2024滬粵版九年級(jí)物理全一冊(cè)單元測(cè)試卷 第十六章　電磁鐵與自動(dòng)控制 一、填空題(每空2分,共34分) 1. 新風(fēng)向　滲透?jìng)鹘y(tǒng)文化指南針是我國古代四大發(fā)明之一,而司南是指南針的始祖,《論衡》中記載:“司南之杓,投之于地,其柢指南.”如圖所示,能自由轉(zhuǎn)動(dòng)的司南靜止時(shí),它的長柄指向南方,這是因?yàn)樗艿搅恕　　　〉淖饔?且長柄是　　　　極.? 第1題圖 第2題圖 2.如圖所示,a處的磁場(chǎng)比b處的磁場(chǎng)　　　　(選填“強(qiáng)”或“弱”),靜止在a處的小磁針的北極指向　　　　(選填“左”或“右”).? 3.如圖所示,在奧斯特實(shí)驗(yàn)中,導(dǎo)線通電時(shí),導(dǎo)線附近的小磁針發(fā)生了　　　　,證實(shí)了電流周圍存在　　　　.? 第3題圖 第4題圖 4.如圖所示的紙張被筆“戳通”,實(shí)際上這張紙依然完好無損,這是怎么回事呢?原來,筆的筆桿(紙的下方)與筆頭(紙的上方)可以分離,筆桿與筆頭相連的一端內(nèi)部裝有小磁鐵.筆頭的材料可能含有　　　　　(選填“銅”“鐵”或“塑料”).若想探究筆頭內(nèi)材料是否具有磁性,現(xiàn)提供小磁針、小鐵釘、碎紙屑三種器材,其中可用來完成探究任務(wù)的有　　　　　.? 5.學(xué)習(xí)完本章知識(shí)之后,你會(huì)發(fā)現(xiàn)電和磁之間存在著很多相似之處,請(qǐng)將下表補(bǔ)充完整. 6.小科在寧波科學(xué)探索中心參觀時(shí),體驗(yàn)了名為“鐵釘橋”的游戲項(xiàng)目.利用左右兩塊電磁鐵將數(shù)枚原本沒有磁性的細(xì)鐵釘磁化后使它們相互吸引從而搭成“鐵釘橋”,如圖所示.小科推測(cè):兩塊電磁鐵相互靠近的兩端(a端和b端)為　　　　(選填“同名磁極”或“異名磁極”).小科認(rèn)為,可以通過增大電磁鐵中　　　　的方法增強(qiáng)其磁性,從而搭建起由等量的粗鐵釘(長度、密度等與細(xì)鐵釘一致)組成的“鐵釘橋”.? 7.如圖所示是一種安全門鎖的工作原理示意圖.保安室里的工作人員閉合開關(guān)時(shí),電磁鐵吸引鐵質(zhì)插銷,同時(shí)彈簧被拉長,門鎖打開,這利用了電流的　　　　.斷開開關(guān),電磁鐵電路切斷,插銷在　　　　的作用下插入插槽,門鎖關(guān)閉.? 第7題圖 第8題圖 8.如圖所示為電磁選礦機(jī)的示意圖,上端為礦石漏斗,A為電磁鐵,則鐵礦石落在　　　　(選填“左”或“右”)坑中,欲使所選鐵礦石的含鐵量增大,則電磁鐵中的電流應(yīng)該　　　　(選填“增大”或“減小”)一些.? 二、選擇題(每小題3分,共24分.多選題每小題至少有2個(gè)選項(xiàng)符合題意,全部選擇正確得3分,選擇正確但不全得1分,有錯(cuò)選的不得分) 9.假如你是一名航天員,駕駛飛船登上月球,想探測(cè)月球表面附近是否有磁場(chǎng),下列工具中最理想的是 (　　) A.靈敏電流表 B.靈敏電壓表 C.靈敏指南針 D.靈敏溫度計(jì) 10.下列四個(gè)圖中,磁感線方向標(biāo)注錯(cuò)誤的是 (　　) A. B. C. D. 11.下列說法正確的是 (　　) A.磁場(chǎng)是由疏密不同的磁感線組成的 B.磁極間的吸引力不是通過磁場(chǎng)發(fā)生的 C.磁感線上任意一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向沿該點(diǎn)的切線方向 D.磁體外部周圍的磁感線從磁體的S極出發(fā),回到磁體的N極 12.在研究磁極間的相互作用規(guī)律時(shí),實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如下四個(gè)方案,其中最合理的是 (　　) A.兩人各拿一塊條形磁鐵,并將各自的一個(gè)磁極相互靠近 B.將放在粗糙木板上的兩塊條形磁鐵的磁極相互靠近 C.用條形磁鐵的一個(gè)磁極靠近另一塊用細(xì)線懸掛并靜止的條形磁鐵的中間位置 D.用條形磁鐵的一個(gè)磁極分別靠近另一塊用細(xì)線懸掛并靜止的條形磁鐵的兩端 13.通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng),小明經(jīng)過實(shí)驗(yàn)探究,畫出了通電直導(dǎo)線周圍磁感線的分布圖(如圖所示),下列相關(guān)描述錯(cuò)誤的是 (　　) A.小磁針b端為 N 極 B.通電直導(dǎo)線周圍不同位置磁場(chǎng)強(qiáng)弱相同 C.增大直導(dǎo)線中的電流可使其周圍磁場(chǎng)增強(qiáng) D.改變直導(dǎo)線中電流的方向,小磁針N極的指向?qū)?huì)發(fā)生改變 第13題圖 第14題圖 14.如圖所示是利用磁懸浮原理浮在空中的盆栽,盆栽底部有磁體,底座內(nèi)裝有電磁鐵.給盆栽澆水后 (　　) A.盆栽受到的磁場(chǎng)力大小不變 B.底座對(duì)桌面的壓強(qiáng)大小不變 C.要使盆栽與底座之間的距離不變,可改變電磁鐵線圈內(nèi)的電流方向 D.要使盆栽與底座之間的距離不變,可適當(dāng)增大電磁鐵線圈內(nèi)的電流 15. 新風(fēng)向　跨學(xué)科融合(多選)如圖所示是小威設(shè)計(jì)的線圈指南針,銅片和鋅片分別與線圈兩端相連,銅片和鋅片放入食鹽水中構(gòu)成了化學(xué)電池,銅片為正極,鋅片為負(fù)極,浮在液面上的線圈就能指示方向了.關(guān)于該裝置的分析正確的是 (　　) A.線圈能夠指示方向是因?yàn)榇嬖诘卮艌?chǎng) B.線圈右端為S極 C.線圈匝數(shù)越多,磁性越強(qiáng) D.線圈的磁極方向與銅片和鋅片的位置無關(guān) 16.(多選)如圖所示,GMR是一個(gè)“巨磁電阻”,其阻值會(huì)隨著它周圍磁場(chǎng)的變化而急劇變化,且磁場(chǎng)越強(qiáng)阻值越小.閉合開關(guān)S2后,以下說法正確的是 (　　) A.S1斷開時(shí),指示燈最暗 B.S1閉合,滑片P在圖示位置時(shí),指示燈最暗 C.S1閉合,滑片P在滑動(dòng)變阻器最右端時(shí),指示燈最亮 D.S1閉合,滑片P在滑動(dòng)變阻器最左端時(shí),指示燈最亮 三、作圖題(共8分) 17.(4分)請(qǐng)根據(jù)圖中通電螺線管的磁極,在磁感線上標(biāo)出磁場(chǎng)方向,并標(biāo)出小磁針的N極以及電源的正、負(fù)極(用“+”“-”表示). 18.[教材素材變式](4分)將圖中的電磁鐵連入你設(shè)計(jì)的電路中(在虛線框內(nèi)完成),要求:(1)電路中的電磁鐵磁性的強(qiáng)弱能改變;(2)開關(guān)閉合后,小磁針靜止時(shí)如圖所示. 四、實(shí)驗(yàn)探究題(共17分) 19.(7分)通電螺線管外部的磁場(chǎng)是怎樣分布的?我們通過以下實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行探究: (1)在硬紙板上放置一個(gè)螺線管,周圍均勻地撒滿鐵屑,給螺線管通電后,鐵屑被　　　.輕敲紙板,觀察鐵屑的排列情況如圖甲所示,圖乙和圖丙分別是蹄形磁體和條形磁體的磁場(chǎng)分布情況,對(duì)比分析可知通電螺線管外部的磁場(chǎng)分布與　　　　磁體相似.? 　甲　　　　乙　　　　 丙　　　　　丁 (2)我們要判斷通電螺線管外部的磁場(chǎng)方向,需要借助　　　　.? (3)根據(jù)前面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,把通電螺線管看成一個(gè)磁體,它的兩極如圖丁所示,為了進(jìn)一步探究通電螺線管的極性與環(huán)繞螺線管的電流方向之間有什么關(guān)系,我們下一步要做的是　　　　　　　　　　　　,觀察　　　　　　　　　　　　　　　　　.? 20.(10分)如圖是小明探究“影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱因素”的實(shí)驗(yàn)裝置,它由電源、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、電流表、帶鐵芯的螺線管(電磁鐵)和自制刻度板等組成,通過觀察指針B偏轉(zhuǎn)角度的大小可以判斷電磁鐵磁性的強(qiáng)弱.在指針下方固定一物體A,當(dāng)導(dǎo)線a與接線柱2相連時(shí),閉合開關(guān)后,指針B發(fā)生偏轉(zhuǎn). (1)指針下方的物體A可能由　　　　制成.? A.銅　　B.鋁　　C.塑料　　D.鐵 (2)開關(guān)閉合后,電磁鐵左端為　　　　極.? (3)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn): ①將滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)的過程中,指針B偏轉(zhuǎn)的角度將會(huì)　　　　(選填“增大”“減小”或“不變”);? ②將導(dǎo)線a由與接線柱2相連改為與接線柱1相連,閉合開關(guān)后,調(diào)整滑動(dòng)變阻器的滑片P的位置,使電路中的　　　　保持不變,可發(fā)現(xiàn)指針B偏轉(zhuǎn)的角度將會(huì)　　　　(選填“增大”“減小”或“不變”).? (4)經(jīng)過對(duì)電磁鐵的研究,可得出結(jié)論:當(dāng)線圈匝數(shù)一定時(shí),通過電磁鐵的電流越大,電磁鐵的磁性越　　　　;當(dāng)通過電磁鐵的電流一定時(shí),電磁鐵的線圈匝數(shù)越多,磁性越　　　　.(均選填“強(qiáng)”或“弱”)? 五、綜合應(yīng)用題(共17分) 21.(8分)閱讀材料,回答下列問題. 電磁繼電器與掃地機(jī)器人 某智能掃地機(jī)器人(如圖甲)可通過灰塵傳感器自動(dòng)尋找灰塵清掃,通過電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生高速氣流將灰塵等吸入集塵盒.圖乙為其部分工作原理圖,R為光敏電阻,其阻值隨光照的增強(qiáng)而減小,下表為部分工作參數(shù)(注:電池總?cè)萘?.5 A·h是指機(jī)器人在額定電壓下以2.5 A的電流可工作1 h). 　　　 甲　　　　　　　　　 乙 (1)接通電源,機(jī)器人開始工作,當(dāng)清掃到一定程度,地面灰塵減少時(shí),照射到光敏電阻上的光照增強(qiáng),通過電磁鐵的電流將　　　　(選填“變大”“不變”或“變小”),則電磁鐵的磁性　　　　(選填“增強(qiáng)”“不變”或“減弱”),B觸頭將與　　　　(選填“A”或“C”)觸頭接觸,　　　　停止工作.? (2)充滿電后電池儲(chǔ)存的電能為　　　　J,充滿電后最多可供掃地機(jī)器人工作　　　h.? 22.(9分)如圖甲是某汽車超載記錄器的工作原理圖,控制電路中,電源電壓U=6 V,壓敏電阻R的阻值隨壓力的變化關(guān)系如圖乙所示,繼電器線圈電阻R0=10 Ω.當(dāng)通過線圈的電流達(dá)到0.2 A時(shí),繼電器的銜鐵被吸下,工作電路中的電控照相機(jī)工作,拍攝超載車輛.(g取10 N/kg) (1)質(zhì)量超過多少噸的車輛經(jīng)過壓敏電阻時(shí)會(huì)被拍照? (2)求控制電路每分鐘至少消耗的電能. 　　　　　　甲　　　　　　　　　乙 1.地磁場(chǎng)　S(南) 2.弱　左 3.偏轉(zhuǎn)　磁場(chǎng) 4.鐵　小磁針、小鐵釘 5.正、負(fù)　異名磁極　磁場(chǎng) 6.異名磁極　電流 【解析】同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引,題圖中,左右兩塊電磁鐵將數(shù)枚原本沒有磁性的細(xì)鐵釘磁化后,這些鐵釘相互吸引,可見,a端和b端為異名磁極. 7.磁效應(yīng)　彈簧彈力 【解析】閉合開關(guān)后,電磁鐵中有電流通過,電磁鐵具有磁性,能吸引鐵質(zhì)插銷使彈簧被拉長,門鎖打開;斷開開關(guān)后,電磁鐵中無電流通過,電磁鐵會(huì)失去磁性,鐵質(zhì)插銷會(huì)在彈簧彈力的作用下插入插槽,門鎖關(guān)閉. 8.右　減小 【解析】電磁鐵能吸引鐵磁性物質(zhì),所以落入右坑中的是鐵礦石,而非鐵礦石在重力的作用下,落入左坑中;欲使所選鐵礦石的含鐵量增大,則應(yīng)減小電磁鐵中的電流,使其磁性減弱,使含鐵量大的礦石可以落入右坑中. 9.C　要探測(cè)月球表面附近是否有磁場(chǎng),可以使用一個(gè)靈敏指南針,撥動(dòng)靈敏指南針,靜止時(shí)若兩極有固定的指向,則說明月球表面存在磁場(chǎng),反之則說明月球表面沒有磁場(chǎng). 10.A　根據(jù)安培定則可知,題圖A中的左端為N極,右端為S極,故A錯(cuò)誤. 11.C　磁感線不是真實(shí)存在的曲線,是人們?yōu)榱诵蜗竺枋龃艌?chǎng)而假想的曲線,A錯(cuò)誤;磁極間的相互作用是通過磁場(chǎng)發(fā)生的,B錯(cuò)誤;磁感線上任意一點(diǎn)的切線方向,就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向,C正確;磁體外部的磁感線總是從N極出發(fā),回到磁體的S極,D錯(cuò)誤. 12.D　當(dāng)兩人各拿一塊磁鐵并將磁極相互靠近時(shí),由于外力的作用,在人的主觀感覺上容易產(chǎn)生誤判,故A不是最佳方案;若兩塊磁鐵的磁性都不是很強(qiáng)時(shí),將兩塊磁鐵放在粗糙的桌面上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯,故B不是最佳方案;條形磁鐵的中間位置的磁性最弱,兩端的磁性最強(qiáng),故要驗(yàn)證磁極間的相互作用規(guī)律應(yīng)該讓磁鐵的兩極相互靠近,故C不是最佳方案. 13.B　小磁針b端所指方向與磁感線方向一致,故b端為N極,故A正確;由通電直導(dǎo)線周圍磁感線的分布圖可知,離導(dǎo)線越近,磁感線越密,磁場(chǎng)越強(qiáng),故B錯(cuò)誤;通電直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)強(qiáng)弱,與電流的大小有關(guān),電流越大,磁場(chǎng)越強(qiáng),故C正確;通電直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)方向與電流方向有關(guān),改變直導(dǎo)線中電流的方向,直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)方向發(fā)生改變,小磁針N極的指向?qū)?huì)發(fā)生改變,故D正確. 14.D　盆栽懸浮,所受磁場(chǎng)力F與自身重力G是一對(duì)平衡力,F=G.給盆栽澆水后,G增大,故盆栽受到的磁場(chǎng)力變大,A錯(cuò)誤;澆水后,底座受到的磁場(chǎng)力增大,桌面受到的壓力也增大,由于受力面積不變,故底座對(duì)桌面的壓強(qiáng)增大,B錯(cuò)誤;澆水后,盆栽與底座之間的距離會(huì)減小,要使距離保持不變,可通過適當(dāng)增大電磁鐵線圈內(nèi)的電流來增強(qiáng)電磁鐵的磁性,C錯(cuò)誤,D正確. 15.AC　線圈能夠指示方向是因?yàn)橥娐菥€管相當(dāng)于一個(gè)磁體,受地磁場(chǎng)作用,可以指示方向,故A正確;銅片為正極,鋅片為負(fù)極,根據(jù)右手螺旋定則可知線圈右端為N極,故B錯(cuò)誤;電磁鐵的磁性與線圈中電流的大小和線圈的匝數(shù)有關(guān),匝數(shù)越多,磁性越強(qiáng),故C正確;銅片為正極,鋅片為負(fù)極,銅片和鋅片的位置不同,電流方向不同,則線圈的磁極方向不同,故D錯(cuò)誤.故選AC. 16.AD　S1斷開時(shí),電磁鐵無磁性,由題意可知GMR的阻值最大,由I=UR可知,右側(cè)電路中的電流最小,由P=I2R可知,指示燈的實(shí)際功率最小,指示燈最暗,故A正確,B錯(cuò)誤;S1閉合時(shí),電磁鐵有磁性,GMR的阻值減小,當(dāng)滑片P在滑動(dòng)變阻器最左端時(shí),左側(cè)電路中的電阻最小,由I=UR可知,左側(cè)電路中的電流最大,電磁鐵磁性最強(qiáng),則GMR的阻值最小,右側(cè)電路中的電流最大,由P=I2R可知,指示燈的實(shí)際功率最大,指示燈最亮,故C錯(cuò)誤,D正確.故選AD. 17.如圖所示. 18.如圖所示. 【解析】改變線圈中的電流大小可以改變電磁鐵磁性的強(qiáng)弱,因此電路中要有一個(gè)滑動(dòng)變阻器.開關(guān)閉合后,要使小磁針靜止時(shí)如題圖所示,則電磁鐵的左端應(yīng)為N極,由右手螺旋定則可以判定,電流要從電磁鐵的左端流入. 19.(除標(biāo)注外,每空1分)(1)磁化　條形　(2)小磁針　(3)改變電流方向(或調(diào)換電源正負(fù)極)(2分)　小磁針的指向(2分) 【解析】(2)要判斷通電螺線管外部磁場(chǎng)的方向,可以借助于小磁針,小磁針N極所指的方向即為小磁針?biāo)谖恢玫拇艌?chǎng)方向. 20.(除標(biāo)注外,每空1分)(1)D　(2)S　(3)①增大?、陔娏?2分)　增大　(4)強(qiáng)(2分)　強(qiáng) (2分) 【解析】(3)①當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變小,電路中的電流變大,電磁鐵的磁性增強(qiáng),物體A受到的吸引力增大,所以指針B偏轉(zhuǎn)的角度增大;②將導(dǎo)線a由與接線柱2相連改為與接線柱1相連,閉合開關(guān)后,調(diào)整滑動(dòng)變阻器滑片P的位置,使電路中的電流保持不變,此時(shí)電磁鐵線圈匝數(shù)增多,電磁鐵磁性增強(qiáng),指針B偏轉(zhuǎn)的角度將會(huì)增大. 21.(除標(biāo)注外,每空1分)(1)變大　增強(qiáng)　C　電動(dòng)機(jī)　(2)1.08×105(2分)　1(2分) 【解析】(1)照射到光敏電阻上的光照增強(qiáng)時(shí),光敏電阻的阻值變小,控制電路中的電流變大,電磁鐵磁性增強(qiáng),將銜鐵吸下,B觸頭與靜觸頭C接觸,電動(dòng)機(jī)停止工作.(2)充滿電后電池儲(chǔ)存的電能W=UIt=12 V×2.5 A×3 600 s=1.08×105 J,根據(jù)P=Wt可得,能持續(xù)供機(jī)器人正常工作的時(shí)間t'=WP=1.08×105J30W=3 600 s=1 h. 22.(1)銜鐵被吸下時(shí),控制電路中的總電阻R總=UI=6V0.2A=30 Ω (1分) R=R總-R0=30 Ω-10 Ω=20 Ω (1分) 此時(shí)壓敏電阻所承受的壓力F=2×105 N (1分) m=Gg=Fg=2×105N10N/kg=20 000 kg=20 t (1分) (2)壓敏電阻最大阻值為80 Ω 此時(shí)控制電路中的最大電阻R總max=R0+Rmax=10 Ω+80 Ω=90 Ω (1分) 控制電路中的最小電功率Pmin=U2R?總max=(6V)290Ω=0.4 W (2分) Wmin=Pmint=0.4 W×60 s=24 J (2分) 磁電磁體有南、北兩極電荷有①　　　　兩種?磁體能吸引鐵磁性物質(zhì)帶電體能吸引輕小物體②　　　　互相吸引?異種電荷互相吸引磁體周圍存在③　　　?電荷周圍存在“電場(chǎng)”額定電壓12 V額定功率30 W電池總?cè)萘?2.5 A·h工作噪聲

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