第十六章 电磁转换章末训练-2024-2025学年苏科版物理九年级下学期

第十六章 电磁转换 一、单选题 1．在一次物理实验中，小于同学连接了如图所示的电路，电磁铁的B端有一个可自由转动的小磁针，闭合开关后，下列说法错误的是（　　） A．电磁铁的A端为N极 B．小磁针静止时，N极水平指向左 C．利用这一现象所揭示的原理可制成的设备是发电机 D．当滑动变阻器滑动片P向右端移动，电磁铁磁性增强 2．如图是探究“电磁感应现象”的实验装置．闭合开关S后，下列操作能使灵敏电流计指针发生偏转的是 A．磁体、导体ab均保持不动 B．磁体不动，导体ab沿竖直方向上下运动 C．导体ab不动，磁体沿竖直方向上下运动 D．磁体不动，导体ab沿水平方向左右运动 3．如题图所示，通电导线放置在磁场中，不能受到磁场作用力的是（  ） A． B． C． D． 4．在下列如图有关电与磁实验的装置中，历史上第一次证明电流周围存在磁场的是（  ） A．    B．     C．   D．   5．下列实验装置与探究内容不相符的是（　　） A．探究磁极间相互作用规律 B．探究磁性强弱与电流大小的关系 C．探究通电直导线周围存在磁场 D．探究产生感应电流的条件 6．关于磁场下列说法正确的是（　　） A．任何一个磁体都有两个磁极 B．磁场和磁感线都是真实存在的 C．铜和铁都可以被磁铁磁化 D．磁体周围的磁感线越疏的地方表示磁场越强 7．下列说法错误的是 （  ） A．螺线管周围一定存在磁场 B．安培定则是用来判定电流方向与磁极方向的 C．知道通电螺线管的南北极就可判断出电流的方向 D．通电螺线管的磁极可以对调 8．关于发电机的工作原理，下列说法正确的是 A．电流的热效应 B．电流周围存在磁场 C．电磁感应现象 D．磁场对通电导体的作用 二、填空题 9．小明同学用硬纸板和大头针制作底座，把两根缝衣针磁化后，穿过按扣的两个孔，放在底座的针尖上，就制成了一个如图所示的指南针．指南针能指南北说明地球周围存在着 ．该指南针静止后，针尖指南方，则针尖是指南针的 (填“N”或“S”)极．    10．如图所示的实验装置可以探究 实验，小梦想再利用此装置探究磁场对电流的作用，需要增加的器材是 。 11．1831年，英国物理学家 发现了电磁感应现象，发电机利用了电磁感应的原理发电，将 能转化为电能． 12．在研究从宇宙射到地球表面的某种未知宇宙射线时，可以让这种射线穿过一个已知磁场的方法来确定它的带电性质，在国际空间站上，瑞士研制的直径为1m，高0.8m，重21t的圆柱形磁体，它的任务就是当射线经过它的磁场时能被区分出来（提示：我们可以把宇宙射线当作带电和不带电的导体进行分析），如图是三种情况下的射线运动的轨迹，若A带负电，则B、C两种射线是否带电，带什么电 ？ 13．如图所示，在直流电动机的工作过程中，“换向器”起了关键的作用，它能使线圈刚刚转过平衡位置时就自动改变线圈中电流的 ，从而实现通电线圈在磁场中连续转动．电动机工作时是把电能转化为 ． 三、实验题 14．（1）如图甲是奥斯特实验装置，接通电路后，观察到小磁针偏转，此现象说明了 ；断开开关，小磁针在 的作用下又恢复到原来的位置，改变直导线中电流方向，小磁针的偏转方向发生了改变，说明了 ． （2）探究通电螺线管外部磁场分布的实验中，在嵌入螺线管的玻璃板上均匀撒些细铁屑，通电后 （填写操作方法）玻璃板，细铁屑的排列如图乙所示，由此可以判断，通电螺线管外部的磁场分布与 周围的磁场分布是相似的，将小磁针放在通电螺线管外部，小磁针静止时 （N/S）极的指向就是该点处磁场的方向． 15．如图是安装好的直流电动机模型接入电路的情况。 （1）如图，电动机的工作原理是 ； （2）合上开关，假定电动机会按顺时针方向转动，若要使电动机逆时针转动，请写出一种方法 ； （3）合上开关，若将滑动变阻器的滑片P向左移动，则电动机的转速将 （变小/变大/不变）。 四、计算题 16．2021年12月9日，三位航天员在我国自己的空间站为我们上了一堂生动的太空课，叶光富老师让我们亲眼目睹了心肌细胞跳动有力，心肌细胞需要在恒温箱中培养，如图甲所示为一恒温箱温控电路，控制电路电源电压为24V，电热丝和热敏电阻R均置于恒温箱内，热敏电阻R的阻值随温度变化关系如图乙所示。恒温箱温控电路工作原理是：当电流小于0.6A时，电热丝通电加热；当电流大于0.8A时，电热丝停止加热。 （1）则加热电路电源应接在 （选填“a、b”“c、d”或“e、f”）两端； （2）当滑动变阻器R' =20Ω时，通过计算说明恒温箱内的温控范围；( ) （3）当温度为30℃，R' =25Ω时，滑动变阻器工作1min产生的热量。( ) 17．如图所示为某兴趣小组为学校办公楼空调设计的自动控制装置，R是热敏电阻，其阻值随温度变化关系如下表所示。已知继电器的线圈电阻R0=10Ω，左边电源电压为6V恒定不变．当继电器线圈中的电流大于或等于15mA时，继电器的衔铁被吸合，右边的空调电路正常工作。 温度t/℃ 0 5 10 15 20 25 30 35 40 电阻R/Ω 600 550 500 450 420 390 360 330 300 （1）请说明该自动控制装置的工作原理 （2）计算说明该空调的启动温度是多少？ （3）为了节省电能，将空调启动温度设定为30℃，控制电路中需要再串联多大的电阻？ （4）改变控制电路的电阻可以给空调设定不同的启动温度，除此之外，请你再提出一种方便可行的调节方案。 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 《第十六章 电磁转换》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 C D B C B A A C 1．C 【详解】A、由图知道，电流从螺线管的右端流入、左端流出，由安培定则判断，电磁铁的A端是N极，B端是S极，故A正确； B、电磁铁的B端是S极，由磁极间的作用规律可知，小磁针静止时，左端是N极，即N极水平指向左，故B正确； C、该实验表明了电能生磁，利用这一现象所揭示的原理可制成电磁铁，故C错误； D、当滑动变阻器滑动片P向右端移动时，变阻器接入电路的电阻变小，电路中电流变大，即电磁铁的磁性变强，故D正确； 2．D 【详解】产生感应电流的条件是：①闭合电路的一部分导体，②在磁场中做切割磁感线运动．两个条件必需同时具备．由题意可知，开关闭合后符合条件①，则： ABC．三种情况导体都没有切割磁感线，不会产生感应电流，灵敏电流计指针不会发生偏转．故A、B、C不符合题意． D．磁体不动，导体ab沿水平方向左右运动，导体有切割磁感线，会产生感应电流，灵敏电流计指针会发生偏转．故D符合题意． 3．B 【详解】根据左手定则的内容可知与磁场方向垂直的通电直导线，它受到的磁场作用力与电流方向垂直，与磁场方向垂直；当通电直导线与磁场方向不垂直，但也不平行时，受力会减小；若磁感线平行于通电导线，则在磁场中不受力的作用。 故选B。 4．C 【详解】解答：A. 图中的设备通电后，在磁场中转动起来，它是电动机的工作原理图．故A的说法错误；B. 图中的导体ab在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生感应电流．这是电磁感应现象．故B的说法错误；C. 图所示的是奥斯特实验，当给导体通电时，原来静止在南北方向的小磁针的指向发生了偏转，说明电流周围存在磁场．故C的说法正确；D. 图中的设备通电后，金属棒在磁场中运动起来，它是电动机的工作原理图．故D的说法错误． 故选C. 点睛：看清各图物理情景，根据各实验原理逐一分析判断． 5．B 【详解】A．据小磁针偏转的情况可以判断磁极间的作用规律，故不符合题意； B．该实验是探究电磁铁磁性的强弱与线圈的匝数的关系，即电流一定时，匝数多的磁性强，故错误，但符合题意； C．据奥斯特实验可知，通电导线周围存在着磁场，故不符合题意； D．此时是闭合电路，且导体做切割磁感线运动，故能产生电流，故不符合题意． 故选B． 6．A 【详解】A．磁体吸引能力最强的两个部位叫做磁极，任何一个磁体都有两个磁极，故A正确； B．磁场是实际存在的，不是假想的；磁感线是假想的，不是实际存在的，故B错误； C．铁可以被磁铁磁化，铜不能被磁化，故C错误； D．利用磁感线的疏密程度描述该点磁场的强弱，磁感线越密集的位置该点磁场越强。磁感线越疏的地方磁场越弱，故D错误。 故选A。 7．A 【分析】培定则是判断通电螺线管的电流方向、缠绕方向及它的NS极的规律． 【详解】A．螺线管通电时其周围才有磁场，所以A是错误的． BCD．安培定则是用来判定电流方向与磁极方向的，知道通电螺线管的南北极就可判断出电流的方向，通电螺线管的磁极可以对调．所以BCD 是正确的． 8．C 【详解】发电机的工作原理电磁感应现象．故应选C． 9． 磁场 S 【详解】地球周围存在着磁场，因此指南针可指示南北；地磁场的南北极与地理的南北极相反，即指南针北极指向磁场的南极，所以指南针的北极指向地理的北极，指南针的南极指向地理的南极． 10． 感应电流产生的条件 电源 【详解】[1]由图所示实验装置可知，电路由电流计、导体棒组成，导体棒可以在磁场中运动，通过电流计指针是否偏转可以判断是否有感应电流产生，可以探究电磁感应现象。 [2]如果闭合开关后，磁场中的导体棒中有电流通过时运动，说明导体棒受到力的作用，因此由装置中要有电源。 11． 法拉第 机械 【详解】解：法拉第利用十年的时间用实验的方法发现闭合电路中的导体切割磁感线会产生感应电路，即电磁感应现象．这一发现使人类能将机械能转化为电能．   点睛：本题考查电磁感应的物理学史及能量转化的方向． 12．B不带电，C带正电荷 【详解】解：由图可知，磁场的方向垂直纸面向里，当负电荷A运动时，负电荷A的受力方向向右，将向右发生偏转；C偏转的方向与A相反，所以C正电荷；B没有发生偏转，所以B不带电．所以，B不带电，C带正电荷． 点睛：ABC在磁场中运动时，受到洛伦兹力的作用，沿受力使运动方向发生偏转，根据洛伦兹力的方向判定出电流的方向，从而判断出电荷的正负． 13． 方向 机械能 【详解】在直流电动机的工作过程中，“换向器”起了关键的作用，它能使线圈刚刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的电流方向，从而实现通电线圈在磁场中的连续转动．电动机工作时是把电能转化为机械能． 【点睛】了解换向器的构造特点及作用是本题的解题关键． 14． 通电导体周围存在磁场 地磁场 磁场方向与电流方向有关 轻敲 条形磁铁 N 【分析】（1）①奥斯特实验通过小磁针偏转说明了通电导体周围存在磁场； ②小磁针在地磁场的作用下指示南北； ③当电流方向改变时，产生的磁场方向也改变，所以小磁针的偏转方向也改变； （2）①周围铁屑会被磁化，但由于其与纸板的摩擦力太大，它不能自己转动，因此实验中轻敲玻璃板； ②通电螺线管的磁场分布与条形磁体相似；根据改变螺线管中的电流方向，发现小磁针转动，南北所指方向发生了改变可得出结论． ③小磁针静止时N极的指向就是该点处磁场的方向． 【详解】（1）①这是著名的奥斯特实验，实验中，开关闭合时，小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在着磁场； ②断开开关，小磁针在地磁场的作用下又恢复到原来的位置； ③改变电流方向，小磁针的方向也发生了偏转，说明了产生的磁场方向也改变，即表明了通电导体周围的磁场方向与电流方向有关； （2）①由于周围铁屑会被磁化，但由于其与纸板的摩擦力太大，它不能自己转动，因此实验中轻敲玻璃板的目的是减小铁屑与玻璃板的摩擦，使铁屑受到磁场的作用力而有规律地排列． ②由以上实验探究的结果是：通电螺线管外部磁场与条形磁体相似； 改变螺线管中的电流方向，发现小磁针转动，南北所指方向发生了改变，可知通电螺线管外部磁场方向与螺线管中的电流方向有关． ③将小磁针放在通电螺线管外部，小磁针静止时N极的指向就是该点处磁场的方向 【点睛】本题考查了磁场的性质是对放在磁场中的磁体有力的作用；电流周围存在着磁场和磁场的方向与电流方向有关；通电螺线管的磁场与条形磁铁相类似．更加深入的研究了电流的磁效应，在物理学习中不能只注重了结论的学习，还要注意过程的学习． 15． 通电线圈在磁场中受力转动 对调电源的正负极或对调磁极 变小 【详解】（1）[1]电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，工作过程中将电能转化为机械能。 （2）[2]线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关，假定电动机会按顺时针方向转动，若要使电动机逆时针转动可以改变电流的方向即对调电源的正负极或改变磁场方向，即对调磁极。 （3）[3]电动机转动的快慢与电流大小和磁场强弱有关；由图示知，合上开关，滑动变阻器与电动机模型串联在电路中，若将滑动变阻器的滑片P向左移动，接入电路的电阻增大，电流减小，电动机转动速度变小。 16． a、b 20~50℃ 540J 【详解】解：（1）由图可知，加热电路的通断依靠电磁继电器实现的，当电流小于0.6A时，电磁铁磁性很弱，不足以将衔铁吸下，此时动触点将加热丝的电路接通，若在a、b处接电源，加热电热丝通电加热；当电流大于0.8A时，电磁铁磁性增强，将衔铁吸下，加热丝电路切断，电热丝停止加热。若电源接c、d则电热丝一直通电加热；若电源接e、f则电热丝与电源不通。综上可得，应将电源接在a、b两端。 （2）滑动变阻器R'=20Ω，电流I1=0.6A时，由可知电路的总电阻 此时热敏电阻的阻值 R1=R总-R'=40Ω-20Ω=20Ω 由图像知，热敏电阻的阻值为20Ω时，对应的温度为20℃，即温度为20℃时，电热丝通电加热；当电流I2=0.8A时，由可知电路的总电阻 此时热敏电阻的阻值 R1'=R总'-R'=30Ω-20Ω=10Ω 由图像知，热敏电阻的阻值为10Ω时，对应的温度为50℃，即温度为50℃时，电热丝停止加热。所以恒温箱内的温控范围为20℃~50℃。 （3）根据图乙知，当温度为30℃时，热敏电阻R的阻值为15Ω，由串联电路电阻的规律和欧姆定律知，此时电路的电流为 滑动变阻器工作1min产生的热量为 Q=(I3)2R″t=(0.6A)2×25Ω×60s=540J 答：（1）加热电路电源应接在a、b两端； （2）当滑动变阻器R'=20Ω时，恒温箱内的温控范围为20℃~50℃； （3）当温度为30℃，R'=25Ω时，滑动变阻器工作1min产生的热量为540J。 17．(1)见解析；(2)25℃；(3)30Ω；(4)可以将左边电源改为可调压电源 【详解】(1)随室内温度的升高，热敏电阻的阻值减小，控制电路中电流增大，当电流达到15mA时，衔铁被吸合，右侧空调电路电阻增大，电流减小，空调开始工作．当温度下降时，控制电路电阻增大，电流减小，减小到一定值，使空调电路断开，这样就实现了自动控制。 (2)电路启动时的总电阻 R总==400Ω 此时热敏电阻的阻值 R热=R总﹣R0=400Ω﹣10Ω=390Ω 对照表格数据可知，此时的启动温度是25℃。 (3)因为电路启动时的总电阻为400Ω，由表中数据可知，空调启动温度设定为30℃时，热敏电阻的阻值为360Ω，则电路中还应串联的电阻 R′=R热=R总﹣R热′﹣R0=400Ω﹣360Ω﹣10Ω=30Ω (4)因为本装置启动的电流是一定的，因此，既可通过改变电阻来改变电流，可以通过将左边电源改为可调压电源来实现对其控制。 答：(1)见解析； (2)该空调的启动温度是25℃； (3)将空调启动温度设定为30℃时，控制电路中需要再串联30Ω的电阻； (4)可以将左边电源改为可调压电源。 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 $$