人教版九年级 20.5 磁生电（含解析）

人教版九年级 20.5 磁生电
一、单选题（共13小题）
1. 有一种手电筒内部有一个线圈，线圈内有一个可来回运动的条形磁体，摇动手电筒时即可产生电流，使灯泡发光。下列图示实验中，与此手电筒工作原理一致的是
A. B.
C. D.
2. 如图所示，在家庭应急包中有一种应急灯。在紧急情况下，若应急灯没电了，可以通过摇动手柄应急使用。它的工作原理相当于
A. 发电机 B. 电流的磁效应
C. 磁极间的相互作用 D. 通电螺线管
3. 某同学利用如图所示的实验装置探究电磁感应现象，实验时开关 始终闭合且磁体保持静止。下列探究过程及结论均合理的是
A. 导线 保持静止，未观察到灵敏电流计指针发生偏转，说明磁不能生电
B. 导线 上下运动，未观察到灵敏电流计指针发生偏转，说明导体在磁场中运动不会产生感应电流
C. 导线 分别向左、向右运动，观察到灵敏电流计指针偏转方向不同，说明感应电流的方向与导线运动方向有关
D. 磁体的 极在上时，使导线 向左运动； 极在上时，使导线 向右运动。观察到两次灵敏电流计指针偏转方向相同，说明感应电流的方向与磁场方向无关
4. 下列估测数据符合实际情况的是
A. 将水的温度降低到 时，其比热容仍为
B. 家用石英电暖器（小太阳）的功率约为 瓦
C. 一个三口之家一个月的用电量约为 焦耳
D. 我国交流电周期为 秒，意味等效发电机每秒钟转 圈，电流方向改变 次
5. 下列仪器或装置中，利用电磁感应原理工作的是
A. 发电机 B. 电动机 C. 扬声器 D. 电磁继电器
6. 图中的 表示垂直于纸面的一段导线，它是闭合电路的一部分，当 在下列磁场中沿图中所示方向运动时，不会产生感应电流的是
A. B.
C. D.
7. 如图所示为发动机模型线圈转动过程，下列说法正确的是
A. 线圈中产生电流的原理是电流磁效应
B. 通过灯泡的电流方向不变
C. 通过灯泡的电流大小不变
D. 其他形式能量转化为电能
8. 如图所示，能说明发电机工作原理的是
A. B.
C. D.
9. 在探究电磁感应现象时，要改变感应电流的方向，下列方法中正确的是
A. 改变导体切割磁感线的方向 B. 改变导体所在处磁场的强弱
C. 改变导体切割磁感线的速度大小 D. 改变导体的长度
10. 如图所示，蹄形磁铁和铜棒均水平放置。现闭合开关，水平向左移动铜棒，电流表 的指针发生偏转，则
A. 根据此现象的产生原理可制成电动机
B. 此现象与奥斯特实验现象的产生原理相同
C. 若将铜棒左右来回移动，可产生交变电流
D. 仅将磁铁水平向右移动， 的指针不偏转
11. 小罗把两个玩具电机用导线连接在一起（如图），用力快速拨动甲电机的转叶，发现乙电机的转叶也缓慢转动起来。对这个现象分析正确的是
A. “甲电机”将电能转化为机械能 B. “乙电机”将机械能转化为电能
C. “甲电机”依据电磁感应来工作 D. 两电机的工作原理是相同的
12. 关于如图所示实验，下列说法正确的是
A. 用该装置可探究“让通电导体在磁场中动起来”
B. 法拉第根据该实验揭示的原理发明了电动机
C. 导体 竖直向上运动时，灵敏电流表指针偏转
D. 导体 水平向左运动时，灵敏电流表指针偏转
13. 下列说法中错误的是
A. 交流发电机和直流发电机都是把动能转化为电能
B. 直流发电机线圈中产生的是交流电，供给外电路的却是直流电
C. 交流发电机和直流发电机都是利用电磁感应现象制成的
D. 交流发电机的转子是线圈，定子是磁极，不可改变
二、填空题（共6小题）
14. 感应电流的方向跟 的方向和 的方向有关。
15. 如图所示是“把声信息转换成电信息”的实验装置，当对着线圈说话时，示波器上出现了与声音变化相对应的图象，这个实验的原理是 ，请你再列举一个与它的工作原理相同的装置或电器： 。
16. 小明组装了如图所示的实验装置，铜线圈缠绕在绝缘空心塑料管上，其两端分别接在灵敏的电流表的两个接线柱上。将条形磁体的一端向下插入绝缘空心塑料管的过程中，电流表的指针向右偏转；再将条形磁体向上提起的过程中，电流表的指针向左偏转。请你根据上述实验步骤及现象，提出一个可探究的科学问题： 。
17. 方向不发生变化的电流叫做 电。周期性地改变方向的电流叫做 电。我国供生产和生活用的交流电的频率是 。
18. 闭合电路的 在磁场中做 磁感线运动时，导体中就产生电流。产生的电流叫做 电流。
19. 小科对电磁炉很感兴趣，在老师的指导下进行了如下实验：
查找资料后知道家用电磁炉内部有一个很大的线圈；
用导线连接指示灯的两个接线柱后，指示灯不发光；而把它放置于电磁炉上，启动电磁炉，指示灯能发光，如图所示．由于通电的电磁炉周围存在着磁场，它具有的能量在一定条件下会转化为 能，使指示灯发光．由此可猜测，电磁炉周围存在的磁场是 （填“变化”或“不变化”）的．
三、解答题（共5小题）
20. 风是永不枯竭的能源，自古以来风能就受到人们的青睐，帆船、风车都是对风能的利用，现在，由于电能的广泛利用，风力发电得到世界各国的高度重视。
（1）风力发电机是根据 原理制成的。为提高捕获风能的效率，叶片设计是风力发电机研制的核心技术之一，叶片截面制成图甲的形状，当风以图乙所示的角度流经叶片时，叶片会按 方向转动（选填“顺时针”或“逆时针”）。
（2）由于远海的风能资源更丰富，海上发电必定会向远海发展，远海发电机需安装在漂浮式基础上（如图丙），若它们的总质量达 吨，则漂浮式基础的总体积至少需要多少 。（海水密度取 ）。
（3）传统的火力发电不仅会释放各种大气污染物，而且效率不高，每生产 千瓦时的电能需要消耗标准煤约 千克。若功率为 千瓦的风力发电机组工作 小时，相当于替代标准煤多少吨。
21. 智能家居为我们的生活提供了很多便利。香茗家新购置了一台 智能空气加湿器，如图甲所示， 、 为发热电阻，且 ，， 为旋转型开关， 、 、 、 为触点，通过旋转开关 可实现“关”、“低挡”和“高挡”之间的转换，其高挡发热功率为 。
（1）香茗与 “对话”，即可实现对其功能的操作。 将香茗的声音的声信号转化为电信号，这与 的原理相同（选填“发电机”或“电动机”）。
（2）低挡模式时， 工作电路中的电流是多少
（3） 具有智能断电功能，当水量偏低时会自动切断电源，防止干烧。控制电路中，， 为压敏电阻，其阻值随压力的变化关系如图所示。当控制电路中的电流达到 时，衔铁才会吸合，工作电路接通。请通过计算说明， 工作时至少需要加水多少千克 ）
22. 合理运动有利于健康，“计步数”的产生激发了很多锻炼者的运动热情。
（1）该计步器的原理是：在一段塑料管中密封一小块磁铁，管外缠绕着线圈，当塑料管运动时，磁铁由于惯性在管中“反向”运动，切割磁感线而产生电流。携带者运动时，线圈的电流不断地变化，显示出运动步数。计步器的工作原理与下图相同的是
（2）小科根据自己的腿长和步距画出了步行示意图（如下图所示），对步升行时重心的变化进行了分析：
当两脚一前一后着地时重心降低，而单脚着地迈步时重心升高，因此每走一步都要克服重力做功。如果小科的质量为 ，请根据图中数据，计算他每走一步克服重力所做的功。（人在走路时的重心在人体腿部上方）
（3）已知 葡萄糖在体内能产生 的能量，小科步行 消耗 ，计算小科进行呼吸作用产生能量需要消耗氧气的质量（呼吸作用的化学方程式 ）
23. 随着环保理念的深入，现在原来越来越多人在购置汽车时选择电动汽车，王老师新买了一辆电动汽车，下表是该电动汽车的主要参数。（ 取 ）
（1）电动机是电动汽车的核心部分，电动机的工作原理与图中的 图相同（选填“甲”或“乙”）。
（2）标准承载下，电动汽车静止时对水平地面的压强是多少
（3）图是电动汽车行驶在某路段的路程与时间图象，标准承载下，电动汽车以速度匀速行驶 分钟的耗电量为 ，电动机的效率是多少
24. 如图所示，一台直流发电机 放在实验桌上，质量为 的砝码用细绳直接绕在发电机的转轴上，当砝码缓慢下降时，发电机两端相连的灯泡会发光。砝码下降的高度为 ，下降时所用的时间为 ，小灯泡在发光这段时间发电机两端连接的电压表的读数为 ，与灯泡串联的电流表的读数为 。（整个装置绳重、摩擦不计，发电机外部连接导线电阻忽略不计）求：
（1）砝码的重力在 内所做功的功率；
（2）发电机的效率；
（3）发电机线圈的电阻 。
答案
一 单选题
1. D
【解析】手摇电筒是利用电磁感应现象制成的，磁铁在线圈中来回运动，使线圈切割磁感线，从而产生了感应电流，使小灯泡发光；
此图中是通电螺线管，利用的是电流的磁效应，故A错误；
奥斯特实验证明通电导体周围存在磁场，这是电流的磁效应，故B错误。
此图反映了通电线圈在磁场中受到力转动，故C错误；
图中导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生了感应电流，这是电磁感应现象，与手摇电筒的制成原理相符合，故D正确。
2. A
3. C
4. D
【解析】水的温度到达零下 时已经变为冰了，比热容改变了，故A错误；
小太阳的功率约为 到 ，故B错误；
一个三口之家一个月的用电量约为 度。即 焦耳，故C错误；
我国交流电的周期为 秒，说明发电机每秒钟转 圈儿，电流方向改变 次，故D正确。
5. A
6. D
7. D
【解析】线圈中产生电流的原理是电磁感应现象，故A错误；
由于在转动过程中，线圈切割磁感线的方向不同，感应电流的方向是变化的，故B错误；
线圈在转动过程中，切割磁感线的速度不同，感应电流的大小是变化的，故C错误；
发电机的线圈在转动过程中，消耗机械能，产生电能，即将其他形式能量转化电能，故D正确。
8. A
【解析】发电机的工作原理是电磁感应现象；
A、拨动扇叶，是风扇中线圈做切割磁感线运动，有感应电流产生，小灯泡发光，这是电磁感应现象，能说明发电机的工作原理，故A符合题意；
B、闭合开关，电磁铁能够吸引铁钉，这是电流的磁效应，故B不合题意；
C、电路中有电源，这是研究通电导体在磁场中受力的实验，是电动机的原理，故C不合题意；
D、实验说明磁体的同名磁极相互排斥，研究磁体间相互作用，故D不合题意。
故选：A。
9. A
【解析】感应电流的方向只与磁场的方向及导体运动的方向有关，与导体切割磁感线的速度、导线体的长度及磁场的强弱无关；导体切割磁感线的方向改变，则电磁感应中感应电流的方向改变，故A正确，BCD错误。
10. C
【解析】由图可知，是探究感应电流产生条件的实验装置：
根据电磁感应现象的产生原理可制成发电机，故A不符合题意；
奥斯特实验表明通电导线周围和永磁体周围一样都存在磁场，而电磁感应现象是指闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动，导体中就会产生电流的现象，二者产生的原理不同，故B不符合题意；
将铜棒左右来回移动，导体切割磁感线运动，感应电流大小和方向不断变化，可产生交变电流，故C符合题意；
将磁铁水平向右移动，导体切割磁感线运动，可产生交变电流， 的指针偏转，故D不符合题意。
故选C。
11. C
12. D
13. D
【解析】A项交、直流发电机的能量转化是相同的；B项交、直流发电机线圈内产生的都是交流电，而对外供电时交流发电机供电仍为交流电，直流发电机供电为直流电；C项交、直流发电机的原理都是电磁感应现象，因此A、B、C都是正确的；D项交流发电机可以采用线圈不动，磁极转动的方式。
二 填空题
14. 磁场；导体切割磁感线
15. 电磁感应现象；发电机
16. 电流表的指针偏转方向与铜线圈中磁体的运动方向是否有关
【解析】铜线圈缠绕在绝缘空心塑料管上，其两端分别接在灵敏的电流表的两个接线柱上。将条形磁体的一端向下插入绝缘空心塑料管的过程中，电流表的指针向右偏转；再将条形磁体向上提起的过程中，磁体的运动方向改变，电流表的指针向左偏。因此可探究电流表的指针偏转方向与铜线圈中磁体的运动方向是否有关。
17. 直流；交流；
18. 一部分导体；切割；感应
19. 电；变化
【解析】因为指示灯发光，说明此时有电流通过指示灯，由此可知，电磁炉周围的磁场具有的能量在一定条件下会转化为电能。
因为闭合的线圈没有运动，由此可猜测，电磁炉周围存在的磁场是变化的，因为变化的磁场才会使线圈中产生感应电流，而不变化的磁场不能使线圈中产生感应电流。
三 解答题
20.1） 电磁感应；顺时针
【解析】风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机发电，把风的机械能转化为电能，这是电磁感应现象；由图可知，叶片一面平直，一面凸起，当风以图乙所示的角度流经叶片时，平直的一面空气流速小，压强大，凸起的一面空气流速大，压强小，所以在两面压强差的作用下叶片会按顺时针方向转动。
（2）
【解析】因为漂浮，所以 ，
根据 可得，漂浮式基础的总体积至少需要：
。
（3）
【解析】根据 可得，功率为 千瓦的风力发电机组工作 小时做的功：
，
则煤的质量：。
21.1） 发电机
【解析】香茗与 “对话”，声音使膜片振动，使线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，即将人的声音信号转化为电流信号，这是电磁感应现象，与发电机的原理相同。
（2）
【解析】当开关 接 、 时，电路为 的简单电路，加湿器处于高档，
由 可得， 的阻值：
，
当开关 接 、 时， 、 串联，加湿器处于低档，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以， 工作电路中的电流：
。
（3） 由题意可知，当电流为 时，此时控制电路的总电阻：
，
则压敏电阻的阻值：
，
由图可知，当 时，
压敏电阻受到的压力 ，压敏电阻受到的压力是由水的重力产生的，则水的重力 ，
由 可得所加水的最少质量：
。
22.1） B
【解析】根据“计步器”的特点可知，当塑料管运动时，磁铁在管中反向运动，切割线圈而产生电流。因此，计步器的基本原理是电磁感应，产生电流的过程中将机械能转化为电能。
如图电路中有电源，是通电线圈在磁场中受力运动，故A错误；
如图电路中没有电源，当闭合开关，闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动时，导体中有感应电流产生，这是电磁感应现象，故B正确；
如图反映电流周围存在着磁场，故C错误；
如图电路中有电源，是通电线圈在磁场中受力运动，故D错误。
（2）
【解析】由图示和几何知识可得，每走一步重心升高的高度：
；
则他每走一步克服重力做的功为：
（3）
【解析】由题意可得，小科步行 消耗葡萄糖的质量 ，
设消耗氧气的质量x，
则
，
解得 。
23.1） 乙
（2）
（3）
24.1）
【解析】砝码的重力做的机械功：
，
在 内所做功的功率：
。
（2）
【解析】灯泡发光时消耗的电能：
，
则发电机的效率：
。
（3）
【解析】发电机在工作时将机械能转化为电能，同时还有一部分机械能转化为线圈的内能，
所以，，
根据焦耳定律 可得，发电机线圈的电阻：
。
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