第十六章电磁铁与自动控制 复习检测题（答案）

《电磁铁与自动控制》复习检测题
一、单项选择题（每小题3分，共30分）
1.发现直线电流周围存在磁场的物理学家是（ ）
A.法拉第 B.安培 C.欧姆 D.奥斯特
2.小红梳理“磁场和磁感线”相关知识，她归纳整理如下，其中正确的有（ ）
①磁场看不见摸不着，但是可以借助小磁针感知它的存在；
②磁感线是磁体周围空间实际存在的曲线；
③磁感线是铁屑组成的；
④地磁场的磁感线是从地球南极附近发出回到北极附近。
A.①④ B.②③ C.①② D.②④
3.如图1所示是我国早期的指南针—司南，它是把天然磁石磨成勺子的形状，放在水平光滑的“地盘”上制成的。东汉学者王充在《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南”。“柢”指的是司南长柄，下列说法中正确的是( )
①司南指南北是由于它受到地磁场的作用；
②司南长柄指的是地磁场的北极；
③地磁场的南极在地球地理的南极附近；
④司南长柄一端是磁石的北极。
A.只有①④正确 B.只有①②正确
C.只有②③正确 D.只有③④正确
4.在举行沙滩排球比赛的场地上，人们往往先用“磁选”来对沙子进行处理。“磁选”是选走沙子中的（　）
A.粗的沙子和小石块 B.铁钉、铁片
C.玻璃和塑料碎片 D.铜、铝碎片
5.如图2所示，磁体两极间磁感线的画法正确的是( )
6.如图3所示，正确表示小磁针N极指向的是（ ）
7.下列关于通电螺线管的说法中，正确的是（ ）
A.通电螺线管周围的磁场无规律
B.通电螺线管的磁场有多个磁极
C.不可以用右手螺旋定则来判断通电螺线管的极性
D.通电螺线管外部的磁场与条形磁体的相似
8.如图4所示，当闭合开关S后，下列说法正确的是（ ）
A.小磁针将逆时针转动，静止后S极向上
B.小磁针将顺时针转动，静止后N极向上
C.螺线管下端是N极
D.滑动变阻器滑片向右移动，电磁铁磁性将减弱
9.如图5所示，A是悬挂在弹簧下的铁块，B是螺线管的铁芯，S是转换开关（S接1时连入电路的线圈匝数多，S接2时连入电路的线圈匝数少），P是滑动变阻器的滑片。要使弹簧的长度变长，可采取的办法是（ ）
A.不改变滑片P的位置，S由1改接到2
B.S接1不变，将滑片P向右滑
C.S接1不变，将滑片P向左滑
D.S接1不变，滑片P的位置不变，将铁芯B抽出
10.小胖同学观察到学校楼道里的消防应急灯，平时灯是熄的，一旦停电，两盏标有“ 36V ”灯泡就会正常发光。如图6 所示是小胖设计的四个电路，其中符合以上描述的消防应急灯的电路是（ ）
二、填空题（每空1分，共30分）
11.使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫做 。不断敲击或 已经磁化的钢针，其磁性会消失，称之为“ ”。
12.地球是一个巨大的磁体，地磁体的磁感线分布与 磁体的相似，它的北极在地理的 极的附近。地磁两极与地理两极并不重合，而是存在一个交角，叫做 ，我国宋代学者 是世界上最早注意到这一现象的人。
13.通电螺线管外部的磁场与 的磁场相似，它的极性可以用 定则来判断：用右手握住螺线管，让四指弯曲且跟 的方向致，则大拇指所指的那端就是螺线管的 极。
14.电磁铁主要由 和 构成。磁性的有无可以通过 来控制；极性可以通过 来控制；磁性的强弱可以通过 和 来控制。
15.某科技馆展出的磁动轮是根据异名磁极相互 的原理制成的。如图7所示，每个轮的边缘装有12个侧放的柱形磁体，当推动A轮转动时，其它3个轮会随之转动。若A轮磁体外侧是N极，则C轮磁体外侧是 极。如果A轮顺时针转动，C轮将 （选填“顺”或“逆”）时针转动，D轮将 （选填“顺”或“逆”）时针转动。
16.在一块有机玻璃板上，安装一个用导线绕成的螺线管，在板面上均匀撒满铁屑，通电后铁屑的分布如图8所示。图中A、B两点相比，______点磁场较强。实验中_________（选填“能”或“不能”）用铜屑代替铁屑显示磁场分布。
17.如图9所示是奥斯特实验的示意图，接通电路后观察到的现象是 ，由此实验得到的结论是 。如果移走小磁针，该结论 （选填“成立”或“不成立”）。
18.如图10所示，把一根没有磁性的大铁钉弯成U形，做成一个电磁铁，根据电流方向可判断钉尖端为 极，要想让钉帽和钉尖的极性反过来，应该 。
19.如图11所示是一种“闯红灯违规证据模拟器”的工作原理图，光控开关接收到红光时会自动闭合，压敏电阻若同时受到车的压力，其阻值变小，电磁铁的磁性因电路中电流的改变而变 （选填“强”或“弱”），当电流变化到一定值时，动触点与静触点 （选填“1”或“2”）接触，电控照相机工作，拍摄违章车辆。
三、作图题（每题2分，共6分）
20.在图12中，标出小磁针的N、S极及通电螺线管周围的磁感线方向。
21.根据图13中小磁针N极的指向，标出通电螺线管的两极及电源的正负极。
22.如图14所示为通电螺线，请标出A点的电流方向，并在螺线管外画出经过B点的磁感线。
四、实验探究题（第23小题10分，第24小题16分，共26分）
23.某兴趣小组在研究环形磁体的磁极分布情况时，几位同学提出了以下三种猜想：
猜想1：磁极呈横向分布（例如图15甲，左侧为N极，右侧为S极）；
猜想2：磁极呈轴向分布（例如图15乙，上面为N极，下面为S极）；
猜想3：磁极呈上中下分布（例如图15丙，上、下面为N极，中部为S极）。
（1）根据所学知识，他们经过讨论，断定猜想3是错误的。你认为他们判断的依据是
。
（2）为了验证其他猜想，他们用细线将环形磁体水平悬挂起来（如图14丁所示），结果观察到磁体在任意位置都能保持静止。这说明猜想 是错误的。
（3）请设计一个简单实验，验证剩下的一个猜想是否正确，简述你的实验方案。
主要器材： 。
简要做法： 。
如何判断： 。
24.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，并设计了如图16所示的电路。
（1）甲、乙电磁铁串联的目的是 。
（2）电磁铁磁性的强弱可通过 来显示。
(3)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。
(4)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 。
(5)根据右手螺旋定则，可判断出乙铁钉的下端是电磁铁的 极。
(6)电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 。
五、综合应用题（共8分）
25.如图17甲所示是热敏电阻的R-t图像，图17乙为用此热敏电阻R和继电器组成的恒温箱的简单温控电路。继电器线圈的电阻L为150 Ω。当线圈中电流大于或等于28 mA时，继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电压为6 V，图16中的“电源”是恒温箱加热器的电源。
(1)从图甲中可得50 ℃时热敏电阻的阻值为 Ω。
(2)恒温箱的加热器应接在A、B端还是C、D端
(3)若恒温箱内的温度达到100 ℃时，通过计算分析，恒温箱加热器是否处于工作状态
(4)若在原控制电路中，串联接入一个可变电阻，当该电阻增大时，所控制的恒温箱内的最高温度将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
《电磁铁与自动控制》复习检测题
一、选择题
1.D 2.A 3.B 4.B 5.A 6.A 7.D 8.B
9.C 提示：S由1接到2时，线圈匝数减小，则磁场变弱，弹簧长度减小；滑片向右滑动，电阻增大电流减小，则磁场变弱，弹簧长度减小；滑片向左滑动，电阻减小电流变大，故磁场变强，弹簧长度增大；其他条件不变，将铁芯抽出后，磁场变弱，弹簧长度减小。故选C。
10.C
二、填空题
11.磁化 加热 去磁
12.条形 南 磁偏角 沈括
13.条形磁铁 右手螺旋 螺线管中电流 N
14.螺线管 铁芯 通断电流 电流的方向 电流的大小 螺线管匝数
15.吸引 S 逆 顺
16.A 不能 提示：由图像可知A点处被吸引的铁屑较多，所以可以判断出A点的磁场较强。磁性是指物体吸引铁、钴、镍等物质的性质，所以不能用铜屑代替铁屑显示磁场分布。
17.小磁针偏转 通电导线周围存在磁场 成立
18.N 对调电源的正负极 提示：右手握住钉子尖，四指指向电流方向，则大拇指指向钉子尖，所以钉子尖端为N极，要想改变钉头和钉尖极性，只需要改变电流方向，所以对调电源的正负极。
19.强 2 提示：由题意可知，当红灯亮时，光控开关自动闭合，控制电路接通，当压敏电阻受到车的压力时，电阻变小，控制电路中的电流增大，电磁铁磁性增强，当电流增大到一定值，即电磁铁磁性增强到一定程度时，电磁铁向下吸引衔铁，使动触点与静触点2接触，工作电路中的电控照相机和电源连通，电控照相机开始工作。
三、作图题
20.如图1所示
21.如图2所示
22.如图3所示
四、实验探究题
23.（1）一个磁体只可能有两个磁极（2）1（3）小磁针； 将小磁针置于磁环周围不同处；多次观察小磁针稳定后两极的指向情况，从而判断出磁环磁极的位置
24.（1）保证电流相同（2）吸引大头针的多少（3）增加；大（4）甲；线圈匝数越多（5）N（6）大头针被磁化，同名磁极相互排斥
五、综合应用题
25.(1)90
(2) A、B端 提示：由题图可知，当温度升高时，热敏电阻的阻值减小，热敏电阻与继电器线圈串联，故此时电路中电流增大，当线圈中电流增大到28 mA时，继电器的衔铁被吸合，此时C、D端电路工作，温度升高时加热器不应工作，故加热器应接在A、B端。
(3)当温度达到100 ℃时，R=50Ω，控制电路中的电流I=U/R总=6V/(150+50) Ω=0.03A=30 mA，所以恒温箱加热器处于不工作状态。
（4）变大
图1
柢
N
N
N
N
N
S
S
S
A
B
C
D
图2
N
N
N
N
A
B
C
D
图3
P
N
S
S
R
图4
A
B
R
P
R′
1
2
图5
220V 36V
220V 36V
220V 36V
220V 36V
A
图6
B
C
D
B
C
D
A
磁体
N极
图7
B
A
图8
S
图10
+
-
I
N
S
图9
电磁铁
指示灯
光控开关
压敏电阻
电控照相机
电源
电源
1
2
图11
图12
图13
电源
N
N
S
B
A
图14
N
S
S
N
N
N
S
甲
乙
丙
丁
图15
P
乙
甲
S
图16
0
50
100
150
t/℃
10
30
50
70
90
R/Ω
弹簧
衔铁
电源
工作
电路
控制
电路
电
磁
铁
6V
R
A
B
C
D
S
甲
乙
图17
N
N
S
图1
图3
N
S
B
A
图2
电源
N
-
N
S
+
1