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．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．
2．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
3．电子车票，也称“无纸化”车票，乘客网上购票后，直接通过“刷身份证”或“扫手机”即可顺利进站。如图所示，这是乘客通过刷身份证进站时的情景，将身份证靠近检验口，机器感应电路中就会产生电流，从而识别乘客身份。与这一原理相同的是（　　）
A． B． C． D．
4．如图所示关于下列四个实验的认识，正确的是（　　）
A．甲实验中通电螺线管左端是S极
B．乙实验说明导线的周围存在磁场
C．丙实验与发电机的原理相同
D．丁实验与电动机的原理相同
5．如图是灵敏电流计内部结构示意图，当有电流通过灵敏电流计中的线圈时，线圈就会带动指针发生偏转。在如图所示的实验中，与灵敏电流计工作原理相同的是（　　）
A．电磁铁磁性的强弱与线圈匝数有关
B．通电后导体在磁场中由静止开始运动
C．闭合回路的一部分导体切割磁感线产生电流
D．通电导线下方的小磁针发生偏转
6．如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．图甲表明地磁南极在地理南极附近 B．图乙实验说明了电流周围存在磁场
C．图丙的原理可以制成电动机 D．图丁的原理可以制成发电机
7．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
8．如图所示为科研人员研制的“发电鞋”，鞋的内部安装了磁铁和线圈，当人体带动磁铁运动时，磁铁产生的磁场通过线圈，从而产生感应电流，当人以5km/h的速度行走时，其发电的功率约为0.4W，下列说法正确的是（　　）
A．发电鞋工作时将电能转化为机械能
B．发电鞋是利用电流的磁效应原理工作的
C．发电鞋是利用电磁感应原理工作的
D．在人以5km/h的速度行走1h的过程中，发电鞋可以产生约0.4J的电能
9．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．
10．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．
二、填空题
11．《可可托海的牧羊人》这首歌中有一句歌词，“毡房外又有驼铃声声响起……”，牧民是根据声音的__________来辨别铃声的。好多人现在都佩戴了运动手环，手环内置一空心密闭的塑料管，管内有一小块可移动的磁铁，管外缠绕着线圈。戴着这种手环走路时磁铁在管内反复运动，线圈中便会产生电流，液晶屏上就会显示出运动的步数，这是利用了__________原理。某次外出小明手环记下的步数是4500步，用时40分钟，按“三步两冰”（即每3步走过的路程为2m）估算，小明此次运动的平均速度是__________m/s。
12．如图所示的装置可以用来研究_________(填“电动机”或“发电机”)的工作原理。
将图中的电源换成电流表，闭合开关，让导体ab左右摆动，发现电流表指针偏转，表明导体ab中_____(填“有”或“没有”)感应电流通过，导体ab的机械能转化为________能。
13．如图是被称为没有链条的混合动力电动自行车，此车既可以给锂电池直接充电获得能量，也可以通过骑行者踩脚踏板发电。其锂电池容量为10A·h，电压为 36V，给它充满电后，大约存储了______J的电能。充电时充电线会发热，这是电流的______效应。骑行者踩脚踏板发电的原理是利用了______现象。
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．如图所示，是一款“运动手环”，其主要部分是一段内置一小块磁铁的密闭空心塑料管，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，线圈中便会产生感应电流，此过程利用了______现象，这一原理是科学家______发现的，并发明了________（选填“电动机”或“发电机”）。
三、综合题
16．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）用如图中的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_________．
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．电动机是一种使用广泛的动力机械。从能量转换的角度看，它主要是把电能转化为机械能，还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉了。
(1)如果某电动机线圈的电阻为，电动机工作时两端的电压为，通过电动机的电流为，请推导此电动机电能转化为机械能的效率；
(2)如果有一个直流电动机，把它接入电压为0．3V的电路中时，电动机不转，测得通过电动机的电流是0．6A，若把它接入电压为3V的电路中，电动机正常工作，工作电流是2A。若电动机在正常工作时，转子突然被卡住，此时电动机的发热功率多大？（提示：电动机在电路中转子不转动时为纯电阻用电器）
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．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．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。
2．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。
3．D
【详解】
由题意知，将身份证靠近检验口，机器感应电路中就会产生电流，即由磁产生电，有感应电流产生，所以其原理为电磁感应现象；
A．由图示可知，该图为奥斯特实验，说明电流的周围存在磁场，故A不符合题意；
B．由图示可知，有电源，通电导体在磁场中，说明通电导体在磁场中受到力的作用，所以图为电动机的工作原理，故B不符合题意；
C．由图示可知，该实验探究的磁极间的相互作用。故C不符合题意；
D．由图示可知，图中没有电源，闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，所以是电磁感应现象，故D符合题意。
故选D。
4．C
【详解】
A．电源右端是正极，电流从右端流入，左端流出，根据安培定则，将右手四指方向顺着电流方向握住通电螺线管，大拇指所指方向为通电螺线管N极，即左边为N极，故A错误；
B．如图是奥斯特实验，导线通电时小磁针发生偏转，表明通电导线周围存在磁场，这里的磁场是因为电流产生的，而不是导线，故B错误；
C．如图当线圈在磁场中做切割磁感线的运动时，由于电磁感应，线圈中产生电流，灯泡可以发光，是将机械能转化成了电能，属于发电机的原理，故C正确；
D．如图是电磁感应现象的实验，是将机械能转化为电能，所以是发电机的原理图，故D错误。
故选C。
5．B
【详解】
A．当有电流通过灵敏电流计中的线圈时，就会带动指针发生偏转，这原理是通电线圈的部分导体在磁场中会受到了力的作用，是电动机的基本原理。电磁铁磁性的强弱与线圈匝数有关，是通电导线周围存在磁场，磁场的强弱与匝数和电流的大小等因素有关，故A不符合题意；
B．通电后导体在磁场中由静止开始运动，因为在磁场中受到了力的作用，与电流计的原理相同，故B符合题意；
C．闭合回路的一部分导体切割磁感线产生电流是电磁感应现象，即磁能够生电，故C不符合题意；
D．通电导线下方的小磁针发生偏转，是因为电流周围存在磁场，故D不符合题意。
故选B。
6．B
【详解】
A．指南针的S极指地理的南极附近，根据磁极间相互作用的规律，地理的南极应是地磁的北极附近，所以地磁南极在地理的北极附近，故A错误；
B．磁场的基本性质是对处于其中的小磁针有力的作用，如图导线通过，小磁针偏转，表明通电电线周围存在磁场，故B正确；
C．图丙是电磁感应现象，是发电机的原理图，故C错误；
D．图丁通电后金属棒受力运动，表明通电导线在磁场中受力的作用，是电动机的原理图，故D错误。
故选B。
7．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。
8．C
电磁感应现象是闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动时，导体中会有感应电流产生，把机械能转化为电能；据此分析其工作原理和能量转化形式；根据W=Pt计算发电鞋产生的电能。
【详解】
ABC．由题意可知，人在行走时，人体带动磁铁运动，磁铁产生的磁场通过线圈，从而产生感应电流，所以“发电鞋”是利用电磁感应现象制成的；电磁感应现象中，消耗机械能，得到电能，发电鞋工作时将机械能转化为电能，故AB错误，C正确；
D．当人以5km/h的速度行走时，其发电的功率约为0.4W，所以1h产生的电能为
W=Pt=0.4W×3600s=1440J
故D错误。
故选C。
【点睛】
本题主要考查了电磁感应原理的应用和电能的计算，明确“发电鞋”的工作原理是解答此题的关键。
9．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。
10．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。
11． 音色 电磁感应 1.25
【详解】
[1]每个发声体发出的声音的音色是不同的，牧民可以根据声音的音色来辨别铃声。
[2]戴着这种手环走路时磁铁在管内反复运动，线圈做切割磁感线运动，线圈中便会产生感应电流，这是利用了电磁感应原理。
[3] 小明此次运动的平均速度是
12． 电动机 有 电
【详解】
[1]闭合开关，处在磁场中的导体棒ab中有电流通过时，它就会运动起来，表明通电导体在磁场中受到力的作用，该装置可以用来研究电动机的工作原理。
[2][3]将图中的电源换成电流表，使导体ab左右摆动，它此时做切割磁感线运动，闭合电路中会产生感应电流，即导体ab中有感应电流通过，电流表指针发生偏转，该过程消耗机械能，获得电能，将机械能转化为电能。
13． 1.296×106 热 电磁感应
【详解】
[1]由公式可知
[2]电流通过导体，导体会发热的现象，叫做电流的热效应。
[3]闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流。这种由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫做电磁感应。
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 法拉第 发电机
【详解】
[1][2]根据“运动手环”的特点可知，当塑料管运动时，磁铁在管中运动，线圈切割磁感线而产生电流，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，这一原理是科学家法拉第发现的。
[3]根据这个电磁感应现象，产生电流的现象，发明了发电机。
16． C； 电磁感应； 并联； 0.005．
（1）感觉疼痛的大小是压力作用效果的大小，压力作用效果跟压力大小和受力面积大小有关．减小压强的方法是在压力一定时，增大受力面积；或在受力面积一定时，减小压力．
（2）①指示灯发光，指示灯中一定有电流，但是此时已经断开电源，因为手的按压使指示灯发光，一定是机械能转化为电能，这种现象是电磁感应现象．
②根据按摩头和指示灯是否互相影响判断两者的连接关系．
（3）知道功率和时间，根据求出按摩棒消耗的电能．
【详解】
（1）用A型按摩头振动按摩时，小明的妈妈感到疼痛，是因为压力作用效果比较大，为了减小压力作用效果，可以在受力面积一定时减小压力，也可以在压力一定时增大受力面积，所以选择C按摩头．
（2）①断开电源，手按压按摩头时，指示灯发光，说明指示灯中有电流通过，机械能转化为电能，这种现象是电磁感应现象．
②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，说明指示灯和按摩头的振动互不影响，两者是并联的．
（3），由可得，．
故答案为（1）C；（2）电磁感应；（3）并联；（4）0.005k．
【点睛】
把电磁感应现象、用电器的连接方式、电能的计算、压力作用效果融化在健身器材中，体现了物理和生活的密切关系．难点是电功的计算，换算单位是关键．
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．(1)见解析；(2)18W
【详解】
(1)证明：电动机消耗的电能
线圈产生的热量
电动机做有用功消耗的电能
电动机的机械能的效率
(2)由欧姆定律可得，电动机线圈的电阻
转子突然被卡住时的电流
此时电动机的发热功率
答：此时电动机的发热功率18W。
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．
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页