综合解析人教版九年级《电与磁》章节测评试卷（含答案解析）

人教版九年级《电与磁》章节测评考试时间：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、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．2、关于做功或能量转化的过程，下列说法正确的是（）A．汽油机在压缩冲程中，将内能转化为机械能B．拉弯的弓将箭射出，其内能主要转化为动能C．电动机工作过程中，将机械能转化为电能D．植物的光合作用，将光能转化为化学能3、科技小组示了一个“隔板推物”的节日，其原理如图所示：甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，两线圈通过导线连接构成一个闭合电路，用手推动甲线圈摆动时，乙线圈会随之摆动，对于这个过程，下列说法正确的是（）A．甲线圈相当于电源，乙线圈相当于用电器B．推动甲线圈摆动时电能转化为机械能C．乙线圈随之摆动是电磁感应现象D．甲线圈摆动是因为通电导线在磁场中受力作用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、有位意大利物理学家通过反复实验，发现了摆的等时性原理，这位物理学家是（）A．牛顿 B．伽利略 C．法拉第 D．奥斯特6、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7、以下机械中，利用内能对外做功的是（）A．共享单车 B．电暖器 C．电动机 D．火箭发动机8、图是一种手压电筒，按压手柄，塑料齿轮带动线圈内磁性飞轮高速旋转，使灯泡发光。图中能反映这一过程工作原理的是（）A． B．C． D．9、下列说法正确的是（）A．奥斯特发现电流周围存在磁场 B．法拉第发现了电流的热效应C．焦耳发现磁能生电 D．瓦特发明了电灯10、要使电磁铁的两个磁极对调，可采取的方法是（）A．改变电流方向 B．增加螺线管的匝数C．减小电流 D．将铁芯从螺线管中拔出第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、白炽灯是一种电流通过灯丝，灯丝发热发光的照明电器，将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝，如图所示，可以观察到灯丝抖动，说明_______，由此原理可以制成________。2、如图所示的是为纪念发现“磁生电”现象的物理学家______而发行的一枚邮票，该发现导致了世界上第一台发电机的发明，从而把人类社会带进了电气化时代，发电机的工作原理是______。3、在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明设计了如图所示的电路。由实验现象可知，______（选填“甲”或“乙”）的磁性强，说明电流一定时，线圈匝数______，电磁铁磁性越强。4、做图示实验时的观察对象是______（小磁针/小灯泡），为了使实验现象明显，导线应______（东西/南北/任意方向）放置，利用此实验的结论制造出了______（电磁铁/电动机/发电机）。5、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。6、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。

7、科学家在物理学领域里的每次重大发现，都有力地推动了人类文明的进程，比如：___________改良了蒸汽机，有力推动了工业的发展；___________发现电磁感应现象，进一步揭示了电与磁的联系。8、如图所示，弹簧下端挂一条形磁铁，磁铁下端为S极，条形磁铁的正下方有一电磁铁，闭合开关后，电磁铁上端是______极，弹簧长度会______（选填“伸长”“缩短”或“不变”）；再将变阻器滑片向右移动，弹簧长度会______（选填“伸长”“缩短”或“不变”）。9、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。10、如图是某同学设计的红外线体温安检电路，闭合开关S1后，电磁铁的上端为___极，若要求S1、S2闭合后，无人经过或体温低于37.3℃的人经过时仅绿灯亮，体温高于37.3℃的人经过时，红灯亮且电铃响起，则采用的热敏电阻的阻值应随着温度升高而___。三、计算题（5小题，每小题6分，共计30分）1、某直流电动机的铭牌上标有“220V6.6kW”，电动机线圈的电阻为0.5Ω．（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J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．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=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．（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）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、有一种电加热恒温箱，工作原理如图1所示。控制电路由电压为U1=9V的电源、开关、电磁继电器（线圈电阻不计）、电阻箱R0和热敏电阻R1组成；工作电路由电压为U2=220V的电源和电阻为R2=44Ω的电热丝组成。其中，电磁继电器只有当线圈中电流达到60mA时，衔铁才吸合，切断工作电路；热敏电阻R1的阻值随温度变化关系如图2所示。（1）求电热丝工作时的功率和在10min内产生的热量；（2）如果恒温箱的温度设定为50℃，求电阻箱R0应接入电路的阻值；（3）若要提高恒温箱的设定温度，电阻箱R0接入电路的阻值应调大还是调小？简要说明理由。4、一个有加热和保温两种状态的微型电热水器，内部简化电路如图所示，它由控制电路和工作电路两部分组成，其中R0为热敏电阻，它的阻值随温度的升高而减小，开关S0和S都闭合时，电热水器开始加热，当电热水器中水的温度达到50℃时，电磁铁才会把衔铁吸下，使B、C两个触点接通，电热水器处于保温状态．已知R1＝44Ω，R2＝2156Ω．求：(1)将电热水器水箱中2.2kg的水从15℃加热到45℃，水吸收的热量【c水＝4.2×103J/（kg•℃）】(2)电热水器处于加热状态时工作电路的功率．(3)将2.2kg的水从15℃加热到45℃，需要通电5min，电热水器的加热效率为多少？(4)当温度达到50℃后，通电10min，R2产生的热量．5、如图所示，使线圈位于两磁极间，线圈通电后：（1）图甲中电流方向是a→b→c→d，已知cd段导线受到的磁场力方向竖直向下，①请在图丙中用箭头标出ab段导线受到的磁场力方向；②ab、cd段导线受到的磁场力将使线圈绕虚线所示的轴沿______（选填“顺时针”或“逆时针”）方向转动．（2）当线圈转到乙图的位置时，线圈平面与磁感线方向垂直，电流方向不变，此时ab、cd段导线分别受到的磁场力______（选填“促进线圈沿原方向转动”、“阻碍线圈转动”、“大小相等方向相同”或“大小相等方向相反”）．（3）线圈从甲图转到乙图时，由于惯性，会继续转动到如图丙，此刻ab、cd段导线受到的磁场力______（选填“使线圈原方向转动，实现持续转动”、“使线圈反方向转动，最后静止在乙图位置”、“使线圈反方向转动，最后静止在甲图位置”）．-参考答案-一、单选题1、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。2、D【解析】【详解】A．在汽油机的压缩冲程中，活塞压缩燃料混合物使它的温度升高、内能增大，此过程中机械能转化为内能，故A错误；B．当运动员将弓拉开时，弓发生了弹性形变，具有较大的弹性势能，当人松手后，弦对箭做功消耗了弹性势能，箭的速度增大，动能增大，所以弹性势能主要转化为动能，故B错误；C．电动机工作过程中，消耗了电能，电能主要转化为机械能，故C错误；D．植物的光合作用，消耗光能，将光能转化为化学能，故D正确。故选D。3、A【解析】【分析】【详解】AB．甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，两线圈通过导线连接构成一个闭合电路。推动甲线圈摆动的过程做切割磁感线运动，闭合的电路中有感应电流产生，是发电机的工作原理，所以甲线圈相当于电源，工作时将机械能转化为电能，故A正确，B错误；CD．乙线圈中有电流通过时，根据通电导体在磁场中受力运动，将电能转化为机械能，所以乙线圈相当于用电器，甲线圈摆动是因为通电导线是因为收到外力的作用，故CD错误。故选A。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、B【解析】【详解】A．牛顿在伽利略笛卡儿、开普勒等人研究的基础上，采用归纳与演绎综合与分析的方法，总结出了普遍适用的力学运动规律，故A不符合题意；B．伽利略是杰出的意大利科学家，年轻时，他通过观察教堂里吊灯的来回摆动，进而反复进行实验，发现了摆的等时性原理，故B符合题意；C．法拉第发现了电磁感应现象，故C不符合题意；D．丹麦的物理学家奥斯特通过实验最早发现了电流周围存在磁场，揭示了电与磁之间的联系，故D不符合题意。故选B。6、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。7、D【解析】【详解】利用内能对外做功，就是将内能转化为机械能；A．共享单车工作时，消耗蓄电池的电能为单车提供动力，因此将电能转化为机械能，故A不符合题意；B．电暖器工作时将消耗电能转化为内能，故B不符合题意；C．电动机的工作原理是通电导线在磁场中受到力的作用，将电能转化为机械能，利用电能对外做功，故C不符合题意；D．火箭发动机工作时，利用高温高压的燃气推动火箭升空，将燃料的内能转化为火箭的机械能，故D符合题意。故选D。8、B【解析】【分析】【详解】A．手压电筒，按压手柄，塑料齿轮带动线圈内磁性飞轮高速旋转，使灯泡发光，是电磁感应现象，A图中，通电导线周围小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在磁场，不可以反映手压电筒工作原理，故A不符合题意；B．B图中，导体棒在磁场中做切割磁感线运动，电表指针发生偏转，是电磁感应现象，可以反映手压电筒工作原理，故B符合题意；C．C图中，闭合开关后，导体棒运动，说明通电导线在磁场中会受到力的作用，不可以反映手压电筒工作原理，故C不符合题意；D．D图中，套有线圈的铁钉可以吸引大头针，说明电流的磁效应，不可以反映手压电筒工作原理，故D不符合题意。故选B。9、A【解析】【详解】A．奥斯特通过实验发现了通电导体周围存在磁场，是第一个发现电现象和磁现象之间联系的人，故A正确；B．法拉第发现了磁生电即电磁感应现象，焦耳发现了电流的热效应，故B错误；C．焦耳发现了焦耳定律即电流的热效应，磁生电即电磁感应现象是法拉第发现的，故C错误；D．瓦特发明了蒸汽机，爱迪生发明了电灯，故D错误。故选A。10、A【解析】【详解】电磁铁的磁极与通过电磁铁电流的方向和电磁铁中导线的绕线方向有关。要想改变电磁铁的磁极，可以不改变电流的方向只改变电磁铁导线的绕线方向；或者在电磁铁的导线绕线方向不变的情况下改变通过电磁铁的电流方向；与螺线管的匝数、电流的大小、是否有铁芯无关。故选A。二、填空题1、通电导体在磁场中受力运动电动机【详解】[1][2]将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝，灯丝抖动，说明灯丝会受到力的作用，白炽灯和强磁体比较近，磁体周围有磁场，说明磁场对通电导体有力的作用，电动机是根据通电导体在磁场中受力运动的原理制成的，由此原理可以制成电动机。2、法拉第电磁感应现象【详解】[1]“磁生电”是指电磁感应现象，是由英国科学家法拉第首先发现的。[2]发电机的原理就是电磁感应现象，人们大量使用的电就是发电机提供的。3、乙越多【详解】[1][2]根据图示的情境可知，甲、乙串联，电流相同，乙缠绕的线圈的匝数多，乙电磁铁吸引的大头针多，说明乙的磁性强；由此说明电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。4、小磁针南北电磁铁【详解】[1]从图中可以看到，闭合开关后，电路中有电流，小磁针会转动起来，这是因为通电导线周围存在磁场，这是验证奥斯特实验，而小灯泡的发光，不能得知相应结论，所以做图示实验时的观察对象是小磁针。[2]因为小磁针受到地磁场的作用，会指南北方向，为了让这个偏转现象更加明显，应使电流产生的磁场方向是东西方向，这样只有通电导线南北放置，才能做到。[3]这个实验是电流的磁效应，利用这个实验的结论制造了电磁铁。5、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。6、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。7、瓦特法拉第【详解】[1]瓦特不是发明者，在他之前已经有人发明了蒸汽机，纽科门蒸汽机，他只是改良了蒸汽机，使得蒸汽机能够投入到实际生产中，有了很大的实用价值。[2]法拉第发现了电磁感应现象，是指闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流。8、S缩短增大【详解】[1][2]开关闭合，根据安培定则判断电螺线管的上端为S极，同名磁极相互排斥，弹簧长度会缩短。[3]滑动变阻器滑片向右移动时，电路中的电流变小，电磁铁磁性减弱，条形磁铁的排斥力减小，所以弹簧长度会增大。9、线圈磁极【详解】略10、S变小【详解】[1]由图知，电磁铁中电流是从下端流入、上端流出，用右手握住螺线管，四指指向电流方向，则大拇指所指的电磁铁的下端为N极、上端为S极。[2]体温高于37.3℃的人经过时，则热敏电阻的温度高，此时红灯亮且电铃响起，说明电磁铁的磁性强，吸引衔铁，使得动触点与下面的静触点接触，原因是电路中的电流大、电阻小。可见，热敏电阻的阻值随着温度升高而变小。三、计算题1、（1）通电导体在磁场中受到力的作用；（2）2.376×107J；1.62×106J；（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，使电动机的温度升高，从而产生焦糊的味道．【解析】【详解】（1）电动机的工作原理是：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=6.6kW×1h=6.6kW•h=6.6×3.6×106J=2.376×107J，根据P=UI可知电动机正常工作时的电流：，线圈产生的热量Q=I2Rt=（30A）2×0.5Ω×3600s=1.62×106J；（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，温度迅速升高，使电动机的温度升高，从而产生焦糊的味道．【点睛】解决本题的关键知道电动机是非纯电阻电路，线圈产生的热量小于电动机正常工作时消耗的总电能．2、75Ω由图2可知，当恒温箱内的温度升高时，热敏电阻的阻值随之减小，电路中的电流增大，当电流达到20mA时，电磁铁能够吸引下衔铁，使动触点与C、D所在的电路接通．若把加热器接在此电路中，会使恒温箱内的温度持续升高．相应的，热敏电阻的阻值继续减小，电流持续增大，电磁铁的磁性继续增强，使CD这个电路始终接通，加热器永远工作．达不到控制温度的目的．所以，要把恒温箱的加热器应接在A、B端．255Ω【解析】【详解】(1)60℃时，控制电路I＝20mA＝0.02A，R总＝＝300Ω,R1＝R总−R2＝300Ω−225Ω＝75Ω;(2)由图2可知，当恒温箱内的温度升高时，热敏电阻的阻值随之减小，电路中的电流增大，当电流达到20mA时，电磁铁能够吸引下衔铁，使动触点与C.D所在的电路接通．若把加热器接在此电路中，会使恒温箱内的温度持续升高．相应的，热敏电阻的阻值继续减小，电流持续增大，电磁铁的磁性继续增强，使CD这个电路始终接通，加热器永远工作．达不到控制温度的目的．所以，要把恒温箱的加热器应接在A.B端．(3)设100℃热敏电阻的阻值为,∵R1⋅t＝常数,∴75×60＝×100,解得＝45Ω,R总＝＝300Ω,−＝300Ω−45Ω＝255Ω.点睛：（1）要求R1的阻值，由电路图可知，R1、R2串联后接在6V的电源上，电源电压已知，此时电路中的电流也知道，可用电源电压与电流求出总电阻，然后减去R2，即可解得R1．（2）恒温箱的加热器接在A、B端还是C、D端，主要是由热敏电阻随温度的变化趋势来决定的．（3）要求电阻R2此时的阻值应调为多少，首先要知道此时热敏电阻R1的阻值是多少，而R1•t＝常数是一个非常关键的突破口．3、(1)1100W，6.6×105J；(2)50Ω；(3)R0的阻值必须调大【解析】【详解】解：(1)电热丝工作时的功率电热丝在10min内产生的热量Q=Pt=1100W×10×60s=6.6×105J(2)由图2知，当温度为50℃时，热敏电阻的阻值R1=100Ω此时衔铁应吸合，切断工作电路，那么控制电路中的电流为I=60mA=0.06A控制电路中的总电阻电阻箱接入电路的阻值R0=R总-R1=150Ω-100Ω=50Ω(3)若要使恒温箱的设定温度高于50℃，由图2知道，热敏电阻的阻值R1将减小，衔铁吸合工作电流即线圈中的电流仍需0.06A，即要求控制电路中的总电阻不变，所以R0的阻值必须调大。答：(1)电热丝工作时的功率为1100W，10min内产生的热量为6