华师大版 初科 九上 6.1.2 电能的获得和转化 同步练习（含解析）

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华师大版 初科 九上 6.1.2 电能的获得和转化 同步练习（含解析）
一、单选题
1．下列对电磁实验现象相应的解释正确的是（　　）
A．甲图中，闭合开关，小磁针的 N 极向左偏转
B．乙图中，线圈匝数多的电磁铁，磁性强
C．丙图中，该装置用来研究电磁感应现象
D．丁图中，磁铁放在水平面上，导体ab 竖直向上运动，电流表指针一定会偏转
2．下列用电器正常工作时消耗功率最大的是（　　）
A．电吹风 B．电视机
C．电冰箱 D．台灯
3．如图甲所示，通电螺线管的极性跟电流的方向有关系，可以用右手螺旋定则来判断；环形电流可以看作是一匝线圈，如图乙所示：在丙图中，把两个线圈A和B挂在水平光滑的固定绝缘细杆MN上，平行靠近放置且保持静止状态，当两线圈通人如图丙所示方向相同的电流时，则两个线圈A和B将（　　）
A．彼此远离 B．彼此靠近
C．距离保持不变 D．无法判断
4．超导是一种零电阻现象，用超导材料输送电能，可减少由于电阻引起的电能损耗。常温超导已成科研最高目标，最新研究己实现15贮超导(需要267GP的压力)，有了新突破。下列关系式可以解释超导减少电能损耗的是（　　）
A．I= B．W=UIt C．P= D．Q=PRt
5．下列四幅图都是有关电与磁的知识，其中描述正确的是 （　　）
A．图甲，奥斯特实验说明了通电导线周围存在磁场
B．图乙，闭合开关通电螺线管右端为 N 极
C．图丙是电动机的原理图
D．图丁是发电机的原理图
6．如图为发电机的工作原理图，则下列说法正确的是（　　）
A．该发电机属直流发电机
B．发电机工作时是将电能转化为机械能
C．线圈中的电流是由导线切割磁感线产生的
D．线圈在磁场中转动时产生的电流方向不会改变
7．一条形磁铁放在水平桌面上，处于静止状态，电磁铁置于条形磁铁附近并正对(如图)，闭合开关S后，则（　　）
A．电磁铁的左端为S极
B．条形磁铁受到桌面向左的摩擦力
C．滑片P向a移动时，电磁铁与条形磁铁间的作用力增大
D．若此时断开开关S，电磁铁与条形磁铁间没有力的作用
8．为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，某同学设计了如图所示的装置。将两段阻值不同的电阻丝分别密封在两个完全相同的小塑料盒中，塑料盒内分别插着相同的温度计，电源电压不变。闭合开关。相同时间内A的温度计温度上升快，则下列说法不正确的是（　　）
A．电阻值R1＞R2
B．相同时间内电阻R1产生的热量多
C．电阻R1两端电压大于R2两端的电压
D．该实验是为了探究电流产生的热量与电流大小的关系
9．下列实验现象所揭示的科学原理、规律与对应的实用技术的原理、规律不相符的是（　　）
A．照相机 B．电磁起重机
C．电动机 D．发电机
10．关于电磁现象，下列说法正确的是（　　）
A．铜制品很容易被磁化
B．电磁继电器中的铁芯，可以用永磁体代替
C．发电机正常工作时，是将电能转化为机械能
D．直流电动机的换向器，由两个彼此绝缘的金属半圆环组成
二、填空题
11．小明把两个玩具电机用导线连接在一起（如图），用力快速拨动甲电机的转叶，发现乙电机的转叶也缓慢转动起来。请问　 　是发动机，　 　是电动机。（填甲或乙）
12．如图所示，通电螺线管的上方有一静止的小磁针，螺线管轴线上右边的圆圈表示闭合电路中一部分导体的横截面，则通电螺线管的d端为　 　极，导线的a端应接电源的　 　极，闭合电路的这部分导体分别向“1”“2”“3”“4”四个方向运动时，沿　 　方向运动能产生感应电流。
13．科学家的每次重大发现，都有力地推动了人类文明的进程。丹麦物理学家　 　 首先发现了电流周围存在磁场，第一个揭示了电和磁之间的联系。小科同学自制了一个用开关来控制电磁铁南北极的巧妙装置，如图所示。当开关S接 　 　 （选填“a” 或“b”）点时，电磁铁的 A 端是 S极，滑动变阻器的划片P向左移动时，电磁铁的磁性将 　 　。
14．一种新型混合动力型汽车通过“制动再生”途径给内部蓄电池充电，制动时车轮带动电动机转动，电动机作为发电机使用，把汽车的能量转换为　 　 ，电动机是应用　 　原理工作的。
15．如图所示是直流电动机的模式图，直流电动机是根据　 　的原理制成的，它利用　 　与电刷的接触方式，解决了线圈连续转动和导线缠绕问题。
16．观察如图所示的实验装置，回答下列问题。
（1）电磁铁M的上端是　 　（填“N“或“S”）极。
（2）闭合开关S，把M线圈迅速插入N线圈内，发现灵敏电流计的指针偏转，这是　 　现象。
三、实验探究题
17．小科在学习了磁场对通电导体有力的作用后，进一步查阅资料，了解到当电流与磁场方向垂直时，磁场对通电导体的作用力大小与磁场强度、导体在磁场中的长度以及导体中的电流强度有关。他设计了如图所示的装置，先初步探究磁场对通电导体的作用力与电流大小的关系。实验步骤如下：
①将一根导体棒用两根细线悬挂在铁架台上，将一蹄形磁铁竖直固定在铁架台上，并让导体棒与下方的蹄形磁铁磁极间的磁场方向垂直；
②给导体两端加电压U1，导体静止时，观察悬线与竖直方向偏转的角度为α1；
③给导体两端加电压U2，U2>U1，导体静止时，观察悬线与竖直方向偏转的角度为α2；
④比较α1、α2的大小，发现α2>α1，即可初步验证：其他条件一定时，通电导体的电流越大，通电导体受到磁场的作用力　 　(选填“越大”、“越小”或“不变”)。
⑴实验中通过观察悬线与竖直方向偏转的角度来判断磁场对通电导体的作用力大小，该实验方法属于　 　(选填“转换法”或“模型法”)。
⑵小科在a、b间连接一个小灯泡，让导体快速切割磁感线时，小灯泡发光，a、b间能产生电流是利用了　 　的原理。手机的　 　(选填“话筒”或“听筒”)就是根据该原理制成的。
18．如图所示是小明研究“影响电磁铁磁性强弱因素”的装置图，它是由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管(电阻不计)和自制的针式刻度板组成。通过观察指针B偏转角度的大小来判断电磁铁磁性的强弱。在指针下方固定一物体A，当用导线a与接线柱2相连，闭合开关后，指针发生偏转。
（1）指针下方的物体A应由材料（　　）制成。
A．铜 B．铁 C．铝 D．塑料
（2）当开关闭合后，电磁铁右端应为磁极的　 　极。
（3）实验发现：保持滑片P的位置不变，当导线a由接线柱2改为与接线柱1相连，闭合开关后，可发现指针B偏转的角度将会　 　(填“变大”或“变小”)。
（4）此实验还可研究电磁铁磁性强弱与　 　因素有关。
19．为了探究电流产生的热量跟哪些因素有关，小明同学先后采用如图所示的甲、乙两个装置进行实验。她将两段电阻丝R1、R2分别封闭在两个相同的烧瓶中(R1（1）要探究通电时间和通电电流大小相同时。电流产生的热量与电阻的关系，应选择装置　 　进行实验。 (选填(甲》或“乙”)
（2）实验中研究电流产生的热量多少，是通过比较气球的体积变化大小来比较的，这种实验方法称为　 　。
（3）小明用气球替代温度计进行实验，你对此的评价是　 　。
四、解答题
20．科学家猜测，A地海龟在春季是利用地磁场（图甲）向南返回出生地。以下为相关研究。
①春季A地某屏蔽磁场的实验室，无磁场环境下海龟无固定游向，把海龟置于模拟地磁场中（用图乙简化示意），图中1为磁体N极，2为磁体　 　极。 按科学家猜测，海龟应向　 　游动（选填“左”、“右”）。
②地磁场在缓慢变化，科学家每年记录海龟出生地筑巢地点移动的方向，并追踪地 磁场的微小移动，发现　 　，现象符合猜测。
21．阅读短文，回答问题。
磁吸式手机充电线市场上有一种磁吸式手机充电线，能通过磁铁公母对吸方式达到接通充电效果的充电线。在它的一端固定有磁铁，另一端固定有易磁化的物质，只要将两端靠近，就可以达到对吸充电。
（1）在磁吸式手机充电线的另一端固定的物质可能是　 　(填“铜"“铁镍合金”或“铝”)，判断的依据是　 　。
（2）手机背面扬声器的工作原理与　 　(填“ 发电机”或“电动机”)相同。
答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【分析】本题考查电与磁单元中电磁铁、电动机、发电机原理的简单判断。
【解答】A选项，图甲为电磁铁，由电池和线圈缠绕方向，根据右手螺旋定则判断出右边为N极，左边为S极，则小磁针N极转向右边，选项错误；
B选项，影响电磁铁的因素有：线圈扎数、电流大小、有无铁芯，线圈扎数越多则磁性越强，选项正确；
C选项，图为研究通电导线在磁场中受到力的作用装置，不能研究电磁感应现象，选项错误；
D选项，图中导体竖直向上运动，则不会切割磁感线，就不能产生电流，选项错误。
故答案为：B
2．【答案】A
【解析】【分析】根据对常见用电器的电功率的认识判断。
【解答】电吹风的功率大约在500W~1000W之间，电视机的电功率大约50W~120W之间，电冰箱的功率大约100W左右，而台灯的功率大约为20W左右，则功率最大的是电吹风，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
3．【答案】B
【解析】【分析】首先根据安培定则判断线圈的极性，然后根据磁极之间相互作用判断即可。
【解答】线圈上电流向上。右手握住线圈，弯曲的四指指尖向上，此时大拇指指向左端，则左端为线圈的N极，而右端为S极。根据“异名磁极相互吸引”可知，两个线圈AB相互吸引，彼此靠近，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
4．【答案】D
【解析】【分析】根据电流的热效应分析判断。
【解答】当电流经过导体时都会发热，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，使用超导体为导线时，导线的电阻几乎为零，那么电流产生的热量为零，从而减小电能损耗，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
5．【答案】A
【解析】【分析】根据图片，分析每个图片中包含的物理原理即可。
【解答】A.图甲，奥斯特实验说明了通电导线周围存在磁场，故A正确；
B.图乙，闭合开关，螺线管上电流方向向上。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向上，此时大拇指指向左端，则通电螺线管左端为 N 极，故B错误；
C.图丙中，线圈在磁场中做切割磁感线运动，此时会有电流产生，这是电磁感应现象，是发电机的原理图，故C错误；
D.图丁中闭合开关后，会有电流经过导体ab，而ab在磁场中受力运动，为电动机的工作原理，故D错误。
故选A。
6．【答案】C
【解析】【分析】发电机的工作原理是：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，感应电流的方向与磁场方向和导体的切割方向有关，它在工作时将机械能转化为电能。
【解答】A、由于切割磁感线的方向在改变，所产生的电流也会变化；故A错误；
B、发电机工作时是将机械能转化为电能；故B错误；
C、根据右手定则可知，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动会产生感应电流，因此线圈中的电流是由导线切割磁感线产生的；故C正确；
D、由于切割磁感线的方向在改变，所产生的电流也会变化；故D错误；
故答案为：C。
7．【答案】C
【解析】【分析】（1）根据安培定则判断；
（2）首先根据磁极之间的相互作用规律判断条形磁体受到磁力的方向，再根据二力平衡的知识确定摩擦力的方向；
（3）根据电流变化确定磁场的强弱变化即可；
（4）根据磁力的知识解答。
【解答】A.线圈上电流方向向上。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向上，此时大拇指指向左端，则左端为N极，右端为S极，故A错误；
B.根据异名磁极相互吸引可知，条形磁铁受到水平向左的吸引力，而吸引力和摩擦力相互平衡。根据二力平衡的知识可知，磁体受到桌面的摩擦力水平向右，故B错误；
C.当滑片向a移动时，变阻器的阻值减小，通过电磁铁的电流增大，则磁场变强，那么电磁铁与磁铁间的作用力变大，故C正确；
D.断开开关S后，电磁铁的磁场消失，但是条形磁铁对铁芯会产生吸引力，故D错误。
故选C。
8．【答案】D
【解析】【分析】电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间有关，在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多，根据欧姆定律判定两个电阻两端电压的大小即可。【解答】根据图可知，该电路为串联电路，在串联电路中各处的电流是相同的；相同时间内A的温度计温度上升快，说明R1产生的热量多，故B正确不合题意；
根据Q=I2Rt可知，在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多，即电阻R1＞R2，故A正确不合题意；
电阻R1＞R2，根据U=IR可知，R1两端电压大于R2两端的电压，故C正确不合题意；
电流和通电时间相同，电阻不同，所以探究的是电流产生的热量与电阻大小是否有关，故D错误符合题意；
故选D。
9．【答案】A
【解析】【分析】分析各个选项中包含的物理原理即可。
【解答】A.照相机的成像原理是凸透镜成像的规律，即物体在二倍焦距以外时，成倒立、缩小的实像，故A符合题意；
B.电磁起重机的工作原理是电流的磁效应，主要结构为电磁铁，故B不合题意；
C.电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，故C不合题意；
D.发电机的工作原理是电磁感应现象，故D不合题意。
故选A。
10．【答案】D
【解析】【分析】铁钴镍等磁性材料容易被磁化。发电机的工作原理是：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，感应电流的方向与磁场方向和导体的切割方向有关。由于切割磁感线的方向在改变，所产生的电流也会变化同时把机械能转化为电能。直流电动机的构造分为四大部分，分别叫磁铁、线圈、两个电刷、换向器，换向器由两个彼此绝缘的金属半圆环组成，其作用是改变线圈中的电流方向，从而改变线圈的受力的方向，保证线圈持续转动。
【解答】A、铁钴镍等磁性材料容易被磁化，铜不是磁性材料不易被磁化；故A错误；
B、电磁继电器中的磁体必须有铁芯，它是利用电流的磁效应原理制成的，电流的通断控制磁性的有无，不是永久磁体；故B错误；
C、发电机正常工作时，是将机械能转化为电能；故C错误；
D、直流电动机的换向器，由两个彼此绝缘的金属半圆环组成；故D正确；
故答案为：D。
11．【答案】甲是发电机；乙是电动机
【解析】【分析】发电机将机械能转化为电能，电动机将电能转化为机械能。
【解答】乙电机的扇叶转动起来，即获得了机械能，应该将电能转化为机械能，相当于电动机。
而乙获得的电能由甲产生，即甲将机械能转化为电能，相当于发电机。
12．【答案】S；负；1.3
【解析】【分析】（1）根据磁极之间的相互作用判断螺线管的磁极，根据安培定则判断电源正负极的方向；
（2）产生感应电流的条件：①闭合电路的部分导体；②在磁场中；③做切割磁感线运动。
【解答】（1）小磁针的右端为N极，根据“异名磁极相互吸引”可知，螺线管的d端为S极，则c端为N极。
右手握住螺线管，大拇指指向左端，弯曲的四指指尖向上，那么线圈上电流向上，即电流从右端流入，因此电源的b端为正极，a端为负极。
（2）在螺线管的右端附近，磁感线沿水平方向分布。2和4的运动方向都与磁感线方向平行，不切割磁感线；1和3的运动方向与磁感线方向垂直，切割磁感线，因此沿1和3方向运动会产生感应电流。
13．【答案】奥斯特；b；减弱
【解析】【分析】（1）根据电和磁的科学发展史解答；
（2）根据安培定则分析接线情况；
（3）电磁铁的磁性随电流的增大而增大，据此分析即可。
【解答】（1）丹麦物理学家奥斯特首先发现了电流周围存在磁场，第一个揭示了电和磁之间的联系。
（2）电磁铁的A端是S极，那么B端就是N极。用右手握住螺线管，大拇指指向B端，此时四个手指指尖向下，那么线圈上电流方向向下，即电流从右端流入，左端流出，即右端接电源正极，所以开关S接b。
（3）变阻器的滑片向左移动时，阻值变大，通过电磁铁的电流变小，因此电磁铁的磁性将减弱。
14．【答案】电能；通电导体在磁场中受力运动
【解析】【分析】（1）发电机的工作原理是电磁感应现象，将机械能转化为电能；
（2）电动机的工作原理：通电导体在磁场中受力运动，将电能转化为机械能。
【解答】一种新型混合动力型汽车通过“制动再生”途径给内部蓄电池充电，制动时车轮带动电动机转动，电动机作为发电机使用，把汽车的能量转换为电能 ，电动机是应用通电导体在磁场中受力运动原理工作的。
故答案为：电能；通电导体在磁场中受力运动
15．【答案】通电线圈在磁场中受到力的作用；换向器
【解析】【分析】（1）直流电动机的工作原理是：通电导体在磁场中受力运动，将电能转化为机械能；
（2）为了保证线圈能够持续旋转，需要每半周改变一下线圈中的电流方向，而换向器正是解决这个问题的关键部件。
【解答】如图所示是直流电动机的模式图，直流电动机是根据通电线圈在磁场中受到力的作用的原理制成的，它利用换向器与电刷的接触方式，解决了线圈连续转动和导线缠绕问题。
16．【答案】（1）S
（2）电磁感应
【解析】【分析】（1）根据安培定则判断电磁铁的极性；
（2）闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，这种现象叫电磁感应。
【解答】（1）电磁铁线圈上电流向左，右手握住螺线管，四指指向左边，大拇指指向下端，因此电磁铁的下端是N极，上端是S极；
（2）闭合开关后，M线圈会产生磁场，当它进入N线圈时，相当于N线圈做切割磁感线运动，因此会产生感应电流，所以这是电磁感应现象。
故答案为：（1）S；（2）电磁感应
17．【答案】越大；转换法；电磁感应；话筒
【解析】【分析】④通电导体在磁场中偏转的角度大小与受到作用力的大小有关，即偏转角度越大，那么受到的作用力越大；
（1）物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法；
（2）闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，这就是电磁感应现象。根据手机的工作过程分析解答。
【解答】④其他条件一定时，通电导体的电流越大，悬线与竖直方向偏转的角度越大，则通电导体受到磁场的作用力越大。
（1）实验中通过观察悬线与竖直方向偏转的角度来判断磁场对通电导体的作用力大小，该实验方法属于转换法；
（2）小科在a、b间连接一个小灯泡，让导体快速切割磁感线时，小灯泡发光，说明产生了感应电流，即利用了电磁感应原理。
当我们对着手机说话时，声音引起手机的话筒里的线圈振动，从而切割磁感线，将振动转化为强弱不同的电流，因此话筒利用了电磁感应的原理。
18．【答案】（1）B
（2）S
（3）变大
（4）电流
【解析】【分析】（1）根据指针摆动的工作原理分析；
（2）根据安培定则判断；
（3）电磁铁的磁场强弱与线圈匝数和电流大小有关，据此判断；
（4）根据影响电磁铁磁场强弱的因素分析。
【解答】（1）当有电流经过电磁铁时，它会产生磁场，然后吸引物体A靠近电磁铁，从而使指针发生偏转，因此物体A必须是铁磁性材料制作。在四种材料中，只有铁是铁磁性材料，故选B。
（2）当开关闭合后，电磁铁线圈上电流方向向上。用右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向上，此时大拇指指向左端，因此左端为N极，右端为S极；
（3）保持滑片P的位置不变，那么电流保持不变。当导线a由接线柱2改为与接线柱1相连，电磁铁的线圈匝数变大，闭合开关后，磁场变强，那么可发现指针B偏转的角度将会变大。
（4）保持线圈的匝数不变，调节滑动变阻器的滑片位置，可以改变通过电磁铁的电流，因此本实验还可以探究电磁铁磁场强弱与电流的因素关系。
19．【答案】（1）甲
（2）转换法
（3）气体的热胀冷缩气球更直观，但无法测出温度﹐温度计更适合液体的温度变化
【解析】【分析】（1）电流通过导体产生的热量与电流大小、通电时间和电阻大小都有关系，根据控制变量法的要求分析解答；
（2）物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法。
（3）可从现象的直观性，是否能够直接确定温度变化等角度分析解答。
【解答】（1）在甲图中，两个电阻串联，根据串联电路各处电流都相等的规律可知，此时通过它们的电流大小相等，通电时间相等，那么可以探究电流产生的热量多少与电阻的关系。
（2）实验中研究电流产生的热量多少，是通过比较气球的体积变化大小来比较的，这种实验方法称为转换法。
（3）小明用气球替代温度计进行实验，对此的评价是：气体的热胀冷缩气球更直观，但无法测出温度﹐温度计更适合液体的温度变化。
20．【答案】S；左；海龟筑巢地点的移动方向与地磁场的微小移动方向一致
【解析】【分析】①根据安培定则判断磁体的磁极；根据“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”分析；
②海龟通过感知地磁场的方向确定自己的运动方向，且二者基本保持一致。
【解答】①根据乙中②图可知，线圈上电流方向向下；右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向下，此时大拇指指向右端，则右端为N极，而左端2为S极。根据“异名磁极相互吸引”可知，海龟应向左游动。
②地磁场在缓慢变化，科学家每年记录海龟出生地筑巢地点移动的方向，并追踪地磁场的微小移动，发现海龟筑巢地点的移动方向与地磁场的微小移动方向一致，现象符合猜测。
21．【答案】（1）铁镍合金；铁镍合金是磁性材料，能被磁铁吸引，铝和铜不能被磁铁吸引(合理即可)
（2）电动机
【解析】【分析】（1）我们把能够吸引铁、钴、镍等金属的性质叫磁性，而铁、钴、镍被称为铁磁性物质，
（2）电动机的工作原理为通电导体在磁场中受力运动，而发电机的工作原理为电磁感应现象。
【解答】（1）在磁吸式手机充电线的另一端固定的物质可能是铁镍合金，判断的依据是：铁镍合金是磁性材料，能被磁铁吸引，铝和铜不能被磁铁吸引。
（2）手机里扬声器里的线圈通过强弱变化的电流时，在磁场中受到大小变化的力，于是纸盆振动起来发出声音，这和电动机的工作原理相同。
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