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．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
2．对如图示的实例或实验解释不正确的是（　　）
A．图A实验说明通电导体在磁场中受到力的作用
B．图B奥斯特实验说明通电导线周围有磁场
C．图C可用来演示电动机的工作原理
D．图D电铃的工作原理利用了电流的磁效应
3．对以下四幅图的表述，正确的是（　　）
A．甲图中，闭合开关，小磁针静止时S极指向右侧
B．乙图中改变电流的方向，小磁针偏转方向不变
C．丙图演示的是通电导体在磁场中受到力的作用，发电机是利用这个原理制成的
D．丁图是电磁感应现象实验装置，电磁感应现象法拉第首先发现的
4．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
5．下列科学家与科学发现对应关系正确的是（　　）
A．安培——电流与电压、电阻的关系
B．法拉第——电流周围存在磁场
C．沈括——地磁的两极和地理的两极不重合
D．奥斯特——电磁感应现象
6．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．
7．如图中能反映动圈式扬声器工作原理的是（　　）
A． B． C． D．
8．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
9．下列说法中正确的是
A．利用磁铁可以吸引铜制钥匙 B．发电机可将电能转化为机械能
C．小磁针N极指向决定磁场方向 D．移动电话是利用电磁波传递信息
10．下列对电磁实验现象相应的解释正确的是（　　）
A．甲图中，闭合开关，小磁针的N极向右偏转
B．乙图中，通过的电流越大的电磁铁，磁性越强
C．丙图中，磁场中的导体会受力运动，该过程机械能转化为电能
D．丁图中，磁铁放在水平面上，导体ab竖直向上运动，电流表指针一定会偏转
11．如图所示，是一款能发电的魔方充电器。转动魔方时它能发电，其原理是（　　）
A．同种电荷相互排斥 B．磁场对电流有力的作用
C．电磁感应 D．电流周围存在磁场
12．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
二、填空题
13．如图所示，ab为可以沿者光滑金属轨道移动的导体，符号“×”表示非直于纸面向里的磁场的磁感线，螺线管AB及线圈绕向固定不动，当导体ab向左运动时，小磁针的N极向左偏转，运动的ab可看作一个电源，则a端为电源的___________（选填“正”或“负”）极。
14．如图所示，矩形闭合线圈所在平面与磁感线（“×”表示磁感线垂直纸面向里）垂直，并从左向右通过匀强磁场（磁场强度均匀的磁场），当经过位置Ⅰ的时候，线圈中______感应电流；当经过位置Ⅱ的时候，线圈中______感应电流。（均选填“有”或“无”）
15．在九年级物理的学习当中，学习到了很多物理学家，请你写出一个物理学家，并写出他的重要贡献，物理学家：________，其贡献是：__________。
16．如图所示，开关闭合后，闭合电路的一部分导体ab左右运动时电流计指针发生摆动，这是_______现象，利用这个原理可以制成_______（选填“发电机”或“电动机”）。
三、综合题
17．小明用自己的零花线为妈妈买了一个头颈按摩保健器材，如图．
（1）用图中的A型按摩头振动按摩时，小明妈妈说有些疼痛，除了施力小些外，还可以换上型按摩头．
（2）闭合开关，按摩头振动，指示灯发光．断开开关，按摩头不振动，指示灯熄灭，用手按压按摩头，按摩棒上的指示灯又发光，这是由于 现象造成的．由此可判断，在正常使用时指示灯与带动按摩头的振动器是 （选填“串联”或“并联”）的．
（3）按摩棒的技术参数如表，请计算按摩棒正常工作12min消耗的电能是多少千瓦时．
产品技术参数
品名：按摩棒
型号 LY-606A 频率 50HZ
电压 220V 额定功率 25 W
18．阅读短文，回答问题。
油电混合动力型汽车
如图所示，油电混合动力型汽车主要由汽油发动机、电动机和动力电池组成。汽车的内置电脑可以自动选择牵引方式带动车辆运行。其中发动机牵引方式能发挥纯发动机汽车在除霜、制冷、爬坡，续航里程长等方面的优势；而电动机牵引方式则具有噪音小、零排放、频繁启动和制动时能耗小等纯电动汽车的优势。
这种汽车不需要像纯电动汽车一样将它的动力电池接到电源插座上去充电，因为它在减速制动时，电动机作为发电机使用，将一部分动能转化为电能，实现对电池的充电。这种汽车还整合了发动机和电动机的工作优势，热效率提高了10%左右，废气排放量可改善30%以上。
(1)通常在太原市区内早高峰时段行驶时，内置电脑会将车辆自动切换到__牵引方式（选填“电动机”或“发动机” ，这种方式的优点之一是__；
(2)在减速制动时，混合动力型汽车的动能转化为__能和电能；此时，电动机作为发电机使用，它发电的原理是__；
(3)混合动力型汽车发动机的壳体等部位采用铝合金等材料代替传统的钢铁材料制作，写出这样设计的两个好处__、__，并选择其中之一简述其物理原理______。
19．归纳式探究：
叶子姐姐在学习了电磁感应以后，想继续探究感应电压的大小跟哪些因素有关，以及有怎样的关系，她通过查阅资料得知，感应电压的大小跟导体的长度、磁感应强度、导体垂直切割磁感线的速度有关，查找了有关书籍，数据如下：
实验次数 1 2 3 4 5 6 7
磁感应 强度B/T 0.1 0.2 0.3 0.1 0.1 0.1 0.1
导体的长 度L/m 0.2 0.2 0.2 0.4 0.6 0.2 0.2
垂直切割速度v/(m/s) 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.2 0.4
感应电 压U/V 0.002 0.004 0.006 0.004 0.006 0.004 0.008
（1）感应电压大小的表达式为： ________；其中 ________________（写出数值和单位）.
（2）有一根长度为0.5m的导体，在磁感应强度为1T的磁场中垂直切割磁感线，要在导体两端产生0.8V的电压，需要的切割速度为________m/s .
（3）在感应电压和磁感应强度一定时，垂直切割速度跟导体的长度的关系可用图中的图线________表示.
20．自从发现了电流周围存在磁场，许多科学家都在逆向思考：既然电能生磁，那么磁也能生电。1825年，科学家科拉顿也用实验探索如何磁生电。科拉顿用条形磁铁在线圈中插入和拔出进行实验时，为了排除磁铁对“电流表”的影响，把“电流表”和线圈分别放在两个房间里。实验时，他在两个房间之间跑来跑去，没有观察到电流表偏转，实验失败。某同学利用一根条形磁铁、一个电流表、一个线圈来通过条形磁铁插入和拔出线圈来改变穿过线圈的磁场从而探究磁生电需要满足的条件，其实验过程如图所示。
试完成下列问题：
（1）电流周围存在磁场，为了形象直观地描述磁场，物理学中引入了“磁感线”的概念，其实磁感线在磁场中的是______（选填“存在”或“不存在”）的；
（2）如图（A）中的条形磁铁，在条形磁铁外部，磁感线总是从磁铁的某极出来，由______（选填“N”或“S”）极进入磁铁；
（3）比较图中A与B或C与D可知，要使线圈中产生（感应）电流需要满足的条件是：______。
A． B． C． D．
（4）根据以上实验，判断科学家科拉顿实验失败的原因是______ 。
A．在线圈的电路在缺少电源（如干电池） B．电表发生了故障
C．看电表时线圈中的磁场没有变化 D．看电表时线圈中一定没有磁场
21．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。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．C
【详解】
A．图A是电动机的原理图，说明通电导体在磁场中受到力的作用，故A正确，不符合题意；
B．图B是奥斯特实验，导线通电后引起小磁针转动，说明通电导线周围有磁场，故B正确，不符合题意；
C．图C是电磁感应现象，是发电机的工作原理图，故C错误，符合题意；
D．图D电铃是利用电磁铁工作的，其原理利用了电流的磁效应，故D正确，不符合题意。
故选C。
3．D
【详解】
A．甲图中，电流从螺线管的左侧流入，由安培定则可知，螺线管的右端为N极，左端为S极，根据磁极间的相互作用规律可知，小磁针静止时N极指向右侧，故A错误；
B．乙图是电流的磁效应的实验，由于通电导体周围的磁场方向与电流的方向有关，改变导线中电流的方向，小磁针的偏转方向也会发生改变，故B错误；
C．图中有电源，若闭合开关，磁场中的通电导体会受力运动，这是电动机工作的原理图，故C错误；
D．图中没有电源，闭合开关后，当金属棒ab做切割磁感线运动时，电路中就会产生感应电流，这一现象是由英国物理学家法拉第首先发现的，故D正确。
故选D。
4．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。
5．C
【详解】
A．安培提出了著名的分子电流假说，欧姆发现电流与电压、电阻的关系，故A错误；
B．奥斯特通过实验发现了电流周围存在磁场，故B错误；
C．沈括发现了地磁的两极和地理的两极不重合，存在一个角度叫磁偏角，故C正确；
D．法拉第发现了电磁感应现象，故D错误。
故选C。
6．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。
7．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。
8．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。
9．D
【详解】
A．磁体能吸引铁、钴、镍等金属，不能吸引铜，故A不符合题意；
B．发电机在工作过程将机械能转化为电能，故B不符合题意；
C．磁场中某点的磁场方向是一定的，可以由放在该点小磁针的N极指向来判断，但不是由小磁针N极指向决定的，故C不符合题意．
D．移动电话既是电磁波的发射台，也是接收台，因此移动电话是利用电磁波传递信息的，故D符合题意．
10．A
【详解】
A．闭合开关，根据安培定则可知，螺线管的右端为N极，左端为S极，根据同名磁极互相排斥，异名磁极相互吸引可知，小磁针的N极向右偏转，故A正确；
B．根据图可知，该电路为串联电路，通过两个电磁铁的电流是相同的，线圈匝数越多，吸引的大头针越多，磁性越强，故B错误；
C．通电导体在磁场中会受力运动，是将电能转化为机械能，故C错误；
D．要使电路中产生感应电流，闭合回路的一部分导体必须做切割磁感线运动，磁铁放在水平面.上，导体ab竖直向上运动，导体没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，电流表指针不会偏转，故D错误。
故选 A。
11．C
【详解】
转动魔方时，内部的闭合电路切割磁感线发电，把机械能转化为电能，利用了电磁感应原理。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
12．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。
13．负
【详解】
ab向左运动时，小磁针的N极会向左偏转，根据异名磁极相互吸引可知，螺线管的A端为S极，B端为N极；根据安培定则可知，螺线管中电流是从左端流入，右端流出（即流回到电源的负极），故a端为负极。
14． 有 无
【详解】
[1]由题可知，矩形闭合线圈与磁感线垂直，从左向右通过匀强磁场；当经过位置Ⅰ时，闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，故线圈中有感应电流。
[2]当经过位置Ⅱ时，左右两段导体都做切割磁感线运动，相当于两个电源并联，所以线圈中无感应电流。
15． 法拉第 发现电磁感应
【详解】
[1][2]1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，从而发明了发电机；1820年，丹麦的物理学家奥斯特发现了通电导体的周围存在磁场，揭示了电和磁的联系。
16． 电磁感应 发电机
【详解】
[1][2]导体ab左右运动时，导体切割磁感线运动，所以导体中有感应电流，电流计指针左右摆动，这种现象是电磁感应，利用这个原理可以制作发电机。
17．（1）C；（2）电磁感应 并联；（3）0.005
【详解】
试题分析：（1）由于用A型时，与头部的接触面积较小，在用相同的压力时，产生的压强较大，所以头会感到疼，而C型的与头部的接触面积大，可以减小对头部的压强；
（2）由题可知，文中描述的现象是电磁感应的原理，在正常使用时指示灯与带动按摩头的振动器是并联的；
（3）按摩棒正常工作时间：t＝12min＝0.2h，额定功率为25W，所以 W=Pt=0.025kW×0.2h=0.005kW·h．
考点：电磁感应；电能的计算
18． 电动机 频繁启动和制动时能耗小 内 电磁感应现象 密度小 不易生锈 因为铝合金的密度小，在体积不变时，根据密度公式知铝合金的质量小
【详解】
(1)[1][2]由题意知：发动机牵引方式能发挥纯发动机汽车在除霜、制冷、爬坡，续航里程长等方面的优势；而电动机牵引方式则具有噪音小、零排放、频繁启动和制动时能耗小等纯电动汽车的优势，所以在太原市区内早高峰时段行驶时，内置电脑会将车辆自动切换到电动机牵引方式，原因是电动机牵引方式频繁启动和制动时能耗小，电动机牵引方式可以减小能量的损耗，节约能源。
(2)[3][4]在减速制动时，混合动力型汽车的动能一部分克服摩擦转化为内能，另一部分通过发电机转化为电能；此时，电动机作为发电机使用，它发电的原理是电磁感应现象。
(3)[5][6]因为铝合金的密度小、不易生锈，所以混合动力型汽车发动机的壳体等部位采用铝合金等材料代替传统的钢铁材料制作。
[7]因为铝合金的密度小，在体积不变时，根据密度公式知铝合金的质量小，用铝合金等材料代替传统的钢铁材料可以减小车的质量，减少能量的损耗。
19． 1.6 b
【详解】
（1）[1]分析表中几次实验导体两端电压与导体棒长度L，导体棒运动速度v，以及磁感应强度B（表示磁场的强弱）的关系，可发现：导体两端的电压大小等于导体棒长度L、导体棒运动速度v、以及磁感应强度B（表示磁场的强弱）之积，即；
[2]由关系式可得：，然后把表格里的任意一次实验数据往里带即可以得到；
（2）[3] 根据关系式可得：
；
（3）[4] 根据关系式可得：在感应电压U和磁感应强度B一定时，垂直切割速度v跟导体的长度L成反比，所以图像应是b．
20． 不存在 S 穿过线圈的磁场（或磁感线多少）发生变化 C
【详解】
（1）[1]磁场是真实存在的，但磁感线是假想出来的有方向的曲线，不是真实存在的。
（2）[2]条形磁铁外部的磁感线总是从磁铁的N极出发，终止于磁铁的S极，内部是从S极到N极，正好构成闭合曲线。
（3）[3]比较图中A与B或C与D可知，当磁体运动时才能产生电流，磁体向上或向下运动，通过线圈的磁感线数量改变，所以要使线圈中产生（感应）电流需要满足的条件是，穿过线圈的磁场（或磁感线多少）发生变化。
（4）[4]因为穿过线圈的磁场（或磁感线多少）发生变化才能产生电流，把“电流表”和线圈分别放在两个房间里，到房间时间过长，看电表时线圈中的磁场没有变化，产生的电流已经消失了，故选C。
21． 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。
答案第1页，共2页
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