第十八章　电能从哪里来单元测试题 2020—2021学年沪科版九年级物理全册（含答案）

　第十八章　电能从哪里来
一、选择题(本题共16小题,每小题2分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.世界上第一个发现电与磁之间联系的科学家是
(　　)
A.安培
B.奥斯特
C.法拉第
D.伏特
2.如图1所示,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a在磁场中按箭头方向运动时,不能产生感应电流的是
(　　)
图1
3.如图2所示,各大商场都设置了共享充电宝,可随时借取,方便人们给电子产品充电。在充电宝给手机电池充电的过程中,手机电池相当于电路中的
(　　)
图2
A.电源
B.开关
C.导线
D.用电器
4.关于电能的输送,下列说法中正确的是
(　　)
A.高压输电和低压输电的线路损失功率一样,输送功率不一样
B.高压输电和低压输电的输送功率一样,但高压输电时线路上的电流小,损耗的电能少
C.高压输电和低压输电的输送功率一样,线路上的电流一样
D.高压输电能提高输电功率,但不能减少线路上的损失功率
5.关于如图3所示的实验,下列说法正确的是
(　　)
图3
A.该实验揭示了动圈式扬声器的工作原理
B.该实验揭示了动圈式话筒的工作原理
C.导体ab沿磁场方向运动时,灵敏电流计的指针发生偏转
D.蹄形磁体沿竖直方向运动时,灵敏电流计的指针发生偏转
6.如图4所示,在番茄上相隔一定距离分别插入铜片与锌片,做成一个番茄电池,再将铜片、锌片与电压表相连。下列说法正确的是
(　　)
图4
A.锌片是番茄电池的正极
B.此时电路中的电流能达到5
A
C.番茄电池是将化学能转化为电能
D.如果将两个相同的番茄电池并联后再跟电压表连接,电压表示数会增大到原来的两倍
7.学校师生就餐所用饭卡内置有铜线圈、芯片、天线,当卡靠近刷卡仪器时,仪器产生的磁场会使饭卡内产生电信号,饭卡再将自身编码等信息通过饭卡内置天线发送给刷卡机。饭卡工作原理与如图5所示的实验中原理相同的是
(　　)
图5
8.如图6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蹄形磁体间,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
(　　)
图6
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运动的方向不变,仅调换右侧磁体的磁极,cd运动的方向不变
9.电子车票,也称“无纸化”车票,乘客网上购票后,直接通过“刷身份证”或“扫手机”即可顺利进站。如图7所示是乘客通过“刷身份证”进站时的情景,将身份证靠近刷卡区,机器感应电路中就会产生电流,从而识别乘客身份。图8中能说明这一原理的是
(　　)
图7
图8
10.如图9所示是5G折叠手机,该手机支持无线充电,无线充电技术应用了特斯拉线圈。用一只不通电的LED灯靠近正在通电的特斯拉线圈时,LED灯发光。图10中与该现象原理相同的是
(　　)
图9
图10
11.如图11所示,夜幕下的广场,孩子们都喜欢骑上能发光的滑板车遛弯,这种滑板车在人的助力下可以滑行起来,同时轮子会发光,停下来就不发光。关于这种滑板车发光的原理,从能量转化的角度分析正确的是
(　　)
图11
A.机械能转化为电能,再转化为光能
　　B.电能转化为机械能,再转化为光能
C.机械能转化为光能,再转化为电能
　　D.光能转化为机械能,再转化为电能
12.如图12所示,在蹄形磁体的磁场中放置一根与螺线管连接的导体棒ab,当导体棒ab水平向右运动时,小磁针N极转至右边。下列可以使小磁针S极转至右边的操作是
(　　)
图12
A.导体棒ab竖直向下运动
B.导体棒ab水平向右运动
C.导体棒ab水平向左运动
D.导体棒ab竖直向上运动
13.如图13所示,蹄形磁体和铜棒均水平放置。现闭合开关,水平向左移动铜棒,灵敏电流计的指针发生偏转,下列说法正确的是
(　　)
图13
A.根据此现象的原理可制成电动机
B.此现象与奥斯特实验现象的原理相同
C.若将铜棒左右来回移动,可产生交变电流
D.仅将磁体水平向右移动,灵敏电流计的指针不偏转
14.如图14所示是交流发电机的原理图,以下说法正确的是
(　　)
图14
A.线圈在图中所示位置时,不会产生感应电流
B.线圈匀速转动时,线圈中产生的电流大小不变
C.该发电机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动
D.把图中的灯泡换成电源就可以当成一个电动机使用
15.对于如图15所示的四个实验,下列描述完全正确的是
(　　)
图15
①图甲实验说明了动圈式话筒的工作原理
②图乙实验的结论是:材料、长度均相同的导体,粗导体的电阻大,细导体的电阻小
③图丙实验证明通电导体周围存在磁场
④图丁中开关闭合后,导体ab水平向左运动,若同时改变电流方向和磁场方向,导体ab运动方向不改变
A.①②
B.①②③
C.②③④
D.①③④
16.远距离输电的示意图如图16所示,若发电机的输出电压不变,两变压器之间输电线电阻不变,其余线路电阻不计,则下列叙述中不正确的是
(　　)
图16
A.用电高峰时,输电线上损失的功率与发电机的输出功率之比比用电低谷时大
B.用电高峰时,输电线上电流较小,因此灯光较暗
C.当用户用电器的总电阻减小时,输电线上损失的功率增大
D.发电机输出的功率增大时用户得到的电压反而降低
二、填空题(本题共6小题,每空2分,共30分)
17.如图17所示是一款能发电的魔方充电器,转动魔方即可发电。电能储存在魔方内并通过USB端口给移动设备充电。
(1)此魔方根据　　　　　　的原理发电,在这个过程中,将　　　　能转化为电能。?
(2)给移动设备充电时,魔方相当于电路中的　　　　(选填“电源”或“用电器”)。?
图17
18.如图18所示,将两片不同的金属片A、B浸在盐水中,就组成了一个电池。该电池对外供电时,将　　　　能转化为电能,观察电压表的接线情况和指针偏转情况可知:A是盐水电池的　　　　极,该电池的电压为　　　　V。?
图18
19.如图19所示是一款儿童滑板车。当车轮转动时可自行发电,使车轮边缘的LED灯发光,其发电的原理与　　　　　　　(选填“动圈式话筒”或“电磁起重机”)的原理相同。逐渐增大滑行速度,LED灯的亮度会　　　　(选填“增强”“减弱”或“不变”)。?
图19
20.在CES(消费电子展)亚洲展会上,有一款名为“未来基因健身车”的自发电智能单车,如图20所示。骑行时利用线圈在磁场中转动发电,发电的原理是　　　　　　　　　　,在发电过程中将　　　　能转化为电能。?
图20
21.无线充电技术在智能手机行业广泛应用。如图21所示是支持最高27
W的无线超级快充正在给手机充电,则该无线超级快充1
min最多给手机充电　　　　J,无线充电技术通过　　　　(选填“电磁感应”或“电流磁效应”)的方式实现给电池充电。?
图21
22.如图22所示是动圈式话筒的结构示意图。当人对着它说话或唱歌时,人的声带由于　　　　而产生的声音,通过空气传播到膜片,使膜片以及与膜片相连的线圈在磁场中运动,从而产生随着声音变化而变化的　　　　,线圈在运动过程中能量的转化情况是　　　　　　　　　　　。?
图22
三、简答题(本题共1小题,共4分)
23.如图23所示,中国科技馆的“探索与发现A厅”中有一个“电磁感应摆”,甲、乙两线圈分别被悬挂在两个蹄形磁体的磁场中,两线圈通过导线连接在一起并构成一个闭合的回路,用手使甲线圈在磁场中摆动时,乙线圈也会随之摆动起来。这是为什么?
图23
四、实验题(本题共4小题,共25分)
24.(5分)在探究产生感应电流条件的实验中:
(1)同学们按如图24所示电路接好导线,然后进行以下操作,请将灵敏电流计的指针偏转情况填到横线上。(均选填“偏转”或“不偏转”)
图24
操作一:磁体不动,闭合开关,导体ab竖直上下运动。现象:灵敏电流计指针　　　　　　。?
操作二:磁体不动,打开开关,导体ab水平左右运动。现象:灵敏电流计指针　　　　　　。?
操作三:磁体不动,闭合开关,导体ab水平左右运动。现象:灵敏电流计指针　　　　　　。?
综合上述实验现象,可以得出产生感应电流的条件是:闭合电路的一部分导体在磁场中做　　　　　　　　,电路中有感应电流产生。?
(2)想在此装置的基础上探究磁场对通电导体的作用,必须要增加的一个器材是　　　　。?
25.(8分)如图25所示是探究“什么情况下磁可以生电”的实验装置,用棉线将一段导体AB悬挂起来,放置于蹄形磁体的磁场中,再用导线把导体AB和灵敏电流计连接起来,组成了闭合电路。
图25
(1)该实验中,灵敏电流计的作用是　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　。?
(2)确认灵敏电流计能正常工作后,某同学发现,无论导体AB在磁场中怎样运动,灵敏电流计的指针均不见发生偏转,其主要原因可能是　　　　　　　　、　　　　　　　　。?
(3)在老师的指导下,兴趣小组对实验进行完善后,观察到的现象如下表所示,由此可知闭合电路的一部分导体在磁场中做　运动时,电路中会产生感应电流。?
实验次数
磁体(磁极)放置方式
导体AB运动情况
电流计指针偏转情况
1
上N下S
静止
不偏转
2
竖直向上运动
不偏转
3
竖直向下运动
不偏转
4
上N下S
向左运动
向右偏转
5
向右运动
向左偏转
6
上S下N
向左运动
向左偏转
7
向右运动
向右偏转
(4)比较第4、5(或6、7)次实验可以得出结论?　　　　　　　　　　　。?
(5)在此实验过程中,能量转化情况是　　　　　　　　　　。利用这一原理,人们在生产生活中制成了　　　　。?
26.(4分)小明在学习了“电流的磁场”后,他想进一步研究磁与电的关系。如图26所示,他用导线把螺线管和灵敏电流计相连,他再用一根条形磁体进行了如下步骤的实验,实验中,他保持螺线管位置不动,快速变化磁体位置。
图26
①条形磁体静止不动时(如图甲所示),电流计显示无电流。
②条形磁体快速靠近螺线管的过程中,电流计显示电路中有电流;当磁体再次静止不动时,电流计随即显示无电流。
③条形磁体快速离开螺线管的过程中,电流计显示电路中有电流,当磁体再次静止不动时,电流计随即显示无电流。
(1)物理学中,把该现象叫做　　　　　　。?
(2)分析比较图甲和图乙或图甲和图丙,可猜想在该实验中电流产生的条件是　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(3)若用一个通电螺线管代替条形磁体重复图乙、丙实验步骤,　　　　(选填“能”或“不能”)得到相同的实验现象,理由是　　　　　　　　　　　。?
图27
27.(8分)如图27所示是探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。
(1)闭合开关后,当导体ab向左或向右运动时,灵敏电流计的指针偏转,当导体ab向上或向下运动时,灵敏电流计的指针不偏转,说明闭合电路中的部分导体在磁场中做　　　　　　　运动时,导体中才会产生感应电流。此实验过程中的能量转化情况是　　　　　　　　　　　　。?
(2)实验中发现,当导体ab向左运动时,灵敏电流计的指针向右偏转,当导体ab向右运动时,灵敏电流计的指针向左偏转,说明　　　　　　　　　　　。?
(3)闭合开关后,当导体ab向左运动时,灵敏电流计的指针向右偏转,将蹄形磁体的南、北极对调,再使导体ab向左运动,此时灵敏电流计的指针向　　　　(选填“左”或“右”)偏转。?
(4)闭合开关后,导体ab静止不动,灵敏电流计的指针　　　　(选填“偏转”或“不偏转”);小明不小心碰了一下蹄形磁体导致其左右晃动,此时灵敏电流计的指针　　　　(选填“会”或“不会”)偏转。?
(5)小明猜想“感应电流大小可能与导体运动速度大小有关”,他验证猜想的过程:让导体在第一次实验中运动较慢,在第二次实验中运动　　　　　　,观察两次实验中　　　　　　　　　　　　　　,然后进行分析与判断。?
五、计算题(本题共1小题,共9分)
28.随着人们环保意识的提高,风光互补路灯(如图28所示)得到了广泛的应用。它在有阳光时通过太阳能电池板发电,有风时通过风力发电机发电,两者皆备时同时发电,并将电能输送至蓄电池储存起来,供路灯晚间照明使用。为了能使蓄电池的使用寿命更为长久,一般充电至90%左右停止充电,放电余留20%左右停止电能输出。如下表所示为某型号风光互补路灯系统配置方案的相关参数。
图28
风力发电机
太阳能电池组件
最小启动风速
1.0
m/s
太阳能电池
180
W
最小充电风速
3.0
m/s
太阳能转换效率
15%
最大限制风速
12.0
m/s
蓄电池
400
A·h-12
V
最大输出功率
400
W
大功率LED路灯
80
W-12
V
(1)若遇到阴天并且无风,仅靠蓄电池供电,最多可供路灯正常发光多长时间?
(2)若一块风光互补路灯的太阳能电池板的总面积为5
m2,当其垂直太阳光方向放置时,最大发电功率达到180
W,则垂直太阳光方向1
m2范围内太阳能电池板所接收太阳辐射的最大功率为多少?
(3)当风速为6.0
m/s时,风力发电机的输出功率将变为50
W。在这种风速下,持续光照12
h,蓄电池的电量只由20%充到了70%。求此过程中太阳能电池板发电的平均功率。
参考答案
1.B　2.B　3.D　4.B　5.B　6.C　7.D　8.A　9.B
10.C　11.A　12.C　13.C　14.D　15.D　16.B
17.(1)电磁感应　机械　(2)电源
18.化学　负　0.6　19.动圈式话筒　增强
20.电磁感应　机械　21.1620　电磁感应
22.振动　电流　机械能转化为电能
23.用手使甲线圈摆动时,甲线圈做切割磁感线运动,甲线圈和乙线圈构成一个闭合回路,根据电磁感应原理可知,此时会有电流经过乙线圈;而乙线圈又置于蹄形磁体产生的磁场中,从而受到磁场的作用而摆动。
24.(1)不偏转　不偏转　偏转　切割磁感线运动　(2)电源
25.(1)判断产生感应电流的大小　判断产生感应电流的方向
(2)产生的感应电流太小　电路存在断路　(3)切割磁感线
(4)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中感应电流的方向与导体的运动方向有关
(5)机械能转化为电能　发电机
26.(1)电磁感应
(2)螺线管周围的磁场强度发生变化
(3)能　通电螺线管相当于一个条形磁体
27.(1)切割磁感线　机械能转化为电能
(2)感应电流的方向与导体运动的方向有关　
(3)左
(4)不偏转　会　
(5)较快　灵敏电流计的指针偏转情况
28.(1)充电至90%左右停止充电,放电余留20%左右停止电能输出。蓄电池的供电电能:
W=12
V×400
A·h×(90%-20%)=12
V×400
A×3600
s×(90%-20%)=1.2096×107
J,
由P=得,可供路灯正常发光的时间:
t灯===151200
s=42
h。
(2)太阳能电池板的总面积为5
m2,当其垂直太阳光方向放置时,最大发电功率达到180
W,所以太阳能电池板每1
m2发电功率为:P电==36
W,
由表格数据可知:15%P太=P电,
所以垂直太阳光方向1
m2范围内太阳能电池板所接受太阳辐射的最大功率:
P太===240
W。
(3)蓄电池的电量由20%充到70%,储存的电能:
W'=12
V×400
A·h×(70%-20%)=12
V×400
A×3600
s×(70%-20%)=8.64×106
J,
由P=得,风力发电机发电:W电机=P电机t'=50
W×12×3600
s=2.16×106
J;
太阳能电池板发电:W太阳能=W'-W电机=8.64×106
J-2.16×106
J=6.48×106
J;
所以太阳能电池板发电的平均功率:P'===150
W。