人教版九年级全册 第二十章 《电与磁》专题训练【原卷版】+【解析版】

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A题型建模・专项突破
TOC \ "1-3" \h \z \u \l "_Tc200457827" 题型一、磁现象 磁场 PAGEREF _Tc200457827 \h 1
\l "_Tc200457828" 题型二、电流的磁效应2
\l "_Tc200457829" 题型三、有关通电螺线管的问题3
\l "_Tc200457830" 题型四、电磁铁4
\l "_Tc200457831" 题型五、电磁继电器5
\l "_Tc200457831" 题型六、磁场对通电导线的作用6
\l "_Tc200457831" 题型七、电磁感应8
\l "_Tc200457831" 题型八、电动机和发电机9
B综合攻坚・能力跃升 \l "_Tc200457831" 10
题型一、磁现象 磁场
1．我国是最早用文字记载磁现象的国家之一，下列说法正确的是（ ）
A．“慈（磁）石召铁，或引之也”，说明磁石没有磁性
B．罗盘周围的磁感线真实存在且可见
C．司南静止时指南北是因为受到了地磁场的作用
D．鱼形铁被磁化后制成的指南鱼只有一个磁极
【答案】C
【详解】A．磁石是磁体的一种，具有磁性，故A错误；
B．磁感线是假象的分布在磁体周围的曲线，不是真实存在的，故B错误；
C．地球本身是一个巨大的磁体，指南针能指南北，是因为受到地磁场的作用，故C正确；
D．鱼形铁被磁化后制成的指南鱼也是磁体的一种，任何磁体都有两个磁极，故D错误。
故选C。
2．如图所示是一款磁吸式数据线，含有磁铁的线体可以和具有磁性的不同型号充电头吸附对接，达到“一线多头”的使用效果。下列说法正确的是（ ）
A．含有磁铁的线体可以吸附任何金属
B．磁性充电头周围存在磁感线
C．充电头吸附对接是受到地磁场的作用
D．线体和充电头吸附是因为异名磁极相互吸引
【答案】D
【详解】A．磁体主要能吸引铁、钴、镍等金属，并不是能吸引任何金属，故A错误；
B．磁性充电头周围存在磁场，磁感线是假想的分布在磁体周围的曲线，磁感线并不是真实存在的，磁性充电头周围不存在磁感线，故B错误；
CD．磁吸式数据线的线体可以和不同型号的磁性充电头吸附对接，达到一线多头的使用效果，线体和磁性充电头吸附的原理是异名磁极相互吸引，故C错误，D正确。
故选D。
3．如图所示，其中正确反映两根大头针被条形磁铁吸起时的真实情况的是( )
A．图甲B．图乙C．图丙D．图乙和图丙
【答案】C
【详解】由题目图中，大头针是吸在磁铁的S极或N极上，大头针针在磁铁磁场的作用下被磁化，从而获得了磁性，靠近磁铁的一端都是极S或N极，远离磁铁的一端都是N极或S极，由于同名磁极互相排斥，故C正确，ABD错误。
故选C。
4．人类最早的磁化技术出现在我国宋代。据《武经总要》记载，古人先将鱼形铁片烧红，使其头尾分别指向南北方向，然后将其放入水中冷却，通过地磁场的作用，鱼形铁片获得磁性，即可制成指南鱼。使用时将指南鱼放入水中漂浮，鱼头指南，如图所示。下列判断正确的是（ ）
A．鱼形铁片不能被磁体吸引B．指南鱼周围存在磁感线
C．指南鱼的鱼头应标注“S”D．指南鱼的腹部磁性最强
【答案】C
【详解】A．磁体能吸引铁、钴、镍等物质，所以鱼形铁片能被磁体吸引，故A错误；
B．磁感线是为了形象描述磁场而假想的曲线，指南鱼周围不存在磁感线，故B错误；
C．南鱼放入水中漂浮，鱼头指南，为南极，应标注“S”，故C正确；
D．磁体两端磁性强，中间磁性弱，所以指南鱼的腹部磁性最弱，故D错误。
故选C。
5．请按要求完成下列作图：在图中用箭头标出蹄形磁铁a点处的磁感线方向。
【答案】
【详解】磁体外部的磁感线是从N极出来回到S极的。如图所示：
6．两个磁体相互靠近后，磁体间磁感线的分布如图所示（未画出磁感线的方向）。左侧磁极为S 极，请在图中括号内标出右侧磁极的名称，并画出A点的磁场方向。
【答案】
【详解】由磁感线形状可知，两磁极为同名磁极，因为左端为S极，所有右端也为S极，在磁体外部，磁感线的方向是从N极出发，指向S极，而磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向，因此A点磁场方向如图所示：
题型二、电流的磁场
7．如图所示，小磁针静止时指向南北，当导线A端与电池“+”极连通瞬间，小磁针发生偏转，此现象说明（ ）
A．小磁针被磁化B．小磁针磁性消失
C．地磁场方向改变D．电流周围存在磁场
【答案】D
【详解】当导线A端与电池“+”极连通瞬间，小磁针发生偏转，说明小磁针受到磁场的作用，说明通电导线周围存在磁场。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
8．当小磁针自由静止时，它的极总是指向 （选填“南”或“北”）方，这是因为小磁针受到 的作用。如图甲所示，当给导线通电时，其下方的小磁针的N极向纸内偏转；如图乙所示，如果大量电子沿着水平方向由左向右飞过小磁针正上方，则小磁针的极将向纸 （选填“内”或“外”）偏转。
【答案】 北 地磁场 外
【详解】[1][2]地球本身是一个巨大的磁体，周围存在着地磁场。地磁场的南极在地理北极附近，地磁场的北极在地理南极附近。 根据磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，当小磁针自由静止时，它的N极总是指向北方，这是因为小磁针受到地磁场的作用。
[3]N极向纸内偏转，说明通电导线周围存在磁场，如图乙所示，如果大量电子沿着水平方向由左向右飞过小磁针正上方，电流方向为从右向左，与图甲的电流流动方向相反，则小磁针旋转方向与图甲相反，N极向纸外。
9．如图甲所示，将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针平行。接通电路后，观察到小磁针偏转。
（1）该实验说明通电导线周围存在 ，这种现象称为电流的 效应；
（2）改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也发生改变，这表明通电导线周围磁场方向与 方向有关；
（3）图甲中的直导线AB是 （选填“南北”或“东西”）方向放置在小磁针上方的；
（4）通电直导线周围磁场分布如图乙所示，它的磁感线是以电流为中心的一系列同心圆，越靠近圆心位置，磁场越 （选填“强”或“弱”）。
【答案】 磁场 磁 电流 南北 强
【详解】（1）[1][2]接通电路后，观察到小磁针偏转，说明通电导线周围存在磁场，这种现象称为电流的磁效应。
（2）[3]改变直导线中的电流方向，小磁针偏转方向也发生改变，说明该点的磁场方向发生变化，实验说明通电导线周围磁场方向跟电流方向有关。
（3）[4]小磁针受到地磁场的作用而指向南北方向，为了观察到明显的偏转现象，应使通电导体的磁场方向为东西方向，故应使把直导线AB沿南北放置。
（4）[5]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。
题型三、有关通电螺线管的问题
10．如图所示，通电螺线管旁分别放置小磁针，其中小磁针静止后的指向正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【详解】A．由安培定则知电磁铁右侧为N极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针右端应为N极、左端为S极，故A错误；
B．由安培定则知电磁铁左侧为N极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针左端应为S极、右端为N极，故B错误；
C．由安培定则知电磁铁右侧为N极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针右端应为S极、左端为N极，故C正确；
D．由安培定则知电磁铁左侧为N极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针右端应为S极、左端为N极，故D错误。
故选C。
11．科技小组的同学将不同金属丝插入菠萝中自制了水果电池，然后将一根导线在纸筒A上绕制成螺线管，导线两端接在水果电池两极上，螺线管产生的磁场使小磁针静止在如图所示状态。下列判断正确的是（ ）
A．通电螺线管的左侧是N极
B．水果电池M端为负极
C．把小磁针取走，则通电螺线管周围的磁场消失
D．改变电流方向，小磁针偏转方向不变
【答案】B
【详解】AB．由图可知，小磁针左侧是N极，根据异名磁极相互吸引，则通电螺线管的左侧是S极，右侧为N极，螺线管电流从右侧流入，故水果电池N为正极，M端为负极，故A错误，B正确；
C．把小磁针取走，磁场依然存在，则通电螺线管周围的磁场不会消失，故C错误；
D．改变电流方向，通电螺线管N、S极方向改变，小磁针偏转方向改变，故D错误。
故选B。
12．如图所示是医生给心脏病人做手术时用到的一种“人工心脏泵”（血泵）的体外装置，可代替心脏推动血液循环。线圈AB固定在软铁制成的活塞柄上，通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，带动活塞运动。活塞筒通过阀门与血管相通，上端阀门S1只能向外开启，下端阀门S2只能向内开启。某次血液推动阀门S1向外开启时，下列说法正确的是（ ）
A．活塞正在向左运动
B．电流从线圈的B端流入
C．此装置利用了电磁感应原理
D．线圈AB中应通入频率是50Hz的交流电
【答案】B
【详解】A．某次血液推动阀门S1向外开启时，活塞筒的气压增大，体积较小，说明活塞正在向右运动，故A错误；
B．活塞向右运动时，电磁铁受到磁体排斥力的作用，由同名磁极相排斥得，电磁铁左端为N极，由右手螺旋定则得，电流从B端流入、A端流出，故B正确；
C．通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，即通电时线圈产生磁性，所以此装置利用了电流的磁效应，故C错误；
D．人工心脏泵通常使用直流电作为电源，因为直流电具有稳定的电压和电流输出，更适合为人工心脏泵提供持续、稳定的动力，故D错误。
故选B。
题型四、电磁铁
13．在实践活动中，同学们用一根导线和一枚铁钉制作了一个如图所示的电磁铁。在其周围放一些曲别针，通电后对有关现象分析正确的是（ ）
A．铝制的曲别针会被电磁铁吸引
B．电磁铁两端吸引的曲别针比中间吸引的少
C．改变电流方向，可改变电磁铁的磁场方向
D．减少线圈匝数，电磁铁吸引曲别针数量增加
【答案】C
【详解】A．电磁铁具有吸引铁、钴、镍等磁性材料的性质，而铝不是磁性材料，所以铝制的曲别针不会被电磁铁吸引，故A错误；
B．电磁铁的磁场分布与条形磁体相似，两端磁性最强，中间磁性最弱，所以电磁铁两端吸引的曲别针比中间多，故B错误；
C．电磁铁的磁场的方向与电流的方向有关，改变电流方向，电磁铁的磁场方向改变，故C正确；
D．电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关，在电流和铁芯相同的情况下，线圈匝数越多，磁性越强，吸引曲别针的数量越多，减少线圈匝数，电磁铁磁性减弱，吸引曲别针数量减少，故D错误。
故选C。
14．一个空心小铁球放在盛水的烧杯中漂浮在水面上，将烧杯置于铁棒AB的上方，绕在铁棒上的线圈连接在如图所示的电路中，开关S闭合后，下列说法正确的是（ ）
A．小铁球仍静止在水面上时受到的重力和浮力是一对平衡力
B．A端为电磁铁的S极
C．滑片P向右滑动，小铁球所受浮力变小
D．滑片P向左滑动，螺线管的磁性减弱
【答案】C
【详解】A．小铁球静止在水面上时，受到竖直向下的重力、电磁铁对它竖直向下的吸引力和竖直向上的浮力，此时重力与浮力大小不相等，不是一对平衡力，故A错误；
B．由图可知，电流从螺线管的B端流入，A端流出，根据右手螺旋定则，用右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指的一端为N极，则螺线管的A端为N极，B端为S极，故B错误；
C．当滑片P向右滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，根据欧姆定律，电源电压不变，电路中电流减小，螺线管的磁性减弱，小铁球所受磁场力减弱，小铁球受竖直向下的磁场力及重力、竖直向上的浮力而处于平衡状态，即，重力G不变，磁场力减小，则浮力也将减小，故C正确；
D．当滑片P向左滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，根据欧姆定律，电路中电流增大，在螺线管匝数和铁芯不变的情况下，螺线管的磁性增强，故D错误。
故选C。
15．如图所示，是巨磁电阻特性原理的示意图，其中GMR是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小，闭合开关S1、S2，下列说法正确的是（ ）
A．电磁铁的右端为S极
B．当滑片P向右滑动时，电磁铁磁性增强
C．当滑片P向左滑动时，巨磁电阻的阻值减小
D．当滑片P向左滑动时，指示灯变暗
【答案】C
【详解】A．由图可知，电流从电磁铁的左端流入，利用安培定则判断电磁铁的左端为S极，右端为N极，故A错误；
B．当滑片P向右滑动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变大，根据可知，左侧电路中的电流变小，电磁铁的磁性减弱，故B错误；
CD．当滑片P向左滑动时，滑动变阻器连入电路中的电阻变小，根据可知，左侧电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，GMR的阻值变小，指示灯所在电路的总电阻变小，根据可知，通过指示灯的电流变大，灯泡变亮，故C正确，D错误。
故选C。
题型五、电磁继电器
16．如图所示是一种温度自动控制装置的原理图。制作水银温度计时在玻璃管中封入一段金属丝，“电源1”的两极分别与金属丝和水银相连。闭合开关S后，当温度达到 时，发热电阻就停止加热。当电磁铁中有电流通过时，若它的左端为S极，则“电源1”的 端为正极。为增强电磁铁的磁性，可以增大 （选填“电源1”或“电源2”）的电压。
【答案】 90 左 电源1
【详解】[1]当温度升高到金属丝下端对应的时，水银会和金属丝接触，让控制电路形成通路，电磁铁产生磁性，吸下衔铁，发热电阻所在的工作电路会断开，进而停止加热。
[2]电磁铁左端是S极，右端即为N极。依据安培定则可知，可判断出电流是从电磁铁线圈的左端流入，故控制电路中的电流从“电源1”的左端流出，经过温度计、电磁铁，回到“电源1”的右端，故“电源1”的左端是正极。
[3]电磁铁的磁性强弱与通过它的电流大小相关，“电源1”连接的控制电路包含电磁铁，提高“电源1”的电压，可增大通过电磁铁的电流，进而增强其磁性。故此处应填电源1。
17．如图所示是一种水位自动报警器的原理图。红灯与绿灯的连接方式是 ；当水位到达金属块A时， 灯亮；控制电路的电源右端为正极时，电磁铁的上端为 极（一般的水都能导电）。
【答案】 并联 红 S
【详解】[1]由图可知，红灯和绿灯并列地连在电源两端，因此图中红灯和绿灯是并联的。
[2]当水位到达金属块A时，一般的水是导体，所以控制电路导通，电磁铁的线圈中有电流通过，电磁铁有了磁性，吸下衔铁，动触点向下运动，接通红灯电路，断开绿灯电路，因此红灯亮，绿灯不亮。
[3]控制电路的电源右端为正极时，电流从电磁铁的上端流入，下端流出，根据安培定则可以判断，电磁铁的上端为S极，下端为N极。
18．如图为一款“智能照明灯”的电路，其控制电路中，电源电压恒定，为电阻箱，为光敏电阻，其阻值随光照强度而变化。闭合开关S，电磁铁的上端为 极，白天光照强，衔铁被吸下，受控电路断开，天逐渐变暗，的阻值随光照强度变小而 （选“变大”或“变小”），衔铁被释放，灯L发光；使L工作时间变短，可以 （选填“增大”或“减小”）的阻值。
【答案】 S 变大 减小
【详解】[1]闭合开关S，电磁铁所在电路接通，电流从电源正极出发流经电磁铁，根据安培定则，可判断出电磁铁的下端为N极，则电磁铁的上端为S极。
[2]控制电路中，定值电阻、光敏电阻与螺线管串联，当电流到达某一值时，会将衔铁吸下，此时灯泡断开，灯L熄灭；由题意可知，当天逐渐变暗时，灯L自动发光，由图可知此时衔铁被释放，电磁铁不吸引衔铁，即天逐渐变暗光照强度较小时，控制电路电流较小，的阻值较大，所以阻值随光照强度的变小而变大。
[3]要使灯泡L工作时间变短，即在天色较暗时能断开受控电路，由于的阻值随光照强度的变小而变大，则天色越暗，其阻值越大，由于电磁铁的吸合电流不变，根据欧姆定律可知，要使控制电路中的电流一定，应减小的阻值。
题型六、磁场对通电导线的作用
19．如图所示，闭合开关，观察到金属棒向右运动。下列说法正确的是（ ）
A．实验现象属于电磁感应现象
B．利用该现象可以制成发电机
C．仅将磁体的N、S极上下对调，金属棒将向左运动
D．滑动变阻器向左移动滑片，金属棒将向左运动
【答案】C
【详解】AB．如图，当开关闭合时，导体棒在磁场中受力运动，利用这一现象可以制成电动机，电磁感应现象是磁生电的现象，图中实验现象不属于电磁感应，故AB错误；
C．仅将磁体的N、S极上下对调，磁场方向改变，金属棒的受力方向会改变，运动方向也会改变，将向左运动，故C正确；
D．滑动变阻器向左移动滑片，电路中电流变大，金属棒受到的力变大，运动方向不变，仍将向右运动，故D错误。
故选 C。
20．在潜艇上使用磁流体推进器，可以消除机械噪音，使潜艇能高速航行不被发现。磁流体推进器的简易结构如图所示，磁流体推进器是贯通海水的通道内建有一个磁场，把海水作为导电体，通过电极向海水供电，通道内的磁场能对通电的海水产生力的作用，使海水在通道内运动，若海水向后运动，则潜艇会向前运动。下列有关说法正确的是（ ）
A．磁流体推进器是利用电磁感应的原理工作的
B．若增强磁体的磁性，潜艇受到的动力会越大
C．若只调换磁体的磁极，对潜艇的运动没有影响
D．若要改变潜艇受力方向，只能改变海水电流方向
【答案】B
【详解】A．根据题意可知，通道内的磁场能对通电的海水产生力的作用，使海水在通道内运动，是利用了“磁场对通电直导体的作用”，不是电磁感应的原理，故A错误；
B．由于“磁场对通电直导体的作用”与磁场的磁性强弱有关，当若增强磁体的磁性，潜艇受到的动力会越大，故B正确；
C．由于“磁场对通电直导体的作用”与磁场的方向有关，当只调换磁体的磁极时，磁场的方向会发生变化，则对潜艇的运动有影响，故C错误；
D．根据“磁场对通电直导体的作用”的方向与磁场的方向和电流的方向有关，所以若要改变潜艇受力方向，可以改变海水电流方向或者磁场的方向，故D错误。
故选B。
21．小华组装了如图所示的实验装置。
(1)这套装置可以用来探究______；（填字母）
A．电磁感应现象
B．磁场对通电导体的作用
C．通电螺线管外部磁场的方向
(2)实验中把导体棒ab放在磁场里，接通电源，让电流通过导体棒ab，会观察到导体棒ab向左运动；如果把电源正、负极和蹄形磁体上下磁极同时对调后接入电路，会观察到导体棒ab向 （选填“左”或“右”）运动；
(3)请你举出一个利用此原理工作的电器名称： 。
【答案】(1)B
(2)左
(3)电动机或动圈式扬声器
【详解】（1）如图所示装置，有电源，有磁场，有闭合电路，可以用来探究通电导体在磁场中受力的作用，故AC不符合题意，B符合题意。
故选B。
（2）实验中把导体棒ab放在磁场里，接通电源，让电流通过导体棒ab，会观察到导体棒ab向左运动；如果把电源正、负极和蹄形磁体上下磁极同时对调后接入电路，导体棒ab受力方向不变，会观察到导体棒ab向左运动。
（3）根据磁场对通电导体的作用制作的电器有电动机或动圈式扬声器。
题型七、电磁感应
22．图甲所示是一种自行车上的装置，车前端的灯泡与该装置内部线圈相连。自行车车轮的转动带动该装置上端的小轮转动，小轮带动内部的磁铁转动，灯泡便发光照明，图乙是其结构示意图。下列分析正确的是（ ）
A．该装置是一种发电机B．该装置将电能转化为机械能
C．车轮与小轮间应尽量光滑D．增大车轮转速灯泡亮度变小
【答案】A
【详解】ABC．如图乙，磁铁在线圈内部做切割磁感线转动，产生感应电流，所以该装置是一种发电机，将机械能转化为电能，而且转速越大产生电流越大，所以灯泡越亮，故A正确，BC错误；
D．小轮是靠车轮与小轮间摩擦力使其转动的，车轮与小轮间应尽量粗糙，故D错误。
故选A。
23．如图所示，在虚线框中接入一个适当的元件，可探究感应电流产生的条件。这个元件是（ ）
A．导线B．干电池C．电压表D．灵敏电流计
【答案】D
【详解】A．导线只是电流的传导路径，不能检测电流，故A不符合题意。
B．干电池是提供电能的装置，不是检测电流的，故B不符合题意。
C．电压表是测量电压的仪器，不能直接检测电流，故C不符合题意。
D．灵敏电流计可以检测微弱的电流，能够用于探究感应电流产生的条件，故D符合题意。
故选D。
24．如图所示，将导体ab、开关和灵敏电流计用导线连接，导体ab放置在磁极间。下列说法正确的是（ ）
A．开关闭合，换用磁性更强的蹄形磁铁，ab在磁场中静止，灵敏电流计的指针会偏转
B．磁极对调后，开关闭合，ab水平向右快速运动，灵敏电流计的指针会偏转
C．开关闭合，ab斜向上或斜向下运动，灵敏电流计的指针不会偏转
D．若ab不动，将磁铁沿水平方向向右移动，则灵敏电流计的指针不会偏转
【答案】B
【详解】A．换用磁性更强的蹄形磁铁，ab在磁场中静止，此刻ab没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，灵敏电流计的指针不会偏转，故A错误；
B．磁极对调后，开关闭合，ab水平向右快速运动，ab做切割磁感线运动，会产生感应电流，灵敏电流计的指针会偏转，故B正确；
C．ab斜向上或斜向下运动，ab做切割磁感线运动，会产生感应电流，灵敏电流计指针会偏转，故C错误；
D．若ab不动，将磁铁沿水平方向向右移动，ab在磁场中切割磁感线运动，会产生感应电流，灵敏电流计的指针会偏转，故D错误。
故选B。
25．如图所示是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。闭合开关后，导体棒、灵敏电流计、开关、导线组成闭合电路。
(1)根据图中磁感线的方向可以判断蹄形磁体的上端是 （选填“N极”或“S极”）；
(2)磁铁不动，闭合开关，导体沿 （选填“上下”或者“左右”）方向运动时，灵敏电流计指针会发生偏转；
(3)要使灵敏电流计的指针偏转方向发生改变，可以采取的方法是 ；（写出一种）
(4)多次实验得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流。下列实例应用了该实验原理的是______（填字母）。
A．电磁起重机B．电磁继电器
C．动圈式扬声器D．动圈式话筒
【答案】(1)S极
(2)左右
(3)改变磁场的方向
(4)D
【详解】（1）在磁体的外部，磁感线的方向是从N极指向S极，由图可得，磁场方向从下到上，则蹄形磁体的下端为N极，上端是S极。
（2）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，将机械能转化为电能，导体中会产生感应电流。磁铁不动，闭合开关，导体沿左右方向运动时，导体切割磁感线，产生感应电流，灵敏电流计指针会发生偏转。
（3）感应电流的方向跟导体在磁场中切割磁感线运动的方向和磁场的方向有关，要使灵敏电流计指针偏转方向发生改变，即改变感应电流的方向，可以采取的方法：改变磁场的方向或改变切割磁感线的运动方向。
（4）AB．电磁起重机、电磁继电器是应用了电磁铁，利用的是通电导体周围存在磁场的原理工作的；故AB不符合题意；
C．动圈式扬声器利用通电导体在磁场中受力的作用工作的，与电动机工作原理相同，故C不符合题意；
D．动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象，即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，产生感应电流，故D符合题意。
故选D。
题型八、电动机和发电机
26．如图所示实验装置的原理与电动机的工作原理相同的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】D
【详解】A．电动机是根据通电导线在磁场中受力原理制成的。图为动圈式话筒，利用电磁感应原理工作的，故A不符合题意；
B．图为探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，说明线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁磁性越强，故B不符合题意；
C．图为探究电磁感应实验装置，说明闭合电路部分导体切割磁感线时会产生感应电流，故C不符合题意；
D．闭合开关，通电导体在磁场中受力运动，是电动机的原理图，故D符合题意。
故选D。
27．为了认识电磁炮的特性，青青同学查阅资料画出如图所示的原理图，螺线管通电后，铁制撞针会被磁化成磁体，铁制撞针由静止到迅速前移。根据该原理可知，电磁炮工作时将电能转化为炮弹的 能，其能量的转化与 （选填“发电机”或“电动机”）相同。
【答案】 动/机械 电动机
【详解】[1][2]通电螺线管通电后，铁制撞针会被磁化成磁体，磁体在通电导体中受到力的作用，改变了铁制撞针的运动状态，使铁制磁针由静止迅速前移；根据原理可知，电磁发射器把电能转化为机械能，它与生活中电动机的原理是相同的。
28．小亮同学在学习了“电和磁”的知识后，用甲、乙两个直流电动机设计了如图所示的装置，闭合开关S后甲开始转动，同时用皮带带动乙转动，小灯泡发光。在此过程中，将电能转化为机械能的装置是 （选填“甲”或“乙”），如果要使甲的转动方向与原来相反，可采取的措施是 。
【答案】 甲 将电源正负极对调
【详解】[1]在此过程中，将电能转化为机械能的装置是甲，其工作原理是通电导体在磁场中受力的作用。
[2]通电导体受到的磁力方向与磁场方向、电流方向有关。如果要使甲的转动方向与原来相反，可采取的措施是将电源正负极对调，改变电流中的电流方向。
29．美国《发现》网站于2023年10月报道：“牛能感知地球磁场，吃草、休息时，其身体朝向习惯与地磁场磁感线平行（如图所示），”为求证真伪，同学们设计如下实验方案：在四周无明显差异的草地上，多次观察牛吃草、休息时的身体朝向，若报道真实，则牛的身体朝向习惯性呈现四个场景中的（ ）
A．①和②B．③和④C．①和③D．②和④
【答案】A
【详解】地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近；地磁场的磁感线从地磁的北极附近出来，回到地磁的南极附近，牛的身体朝向习惯性与地磁场磁感线平行，所以牛的身体朝向是南北方向，故①②符合题意。
故选A。
30．如图所示，托架上有两个磁环，同名磁极相对，上面的磁环悬浮着，托架静止挂在弹簧测力计的秤钩上，若托架重1N，每个磁环重2N，则弹簧测力计的示数为（ ）
A．1NB．3NC．4ND．5N
【答案】D
【详解】上面的磁环悬浮着，同名磁极相互排斥，此磁环受到重力和排斥力是平衡力，大小相等，排斥力大小为
F斥=G环=2N
下面磁环受到向下的排斥力和上面磁环受到向上的排斥力是相互作用力，大小相等，托架受到的压力
F压=F斥+G环=2N+2N=4N
弹簧测力计的示数为
F=G架+F压=1N+4N=5N
故选D。
31．如图所示为小明做的一个实验：“把一段通电导线弯成圆环，形成环形电流，让圆环导线穿过一块与圆环平面垂直的平板。利用铁粉观察它周围的磁场分布。”电流和磁场的判断方法如图，如果导线内电流方向如箭头所示，当置于平板上A点的磁针（黑色端为N极）静止时，下列图中磁针指向正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A
【详解】根据安培定则，伸出右手，大拇指指向电流的方向，四指环绕方向为磁场的方向，故导体正下方为N极，上方为S极；在磁体的内部，磁感线是从S极到N极，小磁针N极的指向与磁感线方向相同，所以小磁针的下端为N极，上端为S极，故A正确，BCD错误。
故选A。
32．如图所示为小明自制的简易电磁门锁，其中条形磁体为锁栓，锁栓与连动片固定在一起，构成了电磁锁的活动部分。闭合开关，向左移动变阻器的滑片P，锁栓由静止变为向左滑动，压缩复位弹簧，同时与锁扣分离，门锁被打开；断开开关，复位弹簧使门锁关闭。闭合开关，下列说法正确的是（ ）
A．电磁铁的原理与电动机相同
B．电源d端为负极
C．打开门锁时，条形磁体在滑动过程中受到向左的摩擦力
D．滑片P向左移动过程中，电磁铁的磁性增强
【答案】D
【详解】A．电磁铁是利用电流的磁效应，电动机是利用通电导体在磁场中受力运动，原理不同，故A错误；
B．闭合开关，锁栓向左滑动，说明电磁铁的b端为S极，根据安培定则，右手握住螺线管，大拇指指向 N 极，四指环绕的方向为电流方向，可知电流从 d 端流入，所以 d 端为正极，故B错误；
C．打开门锁时，条形磁体向左滑动，摩擦力方向与相对运动方向相反，所以受到向右的摩擦力，故C错误；
D．滑片P向左移动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电流变大，电磁铁的磁性增强，故D正确。
故选D。
33．燃气隐患早排查，平安幸福千万家。图甲是兴趣小组设计的天然气泄漏报警电路原理图，正常状态下绿色指示灯亮起，当天然气浓度增大到一定程度时电铃会发出报警声。图乙为气敏电阻的阻值与天然气浓度间的关系图像。控制电路中，电源电压恒为10V，只考虑气敏电阻、滑动变阻器的阻值，其余电阻均不计。下列说法正确的是（ ）
A．虚线框a中应为电铃，b中应为绿色指示灯
B．当开关接通时，通电螺线管的上端为S极
C．要使天然气的报警浓度降低，保持其他条件不变的情况下，可将滑动变阻器的滑片P向上移动
D．若将报警浓度设置为，在的调试过程中，当电流表示数为0.2A时，电铃恰好发出报警声，此时接入电路中的阻值为10Ω
【答案】D
【详解】A．由图乙可知，随着天然气的浓度变大，气敏电阻变小，控制电路的总电阻变小，控制电路的电源电压不变，故通过电磁铁的电流变大，电磁铁的磁性变强，将衔铁吸下来，b处所在的电路接通，根据题意可知，电铃响，故b中应为电铃，当天然气浓度较低时，气敏电阻较大，控制电路的电流较小，衔铁被弹开，a处所在的电路接通，a处为绿色指示灯，故A错误；
B．通电螺线管的极性可用右手安培定则判断，四指的方向为电流的方向，大拇指的指向为N极，故其上端应为N极而非S极，故B错误；
C．报警的触发条件是：当气敏电阻R₁随浓度变大而阻值减小，当阻值减小到某一程度时，电路中电流增大到足以吸合衔铁，而控制电路的临界电流是一个定值，控制电路的电源电压也是一个定值，故控制电路的总电阻是一个定值，若要使报警浓度更低，气敏电阻的阻值比原来的值偏大，故应适当减小滑动变阻器R₂的阻值，图示中滑片P向下移动可减小R₂接入电路的阻值，故C错误；
D．若将报警浓度设置为，此时气敏电阻R₁的阻值为40Ω，当电流表示数为0.2A时，则电路总阻值为
接入电路中的阻值为
故D正确。
故选D。
34．如图所示，两根绝缘细线吊着一根铜棒，空间存在垂直纸面的匀强磁场，铜棒中未通过电流时，铜棒在拉力和 力的作用下保持平衡；若此时铜棒通向右的电流时两线上拉力大小均为，不改变电流大小，将电流方向改为向左时两线上的拉力大小均为，且，两次磁场力的大小相同，则铜棒所受磁场力大小为 （用F1、F2表示磁场力大小）。
【答案】 重
【详解】[1]铜棒中未通过电流时，铜棒受到竖直向上的拉力和竖直向下的重力的作用，铜棒在拉力和重力的作用下保持平衡。
[2]设铜棒的重力为G，磁场力的大小为F，依据题意和力的平衡条件可得……①
当电流反向时，两线上的拉力大小均为，且，说明磁场力变为竖直向下，此时同样根据导体棒受力平衡有……②
由①和②可得铜棒所受磁场力。
35．如图所示，一闭合金属圆环用绝缘细绳挂于O点，将圆环拉到A点由静止释放，圆环摆动过程中经过某一磁场区（“×”代表磁感线垂直于纸面向里）。若不计空气阻力，请你判断：圆环向右穿过磁场后， （选填“能”或“不能”）摆至与A点等高的B点，请写出2条相关的能用来解释该现象的物理知识 。
【答案】 不能 ①电磁感应现象 ②能量守恒定律
【详解】[1]圆环向右穿过磁场后，不能摆至与A点等高的B点。因为圆环在进出磁场时，由于切割磁感线会产生感应电流，即电磁感应现象，部分机械能会转化为电能，导致机械能逐渐减小，高度逐渐降低。
[2]闭合导体在磁场中切割磁感线时会产生感应电流，此过程中机械能转化为电能，运用电磁感应现象；圆环的机械能因转化为电能而减少，使其无法维持原有高度，运用了能量守恒定律。
36．我国磁悬浮技术世界领先，图1为常导磁吸悬挂式列车，原理如图2，图2中通电螺线管的下端为 极（选填“N”“S”）：根据图3，判定图2中a接电源的 极（选填“正”“负”）。图4为列车推进的原理图，线框abcd通有电流，ad边处于方向垂直纸面向里的磁场中，受到向右的磁场力；bc边处于方向 （选填“垂直纸面向里”“垂直纸面向外”“沿纸面向右”）磁场中，也受到向右的磁场力：列车前进过程中，实现的能量转化是 能转化 能。
【答案】 S 正 垂直纸面向外 电 动
【详解】[1]根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引的原理可知，常导磁吸悬挂式列车，须异名磁极相互吸引，所以通电螺线管的下端应为S极。
[2]图3中，小磁针的S极指向上方，异名磁极互相吸引，因此通电螺线管的下端为N极，根据安培定则可知，图2中通电螺线管中的电流应从通电螺线管的下端流入，所以判定图2中a为正极。
[3]通电导体在磁场中受到的力的作用的方向与电流方向和磁场方向有关，由题意可知，ad边处于方向垂直纸面向里的磁场中，受到向右的磁场力，而bc边中的电流方向与ad边中的电流方向相反，想要受到方向相同的磁场力，则磁场方向要与ad边所在的磁场的方向相反，所以可知bc边处于方向垂直纸面向外的磁场中。
[4][5]列车前进过程中，消耗了电能，得到了动能，故电能转化为动能。
37．某同学设计水位自动报警装置，主要元件有电磁继电器、红灯和绿灯（额定电压220V）、控制电路电源（电源电压6V）、水位控制器等。当水位没有上升到与金属片A接触时，控制电路断开，此时绿灯亮：当水位上升到与金属片A接触时，控制电路接通，此时红灯亮。请用笔画代替导线完成电路连接。
【答案】
【详解】当水位没有上升到与金属片A接触时，控制电路断开，此时绿灯亮，则上侧与绿灯相连，当水位上升到与金属片A接触时，控制电路接通，此时红灯亮，这表明衔铁被吸下，电磁铁具有了磁性，则下侧与红灯相连，如图所示：
38．（1）如图是电动机的模型，磁场由两个电磁铁提供。abcd是线圈。闭合开关，
①图1中P为磁体N极，Q为磁体 极（选填“N”“S”）；
②图1中线圈ab边受力方向竖直向下，图2中将电源正负极调转后ab边的受力方向竖直向 （选填“上”“下”）。
（2）如图所示，已经将电磁铁接外电源。线圈abcd接入LED和小灯泡。闭合开关后，摇动手柄(未画出)使线圈abcd转动，LED和灯泡可发光。此过程，线圈abcd将 能转化为 能。在方框内画出图中LED和灯泡所在电路的电路图，已经画出LED和等效电源 。
【答案】 N 下 机械 电
【详解】（1）[1]①由图得，电流从右边的螺线管的左端流入，由安培定则可知Q为磁体N极。
[2]②磁场中通电导体受力方向与磁场方向和电流方向有关，将电源正负极对调后，电流方向发生了改变，同时磁场方向也发生了改变，所以通电导体在磁场中受力方向不变，即竖直向下。
（2）[3][4]线圈abcd转动做切割磁感线运动，产生感应电流，使得LED和灯泡可发光，此过程中，线圈abcd由于运动将机械能转化为电能。
[5]线圈abcd运动产生感应电流，相当于电源，开关在干路上，灯泡和LED并联，具体电路如图所示：
39．综合实践活动中，小林自制了一个坐位体前屈项目测试仪，小林自制的坐位体前屈项目测试仪在使用过程中经常会因为温度过高而停止工作，为了解决这个问题，小林设计了如图所示的“自动制冷降温装置”，要求：当测试仪的温度过高时，电磁铁把衔铁吸下，接通工作电路，启动降温系统；
(1)已知控制电路电源电压恒定不变，为了符合设计要求，需要在虚线框内接入一个热敏电阻，现有、两个热敏电阻可供选择，其阻值随温度变化的关系如表所示，应选用 （选填“”或“”）接入电路；
(2)控制电路接通时，电磁铁的上端为 （选填“N”、“S”）极。
【答案】(1)R1
(2)S
【详解】（1）温度过高时，需电磁铁吸下衔铁，即控制电路电流需增大；根据欧姆定律，电源电压恒定，电流增大时，控制电路电阻需减小；由表格可知，R1随温度升高阻值减小，R2随温度升高阻值增大，因此应选用R1。
（2）控制电路接通时，电流从电磁铁上端流入、下端流出；根据安培定则（右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向N极），电磁铁上端为S极。
40．综合实践活动：项目式学习小组设计—智能冷库系统
【任务与要求】：海鲜保存通常要求冷库温度维持在，这样才能保证海鲜的品质和口感，请为某海鲜市场设计一款智能冷库系统。
【设计电路】：设计温控系统，温控系统的原理如甲图所示，控制电路的电源电压为，热敏电阻随温度的变化情况如乙图所示。当冷库温度达到时，衔铁刚好被吸下来，制冷系统启动工作；当冷库温度达到时，衔铁刚好被弹回去，绿灯亮。已知制冷系统工作的额定功率为。
【项目实施】
(1)由甲图可知，电磁铁的上端是 极，当冷库温度升高时，电磁铁的磁性 （选填“增强”“不变”或“减弱”）；
(2)当冷库温度在－18℃时，电磁铁线圈电阻忽略不计，则控制电路的电流大小是 A；
(3)查阅资料得知制冷系统选择水作为冷却介质，是因为 ；
【设计评价】
(4)若长时间工作后，控制电路的电压小于时，则制冷系统启动工作将 （选填“高于”或“低于”）。
(5)在某次制冷过程中，制冷系统正常工作，将体积为的冷库温度从室温下降至，则制冷系统的能量转化效率是 。[，，结果保留整数]
【答案】(1) N 增强
(2)0.06
(3)水的比热容较大
(4)高于
(5)21%
【详解】（1）[1]由电源正负极可判断出螺线管正面电流都是向右，根据右手螺旋定则可知，电磁铁上端是N极。
[2]根据乙图可以看出，温度升高，电阻减小，通过电磁铁的电流增大，电磁铁的磁性增强。
（2）由乙图可知，当冷库温度在时，电阻，由甲图可知，控制电路的电压，电磁铁线圈电阻忽略不计，控制电路的电流大小是
（3）制冷系统选择水作为冷却介质，吸收相同热量时，水的温度变化较小，能够高效地带走热量‌，是因为水的比热容较大。
（4）若长时间工作后，控制电路的电压小于时，制冷系统启动工作的电流不变，根据可知，电阻小于，结合图乙可知，制冷系统启动工作将高于。
（5）的冷库的空气质量为
空气降低的温度为
空气放出的热量为
制冷系统做的功为
制冷系统的能量转化效率是
41．为预防“倒春寒”对种子萌发的影响，科技小组为学校的育种温室设计了如图甲所示的温控电路。整个温控电路位于温室内，且当温室内温度低于20℃时启用。其控制电路的电源电压恒定，为变阻器，热敏电阻的阻值随温度变化的关系如图乙所示，电磁铁线圈电阻忽略不计。工作电路有高温和低温两个挡位，低温挡位可使温室内降温比较平缓，、均为加热电阻。已知通过电磁铁线圈的电流大于或等于25mA时，衔铁被吸下，与触点A分开，接通触点B。通过电磁铁线圈的电流小于或等于20mA时，衔铁被弹回，与触点B分开，接通触点A。
(1)调好的阻值，闭合开关，电磁铁上端磁极为 极；的温度升高，电磁铁磁性强弱如何变化？ ；
(2)将控制电路中阻值调为480Ω，可使温室内达到允许的最高温度30℃，达到时衔铁刚好被吸下，求控制电路的电源电压；
(3)工作电路要求：高温挡功率需在800~1200W之间，低温挡功率需在100~200W之间。已知实验室只有阻值大小为20Ω、50Ω、200Ω、300Ω的加热电阻各一个，不考虑温度对加热电阻阻值的影响，则应选用哪一个加热电阻（写出必要的计算过程）。
【答案】(1) N 电磁铁磁性会增强
(2)20V
(3)300Ω
【详解】（1）[1]根据右手定则，电磁铁上方为N极。
[2]根据图乙，的电阻随温度的升高而降低，在控制电路中，电源电压不变，电路总电阻变低，则电流变大；通过电磁铁的电流变大，电磁铁的磁性增强。
（2）当室内温度为30℃时，根据图乙可知
此时衔铁刚好被吸下即
则控制电路的电源电压
（3）根据题意，当温度升高，热敏电阻阻值降低，电流变大，当电流达到25毫安时，衔铁被吸下。所以为低温挡电阻。对于低温挡的功率要求可知
所以应该选择300Ω的加热电阻。
20
30
40
50
60
200
125
90
75
70
25
30
45
60
105