人教版九年级物理 第二十章 电与磁 20.5 磁生电 课后练习 含答案

人教版九年级物理
第二十章
电与磁
20.5
磁生电
课后练习
一、选择题
1．2019年12月17日，我国第一艘国产航空母舰“山东舰”在海南三亚某军港交付海军，目前“山东舰”上“歼-15”飞机仍然采用滑跃式起飞。据透露，中国下一艘很可能是电磁弹射航母，将采用自行研制的电磁弹射器，如图所示。电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力。下列实验中，与电磁弹射器工作原理一致的是
A．
B．
C．
D．
2．如图是一款“运动手环”，其主要部分是一段内置有一小块磁铁的密闭空心塑料管，管外缠绕着线圈，人戴着这种手环走路时，塑料管跟着手一起运动，磁铁则在管内来回运动，线圈中便会产生电流，液晶屏上就会显示出运动的步数，下列说法错误的是（　　）
A．运动手环的基本原理是电流的磁效应
B．线圈中电流方向是交替变化的
C．管外线圈与液晶屏处于通路，才能在摇动时有电流产生
D．此过程是将机械能转化为电能
3．刷卡机的广泛应用给人们生活带来了便利，POS机的刷卡位置有一个绕有线圈的小铁环制成的检测头(如图所示)．在使用时,将带有磁条的信用卡在POS机指定位置刷一下,检测头的线圈中就会产生变化的电流,POS机便可读出磁条上的信息。下图中能反映POS剧卡机读出信息原理是（
）
A．
B．
C．
D．
4．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．
5．如图所示，用绝缘细线分别将铜棒ab、cd水平悬挂，置于磁场方向竖直的U形磁铁间，两铜棒间用柔软的细长导线连接成闭合回路，下列说法中正确的是（　　）
A．左右移动ab，cd将会运动
B．竖直上下移动ab，闭合回路abcd中有电流产生
C．ab左右移动的方向，对cd运动的方向无影响
D．ab运动方向不变，仅调换右侧磁铁磁极，cd运动方向不变
6．如图“○”表示闭合电路中的一部分导体的横截面，箭头表示导体运动方向，下列说法正确的是(
)
A．两图中均不能获得感应电流
B．两图中感应电流方向不同
C．两图中感应电流方向相同
D．以上说法均不正确
7．人工心脏泵可短时间代替心脏工作，其结构如图所示，线圈AB固定在活塞的柄上，泵室通过单向阀门与血管相通。阀门S1只能向泵室外侧开启；阀门S2只能向泵室内侧开启。人工心脏泵工作时，以下说法正确的是（　　）
A．线圈AB中应通入方向周期性改变的电流
B．线圈AB中应通入方向不变的电流
C．电流从线圈A端流入过程，血液流入泵室
D．人工心脏泵每分钟“跳动”的次数由线圈中电流的大小决定
8．同学们做实验的装置如图所示,闭合开关,先将导体cd水平用力向右移动,导体ab也随之运动起来则在以上的实验中下列说法正确的是(
)
A．实验装置中的甲装置运用的原理是电磁感应现象
B．实验装置中的甲装置把电能转化为机械能
C．实验装置中的乙装置产生的现象在生活中的应用是发电机
D．若将导体cd水平用力向左移动,导体ab的运动方向变的相反
二、填空题
9．如图所示，无摩擦平行金属导轨固定在一水平面内，一初速度为的导体棒沿导轨水平向右运动，整个装置处在方向竖直向上的匀强磁场中。则导体棒中_____
（选填“会”或“不会”）产生感应电流，在导轨上运动过程中，导体棒的速度_____（选填“不变”、
“变小”或“变大”）。
10．如图甲所示是桌面迷你充电式电动吸尘器，轻松吸入桌面上的橡皮渣、纸屑等。充电时，迷你吸尘器里的电池相当于_____（填“用电器”或“电源”）工作时，指示灯不亮（指示灯仅在充电时才亮），电动机工作把橡皮屑吸进去，这说明指示灯与电动机是_____（填“串”或“并”）联的。下列三幅图中，能反映迷你吸尘器中电动机的工作原理的是______（填“A”、“B”或“C”）图。
11．如图所示，一个正方形导线框，边长为，质量为.将线框从距水平匀强磁场上方处由静止释放，在线框下落过程中，不计空气阻力，线框平面保持在竖直平面内，且边始终与水平的磁场边界平行.当边刚进入磁场时，重力做的功为_____，在线框进入磁场的整个过程中，线框的机械能_____（填“减小”“不变”或“增大”），你的理由是：_____.
12．交流发电机与直流电动机的主要不同之处是，交流发电机没有________，而有________．我国在生产和生活中所用的交流电的周期是________，频率为________．
13．打点计时器的频率为
___________赫兹，每振动一次的时间间隔为
____________秒。
14．如图所示，当金属框沿光滑绝缘斜面的顶端由静止开始滑到底端时，具有的动能为E1；若在虚线区域内加上一个方向为“×”的垂直纸面的磁场，其他条件不变，金属框滑到底端时，具有的动能为E2．请判断E1与E2的大小关系：______，并简要说明判断理由：______．
三、作图题
15．图中，甲图表示闭合电路的部分导体，在磁场中沿箭头所示的方向运动时，导体中的感应电流方向如图，请在乙图中标出感应电流的方向_____．
16．下图甲中的a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分，当导线以图甲所示方向运动时，电路中可产生感应电流.若想改变电路中感应电流的方向，你有什么方法，请在图乙中画出来，并标出磁极的N、S极位置.
（________）
四、实验题
17．学习“电磁感应”时，老师演示了发电机模型的实验（如图），摇动把手，使线圈快速转动，小灯泡就亮了。小刚想到：产生电流的条件可能与线圈在磁场中的运动有关。他和同学们开始了探究：
(1)小刚将一根导体棒的两端用细导线悬挂起来，并与灵敏电流计、开关串联组成闭合电路，将导体棒放在蹄形磁体的磁场中（如图甲）。小红提醒他，先把开关_______才能进行实验。正确操作后，小刚完成了几次实验，将磁极位置、导体棒的运动方向和产生电流的情况记录如图乙，其中a表示垂直于纸面方向的导体棒；
(2)小刚据此得出“只要导体棒在磁场中运动，闭合电路中就会产生电流”的结论，小红认为还应让导体棒做垂直于纸面向里、向外和________方向的运动，才能使探究更充分；
(3)随着导体棒的运动，灵敏电流计的指针会发生左右偏转，于是他们对“产生电流的方向与哪些因素有关”作了如下的猜想：
猜想1：产生电流的方向与磁场方向有关；
猜想2：产生电流的方向与导体运动方向有关；
为验证猜想，同学们进行了相应的实验，将现象记录在如下的表格中
实验序号
磁极位置
导体棒运动情况
电流计指针偏转情况
1
上N下S
水平向右运动
向右偏转
2
上S下N
水平向右运动
向左偏转
3
水平向左运动
向右偏转
分析第1、2两次实验发现，产生电流的方向跟________有关；第3次实验中磁体上方为_____（选填“N”、“S”）极，和其他实验对照验证了猜想2；
(4)老师肯定了他们的探究，又介绍了科学家科拉顿的相关研究，1825年他用如图丙所示的实验装置，在两个房间中进行实验：
①实验中用______________的现象来判断电路中是否产生了电流；
②将导线、小磁针与磁铁、线圈分别置于两个房间，是为了________________；
③科拉顿将磁铁插进线圈里，然后迅速奔向另一个房间，没有观察到产生电流的现象；他再回到放着磁铁和线圈的房间里，把磁铁从线圈中抽了出来，又跑到磁针和导线所在的房间，还是没有观察到现象。科拉顿失去了发现电磁感应现象的机会，被后人评价为“跑失良机”。他没能观察到产生感应电流现象的根本原因是：______________。
18．在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小明用导线在固定的接线柱MN下悬挂一根轻质的铝棒ab，然后将其作为通电导线接入电路放在蹄形磁体的磁场里，如图甲所示。
（1）小明闭合开关，看到铝棒稳定时如图乙所示；在探究导线在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向的关系时，小明先仅对调磁极位置，闭合开关，观察到铝棒ab稳定时如丙所示，由此可知通电导线在磁场中受力的方向与____________方向有关。然后小明保持图甲中的磁极位置不动，将铝棒ab两端对调后接入电路，发现铝棒ab的摆动方向依然如图乙所示，由此小明认为通电导线在磁场中的受力方向与电流方向无关。你认为小明的做法对吗?____为什么?_________。
（2）小明进一步猜想：在同一磁场中，磁场对导线的作用力是否与通过导线的电流大小有关呢?为此小明决定在图丙所示的实验基础上，在电路中串入电流表，并通过将铝棒ab换成长短、粗细均相同但电阻更大的铁棒和电阻更小的铜棒来改变电路中的电流，进行对比实验。
①
实验过程中，小明应根据______（选填“电流表的示数”或“导线摆动角度”）来推断通电导线在磁场中的受力大小。
②
闭合开关，小明发现铁棒稳定时的位置都如图丁所示，与丙图实验现象相比，小明感到非常困惑。请你指出小明实验设计中存在的问题并提出改进方法。
存在问题：_____________。
改进方法：_________________。
（3）若想利用小明的实验装置继续探究电磁感应现象，我们只需将图甲中的__________（选填“开关”、“铝棒ab”
或“电源”）替换成_____________即可。
19．在用如图所示的装置做“研究电磁感应现象”的实验中，没有电流通过电流表时，指针停在中央位置；当有电流从它的正接线柱流入时，指针向右偏转.
（1）闭合开关，导体ab不动，电流表的指针______.
（2）换用磁性更强的蹄形磁铁，闭合开关，仍保持导体ab不动，电流表的指针______.
（3）闭合开关，使导体ab在磁场中上下运动，电流表的指针______.
（4）闭合开关，使导体ab在磁场中向左运动，电流表的指针______；导体ab向右运动，电流表的指针______.这一实验现象说明，感应电流的方向与______.方向有关.
（5）如果将蹄形磁铁翻转一下，极在上，极在下．重做上述实验，发现感应电流的方向与______.方向有关.
五、综合题
20．阅读短文，回答问题。
油电混合动力型汽车
如图所示，油电混合动力型汽车主要由汽油发动机、电动机和动力电池组成。汽车的内置电脑可以自动选择牵引方式带动车辆运行。其中发动机牵引方式能发挥纯发动机汽车在除霜、制冷、爬坡，续航里程长等方面的优势；而电动机牵引方式则具有噪音小、零排放、频繁启动和制动时能耗小等纯电动汽车的优势。
这种汽车不需要像纯电动汽车一样将它的动力电池接到电源插座上去充电，因为它在减速制动时，电动机作为发电机使用，将一部分动能转化为电能，实现对电池的充电。这种汽车还整合了发动机和电动机的工作优势，热效率提高了10%左右，废气排放量可改善30%以上。
(1)通常在太原市区内早高峰时段行驶时，内置电脑会将车辆自动切换到__牵引方式（选填“电动机”或“发动机”
，这种方式的优点之一是__；
(2)在减速制动时，混合动力型汽车的动能转化为__能和电能；此时，电动机作为发电机使用，它发电的原理是__；
(3)混合动力型汽车发动机的壳体等部位采用铝合金等材料代替传统的钢铁材料制作，写出这样设计的两个好处__、__，并选择其中之一简述其物理原理______。
21．如图甲是我市沿海风力发电的外景，风力发电机主要由风机叶片和发电机组成。
（1）叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面空气流速不同产生压强差，而受到向_______（选填“上”或“下”）的力使风叶旋转。
（2）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，发电机是利用_______原理，
使机械能转化为电能。
（3）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图像得到的下列信息，正确的是_____
A．只要有风，机组就能产生电能
B．风速越小，机组产生的电功率一定越小
C．风速越大，机组产生的电功率一定越大
D．风速在一定范围内，机组产生的电功率可能不变
（4）下表给出了在不同风速下某风力发电机获得的能量：
平均风速
v
（m/s）
4
8
12
16
1
s
内获得的能量
E
（J）
1
8
27
64
对表格进行分析，你发现该风机
1
s
内获得的能量
E
与风速
v
的定量关系是_____。
【参考答案】
1．C
2．A
3．B
4．B
5．A
6．C
7．AC
8．BCD
9．会
变小
10．用电器
并
C
11．
减小
见解析
12．换向器
滑环
0.02s
50Hz
13．500.02
14．E1>E2
因为金属框是导体，当它在通过磁场的过程中会因切割磁感线产生感应电流，使一部分机械能转化为电能．
15．
16．
17．闭合
向上、向下
磁场方向
S
电流的磁效应
避免磁铁的磁场对小磁针产生影响
没在磁铁做切割磁感线运动时，及时观察实验现象
18．磁场
不对
因为将铝棒ab两端对调后接入电路，电流方向还是不变
导线摆动角度
铁棒在磁场中会受到磁铁的吸引力
把丁图的铁棒换成与丙图相同的铜棒
电源
灵敏电流表
19．不偏转
不偏转
不偏转
向右偏转
向左偏转
导体运动
磁场
20．电动机
频繁启动和制动时能耗小
内
电磁感应现象
密度小
不易生锈
因为铝合金的密度小，在体积不变时，根据密度公式知铝合金的质量小
21．上
电磁感应
D
风机1s获得的能量与风速增大倍数的三次方成正比