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．随着“健康中国”理念深入人心，跑步机越来越受到人们的青睐，它的“心脏”是电动机，下列实验与它的工作原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
2．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．
3．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
4．如图所示实验装置的原理与电动机的工作原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
5．如图所示，能够说明发电机工作原理的实验装置是（　　）
A． B．
C． D．
6．跳绳也可以“发电”。用一根带有绝缘皮的长铜导线做跳绳，将它的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连，据动跳绳时，发现灵敏电流计的指针左右摆动。则（　　）
A．向任意方向摇绳均可产生电流 B．电流方向与绳子运动方向无关
C．此过程中机械能转化为电能 D．跳绳发电属于电流的磁效应
7．无线充电装置给人们的生活带来了便利。充电底座通电后其中的送电线圈产生交变磁场，手机受电线圈中产生感应电流，开始向手机充电，以下四图所示的装置与手机受电线圈工作原理相同的是（　　）
A． B． C． D．
8．选项图中所示的装置中与甲图工作原理相同的是（　　）
A．自发电手电筒 B．话筒
C．手摇式发电机 D．扬声器
9．下列关于电与磁的四个实验的认识，正确的是（　　）
A．甲实验能说明电流周围存在磁场 B．乙实验中通电螺线管左端是S极
C．丙图中的线圈正处于平衡位置 D．丁实验的原理与电动机的原理相同
10．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
11．2021年5月20日，第五届世界智能大会在天津梅江会展中心隆重开幕，长安智能化汽车UNI——K（如图）充分展现了“中国智造”科技风采，UNI——K不仅可以实现自动刷脸识别车主身份、车内拍抖音、全速自适应巡航等众多功能，其炫酷的转向灯也尽显奢华。关于UNI——K，下列判断正确的是（　　）
A．车内的集成电路由超导材料制成
B．左右转向灯之间是并联连接的
C．拍抖音时，景物通过摄像头成虚像
D．汽车的电动机利用了电磁感应原理
12．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
二、填空题
13．如图是一款“运动手环”，其主要部分是一段内置有一小块磁铁的密闭的空心塑料管，管外缠绕着线圈。戴着这种手环走路时塑料管跟着手一起运动，磁铁则在管内反复运动，线圈中便会产生电流，液晶屏上就会显示出运动的步数。此过程将______能转化为电能，与______（选填“发电机”或“电动机”）的工作原理相同。以佩戴手环的手腕为参照物，运动手环是______（选填“运动”或“静止”）的。
14．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。
15．如图甲所示是一款自动清洁地面的扫地机器人，它主要是利用电动机来工作的，其中电动机是利用图______（选填“乙”或“丙”）的原理制成的；人可以利用遥控器操控它的工作状态，遥控器是靠发射______（选填“超声波”、“红外线”或“紫外线”）向机器人发送指令的。
16．图中，当导体AB在磁场中_________（选填“上下”或“左右”）运动时，灵敏电流计指针偏转，根据这个现象发明了________（选填“发电机”或“电动机”）。
三、综合题
17．“汽车共享”推出来时受到市民的青睐，它可以满足人们出行的需求。如图是我市一款按租用时间收费的电动共享汽车。小科一家三口租用该款电动共享汽车去旅游，从租车点一路不停行驶105千米到达目的地，若全程的速度为70千米/时。回答下列问题：
（1）如图所示，租车时，租赁者只要将租车卡靠近电动汽车上的感应器，感应器即能读取卡中的信息，将车解锁。下列哪一副图与刷卡所用的原理相同是________ ；
（2）租用该电动汽车的价格为0.5元/分钟，小科从租车点到目的地的租车费用为________元；
（3）该车质量为1.6×103kg，小科一家三人总质量为是160kg，每个轮胎和地面的接触面积为200cm2，g取10N/kg，求该车对地面的压强________；
（4）某品牌电动汽车的部分参数如表所示。根据表中的数据，将耗完电能的电池充满电，理论上需要多少时间________？上述电动汽车充满电后，在水平地面上匀速行驶的最大距离为140千米，则行驶时该车受到的阻力为多少牛________？
电池容量（kW·h） 22
车载充电器输入电压（V） 220
车载充电器输入电流（A） 16
电能转化为机械能的效率 70%
18．阅读材料，回答问题．
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．
（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）电磁血流计的原理与________（选填“电动机”或“发电机”）的原理相似．
（3）图乙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 ．
（4）若某人心脏主动脉血管的横截面积为正常人的0.85倍时，血管内血液匀速流动的速度应为________m/s．
19．目前汽车刹车器均采用油压制动．油压制动刹车时消耗的机械能以内能形式排放掉，形成能源的浪费．现有一种汽车再生制动器，能把汽车刹车制动时消耗的机械能转化为电能而储存起来，有效地利用了能量．
（1）从能量转化的角度看，汽车再生制动器相当于_______（A/B/C）
A．电动机 B．汽油机 C．发电机
（2）实际上汽车刹车时再生制动器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：
时间t/s 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
再生刹车阻力f/×103N 8.0 8.1 8.4 9.0 10.0 10.0 10.0 7.5 5.0
①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/B/C/D）
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
②在图甲中作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象________，
③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时再生制动器产生的刹车阻力约________ N，此时油压制动器还需产生________ N的刹车阻力．
④在满足③的刹车阻力作用下，汽车的行驶路程与时间变化的关系如图乙所示，则在0～0.5s内汽车克服刹车阻力所做的功W=________J．
20．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__________。
21．阅读短文，回答问题：
贫民窟中的黑科技——单靠重力工作的电灯
当我们在享受电灯带来的各种便利时，身处在发展中国家贫困地区的人们却在依靠极度危险的煤油灯进行照明．针对发展中国家普遍用不上电的情况，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”（GravityLight）．顾名思义，它靠重力发电．在灯身上挂着的一个重物，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．这和手摇式发电装置的原理一样，只不过重力灯的运动方向更垂直．这种重力灯和苹果手机一起被誉为21世纪最伟大的发明．
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），使用寿命可以达到200年．“重力LED灯GL02”挂于大约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2 mm，如图）．以一系列的齿轮带动一个直流发电机，发电时间约为20分钟．“重力LED灯GL02”采用了全新的保护机制，可以确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、源源不断的光线．而且“重力LED灯GL02”机身上有DC插座，还可以为收音机等设备进行供电，其他类似的装置——比如电池充电器也能用同样的方式工作．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1.8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______________．
（2）重力灯的内部结构如图所示，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）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：_______________________．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的；
A．图中闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中产生感应电流，是电磁感应现象，发电机的工作原理与此相同，故A不符合题意；
B．此装置有电源，通电后，磁场中的金属棒会受力运动，说明通电导体在磁场中受力的作用，电动机的工作原理与此相同，故B符合题意；
C．此图是奥斯特实验，说明了通电导体周围存在着磁场，属电流的磁效应，故C不符合题意；
D．研究的是通电螺线管周围的磁场分布情况，故D不符合题意。
故选B。
2．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。
3．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。
4．B
【详解】
AC．图中是将闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中会产生感应电流，这个现象叫电磁感应现象，发电机是根据这个原理来制成的，故AC不符合题意；
B．图中将通电的导线放在磁场中会受力运动，电动机就是根据这个原理制成的，故B符合题意；
D．电路中电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性，使得小锤反复敲击铃碗发出声音，故D不符合题意。
故选B。
5．C
【详解】
发电机原理利用电磁感应原理工作：
A．由图可知是奥斯特实验，故A不符合题意；
B．由图可知是通电导体在磁场的受力实验，故B不符合题意；
C．由图可知是电磁感应实验，故C符合题意；
D．由图可知是通电螺线管实验，故D不符合题意。
故选C。
6．C
【详解】
AB．地球是个大磁体，地磁南极在地理北极附近，地磁北极的地理南极附近，所以磁感线大致南北方向，所以两位同学站在东西方向，摇动铜线跳绳切割磁感线运动，铜线跳绳才能切割磁感线运动，才有电流，电流方向与绳子运动方向有关，故AB不符合题意；
C．此过程中要切割磁感线产生电流，是机械能转化为电能，故C符合题意；
D．跳绳发电属于电磁感应现象，故D不符合题意。
故选C。
7．C
【详解】
根据题意可知，受电线圈工作原理是电磁感应现象。
A．该图是奥斯特实验，说明电流的周围存在磁场，故A不符合题意；
B．该装置是探究磁极间的相互作用规律，故B不符合题意；
C．该图中线圈在磁场中做切割磁感线运动，灵敏电流计的指针会发生偏转，说明产生感应电流，这是电磁感应现象。故C符合题意；
D．该图中通电导体在磁场中受力而运动，是电动机的工作原理图，故D不符合题意。
故选C。
8．D
【详解】
图甲中，线圈通电后，会发生转动，它的原理是磁场对通电线圈有力的作用。
A．自发电手电筒利用电磁感应现象制成的，故A不符合题意；
B．话筒利用的是电磁感应原理，故B不符合题意；
C．手摇式发电机利用电磁感应现象制成的，故C不符合题意；
D．扬声器的原理是磁场对通电线圈有力的作用，故D符合题意。
故选D。
9．A
【详解】
A．通电导线放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，小磁针的运动可以显示磁场的存在，它是研究电流的磁效应的，是奥斯特实验，故A正确；
B．由图可知，电流由螺线管的右端流入，左端流出，则用右手握住螺线管，四指沿电流方向，则大拇指向左，即螺线管的左端为N极，故B错误；
C．该装置中线圈切割磁感线能产生感应电流，是电磁感应现象，是发电机的工作原理，但线圈位置在图示中受到非平衡力的作用（两个切割磁感线的导体受到方向相反的力），不是平衡位置，故C错误；
D．该图没有电池，验证闭合电路的一部分导体切割磁感线时产生感应电流，是电磁感应现象实验图，与发电机的原理相同，而电动机的原理是通电导线在磁场中受到力的作用，故D错误。
故选A。
10．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。
11．B
【详解】
A．车内的集成电路由半导体材料构成，而非由超导体材料构成，故A错误；
B．左右转向灯可以单独工作，故是并联连接，故B正确；
C．拍抖音时，摄像头成的是倒立缩小的实像，故C错误；
D．电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，故D错误。
故选B。
12．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。
13． 机械 发电机 静止
【详解】
[1][2]由题意可知，当塑料管随手一起运动时，磁铁在管中反复运动，线圈切割磁感线而产生感应电流，因此运动手环的基本原理是电磁感应，产生电流的过程中将机械能转化为电能，与发电机的工作原理是相同。
[3]以手腕为参照物，手环和手腕之间的位置没有发生变化，所以手环是静止的。
14． 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。
15． 丙 红外线
【详解】
[1]电动机的工作原理是通电导线在磁场中受力的作用，由图乙可知，是电磁感应现象，是发电机原理，由图丙可知，是研究通电导线在磁场中受力的作用，是电动机的原理。
[2]红外线具有遥控作用，遥控器是利用红外线来发送指令的。
16． 左右 发电机
【详解】
[1]由图中可知，当导体AB在磁场中左右运动时，此时导体AB做切割磁感线运动，在电路中会产生感应电流，灵敏电流计指针偏转。
[2]该现象是电磁感应现象，根据该现象发明了发电机。
17． B 45 2.2×105 6.25h 396N
【详解】
（1）[1]将租车卡靠近电动汽车上的感应器，检测头的线圈中就会产生变化的电流，感应器读出信息原理就是电磁感应现象；A图是电流的磁效应，C图是电磁铁，D图说明了通电导体在磁场中受力的作用，只有B图是电磁感应现象；故选B。
（2）[2]由可得，小科从租车点到目的地的时间
已知租用该电动汽车的价格为0.5元/分钟，小科从租车点到目的地的租车费用
0.5元/min×90min=45元
（3）[3]车对地面的压力
F=G车+G人=m车g+m人g=1.6×103kg×10N/kg+160kg×10N/kg=1.76×104N
车对地面的压强
（4）[4]电动车的充电功率
P=UI=220V×16A=3520W=3.52 kW
将耗完电能的电池充满电，理论上需要的时间
[5]电动车行驶过程中转化为的机械能
W机=W电×70%=22 kW·h×70%=15.4 kW·h=5.544×107J
由W=Fs可得，电动汽车受到的牵引力
因为汽车在水平地面上匀速行驶，根据二力平衡条件可知，该车行驶时受到的阻力
f=F'=396N
18． 左 S2流入 发电机 相反 5×10﹣4 0.212
【详解】
(1)当线圈中的电流从A流向B时,由右手螺旋定则可知,螺线管左端为S极,此时异名磁极相互吸引,故活塞左移,S1关闭,S2打开,血液从S2流入；(2)血液流动就会有微弱电流流过仪表显示出血流速度，能量：机械能转化为电能，故原理与发电机原理相似；(3)图乙中若仅调换两磁极的位置，则流过仪表电流的方向将相反；
已知v＝0.2m/s,血流量为10 4 m3/s,所以血管的横截面积S＝ ＝＝5×10 4m2；
(4)由题意可知,正常的血流速度v＝0.18m/s,要使流过的液体相等,则有：Sv＝S′v′，
则变细后的血液的流速v′＝v＝×0.18m/s≈0.212m/s；
19． C D 8.5×103～8.7×103 1.5×103～1.3×103 1×105
（1）发电机工作时机械能转化为电能；
（2）①依次分析表格中所记录的9组数据，可得出变化的规律；
②对照表格数据，先画点，再描线；
③t=0.5s时再生制动器产生的刹车阻力要通过图象进行估测，得出有效的范围，再根据汽车制动时需要产生恒定的刹车阻力为1×104N来计算出此时油压制动器还要产生的刹车阻力；
④要解决此题，需要掌握功的计算公式：W=Fs，知道刹车阻力，同时从乙图中确定0.5s内移动的距离．
【详解】
（1）根据题意：汽车再生制动器，能把汽车刹车制动时消耗的机械能转化为电能而储存起来，是发电机的工作过程，所以再生制动器相当于发电机；
（2）①分析表中的数据可知，再生制动器的刹车阻力从8000N到10000N逐渐增大，又保持10000N不变，最后又减小，所以选项D符合题意；
②先画点，再描线，如图所示；
③结合表格中第0.4s和0.6s的数据，并对照图象，可以看出，t=0.5s时再生制动器产生的刹车阻力约为8.5×103～8.7×103N以内；
因为汽车制动时需要产生恒定的刹车阻力为1×104N，因此，用这一恒力减去8.5×103～8.7×103N得，此时油压制动器还要产生的刹车阻力为1.5×103～1.3×103N．
④刹车阻力的大小f=1×104N，由图乙知，0.5s内通过的路程为10m．
所以克服刹车阻力做的功为：W=fs=1×104N×10m=1×105J．
20． 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
21． 电磁感应 省力、改变施力的方向 功率小；供电时间短；不能持续供电
【详解】
（1）重力灯的主要构件是直流发电机，它的工作原理是电磁感应．
（2）由图可知，重力灯的内部结构使用了滑轮系统，其目的是省力、改变施力的方向．
（3）重力灯是绿色、无污染的清洁照明工具，使用“零”成本．由以上分析可知，其缺点是：功率小；供电时间短；不能持续供电．
答案第1页，共2页
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