物理九年级全册第十八章 电能从哪里来综合与测试当堂检测题
展开选择题(共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求。)
1.电流大小和方向周期性变化的电流叫交流电,我国家庭电路交流电的频率和周期是( )
A.36Hz 1sB.50Hz 0.02s
C.100Hz 0.1sD.220Hz 10s
【答案】B
【解析】
交流电完成一次周期性变化需要的时间叫周期,单位时间内完成周期性变化的次数叫频率。我国使用的是正弦式交流电,频率f=50Hz,周期T=1f=150Hz=0.02s。、
故选:B。
2.对于交流电发电机,下列说法中正确的是( )
A.线圈转动一周,电流方向改变一次
B.线圈转动一周,电流方向改变两次
C.线圈转动一周,电流方向改变三次
D.线圈转动一周,电流方向改变四次
【答案】B
【解析】
交流电在一个周期内线圈转动一周,电流方向改变两次,大小随时间改变。交变电流是线圈在磁场中转动形成的;线圈转动一周即为一个周期,在一个周期内电流方向改变两次,电流的大小随时间周期性变化;
故选:B。
3.新能源汽车环保节能,在现代生活中的作用越来越重要。给电动乘用汽车充电时,下列说法正确的是( )
A.化学能转化为电能B.电能转化为内能
C.存储的化学能增加D.充电电压是36V
【答案】C
【解析】
给电动乘用汽车充电时,会消耗电能,电能转化为化学能;电动车的种类不同,充电电压可能不同。给电动乘用汽车充电时,会消耗电能,电能转化为化学能,化学能增加;不同的电动车的充电电压是不同的,一般是220V,但不会是36V,故C正确,ABD错误。
故选:C。
4.如图所示,关于应急灯的使用和充电情况,下列说法中正确的是( )
A.使用时,将化学能转化为光能
B.充电时,将化学能转化为电能
C.充电时,应急灯的蓄电池相当于电源
D.使用时,应急灯的蓄电池相当于用电器
【答案】A
【解析】
应急灯工作时将化学能转化为电能,再转化为光能;充电时是将电能转化为化学能。
AD、应急灯在使用时,将储存的化学能转化为电能,再转化为光能,此时应急灯相当于用电器,其蓄电池相当于电源,故A正确、D错误;BC、应急灯在充电时,将电能转化为蓄电池的化学能,此时应急灯的蓄电池相当于用电器,故BC错误。故选:A。
5.如图所示,导体棒AB、CD水平放置在蹄形磁体的磁场中,都垂直于所在位置的磁感线,两个蹄形磁体的N极和S极标识都没有了。拉动AB向左移动时,发现CD向右移动,下列判断正确的是( )
A.若拉动AB向右移动,则CD向右移动
B.若拉动AB向右移动,则CD向左移动
C.调换右边磁体上下磁极,拉动AB向左移动,则CD向右移动
D.调换右边磁体上下磁极,拉动AB向右移动,则CD向左移动
【答案】B
【解析】
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中会产生感应电流,感应电流的方向与导体运动的方向和磁场的方向有关;通电导体在磁场中受力运动,受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关。拉动AB向左移动时,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中会产生感应电流,同时CD中有电流通过,通电导体CD在磁场中受力运动;拉动AB向左移动时,发现CD向右移动;AB、若拉动AB向右移动,磁场的方向不变,则感应电流的方向改变了,通过CD的电流的方向改变,CD所处的磁场的方向不变,则CD会向左移动,故A错误,B正确;C、拉动AB向左移动,磁场的方向不变,产生的感应电流方向不变,调换右边磁体上下磁极,CD所处的磁场的方向改变,受到磁场力的方向改变,CD向左移动,故C错误;D、拉动AB向右移动,磁场方向不变,产生的感应电流方向改变,调换右边磁体上下磁极,CD所处的磁场的方向改变,则CD受力方向不变,所以CD向右移动,故D错误。故选:B。
6.如图所示,用导线、灵敏电流表组成闭合回路.选项中,用“O”表示闭合电路中垂直于纸面方向放置的导线ab的横截面,当导线ab在磁场中沿虚线运动,灵敏电流表指针有明显偏转的是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】
要想产生感应电流,必须让闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
ABC、三个图中的导体都没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,灵敏电流表指针不偏转,故ABC错误;D、导体上下移动,做切割磁感线运动,会产生感应电流,灵敏电流表指针偏转,故D正确。故选:D。
7.如图是一种常见的话筒—动圈式话筒的构造图,如图所示的四幅图中能够说明其工作原理的是( )
A.B.
C.D.
【答案】A
【解析】
动圈式话筒的工作过程是:声波振动→引起膜片振动→带动线圈振动→线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流→经放大传给扬声器→产生声音。当你对着话筒说话时,产生的声音使膜片振动,与膜片相连的线圈也跟着一起振动,而线圈处在磁场中,线圈振动时切割磁感线,能产生随着声音变化而变化的电流,感应电流经过放大后,通过扬声器还原成声音。话筒运用的是电磁感应的原理,即导体在闭合线圈中做切割磁感线运动,产生的感应电流;A、图中闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中会产生感应电流,故A正确;B、该图是奥斯特实验,说明电流的周围存在磁场,故B错误;C、闭合开关,通电导体在磁场中受到力的作用,导体会运动,故C错误;D、该图中电磁铁的工作原理是电流的磁效应,故D错误;故选:A。
8.如图,通电线圈的B端与磁铁N极相吸,a表示垂直于纸面的一根导线,它是闭合电路的一部分,它在磁场中按箭头方向运动时,下列哪种情况可能不会产生感应电流( )
A.B.C.D.
【答案】A
【解析】
能否产生感应电流,就要看图示的情景能否满足①闭合电路;②部分导体做切割磁感线运动这两个条件。
通电线圈的B端与磁铁N极相吸,说明B端为S极;在磁体的外部,磁感线是从N极指向S极,则图中通电线圈的B端与磁铁N极之间的磁感线沿水平方向;由图可知,BCD中的导体运动时都会切割磁感线,所以会产生感应电流;只有A中导体沿磁感线方向运动,即没有切割磁感线,所以不会产生感应电流。故选:A。
9.对于远距离输电,下列说法正确的是( )
A.远距离输电输送的是直流电
B.高压输电可以减少电能损失
C.高压线路上的电压可以随意升高
D.输电线上的电阻越大,则电能损失越小
【答案】B
【解析】
根据P=UI知,输送电功率一定,输电电压越大,输电电流越小,根据P损=I2R可判断输电线上电能的损失。在高压输电中,电压是不可以随意升高的,要综合考虑各种因素,比如感抗、容抗等。
远距离输电来自发电站,是交流发电机发出的,所以远距离输电输送的是交流电,故A错误;
根据P=UI知,高压输电电压高,电流小,根据P损=I2R可知,高压输电可以减少电能损失,故B正确。
高压输电必须综合考虑各种因素,电压不可以随意升高。故C错误;
D、根据P损=I2R可知,输电线上的电阻越大,则电能损失越大,故D错误。
故选:B。
10.如图是一款“运动手环”,其主要部分是一段内置有一小块磁铁的密闭的空心塑料管,管外缠绕着线圈。戴着这种手环走路时塑料管跟着手一起运动,磁铁则在管内反复运动,线圈中便会产生电流,液晶屏上就会显示出运动的步数,下列四幅图中的设备,与此款运动手环工作原理相同的是( )
A.动圈式话筒B.台式电风扇
C.电磁继电器D.电磁起重机
【答案】A
【解析】
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流,这就是电磁感应;这一过程中,可将机械能转化为电能。
根据“运动手环”的特点可知,当塑料管运动时,磁铁在管中反复运动,线圈切割磁感线而产生电流。因此,运动手环的基本原理是电磁感应;A、是动圈式话筒是把声信号转变成电信号的,声信号的振动带动线圈在磁场中振动,产生电流,是电磁感应现象原理,故A正确;B、是电风扇,是通电导体在磁场中受力运动的,电能转化为机械能,故B错误;C、电磁继电器的主要部件是电磁铁,电磁铁的原理是电流的磁效应,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:A。
11.关于发电机,下列说法正确的是( )
A.发电机是根据电磁感应现象制成的,是将电能转化成机械能的装置
B.发电机是根据电流的磁效应制成的,是将机械能转化成电能的装置
C.发电机产生感应电流的方向跟线圈转动方向有关,跟磁感线的方向无关
D.发电机产生感应电流的方向跟线圈转动方向有关,跟磁感线的方向也有关
【答案】D
【解析】
要解答本题需掌握发电机和电动机最根本的区别:电动机是消耗电能的,其原理是通电线圈在磁场里受力转动,即电能转化为机械能,且所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关;而发电机是产生电能的,其原理是电磁感应现象,其所产生电流的方向与导体的运动方向和磁场的方向有关,是将机械能转化为电能的装置;
发电机是利用电磁感应现象的原理制成的,且所产生的感应电流的方向与导体的运动方向和磁场的方向有关;
故选:D。
12.无线反向充电指的是手机等原本只能接收无线充电电磁波的设备,现在可以通过无线线圈发出的电磁波给其它支持无线充电的设备充电。如图是某款智能手机,其内部为带有金属线圈的充电部件,需要充电时只须靠近具有无线反向充电功能手机时,线圈中就会产生电流,实现充电过程。下列实验中和手机中充电的部件工作原理相同的是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【解析】
由题知,内部为带有金属线圈的充电部件,需要充电时只须靠近具有无线反向充电功能手机时,线圈中就会产生电流,实现充电过程,从而通过“磁生电”来充电,即无线充电利用了电磁感应原理;分析各图中实验原理分析解答。
由题知,无线充电的工作原理是电磁感应现象;A、图中是奥斯特实验,说明通电导体周围存在磁场,故A错误;B、图中是通电螺线管能够产生磁场,说明通电通电螺线管周围有磁场,故B错误;C、图中有电源,其原理是通电导体在磁场中受到力的作用,故C错误;D、图中无电源,闭合电路的一部分导体ab做切割磁感线运动时,能够产生感应电流,是电磁感应现象,符合题意,故D正确。故选:D。
二、填空题(共6题,每空2分,共26分。)
13.发电机是利用电磁感应现象制成的,我国发电厂发出的交流电的频率是 Hz.电动机是利用通电导体在磁场中受力的原理制成的,要改变通电导体在磁场中的受力方向,可以通过改变磁场方向或改变 方向来实现。
【答案】50;电流。
【解析】
我国发电厂发出的交流电的频率是50Hz;
(2)电动机是利用通电导体在磁场中受力的原理制成的,通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向、电流方向有关,要改变通电导体在磁场中的受力方向,可以通过改变磁场方向或改变电流方向来实现,若两个分析同时改变,受力方向不变。
故答案为:50;电流。
14.如图所示,风力发电机是将机械能转化为 的装置,其工作原理是 ;现代风力发电技术,可利用微风带动叶片旋转,通过增速机提升旋转速度。
【答案】电能;电磁感应现象
【解析】
发电机的工作原理是电磁感应现象,工作过程中机械能转化为电能。
风力发电机在工作时,将机械能转化为电能,其工作原理是电磁感应现象。
故答案为:电能;电磁感应现象。
15.条形磁体下方的小磁针静止时如图1所示,则条形磁体的右端为 (选填“N”或“S”)极;图2为 (选填“电动机”或“发电机”)模型原理图。
【答案】N;发电机
【解析】
根据磁极间的相互作用规律分析条形磁铁的极性;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,这就是电磁感应现象,是发电机的工作原理。
解:由图可知,小磁针的左端为N极,右端为S极,根据异名磁极相互吸引可知,条形磁铁的右端为N极;由图可知,闭合电路的导体AB在磁场中做切割磁感线运动时,线圈中会产生感应电流,这是电磁感应现象,是发电机的工作原理图。
故答案为:N;发电机。
16.如图所示,用绝缘细线将一根导体棒AB悬挂在蹄形磁体的磁场中,再将导体棒AB、灵敏电流计及开关用导线连成一个闭合电路。闭合开关,向左(或向右)拨动导体棒AB使其偏离平衡位置后释放(不计空气阻力和细线悬点处的摩擦),观察导体棒AB的左右摆动情况,可看到棒AB左右摆动的幅度 (选填“不变”、“越来越小”或“越来越大”),这个过程中能量转化情况是 。
【答案】越来越小;机械能转化为电能
【解析】
产生电磁感应现象的条件:一:有闭合回路,二、回路中的部分导体做切割磁感线运动。
解:闭合开关,向左(或向右)拨动导体棒AB使其偏离平衡位置后释放,此时的AB在磁场中做切割磁感线运动,AB中会产生感应电流,这就是电磁感应,此过程中机械能转化为电能,故机械能越来越小,AB切割磁感线的速度变小,故棒AB左右摆动的幅度越来越小。故答案为:越来越小;机械能转化为电能。
17.在电能输送的过程中,如果输送的电功率一定,将输电电压升到原来的10倍,则输电线上损失的功率将变为原来的 倍,由此可见,若想有效的减小电能在输电线路上的损失应采用 (选填“高压”或“低压”)输电。
【答案】1100;高压。
【解析】
输送电功率一定时,输送电压越高,电流越小,在电阻一定时,电流发热功率减小,电能损失越少。
解:P=UI,输送功率一定时,电压变为原来的10倍,电流变为原来的110.电阻一定时,根据P=I2R,电流变为原来的110,发热功率变为原来的1100;通电时间一定时,损失电能减少,所以采用高压输电。故答案为:1100;高压。
18.如图甲所示是小明设计的振动发电装置,它由一个辐向型的永磁铁(磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布,如图乙所示)和一个套在辐向型永磁铁槽中的线圈组成,外力推动线圈框架的P端,使线圈沿轴线做左右往复运动,便有电流通过小灯泡。该装置是利用 原理制成的;此装置中线圈相当于 (选填“用电器”或“电源”);通过小灯泡的电流是 (选填“直流电”或“交流电”)。
【答案】电磁感应; 电源;交流电。
【解析】
闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,此时在电路中就会产生感应电流,该现象就是电磁感应现象。(2)向外供电,此装置中线圈相当于电源;大小和方向都不变的电流称为直流电;大小和方向都随周期性变化的电流是交流电。
解:据图能看出,当振动时,线圈会发生运动,即恰好在磁场中切割磁感线运动,从而使得电路中产生电流,故该装置是利用电磁感应原理制成的;线圈向外供电,此装置中线圈相当于电源;由于线圈的运动方向是改变的,故产生的感应电流的方向也是改变的,故小灯泡中流过的电流是交流电。故答案为:电磁感应; 电源;交流电。
三.实验,探究题(共3题,每空2分,共26分。)
19.探究产生感应电流条件的实验步骤如图中的甲、乙、丙所示:
(1)以下磁体两极间磁感线的画法中,正确的是 。
(2)实验中,通过观察 来判断电路中是否有感应电流。
(3)比较图中的 两图可知,产生感应电流的一个条件是电路要闭合;闭合开关,当蹄形磁体或导体做下列的运动,可以产生感应电流的是 (填写选项中的字母)。
A.导体不动,蹄形磁体做左右运动
B.蹄形磁体不动,导体在蹄形磁体中上下运动
C.蹄形磁体不动,导体在蹄形磁体中左右运动
D.蹄形磁体不动,导体在蹄形磁体中斜向上或斜向下运动
【答案】(1)无;(2)切割磁感线;2、3;(3)增加磁场的强度。
【解析】
根据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;(2)根据表中的信息分析,根据控制变量法得出实验结论;(3)闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动时,导体中有感应电流产生,感应电流的大小与导体运动的速度和磁场强度有关。
解:(1)当导体ab静止悬挂起来后,闭合开关,此时导体没有做切割磁感线运动,灵敏电流计G指针不偏转,说明电路中无电流产生;(2)①根据表格中的信息可知,比较1、2(或1、3)实验现象,当导体在磁场中运动时,电流计指针不一定偏转,只有闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中才会产生感应电流;②比较第2、3次实验现象发现,磁场方向相同,导体运动的方向不同,产生电流的方向不同,即产生的电流的方向跟导体运动方向有关;(3)闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动时,导体中有感应电流产生,感应电流的大小与导体运动的速度和磁场强度有关,电流计的指针偏转角度都很小,可以换用磁场强度更强的蹄形磁体再次进行实验,增加感应电流的大小。
故答案为:(1)无;(2)切割磁感线;2、3;(3)增加磁场的强度。
20.发电机是如何发电的呢?小泉用如图22所示的装置进行探究。
(1)导体ab静止悬挂,闭合开关,灵敏电流计的指针不偏转,说明电路中 (选填“有”或“无”)电流产生。
(2)继续探究,记录观察到的现象如表1:
表1
①比较1、2(或1、3)实验现象可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时,电路中就会产生感应电流。
②比较 (填实验序号)实验现象可知,产生的感应电流的方向跟导体运动方向有关。
(3)小泉实验时发现无论导体ab怎么运动,电流计的指针偏转角度都很小,分析原因是产生的感应电流太小。请你提出一条改进措施 。
【答案】(1)A;
(2)小量程电流表指针是否发生偏转;(3)甲丙;ACD。
【解析】
磁体周围的磁感线都是从N极出发,回到S极。(2)电路中有小量程电流表,通过观察小量程电流表指针是否发生偏转来反映电路中是否有感应电流产生。(3)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,导体中有感应电流产生。
解:(1)根据磁体周围的磁感线都是从N极出发,回到S极,故A正确,BCD都错误。
(2)电路中,通过观察小量程电流表指针是否发生偏转来反映电路中是否有感应电流产生;(3)甲丙两图,导体在磁场中做切割磁感线运动,甲电路中没有感应电流,丙电路中有感应电流,说明产生感应电流,电路必须是闭合电路。A.导体不动,蹄形磁体做左右运动,导体相对于磁场做切割磁感线运动,电路中产生感应电流。B.蹄形磁体不动,导体在蹄形磁体中上下运动,导体在磁场中没有切割磁感线运动,电路中没有感应电流产生。C.蹄形磁体不动,导体在蹄形磁体中左右运动,导体在磁场中做切割磁感线运动,电路中产生感应电流。D.蹄形磁体不动,导体在蹄形磁体中斜向上或斜向下运动,导体在磁场中做切割磁感线运动,电路中产生感应电流。故ACD操作时,电路中都有感应电流产生。
故答案为:(1)A;(2)小量程电流表指针是否发生偏转;(3)甲丙;ACD。
21.如图是“探究什么情况下磁可以生电”的装置,用棉线将一段导体AB悬挂起来,放置于蹄形磁体的磁场中,再用导线把导体AB和灵敏电流计连接起来,组成了闭合电路。
(1)该实验中,灵敏电流计的作用是______、______。
(2)确认灵敏电流计能正常工作后,某同学发现,无论导体AB在磁场中怎样运动,灵敏电流计的指针均不见发生偏转。其主要原因可能是______、______。
(3)在教师的指导下,兴趣小组对实验进行完善后,观察到的现象如下表所示,由此可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做______运动时,电路中会产生感应电流。
(4)比较第4、5(或6、7)次实验可以得出 。
(5)在此实验过程中,能量转化情况是______。利用这一原理,人们在生产生活中制成了______。
【答案】(1).判断是否产生感应电流;判断感应电流的方向;
.产生的感应电流太弱;断路(接触不良);
.切割磁感线;
.感应电流的方向与导体运动方向有关;
(5).机械能转化为电能;发电机;
【解析】
(1)根据灵敏电流计是否偏转可以判断是否产生感应电流;偏转方向可以判断感应电流的方向。
(2)无论导体AB在磁场中怎样运动,灵敏电流计的指针均不见发生偏转,其主要原因可能是产生的感应电流太弱,不能引起指针的偏转或者电路断路(接触不良),没有电流。
(3)观察表中情况,由此可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流。
(4)比较第4、5(或6、7)次实验现象发现,磁场方向相同,导体运动的方向不同,产生电流的方向不同,即感应电流的方向与导体运动方向有关。
(5)在电磁感应现象中,闭合电路一部分导体做切割磁感线运动,产生感应电流,是把机械能转化为电能。
利用这一原理,人们在生产生活中制成了发电机。序号
ab运动方向
电流计指针偏转情况
1
沿磁场方向运动(不切割磁感线)
不偏转
2
水平向左(切割磁感线)
向右偏转
3
水平向右(切割磁感线)
向左偏转
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