苏教版物理九年级下册第十六章 电磁转换章节测评试卷（有解析）

苏教版物理九年级下册第十六章 电磁转换章节测评
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。
第I卷（选择题 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、如图所示，在蹄形磁体的磁场中放置一根与螺线管连接的导体棒ab，当ab棒水平向右运动时，小磁针N极转至右边，可使如图所示位置的小磁针N极仍然转至右边的操作是下列选项中的（　　）
A．ab水平向左运动 B．ab竖直向下运动
C．ab竖直向上运动 D．ab水平向左运动
2、一学生利用手中的条形磁体做了以下实验，其中结论正确的是（　　）
A．同名磁极互相吸引
B．条形磁体能够吸引小铁钉
C．将条形磁体用细线悬挂起来，当它在水平面静止时北极会指向地理南方
D．条形磁体与小磁针之间隔了一层薄玻璃后就没有相互作用了
3、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
4、如图所示，关于甲乙丙丁四幅图，下列说法正确的是（　　）
A．如图中验电器的原理是异种电荷互相排斥
B．如图是奥斯特发现的电磁感应现象
C．如图表明通电导体在磁场中会受到力的作用
D．如图的测电笔在使用时必须接触笔尾的金属体
5、下列说法正确的是（ ）
A．奥斯特发现电流周围存在磁场 B．法拉第发现了电流的热效应
C．焦耳发现磁能生电 D．瓦特发明了电灯
6、下列4个实验中能揭示电风扇工作原理的是
A． B．
C． D．
7、如图所示，学校的饭卡的内部其实是一组线圈与一个信息芯片相连，卡中没有电池。当饭卡接触感应器时，线圈给芯片供电使芯片工作，下列说法正确的是（　　）
A．线圈就是一个电磁铁
B．线圈相当于用电器
C．线圈工作原理与电动机原理类似
D．线圈工作原理属于电磁感应
8、下列机器中，不属于热机的是（ ）
A．洗衣机 B．柴油机 C．火箭 D．蒸汽轮机
9、如图所示，电源两端电压不变，当开关S闭合时，电磁铁能吸起许多大头针。下列关于电磁铁的说法中正确的是 （　　）
A．电磁铁的上端是N极
B．电磁铁磁性的强弱可以通过吸起大头针的数目来判断
C．若滑片P向左移动，电磁铁吸起的大头针数量会减少
D．若仅将电路中的电源正负极对调，电磁铁会吸起更多的大头针
10、在物理实验中，把难于测量或测准的物理，通过转换变成能够测量或测准的物理量，或者把某些不易显示的物理现象转换为易于显示的现象的方法，称之为转换法。下列实验中没有利用转换法的是（　　）
A．探究物体的动能跟哪些因素有关时，通过木块被撞的远近来判断钢球动能的大小
B．在探究二力平衡的实验中，不断改变力的大小、方向、作用点进行实验
C．在探究影响电磁铁的磁性强弱因素的实验中，用吸引大头针个数的多少来反映电磁铁磁性的强弱
D．在探究电流产生的热量跟哪些因素有关的实验中，用煤油升高温度的大小来反映电流通过电阻丝产生热量的多少
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（6小题，每小题5分，共计30分）
1、如图是某同学设计的红外线体温安检电路，闭合开关S1后，电磁铁的上端为 ___极，若要求S1、S2闭合后，无人经过或体温低于37.3℃的人经过时仅绿灯亮，体温高于37.3℃的人经过时，红灯亮且电铃响起，则采用的热敏电阻的阻值应随着温度升高而 ___。
2、第一个发现电现象与磁现象之间存在联系的人是______。
3、如图所示的实验最早是_________（填物理学家）完成的，为了使实验现象明显，导线应________（选填“东西”或“南北”或“任意方向”）放置，实验结论是通电导线周围存在________，如果移走小磁针，导体周围________（选填“存在”或“不存在”）磁场。利用此实验的结论制造出了________（选填“电磁铁”、“电动机”或“发电机”）。
4、如图是一种“闯红灯违规证据抓拍模拟器”的工作原理图，光控开关接收到红光时会自动闭合，压敏电阻受到压力时其阻值会变小。当红灯亮后，且车辆压到压敏电阻上时，电磁铁的磁性因电路中电流的______（填“增大”或“减小”）而变______（填“强”或“弱”），吸引衔铁与触点______（填“1”或“2”）接触，电控照相机工作，拍摄违规车辆。
5、罗盘（指南针）为我国古代四大发明之一，如图所示为我国早期的指南针——司南。司南静止时，它的长柄指向 _________ （选填“北方”或“南方”）。指南针之所以能指南，是因为地球周围存在着磁场——地磁场，地磁场的N极在地理位置的 _________ （选填“北极”或“南极”）附近。
6、如图所示的电磁铁，闭合开关，就有电流通过密绕的线圈，此时钉帽一端的磁极为______极，把滑动变阻器滑片P向右移动时，能够吸引的大头针数目将______（选填“增加”或“减少”）。
三、计算题（4小题，每小题10分，共计40分）
1、为判断短跑比赛是否抢跑，某兴趣小组设计了如图“抢跑自动指示”电路．其工作原理是：当运动员蹲在起跑器上后，先闭合S；发令时闭合S1，发令指示灯亮；运动员起跑后，装在起跑器上的压敏电阻R0因受到压力减小，其电阻改变，电磁铁线圈中的电流明显变大，S2被吸引而闭合，起跑器指示灯亮．若起跑器指示灯比发令指示灯先亮，表示运动员抢跑．
（1）当S1处于断开状态时，闭合S，若压敏电阻阻值变小，电磁铁的磁性强弱如何变化？
（2）已知发令控制电路电源电压U＝6伏，电磁铁线圈的电阻不计．若运动员起跑后，压敏电阻R0的阻值为30欧，S和S1仍处于闭合状态，电磁铁线圈中的电流为0.25安，计算此时发令指示灯的功率．
（3）压敏电阻通常有两种类型：A．阻值随压力增大而增大； B．阻值随压力增大而减小．则该模型的压敏电阻应选择哪种类型，结合电路简要说明理由： ．
2、如图所示，是某科技活动小组的同学们设计的恒温箱内部电路结构示意图．她包括了工作电路和控制电路两部分，用于获得高于室温、控制在一定范围内的恒温．其中，R’为滑动变阻器，R为可变电阻，电磁铁整个线圈的电阻R0=20Ω，加热器的电阻R1=484Ω．当控制电路的电流I≥0.04A时，电磁继电器的衔铁被吸引；当控制电路的电流I≤0. 036A时，电磁继电器的衔铁被弹簧拉起，则：
（1）当该恒温箱处于加热状态时，工作电路的功率为多少？
（2）如果当滑动变阻器的电阻R’=300Ω时，可变电阻R=180Ω时，衔铁恰好被拉起，控制电路的电源电压是多少？那么，当衔铁恰好被吸引时，滑动变阻器和可变电阻的最小电阻的阻值是多少？
3、如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置．
（1）闭合开关后，当导体ab向左或向右运动时，电流表指针偏转，当导体ab向上或向下运动时，电流表指针不偏转，说明闭合电路中的部分导体在磁场中做________运动时导体中会产生感应电流．
（2）在此实验过程中，能量转化情况是________．
（3）实验中发现，当导体ab向左运动时，电流表指针向右偏转，当导体ab向右运动时，电流表指针向左偏转，说明________．
（4）小明猜想“感应电流大小可能与导体运动速度大小有关”，他验证猜想的过程是：让导体在第一次实验中运动较慢，在第二次实验中运动较快，观察两次实验中的________，然后进行分析与判断．
4、目前全国少数城市已投入使用超级电容公交车．超级电容器是一种新型电能存储设备，像蓄电池一样也有正、负两极，可通过安装在各公交站点的充电桩快速充满电，让车能够继续正常行驶．在制动过程中，电车又能通过发电机回收部分能量为超级电容充电，安全高效环保．
假设某型号的超级电容公交车载满乘客时总质量为15吨，某次运行时从充电桩充满电后电车储存的能量约为2×107焦，能以10米/秒的速度保持匀速直线行驶6千米，能量利用的效率为90%．
（1）电车发电机的工作原理是______．
（2）若公交车载满乘客时车胎与地面的总接触面积为0.4米2，求公交车对地面的压强．_____
（3）若公交车在该次运行中受到的阻力恒定，则牵引力大小是多少 _____
（4）若公交车在该次运行中电容器输出电压为300伏，不计电容器输出电能时的能量损耗，则工作电路的电流有多大 _____
-参考答案-
一、单选题
1、D
【解析】
【详解】
A．ab水平向左运动切割磁感线，蹄形磁体的磁场方向不变，导体棒运动方向相反，产生的感应电流反向，螺线管产生的磁场方向反向，小磁针N极转至左边，故A错误，故A不符合题意；
BC．ab竖直向上或向下运动，导体棒ab不切割磁感线，不产生感应电流，小磁针不偏转，故BC错误，故BC不符合题意；
D．由图可知，蹄形磁体的磁场方向反向，导体棒ab的运动方向反向，导体棒切割磁感线产生的电流方向不变，小磁针的偏转方向不变，小磁针N极仍然转至右边，故D正确，故D符合题意。
故选D。
2、B
【解析】
【详解】
A．由磁极间的相互作用规律可知，同名磁极相互排斥，故A错误；
B．由课本知识：磁体能吸引铁、钴、镍等物质，故条形磁体能够吸引小铁钉，故B正确；
C．将条形磁体用线悬挂起来，让磁体自由转动，静止时指向地理南极的磁极叫南极（S极），指向地理北极的是磁体的北极（N极），故C错误；
D．玻璃不能隔离磁场，条形磁体与小磁针之间隔了一层薄玻璃后仍有互相作用，故D错误。
故选B。
3、B
【解析】
【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。
4、D
【解析】
【详解】
A．验电器的工作原理是同种电荷互相排斥，故A错误；
B．放在小磁针上方的导线中有电流通过时，小磁针会发生偏转，说明通电导体周围存在磁场，这是奥斯特发现的“电流的磁效应”现象，故B错误；
C．法拉第在奥斯特的启发下，研究了磁能否生电，通过十年的努力发现了电磁感应现象，即导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流，故C错误；
D．使用测电笔辨别火线时，一定要用手触及笔尾的金属部分，不能用手触及测电笔前端的金属体，否则会造成人身触电事故，故D正确。
故选D。
5、A
【解析】
【详解】
A．奥斯特通过实验发现了通电导体周围存在磁场，是第一个发现电现象和磁现象之间联系的人，故A正确；
B．法拉第发现了磁生电即电磁感应现象，焦耳发现了电流的热效应，故B错误；
C．焦耳发现了焦耳定律即电流的热效应，磁生电即电磁感应现象是法拉第发现的，故C错误；
D．瓦特发明了蒸汽机，爱迪生发明了电灯，故D错误。
故选A。
6、C
【解析】
【详解】
电风扇工作核心元件是电动机，电动机是利用通电导线在磁场中受力而运动的原理制成的。
A．此图是奥斯特实验，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．该实验说明闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流是电磁感应原理，故B不符合题意；
C．电路中有电源，通电导体受到磁场力的作用发生运动，是电动机的原理，故C符合题意；
D．电磁铁是利用了通电螺线管周围存在磁场制成的，故D不符合题意。
故选C。
7、D
【解析】
【分析】
【详解】
当饭卡接触感应器时，线圈在磁场中做切割磁感线运动，线圈中有感应电流产生，线圈给芯片供电使芯片工作，这是电磁感应现象，线圈相当于电源，故D正确，ABC错误。
故选D。
8、A
【解析】
【详解】
A．洗衣机是利用电动机工作的，将电能转化为机械能，不属于热机，故A符合题意；
BCD．柴油机、火箭和蒸汽轮机工作时，将内能转化为机械能，属于热机，故BCD不符合题意。
故选A。
9、B
【解析】
【详解】
A．由图中可知，当开关S闭合后，由安培定则可知，电磁铁的下端是N极，故A错误；
B．电磁铁的磁性越强，吸起的大头针的数目越多，所以电磁铁的磁性强弱可以通过吸起大头针的数目来判断，故B正确；
C．由图中可知，若滑片P向左移动，则滑动变阻器接入电路中的阻值变小，故由欧姆定律可知，电路中的电流变大，即电磁铁的磁性变强，故电磁铁吸起的大头针数量会增加，故C错误；
D．若仅将电路中的电源正负极对调，则电磁铁的正负极对调而磁性强弱不变，故电磁铁吸引的大头针的数量不变，故D错误。
故选B。
10、B
【解析】
【详解】
A．动能多少不能直接观察，在探究物体的动能跟哪些因素有关时，通过木块被撞的远近来判断钢球动能的大小，采用的是转换法，故A不符合题意；
B．二力平衡的条件有多个，在探究二力平衡的实验中，不断改变力的大小、方向、作用点进行实验，采用的是控制变量法，故B符合题意；
C．磁性的大小无法看到，可以根据吸引大头针个数的多少来反映电磁铁磁性的强弱，采用的是转换法，故C不符合题意；
D．热量的多少无法看到，可以通过温度计示数的变化来判定产生热量的多少，采用的是转换法，故D不符合题意。
故选B。
二、填空题
1、 S 变小
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由图知，电磁铁中电流是从下端流入、上端流出，用右手握住螺线管，四指指向电流方向，则大拇指所指的电磁铁的下端为N极、上端为S极。
[2]体温高于37.3℃的人经过时，则热敏电阻的温度高，此时红灯亮且电铃响起，说明电磁铁的磁性强，吸引衔铁，使得动触点与下面的静触点接触，原因是电路中的电流大、电阻小。可见，热敏电阻的阻值随着温度升高而变小。
2、奥斯特
【解析】
【详解】
1820年，丹麦科学家奥斯特在课堂上做实验时偶然发现：当导线中通过电流时，它旁边的磁针发生了偏转，他进而继续研究，终于证实了电流周围存在磁场，在世界上第一个发现了电和磁之间的联系。
3、 奥斯特 南北 磁场 存在 电磁铁
【解析】
【详解】
[1]如图所示的实验最早是奥斯特发现的，当导线中通过电流时，它下方的磁针发生了偏转，证实了电流周围存在着磁场。
[2]导线应该与磁针平行，而磁针静止时指的是南北方向，为避免地磁场对实验的影响，故导线也应该是南北方向。
[3]实验结论是通电导线周围存在磁场，让磁针发生偏转。
[4]不论有没有小磁针，通电导线周围都存在磁场。
[5]有电流时有磁性，没有电流时就失去了磁性，我们把这种磁体称为电磁铁，故利用此实验的结论可以制造出了电磁铁。
4、 增大 强 2
【解析】
【详解】
[1]只有在红灯亮的期间，光控开关才闭合，当此时车辆违规闯红灯行驶时，会压上压敏电阻，从而使压敏电阻的阻值减小，则控制电路中总电阻减小，在电源电压一定的情况下，电流增大。
[2]电磁铁的磁性与电流有关，并且电流越大磁性越强，所以电磁铁的磁性会增强。
[3]当电流增大到一定程度时，电磁铁会将衔铁向下吸引，使其与触点2接触，导致了电控照相机所在的电路接通，照相机会对违规车辆进行拍照。
5、 南方 南极
【解析】
【详解】
[1]中国是世界上最早研究磁现象的国家，制成了指方向的仪器司南，它是用天然磁石磨制成的勺子，实际上就是一块磁铁，静止时其勺柄指向南方，即指南的南极用S表示。
[2]地球周围存在着磁场，地磁场的N极在地理位置的南极附近，指南针指示南北是因为指南针受到地磁场的作用。
6、 S 减少
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由图知道，电流从电磁铁的上端流入，从下端流出，故根据安培定则知道，电磁铁的下端是N极，上端是S极。
[2]滑动变阻器滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路电阻变大，电路中电流减小，在线圈和铁芯一定时，电流越小，电磁铁磁性越弱，所以，吸引的大头针数目将减少。
三、计算题
1、（1）变强；（2）0.3W；（3）选A，S处于闭合状态时，当运动员起跑后对压敏电阻的压力减小，起跑指示灯要亮，S2要被吸引，电磁铁的磁性要增强，通过线圈的电流应变大，压敏电阻阻值要减小，所以压敏电阻受到的压力减小时其电阻值也减小．
【解析】
【详解】
试题分析：（1）当S1处于断开状态时，闭合S，压敏电阻R0与电磁铁串联，若压敏电阻阻值变小，电源电压不变情况下，由欧姆定律知通过电路的电流增大，电磁铁的磁性随电流的增大而增强；（2）发令控制电路电源电压U＝6伏，电磁铁线圈的电阻不计，则R0与灯泡串联．若运动员起跑后，压敏电阻R0的阻值为30欧，则通过R0的电流I0=U/R0=6V/30Ω=0.2A；S和S1仍处于闭合状态，电磁铁线圈中的电流为0.25A，即通过灯泡的电流IL=I-I0=0.25A-0.2A=0.05A；此时发令指示灯的功率P=UIL=6V×0.05A=0.3W．（3）选A，S处于闭合状态时，当运动员起跑后对压敏电阻的压力减小，起跑指示灯要亮，S2要被吸引，电磁铁的磁性要增强，通过线圈的电流应变大，压敏电阻阻值要减小，所以压敏电阻受到的压力减小时其电阻值也减小．
考点：电磁继电器；欧姆定律；
2、（1）100W （2）18V 430Ω
【解析】
【详解】
试题分析：（1）当该恒温箱处于加热状态时，工作电路的功率为：
（2）当衔铁恰好被拉起时，因为线圈与可变电阻、滑动变阻器串联
R总=R线+R’+R=20Ω+300Ω+180Ω=500Ω U=I小R总=0.036A×500Ω=18V
当衔铁恰好被吸引时，滑动变阻器和可变电阻的最小电阻的阻值是：
R滑= R总小-R线=450Ω-20Ω=430Ω
考点：电磁继电器 电功率计算 串联电路电压、电流特点
3、 切割磁感线 机械能转化为电能 感应电流的方向跟导体运动方向有关 电流表指针偏转情况
【解析】
【分析】
要产生感应电流，则电路是闭合的，且导体做切割磁感线运动；产生感应电流的过程中机械能转化为电能．
导体运动的方向不同，指针偏转的方向不同，即感应电流的方向不同；
要验证感应电流的大小和导体运动快慢的关系，就要控制其它因素一定，而导体的运动快慢不同，据此解答．
【详解】
（1）在此次操作中，使导体ab向上或向下运动时，没有切割磁感线，所以不会产生感应电流，因此要产生感应电流，必须同时满足两个条件：电路是闭合的；导体做切割磁感线运动；
(2)导体在磁场中运动，消耗了机械能，产生了电能，所以产生感应电流的过程是机械能转化为电能的过程．
（3）由于感应电流是导体在磁场中做切割磁感线运动而产生的，当导体运动的方向改变时，电流表指针偏转方向也改变，由此可以联想到感应电流的方向跟导体运动方向有关；
（4）要验证感应电流的大小和导体运动快慢的关系，就要控制其它因素一定，而导体的运动快慢不同，让导体在第一次实验中运动较慢，在第二次实验中运动较快，观察到两次电流表的指针偏转情况不同，由此可以联想到感应电流的大小跟导体运动速度有关．
4、 电磁感应 3.75×105Pa 3×103N 111.1A
【解析】
【详解】
（1）电车发电机的工作原理是电磁感应．
（2）公交车对水平地面的压力：F=G=mg=15×103kg×10N/kg=1.5×105N．对地面的压强：p===3.75×105Pa．
（3）牵引力做功：W=W总η=2×107J×90%=1.8×107J，牵引力：F===3×103N；
（4）工作时间：t===600s，由W=UIt得，工作时电流：I===111.1A．