【北师大版物理（2024）九年级全册同步练习】七学生实验：探究产生感应电流的条件（含答案）

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【北师大版物理（2024）九年级全册同步练习】
七学生实验：探究产生感应电流的条件
一、单选题
1．课外活动时，有几位同学讨论关于电动机和发电机的问题，他们有以下几种说法，你认为其中正确的是（　　）
A．电动机是利用电磁感应现象制成的
B．发电机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的
C．电动机工作时把电能转化为机械能
D．发电机工作时把电能转化成其它形式的能
2．第一个揭示了电和磁之间的联系，通过实验证明了电流周围存在磁场的科学家是（　　）
A．伏特 B．欧姆 C．奥斯特 D．法拉第
3．下列四幅图中的设备，与动圈式话筒工作原理相同的是（　　）
A． 电铃
B． 电动平衡车
C． 电磁起重机
D． 手摇发电机
4．瑞典物理学家科拉顿曾探究过磁生电的问题。如图，为了避免磁铁对磁针的影响，他将磁针放在另一个房间里实验时他将磁铁插入或拔出线圈中，立刻跑到另一个房间观察小磁针偏转情况，十分遗憾，他并未看到设想的结果，以下说法中不正确的是（　　）
A．科拉顿探究的问题是电磁感应现象
B．当磁铁插入或拔出线圈时，线圈中无感应电流产生
C．图中磁铁和线圈相当于回路中的电源
D．插入和拔出磁铁时，小磁针偏转的方向相反
5．关于如图所示的四个实验的说法，其中正确的是（　　）
A．如图是研究电动机工作原理的实验装置
B． 如图是探究电磁感应现象的实验装置
C． 如图是探究电磁铁磁性强弱的实验装置
D． 如图实验说明通电导体周围存在磁场
6．下列设备中，利用电磁感应原理工作的是（）
A．发电机 B．电风扇 C．电热饮水机 D．白炽灯
二、填空题
7．风力推动叶片转动，带动发电机发电。这种发电机的工作原理是　 　（选填“电流磁效应”或“电磁感应现象”）；风能属于　 　能源（选填“可再生”或“不可再生”）。
8．在洗衣机、电暖气、动圈式麦克风、发电机中，利用电流的热效应工作的有　 　；利用电磁感应原理工作的有　 　。
9．如图所示是一款儿童滑板车．滑行时车轮转动发电，使LED灯发光，这是利用 　 　原理制成的；制作LED灯的材料是　 　（选填“半导体”或“超导体”）材料。
10．如图所示是一款新型无叶电风扇，该电风扇开始工作时，电动机将空气从进风口吸入，吸入的空气经压缩后，再从圆环空腔上的细缝中高速吹出。电动机的工作原理是图中的　 　图；感觉吹出空气的温度比室温低，原因是被压缩的空气膨胀后对外做功，内能　 　（选填“增大”或“减小”）。
11．小明设计了如图所示电路，利用电磁铁、电压表和毫安表研究巨磁电阻（GMR）的性质。
（1）断开S1，闭合S2，电压表示数为3.0V，毫安表示数为6.0mA，此时巨磁电阻的阻值为　 　Ω；
（2）闭合S1、S2，将R1的滑片P向左移动的过程中，电磁铁产生的磁场变　 　（填“强”或“弱”），发现电压表的示数变小，这说明巨磁电阻的阻值随磁场的增强而　 　（填“增大”或“减小”）；
（3）将R1的滑片P移到某一位置，记录电压表的示数为1.5V，再将电源E1反向连接，电压表的示数不变，这是为了研究磁场的　 　（填“强弱”或“方向”）对巨磁电阻的影响。对比第（1）问中的数据，巨磁电阻所在电路总功率的变化量为27mW，则此时巨磁电阻功率为　 　mW。
12．（1）如图所示，把两种不同的金属片插入柠檬，制成“水果电池”。现将水果电池、开关及螺线管组成一个电路，当开关闭合后，与磁铁相连的弹簧长度变短，则水果电池的　 　（选填“A”或“B”）端为负极；
（2）小刚将“220V 100W”的灯泡接在家庭电路上，闭合开关，用一蹄形磁铁去靠近灯泡的玻璃泡，如图所示，他发现发光的灯丝来回振动，这一现象的产生原因跟　 　（选填“电动机”或“发电机”）的工作原理一致；请你为同学们解释一下理由：　 　。灯丝来回振动而不是偏向一侧的原因是因为灯丝中的电流是　 　（选填“交流电”或“直流电”），该灯正常工作1h消耗的电能能使标有“3000r/kW·h”字样的电能表的转盘转过　 　圈；
（3）小明从网上购得制作电铃的实验器材包，其中包括：①蹄形电磁铁、②弹簧片、③衔铁、④螺钉、⑤小锤、⑥铃、⑦电源、⑧开关和若干导线，如图所示。请你帮他完成下述实验：
①请你用笔画线在图代替导线将电路连接好，使开关闭合时电铃能不断发声　 　；
②小明按要求正确连接电路后通电试验，发现电铃铃声很小，经检查是由于电磁铁的磁性不强所请你提出解决这一问题的一条改进措施。　 　
三、计算题
13．实践小组设计了有超载限制系统的提升重物的装置，示意图如图1所示，承重板的上表面装有压力传感器，装置由电动机提供动力。在控制电路中，电源电压为12V，压力传感器中的力敏电阻RF阻值随压力F变化的部分数据如图2所示。闭合开关S1和S，当力敏电阻受到的压力达到4000N时，电磁铁线圈中的电流为0.03A，电磁铁将衔铁吸下，B、C两个触点断开，电动机停止工作。电磁铁线圈的电阻忽略不计。
（1）开关S1闭合时，电磁铁的上端为　 　（选填“N”或“S”）极；
（2）定值电阻R0阻值为多少？　 　
（3）当力敏电阻受到压力为1000N时，控制电路的总功率是多大？　 　
（4）若要将该装置的最大载重量调小，提出对控制电路的一条调整措施。　 　
14．我国自行生产的混合动力汽车已经面世，混合动力汽车由一台内燃机和一台电机组成，这台电机既可以充当电动机驱动汽车，又可以充当发电机给蓄电池充电．汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池通过电机向车轮输送动力，使汽车行驶；当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，改由内燃机工作，一方面向车轮输送动力，另外通过电机给蓄电池充电．
（1）当电机充当发电机时，它利用的工作原理是　 　
（2）某种型号的混合动力汽车，所用的镍氢蓄电池组的部分参数如表所示．汽车上的电机（充当电动机时）的额定功率应该　 　（选填“大于”、“等于”或“小于”）30kW．简单说明你判断的理由：　 　
输出电压/V 300
额定功率/kW 30
最大容量/kW h 30
质量/kg 320
（3）测试人员驾驶该车在平直公路上以50km/h的速度匀速直线行驶0.5h，汽车消耗汽油5kg，同时这个期间测试人员观察到：蓄电池组储存的能量由测试开始时最大值的80%增加到了最大值．已知汽油的热值为4.6×107J/kg．汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示．
计算：①牵引力做功为多少；
②这种汽车内燃机中汽油的能量转化效率是多大．
15．一位设计师设计了一种“重力灯”。无论你在地球哪一个角落，无论当地的天气如何，它都可以实现照明。如图甲是这种“重力灯”的结构简化图，当重物下落时拉动绳子，转轴转动时，小灯泡就可以发光。重复以上操作，可以实现长时间照明。现挂上一个质量为25kg的重物，该重物恰好可以缓慢匀速下落。在重物下落高度为2.4m的过程中，就可以供一个标有“3.6V 1W”字样的LED灯持续正常发光4min。（g取10N/kg）
（1）甲图虚线框内一定有　 　，它的工作原理是　 　；
（2）求重物下落时，重力做功的功率；　 　
（3）求重物在一次下落过程中，甲图装置能量转化的效率；　 　
（4）取下灯泡，将甲图装置的两个输出端接入乙图中的a、b两个接线柱进行实验（设该装置在短时间实验过程中可以稳定输出3.6V电压）；R0为标有“5Ω 0.3A”的定值电阻，滑动变阻器R1标有“50Ω 1A”，电流表选择量程为0~0.6A，电压表选择量程为0~3V；为了保证电路安全，求滑动变阻器接入电路的阻值变化范围。　 　
四、作图题
16．请根据如图所示小磁针的指向标出螺线管的N、S极和电源的正、负极。
五、实验探究题
17．如图所示，小丽把金属杆AB向右运动时，看到电流表指针向右偏转，说明电路中已产生感应电流．
小丽又把AB向左运动，看到电流表指针向左偏转，这表明此时电路中不仅产生了感应电流，而且感应电流方．向和原来的方向相反．这实验证明感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向有关．小丽此时想：感应电流的方向是否和磁感线的方向有关呢？为探究这一个问题，请你帮小丽设计一个实验方案，然后通过现象归纳得出结论．
六、综合题
18．如图甲所示，在螺线管的两端各放一个小磁针，并在硬纸板上均匀地撒满铁屑。通电后观察小磁针的指向，轻敲纸板，会看到铁屑有规律地排列起来
（1）通电螺线管外部的磁场与　 　磁体的磁场相似。左图中，利用　 　（选填“铁屑”或“小磁针”）可以形象地显示磁场的分析情况。
（2）请在如图中标出通电螺线管的N、S极。（　 　）
19．某智能扫地机器人（如图甲）可通过灰尘传感器自动寻找灰尘清扫，通过电动机旋转产生高速气流将灰尘等吸入集尘盒。图乙为其部分工作原理图，控制电路电源电压为4.5V，为定值电阻，光敏电阻R的阻值随光照强度E（单位cd）的变化如图丙所示。图丁为其部分工作参数（注：电池容量指工作电流与工作总时间的乘积，线圈电阻不计）
（1）当清扫到一定程度，地面灰尘减少，使照射到光敏电阻R上的光照强度增强，则衔铁将与　 　（选填“A”或“B”）触头接触，电磁铁下端为　 　（选填“N”或“S”）极；
（2）当光照强度E为3cd时，光敏电阻R的阻值为　 　Ω，此时控制电路中的电流为0.25A，电压表的示数为　 　V，电动机恰好开始工作；
（3）当剩余电量减为电池总容量的10%时，机器人会主动寻找充电器充电，充满电后电池储存的电能是多少焦　 　？
（4）在充满电后到主动寻找充电器期间的电池总容量能够持续供应该扫地机器人正常工作多长时间　 　？
20．阅读短文，回答问题。
除湿机
天气预报常常会显示当地的湿度，人体感觉舒适的湿度一般为40~70%。当湿度为100%时，称为饱和状态，该状态下，水分不再蒸发，回南天就是这种状态下的典型天气。
图甲所示为某自动除湿机，由压缩机、热交换器（蒸发器、冷凝器）、风机、水箱、机壳等组成。该除湿机可以实现恒湿功能，当湿度达到设定值时，湿度控制开关会自动断开电源。水箱中还设有水位控制开关，当水箱水满时，也会自动断开电源。
除湿机内部的电路主要由控制电路和工作电路两部分组成，简化后的电路图如图乙所示．控制电路中，调控电阻的阻值范围为0~1000Ω；R为湿敏电阻，其阻值随湿度RH变化的图像如图-丙所示；L为磁控开关，当湿敏电阻R的阻值发生变化时，控制电路中线圈的电流随之发生变化，当电流大于或等于20mA时，磁控开关L的两个磁性弹片相互吸合，工作电路中的压缩机开始带动除湿系统进行除湿。
（1）湿度控制开关与水位控制开关是　 　联的；
（2）压缩机工作时，内部的电动机主要把电能转化成　 　能；
（3）下列关于除湿机的说法正确的是　 　（选填字母）；
A．磁控开关L的两个弹片可能分别由铁和铝制成
B．开关S闭合时，磁控开关L的上端是S极
C．设定湿度越低，湿敏电阻R阻值越大，通过压缩机的电流越大
D．调控电阻越小，设定湿度越低
（4）为使人体感觉舒适，调控电阻的阻值范围应为　 　~　 　Ω；
（5）除湿机有40%（干衣模式）、50%、60%和70%四个恒湿功能挡位，如图是它在相同湿度环境下分别处于不同挡位工作时测得的电流I随时间t变化的图像，其中属于干衣模式的是　 　（选填字母）。
A．B．
C．D．
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程；发电机的构造和原理
2．【答案】C
【知识点】电压和电压的单位换算；欧姆定律及其应用；通电直导线周围的磁场；电磁感应
3．【答案】D
【知识点】电磁感应；动圈式话筒的构造和原理；发电机的构造和原理
4．【答案】B
【知识点】电磁感应；产生感应电流的条件
5．【答案】A
【知识点】通电直导线周围的磁场；直流电动机的构造原理与工作过程；电磁感应
6．【答案】A
【知识点】电磁感应；发电机的构造和原理
7．【答案】电磁感应现象；可再生
【知识点】能源及其分类；发电机的构造和原理
8．【答案】电暖气；动圈式麦克风、发电机
【知识点】电流的热效应；电磁感应
9．【答案】电磁感应；半导体
【知识点】半导体特点及作用；电磁感应
10．【答案】乙；减小
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程；电磁感应
11．【答案】500；强；减小；方向；18
【知识点】欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功率的计算；通电螺线管的极性和电流方向的判断
12．【答案】A；电动机；磁场对通电导体有力的作用；交流电；300；；增大线圈中电流的大小
【知识点】电磁铁的其他应用；磁场对通电导线的作用；通电螺线管的极性和电流方向的判断
13．【答案】S；360Ω；0.3W；减小的阻值
【知识点】欧姆定律及其应用；电路的动态分析；电功率的计算；通电螺线管的极性和电流方向的判断
14．【答案】（1）电磁感应现象
（2）小于；蓄电池的额定功率为30kW，蓄电池在带动电机工作的同时，还需要带动照明灯等电器工作，所有用电器的总功率不能超过蓄电池的额定功率
（3）解：汽车通过的路程：
S=Vt=50km/h×0.5h=25km=25000m，
由图象可知，车速为50km/h时，阻力是2000N，牵引力也是2000N，
牵引力做的功：
W1=Fs=2000N×25000m=5×107J，
燃油完全燃烧放出的热量：
Q放=mq=5kg×4.6×107J/kg=2.3×108J，
由题意可知蓄电池获得的电能：
W2=（30﹣30×80%）kW h=2.16×107J，
有效利用的能量：W有用=W1+W2=5×107J+2.16×107J=7.16×107J，
总能量：W总=Q放=2.3×108J，
内燃机的效率：
η= ×100%= ×100%≈31%
【知识点】电功计算公式的应用；电磁感应；功的计算及应用
15．【答案】发电机；电磁感应；2.5W；40%；7~25Ω
【知识点】功率计算公式的应用；机械效率的计算；电路的动态分析；发电机的构造和原理
16．【答案】解：如图所示：
【知识点】磁感线及其特点；安培定则；通电螺线管的极性和电流方向的判断
17．【答案】答：（1）使AB向右运动，观察电流表指针偏转方向．（2）让磁体的N、S极对调，仍使AB向右运动，观察电流表指针偏转的方向．（3）若（1）（2）两次电流表指针偏转方向相反，则感应电流方向与磁感线方向有关；若（1）（2）两次电流表指针偏转方向相同，则感应电流方向与磁感线方向无关．
【知识点】电磁感应；探究电磁感应现象的实验
18．【答案】（1）条形；铁屑
（2）
【知识点】通电螺线管的磁场；通电螺线管的极性和电流方向的判断
19．【答案】B；N；6.0；3；；3240s
【知识点】欧姆定律及其应用；电功的计算；通电螺线管的极性和电流方向的判断
20．【答案】串；机械；D；400；500；A
【知识点】电阻的串联；欧姆定律及其应用；电路的动态分析；通电螺线管的极性和电流方向的判断
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