人教版九年级全一册20.5磁生电 练习（含解析）

人教版九年级全一册 20.5 磁生电
一、单选题
1．在初中物理教科书中，我们已经认识了不少科学家，他们在物理学的发展过程中作出了杰出的贡献。下面列举了四位科学家和他们的重要成果，其中错误的是（　　）
A．安培：研究并总结出电流跟电压和电阻的关系
B．法拉第：重要贡献是磁生电，即电磁感应现象的发现
C．奥斯特：发现了电流的周围存在磁场
D．焦耳：通过实验研究出电流热效应规律
2．广州是全国率先启用新能源汽车号牌的 5 个试点城市之一，新能源汽车越来越普及，如图所示为新能源汽车号牌专用标识。号牌中的圆圈由两部分组成；左侧是英文单词“Eletcric”的首字母“E”，右侧是电源插头的图案；号牌中的字母“D”粤表示纯电动汽车。这类汽车发动机的动力装置是电动机，其工作原理是下图所示实验中的（ ）
A． B．
C． D．
3．在商场和超市的收银台常常能看到如图所示的磁信息阅读器，俗称POS机。其工作原理是：当带有磁条的银行卡在阅读器上刷过时，阅读器的检测头就会产生感应电流，从而得到相应的信息。下图所示的四个实验中，能说明这一物理原理的是（　　）
A． B． C． D．
4．将导体、开关和灵敏电流表用导线连接，导体放置在磁极间，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．开关闭合，磁铁不动，水平向左快速移动，指针不偏转
B．磁极对调后，开关闭合，水平向右快速运动，指针要偏转
C．开关闭合，竖直上下运动，指针要偏转
D．开关断开，快速运动，指针可能偏转
5．如图所示，能够说明发电机工作原理的实验装置是（　　）
A． B．
C． D．
6．下列关于电与磁的四个实验的认识，正确的是（　　）
A．甲实验能说明电流周围存在磁场 B．乙实验中通电螺线管左端是S极
C．丙图中的线圈正处于平衡位置 D．丁实验的原理与电动机的原理相同
7．如图是一款“运动手环”，其主要部分是一段内置有一小块磁铁的密闭的空心塑料管，管外缠绕着线圈。戴着这种手环走路时塑料管跟着手一起运动，磁铁则在管内反复运动，线圈中便会产生电流，液晶上就会显示出运动的步数。下列四幅图中能说明其工作原理的实验装置是（　　）
A． B． C． D．
8．许多科学家在研究电和磁的漫长历史中做出了卓越贡献。其中经过10年不懈努力发现电磁感应现象的科学家是（　　）
A．奥斯特 B．法拉第 C．焦耳 D．安培
9．如图是一种手持式金属探测器。当它靠近金属物体时，在金属物体中就会产生电流，探测器发出警报。以下选项中也是利用该原理工作的是（　　）
A． 电磁起重机 B． 电铃
C． 动圈式话筒 D． 扬声器
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
二、填空题
11．每一次物理学的重大发现都会影响人类社会的进步和发展，1831年英国科学家______发现了电磁感应现象，使人类社会由“蒸汽时代”进入“电气时代”；磁针所指的南北方向与地理的南北方向有偏离，世界上最早记述这一现象的人是我国宋代学者______。
12．英国物理学家______发现了著名的电磁感应现象，即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，在导体中产生______的现象
13．如图所示，在“探究感应电流产生的条件”实验中，闭合开关，让导体AB静止在磁场中，回路中______有感应电流产生；让导体AB做切割磁感线运动，回路中是______有感应电流产生；当回路中有感应电流时，将磁极对调，改变磁场方向，感应电流的方向______改变。（均选填“会”或“不会”）
14．学习“电磁转换”这一章后，小明画出部分内容的思维导图，请你帮他补全空格处内容：（1）______；（2）______；（3）______。
15．如图所示，是一款“运动手环”，其主要部分是一段内置一小块磁铁的密闭空心塑料管，管外缠绕着线圈。戴着这种手环走路时，塑料管跟着手一起运动，磁铁则在管内反复运动，线圈中便会产生感应电流，此过程利用了______现象，这一原理是科学家______发现的，并发明了________（选填“电动机”或“发电机”）。
三、综合题
16．如图是科技小组的同学利用电磁转换的知识制作的“电能无线传输”装置的示意图。图中送电线圈利用电流线圈产生磁场，受电线圈利用磁场产生电流。受电线圈正对并靠近送电线圈可以产生电流，使灯泡发光，实现电能的无线传输。
（1）送电线圈是利用电流的_______效应工作的，这个现象是由丹麦物理学家_______最先发现的；
（2）受电线圈产生电流的原理是______，与之原理相同的是_______（选填“电动机”或“发电机”）；
（3）受电线圈中电流大小可以通过灯泡___________来反映；
（4）在图中的电源、调节装置和送电线圈不改变的情况下，该小组同学想探究影响受电线圈两端电压大小的因素，猜想它可能与受电线圈的匝数、直径及两线圈之间的距离有关。通过查阅资料，他们了解到受电线圈两端电压与线圈匝数的关系。接着，他们用相同材质的漆包线绕制了多个匝数相同直径不同的受电线圈，对其余两个猜想进行探究（送电线圈直径为70.0mm）。实验数据如下表：
实验次数 受电线圈的直径D/mm 两线圈之间的距离d/mm 受电线圈两端的电压U/V
1 70.0 22.0 8.6
2 70.0 11.0 14.1
3 70.0 5.5 20.5
4 145.0 5.5 10.3
5 105.0 5.5 16.9
6 45.0 5.5 13.9
7 32.0 5.5 5.4
①分析___________三次实验数据可初步得出结论：在受电线圈的直径和匝数相同时，两线圈之间的距离越小，受电线圈两端的电压越大；
②分析3、4、5、6、7五次实验数据可初步得出结论：在两线圈之间的距离和受电线圈的匝数相同的情况下，受电线圈直径增大时，其两端电压___________。
（5）通过实验，小组同学发现电能无线传输存在传输距离___________的缺点。尽管如此，电能无线传输技术仍然有着广阔的应用前景，如部分手机和电动牙刷的无线充电装置已经采用了该技术。
17．如图是动圈式话筒（麦克风）和扬声器（喇叭）的构造示意图。当人对着话筒讲话时，产生的声音使膜片以及与之相连的线圈一起振动，线圈在磁场中的这种运动，能产生随着声音变化的电流；变化的电流经被大器放大后，通过扬声器的线圈，由于通过线圈中的电流是交变电流，通电线圈就在磁场中来回振动，带动纸盆也来回振动，扬声器就发出声音。根据以上原理，请你思考并回答：
（1）图示装置的主要目的是为了改变声音的 __________ （选填“音调”、“响度”或“音色”）；
（2）话筒是一种把声信号转化为电信号的装置，它利用了 __________ 原理工作；
（3）当扬声器中的线圈通过的电流方向如图所示时，线圈向左运动，那么当电流方向改变时，线圈将向右运动，与扬声器原理相似的是 ___ （选填“电动机”、“发电机”）。
18．我国第一高楼“上海中心大厦”的建筑高度是632米，为了避免台风来临时大厦上部剧烈晃动，大厦上部第125层安装了总质量上千吨的阻尼器系统，如图甲所示。
阻尼器系统的钢索悬挂在大厦顶端，阻尼器类似一个质量巨大的金属摆，其简化模型如图乙所示。台风来临迫使大厦晃动，触发阻尼器产生与大厦晃动方向相反的摆动（如图丙所示）。阻尼器不停的往复摆动，使大厦上部晃动逐渐减弱，这样就不断吸收大厦晃动的能量。
请回答下列问题
（1）若阻尼器所在楼层距大厦底层高580m，乘坐高速电梯从底层到125层用时58s，则这一过程电梯的平均速度是多少
（2）若阻尼器系统的质量是106kg，则它受到的重力是多少 （取g=10N/kg）
（3）图丙中，大厦刚开始向左晃动时，内部的阻尼器为什么会相对向右摆动
（4）阻尼器吸收的能量不断增加，从安全角度考虑，设计时应使其摆动到最低点时速度不能过大，若在阻尼器下方加装铜质闭合线圈，结合电磁感应知识，你认为还缺少的器件是什么 请从能量转化的角度写出这一新增装置能减小摆动速度的原因。
19．阅读短文，回答问题：
汽车的再生制动器
目前大多数汽车刹车时均采用油压制动．油压制动刹车时消耗的动能转化为内能释放掉，形成了能源的浪费．而现在的混合动力汽车采用再生制动器，它能把汽车刹车制动时消耗的动能转化为电能储存起来，同时产生汽车所需的制动力，从而有效减少了汽车的燃油消耗、污染物排放和制动器摩擦片的磨损．
汽车刹车时再生制动器是无法提供足够的刹车阻力，仍需要与油压制动器配合使用，产生恒定的刹车阻力来满足刹车要求．若某汽车以72km/h的速度行驶，刹车时再生制动器产生的阻力随时间变化的关系如下表：
再生制动器只会把一部分的动能再生使用，其余的动能转化为内能．汽车正常行驶时，将发动机关闭直至汽车停止的过程中，通过再生制动器将动能转化为电能的效率称为储能效率．储能效率根据不同的使用环境有所不同.
1. 从能量转化的角度看，汽车再生制动器相当于( )
A．电动机 B．发电机 C．汽油机
2. 汽车刹车时，再生制动器所产生的刹车阻力大小随时间的变化情况是( )
A．逐渐增大 B．先增大后不变
C．先增大后减小 D．先增大,后不变,再减小
3. 在甲图中画出汽车刹车时再生制动器0～0.8s内产生的刹车阻力随时间变化的图像．
( )
4. 如果汽车制动时需要产生恒定的刹车阻力为1×104N，由图甲可知t=0.5s时，油压制动器还需产生________N的刹车阻力．
5. 某次测试中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭再生制动器两种情况下，汽车通过的路程s与对应的速度大小v ，计算出动能E k ，画出了对应的E k -s 图像如乙图所示．由图像可以求出此次测试中的储能效率为____ ．
A．40% B．60% C．66.7% D．90%
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】
A．欧姆研究并总结出电流跟电压和电阻的关系，得出欧姆定律，故A错误，符合题意；
B．在奥斯特发现电生磁的基础上，法拉第发现了磁生电，即电磁感应现象，故B正确，不符合题意；
C．奥斯特最早发现了电与磁之间的联系，即电流的磁效应，故C正确，不符合题意；
D．焦耳最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，得出焦耳定律，故D正确，不符合题意。
故选A。
2．B
【详解】
电动机的工作原理是：通电导体在磁场中受到力的作用。
A．图中是奥斯特实验，小磁针指针偏转说明通电导体周围有磁场，故A不符合题意；
B．电路中有电源，通电导体在磁场中受到力的作用运动，是电动机的工作原理，故B符合题意；
C．图中是研究电磁铁磁性大小的影响因素，是根据电流的磁效应制成的，故C不符合题意；
D．图中是电磁感应的实验图，属于发电机的原理，故D不符合题意。
故选B。
3．A
【详解】
当带有磁条的银行卡在阅读器上刷过时，阅读器的检测头就会产生感应电流，所以，阅读器的检测头利用的原理是电磁感应现象。
A．图中电路没有电源，闭合开关后，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中有感应电流产生，这是电磁感应现象，故A符合题意；
B．图中电路中有电源，说明了通电导体在磁场中受力而运动，故B不符合题意；
C．图示是奥斯特实验，说明了电流周围存在着磁场，故C不符合题意；
D．验电器其原理是同种电荷相互排斥，故D不符合题意。
故选A。
4．B
【详解】
A．开关闭合，磁铁不动，ab水平向左快速移动，导体ab切割磁感线，产生感应电流，指针偏转，故A错误；
B．磁极对调后，开关闭合，水平向右快速运动，导体ab切割磁感线，产生感应电流，指针偏转，故B正确；
C．开关闭合，竖直上下运动，导体ab没有切割磁感线，不会产生感应电流，指针不偏转，故C错误；
D．开关断开，快速运动，电路是断路，不会产生感应电流，指针不会偏转，故D错误。
故选B。
5．C
【详解】
发电机原理利用电磁感应原理工作：
A．由图可知是奥斯特实验，故A不符合题意；
B．由图可知是通电导体在磁场的受力实验，故B不符合题意；
C．由图可知是电磁感应实验，故C符合题意；
D．由图可知是通电螺线管实验，故D不符合题意。
故选C。
6．A
【详解】
A．通电导线放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，小磁针的运动可以显示磁场的存在，它是研究电流的磁效应的，是奥斯特实验，故A正确；
B．由图可知，电流由螺线管的右端流入，左端流出，则用右手握住螺线管，四指沿电流方向，则大拇指向左，即螺线管的左端为N极，故B错误；
C．该装置中线圈切割磁感线能产生感应电流，是电磁感应现象，是发电机的工作原理，但线圈位置在图示中受到非平衡力的作用（两个切割磁感线的导体受到方向相反的力），不是平衡位置，故C错误；
D．该图没有电池，验证闭合电路的一部分导体切割磁感线时产生感应电流，是电磁感应现象实验图，与发电机的原理相同，而电动机的原理是通电导线在磁场中受到力的作用，故D错误。
故选A。
7．C
【详解】
根据“运动手环”的特点可知，当塑料管运动时，磁铁在管中反复运动，线圈切割磁感线而产生电流。因此，运动手环的基本原理是电磁感应，
A．该实验是奥斯特实验，说明电流的周围存在磁场，故A不符合题意；
B．图中显示通电螺线管的磁场，其原理是电流的磁效应，故B不符合题意；
C．由图可知，导体AB在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，是电磁感应现象，故C符合题意；
D．图中是研究通电导体在磁场中受力运动的实验，故D不符合题意。
故选C。
8．B
【详解】
奥斯特发现了电流的磁效应，法拉弟发现了电磁感应现象，焦耳探究的是焦耳定律，安培总结了安培定则，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
9．C
【详解】
探测器将线圈靠近金属物体时，相当于闭合电路的部分导体在切割磁感线，从而产生了电流。
A．电磁起重机是利用电流的磁效应制成的，故A不符合题意；
B．电铃是利用电流的磁效应制成的制成的，故B不符合题意；
C．动圈式话筒是利用线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流制成的，故C符合题意；
D．扬声器是利用通电线圈在磁场中受力的作用而制成的，故D不符合题意。
故选C。
10．C
【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。
11． 法拉第 沈括
【详解】
[1]英国科学家法拉第经过长期研究，于1831年发现了电磁感应现象，解决了“磁生电”的问题，为人类从“蒸汽时代”步入“电气时代”作出了卓越的贡献。
[2]北宋学者沈括在《梦溪笔谈》记载了指南针指向“常微信东，不全南也”，即：地理的两极和地磁场的两极并不重合，磁针所指的南北方向与地理的南北方向有偏离，沈括是第一位指出地磁偏角的科学家。
12． 法拉第 电流
【详解】
[1][2]英国物理学家法拉第在奥斯特的启发下，研究了磁场与电流的关系，最终通过十年的努力终于发现了电磁感应现象，即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生电流。
13． 不会 会 会
【详解】
产生感应电流的条件是：①电路是闭合电路；②闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
[1][2]在“探究感应电流产生的条件”实验中，闭合开关，让导体AB静止在磁场中，导体没有做切割磁感线运动，回路中不会有感应电流产生；让导体AB做切割磁感线运动，则回路中会有感应电流产生。
[3]当回路中有感应电流时，将磁极对调，改变磁场方向，由于感应电流的方向与导体运动的方向和磁场的方向有关，则感应电流的方向会改变。
14． （磁）力 奥斯特 发电机
【详解】
（1）[1]磁场的性质是对放入其中的磁体有力（或磁力）的作用。
（2）[2]电生磁是指通电导体周围存在着磁场，这种现象最早是丹麦物理学家奥斯特发现的。
（3）[3]磁生电是指闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动，导体中就会产生感应电流，这就是电磁感应现象，应用是发电机。
15． 电磁感应 法拉第 发电机
【详解】
[1][2]根据“运动手环”的特点可知，当塑料管运动时，磁铁在管中运动，线圈切割磁感线而产生电流，因此，运动手环的基本原理是电磁感应，产生电流的过程中将机械能转化为电能，这一原理是科学家法拉第发现的。
[3]根据这个电磁感应现象，产生电流的现象，发明了发电机。
16． 磁 奥斯特 电磁感应 发电机 亮度（或两端的电压大小） 1、2、3 先增大后减小 小
【详解】
（1）[1][2]由题干材料知道，图中送电线圈利用电流产生磁场，是电流磁效应，这个现象是由丹麦物理学家奥斯特最先发现的。
（2）[3][4]受电线圈正对并靠近送电线圈可以产生电流，这是由于运动产生电流是电磁感应，发电机的工作原理也是电磁感应，故原理和发电机原理相同。
（3）[5]在灯泡的电阻不变时，根据U=IR，电流越大，电压表示数越大；根据P=I2R，电流越大，灯泡的功率越大，灯泡越亮，所以受电线圈中电流大小可以通过灯泡亮度或灯泡两端电压来判断。
（4）①[6] 1、2、3实验的受电线圈直径相同，线圈匝数相同，两线圈距离逐渐减小，受电线圈两端的电压不断增大。
② [7]3、4、5、6、7五次实验线圈匝数相同，两线圈之间距离相等，受电线圈直径不断增大时，受电线圈两端的电压先增大后减小。
（5）[8]由于从实验数据知道，在受电线圈的直径和匝数相同时，两线圈之间的距离越小，受电线圈两端的电压越大，当两线圈距离增大时，受电线圈两端的电压会减小，所以，电能无线传输存在传输距离小的缺点。
17． 响度 电磁感应 电动机
【详解】
(1)[1]声音经过扩音器后声音更大，所以它的主要目的是为了改变声音的响度。
(2)[2]声音使膜片振动，使线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流；这是电磁感应现象。
(3)[3]当给线圈通电时，通电线圈就会在磁场中受到力的作用，力的方向跟电流的方向有关；所以当电流方向改变时，线圈的受力方向就变得相反，则线圈将向右运动；与扬声器原理相似的是电动机，电动机也是依据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，而发电机的原理是电磁感应。
18．（1）10m/s；（2）107N；（3）见解析；（4）磁铁；见解析
【详解】
解：（1）电梯的平均速度
这一过程电梯的平均速度是10m/s。
（2）阻尼器系统的重力
G=mg=106kg×10N/kg=107N
即阻尼器系统受到的重力是107N。
（3）大厦刚开始向左晃动时，阻尼器由于惯性要保持原来的运动状态，因此会相对大厦向右摆动。
（4）闭合线圈切割磁感线，将机械能转化为电能，机械能减小，因此需将闭合线圈置于磁场中，故还需磁铁。
闭合线圈切割磁感线，将机械能转化为电能，机械能减小，即动能减小，质量一定时，阻尼器速度减小。
答：（1）这一过程电梯的平均速度是10m/s；
（2）阻尼器系统受到的重力是107N；
（3）详见解析；
（4）还缺少的器件是磁铁；详见解析。
19． B D 1.4×103 A
【详解】
试题分析：（1）由题意可知，汽车再生制动器将机械能转化为电能，与发电机的能量转化相同，故B符合题意；（2）由表格数据知，汽车刹车时，再生制动器所产生的刹车阻力大小随时间先增大，后不变，然后减小，故选D．（3）在图上描出再生刹车阻力和时间的对应点（0，8.0）（0.2，8.1）（0.4，8.4）（0.6，9.0）（0.8，10.0），然后用光滑的曲线连接起来．如图．
（4）再生刹车阻力与油压产生的刹车阻力之和等于恒定的刹车阻力，由图甲可知t=0.5s时再生制动器产生的刹车阻力为8.6×103N．则油压制动器还需产生的刹车阻力为1×104N-8.6×103N=1.4×103N．
（5）关闭发动机后，关闭再生制动器，汽车克服摩擦力做功，动能全部转化为内能，由图②可知，关闭发动机时汽车的动能为EK0=W=fs2=f×（40m-30m）=10m×f，
开启再生制动器，由图①可知，汽车克服摩擦力做功W=fs1=f×（36m-30m）=6m×f，则动能转化为的电能为E=EK0-E=10m×f-6m×f=4m×f，
则该次测试中储能效率．故选项A正确．
故答案为（1）B；（2）D；（3）见上图；（4）1.4×103；（5）A．
【考点定位】
发电机的构造和原理；力与运动的关系；能量利用效率
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页

人教版九年级全一册20.5磁生电 练习（含解析）