2022年苏教版九年级物理下册第十六章电磁转换综合测评试卷(无超纲带解析)

苏教版九年级物理下册第十六章电磁转换综合测评
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Ⅱ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、下面所做探究活动与得出结论相匹配的是（）
A．活动：探究带电体间的相互作用→结论：同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥
B．活动：马德堡半球实验→结论：大气压真实存在且很大
C．活动：观察惯性现象→结论：一切物体都受到惯性力的作用
D．活动：用铁屑探究磁体周围的磁场→结论：磁感线是真实存在的
2、下列关于电磁信息的说法中，正确的是（）
A．通电导体在磁场中的受力方向只与电流的方向有关
B．发电机工作时，将机械能转化为电能
C．闭合电路的部分导体在磁场中运动时，一定能产生感应电流
D．玩具电动车的电动机是利用电磁感应原理工作的
3、对如图所示的实例或实验解释正确的是（）
A．图中多个大功率用电器同时使用一个插线板不会有安全隐患B．图中人站在绝缘板上，双手同时握住火线和零线不会触电C．图中可用来演示电磁铁磁性强弱与电流大小的关系
D．图中可用来演示发电机原理
4、如图所示，能正确反映磁体周围的磁感线分布的是（）A．B．
C．D．
5、关于如图所示的奥斯特实验，以下结论正确的是（）
①该实验证明了电磁感应现象
②甲、乙两图的实验说明电流的周围存在着磁场
③该实验证明了磁极间的相互作用规律
④甲、丙两图的实验说明电流的磁场方向与电流的方向有关
A．②③B．①③C．①④D．②④6、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
7、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
8、在下图的四个实验装置中，能说明电动机工作原理的是（）A．B．
C．D．
9、勤思考、爱交流的小琴对电磁的知识进行了总结，并与小文进行交流。

小文认为小琴的结论有的正确、有的错误。

小琴总结的下列结论中正确的是（）
A．导体中的负电荷在做定向移动时不一定产生磁场
B．改变磁场的方向，通电导线在磁场中的受力方向就发生改变
C．闭合回路的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．指南针之所以指南北，是因为受到地磁场的原因
10、图所示，下列说法中正确的是（）
A．甲图实验可以证明“磁能生电”，利用其原理制成了电动机
B．乙图实验可以证明“电流周围存在磁场”
C．丙图实验闭合开关，调节滑动变阻器滑片的位置，可以改变电磁铁的磁场方向
D．丁图实验可以证明“磁场对通电线圈有力的作用”，利用其原理制成了发电机
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）
1、著名的______实验，首次揭示了电流磁效应的存在；德国物理学家______最先通过实验归纳出“一段导体中的电流，跟加在这段导体两端电压成正比，跟这段导体的电阻成反比”的定量关系。

2、螺线管通电后，小磁针静止时的指向如题图所示，则通电螺线管右端为______极，电源的______端
为正极。

3、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。

4、物理学有用吗？当然有用！船为什么可以浮在水面上？古希腊科学家___________发现了物体在水中所受浮力大小的规律，他还发现了杠杆、滑轮等机械工作原理，始创了机械理论；形形色色的电器，与我们的生活密不可分，这都归功于物理学家发现了“电”和“___________”的性质及变化规律；据说300多年前，英国物理学家___________从苹果落地联想到月亮为什么不掉下来，在总结前人研究的基础上，经过不断地探索和思考，他终于发现了支配天体的万有引力定律。

5、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。

三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、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=88Ω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0~120Ω）和热敏电阻R t组成的，热敏电阻R t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R t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。

2、科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温箱温控电路，它包括控制电路和受控电路两部分，用于获得高于室温、且温度在一定范围内变化的“恒温”。

其中控制电路电源电压36V U =，R 为可变电阻， R 1为热敏电阻（置于恒温箱内），热敏电阻阻值随温度变化的关系如图乙所示，继电器线圈电阻50ΩR =0，已知当控制电路的电流达到0.04A 时，继电器的衔铁被吸合；当控制电路的电流减小到0.036A 时，衔铁会被释放。

加热器的规格是“220V 1000W”，恒温箱内部空间大小是32m ，空气的
密度31.30kg/m ρ=空，空气的比热容 3110J/(kg )c =⨯⋅空℃。

（1）如图甲所示状态，通过加热器的电流多大？
（2）加热器产生的热量有80%转化为恒温箱内空气的内能，若使恒温箱内空气温度从25℃升高到65℃，加热器需正常工作多长时间？
（3）若要使恒温箱内可获得上限为100℃的“恒温”时，可变电阻R 应调节为多大？
（4）如果需要将恒温箱内的下限温度设为50℃的“恒温”，则应将可变电阻R 调节为多大？这时“恒温”的上限温度是多少？
3、目前全国少数城市已投入使用超级电容公交车．超级电容器是一种新型电能存储设备，像蓄电池一
样也有正、负两极，可通过安装在各公交站点的充电桩快速充满电，让车能够继续正常行驶．在制动过程中，电车又能通过发电机回收部分能量为超级电容充电，安全高效环保．
假设某型号的超级电容公交车载满乘客时总质量为15吨，某次运行时从充电桩充满电后电车储存的能量约为2×107焦，能以10米/秒的速度保持匀速直线行驶6千米，能量利用的效率为90%．
（1）电车发电机的工作原理是______．
（2）若公交车载满乘客时车胎与地面的总接触面积为0.4米2，求公交车对地面的压强．_____
（3）若公交车在该次运行中受到的阻力恒定，则牵引力大小是多少? _____
（4）若公交车在该次运行中电容器输出电压为300伏，不计电容器输出电能时的能量损耗，则工作电路的电流有多大? _____
4、如图甲所示，电源电压U=6V，S为单刀双掷开关，小灯泡L的电阻R l=10Ω，设灯丝电阻不随温度变化，R为某种压敏电阻，其阻值R与压力F成反比（如图乙所示），R的正上方固定有一电磁铁P，其线圈电阻不计：
(1)在R上水平放置铁制品，开关S由接a改为接b，其他条件不变，灯的亮度变______；
(2)当开关接a，电流表的示数为0.375A时，灯泡两端的电压为多少___？此时R上水平放置的铁制品重为多少______？
(3)在R上水平放置重为20N的铁制品，开关接b，电流表稳定后的示数为0.4A，则此时压敏电阻的阻值为多少 _____？电磁铁P对铁制品的吸引力为多少________？
5、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U＝6V，继电
器线圈的电阻可不计．如图为热敏电阻的R1﹣t图象，且已知在50～150℃范围内，热敏电阻的阻值随温度的变化规律是：R1×t＝k（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R2＝225Ω，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kW•h？
（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？
---------参考答案-----------
一、单选题
1、B
【解析】
【详解】
A．电荷间相互作用的规律是同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，故A不符合题意；
B．马德堡半球实验有力地证明了大气压的存在，并且大气压很大，故B符合题意；
C．惯性是物体的一种固有属性，它不是力，不能说受到惯性力的作用，故C不符合题意；
D．磁感线是理想化的物理模型，磁感线实际上并不存在，故D不符合题意。

故选B。

【解析】
【详解】
A．通电导体在磁场中的受力方向与导体中的电流方向和磁场方向有关，故A错误；
B．发电机工作时，消耗机械能，得到电能，是将机械能转化为电能，故B正确；
C．闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，就会产生感应电流，故C错误；
D．玩具电动车的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D错误。

故选B。

3、D
【解析】
【详解】
A．图中多个大功率用电器同时使用一个插线板会造成电流过大，存在安全隐患，故A错误；
B．图中人站在绝缘板上，双手同时握住火线和零线会造成双线触电，故B错误；
C．图中可用来演示通电导体在磁场中受力，不是电磁铁磁性强弱与电流大小的关系，故C错误；
D．图中闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线，导体中产生感应电流，这是电磁感应现象，是发电机的原理，故D正确。

故选D。

4、B
【解析】
【详解】
磁体外部磁感线从N极流向S极，故ACD不符合题意，B符合题意。

故选B。

【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①③错误，②④正确。

故ABC错误，D正确。

故选D。

6、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。

7、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。

8、B
【解析】
【详解】
A．是电磁感应的实验图，属于发电机的工作原理图，故A不符合题意；
B．电路中有电流，通电线圈或导体受到磁场力的作用而运动，是电动机的工作原理图，故B符合题意；
C．是奥斯特实验图，小磁针指针偏转说明通电导体周围有磁场，故C不符合题意；
D．是研究通电螺线管极性的判断方法，是安培定则原理图，故D不符合题意。

故选B。

9、D
【解析】
【详解】
A．导体中的负电荷在做定向移动时会产生电流，电流的周围一定存在磁场，故A错误；
B．若改变磁场的方向时也改变了电流的方向，则通电导线在磁场中的受力方向不会发生改变，故B错误；
C．闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中产生感应电流，故C错误；
D．地球本身就是个大磁体，指南针之所以指南北，就是因为受到地磁场的原因，故D正确。

故选D。

10、B
【解析】
【详解】
A．甲图实验通过闭合电路的部分导线切割磁感线，产生感应电流，可以证明“磁能生电”，利用其原
理制成了发电机，故A错误；
B．乙图实验中，当电路中有电流流过时，小磁针发生偏转，可以证明“电流周围存在磁场”，故B正确；
C．丙图实验闭合开关，调节滑动变阻器滑片的位置，通过弹簧测力计示数的改变，可以看出电磁铁的磁性大小，该实验验证的是电磁铁磁性与电流大小的关系，故C错误；
D．丁图实验将通电导体放在磁场中，通电导体会运动，可以证明“磁场对通电线圈有力的作用”，利用其原理制成了电动机，故D错误。

故选B。

二、填空题
1、奥斯特欧姆
【解析】
【分析】
【详解】
[1]1820年奥斯特发现：当小磁针发生偏转时，说明了磁场的存在，这就是著名的奥斯特实验，首次揭示了电流磁效应的存在。

[2]德国物理学家欧姆最先通过实验归纳出“一段导体中的电流，跟加在这段导体两端电压成正比，跟这段导体的电阻成反比”的定量关系，这一规律被称为欧姆定律。

2、 N 右
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]由题图可知，小磁针左端为N极，由异名磁极相互吸引可判断出通电螺线管左侧是S极，右侧为N极；利用安培定则可知电流从螺线管的右端流入，左端流出，判断出电源右侧为正极，左侧为负极。

3、电机械
【解析】
【详解】
[1][2]电动机通电后高速转动，电流做功，电能转化为机械能。

4、阿基米德磁牛顿
【解析】
【分析】
【详解】
[1]阿基米德发现了物体在水中所受浮力大小的规律和杠杆平衡条件。

[2]物理学家揭示了电与磁之间的联系，制造的发电机也为形形色色的电器提供了电能。

[3]牛顿通过观察苹果落地发现了万有引力定律。

5、感应机械##动
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]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。

三、计算题
1、（1）随着温度的升高热敏电阻R t的阻值逐渐减小；（2）2.5A；1.65×105J；（3）60Ω；（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R t的阻值逐渐减小。

（2）工作电路中电热丝R 0工作时的电流为
000220V =2.5A 88U I R ==Ω
工作5min 产生的热量为
22500(2.5A)88560s=1.6510J Q I R t ==⨯Ω⨯⨯⨯
（3）衔铁被吸下时控制电路总电阻为
117.5V =1500.05A
U R I ==Ω总 由乙图可知当温度为60℃时，热敏电阻R t 的阻值为90Ω，则可求此时电阻箱R 1阻值为
R 1=R 总-R t =150Ω-90Ω=60Ω
（4）设定温度越高则热敏电阻R t 的阻值越小，总阻值须达到150Ω衔铁才会被吸下，则当滑动变阻器取得最大值为120Ω时，热敏电阻R t 的阻值最小为
R tmin =150Ω-120Ω=30Ω
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R t 的阻值逐渐减小；
（2）电热丝R 0工作时的电流为2.5A ，工作5min 产生的热量为1.65×105
J ；
（3）如果恒温箱的温度设定为60℃则电阻箱R 1应取60Ω；
（4）该恒温箱可设定的最高温度是180℃。

2、 (1)4.55A (2)130s (3)450Ω (4) 150Ω，57.1℃
【解析】
【详解】
(1)根据P ＝UI 可得，通过加热器的电流
1000W 4.55A 220V P I U ==≈
(2)由m V
ρ=得，空气质量 m ＝ρV ＝1.30kg/m 3×2m 3＝2.6kg
空气吸收的热量
()()()350110J /kg 2.6kg 6525 1.0410J Q c m t t =-=⨯⋅⨯⨯-=⨯空℃℃℃
加热器消耗的电能
551.0410J 1.310J 80%Q
W η⨯===⨯ 由W ＝Pt 得，加热时间
51.310J 130s 1000W
t P W ⨯=== (3)由图知t 1＝100℃，R t1＝400Ω，此时通过线圈电流I 1＝0.04A ，根据欧姆定律可得，控制电路的总电阻
136V 900Ω0.04A
U R I ===总控 可变电阻R 的阻值
R ＝R 总﹣R t1﹣R 0＝900Ω﹣400Ω﹣50Ω＝450Ω
(4)当温度下限t 2＝50℃时，R t2＝800Ω，通过线圈电流I 2＝0.036A ，根据欧姆定律可得，此时控制电路的总电阻
236V 1000Ω0.036A
U R I '===控总 此时可变电阻R 的阻值
t201000Ω800Ω50Ω150ΩR R R R ''=--=--=总
由题意可知，温度升高到上限时，控制电路的电流达到0.04A ，则控制电路的总电阻仍然为R 总＝900Ω，设此时温度升高到上限时，热敏电阻值为R t3，则此时热敏电阻的阻值
t30900Ω150Ω50Ω700ΩR R R R '=--=--=总
由图象可知热敏电阻的阻值和温度成反比，这时“恒温”的上限温度约为
3100400Ω57.1700Ω
t ⨯=≈℃℃ 答：(1)通过加热器的电流4.55A ；
(2)加热器需正常工作130s ；
(3)可变电阻R 调节到450Ω；
(4)应将可变电阻R 调节为150Ω；这时“恒温”的上限温度约是57.1℃。

3、 电磁感应 3.75×105Pa 3×103N 111.1A
【解析】
【详解】
（1）电车发电机的工作原理是电磁感应．
（2）公交车对水平地面的压力：F =G =mg =15×103kg×10N/kg=1.5×105N ．对地面的压强：p =
F S =521.510N 0.4m ⨯=3.75×105Pa ． （3）牵引力做功：W =W 总η=2×107J×90%=1.8×107
J ，牵引力：F =W s =71.810J 6000m ⨯=3×103N ； （4）工作时间：t =s v =6000m 10m /s =600s ，由W =UIt 得，工作时电流：I =W Ut =7210J 300V 600s
⨯⨯=111.1A ． 4、 暗 3.75V 10N 5Ω 8N
【解析】
【详解】
(1)由甲电路图可知，开关接a 时，L 与R 串联，铁制品对R 的压力大小等于其重力；开关接b 时，L 、R 和电磁铁串联，电磁铁通电产生磁性，吸引铁制品，所以铁制品对R 的压力减小，因为R 的阻值与压力F 成反比，所以R 的阻值变大，电路的总电阻变大，电源电压一定，由U I R
=可知，电路中电流变
小，由P=I 2
R 知灯泡实际功率变小，灯的亮度变暗；
(2)由U I R =可得，当开关接a 时，灯泡两端的电压 10.375A 10Ω 3.75V L U IR ==⨯=
由串联电路电阻规律和欧姆定律可得，此时R 的阻值
116V 0.1375A
0Ω6ΩR R R R U I -=-=-==总 由图乙可知，当R =6Ω时，R 受到的压力为10N ，所以R 上方水平放置的铁制品重为
G=F=10N
(3)当铁制品20N G '=放在R 上，开关接b 时，电流表稳定后的示数为0.4A ，此时灯两端的电压
10.4A 10Ω4V L U I R ''==⨯=
根据串联分压规律可知压敏电阻两端的电压
16V 4V 2V U U U '=-=-='
则此时压敏电阻的阻值 2V 50.4A
U R I ''=
==Ω' 因为R 与压力F 成反比，由图像乙知 FR =60N•Ω
则当5ΩR '=时 60N Ω==125Ω
F N ' 由力的平衡条件可得，电磁铁P 对铁制品的吸引力
20N 12N 8N F G F ''=-=-=吸
答：(1)在R 上水平放置铁制品，开关S 由接a 改为接b ，其他条件不变，灯的亮度变；
(2)当开关接a ，电流表的示数为0.375A 时，灯泡两端的电压为3.75V ；此时R 上水平放置的铁制品重为10N ；
(3)在R 上水平放置重为20N 的铁制品，开关接b ，电流表稳定后的示数为0.4A ，则此时压敏电阻的阻值为5Ω；电磁铁P 对铁制品的吸引力为8N ；
5、（1）75Ω；（2）A 、B 端；（3）12.5kW•h．（4）255Ω．
【解析】
【详解】
（1）由题可知，恒温箱保持60℃时，可变电阻R 2＝225Ω，电流是20mA ＝0.02A ，电源电压为6V ，则根据欧姆定律可得控制电路的总电阻：363002010U V R I A
-===Ω⨯； 由电阻的串联可得，60℃时热敏电阻R 1的阻值：R 1＝R ﹣R 2＝300Ω﹣225Ω＝75Ω；
（2）由如图可知，热敏电阻R 1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：3101500105012.560
W Pt kW h kW h ⨯⨯⨯=﹣＝＝； （4）由题可知，R 1t ＝常数，由1小题可知，当温度是60℃时，热敏电阻为75Ω，则当温度是100℃时，设热敏电阻为R ′1，则有：75Ω×60℃＝R ′1×100℃，解得：R ′1＝45Ω；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R ＝300Ω，根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和，可变电阻R 2的阻值：R 2＝R ﹣R ′1＝300Ω﹣45Ω＝255Ω．
答：（1）60℃时，热敏电阻R 1的阻值是75Ω；
（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12.5kW•h．
（4）如果要使恒温箱内的温度保持100℃，可变电阻R 2的阻值应调为255Ω．。