专项提升：电磁相互作用及应用----2024-2025学年教科版物理九年级上学期

专项提升：电磁相互作用及应用 一、单选题 1．扬声器工作时，要求 A．通过线圈的电流不变 B．线圈是静止不动的 C．通过线圈的电流方向按一定规律变化 D．以上说法均不正确 2．如图为一种佩戴在手腕上的“计步器”，其基本构造是在一段塑料管中密封一小块磁铁，管外绕着线圈。运动时，磁铁在管中往复运动，线圈输出不断变化的电流，从而实现计步。下列设各与“计步器”产生电流的原理相同的是（　　） A．发电机 B．电动机 C．电磁继电器 D．电磁起重机 3．对下列与电磁现象有关的四幅图的分析正确的是（　　） A．图甲：闭合开关后，通电螺线管右端是N极 B．图乙：利用磁场可以产生电流 C．图丙：只要导体在磁场中运动，就会产生感应电流 D．图丁：该装置可用来研究电动机的工作原理 4．如甲图所示，是灵敏电流计的内部结构，当位于磁场中的线圈有电流通过时，会受到力的作用，从而带动指针摆动。某同学在参加课外实践活动时，发现灵敏电流计内部结构与电动机、发电机内部结构类似，出于好奇，她先将两个相同的电流计连接如乙图所示，快速拨动灵敏电流计A的指针时，灵敏电流计B的指针也会发生偏转，下列说法正确的是（　　）    A．灵敏电流计A相当于电源 B．灵敏电流计A的工作原理是电动机 C．灵敏电流计A工作时，将电能转化成机械能 D．改变拨动方向，灵敏电流计B指针的偏转方向不变 5．如图所示，甲、乙、丙、丁是四幅实验图。下列说法正确的是（　　） A．根据图甲的实验原理，制成了发电机 B．图乙实验说明电流的周围存在磁场 C．图丙实验说明电能可以转化为机械能 D．图丁实验说明同名磁极相互吸引，异名磁极相互排斥 6．如图所示为发电机的工作原理图，则下列说法中正确的是（　　） A．线圈在磁场中转动时不一定会产生感应电流 B．线圈在转动过程中，若产生了感应电流，则电流大小不变 C．线圈在转动过程中，若产生了感应电流，则电流方向不变 D．发电机的原理和扬声器的相同 7．如图所示，ab是放在U形磁铁中央的一段导体，被两根细线悬挂一段导体，ab两端连接着导线，下列说法正确的是（　　） A．如果在虚线框中接入灵敏电流计，导体运动一定会有电流产生 B．如果在虚线框中接入灵敏电流计可以探究电动机转动的原理 C．如果在虚线框中接入电源可以探究磁场对电流的作用 D．如果在虚线框中接入电源可以探究电磁感应现象 8．已经开通的济南地铁二号线是山东省首条无人驾驶轨道交通线路。列车进站前会关闭电源，列车由于具有惯性继续向前运行的过程中，车上电动机的线圈随车轮一起转动并产生电流，同时储存电能。下列装置与上述现象原理相同的是（    ） A．电磁起重机 B．扬声器 C．电动机 D．发电机 二、填空题 9．如图所示,是探究“什么情况下磁可以生电”的实验装置,让导体ab在磁场中 (选填“水平方向左右”或“竖直方向上下”)运动从而产生感应电流． 10．如图甲的装置是探究 ．图乙的探究实验说明 11．智能手机的普及给人们的生活带来了便捷： (1)当手机耗电达到一定量时，会自动提示用户采用 “省电模式”，在这种模式下，可延长电池的供电时间，原因是减小了电池的输出 （选填 “电压”或 “电流”）； (2)手机无线充电时，利用充电器中的变化磁场，使手机内的线圈产生感应电流实现对手机电池充电，下图中与无线充电原理相同的是 。 12．如图所示，将一闭合线圈与灵敏电流计相连，再将一通电螺线管插入闭合线圈中，闭合线圈中产生感应电流，请你分析产生此现象的原因是： ；若将通电螺线管从闭合线圈中拔出，则灵敏电流计指针 （选填“会”或“不会”）偏转。 13．在电风扇、电熨斗、电磁起重机、扬声器、麦克风和发电机中，利用电磁感应原理工作的有 ；利用磁场对通电导体有力的作用原理工作的有 。 14．如图所示是直流电动机的示意图，在图上标出各部分名称： ① ② ；③ ．其中③的作用是：当线圈越过平衡位置时，改变线圈中 方向，保持线圈的持续转动． 15．电动机在生活中已得到广泛应用，主要是利用电动机在工作时将电能转化为 ；在探究感应电流产生的实验中，要改变感应电流的方向，可以改变导体切割磁感线的运动方向或 方向。 16．如图所示的两个模型，其中甲图是 机的模型，它是根据 制成的，乙图是 机的模型，它是根据 制成的。 三、作图题 17．下图甲中的a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分，当导线以图甲所示方向运动时，电路中可产生感应电流.若想改变电路中感应电流的方向，你有什么方法，请在图乙中画出来，并标出磁极的N、S极位置. ( ) 四、实验题 18．小明在实验室“探究什么情况下磁可以生电”。已知图2中两导轨均比较光滑。 (1)将电流表和金属棒用导线连接成 回路。 (2)如图1所示，将金属棒在磁场中竖直上下匀速运动，此时电流表指针 （选填“偏转”或“不偏转”）。将金属棒在磁场中左右水平匀速运动，此时电流表指针发生偏转，说明 。 (3)小明继续实验，如图2甲、乙所示，导体棒AB、CD水平放置在磁场中，当拉动AB向左移动时，CD也会移动。利用乙图原理工作的实例有 。（填写一个） 19．在探究“磁场对通电导体的作用”的实验中，小亮设计了如图所示的电路，导体棒ab用绝缘细线悬挂在蹄形磁铁的两极之间。 （1）闭合开关前，导体棒ab静止，闭合开关后，导体棒ab向右运动，说明磁场对 有力的作用； （2）断开开关，将图中磁铁的N、S 极对调，再闭合开关，会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向 ，说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关； （3）小亮通过科学猜想并进行实验验证，证明了通电导体在磁场中的受力方向还与 有关； （4）试验时小亮应该选 （选填“铁棒”或“铜棒”）做材料制成导体棒ab。 五、简答题 20．如图所示，用两根橡皮筋悬挂的均匀金属棒水平处于磁场中，磁场的方向垂直于纸面向外。当金属棒中通以由A向B的电流时，金属棒静止，金属棒受到向下的磁场力，橡皮筋处于拉伸状态（导线对金属棒的作用力忽略不计）。若此时使磁场的方向反向，并同时剪断两根橡皮筋，金属棒中的电流方向不变，试判断剪断橡皮筋后，金属棒AB是否可能静止，并说明理由。（设磁场面积足够大，且金属棒所在电路只有部分处于磁场中）    21．课堂上，老师用如图所示的装置，演示了手摇发电机工作的过程， 老师快速转动摇柄，两色 LED 灯交替发光。请比较在此过程中，老师做功 W1和两 LED 灯做功 W2的大小关系，并从能量转化的角度说明理由。 22．如图是直流两用机的装置示意图，试回答下列问题： （1）S1闭合、S2断开，当沿顺时针方向旋转线圈时，电灯是否会亮？这时此装置是什么类型的机器？能量是如何转化的？半环（换向器）起什么作用？ （2）S1断开、S2闭合时，线圈能转动吗？这时此装置是什么类型的机器？能量如何转化？半环（换向器）起什么作用？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 C A D A B A C D 1．C 【详解】扬声器的线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流，使得在一个瞬间和下一个瞬间产生不同方向的磁场，线圈就不断地来回振动，纸盆也就振动起来，便发出了声音．根据扬声器的工作过程，可知： A. 电流是时刻变化的，故错误； B. 线圈是受力不断来回振动的，故错误； C. 电流方向按声音的振动规律变化，故正确； D. 因为C正确，故D错误． 2．A 【详解】由题可知，“计步器”工作原理是电磁感应现象。 A．发电机是利用电磁感应现象工作的，故A符合题意； B．电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用，故B不符合题意； C．电磁继电器的工作原理是电流的磁效应，故C不符合题意； D．电磁起重机的工作原理是电流的磁效应，故D不符合题意。 故选A。 3．D 【详解】A．闭合开关后，电流从螺线管右侧流入，根据安培定则可知，通电螺线管的左端为N极，其右端是S极，故A错误； B．该实验是奥斯特实验，说明通电导线的周围存在磁场，即电流能产生磁场，故B错误； C．只有闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中才会产生感应电流，故C错误； D．图中有电源，闭合开关后，通电导体在磁场中会受力运动，反映了电动机的工作原理，故D正确。 故选D。 4．A 【详解】A．拨动灵敏电流计A的指针时，灵敏电流计B的指针也会发生偏转，说明灵敏电流计A提供了电能，作用相当于电源，故A正确； B．快速拨动灵敏电流计A的指针，有感应电流产生，其工作原理是发电机，故B错误； C．灵敏电流计A工作时，是将机械能转化成电能，故C错误； D．改变拨动方向，就改变了导体切割磁感线的方向，感应电流方向改变，则灵敏电流计B指针的偏转方向也会改变，故D错误。 故选A。 5．B 【详解】A．甲图是探究通电导体在磁场中受力运动的实验，根据该实验原理制成了电动机，故A错误； B．乙图是奥斯特实验，实验现象说明了通电导体周围存在磁场，故B正确； C．丙图是探究什么情况下磁可以生电，原理是电磁感应现象，磁现象是机械能转化为电能，故C错误； D．丁图是探究磁极间的相互作用，实验结果表明同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故D错误。 故选B。 6．A 【详解】A．产生感应电流的条件：①部分导体切割磁感线，②闭合电路；当开关断开时，电路断开，当线圈切割磁感线，电路中不会产生感应电流，故A正确； BC．线圈切割磁感线产生感应电流，由于此发电机产生的是交流电，所以电流大小、方向都发生改变，故BC错误； D．扬声器是将电信号转化为声信号，即先有电流，然后产生振动，所以扬声器的原理与电动机原理相同，故D错误。 故选A。 7．C 【详解】如果在虚线框中接入电源，通电导体在磁场中会受到力的作用，可以探究磁场对电流的作用；如果在虚线框中接入灵敏电流计，电路中无电源，当导体在磁场中切割磁感线运动时，会产生感应电流，电流计指针转动，可以探究发电机的原理，故ABD错误，C正确。 故选C。 8．D 【详解】高速行驶的列车关闭电源后会继续向前运行，车上的电动机线圈随车轮一起转动， 产生感应电流，这是电磁感应现象。 A．电磁起重机是利用电流的磁效应，通过控制电流的有无，从而控制起重机的磁性有无的，这是电磁铁的应用，故A不符合题意； B．扬声器是根据通电导体在磁场中会受到力的作用的原理制成的，故B不符合题意； C．电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，故C不符合题意； D．发电机的工作原理是导体在磁场中做切割磁感线运动，从而产生感应电流，这是电磁感应现象，故D符合题意。 故选D。 9．水平方向左右 【分析】产生感应电流的条件：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动．电磁感应现象中，将机械能转化为电能，根据这一原理制成了发电机． 【详解】如图闭合开关后，导体ab在磁场中水平方向左右运动时切割磁感线运动，电路中有感应电流产生，这种现象叫电磁感应现象； 导体ab在磁场中竖直上下运动时，由于导体棒不切割磁感线，电路中不会产生感应电流． 【点睛】重点是产生感应电流的条件，要产生感应电流必须符合三个条件；一必须是闭合回路，二是一部分导体在磁场中，三是做切割磁感线运动，考查中经常出现类似本题的问题，导体不做切割磁感线运动时，是不会产生感应电流的， 10． 电磁感应现象 通电导体在磁场中受力的作用 【分析】根据对电与磁几个重要实验装置图的认识来判断： （1）发电机原理图描述了线圈给外界的用电器供电；电动机原理图描述了电源给线圈供电； （2）电磁感应现象装置图没有电池；磁场对电流的作用装置图有电池． 【详解】如图甲的装置中没有电源，即ab做切割磁感线运动时，电路中就会产生感应电流，该现象称为电磁感应现象； 乙实验中有电源，即当给磁场中的金属棒通电时，金属棒会运动，即说明通电导线在磁场中受力的作用； 11． 电流 C 【详解】(1)[1]手机电池储存的电能是一定的，由公式W＝Pt知，要延长手机工作时间，需要减小输出功率，而手机工作电压是不变的，由P＝UI知，在省电模式下，应减小电池的输出电流。 (2)[2]由题意可知，手机无线充电的工作原理是电磁感应现象； A．图中有电源，是电动机的原理图，是利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作的，故A不符合题意； B．B图是探究影响电磁铁磁性强弱的因素，是利用电流的磁效应制成的，故B不符合题意； C．图中没有电源，当磁铁向下运动时会切割磁感线，电路中会产生感应电流，电流表的指针会发生偏转，是利用电磁感应原理工作的，故C符合题意； D．图中是奥斯特原理图，是利用电流的磁效应制成的，故D不符合题意。 故选C。 12． 见解析 会 【详解】[1]通电螺线管周围存在磁场，将其插入闭合线圈中时，线圈在磁场中做切割磁感线运动，从而产生感应电流。 [2]若将通电螺线管从闭合线圈中拔出，线圈切割磁感线，会产生感应电流，灵敏电流计指针会偏转。 13． 麦克风、发电机 扬声器、电风扇 【详解】[1]电磁感应原理是：闭合回路部分导体做切割磁感线运动时，回路中会产生感应电流。动圈式麦克风，声音引起膜片振动，膜片带动永磁体中的线圈振动，产生感应电流，声信号转化为强弱变化的电信号，是电磁感应原理。发电机是外力带动线圈在永磁体中转动，线圈做切割磁感线运动，产生感应电流，将机械能转化为电能。 [2]动圈式扬声器，从麦克风处产生的感应电流流向动圈式扬声器的线圈中，线圈处于强磁场中，磁场对通电线圈施加力的作用，由于经过线圈的电流的方向和强弱是变化的，线圈在磁场力的作用下反复振动，从而还原出声音信息。电风扇是靠电动机带动叶片转动的，电动机原理是：通电线圈在磁场力作用下发生转动，从而带动机械转动。电熨斗是靠电流热效应工作的，电磁起重机本质是电磁铁，是利用电流的磁效应工作的。 14． 磁体 线圈 换向器 电流 【详解】在直流电动机的示意图中，①是磁极，②是线圈，③是换向器；两个半圆铜环是换向器，它的作用是当线圈刚转过平衡位置时，改变电流的方向，保证了线圈持续的转动下去． 15． 机械能 磁场 【详解】[1][2]电动机的原理是通电导体在磁场中受力运动，它的能量转化是电能转化为机械能；闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就会产生感应电流，该现象称为电磁感应现象；如要改变感应电流的方向，可以改变切割磁感线的运动方向或磁场方向。 16． 电动 通电导线在磁场中受力的作用 发电 电磁感应现象 【详解】[1][2]在甲图中，当线圈中通电时，线圈在磁场中会受到力的作用而转到，即其是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制的，即是电动机模型原理图。 [3][4]在乙图中没有电源，即磁场中的线圈转动时，即其切割磁感线运动，此时电路中就会产生电流，这就是著名的电磁感应现象，发电机就是利用该原理制成的。 17． 【详解】如图甲，a表示垂直于纸面的一根导体，它是闭合电路的一部分，若导体a向下做切割磁感线运动，会产生感应电流；若改变导体a中的感应电流方向，可以改变磁场方向即在保持导体切割磁感线方向不变，对调N、S极或保持磁场方向不变，改变导体a切割磁感线方向．如图： 18．(1)闭合 (2) 不偏转 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生感应电流 (3)电动机 【详解】（1）“探究什么情况下磁可以生电”实验时，电路是闭合的，因此将电流表和金属棒用导线连接成闭合回路。 （2）[1][2]闭合电路的一部分导体（即题目中的金属棒）做切割磁感线运动时（在本题就是左右运动），导体中会产生感应电流（即电流表指针偏转），沿着磁感线运动（即上下运动）时没有切割磁感线，所以不产生感应电流，电流表指针不偏转。 （3）乙图的原理是通电导体在磁场中受力的作用，电动机就是利用这一原理工作的，除此之外也可以填扬声器、洗衣机等，合理即可。 19． 通电导体 相反 电流的方向 铜棒 【详解】（1）[1]将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，未闭合开关前，电路中没有电流，导体静止不动，闭合开关后，电路中有电流，导体运动，说明磁场对通电导体有力的作用。 （2）[2]断开开关，将图中磁铁的N、S极对调，磁场方向改变，再闭合开关，电流方向不变，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反，向左运动，这说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。 （3）[3]小亮通过科学猜想并进行实验验证，如将图中电源的正、负极对调，电流的方向发生了变化，再闭合开关，会发现导体a、b的运动方向与对调前的运动方向相反，这说明通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向有关。 （4）[4] 实验中，磁场对通电导体的作用是用导体棒是否运动来体现的，为使实验顺利进行导体ab应该用不被磁铁吸引的铜棒。 20．见解析 【详解】由题知，用两根橡皮筋悬挂的均匀金属棒水平处于磁场中，磁场的方向垂直于纸面向外，当金属棒中通以由A向B的电流时，金属棒静止，金属棒受到的力有：橡皮筋的拉力（两个）、导线AB的竖直向下重力G、导线AB受到的向下的磁力，即 若此时使磁场的方向反向，并同时剪断两根橡皮筋，金属棒中的电流方向不变，，磁力由原来的向下变成向上，大小不变，与重力的方向相反，当时，金属棒AB静止。 21．见解析 【详解】老师做功 W1大于两 LED 灯做功 W2。在老师快速转动摇柄的过程中，除了克服摩擦做功外，更多的是使发电机转动起来，使发电机获得机械能，在发电机转动的过程中将部分机械能转化为电能，使LED灯发光，还有部分会使发电机的线圈发热，转化为内能，所以两 LED 灯做功 W2只是老师做功的一部分，所以老师做功 W1大于两 LED 灯做功 W2。 22．（1）电灯会亮（2）直流发电机 机械能转化成电能 改变外部电路中电流的方向 线圈能转动 直流电动机 电能转化为机械能 改变线圈中电流的方向 【详解】（1）S1闭合，S2断开时，当沿顺时针方向旋转线圈时，线圈切割磁感线运动，产生感应电流，电灯亮，此时装置是发电机；发电机是根据电磁感应原理制成的；换向器的作用是：把线圈中的交变电电流整流成外电路中方向不变的直流电．（2）S1断开，S2闭合时，电路中有电源，有电流通过，在磁场力的作用下，线圈能够转动，是电动机；电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的；在线圈转过平衡位置时，如果不改变电流的方向，线圈中两根导体的受力方向不变，在力的作用下线圈将在平衡位置附近来回摆动，为了使线圈能够持续转动，在输入电流时采用换向器，使线圈在刚过平衡位置时及时改变线圈中的电流方向，改变线圈的受力方向，从而使线圈能够实现连续转动． 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$