人教版九年级物理下册 电与磁专题练习(解析版)

人教版九年级物理下册电与磁专题练习（解析版）
一、三物理电与磁易错压轴题（难）
1．小刚学习了电磁铁的知识后，想知道电磁铁周围的磁场强弱与通入电磁铁的电流大小和距电磁铁的距离是否有关。

查阅资料知道，磁场强弱即磁感应强度（用B表示）的单位是T（特斯拉）。

图甲和图乙中电源电压均为6 V且恒定不变，图乙中R是磁敏电阻，其阻值随磁感应强度B的变化关系如图丙所示。

（1）由图丙可知，磁感应强度越大，R阻值越_____；小刚设计的图甲、乙组成的实验装置是通过________来判断R所处位置的磁感应强度。

（2）利用图甲、乙装置，保持_________相同时，闭合S1、S2后移动滑动变阻器的滑片，发现滑片P向左滑动时，灵敏电流计的示数不断变小，说明R所处位置的磁感应强度不断________（选填“增大”或“减小”）。

（3）当闭合S1、S2，保持滑片位置不变，沿电磁铁轴线方向移动R，测出R距离电磁铁的距离L和灵敏电流计的示数I，结合图丙计算出磁感应强度B的数值如下表.
L/cm12345
I/mA1015203050
B/T0.680.6___0.360.14
①当L＝3 cm时，将此时磁感应强度B数值填在上表中对应位置。

②分析以上数据可以得出，通入电磁铁的电流一定时，距电磁铁越远，磁感应强度B越______．
③综合（2）和（3）的实验结论可知，电磁铁周围的磁感应强度B与通入电磁铁的电流大小和距电磁铁的距离________（选填“有关”或“无关”）。

【答案】大灵敏电流计示数R距电磁铁的距离增大0.5小有关
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由图丙可知，磁感应强度越大，R阻值越大。

[2]图乙中R 是磁敏电阻，其阻值随磁感应强度B 的变化而变化，磁敏电阻的变化引起电路中电流的变化，实验中根据灵敏电流计示数判断R 所处位置的磁感应强度的强弱。

(2)[3]研究电磁铁周围的磁场强弱与通入电磁铁的电流大小是否有关，控制磁敏电阻R 到电磁铁的距离。

[4]灵敏电流计的示数不断变小，说明图乙电路中的电流不断减小，磁敏电阻的阻值不断增大，R 所处位置的磁感应强度不断增大。

(3) ①[5]由表可知当电流为15mA 时，磁感应强度B 为0.6T ，由图丙可知当磁感应强度B 为0.6T 时，磁敏电阻的阻值为400Ω，由欧姆定律可知，此时，磁敏电阻两端的电压为
31510A 4006V U IR -==⨯⨯Ω=
则电源电压为6V 。

当电流为20mA 时，磁敏电阻此时的电阻为
-36V =3002010A
U R I '=
=Ω'⨯ 由图丙可知电阻为300Ω时，磁感应强度B 为0.5T 。

②[6]由表中数据可以得出，通入电磁铁的电流一定时，距电磁铁越远，磁感应强度B 越小。

③[7]由（2）可知电磁铁周围的磁感应强度B 与通入电磁铁的电流大小有关；由（3）可知电磁铁周围的磁感应强度B 与距电磁铁的距离有关。

综合上述实验结论可知，电磁铁周围的磁感应强度B 与通入电磁铁的电流大小和到电磁铁的距离有关。

2．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。

3．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．
4．小丽利用如图所示的装置，“探究通电导体在磁场中受力方向与什么因素有关”，当小丽闭合开关S0时，观察到导体AB在磁场中受力的作用向右运动．断开开关S0，然后小丽只将磁铁N、S极对调位置，闭合开关S0时，观察到导体AB在磁场中受力的作用向左运动．通过上述实验，小丽得出实验结论：“通电导体在磁场中受力方向只与磁场方向有关”，请你选用图中所示电路中的元件，设计一个实验证明小丽的观点是错误的．请你简述实验步骤和实验现象．
【答案】闭合开关S0时，观察到导体AB在磁场中受力的作用向右运动；断开开关S0，保持磁铁N、S极位置不变，改变电流的方向，闭合开关S0时，观察到导体AB在磁场中受力
的作用向左运动；通过上述实验，实验证明小丽的观点是错误的．
【解析】
试题分析：本题考查影响通电导体在磁场中受力方向与什么因素有关，以及控制变量法的应用．闭合开关S0时，观察到导体AB在磁场中受力的作用向右运动；断开开关S0，保持磁铁N、S极位置不变，改变电流的方向，闭合开关S0时，观察到导体AB在磁场中受力的作用向左运动；通过上述实验，实验证明小丽的观点是错误的．
考点：探究通电导体在磁场中受力方向与什么因素有关
5．为了探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关，小丽作出以下猜想：
猜想A：电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性。

猜想B：通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强。

猜想C：外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强。

为了检验上述猜想是否正确，小丽所在的实验小组通过交流与合作设计了以下实验方案：用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕若干圈，制成简单的电磁铁。

如图所示的a、b、c、d为实验中观察到的四种情况。

(注：a、b、c中线圈匝数相同)
根据小丽的猜想和实验，完成下面填空。

(1)通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它的_______的不同。

(2)通过比较图______(填字母，下同)两种情况，可以验证猜想A是正确的。

(3)通过比较图_______两种情况，可以验证猜想B是正确的。

(4)通过比较图d中的甲、乙两电磁铁，发现猜想C不全面，应补充的条件是________。

【答案】磁性强弱 a、b b、c 电流相同时
【解析】（1）电磁铁磁性强弱无法捕捉，通过它吸引大头针的数目来判断，这是转换法的思想；
（2）研究磁性的有无由电流通断控制，保证匝数、电流都一定，故选a、b；
（3）研究磁性强弱与电流的关系，保证匝数一定，开关都闭合，故选b、c；
（4）d中甲乙两电磁铁是串联的，故电流相等，这是前提条件．
故答案为：（1）磁性强弱；（2）a、b；（3）b、c；（4）电流相同时．
【点睛】
电磁铁磁性的有无与电流的通断有关，磁性强弱与两个因素有关：线圈匝数多少、电流大小．研究磁性强弱的影响因素时控制一个因素不变，改变另一个因素，是控制变量法的应用，磁性的强弱通过吸引大头针的数目来判断，这是转换法的应用．
6．小波小组在“探究通电螺线管的外部磁场”实验中，设计了如图甲所示电路。

实验时：（1）可通过观察________判断通电螺线管的磁极。

（2）如图乙所示是通电螺线管周围的有机玻璃板上的小磁针分布状态，观察可知通电螺线
管的外部磁场与________的磁场相似。

（3）小波猜想通电螺线管磁场强弱可能与线匝数和电流大小都有关。

实验中，他将开关S 从换到2上时调节变阻器的片P，再次观察电流表示数及吸引的回形针数目，此时调节动变阻器是为了________，来研究通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系。

【答案】小磁针静止时的指向条形磁铁控制两次实验的电流大小不变
【解析】
【分析】
（1）螺线管的极性可通过电磁针的指向来进行判断；
（2）螺线管的磁性两端强，中间弱，与条形磁体的磁场相类似；
（3）影响螺线管磁性强弱的因素有电流的大小和线圈匝数的多少，在实验中，应注意控制变量法的运用。

【详解】
（1）读图可知，在螺线管旁有两个小磁针，我们可以通过观察小磁针的指向来判断螺线管的极性；
（2）读图乙可知，螺线管的两端磁性较强，中间磁性较弱，这与条形磁体的磁场分布相类似；
（3）实验中，他将开关S从1换到2上时，连入电路的线圈匝数发生了变化，根据控制变量法的思路，要保证电流不变，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回形针数目，这样才能探究出通电螺线管磁场强弱与线圈匝数的关系。

7．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。

8．小明利用如图所示的实验装置探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”．
（1）磁铁不动，闭合开关，导体棒沿________（选填“上下”或“左右”）方向运动时，电流
表指针会发生偏转．
（2）导体棒不动，闭合开关，磁铁上下运动，电流表指针______（选填“会”或“不会”）发
生偏转．
（3）断开开关，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，电流表指针都不发生偏转．由此小明得出结论：闭合电路得一部分导体在磁场中做_________运动时，电路中就产生感应电流．
（4）小明进一步猜想，感应电流的大小可能与导体运动速度和磁场强弱有关．为了探究感应电流的大小与磁场强弱是否有关，他应进行的操作是：__________．
【答案】左右不会切割磁感线用磁性不同（大小不同）的两块磁铁，让导体棒分别以相同的速度向相同的方向运动，观察电流表指针偏转角度的大小
【解析】
分析：根据产生感应电流的条件分析即可以做出前三问；运用控制变量法设计实验解决第四问．
解答：（1）磁铁不动，闭合开关，导体棒沿左右方向运动时能切割磁感线，电路中会产生感应电流，故电流表指针能发生偏转；
（2）导体棒不动，闭合开关，磁铁上下运动，没有切割磁感线，电路中不会产生感应电流，故电流表指针不能发生偏转；
（3）断开开关，无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动，电流表指针都不发生偏转．因为电路没有闭合，由此小明得出结论：闭合电路得一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就产生感应电流．
（4）小明进一步猜想，感应电流的大小可能与导体运动速度和磁场强弱有关．为了探究感应电流的大小与磁场强弱是否有关，应采用控制变量法，具体操作为：用磁性不同（大小不同）的两块磁铁，让导体棒分别以相同的速度向相同的方向运动，观察电流表指针偏转角度的大小；
故答案为 (1). 左右 (2). 不会 (3). 切割磁感线 (4). 用磁性不同（大小不同）的两块磁铁，让导体棒分别以相同的速度向相同的方向运动，观察电流表指针偏转角度的大小；
【点睛】本题重点是电磁感应现象的条件有两个，一为闭合回路、二为部分导体切割磁感线，两个缺一不可．
9．如图所示，某小组探究导体在磁场中产生感应电流的条件，实验时保持磁体位置不变．
(1)如图甲所示，电流计指针不偏转，这是因为导体ab______________；
(2)如图乙所示，电流计指针也不偏转，这是因为________________________；
(3)如图丙所示，电流计指针仍不偏转，这是因为导体ab虽有运动，但没有
________________；
(4)分析比较图四个实验现象，可以初步得出产生感应电流的条件：________________的部分导体，在磁场中做_____________运动．
【答案】没运动没闭合开关切割磁感线闭合电路切割磁感线
【解析】
【分析】
【详解】
（1）如图甲所示，导体ab速度为零，没有运动时电流计指针不偏转，没有产生感应电流．
（2）开关没有闭合，电路为断开状态，电流计指针也不偏转，没有产生感应电流．
（3）如图丙所示，这是因为磁感线方向是从N极指向S极的，导体上下运动，与磁感线平行，没有做切割磁感线运动，电流计指针仍不偏转，没有产生感应电流．
（4）产生感应电流的条件：闭合电路的部分导体，在磁场中做切割磁感线运动．
10．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：
（1）实验装置中的甲部分，应用的物理原理是_____．
（2）实验装置中的乙部分，在cd棒运动过程中，是将电能转化成_____能．
（3）此装置中_____（填“甲”或“乙”）部分产生的现象，与生活中电动机的工作原理是相似的．
【答案】电磁感应现象机械乙
【解析】
【分析】
（1）电磁感应现象，即闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，此时电路中就会产生感应电流，发电机就是利用该原理制成的；（2）直流电动机原理是通电导线在磁场中受力的作用；故由题干中电路的结构和特点分析判断即可解决该题．
【详解】
(1)由题干图可知：闭合开关，将导体ab水平向右移动，此时相当于闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，故导体中会有感应电流产生，这是利用电磁感应现象的原理实现的，此时导体ab相当于电源；
(2)此装置中的cd相当于放入磁场中的通电导体，据通电导体在磁场中受力的作用，故cd 受力运动，它是将电能转化为机械能；
(3)电动机是利用通电导线在磁场中受力作用的原理工作的，故与乙装置产生的现象相类似．
故答案为(1)电磁感应现象;(2)机械;(3)乙．
11．为探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关，小丽同学作出以下猜想：
猜想A：电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性
猜想B：通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强
猜想C：外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强
为了检验上述猜想是否正确，小丽所在实验小组通过交流与合作设计了以下实验方案：用漆包线（表面涂有绝缘漆的导线）在大铁钉上绕制若干圈，制成简单的电磁铁．图上所示的a、b、c、d为实验中观察到的四种情况．
根据小丽的猜想和实验，完成下面填空：
（1）通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它______的不同．
（2）通过比较_____________两种情况，可以验证猜想A是正确的．
（3）通过比较_____________两种情况，可以验证猜想B是正确的．
（4）通过比较d中甲、乙两电磁铁，发现猜想C不全面，应补充_______．
【答案】电磁铁磁性强弱a、b b、c通电电磁铁的电流相同
【解析】
【详解】
（1）电磁铁磁性的强弱可用吸引大头针数目的多少来体现，是转换法的应用，所以通过观察电磁铁吸引大头针的多少的不同，来判断它磁性强弱的不同；
（2）电磁铁磁性的有无可以通过电磁铁是否吸引大头针来判断．由ab两图可知，a图的开关断开，电路中没有电流，电磁铁也不吸引大头针闭合，说明电磁铁没有磁性．b图的开关闭合，电路中有电流，电磁铁吸引大头针闭合，说明电磁铁有磁性；所以通过比较ab 两种情况，可以验证猜想A是正确的；
（3）要验证猜想B，即磁性的强弱是否与电流大小有关，要控制匝数相同，电流大小不同．比较图可知，bc两图滑动变阻器的位置不同，电路中电流大小不同，且c图滑动变阻器接入电路的电阻小，电路中电流大，电磁铁吸引的大头针多，表明磁性强，所以通过比较bc两种情况，可以验证猜想B是正确的；
（4）在d图中，由于两电磁铁串联，控制了电流相等，匝数不同，且匝数越多时，磁性越强．但磁性大小不仅与线圈匝数有关，还与电流大小有关，因此猜想C不全面，要增加电流相同这个条件。

12．如图甲，将玩具电动机、电池、小电灯、开关用导线连接起来．
（1）闭合开关，电动机转动，这是利用通电线圈在___里受力转动的原理工作的；如果想改变电动机的转动方向，我们可以采取的措施是______________．
（2）刚闭合开关时，小电灯发出明亮的光，但随着电动机转得越来越快，小电灯的亮度逐渐减弱；当转速正常时，小电灯的亮度稳定不变，此时用手指轻轻捏住电动机的转轴，使电动机的转速减慢，你猜想这时小电灯的亮度将_____（选填“变亮”“变暗”或“不变”），理由是_______．
（3）如果将小电灯换成灵敏电流表，电路连接如图乙，当用手快速转动电动机转轴时，发现灵敏电流表指针偏转，这是_______现象，它在生活中的应用有________（举出一例即可）．
【答案】磁场改变电流的方向变亮电流变大电磁感应发电机
【解析】
【分析】
【详解】
（1）闭合开关，电动机转动，这是利用通电线圈在磁场里受力转动的原理工作的；如果想改变电动机的转动方向，我们可以采取的措施是：改变电流的方向或改变磁场的方向；（2）捏住电动机的转轴，会将电动机消耗的电能转化为内能，由非纯电阻电路转化为纯电阻电路，电源输出的所有功率都变为线圈电阻消耗的热功率了，而加在其上的电压不变，所以电流急剧上升，电动机线圈大量发热，此时电流变大，灯泡变亮；（3）电路连接如图乙，当用手快速转动电动机转轴时，发现灵敏电流表指针偏转，这是电磁感应现象，它在生活中的应用有发电机等
13．如图所示，在“探究电磁铁磁性强弱与电流大小关系”的实验中，某同学用绝缘细线将电磁铁M悬挂在铁架台上，并保持它与软铁块P的距离不变。

（1）以下是他的部分实验步骤：。