场中某一点小磁针静止时N极所指的方向就是该点的磁场方向，这是磁场方向的规定。所以小磁针A所在位置的磁场方向与该小磁针的N极方向相同。
（4）[4] 改变螺线管中的电流方向，通电螺电管两端的磁极发生改变，周围的磁场方向随之改变，各小磁针的指向也会变化。
五、综合题
15．（2022·北京房山·九年级期末）请阅读《磁液》并回答下题。
磁液
磁液是一种具有磁性的液体。其实液体本身并无磁性，人们把一种强磁性的固体研磨成很细的粉末，再添加一定量的活性剂，然后很均匀地混合在某一种液体里，从而形成一种稳定的混合液就是磁液。这种溶液既有液体的流动性又有固体磁性材料的强磁性。
如下图所示，是中国科技馆“探索与发现”A展厅“电磁之奥”磁液展示。《跳舞的液体》：通过改变电流大小来控制磁场变化从而改变磁液形态，音乐音调的高低，反映了电流的大小，所以磁液会随着音乐跳舞。《磁液显示器》：通过多路磁铁控制器将磁液分割成像素矩阵，在键盘上输入汉字或英文字母，实际上是通过汉字和英文字母控制每一个像素点，让磁液显示我们想要的内容。
如果把用表面活性剂处理过的纳米级超细磁性微粒分散于溶液中，形成一种均匀混合液，该溶液在重力和磁场作用下不会出现凝聚和沉淀现象，具有固体的磁性和液体的流动性。在外加磁场的作用下，磁液会流向磁场强度高的地方并能稳定在那里，或者悬浮在载体上。这就是《液体宝塔》的奥秘。
磁液问世充满神秘的色彩，经过50多年的发展磁液在电子、仪表、机械、化工、环境、医疗等行业领域都得到了广泛的应用。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）磁液是一种具有_________的液体；
（2）在现代技术中磁液得到了越来越广泛的应用，如_________；（请举一例）
（3）根据材料及所学电和磁知识，解释磁液跳动的原理。（_______）
【答案】磁性 应用在扬声器中
见解析
【详解】
（1）[1]磁液是在液体中加入了强磁性的材料，所以它是一种具有磁性的液体。
（2）[2]磁液在电子、仪表、机械、化工、环境、医疗等行业领域都得到了广泛的应用，如在扬声器中加入磁液可以避免声音的音色失真。
（3）[3]通过改变电流大小可以控制磁场的变化，又因为同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引，即磁极间的相互作用，所以磁液会跳动起来。
六、计算题
16．（2021·山东东营·中考真题）为实现自动控制，小明同学利用电磁继电器（电磁铁线圈电阻不计）制作了具有延时加热、保温、消毒等功能的恒温调奶器，其电路图如图甲所示。控制电路中，电压U1＝3V，定值电阻R0＝50Ω，热敏电阻R阻值随温度变化的图像如图乙所示；工作电路中，电压U2＝220V，R1＝836Ω，R2＝44Ω。已知恒温调奶器容量为2kg，水温达到80℃时衔铁会跳起。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]
（1）请结合此电路，简要说明电磁继电器的工作原理。
（2）求衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流。
（3）求工作电路在保温状态下的电功率。
（4）当调奶器加满温度为25℃的水，加热元件工作500s后衔铁跳起，求此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率。
【答案】（1）见详解；（2）0.02A；（3）55W；（4）84%
【详解】
解：（1）如图乙所示，温度升高时，电阻R的阻值增大，所以当温度比较低时，电阻R的阻值较小，控制电路中的电流较大，电磁铁把衔铁吸下来，工作电路中只有电阻R2接入；当温度较高时，电阻R的阻值较答，控制电路中的电流较小，复位弹簧把衔铁拉上去，工作电路中电阻R1和R2串联接入，根据可知，电压一定时，电路中的电阻越小，加热功率越大，故动触点与静触点a接触时，为保温电路，动触点与静触点b接触时，为加热电路。
（2）如图乙所示，温度为80℃时，电阻R的阻值为100Ω，则此时通过电磁铁线圈的电流为
（3）动触点与静触点a接触时，为保温电路，工作电路中电阻R1和R2串联接入，保温状态下的电功率为
（4）由题意知，水温达到80℃时衔铁会跳起，则水吸收的热量为
动触点与静触点b接触时，为保温电路，工作电路中只有电阻R2接入，加热状态下消耗的电能为
此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率为
答：（1）电磁继电器的工作原理：见详解；
（2）衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流为0.02A；
（3）工作电路在保温状态下的电功率为55W；
（4）当调奶器加满温度为25℃的水，加热元件工作500s后衔铁跳起，此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率为84%。