2026-2027学年人教版九年级全一册第二十章《电与磁》 单元提升培优评价卷（含解析）

人教版九年级全一册物理第二十章电与磁

单元提升培优评价卷时间：60分钟满分：100分题序一二三四五六总分得分一、选择题（每小题4分，共40分。第9～10题为不定项选择题）1.据《武经总要》记载，古人先将鱼形铁烧红，令鱼头、尾指向南北，然后将其放入水中冷却，依靠地磁场获得磁性，再将其放入水中漂浮制成指南鱼，图中是它静止时的指向。下列说法正确的是（）A．可以用铝来制作指南鱼B．鱼头所指的方向为地磁场的南极C．指南鱼可以在其周围产生磁感线D．鱼尾是指南鱼的N极2.对下图所示的实验或装置，分析不正确的是（）A．动圈式话筒的工作原理是“磁生电”B．只有铁屑分布较多的地方才有磁场C．接通电源，导体ab会受到磁场的作用力D．根据电流方向，可判定螺线管的上端为N极3.如图是我国完全自主设计建造的首艘电磁弹射型航空母舰“福建舰”。其弹射舰载机的工作过程是，弹射轨道里的定子产生强磁场，与舰载机相连的动子滑块（相当于导体）通电后，产生强大的推力，将舰载机弹出。下列实验与舰载机弹射工作原理相同的是（）A． B．C． D．4.鲁巴化学实验室需要低温储存某种试剂，要求将环境温度控制在一定的范围内。实验员小钟为此设计了温度自动报警器。原理如图所示，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的是（）A．温度达到12℃，灯L亮，电铃报警B．当温度达到15℃时，电铃报警C．报警器中水银温度计和电磁铁并联在电路中D．若要降低报警温度，需将金属丝上移5.如图是一种水位自动报警器原理图，关于它的工作原理，下列说法正确的是（）A．水位升高到金属块A时，绿灯亮B．红灯亮时，电磁铁有磁性C．水位到达金属块A时，电磁铁上端为S极D．为使报警器在更高的水位能报警，可以下降A的高度6.如图所示，学校的物理兴趣小组用漆包线自制了一个简易电动机，甲图是电路图，乙图是他们绕制的线圈，线圈的下方是一强磁铁，漆包线在线圈的两端各伸出约5cm，将电路的两端分别接在铁圈A、B上，A、B固定在木支架上，下列说法正确的是（）A．若要该电动机持续转动起来必须用小刀将一端漆包线全部刮掉，另一端刮掉半周B．电动机的工作原理是电磁感应C．如果同时改变电流方向和磁场方向，电动机的转动方向改变D．移动滑动变阻器滑片不能改变电动机的转速7.某物理兴趣小组为了研究利用不同的连接方式控制双线并绕螺线管的磁性强弱，设计了如图所示的双线并绕的螺线管，a、b、c、d为四个接线柱，其中a、c之间连接一根较粗的导线，b、d之间连接一根较细的导线。假如用两端电压恒定的同一个电源供电，下列说法正确的是（）A．bc相连，然后a、d分别接电源两极时，电磁铁的磁性最强B．cd相连，然后a、b分别接电源两极时，电磁铁的磁性最强C．ab相连、cd相连，然后分别接电源两极时，电磁铁的磁性最强D．ad相连、bc相连，然后分别接电源两极时，电磁铁的磁性最强8.如图所示，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），它们和电磁继电器组成智能电路来控制路灯。白天灯熄，夜晚灯亮。下列说法正确的是（

）A．白天流过R的电流较小B．给路灯供电的电源应接在“b、c”两端C．要让路灯在天更暗的时候才发光，应将电阻R调小些D．电磁铁上端是N极9.关于下列四幅图的描述正确的是（

）A．甲图中Q点的磁场比P点的强B．乙图中地球磁场的N极在地理的南极附近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．丁图中让钢棒AB靠近条形磁体，若它们相互吸引，则钢棒具有磁性10.在学习了“电和磁”的知识后，小明用甲、乙两个直流电动机组装了如图所示的装置，闭合开关S后甲开始转动，同时用皮带带动乙转动，小灯泡发光。下列有关说法正确的是（）A．装置中的甲将化学能转化为机械能B．这个过程中乙的工作原理是电磁感应现象C．生活中动圈式话筒的原理与甲相同D．要使甲的转向改变可以将电源正负极对调二、填空题（每空2分，共24分）11.如图是小蔡同学设计的短跑比赛“抢跑判断器”。电磁铁是利用电流的____________效应工作的，电磁铁的上端为____________（选填“N”或“S”）极。R0是压敏电阻，阻值随压力的增加而增大，当运动员蹲在起跑器上后，裁判员老师闭合开关S1、S2，发令指示灯____________（选填“L1”或“L2”）亮，运动员抢跑后，电磁铁的磁性____________（选填“增强”或“减弱”），电磁铁将____________（选填“吸引”或“释放”）衔铁，抢跑指示灯____________（选填“L1”或“L2”）亮，则判定该运动员抢跑。12.如图，电源电压不变，GMR是一个巨磁电阻，其阻值随磁场的增强而急剧减小。闭合开关S1，电磁铁的左端为________极，再闭合开关S2，向右调节滑片，灯泡变13.小明为抽屉设计了一个简易防盗报警器，并将它安装在抽屉内。报警器原理图如图，光敏电阻的阻值随光照强度的增大而变小。合上抽屉时，电磁铁磁性________（选填“增强”“减弱”“不变”）。为使电铃更容易响起，可将R0的阻值减小，分析其原理：____________________14.下图是一款能发电的魔方充电器。转动魔方时，它利用_________________现象发电，将产生的电能储存于魔方内。魔方还能通过USB端口给移动设备充电，此时，魔方相当于电路中的__________（选填“电源”或“用电器”）。三、作图题（每小题5分，共10分）15.在图括号内标出开关闭合后通电螺线管的极性，并在B点处用箭头标出磁感线的方向。16.(1)如图所示，请根据通电螺线管的磁感线方向，在括号内标出通电螺线管左端的极性（用“N”、“S”表示）和电源左端的极性（用“+”、“-”表示）(2)如图为家庭部分电路，请用笔画线代替导线，在图中完成家庭电路的连接，要求：开关控制电灯。四、实验探究题（第17题7分，第18题7分，共14分）17.物理社团的小中同学在物理实验室里连接了图甲所示的实验装置来探究导体在磁场中产生电流的条件。他闭合开关，多次按图乙中A、B、C、D所示箭头方向、快慢不同地移动导体ab进行实验，并将实验现象记录在右图的表格中。项目导体运动方向灵敏电流计指针是否偏转开关闭合图乙A不偏转图乙B不偏转图乙C快，偏转角度大图乙D慢，偏转角度小开关断开均不偏转(1)实验时，你觉得通过观察______________来判断电路中是否产生了感应电流。(2)你结合小中多次实验收集的证据，初步得出的结论是___________________________。(3)为使实验现象更明显，请你提出一条有效的改进措施：___________________________。(4)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。18.探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件：将导体AB悬挂起来，并使导体AB水平置于蹄形磁体的磁场中。闭合开关，让导体AB在磁场中运动，观察灵敏电流表指针的偏转情况，并记录在下表中。实验序号导体AB的运动情况灵敏电流表指针的偏转情况1竖直上下运动不偏转2水平左右运动偏转3斜向左右运动偏转(1)实验用到的研究方法是________和________。(2)由实验可知，________电路的一部分导体在磁场中做________运动时，电路中会产生感应电流。(3)一小组在实验时发现：导体AB水平向左和向右运动时，灵敏电流表指针偏转方向不同。其他小组的同学也有这样的发现。综合可得：感应电流的方向与________有关。若要探究感应电流的方向与磁场方向是否有关，具体的操作是________。(4)导体AB在磁场中运动时产生感应电流，是________能转化为电能的过程，由此可以制成________（选填“电动机”或“发电机”）。(5)实验中还发现：当导体AB左右运动的速度不同时，灵敏电流表指针偏转的角度不同，由此提出的可以探究的问题是________。五、综合题（共6分）19.跨学科实践设计家庭养花自动浇水装置【项目提出】随着人民生活品质的提升，养花逐渐成为人们绿色生活的一部分。但若全家外出旅游一段时间时，应如何按时给花浇水呢？创新小组设计了一个自动浇水装置。【项目分析】小组同学想设计一个能根据花盆中的土壤含水量定时、定量自动浇水的装置，设计的方案图如图所示。【项目实施】(1)设计浇水装置：小组同学将小型水泵（电动机）接入甲图电路中，闭合开关，水泵开始工作，将水箱中的水输送到花盆中，实现浇花的目的。水泵的核心部件电动机的工作原理是___________。它工作过程中将___________能转化为___________能。(2)优化浇水装置：小组同学对装置进行优化，使其具有根据土壤湿度自动浇水的功能。把湿度传感器插入土壤中，如图乙所示，并设计了如图丙所示的控制电路。控制电路电压恒为12V，R为湿敏电阻，其阻值随湿度的增大而增大。当土壤湿度低于或等于设定值时，通过电磁铁线圈的电流I≥30mA，衔铁被吸下，【展示交流】(3)如果将图丙电路中电池的正负极对调，___________（选填“会”或“不会”）影响该装置工作。六、科普阅读题（共6分）20.阅读材料，回答问题手机无线充电生活中常见的手机无线充电主要方式为电磁感应充电，原理如图甲所示，交变电流通过无线充电板（送电线圈）产生磁场，手机（受电线圈）放在无线充电板上就能充电，并将电能储存到手机的锂电池内。这种无线充电的主要优势是在近距离时效率可达90%。现在很多手机都搭配了超级无线快充功能，在快充过程中的不同阶段中充电功率会根据电池的电量进行调整。我国某品“智能手机A使用标称电压3V，容量4400mA•h的电池，采用超级快充技术，不到10min就可把电池的电量充达一半，极大地方便了人们使用。虽然电磁感应式无线充电具有便捷、高效等优点，但充电效率也受到多种因素影响。系统的稳定程度、环境干扰物、线圈材料的电阻、对齐相对位置等都会影响能量传输的效率。例如，环境温度过高会使线圈电阻增大，影响能量传输降低充电效率；周围金属物体可能会干扰磁场分布，降低充电效率；只有当线圈对齐时才能实现高效率的充电。(1)手机在无线充电时，手机中的受电线圈会产生感应电流，该过程与______（选填“发电机”或“电动机”）工作原理相似；(2)给电池充电过程中，将______能转化为______能，电池相当于______（选填“用电器”或“电源”）；(3)以下______是正确的充电方式并能提高充电的效率；A．在高温环境下充电 B．将手机与充电底座紧密对齐放置C．在充电底座周围放置金属装饰物 D．随意摆放手机进行充电(4)用标有“输出11V6A”字样的充电器给智能手机A电池充电，设充电器工作时输出功率保持不变，充电效率为75%，则选用该充电器将手机A电池从零到充满电需要______min；(5)利用USB充电电流电压显示计来实时测量充电过程中充电器输出的电流和电压，并绘制如图乙、丙所示图像。若充电导线的阻值为0.1Ω，前20min导线产生的热量为______J。参考答案与解析一、选择题1.B2.B3.A4.B5.B6.A7.C8.C9.AB10.BD二、非选择题11．【答案】磁NL1增强吸引L2【详解】电磁铁是利用电流的磁效应工作的。根据安培定则，用右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向N极，电流从电磁铁的上端流入、下端流出，所以电磁铁的上端为N极。当运动员蹲在起跑器上时，压敏电阻R0的阻值随压力的增大而增大，控制电路电流变小，电磁铁磁性较弱，不吸引衔铁。此时衔铁在上方发令指示灯L1所在电路接通，所以L1亮；运动员抢跑后，对起跑器的压力变小，R0的阻值减小，控制电路电流变大，电磁铁的磁性增强，吸引衔铁，L2所在电路接通，判定抢跑。12．【答案】N/北暗【详解】如图，电流从电磁铁右端流入，左端流出，根据安培定则可知，电磁铁左端为N极；闭合开关S1、S2，向右调节滑片P，滑动变阻器电阻增大，左侧电路中电流变小，电磁铁磁性减弱，周围磁场减弱，巨磁电阻电阻增大，总电阻变大，电源电压不变，根据欧姆定律，右侧电路中电流变小，灯两端电压变小，根据P=UI可知，灯泡的实际功率变小，灯泡变暗。13．【答案】减弱R0阻值减小，控制电路总电阻减小，根据I=【详解】由题意及图示可知，光敏电阻与R0当R0的阻值减小时，控制电路的总电阻减小，在电源电压和线圈匝数不变的情况下，根据欧姆定律I=14．【答案】电磁感应电源【详解】[1]转动魔方时，闭合电路的导体做切割磁感线运动，会产生感应电流，利用的是电磁感应现象。[2]在发电的过程中，机械能转化为电能；魔方能通过USB给移动设备充电时，魔方提供电能，相当于电路中的电源。15．【答案】【详解】根据右手安培定则可知，闭合开关后，图中电流从左端流入，右端流出，因此螺线管的右端为N极。磁感线在磁体外部从N极出发，回到S极。因此，B点的磁感线方向是从右向左。据此作图。16．【答案】(1)(2)【详解】（1）根据磁体周围的磁感线都是从N极出发回到S极，可以判断螺线管的左端是S极，右端是N极；根据安培定则可知，电流从螺线管的左端进入，从右端流出，可以判断电源的左端是正极。据此作图。（2）家庭电路中，插座和灯泡之间是并联的。灯泡的接法：灯泡和开关串联，开关接在火线和灯泡之间，这样既能控制灯泡，又符合安全用电原则，火线通过开关接灯泡底部，零线接灯泡螺旋位置；安装三孔插座时，上孔接地线，左孔接零线，右孔接火线。据此作图。17．【答案】(1)灵敏电流计指针是否发生偏转(2)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生电流(3)加快导体切割磁感线的速度/换用磁性更强的磁体(4)电源【详解】（1）实验中通过观察灵敏电流计的指针是否偏转来判断电路中是否有电流产生。如果指针偏转，说明电路中产生了感应电流；如果指针不偏转，则说明没有产生感应电流。（2）通过对比实验现象可知，当开关闭合，导体ab做切割磁感线运动时（如图C、D），电路中产生了感应电流；当导体运动方向与磁感线方向平行时（如图A、B），或开关断开时，电路中均无感应电流产生。初步得出的结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生电流。（3）感应电流的大小与磁场强弱和导体切割磁感线的速度有关。为了使实验现象更明显，即增大感应电流，可以换用磁性更强的磁体或加快导体切割磁感线的速度。（4）电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，这需要电路中有电源提供电流。因此，若要探究电动机原理，需要将灵敏电流计换成电源，给导体供电使其在磁场中受力运动。18．【答案】(1)控制变量法转换法(2)闭合切割磁感线(3)导体切割磁感线的运动方向控制导体AB的运动方向不变，将磁铁的磁极对调(4)机械发电机(5)感应电流的大小与导体运动的速度是否有关【详解】（1）本实验探究多个因素对感应电流的影响，每次只改变一个变量，用到控制变量法。将不易直接观察的感应电流的产生，转换为容易观察的灵敏电流表指针偏转，用到转换法。（2）本实验电路是闭合的，结合“不切割磁感线时无电流、切割磁感线时有电流”的实验现象，可得结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，才会产生感应电流。（3）仅改变导体运动方向时，指针偏转方向改变，说明感应电流方向与导体运动方向有关；根据控制变量法，探究感应电流方向与磁场方向的关系时，需要保持导体运动方向不变，只改变磁场方向（调换磁体磁极），观察指针偏转情况。（4）导体运动消耗机械能，最终得到电能，因此是机械能转化为电能。发电机就是利用电磁感应原理制成的。（5）实验中唯一变量是导体的运动速度，结果是感应电流大小（指针偏转角度）不同，因此可提出探究问题：感应电流的大小与导体运动的速度是否有关。19．【答案】(1)通电线圈在磁场中受力转动电机械(2)水泵(3)不会【详解】（1）电动机的核心工作原理是通电线圈在磁场中受力转动；电动机工作过程消耗电能，得到机械能，因此将电能转化为机械能。（2）土壤湿度低于设定值时需要浇水，结合图丙可知：衔铁被吸下后，电动机（水泵）所在的工作电路接通，因此水泵开始工作浇水。（3）电磁铁的磁性大小只和电流大小、线圈匝数有关，电池正负极对调仅改变电磁铁的磁极方向，不影响磁性大小，因此不会影响装置正常工作。20．【答案】(1)发电机(2)电化学用电器(3)B(4)16(5)1800【详解】（1）无线充电时，受电线圈产生感应电流，原理是电磁感应现象。发电机利用电磁感应原理工作，电动机利用通电导体在磁场中受力运动原理工作，因此该过程与发电机工作原理相似。（2）给电池充电过程中，消耗电能，将电能转化为电池内部的化学能储存起来；该过程中电池消耗电能，因此电池相当于电路中的用电器。（3）A．高温环境会增大线圈电阻，降低充电效率，故A错误；BD．只有线圈对齐时才能实现高效率充电，因此将手机与充电底座紧密对齐放置可以提高充电效率，故B正确，D错误；C．周围金属物会干扰磁场分布，降低充电效率，故C错误。故选B。（4）充电器输出功率P=UI=11电池充满电储存的总电能W=根据充电效率公式η=WPt（5）由图丙可知，前20min分三个阶段：0~5min电流I1=6A，时间t1=300s；5~10min电流I2=4A，时间选择题详解1．【答案】B【详解】A．只有铁、钴、镍等物质能够被磁化，铝不能被磁化，所以不可以用铝来制作指南鱼，故A错误；BD．静止时，鱼头指向北方，鱼头为指南鱼的N极，鱼尾是指南鱼的S极。由磁极间相互作用规律可知指南鱼的鱼头指向地磁场的南极，故B正确，D错误；C．磁感线是人们为了方便、形象地描述磁场引入的曲线，并不是真实存在的线，指南鱼周围没有磁感线，故C错误。故选B。2．【答案】B【详解】A．图中，动圈式话筒的工作原理是电磁感应，即“磁生电”，故A正确，不符合题意；B．磁体周围都有磁场，并不是只有铁屑分布较多的地方才有磁场，故B错误，符合题意；C．接通电源后，导体中有电流流过，在磁场中的通电导体会受到磁场的作用，故C正确，不符合题意；D．图中电流从螺线管的上端流入、下端流出，根据安培定则，螺线管上端为N极，故D正确，不符合题意。故选B。3．【答案】A【详解】由题意可知，弹射轨道里的定子产生强磁场，与舰载机相连的动子滑块（相当于导体）通电后，产生强大的推力，将舰载机弹出，由此可知，其原理是通电导体在磁场中受力而运动。A．图中有电源，闭合开关后电路中有电流，通电导体在磁场中受力而运动，与舰载机弹射工作原理相同，故A符合题意；B．图中是电铃的工作原理图，利用的是电流的磁效应，与舰载机弹射工作原理不一致，故B不符合题意；C．图中是奥斯特实验原理图，说明了电流周围存在磁场，与舰载机弹射工作原理不一致，故C不符合题意；D．图中，当导体做切割磁感线运动时，有感应电流产生，是电磁感应实验原理图，与舰载机弹射工作原理不一致，故D不符合题意。故选A。4．【答案】B【分析】先明确装置原理和温度计读数，水银是导体，该装置中水银温度计相当于控制电路的开关，当温度升高，水银柱上升接触到顶端金属丝时，控制电路接通，电磁铁吸下衔铁，接通电铃电路报警；温度未达到设定温度时，控制电路断开，电磁铁无磁性，灯泡电路接通，灯亮铃不响。【详解】A．温度达到12∘B．温度达到15∘C．控制电路中，水银温度计和电磁铁依次连接，是串联关系，不是并联，故C错误；D．若要降低报警温度，即更低温度就触发报警，更低温度对应的水银柱高度更低，需要将金属丝下移，上移会提高报警温度，故D错误。故选B。5．【答案】B【详解】A．当水位升高到金属块A时，控制电路接通，电磁铁产生磁性，吸引衔铁向下运动，使红灯所在电路接通，所以是红灯亮，而不是绿灯亮，故A错误；B．红灯亮时，说明衔铁被吸下，这是因为电磁铁有磁性，所以红灯亮的前提是电磁铁有磁性，故B正确；C．根据安培定则（右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向N极），电流从电磁铁下端流入，上端流出，可判断电磁铁上端为N极，不是S极，故C错误；D．如果下降A的高度，水位在较低时就能接触到金属块A，报警器会在更低的水位报警，而不是更高。若要在更高水位报警，应升高A的高度，故D错误。故选B。6．【答案】A【详解】A．一端漆全部刮去、另一端只刮去半周，使线圈半周通电受力，另半周断电后依靠惯性继续转动。它通过周期通断维持转动，并不使电流反向，故A正确；B．电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力而转动，而不是电磁感应，电磁感应是发电机的工作原理，故B错误；C．电动机的转动方向与电流方向和磁场方向有关，当只改变其中一个因素时，电动机的转动方向就会发生改变，如果同时改变电流方向和磁场方向，电动机的转动方向不改变，故C错误；D．滑动变阻器和线圈串联，移动滑动变阻器滑片可以改变电路上的电流大小，电流越大，电动机的转速就越快，说明移动滑动变阻器滑片能改变电动机的转速，故D错误。故选A。7．【答案】C【详解】通电螺线管的磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关。在匝数一定时，电流越大，磁性越强；在电流相同时，线圈匝数越多，磁性越强。A．bc相连，a、d分别接在电源两极，两条导线串联，电阻相对较大，通过的电流较小，所以螺线管磁性较弱。故A不符合题意；B．cd相连，a、b分别接在电源两极，两条导线串联，电阻相对较大，通过的电流较小，所以螺线管磁性较弱。故B不符合题意；C．ab相连，cd相连后分别接在电源两极，两条