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攻克试题

苏教版九年级物理下册第十六章电磁转换定向攻克
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、关于磁场，下列说法中正确的是（ ）
A．磁场是由无数条磁感线组成的
B．任何物质在磁场中都能被磁化并保持磁性
C．磁极间的相互作用是通过磁感线发生的
D．磁场看不见摸不着，但是可以借助小磁针感知它的存在
2、如图所示关于下列四个实验的认识，正确的是（　　）
A．甲实验中通电螺线管左端是S极
B．乙实验说明导线的周围存在磁场
C．丙实验与发电机的原理相同
D．丁实验与电动机的原理相同
3、将条形磁铁周围附近摆放几个可以自由转动的小磁针（涂黑的一端表示小磁针的N极），仅考虑小磁针跟磁铁之间的相互作用，图中能正确反映小磁针静止时跟磁铁之间相对位置关系的是（　　）
A． B．
C． D．
4、下列关于磁场的描述，正确的是（　　）
A．磁场是由无数条磁感线组成的
B．地理S、N极与地磁S、N极完全重合
C．小磁针静止时，S极的指向与该点磁场方向相同
D．磁场看不见摸不着，但是可以借助小磁针感知它的存在
5、在物理学的发展过程中，首先发现电流的磁效应的是（　　）
A．安培 B．焦耳 C．法拉第 D．奥斯特
6、如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，开关闭合后，当滑片P从a端向b端滑动过程中，会出现的现象是（　　）
A．电流表示数变小，弹簧长度变短，小灯泡亮度增强
B．电流表示数变小，弹簧长度变长，小灯泡亮度减弱
C．电流表示数变大，弹簧长度变长，小灯泡亮度减弱
D．电流表示数变大，弹簧长度变短，小灯泡亮度增强
7、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
8、如图所示是生活中常见的动圈式话筒。对着话筒说话时，声音使膜片振动，与膜片相连的线圈也一起振动，线圈在磁场中的运动能产生随着声音变化而变化的电流。动圈式话筒的工作原理是下列四幅图中的（ ）
A． B．
C． D．
9、关于下列所示图中，说法正确的有（　　）
①甲图中通电导线周围存在着磁场，如果将小磁针移走，该磁场将消失
②乙图中现象表明，电流相同时，电磁铁匝数越多，磁性越强
③丙图中闭合开关，保持电流方向不变，对调磁体的N、S极，导体的运动方向不变
④丁图中绝缘体接触验电器金属球后验电器的金属箔张开一定角度，说明该棒带正电
⑤戊图中的实验现象是制造发电机的原理。
A．①② B．②⑤ C．①③ D．④⑤
10、图所示，下列说法中正确的是（　　）
　　
A．甲图实验可以证明“磁能生电”，利用其原理制成了电动机
B．乙图实验可以证明“电流周围存在磁场”
C．丙图实验闭合开关，调节滑动变阻器滑片的位置，可以改变电磁铁的磁场方向
D．丁图实验可以证明“磁场对通电线圈有力的作用”，利用其原理制成了发电机
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、一个空心小铁球放在盛水的烧杯中置于铁棒AB的上方，绕在铁棒上的线圈连接如图所示的电路，开关S闭合后，空心小铁球仍漂浮在水面上，此时A端为电磁铁的______极，当滑片P向左滑动，空心小铁球所受浮力______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
2、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。
3、指南针是我国四大发明之一，《论衡》记载司南之，投之于地，其柢指南。将司南放在水平光滑的“地盘”上，静止时它的长柄指向南方。司南长柄所指方向是地理______极附近，地磁______极。
4、如图所示是一种动圈式耳机的内部结构示意图。当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时，音圈带动音膜 ______（选填“向左”“向右”或“左右往复”）运动。音圈之所以运动，是由于磁场对 ______有力的作用，此现象中能量转化情况是 _________。
5、1820年，丹麦科学家___________在课堂上做实验时偶然发现：当导线中有电流通过时，旁边的小磁针发生了偏转，从而第一次揭示了电与磁的联系。德国物理学家欧姆，提出了经典电磁理论中著名的欧姆定律，为纪念其贡献，人们将欧姆作为物理量___________的单位。
三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、梅雨季节，潮湿的空气会对家电和家具等造成不利，需要及时除湿．小乐设计如图甲所示的模拟电路，能实现警示灯随湿度变化而自动调整亮度，且当空气湿度达到一定程度时，警示灯还能不断闪烁．已知电源电压为6V，警示灯的规格是“6V3W”．（电磁铁线圈电阻忽略不计，警示灯电阻保持不变）
（1）根据设计要求，应选图乙中的____（选填“”或“”）湿敏电阻，串联在图甲电路中_____（选填“A”或“B”）位置．
（2）闭合开关，当空气湿度处于40%时，衔铁会被吸下，警示灯会闪烁，警示灯在闪烁过程中，较暗时的实际功率是多少______？（写出计算过程）
2、如图甲所示的恒温箱，由工作电路和控制电路组成，其简化电路如图乙所示，其中控制电路是由线圈电阻、热敏电阻、滑动变阻器串联组成，电源两端电压恒为6V，线圈的阻值为，热敏电阻的图像如图丙所示；的阻值为时，恒温箱可以实现的恒温控制；当线圈的电流达到时衔铁被吸合；其中加热器的额定电压为，额定功率为。
（1）请简述恒温箱的工作原理；
（2）当恒温箱实现恒温控制时，热敏电阻消耗的功率是多少？
（3）如果要使恒温箱能够设置至之间的温度，那么可变电阻的阻值范围为多少？
（4）由于输电导线上有电阻，当某次加热器的实际功率为时，工作电路的实际电压为多少？
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、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＝10 Ω，左边电源电压为6 V恒定不变．当继电器线圈中的电流大于或等于15 mA时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作．
(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 ℃，控制电路中需要串联多大的电阻？
5、如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置．
（1）闭合开关后，当导体ab向左或向右运动时，电流表指针偏转，当导体ab向上或向下运动时，电流表指针不偏转，说明闭合电路中的部分导体在磁场中做________运动时导体中会产生感应电流．
（2）在此实验过程中，能量转化情况是________．
（3）实验中发现，当导体ab向左运动时，电流表指针向右偏转，当导体ab向右运动时，电流表指针向左偏转，说明________．
（4）小明猜想“感应电流大小可能与导体运动速度大小有关”，他验证猜想的过程是：让导体在第一次实验中运动较慢，在第二次实验中运动较快，观察两次实验中的________，然后进行分析与判断．
---------参考答案-----------
一、单选题
1、D
【解析】
【详解】
A．磁感线是为研究磁场的性质而引入的一种理想化的物理模型，不是真实存在的，故A 错误；
B．只有铁磁性物质在磁场中才能被磁化，故B错误；
C．磁极间的相互作用是通过磁场发生的，故C错误；
D．磁场看不见摸不着，但是可以借助小磁针在磁场中受力而偏转感知它的存在，故D正确。
故选D。
2、C
【解析】
【详解】
A．电源右端是正极，电流从右端流入，左端流出，根据安培定则，将右手四指方向顺着电流方向握住通电螺线管，大拇指所指方向为通电螺线管N极，即左边为N极，故A错误；
B．如图是奥斯特实验，导线通电时小磁针发生偏转，表明通电导线周围存在磁场，这里的磁场是因为电流产生的，而不是导线，故B错误；
C．如图当线圈在磁场中做切割磁感线的运动时，由于电磁感应，线圈中产生电流，灯泡可以发光，是将机械能转化成了电能，属于发电机的原理，故C正确；
D．如图是电磁感应现象的实验，是将机械能转化为电能，所以是发电机的原理图，故D错误。
故选C。
3、C
【解析】
【详解】
由条形磁铁的磁感线分布可知，条形磁铁的磁感线在外部从N极出发回到S极，小磁针的N极的指向为该处磁感线的方向，故可知ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
4、D
【解析】
【详解】
A．磁感线是为了描述磁场而假想的线，并不是实际存在的，故A错误；
B．地磁场的北极在地理南极附近，地磁场南极在地理北极附近，地磁场的两极与地理的两极相反，且与地球的两极并不完全重合，故B错误；
C．将可自由转动的小磁针放在磁场中某一点静止时，小磁针N极指向为该点的磁场方向，故C错误；
D．磁场是看不见的，对放入其中的磁体有力的作用，故可通过小磁针感知它的存在，故D正确。
故选D。
5、D
【解析】
【详解】
A．安培发现了通电螺线管磁极和电流的关系，即安培定则，故A不符合题意；
B．焦耳发现了影响电流的热效应的因素，得出了焦耳定律，故B不符合题意；
C．法拉第发现了电磁感应现象，故C不符合题意；
D．奥斯特发现了电流周围产生磁场，即电流的磁效应，故D符合题意。
故选D。
6、D
【解析】
【详解】
电流由下方流入，则由安培定则可知，螺线管上端为N极；因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以，两磁铁同名相对，相互排斥；当滑片P从a端向b端滑动过程中，滑动变阻器接入电阻减小，电路中的总电阻减小，由可知，电路中电流变大，即电流表的示数变大，小灯泡亮度增强；此时条形磁铁受向上的力增强，弹簧长度变短，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
7、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。
8、D
【解析】
【详解】
动圈式话筒工作过程是：声波振动→引起膜片振动→带动线圈振动→线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流→经放大传给扬声器。由此可知其工作原理是电磁感应现象。
A．此装置中有电源，即通电后，小磁针会偏转，说明通电导线周围存在磁场，是电流的磁效应，故A不符合题意；
B．该装置是研究电磁铁的磁性强弱的影响因素，利用电流的磁效应，故B不符合题意；
C．该装置是研究磁场对通电导体的作用，故C不符合题意；
D．此图中没有电源，当部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，即电磁感应现象，故D符合题意。
故选D。
9、B
【解析】
【详解】
①放在小磁针上方的导线中有电流通过时，小磁针会发生偏转，说明通电导体周围存在磁场；如果将小磁针移走，虽然不能看到磁场的存在，但该磁场仍然客观存在，故①错误；
②两电磁铁串联，通过的电流相等，但两电磁铁线圈的匝数不同，铁钉A吸引大头针较多，表明电流相同时，线圈匝数越多电磁铁磁性越强，故②正确；
③闭合开关，保持电流方向不变，对调磁体的N、S极，磁场方向方向发生了变化，则导体的运动方向改变，故③错误；
④绝缘体接触验电器金属球后验电器的金属箔张开一定角度，是因为同种电荷相互排斥，但不能说明该棒带正电，也可能带负电，故④错误；
⑤该图为电磁感应现象的实验，是发电机的制作原理，故⑤正确。
综上所述②⑤正确，B正确。
故选B。
10、B
【解析】
【详解】
A．甲图实验通过闭合电路的部分导线切割磁感线，产生感应电流，可以证明“磁能生电”，利用其原理制成了发电机，故A错误；
B．乙图实验中，当电路中有电流流过时，小磁针发生偏转，可以证明“电流周围存在磁场”，故B正确；
C．丙图实验闭合开关，调节滑动变阻器滑片的位置，通过弹簧测力计示数的改变，可以看出电磁铁的磁性大小，该实验验证的是电磁铁磁性与电流大小的关系，故C错误；
D．丁图实验将通电导体放在磁场中，通电导体会运动，可以证明“磁场对通电线圈有力的作用”，利用其原理制成了电动机，故D错误。
故选B。
二、填空题
1、 S##南 增大
【解析】
【详解】
[1]由图示知，线圈中的电流由A流向B，则由右手螺旋定则可知螺线管B端为N极，则A端为S极（南极）。
[2]当滑片向左移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则由欧姆定律可知电路中电流增大，则螺线管中的磁性增强，故小铁球所受磁力增强；小铁球受重力、磁力及浮力，因小球处于静止状态，故向下的磁力与重力之和应等于向上的浮力，因磁力增加，而重力不变，故浮力也将增大。
2、 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。
3、 南 北
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]地球本身是一个大磁体，司南是用天然磁石磨制成的勺子，即其实质就是一块磁铁，在地球的磁场中受到磁力的作用，其静止时其勺柄指向南方，即司南长柄所指方向是地理南极附近；地理上的南极是地磁的北极，故长柄所指方向是地磁北极。
4、 左右往复 通电导体 电能转化为机械能
【解析】
【详解】
[1][2][3]当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时，音圈带动音膜左右往复运动，因为电流方向改变，音圈受力方向改变。音圈之所以运动，是由于磁场对通电导体有力的作用，改变了线圈的运动状态。此现象中，消耗电能，产生机械能，电能转化为机械能。
5、 奥斯特 电阻
【解析】
【详解】
[1]丹麦物理学家奥斯特做的著名的奥斯特实验：当导线中有电流通过时，它旁边的小磁针发生了偏转，证实了电流周围存在磁场。
[2]德国物理学家欧姆，提出了经典电磁理论中著名的欧姆定律，为了纪念他为人类作出的贡献，人们把他的名字作为电阻的单位。
三、计算题
1、 R2 B 0.35W
【解析】
【详解】
(1)[1][2]由图乙可知：R1的电阻随湿度的增加而增加，R2的电阻随湿度的增加而减小；由题意可知，空气湿度较小时，电磁铁不吸合，灯泡较暗，当空气湿度达到一定程度时，湿敏电阻的阻值减小，电路的电流增大，电磁铁的磁性增强，电磁铁吸合，湿敏电阻被短路，电路为警示灯的简单电路，灯泡变亮，由于电磁铁也被短路无磁性，电磁铁不吸合，据此可知警示灯能不断亮暗闪烁，所以应选图乙中的R2湿敏电阻，且串联在图甲电路中B位置；
(2)[3]由知，警示灯的电阻为：
由图乙可知，当空气温度处于40%时，湿敏电阻的阻值为24Ω，警示灯在闪烁过程较暗时，湿敏电阻R2与警示灯串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，此时电路中的电流：
灯较暗时的实际功率：
【点睛】
本题考查了学生分析图象的能力、电磁继电器的使用、欧姆定律的计算、电功率的计算等知识，是一道难题．
2、 (1)详见解析；(2)0.02W；(3)；(4)198V。
【解析】
【分析】
求解 题干信息 所用公式
（2）热敏电阻消耗的功率 电源电压恒为6V，线圈的阻值为，的阻值为时，恒温箱可以实现的恒温控制，此时热敏电阻的阻值为；当线圈的电流达到时，衔铁被吸合
（3）可变电阻的阻值范围 时，热敏电阻阻值为，时，热敏电阻阻值为
（4）工作电路的实际电压 加热器的额定电压为，额定功率为；某次加热器的实际功率为
【详解】
(1)衔铁未吸合时，加热器电阻丝工作，恒温箱温度升高，热敏电阻阻值减小；当线圈电流达到时，衔铁被吸合，加热停止；
(2)恒温箱实现恒温控制时，热敏电阻两端电压：，
热敏电阻消耗的功率：
；
(3)根据题意可知，控制电路电源电压恒为，当电路中的电流达到时，衔铁被吸合，故无论怎样设定温度，电路中的总电阻都不变，的恒温控制时
电路中的总电阻
，
当恒温箱设置时，由图丙可知
变阻器接入电路中的电阻
，
当恒温箱设置时，由图丙可知
，
变阻器接入电路中的电阻
，
要使恒温箱能够设置至之间的温度，可变电阻的阻值调节范围应该在；
(4)加热器的电阻：
，
由得
，
。
【点睛】
多以生活中的电热型家用电器为背景命题，涉及多挡位原理图、铭牌参数、图像等.考查的知识点有电功率、电能、电流、电阻、热量等相关计算，会涉及简答小问，涉及的公式有、、、、等。
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、 (1)随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中的电流增大，当电流达到15 mA时，衔铁被吸合，右边的空调电路开始工作，当温度下降时，控制电路总电阻增大，电流减小，减小到一定值，空调电路断开，这样就实现了自动控制．(2) 25 ℃．(3) 30 Ω．
【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15 mA 时，衔铁被吸合，右侧空调电路连通，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：，此时热敏电阻的阻值：，对照表格数据可知，此时的启动温度是25 ℃．
（3）电路启动时的总电阻为，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，则电路中还应串联的电阻：
5、 切割磁感线 机械能转化为电能 感应电流的方向跟导体运动方向有关 电流表指针偏转情况
【解析】
【分析】
要产生感应电流，则电路是闭合的，且导体做切割磁感线运动；产生感应电流的过程中机械能转化为电能．
导体运动的方向不同，指针偏转的方向不同，即感应电流的方向不同；
要验证感应电流的大小和导体运动快慢的关系，就要控制其它因素一定，而导体的运动快慢不同，据此解答．
【详解】
（1）在此次操作中，使导体ab向上或向下运动时，没有切割磁感线，所以不会产生感应电流，因此要产生感应电流，必须同时满足两个条件：电路是闭合的；导体做切割磁感线运动；
(2)导体在磁场中运动，消耗了机械能，产生了电能，所以产生感应电流的过程是机械能转化为电能的过程．
（3）由于感应电流是导体在磁场中做切割磁感线运动而产生的，当导体运动的方向改变时，电流表指针偏转方向也改变，由此可以联想到感应电流的方向跟导体运动方向有关；
（4）要验证感应电流的大小和导体运动快慢的关系，就要控制其它因素一定，而导体的运动快慢不同，让导体在第一次实验中运动较慢，在第二次实验中运动较快，观察到两次电流表的指针偏转情况不同，由此可以联想到感应电流的大小跟导体运动速度有关．