2021北京初三(上)期末物理汇编：电磁铁及其应用.docx

2021北京初三（上）期末物理汇编
电磁铁及其应用

一、单选题
1．（2021·北京东城·九年级期末）为探究“电磁铁磁性强弱与哪些因素有关”，实验小组连接了如图所示的实验电路，开关S闭合。下列说法正确的是（　　）

A．比较甲、乙铁钉吸引大头针的数量可得出电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系
B．乙铁钉的上端是N极
C．大头针的下端散开是因为异名磁极相互排斥
D．向左调节滑片P，甲、乙吸引大头针个数均会增多
2．（2021·北京朝阳·九年级期末）图所示的四个实验中，能够说明电动机原理的是（　　）
A． B．
C． D．
3．（2021·北京朝阳·九年级期末）小阳同学在研究性学习活动中，通过查阅资料，查到了一种由半导体材料做成的热敏电阻阻值随温度变化的曲线，如图甲所示。他设计了如图乙所示的温度自动控制装置，其中R为热敏电阻，已知电磁继电器的线圈电阻R0为50Ω，左侧控制电路的电源电压为6V。当继电器线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸下，右侧工作电路就断开。下列说法中正确的是（　　）

A．当控制电路工作时，电磁铁的上端是N极
B．当温度为10℃时，通过控制电路中的电流为12mA
C．该装置可将温度控制在50℃以下
D．用超导体制作电热丝可大大提高它的发热功率
4．（2021·北京房山·九年级期末）下列说法中正确的是 （　　）
A．空气开关自动断开，是因为用电器总功率过大引起的
B．只要改变电磁铁线圈的匝数，电磁铁的磁性强弱就会改变
C．导体中的电荷在做定向移动时可以产生磁场
D．电功率大的用电器比电功率小的用电器做的功多
二、多选题
5．（2021·北京石景山·九年级期末）关于图中的电磁现象中，下列表述正确的是（　　）＼

A．甲图中的实验说明磁极间的相互作用是同名磁极相互吸引
B．乙图中的实验说明改变电磁铁线圈中的电流方向能改变电磁铁的磁性强弱
C．丙图中带电体接触验电器的金属球时箔片会张开，是因为同种电荷相互排斥
D．丁图中的奥斯特实验证实了电流的周围存在着磁场
三、填空题
6．（2021·北京北京·九年级期末）图是研究电磁铁磁性强弱的实验装置，其中E是电磁铁。闭合开关S后，发现电磁铁吸引起少量大头针。为了让电磁铁能吸引起更多的大头针，只利用图中的器材，可以采取的操作方法是 _________________ 。（写出一种方法即可）。

7．（2021·北京平谷·九年级期末）如图所示电路，开关S接到a后，小磁针静止时，A端是______极；将开关S由a换到b，调节变阻器的滑片P，使电流表的示数______，目的是探究通电螺线管的磁性强弱与______是否有关。

8．（2021·北京通州·九年级期末）图示是某实验小组同学设计的探究“电磁铁吸引铁钉的个数与电流大小的关系”的实验电路图。实验时，需要始终保持 ___________ 不变，不断改变通过线圈的电流大 小来完成实验。下表是该组同学所做实验的记录：

电流/A
0.8
1.2
1.5
吸引铁钉的最多个数/个
5
8
10

通过分析比较表中记录的实验数据，该小组可以得出的实验结论是： ___________ 。
四、实验题
9．（2021·北京丰台·九年级期末）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。
10．（2021·北京房山·九年级期末）某同学想探究电磁铁磁性的强弱与哪些因素有关，他连接了如图所示的电路进行实验。弹簧测力计下悬挂一根软铁棒P，电磁铁Q的匝数大于H的匝数，所绕的铜线规格相同。

(1)当滑动变阻器滑片向左移动时，观察到弹簧测力计的示数 ___________ （选填“增大”或“减小”），说明电磁铁磁性 ___________ （选填“增强”或“减弱”）。
(2)若探究电磁铁磁性的强弱与匝数是否有关，可以用电磁铁H替换电磁铁Q，保持电磁铁与P的距离不变，同时调节滑动变阻器，控制 ___________ 不变。
11．（2021·北京大兴·九年级期末）小明把表面涂有绝缘层的导线绕在一根大铁钉上，把导线和其他元件连接成如图所示的电路，用来探究电磁铁磁性强弱与什么因素有关。小明把开关闭合后，发现电流表有示数，但电磁铁不能吸起大头针。

(1)电磁铁不能吸起大头针的可能原因是_______。
(2)写出验证你的猜想是否正确的方法：______。
五、综合题
12．（2021·北京北京·九年级期末）请阅读《信息的记录与读取》并回答题。
信息的记录与读取

我们生活的世界里有太多美好的事物，怎样把它们记录下来，记录后又怎样让它们重现呢？以声音的记录为例，由于振动可以发声，所以早期留声机上的机械唱片就是将发声体的振动以一圈圈沟槽的形式记录下来的（如图所示），当唱片转动时，唱针就随着划过沟槽变化的规律而振动，产生了与原来一样的声音。这种机械式记录方式的优点是刻录的信息可以保留很久的时间，而不足之处是由于材料所限，记录的信息量有限。
磁性材料的研究促进了磁记录的诞生，例如，磁带就是把磁性材料如γ-Fe2O3的磁粉颗粒等涂在塑料基带上制成的。以录音机的工作为例，记录声音时，如图甲，把强弱变化的声音转化为强弱“同步”变化的电流，当这样的电流通过录音磁头（带有铁芯的线圈）时，又产生了相应强弱变化的磁场，当磁带划过磁头时，其上的磁粉颗粒会被强弱不同的磁场磁化，于是就记录了一连串有关磁性变化的信息。放音时，如图乙，使记录了磁性信息的磁带贴着磁头运动，磁性强弱变化的磁带使磁头线圈中产生变化的电流，电流经放大转化成声音传出，便“读”出了磁带中记录的信息。这种用磁带记录信息的容量比机械唱片大很多，而且材料便宜，因此很快就流行开来。

信息记录的最主要的指标是记录密度，即单位面积记录的信息量。但随着时代的进步，人们发现，磁带的容量还是太小，因此科学家们不断提升磁记录的技术，比如带有磁条的信用卡、电脑中的磁盘等。2014年，科学家们在涂覆型磁带上以钡铁氧体作为记录介质制成了记录密度最大的磁带LTO，只需要2.3mm²的这种磁带就可以记下字数约为3×105字的《九年级物理全一册》物理教材中的全部文字。随着技术的提升，“记录密度”不断提高，目前虽然磁记录还正在普遍使用，但光记录和数字信号记录也已进入人们的生活。
请根据上述材料，回答下列问题：
(1)机械唱片记录声音信息的方法是 ___________ ；
(2)录音机记录声音时，磁头相当于 ___________ ；
A．电源B．电磁铁 电 C．电动机
(3)已知存储1个汉字的信息量为16bit（信息量的单位为bit，即比特），请根据文中信息，计算出磁带LTO 的记录密度约为 _______ bit/mm2；
(4)请你再举出一个生活中记录信息的实例。 ( )

参考答案
1．D
【详解】A．由图可知甲乙两个电磁铁串联，电流相等，所以不能得出电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系，故A错误；
B．由图可知乙电磁铁电流方向向左，根据安培定则可得乙的上端为S极，故B错误；
C．异名磁极相互吸引，同名磁极相互排斥，大头针的下端散开是因为同名磁极相互排斥，故C错误；
D．向左调节滑片P，滑动变阻器接入电路的电阻变小，电流变大，甲、乙吸引大头针个数均会增多，故D正确。
故选D。
2．D
【详解】A．此图说明磁体磁极间的相互作用，故A不符合题意；
B．此图说明通电导体周围存在磁场，故B不符合题意；
C．此图电铃利用电磁铁控制电路的通断，从而敲响铃铛，故C不符合题意；
D．此图说明通电导体在磁场中受到力的作用而产生运动，是电动机的工作原理，故D符合题意；
故选D。
3．C
【详解】A．由电路图可以看出电磁铁的电流由下进上出，根据安培定则可以判定电磁铁的下端是N极。故A错误；
B．如甲图可以看出当温度为10℃时，热敏电阻的阻值为500Ω，电路中的总电阻

通过控制电路中的电流

故B错误；
C．当工作电路断开时，控制电路中的电流
I=20mA=0.02A
则控制电路中的总电阻

温控电阻R与R0串联，所以
R=R总-R0=300Ω-50Ω=250Ω
查曲线图可知：当R=250Ω时，t=50℃故此温控装置可将温度控制在50℃以下，故C正确；
D．根据焦耳定律，超导体没有电阻就不能产生热量。故D错误。
故选C。
4．C
【详解】A．电路中发生短路故障时，空气开关也自动断开，故A错误；
B．影响电磁铁磁性强弱的因素和电流的强弱、线圈的匝数和铁芯的有无有关，所以改变电磁铁线圈的匝数，电磁铁的磁性强弱不一定会改变，故B错误；
C．电荷定向移动可以产生电流，电流的周围存在磁场，故C正确；
D．功率是描述做功快慢的物理量，用电器的功率越大，只能说明用电器做功越快，故D错误。
故选C。
5．CD
【详解】A．甲图中的实验说明磁极间的相互作用是异名磁极相互吸引，故A选项错误；
B．乙图中的实验说明通电的电磁铁具有磁性，磁性的强弱与电流的方向无关，故B选项错误；
C．丙图中带电体接触验电器的金属球时箔片会张开，是因为同种电荷相互排斥，是正确的，故C选项正确；
D．丁图中的奥斯特实验证实了电流的周围存在着磁场，能使小磁针转动，故D选项正确。
故选CD。
6．将变阻器的滑片向左移动
【详解】影响电磁铁磁性强弱的因素有：通过电磁铁电流的强弱及线圈匝数的多少。由图示可知，变阻器与电磁铁串联在电路中，可通过移动变阻器滑片来调节通过电磁铁的电流，所以为了让电磁铁能吸引更多的大头针，应增强电磁铁的磁性，那么应让通过的电流变大，即应将滑片向左调节，让变阻器接入电路的电阻变小。
7．     N     不变     线圈匝数多少
【详解】[1]伸出右手握住螺线管，四指弯曲指示电流的方向，大拇指所指的方向即螺线管的左端为通电螺线管的N极，右端是S极；由于同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以，小磁针的A端是N极。
[2][3]由于当将开关S由a换到b时，减少了线圈的匝数，所以，需要调节变阻器的滑片P，目的是保持电路中电流不变，由控制变量法知道，这样可以探究通电螺线管的磁性强弱与线圈的匝数的多少是否有关。
8．     线圈匝数     线圈匝数一定时，通过电磁铁线圈电流越大，吸引大头针个数越多
【详解】[1]由于探究电磁铁吸引铁钉的个数与电流大小的关系，故需要保持线圈匝数一定。
[2]结论可知，当线圈匝数一定时，当电流变大时，吸引大头针的数目越多，故可知结论为当线圈匝数一定时，通过电磁铁线圈电流越大，吸引大头针个数越多。
9．     大头针个数的多少     电流大小     电流
【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)(3)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方法分析即可解决。
【详解】(1)[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)[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)[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。
10．     增大     增强     电流
【详解】(1)[1][2]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减小，由欧姆定律知电路中的电流增大，在电磁铁线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大电磁铁的磁性越强，故观察到弹簧测力计的示数增大，说明电磁铁磁性增强。
(2)[3]若探究电磁铁磁性的强弱与匝数是否有关，应改变电磁铁线圈的匝数同时控制通过电磁铁的电流一定。故可以用电磁铁H替换电磁铁Q，保持电磁铁与P的距离不变，同时调节滑动变阻器，控制电流不变。
11．     导线中的电流过小     见解析
【详解】(1)[1]闭合开关后，电路中有电流通过，通电螺线管有磁场，但电磁铁不能吸起大头针，可能原因是导线中的电流过小，造成磁场过弱，磁场力小于大头针的重力。
(2)[2]断开开关，向左移动滑动变阻器的滑片以增大电路中的电流，闭合开关后将电磁铁靠近铁钉，观察电磁铁能否将铁钉吸起。
12．     机械记录法     B     2.09     人脸识别
【详解】(1)[1]机械唱片记录声音信息是通过记录振动来保存声音的，这种记录方法称为机械记录法。
(2)[2]由题意知，录音机在录音时，把强弱变化的声音转化为强弱同步的变化电流，当这样的电流通过录音磁头（即带有铁芯的线圈）时，产生强弱变化的相应磁场，从而将磁带上的磁粉颗粒磁化，所以机记录声音时磁头相当于电磁铁。即B选项正确。
(3)[3]由题意知，2.3mm2的LTO磁带可以记下约3×105个文字，所以其记录密度

(4)生活中记录信息的实例，譬如人脸识加，是将人的头像储存在系统中，然后摄像头捕捉到储存的人脸，便会进行相应的工作。

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