综合解析人教版九年级《电与磁》达标测试试题（含详解）

人教版九年级《电与磁》达标测试考试时间：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、关于磁场，下列说法中正确的是（）A．磁场是由无数条磁感线组成的B．任何物质在磁场中都能被磁化并保持磁性C．磁极间的相互作用是通过磁感线发生的D．磁场看不见摸不着，但是可以借助小磁针感知它的存在2、位于济南市钢城区的棋山国家森林公园，自然风景优美，有“山中一日，人间百年”的美丽传说。如图是公园中新建的登山索道，为游客一年四季随时上山游览棋山美景提供了便利。登山索道的运行靠电力驱动，其动力装置的工作原理是下图实验中的（）A． B． C．D．3、下列说法中正确的是（）A．磁感线是磁场中真实存在的一些曲线，还可以通过实验来模拟B．磁体周围的磁感线从磁体的N极出来，回到磁体的S极，构成闭合曲线C．磁感线上某一点的切线方向与放在该点的小磁针静止时南极所指的方向相同D．磁感线分布越密的地方，其磁场越弱4、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5、如图是直流电铃的原理图。关于电铃工作时的说法不正确的是（）A．电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性且A端为N极B．电磁铁吸引衔铁，使电路断开C．小锤击打铃碗发出声音，是由于铃碗发生了振动D．小锤击打铃碗时，电磁铁仍具有磁性6、下列关于电磁信息的说法中，正确的是（）A．通电导体在磁场中的受力方向只与电流的方向有关B．发电机工作时，将机械能转化为电能C．闭合电路的部分导体在磁场中运动时，一定能产生感应电流D．玩具电动车的电动机是利用电磁感应原理工作的7、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8、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9、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10、图所示的是一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计中封入一段金属丝，金属丝下端所指示的温度为90℃，当温度达到90℃时，自动报警器报警。下列说法中正确的是（）A．灯亮时表示报警器报警B．温度达到85℃时，报警器中的灯亮同时铃响C．报警器中水银温度计和电磁铁并联在电路中D．报警器是利用电磁铁通电时有磁性、断电时磁性消失的特点工作的第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、如图所示是一种水位自动报警器的工作原理图，当水位上升至探头A的位置时，电磁铁______（选填“失去”或“有了”）磁性，灯泡_____（选填“”或“”）开始工作，发出报警信号。2、某同学用一个电磁铁和滑动变阻器串联接入电路中，如图所示，闭合开关S后，小磁针静止时左端应为_____极。当滑动变阻器的滑片P向上移动时，电磁铁的磁性将_____（选填“增强”“减弱”“不变”）。3、第一个发现电现象与磁现象之间存在联系的人是______。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5、如图是演示巨磁电阻效应原理的示意图，GMR是巨磁电阻，它的阻值在磁场中随磁性增强而急剧减小。当滑动变阻器滑片P向左滑动，电磁铁周围的磁场___________（选填“增强”、“减弱”或“不变”），电压表示数___________（选填“变大”、“变小”或“不变”），指示灯的亮度___________（选填“变暗”、“变亮”或“不变”）。6、十九大报告中指出“绿水青山就是金山银山”，为了减少大气污染。电动汽车正在逐渐替代燃油汽车，电动汽车的动力源是电动机，其原理是通电线圈在_______中受力转动。它工作时把电能转化为_________。7、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。

8、奥斯特实验表明，通电导体周围存在________。电动机通电后会转动，是由于磁场对通电导体具有___________的作用。9、甲图是带电小球相互靠近时的情景，说明了异种电荷相互_______，同种电荷相互排斥；乙图是把小磁针放在通电导线附近时，小磁针会发生偏转，说明了电流周围存在_______；丙图中当开关闭合后金属棒ab会运动起来，根据此原理科学家发明了_______（选填“发电机”、“电动机”）。10、（1）如图甲所示的电能表示数为_______度。（2）如图乙是一个条形磁体及周围铁屑的分布情况，以及两个可自由转动的小磁针静止时的指向。请在图中小磁针左端的空白处填写小磁针左端的磁极名称（选填“N”或“S”）_____。

三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、在图中标出磁感线的方向和小磁针的N极．()2、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50～150℃范围内，热敏电阻的阻值随温度的变化规律是：R1×t＝k（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＝225Ω，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kW•h？（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？3、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1.0L4、科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温箱温控电路，它包括控制电路和受控电路两部分，用于获得高于室温、且温度在一定范围内变化的“恒温”。其中控制电路电源电压，R为可变电阻，R1为热敏电阻（置于恒温箱内），热敏电阻阻值随温度变化的关系如图乙所示，继电器线圈电阻，已知当控制电路的电流达到0.04A时，继电器的衔铁被吸合；当控制电路的电流减小到0.036A时，衔铁会被释放。加热器的规格是“220V1000W”，恒温箱内部空间大小是，空气的密度，空气的比热容。（1）如图甲所示状态，通过加热器的电流多大？（2）加热器产生的热量有转化为恒温箱内空气的内能，若使恒温箱内空气温度从升高到，加热器需正常工作多长时间？（3）若要使恒温箱内可获得上限为的“恒温”时，可变电阻R应调节为多大？（4）如果需要将恒温箱内的下限温度设为的“恒温”，则应将可变电阻R调节为多大？这时“恒温”的上限温度是多少？5、物理学中常用磁感应强度（用字母B表示）来描述磁场的强弱,它的国际单位是特斯拉（符号是T），为了研究“电磁铁产生的磁场强弱与什么因素有关”设计了如甲所示的电路，R2的阻值为10Ω，R为磁敏电阻．其阻值随磁感应强度B变化的图像如图乙．（1）当S1断开，S2闭合时，电压表的示数为3V，则此时电流表的示数为多少A？（2）再闭合S1，移动滑动变阻器R1的滑片，当电流表示数为0.2A时，求该磁敏电阻所在位置的磁感应强度？（3）保持R1的滑片位置不变，换线圈匝数更多的电磁铁，放在同一位置，电流表示数变小，就得到结论：线圈匝数越多，电磁铁磁性越强．对吗？为什么？-参考答案-一、单选题1、D【解析】【详解】A．磁感线是为研究磁场的性质而引入的一种理想化的物理模型，不是真实存在的，故A错误；B．只有铁磁性物质在磁场中才能被磁化，故B错误；C．磁极间的相互作用是通过磁场发生的，故C错误；D．磁场看不见摸不着，但是可以借助小磁针在磁场中受力而偏转感知它的存在，故D正确。故选D。2、B【解析】【分析】【详解】登山索道的运行靠电力驱动，故是电能转化机械能，为电动机。A．图为奥斯特实验，说明通电导线周围存在磁场，能使小磁针发生偏转，故A不符合题意；B．通电导线在磁场中受力运动，为电动机的工作原理，故B符合题意；C．司南是中国的四大发明之一，是现代所用指南针的始祖，它是根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引工作的，故C不符合题意；D．闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流的现象，是电磁感应现象，为发电机的工作原理，故D不符合题意。故选B。3、B【解析】【详解】A．磁感线不是真实存在的，而是为了描述空间磁场假想的一些闭合曲线，故A错误；B．磁体周围的磁感线从磁体的N极出来，回到磁体的S极，构成闭合曲线，故B正确；C．磁感线上某一点的切线方向与放在该点的小磁针静止时北极所指的方向一致，与南极所指的方向相反，故C错误；D．磁感线分布越密的地方，其磁场越强，故D错误。故选B。4、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。5、D【解析】【详解】A．根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指所指的方向为螺线管的N极，由此可判断出A端为N极，故A正确，不符合题意；B．电磁铁向下吸引衔铁时，弹簧片与螺钉分开，电路断开，故B正确，不符合题意；C．声音是由物体的振动产生的，小锤击打铃碗时发出声音，是由于铃碗发生了振动，故C正确，不符合题意；D．衔铁被吸引时，小锤击打铃碗，电路断路，电路中没有电流，电磁铁失去磁性，故D错误，符合题意。故选D。6、B【解析】【详解】A．通电导体在磁场中的受力方向与导体中的电流方向和磁场方向有关，故A错误；B．发电机工作时，消耗机械能，得到电能，是将机械能转化为电能，故B正确；C．闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，就会产生感应电流，故C错误；D．玩具电动车的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D错误。故选B。7、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。8、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。9、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。10、D【解析】【详解】A．如图，当温度达到90℃时，电磁继电器电路接通，电磁铁产生磁性，吸引衔铁向下运动，接通电铃，自动报警器报警，灯不亮，故A错误；B．如图，当温度达到85℃时，电磁继电器电路断开，电磁铁失去磁性，衔铁在弹簧的拉力下向上运动，接通灯，灯亮，故B错误；C．温度计在这里相当于一个开关，报警器中水银温度计和电磁铁串联在电路中，故C错误；D．达到90℃或以上时，连通继电器电路，电磁铁有磁性，吸引衔铁向下运动；低于90℃时，断开继电器电路，电磁铁失去磁性，衔铁在弹簧的拉力下向上运动，故D正确。故选D。二、填空题1、有了【详解】[1][2]由图可知，当水位到达A位置时，电磁铁所在电路闭合，电磁铁有了磁性，衔铁被吸下，则L2被接入电路中，L2发光，发出报警信号。2、S/南增强【详解】[1]如图，电流从电磁铁的右端流入，用右手握住螺线管，使四指指向电流的方向，则大拇指指向右端，所以电磁铁的左端是S极，右端为N极，由异名磁极相互吸引可知小磁针静止时左端应为S极。[2]当滑动变阻器的滑片P向上移动时，连入电路的电阻变小，由欧姆定律可知通过电路中的电流增大，在螺线管的匝数一定时，电流越大，电磁铁的磁性将增强。3、奥斯特【详解】1820年，丹麦科学家奥斯特在课堂上做实验时偶然发现：当导线中通过电流时，它旁边的磁针发生了偏转，他进而继续研究，终于证实了电流周围存在磁场，在世界上第一个发现了电和磁之间的联系。4、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。5、增强变小变亮【详解】[1]当滑动变阻器滑片P向左滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，则电路的总电阻变小，由欧姆定律可知，电路电流变大，因此电磁铁磁性增强，周围磁场增强。[2][3]因为巨磁电阻的阻值在磁场增大时急剧减小，所以此时巨磁电阻的阻值会变小，电路中的总电阻变小，根据串联电路分压的规律可知，电压表的示数变小，由欧姆定律可知，电路中的电流变大，通过指示灯的电流变大，由可知，灯的实际功率变大，所以指示灯变亮。6、磁场机械能【详解】[1]放在磁场中的线圈通电时，通电导线周围产生磁场，电流的磁场与电动机的磁场相互作用，使线圈受到力的作用而发生转动，电动机就是利用通电导线在磁场中受力的作用而转动的。[2]电动机在工作时消耗电能，使线圈转动，将电能转化为线圈的机械能。7、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。8、磁场力【详解】[1]奥斯特实验证明了电流的周围存在磁场，即电流的磁效应。[2]电动机是利用通电导体在磁场中受力而运动的原理制成的。9、吸引磁场电动机【详解】[1]由图可知，当两个电荷一个是正电荷一个是负电荷时，相互吸引，说明异种电荷相互吸引。[2]磁体在磁场中要受到力的作用，小磁针放在通电导线附近时，小磁针会发生偏转，说明受到了磁场的力的作用，说明电流周围存在磁场。[3]当闭合开关时，有电流经过金属棒ab，金属棒ab运动起来，说明通电导线在磁场中受力，这是电动机的原理。10、1962.0#1962S，N【详解】（1）[1]电能表五位数中，最后一位是小数位，故读数为1962.0度。（2）[2]根据磁场的相互作用，即同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，磁体的左端是N极，故中间的小磁针的左端是S极，而乙图中靠近S极的小磁针，因为异名磁极相互吸引，故小磁针的左端是N极。三、计算题1、【解析】【分析】在磁体外部磁感线总是由N极指向S极，据此标出磁感线的方向；由磁极间的相互作用规律知，小磁针的左下端为N极，右上端为S极．【详解】在磁体外部磁感线总是由N极指向S极，所以图中磁感线的方向是向左的；根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引可知，小磁针的左下端为N极，右上端为S极，如下图所示；【点睛】本题考查了磁极间的相互作用规律及磁感线的特点；磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引．2、（1）75Ω；（2）A、B端；（3）12.5kW•h．（4）255Ω．【解析】【详解】（1）由题可知，恒温箱保持60℃时，可变电阻R2＝225Ω，电流是20mA＝0.02A，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：R1＝R﹣R2＝300Ω﹣225Ω＝75Ω；（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75Ω，则当温度是100℃时，设热敏电阻为R′1，则有：75Ω×60℃＝R′1×100℃，解得：R′1＝45Ω；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R＝300Ω，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：R2＝R﹣R′1＝300Ω﹣45Ω＝255Ω．答：（1）60℃时，热敏电阻R1的阻值是75Ω；（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12.5kW•h．（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255Ω．3、(1)保温状态；(2)1149.5Ω；(3)83.3%【解析】【分析】【详解】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===60.5Ω保温时的功率P保温=即40W=解得R1=1149.5Ω(3)1L水的温度升高40℃吸收的热量Q=c水mΔt=c水ρ水VΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1.0×103kg/m3×10-3m3