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．如图为小明给爷爷买的一个环保型手电筒。筒内有一个能滑动的圆柱形磁铁，外圈套着一个线圈。只要将手电筒沿图中箭头方向来回摇动，手电筒的小灯就能发光。下列与此手电筒工作原理相同的是（　　）
A． B． C． D．
2．如图中能反映动圈式扬声器工作原理的是（　　）
A． B． C． D．
3．含有金属线圈的门禁卡靠近周围有磁场的读卡器，就会在门禁卡工作电路中产生电流。下列选项中与这一工作原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
4．对如图所示的实例或实验解释正确的是（　　）
A．图中多个大功率用电器同时使用一个插线板不会有安全隐患
B．图中人站在绝缘板上，双手同时握住火线和零线不会触电
C．图中可用来演示电磁铁磁性强弱与电流大小的关系
D．图中可用来演示发电机原理
5．一种山地自行车行驶时，车轮带动电机的线圈转动，车灯就能发光，而且自行车行驶得越快，车灯就越亮。下列四幅图中能说明该电机工作原理的是（　　）
A． B． C． D．
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．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．下列物理知识与相关实例的对应中，不正确的是（　　）
A．同种电荷相互排斥——验电器 B．电流热效应——电热水壶
C．电流磁效应——电磁铁 D．电磁感应——电动机
9．有一种佩戴在手腕上的“计步器”，其构造是在一段塑料管中密封一小块磁铁，管外缠绕着线圈。运动时，磁铁在管中反复运动，线圈的输出电流随之不停地变化，显示出运动步数。“计步器”的基本原理与下列哪幅图相同（　　）
A． 电磁起重器
B． 司南
C． 话筒
D． 扬声器
10．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．
二、填空题
11．1831年，英国科学家_______最先通过实验发现了电磁感应现象，进一步揭示了电与磁之间的联系。根据电磁感应现象制成的发电机在工作时将机械能转化为_______能。
12．如图所示，当导体ab在磁场中左右运动时，灵敏电流计指针会发生左右摆动。这个现象是科学家 ______于1831年发现的，利用此现象可以制成 ______（选填“电动机”或“发电机”）。
13．1831年，英国科学家_________最先通过实验发现了电磁感应现象，运用该原理可以制成“发电单车”，单车行驶时线圈在磁场中转动发电，将_________能转化为电能。
14．如图所示，用漆包线绕成矩形线圈，将线圈两端的导线拉直并用刀将漆全部刮掉，作为转动轴。将线圈放在金属支架上，它的下面放一块小磁体。用纸做一个小风车固定在转动轴上，将装置与小量程的电流表相连，让电流表、线圈和导线构成通路。现使小风车转动，可观察到______，从而说明电路中有电流产生。若将电流表换成干电池接入电路，线圈_______选填“能”或“不能”）持续转动，原因是______
15．如图所示，将导体ab用两根绝缘细线悬挂起来，使ab水平置于蹄形磁体的磁场中，导体ab的两端与开关和虚线框中的某一元件相连，组成了闭合回路。在虚线框中若连接______（填写实验器材名称）可研究电磁感应现象。在虚线框中若连接______（填写实验器材名称）可研究磁场对通电导体的作用。
三、综合题
16．（1）将缝衣针磁化后，与其它器材组成指南针，当它静止下来后针尖指南，如图甲，则针尖是指南针的_____极，请在图中标出地磁场的磁感线方向___。
（2）图乙电动机及其剖面图，（“”表示导线电流垂直纸面向内，例如ab段“”表示电流方向从a到b，表示“电流”方向垂直纸面向外），请参照图乙，在图丙的剖面图中标出ab边受力方向______。
（3）如图丁，导线与能测微弱电流的电流表组成闭合电路，要使电流表指针摆动，这根导线需如何运动，请在图丁“”用箭头标示它的运动方向__________。
17．如图是科技小组的同学利用电磁转换的知识制作的“电能无线传输”装置的示意图。图中送电线圈利用电流线圈产生磁场，受电线圈利用磁场产生电流。受电线圈正对并靠近送电线圈可以产生电流，使灯泡发光，实现电能的无线传输。
（1）送电线圈是利用电流的_______效应工作的，这个现象是由丹麦物理学家_______最先发现的；
（2）受电线圈产生电流的原理是______，与之原理相同的是_______（选填“电动机”或“发电机”）；
（3）受电线圈中电流大小可以通过灯泡___________来反映；
（4）在图中的电源、调节装置和送电线圈不改变的情况下，该小组同学想探究影响受电线圈两端电压大小的因素，猜想它可能与受电线圈的匝数、直径及两线圈之间的距离有关。通过查阅资料，他们了解到受电线圈两端电压与线圈匝数的关系。接着，他们用相同材质的漆包线绕制了多个匝数相同直径不同的受电线圈，对其余两个猜想进行探究（送电线圈直径为70.0mm）。实验数据如下表：
实验次数 受电线圈的直径D/mm 两线圈之间的距离d/mm 受电线圈两端的电压U/V
1 70.0 22.0 8.6
2 70.0 11.0 14.1
3 70.0 5.5 20.5
4 145.0 5.5 10.3
5 105.0 5.5 16.9
6 45.0 5.5 13.9
7 32.0 5.5 5.4
①分析___________三次实验数据可初步得出结论：在受电线圈的直径和匝数相同时，两线圈之间的距离越小，受电线圈两端的电压越大；
②分析3、4、5、6、7五次实验数据可初步得出结论：在两线圈之间的距离和受电线圈的匝数相同的情况下，受电线圈直径增大时，其两端电压___________。
（5）通过实验，小组同学发现电能无线传输存在传输距离___________的缺点。尽管如此，电能无线传输技术仍然有着广阔的应用前景，如部分手机和电动牙刷的无线充电装置已经采用了该技术。
18．“重力电灯”是一种依靠重力做功产生电能的环保型电源，如图，在使用过程中，首先由人将沙袋举高，使人的生物能转化为沙袋的重力势能，然后沙袋通过减速器匀速下落带动发电机发电，点亮灯泡。
（1）发电机是“重力电灯”的核心部件之一，发电机的线圈在磁场中_______磁感线产生电流，这种电流是电____（选填“直流”或“交流”）。发电的过程属于____（选填“电生磁”或“磁生电”），这个过程将__能转化为电能。
（2）“重力电灯”灯泡的额定功率为1W，额定电压为2V，则该灯泡正常工作时电流为_________A，它工作_______ h消耗0.01度的电能。
（3）将一个重为400N的沙袋举高1.8m后从静止开始释放至落地，重力做功___J，调节减速器，让沙袋匀速下落，且沙袋下落过程中重力势能减小量的80%转化为灯泡的电能，此时发电机的输出电压恰为灯泡的额定电压，则一次举高沙袋能让额定功率为1W灯泡正常发光____s。此时沙袋通过减速器匀速下落的速度为_____m/s。
19．阅读短文，回答问题。
环保混合动力汽车
我国自主研制生产的一种环保混合动力汽车，启动时，内然机并不工作，蓄电池通过某种方式向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，也可以同时给蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机和蓄电池还可以同时向车轮输送能量。测试人员驾驶该车在平直公路上匀速行驶，观察仪表盘，发现这段时间内汽车内燃机消耗燃油，车速为，蓄电池组储存的能量由最大值的增加到最大值。这种汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示，蓄电池组的部分参数如下表所示。
输出电压 300
额定功率 25
最大容量 30
质量 320
(1)电机充当发电机时，它是利用什么原理发电的________
A．电磁感应现象 B．磁场对电流的作用
C．直线电流周围存在磁场 D．通电螺线管周围存在磁场
(2)测试过程中，完全燃烧这些燃油产生的热量为________J。（热值）
(3)测试过程中，汽车的牵引力所做的功是_________J。
(4)内燃机不工作时，这种汽车_______（填“能”或“不能”保持的速度匀速行驶。
(5)测试过程中汽车的能量转化效率为__________。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
A．手摇电筒是利用电磁感应现象制成的，磁铁在线圈中来回运动，使线圈切割磁感线，从而产生了感应电流，使小灯泡发光；而奥斯特实验证明通电导体周围存在磁场。与手摇电筒的制成原理无关，故A错误；
B．此图反映了通电线圈在磁场中受到力转动，与手摇电筒的制成原理无关，故B错误；
C．此图反映了电流的磁效应，通电螺线管通电后具有磁性，与手摇电筒的制成原理无关，故C错误；
D．图中导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生了感应电流（可以从电流计指针发生偏转来体现），这是电磁感应现象，与手摇电筒的制成原理相符合，故D正确。
故选D。
2．D
【详解】
扬声器是利用通电线圈在磁场中要受到力的作用工作的。
A．该图是探究电磁感应原理，即闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动，产生感应电流的现象；故A不符合题意；
B．该图是奥斯特实验，该图中的实验现象说明通电导体周围存在着磁场，故B不符合题意；
C．该图中两个电磁铁串联，通过它们的电流相等，线圈匝数不同，探究电磁铁磁性强弱与匝数的关系，故C不符合题意；
D．该图中有电源、磁体、导轨和金属棒，闭合开关，金属棒会发生运动，探究通电导体在磁场中受力的作用，故D符合题意。
故选D。
3．D
【详解】
含有金属线圈的门禁卡靠近周围有磁场的读卡器，就会在门禁卡工作电路中产生电流，门禁卡切割磁感线产生感应电流，是电磁感应现象。
A．A图是通电导线的周围存在磁场，是奥斯特实验的原理图，故A不符合题意；
B．B图是通电导线在磁场中受力的作用，与电动机的工作原理图相同，故B不符合题意；
C．C图是通电线圈在磁场中受力的作用，与电动机的工作原理图相同，故C不符合题意；
D．D图是闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流，是电磁感应现象，故D符合题意。
故选D。
4．D
【详解】
A．图中多个大功率用电器同时使用一个插线板会造成电流过大，存在安全隐患，故A错误；
B．图中人站在绝缘板上，双手同时握住火线和零线会造成双线触电，故B错误；
C．图中可用来演示通电导体在磁场中受力，不是电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，故C错误；
D．图中闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线，导体中产生感应电流，这是电磁感应现象，是发电机的原理，故D正确。
故选D。
5．C
【详解】
由题意知，车灯能发光是线圈在做切割磁感线时产生电流，即是发电机的工作过程。
A．验电器是利用同种电荷相互排斥工作的，故A不符合题意；
B．图示实验说明电流周围存在着磁场，故B不符合题意；
C．图示实验是电磁感应现象，发电机的工作原理图，故C符合题意；
D．图示实验是通电导体在磁场中受到力的作用，是电动机的工作原理，故D不符合题意。
故选C。
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．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．D
【详解】
A．验电器的原理就是验电器的金属箔片带了同种电荷互相排斥而张开，故A正确，不符合题意；
B．电热水壶利用电流的热效应在工作时将消耗的电能全部转化为内能，故B正确，不符合题意；
C．电磁铁通电有磁性，断电无磁性，就是利用了电流的磁效应，故C正确，不符合题意；
D．电磁感应是把机械能转化为电能，以它为原理的应用是发电机，故D错误，符合题意。
故选D。
9．C
【详解】
由题意可知，计步器在工作时，磁铁在管中反复运动，线圈的输出电流随之不停地变化，显示出运动步数，其工作原理是电磁感应。
A．电磁起重器利用了电流的磁效应原理，故A不符合题意；
B．司南是利用了磁体受地磁场作用指向南北的原理，故B不符合题意；
C．话筒利用了电磁感应原理，故C符合题意；
D．扬声器利用了通电线圈在磁场中受力的原理，故D不符合题意。
故选C。
10．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。
11． 法拉第 电
【详解】
[1]闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生电流，这就是电磁感应现象，该现象最早由英国科学家法拉第发现。
[2]发电机的原理是电磁感应现象，线圈在磁场中转动消耗机械能，产生电能，所以发电机将机械能转化为电能。
12． 法拉第 发电机
【详解】
[1][2]当导体ab在磁场中左右运动时，灵敏电流计指针会发生左右摆动，属于电磁感应现象，是科学家法拉第发现的，发电机就是根据这一原理制成的。
13． 法拉第 机械
【详解】
[1]闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流，这种现象叫电磁感应现象，1831年，英国科学家法拉第发现了电磁感应现象。
[2]“发电单车”是根据电磁感应现象制成的，单车行驶时线圈在磁场中转动发电，消耗机械能，产生电能，将机械能转化为电能。
14． 电流表指针偏转 不能 见解析
【详解】
[1]图中线圈、导线和电流表组成闭合电路，线圈处在磁场中，风吹风车带动线圈转动切割磁感线从而产生感应电流，因此电流表指针会发生偏转。
[2][3]若将图中电流表换成干电池，则无风吹时，由于通电线圈处在磁场中故而受力转动，但线圈转动至平衡位置因线圈两端的绝缘漆全部刮掉，无法改变线圈中的电流从而不能持续转动下去。
15． 电流表（或灵敏电流计） 电源
【详解】
[1]若接入电流表、灵敏电流计，电路中无电源，闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，可以探究电磁感应现象，与发电机的原理相同。
[2]若接入电源，通电导体在磁场中会受到力的作用，可以探究磁场对电流的作用，与电动机的原理相同。
16． S极
【详解】
(1)[1]缝衣针磁化后可以看作为小磁针，静止时N极应指向地磁南极（即地理北极），所以针尖是小磁针的S极；
[2]磁感线从地磁北极出发，指向地磁南极，且小磁针静止时N极的指向与经过该点的磁感线方向一致，故作图如下：
；
(2)[3]通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关，由乙丙图知道，乙图中的cd的位置与丙图中的ab的位置是相同的，磁场相同，电流方向也相反，故ab受力方向向下，受力方向如图：
；
(3)[4]磁感线有N极指向S极，导线要切割磁感线才能产生感应电流，所以导线需要竖直向上或竖直向下运动，如图所示：
17． 磁 奥斯特 电磁感应 发电机 亮度（或两端的电压大小） 1、2、3 先增大后减小 小
【详解】
（1）[1][2]由题干材料知道，图中送电线圈利用电流产生磁场，是电流磁效应，这个现象是由丹麦物理学家奥斯特最先发现的。
（2）[3][4]受电线圈正对并靠近送电线圈可以产生电流，这是由于运动产生电流是电磁感应，发电机的工作原理也是电磁感应，故原理和发电机原理相同。
（3）[5]在灯泡的电阻不变时，根据U=IR，电流越大，电压表示数越大；根据P=I2R，电流越大，灯泡的功率越大，灯泡越亮，所以受电线圈中电流大小可以通过灯泡亮度或灯泡两端电压来判断。
（4）①[6] 1、2、3实验的受电线圈直径相同，线圈匝数相同，两线圈距离逐渐减小，受电线圈两端的电压不断增大。
② [7]3、4、5、6、7五次实验线圈匝数相同，两线圈之间距离相等，受电线圈直径不断增大时，受电线圈两端的电压先增大后减小。
（5）[8]由于从实验数据知道，在受电线圈的直径和匝数相同时，两线圈之间的距离越小，受电线圈两端的电压越大，当两线圈距离增大时，受电线圈两端的电压会减小，所以，电能无线传输存在传输距离小的缺点。
18． 切割 交流 磁生电 机械 0.5 10 720 576 3.125×10﹣3
【详解】
（1）[1][2][3][4]发电机的线圈在磁场中切割磁感线产生电流，由于没有换向器，故这种电流是交流电；发电的过程属于磁生电，这个过程消耗了机械能，得到了电能，将机械能转化为电能；
（2）[5]由P=UI可得，灯泡正常工作时的电流
[6]根据W=Pt可得，消耗0.01度的电能，灯泡工作的时间
（3）[7]重力做的功W′=Gh=400N×1.8m=720J
[8]由ηW′=Pt可得：80%×720J=1W×t得
[9]沙袋通过减速器匀速下落的速度
19． A 4.6×108 108 不能 31.1%
【详解】
(1)[1]发电机工作原理是电磁感应，故选A。
(2)[2]完全燃烧这些燃油产生的热量为
Q=mq=10kg×4.6×107J/kg=4.6×108J
(3)[3]由图象可知，车速为50km/h时，阻力是2000N，因为是匀速行驶，所以牵引力也是F=2000N，汽车通过的路程
s=vt=50km/h×1h=50km=50000m
牵引力做的功
W=Fs=2000N×50000m=108J
(4)[4]内燃机不工作时，速度会变为
故内燃机不工作该车不能保持50km/h的速度匀速行驶。
(5)[5]转化成的电能
W1=40%×30kW·h=40%×30×3.6×106J=4.32×107J
所以效率为
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页