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．电动汽车大大方便了公众的绿色出行。电动汽车的动力装置是电动机，下列所示的四个实验中与电动机工作原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
2．新能源电动汽车被越来越多的家庭所接受，其核心部件是电动机。下列能说明电动机工作原理的是（　　）
A． B． C． D．
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．关于电路的相关知识中说法正确的是（　　）
A．物理学规定只有正电荷定向移动才能形成电流
B．吊灯、教室空调、电视机、发电机和电动机都是用电器
C．如果导体两端的电压为零，导体的电阻也为零
D．干木条、陶瓷、油和自行车轮胎都是绝缘体
5．如图是一种手持式金属探测器。当它靠近金属物体时，在金属物体中就会产生电流，探测器发出警报。以下选项中也是利用该原理工作的是（　　）
A． 电磁起重机 B． 电铃
C． 动圈式话筒 D． 扬声器
6．以下设备工作时利用电磁感应原理的（　　）
A．洗衣机 B．发电机
C．电热水器 D．电风扇
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．下列说法中正确的是（　　）
A．金属导体中的负电荷在做定向移动时一定产生磁场
B．条形磁体周围的磁场是由磁感线组成的
C．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．利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围各点的磁场方向
9．同学们在学习电流表时善于研究的同学就拆开观察过它的结构、通过老师了解过它的原理。如图所示是它的内部结构图，处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转。下列四幅图中与此电流表工作原理相同的是（　　）
A． B． C． D．
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
二、填空题
11．如图所示，在“探究感应电流产生的条件”实验中，闭合开关，让导体AB静止在磁场中，回路中______有感应电流产生；让导体AB做切割磁感线运动，回路中是______有感应电流产生；当回路中有感应电流时，将磁极对调，改变磁场方向，感应电流的方向______改变。（均选填“会”或“不会”）
12．如图所示是振荡浮子式波浪发电机原理图，浮子随着波浪起伏运动，带动发电机运转用______原理产生电流，将______能转化为电能。
13．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。
14．如图甲所示，在探究通电螺线管磁场强弱的影响因素时，闭合开关S，滑动变阻器的滑片向______（填“左”或“右”）移动，通电螺线管吸引大头针的数量增多，说明通电螺线管的磁场强弱与______有关。如图乙是一款运动手环，手环内置一空心密闭的塑料管，管内有一小块可移动的磁铁，管外缠绕着线圈。戴着这种手环走路时磁铁在管内反复运动，线圈中便会产生电流，液晶屏上就会显示出运动的步数，这是利用了______的原理。
15．如图所示，是一款“运动手环”，其主要部分是一段内置一小块磁铁的密闭空心塑料管，管外缠绕着线圈。戴着这种手环走路时，塑料管跟着手一起运动，磁铁则在管内反复运动，线圈中便会产生感应电流，此过程利用了______现象，这一原理是科学家______发现的，并发明了________（选填“电动机”或“发电机”）。
三、综合题
16．我国第一高楼“上海中心大厦”的建筑高度是632米，为了避免台风来临时大厦上部剧烈晃动，大厦上部第125层安装了总质量上千吨的阻尼器系统，如图甲所示。
阻尼器系统的钢索悬挂在大厦顶端，阻尼器类似一个质量巨大的金属摆，其简化模型如图乙所示。台风来临迫使大厦晃动，触发阻尼器产生与大厦晃动方向相反的摆动（如图丙所示）。阻尼器不停的往复摆动，使大厦上部晃动逐渐减弱，这样就不断吸收大厦晃动的能量。
请回答下列问题
（1）若阻尼器所在楼层距大厦底层高580m，乘坐高速电梯从底层到125层用时58s，则这一过程电梯的平均速度是多少
（2）若阻尼器系统的质量是106kg，则它受到的重力是多少 （取g=10N/kg）
（3）图丙中，大厦刚开始向左晃动时，内部的阻尼器为什么会相对向右摆动
（4）阻尼器吸收的能量不断增加，从安全角度考虑，设计时应使其摆动到最低点时速度不能过大，若在阻尼器下方加装铜质闭合线圈，结合电磁感应知识，你认为还缺少的器件是什么 请从能量转化的角度写出这一新增装置能减小摆动速度的原因。
17．如图是一种充电鞋的结构示意图．当人走动时，会驱动磁性转子旋转，使线圈中产生电流，产生的电流进入鞋面上锂聚合物电池．
（1）这种充电鞋的工作原理是________
A．电流的磁效应
B．磁极间的相互作用
C．电磁感应
D．通电线圈在磁场中受力转动
（2）人走动会给鞋充电，原理与发电机类似，其能量转化关系是________
A．电能转化为化学能 B．化学能转化为电能
C．机械能转化为电能 D．电能转化为机械能．
18．阅读短文，回答问题：
无线充电是指充电器与用电装置间不用电线连接，通过磁场具有的磁场能实现电能传输的技术，常见的无线充电技术有电磁感应、磁共振等方式。电磁感应式无线充电原理图如图甲所示，电流流过送电线圈产生变化的磁场，当受电线圈靠近该变化磁场时就会产生感应电流来供电。磁共振方式的原理与声音的共振原理相同一排列好振动频率相同的音叉，一个音叉发声，其他音叉也会发声。同样，当“振动”频率相同的线圈排列在磁场中时，可将电能从一个线圈传输到另个线圈。电磁感应充电技术原理简单，适合短距离充电；磁共振充电技术可延长传输距离，但实现小型化高效率比较困难。市场上部分无线充电器标有“Qi”字样，表示其采用电磁感应原理工作。
图乙是某款手机无线充电器（适配为附件），内置过压，过流，过热等多重保护功能。充电部分参数如图下表。传输效率指手机接收电能的功率与充电器输出的功率的比值。
与水平接触面积/m2 7.5×10﹣3 额定输出功率/W 10
感应充电距离/mm ≤6 传输效率 60%~80%
额定输入 12V/1.5A 电源适配器效率 72%
（1）声音的共振现象说明声音可以传递___________。
（2）下图所示实验中，与Qi技术原理相同的是___________。
（3）该充电器采用___________（电磁感应/磁共振）的方式工作。
（4）图乙所示充电器连接电源适配器正常工作1h后，手机接收到的电能为2.7×104J，则该过程的传输效率为___________；若上述过程充电器单独接在家庭电路中，标有“3200imp/kW·h”的电能表指示灯将闪烁___________次。
（5）图丙所示为充电器过热保护的模拟控制电路，电源电压恒定，R1为电阻箱，L为阻值不计的线圈，R2是热敏电阻，其电流与电压的关系如图丁所示。
①若要适当调高保护电路工作的临界温度，可采取的办法是___________（答出一种即可）。
②保持R1阻值不变，闭合开关S、S1时，流过R1的电流为50mA；闭合开关S、断开S1时，R2的功率为0.072W，则电源电压为___________V。
19．阅读短文，回答问题
电动汽车是环保的交通工具，行驶时蓄电池给电动机供电，电动汽车的主要部分参数如表所示，如图甲所示，在测试过程中，司机和一名陪同人员上车。司机驾驶该充满电的车以节电模式匀速行驶30km，电池剩余容量为58kW h，陪同人员负责记录测试数据，已知司机和陪同人员的质量均为70kg，汽车匀速行驶时所受阻力为总重力的6%，g取10N/kg：
空车质量 1360kg
轮胎与地面总接触面积 400cm2
蓄电池最大容量 68kW h
最高车速 120km/h
最大功率 90kW
最大续航里程 180km
(1)为了节能，车靠近目的地前可采用“再生制动”的方法∶在车速逐渐减到60km/h的过程中，不采用机械刹车，由于电动汽车继续行驶，带动电机逆向发电，将电能存储在蓄电池内，此时能反映电机工作原理的是如下图中的____________；
A． B． C． D．
(2)汽车刹车原理图如图乙所示，连着刹车踏板的金属杆可视为一根能绕O点转动的______（选填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆；
(3)在测试前，人未上车，此时电动汽车对水平地面的压强为______Pa。在此测试过程中，电动汽车匀速行驶30km，该电动汽车将电能转化为机械能的效率为________；
(4)如图丙是小明设计的车速提醒电路，R为定值电阻，Ry的阻值随车速的变化而改变。当电压表的示数达到某一数值时提醒驾驶员车速过快，需要减速。图丁是Ry的阻值与车速关系的图像。图戊是车速从0加速到100km/h过程中，Ry消耗的电功率随电流变化的图像，则图丁中图线与纵坐标相交点的电阻值是____Ω。当车速达到75km/h时，此时电压表的示数为______V。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】
电动机工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用；
A．奥斯特实验图，小磁针发针偏转说明通电导体周围有磁场，故A不符合题意；
B．图中探究电磁铁磁性强弱的影响因素，故B不符合题意；
C．电磁感应的实验图，属于发电机的原理，故C不符合题意；
D．电路中有电流，通电导体受到磁场力的作用发生运动，是电动机的工作原理，故D符合题意。
故选D。
2．B
【详解】
A．图中是奥斯特的实验装置图，说明通电导体周围存在磁场，故A不符合题意；
B．图中当闭合开关后，通电导体在磁场中受力运动，是电动机的工作原理图，故B符合题意；
C．图中没有电源，是发电机的工作原理图，故C不符合题意；
D．图中是电磁铁的装置，不是电动机的工作原理图，故D不符合题意。
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．电荷的定向移动形成电流，无论正电荷还是负电荷，定向移动均能形成电流，故A错误；
B．吊灯、教室空调、电视机、发电机和电动机中，吊灯、教室空调、电视机和电动机在电路中都消耗电能，是用电器，而发电机是把其他形式的能转化为电能，不是用电器，故B错误；
C．因为电阻是导体的一种特性，与电压、电流大小无关，所以，如果导体两端的电压为零，则导体的电阻不变，故C错误；
D．干木条、陶瓷、油和自行车轮胎都不易导电，均是绝缘体，故D正确。
故选D。
5．C
【详解】
探测器将线圈靠近金属物体时，相当于闭合电路的部分导体在切割磁感线，从而产生了电流。
A．电磁起重机是利用电流的磁效应制成的，故A不符合题意；
B．电铃是利用电流的磁效应制成的制成的，故B不符合题意；
C．动圈式话筒是利用线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流制成的，故C符合题意；
D．扬声器是利用通电线圈在磁场中受力的作用而制成的，故D不符合题意。
故选C。
6．B
【详解】
A．洗衣机工作时把电能转化为机械能，利用了通电导线在磁场中受力运动，故A不符合题意；
B．发电机的原理是电磁感应现象，故B符合题意；
C．电热水器利用的是电流的热效应，故C不符合题意；
D．电风扇利用了通电导线在磁场中受力运动，故D不符合题意。
故选B。
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．负电荷定向移动时会形成电流，因电流周围存在磁场，所以导体中的负电荷在做定向移动时一定产生磁场，故A正确；
B．磁感线是描述磁场的方法，是建立理想模型法，条形磁体的磁场不是由磁感线组成的，故B错误；
C．导体中产生感应电流的条件是:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动；导体在磁场中做切割磁感线运动，不一定会产生感应电流，故C错误；
D．利用撒在磁体周围的铁屑只能判断该磁体周围的磁场强弱分布，不能判断磁场方向，故D错误。
故选A。
9．D
【详解】
由题知，电流表的工作原理：通电线圈在磁场中受力而转动，并且电流越大，线圈受到的力越大，其转动的幅度越大。因此可以利用电流表指针的转动幅度来体现电路中电流的大小。
A．该装置是一个电磁铁，其原理是电流的磁效应，与电流表的工作原理无关，故A不符合题意；
B．该图为研究电流磁效应的实验，与电流表的工作原理无关，故B不符合题意；
C．该图为研究电磁感应现象的实验，与电流表的工作原理无关，故C不符合题意；
D．该图为研究通电导体在磁场中受力而运动的实验，是电动机的原理图，与电流表的工作原理相同，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． 不会 会 会
【详解】
产生感应电流的条件是：①电路是闭合电路；②闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
[1][2]在“探究感应电流产生的条件”实验中，闭合开关，让导体AB静止在磁场中，导体没有做切割磁感线运动，回路中不会有感应电流产生；让导体AB做切割磁感线运动，则回路中会有感应电流产生。
[3]当回路中有感应电流时，将磁极对调，改变磁场方向，由于感应电流的方向与导体运动的方向和磁场的方向有关，则感应电流的方向会改变。
12． 电磁感应 机械
【详解】
[1][2]根据题意知道，波浪发电机是根据电磁感应原理发电的，且利用波浪发电时，是将机械能（水能）转化为电能。
13． 奥斯特 电磁感应
【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。
14． 左 电流大小 电磁感应
【详解】
[1][2]影响螺线管磁性强弱的因素有电流的大小和线圈匝数的多少, 电流越大，线圈匝数越多，通电螺线管磁性越强。通电螺线管吸引大头针的数量增多，说明电螺线管磁性增强。通电螺线管的匝数不变，只有增大通过电螺线管的电流，即滑动变阻器的滑片向左移动，使滑动变阻器接入电路的电阻减小，电流变大，这说明通电螺线管的磁场强弱与电流大小有关。
[3]根据“运动手环”的特点可知，当塑料管运动时，磁铁在管中反向运动，线圈切割磁感线而产生电流。因此，运动手环的基本原理是电磁感应，产生电流的过程中将机械能转化为电能。
15． 电磁感应 法拉第 发电机
【详解】
[1][2]根据“运动手环”的特点可知，当塑料管运动时，磁铁在管中运动，线圈切割磁感线而产生电流，因此，运动手环的基本原理是电磁感应，产生电流的过程中将机械能转化为电能，这一原理是科学家法拉第发现的。
[3]根据这个电磁感应现象，产生电流的现象，发明了发电机。
16．（1）10m/s；（2）107N；（3）见解析；（4）磁铁；见解析
【详解】
解：（1）电梯的平均速度
这一过程电梯的平均速度是10m/s。
（2）阻尼器系统的重力
G=mg=106kg×10N/kg=107N
即阻尼器系统受到的重力是107N。
（3）大厦刚开始向左晃动时，阻尼器由于惯性要保持原来的运动状态，因此会相对大厦向右摆动。
（4）闭合线圈切割磁感线，将机械能转化为电能，机械能减小，因此需将闭合线圈置于磁场中，故还需磁铁。
闭合线圈切割磁感线，将机械能转化为电能，机械能减小，即动能减小，质量一定时，阻尼器速度减小。
答：（1）这一过程电梯的平均速度是10m/s；
（2）阻尼器系统受到的重力是107N；
（3）详见解析；
（4）还缺少的器件是磁铁；详见解析。
17． C C
（1）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，会产生电流，这种电流叫感应电流；
（2）人走动会给鞋充电，消耗机械能，产生电能．
【详解】
（1）当人走动时，会驱动磁性转子旋转，使线圈切割磁感线，使线圈中产生感应电流，产生的电流进入鞋面上锂聚合物电池，故选C；
（2）人走动会给鞋充电，原理与发电机类似，其能量转化形式是将机械能转化为电能，故选C．
故答案为（1）C；（2）C．
【点睛】
此题考查了电磁感应现象的原理与其应用，感应电流方向的影响因素：磁场方向、运动方向．
18． 能量 B 电磁感应 75% 32 调大R1的阻值 6
【详解】
（1）[1]声音的共振现象说明声音可以传递能量。
（2）[2]Qi技术原理是电磁感应现象；
A．图中有电源，探究的是通电导体在磁场中的受力情况，是电动机的原理，故A错误；
B．图中无电源，闭合电路的部分导体AB在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，是电磁感应现象，故B正确；
C．该图是奥斯特实验，是电流的磁效应，故C错误；
D．该图是探究通电导体在磁场中的受力情况，故D错误。
故选B。
（3）[3]根据表中充电器的参数可知感应充电距离小于6mm，所以该充电器是采用电磁感应的方式工作的。
（4）[4]电源适配器正常工作1h消耗的电能为
W=Pt=10W×3600s=3.6×104J=0.01kW·h
已知电源适配器正常工作1h后，手机接收到的电能为2.7×104J，该过程的传输效率为
[5]电源适配器正常工作1h后消耗的电能为
W=3.6×104J=0.01kW·h
标有“3200imp/（kW·h）”，表示电能表每闪烁3200次，电路中消耗的电能为1 kW·h，消耗的电能为0.01 kW·h，则电能表指示灯闪烁的次数
（5）[6]若要适当调高保护电路工作的临界温度，则减弱电磁铁的磁性，由于电磁铁的磁性与通过线圈的电流和匝数有关，所以应调大R1的阻值或会减小电磁铁线圈的匝数。
[7]闭合S、S1时，电路中只有R连入，电源电压为
U=I1R1=0.05A×R1
闭合S、断开S1时，R1与R2串联，由于R2的功率为0.072W，由图像可知R2两端的电压U2=3.6V，I2=20mA=0.02A， 电源电压
U=I2R1+U2=0.02A×R1+3.6V
解得R1=120Ω，U=6V。
19． A 省力 3.4×105 75% 10 9.6
【详解】
(1)[1]在车速逐渐减到60km/h的过程中，不采用机械刹车，由于电动汽车继续行驶，带动电机逆向发电，将电能存储在蓄电池内，此时能量由机械能转化为电能，是发电机的工作原理，故A中的电磁感应现象实验图与此原理一致；B研究通电导线附近有磁场，C研究通电螺线管的磁场特性，D研究通电导体在磁场中的受力特点，B、C、D不符合题意。
(2)[2]汽车刹车原理图如图乙所示，连着刹车踏板的金属杆可视为一根能绕O点转动的杠杆，因为动力臂大于阻力臂，所以是省力杠杆。
(3)[3]在测试前，人未上车，此时电动汽车对水平地面的压力为空车的重量，则对地压强为
[4]在此测试过程中，电动汽车匀速行驶30km，牵引力与摩擦力相同，牵引力做功为
期间，蓄电池消耗的电能为
则该电动汽车将电能转化为机械能的效率为
(4)[5]根据图戊Ry消耗的电功率随电流变化的图像可知，Ry消耗功率为2W时，电源电压为
当Ry消耗功率为2.7W时，电源电压为
联立可得
可得
电源电压为
根据图丁，车的速度越小则Ry阻值越小，根据电阻的串联和欧姆定律，电流越大，故当电流为0.6A时对应的速度为0，此时图丁中图线与纵坐标相交点的电阻值为
[6]当车速达到最大100km/h时，电流最小为0.2A，此时Ry的阻值为
由于Ry的阻值随车速的变化而线性变化，故当车速达到75km/h时，满足
即此时Ry接入的阻值为
则此时Ry两端电压，即电压表的示数为
答案第1页，共2页
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