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第十六章 电磁转换 练习
一、单选题
1．最早的指南针叫“司南”，是用天然磁石磨成的勺形，勺头为N极，勺柄为S极，如图所示，下列关于司南说法正确的是（　　）
A．司南长柄指向地理的北极
B．司南长柄指向地磁场的南极
C．地磁场的南极在地理的南极附近
D．司南指南北是由于它受到地磁场的作用
2．如图所示，磁铁吸住两根铁钉的一端，那么这两根铁钉的另一端将（ ）
A．互相吸引，如图甲
B．互相排斥，如图乙
C．既不吸引，也不排斥，如图丙
D．以上三种情况都有可能
3．关于电与磁，下列说法正确的是（　　）
A．磁感线是磁场中真实存在的曲线
B．地磁场的N极在地理的北极附近
C．改变通过电磁铁的电流大小可以改变其磁性的强弱
D．只要闭合电路的部分导体在磁场中运动，电路中就会产生电流
4．利用磁场对通电导体产生力的作用来制造的电器
A．电动机 B．发电机 C．电铃 D．电磁铁
5．如图，闭合开关后风车能连续转动，下列器件的工作原理与风车转动原理相同的是（ ）
A．电动机 B．发电机 C．指南针 D．电磁继电器
6．对于交流电，下列说法中正确的是
A．线圈转动一周，电流方向改变一次，大小改变两次
B．线圈转动一周，电流方向改变两次，大小改变两次
C．线圈转动一周，电流方向改变两次，大小随时间改变
D．线圈转动一周，电流方向改变四次，大小随时间改变
7．如图所示是实验室电流表的内部结构图，它的工作原理是“处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转，线圈中电流越大，指针偏转角度就越大”，以下电器设备中主要也是用这个原理工作的是（ ）
A． 动圈式话筒 B． 电动机
C． 电磁铁 D． 电磁继电器
8．要增强电磁铁的磁性，下列措施可行的是（　　）
A．改变电流的方向 B．增大通入的电流
C．减小通入的电流 D．减少电磁铁线圈匝数
9．如图显示某汽车起动电动机的电路，当起动器开关闭合时，有细小电流通过器件X，接着有强大电流通过电动机，并将电动机启动．请你根据所学知识想一想，X可能是哪一种器件？（ ）
A．灵敏电流计
B．电磁继电器
C．电能表
D．发电机
10．刘老师的书桌上放有一个磁悬浮地球仪，如图所示底座质量是2.4kg，球体质量是0.2kg，通电时，球体可以自转。则下列选项正确的是（ ）
A．地球仪静止时桌面对底座的支持力约为24N（g取）
B．球体发生转动是利用了电磁感应原理
C．地球仪利用了同名磁极相互排斥的原理
D．时间久了地球仪静止时会靠近底座，此时球体所受磁力变小
二、多选题
11．物理学蕴含科学思想、科学方法和科学精神。下列选项中与“探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关时，通过弹簧伸长长度反映电磁铁磁性强弱”方法相同的是（　　）
A．研究“不同物质吸热能力”实验中，通过加热时间的长短来反应不同物质吸收热量的多少
B．研究“电流产生的原因”时，类比“水流的形成”学习电流
C．研究“磁现象”时，利用“磁感线”描述磁场特点
D．研究“灯泡电阻”实验中，通过灯泡的亮暗来反应灯丝温度的高低
12．下列说法正确的是（ ）
A．马拉车加速前进的过程，马拉车的力等于车拉马的力
B．扬声器将电信号转换为声信号时的原理是通电线圈在磁场中受力运动
C．水受热时，体积变大，密度变大
D．光从水中射入空气中时，折射角一定大于入射角
13．如图所示，条形磁铁置于水平面上，电磁铁水平放置且右端固定，当电路中滑动变阻器的滑片P逐渐向右移动时，条形磁铁仍静止，在此过程中，条形磁铁受到的摩擦力（　　）
A．逐渐增大 B．逐渐减小
C．方向向右 D．方向向左
14．下列说法正确的是（　　）
A．指南针能够指南是由于地磁场的作用
B．通电螺线管的周围一定存在磁场
C．闭合电路的部分导体在磁场中运动，一定会产生感应电流
D．利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围各点的磁场方向
三、填空题
15．新建的居民宅大多安装了自动开关，其原理如图。当电路由于电流过大时，电磁铁的磁性将变 ，使衔铁Q转动，闸刀S在弹力作用下自动开启，切断电路，起到保险作用。此装置工作时，电磁铁P左端是 极。
16．小华用如图装置进行实验，闭合开关的瞬间，观察到小磁针 的现象，说明电流周围存在磁场；还可以说明力可以改变物体的 ，小明用相同装置进行实验并没有观察到以上现象，则可能存在的问题是： （写出一个原因即可）。
17．智能机器人目前已经能够为人类在很多方面提供优质的服务，例如在酒店，机器人可以辅助或替代酒店员工的工作，提供解释如何办理入住和退房手续、送餐等服务。如图所示，某品牌消毒机器人质量为80kg，运行速度为1m/s，g取10N/kg。试问：
(1)驱动智能机器人行走的电机工作原理是 ，充电过程中能的转化情况是 。
(2)该机器人以运行速度匀速行驶5min，行驶的路程有多少米？
(3)若该机器人装载8kg消毒液，并静止在水平地面上，与地面接触的总面积为，此时该机器人对地面的压强有多大？
(4)该机器人在粗糙程度相同的水平地面上，以运行速度做匀速直线运动。克服摩擦力做功的功率为49W，则该机器人受到的牵引力多大？
18．一台电动机正常工作时，两端的电压为220V，通过线圈的电流为10A，若此线圈的电阻为2Ω，那么它的电功率是 W，这台电动机的效率是 ．
19．如图所示为工作原理及线圈相同的两款电流表的内部结构示意图。其原理是通电导体在磁场中受到力的作用从而线圈带动指针偏转，如果电流从甲电流表的“+”接线柱流入，那么指针将会向正方向（向右）偏转，如果电流表的内部结构如图乙所示，则电流表的“+”接线柱是 （选填a或b）。
20．如图所示，一条形磁铁静止在粗糙的水平桌面上，在其右侧放置一个通电螺线管，二者处于同一水平面上。开关、闭合后，条形磁铁保持静止，条形磁铁受到摩擦力的方向向 （选填“左”或“右”）。现在断开开关，条形磁铁受到的摩擦力将 （选填“不变”“变小”或“变大”），理由是 。
四、实验题
21．如图所示的是探究产生感应电流条件的实验装置，实验时闭合开关，将导体棒沿着不同方向运动，记录下灵敏电流计指针偏转的情况，观察到的实验现象如表所示。
实验序号 1 2 3 4
磁场方向 竖直向下
导体棒ab运动方向 竖直 水平 斜向上 斜向下
灵敏电流计指针偏转情况 不偏转 偏转 偏转 偏转
（1）由实验可知，闭合回路中的部分导体在磁场中做 运动时，就会产生感应电流；
（2）第2次实验，导体棒在水平方向来回运动时，发现灵敏电流计指针在中央零刻度线左右来回偏转，说明导体棒运动方向不同时，产生的感应电流 不同；
（3）实验中要想实验现象更明显，灵敏电流计指针偏转的角度更大，下列改进措施中可行的有 （填序号）。
①换用磁性更强的磁体
②加快导体棒运动的速度
③将磁体的南北极位置互换
④用多匝线圈代替导体棒进行实验
22．用图所示的实验装置探究“产生感应电流的条件”．
（1）实验中，通过观察 来判断电路中是否有感应电流．
（2）闭合开关，若导体ab不动，左右移动磁铁，电路中 （选填“有”或“无”）感应电流．
（3）在仪器和电路连接都完好的情况下，某小组的实验现象不太明显．请提出一条改进措施： ．
（4）该实验的结论是：
（5）此过程发生的能量转化是 ，此原理可用来制作
23．在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中：
（1）小星设计的电路如图甲所示，在蹄形磁体的磁场中放置一根导线ab，ab的两端分别跟开关，螺线管连接，螺线管旁放置一个小磁针，当ab中产生电流时，螺线管中有 通过，小磁针会发生偏转．
（2）小星闭合开关后，不管导线ab在磁场中怎样运动，小磁针都不偏转，是没有产生电流，还是产生的电流太微弱？他换用了一个灵敏电流表代替螺线管和小磁针，如果灵敏电流表指针发生偏转，表明ab中产生电流，实验的情况如图乙所示．
A．观察并分析①②③现象可知：导体静止时， 产生感应电流；导体沿着磁感线方向运动时， 产生感应电流；导体切割磁感应线运动时， 产生感应电流．（均选填“能”或“不能”）
B．观察并分析③④现象可知：产生感应电流的条件之一是 ．
（3）对比图甲和图乙两次实验后，小星认为：图甲中小磁针不发生偏转，不是没有产生电流，而是 ．
（4）实验中，如果导体不动，只要马蹄形磁体 运动（填“上下”“前后”或“左右”）也能产生感应电流．
24．关于下面两个实验：
（一）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。
（1）比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量，是通过 来反映的（选“温度计上升示数”或“加热时间”）；
（2）比较不同物质吸热升温的特点：
①应选择 两图进行实验；②如图丁，若液体B的比热容是，液体A的比热容是 。
（二）图戊：弹簧测力计下悬挂一根软铁棒P，电磁铁Q的匝数大于H的匝数，所绕的铜线规格相同。
①当滑动变阻器滑片向左移动时，观察到弹簧测力计的示数 （选填“增大”或“减小”），说明电磁铁磁性 （选填“增强”或“减弱”）。
②若探究电磁铁磁性的强弱与匝数是否有关，可以用电磁铁H替换电磁铁Q，保持电磁铁与P的距离不变，同时调节滑动变阻器，控制 不变。
《2025年1月15日初中物理作业》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D B C A A C B B B C
题号 11 12 13 14
答案 AD AB BD AB
1．D
【详解】AB．司南长柄一端是磁石的南极，静止时长柄指向南方，即地理南极，地理上的南极是在地磁场的北极附近，即司南长柄指的是地磁场的北极，故AB错误；
C．地磁场的南极在地理的北极附近，地磁场的北极在地理的南极附近，故C错误；
D．地球本身是一个大磁体，司南是用天然磁石磨制成的勺子，其实质就是一块磁铁，在地球的磁场中受到磁力的作用，静止时长柄指向南方，故D正确。
故选D。
2．B
【详解】由图可知：铁钉是吸在磁铁的N极上，铁钉会在磁铁磁场的作用下被磁化，从而获得了磁性。故靠近磁铁的一端都是S极，远离的一端都是N极，因同名磁极相互排斥，所以情况如图乙所示。故选B。
【点睛】解答此题，关键是要知道两根铁钉都会被磁化，而且相同的一端是同名磁极。
3．C
【详解】A．磁感线是科学家为了形象、直观的描述电场而画出的线，所以不是真实存在的，故A错误；
B．地磁场的北极在地理南极附近，地磁场南极在地理北极附近，地磁场的两极与地理的两极相反，且与地球的两极并不完全重合，故B错误；
C．电磁铁的磁性强弱与电流大小有关，改变通过电磁铁的电流大小可以改变电磁铁磁性的强弱，故C正确；
D．闭合电路的部分导体只有在磁场中做切割磁感线运动时，电路中才会产生感应电流，故 D错误。
故选C。
4．A
【分析】磁场对通电导体产生力的作用，电动机利用了此原理工作．
【详解】A、电动机工作原理是通电导体在磁场中受力的作用，故A符合题意；
B、发电机的原理是电磁感应现象，故B不符合题意；
CD、电铃和电磁铁，工作原理是利用了电流的磁效应，故CD不符合题意．
故选A．
5．A
【详解】A．开关闭合后风车能连续转动，说明该装置是电动机，其工作原理是通电导体在磁场中受力运动，故A符合题意；
B．发电机是根据电磁感应现象制成的，故B不符合题意；
C．地球是个大磁场，指南针是根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引工作的，故C不符合题意；
D．电磁继电器是根据电流的磁效应原理来控制电路通断的开关，故D不符合题意。
故选A。
6．C
【详解】交变电流是线圈在磁场中转动形成的，线圈转动一周即为一个周期，在一个周期内电流方向改变两次，电流的大小随时间在做周期性变化。故选C。
7．B
【详解】由题知，电流表工作原理是“处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转，线圈中电流越大，指针偏转角度就越大”。
A．动圈式话筒是利用电磁感应的原理工作的，故A不符合题意；
B．电动机是利用通电导体在磁场中受力的作用的原理工作的，故B符合题意；
C．电磁铁是利用电流的磁效应的原理工作的，故C不符合题意；
D．电磁继电器的主要部件是电磁铁，是利用电流的磁效应的原理工作的，故D不符合题意。
故选B。
8．B
【详解】A．改变电磁铁中电流的方向，可以改变电磁铁的磁极，但不能改变电磁铁磁性的强弱， 故A不符合题意；
B．增大通过电磁铁线圈的电流，可以增强电磁铁的磁性， 故B符合题意；
C．减小通过电磁铁线圈的电流，可以减弱电磁铁的磁性， 故C不符合题意；
D．减小电磁铁线圈的匝数，能够减弱电磁铁的磁性，而不是增强电磁铁的磁性，故D不符合题意。
故选B。
9．B
【详解】解答：电磁继电器的实质是一个电磁铁来控制的开关．利用它可以实现自动控制、远距离控制；还可以利用低电压、弱电流的电路来控制高电压、强电流的电路．这与题目中提到的信息相吻合，由此联想到电路中的元件是电磁继电器．故选B.
10．C
【详解】A．地球仪静止时，处于平衡状态，故桌面对底座的支持力等于地球仪和底座的总重力，即支持力约为
F=G=mg=(2.4kg+0.2kg)×10N/kg=26N
故A错误；
B．球体发生转动是利用了通电导体在磁场中受力运动的原理，故B错误；
C．磁悬浮地球仪之所以能悬浮在空中，是利用了同名磁极相互排斥的原理，故C正确；
D．时间久了地球仪静止时会靠近底座，但仍处于平衡状态，磁力等于重力，重力不变，故所受磁力不变，故D错误。
故选C。
11．AD
【详解】与“探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关时，通过弹簧伸长长度反映电磁铁磁性强弱”，采用的是转换法。
A．研究“不同物质吸热能力”实验中，通过加热时间的长短来反应不同物质吸收热量的多少，采用的是转换法，故A符合题意；
B．研究“电流产生的原因”时，类比“水流的形成”学习电流，采用的是类比法，故B不符合题意；
C．研究“磁现象”时，利用“磁感线”描述磁场特点，采用的是模型法，故C不符合题意；
D．研究“灯泡电阻”实验中，通过灯泡的亮暗来反应灯丝温度的高低，采用的是转换法，故D符合题意。
故选AD。
12．AB
【详解】A．马拉车的力与车拉马的力，是一对相互作用力，这两个力的大小相等，故A正确；
B．扬声器将电信号转换为声信号时的原理是：当线圈通过交变电流时，线圈受到磁铁的吸引或排斥，其运动方向不断变化，产生振动并带动纸盆也来回振动，从而把电信号转换为声信号，故B正确；
C．在4℃以上的水受热时，质量不变、体积变大，根据密度公式可知，其密度变小，故C错误；
D．光从水中斜射入空气中时，折射角一定大于入射角，但是若光垂直于水面射入空气中时，光的传播方向不变，折射角和入射角都为0，故D错误。
故选AB。
13．BD
【详解】由右手螺旋定则可知，螺线管左侧为N极；因异名磁极相互吸引，故条形磁铁所受磁场力向右；因条形磁铁处于平衡状态，即条形磁铁所受摩擦力应与引力大小相等方向相反，故摩擦力的方向水平向左；当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电阻变大，由欧姆定律得螺线管内的电流减小，则可知螺线的磁性减弱，条形磁铁所受到的吸引力减小；因条形磁铁仍处于平衡状态，所以条形磁铁所受摩擦力也减小。
故选BD。
14．AB
【详解】A．指南针由于受到地磁场的作用而指向南北方向，故A正确；
B．通电螺线管的周围存在磁场，其磁场方向与电流的方向有关，可以用安培定则（用右手握螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的北极）判断通电螺线管的N、S极，故B正确；
C．闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中才会产生感应电流，若没有切割磁感线，电路中不会产生感应电流，故C错误；
D．利用铁屑可以看到磁体周围磁场的分布情况，但看不到磁场方向，磁场方向是人为规定的，故D错误。
故选AB。
15． 强 S
【详解】[1]当电流中电流过大时，电磁铁的磁性变强，对衔铁的吸引力变大，使衔铁转动，在弹簧的作用下，空气开关断开，保护电路中的用电器不会烧毁。
[2]根据安培定则，利用右手螺旋定则可以判断电磁铁的左端为S极，右端为N极。
16． 发生偏转 运动状态 小磁针与导线垂直放置
【详解】[1]闭合开关的瞬间，导线中有电流通过，由于通电导线周围存在磁场，小磁针受到电流的磁场作用而发生偏转。
[2]小磁针受到力的作用由静止变为运动，说明力可以改变物体的运动状态。
[3]小磁针与导线垂直放置，小磁针在通电导线产生的磁场中受力平衡，不发生偏转。
17．(1) 通电线圈在磁场中受力转动 电能转化为化学能
(2)300m
(3)
(4)
【详解】（1）[1]电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。
[2]充电过程，是将电能转化为化学能存储在电池中。
（2）机器人运行速度为1m/s，匀速行驶5min，行驶的路程为
s=vt=1m/s×5×60s=300m
（3）由于机器人静止在水平地面上，所以机器人对地面的压力等于机器人与消毒液的重力和，所以机器人对地面的压力为
F=G总=m总g=（80kg+8kg）×10N/kg=880N
与地面接触的总面积为，此时该机器人对地面的压强为
（4）由题意可知，该机器人在粗糙程度相同的水平地面上，以运行速度做匀速直线运动，克服摩擦力做功的功率为49W，根据公式P=Fv可得，该机器人受到的摩擦力为
因为机器人做匀速直线运动，即处于平衡状态，所以机器人所受的牵引力等于摩擦力，牵引力大小为
18． 2200 90.9%
【详解】电动机的电功率：，线圈的热功率：，电动机输出的机械功率：，这台电动机的效率：
故答案为2200；90.9%．
【点睛】本题考查了电动机公式和线圈热功率以及输出的机械功率、电动机效率的计算，要注意电动机是非纯电阻用电器，消耗的电能大部分转化为机械性能，少部分转化为内能．
19．a
【详解】通电导体在磁场中会受到力的作用，力的方向与电流方向、磁场方向有关。由图可知，对比甲图，乙图中的磁极发生了对调，指针仍要向偏转，此时需要改变电流的方向。图甲中电流从甲电流表的“+”接线柱流入，“+”接线柱在右侧，则图乙中“+”接线柱应在左侧，即电流表的“+”接线柱是a。
20． 右 变小 见解析
【详解】[1]由右手螺旋定则可知，螺线管左侧为S极，同名磁极相互排斥，所以条形磁铁受到向左的斥力，条形磁铁处于静止状态，受力平衡，所以还受到水平向右的摩擦力。
[2][3]断开开关，干路电流减小，即经过螺线管的电流减小，磁性变弱，电磁铁与条形磁铁间的作用力变小，条形磁铁受到的摩擦力变小。
21． 切割磁感线 方向 ①②④
【详解】（1）[1]分析表中记录的情况可知，只有导体棒ab在磁场中做切割磁感线运动时，灵敏电流计的指针才发生偏转，电路中才有感应电流产生。
（2）[2]实验中磁场方向相同，导体棒运动的方向不同，灵敏电流计指针的偏转方向不同，说明产生电流的方向不同，即导体棒运动方向不同时，产生的感应电流方向不同。
（3）[3]感应电流的大小与切割磁感线运动的速度、线圈的匝数和磁场的强弱有关，因此实验中要想实验现象更明显，灵敏电流计指针偏转的角度更大，可以换用磁性更强的磁体、加快导体棒运动的速度、用多匝线圈代替导体棒进行实验。
故选①②④。
22． 电流计指针的偏转 有 使用磁性更强的磁铁 闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流 机械能转化为电能 发电机
【详解】（1）电路中有电流时，电流计的指针会发生偏转，所以实验中可通过观察电流计指针的偏转来判断电路中是否有感应电流；（2）只要闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动，电路中都将有感应电流，因此闭合开关，若导体ab不动，左右移动磁铁，导体ab仍然在做切割磁感线运动，所以电路中有电流；（3）在仪器和电路连接都完好的情况下，某小组的实验现象不太明显．说明电路中感应电流太小，所以可以通过如下方法来增大感应电流：使用磁性更强的磁铁；将导体ab换成多匝线圈；增大导体棒切割磁感线的速度（答案合理即可）；（4）有上述分析可得出如下结论：闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流；（5）该装置的能量转化情况为机械能转化为电能，发电机就是利用该原理制成的．
23． 电流 不能 不能 能 形成闭合回路 产生的电流太小 左右
【详解】(1)[1]当ab中产生电流时，闭合回路中都会有电流，则螺线管有电流通过，能产生磁场，使小磁针偏转；
(2)A．[2]根据图示可知，导体静止时不能产生感应电流；
[3]当导体沿磁感线方向运动时，即上下运动，不能产生感应电流；
[4]当导体左右运动，切割磁感线运动时，能产生感应电流；
B．[5]根据③④现象可知，要产生感应电流，必须是在闭合回路中；
(3)[6]图乙实验表明是可以产生感应电流的，因此图甲中小磁针不动是因为电流太小，产生的磁场太弱，无法使小磁针偏转；
(4)[7]实验表明，要产生感应电流，需要导体做切割磁感线运动，若导体不动，则需要马蹄形磁体左右运动，也可产生感应电流．
24． 甲、乙 温度计上升示数 甲、丙 2.0×103 增大 增强 电路中的电流
【详解】（一）（1）[1]不同燃料的热值，应选择相同质量的不同的燃料加热质量和初温相同的同种物质，即用甲、乙两图进行实验。
[2]质量相同的水，温度变化越大，说明吸收热量越多，即燃料放出的热量越多，所以实验中通过温度计示数来表示燃料放出热量的多少。
（2）①[3]比较不同物质吸热升温的特点，应控制燃料相同，吸热物质不同，应选择甲、丙两图进行实验。
②[4] 由图可知，质量和初始温度均相同的A、B两种液体，吸热后A温度升高60℃用10min，B温度液体升高60℃用20min，升高相同的温度，B吸收热量是A的2倍，根据可知，B的比热容
（二）①[5][6]滑动变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，所以电路总电阻变小，由欧姆定律可知电路中电流变大，电磁铁磁性增强，对软铁棒的吸引力增大，弹簧测力计示数会变大。
②[7]探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，需保持电路中电流不变，改变线圈的匝数；电磁铁Q的匝数大于H的匝数，因此可以用电磁铁H替换电磁铁Q，所以保持电磁铁与P的距离不变，控制电路中的电流相同。

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