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1、人教版九年级物理第二十章电与磁章节训练 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、科技小组示了一个“隔板推物”的节日，其原理如图所示：甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，两线圈通过导线连接构成一个
2、闭合电路，用手推动甲线圈摆动时，乙线圈会随之摆动，对于这个过程，下列说法正确的是（）A甲线圈相当于电源，乙线圈相当于用电器B推动甲线圈摆动时电能转化为机械能C乙线圈随之摆动是电磁感应现象D甲线圈摆动是因为通电导线在磁场中受力作用2、如图所示，关于电与磁的说法，正确的是（）A甲图开关闭合后，位于螺线管右侧的小磁针将顺时针旋90B乙图中实验可以探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系C丙图扬声器是利用了电磁感应原理D丁图动圈式话筒的工作原理与电动机的工作原理相同3、如图所示的实验装置中，能说明电动机工作原理的是（）ABCD4、下列关于电和磁的说法正确的是（）A铁和铝都能够被磁体吸引B磁感线是磁体周围真
3、实存在的曲线C奥斯特实验说明电流的周围存在着磁场D电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关5、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（）ABCD6、根据生活中的现象进行推论是常用的科学思维方法。下列根据现象作出的推论中（ ）A根据两灯各自的两端电压相等推论两灯是并联B根据电路中的灯泡不发光推论电路中没有电流C根据两手搓动手会发热推论机械能转化为内能D根据直导体下磁针没有旋转推论导体中无电流7、第一位揭示电与磁联系的物理学家
4、是（）A法拉第B伽利略C奥斯特D牛顿8、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9、如图所示，旋转微型电扇的扇叶能使二极管发光，与此工作原理相同的是（）ABCD10、某同学按照图甲所示连接好电路。闭合开关前，小磁针的指向如图甲所示；闭合开关，小磁针的偏转情况如图乙中箭头所示；只改变电源的正负极，再次进行实验，小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示。下
5、列结论中合理的是（）A由甲、乙两图可得导体的周围一定存在着磁场B由甲、乙两图可得电流的磁场方向与电流方向有关C由乙、丙两图可得电流的磁场强弱与电流大小有关D由乙、丙两图可得电流的磁场方向与电流方向有关第卷（非选择题 70分）二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）1、做图示实验时的观察对象是_（小磁针/小灯泡），为了使实验现象明显，导线应_（东西/南北/任意方向）放置，利用此实验的结论制造出了_（电磁铁/电动机/发电机）。2、如图所示，将电磁铁接入电路中，闭合开关后与闭合开关前对比，线圈的长度将_（选填“变长”、“变短”或“不变”）。3、在物理学的研究过程中，很多科学家呕心沥血，作出了杰出
6、的贡献。如世界上第一个发现电与磁之间联系的科学家是_，第一个发现磁偏角的科学家是_。为了纪念德国物理学家，他通过实验归纳出一段导体中电流与电压和电阻之间的定量关系做出的杰出贡献，人们将他的名字命名为_的单位。4、阅读短文，回答问题电动自行车调速系统常用电动自行车调速系统主要由磁铁、霍尔传感器、控制器和开关K四部分组成。霍尔传感器是将磁信号转变成电信号的装置，它产生的电压U0随磁场增强而增大。在转动电动自行车手柄旋转套时，旋转套中磁铁与固定在手柄中的霍尔传感器的距离发生改变，使U0发生变化。控制器的作用是将自身产生的电压U1与霍尔传感器的电压U0比较后，输出控制电压UK，控制开关K的通断，当U1
7、小于U0时，UK=1V，图甲中开关K闭合；U1大于U0时，UK=0，K断开。正常行驶时，电动自行车U1的大小随时间周期性变化，如图乙所示，控制器输出的UK使开关交替通断，每分钟约一万次。当U0增大，每次开关K闭合与断开时间的比值就增大，电动机的转速也随之增大。（1）电动自行车在行驶过程中主要的能量转化情况与下列哪种相同？（_）A发电机 B扬声器 C话筒 D电热水壶（2）当控制电压UK=0时，电动机中_（选填“有”、“无”）电流通过。（3）如图丙所示，将霍尔传感器从条形磁铁的S极附近水平移动到N极附近。在此过程中，霍尔传感器产生电压的变化情况是_。（4）图丁中折线A和直线B分别是U1和U0随时间
8、变化的关系图线，则图中所示的四个时刻中_时刻电动车获得动力。（5）当电动车在行驶过程中，转动手柄旋转套后，车速增大，与转动前相比较，下列判断正确的是：（_）A电动车蓄电池输出功率变小 B霍尔传感器产生的电压U0变小C磁铁与霍尔传感器距离变小 D每次开关K闭合与断开时间的比值变小5、乘坐地铁是一种环保、便捷的出行方式，济南市也将于2019年建成城轨地铁。地铁中的电动机是利用_对通电导体产生力的作用这一原理来工作的。电动机工作时把电能转化为_。三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）1、如图所示，是某科技活动小组的同学们设计的恒温箱内部电路结构示意图她包括了工作电路和控制电路两部分，用于获得
9、高于室温、控制在一定范围内的恒温其中，R为滑动变阻器，R为可变电阻，电磁铁整个线圈的电阻R0=20，加热器的电阻R1=484当控制电路的电流I0.04A时，电磁继电器的衔铁被吸引；当控制电路的电流I0. 036A时，电磁继电器的衔铁被弹簧拉起，则：（1）当该恒温箱处于加热状态时，工作电路的功率为多少？（2）如果当滑动变阻器的电阻R=300时，可变电阻R=180时，衔铁恰好被拉起，控制电路的电源电压是多少？那么，当衔铁恰好被吸引时，滑动变阻器和可变电阻的最小电阻的阻值是多少？2、为倡导节能环保，某科研机构设计了新型路灯，工作原理如图所示。控制电路中R2为半导体硅制成的光敏电阻，R2阻值随光强（国
10、际单位坎德拉，符号：cd）变化的规律如下表所示。工作电路中开关S2的状态由R2两端的电压决定：光照足够强时，R2两端的电压很小，开关S2与b点接触，处于断开状态，路灯L关闭；当光强降为20cd时，R2两端的电压刚好升至2V开关S2与c点接触，电路接通，路灯L正常工作。已知，控制电路和工作电路中电源电压分别为6V和220V，路灯L正常工作时电流为1A。求：光强/cd510202540电阻/40201085（1）工作电路刚好接通时，R1接入电路的阻值；（2）保持R1接入电路的阻值不变，当R2两端的电压为1V时，R2的阻值是多大？分析表格中光强与电阻数据的规律，确定此时光强是多大；（3）为了节约能源
11、，使路灯更晚一些打开，应将R1的阻值调大还是调小？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50150范围内，热敏电阻的阻值随温度的变化规律是：R1t=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=225，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（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）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、某家用电热水
12、器，其工作模式和相关参数如下表所示。图为电热水器的原理图，包括工作电路和控制电路两部分，通过电磁继电器自动控制电热水器实现加热状态和保温状态的挡位变换。R0、R1为电热丝，R2为滑动变阻器，R为热敏电阻（置于电热水器内），其阻值随温度的升高而减小。红灯、绿灯是电热水器工作时的指示灯，忽略指示灯对电路的影响。(1)分析说明当绿灯亮时，电热水器处于保温状态还是加热状态?(2)R1工作时的电阻是多大?(3)该电热水器处于加热状态时，工作4.2min，可使1L水的温度升高40，则该电热水器的效率是多少?，计算结果精确到0.1%电源220V 50Hz加热功率800W保温功率40W水容量1.0L5、如图为
13、小颖同学设计的电热水器的原理图，该电热水器具有加热、保温功能如图中电磁继电器(线圈电阻不计)、热敏电阻R、保护电阻R0、电压恒为6V的电源U1、导线等组成控制电路当电磁铁线圈中的电流I10mA时，继电器上方触点和触点c接通，电热水器工作电路中的电流为1A；当电磁铁线圈中的电流I 10mA时，电磁铁的衔铁被吸下，继电器下方动触点和静触点a、b接通，电热水器工作电路的功率为2200W热敏电阻R随温度变化的规律如图，热敏电阻和加热电路中的三只电阻R1、R2、R3均置于储水箱中，其中电阻R2、R3在图中的虚线框内未画出已知R133、R266、U2220V（1）衔铁正好被吸下时，控制电路的总电阻为多少？
14、（2）若R0为200，衔铁正好被吸下时储水箱中水温是多少? （3）求出电阻R3的阻值，计算并画出虚线框内的电路，标明电阻名称-参考答案-一、单选题1、A【解析】【分析】【详解】AB甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，两线圈通过导线连接构成一个闭合电路。推动甲线圈摆动的过程做切割磁感线运动，闭合的电路中有感应电流产生，是发电机的工作原理，所以甲线圈相当于电源，工作时将机械能转化为电能，故A正确，B错误；CD乙线圈中有电流通过时，根据通电导体在磁场中受力运动，将电能转化为机械能，所以乙线圈相当于用电器，甲线圈摆动是因为通电导线是因为收到外力的作用，故CD错误。故选A。2、B【解析】【详解】
15、A由安培定则可知，闭合开关后，通电螺线管的右侧为N极，根据电荷间的相互作用规律可知，位于螺线管右侧的小磁针将逆时针旋90，故A错误；B乙图中的电路是串联电路，通过调节滑动变阻器可以改变电路中的电流，所以该实验可以探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系，故B正确；C丙图扬声器是利用了通电导体在磁场中会受到力的作用，故C错误；D动圈式话筒的工作原理是电磁感应原理，电动机的工作原理是通电线圈在磁场中会受到力的作用，故D错误。故选B。3、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
16、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。4、C【解析】【详解】A磁体能够吸引铁钴镍，但不能吸引铝，故A错误；B磁感线是人们为了描述磁体周围空间磁场的情况，假想出来的一些闭合曲线，并不是真实存在的，故B错误；C奥斯特实验说明电流的周围存在着磁场，故C正确；D电磁铁磁性的强弱既与电流的大小有关，还与线圈匝数有关，故D错误。故选C。5、D【解析】【详解】AA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）
17、，故A错误；BB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；CC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；DD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。6、C【解析】【详解】A两灯各自的电压相等，不一定是并联，因为两个规格相同的灯串联时，两端的电压也相等，故A不符合题意；B灯的亮度取决于灯的实际功率，灯的实际功率太小，此时电路中有电流，灯也不会亮，故B不符合题意；C两手互相搓动，克服摩擦做功，使手的内能增加，温度升高，属于做功改变物体的内能，是机械能转化为内能，故C符合题意；D当通电直导体下磁针的位置的磁场
18、方向与磁针指向一致时，磁针不会旋转，故D不符合题意。故选C。7、C【解析】【详解】A法拉第发现了电磁感应现象，不是一位揭示电与磁联系的物理学家，故A不符合题意；B伽利略是最早提出力不是维持物体运动的原因的物理学家，故B不符合题意；C奥斯特发现了通电导体周围存在磁场，是第一个揭示电与磁联系的物理学家，故C符合题意；D牛顿提出了牛顿三大定律，是经典力学的奠基人，故D不符合题意。故选C。8、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
19、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。9、D【解析】【分析】【详解】微型电扇中装有电动机，电动机主要是由磁体和线圈组成，用手旋转叶片时，线圈恰好在磁场中做切割磁感线运动，此时会产生电流，发光二极管发光了，该现象是电磁感应现象。A图中导体通电后小磁针会偏转，说明通电导体周围有磁场，是奥斯特实验，故A不符合题意。B图中是电磁继电器，其主要部件是电磁铁，利用的是电流的磁效应，故B不符合题意；C图中通电线圈在磁场中受力转动，是电动机的工作原理
20、，故C不符合题意；D图中闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生了感应电流可从电流表指针发生偏转来体现，这是电磁感应现象，故D符合题意。故选D。10、D【解析】【详解】AB当小磁针受到地磁场的作用时，一端指南一端指北如图甲，当导线中电流向左时，小磁针的N极向纸外偏转如图乙，所以，甲、乙两图可说明通电导体周围存在磁场，故AB不符合题意；CD乙丙只是改变了电流方向，没有改变电流大小，小磁针的偏转方向也会发生改变，即磁场方向发生了变化，所以结论为：电流产生的磁场方向跟电流方向有关，故D符合题意，C不符合题意。故选D。二、填空题1、小磁针 南北 电磁铁 【详解】1从图中可以看到，闭合开
21、关后，电路中有电流，小磁针会转动起来，这是因为通电导线周围存在磁场，这是验证奥斯特实验，而小灯泡的发光，不能得知相应结论，所以做图示实验时的观察对象是小磁针。2因为小磁针受到地磁场的作用，会指南北方向，为了让这个偏转现象更加明显，应使电流产生的磁场方向是东西方向，这样只有通电导线南北放置，才能做到。3这个实验是电流的磁效应，利用这个实验的结论制造了电磁铁。2、变短【详解】将电磁铁接入电路中，闭合开关后，有电流通过线圈，由安培定则，每匝线圈上端为N极，下端为S极，根据异名磁极相互吸引，故线圈的长度将闭合开关前变短。3、奥斯特 沈括 电阻 【详解】1丹麦物理学家奥斯特是世界上第一个发现电与磁之间有
22、联系的人。2在北宋学者沈括的梦溪笔谈中，记载了磁针所指方向不完全指南北这一事实，故他是世界上最早发现这一事实的人。3德国物理学家欧姆最先通过实验归纳出一段导体中电流跟电压和电阻之间的定量关系，即：欧姆定律，为了纪念他作出的杰出贡献，人们将他的名字命名为电阻的单位。4、B 无 先变小，后变大 t4 C 【详解】（1）1电动自行车在行驶过程中将电能转化为机械能；A发电机将机械能转化为动能，故A不符合题意；B扬声器将电能转化为机械能，故B符合题意；C话筒将机械能转化为电能，故C不符合题意；D电热水壶将电能转化为内能，故D不符合题意。故选B；（2）2由材料可知，Uk=0时，K断开，故电路中无电流通过；
23、（3）3已知条形磁铁的磁性是两端最强，中间弱；则霍尔传感器从条形磁铁的S极附近水平移动到N极附近过程中，根据磁场的磁性是由强变弱，然后由弱变强，所以根据U0随磁场增强而增大的特点可知，霍尔传感器产生电压U0变化是先变小后变大；（4）4 由题意可知，当U1小于U0时，UK=1V，图甲中开关K闭合，电动车获得动力，图像中的t4时刻U1小于U0，电动车获得动力；（5）5 A电动车蓄电池的输出功率是不变的，故A错误；B正常行驶时，电动自行车U1的大小随时间周期性变化是一定的，则K闭合时间变长，即U1小于U0的时间段变长，UK=1V的时间变长，U0变大，故B错误；CU0随磁场增强而增大，所以霍尔传感器周
24、围的磁性变强，即与磁铁的距离减小，故C正确；D电动机的转速与每次K闭合与断开时间的比值相对应，电动机的转速增大时，K闭合时间比断开时间长，则K闭合与断开时间的比值变大；故D错误。故选C。5、磁场 机械能 【详解】1电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用这一原理工作的。2电动机在工作时，将电能转化为机械能。三、计算题1、（1）100W （2）18V 430【解析】【详解】试题分析：（1）当该恒温箱处于加热状态时，工作电路的功率为：（2）当衔铁恰好被拉起时，因为线圈与可变电阻、滑动变阻器串联R总=R线+R+R=20+300+180=500 U=I小R总=0.036A500=18V当衔铁恰好被吸引
25、时，滑动变阻器和可变电阻的最小电阻的阻值是： R滑= R总小-R线=450-20=430考点：电磁继电器 电功率计算 串联电路电压、电流特点2、（1）20；（2）4，50cd；（3）调大【解析】【分析】【详解】解：（1）当光强为20cd时，R2两端的电压刚好升至2V开关S2与c点接触，电路接通，路灯L正常工作。由表格数据可知，当光强为20cd时，R2的阻值为10，由图可知R1与R2串联，则通过电阻R1的电流及其两端的电压为则此时R1的阻值为（2）保持R1接入电路的阻值不变，当R2两端的电压为1V时，R1两端的电压为电路中的电流为电阻R2的大小为由表格数据可知，R2的电阻与光强成反比，由表格第一
26、次电阻为40时，光强为5cd，则电阻为4时，光强为50cd。（3）使路灯更晚一些打开，即光强变小，R2的阻值变大，为使其电压仍为2V时接通工作电路，根据串联电路的分压规律可知，R1的阻值应该适当调大。答：（1）工作电路刚好接通时，R1接入电路的阻值为20；（2）当R2两端的电压为1V时，R2的阻值是4，此时光强是50cd；（3）为了节约能源，使路灯更晚一些打开，应将R1的阻值调大。3、 75 由图2可知，当恒温箱内的温度升高时，热敏电阻的阻值随之减小，电路中的电流增大，当电流达到20mA时，电磁铁能够吸引下衔铁，使动触点与C、D所在的电路接通若把加热器接在此电路中，会使恒温箱内的温度持续升高相
27、应的，热敏电阻的阻值继续减小，电流持续增大，电磁铁的磁性继续增强，使CD这个电路始终接通，加热器永远工作达不到控制温度的目的所以，要把恒温箱的加热器应接在A、B端 255【解析】【详解】 (1)60时，控制电路I20mA0.02A，R总300,R1R总R230022575;(2)由图2可知，当恒温箱内的温度升高时，热敏电阻的阻值随之减小，电路中的电流增大，当电流达到20mA时，电磁铁能够吸引下衔铁，使动触点与C. D所在的电路接通若把加热器接在此电路中，会使恒温箱内的温度持续升高相应的，热敏电阻的阻值继续减小，电流持续增大，电磁铁的磁性继续增强，使CD这个电路始终接通，加热器永远工作达不到控制
28、温度的目的所以，要把恒温箱的加热器应接在A. B端(3)设100热敏电阻的阻值为,R1t常数,7560100,解得45,R总300,30045255.点睛：（1）要求R1的阻值，由电路图可知，R1、R2串联后接在6V的电源上，电源电压已知，此时电路中的电流也知道，可用电源电压与电流求出总电阻，然后减去R2，即可解得R1（2）恒温箱的加热器接在A、B端还是C、D端，主要是由热敏电阻随温度的变化趋势来决定的（3）要求电阻R2此时的阻值应调为多少，首先要知道此时热敏电阻R1的阻值是多少，而R1t常数是一个非常关键的突破口4、 (1)保温状态；(2)1149.5；(3)83.3%【解析】【分析】【详解
29、】解：(1)当电磁继电器的衔铁被释放时，动触头与上方静触头接触，红灯亮，R0单独工作，总功率P=；当电磁继电器的衔铁被吸下时，动触头与下方静触头接触，绿灯亮，R0与R1串联工作，总功率P=。比较得出，红灯亮时总功率较大，为加热状态；绿灯亮时总功率较小，为保温状态。(2)R0的电阻是R0=60.5保温时的功率P保温=即40W=解得R1=1149.5(3)1L水的温度升高40吸收的热量Q=c水mt=c水水Vt=4.2103J/(kg)1.0103kg/m310-3m340=1.68105J加热4.2min消耗的电能W=P加热t=800W4.260s=2.016105J电热水器的效率=100%=10
30、0%83.3%答：(1)当绿灯亮时，电热水器处于保温状态；(2)R1工作时的电阻是1149.5；(3)该电热水器的效率是83.3%。5、（1）600（2）60（3）R3=154【解析】【详解】（1）由图1知，控制电路中R0与线圈、R串联，当电磁铁线圈中的电流I=10mA时，电磁铁的衔铁正好被吸下，由I=可得此时控制电路的总电阻：R总=600；（2）由题意知，衔铁刚好被吸下时，控制电路电流I=10mA=0.01A，此时电流总电阻R总=600，由串联电路电阻特点可得热敏电阻：R=R总R0=600200=400，由图2可知，此时水温为60；（3）由题知，a、b接通，R1与虚线框中连入部分并联，电热水器工作电路的功率2200W，P1=W，虚线框中连入部分功率：Pb=2200WW=W，虚线框中连入部分功率：Pb=66=R2，继电器上方触点和触点c接通，此时只有框内电阻接入电路，电热水器工作电路中的电流为1A，此时虚线框内的总电阻：R框=220，PbR框，所以框内R2、R3电阻应串联，即框内cb间是电阻R3，且R3=R框R2=22066=154虚线框内的电路如图所示：