第二十章电与磁测试卷

第二十章电与磁测试卷（时间：90分钟分值：100分）一、选择题（本大题共10个小题，共30分。1~8小题为单选题，每小题的四个选项中，只有一个选项符合题意，每小题3分；9~10小题为多选题，每小题的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题意，每小题3分，全选对的得3分，选对但不全的得1分，有错选或不选的不得分。）1．在水平桌面上放置一条形磁体，磁体上盖有一薄玻璃板，在玻璃板上均匀地撒上一些细碎的铁屑，然后轻敲玻璃板，发现铁屑在玻璃板上有规律地排列，如图所示。下列说法正确的是（）A．用碎纸屑重做实验，纸屑也能有规律排列B．用其他任何金属碎屑重做实验，金属屑都能有规律地排列C．根据铁屑的排列规律，可以判断出条形磁体周围各位置的磁场方向D．磁体两端附近聚集的铁屑较多而中间铁屑较少，是因为条形磁体两端的磁性较强2．一款磁悬浮鼠标如图所示，它由带磁性的鼠标和基座组成，基座通电后鼠标会悬浮起来，手掌搭在悬空的鼠标上，可缓解长时间使用鼠标时手麻等问题。下列描述正确的是（）A．基座中通电的线圈周围存在磁感线B．鼠标悬浮的原理是同名磁极相互排斥C．鼠标悬浮时，鼠标周围不存在磁场D．基座中线圈产生的磁场是均匀分布的3．在探究通电螺线管性质的实验中，小明连接了如图所示的电路，通电螺线管左端放有小磁针，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，下列说法正确的是（）A．通电螺线管左端为S极B．小磁针N极水平向右C．若滑动变阻器的滑片P向b端移动，则通电螺线管的磁性增强D．若滑动变阻器的滑片P向b端移动，则通电螺线管的磁性减弱4．将强磁体靠近正在发光的白炽灯，观察到白炽灯的灯丝晃动。下列装置中由此原理制成的（）A．电磁铁B．发电机C．电动机D．话筒5．小明从电动玩具上拆下一块电池。为了确定该电池的正负极，他设计了以下四种方案，其中可行的是（）A．B．C．D．6．在潜水艇上使用磁流体推进器，可以降低噪声，使潜水艇能在航行中不易被发现。磁流体推进器的简易结构如图所示，它如同一条管道，内部有强磁场，把海水作为导电体，通过电极向海水供电，磁场对带电海水产生力的作用，使海水在通道内运动，若海水向后运动，则潜水艇会向前运动。下列有关说法正确的是（）A．磁流体推进器是利用电磁感应的原理工作的B．增强磁体的磁性，潜水艇受到的动力会增大C．只调换磁体的磁极，对潜水艇的运动没有影响D．要改变带电海水的受力方向，只能改变海水中的电流方向7．如图所示的电磁玩具，在两端封闭的塑料管中放入一块可以自由移动的磁体，塑料管外绕有金属线圈，线圈两端并联两个发光二极管，当塑料管上下翘动时，磁体便在线圈中来回移动，发光二极管就会交替发光。下列说法正确的是（）A．该装置与电动机的工作原理相同B．该装置的工作原理是电磁感应C．当磁体来回移动时，线圈中产生的电流方向不变D．二极管交替发光时，线圈中电流产生的磁场方向不变8．如图甲所示，水平放置的光滑金属导轨分别与电路连接，置于图甲所示的磁场中（“×”表示磁场方向垂直于纸面向里），闭合开关，金属棒b受到水平向右的磁场力作用。如图乙所示，平行金属导轨、电阻R、金属棒c处于图乙所示的磁场中，金属棒c沿金属导轨水平向右运动，则（）A．金属棒a不受磁场力B．电阻R2中没有电流流过C．金属棒c中有电流流过D．金属棒a受到水平向左的磁场力作用9．如图所示，电源电压不变，定值电阻的阻值为R，弹簧测力计下端挂一条形磁体，且与螺线管B在同一竖直线上，将开关S闭合，条形磁体静止时，弹簧测力计的示数为F0，则（）A．在螺线管中插入铜棒后，弹簧测力计的示数增大B．在螺线管中插入铁棒后，弹簧测力计的示数减小C．只改变电流的方向，弹簧测力计的示数增大D．只减少线圈的匝数，弹簧测力计的示数减小10．在如图所示的电路中，磁敏电阻的阻值R随磁场的增强而明显减小。将螺线管一端靠近磁敏电阻，闭合开关S1、S2，下列说法正确的是（）A．螺线管左端为S极，右端为N极B．当滑动变阻器的滑片向左滑动时，电压表的示数减小C．当滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表的示数增大D．在螺线管中插入铁芯，电压表的示数减小二、填空题（本大题共5个小题，每空2分，共28分。）11．在探究通电螺线管外部磁场的方向时，玻璃板上均匀地撒上铁屑，闭合开关，轻敲玻璃板，铁屑的分布情况如图所示。铁屑在玻璃板上的分布与__________的磁场分布相似。若把连接电源正、负极的接线对调，再闭合开关，轻敲玻璃板，此时铁屑分布情况__________（选填“改变”或“不变”），小磁针N、S极的指向__________（选填“改变”或“不变”）。12．如图所示，闭合开关后金属杆AB向左运动，发光二极管发光，这是______现象。此时电流______（选填“从A流向B”或“从B流向A”），这与______（选填“话筒”或“扬声器”）的工作原理相似。13．某燃气灶配备的熄火保护装置的原理示意图如图所示，电源电压恒定时，若炉火意外熄灭，感温变阻器电阻变大，电路中电流变______，电磁铁磁性变______，释放衔铁，活塞在弹簧作用下向右推动，关闭进气口，防止燃气外泄。若电流方向沿图中箭头方向，则电磁铁A端为______极。14．恒温箱的简易电路图如图所示。其工作原理是：接通工作电路后，电热丝加热，箱内温度升高，当箱内温度达到温度计金属丝A所指的温度时，控制电路接通，电磁铁有磁性，衔铁被吸下，工作电路___________，电热丝停止加热。当箱内温度低于金属丝A所指的温度时，控制电路断开，衔铁被___________，工作电路再次工作，电热丝加热，从而保持恒温箱内温度恒定。15．发电机原理的示意图如图所示，工作时______能转化为______能。图乙中的“⚪”表示导线ab，当它在磁场中分别转动到位置1~4时，其运动方向已用箭头标出，则没有感应电流产生的位置是______（选填“1”“2”“3”或“4”）。三、作图题（本大题共2个小题，每小题3分，共6分。）16．如图所示，通电时，小磁针按如图所示的方向转动，请在图中括号内标出电源的“＋”极或“－”极、螺线管的“N”极或“S”极，画出螺线管外的一条磁感线。17．请你按要求改进如图甲所示的测定油箱内油量的装置：（2）要求：①通常情况下，绿灯亮、红灯灭；②储油过少时，绿灯灭、红灯亮。（2）请将电路设计画在图上（电路元件用电路符号表示，其余元件用示意图表示）。四、实验探究题（本大题共2个小题，第18小题6分，第19小题12分，共18分。）18．用表面涂有绝缘漆的导线绕在铁钉上做成了线圈上有四个接线柱a、b、c、d的电磁铁，使用不同的接线柱可改变电磁铁线圈的匝数。将电磁铁和其他实验器材组成如图所示电路，用该电路来研究“影响电磁铁磁性强弱的因素”。请完成如下问题：（1）实验中电磁铁磁性的强弱是用电磁铁吸引________来反映的。（2）将电磁铁线圈的接线柱a接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器，可以探究电磁铁磁性强弱与________是否有关。（3）分别将电磁铁线圈的接线柱a、c接入电路，并调节滑动变阻器使________不变，可以探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数是否有关。19．“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置如图所示。（1）实验中，AB棒的材料可能是________（选填“铁”或“铝”）。（2）闭合开关，实验探究过程记录如表所示：根据实验的现象，可初步得出电路中产生感应电流的条件是闭合电路的一部分导体在磁场中做________运动。（3）保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验，是为了探究感应电流方向与________的关系。（4）实验中不能用小灯泡代替灵敏电流计的原因是_____________。（5）若将此装置中的灵敏电流计换成_____________，可进一步探究电动机的工作原理。（6）若在整理器材时未断开开关，水平向左撤去蹄形磁体（导体AB不动），则灵敏电流计的指针_____________（选填“会”或“不会”）偏转。五、综合应用题（本大题共2个小题，每小题9分，共18分。）20．为实现电热水器自动控制，小明同学利用电磁继电器（电磁铁线圈电阻不计）制作了具有延时加热、保温、，。控制电路中，＝3V保持不变，定值电阻的阻值R0＝50Ω，热敏电阻的阻值R随温度变化的图像如图乙所示；工作电路中，电压U2＝220V，R1、R2是电热丝，并且R1＝1000Ω，R2＝100Ω。已知水温达到80℃时衔铁会跳起。（1）求衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流。（2）求工作电路在保温状态下的电功率。（3）要使水温达到60℃时衔铁跳起，请说明应如何调整控制电路。21．潜水器内氧气浓度过低会影响内部人员的生命安全，其内部的氧气可通过电解水的方式来制备。某科创小组设计了氧气浓度报警装置，其简化电路（未连接完整）如图甲所示。气敏箱可等效为一个电阻，其阻值R与氧气浓度c的关系如图乙所示。闭合开关，当氧气浓度c＞0.28kg/m3时，绿灯正常发光；当c≤0.28kg/m3时，红灯正常发光。已知电源电压及两灯的额定电压均为4.8V，电磁铁线圈的电阻忽略不计。（1）电解水制备氧气的过程中，电能主要转化为_________能。（2）图甲中的A灯为_________（选填“红”或“绿”）灯。（3）闭合开关S，当c＝0.28kg/m3时，通过电磁铁线圈的电流为________A。（4）请根据文中信息，用笔画线表示导线，将图甲所示电路连接完整，要求导线不能相交（为接线柱）。

参考答案1．【答案】D【解析】用碎纸屑或其他不能被磁化的金属碎屑重做实验，都不能有规律地排列，故A、B错误。根据铁屑的排列规律，不能判断条形磁体周围各位置的磁场方向，只能根据磁场中小磁针静止时北极所指的方向判断该点的磁场方向，故C错误。磁体两端附近聚集的铁屑较多而中间铁屑较少，是因为条形磁体两端的磁性较强，故D正确。2．【答案】B【解析】基座中的通电线圈周围存在着磁场，不存在磁感线，故A错误。鼠标悬浮的原理是同名磁极相互排斥，故B正确。鼠标悬浮后周围存在磁场，故C错误。越靠近磁体的磁极，磁场越强，基座中线圈产生的磁场分布不均匀，故D错误。3．【答案】D【解析】电流从螺线管左端流入，右端流出，根据安培定则可知，此时通电螺线管的左端为N极，A错误；根据磁极间的相互作用规律可知，小磁针静止时，左端是N极，右端是S极，即小磁针N极水平向左，B错误；若滑动变阻器的滑片P向b端移动，接入电路的电阻变大，电流变小，故通电螺线管的磁性减弱，C错误，D正确。4．【答案】C【解析】白炽灯的灯丝晃动，这说明通电导体在磁场中受到力的作用。电磁铁利用电流的磁效应工作，故A不正确；发电机是根据电磁感应的原理制成的，故B不正确；电动机是根据通电导体在磁场中受到力的作用制成的，故C正确；话筒是利用电磁感应来工作的，故D不正确。5．【答案】C【解析】测电笔是用来辨别家庭电路中的相线和中性线的，故A不可行。灯泡的亮或灭，可以判断电路中是否有电流，而不能判断电路中电流的方向，也就不能判断电池的正负极，故B不可行。通电螺线管的极性与电流方向有关，由此可判断出电池的正负极，故C可行。电磁铁周围存在磁场，通过吸引大头针的多少可以判断电磁铁磁性的强弱，无法判断电池的正负极，故D不可行。6．【答案】B【解析】磁流体推进器是利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作的，故A错误。增强磁体的磁性，通电海水受到的力增大，潜水艇受到的动力会增大，故B正确。只调换磁体的磁极，带电海水的受力方向发生改变，潜水艇的运动会发生改变，故C错误。要改变海水的受力方向，可以改变海水中的电流方向，也可以改变磁场的方向，故D错误。7．【答案】B【解析】当磁体在线圈中来回移动时，塑料管外的线圈来回切割磁感线，发光二极管交替发光，说明电路中产生了感应电流，这一过程将机械能转化为电能，属于电磁感应现象，而电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，将电能转化为机械能，故A错误，B正确。当磁体来回移动时，线圈切割磁感线的方向发生变化，感应电流的方向也随之变化，故C错误。当二极管交替发光时，线圈中电流的方向不断改变，线圈中电流产生的磁场的方向也在不断改变，故D错误。8．【答案】B【解析】闭合开关，a、b的电流方向、磁场方向相同，受到的磁场力方向相同，都受到水平向右的磁场力作用，故A、D不符合题意；金属棒c水平向右运动，金属棒c没有切割磁感线，不会产生感应电流，故金属棒c与R2中没有电流流过，故B符合题意，C不符合题意。9．【答案】BC【解析】根据安培定则可以判断出通电螺线管的上端为N极，它与条形磁体之间存在着相互作用的斥力。铜棒不能被磁化，故在螺线管中插入铜棒后，通电螺线管的磁性不变，弹簧测力计的示数不变，故A选项错误；铁棒易被磁化，故在螺线管中插入铁棒后，通电螺线管的磁性增强，对条形磁体的排斥力增强，所以弹簧测力计的示数减小，故B选项正确；若只改变电流的方向，则通电螺线管的极性对调，通电螺线管会吸引条形磁体，使得弹簧测力计的示数增大，故C选项正确；若只减少线圈的匝数，则通电螺线管的磁性减弱，对条形磁体的排斥力减弱，使得弹簧测力计的示数增大，故D选项错误。10．【答案】BD【解析】由题图可知，通电螺线管面对读者的一侧电流的方向向上，利用安培定则，用右手握住螺线管，四指弯曲的方向与电流方向一致，则大拇指指向左端，因此螺线管的左端为N极，右端为S极，故A选项错误；当滑动变阻器的滑片向左滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电流变大，通电螺线管周围的磁场增强，由于磁敏电阻的阻值R随磁场的增强而明显减小，故磁敏电阻的阻值减小，由于磁敏电阻和R2串联，所以总电阻减小，根据欧姆定律可知电路中电流I增大，因此电压表示数UR＝U电源－IR2减小，故B选项正确；当滑动变阻器的滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，电流减小，通电螺线管周围的磁场变弱，磁敏电阻的阻值R增大，磁敏电阻和R2串联的总电阻增大，根据欧姆定律可知电路中电流I减小，故C选项错误；在螺线管中插入铁芯，通电螺线管的磁性增强，磁敏电阻的阻值减小，磁敏电阻和R2串联的总电阻减小，根据欧姆定律可知电路中电流I增大，因此电压表示数UR＝U电源－IR2减小，故D选项正确。11．【答案】条形磁体不变改变【解析】通电螺线管外部的磁场和条形磁体的外部磁场相似。若把连接电源正、负极的接线对调，则螺线管中电流的方向改变，磁场的方向改变，小磁针N、S极的指向发生改变，但磁场的形状不变，所以铁屑的分布情况不变。12．【答案】电磁感应从B流向A话筒【解析】闭合开关后，金属杆AB向左运动，导体切割磁感线运动，所以导体中有感应电流，这种现象是电磁感应；在此过程中机械能转化为电能，根据这个原理制成了发电机，话筒的原理与发电机的原理相似；发光二极管具有单向导电性，电流从正极流进、从负极流出时会发光，此时电流从B流向A。13．【答案】小弱S【解析】电源电压恒定，若炉火意外熄灭，感温变阻器电阻变大，由可知，电路中电流变小，电磁铁磁性变弱，释放衔铁，活塞在弹簧作用下向右推动，关闭进气口，防止燃气外泄。由图可知，电流从电磁铁的左端流入，由安培定则可知，电磁铁A端为S极。14．【答案】断开（或停止工作）拉起【解析】电磁继电器实际上就是一个用电磁铁来间接控制工作电路的开关。当箱内温度升高时，水银柱上升，达到温度计金属丝A所指的温度时，左边含电磁铁的控制电路接通，电磁铁有磁性，衔铁被吸下，右边含电热丝的工作电路被断开，电热丝停止加热；反之，当箱内温度下降，低于金属丝A所指的温度时，控制电路断开，衔铁被弹簧拉起，触点开关上移，工作电路再次接通，电热丝加热，从而保持恒温箱内温度恒定。15．【答案】机械电1【解析】发电机将机械能转化为电能；由图乙知磁感线方向水平向右，而导线在位置1时的运动方向与磁感线方向平行，不切割磁感线，不能产生感应电流；导线在位置2、3、4时都切割磁感线，都能产生感应电流。16．【答案】如图所示。【解析】由题图可知，小磁针顺时针偏转后，上端为S极，下端为N极，根据异名磁极相互吸引可知，通电螺线管的上端为N极，下端为S极，根据安培定则可知，电流从螺线管的下端流入，上端流出，所以电源的上端为负极；磁体外部的磁感线是从N极出发回到S极的。17．【答案】如图所示。【解析】从题意知，当液面下降时，浮标带动杠杆上的触点上移，电磁铁所在电路接通，这时应为红灯亮，因此判断，电磁铁通电后，吸引电磁继电器上的触点下移，接通红灯电路，当液面上升，电磁铁断电，失去磁性，电磁继电器上的触点上移，绿灯亮，根据此原理可设计电磁继电器用同一个电源，两灯共用一个电源，据此设计电路。18．【答案】（1）大头针的多少（2）电流大小（3）电流【解析】（1）电磁铁的磁性强弱是无法直接观察的，此实验中利用电磁铁吸引大头针数量的不同来反映电磁铁磁性强弱的不同，采用了转换法。（2）将电磁铁线圈的接线柱a接入电路，调节滑动变阻器，电路中电流不同，可以探究电磁铁的磁性强弱与电流大小是否有关。（3）分别将电磁铁线圈的接线柱a、c接入电路，并调节滑动变阻器控制电流不变，改变了线圈匝数，可以探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数是否有关。19．【答案】（1）铝（2）切割磁感线（3）磁场方向（4）感应电流太小，灯泡不能发光或发光不明显且不能显示电流方向（5）电源（6）会【解析】（1）铁是磁性材料，磁体能吸引铁，因此AB棒的材料可能是铝。（2）三次实验中，只有AB棒在磁场中做切割磁感线运动时才会产生感应电流，所以我们可以得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中才会产生感应电流。（3）保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验时，只有磁场的方向发生了改变，则这是为了探究感应电流的方向与磁场方向的关系。（4）实验中灵敏电流计的作用是显示感应电流的大小和方向。如果换成小灯泡，由于电流太小，灯泡不能发光或发光不明显且不能显示电流方向。（5）电动机工作时，将电能转化为机械能，由此可知，我们需要在电路中添加电源，即将灵敏电流计换成电源。（6）在整理器材时未断开开关，水平向左撤去蹄形磁体（导体AB不动），AB仍切割磁感线，会产生感应电流，则灵敏电流计的指针会偏转。20．【答案】（1）0.02A（2）44W（3）应把定值电阻更换阻值为82Ω的电阻【解析】（1）由图乙可知，当温度为80℃时，热敏电阻的阻值为100Ω，控制电路的总电阻R控＝R＋R