第十六章 电磁转换 检测基础卷 （含解析）2024-2025学年苏科版九年级物理下册

2024-2025学年九年级物理下册单元检测
第十六章《电磁转换》基础卷
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．测试范围：九年级物理下册第十五章（苏科版）。
4．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分，每小题只有一个选项符合题意）
1．实验表明，磁体能吸引1 元硬币，对这种现象解释正确的是(　　)
A．硬币一定是铁做的，因为磁体能吸引铁
B．硬币一定是铝做的，因为磁体能吸引铝
C．磁体的磁性越强，能吸引的物质种类越多
D．硬币中含有磁性材料，磁化后能被吸引
2．一根条形磁棒，摔成两节后，其中任何一节磁体磁极的个数是(　　)
A．只有一个 B．仍是两个
C．变成四个 D．只有半根有磁性
3．有外形相同的两根钢条M、N，按图甲、图乙两种方式接触时，它们之间都有较大吸引力。则下列推断正确的是( )
A．M无磁性、N无磁性
B．M无磁性、N有磁性
C．M有磁性、N无磁性
D．M有磁性、N有磁性
4．关于产生感应电流的说法中，正确的是（ ）
A．闭合导体在磁场中运动时，导体中会产生感生电流
B．闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流
C．闭合导体的一部分在磁场中沿磁感线运动时，导体中产生感应电流
D．感应电流的方向与磁感线的方向、导体切割磁力线的运动方向无关
5．如图中磁体两极间磁感线的画法正确的是(　　)
A．B．C． D．
6．如图所示，通电螺线管上方附近有一点M，小磁针置于螺线管的左侧附近．闭合并关K，下列判断正确的是(　　)
A．M点的磁场方向向左
B．螺线管的左端为S极
C．小磁针静止后，其N极的指向向左
D．向右移动滑片P，螺线管的磁场增强
7．如图所示是某单位使用的一种水位自动报警器的原理图，有关该报警器工作情况的下列叙述，不正确的是(　　)
A．该报警器红灯是报警灯，当水位到达A后，水在一般情况下是导电的，使下面的电路导通
B．为了使得警报器在更低的水位就能报警，可以下降B的高度
C．当水位没有达到A时，电磁铁没有磁性，只有绿灯亮
D．当该报警器报警时，电磁铁的上端是S极
8．将如图甲所示的铜线框上方的尖端挂在电池的正极，并保持良好接触，下端的两个弧形导线头分别压在磁钢柱的前后两侧，且始终与磁钢柱接触良好，磁钢柱吸附在电池底部的负极上，制成如图乙所示的小玩具，铜线框由静止释放后会转动起来，关于该现象，下列说法正确的是(　　)
A．它的原理与发电机原理相同
B．若将磁体的磁极对调，铜线框中电流的方向不会改变
C．若将磁体的磁极对调，铜线框的转动方向将会改变
D．若下端有一个导线头与磁钢柱接触不良导线框不可能转动
9．如图所示的装置中，当闭合开关，导体ab就会运动起来，下列说法正确的是
A．此现象说明磁可以生电
B．电动机是利用图示装置原理来工作的
C．导体ab运动方向与电流方向无关
D．同时调换蹄形磁铁两极和电源的正负极可以改变导体ab的运动方向
10．信用卡刷卡时其磁条经过刷卡机的缝隙线圈出会产生感应电流。以下设备与信用卡刷卡时工作原理相同的是(　　)
A．排气扇 B．电烤炉 C．电动机 D．发电机
二、填空题（每空1分）
11．现在有一种爱吞磁铁的橡皮泥，把强磁铁放在旁边，磁铁会被慢慢吞噬，如图所示，磁铁被吞噬的原因是橡皮泥中含有_______物质，橡皮泥向内凹陷说明_______．
12．小明在探究“磁体间相互作用规律”时发现：磁体间的距离不同，作用力大小也不同．他想：磁体间作用力的大小与磁极间的距离有什么关系呢？
(1)你的猜想是______________________________________．
(2)小明用如图所示的实验进行探究．由于磁体间作用力的大小不便测量，他通过观察细线与竖直方向的夹角θ的变化，来判断磁体间力的变化，用到的科学方法是__________法．
(3)小明分析三次实验现象，得出结论：磁极间距离越近，相互作用力越大，小月认为：这个结论还需进一步实验论证，联想到磁体间的相互作用规律，还须研究甲、乙两块磁铁相互_________时，磁体间作用与距离的关系．
13．南极：能够自由旋转的磁体，静止时指_______的那个磁极叫南极(S极)；指_______的那个磁极叫做北极(N极)。
14．某同学在探究通电螺线管外部磁场的方向时，使用的实验装置如图所示。
(1)闭合开关后，螺线管右端为_______极(选填“N”或“S”)。
(2)当电源的正负极对调后再闭合开关，发现螺线管周围的小磁针的N极、S极的指向也发生对调，由此可知：通电螺线管外部磁场的方向与螺线管中______________有关。
15．如图所示，将一根直导线放在静止小磁针的正上方，并与小磁针平行。
(1)小磁针上方的直导线应沿_______ (南北/东西)方向放置。
(2)闭合开关后，观察到小磁针偏转，这表明通电直导线周围存在_______。
(3)改变直导线中的电流方向，小磁针N极偏转方向_______ (改变/不改变)，这表明______________ 。
(4)实验中小磁针的作用是______________，这里用到的研究方法是______________。
16．如图，悬挂的小磁铁处于静止状态，当开关S闭合后，悬挂小磁铁的弹簧将会_______，若滑动变阻器的滑片P向右移动，则小磁铁的弹簧将_______．（选填“伸长”、“缩短”或“不变”）
17．为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小勤所在的实验小组进行了如下实验：他们首先找了两颗大铁钉，用漆包线在上面绕制若干圈，做成简易电磁铁，然后分别按图接入电路。探究前，小勤他们还作了以下的猜想：
18．根据所示直流电动机的结构示意图，看图写出各部分的名称：abcd是_______；A、B是_______；E、F是_______；N、S是_______。在电动机里_______的部分叫转子，_______的部分叫定子，其中线圈是_______，磁体是_______。
19．物理兴趣小组在老师的指导下做了一个有趣的“摇绳发电”实验。如图，他们用一根导线做成跳绳，将跳绳的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连，摇动“跳绳”时，发现灵敏电流计的指针左右摆动，这说明导线中产生了_______，摇绳发电将_______能转化为电能。
20．地理两极与地磁两极不重合，是我国宋代学者沈括最早发现的。请标出图中地磁场的方向和小磁针的N极。
三、解答探究题（计算型问题解答时要有必要的文字说明、公式和计算过程，直接写出结果不能得分）
21．某同学利用如图所示的实验装置探究什么情况下磁可以生电。
(1)实验时应将电流表、导线ab串联起来组成______回路。
(2)该同学进行以下尝试，能使电流表指针偏转的是______(填字母标号)。
A．导线ab在磁场中静止，换用磁性更强的蹄形磁体
B．导线在磁场中静止，但不用单根导线ab，而用匝数很多的线圈
C．蹄形磁体静止，导线ab从图中所示位置水平向左或水平向右运动
D．蹄形磁体静止，导线ab从图中所示位置竖直向上或竖直向下运动
E．蹄形磁体静止，导线ab从图中所示位置斜向上或斜向下运动
(3)如图所示的实验装置中，将电流表换成______进行触接，还可以探究电动机的工作原理。
22．在研究“磁场对通电导体的作用”的实验中：
(1)如图甲所示，把金属杆ab放在磁场里，闭合开关，观察到金属杆ab向右运动，利用此现象原理人们制成了______(选填“电动机”或“发电机”)；
(2)改变磁场方向或电流方向，观察到的实验现象记录在表格中。分析第______(填实验序号)次数据可知，通电金属杆在磁场中受力方向与磁场方向有关；分析第1与3或2与4次数据可知______；
(3)如图乙所示，闭合开关，让金属杆cd做切割磁感线运动，此时金属杆ab______(选填“会”或“不会”)受到力的作用。
实验序号 1 2 3 4
磁场方向 向下 向上 向下 向上
电流方向 b----a b----a a----b a----b
ab运动方向 右 左 左 右
23．如图所示，是小明探究“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、带铁芯的螺线管和自制针式刻度板组成．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B发生偏转．
（1）指针下方的物体A应由材料_______制成．
A．铜　　B．铝　　C．塑料　　D．铁
（2）实验发现：
①将滑动变阻器的滑片P向左移动过程中，指针B偏转的角度将会_______
②将导线a由与接线柱2相连改为与接线柱1相连，闭合开关后，调整滑动变阻器的滑片P的位置，使电路中的_______保持不变，可发现指针B偏转的角度将会_______．
（3）经过对电磁铁的研究，可得出电磁铁的磁性强弱与_______及_______有关．
24．某家用电热水器，其工作模式和相关参数如下表。图为电热水器的原理图，包括工作电路和控制电路两部分，通过电磁继电器自动控制电热水器实现加热状态和保温状态的挡位变换。R0、R1为电热丝，R2为滑动变阻器，R为热敏电阻（置于电热水器内），其阻值随温度的升高而减小。红灯、绿灯是热水器工作时的指示灯，忽略指示灯对电路的影响：
型号 LWLZ20﹣19
电源 AD220V 50Hz
加热功率 800W
保温功率 40W
水容量 1．0L
(1)分析说明当绿灯亮时，电热水器处于保温状态还是加热状态？
(2)工作时若要提高电热水器的保温温度，如何调节保护电阻R2的滑片？
(3)R1工作时的电阻是多大？
(4)电热水器处于加热状态时，工作4．2min，可使1L水的温度升高40℃。则该电热水器的效率是多少？[c水＝4．2×103J/（kg·℃）
参考答案
1．D
【解析】
AB．磁体能吸引1元硬币，说明硬币一定是由磁性物质制成的，但不能判断一定是铁制成的，铝不是磁性物质，故AB错误；
C．磁体的磁性越强，只表示吸引磁性物质的能力强，与能吸引的物质种类无关，故C错误；
D．硬币中含有磁性材料，磁化后能被吸引，故D正确。
故选D。
2．B
【解析】
一根条形磁棒，摔成两节后，其中任何一节磁体都是一个独立的磁体，任何一节磁体都有两个磁极。故选B。
3．D
【解析】
A．如果M无磁性、N无磁性，则按甲乙两图的方式接触都不会有较大吸引力，故A错误；
B．根据磁体的磁极在两端，磁性最强的特点，如果M无磁性、N有磁性，则按乙图的方式接触不会有较大吸引力，故B错误；
C．根据磁体的磁极在两端，磁性最强的特点，如果M有磁性、N无磁性，则按甲图的方式接触不会有较大吸引力，故C错误；
D．根据磁体的磁极在两端，磁性最强的特点，如果M有磁性、N有磁性，则按甲乙两图的方式接触都有较大吸引力，故D正确。
故选D。
4．B
【详解】产生感应电流的条件：①闭合电路②部分导体③做切割磁感线运动；
A．闭合导体在磁场中运动时，如果不是部分导体，且没有做切割磁感线运动，则导体中不会产生感生电流，故A错误．
B．闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，符合条件，导体中会产生感应电流，故B正确为答案．
C．闭合导体的一部分在磁场中沿磁感线运动时，导体中不会产生感应电流，故C错误．
D．感应电流的方向与磁感线的方向、导体切割磁力线的运动方向有关，故D错误．
5．A
【解析】
在磁体的周围，磁感线从磁体的N极出发，回到S极。
A．磁体周围的磁感线从磁体的N极出来，回到磁体的S极，故A正确；
B．磁体周围的磁感线从磁体的S极出来，回到磁体的N极，故B错误；
C．磁体周围的磁感线从磁体的N极出来，回到磁体的N极，故C错误；
D．磁体周围的磁感线从磁体的S和N极出来，故D错误。
故选A。
6．C
【详解】A．由于在磁体的外部，磁感线从N极指向S极，所以， M点的磁场方向向右，故A错误；
B．由安培定则知道，用右手握住螺线管，四指指向电流的方向时，大拇指指向左端，即通电螺线管的左端为N极，故B错误；
C．由于通电螺线管的左端是N极，根据异名磁极相互吸引知道，小磁针的S极应靠近螺线管的左端，则小磁计的N极向左转动，小磁针会逆时针旋转，故小磁针静止时，其N极的指向向左，故C正确；
D．由图知道，当向右移动滑片P时，接入电路的电阻增大，则电流减小，所以，电磁铁的磁性会减弱，故D错误．
7．B
【解析】A．当水位到达A时电路接通,电磁继电器有磁性，A正确；
B．为了使得警报器在更低的水位就能报警，应该下降A的高度，下降B的高度没用，B错误；
C．当水位没有达到A时，电磁铁没有磁性，只有绿灯亮，C正确；
D．根据安培定则知上端为S极，D正确。
故选B。
8．C
【解析】
A．铜线框由静止释放后，由于铜线中有电流通过，铜线在磁场中受到力的作用，会转动起来，和电动机的原理是相同的，故A错误；
B．电流是从电源的正极出来，经过导线后回到电源的负极，电流方向与磁场的方向无关，故B错
误；
C．若将磁体的磁极对调，则导线在磁场中受到力的方向会发生改变，即铜线框的转动方向将会改变，故C正确；
D．若下端有一个导线头与磁钢柱接触不良，但另一条导线仍然受到磁力的作用，仍然会转动，故D错误。
故选C。
9．B
【解析】A、当闭合开关、导体ab中有电流通过时，导体ab就会运动起来，此现象说明通电导线在磁场中受力的作用，故A错误；B、电动机是利用图示装置原理来工作的说法正确，故B正确；C、导体ab运动方向与电流方向和磁场方向都有关，故C错误；D、当电流方向和磁场方向有一个方向发生改变时，导体ab的运动方向就发生改变，如果两个同时改变则导体ab运动方向不变，故D错误；故选B。
10．D
【解析】信用卡刷卡时其磁条经过刷卡机的缝隙线圈出会产生感应电流，这是电磁感应现象，找出下列物体是电磁感应原理的即可。
A．排气扇主要结构是一个电动机，是根据通电导体在磁场中受力而转动工作的，不符合题意。
B．电烤炉是根据电流的热效应工作的，不符合题意。
C．电动机根据通电导体在磁场中受力而转动工作的，不符合题意。
D．发电机是根据电磁感应原理工作的，符合题意。
11．磁性力可以改变物体的形状
【分析】（1）磁铁能够吸引磁性材料，磁性材料在我们生活中应用广泛，如：磁卡、磁盘、磁带、电脑软盘、磁悬浮列车、录音机的磁头等．
（2）力可以改变物体的形状．
【详解】橡皮泥能够吞噬磁铁，说明橡皮泥和磁铁是相互吸引的，因此橡皮泥中含有磁性物质．
橡皮泥向内凹陷说明力可以改变物体的形状．
12．转换 排斥
【解析】
(1)由生活经验可提出猜想，即：磁体间的距离越近，作用力越大；
(2)磁力大小可以通过丝线与竖直方向的夹角大小来反映，故采用了转换法；
(3)联想到磁体间的相互作用规律，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故还须研究甲、乙两块磁铁相互排斥时，磁体间作用力与距离的关系
13．南 北
【解析】
[1][2]自由旋转的磁体，静止时指向南的那端叫做南极，指向北的那个磁极叫北极。
14．N电流方向
【解析】
(1)[1]由图可知，电流的方向从螺线管的左端流入，右端流出，由安培定则可知螺线管右端为N极；
(2)[2]当电源的正负极方向对换时，即改变螺线管中的电流方向，螺线管周围的小磁针的N极、S极的指向也发生对调，由此可知：通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关。
15．1)南北　2)磁场 3)改变　通电导线周围的磁场方向与电流方向有关 4)检验通电导线周围是否存在磁场　转换法；
【解析】(1)由于小磁针受到地磁场的作用，要指南北方向，为了观察到明显的偏转现象，应使电流产生的磁场方向为东西方向，故应使把直导线南北放置； (2)实验中，开关闭合时，小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在着磁场，这是著名的奥斯特实验； (3)改变电流方向，小磁针的方向也发生了偏转，说明了通电导体周围的磁场方向与电流方向有关； (4)小磁针受到磁场力的作用能够发生偏转，故小磁针可以检测磁场的存在；
16．缩短缩短
【详解】第一空．当开关S闭合后，由图可知电流由螺线管的下方流入，则由安培定则可知螺线管上端为N极，下端为S极；则螺线管上端与磁铁的下端为同名磁极相对，故应相互排斥，则悬挂小磁铁的弹簧将会缩短；
第二空．当滑片向右移动时，滑动变阻器接入电阻变小，则由欧姆定律I=可知电路中电流增大，则螺线管的磁性增强，故对磁铁的作用力则增强，故磁铁应上移，即弹簧长度应缩短．
17．(1)吸引小铁钉(大头针等)的多少；(2)a和b；(3)b和c；(4)通过的电流相等
【解析】(1)探究过程中通过观察吸引小铁钉(大头针等)的多少来判断磁性的有无和强弱；
(2)由ab两图可知，a图的开关断开，电路中没有电流，电磁铁也不吸引大头针闭合，说明电磁铁没有磁性；b图的开关闭合，电路中有电流，电磁铁吸引大头针闭合，说明电磁铁有磁性．由此知A是正确的；
(3)猜想B是验证磁性的强弱是否与电流大小有关，因此要控制匝数相同，电流大小不同．比较几个图，只有bc符合条件；
(4)d图中磁性强弱不仅与线圈匝数有关，还与电流大小有关；猜想C是验证磁性的强弱是否与电流大小有关，因此要控制电流的大小相同，线圈匝数不同。
18．线圈电刷换向器磁体转动固定转子定子
【解析】
[1][2][3][4][5][6][7][8]从图中可以看出，abcd是线圈；A、B是电刷；E、F是换向器；N、S是磁体。在电动机里转动的部分叫转子，固定的部分叫定子，其中线圈转动是转子，磁体固定不动是定子。
19．感应电流；机械。
【解析】用一根导线做成跳绳，将跳绳的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连，摇动“跳绳”时，导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中会产生感应电流，而且电流方向随时间发生变化，属于交流电，根据此原理可制成发电机，在工作过程中将机械能转化为电能。
20．地球本身是个巨大的磁场，地磁的南极在地理的北极附近，地磁的北极在地理的南极附近，由磁极间的相互作用规律可知，小磁针的N极指向地磁的南极，在磁体外部，磁感线由N极回到S极，如下图所示：
21．(1)闭合；(2)CE；(3)电源。
【解析】 (1)磁生电是电磁感应现象，必须使闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，所以应将电流表、导线ab串联起来组成闭合回路；
(2)电流表发生偏转，说明电路中产生了感应电流，所以导体在磁场中一定做切割磁感线运动；AB、导线ab在磁场中静止，换用磁性更强的蹄形磁体或匝数很多的线圈，导体在磁场中都没有发生相对运动，不会产生感应电流，故AB都不符合题意。 CE、由图知，导体ab处的磁感线是从上向下的，导体ab水平向左或向右运动，斜向上或斜向上运动，都是做切割磁感线运动，都会产生感应电流，所以会产生感应电流，电流表指针发生偏转，故CE符合题意。
D、导体ab竖直向上或竖直向下运动时，运动方向与磁场方向平行，导体没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，电流表指针不发生偏转，故D不符合题意； 故选CE。
(3)当电流表换成电源时，导体ab就成了通电导体，在磁场中会受到力的作用，可以探究电动机的工作原理。
22．电动机 1与2(或3与 通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关 会
【解析】
(1)[1]如图甲所示，把金属杆放在磁场里，闭合开关，通过有电流，观察到金属杆向右运动，这表明通电导体在磁场中受到力的作用，人们根据这个原理制成了电动机。
(2)[2]探究通电金属杆在磁场中受力方向与磁场方向有关时，需要控制电流方向相同，磁场方向不同，故需要对比第1与2或3与4次数据。
[3]分析第1与3或2与4次数据可知，磁场方向相同，电流方向不同，导体运动方向不变，则表明通电金属杆在磁场中受力方向与电流方向有关。
(3)[4]如图乙所示，闭合开关，让金属杆做切割磁感线运动，则中有电流通过，中也有电流，相当于通电导体，在磁场中会受到力的作用。
23． D 变大电流变大电流大小线圈的匝数
【分析】（1）磁铁具有吸引铁钴镍等物质的性质；
（2）此电路的工作原理是给电磁铁通电后，通电螺线管吸引指针上的衔铁A，使指针发生偏转，移动变阻器的滑片，改变通电螺线管的电流大小，通过指针偏转角度的大小，反映出磁性的强弱变化；通电螺线管有两个插头，通过连接它可以改变螺线管的匝数多少，所以通过此电路可以探究电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈匝数的关系．
（3）电磁铁的磁性的影响因素：电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯．有铁芯时，电流越大，匝数越多，磁性越强．
【详解】(1)磁铁具有吸引铁钴镍等物质的性质，因此指针下方的物体A应由铁质材料制成，故选D．
(2)①滑动变阻器接入AP，滑片左移时，AP变短，电阻变小，电流变大，电磁铁的磁性增强，使指针偏转的角度更大．②将导线a由与接线柱2相连改为与接线柱1相连，线圈的匝数增加，根据控制变量法的要求，需保持电路中的电流不变，故闭合开关后，调整滑动变阻器的滑片P的位置，使电路中的电流保持不变，在电流不变，铁芯不变时，线圈的匝数越多，电磁铁的磁性越强，使指针偏转的角度更大，(3)实验得出：当线圈匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，电磁铁磁性越强；当通过电磁铁的电流一定时，电磁铁线圈的匝数越多，磁性越强．
24．(1)当绿灯亮时，电热水器处于保温状态；(2)工作时若要提高电热水器的保温温度，保护电阻R2的滑片向右移动；(3) 1149．5Ω；(4) 83．3%
【详解】(1)当绿灯亮时，工作电路中R0和R1串联，电路的总电阻最大，由可知，电热水器的功率最小，处于保温状态。
(2)当温度升高时，由热敏电阻R的阻值随温度的升高而减小可知，R的阻值减小，控制电路的总电阻减小，电磁铁的磁性变强，衔铁与下触点接触，电热水器处于保温状态，所以，要提高电热水器的保温温度，就应减小控制电路的电流，增大滑动变阻器接入电路中的电阻，即滑片向b端(右端)移动。
(3)红灯亮时，工作电路为R0的简单电路，电路的总电阻最小，总功率最大，电热水器处于加热状态，由可得，R0的阻值
当绿灯亮时，工作电路中R0和R1串联，电热水器的功率最小，处于保温状态，此时电路的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R1工作时的电阻
R1＝R﹣R0＝1210Ω﹣60．5Ω＝1149．5Ω
(4)水的体积
V＝1L＝1dm3＝0．001m3
由可得，水的质量
m＝1．0×103kg/m3×0．001m3＝1kg
水吸收的热量
Q吸＝c水mΔt＝4．2×103J/（kg·℃）×1kg×40℃＝1．68×105J
由可得，消耗的电能
W＝P加热t＝800W×4．2×60s＝2．016×105J
该电热水器的效率
答：(1)分析说明当绿灯亮时，电热水器处于保温状态。
(2) 工作时若要提高电热水器的保温温度，保护电阻R2的滑片向右移动。
(3)R1工作时的电阻是1149．5Ω。
(4)电热水器处于加热状态时，工作4．2min，可使1L水的温度升高4℃。则该电热水器的效率是83．3%。