苏教版物理九年级下册第十六章 电磁转换同步练习练习题（有解析）

苏教版物理九年级下册第十六章 电磁转换同步练习
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、我国高铁动车组普遍采用了再生制动技术：动车到站前停止供电，动车继续向前运行电机逆转产生电流并输入电网。下图与再生制动技术工作原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
2、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
3、如图所示，是电学中常见的电路图，在A、B两点间分别接入下列选项中加点字的元件并进行以下对应实验，对滑动变阻器在此实验中的作用描述正确的是（　　）
①探究电流与电阻的关系时是为了调节电阻两端电压成倍数变化
②用“伏安法”测电阻时是为了改变定值电阻两端电压，测量对应电流
③研究影响电阻大小因素时是为了更换不同电阻丝，保持电流不变，测量对应电压值
④研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系时是为了更换匝数不同电磁铁，保持电流不变
A．①② B．②③ C．③④ D．②④
4、楼道应急灯在没有停电时，灯不亮；停电时，标有“12V”字样的两盏灯都会正常发光，下列电路正确的是（　　）
A． B．
C． D．
5、小明以塑料管为连接轴将两个玩具电机的转轴连接起来，并连接如图所示的电路，开关S闭合后，灯泡发光，下列说法正确的是（　　）
A．甲电机相当于电动机，其工作原理是和动圈式话筒相同
B．甲电机相当于发电机，其工作原理是通电线圈在磁场中受力转动
C．乙电机相当于电动机，其工作原理是通电线圈在磁场中受力转动
D．乙电机相当于发电机，其工作原理是和扬声器相同
6、小红同学利用光敏电阻受到光照时电阻变小的特性，设计了一个如图所示的自动控制电路，要求光暗时灯亮，光亮时灯灭。在实际调试时，发现灯始终亮着，而光敏电阻和其他电路元件都正常。下列说法的正确是（　　）
A．增加螺线管线圈的匝数能使控制电路达到要求
B．滑动变阻器滑片P向右移动能使控制电路达到要求
C．电磁铁的上端是N极
D．断开控制电路时灯不亮
7、某同学按照图甲所示连接好电路。闭合开关前，小磁针的指向如图甲所示；闭合开关，小磁针的偏转情况如图乙中箭头所示；只改变电源的正负极，再次进行实验，小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示。下列结论中合理的是（　　）
A．由甲、乙两图可得导体的周围一定存在着磁场
B．由甲、乙两图可得电流的磁场方向与电流方向有关
C．由乙、丙两图可得电流的磁场强弱与电流大小有关
D．由乙、丙两图可得电流的磁场方向与电流方向有关
8、有位意大利物理学家通过反复实验，发现了摆的等时性原理，这位物理学家是（　　）
A．牛顿 B．伽利略 C．法拉第 D．奥斯特
9、关于磁现象，下列说法中正确的是（　　）
A．条形磁体中间部位的磁性最强
B．用来描述磁场的磁感线真实存在
C．同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引
D．磁场对放入其中的物体有力的作用
10、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
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、乘坐地铁是一种环保、便捷的出行方式，济南市也将于2019年建成城轨地铁。地铁中的电动机是利用_________对通电导体产生力的作用这一原理来工作的。电动机工作时把电能转化为_________。
2、小萱在超市看到：电梯上有人时运动得快，没人时运动得慢。如图甲是小鑫上网搜索到的这种电梯的部分控制电路，R是一个压敏电阻，阻值随压力变化如图乙所示并进行了如下分析：通电后电磁铁的下端是______极，当有人走上电梯后，压敏电阻的阻值______（选填“变大”或“变小”），电磁铁的磁性变______（选填“强”或“弱”），使衔铁与______触点接触，电动机转速变快，使电梯运动变快。
3、首位揭示电与磁的奥秘的物理学家是______，法拉第发现了______现象。
4、1820年丹麦物理学家_________发现了通电导体周围存在磁场。利用通电导体在磁场中受到力的作用原理制成了_________（选填“电磁铁”或“电动机”）。
5、如图所示，弹簧下端挂一条形磁铁，磁铁下端为S极，条形磁铁的正下方有一电磁铁，闭合开关后，电磁铁上端是______极，弹簧长度会______（选填“伸长”“缩短”或“不变”）；再将变阻器滑片向右移动，弹簧长度会______（选填“伸长”“缩短”或“不变”）。
6、一个空心小铁球放在盛水的烧杯中置于铁棒AB的上方，绕在铁棒上的线圈连接如图所示的电路，开关S闭合后，空心小铁球仍漂浮在水面上，此时A端为电磁铁的______极，当滑片P向左滑动，空心小铁球所受浮力______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
三、计算题（4小题，每小题10分，共计40分）
1、为保证润扬大桥以及过桥车辆的安全，工作人员在桥的入口处安装了“超载检测报警系统”．检测时，当车辆重量小于1×105N时，绿灯亮、红灯灭，表示可以通行；当车辆重量大于等于1×105N时，红灯亮、绿灯灭，表示禁止通行．系统中的电路元件如图甲所示，其中压敏电阻Rx在检测时承受车辆的全部重量，它的阻值随所受压力F变化的图像如图乙所示；R0为定值电阻；电磁继电器线圈上标有“10Ω 40mA”．当流过线圈的电流大于等于30mA时，通电线圈的作用效果大于弹簧的作用效果，衔铁被吸下，动触点P和静触点M断开并和静触点N接通；电池组的电压为6V；绿灯规格为“220V 40W”，红灯规格为“220V 60W”．
（1）请在图甲中用笔画线代替导线完成电路连接．
（2）根据分析可以知道：_________（A/B）灯是红灯．
（3）定值电阻R0的阻值为多大？
（4）一辆大型货车停在检测装置上5分钟，因其严重超载导致电磁继电器线圈中电流太大而被烧坏，超载车辆的总重至少是多大？这段时间内指示灯消耗的电能是多少？
2、物理学中常用磁感应强度（用字母B表示）来描述磁场的强弱,它的国际单位是特斯拉（符号是T），为了研究“电磁铁产生的磁场强弱与什么因素有关”设计了如甲所示的电路， R2的阻值为10Ω，R为磁敏电阻．其阻值随磁感应强度B变化的图像如图乙．
（1）当S1断开，S2闭合时，电压表的示数为3V，则此时电流表的示数为多少A？
（2）再闭合S1，移动滑动变阻器R1的滑片，当电流表示数为0.2A时，求该磁敏电阻所在位置的磁感应强度？
（3）保持R1的滑片位置不变，换线圈匝数更多的电磁铁，放在同一位置，电流表示数变小，就得到结论：线圈匝数越多，电磁铁磁性越强．对吗？为什么？
3、图甲是电梯结构的示意图，它主要是由轿厢、滑轮、配重、缆绳及电动机等部件组成，小明家住21楼，他乘电梯从1楼匀速上升到21楼用时60s，已知每层楼的高度为3 m.小明重500 N，轿厢重4500 N，动滑轮和细绳的重力以及摩擦力均忽略不计，针对此过程，解答下列问题.
（1）拉力F的功率为多大____？（g取10 N/kg）
（2）动滑轮A提升小明的机械效率为多少_____？
（3）图乙是该电梯超载报警系统工作原理图，在工作电路中，当电梯没有超载时，触点K与触点A接触，闭合开关S，电动机正常工作；当电梯超载时，触点K与触点B接触，电铃发出报警铃声，即使闭合开关S，电动机也不工作.在控制电路中，已知电源电压为8 V，保护电阻R2= 100Ω，电阻式压力传感器R1的阻值随乘客压力（F压）大小变化如图丙所示，电磁铁线圈的阻值忽略不计，当电磁铁线圈电流超过0.02 A时，电铃就会发出警报声.
①由图丙可知，电梯承载的人越多，电阻式压力传感器R1受到的压力越大，电阻___________，当电流达到0.02A时，衔铁被吸下，电铃发出警报声；
②若乘客人均重为600 N，该电梯最多可以乘载多少人______？
③在安全的前提下，如果想增大该电梯的载重量，可以怎样改变控制电路_____？
4、梅雨季节，潮湿的空气会对家电和家具等造成不利，需要及时除湿．小乐设计如图甲所示的模拟电路，能实现警示灯随湿度变化而自动调整亮度，且当空气湿度达到一定程度时，警示灯还能不断闪烁．已知电源电压为6V，警示灯的规格是“6V3W”．（电磁铁线圈电阻忽略不计，警示灯电阻保持不变）
（1）根据设计要求，应选图乙中的____（选填“”或“”）湿敏电阻，串联在图甲电路中_____（选填“A”或“B”）位置．
（2）闭合开关，当空气湿度处于40%时，衔铁会被吸下，警示灯会闪烁，警示灯在闪烁过程中，较暗时的实际功率是多少______？（写出计算过程）
-参考答案-
一、单选题
1、A
【解析】
【详解】
动车原来是运动的，即到站前先停止供电，虽然没有动力，但由于惯性，动车能继续运动；动车在继续向前运动时，电机线圈随车轮转动并在磁场中切割磁感线运动，进而产生感应电流，该现象就是电磁感应现象，即再生制动技术工作原理是电磁感应现象；
A．该实验中无电源，当闭合电路中的导体棒在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，这是电磁感应现象，故A符合题意；
B．该实验是奥斯特实验，说明了电流的磁效应，故B不符合题意；
C．该实验是探究影响电磁铁磁性强弱的因素，故C不符合题意；
D．该实验说明通电导体在磁场中受到力的作用，故D不符合题意。
故选A。
2、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。
3、D
【解析】
【详解】
①探究电流与电阻的关系时滑动变阻器是为了保护电路和控制电阻两端的电压不变；
②用“伏安法”测电阻时，滑动变阻器是为了改变定值电阻两端电压，测量对应电流，进行多次实验测量求平均值，减小误差；
③研究影响电阻大小因素时滑动变阻器是是为了保护电路和更换不同电阻丝，保持电压不变，测量对应电流值，
④研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系时要控制电路电流不变，为了让匝数不同电磁铁通过的电流相等，通过调节滑动变阻器保持电流不变，故ABC错误，D正确。
故选D。
4、D
【解析】
【详解】
A．由图知，没有停电时，电磁铁有磁性，吸引衔铁，两盏灯都不接入电路中，灯不发光，停电时，电磁铁不具有磁性，衔铁在弹簧的作用下向上运动，使两个灯泡接入电路中，都发光，由于这两盏灯是串联的，每盏灯两端的电压都小于额定电压，故两盏灯都不能正常发光，故A错误；
B．由图知，没有停电时，电磁铁有磁性，吸引衔铁，使下面的一只灯泡发光；停电时，衔铁向上运动，只有上面的灯泡会发光，故B错误；
C．由图知，没有停电时，电磁铁有磁性，吸引衔铁，下面的两只灯泡都发光，而停电时，衔铁被弹簧拉起，则两只灯泡都不发光，故C错误；
D．由图知，没有停电时，电磁铁有磁性，吸引衔铁，上面的两只灯泡都不发光（即熄灭）；停电时，衔铁被弹簧拉起，上面两只并联的灯泡可以在12V的电压下正常发光，故D正确。
故选D。
5、C
【解析】
【详解】
据图可知，右边的电路有电源，当乙电路闭合后，乙会转动，说明乙是电动机，电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的；乙转动同时会带动甲转动，由于电动机内部是有磁场和线圈组成，所以甲在乙的带动下，线圈会做切割磁感线运动，故甲相当于一个发电机，发电机是根据电磁感应现象制成的，故C正确，ABD错误。
故选C。
6、A
【解析】
【详解】
AB．电磁继电器的主要部分是电磁铁，电磁铁的磁性强弱跟电流的大小、线圈的匝数的多少、是否有铁芯插入有关，要想在光亮时灯灭，一定要增大电磁铁的磁性。采取的方法是增大电流、增加线圈的匝数；而滑动变阻器滑片P向右移动时，滑动变阻器电阻变大，根据欧姆定律可知，通过电磁铁的电流减小，故A正确，B错误；
C．由图可知，电磁铁中电流的方向是向左的，根据安培定则可知，电磁铁的上端是S极，故C错误；
D．断开控制电路时，电磁铁没有磁性，衔铁向上移动，接通灯泡的电路，灯泡会发光，故D错误。
故选A。
7、D
【解析】
【详解】
AB．当小磁针受到地磁场的作用时，一端指南一端指北如图甲，当导线中电流向左时，小磁针的N极向纸外偏转如图乙，所以，甲、乙两图可说明通电导体周围存在磁场，故AB不符合题意；
CD．乙丙只是改变了电流方向，没有改变电流大小，小磁针的偏转方向也会发生改变，即磁场方向发生了变化，所以结论为：电流产生的磁场方向跟电流方向有关，故D符合题意，C不符合题意。
故选D。
8、B
【解析】
【详解】
A．牛顿在伽利略笛卡儿、开普勒等人研究的基础上，采用归纳与演绎综合与分析的方法，总结出了普遍适用的力学运动规律，故A不符合题意；
B．伽利略是杰出的意大利科学家，年轻时，他通过观察教堂里吊灯的来回摆动，进而反复进行实验，发现了摆的等时性原理，故B符合题意；
C．法拉第发现了电磁感应现象，故C不符合题意；
D．丹麦的物理学家奥斯特通过实验最早发现了电流周围存在磁场，揭示了电与磁之间的联系，故D不符合题意。
故选B。
9、C
【解析】
【详解】
A．条形磁体的中间磁性最弱，两端磁性最强，故A错误；
B．磁感线是为了描述磁场分布而引入的，不是真实存在的，故B错误；
C．磁极间的相互作用规律是同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故C正确；
D．磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用，故D错误。
故选C。
10、C
【解析】
【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。
二、填空题
1、 磁场 机械能
【解析】
【分析】
【详解】
[1]电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用这一原理工作的。
[2]电动机在工作时，将电能转化为机械能。
2、 S 变小 强 2
【解析】
【详解】
[1]如甲图知，电流从电磁铁的下端流入，从上端流出，根据安培定则可以判断，电磁铁的上端是N极，下端是S极。
[2][3]由图乙知，在压力增大时压敏电阻的阻值变小，所以当有人走上电梯后，压敏电阻的阻值变小，由欧姆定律可知电流变大，则电磁铁的磁性变强。
[4]电磁铁的磁性变强，电磁铁将衔铁吸下，此时衔铁与触点2接触，工作电路中只有电动机接入电路，电动机两端的电压变大，电路中电流变大，电动机转速加快，即电梯运动变快。
3、 奥斯特 电磁感应
【解析】
【详解】
[1][2]奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电和磁的联系；法拉第发现了电磁感应现象，进一步揭示了电和磁的联系。
4、 奥斯特 电动机
【解析】
【详解】
[1]1820年丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场，称为电流的磁效应。
[2]电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。
5、 S 缩短 增大
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]开关闭合，根据安培定则判断电螺线管的上端为S极，同名磁极相互排斥，弹簧长度会缩短。
[3]滑动变阻器滑片向右移动时，电路中的电流变小，电磁铁磁性减弱，条形磁铁的排斥力减小，所以弹簧长度会增大。
6、 S##南 增大
【解析】
【详解】
[1]由图示知，线圈中的电流由A流向B，则由右手螺旋定则可知螺线管B端为N极，则A端为S极（南极）。
[2]当滑片向左移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则由欧姆定律可知电路中电流增大，则螺线管中的磁性增强，故小铁球所受磁力增强；小铁球受重力、磁力及浮力，因小球处于静止状态，故向下的磁力与重力之和应等于向上的浮力，因磁力增加，而重力不变，故浮力也将增大。
三、计算题
1、 B 90Ω 2×105 N 1.8×104J
【解析】
【详解】
(1)用导线将左侧电源、压敏电阻、定值电阻和电磁继电器顺次连接起来即可，如下图所示：
(2)由题意可知超载时红灯亮，由乙图可知压力越大时压敏电阻的阻值越小，此时线圈中的电流增大，电磁铁的磁性增强，衔铁被吸下来，B灯泡发光，则B灯泡为红灯；(3) 从图象乙中可知,当压力为1×105N时，压敏电阻的阻值为100Ω，由I＝可得，电路中的总电阻：
R＝＝200Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以,定值电阻R0的阻值：
R0＝R Rx R线＝200Ω 100Ω 10Ω＝90Ω；(4)电磁继电器线圈被烧坏时电路中的最小电流为40mA，此时电路中的总电阻：
R′＝＝150Ω，此时压敏电阻的阻值：R′x＝R′ R0 R线＝150Ω 90Ω 10Ω＝50Ω，
由图乙可知,压敏电阻受到的最小压力F＝2×105N，因水平面上物体的压力和自身的重力相等，
所以,超载车辆的最小总重力为2×105N，此时红色知识点发光，则5min消耗的电能：
W红＝P红t＝60W×5×60s＝1.8×104J.
2、 (1) 0.3A；(2) 0.4T；(3)不对，没有控制通过电磁铁的电流相等．
【解析】
【详解】
(1)由图象可知，当R没有磁性时，R=10Ω，根据欧姆定律得，电流表的示数为
I==0.3A；
(2)电源电压为：
U=I（R+R2）=0.3A×（10Ω+10Ω）=6V；
当电流表示数为0.2A时，此时电路的总电阻为：
R'==30Ω；
则R的阻值为：
R=R'-R2=30Ω-10Ω=20Ω，
对照图象可知，此时的磁感应强度为0.4T；
(3)保持R1的滑片位置不变，换线圈匝数更多的电磁铁，由于电磁铁的阻值发生了变化，导致电流变化，没有控制电流相同，故无法完成实验．
答：(1)此时电流表的示数是0.3A；
(2)此时的磁感应强度为0.4T；
(3)不对，没有控制通过电磁铁的电流相等．
【点睛】
此题是一道电与磁知识综合应用的创新题，需要知道欧姆定律的公式，通电螺线管的磁场与电流的大小和线圈的匝数有关．
3、 5000W 10％ 越小 13 增大R2或减小电源电压
【解析】
【详解】
（1）他乘电梯从1楼匀速升到21楼时，上升的高度：
h=（21-1）×3m=60m，因动滑轮和细绳的重力以及摩擦力均忽略不计，克服小明重力和轿厢重力做的功为总功，所以，拉力F做的总功：
W总=（G+G轿厢）h=（500N+4500N）×60m=3×105J，
拉力F的功率：
（2）动滑轮A提升小明时做的有用功：
W有=Gh=500N×60m=3×104J，
动滑轮A提升小明的机械效率：
（3）①电梯承载的人越多，电阻式压力传感器R1受到的压力越大，由丙图可知，电阻越小，电路中的总电阻越小，由可知，电路中电流越大，当电流达到0.02A时，衔铁被吸下，电铃发出警报声；
②当电流达到0.02A时，电路的总电阻：
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，此时压力传感器的电阻值：
R1=R-R2=400Ω-100Ω=300Ω，
由图丙可知，此时的最大压力为8000N，
电梯承载的人数=（人），即13人．
③在安全的前提下，只要电流小于0.02A, 电铃就不会发出警报声，此时就可以增大该电梯的载重量；所以可以增大电路的总电阻或者减小电源电压，从而达到减小电路电流的目的，增大该电梯的载重量．
4、 R2 B 0.35W
【解析】
【详解】
(1)[1][2]由图乙可知：R1的电阻随湿度的增加而增加，R2的电阻随湿度的增加而减小；由题意可知，空气湿度较小时，电磁铁不吸合，灯泡较暗，当空气湿度达到一定程度时，湿敏电阻的阻值减小，电路的电流增大，电磁铁的磁性增强，电磁铁吸合，湿敏电阻被短路，电路为警示灯的简单电路，灯泡变亮，由于电磁铁也被短路无磁性，电磁铁不吸合，据此可知警示灯能不断亮暗闪烁，所以应选图乙中的R2湿敏电阻，且串联在图甲电路中B位置；
(2)[3]由知，警示灯的电阻为：
由图乙可知，当空气温度处于40%时，湿敏电阻的阻值为24Ω，警示灯在闪烁过程较暗时，湿敏电阻R2与警示灯串联，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，此时电路中的电流：
灯较暗时的实际功率：
【点睛】
本题考查了学生分析图象的能力、电磁继电器的使用、欧姆定律的计算、电功率的计算等知识，是一道难题．