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第二十章 电与磁 重点回顾 单元练习
参考答案
①吸引 ②强 ③排斥 ④吸引 ⑤北极 ⑥N ⑦S ⑧南极 ⑨北极 ⑩奥斯特 电流 条形 电流方向 右手 N 电流大小 线圈匝数 强 强 控制 工作 电磁铁 电流 磁场 法拉第 切割磁感线运动 感应电流 切割磁感线运动 磁场 通电导体在磁场中受到力的作用 电磁感应 电 机械
单元练习
一、单选题（本大题共8小题）
1．如图所示，小明用线圈、条形磁铁和灵敏电流计来验证电磁感应现象，下列不能使灵敏电流计指针发生偏转的操作是（ ）
A. 线圈不动，磁铁快速向上 B. 线圈不动，磁铁快速向下
C. 磁铁不动，线圈快速向上 D. 线圈和磁铁同时同速向上
2．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．
3．图所示是探究电磁感应的实验装置，关于电磁感应现象，下列说法正确的是（　　）
A．奥斯特发现了电磁感应现象
B．利用电磁感应现象制作了电动机
C．导线在磁场中沿不同方向运动，导线中都会有感应电流产生
D．如果磁感线和切割磁感线方向都变得相反，导线中感应电流的方向不发生改变
4．如图所示,“×”表示磁场方向垂直纸面向里,金属棒MN在水平导轨bacd上无摩擦向右滑动时,金属棒MN中的电流方向为从N流向M。则下列说法不正确的是 (　　)
A.增大MN的速度,通过R的电流会变大
B.该图反映了电动机原理
C.MN左、右运动时,切割了磁感线
D.若MN向左滑动,电阻R中电流方向为从c流向a
5．如图甲所示,将一对用软磁性材料制成的弹性舌簧密封于玻璃管中,舌簧端面互叠,但留有间隙,就制成了一种磁控元件——干簧管,可实现自动控制。某同学自制了一个线圈,将它套在干簧管上,制成一个干簧继电器,用来控制灯泡的亮灭,如图乙所示为工作原理图。与干簧继电器在工作中所利用的电磁现象无关的是 (　　)
A.磁化
B.电流的磁效应
C.磁极间的相互作用
D.磁场对电流的作用
6．心肺机用“电动泵”替代心脏，推动血液循环，“电动泵”的工作原理如图所示，将线圈固定在活塞一端，利用其与固定磁铁间的相互作用带动活塞运动，从而使血液定向流动。阀门、都只能单向开启，反向则封闭管路，当线圈中的电流从流向时，下列说法正确的是（ ）
A．线圈周围有磁场和磁感线
B．线圈左端是极
C．活塞将向左运动
D．此时“电动泵”处于送血状态
7．如图所示，闭合开关S1、S2两个通电螺线管的相互作用情况以及A、B端的极性分别是（　　）
A．相斥，A端为N极，B端为N极 B．相斥，A端为S极，B端为S极
C．相吸，A端为S极，B端为N极 D．相吸，A端为N极，B端为S极
8．放在条形磁体周围的小磁针静止时如图所示，三个小磁针的N极和一个小磁针的S极被涂黑，则S极被涂黑的小磁针是（　　）
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
二、多选题（本大题共3小题）
9．图中磁体两极间磁感线的画法正确的是（　　）
A． B．
C． D．
10．在地面上有两个靠得较近的小车,小车上各放一个磁体,如图所示,松手后发现两个小车同时向后退。下列说法正确的是(　　)
A．小车向后退时惯性增大 B．两个磁体上靠近的两个磁极是同名磁极
C．小车向后退时受到3个力的作用 D．小车向后退是由于力改变了小车的运动状态
11．航天迷小军设计了如图甲所示的飞船舱体气密性模拟检测电路，控制电路的电源电压为15V保持不变，定值电阻；R为压敏电阻，其阻值随环境气压的变化规律如图乙所示。将R置于真空室的舱体中，舱体内初始气压为；舱体不漏气时，绿灯亮；舱体漏气时，若气压低于临界值则电铃响。下列说法正确的是（　　）
A．电铃应该接在AB之间
B．电磁铁的上端为N极
C．舱体不漏气时，通电1min，控制电路消耗的电能是270J
D．当电压表示数为10V时，舱内气压值为，此时舱体漏气
三、填空题（本大题共5小题）
12．内部带铁芯的螺线管叫________。电磁铁的优点有很多，它的磁性有无可以由____________来控制；电磁铁的磁性强弱可以由__________和线圈匝数来控制；电磁铁的南北极可以由__________和线圈绕向来控制，使用起来很方便。在电流一定时，螺线管的线圈匝数越多，它的磁性越__。
13．医生给有心脏疾病的患者做手术时,往往要用一种被称为“人工心脏泵”的体外装置来代替心脏,以推动血液循环。如图是该装置的示意图,阀门S1只能向外开启,S2只能向内开启。当线圈中的电流从B流向A时,线圈左端是　　　　极,血液从　　　　　　(填“S1流出”或“S2流入”)。
14．如图,在扬声器的线圈两端连接干电池,扬声器　　　持续发声,线圈　　　持续受到磁场的作用力。(均填“会”或“不会”)
15．图甲所示为小明同学用铜导线穿过硬纸板绕制而成的螺线管。他先在水平放置的硬纸板上均匀地撒满铁屑，然后在螺线管中通以图乙所示的电流，轻敲纸板，观察到铁屑的排列情况如图丙所示。
（1） 由图丙中的铁屑排列情况可以得出：通电螺线管外部的磁场与 ____（填“条形”或“蹄形”）磁体的磁场相似。
（2） 若将一小磁针放置在图丙中通电螺线管右端轴线上的处，则小磁针静止时极的指向水平向 __（填“左”或“右”）。
16．公元1世纪初,东汉学者王充在《论衡》中记载:“司南之杓,投之于地,其柢指南”。如图,“柢”即握柄,是磁体的　　　　极,司南之所以能指向南北方向,是由于受到　　　　　的作用。
四、实验题（本大题共3小题）
17．如图所示的实验中，闭合开关，观察到铝棒向左运动，实验现象说明磁场对__________有力的作用，利用这一原理可以制成____机；断开开关，对调电源的正、负极，重新接入电路，再次闭合开关，观察到铝棒向__运动。
18．利用图甲所示的装置“观察磁场对通电直导线的作用”。
（1）应在M、N之间接入 （选填“小量程电流表”“电源”或“灯泡”），装置中的导体棒应选用轻质的 （选填“铁棒”或“铝棒”）
（2）如图乙中，通电后若cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，则ab段导线所受磁场力的方向是 ；
（3）小明自制了一个电动机，将线圈漆包线两端的漆全部刮去后，用导电支架托住，放入磁场中（如图丙所示）。闭合开关，发现线圈不能持续转动，只能在平衡位置附近摆动。线圈处于平衡位置时，线圈平面与磁感线 （选填“平行”或“垂直”）；为了使线圈能持续转动，正确的刮漆方法应该是 。
A两端均刮下半周 B．一端刮上半周，一端刮下半周 C．一端全刮，另一端刮半周
19．［2023山东济南中考节选，中］实验室备有嵌入螺线管的玻璃板和电源，小明和小亮分别选用铁屑和小磁针来“探究通电螺线管外部磁场的方向”。
（1）小明在螺线管周围的玻璃板上均匀地撒上一层铁屑。给螺线管通电后，轻敲玻璃板，小明观察到螺线管周围铁屑的分布情况如图甲所示。
（2） 小亮在螺线管周围的玻璃板上整齐、均匀地放置了32个小磁针，如图乙所示。给螺线管通电后，小亮观察到这32个小磁针的指向更接近于图中的____。
A. B.
C. D.
（3） 小明的实验方案具有明显的不足，其不足之处是______________________________________________。
（4） 为了弥补小明实验方案的不足，请提出一条改进建议：____________________。
五、计算题（本大题共1小题）
20．一位设计师设计了一种“重力灯”。无论你在地球哪一个角落，无论当地的天气如何，它都可以实现照明。如图甲是这种“重力灯”的结构简化图，当重物下落时拉动绳子，转轴转动时，小灯泡就可以发光。重复以上操作，可以实现长时间照明。现挂上一个质量为25kg的重物，该重物恰好可以缓慢匀速下落。在重物下落高度为2.4m的过程中，就可以供一个标有“3.6V 1W”字样的LED灯持续正常发光4min。（g取10N/kg）
（1）甲图虚线框内一定有 ，它的工作原理是 ；
（2）求重物下落时，重力做功的功率；( )
（3）求重物在一次下落过程中，甲图装置能量转化的效率；( )
（4）取下灯泡，将甲图装置的两个输出端接入乙图中的a、b两个接线柱进行实验（设该装置在短时间实验过程中可以稳定输出3.6V电压）；R0为标有“5Ω 0.3A”的定值电阻，滑动变阻器R1标有“50Ω 1A”，电流表选择量程为0~0.6A，电压表选择量程为0~3V；为了保证电路安全，求滑动变阻器接入电路的阻值变化范围。( )
参考答案
1．【答案】D
【解析】图中线圈和灵敏电流计组成了闭合回路，线圈不动，磁铁快速向上运动时，根据运动的相对性，线圈切割了磁感线，会产生感应电流，故A错误；线圈不动，磁铁快速向下运动时，根据运动的相对性，线圈切割了磁感线，会产生感应电流，故B错误；磁铁不动，线圈快速向上运动，线圈切割了磁感线，会产生感应电流，故C错误；线圈和磁铁同时同速向上运动，由于线圈和磁铁相对静止，线圈没有切割磁感线，因而不会产生感应电流，故D正确。
2．【答案】B
【详解】AC．图中是将闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中会产生感应电流，这个现象叫电磁感应现象，发电机是根据这个原理来制成的，故AC不符合题意；
B．图中将通电的导线放在磁场中会受力运动，电动机就是根据这个原理制成的，故B符合题意；
D．电路中电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性，使得小锤反复敲击铃碗发出声音，故D不符合题意。
3．【答案】D
【详解】A．法拉第发现了电磁感应现象，故A错误；
B．利用电磁感应现象制作了发电机，故B错误；
C．导线在磁场中沿与磁感线平行的方向运动，导线中不会有感应电流产生，故C错误；
D．如果磁感线和切割磁感线方向都变得相反，由右手定则得，导线中感应电流的方向不发生改变，故D正确。
4．【答案】B
【解析】增大MN的速度,则金属棒切割磁感线变快,通过R的电流会变大,故A正确;该图是电磁感应现象,反映了发电机的原理,故B错误;金属棒MN左、右运动时,做的是切割磁感线运动,故C正确;由题知,金属棒MN在水平导轨bacd上无摩擦向右滑动时,金属棒MN中的电流方向为从N流向M;由于感应电流的方向与导体运动的方向和磁场方向有关,磁场方向不变,若MN向左滑动,则感应电流的方向会与原来相反,即电流方向为从M流向N,电阻R中电流方向为从c流向a,故D正确。故选B。
5．【答案】D
【解析】S闭合时,控制电路接通,线圈产生磁场,舌簧被磁化,在两舌簧端面形成异名磁极,两舌簧端面因相互吸引而吸合,于是工作电路接通。S断开时,两舌簧失去磁性,在弹力作用下分开,工作电路断开。故该装置中利用了电流的磁效应、磁化及磁极间的相互作用,没有利用磁场对电流的作用。故选D。
6．【答案】C
【详解】通电导线周围存在磁场，磁感线是为了方便描述磁场而引入的假想曲线，实际并不存在，故错误；电流从流向时，根据安培定则可知，线圈右端是极、左端是极，故错误；根据“异名磁极相互吸引”可知，活塞将向左运动，故正确；由图可知，活塞向左运动时，泵内容积变大，则阀门关闭、打开，此时“电动泵”处于抽血状态，故错误。
7．【答案】C
【详解】两个通电螺线管正面的电流都是向下，根据安培定则可知，A端为S极，B端为N极，因此它们相互靠近的两端是异名磁极相，相互吸引。故选C。
8．【答案】A
【详解】由于磁场方向的规定，小磁针静止时N极所指向的方向为磁感线的方向。
假设条形磁体左侧是N极，则磁感线由左端出发指向右侧，由图知道，甲丙的左侧是N极，乙丁的右侧是N极，由图知道，假设不符合题意；
假设条形磁体右侧是N极，则磁感线由右端出发指向左侧，由图知道，甲丙的右侧是N极，乙丁的左侧是N极，由图知道，假设符合题意，且被涂黑S极的小磁针是甲，故A符合题意。
9．【答案】ABC
【详解】磁体周围的磁感线从磁体的N极出来，回到磁体的S极，故ABC正确，D错误。
10．【答案】BD
【详解】小车向后退时质量不变,惯性不变,故A错误;松手后发现两个小车同时向后退,说明两个磁体上靠近的两个磁极是同名磁极,故B正确;小车向后退时受到重力、支持力、磁力和摩擦力4个力的作用,故C错误;小车向后退是由于力改变了小车的运动状态,故D正确。故选BD。
11．【答案】AC
【详解】A．根据图乙表格分析，气压越大，压敏电阻的阻值越小，说明舱体不漏气时，绿灯亮，此时电磁铁的磁性较强，衔铁被电磁铁吸下，绿灯亮；当舱体漏气时，压敏电阻的阻值变大，若气压低于临界值，电磁铁的磁性减弱，弹簧将衔铁拉起来，接通电铃电路，所以电铃应该接在AB之间，故A正确；
B．由题图甲可知，电流从电磁铁的下端流入，上端流出，根据安培定则，图甲中电磁铁的下端为N极。故B错误；
C．舱体不漏气，即舱体内初始气压为1.0×105Pa时，根据图乙，压敏电阻的阻值为10Ω，此时控制电路的总电阻为
根据欧姆定律可得，电路中的电流为
通电1min，控制电路消耗的电能是
故C正确；
D．电压表测量的是定值电阻两端的电压，当电压表示数为10V时，电路中的电流为
此时压敏电阻的阻值为
查图乙可知，此时舱内的气压为0.7×105Pa，小于1.0×105Pa，此时舱体漏气，故D错误。
12．【答案】电磁铁； 电流的通断； 电流大小； 电流方向； 强
【解析】内部带有铁芯的螺线管叫做电磁铁；电磁铁的优点有很多，它的磁性有无可以由电流的通断来控制；电磁铁的磁性强弱可以由电流大小和线圈匝数来控制；电磁铁的南北极可以由电流方向和线圈绕向来控制，使用起来很方便。在电流一定时，螺线管的线圈匝数越多，它的磁性越强。
13．【答案】N　S1流出
【解析】由安培定则可知,螺线管左端为N极,根据同名磁极相互排斥可知,活塞会右移,使得阀门S2关闭,S1打开,则血液由S1流出后进入血管。
14．【答案】不会　会
【解析】图中扬声器连接干电池后,线圈中有持续电流通过,所以线圈会持续受到磁场的作用力;但由于干电池提供给线圈的是直流电,线圈在磁场中受力方向不会发生改变,所以线圈不能来回振动,扬声器不会持续发声。
15．【答案】（1） 条形
（2） 左
【解析】
（1） 通过图丙中的铁屑排列情况可知，通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
（2） 通电螺线管上的电流流向如图乙所示，由右手螺旋定则可知，通电螺线管的左端为极，右端为极，由磁极间的相互作用规律可知，右端小磁针静止时极的指向水平向左。
16．【答案】S(或南)　地磁场
【解析】“柢”指南是由于受到地磁场的作用,“柢”指向地理的南极,即地磁北极,由异名磁极相互吸引可知,“柢”是磁体的S(或南)极。
17．【答案】通电导体； 电动； 右
【解析】铝棒在磁场中，闭合开关，铝棒通电，铝棒由静止变为向左运动，说明磁场对通电导体有力的作用；电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作的；对调电源的正、负极，改变了导体中电流的方向，再次闭合开关，铝棒将向与之前相反的方向运动，故铝棒向右运动。
【刷有所得】
通电导体在磁场中会受到力的作用，力的方向与电流的方向、磁场的方向有关。当导体中的电流方向和磁场方向只有一个改变时,通电导体的受力方向改变;当电流方向和磁场方向同时改变时,通电导体的受力方向不变。
18．【答案】（1）电源；铝棒
（2）竖直向上
（3）垂直；C
【详解】（1）利用如图甲所示的装置探究“磁场对通电直导线的作用”时，必须有电源，所以在、间应接电源，利用该原理制成了电动机。
探究磁场对通电直导线的作用时，磁体能够吸引磁性材料，所以导体棒不能为磁性材料，即不能选择铁棒进行实验，应选铝棒。
（2）通电直导线在磁场中的受力方向与电流的方向和磁场的方向有关。如图乙中，通电后若cd段导线受磁场力的方向为竖直向下，ab段导线的电流方向与cd段导线的电流方向相反，则ab段导线所受磁场力的方向是竖直向上。
（3）当通电线圈所在平面与磁感线垂直时，线圈处于平衡位置。
为了使线圈能持续转动，正确的刮漆方法应该是将线圈两端的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮掉上半周或下半周，或者两侧均刮上（下）半周，故AB不符合题意，C符合题意。
19．【答案】（2） B
（3） 无法判断出通电螺线管外部磁场的方向（合理即可）
（4） 增加小磁针（合理即可）
【解析】
（2） 螺线管通电后，周围磁场分布情况与条形磁铁相似，在通电螺线管外部，磁感线是从极发出，回到极的，只有图所示小磁针指向正确，故选。
（3） 小明的方案无法判断出通电螺线管外部磁场的方向。
（4） 因为通电螺线管周围小磁针极指向与该点磁场方向一致，所以为了更好地显示出通电螺线管周围的磁场方向，可以增加小磁针，把小磁针放到螺线管四周不同位置，螺线管通电后，小磁针极所指的方向就是该点的磁场方向。
20．【答案】 发电机 电磁感应 2.5W 40% 7~25Ω
【分析】
【详解】
解：（1）[1][2]转轴转动时，小灯泡就可以发光，即产生了电能，所以甲图虚线框内一定有发电机；发电机的工作原理是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，就会在导体中产生感应电流，即它的工作原理是电磁感应原理。
（2）[3]这个质量为25kg的重物，它的重力
它的重力是250N；重物下落高度为2.4m，则这个过程重力做的功
重力做的功是600J；这个过程可以供一个标有“3.6V 1W”字样的LED灯持续正常发光4min，也是说重物下落2.4m，消耗的时间是，根据可知，重力做功的功率
重力做功的功率是2.5W。
（3）[4]由[3]解析可知，重力做的功是600J，这是总功；这个过程中可以供一个标有“3.6V 1W”字样的LED灯持续正常发光4min，正常发光，则灯的电功率是1W，时间是，那么根据可知，甲图装置所做的有用功
甲图装置能量转化的效率
甲图装置能量转化的效率是40%。
（4）[5]观察题中的条件，R0为标有“5Ω 0.3A”的定值电阻，即流过R0的电流最大只能是0.3A；滑动变阻器R1标有“50Ω 1A”，即流过R1的电流最大只能是1A；电流表选择量程为0~0.6A，即流过电流表的电流最大只能是0.6A；由上述可知，三个电流值：0.3A、1A、0.6A，并且这个是串联电路，电流处处相等，那么电路中最大电流只能是0.3A，根据欧姆定律得
解得，即R1最小阻值为7Ω；
电压表选择量程为0~3V，则电压表的示数最大只能是3V，电压表并联在R1两端，则R1两端的最大电压是3V，根据串联电路的分压原理，电阻越大，分得的电压越大，则这时R1的电阻是最大的，根据可知
解得，即R1最大阻值为25Ω；综上所述，为了保证电路安全，R1接入电路的阻值变化范围是7~25Ω。
答：（1）甲图虚线框内一定有发电机，它的工作原理是电磁感应；
（2）重物下落时，重力做功的功率是2.5W；
（3）重物在一次下落过程中，甲图装置能量转化的效率是40%；
（4）为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是7~25Ω。

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