综合解析人教版九年级《电与磁》专项练习试题（含解析）

人教版九年级《电与磁》专项练习考试时间：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、我国的无人机技术处于世界一流水平。如图所示，我国自主研发的某款无人机正在匀速上升，下列判断正确的是（）A．无人机的重力不做功 B．无人机的机械能不断增大C．地面景物在摄像头中成缩小的虚像 D．无人机电动机的工作原理是电磁感应2、我国是世界上最早使用指南针的国家，东汉学者王充在《论衡》中记载到：“司南之杓，投之于地，其柢指南”。如图所示的司南放在水平光滑的“地盘”上，静止时它的长柄指向南方。关于指南针（司南），下列说法中正确的是（）A．指南针只有一个磁极B．指南针的指向不会受到附近磁铁的干扰C．可自由转动的指南针，静止时指南北是由于地磁场的作用D．指南针周围不存在磁场3、下列机器中，不属于热机的是（）A．洗衣机 B．柴油机 C．火箭 D．蒸汽轮机4、已知，电磁铁的磁性随电流的增大而增强。如图所示，电源电压保持不变，弹簧秤下挂着一块铁。现在盛有硫酸铜溶液的烧杯中，逐渐滴入氢氧化钡溶液，可发现弹簧测力计的示数（）A．逐渐变小，最后趋于稳定 B．一直保持不变C．先变小，后变大，最后趋于稳定 D．先变大，后变小，最后趋于稳定5、关于下列所示图中，说法正确的有（）①甲图中通电导线周围存在着磁场，如果将小磁针移走，该磁场将消失②乙图中现象表明，电流相同时，电磁铁匝数越多，磁性越强③丙图中闭合开关，保持电流方向不变，对调磁体的N、S极，导体的运动方向不变④丁图中绝缘体接触验电器金属球后验电器的金属箔张开一定角度，说明该棒带正电⑤戊图中的实验现象是制造发电机的原理。A．①② B．②⑤ C．①③ D．④⑤6、两根通电导体A和B，A通了电会产生磁场，那A产生的磁场对旁边的B是不是会有力的作用呢？通过如图的实验，发现导体A和B如虚线所示发生形变，导体B对A的作用力为，A对B的作用力为。下列说法正确的是（）A．向右，向左B．和是一对平衡力C．只把导体A所接的电源正负极对调，则向左D．只把导体B所接的电源正负极对调，则向右7、用钢条的一端去接近小磁针，如果小磁针被吸引过来，则（）A．钢条肯定有磁性 B．钢条肯定没有磁性C．钢条可能有磁性 D．以上说法都不对8、超市的服装贴有磁性标签，未消磁的标签通过超市安检门时，安检门上的线圈会产生电流，触发报警器达到防盗目的。下图中能反映出安检门工作原理的是（）A． B．C． D．9、如图所示，关于甲乙丙丁四幅图，下列说法正确的是（）A．如图中验电器的原理是异种电荷互相排斥B．如图是奥斯特发现的电磁感应现象C．如图表明通电导体在磁场中会受到力的作用D．如图的测电笔在使用时必须接触笔尾的金属体10、要使电磁铁的两个磁极对调，可采取的方法是（）A．改变电流方向 B．增加螺线管的匝数C．减小电流 D．将铁芯从螺线管中拔出第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、为了保护环境，国家鼓励发展新能源汽车，新能源汽车的核心部件是电动机，电动机工作时将_______能转化为机械能，和电动机原理相同的应用还有_________。2、自然界中各种不同形式的能量都可以相互转化，电动机工作时主要是把电能转化为______能；太阳能热水器是把太阳能转化为______能。3、把导线绕在圆筒上，做成螺线管，也叫线圈，在通电情况下会产生磁场。通电螺线管的磁场相当于_____磁体的磁场，通电螺线管的两端相当于_______磁体的两个磁极。4、在物理学的研究过程中，很多科学家呕心沥血，作出了杰出的贡献。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。5、法国科学家阿尔贝•费尔和德国科学家彼得•格林贝尔由于发现巨磁电阻（GMR）效应，荣获了2007年诺贝尔物理学奖。这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度。如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图：（1）闭合开关S2，指示灯不亮，再闭合开关S1，指示灯发光，由此可知：巨磁电阻的大小与___________有关；（2）若滑片P向左移动，电磁铁的磁场___________（填“增强”、“减弱”）。（3）若滑片P向左移动，观察到指示灯变得更亮，由此实验可得出结论：___________。6、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_________。7、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”）。

8、在都江堰研学活动中，小罗用名为指南针的手机指引方向，如图甲所示，当“小磁针”静止时，其上部指向南方，说明“小磁针”的上部是_______极；小罗将这个打开后，放在如图乙所示的电磁体左方，仍呈现如图甲所示的指向，则电源的下部为_______极。9、如图是一种“闯红灯违规证据抓拍模拟器”的工作原理图，光控开关接收到红光时会自动闭合，压敏电阻受到压力时其阻值会变小。当红灯亮后，且车辆压到压敏电阻上时，电磁铁的磁性因电路中电流的______（填“增大”或“减小”）而变______（填“强”或“弱”），吸引衔铁与触点______（填“1”或“2”）接触，电控照相机工作，拍摄违规车辆。

10、判断通电螺线管的磁场方向可以使用安培（右手）定则：将右手的四指顺着电流方向抓住螺线管，______的方向就是该螺线管的N极。三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、(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；(2)如图，长为50cm、质量为100g的均匀金属棒ab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？()2、小华组装了一台直流电动机模型，她将电动机模型接入如图（a）所示的电路中，已知电源电压U=3V，并保持不变，线圈电阻R=1．5Ω，接通电路后，电动机正常转动，电流表读数I=0．8A，已知电动机正常工作时的能量转化关系如图（b）所示，摩擦不计，求：（1）电动机正常转动1min消耗的电能W和线圈产生的热量Q．（2）电动机输出的机械功率P．（3）电动机能量转换效率η．3、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。4、有一种电加热恒温箱，工作原理如图1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2所示。（1）求电热丝工作时的功率和在10min内产生的热量；（2）如果恒温箱的温度设定为50℃，求电阻箱R0应接入电路的阻值；（3）若要提高恒温箱的设定温度，电阻箱R0接入电路的阻值应调大还是调小？简要说明理由。5、在新能源时代，市场推出了一系列的电动汽车，如图表23是其中一款电动汽车的相关参数．求：（1）这款车重量是多少？与一般汽车相比，电动汽车有什么优点？（2）这款车电机以额定功率以最大运行速度行驶时，最大可以提供多大的牵引力？-参考答案-一、单选题1、B【解析】【分析】【详解】A．无人机匀速上升的过程中，在重力方向上通过了距离，所以重力做了功，故A错误；B．无人机匀速上升的过程中，质量不变，速度不变，动能不变；高度越来越高，重力势能越来越大；所以机械能不断增大，故B正确；C．摄像头是利用物距大于凸透镜的二倍焦距时，物体成倒立缩小的实像而制成的，不是虚像，故C错误；D．电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，发电机的原理是电磁感应，故D错误。故选B。2、C【解析】【详解】A．任何磁体都有两个磁极，指南针是磁体，所以有2个磁极，故A错误；B．指南针的磁极有磁性，指向会受到附近磁铁的干扰，故B错误；CD．地球是一个大磁体，地球周围存在的磁场叫地磁场，自由转动的指南针，其静止时指南北是由于地磁场的作用，故C正确，D错误。故选C。3、A【解析】【详解】A．洗衣机是利用电动机工作的，将电能转化为机械能，不属于热机，故A符合题意；BCD．柴油机、火箭和蒸汽轮机工作时，将内能转化为机械能，属于热机，故BCD不符合题意。故选A。4、C【解析】【详解】图中电磁铁通电后具有磁性，对弹簧秤下方的铁块有向下的吸引力；在线圈匝数不变时，电磁铁的磁性强弱跟电流的大小有关，电流越大，则电磁铁的磁性越强。当向硫酸铜中逐渐滴入氢氧化钡溶液时，由于硫酸铜与氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化铜沉淀，使溶液的导电能力减弱，电流变小，从而电磁铁的磁性变弱，对铁块的吸引力变小，则测力计示数变小；当氢氧化钡与硫酸铜完全反应后，再向里加入氢氧化钡溶液，则会使溶液的导电性能增强，电流变大，电磁铁的磁性变强，对铁块的吸引力变大，则测力计的示数变大；最后氢氧化钡溶液过量（即氢氧化钡溶液饱和），电路中的电流趋于稳定，则弹簧秤示数趋于稳定，所以测力计的示数先变小，后变大，最后趋于稳定，故C符合题意。故选C。5、B【解析】【详解】①放在小磁针上方的导线中有电流通过时，小磁针会发生偏转，说明通电导体周围存在磁场；如果将小磁针移走，虽然不能看到磁场的存在，但该磁场仍然客观存在，故①错误；②两电磁铁串联，通过的电流相等，但两电磁铁线圈的匝数不同，铁钉A吸引大头针较多，表明电流相同时，线圈匝数越多电磁铁磁性越强，故②正确；③闭合开关，保持电流方向不变，对调磁体的N、S极，磁场方向方向发生了变化，则导体的运动方向改变，故③错误；④绝缘体接触验电器金属球后验电器的金属箔张开一定角度，是因为同种电荷相互排斥，但不能说明该棒带正电，也可能带负电，故④错误；⑤该图为电磁感应现象的实验，是发电机的制作原理，故⑤正确。综上所述②⑤正确，B正确。故选B。6、C【解析】【分析】【详解】A．由图可知，A、B之间相互排斥，则导体B对A的作用力的方向是向左的，A对B的作用力的方向是向右的，故A错误；B．和是两个物体之间的相互作用，是一对相互作用力，故B错误；C．只把导体A所接的电源正负极对调，磁场的方向会发生变化，由图可知，A和B相互吸引，则是向左的，故C正确；D．只把导体B所接的电源正负极对调，磁场的方向会发生变化，则A和B之间是相互吸引的，则是向左的，故D错误。故选C。7、C【解析】【详解】当磁体与一个物体相互吸引时，有两种可能，一是那个物体属于铁、钴、镍等没有磁性的物质，二是那个物体有磁性，异名磁极相互吸引。所以，A、B、D不符合题意，C符合题意。故选C。8、C【解析】【详解】当未消磁的标签经过超市出口处的安检门时，安检门上的线圈会产生感应电流，相当于闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动而产生感应电流，所以安检门的工作原理是电磁感应现象。A．该实验是奥斯特实验，说明通电导线周围有磁场，故A不符合题意，B．通电能运动，故是电动机原理，将电能转化为机械能，故B不符合题意；C．该实验是电磁感应实验，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动而产生感应电流，将机械能转化为电能，故C符合题意；D．通电后，电磁铁能吸引大头针，这是探究影响电磁铁磁性大小因素的实验，故D不符合题意。故选C。9、D【解析】【详解】A．验电器的工作原理是同种电荷互相排斥，故A错误；B．放在小磁针上方的导线中有电流通过时，小磁针会发生偏转，说明通电导体周围存在磁场，这是奥斯特发现的“电流的磁效应”现象，故B错误；C．法拉第在奥斯特的启发下，研究了磁能否生电，通过十年的努力发现了电磁感应现象，即导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流，故C错误；D．使用测电笔辨别火线时，一定要用手触及笔尾的金属部分，不能用手触及测电笔前端的金属体，否则会造成人身触电事故，故D正确。故选D。10、A【解析】【详解】电磁铁的磁极与通过电磁铁电流的方向和电磁铁中导线的绕线方向有关。要想改变电磁铁的磁极，可以不改变电流的方向只改变电磁铁导线的绕线方向；或者在电磁铁的导线绕线方向不变的情况下改变通过电磁铁的电流方向；与螺线管的匝数、电流的大小、是否有铁芯无关。故选A。二、填空题1、电扬声器【详解】[1][2]电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，工作时将电能转化为机械能；与电动机工作原理相同的有扬声器等。2、机械内【详解】[1][2]电动机工作时电能主要转化为机械能，还转化为少量的内能；太阳能热水器是把太阳能转化为内能。3、条形条形【详解】略4、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。5、磁场强弱增强磁场越强巨磁电阻阻值越小【详解】（1）[1]闭合开关S2，指示灯不亮，说明巨磁电阻阻值很大，再闭合开关S1，指示灯发光，说明巨磁电阻变小，由此可知，巨磁电阻的大小与磁场强弱有关。（2）[2]若滑片P向左移动，电路中的电流增大，电磁铁的磁性增强，观察到指示灯变得更亮，说明电路中的电流明显增强。（3）[3]由欧姆定律知道，电路中GMR的阻值显著减小。由此实验可得出结论：磁场越强巨磁电阻的阻值越小。6、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。7、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。8、S正【详解】[1]地磁场的N极在地理南极附近，其S极在地理北极附近，小磁针的N极指向地磁场的S极，小磁针的S极指向地磁场的N极，所以“小磁针”的上部是S极。[2]根据异名磁极相互吸引可知，电磁铁的上端为N极，下端为S极；根据安培定则可知，用右手握住螺线管，大拇指指向上方，四指环绕的方向就是电流方向，由此可知电流从下端流入，上端流出，则电源的下部为正极。。9、增大强2【详解】[1]只有在红灯亮的期间，光控开关才闭合，当此时车辆违规闯红灯行驶时，会压上压敏电阻，从而使压敏电阻的阻值减小，则控制电路中总电阻减小，在电源电压一定的情况下，电流增大。[2]电磁铁的磁性与电流有关，并且电流越大磁性越强，所以电磁铁的磁性会增强。[3]当电流增大到一定程度时，电磁铁会将衔铁向下吸引，使其与触点2接触，导致了电控照相机所在的电路接通，照相机会对违规车辆进行拍照。10、大拇指的指向【详解】略三、计算题1、BIL5T【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(2)闭合开关，电路中的电流为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，所以则磁感应强度答：(1)安培力的大小为BIL；(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小是5T。2、(1)电动机正常运转时消耗的电能为144J，线圈产生的热量为57.6J；(2)电动机输出的机械功率为1.44W；(3)电动机的能量利用率为60%．【解析】【分析】（1）题目中告诉我们电压和电流以及时间，我们可以直接利用W＝UIt求出电功，电机不转时：由I＝求得电动机线圈的电阻，再由焦耳定律求产生的热量．（2）由能量的转化与守恒可知，电机输出的机械功为电机正常运转时消耗的电能减去线圈产生的热量，再利用P＝可求得机械功率．（3）由能量转化与守恒知，电能转化为机械能与内能，再根据公式η＝×100%计算能量利用率．【详解】(1)t＝1min＝60s，电机正常运转时消耗的电能：W＝UIt＝3V×0.8A×60s＝144J.线圈产生的热量Q＝I2Rt＝(0.8A)2×1.5Ω×60＝57.6J，(2)由能量守恒定律得，电机输出的机械功W1＝W−Q＝144J−57.6J＝86.4J,机械功率P＝＝1.44W;(3)由能量转化与守恒知，电能转化为机械能与内能，能量利用率：η＝×100%＝×100%＝60%.3、（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