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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、图是一种手压电筒，按压手柄，塑料齿轮带动线圈内磁性飞轮高速旋转，使灯泡发光。图中能反映这一过程工作原理的是（）ABCD2、已知，电磁铁的磁性随电流的增大而增强。如图所示，电源电压保持不变，弹簧秤下挂着一块铁。现在盛有硫酸铜溶液的烧杯中，逐渐滴入氢氧化钡溶液，可发现弹簧测力计的示数（）A逐渐变小，最后趋于稳定B一直保持不变C先变小，后变大，最后趋于稳定D先变大，后变小，最后趋于稳定3、安培定则（右手定则）可以判断通电螺线管外部磁场的磁极，其实也可以用安培定则来判断通电直导线所产生的磁场方向，握住导线，让大拇指方向与电流方向相同，则四指方向为环形磁场方向，如图所示均为电流产生磁场的分布图，其中正确的是（）ABCD4、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5、下列关于电和磁的说法正确的是（）A铁和铝都能够被磁体吸引B磁感线是磁体周围真实存在的曲线C奥斯特实验说明电流的周围存在着磁场D电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关6、下列电器中，利用法拉第电磁感应原理工作的是（）A电磁起重机B电磁继电器C电动机D发电机7、为了判断一根钢棒是否有磁性，小明进行了如下几组小实验。其中不能达到目的的是（）A让钢棒靠近铁屑，铁屑被吸引，则钢棒具有磁性B用细线将钢棒吊起来，使它能在水平面内自由转动，静止时总是指南北方向，则钢棒具有磁性C让小磁针靠近钢棒，若钢棒与小磁针相互排斥，则钢棒具有磁性D让小磁针靠近钢棒，若钢棒与小磁针相互吸引，则钢棒具有磁性8、下列著名科学家与其主要成就对应不正确的是（）A欧姆发现了电流与电压、电阻的关系，从而得到欧姆定律B奥斯特首先通过实验证实了通电导体周围存在磁场C法拉第发现了通电导体在磁场中受到力的作用D焦耳最先精确确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，从而得到焦耳定律9、以下机械中，利用内能对外做功的是（）A共享单车B电暖器C电动机D火箭发动机10、如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，开关闭合后，当滑片P从a端向b端滑动过程中，会出现的现象是（）A电流表示数变小，弹簧长度变短，小灯泡亮度增强B电流表示数变小，弹簧长度变长，小灯泡亮度减弱C电流表示数变大，弹簧长度变长，小灯泡亮度减弱D电流表示数变大，弹簧长度变短，小灯泡亮度增强第卷（非选择题 70分）二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）1、奥斯特实验表明，通电导体周围存在_。电动机通电后会转动，是由于磁场对通电导体具有_的作用。2、做图示实验时的观察对象是_（小磁针/小灯泡），为了使实验现象明显，导线应_（东西/南北/任意方向）放置，利用此实验的结论制造出了_（电磁铁/电动机/发电机）。3、科学家在物理学领域里的每次重大发现，都有力地推动了人类文明的进程，比如：_改良了蒸汽机，有力推动了工业的发展；_发现电磁感应现象，进一步揭示了电与磁的联系。4、如图所示的实验装置，人们利用该实验原理发明了_。（选填“电动机”或“发电机”）5、如图甲所示使烛焰在光屏上成清晰的像，将烛焰远离凸透镜后，光屏上的像变模糊了，此时将一眼镜放置在凸透镜前，光屏上的像又清晰了，此过程模拟了_眼的矫正过程。如图乙所示装置闭合开关，电磁铁的下端为_极；当滑片P向_移动时，吊着磁体的弹簧将伸长。三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）1、为实现自动控制，小明同学利用电磁继电器（电磁铁线圈电阻不计）制作了具有延时加热、保温、消毒等功能的恒温调奶器，其电路图如图甲所示。控制电路中，电压U13V，定值电阻R050，热敏电阻R阻值随温度变化的图像如图乙所示；工作电路中，电压U2220V，R1836，R244。已知恒温调奶器容量为2kg，水温达到80时衔铁会跳起。水的比热容为4.2×103J/（kg）（1）请结合此电路，简要说明电磁继电器的工作原理。（2）求衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流。（3）求工作电路在保温状态下的电功率。（4）当调奶器加满温度为25的水，加热元件工作500s后衔铁跳起，求此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率。2、为保证润扬大桥以及过桥车辆的安全，工作人员在桥的入口处安装了“超载检测报警系统”检测时，当车辆重量小于1×105N时，绿灯亮、红灯灭，表示可以通行；当车辆重量大于等于1×105N时，红灯亮、绿灯灭，表示禁止通行系统中的电路元件如图甲所示，其中压敏电阻Rx在检测时承受车辆的全部重量，它的阻值随所受压力F变化的图像如图乙所示；R0为定值电阻；电磁继电器线圈上标有“10 40mA”当流过线圈的电流大于等于30mA时，通电线圈的作用效果大于弹簧的作用效果，衔铁被吸下，动触点P和静触点M断开并和静触点N接通；电池组的电压为6V；绿灯规格为“220V  40W”，红灯规格为“220V  60W” （1）请在图甲中用笔画线代替导线完成电路连接（2）根据分析可以知道：_（A/B）灯是红灯（3）定值电阻R0的阻值为多大？（4）一辆大型货车停在检测装置上5分钟，因其严重超载导致电磁继电器线圈中电流太大而被烧坏，超载车辆的总重至少是多大？这段时间内指示灯消耗的电能是多少？3、小明利用实验室的电磁继电器、热敏电阻R1、可变电阻器R2等器件设计了一个恒温箱控制电路，如图所示其中“交流电源”是恒温箱加热器的电源（加热器在恒温箱内，图中未画出）；R1处于恒温箱内，如图是小明通过实验测得R1的阻值随温度变化的关系曲线；电磁继电器的电源电压U6 V，电磁继电器线圈的电阻可不计，通过实验测得当电流为40 mA时，电磁继电器的衔铁被吸合、恒温箱内的加热器停止加热，此时可变电阻R20 ，恒温箱可保持60 恒温（1）当恒温箱保持恒温60 时，热敏电阻R1的阻值是多少？（2）如果图中的“交流电源”的额定功率是1500 W，则它在正常工作情况下，每天加热50次，每次加热10min，则“交流电源”每天消耗电能多少千瓦时？（3）如果要使恒温箱内的温度保持100，可变电阻R2的阻值应调为多少？4、一位设计师设计了一种“重力灯”。无论你在地球哪一个角落，无论当地的天气如何，它都可以实现照明。如图甲是这种“重力灯”的结构简化图，当重物下落时拉动绳子，转轴转动时，小灯泡就可以发光。重复以上操作，可以实现长时间照明。现挂上一个质量为25kg的重物，该重物恰好可以缓慢匀速下落。在重物下落高度为2.4m的过程中，就可以供一个标有“3.6V 1W”字样的LED灯持续正常发光4min。（g取10N/kg）（1）甲图虚线框内一定有_，它的工作原理是_；（2）求重物下落时，重力做功的功率；( )（3）求重物在一次下落过程中，甲图装置能量转化的效率；( )（4）取下灯泡，将甲图装置的两个输出端接入乙图中的a、b两个接线柱进行实验（设该装置在短时间实验过程中可以稳定输出3.6V电压）；R0为标有“5 0.3A”的定值电阻，滑动变阻器R1标有“50 1A”，电流表选择量程为00.6A，电压表选择量程为03V；为了保证电路安全，求滑动变阻器接入电路的阻值变化范围。( )5、如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表所示。已知继电器的线圈电阻R0=10，左边电源电压为6V恒定不变当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作。温度t/0510152025303540电阻R/600550500450420390360330300（1）请说明该自动控制装置的工作原理（2）计算说明该空调的启动温度是多少？（3）为了节省电能，将空调启动温度设定为30，控制电路中需要再串联多大的电阻？（4）改变控制电路的电阻可以给空调设定不同的启动温度，除此之外，请你再提出一种方便可行的调节方案。-参考答案-一、单选题1、B【解析】【分析】【详解】A手压电筒，按压手柄，塑料齿轮带动线圈内磁性飞轮高速旋转，使灯泡发光，是电磁感应现象，A图中，通电导线周围小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在磁场，不可以反映手压电筒工作原理，故A不符合题意；BB图中，导体棒在磁场中做切割磁感线运动，电表指针发生偏转，是电磁感应现象，可以反映手压电筒工作原理，故B符合题意；CC图中，闭合开关后，导体棒运动，说明通电导线在磁场中会受到力的作用，不可以反映手压电筒工作原理，故C不符合题意；DD图中，套有线圈的铁钉可以吸引大头针，说明电流的磁效应，不可以反映手压电筒工作原理，故D不符合题意。故选B。2、C【解析】【详解】图中电磁铁通电后具有磁性，对弹簧秤下方的铁块有向下的吸引力；在线圈匝数不变时，电磁铁的磁性强弱跟电流的大小有关，电流越大，则电磁铁的磁性越强。当向硫酸铜中逐渐滴入氢氧化钡溶液时，由于硫酸铜与氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化铜沉淀，使溶液的导电能力减弱，电流变小，从而电磁铁的磁性变弱，对铁块的吸引力变小，则测力计示数变小；当氢氧化钡与硫酸铜完全反应后，再向里加入氢氧化钡溶液，则会使溶液的导电性能增强，电流变大，电磁铁的磁性变强，对铁块的吸引力变大，则测力计的示数变大；最后氢氧化钡溶液过量（即氢氧化钡溶液饱和），电路中的电流趋于稳定，则弹簧秤示数趋于稳定，所以测力计的示数先变小，后变大，最后趋于稳定，故C符合题意。故选C。3、D【解析】【详解】AA图电流方向向上，由右手螺旋定则可得磁场为逆时针（从上向下看），故A错误；BB图电流方向向下，由右手螺旋定则可得磁场为顺时针（从上向下看），故B错误；CC图中电流为环形电流，由右手螺旋定则可知，内部磁场应向右，故C错误；DD图根据图示电流方向，由右手螺旋定则可知，内部磁感线方向向右，故D正确。故选D。4、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。5、C【解析】【详解】A磁体能够吸引铁钴镍，但不能吸引铝，故A错误；B磁感线是人们为了描述磁体周围空间磁场的情况，假想出来的一些闭合曲线，并不是真实存在的，故B错误；C奥斯特实验说明电流的周围存在着磁场，故C正确；D电磁铁磁性的强弱既与电流的大小有关，还与线圈匝数有关，故D错误。故选C。6、D【解析】【分析】【详解】A电磁起重机的主要构件是电磁铁，电磁铁是利用电流的磁效应的原理工作的，故A不符合题意；B电磁继电器是利用电流的磁效应，即利用衔铁是否被吸动而改变电路的闭合、断开情况进行工作，故B不符合题意；C电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作的，故C不符合题意；D发电机是利用闭合线圈在磁场中做切割磁感线运动时，产生感应电流的原理工作的，即利用电磁感应现象原理工作，故D符合题意。故选D。7、D【解析】【详解】A磁体能够吸引铁屑，没有磁性的钢棒则没有吸引铁屑的能力，所以铁屑被吸引能说明钢棒具有磁性，故A不符合题意；B磁体具有指示南北的性质，不具有磁性的钢棒没有指示南北的能力，所以钢棒能指示南北可以说明其具有磁性，故B不符合题意；C钢棒与小磁针相互排斥，说明钢棒与小磁针靠近的一端为同名磁极，说明钢棒有磁性，故C不符合题意；D若钢棒没有磁性，当它靠近小磁针时，钢棒与小磁针也会互相吸引，所以钢棒与小磁针相互吸引不能能说明钢棒具有磁性，故D符合题意。故选D。8、C【解析】【详解】A欧姆对“电流跟电阻和电压之间的关系”进行了深入的研究并得到了正确结论，欧姆定律就是欧姆得出的，故A正确，不符合题意；B奥斯特最早发现电流周围存在磁场，故B正确，不符合题意；C法拉第发现了电磁感应现象，发电机就是根据这一原理制成的，故C错误，符合题意；D焦耳最先精确确定了“电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间的关系”，即焦耳定律，故D正确，不符合题意。故选C。9、D【解析】【详解】利用内能对外做功，就是将内能转化为机械能；A共享单车工作时，消耗蓄电池的电能为单车提供动力，因此将电能转化为机械能，故A不符合题意；B电暖器工作时将消耗电能转化为内能，故B不符合题意；C电动机的工作原理是通电导线在磁场中受到力的作用，将电能转化为机械能，利用电能对外做功，故C不符合题意；D火箭发动机工作时，利用高温高压的燃气推动火箭升空，将燃料的内能转化为火箭的机械能，故D符合题意。故选D。10、D【解析】【详解】电流由下方流入，则由安培定则可知，螺线管上端为N极；因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以，两磁铁同名相对，相互排斥；当滑片P从a端向b端滑动过程中，滑动变阻器接入电阻减小，电路中的总电阻减小，由可知，电路中电流变大，即电流表的示数变大，小灯泡亮度增强；此时条形磁铁受向上的力增强，弹簧长度变短，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。二、填空题1、磁场 力 【详解】1奥斯特实验证明了电流的周围存在磁场，即电流的磁效应。2电动机是利用通电导体在磁场中受力而运动的原理制成的。2、小磁针 南北 电磁铁 【详解】1从图中可以看到，闭合开关后，电路中有电流，小磁针会转动起来，这是因为通电导线周围存在磁场，这是验证奥斯特实验，而小灯泡的发光，不能得知相应结论，所以做图示实验时的观察对象是小磁针。2因为小磁针受到地磁场的作用，会指南北方向，为了让这个偏转现象更加明显，应使电流产生的磁场方向是东西方向，这样只有通电导线南北放置，才能做到。3这个实验是电流的磁效应，利用这个实验的结论制造了电磁铁。3、瓦特 法拉第 【详解】1 瓦特不是发明者，在他之前已经有人发明了蒸汽机，纽科门蒸汽机，他只是改良了蒸汽机，使得蒸汽机能够投入到实际生产中，有了很大的实用价值。2法拉第发现了电磁感应现象，是指闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流。4、发电机【详解】当闭合开关，导体ab做切割磁感线运动时，灵敏电流计的指针就会发生偏转，说明产生了感应电流，揭示了电磁感应原理，人们利用此原理发明了发电机。5、近视 S/南 左 【详解】1由题可知，将烛焰远离凸透镜，物距增大，像距应变小，放入眼镜后，像距不变，说明眼镜对光有发散作用，则此眼镜为凹透镜，所以此过程模拟了近视眼的矫正过程。2由图可知，电流从电磁铁下端流入，上端流出，根据右手螺旋定则可知，如图乙所示装置闭合开关，电磁铁的下端为S极。3由上可知，电磁铁上端为N极，与上方吊着的磁体相互排斥，若吊着磁体的弹簧伸长，则排斥力减小，电磁铁磁性减弱，应该将滑片向左移动，增大滑动变阻器电阻，使通过电磁铁的电流变小。三、计算题1、（1）见详解；（2）0.02A；（3）55W；（4）84%【解析】【分析】【详解】解：（1）如图乙所示，温度升高时，电阻R的阻值增大，所以当温度比较低时，电阻R的阻值较小，控制电路中的电流较大，电磁铁把衔铁吸下来，工作电路中只有电阻R2接入；当温度较高时，电阻R的阻值较答，控制电路中的电流较小，复位弹簧把衔铁拉上去，工作电路中电阻R1和R2串联接入，根据可知，电压一定时，电路中的电阻越小，加热功率越大，故动触点与静触点a接触时，为保温电路，动触点与静触点b接触时，为加热电路。（2）如图乙所示，温度为80时，电阻R的阻值为100，则此时通过电磁铁线圈的电流为（3）动触点与静触点a接触时，为保温电路，工作电路中电阻R1和R2串联接入，保温状态下的电功率为（4）由题意知，水温达到80时衔铁会跳起，则水吸收的热量为动触点与静触点b接触时，为保温电路，工作电路中只有电阻R2接入，加热状态下消耗的电能为此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率为答：（1）电磁继电器的工作原理：见详解；（2）衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流为0.02A；（3）工作电路在保温状态下的电功率为55W；（4）当调奶器加满温度为25的水，加热元件工作500s后衔铁跳起，此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率为84%。2、 B 90 2×105 N 1.8×104J【解析】【详解】(1)用导线将左侧电源、压敏电阻、定值电阻和电磁继电器顺次连接起来即可，如下图所示：(2)由题意可知超载时红灯亮，由乙图可知压力越大时压敏电阻的阻值越小，此时线圈中的电流增大，电磁铁的磁性增强，衔铁被吸下来，B灯泡发光，则B灯泡为红灯；(3) 从图象乙中可知,当压力为1×105N时，压敏电阻的阻值为100，由I可得，电路中的总电阻：R200，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以,定值电阻R0的阻值：R0RRxR线2001001090；(4)电磁继电器线圈被烧坏时电路中的最小电流为40mA，此时电路中的总电阻：R150，此时压敏电阻的阻值：RxRR0R线150901050，由图乙可知,压敏电阻受到的最小压力F2×105N，因水平面上物体的压力和自身的重力相等，所以,超载车辆的最小总重力为2×105N，此时红色知识点发光，则5min消耗的电能：W红P红t60W×5×60s1.8×104J.3、（1）150；（2）12.5kw·h；（3）60【解析】【详解】（1）当恒温箱保持恒温60 时，控制电路中电流为I=40mA=0.04A因控制电路电源电压U=6V，所以控制电路中的总电阻为R总=150又因此时可变电阻R20 ，根据串联电路电阻关系R总=R1+R2，可得热敏电阻R1=R总-R2=150-0=150（2） “交流电源”每天加热的总时间为t=10min×50=600s×50=3×104s，则“交流电源”每天消耗电能为W=Pt=1500W×3×104s=4.5×107J=12.5kW·h（3）由题意可知，当恒温箱内温度达到100时，加热器停止加热、电磁继电器的衔铁被吸合，此时控制电路中电流为I=40mA=0.04A，即此时控制电路的总电阻仍然为R总=150由图像可知，当恒温箱内温度达到100时，热敏电阻R1阻值为90，则可变电阻R2的阻值应调为R2=R总-R1=150-90=604、 发电机 电磁感应 2.5W 40% 725【解析】【分析】【详解】解：（1）12转轴转动时，小灯泡就可以发光，即产生了电能，所以甲图虚线框内一定有发电机；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，就会在导体中产生感应电流，即它的工作原理是电磁感应原理。（2）3这个质量为25kg的重物，它的重力它的重力是250N；重物下落高度为2.4m，则这个过程重力做的功重力做的功是600J；这个过程可以供一个标有“3.6V 1W”字样的LED灯持续正常发光4min，也是说重物下落2.4m，消耗的时间是，根据可知，重力做功的功率重力做功的功率是2.5W。（3）4由3解析可知，重力做的功是600J，这是总功；这个过程中可以供一个标有“3.6V 1W”字样的LED灯持续正常发光4min，正常发光，则灯的电功率是1W，时间是，那么根据可知，甲图装置所做的有用功甲图装置能量转化的效率甲图装置能量转化的效率是40%。（4）5观察题中的条件，R0为标有“5 0.3A”的定值电阻，即流过R0的电流最大只能是0.3A；滑动变阻器R1标有“50 1A”，即流过R1的电流最大只能是1A；电流表选择量程为00.6A，即流过电流表的电流最大只能是0.6A；由上述可知，三个电流值：0.3A、1A、0.6A，并且这个是串联电路，电流处处相等，那么电路中最大电流只能是0.3A，根据欧姆定律得解得，即R1最小阻值为7；电压表选择量程为03V，则电压表的示数最大只能是3V，电压表并联在R1两端，则R1两端的最大电压是3V，根据串联电路的分压原理，电阻越大，分得的电压越大，则这时R1的电阻是最大的，根据可知解得，即R1最大阻值为25；综上所述，为了保证电路安全，R1接入电路的阻值变化范围是725。答：（1）甲图虚线框内一定有发电机，它的工作原理是电磁感应；（2）重物下落时，重力做功的功率是2.5W；（3）重物在一次下落过程中，甲图装置能量转化的效率是40%；（4）为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是725。5、 (1)见解析；(2)25；(3)30；(4)可以将左边电源改为可调压电源【解析】【详解】(1)随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，当电流达到15mA时，衔铁被吸合，右侧空调电路电阻增大，电流减小，空调开始工作当温度下降时，控制电路电阻增大，电流减小，减小到一定值，使空调电路断开，这样就实现了自动控制。(2)电路启动时的总电阻R总=400此时热敏电阻的阻值R热=R总R0=40010=390对照表格数据可知，此时的启动温度是25。(3)因为电路启动时的总电阻为400，由表中数据可知，空调启动温度设定为30时，热敏电阻的阻值为360，则电路中还应串联的电阻R=R热=R总R热R0=40036010=30(4)因为本装置启动的电流是一定的，因此，既可通过改变电阻来改变电流，可以通过将左边电源改为可调压电源来实现对其控制。答：(1)见解析；(2)该空调的启动温度是25；(3)将空调启动温度设定为30时，控制电路中需要再串联30的电阻；(4)可以将左边电源改为可调压电源。