考点解析人教版九年级《电与磁》单元测试试题（详解版）

人教版九年级《电与磁》单元测试考试时间：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、图是一种手压电筒，按压手柄，塑料齿轮带动线圈内磁性飞轮高速旋转，使灯泡发光。图中能反映这一过程工作原理的是（）A． B．C． D．2、如图是一个老式手摇式发电机，其发电电压最高可达30V。该发电机的原理可用下面的哪个实验解释（）A． B．C． D．3、对如图示的实例或实验解释不正确的是（）A．图A实验说明通电导体在磁场中受到力的作用B．图B奥斯特实验说明通电导线周围有磁场C．图C可用来演示电动机的工作原理D．图D电铃的工作原理利用了电流的磁效应4、电梯为居民上下楼带来很大的便利，出于安全考虑，电梯设置了超载自动报警系统，其工作原理如图所示。电梯厢底层装有压敏电阻R1，R2为保护电阻，K为动触点，A、B为静触点，当出现超载情况时，电铃将发出报警声，电梯停止运行。则下列说法中正确的是（）A．电磁铁磁性的强弱与电流的方向有关B．电磁铁是根据电磁感应原理工作的C．电梯超载时动触点K与静触点B接触D．电梯超载时报警，说明压敏电阻的阻值随压力的增大而增大5、下列说法中正确的是（）A．金属导体中的负电荷在做定向移动时一定产生磁场B．条形磁体周围的磁场是由磁感线组成的C．导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生感应电流D．利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围各点的磁场方向6、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是（）A． B．C． D．7、我国高铁动车组普遍采用了再生制动技术：动车到站前停止供电，动车继续向前运行电机逆转产生电流并输入电网。下图与再生制动技术工作原理相同的是（）A． B．C． D．8、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”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9、通过光线来描述光的传播。下列研究问题的方法与此相同的是（）A．制作滑动变阻器时，发现导线太长而采取缠绕的方式B．研究串联电路电阻时引入总电阻C．用磁感线来描述磁场D．在比热容建构实验中通过对物体的加热时间长短来判断吸收热量的多少10、下列著名科学家与其主要成就对应不正确的是（）A．欧姆发现了电流与电压、电阻的关系，从而得到欧姆定律B．奥斯特首先通过实验证实了通电导体周围存在磁场C．法拉第发现了通电导体在磁场中受到力的作用D．焦耳最先精确确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，从而得到焦耳定律第Ⅱ卷（非选择题70分）二、填空题（10小题，每小题4分，共计40分）1、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”）。2、学完第二十章《电与磁》这一单元后，亮亮同学发现本章有三个重要实验，分别是“电流的磁效应”、“磁场对通电导线的作用”和“电磁感应现象”，为了这些知识，亮亮同学用了表格的形式来整理，请你在空白处帮他补充完整。实验名称装置图发现（结论）发现者发明（应用）电流的磁效应①______奥斯特②______磁场对通电导线的作用通电导线在磁场中会受到力的作用。③______电磁感应现象闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流④______发电机3、现有三根金属棒：一根铁棒、一根铜棒、一根磁棒，从外表难以区分，请你想办法加以辨别。磁棒的辨别：将三根金属棒用细线系好，悬挂起来，使其转动，静止时，根据指示的方向可以确定出磁棒。原理：磁体受______作用，静止时指向______（选填“南北”或“东西”）方向。铜棒的辨别：______。原理：磁体具有______性，可以吸引钢铁类物质。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、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_________。6、著名的______实验，首次揭示了电流磁效应的存在；德国物理学家______最先通过实验归纳出“一段导体中的电流，跟加在这段导体两端电压成正比，跟这段导体的电阻成反比”的定量关系。7、“生活处处有物理，留心观察皆学问”。电动车右手的“调速”把手，可改变后轮的转速，与这个“调速”把手联动的电路元件实质是一个______；中国的无人机技术发展迅速，水平居世界前沿。无人机的旋翼由电动机驱动，电动机的电路元件符号是______。8、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）。9、1820年丹麦物理学家_________发现了通电导体周围存在磁场。利用通电导体在磁场中受到力的作用原理制成了_________（选填“电磁铁”或“电动机”）。10、平衡车运动被医学界称为“益智运动”，该运动使人的身体处于活跃轻松的状态，促使小脑的发育从而促进大脑发达，提高智力。平衡车运动融惊、险、奇、巧、美于一体，丰富了人们的生活。如图所示，长发飘飘的女孩骑平衡车匀速直线运动时，以平衡车为参照物，路边的树木是___________的（选填“运动”或“静止”）；春夏季节在街头骑行时，她能闻到阵阵花香是因为___________运动；平衡车行驶时的能量转化是___________。三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、为实现自动控制，小明同学利用电磁继电器（电磁铁线圈电阻不计）制作了具有延时加热、保温、消毒等功能的恒温调奶器，其电路图如图甲所示。控制电路中，电压U1＝3V，定值电阻R0＝50Ω，热敏电阻R阻值随温度变化的图像如图乙所示；工作电路中，电压U2＝220V，R1＝836Ω，R2＝44Ω。已知恒温调奶器容量为2kg，水温达到80℃时衔铁会跳起。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]（1）请结合此电路，简要说明电磁继电器的工作原理。（2）求衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流。（3）求工作电路在保温状态下的电功率。（4）当调奶器加满温度为25℃的水，加热元件工作500s后衔铁跳起，求此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率。2、有一种电加热恒温箱，工作原理如图所示，控制电路由电压为U1=9V的电源、开关、电磁继电器（线圈电阻不计）、电阻箱R0和热敏电阻R1组成；工作电路由电压为U2=220V的电源和电阻为R2=44Ω的电热丝组成.其中，电磁继电器只有当线圈中电流达到60mA时，衔铁才吸合，切断工作电路；热敏电阻R1的阻值随温度变化关系如图.求：（1）电热丝正常工作时的功率.（2）电热丝正常工作100s产生的热量.（3）如果恒温箱的温度设定为50℃，求电阻箱R0迎接如电路的电阻.3、电梯为居民出入带来很大的便利，出于安全考虑，电梯都设置超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示。已知控制电路的电源电压U=9V，保护电阻R1=100Ω，压敏电阻R2的阻值随压力F大小的变化关系如图乙所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值忽略不计。试问：(1)在图中的控制电路中，电磁铁上端为其磁场的________极，当压敏电阻R2受到的压力F增大时，其阻值减小，控制电路中的电流增大，从而使电磁铁的磁性增强，衔铁被电磁铁吸住，触点K与触点________接触，电铃发出警报声；(2)若电梯在15s内将一位重600N的乘客匀速提升15m，求电梯对乘客做功的功率_______；(3)当电磁铁线圈电流达到30mA时，衔铁刚好被吸住。若每位乘客体重为650N，请计算说明此电梯最多可乘几个人_______(g取10N/kg)；(4)若电铃发出警报声条件如(3)，需要减小最大载客量，可采取什么措施_______?4、某同学为学校草坪设计了一个自动注水喷淋系统，其电路设计如图甲，控制电路电源电压U1＝12V，R0为定值电阻，RF为压敏电阻，电磁铁线圈电阻忽略不计，压敏电阻RF放置于水箱底部（如图乙），其阻值与压力有关，阻值随水位变化关系如下表。工作电路包括注水系统和喷淋系统，其电源电压U2＝220V。圆柱体水箱底面积S＝0.4m2，当水箱内的水位上升到2m时，通过电磁铁线圈的电流Ia＝0.1A，衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作，此时电流表示数I1＝1A，当水位下降到1m时，衔铁恰好被拉起，注水系统开始给水箱注水，此时电流表示数I2＝2A。水位/m0.250.500.751.001.251.501.752.002.25压敏电阻RF阻值/Ω300200125907065626059（1）当水箱内水位达到2m时，控制电路中压敏电阻RF的功率为多少W？（2）当水箱内水位下降到1m时，通电电磁铁线圈的电流Ib为多少？（3）已知喷淋系统一直给草坪喷水，每秒钟喷水量恒为0.001m3，注水系统工作时，每秒钟给水量箱注水恒为0.005m3，求相邻两次开始给水箱注水的这段时间内，工作电路消耗的电能？5、图甲是某小区高层住宅电梯结构的示意图，它主要是由轿厢、滑轮、配重、缆绳及电动机等部件组成，小明家住该小区某栋楼的16楼，他乘电梯从1楼匀速升到16楼用时50s，已知每层楼的高度为3m。小明重600N。轿厢重5400N，动滑轮和细绳的重力以及摩擦力均忽略不计，针对此时程，解答下列问题。(1)拉力F的功率为多大？(2)动滑轮A提升小明的机械效率为多少？(3)图乙是该电梯超载自动报警系统工作原理的示意图，在工作电路中，当电梯没有超载时，触点K与触点A接触，闭合开关S，电动机正常工作，当电梯超载时，触点K与触点B接触，电铃发出报警铃声，即使闭合开关S，电动机也不工作，在控制电路中，已知电源电压为6V，保护电阻R2=100Ω，电阻式压力传感器R1的阻值随乘客压力（F压）大小变化如图丙所示，电磁铁线圈的阻值忽略不计，当电磁铁线圈电流超过0.02A时，电铃就会发出警报声，若乘客人均重为700N，该电梯最多可以乘载多少人？-参考答案-一、单选题1、B【解析】【分析】【详解】A．手压电筒，按压手柄，塑料齿轮带动线圈内磁性飞轮高速旋转，使灯泡发光，是电磁感应现象，A图中，通电导线周围小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在磁场，不可以反映手压电筒工作原理，故A不符合题意；B．B图中，导体棒在磁场中做切割磁感线运动，电表指针发生偏转，是电磁感应现象，可以反映手压电筒工作原理，故B符合题意；C．C图中，闭合开关后，导体棒运动，说明通电导线在磁场中会受到力的作用，不可以反映手压电筒工作原理，故C不符合题意；D．D图中，套有线圈的铁钉可以吸引大头针，说明电流的磁效应，不可以反映手压电筒工作原理，故D不符合题意。故选B。2、A【解析】【详解】老式手摇式发电机的原理是电磁感应现象；A．由图可知，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，灵敏电流计的指针会发生偏转，这说明产生的感应电流，这是电磁感应现象，故A符合题意；B．该图是电流的磁效应，不是发电机的工作原理，故B不符合题意；C．通电导体ab在磁场中受到力的作用，是电动机的工作原理，故C不符合题意；D．该图是探究影响电磁铁磁性大小因素的实验，电磁铁的原理是电流的磁效应，故D不符合题意。故选A。3、C【解析】【详解】A．图A是电动机的原理图，说明通电导体在磁场中受到力的作用，故A正确，不符合题意；B．图B是奥斯特实验，导线通电后引起小磁针转动，说明通电导线周围有磁场，故B正确，不符合题意；C．图C是电磁感应现象，是发电机的工作原理图，故C错误，符合题意；D．图D电铃是利用电磁铁工作的，其原理利用了电流的磁效应，故D正确，不符合题意。故选C。4、C【解析】【详解】AB．电磁铁是根据电流的磁效应制成的，电磁铁磁性的强弱与电流的大小和线圈的匝数的多少有关，与电流的方向无关，故AB错误；C．出现超载情况时，电梯停止运行，即K与A是分开的，K被电磁铁吸下，与B接触，从而使电铃发出声音，故C正确；D．超载时，压力增大，电磁铁的磁性变大，能把衔铁吸下，说明电路中的电流是变大的，即总电阻是减小的，所以压敏电阻的阻值随压力的增大而减小，故D错误。故选C。5、A【解析】【详解】A．负电荷定向移动时会形成电流，因电流周围存在磁场，所以导体中的负电荷在做定向移动时一定产生磁场，故A正确；B．磁感线是描述磁场的方法，是建立理想模型法，条形磁体的磁场不是由磁感线组成的，故B错误；C．导体中产生感应电流的条件是:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动；导体在磁场中做切割磁感线运动，不一定会产生感应电流，故C错误；D．利用撒在磁体周围的铁屑只能判断该磁体周围的磁场强弱分布，不能判断磁场方向，故D错误。故选A。6、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。7、A【解析】【详解】动车原来是运动的，即到站前先停止供电，虽然没有动力，但由于惯性，动车能继续运动；动车在继续向前运动时，电机线圈随车轮转动并在磁场中切割磁感线运动，进而产生感应电流，该现象就是电磁感应现象，即再生制动技术工作原理是电磁感应现象；A．该实验中无电源，当闭合电路中的导体棒在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，这是电磁感应现象，故A符合题意；B．该实验是奥斯特实验，说明了电流的磁效应，故B不符合题意；C．该实验是探究影响电磁铁磁性强弱的因素，故C不符合题意；D．该实验说明通电导体在磁场中受到力的作用，故D不符合题意。故选A。8、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。9、C【解析】【详解】光线是不存在的，所以我们研究光的传播时，引入光线，是利用的模型法A．制作滑动变阻器时，发现导线太长，采取缠绕的方式，可以缩短导线所占的距离空间，采用的是缺点列举法，故A不合题意；B．研究串联电路的电阻时，引入“总电阻”的概念，采用的是等效替代法，故B不合题意；C．用磁感线来描述磁场，采用的是模型法，故C符合题意；D．通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法，故D不合题意。故选C。10、C【解析】【详解】A．欧姆对“电流跟电阻和电压之间的关系”进行了深入的研究并得到了正确结论，欧姆定律就是欧姆得出的，故A正确，不符合题意；B．奥斯特最早发现电流周围存在磁场，故B正确，不符合题意；C．法拉第发现了电磁感应现象，发电机就是根据这一原理制成的，故C错误，符合题意；D．焦耳最先精确确定了“电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间的关系”，即焦耳定律，故D正确，不符合题意。故选C。二、填空题1、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。2、通电导体周围存在磁场电磁铁电动机法拉第【详解】[1][2]奥斯特实验证明了通电导体周围存在磁场，这一现象称为电流磁效应，根据这一现象制成了电磁铁。[3]通电导体在磁场中受到力的作用，电动机就是根据这一原理制成的。[4]英国物理学家法拉第于1831年发现：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就会产生电流，这一现象称为电磁感应现象，根据这一原理制成了发电机。3、地球磁场力南北用磁棒分别靠近另两根金属棒，不能吸引的是铜棒磁【详解】[1][2]地球本身是一个大磁体，磁体在地球的磁场中受到磁力的作用，静止时指示南北方向。[3][4]铜棒的辨别：将磁棒分别靠近另外两根根金属棒，若发现磁棒不吸引其中的一个金属棒，则这根金属棒就是铜棒。因为磁体具有磁性，可以吸引钢铁类物质，不吸引铜。4、奥斯特南北磁场存在电磁铁【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、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。6、奥斯特欧姆【详解】[1]1820年奥斯特发现：当小磁针发生偏转时，说明了磁场的存在，这就是著名的奥斯特实验，首次揭示了电流磁效应的存在。[2]德国物理学家欧姆最先通过实验归纳出“一段导体中的电流，跟加在这段导体两端电压成正比，跟这段导体的电阻成反比”的定量关系，这一规律被称为欧姆定律。7、滑动变阻器【详解】[1]电动自行车上的“调速”把手相当于我们学过的滑动变阻器，它是通过改变电阻丝接入电路的长度来改变电阻，从而达到改变电路中电流大小的目的。[2]电动机在电路图中元件符号。8、小磁针南北电磁铁【详解】[1]从图中可以看到，闭合开关后，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。9、奥斯特电动机【详解】[1]1820年丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场，称为电流的磁效应。[2]电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。10、运动分子在永不停息地做无规则电能转化为机械能【详解】[1]平衡车匀速直线运动时，路边的树木与平衡车之间的位置不断发生变化，即以平衡车为参照物，路边的树木是运动的。[2]春夏季节在街头骑行时，能闻到阵阵花香，是花的芳香分子扩散到空气中，是扩散现象，表明分子在永不停息地做无规则。[3]平衡车行驶时，平衡车的电动机主要将电能转化为机械能。三、计算题1、（1）见详解；（2）0.02A；（3）55W；（4）84%【解析】【分析】【详解】解：（1）如图乙所示，温度升高时，电阻R的阻值增大，所以当温度比较低时，电阻R的阻值较小，控制电路中的电流较大，电磁铁把衔铁吸下来，工作电路中只有电阻R2接入；当温度较高时，电阻R的阻值较答，控制电路中的电流较小，复位弹簧把衔铁拉上去，工作电路中电阻R1和R2串联接入，根据可知，电压一定时，电路中的电阻越小，加热功率越大，故动触点与静触点a接触时，为保温电路，动触点与静触点b接触时，为加热电路。（2）如图乙所示，温度为80℃时，电阻R的阻值为100Ω，则此时通过电磁铁线圈的电流为（3）动触点与静触点a接触时，为保温电路，工作电路中电阻R1和R2串联接入，保温状态下的电功率为（4）由题意知，水温达到80℃时衔铁会跳起，则水吸收的热量为动触点与静触点b接触时，为保温电路，工作电路中只有电阻R2接入，加热状态下消耗的电能为此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率为答：（1）电磁继电器的工作原理：见详解；（2）衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流为0.02A；（3）工作电路在保温状态下的电功率为55W；（4）当调奶器加满温度为25℃的水，加热元件工作500s后衔铁跳起，此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率为84%。2、（1）电热丝正常工作时的功率为1100W；（2）电热丝正常工作100s产生的热量为1.1×105J；（3）如果恒温箱的温度设定为50℃，电阻箱R0接入电路的阻值为50Ω．【解析】【详解】试题分析：（1）知道工作电路的电压和电热丝的电阻，利用P=求电热丝工作时的功率；（2）已知工作时间，根据Q=W=Pt求加热100s产生的热量；（3）恒温箱的温度为50℃，从图乙的出热敏电阻的阻值，此时电路中的电流为60mA，衔铁被吸合，切断工作电路，又知道控制电路的电压，利用欧姆定律求电阻箱连入电阻的阻值．解：（1）电热丝工作时的功率：P===1100W；（2）电热丝正常工作100s产生的热量：Q=W=Pt=1100W×100s=1.1×105J；（3）如果恒温箱的温度设定为50℃，由图乙可知，热敏电阻的阻值R1=100Ω，由题知，此时控制电路的电流I=60mA=0.06A，∵I=，即：0.06A=，∴电阻箱R0应接入电路的阻值：R0=50Ω．答：（1）电热丝正常工作时的功率为1100W；（2）电热丝正常工作100s产生的热量为1.1×105J；（3）如果恒温箱的温度设定为50℃，电阻箱R0接入电路的阻值为50Ω．【点评】在本题的计算中主要考查了欧姆定律的运用、焦耳定律公式的运用、串联电路的特点等．题目的难点在于对题意的理解，尤其是