2021-2022学年度人教版物理九年级全册第二十章电与磁同步训练试卷（含答案详解）

人教版物理九年级全册第二十章电与磁同步训练考试时间：90分钟；命题人：物理教研组考生注意：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、下面所做探究实验与得出结论相匹配的是（）A．托里拆利实验可以得出液体内部存在压强B．奥斯特实验可以得出通电导体周围存在磁场C．用小磁针探究磁体周围磁场的实验可以得出磁感线是真实存在的D．探究带电体间的相互作用的实验可以得出同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥2、用钢条的一端去接近小磁针，如果小磁针被吸引过来，则（）A．钢条肯定有磁性 B．钢条肯定没有磁性C．钢条可能有磁性 D．以上说法都不对3、生活中的“不变”常蕴含丰富的物理道理，下列有关“不变”的判断错误的是（）A．一瓶煤油燃烧一半前后——煤油热值不变B．10kg冰全部熔化成水后——比热容不变C．转动地球表面A点磁针——静止时小磁针的指向不变D．教室里亮着两盏日光灯——熄灭其中一盏，另一盏亮度不变4、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5、在物理实验中，把难于测量或测准的物理，通过转换变成能够测量或测准的物理量，或者把某些不易显示的物理现象转换为易于显示的现象的方法，称之为转换法。下列实验中没有利用转换法的是（）A．探究物体的动能跟哪些因素有关时，通过木块被撞的远近来判断钢球动能的大小B．在探究二力平衡的实验中，不断改变力的大小、方向、作用点进行实验C．在探究影响电磁铁的磁性强弱因素的实验中，用吸引大头针个数的多少来反映电磁铁磁性的强弱D．在探究电流产生的热量跟哪些因素有关的实验中，用煤油升高温度的大小来反映电流通过电阻丝产生热量的多少6、第一位揭示电与磁联系的物理学家是（）A．法拉第 B．伽利略 C．奥斯特 D．牛顿7、我国的无人机技术处于世界一流水平。如图所示，我国自主研发的某款无人机正在匀速上升，下列判断正确的是（）A．无人机的重力不做功 B．无人机的机械能不断增大C．地面景物在摄像头中成缩小的虚像 D．无人机电动机的工作原理是电磁感应8、如图所示，两根绝缘细线悬挂着的导体ab，放在U形磁铁中央，ab两端连接着导线，若要探究发电机的工作原理，虚线方框中接入的实验器材是（）A．电源 B．电流表 C．定值电阻 D．滑动变阻器9、对于下列四个实验的描述完全正确的有（）①甲图闭合开关导体在竖直方向上上下运动时，灵敏电流计的指针就会来回偏转②乙图实验闭合开关，小磁针静止时极指向左侧③丙图实验证明通电导体周围存在磁场④丁图中开关闭合导体向左运动，若同时改变电流方向和磁场方向，导体运动方向不改变A．①②③ B．②③ C．③④ D．②③④10、下面所做探究活动与得出结论相匹配的是（）A．活动：探究带电体间的相互作用结论：同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥B．活动：马德堡半球实验结论：大气压真实存在且很大C．活动：观察惯性现象结论：一切物体都受到惯性力的作用D．活动：用铁屑探究磁体周围的磁场结论：磁感线是真实存在的第Ⅱ卷（非选择题70分）二、填空题（5小题，每小题6分，共计30分）1、某同学用一个电磁铁和滑动变阻器串联接入电路中，如图所示，闭合开关S后，小磁针静止时左端应为_____极。当滑动变阻器的滑片P向上移动时，电磁铁的磁性将_____（选填“增强”“减弱”“不变”）。2、小治同学在重庆市区某教室用水平放置能自由转动的小磁针做实验，静止时小磁针___________极指向地理的北极。地理两极和地磁两极并不重合，存在一定的偏角，世界上最早记述这一现象的是我国宋代学者___________，这个发现比西方早了400多年。3、把导线绕在圆筒上，做成螺线管，也叫线圈，在通电情况下会产生磁场。通电螺线管的磁场相当于_____磁体的磁场，通电螺线管的两端相当于_______磁体的两个磁极。4、英国物理学家______发现了电磁感应现象，验电器的原理是________。放在水平桌面上能水平自由转动的小磁针静止时，磁针的S极总是指向南方，是因为地球周围存在________，根据这个原理我国最早发明了__________。5、如图所示是一种动圈式耳机的内部结构示意图。当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时，音圈带动音膜______（选填“向左”“向右”或“左右往复”）运动。音圈之所以运动，是由于磁场对______有力的作用，此现象中能量转化情况是_________。三、计算题（4小题，每小题10分，共计40分）1、科技小组的同学设计了如图甲所示的恒温箱温控电路，它包括控制电路和受控电路两部分，用于获得高于室温、且温度在一定范围内变化的“恒温”．其中控制电路电源电压为36

V，R为可变电阻，Rt为热敏电阻（置于恒温箱内），热敏电阻阻值随温度变化的关系如图乙所示，继电器线圈电阻R0为50

Ω．已知当控制电路的电流达到0.04A时，继电器的衔铁被吸合；当控制电路的电流减小到0.036

A时，衔铁会被释放．加热器的规格是“220

V1000

W”，恒温箱内部空间大小是2

m3，空气的密度是1.30

kg/m3，比热容是103

J/（kg·℃）．（1）如图甲所示状态，通过加热器的电流多大？（2）加热器产生的热量有80

%转化为恒温箱内空气的内能，若使恒温箱内空气温度从25℃升高到65℃，加热器需正常工作多长时间？（3）若要使恒温箱内可获得上限为100℃的“恒温”，当可变电阻R调节到多大？（4）如果需要将恒温箱内的下限温度设为50℃的“恒温”，则应将可变电阻R调节为多大？2、电梯为居民出入带来很大的便利，出于安全考虑，电梯都设置超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示。已知控制电路的电源电压U=9V，保护电阻R1=100Ω，压敏电阻R2的阻值随压力F大小的变化关系如图乙所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值忽略不计。试问：(1)在图中的控制电路中，电磁铁上端为其磁场的________极，当压敏电阻R2受到的压力F增大时，其阻值减小，控制电路中的电流增大，从而使电磁铁的磁性增强，衔铁被电磁铁吸住，触点K与触点________接触，电铃发出警报声；(2)若电梯在15s内将一位重600N的乘客匀速提升15m，求电梯对乘客做功的功率_______；(3)当电磁铁线圈电流达到30mA时，衔铁刚好被吸住。若每位乘客体重为650N，请计算说明此电梯最多可乘几个人_______(g取10N/kg)；(4)若电铃发出警报声条件如(3)，需要减小最大载客量，可采取什么措施_______?3、如图所示，从一个不能打开的盒子(内有电池组等电路元件)上的两个小孔中伸出一段细软的长导线．试在不断开该导线的情况下，设计两种不同的方法判断该导线中是否有电流，并根据你的设计填写下表．4、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＝k（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，它的额定功率是1500W．（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）根据统计，正常情况下，温度控制箱内的加热器，每天加热50次，每次加热10min，恒温箱每天消耗电能多少kW•h？（4）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？-参考答案-一、单选题1、B【解析】【分析】【详解】A．托里拆利最早精确地测出了大气压的值，不是液体的压强，故A不符合题意；B．奥斯特实验说明通电导体周围存在磁场，故B符合题意；C．磁感线是理想化的物理模型，磁感线实际上并不存在，故C不符合题意；D．根据带电体间的相互作用的实验可以得出同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，故D不符合题意。故选B。2、C【解析】【详解】当磁体与一个物体相互吸引时，有两种可能，一是那个物体属于铁、钴、镍等没有磁性的物质，二是那个物体有磁性，异名磁极相互吸引。所以，A、B、D不符合题意，C符合题意。故选C。3、B【解析】【详解】A．燃料的热值是燃料本身的一种属性，与燃料的质量无关，故一瓶煤油燃烧一半前后，其热值不变，故A正确，不符合题意；B．物质的比热容是物质的一种属性，与物质的状态有关，冰熔化成水后，状态发生改变，故其比热容也发生改变，故B错误，符合题意；C．磁体具有指向性，转动地球表面A点磁针，小磁针静止时，其N极总是指向地理北极，故C正确，不符合题意；D．教室里各日光灯之间是并联接入电路，互不影响，熄灭其中一盏，另一盏亮度不变，故D正确，不符合题意。故选B。4、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。5、B【解析】【详解】A．动能多少不能直接观察，在探究物体的动能跟哪些因素有关时，通过木块被撞的远近来判断钢球动能的大小，采用的是转换法，故A不符合题意；B．二力平衡的条件有多个，在探究二力平衡的实验中，不断改变力的大小、方向、作用点进行实验，采用的是控制变量法，故B符合题意；C．磁性的大小无法看到，可以根据吸引大头针个数的多少来反映电磁铁磁性的强弱，采用的是转换法，故C不符合题意；D．热量的多少无法看到，可以通过温度计示数的变化来判定产生热量的多少，采用的是转换法，故D不符合题意。故选B。6、C【解析】【详解】A．法拉第发现了电磁感应现象，不是一位揭示电与磁联系的物理学家，故A不符合题意；B．伽利略是最早提出力不是维持物体运动的原因的物理学家，故B不符合题意；C．奥斯特发现了通电导体周围存在磁场，是第一个揭示电与磁联系的物理学家，故C符合题意；D．牛顿提出了牛顿三大定律，是经典力学的奠基人，故D不符合题意。故选C。7、B【解析】【分析】【详解】A．无人机匀速上升的过程中，在重力方向上通过了距离，所以重力做了功，故A错误；B．无人机匀速上升的过程中，质量不变，速度不变，动能不变；高度越来越高，重力势能越来越大；所以机械能不断增大，故B正确；C．摄像头是利用物距大于凸透镜的二倍焦距时，物体成倒立缩小的实像而制成的，不是虚像，故C错误；D．电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，发电机的原理是电磁感应，故D错误。故选B。8、B【解析】【分析】【详解】由图知道，电路中无电源，闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，所以，在虚线框中应接入电流表，判断是否产生感应电流，即探究电磁感应现象，故B符合题意。故选B。9、C【解析】【详解】①甲图中闭合开关后，当导体ab在竖直方向上上下运动时，导体ab没有做切割磁感线运动，电路中不会产生感应电流，灵敏电流计的不会偏转，故①错误；②乙图实验闭合开关后，由安培定则可知，螺线管的左端为S极，右端为N极，磁感线是从N极出来回到S极的，故小磁针的右端为N极，故②错误；③丙图是奥斯特实验，该图中的实验现象说明通电导体周围存在着磁场，故③正确；④图中有电源，是演示磁场对电流作用的实验装置，导体受力的方向与电流方向和磁场方向有关，若同时改变电流方向和磁场方向，导体ab运动方向不改变，故④正确。综上所述，正确的有③④。故选C。10、B【解析】【详解】A．电荷间相互作用的规律是同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，故A不符合题意；B．马德堡半球实验有力地证明了大气压的存在，并且大气压很大，故B符合题意；C．惯性是物体的一种固有属性，它不是力，不能说受到惯性力的作用，故C不符合题意；D．磁感线是理想化的物理模型，磁感线实际上并不存在，故D不符合题意。故选B。二、填空题1、S/南增强【详解】[1]如图，电流从电磁铁的右端流入，用右手握住螺线管，使四指指向电流的方向，则大拇指指向右端，所以电磁铁的左端是S极，右端为N极，由异名磁极相互吸引可知小磁针静止时左端应为S极。[2]当滑动变阻器的滑片P向上移动时，连入电路的电阻变小，由欧姆定律可知通过电路中的电流增大，在螺线管的匝数一定时，电流越大，电磁铁的磁性将增强。2、N沈括【详解】[1]水平放置能自由转动的小磁针静止时N极指向地理的北极。[2]地理两极和地磁两极并不重合，存在一定的偏角，叫地磁偏角，最早记述这一现象的是我国宋代学者沈括。3、条形条形【详解】略4、法拉第同种电荷互相排斥磁场指南针【详解】[1]法拉第是英国著名的物理学家，发现了电磁感应现象，并提出了法拉第电磁感应定律。[2]验电器是根据同种电荷相互排斥的原理制成的。[3][4]地球是一个大磁体，地球周围存在地磁场，小磁针静止时，磁针的N极总是指向北方，磁针的S极总是指向南方，根据这个原理我国最早发明了指南针。5、左右往复通电导体电能转化为机械能【详解】[1][2][3]当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时，音圈带动音膜左右往复运动，因为电流方向改变，音圈受力方向改变。音圈之所以运动，是由于磁场对通电导体有力的作用，改变了线圈的运动状态。此现象中，消耗电能，产生机械能，电能转化为机械能。三、计算题1、（1）4.55A（2）130s（3）450Ω（4）150Ω【解析】【详解】(1)由图甲所示电路可以知道，工作电路是通路，加热器处于加热状态．受控电路电源电压为220V，加热器的规格“220V1000W”，此时加热器在额定电压下工作，其电流为：(2)恒温箱内空气温度从25℃升高到65℃需要吸收的热量为：设加热器需正常工作时间为t，则放出的热量为W=Pt（其中P=1000W），根据已知列方程如下：80%×Pt=1.04×105J，计算得t=130s；(3)若要使恒温箱内可获得上限为100℃的“恒温”，欲使电流达到0.04A的最高衔接电流，控制电路的电阻应该为，读图乙可知100℃时热敏电阻的阻值为400Ω，所以可变电阻R此时调节为：900Ω－400Ω－50Ω=450Ω；(4)当获得最高温度为50℃时，欲使电流达到0.036A的最低释放电流，控制电路的电阻应该为，读图乙可知50℃时热敏电阻的阻值为800Ω，所以可变电阻R此时调节为：1000Ω－800Ω－50Ω=150Ω；2、NB600W13减小R1的阻值或增大电源电压【解析】【详解】(1)由安培定则可知电磁铁上端为其磁场的N极，控制电路中的电流增大，从而使电磁铁的磁性增强，衔铁被电磁铁吸住，触点K与触点B接触，电铃发出警报声。(2)因电梯克服乘客的重力做功，在15s内将一位重600N的乘客匀速提升15m所做功W=Gh=600N×15m=9000J所做功的功率(3)当电磁铁线圈电流I=30mA=0.03A时，即解得：R2=200Ω；由图乙知当R2=200Ω时，压力F=9000N，人的重力G人=650N，电梯最多可乘人数取13人。(4)减小R1的阻值或增大电源电压可在相同的情况下增大电路电流，增强电磁铁磁性，进而减小最大载客量。3、略【解析】【详解】一个不能打开的盒子，在不断开该导线的情况下，可以利用电流的磁效应来判断该导线中是否有电流．思路一：利用通电直导线周围存在磁场设计实验思路二：制作电磁铁