物理教科版九年级上第八章 《电磁相互作用及应用》单元测试

物理教科版九年级上《电磁相互作用及应用》单元测试

［测试范围：第八章时间：90分钟分值：100分］

一、填空题（共20分，每空1分）

1.1820年丹麦的科学家________首先发现了电流周围存在磁场，1831年英国科学家法拉第发现了________________，这两个重要现象的发现，揭示了电和磁之间的联系。

2. ________电路的一部分导体在磁场中做________________运动时，导体中就会产生感应电流，这种现象称为电磁感应现象。

3.要改变直流电动机的转动方向，可以改变________方向或________方向。

4.中考体育跑步测试，考生按要求正确佩戴计时芯片，考生通过起点、终点设置的磁感应带时，芯片里的线圈中就会产生________，从而激发芯片发送编码信息，系统实时获取计时信息，利用这个原理可以制成________________（选填“电动机”或“发电机”）。

5.如图1所示是一个LED磁浮小夜灯，它是由底座和LED灯组成的，它的神奇之处在于底座通电后，LED灯能悬浮发光。某同学经过研究分析得知：通电时，灯的底部和底座间都有磁性，所以灯能悬浮在空中是因为________________________________；由于发生________________现象使悬浮部分底部的线圈中产生电流，小夜灯能发光。

图1

6.如图2所示是灵敏电流表内部结构示意图，它的工作原理是利用通电导体在________中会受到力的作用，使指针发生偏转。此时如果改变线圈中的电流方向，指针的偏转方向________选填“会”或“不会”）发生改变。

图2

7.如图3所示是一种简易教具，螺丝尖与电池正极相连，下部紧吸在一柱形强磁体上。当一根导线分别与电池负极及强磁体相碰时，螺丝将发生高速旋转，据此，我们可以判断螺丝是由________（选填“导体”或“绝缘体”）材料制作的，运动时螺丝将________能转化为机械能。

图3

8.当我们对着话筒唱歌时，动圈式话筒中会产生电流，动圈式话筒的工作原理是________________，动圈式话筒工作时的能量转化与扬声器的能量转化________（选填“相同”或“相反”）。

9.如图4所示是简易的手摇发电机的模型。将小灯泡和电流表串联后与手摇发电机相连。缓慢摇动轮盘，观察到电流表指针来回摆动，且小灯泡闪烁发光，这说明该发电机产生的是________电。若快速摇动轮盘，可观察到的现象是________________________。

图4

10.小刚将“220 V 100 W”的灯泡接在家庭电路上，闭合开关，用一蹄形磁铁去靠近灯泡的玻璃泡，他发现发光的灯丝晃动了，这是因为磁场对电流有________的作用；这个现象跟________（选填“发电机”或“电动机”）的原理相同。

二、选择题（共26分，把你认为正确的选项代号填入括号内。第11～16小题，每小题只有一个正确选项，每小题3分；第17、18题为不定项选择，每小题有一个或几个正确选项，每小题4分，全部选择正确得4分，不定项选择正确但不全得1分，不选、多选或错选得0分）

11.跟热机相比，下列各项不属于电动机优点的是（）

A.开动与停止均比较方便

B.结构简单，制造便宜，占地较小

C.效率较低

D.对环境没有污染

12.传感器在日常生活中应用非常广泛，下列器件没有用到传感器的是（）

A.动圈式话筒

B.红外线开关

C.热敏电阻

D.扬声器

13.下列说法中错误的是（）

A.发电机是将机械能转化为电能的装置

B.奥斯特实验说明了通电导体周围有磁场

C.发电机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的

D.电动机是把电能转化为机械能的装置

14.图5中四个装置可以用来研究有关物理现象或说明有关原理，下列表述正确的是（）

图5

A.图①说明电动机原理

B.图②研究磁场对电流的作用

C.图③说明发电机原理

D.图④研究电磁感应现象

15.新能源汽车越来越普及，如图6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“Electric”的首字母“E”，右侧是电源插头的图案。号牌中的字母“D”表示纯电动汽车。这类汽车发动机的工作原理是如图7所示实验中的（）

图6

图7

16.如图8所示，新型智能手机无线充电技术主要是应用电磁感应原理，当交变电流通过充电底座中的线圈时，线圈产生磁场，带有金属线圈的智能手机靠近该磁场就能产生电流。下列设备与手机无线充电技术的工作原理相同的是（）

图8

A.扬声器

B.动圈式话筒

C.电烙铁

D.电磁起重机

17.如图9所示是将绝缘导线缠绕在指南针上而制成的简易电流计，现将导线的两端接到电源两极，通电后小磁针发生了偏转，下列关于该装置的说法，正确的是（）

图9

A.该简易电流计是利用电磁感应现象制成的

B.若将电源的两极对调，则小磁针会反向偏转

C.若断开开关，则小磁针回到原来的位置

D.若断开开关，则小磁针静止时其S极将指向地理南极附近

18.同学们做实验的装置如图10所示，闭合开关，使导体ab水平向右移动，导体cd也随之运动起来。下列说法中不正确的是（）

图10

A.实验装置中甲部分运用的原理是电磁感应现象

B.实验装置中甲部分把电能转化为机械能

C.实验装置中乙部分产生的现象在生活中的应用是发电机

D.若使导体ab水平向左移动，导体cd的运动方向不变

三、简答与计算题（共26分，第19小题5分，第20小题6分，第21小题7分，第22小题8分）

19.王老师发明了一种“发电地板”，如图11所示。发电地板的主要部件由永磁体和线圈组成，行人或车辆通过时，挤压地板使永磁体和线圈发生相对运动，便能发电。请你简要说明此装置的发电原理及其工作时的能量转化。

图11

20.现在电动自行车、电动汽车逐渐普及，它们都采用电动机来获得动力。某直流电动机的铭牌上标有“220 V 5.5 kW”，电动机线圈的电阻为0.4 Ω。

（1）该电动机正常工作1 h消耗多少电能？电动机线圈产生多少热量？

（2）在工作过程中，电动机因故障卡住无法转动，很快就闻到焦煳味道，请你从能量转化角度解释这个现象。

21.如图12所示是直流两用机的装置示意图，请你回答下列问题：

图12

（1）S1闭合、S2断开，当沿顺时针方向旋转线圈时，电灯是否会亮？这时此装置是什么类型的机器？能量是如何转化的？半环（换向器）起什么作用？

（2）S1断开、S2闭合时，线圈能转动吗？这时此装置是什么类型的机器？能量如何转化？

22.目前电能大都是通过电网采用有线方式传输的，人们一直梦想能实现大规模无线传输电能。为研究无线传输电能，某科研小组在实验室试制了无线电能传输装置，在短距离内点亮了灯泡，如图13所示，实验测得，接在b线圈上的用电器获得的电功率为输入a线圈电功率的40%。若给a线圈接一个电压为200`V的电源，测得该线圈中的电流为0.2`A，b线圈中只接入标有“220 V 100 W”的一只灯泡（忽略线圈的电阻及灯泡的电阻变化），求：

图13

（1）灯泡此时的实际功率为多大。

（2）灯泡两端的实际电压为多大。

四、实验与探究题（共28分，每小题7分）

23.电磁的相互转换是人类进入电气时代的标志。

（1）小红做了如图14甲所示的实验，给直导线通电，观察到直导线向右运动，这说明________对通电导体有力的作用。若只对调电源正、负极接线，通电直导线会向________运动。为使实验效果更明显，直导线应选用________（选填“铝棒”“铁棒”或“橡胶棒”）。

图14

（2）去掉电源，在导线两端接上灵敏电流表，如图乙所示。闭合开关，向右平移直导线ab，电流表指针发生偏转，这是________现象，在生产、生活中的应用是________________（举一实例）。若将导体ab向右移动一段距离后松开手，让导体ab摆动，如果不计空气阻力及导线悬挂点的摩擦，摆动过程中导体ab的机械能总量将________，内能________ 。（最后两空均选填“变大”“变小”或“不变”）

24.在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中：

图15

（1）胡晓设计的电路如图15甲所示，在蹄形磁体的磁场中放置一根导线ab，ab的两端分别跟开关、螺线管连接，螺线管旁放置一个小磁针，闭合开关，当ab中产生电流时，螺线管中有________通过，小磁针会发生偏转。

（2）胡晓闭合开关后，不管导线ab在磁场中怎样运动，小磁针都不偏转，是没有产生电流，还是产生的电流

太小？他换用了一个灵敏电流表代替螺线管和小磁针，如果灵敏电流表指针发生偏转，表明ab中产生电流，实验情况如图乙所示。

A.观察并分析①②③现象可知：导体只有________________________，才能产生感应电流。（2分）

B.观察并分析③④现象可知：产生感应电流的条件之一是___________________。（2分）

（3）对比图甲和图乙两次实验后，小星认为：图甲中小磁针不发生偏转，不是没有产生电流，而是________________________。

（4）实验中，如果导体不动，使蹄形磁体________（选填“上下”“前后”或“左右”）运动，也能产生感应电流。

25.研究电动机的工作过程。

图16

（1）电动机的工作原理是________________。图16甲中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是________________________。线圈从图示位置再转动________度后线圈将恰好达到平衡位置，并最终停在该位置。

（2）图乙中的线圈可以持续转动，是因为它加装了________，该装置能在线圈________（选填“刚转到”“即将转到”或“刚转过”）平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。

（3）图丙所示的电动机模型中，调换器件________（填图中的序号）的放置可改变电动机的转动方向。

（4）通电后电动机模型不转动，若是接触不良，可以把铜片（电刷）再弯曲一下，从而增加它的________（填物质的物理属性）。

26.材料一：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场。

材料二：1825年，瑞士物理学家科拉顿做了如下实验：他设想将磁铁放入线圈中，线圈中可能产生电流，他将导线与螺旋线圈连接成闭合电路，为了避免磁铁对磁针的影响，他将螺旋线圈和小磁针分别放置在两个相连的房间，如图17甲所示。他将一个条形磁体插入螺旋线圈内，同时跑到另一个房间里，观察小磁针是否偏转。进行多次实验，他都没有发现小磁针发生偏转。

材料三：1831年，英国物理学家法拉第用闭合电路的一部分导体，在磁场里切割磁感线的时候，发现导体中产生电流，从而实现了利用磁场获得电流的愿望。

材料四：法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于发现巨磁电阻（GMR）效应而荣获2007年诺贝尔物理学奖。

图17

（1）进行奥斯特实验时，在静止的小磁针上方，需要放置一根导线。为了产生明显的实验现象，该导线应该沿________（选填“东西”或“南北”）方向放置。

（2）科拉顿的实验中，________（选填“已经”或“没有”）满足产生感应电流的条件。（2分）

（3）科拉顿、法拉第等物理学家相继进行如材料所说的实验研究，是基于_________

_______的科学猜想。（2分）

（4）图乙是研究巨磁电阻特性的原理示意图。实验发现，在闭合开关S1、S2且滑片P向右滑动的过程中，指示灯明显变暗，这说明巨磁电阻的阻值和磁场的关系是________________________________________________________________________。（2分）

参考答案

1．奥斯特 电磁感应 2．闭合 切割磁感线运动 3．电流 磁场 4．电流 发电机

5．同名磁极相互排斥 电磁感应 6．磁场 会 7．导体 电 8．电磁感应 相反 9．交流 灯泡更亮 10．力 电动机 11．C 12.D 13．C 14.C 15．A 16.B 17．BCD 18.BCD

19．行人或车辆通过时，挤压地板使永磁体和线圈发生相对运动，从而使线圈做切割磁感线运动，线圈中就会产生感应电流。

它工作时主要将机械能转化为电能。

20．(1)电动机消耗的电能：W ＝Pt ＝5.5 kW ×1 h ＝5.5 kW·h ＝5.5×3.6×106 J ＝1.98×107 J 。 由公式P ＝UI 得，通过电动机的电流：I ＝P U ＝5500 W

220 V

＝25 A ；

由焦耳定律可知线圈产生的热量：Q ＝I 2Rt ＝(25 A)2×0.4 Ω×3600 s ＝9×105 J 。

(2)电动机卡住无法转动，电能无法转化为机械能，消耗的电能全部转化为内能，因此产生大量的热，使线圈的温度迅速升高。

21．(1)电灯会亮 直流发电机 机械能转化成电能 将交流电转化为直流电 (2)线圈能转动 直流电动机 电能转化为机械能

22．(1)灯泡的实际功率：P 实＝40%P 输入＝40%U 输入I 输入＝40%×200 V ×0.2 A ＝16 W 。 (2)灯泡的电阻：R 灯＝U 额2P 额

＝（220 V ）2

100 W ＝484 Ω，

灯泡两端的实际电压：U 实＝P 实R 灯＝16 W ×484 Ω＝88 V 。

23．(1)磁场左铝棒

(2)电磁感应发电机(或动圈式话筒)变小变大24．(1)电流

(2)A.做切割磁感线运动

B．形成闭合回路

(3)产生的电流太小

(4)左右

25．(1)通电线圈在磁场中受力转动

电流方向不同90

(2)换向器刚转过

(3)①

(4)弹性

26．(1)南北

(2)已经

(3)磁能产生电

(4)巨磁电阻的阻值随磁场的减弱而变大