综合解析人教版九年级《电与磁》定向测试练习题（解析版）

人教版九年级《电与磁》定向测试考试时间：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、下列电器中，利用法拉第电磁感应原理工作的是（）A．电磁起重机 B．电磁继电器 C．电动机 D．发电机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、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4、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5、为了判断一根钢棒是否有磁性，小明进行了如下几组小实验。其中不能达到目的的是（）A．让钢棒靠近铁屑，铁屑被吸引，则钢棒具有磁性B．用细线将钢棒吊起来，使它能在水平面内自由转动，静止时总是指南北方向，则钢棒具有磁性C．让小磁针靠近钢棒，若钢棒与小磁针相互排斥，则钢棒具有磁性D．让小磁针靠近钢棒，若钢棒与小磁针相互吸引，则钢棒具有磁性6、如图所示为家用吸尘器，其核心部件是一个能高速转动的电动机。下列关于吸尘器涉及的物理知识不正确的是（）A．电动机的原理是磁场对电流有力的作用B．电动机放在双层罩内，且罩体之间装有海绵，目的是减弱噪声C．吸尘器工作时，将电能全部转化为机械能D．“吸尘”的原理是流体压强与流速的关系7、在下图的四个实验装置中，能说明电动机工作原理的是（）A． B．C． D．8、小红同学利用光敏电阻受到光照时电阻变小的特性，设计了一个如图所示的自动控制电路，要求光暗时灯亮，光亮时灯灭。在实际调试时，发现灯始终亮着，而光敏电阻和其他电路元件都正常。下列说法的正确是（）A．增加螺线管线圈的匝数能使控制电路达到要求B．滑动变阻器滑片P向右移动能使控制电路达到要求C．电磁铁的上端是N极D．断开控制电路时灯不亮9、磁悬浮列车将为交通运输事业开辟一方崭新的天地。下面有关它的说法中不正确的是（）A．通过列车底部和下方轨道间的磁极互相作用，可使列车悬浮B．为产生极强的磁场使列车悬浮，制作电磁铁的线圈宜选用超导材料C．由于列车在悬浮状态下行驶，因而一定做匀速直线运动D．列车悬浮行驶时，车体与轨道间无阻力、无震动、运动平稳10、如图所示，两根绝缘细线悬挂着的导体ab，放在U形磁铁中央，ab两端连接着导线，若要探究发电机的工作原理，虚线方框中接入的实验器材是（）A．电源 B．电流表 C．定值电阻 D．滑动变阻器第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、磁体周围存在着___________。磁场是有方向的，小磁针在磁场中静止时___________极所指方向，就是该点的磁场方向。2、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”）。

3、我国早期的指南针——司南，是把天然磁石磨成勺子的形状，把它放在水平光滑的“地盘”上，转动勺子，待勺子静止时，勺子握柄总是指向南方。则勺子握柄是磁石的________（选填“磁南极”“磁北极”）。地磁场的南极在地理的_________（选填“南极”“北极”）附近。4、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）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、科学探究的过程通常有以下几个步骤：①提出问题（或猜想）；②实验探究；③分析归纳；④得出结论。为了验证“铅球”是否由铁制作，某同学用磁铁吸了一下“铅球”。“吸一下”这一过程属于科学探究中的_________（选填序号）。7、司南是我国古代四大发明之一。《论衡》中记载：“司南之构，投之于地，其柢指南”。如图所示，“柢”即握柄，是磁体的______（选填“N”或“S”）极，静止时指向地磁场的______（选填“南”或“北”）极。指南针放在通电导线附近发生了轻微偏转，是因为______产生了磁场。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、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。10、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。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。2、现在电动自行车、电动汽车逐渐普及，它们都采用电动机来获得动力．某直流电动机的铭牌上标有“220V5.5kW”，电动机线圈的电阻为0.4Ω．（1）电动机的工作原理是什么？（2）该电动机正常工作1h，消耗多少电能？电动机线圈产生多少热量？（3）在工作过程中，电动机因故障卡住无法转动，很快就闻到焦糊味道，请你从能量转化角度解释这个现象．3、如图甲是小明制作的防盗报警装置示意图，其中工作电路电源电压U1＝6V，指示灯L的额定电压UL＝2.5V，定值电阻R0＝350Ω；控制电路电源电压U2＝1.5V，磁敏电阻Rx的阻值随其所处位置磁场强度的变化如图乙所示，D、E、F为动静触点上的三个接线柱，当含有内置小磁铁的窗户分别处在轨道A、B、C处时，磁敏电阻Rx所处位置的磁场强度分别为a、b、c，闭合开关S1和S2后，当窗户关闭时，指示灯亮，蜂鸣器不工作；当窗户打开一定程度时，指示灯熄灭，蜂呜器发出警报声。(1)按要求连接好电路；(2)将窗户移到A点时，窗户关闭，闭合开关S1，指示灯L正常发光，求此时指示灯L消耗的电功率；（写下计算过程）(3)已知电磁铁线圈中的电流达到3mA时，电磁铁的衔铁刚好被吸下，指示灯L熄灭，蜂鸣器开始报警，现移动滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为其最大阻值的，当窗户移至轨道B点位置时，蜂鸣器恰好开始报警，若要求窗户移至轨道C点位置时才开始报警，此时能否通过调节滑动变阻器来实现？请通过计算加以说明。（写出计算过程，电磁铁线圈阻值忽略不计）4、如图所示电路，是某学校楼道自动控制照明系统，已知控制电路电源电压U=4.5V，电磁继电器线圈电阻R1=5Ω，滑动变阻器R2最大阻值25Ω．R3是一光敏电阻，其阻值随“光照度E”的增大而减小，且成反比，其具体关系如下表所示（光照度E的单位是：勒克斯，符号Lx；光越强，光照度越大）．当线圈中电流减小至I0=90mA时，电磁继电器衔铁被弹簧拉起，启动照明系统，利用该装置可以实现当光照度低至某一设定值E0时，照明系统内照明灯自动工作．（1）根据表格中数据写出光敏电阻的阻值R3与光照度E的函数关系式．（2）闭合开关，把滑片移到最右端（b端），求照明系统启动时的光照度E0是多少？如果光照度E为2Lx时并保持1min不变，这段时间内R2消耗的电能是多少？5、近年来，智能机器人进入百姓家，如图所示是质量为4kg的扫地机器人某次工作时的情景，在4s内沿水平直线运动了2m，此过程机器人所提供的牵引力为50N，g取10N/kg．求：（1）为智能机器人提供牵引力的是电动机，电动机的原理是_____；（2）若机器人静止充电时和地面的接触面积为2cm2，则它对地面的压强为多少_______？（3）上述工作过程中牵引力的功率为多少_______？-参考答案-一、单选题1、D【解析】【分析】【详解】A．电磁起重机的主要构件是电磁铁，电磁铁是利用电流的磁效应的原理工作的，故A不符合题意；B．电磁继电器是利用电流的磁效应，即利用衔铁是否被吸动而改变电路的闭合、断开情况进行工作，故B不符合题意；C．电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作的，故C不符合题意；D．发电机是利用闭合线圈在磁场中做切割磁感线运动时，产生感应电流的原理工作的，即利用电磁感应现象原理工作，故D符合题意。故选D。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、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。4、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。5、D【解析】【详解】A．磁体能够吸引铁屑，没有磁性的钢棒则没有吸引铁屑的能力，所以铁屑被吸引能说明钢棒具有磁性，故A不符合题意；B．磁体具有指示南北的性质，不具有磁性的钢棒没有指示南北的能力，所以钢棒能指示南北可以说明其具有磁性，故B不符合题意；C．钢棒与小磁针相互排斥，说明钢棒与小磁针靠近的一端为同名磁极，说明钢棒有磁性，故C不符合题意；D．若钢棒没有磁性，当它靠近小磁针时，钢棒与小磁针也会互相吸引，所以钢棒与小磁针相互吸引不能能说明钢棒具有磁性，故D符合题意。故选D。6、C【解析】【详解】A．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A正确，不符合题意；B．电动机放在双层罩内，且罩体之间装有海绵，目的是用海绵吸音在传播过程中减弱噪声，故B正确，不符合题意；C．吸尘器工作时，主要将电能转化为机械能，由于电流具有热效应，还会将部分电能转化为内能，故C错误，符合题意；D．“吸尘”的原理是通过改变吸尘器里面气体的流速，减小吸尘器内部的气体压强，通过大气压强把灰尘压入吸尘器，故D正确，不符合题意。故选C。7、B【解析】【详解】A．是电磁感应的实验图，属于发电机的工作原理图，故A不符合题意；B．电路中有电流，通电线圈或导体受到磁场力的作用而运动，是电动机的工作原理图，故B符合题意；C．是奥斯特实验图，小磁针指针偏转说明通电导体周围有磁场，故C不符合题意；D．是研究通电螺线管极性的判断方法，是安培定则原理图，故D不符合题意。故选B。8、A【解析】【详解】AB．电磁继电器的主要部分是电磁铁，电磁铁的磁性强弱跟电流的大小、线圈的匝数的多少、是否有铁芯插入有关，要想在光亮时灯灭，一定要增大电磁铁的磁性。采取的方法是增大电流、增加线圈的匝数；而滑动变阻器滑片P向右移动时，滑动变阻器电阻变大，根据欧姆定律可知，通过电磁铁的电流减小，故A正确，B错误；C．由图可知，电磁铁中电流的方向是向左的，根据安培定则可知，电磁铁的上端是S极，故C错误；D．断开控制电路时，电磁铁没有磁性，衔铁向上移动，接通灯泡的电路，灯泡会发光，故D错误。故选A。9、C【解析】【详解】A．列车悬浮行驶，是因为列车底部与下方轨道间的磁极有相互作用力，而这个作用力与列车的重力相等时，便可悬浮了，故A正确，不符合题意；B．磁悬浮列车是利用电流的磁效应工作的，而利用超导材料作为电磁铁的线圈，可避免电流的热效应，可减少电能的不必要的损耗，故B正确，不符合题意；C．列车处于悬浮状态，是因为在竖直方向所受的重力和磁力是平衡力，但水平方向上受力不一定平衡，则列车不一定做匀速直线运动，故C错误，符合题意；D．列车行驶时，悬浮在空中，与轨道不接触，所以与轨道间无阻力，且可无震动、平稳的行驶，故D正确，不符合题意。故选C。10、B【解析】【分析】【详解】由图知道，电路中无电源，闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，所以，在虚线框中应接入电流表，判断是否产生感应电流，即探究电磁感应现象，故B符合题意。故选B。二、填空题1、磁场北【详解】[1][2]磁体周围存在一种看不见、摸不着的物质，叫做磁场；物理学规定小磁针在磁场中静止时其北极所指的方向为该点的磁场方向。2、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。3、磁南极北极【详解】[1][2]“司南”是我国古代劳动人民智慧的结晶，静止时，其勺柄指向南方，是磁体的南极，地磁场的南极在地理的北极附近，地磁场的北极在地理南极附近。4、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、②【详解】为了验证“铅球”是否由铁制作，用磁铁吸了一下“铅球”，根据磁铁具有吸引铁钴镍的性质便可知道“铅球”是否由铁制作。故“吸一下”这一过程属于科学探究中的实验探究。7、S北电流【详解】[1]磁勺的勺柄指南，根据地理的南极是地磁的N极，异名磁极相互吸引，因此勺柄为该磁体S极。[2]地磁场的北极在地理南极附近，地磁场南极在地理北极附近，静止时指南针指向磁体的S极，即地磁场的北极。[3]指南针放在通电导线附近发生了轻微偏转，说明指南针受到磁场作用，说明通电导体周围存在磁场，也就是电流周围存在磁场。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、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。10、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。三、计算题1、(1)48.4Ω；(2)6000s；(3)2.5W【解析】【详解】(1)由可得，电热器正常工作时的电阻(2)水吸收的热量由可得，消耗的电能为所以加热时间为(3)由乙图可知，水温40℃时，热敏电阻的阻值Rt＝50Ω，由题可知，水温40℃时，衔铁被吸下，吸引力F＝3N，由F﹣I图象可知，F＝3N时，控制电路中的电流I＝100mA＝0.1A，所以控制电路的总电阻因为Rt与R1串联，所以R1＝R﹣Rt＝300Ω-50Ω＝250Ω所以此时滑动变阻器R1消耗的电功率为P1＝I2R1＝（0.1A）2×250Ω＝2.5W答：(1)电热器正常工作时的电阻为48.4Ω；(2)电热器的加热时间为6000s；(3)滑动变阻器R1消耗的电功率为2.5W。2、（1）通电导体在磁场中受到力的作用；（2）1.98×107J9×105J；（3）线圈卡住无法转动，电能无法转化为机械能．消耗的电能全部转化为内能，因此产生大量的热，使线圈的温度迅速升高【解析】【详解】分析：（1）电动机的工作原理可由电与磁的知识得出；（2）消耗的电能可由公式W=Pt得出，因为电动机的额定功率可通过铭牌得出，时间是1小时；电动机线圈产生的热量只能由焦耳定律求出，因为此时电流做的功并不都用来转化为热能，而将大部分的电能转化为机械能，只有少部分转化为热能，但焦耳定律的公式中需要有电流，故再由额定电压和额定功率计算出额定电流来，再通过焦耳定律求出线圈产生的热量；（3）如果电动机被卡住而不能转动，说明电能不再转化为机械能，而全部转化为热能，电动机因为短时间内放出大量的热而很快就闻到了焦糊的味道．（1）通电导体在磁场中受到力的作用；（2）电动机消耗的电能W＝Pt＝5.5kW×1h＝5.5kWh＝5.5×3.6×106J=1.98×107J．由公式P＝UI得，通过电动机的电流I＝＝25A；由焦耳定律可知Q＝I2Rt=（25A）2×0.4Ω×3600s=9×105J；（3）线圈卡住无法转动，电能无法转化为机械能．消耗的电能全部转化为内能，因此产生大量的热，使线圈的温度迅速升高考点：电动机的工作原理，焦耳定律．3、(1)见解析；(2)0.025W；(3)不能通过调节滑动变阻器的阻值来实现【解析】【分析】(1)因为小灯泡的额定电压小于电源电压，所以需要将电阻R0与灯泡串联，又因为电灯泡和蜂鸣器能够独立工作，所以电灯泡和蜂鸣器并联，根据磁敏电阻的性质以及电磁继电器的工作原理判断出电灯泡和蜂鸣器的位置。(2)工作电路中灯泡和R0串联，灯泡正常发光，根据串联电路的分压特点求出R0两端的电压，根据欧姆定律求出电流，再根据求出灯泡的额定功率。(3)由图象读出窗户移至B点和C点时，磁敏电阻的电阻值，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值，进而得出滑动变阻器的最大阻值，再判断是否能通过调节滑动变阻器的阻值来实现报警。【详解】解：(1)因为小灯泡的额定电压小于电源电压，所以需要将电阻R0与灯泡串联，又因为电灯泡和蜂鸣器能够独立工作，所以电灯泡和蜂鸣器并联；闭合开关S1和S2后，当窗户关闭时，磁敏电阻距离磁铁近，磁铁的磁性强，根据右图知磁敏电阻的电阻大，电路的电流小，电磁铁的磁性弱，不能把衔铁吸引下来，指示灯亮，蜂鸣器不工作，所以小灯泡和电阻串联后接在上静触点上；当窗户打开一定程度时，磁敏电阻距离磁铁远，磁铁的磁性弱，根据右图知磁敏电阻的电阻小，电路的电流大，电磁铁的磁性强，把衔铁吸引下来，指示灯不亮，蜂鸣器工作，所以蜂鸣器接在上静触点上，如下图所示：(2)闭合开关S1，灯泡和R0串联，灯泡正常发光，其两端的电压为UL＝2.5V，R0两端的电压电路中的电流为灯泡的额定功率(3)由图象