2022年人教版九年级物理第二十章电与磁单元测试试卷(含答案详细解析).docx

人教版九年级物理第二十章电与磁单元测试 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、对于下列四个实验的描述完全正确的有（）甲图闭合开关导体在竖直方向上上下运动时，灵敏电流计的指针就会来回偏转乙图实验闭合开关，小磁针静止时极指向左侧丙图实验证明通电导体周围存在磁场丁图中开关闭合导体向左运动，若同时改变电流方向和磁场方向，导体运动方向不改变ABCD2、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3、小利学习磁现象后，画出了如图所示的四幅磁体周围磁感线分布的示意图，其中正确的是（）ABCD4、生活中的“不变”常蕴含丰富的物理道理，下列有关“不变”的判断错误的是（）A一瓶煤油燃烧一半前后煤油热值不变B10kg冰全部熔化成水后比热容不变C转动地球表面A点磁针静止时小磁针的指向不变D教室里亮着两盏日光灯熄灭其中一盏，另一盏亮度不变5、巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象，如图是说明巨磁电特性原理的示意图，图中GMR是巨磁电阻，当GMR巨磁电阻旁磁场增大时其电阻值减小。闭合S1、S2后，下列说法正确的是（）A电磁铁的右端是S极B滑片P向右滑动时电磁铁的磁性增大C滑片P向左滑动时指示灯变亮D滑片P向左滑动时电流表的示数变大6、如图所示为家用吸尘器，其核心部件是一个能高速转动的电动机。下列关于吸尘器涉及的物理知识不正确的是（）A电动机的原理是磁场对电流有力的作用B电动机放在双层罩内，且罩体之间装有海绵，目的是减弱噪声C吸尘器工作时，将电能全部转化为机械能D“吸尘”的原理是流体压强与流速的关系7、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（）ABCD8、两根通电导体A和B，A通了电会产生磁场，那A产生的磁场对旁边的B是不是会有力的作用呢？通过如图的实验，发现导体A和B如虚线所示发生形变，导体B对A的作用力为，A对B的作用力为。下列说法正确的是（）A向右，向左B和是一对平衡力C只把导体A所接的电源正负极对调，则向左D只把导体B所接的电源正负极对调，则向右9、据物理学史记载，最先发现通电导线周围存在磁场的科学家是（）A安培B欧姆C伏特D奥斯特10、如图所示，通电螺线管附近放一小磁针，黑色一端表示小磁针N极。静止后小磁针指向正确的是（）ABCD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，物理学家罗兰曾经做过一个实验，在圆形橡胶盘上注入某种电荷，当橡胶盘沿中心轴高速旋转时，圆盘上方原来静止的小磁针转动了。这个实验现象说明_；请你推断橡胶盘高速旋转时电荷有没有受到小磁针的力：_（选填“有”或“没有”）。2、物理学发展过程中，有三位里程碑式的巨人为同学们指明了学习的方向。请你写出一位物理学家的名字：_；他在物理学中的主要成就是：_。3、如图是演示巨磁电阻效应原理的示意图，GMR是巨磁电阻，它的阻值在磁场中随磁性增强而急剧减小。当滑动变阻器滑片P向左滑动，电磁铁周围的磁场_（选填“增强”、“减弱”或“不变”），电压表示数_（选填“变大”、“变小”或“不变”），指示灯的亮度_（选填“变暗”、“变亮”或“不变”）。4、判断通电螺线管的磁场方向可以使用安培（右手）定则：将右手的四指顺着电流方向抓住螺线管，_的方向就是该螺线管的N极。5、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”）三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）1、热带鱼需要在一定的温度范围才能正常的生长，如图甲是某同学家的水族箱工作原理图，水族箱内安装的电热丝R1上标有“220V 200W”的字样，Rx为热敏电阻，R2为滑动变阻器，当水面到达图中所示的位置，接触开关S1就会导通，水温由22升高到设定值28，开关S2断开，水温自然冷却到22时开关S2闭合，再次使水升温，水族箱循环工作使箱内水温稳定在热带鱼正常的生长范围之内，水温随时间变化图像如图乙所示求：(1)热敏电阻Rx随温度的升高而_（选填“增大”或“减小”），理由是：_；(2)水族箱正常加热时，通过电热丝的电流是多少？_(3)该水族箱一天消耗的电能；_(4)若要将水族箱内的最高温度调至30，滑动变阻器R2的滑片应向_（选填“左”或“右”）移动。2、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。3、小强利用压力传感器、电磁继电器、阻值可调的电阻R等元件，设计了一个汽车超载自动报警电路，如图所示他了解到这种压力传感器所受压力越大时，输出的电压U就越大，二者的关系如图所示闭合开关S，当继电器线圈中电流大于或等于20mA时，衔铁被吸合已知传感器的输出电压U即为继电器控制电路的电源电压，线圈的电阻为20(1)车辆不超载时，工作电路中绿灯亮;当传感器所受压力增大到一定程度时，红灯亮，说明汽车超载请你判断灯_(选填“L1”或“L2”)是红灯(2)某水平公路桥禁止质量大于或等于20t的车辆通行，要用小强设计的装置为此桥报警，R的阻值应调节为多少?(g取10N/kg)(3)在水平路面上，要使该装置报警，通过车辆的最小重力为多少? (4)请你运用所学物理知识，说明超载的一项危害4、 (1)通电导体在磁场中受到的力叫安培力，通电导体与磁场方向垂直时，它受安培力F大小与导体长度L和通过的电流I的乘积成正比，比例系数为磁感应强度B，则F=_,在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，符号是T，1T=1；(2)如图，长为50cm、质量为100g的均匀金属棒ab的两端用两个完全相同的弹簧悬挂成水平状态，位于垂直纸面向里的匀强磁场（强弱和方向处处相同）中，弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘，金属棒通过开关与电源相连，电路总电阻为5，当电源电压为2V，弹簧恰好不伸长，求：匀强磁场的磁感应强度B的大小是多少？( )5、小华组装了一台直流电动机模型，她将电动机模型接入如图（a）所示的电路中，已知电源电压U=3V，并保持不变，线圈电阻R=15，接通电路后，电动机正常转动，电流表读数I=08A，已知电动机正常工作时的能量转化关系如图（b）所示，摩擦不计，求：（1）电动机正常转动1min消耗的电能W和线圈产生的热量Q（2）电动机输出的机械功率P（3）电动机能量转换效率-参考答案-一、单选题1、C【解析】【详解】甲图中闭合开关后，当导体ab在竖直方向上上下运动时，导体ab没有做切割磁感线运动，电路中不会产生感应电流，灵敏电流计的不会偏转，故错误；乙图实验闭合开关后，由安培定则可知，螺线管的左端为S极，右端为N极，磁感线是从N极出来回到S极的，故小磁针的右端为N极，故错误；丙图是奥斯特实验，该图中的实验现象说明通电导体周围存在着磁场，故正确；图中有电源，是演示磁场对电流作用的实验装置，导体受力的方向与电流方向和磁场方向有关，若同时改变电流方向和磁场方向，导体ab运动方向不改变，故正确。综上所述，正确的有。故选C。2、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。3、B【解析】【分析】【详解】由于磁场看不见摸不着，人们为了形象地描述磁场引入了磁感线，在磁体外部磁感线从N极出发回到S极，故B正确，ACD错误。故选B。【点睛】4、B【解析】【详解】A燃料的热值是燃料本身的一种属性，与燃料的质量无关，故一瓶煤油燃烧一半前后，其热值不变，故A正确，不符合题意；B物质的比热容是物质的一种属性，与物质的状态有关，冰熔化成水后，状态发生改变，故其比热容也发生改变，故B错误，符合题意；C磁体具有指向性，转动地球表面A点磁针，小磁针静止时，其N极总是指向地理北极，故C正确，不符合题意；D教室里各日光灯之间是并联接入电路，互不影响，熄灭其中一盏，另一盏亮度不变，故D正确，不符合题意。故选B。5、D【解析】【详解】A由图知，电流从螺线管的右侧流入，利用安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向电磁铁的右端为N极，故A错误；B滑片P向右滑动过程中，滑动变阻器连入电路中的电阻变大，则电路中的电流变小，通电螺线管的磁性减弱。故B错误；CD由左图可知，滑动变阻器的滑片P向左滑动过程中接入电路中电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大。电磁铁磁性的强弱与线圈匝数和通过的电流有关，且匝数不变，通过的电流越大，磁性越强。则此时电磁铁的磁性变强。由右图可知，巨磁电阻处于磁场越强的位置其电阻越小，那么此时巨磁电阻的阻值变小，巨磁电阻和灯泡并联，所以灯泡的亮度不变。根据欧姆定律可知，通过巨磁电阻所在电路的电流变大，灯泡所在支路的电流不变，那么干路中的电流变大，而电流表测干路的电流，所以电流表的示数变大。故C错误，D正确。故选D。6、C【解析】【详解】A电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的，故A正确，不符合题意；B电动机放在双层罩内，且罩体之间装有海绵，目的是用海绵吸音在传播过程中减弱噪声，故B正确，不符合题意；C吸尘器工作时，主要将电能转化为机械能，由于电流具有热效应，还会将部分电能转化为内能，故C错误，符合题意；D“吸尘”的原理是通过改变吸尘器里面气体的流速，减小吸尘器内部的气体压强，通过大气压强把灰尘压入吸尘器，故D正确，不符合题意。故选C。7、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。8、C【解析】【分析】【详解】A由图可知，A、B之间相互排斥，则导体B对A的作用力的方向是向左的，A对B的作用力的方向是向右的，故A错误；B和是两个物体之间的相互作用，是一对相互作用力，故B错误；C只把导体A所接的电源正负极对调，磁场的方向会发生变化，由图可知，A和B相互吸引，则是向左的，故C正确；D只把导体B所接的电源正负极对调，磁场的方向会发生变化，则A和B之间是相互吸引的，则是向左的，故D错误。故选C。9、D【解析】【详解】A安培是法国物理学家、化学家和数学家，他的主要成就是发现安培定则和电流的相互作用规律，发明电流计等，故A不符合题意；B欧姆是德国物理学家，1826年，欧姆发现了电学上的一个重要定律，即欧姆定律，这是他最大的贡献，故B不符合题意；C伏特是意大利物理学家，因在1800年发明伏打电堆而著名，故C不符合题意；D奥斯特是丹麦物理学家、化学家和文学家，在物理学领域，他首先发现通电导线周围存在磁场，故D符合题意。故选D。10、C【解析】【分析】【详解】根据右手螺旋定则，右手握住螺线管，四指弯曲且与螺线管中电流方向一致，则大拇指指向通电螺线管的左端为N极，右端为S极；由“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”可知：A图中小磁针静止时，右端应该为S极，左端为N极，故A错误；B图中小磁针静止时，左端应该为N极，右端为S极，故B错误；C图中小磁针静止时，左端应该为S极，右端为N极，故C正确；D图中小磁针静止时，左端应该为S极，右端为N极，故D错误。故选C。二、填空题1、电荷定向移动形成电流、电流的周围存在磁场、电生磁、小磁针受磁场的作用、小磁针受到磁力的作用、电与磁之间有联系等 有 【详解】1高速旋转时，橡胶盘中的电荷形成了定向移动，即在橡胶盘中形成了电流，而电流周围存在磁场，于是小磁针转动起来。2小磁针受到电荷形成电流的周围磁场的力的作用开始旋转，因为力的作用是相互的，所以，小磁针对电荷也有力的作用。2、法拉第 发现了电磁感应现象 【详解】12法拉第发现了电磁感应现象或牛顿总结了牛顿第一运动定律；焦耳发现了焦耳定律；奥斯特发现了通电导线周围有磁场等。3、增强 变小 变亮 【详解】1当滑动变阻器滑片P向左滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，则电路的总电阻变小，由欧姆定律可知，电路电流变大，因此电磁铁磁性增强，周围磁场增强。23因为巨磁电阻的阻值在磁场增大时急剧减小，所以此时巨磁电阻的阻值会变小，电路中的总电阻变小，根据串联电路分压的规律可知，电压表的示数变小，由欧姆定律可知，电路中的电流变大，通过指示灯的电流变大，由可知，灯的实际功率变大，所以指示灯变亮。4、大拇指的指向【详解】略5、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。三、计算题1、 增大 Rx增大，总电阻增大，总电流减小 电磁铁磁性减弱，S2断开 0.91A 4.8×106 J 左【解析】【详解】(1)1由图可知，热敏电阻Rx与滑动变阻器R2和通电螺线管串联后接在5V的电源上：若热敏电阻Rx 随温度的升高而减小，根据电阻的串联，总电阻减小，由欧姆定律，电路的总电流变大，通电螺线管的磁性增强，衔铁S2被吸引，则R1所在加热电路连通，水厢内水温升高，因热敏电阻Rx 随温度的升高而减小，重复上面的过程，加热电路一直工作，不符合题意；若热敏电阻Rx 随温度的升高（当温度从22升高到28）而增大，根据电阻的串联，总电阻减大，由欧姆定律，电路的总电流变小，通电螺线管的磁性减弱，衔铁S2在弹力的作用下切断路加热电路，加热电路停止工作，符合题意。(2)2正常工作时电热丝的电流：I=» 0.91A(3)3由图乙可知，水族 箱 一个 循 环用 时 400 min，工 作一天，即24h，包含的工作循环=3.6个循环，前三个工作循环，每个工作时间（加热时间）为 100 min，第四个工作循环 所用时间为0.6×400 min=240min故加热的工作时间仍为 100 min，总工作时间t=3×100 min+100 min=400min消耗的电能W=Pt=200 W×400×60s=4.8×106 J (4)4水温提高会使热敏电阻的阻值增大，根据I=在电路中电流一定时，故需减小滑动变阻器电阻，因此应将滑片向左移。2、 (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。3、（1） （2）（3）（4）超载即压力大，压强大，易于压坏路面，【解析】【分析】（1）分析超载和不超载时，衔铁的位置及两盏灯的亮暗情况得出结论（2）车对水平地面的压力等于它的重力，由图象求出压力传感器的阻值，然后由串联电路特点与欧姆定律求出R阻值（3）当R为零时，由欧姆定律求出线圈两端电压，然后由图象求出此时压力传感器受到的压力，即车轮的最小重力（4）可从惯性、压强两方面分析超载的危害【详解】（1）由图示可知，车辆不超载时，控制电路中电流较小，电磁铁磁性较弱，衔铁被弹簧拉起，L1亮；车辆超载时，控制电路中电流增大，衔铁被吸下，衔铁接下端，L2亮，由题意知，L2是红灯（2）车对水平地面的压力：F=G=mg=20×103kg×10N/kg=2×105N，由图象可知，此时的输出电压U=1V，由欧姆定律可知电路总电阻：R总=50，电阻R的阻值：R=R总R线圈=5020=30；（3）当R=0，输出电压最小，由欧姆定律可知输出最小电压：U0=IR线圈=0.02A×20=0.4V，由图象可知，此时压力传感器受到的压力：F=0.8×105N=8×104N；通过车辆的最小重力为8×104N；（4）超载的汽车质量大，惯性大，急刹车后滑行距离大，容易出交通事故；超载的汽车质量大，对地面的压强大，易损坏路面；答：（1）L2；（2）R的阻值应调节为30；（3）在水平路面上，要使该装置报警，通过车辆的最小重力为8×104N；（4）超载的汽车质量大，惯性大，急刹车后滑行距离大，容易出交通事故4、 BIL 5T【解析】【详解】解：(1)因安培力F大小与导体长度L和通过的电流I的乘积成正比，比例系数为磁感应强度B，则安培力(2)闭合开关，电路中的电流为图中弹簧恰好不伸长，说明弹力为0，此时金属棒处于静止状态，其受到的安培力和重力是一对平衡力，其大小相等，即F=G，所以则磁感应强度 答：(1)安培力的大小为BIL；(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小是5T。5、 (1)电动机正常运转时消耗的电能为144J，线圈产生的热量为57.6J；(2)电动机输出的机械功率为1.44W；(3)电动机的能量利用率为60%【解析】【分析】（1）题目中告诉我们电压和电流以及时间，我们可以直接利用WUIt求出电功，电机不转时：由I求得电动机线圈的电阻，再由焦耳定律求产生的热量（2）由能量的转化与守恒可知，电机输出的机械功为电机正常运转时消耗的电能减去线圈产生的热量，再利用P可求得机械功率（3）由能量转化与守恒知，电能转化为机械能与内能，再根据公式×100%计算能量利用率【详解】(1)t1min60s，电机正常运转时消耗的电能：WUIt3V×0.8A×60s144J.线圈产生的热量QI2Rt(0.8A)2×1.5×6057.6J，(2)由能量守恒定律得，电机输出的机械功W1WQ144J57.6J86.4J,机械功率P1.44W;(3)由能量转化与守恒知，电能转化为机械能与内能，能量利用率：×100%×100%60%.