人教版九年级下册物理 电与磁单元综合测试(Word版 含答案)

人教版九年级下册物理电与磁单元综合测试（Word版含答案）
一、三物理电与磁易错压轴题（难）
1．小谦在探究“磁体间相互作用规律”时发现：磁体间的距离不同，作用力大小也不同。

他想：磁体间作用力的大小与磁极间的距离有什么关系呢？
(1)小谦用如图所示的实验进行探究。

由于磁体间作用力的大小不便测量，他通过观察细线与竖直方向的夹角 的变化，来判断磁体间力的变化，用到的科学方法是________法。

(2)小谦分析三次实验现象，得出结论：两磁铁磁极间的________，相互作用力越大，小月认为：这个结论还需要进一步实验论证，联想到磁体间的相互作用规律，还须研究甲、乙两块磁铁相互________时，磁体间作用力与距离的关系。

【答案】转化（或转换）距离越小排斥
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由题意可知，磁体间作用力越大，细线与竖直方向的夹角也越大，那么可以通过观察这个夹角的大小得知磁体间力的变化，用到的科学方法是转换法。

(2)[2]从三次实验可看到，夹角越大时，相互作用力越大，这时两磁铁磁极间的距离越小，可得出结论：两磁铁磁极间的距离越小，相互作用力越大。

[3]磁体间的相互作用规律有吸引也有排斥，所以还须研究甲、乙两块磁铁相互排斥时，磁体间作用力与距离的关系。

2．如图是小明探究“影响电磁铁磁性强弱因素”的装置图（A为指针下方固定的铁块；线圈电阻忽略不计）。

小明通过观察指针B偏转角度的大小来判断电磁铁磁性的强弱。

开始时导线a与接线柱1相连，闭合开关，指针B绕固定点O点发生偏转。

（1）实验前，应将导线b与滑动变阻器的__________（选填“c”或“d”）接线柱连接。

（2）闭合开关，电磁铁的左端为__________极；使滑片P向左移动时，指针的偏转角度变大，说明电磁铁磁性强弱与__________有关。

（3）断开开关，将导线a与接线柱1相连改为与接线柱2相连，保持滑动变阻器的滑片P 的位置不变，再闭合开关，此时指针偏转角度__________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

（4）下图所示的装置中应用电磁铁工作的是__________。

（选填序号）
【答案】c N 电流大小变小④
【解析】
【详解】
(1)[1]实验前，应将导线b与滑动变阻器的c接线柱连接，这样变阻器的电阻才能进行调节；
(2)[2]从图中可以看到，电流从电磁铁的右端流入，左端流出，根据安培定则可知电磁铁的左端为N极；
[3]滑片P向左移动时，电路中的总电阻变小，电路的电流变大，而指针的偏转角度也变大，说明电磁铁磁性强弱与电流大小有关；
(3)[4]由于线圈的匝数变少，电流强度不变，那么电磁铁磁性变弱，则指针偏转角度减小；
(4)[5]手摇发电机是产生电流，利用电磁感应原理工作的；自制电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的；动圈式话筒是利用电磁感应工作的；电铃通电时，电磁铁有电流通过，产生了磁性，小锤下方的弹性片被吸过来，小锤打击电铃发出声音，同时电路断开，电磁铁失去磁性，小锤又被弹回，电路闭合，不断重复，电铃会发出连续打击声，这是应用了电磁铁；故选④。

3．利用如图所示的实验装置探究电动机的工作原理，请你完成下列问题．
（1）通电后图甲中ab段导线受磁场力的方向竖直向上，请在图丙中作出ab段导线所受到的磁场力F′的示意图；
（_____）
（2）当线圈转过图乙所示位置时，通过改变_____的办法使线圈靠磁场力的作用可以继续顺时针转动至少半周；
（3）生产实际中，为使直流电动机的转子能持续不停地转动，在此结构的基础上主要是通过加装_____来实现的（填直流电动机的结构名称）．
【答案】电流方向换向器
【解析】
【分析】
电动机的原理是：通电导线在磁场中受力的作用，其所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，即只要改变一个量，其所受力的方向就会改变一次；直流电动机工作时，为了让线圈持续的转动下去，即是通过换向器在平衡位置及时的改变线圈中的电流的方向，即改变线圈所受力的反向，使线圈持续的转动下去．
【详解】
（1）由于电流从电源的正极出发，故此时图1中ab的电流方向是由a到b；在图丙中，由于电流的方向和磁场的方向均没有改变，故此时线圈所受力的方向仍不变，即力的方向仍是向上的，如图所示：
（2）据图乙能看出，再向下转动，磁场力会阻碍线圈运动，故此时必须改变线圈中的受力方向，所以可以通过改变线圈中的电流方向使得线圈持续顺时针转动至少半圈；
（3）直流电动机的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，换向器能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向．
4．根据古文《论衡•是应篇》中的记载：“司南之杓（用途），投之于地，其柢（握柄）指南”，学术界于1947年想象出司南的模样如图甲所示．
（1）1952年，中国科学院物理研究所尝试将如乙图所示的天然磁石制作成司南，制作人员根据天然磁石的磁感线分布，将磁石的________（填乙中字母）处打磨成磁勺的A 端．
（2）把天然磁石按照正确方法打磨成磁勺后，放在粗糙的木盘上，使磁勺水平转动直至最终静止，但磁勺A 端总不能正确指南，请提出改进本实验的措施________．
（3）为达到理想的指向效果，制作人员将磁勺靠近一电磁铁，闭合开关S，磁勺和电磁铁
相互吸引后如图丙所示，可增加磁勺的磁性，由此判断H为电源的________极．
【答案】D将磁勺放在光滑的水平面上，使其能自由转动负
【解析】
【分析】
（1）磁体静止时，指南的叫南极用字母S表示；指北的叫北极，用字母N表示；磁体周围的磁感线，都是从磁体的N极出发，回到S极；据此判断。

（2）磁勺要想指南北，必须能自由转动，不受外力的干扰，因此从减小外力干扰的角度来考虑；
（3）磁极间的作用规律是：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；可用安培定则判断通电螺线管的两极极性和电源极性。

【详解】
（1）磁勺在正确指南时，地理的南极正是地磁的N极，异名磁极相互吸引，因此，其A端为该磁体S极；
乙图中，根据天然磁石的磁感线分布，可判断D端是S极，也就是磁勺的A端，故应将磁石的D处打磨成磁勺的A端；
（2）把天然磁石打磨成的磁勺放在粗糙的木盘上，由于摩擦力较大，所以很难正确指示南北方向，正确的做法是将磁勺放在光滑的水平面上，使其能自由转动；
（3）因为异名磁极相互吸引，则与磁勺柄所靠近的下端是通电螺线管的N极，用安培定则可判断通电螺线管中的电流方向，再根据电流方向是从电源正极出发通过螺线管回到负极，可判断H端为电源的负极。

5．如图所示是老师设计的一个实验装置，用来探究“影响电磁铁磁性强弱因素”，它是由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管（线圈电阻忽略不计）和自制的针式刻度板组成，通过观察指针偏转角度的大小，来判断电磁铁磁性的强弱．用竹片削制的指针下方加装固定一物体E，导线 a 与接线柱 2 相连．
（1）为了使指针在受磁场力的作用在能绕 O 点转动，需在 E 处加装铁块，加装物体后，为了确保指针能正确指示且具有一定的灵敏度，老师在 O 点转轴处涂抹润滑油，目的是
_____，使指针转动更灵活．
（2）按如图所示连接好电路，闭合开关，调节滑动变阻器滑片 P 到某一位置，记下此时指针偏转的角度，保持滑片 P 位置不变，导线 a 改为与接线柱 1 相连，可以探究电磁铁磁性强弱与_____的关系；保持接线方式不变，移动变阻器滑片 P，可以探究电磁铁磁性强弱与另外一个因素的关系．
（3）当滑动变阻器的滑片 P 向左滑动时，指针偏转的角度将会______（选填“增大”或“减小”）．
（4）细心观察的小锋同学发现在实验过程中该自制装置的指针均向右偏转，只是偏转角度不同，该同学向老师提出能否让指针向左偏转，老师马上将一块小磁铁换装在如图 E 处，且让磁铁的右端为_____极，闭合开关后，同学们发现指针果然向左偏转．
（5）你认为该装置中指针的偏转角度大小可能还与哪些因素有关？______（只写出一个即可）
【答案】减小摩擦线圈匝数减小 N 铁芯大小
【解析】
【分析】
（1）根据减小摩擦的方法解答；
（2）根据1、2位置比较接入电路线圈匝数多少可知答案；
（3）当滑动变阻器的滑片 P 向左滑动时，电阻变大，电流变小，磁场减弱；
（4）首先判断电磁铁的N、S极，然后利用电磁铁与所放磁铁的磁极相互作用做出判断；（5）该装置中指针的偏转角度大小要受磁力大小、竹片削制的指针质量、电磁铁距离指针的距离等因素影响．
【详解】
（1）在O点转轴处涂抹润滑油可以使接触面变光滑，从而减小了摩擦；
（2）保持滑片P位置不变，忽略线圈电阻，则电流不变，导线a改为与接线柱1相连，增加了线圈匝数，因此可以探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系；
保持接线方式不变，移动变阻器滑片P，改变电流大小，可以探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系．
（3）当滑动变阻器的滑片P向左滑动时，接入电路电阻增大，电流减小，磁性减弱，所以指针偏转的角度将会减小；
（4）由图中通电线圈电流流入方向，利用右手螺旋定则可以判断出通电线圈左端为N极，右端为S极，在E处放小磁铁让磁铁的右端为N极、左端为S极时，则通电线圈右端S极与小磁铁左端为S极就会相互排斥，指针就会向左偏转；
（5）该装置中指针的偏转角度大小要受磁力大小、竹片削制的指针质量、电磁铁距离指针的距离等因素影响；
所以指针的偏转角度大小还与铁芯大小有关，也与竹片削制的指针质量有关．
6．如图所示为小玲和小辉同学制作的一种直流电动机模型，他们用回形针做成两个支架，分别与电池的两极相连；用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，蹄形磁体放在线圈周围．
（1）直流电动机的工作原理是利用________ 有力的作用．
（2）按他们这种方法刮漆，线圈在刚转过平衡位置时________ （选填“自动改变线圈中的电流方向”或“切断线圈中的电流”），目的是使线圈能够________
（3）可以通过改变________ 方向，改变线圈的转动方向（填一种方法）．
（4）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转动，原因可能是________ ，这时可进行的有效尝试是________
【答案】磁场对通电导体切断线圈中的电流持续转动电流（或磁场）磁场太弱换用较强的磁场（后两空合理即可）．
【解析】
(1)直流电动机的工作原理是利用磁场对通电导体有力的作用；
(2)按他们这种方法刮漆，线圈在刚转过平衡位置时，没有刮漆的地方与支架连接不能导电，即切断线圈中的电流，目的是使线圈能够依靠惯性继续转动；
(3)改变线圈的转动方向的方法有两种：
一是改变线圈中的电流方向，可以将电源正负极对调；
二是改变磁场方向，可以将磁体两极对调；
(4)如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，发现线圈只抖动了一下，并不转动，原因可能是磁场太弱，解决的方法是换用磁性更强的磁体；
也可能因为电源电压低，可以换用电压更高的电源解决。

7．瑞瑞同学有-辆玩具电动车，在行驶的过程中，车上的小动物可以自由旋转，这种功能是由两个电动机带动的，如图所示是该玩具电动车的简化电路图．目前该车某一处出现了故障：通电后玩具电动车只能行驶，上面的动物不能旋转．对此，瑞瑞同学提出了猜想：
[猜想与假设]
(1)可能是旋转开关有故障；(2)可能是旋转定时器有故障；(3)可能是________有故障．瑞瑞同学利用一只电压表来判断故障的位置．
[进行实验]
（1）将玩具电动车装上四只新干电池，闭合旋转开关和旋转定时器；
（2）将电压表一端接在d点不动，另一端依次接在a点、b点和c点，观察电压表示数． [分析与论证]
（1）如果另一端接在点时电压表有示数，接在点时无示数，说明旋转开关________（选填“断路”、“短路”或“正常”）；
（2）如果另一端分别接在、点时，电压表都有示数，然后改接到点，发现电压表仍然有示数，且，说明________和________正常，________有故障．
[交流评估]
瑞瑞将他的检修方法与小明和小华进行了交流．
（1）小明说，在[进行实验]的第（2）步，只用一根导线连接、，就可以判断旋转电动机是否断路，方法是：如果旋转电动机________，就表明它是好的．
（2）小华说，在[进行实验]的（2）第步，也可以用电流表检测旋转开关和旋转定时器是否损坏，方法是：将电流表接、，如果旋转电动机仍不转，表明旋转开关可能是
________（好的/坏的）；再将电流表接、，判断旋转定时器的好坏；但绝对不能将电流表接到、之间，否则有可能________．
【答案】旋转电动机断路旋转开关旋转定时器旋转电动机转动好的短路
【解析】
【分析】
（1）由题知，通电后玩具电动车只能行驶，而上面的动物不能旋转，说明行驶电动机所在的支路没有问题，问题在旋转电动机所在的支路。

（2）将电压表一端接在d点不动，如果另一端接在a点时电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源的正负极之间是通路；接在b点时无示数，说明ab之间有开路，据此判断；将电压表一端接在d点不动，如果另一端接在a、b点时，电压表都有示数，然后改接到c点，发现电压表仍然有示数，且，说明电压表的正负接线柱与电源的正负极之间是通路、cd之间有故障，据此判断。

【详解】
将电压表一端接在d点不动，如果另一端接在a点时电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源的正负极之间是通路；接在b点时无示数，说明旋转开关开路；如果另一端接在a、b点时，电压表都有示数，然后改接到c点，发现电压表仍然有示数，且
，说明另一端接c点时，电压表的正负接线柱与电源的正负极之间是通路，cd之间有故障，即旋转电动机有故障。

故答案为：(1). 旋转电动机 (2). 断路 (3). 旋转开关 (4). 旋转定时器 (5). 旋转电动机 (6). 转动 (7). 好的 (8). 短路
【点睛】
本题考查了学生利用电压表判断电路故障的分析能力，平时做实验时试一试，多积累这方面的经验。

8．用如图所示的实验装置探究“产生感应电流的条件”。

（1）实验中，通过观察_________________来判断电路中是否有感应电流；
（2）闭合开关，若导体ab不动，左右移动磁铁，电路中____感应电流，若磁铁不动，上
下移动ab，电路中_______感应电流（两空均选填“有”或“无”）；
（3）在仪器和电路连接都完好的情况下，某小组的实验现象不太明显。

请提出一条改进措施：______________；
（4）该实验的结论是：闭合电路的_______导体，在磁场中做__磁感线运动时，导体中就会产生感应电流。

【答案】电流表有有加大磁场强度（换用线圈、灵敏电流计等）一部分切割
【解析】（1）实验时，通过观察电流表的指针是否偏转，来确定电路中是否产生感应电流；
（2）磁铁左右水平运动，以磁铁为参照物，导线就是水平运动的，做的是切割磁感线的运动，所以就会产生感应电流．若导体ab沿磁感线上下运动，不切割磁感线，电路中无感应电流；
（3）我们可以将导体ab换成多匝线圈来增大感应电流，更容易观察；
（4）结论：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流.故答案为：（1）电流计指针的偏转；（2）有；无；（3）将导体ab换成多匝线圈；（4）闭合电路；切割．
9．磁感应强度B用来描述磁场的强弱，国际单位是特斯拉，符号是T。

为了探究电磁铁外轴线上磁感应强度的大小与哪些因素有关，小聪设计了如图1所示的电路，图甲中电源电压为6V，R1为磁感应电阻，其阻值随磁感应强度变化的关系图线如图2所示。

(1)闭合开关S1和S2，图乙中滑动变阻器的滑片P向右移动，图甲中电流表的示数逐渐减小，这说明磁感电阻R1处的磁感应强度B逐渐________。

（选填“增大”或“减小”）(2)闭合开关S1和S2，保持滑片P不动，沿电磁铁轴线向左移动磁感应电阻R1，测出R1离电磁铁左端的距离s与对应的电流表示数I，算出R1处磁感应强度B的数值如表。

请计算s=5cm时，B=______T。

s/cm123456
I/mA101215203046
B/T0.680.650.600.510.20
(3)综合以上实验数据可以得出：电磁铁外轴线上磁感应强度随电磁铁电流的增大而_______；离电磁铁越远，磁感应强度越______。

【答案】增大0.40增大小
【解析】（1）由图示可知，当图乙S2断开，图甲S1闭合时，即磁场强度为零，据图2可知，此时的R=100Ω，故此时电路中的电流是：I=U/R=6V/100Ω=0.06A=60mA；图乙中滑动
变阻器的滑片P向右移动，有效电阻变小，电流变大磁场变强，图甲中电流表的示数逐渐
减小，即R的电阻变大，据此分析可知：磁感电阻R处的磁感应强度B逐渐增大；（2）
x=5cm时，对于图表得出电流是30mA，据欧姆定律可知，R=U/I=6V/0.03A=200Ω，故对应
磁场的强度是0.40T；（3）综合以上实验数据，分析（2）中的表格数据可以得出“电磁
铁外轴线撒花姑娘磁感应强度随电磁铁电流的增大而增大，离电磁铁越远，磁感应强度越小。

10．磁体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，小蕊和小昌同学想探究“磁体对回形针吸引
力大小与放入它们之间物体的哪些因素有关”，请你参与探究并解决一些问题：
(1)如图甲所示，保持磁体和纸片间的距离一定，在纸片上放入不同物体时，通过比较纸片
下面能吸附的回形针数量，显示磁体对回形针吸引力的大小。

回形针的放置有乙、丙两种
方法，依据_______的原理，回形针在磁场中某点受到的吸引力等于它的重力，应选择图中
_____的方法；
(2)选择正确方法后，他们在纸片上分别放入形状、面积和厚度相同，材料不同的铁板、铝
板等，观察能吸引的回形针个数，多次实验后将数据记录在下表中：
磁体与纸片之间放入的物体不放物体铁板镍板铝板陶瓷板玻璃板塑料板吸引回形针数量/个4113333
①分析数据，可以得出：在其他条件相同时，放入铁板或镍板，吸引回形针的数量_____，
说明铁板和镍板对吸引力的影响_________，即对磁性屏蔽效果明显；
②铁、镍、铝都是导体，而铝对磁性屏蔽效果不明显，原因可能是__________。

(3)他们在纸片上分别放入形状和____相同、面积不同的铁板。

发现铁板面积越大，吸住的
回形针数量越少。

【答案】二力平衡乙较少较大铝不能被磁化厚度
【解析】
【分析】
【详解】
(1)]1]回形针被吸附在纸片下面时，受到磁体的吸引力和重力的作用，处于静止状态，所以
是据二力平衡的原理。

[2]实验操作时，应选择乙图中的方法，因为乙图中每个回形针都只受到磁体的吸引力和重
力的作用，而丙图中，处于中间的回形针除了受到吸引力和重力的作用还受到下面的回形针的作用力，且所受的吸引力是上面的回形针磁化后的吸引力，而不是磁体本身的吸引力，故不选丙图。

(2)①[3][4]由表格数据可知，在其他条件相同时，放入铁板或镍板时，吸引的回形针数量较少，说明铁板和镍板对吸引力的影响较大，即对磁性屏蔽效果明显。

②[5]铁、镍、铝都是导体，而铝对磁性屏蔽效果不明显，原因可能是铝不能被磁化。

(3)[6]在纸上放入的铁板应是形状和厚度都相同，面积不同，因为要探究的是吸引力与铁板面积的关系。

11．在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中：
（1）小星设计的电路如图甲所示，在蹄形磁体的磁场中放置一根导线ab，ab的两端分别跟开关，螺线管连接，螺线管旁放置一个小磁针，当ab中产生电流时，螺线管中有_____通过，小磁针会发生偏转．
（2）小星闭合开关后，不管导线ab在磁场中怎样运动，小磁针都不偏转，是没有产生电流，还是产生的电流太微弱？他换用了一个灵敏电流表代替螺线管和小磁针，如果灵敏电流表指针发生偏转，表明ab中产生电流，实验的情况如图乙所示．
A．观察并分析①②③现象可知：导体静止时，_____产生感应电流；导体沿着磁感线方向运动时，_____产生感应电流；导体切割磁感应线运动时，_____产生感应电流．（均选填“能”或“不能”）
B．观察并分析③④现象可知：产生感应电流的条件之一是_____ ．
（3）对比图甲和图乙两次实验后，小星认为：图甲中小磁针不发生偏转，不是没有产生电流，而是_____ ．
（4）实验中，如果导体不动，只要马蹄形磁体_____ 运动（填“上下”“前后”或“左右”）也能产生感应电流．
【答案】电流不能不能能形成闭合回路产生的电流太小左右
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]当ab中产生电流时，闭合回路中都会有电流，则螺线管有电流通过，能产生磁场，使小磁针偏转；
(2)A．[2]根据图示可知，导体静止时不能产生感应电流；
[3]当导体沿磁感线方向运动时，即上下运动，不能产生感应电流；
[4]当导体左右运动，切割磁感线运动时，能产生感应电流；
B．[5]根据③④现象可知，要产生感应电流，必须是在闭合回路中；
(3)[6]图乙实验表明是可以产生感应电流的，因此图甲中小磁针不动是因为电流太小，产生的磁场太弱，无法使小磁针偏转；
(4)[7]实验表明，要产生感应电流，需要导体做切割磁感线运动，若导体不动，则需要马蹄形磁体左右运动，也可产生感应电流．
12．用如图甲、乙所示的装置，分别探究“通电螺线管外部磁场的分布”和“电磁感应现象”．
（1）在图甲中，闭合开关后，通电螺线管的右端为______极．（选填“N”或“S”）（2）在图甲实验过程中，将电源正负极对调，发现小磁针的偏转方向发生改变．这样操作是为了探究通电螺线管外部磁场方向和______________有关．
（3）图乙中，闭合电路中的一部分导体AB静止不动，当磁体左右运动时，灵敏电流计的指针___（选填“会”或“不会”）偏转．这说明闭合电路的部分导体在磁场中做______运动时，导体中会产生感应电流．
【答案】N 电流方向会切割磁感线
【解析】
试题分析：（1）由图知：闭合开关，电流从螺线管右侧流入，从左侧流出．用右手握住螺线管，四指指向电流方向，则大拇指所指的方向即通电螺线管的右端为N极，另一端为S 极．如下图所示：
（2）改变电源的正负极后，螺线管中的电流方向发生了改变，小磁针的N极指向与原来相反，说明磁场的方向相反，由此可以确定，螺线管磁场的方向与电流方向有关；（3）闭合电路中的一部分导体左右运动时，在磁场中做切割磁感线的运动，导体中就会产生感应电流，灵敏电流计的指针会偏转．
【考点定位】通电螺线管的磁场
13．小明同学做了一个如图所示的装置，闭合开关，用外力使导体棒ab水平向右移动，发现导体棒cd也随之运动起来，在此实验中：。