人教版九年级物理同步练习20.5磁生电（培优卷）
一、选择题
1．（2024九上·石家庄期中）新型智能手机无线充电技术风靡社会，当交变电流通过充电底座中的线圈时，线圈产生磁场，带有金属线圈的智能手机靠近该磁场（如图所示）就能产生电流，来实现充电。下列各图能反映手机无线充电技术原理的是（ ）
A． B．
C． D．
2．（人教版物理九年级第二十章第5节磁生电同步练习）如图，课外探究小组的同学，把一条大约10m长电线的两端连在一个灵敏电流表的两个接线柱上，形成闭合回路．两个同学迅速摇动这条电线，可以发电使电流表发生偏转．你认为这两个同学朝哪个方向站立时，发电的可能性比较大？（ ）
A．朝东西方向站立 B．朝南略偏东方向站立
C．朝南北方向站立 D．朝北略偏东方向站立
3．（人教版物理九年级第二十章第5节磁生电同步练习）如图所示，虚线区域内的“×”为垂直纸面的磁感线．当线框从位置A向右匀速移动到位置B时，线框内产生感应电流的情况，下列说法中正确的是（ ）
A．无→有→无→有→无 B．无→有→无
C．没有感应电流 D．一直有感应电流
4．（人教版物理九年级第二十章第5节磁生电同步练习）若地磁场在某区域的磁场强弱和方向处处相同，小明在该区域某处竖直拿着闭合的矩形导电线圈面向南方，如图，则能使线圈中产生感应电流的操作是（ ）
A．南北移动线圈 B．将线圈转至水平
C．东西移动线圈 D．上下移动线圈
5．（人教版物理九年级第二十章第5节磁生电同步练习）图甲是发电机原理的示意图，图乙中的“○”表示图在磁场中分别转动到1-4位置时，运动方向已用箭头标出，图甲中的导线ab，当它下列说法正确的是（ ）
A．在位置1时，电路中不会产生感应电流
B．图甲的电路中没有电源
C．在位置3时，电路中不会产生感应电流
D．发电机产生的电流方向不变
6．（2024九下·龙岗模拟）将手机置于无线充电底座上，底座产生的磁场会使手机内的线圈产生感应电流，从而实现充电。下列设备工作原理与此类似的是（ ）
A．电铃 B．洗衣机
C．动圈式话筒 D．电饭煲
7．（粤沪版物理九年级下册第十八章第三节电能与社会发展同步练习）小明从国外带回一把标有“110V、60Hz、880W”的电咖啡壶，在我国家庭电路中此咖啡壶（ ）
A．可以直接接入正常使用
B．通过匝数比为2：1的降压变压器接入正常使用
C．通过变压器正常工作时，原线圈电流为6A
D．通过变压器正常工作时，电咖啡壶交变电流频率为60Hz
二、填空题
8．（2024九下·荥阳模拟）如图所示，完全相同的金属框A和B在同一水平高度处，金属框A下方有一方向垂直纸面向里的磁场区域（用“×”表示磁感线）。现让它们由静止同时下落，不考虑空气阻力，先落地的是 （选填“金属框A”或“金属框B”），原因是 。
9．（2024九下·榕江开学考）电磁感应现象是英国物理学家法拉第首先发现的。探究这个现象应选用如图 [选填“(甲)”或“(乙)”]所示的装置进行实验。在这个现象中感应电流的方向与 和磁场的方向有关。利用电磁感应现象除了可以制成我们熟悉的发电机外，你知道的还有 (再举生活中的一例，合理都算对)。
10．（人教版初中物理九年级全册 20.5磁生电 同步测试题）麦克风的工作过程是：声音使空气振动从而使话筒中的 振动，带动与之相连的线圈 ，线圈是套在 上，所以这时线圈中会产生与声音变化一样的 ，通过其他元件再转换成声音播出来．
三、综合题
11．（2024九下·东莞模拟）图所示，压敏电阻器是一种具有非线性伏安特性的电阻器件。其导电性能介于导体和绝缘体之间。如图甲是压敏电阻R，的阻值随压力F 变化的关系图像。如图乙所示是用压敏电阻 R，设计的一种“自动限重器”，该装置由控制电路和工作电路组成，其主要元件有电磁继电器、货物装载机（实质是电动机）、压敏电阻R和定值电阻 R2等，当货架承受的压力达到限定值，电磁继电器会自动控制货物装载机停此向货架上摆放物品 。 已知控制电路的电源电压U=6V，电磁继电器线圈的阻值R=20Ω，定值电阻R2=100Ω。
（1）压敏电阻材料是 （选填“绝缘体”“超导体”或“半导体”），电动机与下图中工作原理相同的是 ；
A. B.
C. D.
（2）当货架没有装货物时货架的质量忽略不计，电磁继电器中的电磁铁下端为 （选填“N”或“S”） 极，控制电路通电10min，则电路中将产生 J 的热量；
（3）当电磁继电器线圈中的电流大小为30mA时衔铁被吸下，则货架能承受的最大压力 N；为了调节货架能承受的最大压力，可调整控制电路的电源电压，若需要控制货架能承受的最大压力为1000N，则替换的电源电压为 V。
12．（人教版物理九年级第二十章第5节磁生电同步练习）如图所示是描述电磁炉原理的示意图．炉子的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时，会产生磁场，这个磁场的大小和方向是不断变化的，这个变化的磁场又会引起放在电磁炉上面的铁质锅底内产生感应电流，由于锅底有电阻，感应电流又会在锅底产生热效应，这些热能便能起到加热物体的作用．因为电磁炉是以电磁感应产生电流，利用电热效应产生热量，所以不是所有的锅或器具都适用．对于锅的选择，方法很简单，只要锅底能吸住磁铁的就能用．适合放在电磁炉上烹饪的器具有：不锈钢锅（壶）、平底铁锅；不适用的有：陶瓷锅（壶）、圆底铁锅、耐热玻璃锅、铝锅（壶）、铜锅（壶）等。现找到某一电磁炉的规格如表所示。
型号 JYC～15B
额定电压 220V
额定功率 1500W
温度调节范围 70℃～150℃
机体尺寸 340×310×65（mm）
净重 约3.5kg
（1）在电磁炉加热食物的过程中涉及到的物理原理有（回答2个即可）
a、 ；b、 。（其他合理即可）
（2）电磁炉的锅不能用陶瓷锅、耐热玻璃锅的原因是什么？电磁炉所用的锅不能铝锅、铜锅的原因是什么？
（3）1标准大气压下，锅内装有5kg、20℃的水，电磁炉通电把水加热到沸腾，水至少吸收多少热量？
（4）把上述水烧开，电磁炉正常工作需要20min．求此电磁炉烧水时的效率是多少？
（5）家中安装了标有“220V20A，3000R/kW h”的电能表，若仅有此电磁炉工作时，在3min内，电能表表盘要转动多少圈？
13．（2024九下·西安模拟）电动汽车是未来汽车的一种发展方向，由于受电池技术的限制，混合动力汽车是一种较好的过渡产品。某油电混合动力汽车相关信息如下表，工作原理如图甲所示，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机就会启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，电动汽车所受阻力与车速的关系如图乙所示，在某次测试中，测试前蓄电池已储存的电能为1×108J，测试中全部由内燃机提供能量。汽车以50km/h的速度水平匀速行驶了1h，同时蓄电池的电能增加了25%，求：
驱动模式 纯电动 启动/低速
油电混动 中速
纯燃油 高速
汽车质量 1200kg
（1）当该汽车制动刹车时，驱动电机会反转变为发电机给蓄电池充电，驱动电机的原理是 ，能量在转移和转化过程中具有 性；
（2）在该次测试中，所用燃料的热值为4.5×107J/kg，测试过程中消耗10kg燃料，燃料完全燃烧释放的热量是多少J？
（3）在该次测试中，汽车牵引力做的功是多少J？
（4）在该次测试中，内燃机的效率是多少？ （忽略蓄电池和驱动电机的热损失）
四、实验探究题
14．（2024九下·通榆月考）如图所示是“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。 闭合开关后，灵敏电流计、开关、导线组成闭合电路。
（1）实验时通过观察 来判断电路中是否产生感应电流。
（2）让蹄形磁体静止，闭合开关，要使电路中形成感应电流，导线 AB 应在磁场中 (选填“左右”或“上下”)运动。
（3）如果将灵敏电流计换成 ，可以观察磁场对通电导线的作用。
15．（2020九上·惠城期末）小勇利用如图所示的实验装置“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”，他将实验中观察到的现象记录在下表中．
次数 开关 磁场方向 导体AB的 运动方向 电流表指针的偏转方向
1 断开 上N下S 向右运动 不偏转
2 闭合 上N下S 向右运动 向左偏转
3 闭合 上N下S 向左运动 向右偏转
4 闭合 上N下S 向上运动 不偏转
5 闭合 上S下N 向下运动 不偏转
6 闭合 上S下N 向右运动 向右偏转
7 闭合 上S下N 向左运动 向左偏转
（1）分析得出： 电路中的部分导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流
（2）比较实验2和3（或6和7）可知：在磁场方向一定时，感应电流的方向与 有关
（3）比较实验 可知：在导体切割磁感线运动方向不变时，感应电流的方向与磁场方向有关
（4）这个现象在生产和生活中的重要应用是
（5）针对这个实验，小勇进行了进一步的探究，他提出了“感应电流的大小可能与导体切割磁感线的运动速度有关”的猜想，于是他设计了如下的实验方案：
①保持磁场强弱不变，让导体AB以 （填“相同”或“不同”）的速度沿相同方向做切割磁感线运动，观察电流表指针偏转幅度大小．
②如果电流表指针偏转幅度不同，说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度 （填“有关”或“无关”）
五、科普阅读题
16．（2024九下·惠阳月考）阅读短文，回答问题。
扫地机器人
现代家庭电器越来越智能化，扫地机器人就是智能家电的一种，是家庭地板清理好帮手。通过电动机旋转产生高速气流将灰尘、杂物吸入集尘盒；其防滑轮皮采用凸凹材质制成；底部安装有塑料刷，用于清扫吸附在地板上的灰尘及轻小物体；前端装有感应器，通过发射、接收超声波或红外线来侦测障碍物。如图所示，是一款集自动清扫技术和人工智能设计于一体的地面清扫机器人。该机器人工作时的额定功率为36W，电池的容量为3750mAh，当剩余电量减为电池容量的20%时，机器人会主动寻找充电器充电，充电电压和工作电压均为12V。
（1）“机器人”工作时，由于主机内部的气压 （填“大于”“小于”或“等于”），大气压将灰尘吸入集尘盒：
（2）“机器人”的动力来自电动机，下列实验装置与电动机工作原理相同的是
A．
B．
C．
D．
（3）若“机器人”静止时向障碍物垂直发射超声波，经过0.001s收到回波，则其距障碍物 cm；（假设超声波在空气中的传播速度为340m/s）
（4）该机器人正常工作时的电流为 A，该机器人充满一次电后能够持续工作的时间是 s.
17．（2024九下·濠江模拟）阅读短文，回答问题。
智能手机
随着智能手机的日益普及，人们通过智能手机可以实现轻松出行、远距离通信、线上支付、网上办公等活动。手机电池作为手机的一个重要部分，目前正朝着大容量、快蓄电、长待机的方向发展。部分手机搭配了超级快充功能，采取的方式是保持充电器的电压不变，将电流从原来的1A变为5A，极大提高了充电功率。
手机无线充电是目前比较新的一门技术，无线充电就是不借助数据线等导线对手机进行充电，从而增加手机的续航时间。现阶段使用较多的一种无线充电技术的原理如图甲、乙所示，交流电流过送电线圈（无线充电板）产生磁场，智能手机（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。
（1）文中描述的手机快充功能将充电功率变为原来的 倍；
（2）手机在无线充电时，手机中的受电线圈会产生 ，无线充电工作原理与 （选填“发电机”或“电动机”）工作原理相似，该原理是 ；
（3）图丙所示为充电器过热保护的模拟控制电路，电源电压恒定，R1为电阻箱，L为阻值不计的线圈，R2是热敏电阻，其电流与电压的关系如题图丁所示。
①当R2两端的电压为5V时，它的功率是 W；
②若要适当调高保护电路工作的临界温度，可调大R1的阻值，除此之外，还可以采取的方法是 （答出一种即可）。
18．（2024九下·鞍山开学考）阅读短文，回答问题。
风力发电
风电技术就是利用风能发电的技术，风能是可再生环保能源，所以开发风电技术是当今诸多国家的发展主要战略，见图甲。
见图乙，风力发电是利用风力带动风车叶片旋转，并通过增速机将旋转的速度提高，从而带动风机内的发电机发电。发电机所发的电通过电缆输送到升压变压器提升电压后，由高压输电线路输送给用户。
风电是清洁能源，每生产1度电，就可相应节约0.4千克标准煤，同时减少污染排放0.272kg碳粉尘、0.997kg二氧化碳、0.03kg二氧化硫、0.015kg氮氧化物。
回答下列问题：
（1）风力发电是将风能转化为 能的一种技术，风机中的发电机是利用 原理进行发电的。
（2）华锐风电科技集团研发的SL6000风力发电机组，最大发电功率为6×106W。此风力发电机组满功率工作5h，可生产 的电能，相当于 kg热值为3×107J/kg的煤完全燃烧释放的热能；可向大气减少排放 kg的二氧化碳。
（3）远距离输电，若输送电能的功率为P、输电电压为U、输电线路总电阻为R，则输电线路的因发热而造成的电能损失功率P损＝ 。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】通电直导线周围的磁场；电磁继电器的组成、原理和特点；磁场对通电导线的作用；电磁感应
【解析】【解答】为手机无线充电时，机靠近该磁场能产生电流，是电磁感应现象；
A．图中，闭合开关，导线中有电流，在磁场中受力运动，是电动机的原理图，故A不符合题意；
B．图中是电磁继电器，有电流通过，产生磁场，利用的是电流的磁效应，故B不符合题意；
C．图中是奥斯特实验，探究电流的周围存在磁场，是电流的磁效应，故C不符合题意；
D．图中，闭合回路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，是电磁感应现象，故D符合题意。
故选D。
【分析】磁场对电流有力的作用，将电能转化为机械能；电磁感应中，机械能转化为电能；电流周围有磁场，是电流的磁效应。
2．【答案】A
【知识点】产生感应电流的条件
【解析】【解答】由于地球的周围存在磁场，且磁感线的方向是从地理的南极指向地理的北极，所以当两个同学在迅速摇动电线时，总有一部分导线做切割磁感线运动，因此电路中就产生了感应电流，导致了电流表的指针偏转。要使感应电流变大，就要使导线尽可能地切割更多的磁感线，由于磁感线是南北方向的，所以两个同学东西方向站立，切割的磁感线最大，即产生的感应电流最大。故选A
【分析】电流表指针偏转，可以确定这是电磁感应现象。因此要使产生的感应电流变大，就要使导体切割更多的磁感线，结合地磁场的方向即可确定这两个同学的站立方向。
3．【答案】A
【知识点】产生感应电流的条件
【解析】【解答】感应感应电流的条件可知，线框A进入磁场前，不能切割磁感线，因此无感应电流产生；当线框A从刚进入到全部进入前，上下两边没有切割磁感线，左右两边切割磁感线。当线框向右运动时，右边的导线做切割磁感线运动，其左边处于磁场外，符合产生感应电流的条件，此时有感应电流产生；当线框A全部进入磁场后，整个闭合电路都在磁场中，不是一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，不符合产生感应电流的条件，因此无感应电流产生；当线框A刚从磁场中出来到全部出来前，线框左边做切割磁感线运动，符合产生感应电流的条件，此时有感应电流产生；当线框A全部出来后，不能切割磁感线，因此无感应电流产生，故A选择正确。故选A
【分析】产生感应电流的条件是：闭合电路的部分导体需要在磁场中切割磁感线。
4．【答案】B
【知识点】产生感应电流的条件
【解析】【解答】ACD、整个闭合电路都在磁场中，不是一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，不符合产生感应电流的条件，因此无感应电流产生，故ACD均不符合题意；B、将线圈从竖直转至水平，闭合电路，是部分导体在磁场中做了切割磁感线运动，因此会产生感应电流，回路的有效面积发生变化，磁通量发生了变化，可以产生感应电流，故B符合题意。故选：B
【分析】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，即回路中的磁通量发生变化，满足上述条件，导体中才有感应电流。
5．【答案】A
【知识点】产生感应电流的条件
【解析】【解答】AC、小圆圈“○”表示垂直于纸面、绕垂直纸面的轴转动的一根导线，它是闭合电路的一部分。由图磁感线方向水平向右，1的运动方向与磁感线方向平行，不切割磁感线，不能产生感应电流；2、3、4的运动方向切割磁感线，能产生感应电流，故A正确，C错误；
B、发电机的原理是电磁感应现象，将机械能转化为电能，发电机线圈就是电源，故B错误；
D、发电机线圈中产生的感应电流的大小和方向都随时间作周期性的变化，这种电流叫交流电，故D错误。故选A
【分析】产生感应电路的条件：①闭合电路的一部分导体；②导体切割磁感线运动。根据图示判断1、2、3、4位置按箭头方向运动时，是否切割磁感线即可判断出能否产生感应电流。产生感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线运动方向有关。
6．【答案】C
【知识点】产生感应电流的条件；动圈式话筒的构造和原理
【解析】【解答】 底座产生的磁场会使手机内的线圈产生感应电流 ，其原理是利用电磁感应工作的。
A．电铃的工作原理是电流的磁效应，故A不符合题意；
B．洗衣机的原理为磁场中受力转动的原理工作的，故B不符合题意；
C．动圈式话筒是利用电磁感应工作的，故C符合题意；
D．电饭煲的工作原理是电流的热效应，故D不符合题意。
故选C。
【分析】1、电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动，导体中就会产生电流的现象，实例：发电机、 POS机读出信息；
2、电流的磁效应：通电导线周围存在磁场，使得小磁针发生偏转；
3、通电导线在磁场中受到力的作用，实例有：电动机；
4、通电螺线管：由通电线圈组成，磁性方向可通过安培定则判断：用右手握住通电螺线管，让四指指向电流的方向，那么大拇指所指的那一端就是通电螺线管的N极，磁性与电流、线圈匝数有关。
7．【答案】B
【知识点】交流电
【解析】【解答】A．电咖啡壶额定电压为110V，低于我国的家庭电路的电压，故不能直接使用，故A错误；
B通过匝数比为2：1的降压变压器降压，把电压变为110V可以正常使用，故B正确；
C通过变压器正常工作时，副线圈电流为I= ==8A；所以原线圈电流为4A，故C错误；
D通过变压器正常工作时，电咖啡壶交变电流频率为50Hz，故D错误．
故选B．
【分析】（1）我国家庭电路的额定电压为220V，家用电器的额定电压是用电器正常工作时的电压，超过额定电压时，用电器容易损坏，超过的越多，损坏的越快．（2）低于220V的用电器可以采取降压的方法来使用；（3）根据公式I= 可求正常工作时的电流；（4）通过变压器降压以后，交流电的频率不变．
8．【答案】金属框B；金属框B只受重力作用，金属框A受重力和磁场力两个力的作用
【知识点】磁场对通电导线的作用；产生感应电流的条件
【解析】【解答】金属框B只受到重力的作用下落，金属框A在下降过程中，金属框的下边和上边做切割磁感线运动，将产生感应电流产生一个竖直向上的磁力的作用，阻碍金属框A向下运动；先落地的是金属框B。
故答案为：金属框B；金属框B只受重力作用，金属框A受重力和磁场力两个力的作用。
【分析】 根据电磁感应填空
电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动，导体中就会产生电流的现象。通电导体在磁场中会受到力的作用。
9．【答案】(甲)；导体运动的方向；动圈式话筒
【知识点】电磁感应；动圈式话筒的构造和原理
【解析】【解答】电磁感应现象是英国物理学家法拉第发现的；电磁感应现象的特点是没有电源而有一个电流表，用来测量产生的电流，所以甲图是研究电磁感应现象的实验装置；且感应电流的方向和磁场方向与导体切割磁感线运动的方向有关；动圈式话筒运用了该原理。
【分析】由于导体在磁场中做切割磁感线运动而产生电流的现象，是一种电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流，感应电流的方向和磁场方向和导体运动的方向有关。
10．【答案】膜片；一起振动；永久磁体；电流.
【知识点】动圈式话筒的构造和原理
【解析】【解答】麦克风的工作过程与话筒的工作过程相同，声音使空气振动从而使话筒中的膜片振动，带动与之相连的线圈一起振动，线圈是套在永久磁体上，所以这时线圈中会产生与声音变化一样的电流，即把声音信号转变为电信号，然后通过其他元件再转换成声音播出来。
【分析】动圈式话筒的工作原理是：电磁感应现象的应用；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.
11．【答案】半导体；D；S；60；800；4.8
【知识点】焦耳定律的应用；电磁继电器的组成、原理和特点；电磁感应
【解析】【解答】（1） 压敏电阻器是一种具有非线性伏安特性的电阻器件。其导电性能介于导体和绝缘体之间 ，所以是用半导体材料制成。电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。
A．图A是发电机的工作原理：电磁感应，故A不符合题意；
B．图B说明通电导体赎罪存在磁场。故B不符合题意；
C．图C是探究电磁铁磁性与匝数的关系，原理为电流的磁效应，故C不符合题意；
D．图D中，通电导体在磁场中受到力用而运动，是电动机的工作原理，故D符合题意。
故选D。
（2）据安培定则知，电磁铁的上端为N极，下端为S极。据题可知压敏电阻所受压力为0，由图甲知，此时压敏电阻的阻值最大为240Ω，R1和R2及线圈串联在电路中，此时总阻值R总=R1+R2+R=240Ω+100Ω+20Ω=360Ω，通电10min，电路中产生的热量Q=U2Rt=(6V)2360Ω×10×60s=60J
（3）电磁断电器线圈中的电流为30mA=0.03A时，衔铁被吸下，根据欧姆定律U=IR计算总电阻压敏电阻R1'=R总1-R2-R=200Ω-100Ω-20Ω=80Ω由图甲知，压敏电阻能承受的最大压力为800N。
由图甲知，当压敏电阻承受的最大压力为1000N，压敏电阻的阻值为40Ω。此时控制电路的总电阻R总2=R1''+R2+R=40Ω+100Ω+20Ω=160Ω电源电压U'=IR总2=0.03A×160Ω=4.8V
综上第1空、半导体；第2空、D；第3空、S；第4空、60；第5空、800；第6空、4.8
【分析】根据电磁感应、电流的磁效应、通电导线在磁场中受到力的作用，通电螺线管、半导体、串联电路的电路规律、欧姆定律
1、电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动，导体中就会产生电流的现象，实例：发电机、 POS机读出信息
2、电流的磁效应：通电导线周围存在磁场，使得小磁针发生偏转
3、通电导线在磁场中受到力的作用，实例有：电动机
4、通电螺线管：由通电线圈组成，磁性方向可通过安培定则判断：用右手握住通电螺线管，让四指指向电流的方向，那么大拇指所指的那一端就是通电螺线管的N极，磁性与电流、线圈匝数有关
5、半导体的应用：常用作发光二极管
6、串联电路的电路规律：串联电路，电流处处相等，电源的电压为用电器电压之和，总电阻为用电器电阻之和，所以电路中的总电阻 压敏电阻 +定值电阻+线圈电阻
7、欧姆定律公式为U=IR，据题分析电路电流，据此计算分析电路的总电阻和电压
12．【答案】（1）电流的磁效应；电磁感应、电流的热效（任写两个即可）
（2）因为陶瓷、玻璃在一般情况下不导磁也不导电，在磁场中不会产生感应电流。而铝和铜不是导磁材料，电阻率小，电流的热效应低，加热作用不明显，所以电磁炉也不能用这两种材料制作的锅具
（3）1.68×106J
（4）93.3%
（5）225圈
【知识点】热量的计算；电功与热量的综合计算；电磁感应
【解析】【解答】（1）电磁炉涉及的物理原理：①电流通过线圈时，会产生磁场；②变化的磁场又会引起放在电磁炉上面的铁质（或钢质）锅底内产生感应电流；③锅底有电阻，感应电流又会在锅底产生热效应。即电流的磁效应、电磁感应、电流的热效应三个物理原理。（2）因为陶瓷、玻璃在一般情况下不导磁也不导电，在磁场中不会产生感应电流。而铝和铜不是导磁材料，电阻率小，电流的热效应低，加热作用不明显，所以电磁炉也不能用这两种材料制作的锅具。（3）1标准大气压下，水的沸点：t=100℃水吸收的热量： （4）由 得，电磁炉正常工作，消耗的电能： 则电磁炉烧水时的效率为： ；（5）在3min内消耗的电能： 那么电能表表盘要转动圈数： 答：（1）如上所述；（2）如上所述；（2）水吸收1.68×106J的热量；（3）此电磁炉烧水时的效率是93.3%；（4）电能表表盘要转动225圈。
【分析】导体通过电流后产生热量，即电流的热效应；若导体中通过电流后，产生磁场，即电流的磁效应；电磁炉是通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生交变的电流（即涡流），涡流使锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能，（故：电磁炉煮食的热源来自于锅具底部而不是电磁炉本身发热传导给锅具，所以热效率要比所有炊具的效率均高出近1倍）使器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的）；1标准大气压下水的沸点是100℃，知道水的质量、水的比热容和初温，根据 求出水吸收的热量；知道水吸收的热量和消耗的电能，根据 求出此电磁炉烧水时的效率；由电能表铭牌可知，每消耗1kW h的电能，电能表转盘转过3000转，根据电磁炉消耗的电能可以求出电能表转盘转过的圈数。
13．【答案】电磁感应；方向；4.5×108J；2×108J；50%
【知识点】燃料的热值；热机的效率；能量的转化或转移；发电机的构造和原理；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）驱动电机会反转变为发电机给蓄电池充电，因此驱动电机相当于发电机，工作原理是电磁感应；能量在转移和转化过程中具有方向性。
（2）燃料完全燃烧释放的热量是Q放=mq=10kg×4.5×107J/kg=4.5×108J；
（3）在该次测试中，汽车行驶的路程s=vt=50km/h×1h=50km；
由丙图知，汽车速度为50km/h时，所受阻力为4000N，因为汽车匀速行驶，
所以汽车的牵引力F=f=4000N；
汽车牵引力做的功是W=Fs=4000N×50×103m=2×108J；
（4）增加的电能W电=25%×1×108J =2.5×107J；
有用能量是W有用=W电+W=2×108J+2.5×107J=2.25×108J；
内燃机的效率是。
【分析】（1）根据发电机的能量转化解答。根据能量转化和转移的方向性解答；
（2）根据Q放=mq计算燃料燃烧放出的热量；
（3）根据s=vt计算计算汽车行驶的路程，根据平衡力的知识计算牵引力，根据W=Fs计算做的功。
（4）根据W有用=W电+W计算有用能量，再根据计算内燃机的效率。
14．【答案】（1）灵敏电流计的指针是否偏转
（2）左右
（3）电源
【知识点】探究电磁感应现象的实验
【解析】【解答】(1)实验通时过观察灵敏电流计的指针是否偏转来判断电路中是否产生感应电流。
(2)让蹄形磁体静止，当导线AB在磁场中左右运动时，电路中会产生感应电流，这个过程中机械能转化为电能。
(3) 如果将灵敏电流计换成电源可以观察磁场对通电导线的作用。
故答案为：(1)灵敏电流计的指针是否偏转；(2)左右；(3)电源。
【分析】(1)根据本实验通过观察灵敏电流计的指针是否偏转来判断电路中是否产生感应电流分析得出。
(2)根据闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体就会产生感应电流，这种现象叫电磁感应现象。在电磁感应中，机械能转化为电能分析得出。
(3) 根据如果将灵敏电流计换成电源可以观察磁场对通电导线的作用分析得出。
15．【答案】（1）闭合
（2）导体切割磁感线运动方向（导体运动方向）
（3）2、6或3、7
（4）发电机
（5）不同；有关
【知识点】探究电磁感应现象的实验
【解析】【解答】解：（1）分析可知，产生感应电流的现象中，闭合电路中的部分导体在磁场里的运动方向与磁场方向垂直，即导体中产生感应电流时闭合电路中的部分导体在磁场里做切割磁感线运动．
（2）比较实验2和3（或6和7）可知：在磁场方向一定时，导体切割磁感线运动方向改变，感应电流的方向就改变．
（3）比较实验2和6（或3和7）可知：在导体切割磁感线运动方向（或导体运动方向）不变时，磁场方向改变，感应电流的方向就改变．
（4）实验中采用的是控制变量法，闭合电路中电流表中的电能是由于导体的运动而产生的，可见消耗的是机械能，所以实验过程中是机械能转化成电能，其重要应用是发电机的发明．
（5）探究感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度是否有关，应该保持磁场强弱不变，让导体AB以不同的速度沿相同方向做切割磁感线运动，观察电流表指针偏转幅度大小．如果电流表指针偏转幅度不同，说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度有关，如果电流表指针偏转幅度相同，说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度无关．
故答案为：（1）闭合；
（2）导体切割磁感线运动方向（导体运动方向）；
（3）2、6或3、7；
（4）发电机；
（5）①不同；②有关
【分析】（1）产生感应电流的三个条件：闭合电路；一部分导体；切割磁感线运动．
（2）根据图示分析感应电流的方向是在什么方向的变化下而变化的，若在磁场方向不变时，只有导体运动方向再改变，感应电流也在变化，则说明感应电流的方向一定与导体运动方向有关；
（3）电磁感应现象实现了机械能向电能的转化，重要应用是发电机．
（4）探究感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度是否有关，应采用控制变量法
16．【答案】（1）小于
（2）D
（3）17
（4）3；3600
【知识点】电功的计算；直流电动机的构造原理与工作过程；电磁感应
【解析】【解答】（1） “机器人”工作时，主机内部的气压减小，小于外界大气压，从而产生吸力，将灰尘吸入集尘盒。
故答案为：小于.
（2）A、该装置说明通电导体的周围存在磁场，与电动机的原理不同，A不符合题意；
B、闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，这种现象叫电磁感应，发电机是利用该原理制成的，B不符合题意；
C、电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关，C不符合题意；
D、该装置说明通电导体在磁场中会受到力的作用，电动机就是利用该原理来工作的，D符合题意。故答案为：D。
故答案为： D.
（3）由得，机器人与障碍物的距离为： ；
故答案为： 17.
（4）由得，该机器人正常工作时的电流为： ；
故答案为： 3A.
（5）由得，该机器人充满一次电后能够持续工作的时间： ；
故答案为：3600.
【分析】（1） “机器人”工作时，主机内部的气压减小，小于外界大气压，从而产生吸力，将灰尘吸入集尘盒。
（2）A说明通电导体的周围存在磁场；B闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，这种现象叫电磁感应，发电机是利用该原理制成的；C电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关；D该装置说明通电导体在磁场中会受到力的作用，电动机就是利用该原理来工作的。
（3）由的推导公式计算机器人与障碍物的距离。
（4）由的推导公式计算该机器人正常工作时的电流。
（5）由的推导公式计算该机器人充满一次电后能够持续工作的时间。
17．【答案】5；感应电流；发电机；电磁感应；0.21；减小电源电压或减少线圈匝数
【知识点】电功率的计算；产生感应电流的条件；发电机的构造和原理；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】（1）根据材料内容，充电器的电压不变，电流从1A变为5A，电流变大了5倍，根据，充电功率变为原来的5倍。
（2）从图乙中，电池充电时，磁场会让手机中的受电线圈产生感应电流，是磁生电的现象，发电机利用磁生电，则无线充电工作原理与发电机工作原理相似，该原理是电磁感应。
（3）R2是热敏电阻，其电流与电压的关系如题图丁所示，从图丁可以看到，当R2两端的电压为5V时，电流为42mA=0.042A，计算功率为，功率为0.21W。
若要适当调高保护电路的电压，即电磁铁的磁性稍微弱一点，可调大R1的阻值，则电路的总电阻变大，电路的电流变小。电流的大小、螺线管线圈匝数和是否有铁芯，可在总电阻不变的情况下，减小电源电压，从而电路的电流也变小，再或者其他条件不变，减少电磁铁线圈匝数，也可以降低电磁铁的磁性强弱。
【分析】（1）根据P=UI，电压一定时，导体消耗的电能等于导体电流做功多少；
（2）导体切割磁感线时，产生感应电流，是电磁感应现象；
（3）根据P=UI，电阻变大，电流减小，电压一定时，通过导体的电流和电阻成反比；
18．【答案】电；电磁感应；3×104；3600；2.991×104；
【知识点】燃料的热值；电功率的计算；焦耳定律的应用；发电机的构造和原理
【解析】【解答】（1）风能转化为叶片的动能，动能转化为电能。
发电机是电磁感应现象。
（2）可提供电能
煤完全燃烧释放的热能等于风力发电5h产生的电能，煤的质量为
由于火力发电每产生1kW·h电能大约要排放0.997kg的CO2，风力发电机组满功率工作5h要少排放的CO2是
（3）输送电能的功率为P、输电电压为U，则电路中的电流为
输电线路因发热而造成的电能损失功率
【分析】 (1)根据发电机的制作原理是电磁感应现象，是将机械能转化为电能的过程；
(2)根据W=Pt求出电能的大小；根据W=Q=mq求出煤的质量；根据题意求出减少排放的二氧化碳的质量；
(3)根据求出电路中的电流，根据P=IR求出电能损失功率的大小。
人教版九年级物理同步练习20.5磁生电（培优卷）
一、选择题
1．（2024九上·石家庄期中）新型智能手机无线充电技术风靡社会，当交变电流通过充电底座中的线圈时，线圈产生磁场，带有金属线圈的智能手机靠近该磁场（如图所示）就能产生电流，来实现充电。下列各图能反映手机无线充电技术原理的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】通电直导线周围的磁场；电磁继电器的组成、原理和特点；磁场对通电导线的作用；电磁感应
【解析】【解答】为手机无线充电时，机靠近该磁场能产生电流，是电磁感应现象；
A．图中，闭合开关，导线中有电流，在磁场中受力运动，是电动机的原理图，故A不符合题意；
B．图中是电磁继电器，有电流通过，产生磁场，利用的是电流的磁效应，故B不符合题意；
C．图中是奥斯特实验，探究电流的周围存在磁场，是电流的磁效应，故C不符合题意；
D．图中，闭合回路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，是电磁感应现象，故D符合题意。
故选D。
【分析】磁场对电流有力的作用，将电能转化为机械能；电磁感应中，机械能转化为电能；电流周围有磁场，是电流的磁效应。
2．（人教版物理九年级第二十章第5节磁生电同步练习）如图，课外探究小组的同学，把一条大约10m长电线的两端连在一个灵敏电流表的两个接线柱上，形成闭合回路．两个同学迅速摇动这条电线，可以发电使电流表发生偏转．你认为这两个同学朝哪个方向站立时，发电的可能性比较大？（ ）
A．朝东西方向站立 B．朝南略偏东方向站立
C．朝南北方向站立 D．朝北略偏东方向站立
【答案】A
【知识点】产生感应电流的条件
【解析】【解答】由于地球的周围存在磁场，且磁感线的方向是从地理的南极指向地理的北极，所以当两个同学在迅速摇动电线时，总有一部分导线做切割磁感线运动，因此电路中就产生了感应电流，导致了电流表的指针偏转。要使感应电流变大，就要使导线尽可能地切割更多的磁感线，由于磁感线是南北方向的，所以两个同学东西方向站立，切割的磁感线最大，即产生的感应电流最大。故选A
【分析】电流表指针偏转，可以确定这是电磁感应现象。因此要使产生的感应电流变大，就要使导体切割更多的磁感线，结合地磁场的方向即可确定这两个同学的站立方向。
3．（人教版物理九年级第二十章第5节磁生电同步练习）如图所示，虚线区域内的“×”为垂直纸面的磁感线．当线框从位置A向右匀速移动到位置B时，线框内产生感应电流的情况，下列说法中正确的是（ ）
A．无→有→无→有→无 B．无→有→无
C．没有感应电流 D．一直有感应电流
【答案】A
【知识点】产生感应电流的条件
【解析】【解答】感应感应电流的条件可知，线框A进入磁场前，不能切割磁感线，因此无感应电流产生；当线框A从刚进入到全部进入前，上下两边没有切割磁感线，左右两边切割磁感线。当线框向右运动时，右边的导线做切割磁感线运动，其左边处于磁场外，符合产生感应电流的条件，此时有感应电流产生；当线框A全部进入磁场后，整个闭合电路都在磁场中，不是一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，不符合产生感应电流的条件，因此无感应电流产生；当线框A刚从磁场中出来到全部出来前，线框左边做切割磁感线运动，符合产生感应电流的条件，此时有感应电流产生；当线框A全部出来后，不能切割磁感线，因此无感应电流产生，故A选择正确。故选A
【分析】产生感应电流的条件是：闭合电路的部分导体需要在磁场中切割磁感线。
4．（人教版物理九年级第二十章第5节磁生电同步练习）若地磁场在某区域的磁场强弱和方向处处相同，小明在该区域某处竖直拿着闭合的矩形导电线圈面向南方，如图，则能使线圈中产生感应电流的操作是（ ）
A．南北移动线圈 B．将线圈转至水平
C．东西移动线圈 D．上下移动线圈
【答案】B
【知识点】产生感应电流的条件
【解析】【解答】ACD、整个闭合电路都在磁场中，不是一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，不符合产生感应电流的条件，因此无感应电流产生，故ACD均不符合题意；B、将线圈从竖直转至水平，闭合电路，是部分导体在磁场中做了切割磁感线运动，因此会产生感应电流，回路的有效面积发生变化，磁通量发生了变化，可以产生感应电流，故B符合题意。故选：B
【分析】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，即回路中的磁通量发生变化，满足上述条件，导体中才有感应电流。
5．（人教版物理九年级第二十章第5节磁生电同步练习）图甲是发电机原理的示意图，图乙中的“○”表示图在磁场中分别转动到1-4位置时，运动方向已用箭头标出，图甲中的导线ab，当它下列说法正确的是（ ）
A．在位置1时，电路中不会产生感应电流
B．图甲的电路中没有电源
C．在位置3时，电路中不会产生感应电流
D．发电机产生的电流方向不变
【答案】A
【知识点】产生感应电流的条件
【解析】【解答】AC、小圆圈“○”表示垂直于纸面、绕垂直纸面的轴转动的一根导线，它是闭合电路的一部分。由图磁感线方向水平向右，1的运动方向与磁感线方向平行，不切割磁感线，不能产生感应电流；2、3、4的运动方向切割磁感线，能产生感应电流，故A正确，C错误；
B、发电机的原理是电磁感应现象，将机械能转化为电能，发电机线圈就是电源，故B错误；
D、发电机线圈中产生的感应电流的大小和方向都随时间作周期性的变化，这种电流叫交流电，故D错误。故选A
【分析】产生感应电路的条件：①闭合电路的一部分导体；②导体切割磁感线运动。根据图示判断1、2、3、4位置按箭头方向运动时，是否切割磁感线即可判断出能否产生感应电流。产生感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线运动方向有关。
6．（2024九下·龙岗模拟）将手机置于无线充电底座上，底座产生的磁场会使手机内的线圈产生感应电流，从而实现充电。下列设备工作原理与此类似的是（ ）
A．电铃 B．洗衣机
C．动圈式话筒 D．电饭煲
【答案】C
【知识点】产生感应电流的条件；动圈式话筒的构造和原理
【解析】【解答】 底座产生的磁场会使手机内的线圈产生感应电流 ，其原理是利用电磁感应工作的。
A．电铃的工作原理是电流的磁效应，故A不符合题意；
B．洗衣机的原理为磁场中受力转动的原理工作的，故B不符合题意；
C．动圈式话筒是利用电磁感应工作的，故C符合题意；
D．电饭煲的工作原理是电流的热效应，故D不符合题意。
故选C。
【分析】1、电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动，导体中就会产生电流的现象，实例：发电机、 POS机读出信息；
2、电流的磁效应：通电导线周围存在磁场，使得小磁针发生偏转；
3、通电导线在磁场中受到力的作用，实例有：电动机；
4、通电螺线管：由通电线圈组成，磁性方向可通过安培定则判断：用右手握住通电螺线管，让四指指向电流的方向，那么大拇指所指的那一端就是通电螺线管的N极，磁性与电流、线圈匝数有关。
7．（粤沪版物理九年级下册第十八章第三节电能与社会发展同步练习）小明从国外带回一把标有“110V、60Hz、880W”的电咖啡壶，在我国家庭电路中此咖啡壶（ ）
A．可以直接接入正常使用
B．通过匝数比为2：1的降压变压器接入正常使用
C．通过变压器正常工作时，原线圈电流为6A
D．通过变压器正常工作时，电咖啡壶交变电流频率为60Hz
【答案】B
【知识点】交流电
【解析】【解答】A．电咖啡壶额定电压为110V，低于我国的家庭电路的电压，故不能直接使用，故A错误；
B通过匝数比为2：1的降压变压器降压，把电压变为110V可以正常使用，故B正确；
C通过变压器正常工作时，副线圈电流为I= ==8A；所以原线圈电流为4A，故C错误；
D通过变压器正常工作时，电咖啡壶交变电流频率为50Hz，故D错误．
故选B．
【分析】（1）我国家庭电路的额定电压为220V，家用电器的额定电压是用电器正常工作时的电压，超过额定电压时，用电器容易损坏，超过的越多，损坏的越快．（2）低于220V的用电器可以采取降压的方法来使用；（3）根据公式I= 可求正常工作时的电流；（4）通过变压器降压以后，交流电的频率不变．
二、填空题
8．（2024九下·荥阳模拟）如图所示，完全相同的金属框A和B在同一水平高度处，金属框A下方有一方向垂直纸面向里的磁场区域（用“×”表示磁感线）。现让它们由静止同时下落，不考虑空气阻力，先落地的是 （选填“金属框A”或“金属框B”），原因是 。
【答案】金属框B；金属框B只受重力作用，金属框A受重力和磁场力两个力的作用
【知识点】磁场对通电导线的作用；产生感应电流的条件
【解析】【解答】金属框B只受到重力的作用下落，金属框A在下降过程中，金属框的下边和上边做切割磁感线运动，将产生感应电流产生一个竖直向上的磁力的作用，阻碍金属框A向下运动；先落地的是金属框B。
故答案为：金属框B；金属框B只受重力作用，金属框A受重力和磁场力两个力的作用。
【分析】 根据电磁感应填空
电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动，导体中就会产生电流的现象。通电导体在磁场中会受到力的作用。
9．（2024九下·榕江开学考）电磁感应现象是英国物理学家法拉第首先发现的。探究这个现象应选用如图 [选填“(甲)”或“(乙)”]所示的装置进行实验。在这个现象中感应电流的方向与 和磁场的方向有关。利用电磁感应现象除了可以制成我们熟悉的发电机外，你知道的还有 (再举生活中的一例，合理都算对)。
【答案】(甲)；导体运动的方向；动圈式话筒
【知识点】电磁感应；动圈式话筒的构造和原理
【解析】【解答】电磁感应现象是英国物理学家法拉第发现的；电磁感应现象的特点是没有电源而有一个电流表，用来测量产生的电流，所以甲图是研究电磁感应现象的实验装置；且感应电流的方向和磁场方向与导体切割磁感线运动的方向有关；动圈式话筒运用了该原理。
【分析】由于导体在磁场中做切割磁感线运动而产生电流的现象，是一种电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流，感应电流的方向和磁场方向和导体运动的方向有关。
10．（人教版初中物理九年级全册 20.5磁生电 同步测试题）麦克风的工作过程是：声音使空气振动从而使话筒中的 振动，带动与之相连的线圈 ，线圈是套在 上，所以这时线圈中会产生与声音变化一样的 ，通过其他元件再转换成声音播出来．
【答案】膜片；一起振动；永久磁体；电流.
【知识点】动圈式话筒的构造和原理
【解析】【解答】麦克风的工作过程与话筒的工作过程相同，声音使空气振动从而使话筒中的膜片振动，带动与之相连的线圈一起振动，线圈是套在永久磁体上，所以这时线圈中会产生与声音变化一样的电流，即把声音信号转变为电信号，然后通过其他元件再转换成声音播出来。
【分析】动圈式话筒的工作原理是：电磁感应现象的应用；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.
三、综合题
11．（2024九下·东莞模拟）图所示，压敏电阻器是一种具有非线性伏安特性的电阻器件。其导电性能介于导体和绝缘体之间。如图甲是压敏电阻R，的阻值随压力F 变化的关系图像。如图乙所示是用压敏电阻 R，设计的一种“自动限重器”，该装置由控制电路和工作电路组成，其主要元件有电磁继电器、货物装载机（实质是电动机）、压敏电阻R和定值电阻 R2等，当货架承受的压力达到限定值，电磁继电器会自动控制货物装载机停此向货架上摆放物品 。 已知控制电路的电源电压U=6V，电磁继电器线圈的阻值R=20Ω，定值电阻R2=100Ω。
（1）压敏电阻材料是 （选填“绝缘体”“超导体”或“半导体”），电动机与下图中工作原理相同的是 ；
A. B.
C. D.
（2）当货架没有装货物时货架的质量忽略不计，电磁继电器中的电磁铁下端为 （选填“N”或“S”） 极，控制电路通电10min，则电路中将产生 J 的热量；
（3）当电磁继电器线圈中的电流大小为30mA时衔铁被吸下，则货架能承受的最大压力 N；为了调节货架能承受的最大压力，可调整控制电路的电源电压，若需要控制货架能承受的最大压力为1000N，则替换的电源电压为 V。
【答案】半导体；D；S；60；800；4.8
【知识点】焦耳定律的应用；电磁继电器的组成、原理和特点；电磁感应
【解析】【解答】（1） 压敏电阻器是一种具有非线性伏安特性的电阻器件。其导电性能介于导体和绝缘体之间 ，所以是用半导体材料制成。电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。
A．图A是发电机的工作原理：电磁感应，故A不符合题意；
B．图B说明通电导体赎罪存在磁场。故B不符合题意；
C．图C是探究电磁铁磁性与匝数的关系，原理为电流的磁效应，故C不符合题意；
D．图D中，通电导体在磁场中受到力用而运动，是电动机的工作原理，故D符合题意。
故选D。
（2）据安培定则知，电磁铁的上端为N极，下端为S极。据题可知压敏电阻所受压力为0，由图甲知，此时压敏电阻的阻值最大为240Ω，R1和R2及线圈串联在电路中，此时总阻值R总=R1+R2+R=240Ω+100Ω+20Ω=360Ω，通电10min，电路中产生的热量Q=U2Rt=(6V)2360Ω×10×60s=60J
（3）电磁断电器线圈中的电流为30mA=0.03A时，衔铁被吸下，根据欧姆定律U=IR计算总电阻压敏电阻R1'=R总1-R2-R=200Ω-100Ω-20Ω=80Ω由图甲知，压敏电阻能承受的最大压力为800N。
由图甲知，当压敏电阻承受的最大压力为1000N，压敏电阻的阻值为40Ω。此时控制电路的总电阻R总2=R1''+R2+R=40Ω+100Ω+20Ω=160Ω电源电压U'=IR总2=0.03A×160Ω=4.8V
综上第1空、半导体；第2空、D；第3空、S；第4空、60；第5空、800；第6空、4.8
【分析】根据电磁感应、电流的磁效应、通电导线在磁场中受到力的作用，通电螺线管、半导体、串联电路的电路规律、欧姆定律
1、电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动，导体中就会产生电流的现象，实例：发电机、 POS机读出信息
2、电流的磁效应：通电导线周围存在磁场，使得小磁针发生偏转
3、通电导线在磁场中受到力的作用，实例有：电动机
4、通电螺线管：由通电线圈组成，磁性方向可通过安培定则判断：用右手握住通电螺线管，让四指指向电流的方向，那么大拇指所指的那一端就是通电螺线管的N极，磁性与电流、线圈匝数有关
5、半导体的应用：常用作发光二极管
6、串联电路的电路规律：串联电路，电流处处相等，电源的电压为用电器电压之和，总电阻为用电器电阻之和，所以电路中的总电阻 压敏电阻 +定值电阻+线圈电阻
7、欧姆定律公式为U=IR，据题分析电路电流，据此计算分析电路的总电阻和电压
12．（人教版物理九年级第二十章第5节磁生电同步练习）如图所示是描述电磁炉原理的示意图．炉子的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时，会产生磁场，这个磁场的大小和方向是不断变化的，这个变化的磁场又会引起放在电磁炉上面的铁质锅底内产生感应电流，由于锅底有电阻，感应电流又会在锅底产生热效应，这些热能便能起到加热物体的作用．因为电磁炉是以电磁感应产生电流，利用电热效应产生热量，所以不是所有的锅或器具都适用．对于锅的选择，方法很简单，只要锅底能吸住磁铁的就能用．适合放在电磁炉上烹饪的器具有：不锈钢锅（壶）、平底铁锅；不适用的有：陶瓷锅（壶）、圆底铁锅、耐热玻璃锅、铝锅（壶）、铜锅（壶）等。现找到某一电磁炉的规格如表所示。
型号 JYC～15B
额定电压 220V
额定功率 1500W
温度调节范围 70℃～150℃
机体尺寸 340×310×65（mm）
净重 约3.5kg
（1）在电磁炉加热食物的过程中涉及到的物理原理有（回答2个即可）
a、 ；b、 。（其他合理即可）
（2）电磁炉的锅不能用陶瓷锅、耐热玻璃锅的原因是什么？电磁炉所用的锅不能铝锅、铜锅的原因是什么？
（3）1标准大气压下，锅内装有5kg、20℃的水，电磁炉通电把水加热到沸腾，水至少吸收多少热量？
（4）把上述水烧开，电磁炉正常工作需要20min．求此电磁炉烧水时的效率是多少？
（5）家中安装了标有“220V20A，3000R/kW h”的电能表，若仅有此电磁炉工作时，在3min内，电能表表盘要转动多少圈？
【答案】（1）电流的磁效应；电磁感应、电流的热效（任写两个即可）
（2）因为陶瓷、玻璃在一般情况下不导磁也不导电，在磁场中不会产生感应电流。而铝和铜不是导磁材料，电阻率小，电流的热效应低，加热作用不明显，所以电磁炉也不能用这两种材料制作的锅具
（3）1.68×106J
（4）93.3%
（5）225圈
【知识点】热量的计算；电功与热量的综合计算；电磁感应
【解析】【解答】（1）电磁炉涉及的物理原理：①电流通过线圈时，会产生磁场；②变化的磁场又会引起放在电磁炉上面的铁质（或钢质）锅底内产生感应电流；③锅底有电阻，感应电流又会在锅底产生热效应。即电流的磁效应、电磁感应、电流的热效应三个物理原理。（2）因为陶瓷、玻璃在一般情况下不导磁也不导电，在磁场中不会产生感应电流。而铝和铜不是导磁材料，电阻率小，电流的热效应低，加热作用不明显，所以电磁炉也不能用这两种材料制作的锅具。（3）1标准大气压下，水的沸点：t=100℃水吸收的热量： （4）由 得，电磁炉正常工作，消耗的电能： 则电磁炉烧水时的效率为： ；（5）在3min内消耗的电能： 那么电能表表盘要转动圈数： 答：（1）如上所述；（2）如上所述；（2）水吸收1.68×106J的热量；（3）此电磁炉烧水时的效率是93.3%；（4）电能表表盘要转动225圈。
【分析】导体通过电流后产生热量，即电流的热效应；若导体中通过电流后，产生磁场，即电流的磁效应；电磁炉是通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生交变的电流（即涡流），涡流使锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能，（故：电磁炉煮食的热源来自于锅具底部而不是电磁炉本身发热传导给锅具，所以热效率要比所有炊具的效率均高出近1倍）使器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的）；1标准大气压下水的沸点是100℃，知道水的质量、水的比热容和初温，根据 求出水吸收的热量；知道水吸收的热量和消耗的电能，根据 求出此电磁炉烧水时的效率；由电能表铭牌可知，每消耗1kW h的电能，电能表转盘转过3000转，根据电磁炉消耗的电能可以求出电能表转盘转过的圈数。
13．（2024九下·西安模拟）电动汽车是未来汽车的一种发展方向，由于受电池技术的限制，混合动力汽车是一种较好的过渡产品。某油电混合动力汽车相关信息如下表，工作原理如图甲所示，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机就会启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，电动汽车所受阻力与车速的关系如图乙所示，在某次测试中，测试前蓄电池已储存的电能为1×108J，测试中全部由内燃机提供能量。汽车以50km/h的速度水平匀速行驶了1h，同时蓄电池的电能增加了25%，求：
驱动模式 纯电动 启动/低速
油电混动 中速
纯燃油 高速
汽车质量 1200kg
（1）当该汽车制动刹车时，驱动电机会反转变为发电机给蓄电池充电，驱动电机的原理是 ，能量在转移和转化过程中具有 性；
（2）在该次测试中，所用燃料的热值为4.5×107J/kg，测试过程中消耗10kg燃料，燃料完全燃烧释放的热量是多少J？
（3）在该次测试中，汽车牵引力做的功是多少J？
（4）在该次测试中，内燃机的效率是多少？ （忽略蓄电池和驱动电机的热损失）
【答案】电磁感应；方向；4.5×108J；2×108J；50%
【知识点】燃料的热值；热机的效率；能量的转化或转移；发电机的构造和原理；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）驱动电机会反转变为发电机给蓄电池充电，因此驱动电机相当于发电机，工作原理是电磁感应；能量在转移和转化过程中具有方向性。
（2）燃料完全燃烧释放的热量是Q放=mq=10kg×4.5×107J/kg=4.5×108J；
（3）在该次测试中，汽车行驶的路程s=vt=50km/h×1h=50km；
由丙图知，汽车速度为50km/h时，所受阻力为4000N，因为汽车匀速行驶，
所以汽车的牵引力F=f=4000N；
汽车牵引力做的功是W=Fs=4000N×50×103m=2×108J；
（4）增加的电能W电=25%×1×108J =2.5×107J；
有用能量是W有用=W电+W=2×108J+2.5×107J=2.25×108J；
内燃机的效率是。
【分析】（1）根据发电机的能量转化解答。根据能量转化和转移的方向性解答；
（2）根据Q放=mq计算燃料燃烧放出的热量；
（3）根据s=vt计算计算汽车行驶的路程，根据平衡力的知识计算牵引力，根据W=Fs计算做的功。
（4）根据W有用=W电+W计算有用能量，再根据计算内燃机的效率。
四、实验探究题
14．（2024九下·通榆月考）如图所示是“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。 闭合开关后，灵敏电流计、开关、导线组成闭合电路。
（1）实验时通过观察 来判断电路中是否产生感应电流。
（2）让蹄形磁体静止，闭合开关，要使电路中形成感应电流，导线 AB 应在磁场中 (选填“左右”或“上下”)运动。
（3）如果将灵敏电流计换成 ，可以观察磁场对通电导线的作用。
【答案】（1）灵敏电流计的指针是否偏转
（2）左右
（3）电源
【知识点】探究电磁感应现象的实验
【解析】【解答】(1)实验通时过观察灵敏电流计的指针是否偏转来判断电路中是否产生感应电流。
(2)让蹄形磁体静止，当导线AB在磁场中左右运动时，电路中会产生感应电流，这个过程中机械能转化为电能。
(3) 如果将灵敏电流计换成电源可以观察磁场对通电导线的作用。
故答案为：(1)灵敏电流计的指针是否偏转；(2)左右；(3)电源。
【分析】(1)根据本实验通过观察灵敏电流计的指针是否偏转来判断电路中是否产生感应电流分析得出。
(2)根据闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体就会产生感应电流，这种现象叫电磁感应现象。在电磁感应中，机械能转化为电能分析得出。
(3) 根据如果将灵敏电流计换成电源可以观察磁场对通电导线的作用分析得出。
15．（2020九上·惠城期末）小勇利用如图所示的实验装置“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”，他将实验中观察到的现象记录在下表中．
次数 开关 磁场方向 导体AB的 运动方向 电流表指针的偏转方向
1 断开 上N下S 向右运动 不偏转
2 闭合 上N下S 向右运动 向左偏转
3 闭合 上N下S 向左运动 向右偏转
4 闭合 上N下S 向上运动 不偏转
5 闭合 上S下N 向下运动 不偏转
6 闭合 上S下N 向右运动 向右偏转
7 闭合 上S下N 向左运动 向左偏转
（1）分析得出： 电路中的部分导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流
（2）比较实验2和3（或6和7）可知：在磁场方向一定时，感应电流的方向与 有关
（3）比较实验 可知：在导体切割磁感线运动方向不变时，感应电流的方向与磁场方向有关
（4）这个现象在生产和生活中的重要应用是
（5）针对这个实验，小勇进行了进一步的探究，他提出了“感应电流的大小可能与导体切割磁感线的运动速度有关”的猜想，于是他设计了如下的实验方案：
①保持磁场强弱不变，让导体AB以 （填“相同”或“不同”）的速度沿相同方向做切割磁感线运动，观察电流表指针偏转幅度大小．
②如果电流表指针偏转幅度不同，说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度 （填“有关”或“无关”）
【答案】（1）闭合
（2）导体切割磁感线运动方向（导体运动方向）
（3）2、6或3、7
（4）发电机
（5）不同；有关
【知识点】探究电磁感应现象的实验
【解析】【解答】解：（1）分析可知，产生感应电流的现象中，闭合电路中的部分导体在磁场里的运动方向与磁场方向垂直，即导体中产生感应电流时闭合电路中的部分导体在磁场里做切割磁感线运动．
（2）比较实验2和3（或6和7）可知：在磁场方向一定时，导体切割磁感线运动方向改变，感应电流的方向就改变．
（3）比较实验2和6（或3和7）可知：在导体切割磁感线运动方向（或导体运动方向）不变时，磁场方向改变，感应电流的方向就改变．
（4）实验中采用的是控制变量法，闭合电路中电流表中的电能是由于导体的运动而产生的，可见消耗的是机械能，所以实验过程中是机械能转化成电能，其重要应用是发电机的发明．
（5）探究感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度是否有关，应该保持磁场强弱不变，让导体AB以不同的速度沿相同方向做切割磁感线运动，观察电流表指针偏转幅度大小．如果电流表指针偏转幅度不同，说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度有关，如果电流表指针偏转幅度相同，说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度无关．
故答案为：（1）闭合；
（2）导体切割磁感线运动方向（导体运动方向）；
（3）2、6或3、7；
（4）发电机；
（5）①不同；②有关
【分析】（1）产生感应电流的三个条件：闭合电路；一部分导体；切割磁感线运动．
（2）根据图示分析感应电流的方向是在什么方向的变化下而变化的，若在磁场方向不变时，只有导体运动方向再改变，感应电流也在变化，则说明感应电流的方向一定与导体运动方向有关；
（3）电磁感应现象实现了机械能向电能的转化，重要应用是发电机．
（4）探究感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度是否有关，应采用控制变量法
五、科普阅读题
16．（2024九下·惠阳月考）阅读短文，回答问题。
扫地机器人
现代家庭电器越来越智能化，扫地机器人就是智能家电的一种，是家庭地板清理好帮手。通过电动机旋转产生高速气流将灰尘、杂物吸入集尘盒；其防滑轮皮采用凸凹材质制成；底部安装有塑料刷，用于清扫吸附在地板上的灰尘及轻小物体；前端装有感应器，通过发射、接收超声波或红外线来侦测障碍物。如图所示，是一款集自动清扫技术和人工智能设计于一体的地面清扫机器人。该机器人工作时的额定功率为36W，电池的容量为3750mAh，当剩余电量减为电池容量的20%时，机器人会主动寻找充电器充电，充电电压和工作电压均为12V。
（1）“机器人”工作时，由于主机内部的气压 （填“大于”“小于”或“等于”），大气压将灰尘吸入集尘盒：
（2）“机器人”的动力来自电动机，下列实验装置与电动机工作原理相同的是
A．
B．
C．
D．
（3）若“机器人”静止时向障碍物垂直发射超声波，经过0.001s收到回波，则其距障碍物 cm；（假设超声波在空气中的传播速度为340m/s）
（4）该机器人正常工作时的电流为 A，该机器人充满一次电后能够持续工作的时间是 s.
【答案】（1）小于
（2）D
（3）17
（4）3；3600
【知识点】电功的计算；直流电动机的构造原理与工作过程；电磁感应
【解析】【解答】（1） “机器人”工作时，主机内部的气压减小，小于外界大气压，从而产生吸力，将灰尘吸入集尘盒。
故答案为：小于.
（2）A、该装置说明通电导体的周围存在磁场，与电动机的原理不同，A不符合题意；
B、闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，这种现象叫电磁感应，发电机是利用该原理制成的，B不符合题意；
C、电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关，C不符合题意；
D、该装置说明通电导体在磁场中会受到力的作用，电动机就是利用该原理来工作的，D符合题意。故答案为：D。
故答案为： D.
（3）由得，机器人与障碍物的距离为： ；
故答案为： 17.
（4）由得，该机器人正常工作时的电流为： ；
故答案为： 3A.
（5）由得，该机器人充满一次电后能够持续工作的时间： ；
故答案为：3600.
【分析】（1） “机器人”工作时，主机内部的气压减小，小于外界大气压，从而产生吸力，将灰尘吸入集尘盒。
（2）A说明通电导体的周围存在磁场；B闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，这种现象叫电磁感应，发电机是利用该原理制成的；C电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关；D该装置说明通电导体在磁场中会受到力的作用，电动机就是利用该原理来工作的。
（3）由的推导公式计算机器人与障碍物的距离。
（4）由的推导公式计算该机器人正常工作时的电流。
（5）由的推导公式计算该机器人充满一次电后能够持续工作的时间。
17．（2024九下·濠江模拟）阅读短文，回答问题。
智能手机
随着智能手机的日益普及，人们通过智能手机可以实现轻松出行、远距离通信、线上支付、网上办公等活动。手机电池作为手机的一个重要部分，目前正朝着大容量、快蓄电、长待机的方向发展。部分手机搭配了超级快充功能，采取的方式是保持充电器的电压不变，将电流从原来的1A变为5A，极大提高了充电功率。
手机无线充电是目前比较新的一门技术，无线充电就是不借助数据线等导线对手机进行充电，从而增加手机的续航时间。现阶段使用较多的一种无线充电技术的原理如图甲、乙所示，交流电流过送电线圈（无线充电板）产生磁场，智能手机（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。
（1）文中描述的手机快充功能将充电功率变为原来的 倍；
（2）手机在无线充电时，手机中的受电线圈会产生 ，无线充电工作原理与 （选填“发电机”或“电动机”）工作原理相似，该原理是 ；
（3）图丙所示为充电器过热保护的模拟控制电路，电源电压恒定，R1为电阻箱，L为阻值不计的线圈，R2是热敏电阻，其电流与电压的关系如题图丁所示。
①当R2两端的电压为5V时，它的功率是 W；
②若要适当调高保护电路工作的临界温度，可调大R1的阻值，除此之外，还可以采取的方法是 （答出一种即可）。
【答案】5；感应电流；发电机；电磁感应；0.21；减小电源电压或减少线圈匝数
【知识点】电功率的计算；产生感应电流的条件；发电机的构造和原理；影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】（1）根据材料内容，充电器的电压不变，电流从1A变为5A，电流变大了5倍，根据，充电功率变为原来的5倍。
（2）从图乙中，电池充电时，磁场会让手机中的受电线圈产生感应电流，是磁生电的现象，发电机利用磁生电，则无线充电工作原理与发电机工作原理相似，该原理是电磁感应。
（3）R2是热敏电阻，其电流与电压的关系如题图丁所示，从图丁可以看到，当R2两端的电压为5V时，电流为42mA=0.042A，计算功率为，功率为0.21W。
若要适当调高保护电路的电压，即电磁铁的磁性稍微弱一点，可调大R1的阻值，则电路的总电阻变大，电路的电流变小。电流的大小、螺线管线圈匝数和是否有铁芯，可在总电阻不变的情况下，减小电源电压，从而电路的电流也变小，再或者其他条件不变，减少电磁铁线圈匝数，也可以降低电磁铁的磁性强弱。
【分析】（1）根据P=UI，电压一定时，导体消耗的电能等于导体电流做功多少；
（2）导体切割磁感线时，产生感应电流，是电磁感应现象；
（3）根据P=UI，电阻变大，电流减小，电压一定时，通过导体的电流和电阻成反比；
18．（2024九下·鞍山开学考）阅读短文，回答问题。
风力发电
风电技术就是利用风能发电的技术，风能是可再生环保能源，所以开发风电技术是当今诸多国家的发展主要战略，见图甲。
见图乙，风力发电是利用风力带动风车叶片旋转，并通过增速机将旋转的速度提高，从而带动风机内的发电机发电。发电机所发的电通过电缆输送到升压变压器提升电压后，由高压输电线路输送给用户。
风电是清洁能源，每生产1度电，就可相应节约0.4千克标准煤，同时减少污染排放0.272kg碳粉尘、0.997kg二氧化碳、0.03kg二氧化硫、0.015kg氮氧化物。
回答下列问题：
（1）风力发电是将风能转化为 能的一种技术，风机中的发电机是利用 原理进行发电的。
（2）华锐风电科技集团研发的SL6000风力发电机组，最大发电功率为6×106W。此风力发电机组满功率工作5h，可生产 的电能，相当于 kg热值为3×107J/kg的煤完全燃烧释放的热能；可向大气减少排放 kg的二氧化碳。
（3）远距离输电，若输送电能的功率为P、输电电压为U、输电线路总电阻为R，则输电线路的因发热而造成的电能损失功率P损＝ 。
【答案】电；电磁感应；3×104；3600；2.991×104；
【知识点】燃料的热值；电功率的计算；焦耳定律的应用；发电机的构造和原理
【解析】【解答】（1）风能转化为叶片的动能，动能转化为电能。
发电机是电磁感应现象。
（2）可提供电能
煤完全燃烧释放的热能等于风力发电5h产生的电能，煤的质量为
由于火力发电每产生1kW·h电能大约要排放0.997kg的CO2，风力发电机组满功率工作5h要少排放的CO2是
（3）输送电能的功率为P、输电电压为U，则电路中的电流为
输电线路因发热而造成的电能损失功率
【分析】 (1)根据发电机的制作原理是电磁感应现象，是将机械能转化为电能的过程；
(2)根据W=Pt求出电能的大小；根据W=Q=mq求出煤的质量；根据题意求出减少排放的二氧化碳的质量；
(3)根据求出电路中的电流，根据P=IR求出电能损失功率的大小。
