2021学年第十七章 从指南针到磁浮列车综合与测试课堂检测

第十七章达标检测卷

一、选择题(每题3分，共36分)

1．下列用电器，利用电流磁效应工作的是(　　)

A．电铃  B．手摇发电机  C．电动玩具车  D．电熨斗

2．某学生利用手中的条形磁体做了以下实验，其中结论正确的是(　　)

A．同名磁极相互吸引

B．条形磁体能够吸引小铁钉

C．将条形磁体用细线悬挂起来，当它在水平面静止时北极会指向地理南极

D．条形磁体与小磁针之间隔了一层薄玻璃后就没有相互作用了

3．关于下面四幅图的说法错误的是(　　)

4．如图是一种电磁继电器，下列说法正确的是(　　)

A．其工作原理是磁场对通电导体有力的作用

B．其工作原理是电流的热效应

C．其作用是通过低压、弱电流电路控制高压、强电流电路

D．其作用是通过高压、强电流电路控制低压、弱电流电路

5．如图所示，闭合开关后，位于通电螺线管左右两侧的小磁针静止时其指向正确的是(　　)

6．某同学在“探究电磁铁”的实验中，设计了一个方案，改变电磁铁的接线，使通电线圈的匝数增多，同时调整滑动变阻器的滑片，使电流保持不变，观察电磁铁吸引大头针的数目有什么变化，这一方案的实验目的是探究电磁铁磁性强弱与下列哪个因素有关(　　)

A．电流通断  B．电流大小  C．电流方向  D．线圈匝数

7．如图甲所示，将一对由磁性材料制成的弹性舌簧密封于玻璃管中，舌簧端面互叠，但留有间隙，就制成了干簧管，以实现自动控制。某同学自制了一个线圈，将它套在干簧管上，制成一个干簧继电器，用来控制灯泡的亮灭，如图乙所示。干簧继电器在工作中所利用的电磁现象不包括(　　)

A．电流的磁效应      B．磁场对电流的作用

C．磁极间的相互作用  D．磁化

8．如图所示是一种温度自动报警器的原理图。制作水银温度计时，在玻璃管的两端分别封入一段金属丝。电池的两极分别与金属丝相连，当温度达到与电池正极相连的金属丝下端所指的温度时，电铃就响起来，发出报警信号。下列说法正确的是(　　)

A．温度计中的水银是绝缘体

B．电铃响时，电磁铁右端是N极

C．温度降低到74 ℃以下，电铃响

D．电铃响且滑片P向左移动时，电磁铁磁性减弱

9．如图为直流电动机的基本构造示意图，以下相关的分析中正确的是(　　)

A．仅改变磁场方向可以改变线圈转动的方向

B．电动机工作过程中，消耗的电能全部转化为机械能

C．使线圈连续不停地转动下去是靠电磁继电器来实现的

D．同时改变磁场方向和电流方向，可以改变线圈转动的方向

10. 弹簧测力计挂一条形磁体置于螺线管的正上方，如图所示。闭合开关S，弹簧测力计示数将(　　)

A．变小 

B．不变 

C．变大 

D．无法确定

11．张扬同学在“探究电磁铁磁性强弱”的实验中，使用两个相同的A、B大铁钉绕制成电磁铁进行实验，如图所示，下列说法错误的是(　　)

A．滑片P向右滑动，电磁铁的磁性减弱

B．电磁铁能吸引的大头针越多，表明它的磁性越强

C．电磁铁A、B的上端均为S极

D．该实验可以探究电磁铁磁性的强弱与线圈匝数的关系

12．巨磁电阻(GMR)效应指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象，如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图，当闭合S1、S2且将滑片P向左滑动时，下列说法正确的是(　　)

A．指示灯变暗，电压表示数变大  B．指示灯变暗，电压表示数变小

C．指示灯变亮，电压表示数变大  D．指示灯变亮，电压表示数变小

二、填空题(每空2分，共26分)

13．电冰箱门上装有磁性密封条，是利用了磁体能够吸引铁、________和________等物质的原理，而磁带和磁卡则是利用它们能够被________的原理。

14．磁悬浮列车利用__________________的原理使车体完全脱离轨道，悬浮在距离轨道约1 cm处腾空行驶。当列车运行在曲线或坡道上时，控制系统通过改变导向电磁铁中的________达到控制运行的目的。“常导型”磁悬浮列车及轨道和电动机的工作原理完全相同。只是把电动机的“转子”安装在列车上，将电动机的“定子”安装在轨道上。当向轨道这个“定子”输电时，通过____________作用使列车就像电动机的“转子”一样被推动着向前运动。

15．如图所示为录音机上的录音磁头的简图。录音时，声音先转变成强弱变化的电流，当电流通过录音磁头上的线圈时，线圈就

具有________性，铁芯缝隙a处就产生________。

16．实验装置如图所示，闭合开关，观察到金属杆向左运动起来，实验现象说明磁场对______________有力的作用，利用这种现象可以制成________机；断开开关，对调电源正、负两极，重新接入电路，再次闭合开关，观察到金属杆向________运动起来。

17．现在医学上使用的心肺机的功能之一是用“电动泵”替代心脏，推动血液循环。如图所示，当线圈中的电流从a流向b时，线圈的左端为________极，此时活塞将向________运动。

三、作图题(每题3分，共9分)

18．如图甲所示是一个磁悬浮地球仪，球体内有一个条形磁体，其磁场方向与地磁场磁场方向一致，下方环形底座内有一个电磁铁，通过磁极间的相互作用使地球仪悬浮在空中，如图乙是其内部结构示意图。请在图中标出：

(1)球体内条形磁体的N极。

(2)开关闭合后，电磁铁的磁感线方向。

(3)电源的“＋”“－”极。

19．如图所示，小磁针放在两通电螺线管之间，静止时小磁针的N、S极处于如图所示的状态，请完成螺线管B的绕线，并标出电源的正、负极。

20．请用笔画线代替导线连接实物图，要求：当滑片向左移动时，弹簧测力计的示数变小，如图所示。

四、实验与探究题(21题6分，22题8分，共14分)

21．为了探究通电螺线管外部磁场的方向，小明设计了如图甲所示实验。

(1)闭合开关，小磁针转动到如图乙所示位置；断开开关，小磁针又回到原来位置(指向南北)，这说明通电螺线管周围有________，通电螺线管的a端为________极。

(2)调换电源正、负极接线后再闭合开关，发现小磁针转动情况与图乙所示相反。这说明通电螺线管的磁场方向与电流的________有关。

22．如图所示，导体AB放在处于蹄形磁体磁场中的水平金属轨道上。

(1)接通电源，这时会看到导体AB运动起来，这表明____________有力的作用。

(2)保持磁场方向不变，改变导体AB中的电流方向，导体AB的运动方向________(填“不变”或“改变”)。

(3)通电后导体AB运动的过程中，是把________能转化为________能的过程。

五、综合应用题(23题5分，24题10分，共15分)

23．如图所示，是一种安全门锁的工作原理示意图。保安室里的工作人员通过开关即可控制安全门锁的开、闭。请你根据示意图，分析安全门锁的工作原理。

24．某商厦每层楼高3 m，小明看到工作人员将360 kg的货物在一楼放入载货电梯内，闭合开关，仅用25 s的时间，便将货物运到六楼，小明对载货电梯产生了浓厚的兴趣，他通过查阅资料了解到该载货电梯的结构及工作电路如图所示，电梯是通过电动机带动钢丝绳提升货物的，电动机线圈电阻为2.4 Ω，电梯厢(含动滑轮)的质量为140 kg，提升上述货物时电流表的示数为20 A，不计钢丝绳的重力和一切摩擦，g取10 N/kg，请解答下列问题：

(1)匀速提升过程中钢丝绳上的拉力多大？

(2)电梯工作时消耗的总电能是多少？

(3)电动机工作时的效率多大？

答案

一、1．A　2．B

3．D　点拨：司南之杓，投之于地，其柢指南，司南的长柄指南， D错误。

4．C　点拨：电磁继电器的原理是电流的磁效应，故A、B错误。实际应用中，电磁继电器相当于用控制电路控制工作电路的开关，可以实现利用低压、弱电流电路控制高压、强电流电路，故C正确，D错误。

5．A　点拨：根据右手螺旋定则可知A、B图中螺线管的右端为N极，左端为S极；根据异名磁极相互吸引得，左边小磁针的右端为N极，右边小磁针的左端为S极，故A正确， B错误；同理可知，C、D图中螺线管的右端为S极，左端为N极；根据异名磁极相互吸引得，左边小磁针的右端为S极，右边小磁针的左端为N极，故C、D错误。

6．D　点拨：审题时注意该同学实验中“使通电线圈的匝数增多”，表明实验探究的是电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系。

7．B

8．B　点拨：水银属于金属，金属是导体， A错误；由右手螺旋定则知，电磁铁的右端为N极， B正确；由电路图知，温度降低到74 ℃以下时，控制电路断开，电磁铁无磁性，衔铁被释放，电铃不响，C错误；由电路图知，当滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，由欧姆定律知，电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，D错误。

9．A

10．A　点拨：闭合开关S，电流从螺线管的上端流入，根据右手螺旋定则可知，螺线管的上端是N极，条形磁体的下端是N极，因为同名磁极相互排斥，所以当闭合开关S，弹簧测力计的示数将变小。

11．C　点拨：滑动变阻器的滑片向右滑动，接入电路中的电阻变大，电路中的电流变小，电磁铁的磁性减弱，故A正确。在实验中电磁铁的磁性强弱无法直接看出，而是通过吸引大头针的多少来进行判断。吸引的大头针越多，说明电磁铁的磁性越强，否则越弱，故B正确。根据右手螺旋定则，A的上端为N极，下端为S极，B的上端为N极，下端为S极，所以电磁铁A、B的上端均为N极，故C错误。读图可知，两电磁铁是串联在电路中的，所以通过它们的电流是相同的，同时还可以看到，它们线圈的匝数是不同的，因此，本实验可以探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，故D正确。

12．D　点拨：滑动变阻器滑片P向左滑动时，接入电路的电阻减小，故电磁铁产生的磁场增强，巨磁电阻的阻值减小，在串联电路中分压减小，电路电流增大，指示灯变亮，故D项正确，A、B、C项错误。

二、13．钴；镍；磁化

14．磁极间的相互作用；电流；磁场对通电导体(或通电线圈受到磁场力)

15．磁；磁场

16．通电导体；电动；右　点拨：电路接通金属杆运动，实验现象说明磁场对通电导体有力的作用，电动机就是利用这种现象制成的。将电源两极对调，改变了导体中电流的方向，导体运动方向相反，金属杆向右运动起来。

17．N；右　点拨：由右手螺旋定则可知，螺线管左端为N极，此时同名磁极相对，故活塞右移。

三、18. 解：如图所示。

19．解：如图所示。　点拨：小磁针的N极靠近了螺线管A的右端，根据磁极间的作用规律可知，螺线管A的右端为S极，左端为N极。同理可以确定螺线管B的左端为N极，右端为S极。

根据螺线管A的左端为N极，右端为S极，结合其线圈绕向，利用右手螺旋定则可以确定螺线管A中的电流是从螺线管的右端流入，左端流出，即电源的右端为“＋”极，左端为“－”极。根据电流是从螺线管B的右端流入左端流出，结合螺线管B的左端为N极，右端为S极，利用右手螺旋定则可以确定螺线管B的线圈绕向。

20．解：如图所示。

四、21．(1)磁场；S　(2) 方向

点拨：(1)由图乙可知，闭合开关，小磁针发生偏转，断开开关，小磁针又回到原来位置，说明通电螺线管周围有磁场，使小磁针发生了偏转。左边小磁针的右端是N极，由异名磁极相互吸引可知，通电螺线管的a端为S极。(2)将电源的正、负极对调，电流的方向发生了改变，闭合开关后发现小磁针偏转的方向发生了改变，这说明磁场的方向与电流的方向有关。

22．(1)磁场对通电导体　(2)改变　(3)电；机械

五、23．解：闭合开关后，电磁铁中有电流通过产生磁性，电磁铁吸引铁质插销使门锁打开，并且弹簧被拉长。断开开关后，电磁铁中无电流通过失去磁性，插销在弹簧的作用下插入插槽，门锁关闭。

24．解：(1)电梯厢和货物的总重力G＝mg＝(m货＋m厢)g＝(360 kg＋140 kg)×

10 N/kg＝5 000 N。

匀速提升过程中钢丝绳上的拉力F＝＝＝1 250 N。

(2)电梯工作时电路消耗的总电能 W＝UIt＝220 V×20 A×25 s＝1.1×105 J。

(3)电流通过电动机产生的热量Q＝I2Rt＝(20 A)2×2.4 Ω×25 s＝2.4×104 J。

电动机输出的有用功W有＝Gh＝5 000 N×3 m×5＝7.5×104 J，

电动机消耗的电能W电＝W有＋Q＝7.5×104 J＋2.4×104 J＝9.9×104 J，

电动机工作时的效率η＝×100%＝×100%≈75.8%。