精品解析人教版九年级物理第二十章电与磁章节练习试题(含答案及详细解析).docx

人教版九年级物理第二十章电与磁章节练习 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、如图是直流电铃的原理图。关于电铃工作时的说法不正确的是（）A电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性且A端为N极B电磁铁吸引衔铁，使电路断开C小锤击打铃碗发出声音，是由于铃碗发生了振动D小锤击打铃碗时，电磁铁仍具有磁性2、关于磁现象，下列说法中正确的是（）A条形磁体中间部位的磁性最强B用来描述磁场的磁感线真实存在C同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引D磁场对放入其中的物体有力的作用3、发现电流周围存在磁场的物理学家是（ ）A法拉第B安培C奥斯特D牛顿4、我国的无人机技术处于世界一流水平。如图所示，我国自主研发的某款无人机正在匀速上升，下列判断正确的是（）A无人机的重力不做功B无人机的机械能不断增大C地面景物在摄像头中成缩小的虚像D无人机电动机的工作原理是电磁感应5、关于电磁铁，下列说法中正确的是（）A电磁铁是根据电流的磁效应制成的B电磁铁的铁芯可以用铜棒代替C电磁铁的磁性强弱与电流的方向有关D电磁铁的磁性强弱只与电流的大小有关6、关于下列所示图中，说法正确的有（）甲图中通电导线周围存在着磁场，如果将小磁针移走，该磁场将消失乙图中现象表明，电流相同时，电磁铁匝数越多，磁性越强丙图中闭合开关，保持电流方向不变，对调磁体的N、S极，导体的运动方向不变丁图中绝缘体接触验电器金属球后验电器的金属箔张开一定角度，说明该棒带正电戊图中的实验现象是制造发电机的原理。ABCD7、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8、下列四个选项中，跟发电机的原理相同的是（）A电铃B动圈式话筒C动圈式扬声器D电磁起重机9、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10、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、 “生活处处有物理，留心观察皆学问”。电动车右手的“调速”把手，可改变后轮的转速，与这个“调速”把手联动的电路元件实质是一个_；中国的无人机技术发展迅速，水平居世界前沿。无人机的旋翼由电动机驱动，电动机的电路元件符号是 _。2、2017年4月25日，银川市共享单车投放仪式在光明广场举行。，成为许多市民出行选择的交通工具，如图所示，用户通过手机扫描车身二维码即可开锁骑车，二维码在距手机镜头两倍焦距以_（选填“内”或“外”）成像，这种自行车有小型发电机给电子锁充电，发电机的工作原理是_；自行车上的红色尾灯不能自行发光，晚上却可以提醒司机注意，利用了光的_；下坡自由滑行时主要是_能转化为_能。作出反光镜所有反射光线的光路图_；作出共享单车车闸的动力臂及阻力臂_ 。3、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”）4、我国已成为世界上高铁发展最快，技术最先进的国家之一、在节能技术上，高铁动车组采用了再生制动方式：动车到站前先停止供电，动车会继续向前运行一段距离后才停下来，在此过程中，电机线圈随车轮在磁场中做切割磁感线运动产生_电流，将_能转化为电能。5、如图所示的是一种温度自动报警器的原理图。在水银温度计里封入一段金属丝，请你结合图分析回答下面的问题：（1）该水银温度计在电路中的作用相当于一个_；（2）若该装置设定为高温报警时，报警指示灯为红色，正常状态时指示灯为绿色，则灯L2为_色（选填“红”或“绿”）。三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）1、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R010 ，左边电源电压为6 V恒定不变当继电器线圈中的电流大于或等于15 mA时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作 (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 ，控制电路中需要串联多大的电阻？2、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。3、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。( )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、如图所示，是某科技活动小组的同学们设计的恒温箱内部电路结构示意图它包括了工作电路和控制电路两部分，用于获得高于室温、控制在一定范围内的恒温其中，R为滑动变阻器，R为可变电阻，电磁铁整个线圈的电阻R0=20，加热器的电阻R1=484当控制电路的电流I0.04A时，电磁继电器的衔铁被吸引；当控制电路的电流I0.036A时，电磁继电器的衔铁被弹簧拉起，则：（1）当该恒温箱处于加热状态时，工作电路的功率为多少？（2）如果当滑动变阻器的电阻R=300时，可变电阻R=180时，衔铁恰好被拉起，控制电路的电源电压是多少？（3）当衔铁恰好被吸引时，滑动变阻器和可变电阻的最小电阻的阻值是多少？-参考答案-一、单选题1、D【解析】【详解】A根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指所指的方向为螺线管的N极，由此可判断出A端为N极，故A正确，不符合题意；B电磁铁向下吸引衔铁时，弹簧片与螺钉分开，电路断开，故B正确，不符合题意；C声音是由物体的振动产生的，小锤击打铃碗时发出声音，是由于铃碗发生了振动，故C正确，不符合题意；D衔铁被吸引时，小锤击打铃碗，电路断路，电路中没有电流，电磁铁失去磁性，故D错误，符合题意。故选D。2、C【解析】【详解】A条形磁体的中间磁性最弱，两端磁性最强，故A错误；B磁感线是为了描述磁场分布而引入的，不是真实存在的，故B错误；C磁极间的相互作用规律是同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故C正确；D磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用，故D错误。故选C。3、C【解析】【详解】A法拉第在1831年发现了电磁感应现象，故A不符合题意；B安培建立了安培定则，用于判断通电螺线管的磁极，故B不符合题意；C奥斯特发现了通电导体周围存在磁场，是第一个发现电现象与磁现象之间有联系的人，故C符合题意；D牛顿是经典力学的奠基人，在物理学方面的主要贡献是牛顿三大力学定律及万有引力定律，故D不符合题意。故选C。4、B【解析】【分析】【详解】A无人机匀速上升的过程中，在重力方向上通过了距离，所以重力做了功，故A错误；B无人机匀速上升的过程中，质量不变，速度不变，动能不变；高度越来越高，重力势能越来越大；所以机械能不断增大，故B正确；C摄像头是利用物距大于凸透镜的二倍焦距时，物体成倒立缩小的实像而制成的，不是虚像，故C错误；D电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，发电机的原理是电磁感应，故D错误。故选B。5、A【解析】【详解】A电磁铁通电时具有磁性，断电时没有磁性，是根据电流的磁效应制成的，故A正确；B电磁铁的铁芯需要用软磁性材料制成，铜不是磁性材料，所以电磁铁的铁芯不可以用铜棒代替，故B错误；CD电磁铁的磁性强弱与电流的大小，线圈匝数有关，与电流方向无关，故CD错误。故选A。6、B【解析】【详解】放在小磁针上方的导线中有电流通过时，小磁针会发生偏转，说明通电导体周围存在磁场；如果将小磁针移走，虽然不能看到磁场的存在，但该磁场仍然客观存在，故错误；两电磁铁串联，通过的电流相等，但两电磁铁线圈的匝数不同，铁钉A吸引大头针较多，表明电流相同时，线圈匝数越多电磁铁磁性越强，故正确；闭合开关，保持电流方向不变，对调磁体的N、S极，磁场方向方向发生了变化，则导体的运动方向改变，故错误；绝缘体接触验电器金属球后验电器的金属箔张开一定角度，是因为同种电荷相互排斥，但不能说明该棒带正电，也可能带负电，故错误；该图为电磁感应现象的实验，是发电机的制作原理，故正确。综上所述正确，B正确。故选B。7、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。8、B【解析】【分析】【详解】发电机的制作原理是电磁感应现象；A电铃的主要部分是电磁铁，电磁铁是利用电流的磁效应来工作的，故 A 错误。B动圈式话筒和发电机原理相同，都是根据电磁感应现象工作的，故 B 正确。C动圈式扬声器和电动机原理相同，工作原理是通电导体在磁场中受力而运动，故 C 错误。D电磁起重机的主要部分是电磁铁，电磁铁是利用电流的磁效应来工作的，故 D 错误。故选B。9、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。10、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。二、填空题1、滑动变阻器 【详解】1电动自行车上的“调速”把手相当于我们学过的滑动变阻器，它是通过改变电阻丝接入电路的长度来改变电阻，从而达到改变电路中电流大小的目的。2电动机在电路图中元件符号。2、外 电磁感应原理 反射定律 重力势 动 【详解】1用手机扫描二维码时，成倒立、缩小的实像，故物距大于二倍焦距，即二维码在距手机镜头两倍焦距以外成像。2发电机的工作原理为磁生电，即电磁感应原理。3当光照到自行车的红色尾灯上时，经过反射可以提醒司机注意，即利用了光的反射原理。45下坡自由滑行时，速度变大，故动能变大，距离地面的高度降低，故重力势能变小，即重力势能转化为动能。6由光的反射定律可知，反射角等于入射角，光路图如下图所示：7共享单车刹车时，手对车闸施加一个向下的力F1，即为动力，车闸产生的力F2为阻力，由力臂的定义可知，过支点分别作力F1和F2的垂线段，即为对应的动力臂l1和阻力臂l2，如下图所示：3、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。4、感应 机械/动 【详解】12合电路中的部分导体在切割磁感线时，会在闭合回路中产生感应电流，这就是电磁感应现象。电机线圈转动中由于切割磁感线而在线圈中产生了感应电流，将列车的机械能（动能）转化为了电能。5、开关 红 【详解】1图示中的水银温度计在电路中相当于开关，当温度升高，温度计中的水银与金属丝接触，电磁继电器接通，而温度计中的水银与金属丝未接触时，电磁继电器处于断开状态。2温度高时，温度计的水银与金属丝接触，电磁铁有电流通过，把衔铁吸下，接通L2，此时L2发光，发出报警指示，所以灯L2为红灯。温度较低时，温度计的水银与金属丝不接触，电磁铁中无电流通过，衔铁恢复原位置，接触L1，L1发光，所以L1为绿灯。三、计算题1、 (1)随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中的电流增大，当电流达到15 mA时，衔铁被吸合，右边的空调电路开始工作，当温度下降时，控制电路总电阻增大，电流减小，减小到一定值，空调电路断开，这样就实现了自动控制(2) 25 (3) 30 【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15 mA 时，衔铁被吸合，右侧空调电路连通，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：，此时热敏电阻的阻值：，对照表格数据可知，此时的启动温度是25 （3）电路启动时的总电阻为，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，则电路中还应串联的电阻：2、 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。3、 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。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）100W；（2）18V；（3）430【解析】【详解】（1）当该恒温箱处于加热状态时，工作电路的功率是： ；（2）根据题意知道，当控制电路的电流I小 =0.036A时，衔铁恰好被拉起，由于串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，欧姆定律知道，控制电路的电源电压是：U=I小（R线+R+R）=0.036A×（20+300+180）=18V；（3）根据题意知道，当控制电路的电流为I大 =0.04A时，衔铁恰好被吸引，此时电路中的总电阻是：，滑动变阻器和可变电阻的最小电阻的阻值：R滑=R总-R线 =450-20=430答：（1）当该恒温箱处于加热状态时，工作电路的功率为100W；（2）衔铁恰好被拉起，控制电路的电源电压是18V；（3）当衔铁恰好被吸引时，滑动变阻器和可变电阻的最小电阻的阻值是430