精品解析2022年最新人教版九年级物理第二十章电与磁定向攻克试题(含详解).docx

人教版九年级物理第二十章电与磁定向攻克 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、一学生利用手中的条形磁体做了以下实验，其中结论正确的是（）A同名磁极互相吸引B条形磁体能够吸引小铁钉C将条形磁体用细线悬挂起来，当它在水平面静止时北极会指向地理南方D条形磁体与小磁针之间隔了一层薄玻璃后就没有相互作用了2、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3、下面所做探究实验与得出结论相匹配的是（）A托里拆利实验可以得出液体内部存在压强B奥斯特实验可以得出通电导体周围存在磁场C用小磁针探究磁体周围磁场的实验可以得出磁感线是真实存在的D探究带电体间的相互作用的实验可以得出同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥4、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5、安装直流电动机模型时，要改变直流电动机的转动方向，可以（）A改变电流大小B将磁体的N、S极对调C改变磁性强弱D将电源的正、负极和磁体的N、S极同时对调6、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7、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（）ABCD8、如图所示关于下列四个实验的认识，正确的是（）A甲实验中通电螺线管左端是S极B乙实验说明导线的周围存在磁场C丙实验与发电机的原理相同D丁实验与电动机的原理相同9、通过光线来描述光的传播。下列研究问题的方法与此相同的是（）A制作滑动变阻器时，发现导线太长而采取缠绕的方式B研究串联电路电阻时引入总电阻C用磁感线来描述磁场D在比热容建构实验中通过对物体的加热时间长短来判断吸收热量的多少10、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（）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、为了保护环境，国家鼓励发展新能源汽车，新能源汽车的核心部件是电动机，电动机工作时将_能转化为机械能，和电动机原理相同的应用还有_。2、（1）在学习物理的过程中，经常用到许多测量工具，其中托盘天平是用来测量物体_（填物理量的名称）的工具；家庭电路中的电能表可以测量一段时间内的电功，在国际单位制中，电功的主单位是_（填写单位名称）。（2）如图所示的是智能平衡台灯，它的灯管隐藏在木框中，框架内用细线悬挂着两个内嵌磁铁的小木球，只要两个小木球靠近对准后，灯管会发光，将两球分远，灯就会熄灭。两个小木球能隔空相吸，是利用了_相互吸引的原理；这两个小木球相当于电路中的_。（3）左图是自动上水电热水壶，因为取水便利而受到人们的喜欢。取水时只要闭合开关，水泵就会在电动机的带动下，将下方桶中的水抽到电水壶内。电动机的电路元件符号是_；水泵结构如右图所示，当叶轮转动将泵壳内的水甩出时，桶中的水就会在_的作用下，通过进水管进入泵壳。 （4）如图所示，小球在来回摆动时，动能和势能相互转化，如果忽略空气阻力，小球每次都能达到相同的高度，这是因为能的总量是_的；但在实际中小球的摆动高度会越来越低，最终会停停止摆动，这是因为小球在运动过程中不断与空气摩擦，将小球的机械能转化为内能耗散到周围空气中，但这些内能却无法自动转化为机械能，这是因为能量的转化具有_。3、如图所示是某实验小组设计的探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验电路图。在实验时，通过吸引大头针的 _反映电磁铁磁性强弱，此实验电路探究的是“电磁铁磁性强弱与 _的关系”。4、如图所示，给直导线通电时，其下方的小磁针发生偏转，这说明_；要减少地磁场对实验的影响，应使通电导线沿_（选填“东西”或“南北”）方向放置。实验时通过导线的电流应_（选填“大些”或“小些”）。5、酿酒坊里的发酵罐配有笨重的密封罩，为了方便操作，设计了一个杠杆和电磁铁组合系统来升降密封罩，如图所示。装置通电后，电磁铁上端为_（选填“”或“”）极，若电磁铁吸力较小，则应将滑动变阻器滑片向_（选填“左”或“右”）滑动。三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）1、科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温箱温控电路，它包括控制电路和受控电路两部分，用于获得高于室温、且温度在一定范围内变化的“恒温”其中控制电路电源电压为36 V，R为可变电阻，Rt为热敏电阻（置于恒温箱内），热敏电阻阻值随温度变化的关系如图乙所示，继电器线圈电阻R0为50 已知当控制电路的电流达到0.04A时，继电器的衔铁被吸合；当控制电路的电流减小到0.036 A时，衔铁会被释放加热器的规格是“220 V 1000 W”，恒温箱内部空间大小是2 m3，空气的密度是1.30 kg/m3，比热容是103 J/（kg·）（1）如图甲所示状态，通过加热器的电流多大？（2） 加热器产生的热量有80 %转化为恒温箱内空气的内能，若使恒温箱内空气温度从25升高到65，加热器需正常工作多长时间？（3） 若要使恒温箱内可获得上限为100的“恒温”，当可变电阻R调节到多大？ （4）如果需要将恒温箱内的下限温度设为50的“恒温”，则应将可变电阻R调节为多大？2、如图，使线圈位于两磁极间，通电后，图甲ab 段导线受磁场力的方向向上，用箭头在图乙、丙中，标出ab 段导线所受磁场力的方向3、某展览厅为保护展品，在屋顶采用光敏材料设计了调光天窗，当外界光照较强时，启动电动卷帘适时调整进光量；当外界光照较弱时，自动启动节能灯泡予以补光。调光天窗的电路原理如图所示，控制电路电源电压U1=12V，工作电路电源电压U2=220V，R2为定值电阻，P为电磁铁，其线圈电阻约10，当电流达到60mA时刚好能吸合衔铁，使电动卷帘工作。R1为光敏电阻，其阻值与光照强度之间的关系如下表所示。光照强度E/cd1.01.52.02.53.03.5光敏电阻R1/1209070584840(1)工作电路中的L代表安装在展厅内的20盏“220V 10W”的节能灯，这些灯同时正常发光4小时，耗电多少千瓦时?(2)当外界光照强度达到1.0cd时，电动卷帘便开始工作，R2的阻值是多少?(3)当电阻R2消耗的电功率为0.7W时，外界光照强度是多少?(4)为了节能，需要在光照强度更弱时才能启动节能灯照明，请结合公式说明如何更换电阻R2?4、继我市迎来共享单车之后,共享电动汽车也将很快登陆.若某品牌电动汽车的部分参数如下表所示电池容量（kW·h）22车载充电器输入电压（V）220车载充电器输入电流（A）16电能转化为机械能的效率70%请回答：如图所示，租车时，租赁者只要将租车卡靠近电动汽车上的感应器，感应器即能读取卡中的信息，将车解锁刷卡所用的原理是_ 某次启动后，汽车显示屏上出现了如图所示的输出电压与电流，求此时电动汽车的输出功率为多少瓦？ (3)根据表中的数据，将已经耗完电能的电池充满，理论上需要多少时间？5、如图，一质量为40g体积为50cm3的铁制小球放入盛水的薄玻璃容器中，在玻璃容器下方有一已经接入电路的螺线管，小灯泡标有“6V3W“字样，通过螺线管的电流I与螺线管对铁制小球的作用力F的关系如表，假设灯丝电阻保持不变，不考虑小球与螺线管距离的远近对力F的影响I/A0.10.20.30.40.5F/N0.050.10.150.20.25（1）闭合开关后，通电螺线管A端是_极，调节滑动变阻器，滑片向右移动，则通电螺线管的_会增强（2）闭合开关，调节滑动变阻器使铁制小球能够悬浮在水中，此时，小灯泡消耗的功率是多少W_？（3）闭合开关，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，当铁制小球静止时，小球对容器底的压力是多少N_？-参考答案-一、单选题1、B【解析】【详解】A由磁极间的相互作用规律可知，同名磁极相互排斥，故A错误；B由课本知识：磁体能吸引铁、钴、镍等物质，故条形磁体能够吸引小铁钉，故B正确；C将条形磁体用线悬挂起来，让磁体自由转动，静止时指向地理南极的磁极叫南极（S极），指向地理北极的是磁体的北极（N极），故C错误；D玻璃不能隔离磁场，条形磁体与小磁针之间隔了一层薄玻璃后仍有互相作用，故D错误。故选B。2、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。3、B【解析】【分析】【详解】A托里拆利最早精确地测出了大气压的值，不是液体的压强，故A不符合题意；B奥斯特实验说明通电导体周围存在磁场，故B符合题意；C磁感线是理想化的物理模型，磁感线实际上并不存在，故C不符合题意；D根据带电体间的相互作用的实验可以得出同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，故D不符合题意。故选B。4、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。5、B【解析】【详解】AC电动机的转动方向跟电流方向和磁场方向有关，和电流大小、磁性强弱无关，故AC不符合题意；BD要想改变电动机的转动方向，可对调磁铁两极或改变线圈中电流的方向，二者同时改变时，电动机转动方向不变；故B符合题意，D不符合题意。故选B。6、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。7、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。8、C【解析】【详解】A电源右端是正极，电流从右端流入，左端流出，根据安培定则，将右手四指方向顺着电流方向握住通电螺线管，大拇指所指方向为通电螺线管N极，即左边为N极，故A错误；B如图是奥斯特实验，导线通电时小磁针发生偏转，表明通电导线周围存在磁场，这里的磁场是因为电流产生的，而不是导线，故B错误；C如图当线圈在磁场中做切割磁感线的运动时，由于电磁感应，线圈中产生电流，灯泡可以发光，是将机械能转化成了电能，属于发电机的原理，故C正确；D如图是电磁感应现象的实验，是将机械能转化为电能，所以是发电机的原理图，故D错误。故选C。9、C【解析】【详解】光线是不存在的，所以我们研究光的传播时，引入光线，是利用的模型法A制作滑动变阻器时，发现导线太长，采取缠绕的方式，可以缩短导线所占的距离空间，采用的是缺点列举法，故A不合题意；B研究串联电路的电阻时，引入“总电阻”的概念，采用的是等效替代法，故B不合题意；C用磁感线来描述磁场，采用的是模型法，故C符合题意；D通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法，故D不合题意。故选C。10、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。二、填空题1、电 扬声器 【详解】12电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，工作时将电能转化为机械能；与电动机工作原理相同的有扬声器等。2、质量 焦耳 异名磁极 开关 大气压 守恒/保持不变 方向性 【详解】（1）1在物理实验室中，使用托盘天平测量物体的质量. 2在国际单位制中，电功的基本单位是焦耳，常用单位是千瓦时。（2）3由题知道，框架内用细线悬挂着两个内嵌磁铁的小木球，两个小木球能隔空相吸，因为同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以，是利用了异名磁极相互吸引的原理。4根据题意知道，“只要两个小木球靠近对准后，灯管会发光，将两球分远，灯就会熄灭”，即两小球起到了控制电路通断的作用，所以说明这两个小木球相当于电路中的开关。（3）5电路图中电学元件要使用规定的符号来表示，电动机在电路图中元件符号是。6离心式水泵起动前，为了排除内部的空气，先向泵里灌满水，这样，叶轮转动后把水甩出，使叶轮附近的地方出现一块真空区域，即该区域的大气压强非常小，而低处的水面上有大气压，且外部的压强大于泵内的压强，所以水在外界大气压的作用下，通过进水管进入泵壳。（4）7由于忽略空气阻力，小球在来回摆动过程中，总是动能和重力势能之间相互转化，即机械能守恒，所以每次都能达到相同的高度。 8根据题意知道，机械能可以自动地转化为内能，但是散失到空气中的内能无法自动转化为机械能，这是说明能量的转移和转化具有方向性。3、多少/数目 电流大小 【详解】1电磁铁的磁性强弱无法直接观察到，故可以通过电磁铁吸引大头针的多少反映出来，这种研究问题的方法为转换法。2线圈匝数一定的情况下，调节滑动变阻器滑片的位置，使电路中的电流增大或减小，发现铁钉能吸引大头针的个数增多或减少，说明铁钉的磁性增加或减弱，因此实验电路探究问题是电磁铁磁性强弱与电流的关系。4、通电导体周围存在磁场 南北 大些 【详解】1给直导线通电时，小磁针发生偏转，是因为通电导体周围存在磁场，小磁针受到这个磁场的作用而发生偏转。2由于存在地磁场，小磁针自然放置时会南北指向，那么通电导线应沿南北方向放置，产生的磁场方向与地磁场方向不同，则小磁针的转动便不是地磁场引起的。3实验时，通过导线的电流应大些，则产生的磁场更强，对小磁针的作用力更大，则小磁针的偏转更明显。5、 左 【详解】1由图示知，闭合开关后，电流从通电螺线管的上端流入，下端流出，据安培定则知，电磁铁的上端为N极。2电磁铁的吸力较小，是因为它的磁性太弱，而图示中的电磁铁线圈匝数不可改变，但可改变通过的电流的大小，为了让磁性增强，应增大电流，那么应向左移动滑片，让变阻器接入电路的阻值变小，来增大电流。三、计算题1、（1）4.55A（2）130s（3）450（4）150【解析】【详解】(1)由图甲所示电路可以知道，工作电路是通路，加热器处于加热状态受控电路电源电压为220V，加热器的规格“220V 1000W”，此时加热器在额定电压下工作，其电流为：(2) 恒温箱内空气温度从25升高到65需要吸收的热量为：设加热器需正常工作时间为t，则放出的热量为W=Pt（其中P=1000W），根据已知列方程如下：80%×Pt=1.04×105J，计算得t=130s；(3) 若要使恒温箱内可获得上限为100的“恒温”，欲使电流达到0.04A的最高衔接电流，控制电路的电阻应该为，读图乙可知100时热敏电阻的阻值为400，所以可变电阻R此时调节为：90040050=450；(4) 当获得最高温度为50时，欲使电流达到0.036A的最低释放电流，控制电路的电阻应该为，读图乙可知50时热敏电阻的阻值为800，所以可变电阻R此时调节为：100080050=150；2、【解析】【详解】解答：通电导线在磁场中受力的作用，其所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关，即只要改变一个量，其所受力的方向就会改变一次，与甲图相比，乙图中ab边受到的力是向上的，丙图中ab中电流的方向与乙图相反，所以丙图中ab受力方向向下，如图所示：3、 (1)0.8kW·h；(2)70；(3)3.5cd；(4)换用阻值更小的电阻替换R2【解析】【详解】(1)20盏灯的总功率为P=20P1=20×10W=200W=0.2kW同时工作4 h消耗的电能W=Pt=0.2kW×4h=0.8kW·h(2)当E=1cd时，由表格数据可知，光敏电阻R1=120，电路电流达到吸合电流60mA合0.06A时，电动卷帘刚好工作，控制电路的总电阻则R2=R总R1RP=20012010=70(3)当R2的功率P2=0.7W时，由可求电路中的电流电路的总电阻此时光敏电阻R1的阻值R1'=R总'R2RP=1207010=40由表可知此时光照强度为3.5cd。 (4)根据可知，当吸合电流I、电压U1不变时，电路总电阻R总不变。由表格数据可知，光照强度E减小时，R1的阻值变大，由于R总=R1+R2+RP所以若使R总不变，则应换用阻值更小的电阻替换R2。答：(1)这些灯同时正常发光4小时，耗电0.8kW·h。(2)当外界光照强度达到1.0cd时，电动卷帘便开始工作，R2的阻值是70。(3)当电阻R2消耗的电功率为0.7W时，外界光照强度是3.5cd。(4)应换用阻值更小的电阻替换R2。4、 电磁感应 339瓦 6.25h【解析】【详解】试题分析（1）闭合回路中的部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时就能产生感应电流，这种现象为电磁感应现象，发电机就是根据电磁感应的原理制成的.（2）知道输出电压和电流，根据求出此时电动汽车的输出功率.（3）根据的变形公式求出将已经耗完电能的电池充满理论上需要的时间.试题解析（1）将租车卡（带有磁条）靠近电动汽车上的感应器，检测头的线圈中就会产生变化的电流，感应器即能读取卡中的信息，其原理就是电磁感应现象.（2）由图2可知，电动汽车的输出电压U=339 V，输出电流I=1 A，则此时电动汽车的输出功率：.（3）电池容量：，根据表格数据可知，充电器输入电压为220 V，输入电流为16 A，由得，将已经耗完电能的电池充满，理论上需要的时间：.点睛：本题主要考查学生对电磁感应现象、电功率的计算、电功公式等知识掌握和应用，涉及到的知识点较多，综合性强，有一定的难度.5、 N 磁性 0.48W 0.15N【解析】【详解】（1）根据安培定则，螺线管中电流从B端流入、A端流出，则螺线管的A端为N极；滑动变阻器P向右移动时，接入电路中的电阻变小，电路中电流变大，再线圈匝数一定时，螺线管中电流越大，磁性越强（2）小球受到的重力G=mg=40×10-3kg×10N/kg=0.4NS闭合后，小球悬浮，此时F浮=G+F此时小球所受浮力F浮=水gV排=水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×50×10-6m3=0.5N，则F= F浮-G=0.5N-0.4N=0.1N查表可知，此时电路中的电流I=0.2A根据灯的铭牌可知RL=12，此时灯泡消耗的功率是PL=I2RL=（0.2A）2×12=0.48W（3）当小灯泡正常发光时，电路中电流为I=IL=0.5A，查表可知此时通电螺线管对小球的吸引力F=0.25N，此时小球受到向下的力为F+G=0.25N+0.4N=0.65N，而受到向上的力为F浮= 0.5N，0.65N>0.5N，所以小球将沉底当小球沉底静止时，除了受到F、G、F浮之外，还受到容器底的支持力F支，由受力分析可知：F+G=F浮+F支，则F支=F+G-F浮=0.25N+0.4N-0.5N=0.15N因容器底对小球的支持力与小球对容器底的压力为一对相互作用力，所以小球对容器底的压力F压= F支=0.15N