综合解析人教版九年级《电与磁》单元测试试卷（含答案解析）

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、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2、如图所示，通电螺线管上方附近有一点M，小磁针置于螺线管的左侧附近。闭合开关K，下列判断正确的是（）A．M点的磁场方向向左B．螺线管的左端为S极C．向右移动滑片P，螺线管的磁场增强D．小磁针静止后，其N极的指向向左3、下列4个实验中能揭示电风扇工作原理的是A． B．C． D．4、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、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．7、通过直接感知的现象，推测无法直接感知的事实，这是物理学中常用的研究方法，小明针对下列观察到的现象做了以下推测，其中不符合事实的是（）A．现象：用手很难将固体压缩——推测：固体内分子之间存在斥力B．现象：酒精和水混后体积变小——推测：分子间有间隙C．现象：将小磁针靠近某物体时，小磁针发生偏转——推测：该物体一定是磁体D．现象：刚洗完澡感觉凉爽——推测：水蒸发可以吸收热量8、生活中的“不变”常蕴含丰富的物理道理，下列有关“不变”的判断错误的是（）A．一瓶煤油燃烧一半前后——煤油热值不变B．10kg冰全部熔化成水后——比热容不变C．转动地球表面A点磁针——静止时小磁针的指向不变D．教室里亮着两盏日光灯——熄灭其中一盏，另一盏亮度不变9、如图所示，通电螺线管附近放一小磁针，黑色一端表示小磁针N极。静止后小磁针指向正确的是（）A． B．C． D．10、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、首位揭示电与磁的奥秘的物理学家是______，法拉第发现了______现象。2、将两块磁铁分别吸在干电池的正负极上，使两个磁铁的N极都向外，构成了一个可以在平面上滚动的滚轮。如图所示，将锡箔纸平铺在水平桌面上，再将滚轮轻轻放在锡箔纸上，由于锡箔纸具有________性，滚轮立刻开始向前滚动。滚轮能够滚动的原理是_________。若让滚轮向相反的方向滚动，下列操作可行的是________。（可多选①仅将滚轮左右换个方向；②仅将电池正负极对调一下；③将两端磁铁的N、S极和电池的正负极均对调）3、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。4、如图所示为“智能照明灯”电路。闭合开关S，光照弱时电灯L自动发光，光照强时电灯L自动熄灭。电磁继电器利用电流的______效应工作；电源电压恒定，控制电路中光敏电阻R2的阻值随光照强度的增加而______，相同条件下，若将定值电阻R1换成阻值稍大的电阻，将会______（选填“增加”或“减少”）电灯L的发光时间。

5、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_________。6、小刚将“220V100W”的灯泡接在家庭电路中，闭合开关，用一蹄形磁铁去靠近灯泡的玻璃泡（如图甲所示），发现发光的灯丝晃动了，这是由于______。该灯正常工作1h消耗的电能是______kW•h，能使图乙中的电能表的指示灯闪烁______次。如该灯泡接在110V的电路中，它的实际功率是______W。（不考虑灯丝电阻的变化）7、某品牌的电动机，当加在它两端的电压为U1时，电动机不转，测得通过电动机的电流为I1；若加在它两端的电压增大到U2时，电动机正常工作，测得此时流过电动机的电流是I2。那么该电动机线圈的电阻为______。电动机正常工作时因发热损失的功率为______。（均用字母表示）8、实验装置如图所示，闭合开关，观察到金属杆向左运动起来，实验现象说明磁场对电流有力的作用，利用这种现象可以制成___________；断开开关，对调电源正、负两极，重新接入电路，再次闭合开关，观察到金属杆向___________运动起来。9、1820年，丹麦科学家___________在课堂上做实验时偶然发现：当导线中有电流通过时，旁边的小磁针发生了偏转，从而第一次揭示了电与磁的联系。德国物理学家欧姆，提出了经典电磁理论中著名的欧姆定律，为纪念其贡献，人们将欧姆作为物理量___________的单位。10、传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息按一定规律变换成电信号，实现“提醒”和“报警”功能，其中热敏传感器主要运用了热敏电阻来测量温度的变化。热敏电阻主要是由______（选填“半导体”或“超导体”）材料制成的。热敏电刚刚值随温度变化的曲线如图甲所示，图乙是由热敏电阻R1作为传感器制作的简单自动报警线路图，图中a、b为两个固定的金属片，d为铁片。为了使温度过高时发送报警信息，开关c应该接在______处（选填“a”或“b”）。三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、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为36

V，R为可变电阻，Rt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R0为50

Ω．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0.036

A时，衔铁会被释放．加热器的规格是“220

V1000

W”，恒温箱内部空间大小是2

m3，空气的密度是1.30

kg/m3，比热容是103

J/（kg·℃）．（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80

%转化为恒温箱内空气的内能，若使恒温箱内空气温度从25℃升高到65℃，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100℃的“恒温”，当可变电阻R调节到多大？（4）如果需要将恒温箱内的下限温度设为50℃的“恒温”，则应将可变电阻R调节为多大？2、如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表所示。已知继电器的线圈电阻R0=10Ω，左边电源电压为6V恒定不变．当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作。温度t/℃0510152025303540电阻R/Ω600550500450420390360330300（1）请说明该自动控制装置的工作原理（2）计算说明该空调的启动温度是多少？（3）为了节省电能，将空调启动温度设定为30℃，控制电路中需要再串联多大的电阻？（4）改变控制电路的电阻可以给空调设定不同的启动温度，除此之外，请你再提出一种方便可行的调节方案。3、如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表所示．已知继电器的线圈电阻R0＝10Ω，左边电源电压为6V恒定不变．当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作．(1)请说明该自动控制装置的工作原理．(2)计算说明该空调的启动温度是多少？(3)为了节省电能，将空调启动温度设定为30℃，控制电路中需要串联多大的电阻？4、科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温水箱温控电路（设环境温度不高于20℃），由工作电路和控制电路组成。工作电路中的电热器上标有“220V1000W”的字样；控制电路电源电压U＝30V，热敏电阻Rt作为感应器探测水温，置于恒温水箱内，其阻值随温度变化的关系如图乙所示，R1为滑动变阻器。闭合开关S，电磁铁产生的吸引力F与控制电路中电流I的关系如图丙所示，衔接只有在不小于3N吸引力的作用下才能被吸下，工作电路断开（不计继电器线圈的电阻，c水＝4.2×103J/（kg•℃）。求：(1)电热器正常工作时的电阻；(2)电热器正常工作时，给恒温箱中100kg的水加热，已知电热器的加热效率为70%，当水温由30℃升高到40℃时，电热器的加热时间；(3)为了把温度控制在40℃左右，设定在水温低于40℃时自动加热，在水温达到40℃时停止加热，求此时滑动变阻器R1消耗的电功率。5、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、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。2、D【解析】【分析】【详解】AB．电流通过螺线管的右端流入，左端流出，由安培定则可知螺线管的左端是N极，在磁体的外部，磁感线从N极指向S极，所以通电螺线管外M点的磁场方向向右，故AB错误；C．向右移动滑片P，连入电路的电阻增大，由可知，通过螺线管的电流减小，电磁铁的磁性减弱，故C错误；D．通电螺线管的左端是N极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的S极应靠近螺线管的左端，则小磁针的N极向左转动，小磁针会逆时针旋转，故小磁针静止时，其N极的指向向左，故D正确。故选D。3、C【解析】【详解】电风扇工作核心元件是电动机，电动机是利用通电导线在磁场中受力而运动的原理制成的。A．此图是奥斯特实验，小磁针发针偏转说明通电导体周围有磁场，故A不符合题意；B．该实验说明闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流是电磁感应原理，故B不符合题意；C．电路中有电源，通电导体受到磁场力的作用发生运动，是电动机的原理，故C符合题意；D．电磁铁是利用了通电螺线管周围存在磁场制成的，故D不符合题意。故选C。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、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、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。7、C【解析】【分析】【详解】A．分子间存在斥力，所以固体很难被压缩，故A不符合题意；B．分子间有间隙，所以酒精和水混合后，总体积比各体积的和小，故B不符合题意；C．小磁针具有磁性，能吸引磁性物质，当小磁针靠近不带磁性的磁性物质时，也会偏转，所以不能说明所靠近的物体是磁体，故C符合题意；D．因为蒸发可以吸热，刚洗完澡，身上的水蒸发吸热，所以感觉凉爽，故D不符合题意。故选C。8、B【解析】【详解】A．燃料的热值是燃料本身的一种属性，与燃料的质量无关，故一瓶煤油燃烧一半前后，其热值不变，故A正确，不符合题意；B．物质的比热容是物质的一种属性，与物质的状态有关，冰熔化成水后，状态发生改变，故其比热容也发生改变，故B错误，符合题意；C．磁体具有指向性，转动地球表面A点磁针，小磁针静止时，其N极总是指向地理北极，故C正确，不符合题意；D．教室里各日光灯之间是并联接入电路，互不影响，熄灭其中一盏，另一盏亮度不变，故D正确，不符合题意。故选B。9、C【解析】【分析】【详解】根据右手螺旋定则，右手握住螺线管，四指弯曲且与螺线管中电流方向一致，则大拇指指向通电螺线管的左端为N极，右端为S极；由“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”可知：A．图中小磁针静止时，右端应该为S极，左端为N极，故A错误；B．图中小磁针静止时，左端应该为N极，右端为S极，故B错误；C．图中小磁针静止时，左端应该为S极，右端为N极，故C正确；D．图中小磁针静止时，左端应该为S极，右端为N极，故D错误。故选C。10、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。二、填空题1、奥斯特电磁感应【详解】[1][2]奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电和磁的联系；法拉第发现了电磁感应现象，进一步揭示了电和磁的联系。2、导电磁场对电流有力的作用①②【详解】[1][2]将锡箔纸平铺在水平桌面上，再将滚轮轻轻放在锡箔纸上，由于锡箔纸是导体，容易导电，所以通过锡箔纸有电流，干电池在磁体的磁场中受力运动，所以滚轮立刻开始向前滚动。[3]通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向、磁场的方向有关，若让滚轮向相反的方向滚动，可以改变磁场的方向或电流的方向，即将滚轮左右换个方向或将电池正负极对调一下；若同时将两端磁铁的N、S极和电池的正负极均对调，则受力的方向不变，故可行的是①②。3、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。。4、磁减小增加【详解】[1]电磁继电器是利用其中的电磁铁磁性的强弱变化来控制触点的断开和闭合，从而控制电路，所以它是利用电流的磁效应原理工作的。[2]光照弱时电灯L自动发光，光照强时电灯L自动熄灭；说明光照弱时电路中电流小，电磁铁磁性弱，衔铁不能被吸下，开关闭合，光照强时电路中电流大，电磁铁磁性强，衔铁被吸下，开关断开；所以，光照弱时，光敏电阻R2的阻值较大，光照强时，光敏电阻R2的阻值较小，即敏电阻R2的阻值随光照强度的增加而减小。[3]若将定值电阻R1换成阻值稍大的电阻，则光敏电阻R2阻值更小时，才能使电磁铁具有足够强磁性将衔铁吸下，即需要光照更强时，才能使灯熄灭，所以会增加电灯L的发光时间。5、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。6、磁场对通电导体有力的作用0.116025【详解】[1]小灯泡中通以交流电流，故小灯泡的灯丝在磁场中受力方向是变化的，故小灯泡的灯丝将抖动。说明了磁场对通电导体有力的作用。[2]据灯泡正常工作，所以此时的功率是100W，即0.1kW。由可得，灯正常工作1h消耗的电能W=Pt=0.1kW×1h=0.1kW•h[3]据电能表盘上标有1600imp/kW•h，所以电能表的指示灯闪烁的次数是n=1600×0.1=160imp[4]根据可得，灯泡的电阻将它接在110V的电路中时，该灯泡消耗的实际功率7、【详解】[1]电动机不转时，电能全部转化为电阻发热产生的热量，根据欧姆定律可知，线圈电阻为R＝[2]电动机正常工作时因发热损失的功率为8、电动机右【详解】[1]给直导线通电，观察到直导线运动起来，实验现象说明磁场对电流有力的作用，电动机就是利用这种现象制成的。[2]将电源两极对调，改变了导体中电流的方向，导体运动方向变的相反，金属杆向右运动起来。9、奥斯特电阻【详解】[1]丹麦物理学家奥斯特做的著名的奥斯特实验：当导线中有电流通过时，它旁边的小磁针发生了偏转，证实了电流周围存在磁场。[2]德国物理学家欧姆，提出了经典电磁理论中著名的欧姆定律，为了纪念他为人类作出的贡献，人们把他的名字作为电阻的单位。10、半导体a【分析】（1）超导体在一定条件下电阻可以变成0，半导体的导电能力在导体和绝缘体之间，主要有硅和锗等材料构成，根据题目条件判断；（2）通过甲图观察温度升高时热敏电阻的阻值变化，然后再根据串联电路特点判断乙图左边电路中电流的变化，进而得到电磁铁磁性的大小变化；再根据乙中如图判断铁皮d的运动方向，它向那边运动，开关c就应接在哪边，只有这样才能接通右边电路，发送信息。【详解】[1]热敏电阻的阻值受温度的影响而变化，因此它肯定是半导体。[2]观察甲图可知，当温度升高时热敏电阻阻值变小；因为热敏电阻R1与滑动变阻器串联，所以当R1的阻值变小时，总电阻变小，总电流变大，电磁铁的磁性变大；这时铁皮d会受到电磁铁的吸引向左移动与a接触，开关c只有与a接触，才能接通电路发送短信。【点睛】掌握串联电路的特点，了解电磁铁磁性的影响因素是解题的关键。三、计算题1、（1）4.55A（2）130s（3）450Ω（4）150Ω【解析】【详解】(1)由图甲所示电路可以知道，工作电路是通路，加热器处于加热状态．受控电路电源电压为220V，加热器的规格“220V1000W”，此时加热器在额定电压下工作，其电流为：(2)恒温箱内空气温度从25℃升高到65℃需要吸收的热量为：设加热器需正常工作时间为t，则放出的热量为W=Pt（其中P=1000W），根据已知列方程如下：80%×Pt=1.04×105J，计算得t=130s；(3)若要使恒温箱内可获得上限为100℃的“恒温”，欲使电流达到0.04A的最高衔接电流，控制电路的电阻应该为，读图乙可知100℃时热敏电阻的阻值为400Ω，所以可变电阻R此时调节为：900Ω－400Ω－50Ω=450Ω；(4)当获得最高温度为50℃时，欲使电流达到0.036A的最低释放电流，控制电路的电阻应该为，读图乙可知50℃时热敏电阻的阻值为800Ω，所以可变电阻R此时调节为：1000Ω－800Ω－50Ω=150Ω；2、(1)见解析；(2)25℃；(3)30Ω；(4)可以将左边电源改为可调压电源【解析】【详解】(1)随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，当电流达到15mA时，衔铁被吸合，右侧空调电路电阻增大，电流减小，空调开始工作．当温度下降时，控制电路电阻增大，电流减小，减小到一定值，使空调电路断开，这样就实现了自动控制。(2)电路启动时的总电阻R总==400Ω此时热敏电阻的阻值R热=R总﹣R0=400Ω﹣10Ω=390Ω对照表格数据可知，此时的启动温度是25℃。(3)因为电路启动时的总电阻为400Ω，由表中数据可知，空调启动温度设定为30℃时，热敏电阻的阻值为360Ω，则电路中还应串联的电阻R′=R热=R总﹣R热′﹣R0=400Ω﹣360Ω﹣10Ω=30Ω(4)因为本装置启动的电流是一定的，因此，既可通过改变电阻来改变电流，可以通过将左边电源改为可调压电源来实现对其控制。答：(1)见解析；(2)该空调的启动温度是25℃；(3)将空调启动温度设定为30℃时，控制电路中需要再串联30Ω的电阻；(4)可以将左边电源改为可调压电源。3、(1)随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中的电流增大，当电流达到15mA时，衔铁被吸合，右边的空调电路开始工作，当温度下降时，控制电路总电阻增大，电流减小，减小到一定值，空调电路断开，这样就实现了自动控制．(2)25℃．(3)30Ω．【解析】【详解】（1）随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，当电流达到15mA时，衔铁被吸合，右侧空调电路连通，空调开始工作．