九年级物理下册第十六章电磁铁与自动控制同步测评
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、下列说法中正确的是（ ）
A．只要物体发生形变就会产生弹力
B．物体在平衡力的作用下，不一定处于静止状态
C．磁铁吸引铁钉时，铁钉没有吸引磁铁
D．两物体只要相互接触就会产生摩擦力
2、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
3、指南针是我国四大发明之一，关于指南针，下列说法正确的是（ ）
A．指南针可以仅具有一个磁极
B．指南针所指的南北方向与地理的两极是重合的
C．指南针能够指南北，说明地球具有磁场
D．指南针的指向不会受附近磁铁块的干扰
4、如图所示电路连接中，当开关S闭合时，下列说法正确的是（ ）
A．螺线管上端为S极，滑片P向左移，弹簧伸长
B．螺线管上端为N极，滑片P向左移，弹簧缩短
C．螺线管上端为S极，滑片P向右移，弹簧伸长
D．螺线管上端为N极，滑片P向右移，弹簧缩短
5、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
6、如图所示的电路，闭合开关S，下列关于通电螺线管的说法正确的是（ ）
A．通电螺线管的右端是N极
B．只对调电源正负极，通电螺线管两端的极性不发生改变
C．通电螺线管外部的磁感线都是从N极出发回到S极的
D．当滑动变阻器的滑片向右移动时，通电螺线管的磁性增强
7、如图所示是实验室电流表的内部结构图。多匝金属线圈悬置在磁体的两极间，线圈与一根指针相连。当线圈中有电流通过时，它受力转动带动指针偏转，便可显示电流大小。下列说法正确的是（ ）
A．该电流表是利用电磁感应原理工作的
B．线圈中有电流通过时，把机械能转化为电能
C．线圈中电流越大，其所受磁场力就越大
D．改变线圈中的电流方向，指针的偏转方向不会改变
8、如图是我国劳动人民在生产生活中创造和使用的工具，下列选项中正确的是（ ）
①汲水的桔槔运用了杠杆的原理
②钻木取火将内能转化成机械能
③司南利用了地磁场对磁体有力的作用指示南北
④篆刻刀的刀刃很薄是为了减小压强
⑤日晷测定时间利用了光的直线传摇
A．①②③ B．①②⑤ C．①③⑤ D．②④⑤
9、如图是电磁继电器的构造和工作电路示意图．要使电磁铁对衔铁的吸引力变大，以下做法可行的是（ ）
A．去掉电磁铁线圈中的铁芯 B．减少电磁铁线圈的匝数
C．适当增大电源A的电压 D．适当增大电源B的电压
10、在科学探索的道路上，有众多的科学巨人披荆斩棘，铺路架桥，为后人留下了丰硕的知识、科学的探究方法及不朽的科学精神。下列关于物理学家的贡献说法正确的是（ ）
A．亚里士多德提出力是改变物体运动状态的原因
B．沈括最早发现了电和磁之间的联系
C．托里拆利最先通过实验测出大气压的值
D．奥斯特最早发现了电磁感应现象
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、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。
2、如图所示，斜面顶端固定着一个电磁铁，闭合开关时，其右端为 极；在其右端放置一个铁质小车，发现电磁铁的吸引力不足以吸住小车，为了能吸住小车，可将滑动变阻器的滑片向 （选填“a”或“b”）端移动．
3、为了确定标示不清的铅蓄电池的正、负极，小军同学将该电池和螺线管相连，闭合开关S后，小磁针静止时的指向如图所示，由此可以判断，螺线管的 （选填“a”或“b”）端为N极，铅蓄电池的c端是 （选填“正”或“负”）极，小磁针所在位置的磁感线方向与小磁针N极所指的方向 （选填“相同”或“相反”）。
4、小英看到某小区车库积水造成大量财产损失的新闻后，设计了如图所示的车库积水自动报警器，图中A、B位置可以安装电铃或LED灯，车库没有积水时，LED灯亮；车库有积水时，左侧控制电路接通，电磁铁通电，具有 性，把衔铁吸下，电铃发出声音。电铃应该安装在图中的 位置。
5、如图所示，由通电螺线管的磁感线方向可知，电流表的上端为 接线柱；静止的小磁针的左端为 极。
三、实验探究（5小题，每小题10分，共计50分）
1、请你选择合适的器材自制电磁铁，并简要写出制作报告。
（1）实验器材∶ 。
（2）制作过程：
（3）实验现象∶
2、用表面涂有绝缘漆的漆包线绕在铁钉上做成了线圈上有四个接线柱a、b、c、d的电磁铁，使用不同的接线柱，可改变电磁铁线圈的匝数。电磁铁和其他实验器材组成如图所示电路，用该电路来研究“影响电磁铁磁性强弱的因素”。请完成如下问题：
（1）实验中电磁铁磁性的强弱用电磁铁吸引 来反映的；
（2）连接电磁铁线圈的接线柱a，闭合开关，调节滑动变阻器，可以探究电磁铁磁性强弱与 是否有关；
（3）分别连接电磁铁线圈的接线柱a、c，并调节滑动变阻器使 不变，可以探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数是否有关。
3、小明同学受奥斯特实验的启发，产生了探究通电长直导线周围磁场的兴趣.探究过程的一部分如下：
A.让竖直的通电长直导线垂直穿过一张硬纸板，以导线为中心在纸板上任意做直线.在直线上不同位置放上能够自由转动的小磁针，发现小磁针静止时N极指向都与直线垂直；
B.直线上任意关于导线对称两点处的小磁针N极指向相反；
C.改变电流大小时，小磁针指向不变；
D.通过查阅资料得知，通电长直导线外某点的磁场强弱与电流大小成正比，与这一点到直导线的距离成反比.
（1）做实验时，纸板的俯视图如下，若其中“⊙”表示电流方向垂直纸面向外，“ ”表示电流方向垂直纸面向里，小磁针涂黑部分为N极.请根据探究过程结合自己学过的知识，在右边的纸板的俯视图上作出通电长直导线周围的磁感线分布图 .（分布图要能够反映不同位置处磁场的强弱和方向）.
（2）若要验证某点磁场强弱与其到通电长直导线距离成反比的结论，应控制 不变.
（3）同一通电长直导线周围，离通电导线距离为r和2r的两点.磁场强弱的比值为
4、在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明用铁钉制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。
（1）实验中是通过吸引大头针的数量来显示电磁铁磁性的强弱，当滑动变阻器滑片向左移动时，电路中的电流 （填“增大”、“不变”或“减小”），电磁铁吸引大头针的个数增多，说明电流越 ，电磁铁磁性越强。
（2）根据图示的情景可知，电磁铁甲的上端是 极；电磁铁 （填“甲”或“乙”）的磁性较强，说明电流一定时，线圈匝数 ，电磁铁磁性越强；实验发现被电磁铁吸引的大头针下端是分散的，其原因是大头针被磁化， 。
（3）该实验用了控制变量法和 法。
5、为“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”，小明设计了如图所示的实验装置：
（1）滑动变阻器的作用是：通过改变 的大小，从而改变电磁铁磁性的强弱。
（2）由图可知甲铁钉的针尖是 极，甲、乙两铁钉之间的作用力是 （选填“引力”或“斥力”）。
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】B
【解析】【解答】A．物体发生弹性形变时才会产生弹力，A不符合题意；
B．物体在平衡力的作用下，不一定处于静止状态，也可能做匀速直线运动，B符合题意；
C．磁铁吸引铁钉时，铁钉也会吸引磁铁，因为力的作用是相互的，C不符合题意；
D．两物体相互接触，如果没有相对运动或相对运动的趋势，也不会产生摩擦力，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】物体发生弹性形变时才会产生弹力，受平衡力的物体，保持匀速直线运动状态或静止状态，两物体相互接触，且有相对运动或相对运动的趋势，产生摩擦力。
2、【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】由安培定则判断通电螺线管的磁极，由同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引判断小磁针的方向。
3、【答案】C
【解析】【解答】A．指南针是一个磁体，磁体都有两个磁极，A不符合题意；
B．磁偏角说明地理南北极与地磁南北极并不重合，B不符合题意；
C．指南针能够指南北，受到磁场的作用，说明地球具有磁场，C符合题意；
D．指南针的周围有其他磁体时，两个磁场相互作用会产生磁力，而使指南针不一定指向南北方向，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】地球是一个大磁体，地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，由于受到地磁场的作用，放入地磁场的磁体都受到地磁场的作用。
4、【答案】A
【解析】【解答】闭合开关后，电流从通电螺线管的上端流向下端，利用安培定则可知通电螺线管的上端为S极，下端为N极，已知弹簧连接的磁体下端为N极，则异名磁极相互吸引，当滑片向左移动时，变阻器连入电路的电阻变小，由I= 可知通过电路的电流增大，则磁性增强，弹簧伸长；当滑片向右移动时，变阻器连入电路的电阻变大，由I= 可知通过电路的电流减小，则磁性减弱，弹簧缩短，
故答案为：A。
【分析】根据安培定则判断螺旋管的磁极位置，磁性强弱和电流大小有关；磁极间同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
5、【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。
6、【答案】C
【解析】【解答】A．由于电源右端为正极、左端为负极，用右手握住通电螺线管，大拇指指向左侧，故通电螺线管的右端是S极，A不符合题意；
B．改变电源的正负极后，螺线管中的电流方向发生了改变，通电螺线管的磁场方向发生改变，B不符合题意；
C．在磁体外部，磁感线从N极出发，到S极进入，通电螺线管的外部磁感线是从N极出发回到S极，C符合题意；
D．滑动变阻器向右移动时，接入电路中的电阻变大，电流变小，通电螺线管的磁性将减弱，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】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；任何磁铁都具有两个磁极，即N极和S极，磁感线从N极指向S极。
7、【答案】C
【解析】【解答】通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理：通电线圈在磁场中受力而转动，并且电流越大，线圈受到的力越大，其转动的幅度越大。因此可以利用电流表指针的转动幅度来体现电路中电流的大小。
A. 该电流表的原理是利用通电导线在磁场中受力的作用，故A不符合题意；
B. 线圈中有电流通过时，线圈在磁场中受力而转动，把电能转化为机械能，故B不符合题意；
C. 线圈所受磁场力的大小与电流的大小有关，若线圈中电流越大，其所受磁场力就越大，故C符合题意；
D. 改变线圈中的电流方向，线圈所受磁场力的方向改变，所以指针的偏转方向会改变，故D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】通电线圈在磁场中受力的作用，此时电能转化为机械能，电流越大，磁性越强。
8、【答案】C
【解析】【解答】①汲水的桔槔是一根棒子绕着支点转动，故是杠杆，故①正确；
②钻木取火是将机械能转化为内能，故②错误；
③司南是利用地磁场对所处其中的磁体有力的作用是正确的，故③正确；
④镌刻刀是利用减小受力面积增大压强，故④错误；
⑤日晷是利用的光的直线传播形成的影子，故⑤正确。
C符合题意。
故答案为：C。
【分析】可以绕支撑点转动的工具是杠杆；钻木取火是做功改变内能；司南利用了地磁场的作用；压力一定时，减小受力面积可以增大压强；日晷利用了光沿直线传播的特点。
9、【答案】C
【解析】【解答】A．带有铁芯的通电螺线管叫电磁铁，电磁铁的磁性有无由通断电来控制，电磁铁的磁性强弱由电流大小和线圈匝数决定．若去掉电磁铁线圈中的铁芯，磁性将减弱，A不符合题意；
B．若减少电磁铁线圈的匝数，电磁铁的磁性减弱，B不符合题意；
C．增大电源A的电压，可以增大通过电磁铁的电流、增强电磁铁的磁性，C符合题意；
D．增大电源B的电压，不会影响通过电磁铁的电流，不会改变电磁铁的磁性，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】电磁铁的磁性和电流大小有关，和线圈匝数有关。
10、【答案】C
【解析】【解答】A．亚里士多德最早提出力是维持物体运动的原因，伽种略最早提出力不是维持物体运动的原因，A不符合题意；
BD．奥斯特最早发现电和磁之间的联系，法拉第最早发现电磁感应现象，BD不符合题意；
C．托里拆利第一次通过实验准确测出大气压的值，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据对物理学家及其成就的了解作答。
二、填空题
1、【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。
2、【答案】S；a
【解析】【解答】由右手定则可知电磁铁左端为N极，右端为S极；为了能吸住小车应增强电磁铁的磁性，需要使电路中电流增大，即滑动变阻器向a端移动．
【分析】根据安培定则判断电磁铁的磁极；线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁磁性越强。
3、【答案】b；正；相同
【解析】【解答】闭合开关S后，由图可知，小磁针左端为N极，根据磁极间的相互作用规律，同名磁极互相排斥，则可得螺线管的b端为N极。根据安培定则，用右手握住螺线管，大拇指指向螺线管N，即b端，则四指指向即为环绕导线中的电流方向，所以，螺线管中电流方向是从螺线管左端流入，右端流出，则铅蓄电池的c端是电源正极。根据磁感线定义，为了描述空间磁场的分布情况，在磁场中画一些有方向的曲线，曲线上任何一点的切线方向都跟放在该点的小磁针静止时北极所指的方向一致。所以该题小磁针所在位置的磁感线方向与小磁针N极所指的方向相同。
【分析】根据小磁针的磁极位置判断螺线管的磁极；利用安培定则判断螺线管中的电流方向。
4、【答案】磁；B
【解析】【解答】车库没有积水时，电磁铁不具有磁性，不会吸引衔铁，LED灯亮，说明A为LED灯；车库有积水时，左侧控制电路接通，电磁铁通电，电磁铁会具有磁性，能吸引衔铁，使得B的电路接通，电铃发出声音，所以电铃应安装在图中的B位置。
【分析】有电流通过时，电磁铁有磁性，电磁铁使电磁继电器工作。
5、【答案】正；N
【解析】【解答】由图磁感线可知，螺线管左端为N极，右端S极，因为异名磁极相互吸引，小磁针左端N极，根据安培定则，电流左进右出，所以电流表的上端为正接线柱。
【分析】根据磁感线方向判断螺线管的磁极位置；结合磁极位置判断螺线管中电流方向；电流表中电流正极流入电流表，从负极流出。
三、实验探究
1、【答案】（1）器材：电源、开关、长铁钉、若干曲别针、滑动变阻器、导线若干。
（2）步骤：将导线在长铁钉上紧密缠绕数十圈，然后将其与滑动变阻器、开关及电池串联，接着闭合开关， 将长铁钉一端靠近曲别针，观察现象。
（3）现象：闭合开关后发现铁钉能够吸引曲别针，断开开关后，曲别针掉落，则电磁铁制作成功。
【解析】【分析】电流可以产生磁场，即电流有磁效应，在通电螺线管中插入铁芯可以增强螺线管的磁性。
2、【答案】（1）大头针个数的多少
（2）电流大小
（3）电流
【解析】【解答】(1)电磁铁的磁性强弱是无法直接观察的，此实验中利用电磁铁吸引大头针数量的不同来反映磁性强弱的不同，采用了转换法；
(2)连接电磁铁线圈的接线柱a，调节滑动变阻器，电路中电流不同，可以探究电磁铁磁性强弱与电流大小有关；
(3)分别连接电磁铁线圈的接线柱a、c，并调节滑动变阻器控制电流不变，改变了线圈匝数，可以探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数有关。
【分析】（1）采用转换法，通过观察电磁铁吸引大头针数目的多少来判断电磁铁磁性的强弱。
（2）电磁铁磁性的强弱与电流的大小和线圈的匝数有关，故该实验中利用控制变量的思维分析即可解决。
3、【答案】（1）
（2）电流大小
（3）2：1
【解析】【解答】（1）小磁针的指向均与过电流的直线垂直，即磁场方向是逆时针的，而右图中的电流方向与左图电流方向相反，所以磁场方向是顺时针的，且越靠近导线磁感线越密集，越靠近外侧磁感线越稀疏，如图：
；（2）磁场强弱与电流的大小及离电流的远近有关，故要想探究磁场强弱与其到通电长直导线的距离成反比，根据控制变量的思想，应控制变量电流大小不变；（3）由已知得，磁场强弱与到通电长直导线的距离成反比，则两点的磁场强弱之比等于距离的反比，即2：1.
【分析】本题考查学生的审题及分析能力，区分度较高；应学会灵活应用数学知识解决物理问题及控制变量法的应用（因磁场强弱可能与电流大小及离通电直导线的距离有关，故应控制电流大小不变）.
4、【答案】（1）增大；大
（2）S；乙；越多；同名磁极相互排斥
（3）转换
【解析】【解答】解：（1）由图可知：甲乙串联，乙的匝数比甲的多，当滑动变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，由欧姆定律，电路中的电流增大，电磁铁吸引大头针的个数增多，说明电流越大，电磁铁磁性越强。（2）甲的线圈上的电流方向向左，根据安培定则可知：甲的上端为 S，下端为 N；乙吸引的大头针数多，说明乙的磁性强，这说明：在电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强；大头针被磁化，同一端的磁性相同，互相排斥，所以下端分散的；（3）该实验用了控制变量法和转换法。
故答案为：（1）增大；大；（2）S；乙；越多；同名磁极相互排斥；（3）转换法。
【分析】探究影响电磁铁磁性强弱的因素实验，实验中应用了转换法（利用电磁铁吸引大头针的多少来判断电磁铁磁性的强弱）；同时应用了控制变量法（要知道电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈匝数有关，要研究电磁铁磁性与其中一个量的关系，需要控制另一个量）．
5、【答案】（1）电流
（2）S；引力
【解析】【解答】（1）滑动变阻器在电路中可以改变电路中电流的大小，从而改变电磁铁磁性的强弱；（2）根据安培定则判断甲中钉尖是S极，乙钉钉尖是N极，异名磁极相互吸引。
【分析】（1）改变电流的大小可以改变磁性的强弱；
（2）根据安培定则判断磁极的位置，异名磁极间相互吸引。
