20.5 磁生电 练习题2021——2022学年人教版物理 九年级全一册（有答案）

2021——2022学年度人教版九年级物理 第二十章 电与磁 20.5 磁生电 练习题
一、选择题
1．下列关于生活中电和磁的应用，工作原理对应错误的是（ ）
A．手摇发电机的工作原理是电磁感应 B．电磁起重机的工作原理是电流的磁效应
C．动圈式话筒的工作原理是安培定则 D．电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用
2．下列物理学家或学者与他研究的成果对应正确的是（ ）
A．沈括最早记述了地理的两极和地磁的两极不重合
B．法拉第最先通过实验发现了电与磁之间的联系
C．伽利略最早利用水银做实验测得了大气压的数值
D．奥斯特通过实验最先精确的确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系
3．在科学晚会上，小明所在的科技小组展示了一个“隔物推物”的节目，其原理如图所示，甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，两线圈通过导线连接构成一个闭合电路。用手推动甲线圈摆动时，乙线圈会随之摆动。对于这个过程下列说法正确的是（　　）
A．甲线圈相当于用电器，乙线圈相当于电源 B．推动甲线圈摆动时机械能转化为电能
C．乙线圈随之摆动时机械能转化为电能 D．乙线圈摆动是电磁感应现象
4．如图所示，两根绝缘细线悬挂着的导体ab，放在蹄形磁铁中央，ab两端连接着导线。在虚线框中接入某种实验器材可进行相应的实验探究。下列说法中正确的是（　　）
A．接入灵敏电流计可探究电磁感应现象，与动圈式话筒原理相同
B．接入灵敏电流计可探究通电导体在磁场中受力，与动圈式扬声器原理相同
C．接入电源可探究电磁感应现象，与电动机原理相同
D．接入电源可探究通电导体在磁场中是否受力的作用，与发电机原理相同
5．关于电磁现象，下列说法不正确的是（　　）
A．闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流
B．改变电磁铁的线圈匝数，就能改变电磁铁的磁性强弱
C．电动机能够把电能转化为机械能
D．发电机和动圈式话筒工作原理均属于电磁感应现象
6．以下是研究电和磁的四个实验装置图，下列有关从发现到发明的描述错误的是（　　）
A．甲图：发现通电导体周围存在磁场，发明了通电螺线管
B．乙图：发现插入铁芯的通电螺线管磁性更强，动圈式话筒
C．丙图：发现通电导体在磁场中受到力的作用，发明了电动机
D．丁图：发现闭合电路的部分导体做切割磁感线运动时产生电流，发明了发电机
7．电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法不正确的是（　　）
A．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作
B．取走磁体，电吉他将不能正常工作
C．增加线圈数可以增大线圈中的感应电流
D．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化
8．如图所示的实验装置，闭合开关，先将导体ab水平用力向右移动，导体cd也随之运动起来，在该实验中（　　）
A．若将导体ab水平用力向左移动，导体cd运动方向不变
B．甲装置把机械能转化为电能，在生活中的应用是电动机
C．导体ab水平移动的快慢，不会影响导体cd运动的快慢
D．ab水平运动方向不变同时对调甲乙装置中的磁极，cd运动方向不变
二、填空题
9．打点计时器的频率为 ___________赫兹，每振动一次的时间间隔为 ____________秒．
10．如图所示，无摩擦平行金属导轨固定在一水平面内，一初速度为的导体棒沿导轨水平向右运动，整个装置处在方向竖直向上的匀强磁场中。则导体棒中_____ （选填“会”或“不会”）产生感应电流，在导轨上运动过程中，导体棒的速度_____（选填“不变”、 “变小”或“变大”）。
11．如图，AB和CD是两根固定且平行的水平金属导轨，符号×表示垂直于纸面指向纸面里的磁场的磁感线，现将铜棒EF和GH垂直放在滑轨上，当拉动GH使其向左移动时，发现EF也向左移动，是因为GH铜棒切割磁感线产生电流，使EF成为通电导体，受到磁场力的作用而向左运动；当拉动GH使其向右移动时，EF应向_____（填“左”或“右”）移动，理由是：_____；对EF铜棒而言，此过程中能量的转化是_____．
12．如图所示，质量和形状完全相同的金属线框A和塑料线框B，从同一高度同时自由落下，途中经过某一磁场区域（“×”表示磁场方向垂直纸面向里）。不计空气阻力，下落所花时间分别为tA和tB， 则 tA______tB，两线框落地的动能大小分别为EA和 EB，则EA ______ EB（均选填“>”“<”“=”）。
13．如图所示，当金属框沿光滑绝缘斜面的顶端由静止开始滑到底端时，具有的动能为E1；若在虚线区域内加上一个方向为“×”的垂直纸面的磁场，其他条件不变，金属框滑到底端时，具有的动能为E2．请判断E1与E2的大小关系：______，并简要说明判断理由：______．
14．如图甲所示是桌面迷你充电式电动吸尘器，轻松吸入桌面上的橡皮渣、纸屑等。充电时，迷你吸尘器里的电池相当于_____（填“用电器”或“电源”）工作时，指示灯不亮（指示灯仅在充电时才亮），电动机工作把橡皮屑吸进去，这说明指示灯与电动机是_____（填“串”或“并”）联的。下列三幅图中，能反映迷你吸尘器中电动机的工作原理的是______（填“A”、“B”或“C”）图。
三、作图题
15．请在如图中的括号内标出小磁针的N、S极和条形磁体外部磁感线的方向．
16．下图甲中的a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分，当导线以图甲所示方向运动时，电路中可产生感应电流.若想改变电路中感应电流的方向，你有什么方法，请在图乙中画出来，并标出磁极的N、S极位置.
( )
四、实验题
17．如图所示是“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置，用棉线将一段导体AB悬挂起来，放置于蹄形磁体的磁场中，再用导线把导体AB和灵敏电流计（电流表）连接起来，组成了闭合电路。
（1）该实验中，灵敏电流计的作用是______和______；
（2）确认灵敏电流计能正常工作后，某同学发现，无论导体AB在磁场中怎样运动，灵敏电流计的指针均不见发生偏转，分析其主要原因可能是产生的感应电流太小或者是______；
序号 磁体（磁极）放置方式 导体AB运动情况 电流计指针偏转情况
1 上N下S 静止 不偏转
2 竖直向上运动 不偏转
3 竖直向下运动 不偏转
4 上N下S 向左运动 向右偏转
5 向右运动 向左偏转
6 上S下N 向左运动 向左偏转
7 向右运动 向右偏转
（3）在老师的指导下，兴趣小组对实验方案进行完善后，观察到的现象如表所示，由此可知：闭合电路的一部分导体在磁场中做______运动时，电路中会产生感应电流；
（4）比较第4、5（或6、7）次实验可以得出：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中感应电流的方向与______方向有关；
（5）利用这一原理，人们在生产生活中制成了______。
18．如图所示是“探究感应电流产生的条件”实验装置。
（1）实验中，AB棒的材料可能是塑料还是铝？______
（2）我们可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生；还可以通过指针偏转的方向判断什么？______
（3）闭合开关，实验探究过程记录如表所示：
次数 AB棒在磁场中的运动情况 是否有感应电流
1 静止 无
2 沿磁场方向运动（不切割磁感线运动） 无
3 切割磁感线运动 有
有根据实验现象，初步得出电路中产生感应电流的条件是什么？______在该运动过程中，主要将机械能转化为什么能？______
（4）保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验，是为了探究感应电流方向与谁的关系？______
（5）若将此装置中灵敏电流计换成什么装置，可进一步探究电动机的工作原理？______
19．学习“电磁感应”时，老师演示了发电机模型的实验（如图），摇动把手，使线圈快速转动，小灯泡就亮了。小刚想到：产生电流的条件可能与线圈在磁场中的运动有关。他和同学们开始了探究：
(1)小刚将一根导体棒的两端用细导线悬挂起来，并与灵敏电流计、开关串联组成闭合电路，将导体棒放在蹄形磁体的磁场中（如图甲）。小红提醒他，先把开关_______才能进行实验。正确操作后，小刚完成了几次实验，将磁极位置、导体棒的运动方向和产生电流的情况记录如图乙，其中a表示垂直于纸面方向的导体棒；
(2)小刚据此得出“只要导体棒在磁场中运动，闭合电路中就会产生电流”的结论，小红认为还应让导体棒做垂直于纸面向里、向外和________方向的运动，才能使探究更充分；
(3)随着导体棒的运动，灵敏电流计的指针会发生左右偏转，于是他们对“产生电流的方向与哪些因素有关”作了如下的猜想：
猜想1：产生电流的方向与磁场方向有关；
猜想2：产生电流的方向与导体运动方向有关；
为验证猜想，同学们进行了相应的实验，将现象记录在如下的表格中
实验序号 磁极位置 导体棒运动情况 电流计指针偏转情况
1 上N下S 水平向右运动 向右偏转
2 上S下N 水平向右运动 向左偏转
3 水平向左运动 向右偏转
分析第1、2两次实验发现，产生电流的方向跟________有关；第3次实验中磁体上方为_____（选填“N”、“S”）极，和其他实验对照验证了猜想2；
(4)老师肯定了他们的探究，又介绍了科学家科拉顿的相关研究，1825年他用如图丙所示的实验装置，在两个房间中进行实验：
①实验中用______________的现象来判断电路中是否产生了电流；
②将导线、小磁针与磁铁、线圈分别置于两个房间，是为了________________；
③科拉顿将磁铁插进线圈里，然后迅速奔向另一个房间，没有观察到产生电流的现象；他再回到放着磁铁和线圈的房间里，把磁铁从线圈中抽了出来，又跑到磁针和导线所在的房间，还是没有观察到现象。科拉顿失去了发现电磁感应现象的机会，被后人评价为“跑失良机”。他没能观察到产生感应电流现象的根本原因是：______________。
五、综合题
20．在我们的日常生活、工业生产和高科技领域里，磁被广泛运用。请回答下列一组与磁有关的问题。
（1）将一个电磁铁和白炽灯并联后接入电路，如图所示，当闭合电键时，灯L即刻点亮，随后熄灭；当断开电键时，灯会闪亮后熄灭。此现象说明当闭合电键时，流过电磁铁的电流变化是______；当断开电键时，流过电磁铁的电流变化是______。
（2）干簧管也叫干簧继电器，当将一个条形磁铁与干簧管平行放置时，干簧管的磁簧片就会被磁化，且靠近的那两个端点会被磁化成异名磁极，触点就会闭合，将电路接通；当条形磁铁远离干簧管时，磁簧片的磁性消失，触点就会断开。华华同学设想用干簧管制作水位自动报警器，下图是他设计的一部分情况，请帮助他完成其余部分的设计：
①设永久磁铁所受的重力为3N，浮球的体积为200cm3，不计滑轮处的摩擦。则要想让此装置能正常工作，浮球的质量应满足的条件是______。
②他手边还有开关、红灯、绿灯和电铃各一个，导线若干，请在图中的虚线方框内画出报警电路， 要求：水位到达A处时，红灯亮，电铃报警；水位到达B处时，绿灯亮，电铃报警______。
（3）我们已经知道通电导线在磁场中会受到的力的作用，这是法国物理学家安培首先通过实验确定的，因此该力被称为安培力。如图甲，一段长度为L的直导线ab，通过的电流强度为I，垂直于磁场方向放置在磁感应强度为B的均匀磁场中，则这段通电导线受到的安培力的大小F与电流强度I、长度L，磁感应强度B的关系为F＝kBIL，其中k=1N/(T·A·m)。若将图甲中的电源换为发电机，发电机结构如图乙虚线内所示，我们加道，要使闭合电路中有电流，这个电路中必须有电源，在电磁感应现象里，既然闭合电路里有感应电流，那么这个电路中也必定有电压，在电磁感应现象中产生的电压也叫感应电动势，用E表示，在磁场中做切割磁感线运动的导体cd相当于电源。长度为L的导体cd以速度ν在磁感应强度为B的匀强磁场中做切割磁感应线运动时，在B、L、ν的方向互相垂直的情况下，导体cd中产生的感应电动势的大小为：E＝BLν，那么图乙中，求：导体ab受到的安培力F与导体ab的电阻R、长度L、磁感应强度B运动速度v之间的关系______。
21．阅读短文，回答问题：
无线充电是指充电器与用电装置间不用电线连接，通过磁场具有的磁场能实现电能传输的技术，常见的无线充电技术有电磁感应、磁共振等方式。电磁感应式无线充电原理图如图甲所示，电流流过送电线圈产生变化的磁场，当受电线圈靠近该变化磁场时就会产生感应电流来供电。磁共振方式的原理与声音的共振原理相同一排列好振动频率相同的音叉，一个音叉发声，其他音叉也会发声。同样，当“振动”频率相同的线圈排列在磁场中时，可将电能从一个线圈传输到另个线圈。电磁感应充电技术原理简单，适合短距离充电；磁共振充电技术可延长传输距离，但实现小型化高效率比较困难。市场上部分无线充电器标有“Qi”字样，表示其采用电磁感应原理工作。
图乙是某款手机无线充电器（适配为附件），内置过压，过流，过热等多重保护功能。充电部分参数如图下表。传输效率指手机接收电能的功率与充电器输出的功率的比值。
与水平接触面积/m2 7.5×10﹣3 额定输出功率/W 10
感应充电距离/mm ≤6 传输效率 60%~80%
额定输入 12V/1.5A 电源适配器效率 72%
（1）声音的共振现象说明声音可以传递___________。
（2）下图所示实验中，与Qi技术原理相同的是___________。
（3）该充电器采用___________（电磁感应/磁共振）的方式工作。
（4）图乙所示充电器连接电源适配器正常工作1h后，手机接收到的电能为2.7×104J，则该过程的传输效率为___________；若上述过程充电器单独接在家庭电路中，标有“3200imp/kW·h”的电能表指示灯将闪烁___________次。
（5）图丙所示为充电器过热保护的模拟控制电路，电源电压恒定，R1为电阻箱，L为阻值不计的线圈，R2是热敏电阻，其电流与电压的关系如图丁所示。
①若要适当调高保护电路工作的临界温度，可采取的办法是___________（答出一种即可）。
②保持R1阻值不变，闭合开关S、S1时，流过R1的电流为50mA；闭合开关S、断开S1时，R2的功率为0.072W，则电源电压为___________V。
【参考答案】
1．C 2．A 3．B 4．A 5．B 6．B 7．A 8．D
9． 50 0.02
10． 会 变小
11． 右 运动方向的改变，导致感应电流方向变化，导致受力方向改变 电能转化为机械能
12． > <
13． E1>E2 因为金属框是导体，当它在通过磁场的过程中会因切割磁感线产生感应电流，使一部分机械能转化为电能．
14． 用电器 并 C
15．
16．
17． 判断产生感应电流的大小 判断产生感应电流的方向 电路不是闭合回路 切割磁感线 导体的运动 发电机
18． 铝 电流方向 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动 电能 磁场方向##磁感线方向 电源
19． 闭合 向上、向下 磁场方向 S 电流的磁效应 避免磁铁的磁场对小磁针产生影响 没在磁铁做切割磁感线运动时，及时观察实验现象
20． 逐渐增大 逐渐减小 0.5kg＞m浮球＞0.3kg
21． 能量 B 电磁感应 75% 32 调大R1的阻值 6