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人教版2024九年级上册物理同步精讲精炼学案（全国通用）
第二十章 电与磁
专题58 《电与磁》单元核心素养达标检测试卷
（考试时间：90分钟 满分：100分）
一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题只有一个选项符合题目要求）
1．如图，趋磁细菌体内可以合成纳米级、链状排列的磁小体，可用于生产磁性定向药物或抗体，制造生物传感器等．为合成磁小体，趋磁细菌需要从海洋中汲取金属元素（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】只有磁性材料才能被磁化成为磁体，Na、Al、Fe、Cu中只有Fe即铁是磁性材料，故趋磁细菌需要从海洋中汲取金属元素铁，故ABD不符合题，C符合题意。故选C。
2. 如图是磁悬浮鼠标。基座通电后鼠标会悬浮起来，悬浮鼠标的工作原理是（　　）
A．异名磁极相互排斥 B．同名磁极相互排斥
C．同种电荷相互排斥 D．异种电荷相互排斥
【答案】B
【解析】A．异名磁极（如N极与S极）会相互吸引，而非排斥，故A不符合题意；
B．同名磁极（如N极与N极或S极与S极）会相互排斥，这是磁悬浮技术的基础，与题目描述的悬浮现象一致，故B符合题意；
C．题目涉及磁悬浮而非静电现象，电荷间的相互作用不适用，故C不符合题意；
D．异种电荷会相互吸引，且题目讨论的是磁力而非电力，故D不符合题意。故选B。
3.如图所示的电路中，根据小磁针静止时的指向可知（　　）
A．a端是通电螺线管的N极，c端是电源正极
B．b端是通电螺线管的N极，d端是电源正极
C．a端是通电螺线管的S极，c端是电源负极
D．通电螺线管内部无磁场，无法判断电源正负极
【答案】A
【解析】如图，小磁针在通电螺线管内部，通电螺线管内部的磁场方向从S极回到N极，而磁场的方向与小磁针静止时N极的指向相同，故a端是通电螺线管的N极，由安培定则可知，电流从通电螺线管的左端流入，由右端流出，电流从电源的正极流出，回到电源的负极，故c是电源的正极，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
4. 2025年央视春晚节目《秧BOT》给观众留下了深刻印象。机器人上安装有电磁铁，通过对电磁铁的精准控制，可实现“手绢”的高速旋转和隔空抛接（如图所示）。下列说法正确的是（ ）
A．通电后的电磁铁周围存在磁感线
B．通电后的电磁铁可以吸引所有金属
C．增大通入电磁铁的电流可以使它周围的磁场变强
D．改变通入电磁铁电流的方向不会改变它两端的磁极
【答案】C
【解析】A．通电后的电磁铁周围存在磁场，磁感线是用来描述磁场分布的假想曲线，故A错误；
B．通电后的电磁铁只能吸引铁钴镍等金属，故B错误；
C．电磁铁磁性的强弱与电流的大小、线圈的匝数和有无铁芯有关，因此增大通入电磁铁的电流可以使它周围的磁场变强，故C正确；
D．电磁铁的磁极方向与电流方向有关，因此改变通入电磁铁电流的方向会改变它两端的磁极，故D错误。故选C。
5．科学需要实验探究。如图，在静止指向南北方向的小磁针上方平行地放一根直导线。闭合开关，原来静止的小磁针发生转动，原来静止的直导线仍然未动。下列分析正确的是（　　）
A．小磁针发生转动，说明通电直导线周围存在磁场
B．小磁针发生转动，说明通电直导线周围存在磁感线
C．直导线仍然未动，此时偏转的小磁针对直导线没有力的作用
D．改变电池正负极，原来静止的小磁针发生转动方向不变
【答案】A
【解析】AB．小磁针发生转动，说明通电导线周围存在磁场，小磁针受到磁力的作用，磁感线实际不存在，是为了描述磁场的分布假想的曲线，故A正确，B错误；
C．直导线仍然未动，直导线对小磁针有力的作用，由于物体间力的作用是相互的，偏转的小磁针对直导线也有力的作用，故C错误；
D．磁场方向与电流方向有关，改变电池正负极，电流的方向改变，磁场的方向改变，原来静止的小磁针发生转动方向改变，故D错误。故选A。
6．如图是小李同学探究“通电螺线管的磁场方向”的实验示意图。闭合开关，小磁针静止时N极的指向如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．根据小磁针指向可以判定，通电螺线管的右端为S极
B．本实验可以得出：通电螺线管的磁极与电流方向无关
C．将小磁针移到其他位置，N极所指方向一定不变
D．小磁针静止时N极所指方向就是该点的磁场方向
【答案】D
【解析】A．小磁针的左端为S极，根据异名磁极相互吸引可知，通电螺线管的右端为N极，故A错误；
B．实验中，当螺线管中电流方向改变时，螺线管两端的极性改变，小磁针静止时N极的指向也会发生改变，故能得出通电螺线管的磁极与电流方向有关，故B错误；
C．将小磁针移到其他位置，磁场方向可能发生改变，故小磁针N极所指方向不一定不变，故C错误；
D．小磁针的作用是：证明通电螺线管周围存在磁场，并显示通电螺线管周围的磁场方向，其静止时N极所指方向就是该点的磁场方向，故D正确。故选D。
7. 如图所示为一种防汛报警器的原理图，S是触点开关，B是漏斗形的竹片圆筒，里面有个浮子A，当水面上涨到警戒水位时（　　）
A．甲灯亮 B．乙灯亮 C．两灯都亮 D．两灯都不亮
【答案】B
【解析】当水面上涨到警戒水位时，浮子A上升，使电磁铁电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使触点开关S下落接通乙灯电路，乙灯亮，此时甲灯处于断路状态，甲灯不亮。故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。
8. 直流电动机的示意图如图所示。电刷A、B与换向器E、F接触。在图示位置，闭合开关S，导线ab边受到磁场的作用力向上，则（ ）
A．线圈在图示位置时，cd边受到磁场的作用力向上
B．线圈转过后，通过导线ab的电流方向不变
C．线圈转过后，ab边受到磁场的作用力向下
D．线圈转过后，cd边受到磁场的作用力向下
【答案】C
【解析】A．线圈在图示位置时，cd边受到磁场的作用力向下，因为与ab中的电流方向相反，故A错误；
B. 线圈转过后，通过导线ab的电流方向与之前的相反，故B错误；
C. 线圈转过后，ab边受到磁场的作用力向下，因为此时的电流方向改变了，故C正确；
D. 线圈转过后，cd边受到磁场的作用力向上，因为此时的电流方向改变了，故D错误。故选C。
9.小应自制了一个直流电动机模型，如图所示。回形针做成两个支架，分别与电池两极相连。用漆包铜线绕成一个线圈，以线圈引线为轴，用小刀刮去轴的一端全部绝缘漆，另一端只刮去上半周绝缘漆。将线圈放在支架上，磁体放在线圈边，闭合开关，轻轻拨动线圈，此时线圈顺时针转动，则下列说法错误的是（ ）
A．若仅改变磁极方向，线圈会逆时针转动
B．若再增加一节干电池，线圈转动速度加快
C．刮去上半周绝缘漆，作用相当于换向器
D．工作时将机械能转化为电能
【答案】D
【解析】A．电动机转动方向与电流、磁场方向有关，改变磁极方向（磁场方向改变），线圈会逆时针转动，故A正确，不符合题意；
B．增加一节干电池，电流增大，线圈受力增大，转动速度加快，故B正确，不符合题意；
C．刮去上半周绝缘漆的设计，作用相当于换向器，使线圈持续转动，故C正确，不符合题意；
D．直流电动机工作时是电能转化为机械能，而非机械能转化为电能，故D错误，符合题意。故选D。
10. 如图所示，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体，在线圈中通入变化的电流后，导致线圈的磁极不断变化，通过磁体吸引或排斥线圈，带动纸杯振动发声，下列与其原理相同的是（　　）
A．金属探测仪 B．手摇发电机 C．电动机 D．动圈式话筒
【答案】C
【解析】根据题意描述，扬声器的原理为通电导体在磁场中受力的作用。
A．探测仪靠近金属物体时，会产生感应电流，发出报警信号，与扬声器原理不相同，其原理为电磁感应，故A不符合题意；
B．手摇发电机中闭合电路的一部分导体切割磁感线产生感应电流，与扬声器原理不相同，其原理为电磁感应，故B不符合题意；
C．电动机原理是通电导体在磁场中受力的作用，与扬声器原理相同，故C符合题意；
D．利用电磁感应，将声信号转化为电信号，与扬声器原理不相同，故D不符合题意。故选C。
二、多项选择题（本题共4小题，每小题3分，共12分。每小题给出的四个选项中，至少有两个选项符合题目要求）
11.下列三幅图涉及了一些磁现象的知识，关于磁现象的描述中错误的是（　　）
A．磁场看不见，摸不到，是不存在的，是我们假想出来的一个模型
B．图甲中条形磁体端靠近另一个条形磁体的N极，若二者相互排斥，则端为N极
C．图乙中地理北极是地磁场南极，图中小磁针上端为N极
D．图丙表示的是两个条形磁体异名磁极附近的磁感线分布
【答案】AD
【解析】A．磁场看不见，摸不到，但是它是真实存在的，磁场的基本性质是对放入其中的磁体有力的作用，故A错误，符合题意；
B．同名磁极相互排斥，甲图中条形磁体A端靠近另一个条形磁体的N极，若二者相互排斥，则A端为N极，故B正确，不符合题意；
C．乙图中地理北极在地磁场南极的附近，地球外部磁场方向为从地磁北极指向地磁南极，图中小磁针上端指北，为N极，故C正确，不符合题意；
D．丙图中磁感线相互排斥，表示的是两个条形磁体同名磁极附近的磁感线分布，故D错误，符合题意。
故选AD。
12. 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ab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，当线圈中电流从a流向b时，下列说法错误的是（　　）
A．线圈周围有磁场和磁感线 B．线圈左端是N极
C．活塞将向左运动 D．此时“电动泵”处于送血状态
【答案】ABD
【解析】A．通电线圈周围有磁场，不存在磁感线，磁场是真实存在的，磁感线是不存在的，故A错误，符合题意；
B．当线圈中的电流从a流向b时，由安培定则可知，右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指所指方向是螺线管的N极，所以螺线管右端为N极，左端是S极，故B错误，符合题意；
C．螺线管右端为N极，左端是S极，由异名磁极相互吸引可知，活塞将向左运动，故C正确，不符合题意；
D．由图可知，活塞向左运动时，泵内容积变大，则阀门K1关闭，K2打开，此时“电动泵”处于抽血状态，故D错误，符合题意。
故选ABD。
13. 图甲是室内自动换气系统的电路图。控制电路的电源电压为3V，电阻箱的电阻为，气敏电阻的电阻与烟雾浓度的关系如图乙所示。当电磁铁线圈中的电流时，衔铁被吸下，电风扇转动，开始排气。下列说法正确的是（ ）
A．电磁铁工作时，其上端为N极
B．当烟雾浓度升高时，控制电路中线圈的电流变大
C．电磁铁工作时，利用了通电导体在磁场中受力的作用
D．控制电路的电源电压低于3 V时，若保持空气质量的标准不变，定值电阻的电阻应减小
【答案】BD
【解析】A．本题中电流从螺线管上端流入、下端流出，结合绕线方向根据安培定则可判断，电磁铁下端为N极，上端为S极。故A错误；
B. 由图乙可知：烟雾浓度升高时，气敏电阻的阻值减小。控制电路总电阻，总电阻随 减小而减小，控制电路电源电压不变，根据欧姆定律，总电流（线圈电流）变大。故B正确；
C. 电磁铁工作利用的是电流的磁效应，“通电导体在磁场中受力运动”是电动机的工作原理，不是电磁铁的原理。故C错误；
D. 保持空气质量标准不变，意味着触发排气的烟雾浓度不变，因此对应气敏电阻的阻值不变；触发条件始终是电流不变。根据，电源电压降低后，总电阻需要减小，又、不变，因此（定值电阻/电阻箱）的阻值需要减小。故D正确。故选 BD。
14. 如图所示，把一个接在家庭电路中正在发光的白炽灯放到蹄形磁体中间，发现灯丝晃动。关于这种现象，下列说法中正确的是（　　）
A．白炽灯发光是利用了电流的热效应
B．灯丝晃动是因为磁场对通电导体有力的作用
C．灯丝晃动过程中，电能转化为机械能
D．利用该现象的原理可以制成发电机
【答案】ABC
【解析】A．白炽灯灯丝通电发热至白炽状态而发光，是电流热效应。故A正确；
B．灯丝中有交流电，处于磁场中会受到变化的力，从而晃动。此现象为通电导线在磁场受力的作用。故B正确；
C．此现象中用电器消耗的电能，转化为灯丝发热（内能）和灯丝在磁场受力运动（机械能）。晃动部分的能量是电能转化为机械能。故C正确；
D．此现象是通电导体在磁场中受力运动，原理是电动机，不是发电机，发电机是电磁感应，导体运动产生电流。故D错误。故选ABC。
三、填空题（本题共10小题，每空1分，共21分）
15．判断物体是否具有磁性有三种办法：
（1）根据磁体吸引 等物质；
（2）根据 ；
（3）根据磁极间的 作用。
【答案】铁钴镍 磁体的指向性（指南北方向） 相互排斥（或吸引）
【解析】(1)利用磁体可以吸引铁钴镍等物质的性质，可以判断物体是否有磁性。
(2)根据磁体自由旋转后静止时，指南北方向，可以判断物体是否有磁性。
(3)根据磁极间的相互排斥（或者吸引）可以判断物体是否有磁性。
16. 将一块条形磁体（两端未标明极性）平放在水平桌面上，在磁体上放置一个薄玻璃板，在玻璃板上均匀地撒一些铁屑，轻轻敲击玻璃板，观察到铁屑由原来杂乱无章地分布变成有规律地排列，如图所示。仅根据铁屑的分布情况，______（选填“能”或“不能”）判断出条形磁体的哪一端是N极。为了判断磁体在P处产生的磁场方向，应______。
【答案】 不能 在P处放置一个小磁针，观察小磁针静止时N极的指向
【解析】仅根据铁屑的分布情况，不能看出磁感线的方向，不能判断出条形磁体的哪一端是N极。
为了判断磁体在P处产生的磁场方向，应在P处放置一个小磁针，小磁针的N极的指向为该点的磁场方向，则通过观察小磁针静止时N极的指向可得磁体在P处产生的磁场方向。
17. 丹麦物理学家_________首先发现了电流周围存在磁场，第一个揭示了电和磁之间的联系。小郭同学自制了一个用开关来控制电磁铁南北极的巧妙装置，如图所示。当开关S接_________（选填“a”或“b”）点时，电磁铁的A端是N极。
【答案】 奥斯特 a
【解析】 1820年，丹麦物理学家奥斯特在一次实验中发现：当导线中有电流通过时，旁边的小磁针会发生偏转。这说明电流周围存在磁场，首次揭示了电与磁之间的联系。这一现象被称为电流的磁效应。
由图可知，根据安培定则（右手螺旋定则），可知要使A端是N极，电流需从通电螺线管左侧流入，右侧流出，所以开关S应该接a。
18．如图是小米同学探究“通电螺线管的磁场方向”的实验示意图。闭合开关，小磁针静止时N极的指向如图所示。则该点处的磁场方向为 ，若将图中小磁针置于A点处，小磁针N极指向 （选填“改变”或“不变”）。
【答案】 向右 不变
【解析】磁体附近某点磁场方向，与放在该点的小磁针静止时N极所指的方向一致，如图所示的小磁针，静止时N极的指向右侧，所以，该点处的磁场方向为向右。
利用安培定则，判断出通电螺线管的右端为N极，左端为S极，若将图中小磁针置于A点处，根据磁极间的作用规律，小磁针N极指向右。因此不变。
19．根据图中的电流方向，可知通电螺线管的 端是N极。
【答案】右
【解析】用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向（从螺线管的左端流入，右端流出），此时大拇指所指的那端就是螺线管的N极，所以通电螺线管的右端是N极。
20. 如图甲所示，电磁炮是利用电磁技术制成的一种新型武器，具有速度快、命中率高等特点。为了了解电磁炮的特性，同学们查阅资料画出其原理图，如图乙所示。螺线管通电后周围就产生______，使铁制撞针受力快速前移撞击炮弹，让其发射出去。根据该原理可知，电磁炮工作过程中其能量的转化与______（选填“发电机”或“电动机”）相同。
【答案】 磁场 电动机
【解析】根据电流的磁效应，螺线管通电后周围就产生磁场，铁制撞针会被磁化成磁体，磁体在磁场中受到力的作用，改变了铁制撞针的运动状态，使铁制撞针由静止迅速前移撞击炮弹，让其发射出去，这个过程中把电能转化为机械能，与生活中电动机的原理是相同的。
21．如图所示，小明利用电磁继电器设计了一个水位自动报警装置，当水位未达到金属块M时，灯泡不亮，水位达到金属块M时，灯泡亮，则应将右侧 两个接线柱相连；灯泡发光时电磁铁的上端是 极。
【答案】 C、B S
【解析】水位达到金属块M时，控制电路通电，电磁铁有磁性，吸引衔铁，灯泡亮，说明电路接通，则接线柱C跟B连接；由图可知，电流从电磁铁的下端流入，由安培定则可知，电磁铁的下端为N极，上端为S极。
22. 如图某兴趣小组制作的直流电动机结构简图，闭合开关，轻轻地拨动铜线圈后线圈便转动起来，线圈转起来的原因是______。若想让线圈的转动速度变快，你可以采取的方法是______（写一条合理方法即可）。
【答案】 磁场对电流有力的作用（或通电导体在磁场中受到力的作用） 增大电流（或增强磁场）
【解析】线圈处于磁场中，闭合开关后，轻轻地拨动铜线圈，克服阻力线圈便转动起来，线圈能在磁场中不断的转动是由于磁场对电流有力的作用。
线圈的转动速度快慢与线圈受到力的大小有关，要线圈的转动速度变快，可以增大电流，也可以增强磁场。
23.小华戴着“运动手环”运动时，手环中小磁体在管内反复运动，线圈中便会产生电流，通过传感器实现运动追踪，这是_________现象，与________（选填“乙”或“丙”）工作原理相似。
【答案】电磁感应 丙
【解析】手环中小磁体在管内反复运动，即做切割磁感线运动，线圈中便会产生感应电流，这是电磁感应现象。
图乙中，通电导体在磁场中受到力的作用，与电动机的工作原理相似；图丙中，闭合电路中的部分导体做切割磁感线运动，电路中产生感应电流，是电磁感应现象，所以运动手环与丙的工作原理相似。
24. 如图是控制车辆进出的电动闸门设计图，抬杆质量分布均匀，长度为，重为，在最右端B点处悬挂一重为的铁柱，B点到支点O的距离为。开关S闭合后，调节滑动变阻器使抬杆处于水平静止状态。（忽略支点O处的摩擦）
（1）电磁铁上端为______极；
（2）此时电磁铁对铁柱的吸引力为______N；
（3）要使抬杆A端从图示位置向上抬起，滑动变阻器的滑片P应向______端移动。
【答案】（1）S （2）5 （3）上
【解析】（1）电流从电磁铁下端流入，根据安培定则，电磁铁上端为S极，下端为N极。
（2）抬杆重心到支点O的距离为
根据杠杆平衡条件则有
代入数据则有
解得电磁铁对铁柱的吸引力。
（3）使抬杆A端从图示位置向上抬起，应增大电磁铁的磁性，则应增大电路中电流，根据，应减小电路总电阻，减小变阻器连入电路的电阻，所以滑动变阻器的滑片P应向上端移动。
四、探究实践题（本题共4道题，共19分）
25.（7分）小华和她的学习小组在实验室探究通电螺线管外部磁场的特点。
(1)将螺线管安装在一块有机玻璃板上，连入电路中。在玻璃板面上均匀地洒满铁屑，闭合开关并轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示。可见，通电螺线管外部磁场与______的磁场相似；在实验中______（选填“可以”或“不可以”）用铜屑代替铁屑显示磁场分布；
(2)为了进一步探究通电螺线管外部磁场的方向，同学们把小磁针放在螺线管四周不同的位置，闭合开关，小磁针静止时N极所指的方向如图乙所示（涂黑的一端是N极），则此时通电螺线管的A端为______（选填“N”或“S”）极。对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极所指的方向与图乙相反，说明通电螺线管外部磁场的方向与______有关；
(3)根据以上图中的实验现象推断，通电螺线管的内部______（选填“有”或“没有”）磁场，依据是：______；
(4)地球周围存在磁场，有学者认为，地磁场是由于地球带电自转形成圆形电流引起的，根据地磁场的磁极分析推断，图丙中地球的圆形电流方向与地球自转方向______（选填“相同”或“相反”）。
【答案】(1) 条形磁体 不可以
(2) N 电流方向
(3) 有 由图乙可知，铁屑在螺线管内部的分布是有规律的，说明通电螺线管的内部也有磁场。
(4)相反
【解析】（1）在板面上均匀地洒满铁屑，铁屑在磁场中被磁化为小磁体，轻敲玻璃板面，铁屑在磁场力的作用下有序排列，铁屑的分布情况与条形磁体周围铁屑的分布情况相似，说明通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场相似。
铜是非磁性物质，不会受到磁场对它的作用力，所以在实验中不可以用铜屑代替铁屑显示磁场分布。
（2）把小磁针放在螺线管四周不同的位置，闭合开关，螺线管上、下的小磁针静止时N极指向螺线管的右端，根据磁极间的相互作用规律可知，螺线管的B端为S极，则螺线管的A端为N极。
对调电源正负极，电流方向改变，闭合开关，小磁针静止时N极所指的方向与图乙相反，说明通电螺线管外部磁场的方向与电流方向有关。
（3）略。
（4）地磁场的N极在地理的南极点附近，地磁场的S极在地理的北极点附近，根据安培定则可知图丙中地球的圆形电流方向与地球自转方向相反。
26.（4分）如图所示，是某学习小组同学设计的研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图。
(1)要改变电磁铁线圈中的电流大小，可通过____来实现；要判断电磁铁的磁性强弱，可观察____来确定。
(2)下表是该组同学所做实验的记录：
电磁铁（线圈） 50匝 100匝
实验次数 1 2 3 4 5 6
电流/A 0.8 1.2 1.5 0.8 1.2 1.5
吸引铁钉的最多数目/（枚） 5 8 10 7 11 14
①比较实验中的1、2、3（或4、5、6），可得出的结论是：电磁铁的匝数一定时，通过电磁铁线圈中的______
②比较实验中的1和4（或2和5或3和6）可得出的结论是：电磁铁线圈中的电流一定时，_________
【答案】(1) 移动滑动变阻器的滑片 吸引铁钉的数量
(2) 电流越大，电磁铁的磁性越强 线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强
【解析】（1）由欧姆定律可知，要改变电磁铁线圈中的电流大小，可以改变电路中的电阻，即移动滑动变阻器的滑片，改变其接入电路中的电阻，从而改变电磁铁线圈中的电流。
电磁铁磁性的强弱不易直接观察和比较，实验中通过电磁铁吸引铁钉数量的多少来间接反映电磁铁的磁性强弱，采用的是转换法。
（2）比较实验中的1、2、3（或4、5、6）数据可知，电磁铁的匝数一定时，通过线圈中的电流越大，电磁铁吸引铁钉的数量越多，故可得：电磁铁的匝数一定时，通过电磁铁线圈中的电流越大，电磁铁磁性越强。
比较实验中的1和4（或2和5或3和6）可知，在电流一定时，线圈的匝数越多，电磁铁吸引铁钉的数量越多，故可得：在电流一定时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强。
27.（4分）跨学科实践。
制作简易直流电动机
在制作小电动机模型时，把一段粗漆包线绕成约的矩形线圈，从线圈的两端各拉出约，然后用小刀刮两端引线的漆皮，如图，用硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板上，两个支架分别与电池的两极相连。把线圈放在支架上，线圈下放一块永磁体。通电的线圈周围会产生磁场，变成一个电磁铁。这个电磁铁的下端（靠近永磁体的一端）会与底座上的永磁体产生吸力或斥力，推动线圈旋转。当线圈因惯性转过半圈后，刮的绝缘漆部分转到与支架接触的位置，电路自动断开。此时线圈依靠惯性继续转动。当刮光部分再次接触支架时，电路重新接通，并获得下一次推力。如此反复的“通电—推动—断电—惯性—再通电”循环，就使得线圈持续旋转下去。
(1)线圈在转动过程中将___________能转化为___________能。
(2)实验中增加一节干电池后，发现线圈的转速变快，说明线圈的转速与___________有关。
(3)接通电源后，发现线圈不转动，写出一条可能让线圈转动起来的措施：___________。
【答案】(1) 电 机械 (2)电流大小 (3)换磁性更强的永磁体
【解析】（1）线圈转动过程中，消耗电能，通电的导体在磁场中受力的作用而运动，因此线圈在转动过程中将电能转化为机械能。
（2）增加一节干电池后，电路中的电压变大，电路中电阻不变，由可知，电路中的电流变大，线圈的转速变快，说明线圈的转速与电流大小有关。
（3）接通电源后，线圈不转动，可能是由于线圈受到的力太小，永磁体的磁性太弱可能会导致线圈受到的力太小，因此可能让线圈转动起来的措施是换磁性更强的永磁体。
28.（4分）利用如图甲所示的装置探究什么情况下磁可以生电。
(1)图甲中，通过观察___________来判断电路中是否产生感应电流；
(2)图甲中，磁体不动，导体ab水平向左运动，电流表指针向右偏转；导体ab不动，磁体水平向右运动，电流表指针向___________（填“左”或“右”）偏转；
(3)图甲中，将灵敏电流表换成电源，可以用来研究___________的工作原理（填“电动机”或“发电机”）；
(4)图乙所示是发电机的原理图，图丙中的“〇”表示图乙中导线ab的横截面（沿导线由b往a看），当导线ab在磁场中从①位置转动到④位置的过程中，会产生感应电流的是___________（填标号）。
A．①③④ B．②③④ C．①②④ D．①②③④
【答案】(1)电流表指针是否偏转 (2)右 (3)电动机 (4)B
【解析】（1）实验时，通过观察电流表的指针是否偏转，来确定电路中是否产生感应电流。
（2）感应电流方向与导体运动方向有关，当磁场方向不变时，导体运动方向发生变化，电流方向也会发生变化，导体ab水平向左运动，电流表指针向右偏转；当导体ab不动，磁体水平向右运动，相当于导体ab水平向左运动，则电流表指针向右偏转。
（3）由于将灵敏电流表换成电源，可以研究通电导体在磁场中受力运动的情况，即电动机工作的原理。
（4）根据产生感应电流的条件：闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动，可知，①位置与磁感线平行，不切割磁感线，不产生感应电流，②③④都切割磁感线，有感应电流产生，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。
五、作图题（本题共2道题，共8分）
29．（4分）通电螺线管上端放一小磁针，闭合开关S后，小磁针静止在如图所示的位置。请在括号里标出：通电螺线管的极性（“N”或“S”）、电源的极性（“+”或“-”）。
【答案】如图所示
【解析】由图可知，小磁针静止时的上端为N极，下端为S极。根据异名磁极相互吸引、同名磁极相互排斥的原理，通电螺线管上端为N极，下端为S极。根据安培定则，伸出右手使大拇指指向螺线管的上端N极，则四指弯曲所指的方向为电流的方向，因此电流从螺线管的下端流入，电源的下端为正极，上端为负极。如图所示：
30．（4分）乳制品企业的生产车间对于厂房温度有严格要求，在冬天温度也要求保持在18℃以上。为了监控厂区温度的变化。小亮设计了冬季温度自动报警装置。其原理如图所示。当厂区温度不低于18℃时，温控开关断开，绿灯亮，当厂区温度低于18℃时，温控开关闭合、红灯亮，提示厂区工作人员要及时提升温度。请根据以上要求，用笔画线代替导线，完成工作电路部分的连接。
【答案】如图所示
【解析】根据题意可知，当室内温度低于18℃时温控开关闭合，红灯亮，这说明衔铁是被吸下的，动触点与下面的静触点接触；
当室温不低于18℃时，温控开关断开，绿灯亮，这说明衔铁是被拉起，动触点与上面的静触点接触，使得绿灯工作；如下所示：
六、综合应用题（本题共2道题，共10分）
31.（6分）一个有加热和保温两种状态的微型电热水器，内部简化电路如图所示，它由控制电路和工作电路两部分组成，其中R0为热敏电阻，它的阻值随温度的升高而减小，开关S0和S都闭合时，电热水器开始加热，当电热水器中水的温度达到50℃时，电磁铁才会把衔铁吸下，使B、C两个触点接通，电热水器处于保温状态。已知R1=44Ω，R2=2156Ω。[]求：
(1)将2.2kg水从15℃加热到45℃，水吸收的热量。
(2)若电热水器的效率为84%，将2.2kg水从15℃加热到45℃，需要的通电时间。
(3)当温度达到50℃后，通电100s，R1产生的热量。
【答案】(1)2.772×105J (2)300s (3)44J
【解析】（1）水吸收的热量
（2）由得，需消耗电能
加热挡功率
通电时间
（3）当温度达到50℃后，电磁铁会把衔铁吸下，B触点与C接通，与串联，电路中电流
通电100s内产生的热量
32.（4分）阅读短文，回答问题
手机无线充电技术其实很简单，基本原理就是物理课上学过的“电生磁、磁生电”。以手机为例，给充电器中缠绕在铁芯上的线圈通电，产生磁场。这个过程将电能转化为电磁能，而电磁场能够在空间传播。同时，手机中也有一个相应的接收线圈，这个接收线圈接收到充电器发出的磁场后，产生感应电流，这样就可以给手机充电了。需要注意的是，能实现无线充电的关键在于充电器线圈中的电流必须是不断变化的，形成不断变化的磁场，这样通过手机接收线圈的磁场才能发生变化，从而产生感应电流。
电动汽车指主要使用铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池和锂电池等可充电电池为动力的汽车。由于其驾驶舒适，零排放，逐渐被人们认可。也有一部分人觉得它单次行驶里程短（续航里程短），充电桩不够普及，而且单次充电时间较长，对电动车并不认可。于是科技工作者想到了无线充电技术，一是在停车场地面下方安装充电线圈，汽车底盘上安装接收线圈，就像手机无线充电那样充电；二是在特定路段地面下方安装充电线圈，汽车上安装接收线圈（如图），实现边旅行边充电，从而实现无限续航。
(1)手机电池充电时，电池相当于电路基本组成中的______（选填“用电器”或“电源”）；
(2)手机无线充电时，若手机与充电底座没有紧密贴合，则手机____（选填“能”或“不能”）进行充电；
(3)文中“汽车底盘上安装的接收线圈”与下列实验中工作原理相同的是_______（选填字母）；
A B C
(4)文中提到的电动汽车实现无限续航的办法是_______。
【答案】(1)用电器 (2)能 (3)B
(4)在特定路段地面下方安装充电线圈，汽车上安装接收线圈，实现边旅行边充电，从而实现无限续航。
【解析】（1）手机无线充电时，手机电池会消耗电能，相当于电路基本组成中的用电器。
（2）电流经过充电底座内的发射线圈会产生变化的磁场，当手机内的接收线圈靠近该变化的磁场时就会产生电流给手机电池充电，所以手机若与充电底座没有紧密贴合，手机也能进行充电。
（3）A．汽车底盘上安装的接收线圈与手机中的接收线圈相同，其工作原理是电磁感应现象，图中装置为电流的磁效应，故A不符合题意；
B．图中装置无电源，导体在磁场中切割磁感应，会产生感应电流，为电磁感应现象，故B符合题意；
C．图中装置有电源，通电导体在磁场中会运动，说明通电导体在磁场中受力，故C不符合题意。
故选B。
（4）根据短文中内容可知，在特定路段地面下方安装充电线圈，汽车上安装接收线圈，实现边旅行边充电，从而实现无限续航。
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人教版2024九年级上册物理同步精讲精炼学案（全国通用）
第二十章 电与磁
专题58 《电与磁》单元核心素养达标检测试卷
（考试时间：90分钟 满分：100分）
一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题只有一个选项符合题目要求）
1．如图，趋磁细菌体内可以合成纳米级、链状排列的磁小体，可用于生产磁性定向药物或抗体，制造生物传感器等．为合成磁小体，趋磁细菌需要从海洋中汲取金属元素（　　）
A． B． C． D．
2. 如图是磁悬浮鼠标。基座通电后鼠标会悬浮起来，悬浮鼠标的工作原理是（　　）
A．异名磁极相互排斥 B．同名磁极相互排斥
C．同种电荷相互排斥 D．异种电荷相互排斥
3.如图所示的电路中，根据小磁针静止时的指向可知（　　）
A．a端是通电螺线管的N极，c端是电源正极
B．b端是通电螺线管的N极，d端是电源正极
C．a端是通电螺线管的S极，c端是电源负极
D．通电螺线管内部无磁场，无法判断电源正负极
4. 2025年央视春晚节目《秧BOT》给观众留下了深刻印象。机器人上安装有电磁铁，通过对电磁铁的精准控制，可实现“手绢”的高速旋转和隔空抛接（如图所示）。下列说法正确的是（ ）
A．通电后的电磁铁周围存在磁感线
B．通电后的电磁铁可以吸引所有金属
C．增大通入电磁铁的电流可以使它周围的磁场变强
D．改变通入电磁铁电流的方向不会改变它两端的磁极
5．科学需要实验探究。如图，在静止指向南北方向的小磁针上方平行地放一根直导线。闭合开关，原来静止的小磁针发生转动，原来静止的直导线仍然未动。下列分析正确的是（　　）
A．小磁针发生转动，说明通电直导线周围存在磁场
B．小磁针发生转动，说明通电直导线周围存在磁感线
C．直导线仍然未动，此时偏转的小磁针对直导线没有力的作用
D．改变电池正负极，原来静止的小磁针发生转动方向不变
6．如图是小李同学探究“通电螺线管的磁场方向”的实验示意图。闭合开关，小磁针静止时N极的指向如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．根据小磁针指向可以判定，通电螺线管的右端为S极
B．本实验可以得出：通电螺线管的磁极与电流方向无关
C．将小磁针移到其他位置，N极所指方向一定不变
D．小磁针静止时N极所指方向就是该点的磁场方向
7. 如图所示为一种防汛报警器的原理图，S是触点开关，B是漏斗形的竹片圆筒，里面有个浮子A，当水面上涨到警戒水位时（　　）
A．甲灯亮 B．乙灯亮 C．两灯都亮 D．两灯都不亮
8. 直流电动机的示意图如图所示。电刷A、B与换向器E、F接触。在图示位置，闭合开关S，导线ab边受到磁场的作用力向上，则（ ）
A．线圈在图示位置时，cd边受到磁场的作用力向上
B．线圈转过后，通过导线ab的电流方向不变
C．线圈转过后，ab边受到磁场的作用力向下
D．线圈转过后，cd边受到磁场的作用力向下
9.小应自制了一个直流电动机模型，如图所示。回形针做成两个支架，分别与电池两极相连。用漆包铜线绕成一个线圈，以线圈引线为轴，用小刀刮去轴的一端全部绝缘漆，另一端只刮去上半周绝缘漆。将线圈放在支架上，磁体放在线圈边，闭合开关，轻轻拨动线圈，此时线圈顺时针转动，则下列说法错误的是（ ）
A．若仅改变磁极方向，线圈会逆时针转动
B．若再增加一节干电池，线圈转动速度加快
C．刮去上半周绝缘漆，作用相当于换向器
D．工作时将机械能转化为电能
10. 如图所示，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体，在线圈中通入变化的电流后，导致线圈的磁极不断变化，通过磁体吸引或排斥线圈，带动纸杯振动发声，下列与其原理相同的是（　　）
A．金属探测仪 B．手摇发电机 C．电动机 D．动圈式话筒
二、多项选择题（本题共4小题，每小题3分，共12分。每小题给出的四个选项中，至少有两个选项符合题目要求）
11.下列三幅图涉及了一些磁现象的知识，关于磁现象的描述中错误的是（　　）
A．磁场看不见，摸不到，是不存在的，是我们假想出来的一个模型
B．图甲中条形磁体端靠近另一个条形磁体的N极，若二者相互排斥，则端为N极
C．图乙中地理北极是地磁场南极，图中小磁针上端为N极
D．图丙表示的是两个条形磁体异名磁极附近的磁感线分布
12. 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ab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，当线圈中电流从a流向b时，下列说法错误的是（　　）
A．线圈周围有磁场和磁感线 B．线圈左端是N极
C．活塞将向左运动 D．此时“电动泵”处于送血状态
13. 图甲是室内自动换气系统的电路图。控制电路的电源电压为3V，电阻箱的电阻为，气敏电阻的电阻与烟雾浓度的关系如图乙所示。当电磁铁线圈中的电流时，衔铁被吸下，电风扇转动，开始排气。下列说法正确的是（ ）
A．电磁铁工作时，其上端为N极
B．当烟雾浓度升高时，控制电路中线圈的电流变大
C．电磁铁工作时，利用了通电导体在磁场中受力的作用
D．控制电路的电源电压低于3 V时，若保持空气质量的标准不变，定值电阻的电阻应减小
14. 如图所示，把一个接在家庭电路中正在发光的白炽灯放到蹄形磁体中间，发现灯丝晃动。关于这种现象，下列说法中正确的是（　　）
A．白炽灯发光是利用了电流的热效应
B．灯丝晃动是因为磁场对通电导体有力的作用
C．灯丝晃动过程中，电能转化为机械能
D．利用该现象的原理可以制成发电机
三、填空题（本题共10小题，每空1分，共21分）
15．判断物体是否具有磁性有三种办法：
（1）根据磁体吸引 等物质；
（2）根据 ；
（3）根据磁极间的 作用。
16. 将一块条形磁体（两端未标明极性）平放在水平桌面上，在磁体上放置一个薄玻璃板，在玻璃板上均匀地撒一些铁屑，轻轻敲击玻璃板，观察到铁屑由原来杂乱无章地分布变成有规律地排列，如图所示。仅根据铁屑的分布情况，______（选填“能”或“不能”）判断出条形磁体的哪一端是N极。为了判断磁体在P处产生的磁场方向，应______。
17. 丹麦物理学家_________首先发现了电流周围存在磁场，第一个揭示了电和磁之间的联系。小郭同学自制了一个用开关来控制电磁铁南北极的巧妙装置，如图所示。当开关S接_________（选填“a”或“b”）点时，电磁铁的A端是N极。
18．如图是小米同学探究“通电螺线管的磁场方向”的实验示意图。闭合开关，小磁针静止时N极的指向如图所示。则该点处的磁场方向为 ，若将图中小磁针置于A点处，小磁针N极指向 （选填“改变”或“不变”）。
19．根据图中的电流方向，可知通电螺线管的 端是N极。
20. 如图甲所示，电磁炮是利用电磁技术制成的一种新型武器，具有速度快、命中率高等特点。为了了解电磁炮的特性，同学们查阅资料画出其原理图，如图乙所示。螺线管通电后周围就产生______，使铁制撞针受力快速前移撞击炮弹，让其发射出去。根据该原理可知，电磁炮工作过程中其能量的转化与______（选填“发电机”或“电动机”）相同。
21．如图所示，小明利用电磁继电器设计了一个水位自动报警装置，当水位未达到金属块M时，灯泡不亮，水位达到金属块M时，灯泡亮，则应将右侧 两个接线柱相连；灯泡发光时电磁铁的上端是 极。
22. 如图某兴趣小组制作的直流电动机结构简图，闭合开关，轻轻地拨动铜线圈后线圈便转动起来，线圈转起来的原因是______。若想让线圈的转动速度变快，你可以采取的方法是______（写一条合理方法即可）。
23.小华戴着“运动手环”运动时，手环中小磁体在管内反复运动，线圈中便会产生电流，通过传感器实现运动追踪，这是_________现象，与________（选填“乙”或“丙”）工作原理相似。
24. 如图是控制车辆进出的电动闸门设计图，抬杆质量分布均匀，长度为，重为，在最右端B点处悬挂一重为的铁柱，B点到支点O的距离为。开关S闭合后，调节滑动变阻器使抬杆处于水平静止状态。（忽略支点O处的摩擦）
（1）电磁铁上端为______极；
（2）此时电磁铁对铁柱的吸引力为______N；
（3）要使抬杆A端从图示位置向上抬起，滑动变阻器的滑片P应向______端移动。
四、探究实践题（本题共4道题，共19分）
25.（7分）小华和她的学习小组在实验室探究通电螺线管外部磁场的特点。
(1)将螺线管安装在一块有机玻璃板上，连入电路中。在玻璃板面上均匀地洒满铁屑，闭合开关并轻敲玻璃板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示。可见，通电螺线管外部磁场与______的磁场相似；在实验中______（选填“可以”或“不可以”）用铜屑代替铁屑显示磁场分布；
(2)为了进一步探究通电螺线管外部磁场的方向，同学们把小磁针放在螺线管四周不同的位置，闭合开关，小磁针静止时N极所指的方向如图乙所示（涂黑的一端是N极），则此时通电螺线管的A端为______（选填“N”或“S”）极。对调电源正负极，闭合开关，小磁针静止时N极所指的方向与图乙相反，说明通电螺线管外部磁场的方向与______有关；
(3)根据以上图中的实验现象推断，通电螺线管的内部______（选填“有”或“没有”）磁场，依据是：______；
(4)地球周围存在磁场，有学者认为，地磁场是由于地球带电自转形成圆形电流引起的，根据地磁场的磁极分析推断，图丙中地球的圆形电流方向与地球自转方向______（选填“相同”或“相反”）。
26.（4分）如图所示，是某学习小组同学设计的研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图。
(1)要改变电磁铁线圈中的电流大小，可通过____来实现；要判断电磁铁的磁性强弱，可观察____来确定。
(2)下表是该组同学所做实验的记录：
电磁铁（线圈） 50匝 100匝
实验次数 1 2 3 4 5 6
电流/A 0.8 1.2 1.5 0.8 1.2 1.5
吸引铁钉的最多数目/（枚） 5 8 10 7 11 14
①比较实验中的1、2、3（或4、5、6），可得出的结论是：电磁铁的匝数一定时，通过电磁铁线圈中的______
②比较实验中的1和4（或2和5或3和6）可得出的结论是：电磁铁线圈中的电流一定时，_________
27.（4分）跨学科实践。
制作简易直流电动机
在制作小电动机模型时，把一段粗漆包线绕成约的矩形线圈，从线圈的两端各拉出约，然后用小刀刮两端引线的漆皮，如图，用硬金属丝做两个支架，固定在硬纸板上，两个支架分别与电池的两极相连。把线圈放在支架上，线圈下放一块永磁体。通电的线圈周围会产生磁场，变成一个电磁铁。这个电磁铁的下端（靠近永磁体的一端）会与底座上的永磁体产生吸力或斥力，推动线圈旋转。当线圈因惯性转过半圈后，刮的绝缘漆部分转到与支架接触的位置，电路自动断开。此时线圈依靠惯性继续转动。当刮光部分再次接触支架时，电路重新接通，并获得下一次推力。如此反复的“通电—推动—断电—惯性—再通电”循环，就使得线圈持续旋转下去。
(1)线圈在转动过程中将___________能转化为___________能。
(2)实验中增加一节干电池后，发现线圈的转速变快，说明线圈的转速与___________有关。
(3)接通电源后，发现线圈不转动，写出一条可能让线圈转动起来的措施：___________。
28.（4分）利用如图甲所示的装置探究什么情况下磁可以生电。
(1)图甲中，通过观察___________来判断电路中是否产生感应电流；
(2)图甲中，磁体不动，导体ab水平向左运动，电流表指针向右偏转；导体ab不动，磁体水平向右运动，电流表指针向___________（填“左”或“右”）偏转；
(3)图甲中，将灵敏电流表换成电源，可以用来研究___________的工作原理（填“电动机”或“发电机”）；
(4)图乙所示是发电机的原理图，图丙中的“〇”表示图乙中导线ab的横截面（沿导线由b往a看），当导线ab在磁场中从①位置转动到④位置的过程中，会产生感应电流的是___________（填标号）。
A．①③④ B．②③④ C．①②④ D．①②③④
五、作图题（本题共2道题，共8分）
29．（4分）通电螺线管上端放一小磁针，闭合开关S后，小磁针静止在如图所示的位置。请在括号里标出：通电螺线管的极性（“N”或“S”）、电源的极性（“+”或“-”）。
30．（4分）乳制品企业的生产车间对于厂房温度有严格要求，在冬天温度也要求保持在18℃以上。为了监控厂区温度的变化。小亮设计了冬季温度自动报警装置。其原理如图所示。当厂区温度不低于18℃时，温控开关断开，绿灯亮，当厂区温度低于18℃时，温控开关闭合、红灯亮，提示厂区工作人员要及时提升温度。请根据以上要求，用笔画线代替导线，完成工作电路部分的连接。
六、综合应用题（本题共2道题，共10分）
31.（6分）一个有加热和保温两种状态的微型电热水器，内部简化电路如图所示，它由控制电路和工作电路两部分组成，其中R0为热敏电阻，它的阻值随温度的升高而减小，开关S0和S都闭合时，电热水器开始加热，当电热水器中水的温度达到50℃时，电磁铁才会把衔铁吸下，使B、C两个触点接通，电热水器处于保温状态。已知R1=44Ω，R2=2156Ω。[]求：
(1)将2.2kg水从15℃加热到45℃，水吸收的热量。
(2)若电热水器的效率为84%，将2.2kg水从15℃加热到45℃，需要的通电时间。
(3)当温度达到50℃后，通电100s，R1产生的热量。
32.（4分）阅读短文，回答问题
手机无线充电技术其实很简单，基本原理就是物理课上学过的“电生磁、磁生电”。以手机为例，给充电器中缠绕在铁芯上的线圈通电，产生磁场。这个过程将电能转化为电磁能，而电磁场能够在空间传播。同时，手机中也有一个相应的接收线圈，这个接收线圈接收到充电器发出的磁场后，产生感应电流，这样就可以给手机充电了。需要注意的是，能实现无线充电的关键在于充电器线圈中的电流必须是不断变化的，形成不断变化的磁场，这样通过手机接收线圈的磁场才能发生变化，从而产生感应电流。
电动汽车指主要使用铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池和锂电池等可充电电池为动力的汽车。由于其驾驶舒适，零排放，逐渐被人们认可。也有一部分人觉得它单次行驶里程短（续航里程短），充电桩不够普及，而且单次充电时间较长，对电动车并不认可。于是科技工作者想到了无线充电技术，一是在停车场地面下方安装充电线圈，汽车底盘上安装接收线圈，就像手机无线充电那样充电；二是在特定路段地面下方安装充电线圈，汽车上安装接收线圈（如图），实现边旅行边充电，从而实现无限续航。
(1)手机电池充电时，电池相当于电路基本组成中的______（选填“用电器”或“电源”）；
(2)手机无线充电时，若手机与充电底座没有紧密贴合，则手机____（选填“能”或“不能”）进行充电；
(3)文中“汽车底盘上安装的接收线圈”与下列实验中工作原理相同的是_______（选填字母）；
A B C
(4)文中提到的电动汽车实现无限续航的办法是_______。
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