苏教版物理九年级下册第十六章 电磁转换定向训练试卷（精选含答案）

苏教版物理九年级下册第十六章 电磁转换定向训练
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，原来开关断开时，铁块、弹簧在图中位置保持静止状态。当闭合开关，并将滑动变阻器的滑片向右移动，下列说法正确的是（　　）
A．电流表示数变大，弹簧长度变短
B．电流表示数变小，小磁针的N极顺时针转动
C．电磁铁磁性增强，弹簧长度变长
D．电磁铁磁性减弱，小磁针的N极逆时针转动
2、如图是一种水位自动报警器的原理图，有关该报警器工作情况的说法不正确的是（　　）
A．该报警器红灯是报警灯，工作时必须依靠水的导电性，且水位必须到达B
B．该报警器的红、绿灯不会同时亮
C．当水位没有达到B时，电磁铁没有磁性，只有绿灯亮
D．增大右侧电源电压可以增加电磁铁的磁性
3、第一位揭示电与磁联系的物理学家是（　　）
A．法拉第 B．伽利略 C．奥斯特 D．牛顿
4、下列电器设备不是利用磁场对电流的作用来工作的是（　　）
A．电风扇 B．麦克风 C．扬声器 D．电动机
5、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
6、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
7、小利学习磁现象后，画出了如图所示的四幅磁体周围磁感线分布的示意图，其中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
8、对如图所示的实例或实验解释正确的是（　　）
A．图中多个大功率用电器同时使用一个插线板不会有安全隐患
B．图中人站在绝缘板上，双手同时握住火线和零线不会触电
C．图中可用来演示电磁铁磁性强弱与电流大小的关系
D．图中可用来演示发电机原理
9、以下说法中正确的是（　　）
A．磁场是真实存在的
B．磁感线是从磁场中实际存在的曲线
C．毛皮摩擦过的橡胶棒具有吸引铁钴镍的性质
D．小磁针N极在磁场中某点所受磁力的方向跟该点的磁场方向相反
10、电梯为居民上下楼带来很大的便利，出于安全考虑，电梯设置了超载自动报警系统，其工作原理如图所示。电梯厢底层装有压敏电阻R1，R2为保护电阻，K为动触点，A、B为静触点，当出现超载情况时，电铃将发出报警声，电梯停止运行。则下列说法中正确的是（　　）
A．电磁铁磁性的强弱与电流的方向有关
B．电磁铁是根据电磁感应原理工作的
C．电梯超载时动触点K与静触点B接触
D．电梯超载时报警，说明压敏电阻的阻值随压力的增大而增大
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、螺线管通电后，小磁针静止时的指向如题图所示，则通电螺线管右端为______极，电源的______端为正极。
2、英国物理学家 _________ 经10年探索，终于在1831年取得突破，发现了利用磁场产生电流的条件和规律，进一步揭示了电现象和磁现象之间的联系，使人类大规模用电成为可能，电气化的时代从此开始。如图所示为一种实验室用的手摇发电机，其工作原理是 _________ （选填“电流的磁效应”或“电磁感应”）。
3、写出下列能量的转化：电动机通电后高速转动，是______能转化为______能。
4、自然界中各种不同形式的能量都可以相互转化，电动机工作时主要是把电能转化为______能；太阳能热水器是把太阳能转化为______能。
5、如图是由电磁铁P等构成的空气自动开关的原理图，当电路由于___________或使用的用电器总功率过大等原因导致电流过大时，电磁铁的磁性___________（选填：“增强”、“减弱”、“不变”），吸引衔铁Q的力___________（“变大”、“变小”、“不变”），使衔铁转动，闸刀S在弹力的作用下自动开启，切断电路，起到保险作用。
6、如图是一款蓝牙音箱可实现与手机的无线信息传递，底座通电后上面的音箱就会悬浮起来。请你分析以上情景，提出一个你认为应该探究的问题______，对于该问题你的猜想是______。
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、梅雨季节，湿衣服久晾不干，令人烦恼。小明同学设计出一款自动控制“干衣神器”，可使得衣服快速变干，电路图如图甲所示。控制电路电源电压恒为6V不变，工作电路电压为220V交流电，热敏电阻Rx的电阻值随温度的变化关系如图乙所示，定值电阻R0的阻值为120Ω，电磁继电器线圈电阻不计，闭合开关S当温度等于、低于60℃时，机器吹热风；当温度高于60℃时，机器吹冷风。受控电路吹热风时功率为120W，吹冷风时功率为20W。求：
(1)衔铁被吸下时，线圈中的最小电流；
(2)电热丝工作5min放出的热量；
(3)电热丝的阻值。
3、某同学为学校草坪设计了一个自动注水喷淋系统，其电路设计如图甲，控制电路电源电压U1＝12V，R0为定值电阻，RF为压敏电阻，电磁铁线圈电阻忽略不计，压敏电阻RF放置于水箱底部（如图乙），其阻值与压力有关，阻值随水位变化关系如下表。工作电路包括注水系统和喷淋系统，其电源电压U2＝220V。圆柱体水箱底面积S＝0.4m2，当水箱内的水位上升到2m时，通过电磁铁线圈的电流Ia＝0.1A，衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作，此时电流表示数I1＝1A，当水位下降到1m时，衔铁恰好被拉起，注水系统开始给水箱注水，此时电流表示数I2＝2A。
水位/m 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25
压敏电阻RF阻值/Ω 300 200 125 90 70 65 62 60 59
（1）当水箱内水位达到2m时，控制电路中压敏电阻RF的功率为多少W？
（2）当水箱内水位下降到1m时，通电电磁铁线圈的电流Ib为多少？
（3）已知喷淋系统一直给草坪喷水，每秒钟喷水量恒为0.001m3，注水系统工作时，每秒钟给水量箱注水恒为0.005m3，求相邻两次开始给水箱注水的这段时间内，工作电路消耗的电能？
4、育华的学子都充满了创造力，初三五班的谢玉同学设计如图1所示的道路限载报警器。是压敏电阻，其电阻大小随压力大小变化的关系如图2所示，当超载车辆通过压敏电阻时，报警器受到压力过大，电铃就会响，发出警报。通过用电压表（量程）改装的车重显示表，还能显示出通过车辆的重力。调节的大小，可以实现限载重力的调节。为，电磁铁线圈电阻不计，请完成下列问题：
（1）请根据题意将图1的电路补充完整；
（2）在某次测试中，当，电压表示数为时，恰好报警。此时报警器受到的压力是多少？
（3）在确保电路安全的前提下，这个报警器能够承受的最大压力是多少？（提示：电磁铁的启动电流是保持不变的）
-参考答案-
一、单选题
1、C
【解析】
【详解】
若将变阻器的滑片P向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，由欧姆定律可知电路中的电流变大，通电螺线管的磁性增强，故对铁块的吸引力增大，所以弹簧长度应变长；根据右手螺旋定则可知，通电螺线管上端为N极，螺线管外部磁感线从N极出发回到S极，所以小磁针的N极将顺时针转动，故ABD错误，C正确。
故选C。
2、D
【解析】
【详解】
A．由图可知，当水位达到B时，控制电路形成通路，电磁铁产生磁性，将衔铁吸下，动触点与下方静触点闭合，红灯亮，所以报警器红灯是报警灯，工作时必须依靠水的导电性，且水位必须到达B，故A正确，不符合题意；
B．由图可知，动触点不可能和上下方两个静触点同时接触，所以，该报警器的红、绿灯不会同时亮，故B正确，不符合题意；
C．当水位没有达到B时，控制电路断路，电磁铁没有磁性，动触点与上方静触点闭合，只有绿灯亮，故C正确，不符合题意；
D．本装置中有两个电路，控制电路和工作电路，电磁铁在控制电路中，增大右侧电源电压无法改变控制电路中的电流，电磁铁磁性不变，故D错误，符合题意。
故选D。
3、C
【解析】
【详解】
A．法拉第发现了电磁感应现象，不是一位揭示电与磁联系的物理学家，故A不符合题意；
B．伽利略是最早提出力不是维持物体运动的原因的物理学家，故B不符合题意；
C．奥斯特发现了通电导体周围存在磁场，是第一个揭示电与磁联系的物理学家，故C符合题意；
D．牛顿提出了牛顿三大定律，是经典力学的奠基人，故D不符合题意。
故选C。
4、B
【解析】
【详解】
AD．电风扇中有电动机，电动机的线圈通电后可以在磁场中转动，是根据通电导体在磁场中受到力的作用这一原理制成的，故AD不符合题意；
B．麦克风膜片振动，带动线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，是根据电磁感应现象制成的，故B符合题意；
C．扬声器线圈通电后在磁场中受到力的作用会产生振动，带动纸盆振动而发出声音，是根据通电导体在磁场中受到力的作用这一原理制成的，故C不符合题意。
故选B。
5、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。
6、B
【解析】
【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。
7、B
【解析】
【分析】
【详解】
由于磁场看不见摸不着，人们为了形象地描述磁场引入了磁感线，在磁体外部磁感线从N极出发回到S极，故B正确，ACD错误。
故选B。
【点睛】
8、D
【解析】
【详解】
A．图中多个大功率用电器同时使用一个插线板会造成电流过大，存在安全隐患，故A错误；
B．图中人站在绝缘板上，双手同时握住火线和零线会造成双线触电，故B错误；
C．图中可用来演示通电导体在磁场中受力，不是电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，故C错误；
D．图中闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线，导体中产生感应电流，这是电磁感应现象，是发电机的原理，故D正确。
故选D。
9、A
【解析】
【详解】
A．磁体周围存在磁场，磁场是真实存在的，故A正确，
B．为方便、形象地描述磁场引入磁感线，磁感线并不存在，故B错误；
C．磁体具有吸引铁钴镍的性质，毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷，不是磁体，故C错误；
D．小磁针S极在磁场中某点所受磁力的方向跟该点的磁场方向相反，小磁针N极在磁场中某点所受磁力的方向跟该点的磁场方向相同，故D错误。
故选A。
10、C
【解析】
【详解】
AB．电磁铁是根据电流的磁效应制成的，电磁铁磁性的强弱与电流的大小和线圈的匝数的多少有关，与电流的方向无关，故AB错误；
C．出现超载情况时，电梯停止运行，即K与A是分开的，K被电磁铁吸下，与B接触，从而使电铃发出声音，故C正确；
D．超载时，压力增大，电磁铁的磁性变大，能把衔铁吸下，说明电路中的电流是变大的，即总电阻是减小的，所以压敏电阻的阻值随压力的增大而减小，故D错误。
故选C。
二、填空题
1、 N 右
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]由题图可知，小磁针左端为N极，由异名磁极相互吸引可判断出通电螺线管左侧是S极，右侧为N极；利用安培定则可知电流从螺线管的右端流入，左端流出，判断出电源右侧为正极，左侧为负极。
2、 法拉第 电磁感应
【解析】
【详解】
[1]英国物理学家法拉第发现了磁场产生电流的条件和规律，磁可以生电。
[2]发电机就是利用电磁感应原理，利用闭合线圈的部分导体在磁场中切割磁感线时，会产生感应电流。
3、 电 机械
【解析】
【详解】
[1][2]电动机通电后高速转动，电流做功，电能转化为机械能。
4、 机械 内
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]电动机工作时电能主要转化为机械能，还转化为少量的内能；太阳能热水器是把太阳能转化为内能。
5、 短路 增强 变大
【解析】
【详解】
[1][2][3]因为家庭电流中电流过大的原因有：短路或总功率过大；因此，当电路有短路现象发生或者电路的总功率过大时，都会导致电流过大，使得电磁铁的磁性增强，则吸引衔铁Q的力变大，使衔铁转动，闸刀S在弹簧拉力的作用下自动开启，切断电路，起到保险作用。
6、 音箱悬浮的原因 音箱是一个磁体，底座中有螺线管
【解析】
【详解】
[1]音箱悬浮的原因。
[2]底座通电后上面的音箱就会悬浮起来，对音箱进行受力分析可知，此时音箱受到竖直向下的重力和一个竖直向上的力，且二力为一对平衡力，这样音箱才能悬浮起来。向上的力是怎么产生的？据此，我们猜想，音箱是一个磁体，底座中有螺线管，当底座通电时，根据电流的磁效应，螺线管产生较强的磁场，对放入其磁场的磁体音箱产生竖直向上的作用力，这个力和音箱的重力是一对平衡力，产生音箱悬浮的效果。
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)0.2A；(2)3×104J；(3)
【解析】
【详解】
(1)由图知，当温度等于、低于60℃时，机器吹热风，此时衔铁应被吸下，由图象知，此时热敏电阻Rx＝40Ω，由并联电路特点和欧姆定律可得通过两电阻的电流
所以通过线圈中的最小电流
I=I1+IX=0.05A+0.15A=0.2A
(2)由图甲知，吹热风时，电动机和电热丝并联，同时工作
P热＝P电热丝+P电动机＝120W
吹冷风时，只有电动机工作
P冷＝P电动机＝20W
所以电热丝功率
P电热丝＝P热﹣P冷＝120W﹣20W＝100W
电热丝工作5min放出的热量
Q＝W电热丝＝P电热丝t＝100W×5×60s＝3×104J
(3)由可得，电热丝电阻
答：(1)衔铁被吸下时，线圈中的最小电流为0.2A；
(2)电热丝工作5min放出的热量为3×104J；
(3)电热丝的阻值为484Ω。
3、（1）0.6W；（2）0.08A；（3）1.32
【解析】
【分析】
【详解】
解：（1）由图知，控制电路中R0、RF、电磁铁线圈串联，由表中数据知，当水箱内水位达到2米时，RF＝60Ω，控制电路中电流Ia＝0.1A，所以RF的功率
（2）当水位为2米时，根据串联电路特点和欧姆定律可得R0阻值
当水位1米时，由表格数据知，RF1＝90Ω，由串联电路特点和欧姆定律可得线圈的电流
（3）由工作电路知，注水和喷淋系统是并联的，注水系统从水位1米开始注水到2米，注水的总体积
注水的同时喷淋系统一直工作，所以注水时间
水位从2米下降到1米，需要的时间
所以注水系统与喷淋系统同时工作时，工作电路电流做的功
喷淋系统单独工作时，工作电路电流做功
所以相邻两次开始给水箱注水的这段时间内，工作电路消耗的电能
答：（1）当水箱内水位达到2m时，控制电路中压敏电阻RF的功率为0.6W；
（2）当水箱内水位下降到1米时，通电电磁铁线圈的电流Ib为0.08A；
（3）相邻两次开始给水箱注水的这段时间内，工作电路消耗的电能为1.32×105J。
4、（1）见解析；
（2）在某次测试中，当，电压表示数为时，恰好报警。此时报警器受到的压力是20000N。
（3）在确保电路安全的前提下，这个报警器能够承受的最大压力是69850N。
【解析】
【详解】
(1)当超载车辆通过压敏电阻时，报警器受到压力过大，电铃就会响，发出警报。所以灯和电铃并联，如图所示
(2)在某次测试中，当，电压表示数为时，恰好报警。此时R的电压是
-=-=
电路的电流是
压敏电阻此时的阻值是
根据图2可知，此时压力为20000N。
(3)在确保电路安全的前提下，同时满足电压表最大，电流最大是2A，此时R的电压是
-=-=
压敏电阻此时的阻值是
根据图2的比例关系可知，电阻是500Ω，压力为20000N；电阻是700Ω，压力为0N；则可得到电阻和压力的关系式是
则代入数据，此时压力为69850N。
答：(1)如图所示；
(2)在某次测试中，当，电压表示数为时，恰好报警。此时报警器受到的压力是20000N。
(3)在确保电路安全的前提下，这个报警器能够承受的最大压力是69850N。