第十七章 电动机与发电机 单元试卷
一、单选题
1.(2021·大庆)手机无线充电技术是通过电磁感应原理来实现充电的,该原理的发现者是( )
A.奥斯特 B.欧姆 C.焦耳 D.法拉第
2.(2021·荆门)下列有关电与磁的说法正确的是( )
A.磁感线是用来形象描述磁场的,是真实存在的
B.电流的周围存在着磁场
C.同种电荷一定相互排斥,同名磁极可以相互吸引
D.电风扇的工作原理是电磁感应
3.(2021九上·顺德期末)下列4个实验中能揭示电风扇工作原理的是( )
A. B.
C. D.
4.(2021九上·红桥期末)勤思考、爱交流的小琴对电磁的知识进行了总结,并与小文进行交流。小文认为小琴的结论有的正确、有的错误。小琴总结的下列结论中正确的是( )
A.导体中的负电荷在做定向移动时不一定产生磁场
B.改变磁场的方向,通电导线在磁场中的受力方向就发生改变
C.闭合回路的导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生感应电流
D.指南针之所以指南北,是因为受到地磁场的原因
5.(2020·东源模拟)如图所示,电动平衡车是一种新型交通工具,被广大青少年所喜爱.图中与电动平衡车驱动前行过程原理相同的是( )
A. B.
C. D.
6.(2021·株洲)人类进入电气化时代的重要标志是大规模使用电能。电能无法从自然界直接获取,它通常通过发电机由其他形式的能转化而来,最终通过各种用电器转化为其他形式的能。电能的生产、输送和利用,极大地促进了经济社会发展和人类文明的进步。物理学家法拉第发明了世界上第一台发电机,其工作原理是( )
A.电生磁 B.磁生电
C.电流的热效应 D.磁场对电流的作用
7.(2021·贵港)细心的同学发现贵港的很多山头都安装有如图所示的风力发电机。下列说法错误的是( )
A.风能是可再生能源
B.风力发电是把机械能转化为电能
C.风力发电机是根据电磁感应原理制成的
D.风力发电机是根据通电导体在磁场中受力运动的原理制成的
8.(2021·成都)将导体ab、开关和灵敏电流表用导线连接,导体ab放置在磁极间,如图所示。下列说法正确的是( )
A.开关闭合,磁铁不动,ab水平向左快速移动,指针不偏转
B.磁极对调后,开关闭合,ab水平向右快速运动,指针要偏转
C.开关闭合,ab竖直上下运动,指针要偏转
D.开关断开,ab快速运动,指针可能偏转
9.(2021·绥化)下列关于电与磁现象的描述中,不正确的是( )
A.图甲所示条形磁体两端磁性最强
B.图乙所示电流周围存在磁场
C.图丙所示通电导线在磁场中受力
D.图丁所示导线沿任意方向运动都会产生感应电流
10.(2021·河北)图所示是探究电磁感应的实验装置,关于电磁感应现象,下列说法正确的是( )
A.奥斯特发现了电磁感应现象
B.利用电磁感应现象制作了电动机
C.导线在磁场中沿不同方向运动,导线中都会有感应电流产生
D.如果磁感线和切割磁感线方向都变得相反,导线中感应电流的方向不发生改变
11.(2021·福建)跳绳也可以“发电”。用一根带有绝缘皮的长铜导线做跳绳,将它的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连,据动跳绳时,发现灵敏电流计的指针左右摆动。则( )
A.向任意方向摇绳均可产生电流 B.电流方向与绳子运动方向无关
C.此过程中机械能转化为电能 D.跳绳发电属于电流的磁效应
12.(2021·无锡)用如图的装置探究磁场对通电直导线的作用,给铝棒AB通电,观察到AB向右运动,要使AB通电后向左运动,下列做法中可行的是( )
A.仅换用磁性更强的磁体 B.仅增加AB中的电流强度
C.仅将磁体的N、S极对调 D.仅将铝棒AB换成铜棒
13.(2021·鄂州)无线充电是一种更便捷的充电方式。如图甲所示是市场上支持无线充电的智能手机和充电器。无线充电的原理是:电流通过送电线圈(充电器内)产生磁场,受电线圈(手机上)靠近磁场时就会产生电流,给智能手机充电,如图乙所示。则受电线圈处用到了下图实验原理的是( )
A. B.
C. D.
14.(2021·绵阳)如图所示,导体棒AB、CD水平放置在蹄形磁体的磁场中,都垂直于所在位置的磁感线,两个蹄形磁体的N极和S极标识都没有了。拉动AB向左移动时,发现CD向右移动,下列判断正确的是( )
A.若拉动AB向右移动,则CD向右移动
B.若拉动AB向右移动,则CD向左移动
C.调换右边磁体上下磁极,拉动AB向左移动,则CD向右移动
D.调换右边磁体上下磁极,拉动AB向右移动,则CD向左移动
二、填空题
15.(2021·淮南模拟)如图是一种“手摇充电式手电筒”,握住它上下摇动就能自动充电。从透明外壳可观察到内部有固定线圈。摇动时内部有一个磁铁来回振动,该装置应用的原理是 。
16.(2021·锦江模拟)如图所示,将一根导体棒ab的两端用导线与灵敏电流计连接组成一个闭合电路,并用绝缘细线悬挂起来放在U形磁铁的磁场中。当导体棒ab竖直向上运动时,灵敏电流计的指针 偏转(选填“会”或“不会”); (选填“电动机”或“发电机”)是应用电磁感应原理制成的。
17.(2021·合阳模拟)如图所示,闭合开关,用外力使导体棒ab水平向右运动,发现导体棒cd也随之运动。此装置中:甲部分发生的是 现象,人们根据这一原理发明了 ,乙部分发生的能量转化是 。
18.(2021·顺城模拟)如图是被称为没有链条的混合动力电动自行车,此车既可以给锂电池直接充电获得能量,也可以通过骑行者踩脚踏板发电。其锂电池容量为10A·h,电压为36V,给它充满电后,大约存储了 J的电能。充电时充电线会发热,这是电流的 效应。骑行者踩脚踏板发电的原理是利用了 现象。
19.很多超市都安装了防盗报警器,超市的商品上贴有软磁条,消费者如果不买单,直接走出超市软磁条没有消磁,防盗报警器上的检测头就会有电流产生,导致报警器会响。则报警器的工作原理是 ,这与 (选填“电动机”或“发电机”)的工作原理相似。
20.(2020九上·北京期末)如图所示的电路。闭合开关后使导体AB在磁场中向左运动,发现灵敏电流计的指针向右偏转,要使灵敏电流计的指针向左偏转,请写出两种操作方法 、 ,此过程中的能量转化关系是 。
三、实验探究题
21.(2021·武汉)某同学用下图所示的装置研究电磁感应。
(1)如图甲所示,保持蹄形磁体竖直放置,使导体AB从图示位置向上运动,电路中 (填“无”或“有”)感应电流;
(2)如图乙所示,保持线圈不动,使蹄形磁体快速向左运动,电流表指针 (填“不会”或“会”)偏转;
(3)利用电磁感应原理工作的装置有 (填“电铃”“扬声器”“电磁起重机”或“动圈式话筒”)。
22.(2021·十堰)小明在用如图装置“探究什么情况下磁可以生电”的实验中:
(1)实验时,小明通过观察 判断电路中是否有感应电流产生;
(2)闭合开关,若保持导体ab不动,要产生感应电流,小明正确的操作是 ;
(3)利用此实验中的能量转化原理,人们在生产生活中制成了 。
答案解析部分
1.【答案】D
【考点】电磁感应
【解析】【解答】最先发现电磁感应现象的是英国物理学家法拉第,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】法拉第发现了电磁感应现象,奥斯特发现了 电流的磁效应。
2.【答案】B
【考点】磁感线及其特点;通电直导线周围的磁场;磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】A.磁场是真实存在的,为了描述磁场人为引入了磁感线,磁感线是一种模型,实际并不存在,A不符合题意;
B.奥斯特实验证明了通电导线周围存在磁场,B符合题意;
C.电荷间的作用规律是:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。磁极间的作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,C不符合题意;
D.电风扇使用的是电动机,电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】奥斯特实验证明电流周围存在这磁场,该磁场即为电荷定向移动造成的。
3.【答案】C
【考点】直流电动机的构造原理与工作过程;实用电动机的构造、特点和应用
【解析】【解答】电风扇工作核心元件是电动机,电动机是利用通电导线在磁场中受力而运动的原理制成的。
A.此图是奥斯特实验,小磁针发针偏转说明通电导体周围有磁场,A不符合题意;
B.该实验说明闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流是电磁感应原理,B不符合题意;
C.电路中有电源,通电导体受到磁场力的作用发生运动,是电动机的原理,C符合题意;
D.电磁铁是利用了通电螺线管周围存在磁场制成的,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】磁场对电流的作用:通电导线在磁场中要受到磁 力的作用。是由电能转化为机械能。应用是制成电动机。
4.【答案】D
【考点】地磁场;通电直导线周围的磁场;磁场对通电导线的作用;电磁感应
【解析】【解答】A.导体中的负电荷在做定向移动时会产生电流,电流的周围一定存在磁场,A不符合题意;
B.若改变磁场的方向时也改变了电流的方向,则通电导线在磁场中的受力方向不会发生改变,B不符合题意;
C.闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中产生感应电流,C不符合题意;
D.地球本身就是个大磁体,指南针之所以指南北,就是因为受到地磁场的原因,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】电荷的定向移动形成电流;电流的周围存在磁场。
通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向、电流的方向有关。
感应电流产生的条件:电路闭合,且闭合电路的部分导体切割磁感线运动。
地球也是一个大磁体,它周围的磁场叫地磁场。
5.【答案】C
【考点】通电直导线周围的磁场;磁场对通电导线的作用;电磁感应;影响电磁铁磁性强弱的因素及其探究
【解析】【解答】电动平衡车的无刷电机工作时,消耗电能,获得机械能,因此是将电能转化为机械能,从而获得动力.
A、是电磁感应原理,机械能转化为电能,A不符合题意;
B、通电导体的周围有磁场,是电流的磁效应,B不符合题意;
C、通电导体在磁场中受力的作用,电能转化为机械能,与电动平衡车驱动前行过程原理相同,C符合题意;
D、是研究电磁铁磁性的大小与线圈匝数的关系,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】电动机根据通电导体在磁场中受力的作用而工作的。
6.【答案】B
【考点】电磁感应
【解析】【解答】发电机的制作原理是电磁感应现象,是利用磁来产生电。B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】导体棒做切割磁感线运动时,电路中就会产生电流,这种现象叫做法拉第电磁感应定律,此即为发电机的工作原理,产生的电流方向与导体棒的运动方向和磁场方向有关。
7.【答案】D
【考点】电磁感应
【解析】【解答】A.风能是可再生能源,能从自然界源源不断的获得,A正确,不符合题意;
B.风力发电过程,消耗机械能而产生电能,是将机械能转化为电能的过程,B正确,不符合题意;
CD.发电机的工作原理是电磁感应,工作时把机械能转化为电能,C正确,不符合题意,D错误,符合题意。
故答案为:D。
【分析】导体棒做切割磁感线运动时,电路中就会产生电流,这种现象叫做法拉第电磁感应定律,此即为发电机的工作原理,产生的电流方向与导体棒的运动方向和磁场方向有关。
8.【答案】B
【考点】电磁感应
【解析】【解答】A.开关闭合,磁铁不动,ab水平向左快速移动,导体ab切割磁感线,产生感应电流,指针偏转,A不符合题意;
B.磁极对调后,开关闭合,ab水平向右快速运动,导体ab切割磁感线,产生感应电流,指针偏转,B符合题意;
C.开关闭合,ab竖直上下运动,导体ab没有切割磁感线,不会产生感应电流,指针不偏转,C不符合题意;
D.开关断开,ab快速运动,电路是断路,不会产生感应电流,指针不会偏转,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】导体棒做切割磁感线运动时,电路中就会产生电流,这种现象叫做法拉第电磁感应定律,此即为发电机的工作原理,产生的电流方向与导体棒的运动方向和磁场方向有关。
9.【答案】D
【考点】通电直导线周围的磁场;磁场对通电导线的作用;电磁感应
【解析】【解答】A.如图甲所示,条形磁铁两端吸引的铁屑较多,中间吸引的铁屑最少,可以说明条形磁体两端磁性最强,A正确,不符合题意;
B.如图乙所示,是奥斯特实验,说明电流周围存在磁场,B正确,不符合题意;
C.如图丙所示,闭合开关,通电导体在磁场中受力会运动,C正确,不符合题意;
D.如图丁所示,只有闭合电路中的一段导体在磁场中做切割磁感线运动才会产生感应电流,D错误,符合题意。
故答案为:D。
【分析】导体棒做切割磁感线运动时,电路中就会产生电流,这种现象叫做法拉第电磁感应定律,此即为发电机的工作原理,产生的电流方向与导体棒的运动方向和磁场方向有关。
10.【答案】D
【考点】电磁感应
【解析】【解答】A.法拉第发现了电磁感应现象,A不符合题意;
B.利用电磁感应现象制作了发电机,B不符合题意;
C.导线在磁场中沿与磁感线平行的方向运动,导线中不会有感应电流产生,C不符合题意;
D.如果磁感线和切割磁感线方向都变得相反,由右手定则得,导线中感应电流的方向不发生改变,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】导体棒做切割磁感线运动时,电路中就会产生电流,这种现象叫做法拉第电磁感应定律,此即为发电机的工作原理,产生的电流方向与导体棒的运动方向和磁场方向有关。
11.【答案】C
【考点】电磁感应
【解析】【解答】AB.地球是个大磁体,地磁南极在地理北极附近,地磁北极的地理南极附近,所以磁感线大致南北方向,所以两位同学站在东西方向,摇动铜线跳绳切割磁感线运动,铜线跳绳才能切割磁感线运动,才有电流,电流方向与绳子运动方向有关,AB不符合题意;
C.此过程中要切割磁感线产生电流,是机械能转化为电能,C符合题意;
D.跳绳发电属于电磁感应现象,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】闭合电路的部分导体切割磁感线产生电流;发电机工作时,机械能转化为电能。
12.【答案】C
【考点】磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向有关;
A.换用磁性更强的磁体,不会改变运动方向,A不符合题意;
B.增加AB中的电流强度,不会改变运动方向,B不符合题意;
C.磁体的N、S极对调,只改变一个影响因素(磁场方向),受力运动方向改变,运动方向改变,C符合题意;
D.将铝棒AB换成铜棒,不会改变运动方向,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】处在磁场中的通电导体棒,电流对导体棒有力的作用,导体棒就会运动起来,这就是电动机的原理,导体棒运动的方向与电流和磁场方向有关。
13.【答案】C
【考点】电磁感应
【解析】【解答】A.已知手机上的受电线圈靠近磁场时就会产生电流,给智能手机充电,这是利用电磁感应原理工作的。图中给导体通电,导体便会运动,说明通电导体在磁场受力的作用,A不符合题意;
B.在有机玻璃上均匀撒满铁屑,给螺线管通电,轻敲板面后,铁屑的排列如上图所示,本实验研究通电螺线管周围的磁场情况,B不符合题意;
C.闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动,导体中就会产生感应电流,即为电磁感应现象,C符合题意;
D.图中实验为奥斯特实验,说明通电导线周围存在磁场,即电产生磁,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】导体棒做切割磁感线运动时,电路中就会产生电流,这种现象叫做法拉第电磁感应定律,此即为发电机的工作原理,产生的电流方向与导体棒的运动方向和磁场方向有关。
14.【答案】B
【考点】磁场对通电导线的作用;电磁感应
【解析】【解答】AB.图中,蹄形磁体的磁场方向不变,因为拉动AB向左移动时,发现CD向右移动,若拉动AB水平向右运动切割磁感线,此时产生的感应电流反向,导体棒运动方向相反,则CD向左移动,A不符合题意,B符合题意;
CD.如果蹄形磁体的磁场方向与原来的方向相反,导体棒切割磁感线产生的感应电流方向就与原来的感应电流的方向相反,若拉动AB向左移动,则CD向左移动,若拉动AB向右移动,则CD向右移动,CD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中会产生感应电流,感应电流的方向与导体运动的方向和磁场的方向有关。
通电导体在磁场中受力运动,受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关。
15.【答案】电磁感应
【考点】电磁感应
【解析】【解答】“手摇充电式电筒”消耗了机械能产生了电能;由于线圈是固定的,摇动时内部磁铁来回振动,为了让线圈切割磁感线产生感应电流,故是利用了电磁感应原理。
【分析】导体棒做切割磁感线运动时,电路中就会产生电流,这种现象叫做法拉第电磁感应定律,此即为发电机的工作原理,产生的电流方向与导体棒的运动方向和磁场方向有关。
16.【答案】不会;发电机
【考点】电磁感应
【解析】【解答】当导体棒ab竖直向上运动时,导体棒不切割磁感线,所以不会有感应电流产生,灵敏电流计的指针不会偏转。
电磁感应原理提示了通过导体做切割磁感线运动可以产生感应电流,把机械能转化为电能,所以利用此原理制成了发电机。
【分析】导体棒做切割磁感线运动时,电路中就会产生电流,这种现象叫做法拉第电磁感应定律,此即为发电机的工作原理,产生的电流方向与导体棒的运动方向和磁场方向有关。
17.【答案】电磁感应;发电机;电能转化为机械能
【考点】电磁感应
【解析】【解答】闭合开关,导体ab和cd组成一个闭合电路,闭合电路的一部分导体ab在磁场中进行切割磁感线运动,闭合电路中有了感应电流,这种现象是电磁感应现象。利用此现象制成了发电机。发电机工作时将机械能转化为电能。
乙部分的cd相当于放入磁场中的通电导体,据通电导体在磁场中受力的作用,Cd受力运动,它是将电能转化为机械能。
【分析】导体棒做切割磁感线运动时,电路中就会产生电流,这种现象叫做法拉第电磁感应定律,此即为发电机的工作原理,产生的电流方向与导体棒的运动方向和磁场方向有关,将机械能转化为电能。
18.【答案】1.296×106;热;电磁感应
【考点】电功的计算;电流的热效应;电磁感应
【解析】【解答】由公式 可知 电流通过导体,导体会发热的现象,叫做电流的热效应。闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生电流。这种由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫做电磁感应。
【分析】求解电流做功,利用公式W=UIt求解即可,U是用电器两端的电压,I是流过用电器的电流,t是用电器工作的时间;电流通过导体时会产生热量,此现象就是电流的热效应;;导体棒做切割磁感线运动时,电路中就会产生电流,这种现象叫做法拉第电磁感应定律,此即为发电机的工作原理,产生的电流方向与导体棒的运动方向和磁场方向有关。
19.【答案】电磁感应;发电机
【考点】电磁感应
【解析】【解答】由题意可知,超市的商品上贴有软磁条,消费者如果不买单,直接走出超市软磁条没有消磁,检测头就会有电流产生,这是属于电磁感应现象;人们利用电磁感应现象制成了发电机,而电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用而制成的。
【分析】导体棒做切割磁感线运动时,电路中就会产生电流,这种现象叫做法拉第电磁感应定律,此即为发电机的工作原理,产生的电流方向与导体棒的运动方向和磁场方向有关。
20.【答案】磁场方向不变,使导体AB在磁场中向右运动;导体AB在磁场中向左运动,磁极对调;机械能转化成电能
【考点】电磁感应
【解析】【解答】由图知这是闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中就会产生感应电流,电流方向与导体的运动方向以及磁感线方向有关;已知A、B向左运动时,电流计指针向右偏转,所以如果要使指针向左偏转,有两种操作方法,一种是磁场方向不变,A、B向右运动,另一种是磁极对调,导体AB在磁场中向左运动。
在这个过程中能量的转化是机械能转化为电能。
【分析】电磁感应中,机械能转化为电能,感应电流的方向和磁场方向有关,和导体的切割方向有关。
21.【答案】(1)有
(2)会
(3)动圈式话筒
【考点】电磁感应
【解析】【解答】(1)磁体磁感线的方向由N极指向S极,如图甲所示,保持蹄形磁体竖直放置,使导体AB从图示位置向上运动,此时导体棒有做切割磁感线运动,所以电路中有感应电流。
(2)磁体磁感线的方向由N极指向S极,如图乙所示,保持线圈不动,使蹄形磁体快速向左运动,此时导体棒切割磁感线,电路中有感应电流,电流表指针会偏转。
(3)导体棒在磁场中做切割磁感线运动,电路中产生感应电流的现象为电磁感应现象, 动圈式话筒工作时,当人对着话筒讲话时,膜片就随着声音颤动,从而带动连在一起的线圈在磁场中作垂直切割磁感线的运动,从而产生感应电流,所以利用电磁感应原理工作的装置有动圈式话筒。
【分析】(1)产生感应电流的条件是:电路是闭合的,并且做切割磁感线运动;
(2)判断线圈中磁感线条数是否发生改变,改变则产生电流;不改变则不会产生感应电流;
(3)电磁感应的实质是机械能转化为电能,根据这一点判断哪一种设备满足此条件来判断。
22.【答案】(1)灵敏电流计的指针是否偏转
(2)拉动磁体左右运动
(3)发电机
【考点】电磁感应
【解析】【解答】(1)感应电流的有无是通过灵敏电流计的指针是否偏转来体现的,若灵敏电流表的指针发生偏转,就说明产生了感应电流。
(2)如图磁体上端是N极,下端是S极,则磁感线方向是上下方向的,当闭合开关,要使电路中有感应电流,必须让导体在磁场中做切割磁感线运动,如保持ab不运动,则可以拉动磁体左右运动,导体ab此时也可以切割磁感线产生感应电流。
(3)闭合电路中电流表中的电能是由于导体的运动切割磁感线而产生的,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。
【分析】导体棒做切割磁感线运动时,电路中就会产生电流,这种现象叫做法拉第电磁感应定律,此即为发电机的工作原理,产生的电流方向与导体棒的运动方向和磁场方向有关