人教版九年级全一册20.5磁生电 同步练习（含解析）

人教版九年级全一册 20.5 磁生电
一、单选题
1．电动汽车大大方便了公众的绿色出行。电动汽车的动力装置是电动机，下列所示的四个实验中与电动机工作原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
2．旅客过安检时，工作人员会使用金属探测仪对旅客进行检查，旅客如果携带金属制品，探测仪就会产生电流并报警。以下器件中工作原理与此相同的是（　　）
A． B．
C． D．
3．旱冰鞋的四个轮子会发光，原理是滑动的时候正在做切割磁感线运动。下列选项中和轮子发光的原理相同的是（　　）
　　　　 　　
A．①通电导线在磁场受到了力的作用 B．②动圈式话筒
C．③电磁继电器 D．④奥斯特实验
4．关于下列四幅图片，说法正确的是（　　）
A．图甲：说明通电导线周围存在磁场
B．图乙：导体ab沿竖直方向上下运动时，电流表指针偏转
C．图丙：闭合开关，蹄形磁体磁极上下对调后，导体ab的运动方向不发生改变
D．图丁：探究的是电磁铁A、B的磁性强弱与电流大小的关系
5．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．
6．在科学晚会上，小明所在的科技小组展示了一个“隔板推物”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．甲线圈相当于电源，乙线圈相当于用电器 B．推动甲线圈摆动时电能转化为机械能
C．乙线圈随之摆动时机械能转化为电能 D．乙线圈摆动的原理是电磁感应现象
7．电和磁让我们的生活丰富多彩，关于如图所示的情景，说法正确的是（　　）
A．甲图中通电螺线管的B端是S极
B．图乙中的装置可用来演示发电机的工作原理
C．图丙中的测电笔，在使用时手应接触测电笔尾部的金属体
D．图丁中水平放置的指南针受地磁场影响，指针N极总是指向地理南方
8．无线充电是一种增加手机续航时间的方式。无线充电的技术用到的原理是受电线圈靠近该磁场时就会产生电流，从而给智能手机充电，用到了下图哪个实验的原理（　　）
A． B． C． D．
9．如图所示是电流表的内部结构图，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．
10．学校校园里大多都挂有大喇叭（扬声器），如图是扬声器的构造原理图。下列能说明它的工作原理的是（　　）
A． B． C． D．
二、填空题
11．1831年10月17日，英国物理学家___________首次发现电磁感应现象；民航客机加速 起飞过程中，机翼上表面空气流速大，向下的压强___________，从而产生了升力。
12．《论衡》中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南”，如图，“柢”即握柄，是磁体的______极。发现电磁感应现象的科学家是______，其中发电机和______（选填“动圈式话筒”或“扬声器”）等是利用电磁感应原理制做的。
13．抽油烟机的核心部件是电动机，图中与电动机的工作原理相同的是_____图（选填“甲”或“乙”）。
14．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。
15．如图所示，以塑料管为连接轴将两个玩具电动机连接起来，电动机甲连接一个小灯泡，电动机乙连接电源，闭合开关后，小灯泡发光，甲此时相当于______（选填“发电机”或“电动机”）；甲的工作原理是______原理。
三、综合题
16．贵阳至广州高铁2014年5月开通，从贵阳乘坐动车到广州只需4个多小时．给人们出行带来极大方便．
（1）高速行驶的动车进站前关闭电源，为什么动车仍以较大的速度前进？
（2）动车组采用了“再生制动”技术，在车速从200km／h减到90km／h的过程中电动机转变为发电机发电，此过程中的能量是如何转化的？
（3）动车进站时为了候车乘客安全，规定乘客一定要站在安全线以外，请用物理知识说明原由．
（4）动车的车窗旁配备“逃生锤”，遇到紧急情况时，乘客可以用“逃生锤”砸破玻璃逃生，为了更容易砸破玻璃，应选择图中的哪一个“逃生锤”？
17．共享单车是绿色环保的交通工具。用车前需手机扫码解锁，如强行开锁则会报警。开锁和报警所需电能由自行车传动放电提供。
(1)车锁外壳应采用硬度较______的材料；骑行时车轮带动发电机发电将______能转化为电能，车轮获得向前动力的同时也将地面的沙尘向后扬起，说明______；
(2)单车质量为50kg，小明质量也为50kg，小明骑单车时，每个轮胎与地面接触面积为25cm2，则车辆对地面的压强为______Pa；
(3)单车报警控制电路的原理图如图。电源电压为4.0V，R0为定值电阻，R为压敏电阻，阻值与所受压力F的大小关系为R＝10﹣0.3F(Ω)。当F＝0时电路电流I=0.25A；当I≥0.4A时会报警。则报警时压敏电阻受到的压力至少为______N。
18．阅读短文，回答问题
伟大的发明---单靠重力工作的电灯
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”．它靠重力发电．在灯身上挂着一个重物，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．这和手描式发电装置的原理一样现在，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1），使用寿命可以达到200年．“重力LED灯G02”挂大约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2）．以一系列的齿轮带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、源源不断的光能．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18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_____现象．
（2）重力灯的内部结构如图3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=10Nkg）；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．阅读短文，回答问题：
汽车的再生制动器
目前大多数汽车刹车时均采用油压制动．油压制动刹车时消耗的动能转化为内能释放掉，形成了能源的浪费．而现在的混合动力汽车采用再生制动器，它能把汽车刹车制动时消耗的动能转化为电能储存起来，同时产生汽车所需的制动力，从而有效减少了汽车的燃油消耗、污染物排放和制动器摩擦片的磨损．
汽车刹车时再生制动器是无法提供足够的刹车阻力，仍需要与油压制动器配合使用，产生恒定的刹车阻力来满足刹车要求．若某汽车以72km/h的速度行驶，刹车时再生制动器产生的阻力随时间变化的关系如下表：
再生制动器只会把一部分的动能再生使用，其余的动能转化为内能．汽车正常行驶时，将发动机关闭直至汽车停止的过程中，通过再生制动器将动能转化为电能的效率称为储能效率．储能效率根据不同的使用环境有所不同.
1. 从能量转化的角度看，汽车再生制动器相当于( )
A．电动机 B．发电机 C．汽油机
2. 汽车刹车时，再生制动器所产生的刹车阻力大小随时间的变化情况是( )
A．逐渐增大 B．先增大后不变
C．先增大后减小 D．先增大,后不变,再减小
3. 在甲图中画出汽车刹车时再生制动器0～0.8s内产生的刹车阻力随时间变化的图像．
( )
4. 如果汽车制动时需要产生恒定的刹车阻力为1×104N，由图甲可知t=0.5s时，油压制动器还需产生________N的刹车阻力．
5. 某次测试中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭再生制动器两种情况下，汽车通过的路程s与对应的速度大小v ，计算出动能E k ，画出了对应的E k -s 图像如乙图所示．由图像可以求出此次测试中的储能效率为____ ．
A．40% B．60% C．66.7% D．90%
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】
电动机工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用；
A．奥斯特实验图，小磁针发针偏转说明通电导体周围有磁场，故A不符合题意；
B．图中探究电磁铁磁性强弱的影响因素，故B不符合题意；
C．电磁感应的实验图，属于发电机的原理，故C不符合题意；
D．电路中有电流，通电导体受到磁场力的作用发生运动，是电动机的工作原理，故D符合题意。
故选D。
2．A
【详解】
当线圈靠近金属制品时，在金属物体中产生电流，相当于闭合电路的部分导体在切割磁感线，故在线圈中会产生电流，故探测器采用了电磁感应原理。
A．此图中没有电源，ab切割磁感线运动，会产生感应电流，为探究电磁感应现象的实验，故A符合题意；
B．此图为探究电磁铁磁性强弱影响因素的实验，故B不符合题意；
C．此图中有电源，金属棒通过电流时会运动，探究通电导体在磁场中受力的实验，故C不符合题意；
D．此图为奥斯特实验，说明通电导线周围有磁场，故D不符合题意。
故选A。
3．B
【详解】
旱冰鞋的四个轮子会发光，原理是滑动的时候正在做切割磁感线运动，产生感应电流，属于电磁感应现象。
A．①中线圈在磁场中转动，应用通电导线在磁场受到了力的作用，故A不符合题意；
B．②中动圈式话筒的工作原理是电磁感应原理，故B符合题意；
C．③中电磁继电器利用电流的磁效应工作的，故C不符合题意；
D．④中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B。
4．A
【详解】
A．甲图为奥斯特实验，说明通电导线周围存在磁场，故A正确；
B．导体ab沿竖直方向上下运动时，没有切割磁感线，没有感应电流的产生，电流表指针不偏转，故B错误；
C．闭合开关，蹄形磁体磁极上下对调后，改变了磁场方向，电流方向不变，则受力方向改变即导体ab的运动方向发生改变，故C错误；
D．丁图中电磁铁A、B是串联的，电流相等，电磁铁A、B匝数不同，探究的是电磁铁A、B的磁性强弱与线圈匝数的关系，故D错误。
故选A。
5．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。
6．A
【详解】
用手推动甲线圈摆动时，线圈甲的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，闭合的回路中有感应电流产生，是发电机的工作原理，工作时将机械能转化为电能。乙线圈随之摆动，乙线圈摆动的原理是通电导体在磁场中受力的作用，是电动机的工作原理，所以甲线圈相当于电源，乙线圈相当于用电器，工作时将电能转化为机械能，故A正确，BCD错误。
故选A。
7．C
【详解】
A．由图甲可知，电流从螺线管的左侧流入、右侧流出，根据安培定则，用右手握住螺线管，四指指向电流方向，则大拇指指向B端，所以通电螺线管的B端是N极，故A错误；
B．由图可知，图中有电源，通电导体在磁场中受力运动，是电动机的原理，故B错误；
C．测电笔在使用时，手应接触测电笔尾部的金属体，使导线、测电笔、人体、大地之间形成通路，这样才能正确辨别火线和零线，故C正确；
D．地球是一个大磁体，地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，图丁中水平放置的指南针受地磁场影响，指针N极总是指向地理北方，故D错误。
故选C。
8．C
【详解】
由题意知，无线充电是受电线圈靠近磁场时会产生电流，这是电磁感应现象。
A．图示是奥斯特实验，说明电流周围存在磁场，故A不符合题意；
B．图示是通电导体在磁场中受到力的作用，故B不符合题意；
C．图示是闭合电路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，是电磁感应现象，故C符合题意；
D．图示是将匝数不同的电磁铁串联在电路中，说明电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数有关，故D不符合题意。
故选C。
9．C
【详解】
如图所示，电流表内部结构主要包括永久磁体，线圈，通电后线圈可以转动，利用了磁场对通电导体有力的作用的原理。
A．如图有永久磁体没有电源，属于电磁感应原理图，故A不符合题意；
B．如图导体通电后，磁针发生偏转，表明通电导体周围存在磁场，属于电流的磁效应，故B不符合题意；
C．如图，有永久磁体，有电源，通电后导体受力运动，利用了磁场对通电导体有力的作用的原理，故C符合题意；
D．如图，通电后电磁铁能吸引铁钉，表明电磁铁有磁性，属于电流的磁效应，故D不符合题意。
故选C。
10．D
【详解】
扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。
A．该实验是奥斯特实验，小磁针发生偏转说明通电导体周围有磁场，故A不符合题意；
B．该实验是探究影响电磁铁磁性大小因素的实验，是电流的磁效应，故B不符合题意；
C．图中没有电源，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，是将机械能转化为电能，是电磁感应现象，故C不符合题意；
D．电路中有电流，通电导体受到磁场力的作用发生运动，与扬声器的工作原理相同，故D符合题意。
故选D。
11． 法拉第 小
【详解】
[1]英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，进一步揭示了电和磁之间的联系。
[2]机翼表面上凸下平，在飞行时， 机翼上方气流比下方气流的流速大，则下方空气向上的压强大于上方空气向下的压强，产生向上的压强差，从而产生压力差形成升力。
12． 南 法拉第 动圈式话筒
【详解】
[1][2]柢指南的意思是握柄指向地理的南极。地理的南极是地磁的北极，由异名磁极相互吸引可知，柢是磁体的南极。法拉第最早发现了电磁感应现象。
[3]动圈式话筒是通过膜片的振动使线圈做切割磁感线运动，产生感应电流。因此是利用电磁感应原理制做的。
13．乙
【详解】
抽油烟机的核心部件是电动机，抽油烟机工作时消耗电能，产生机械能，是利用通电导体在磁场中受力而转动；图甲中没有电源，是原理是电磁感应现象，图乙有电源，是利用通电导体在磁场中受力而转动，是电动机的原理图，所以与电动机的工作原理相同的是乙图。
14． 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。
15． 发电机 电磁感应
【详解】
[1][2]闭合开关后，电动机乙转动，同时带动电动机甲转动，电动机甲内的线圈切割磁感线，产生感应电流，小灯泡发光，因此此时甲相当于发电机，发电机是利用电磁感应原理工作的。
16．（1）因为动车具有惯性；（2）机械能转化为电能；（3）见解析； （4）B
【详解】
试题分析：（1）由于动车具有惯性，所以动车进站前关闭电源后仍会以较大的速度前进；（2）在电动机转变为发电机发电过程中，消消耗了机械能，得到了电以，所以是机械能转化为了电能；（3）由于动车速度较大，带动周围空气流较大，造成火车周围压强减小，若乘客在线内，易被“吸”向列车，出现危险；（4）为了打坏玻璃，要给玻璃以较大的压强，所以应选择与玻璃接解面积最小的，故应选B．
【考点定位】物理与生活
17． 大 机械 力的作用是相互的 2×105Pa 20N
(1)车锁硬度很大以防止变形，发电机是根据电磁感应原理制成的，物体间力的作用是相互的；
(2)小明骑单车时对地面的压力和总重力相等，根据p=ρgh 求出车辆对地面的压强；
(3)根据R=10-0.3F(Ω)求出F=0时压敏电阻的阻值，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出定值电阻R0的阻值；报警时，电路中的最小电流为0.4A，此时压敏电阻受到的压力最小，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出此时压敏电阻的阻值，利用R=10-0.3F(Ω)求出压敏电阻受到的最小压力。
【详解】
(1)[1]车锁外壳不容易变形，应采用硬度较大的材料。
[2]骑行时车轮带动发电机发电，而发电机是根据电磁感应原理制成的，将机械能转化为电能。
[3]车轮获得向前动力的同时也给地面一个力，使地面的沙尘向后扬起，这说明力的作用是相互的。
(2)[4]因水平面上物体的压力和自身的重力相等，即
F压=G总=G车+G人=m车g+m人g=50kg×10N/kg+50kg×10N/kg=1000N
所以车辆对地面的压强
(3)[5]当F=0时，R=10Ω，电路电流
I=0.25A
由可得，电路的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以定值电阻R0的阻值
R0=R总-R=16Ω-10Ω=6Ω
报警时电路中的最小电流为0.4A，此时压敏电阻受到的压力最小，由可得此时电路的总电阻
此时压敏电阻的阻值
R′=R总′-R0=10Ω-6Ω=4Ω
由
R=10-0.3F(Ω)
可得
F=20N
【点睛】
本题考查了物质的基本属性、发电机能量的转化、力的相互性、压强公式、串联电路的特点以及欧姆定律的应用，涉及到的知识点较多，综合性强。
18． 电磁感应 省力且改变拉力的方向 360 75% 悬挂的高度有一定的局限性．
【详解】
（1）重力灯的主要构件是直流发电机，发电机的工作原理是电磁感应现象，即闭合电路中的一部分导体切割磁感线时，电路会产生感应电流；
（2）由图可知，该滑轮系统是有一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，既可以省力，又可以改变拉力的方向；
（3）重力所做的功：W=Gh=mgh=20kg×10N/kg×1.8m=360J；
下落时间：t==900s；
10只“3V、10mA”LED灯消耗的电能：W电=10×UIt=10×3V×0.01A×900s=270J；
重力灯的能量转化效率：η=×100%＝75%；
（4）使用时把悬挂在绳子末端的重物提至灯的顶端，因此悬挂的高度有一定的局限性．同时，功率小；供电时间短；不能持续供电．
19． B D 1.4×103 A
【详解】
试题分析：（1）由题意可知，汽车再生制动器将机械能转化为电能，与发电机的能量转化相同，故B符合题意；（2）由表格数据知，汽车刹车时，再生制动器所产生的刹车阻力大小随时间先增大，后不变，然后减小，故选D．（3）在图上描出再生刹车阻力和时间的对应点（0，8.0）（0.2，8.1）（0.4，8.4）（0.6，9.0）（0.8，10.0），然后用光滑的曲线连接起来．如图．
（4）再生刹车阻力与油压产生的刹车阻力之和等于恒定的刹车阻力，由图甲可知t=0.5s时再生制动器产生的刹车阻力为8.6×103N．则油压制动器还需产生的刹车阻力为1×104N-8.6×103N=1.4×103N．
（5）关闭发动机后，关闭再生制动器，汽车克服摩擦力做功，动能全部转化为内能，由图②可知，关闭发动机时汽车的动能为EK0=W=fs2=f×（40m-30m）=10m×f，
开启再生制动器，由图①可知，汽车克服摩擦力做功W=fs1=f×（36m-30m）=6m×f，则动能转化为的电能为E=EK0-E=10m×f-6m×f=4m×f，
则该次测试中储能效率．故选项A正确．
故答案为（1）B；（2）D；（3）见上图；（4）1.4×103；（5）A．
【考点定位】
发电机的构造和原理；力与运动的关系；能量利用效率
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页