综合解析人教版九年级《电与磁》同步测试试题（详解版）

人教版九年级《电与磁》同步测试考试时间：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、下列关于磁场的描述，正确的是（）A．磁场是由无数条磁感线组成的B．地理S、N极与地磁S、N极完全重合C．小磁针静止时，S极的指向与该点磁场方向相同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、下列有关磁场和磁感线的说法中，正确的是（）A．磁场和磁感线都是真实存在于磁体周围的B．磁场的强弱可以用磁感线的疏密程度来表示C．有磁感线的地方就有磁场，没有磁感线的地方没有磁场D．磁场的基本性质是可以对放入其中的物体产生力的作用4、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5、以下说法中正确的是（）A．磁场是真实存在的B．磁感线是从磁场中实际存在的曲线C．毛皮摩擦过的橡胶棒具有吸引铁钴镍的性质D．小磁针N极在磁场中某点所受磁力的方向跟该点的磁场方向相反6、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、通电螺线管周围的磁感线如图所示，则下列说法正确的是（）A．A端为电源的正极B．通电螺线管左端为N极C．小磁针左端为S极D．改变电流的大小可以改变通电螺线管的磁场方向8、对如图示的实例或实验解释不正确的是（）A．图A实验说明通电导体在磁场中受到力的作用B．图B奥斯特实验说明通电导线周围有磁场C．图C可用来演示电动机的工作原理D．图D电铃的工作原理利用了电流的磁效应9、我国高铁动车组普遍采用了再生制动技术：动车到站前停止供电，动车继续向前运行电机逆转产生电流并输入电网。下图与再生制动技术工作原理相同的是（）A． B．C． D．10、如图所示的物理现象涉及的物理知识正确的是（）A．图甲：摩擦起电的实质是创造了新的电荷B．图乙：家用电能表是一种测量电功率的仪表C．图丙：电动机正常工作时将机械能转化为电能D．图丁：验电器的工作原理是同种电荷相互排斥第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、物理学有用吗？当然有用！船为什么可以浮在水面上？古希腊科学家___________发现了物体在水中所受浮力大小的规律，他还发现了杠杆、滑轮等机械工作原理，始创了机械理论；形形色色的电器，与我们的生活密不可分，这都归功于物理学家发现了“电”和“___________”的性质及变化规律；据说300多年前，英国物理学家___________从苹果落地联想到月亮为什么不掉下来，在总结前人研究的基础上，经过不断地探索和思考，他终于发现了支配天体的万有引力定律。2、如图所示的实验装置，人们利用该实验原理发明了______。（选填“电动机”或“发电机”）3、在市区沂蒙路“BRT”快速公交车道建设工程中为了保障各施工点的用电，使用了由柴油机和发电机组合而成的小型发电机组，如图所示。柴油机把燃料燃烧释放的内能转化为______能，提供动力带动发电机发电，其发电原理是______。4、写出下列能量的转化：电动机通电后高速转动，是______能转化为______能。5、根据图中的电流方向，可知通电螺线管的______端是N极。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、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：___________。8、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。9、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______。10、英国物理学家_________经10年探索，终于在1831年取得突破，发现了利用磁场产生电流的条件和规律，进一步揭示了电现象和磁现象之间的联系，使人类大规模用电成为可能，电气化的时代从此开始。如图所示为一种实验室用的手摇发电机，其工作原理是_________（选填“电流的磁效应”或“电磁感应”）。三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、某物理学习小组设计了一个机械自动拉开开关，如图1所示。该装置主要由滑轮组，重物C、铁块D、电磁铁E以及杠杆AB和控制电路组成，重物C通过细绳与动滑轮Q相连，重物C、铁块D分别通过支架固定在杠杆AB两端，支架与杠杆垂直。杠杆的B端置于水平台面上，杠杆可以绕支点O在竖直平面内逆时针转动，自动拉开开关被拉开前，杠杆在水平位置处于平衡状态，已知滑轮Q的质量为0.2kg，OA:OB=3:1，重物C、铁块D的质量分别为1.5kg和3kg，若刚好拉开开关所需的拉力T为6N，D的正上方有一电磁铁，它对D的吸引力大小F与通过的电流I的关系（如图2所示），电源电压为12V，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，不计电磁铁电阻，不计细绳、杠杆的重力和一切摩擦，g取10N/kg。求：(1)当控制电路上的电键S断开，杠杆B端对水平台面的压力刚好为零时，与机械自动拉开开关相连的细绳上的拉力是多少？(2)闭合控制电路上的电键S后，当变阻器的滑片移到中点时，自动拉开开关刚好被拉开，则保护电阻R0的电阻值是多少？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、小明家的饮水机具有自动加水和加热两种功能，烧水时，先按一下加水按钮，自吸泵把水从水桶抽到壶内，当壶内水位达到规定容量时，自吸泵自动停止抽水；再按一下加热按钮，加热装置将对壶内的水加热．如图所示．“控制电路”中的热敏电阻R1的阻值随温度变化的曲线如图所示．电磁铁线圈电阻可忽略不计，“饮水机”共安装有2根加热电热丝和一根保温电热丝，当电磁铁线圈中电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，使加热电路断开，保温电路工作．当线圈中的电流小于或等于40mA时，继电器的衔铁被释放，使加热电路闭合．电磁继电器的电源两端电压U=6V，饮水机的参数如表所示已知水的比热容c水=4.2×103J/（kg·℃），水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg，电热水机的铭牌数据如表.（1）电磁继电器的接线柱________（M/N）应与家庭电路的火线相连．（2）如果自吸泵抽水效率为60%，求自吸泵将1.2L水提升0.5m消耗的电能_____.（3）加热电路中2根“220V600W”电热丝的合理连接方式是___________（并联/串联）（4）为了实现温度控制，饮水机加热电热丝（图中未画出）应该选择接在以下的____．A．AD端B．BC端C．AB端D．CD端（5）假设饮水机内水温达到90℃时，温控电路就将电路切换到保温状态，此时滑动变阻器的阻值为__________Ω．（6）现将滑动变阻器R2的阻值适当调小，则该饮水机的保温范围将比原来____（大/小）.4、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________？5、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。-参考答案-一、单选题1、D【解析】【详解】A．磁感线是为了描述磁场而假想的线，并不是实际存在的，故A错误；B．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，地磁场的两极与地理的两极相反，且与地球的两极并不完全重合，故B错误；C．将可自由转动的小磁针放在磁场中某一点静止时，小磁针N极指向为该点的磁场方向，故C错误；D．磁场是看不见的，对放入其中的磁体有力的作用，故可通过小磁针感知它的存在，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】【分析】【详解】A．磁场是客观存在的物质，而磁感线不是磁场中真实存在的曲线，而是人为画出的，它可以形象地描述磁场，故A错误；B．磁场的强弱可以用磁感线的疏密程度来表示，磁感线越密集的地方的磁场越强，故B正确；C．磁体周围存在磁场，与磁感线的有无无关，故C错误；D．磁场的基本性质是可以对放入其中的磁体能产生力的作用，故D错误。故选B。4、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。5、A【解析】【详解】A．磁体周围存在磁场，磁场是真实存在的，故A正确，B．为方便、形象地描述磁场引入磁感线，磁感线并不存在，故B错误；C．磁体具有吸引铁钴镍的性质，毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷，不是磁体，故C错误；D．小磁针S极在磁场中某点所受磁力的方向跟该点的磁场方向相反，小磁针N极在磁场中某点所受磁力的方向跟该点的磁场方向相同，故D错误。故选A。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、B【解析】【详解】AB．由图可知，磁感线是从螺线管的左侧出来的，则左侧为N极，右侧为S极，根据安培定则，用右手握住螺线管，大拇指指向左侧，四指环绕的方向即电流方向，看得见的这一侧螺线管中电流的方向是向上的，即电源的B端为正极，故A错误，B正确；C．异名磁极相互吸引，所以小磁针的左端为N极，右端为S极，故C错误；D．磁场的方向与电流的大小无关，改变电流的大小只能改变螺线管的磁场强弱，不会改变通电螺线管的磁场方向，故D错误。故选C。8、C【解析】【详解】A．图A是电动机的原理图，说明通电导体在磁场中受到力的作用，故A正确，不符合题意；B．图B是奥斯特实验，导线通电后引起小磁针转动，说明通电导线周围有磁场，故B正确，不符合题意；C．图C是电磁感应现象，是发电机的工作原理图，故C错误，符合题意；D．图D电铃是利用电磁铁工作的，其原理利用了电流的磁效应，故D正确，不符合题意。故选C。9、A【解析】【详解】动车原来是运动的，即到站前先停止供电，虽然没有动力，但由于惯性，动车能继续运动；动车在继续向前运动时，电机线圈随车轮转动并在磁场中切割磁感线运动，进而产生感应电流，该现象就是电磁感应现象，即再生制动技术工作原理是电磁感应现象；A．该实验中无电源，当闭合电路中的导体棒在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，这是电磁感应现象，故A符合题意；B．该实验是奥斯特实验，说明了电流的磁效应，故B不符合题意；C．该实验是探究影响电磁铁磁性强弱的因素，故C不符合题意；D．该实验说明通电导体在磁场中受到力的作用，故D不符合题意。故选A。10、D【解析】【详解】A．摩擦起电的实质是电荷的转移，不是创造了电荷，故A错误；B．电能表是测量消耗电能即电功的仪表，故B错误；C．电动机正常工作时将电能转化为机械能，故C错误；D．当验电器带电时，两片金属箔由于带同种电荷相互排斥而张开，验电器的工作原理是同种电荷相互排斥，故D正确。故选D。二、填空题1、阿基米德磁牛顿【详解】[1]阿基米德发现了物体在水中所受浮力大小的规律和杠杆平衡条件。[2]物理学家揭示了电与磁之间的联系，制造的发电机也为形形色色的电器提供了电能。[3]牛顿通过观察苹果落地发现了万有引力定律。2、发电机【详解】当闭合开关，导体ab做切割磁感线运动时，灵敏电流计的指针就会发生偏转，说明产生了感应电流，揭示了电磁感应原理，人们利用此原理发明了发电机。3、机械电磁感应【详解】[1]柴油机工作时，是将柴油燃烧时释放出的内能转化为汽车的机械能,使得发电机能够发电。[2]在发电的过程中，消耗了机械能，转化为了电能，是利用了电磁感应原理。4、电机械【详解】[1][2]电动机通电后高速转动，电流做功，电能转化为机械能。5、左【详解】电流从螺线管的右端进入，从左端流出，根据安培定则可以判断通电螺线管的左端是N极，右端为S极。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、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。8、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。9、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10、法拉第电磁感应【详解】[1]英国物理学家法拉第发现了磁场产生电流的条件和规律，磁可以生电。[2]发电机就是利用电磁感应原理，利用闭合线圈的部分导体在磁场中切割磁感线时，会产生感应电流。三、计算题1、(1)3.5N；(2)10Ω【解析】【分析】【详解】(1)杠杆AB的B端受到的力是D的重力根据杠杆平衡条件得因为所以，根据重物C静止代入数据得。(2)自动拉开开关刚好被拉开，说明拉力T为6N根据杠杆平衡条件因为所以，，根据重物D静止所以，，由图像可此时电流为0.6A。电路总电阻所以R0的电阻值为答：(1)与机械自动拉开开关相连的细绳上的拉力是3.5N；(2)保护电阻R0的电阻值是10Ω。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、M10J并联C70小【解析】【详解】（1）由于开关控制火线，而电磁继电器衔铁相当于开关，所以，电磁继电器的接线柱M应与家庭电路的火线相连；（2）由知道，1.2L水的质量是：m=ρ水V=1.0×103kg/m3×1.2×10-3m3=1.2kg，如果自吸泵抽水效率为60%，则η=，所以，自吸泵将1.2L水提升0.5m消耗的电能是：=10J；（3）根据题意知道，当继电器的衔铁被吸合，使加热电路断开，保温电路工作；当继电器的衔铁被释放，使加热电路闭合，所以，加热电路与保温电路是并联关系，而安装的2根加热电热丝工作时为了互不影响，也应是并联关系．（4）当电磁铁线圈中电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，使加热电路断开，保温电路工作，由图1知道CD端接保温电热丝；当线圈中的电流小于或等于40mA时，继电器的衔铁被释放，使加热电路闭合，由图1知道AB端应接2根“220V600W”的电热丝（表示其额定电压为220V），又由表中数据知道，加热功率为1200W，故每根电热丝正常工作的功率为600W；（5）由图2知道，当饮水机内水温达到90℃时，热敏电阻R1=50Ω，由于当电磁铁线圈中电流大于或等于50mA时，继电器的衔铁被吸合，使加热电路断开，保温电路工作，由电阻的串联和欧姆定律知道，此时电路的电流是：=0.05A，解得此时滑动变阻器的阻值是：R滑=70Ω；（6）现将滑动变阻器R2的阻值适当调小，由于加热和保温切换时的电流大小均不变，由欧姆定律知道，总阻值R不变，由串联电路的电阻规律知道，R=R2+R1，所以，当R2增小时，加热和保温切换时的R1均增大，但两状态之间R1的变化量相等，由图2知道保温范围变小了．4、暗3.75V10N5Ω8N【解析】【详解】(1)由甲电路图可知，开关接a时，L与R串联，铁制品对R的压力大小等于其重力；开关接b时，L、R和电磁铁串联，电磁铁通电产生磁性