2021-2022学年苏教版九年级物理下册第十六章电磁转换专项攻克试题(含答案解析).docx

苏教版九年级物理下册第十六章电磁转换专项攻克 考试时间：90分钟；命题人：物理教研组考生注意：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、关于如图所示的奥斯特实验，以下结论正确的是（）该实验证明了电磁感应现象甲、乙两图的实验说明电流的周围存在着磁场该实验证明了磁极间的相互作用规律甲、丙两图的实验说明电流的磁场方向与电流的方向有关ABCD2、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3、下列有关电与磁的说法正确的是（）A磁感线是用来形象描述磁场的，是真实存在的B奥斯特实验说明电流周围存在着磁场C磁体周围的磁感线都是从磁体的南极出来回到磁体的北极D同名磁极相互吸引，异名磁极相互排斥4、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5、下列说法中正确的是（）A金属导体中的负电荷在做定向移动时一定产生磁场B条形磁体周围的磁场是由磁感线组成的C导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生感应电流D利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围各点的磁场方向6、如图所示，是电学中常见的电路图，在A、B两点间分别接入下列选项中加点字的元件并进行以下对应实验，对滑动变阻器在此实验中的作用描述正确的是（）探究电流与电阻的关系时是为了调节电阻两端电压成倍数变化用“伏安法”测电阻时是为了改变定值电阻两端电压，测量对应电流研究影响电阻大小因素时是为了更换不同电阻丝，保持电流不变，测量对应电压值研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系时是为了更换匝数不同电磁铁，保持电流不变ABCD7、如图所示是燃油汽车启动装置的电路简图。汽车启动时，需将钥匙插入仪表板上的钥匙孔并旋转，则下列分析不正确的是（）A旋转钥匙相当于闭合开关B电磁铁是利用电流的磁效应来工作的C电磁铁通电后电磁铁的上端为N极D电动机工作时将机械能转化为电能8、如图中小磁针在蹄形磁铁的磁场中的指向，可以知道该蹄形磁铁的极性是（）AA端是N极，B端是S极BA端是S极，B端是N极CA、B两端极性可能相同D不知磁感线，故无法断定9、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10、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”）2、如图所示为“智能照明灯”电路。闭合开关S，光照弱时电灯L自动发光，光照强时电灯L自动熄灭。电磁继电器利用电流的_效应工作；电源电压恒定，控制电路中光敏电阻R2的阻值随光照强度的增加而_，相同条件下，若将定值电阻R1换成阻值稍大的电阻，将会_（选填“增加”或“减少”）电灯L的发光时间。3、实际生活中的大型发电机由于电压很高，电流很强，一般都采用_不动，_旋转的方式来发电，而且磁场是用电磁铁代替的。4、将两块磁铁分别吸在干电池的正负极上，使两个磁铁的N极都向外，构成了一个可以在平面上滚动的滚轮。如图所示，将锡箔纸平铺在水平桌面上，再将滚轮轻轻放在锡箔纸上，由于锡箔纸具有_性，滚轮立刻开始向前滚动。滚轮能够滚动的原理是_。若让滚轮向相反的方向滚动，下列操作可行的是_。（可多选仅将滚轮左右换个方向；仅将电池正负极对调一下；将两端磁铁的N、S极和电池的正负极均对调）5、通电螺线管的磁场方向与_方向有关。磁场的强弱与_、_、有无铁芯有关。三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）1、某家用电热水器，其工作模式和相关参数如下表所示。图为电热水器的原理图，包括工作电路和控制电路两部分，通过电磁继电器自动控制电热水器实现加热状态和保温状态的挡位变换。R0、R1为电热丝，R2为滑动变阻器，R为热敏电阻（置于电热水器内），其阻值随温度的升高而减小。红灯、绿灯是电热水器工作时的指示灯，忽略指示灯对电路的影响。(1)分析说明当绿灯亮时，电热水器处于保温状态还是加热状态?(2)R1工作时的电阻是多大?(3)该电热水器处于加热状态时，工作4.2min，可使1L水的温度升高40，则该电热水器的效率是多少?，计算结果精确到0.1%电源220V 50Hz加热功率800W保温功率40W水容量1.0L2、如图甲所示，是一种电加热恒温箱的简化工作原理电路图。工作电路由电压U0=220V的电源和阻值为R0=88的电热丝组成。控制电路是由电压U1=7.5V的电源、开关、电磁继电器（线圈电阻不计）、电阻箱R1（可取值范围为0120）和热敏电阻Rt组成的，热敏电阻Rt的阻值随温度变化的关系如图乙所示。当控制电路的电流达到50mA时，衔铁才吸合，从而切断右边工作电路，停止加热。（1）由乙图可知热敏电阻Rt的阻值随温度的升高怎样变化？（2）求工作电路中电热丝R0工作时的电流和工作5min产生的热量。（3）如果恒温箱的温度设定为60则电阻箱R1应取多大阻值。（4）该恒温箱可设定的最高温度是多少。3、如图所示，这是物理兴趣小组设计的汽车转向指示灯电路模型，指示灯的规格均为“6V0.5A”，R0为6的定值电阻，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计，电源电压为6V；根据要求回答下列问题：（1）当汽车正常直行时，转向开关应处于什么位置；（2）请你解释一下当汽车左转弯时，左转指示灯会较暗、较亮交替闪烁的工作原理；（3）当左转弯时，指示灯发光较暗时它两端的电压为多少。4、有一种电加热恒温箱，工作原理如图1所示。控制电路由电压为U1=9V的电源、开关、电磁继电器（线圈电阻不计）、电阻箱R0和热敏电阻R1组成；工作电路由电压为U2=220V的电源和电阻为R2=44的电热丝组成。其中，电磁继电器只有当线圈中电流达到60mA时，衔铁才吸合，切断工作电路；热敏电阻 R1的阻值随温度变化关系如图2所示。（1）求电热丝工作时的功率和在10min内产生的热量；（2）如果恒温箱的温度设定为50，求电阻箱R0应接入电路的阻值；（3）若要提高恒温箱的设定温度，电阻箱R0接入电路的阻值应调大还是调小？简要说明理由。5、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。-参考答案-一、单选题1、D【解析】【详解】小磁针在磁场中受磁场力的作用而偏转；甲图导线中有电流，小磁针偏转，乙图导线中无电流小磁针不偏转；比较甲、乙两图说明：通电导体周围存在磁场。甲、丙两图导线电流方向不同，小磁针偏转方向不同，说明小磁针受力方向不同，磁场方向不同，比较甲、丙两图说明：通电导体产生的磁场方向与电流方向有关。根据以上分析，结论错误，正确。故ABC错误，D正确。故选D。2、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。3、B【解析】【详解】A磁感线是用来形象描述磁场的，但不是真实存在的，是我们假象出来的，故A错误；B丹麦物理学家奥斯特于1820年通过实验首先发现电流的周围存在着磁场，故B正确；C磁体周围的磁感线都是从磁体的北极出来回到磁体的南极，故C错误；D同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故D错误。故选B。4、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。5、A【解析】【详解】A负电荷定向移动时会形成电流，因电流周围存在磁场，所以导体中的负电荷在做定向移动时一定产生磁场，故A正确；B磁感线是描述磁场的方法，是建立理想模型法，条形磁体的磁场不是由磁感线组成的，故B错误；C导体中产生感应电流的条件是:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动；导体在磁场中做切割磁感线运动，不一定会产生感应电流，故C错误；D利用撒在磁体周围的铁屑只能判断该磁体周围的磁场强弱分布，不能判断磁场方向，故D错误。故选A。6、D【解析】【详解】探究电流与电阻的关系时滑动变阻器是为了保护电路和控制电阻两端的电压不变；用“伏安法”测电阻时，滑动变阻器是为了改变定值电阻两端电压，测量对应电流，进行多次实验测量求平均值，减小误差； 研究影响电阻大小因素时滑动变阻器是是为了保护电路和更换不同电阻丝，保持电压不变，测量对应电流值，研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数关系时要控制电路电流不变，为了让匝数不同电磁铁通过的电流相等，通过调节滑动变阻器保持电流不变，故ABC错误，D正确。故选D。7、D【解析】【详解】A将钥匙插入仪表板上的钥匙孔并旋转，汽车启动，所以旋转钥匙相当于闭合开关，故A正确，不符合题意；B电磁铁中通过电流时会产生磁性，电磁铁是利用电流的磁效应来工作的，故B正确，不符合题意；C电流从电磁铁的上端流入，用右手握住螺线管，使四指指向电流的方向，则大拇指所指的上端为螺线管的N极，故C正确，不符合题意；D电动机工作时主要将电能转化为机械能，故D错误，符合题意。故选D。8、B【解析】【详解】小磁针在蹄形磁体中静止，小磁针N极对着蹄形磁体的A端，由异名磁极相互吸引可知，蹄形磁铁的A端是S极，B端是N极。故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。9、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。10、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。二、填空题1、发电机【解析】【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。2、 磁 减小 增加【解析】【详解】1电磁继电器是利用其中的电磁铁磁性的强弱变化来控制触点的断开和闭合，从而控制电路，所以它是利用电流的磁效应原理工作的。2光照弱时电灯L自动发光，光照强时电灯L自动熄灭；说明光照弱时电路中电流小，电磁铁磁性弱，衔铁不能被吸下，开关闭合，光照强时电路中电流大，电磁铁磁性强，衔铁被吸下，开关断开；所以，光照弱时，光敏电阻R2的阻值较大，光照强时，光敏电阻R2的阻值较小，即敏电阻R2的阻值随光照强度的增加而减小。 3若将定值电阻R1换成阻值稍大的电阻，则光敏电阻R2阻值更小时，才能使电磁铁具有足够强磁性将衔铁吸下，即需要光照更强时，才能使灯熄灭，所以会增加电灯L的发光时间。3、 线圈 磁极【解析】略4、 导电 磁场对电流有力的作用 【解析】【详解】12将锡箔纸平铺在水平桌面上，再将滚轮轻轻放在锡箔纸上，由于锡箔纸是导体，容易导电，所以通过锡箔纸有电流，干电池在磁体的磁场中受力运动，所以滚轮立刻开始向前滚动。3通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向、磁场的方向有关，若让滚轮向相反的方向滚动，可以改变磁场的方向或电流的方向，即将滚轮左右换个方向或将电池正负极对调一下；若同时将两端磁铁的N、S极和电池的正负极均对调，则受力的方向不变，故可行的是。5、 电流 电流的大小 线圈的匝数【解析】略三、计算题1、 (1)保温状态；(2)1149.5；(3)83.3%【解析】【分析】【详解】解：(1)当电磁继电器的衔铁被释放时，动触头与上方静触头接触，红灯亮，R0单独工作，总功率P=；当电磁继电器的衔铁被吸下时，动触头与下方静触头接触，绿灯亮，R0与R1串联工作，总功率P'=。比较得出，红灯亮时总功率较大，为加热状态；绿灯亮时总功率较小，为保温状态。(2)R0的电阻是R0=60.5保温时的功率P保温=即40W=解得R1=1149.5(3)1L水的温度升高40吸收的热量Q=c水mt=c水水Vt=4.2×103J/(kg·)×1.0×103kg/m3×10-3m3×40=1.68×105J加热4.2min消耗的电能W=P加热t=800W×4.2×60s=2.016×105J电热水器的效率=×100%=×100%83.3%答：(1)当绿灯亮时，电热水器处于保温状态；(2)R1工作时的电阻是1149.5；(3)该电热水器的效率是83.3%。2、（1）随着温度的升高热敏电阻Rt的阻值逐渐减小；（2）2.5A；1.65×105J；（3）60；（4）180【解析】【分析】【详解】（1）观察乙图坐标轴可知，随着温度的升高热敏电阻Rt的阻值逐渐减小。（2）工作电路中电热丝R0工作时的电流为工作5min产生的热量为（3）衔铁被吸下时控制电路总电阻为由乙图可知当温度为60时，热敏电阻Rt的阻值为90，则可求此时电阻箱R1阻值为R1=R总-Rt=150-90=60（4）设定温度越高则热敏电阻Rt的阻值越小，总阻值须达到150衔铁才会被吸下，则当滑动变阻器取得最大值为120时，热敏电阻Rt的阻值最小为Rtmin=150-120=30对应乙图可知，可测量最高温度为180。答：（1）随着温度的升高热敏电阻Rt的阻值逐渐减小；（2）电热丝R0工作时的电流为2.5A，工作5min产生的热量为1.65×105J；（3）如果恒温箱的温度设定为60则电阻箱R1应取60；（4）该恒温箱可设定的最高温度是180。3、（1）1和2；（2）当转向开关与触点4和5刚接通时，电磁铁中有电流通过，左转指示灯发光较暗，接着衔铁被吸下，触点A与B接通，电磁铁和电阻R0被短路，左转指示灯发光较亮，此时由于电磁铁中没有电流通过，衔铁被弹簧拉上去，触点A与B分离，电磁铁中又有电流通过，随后电磁铁又将衔铁吸下，如此循环，左转指示灯会较暗、较亮交替闪烁；（3）4V【解析】【分析】【详解】解：（1）汽车正常直行时，左转指示灯和右转指示灯均不亮，电路处于断开状态，所以转向开关应处于1和2的位置。（2）当转向开关与触点4和5刚接通时，电磁铁中有电流通过，左转指示灯发光较暗，接着衔铁被吸下，触点A与B接通，电磁铁和电阻R0被短路，左转指示灯发光较亮，此时由于电磁铁中没有电流通过，衔铁被弹簧拉上去，触点A与B分离，电磁铁中又有电流通过，随后电磁铁又将衔铁吸下，如此循环，左转指示灯会较暗、较亮交替闪烁。（3）指示灯的规格均为“6V0.5A”，由可得，指示灯的电阻为当左转弯时，指示灯发光较暗时，左转指示灯和R0串联，电路中的总电阻为因为电磁铁线圈阻值不计，电路中电流为指示灯发光较暗时它两端的电压为答：（1）开关应处于1和2的位置；（2）当转向开关与触点4和5刚接通时，电磁铁中有电流通过，左转指示灯发光较暗，接着衔铁被吸下，触点A与B接通，电磁铁和电阻R0被短路，左转指示灯发光较亮，此时由于电磁铁中没有电流通过，衔铁被弹簧拉上去，触点A与B分离，电磁铁中又有电流通过，随后电磁铁又将衔铁吸下，如此循环，左转指示灯会较暗、较亮交替闪烁；（3）当左转弯时，指示灯发光较暗时它两端的电压为4V。4、 (1)1100W，6.6×105J；(2)50；(3) R0的阻值必须调大【解析】【详解】解：(1)电热丝工作时的功率电热丝在10min内产生的热量 Q=Pt=1100W×10×60s=6.6×105J(2)由图2知，当温度为50时，热敏电阻的阻值R1=100此时衔铁应吸合，切断工作电路，那么控制电路中的电流为I=60mA=0.06A控制电路中的总电阻电阻箱接入电路的阻值R0=R总-R1=150-100=50(3)若要使恒温箱的设定温度高于50，由图2知道，热敏电阻的阻值R1将减小，衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍需0.06A，即要求控制电路中的总电阻不变，所以R0的阻值必须调大。答：(1) 电热丝工作时的功率为1100W，10min内产生的热量为6.6×105J；(2)电阻箱R0应接入电路的阻值为50；(3)若要提高恒温箱的设定温度，电阻箱R0接入电路的阻值应调大。5、 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。