人教版九年级全一册20.5磁生电 同步练习（有解析）

人教版九年级全一册 20.5 磁生电
一、单选题
1．如图所示，在蹄形磁体的磁场中放置一根导体AB，导体的两端跟电流表连接，开关闭合，电路中没有电流。以下操作中，可能使电路中产生电流的是（　　）
A．将接在电流表上的两根线对调
B．让导体在磁场中静止，换用磁性更强的永磁体
C．将磁体沿左右方向运动
D．将导体换成更粗的
2．手机无线充电技术是一种新型的充电方式，其原理是电流通过送电线圈产生磁场，手机受电线圈靠近该磁场就会产生电流，如图中，与给手机充电时受电线圈工作原理相同的是（　　）
A． B． C． D．
3．如图所示实验装置的原理与电动机的工作原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
4．小亮在学习了“电和磁”的知识后，用甲、乙两个直流电动机设计了如图所示的装置，闭合开关S后甲开始转动，同时用皮带带动乙转动，小灯泡发光。下列说法不正确的是（　　）
A．在此过程中，甲装置将电能转化为机械能
B．乙的工作原理是磁场对电流的作用
C．动圈式话筒的工作原理与乙相同
D．对调电源正负极可使甲的转动方向与原来相反
5．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
6．如图所示为科研人员研制的“发电鞋”，鞋的内部安装了磁铁和线圈，当人体带动磁铁运动时，磁铁产生的磁场通过线圈，从而产生感应电流，当人以5km/h的速度行走时，其发电的功率约为0.4W，下列说法正确的是（　　）
A．发电鞋工作时将电能转化为机械能
B．发电鞋是利用电流的磁效应原理工作的
C．发电鞋是利用电磁感应原理工作的
D．在人以5km/h的速度行走1h的过程中，发电鞋可以产生约0.4J的电能
7．勤思考、爱交流的小琴对电磁的知识进行了总结，并与小文进行交流。小文认为小琴的结论有的正确、有的错误。小琴总结的下列结论中正确的是（　　）
A．导体中的负电荷在做定向移动时不一定产生磁场
B．改变磁场的方向，通电导线在磁场中的受力方向就发生改变
C．闭合回路的导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生感应电流
D．指南针之所以指南北，是因为受到地磁场的原因
8．腕力球是一种人工动力装置，纯机械不用电池，手提腕力球运动时，使球芯加速旋转同时球内的LED灯会发光，如图。装置工作时能使灯发光的原理与图中的实验原理相同的是（　　）
A． B． C． D．
9．许多科学家在研究电和磁的漫长历史中做出了卓越贡献。其中经过10年不懈努力发现电磁感应现象的科学家是（　　）
A．奥斯特 B．法拉第 C．焦耳 D．安培
10．电子车票，也称“无纸化”车票，乘客网上购票后，直接通过“刷身份证”或“扫手机”即可顺利进站。如图所示，这是乘客通过刷身份证进站时的情景，将身份证靠近检验口，机器感应电路中就会产生电流，从而识别乘客身份。与这一原理相同的是（　　）
A． B． C． D．
二、填空题
11．将两个电流表（主要部件是永久磁铁和带有指针的线圈）G1和 G2用导线连接起来，如图所示。当拨动 G1的指针时，观察到 G2的指针也会随之摆动，则此过程中 G1的工作原理相当于______（选填“电动机”或“发电机”）。
12．如图所示是小梅“探究感应电流产生的条件”的实验装置。闭合开关，使ab棒______（填“竖直上下”或“水平左右”）运动，可看到灵敏电流计的指针发生偏转。若将此装置中灵敏电流计换成______的可进一步探究电动机的工作原理。
13．如图所示，开关闭合后，闭合电路的一部分导体向右运动时电流计指针向左偏转，改变磁场方向并让导体向左运动时电流计指针向______偏转，这是______现象。利用这个原理可以制成______（选填“发电机”或“电动机”）
14．如图甲所示是一款自动清洁地面的扫地机器人，它主要是利用电动机来工作的，其中电动机是利用图______（选填“乙”或“丙”）的原理制成的；人可以利用遥控器操控它的工作状态，遥控器是靠发射______（选填“超声波”、“红外线”或“紫外线”）向机器人发送指令的。
15．通过两年的物理学习，相信聪明的你一定学到了很多物理知识，还知道了很多物理学家及他们对物理学做出的贡献，如：_______发现了通电导体周围存在磁场，首次揭示了电和磁的联系；法拉第发现了__________，进一步揭示了电和磁的联系，开辟了人类的电气时代。
三、综合题
16．2009年12月26日9时，武汉、长沙、广州三地同时首发中国国产速度可达350km/h“和谐号”高速列车，自此，中国铁路进入高铁时代．“和谐号”动车组列车是利用电动机牵引前进，据报道，现在有一种列车节能新技术﹣﹣再生制动技术，即列车在350km/h以上的速度上实施制动以后，从350km/h降到90km/h完全是靠牵引电动机变成了发电机的运行状态，利用列车的巨大惯性产生电能，达到减速的效果．只有当列车速度降到90km/h以下，才开始实施第二阶段的机械制动．
（1）电动机、发电机是利用什么物理原理制成的？
（2）简述电动机能量的转化过程．
（3）请你简要描述列车在第二阶段机械制动过程中的能量转化过程．
（4）请你解释“利用列车的巨大惯性产生电能”的意思．
17．“汽车共享”推出来时受到市民的青睐，它可以满足人们出行的需求。如图是我市一款按租用时间收费的电动共享汽车。小科一家三口租用该款电动共享汽车去旅游，从租车点一路不停行驶105千米到达目的地，若全程的速度为70千米/时。回答下列问题：
（1）如图所示，租车时，租赁者只要将租车卡靠近电动汽车上的感应器，感应器即能读取卡中的信息，将车解锁。下列哪一副图与刷卡所用的原理相同是________ ；
（2）租用该电动汽车的价格为0.5元/分钟，小科从租车点到目的地的租车费用为________元；
（3）该车质量为1.6×103kg，小科一家三人总质量为是160kg，每个轮胎和地面的接触面积为200cm2，g取10N/kg，求该车对地面的压强________；
（4）某品牌电动汽车的部分参数如表所示。根据表中的数据，将耗完电能的电池充满电，理论上需要多少时间________？上述电动汽车充满电后，在水平地面上匀速行驶的最大距离为140千米，则行驶时该车受到的阻力为多少牛________？
电池容量（kW·h） 22
车载充电器输入电压（V） 220
车载充电器输入电流（A） 16
电能转化为机械能的效率 70%
18．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”的实验中，某同学制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。
(1) 当滑动变阻器的滑片P向 ____ 移动时，电磁铁甲、乙吸引大头针的个数增加，说明电流越强，电磁铁磁性越强。
(2) 根据图示情况可知， ____ (选填“甲”或“乙”)的磁性强。
(3) 根据安培定则，可判断出乙铁钉的上端是电磁铁的 ____ (选填“N”或“S”)极。
19．如图甲是内蒙古草原上一处风力发电场，风力发电是利用风能这一可再生清洁能源来发电，风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成，每片风叶质量为6t，长为40m。
（1）风机叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面空气流速不同产生压强差，而受到向___________ （上/下）的力使风叶旋转。
（2）风机叶片产生的动力通过传动系统传递给发电机，利用___________原理，实现机械能转化为电能。
（3）在一定风速范围内，一台风力发电机的输出功率与风速的关系如表所示，对表格进行分析，发现该风机1s内获得的能量与风速的定量关系是___________（用文字叙述）
（4）当风速为10m/s 时，一台风力发电机工作1s所产生的电能可供1只“220V 100W”电灯正常工作大约80s，风机发电的效率大约是多少___________ ？
平均风速（m/s） 5 10 15 20
1s内获得的能量（×104J） 1 8 27 64
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
A．将接在电流表上的两根线对调，闭合电路的一部分导体没有切割磁感线，不会产生感应电流，故A不符合题意；
B．让导体在磁场中静止，即使换用磁性更强的永磁体，电路中也不会产生电流，故B不符合题意；
C．将导体沿左右方向运动，符合闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动，会有感应电流产生，故C符合题意；
D．换用更粗的导体，而不是去切割磁感线，导体中是不会有感应电流产生的，故D不符合题意。
故选C。
2．B
【解析】
【详解】
A．图中是奥斯特实验，说明通电直导线周围存在磁场，这种现象叫电流的磁效应。故A不符合题意；
B．图中是闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动能够产生感应电流，是电磁感应现象；给手机充电时受电线圈靠近磁场就会产生电流，也是利用电磁感应原理工作的。故B符合题意；
C．图中开关闭合后，磁铁中的通电金属杆会运动，说明通电导体受到磁场力的作用。故C不符合题意；
D．图中开关闭合后，小磁针发生偏转，螺线管就有了磁性，说明通电螺线管周围存在磁场。故D不符合题意。
故选B。
3．B
【解析】
【分析】
【详解】
AC．图中是将闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中会产生感应电流，这个现象叫电磁感应现象，发电机是根据这个原理来制成的，故AC不符合题意；
B．图中将通电的导线放在磁场中会受力运动，电动机就是根据这个原理制成的，故B符合题意；
D．电路中电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性，使得小锤反复敲击铃碗发出声音，故D不符合题意。
故选B。
4．B
【解析】
【详解】
A．闭合开关S后，电源与甲电动机接通，电流通过甲电动机的线圈，线圈在磁场中受力而转动，将电能转化为机械能，故A正确，不符合题意；
B．甲电动机带动乙电动机一起转动，乙电动机内部的线圈在磁场中切割磁感线，产生感应电流，小灯泡发光，此时乙电动机相当于发电机，其工作原理是电磁感应现象，故B错误，符合题意；
C．动圈式话筒是利用振动膜片带动线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生随声音信号变化的感应电流制成的，即电磁感应现象，它的工作原理与乙相同，故C正确，不符合题意；
D．通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向和磁场的方向有关，如果将电源正负极对调，电流方向改变，磁场方向不变，则甲电动机转动方向改变，故D正确，不符合题意。
故选B。
5．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。
6．C
【解析】
【分析】
电磁感应现象是闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动时，导体中会有感应电流产生，把机械能转化为电能；据此分析其工作原理和能量转化形式；根据W=Pt计算发电鞋产生的电能。
【详解】
ABC．由题意可知，人在行走时，人体带动磁铁运动，磁铁产生的磁场通过线圈，从而产生感应电流，所以“发电鞋”是利用电磁感应现象制成的；电磁感应现象中，消耗机械能，得到电能，发电鞋工作时将机械能转化为电能，故AB错误，C正确；
D．当人以5km/h的速度行走时，其发电的功率约为0.4W，所以1h产生的电能为
W=Pt=0.4W×3600s=1440J
故D错误。
故选C。
【点睛】
本题主要考查了电磁感应原理的应用和电能的计算，明确“发电鞋”的工作原理是解答此题的关键。
7．D
【解析】
【详解】
A．导体中的负电荷在做定向移动时会产生电流，电流的周围一定存在磁场，故A错误；
B．若改变磁场的方向时也改变了电流的方向，则通电导线在磁场中的受力方向不会发生改变，故B错误；
C．闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中产生感应电流，故C错误；
D．地球本身就是个大磁体，指南针之所以指南北，就是因为受到地磁场的原因，故D正确。
故选D。
8．B
【解析】
【详解】
腕力球没有电池，手提腕力球运动时，使球芯加速旋转同时球内的LED灯会发光，表明在此过程中产生了电流，所以属于电磁感应现象，即发电机原理。
A．如图通电后指针发生偏转，表明通电导线周围存在磁场，属于电流的磁效应，故A不符合题意；
B．如图是导线在磁场中做切割磁感线的运动时，灵敏电流表指针发生偏转，表明产生了电流，属于电磁感应现象，即发电机原理，故B符合题意；
C．如图给导线通电后，导线受力运动，属于电动机原理图，故C不符合题意；
D．如图是电磁铁的装置，属于电流磁效应的应用，故D不符合题意。
故选B。
9．B
【解析】
【详解】
奥斯特发现了电流的磁效应，法拉弟发现了电磁感应现象，焦耳探究的是焦耳定律，安培总结了安培定则，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
10．D
【解析】
【详解】
由题意知，将身份证靠近检验口，机器感应电路中就会产生电流，即由磁产生电，有感应电流产生，所以其原理为电磁感应现象；
A．由图示可知，该图为奥斯特实验，说明电流的周围存在磁场，故A不符合题意；
B．由图示可知，有电源，通电导体在磁场中，说明通电导体在磁场中受到力的作用，所以图为电动机的工作原理，故B不符合题意；
C．由图示可知，该实验探究的磁极间的相互作用。故C不符合题意；
D．由图示可知，图中没有电源，闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，所以是电磁感应现象，故D符合题意。
故选D。
11．发电机
【解析】
【详解】
两个电流表内部都由磁体和线圈构成，当当拨动 G1 的指针时，其中的线圈在磁场中转动，做切割磁感线运动，产生感应电流，此时G2线圈中有电流通过，线圈受到磁场对它的作用力而转动，所以会观察到 G2 的指针也会随之摆动，所以此过程中 G1 的工作原理相当于发电机。
12． 水平左右 电源
【解析】
【详解】
[1]由图知道，电流表指针发生偏转，说明电路中产生了感应电流，所以，闭合开关后，应将导体棒ab在磁场中沿左右运动，使其切割磁感线，此过程中导体棒的机械能转化为电能。
[2]电动机工作时，是将电能转化为机械能，由此可知，我们需要在电路中添加电源，即将灵敏电流计换成电源。
13． 左 电磁感应 发电机
【解析】
【详解】
[1][2][3]闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中有感应电流产生，这就是电磁感应现象，据此制成了发电机。影响感应电流方向的因素是导体切割磁感线的运动方向和磁场的方向。若两个方向同时改变，则感应电流方向不变。如图所示，开关闭合后，闭合电路的一部分导体向右运动时电流计指针向左偏转，改变磁场方向并让导体向左运动时，则感应电流方向不变，故电流计指针向左偏转，这是电磁感应现象，利用这个原理可以制成发电机。
14． 丙 红外线
【解析】
【详解】
[1]电动机的工作原理是通电导线在磁场中受力的作用，由图乙可知，是电磁感应现象，是发电机原理，由图丙可知，是研究通电导线在磁场中受力的作用，是电动机的原理。
[2]红外线具有遥控作用，遥控器是利用红外线来发送指令的。
15． 奥斯特 电磁感应
【解析】
【详解】
[1]奥斯特发现了通电导体周围存在磁场，首次揭示了电和磁的联系。
[2]法拉第发现了电磁感应，进一步揭示了电和磁的联系，导致了发电机的发明，开辟了人类的电气时代。
16．(1)发电机的原理是电磁感应现象；电动机的原理是通电导线在磁场中受力的作用；(2)将电能转化为机械能;(3)将机械能转化为内能；(4)“利用列车的巨大惯性产生电能”是指列车在开始刹车时，车由于惯性，继续保持运动状态，故此时运动列车带动电动机中的线圈转到，从而产生电能
【解析】
【详解】
(1)发电机的工作原理是电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流．电动机是利用通电线圈在磁场里受力转动的原理制成的．电动机由转子(线圈)和定子(磁体)两部分组成，当给电动机通电时，通电线圈就会在磁体的磁场中受力而发生转动．(2)电动机，即通电能动，是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的，故该过程是将电能转化为机械能的过程；(3)列车在第二阶段机械制动过程中，列车的质量不变，其速度减小，其动能减小，故其所具有的机械能减小，据摩擦生热知，所以该过程中减小机械能转化成了内能；(4)电动机由转子(线圈)和定子(磁体)两部分组成，当通电后，其内部的通电线圈在磁场中会受到力的作用而转到，同理若线圈在外力的作用下在磁场中做切割磁感线运动，此时就相当于发电机，即能产生电能；故列车在开始刹车时，车由于惯性，继续保持运动状态，故此时运动列车带动电动机中的线圈转动，从而产生电能，这就是“利用列车的巨大惯性产生电能”的原因．
【点睛】
发电机是产生电能的机器，它是利用电磁感应现象的原理制成的；而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；据电动机工作时消耗了什么形式的能量，同时产生了什么形式的能量，进而能判断该过程中的能量转化；分析机械制动过程中，机车的什么能减小了，什么能增加了，这样就可以判断该过程中能量的转化过程；结合电动机的内部构造，分析列车由于惯性而继续运动成为发电动力的过程即可．
17． B 45 2.2×105 6.25h 396N
【解析】
【详解】
（1）[1]将租车卡靠近电动汽车上的感应器，检测头的线圈中就会产生变化的电流，感应器读出信息原理就是电磁感应现象；A图是电流的磁效应，C图是电磁铁，D图说明了通电导体在磁场中受力的作用，只有B图是电磁感应现象；故选B。
（2）[2]由可得，小科从租车点到目的地的时间
已知租用该电动汽车的价格为0.5元/分钟，小科从租车点到目的地的租车费用
0.5元/min×90min=45元
（3）[3]车对地面的压力
F=G车+G人=m车g+m人g=1.6×103kg×10N/kg+160kg×10N/kg=1.76×104N
车对地面的压强
（4）[4]电动车的充电功率
P=UI=220V×16A=3520W=3.52 kW
将耗完电能的电池充满电，理论上需要的时间
[5]电动车行驶过程中转化为的机械能
W机=W电×70%=22 kW·h×70%=15.4 kW·h=5.544×107J
由W=Fs可得，电动汽车受到的牵引力
因为汽车在水平地面上匀速行驶，根据二力平衡条件可知，该车行驶时受到的阻力
f=F'=396N
18． 左 甲 S
【解析】
【分析】
本题考查影响电磁铁磁性强弱的因素、安培定则相关知识，可据此进行分析判断
【详解】
(1)由题意电磁铁吸引大头针个数增加，磁性变强，需要电流变大。根据欧姆定律，可知电阻变小，电流变大，故滑片P向左移动，电阻变小，电流变大；
(2)由图中看到电磁体甲吸引的大头针个数大于电磁铁乙，可判断甲的磁性强；
(3)根据安培定则，用右手握住通电螺线管，让四指指向电流的方向，大拇指指向下端，故下端是N极，对应的上端就是S极
【点睛】
电流越大，电磁铁磁力越强。
19． 上 电磁感应 1s内风机获得的能量与风速的三次方成正比 10%
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]由乙图知，叶片的上面是突出的弧形，下面是平面，空气流过时，上面空气流速大于下面空气流速，上面压强小于下面压强，叶片受到向上的力。
（2）[2]发电机是通过运动产生电能，即是利用电磁感应现象的原理制成的，故是将机械能转化为电能的装置。
（3）[3]由表格数据知，风速增大为原来的2倍，风能增大为原来的23倍，风速增大为原来的3倍，风能增大为原来的33倍…，所以1s内风机获得的能量与风速的三次方成正比。
（4）[4]根据题意可知，当风速为10m/s时，W总=8×104J，当v= 10m/s时
W有=Pt= 100W×80s=8×103J
风机发电的效率
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页