华师大版九年级上册1 电能的获得和转化习题

6.1__电能的获得和转化(一)__[学生用书A34]

1．下列4个实验所揭示的原理能直接推动发电机发明的是(　B　)

A　　　　        B　　　　 C　　　　     D

2．下列说法中正确的是(　C　)

A．发电机将电能转化为机械能

B．电动机工作时线圈中不会产生感应电流

C．发电机的工作原理是电磁感应

D．导体在磁场中做切割磁感线运动时一定产生感应电流

3．电磁炮是利用电磁技术制成的一种新型武器，具有速度快、命中率高等特点。其原理是利用磁场对通电导体的作用，下列叙述中与此原理相同的是(　C　)

A．水轮机带动发电机工作为我们提供源源不断的电能

B．奥斯特发现通电导体能使小磁针偏转方向

C．电动机接通电源正常工作

D．工厂使用大型电磁铁完成物品运输任务

4．关于电动机的说法中不正确的是 (　C　)

A．电动机分直流电动机和交流电动机两种

B．电动机结构简单、控制方便

C．电动机对环境的污染很大

D．电动机的效率高、功率可大可小

【解析】电动机的构造简单、控制方便、体积小、效率高、功率可大可小，对环境造成的污染小，因此被广泛应用在各个领域。

5．关于通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向之间的关系，下列说法不正确的是(　D　)

A．电流方向改变时，导体受力方向改变

B．磁场方向改变时，导体受力方向改变

C．电流方向和磁场方向同时改变时，导体受力方向不改变

D．电流方向和磁场方向同时改变时，导体受力方向改变

【解析】通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关。当电流方向或磁场方向改变时，导体受力方向改变；但当两者方向同时改变时，导体受力方向不改变。

6．如图所示是1831年10月17日世界上最先产生感应电流的实验，实验现象为当条形磁铁插入线圈中时，与线圈连接的电流计的指针发生了偏转。做该实验的著名科学家是__法拉第__，该实验揭示：在一定条件下，__机械__能可以转化为电能。

图6－1－1

7．如图是商场自动扶梯，请回答问题：

　图6－1－2

(1)自动扶梯的动力装置是电动机，它是根据__通电线圈在磁场中受力转动__原理工作的。为了使电动机连续转动，在电路中接入了换向器，它的作用是__改变线圈中的电流方向，使线圈持续转动__。

(2)自动扶梯在工作过程中的能量转化情况是__电能转化为机械能__。

8．如图为科研人员研制的“发电鞋”，鞋内部安装了磁铁和线圈，人在行走时发的电存储于蓄电池中，可用于手机充电。发电鞋发电时是利用__电磁感应__原理工作的。

　图6－1－3

【解析】人在行走时，人体带动磁铁与线圈发生相对运动，线圈切割磁感线，产生感应电流，所以“发电鞋”是利用电磁感应原理工作的。

9．小欢把一个正在发光的灯泡放到U形磁体中间，发现灯丝在晃动。下列对该现象的分析中，正确的是(　A　)

A．灯丝晃动是磁场对电流的作用

B．灯丝晃动的原理与奥斯特实验的原理相似

C．电源换成直流 220V，灯丝晃动会更明显

D．灯丝晃动是一种电磁感应现象

10．常用的磁电式电流表的结构如图所示，线圈与接线柱相连。当通以图示方向的电流时，线圈带动指针向右偏转。下列有关说法正确的是(　C　)

　图6－1－4

A．当通以相反方向电流时，电流表指针仍向右偏转

B．此电流表工作时机械能转化为电能

C．此电流表是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的

D．此电流表是利用电磁感应原理制成的

11．如图所示是“线圈不能持续转动”的三幅实验图，下列说法中不正确的是(　D　)

图6－1－5

A．三幅图中，导线ab、cd所受的磁力方向始终没有发生改变

B．乙图中，线圈能够持续往下转动变成丙图所示，是由于惯性

C．通电一段时间后，线圈abcd最终会停止在乙图所示的位置

D．只要开关始终闭合，线圈abcd一定会在乙图的平衡位置左右摆动，永不停止

12．如图是机场的安检人员用手持金属探测器检查乘客的情景，当探测线圈靠近金属物体时，在金属物体中就会产生电流，如果能检测出这种变化，就可以判定探测线圈下面有金属物体了。下列能反映出金属探测器工作原理的是 (　B　)

　图6－1－6

　  A　　　　        B　　 　 　　       C　 　 　　        D

【解析】当探测线圈靠近金属物体时，在金属物体中就会产生电流。由于运动的相对性，相当于金属在做切割磁感线运动，所以线圈中有感应电流产生，这是电磁感应现象。

13．如图所示实验装置是用来研究__磁场对通电导线的作用__(选填“电流磁效应”“电磁感应现象”或“磁场对通电导线的作用”)的。实验时把导线ab放在磁场里，接通电源，让电流通过导线ab，会观察到导线向右运动；如果把电源正、负极对调后接入电路，会观察到导线ab向__左__(选填“左”或“右”)运动；如果不对调电源正负极，只把蹄形磁体上下磁极调换一下，会观察到导线ab向__左__(选填“左”或“右”)运动；如果把电源正、负极对调，同时把蹄形磁体上下磁极也调换一下，则会观察到导线ab向__右__(选填“左”或“右”)运动。

图6－1－7

14．如图甲所示是探究电磁感应现象的装置。

图6－1－8

(1)闭合开关，让导体AB沿水平方向左右运动，观察到灵敏电流计的指针偏转。若让导体AB由图示位置沿竖直方向上下运动，则灵敏电流计的指针__不偏转__(选填“偏转”或“不偏转”)。

(2)利用此装置，探究感应电流方向与磁场方向和切割磁感线方向之间的关系，观察到的实验现象记录在表中：

在上述四次实验中，比较__①②或③④__两次实验，可知感应电流方向与磁场方向有关；比较__①④或②③__两次实验，可知同时改变磁场方向和切割磁感线方向则感应电流方向不变。

(3)在探究中还发现导体AB水平向左(或向右)缓慢运动时，灵敏电流计的指针偏转角度较小；导体AB水平向左(或向右)快速运动时，灵敏电流计的指针偏转角度较大。说明感应电流的大小与__导体切割磁感线运动的快慢__有关。

(4)有同学还想探究感应电流的大小是否与磁场强弱有关。请写出简要做法：__保持导体切割磁感线运动的速度不变，改变磁场的强弱__；如何判断：__观察灵敏电流计指针偏转角度__。

(5)如图乙所示是实验室用到的手摇发电机模型，将小电灯换成灵敏电流计，慢慢摇动手柄，观察到灵敏电流计的指针__左右摆动__(选填“左右摆动”或“向一侧摆动”)。这表明该发电机模型发出的电是__交流电__(选填“交流电”或“直流电”)。

__6.1__电能的获得和转化(二)__[学生用书B36]

1．下列用电器工作时，将电能全部转化为内能的是 (　B　)

A．电风扇　    B．电水壶　      C．电视机　　      D．微波炉

【解析】电风扇工作时，电能主要转化为机械能和内能；电视机工作时，电能主要转化为声能、光能和内能；微波炉工作时，电能主要转化为电磁能。

2．电炉通电后，电炉丝热得发红，而跟电炉连接的铜导线却不那么热，这是因为(　D　)

A．通过铜导线的电流小，所以它消耗的电能较少

B．电炉丝和铜导线消耗的电能相同，但铜导线散热快，所以就不那么热

C．通过电炉丝的电流大，所以它消耗的电能较多

D．铜导线电阻较小，所以相同时间内它消耗的电能较少

3．将两电炉丝R1、R2串联起来，接在如图所示的电路中。若R1＞R2，则先被点燃的火柴是(　A　)

　图6－1－9

A．电炉丝R1上的火柴

B．电炉丝R2上的火柴

C．两电炉丝上的火柴同时被点燃

D．无法确定

【解析】因为两电炉丝R1、R2串联，所以通过它们的电流和通电时间都相同。根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，在电流和通电时间一定时，电阻越大产生的热量越多。因为R1＞R2，所以Q1＞Q2，电炉丝R1产生的热量多，火柴先被点燃。

4．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，当开关S由断开到闭合，电流表两次示数之比是1∶5。R1与R2的阻值之比和闭合S后产生的热量之比分别是(　A　)

　图6－1－10

A．4∶1；1∶4　　　　　 B．1∶4；4∶1

C．1∶5；5∶1  D．5∶1；1∶5

5．如图所示电路中，电源电压恒为6V，R1＝30Ω，只闭合开关S时，电流表示数为__0.2__A；同时闭合开关S、S1时，电流表示数为0.5A，则通电1min，电阻R2产生的热量为__108__J。

　图6－1－11

【解析】由电路图可知，只闭合开关S时，电路为R1的简单电路，则通过电阻R1的电流(即电流表示数)I1＝＝＝0.2A；同时闭合开关S1、S2时，R1与R2并联，电流表测干路电流；因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过R2的电流I2＝I－I1＝0.5A－0.2A＝0.3A，R2＝＝20Ω，通电1min，电阻R2产生的热量Q2＝IR2t＝(0.3A)2×20Ω×60s＝108J。

6．如图装置，在两相同烧瓶内装满等量煤油，瓶塞上各插入一根粗细相同的玻璃管，瓶内装入粗细、材料相同的电阻丝R甲和R乙，R甲长度大于R乙，闭合开关，经过一段时间t1后，甲玻璃管液面上升高度h甲__大于__(选填“大于”或“小于”)乙玻璃管液面上升高度h乙。断开开关，当两根玻璃管液面回到原来高度后，向右移动滑片，再闭合开关，则甲玻璃管液面上升高度h甲所需时间t2__大于__t1(选填“大于”或“小于”)。

图6－1－12

【解析】粗细、材料相同的电阻丝R甲和R乙，R甲长度大于R乙，则R甲＞R乙；两电阻丝串联，通过的电流和通电时间相同，因为R甲＞R乙，电流通过甲瓶中电阻丝产生的热量多，故甲玻璃管液面上升高度h甲大于乙玻璃管液面上升高度h乙；向右移动滑片，滑动变阻器接入电路的电阻变大，电流减小，在电阻相同、放出热量相同的情况下，电流越小，根据焦耳定律可知，所用的时间越长，即t2大于t1。

7．如图所示电路中，当开关S分别与“1”“2”“3”接触时，各自出现什么现象？出现的现象分别利用了电流的什么效应？

　图6－1－13

(1)与“1”接触现象：__电铃响__，效应：__电流的磁效应__。

(2)与“2”接触现象：__灯泡发光__，效应：__电流的热效应__。

(3)与“3”接触现象：__发生化学反应__，效应：__电流的化学效应__。

8．利用如图所示电路可定性研究电热与电流、电阻和通电时间的关系，图中三个电阻的材料和质量相同，且R1＝R3＝5Ω，R2＝10Ω，三个电子温度计分别与三个电阻相连(图中未画出)，并能测量它们的温度。闭合开关后，每隔一定时间记录各电阻的温度，通过比较温度的变化来间接反映电阻产生电热的多少。下列有关分析与推断错误的是(　D　)

　图6－1－14

A．分析任意一个电阻的温度变化，可知电热与通电时间有关

B．分析比较R1和R2的温度及变化，可知电热与电阻有关

C．分析比较R1和R3的温度及变化，可知电热与电流有关

D．分析比较R2和R3的温度及变化，可知电热与电流和电阻有关

【解析】由Q＝I2Rt可知，对同一电阻而言，通过的电流不变时，通电时间越长，产生的热量越多，温度越高；探究电热与电阻关系时，需保持电流和通电时间相同，电阻不同；探究电热与电流关系时，需保持电阻和通电时间相同，电流不同；根据控制变量法可知，探究电热与电流、电阻以及通电时间是否有关时，变化的量只能有一个，其他因素均应不变。

9.小亮同学在做研究电热跟哪些因素有关的实验时，甲、乙两个烧瓶内的煤油质量应该__相等__(选填“相等”或“不相等”)，把两根电阻丝串联连接的目的是__使电流大小和通电时间相等__，通电一段时间后，甲烧瓶中煤油温度上升了5℃，乙烧瓶中煤油温度上升了3℃，则甲、乙两根电阻丝的阻值之比是__5∶3__。

　图6－1－15

10．如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列正确的是(　B　)

图6－1－16

A．甲实验中两个电阻串联只是为了保证流过两个电阻的电流相等

B．甲实验通电一段时间后，左右两侧容器内空气吸收的热量之比为1∶2

C．乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系

D．乙实验通电一段时间后，左右两侧容器内空气吸收的热量之比为1∶4

11．小明家的电热毯内的电阻丝断了，他爸爸把断了的电阻丝搭在一起，电热毯仍能使用，但不久搭接处又会烧断。搭接处烧断的原因是(　B　)

A．电阻丝上搭接处电阻较小，造成局部过热

B．电阻丝上搭接处电阻较大，造成局部过热

C．电阻丝上搭接处电流比其他处电流小，造成局部过热

D．电阻丝上搭接处电流比其他处电流大，造成局部过热

【解析】将电阻丝的两个断头搭接上后，接触的部位很少、很细，电阻就较大。根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多，温度越高，因此搭接处会烧断。

12．有两根电阻丝R1、R2和一个电源E，且电源E两端电压保持不变。如果只将电阻丝R1接在电源E两端，电阻丝R1在120s内产生的热量为12Q；如果将电阻丝R1、R2并联接在电源E两端，电阻丝R1、R2在60s内产生的总热量为8Q，则(　B　)

A．R1∶R2＝1∶4

B．R1∶R2＝1∶3

C．如果将电阻丝R1、R2串联接在电源E两端，为使电阻丝R1、R2产生的总热量为4Q，则需要通电的时间为320s

D．如果将电阻丝R1、R2串联接在电源E两端，为使电阻丝R1、R2产生的总热量为4Q，则需要通电的时间为150s

【解析】设电源电压是U，只将电阻丝R1接在电源E两端时，Q1＝×120s＝12Q…①；电阻丝R1、R2并联接在电源E两端，电阻丝R1、R2在60s内产生的总热量Q2＝×60s＋×60s＝8Q…②；联立上述两式可得出：R1∶R2＝1∶3 …③。如果将电阻丝R1、R2串联接在电源E两端，为使电阻丝R1、R2产生的总热量为4Q，即Q＝×t＝4Q…④；故联立①③④式可得出，时间t＝160s。

13．将光敏电阻R和定值电阻R0、电流表、电压表连成电路，接在9V的电源上，光敏电阻阻值随光强变化关系见表：(“光强”表示光强弱程度的物理量，符号为“E”，单位坎德拉，符号为“cd”)

　图6－1－17

分析表中数据可知，光强E＝1.5cd时，光敏电阻的阻值R＝__12__Ω，此时电流表的示数为0.5A，则通电1min，R0上产生的热量为__90__J。

【解析】由表可知，ER＝18，则18＝1.5cd×R，R＝12Ω。光敏电阻两端的电压U1＝IR＝0.5A×12Ω＝6V，定值电阻两端的电压U0＝U－U1＝9V－6V＝3V，R0＝＝＝6Ω，Q0＝I2R0t＝(0.5A)2×6Ω×60s＝90J。

14．用如图甲所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，相同烧瓶内装满了煤油。

图6－1－18

(1)烧瓶中装入的煤油是__绝缘体__(选填“导体”或“绝缘体”)。

(2)请根据实物电路，在虚线框图乙内画出对应的电路图。

(3)为达到实验目的，选用的两电阻丝R1与R2的阻值应__相等__，通过R1的电流__小于__通过R2的电流。

(4)通电一段时间后，烧瓶Ⅱ中玻璃管内液面上升的高度较大，说明__在电阻和通电时间相等时，电流越大产生的热量越多__。

(5)小红用如图丙所示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，经过多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流的关系图线。根据焦耳定律可知，图丁中能正确反映h－I关系的是__A__。

(6)如图所示是人们日常生活和工作中经常使用的一种插线板。现在市场上有一些劣质插线板，经质检部门检查发现，部分劣质插线板电源线芯线比合格产品细。请根据焦耳定律解释使用这种插线板将会存在什么隐患。

　图6－1－19

【答案】(2)如答图所示。

第14(2)题答图

(6)在材料和长度一定时，导体横截面积越小，电阻越大。劣质插线板的电源线的芯线比合格产品细，则电阻大。根据Q＝I2Rt可知，在电流和通电时间一定时，电阻越大，电流通过电阻产生的热量越多，易发生火灾。