2022九年级物理下册第十六章电磁铁与自动控制达标测试卷1（粤教沪版）

第十六章达标测试卷九年级物理·下(HY版)　　时间：60分钟　满分：100分一、选择题(每题3分，共30分)1．[多选题]磁化了的橡皮泥能自动整吞了一块金属。则这块金属可能是(　　)A．铁块B．铜块C．铝块D．镍块2．下列四种磁体中产生的磁场，与其他三种磁体的磁场分布不同的是(　　)A．条形磁铁B．地球C．通电直导线D．通电螺线管3．如图所示，下列说法正确的是(　　)A．A点不存在磁场B．B点磁场最强C．C点磁场比B点强D．D点磁场方向为水平向左(第3题)　　　　　(第4题)　　　　　(第5题)4．一个能绕中心转动的小磁针在如图所示位置保持静止。某时刻开始小磁针所在区域出现水平向右的磁场，磁感线如图所示，则小磁针在磁场出现后(　　)A．两极所受的力是平衡力，所以不会发生转动B．两极所受的力方向相反，所以会持续转动C．只有N极受力，会发生转动，最终静止时N极所指方向水平向右D．两极所受的力方向相反，会发生转动，最终静止时N极所指方向水平向右5．小红在学习磁现象时，她从实验室拿来甲、乙两根形状完全相同的钢棒，为了判断钢棒的磁性情况，小红做了个小实验，她发现当甲的一端靠近乙的一端时，乙按如图所示方式转动起来，则小红可判定(　　)A．一定是甲棒有磁性，乙棒无磁性B．一定是乙棒有磁性，甲棒无磁性C．甲、乙两棒都可能有磁性D．甲、乙两棒都一定有磁性10,6．如图所示，闭合电磁铁开关S，条形磁铁静止在水平桌面上。下列判断正确的是(　　)A．条形磁铁受到电磁铁对其向左的作用力B．条形磁铁受到桌面对其向左的摩擦力C．将滑动变阻器的滑片向右移动，条形磁铁受到的摩擦力不变D．若只改变电源的正负极，条形磁铁受到的摩擦力变大(第6题)　　　　　　(第7题)　　7．如图所示，将某发光二极管的两极接入电路的a、b两点，闭合开关时，通电螺线管旁边小磁针S极向右偏转。下列判断正确的是(　　)A．通电螺线管右端为N极B．电源左端为正极，右端为负极C．发光二极管c极接b点，d极接a点D．图中P处磁感线的方向从螺线管右端到左端8．一根条形磁铁断裂成两段，已知原磁铁两端的磁极极性在断裂时不变。如图所示，以下现象与相关的说法中正确的是(　　)（第8题）9．[多选题]如图所示，电源电压不变，R为定值电阻，弹簧测力计下端挂一条形磁铁，且与螺线管B在同一竖直线上，将开关S闭合，条形磁铁静止时，弹簧测力计的示数为F0，则(　　)（第9题）10,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．只减小线圈的匝数，弹簧测力计的示数减小10．小明设计了一款“智能照明灯”，其电路的原理图如图所示，光线较暗时灯泡自动发光，光线较亮时灯泡自动熄灭，电源电压恒定，R0为定值电阻，R为光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小。以下说法正确的是(　　)　（第10题）A．电磁铁的上端为S极B．当光照强度增强，控制电路的电流变小C．当光照强度减弱，电磁铁的磁性增强D．灯泡应设计在A和B两接线柱之间二、填空题(每空2分，共28分)11．科学家研究发现：在某些细菌的细胞质中有一些磁生小体，它们相当于一个个微小磁针。实验证明：在北半球只有地磁场而没有其他磁场作用时，小水滴中的一些细菌会持续不断地向北游动，并聚集在小水滴北面的边缘。若把这些细菌中的磁生小体移到南半球做实验，则它们的N极指向________，并聚集在小水滴________面的边缘。12．如图所示是电磁选矿设备的示意图。当电磁选矿机工作时，铁砂将落入________箱，非磁性物质将落入________箱。(第12题)　　(第13题)　　(第14题)13．如图甲所示，能自由转动的司南静止时，它的长柄指向南方，说明长柄是________极。如图乙所示，自制电磁铁的线圈匝数一定时，增大电流，电磁铁的磁性会________(填“增强”“减弱”或“不变”)。10,14．如图，条形磁铁在水平推力的作用下，做匀速直线运动过程中，闭合开关S，条形磁铁向右做减速运动，则a端为电源的________(填“正极”或“负极”)；将滑动变阻器的滑片向左移动，欲保持条形磁铁做匀速直线运动，F应________(填“变大”“不变”或“变小”)。15．如图所示是汽车启动装置电路简图，当钥匙插入钥匙孔并转动时，电磁铁具有磁性，此时电磁铁上端为________极，触点B与C________(填“接通”或“断开”)，汽车启动。　　(第15题)　　　　　　(第16题)16．法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格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闭合时电磁铁的右端是________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”)。三、作图题(第17题3分，第18题6分，共9分)17．如图所示，小磁针在条形磁体作用下处于静止状态，标出条形磁体的N极和A点处的磁场方向(用箭头表示)。(第17题)　　(第18题)18．(1)通电螺线管下方可自由转动的小磁针静止后如图甲所示，请在图中标出螺线管的N、S极和螺线管中的电流方向。(2)请根据图乙中通电螺线管的电流方向标出螺线管的磁极，并标出图中所画磁感线的方向。10,(3)如图丙所示，用铁钉和带有绝缘层的导线自制一个电磁铁，要使铁钉帽端为N极，画出铁钉上导线的绕法。(绕线画3至5圈)四、实验探究题(每空2分，共24分)19．如图甲、乙、丙所示，探究的实验叫______________实验。甲、乙两图对比说明___________________________________________；甲、丙两图对比说明_________________________。这种现象叫做________________________。实验中小磁针的作用是____________。（第19题）20．小明在探究磁体间相互作用规律时发现：磁体间的距离不同，相互作用力的大小也不同。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)你的猜想是_______________________________________________________。(2)小明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θ的变化，来判断磁体间作用力的变化，用到的科学方法是____________法。(3)小明分析三次实验现象，得出结论：磁极间距离越近，相互作用力越大。小月认为：这个结论还需进一步实验论证，联想到磁体间的相互作用规律，还需研究甲、乙两块磁铁相互____________时，磁体间作用力与距离的关系。(第20题)　　　(第21题)21．在“探究通电螺线管的外部磁场”的实验中，小明在螺线管周围摆放了一些小磁针。(1)通电后小磁针静止时的分布如图甲所示，由此可看出通电螺线管外部的磁场与__________的磁场相似。(2)小明改变通电螺线管中的电流方向，发现小磁针转动180°，南、北极发生了对调，由此可知：通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中的________方向有关。10,(3)小明继续实验探究，并按图乙连接电路，他先将开关S接a，观察电流表的示数及吸引大头针的数目；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大头针的数目。此时调节滑动变阻器是为了___________________，来探究____________的关系。五、综合解答题(共9分)22．为实现自动控制，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、消毒等功能的恒温调奶器，其电路图如图甲所示。控制电路中，电压U1＝3V，定值电阻R0＝50Ω，热敏电阻R阻值随温度变化的图像如图乙所示；工作电路中，电压U2＝220V，R1＝836Ω，R2＝44Ω。已知恒温调奶器容量为2kg，水温达到80℃时衔铁会跳起。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)](1)请结合此电路，简要说明电磁继电器的工作原理。(2)求衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流。(3)求工作电路在保温状态下的电功率。(4)当调奶器加满温度为25℃的水，加热元件工作500s后衔铁跳起，求此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率。（第22题）10,答案一、1.AD　2.C3．C　点拨：根据磁场特点可知A点存在磁场，B点不在磁体两极，磁场不是最强的，C点靠近N极，故磁场比B点强，故A、B错误，C正确；D点未在水平的磁感线上，故D点处磁场方向不是水平向左，故D错误。4．D　点拨：某时刻开始小磁针所在的区域出现水平向右的磁场，小磁针将会受到磁场力的作用，且N极受力方向与磁场方向相同，水平向右；S极受力方向与磁场方向相反，水平向左，所以小磁针会发生转动，最终小磁针在磁场中静止，N极所指方向水平向右。5．C　点拨：由于磁体能够吸引铁、钴、镍等物质，所以甲、乙两根钢棒中可能只有一个是磁体，但无法确定甲、乙棒中哪根是磁体，故A、B、D错误；甲、乙棒如果都有磁性，两个异名磁极靠近时，也相互吸引，故C正确。6．A7．C8．A9．BC　点拨：根据右手螺旋定则可以判断出通电螺线管的上端为N极，它与条形磁铁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，A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，对条形磁铁的排斥力增强，所以弹簧测力计的示数减小，B项正确；若只改变电流的方向，则通电螺线管的极性对调，上端为S极，通电螺线管会吸引条形磁铁，使得弹簧测力计的示数增大，C项正确；若只减小线圈的匝数，则通电螺线管的磁性减弱，对条形磁铁的排斥力减弱，使得弹簧测力计的示数增大，故D项错误。10．D　点拨：由图可知，根据右手螺旋定则可知，电磁铁的上端为N极，故A错误；当光照强度增强，光敏电阻的阻值减小，总电阻减小，根据欧姆定律可知，控制电路的电流变大，故B错误；当光照强度减弱时，光敏电阻的阻值变大，总电阻变大，根据欧姆定律可知，控制电路的电流变小，电磁铁磁性强弱与电流大小、线圈匝数有关，电流减小，则磁性变弱，故C错误；光线较暗时，光敏电阻的阻值大，则控制电路中的电流小，电磁铁的磁性弱，衔铁在弹簧的作用下被拉起，灯泡自动发光，说明灯泡A在和B两接线柱之间，故D正确。二、11.北；北　点拨：地磁场在北半球和南半球磁感线都是由南指北。12．B；A　点拨：电磁选10,矿设备的主要构造是电磁铁，当电磁选矿机工作时，电磁铁有磁性，要吸引铁、钴、镍等物质，因此铁砂受到电磁铁的吸引将落入B箱，非磁性物质不受电磁铁的吸引，由于重力作用落入A箱。13．S；增强　点拨：能自由转动的磁体静止时指南的那个磁极叫做南极，又叫S极，司南静止时，其长柄指向南方，说明长柄是南极或S极；自制电磁铁的线圈匝数一定时，增大电流，电磁铁的磁性会增强。14．负极；变大15．N；接通　点拨：当钥匙插入钥匙孔并转动时，控制电路接通，电磁铁中的电流是从下边导线流入的，根据右手螺旋定则可以判断出电磁铁的上端为N极；当控制电路接通时，电磁铁具有磁性，将衔铁A吸下，使B、C触点接通，汽车启动。16．(1)有关；S(2)增强；越小点拨：(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S1闭合后，电磁铁中的电流是从右端流入，左端流出，根据右手螺旋定则可知，电磁体的左端为N级，右端为S级。(2)若滑片P向左移动，控制电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，观察到指示灯变得更亮，说明工作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。三、17.解：如图所示。(第17题)18．解：(1)如图甲所示。(2)如图乙所示。(3)如图丙所示。10,(第18题)点拨：(1)根据小磁针的N、S极，利用磁极间的相互作用规律可以确定通电螺线管的N、S极；再结合螺线管的绕向，利用右手螺旋定则可确定电流方向。四、19.奥斯特；通电导体周围存在磁场；通电导体周围磁场的方向和电流方向有关；电流的磁效应；指示磁场方向20．(1)磁体间的距离越近，相互作用力越大(2)转换(3)排斥点拨：(1)由生活经验可提出猜想，即：磁体间的距离越近，相互作用力越大。(2)磁体间作用力的大小可以通过细线与竖直方向的夹角大小来反映，故采用了转换法。(3)联想到磁体间的相互作用规律，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故还需研究甲、乙两块磁铁相互排斥时，磁体间作用力与距离的关系。21．(1)条形磁铁(2)电流(3)控制两次实验的电流大小不变；通电螺线管磁场强弱与线圈匝数点拨：(1)通电螺线管的磁场分布与条形磁铁相似。(2)如果改变螺线管中的电流方向，发现小磁针转动180°，南、北极所指方向发生了改变，由此可知：通电螺线管外部的磁场方向与螺线管中的电流方向有关。(3)实验中，他将开关S从a换到b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的磁场强弱与线圈匝数的关系。五、22.解：(1)水温达到80℃前，电磁铁把衔铁吸下，使动触点与b触点接通，R210,接入电路工作，处于加热状态；水温达到80℃时，衔铁被弹簧拉起，动触点与a触点接通，R1和R2串联接入电路，处于保温状态。(2)由图乙得，温度为80℃时，电阻R的阻值为100Ω，则此时通过电磁铁线圈的电流为I1＝＝＝0.02A。(3)动触点与静触点a接触时，为保温电路，工作电路中电阻R1和R2串联接入，保温状态下的电功率为P＝＝＝55W。(4)由题意知，水温达到80℃时衔铁会跳起，则水吸收的热量为Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(80℃－25℃)＝4.62×105J，动触点与静触点b接触时，为加热电路，工作电路中只有电阻R2接入，加热状态下消耗的电能为W＝Pt＝t＝×500s＝5.5×105J，此过程中恒温调奶器的加热效率为η＝×100%＝×100%＝84%。10