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文檔簡介
考點39電動機與發(fā)電機
考點解讀
一、電動機
1.磁場對通電導線的作用
(1)通電導體在磁場里,會受到力的作用。
(2)通電導體在磁場里,受力方向與電流方向和磁感線方向有關。
2.電動機
(1)原理:電動機是根據(jù)通電線圈在磁場中因受力而發(fā)生轉動的原理制成的,是
將電能轉化為機械能的裝置。
(2)構造:電動機是由轉子(能夠轉動的部分)和定子(固定不動的部分)兩部分組
成的。
(3)換向器是由兩個銅制半環(huán)構成的,兩者彼此絕緣。換向器的作用是每當線圈
剛轉過平衡位置時,能自動改變線圈中電流的方向,使線圈連續(xù)轉動。
(4)電動機的轉動方向由電流方向和磁場方向決定。改變電動機轉動方向的方法:
改變電流方向(交換電壓接線)或改變磁感線方向(對調(diào)磁極)。
(5)電動機轉速的大小與線圈的匝數(shù)、線圈中電流的大小、磁場的強弱有關,即
線圈匝數(shù)越多,電流越大,磁場越強,轉速越快。提高電動機轉速的方法:增加線圈的
匝數(shù)、增加磁體的磁性、增大電流。
(6)與熱機相比,電動機的優(yōu)點:構造簡單;控制方便;體積小;無污染;效率
高;功率可大可小。
解讀:(1)通電導體在磁場里受力的方向,跟電流方向和磁感線方向有關。(當
電流方向或磁感線方向兩者中的一個發(fā)生改變時,力的方向也隨之改變;當電流方向和
磁感線方向兩者同時都發(fā)生改變時,力的方向不變。)(2)當通電導線與磁感線垂直
時,磁場對通電導線的力最大;當通電導線與磁感線平行時,磁場對通電導線沒有力的
作用。
二、磁生電
1.電磁感應現(xiàn)象
(1)英國物理學家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象,進一步揭示了電與磁之間的聯(lián)系,
發(fā)明了發(fā)電機。
(2)內(nèi)容:閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時;導體中就產(chǎn)生
電流,這種現(xiàn)象叫做電磁感應,產(chǎn)生的電流叫做感應電流。
2.發(fā)電機
I
(1)原理:發(fā)電機是根據(jù)電磁感應現(xiàn)象制成的。
(2)能量的轉化:發(fā)電機是將機械能轉化為電能的裝置。
(3)構造:發(fā)電機是由定子和轉子兩部分組成的。
(4)直流電和交流電:從電池得到的電流的方向不變,通常叫做直流電(DC)?
電流方向周期性變化的電流叫做交變電流,簡稱交流電(AC)?
在交變電流中,電流在每秒內(nèi)周期性變化的次數(shù)叫做頻率,頻率的單位是赫茲,簡
稱赫,符號為Hz。
(5)我國供生產(chǎn)和生活用的交流電,電壓是220V,頻率是50Hz,周期是0.02
s,即1s內(nèi)有50個周期,交流電的方向每周期改變2次,所以50Hz的交流電電流方
向1s內(nèi)改變100次。
解讀:導體中感應電流的方向,跟導體的運動方向和磁感線方向有關。(當導體運
動方向或磁感線方向兩者中的一個發(fā)生改變時,感應電流的方向也隨之改變;當導體運
動方向和磁感線方向兩者同時都發(fā)生改變時,力的方向不變。)產(chǎn)生感應電流的條件:
①電路必須是閉合的;②部分導體在磁場中做切割磁感線運動。兩個條件缺-不可。
重點考向
考向一電動機
典例引領
(2020?泰山區(qū)二模)如圖所示的四個電磁實驗中,能夠說明電動機工作原理的
實驗是()
【參考答案】D
【詳細解析】電動機的工作原理是:通電線圈在磁場中受到力的作用而轉
動。
A、是電磁感應的實驗圖,屬于發(fā)電機的原理,故A不符合題意;
B、是奧斯特實驗圖,小磁針發(fā)生偏轉說明通電導體周圍有磁場,故B不符
合題意;
C、是交流發(fā)電機的原理圖,是根據(jù)電磁感應現(xiàn)象制成的,故C不符合題意;
D、電路中有電流,通電線圈或導體受到磁場力的作用發(fā)生運動,是電動機
2
的工作原理,故D符合題意。
故選:Do
變式擴展
1.(2020?泰州一模)如圖為直流電動機的工作原理圖,分析正確的是()
A.直流電動機的原理是電磁感應
B.電動機通電后不轉,可能是線圈剛好處在平衡位置
C.電動機工作過程中,消耗的電能全部轉化為機械能
D.線圈剛轉到平衡位置時,換向器自動改變電路中電流方向
【答案】B
【解析】A、電動機的工作原理是通電線圈在磁場中受力轉動,不是電磁
感應,故A錯誤;
B、電動機通電后不轉,可能是線圈處于平衡位置,線圈中無電流,線圈
不受力的作用,故B正確;
C、電動機工作過程中,消耗的電能大部分轉化為機械能,但也有少部分
轉化為內(nèi)能,故C錯誤;
D、換向器的作用是在線圈剛轉過平衡位置時,自動改變線圈中的電流方
向,故D錯誤。
故選:Bo
2.如圖所示的裝置中,當閉合開關,導體ab就會運動起來,下列說法正確的是
A.此現(xiàn)象說明磁可以生電
B.電動機是利用圖示裝置原理來工作的
C.導體劭運動方向與電流方向無關
D.同時調(diào)換蹄形磁鐵兩極和電源的正負極可以改變導體a方的運動方向
3
【答案】B
【解析】A、當閉合開關、導體仍中有電流通過時,導體數(shù)就會運動起來,此現(xiàn)象說
明通電導線在磁場中受力的作用,故A錯誤;B、電動機是利用圖示裝置原理來工作的
說法正確,故B正確;C、導體助運動方向與電流方向和磁場方向都有關,故C錯誤;
D、當電流方向和磁場方向有一個方向發(fā)生改變時,導體a6的運動方向就發(fā)生改變,如
果兩個同時改變則導體數(shù)運動方向不變,故D錯誤;故選B。
考向二發(fā)電機
典例引領
(2020?花都區(qū)二模)圖甲是發(fā)電機原理的示意圖,圖乙中的“O”表示圖甲中
的導線ab(觀察的視線沿導線由b往a看),當它在磁場中分別轉動到1-4
位置時,運動方向己用箭頭標出,下列說法正確的是()
A.在位置1時,電路中不會產(chǎn)生感應電流
B.在位置2時,電路中不會產(chǎn)生感應電流
C.在位置3時,電路中不會產(chǎn)生感應電流
D.在位置4時,電路中不會產(chǎn)生感應電流
【參考答案】A
【詳細解析】由圖可知,由圖磁感線方向水平向右,1的運動方向與磁感
線方向平行,不切割磁感線,不能產(chǎn)生感應電流;2、3、4的運動方向切割
磁感線,能產(chǎn)生感應電流。
故選:A。
變式擴展
(2020?鄭縣二模)當你去歌廳唱歌時,要用到話筒(麥克風),如圖是一種話
筒構造示意圖。當你對著話筒說話或唱歌時,產(chǎn)生的聲音使膜片震動,與膜
片相連的線圈也跟著一起振動,線圈在磁場中運動,產(chǎn)生電流,這樣就將聲
信號轉化成了電信號。下列四個實驗的原理與該話筒原理相同的是()
4
A./B./C./D.
/1/i/」
【答案】C
【解析】動圈式話筒工作過程是:聲波振動一引起膜片振動一帶動線圈振
動一線圈切割永久磁體的磁場產(chǎn)生感應電流一經(jīng)放大傳給揚聲器。由此可
知其工作原理是電磁感應現(xiàn)象。
A、此裝置中有電源,即通電后,小磁針會偏轉,故說明通電導線周圍存
在磁場,是電流的磁效應,故A錯誤;
B、此裝置中有電源,是電動機的原理圖,是根據(jù)通電線圈在磁場中受力
而轉動的原理制成的,消耗電能產(chǎn)生機械能,故B錯誤;
C、此圖中沒有電源,當部分導體做切割磁感線運動時,電路中會產(chǎn)生感
應電流,即電磁感應現(xiàn)象,故C正確;
D、此圖是說明了磁體周圍存在著磁場,故D錯誤;
故選:Co
2.某同學由電流的磁效應想到:“電能生磁”,那么“磁能否生電”?他利用如圖所
示的實驗裝置“探究導體在磁場中運動時產(chǎn)生電流的條件”。把銅棒46、演示電流
表和電鍵連成電路,閉合電鍵后,將銅棒加?在磁場中多次運動時觀察到的現(xiàn)象記錄
在下表中。
實驗序號磁場方向導體的運動方向電流表指針的偏轉方向
1上N下S向右運動向左偏轉
2上N下S向左運動向右偏轉
5
3上N下S向上運動不偏轉
4上S下N向下運動不偏轉
分析表中記錄的實驗現(xiàn)象,可以初步得出:
(1)實驗中,通過觀察判斷電路中是否有電流。
(2)閉合電路,導體在磁場中運動時,產(chǎn)生電流的條件是:
(1)演示電流表指針是否偏轉(2)導體的運動方向與磁場方向不平行
【答案】電流表指針是否偏轉(2)導體的運動方向與磁場方向不平行
【解析】(1)電流看不見摸不著,要知道電流的存在可用轉換法,通過電流產(chǎn)生的
效應來認識電流,本實驗中確定電路里有無感應電流產(chǎn)生的依據(jù)是電流表指針是否
偏轉;
(2)閉合電路的部分導體在磁場中做切割磁感線運動時,導體中就會產(chǎn)生感應電流,
把這種現(xiàn)象叫做電磁感應?!扒懈畲鸥芯€”的含義指導體的運動方向與與磁感線方
向不平行;可以從實驗中看出,實驗3、4中沒有產(chǎn)生感應電流是因為導體運動的方
向與磁場的方向一致,是平行的。而實驗1、2中導體運動的方向與磁場的方向不平
行,這才叫“切割磁感線”。
練習精選
考點闖關
一、單選題
1.(2020?廣州市?廣東實驗中學九年級三模)“通電導體在磁場中受到力的作用”也
稱為“磁場對電流的作用”,而這個力其實是導體內(nèi)電荷運動時受到的力的合力。如圖
所示,是一段通電導體在磁場中受到的力的示意圖,則以下關于對帶電粒子在均勻磁場
中運動時的受力方向描述正確的是(“義”表示磁感線垂直紙面向里,“U”表示磁感
線垂直紙面向外)()
X義,XX
XXWX
X更流火X
XXXX
XXXX
6
XXXX
XXXX
2.(2020?青海海東市?)如圖所示的是我國生產(chǎn)的某種電動式無針注射器工作示意圖,
通電時永磁體的磁場與通電線圈相互作用,產(chǎn)生強大的助推力,使藥液以接近聲音的速
度注入皮膚,
3.(2020?蘇州市吳江區(qū)江村實驗學校九年級一模)如圖所示,干電池底部吸有強磁鐵
(可導電),在干電池的正極上支有一“門”字形導線框,導線框B側和套在強磁鐵上
導電圓環(huán)C連接,導線框和圓環(huán)C能夠一起繞干電池持續(xù)轉動,圓環(huán)C在轉動過程中與
強磁鐵接觸良好,則()
4IB
強磁鐵
A.只有導線框A側受到磁場對電流的作用
B.只有導線框B側受到磁場對電流的作用
C.導線框A側、導線框B側均受到磁場對電流的作用
D.如只將強磁鐵翻轉放置,導線框轉動方向不變
4.(2020?云南紅河哈尼族彝族自治州?九年級二模)如圖所示的實驗電路中,電動機
原理的實驗電路是()
7
5.(2019?江蘇揚州教育學院附中中考模擬)如圖所示為公交車自動爆破器,危機時刻,
司機只需按下開關,自動爆破器即可自動完成破窗.自動爆破器就相當于一個電控安全
錘,它是利用電磁線圈在通電的時候產(chǎn)生一個沖擊力,帶動鴇鋼頭擊打車窗玻璃邊角部
位,實現(xiàn)擊碎玻璃的目的.圖中的實驗與自動爆破器工作原理相同的是
6.(2020?山西)如圖所示,電動平衡車是一種新型交通工具,被廣大青少年所喜愛.圖
中與電動平衡車驅動前行過程原理相同的是
8
7.(2019?湖北孝感市?)電磁炮是一種先進的動能殺傷武器,它是利用磁場對通電導
體作用的原理,對金屬炮彈進行加速,具有速度快、命中率高等特點.下圖中與此工作
原理相同的是
8.(2020?陜西渭南市?九年級三模)如圖為一款無線充電式懸浮UF0音箱。使用時底
座內(nèi)的送電線圈產(chǎn)生交變磁場,使音箱內(nèi)的受電線圈感應到電磁信號,產(chǎn)生感應電流給
音箱充電,音箱懸起并開始播放音樂,下面關于這款音箱的表述正確的是()
9
底座
A.工作時底座的上部和音箱上端一定是同名磁極
B.送電線圈通電時產(chǎn)生磁場,說明電流具有磁效應
C.受電線圈工作利用的是通電導體在磁場受力轉動
D.揚聲器的工作原理與發(fā)電機的工作原理相同
9.(2020?山東臨沂市?九年級二模)電磁起重機能產(chǎn)生強大的磁場,能夠方便收集和
搬運鐵片、鐵絲、鐵釘、廢鐵和其他各種鐵料,使用起來十分方便,下面能說明電磁起
10.(2020?山西呂梁市?)下列實驗中,相關現(xiàn)象說法正確的是()
A.3通電導線周圍存在磁場,將小磁針移走,該磁場消失
B.閉合開關,通電螺線管右端為N極
C.閉合開關,導體ab向右運動的過程中,電能轉化為機械能
D.該裝置可以研究通電導體在磁場中的受力情況
10
11.(2020?山東濟南市?九年級一模)如圖所示,動圈式話筒的膜片與線圈固定在一
起,線圈套在磁鐵上。當我們對著話筒講話時,聲音使膜片振動,膜片帶動線圈也一起
振動,于是線圈中就產(chǎn)生了隨聲音變化的電流。則動圈式話筒的工作原理是()
A.電流的磁場B.磁場對電流的作月C.電磁感應現(xiàn)象D.電荷間的相互作
用
12.(2018?山東棗莊市?九年級二模)如圖,是手搖式手電筒,只要轉動手電筒的搖
柄,燈泡就能發(fā)光。下列實驗能揭示手電筒工作原理的是()
D.
13.(2020?山東濟南市?九年級三模)我國未來的航母將采用自行研制的電磁彈射器。
電磁彈射器的彈射車與飛機前輪連接,并處于強磁場中,當彈射車內(nèi)的導體通以強電流
時,彈射車受到強大的推力帶動艦載機快速起飛。下列四幅實驗裝置圖中反映電磁彈射
器工作原理的是()
II
14.(2020?山東泰安市?九年級二模)下列有關電磁感應現(xiàn)象的說法正確的是()
A.電磁感應現(xiàn)象是英國物理學家安培首先發(fā)現(xiàn)的
B.探究電磁感應現(xiàn)象應選用圖甲所示的裝置進行實驗
C.閉合電路的一部分導體在磁場中運動就會產(chǎn)生感應電流
D.利用電磁感應現(xiàn)象可以制成電動機,實現(xiàn)機械能轉化為電能
二、多選題
15.(2019?河南周口市?)對如圖所示四個實驗裝置的說法中,正確的是()
A.圖甲可用來演示通電導體在磁場中的受力情況
12
B.圖乙可用來演示發(fā)電機的工作原理
C.圖丙可用來演示電磁鐵磁性的強弱與線圈匝數(shù)多少的關系
D.圖丁可用來演示電動機的工作原理
三、填空題
16.(2020?湖北黃岡市?九年級二模)如圖所示是研究電磁感應現(xiàn)象的實驗裝置圖。
閉合開關后,導體棒若在_____(填“水平”或“豎直”)方向運動時,電流表指針會
發(fā)生偏轉:保持劭棒切割磁感線的方向不變,_____,棒內(nèi)電流方向將發(fā)生改變。
17.(2019?江西南昌市?九年級其他模擬)小亮自制了如圖裝置。在有機玻璃管上繞
著帶有絕緣層的導線,線圈兩端連接著小功率燈泡,管內(nèi)放入條形磁鐵,用橡皮塞堵住
管口兩端,當沿圖中箭頭方向來回搖動玻璃管時,小燈泡就會發(fā)光。該裝置發(fā)電的原理
是,線圈中電流的方向是______(選填“變化”或“不變”)的。
18.(2020?江蘇鹽城市?九年級其他模擬)動圈式話筒的工作原理如圖所示,當聲波
使金屬膜片振動時,連接在膜片上的線圈(叫做音圈)隨著一起在磁鐵的磁場里振動,
產(chǎn)生電流(電信號),它的工作原理是;擴音機的作用是增大聲音的:聲音
(能或不能)在固體或在液體中傳播。
永久磁體,
線圈明
19.(2019?江西南昌市?九年級其他模擬)如圖航拍無人機,它核心部件是電動機,
它是把能轉化成能的裝置。
13
20.(2020?廣東廣州市?九年級一模)如圖所示,線圈。機力位于磁場中,當K與1
接通時,段導線中電流方向為(選填“af6”或a”),a。段導線受磁
場力耳的方向豎直向上,請在圖中畫出此時立段導線受到的磁場力F2;當K改為與
2接通時,段導線受磁場力方向一。
21.(2020?陜西商洛市?九年級其他模擬)如圖,是小米公司研發(fā)的智能小愛音箱,
支持WiFi無線連接,可以進行播放音樂、電臺點眾多內(nèi)容?小愛音箱與手機連接時是
通過來傳遞信息的;小愛音箱內(nèi)置一塊可充電的鋰電池,在電池充電過程中是將
電能轉化為_____能;小愛音箱的核心部件是揚聲器,揚聲器的原理與______(選填“發(fā)
電機”或“電動機”)大致相同。
四、實驗題
22.(2020?云南紅河哈尼族彝族自治州?九年級二模)如圖所示進行通電導線在磁場
中受力運動實驗,回答下列問題:
(1)把導線放在磁場里,接通電源,閉合開關,讓電流通過導線a8會發(fā)現(xiàn)導線
(選填“運動”或“靜止”)。
(2)把電源的正負極對調(diào)后,使通過導線的電流方向與原來相反,這時導線。
(3)保持電源的正負極不變,對調(diào)磁體的磁極,使磁場的方向與原來相反,這時導線aA
將反向運動。由此可以得出通電導線在磁場中受力的作用,力的方向跟______的方向和
14
一的方向都有關系。根據(jù)這個原理制成了(選填“發(fā)電機”或“電動機”)。
(4)通過觀察導線運動方向,來判斷導線在磁場中受力方向,用到的物理學方法是—
(選填下列選項對應的符號)。
A.類比法
B.控制變量法
C.轉換法
(5)小李想在這個實驗的基礎上進行改造,來探究“哪些因素影響感應電流的方向”為
了觀察到明顯的實驗現(xiàn)象,他應把圖中的電源換成很靈敏的(選填“電流表”或
者“電壓表”)。
23.(2020?全國九年級單元測試)在研究“磁場對通電導體的作用”的實驗中:
(1)如圖甲所示,把金屬桿他放在磁場里,閉合開關,觀察到金屬桿劭向右運動,利
用此現(xiàn)象原理人們制成了(選填“電動機”或“發(fā)電機”);
(2)改變磁場方向或電流方向,觀察到的實驗現(xiàn)象記錄在表格中。分析第(填實
驗序號)次數(shù)據(jù)可知,通電金屬桿在磁場中受力方向與磁場方向有關;分析第1與3或
2與4次數(shù)據(jù)可知______;
(3)如圖乙所示,閉合開關,讓金屬桿cd做切割磁感線運動,此時金屬桿ab______(選
填“會”或“不會”)受到力的作用。
實驗序號1234
磁場方向向卜向上向下向上
15
電流方向b------ab------aa------ba------b
助運動方向右左左右
五、綜合題
24.(2020?蘇州市吳江區(qū)北庫中學九年級一模)閱讀短文,回答文后的問題。
我市運河大橋上的路燈,采用風力發(fā)電給蓄電池充電,然后為路燈提供電能,即節(jié)能又
環(huán)保。該路燈系統(tǒng)還利用了光敏電阻作為傳感器,借助電磁開關,可以實現(xiàn)路燈自動在
白天關閉、黑夜打開。該路燈系統(tǒng)采用的光敏電阻的阻值隨照射光的強弱而變化,可以
近似認為,照射光較強(如白天)時電阻幾乎為0,照射光較弱(如黑夜)時電阻接近
于無窮大。
電磁開關的內(nèi)部結構如圖中虛線框內(nèi)所示。1、2兩接線柱之間是勵磁線圈,3、4兩接
線柱分別與彈簧片和觸點連接。當勵磁線圈中電流大于50mA時,電磁鐵吸合鐵片,彈
簧片和觸點分離,3、4斷開;電流小于50mA時,3、4接通。勵磁線圈中允許通過的最
大電流為lOOmAo(勵磁就是激發(fā)產(chǎn)生的意思。線圈中通過直流電流,沿線圈中心就有
磁力線通過,電流越大,磁力線也越多,直到飽和,斷開電流,磁力線消失,這就叫勵
磁。)
(D風力發(fā)電機的工作原理是現(xiàn)象。
(2)圖中已將蓄電池、光敏電阻吊、保護電阻及與電磁開關連接,請在下圖中將路燈L連
入電路。要求能按題中要求實現(xiàn)路燈的自動控制。
⑶已知蓄電池的電壓36V,如果勵磁線圈的電阻為200Q,保護電阻尼的阻值范圍為
______Q。
華
---------KCL
蓄電枇
由碌開犬內(nèi)般&構用
25.(2020?北京朝陽區(qū)?九年級一模)
揚聲器
16
電視機、音響、耳機中都有揚聲器,每天我們都能聽到揚聲器發(fā)出的悠揚聲音。揚聲器
俗稱喇叭,是把電信號轉換成聲信號的一種裝置。因采用不同的材質(zhì)、技術和工作原理,
揚聲器可分為許多種類,常見的有動圈式揚聲器、靜電式揚聲器、壓電式揚聲器等。那
么,揚聲器是怎樣發(fā)出聲音的呢?
圖是動圈式揚聲器的構造示意圖,它主要由固定的永久磁體、線圈和錐形紙盆構成。當
線圈中通過電流時,線圈受到磁鐵的作用而運動,由于通過線圈的電流是交變電流,它
的大小和方向不斷變化,線圈就不斷地來回振動,帶動紙盆也來回振動,于是揚聲器就
發(fā)出了聲音。
武俠小說中有一種神功,叫“傳音入密”,就是說話人可以將聲音直接送到受話人的耳
中,而在場的其他人無法聽到?,F(xiàn)在,具有這一神功的裝置叫“超聲波定向揚聲器”。
首先,把聲音信號調(diào)制到超聲波上,再通過超聲波定向揚聲器發(fā)出調(diào)制后的超聲波。由
于超聲波在傳播中,具有很強的方向性,它能使聲音局限于某個區(qū)域,而其他地方則無
法接收。載有聲音信號的超聲波到達人耳處,通過解調(diào),使受話人聽到聲音。在博物館,
我們可以把超聲波定向揚聲器安裝在展品上方,只向感興趣的參觀者介紹相關信息,同
時保持空間的整體安靜,使其他參觀者不受干擾。
縱觀揚聲器近150年的發(fā)展史,形態(tài)種類可謂百花齊放,成為音響世界里最燦爛的一片
天地。
請根據(jù)上述材料,回答下面的問題:
(1)由圖中的“某一瞬間電流方向”可知,此時線圈的右端為(選填"N”或"S”)
極;
(2)下列實例中,其工作原理與動圈式揚聲器工作原理相同的是(選填字母);
A.電磁鐵B.電動機C.發(fā)電機
(3)超聲波在傳播中,具有很強的,因此可以實現(xiàn)聲音的定向傳遞。
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體驗中考
一、單選題
1.(2020?山東濟南市?)物理學原理在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應用,很多機器、設
備都是根據(jù)物理學原理制成的。利用右圖所示實驗的原理可以制成()
2.(2020?遼寧鞍山)如圖所示的四個實驗中,能夠說明電動機工作原理的是()
4.(2020?山西)如圖所示,小明用漆包線、兩節(jié)干電池、磁鐵等器材,成功制做了一
個小小電動機。他想改變電動機線圈轉動的方向,下列方法可行的是()
A.只增強磁鐵的磁性B.只增加線圈的匝數(shù)
C.只增大線圈中的電流D.只將磁鐵的磁極對調(diào)
5.(2020?江蘇宿遷)如圖所示,當閉合開關的瞬間,導體棒48水平向右運動;若同
時對調(diào)電源與磁體的兩極,再次閉合開關時,導體棒四的運動方向是()
A.水平向右B.水平向左C.豎直向上D.豎直向下
6.(2020?遼寧大連市?)如圖所示,導體棒劭置于蹄形磁鐵的磁場中,并垂直于金
屬導軌。閉合開關,導體棒向右運動。則下列措施中,能使導體棒向左運動的是()
A.提高電源電壓
B.換更粗的導體棒
C.將蹄形磁鐵的N、S極對調(diào)
D.將蹄形磁鐵的N、S極和電源正負極的接線都對調(diào)
7.(2020?廣東廣州)矩形銅線框在某磁場中的位置如圖所示,ab、be、ed和fe段都
受到該磁場的作用力,下列哪兩段受到該磁場的作用力方向相同()
磁感線
R
A.a6段與6c段B.段與ed段
C.a6段與fe段D.fe段與ed段
8.(2020?西藏)如圖甲、乙分別是動圈式話筒的實物圖和構造示意圖,當你對著話筒
說話時,聲音使膜片振動與膜片相連的線圈也跟著一起振動,線圈處在磁場中。把線圈
兩端的導線接入擴音機,就能通過揚聲器聽到你說話的聲音。以下四幅圖中,與動圈式
話筒工作原理相同的是()
9.(2020?廣西百色)用如圖所示的裝置探究電磁感應現(xiàn)象,下列操作使電流表指針發(fā)
生偏轉的是()
A.保持磁體和導體18靜止
B.保持磁體靜止,導體16豎直向上運動
C.保持導體48靜止,磁體水平向右運動
D.保持導體4?靜止,磁體豎直向上運動
10.(2020?內(nèi)蒙古鄂爾多斯)商場和超市出口處的報警器由檢測天線、檢測門、檢測
器構成。營業(yè)員在結賬后,會將貼在商標上具有磁性的軟標簽消磁。若商品的軟標簽未
經(jīng)消磁而經(jīng)過檢測通道,檢測天線便檢測到商品上標簽的磁性,從而將機械運動轉化為
電流,顯示在儀表上。由此可見,報警器的原理與下列圖中原理相同的是()
11.(2020?遼寧阜新市?)如圖是一款小電風扇,圖中能說明其工作原理的實驗裝置
12.(2020?四川內(nèi)江)下列器件中,利用電磁感應現(xiàn)象來工作的是()
A.麥克風
防汛報警器
電動機模型
13.(2020?湖南永州市?)下列四幅圖都是有關電與磁的知識,其中描述正確的是(
甲
A.圖甲,奧斯特實驗說明了通電導線周圍存在磁場
B.圖乙,閉合開關通電螺線管右端為N極
C.圖丙是電動機的原理圖
D.圖丁是發(fā)電機的原理圖
14.(2020?湖南益陽)將如圖甲所示的銅線框上方的尖端掛在電池的正極,并保持良
好接觸,下端的兩個弧形導線頭分別壓在磁鋼柱的前后兩側,且始終與磁鋼柱接觸良好,
磁鋼柱吸附在電池底部的負極上,制成如圖乙所示的小玩具,銅線框由靜止釋放后會轉
動起來,關于該現(xiàn)象,下列說法正確的是()
rv
A.它的原理與發(fā)電機原理相同
B.若將磁體的磁極對調(diào),銅線框中電流的方向會改變
C.若將磁體的磁極對調(diào),銅線框的轉動方向將會改變
D.若下端有一個導線頭與磁鋼柱接觸不良導線框不可能轉動
15.(2020?黑龍江大慶)波士頓大學的科學家設計了一種“波浪能量采集船”。如圖
所示,在船的兩側裝有可觸及水面的“工作臂”,“工作臂”的底端裝有手掌狀的、緊
貼水面的浮標。當波浪使浮標上下浮動時;工作臂就前后移動,完成能量的采集,并把
它們儲存到船上的大容量電池中。下列選項中與“波浪能量采集船”能量采集原理相同
二、填空題
16.(2020?廣西柳州)如圖電路,閉合開關,能看到蹄形磁鐵中的金屬棒4?運動起來,
說明有電能轉化為能,若只改變電路中電流的方向,48的運動方向將(選
填“改變”或“不改變”)。
17.(2020?江蘇徐州)如圖所示,鋁棒用導線懸掛在磁體兩極之間,通電后鋁棒向左
側擺動,這是因為受到了對它的作用力,若改變電流方向,通電后鋁棒將向一
側擺動,若鋁棒中的電流變大,鋁棒的擺動幅度將變o
18.(2020?江蘇連云港)白熾燈是一種電流通過燈絲,燈絲發(fā)熱發(fā)光的照明電器,將
強磁體靠近通電白熾燈的燈絲,如圖所示,可以觀察到燈絲,說明,由此
原理可以制成。
N-
-
-s
19.(2020?廣西南寧)某款新型魔方充電器,轉動魔方就能產(chǎn)生電能,并儲存于方內(nèi),
它的工作原理跟—(選填“發(fā)電機”或“電動機”)相同。當魔方給移動設備充電時,
它相當于電路中的—(選填“電源”或“用電器”)
20.(2020?貴州遵義)某物理興趣小組進行“電與磁的關系”的實驗探究,在水平桌
面上按照如圖所示裝置進行實驗,閉合開關,使銅棒在水平金屬軌道上快速左右運動,
觀察到靈敏電流計的指針發(fā)生偏轉,這一現(xiàn)象與(選填“電動機”或“發(fā)電機”)
的工作原理相同;若靈敏電流計指針向右偏轉,小磁針a端向通電螺線管偏轉,則a端
是______極。
21.(2020?湖北十堰)如圖是“探究什么情況下磁可以生電”的實驗,蹄形磁體和靈
敏電流計均放在水平桌面上。使導體AB在磁場中豎直向上或豎直向下運動,發(fā)現(xiàn)電流
計的指針均不偏轉;使導體AB在磁場中水平向右或水平向左運動,發(fā)現(xiàn)電流計的指針
左右偏轉。這些現(xiàn)象說明:閉合電路的一部分導體在磁場中做_______運動時,會產(chǎn)生
電流,電流的方向與導體的有關。若用匝數(shù)很多的線圈代替導體AB重復上述實
驗,產(chǎn)生的電流______(選填“變大”、“變小”或“不變”)。
三、實驗題
22.(2020?內(nèi)蒙古呼和浩特)在歷史的長河中,有相當長的一段時間里,人們認為電
現(xiàn)象和磁現(xiàn)象是互不相關的。直到1820年,丹麥物理學家(選填“安培”、
“奧斯特”或“法拉第”)發(fā)現(xiàn),電流周圍存在磁場,成為世界上第一個發(fā)現(xiàn)電與磁聯(lián)
系的科學家。
如圖是“探究導體在磁場中運動時產(chǎn)生感應電流條件”的實驗裝置。閉合開關后,導體
棒、靈敏電流計、開關、導線組成閉合電路。實驗觀察到的現(xiàn)象如下表(實驗中電流由
左進入電流計,指針向左偏,電流由右進入電流計,指針向右偏)。
靈敏電流計
踣形凌
磁鐵9
實驗序號磁場方向導體棒助運動方向靈敏計指針偏轉情況
1向I-.不偏轉
2向下不偏轉
向下
3向左向右偏
4向右向左偏
5向上不偏轉
6向下不偏轉
向上
7向左向左偏
8向右向右偏
(1)實驗表明,閉合電路中的部分導體在磁場中做下列哪種運動時,電路中產(chǎn)生感應電
流。
A.平行磁感線運動B.切割磁感線運動
(2)導體中產(chǎn)生的電流方向,與導體的運動方向,以及磁感線的方向都有關系,根據(jù)題
給信息,分析判斷下列方向關系正確的是_______。
*磁場方向向上
導體向左運理/
一得流方向
A.B.
垂直紙面向里/雷流方向
.磁場方向向下垂直紙面
向外
磁場方向向上
導體向右運動
C.>--------?
/電流方向
垂直紙面
向外
23.(2020?山東煙臺)如圖所示,一個綜合實踐小組用一段漆包線繞成線圈abed,用
小刀刮兩端引線的漆皮,一端全部刮去,另一端只刮上半周或下半周。將線圈abed放
在用硬金屬絲做成的支架初、"上,并按圖示連接電路,則電磁鐵的上端是_____極。
閉合開關,用手輕推一下線圈,線圈會持續(xù)轉動,這就是簡易的______(選填“發(fā)電機”
或“電動機”),若只將電源的正負極互換,則線圈轉動方向會與原來的轉動方向
(選填“相同”或“相反”).
四、綜合題
24.(2019?江蘇)某油電混合動力汽車工作原理如圖所示,當它以90km/h的速度勻速
行駛lOmin的過程中,發(fā)動機和驅動電機共同為汽車提供動力,驅動汽車行駛所需的能
量6=3X1O;J,其中內(nèi)=60%來自于汽油燃燒,而汽油燃燒放出熱量的力=40%用于驅動
汽車行駛和對蓄電池充電,其中用于充電的能量£=2X1O"J.設汽油在發(fā)動機氣缸內(nèi)完
全燃燒,汽油熱值(7=5X10:J/kg.
(1)當該汽車制動剎車時,驅動電機會反轉為發(fā)電機給蓄電池充電.電機發(fā)電的原理
是,產(chǎn)生的電能是從汽車的能轉化而來的;
(2)求題述過程中汽車受到的阻力;
(3)題述過程中,汽車所消耗汽油的質(zhì)量用力表示.
①求汽車所消耗汽油的質(zhì)量m.
②請將下列表達式填寫完整:小5=(用q、m、人和反表示).
25.(2019?貴州銅仁)中國高鐵已經(jīng)成為世界屬目的一張名片。2018年底,銅仁站正
式開通高鐵,為銅仁的發(fā)展帶來新的機遇。高鐵包含許多物理知識,如:高鐵的運動靠
電動機驅動等。請你結合所學知識,回答下列問題。
(1)電動機的工作原理是:
(2)電動機正常工作時,主要的能量轉化是:
(3)高鐵站臺設有安全線,乘客必須站在安全線以外候車。當有列車駛過時,如果人站
在安全線以內(nèi),即使與列車保持一定的距離,也是非常危險的。請你結合流體壓強與流
速的關系,簡述危險的原因
答案精析
考點闖關
1.B
【解析】
根據(jù)題意可知,磁場方向垂直于紙面向里,電流的方向向右,則導體會向上運動;
A.正電荷向右定向運動,電流方向向右,磁場方向垂直于紙面向外,則導體運動的方向是
向下的,故A錯誤;
B.負電荷向右定向運動,電流方向向左,磁場方向垂直于紙面向外,則導體運動的方向是
向上的,故B正確;
C.正電荷向右定向運動,電流方向向右,磁場方向垂直于紙面向里,則導體運動的方向是
向上的,故c錯誤;
D.負電荷向右定向運動,電流方向向左,磁場方向垂直于紙面向里,則導體運動的方向是
向下的,故D錯誤;
故選B。
2.B
【解析】
根據(jù)題意可知,電動式無針注射器是依靠磁場對通電線圈有力的作用,利用了藥液的慣性,
將藥液快速“注入”皮膚的,這與電動機的原理相同:
A.該裝置是探究影響電磁鐵磁性大小因素的實驗,利用的是電流的磁效應,與注射器工作
原理不相同,故A不符合題意;
B.閉合開關,通電導體在磁場中受到力的作用,與注射器工作原理相同,故B符合題意;
C.閉合電路的線圈在磁場中做切割磁感線運動時,會產(chǎn)生感應電流,這是電磁感應現(xiàn)象,
與注射器工作原理不相同,故C不符合題意;
D.該實驗奧斯特實驗,說明了電流的周圍存在磁場,與注射器工作原理不相同,故D不符
合題意。
故選Bo
3.B
【解析】
干電池底部吸有強磁鐵,周圍存在磁場,導線框B側和套在強磁鐵上導電圓環(huán)C連接,則線
框B側有電流通過(即線框B側是通電導體),所以線框B側受到磁場對電流的作用力而運
動;而線框A側沒有通電,所以A側沒有受到磁場的作用力;故B正確,ACD錯誤。
故選B?
4.A
【解析】
A.圖中有電源,是根據(jù)通電線圈或導體受到磁場力的作用發(fā)生運動的原理制成的,是電動
機的工作原理,故A符合題意;
B.圖中是奧斯特實驗原理圖,是奧斯特實驗說明了通電導體周圍有磁場,故B不符合題意;
C.圖中沒有電源,是電磁感應的實驗圖,屬于發(fā)電機的原理,故C不符合題意;
D.此裝置是探究電阻影響因素的實驗裝置,故D不符合題意。
故選Ao
5.C
【解析】
A.說明閉合電路中的一部分導體做切割磁感線運動時,會產(chǎn)生感應電流,是機械能轉化為
電能,故A錯誤;
B.說明磁極間的相互作用:異名磁極相互吸引,故B錯誤;
C.當導體中通過電流時,通電導線在磁場中受力的作用而運動,是電能轉化為機械能,與
自動爆玻器工作原理相同,故C正確;
D.說明通電導體周圍存在磁場,是電流的磁效應,故D錯誤.
故選C.
6.C
【解析】
電動平衡車的無刷電機工作時,消耗電能,獲得機械能,因此是將電能轉化為機械能,從而
獲得動力.
A、是電磁感應原理,機械能轉化為電能,故A錯誤;
B、通電導體的周圍有磁場,是電流的磁效應,故B錯誤;
C、通電導體在磁場中受力的作用,電能轉化為機械能,與電動平衡車驅動前行過程原理相
同,故C正確;
D、是研究電磁鐵磁性的大小與線圈匝數(shù)的關系,故D錯誤;
7.D
【解析】
A、圖中實驗裝置,無電源,研究電磁感應現(xiàn)象,故A錯誤;
B、圖中實驗為電流的磁效應,故B錯誤;
C、圖中的實驗時探究帶電體的性質(zhì),故C錯誤;
D、圖中實驗裝置,有電源,研究通電導體在磁場中受力,故D正確.
故選D.
8.B
【解析】
A.若底座上部和音箱上端是同名磁極,則音箱的下端與底座上部是異名磁極,會相互吸引,
音箱不會懸浮在空中,故A錯誤;
B.送電線圈通過一定頻率的交流電,線圈的周圍形成交變的磁場,原理是奧斯特發(fā)現(xiàn)的電
流產(chǎn)生磁場,故B正確;
C.受電線圈感應發(fā)電線圈的電磁信號從而產(chǎn)生電流給電池充電,是利用電磁感應原理工作
的,故C錯誤;
D.發(fā)電機的制作原理是電磁感應,而揚聲器的工作原理是磁場對電流有力的作用,故D錯
誤。
故選B。
9.B
【解析】
A.圖中實驗說明了磁極間的相互作用規(guī)律,故A錯誤;
B.圖中的線圈通電后會具有磁性,屬于電流的磁效應,故B正確;
C.該圖是發(fā)電機的原理圖,其原理是電磁感應現(xiàn)象,故C錯誤;
D.該圖是電動機的原理,利用的是通電導體在磁場中受到力的作用的原理,故D錯誤。
故選B。
10.D
【解析】
A.通電導線周圍存在磁場,將小磁針移走,磁場仍存在,故A錯誤;
B.由圖知,電源的正極在右側,則螺線管中電流方向是由右側流入、左側流出,利用安培
定則可知通電螺線管的右端為S極,故B錯誤;
C.閉合開關,導體ab向右運動的過程中,導體棒切割磁感線,會產(chǎn)生感應電流,機械能轉
化為電能,故C錯誤;
D.通電后,導體在磁場中受到力的作用,該裝置可以探究通電導體在磁場中受到力的作用,
故D正確。
故選Do
11.C
【解析】
當我們對著話筒講話時,聲音使膜片振動,膜片帶動線圈也一起振動,于是線圈中就產(chǎn)生了
隨聲音變化的電流,動圈式話筒的工作原理是電磁感應現(xiàn)象。
故選C
12.B
【解析】
手電筒中沒有電池,只要轉動手電筒的搖柄,手電筒中的永磁體在線圈中運動,運動是相對
的,相對于永磁體而言,線圈在做切割磁感線運動,線圈中就會產(chǎn)生感應電流,電流通過燈
泡時,小燈泡就會發(fā)光,因此這種手電筒的工作原理是電磁感應現(xiàn)象。
A.圖中實驗探究的是導體在磁場中產(chǎn)生感應電流的條件,故A不符合題意;
B.圖中實驗探究的是閉合電路的部分導體做切割磁感線運動產(chǎn)生感應電流,是電磁感應現(xiàn)
象,與手搖式手電筒原理相同,故B符合題意;
C.C圖是奧斯特實驗,探究通電導體周圍存在磁場,故C不符合題意;
D.圖中實驗探究的是通電線圈在磁場中受力轉動,是電動機的原理,故D不符合題意。
故選B。
13.B
【解析】
由題意可知,電磁彈射器的彈射車與飛機前輪連接,并處于強磁場中,當彈射車內(nèi)的導體通
以強電流時,即可受到強大的推力,由此可知其原理是通電導體在磁場中受力而運動,其原
理與電動機相同。
A.圖中是兩個磁體,驗證磁極相互作用,故A不符合題意;
B.圖中有電源,通電導體在磁場中會受力而運動,是電動機的原理圖,故B符合題意;
C.圖中沒有電源,是探究電磁感應現(xiàn)象的實驗,是發(fā)電機的原理圖,故C不符合題意:
D.該圖是探究電磁鐵磁性強弱與線圖匝數(shù)的關系,故D不符合題意。
故選B。
14.B
【解析】
A.電磁感應現(xiàn)象是英國物理學家法拉第發(fā)現(xiàn)的,故A錯誤;
B.電磁感應現(xiàn)象的特點是沒有電源而有一個電流表,用來測量產(chǎn)生的電流,故用甲來探究,
故B正確;
C.閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動,才會產(chǎn)生感應電流,故C錯誤;
D.根據(jù)電磁感應現(xiàn)象制成了發(fā)電機,發(fā)電機將線圈運動的機械能轉化為電能,故D錯誤。
故選B.
15.CD
【解析】
A.圖甲是電磁感應實驗,根據(jù)此原理可以制成發(fā)電機,故A錯誤;
B.圖乙是奧斯特實驗,通電后小磁針偏轉,說明了通電導線周圍存在磁場,故B錯誤;
C.圖丙可演示電磁鐵磁性的強弱與線圈匝數(shù)大小的關系,故C正確;
D.圖丁是通電導體在磁場中受到力的作用而運動,即電動機的原理,故D正確。
故選CD。
16.水平對調(diào)蹄形磁體的N、S極
【解析】
[1]閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線的運動時,導體中就會產(chǎn)生電流,所以圖
中導體棒水平方向運動才能切割磁感線。
[2]想要讓棒內(nèi)電流方向發(fā)生改變,題中保持棒切割磁感線的方向不變,那么需要改變磁
感線的方向,即把蹄形磁體的N、S極對調(diào)(或“改變
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