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第7章 章末 第七章综合练习
综合练习
一、选择题（共7题）
1．下列四个选项中，没有应用电磁铁的是（　　）
A．指南针　　B．核磁共振成像系统　　C．电磁起重机　　D．正、负电子对撞机
2．2025年，中国科学院成功研发新一代可穿戴经颅磁刺激仪，打破国外长期技术垄断，为失眠、抑郁、脑卒中康复等神经治疗提供无创、便携、高效的全新方案。该设备依靠内部线圈通入变化电流产生脉冲磁场，实现无创神经调控。关于该仪器的工作原理，下列说法正确的是（　　）
A．其工作原理是电磁感应现象
B．工作过程中将机械能转化为电能
C．该设备和电磁继电器的工作原理相同
D．仪器工作时产生的磁场方向固定不变
3．小明家有一款磁悬浮音箱，音箱下部有一块磁铁（磁铁S极在下），圆柱状底座内部有电磁铁。他发现这个音箱与图（b）所示电路原理相似。下列判断正确的是（不计空气浮力）（　　）
A．如图（b），闭合开关，使音箱悬浮后，滑片P向右调节，当音箱再次悬浮时，音箱受到的磁力变大
B．闭合开关，当滑片P向右滑动时，电源输出的功率变大
C．通电后电磁铁的周围，磁感线的方向是从S极到N极
D．若对调图（b）电路中电源正、负极，闭合开关，音箱静止在底座上，音箱受到的重力和支持力是一对平衡力
4．巨磁电阻（GMR）效应是指某些材料的电阻在磁场中随磁场强度的增强而急剧减小的现象。如图所示是研究巨磁电阻特性原理的示意图，闭合开关S1、S2，当滑片P向左滑动时，下列说法正确的是（　　）
A．电磁铁的磁性减弱
B．电磁铁的磁极位置会改变
C．巨磁电阻两端的电压变大
D．指示灯亮度变亮
5．为了安全、方便地通过小电流控制高电压、强电流电路，应使用（　　）
A．电动机　　B．发电机　　C．换向器　　D．电磁继电器
6．如图是我国第三艘航母福建舰，它搭载的自主研发的电磁弹射系统利用强磁场对通电轨道产生的力，使舰载机加速起飞。下列设备与电磁弹射系统的原理相同的是（　　）
A．电磁继电器　　B．发电机　　C．动圈式扬声器　　D．动圈式话筒
7．电动汽车采用“再生制动”技术，即不使用机械刹车进行减速，电动汽车继续行驶带动电机逆向发电，将电能存储起来。下列设备中与此工作原理相同的是（　　）
A．电磁继电器　　B．电铃　　C．动圈式话筒　　D．电风扇
三、实验探究题（共3题）
8．某实验小组利用图甲中的实验装置探究“通电螺线管外部磁场的特点”。
(1)在玻璃板面上均匀地撒满铁屑，闭合开关并轻敲板面，观察到铁屑分布情况如图甲所示。由此可知通电螺线管外部磁场分布与______磁体周围磁场的分布情况相似；
(2)为了研究磁场的方向，在螺线管周围放一些小磁针，小磁针静止后指向如图乙所示。断开开关，对调电源的正负极后，再重新闭合开关，最终小磁针静止时的指向如图丙所示，对比图乙和图丙可知通电螺线管周围的磁场方向与______有关；
(3)另一个小组的同学实验时发现闭合开关并轻敲玻璃板后，铁屑几乎没有什么变化，其可能原因是______（写一条即可）。
9．探究通电螺线管磁场的分布
(1)如图甲所示，在固定有螺线管的水平硬纸板上均匀地撒满铁屑，通电后轻敲纸板，观察铁屑的排列情况，发现通电螺线管外部的磁场与______磁体的磁场相似；
(2)实验中，小磁针的作用是为了研究通电螺线管周围的______（选填“磁场强弱”或“磁场方向”）；
(3)该同学只改变了通电螺线管中电流的方向进行了图甲和图乙两次实验。对比两次的实验现象可得，通电螺线管两端的磁极性质与电流方向______（选填“有关”或“无关”）；
(4)实验中______（选填“能”或“不能”）用铜屑代替铁屑显示磁场分布。
10．根据如图所示的实验回答下列问题。
(1)图甲是探究“通电螺线管的磁场”的实验装置，小明在玻璃板上均匀撒上铁屑，放上小磁针，闭合开关后，轻轻敲击玻璃板，铁屑分布情况表明：螺线管的外部磁场与______磁体周围的磁场相似，小磁针的作用是______。
(2)如图乙所示，两个完全相同的玻璃瓶内加入质量和初温都相同的煤油，用阻值不同的电阻丝（R1>R2）给玻璃瓶中的煤油加热，瓶中插入温度计。此实验是为了研究电流产生的热量与______的关系。实验中用______反映电流通过电阻丝产生热量的多少。闭合开关后，经过相同的时间，示数较大的温度计应该是______（选填“a”或“b”）。
参考答案与解析
1．【答案】A
【解析】由题图可知，A是永久磁体（指南针利用地磁场），B（核磁共振成像系统）、C（电磁起重机）、D（正、负电子对撞机）都用到了电磁铁。故A符合题意，B、C、D不符合题意。故选A。
2．【答案】C
【解析】A．电磁感应是磁生电，该设备是通电产生磁场，属于电磁铁，A错误；B．工作时电能转化为磁能，B错误；C．通电线圈周围产生磁场，利用电流的磁效应，也是电磁继电器的工作原理，C正确；D．通入变化的脉冲电流，磁场强弱、方向都会周期性改变，D错误。故选C。
3．【答案】B
【解析】A．音箱悬浮时处于平衡状态，竖直方向上受到的磁力F磁与重力G平衡，即F磁=G，滑片P向右调节，变阻器接入电路电阻增大，电路中的电流增大，磁性增强，音箱向上运动，再次悬浮时仍满足F磁=G，因G不变，故F磁不变，A错误；B．闭合开关，滑片P向右滑动，变阻器接入电路的电阻R减小，电路的总电阻减小，电源电压不变，由P=U /R可知电源输出功率变大，B正确；C．在磁体外部，磁感线方向是从N极到S极，C错误；D．对调电源正负极，电磁铁上端变为N极，与音箱下部S极相互吸引，磁力F磁方向向下，音箱静止时受重力G、磁力F磁、支持力N，三力平衡得F磁+G=N，即N>G，重力和支持力大小不等，不是平衡力，D错误。故选B。
4．【答案】D
【解析】A．由图可知，闭合开关S1、S2后，滑动变阻器的滑片P向左滑动过程中接入电路中电阻变小，由I=U/R可知，左边电路中的电流变大，电磁铁的磁性变强，A错误；B．电磁铁的磁极与电流的方向有关，与电流的大小无关，电流的方向不变，电磁铁的磁极方向不变，B错误；C．巨磁电阻的阻值随磁场的增强而急剧减小，此时巨磁电阻的阻值变小，由串联分压可知，巨磁电阻两端的电压变小，C错误；D．右侧电路中的总电阻变小，由I=U/R可知电路中的电流变大，指示灯亮度变亮，D正确。故选D。
5．【答案】D
【解析】电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关，电磁继电器的控制系统由控制电路和工作电路组成：控制电路是低电压、弱电流电路的通断；工作电路是高电压、强电流的电路，它被控制电路控制。故A、B、C不符合题意，D符合题意。故选D。
6．【答案】C
【解析】电磁弹射的原理是通电导体在磁场中受力运动，将电能转化为机械能。A．电磁继电器利用电流的磁效应，原理不同，A错误；B、D．发电机、动圈式话筒的原理是电磁感应，将机械能转化为电能，B、D错误；C．动圈式扬声器的原理是通电线圈在磁场中受力振动发声，即通电导体在磁场中受力运动，和电磁弹射原理一致，C正确。故选C。
7．【答案】C
【解析】电动汽车继续行驶带动电机逆向发电，将机械能转化为电能，这是电磁感应现象。A．电磁继电器的工作原理是电流的磁效应，A不符合题意；B．电铃的工作原理是电流的磁效应，通过电磁铁周期性吸引铃锤实现发声，B不符合题意；C．动圈式话筒的工作原理是电磁感应，声音带动线圈切割磁感线产生感应电流，将机械能（声能）转化为电能，与“再生制动”原理相同，C符合题意；D．电风扇的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，将电能转化为机械能，D不符合题意。故选C。
8．【答案】(1)条形　(2)电流方向　(3)电源电压太低（或电路断路、滑动变阻器接入电阻太大等，合理即可）
【解析】(1)从铁屑分布可知，通电螺线管两端磁性强、中间磁性弱，外部磁场的分布特点和条形磁体的磁场分布相似。(2)实验中只改变了电源正负极，也就是改变了螺线管中电流的方向，观察到小磁针指向全部改变，说明周围磁场的磁场方向与电流方向有关。(3)铁屑几乎没有变化，说明螺线管几乎没有磁性或磁性极弱，常见原因是电路断路无电流，或是电流太小（如滑动变阻器接入电阻太大、电源电压太低），磁性太弱不足以改变铁屑分布。
9．【答案】条形　磁场方向　有关　不能
【解析】(1)由实验探究的结果可知：通电螺线管外部磁场与条形磁体的磁场相似，都有两个磁极。(2)小磁针静止时N极的指向与该点磁场的方向相同，所以小磁针的作用是研究通电螺线管周围磁场的方向。(3)为了探究通电螺线管两端的磁极性质与电流方向是否有关，只改变了通电螺线管中电流的方向，发现小磁针N极指向随之改变，说明通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。(4)磁性是指磁体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质，铜不是磁性材料，所以不能用铜屑代替铁屑显示磁场分布。
10．【答案】(1)条形　判断磁场方向　(2)电阻　温度计示数变化　a
【解析】(1)由铁屑分布情况可知，通电螺线管外部磁场与条形磁体周围的磁场相似；小磁针静止时N极指向即该点磁场方向，其作用是判断磁场方向。(2)两瓶中煤油质量和初温相同，两电阻丝阻值不同且串联，通过的电流和通电时间相同，此实验研究电流产生的热量与电阻的关系；实验中用温度计示数变化反映电流通过电阻丝产生热量的多少。R1>R2，由Q=I Rt可知相同时间内R1产生的热量多，故示数较大的温度计是a。

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