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第四单元 电磁铁
考试分数：100分；考试时间：60分钟
注意事项：
1．答题前，填写好自己的姓名、班级、考号等信息，请写在答题卡规定的位置上。
2．选择题、判断题必须使用2B铅笔填涂答案，非选择、判断题必须使用黑色墨迹签字笔或钢笔答题，请将答案填写在答题卡规定的位置上。
3．所有题目必须在答题卡上作答，在试卷上作答无效。
4．考试结束后将试卷和答题卡一并交回。
一、用心思考，正确填空。（每空1分，满分17分）
1．在环境治理的过程中，某地使用电磁起重机搬运钢铁材质省时省力的完成了工作任务。电磁起重机内部有铁芯和线圈构成的装置，通电时，电流通过绕在铁芯上的线圈产生磁性，断电后磁性消失。此装置中能量转换是由 能转化为 能。
2．小马达里由 和 构成的装置是电磁铁。
3．电磁铁有 和 两个磁极，同极 ，异极 。
4．普通磁铁的两极 改变， 的两极则是可以改变的。
5．改变线圈缠绕的 或改变线圈与电池正负极的 ，电磁铁的磁极会发生 。
6．电磁铁有 和 两个磁极。磁极间的相互作用：同极 ，异极 。
二、认真思考，正确判断。（每小题1分，满分6分）
7．在“探究电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数的关系”实验中，只能改变线圈的匝数，其他实验条件要保持不变。( )
8．用普通的铁钉作铁芯，制成电磁铁，断电后磁性立即消失。( )
9．小马达里由铁芯和线圈构成的装置是磁铁。( )
10．电磁铁的磁极和普通磁铁的磁极一样是固定不变的。( )
11．电磁铁有南北两个磁极。同极相吸，异极相斥。( )
12．同时改变线圈缠绕的方向和线圈与电池正负极的连接方向，电磁铁的南北极不变。( )
三、反复比较，谨慎选择。（每小题2分，满分14分）
13．生活中存在着很多小马达可以调节速度快慢的情形。请从下列选项中选出可以使小马达转子转动速度加快的方法是（ ）。
A．增加磁铁数量 B．减少线圈匝数 C．减少电池的数量
14．用导线缠绕在铁钉上能做成电磁铁，根据同类物质的性质，（ ）能代替铁钉做成电磁铁。
A．干木棍 B．铜棒 C．玻璃棒 D．陶瓷棒
15．磁悬浮列车应用了（ ）的性质。
A．电 B．磁 C．热
16．如图所示，一条形磁铁的周围放着能自由转动的甲、乙、丙、丁四根小磁针。一段时间静止后，正确的是（ ）。
①甲 ②乙 ③丙 ④丁
A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④
17．下图中，电磁铁的磁性最强的是（ ）。
A． B． C．
18．下列不能改变电磁铁的磁力大小的是（ ）。
A．增加电池节数 B．改变线圈缠绕方向
C．增加线圈缠绕圈数 D．减少电池节数
19．根据电磁铁和磁铁都能吸铁，推想电磁铁可能具有其他性质，就是在进行（ ）
A．归纳 B．类比推理 C．对比实验
四、注意审题，细心实验。（满分10分）
20．同学们，“电磁铁的磁性”这一实验你们一定做过吧？请你根据以下实验器材写出实验步骤和实验现象，同时把实验结论补充完整，相信你是最棒的。
实验器材：铁钉或粗螺母、导线、电池、小磁针。
实验步骤： 。
实验现象： 。
实验结论： 。
21．小明研究电磁铁的磁力大小与哪些因素有关，下面是小明做的三次实验。
1 2 3
（1）请你观察他的实验，帮他完成实验记录单。
实验记录单
问题 电磁铁的磁力大小与什么因素有关？
假设 假设电磁铁的磁力大小与( )有关
实验设计 实验设计不改变的因素：( ) 改变的因素：( )
结果 第一次 第二次 第三次
结论
（2）小明通过学习知道，除了上述方法能改变电磁铁的磁力大小外，还有一种方法也能改变电磁铁磁力的大小，这种方法是( )。
（3）电磁铁能吸起曲别针是因为它能将电能转换成( )。
22．下列甲、乙、丙三个实验装置是某科学兴趣小组同学设计的探究电磁铁的磁力大小与哪些因素相关的实验。实验中所用材料完全相同。
甲 乙 丙
（1）这是一个 （模拟实验或对比实验），电磁铁的磁力大小我们看不见、摸不着，所以实验时用 来体现的。
（2）要研究电磁铁的磁力大小与电池节数的关系时，应该选 和 这两个装置进行实验。不同的条件： 。发现 装置吸的回形针个数多。
（3）要研究电磁铁的磁力大小与线圈匝数的关系时，应该选 和 这两个装置进行实验。不同的条件： 。发现 装置吸的回形针个数多。
五、注意思考，正确回答。（满分18分）
23．下图是一个简单的电磁铁装置，如果让它的磁性更强，我们应该怎么做？
24．电磁铁的应用非常广泛，请举例说出电磁铁在生活中的应用。（3个）
六、综合实践题。（满分30分）
25．下列甲、乙、丙三个实验装置图，是某科学兴趣小组同学设计的探究电磁铁的磁力大小与哪些因素有关的实验。请仔细阅读题目并结合你学过的知识解答下列问题：（说明：甲、乙、丙三个实验中所用的电池、导线、铁芯都相同）
（1）他们先研究电磁铁的磁力大小与缠绕在铁芯上的线圈匝数的关系，你认为他们应选择图中的( )和( )进行实验。此实验能得出结论：在电池的节数相同时，( )。
（2）分析甲和丙两个实验，实验条件相同的是( )，此对比实验是用来研究电磁铁的磁力大小与( )的关系。
（3）小明同学拿着一枚小磁针靠近甲装置铁芯下端，结果发现小磁针的北极被吸引，则可推测甲装置中铁芯的上端是( )极。
26．研究电磁铁的磁极
如图一所示，给电磁铁通电后，让其一端与指南针接近，发现这一端与小磁针的北极相吸引。请标出图一、图二、图三中电磁铁的磁极。
参考答案
1． 电 磁
详解：电磁铁是由线圈和铁芯组成的装置，它是电能转化为磁能的装置。电磁铁磁性的有无可以由通电或断电来控制，电磁铁通电时有磁性，切断电流后磁性消失。
2． 线圈 铁芯
详解：电磁铁由线圈和铁芯组成的装置叫电磁铁，它通电时产生磁性，切断电源后磁性消失。小马达里由线圈和铁芯构成的装置是电磁铁。
3． 南极 北极 相斥 相吸
详解：电磁铁有南极和北极两个磁极。同极相斥，异极相吸。改变线圈缠绕的方向或改变线圈与电池正负极的连接方向，电磁铁的磁极会发生改变。
4． 不可 电磁铁
详解：由线圈和铁芯组成的装置叫电磁铁，它通电时产生磁性，切断电源后磁性消失。电磁铁也有南北极，电磁铁的南北极与线圈缠绕的方向和电池的正负连接方向有关。所以，电磁铁的两极是可以改变的。普通磁铁的两极不可改变。
5． 方向 连接方向 改变
详解：电磁铁的南北极与线圈的缠绕方向和电流的方向有关，改变线圈的缠绕方向或电池的正负极都可以改变电磁铁的南北极。所以改变线圈缠绕的方向或改变线圈与电池正负极的连接方向，电磁铁的磁极会发生改变。
6． 南极 北极 相斥 相吸
详解：电磁铁有南极和北极两个磁极。同极相斥，异极相吸。改变线圈缠绕的方向或改变线圈与电池正负极的连接方向，电磁铁的磁极会发生改变。
7．√
详解：电磁铁磁极方向主要受电流方向和线圈缠绕方向影响，其他因素只会影响电磁铁的磁力大小，不会影响磁极方向。在“探究电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数的关系”实验中，改变的条件只能是一个，即线圈的匝数，其它实验条件要保持不变，才具有可比性。该说法是正确的。
8．×
详解：电磁铁通电时有磁性，切断电流后磁性消失。但是用普通的铁钉作铁芯，制成电磁铁，断电后磁性不会立即消失，因为普通铁钉容易被磁化，产生磁性，断电后，磁性不会消失，所以这种说法是错误的。
9．√
详解：磁铁是由铁芯和线圈构成的，它是将电能转化为磁能的装置。小电动机的内部有一个电磁铁，电磁铁主要由两部分构成，分别是铁芯和线圈，通电后产生磁性，断电后磁性消失。电动机工作时的能量转化过程是电能→磁能→动能。小马达里由铁芯和线圈构成的装置是电磁铁，通电后产生磁性，断电后磁性消失。题目说法是正确的。
10．×
详解：磁铁的磁极一般是固定的，电磁铁的磁极不是固定不变的，而是可以改变。电磁铁的两极与线圈的缠绕方向和电流的方向有关。只改变电流方向或线圈的缠绕方向都可以改变电磁铁的磁极。所以题目说法是错误的。
11．×
详解：磁铁能指南北方向。指南的磁极叫南极，用“S”表示；指北的磁极叫北极，用“N”表示。磁铁的同极相互排斥，异极相互吸引，两个磁极的作用是相互的。磁悬浮列车就是根据同极相互排斥的原理制造的。
12．√
详解：根据影响电磁铁南北极的因素，电池的正负极接法、线圈缠绕方向都会影响电磁铁的南北极，同时改变这两个条件，则通电后电磁铁的磁极不变。
13．A
详解：根据对小马达组成的认识，加快小马达转动速度可以通过增强电流（增加电池数量）、增加线圈圈数或者增加磁铁数量来实现。A选项正确。减少线圈的圈数和减少电池的数量会减小磁力，让马达转动速度减慢。B选项、C选项错误。故选A。
14．B
详解：电磁铁是由铁芯和线圈构成的装置。通电时，电流通过绕在铁芯上的线圈产生磁性，断电后磁性消失。电磁铁是将电能转换成磁能的装置。用导线缠绕在铁钉上能做成电磁铁，根据同类物质的性质，铜棒能代替铁钉做成电磁铁。
15．B
详解：磁悬浮列车利用电磁体“同极相斥”的原理，让磁铁具有抗拒地心引力的能力，使车体完全脱离轨道，悬浮在距离轨道约1厘米处，腾空行驶，创造了近乎“零高度”空间飞行的奇迹。
16．B
详解：根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引的原则，图中一条形磁铁的周围放着能自由转动的甲、乙、丙、丁四根小磁针，一段时间静止后，小磁针的N极与条形磁铁的S极相对，小磁针的S极与条形磁铁的N极相对。位于条形磁铁的两侧的小磁针的磁极指向与条形磁铁相反。图中甲小磁针是错误的，乙、丙、丁三个小磁针指向都是正确的。故B选项正确。
17．B
详解：电磁铁的磁力大小与线圈圈数、电流大小、铁芯粗细有关。电磁铁的磁力大小与线圈圈数有关：圈数少，磁性弱；圈数多，磁性强；电磁铁的磁力大小与使用的电池数量有关：电池节数少，则磁性弱；电池节数多，则磁性强。读图可以判断，图中三个电磁铁中，磁性最强的是电池数量最多、线圈圈数最多的B电磁铁。
18．B
详解：电磁铁的磁力大小是可以改变的。通过增加线圈匝数、电池的节数等可以增大电磁铁的磁力。减少电池节数，电磁铁的磁力会减小。改变线圈缠绕方向，电磁铁的磁力大小不变，磁极方向相反。
19．B
详解：类比推理是指在事物间的类似方面作比较，根据某种事物的已知特征类推出与其相似的另一类事物中也有这种特征的一种推理方法。根据电磁铁和磁铁都能吸铁，推想电磁铁可能具有其他性质，就是在进行类比推理。推理结果是否正确需要进一步验证。
20． 1、制作简易电磁铁（将导线按一定顺序缠绕在大铁钉或粗螺母上，导线两端处剥落外包皮露出1－2厘米长的细铜丝）。2、将导线两端连接在电池两极上，给电磁铁通电后，让其一端靠近曲别针，观察现象。3、比较不同的电磁铁吸引曲别针的数量。断电后，观察电磁铁还有没有磁性。4、给电磁铁通电后让其一端与小磁针接近，找出电磁铁的两极。5、改变线圈与电池正负极的连接方向，观察电磁铁的两极有没有变化。改变线圈的缠绕方向，观察电磁铁的两极有没有变化。 1、电磁铁通电后能吸起曲别针。断电后曲别针掉下来。2、不同的电磁铁吸引区别针的数量不同。3、电磁铁也有两个磁极，分别是南极和北极。改变线圈缠绕方向或改变线圈与电池正负极的连接方向，电磁铁的两极也会改变。 1、电磁铁通电时有磁性，断电后磁性消失。2、改变线圈缠绕方向或改变线圈与电池正负极的连接方向，电磁铁的磁极都会改变。
分析：电磁铁的特点之一就是可以改变电磁铁的南北极和磁力大小，改变电磁铁的南北极与电池的接法、线圈缠绕方向有关。电磁铁的磁力大小与电池的数量、线圈的圈数、铁芯的大小有关。
详解：步骤：1、制作简易电磁铁（将导线按一定顺序缠绕在大铁钉或粗螺母上，导线两端处剥落外包皮露出1－2厘米长的细铜丝）。2、将导线两端连接在电池两极上，给电磁铁通电后，让其一端靠近曲别针，观察现象。3、比较不同的电磁铁吸引曲别针的数量。断电后，观察电磁铁还有没有磁性。4、给电磁铁通电后让其一端与小磁针接近，找出电磁铁的两极。5、改变线圈与电池正负极的连接方向，观察电磁铁的两极有没有变化。改变线圈的缠绕方向，观察电磁铁的两极有没有变化。
现象：1、电磁铁通电后能吸起曲别针。断电后曲别针掉下来。2、不同的电磁铁吸引区别针的数量不同。3、电磁铁也有两个磁极，分别是南极和北极。改变线圈缠绕方向或改变线圈与电池正负极的连接方向，电磁铁的两极也会改变。
结论：1、电磁铁通电时有磁性，断电后磁性消失。2、改变线圈缠绕方向或改变线圈与电池正负极的连接方向，电磁铁的磁极都会改变。
21． 电池节数 线圈圈数 电池节数 2 4 6 增加电池节数能增大电磁铁磁力 增加线圈圈数 磁能
分析：电磁铁的磁力大小与线圈圈数、电流大小、铁芯粗细有关。电磁铁的磁力大小与线圈圈数有关：线圈圈数少，磁性弱；线圈圈数多，磁性强；电磁铁的磁力大小与使用的电池数量有关：电池节数少，则磁性弱；电池节数多，则磁性强。
详解：（1）假设：题干中的实验图变化的是电池数量，所以假设电磁铁的磁力大小与电池节数有关；
实验设计：对比实验每次只能改变一个因素，确保实验的公平，即除了改变的那个因素外，其他因素应该保持一样。对比实验只有一个变量，由于研究的是电磁铁的磁力大小与电池节数的关系，唯一的变量是电池节数，其他条件比如线圈圈数都要保持不变。
结果：第一次吸引大头针的数量是2个，第一次吸引大头针的数量是4个，第一次吸引大头针的数量是6个；
结论：电磁铁的磁力大小与使用的电池数量有关：电池节数少，则磁性弱；电池节数多，则磁性强。
（2）电磁铁的磁力大小与线圈圈数有关：线圈圈数少，磁性弱；线圈圈数多，磁性强。
（3）能量有电能、热能、光能、声能等不同的形式。生活中能量的形式是多种多样的，不同形式的能量之间可以相互转化。电磁铁能吸起曲别针是因为它能将电能转换成磁能。
22． 对比实验 吸引回形针的数量多少 甲 乙 电池节数 乙 甲 丙 线圈匝数 甲
详解：对比试验是将两个研究内容相似的试验进行对比，对比试验是只有一个条件不同，其他条件都相同。设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系。
（1）从材料信息可知，这是一个对比实验，电磁铁的磁力大小，我们看不见，摸不着，实验时是用吸引回形针的数量多少来表示的。
（2）要研究电磁铁的磁力大小与电池节数的关系时，应该选甲和乙这两个装置进行实验。实验中只能改变的条件只有电池节数。实验中会发现乙装置吸的回形针个数多。由此得出的实验的结论是：在线圈圈数相同时，电池节数越多，电磁铁的磁力就越强。
（3）要研究电磁铁的磁力大小与线圈匝数的关系时，应该选甲和丙这两个装置进行实验。不同的条件线圈匝数。发现甲装置吸的回形针个数多。此实验能得出：在电池数量相同时，线圈的圈数绕得越多，电磁铁的磁力就越强。
23．我们可以通过增加线圈的匝数、电池的节数等增大电磁铁的磁性。
详解：电磁铁的磁力大小可以改变，主要和线圈圈数和电流强度有关，线圈圈数越多，电路越强，则电磁铁的磁性越强。图中的电磁铁装置增大磁性，可以增加缠绕的线圈的匝数、电池的节数等增大电磁铁的磁性。
24．磁悬浮列车、电磁起重机、喇叭、电磁选矿机、音响、马达等
详解：电磁铁在实际中的应用很多，最直接的应用就是电磁起重机。电磁铁是利用电流的磁效应工作的，在生活中应用非常广泛，磁悬浮列车、电磁起重机、喇叭、电磁选矿机、音响、马达等都用到了电磁。
25． 甲 乙 线圈匝数越多，电磁铁的磁力越大 线圈匝数 电池的节数 北
分析：各种形式的能量都可以在一定条件下相互转化。电能可以转化成热能，电能可以转化成化学能，电能可转化成机械能，同样的道理，热能可以转化成电能、化学能、机械能等。
详解：（1）他们先研究电磁铁的磁力大小与缠绕在铁芯上的线圈的圈数的关系，他们应选择图中的甲和乙两个装置进行实验。从该实验尅得出的实验结论是：当线圈中电流强度相同时，线圈匝数越多，电磁铁的磁力就越强。
（2）分析甲和丙两个实验，实验条件相同的是线圈匝数，此对比实验是用来研究电磁铁的磁力大小与电池的节数的关系。
（3）小明同学拿着一枚小磁针靠近甲装置铁芯下端，结果发现小磁针的北极被吸引，说明铁芯下端是南极，则可推测甲装置中铁芯的上端是北极。
26．北极 南极 南极 北极 南极 北极
详解：磁体有南北两个磁极，一端称为北极（N极），一端称为南极（S极）。电磁铁也有南、北两极。根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。可以判断图一中的电磁铁的南北两极，对着小磁针N极的是S极，另一端是N极。电磁铁磁极方向主要受电流方向和线圈缠绕方向影响，其他因素只会影响电磁铁的磁力大小，不会影响磁极方向。

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