人教版九年级全一册20.5磁生电（含答案）

人教版九年级全一册 20.5 磁生电
一、单选题
1．利用图所示实验揭示的原理，可制成（　　）
A．发电机 B．电动机 C．电磁铁 D．电磁继电器
2．图甲是新一代电动自平衡独轮车，图乙四个选项中能表示其工作原理的是（　　）
A． B． C． D．
3．如图，导体AB、导线跟电流表组成闭合回路，在下列情况下磁场里的导体AB能够产生感应电流的是（　　）
A．让导体AB在磁场中静止
B．让导体AB沿水平方向做切割磁感线运动
C．让导体AB沿竖直方向顺着磁感线向下运动
D．让导体AB沿竖直方向逆着磁感线向上运动
4．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
5．如图中能反映动圈式扬声器工作原理的是（　　）
A． B． C． D．
6．许多科学家在研究电和磁的漫长历史中做出了卓越贡献。其中经过10年不懈努力发现电磁感应现象的科学家是（　　）
A．奥斯特 B．法拉第 C．焦耳 D．安培
7．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．
8．勤思考、爱交流的小琴对电磁的知识进行了总结，并与小文进行交流。小文认为小琴的结论有的正确、有的错误。小琴总结的下列结论中正确的是（　　）
A．导体中的负电荷在做定向移动时不一定产生磁场
B．改变磁场的方向，通电导线在磁场中的受力方向就发生改变
C．闭合回路的导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生感应电流
D．指南针之所以指南北，是因为受到地磁场的原因
9．电动机是很多家用电器的核心部件，下列图中能说明电动机工作原理的是（　　）
A． B．
C． D．
10．如图所示，用导线、灵敏电流表组成闭合回路。选项中，用“○”示闭合电路中垂直于纸面方向放置的导线ab的横截面，当导线ab在磁场中沿虚线运动，灵敏电流表指针有明显偏转的是（　　）
A． B． C． D．
二、填空题
11．科学家的每次重大发现都有力地推进了人类文明的进程，英国物理学家法拉第经过10年探索在1831发现了______现象。丹麦物理学家______最早揭示电与磁之间有联系。
12．某实验小组的同学进行电磁学实验。
（1）如图1，闭合开关，根据右手螺旋定则（安培定则），我们可以判断通电螺线管的磁场方向，这个磁场会使小磁针发生偏转，那么偏转后小磁针的N极（黑色端）将指向______（左边/右边）；
（2）在如图2甲所示的实验中，当闭合开关后，可观察到磁场中金属棒ab在导轨上运动，该实验中的能量转化情况与_______（选填“电动机”或“发电机”）一致。
（3）在图2乙所示的实验中，闭合开关，保持蹄形磁体不动，若使金属棒ab做_______运动，则灵敏电流计的指针将发生偏转。
13．图中所示是一款儿童滑板车。当车轮转动时可自行发电，使车轮边缘的LED灯发光，其发电的原理与______（选填“动圈式话筒”或“电磁起重机”）相同。逐渐加快滑行速度，LED灯的亮度会______（选填“增强”、“减弱”或“不变”）。
14．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”）
15．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”）
三、综合题
16．阅读短文,回答问题。
海水的利用
地球表面的70%以上是海洋，开发利用海洋能源有广阔的前景。
潮汐是一种海平面周期性变化的现象，海平面每昼夜有两次涨落。人们在靠近海的河口或海湾深处建大坝，在大坝中间装上水轮发电机组。涨潮时，海水通过大坝流进河口，带动水轮发电机发电，退潮时，海水又流回海洋，从相反方向带动水轮发电机发电。法国的郎斯潮汐电站年发电量达5×108 kW·h。
海水淡化和将海水直接用于工业冷却用水的相关设备、管道防腐等技术已比较成熟，部分沿海国家许多工业冷却水都来自于海水。
（1）潮汐发电是将______转化为电能，发电机是应用______现象制成的；
（2）1吨煤燃烧后可发电2.5×103 kW·h，郎斯潮汐电站每年的发电量可节约______吨煤；
（3）海水作工业冷却用水主要是利用了水的______大的特性。
17．（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__________。
18．人工心脏泵
血液是人体输送氧气与营养的主要载体，心脏就像发动机，为这一输送提供了动力．医生给心脏疾病的患者做手术时，往往要用一种称为“人工心脏泵”的体外装置来代替心脏，以推动血液循环．如图甲是该装置的示意图，线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上（相当于一个电磁铁），通电时线圈与活塞柄组成的系统与固定在左侧的磁体相互作用，从而带动活塞运动，活塞筒通过阀门与血管相通，阀门S1只能向外开启，S2只能向内开启．
手术时，还需要利用电磁血流计来检测血流速度和血流量（血流量指单位时间内通过血管横截面的血液体积），其示意图如图乙所示，使用时，将血管放置于两磁极之间，两金属电极a、b与血管壁接触，就会有微弱电流流过仪表显示出血流速度．
研究表明，血管内血流速度会随血管横截面积的变化而变化，且血液匀速通过血管时，受到的阻力与血液的流速成正比．当血管横截面积为正常值的n倍时，测得心脏主动脉血管内血液匀速流动的速度v与n的数值如下表所示．
n 1.00 0.90 0.80 0.75 0.60
v/m s-1 0.180 0.200 0.225 0.240 0.300
（1）甲图中，当线圈中的电流从A流向B时，活塞向 ______ （选填“左”或“右”）运动，血液从 _____ （选填“S1流出”或“S2流入”）．
（2）图乙电磁血流计中若仅调换两磁极的位置，则流过仪表电流的方向将 ________ （选填“不变”或“相反”），若某次测得血流速度为0.2m/s，血流量为10﹣4m3/s，则对应血管的横截面积为 ________ m2．
（3）若某人心脏主动脉血管的横截面积为正常值的0.7倍时，血管内血液匀速流动的速度应为 ________ m/s．
（4）当心脏主动脉血管的横截面积变化时，其内血液匀速流动，推动血液流动的功率P与下列哪一选项成正比？答 _______ ．
A．n B．n2 C． D．
19．目前电能大都是通过电网采用有线方式传输的．人们一直梦想能大规模无线传输电能，梦想在日常生活中使无线充电得到普及，甚至不用电池．
（1）市场上支持无线充电的智能手机和充电器大部分采用Qi技术．其原理是：电流流过送电线圈产生磁场，受电线圈靠近该磁场时就会产生电流，给智能手机充电．下列实验与受电线圈处工作原理是相同的是 ____ ．
A．B．C．D．
（2）为研究无线传输电能，某科研小组在实验室试制了无线电能传输装置，在短距离内点亮了灯泡，如图甲所示．实验测得，接在b线圈上的用电器获得的电功率为输入a线圈电功率的40%．若把a线圈接入电压为220 V的电源，测得该线圈中的电流为0.2 A．b线圈中只接入一盏灯泡，此时该灯泡恰能正常发光，则该灯泡的功率为多大？ __________
（3）如图乙所示，通过安置在插座上的电流转换器，将电能转换为超声波，电动小车上的接收器收到超声波讯号，可将其能量转换为电能为电池充电.已知：接收器接收到的超声波功率P与它和转换器间距离L的平方成反比，它将超声波能量转化为电能并储存在电池中的效率为50%．当小车与转换器间距离L0=1m时，接收器接收到的超声波功率P0=8W．当小车在平直路面上匀速行驶时，所消耗的电池电能的80%用于维持小车匀速行驶，小车受到的阻力为16N．
①当小车与转换器间距离为1m时，求电池充电1h所储存的电能； _______
②小车在平直路面上以0.2m/s的速度匀速行驶5min，求该过程中消耗的电池电能； _________
③若充电时小车与转换器之间距离L＝2m，则2h内所充电能可使小车以0.2m/s的速度匀速行驶多远？ ___
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】
分析图可知，图中将闭合回路的一部分导线放在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，这就是电磁感应现象，该过程将机械能转化为电能，人们利用这个原理制成了发电机，故A符合题意；BCD不符合题意。
故选A。
2．D
【详解】
电动自平衡独轮车是靠电动机驱动，原理是通电导线在磁场中受力的作用；
A．由图可知，是探究电磁感应原理的实验，故A不符合题意；
B．由图可知，是奥斯特实验，故B不符合题意；
C．由图可知，是探究电磁铁磁性与线圈匝数关系的实验，故C不符合题意；
D．由图可知，是探究通电导线在磁场中受力的实验，故D符合题意。
故选D。
3．B
根据产生感应电流的条件（导体是闭合电路的一部分，导体做切割磁感线运动）判断各个选项的正误。
【详解】
A．让导体AB在磁场中静止，导体没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流；故A不符合题意；
B．让导体AB沿水平方向做切割磁感线运动，导体做切割磁感线运动，会产生感应电流；故B符合题意；
C．让导体AB沿竖直方向顺着磁感线向下运动，导体没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流；故C不符合题意；
D．让导体AB沿竖直方向逆着磁感线向上运动，导体没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流；故D不符合题意。
故选B。
4．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。
5．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。
6．B
【详解】
奥斯特发现了电流的磁效应，法拉弟发现了电磁感应现象，焦耳探究的是焦耳定律，安培总结了安培定则，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
7．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。
8．D
【详解】
A．导体中的负电荷在做定向移动时会产生电流，电流的周围一定存在磁场，故A错误；
B．若改变磁场的方向时也改变了电流的方向，则通电导线在磁场中的受力方向不会发生改变，故B错误；
C．闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中产生感应电流，故C错误；
D．地球本身就是个大磁体，指南针之所以指南北，就是因为受到地磁场的原因，故D正确。
故选D。
9．D
【详解】
A．电动机的原理是通电导体在磁场中受到力的作用。A图没有电源，是电磁感应现象，与电动机无关，故A不符合题意；
B．B是探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系，与电动机无关，故B不符合题意；
C．C说明通电导体周围存在磁场，故C不符合题意；
D．D中有电源，通电导体受到了力的作用，故D符合题意。
故选D。
10．D
【详解】
如图所示，只有D图中导线在做切割磁感线运动，此时灵敏电流表指针会有明显偏转，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
11． 电磁感应 奥斯特
【详解】
[1]英国物理学家法拉第经过10年探索在1831发现了电磁感应现象，即磁生电。
[2]丹麦物理学家奥斯特最早揭示电与磁之间有联系，即电流周围存在着磁场。
12． 右边 电动机 切割磁感线
【详解】
（1）[1]电流从螺线管的右端流入，左端流出，由安培定则可知，通电螺线管左端为N极，右端为S极，由异名磁极相互吸引可知小磁针的N极指向右边。
（2）[2]甲装置有电源，闭合开关后，能观察到导体ab运动，这个现象说明磁场对电流有力的作用，在此过程中电能转化为机械能，电动机工作时，将电能转化为机械能，所以该实验中的能量转化情况与电动机一致。
（3）[3]乙装置无电源，闭合开关后，如果让导体ab做切割磁感线运动，灵敏电流计的指针就会发生偏转，此实验是将机械能转化成电能的过程，根据此原理发明了发电机。
13． 动圈式话筒 增强
【详解】
[1]当车轮转动时相当于金属线圈做切割磁感线运动，电路中产生感应电流，使LED发光，属于电磁感应现象；动圈式话筒是根据电磁感应现象制成的，电磁起重机利用电流的磁效应。所以其发电的原理与动圈式话筒相同。
[2]逐渐加快滑行速度，线圈切割磁感线运动变快，产生的电流变大，LED灯的亮度会增强。
14． 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。
15． 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。
16． 机械能(或动能) 电磁感应 2×105 比热容
【详解】
（1）[1][2]根据对潮汐发电和发电机原理的理解可知，水的涨落蕴含巨大的机械能，用它来发电是转化成了电能；发电机的工作原理：电磁感应现象。
（2）[3]郎斯电站每年的发电量可节约的煤有
=2×105t
（3）[4]水的比热容大，一定质量的水在升高一定的温度时，吸收的热量较多，所以比其他液体作冷却效果好。
17． 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：
18． 左 S2流入 相反 5×10﹣4m2 0.257 D
【详解】
第一空．甲图中，当线圈中的电流从A流向B时，线圈中电流方向正面向上，背面向下，根据安培定则可知，线圈右端为N极，左端为S极．根据磁极间的相互作用规律可知，此时活塞向左运动．
第二空．由图甲可看出，当活塞向左运动时，活塞筒内空间扩大，压强减小，血管内的血液要流进活塞筒．但由于阀门S1只能向外开启、S2只能向内开启，所以阀门S1关闭、S2打开，血液从S2流入．
第三空．图乙中，电极a和b、血管中血液、导线、仪表等构成闭合电路，血液流动时在磁场中做切割磁感线运动，所以电路中会产生微弱电流，从而仪表有示数，该装置原理为电磁感应．因产生的感应电流方向与磁场方向和导体切割磁感线运动方向有关，若仅调换两磁极的位置，血液流动方向不变，改变了磁场方向，则流过仪表电流的方向将相反．
第四空．若某次测得血流速度为0.2m/s，血流量为10﹣4m3/s．设时间为1s，则血液流过的距离为h=0.2m，血液流过的体积为V=10﹣4m3．将血管看作圆柱体，所以对应血管的横截面积为：
S===5×10﹣4 m2．
第五空．由表中数据可知，每组数据的n与v的乘积都为0.18（m/s），则说明v与n成反比例关系．设v=，则k=0.18（m/s）．当血管的横截面积为正常值的0.7倍时，即n=0.7时，血管内血液匀速流动的速度为：
v===0.257m/s．
第六空．因血液匀速通过血管时受到的阻力f与血液的流速v成正比，则设f=k′v．又因血液匀速流动时动力F等于阻力f，且v=，则：
P=Fv=fv= k′v =k′ =，
因k′、k都为定值，则也为定值，所以由P=可知，功率P与成正比．故D正确．
19． C 17.6W 1.44×104J 1.2×103J 360m
【详解】
（1）由题意可知，手机上的线圈，能将底座产生的变化的磁场转化为电流给手机电池充电，是利用电磁感应原理工作的；
A．此图是电磁继电器的原理图，是利用电流的磁效应制成的，故A不符合题意；
B．图中给导体通电，导体会运动，说明通电导体受到磁场力的作用，故B不符合题意；
C．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，故C符合题意；
D．此图是研究电磁铁磁性强弱与电流的有无的关系的实验，故D不符合题意；
（2）甲线圈输入功率为P总=UI=220V×0.2=44W，所以，乙线圈得到的功率，即灯泡的功率为P=P总η=44W×40%=17.6W；
（3）①电池充电1h后，接收器接收到的超声波能量为：W1=P0t=8W×3600s=2.88×104J；
由题意知，电池所储存的电能：E电=η1W=50%×2.88×104J=1.44×104J；
②小车在平直路面上匀速行驶5min的过程中，行驶的距离：s=vt=0.2m/s×5×60s=60m；
克服阻力做功W2=fs=16N×60m=960J；
消耗的电池能：J；
③由题意可得，，则，解得：P=2W，2h内转化成的机械能W′=Ptη1η2=2W×2×3600s×50%×80%=5760J；由W=fs可得，．
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