2022年强化训练沪粤版九年级物理下册第十六章电磁铁与自动控制专题测评试卷(精选含详解)

九年级物理下册第十六章电磁铁与自动控制专题测评
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。

第I卷（选择题 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、如图所示，在通电螺线管周围a、b、c、d四个位置画出的小磁针指向正确的是（）
A．a、b B．b、c C．c、d D．a、d
2、如图所示，上端为N极的条形磁体悬桂在一轻弹簧上。

当闭合开关S且条形磁体处于静止状态后，其下端位于螺线管的上方。

下列措施可以使条形磁体向上运动的是（）
A．滑片P 向右缓慢移动B．在螺线管中插入铁芯
C．增大电源电压D．将电源的正负极对换位置
3、如图所示，弹簧测力计下吊着一个小铁球，小球正下方水平放置一个条形磁铁，小球与磁体左端相齐。

将条形磁体水平向左缓慢移动至右端与小球对齐。

在这个过程中，小球始终处于条形磁铁的正上方，则弹簧测力计的示数变化情况是（）
A．逐渐变大B．逐渐减小
C．先变小后变大D．先变大后变小
4、竖直固定的薄石板右侧放置电磁铁，通电后，左侧小磁针N极转至如图甲所示位置，左侧换成铁块A，则A会靠着薄板悬空静止如图乙所示（）
A．甲图电磁铁左端为N极
B．乙图增大电流，A所受的摩擦力不变
C．乙图电流反向，电磁铁会排斥A
D．乙图电源断开，A会由于惯性会保持静止
5、如图是一种水位自动报警器的原理图。

关于它的工作原理下列说法正确的是（）
A．水位达到金属块A时，绿灯亮
B．水位达到金属块A时，两灯同时亮
C．电磁铁中的电流越大，灯泡越亮
D．要增大电磁铁的磁性，可以增加电源1的电压
6、下面所做探究实验与得出结论相匹配的是（）
A．实验：马德堡半球实验→结论：液体内部存在压强而且很大
B．实验：奥斯特实验→结论：通电导体周围存在磁场
C．实验：用铁屑探究磁体周围的磁场→结论：磁感线是真实存在的
D．实验：探究带电体间的相互作用→结论：同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥
7、下列说法中不符合物理学发展史的是（）
A．奥斯特发现了电流周围存在磁场
B．我国宋代学者沈括是世界上最早记述磁偏角的人
C．托里拆利最早测出了大气压的数值
D．牛顿用实验验证了牛顿第一定律
8、如图是一种水位自动报警器的原理图，当水位到达金属块A时（一般的水能导电），电路中（）
A．红灯和绿灯都亮B．绿灯亮，红灯不亮
C．红灯亮，绿灯不亮D．红灯和绿灯都不亮
9、如图所示，A是悬挂在弹簧测力计下的条形磁铁，B是螺线管。

闭合开关，待弹簧测力计示数稳定后，将滑动变阻器的滑片缓慢向右移动的过程中，下列说法正确的是（）
A．电压表示数变大，电流表示数也变大
B．电压表示数变小，电流表示数也变小
C．螺线管上端是N极，弹簧测力计示数变小
D．螺线管上端是N极，弹簧测力计示数变大
10、关于下面四幅图的说法错误的是（）
A．拇指所指的那端就是通电螺线管的N极
B．地磁场的两极与地理的两极不重合
C．奥斯特实验证实电流的周围存在着磁场
D．司南之杓，投之于地，其柢指北
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）
1、如图所示，闭合开关 S，通电螺线管右侧的小磁针静止时，小磁针的 N极指向左，则电源的右端为极；若想使通电螺线管的磁性增强，滑动变阻器的滑片 P 应向端移动。

2、如图所示，条形磁铁置于水平面上，电磁铁水平放置且右端固定，当开关S闭合后，条形磁铁与电磁铁相互（选填“吸引”或“排斥”）．
3、酿酒坊里的发酵罐配有笨重的密封罩，为了方便操作，设计了一个杠杆和电磁铁组合系统来升降密封罩，如图所示。

装置通电后，电磁铁上端为（选填“N”或“S”）极，若电磁铁吸力较小，则应将滑动变阻器滑片向（选填“左”或“右”）滑动。

4、如图所示，在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地微满铁屑。

通电后观察小磁针的指向，轻敲纸板。

会看到铁屑有规律地排列起来：
（1）通电螺线管外部的磁场与磁体的磁场相似；
（2）利用（选填“铁屑”或“小磁针”）可以形象地显示磁场的分布情况。

5、如图所示是探究电磁铁磁性特点的电路图，闭合开关后，其电磁铁的A端是极，当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时，电流表的示数（选填“变大”“变小”或“不变”），电磁铁的磁性（选填“变强”“变弱”或“不变”）。

三、实验探究（5小题，每小题10分，共计50分）
1、某报报道一则消息：“上海的雨点鸽从内蒙古放飞后，历经20余天返回上海市区的鸽巢．”信鸽这种远距离辨认方向的本领实在令人称奇．人们对信鸽有高超的认路本领的原因提出了如下猜想：
A．信鸽对地形地貌有极强的记忆力；
B．信鸽能发射并接收某种超声波；
C．信鸽能发射并接收某种次声波；
D．信鸽体内有某种磁性物质，它能借助地磁场辨别方向．
如果你选出了答案，能否设计一个实验来验证你的猜想？
2、如图所示，是小明探究“影响电磁铁磁性强弱因素”的装置图它是由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管和自制针式刻度板组成．通过观察指针 B 偏转角度的大小来判断电磁铁磁性的强弱．在指针下方固定一物体 A，当用导线 a 与接线柱 2 相连，闭合开关后，指针 B 发生偏转．
（1）指针下方的物体 A 应由质材料制成．
A．铜B．铝C．塑料D．铁
（2）实验发现：①将滑动变阻器的滑片 P 向左移动过程中，指针B偏转的角度将会．
②将导线 a 由与接线柱 2 相连改为与接线柱 1 相连，闭合开关后，调整滑动变阻器的滑片 P 的位置，使电路中的电流保持不变，可发现指针 B 偏转的角度将会．
（3）经过对电磁铁的研究，可得出电磁铁的磁性强弱与及有关．
3、法国科学家阿尔贝•费尔和德国科学家彼得•格林贝尔由于发现巨磁电阻（GMR）效应，荣获了2007年诺贝尔物理学奖，这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度，如图所示是说明巨磁电阻特性原理的示意图．
（1）只闭合开关S2，指示灯不亮，再闭合开关S1，指示灯发光，由此可知，巨磁电阻的大小与磁场（填“有关”或“无关”）；S1闭合时通电螺线管的右端是极．
（2）闭合S1和S2，把滑片P向左移动，电磁铁的磁场（填“增强”或“减弱”），观察到指示灯变得更亮，由此实验可得出结论：磁场越强，巨磁电阻（填“越大”或“越小”）．
4、完成下列关于电流磁效应的有关问题：
（1）小明用如图所示的装置探究通电螺线管外部强场，选用小磁针是为
了，改变通电螺线管中的电流方向，发现小磁针指向转动180°，由此可
知，通电螺线饮外部的磁场方向与螺线管中方向有关。

（2）小红用图乙所示电路研究通电嫌线管的磁场。

她先将开关S接a，观察电流表的示数及吸引图钉的数目；再将开关S从a换到b，调节变阻器的滑片P，再次观察电流表的示数及吸引图钉的数目，此时调节滑动变阻器是为了，来探究
的关系。

（3）如图丙所示为小华设计的恒温加热器电路，他使用电磁继电器实现自动控制，图中R1应选用阻值随温度升高而的热敏电阻，为提高该恒温箱的工作温度，下列操作可行的
是。

A．将滑动变阻器R阻值取小一些
B．换用电压较大的直流电源U
C．换用相同长度时弹力更大的弹簧
5、下面是同学们做过的一些物理实验情景图，请你对这些实验现象分别进行分析并得出结论：
（1）图甲：闭合开关，小磁针发生偏转。

说明；
（2）图乙：迅速击打硬纸板，板上的鸡蛋落入杯中。

说明。

-参考答案-
一、单选题
1、【答案】A
【解析】【解答】由图可知，螺线管中电流的方向是向上的，由安培定则知道，通电螺线管的左端为N极，右端为S极，由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引知道，只有小磁针ab的指向正确。

故答案为：A。

【分析】根据安培定则判断螺旋管的磁极，磁极间同名磁极相互排斥。

2、【答案】D
【解析】【解答】A.开关闭合，根据安培定则可知，通电螺线管的上端为N极，异名磁极相互吸引，条形磁体向下运动，滑片P向右缓慢移动时，电路中的电流变大，电磁铁磁性增强，条形磁铁的排斥力增大，所以条形磁体继续向下运动，A不符合题意；
B.在螺线管中插入铁芯，电磁铁磁性增强，条形磁铁的吸引力增大，所以条形磁体继续向下运动，B 不符合题意；
C.增大电源电压，电路中的电流变大，电磁铁磁性增强，条形磁铁的吸引力增大，所以条形磁体继续向下运动，C不符合题意；
D.将a、b间电源的正负极对换位置，根据安培定则可知，通电螺线管的上端为S极，同名磁极相互排斥，条形磁体向上运动，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】根据右手定则判断通电螺线管的极性；同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；通电螺线管的极性与电流的方向和线圈的绕法有关。

3、【答案】C
【解析】【解答】条形磁体的磁性分布并不均匀，两个磁极磁性最强，中间的磁性最弱，所以将条形磁体水平向左缓慢移动至右端的过程中，铁球受到的吸引力先变小后变大，所以弹簧测力计的示数先变小后变大。

故答案为：C。

【分析】条形磁铁，两极的磁性最强，对铁的吸引力最强，中间的磁性最弱，对铁的吸引力最强弱。

4、【答案】B
【解析】【解答】A．由图可知，左侧小磁针N极被电磁铁的S极吸引，故电磁铁左端为S极，A不符合题意；
B．A靠着薄板悬空静止，竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力，且两个力大小相等，增大电流并不改变A的运动状态，所以摩擦力依然等于重力，即摩擦力大小不变。

B符合题意；
C．乙图铁片A被磁化，与电磁铁吸引，电流反向时，由于铁块是软磁体，所以电磁铁的仍会吸引A，C不符合题意；
D．乙图电源断开，A会因为重力作用向下运动，不会保持静止，D不符合题意。

故答案为：B。

【分析】根据磁极间的相互作用规律分析甲图电磁铁左端的磁极；根据二力平衡条件分析摩擦力是否改变。

根据磁体的吸铁性分析解答；根据电源断开后，电磁铁失去磁性分析。

5、【答案】D
【解析】【解答】AB．由图示知，当水位达到金属块A时，电磁继电器处于通路，电路中电流通过，电磁铁将衔铁吸下，则红灯接通，红灯亮，绿灯灭，AB不符合题意；
C．电磁铁中的电流越大，其磁性越强，对衔铁的吸引力越大，但不会影响通过灯泡的电流，所以灯泡的亮度不变，C不符合题意；
D．要增大电磁铁的磁性可以通过增大通过电磁铁的电流或增多线圈的匝数来实现，而增加电源1的电压，可以增大电路的电流，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】电磁铁通电后有磁性，磁性强弱和电流大小有关，和线圈匝数有关；根据电磁继电器受电磁铁的影响情况，判断工作电路的工作情况。

6、【答案】B
【解析】【解答】A．马德堡半球实验证明气体内部存在压强而且很大，A不符合题意；
B．奥斯特实验说明通电导体周围存在磁场，B符合题意；
C．磁感线是理想化的物理模型，磁感线实际上并不存在，C不符合题意；
D．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，D不符合题意。

故答案为：B。

【分析】马德堡半球实验证明大气有压强；奥斯特实验说明通电导体周围存在磁场；磁感线实际上并不存在；同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

7、【答案】D
【解析】【解答】A．丹麦物理学家奥斯特首先发现通电导体周围存在磁场，A不符合题意；
B．我国宋代学者沈括是世界上最早记录磁偏角的人，B不符合题意；
C．托里拆利最先测定大气压的数值，C不符合题意；
D．不受力的物体是没有的，故牛顿第一定律无法用实验来验证，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】牛顿第一定律是实验与推理而得的，不能通过实验探究。

8、【答案】C
【解析】【解答】当水位到达A时电路接通，电磁铁有磁性，衔铁就会在磁力吸引的作用下与红灯接通，红灯亮，绿灯不亮。

故答案为：C。

【分析】电磁继电器中电磁铁有电流，产生磁性，衔铁使电路接通，用电器工作。

9、【答案】C
【解析】【解答】AB.根据电路图，当滑片向右时，电阻减小，所以电流表示数增大，滑动变阻器处的分压减小，即电压表示数减小，AB不符合题意；
CD.根据安培定则判断，螺线管的上端是N极，由于同名磁极相互排斥，当电流增大时，磁性增强，所以弹簧测力计示数减小，C符合题意，D不符合题意。

故答案为：C.
【分析】根据电阻的变化，分析电压表和电流表示数的变化，结合安培定则判断螺线管的磁极位置，根据磁极间作用规律判断磁力变化。

10、【答案】D
【解析】【解答】A．由图可知，电流从螺线管的左端流入，由安培定则可知螺线管的右端是N极，A 正确，不符合题意；
B．地磁场的南北极与地理南北极相反，并不重合，B正确，不符合题意；
C．奥斯特实验说明通电导线周围存在磁场，C正确，不符合题意；
D．司南之杓，投之于地，其柢指南，司南的长柄指南，D错误，符合题意。

故答案为：D。

【分析】根据安培定则可以判断螺线管磁极位置；地磁场的南北极与地理南北极相反，并不重合；奥斯特实验说明通电导线周围存在磁场；磁体的南极指南。

二、填空题
1、【答案】正；右
【解析】【解答】根据异名磁极相互吸引可知螺线管的右端为S极、左端为N极，再根据安培定则可知螺线管正面的电流方向向上，故电源的右端为正极。

若使通电螺线管的磁性增强，则电路中的电流应增大，则电阻应减小，故滑动变阻器的滑片应向右移动。

【分析】由小磁针静止时N极的指向可判出通电螺线管的极性，根据安培定则判断电源的正负极；由螺线管的磁性强弱变化可知电流大小的变化，从而判断滑片的移动方向。

2、【答案】排斥
【解析】【解答】由右手螺旋定则，右手握住螺线管，电流由线圈左侧流入，螺线管左侧为N极；
条形磁铁右端为N极，所以相邻的两磁极为同名磁极，会相互排斥．
【分析】根据电流方向，结合安培定则判断电磁铁的磁极位置；根据磁极间的相互作用，判断磁铁的受力。

3、【答案】N；左
【解析】【解答】由图示知，闭合开关后，电流从通电螺线管的上端流入，下端流出，据安培定则知，电磁铁的上端为N极。

电磁铁的吸力较小，是因为它的磁性太弱，而图示中的电磁铁线圈匝数不可改变，但可改变通过的电流的大小，为了让磁性增强，应增大电流，那么应向左移动滑片，让变阻器接入电路的阻值变小，来增大电流。

【分析】根据电流方向和电磁铁的绕线情况，根据安培定则判断出电磁铁的极性；电磁铁磁性的大小与电流大小、线圈的匝数有关。

4、【答案】（1）条形
（2）铁屑
【解析】【解答】(1)通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。

(2)图中铁屑有规律地排列起来，所以可以利用铁屑可以形象地显示磁场的分析情况。

【分析】（1）通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似；（2）利用铁屑可以形象地显示磁场的分析情况。

5、【答案】S；变小；变小
【解析】【解答】根据安培定则可知，四指的方向为电流的方向，大拇指的方向即为N极的方向，B 为N极，A为S极。

当滑动变阻器的滑片P向a端滑动时，滑动变阻器接入的电阻变大，总电阻变大，电源电压不变，故电流表的示数变小。

电流变小，通电螺线管的磁性变弱。

【分析】电流可以产生磁场，即电流有磁效应，可以用来制作电磁铁，电流越大，产生的磁场强度越大，匝数越多，产生的磁场越强；同时物质的磁场强度与温度有关系，温度越高，物质的磁性就越小，结合具体的实验探究即可。

结合通电螺线管的电流方向，利用右手螺旋定则求解通电螺线管的N 极和S极。

三、实验探究
1、【答案】解：信鸽远距离辨认方向的本领，是因为其体内有某种磁性物质，它是借助地磁场来辨别方向的．可以在鸽子身上绑一块小磁铁，如果鸽子失去定向飞行能力，就说明鸽子是借助地磁场辨别方向的．
【解析】【分析】（1）地球的周围存在地磁场，地磁的N极在地理的南极附近，地磁的S极在地理的北极附近．（2）自然界中的动物的迁徙靠的就是地磁场来确定迁徙的路线，信鸽有高超的认路本领也
是利用的地磁场的作用．
2、【答案】（1）D
（2）变大；变大
（3）电流大小；线圈匝数的多少
【解析】【解答】解：（1）磁铁具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，所以物体A由铁质材料制成，故选D．（2）①由图知，滑动变阻器左边的电阻丝接入电路，滑片左移时，接入电路的电阻丝变短，电阻变小，电流变大，电磁铁的磁性增强，电磁铁对铁质A物体的吸引力变大，指针B偏转的角度将会变大．②在电磁铁中的电流不变时，将导线a由与接线柱2相连改为与接线柱1相连，电磁铁线圈的匝数增多，电磁铁的磁性增强，电磁铁对铁质A物体的吸引力变大，指针B偏转的角度将会变大．（3）由实验得出：电磁铁的磁性强弱与电流大小和线圈匝数的多少有关．
故答案为：（1）D；（2）①变大；②变大；（3）电流大小；线圈匝数的多少．
【分析】（1）此电路的工作原理是给电磁铁通电后，电磁铁具有磁性，吸引指针下方的物体A，使指针发生偏转，移动变阻器的滑片，改变电磁铁的电流大小，通过指针偏转角度的大小，反映出磁性的强弱变化；电磁铁有两个接线柱，通过连接不同的接线柱可以改变电磁铁线圈的匝数多少，所以通过此电路可以探究电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈匝数的关系．（2）当滑片向左滑动时，滑动变阻器连入电路的电阻将会变小，电路中的电流会变大，电磁铁的磁性会增强，指针偏转角度会增大．（3）电磁铁的磁性的影响因素：电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯．有铁芯时，电流越大，匝数越多，磁性越强．
3、【答案】（1）有关；S
（2）增强；越小
【解析】【解答】（1）闭合开关S2，指示灯不亮，说明巨磁电阻阻值很大，再闭合开关S1，指示灯发光，说明巨磁电阻变小，由此可知：巨磁电阻的大小与磁场强弱有关；当开关闭合后，电磁铁中的电流是从右端流入，左端流出，根据安培定则可知，电磁铁的左端为N极，右端为S极；
（2）若滑片P向左移动，电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，观察到指示灯变得更亮，说明电路中的电流明显增强，由欧姆定律可知，电路中GMR的阻值显著减小．由此实验可得出结论：磁场越强巨磁电阻的阻值越小；
故答案为：（1）有关；S；（2）增强；越小．
【分析】（1）根据现象分析确定巨磁电阻大小与磁场有关；根据安培定则分析判断确定通电螺线管的
极性；
（2）根据滑片的移动判断电流变化，确定电磁铁磁场强弱的变化，结合灯的亮度变化分析巨磁电阻阻值变化，得出结论；
4、【答案】（1）便于确定磁场的方向；电流
（2）控制电流大小不变；电磁螺线管磁场大小与线圈匝数的关系
（3）降低；C
【解析】【解答】（1）选用小磁针是为了显示磁场的方向，即小磁针静止时N极的指向为该点的磁场方向；改变通电螺线管中的电流方向，小磁针指向转动180°，说明通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中电流方向有关。

（2）实验中，他将开关S从a换到b上时，连入电路的线圈匝数发生了变化，为了保证电流不变，应调节变阻器的滑片P，控制两次实验的电流大小不变，再次观察电流表示数及吸引的大头针数目，这样才能探究出通电螺线管磁性强弱与线圈匝数的关系。

（3）当加热器的温度到达设定值后应该使电热丝停止工作，即电磁铁吸引衔铁，此时电磁铁的磁性应增强，电路中的电流应变大，根据欧姆定律可知，电路中的总电阻变小，即热敏电阻的阻值变小，故R1应选用阻值随温度升高而减小的热敏电阻。

为提高该恒温箱的工作温度，应减小电磁铁的磁性；
A．将滑动变阻器R阻值取小一些，根据欧姆定律可知，此时电路中的电流变大，电磁铁磁性增强，A 不符合题意；
B．换用电压较大的直流电源U，根据欧姆定律可知，此时电路中的电流变大，电磁铁磁性增强，B不符合题意；
C．换用相同长度时弹力更大的弹簧，在磁性相同的情况下，衔铁不容易被吸下，使得电热丝工作时间增长，温度升高，C符合题意。

故答案为：C。

【分析】电流可以产生磁场，即电流有磁效应，可以用来制作电磁铁，电流越大，产生的磁场强度越大，匝数越多，产生的磁场越强；同时物质的磁场强度与温度有关系，温度越高，物质的磁性就越小，结合具体的实验探究即可。

5、【答案】（1）通电导线周围存在着磁场
（2）鸡蛋具有惯性
【解析】【解答】(1)闭合开关，小磁针发生偏转，这说明小磁针附近存在磁场，而导线中有电流，则说明通电导线周围存在着磁场。

(2)由题意可知，迅速击打硬纸板，硬纸板受到力的作用而飞出去，而鸡蛋由于惯性保持静止状态，并由于重力的作用而下落到杯中；这说明了鸡蛋具有惯性。

【分析】（1）奥斯特实验证明电流周围存在这磁场，该磁场即为电荷定向移动造成的；
（2）物体总有一种保持原来运动状态的趋势，这就是物体的惯性，惯性的大小只与物体的质量有关，与运动的速度没有关系。