第十七章 电动机与发电机
一、选择题(本大题共14小题,第1~12小题,每小题只有一个正确选项,每小题3分;第13、14小题为不定项选择,每小题有一个或几个正确选项,每小题4分.全部选择正确得4分,不定项选择正确但不全得2分,不选、多选或错选得0分,共44分)1.关于电磁现象,以下说法正确的是
A.磁场对放入其中的物体都有磁力的作用
B.物理学家法拉第发现了电流周围存在磁场
C.电动机工作时,主要将电能转化为机械能
D.闭合电路的一部分导体在磁场中运动时,就会在电路中产生感应电流
2.如图所示,是一个磁信息阅读器.只要将磁卡刷过,检测头中就会产生感应电流,便能得到相应的信息.以下电器件中工作原理与此相似的是
A.扬声器 B.发电机 C.电磁继电器 D.电铃
3.根据公开资料,目前正在上海江南造船厂建造的003型航母将采用革命性的电磁弹射技术,将极大的提升中国国防力量。如图所示,用强电流给弹射器导轨通电,当电流足够大时,舰载机在电磁力的作用下持续加速,最终以超过250公里的时速弹射升空。下列和弹射器原理相同的是( )
A. B.
C. D.
4.如图所示,是小安同学自制的一个实验装置,他把带绝缘层的导线绕在塑料管外,导线两端连接着小灯泡,形成闭合电路,管内封闭一个强磁体,沿图中所示方向来回快速摇动装置,小灯泡发光。以下说法正确的是( )
A.灯丝中电流方向保持不变 B.实验现象表明磁能生电
C.该现象类似于电磁铁 D.此装置与电动机原理相同
5.如图所示,是电流表的原理图。在电流表中有许多匝金属线圈被悬置在磁体的两极之间,金属线圈连接到一根指针和一只弹簧上。当电流通过导线时,电流就产生了磁场,这个磁场和磁体的磁场发生相互作用,引起金属线圈和指针偏转,如图所示的现象中与电流表原理相同的是( )
A.B.C. D.
6.小明同学根据如图所示的原理,制作了一台小型风力发电机,用以辅助照明,发电机工作时,发现灯泡发光较暗,下列措施能增加灯泡亮度的是( )
A.把铜线圈换成铁线圈 B.提高线圈的转动速度
C.换用磁性较弱的磁体 D.变换磁体的磁极
7.动圈式话筒的结构如图,它工作时:①线圈运动能产生随着声音的变化而变化的电流;②与膜片相连的线圈随之一起振动;③人唱歌或说话产生的声音使膜片振动;④变化的电流经过放大后,由扬声器还原为声音.关于它的原理,排序正确的是
A.①②③④ B.②①④③ C.③①④② D.③②①④
8.小亮用如图所示的器材自制一台简易电动机,通电后线圈抖动,但无法连续转动,可能的原因是( )
A.线圈两端引线的绝缘漆全部刮去了 B.磁铁放反了
C.电源正负极接反了 D.启动时没有用手拨一下线圈
9.如图所示,在蹄形磁体的磁场中放置一根与螺线管连接的导体棒ab,当ab棒水平向右运动时,小磁针N极转至右边,可使如图所示位置的小磁针N极仍然转至右边的操作是下列选项中的( )
A.ab水平向左运动 B.ab竖直向下运动
C.ab竖直向上运动 D.ab水平向左运动
10.图中的a表示垂直于纸面的一根导线,它是闭合电路的一部分,它在磁场中按箭头方向运动时,下列哪种情况不会产生感应电流( )
A. B. C. D.
11.如图所示,下列实验仪器工作时,不能把电能转化为机械能的是
A.电流表 B.电压表
C.发电机 D.电动机
12.如图所示,闭合导线框abcd的一部分处于磁场中,将导线框沿图示方向拉出过程中,则( )
A.在此过程中,电能转化为机械能
B.导线框中不会产生感应电流,因为回路中没有电源
C.导线框中会产生感应电流,整个导线框都是电源
D.导线框中会产生感应电流,导线ab段相当于电源
13.如图所示,能够说明“磁生电”的是
A.A B.B. C.C D.D
14.如图所示,是电磁现象的四幅实验装置图,下列分析中正确的是( )
A.图甲装置中通电螺旋管的A端为N极 B.图乙装置,说明电流周围存在着磁场
C.图丙装置研究的是磁场对电流的作用 D.图丁装置是发电机的工作原理图
二、填空题(本大题共11小题,每小题2分,每空1分,共22分)
15.英国物理学家_____经过10年的不懈探索,终于在1831年发现了电磁感应现象,由此发明了_____(选填“电动机”或“发电机”),开创了电气化时代的新纪元.
16.小明同学做了一个如图所示的装置,闭合开关,用外力使导体棒ab水平向右移动,发现导体棒cd也随之运动起来,在此实验中,实验装置中的甲部分,应用的物理原理是__________,装置中的乙部分,cd棒运动应用的物理原理是___________。
17.蓝牙音箱内置可充电锂电池,在电池充电过程中的能量转化是电能转化为______能;蓝牙音箱的核心部件是扬声器,扬声器从原理上与______选填(“电动机”或“发电机”)大致相同。
18.如图所示为实验室所用电流表的内部结构示意图。当接入电路,有电流通过线圈时,线圈带动指针偏转。该电流表的工作原理是_______对电流会产生力的作用。若电流从负接线柱流入,指针会反方向偏转(损坏电流表),可知通电导体受力的方向跟_______有关。
19.如图,闭合开关,导体ab向左运动,若只改变电流方向,ab会向________(选填“左”或“右”)运动;以此为原理可制成________(选填“电动机”或“发电机”)。
20.如图所示是电磁学中很重要的两个实验,其中利用甲图所示的实验装置原理可以制造出_______机,利用乙图所示的实验装置原理可以制造出_______机.
21.如图所示是一种环保型手电筒,这种手电筒不用化学电池作为电源。使用时只要将它来回摇晃,就能发光,并且来回摇晃得越快,手电筒发光越强。这种手电筒所产生得电能是根据_____现象获得的,其能量转化是_____能转化成电能。
22.某款新型魔方充电器,转动魔方就能产生电能,并储存于方内,它的工作原理跟____(选填“发电机”或“电动机”)相同 当魔方给移动设备充电时,它相当于电路中的____(选填“电源”或“用电器”)
23.如图所示是一款“运动手环”,其主要部分是一段内置一小块磁铁的密闭空心塑料管,管外缠绕着线圈.戴着这种手环走路时,塑料管跟着手一起运动,磁铁则在管内反复运动,线圈中便会产生电流,液晶屏上就会显示出运动的步数,此过程利用了_____的原理,将_____能转化为电能.
24.如图所示的装置中,金属棒PQ用两根细导线连接后悬挂在蹄形磁铁之间,把单刀双掷开关S掷向“1”时,是演示_____;开关S掷向“2”时,是演示_____.
25.将小电动机与小灯泡按如图所示的电路连接,在小电动机转轴上绕线, 然后用力拉线,使电动机转动.在电动机转动过程中,小灯泡发光,其原理是__________,转速越快,灯泡_________ .
三、实验与探究题(本大题共5小题,每空1分,共34分)
26.同学们在制作电动机模型时,把一段粗漆包线绕成 3cm×2cm 的矩形线圈, 漆包线在线圈的两端各伸出约 3cm。然后,用小刀刮两端引线的漆皮,用硬金属 丝做两个支架,固定在硬纸板上,两个支架分别与电池的两极相连。把线圈放在 支架上,线圈下放一块强磁铁,如图所示,给线圈通电并用手轻推一下,线圈就 会不停地转下去。
(1)在漆包两端用小刀刮去引线的漆皮,刮线的要求是___________。
A.两端全刮掉 B.一边全部刮掉,另一端只刮半周
(2)电动机的工作原理是___________。
(3)小华组装好实验装置,接通电源后,发现线圈不能转动,写出两条可能造成 该现象的原因:①___________。②___________。
(4)2006 年为纪念发现“磁生电”现象的物理学家___________发行的一枚 邮票,该发现导致了世界上第一台___________的发明(选填“电动机” 或“发电机”),从而把人类社会带进了电气化时代。
27.在探究“磁场对通电直导线的作用”活动中,如图甲所示,实验中小谦同学把铝棒ab放在磁场里,接通电源,让电流通过铝棒ab,观察到铝棒ab向左运动,如图乙所示。
(1)小谦同学通过观察导线运动方向,来判断导线在磁场中受力方向,用到的科学方法_______
(2)小谦同学先对调磁极位置,闭合开关,观察到铝棒ab稳定时如图丙所示,由此可知通电导线在磁场中受力的方向与_____方向有关。
(3)如果把电源正、负极对调后接入电路,观察到铝棒ab稳定时如图________(选填“乙”中“丙”“丁”)所示,由此可知通电导线在磁场中受力的方向与_______方向有关。
(4)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,则会观察到铝棒ab稳定时如图______(选填“乙”“丙”“丁”)所示。
(5)若想利用小谦同学的实验装置继续探究电磁感应现象,我们只需将图甲中的_______(选填“开关”、“铝棒ab”或“电源”)替换成________即可。
28.在研究“磁场对通电导体(电流)有力的作用”实验中.
(1)利用图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时,应在“a”、“b”之间接入 _____ (选填“灵敏电流计““电源””灯泡“),根据该原理可制成 _____ 机,在“a”、“b”之间接入 _____ (选填“灵敏电流计““电源””灯泡“)可研究“电磁感应现象”,根据该原理可制成 _____ 机.
(2)如图乙、丙中,磁体间磁场的磁感线方向都是从磁体N极水平指向S极,且线圈所处的空间磁场强弱是恒定不变的(也称匀强磁场).
(a)在乙图中,通电后cd段导线受磁场力的方向为竖直向下,此时,ab段导线所受磁场力的方向是竖直向上,这两个力 _____ (选填“是”或“不是”)不是一对平衡力.
(b)图丙中的线圈可以持续转动,是在外部加装了 _____ ,该装置能使线圈平面刚处于 _____ (选填“平行磁感线““垂直磁感线”或“任一”)位置时,自动改变线圈中的电流方向.
(c)写出一种让图丙中线圈转动更快的措施: _____ .
29.如图是“探究什么情况下磁可以生电”的装置,用棉线将一段导体AB悬挂起来,放置于蹄形磁体的磁场中,再用导线把导体AB和灵敏电流计连接起来,组成闭合电路。
(1)该实验中,灵敏电流计的作用是判断电路中有无电流和判断______。
(2)确认灵敏电流计能正常工作后,若无论导体AB在磁场中怎样运动,灵敏电流计的指针均不偏转,其原因可能是______(填一个即可)。
序号 磁体放置方式 导体AB运动情况 电流计指针偏转情况
1 上N下S 静止 不偏转
2 竖直向上运动 不偏转
3 竖直向下运动 不偏转
4 上N下S 向左运动 向右偏转
5 向右运动 向左偏转
6 上S下N 向左运动 向左偏转
7 向右运动 向右偏转
(3)某小组对实验进行完善后,观察到现象如表所示,由此可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做______运动时,电路中会产生感应电流,这种现象叫做______现象。
(4)比较第4、6(或5、7)次实验可以得出______。
(5)利用上述实验原理可制成______,若将灵敏电流计换成______,则可探究磁场对电流的作用。
30.某物理兴趣小组的同学开展了“通电导体在磁场中受力的大小与导体在磁场中长度的关系”的探究实验。
[提出问题]通电导体在磁场中受力的大小与导体在磁场中长度有什么关系呢?
[实验器材]边长AB不同的矩形线圈a、b、c三个,足够宽的U形磁铁、弹簧测力计、电源、开关各一个,足够的导线。
[设计和进行实验]
(1)如图所示,用弹簧测力计测量矩形线圈a的重力,再将a放入磁场中,通电后读出弹簧测力计的示数即线圈受到的拉力大小,比较线圈所受拉力与其重力的大小,发现拉力大于重力,说明通电线圈受到的磁场力的方向是_____的;
(2)换用不同的矩形线圈,重复上述步骤进行实验,每次实验时,控制所研究的线圈边长在磁场中的位置相同,且保持磁场和_____的方向不变,比较线圈所受拉力与其重力的大小;
(3)将三次实验相关数据比较后的结果填入以下表格:
线圈AB边的长L/cm 最短 较长 最长
拉力与重力的差值ΔF/N 最小 较大 最大
[分析与论证]控制实验中的有关变量相同时,根据实验数据进行分析,说明通电导体在磁场中受力的大小与导体在磁场中的长度有关,长度越长,所受的磁场力越_______;
[提出新问题]为什么上述实验中总是拉力大于重力呢?
[再次设计和进行实验]
甲同学:用同一个线圈,控制其他因素或条件不变,只将________位置互换,实验结果说明拉力小于重力;
乙同学:用另一个线圈,控制其他因素或条件不变,只将线圈中________改变,与甲同学改变的变量不一样,实验结果也说明了拉力小于重力;
[猜想]借助以上实验,该物理兴趣小组的同学将知识迁移,从而提出了以下合理的猜想:通电导体在磁场中所受力的大小,除了与导体在磁场中的长度有关外,还与_______和_____ 有关。
参考答案
1.C 2.B 3.A 4.B 5.C 6.B 7.D 8.A 9.D 10.A 11.C 12.D
13.CD 14.BCD
15.法拉第 发电机
16.电磁感应 通电导体在磁场中受力运动
17.化学 电动机
18.磁场 电流方向
19.右 电动机
20.发电 发动
21.电磁感应 机械
22.发电机 电源
23.电磁感应 机械
24.通电导线在磁场中受力的作用 电磁感应现象
25.电磁感应 越亮
26.B 通电导体在磁场中受力转动 磁性太弱 电流太小( 或线圈处在平衡位置) 法拉第 发电机
27.转换法 磁场 丙 电流 乙 电源 灵敏电流表
28.电源 电动 灵敏电流计 发电 不是 换向器 垂直磁感线 增大线圈中的电流(或增加线圈的匝数、换更强的磁场等)
29.电流的大小和方向 电路不是闭合回路 切割磁感线 电磁感应 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中感应电流的方向与磁场的方向有关 发电机 电源/电池
30.竖直向下 电流 大 磁铁的磁极 电流的方向 磁场的方向 电流的方向 第2页,共2页
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