综合解析人教版九年级《电与磁》定向训练试卷（解析版含答案）

人教版九年级《电与磁》定向训练考试时间：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、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2、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3、下列四个选项中，跟发电机的原理相同的是（）A．电铃 B．动圈式话筒C．动圈式扬声器 D．电磁起重机4、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．5、勤思考、爱交流的小琴对电磁的知识进行了总结，并与小文进行交流。小文认为小琴的结论有的正确、有的错误。小琴总结的下列结论中正确的是（）A．导体中的负电荷在做定向移动时不一定产生磁场B．改变磁场的方向，通电导线在磁场中的受力方向就发生改变C．闭合回路的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．指南针之所以指南北，是因为受到地磁场的原因6、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7、据物理学史记载，最先发现通电导线周围存在磁场的科学家是（）A．安培 B．欧姆 C．伏特 D．奥斯特8、下面所做探究实验与得出结论相匹配的是（）A．托里拆利实验可以得出液体内部存在压强B．奥斯特实验可以得出通电导体周围存在磁场C．用小磁针探究磁体周围磁场的实验可以得出磁感线是真实存在的D．探究带电体间的相互作用的实验可以得出同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥9、安装直流电动机模型时，要改变直流电动机的转动方向，可以（）A．改变电流大小B．将磁体的N、S极对调C．改变磁性强弱D．将电源的正、负极和磁体的N、S极同时对调10、发现电流周围存在磁场的物理学家是（）A．法拉第 B．安培 C．奥斯特 D．牛顿第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、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2、实际生活中的大型发电机由于电压很高，电流很强，一般都采用______不动，______旋转的方式来发电，而且磁场是用电磁铁代替的。3、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。4、如图所示，电冰箱由箱体、制冷系统、控制系统和附件构成。压缩式电冰箱由电动机提供动力，通过压缩机对制冷系统做功。制冷系统利用低沸点的制冷剂蒸发、汽化制冷的原理制成的。电冰箱利用制冷剂作为热的“搬运工”，把冰箱里的“热”“搬运”到冰箱的外面。根据以上内容，请参照示例写出与以上情景有关的物理信息和对应的物理知识（不得与示例重复）。示例：物理信息：冰箱门把手用塑料做成；物理知识：塑料是绝缘体。作答：物理信息：______。物理知识：______。

5、罗盘（指南针）为我国古代四大发明之一，如图所示为我国早期的指南针——司南。司南静止时，它的长柄指向_________（选填“北方”或“南方”）。指南针之所以能指南，是因为地球周围存在着磁场——地磁场，地磁场的N极在地理位置的_________（选填“北极”或“南极”）附近。

6、硫化镉（CdS）晶体是一种光敏材料，其电阻随光照强度增大而减小。如图所示，用它和继电器组成自动控制电路来控制路灯，白天灯熄，夜晚灯亮。（1）硫化镉晶体主要是由______（选填“导体”或“半导体”）材料制成的。给路灯供电的电源应接在______（选填“ab”或“bc”）两端；（2）图示路灯是额定电压为220V、额定功率为8.8W的LED灯泡，与普通白炽灯相比，该灯与额定功率为55W的白炽灯亮度相同，则这个LED灯正常发光相同时间时与白炽灯相比可以节约______%的电能；（3）夏天夜幕降临晚些，为了更能节约能源，缩短灯泡照明，应将电阻R______（选填“调大”或“调小”）些。

7、如图所示，闭合开关，铁块、弹簧在图中位置静止，电磁铁的上端为______极（选填“N”或“S”），小磁针N极______时针旋转（选填“顺”或“逆”）；当滑动变阻器的滑片向右移动时，弹簧的长度将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。并在图上标出一端磁感线的方向______。8、如图所示的实验装置可以探究______实验，小梦想再利用此装置探究磁场对电流的作用，需要增加的器材是______。9、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。10、指南针是我国四大发明之一，《论衡》记载司南之，投之于地，其柢指南。将司南放在水平光滑的“地盘”上，静止时它的长柄指向南方。司南长柄所指方向是地理______极附近，地磁______极。三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、育华的学子都充满了创造力，初三五班的谢玉同学设计如图1所示的道路限载报警器。是压敏电阻，其电阻大小随压力大小变化的关系如图2所示，当超载车辆通过压敏电阻时，报警器受到压力过大，电铃就会响，发出警报。通过用电压表（量程）改装的车重显示表，还能显示出通过车辆的重力。调节的大小，可以实现限载重力的调节。为，电磁铁线圈电阻不计，请完成下列问题：（1）请根据题意将图1的电路补充完整；（2）在某次测试中，当，电压表示数为时，恰好报警。此时报警器受到的压力是多少？（3）在确保电路安全的前提下，这个报警器能够承受的最大压力是多少？（提示：电磁铁的启动电流是保持不变的）2、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？3、未来的广元将是全国绿色生态康养城市之一，提倡大家低碳出行，电动汽车比燃油汽车低碳环保并且能源利用率高，是今后交通工具的发展方向．某款新型家用四轮电动汽车质量为0.6t，每个轮胎与地面接触面积为20cm2，汽车蓄电池提供电压150V，电动机正常工作时电流为10A，使汽车获得240N的牵引力，保证汽车以18km/h的速度在水平路面上匀速行驶，g取10N/kg，求：（1）汽车静止时对地面的压强；（2）汽车匀速行驶5min克服摩擦阻力所做的功；（3）电动机正常工作时，电能转化为机械能的效率．4、某家用电热水器，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220V50Hz加热功率800W保温功率40W水容量1.0L5、如图甲所示，电源电压U=6V，S为单刀双掷开关，小灯泡L的电阻Rl=10Ω，设灯丝电阻不随温度变化，R为某种压敏电阻，其阻值R与压力F成反比（如图乙所示），R的正上方固定有一电磁铁P，其线圈电阻不计：(1)在R上水平放置铁制品，开关S由接a改为接b，其他条件不变，灯的亮度变______；(2)当开关接a，电流表的示数为0.375A时，灯泡两端的电压为多少___？此时R上水平放置的铁制品重为多少______？(3)在R上水平放置重为20N的铁制品，开关接b，电流表稳定后的示数为0.4A，则此时压敏电阻的阻值为多少_____？电磁铁P对铁制品的吸引力为多少________？-参考答案-一、单选题1、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。2、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。3、B【解析】【分析】【详解】发电机的制作原理是电磁感应现象；A．电铃的主要部分是电磁铁，电磁铁是利用电流的磁效应来工作的，故A错误。B．动圈式话筒和发电机原理相同，都是根据电磁感应现象工作的，故B正确。C．动圈式扬声器和电动机原理相同，工作原理是通电导体在磁场中受力而运动，故C错误。D．电磁起重机的主要部分是电磁铁，电磁铁是利用电流的磁效应来工作的，故D错误。故选B。4、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。5、D【解析】【详解】A．导体中的负电荷在做定向移动时会产生电流，电流的周围一定存在磁场，故A错误；B．若改变磁场的方向时也改变了电流的方向，则通电导线在磁场中的受力方向不会发生改变，故B错误；C．闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中产生感应电流，故C错误；D．地球本身就是个大磁体，指南针之所以指南北，就是因为受到地磁场的原因，故D正确。故选D。6、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。7、D【解析】【详解】A．安培是法国物理学家、化学家和数学家，他的主要成就是发现安培定则和电流的相互作用规律，发明电流计等，故A不符合题意；B．欧姆是德国物理学家，1826年，欧姆发现了电学上的一个重要定律，即欧姆定律，这是他最大的贡献，故B不符合题意；C．伏特是意大利物理学家，因在1800年发明伏打电堆而著名，故C不符合题意；D．奥斯特是丹麦物理学家、化学家和文学家，在物理学领域，他首先发现通电导线周围存在磁场，故D符合题意。故选D。8、B【解析】【分析】【详解】A．托里拆利最早精确地测出了大气压的值，不是液体的压强，故A不符合题意；B．奥斯特实验说明通电导体周围存在磁场，故B符合题意；C．磁感线是理想化的物理模型，磁感线实际上并不存在，故C不符合题意；D．根据带电体间的相互作用的实验可以得出同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，故D不符合题意。故选B。9、B【解析】【详解】AC．电动机的转动方向跟电流方向和磁场方向有关，和电流大小、磁性强弱无关，故AC不符合题意；BD．要想改变电动机的转动方向，可对调磁铁两极或改变线圈中电流的方向，二者同时改变时，电动机转动方向不变；故B符合题意，D不符合题意。故选B。10、C【解析】【详解】A．法拉第在1831年发现了电磁感应现象，故A不符合题意；B．安培建立了安培定则，用于判断通电螺线管的磁极，故B不符合题意；C．奥斯特发现了通电导体周围存在磁场，是第一个发现电现象与磁现象之间有联系的人，故C符合题意；D．牛顿是经典力学的奠基人，在物理学方面的主要贡献是牛顿三大力学定律及万有引力定律，故D不符合题意。故选C。二、填空题1、B无先变小，后变大t4C【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；（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；C．U0随磁场增强而增大，所以霍尔传感器周围的磁性变强，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。2、线圈磁极【详解】略3、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。4、见解析见解析【详解】[1][2]由题干，我们可以得知的物理信息有：①电冰箱由电动机提供动力；②低沸点的制冷剂蒸发制冷；③使用三线插头。电动机可以将电能转化为机械能；液态汽化可以吸热，因此可以用来制冷；家庭电路中，三线插头中间的插脚需要接地线，以防止触电。因此所得到的物理信息相对应的物理知识有：①电能转化为机械能；②汽化吸热；③防止触电。

5、南方南极【详解】[1]中国是世界上最早研究磁现象的国家，制成了指方向的仪器司南，它是用天然磁石磨制成的勺子，实际上就是一块磁铁，静止时其勺柄指向南方，即指南的南极用S表示。[2]地球周围存在着磁场，地磁场的N极在地理位置的南极附近，指南针指示南北是因为指南针受到地磁场的作用。6、半导体ab84调小【详解】（1）[1]硫化镉具有光敏性，所以控制电路中的硫化镉是半导体。[2]电源和路灯组成工作电路，当夜晚光照减小时，硫化镉的电阻增大，电磁铁磁性减弱，衔铁被弹簧拉起，ab组成通路，路灯工作，所以电源接在ab两端。（2）[3]设各种灯工作时间都是t，额定功率为8.8W的LED灯泡消耗的电能W1=P1t=8.8W×t额定功率为55W的白炽灯消耗的电能W2=P2t=55W×t节约电能为W3=W2-W1=55W×t-8.8W×t=46.2W×t额定功率为8.8W的LED灯泡正常发光相同时间时与白炽灯相比可以节约LED灯正常发光相同时间时与白炽灯相比，节约电能为(3)[4]控制电路的电阻减小，控制电路的电流增大，电磁铁的磁性增强，电磁铁吸引衔铁，切断工作电路，缩短灯泡照明时间，更能节约能源。7、N顺变大【详解】[1]根据安培定则可得，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向螺线管的上端为N极，下端为S极。[2]由磁极间的相互作用，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，螺线管的上端为N极，下端为S极，故磁针N极会向下转动即顺时针旋转。[3]若将变阻器的滑片P向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，所以电路中的电流变大，通电螺线管的磁性增强；故对铁块的吸引力增大，即弹簧长度应变大。[4]在磁体外部，磁感线的方向都是从N极指向S极。如图所示8、感应电流产生的条件电源【详解】[1]由图所示实验装置可知，电路由电流计、导体棒组成，导体棒可以在磁场中运动，通过电流计指针是否偏转可以判断是否有感应电流产生，可以探究电磁感应现象。[2]如果闭合开关后，磁场中的导体棒中有电流通过时运动，说明导体棒受到力的作用，因此由装置中要有电源。9、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。10、南北【详解】[1][2]地球本身是一个大磁体，司南是用天然磁石磨制成的勺子，即其实质就是一块磁铁，在地球的磁场中受到磁力的作用，其静止时其勺柄指向南方，即司南长柄所指方向是地理南极附近；地理上的南极是地磁的北极，故长柄所指方向是地磁北极。三、计算题1、（1）见解析；（2）在某次测试中，当，电压表示数为时，恰好报警。此时报警器受到的压力是20000N。（3）在确保电路安全的前提下，这个报警器能够承受的最大压力是69850N。【解析】【详解】(1)当超载车辆通过压敏电阻时，报警器受到压力过大，电铃就会响，发出警报。所以灯和电铃并联，如图所示(2)在某次测试中，当，电压表示数为时，恰好报警。此时R的电压是-=-=电路的电流是压敏电阻此时的阻值是根据图2可知，此时压力为20000N。(3)在确保电路安全的前提下，同时满足电压表最大，电流最大是2A，此时R的电压是-=-=压敏电阻此时的阻值是根据图2的比例关系可知，电阻是500Ω，压力为20000N；电阻是700Ω，压力为0N；则可得到电阻和压力的关系式是则代入数据，此时压力为69850N。答：(1)如图所示；(2)在某次测试中，当，电压表示数为时，恰好报警。此时报警器受到的压力是20000N。(3)在确保电路安全的前提下，这个报警器能够承受的最大压力是69850N。2、（1）5000N；优点是没有废气污染；（2）540N【解析】【详解】（1）这款车的重力：G=mg=500kg×10N/kg=5000N；与一般汽车相比，电动汽车的优点是：没有废气污染，噪音小；（2）电动汽车的最大行驶速度v=100km/h，电机额定功率P=15kW，由可得，汽车的牵引力：．答：（1）这款车重量是5000N，电动汽车有没有废气污染，噪音小的优点；（2）这款车电机以额定功率以最大运行速度行驶时，最大可以提供牵引力为540N．3、（1）7.5×105Pa（2）3.6×105J（3）80%【解析】【分析】（1）静止在水平面上的物体，其对水平面的压力大小等于物体的重力，由解题；（2）匀速直线运动的物体，其所受的阻力与牵引力为一对平衡力，由求解；（3）用电器正常工作时，由求出所消耗的电能，由解题．【详解】（1）汽车静止时对地面的压力：，汽车静止时对地面的压强：（2）汽车在水平路面上匀速行驶，所受的阻力：，汽车匀速行驶5min克服摩擦阻力所做的功：（3）电动机正常5min消耗的电能：，由可得：由答：（1）汽车静止时对地面的压强为7.5×105Pa；（2）汽车匀速行驶5min克服摩擦阻力所做的功为3.6×105J；（3）电动机正常工作时，电能转化为机械能的效率为80%．【点睛】本题考查压强、功、效率的计算，要