第二十章《电与磁》自我评估
一、单项选择题（每小题3分，共30分）
1．《事林广记》中记载了“指南龟”（如图1所示）的制法：先以木刻龟，在龟体上沿首尾方向开一洞，放入条形磁石，以黄蜡填满，在龟尾部敲入一铁针与磁石一端相连，将木龟支于竹针之上，使木龟转动，静止后，针指南。下列说法中正确的是（ ）
A．磁石靠近龟尾一端的是磁石的N极
B．“指南龟”周围存在磁感线
C．“针指南”是利用了异名磁极相互吸引的原理
D．“指南龟”周围的磁场是均匀的
2．将小磁针放置在通电螺线管右侧，小磁针静止时，其N极的指向如图2所示。下列说法正确的是（ ）
A．电流从导线的A端流入螺线管
B．通电螺线管的左端为N极
C．通电螺线管周围真实存在磁感线
D．改变导线中电流方向，通电螺线管磁性强弱会改变
3．如图3所示，小明用线圈、条形磁铁和灵敏电流计来验证电磁感应现象，下列不能使灵敏电流计指针发生偏转的操作是（ ）
A．线圈不动，磁铁快速向上 B．线圈不动，磁铁快速向下
C．磁铁不动，线圈快速向上 D．线圈和磁铁同时同速向上
4．小区内路灯能根据光线亮暗情况实现自动控制，其电路原理如图所示，R1是定值电阻，R2是光敏电阻，其阻值大小随光照强度的增大而减小。当开关S1闭合，光线变暗时，下列判断正确的是（ ）
A．电流表示数减小，电磁铁的磁性减弱，开关S2闭合
B．电流表示数减小，电磁铁的磁性增强，开关S2断开
C．电流表示数增大，电磁铁的磁性增强，开关S2闭合
D．电流表示数增大，电磁铁的磁性减弱，开关S2断开
5．如图甲把一台手摇发电机跟小灯泡连接起来，使线圈在磁场中转动，可以看到小灯泡会发光。下列说法正确的是（ ）
A．发电机是利用电流的磁效应来工作的
B．发电机将电能转化为了机械能
C．线圈转得越快，小灯泡越亮
D．如果将小灯泡换成如图乙的电流表，指针一直偏向右边
6．在物流分拣中心，智能分拣机器人的投入使用，极大地提高了分拣效率，充电5分钟工作4小时，实现24小时不间断分拣，如图所示。机器人的动力装置为电动机，其工作原理是（ ）
A．磁场对电流的作用，将机械能转化为电能
B．磁场对电流的作用，将电能转化为机械能
C．电磁感应原理，将机械能转化为电能
D．电磁感应原理，将电能转化为机械能
7．如图是甲、乙两个设备的工作原理，下列说法正确的是（ ）
A．乙是发电机的工作原理
B．甲的工作原理是电磁感应现象
C．甲工作时将电能转化为机械能
D．乙的工作原理与麦克风的工作原理相同
8．现代电动汽车为了节能，都安装了能量回收装置，在汽车刹车时，将机械能转化为电能，为汽车提供后续的能量。下列四个装置中与此原理相同的是（ ）
9．下水井盖的丢失给人们出行带来了安全隐患。为提示路人注意安全，小明设计了如图所示的电路，电路中利用一元硬币代替铁质井盖。关于此电路说法正确的是（ ）
A．一元硬币是绝缘体，相当于控制电路的开关
B．电磁铁通电时，它的上端为S极
C．“井盖”丢失时电磁铁有磁性，灯泡发光报警
D．“井盖”丢失时电磁铁无磁性，灯泡发光报警
10．如图甲所示，小明家有一款磁悬浮音箱，音箱底部有一块磁铁，圆柱状底座内部有电磁铁。他发现这个底座内电路与图乙所示电路原理相同。闭合开关，音箱悬浮空中，下列判断正确的是（ ）
A．底座通电后能产生磁场，A端应该是S极
B．底座通电后能产生磁场，与电动机的工作原理相同
C．将滑片P向右滑至某处，音箱将再次悬浮，此时音箱受到磁力与调节P之前大小相等
D．保持其它条件不变，减少线圈匝数，S闭合时，音箱在底座上悬浮时的高度会变高
二、填空题（每空1分，共20分）
11．如图所示是某种磁悬浮列车示意图，轨道线圈上端是S极，要使列车悬浮起来，车身线圈上端应是 极，列车是靠电磁铁 （选填“同名”或“异名”）磁极相互吸引而悬浮起来。
12.如图所示为两个磁极间的磁感线分布图，小磁针静止在C点。则图中磁极A为
极，小磁针的左端为 极。（均选填“N”或“S”）
13．科学家的每次重大发现，都有力地推动了人类文明的进程。丹麦物理学家 首先发现了电流周围存在磁场，第一个揭示了电和磁之间的联系。小郭同学自制了一个用开关来控制电磁铁南北极的巧妙装置，如图所示。当开关S接 （选填“a”或“b”）点时，电磁铁的A端是N极。
14．利用如图所示的装置研究电磁感应现象时，应在a、b之间接入 （选填“灵敏电流计”或“电源”），根据该原理可制成 ，当金属棒在磁场中左右运动时，产生的是电流方向不断变化的 电流。
15．如图所示为电磁炮的原理简化图。炮弹上固定的金属杆和金属轨道接触，并与电源构成闭合电路，通电后金属杆就会受到向右的力，于是将炮弹发射出去。如果同时改变磁场方向和金属杆中的电流方向，金属杆将会受到向 （选填“左”或“右”）的力。电磁炮的发射原理与 （选填“电动机”或“发电机”）的原理相同。
16．如图是热爱课外实践的小双同学设计的汽车CO2排放量检测电路。开关闭合后，电磁铁的上端是 （选填“N”或“S”）极。图中气敏电阻R1的阻值随CO2浓度的增大而减小，导致电磁铁的磁性 （选填“增强”或“减弱”），当CO2浓度高于某一设定值时，电铃就会报警。
三、作图题（每小题4分，共8分）
17．如图，小磁针静止在通电螺线管左侧，请标出小磁针的N极和电源正极。
18．将图中的电磁铁连入你设计的电路中（在方框内画出电源和滑动变阻器的连接电路），要求闭合开关后，小磁针静止时如图所示，且向左移动滑动变阻器滑片时，电磁铁的磁性变强。
四、实验探究题（19题4分，20题6分，21题7分，22题3分，共20分）
19．电与磁之间存在着相互联系，彰显物理现象的对称、统一之美。
（1）如图1所示，亮亮利用干电池、导线和小磁针进行实验。
①通电后小磁针发生偏转，断电后小磁针复位。实验表明 ；
②世界上第一个发现电和磁是有联系的科学家是 。
（2）亮亮又将直导线绕成螺线管形状，在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑。
①通电后观察小磁针的指向及铁屑的排列情况，如图所示。实验结果表明：通电螺线管外部的磁场与 的磁场相似；
②为了进一步判断通电螺线管的极性与环绕螺线管的电流方向之间的关系，接下来的操作是 。
20.在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设了
如图所示的电路。
（1）当滑动变阻器滑片向左移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数 （选填“增
加”或“减少”），说明电流越 （选填“大”或“小”），电磁铁磁性越强；
（2）根据图示的情境可知， （选填“甲”或“乙”）的磁性强，说明电流一定时， ，电磁铁磁性越强；
（3）电磁铁在生活中应用广泛，请举一例： ；
（4）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是： 。
21.老师带领同学们探究“磁场对通电直导线的作用”活动中，按照图组装好了实验器材。
（1）连接好电路，开关未闭合时无论如何调节滑动变阻器的滑片，导体棒ab不动；闭合开关并将滑动变阻器的滑片移动到适当位置，看到导体棒ab向右运动。为使实验现象更明显，有同学把导体棒换用轻质塑料棒，实验 （选填“能”或“不能”）成功，塑料棒是 （选填“导体”或“绝缘体”），上述实验现象说明磁场对 有力的作用， （选填“发电机”“电动机”或“电磁铁”）就是根据该原理制成的。
（2）将滑动变阻器的滑片向右端移动一定距离，发现导体棒ab向右运动的现象缓慢而
不明显，这说明此现象中产生力的大小与 有关。
（3）若要使导体棒ab向左运动，可采取的方法（写出1种）： 。
（4）若想用上述器材研究发电机的工作原理，闭合开关前，应将电路中的电源换成
（选填“小灯泡”“电压表”或“灵敏电流计”），再闭合开关，让导体棒ab左右切割磁感线运动，观察实验现象。
22.在“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验中，用绝缘细线将一根导体棒AB悬挂在蹄形磁体的磁场中，再将导体棒AB、灵敏电流计及开关用导线连成一个电路（如图所示）。
（1）实验中，通过观察 来判断电路中是否有感应电流产生。
（2）闭合开关，让导体棒AB保持静止，电路中 （选填“有”或“无”）感应电流产生。
（3）闭合开关，让导体棒AB沿 （选填“竖直方向上下”或“水平方向左右”）运动时，电路中有感应电流产生。
五、综合能力题（16分）
23．变频空调的变频压缩机可以根据环境温度自动调整工作时间和功率。某变频空调电路原理示意图如图1所示，其中控制电路的电源电压U1＝12V，Rs为调控电阻，可通过遥控调节其阻值大小，Rt为热敏电阻，其阻值随温度变化的图像如图2所示，L为磁控开关，当热敏电阻Rt的阻值发生变化时，磁控开关线圈的电流随之发生变化，当电流大于或等于0.02A时，L的两个磁性弹片相互吸合，工作电路的变频压缩机开始工作。电压U2＝220V，R0为保护电阻，磁控开关L的线圈电阻不计。问：
（1）压缩机工作过程中内部的电动机主要把电能转化成 能；当S接通，电流大于或等于0.02A时，L的两个磁性弹片的前端为 名磁极。
（2）由图2可知，热敏电阻Rt的阻值随着温度t的升高而变减 ；若房间内部的温度为22.5℃，此时热敏电阻Rt的阻值为 Ω。
（3）用遥控将Rs的阻值调小时，设定温度变 ；家用空调最高设定温度通常为30℃，则调控电阻Rs的阻值不能超过 Ω。
（4）由于变频作用，某段时间内工作电路的总功率变化如图3所示，已知保护电阻R0＝2Ω，则10min内R0消耗的电能是多少？
评分标准简要答案
一、选择题（每小题3分，共30分）
1．C 2．B 3．D 4．A 5．C 6．B 7．B 8．C
9．D 10．C
二、填空题（每空1分，共20分）
11．S；异名
12．N；S
13．奥斯特；a
14．灵敏电流计；发电机；交变
15．右；电动机
16．N；增强
三、作图题（每小题4分，共8分）
17．如图1所示
18．如图2所示
四、实验探究题（19题4分，20题6分，21题7分，22题3分，共20分）
19．（1）①通电导线周围存在磁场；②奥斯特；（2）①条形磁体；②对调电源正负极，观察小磁针的指向
20.（1）增加；大 （2）甲；线圈匝数越多 （3）电铃 （4）同名磁极相互排斥
21.（1）不能；绝缘体；通电导体；电动机 （2）电流大小 （3）改变磁场方向或改变导体中电流方向；（4）灵敏电流计
22.（1）灵敏电流计指针是否偏转 （2）无 （3）水平方向左右
五、综合能力题（16分）
23．（1）机械；异；（2）小；100；（3）低；550；
（4）变频空调工作电流I′＝＝＝5A，
I″＝＝＝2A；
保护电阻消耗的电能：
W＝I′2R0t+I″2R0t′＝（5A）2×2Ω×4×60s+（2A）2×2Ω×（10﹣4）×60s＝14880J。
部分答案详解
10．解析：由安培定则和图示可知，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向螺线管的上端，则螺线管的下端为N极、上端为S极，磁悬浮音箱利用了同名磁极相互排斥的原理，所以音箱底部磁体的A端应该是N极，故A错误；底座通电后能产生磁场是因为通电导体周围存在磁场，而电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，故B错误；由题图可知，闭合开关，使音箱悬浮后，向右调节滑片P，电阻变小，电磁铁线圈中的电流增大，磁性增强，音箱受到的磁力增大，音箱与底座之间的距离增大，由于音箱的重力不变，当音箱再次悬浮时，音箱仍处于平衡状态，因此音箱受到的磁力不变，故C正确；闭合开关S，若保持其他条件不变，将电磁铁的线圈匝数变少，音箱受到的磁力减小，音箱在底座上悬浮时的高度会变低，故D错误。
