2022年最新苏教版九年级物理下册第十六章电磁转换专项练习试题(含详解)

苏教版九年级物理下册第十六章电磁转换专项练习
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、安培定则（右手定则）可以判断通电螺线管外部磁场的磁极，其实也可以用安培定则来判断通电直导线所产生的磁场方向，握住导线，让大拇指方向与电流方向相同，则四指方向为环形磁场方向，如图所示均为电流产生磁场的分布图，其中正确的是（）
A．B．
C．D．
2、小明以塑料管为连接轴将两个玩具电机的转轴连接起来，并连接如图所示的电路，开关S闭合后，灯泡发光，下列说法正确的是（）
A．甲电机相当于电动机，其工作原理是和动圈式话筒相同
B．甲电机相当于发电机，其工作原理是通电线圈在磁场中受力转动
C．乙电机相当于电动机，其工作原理是通电线圈在磁场中受力转动
D．乙电机相当于发电机，其工作原理是和扬声器相同
3、我们在学习物理知识时，运用了很多研究方法，下列几个实例：①研究电流时，把它比作水流；②在探究电磁铁磁性强弱的影响因素时；③在探究压强与压力关系时，控制受力面积相同；④研究磁场时，引入磁感线。

其中，运用了相同研究方法的是（）
A．①②B．②③C．②④D．③④
4、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．
5、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
6、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
7、电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法不正确的是（）
A．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作
B．取走磁体，电吉他将不能正常工作
C．增加线圈数可以增大线圈中的感应电流
D．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化
8、下列电器中，利用法拉第电磁感应原理工作的是（）
A．电磁起重机B．电磁继电器C．电动机D．发电机
9、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
10、一学生利用手中的条形磁体做了以下实验，其中结论正确的是（）
A．同名磁极互相吸引
B．条形磁体能够吸引小铁钉
C．将条形磁体用细线悬挂起来，当它在水平面静止时北极会指向地理南方
D．条形磁体与小磁针之间隔了一层薄玻璃后就没有相互作用了
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、如图所示，闭合开关S，小磁针静止时N极指向左，则电源的左端为________极。

若滑动变阻器的滑片P向左端移动，通电螺线管的磁性________。

2、首位揭示电与磁的奥秘的物理学家是______，法拉第发现了______现象。

3、通电螺线管外部周围的磁场和______的磁场一样，它两端的极性跟______的方向有关，可以用
______来判定。

4、如图所示的实验最早是_________（填物理学家）完成的，为了使实验现象明显，导线应________（选填“东西”或“南北”或“任意方向”）放置，实验结论是通电导线周围存在________，如果移走小磁针，导体周围________（选填“存在”或“不存在”）磁场。

利用此实验的结论制造出了
________（选填“电磁铁”、“电动机”或“发电机”）。

5、小刚去超市，走到电梯前发现电梯运动较慢，当他站在电梯上时又快了起来。

该电梯的电路如图所示（R是一个压敏电阻），当人站在电梯上，压敏电阻阻值减小，则电磁铁磁性变___________（选填“强”或“弱”），衔铁与触点___________（选填“1”或“2”）接触，电动机的转速变快。

三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）
1、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R、滑动变阻器R'串联组成，电源两端电压恒为6V，线圈的阻值为150Ω，热敏电阻的R t-图像如图丙所示；R'的阻值为100Ω时，恒温箱可以实现100℃的恒温控制；当线圈的电流达到0.02A时衔铁被吸合；其中加热器的额定电压为220V，额定功率为500W。

（1）请简述恒温箱的工作原理；
（2）当恒温箱实现100℃恒温控制时，热敏电阻R消耗的功率是多少？
（3）如果要使恒温箱能够设置50℃至150℃之间的温度，那么可变电阻R'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405W时，工作电路的实际电压为多少？
2、如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表所示．已知继电器的线圈电阻R0＝10 Ω，左边电源电压为6 V恒定不变．当继电器线圈中的电流大于或等于15 mA时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作．
(1)请说明该自动控制装置的工作原理．
(2)计算说明该空调的启动温度是多少？
(3)为了节省电能，将空调启动温度设定为30 ℃，控制电路中需要串联多大的电阻？
3、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？
4、为判断短跑比赛是否抢跑，某兴趣小组设计了如图“抢跑自动指示”电路．其工作原理是：当运动员蹲在起跑器上后，先闭合S；发令时闭合S1，发令指示灯亮；运动员起跑后，装在起跑器上的压敏电阻R0因受到压力减小，其电阻改变，电磁铁线圈中的电流明显变大，S2被吸引而闭合，起跑器指示灯亮．若起跑器指示灯比发令指示灯先亮，表示运动员抢跑．
（1）当S1处于断开状态时，闭合S，若压敏电阻阻值变小，电磁铁的磁性强弱如何变化？
（2）已知发令控制电路电源电压U＝6伏，电磁铁线圈的电阻不计．若运动员起跑后，压敏电阻R0的阻值为30欧，S和S1仍处于闭合状态，电磁铁线圈中的电流为0.25安，计算此时发令指示灯的功率．
（3）压敏电阻通常有两种类型：A．阻值随压力增大而增大； B．阻值随压力增大而减小．则该模型的压敏电阻应选择哪种类型，结合电路简要说明理由：．
5、 (1)通电导体在磁场中受到的力叫安培力，通电导体与磁场方向垂直时，它受安培力F 大小与导体长度L 和通过的电流I 的乘积成正比，比例系数为磁感应强度B ，则F =______,在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，符号是T ，1T=1()N/A m ⋅；
(2)如图，长为50cm 、质量为100g 的均匀金属棒a b 的两端用两个完全相同的弹簧悬挂成水平状态，位于垂直纸面向里的匀强磁场（强弱和方向处处相同）中，弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘，金属棒通过开关与电源相连，电路总电阻为5Ω，当电源电压为2V ，弹簧恰好不伸长，求：匀强磁场的磁感应强度B 的大小是多少？( )
---------参考答案-----------
一、单选题
1、D
【解析】
【详解】
A ．A 图电流方向向上，由右手螺旋定则可得磁场为逆时针（从上向下看），故A 错误；
B ．B 图电流方向向下，由右手螺旋定则可得磁场为顺时针（从上向下看），故B 错误；
C ．C 图中电流为环形电流，由右手螺旋定则可知，内部磁场应向右，故C 错误；
D ．D 图根据图示电流方向，由右手螺旋定则可知，内部磁感线方向向右，故D 正确。

故选D 。

2、C
【解析】
【详解】
据图可知，右边的电路有电源，当乙电路闭合后，乙会转动，说明乙是电动机，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；乙转动同时会带动甲转动，由于电动机内部是有磁场和线圈组成，所以甲在乙的带动下，线圈会做切割磁感线运动，故甲相当于一个发电机，发电机是根据电磁感应现象制成的，故C正确，ABD错误。

故选C。

3、B
【解析】
【分析】
【详解】
①研究电流时，把电流比作水流，采用的是类比法；
②在探究电磁铁磁性强弱与电流的关系时，应控制线圈的匝数不变，采用的是控制变量法；
③在探究压强与压力关系时，控制受力面积相同，采用的是控制变量法；
④研究磁场时，为了形象的描述磁场的分布情况，引入了“磁感线”，采用的是模型法；
比较可知：②和③都采用的是控制变量法，故ACD不符合题意，B符合题意。

故选B。

4、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。

5、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。

6、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。

7、A
【解析】
【详解】
A．铜不可以被磁化，则选用铜质弦，电吉他不能正常工作，故A错误，符合题意；
B．取走磁体，就没有磁场，振弦不能切割磁感线产生电流，电吉他将不能正常工作，故B正确，不符合题意；
C．增加线圈匝数，可增加电磁感应所产生的电压，在电路的总电阻不变时，可以增大线圈中的感应电流，故C正确，不符合题意；
D．弦振动过程中，磁场方向不变，弦的运动方向会不断变化，则线圈中的电流方向不断变化，故D正确，不符合题意。

故选A。

8、D
【解析】
【分析】
【详解】
A．电磁起重机的主要构件是电磁铁，电磁铁是利用电流的磁效应的原理工作的，故A不符合题意；
B．电磁继电器是利用电流的磁效应，即利用衔铁是否被吸动而改变电路的闭合、断开情况进行工作，故B不符合题意；
C．电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作的，故C不符合题意；
D．发电机是利用闭合线圈在磁场中做切割磁感线运动时，产生感应电流的原理工作的，即利用电磁感应现象原理工作，故D符合题意。

故选D。

9、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。

10、B
【解析】
【详解】
A．由磁极间的相互作用规律可知，同名磁极相互排斥，故A错误；
B．由课本知识：磁体能吸引铁、钴、镍等物质，故条形磁体能够吸引小铁钉，故B正确；
C．将条形磁体用线悬挂起来，让磁体自由转动，静止时指向地理南极的磁极叫南极（S极），指向地理北极的是磁体的北极（N极），故C错误；
D．玻璃不能隔离磁场，条形磁体与小磁针之间隔了一层薄玻璃后仍有互相作用，故D错误。

故选B。

二、填空题
1、正减弱（变弱）
【解析】
【分析】
【详解】
[1]由图知道,小磁针静止时N极水平向左，根据磁极间的相互作用知道，通电螺线管的右端为N极，左端为S极；根据安培定则，伸出右手握住螺线管，大拇指所指的方向为通电螺线管的N极，四指弯曲指示电流的方向，则电源左端为正极，右端为负极。

[2]滑动变阻器滑片向左移动时，滑动变阻器接入电路中的电阻变大，电流变小，所以，通电螺线管的磁性减弱。

2、奥斯特电磁感应
【解析】
【详解】
[1][2]奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电和磁的联系；法拉第发现了电磁感应现象，进一步揭示了电和磁的联系。

3、条形磁体电流方向、绕线安培定则
【解析】
【详解】
[1]通电螺线管的周围小磁针的排布情况与条形磁铁的排布情况一致，可以确定其周围的磁场与条形磁体的磁场一致。

[2][3]通电螺线管的磁极是由通过它的电流方向和线圈绕向来确定的，可以用安培定则进行判定。

4、奥斯特南北磁场存在电磁铁
【解析】
【详解】
[1]如图所示的实验最早是奥斯特发现的，当导线中通过电流时，它下方的磁针发生了偏转，证实了电流周围存在着磁场。

[2]导线应该与磁针平行，而磁针静止时指的是南北方向，为避免地磁场对实验的影响，故导线也应该是南北方向。

[3]实验结论是通电导线周围存在磁场，让磁针发生偏转。

[4]不论有没有小磁针，通电导线周围都存在磁场。

[5]有电流时有磁性，没有电流时就失去了磁性，我们把这种磁体称为电磁铁，故利用此实验的结论可以制造出了电磁铁。

5、强 2
【解析】
[1][2]压敏电阻的阻值随压力的增大而减小。

当人站在电梯上时，压敏电阻受到的压力变大，电阻变小，使得左边控制电路中的电阻变小，电流变大，因此电磁铁的磁性增强，就会把衔铁吸引下来，于是就和触电2接触，此时工作电路中没有串联定值电阻R1，所以工作电路中电阻小，电流大，电动机转速就快。

三、计算题
1、 (1)详见解析；(2)0.02W；(3)60~120Ω；(4)198V。

【解析】
【分析】
(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R 阻值减小；当线圈电流达到0.02A 时，衔铁被吸合，加热停止；
(2)恒温箱实现100℃恒温控制时，热敏电阻两端电压：
()006V 0.02A (150Ω100Ω)1V R U U U U U I R R ''=--=-+=-⨯+=，
热敏电阻消耗的功率：
1V 0.02A 0.02W R R P U I ==⨯=；
(3)根据题意可知，控制电路电源电压恒为6V ，当电路中的电流达到0.02A 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，100℃的恒温控制时
50R =Ω
电路中的总电阻
0150Ω50Ω100Ω300ΩR R R R '=++=++=总，
当恒温箱设置50℃时，由图丙可知
90ΩR =
变阻器接入电路中的电阻
0'300Ω150Ω90Ω60ΩR R R R =--=--=总，
当恒温箱设置150℃时，由图丙可知
30ΩR =，
变阻器接入电路中的电阻
0'300Ω150Ω30Ω120ΩR R R R =--=--=总，
要使恒温箱能够设置50℃至150℃之间的温度，可变电阻R '的阻值调节范围应该在60~120Ω；
(4)加热器的电阻：
2
2(220V)96.8Ω500W
U R P ===额额， 由2U P R =实实得
2405W 96.8ΩU P R ==⨯实
实， 198V U =实。

【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P UI =、W Pt =、U R l =、Q cm Δt =、Q W
η=等。

2、 (1)随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中的电流增大，当电流达到15 mA 时，衔铁被吸合，右边的空调电路开始工作，当温度下降时，控制电路总电阻增大，电流减小，减小到一定值，空调电路断开，这样就实现了自动控制．(2) 25 ℃．(3) 30 Ω．
【解析】
【详解】
（1）随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，当电流达到15 mA 时，衔铁被吸合，右侧空调电路连通，空调开始工作．当温度下降时，控制电路电阻增大，电流减小，减小到一定值，使空调电路断开，这样就实现了自动控制．
（2）电路启动时的总电阻：6400Ω0.015U V R I A
===总，此时热敏电阻的阻值：0400Ω10Ω390ΩR R R =-=-=热总，对照表格数据可知，此时的启动温度是25 ℃．
（3）电路启动时的总电阻为400Ω，由表中数据可知，空调启动温度设定为30 ℃时，热敏电阻的阻值
为360Ω，则电路中还应串联的电阻：’0400Ω360Ω10Ω30ΩR R R R R ==---'=-=热总热
3、（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．
4、（1）变强；（2）0.3W ；（3）选A ，S 处于闭合状态时，当运动员起跑后对压敏电阻的压力减小，起跑指示灯要亮，S 2要被吸引，电磁铁的磁性要增强，通过线圈的电流应变大，压敏电阻阻值要减小，所以压敏电阻受到的压力减小时其电阻值也减小．
【解析】
【详解】
试题分析：（1）当S 1处于断开状态时，闭合S ，压敏电阻R 0与电磁铁串联，若压敏电阻阻值变小，电源电压不变情况下，由欧姆定律知通过电路的电流增大，电磁铁的磁性随电流的增大而增强；（2）发令控制电路电源电压U ＝6伏，电磁铁线圈的电阻不计，则R 0与灯泡串联．若运动员起跑后，压敏电阻R 0的阻值为30欧，则通过R 0的电流I 0=U/R 0=6V/30Ω=0.2A；S 和S 1仍处于闭合状态，电磁铁线圈中的
电流为0.25A ，即通过灯泡的电流I L =I-I 0=0.25A-0.2A=0.05A ；此时发令指示灯的功率
P=UI L =6V×0.05A=0.3W．（3）选A ，S 处于闭合状态时，当运动员起跑后对压敏电阻的压力减小，起跑指示灯要亮，S 2要被吸引，电磁铁的磁性要增强，通过线圈的电流应变大，压敏电阻阻值要减小，所以压敏电阻受到的压力减小时其电阻值也减小．
考点：电磁继电器；欧姆定律；
5、 BIL 5T
【解析】
【详解】
解：(1)因安培力F 大小与导体长度L 和通过的电流I 的乘积成正比，比例系数为磁感应强度B ，则安培力
F BIL =
(2)闭合开关，电路中的电流为
2V =0.4A 5Ω
U I R == 图中弹簧恰好不伸长，说明弹力为0，此时金属棒处于静止状态，其受到的安培力和重力是一对平衡力，其大小相等，即F =G ，所以
BIL mg =
则磁感应强度
()0.1kg 10N/kg 5N/A m 5T 0.4A 0.5m
mg B IL ⨯===⋅⨯＝ 答：(1)安培力的大小为BI L ；
(2)匀强磁场的磁感应强度B 的大小是5T 。