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．如图所示实验装置的原理与电动机的工作原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
2．纽约一家创业公司开发了一款手把内置蓄电池的跳绳，只要不断跳绳就可以将动能转换为电能，再像移动电源一样给手机充电，夜晚跳绳时，绳内的LED光源还能发出两束光，对这款跳绳的解释下列说法正确的是（　　）
A．制造LED灯的材料是超导体
B．跳绳时能给手机充电属于电磁感应现象
C．跳绳的原理与电动机的原理相同
D．跳绳时改变挥动绳子的方向产生的电流方向不会改变
3．发现电流周围存在磁场的物理学家是（ ）
A．法拉第 B．安培 C．奥斯特 D．牛顿
4．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．
5．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
6．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
7．下列四幅图中的设备，与动圈式话筒工作原理相同的是（　　）
A．电铃
B．电动平衡车
C．电磁起重机
D．手摇发电机
8．下列4个实验所揭示的原理能直接推动发电机发明的是（　　）
A． B． C． D．
9．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
10．下列说法正确的是（ ）
A．奥斯特发现电流周围存在磁场 B．法拉第发现了电流的热效应
C．焦耳发现磁能生电 D．瓦特发明了电灯
11．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
12．选项图中所示的装置中与甲图工作原理相同的是（　　）
A．自发电手电筒 B．话筒
C．手摇式发电机 D．扬声器
二、填空题
13．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”）。
14．如图所示，弹簧测力计下挂一个重为G的软铁块，软铁块下方有一带铁芯的螺线管，螺线管两端导线与金属导轨ab、cd相连，两个金属导轨之间有垂直纸面向里的磁场，导体棒平放在导轨上，各触点接触良好，当导体棒ef向右滑动时，弹簧测力计的示数__________（选填“大于”、“小于”或“等于”）G，判断的理由是_________。
15．如图所示是一款儿童滑板车。当车轮转动时可自行发电，使车轮边缘的灯发光，其发电的原理与___________（选填“动圈式话筒”或“电磁起重机”）相同。逐渐加快滑行速度，灯的亮度会___________（选填“增强”、“减弱”或“不变”）。制作灯的材料用的是___________（选填“半导体”或“超导体”）。
16．法国物理学家安培发现磁场对电流有力的作用。如图所示，闭合开关，静止的导体棒ab在轨道上向右运动，若只将电源的正、负极对调，则导体棒ab将向______运动（选填“左”或“右”）。在CES亚洲展会上，有一款“未来基因健身车”的自发电智能单车，如图所示，骑行时利用线圈在磁场中转动发电，发电过程是______能转化为电能。
三、综合题
17．阅读短文，回答问题．
现代生活中，清洁环保的新能源日益受到欢迎，如图是某家庭安装的风光互补发电系统，该系统是利用太阳能电池板、风力发电机将发出的电能通过风光互补控制器存储到蓄电池组中，当用户需要用电时，再通过逆变器将蓄电池组中储存的直流电转变为交流电，供给用户使用．由于能利用风能和太阳能资源的互补性，因而比单独的风力和太阳能发电更受欢迎．（计算结果若除不尽，则保留小数点后一位）
风力发电机组件 光伏组件 其他元件
风叶面积 3m2 电池板规格 长：2m 宽：3m 蓄电池 电压：12V 容量：500A·h
最小充电风速 2.0m/s
最大限制风速 15.0m/s 最大输出功率 450W
最大输出功率 400W
该风光互补发电系统的组件参数如上表所示，则：
（1）风力发电机组发电的原理是_________，这个过程把____能转化为电能．
（2）若当地太阳辐射的最大强度为300 W/m2，该光伏组件太阳能转化为电能的效率为_____， 在无风的晴天，以最大光照强度计算，要把蓄电池充满电，需要的日照时间是____h．
（3）风速不同时具有的动能也不同，其动能的大小与风速的平方成正比，与空气的质量成正比，比例系数为0.5（即E动=0.5mv2）．若某段时间当地的平均风速为10 m/s，风力发电机组的转化效率为20%，设空气的平均密度为1.3 kg/m3，则该风力发电机组1 min能为蓄电池存贮____J的电能．
18．阅读短文，回答问题：
贫民窟中的黑科技﹣﹣单靠重力工作的电灯
当我们在享受电灯带来的各种便利时，身处在发展中国家贫困地区的人们却在依靠极度危险的煤油灯进行照明．针对发展中国家普遍用不上电的情况，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”（GravityLight）．顾名思义，它靠重力发电．在灯身上挂着的一个重物，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．这和手摇式发电装置的原理一样，只不过重力灯的运动方向更垂直．这种重力灯和苹果手机一起被誉为21世纪最伟大的发明．
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），使用寿命可以达到200年．“重力LED灯GL02”挂于大约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）．以一系列的齿轮带动一个直流发电机，发电时间约为20分钟．“重力LED灯GL02”采用了全新的保护机制，可以确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、源源不断的光线．而且“重力LED灯GL02”机身上有DC插座，还可以为收音机等设备进行供电，其他类似的装置﹣﹣比如电池充电器也能用同样的方式工作．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1.8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_____．
（2）重力灯的内部结构如图所示，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＝10N/kg）；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．为了防止中考考试作弊，监考人员利用手持式金属探测器对考生进行检查如图甲所示，
（1）金属探测器内部工作原理如同通电螺线管，在图乙中标出小磁针N极和通电螺线管下方那条磁感线的方向
( )
（2）当靠近金属物体时，在金属导体中就会产生涡电流（感应电流），探测器发出警报．这种现象叫做_____现象．下例物体中_____（填名称）也是利用这个原理制成的
（A．动圈式话筒 B．电磁铁 C．电铃 D．电动机）．
（3）在图丙中，A、B两个通电螺线管相互排斥，画出A的N、S极，并画出B中绕线．
( )
20．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？________
21．在“探究什么情况下磁可以生电”实验中，导线和电流表组成了闭合回路（如图甲）。让蹄形磁体静止，当导线AB在磁场中________（选填“左右”或“上下”）运动时，电路中会产生感应电流。根据这个现象发明了发电机。发电机工作时把_______能转化为电能。请在图乙中标出通电螺线管周围磁感线的方向和小磁针的N极。( )
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【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。
2．B
【详解】
A．由二极管、三极管组成的LED灯所用材料主要是半导体，故A错误；
BC．跳绳时能给手机充电是机械能转化为电能，属于电磁感应现象，与发电机原理相同，故B正确，C错误；
D．跳绳时改变挥动绳子的方向即改变切割磁感线的方向，导体中产生的感应电流方向会改变，故D错误。
故选B。
3．C
【详解】
A．法拉第在1831年发现了电磁感应现象，故A不符合题意；
B．安培建立了安培定则，用于判断通电螺线管的磁极，故B不符合题意；
C．奥斯特发现了通电导体周围存在磁场，是第一个发现电现象与磁现象之间有联系的人，故C符合题意；
D．牛顿是经典力学的奠基人，在物理学方面的主要贡献是牛顿三大力学定律及万有引力定律，故D不符合题意。
故选C。
4．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。
5．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。
6．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
7．D
【详解】
动圈式话筒工作原理是电磁感应。
A C．电铃和电磁起重机是根据电流的磁效应制成的，故AC不符合题意；
B．电动平衡车是利用通电导体在磁场中受到力的作用原理工作，故B不符合题意；
D．手摇发电机是利用电磁感应原理制成的，故D符合题意。
故选D。
8．B
【详解】
闭合电路的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，是电磁感应现象，根据电磁感应制成了发电机．
A、图A，通电后通电导体在磁场中受到力的作用而运动，是磁场对电流的作用实验，是电动机的原理，故A不符合题意；
B、图B闭合电路的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，这是电磁感应现象，据此可以制成发电机，故B符合题意；
C、图C是奥斯特实验，通电后小磁针偏转，说明了通电导线周围存在磁场，故C不符合题意；
D、图D是研究电磁铁的磁性强弱与电流大小关系的实验，故D不符合题意．
故选B．
【点睛】
注意分清楚研究电磁感应和磁场对通电导线作用力的两个实验，两个实验从图看很相似，容易混淆，区分的方法是，有电源的是研究磁场对通电导线作用力的实验，有灵敏电流计的是研究电磁感应的实验．
9．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。
10．A
【详解】
A．奥斯特通过实验发现了通电导体周围存在磁场，是第一个发现电现象和磁现象之间联系的人，故A正确；
B．法拉第发现了磁生电即电磁感应现象，焦耳发现了电流的热效应，故B错误；
C．焦耳发现了焦耳定律即电流的热效应，磁生电即电磁感应现象是法拉第发现的，故C错误；
D．瓦特发明了蒸汽机，爱迪生发明了电灯，故D错误。
故选A。
11．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。
12．D
【详解】
图甲中，线圈通电后，会发生转动，它的原理是磁场对通电线圈有力的作用。
A．自发电手电筒利用电磁感应现象制成的，故A不符合题意；
B．话筒利用的是电磁感应原理，故B不符合题意；
C．手摇式发电机利用电磁感应现象制成的，故C不符合题意；
D．扬声器的原理是磁场对通电线圈有力的作用，故D符合题意。
故选D。
13． 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。
14． 大于 见解析
【详解】
[1][2]由图知道，当ef向左或向右滑动时，ef都切割磁感线，电路中都会产生感应电流，螺线管都有磁性，只是螺线管两端的极性不同。但由于弹簧测力计下挂的是软铁块，即其没有磁性。所以不论ef向左还是向右滑动，软铁块都会受到螺线管的吸引，使得则弹簧秤示数变大，即大于G。
15． 动圈式话筒 增强 半导体
【详解】
[1]当车轮转动时可自行发电，是电磁感应现象，与动圈式话筒的原理相同，电磁起重机是根据电流磁效应工作的。
[2]逐渐加快滑行速度，机械能转化为电能就越多，灯泡的亮度就会增强。
[3]常见的二极管(LED)、三极管都是由半导体材料制成的。
16． 左 机械
【详解】
[1]通电导体在磁场中受力的方向与电流方向、磁感线方向都有关，开始导体向右运动，磁场方向不变，将电源的正负极对调，即电流的方向变得相反，则受力方向也与开始的方向相反，所以导体棒将向左运动。
[2]发电过程中是线圈转动的机械能转化为电能。
17． 电磁感应 机械 25% 13.3 2.34×104
【详解】
（1）风力发电机组工作时，风吹动发电机旋转，这个过程把机械能转化为电能，发电的原理是电磁感应．
（2）根据表格数据计算太阳能电池板的面积为：
，
若当地太阳辐射的最大强度为300 W/m2，则辐射总功率为：
，
该光伏组件太阳能转化为电能的效率为：
；
蓄电池储存的电能为：
在无风的晴天，以最大光照强度计算，要把蓄电池充满电，需要的日照时间：
；
（3）扇叶面积3m2，平均风速为10 m/s，则1 min流过扇叶的空气体积为：
，
流过扇叶的空气质量为：
风力发电机组的转化效率为20%，根据E动=0.5mv2得，该风力发电机组1 min能为蓄电池存贮的电能为：
．
点睛；求解最后一问时，根据E动=0.5mv2知，应先求出流过扇叶的空气质量，而质量又要先求出体积，所以根据扇叶的面积和空气流速计算出流过的空气体积是关键．
18． 电磁感应 省力、改变施力的方向 360 75% 功率小；供电时间短；不能持续供电
【详解】
（1）重力灯的主要构件是直流发电机，它的工作原理是电磁感应．
（2）由图可知，重力灯的内部结构使用了滑轮系统，其目的是省力、改变施力的方向．
（3）将质量为20 kg的重物吊起到1.8 m的高度释放，则整个过程中重物的重力做功W=Gh=mgh=20 kg 10 N/kg 1.8 m=360 J；重物以2 mm/s速度匀速竖直下降1.8 m所需时间：t= ==900s，
“3V、10 mA”LED灯正常发光的功率：
P=UI=3V0.01A=0.03W；10只“3V、10mA”LED灯900 s内消耗的电能：
W电=P总t=0.03W10900 s=270J，重力灯的能量转化效率为:= 100= 100 =75％；
（4）重力灯是绿色、无污染的清洁照明工具，使用“零”成本．由以上分析可知，其缺点是：功率小；供电时间短；不能持续供电．
19． 电磁感应 A
【详解】
（1）由图可知，电源得左侧为正极，因此螺线管中电流的方向是向下的，由安培定则可知，螺线管的右端为N极，左端为S极；磁感线是从磁体的N极出来回到S极的，据磁极间的相互作用知，小磁针的左端为N极，如图所示：
；
（2）金属探测器是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，从而产生了感应电流，探测器发出警报，这是利用电磁感应原理制成的；
A、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，故A正确；
B、电磁铁是利用电流的磁效应制成的，故B错误；
C、电铃也是利用电流的磁效应制成的，故C错误；
D、电动机是利用通电导体在磁场中受力的作用而制成的，故D错误．
（3）由安培定则可知，A螺线管右侧为S极，左侧是N极．为使两磁极相互排斥，则B的左侧应为S极，右侧是N极；
故用右手握住螺线管，大拇指指向右侧，则可知螺线管中电流向下，B线圈的绕向如图所示:
20． 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
21． 左右 机械（或动）
【详解】
[1]由甲图可知，磁铁中的磁场方向沿竖直方向，若要产生感应电流，导线AB需做切割磁感线的运动，故需要左右运动。
[2]导线运动的能量转化为电能，即机械能(动能)转化为电能。
[3]由图乙可知，螺线管上的电流是向下方向，由安培定则可知，螺线管的右端为N极，根据同名磁极相互排斥可知小磁针的N极，如图所示：
答案第1页，共2页
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