2021-2022学年人教版九年级物理第二十章电与磁专题测试试题(无超纲).docx

人教版九年级物理第二十章电与磁专题测试 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、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2、第一位揭示电与磁联系的物理学家是（）A法拉第B伽利略C奥斯特D牛顿3、关于做功或能量转化的过程，下列说法正确的是（）A汽油机在压缩冲程中，将内能转化为机械能B拉弯的弓将箭射出，其内能主要转化为动能C电动机工作过程中，将机械能转化为电能D植物的光合作用，将光能转化为化学能4、如图是一个老式手摇式发电机，其发电电压最高可达30V。该发电机的原理可用下面的哪个实验解释（）ABCD5、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、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7、如图是我国早期的指南针司南，它是把天然磁石磨成勺子的形状，放在水平光滑的“地盘”上制成的。东汉学者王充在论衡中记载：“司南之杓，投之于地，其柢指南”。“柢”指的是司南长柄，下列说法中正确的是（）A司南的长柄是磁北极B司南长柄指的是地磁南极C地磁场的南极在地球地理的南极附近D司南指南北是受到地磁场的作用8、通电螺线管周围的磁感线如图所示，则下列说法正确的是（）AA端为电源的正极B通电螺线管左端为N极C小磁针左端为S极D改变电流的大小可以改变通电螺线管的磁场方向9、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10、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、传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息按一定规律变换成电信号，实现“提醒”和“报警”功能，其中热敏传感器主要运用了热敏电阻来测量温度的变化。热敏电阻主要是由_（选填“半导体”或“超导体”）材料制成的。热敏电刚刚值随温度变化的曲线如图甲所示，图乙是由热敏电阻R1作为传感器制作的简单自动报警线路图，图中a、b为两个固定的金属片，d为铁片。为了使温度过高时发送报警信息，开关c应该接在_处（选填“a”或“b”）。2、小萱在超市看到：电梯上有人时运动得快，没人时运动得慢。如图甲是小鑫上网搜索到的这种电梯的部分控制电路，R是一个压敏电阻，阻值随压力变化如图乙所示并进行了如下分析：通电后电磁铁的下端是_极，当有人走上电梯后，压敏电阻的阻值_（选填“变大”或“变小”），电磁铁的磁性变_（选填“强”或“弱”），使衔铁与_触点接触，电动机转速变快，使电梯运动变快。3、如图是小敏探究通电螺线管外部的磁场分布的实验装置（小磁针黑端为N极）。（1）闭合开关，小磁针将_（选填“顺时针”或“逆时针”）转动；（2）在通电螺线管四周不同位置摆放多枚小磁针后，小敏发现通电螺线管外部的磁场与_磁体的磁场相似。（3）若小敏想增强通电螺线管的磁场，可以采取的措施是_。（只填一种，合理即可）4、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 _。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、明明同学们设计了如图甲所示的恒温箱温控电路（用于获得高于室温、控制在一定范围内的“恒温”），包括工作电路和控制电路两部分。其中，R1为阻值可以调节的变阻箱。R2为热敏电阻（置于恒温箱内），其阻值随温度变化的关系如图乙所示。继电器线圈电阻100。（1）如图甲所示状态，加热器是否处于加热状态？（2）加热器正常工作时，通过加热器的电流为20A，求此时加热器的电阻和电功率；（3）已知当控制电路的电流达到0.01A时，继电器的衔铁被吸合；当控制电路的电流减小到0.008A时，衔铁会被释放。当调节R1=200时，恒温箱内可获得最高温度为160的“恒温”。如果需要将恒温箱内的温度控制在最低温度为40的“恒温”，则应将R1的阻值调为多大？2、如图电磁继电器和热敏电阻R1等组成了恒温箱控制电路，R1处于恒温箱内电源电压U6V，继电器线圈的电阻可不计如图为热敏电阻的R1t图象，且已知在50150范围内，热敏电阻的阻值随温度的变化规律是：R1×tk（常数）；电阻R2是可变电阻当线圈中的电流达到20mA时，继电器的衔铁被吸合已知此时可变电阻R2225，恒温箱保持60恒温图中的“交流电源”是恒温箱加热器的电源，它的额定功率是1500W（1）60时，热敏电阻R1的阻值是多少？（2）应该把恒温箱的加热器接在A、B端还是C、D端？（3）根据统计，正常情况下，温度控制箱内的加热器，每天加热50次，每次加热10min，恒温箱每天消耗电能多少kWh？（4）如果要使恒温箱内的温度保持100，可变电阻R2的阻值应调为多少？3、如图所示，使线圈位于两磁极间，线圈通电后：（1）图甲中电流方向是abcd，已知cd段导线受到的磁场力方向竖直向下，请在图丙中用箭头标出ab段导线受到的磁场力方向；ab、cd段导线受到的磁场力将使线圈绕虚线所示的轴沿_（选填“顺时针”或“逆时针”）方向转动（2）当线圈转到乙图的位置时，线圈平面与磁感线方向垂直，电流方向不变，此时ab、cd段导线分别受到的磁场力_（选填“促进线圈沿原方向转动”、“阻碍线圈转动”、“大小相等方向相同”或“大小相等方向相反”）（3）线圈从甲图转到乙图时，由于惯性，会继续转动到如图丙，此刻ab、cd段导线受到的磁场力_（选填“使线圈原方向转动，实现持续转动”、“使线圈反方向转动，最后静止在乙图位置”、“使线圈反方向转动，最后静止在甲图位置”）4、如图为小颖同学设计的电热水器的原理图，该电热水器具有加热、保温功能如图中电磁继电器(线圈电阻不计)、热敏电阻R、保护电阻R0、电压恒为6V的电源U1、导线等组成控制电路当电磁铁线圈中的电流I<10mA时，继电器上方触点和触点c接通，电热水器工作电路中的电流为1A；当电磁铁线圈中的电流I 10mA时，电磁铁的衔铁被吸下，继电器下方动触点和静触点a、b接通，电热水器工作电路的功率为2200W热敏电阻R随温度变化的规律如图，热敏电阻和加热电路中的三只电阻R1、R2、R3均置于储水箱中，其中电阻R2、R3在图中的虚线框内未画出已知R133、R266、U2220V（1）衔铁正好被吸下时，控制电路的总电阻为多少？（2）若R0为200，衔铁正好被吸下时储水箱中水温是多少? （3）求出电阻R3的阻值，计算并画出虚线框内的电路，标明电阻名称5、有一种电加热恒温箱，工作原理如图a所示控制电路由电压为U1=6V的电源、电磁继电器（线圈电阻不计）、滑动变阻器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=48.4的电热丝组成当控制电路中的电流达到0.05A时，衔铁被吸下来，触点处断开，工作电路停止工作，当控制电路中的电流小于0.05A时，衔铁被弹回，触点处接通，加热电路正常工作热敏电阻R1的阻值随温度变化关系如图b所示(1) 工作电路正常工作1min，电热丝R2产生的电热是多少？(2) 通过调节控制电路中滑动变阻器R0接入电路的阻值，就能调节恒温箱中需要设定的不同温度，如果恒温箱的温度设定为50，求滑动变阻器R0应接入电路的阻值(3) 若要提高恒温箱的设定温度，滑动变阻器R0接入电路的阻值应调大还是调小？-参考答案-一、单选题1、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。2、C【解析】【详解】A法拉第发现了电磁感应现象，不是一位揭示电与磁联系的物理学家，故A不符合题意；B伽利略是最早提出力不是维持物体运动的原因的物理学家，故B不符合题意；C奥斯特发现了通电导体周围存在磁场，是第一个揭示电与磁联系的物理学家，故C符合题意；D牛顿提出了牛顿三大定律，是经典力学的奠基人，故D不符合题意。故选C。3、D【解析】【详解】A在汽油机的压缩冲程中，活塞压缩燃料混合物使它的温度升高、内能增大，此过程中机械能转化为内能，故A错误；B当运动员将弓拉开时，弓发生了弹性形变，具有较大的弹性势能，当人松手后，弦对箭做功消耗了弹性势能，箭的速度增大，动能增大，所以弹性势能主要转化为动能，故B错误；C电动机工作过程中，消耗了电能，电能主要转化为机械能，故C错误；D植物的光合作用，消耗光能，将光能转化为化学能，故D正确。故选D。4、A【解析】【详解】老式手摇式发电机的原理是电磁感应现象；A由图可知，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，灵敏电流计的指针会发生偏转，这说明产生的感应电流，这是电磁感应现象，故A符合题意；B该图是电流的磁效应，不是发电机的工作原理，故B不符合题意；C通电导体ab在磁场中受到力的作用，是电动机的工作原理，故C不符合题意；D该图是探究影响电磁铁磁性大小因素的实验，电磁铁的原理是电流的磁效应，故D不符合题意。故选A。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、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。7、D【解析】【详解】A由题意知，其柢指南，即司南的长柄是磁体的南极，故A错误；B司南长柄指的是地理南极，即地磁北极，故B错误；C地磁场的南极在地球地理的北极附近，故C错误；D司南实际上是一个磁铁，它指南北是受到地磁场的作用，故D正确。故选D。8、B【解析】【详解】AB由图可知，磁感线是从螺线管的左侧出来的，则左侧为N极，右侧为S极，根据安培定则，用右手握住螺线管，大拇指指向左侧，四指环绕的方向即电流方向，看得见的这一侧螺线管中电流的方向是向上的，即电源的B端为正极，故A错误，B正确；C异名磁极相互吸引，所以小磁针的左端为N极，右端为S极，故C错误；D磁场的方向与电流的大小无关，改变电流的大小只能改变螺线管的磁场强弱，不会改变通电螺线管的磁场方向，故D错误。故选C。9、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。10、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。二、填空题1、半导体 a 【分析】（1）超导体在一定条件下电阻可以变成0，半导体的导电能力在导体和绝缘体之间，主要有硅和锗等材料构成，根据题目条件判断；（2）通过甲图观察温度升高时热敏电阻的阻值变化，然后再根据串联电路特点判断乙图左边电路中电流的变化，进而得到电磁铁磁性的大小变化；再根据乙中如图判断铁皮d的运动方向，它向那边运动，开关c就应接在哪边，只有这样才能接通右边电路，发送信息。【详解】1热敏电阻的阻值受温度的影响而变化，因此它肯定是半导体。2观察甲图可知，当温度升高时热敏电阻阻值变小；因为热敏电阻R1与滑动变阻器串联，所以当R1的阻值变小时，总电阻变小，总电流变大，电磁铁的磁性变大；这时铁皮d会受到电磁铁的吸引向左移动与a接触，开关c只有与a接触，才能接通电路发送短信。【点睛】掌握串联电路的特点，了解电磁铁磁性的影响因素是解题的关键。2、S 变小 强 2 【详解】1如甲图知，电流从电磁铁的下端流入，从上端流出，根据安培定则可以判断，电磁铁的上端是N极，下端是S极。23由图乙知，在压力增大时压敏电阻的阻值变小，所以当有人走上电梯后，压敏电阻的阻值变小，由欧姆定律可知电流变大，则电磁铁的磁性变强。4电磁铁的磁性变强，电磁铁将衔铁吸下，此时衔铁与触点2接触，工作电路中只有电动机接入电路，电动机两端的电压变大，电路中电流变大，电动机转速加快，即电梯运动变快。3、逆时针 条形 增加线圈匝数 【详解】1由图可知电流由螺线管右上方方流入，用右手握住螺线管，四指沿电流方向，则大拇指向左，故螺线管左端为N极，右端是S极；因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以小磁针的S极将转向左侧，N极将转向右侧，即小磁针将逆时针转动。2在通电螺线管四周不同位置摆放多枚小磁针后，会发现这些小磁针的分布与条形磁体周围小磁针的分布类似，所以通电螺线管外部的磁场与条形磁体相似。3影响通电螺线管磁性的因素：电流的大小、线圈匝数的多少、有无铁芯。电流越大、线圈匝数越多、有铁芯，磁性越强。所以小敏可以通过增加线圈匝数来增强通电螺线管的磁场。4、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。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）加热状态；（2）11，；（3）80【解析】【分析】本题考查电磁继电器的原理，欧姆定律的应用。根据题目所给条件分析求解。【详解】(1)甲所示状态衔铁被弹簧拉起与上端触点接触，加热器与电源接通，故加热器处于加热状态。(2)加热器正常工作时，加热器的电阻为加热器的电功率为(3)当R1=200时，恒温箱内可获得最高温度为160的“恒温”，R2=100则电源电压为恒温箱内的温度控制在最低温度为40时，则有可得：答：(1)如图甲所示状态，加热器处于加热状态；(2)加热器正常工作时，通过加热器的电流为20A时，加热器的电阻为11和电功率为；(3)如果需要将恒温箱内的温度控制在最低温度为400C的“恒温”，则应将R1的阻值调为80。2、（1）75；（2）A、B端；（3）12.5kWh（4）255【解析】【详解】（1）由题可知，恒温箱保持60时，可变电阻R2225，电流是20mA0.02A，电源电压为6V，则根据欧姆定律可得控制电路的总电阻：；由电阻的串联可得，60时热敏电阻R1的阻值：R1RR230022575；（2）由如图可知，热敏电阻R1的阻值随温度的升高而减小，可见温度越高，控制电路中的电流越大，当电流达到20mA时，继电器的衔铁被吸合，加热电路应当断开，所以应该把恒温箱的加热器接在A、B端；（3）恒温箱内的加热器正常工作时的功率为1500W，每天加热50次，每次加热10min，则恒温箱每天消耗电能：；（4）由题可知，R1t常数，由1小题可知，当温度是60时，热敏电阻为75，则当温度是100时，设热敏电阻为R1，则有：75×60R1×100，解得：R145；由于继电器的衔铁被吸合时，电路中的电流仍然为20mA，则控制电路的总电阻仍然为R300，根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和，可变电阻R2的阻值：R2RR130045255答：（1）60时，热敏电阻R1的阻值是75；（2）应该把恒温箱的加热器接在A、B端；（3）恒温箱每天消耗电能12.5kWh（4）如果要使恒温箱内的温度保持100，可变电阻R2的阻值应调为2553、 顺时针、大小相等方向相反 使线圈反方向转动，最后静止在乙图位置【解析】【详解】（1）根据题图中的电流方向，图丙中ab段导线中的电流方向依然是由a到b，磁场方向也没有变化，故所受磁场力的方向和图甲中相同，方向向上，如下图：由图知道，ab、cd段导线受到的磁场力方向相反，故使线圈沿虚线轴做顺时针的转动；（2）通电线圈在磁场中受力而转动，当线圈转到平面与磁感线方向垂直时，线圈受到大小相等、方向相反、作用在同一个线圈上，作用在同一条直线的两个平衡力；（3）线圈从甲图转到乙图时，由于惯性，会继续转动到如图丙，此刻ab、cd段导线受到的磁场力使线圈反方向转动，最后静止在乙图位置4、（1）600（2）60（3）R3=154【解析】【详解】（1）由图1知，控制电路中R0与线圈、R串联，当电磁铁线圈中的电流I=10mA时，电磁铁的衔铁正好被吸下，由I=可得此时控制电路的总电阻：R总=600；（2）由题意知，衔铁刚好被吸下时，控制电路电流I=10mA=0.01A，此时电流总电阻R总=600，由串联电路电阻特点可得热敏电阻：R=R总R0=600200=400，由图2可知，此时水温为60；（3）由题知，a、b接通，R1与虚线框中连入部分并联，电热水器工作电路的功率2200W，P1=W，虚线框中连入部分功率：Pb=2200WW=W，虚线框中连入部分功率：Pb=66=R2，继电器上方触点和触点c接通，此时只有框内电阻接入电路，电热水器工作电路中的电流为1A，此时虚线框内的总电阻：R框=220，PbR框，所以框内R2、R3电阻应串联，即框内cb间是电阻R3，且R3=R框R2=22066=154虚线框内的电路如图所示：5、 (1) 6×104J (2)4 0 (3)调大【解析】【详解】（1）电热丝正常工作1分钟，产生的热量： ；（2）当温度为50时，R1=80，在控制电路中， ，R2=R总R1=12080=40；（3）若提高恒温箱的温度，则R1的电阻减小，因为工作电路正常工作时，控制电流不变，因此控制电路的总电阻不变，R1电阻减小，因此变阻器接入电路的电阻应调大