2021-2022学年人教版九年级物理第二十章电与磁重点解析试题(无超纲).docx

人教版九年级物理第二十章电与磁重点解析 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、下列关于磁场的描述，正确的是（）A磁场是由无数条磁感线组成的B地理S、N极与地磁S、N极完全重合C小磁针静止时，S极的指向与该点磁场方向相同D磁场看不见摸不着，但是可以借助小磁针感知它的存在2、如图是灵敏电流计内部结构示意图，当有电流通过灵敏电流计中的线圈时，线圈就会带动指针发生偏转。在如图所示的实验中，与灵敏电流计工作原理相同的是（）A电磁铁磁性的强弱与线圈匝数有关B通电后导体在磁场中由静止开始运动C闭合回路的一部分导体切割磁感线产生电流D通电导线下方的小磁针发生偏转3、通过实验研究得出导体中的电流与电压的关系的科学家是（）A安培B伏特C伽利略D欧姆4、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5、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6、对如图示的实例或实验解释不正确的是（）A图A实验说明通电导体在磁场中受到力的作用B图B奥斯特实验说明通电导线周围有磁场C图C可用来演示电动机的工作原理D图D电铃的工作原理利用了电流的磁效应7、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8、下列设备，利用电磁继电器工作的是（）A电磁起重机B直流电铃C动圈式话简D水位自动报警器9、图所示为一些与电和磁有关的事例，下列认识中正确的是（）A图甲中，磁体能够吸引铜、铁、铝等所有金属B图乙中，司南的长柄指南是地磁场的作用C图丙中，闭合开关导体ab运动时，机械能转化为电能D图丁中，电磁铁是利用电磁感应的原理制成的10、小红同学利用光敏电阻受到光照时电阻变小的特性，设计了一个如图所示的自动控制电路，要求光暗时灯亮，光亮时灯灭。在实际调试时，发现灯始终亮着，而光敏电阻和其他电路元件都正常。下列说法的正确是（）A增加螺线管线圈的匝数能使控制电路达到要求B滑动变阻器滑片P向右移动能使控制电路达到要求C电磁铁的上端是N极D断开控制电路时灯不亮第卷（非选择题 70分）二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）1、把导线绕在圆筒上，做成螺线管，也叫线圈，在通电情况下会产生磁场。通电螺线管的磁场相当于_磁体的磁场，通电螺线管的两端相当于_磁体的两个磁极。2、1820年，丹麦科学家_在课堂上做实验时偶然发现：当导线中有电流通过时，旁边的小磁针发生了偏转，从而第一次揭示了电与磁的联系。德国物理学家欧姆，提出了经典电磁理论中著名的欧姆定律，为纪念其贡献，人们将欧姆作为物理量_的单位。3、如图是某同学设计的红外线体温安检电路，闭合开关S1后，电磁铁的上端为 _极，若要求S1、S2闭合后，无人经过或体温低于37.3的人经过时仅绿灯亮，体温高于37.3的人经过时，红灯亮且电铃响起，则采用的热敏电阻的阻值应随着温度升高而 _。4、如图是一种“闯红灯违规证据抓拍模拟器”的工作原理图，光控开关接收到红光时会自动闭合，压敏电阻受到压力时其阻值会变小。当红灯亮后，且车辆压到压敏电阻上时，电磁铁的磁性因电路中电流的_（填“增大”或“减小”）而变_（填“强”或“弱”），吸引衔铁与触点_（填“1”或“2”）接触，电控照相机工作，拍摄违规车辆。5、写出下列能量的转化：电动机通电后高速转动，是_能转化为_能。三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）1、现在电动自行车、电动汽车逐渐普及，它们都采用电动机来获得动力某直流电动机的铭牌上标有“220V 5.5kW”，电动机线圈的电阻为0.4（1）电动机的工作原理是什么？（2）该电动机正常工作1h，消耗多少电能？电动机线圈产生多少热量？（3）在工作过程中，电动机因故障卡住无法转动，很快就闻到焦糊味道，请你从能量转化角度解释这个现象2、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她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，为滑动变阻器，R为可变电阻，电磁铁整个线圈的电阻，加热器的电阻当控制电路的电流时，电磁继电器的衔铁被吸引；当控制电路的电流时，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，工作电路的电流为多少？（2）如果当滑动变阻器的电阻时，可变电阻时，衔铁恰好被拉起，控制电路的电源电压是多少？那么，当衔铁恰好被吸引时，滑动变阻器与可变电阻之和的最小电阻的阻值是多少？3、人们对自我保护越来越关注。图甲为某品牌足浴盆的相关参数，其内部电路可分为工作电路和控制电路两个部分（如图乙所示）。电磁继电器所在控制电路的电源电压U=6V，电磁继电器线圈的电阻可不计，加热至40时，自动进入保温模式，此时电磁继电器线圈的电源达到30mA，热敏电阻R2的阻值随温度变化的曲线如图丙所示。(1)求R2的阻值；(2)在一次使用过程中，加热时间为5min，则加热过程中消耗的电能是多少？不计热损失，这些热量可使5kg的水温度升高多少；c水=4.2×103J/(kg·)(3)为使温度加热至40时，自动进入保温模式，滑动变阻器的电阻需要调到多大?(4)若想温度加热到45时，自动进入保温状态，应该如何操作？4、如图甲所示的恒温箱，由工作电路和控制电路组成，其简化电路如图乙所示，其中控制电路是由线圈电阻、热敏电阻、滑动变阻器串联组成，电源两端电压恒为6V，线圈的阻值为，热敏电阻的图像如图丙所示；的阻值为时，恒温箱可以实现的恒温控制；当线圈的电流达到时衔铁被吸合；其中加热器的额定电压为，额定功率为。（1）请简述恒温箱的工作原理；（2）当恒温箱实现恒温控制时，热敏电阻消耗的功率是多少？（3）如果要使恒温箱能够设置至之间的温度，那么可变电阻的阻值范围为多少？（4）由于输电导线上有电阻，当某次加热器的实际功率为时，工作电路的实际电压为多少？5、如图甲是某小区高层住宅电梯结构的示意图，它主要是由轿厢、滑轮、配重、缆绳及电动机等部件组成，小明家住该小区某栋楼的21楼，他乘电梯从1楼匀速升到21楼用时60s，已知每层楼的高度为3m小明重500N，轿厢重4500N，动滑轮和细绳的重力以及摩擦力均忽略不计，针对此过程，解答下列问题（1）拉力F的功率为多大_？（2）动滑轮A提升小明的机械效率为多少_？（3）图乙是该电梯超载自动报警系统工作原理的示意图，在工作电路中，当电梯没有超载时，触点K与触点A接触，闭合开关S，电动机正常工作，当电梯超载时，触点K与触点B接触，电铃发出报警铃声，即使闭合开关S，电动机也不工作，在控制电路中，已知电源电压为8V，保护电阻R2=100，电阻式压力传感器R1的阻值随乘客压力（F压）大小变化如图丙所示，电磁铁线圈的阻值忽略不计，当电磁铁线圈电流超过0.02A时，电铃就会发出警报声由丙图可知，电梯承载的人越多，电阻式压力传感器R1受到的压力越大，电阻_，电路中电流_，当电流达到0.02A时，衔铁被吸下，电铃发出警报声若乘客人均重为600N，该电梯最多可以承载多少人_？-参考答案-一、单选题1、D【解析】【详解】A磁感线是为了描述磁场而假想的线，并不是实际存在的，故A错误；B地磁场的北极在地理南极附近，地磁场南极在地理北极附近，地磁场的两极与地理的两极相反，且与地球的两极并不完全重合，故B错误；C将可自由转动的小磁针放在磁场中某一点静止时，小磁针N极指向为该点的磁场方向，故C错误； D磁场是看不见的，对放入其中的磁体有力的作用，故可通过小磁针感知它的存在，故D正确。故选D。2、B【解析】【详解】A当有电流通过灵敏电流计中的线圈时，就会带动指针发生偏转，这原理是通电线圈的部分导体在磁场中会受到了力的作用，是电动机的基本原理。电磁铁磁性的强弱与线圈匝数有关，是通电导线周围存在磁场，磁场的强弱与匝数和电流的大小等因素有关，故A不符合题意；B通电后导体在磁场中由静止开始运动，因为在磁场中受到了力的作用，与电流计的原理相同，故B符合题意；C闭合回路的一部分导体切割磁感线产生电流是电磁感应现象，即磁能够生电，故C不符合题意；D通电导线下方的小磁针发生偏转，是因为电流周围存在磁场，故D不符合题意。故选B。3、D【解析】【详解】A安培发现了安培定则，故A不符合题意；B伏特发明了伏特电池，故B不符合题意；C伽利略发明了温度计，故C不符合题意；D欧姆发现了欧姆定律，即通过导体的电流与导体两端电压成正比，与导体的电阻成反比，故D符合题意。故选D。4、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。5、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。6、C【解析】【详解】A图A是电动机的原理图，说明通电导体在磁场中受到力的作用，故A正确，不符合题意；B图B是奥斯特实验，导线通电后引起小磁针转动，说明通电导线周围有磁场，故B正确，不符合题意；C图C是电磁感应现象，是发电机的工作原理图，故C错误，符合题意；D图D电铃是利用电磁铁工作的，其原理利用了电流的磁效应，故D正确，不符合题意。故选C。7、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。8、D【解析】【分析】【详解】A电磁起重机是利用电流磁效应工作的，只有一个电路，故A错误；B电铃是利用电流磁效应工作的，只有一个电路，故B错误；C如图的动圈式话，是利用电磁感应原理工作的，只有一个电路，故C错误；D如图，由容器、左侧电源和电磁铁组成的是控制电路，由灯和右侧电源组成的是工作电路，这是一个电磁继电器来控制的工作电路，故D正确。故选D。9、B【解析】【详解】A图甲中的物体是磁体，磁体能够吸引铁、钴、镍，不能吸引铜、铝，故A错误；B司南的长柄指南是指向地理南极，地磁场的地磁北极在地理南极附近，所以司南的长柄指向地磁北极，是地磁场的作用，故B正确；C闭合开关导体ab运动是通电导线在磁场中受力转动，是电能转化为机械能，故C错误；D电磁铁是利用通电导体周围有磁场的原理制成的，故D错误。故选B。10、A【解析】【详解】AB电磁继电器的主要部分是电磁铁，电磁铁的磁性强弱跟电流的大小、线圈的匝数的多少、是否有铁芯插入有关，要想在光亮时灯灭，一定要增大电磁铁的磁性。采取的方法是增大电流、增加线圈的匝数；而滑动变阻器滑片P向右移动时，滑动变阻器电阻变大，根据欧姆定律可知，通过电磁铁的电流减小，故A正确，B错误；C由图可知，电磁铁中电流的方向是向左的，根据安培定则可知，电磁铁的上端是S极，故C错误；D断开控制电路时，电磁铁没有磁性，衔铁向上移动，接通灯泡的电路，灯泡会发光，故D错误。故选A。二、填空题1、条形 条形 【详解】略2、奥斯特 电阻 【详解】1丹麦物理学家奥斯特做的著名的奥斯特实验：当导线中有电流通过时，它旁边的小磁针发生了偏转，证实了电流周围存在磁场。2德国物理学家欧姆，提出了经典电磁理论中著名的欧姆定律，为了纪念他为人类作出的贡献，人们把他的名字作为电阻的单位。3、S 变小 【详解】1由图知，电磁铁中电流是从下端流入、上端流出，用右手握住螺线管，四指指向电流方向，则大拇指所指的电磁铁的下端为N极、上端为S极。2体温高于37.3的人经过时，则热敏电阻的温度高，此时红灯亮且电铃响起，说明电磁铁的磁性强，吸引衔铁，使得动触点与下面的静触点接触，原因是电路中的电流大、电阻小。可见，热敏电阻的阻值随着温度升高而变小。4、增大 强 2 【详解】1只有在红灯亮的期间，光控开关才闭合，当此时车辆违规闯红灯行驶时，会压上压敏电阻，从而使压敏电阻的阻值减小，则控制电路中总电阻减小，在电源电压一定的情况下，电流增大。2电磁铁的磁性与电流有关，并且电流越大磁性越强，所以电磁铁的磁性会增强。3当电流增大到一定程度时，电磁铁会将衔铁向下吸引，使其与触点2接触，导致了电控照相机所在的电路接通，照相机会对违规车辆进行拍照。5、电 机械 【详解】12电动机通电后高速转动，电流做功，电能转化为机械能。三、计算题1、（1）通电导体在磁场中受到力的作用；（2）1.98×107J 9×105J；（3）线圈卡住无法转动，电能无法转化为机械能消耗的电能全部转化为内能，因此产生大量的热，使线圈的温度迅速升高【解析】【详解】分析：（1）电动机的工作原理可由电与磁的知识得出；（2）消耗的电能可由公式W=Pt得出，因为电动机的额定功率可通过铭牌得出，时间是1小时；电动机线圈产生的热量只能由焦耳定律求出，因为此时电流做的功并不都用来转化为热能，而将大部分的电能转化为机械能，只有少部分转化为热能，但焦耳定律的公式中需要有电流，故再由额定电压和额定功率计算出额定电流来，再通过焦耳定律求出线圈产生的热量；（3）如果电动机被卡住而不能转动，说明电能不再转化为机械能，而全部转化为热能，电动机因为短时间内放出大量的热而很快就闻到了焦糊的味道（1）通电导体在磁场中受到力的作用；（2）电动机消耗的电能WPt5.5kW×1h5.5kWh5.5×3.6×106J=1.98×107J由公式PUI得，通过电动机的电流I25A；由焦耳定律可知 QI2Rt=（25A）2×0.4×3600s=9×105J；（3）线圈卡住无法转动，电能无法转化为机械能消耗的电能全部转化为内能，因此产生大量的热，使线圈的温度迅速升高考点：电动机的工作原理，焦耳定律2、 (1) 0.45A；(2)18V；430【解析】【详解】(1)当该恒温箱处于加热状态时，工作电路的电流为：I=0.45A；(2)当控制电路的电流I小=0.036A时，衔铁恰好被拉起，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，控制电路的电源电压：U=I小（R线+R+R）=0.036A×（20+300+180）=18V；当控制电路的电流I大=0.04A时，衔铁恰好被吸引，此时电路中的总电阻：R总=450，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，工作电路的电流为0.45A；(2)控制电路的电源电压18V，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【点睛】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，明白电路的特点和控制电路的工作电流是关键3、 (1)24.2；(2)6.3×105J；30；(3) 160；(4)若想温度加热到45时，自动进入保温状态，应该减小滑动变阻器的电阻。【解析】【分析】(1)在工作电路两电阻并联，同时工作时为加热模式，保温模式只有R1接入电路中，根据甲中参数，先计算R2的功率，再根据电功率的公式计算R2的阻值。(2)由W=Pt计算加热过程消耗的电能；根据Q=cmt算出水升高的温度。(3)由欧姆定律算出电路的总电阻，根据串联电路电阻的规律算出滑动变阻器的电阻。(4)从图丙可知，要提高恒温箱的设定温度，就要增大热敏电阻的阻值；但为了使衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍为30mA，根据欧姆定律就要减小滑动变阻器的电阻。【详解】解：(1)由题知，加热至40时，控制电路中的弹簧会将衔铁拉起来，自动进入保温模式，由图乙知，此时工作电路中只有R1接入电路；当温度降低时，控制电路中的电磁铁会将衔铁吸下来，进入加热模式，由图乙知，此时工作电路中R1和R2并联接入电路；所以R2的功率P2=P加热-P保温=2100W-100W=2000WR2的阻值(2)加热5min消耗的电能W=P加热t=2100W×5×60s=6.3×105J水升高的温度(3)温度加热至40时，此时电磁继电器线圈的电流达到30mA，由图丙知，此时热敏电阻Rx的阻值为40，电路的总电阻滑动变阻器的电阻R滑=R-Rx=200-40=160(4)若想温度加热到45时，自动进入保温状态，即要提高恒温箱的设定温度，从图丙可知，要提高恒温箱的设定温度，就要增大热敏电阻的阻值，但为了使衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍为30mA，根据欧姆定律就要减小滑动变阻器的电阻。答：(1)R2的阻值为24.2；(2)在一次使用过程中，加热时间为5min，则加热过程中耗的电能是6.3×105J；不计热损失，这些热量可使5kg的水温度升高30；(3)为使温度加热至40时，自动进入保温模式，滑动变阻器的电阻需要调到160；(4)若想温度加热到45时，自动进入保温状态，应该减小滑动变阻器的电阻。4、 (1)详见解析；(2)0.02W；(3)；(4)198V。【解析】【分析】求解题干信息所用公式（2）热敏电阻消耗的功率电源电压恒为6V，线圈的阻值为，的阻值为时，恒温箱可以实现的恒温控制，此时热敏电阻的阻值为；当线圈的电流达到时，衔铁被吸合（3）可变电阻的阻值范围时，热敏电阻阻值为，时，热敏电阻阻值为（4）工作电路的实际电压加热器的额定电压为，额定功率为；某次加热器的实际功率为【详解】(1)衔铁未吸合时，加热器电阻丝工作，恒温箱温度升高，热敏电阻阻值减小；当线圈电流达到时，衔铁被吸合，加热停止；(2)恒温箱实现恒温控制时，热敏电阻两端电压：，热敏电阻消耗的功率：；(3)根据题意可知，控制电路电源电压恒为，当电路中的电流达到时，衔铁被吸合，故无论怎样设定温度，电路中的总电阻都不变，的恒温控制时电路中的总电阻，当恒温箱设置时，由图丙可知变阻器接入电路中的电阻，当恒温箱设置时，由图丙可知，变阻器接入电路中的电阻，要使恒温箱能够设置至之间的温度，可变电阻的阻值调节范围应该在；(4)加热器的电阻：，由得，。【点睛】多以生活中的电热型家用电器为背景命题，涉及多挡位原理图、铭牌参数、图像等.考查的知识点有电功率、电能、电流、电阻、热量等相关计算，会涉及简答小问，涉及的公式有、等。5、 5000W 10% 越小 越大 13【解析】【详解】 (1)他乘电梯从1楼匀速升到21楼时，上升的高度：h(211)3m60m，因动滑轮和细绳的重力以及摩擦力均忽略不计，克服小明重力和轿厢重力做的功为总功，所以，拉力F做的总功：W总(GG轿厢)h(500N4500N)60m3105J，拉力F的功率：P5000W；(2)动滑轮A提升小明时做的有用功：W有Gh500N×60m3×104J，动滑轮A提升小明的机械效率：100%100%10%；(3)电梯承载的人越多,电阻式压力传感器R1受到的压力越大，由丙图可知，电阻越小，电路中的总电阻越小，由I可知，电路中电流越大，当电流达到0.02A时，衔铁被吸下，电铃发出警报声；当电流达到0.02A时，电路的总电阻：R400，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，此时压力传感器的电阻值：R1RR2400100300，由图丙可知，此时的最大压力为8000N，电梯承载的人数13.3，即13人点睛：（1）乘电梯从1楼匀速升到21楼时上升的高度为20层楼的高度，动滑轮和细绳的重力以及摩擦力均忽略不计，克服小明重力和轿厢重力做的功为总功，根据WGh求出拉力F做的总功，根据P求出拉力F的功率；（2）克服小明重力做的功为有用功，根据WGh求出其大小，利用×100%求出动滑轮A提升小明的机械效率；（3）电梯承载的人越多，电阻式压力传感器R1受到的压力越大，由丙图可知其阻值的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化；当电流达到0.02A时，根据欧姆定律求出电路的总电阻，利用电阻的串联求出此时压力传感器的电阻值，由图丙可知此时的最大压力，然后得出电梯承载的人数