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试试卷（含答案解析）

苏教版九年级物理下册第十六章电磁转换定向测试
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、要使电磁铁的两个磁极对调，可采取的方法是（　　）
A．改变电流方向 B．增加螺线管的匝数
C．减小电流 D．将铁芯从螺线管中拔出
2、1元硬币的外观有银白色的金属光泽，同学们认为它可能是由铁制成的。在讨论时，有同学提出我们可以拿磁铁来吸下，就“认为它可能是由铁制成的”这一说法而言，属于科学探究中的（　　）
A．提出问题 B．猜想与假设 C．进行实验与收集证据 D．交流与合作
3、下列关于电磁信息的说法中，正确的是（　　）
A．通电导体在磁场中的受力方向只与电流的方向有关
B．发电机工作时，将机械能转化为电能
C．闭合电路的部分导体在磁场中运动时，一定能产生感应电流
D．玩具电动车的电动机是利用电磁感应原理工作的
4、下面所做探究活动与得出结论相匹配的是（　　）
A．活动：探究带电体间的相互作用结论：同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥
B．活动：马德堡半球实验结论：大气压真实存在且很大
C．活动：观察惯性现象结论：一切物体都受到惯性力的作用
D．活动：用铁屑探究磁体周围的磁场结论：磁感线是真实存在的
5、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
6、巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象，如图是说明巨磁电特性原理的示意图，图中GMR是巨磁电阻，当GMR巨磁电阻旁磁场增大时其电阻值减小。闭合S1、S2后，下列说法正确的是（　　）
A．电磁铁的右端是S极
B．滑片P向右滑动时电磁铁的磁性增大
C．滑片P向左滑动时指示灯变亮
D．滑片P向左滑动时电流表的示数变大
7、下列说法正确的是（ ）
A．奥斯特发现电流周围存在磁场 B．法拉第发现了电流的热效应
C．焦耳发现磁能生电 D．瓦特发明了电灯
8、关于磁现象的认识中，下面说法正确的是（　　）
A．磁体能吸引铁、铜、钴等物质
B．同名磁极互相吸引，异名磁极互相排斥
C．地球相当于一个巨大的磁体，地磁场的北极在地理的南极附近
D．磁体之间只有相互接触时才能产生相互作用力
9、安装直流电动机模型时，要改变直流电动机的转动方向，可以（　　）
A．改变电流大小
B．将磁体的N、S极对调
C．改变磁性强弱
D．将电源的正、负极和磁体的N、S极同时对调
10、在科学晚会上，小明所在的科技小组展示了一个“隔板推物”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．甲线圈相当于电源，乙线圈相当于用电器 B．推动甲线圈摆动时电能转化为机械能
C．乙线圈随之摆动时机械能转化为电能 D．乙线圈摆动的原理是电磁感应现象
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、如图所示的实验装置中，当导体棒AB竖直向上运动时，灵敏电流计的指针_______偏转，让导体棒AB水平向右运动，灵敏电流计的指针_______偏转（以上两空均选填“会”或“不会”），若要增大灵敏电流计指针偏转的角度，则应该_______（选填“增大”或“减小”）导体棒切割磁感线的速度。
2、如图是一款蓝牙音箱可实现与手机的无线信息传递，底座通电后上面的音箱就会悬浮起来。请你分析以上情景，提出一个你认为应该探究的问题______，对于该问题你的猜想是______。
3、乘坐地铁是一种环保、便捷的出行方式，济南市也将于2019年建成城轨地铁。地铁中的电动机是利用_________对通电导体产生力的作用这一原理来工作的。电动机工作时把电能转化为_________。
4、如图是人们所喜爱的电动自行车，它具有轻便、节能、环保等特点。只要将图中车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了，但不会行驶。这时车钥匙其实就是一个______；给电动车充电时，电瓶相当于______（选填“电源”或“用电器”）；正常行驶时，电动车将______能转化为机械能。
5、如图所示为“智能照明灯”电路。闭合开关S，光照弱时电灯L自动发光，光照强时电灯L自动熄灭。电磁继电器利用电流的______效应工作；电源电压恒定，控制电路中光敏电阻R2的阻值随光照强度的增加而______，相同条件下，若将定值电阻R1换成阻值稍大的电阻，将会______（选填“增加”或“减少”）电灯L的发光时间。
三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、王斌学了电磁继电器的知识以后，突发奇想：自己能不能制作一个像麦当劳那里的烘手器昵？他开始设计了一个电路，如图甲所示，R0为光敏电阻，为用电动机做成的简易吹风机，试用以后，觉得干手的速度还有点慢，于是他又想，如果在不影响电动机正常工作的情况下加一个“220V 1000W”的电热丝，那效果也许会更好，请回答以下问题：
（1）所加电热丝的电阻是多少？
（2）在图乙中画出接入电热丝后的电路图（电热丝可用电阻的符号表示）．
（3）若电热丝消耗的能量，用来给水加热并被水全部吸收，那么它正常工作7min能使多少初温为10℃的水温度升高到30℃？
2、某展览厅为保护展品，在屋顶采用光敏材料设计了调光天窗，当外界光照较强时，启动电动卷帘适时调整进光量；当外界光照较弱时，自动启动节能灯泡予以补光。调光天窗的电路原理如图所示，控制电路电源电压U1=12V，工作电路电源电压U2=220V，R2为定值电阻，P为电磁铁，其线圈电阻约10Ω，当电流达到60mA时刚好能吸合衔铁，使电动卷帘工作。R1为光敏电阻，其阻值与光照强度之间的关系如下表所示。
光照强度E/cd 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
光敏电阻R1/Ω 120 90 70 58 48 40
(1)工作电路中的L代表安装在展厅内的20盏“220V 10W”的节能灯，这些灯同时正常发光4小时，耗电多少千瓦时
(2)当外界光照强度达到1.0cd时，电动卷帘便开始工作，R2的阻值是多少
(3)当电阻R2消耗的电功率为0.7W时，外界光照强度是多少
(4)为了节能，需要在光照强度更弱时才能启动节能灯照明，请结合公式说明如何更换电阻R2
3、如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表所示。已知继电器的线圈电阻R0=10Ω，左边电源电压为6V恒定不变．当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作。
温度t/℃ 0 5 10 15 20 25 30 35 40
电阻R/Ω 600 550 500 450 420 390 360 330 300
（1）请说明该自动控制装置的工作原理
（2）计算说明该空调的启动温度是多少？
（3）为了节省电能，将空调启动温度设定为30℃，控制电路中需要再串联多大的电阻？
（4）改变控制电路的电阻可以给空调设定不同的启动温度，除此之外，请你再提出一种方便可行的调节方案。
4、热带鱼需要在一定的温度范围才能正常的生长，如图甲是某同学家的水族箱工作原理图，水族箱内安装的电热丝R1上标有“220V 200W”的字样，Rx为热敏电阻，R2为滑动变阻器，当水面到达图中所示的位置，接触开关S1就会导通，水温由22℃升高到设定值28℃，开关S2断开，水温自然冷却到22℃时开关S2闭合，再次使水升温，水族箱循环工作使箱内水温稳定在热带鱼正常的生长范围之内，水温随时间变化图像如图乙所示求：
(1)热敏电阻Rx随温度的升高而_____（选填“增大”或“减小”），理由是：_____；
(2)水族箱正常加热时，通过电热丝的电流是多少？_____
(3)该水族箱一天消耗的电能；_____
(4)若要将水族箱内的最高温度调至30℃，滑动变阻器R2的滑片应向_____（选填“左”或“右”）移动。
5、如图所示，这是物理兴趣小组设计的汽车转向指示灯电路模型，指示灯的规格均为“6V0.5A”，R0为6Ω的定值电阻，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计，电源电压为6V；根据要求回答下列问题：
（1）当汽车正常直行时，转向开关应处于什么位置；
（2）请你解释一下当汽车左转弯时，左转指示灯会较暗、较亮交替闪烁的工作原理；
（3）当左转弯时，指示灯发光较暗时它两端的电压为多少。
---------参考答案-----------
一、单选题
1、A
【解析】
【详解】
电磁铁的磁极与通过电磁铁电流的方向和电磁铁中导线的绕线方向有关。要想改变电磁铁的磁极，可以不改变电流的方向只改变电磁铁导线的绕线方向；或者在电磁铁的导线绕线方向不变的情况下改变通过电磁铁的电流方向；与螺线管的匝数、电流的大小、是否有铁芯无关。
故选A。
2、B
【解析】
【详解】
该同学“认为它可能是由铁制成的”是对问题的看法，并未开始实验，属于对问题的猜想与假设,故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
3、B
【解析】
【详解】
A．通电导体在磁场中的受力方向与导体中的电流方向和磁场方向有关，故A错误；
B．发电机工作时，消耗机械能，得到电能，是将机械能转化为电能，故B正确；
C．闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，就会产生感应电流，故C错误；
D．玩具电动车的电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的，故D错误。
故选B。
4、B
【解析】
【详解】
A．电荷间相互作用的规律是同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，故A不符合题意；
B．马德堡半球实验有力地证明了大气压的存在，并且大气压很大，故B符合题意；
C．惯性是物体的一种固有属性，它不是力，不能说受到惯性力的作用，故C不符合题意；
D．磁感线是理想化的物理模型，磁感线实际上并不存在，故D不符合题意。
故选B。
5、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。
6、D
【解析】
【详解】
A．由图知，电流从螺线管的右侧流入，利用安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向电磁铁的右端为N极，故A错误；
B．滑片P向右滑动过程中，滑动变阻器连入电路中的电阻变大，则电路中的电流变小，通电螺线管的磁性减弱。故B错误；
CD．由左图可知，滑动变阻器的滑片P向左滑动过程中接入电路中电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大。电磁铁磁性的强弱与线圈匝数和通过的电流有关，且匝数不变，通过的电流越大，磁性越强。则此时电磁铁的磁性变强。由右图可知，巨磁电阻处于磁场越强的位置其电阻越小，那么此时巨磁电阻的阻值变小，巨磁电阻和灯泡并联，所以灯泡的亮度不变。根据欧姆定律可知，通过巨磁电阻所在电路的电流变大，灯泡所在支路的电流不变，那么干路中的电流变大，而电流表测干路的电流，所以电流表的示数变大。故C错误，D正确。
故选D。
7、A
【解析】
【详解】
A．奥斯特通过实验发现了通电导体周围存在磁场，是第一个发现电现象和磁现象之间联系的人，故A正确；
B．法拉第发现了磁生电即电磁感应现象，焦耳发现了电流的热效应，故B错误；
C．焦耳发现了焦耳定律即电流的热效应，磁生电即电磁感应现象是法拉第发现的，故C错误；
D．瓦特发明了蒸汽机，爱迪生发明了电灯，故D错误。
故选A。
8、C
【解析】
【详解】
A．磁体具有吸引铁、钴、镍的性质，这种性质称为磁性，故A错误；
B．磁体间的作用规律是：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故B错误；
C．地球本身相当于一个巨大的磁铁，地磁场的南极在地理的北极附近，地磁场的北极在地理的南极附近，故C正确；
D．磁体之间的相互作用通过其周围的磁场来实现，故磁体没有接触，也会产生力的作用，故D错误。
故选C。
9、B
【解析】
【详解】
AC．电动机的转动方向跟电流方向和磁场方向有关，和电流大小、磁性强弱无关，故AC不符合题意；
BD．要想改变电动机的转动方向，可对调磁铁两极或改变线圈中电流的方向，二者同时改变时，电动机转动方向不变；故B符合题意，D不符合题意。
故选B。
10、A
【解析】
【分析】
【详解】
用手推动甲线圈摆动时，线圈甲的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，闭合的回路中有感应电流产生，是发电机的工作原理，工作时将机械能转化为电能。乙线圈随之摆动，乙线圈摆动的原理是通电导体在磁场中受力的作用，是电动机的工作原理，所以甲线圈相当于电源，乙线圈相当于用电器，工作时将电能转化为机械能，故A正确，BCD错误。
故选A。
二、填空题
1、 不会 会 增大
【解析】
【分析】
【详解】
[1]当导体棒AB竖直向上运动时，导体的运动方向与磁感线方向平行，不切割磁感线，所以电路中没有感应电流产生，灵敏电流计的指针不会偏转。
[2]当导体棒AB水平方向右运动，导体的运动方向与磁感线方向垂直，导体做切割磁感线运动，所以电路中有感应电流产生，灵敏电流计的指针会偏转。
[3]若要增大灵敏电流计指针偏转的角度，则应该增大导体棒切割磁感线的速度，因为在单位时间内切割的磁感线越多，产生的电流越大，灵敏电流计的指针偏转角度会变大。
2、 音箱悬浮的原因 音箱是一个磁体，底座中有螺线管
【解析】
【详解】
[1]音箱悬浮的原因。
[2]底座通电后上面的音箱就会悬浮起来，对音箱进行受力分析可知，此时音箱受到竖直向下的重力和一个竖直向上的力，且二力为一对平衡力，这样音箱才能悬浮起来。向上的力是怎么产生的？据此，我们猜想，音箱是一个磁体，底座中有螺线管，当底座通电时，根据电流的磁效应，螺线管产生较强的磁场，对放入其磁场的磁体音箱产生竖直向上的作用力，这个力和音箱的重力是一对平衡力，产生音箱悬浮的效果。
3、 磁场 机械能
【解析】
【分析】
【详解】
[1]电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用这一原理工作的。
[2]电动机在工作时，将电能转化为机械能。
4、 开关 用电器 电
【解析】
【详解】
[1]电动自行车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下，车子就通电了，所以这车钥匙其实就是一个开关，控制电路的通断。
[2]给电动车充电时，将电能转化为化学能，此时电瓶相当于用电器。
[3]在骑行时，用蓄电池来供电，将蓄电池的化学能转化为电能，再通过电动机将电能转化为机械能。
5、 磁 减小 增加
【解析】
【详解】
[1]电磁继电器是利用其中的电磁铁磁性的强弱变化来控制触点的断开和闭合，从而控制电路，所以它是利用电流的磁效应原理工作的。
[2]光照弱时电灯L自动发光，光照强时电灯L自动熄灭；说明光照弱时电路中电流小，电磁铁磁性弱，衔铁不能被吸下，开关闭合，光照强时电路中电流大，电磁铁磁性强，衔铁被吸下，开关断开；所以，光照弱时，光敏电阻R2的阻值较大，光照强时，光敏电阻R2的阻值较小，即敏电阻R2的阻值随光照强度的增加而减小。
[3]若将定值电阻R1换成阻值稍大的电阻，则光敏电阻R2阻值更小时，才能使电磁铁具有足够强磁性将衔铁吸下，即需要光照更强时，才能使灯熄灭，所以会增加电灯L的发光时间。
三、计算题
1、（1）48.4Ω；（2）；（3）5kg．
【解析】
【详解】
试题分析：（1）由得：电热丝的电阻=48.4Ω；
（2）电热丝和电动机互不影响，则应并联连接，如图：
（3）电热丝正常工作，故P=P额=1000W，则W=Pt=1000W×7×60s=4.2×105J．
由于电热丝消耗的能量，用来给水加热并被水全部吸收，则Q吸=W，
由Q吸=cm（t﹣t0）得：=5kg．
考点： 电热和电工的综合计算
2、 (1)0.8kW·h；(2)70Ω；(3)3.5cd；(4)换用阻值更小的电阻替换R2
【解析】
【详解】
(1)20盏灯的总功率为
P=20P1=20×10W=200W=0.2kW
同时工作4 h消耗的电能
W=Pt=0.2kW×4h=0.8kW·h
(2)当E=1cd时，由表格数据可知，光敏电阻R1=120Ω，电路电流达到吸合电流60mA合0.06A时，电动卷帘刚好工作，控制电路的总电阻
则
R2=R总－R1－RP=200Ω－120Ω－10Ω=70Ω
(3)当R2的功率P2=0.7W时，由可求电路中的电流
电路的总电阻
此时光敏电阻R1的阻值
R1'=R总'－R2－RP=120Ω－70Ω－10Ω=40Ω
由表可知此时光照强度为3.5cd。
(4)根据可知，当吸合电流I、电压U1不变时，电路总电阻R总不变。由表格数据可知，光照强度E减小时，R1的阻值变大，由于
R总=R1+R2+RP
所以若使R总不变，则应换用阻值更小的电阻替换R2。
答：(1)这些灯同时正常发光4小时，耗电0.8kW·h。
(2)当外界光照强度达到1.0cd时，电动卷帘便开始工作，R2的阻值是70Ω。
(3)当电阻R2消耗的电功率为0.7W时，外界光照强度是3.5cd。
(4)应换用阻值更小的电阻替换R2。
3、 (1)见解析；(2)25℃；(3)30Ω；(4)可以将左边电源改为可调压电源
【解析】
【详解】
(1)随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，当电流达到15mA时，衔铁被吸合，右侧空调电路电阻增大，电流减小，空调开始工作．当温度下降时，控制电路电阻增大，电流减小，减小到一定值，使空调电路断开，这样就实现了自动控制。
(2)电路启动时的总电阻
R总==400Ω
此时热敏电阻的阻值
R热=R总﹣R0=400Ω﹣10Ω=390Ω
对照表格数据可知，此时的启动温度是25℃。
(3)因为电路启动时的总电阻为400Ω，由表中数据可知，空调启动温度设定为30℃时，热敏电阻的阻值为360Ω，则电路中还应串联的电阻
R′=R热=R总﹣R热′﹣R0=400Ω﹣360Ω﹣10Ω=30Ω
(4)因为本装置启动的电流是一定的，因此，既可通过改变电阻来改变电流，可以通过将左边电源改为可调压电源来实现对其控制。
答：(1)见解析；
(2)该空调的启动温度是25℃；
(3)将空调启动温度设定为30℃时，控制电路中需要再串联30Ω的电阻；
(4)可以将左边电源改为可调压电源。
4、 增大 Rx增大，总电阻增大，总电流减小 电磁铁磁性减弱，S2断开 0.91A 4.8×106 J 左
【解析】
【详解】
(1)[1]由图可知，热敏电阻Rx与滑动变阻器R2和通电螺线管串联后接在5V的电源上：若热敏电阻Rx 随温度的升高而减小，根据电阻的串联，总电阻减小，由欧姆定律，电路的总电流变大，通电螺线管的磁性增强，衔铁S2被吸引，则R1所在加热电路连通，水厢内水温升高，因热敏电阻Rx 随温度的升高而减小，重复上面的过程，加热电路一直工作，不符合题意；若热敏电阻Rx 随温度的升高（当温度从22℃升高到28℃）而增大，根据电阻的串联，总电阻减大，由欧姆定律，电路的总电流变小，通电螺线管的磁性减弱，衔铁S2在弹力的作用下切断路加热电路，加热电路停止工作，符合题意。
(2)[2]正常工作时电热丝的电流：
I= 0.91A
(3)[3]由图乙可知，水族 箱 一个 循 环用 时 400 min，工 作一天，即24h，包含的工作循环
=3.6
个循环，前三个工作循环，每个工作时间（加热时间）为 100 min，第四个工作循环 所用时间为
0.6×400 min=240min
故加热的工作时间仍为 100 min，总工作时间
t=3×100 min+100 min=400min
消耗的电能
W=Pt=200 W×400×60s=4.8×106 J
(4)[4]水温提高会使热敏电阻的阻值增大，根据
I=
在电路中电流一定时，故需减小滑动变阻器电阻，因此应将滑片向左移。
5、（1）1和2；（2）当转向开关与触点4和5刚接通时，电磁铁中有电流通过，左转指示灯发光较暗，接着衔铁被吸下，触点A与B接通，电磁铁和电阻R0被短路，左转指示灯发光较亮，此时由于电磁铁中没有电流通过，衔铁被弹簧拉上去，触点A与B分离，电磁铁中又有电流通过，随后电磁铁又将衔铁吸下，如此循环，左转指示灯会较暗、较亮交替闪烁；（3）4V
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）汽车正常直行时，左转指示灯和右转指示灯均不亮，电路处于断开状态，所以转向开关应处于1和2的位置。
（2）当转向开关与触点4和5刚接通时，电磁铁中有电流通过，左转指示灯发光较暗，接着衔铁被吸下，触点A与B接通，电磁铁和电阻R0被短路，左转指示灯发光较亮，此时由于电磁铁中没有电流通过，衔铁被弹簧拉上去，触点A与B分离，电磁铁中又有电流通过，随后电磁铁又将衔铁吸下，如此循环，左转指示灯会较暗、较亮交替闪烁。
（3）指示灯的规格均为“6V0.5A”，由可得，指示灯的电阻为
当左转弯时，指示灯发光较暗时，左转指示灯和R0串联，电路中的总电阻为
因为电磁铁线圈阻值不计，电路中电流为
指示灯发光较暗时它两端的电压为
答：（1）开关应处于1和2的位置；
（2）当转向开关与触点4和5刚接通时，电磁铁中有电流通过，左转指示灯发光较暗，接着衔铁被吸下，触点A与B接通，电磁铁和电阻R0被短路，左转指示灯发光较亮，此时由于电磁铁中没有电流通过，衔铁被弹簧拉上去，触点A与B分离，电磁铁中又有电流通过，随后电磁铁又将衔铁吸下，如此循环，左转指示灯会较暗、较亮交替闪烁；
（3）当左转弯时，指示灯发光较暗时它两端的电压为4V。