苏科版九年级下册16.5电磁感应发电机 同步练习（有解析）

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．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
3．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
4．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
5．在初中物理教科书中，我们已经认识了不少科学家，他们在物理学的发展过程中作出了杰出的贡献。下面列举了四位科学家和他们的重要成果，其中错误的是（　　）
A．安培：研究并总结出电流跟电压和电阻的关系
B．法拉第：重要贡献是磁生电，即电磁感应现象的发现
C．奥斯特：发现了电流的周围存在磁场
D．焦耳：通过实验研究出电流热效应规律
6．下列电器在正常工作过程中，机械能转化为电能的是（　　）
A．电动机 B．发电机 C．电饭锅 D．电烙铁
7．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
8．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
9．如图所示，现代武器中的新型电磁炮是利用电磁技术制成的，具有速度大、命中率高的特点，其原理是磁场对通电导体有力的作用。下图中与此原理相同的是（　　）
A．发电机
B．电磁起重机
C．磁悬浮列车
D．自制电动机
10．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
11．如图所示，闭合导线框abcd的一部分处于磁场中，将导线框沿图示方向拉出过程中，则（　　）
A．在此过程中，电能转化为机械能
B．导线框中不会产生感应电流，因为回路中没有电源
C．导线框中会产生感应电流，整个导线框都是电源
D．导线框中会产生感应电流，导线ab段相当于电源
12．图甲是灵敏电流计，图乙是其内部结构示意图。实验时，当有电流通过灵敏电流计，其指针就会发生偏转。下图中能反映其工作原理的是（　　）
A． B．
C． D．
二、填空题
13．实际生活中的大型发电机由于电压很高，电流很强，一般都采用______不动，______旋转的方式来发电，而且磁场是用电磁铁代替的。
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．高铁列车给人们的出行带来了便利，如图所示。列车车厢内座椅下方的插座方便旅客充电，插座间的连接方式是______联；列车采用了“再生电制动”技术，即在制动时，列车仍会向前运动一段距离，带动发电机发电，发电机的工作原理是______现象。
16．一次探究活动中，小明把一个正在发光的灯泡放到U形磁体中间，惊讶地发现了灯丝在晃动（如图所示），其中“灯丝晃动”的原因是_________，其原理与__________（选填“手摇发电机”或“电风扇”）的工作原理是一致的。
三、综合题
17．如图中叶片转动时，电动机发电使LED小灯发光电梯运行有时也会发电，产生的电能一般通过电阻发热而消耗掉．如图中电梯安装的电能回收装置，能将产生的电能回收利用．已知电梯空载时轿厢的质量比配重的小且钢缆的质量可忽略不计．
如图发电的原理是 ______ ；当如图轿厢处于空载 ______选填“上行”或“下行”时，电梯将会发电；
如图中电梯在空载匀速下行的某段时间内，电机消耗的电能，其转化为电梯机械能的效率 ，配重的重力势能增加了J.则此段时间内，配重的动能 ______选填“增加”“减小”或“不变”，并求出轿厢重力势能的变化量______ ；
若镇江拥有电梯数台，每台电梯平均每天消耗的电能，在全部安装了电能回收装置后，可节约 的电能．则这些电梯每天节约的电能相当于完全燃烧多少千克煤所放出的热量 _____ ？煤的热值取．
18．（1）如图，是号称”绿色节能“的路面减速装置，当车辆驶过减速装置时，该装置会发电．
这种高科技的“夜间交警”在帮助车辆减速的同时还能为交通指示起到供能作用．这些在斜坡上的减速装置是由一种与路面齐平的垫板构成，在垫板里面有一系列类似于感应嵌板的物体．当有车辆经过路面时，路面下活动的嵌齿会是嵌板上下浮动，从而像一个小型发电机一样产生电能．据估计，足够稳定的车流量将会使节能装置的发电功率达到10kW．
①该装置的原理是 _____；它工作过程中能量的转化关系是把机械能转化成 _____．
②该装置在足够稳定的车流量的情况下，工作8小时的发电量是多少度？ _____
③如果该装置在足够稳定的车流量的情况下，工作8小时所获得的机械能是1.44×109J，则该装置的发电效率是多少？ _____
（2）2000年8月12日，被号称世界“吨位最大、武备最强”的俄罗斯“库尔斯克号”核潜艇在巴伦支海域参加军事演习时遇难，引起国际社会的普遍关注，对核潜艇的救援与打捞提出了许多方案．（海水密度近似取ρ=1.0×103kg/m3．g取10N/kg）
①救援方案之一，按海难救援国际惯例，让潜水员从海面潜到遇难核潜艇，打开紧急逃生舱盖．8月19日晚，挪威潜水员用时10分钟从海面下潜到深106米的核潜艇处，打开了紧急逃生舱盖．求潜水员下潜时的平均速度是多少米/分钟？ _____
②若舱盖面积S=0.5m2，则海水对舱盖的压力F约为多大？ _____
③打捞方案之一，在潜艇周围缠满可充气的负载量大的浮力袋，用增大浮力的办法打捞．已知潜艇的质量m=1.4×107kg，若每只浮力袋充气后的体积V0=10m3，请估计需用这种浮力袋多少只： _____[提示：由于只是估算，所以粗略计算需用浮力袋的只数时，可以忽略充气浮力袋的重力和核潜艇排开水的重力，而近似认为是充气浮力袋所受的浮力来托起核潜艇的重力]
④试分析浮力袋充气后，核潜艇在水中的运动情况． _____
19．如图甲是内蒙古草原上一处风力发电场，风力发电是利用风能这一可再生清洁能源来发电，风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成，每片风叶质量为6t，长为40m。
（1）风机叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面空气流速不同产生压强差，而受到向___________ （上/下）的力使风叶旋转。
（2）风机叶片产生的动力通过传动系统传递给发电机，利用___________原理，实现机械能转化为电能。
（3）在一定风速范围内，一台风力发电机的输出功率与风速的关系如表所示，对表格进行分析，发现该风机1s内获得的能量与风速的定量关系是___________（用文字叙述）
（4）当风速为10m/s 时，一台风力发电机工作1s所产生的电能可供1只“220V 100W”电灯正常工作大约80s，风机发电的效率大约是多少___________ ？
平均风速（m/s） 5 10 15 20
1s内获得的能量（×104J） 1 8 27 64
20．请阅读《潮汐发电》，回答题。
潮汐发电
在海湾或有潮汐的河口，可见到海水或江水每天有两次的涨落现象，早上的称为潮，晚上的称为汐。潮汐现象主要是由月球、太阳的引潮力以及地球自转效应所造成。涨潮时，大量海水汹涌而来，水位逐渐升高；落潮时，海水奔腾而去，水位陆续下降。每天海水涨潮、退潮各两次，涨潮与退潮一般间隔 6小时。海水在运动时所具有的动能和势能统称为潮汐能。潮汐是一种蕴藏量极大、取之不尽、用之不竭、不需开 采和运输、洁净无污染的新型能源。
潮汐能的主要利用方式是潮汐发电。潮汐发电是水力发电的一种。在有条件的海湾或有潮汐的河口建筑堤坝、闸门和厂房，围成水库，水库水位与外海潮位之间形成一定的潮差，从而可驱动水轮发电机组发电。如图所示是潮汐发电的原理图。与普通的水利发电的不同在于海水与河水相比，海水落差不大，但流量较大，并且呈间歇性。
潮汐电站一般有三种类型，“单库双向型”就是其中之一，即用一个水库，涨潮与落潮时均可发电，只是 在水库内外水位相同的平潮时不能发电。位于我国浙江省的江厦潮汐电站就是一个单库双向型电站，建成于 1980 年 5 月，总装机容量为 3200kW，年发电量约为 ，为世界第三大潮汐发电站。
请根据上述材料，回答下列问题：
(1)潮汐发电是利用______原理制成发电机来发电的，发电过程中把海水的______能转化为电能。
(2)潮汐能属于______能源。（选填“可再生”或“不可再生”）
(3)一户人家一年用电总量为，我国浙江省的江厦潮汐电站一年发电量可供多少户人家一年的用电______？（写出计算过程）
21．风力发电
风是地球上的一种自然现象，它是由太阳辐射引起的．太阳照射到地球表面，地球表面各处受热不同，产生温差，从而引起大气的对流运动形成风．风能是空气的动能，风能的大小决定于风速和空气的密度．
风能作为一种新型清洁能源，属于一次能源．风力发电首先是利用风力带动风车叶片旋转，把风的动能转化为风轮的机械能，风轮带动发电机发电，将风轮的机械能转化为电能．
在生活生产中有着广泛的应用：
⒈新型便携式高效小型风力发电机，将风力发电从兆瓦级向便携式垂直延伸，其功率最小缩到了5W，重量缩小到了1KG！广泛适用于军事活动、教育科研、野外探险、旅游业、风光互补路灯、庭院灯、景观灯等领域．
⒉2002年底至今，MUCE先后在部队安装了60多套垂直轴风力发电机和风光互补系统，为稳定国防，做出了不朽的贡献！
⒊上世纪九十年代，我国的独立电源系统主要采用水平轴风力发电站和太阳能光伏系统来供应电力，主要应用于通信基站、边防哨所、海岛部队等特殊场合，主要是面向部队的一套后勤保障系统．
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）下列表述中正确的是_______
A．风力发电是将电能转化为机械能 B．风能是不可再生能源
C．风力发电会对环境造成污染 D．风力发电机的工作原理是电磁感应
（2）2008年1月2日河南省第一个风力发电机组在三门峡落成，发电机组连同底座共重80t．中间的钢柱高61.5米．底部直径4米与主机连在一起的三片“风叶”，每片长37.5米．面积约为20平方米，发电机底座对地面的压强为________pa（g=10N/Kg）
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．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。
3．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。
4．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。
5．A
【详解】
A．欧姆研究并总结出电流跟电压和电阻的关系，得出欧姆定律，故A错误，符合题意；
B．在奥斯特发现电生磁的基础上，法拉第发现了磁生电，即电磁感应现象，故B正确，不符合题意；
C．奥斯特最早发现了电与磁之间的联系，即电流的磁效应，故C正确，不符合题意；
D．焦耳最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，得出焦耳定律，故D正确，不符合题意。
故选A。
6．B
【详解】
A．电动机在工作时，消耗电能使线圈转动，将电能转化为机械能，故A不符合题意；
B．发电机是利用电磁感应现象工作的，通过线圈转动切割磁感线来获得电能，所以是将机械能转化为电能，故B符合题意；
C．电饭锅工作时，将电能转化为内能，故C不符合题意；
D．电烙铁在工作时，将电能转化为内能，故D不符合题意。
故选B。
7．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。
8．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。
9．D
【详解】
A．发电机是利用电磁感应现象，将机械能转化为电能，故A不符合题意；
B．电磁起重机是利用电流的磁效应，属于电生磁，故B不符合题意；
C．磁悬浮列车是利用同名磁极相互排斥的原理，让列车与轨道脱离接触，减小摩擦力，故C不符合题意；
D．电动机是通电导体在磁场中受而转动的原理工作的，利用了磁场对通电导体有力的作用，故D符合题意。
故选D。
10．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。
11．D
【详解】
A．向外拉的过程中，消耗机械能，同时导线切割磁感线产生电能，所以是机械能转化为电能，故A不符合题意；
BCD．产生感应电流需要两个条件一个是闭合回路，一个是切割磁感线，图中所示导线框为闭合回路，往外拉的过程中，闭合回路中的ab部分切割磁感线，所以会产生感应电流，且导线ab相当于电源，故BC不符合题意，D符合题意。
故选D。
12．A
【详解】
灵敏电流计是根据通电导体在磁场中受到力的作用制成的。
A．图中有电源、金属棒和磁体，闭合开关，金属棒会运动，说明通电导体在磁场中受到力的作用，故A符合题意；
B．导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，研究电磁感应现象，故B不符合题意；
C．闭合开关，灯泡发光，利用电流的热效应，故C不符合题意；
D．图中是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，故D不符合题意。
故选A。
13． 线圈 磁极
略
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． 并 电磁感应
【详解】
[1]车厢内座椅下方的各个插座互不影响，是并联的。
[2]列车制动时带动发电机发电，发电机将机械能转化为电能，是利用电磁感应原理工作的。
16． 通电导体在磁场中受到力的作用 电风扇
【详解】
[1]通电的灯丝在U形磁体中发生了晃动，这表明通电导体在磁场中受到力的作用。
[2]手摇发电机利用的是电磁感应现象；电风扇通电后，线圈在磁场中受到力的作用，与灯丝晃动的原理是相同的。
17． 电磁感应现象 上行 不变 9000kg．
【详解】
发电机是利用电磁感应现象制成的，将机械能转化为电能；
由图知轿厢处于空载上行时，配重下降做功，将机械能转化为电能，电梯将会发电；
电梯在空载匀速下行时，质量不变，速度不变，所以动能不变；
在此过程中，消耗了电能，转化为电梯的机械能的效率为，则为电梯有效利用的能力是，电梯的配重和轿厢组成一个整体，能量守恒，配重的重力势能增加了，轿厢重力势能的变化为；
则
，
变形得：
；
每天回收的电能：
；
由得燃烧煤的质量：
．
【点睛】
重点是电磁感应现象的应用、热量的计算和能量的相互转化，其中第二问有一定的难度，要能从能量守恒进行理解，即轿厢下行时，重力做的功（减小的势能）加上电能做的功等于配重增加的重力势能．
18． 电磁感应现象 电能 80度 20% 10.6m/min 5.3×105N 1.4×103只 根据提示，忽略了充气浮力袋的重力和核潜艇排开水的重力，所以浮力袋充气后，所受的总浮力大于总重力，因此，核潜艇会加速上升
【详解】
解：（1）①该装置是一个小型发电机，其原理是：电磁感应现象．把机械能转化为电能． 故答案为电磁感应；电能 ②工作8小时的发电量W电=Pt=10kW×8h=80kWh=80度 答：工作8小时的发电量为80度 ③W电=80kWh=80×3.6×106J=2.88×108J 该装置的发电效率η=×100%=×100%=20% 答：该装置的发电效率为20%． （2）①潜水员下潜时的平均速度v==10.6m/min 答：潜水员下潜时的平均速度为10.6m/min． ②海水对舱盖的压强P=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×106m=1.06×106Pa 海水对舱盖的压力F=PS=1.06×106Pa×0.5m2=5.3×105N 答：海水对舱盖的压力为5.3×105N． ③根据提示，可以知道F浮=G潜即：ρ水gV总=m潜g 所以，V总==1.4×104m3浮力袋的个数n==1.4×103只 答：需要浮力袋的个数位1.4×103只． ④根据提示，忽略了充气浮力袋的重力和核潜艇排开水的重力，所以浮力袋充气后，所受的总浮力大于总重力，因此，核潜艇会加速上升．
此题主要考查的是熟练运用公式进行相应的计算，本题涉及到的计算有：电能的计算、发电效率的计算、速度的计算、压强和压力的计算、浮力的有关计算等，考查的知识点比较全面，是中考的常见题型．
19． 上 电磁感应 1s内风机获得的能量与风速的三次方成正比 10%
【详解】
（1）[1]由乙图知，叶片的上面是突出的弧形，下面是平面，空气流过时，上面空气流速大于下面空气流速，上面压强小于下面压强，叶片受到向上的力。
（2）[2]发电机是通过运动产生电能，即是利用电磁感应现象的原理制成的，故是将机械能转化为电能的装置。
（3）[3]由表格数据知，风速增大为原来的2倍，风能增大为原来的23倍，风速增大为原来的3倍，风能增大为原来的33倍…，所以1s内风机获得的能量与风速的三次方成正比。
（4）[4]根据题意可知，当风速为10m/s时，W总=8×104J，当v= 10m/s时
W有=Pt= 100W×80s=8×103J
风机发电的效率
20． 电磁感应现象 机械 可再生 5000
【详解】
(1)[1]潮汐发电是利用电磁感应现象原理制成发电机来发电的。
[2]发电过程中把海水的机械能转化为电能。
(2)[3]潮汐能属于可再生能源。
(3)[4]年发电量约为 ，潮汐电站一年发电量可供家庭一年的用电的户数为
21． D 6.37×104
【详解】
（1）风力发电是将风能即机械能通过电磁感应现象转化为电能，故A错误；可以从自然界源源不断地得到的能源称之为可再生能源；一旦消耗就很难再生的能源称之为不可再生能源．而风能是由大气的流动形成的，永不会消失，故风能为可再生能源，故B错误；风力发电是直接将气体的流动转化为电能，不会产生任何污染，故C错误；任何发电机都应用电磁感应现象，将机械能转化的电能，故只有D正确；
（2）根据题意知道，发电机底座对地面的压力是：F=G=mg=80×103 kg×10N/kg=8×105 N，底座的面积是：S=πr2 =3.14×（2m）2 =12.56m2，发电机组对地面的压强是：p=F/S=8×105N/12.56m2≈6.37×104 Pa．
点睛：本题考查的是发电机的原理和能量的转化以及能源的分类、压强公式的应用，解题的关键是从题干中获取有用的信息，难度不大．
答案第1页，共2页
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