初中物理沪教版九年级下册《第八章 电能与磁》章节练习
一 、单选题(本大题共12小题,共36分)
1.(3分)关于电磁波的叙述中,下列说法正确的是( )
A. 电台发射的无线电波,波长越短,频率越高
B. 电磁波只可传递信息,不能传递能量
C. 红外线、紫外线、x射线都是光波,不属于电磁波
D. 不同波长的电磁波在真空中传播速度相同,频率也相同
2.(3分)如图所示,一个标有“6V 3.6W”字样的小灯泡L和最大阻值为50Ω的滑动变阻器R串联后接在电压恒为6V的电源两端,设灯丝电阻不变,则下列判断错误的是( )
A. 当滑片P从a滑向b时,灯L的电功率一直减小
B. 当滑片P滑至某个位置时,L和R的电功率相等
C. 移动滑片P,电路中总功率最小值是0.6W
D. 无论如何移动滑片P,电路中总功率不会超过2W
3.(3分)对以下生活现象的认识,错误的是
A. 曲靖的大气压比海平面的低 B. 洗衣机甩干衣服利用了惯性
C. 空气开关利用了电磁感应现象 D. 手机信号是通过电磁波传送的
4.(3分)对下列物理量的估测中,最接近实际的是
A. 人们感觉到舒适的气温大约是
B. 教室内饮水机的加热功率约为
C. 中学生从一楼走到三楼,克服重力做的功约为
D. 老师讲课时的声音小于
5.(3分)如图为某款共享单车及科技含量极高的可定位的电子锁。电子锁能接收无线移动发来的开锁指令,驱动电机开锁。传动轴内有一台微型发电机,在骑行的时候,这个发电机能为车锁里面的电池充电。下列有关共享单车说法,错误的是
A. 锁上二维码的几何图形中包含大量的信息
B. 微型发电机是根据电磁感应原理制成的
C. 手机镜头扫二维码成的是正立的实像
D. 可定位的电子锁是通过电磁波接收信号的
6.(3分)下列四幅图中利用电磁感应原理工作的是
A. 动圈式话筒 B. 电脑风扇
C. 手电钻 D. 扬声器
7.(3分)我国自行研制的北斗卫星导航系统具有定位、导航和通信等功能,它传递信息是利用
A. 电磁波 B. 激光 C. 超声波 D. 次声波
8.(3分)下列说法不正确的是( )
A. 磁场中不同位置,磁场方向可能不同
B. 磁场对放入其中的小磁针产生力的作用
C. 磁场并非真实存在,而是为研究方便而假设的
D. 导体中负电荷定向移动一定形成磁场
9.(3分)中国科技馆有一个由小车和螺旋桨组成的装置,如图所示。小车在磁体间的相互作用下悬浮于水平平直轨道上。按下控制开关,小车左端的螺旋桨开始转动,小车由静止开始沿轨道向右运动,速度逐渐增大;一段时间后,小车右端的螺旋桨也开始转动,最终在两个螺旋桨转速的自动调节下,小车可以停在轨道上。下列说法中正确的是
A. 小车静止悬浮在轨道上时,只受到重力作用
B. 小车静止悬浮在轨道上时,受到竖直向上的磁力
C. 小车向右运动的过程中,所受合力一定为零
D. 小车速度增大的过程中,小车的机械能不变
10.(3分)生活中需要对一些物理量进行估测,下列估测合理的是
A. 家用电饭锅的电功率约为
B. 手电筒中的电流约为
C. 正常情况下人体的电阻约为
D. 我国家庭用电器正常工作的电压一般是
11.(3分)下列物理量的估测中,最接近实际的是
A. 智能手机正常使用时的功率约为
B. 完整播放一遍中华人民共和国国歌所需时间约为
C. 教室中日光灯正常工作时的电流约为
D. 小明上学时步行的速度约为
12.(3分)如图是拍摄机动车闯红灯的工作原理示意图.光控开关接收到红灯发出的光会自动闭合,压力开关受到机动车的压力会闭合,摄像系统在电路接通时可自动拍摄违章车辆.下列有关说法正确的是( )
A. 只要光控开关接收到红光,摄像系统就会自动拍摄
B. 机动车只要驶过埋有压力开关的路口,摄像系统就会自动拍摄
C. 若将光控开关和压力开关并联,也能起到相同的作用
D. 只有光控开关和压力开关都闭合时,摄像系统才会自动拍摄
二 、填空题(本大题共6小题,共13分)
13.(5分)小冲同学看见他爸爸的手机锂电池上面标明电压为,容量为,则它充电时相当于 ______ 选填“用电器”或“电源”,下同,手机待机时相当于 ______ ,充满电后存储的电能为 ______ ;经查,该手机的待机电流为,则该手机最长待机时间为 ______ 。
14.(1分)江苏人民广播电的频率为702kHz,声音在空气中传播的速度约为3×108m/s,则南京音乐台节目的波长是____米.
15.(2分)4月初小芳家中的电能表的示数为,5月初电能表如图所示,本月她家共使用了____度电.她认真观察了几分钟,查出电能表的转盘转过60圈,则这几分钟内她家的用电器消耗的电能是____J.
16.(1分)如图所示,电能表的示数是______。
17.(3分)通电螺线管的极性跟电流的方向有关系,可以用安培定则来判断.如图,用____手握住通电螺线管,使四指弯曲与____方向一致,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的____极.
18.(1分)如图所示的电能表的读数是 ______。
三 、实验题(本大题共1小题,共10分)
19.(10分)已知一个铭牌部分损坏的小灯泡的额定电压为,此灯泡的电阻约为。
请通过使用如下实验器材:电源电压约为;一块电压表;个滑动变阻器,铭牌分别为、、;关及若干导线。设计一个实验,测出小灯泡的额定功率。要求:电路不可重组
画出你所设计的实验电路图并在图上标出选用的滑动变阻器;
写出主要实验步骤及所需测量的物理量;
写出灯泡额定功率的数学表达式。用已知量和测量量表示
四 、作图题(本大题共1小题,共10分)
20.(10分)地球周围存在着磁场,如图所示,请标出地磁场的极和小磁针静止时的极。
五 、计算题(本大题共2小题,共20分)
21.(10分)如图所示,图中已画出了通电螺线管的一条磁感线和静止在螺线管上方的小磁针,请在图中标出已画磁感线的方向和小磁针的N极.
22.(10分)电动机在生活中的应用非常广泛。
若某电动机的线圈电阻为,电动机工作时两端的电压为,通过电动机的电流为,请推导此电动机的效率。
某微型吸尘器的直流电动机内阻一定,把它接入电压为的电路时,电动机不转,测得此时流过电动机的电流是,若把电动机接入电压为的电路中,电动机正常工作,工作电流是如在正常工作时,转子突然被卡住,此时电动机的发热功率多大?
答案和解析
1.【答案】A;
【解析】解:A、电台发射的无线电波是电磁波,电磁波在空气中传播速度是一定的,波长和频率的乘积是一定的,波长越短,频率越高.符合题意.
B、电磁波既能传递信息,也能传递能量.不符合题意.
C、红外线、紫外线是光波,红外线、紫外线、x射线都是电磁波.不符合题意.
D、不同波长的电磁波在真空中传播速度相同.但频率不相同,不符合题意.
故选A.
2.【答案】D;
【解析】解:(1)当滑片P由a滑向b的过程中,滑动变阻器接入电路中的阻值在增大,电路中的总电阻变大,
根据I=
U
R
可知,电路中的电流在减小,
根据公式P=I2R可知:在灯泡电阻不变的情况下,电流减小,则功率减小,故A正确,不符合题意;
(2)灯泡L和滑动变阻器是串联,则通过它们的电流相等,
根据公式P=I2R可知:在电流相同的情况下,当滑动变阻器的阻值与灯泡的阻值相等时,它们消耗的功率也是相等的,故B正确,不符合题意;
(3)当滑动变阻器的滑片移到b端时(此时滑动变阻器的阻值为最大值),此时电路的总电阻最大,而总功率是最小的;
根据P=
U2
R
可得,灯泡的电阻:
RL=
U2额
P额
=
(6V)2
3.6W
=10Ω,
电路的总电阻:
R总=RL+R=10Ω+50Ω=60Ω,
电路的总功率:
P总=
U2
R总
=
(6V)2
60Ω
=0.6W,故C正确,不符合题意;
(4)当滑动变阻器的滑片移到a端时(此时滑动变阻器的阻值为0),电路中只有灯泡L,此时电路的总电阻最小,而总功率是最大的,
因为电源电压是6V,等于灯泡的额定电压,
所以灯泡此时消耗的实际功率等于额定功率,即为3.6W,故A不正确,符合题意.
故选D.
3.【答案】C;
【解析】解:、曲靖的位置比海平面高一些,所以曲靖的大气压比海平面低,故A正确;
B、洗衣机甩干衣服利用了惯性,故B正确;
C、空气开关利用了电磁铁的原理制成的,故C错误;
D、手机信号是通过电磁波传送的,故D正确.
故选C.
大气压的大小与高度有关,气压随着高度的增加而减小;
物体都有保持原来运动状态不变的性质称为惯性;
电磁铁通电时由磁性;
手机信号是通过电磁波传送的.
知道气压与高度的关系、惯性、电磁波及电磁铁的知识是解决该题的关键.
4.【答案】C;
【解析】解:、人的体温在左右,感觉舒适的温度在左右。故不符合实际;
、教室内饮水机的加热功率在左右。故不符合实际;
、中学生的体重约,一楼到三楼的高度约,中学生从一楼走到三楼,克服重力做的功约为。故符合实际;
、老师讲课的声音在左右。故不符合实际。
故选:。
首先对题目中涉及的物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
物理与社会生活联系紧密,多了解一些生活中的常见量的值可帮助我们更好地学好物理,同时也能让物理更好地为生活服务。
5.【答案】C;
【解析】解:、由对二维码的了解可知,通过扫描二维码可以获得大量的信息,故A正确;
B、微型发电机是根据电磁感应原理制成的,即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,故B正确;
C、手机镜头扫二维码成的是倒立缩小的实像,相当于照相机的原理,故C错误;
D、可定位的 电子锁是通过电磁波接收信号的,故D正确。
故选:。
根据对二维码的了解做出判断;
发电机的原理是电磁感应现象;
凸透镜成像时,物距,成倒立缩小的实像,应用是照相机;
电子锁是利用电磁波传递信息的。
该题考查了对二维码的了解、凸透镜的成像原理、电磁波的应用、发电机的原理等,有一定综合性,但难度不大。
6.【答案】A;
【解析】解:、动圈式话筒运用线圈切割磁感线,产生感应电流,利用的是电磁感应现象,故正确;
、电脑风扇的核心元件是电动机,是根据通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的,故错误;
、手电钻的核心元件是电动机,是根据通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的,故错误;
、动圈式扬声器是因为线圈中通过变化的电流,从而使它受磁场的力忽大忽小,所以引起膜片的振动,而产生声音,它是利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作的,故错误。
故选:。
通电线圈在磁场中受力转动,是电动机的原理;
发电机是利用电磁感应原理制造的,而电磁感应是指闭合回路中的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。
本题应能根据题中的实验装置得出实验的原理及揭示的现象,同时还要把握该现象在生活中的应用。
7.【答案】A;
【解析】解:我国自行研制的北斗卫星导航系统具有定位、导航和通信等功能,它是利用电磁波传递信息的。
故选:。
导航仪是利用电磁波传递信息的,导航仪、地面端的中心控制系统、导航卫星间可以相互传递信息;
此题主要考查电磁波的传播,掌握导航卫星的工作原理即可正确解题。
8.【答案】C;
【解析】解:A、磁场中某点的磁场方向与放在该处的小磁针N极所指的方向相同,因此磁场中不同位置,磁场方向可能不同,故说法正确;
B、磁场对放入其中的小磁针会产生力的作用,故说法正确;
C、磁场是真实存在的,而磁感线是为了研究磁场方便而人为假想出来的,故说法错误;
D、导体中负电荷定向移动会形成电流,而电流会产生磁场,故说法正确.
故选C.
9.【答案】B;
【解析】解:
、小车静止悬浮在轨道上时,小车受到竖直向下的重力和竖直向上的磁力,且二力是一对平衡力,故A错误,B正确;
C、小车由静止开始沿轨道向右运动,速度逐渐增大,运动状态发生改变,则小车受非平衡力,非平衡力的合力不为零,故C错误;
D、小车速度增大的过程中,质量不变,速度最大,动能增大,高度不变,重力势能不变,则小车的机械能增大,故D错误。
故选:。
在平衡力的作用下,物体保持静止或匀速直线运动状态,二力平衡的条件是:大小相等、方向相反、作用在一条直线上,作用在同一个物体上;平衡力合力为零。
影响动能的因素:质量和速度,影响重力势能的因素:质量和高度,动能和势能统称机械能。
该题考查的是物体进行受力分析、力与运动的关系、影响动能和重力势能的因素等知识,力与运动关系的应用有两个方面:根据物体运动状态,判断受力情况;根据受力情况,判断运动状态。
10.【答案】A;
【解析】解:
A.家用电饭锅属于大功率的用电器,功率约为,故合理;
B.手电筒工作电流很小,一般在左右,故不合理;
C.正常情况下人体电阻约为几千欧,故不合理;
D.我国家庭用电器正常工作的电压是,故不合理。
故选:。
不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最符合实际的是哪一个。
物理学中,对各种物理量的估算能力,是我们应该加强锻炼的重要能力之一,这种能力的提高,对我们的生活同样具有很大的现实意义。
11.【答案】B;
【解析】解:
A、手机电池的电压为,正常工作时的电流为左右,手机正常使用时的功率约为,故A不符合实际;
B、我国的国歌长度较小,完整播放一遍中华人民共和国国歌所需时间约为此选项符合实际;
C、教室中日光灯的额定功率在左右,正常发光的电流在,故C不符合实际;
D、中学生正常步行的速度在左右,故D不符合实际.
故选B.
不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最符合实际的是哪一个.
该题考查对常见的一些量要数据、数量级的认识,估测是一种科学的近似计算,它不仅是一种常用的解题方法和思维方法,而且是一种重要的科学研究方法,在生产和生活中也有着重要作用.
12.【答案】D;
【解析】解:(1)分析题意可知,只有光控开关和压力开关都闭合时,摄像系统才会自动拍摄,因此A和B两个选项的说法是错误的;
(2)分析可见,光控开关和压力开关是相互牵制,相互影响的,因此这两个开关只能串联,不能并联,所以C选项的说法也是错误的.
故选D.
13.【答案】用电器 电源 39960 200;
【解析】解:手机充电过程中,将电能转化为化学能储存,消耗量电能,所以充电时相当于用电器,手机待机时,将化学能转化为电能,此时相当于电源。
充电电流所做的功即储存的电能为:
。
该手机最长待机时间为:
。
故答案为:用电器;电源;;。
手机充电过程中,将电能转化为化学能储存,消耗量电能,待机时将化学能转化为电能。
知道电池的容量,根据求出电池储存的电荷量,根据求出电流做的功,即为储存的电能,根据电池容量求出待机的时间。
此题主要考查了手机电池充满电后储存电能的计算,电池充电过程的能量转化等,弄明白电池容量的含义是解题关键。
14.【答案】427;
【解析】解:由C=λf得:λ=
C
f
=
3×108m/s
702×103Hz
=427m.
故答案为427m.
15.【答案】80;7.2×104;
【解析】解:(1)小芳家本月用电:
W=1978.2kW h-1898.2kW h=80kW h=80度;
(2)每消耗1kW h的电能,电能表的转盘转3000r,
电能表的转盘转过60圈消耗的电能:
W′=
60
3000
kW h=0.02kW h=7.2×104J.
故答案为:80;7.2×104.
16.【答案】2008.1;
【解析】解:
电能表表盘上最后一位示数是小数位,电能表读数的单位是,则由图示电能表可知,其示数为。
故答案为:。
电能表表盘上最后一位示数是小数位,电能表读数的单位是,由图示电能表读出其示数。
该题考查了电能表的读数,电能表单位是,最后一位数字是小数位,根据图示电能表即可正确读数。
17.【答案】右;电流;N;
【解析】解:根据安培定则的内容判定线电流的磁感线的方法是:右手握住导线,让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致,大拇指所指的方向就是通电螺线管的N极.
故答案为:右;电流;N.
18.【答案】123.4;
【解析】解:电能表上的示数,最后一位是小数,单位是;由图知道,电能表此时的读数为。
故答案为:。
电能表读数:数字方框中最后一位是小数,单位是。
此题主要考查电能表的读数,知道电能表读数时最后一位是小数,单位是是解答该题的关键。
19.【答案】解:(1)灯泡额定电压为2.5V,电阻约为10Ω,灯泡正常发光电流约为:I===0.25A,
若选用R1做已知阻值电阻,灯泡正常发光时,灯与R1的总电压:U=I(RL+R1)=0.25A×(10Ω+5Ω)=3.75V,
若选用R2做已知阻值电阻,灯泡正常发光时,灯与R2的总电压:U=I(RL+R2)=0.25A×(10Ω+10Ω)=5V,
所以电压表使用0-15V量程,为了测量更精确,所以选择R2作为已知阻值电阻与灯泡串联,
此时另一滑动变阻器分得电压:U滑=U源-U=9V-5V=4V,
此滑动变阻器连入阻值:R滑===16Ω,所以另一滑动变阻器应选择R3,
由分析,结合以上滑动变阻器的选择,设计实验电路图如下图所示:
;
(2)由分析设计实验步骤:
①按图连接电路,将R2的滑片调到最大值处并保持不变,闭合开关S1、S2,断开S3,调节滑动变阻器R3的滑片,使电压表示数为2.5V;
②保持R3的滑片不动,闭合S1和S3,断开S2,记下此时电压表示数U′;
(3)在①中,L、R2和R3串联,电压表测L两端的电压,调节滑动变阻器R3的滑片,使电压表示数为2.5V,此时L正常发光;
在②中,L、R2和R3仍串联,电压表测L与R2两端的电压,由于电路结构不变,电阻不变,电路中电流不变,此时灯泡仍正常发光,根据串联电路电压规律,R2两端电压:
U2=U′-U额=U′-2.5V,
由串联电路特点和欧姆定律可得,灯泡正常发光的电流:
I=I2==,
所以灯泡的额定功率:
P额=U额I=2.5V×=0.25U′-0.625。
答:(1)见解答图;
(2)①按图连接电路,将R2的滑片调到最大值处并保持不变,闭合开关S1、S2,断开S3,调节滑动变阻器R3的滑片,使电压表示数为2.5V;
②保持R3的滑片不动,闭合S1和S3,断开S2,记下此时电压表示数U′;
(3)P额=0.25U′-0.625。;
【解析】
测小灯泡的额定功率,不能忽略温度对灯丝电阻的影响,所以只能使灯在正常工作的状态下测量有关的物理量。
因没有电流表,电压表和已知电阻滑动变阻器最大值组合起来间接测量电流的作用:将灯与已知电阻的电阻滑动变阻器最大值、另一滑动变阻器串联在电路中,用电压表测灯泡两端电压,调节另一滑动变阻器使灯泡电压达到额定电压,通过开关的转换再用电压表测灯与已知电阻的电阻滑动变阻器最大值的总电压,由串联电路特点和欧姆定律得到灯泡正常发光电流,从而由计算出灯泡的额定功率。由此设计电路并写出实验步骤,最后得出表达式。
本题是灯泡额定功率测量的实验,考查了实验电路的设计、步骤和表达式,综合性强,难度大,对能力要求较高。
明确没有电流表时,可知通过电压表与已知阻值电阻的组合间接测电流;没有电压表进,可以通过电流表与已知阻值电阻的组合间接测电压。
20.【答案】解:地球是个大磁铁,地球的N极在地理南极附近,S极在地理北极附近;
地磁场在的小磁针的N极和该点的磁场方向相同,地磁场的磁感线都是从地磁北极出发到地磁南极,所以小磁针N极指向如红色的N.如图所示:
;
【解析】
地球是个大磁铁,地球的极在地理南极附近,极在地理北极附近,小磁针极指向和该点的磁场方向相同。
地球是个巨大的磁体,地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近。
21.【答案】解:根据螺线管中电流的方向和线圈的绕向,利用安培定则可以确定螺线管的左端为N极,右端为S极;当小磁针静止时,根据磁极间的作用规律可知,相互靠近的一定是异名磁极.因此可以确定小磁针的左端为S极,右端为N极;在磁体的周围磁感线总是从N极回到S极,故答案如下图所示:
;
【解析】利用螺线管中电流的方向和线圈的绕向,根据安培定则确定螺线管的N、S极;然后利用磁极间的作用规律确定小磁针的N、S极,从而可以得到答案.
22.【答案】解:电动机工作时,将电能转化为机械能和内能,
所以,
消耗的电能,电流流过线圈电阻产生的热量,
则电动机的效率:
;
当电压为,电动机不转时,
由欧姆定律可得线圈的电阻:,
当电压为,转子被卡住时,电能全部转化为内能,
所以电动机的发热功率:。
答:见解答;电动机的发热功率是。;
【解析】本题综合考查了电功、热量以及机械效率的计算公式,对于电动机问题,要正确区分是纯电阻电路还是非纯电阻电路。
先根据求出总功,然后利用求出电阻产生的热量,最后根据电动机的机械效率等于有用功与总功的比值进行计算;
转子被卡住时,电动机相当于纯电阻,根据可求电动机的发热功率。