2021-2022学年人教版九年级物理第二十章电与磁章节训练试卷(含答案解析).docx

人教版九年级物理第二十章电与磁章节训练 考试时间：90分钟；命题人：教研组考生注意：1、本卷分第I卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。第I卷（选择题 30分）一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）1、如图是灵敏电流计内部结构示意图，当有电流通过灵敏电流计中的线圈时，线圈就会带动指针发生偏转。在如图所示的实验中，与灵敏电流计工作原理相同的是（）A电磁铁磁性的强弱与线圈匝数有关B通电后导体在磁场中由静止开始运动C闭合回路的一部分导体切割磁感线产生电流D通电导线下方的小磁针发生偏转2、在物理实验中，把难于测量或测准的物理，通过转换变成能够测量或测准的物理量，或者把某些不易显示的物理现象转换为易于显示的现象的方法，称之为转换法。下列实验中没有利用转换法的是（）A探究物体的动能跟哪些因素有关时，通过木块被撞的远近来判断钢球动能的大小B在探究二力平衡的实验中，不断改变力的大小、方向、作用点进行实验C在探究影响电磁铁的磁性强弱因素的实验中，用吸引大头针个数的多少来反映电磁铁磁性的强弱D在探究电流产生的热量跟哪些因素有关的实验中，用煤油升高温度的大小来反映电流通过电阻丝产生热量的多少3、关于电路的相关知识中说法正确的是（）A物理学规定只有正电荷定向移动才能形成电流B吊灯、教室空调、电视机、发电机和电动机都是用电器C如果导体两端的电压为零，导体的电阻也为零D干木条、陶瓷、油和自行车轮胎都是绝缘体4、在一次课外实验活动中，一颗铁质的小螺丝钉掉入细小狭长的小洞中（如图）。小科设计了以下四种方案，其中不能取出小螺丝钉的是（）ABCD5、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（）ABCD6、下列有关磁场和磁感线的说法中，正确的是（）A磁场和磁感线都是真实存在于磁体周围的B磁场的强弱可以用磁感线的疏密程度来表示C有磁感线的地方就有磁场，没有磁感线的地方没有磁场D磁场的基本性质是可以对放入其中的物体产生力的作用7、下列说法中正确的是（）A磁感线是磁场中真实存在的一些曲线，还可以通过实验来模拟B磁体周围的磁感线从磁体的N极出来，回到磁体的S极，构成闭合曲线C磁感线上某一点的切线方向与放在该点的小磁针静止时南极所指的方向相同D磁感线分布越密的地方，其磁场越弱8、POS刷卡机的广泛应用给人们的生活带来了便利，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，图中能反映POS刷卡机读出信息原理的是（）ABCD9、如图所示，学校的饭卡的内部其实是一组线圈与一个信息芯片相连，卡中没有电池。当饭卡接触感应器时，线圈给芯片供电使芯片工作，下列说法正确的是（）A线圈就是一个电磁铁B线圈相当于用电器C线圈工作原理与电动机原理类似D线圈工作原理属于电磁感应10、下面所做探究活动与得出结论相匹配的是（）A活动：探究带电体间的相互作用结论：同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥B活动：马德堡半球实验结论：大气压真实存在且很大C活动：观察惯性现象结论：一切物体都受到惯性力的作用D活动：用铁屑探究磁体周围的磁场结论：磁感线是真实存在的第卷（非选择题 70分）二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）1、如图所示是一种动圈式耳机的内部结构示意图。当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时，音圈带动音膜 _（选填“向左”“向右”或“左右往复”）运动。音圈之所以运动，是由于磁场对 _有力的作用，此现象中能量转化情况是 _。2、实验装置如图所示，闭合开关，观察到金属杆向左运动起来，实验现象说明磁场对电流有力的作用，利用这种现象可以制成_；断开开关，对调电源正、负两极，重新接入电路，再次闭合开关，观察到金属杆向_运动起来。3、司南是我国古代四大发明之一。论衡中记载：“司南之构，投之于地，其柢指南”。如图所示，“柢”即握柄，是磁体的_（选填“N”或“S”）极，静止时指向地磁场的_（选填“南”或“北”）极。指南针放在通电导线附近发生了轻微偏转，是因为_产生了磁场。4、如图甲所示，小球A静止在木块上，将钢球B从高为h的位置由静止释放，与木块发生碰撞。钢球B下落过程中动能_（选填“增大”、“不变”或“减小”）；木块被撞出后，小球A由于具有_ 没有随木块一起运动 。如图乙所示，从管子上端吹入少量气体，使瓶内气体压强大于大气压，水沿玻璃管上升到瓶口以上。拿着它从山下到山顶，玻璃管内水柱高度将_。如图丙，闭合开关，此时条形磁铁受到地面对它的摩擦力向_。若将滑动变阻器滑片P向下移动，条形磁铁受到的摩擦力将会_（整个过程中条形磁铁始终不动）5、阅读短文，回答问题电动自行车调速系统常用电动自行车调速系统主要由磁铁、霍尔传感器、控制器和开关K四部分组成。霍尔传感器是将磁信号转变成电信号的装置，它产生的电压U0随磁场增强而增大。在转动电动自行车手柄旋转套时，旋转套中磁铁与固定在手柄中的霍尔传感器的距离发生改变，使U0发生变化。控制器的作用是将自身产生的电压U1与霍尔传感器的电压U0比较后，输出控制电压UK，控制开关K的通断，当U1小于U0时，UK=1V，图甲中开关K闭合；U1大于U0时，UK=0，K断开。正常行驶时，电动自行车U1的大小随时间周期性变化，如图乙所示，控制器输出的UK使开关交替通断，每分钟约一万次。当U0增大，每次开关K闭合与断开时间的比值就增大，电动机的转速也随之增大。（1）电动自行车在行驶过程中主要的能量转化情况与下列哪种相同？（_）A发电机 B扬声器 C话筒 D电热水壶（2）当控制电压UK=0时，电动机中_（选填“有”、“无”）电流通过。（3）如图丙所示，将霍尔传感器从条形磁铁的S极附近水平移动到N极附近。在此过程中，霍尔传感器产生电压的变化情况是_。（4）图丁中折线A和直线B分别是U1和U0随时间变化的关系图线，则图中所示的四个时刻中_时刻电动车获得动力。（5）当电动车在行驶过程中，转动手柄旋转套后，车速增大，与转动前相比较，下列判断正确的是：（_）A电动车蓄电池输出功率变小 B霍尔传感器产生的电压U0变小C磁铁与霍尔传感器距离变小 D每次开关K闭合与断开时间的比值变小三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）1、在图中标出磁感线的方向和小磁针的N极( )2、小明设计的一个温控电加热装置，原理如图所示，电压U1=6V，Rt为热敏电阻其阻值随加热环境温度的升高而增大电磁铁线圈电阻不计，当导线中的电流大于或等于10mA时，衔铁吸下与下触点A接触；当电流小于10mA时，衔铁松开与B触点接触，U2=220V，R1=48.4（1）衔铁刚被吸下时，求Rt的阻值（2）求该电加热器处于加热挡时的电功率（3）若该电加热器的保温时功率是加热时功率的10%，求R2的阻值3、电梯为居民出入带来很大的便利，出于安全考虑，电梯都设置超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示。已知控制电路的电源电压U=9V，保护电阻R1=100，压敏电阻R2的阻值随压力F大小的变化关系如图乙所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值忽略不计。试问：(1)在图中的控制电路中，电磁铁上端为其磁场的_极，当压敏电阻R2受到的压力F增大时，其阻值减小，控制电路中的电流增大，从而使电磁铁的磁性增强，衔铁被电磁铁吸住，触点K与触点_接触，电铃发出警报声；(2)若电梯在15s内将一位重600N的乘客匀速提升15m，求电梯对乘客做功的功率_；(3)当电磁铁线圈电流达到30mA时，衔铁刚好被吸住。若每位乘客体重为650N，请计算说明此电梯最多可乘几个人_(g取10N/kg)；(4)若电铃发出警报声条件如(3)，需要减小最大载客量，可采取什么措施_?4、育华的学子都充满了创造力，初三五班的谢玉同学设计如图1所示的道路限载报警器。是压敏电阻，其电阻大小随压力大小变化的关系如图2所示，当超载车辆通过压敏电阻时，报警器受到压力过大，电铃就会响，发出警报。通过用电压表（量程）改装的车重显示表，还能显示出通过车辆的重力。调节的大小，可以实现限载重力的调节。为，电磁铁线圈电阻不计，请完成下列问题：（1）请根据题意将图1的电路补充完整；（2）在某次测试中，当，电压表示数为时，恰好报警。此时报警器受到的压力是多少？（3）在确保电路安全的前提下，这个报警器能够承受的最大压力是多少？（提示：电磁铁的启动电流是保持不变的）5、近年来，智能机器人进入百姓家，如图所示是质量为4kg的扫地机器人某次工作时的情景，在4s内沿水平直线运动了2m，此过程机器人所提供的牵引力为50N，g取10N/kg求：（1）为智能机器人提供牵引力的是电动机，电动机的原理是_；（2）若机器人静止充电时和地面的接触面积为2cm2，则它对地面的压强为多少_？（3）上述工作过程中牵引力的功率为多少_？-参考答案-一、单选题1、B【解析】【详解】A当有电流通过灵敏电流计中的线圈时，就会带动指针发生偏转，这原理是通电线圈的部分导体在磁场中会受到了力的作用，是电动机的基本原理。电磁铁磁性的强弱与线圈匝数有关，是通电导线周围存在磁场，磁场的强弱与匝数和电流的大小等因素有关，故A不符合题意；B通电后导体在磁场中由静止开始运动，因为在磁场中受到了力的作用，与电流计的原理相同，故B符合题意；C闭合回路的一部分导体切割磁感线产生电流是电磁感应现象，即磁能够生电，故C不符合题意；D通电导线下方的小磁针发生偏转，是因为电流周围存在磁场，故D不符合题意。故选B。2、B【解析】【详解】A动能多少不能直接观察，在探究物体的动能跟哪些因素有关时，通过木块被撞的远近来判断钢球动能的大小，采用的是转换法，故A不符合题意；B二力平衡的条件有多个，在探究二力平衡的实验中，不断改变力的大小、方向、作用点进行实验，采用的是控制变量法，故B符合题意；C磁性的大小无法看到，可以根据吸引大头针个数的多少来反映电磁铁磁性的强弱，采用的是转换法，故C不符合题意；D热量的多少无法看到，可以通过温度计示数的变化来判定产生热量的多少，采用的是转换法，故D不符合题意。故选B。3、D【解析】【详解】A电荷的定向移动形成电流，无论正电荷还是负电荷，定向移动均能形成电流，故A错误；B吊灯、教室空调、电视机、发电机和电动机中，吊灯、教室空调、电视机和电动机在电路中都消耗电能，是用电器，而发电机是把其他形式的能转化为电能，不是用电器，故B错误；C因为电阻是导体的一种特性，与电压、电流大小无关，所以，如果导体两端的电压为零，则导体的电阻不变，故C错误；D干木条、陶瓷、油和自行车轮胎都不易导电，均是绝缘体，故D正确。故选D。4、D【解析】【详解】A细线下端的磁体靠近小螺丝钉时，会吸引铁质小螺丝钉，从而取出小螺丝钉，故A不符合题意；B磁体能够吸引铁、钴、镍，磁体吸引铁棒而成为一个整体，靠近小螺丝钉时会吸引小螺丝钉，从而取出小螺丝钉，故B不符合题意；C铁棒被磁体磁化后具有磁性，靠近小螺丝钉时会吸引小螺丝钉而取出小螺丝钉，故C不符合题意；D磁体能够吸引铁、钴、镍，但不吸引铜，也不能磁化铜，所以不能取出小螺丝钉，故D符合题意。故选D。5、A【解析】【详解】动车原来是运动的，即到站前先停止供电，虽然没有动力，但由于惯性，动车能继续运动；动车在继续向前运动时，电机线圈随车轮转动并在磁场中切割磁感线运动，进而产生感应电流，该现象就是电磁感应现象，即再生制动技术工作原理是电磁感应现象；A该实验中无电源，当闭合电路中的导体棒在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，这是电磁感应现象，故A符合题意；B该实验是奥斯特实验，说明了电流的磁效应，故B不符合题意；C该实验是探究影响电磁铁磁性强弱的因素，故C不符合题意；D该实验说明通电导体在磁场中受到力的作用，故D不符合题意。故选A。6、B【解析】【分析】【详解】A磁场是客观存在的物质，而磁感线不是磁场中真实存在的曲线，而是人为画出的，它可以形象地描述磁场，故A错误；B磁场的强弱可以用磁感线的疏密程度来表示，磁感线越密集的地方的磁场越强，故B正确；C磁体周围存在磁场，与磁感线的有无无关，故C错误；D磁场的基本性质是可以对放入其中的磁体能产生力的作用，故D错误。故选B。7、B【解析】【详解】A磁感线不是真实存在的，而是为了描述空间磁场假想的一些闭合曲线，故A错误；B磁体周围的磁感线从磁体的N极出来，回到磁体的S极，构成闭合曲线，故B正确；C磁感线上某一点的切线方向与放在该点的小磁针静止时北极所指的方向一致，与南极所指的方向相反，故C错误；D磁感线分布越密的地方，其磁场越强，故D错误。故选B。8、D【解析】【详解】POS刷卡机读出信息原理就是电磁感应现象。A该图反映电流周围存在着磁场，故A不符合题意；B该图电路中有电源，是通电导体在磁场中受力运动，故B不符合题意；C该图电路中有电源，是通电线圈在磁场中受力运动，故C不符合题意；D该图电路中没有电源，当闭合开关，闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动时，导体中有感应电流产生，这是电磁感应，故D符合题意。故选D。9、D【解析】【分析】【详解】当饭卡接触感应器时，线圈在磁场中做切割磁感线运动，线圈中有感应电流产生，线圈给芯片供电使芯片工作，这是电磁感应现象，线圈相当于电源，故D正确，ABC错误。故选D。10、B【解析】【详解】A电荷间相互作用的规律是同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，故A不符合题意；B马德堡半球实验有力地证明了大气压的存在，并且大气压很大，故B符合题意；C惯性是物体的一种固有属性，它不是力，不能说受到惯性力的作用，故C不符合题意；D磁感线是理想化的物理模型，磁感线实际上并不存在，故D不符合题意。故选B。二、填空题1、左右往复 通电导体 电能转化为机械能 【详解】123当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时，音圈带动音膜左右往复运动，因为电流方向改变，音圈受力方向改变。音圈之所以运动，是由于磁场对通电导体有力的作用，改变了线圈的运动状态。此现象中，消耗电能，产生机械能，电能转化为机械能。2、电动机 右 【详解】1给直导线通电，观察到直导线运动起来，实验现象说明磁场对电流有力的作用，电动机就是利用这种现象制成的。2将电源两极对调，改变了导体中电流的方向，导体运动方向变的相反，金属杆向右运动起来。3、S 北 电流 【详解】1磁勺的勺柄指南，根据地理的南极是地磁的N极，异名磁极相互吸引，因此勺柄为该磁体S极。2地磁场的北极在地理南极附近，地磁场南极在地理北极附近，静止时指南针指向磁体的S极，即地磁场的北极。3指南针放在通电导线附近发生了轻微偏转，说明指南针受到磁场作用，说明通电导体周围存在磁场，也就是电流周围存在磁场。4、增大 惯性 上升 右 变大 【详解】1钢球B下落过程中，速度变大，故动能增大；2木块被撞出后，小球A由于具有惯性会保持原来的运动状态，故没有随木块一起运动；3将瓶子从山下拿到山顶时，外界大气压由于海拔升高而降低，而瓶内的大气压不变，故瓶内外的压强差变大，故玻璃管内水柱高度将上升；4闭合开关后，由安培定则可知，通电螺线管的右侧为S极，由异名磁极相互吸引可知，条形磁铁受到通电螺线管向左的磁力，而条形磁铁静止，由二力平衡可知，其在水平方向上受到地面水平向右的摩擦力；5当滑动变阻器滑片P向下移动时，接入电路中的电阻变小，故电路中的电流变大，可知通电螺线管的磁性变大，对条形磁铁的磁力变大，由二力平衡可知，地面对条形磁铁的摩擦力也变大。5、B 无 先变小，后变大 t4 C 【详解】（1）1电动自行车在行驶过程中将电能转化为机械能；A发电机将机械能转化为动能，故A不符合题意；B扬声器将电能转化为机械能，故B符合题意；C话筒将机械能转化为电能，故C不符合题意；D电热水壶将电能转化为内能，故D不符合题意。故选B；（2）2由材料可知，Uk=0时，K断开，故电路中无电流通过；（3）3已知条形磁铁的磁性是两端最强，中间弱；则霍尔传感器从条形磁铁的S极附近水平移动到N极附近过程中，根据磁场的磁性是由强变弱，然后由弱变强，所以根据U0随磁场增强而增大的特点可知，霍尔传感器产生电压U0变化是先变小后变大；（4）4 由题意可知，当U1小于U0时，UK=1V，图甲中开关K闭合，电动车获得动力，图像中的t4时刻U1小于U0，电动车获得动力；（5）5 A电动车蓄电池的输出功率是不变的，故A错误；B正常行驶时，电动自行车U1的大小随时间周期性变化是一定的，则K闭合时间变长，即U1小于U0的时间段变长，UK=1V的时间变长，U0变大，故B错误；CU0随磁场增强而增大，所以霍尔传感器周围的磁性变强，即与磁铁的距离减小，故C正确；D电动机的转速与每次K闭合与断开时间的比值相对应，电动机的转速增大时，K闭合时间比断开时间长，则K闭合与断开时间的比值变大；故D错误。故选C。三、计算题1、【解析】【分析】在磁体外部磁感线总是由N极指向S极，据此标出磁感线的方向；由磁极间的相互作用规律知，小磁针的左下端为N极，右上端为S极【详解】在磁体外部磁感线总是由N极指向S极，所以图中磁感线的方向是向左的；根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引可知，小磁针的左下端为N极，右上端为S极，如下图所示；【点睛】本题考查了磁极间的相互作用规律及磁感线的特点；磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引2、（1）600（2）1000W（3）435.6【解析】【详解】(1)根据I=知，衔铁刚被吸下时,Rt的阻值：Rt=600；(2)要想让加热器有两个档位，需要使电路的电阻不同，需要将一个电阻短路，电路如下图所示：(3)由上图知,当环境温度低时,热敏电阻的电阻减小,电路的电流增大,电磁铁的磁性增强,衔铁被吸下时,衔铁与A接触,电阻R1被接入电路，电阻较小，处于加热状态，加热功率为：P加热=1000W；(4)当环境温度高时,热敏电阻的电阻增大,电路的电流减小,电磁铁的磁性减弱,衔铁被弹起时,衔铁与B接触,两电阻串联,处于保温状态,此时的功率是加热时功率的10%,即P保温=10%P加热=10%×1000W=100W，此时电路的总电阻为：R=484，R2的阻值：R2=RR1=48448.4=435.63、 N B 600W 13 减小R1的阻值或增大电源电压【解析】【详解】(1)由安培定则可知电磁铁上端为其磁场的N极，控制电路中的电流增大，从而使电磁铁的磁性增强，衔铁被电磁铁吸住，触点K与触点B接触，电铃发出警报声。(2)因电梯克服乘客的重力做功，在15s内将一位重600 N的乘客匀速提升15 m所做功W=Gh=600 N×15 m=9 000 J所做功的功率(3)当电磁铁线圈电流I=30 mA=0.03 A时，即解得：R2=200 ；由图乙知当R2=200 时，压力F=9000 N，人的重力G人=650 N，电梯最多可乘人数取13人。(4)减小R1的阻值或增大电源电压可在相同的情况下增大电路电流，增强电磁铁磁性，进而减小最大载客量。4、（1）见解析；（2）在某次测试中，当，电压表示数为时，恰好报警。此时报警器受到的压力是20000N。（3）在确保电路安全的前提下，这个报警器能够承受的最大压力是69850N。【解析】【详解】(1)当超载车辆通过压敏电阻时，报警器受到压力过大，电铃就会响，发出警报。所以灯和电铃并联，如图所示(2)在某次测试中，当，电压表示数为时，恰好报警。此时R的电压是-=-=电路的电流是压敏电阻此时的阻值是根据图2可知，此时压力为20000N。(3)在确保电路安全的前提下，同时满足电压表最大，电流最大是2A，此时R的电压是-=-=压敏电阻此时的阻值是根据图2的比例关系可知，电阻是500，压力为20000N；电阻是700，压力为0N；则可得到电阻和压力的关系式是则代入数据，此时压力为69850N。答：(1)如图所示；(2)在某次测试中，当，电压表示数为时，恰好报警。此时报警器受到的压力是20000N。(3)在确保电路安全的前提下，这个报警器能够承受的最大压力是69850N。5、 通电导线在磁场中受力的作用 2×105Pa 25W【解析】【分析】（1）通电导线在磁场中受力运动，即电能转化为机械能，电动机就是利用该原理制成的（2）机器人静止在水平地面上时对地面的压力和自身的重力相等，根据求出它对地面的压力；又知道机器人与地面的接触面积即受力面积，根据求出它对地面的压强；（3）知道牵引力和移动的距离，利用求得此过程中牵引力所做的功，再利用求出牵引力的功率【详解】（1）电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的（2）机器人静止充电时，对地面的压力：；根据得，机器人对地面的压强：；（3）此过程中牵引力做的功：；根据和，牵引力的功率：