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．利用图所示实验揭示的原理，可制成（　　）
A．发电机 B．电动机 C．电磁铁 D．电磁继电器
2．最先发现电磁感应现象的物理学家是（ ）
A．奥斯特 B．安培 C．法拉第 D．焦耳
3．将导体ab、开关和灵敏电流表用导线连接，导体ab放置在磁极间，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．开关断开，磁体不动，ab快速运动，指针偏转
B．开关闭合，磁体不动，ab竖直上下运动，指针偏转
C．开关闭合，磁体不动，ab水平向左快速移动，指针不偏转
D．磁体磁极对调，磁体静止后，开关闭合，ab水平向右快速运动，指针偏转
4．如图所示，学校的饭卡的内部其实是一组线圈与一个信息芯片相连，卡中没有电池。当饭卡接触感应器时，线圈给芯片供电使芯片工作，下列说法正确的是（　　）
A．线圈就是一个电磁铁
B．线圈相当于用电器
C．线圈工作原理与电动机原理类似
D．线圈工作原理属于电磁感应
5．关于电磁现象，下列说法不正确的是（　　）
A．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
B．改变电磁铁的线圈匝数，就能改变电磁铁的磁性强弱
C．电动机能够把电能转化为机械能
D．发电机和动圈式话筒工作原理均属于电磁感应现象
6．细心的同学发现许多地区的很多山头都安装有如图所示的风力发电机，下列说法正确的是（　　）
A．风力发电机是根据电磁感应原理制成的
B．风力发电机是根据通电导体在磁场中受力运动的原理制成
C．风力发电是根据电流的磁效应制成的
D．风力发电是把电能转化为机械能
7．下列四个选项中，跟发电机的原理相同的是（　　）
A．电铃 B．动圈式话筒
C．动圈式扬声器 D．电磁起重机
8．手机无线充电技术是一种新型的充电方式，其原理是电流通过送电线圈产生磁场，手机受电线圈靠近该磁场就会产生电流，如图中，与给手机充电时受电线圈工作原理相同的是（　　）
A． B． C． D．
9．现代社会我们每天都在和各种各样的“卡片”打交道，饭卡、信用卡、借记卡、打折卡、购物卡等等，我们发现它们的后面都有一块黑色的长方块，这一部分就是记录用户个人信息的区域，它利用磁性原理记录信息，当磁卡在电磁感应线圈附近刷过时，会在线圈内产生感应电流，再通过计算机转变成我们需要的信息，图中与磁卡刷卡时工作原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
10．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．
二、填空题
11．发电机是利用_____的原理发电，我国家庭电路的电压是_____V。
12．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_________。
13．在物理学史上，______实验第一次发现了电流的磁效应；法拉第发现的电磁感应现象制成的______（填“发电机”或“电动机”）的出现，标志着人类进入电气时代。
14．在探究电和磁之间的关系时，小明用磁体、铜棒ab、电流表、导线组成如图所示的实验装置。
（1）实验中发现，铜棒ab左右运动时，电流表指针也来回摆动，这种现象叫_______现象。人们根据这个原理制成了_______，把机械能转化为_______；
（2）小刚用一节干电池替换了装置中的电流表，他们发现电路一接通，铜棒ab会向左摆动；若对调电池的正负极，铜棒ab会向_______摆动。这一现象说明了通电导体在磁场中受力的方向与_______方向有关。
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．如图所示的四个装置可以用来演示物理现象或原理，下列表述不正确的是____
A．实验说明电流周围存在着磁场
B．实验可探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系
C．实验说明通电导体在磁场中受到力的作用而运动
D．实验中电能转化为机械能，可用来演示电动机原理
理由说明：______
17．(1)如图所示，赤道表面地磁场磁感线与水平地面平行指向北方，导线与能测微弱电流的电流表组成闭合电路，下列哪种操作可让电流表指针摆动？______
A．导线水平南北放置，水平向东运动
B．导线水平南北放置，竖直向上运动
C．导线水平东西放置，竖直向下运动
D．导线水平东西放置，水平向北运动
(2)科学家猜测，A地海龟在春季是利用地磁场（图）向南返回出生地。以下为相关研究：
①春季A地某屏蔽磁场的实验室，无磁场环境下海龟无固定游向。把海龟置于模拟地磁场中（用图简化示意），图中1为磁体N极，2 为磁体_____极。按科学家猜测，海龟应向____游动（选填“左”、“右”）；
②地磁场在缓慢变化。科学家每年记录海龟出生地筑巢地点移动的方向，并追踪地磁场的微小移动方向，发现______，现象符合猜测。
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．人工心脏泵
血液是人体输送氧气与营养的主要载体，心脏就像发动机，为这一输送提供了动力．医生给心脏疾病的患者做手术时，往往要用一种称为“人工心脏泵”的体外装置来代替心脏，以推动血液循环．如图甲是该装置的示意图，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上（相当于一个电磁铁），通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，从而带动活塞运动，活塞筒通过阀门与血管相通，阀门S1只能向外开启，S2只能向内开启．
手术时，还需要利用电磁血流计来检测血流速度和血流量（血流量指单位时间内通过血管横截面的血液体积），其示意图如图乙所示，使用时，将血管放置于两磁极之间，两金属电极a、b与血管壁接触，就会有微弱电流流过仪表显示出血流速度．
研究表明，血管内血流速度会随血管横截面积的变化而变化，且血液匀速通过血管时，受到的阻力与血液的流速成正比．当血管横截面积为正常值的n倍时，测得心脏主动脉血管内血液匀速流动的速度v与n的数值如下表所示．
n 1.00 0.90 0.80 0.75 0.60
v/m s-1 0.180 0.200 0.225 0.240 0.300
（1）甲图中，当线圈中的电流从A流向B时，活塞向 ______ （选填“左”或“右”）运动，血液从 _____ （选填“S1流出”或“S2流入”）．
（2）图乙电磁血流计中若仅调换两磁极的位置，则流过仪表电流的方向将 ________ （选填“不变”或“相反”），若某次测得血流速度为0.2m/s，血流量为10﹣4m3/s，则对应血管的横截面积为 ________ m2．
（3）若某人心脏主动脉血管的横截面积为正常值的0.7倍时，血管内血液匀速流动的速度应为 ________ m/s．
（4）当心脏主动脉血管的横截面积变化时，其内血液匀速流动，推动血液流动的功率P与下列哪一选项成正比？答 _______ ．
A．n B．n2 C． D．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】
分析图可知，图中将闭合回路的一部分导线放在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，这就是电磁感应现象，该过程将机械能转化为电能，人们利用这个原理制成了发电机，故A符合题意；BCD不符合题意。
故选A。
2．C
【详解】
A．奥斯特最早发现电流周围存在着磁场，故A不符合题意；
B．安培研究了电流周围的磁场，发现了安培定则，故B不符合题意；
C．最先发现电磁感应现象的物理学家是法拉第，故C符合题意；
D．焦耳发现了焦耳定律，故D不符合题意；
故选C。
3．D
【详解】
A.开关断开，磁体不动，ab快速运动，因为电路不是闭合的，指针不偏转，故A错误；
B.开关闭合，磁体不动，ab竖直上下运动，由于磁感线从N极指向S极，为竖直方向，导体不切割磁感线，所以不会产生感应电流，指针不偏转，故B错误；
C.开关闭合，磁体不动，ab水平向左快速移动，导体切割磁感线，所以会产生感应电流，指针偏转，故C错误；
D.磁体磁极对调，磁体静止后，开关闭合，ab水平向右快速运动，导体切割磁感线，所以会产生感应电流，指针偏转，故D正确。
故选D。
4．D
【详解】
当饭卡接触感应器时，线圈在磁场中做切割磁感线运动，线圈中有感应电流产生，线圈给芯片供电使芯片工作，这是电磁感应现象，线圈相当于电源，故D正确，ABC错误。
故选D。
5．B
【详解】
A．根据电磁感应现象可知，产生感应的电流的两个条件是闭合回路的部分导体，切割磁感线时，才会产生感应电流，故A正确，不符合题意；
B．改变电磁铁的线圈匝数，电流的大小未知，故不一定能改变电磁铁的磁性强弱，故B错误，符合题意；
C．电动机消耗电能，将电能转化为机械能，故C正确，不符合题意；
D．发电机是磁生电，是电磁感应现象，动圈式话筒工作原理将声信号转化为电信号，也是产生感应电流，故也是电磁感应现象，故D正确，不符合题意。
故选B。
6．A
【详解】
ABC．风力发电机是通过风机叶片的选装带动线圈在磁场中旋转，做切割磁感线运动，产生电能，是根据电磁感应原理制成的，故A正确，B错误，D错误；
D．风力发电，通过叶片的旋转产生电能，是将机械能转化为电能，故C错误。
故选A。
7．B
【详解】
发电机的制作原理是电磁感应现象；
A．电铃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 A 错误。
B．动圈式话筒和发电机原理相同，都是根据电磁感应现象工作的，故 B 正确。
C．动圈式扬声器和电动机原理相同，工作原理是通电导体在磁场中受力而运动，故 C 错误。
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 错误。
故选B。
8．B
【详解】
A．图中是奥斯特实验，说明通电直导线周围存在磁场，这种现象叫电流的磁效应。故A不符合题意；
B．图中是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；给手机充电时受电线圈靠近磁场就会产生电流，也是利用电磁感应原理工作的。故B符合题意；
C．图中开关闭合后，磁铁中的通电金属杆会运动，说明通电导体受到磁场力的作用。故C不符合题意；
D．图中开关闭合后，小磁针发生偏转，螺线管就有了磁性，说明通电螺线管周围存在磁场。故D不符合题意。
故选B。
9．D
【详解】
当磁卡在电磁感应线圈附近刷过时，会在线圈内产生感应电流，刷卡是利用了电磁感应。
A．电磁继电器是利用电磁铁来工作的，电磁铁利用的是电流的磁效应，故A不符合题意；
B．如图是电动机的原理图，电动机的原理是磁场对电流有力的作用，故B不符合题意；
C．如图有电流通过导体时，磁针会发生偏转，表明通电导体周围有磁场，是电流的磁效应，故C不符合题意；
D．如图是法拉第电磁感应实验原理图，发电机就是利用该原理，利用电磁感应现象，将机械能转化为电能。故D符合题意。
故选D。
10．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。
11． 电磁感应 220
【详解】
[1]根据对发电机知识的了解，可知发电机原理是电磁感应现象。
[2]由书本知识可知，家庭电路的电压是220V。
12． 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。
13． 奥斯特 发电机
【详解】
[1]奥斯特通过实验发现通电导线周围存在磁场，说明电流具有磁效应。
[2]法拉第通过电磁感应现象的实验发现磁能生电，从而利用该原理制成了发电机，使人类进入到了电气化时代。
14． 电磁感应 发电机 电能 右 电流
【详解】
（1）[1][2][3]在磁场中，铜棒ab左右运动时，做切割磁感线运动产生感应电流，电流表指针也来回摆动，这种现象叫做电磁感应现象，同时说明了机械能可以转化为电能，人们根据这个原理制成了发电机。
（2）[4][5]用一节干电池替换了装置中的电流表，电路接通后，铜棒ab中有电流通过，通电导体在磁场中会受到力的作用，铜棒ab会向左摆动。当对调电池的正负极，通过铜棒ab的电流方向发生改变，铜棒ab会向右摆动，说明导体受到力的方向改变，即通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关。
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． D 见解析
【详解】
[1][2]A．图中是奥斯特实验，说明了电流周围存在磁场，故A正确，不符合题意；
B．图中是一个串联电路，电流处处相等，而线圈匝数不同，吸引大头针的根数不同，则说明磁性强弱不同，这是演示电磁铁中线圈匝数的多少，与磁性强弱的关系的实验装置，故B正确，不符合题意；
C．图中是说明通电导体在磁场中受到力的作用而运动，是电动机的原理，故C正确，不符合题意；
D．图中是研究电磁感应现象的实验装置，是发电机的原理，实验中将机械能转化为电能，故D错误，符合题意。
故选D。
17． C S 左 海龟筑巢地点的移动方向与地磁场的微小移动方向一致
【详解】
(1)[1]A．图中导线水平南北放置，水平向东运动时，不切割磁感线，所以不会产生感应电流，不符合题意。
B．图中导线水平南北放置，竖直向上运动时，不切割磁感线，所以不会产生感应电流，不符合题意。
C．图中导线水平东西放置，竖直向下运动时，切割磁感线，所以会产生感应电流，符合题意。
D．图中导线水平东西放置，水平向北运动时，不切割磁感线，所以不会产生感应电流，不符合题意。
故选C。
(2)①[2]读图2可知，用右手握住螺线管，使四指指向电流的方向，则大拇指所指的右端为N极，则左端，即图中的2为螺线管的S极。
[3]由于N极是指向地理的南极，海龟在春季是利用地磁场向南返回出生地，所以海龟会向左游动。
②[4]由研究结果可以看出，海龟筑巢地点的移动方向与地磁场的微小移动方向一致，这一现象符合最初的猜想。
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． 左 S2流入 相反 5×10﹣4m2 0.257 D
【详解】
第一空．甲图中，当线圈中的电流从A流向B时，线圈中电流方向正面向上，背面向下，根据安培定则可知，线圈右端为N极，左端为S极．根据磁极间的相互作用规律可知，此时活塞向左运动．
第二空．由图甲可看出，当活塞向左运动时，活塞筒内空间扩大，压强减小，血管内的血液要流进活塞筒．但由于阀门S1只能向外开启、S2只能向内开启，所以阀门S1关闭、S2打开，血液从S2流入．
第三空．图乙中，电极a和b、血管中血液、导线、仪表等构成闭合电路，血液流动时在磁场中做切割磁感线运动，所以电路中会产生微弱电流，从而仪表有示数，该装置原理为电磁感应．因产生的感应电流方向与磁场方向和导体切割磁感线运动方向有关，若仅调换两磁极的位置，血液流动方向不变，改变了磁场方向，则流过仪表电流的方向将相反．
第四空．若某次测得血流速度为0.2m/s，血流量为10﹣4m3/s．设时间为1s，则血液流过的距离为h=0.2m，血液流过的体积为V=10﹣4m3．将血管看作圆柱体，所以对应血管的横截面积为：
S===5×10﹣4 m2．
第五空．由表中数据可知，每组数据的n与v的乘积都为0.18（m/s），则说明v与n成反比例关系．设v=，则k=0.18（m/s）．当血管的横截面积为正常值的0.7倍时，即n=0.7时，血管内血液匀速流动的速度为：
v===0.257m/s．
第六空．因血液匀速通过血管时受到的阻力f与血液的流速v成正比，则设f=k′v．又因血液匀速流动时动力F等于阻力f，且v=，则：
P=Fv=fv= k′v =k′ =，
因k′、k都为定值，则也为定值，所以由P=可知，功率P与成正比．故D正确．
答案第1页，共2页
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