2017-2018学年苏科版九年级物理第十六章第五节电磁感应发电机同步测试.doc

2017-2018学年苏科版九年级物理第十六章 第五节 电磁感应 发电机 同步测试
2017-2018学年苏科版九年级物理第十六章 第五节 电磁感应 发电机 同步测试
一、单选题（共10题；共20分）
1.如图是机场的安检人员用手持金属探测器检查乘客的情景，当探测线圈靠近金属物体时，在金属物体中就会产生电流，如果能检测出这种变化，就可以判定探测线圈下面是否有金属物体．图中能反映出金属探测器工作原理的是（   ）

A.          B.            C.          D. 
2.小明对新型LED灯带很好奇，取一段剖开后发现，灯带中的LED灯是串联后通过电源适配器接入照明电路的．他取下其中一只LED灯接在电池两端没有亮，对调电池正负极后亮了，用手试摸，点亮的灯几乎不发热．以下推断符合上述实验事实的是（　　）
​
A. 单只LED灯工作电压是220V                               B. LED灯主要是将电能转化为内能
C. 电源适配器是将交流电转变为直流电                  D. 灯带中一只LED灯断路后其他灯还亮
3.如图所示是一手压电筒，按压手柄，塑料齿轮带动线圈内磁性飞轮高速旋转，使灯泡发光．下列四个实验中与手压电筒产生电流的工作原理相同的是（   ）

A.                                                       B.   
C.                                        D. 
4.如下图所示的器材中，工作原理与其他三个不相同的是（　　）
A.                                            B. 
C.                                            D. 
5.如图所示是小冬探究感应电流产生条件的实验装置，其中能够产生感应电流的是（　　）

A. ab不动，磁铁上下移动                                       B. ab不动，磁铁左右移动
C. 磁铁不动，ab上下移动                                       D. 磁铁和ab同时向左或右移动
6.如图所示的环保型手电筒，筒内没有电池，使用时只要来回摇晃手电筒，使永磁体在线圈中来回运动，灯泡就能发光．这种手电筒电源的工作原理是（   ）

A. 电磁感应现象         B. 电流的磁效应         C. 磁极间的相互作用         D. 通电导体在磁场里受力运动
7.如图所示的实验装置中能够说明电磁感应现象的是（   ）
A.                                     B. 
C.                                                    D. 
8.（2017•邵阳）下列四个实验，能说明发电机原理的是（   ）
A.           B.           C.           D. 
9.如图是淘宝上热卖的一种无线充电器，贴在手机背面的线圈，能将底座产生的变化的磁场转化为电流给手机电池充电，从而很好的解决了不同型号的手机充电接口不同的麻烦，下图能解释无线充电器工作原理的是（　　）

A.                 B.                 C.                 D. 
10.（2017•常州）如图所示，矩形线圈两端作为转轴置于支架上，与小量程电流表连接，线圈下面放置磁体，把小风车固定在转轴上，风吹风车转动，电流表指针偏转，下列实验中，与该装置原理相同的是（   ）
A.              B.              C.              D. 
二、填空题（共6题；共13分）
11.纳米是　________ 　（填写物理量名称）的单位。如图所示是世界上最小的发电机﹣﹣纳米发电机．纳米发电机主要依靠氧化锌等晶体材料在机械压力作用下产生电压，实现将　________ 　能转化为电能，为纳米器件提供电力。

12.如图所示是电学中很重要的两个实验，其中利用甲图所示的实验装置原理可以制造出 ________机，利用乙图所示的实验装置原理可以制造出 ________机．

13.1831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．
14.如图是发电机模型，它是根据________原理制成的．小风车在风的吹动下，带动线圈转动而________磁感线，产生的感应电流使电流计指针在中央零刻度线两侧左右摆动，说明电路中产生的是________电．

15.发电机通常有直流发电机和交流发电机两种，交流发电机发出的是________和________都发生变化的电流．
16.下列部件装在话筒里的有________ ，装在听筒里的有________ 。
A、永磁体；
B、用碳精片制成的振动膜；
C、碳粒；
D、螺线管；
E、用薄铁片制成的振动膜。
三、解答题（共1题；共5分）
17.如图是录音机录音磁头的工作原理图．从图中可以看出，录音时，声音先转变成强弱变化的电流，当电流通过录音磁头上的线圈时，线圈周围就产生强弱变化的 ________；录音磁头将电信号转换为磁信号利用了 ________效应；磁记录技术还应用到人们日常生活的方方面面，请举一例： ________ ．

四、实验探究题（共2题；共12分）
18.用图所示的实验装置探究“产生感应电流的条件”．

（1）实验中，通过观察________来判断电路中是否有感应电流．
（2）闭合开关，若导体ab不动，左右移动磁铁，电路中________（选填“有”或“无”）感应电流．
（3）在仪器和电路连接都完好的情况下，某小组的实验现象不太明显．请提出一条改进措施：________．
（4）该实验的结论是：________
（5）此过程发生的能量转化是________，此原理可用来制作________
19.在“探究感应电流的产生”的实验中，小颖同学的四次实验情况分别如图所示．

（1）有同学说：“只要闭合电路中的一部分导体在磁场中运动，就会产生感应电流________ ，图________ 可支持你的结论．
（2）为了探究感应电流的方向跟磁场方向和导体运动方向之间的关系．
A．根据图甲和图乙的实验现象可以得出结论：________ ．
B．根据图乙和图丁的实验现象可以得出结论：________ ．
（3）从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是________ 能转化为________ 能．
五、综合题（共1题；共10分）
20.阅读短文回答问题
汽车再生制动器
目前汽车刹车器均采用油压制动，油压制动刹车时消耗的机械能以内能形式排放掉，形成能源的浪费．现有一种汽车再生制动器，能把汽车制动时消耗的部分机械能转化为电能而储存起来，有效地利用了能量．这种制动器有个重要参数叫“储能效率”，储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机，直至汽车停止运动的过程中，将机械能转化为电能的效率．
实际上汽车刹车时再生制动器无法提供足够的刹车阻力，仍需要与油压制动器配合使用，产生恒定的刹车阻力来满足刹车要求，若某汽车以20km/h的速度行驶，刹车时再生制动器产生的阻力随时间变化的关系如表：
时间t/s
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
再生刹车阻力f/×103N
8.0
8.1
8.4
9.0
10.0
10.0
10.0
7.5
5.0

（1）油压制动刹车时消耗的机械能转化为内能，而这些内能却不能再次转化为汽车的机械能，说明能量的转移和转化具有________ 性；汽车再生制动器中将机械能转化为电能的装置是________ （电动机/发电机）．
（2）某次汽车正常行驶时的机械能为3.75×105J，
 ①若关闭发动机，直至停止运动，有1.5×105J的机械能车化为内能，则该汽车的储能效率是　________ ．
 ②若制动时油压制动器与再生制动器同时工作，产生的内能将________ （大于/小于/等于）1.5×105J．
（3）在图中作出汽车刹车时再生制动器0～1.0s内产生的刹车阻力随时间变化的图象．
（4）如果汽车制动时需要产生恒定的刹车阻力为1×104N，由图象可知t=0.7s时，油压制动器需提供________ N的刹车阻力．

答案解析部分
一、单选题
1.【答案】B
【解析】【解答】解：A、此图为奥斯特实验，说明通电导线周围有磁场，故A错误； B、此图中没有电源，所以ab做切割磁感线运动时，会产生感应电流，即电磁感应现象，故B正确；
C、此图是验电器，是检验物体是否带电的仪器，与题意无关，故C错误；
D、此图中有电源，即通电后，金属棒会在磁场中受力运动，即电动机原理图，故D错误；
故选B．
【分析】由题意可知，探测器是将线圈靠近金属物体时，相当于闭合电路的部分导体在切割磁感线，从而产生了电流，属于电磁感应现象．分析各实验现象可知能产生电流的选项．
2.【答案】C
【解析】【解答】解：A、LED灯是串联后通过电源适配器接入照明电路的，所以一只LED灯的工作电压小于220V，不符合题意；
B、因为用手试摸，点亮的灯几乎不发热，所以LED灯主要是将电能转化为内能的说法是错误的，不符合题意；
C、照明电路是交流电，电池产生的电是直流电．把一只LED灯接在电池两端能够亮起来，说明LED灯可用直流电工作，电源适配器正是将交流电转变为直流电供给LED灯的，符合题意；
D、因为灯带中的LED灯是串联的，所以灯带中一只LED灯断路后其它灯也不能工作，不符合题意．
故选C．
【分析】①照明电路的电压是220V，灯带中的LED灯是串联后接入电路的，所以一只LED灯的工作电压小于220V，并且只要一只灯泡断路，其它灯泡就无法工作；
②LED灯主要是将电能转化为光能；
③电源适配器说白了就是变压器，可以将交流电转变为直流电．
3.【答案】C
【解析】【解答】解：A、奥斯特实验证明通电导体周围存在磁场．与手压电筒的制成原理无关．故A错误．B、此图反映了通电导体在磁场中受到力的作用，与手压电筒的制成原理无关，故B错误．
C、图中导体ab在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生了感应电流（可以从电流表指针发生偏转来体现），这是电磁感应现象，与手压电筒的制成原理相符合．故C正确．
D、此图探究的是电磁铁磁性强弱的影响因素，研究电磁铁磁性强弱与线圈中电流大小有关，与手压电筒的制成原理无关．故D错误．
故选C．
【分析】（1）手压电筒是利用电磁感应现象制成的，磁性飞轮高速旋转，使线圈切割磁感线，从而产生了感应电流，使小灯泡发光．（2）逐个分析下面四个选择项中各个设备的制成原理，将两者对应即可得到答案．
4.【答案】B
【解析】【解答】解：A、电铃的主要设备是电磁铁，它是利用电磁铁的磁效应制成的；
B、发电机的前提是运动，结果是产生电流，利用电磁感应现象原理；
C、扬声器把电信号转化为声信号，即也是利用电磁铁具有磁效应而使得其与永久磁铁间产生力的作用的原理；
D、电磁继电器也主要是应用了电磁铁的磁效应的原理；
所以分析上述四个答案可知，发电机的工作原理和其他三个不同。
故选B。
【分析】首先明确选择项中提到的这四个电学设备的制成原理，然后与题目要求对应，从而可以得到答案。
5.【答案】B
【解析】【解答】解：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，本题图中也看出是闭合电路的一部分导体在磁场中了，本题就是判断是否做切割磁感线运动．磁感线方向是竖直向上的．
A、保持导体ab静止，将磁铁上下移动，运动方向与磁感线方向平行，所以不会切割磁感线，不会产生感应电流．故A不符合题意．
B、ab不动，磁铁左右移动，导体ab做切割磁感线运动，所以能产生感应电流．故B符合题意．
C、保持磁铁静止，将导体ab上下移动，导体没有切割磁感线，所以不能产生感应电流，故C不符合题意．
D、磁铁和ab同时向左或右移动，磁体和ab保持相对静止，导体ab不会切割磁感线，不会产生感应电流．故D不符合题意．
故选B．
【分析】电流表指针发生偏转就说明电路中产生了感应电流，解答此题要清楚产生感应电流的条件：闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感应运动时，电路中就会产生感应电流．其条件之一是导体必须做切割磁感线运动，导体不运动是不会产生电流的，运动了，没沿切割磁感线方向运动，还不会产生电流．
6.【答案】A
【解析】【解答】解：手电筒中没有电池，在晃动手电筒时，手电筒中的永磁体在线圈中运动，运动是相对而言的，相对于永磁体而言，线圈在做切割磁感线运动，线圈中就会产生感应电流，电流通过灯泡时，小灯泡就会发光． 故选A．
【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，就会产生感应电流，这种现象叫电磁感应现象．
来回摇晃手电筒，使永磁体在线圈中来回运动，线圈做切割磁感线的运动，线圈中就会产生感应电流，小灯泡就会发光．
7.【答案】B
【解析】【解答】A、该电路中有电源，即通电后，磁场中的金属棒会受力运动，故是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理工作的，A不符合题意
B、在该闭合电路中没有电源，当ab做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，故这就是电磁感应现象，B符合题意；
C、该实验是著名的奥斯特实验，该实验说明了通电导线周围存在着磁场，C不符合题意；
D、该装置是用来研究电磁铁磁性强弱影响因素的实验装置，D不符合题意.
故答案为：B．
【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流，该现象就称为电磁感应现象．
8.【答案】B
【解析】【解答】解：A、小磁针发生偏转，探究的是电流的磁效应，故A错误； B、在该装置中，只要导体棒ab做切割磁感线运动，在电路中就会产生电流，即是电磁感应现象，故发电机就是利用该原理制成的，故B正确；
C、电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的，故C错误；
D、磁铁吸引小磁针，探究时磁极间的相互作用规律，故D错误．
故选B．
【分析】发电机的工作原理是电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流．
9.【答案】A
【解析】【解答】解：从题意中可知知道，手机背面的线圈，能将底座产生的变化的磁场转化为电流给手机电池充电，是利用电磁感应原理工作的；
A、图中是闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动能够产生感应电流，是电磁感应现象，符合题意；
B、图中给电磁铁通电，会吸引小铁钉，说明通电后的电磁铁有磁性，是电流的磁效应，不符合题意；
C、图中演示的是磁体间相互作用的规律，同名磁极相互吸引，异名磁极相互排斥，不符合题意；
D、图中是奥斯特实验，说明通电直导线周围存在磁场，是电流的磁效应，不符合题意．
故选：A．
【分析】无线充电器是指利用电磁感应原理进行充电的设备，原理类似于变压器．在发送和接收端各有一个线圈，发送端线圈连接有线电源产生电磁信号，接收端线圈感应发送端的电磁信号从而产生电流给电池充电；分析各图中实验原理分析解答．
10.【答案】D
【解析】【解答】解：根据题意可知，风吹风车转动，电流表指针偏转，有感应电流产生，属于电磁感应现象，是发电机的原理． A、将磁铁悬挂起来，磁铁在地磁场的作用下指示南北，故A不符合题意；
B、此图为奥斯特实验装置，是电流的磁效应，说明通电导体周围有磁场，故B不符合题意；
C、此图中有电源，通电导体在磁场中受力运动，是电动机的原理图，故C不符合题意；
D、此图中导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流表指针摆动，说明有感应电流产生，是电磁感应现象，故D符合题意．
故选D．
【分析】风吹风车转动，电流表指针偏转，获得电能，该过程将机械能转化为电能，属电磁感应现象，是发电机的原理，据此选择．
二、填空题
11.【答案】长度；机械
【解析】【解答】解：纳米是长度单位，纳米发电机主要依靠氧化锌等晶体材料在机械压力作用下产生电压，实现将机械能转化为电能，为纳米器件提供电力。
故答案为：长度；机械。
【分析】知道纳米是长度的单位，纳米发电机主要依靠氧化锌等晶体材料在机械压力作用下消耗机械能，转化为电能。
12.【答案】发电；电动
【解析】【解答】甲图是电磁感应实验，闭合开关s，当导体ab在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会有感应电流产生，电流表指针偏转，将机械能转化为电能．根据这个现象制成了发电机．
乙图是通电导体在磁场中受力的作用实验．闭合开关，导体AB有电流通过，将受力运动．在此过程中，将电能转化为机械能．根据这个原理制成了电动机．
故答案为：发电；电动．
【分析】要解决此题，需要掌握发电机和电动机的制作原理：发电机是根据电磁感应现象制成的．电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的．
同时要能够区别电磁感应、通电导体在磁场中受力的作用两个实验．
实验的共同点是：都存在磁场．
不同点是：电磁感应没有电源，属于磁生电，将机械能转化为电能．磁场对电流的作用有电源，通电后，导体受力运动，将电能转化为机械能．
13.【答案】电磁感应；机械
【解析】【解答】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．
故答案为：电磁感应；机械．
【分析】本题考查电磁感应的物理学史及能量转化的方向．
14.【答案】电磁感应；切割；交流
【解析】【解答】解：（1）如图是发电机模型，它是根据电磁感应原理制成的；（2）小风车在风的吹动下，带动线圈转动而在磁场中切割磁感线，产生感应电流；电流计指针在中央零刻度线两侧左右摆动，说明电路中的电流方向不断发生变化，所以电路中产生的是交流电．
故答案为：电磁感应；切割；交流．
【分析】（1）发电机是根据电磁感应现象制成的；（2）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，电流方向不断发生变化的电流称为交流电．
15.【答案】大小；方向
【解析】【解答】解：交流发电机是利用电磁感应现象的原理制成的，它发出的交变电流的大小、方向都在做周期性变化，称为交流电． 故答案为：大小；方向．
【分析】法拉第发现了电磁感应现象，电流的大小和方向都变化的电流是交流电．
16.【答案】BC；ADE
【解析】【解答】解：话筒中有振动的膜片和随声音跳动的碳粒，人们对话筒讲话时，膜片随着声音的高低而发生振动，从而压缩碳粒一松一紧，把把声音转化为变化电流信号；
听筒里有电磁铁和膜片，当对方强弱不同的电信号传到听筒后，电磁铁便把电信号变成膜片的振动，把传输的声音还原出来。
故答：BC；ADE。
【分析】要解答本题需掌握：话筒是把声音转化为变化电流的装置；听筒是把变化的电流转化为声音的装置。
三、解答题
17.【答案】磁场|电流的磁|信用卡
【解析】【解答】录音时，声音先转变成强弱变化的电流，当电流通过录音磁头上的线圈时，线圈周围就产生强弱变化的磁场；录音磁头利用电流磁效应将电信号转换为磁信号；磁记录技术还应用到人们日常生活的方方面面，如信用卡、第二代身份证、软磁盘和硬磁盘等。【分析】录音机是利用电流磁效应将声音记录下来的，利用这种原理的还有如信用卡、第二代身份证、软磁盘和硬磁盘等生活中常见的物品。
四、实验探究题
18.【答案】（1）电流计指针的偏转
（2）有
（3）使用磁性更强的磁铁
（4）闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流
（5）机械能转化为电能；发电机
【解析】【解答】（1）电路中有电流时，电流计的指针会发生偏转，所以实验中可通过观察电流计指针的偏转来判断电路中是否有感应电流；（2）只要闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动，电路中都将有感应电流，因此闭合开关，若导体ab不动，左右移动磁铁，导体ab仍然在做切割磁感线运动，所以电路中有电流；（3）在仪器和电路连接都完好的情况下，某小组的实验现象不太明显。说明电路中感应电流太小，所以可以通过如下方法来增大感应电流：使用磁性更强的磁铁；将导体ab换成多匝线圈；增大导体棒切割磁感线的速度（答案合理即可）；（4）有上述分析可得出如下结论：闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流；（5）该装置的能量转化情况为机械能转化为电能，发电机就是利用该原理制成的.
故答案为：（1）电流计指针的偏转；（2）有；（3）使用磁性更强的磁铁；（4）闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流；（5）机械能转化为电能；发电机.
【分析】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，磁场越强，产生的感应电流越大，这是发电机的工作原理.
19.【答案】（1）不正确；丙
（2）A在磁场方向不变的情况下，感应电流的方向与导体的运动方向有关；B、在导体运动方向相同的情况下，感应电流的方向与磁感线的方向有关；
（3）机械；电
【解析】【解答】
（1）要产生感应电流，闭合电路的部分导体在磁场中要做切割磁感线运动；如图丙，虽然导体运动了，但没有做切割磁感线运动，电流表的指针没有偏转即电路中没有感应电流产生；所以此同学的说法不对；
（2）A、图甲导体向右运动，电流计的指针向左偏转；
图乙磁场方向不变，导体向左运动，电流计的指针向右偏转，所以可以看出：在磁场方向不变的情况下，感应电流方向与导体的运动方向有关．
B、图乙N极在上，导体向左运动，电流计的指针向右偏转；
图丁导体运动方向不变，改变了磁场的方向，使S极在上，电流计的指针向左偏转，所以可以看出：在导体运动方向相同的情况下，电流的方向与磁场（或磁感线）的方向有关．
（3）导体运动消耗了机械能，得到了电能，所以在此过程中，机械能转化为电能．
故答案为：
（1）不正确、丙
（2）A、在磁场方向不变的情况下，感应电流的方向与导体的运动方向有关；
B、在导体运动方向相同的情况下，感应电流的方向与磁感线的方向有关；
（3）机械；电．
【分析】要解决此题，需要掌握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；
在此过程中，消耗了机械能得到了电能，所以是机械能转化为电能；
注意控制变量法在此实验中的应用．
五、综合题
20.【答案】（1）方向；发电机
（2）60%；大于
（3）解：

（4）700（500﹣700均正确）
【解析】【解答】（1）油压制动刹车时消耗的机械能转化为内能，而这些内能却不能再次转化为汽车的机械能，说明能量的转移和转化具有方向性；
再生制动器制动时消耗机械能得到电能，这个装置是发电机；
（2）①若关闭发动机，直至停止运动，有1.5×105J的机械能车化为内能，则转化的电能为W电=3.75×105J﹣1.5×105J=2.25×105J，
​
②若制动时油压制动器与再生制动器同时工作，由题油压制动刹车时消耗的机械能转化为内能，所以产生的内能将比再生制动产生内能多，即大于1.5×105J；
（3）由表格数据描点连线得到刹车阻力随时间变化的图象，如图所示：

（4）由图知，0.7s时，再生制动器产生的阻力为9.3×103N；
则油压制动器需提供的阻力f=1.0×104N﹣9.3×103N=700N．
故答案为：（1）方向；发电机；（2）①60%；②大于；（3）见上图；（4）700（500﹣700均正确）．
【分析】（1）能量的转化具有方向性；发电机是将机械能转化为电能，电动机是将电能转化为机械能；
（2）由题储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机，直至汽车停止运动的过程中，将机械能转化为电能的效率，由此根据题意先计算出制动时转化为的电能，再计算汽车的储能效率；
（3）由表格数据描点连线得到刹车阻力随时间变化的图象；
（4）根据图象确定0.7s时再生制动器产生的阻力，从而可求得油压制动器所提供的刹车阻力．
16 / 16