2022年最新沪科版九年级物理第十八章电能从哪里来综合训练试卷（含答案解析）

沪科版九年级物理第十八章电能从哪里来综合训练
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。
第I卷（选择题 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、下列设备，利用电磁继电器工作的是（　　）
A．电磁起重机 B．直流电铃
C．动圈式话简 D．水位自动报警器
2、电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法不正确的是（　　）
A．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作
B．取走磁体，电吉他将不能正常工作
C．增加线圈数可以增大线圈中的感应电流
D．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化
3、对如图示的实例或实验解释不正确的是（　　）
A．图A实验说明通电导体在磁场中受到力的作用
B．图B奥斯特实验说明通电导线周围有磁场
C．图C可用来演示电动机的工作原理
D．图D电铃的工作原理利用了电流的磁效应
4、如图所示的电路，当开关闭合后，两只小灯泡均发光且L1比L2亮，下列说法中正确的是（　　）
A．金属导线中自由电子定向移动的方向与电流方向相反
B．电路中的电流是由正电荷定向移动形成的
C．干电池对外电路供电时将电能转化为化学能
D．通过L1的电流大于通过L2的电流
5、图所示，下列说法中正确的是（　　）
　　
A．甲图实验可以证明“磁能生电”，利用其原理制成了电动机
B．乙图实验可以证明“电流周围存在磁场”
C．丙图实验闭合开关，调节滑动变阻器滑片的位置，可以改变电磁铁的磁场方向
D．丁图实验可以证明“磁场对通电线圈有力的作用”，利用其原理制成了发电机
6、下列有关电与磁的说法中，正确的是（　　）
A．指南针是利用电流的磁效应制成的 B．电磁铁是利用电磁感应原理制成的
C．发电机是利用磁极间的相互作用制成的 D．电动机是利用通电导体在磁场中受力作用制成的
7、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．
8、如图所示，关于甲乙丙丁四幅图，下列说法正确的是（　　）
A．如图中验电器的原理是异种电荷互相排斥
B．如图是奥斯特发现的电磁感应现象
C．如图表明通电导体在磁场中会受到力的作用
D．如图的测电笔在使用时必须接触笔尾的金属体
9、如图所示，将A、B两种不同的金属片分别插入土豆，制成“土豆电池”。闭合开关S，发光二极管发光，电压表有示数。以下关于电路的理解，说法正确的是（　　）
A．金属片B是“土豆电池”的正极
B．“土豆电池”将内能转化为电能
C．若发光二极管“正”、“负”极接反，电压表将没有示数
D．若断开开关，电压表无示数，A、B两金属片间仍有电压
10、位于济南市钢城区的棋山国家森林公园，自然风景优美，有“山中一日，人间百年”的美丽传说。如图是公园中新建的登山索道，为游客一年四季随时上山游览棋山美景提供了便利。登山索道的运行靠电力驱动，其动力装置的工作原理是下图实验中的（　　）
A． B．
C． D．
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题3分，共计15分）
1、如图所示的实验装置，人们利用该实验原理发明了______。（选填“电动机”或“发电机”）
2、用一个便携式充电器正在给手机电池充电，在充电过程中，该手机电池相当于电路中的______（选填“用电器”或“电源” ，是______能转化为电池的化学能。
3、最初的电池是19世纪初意大利物理学家伏特发明的，叫伏特电池。为纪念伏特，将他命名为______的单位（填物理量名称），各种电源都是将其它形式的能转化为______的装置。
4、在市区沂蒙路“BRT”快速公交车道建设工程中为了保障各施工点的用电，使用了由柴油机和发电机组合而成的小型发电机组，如图所示。柴油机把燃料燃烧释放的内能转化为______能，提供动力带动发电机发电，其发电原理是______。
5、图是实验室用的手摇发电机，把这台手摇发电机跟灯泡连接起来，使线圈在磁场中转动，可以看到灯泡发光，用不同的速度摇动发电机的转轮，发现灯泡的亮度随之变化。请你根据以上实验现象，提出一个可以探究的科学问题：______。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、从上海到北京的输电线上的电阻约为170Ω，若要输送1000kW的电功率，分别用20kV、500 kV高压输电时，输电电流各为多少A？线路上损失的电功率各为多少W？比较一下结果，你可以得出什么结论？
2、家庭电路的电压是220V，某空调器处于制冷状态时的功率P1是2.2kW，送风状态时的功率P2是0.22kW，它们是交替运行的．现测得此空调器在某时段内的电功率随时间变化的关系如图所示．
(1)空调器在前5min内处于什么状态 此时通过它的电流是多少
(2)在1h内，空调器将消耗的电能是多少度
(3)若1h内空调器消耗电能的50%用于给电热水器加热10kg的初温20℃的温水，则可以使水温最高达到多少摄氏度？[已知水的比热容：4.2×103J／(kg·℃)]
3、我国的水力资源非常丰富，尤其西南地区，今年刚刚又在四川建成一座水电站．该水电站是在某河流上游修建了120m高的拦河大坝，每分钟有200m3的水从高处自由落下冲击水轮机，已知水轮机到上游水面的落差为100m，水轮机与大坝内侧底部约在同一水平面上．求：
（1）拦河大坝的内侧底部受到的水的压强；
（2）水从高处自由落下时，重力每分钟做的功；
（3）如果水的机械能有75﹪转化为电能，该水电站的发电功率；
（4）如果该水电站通过远距离向某城市供电，两条输电导线的电阻为90，某城市用电电压为220V，
则该水电站送电电压大约是多少伏？
4、如图所示，是一种家用电熨斗的实物图，该电熨斗金属底板质量0.5kg，预热时使金属底板的温度从20℃升高到熨衣服所需的220℃，电熨斗需要正常工作100s，金属底板的比热容为0.46×103J/（kg ℃）．电熨斗发热体放出的热量有92%被金属底板吸收，求：
（1）预热时金属底板吸收的热量是多少J？
（2）电熨斗的额定功率是多少W？
5、某豆浆机内部简化电路如图所示，R为电热丝，为电动机，其额定功率是220 W，S1为控制电动机工作的自动开关，小明磨制豆浆时，把豆浆机接人220 V电路中工作20 min，其间电动机转动时间共2 min，电动机转动时电路总电流是3 A．求：
(1)电动机转动时通过线圈的电流；
(2)电热丝R的阻值；
(3) 20 min内豆浆机消耗的电能．
四、实验探究（3小题，每小题5分，共计15分）
1、学习了电磁感应现象后，小雨同学还想进一步探究感应电流的大小与哪些因素有关。他使用的装置如图所示：铁块E、F上绕有导线并与开关，滑动变阻器、电源、灯泡组成电路。线框abcd与灵敏电流计G相连。（线框abcd在铁块E、F上方，实验过程中线框不扭转）
（猜想与假设）
小雨做出了如下猜想：
A.感应电流的大小与磁场的强弱有关
B.感应电流的大小与导体切割磁感线的速度有关。
（设计与进行实验）
进行多次实验，每次实验
（1）小雨探究猜想A的设计思路如下：改变电磁铁的______保持线框沿竖直向下穿过电磁铁磁场的速度相等，观察并记录每次实验中灵敏电流计G指针偏转的格数；
（2）要探究猜想B，实验时应保持电磁铁______不变，改变线框切割磁感线的速度进行多次实验，分别记下每次实验中灵敏电流计指针偏转的格数。实验数据记录如右表所示；
实验次数 切割磁感线的速度 电流计指针偏转格数
1 慢速 1.5格
2 中速 2.5格
3 快速 4格
（分析论证）
（3）分析表格数据可得出的结论是：其他条件都相同时，______，闭合电路中产生的感应电流越大；
（交流评估）
（4）实验中用电磁铁代替永磁体的好处是：______；
（5）按照小雨的设计思路探究猜想A，实验时在操作上存在的困难是：______。
2、根据下图中提供的实验信息，回答下列问题：
（1）图A和图B中容器内为同一种液体，图A和图B研究的是浮力与________的关系；
（2）图C和图D中用同一物体做实验，图C和图D研究的是_________与高度的关系；
（3）图________的实验装置能研究电动机原理。
3、李华同学学习了电磁方面的知识后，做了以下两个实验（如图所示）。
（1）用甲装置进行了如下的操作：①让导体ab静止在磁场中；②让导体ab在磁场中左右运动；③让导体ab沿竖直方向上下缓慢运动。其中能使电流表指针发生偏转的是______（填序号）；
（2）如果在乙装置的实验中，当开关闭合时，发现导体ab向左运动，若要使导体ab向右运动，下列措施可行的是______；
A．只调换电源正、负极
B．只改变磁场强弱
C．同时调换电源正、负极和磁体N、S极
（3）根据乙装置的原理，人们制作了______装置。
-参考答案-
一、单选题
1、D
【详解】
A．电磁起重机是利用电流磁效应工作的，只有一个电路，故A错误；
B．电铃是利用电流磁效应工作的，只有一个电路，故B错误；
C．如图的动圈式话，是利用电磁感应原理工作的，只有一个电路，故C错误；
D．如图，由容器、左侧电源和电磁铁组成的是控制电路，由灯和右侧电源组成的是工作电路，这是一个电磁继电器来控制的工作电路，故D正确。
故选D。
2、A
【详解】
A．铜不可以被磁化，则选用铜质弦，电吉他不能正常工作，故A错误，符合题意；
B．取走磁体，就没有磁场，振弦不能切割磁感线产生电流，电吉他将不能正常工作，故B正确，不符合题意；
C．增加线圈匝数，可增加电磁感应所产生的电压，在电路的总电阻不变时，可以增大线圈中的感应电流，故C正确，不符合题意；
D．弦振动过程中，磁场方向不变，弦的运动方向会不断变化，则线圈中的电流方向不断变化，故D正确，不符合题意。
故选A。
3、C
【详解】
A．图A是电动机的原理图，说明通电导体在磁场中受到力的作用，故A正确，不符合题意；
B．图B是奥斯特实验，导线通电后引起小磁针转动，说明通电导线周围有磁场，故B正确，不符合题意；
C．图C是电磁感应现象，是发电机的工作原理图，故C错误，符合题意；
D．图D电铃是利用电磁铁工作的，其原理利用了电流的磁效应，故D正确，不符合题意。
故选C。
4、A
【详解】
A．物理学中，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向，而自由电子定向移动的方向与正电荷移动的方向相反，故A正确；
B．电路中的电流，可能是正电荷的定向移动形成的，也可能是负电荷的定向移动形成的，还可能是正、负电荷同时反向移动形成的，故B错误；
C．干电池对外电路供电时，是将存储的化学能转化为电能，故C错误；
D．由电路图知，两灯串联在电路中，则通过两灯的电流相等，故D错误。
故选A。
5、B
【详解】
A．甲图实验通过闭合电路的部分导线切割磁感线，产生感应电流，可以证明“磁能生电”，利用其原理制成了发电机，故A错误；
B．乙图实验中，当电路中有电流流过时，小磁针发生偏转，可以证明“电流周围存在磁场”，故B正确；
C．丙图实验闭合开关，调节滑动变阻器滑片的位置，通过弹簧测力计示数的改变，可以看出电磁铁的磁性大小，该实验验证的是电磁铁磁性与电流大小的关系，故C错误；
D．丁图实验将通电导体放在磁场中，通电导体会运动，可以证明“磁场对通电线圈有力的作用”，利用其原理制成了电动机，故D错误。
故选B。
6、D
【详解】
A．指南针是根据磁场间的相互作用制成的，故A错误；
B．电磁铁是利用电流的磁效应制成的，故B错误；
C．发电机是利用电磁感应原理制成的，故C错误；
D．电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，故D正确。
故选D。
7、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。
8、D
【详解】
A．验电器的工作原理是同种电荷互相排斥，故A错误；
B．放在小磁针上方的导线中有电流通过时，小磁针会发生偏转，说明通电导体周围存在磁场，这是奥斯特发现的“电流的磁效应”现象，故B错误；
C．法拉第在奥斯特的启发下，研究了磁能否生电，通过十年的努力发现了电磁感应现象，即导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流，故C错误；
D．使用测电笔辨别火线时，一定要用手触及笔尾的金属部分，不能用手触及测电笔前端的金属体，否则会造成人身触电事故，故D正确。
故选D。
9、D
【详解】
A．由图中电压表的正负接线柱可知，金属片A为电源的正极，金属片B为电源的负极，故A错误；
B．土豆电池工作过程中，将化学能转化为电能，故B错误；
C．若发光二极管“正”“负”极接反，因二极管具有单向导电性，则没有电流通过二极管，此时电压表接在“土豆电池”的两端，电压表测量的是电源电压，有示数，故C错误；
D．电源的两端是存在电压的，与外部电路的通断情况无关，故D正确。
故选D。
10、B
【详解】
登山索道的运行靠电力驱动，故是电能转化机械能，为电动机。
A．图为奥斯特实验，说明通电导线周围存在磁场，能使小磁针发生偏转，故A不符合题意；
B．通电导线在磁场中受力运动，为电动机的工作原理，故B符合题意；
C．司南是中国的四大发明之一，是现代所用指南针的始祖，它是根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引工作的，故C不符合题意；
D．闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流的现象，是电磁感应现象，为发电机的工作原理，故D不符合题意。
故选B。
二、填空题
1、发电机
【详解】
当闭合开关，导体ab做切割磁感线运动时，灵敏电流计的指针就会发生偏转，说明产生了感应电流，揭示了电磁感应原理，人们利用此原理发明了发电机。
2、用电器 电
【详解】
[1][2]在给手机电池充电的过程中，消耗电源提供的电能，将电能转化为电池的化学能，在电路中手机电池消耗电能，相当于用电器。
3、电压 电能
【详解】
[1]为纪念伏特，人们将电压的单位命名为伏特。
[2]电源可以将其他形式的能转化为电能。
4、机械 电磁感应
【详解】
[1]柴油机工作时，是将柴油燃烧时释放出的内能转化为汽车的机械能, 使得发电机能够发电。
[2]在发电的过程中，消耗了机械能，转化为了电能，是利用了电磁感应原理。
5、见解析
【详解】
根据“用不同的速度摇动发电机的转轮，发现灯泡的亮度随之变化”可以提出“灯泡的亮度与发电机转轮的速度是否有关？”。
三、计算题
1、 50A 2A 4.25×105W 680W 比较可知，在输送功率不变的情况下，输送电压越高，线路上损耗的功率越小，能源的利用率就越高。
【解析】当时，电路中的电流为
电路上损失的电功率为
当时，电路中的电流为
电路上损失的电功率为
比较可知，在输送功率不变的情况下，输送电压越高，线路上损耗的功率越小，能源的利用率就越高。
答：输电电流分别为50A、2A，线路上损失的电功率分别为4.25×105W、680W，比较可知，在输送功率不变的情况下，输送电压越高，线路上损耗的功率越小，能源的利用率就越高。
【点睛】先根据分别求出两种方式的输电电流,再利用求出两种方式线路上损失的电功率,然后比较得出结论。
2、 (1) 送风 1A (2) 1.54度 (3) 86℃
【详解】
(1)由图可知：空调在前5min内，其功率为P2=0.22kW，因此此时空调处于送风状态；
此时通过它的电流：
I===1A
(2)由图可知：1h内制冷时间：
t1=40min=h
t2=20min=h
则空调消耗的电能：
W=P1t1+P2t2=2.2kW×h +0.22kW×=1.54kWh=1.54度
(3)由题知，水吸收的热量：
Q吸=W×50%=1.54×3.6×106J×50%=2.772×106J
由Q吸=cmt得
t===66
t=t0+t=20+66=86
答：(1)空调器在前5min 内处于送风状态；此时通过它的电流是1A；
(2)在1h内，空调器将消耗的电能是1.54度；
(3)可以使水温最高达到86。
3、（1）Pa（2）（3）15110V 或15000V
【解析】
试题分析：(1)拦河大坝的内侧底部受到的水的压强：
(2)重力每分钟做的功：
(3)由，得，
(4)依题意，，即，解之得U≈15110V 或15000V
【考点定位】压强、功和功率的计算，远距离输电
4、（1）预热时金属底板吸收的热量是4.6×104J；
（2）电熨斗的额定功率是500W．
【详解】
试题分析：（1）由吸热公式可以求出金属板吸收的热量．
（2）先求出电熨斗产生的热量，然后由功率公式求出电熨斗的功率．
（1）金属板吸收的热量Q=cm△t=0.46×103J/（kg ℃）×0.5kg×（220℃﹣20℃）=4.6×104J；
（2）电熨斗做功W===5×104J，
电熨斗的额定功率P===500W；
考点：电功与热量的综合计算
点评：应用热量公式、功率公式即可正确解题，本题难度不大，是一道基础题
5、 (1)1A (2)110 Ω (3)5.544×105 J
【解析】
（1）由于电动机的额定电功率为220W，故由公式P=UI可得，
电动机转动时通过线圈的电流I==1A；
（2）由于干路电流为3A，故通过电阻R的电流为3A－1A=2A，故电热丝R的阻值R==110Ω；
（3）豆浆机的整个过程可分为两部分，一是电热丝加热的时间为20min，电动机的工作时间为2min，故消耗的总电能W总=W1+W2=UIRt1+UIMt2=220V×2A×20×60s+220V×1A×2×60s=5.544×105J．
考点：电流、电阻、电能的简单计算．
四、实验探究
1、电流大小 磁场的强弱 导体切割磁感线的速度越快 电磁铁可以改变磁性强弱 很难保证每次线框沿竖直向下穿过电磁铁磁场的速度相等
【详解】
（1）[1]探究猜想A感应电流的大小与磁场的强弱有关，就要保持线框沿竖直向下穿过电磁铁磁场的速度相等，改变磁场的强弱，即改变电磁铁的电流大小，电流越大，磁场越强，观察并记录每次实验中灵敏电流计G指针偏转的格数。
（2）[2]要探究猜想B感应电流的大小与导体切割磁感线的速度有关，实验时应保持电磁铁的磁场的强弱不变，改变线框切割磁感线的速度进行多次实验，分别记下每次实验中灵敏电流计指针偏转的格数。
（3）[3]分析表格数据，导体切割磁感线的速度越快，电流表指针偏转格数越多，可得出的结论是：其他条件都相同时，导体切割磁感线的速度越快，闭合电路中产生的感应电流越大。
（4）[4]实验中用电磁铁代替永磁体的好处是：电磁铁可以改变磁性强弱，永磁体不能改变磁性强弱。
（5）[5]按照小雨的设计思路探究猜想A，实验时在操作上存在的困难是：很难保证每次线框沿竖直向下穿过电磁铁磁场的速度相等。
2、排开液体的体积 重力势能 F
【详解】
（1）[1]浮力的大小与物体排开液体的体积和密度有关，研究浮力大小与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变，图A和图B容器内中为同一种液体，液体的密度不变，图A和图B中，物体排开液体的体积不同，故研究的是浮力与排开液体的体积的关系。
（2）[2]重力势能大小与物体的质量和被举高的高度有关，研究重力势能大小与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变，图C和图D中物体的质量不变，物体的高度不同，故研究的是重力势能与高度的关系。
（3）[3]图E中，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中就会产生感应电流，研究发电机的原理；图F中，给磁场中的导体通电，导体就会运动，故图F的实验装置能研究电动机原理。
3、② A 电动机
【详解】
(1)[1]磁体外部磁感线由N极出发回到S极，闭合电路中，导体切割磁感线才会产生感应电流，则②让导体在磁场中左右运动能使电流表指针发生偏转。
(2)[2]如果在乙装置的实验中，当开关闭合时，发现导体向左运动，若要使导体向右运动，电磁感应产生的电流方向与导体切割磁感线的方向有关，调换电源正、负极或调换磁体N、S极均可实现，而同时调换电源正、负极和磁体N、S极则感应电流的方向不会发生变化；故选A。
(3)[3]根据乙装置的原理，闭合电路中的电源，人们发明了电动机，电动机工作原理是磁场对电流受力的作用，使电动机转动。