2019年人教版初三全册物理第20章测试题及参考答案

第二十章电与磁

满分:100分,限时:45分钟

1、选择题

1.下列四种磁体中产生的磁场,其磁场分布与其他三种磁体的磁场分布不一样的是

A.条形磁铁 B.地磁场

C.通电直导线 D.通电螺线管

1.答案C条形磁铁的中间没磁性,但在两端磁性最强;地磁场和通电螺线管的磁场特征与条形磁铁的磁场相似;通电直导线周围的磁感线的分布就是以通电直导线为圆心的一个个同心圆,越挨近通电直导线,磁性越强,磁感线分布就越密。所以通电直导线的磁场分布与其他三种磁体的磁场分布不同。选C。

2.无线充电技术应用了特斯拉线圈,如图20-6-1,用一不通电的LED灯挨近正在通电的特斯拉线圈时,LED灯发光了,灯被点亮的现象可以用大家学过的哪一常识来讲解

图20-6-1

A.电流的磁效应 B.磁场对电流有哪些用途

C.安培定则 D.电磁感应

2.答案D用一不通电的LED灯挨近正在通电的特斯拉线圈时,LED灯发光了,这说明灯中产生了电流,故该现象为电磁感应现象。选D。

3.关于电与磁,下列说法正确的是

A.同名磁极相互吸引,异名磁极相互排斥

B.电动机工作时,是将机械能转化为电能

C.借助电磁感应现象制成发电机

D.地磁场的北极就在地理北极附近

3.答案C同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,故A错误;电动机工作时将电能转化成机械能,故B错误;发电机是借助电磁感应的原理制成的,故C正确;地磁场的北极在地理南极附近,故D错误。

4.如图20-6-2,可以说明巨磁电阻的特质,电源电压均恒定,闭合开关S1、S2并使滑片P向左移动,察看到指示灯变亮,那样

图20-6-2

A.电磁铁左端为S极

B.巨磁电阻两端的电压变大

C.巨磁电阻随磁场增强而变大

D.随滑片P向左移动,两电路中的总功率均变大

4.答案D借助安培定则判断电磁铁的左端为N极、右端为S极,故A错误;因为指示灯变亮,则说明指示灯所在电路电流变大,由U=IR可知灯泡两端电压变大,所以巨磁电阻两端的电压变小,故B错误;向左移动滑片P,电磁铁的磁性增强,左侧电路电流变大,巨磁电阻的阻值变小,所以巨磁电阻随磁场的增强而变小,故C错误;滑片P向左滑动时,巨磁电阻的电阻变小,指示灯电路中的电流变大,由P=UI可知,指示灯电路的总功率变大,右侧电路中的电阻变小,由P=可知,电路的总功率变大,故D正确。故选D。

5.国内将来的航母将使用自行研制的电磁弹射器。电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车内的导体通以强电流时,舰载机遭到强大的推力而迅速起飞。电磁弹射器工作原理与下列设施或用电器工作原理一致的是

图20-6-3

5.答案C由题意可知,电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车内的导体通以强电流时,即可遭到强大的推力,由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动。电铃是借助电磁继电器来工作的,故A不符合题意;发电机的工作原理是电磁感应,故B不符合题意;电风扇的主要部件是电动机,是借助通电导体在磁场中受力而运动的原理工作的,故C符合题意;电磁起重机是借助电磁铁工作的,故D不符合题意。故选C。

6.如图20-6-4是一模拟风力发电的模型。电动机通电时,风扇a高速转动产生风力模拟自然风,风扇b在风力用途下带动发电机发电,同时与发电机相连的小灯泡发光。下列说法正确的是

图20-6-4

A.电动机转动时把机械能转化为电能

B.发电机是借助电磁感应现象工作的

C.电池电压减少时,风扇a的转速不会改变

D.风力大小不会干扰小灯泡发光亮度

6.答案B电动机转动时把电能转化为机械能,故A错误;人类借助电磁感应现象制成了发电机,故B正确;电池电压减少时,电路中的电流会减小,则风扇a的转速减小,故C错误;风力大小发生变化时,电路中的电流会发生改变,则小灯泡的亮度也会改变,故D错误。故选B。

7.如图20-6-5所示的四个装置分别演示一物理现象,则下列表述正确的是

图20-6-5

A.图甲可用来演示电磁感应现象

B.图乙可用来演示电流的磁效应

C.图丙可用来演示磁场对通电导体有哪些用途

D.图丁可用来演示电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系

7.答案B甲图是电动机原理示意图,它可用来演示通电导线在磁场中受力运动,故A错误;乙图是奥斯特实验装置,演示了电生磁现象,它说明了通电导体周围存在磁场,故B正确;丙图中没电源,是发电机原理示意图,可用来演示电磁感应现象,故C错误;丁图是演示电磁铁中线圈匝数的多少与磁性强弱的关系的实验装置,故D错误。

8.如图20-6-6是一种磁悬浮地球仪的示意图,底座里面有一个电磁铁,可使内部有磁体的地球仪悬浮在空中。下列有关地球仪说法正确的是

图20-6-6

A.假如想拿下地球仪,应先切断电源

B.这种装置是依据同名磁极相互排斥的原理来工作的

C.换用一个水平较大的地球仪仍然要悬浮在空中,地球仪遭到的磁力大小不变

D.换用一个水平较大的地球仪仍然要悬浮在空中,且距离不变,改变电磁铁线圈中的电流方向就能了

8.答案B应先拿下地球仪再切断电源,预防地球仪在重力用途下落下来而摔坏,故A错误;由于地球仪与底座是相互离别的,所以地球仪与底座之间是相互排斥的,即该悬浮地球仪是借助同名磁极相互排斥的原理制成的,故B正确;由于地球仪在空中静止,处于平衡状况,所以受力平衡,即重力和磁力大小相等,故换用一个水平较大的地球仪时,重力增大,磁力也增大,故C错误;磁悬浮地球仪中的电磁铁是借助电流的磁效应工作的,改变电磁铁线圈中的电流方向,磁力方向改变,变为相互吸引,无论地球仪的水平如何变化,地球仪均不可以悬浮,故D错误。

9.如图20-6-7所示,是某保密室的防盗报警电路,当有人闯入保密室时会使开关S闭合。下列说法正确的是

图20-6-7

A.电磁继电器与发电机工作原理相同

B.电磁铁的磁性强弱只与电流大小有关

C.电磁铁工作时,上端为S极

D.当有人闯入保密室时,b灯亮

9.答案D电磁继电器是借助电流的磁效应工作的,发电机是借助电磁感应原理制成的,故A错误;电磁铁的磁性强弱和电流大小、线圈的匝数多少有关,故B错误;依据安培定则可知,电磁铁工作时,上端为N极,故C错误;当有人闯入保密室时会使开关S闭合,电磁铁有磁性,吸引衔铁,电灯b所在电路接通,b灯亮,故D正确。故选D。

10.如图所示中是探究发电机原理的是

10.答案A发电机的工作原理是电磁感应现象。A图中没电源,探究的是电磁感应现象,故A正确;B图是奥斯特实验,探究的是电流的磁效应,故B错误;C图中有电源,探究的是通电导线在磁场中受力而运动,故C错误;D图是探究电磁铁磁性强弱的实验,借助了电流的磁效应,故D错误。故选A。

2、填空题

11.条形磁铁放置于水平桌面上,如图20-6-8所示,已知在下列变化过程中条形磁铁一直不动。闭合开关,电磁铁的右端是__________极,此时条形磁铁遭到桌面对它的摩擦力向__________。若将滑动变阻器滑片P向下移动,条形磁铁遭到的摩擦力将会__________。 

图20-6-8

11.答案S右变大

分析由安培定则得,电磁铁右端为S极,与条形磁铁的异名磁极相对,相互吸引,则条形磁铁遭到电磁铁向左的吸引力,因条形磁铁一直维持静止,所以它遭到的吸引力和桌面给它的摩擦力是一对平衡力,大小相等,方向相反,所以条形磁铁遭到的摩擦力的方向是向右的;当滑片渐渐向下移动时,变阻器连入电路的电阻渐渐减小,由欧姆定律可得线圈中电流渐渐变大,则电磁铁产生的磁场渐渐变强,条形磁铁遭到电磁铁的吸引力渐渐变大,因条形磁铁受的是平衡力,故摩擦力的大小也会渐渐变大。

12.1820年4月的一天,奥斯特讲课时突发奇想,在沿__________方向的导线下方放置一枚小磁针,保证导线和小磁针能__________放置进行实验,接通电源后发现小磁针明显偏转。随后奥斯特花了三个月时间,做了60多个实验证明电流的确能使磁针偏转,这种现象称为__________。奥斯特的发现,拉开了研究电磁间本质联系的序幕。 

12.答案南北平行电流的磁效应

分析在奥斯特实验中,为消除地磁场的影响,小磁针应南北放置进行实验;接通电源后发现小磁针明显偏转,电流的确能使磁针偏转,这种现象称为电流的磁效应。

13.如图20-6-9是一款能发电的魔方充电器,转动魔方时,它依据__________的原理发电,这个过程将__________能转化为电能,产生的电能储存于魔方内。魔方还能通过USB端口给手机充电,给手机充电时魔方等于电路中的__________。 

图20-6-9

13.答案电磁感应机械电源

分析电磁感应现象中把机械能转化为电能,转动这种魔方能发电说明它是借助电磁感应原理工作的。电源有哪些用途是提供电能,用电器的工作过程消耗电能,魔方在给其他设施充电过程中提供了电能,所以它等于电源。

3、作图题

14.磁体旁小磁针静止时所指的方向如图20-6-10所示,标出磁体的N、S极并画出磁体周围的磁感线。

图20-6-10

14.答案 如图所示

分析小磁针黑端为N极,据图可知,小磁针的下面是N极、上面是S极;由异名磁极相互吸引可知,与小磁针S极挨近的一端为N极,即两个相对的磁体的磁极都是N极;在磁体外部磁感线是从N极出发回到S极的,据此画出磁体周围的磁感线。

15.如图20-6-11所示,给电磁铁M通电,发现弹簧开始被压缩,过一会儿,条形磁铁和弹簧重新处于静止,此时把滑动变阻器的滑片P向B端滑动,弹簧的长度渐渐变短。请用笔画线代替导线,把电路连接完整。

图20-6-11

15.答案如图所示

分析第一依据通电时弹簧被压缩可以看出电磁铁上端为S极,然后依据安培定则判断电流方向。滑片向B移动时弹簧变短,说明电流变大,所以应当连接B接线柱。

4、实验探究题

16.如图20-6-12是某学习小组同学设计的探究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图。

实验中,移动变阻器的滑片,改变通过电磁铁线圈中的__________大小;依据电磁铁吸引大头钉的多少判断电磁铁的__________。 

表是该组同学所做实验的记录:

①比较实验中的1、2、3组数据,得出的结论是:电磁铁线圈的匝数肯定时,通过线圈中的电流越大,电磁铁的磁性越__________; 

②比较实验中的1和4组数据,可得出的结论是:__________; 

实验后,同学们想继续探究“电磁铁的磁性强弱与线圈内的铁芯大小是不是有关?”他们借助上述电路和两根大小不一样的铁芯,设计实验:实验时应该维持__________不变,换用不同铁芯,察看电磁铁吸引大头钉数。若两次实验吸引大头钉数目明显不同,说明__________。 

图20-6-12

16.答案 电流磁性强弱①强②在电流相同时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强电磁铁线圈的匝数和通过的电流电磁铁的磁性强弱与线圈内的铁芯大小有关

分析实验时,移动滑动变阻器的滑片,可以改变变阻器连入电路中的电阻大小,从而改变电路中的电流大小;依据转换法,由电磁铁吸引大头钉的多少判断电磁铁的磁性强弱。①比较实验中的1、2、3组数据可以看出,在线圈的匝数相同时,电流从0.8 A增加到1.5 A时,吸引大头钉的最多数目由5枚增加到10枚,说明在线圈的匝数肯定时,通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性越强;②比较实验中的1和4组数据可以得出通过电磁铁的电流都为0.8 A时,线圈匝数为50的最多吸引5枚大头钉,线圈匝数为100的最多吸引7枚大头钉,说明在通过电磁铁的电流相同时,线圈的匝数越多,电磁铁的磁性越强。电磁铁的磁性强弱可能跟铁芯大小有关。依据控制变量法,探究电磁铁磁性强弱跟铁芯大小关系时,控制线圈的匝数和通过的电流不变,只改变铁芯大小;换用不同铁芯,察看电磁铁吸引大头钉数。若两次实验吸引大头钉数目明显不同,说明电磁铁的磁性强弱与线圈内的铁芯大小有关。

17.发电机是怎么样发电的呢?同学们用如图20-6-13所示的装置进行探究。

图20-6-13

当导体ab静止悬挂起来后,闭合开关,灵敏电流计G指针不偏转,说明电路中__________电流产生。 

小芳无意间碰到导体ab,导体ab晃动起来,小明发现电流表指针发生了偏转,就说:“让导体在磁场中运动就可产生电流”。但小芳说:“未必,还要看导体如何运动”。为验证猜想,他们继续探究,并把察看到的现象记录如下:

剖析实验现象后,同学们一致觉得小芳的看法是__________的。比较第2、3次实验现象发现,产生的电流的方向跟__________有关;比较第3、6次实验现象发现,产生的电流的方向还跟__________有关。 

在整理器材时,小明未断开开关,先撤去蹄形磁铁,有同学发现指针又偏转了!他们再重复刚刚的操作,发现电流计的指针都偏转。请教老师后得知,不论是导体运动还是磁体运动,只须闭合电路的一部分导体在__________中做__________运动,电路中就会产生感应电流,这就是发电机发电的原理。此原理最早由英国物理学家__________发现。 

17.答案无正确导体运动方向磁场方向

磁场切割磁感线法拉第

分析当导体ab静止悬挂起来后,闭合开关,灵敏电流计G指针不偏转,说明电路中无电流产生。依据表格中的信息可知,当导体在磁场中运动时,电流计指针未必偏转,说明未必产生电流,故小芳的看法是正确的;比较第2、3次实验现象发现,磁场方向相同,导体运动的方向不同,产生电流的方向不同,即产生的电流的方向跟导体运动方向有关;比较第3、6次实验现象发现,导体运动的方向相同,磁场方向不同,产生电流的方向不同,即产生的电流的方向还跟磁场方向有关。电路闭合时,不论是导体运动还是磁体运动,只须导体在磁场中做切割磁感线运动,电路中就会有感应电流产生,这种现象是电磁感应,此原理最早由英国物理学家法拉第发现。

5、综合题

18.电梯为居民出入带来非常大的便利,出于安全考虑,电梯都设置超载自动报警系统,其工作原理如图20-6-14甲所示。已知控制电路的电源电压U=6伏,当电磁铁线圈电流达到20毫安时,衔铁刚好被吸住,压敏电阻R2的阻值随重压F大小变化如图乙所示,电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽视不计。

图甲中电磁铁上端磁极是__________极。 

现控制该电梯限载量为9 000牛,计算此时滑动变阻器R1的电功率大小。

若将滑片略向右移动,试剖析该电梯限载量怎么样变化并说明理由。

甲

乙

图20-6-14

18.答案S0.04 W见分析

分析右手握住电磁铁,四指指向电流的方向,大拇指指向电磁铁的下端即N极,则电磁铁上端的磁极是S极;

电梯遭到的重压等于电梯所载物体的重力,即:F=G=9 000 N,由图乙,当重压F=9 000 N时,对应的压敏电阻阻值R2=200 Ω,此时电磁铁线圈电流达到20 mA,由欧姆定律得电路的总电阻:R===300 Ω,由于串联电路的总电阻等于串联的各部分电阻之和,所以变阻器R1接入电路的阻值:R1=R-R2=300 Ω-200 Ω=100 Ω;则R1的电功率:P1=I2R1=2×100 Ω=0.04 W;

由图甲可知,滑片略向右移动后,变阻器接入电路的阻值增大;因电源电压和报警时的电流不变,则控制电路的总电阻是肯定的,变阻器接入电路的阻值增大,则压敏电阻R2的阻值应减小,由图乙可知,压敏电阻R2的阻值减小时,其遭到的重压增大,所以电梯底架遭到的重压增大,即电梯限载量变大。