精品解析2021-2022学年苏教版九年级物理下册第十六章电磁转换定向测评试题

苏教版九年级物理下册第十六章电磁转换定向测评
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。
第I卷（选择题 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、图所示为一些与电和磁有关的事例，下列认识中正确的是（　　）
A．图甲中，磁体能够吸引铜、铁、铝等所有金属
B．图乙中，司南的长柄指南是地磁场的作用
C．图丙中，闭合开关导体ab运动时，机械能转化为电能
D．图丁中，电磁铁是利用电磁感应的原理制成的
2、根据生活中的现象进行推论是常用的科学思维方法。下列根据现象作出的推论中（ ）
A．根据两灯各自的两端电压相等推论两灯是并联
B．根据电路中的灯泡不发光推论电路中没有电流
C．根据两手搓动手会发热推论机械能转化为内能
D．根据直导体下磁针没有旋转推论导体中无电流
3、如图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（　　）
A．司南的长柄是磁北极
B．司南长柄指的是地磁南极
C．地磁场的南极在地球地理的南极附近
D．司南指南北是受到地磁场的作用
4、下列电器在正常工作过程中，机械能转化为电能的是（　　）
A．电动机 B．发电机 C．电饭锅 D．电烙铁
5、如图所示，能正确反映磁体周围的磁感线分布的是（　　）
A． B．
C． D．
6、超市的服装贴有磁性标签，未消磁的标签通过超市安检门时，安检门上的线圈会产生电流，触发报警器达到防盗目的。下图中能反映出安检门工作原理的是（　　）
A． B．
C． D．
7、如图所示的“吸引现象”由分子间作用力引起的是（　　）
A． 磁铁吸引铁器 B． 吸盘吸在墙上
C． 摩擦后的气球吸引头发 D． 压紧的铅块互相吸引
8、以下作图中，正确的是（　　）
A． 凹透镜对光的作用 B． 光的反射
C． 通电螺线管磁极 D． 物体静止在斜面上的受力示意图
9、通过光线来描述光的传播。下列研究问题的方法与此相同的是（　　）
A．制作滑动变阻器时，发现导线太长而采取缠绕的方式
B．研究串联电路电阻时引入总电阻
C．用磁感线来描述磁场
D．在比热容建构实验中通过对物体的加热时间长短来判断吸收热量的多少
10、我们在学习物理知识时，运用了很多研究方法，下列几个实例：①研究电流时，把它比作水流；②在探究电磁铁磁性强弱的影响因素时；③在探究压强与压力关系时，控制受力面积相同；④研究磁场时，引入磁感线。其中，运用了相同研究方法的是（　　）
A．①② B．②③ C．②④ D．③④
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）
1、在市区沂蒙路“BRT”快速公交车道建设工程中为了保障各施工点的用电，使用了由柴油机和发电机组合而成的小型发电机组，如图所示。柴油机把燃料燃烧释放的内能转化为______能，提供动力带动发电机发电，其发电原理是______。
2、小刚去超市，走到电梯前发现电梯运动较慢，当他站在电梯上时又快了起来。该电梯的电路如图所示（R是一个压敏电阻），当人站在电梯上，压敏电阻阻值减小，则电磁铁磁性变___________（选填“强”或“弱”），衔铁与触点___________（选填“1”或“2”）接触，电动机的转速变快。
3、 “生活处处有物理，留心观察皆学问”。电动车右手的“调速”把手，可改变后轮的转速，与这个“调速”把手联动的电路元件实质是一个______；中国的无人机技术发展迅速，水平居世界前沿。无人机的旋翼由电动机驱动，电动机的电路元件符号是 ______。
4、如图是由电磁铁P等构成的空气自动开关的原理图，当电路由于___________或使用的用电器总功率过大等原因导致电流过大时，电磁铁的磁性___________（选填：“增强”、“减弱”、“不变”），吸引衔铁Q的力___________（“变大”、“变小”、“不变”），使衔铁转动，闸刀S在弹力的作用下自动开启，切断电路，起到保险作用。
5、如图所示的是为纪念发现“磁生电”现象的物理学家______而发行的一枚邮票，该发现导致了世界上第一台发电机的发明，从而把人类社会带进了电气化时代，发电机的工作原理是______。
三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、如图，使线圈位于两磁极间，通电后，图甲ab 段导线受磁场力的方向向上，用箭头在图乙、丙中，标出ab 段导线所受磁场力的方向．
2、明明同学们设计了如图甲所示的恒温箱温控电路（用于获得高于室温、控制在一定范围内的“恒温”），包括工作电路和控制电路两部分。其中，R1为阻值可以调节的变阻箱。R2为热敏电阻（置于恒温箱内），其阻值随温度变化的关系如图乙所示。继电器线圈电阻100Ω。
（1）如图甲所示状态，加热器是否处于加热状态？
（2）加热器正常工作时，通过加热器的电流为20A，求此时加热器的电阻和电功率；
（3）已知当控制电路的电流达到0.01A时，继电器的衔铁被吸合；当控制电路的电流减小到0.008A时，衔铁会被释放。当调节R1=200Ω时，恒温箱内可获得最高温度为160℃的“恒温”。如果需要将恒温箱内的温度控制在最低温度为40℃的“恒温”，则应将R1的阻值调为多大？
3、如图所示，从一个不能打开的盒子(内有电池组等电路元件)上的两个小孔中伸出一段细软的长导线．试在不断开该导线的情况下，设计两种不同的方法判断该导线中是否有电流，并根据你的设计填写下表．
4、如图甲所示，电源电压U=6V，S为单刀双掷开关，小灯泡L的电阻Rl=10Ω，设灯丝电阻不随温度变化，R为某种压敏电阻，其阻值R与压力F成反比（如图乙所示），R的正上方固定有一电磁铁P，其线圈电阻不计：
(1)在R上水平放置铁制品，开关S由接a改为接b，其他条件不变，灯的亮度变______；
(2)当开关接a，电流表的示数为0.375A时，灯泡两端的电压为多少___？此时R上水平放置的铁制品重为多少______？
(3)在R上水平放置重为20N的铁制品，开关接b，电流表稳定后的示数为0.4A，则此时压敏电阻的阻值为多少 _____？电磁铁P对铁制品的吸引力为多少________？
5、如图所示，是某科技活动小组的同学们设计的恒温箱内部电路结构示意图．它包括了工作电路和控制电路两部分，用于获得高于室温、控制在一定范围内的恒温．其中，R′为滑动变阻器，R为可变电阻，电磁铁整个线圈的电阻R0=20Ω，加热器的电阻R1=484Ω．当控制电路的电流I≥0.04A时，电磁继电器的衔铁被吸引；当控制电路的电流I≤0.036A时，电磁继电器的衔铁被弹簧拉起，则：
（1）当该恒温箱处于加热状态时，工作电路的功率为多少？
（2）如果当滑动变阻器的电阻R′=300Ω时，可变电阻R=180Ω时，衔铁恰好被拉起，控制电路的电源电压是多少？
（3）当衔铁恰好被吸引时，滑动变阻器和可变电阻的最小电阻的阻值是多少？
---------参考答案-----------
一、单选题
1、B
【解析】
【详解】
A．图甲中的物体是磁体，磁体能够吸引铁、钴、镍，不能吸引铜、铝，故A错误；
B．司南的长柄指南是指向地理南极，地磁场的地磁北极在地理南极附近，所以司南的长柄指向地磁北极，是地磁场的作用，故B正确；
C．闭合开关导体ab运动是通电导线在磁场中受力转动，是电能转化为机械能，故C错误；
D．电磁铁是利用通电导体周围有磁场的原理制成的，故D错误。
故选B。
2、C
【解析】
【详解】
A．两灯各自的电压相等，不一定是并联，因为两个规格相同的灯串联时，两端的电压也相等，故A不符合题意；
B．灯的亮度取决于灯的实际功率，灯的实际功率太小，此时电路中有电流，灯也不会亮，故B不符合题意；
C．两手互相搓动，克服摩擦做功，使手的内能增加，温度升高，属于做功改变物体的内能，是机械能转化为内能，故C符合题意；
D．当通电直导体下磁针的位置的磁场方向与磁针指向一致时，磁针不会旋转，故D不符合题意。
故选C。
3、D
【解析】
【详解】
A．由题意知，其柢指南，即司南的长柄是磁体的南极，故A错误；
B．司南长柄指的是地理南极，即地磁北极，故B错误；
C．地磁场的南极在地球地理的北极附近，故C错误；
D．司南实际上是一个磁铁，它指南北是受到地磁场的作用，故D正确。
故选D。
4、B
【解析】
【详解】
A．电动机在工作时，消耗电能使线圈转动，将电能转化为机械能，故A不符合题意；
B．发电机是利用电磁感应现象工作的，通过线圈转动切割磁感线来获得电能，所以是将机械能转化为电能，故B符合题意；
C．电饭锅工作时，将电能转化为内能，故C不符合题意；
D．电烙铁在工作时，将电能转化为内能，故D不符合题意。
故选B。
5、B
【解析】
【详解】
磁体外部磁感线从N极流向S极，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
6、C
【解析】
【详解】
当未消磁的标签经过超市出口处的安检门时，安检门上的线圈会产生感应电流，相当于闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动而产生感应电流，所以安检门的工作原理是电磁感应现象。
A．该实验是奥斯特实验，说明通电导线周围有磁场，故A不符合题意，
B．通电能运动，故是电动机原理，将电能转化为机械能，故B不符合题意；
C．该实验是电磁感应实验，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动而产生感应电流，将机械能转化为电能，故C符合题意；
D．通电后，电磁铁能吸引大头针，这是探究影响电磁铁磁性大小因素的实验，故D不符合题意。
故选C。
7、D
【解析】
【分析】
【详解】
A．磁铁能够吸引铁钉，是由于磁体具有吸引铁钴镍等物质的性质，属于磁体对物体的作用力，故A不符合题意；
B．吸盘要固定在墙壁上，需要先用力挤压塑料吸盘，把盘内的空气挤出，然后吸盘就被外界的大气压紧压在了墙壁上，故B不符合题意；
C．摩擦后的气球带上了电荷，能吸引不带电的头发，是由静电引起的，故C不符合题意；
D．两个压紧的铅块互相吸引，是由于分子间存在相互作用的引力而使两铅块粘在一起，不易分开，故D符合题意。
故选D。
8、C
【解析】
【详解】
A．凹透镜对光有发散作用，平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点，不会会聚焦点，故A错误；
B．图中法线垂直镜面，反射角等于入射角，反射光线和入射光线分居法线的两侧，但光线的传播方向标错了，都是入射光线了，没有反射光线，故B错误；
C．电流从螺线管的右端流入、左端流出，结合线圈的绕向，利用安培定则可以确定通电螺线管的左端为N极，右端为S极，在磁体的周围磁感线从磁体的N极出发回到S极，所以磁感线的方向是向右的，根据磁极间的相互作用规律可知，小磁针左端为S极，右端为N极，故C正确；
D．物体静止在斜面上，受到竖直向下的重力、垂直于斜面指向物体的支持力、沿斜面向上的摩擦力，图中摩擦力方向错误，故D错误。
故选C。
9、C
【解析】
【详解】
光线是不存在的，所以我们研究光的传播时，引入光线，是利用的模型法
A．制作滑动变阻器时，发现导线太长，采取缠绕的方式，可以缩短导线所占的距离空间，采用的是缺点列举法，故A不合题意；
B．研究串联电路的电阻时，引入“总电阻”的概念，采用的是等效替代法，故B不合题意；
C．用磁感线来描述磁场，采用的是模型法，故C符合题意；
D．通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法，故D不合题意。
故选C。
10、B
【解析】
【分析】
【详解】
①研究电流时，把电流比作水流，采用的是类比法；
②在探究电磁铁磁性强弱与电流的关系时，应控制线圈的匝数不变，采用的是控制变量法；
③在探究压强与压力关系时，控制受力面积相同，采用的是控制变量法；
④研究磁场时，为了形象的描述磁场的分布情况，引入了“磁感线”，采用的是模型法；
比较可知：②和③都采用的是控制变量法，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
二、填空题
1、 机械 电磁感应
【解析】
【分析】
【详解】
[1]柴油机工作时，是将柴油燃烧时释放出的内能转化为汽车的机械能, 使得发电机能够发电。
[2]在发电的过程中，消耗了机械能，转化为了电能，是利用了电磁感应原理。
2、 强 2
【解析】
【详解】
[1][2]压敏电阻的阻值随压力的增大而减小。当人站在电梯上时，压敏电阻受到的压力变大，电阻变小，使得左边控制电路中的电阻变小，电流变大，因此电磁铁的磁性增强，就会把衔铁吸引下来，于是就和触电2接触，此时工作电路中没有串联定值电阻R1，所以工作电路中电阻小，电流大，电动机转速就快。
3、 滑动变阻器
【解析】
【详解】
[1]电动自行车上的“调速”把手相当于我们学过的滑动变阻器，它是通过改变电阻丝接入电路的长度来改变电阻，从而达到改变电路中电流大小的目的。
[2]电动机在电路图中元件符号。
4、 短路 增强 变大
【解析】
【详解】
[1][2][3]因为家庭电流中电流过大的原因有：短路或总功率过大；因此，当电路有短路现象发生或者电路的总功率过大时，都会导致电流过大，使得电磁铁的磁性增强，则吸引衔铁Q的力变大，使衔铁转动，闸刀S在弹簧拉力的作用下自动开启，切断电路，起到保险作用。
5、 法拉第 电磁感应现象
【解析】
【分析】
【详解】
[1] “磁生电”是指电磁感应现象，是由英国科学家法拉第首先发现的。
[2]发电机的原理就是电磁感应现象，人们大量使用的电就是发电机提供的。
三、计算题
1、
【解析】
【详解】
解答：通电导线在磁场中受力的作用，其所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，即只要改变一个量，其所受力的方向就会改变一次，与甲图相比，乙图中ab边受到的力是向上的，丙图中ab中电流的方向与乙图相反，所以丙图中ab受力方向向下，如图所示：
．
2、（1）加热状态；（2）11Ω，；（3）80Ω
【解析】
【分析】
本题考查电磁继电器的原理，欧姆定律的应用。根据题目所给条件分析求解。
【详解】
(1)甲所示状态衔铁被弹簧拉起与上端触点接触，加热器与电源接通，故加热器处于加热状态。
(2)加热器正常工作时，加热器的电阻为
加热器的电功率为
(3)当R1=200Ω时，恒温箱内可获得最高温度为160℃的“恒温”，R2=100Ω则电源电压为
恒温箱内的温度控制在最低温度为40℃时，
则有
可得：
答：(1)如图甲所示状态，加热器处于加热状态；
(2)加热器正常工作时，通过加热器的电流为20A时，加热器的电阻为11Ω和电功率为；
(3)如果需要将恒温箱内的温度控制在最低温度为400C的“恒温”，则应将R1的阻值调为80Ω。
3、略
【解析】
【详解】
一个不能打开的盒子，在不断开该导线的情况下，可以利用电流的磁效应来判断该导线中是否有电流．
思路一：利用通电直导线周围存在磁场设计实验
思路二：制作电磁铁，根据电磁铁吸引磁性物质的性质设计实验
具体方法如下：
所用器材 主要实验步骤及判断导线中是否有电流的方法
方法一 小磁针 在桌面上放一个小磁针，小磁针静止时，把导线平行于小磁针正上方，若小磁针发生了偏转，则说明导线中有电流通过．
方法二 铁钉、大头针 把导线绕在铁钉上，制成一个电磁铁，看能否吸引大头针，若能，说明导线中有电流通过．
4、 暗 3.75V 10N 5Ω 8N
【解析】
【详解】
(1)由甲电路图可知，开关接a时，L与R串联，铁制品对R的压力大小等于其重力；开关接b时，L、R和电磁铁串联，电磁铁通电产生磁性，吸引铁制品，所以铁制品对R的压力减小，因为R的阻值与压力F成反比，所以R的阻值变大，电路的总电阻变大，电源电压一定，由可知，电路中电流变小，由P=I2R知灯泡实际功率变小，灯的亮度变暗；
(2)由可得，当开关接a时，灯泡两端的电压
由串联电路电阻规律和欧姆定律可得，此时R的阻值
由图乙可知，当R=6Ω时，R受到的压力为10N，所以R上方水平放置的铁制品重为
G=F=10N
(3)当铁制品放在R上，开关接b时，电流表稳定后的示数为0.4A，此时灯两端的电压
根据串联分压规律可知压敏电阻两端的电压
则此时压敏电阻的阻值
因为R与压力F成反比，由图像乙知
FR=60N Ω
则当时
由力的平衡条件可得，电磁铁P对铁制品的吸引力
答：(1)在R上水平放置铁制品，开关S由接a改为接b，其他条件不变，灯的亮度变；
(2)当开关接a，电流表的示数为0.375A时，灯泡两端的电压为3.75V；此时R上水平放置的铁制品重为10N；
(3)在R上水平放置重为20N的铁制品，开关接b，电流表稳定后的示数为0.4A，则此时压敏电阻的阻值为5Ω；电磁铁P对铁制品的吸引力为8N；
5、（1）．100W；（2）．18V；（3）．430Ω
【解析】
【详解】
（1）．当该恒温箱处于加热状态时，工作电路的功率是：
；
（2）．根据题意知道，当控制电路的电流I小 =0.036A时，衔铁恰好被拉起，由于串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，欧姆定律知道，控制电路的电源电压是：
U=I小（R线+R′+R）=0.036A×（20Ω+300Ω+180Ω）=18V；
（3）．根据题意知道，当控制电路的电流为I大 =0.04A时，衔铁恰好被吸引，此时电路中的总电阻是：
，
滑动变阻器和可变电阻的最小电阻的阻值：
R滑=R总-R线 =450Ω-20Ω=430Ω．
答：（1）．当该恒温箱处于加热状态时，工作电路的功率为100W；
（2）．衔铁恰好被拉起，控制电路的电源电压是18V；
（3）．当衔铁恰好被吸引时，滑动变阻器和可变电阻的最小电阻的阻值是430Ω．