沪科版初中物理九年级全册第18章电能从哪里来单元综合测试含解析新版沪科版 8页

1 第十八章 电能从哪里来 单元测试 【满分：100 分 时间：45 分钟】 一、选择题(每题 4 分，共 40 分) 1．下列设备中利用电磁感应原理工作的是( ) A．电磁铁 B．电动机 C．扬声器 D．麦克风 【答案】D 【解析】电磁铁是利用电流的磁效应原理制成的，故 A 错；电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原 理工作的，故 B 错；扬声器把电信号转化为声信号，利用的是通电线圈在磁场中受力的原理，故 C 错；麦 克风是把声信号转变成电信号，声信号的振动带动线圈在磁场中振动，产生电流，是电磁感应原理的应用， 故 D 正确。 2.现在兴起的智能手机无线充电主要是运用电磁感应技术，当电源的电流通过充电底座中的送电金属线圈 产生磁场，带有金属线圈的智能手机靠近该磁场就能感应磁场，产生电流，实现充电过程。以下设备也是 利用“磁生电”工作的是( ) A．电磁起重机 B．扬声器 C．电烙铁 D．动圈式话筒 【答案】D 【解析】由题意可知，手机中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。电磁起重机是利用电流的磁效应工作的；扬声器是利用通电导体受到磁场力的作用工作 的；电烙铁是利用电流的热效应工作的；动圈式话筒是利用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，故选 D。 3.新能源的开发和利用是应对气候变化的一项有力举措。太阳能汽车作为以新能源为动力交通运输工具的 代表迅速崛起，如图是一种新型的太阳能汽车，太阳光照射到该车的电池板上，蓄电池储存电能，使电动 机能够对汽车提供动力，则下列有关说法中正确的是( ) 2 A．该太阳能汽车只能在白天使用 B．该太阳能汽车同样需要排放尾气 C．该太阳能汽车是将太阳能转化为电能，再将电能转化为动能 D．该太阳能汽车电动机产生的热量越多越好 【答案】C 【解析】太阳能汽车上的太阳能电池板将太阳能转化为电能储存在蓄电池里，所以晚上也可以行驶，故 A 项错误。太阳能汽车不会排放尾气，故 B 项错误。电动机产生的热量越少其效率越高，故 D 项错误。 4.学习了电磁感应现象后，小浩在实验室用如图 3 所示的实验装置来探究“磁生电”。图中 ab 是一根直铜 线。闭合开关，把 ab 迅速向左移动时未发现电流表指针有明显偏转。对小浩做出的如下的判断，你认为正 确的是：（ ） A．感应电流太小，电流表指针偏转不明显 B．将 ab 换成一根直铁线 C．把 ab 改为向右运动 D．把 ab 改为向上运动 【答案】A 【解析】A. 本题中产生感应电流的条件都已满足，即有闭合的回路和部分导体的切割磁感线运动，故一定 能产生感应电流，观察不到指针偏转的原因，只能是电流太小。故正确；B. 将 ab 换成一根直铁线时，由 于铁的电阻率比铜大，所以产生的感应电流小的情况下，指针更不会发生偏转，故错误；C. 导体向右运动 和向左运动结果是相同的，故错误；D. 如将 ab 改成上下运动，运动方向与磁场平行，不会产生感应电流， 故错误。故选 A. 5. 如图所示，导体 ab 按箭头所指的方向运动，在这四种情况下，ab 中有感应电流产生的是( ) 3 A B C D 【答案】D 【解析】根据感应电流的产生条件，图 A 和图 C 中，导体 ab 虽然运动，但没有切割磁感线，故不会有感应 电流产生。图 B 中，导体 ab 虽然做切割磁感线运动，但它不是闭合电路的一部分导体，故只会在 ab 两端 产生感应电压，不会有感应电流产生。图 D 中，满足产生感应电流的条件：闭合电路的一部分导体，在磁 场中做切割磁感线运动，故有感应电流产生。 6．如果在离某人不远处的地方断了一根高压线，电线落到地面上，则下列说法中正确的是( ) A．地面潮湿时，危险性对人来说要小些 B．地面干燥时，危险性对人来说不存在 C．单脚站立时，危险性对人来说要小些 D．双脚站立时，危险性对人来说要小些 【答案】C 【解析】高压线路或高压设备引起的触电有高压电弧触电和跨步电压触电两类。在此题所述情况出现时， 若人双脚站立时很可能因跨步电压引起触电，单脚站立时，人体各部分间没有电压，触电危险性小些，故 C 对，D 错；大地是导体，潮湿时导电性能更强些，但并不是说干燥的大地是绝缘体，故 A、B 均错。明确各 类高压触电的原因是解答本题的关键。 7．如图甲、乙所示的实验现象，下列有关说法正确的是( ) A．甲图演示的是电流的磁效应现象 B．乙图演示的现象与扬声器原理相同 C．甲、乙两图演示的现象说明电能生磁，磁也能生电 D．乙图中，导体 ab 只要运动就能在电路中产生感 应电流 【答案】C 【解析】甲图，有电源，是电动机原理图，是根据通电导体在磁场中受力而转动的原理制成的，不是电流 的磁效应，故 A 错误。乙图，当金属棒 ab 在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就会产生感应电流，故是 电磁感应装置，扬声器是根据通电导体在磁场中受力而转动的原理制成的；乙图演示的现象与扬声器原理 不相同，故 B 错误。甲图说明通电导体的周围产生磁场，该磁场与磁体的磁场相互作用产生力，说明电能 生磁；乙为电磁感应现象，说明磁也能生电，故 C 正确。乙图中，导体 ab 只有做切割磁感线运动，才能在 电路中产生感应电流，故 D 错误。 4 8.关于电动机和发电机的说法正确的是( ) A．电动机是根据电磁感应现象制成的，是将电能转化为机械能的装置 B．发电机是根据电流的磁效应制成的，是将机械能转化为电能的装置 C．电动机的转动方向只与磁场方向有关，与其他因素无关 D．发电机产生的感应电流的方向跟线圈转动方向有关，跟磁场方向也有关 【答案】D 【解析】AC、电动机是根据通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的，是将电能转化为机械能的装置； 且所受力的方向，即电动机的转动方向与电流的方向、磁场的方向有关，故 AC 错误； BD、发电机是根据电磁感应现象的原理制成的，是将机械能转化为电能的装置，且感应电流的方向与导体 的运动方向和磁场的方向有关，故 B 错误，D 正确；故选 D. 9．如图所示，当导体 AB 向左运动时，小磁针( ) A．一定转动 B．一定不转动 C．可能转动，也可能不转动 D．持续来回地摆动 【答案】A 【解析】AB 向左运动时，由于切割磁感线，将在闭合电路中产生感应电流，螺线管中将会有电流通过，螺 线管通电后将产生磁场，左、右两端为两极，所以小磁针一定转动。那么小磁针会不会来回往复地摆动呢？ 如果出现这个现象应是由于磁场方向发生往复变化，这就要求通入螺线管的电流方向发生往复变化。而只 有当 AB 左右来回运动时，产生的感应电流的方向才能往复变化，才能使小磁针来回摆动。但是导体只是向 左运动，所以 D 项是不正确的。 10．在远距离输电时，一般采用高压输电，这样可减少输电线路上的能量损失。若某火力发电厂发电机的 输出功率为 P0，如果采用电压 U 输送，线路损耗功率为 P；如果将输送电压提高为原来的 n 倍，则线路损耗 功率为( ) A.P n B.P n2 C.P0 n D. P0 n2 【答案】B 【解析】若输送电压提高为原来的 n 倍，由 P＝UI 可知，输送电流将降低为原来的1 n ，由公式 P 线＝I2R 线可 5 知，线路损耗功率降低为原来的1 n2。 二、填空题(每空 3 分，共 36 分) 11．如图所示，用漆包线绕成矩形线圈，将线圈两端的导线拉直并用刀将漆全部刮掉，作为转动轴，将线 圈放在金属支架上，在它下面放一块小磁体，用纸做一个小风车固定在转动轴上，将装置与小量程电流表 相连，使小风车转动，可观察到____________的现象，说明电路中有电流产生，此过程中________能转化 为电能，若将电流表换成干电池接入电路，线圈________(填“能”或“不能”)持续转动。 【答案】电流表指针偏转；机械；不能 【解析】图中线圈、导线和电流表组成闭合电路，线圈处在磁场中，使小风车转动可以带动线圈转动切割 磁感线，从而产生感应电流，因此电流表指针会发生偏转；此过程中，消耗了小风车的机械能，获得了电 能，是机械能转化为电能；若将电流表换成干电池接入电路，线圈中有电流通过，受到磁场力的作用，会 转动起来，但转动至平衡位置时，因线圈两端的绝缘漆全部刮掉，无法改变线圈中的电流从而不能持续转 动下去。 12．如图所示的是一个两用电机的示意图，当开关 S1 闭合、S2 断开时，它表示一个________，当开关 S1 断 开、S2 闭合时，它表示一个________。 【答案】发电机；电动机 【解析】当开关 S1 闭合、S2 断开时，此装置转动，会产生感应电流，故为发电机。而当开关 S1 断开、S2 闭 合时，电源给装置供电，使线圈转动，故为电动机。 13．1820 年，丹麦物理学家奥斯特第一个揭示了电和磁之间的联系，他发现了____________，英国物理学 家________经过 10 年的探索，于 1831 年发现了____________现象，继而人们发明了各种发电机，开辟了 人类大规模使用电能的时代。 【答案】电生磁；法拉第；电磁感应 6 【解析】奥斯特实验表明，通电导线的周围存在磁场，即电生磁，是由丹麦物理学家奥斯特于 1820 年最早 发现的；英国物理学家法拉第经过 10 年的探索，于 1831 年发现了电磁感应现象，人们发明了发电机，为 人类大规模获得电能提供了可能。 14．如图是一种常用的动圈式话筒(麦克风)及原理图。当你对着话筒说话时，声带________发出声音，声 波使与膜片相连的线圈振动。线圈在磁场中的这种振动，能产生随着声音变化而变化的电流，这是 ____________现象。 【答案】振动；电磁感应 【解析】本题综合考查声音产生的原因和电磁感应现象。人说话是靠声带的振动发声的；声波使线圈在磁 场中振动，做切割磁感线运动，从而产生感应电流，这是电磁感应现象。 15．在如图所示的实验装置中，用棉线将铜棒 ab 悬挂于磁铁 N、S 极之间，铜棒的两端通过导线连接到灵 敏电流表上。当铜棒向左运动时，电流表的指针将发生________，写出应用该原理制成的一种设备 ____________。 【答案】偏转；发电机 【解析】产生感应电流的条件：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中产生感应电流。 铜棒向左运动时，符合产生感应电流的条件，电路中有感应电流产生，灵敏电流表的指针发生偏转。铜棒 运动时，恰好做切割磁感线运动，故产生感应电流，根据电磁感应原理制成了发电机。 三、实验探究题(每空 1 分，共 24 分) 16．番茄水果电池也能让灯泡亮起来，如图所示。 (1)水果电池的能量的转化过程是________能转化为电能。 (2)能源危机让电动汽车成为汽车行业的“新宠”，电动汽车的竞争演变成了“新型电池”的竞争，目前家 用电动汽车使用的都是充电电池。受水果电池的启发，大胆设想：依据“水果电池的发电原理”，给电动 汽车发明一个“不用充电、自身发电”的“新型电池”。简要写出你的设想。 7 【答案】(1)化学 (2)用两个质量都较大的金属板做电源的两个电极，在电极之间充满电解质。(合理均可) 【解析】本题考查电池中的能量转化。(1)水果电池的能量转化过程是水果的化学能转化为电能；(2)可从 化学能转化为电能方面考虑，本题为开放性试题，答案合理均给分。 17．小宇同学在探究“怎样产生感应电流”的实验中，将一根导体的两端用细导线悬挂起来，并与灵敏电 流计、开关组成串联闭合回路，将导体放在 U 形磁体的磁场中，如图所示。磁体下端为 N 极，上端为 S 极。 首先，她探究导体在磁场中怎样运动时，才能在电路中产生电流。她是通过观察灵敏电流计的指针是否偏 转来判断导体中是否有电流的，若指针偏转，说明导体中有电流；指针不偏转，则说明导体中无电流。电 流的方向可以通过电流计的指针偏转方向来判断，电流的强弱可以通过电流计指针偏转角度来判断。然后， 她探究影响电流方向的因素。最后，她还探究了导体在磁场中产生的电流强弱与哪些因素有关。 (1)合上开关，导体保持不动，电流计指针没有偏转，表明导体中______________； (2)合上开关，导体上下运动，电流计指针没有偏转，表明导体中______________； (3)合上开关，导体向右运动，电流计指针向左偏转，表明导体中______________； (4)合上开关，导体向左运动，电流计指针向右偏转，表明导体中______________；与(3)相比较，导体中 的电流方向________(填“不变”或“改变”)； (5)合上开关，把两个磁极位置对调，让导体向右运动。电流计指针向右偏转，表明导体中________(填“有” 或“无”)电流产生，与(3)比较，导体中的电流方向________(填“不变”或“改变”)； (6)合上开关，保持导体的运动速度不变，但运动方向与磁感线的夹角成锐角，电流计的指针发生偏转，表 明 导体 中 ________(填 “ 能 产生 ” 或 “ 不 能产 生 ”) 电 流。 但 电 流计 的 指 针偏 转 角 度较 小 ， 说明 ______________________； (7) 合 上 开 关 ， 使 导 体 向 右 运 动 速 度 加 快 ， 电 流 计 指 针 向 左 偏 转 角 度 增 大 ， 这 表 明 导 体 中 的 ________________________； (8)将图中的磁铁换成一个磁性更大的磁铁，保持(3)中的切割速度不变，发现电流计的指针偏转角度增大， 8 表明导体中的电流________。由此可见，闭合电路的一部分导体在磁场中做________________运动时，导 体中就能产生电流，产生的电流叫做感应电流。导体中感应电流的方向，跟导体________方向和 ____________方向有关；感应电流的大小与____________和________________等因素有关。 【答案】(1)没有电流 (2)没有电流 (3)有电流 (4)有电流；改变 (5)有；改变 (6)能产生；产生的 电流较小 (7)电流增大 (8)增大；切割磁感线；运动；磁场；磁场强弱；切割磁感线速度 【解析】只有当导体切割磁感线时才可能产生感应电流，导体中感应电流的大小与导体运动速度的大小和 磁场的强弱有关。 18．在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中： (1) (2) (1)小星设计的电路如图(1)所示，在蹄形磁体的磁场中放置一根导线 ab，ab 的两端分别跟开关、螺线管连 接，螺线管旁放置一个小磁针，当 ab 中产生电流时，螺线管中有________通过，小磁针会发生偏转。 (2)小星闭合开关后，不管导线 ab 在磁场中怎样运动，小磁针都不偏转，是没有产生电流，还是产生的电 流太微弱？他换用了一个灵敏电流表代替螺线管和小磁针，如果灵敏电流表指针发生偏转，表明 ab 中产生 电流，实验的情况如图(2)所示。 A．观察并分析①②③现象可知：导体静止时，________产生感应电流；导体沿着磁感线方向运动时，________ 产生感应电流；导体切割磁感线运动时，____________产生感应电流。(均填“能”或“不能”) B．观察并分析③④现象可知：产生感应电流的条件之一是________。 (3)对比图(1)和图(2)两次实验后，小星认为：图(1)中小磁针不发生偏转，不是没有产生电流，而是 ________________。 【答案】(1)电流 (2)A.不能；不能；能；B.闭合电路 (3)产生的电流太微弱