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1、人教版九年级物理第二十章电与磁综合训练 考试时间:90分钟;命题人:教研组考生注意:1、本卷分第I卷(选择题)和第卷(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、关于电与磁的知识,下列说法中正确的是( )A用电器工作时将其他形式能转化为电能B给手机充电时,手机的电池相当于电源C磁感应
2、线是存在于磁体周围的封闭曲线D电磁铁是利用电流的磁效应原理制成的2、如图所示为家用吸尘器,其核心部件是一个能高速转动的电动机。下列关于吸尘器涉及的物理知识不正确的是()A电动机的原理是磁场对电流有力的作用B电动机放在双层罩内,且罩体之间装有海绵,目的是减弱噪声C吸尘器工作时,将电能全部转化为机械能D“吸尘”的原理是流体压强与流速的关系3、如图所示,学校的饭卡的内部其实是一组线圈与一个信息芯片相连,卡中没有电池。当饭卡接触感应器时,线圈给芯片供电使芯片工作,下列说法正确的是()A线圈就是一个电磁铁B线圈相当于用电器C线圈工作原理与电动机原理类似D线圈工作原理属于电磁感应4、如图是灵敏电流计内部结
3、构示意图,当有电流通过灵敏电流计中的线圈时,线圈就会带动指针发生偏转。在如图所示的实验中,与灵敏电流计工作原理相同的是()A电磁铁磁性的强弱与线圈匝数有关B通电后导体在磁场中由静止开始运动C闭合回路的一部分导体切割磁感线产生电流D通电导线下方的小磁针发生偏转5、如图所示,通电螺线管附近放一小磁针,黑色一端表示小磁针N极。静止后小磁针指向正确的是()ABCD6、通过实验研究得出导体中的电流与电压的关系的科学家是()A安培B伏特C伽利略D欧姆7、如图是我国早期的指南针司南,它是把天然磁石磨成勺子的形状,放在水平光滑的“地盘”上制成的。东汉学者王充在论衡中记载:“司南之杓,投之于地,其柢指南”。“柢
4、”指的是司南长柄,下列说法中正确的是()A司南的长柄是磁北极B司南长柄指的是地磁南极C地磁场的南极在地球地理的南极附近D司南指南北是受到地磁场的作用8、如图所示的实验装置中,能说明电动机工作原理的是()ABCD9、关于磁现象,下列说法中正确的是()A条形磁体中间部位的磁性最强B用来描述磁场的磁感线真实存在C同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引D磁场对放入其中的物体有力的作用10、POS刷卡机的刷卡位置有一个绕有线圈的小铁环制成的检测头,如图所示,使用时,将带有磁条的信用卡在POS机指定位置刷一下,检测头的线圈中就会产生变化的电流,POS机便可读出磁条上的信息,图中能反映POS刷卡机读出信息原理的
5、是()ABCD第卷(非选择题 70分)二、填空题(5小题,每小题4分,共计20分)1、如图所示是某实验小组设计的探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验电路图。在实验时,通过吸引大头针的 _反映电磁铁磁性强弱,此实验电路探究的是“电磁铁磁性强弱与 _的关系”。2、如图所示,闭合开关S,通电螺旋管右侧的小磁针静止时,小磁针的N极指向左,则电源的右端为_极。若使通电螺线管的磁性增强,滑动变阻器额滑片P应向_端移动。3、根据图中的电流方向,可知通电螺线管的_端是N极。4、我国的“嫦娥工程”将按“绕月、落月、和住月”三步进行,预计2012年实施落月探测,已知月球山无大气、无磁场、弱重力。下列哪个仪器在月球
6、上可以使用_(手电筒、气压计、指南针、电铃)。5、实验装置如图所示,闭合开关,观察到金属杆向左运动起来,实验现象说明磁场对电流有力的作用,利用这种现象可以制成_;断开开关,对调电源正、负两极,重新接入电路,再次闭合开关,观察到金属杆向_运动起来。三、计算题(5小题,每小题10分,共计50分)1、小明在研究性学习活动中,查阅到一种热敏电阻的阻值随温度变化的规律如 下表,并将该型号的热敏电阻应用于如图所示由“控制电路”和“工作电路”组 成的恒温箱电路中。温度/C3040506070热敏电阻阻值 R1/350300250210175“控制电路”由热敏电阻R1、电磁铁(线圈阻值R0=50)、电源 U1
7、、开关等组成,当线圈中电流大于或等于20mA 时,继电器的衔铁被吸合,右边工作电路则断开;“工作电路”由工作电源U2(U2=10V)、发热电阻R2(R2=5)、导线等组成。问: (1)工作电路工作时的电流为多大?(2)电阻R2的发热功率为多大?(3)若恒温箱的温度最高不得超过50C,则控制电路的电源电压U1最小值为多大?2、某直流电动机的铭牌上标有“220V 6.6kW”,电动机线圈的电阻为0.5 (1)电动机的工作原理是什么? (2)该电动机正常工作1h,消耗多少J电能?电动机线圈产生多少热量? (3)在工作过程中,电动机因故障卡住无法转动,很快就闻到焦糊味道,请你从能量转化角度解释这个现象
8、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U6V,继电器线圈的电阻可不计如图为热敏电阻的R1t图象,且已知在50150范围内,热敏电阻的阻值随温度的变化规律是:R1tk(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R2225,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kWh?
9、(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、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“220V 5.5kW”,电动机线圈的电阻为0.4(1)电动机的工作原理是什么?(2)该电动机正常工作1h,消耗多少电能?电动机线圈产生多少热量?(3)在工作过程中,电动机因故障卡住无法转动,很快就闻到焦糊味道,请你从能量转化角度解释这个现象5、某展览厅为保护展品,在屋顶采用光敏材料设计了调光天窗,当外界光照较强时,启动电动卷帘适时调整进光量;当外界光照较弱时,自动启动节能灯泡予以补光。调光天窗的电路原理如图所示,控制电路电源电压U1=1
10、2V,工作电路电源电压U2=220V,R2为定值电阻,P为电磁铁,其线圈电阻约10,当电流达到60mA时刚好能吸合衔铁,使电动卷帘工作。R1为光敏电阻,其阻值与光照强度之间的关系如下表所示。光照强度E/cd1.01.52.02.53.03.5光敏电阻R1/1209070584840(1)工作电路中的L代表安装在展厅内的20盏“220V 10W”的节能灯,这些灯同时正常发光4小时,耗电多少千瓦时?(2)当外界光照强度达到1.0cd时,电动卷帘便开始工作,R2的阻值是多少?(3)当电阻R2消耗的电功率为0.7W时,外界光照强度是多少?(4)为了节能,需要在光照强度更弱时才能启动节能灯照明,请结合公
11、式说明如何更换电阻R2?-参考答案-一、单选题1、D【解析】【详解】A用电器工作时将电能转化为其他形式能,故A错误;B给手机充电时,电能转化为化学能,储存在电池中,因此手机的电池相当于用电器,故B错误;C磁感应线是理想的模型,并不在于磁体周围,故C错误;D电流周围存在磁场,电磁铁是利用电流的磁效应原理制成的,故D正确。故选D。2、C【解析】【详解】A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A正确,不符合题意;B电动机放在双层罩内,且罩体之间装有海绵,目的是用海绵吸音在传播过程中减弱噪声,故B正确,不符合题意;C吸尘器工作时,主要将电能转化为机械能,由于电流具有热效应,还会将部分电
12、能转化为内能,故C错误,符合题意;D“吸尘”的原理是通过改变吸尘器里面气体的流速,减小吸尘器内部的气体压强,通过大气压强把灰尘压入吸尘器,故D正确,不符合题意。故选C。3、D【解析】【分析】【详解】当饭卡接触感应器时,线圈在磁场中做切割磁感线运动,线圈中有感应电流产生,线圈给芯片供电使芯片工作,这是电磁感应现象,线圈相当于电源,故D正确,ABC错误。故选D。4、B【解析】【详解】A当有电流通过灵敏电流计中的线圈时,就会带动指针发生偏转,这原理是通电线圈的部分导体在磁场中会受到了力的作用,是电动机的基本原理。电磁铁磁性的强弱与线圈匝数有关,是通电导线周围存在磁场,磁场的强弱与匝数和电流的大小等因
13、素有关,故A不符合题意;B通电后导体在磁场中由静止开始运动,因为在磁场中受到了力的作用,与电流计的原理相同,故B符合题意;C闭合回路的一部分导体切割磁感线产生电流是电磁感应现象,即磁能够生电,故C不符合题意;D通电导线下方的小磁针发生偏转,是因为电流周围存在磁场,故D不符合题意。故选B。5、C【解析】【分析】【详解】根据右手螺旋定则,右手握住螺线管,四指弯曲且与螺线管中电流方向一致,则大拇指指向通电螺线管的左端为N极,右端为S极;由“同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引”可知:A图中小磁针静止时,右端应该为S极,左端为N极,故A错误;B图中小磁针静止时,左端应该为N极,右端为S极,故B错误;C图
14、中小磁针静止时,左端应该为S极,右端为N极,故C正确;D图中小磁针静止时,左端应该为S极,右端为N极,故D错误。故选C。6、D【解析】【详解】A安培发现了安培定则,故A不符合题意;B伏特发明了伏特电池,故B不符合题意;C伽利略发明了温度计,故C不符合题意;D欧姆发现了欧姆定律,即通过导体的电流与导体两端电压成正比,与导体的电阻成反比,故D符合题意。故选D。7、D【解析】【详解】A由题意知,其柢指南,即司南的长柄是磁体的南极,故A错误;B司南长柄指的是地理南极,即地磁北极,故B错误;C地磁场的南极在地球地理的北极附近,故C错误;D司南实际上是一个磁铁,它指南北是受到地磁场的作用,故D正确。故选D
15、。8、D【解析】【详解】电动机的原理是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理制成的;A磁极间的相互作用,同名磁极相互排斥,故A不合题意;B奥斯特实验,说明了通电导体周围存在磁场,故B不合题意;C当导体在磁场中做切割磁感线运动时,检流计的指针会发生偏转,说明会产生感应电流,这是电磁感应现象,是发电机的原理,故C不合题意;D当闭合开关后,通电导体在磁场中受力运动,是电动机的原理,故D符合题意。故选D。9、C【解析】【详解】A条形磁体的中间磁性最弱,两端磁性最强,故A错误;B磁感线是为了描述磁场分布而引入的,不是真实存在的,故B错误;C磁极间的相互作用规律是同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,故C正
16、确;D磁场的基本性质是对放入其中的磁体产生磁力的作用,故D错误。故选C。10、A【解析】【详解】由题意知道,POS刷卡机读出信息的原理是电磁感应现象。A由图知道,电路中没有电源,当闭合开关,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图中是奥斯特实验,说明电流周围存在着磁场,故B不符合题意;C图中演示的是安培定则的应用,是螺线管通电后具有磁性,是电流的磁效应,故C不符合题意;D图中电路中有电源,演示的是通电导体在磁场中受力运动,故D不符合题意。故选A。二、填空题1、多少/数目 电流大小 【详解】1电磁铁的磁性强弱无法直接观察到,故可以
17、通过电磁铁吸引大头针的多少反映出来,这种研究问题的方法为转换法。2线圈匝数一定的情况下,调节滑动变阻器滑片的位置,使电路中的电流增大或减小,发现铁钉能吸引大头针的个数增多或减少,说明铁钉的磁性增加或减弱,因此实验电路探究问题是电磁铁磁性强弱与电流的关系。2、正 右 【详解】1小磁针静止时N极向左,则由磁极间的相互作用可知,通电螺线管右端为S极,则左端为N极,根据安培定则可以判断电源的右端为正极,左端为负极。2为使通电螺线管的磁性增强,需增大电路中电流,由欧姆定律可知要减小电路中电阻,故滑片向右移动。3、左【详解】电流从螺线管的右端进入,从左端流出,根据安培定则可以判断通电螺线管的左端是N极,右
18、端为S极。4、手电筒【详解】1手电筒是闭合开关,电源电压使电路产生电流使灯泡发光的,故可以在月球上使用,月球上无大气,也就没有气压,故气压计无法工作,指南针是利用磁场工作的,而月球无磁场,所以指南针不能使用,铃声的传播需要介质,但月球没有空气,所以电铃不能使用。5、电动机 右 【详解】1给直导线通电,观察到直导线运动起来,实验现象说明磁场对电流有力的作用,电动机就是利用这种现象制成的。2将电源两极对调,改变了导体中电流的方向,导体运动方向变的相反,金属杆向右运动起来。三、计算题1、 (1)2A;(2)20W;(3)6V【解析】【详解】解:(1)工作电路中,电源电压U2=10V发热电阻R2=5则
19、工作电路工作时的电流(2)电阻R2的发热功率P2=U2I2=10V2A=20W(3)当线圈中的电流I1=20mA=0.02A时,继电器的衔铁被吸合,右边工作电 路断开,此时控制电路的电源电压最小,由表格数据可知,当恒温箱的温度为50C时,热敏电阻的阻值 R1=250因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,根据可得控制电路的最小电源电压U1=I1(R1+R2)=0.02A(250+50)=6V答:(1)工作电路工作时的电流为2A;(2) 电阻R2的发热功率为20W;(3)若恒温箱的温度最高不得超过50C,则控制电路的电源电压U1最小值为6V。2、(1)通电导体在磁场中受到力的作用;(2)2.3761
20、07J;1.62106J;(3)线圈卡住无法转动,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,使电动机的温度升高,从而产生焦糊的味道【解析】【详解】(1)电动机的工作原理是:通电导体在磁场中受到力的作用;(2)电动机消耗的电能W=Pt=6.6kW1h=6.6kWh=6.63.6106J=2.376107J,根据P=UI可知电动机正常工作时的电流:,线圈产生的热量Q=I2Rt=(30A)20.53600s=1.62106J;(3)线圈卡住无法转动,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,温度迅速升高,使电动机的温度升高,从而产生焦糊的味道【点睛】解
21、决本题的关键知道电动机是非纯电阻电路,线圈产生的热量小于电动机正常工作时消耗的总电能3、(1)75;(2)A、B端;(3)12.5kWh(4)255【解析】【详解】(1)由题可知,恒温箱保持60时,可变电阻R2225,电流是20mA0.02A,电源电压为6V,则根据欧姆定律可得控制电路的总电阻:;由电阻的串联可得,60时热敏电阻R1的阻值:R1RR230022575;(2)由如图可知,热敏电阻R1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
22、1500W,每天加热50次,每次加热10min,则恒温箱每天消耗电能:;(4)由题可知,R1t常数,由1小题可知,当温度是60时,热敏电阻为75,则当温度是100时,设热敏电阻为R1,则有:7560R1100,解得:R145;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R300,根据串联电路中总电阻等于各分电阻之和,可变电阻R2的阻值:R2RR130045255答:(1)60时,热敏电阻R1的阻值是75;(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12.5kWh(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2554、(1)
23、通电导体在磁场中受到力的作用;(2)1.98107J 9105J;(3)线圈卡住无法转动,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【解析】【详解】分析:(1)电动机的工作原理可由电与磁的知识得出;(2)消耗的电能可由公式W=Pt得出,因为电动机的额定功率可通过铭牌得出,时间是1小时;电动机线圈产生的热量只能由焦耳定律求出,因为此时电流做的功并不都用来转化为热能,而将大部分的电能转化为机械能,只有少部分转化为热能,但焦耳定律的公式中需要有电流,故再由额定电压和额定功率计算出额定电流来,再通过焦耳定律求出线圈产生的热量;(3)如果电动机被卡住而不能转动,
24、说明电能不再转化为机械能,而全部转化为热能,电动机因为短时间内放出大量的热而很快就闻到了焦糊的味道(1)通电导体在磁场中受到力的作用;(2)电动机消耗的电能WPt5.5kW1h5.5kWh5.53.6106J=1.98107J由公式PUI得,通过电动机的电流I25A;由焦耳定律可知 QI2Rt=(25A)20.43600s=9105J;(3)线圈卡住无法转动,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考点:电动机的工作原理,焦耳定律5、 (1)0.8kWh;(2)70;(3)3.5cd;(4)换用阻值更小的电阻替换R2【解析】【详解】(1)20盏灯的总
25、功率为P=20P1=2010W=200W=0.2kW同时工作4 h消耗的电能W=Pt=0.2kW4h=0.8kWh(2)当E=1cd时,由表格数据可知,光敏电阻R1=120,电路电流达到吸合电流60mA合0.06A时,电动卷帘刚好工作,控制电路的总电阻则R2=R总R1RP=20012010=70(3)当R2的功率P2=0.7W时,由可求电路中的电流电路的总电阻此时光敏电阻R1的阻值R1=R总R2RP=1207010=40由表可知此时光照强度为3.5cd。 (4)根据可知,当吸合电流I、电压U1不变时,电路总电阻R总不变。由表格数据可知,光照强度E减小时,R1的阻值变大,由于R总=R1+R2+RP所以若使R总不变,则应换用阻值更小的电阻替换R2。答:(1)这些灯同时正常发光4小时,耗电0.8kWh。(2)当外界光照强度达到1.0cd时,电动卷帘便开始工作,R2的阻值是70。(3)当电阻R2消耗的电功率为0.7W时,外界光照强度是3.5cd。(4)应换用阻值更小的电阻替换R2。