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．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．下面四幅图中，图与说法相符的是（　　）
A．图为电动机原理
B．电铃的原理是电磁感应
C．小磁针偏转是由于电流的磁效应
D．扬声器的原理是电磁感应
3．如图所示是生活中常见的动圈式话筒。对着话筒说话时，声音使膜片振动，与膜片相连的线圈也一起振动，线圈在磁场中的运动能产生随着声音变化而变化的电流。动圈式话筒的工作原理是下列四幅图中的（ ）
A． B．
C． D．
4．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
5．对图中所涉及的物理知识，描述正确的是（　　）
A．根据甲图的原理，可以制成电动机
B．乙图中梳子能吸引小纸片，是因为摩擦创造了电荷
C．丙图中的冰箱使用三脚插头更符合安全用电的原则
D．丁图说明了正是因为磁感线的真实存在，所以磁场也是真实存在的
6．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．
7．新能源汽车的核心部件是电动机，图中能说明电动机工作原理的是（　　）
A． B． C． D．
8．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
9．下列四个实验能反映电风扇工作原理的是（　　）
A． B．
C． D．
10．以下是研究电和磁的四个实验装置图，下列有关从发现到发明的描述错误的是（　　）
A．甲图：发现通电导体周围存在磁场，发明了通电螺线管
B．乙图：发现插入铁芯的通电螺线管磁性更强，动圈式话筒
C．丙图：发现通电导体在磁场中受到力的作用，发明了电动机
D．丁图：发现闭合电路的部分导体做切割磁感线运动时产生电流，发明了发电机
二、填空题
11．如图所示的装置可以说明______机的工作原理，开关闭合后，当导体棒ab在磁场中竖直上下运动时，灵敏电流表的指针______（选填“能”或“不能”）发生偏转。
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．如图所示，开关闭合后，闭合电路的一部分导体向右运动时电流计指针向左偏转，改变磁场方向并让导体向左运动时电流计指针向______偏转，这是______现象。利用这个原理可以制成______（选填“发电机”或“电动机”）
14．2021年1月30日，全球第一台“华龙一号”核电机组，在福清核电5号机组投入商业运行，标志着我国打破了国外核电技术垄断，正式进入核电技术先进国家行列。华龙一号作为中国自主研发的百万千瓦级先进压水堆，其工作原理是利用一回路中高压的冷却水带走锂原子裂变产生的大量热能，而后温度达到300℃的冷却水进入蒸汽发生器，通过传热管把热量传给二回路水，使其沸腾并产生蒸汽：一回路冷却水温度下降，进入堆芯，完成一回路水循环；二回路产生的高压蒸汽推动汽轮机发电，再经过冷凝器变为水后进入蒸汽发生器，完成二回路水循环。
请写出文中涉及的物理现象和对应的物理知识，如：
物理现象：高压的冷却水
物理知识：液体沸点随压强的增加而升高
物理现象：__________
物理知识：_________
15．如图是一种“手摇充电式电筒”，握住它上下摇动就能自动充电．从透明外壳可观察到内部有固定线圈；摇动时可感觉到内部有一个物块在来回滑动．据此猜测，这种电筒的制造原理是______________，其中那个滑动的物块是_________________．
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．某油电混合动力汽车工作原理如图所示，当它以90km/h的速度匀速行驶10min的过程中，发动机和驱动电机共同为汽车提供动力，驱动汽车行驶所需的能量E1=3×107J，其中η1=60%来自于汽油燃烧，而汽油燃烧放出热量的η2=40%用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电，其中用于充电的能量E2=2×106J．设汽油在发动机气缸内完全燃烧，汽油热值q=5×107J/kg．
（1）当该汽车制动刹车时，驱动电机会反转为发电机给蓄电池充电．电机发电的原理是_______，产生的电能是从汽车的______能转化而来的；
（2）求题述过程中汽车受到的阻力；______
（3）题述过程中，汽车所消耗汽油的质量用m表示．
①求汽车所消耗汽油的质量m；______
②请将下列表达式填写完整：η1 E1=______（用q、m 、η2和E2表示）．
18．阅读短文，回答问题．
为节约能源，某型号汽车在关闭发动机后，通过小型发电机将减速运动时的部分动能转化为电能储存在蓄电池中。表中所示是该型号汽车的部分技术参数，其中储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机，直至汽车停止的过程中，通过发电机将动能转化为电能的效率，耗油量是指汽车正常行驶100km消耗燃油的体积。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发电机两种情况下，汽车通过的路程s与对应的速度大小v，计算出动能Ek，作出Ek—s图象，如图所示。
XX型汽车
总质量（kg） 1200
储能效率（%） 70
耗油量（L/100km） 9
（1）发电机是根据______原理发电的，发电过程中，动能除了转化为电能外，由于线圈有电阻，还有部分能量转化为______能；
（2）汽车正常行驶100km，消耗燃油的质量为______ kg，完全燃烧这些燃油产生的热量为_____J（燃油的密度ρ=0.7×103kg/m3，热值q=4.6×107J/kg）；
（3）测试时，汽车在大小为800N的牵引力作用下，以20m/s的速度正常行驶1000m．此过程中，汽车____
A．受到的阻力为1.2×104N B．行驶的时间为40s
C．牵引力做的功为3.2×108J D．牵引力的功率为16kW
（4）由图象可知，表示关闭发电机进行测试的图线是____（选填“①”或“②”），判断的依据是______；
（5）若汽车正常行驶时的动能Ek0=4×105J，某时刻关闭发动机，同时发电机开始工作，最终有______ J的动能转化为内能。
19．在我们的日常生活、工业生产和高科技领域里，磁被广泛运用。请回答下列一组与磁有关的问题。
（1）将一个电磁铁和白炽灯并联后接入电路，如图所示，当闭合电键时，灯L即刻点亮，随后熄灭；当断开电键时，灯会闪亮后熄灭。此现象说明当闭合电键时，流过电磁铁的电流变化是______；当断开电键时，流过电磁铁的电流变化是______。
（2）干簧管也叫干簧继电器，当将一个条形磁铁与干簧管平行放置时，干簧管的磁簧片就会被磁化，且靠近的那两个端点会被磁化成异名磁极，触点就会闭合，将电路接通；当条形磁铁远离干簧管时，磁簧片的磁性消失，触点就会断开。华华同学设想用干簧管制作水位自动报警器，下图是他设计的一部分情况，请帮助他完成其余部分的设计：

①设永久磁铁所受的重力为3N，浮球的体积为200cm3，不计滑轮处的摩擦。则要想让此装置能正常工作，浮球的质量应满足的条件是______。
②他手边还有开关、红灯、绿灯和电铃各一个，导线若干，请在图中的虚线方框内画出报警电路， 要求：水位到达A处时，红灯亮，电铃报警；水位到达B处时，绿灯亮，电铃报警______。
（3）我们已经知道通电导线在磁场中会受到的力的作用，这是法国物理学家安培首先通过实验确定的，因此该力被称为安培力。如图甲，一段长度为L的直导线ab，通过的电流强度为I，垂直于磁场方向放置在磁感应强度为B的均匀磁场中，则这段通电导线受到的安培力的大小F与电流强度I、长度L，磁感应强度B的关系为F＝kBIL，其中k=1N/(T·A·m)。若将图甲中的电源换为发电机，发电机结构如图乙虚线内所示，我们加道，要使闭合电路中有电流，这个电路中必须有电源，在电磁感应现象里，既然闭合电路里有感应电流，那么这个电路中也必定有电压，在电磁感应现象中产生的电压也叫感应电动势，用E表示，在磁场中做切割磁感线运动的导体cd相当于电源。长度为L的导体cd以速度ν在磁感应强度为B的匀强磁场中做切割磁感应线运动时，在B、L、ν的方向互相垂直的情况下，导体cd中产生的感应电动势的大小为：E＝BLν，那么图乙中，求：导体ab受到的安培力F与导体ab的电阻R、长度L、磁感应强度B运动速度v之间的关系______。
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．C
【详解】
A．图为闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感力运动，产生感应电流，是电磁感应原理，故A不符合题意；
B．电铃的原理是故B不符合题意；
C．小磁针偏转是通电线圈周围存在磁场，是电流的磁效应，故C正确；
D．扬声器的原理是通电导体在磁场中要受到力的作用，故D错误。
故选C。
3．D
【详解】
动圈式话筒工作过程是：声波振动→引起膜片振动→带动线圈振动→线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流→经放大传给扬声器。由此可知其工作原理是电磁感应现象。
A．此装置中有电源，即通电后，小磁针会偏转，说明通电导线周围存在磁场，是电流的磁效应，故A不符合题意；
B．该装置是研究电磁铁的磁性强弱的影响因素，利用电流的磁效应，故B不符合题意；
C．该装置是研究磁场对通电导体的作用，故C不符合题意；
D．此图中没有电源，当部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，即电磁感应现象，故D符合题意。
故选D。
4．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。
5．C
【详解】
A．甲图演示的是电磁感应现象，根据此原理可以制成发电机，故A错误；
B．摩擦起电的实质是电荷的转移，并没有创造电荷，故B错误；
C．丙图中冰箱使用三脚插头，是为了将冰箱的金属外壳接地，防止因外壳漏电而发生触电事故，符合安全用电原则，故C正确；
D．磁场是真实存在的，磁感线是人们为了直观、形象的描述磁场而假象的物理模型，不是真实存在的，故D错误。
故选C。
6．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。
7．D
【详解】
A．没有电源，是根据闭合线圈的部分导体在切割磁感线时会产生感应电流，故是发电机的原理，故A不符合题意；
B．探究的是通电螺线管是否具有磁性，故B不符合题意；
C．奥斯特实验，通电导线周围存在磁场，故C不符合题意；
D．有电源，是通电导体在磁场中受到了力的作用，是电动机的原理，故D符合题意。
故选D。
8．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。
9．C
【详解】
电风扇的主要部件是电动机，电动机是利用通电导体在磁场中受力的原理工作的。
A．导体棒切割磁感应线，电流表指针发生偏转，说明此时电路中有电流，这是电磁感应现象，是发电机的工作原理，故A不符合题意；
B．该图中，闭合开关后，移动滑片，灯泡的亮度会改变，与电风扇工作原理无关，故B不符合题意；
C．电路中有电流，通电导体棒受到磁场力的作用而运动，与电动机的工作原理相同，故C符合题意；
D．该图是奥斯特实验装置，能说明电流周围存在磁场，故D不符合题意。
故选C。
10．B
【详解】
A．图甲是奥斯特实验，这个实验证明通电导体的周围存在磁场，在奥斯特的发现的基础上发明了磁场更强的通电螺线管，故A正确，不符合题意；
B．图乙是证明插入铁芯的通电螺线管磁性会更强的实验，在这个基础上发明了电磁铁，而动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象，故B错误，符合题意；
C．图丙是证明通电导体在磁场中受到力的作用的实验，在这个基础上发明了电动机，故C正确，不符合题意；
D．图丁是电磁感应现象的原理图，这个实验发现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，在这个基础上发明了发电机，故D正确，不符合题意。
故选B。
11． 发电 不能
【详解】
[1]由图可知，该装置为探究电磁感应现象的实验装置，根据电磁感应现象制成了发电机。
[2]开关闭合后，当导体棒ab在磁场中竖直上下运动时，由于ab没有切割磁感线，所以电路中不会产生感应电流，灵敏电流表的指针不偏转。
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． 左 电磁感应 发电机
【详解】
[1][2][3]闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中有感应电流产生，这就是电磁感应现象，据此制成了发电机。影响感应电流方向的因素是导体切割磁感线的运动方向和磁场的方向。若两个方向同时改变，则感应电流方向不变。如图所示，开关闭合后，闭合电路的一部分导体向右运动时电流计指针向左偏转，改变磁场方向并让导体向左运动时，则感应电流方向不变，故电流计指针向左偏转，这是电磁感应现象，利用这个原理可以制成发电机。
14． 高压蒸汽推动汽轮机发电 内能转化为机械能再转化为电能
【详解】
[1][2]高压蒸汽推动汽轮机发电时，高压蒸汽对汽轮机做功，内能转化为机械能，汽轮机带动发电机利用电磁感应现象发电，机械能又转化为电能。
15． 电磁感应 磁铁
【详解】
“手摇充电式电筒”消耗了机械能产生了电能；
握住它上下摇动为了让线圈切割磁感线产生感应电流，故是利用了电磁感应原理；
由于线圈是固定的，因此那个滑动的物块是磁铁．
【点睛】
重点电磁感应现象的判断，在初中物理中能产生“电”的现象有两个，一是摩擦起电，二是电磁感应原理，而要能形成稳定的电流，就只有电磁感应现象，据此进行判断．
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． 电磁感应 机械 2000N 1kg η2qm－E2
【详解】
第一空、第二空．驱动电机反转为发电机给蓄电池充电，将汽车的机械能转化为电能，它的基本原理是电磁感应；
第三空．汽车牵引力为：
因为匀速行驶，所以受力平衡，阻力等于牵引力为2000N；
第四空．驱动汽车行驶消耗的来自于燃油的能量为：
驱动汽车行驶和对蓄电池充电的总能量为：
燃料燃烧放出的总热量为：
汽车所消耗汽油的质量为：
；
第五空．η1 E1即驱动汽车前进消耗的来自于燃料的能量，燃料燃烧放出的总热量为： ，其中的η2用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电，用于充电的能量为E2，因此用于驱动汽车行驶的能量为：
，
即：
η1 E1=η2qm－E2．
18． 电磁感应 内 6.3 2.898×108 D ① 关闭发电机时能量转化慢 1.2×105
【详解】
（1）[1]发电机是电磁感应原理来发电的，将机械能转化为电能。
[2]由于电流热效应的存在，发电过程中，动能除了转化为电能外，由于线圈有电阻，电流通过线圈时会产生热量，还有部分能量转化为内能。
（2）[3]汽车正常行驶100km，消耗燃油的体积为
V=9L=9L=9dm3=0.009m3
消耗燃油的质量为
m=ρV=0.7×103kg/m3×0.009m3=6.3kg
[4]完全燃烧这些燃油产生的热量为
Q放=mq=6.3kg×4.6×107J/kg=2.898×108J
（3）[5]A．汽车做匀速直线运动，受到的牵引力和阻力是一对平衡力大小相等，所以受到的阻力
f=F=800N
故A不符合题意；
B．汽车行驶的路程为
故B不符合题意；
C．牵引力做的功为
故C不符合题意。
D．牵引力的功率为
故D符合题意。
故选D。
（4）[6][7] 表示关闭发电机进行测试的图线是①，因为开启发电机时，汽车的一部分动能要转化为电能，而关闭发电机后，只转化为内能，能量转化慢。
（5）[8]由题可知，汽车关闭发动机直到停止，有70%的动能通过发电机转化为电能，动能转化为内能的效率为
η=1-70%=30%
所以，转化成的内能为
E内=Ek0η=4×105J×30%=1.2×105J
19． 逐渐增大 逐渐减小 0.5kg＞m浮球＞0.3kg
【详解】
（1）[1][2]因为电磁铁的线圈是一个储能元件，当闭合开关时，灯L1即刻点亮，随后熄灭，说明在总电流不变的情况下，电磁铁中的电流逐渐增大，从而使流经灯泡的电流减小而熄灭；当断开开关时，灯会闪亮后熄灭，说明电磁铁在断电后释放了其储存的电能，使灯闪亮，流过电磁铁的电流是逐渐减小的。
（2）[3]浮球浸没水中受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×200×10-6m3=2N
设浮球刚好浸没水中，浮球必须上浮，则必须满足
G浮球＜F浮+G磁铁=2N+3N=5N
设浮球刚好离开水面，浮球必须下降，则必须满足
G浮球＞G磁铁=3N
因此要想让此装置能正常工作，此浮球所受的重力应满足
5N＞G浮球＞3N
根据G=mg可知浮球的质量应满足
0.5kg＞m浮球＞0.3kg
[4]设计报警电路如下：
（3）[5]由题知，导体cd中产生的感应电动势的大小为：E＝BLν，则电路中的电流
导体ab受到的安培力
答案第1页，共2页
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