12.7 电磁感应及其应用(练习)(教师版) 九年级物理全一册同步课堂(京改版)

12.7《电磁感应及其应用》
一、单选题
1．下列设备中利用电磁感应原理工作的是（ ）
A．白炽灯泡B．电风扇C．发电机D．洗衣机
【答案】C
【详解】A．白炽灯泡是利用灯丝通电后发热的原理制成的，即利用了电流的热效应，故A不符合题意；BD．电风扇、洗衣机的主要部件是电动机，利用通电导体在磁场中受力的作用的原理，故BD不符合题意；
C．发电机是利用电磁感应原理，即闭合回路的部分导体做切割磁感线运动，产生感应电流的现象，故C 符合题意。

故选C。

2．小罗把两个玩具电机用导线连接在一起(如图)，用力快速拨动甲电机的转叶，发现乙电机的转叶也缓慢转动起来。

对这个现象分析正确的是（ ）
A．“甲电机”将电能转化为机械能
B．“乙电机”将机械能转化为电能
C．“甲电机”依据电磁感应来工作
D．两电机的工作原理是相同的
【答案】C
【详解】A．“甲电机”相当于发电机，将机械能转化为电能，故A错误；
B．“乙电机”相当于电动机，将电能转化为机械能，故B错误；
C．“甲电机”相当于发电机，利用电磁感应工作，故C正确；
D．“乙电机”相当于电动机，利用磁场对电流受力的作用工作，两电机的工作原理不同，故D错误。

故选C。

3．如图，是探究“什么情况下磁可以生电”的实验装置，下列情况可以产生电流的是（ ）
A．导体棒不动，让磁体上下移动
B．磁体不动，让导体棒沿ab方向前后运动
C．磁体不动，让导体棒绕a端在水平面内转动
D．让导体棒和磁体以相同速度一起向左移动
【答案】C
【详解】A．产生感应电流的根本条件是导体棒切割磁感线，而蹄形磁铁的磁感线是N指向S，是竖直方向，导体棒不动，磁体上下移动没有切割磁感线，故A不符合题意；
B．磁体不动，导体棒沿ab方向导体没有切割磁感线，故B不符合题意；
C．磁体不动，导体棒绕a端在水平面内转动，导体切割磁感线，故C符合题意；
D．二者以相同的速度一起移动，导体棒和磁体相对静止，没有切割磁感线，故D不符合题意。

故选C。

4．小明为了天黑时骑车更安全在自行车座下方安装了一个感应灯。

当骑车时车轮转动产生感应电流使感应灯发光。

下列关于该自行车感应灯的说法正确的是（ ）
A．感应灯发光时将光能转化为电能
B．感应灯的工作原理与扬声器的工作原理相同
C．感应灯内感应电流的方向与自由电子定向移动方向相反
D．自行车停在路边时感应灯是光源
【答案】C
【详解】AB．当骑车时车轮转动产生感应电流使感应灯发光，这是电磁感应现象，该过程中机械能转化为电能，是发电机的原理，扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，故AB错误；
C．感应灯内是带负电的电子定向移动形成电流，物理学规定：正电荷定向移动的方向为电流方向，所以感应灯内感应电流的方向与自由电子定向移动方向相反，故C正确；
D．自行车停在路边时感应灯不发光，不是光源，故D错误。

故选C。

5．如图所示，圆圈表示闭合电路的一部分导体在磁场中的横截面，箭头表示导体的运动方向。

下列四幅图中，导体能产生感应电流的是（）
A．B．C．D．
【答案】D
【详解】当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流。

A．图中可知闭合电路的一部分导体在磁场中没有切割磁感线运动，所以电路中不会产生感应电流，故A 不符合题意；
B．图中可知闭合电路的一部分导体在磁场中逆着磁感线运动，所以电路中也不会产生感应电流，故B不符合题意；
C．图中可知闭合电路的一部分导体在磁场中沿着磁感线运动，所以电路中也不会产生感应电流，故C不符合题意；
D．图中闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，所以电路中会产生感应电流，故D符合题意。

故选D。

6．如图所示，有关电与磁的下列描述中，正确的是（ ）
A．甲图是研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系
B．乙图是发电机的原理图
C．丙图是探究电磁感应现象的装置图
D．图丁发现电流磁效应的物理学家是法拉第
【答案】C
【详解】A．甲图，两个电磁铁串联在电路中，控制电流相同，铁芯相同，两个电磁铁的线圈匝数不同，此图探究电磁铁磁性强弱跟线圈匝数的关系，故A错误；
B．乙图，电路中有电源，探究通电导线在磁场中受力的作用，是电动机的原理图，故B错误；
C．丙图，电路中没有电源，探究电磁感应现象，是发电机的原理图，故C正确；
D．奥斯特首先发现了电流周围存在着磁场，即电流的磁效应。

法拉第发现了电磁感应现象，故D错误。

故选C。

7．下列说法中正确的是（ ）
A．摩擦起电的过程中创造了正负电荷
B．经验表明对人体的安全电压为36V
C．金属导体中自由电子定向移动的方向与电流方向相同
D．我国家庭电路中用的交流电的电压为220V，频率为50Hz
【答案】D
【详解】A．摩擦起电的过程中，并没有创造电荷，而是电荷发生了转移，故A错误；
B．对人体的安全电压是不高于36V，故B错误；
C．金属导体中的自由电子是带负电，它的定向移动的方向与电流的方向相反，故C错误；
D．我国家庭电路使用是交流电，电压是220V，频率是50Hz，故D正确。

故选D。

8．在一次物理实验中，小明同学连接了如图所示的电路，电磁铁的右端有一个可自由转动的小磁针，闭合开关后，下列说法正确的是（ ）
A．电磁铁的右端为N极
B．利用这一现象所揭示的原理可制成的设备是发电机
C．小磁针N极向右旋转90°
D．当滑动变阻器滑片向上端移动时，电磁铁磁性会变弱
【答案】D
【详解】A．图中电流从电磁铁的左端流入，右端流出，根据安培定则可知，电磁铁的左端是N极，右端是S极，故A错误；
B．该实验表明了电能生磁，利用电流的热效应，此现象与发电机无关，发电机利用的是电磁感应现象，故B错误；
C．根据异名磁极相互吸引可知，小磁针静止时，左端是N极，右端是S极，即小磁针N极向左旋转90°，故C错误；
D．滑动变阻器的滑动片P向上端移动，电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，故电磁铁的磁性变弱，故D正确。

故选D。

9．下列关于四幅图的说法错误的是（）
A．甲图是奥斯特证明电磁感应的实验，也说明了发电机的原理
B．乙图中滑片向右移动，吸起的小铁钉数目会减少
C．丙图中若把磁极和电源正负极同时对调，导体棒运动方向将不变
D．丁图是证明通电导体周围存在磁场的实验，实验前小磁针南北放置较好
【答案】A
【分析】本题考查电磁感应、通电螺线管磁性的因素、电流的磁效应，奥斯特实验的实验装置及实验的现象进行判断。

【详解】A．甲图中导体棒ab在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，电流表指针发生偏转，电磁感应是法拉第首先发现的，是发电机的制作原理，故A错误，符合题意；
B．乙图中滑片向右移动，滑动变阻器连入阻值增大，电路中电流变小，螺线管磁性减弱，吸起的小铁钉数目会减少，故B正确，不符合题意；
C．丙图中开关闭合后，通电后导体在磁场力的作用下发生运动，其运动方向与磁场方向和电流方向两个因素有关．若磁极和电源正负极同时对调，导体棒运动方向将不变，故C正确，不符合题意；
D．丁图是奥斯特的实验，实验时导线平行放置于静止的小磁针上方，通电小磁针发生偏转，断电不偏转，此实验说明通电导体周围存在磁场；若小磁针东西放置后，通电导体下方的磁感线方向可能与地磁场方向相同，不通电在地磁场中作用下小磁针也会偏转，这样就不能说明电流磁场的存在，故D正确，不符合题意。

故选A。

10．手机无线充电方便了人们的生活，如图，是其原理图。

无线充电的原理如下：交变电流通过充电器内的送电线圈产生变化的磁场，手机上的受电线圈靠近磁场时，受电线圈内就会产生感应电流，给手机充电。

则受电线圈处用到的原理是（ ）
A．电磁感应原理B．电流的磁效应
C．磁场对电流的作用D．磁极间的相互作用
【答案】A
【详解】由题意可知，手机上的受电线圈靠近磁场时，线圈切割磁感线，就产生了感应电流，给手机充电，其原理是电磁感应现象，故A符合题意，BCD不符合题意。

故选A。

二、多选题
11．如图所示，两根绝缘细线悬挂着的导体ab，放在U形磁铁中央，ab两端连接着导线。

在虚线框中接入某种实验器材可进行相应的实验探究。

下列说法中不正确的是
A．接入电流表可探究电磁感应现象，与发电机原理相同
B．接入电源可探究电磁感应现象，与电动机原理相同
C．接入电流表可探究通电导体在磁场中受力，与电动机原理相同
D．接入电源可探究通电导体在磁场中受力，与发电机原理相同
【答案】BCD
【详解】AC．在虚线框中接入电流表，电路中无电源，闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，可以探究电磁感应现象，与发电机的原理相同，故A正确，不符合题意；C错误，符合题意；
BD．在虚线框中接入电源，通电导体在磁场中会受到力的作用，可以探究磁场对电流的作用，与电动机的原理相同，BD错误，符合题意；
故选BCD。

12．在人类的科学发展史中，很多物理学家做出过巨大的贡献，下列有关描述正确的是（）A．焦耳发现了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间之间的关系
B．奥斯特发现通电导体周围有磁场，磁场的方向与电流的方向有关
C．安培发现导体中电流与其两端电压成正比，与导体的电阻成反比
D．法拉第通过实验发现电磁感应现象，进一步揭示了电磁间相互联系
【答案】ABD
【详解】A．由物理学史可知，焦耳发现了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间之间的关系，即为焦耳定律，故A正确；
B．由物理学史可知，奥斯特发现通电导体周围有磁场，即电流的磁效应，磁场的方向与电流的方向有关，故B正确；
C．由物理学史可知，物理学家欧姆得出了导体中电流与其两端电压成正比，与导体的电阻成反比，故C 错误；
D．由物理学史可知，物理学家法拉第通过实验发现电磁感应现象，并进一步揭示了电磁间相互联系，故D正确。

故选ABD。

13．油电混合动力汽车逐渐走进普通家庭，混动汽车搭载了传统的内燃机，高效的电动机、发电机和蓄电池组。

行驶过程中内燃机提供动力，同时可为蓄电池充电，也可以由蓄电池和电动机提供动力。

下列说法正确的是（ ）
A．内燃机是利用内能做功的机器
B．发电机的工作原理是利用电流能产生磁场
C．蓄电池组充电时实现了化学能转化为电能
D．电动机的工作原理是磁场对通电导体有力的作用
【答案】AD
【详解】A．内燃机是通过燃料燃烧产生的内能来做功的机器，故A正确；
B．发电机的工作原理是电磁感应现象，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，故B错误；
C．蓄电池充电是将外加电源提供的电能转化为电池的化学能的过程，故C错误；
D．电动机的原理是磁场对通电导体有力的作用，故D正确。

故选AD。

14．对下列各图的分析中正确的是（ ）
A．图甲：闭合开关，导体在轨道上运动，应用了磁场对电流有力的作用的原理
B．图乙：麦克风与电动机的工作原理相同
C．图丙：当开关由位置2搬到位置1时，下方挂铁块的弹簧被拉长，说明电流越大，电磁铁磁性越强
D．图丁：电铃的工作原理是电流的磁效应
【答案】AD
【详解】A．据图可知，导体在轨道上运动是应用了磁场对电流有力的作用的原理，故A正确；
B．麦克风主要利用了电磁感应的原理，与电动机的原理不同，故B错误；
C．当开关由位置2搬到位置1时，匝数变多，磁性增强，下方挂铁块的弹簧被拉长，说明线圈匝数越多，电磁铁磁性越强，故C错误；
D．电铃的工作原理是电流的磁效应，通电时，电磁铁有电流通过，产生了磁性，把小锤下方的弹性片吸过来，使小锤打击电铃发出声音，同时电路断开，电磁铁失去了磁性，小锤又被弹回，电路闭合，不断重复，电铃便发出连续击打声了，故D正确。

故选AD。

15．某同学探究“什么情况下磁可以生电“的实验，ab是一根铜丝，通过导线接在量程为0～3A电流表的两接线柱上，当把ab迅速向右运动时，发现电流表指针向右偏转，为使电流表指针向左偏转，可以（）A．加大ab棒运动速度B．换用更粗的铜棒
C．应把ab改为向左运动D．调换磁铁的南北极
【答案】CD
【详解】A、加大ab棒运动速度，只能使得产生的感应电流增强，电流表的指针摆动幅度更大，故A错误；
B、感应电流大小是不受切割导体的粗细影响的，故B错；
C、题中向右运动可以切割磁感线，但电流表指针向右偏；要改变感应电流的方向，在保持磁场方向不变时，只改变导体运动方向，即改为向左运动，只是改变了感应电流的方向，而不改电流大小，所以仍然偏转不明显，故C正确；
D、调节磁铁的南北极，保持导体运动方向不变，是改变切割磁感线的，产生感应电流方向改变，故D正确．
故选CD．
【点睛】本题的关键不是产不产生感应电流的问题，而是产生的感应电流太小的问题，实验中加快导体切割速度、增强磁场、把导体绕成线圈，多匝同时切割等，这些办法可以增大产生的感应电流．
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
三、填空题
16．如图所示，运动手环受到了运动爱好者的喜爱，其核心元件为空心塑料管，管外缠有线圈，管内置有一块小磁铁，戴着手环走路时磁铁会在管内反复运动，线圈会产生电流，系统就会记录下运动步数，液晶屏会显示出来，此过程利用了原理，把机械能转化为电能。

以佩戴手环的手腕为参照物，运动手环是（选填运动或静止）的。

【答案】电磁感应静止
【详解】[1]手环在走路时磁铁会在管内反复运动将机械能转化为电能，相当于发电机，其原理是电磁感应现象。

[2]运动时手环相对于手腕的位置没有发生改变，所以是静止的。

17．根据图甲所揭示的实验原理可以制成；根据图乙所揭示的实验原理可以制成。

【答案】发电机电动机
【详解】[1]甲图没有电源，是利用闭合电路的导体ab切割磁感线运动产生电流，因此图甲是电磁感应现象的实验，发电机就是利用该原理制成的。

[2]乙图是通电导体在磁场中会受到力的作用实验装置，利用该原理可以制成电动机。

18．法拉第发现了现象，根据此现象制成了发电机。

我国宋代学者比西方早四百多年发现磁偏角。

【答案】电磁感应沈括
【详解】[1][2]最早发现电磁感应现象（磁能生电）的科学家是法拉第；我国宋代学者沈括是世界上最早记录磁偏角的人。

19．下面有关电与磁现象的图示中，与发电机工作原理相同的是图；丙图通电螺线管的左端为极。

【答案】乙S
【详解】[1]发电机是利用电磁感应原理工作的，将机械能转化为电能，所以与发电机原理相同的是图乙，图甲闭合开关，电路中有电流，在磁场力的作用下金属棒受到到磁场力的作用沿导轨运动，故乙图符合题意，甲图不符合题意。

[2]图丙利用安培定则判断通电螺旋管的磁极，用右手握住螺线管，让弯曲的四指指向电流的方向，则大拇指指向通电螺线管的N极，所以螺线管的左端为S极。

【点睛】
四、计算题
20．【2017•舟山卷】目前有的地方出现了共享电动汽车，这种新型低碳的交通工具，深受市民的喜爱．某品牌电动汽车的部分参数如表所示．请回答：
电池容量（kW·h）22
车载充电器输入电压（V）220
车载充电器输入电流（A）16
电能转化为机械能的效率70%
(1)如图所示，租车时，租赁者只要将租车卡靠近电动汽车上的感应器，感应器即能读取卡中的信息，将车解锁．刷卡所用的原理是．
(2)根据表中的数据，将耗完电能的电池充满电，理论上需要多少时间？
(3)上述电动汽车充满电后，在水平地面上匀速行驶的最大距离为140 千米，则行驶时该车受到的阻力为多少牛？
五、科普阅读题
21．阅读短文，回答问题。

无链条电动自行车，被称为“没有链条的混合动力电动自行车”。

它相比传统自行车具有很多优点如：省力、耐用、安静、灵便、结构简单等，因此，无链条电动自行车是城市中一种理想的交通工具。

如图所示为一种在售的无链条电动自行车。

它结合了电子动力和人体动力，此车既可以通过给锂电池充电获得能量；也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量。

骑行者踩脚踏板的动能，可转化为电能，存储在自行车框架中的锂电池内，之后通过电动机驱动后轮转化成动能，以此驱动自行车前进。

因此使骑行者骑得更省力，同时也能减少对环境的污染。

为了保证电动车的续航能力，该车采用了能量密度大的锂电池，其能量密度达0.18kW⋅h/kg。

能量密度为存储能量与电池质量的比值。

整车质量40kg
最大车速26km/h
整车
最大噪声≤30dB
电压36V
锂电池
容量10Ah
电动机额定功率180W
（1）脚踩踏板获得的能量转变为电能，与其工作原理相同的
是；
A．B．1
C．D．
图乙
（2）与汽车相比，电动车启动较快的原因之一是因为其质量小，具有的较小；
（3）求图中这款车的锂电池最多所储存的电能约为J，锂电池的质量为kg，测试时若质量为60kg的骑行者不踩脚踏板，仅靠锂电池驱动，在平直路面上可连续匀速行驶2.7×104m，已知行驶时的阻力为车对地面压力的0.04倍，电动机的效率为。

若骑行者踩脚踏板辅助锂电池给车提供能量，这种“混合动力驱动”可使车连续匀速行驶3.6×104m，则“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比为；（g取10N/kg）
（4）图丙为充电器过热保护的模拟控制电路，电源电压恒定，R1为电阻箱，L为阻值不计的线圈。

R2是热敏电阻，其电流与电压的关系如图丁。

①若要适当调高保护电路工作的临界温度，可采取的办法是；（答出一种即可）
②保持R1阻值不变。

闭合S、S1时，流过R1的电流为50mA；闭合S、断开S1时，R2的功率为0.072W，则控制电路中的电源电压为V。

【答案】 A 惯性 1.296×106 2 83.3% 1:3 调大R1的阻值6
【详解】（1）[1]脚踩踏板获得的能量转变为电能是发电装置，利用电磁感应原理工作。

A．发电机是根据电磁感应现象制成的。

故A符合题意；
B．图B是奥斯特实验，利用的是电流的磁效应，故B不符合题意；
C．图C是电磁铁，利用的是电流的磁效应，故C不符合题意；
D．图D是通电导体在磁场中受到力的作用，利用电流的磁效应工作，故D不符合题意。

故选A。

（2）[2]惯性是物质本身的一种属性，惯性大小只与物体的质量有关，电动车与汽车相比，电动车质量小，具有的惯性小，所以启动较快。

（3）[3]由表格数据知，电池最多所储存的电能
W=UIt=36V×10A×3600s=1.296×106J
[4]锂电池的质量
G人)=0.04(m车g+m人g)=0.04×(40kg×10N/kg+60kg×10N/kg)=40N F=f=0.04G′=0.04(G
车+
牵引力所做的功
W1=Fs1=40N×2.7×104m=1.08×106J
则电动机的效率
W2=Fs2=40N×3.6×104m=1.44×106J
“混合动力驱动”时人所提供的能量
W3=W2-W1=1.44×106J-1.08×106J=0.36×106J
“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比
根据
U
I
R
=和电阻的串联特点得，电源电压
U=I2R1+U2=0.02A×R1+3.6V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
解①②可得，电源电压为
U=6V。