人教版九年级全一册20.5磁生电 同步练习（含解析）

人教版九年级全一册 20.5 磁生电
一、单选题
1．大英县世纪华联超市的服装上都贴有磁性标签，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，触发报警器以达到防盗目的。则安检门的工作原理与下列设备相同的是（　　）
A．电铃 B．动圈式话筒
C．动圈式扬声器 D．电磁起重机
2．将导体、开关和灵敏电流表用导线连接，导体放置在磁极间，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．开关闭合，磁铁不动，水平向左快速移动，指针不偏转
B．磁极对调后，开关闭合，水平向右快速运动，指针要偏转
C．开关闭合，竖直上下运动，指针要偏转
D．开关断开，快速运动，指针可能偏转
3．如图所示现象中涉及的物理知识正确的是（　　）
A．如图甲，电流的磁效应是由丹麦物理学家安培第一个发现的
B．如图乙，电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用
C．如图丙，导体在磁场中沿任何方向运动，闭合回路中都会产生感应电流
D．如图丁，滑动变阻器的滑片向左滑动，电磁铁的磁性会减弱
4．如图为小明给爷爷买的一个环保型手电筒。筒内有一个能滑动的圆柱形磁铁，外圈套着一个线圈。只要将手电筒沿图中箭头方向来回摇动，手电筒的小灯就能发光。下列与此手电筒工作原理相同的是（　　）
A． B． C． D．
5．在初中物理教科书中，我们已经认识了不少科学家，他们在物理学的发展过程中作出了杰出的贡献。下面列举了四位科学家和他们的重要成果，其中错误的是（　　）
A．安培：研究并总结出电流跟电压和电阻的关系
B．法拉第：重要贡献是磁生电，即电磁感应现象的发现
C．奥斯特：发现了电流的周围存在磁场
D．焦耳：通过实验研究出电流热效应规律
6．如图中能反映动圈式扬声器工作原理的是（　　）
A． B． C． D．
7．下列关于电与磁的四个实验的认识，正确的是（　　）
A．甲实验能说明电流周围存在磁场 B．乙实验中通电螺线管左端是S极
C．丙图中的线圈正处于平衡位置 D．丁实验的原理与电动机的原理相同
8．如图是一种高压电工专用安全帽，帽内装有线圈和静电报警器。当高压电产生的磁场大于一定值时，线圈中产生的电流使报警器发出警报。如图下列与安全帽的工作原理相同的是（　　）
A． B． C． D．
9．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
10．如图所示为直流电动机的两个不同时刻的工作原理图，下列分析不正确的是（ ）
A．导线ab中的电流在这两个时刻方向不同
B．导线ab在这两个时刻受到的磁场力方向不同
C．甲、乙两图中的线圈在转动时不能产生感应电流
D．由上往下看，线圈中电流均为顺时针方向
二、填空题
11．1831年，英国科学家_______最先通过实验发现了电磁感应现象，进一步揭示了电与磁之间的联系。根据电磁感应现象制成的发电机在工作时将机械能转化为_______能。
12．1831年，物理学家法拉第发现：___________电路的一部分导体在磁场中做___________运动时，电路中就会产生___________，这个现象叫做电磁感应现象。根据此原理发明的___________，为人类进入电气化时代做出了重大贡献。
13．抽油烟机的核心部件是电动机，图中与电动机的工作原理相同的是_____图（选填“甲”或“乙”）。
14．如图所示的装置，当将条形磁铁向右插入螺线管时，灵敏电流表的指针向右偏转，这是______现象；上述过程中螺线管相当于______（选填“电源”或“用电器”）。
15．如图所示，当导体ab在磁场中左右运动时，灵敏电流计指针会发生左右摆动。这个现象是科学家 ______于1831年发现的，利用此现象可以制成 ______（选填“电动机”或“发电机”）。
三、综合题
16．继我市迎来共享单车之后，共享电动汽车也将很快登陆，若某品牌电动汽车的部分参数如下表所示。
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%
请回答：
（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，刷卡所用的原理是________；
（2）某次启动后，汽车显示屏上出现了如图所示的输出电压与电流，求此时电动汽车的输出功率为多少瓦？ ________
（3）根据表中的数据，将已经耗完电能的电池充满，理论上需要多少时间？________
17．阅读短文,回答问题。
海水的利用
地球表面的70%以上是海洋，开发利用海洋能源有广阔的前景。
潮汐是一种海平面周期性变化的现象，海平面每昼夜有两次涨落。人们在靠近海的河口或海湾深处建大坝，在大坝中间装上水轮发电机组。涨潮时，海水通过大坝流进河口，带动水轮发电机发电，退潮时，海水又流回海洋，从相反方向带动水轮发电机发电。法国的郎斯潮汐电站年发电量达5×108 kW·h。
海水淡化和将海水直接用于工业冷却用水的相关设备、管道防腐等技术已比较成熟，部分沿海国家许多工业冷却水都来自于海水。
（1）潮汐发电是将______转化为电能，发电机是应用______现象制成的；
（2）1吨煤燃烧后可发电2.5×103 kW·h，郎斯潮汐电站每年的发电量可节约______吨煤；
（3）海水作工业冷却用水主要是利用了水的______大的特性。
18．阅读短文，回答问题
伟大的发明---单靠重力工作的电灯
英国伦敦设计师马丁 瑞德福和吉姆 里弗斯发明了一款实用的“重力灯”．它靠重力发电．在灯身上挂着一个重物，重物下落时，它会拉动灯中心的一根绳子，从而启动一台发电机．发电机把下落重物产生的能量为灯供电．这和手描式发电装置的原理一样现在，重力灯迎来了第二代﹣“重力LED灯GL02”，其亮度相当于一个12瓦的日光灯（如图1），使用寿命可以达到200年．“重力LED灯G02”挂大约2米高，通过拉几下珠绳把重物吊起，松开后，重物因重力的关系会慢慢下降（每秒大约2mm，如图2）．以一系列的齿轮带保超重的物体安全地着陆地面．当沙包落到地面时，只要将沙包再提高至原来位置，又可以继续发电．这样就能拥有绿色、不用电池、无污染、使用“零成本、源源不断的光能．重力LED灯的照明时间取决于安装的高度，正常情况下，安置于18米的高度，可以维持约20分钟的照明，当然你安装高度的越高．维持时间越长．
（1）重力灯的主要构件是直流发电机，它的工作原理是_____现象．
（2）重力灯的内部结构如图3所示，使用了滑轮系统，通过向下拉珠绳把重物吊起．重力灯利用滑轮系统的目的是_____．
（3）如果某一次使用重力灯，将质量为20kg的重物吊起到1.8m的高度释放，重物以2mm/s速度匀速竖直下降，整个过程中可使10只并联的标有“3V、10mA”LED灯正常发光．则整个过程中重物的重力做功_____J（g=10Nkg）；重力灯的能量转化效率为_____．
（4）重力灯是绿色、无污染的清洁照明工具，使用“零”成本．但它也有不足之处，请说出使用重力灯的一点不足：_____．
19．如图甲是我市沿海风力发电的外景，风力发电机主要由风机叶片和发电机组成。
（1）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 _______ （选填“上”或“下”）的力使风叶旋转。
（2）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，发电机是利用 _______ 原理， 使机械能转化为电能。
（3）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图像得到的下列信息，正确的是 _____
A．只要有风，机组就能产生电能
B．风速越小，机组产生的电功率一定越小
C．风速越大，机组产生的电功率一定越大
D．风速在一定范围内，机组产生的电功率可能不变
（4）下表给出了在不同风速下某风力发电机获得的能量：
平均风速 v （m/s） 4 8 12 16
1 s 内获得的能量 E （J） 1 8 27 64
对表格进行分析，你发现该风机 1 s 内获得的能量 E 与风速 v 的定量关系是 _____ 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
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，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．电铃的主要部分是电磁铁，利用电流的磁效应工作的，故A不符合题意；
B．动圈式话筒将声信号转化为电信号，是利用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，故B符合题意；
C．扬声器是利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作的，故C不符合题意；
D．电磁起重机的主要部分是电磁铁，电磁铁是利用电流的磁效应来工作的，故D不符合题意。
故选B。
2．B
【详解】
A．开关闭合，磁铁不动，ab水平向左快速移动，导体ab切割磁感线，产生感应电流，指针偏转，故A错误；
B．磁极对调后，开关闭合，水平向右快速运动，导体ab切割磁感线，产生感应电流，指针偏转，故B正确；
C．开关闭合，竖直上下运动，导体ab没有切割磁感线，不会产生感应电流，指针不偏转，故C错误；
D．开关断开，快速运动，电路是断路，不会产生感应电流，指针不会偏转，故D错误。
故选B。
3．B
【详解】
A．电流的磁效应是由丹麦物理学家奥斯特第一个发现的，故A错误；
B．通电导体在磁场中受力的作用，将线圈置于磁场中，并利用换向器不断改变线圈中电流方向，可以使线圈持续转动，由此制造了电动机，故B正确；
C．闭合回路的部分导体在磁场中需要做切割磁感线运动，这样才能产生感应电流，故C错误；
D．滑动变阻器滑片左滑，电路中电阻减小，电流增大，电磁铁磁性会增强，故D错误。
故选B。
4．D
【详解】
A．手摇电筒是利用电磁感应现象制成的，磁铁在线圈中来回运动，使线圈切割磁感线，从而产生了感应电流，使小灯泡发光；而奥斯特实验证明通电导体周围存在磁场。与手摇电筒的制成原理无关，故A错误；
B．此图反映了通电线圈在磁场中受到力转动，与手摇电筒的制成原理无关，故B错误；
C．此图反映了电流的磁效应，通电螺线管通电后具有磁性，与手摇电筒的制成原理无关，故C错误；
D．图中导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生了感应电流（可以从电流计指针发生偏转来体现），这是电磁感应现象，与手摇电筒的制成原理相符合，故D正确。
故选D。
5．A
【详解】
A．欧姆研究并总结出电流跟电压和电阻的关系，得出欧姆定律，故A错误，符合题意；
B．在奥斯特发现电生磁的基础上，法拉第发现了磁生电，即电磁感应现象，故B正确，不符合题意；
C．奥斯特最早发现了电与磁之间的联系，即电流的磁效应，故C正确，不符合题意；
D．焦耳最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，得出焦耳定律，故D正确，不符合题意。
故选A。
6．D
【详解】
扬声器是利用通电线圈在磁场中要受到力的作用工作的。
A．该图是探究电磁感应原理，即闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动，产生感应电流的现象；故A不符合题意；
B．该图是奥斯特实验，该图中的实验现象说明通电导体周围存在着磁场，故B不符合题意；
C．该图中两个电磁铁串联，通过它们的电流相等，线圈匝数不同，探究电磁铁磁性强弱与匝数的关系，故C不符合题意；
D．该图中有电源、磁体、导轨和金属棒，闭合开关，金属棒会发生运动，探究通电导体在磁场中受力的作用，故D符合题意。
故选D。
7．A
【详解】
A．通电导线放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，小磁针的运动可以显示磁场的存在，它是研究电流的磁效应的，是奥斯特实验，故A正确；
B．由图可知，电流由螺线管的右端流入，左端流出，则用右手握住螺线管，四指沿电流方向，则大拇指向左，即螺线管的左端为N极，故B错误；
C．该装置中线圈切割磁感线能产生感应电流，是电磁感应现象，是发电机的工作原理，但线圈位置在图示中受到非平衡力的作用（两个切割磁感线的导体受到方向相反的力），不是平衡位置，故C错误；
D．该图没有电池，验证闭合电路的一部分导体切割磁感线时产生感应电流，是电磁感应现象实验图，与发电机的原理相同，而电动机的原理是通电导线在磁场中受到力的作用，故D错误。
故选A。
8．B
【详解】
由题意可知，当高压电产生的磁场大于一定值时，线圈中产生的电流使报警器发出警报，所以其工作原理为电磁感应现象；
A．图中有电源，闭合开关后，通电导体在磁场中受力而运动，是电动机的工作原理，故A不符合题意；
B．图中没有电源，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，这是电磁感应现象，故B符合题意；
C．图示是探究影响电磁铁磁性强弱的实验，运用了电流的磁效应，故C不符合题意；
D．图示为奥斯特实验，说明通电导线周围存在磁场，故D不符合题意。
故选B。
9．C
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。
10．C
【详解】
AB．由于导体受力方向与磁场方向和电流方向有关，只改变电流方向，磁场对通电导体的作用力方向发生改变，由图可知，两次导线ab的受力方向不同，故导线ab中的电流在这两个时刻方向不同，故AB正确，不符合题意；
C．甲、乙两图中的线圈在转动时，会切割磁感线，除线圈转至平衡位置瞬间，电路是开路，其余位置都产生感应电流，故C错误，符合题意；
D．读图可知，电源的左侧为正极，从上往下看，线圈中电流都是顺时针方向，故D正确，不符合题意。
故选C。
11． 法拉第 电
【详解】
[1]闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生电流，这就是电磁感应现象，该现象最早由英国科学家法拉第发现。
[2]发电机的原理是电磁感应现象，线圈在磁场中转动消耗机械能，产生电能，所以发电机将机械能转化为电能。
12． 闭合 切割磁感线 电流（或感应电流） 发电机
【详解】
[1][2][3][4]闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，这个现象叫作电磁感应现象；根据电磁感应现象发明了发电机，为人类进入电气化时代做出了重大贡献。
13．乙
【详解】
抽油烟机的核心部件是电动机，抽油烟机工作时消耗电能，产生机械能，是利用通电导体在磁场中受力而转动；图甲中没有电源，是原理是电磁感应现象，图乙有电源，是利用通电导体在磁场中受力而转动，是电动机的原理图，所以与电动机的工作原理相同的是乙图。
14． 电磁感应 电源
【详解】
[1][2]将磁铁从螺线管中向右插入螺线管时，螺线管做切割磁感线运动，会产生感应电流，所以灵敏电流表的指针向右偏转，这是电磁感应现象；此过程中产生了电流，螺线管相当于电源。
15． 法拉第 发电机
【详解】
[1][2]当导体ab在磁场中左右运动时，灵敏电流计指针会发生左右摆动，属于电磁感应现象，是科学家法拉第发现的，发电机就是根据这一原理制成的。
16． 电磁感应 339瓦 6.25h
【详解】
（1）[1]将租车卡（带有磁条）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，感应器即能读取卡中的信息，其原理就是电磁感应现象。
（2）[2]由图2可知，电动汽车的输出电压U=339 V，输出电流I=1 A，则此时电动汽车的输出功率为
（3）[3]由题意可知电池容量为
根据表格数据可知，充电器输入电压为220 V，输入电流为16 A，由得，将已经
耗完电能的电池充满，理论上需要的时间为
17． 机械能(或动能) 电磁感应 2×105 比热容
【详解】
（1）[1][2]根据对潮汐发电和发电机原理的理解可知，水的涨落蕴含巨大的机械能，用它来发电是转化成了电能；发电机的工作原理：电磁感应现象。
（2）[3]郎斯电站每年的发电量可节约的煤有
=2×105t
（3）[4]水的比热容大，一定质量的水在升高一定的温度时，吸收的热量较多，所以比其他液体作冷却效果好。
18． 电磁感应 省力且改变拉力的方向 360 75% 悬挂的高度有一定的局限性．
【详解】
（1）重力灯的主要构件是直流发电机，发电机的工作原理是电磁感应现象，即闭合电路中的一部分导体切割磁感线时，电路会产生感应电流；
（2）由图可知，该滑轮系统是有一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，既可以省力，又可以改变拉力的方向；
（3）重力所做的功：W=Gh=mgh=20kg×10N/kg×1.8m=360J；
下落时间：t==900s；
10只“3V、10mA”LED灯消耗的电能：W电=10×UIt=10×3V×0.01A×900s=270J；
重力灯的能量转化效率：η=×100%＝75%；
（4）使用时把悬挂在绳子末端的重物提至灯的顶端，因此悬挂的高度有一定的局限性．同时，功率小；供电时间短；不能持续供电．
19． 上 电磁感应 D 风机1s获得的能量与风速增大倍数的三次方成正比
【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]风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机发电，把风的机械能转化为电能，这是电磁感应现象；
(3)[3]由丙图知，在风速小时，不能产生电能；在一定范围内，风速越大，机组产生的电功率越大，风速越小，机组产生的电功率越小；风速在一定范围内，机组产生的电功率可能不变；
故选D；
(4)[4]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……，所以风机获得的能量与风速增大倍数的三次方成正比。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页