苏科版九年级下册16.5电磁感应发电机 同步练习（含解析）

苏科版九年级下册 16.5 电磁感应 发电机
一、单选题
1．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
2．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
3．如今新能源电动汽车大大地方便了公众的绿色出行。新能源电动汽车的核心部件是电动机，图中能说明电动机工作原理的实验装置是（　　）
A． B． C． D．
4．在科学晚会上，小明所在的科技小组展示了一个“隔物推物”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．甲线圈相当于用电器，乙线圈相当于电源 B．推动甲线圈摆动时机械能转化为电能
C．乙线圈随之摆动时机械能转化为电能 D．乙线圈摆动是电磁感应现象
5．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
6．新型智能手机无线充电技术得到了广泛运用，其原理是：当交变电流通过充电底座中的线圈时，线圈产生磁场，带有金属线圈的智能手机靠近该磁场就能产生电流，通过“磁生电”来实现充电（如图）。如图所示各选项与“磁生电”原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
7．如图所示，下列四幅图依次对应说法正确的是（　　）
A．甲图为电阻器，当其两端的电压为零时，电阻也为零
B．乙图中，毛皮摩擦过的橡胶棒由于失去电子而带负电
C．丙图中，验电器的工作原理是：同种电荷互相排斥
D．丁图中，电动机运用了此原理，并将电能转化为机械能
8．如图是动圈式话筒的部分结构。声波使振膜左右振动，连接在振膜上的线圈也随之一起振动，切割永磁体的磁感线产生电流，此过程中（　　）
A．利用了电磁感应原理 B．利用了通电导体在磁场中受力的原理
C．利用了电流的磁效应 D．产生了直流电
9．如图是实验室用的手摇发电机使线圈在磁场中转动，可以看到发光二极管发光。下列选项与其工作原理相似的是（　　）
A．电磁继电器 B．电磁起重机
C．电风扇 D．动圈式话筒
10．2021年5月20日，第五届世界智能大会在天津梅江会展中心隆重开幕，长安智能化汽车UNI——K（如图）充分展现了“中国智造”科技风采，UNI——K不仅可以实现自动刷脸识别车主身份、车内拍抖音、全速自适应巡航等众多功能，其炫酷的转向灯也尽显奢华。关于UNI——K，下列判断正确的是（　　）
A．车内的集成电路由超导材料制成
B．左右转向灯之间是并联连接的
C．拍抖音时，景物通过摄像头成虚像
D．汽车的电动机利用了电磁感应原理
11．新型智能手机无线充电技术得到了广泛运用，其原理是：当交变电流通过充电底座中的线圈时，线圈产生磁场，带有金属线圈的智能手机靠近该磁场就能产生电流，通过“磁生电”来实现充电（如图）。如图所示各选项与“磁生电”原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
12．最早发现电磁感应规律的科学家是（　　）
A． 牛顿 B． 法拉第
C． 伽利略 D．瓦特
二、填空题
13．如图所示，用漆包线绕成矩形线圈，将线圈两端的导线拉直并用刀将漆全部刮掉，作为转动轴。将线圈放在金属支架上，它的下面放一块小磁体。用纸做一个小风车固定在转动轴上，将装置与小量程的电流表相连，让电流表、线圈和导线构成通路。现使小风车转动，可观察到______，从而说明电路中有电流产生。若将电流表换成干电池接入电路，线圈_______选填“能”或“不能”）持续转动，原因是______
14．图甲中，静止在通电螺线管周围的小磁针，其中指向错误的是______。图乙中，接通电源，发现导体ab向左运动，把磁体两极对调放置，发现导体的受力方向向右运动，这个事实说明通电导线在磁场中受力方向与______方向有关；改变导体运动方向的另一个方法是：______。
15．某实验小组的同学进行电磁学实验。
（1）如图1，闭合开关，根据右手螺旋定则（安培定则），我们可以判断通电螺线管的磁场方向，这个磁场会使小磁针发生偏转，那么偏转后小磁针的N极（黑色端）将指向______（左边/右边）；
（2）在如图2甲所示的实验中，当闭合开关后，可观察到磁场中金属棒ab在导轨上运动，该实验中的能量转化情况与_______（选填“电动机”或“发电机”）一致。
（3）在图2乙所示的实验中，闭合开关，保持蹄形磁体不动，若使金属棒ab做_______运动，则灵敏电流计的指针将发生偏转。
16．如图所示，以塑料管为连接轴将两个玩具电动机连接起来，电动机甲连接一个小灯泡，电动机乙连接电源，闭合开关后，小灯泡发光，甲此时相当于______（选填“发电机”或“电动机”）；甲的工作原理是______原理。
三、综合题
17．归纳式探究：
如图所示，一个由3条边围成的矩形金属框内为匀强磁场，磁感应强度为B.有一根垂直于磁场和金属框的电阻棒，其在金属框内的电阻为R，在金属框内的长度为L，矩形金属框的电阻不计.电阻棒与金属框的摩擦不计，在大小和方向恒定的外力F的作用下，电阻棒以速度v匀速向右运动，拉力F与速度v、长度L、磁感应强度B、电阻R之间的关系数据如下表：
长度L/m 磁感应强度B/T 速度 v/m/s 电阻R/Ω 拉力F/N
0.1 0.2 1 4
0.1 0.2 1 2
0.1 0.6 1 4
0.2 0.6 1 4
0.1 0.2 4 1
（1）拉力F与速度v、长度L、磁感应强度B、电阻R之间的关系表达式为F=k________ ；其中k= ________________________（带单位）.
（2）在速度v 、长度L、磁感应强度B一定时，拉力F与电阻R之间的关系可用图像中的图线表示.将表格中的数据信息用图线________表示，用了________法.
（3）若拉力为0.04N ，磁感应强度为0.4T ，电阻为0.2Ω ，长度为0.2m ，则电阻棒匀速运动时速度为________m/s .
18．小明用自己的零花线为妈妈买了一个头颈按摩保健器材，如图．
（1）用如图中的A型按摩头振动按摩时，小明妈妈说有些疼痛，除了施力小些外，还可以换上________ 型按摩头．
（2）闭合开关，按摩头振动，指示灯发光．断开开关，按摩头不振动，指示灯熄灭，用手按压按摩头，按摩棒上的指示灯又发光，这是由于________ 现象造成的．由此可判断，在正常使用时指示灯与带动按摩头的振动器是________ （选填“串联”或“并联”）的．
（3）按摩棒的技术参数如表，请计算按摩棒正常工作12min消耗的电能是多少千瓦时_________．
19．阅读短文，回答问题：
电磁流量计
电磁流量计是利用法拉第电磁感应原理制成的用来检测导电液体流量（液体在单位时间内通过某横截面的体积）和流速的仪表。
如图甲是用来检测血流速度和血流量的电磁流量计，又称电磁血流计。其原理如图乙所示，使用时，将血管放置于两磁极之间，金属电极A、B与血管壁接触，仪表与电极A、B相连。血液在血管中流动时，A、B间就会有电压，电流通过仪表从而显示出血流速度和流量。
某实验小组用电磁血流计研究血管中血流速度与n（病人心脏血管横截面积与正常人心脏血管横截面积的比值）的关系。测得病人心脏主动脉血管内血液匀速流动的速度v与n的数值如下表：
n 1.00 0.90 0.80 0.75 0.60
v（m/s） 0.180 0.200 0.225 0.240 0.300
研究表明，当血液在管内匀速流动时，受到的阻力f与血液的流速v成正比，即f=kv，k为常数，血管横截面积越小，血液流速越大，受到的阻力越大，心脏的负担就越重。
(1)利用电磁流量计_____（选填“可以”或“不可以”）测量某食用油管道中油的流量；
(2)电磁流量计上的仪表是由_____改装的（选填“电压表”或“电流表”）；电磁血流计的工作原理与_____（选填“电动机”、“发电机”或“电磁铁”）的工作原理相同；
(3)测得某液体的流速为0.2m/s，流量为10﹣4m3/s，则管子的横截面积为_____m2；
(4)根据表中数据可知，当n=0.5时，v=_____ m/s；
(5)心脏主动脉血管的横截面积变化时，心脏推动血液流动的功率P随n的变化而变化。若当n=1时，心脏推动血液流动的功率P=P0，则当n=0.5时，心脏推动血液流动的功率P=_____P0。
20．将下列各电器设备与其原理对应起来：
发电机—_____，电熨斗—______，电磁铁—_____，电动机—_____．（填序号）
①电流热效应 ②通电导体在磁场中受力 ③电磁感应现象 ④电流磁效应
21．如图 所示，使线圈位于两磁极间
（1）通电后，如图 1中ab 段导线的电流方向是________ （选择“由a 到b”、“由b 到a”）.如图1中ab 段导线受磁场力的方向向上，用箭头标示出如图 3中ab 段导线所受磁场力的方向____.
（2）线圈转过如图 2所示位置，用_________ 的办法可使线圈靠磁场力继续顺时针转动至少半圈.
（3）若把如图 2中的电源换为电阻，快速转动线圈，电阻发热. 此过程机械能先转化为_________ 能再转化为__________ 能.
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．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。
3．D
【详解】
A．图示是奥斯特实验装置，表明电流周围存在磁场，故A不符合题意；
B．图示是探究电磁铁磁性强弱的影响因素实验装置，故B不符合题意；
C．图示中没有电源，导体ab在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，这是发电机工作原理实验装置，故C不符合题意；
D．图示是通电导体在磁场中受力运动的实验装置，在此装置中电路中消耗的电能转化为导体的机械能，是电动机工作原理的实验装置，故D符合题意。
故选D。
4．B
【详解】
A．推动甲线圈摆动时，甲线圈做切割磁感线的运动，产生感应电流；乙线圈通电，在磁场中受力的作用而运动，所以甲相当于电源，乙相当于用电器，故A错误；
B．推动甲线圈摆动时，甲线圈做切割磁感线的运动，产生感应电流，相当于发电机，机械能转化为电能，故B正确；
C．乙线圈通电，在磁场中受力的作用而运动，相当于电动机的原理，是电能转化为机械能，故C错误；
D．乙线圈通电后摆动是通电导体在磁场中受力的作用，相当于电动机的原理，故D错误。
故选B
5．B
【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。
6．C
【详解】
A．该图是奥斯特实验原理图，说明电流周围有磁场，与磁生电原理无关，故A不符合题意；
B．该图是研究影响电磁铁磁性强弱的因素，与磁生电原理无关，故B不符合题意；
C．该图是发电机的工作原理图，工作原理是电磁感应，与磁生电原理相同，故C符合题意；
D．该图是电动机的工作原理图，工作原理是通电线圈在磁场中受力运动，与磁生电原理无关，故D不符合题意。
故选C。
7．C
【详解】
A．电阻是导体本身的一种性质，电阻大小只与导体的材料、长度、横截面积、温度有关，与导体两端的电压和通过的电流无关，当其两端的电压为零时，电阻不为零，故A错误；
B．毛皮和橡胶棒在摩擦的过程中，毛皮失去电子带正电，而橡胶棒得到电子而带负电,故B错误；
C．同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。验电器的工作原理是：同种电荷互相排斥，故C正确；
D．丁图中，没有电源，当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，发电机运用了此原理，并将机械能转化电能，故D错误。
故选C。
8．A
【详解】
A．线圈振动，切割永磁体的磁感线产生电流，属于电磁感应现象，故A符合题意；
B．通电导体在磁场中受力是电动机的原理，故B不符合题意；
C．这里是没有利用电流的磁效应，故C不符合题意；
D．振膜上的线圈左右振动，电流方向改变，不是直流电，故D不符合题意。
故选A。
9．D
【详解】
手摇发电机是利用电磁感应现象的原理工作的。
AB．电磁继电器和电磁起重机的主要部件是电磁铁，是利用电流的磁效应工作的，故AB不符合题意；
C．电风扇的主要部件是电动机，电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的，故C不符合题意；
D．动圈式话筒是利用在闭合电路的一部分导体磁场中做切割磁感线运动而产生电流的原理（即电磁感应现象）制成的，故D符合题意。
故选D。
10．B
【详解】
A．车内的集成电路由半导体材料构成，而非由超导体材料构成，故A错误；
B．左右转向灯可以单独工作，故是并联连接，故B正确；
C．拍抖音时，摄像头成的是倒立缩小的实像，故C错误；
D．电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，故D错误。
故选B。
11．C
【详解】
A．该图是奥斯特实验原理图，说明电流周围有磁场，与磁生电原理无关，故A不符合题意；
B．该图是研究影响电磁铁磁性强弱的因素，与磁生电原理无关，故B不符合题意；
C．该图是发电机的工作原理图，工作原理是电磁感应，与磁生电原理相同，故C符合题意；
D．该图是电动机的工作原理图，工作原理是通电线圈在磁场中受力运动，与磁生电原理无关，故D不符合题意。
故选C。
12．B
【详解】
最早发现电磁感应定律的科学家是法拉第，故B正确；
伽利略以及牛顿的主要是在力学研究中作出的贡献，瓦特改良了蒸汽机，故ACD错误．
故选B．
【点睛】
重点是法拉第发现的电磁感应现象，注意多了解掌握著名的物理学家及其主要成就，作为物理常识，是考试中经常出现的题目．
13． 电流表指针偏转 不能 见解析
【详解】
[1]图中线圈、导线和电流表组成闭合电路，线圈处在磁场中，风吹风车带动线圈转动切割磁感线从而产生感应电流，因此电流表指针会发生偏转。
[2][3]若将图中电流表换成干电池，则无风吹时，由于通电线圈处在磁场中故而受力转动，但线圈转动至平衡位置因线圈两端的绝缘漆全部刮掉，无法改变线圈中的电流从而不能持续转动下去。
14． ① 磁场 改变电流方向（调换电源两极接线）
【详解】
[1]由安培定则可知，甲图中螺线管左侧为极，右侧为极，且同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，磁体外部的磁感线是从极回到极，甲图中①错误。
[2]接通电源，发现导体向左运动，导体受到向左的作用力；把磁体两极对调放置，发现导体向右运动，导体受到向右的作用力。这说明通电导线在磁场中受力方向与磁场方向有关。
[3]改变导体运动方向的方法是改变导体的受力方向，调换磁极方向可以改变导体的受力方向，也可以用改变电流方向的方法来改变导体的受力方向。
15． 右边 电动机 切割磁感线
【详解】
（1）[1]电流从螺线管的右端流入，左端流出，由安培定则可知，通电螺线管左端为N极，右端为S极，由异名磁极相互吸引可知小磁针的N极指向右边。
（2）[2]甲装置有电源，闭合开关后，能观察到导体ab运动，这个现象说明磁场对电流有力的作用，在此过程中电能转化为机械能，电动机工作时，将电能转化为机械能，所以该实验中的能量转化情况与电动机一致。
（3）[3]乙装置无电源，闭合开关后，如果让导体ab做切割磁感线运动，灵敏电流计的指针就会发生偏转，此实验是将机械能转化成电能的过程，根据此原理发明了发电机。
16． 发电机 电磁感应
【详解】
[1][2]闭合开关后，电动机乙转动，同时带动电动机甲转动，电动机甲内的线圈切割磁感线，产生感应电流，小灯泡发光，因此此时甲相当于发电机，发电机是利用电磁感应原理工作的。
17． b 图像 1.25
【详解】
（1）[1]由表中3、4两组数据可知，拉力F与长度L的平方成正比；由表中1、3两组数据可知，拉力F与磁感应强度B的平方成正比；由表中1、2两组数据可知，拉力F与电阻R成反比；由表中2、5两组数据，结合“拉力F与电阻R成反比”可知，拉力F与速度v成正比．所以，拉力F与速度v、长度L、磁感应强度B、电阻R之间的关系表达式应为：
F=k．
[2]由上式可得：k=，将表格中的第1组数据带入得：
k===．
（2）[3]由F=k可知，在速度v 、长度L、磁感应强度B一定时，拉力F与电阻R成反比例，所以可用图像中的图线b表示．
[4]用图像表示物理量之间的关系，运用了图像法．
（3）[5]根据F=k得v=．当拉力为0.04N ，磁感应强度为0.4T ，电阻为0.2Ω ，长度为0.2m，则电阻棒匀速运动时速度为：
v===1.25m/s．
18． C； 电磁感应； 并联； 0.005．
（1）感觉疼痛的大小是压力作用效果的大小，压力作用效果跟压力大小和受力面积大小有关．减小压强的方法是在压力一定时，增大受力面积；或在受力面积一定时，减小压力．
（2）①指示灯发光，指示灯中一定有电流，但是此时已经断开电源，因为手的按压使指示灯发光，一定是机械能转化为电能，这种现象是电磁感应现象．
②根据按摩头和指示灯是否互相影响判断两者的连接关系．
（3）知道功率和时间，根据求出按摩棒消耗的电能．
【详解】
（1）用A型按摩头振动按摩时，小明的妈妈感到疼痛，是因为压力作用效果比较大，为了减小压力作用效果，可以在受力面积一定时减小压力，也可以在压力一定时增大受力面积，所以选择C按摩头．
（2）①断开电源，手按压按摩头时，指示灯发光，说明指示灯中有电流通过，机械能转化为电能，这种现象是电磁感应现象．
②断开开关，按摩头不振动，指示灯熄灭，用手按压按摩头，按摩棒上的指示灯又发光，说明指示灯和按摩头的振动互不影响，两者是并联的．
（3），由可得，．
故答案为（1）C；（2）电磁感应；（3）并联；（4）0.005k．
【点睛】
把电磁感应现象、用电器的连接方式、电能的计算、压力作用效果融化在健身器材中，体现了物理和生活的密切关系．难点是电功的计算，换算单位是关键．
19． 不可以 电流表 发电机 5×10-4 0.36 4
【详解】
(1)[1]电磁流量计是将血液当作导体来进行测量的，而食用油是绝缘体，因此利用电磁流量计不可以测量某食用油管道中油的流量；
(2)[2]根据图甲可知，仪表与电阻串联，因此仪表是电流表改装而成；
[3]根据图甲可知，电路中没有电流，因此其原理是电磁感应，即与发电机原理相同；
(3)[4]已知v=0.2m/s，血流量为10 4 m3/s，所以血管的横截面积：
S= = =5×10 4m2；
(4)[5]根据表中数据可知，n与v的乘积不变，因此n与v成反比，即nv=0.18;当n=0.5时，
v=m/s=0.36m/s；
(5)[6]由f=kv和P=Fv可知，心脏推动血液流动的功率P=kv2，故P与速度的平方成正比，而n与v成反比，因此P与n的平方成反比；故n=1时，心脏推动血液流动的功率P=P0，则当n=0.5时，心脏推动血液流动的功率：
P=P0=22P0=4P0。
20． ③ ① ④ ②
【详解】
发电机，即通过运动产生电流，故是利用电磁感应现象制成的；当有电流通过电熨斗时会产生大量的热，故电熨斗是利用电流的热效应的原理制成的；电磁铁即是利用电流的磁效应的原理制成的；电动机，即通电能动，故是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的．
故答案为③；①；④；②．
21． 由a到b 改变电流方向 电 内
【详解】
(1)由于电流从电源的正极出发，故此时图1中ab的电流方向是由a到b；在图3中，由于电流的方向和磁场的方向均没有改变，故此时线圈所受力的方向仍不变，即力的方向仍是向上的，故答案见下图．
(2)据图2能看出，再向下转动，磁场力会阻碍线圈运动，故此时必须改变线圈中的受力方向，所以可以通过改变线圈中的电流方向使得线圈持续顺时针转动；(3)若把图2中的电源换为电阻，快速转动线圈，此时相当于一个发电机，即能产生电能，故是将机械能转化为电能的过程；同时电阻发热，这是电流的热效应，该过程是将电能转化为内能的过程．
【点睛】
（1）电动机的原理是：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；（2）发电机的原理是：电磁感应现象，即所产生的感应电流的方向与导体的运动方向和磁场的方向有关．
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页