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第二十章 电与磁　　学情评估
一、选择题(每题3分，共30分)
题序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案
1.小明捡到一块矿石，想了解它的一些性质，于是他将铁钉放在矿石附近，铁钉立即被吸引到矿石上，此现象说明该矿石具有(　　)
A．磁性 B．导电性 C．弹性 D．绝缘性
2．下图是某同学发明的“铁皮自动分开装置”。将强磁铁靠近一叠铁皮，被磁化后的铁皮会自动分开。铁皮分开的原因是(　　)
INCLUDEPICTURE"Z7-1.tif"
A．同名磁极相互吸引
B．异名磁极相互吸引
C．同名磁极相互排斥
D．异名磁极相互排斥
3．如图所示是一款磁性冰箱贴，巧妙地将山西的地图与蝴蝶的形态相结合，寓意着山西文化的蜕变与新生，破茧成蝶。下列关于这款冰箱贴的说法正确的是(　　)
A．冰箱贴具有磁性但只有一个磁极 B．冰箱外壳是铜制的才可以吸上去
C．冰箱贴的周围一定真实存在磁场 D．冰箱贴的周围真实存在着磁感线
4．关于下列四幅图的描述正确的是(　　)
INCLUDEPICTURE"25J-18.tif"
A．甲图让钢棒AB靠近条形磁体，若它们相互吸引，则钢棒具有磁性
B．乙图中地磁场的N极在地理的北极附近
C．丙图中两个条形磁铁相互靠拢合并时铁钉将吸得更牢
D．丁图中a端磁极是N极，b端磁极是S极
5．如图所示，通电螺线管中的电流方向和N极标注正确的是(　　)
6．元代《事林广记》中记载了“指南龟”。如图所示，在木制龟体内放入条形磁石，在龟尾部插入一根铁针与磁石一端相连，将木龟支于竹针之上，旋转木龟静止后，铁针指南。下列说法中正确的是(　　)
INCLUDEPICTURE"26S8J-7.tif"
A．靠近龟尾一端为磁石的北极
B．铁针指向的是地磁的南极
C．磁石截成两段后，每一段只有一个磁极
D．指南龟指南是受地磁场作用
7．如图所示的是小明做奥斯特实验时的装置图，下列说法正确的是(　　)
INCLUDEPICTURE"25J-19.tif"
A．实验时，导线平行架到小磁针上方，更易看到小磁针转动的现象
B．通电导线周围的磁场方向与电流方向无关
C．实验装置准备好后，迅速闭合开关，小磁针转动；若把小磁针放置到导线上方，它将不动
D．实验装置准备好后，迅速闭合开关，小磁针转动；若将小磁针移去，通电导线周围将不存在磁场
8．如图所示的是我国的高新6号反潜巡逻机，尾部安装了很长的柱状磁异探测仪，用于探测水下潜艇的磁异常信号。各种潜艇本身都带有一定的磁性，使得此处磁场发生改变，当探测仪与潜艇之间发生相对运动时，可在探测仪的线圈内产生感应电流，从而发现潜艇的存在。下列选项中能够说明磁异探测仪工作原理的是(　　)
9．如图所示，GMR是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小，当闭合开关S1、S2时，下列说法正确的是(　　)
INCLUDEPICTURE"SJ+30.tif"
A．电磁铁的右端为N极
B．小磁针将顺时针旋转
C．当P向左滑动时，电磁铁的磁性增强，指示灯变暗
D．当P向右滑动时，电磁铁的磁性减弱，电压表的示数减小
10．如图，R0是一个光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小，R是电阻箱(已调至合适阻值)，它们与电磁继电器组成自动控制电路来控制路灯，白天灯熄，夜晚灯亮。下列说法正确的是(　　)
INCLUDEPICTURE"26S8J-8.tif"
A．白天流过R0的电流较小
B．给路灯供电的电源应接在b、c两端
C．如果将R的阻值调大一些，傍晚时路灯比原来早一些亮
D．若改变低压电源的电压，不影响路灯的亮灯时间
二、实验探究题(11题3分，12题5分，13题3分，14题5分，15题8分，共24分)
11．小阳在探究通电螺线管外部磁场的分布时，组装了如图甲所示的电路。
(1)在螺线管周围的有机玻璃板上均匀撒满铁屑，闭合开关后，轻敲玻璃板，铁屑静止时的分布情况如图乙所示。通过观察可知通电螺线管的外部磁场与________的磁场相似。
A．条形磁体 B．蹄形磁体 C．同名磁极间
(2)把两个小磁针放在螺线管两端，闭合开关后，小磁针(灰色一端为N极)静止时的指向如图丙所示，则通电螺线管右端为________极。
(3)若用磁感线描述本次实验中通电螺线管的外部磁场，则下图中正确的是________。
12．如图甲所示的是小雪自制的小风扇，使用时发现小风扇转动，而风却向后吹。小雪设计了如图乙所示的实验，探究其原因。
(1)闭合开关，给铜棒ab通电，发现铜棒ab向右运动，这表明铜棒ab在磁场中受到__________的作用。
(2)保持磁场方向不变，将电源正负极对调后接入电路，闭合开关，发现铜棒ab向左运动，这表明____________________________________________。
(3)保持电流方向不变，将磁体的两极对调，闭合开关，发现铜棒ab向右运动，这表明_______________________________________________________
______________________________________。
(4)根据实验，要改变小风扇转动方向，小雪应该__________________________。
(5)请列举一个和小风扇工作原理相同的用电器：_________________________。
13．小伟利用如图所示的装置探究“感应电流产生的条件”。
(1)开关闭合后，将AB棒沿着水平方向向右运动时，观察到灵敏电流计指针________(填“偏转”或“不偏转”)。
(2)要使灵敏电流计的指针偏转方向与(1)中相反，可采取的具体措施是________(填序号)。
A．使用磁性更强的磁体
B．保持磁体静止，只改变导体水平运动的方向
C．上下调换磁极，同时改变导体水平运动的方向
(3)将图中灵敏电流计更换为________可探究电动机的工作原理。
INCLUDEPICTURE"25J-21.tif"(第13题)　　　　　INCLUDEPICTURE"SX一改J-3.tif"(第14题)
14．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。
(1)当滑动变阻器滑片向左移动时，发现电磁铁甲、乙吸引大头针的个数变多，说明电流越______，电磁铁磁性越强。
(2)由图示可知，________(填“甲”或“乙”)的磁性强，说明电流一定时，________________，电磁铁磁性越强。
(3)电磁铁在生产、生活中应用广泛，请写出其中一个应用：________________________。
(4)下列实验多次实验的目的和本实验中多次实验的目的相同的是________。
A．伏安法测量定值电阻的阻值 B．探究并联电路电流规律
15．在研究两个靠近的异名磁极周围磁感线的分布时，几位同学提出了以下两种猜想(如图所示)：
INCLUDEPICTURE"9R20-5.tif"
(1)利用所学知识，断定猜想________肯定是错误的。你判断的依据是：磁体外部的磁感线都是_________________________________________________。
(2)请设计一个简单实验，验证另一个猜想是否正确：
①实验器材：____________________________________________________；
②实验步骤：____________________________________________________
_________________________________________________；
③判定方法：________________________________________________
__________________________________________________。
三、综合应用题(每空1分，21题2分，22题13分，共26分)
16．具有我国完全自主知识产权的时速600公里的高速磁浮交通系统(如图所示)在青岛成功下线。列车底部的悬浮架装有电磁铁，通电后与铺设在轨道下方的磁体相互吸引，产生向上的吸力，列车便会“悬浮”起来。其中电磁铁的工作原理是由丹麦的物理学家__________发现的______________。
INCLUDEPICTURE"9RJ-35.tif"(第16题)　　　INCLUDEPICTURE"25J-22.tif"(第17题)
　　　
(第18题)
17．福建舰(如图所示)是我国首次采用电磁弹射技术的航母，甲板下方的直线弹射电机在通有强大电流时受到强磁场的作用而迅速加速，将舰载机加速到能够起飞的速度，其中的物理原理是__________________________________；电磁弹射的功率约为100兆瓦，弹射一架舰载机的时间约为45 s，则弹射一架舰载机消耗的电能约为________ kW·h。
18．如图所示，给螺线管通电，条形磁体和弹簧在图中位置静止，当滑动变阻器的滑片向a端滑动时，弹簧长度变长，则螺线管上端为________(填“N极”或“S极”)，电源左侧为________(填“正极”或“负极”)。
19．暑假，小点在家观看了纪录片《行星》，对太阳系八大行星中最小的水星非常感兴趣。他设想，如果将指南针放置在水星表面，只要指南针的方向不偏转，就证明水星表面没有磁场。你认为小点的判断是________(填“正确”或“错误”)的，理由是____________________________________________。
20．阅读材料，回答问题。
秧BOT
蛇年春晚《秧BOT》节目中(图1)，由宇树科技自主研发的一群穿着花棉袄的机器人，扭起了秧歌，变换队形、舞动身体，多角度转手绢，引发热议。
该款人形机器人，配备了多达23至43个关节电动机，这类关节电动机有别于传统的有刷电动机，是利用直流无刷电动机进行驱动的，再搭配AI技术实现全身运动控制，能够实现单腿跳跃、原地360度转身等复杂动作。
直流无刷电动机的内部结构如图2所示，中间的永磁体可绕中心自由转动，三个螺线管互成120度夹角固定在电动机外壳内部，它们通电可以产生磁场。
INCLUDEPICTURE"26S8J-9.tif"
(1)直流无刷电动机能够转动，是________在通电线圈产生的磁场中受到力的作用。
(2)为了使直流无刷电动机转动效果更好，应该对三个螺线管中的________个螺线管通电。
(3)为驱动图中的直流无刷电动机顺时针转动，此时通电方案最合理的是________。
21．画图题。
为保证桥梁以及过桥车辆的安全，工作人员在桥的入口处安装了“超载检测报警系统”。检测时，当车辆重量小于限定值时，绿灯亮、红灯灭，表示可以通行；当车辆重量大于或等于限定值时，红灯亮、绿灯灭，表示禁止通行。图中压敏电阻的阻值随着压力增大而减小。请用笔画线代替导线完成电路连接。
INCLUDEPICTURE"9RJ-38.tif"
22．如图甲是小华设计的一款“智能保温杯”的自动控温工作原理图。控制电路中，U1＝4 V，保护电阻R0＝100 Ω，Rt为热敏电阻，Rt阻值随温度变化关系如图乙，电磁铁线圈电阻不计。工作电路中，U2＝220 V，R1、R2为加热电阻。当通过R0的电流I>8 mA时，工作电路开始加热，加热功率为400 W，保温功率为100 W。求：
INCLUDEPICTURE"26S8J-11.tif"
(1)根据图甲可以判断电磁铁上端为________极；
(2)加热电阻R1、R2的阻值；
(3)开始保温时，保温杯内水的温度。
答案
一、1.A　2.C　3.C　4.D　5.B　6.D　7.A　8.C
9．D　10.C
二、11.(1)A　(2)N　(3)B
12．(1)磁力
(2)通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关
(3)通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向有关
(4)改变电流方向(或对调电源正负极或将小风扇拆开后将磁极对调)
(5)电吹风(或扬声器或洗衣机或电动车等)
13．(1)偏转　(2)B　(3)电源
14．(1)大　(2)甲；线圈匝数越多　
(3)电磁起重机　(4)B
15．(1)2；从磁体的N极发出，回到S极
(2)①小磁针、条形磁体两个
②把两个条形磁体的异名磁极相互靠近，把小磁针放入中间的磁场中，观察小磁针静止时北极所指的方向
③若小磁针静止时，N极指向两个靠近的异名磁极的S极，则猜想1正确；若小磁针静止时，N极指向两个靠近的异名磁极的N极，则猜想1不正确
16．奥斯特；电流的磁效应
17．通电导体在磁场中受到力的作用；1.25×103
18．N极；正极
19．错误；磁场方向可能与指南针放置在水星表面时所指示方向相同
20．(1)转子　(2)2　(3)D
21．解：如图所示。
INCLUDEPICTURE"9RJD-5.tif"
22．解：(1)N
(2)根据题意，当控制电路中的电流大于8 mA时，衔铁被吸下，电路处于加热状态，此时工作电路中只有R1工作，已知加热功率为400 W，则R1的电阻为R1＝＝＝121 Ω，
当衔铁被释放时，R1、R2串联，此时电路为保温状态，已知保温功率为100 W，工作电路中的总电阻为R＝＝＝484 Ω，
R2的阻值为R2＝R－R1＝484 Ω－121 Ω＝363 Ω。
(3)开始保温时，控制电路中的电流为8 mA，则控制电路中的总电阻为R总＝＝＝500 Ω，
热敏电阻Rt的阻值为Rt＝R总－R0＝500 Ω－100 Ω＝400 Ω，
据图乙可知，开始保温时，保温杯内水的温度为65 ℃。

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