2022年人教版九年级物理第二十章电与磁综合测试试题

人教版九年级物理第二十章电与磁综合测试

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n卷（非选择题）两部分，满分loo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、关于下列所示图中，说法正确的有（）

①甲图中通电导线周围存在着磁场，如果将小磁针移走，该磁场将消失

②乙图中现象表明，电流相同时，电磁铁匝数越多，磁性越强

③丙图中闭合开关，保持电流方向不变，对调磁体的N、S极，导体的运动方向不变

④丁图中绝缘体接触验电器金属球后验电器的金属箔张开一定角度，说明该棒带正电

⑤戊图中的实验现象是制造发电机的原理。

A.①②B.②⑤C.①③D.④⑤

2、如图所示的物理现象涉及的物理知识正确的是（)

A.图甲：摩擦起电的实质是创造了新的电荷

B.图乙：家用电能表是一种测量电功率的仪表

C.图丙：电动机正常工作时将机械能转化为电能

D.图丁：验电器的工作原理是同种电荷相互排斥

3、图所示为一些与电和磁有关的事例，下列认识中正确的是（）

A.图甲中，磁体能够吸引铜、铁、铝等所有金属

B.图乙中，司南的长柄指南是地磁场的作用

C.图丙中，闭合开关导体仍运动时，机械能转化为电能

D.图丁中，电磁铁是利用电磁感应的原理制成的

4、在科学晚会上，小明所在的科技小组展示了一个“隔板推物”的节目，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.乙线圈随之摆动时机械能转化为电能D.乙线圈摆动的原理是电磁感应现象

5、关于磁场，下列说法中正确的是（）

A.磁场是由无数条磁感线组成的

B.任何物质在磁场中都能被磁化并保持磁性

C.磁极间的相互作用是通过磁感线发生的

D.磁场看不见摸不着，但是可以借助小磁针感知它的存在

6、下列四个选项中，跟发电机的原理相同的是（）

7、下列说法中正确的是（）

A.金属导体中的负电荷在做定向移动时一定产生磁场

B.条形磁体周围的磁场是由磁感线组成的

C.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.利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围各点的磁场方向

8、如图是直流电铃的原理图。关于电铃工作时的说法不正确的是（)

A.电流通过电磁铁时，电磁铁有磁性且/端为N极

B.电磁铁吸引衔铁，使电路断开

C.小锤击打铃碗发出声音，是由于铃碗发生了振动

D.小锤击打铃碗时，电磁铁仍具有磁性

9、为了判断一根钢棒是否有磁性，小明进行了如下几组小实验。其中不能达到目的的是（）

A.让钢棒靠近铁屑，铁屑被吸引，则钢棒具有磁性

B.用细线将钢棒吊起来，使它能在水平面内自由转动，静止时总是指南北方向，则钢棒具有磁性

C.让小磁针靠近钢棒，若钢棒与小磁针相互排斥，则钢棒具有磁性

D.让小磁针靠近钢棒，若钢棒与小磁针相互吸引，则钢棒具有磁性

10、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

第n卷（非选择题70分）

二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）

1、写出下列能量的转化：电动机通电后高速转动，是______能转化为______能。

2、如图所示的四个图中，最早向人们揭示电和磁之间存在联系的实验图是；揭示电动机的工作

原理的图是______；揭示发电机的工作原理的图是______。（以上均填字母）

3、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"L”或"LJ）开始工作，发出报警信号。

4、（1）在学习物理的过程中，经常用到许多测量工具，其中托盘天平是用来测量物体（填物理

量的名称）的工具；家庭电路中的电能表可以测量一段时间内的电功，在国际单位制中，电功的主单

位是（填写单位名称）。

（2）如图所示的是智能平衡台灯，它的灯管隐臧在木框中，框架内用细线悬挂着两个内嵌磁铁的小木

球，只要两个小木球靠近对准后，灯管会发光，将两球分远，灯就会熄灭。两个小木球能隔空相吸，

是利用了_____相互吸引的原理；这两个小木球相当于电路中的______。

（3）左图是自动上水电热水壶，因为取水便利而受到人们的喜欢。取水时只要闭合开关，水泵就会在

电动机的带动下，将下方桶中的水抽到电水壶内。电动机的电路元件符号是;水泵结构如右图

所示，当叶轮转动将泵壳内的水甩出时，桶中的水就会在的作用下，通过进水管进入泵壳。

水泵

（4）如图所示，小球在来回摆动时，动能和势能相互转化，如果忽略空气阻力，小球每次都能达到相

同的高度，这是因为能的总量是的；但在实际中小球的摆动高度会越来越低，最终会停停止摆

动，这是因为小球在运动过程中不断与空气摩擦，将小球的机械能转化为内能耗散到周围空气中，但

这些内能却无法自动转化为机械能，这是因为能量的转化具有。

5、1820年丹麦物理学家发现了通电导体周围存在磁场。利用通电导体在磁场中受到力的作

用原理制成了（选填“电磁铁”或“电动机”）o

三、计算题（5小题，每小题10分，共计50分）

1、现在电动自行车、电动汽车逐渐普及，它们都采用电动机来获得动力.某直流电动机的铭牌上标有

“220V5.5kW”，电动机线圈的电阻为0.4。.

（1）电动机的工作原理是什么？

（2）该电动机正常工作lh,消耗多少电能？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、未来的广元将是全国绿色生态康养城市之一，提倡大家低碳出行，电动汽车比燃油汽车低碳环保并

且能源利用率高，是今后交通工具的发展方向.某款新型家用四轮电动汽车质量为0.6t,每个轮胎与

地面接触面积为20cm2,汽车蓄电池提供电压150V,电动机正常工作时电流为10A,使汽车获得240N

的牵引力，保证汽车以18km/h的速度在水平路面上匀速行驶，g取10N/kg,求：

（1）汽车静止时对地面的压强；

（2）汽车匀速行驶5min克服摩擦阻力所做的功；

（3）电动机正常工作时，电能转化为机械能的效率.

3、为实现自动控制，小明同学利用电磁继电器（电磁铁线圈电阻不计）制作了具有延时加热、保温、

消毒等功能的恒温调奶器，其电路图如图甲所示。控制电路中，电压勿=3V,定值电阻吊=50。，热

敏电阻7?阻值随温度变化的图像如图乙所示；工作电路中，电压⑨=220V,吊=836Q,品=44Q。已

知恒温调奶器容量为2kg,水温达到80℃时衔铁会跳起。［水的比热容为4.2X103J/（kg・°C）］

（1）请结合此电路，简要说明电磁继电器的工作原理。

（2）求衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流。

（3）求工作电路在保温状态下的电功率。

（4）当调奶器加满温度为25c的水，加热元件工作500s后衔铁跳起，求此过程中水吸收的热量及恒

温调奶器的加热效率。

甲

4、如图为小颖同学设计的电热水器的原理图，该电热水器具有加热、保温功能.如图中电磁继电器

（线圈电阻不计）、热敏电阻此保护电阻分、电压恒为6V的电源〃、导线等组成控制电路.当电磁铁

线圈中的电流Z<10mA时;继电器上方触点和触点c接通，电热水器工作电路中的电流为1A；当电磁铁

线圈中的电流/210mA时，电磁铁的衔铁被吸下，继电器下方动触点和静触点a、6接通，电热水器

工作电路的功率为2200W.热敏电阻随温度变化的规律如图，热敏电阻和加热电路中的三只电阻R、

是，、总均置于储水箱中，其中电阻自、总在图中的虚线框内未画出.已知吊=33Q、兄=66Q、U2=

220V.

cf?-]500

400

300

200

q%即

1......................-u2―

图i

（1）衔铁正好被吸下时，控制电路的总电阻为多少？

（2）若吊为200。，衔铁正好被吸下时储水箱中水温是多少？

（3）求出电阻心的阻值，计算并画出虚线框内的电路，标明电阻名称.

5、如图甲所示，是一种电加热恒温箱的简化工作原理电路图。工作电路由电压火220V的电源和阻值

为肝88。的电热丝组成。控制电路是由电压功=7.5V的电源、开关、电磁继电器（线圈电阻不计）、

电阻箱吊（可取值范围为0120Q）和热敏电阻尼组成的，热敏电阻必的阻值随温度变化的关系如图

乙所示。当控制电路的电流达到50mA时，衔铁才吸合，从而切断右边工作电路，停止加热。

（1）由乙图可知热敏电阻尼的阻值随温度的升高怎样变化？

（2）求工作电路中电热丝吊工作时的电流和工作5min产生的热量。

（3）如果恒温箱的温度设定为60C则电阻箱吊应取多大阻值。

（4）该恒温箱可设定的最高温度是多少。

---------参考答案-----------

一、单选题

1、B

【解析】

【详解】

①放在小磁针上方的导线中有电流通过时，小磁针会发生偏转，说明通电导体周围存在磁场；如果将

小磁针移走，虽然不能看到磁场的存在，但该磁场仍然客观存在，故①错误；

②两电磁铁串联，通过的电流相等，但两电磁铁线圈的匝数不同，铁钉A吸引大头针较多，表明电流

相同时，线圈匝数越多电磁铁磁性越强，故②正确；

③闭合开关，保持电流方向不变，对调磁体的N、S极，磁场方向方向发生了变化，则导体的运动方向

改变，故③错误；

④绝缘体接触验电器金属球后验电器的金属箔张开一定角度，是因为同种电荷相互排斥，但不能说明

该棒带正电，也可能带负电，故④错误；

⑤该图为电磁感应现象的实验，是发电机的制作原理，故⑤正确。

综上所述②⑤正确，B正确。

故选B。

2、D

【解析】

【详解】

A.摩擦起电的实质是电荷的转移，不是创造了电荷，故A错误；

B.电能表是测量消耗电能即电功的仪表，故B错误；

C.电动机正常工作时将电能转化为机械能，故C错误；

D.当验电器带电时，两片金属箔由于带同种电荷相互排斥而张开，验电器的工作原理是同种电荷相互

排斥，故D正确。

故选Do

3、B

【解析】

【详解】

A.图甲中的物体是磁体，磁体能够吸引铁、钻、银，不能吸引铜、铝，故A错误；

B.司南的长柄指南是指向地理南极，地磁场的地磁北极在地理南极附近，所以司南的长柄指向地磁北

极，是地磁场的作用，故B正确；

C.闭合开关导体油运动是通电导线在磁场中受力转动，是电能转化为机械能，故C错误；

D.电磁铁是利用通电导体周围有磁场的原理制成的，故D错误。

故选B。

4、A

【解析】

【分析】

【详解】

用手推动甲线圈摆动时;线圈甲的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，闭合的回路中有感应电流

产生，是发电机的工作原理，工作时将机械能转化为电能。乙线圈随之摆动，乙线圈摆动的原理是通

电导体在磁场中受力的作用，是电动机的工作原理，所以甲线圈相当于电源，乙线圈相当于用电器，

工作时将电能转化为机械能，故A正确，BCD错误。

故选Ao

5、D

【解析】

【详解】

A.磁感线是为研究磁场的性质而引入的一种理想化的物理模型，不是真实存在的，故A错误;

B.只有铁磁性物质在磁场中才能被磁化，故B错误；

C.磁极间的相互作用是通过磁场发生的，故C错误；

D.磁场看不见摸不着，但是可以借助小磁针在磁场中受力而偏转感知它的存在，故D正确。

故选Do

6、B

【解析】

【分析】

【详解】

发电机的制作原理是电磁感应现象；

A.电铃的主要部分是电磁铁，电磁铁是利用电流的磁效应来工作的，故A错误。

B.动圈式话筒和发电机原理相同，都是根据电磁感应现象工作的，故B正确。

C.动圈式扬声器和电动机原理相同，工作原理是通电导体在磁场中受力而运动，故C错误。

D.电磁起重机的主要部分是电磁铁，电磁铁是利用电流的磁效应来工作的，故D错误。

故选B。

7、A

【解析】

【详解】

A.负电荷定向移动时会形成电流，因电流周围存在磁场，所以导体中的负电荷在做定向移动时一定产

生磁场，故A正确；

B.磁感线是描述磁场的方法，是建立理想模型法，条形磁体的磁场不是由磁感线组成的，故B错误；

C.导体中产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动；导体在磁场中

做切割磁感线运动，不一定会产生感应电流，故C错误；

D.利用撒在磁体周围的铁屑只能判断该磁体周围的磁场强弱分布，不能判断磁场方向，故D错误。

故选Ao

8、D

【解析】

【详解】

A.根据安培定则，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指所指的方向为螺线管的N极，由此

可判断出力端为N极，故A正确，不符合题意；

B.电磁铁向下吸引衔铁时，弹簧片与螺钉分开，电路断开，故B正确，不符合题意；

C.声音是由物体的振动产生的，小锤击打铃碗时发出声音，是由于铃碗发生了振动，故C正确，不符

合题意；

D.衔铁被吸引时，小锤击打铃碗，电路断路，电路中没有电流，电磁铁失去磁性，故D错误，符合题

屈、0

故选Do

9、D

【解析】

【详解】

A.磁体能够吸引铁屑，没有磁性的钢棒则没有吸引铁屑的能力，所以铁屑被吸引能说明钢棒具有磁

性，故A不符合题意；

B.磁体具有指示南北的性质，不具有磁性的钢棒没有指示南北的能力，所以钢棒能指示南北可以说明

其具有磁性，故B不符合题意；

C.钢棒与小磁针相互排斥，说明钢棒与小磁针靠近的一端为同名磁极，说明钢棒有磁性，故C不符合

题意；

D.若钢棒没有磁性，当它靠近小磁针时，钢棒与小磁针也会互相吸引，所以钢棒与小磁针相互吸引不

能能说明钢棒具有磁性，故D符合题意。

故选Do

10、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Ao

二、填空题

1、电机械

【详解】

[1][2]电动机通电后高速转动，电流做功，电能转化为机械能。

2、CDA

【详解】

[1]图B将导线绕在铁钉上，当有电流通过导线时;即为电磁铁，会有磁性，没有电流时就失去磁

性，其原理是电流的磁效应。图C装置是奥斯特实验，实验表明电流周围存在磁场，最早向人们揭示

电和磁之间存在的联系，即最早向人们揭示电和磁之间存在联系的实验图是Co

[2]图D装置说明通电导体在磁场中受力而运动，是电动机的制作原理，即揭示电动机的工作原理的图

是D。

[3]图A装置说明闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中产生感应电流，是电磁感

应现象，是发电机的工作原理，即揭示发电机的工作原理的图是A。

3、有了L2

【详解】

由图可知，当水位到达1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，L?发光，发出报警信号。

4、质量焦耳异名磁极开关@大气压守恒/保持不变方向性

【详解】

（1）[1]在物理实验室中，使用托盘天平测量物体的质量.

[2]在国际单位制中，电功的基本单位是焦耳，常用单位是千瓦时。

（2）[3]由题知道，框架内用细线悬挂着两个内嵌磁铁的小木球，两个小木球能隔空相吸，因为同名

磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以，是利用了异名磁极相互吸引的原理。

[4]根据题意知道，“只要两个小木球靠近对准后，灯管会发光，将两球分远，灯就会熄灭”，即两小

球起到了控制电路通断的作用，，所以说明这两个小木球相当于电路中的开关。

（3）[5]电路图中电学元件要使用规定的符号来表示，电动机在电路图中元件符号是®

[6]离心式水泵起动前，为了排除内部的空气，先向泵里灌满水，这样，叶轮转动后把水甩出，使叶轮

附近的地方出现一块真空区域，即该区域的大气压强非常小，而低处的水面上有大气压，且外部的压

强大于泵内的压强，所以水在外界大气压的作用下，通过进水管进入泵壳。

（4）[7]由于忽略空气阻力，小球在来回摆动过程中，总是动能和重力势能之间相互转化，即机械能

守恒，所以每次都能达到相同的高度。

[8]根据题意知道，机械能可以自动地转化为内能，但是散失到空气中的内能无法自动转化为机械

能，这是说明能量的转移和转化具有方向性。

5、奥斯特电动机

【详解】

[1]1820年丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场，称为电流的磁效应。

[2]电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。

三、计算题

1、(1)通电导体在磁场中受到力的作用；

(2)1.98X107J9X105J；

(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，

使线圈的温度迅速升高

【解析】

【详解】

分析：(1)电动机的工作原理可由电与磁的知识得出；(2)消耗的电能可由公式聆得出，因为电动

机的额定功率可通过铭牌得出，时间是1小时；电动机线圈产生的热量只能由焦耳定律求出，因为此

时电流做的功并不都用来转化为热能，而将大部分的电能转化为机械能，只有少部分转化为热能，但

焦耳定律的公式中需要有电流，故再由额定电压和额定功率计算出额定电流来，再通过焦耳定律求出

线圈产生的热量；(3)如果电动机被卡住而不能转动，说明电能不再转化为机械能，而全部转化为热

能，电动机因为短时间内放出大量的热而很快就闻到了焦糊的味道.

(1)通电导体在磁场中受到力的作用；

(2)电动机消耗的电能/=4=5.5kWXlh=5.5kWh=5.5X3.6X106j=1.98X]()7j.

由公式尸=〃/得，通过电动机的电流/=t=壬L=25A；

U220V

由焦耳定律可知0=『阵(25A)2X0.4QX3600s=9X105J；

(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,

使线圈的温度迅速升高

考点：电动机的工作原理，焦耳定律.

2、⑴7.5X105Pa(2)3.6X105J(3)80%

【解析】

【分析】

(1)静止在水平面上的物体，其对水平面的压力大小等于物体的重力，由。=(解题;

(2)匀速直线运动的物体，其所受的阻力与牵引力为一对平衡力，由卬=八求解；

(3)用电器正常工作时，由“凡求出所消耗的电能，由〃=10。％解题.

【详解】

(1)汽车静止时对地面的压力：鼠=G=mg=0.6x10、奴xlON/奴=6000N,汽车静止时对地面的压

F6000N「u

强：P=—=--------7-^5-=7.5X1O5P<2；

S4x20x107加

(2)汽车在水平路面上匀速行驶，所受的阻力：/=0=240N,汽车匀速行驶5min克服摩擦阻力所

1Q

做的功：W=fs=jvt=240Nx——mls,x5x605=3.6xl05J；

3.6

W

(3)电动机正常5min消耗的电能：W,.=Wr=150Vx10Ax5x60.y=4500007,由〃二歹、100%可得：由

“总

W6x105!

n=—xlOO%=———xlOO%=80%.

心450000J

答：(1)汽车静止时对地面的压强为7.5X10$Pa；

(2)汽车匀速行驶5min克服摩擦阻力所做的功为3.6X105J；

(3)电动机正常工作时，电能转化为机械能的效率为80虬

【点睛】

本题考查压强、功、效率的计算，要理解压力与重力的关系，掌握匀速运动的汽车，所受的阻力与牵

引力相等.

3、(1)见详解;(2)0.02A；(3)55W；(4)84%

【解析】

【分析】

【详解】

解：(1)如图乙所示，温度升高时，电阻A的阻值增大，所以当温度比较低时，电阻汇的阻值较小，

控制电路中的电流较大，电磁铁把衔铁吸下来，工作电路中只有电阻自接入；当温度较高时，电阻A

的阻值较答，控制电路中的电流较小，复位弹簧把衔铁拉上去，工作电路中电阻吊和自串联接入，根

据P=匕可知，电压一定时，电路中的电阻越小，加热功率越大，故动触点与静触点a接触时，为保

R

温电路，动触点与静触点6接触时，为加热电路。

(2)如图乙所示，温度为80C时，电阻的阻值为100Q,则此时通过电磁铁线圈的电流为

/-G_3V_002A

'4+R热敏।50Q+100Q

(3)动触点与静触点a接触时，为保温电路，工作电路中电阻用和兄串联接入，保温状态下的电功率

为

U；(220V)2.....

pP==—=--------------=55W

836C+44c

(4)由题意知，水温达到80C时衔铁会跳起，则水吸收的热量为

35

。吸=cmAr=4.2xlOJ/(kg•℃)x2kgx(80℃-25℃)=4.62xlOJ

动触点与静触点8接触时，为保温电路，工作电路中只有电阻自接入，加热状态下消耗的电能为

W=E=4=丝叱21x500s=5.5x及j

R244c

此过程中水吸收的热量及恒温调奶器的加热效率为

7=—xl00%=462x1,J*1。0%=84%

卬5.5X105J

答：(1)电磁继电器的工作原理：见详解;

(2)衔铁刚跳起时，通过电磁铁线圈的电流为0.02A；

(3)工作电路在保温状态下的电功率为55W；

(4)当调奶器加满温度为25c的水，加热元件工作500s后衔铁跳起，此过程中水吸收的热量及恒温

调奶器的加热效率为84%0

4、(1)600Q(2)60℃(3)展154。

【解析】

【详解】

(1)由图1知，控制电路中R。与线圈、R串联，当电磁铁线圈中的电流1=10mA时，电磁铁的衔铁正

好被吸下，由1=乌可得此时控制电路的总电阻：

R

_Uj__6V

R二600Q；

T0.01A

(2)由题意知，衔铁刚好被吸下时，控制电路电流I=10mA=0.01A,此时电流总电阻R总=600Q,由串

联电路电阻特点可得热敏电阻：

R=R总-Ro=6OO。-200。=400。,

由图2可知，此时水温为60℃；

(3)由题知，a、b接通，R与虚线框中连入部分并联，电热水器工作电路的功率2200肌Pi=±II-=