專題4　三大電磁現(xiàn)象及其應(yīng)用（解析版）

2020-2021學(xué)年八年級科學(xué)下冊培優(yōu)微專題速學(xué)速練專題4三大電磁現(xiàn)象及其應(yīng)用類型之一三大電磁現(xiàn)象的對比 1類型之二發(fā)電機與電動機對比 7類型之三揚聲器與話筒的對比 9類型之四電與磁的綜合探究 11【考查知識】電流的磁效應(yīng)、磁場對電流的作用、電磁感應(yīng)，是三大電磁現(xiàn)象，將三者所展示的原理圖和實際應(yīng)用進行對比，可以加深對相關(guān)知識的理解和運用。電磁現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)者原理圖的特征應(yīng)用電流的磁效應(yīng)奧斯特導(dǎo)線＋小磁針電磁鐵磁場對電流的作用——磁場＋導(dǎo)體＋電源電動機電磁感應(yīng)法拉第磁場＋導(dǎo)體＋電流表(燈泡)發(fā)電機類型之一三大電磁現(xiàn)象的對比【方法歸納】三種電磁現(xiàn)象三種磁現(xiàn)象電流的磁場磁場對電流的作用電磁感應(yīng)實驗裝置現(xiàn)象導(dǎo)線通電，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)閉合開關(guān)，導(dǎo)體運動起來導(dǎo)體切割磁感線，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)因果關(guān)系電流→磁場磁場、電流→力磁場、力→電流能量轉(zhuǎn)化——電能→機械能機械能→電能方向磁場的方向與電流方向有關(guān)通電導(dǎo)體受力方向跟磁場方向和電流方向有關(guān)感應(yīng)電流的方向跟磁場方向和導(dǎo)體切割磁感線方向有關(guān)主要應(yīng)用電磁鐵、電磁繼電器電動機、揚聲器發(fā)電機、動圈式話筒【?？碱}型】1．【中考·揚州】如圖，是手搖式手電筒，只要轉(zhuǎn)動手電筒的搖柄，燈泡就能發(fā)光。下列實驗?zāi)芙沂臼蛛娡补ぷ髟淼氖?)【答案】B【解析】手搖式手電筒中沒有電池，轉(zhuǎn)動手電筒的搖柄時，線圈在磁場中做切割磁感線運動，線圈中就會產(chǎn)生感應(yīng)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(yīng)現(xiàn)象。A、如圖，閉合開關(guān)，通電導(dǎo)體AB在磁場中受力而運動，故A不符合題意。B、圖中，閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場中切割磁感線運動，產(chǎn)生感應(yīng)電流，能揭示手電筒的工作原理，故B正確；C、圖中，反映通電導(dǎo)體的周圍存在磁場，為電流的磁效應(yīng)，不能揭示手電筒的工作原理，故C錯誤；D、圖中，通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動，為電動機的工作原理圖，不能揭示手電筒的工作原理，故D錯誤.2．【中考·臺州】有人發(fā)明了一種“發(fā)電地板”，發(fā)電地板的主要部件由永磁體和線圈組成，行人或車輛通過時，擠壓地板使永磁體和線圈發(fā)生相對運動，便能發(fā)電。該發(fā)電地板的工作原理與下列哪個選項的實驗原理相同()【答案】B【解析】發(fā)電地板利用的是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。圖A、D展示的是電流的磁效應(yīng)，圖C展示的是磁場對電流的作用。3．【中考·長沙】現(xiàn)代武器中有一種新型電磁炮，它是利用電磁技術(shù)制成的一種先進武器，具有速度快，命中率高等特點，其原理是利用磁場對通電導(dǎo)體的作用。下圖中與此工作原理相同的是()【答案】B【解析】由題意可知，電磁炮的工作原理是磁場對通電導(dǎo)體的作用，故其裝置中應(yīng)既有磁場又有通電的導(dǎo)體，且在此過程中將電能轉(zhuǎn)化為機械能，故B正確；A圖中的電熱水壺利用了電流的熱效應(yīng)，通電時將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使水溫升高，與題意不符；C圖為電磁感應(yīng)現(xiàn)象，導(dǎo)體做切割磁感線運動時，將機械能轉(zhuǎn)化為電能，與題意不符；D圖為電磁繼電器，它是利用電流的磁效應(yīng)，與題意不符。4．【中考·巴彥淖爾】科學(xué)家經(jīng)過長期研究，發(fā)現(xiàn)了電和磁有密切的聯(lián)系，其中兩項重要的科學(xué)探究如圖甲、乙所示，下列關(guān)于這兩項科學(xué)探究的說法正確的是()A．甲圖實驗探究磁場對通電導(dǎo)線的作用B．乙圖實驗所揭示的原理可制成電動機C．甲圖中導(dǎo)體棒ab只要運動，電路中就會產(chǎn)生電流D．乙圖中若只將磁體的兩極對調(diào)，導(dǎo)體棒ab的運動方向不改變【答案】B【解析】甲圖中導(dǎo)體棒ab做切割磁感線運動時，電路中才會產(chǎn)生電流，該實驗探究的是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故A、C錯誤；乙圖是通電導(dǎo)線在磁場中受到力的實驗，根據(jù)該原理制成了電動機，故B正確；影響導(dǎo)體運動方向的因素有電流的方向和磁場的方向，當(dāng)乙圖中的磁體的兩極對調(diào)，導(dǎo)體的運動方向會改變，故D錯誤。5．【中考·寧波】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(dāng)彈射車內(nèi)的導(dǎo)體通以強電流時，艦載機受到強大的推力而快速起飛。電磁彈射器工作原理與下列設(shè)備或用電器工作原理一致的是()【答案】C【解析】由題知電磁彈射器的原理是通電導(dǎo)體在磁場中受力而運動。電鈴是利用電磁繼電器來工作的，發(fā)電機的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，電風(fēng)扇是利用通電導(dǎo)體在磁場中受力而運動的原理工作的，電磁起重機是利用電磁鐵工作的，故C正確。6．【威海中考】如圖是靈敏電流計的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，下列選項中與其工作原理相同的是()【答案】C【解析】靈敏電流計的原理是通電導(dǎo)體在磁場中受力而轉(zhuǎn)動，并且電流越大，線圈受的力越大，其轉(zhuǎn)動幅度越大，因此可以利用電流計指針轉(zhuǎn)動的幅度來體現(xiàn)電路中電流的大小。A項中電磁鐵是利用電流的磁效應(yīng)工作的；B項中奧斯特實驗說明通電導(dǎo)體周圍存在磁場，C項展示的是通電導(dǎo)體在磁場中會受到力的作用，D項展示的是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故C正確。7.(中考?陜西)小亮自制了如圖所示的裝置，在有機玻璃管上繞著帶有絕緣層的導(dǎo)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(dāng)沿圖中箭頭方向來回搖動時，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________(填“變化”或“不變”)的，在此過程中將________能轉(zhuǎn)化成電能?！敬鸢浮侩姶鸥袘?yīng)；變化；機械【解析】如圖所示裝置中沒有電源，而要使燈泡發(fā)光，必須有提供電能的裝置，該裝置通過搖動消耗機械能提供了電能，由此可知，這是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的；因為導(dǎo)體運動方向隨著搖動方向不斷變化，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向也在不斷變化。8.(中考·鎮(zhèn)江)圖示實驗裝置中，磁體和導(dǎo)體棒均水平放置，斷開S2、閉合S1，使導(dǎo)體棒水平向右運動，電流表G的指針向右偏，這是____________現(xiàn)象，為使G的指針向左偏，可使導(dǎo)體棒向________運動，斷開S1、閉合S2，導(dǎo)體棒能運動起來，依此可制成________(填“電動機”或“發(fā)電機”)?！敬鸢浮侩姶鸥袘?yīng)；左；電動機【解析】斷開S2、閉合S1，使導(dǎo)體棒水平向右運動，此時導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動，電路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表G的指針向右偏，這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象；感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體運動方向有關(guān)，為使G的指針向左偏，可使導(dǎo)體棒向左運動；斷開S1、閉合S2，導(dǎo)體棒中有電流，在磁場中受到力的作用，能運動起來，這就是電動機的原理。9.(中考?安順)某同學(xué)為了同時驗證老師課堂上講過的“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”“通電導(dǎo)線周圍存在磁場”以及“通電導(dǎo)線在磁場中受力運動”幾個實驗，于是動手制作了如圖所示的閉合線路，當(dāng)他將圖中導(dǎo)體AB的一部分在磁場中水平向左運動時，電路中會相應(yīng)發(fā)生哪些物理現(xiàn)象(寫出兩個現(xiàn)象)：____________________；__________________?！敬鸢浮胯F塊受吸引向下移動；小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)(或線圈轉(zhuǎn)動)【解析】導(dǎo)體AB的一部分在磁場中水平向左運動時，導(dǎo)體AB中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，則電磁鐵會具有磁性，能吸引鐵塊；小磁針會在電流的磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)；線圈abcd中有電流通過時，會在磁場中受力轉(zhuǎn)動。10．【中考·婁底】如圖所示，閉合開關(guān)，將滑動變阻器滑片向右滑動，彈簧將________(填“伸長”或“縮短”)。如果用電流表替代虛線框內(nèi)儀器，然后將條形磁體迅速插入線圈中，與之相連的電流表的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這是________________現(xiàn)象?！敬鸢浮靠s短；電磁感應(yīng)【解析】由安培定則可知，閉合開關(guān)，電磁鐵的上端為N極，對上面的磁體有吸引作用，滑動變阻器的滑片向右滑動，電路中的電流減小，電磁鐵的磁性減弱，對上面的磁體吸引作用減弱，因此彈簧將縮短。條形磁體迅速插入線圈中，電流表指針偏轉(zhuǎn)，這是磁生電，是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。11．【中考·安順】某同學(xué)為了同時驗證老師課堂上講過的“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”“通電導(dǎo)線周圍存在磁場”以及“通電導(dǎo)線在磁場中受力運動”幾個實驗，于是動手制作了如圖所示的閉合線路，當(dāng)他將圖中導(dǎo)體AB金屬桿的一部分在磁場中水平向左運動時，電路中會相應(yīng)地發(fā)生哪些物理現(xiàn)象：_________；_________。(寫出2個現(xiàn)象)【答案】鐵塊受吸引向下移動；小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)【解析】導(dǎo)體AB金屬桿的一部分在磁場中水平向左運動時，導(dǎo)體AB中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，則電磁鐵會具有磁性，能吸引鐵塊；小磁針會在電流的磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)；線圈abcd中有電流通過時，會在磁場中受力轉(zhuǎn)動。12．【中考·河南】由金屬桿組成如圖所示的導(dǎo)軌，其中水平面上兩平行導(dǎo)軌足夠長且全部置于豎直向上的磁場中，與傾斜放置的導(dǎo)軌ABCD平滑且固定連接。將一金屬棒ab從傾斜導(dǎo)軌上一定高度由靜止釋放，運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直接觸且不受摩擦，請你判斷ab棒在水平導(dǎo)軌上的運動情況：___________；并從能量轉(zhuǎn)化的角度簡述理由：____________?！敬鸢浮孔鰷p速直線運動，最后靜止；金屬棒的動能不斷轉(zhuǎn)化為電能再轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，直至動能為0【解析】金屬棒滑到水平導(dǎo)軌上后，金屬棒做切割磁感線運動，產(chǎn)生感應(yīng)電流，即動能轉(zhuǎn)化為電能；由于導(dǎo)軌和金屬棒有一定電阻，電流流過導(dǎo)軌和金屬棒會產(chǎn)生熱量，電能又轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，因此金屬棒的動能不斷變小，最后動能為0，金屬棒靜止。類型之二發(fā)電機與電動機對比【方法歸納】電動機發(fā)電機原理磁場對通電導(dǎo)線有力的作用電磁感應(yīng)能量轉(zhuǎn)化電能轉(zhuǎn)化為機械能機械能轉(zhuǎn)化為電能定子磁極磁極，或線圈轉(zhuǎn)子線圈線圈，或磁極運用對比法識別發(fā)電機和電動機原理示意圖：示意發(fā)電機原理的電路中，原本沒有電源，在磁場中做切割磁感線運動的導(dǎo)線實質(zhì)上就是電源；示意電動機原理的電路中有電源，給線圈通電，線圈才能轉(zhuǎn)動。模型電動機不能轉(zhuǎn)動的原因及相應(yīng)檢查或解決的辦法：角度可能的原因檢查或解決的辦法力電磁線圈處于平衡位置撥動一下線圈電刷與線圈間摩擦力太大輕彎銅片，減小對換向器壓力磁極對通電線圈作用力太小①增大線圈中電流②增強磁極的磁性電學(xué)電動機的線圈實際上沒有電流通過①檢查外部電路是否接通②看電刷與換向器是否良好接觸【?？碱}型】13．【中考·鄂州】如圖甲、乙所示的實驗現(xiàn)象，下列有關(guān)說法錯誤的是()(第4題圖)A．甲圖演示的現(xiàn)象與電動機原理相同B．乙圖演示的現(xiàn)象與發(fā)電機原理相同C．甲、乙兩圖演示的現(xiàn)象說明電能生磁，磁也能生電D．乙圖中，導(dǎo)體ab只要運動就能在電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流【答案】D【解析】甲圖，有電源，研究通電導(dǎo)體在磁場中受力，與電動機原理相同，A正確；乙圖，是研究電磁感應(yīng)的裝置，與發(fā)電機原理相同，B正確；甲圖說明電能生磁；乙說明磁也能生電，C正確；導(dǎo)體ab只有做切割磁感線運動，才能在電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，D錯。14．【中考·陜西】如圖是一模擬風(fēng)力發(fā)電的模型。電動機通電時，風(fēng)扇a高速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生風(fēng)力模擬自然風(fēng)，風(fēng)扇b在風(fēng)力作用下帶動發(fā)電機發(fā)電，同時與發(fā)電機相連的小燈泡發(fā)光。下列說法正確的是()A．電動機轉(zhuǎn)動時把機械能轉(zhuǎn)化為電能B．發(fā)電機是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象工作的C．電池電壓降低時，風(fēng)扇a的轉(zhuǎn)速不會改變D．風(fēng)力大小不會影響小燈泡發(fā)光亮度【答案】B【解析】電動機轉(zhuǎn)動時把電能轉(zhuǎn)化為機械能，故A錯誤；人類利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成了發(fā)電機，故B正確；電池電壓降低時，電流中的電流會減小，則風(fēng)扇a的轉(zhuǎn)速減小，故C錯誤；風(fēng)力發(fā)生變化，電路中的電流會發(fā)生改變，則小燈泡的亮度也會改變，故D錯誤。15．【中考·臨沂】圖中是探究發(fā)電機原理的是()【答案】A【解析】A是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)電的；B是探究通電直導(dǎo)線周圍存在磁場；C是探究通電直導(dǎo)線在磁場中受力，探究的是電動機的工作原理；D是探究電磁鐵的磁性強弱的影響因素。16．【中考·鹽城】小峰為了探究某電動玩具車內(nèi)部電動機與指示燈的連接方式，他將這輛玩具車的電池取下，保持開關(guān)閉合，轉(zhuǎn)動車輪，車上的指示燈還能發(fā)光，進一步探究發(fā)現(xiàn)，玩具車內(nèi)部電路是由電源、開關(guān)、電動機、指示燈各一個組成的，則該玩具車電路中電動機與指示燈()A．可以確定，一定串聯(lián)B．可以確定，一定并聯(lián)C．可以確定，串聯(lián)、并聯(lián)都行D．需要再斷開開關(guān)，轉(zhuǎn)動車輪，觀察指示燈是否發(fā)光，才能判斷【答案】B【解析】轉(zhuǎn)動車輪，車輪帶動電動機轉(zhuǎn)動，電動機變成了發(fā)電機，轉(zhuǎn)動車輪，車上的指示燈發(fā)光，說明此時電動機、指示燈構(gòu)成閉合回路，故電動機與指示燈是并聯(lián)的；如果電動機與指示燈是串聯(lián)的，拆去電池、閉合開關(guān)后，電動機、指示燈組成的電路是開路，指示燈不會發(fā)光。17．【中考·淮安】如圖所示，用漆包線繞成矩形線圈，將線圈兩端的導(dǎo)線拉直并用刀將漆全部刮掉，作為轉(zhuǎn)動軸，將線圈放在金屬支架上，在它下面放一塊小磁體，用紙做一個小風(fēng)車固定在轉(zhuǎn)動軸上，將裝置與小量程電流表相連，使小風(fēng)車轉(zhuǎn)動，可觀察到__________________的現(xiàn)象，說明電路中有電流產(chǎn)生，此過程中________能轉(zhuǎn)化為電能，若將電流表換成干電池接入電路，線圈________(填“能”或“不能”)持續(xù)轉(zhuǎn)動?！敬鸢浮侩娏鞅碇羔槹l(fā)生偏轉(zhuǎn)；機械；不能【解析】圖中線圈、導(dǎo)線和電流表組成閉合電路，線圈處在磁場中，風(fēng)吹風(fēng)車帶動線圈轉(zhuǎn)動切割磁感線從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此電流表指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)；與發(fā)電機相同，并且將機械能轉(zhuǎn)化為了電能；若將圖中電流表換成干電池，則無風(fēng)吹時，由于通電線圈處在磁場中故而受力轉(zhuǎn)動，但線圈轉(zhuǎn)動至平衡位置因線圈兩端的絕緣漆全部刮掉，無法改變線圈中的電流從而不能持續(xù)轉(zhuǎn)動下去。類型之三揚聲器與話筒的對比【方法歸納】（1）磁場對通電導(dǎo)體有力的作用是電與磁聯(lián)系的又一重要內(nèi)容，其應(yīng)用包括發(fā)電機和動圈式話筒，中考試題重點考查探究磁能生電的條件、感應(yīng)電流方向的影響因素和影響感應(yīng)電流大小的因素，以實驗探究的題型出現(xiàn)。有時也會以基礎(chǔ)題的形式考查發(fā)電機和電動機的區(qū)別。（2）分析動圈式話筒，可以運用以下兩方法：①分析法：擴音機的聲音來源于變化的電流(電信號)，電信號是由話筒將振動轉(zhuǎn)換得來，而氣流激起線圈在磁場中運動便產(chǎn)生了感應(yīng)電流，因此，這種話筒屬于應(yīng)用電磁感應(yīng)現(xiàn)象。②對比法：通過對比揚聲器和動圈式話筒的原理，可以進一步理解這種話筒屬于應(yīng)用電磁感應(yīng)現(xiàn)象?！境？碱}型】18．如圖所示的裝置中，紙片上粘著線圈，線圈的兩端用導(dǎo)線引出，接在能測微小電流的示波器上，線圈放在磁體的磁極附近。當(dāng)你對著線圈大聲說話時，示波器上有波形出現(xiàn)(即產(chǎn)生電流)。對此，下列說法不正確的是()A．產(chǎn)生的電流是感應(yīng)電流B．此裝置能把聲音信號轉(zhuǎn)變成電信號C．若線圈繞中心軸轉(zhuǎn)動，示波器一定有波形出現(xiàn)D．若線圈繞中心軸轉(zhuǎn)動，示波器一定無波形出現(xiàn)【答案】D【解析】對著線圈大聲說話時，紙片上的線圈會隨紙片一起振動，并切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，這個裝置類似于話筒，將聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。若線圈繞中心軸轉(zhuǎn)動，一定會切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，故示波器一定會有波形出現(xiàn)。19．作為一種應(yīng)急措施，可以用揚聲器代替話筒。如圖所示裝置，人對著揚聲器的錐形紙盆說話，聲音就會使與紙盆相連的線圈在________中振動，從而產(chǎn)生隨著聲音的變化而變化的電流。這種產(chǎn)生電流的現(xiàn)象在物理學(xué)上稱為____________現(xiàn)象。【答案】磁場；電磁感應(yīng)【解析】人對著錐形紙盆說話時，引起紙盆的振動，這種振動帶動固定在上面的線圈也在振動，線圈的振動切割了永久磁體的磁場，產(chǎn)生了感應(yīng)電流，這種感應(yīng)電流的強弱變化與聲音的振動變化特征相同，把聲信號轉(zhuǎn)化成了電信號。因此這種情況下?lián)P聲器的工作過程應(yīng)用了電磁感應(yīng)原理；該現(xiàn)象稱之為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。20．【中考·佛山】如圖所示，當(dāng)動圈式話筒工作時，聲音使得膜片________，與膜片相連的線圈跟著做切割________運動產(chǎn)生感應(yīng)電流，這就是__________現(xiàn)象?！敬鸢浮空駝樱淮鸥芯€；電磁感應(yīng)【解析】（1）聲音由物體的振動產(chǎn)生；當(dāng)動圈式話筒工作時，聲音使得膜片振動；（2）線圈在磁場中的振動，實際上是線圈在做切割磁感線運動，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。類型之四電與磁的綜合探究【?？碱}型】21．【中考·海南】如圖所示，圖甲是課本上“通電導(dǎo)線在磁場中受力”的實驗示意圖。小謙同學(xué)實際探究時，在電路中連接了一個滑動變阻器，實驗記錄如下表。實驗序號磁場方向ab中電流方向ab運動方向1向下無電流靜止不動2向下由a向b向左運動3向上由a向b向右運動4向下向b向a向右運動(1)用筆畫線代替導(dǎo)線，在乙圖中將變阻器正確連入電路。小謙在電路中接入滑動變阻器的作用是____________________。(2)比較實驗2和3，說明通電導(dǎo)線在磁場中受力方向