第二十章 电与磁（综合题30道）【刷好题】2025-2026学年九年级物理下册热点题型专练（2024人教版） 练习+答案

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第二十章 电与磁（综合题30道） 1．阅读材料，回答问题 手机无线充电 生活中常见的手机无线充电主要方式为电磁感应充电，原理如图甲所示，交变电流通过无线充电板（送电线圈）产生磁场，手机（受电线圈）放在无线充电板上就能充电，并将电能储存到手机的锂电池内。这种无线充电的主要优势是在近距离时效率可达90%，现在很多手机都搭配了超级无线快充功能，在快充过程中的不同阶段中充电功率会根据电池的电量进行调整。我国某品牌智能手机A使用标称电压3V，容量4000mA·h的电池（此电池在放电电压3V、电流为4000毫安情况下能维持1小时完全放电），采用超级快充技术，不到10min就可把电池的电量充达一半，极大的方便了人们使用。 虽然电磁感应式无线充电具有便捷、高效等优点，但充电效率也受到多种因素影响。系统的发热程度、环境干扰物、线圈材料的电阻、对齐相对位置等都会影响能量传输的效率。例如，环境温度过高会使线圈电阻增大，影响能量传输降低充电效率；周围金属物体可能会干扰磁场分布，降低充电效率；只有当线圈对齐时才能实现高效率的充电。 (1)手机在无线充电时，手机中的受电线圈会产生感应电流，该过程与 （选填“发电机”或“电动机”）工作原理相似； (2)给电池充电过程中，将 能转化为化学能，电池相当于 （选填“用电器”或“电源”）； (3)以下______是正确的充电方式并能提高充电的效率； A．在高温环境下充电 B．将手机与充电底座紧密对齐放置 C．在充电底座周围放置金属装饰物 D．随意摆放手机进行充电 (4)用标有“输出10V 6A”字样的充电器给智能手机A电池充电，设充电器工作时输出功率保持不变，充电效率为80%，请计算说明，选用该充电器将手机A电池从零到充满电需要多长时间。 【答案】(1)发电机 (2) 电 用电器 (3)B (4)900s 【详解】（1）手机在无线充电时，手机中的受电线圈会产生感应电流，这属于磁生电，是电磁感应现象，所以该过程与发电机工作原理相似。 （2）[1][2]给电池充电过程中，将电能转化为化学能储存在电池内，因为消耗了电能，所以电池相当于用电器。 （3）A．由所给材料可知，无线充电时环境温度过高会使线圈电阻增大，影响能量传输降低充电效率，故A不符合题意； B．将手机与充电底座紧密对齐放置，就可以对齐线圈位置，符合高效率充电的条件，故B符合题意； C．在充电底座周围放置金属装饰物，金属物体会干扰磁场分布，降低充电效率，故C不符合题意； D．无线充电时，高效充电要求必须对齐线圈位置，则随意摆放手机不能实现高效率的充电，故D不符合题意。 故选B。 （4）已知手机A使用标称电压3V，容量4000mA·h的电池，则其完全放电电流为 完全放电时间为 所以手机A充满电时储存的电能为 已知充电器充电效率为80%，故将手机A充满电所消耗的总电能为 因为用标有“输出10V 6A”字样的充电器充电，且充电时输出功率保持不变，所以用该充电器将手机A电池从零到充满电所需总时间为 2．深入落实国家关于碳达峰碳中和重大决策，推动形成绿色低碳的生产方式和生活方式。某校积极响应号召，物理社团开展关于日常生活、生产中利用太阳能的调研活动。他们观察到城市、乡村道路旁如图甲所示的风光互补路灯系统，可利用风力和太阳能发电，并将电能输送至蓄电池储存起来供LED路灯照明使用。其自动控制电路如图丙所示，为保护电阻（阻值不变），R为光敏电阻。白天太阳能电池板或风力发电机为蓄电池充电，夜晚蓄电池为LED灯供电照明。 请结合上述信息回答下列问题： (1)太阳能电池板的主要材料是晶体硅，它属于 （选填“导体”“绝缘体”“半导体”或“超导体”）。风力发电机的工作原理是 现象。 (2)顶端风机叶片采用了翼型技术，如图乙所示，当风从左向右水平吹向水平扇叶A时，水平扇叶A将 （选填“顺时针”或“逆时针”）转动。 (3)如图丙所示，闭合开关S，电磁铁的上端是 （选填“N”或“S”）极。 (4)蓄电池的额定电压为12V，容量为400A·h。风力发电机的输出功率P与风速v的关系如图丁所示，当风速为12m/s时，仅靠风力发电的情况下，仅将蓄电池的电量由20%充到70%需要 h。 (5)请你再写出一个日常生活、生产中应用太阳能的实例： 。 【答案】(1) 半导体 电磁感应 (2)顺时针 (3)S (4)8 (5)太阳能热水器 【详解】（1）[1]晶体硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，具有单向导电性，是典型的半导体材料。半导体材料在太阳能电池中能够将光能直接转换为电能。 [2]风力发电机工作时，叶片带动线圈在磁场中转动，切割磁感线产生感应电流，这是电磁感应现象。电磁感应现象是发电机工作的基本原理。 （2）当风从左向右吹过翼型叶片时，叶片下表面的空气在相同时间内通过的路程大，流速大；那么叶片下表面空气流速大压强小，上表面空气流速小压强大，故产生向下的压力差使叶片顺时针转动。 （3）根据安培定则，用右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向N极。图中电流从下端流入，上端为S极。电磁铁的极性可以通过改变电流方向来改变。 （4）蓄电池需要充电的电量为(70%-20%)×400A·h=200A·h 由图丁可知，风速12m/s时功率为300W，充电时间 （5）太阳能热水器利用太阳能集热板吸收太阳辐射能加热水，是日常生活中常见的太阳能应用。太阳能具有清洁、可再生等优点，在建筑供暖、农业温室等领域也有广泛应用。 3．卡塔尔世界杯足球赛，球场草坪所用的自动灌溉工程得到了中国技术团队的支持。球场草坪种植的黑麦草，适合在湿度为的土壤中生长。装置设计如图，当土壤湿度高于50%时，电动机不工作。 (1)图中A线是 （选填“火线”、“零线”或“地线”）。 (2)已知图中湿敏电阻Rx的阻值随所在土壤湿度升高而增大。当土壤湿度从70%降低到50%时，电路中的电流 （选填“增大”、“不变”或“减小”），电磁铁的磁性将 （选填“增大”“不变”或“减小”），电磁铁就会把衔铁吸下来，电动机正常工作并转动送水。 (3)请用笔画线表示接线，完成图示的电路连接。要求如下： Ⅰ.闭合开关S，当土壤湿度低于50%时，电动机正常工作并转动送水；当土壤湿度高于50%时，电动机不工作停止送水。 Ⅱ.电动机的额定电压为220V，电动机接入方式需按照家庭电路安全用电的原则。 【答案】(1)零线 (2) 增大 增大 (3) 【详解】（1）由于三孔插座的接法是左零右火上接地，所以A线是零线。 （2）[1][2]因为湿敏电阻的阻值随所在土壤湿度升高而增大，所以当土壤湿度从降低到时电阻变小，由欧姆定律得电路中的电流增大，电磁铁的磁性增大，电磁铁就会把衔铁吸下来，电动机正常工作并转动送水。 （3）闭合开关S，当土壤湿度低于时，湿敏电阻的阻值变小，电流变大，电磁铁磁性变强，将衔铁吸下来，电动机正常工作并转动送水，说明电动机的左接线柱与下触点相连； 当土壤湿度高于时，湿敏电阻的阻值变大，电流变小，电磁铁磁性变弱，衔铁被弹回，断开电动机，电动机不转，停止送水，由于开关接在火线上，所以衔铁与火线相连，如下图所示： 4．植物长时间缺水会导致土壤湿度过低，影响生长。在跨学科实践课上，某小组同学们开展了“设计自动浇花装置”的活动。 任务一：设计浇花装置 小组同学将小型水泵接入如图甲所示的电路，闭合开关，水泵开始工作，将水箱中的水输送到花盆中，实现浇花的目的。若要使水泵输送的水流大小可调节，可在电路中串联一个 ；水泵的核心部件电动机的工作原理是 。 任务二：优化浇水装置 小华同学希望增加根据土壤湿度自动浇水的功能，把土壤湿度传感器插入土壤中，如图乙所示，并设计了如图丙所示的控制电路。控制电路电压恒为12V，Rx为湿敏电阻。当土壤湿度低于设定值时，Rx阻值减小，使得通过电磁铁线圈的电流≥30mA，衔铁被吸下，水泵启动；当湿度达标后，会使电流