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第7章　磁与电~第8章　电磁相互作用 测试卷
(时间:60分钟　满分:100分)
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项最符合题意)
1.能被磁体吸引的物体是 (　　)
A.铁钉 B.铜线 C.金币 D.铝箔
2.(2025长治阶段练习)关于磁现象,下列说法正确的是 (　　)
A.磁感线是一种物理模型
B.两个物体相互吸引,则两个物体一定都具有磁性
C.地磁场的北极在地理的北极附近,二者并不重合
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
3.如图所示是小明用条形磁体沿一个方向多次摩擦缝衣针,再将针穿过纸片放在水面上,自制了一个指南针,旋转后,静止时针头总是指南。下列说法正确的是 (　　)
A.说明地球周围存在磁感线
B.针头是自制指南针的N极
C.该指南针周围磁场均匀分布
D.用磁体的N极靠近针尾会排斥
4.如图,某同学自制了一个扬声器,将线圈紧密粘贴在纸杯底部,在线圈上方放置一个强磁铁,在线圈中通入交变电流后,纸杯振动发声。下列说法正确的是 (　　)
A.该扬声器与发电机的工作原理相同
B.磁场对线圈的力的方向随电流方向改变而改变
C.线圈带动纸杯振动是电磁感应现象
D.线圈中的电流不会产生磁场
5.以下装置可以用来演示物理现象,则下列说法正确的是 (　　)
A.图甲可用来演示电磁感应现象
B.图乙可用来演示电磁感应现象
C.图丙可用来演示磁场对电流的作用
D.图丁可用来演示电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系
6.(2024赤峰中考)将扬声器、开关和电流表连成如图所示电路,闭合开关,反复轻敲扬声器的纸盆,会看到电流表的指针左右摆动,下列选项与其原理相同的是 (　　)
A.电动机 B.发电机
C.电磁铁 D.电铃
7.如图所示,一条形磁体静止在粗糙的水平桌面上,通电螺线管与条形磁体处于同一水平面上,并靠近。开关闭合后,滑片P向下滑动的过程中,条形磁体始终保持静止。对条形磁体所受摩擦力的判断,下列说法中正确的是 (　　)
A.摩擦力减小,方向水平向左 B.摩擦力减小,方向水平向右
C.摩擦力增大,方向水平向左 D.摩擦力增大,方向水平向右
8.如图所示为发电机的工作原理图,下列说法中正确的是 (　　)
A.发电机的基本原理是通电导体在磁场中受力的作用
B.发电机的基本原理是电磁感应
C.线圈在转动过程中,感应电流的大小不变
D.线圈在转动过程中,感应电流的方向不变
9.(2024山西中考)海鲜保存常要求温度低于-18 ℃。小明为海鲜市场的冷库设计了温度自动报警器,其原理如图甲所示。控制电路和工作电路的电源电压均为3 V保持不变,电磁铁线圈电阻忽略不计,图乙为热敏电阻R随温度变化的图像。冷库温度等于或高于-18 ℃时,工作电路报警。下列说法正确的是 (　　)
A.冷库温度升高时,热敏电阻R的阻值变大
B.工作电路报警时,衔铁被吸下,灯亮铃不响
C.冷库温度为-18 ℃时,控制电路中电流为0.03 A
D.冷库温度降低时,控制电路消耗的电功率变大
10.如图所示,用绝缘细线分别将铜棒ab、cd水平悬挂,置于磁场方向竖直的蹄形磁铁间,两铜棒间用导线连接构成一个闭合回路,快速左右移动铜棒ab时,铜棒cd随之左右移动。下列说法中不正确的是 (　　)
A.左边装置的原理是电磁感应
B.右边装置中电能转化为机械能
C.快速上下移动铜棒ab,铜棒cd也会上下移动
D.快速左右移动铜棒cd时,铜棒ab随之左右移动
二、填空题(本大题共5小题,每空2分,共26分)
11.如图所示,用条形磁体靠近小铁钉时,小铁钉被吸引过来,条形磁体是通过　　　　对铁钉产生了磁力作用,此时靠近条形磁体的铁钉一端被磁化为　　　　极。
12.(2025吉林期末)如图所示的实验中,闭合开关前观察到铝棒ab处于静止状态;闭合开关后观察到铝棒ab向左运动,实验现象说明磁场对　　　　有力的作用,这一过程主要将电能转化为
　　　　能;断开开关,只把磁体的两极对调,闭合开关后观察到铝棒ab向　　　　运动。
13.(2024北京中考)(1)为了探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件,在如图甲所示的实验装置中,还需在导线夹a、b间接入的电路元件是　　　　。
(2)某同学用图乙所示的装置探究通电螺线管外部磁场的方向与螺线管中电流的方向是否有关,闭合开关,标出通电螺线管中电流的方向、小磁针静止时N极的指向;仅将电源正负极对调后连入电路,如图丙所示,闭合开关,标出通电螺线管中电流的方向、小磁针静止时N极的指向。小磁针涂黑的一端是N极,依据图乙、丙所示的现象可以得出的结论是　。
14.螺线管是汽车启动器的一个重要部件,驾驶员转动钥匙发动汽车时,相当于给螺线管通电。如图所示,螺线管的左端为　　　　极,小磁针的左端为　　　　极,A为电源的　　　　极。
15.如图所示是自制交流发电机模型,风车转动,线圈在磁场中做　　　　磁感线运动时,电路中就会产生感应电流,电流方向与　　　　方向和导体运动方向有关。如果把小测量范围电流表换成电池,把模型当作电动机,此时线圈　　　　(选填“能”或“不能”)持续转动。
三、实验探究题(本大题共3小题,每空2分。第16小题12分,第17小题12分,第18小题6分,共30分)
16.某实验小组用铁屑和小磁针来探究通电螺线管外部磁场的方向。
(1)在闭合开关前,小磁针静止时,N极指向地理的　　　　(选填“南极”或“北极”),说明地球周围存在磁场。
(2)在玻璃板上均匀地撒满铁屑,将螺线管连入电路,闭合开关,轻敲玻璃板面,观察到铁屑分布情况如图甲所示,铁屑的分布情况与　　　　磁体周围铁屑的分布情况相似。
(3)把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置,小磁针静止时N极所指方向如图乙所示;对调电源正负极,闭合开关,小磁针静止时N极指向与图乙中小磁针N极指向相反,说明通电螺线管的极性与　　　　的方向有关。
(4)实验时发现通电螺线管的磁场较弱,铁屑规则排列的效果不明显,为增强螺线管的磁场,可行的措施:　　　　　　　　(写出一种方法即可)。
(5)为了研究通电螺线管的磁极性质,同学们一起对螺线管的电流方向和绕线方式进行了实验,得到了如图丙所示的四种情况。实验说明通电螺线管的磁极极性只与　　　　有关,且这个关系可以用　　　　来判断。
17.(2025邯郸阶段练习)小明所在的小组在做“探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关”的实验时,按图所示串联甲、乙两个电磁铁,并移动滑动变阻器的滑片P,进行了多次实验,数据记录如下表。
电磁铁 甲(10匝) 乙(5匝)
实验序号 1 2 3 4 5 6
电流表示数/A 0.1 0.2 0.3 0.1 0.2 0.3
吸引大头针的数目/枚 12 24 36 6 12 24
(1)实验中通过观察　　　　　　　　　　来判断其磁性强弱,这种实验方法为　　　　。
(2)把两个电磁铁串联在一起是为了　。
(3)比较表中实验1、2、3的数据,可知线圈匝数一定时,　　　　,电磁铁的磁性越强。
(4)比较实验　　　　,可知电流相同时,线圈匝数越多,电磁铁的磁性越强。
(5)要使两个电磁铁的磁性更强,写出你对上述实验的具体操作:　　　　　　　　　　　　　。
18.为了探究什么情况下磁可以生电,小明按图示将AB棒放在蹄形磁体的磁场中,用导线将AB棒的两端跟灵敏电流计连接。
(1)实验室备有铜棒、橡胶棒和玻璃棒,小明应选用　　　作为本实验中的AB棒。
(2)实验中记录了AB棒运动情况与灵敏电流计指针偏转情况,如下表所示。
序号 AB棒运动情况 灵敏电流计指针偏转情况
1 不动 不偏转
2 向上运动 不偏转
3 向下运动 不偏转
4 向左运动 向右偏转
5 向右运动 向左偏转
①分析可得:闭合电路的一部分导体在磁场中做　　　　　　运动时,导体中就产生感应电流。
②灵敏电流计指针偏转的方向可以反映电路中的电流方向。根据序号为　　　　　的两次实验现象可以提出问题:感应电流的方向是否与导体运动的方向有关
四、计算应用题(本大题共2小题,第19小题6分,第20小题8分,共14分。解答时,要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等,只写最后结果不得分)
19.(2024德州中考)如图甲所示,为物理创新小组设计的光控路灯原理图,由控制电路和工作电路组成,光敏电阻R1的阻值随照度E(描述光照强度的物理量)的变化关系如图乙所示,lx是照度的单位。闭合开关S1、S2,当通过线圈的电流I<1.5 mA时,触点A、B接通,当通过线圈的电流I≥1.5 mA时,触点A、B断开。已知控制电路电源电压U1为6 V,定值电阻R2的阻值为2.0 kΩ,工作电路电源电压U2为220 V,灯泡L1和L2规格均为“220 V　44 W”。(电磁铁线圈电阻忽略不计)求:
(1)灯泡L1正常发光时的电阻。
(2)当E=3.0 lx时,工作电路在10 min内消耗的电能。
(3)当E=1.5 lx时,工作电路的电功率。
20.如图甲是某型号能设定加热温度的家用空气炸锅简化电路,它是通过电热丝R1来加热空气,从而加热食物,达到设定加热温度后,断开开关。
(1)在工作电路中,指示灯L标有“2 V　0.2 A”字样,要使指示灯L正常工作,则保护电阻R0的阻值为多大
(2)把空气炸锅单独接入家庭电路中正常工作2 min,电能表上标有“600 r/(kW·h)”的字样,其转盘刚好转了20转,则空气炸锅的电功率是多少
(3)在控制电路中,电源电压恒定为3 V,用R3来设置加热温度,热敏电阻R2置于温度监测区域,它的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当设定加热温度为某一温度时,R3的阻值恰好为40 Ω,闭合开关S,工作电路接通,开始加热;当控制电路电流I=0.03 A时,衔铁被弹起,停止加热,则设定的加热温度是多少 (电磁铁线圈电阻忽略不计)
【详解答案】
1.A　解析:磁体能吸引含有铁、钴、镍的物体,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
2.A　解析:A.磁感线是假想的曲线,是不存在的,是一种物理模型,故A正确;B.两个物体相互吸引,则两个物体可能都具有磁性,也可能其中一个有磁性,另一个没有,因为磁体能够吸引铁、钴、镍等物质,故B错误;C.地磁场的北极在地理的南极附近,二者并不重合,故C错误;D.利用撒在条形磁体周围的铁屑只能判断该磁体周围磁场的分布,无法判断方向,故D错误。故选A。
3.D　解析:A.磁感线是人为引入的,不是真实存在的,故A错误;B.静止时针头总是指南,地理南极是地磁场的北极,异名磁极相互吸引,所以针头是自制指南针的S极,故B错误;C.指南针磁极周围的磁场较强,其他地方磁场较弱,不是均匀分布的,故C错误;D.针头是自制指南针的S极,所以针尾是N极,同名磁极相互排斥,所以用磁体的N极靠近针尾会排斥,故D正确。故选D。
4.B　解析:AC.扬声器的原理与电动机的原理是相同的,其原理是磁场对通电线圈有力的作用,都是把电能转化为机械能,故AC错误;B.磁场对通电线圈的力的方向与电流方向有关,力的方向随电流方向改变而改变,故B正确;D.根据电流的磁效应,线圈中的电流会产生磁场,故D错误。故选B。
5.A　解析:A.图甲中导体ab在磁场中做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流,这种现象叫电磁感应,故A正确;B.图乙是奥斯特实验,说明电流周围存在磁场,故B错误;C.图丙是探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系,故C错误;D.图丁可以演示磁场对电流的作用,故D错误。故选A。
6.B　解析:电流表指针左右摆动,是因为导体切割磁感线的运动方向不断变化,感应电流方向发生变化。A.电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的,故A不符合题意;B.发电机是利用电磁感应现象制成的,故B符合题意;C.电磁铁是利用电流的磁效应制成的,故C不符合题意;D.电铃的主要元件是电磁铁,是利用电流的磁效应制成的,故D不符合题意。故选B。
7.D　解析:由安培定则得,通电螺线管的左端为N极,右端为S极,则与条形磁体的异名磁极相对,相互吸引,所以条形磁体受到通电螺线管水平向左的吸引力,因条形磁体始终保持静止,所以它受到的吸引力和桌面给它的摩擦力是一对平衡力,大小相等,方向相反,所以条形磁体受到的摩擦力的方向是水平向右的;当滑片P向下滑动时,滑动变阻器连入电路的电阻逐渐减小,由欧姆定律可得线圈中的电流逐渐变大,则磁场逐渐变强,条形磁体受到通电螺线管的吸引力逐渐变大,因条形磁体受的是平衡力,故摩擦力的大小也会逐渐增大。故选D。
8.B　解析:发电机的基本原理是电磁感应,线圈在转动过程中,感应电流的大小、方向均做周期性变化。故选B。
9.C　解析:A.由图乙可知,当冷库温度升高时,热敏电阻的阻值减小,故A错误;B.根据图甲,当衔铁被吸下后,电铃接通,灯泡断路,则铃响灯不亮,故B错误;C.冷库温度为-18 ℃时,由图乙可知热敏电阻的阻值为100 Ω,控制电路中电流为I===0.03 A,故C正确;D.冷库温度降低时,由图乙可知热敏电阻阻值变大,根据欧姆定律可知电路中电流变小,根据P=UI可知控制电路消耗的电功率变小,故D错误。故选C。
10.C　解析:蹄形磁铁的磁感线是垂直于ab的,快速左右移动铜棒ab,就是让闭合回路中的铜棒在磁场中做切割磁感线运动,线圈中就会产生感应电流,铜棒cd中就有电流通过,通电的导体cd会受到磁场力的作用,铜棒cd在磁场力的作用下左右移动,故右边装置中电能转化为机械能,故AB正确,不符合题意;快速上下移动铜棒ab,铜棒ab在磁场中没有做切割磁感线运动,线圈中就不会产生感应电流,铜棒cd中无电流通过,铜棒cd不会受到磁场力的作用,故铜棒cd不会上下移动,故C错误,符合题意;快速左右移动铜棒cd时,铜棒cd在磁场中做切割磁感线运动,线圈中产生感应电流,铜棒ab中有电流通过,通电的导体ab会受到磁场力的作用,铜棒ab在磁场力的作用下左右移动,故D正确,不符合题意。故选C。
11.磁场　S　解析:当磁铁靠近小铁钉时,小铁钉被磁化成磁体,小铁钉被吸引过来,条形磁体是通过磁场对铁钉产生了磁力作用,根据异名磁极互相吸引可知,此时靠近条形磁体的铁钉一端被磁化为S极。
12.通电导体　机械　右　解析:闭合开关前,铝棒中无电流通过,处于静止状态,闭合开关后,铝棒ab中有电流通过,ab向左运动,则ab受到向左的作用力,这说明磁场对通电导体有力的作用,这一过程主要将电能转化为机械能,电动机就是利用这一原理工作的。通电导体在磁场中受到力的作用与电流方向及磁场方向有关,电流方向不变,将磁体两极对调,则磁场方向发生改变,铝棒受到力的方向也改变,所以ab向右运动。
13.(1)灵敏电流计　(2)通电螺线管外部磁场的方向与螺线管中电流的方向有关
解析:(1)为了探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件,需要灵敏电流计反映电流的方向和电流的大小,故需要在导线夹a、b间接入灵敏电流计。(2)根据图乙、图丙对比,发现螺线管中电流的方向发生了变化,通电螺线管外部磁场的方向发生变化,故结论为通电螺线管外部磁场的方向与螺线管中电流的方向有关。
14.N　N　负　解析:由题图可知,磁感线从磁体的N极出发,回到S极,所以,螺线管的左端为N极,右端为S极;根据异名磁极相互吸引可知,小磁针的左端为N极,根据安培定则可知,螺线管上电流方向朝上,所以A为电源的负极。
15.切割　磁场　不能　解析:风车转动,线圈在磁场中做切割磁感线运动,电流表的指针会发生偏转,产生感应电流,感应电流的方向与导体做切割磁感线运动的方向和磁场的方向有关。把小测量范围电流表换成电池,线圈中有电流通过,在磁场中受到力的作用,由于没有换向器,线圈在转动时电流方向不会改变,不会持续转动。
16.(1)北极　(2)条形　(3)电流　(4)调节滑片,增大螺线管中的电流　(5)电流方向　安培定则
解析:(1)小磁针静止时N极所指的方向为磁场的方向,地球外部磁场的方向为从地磁的北极出来回到地磁的南极,故小磁针静止时N极指向地磁的南极即地理的北极。(2)由图甲所示的铁屑分布情况可知,通电螺线管周围铁屑的分布情况与条形磁体周围铁屑的分布情况相似。(3)对调电源正负极,电路中电流方向改变,小磁针静止时N极所指方向也改变,说明通电螺线管的极性与电流的方向有关。(4)通电螺线管周围磁场的强弱和电流的大小有关,电流越大,磁场越强,可以调节滑片,增大螺线管中的电流从而增强磁场。(5)四个螺线管电路中,(a)(b)的绕线方式相同,电流的方向不同,根据小磁针的指向可知,(a)的右端是S极,(b)的左端是S极,同理(c)(d)也是如此,所以实验说明当绕线方式相同时,极性只与电流的方向有关;故通电螺线管的磁极极性只与电流方向有关。通电螺线管周围磁场的方向和电流方向的关系可以根据安培定则来判断。
17.(1)电磁铁吸引大头针数目的多少　转换法
(2)控制通过两电磁铁的电流相同
(3)电流越大
(4)1、4(或2、5或3、6)
(5)滑动变阻器的滑片向左移动
解析:(1)实验中通过观察电磁铁吸引大头针数目的多少来判断其磁性强弱,吸引大头针多表示磁性强,吸引大头针少表示磁性弱,这种方法叫作转换法。(2)把两个电磁铁串联在一起是为了使电流相等,采用控制变量法,控制电流相同,改变线圈匝数,从而探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系。(3)比较1、2、3次实验数据,线圈匝数一定,电流越大,电磁铁吸引大头针越多,所以得出结论,线圈匝数一定时,电流越大,电磁铁的磁性越强。(4)实验1和4或2和5或3和6,电流一定,线圈匝数越多,电磁铁吸引大头针越多,探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系,得出电流相同时,线圈匝数越多,电磁铁的磁性越强。(5)滑片向左移动,滑动变阻器接入电路电阻变小,电流增大,电磁铁磁性增强。
18.(1)铜棒　(2)①切割磁感线　②4、5
解析:(1)电路中要形成电流,则须保持通路,所以应选择导体作为AB棒,而铜棒是导体,橡胶棒和玻璃棒是绝缘体,故小明应选择铜棒作为本实验中的AB棒。(2)①由表中现象可知,当导体棒左右运动切割磁感线时,电路中会产生感应电流,这就是电磁感应现象。②4、5两次实验导体棒的运动方向相反,结果灵敏电流计的指针偏转方向相反,说明电流的方向相反;故根据序号4、5的两次实验现象可以提出问题:感应电流的方向是否与导体运动的方向有关
19.解:(1)灯泡L1正常发光时的电阻
RL1===1 100 Ω。
(2)当E=3.0 lx时,由图乙可知,R1=1.0 kΩ,此时控制电路的总电阻
R总=R1+R2=1.0 kΩ+2.0 kΩ=3.0 kΩ=3 000 Ω,
控制电路中的电流,即通过线圈的电流
I===2×10-3 A=2 mA,
因为2 mA>1.5 mA,所以此时触点A、B断开,工作电路中只有L1工作,工作电路电源电压等于L1的额定电压,则工作电路在10 min内消耗的电能W=P额t=44 W×10×60 s=2.64×104 J。
(3)由图乙可知,R1与E成一次函数关系,设R1=kE+b,将(1.0 lx,5.0 kΩ)、(3.0 lx,1.0 kΩ)代入关系式得
k=-2 kΩ/lx,b=7.0 kΩ,
即R1=-2 kΩ/lx×E+7.0 kΩ,因此当E=1.5 lx时,
R'1=-2 kΩ/lx×1.5 lx+7.0 kΩ=4.0 kΩ,
此时控制电路的总电阻
R'总=R'1+R2=4.0 kΩ+2.0 kΩ=6.0 kΩ=6 000 Ω,
控制电路中的电流,即通过线圈的电流
I'===1×10-3 A=1 mA,
因为1 mA<1.5 mA,所以此时触点A、B接通,工作电路为L1、L2的并联电路,根据并联电路的电压规律可知,L1、L2两端电压都等于电源电压220 V,等于其额定电压,则工作电路的电功率
P=2P额=2×44 W=88 W。
20.解:(1)R0和指示灯L串联,R0两端的电压为
U0=U-UL=220 V-2 V=218 V,
指示灯L正常工作时,通过R0的电流为I0=IL=0.2 A,
保护电阻R0的阻值为
R0===1 090 Ω。
(2)转盘刚好转了20转,空气炸锅消耗的电能
W== kW·h,
空气炸锅的功率
P===1 kW。
(3)衔铁被弹起时,控制电路的总电阻为
R===100 Ω,
此时热敏电阻的阻值
R2=R-R3=100 Ω-40 Ω=60 Ω,
由图乙可知,当R2=60 Ω时,设定温度为200 ℃。

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