1.丽水处州府城一角的磨盘特别受小孩青睐。当人推着磨盘转动时,磨盘上竖着的“丽水”两字和其周围墙壁上的灯同时亮起(如图)。下列四幅图中能反映其工作原理的是( )
A.B.C.D.
2.如图所示,动圈式话筒的膜片与线圈固定在一起,线圈套在磁铁上当我们对着话筒讲话时,声音使膜片振动,膜片带动线圈也一起振动,于是线圈中产生了随声音变化的电流则下列电器的原理与动圈式话筒的原理相同的是( )
A.电动机 B.发电机
C.电磁铁 D.电铃
3.如图所示,闭合开关,先将导体ab水平用力向右移动,导体cd也随之运动起来,下列说法正确的是( )
A.实验装置中的甲装置产生的现象在生活中的应用是电动机
B.实验装置中的乙装置的原理是电磁感应现象
C.实验装置中的乙装置把机械能转化为电能
D.实验装置中的甲装置把机械能转化为电能
4.图甲是发电机原理的示意图,图乙中的“○”表示导线,当它在磁场中分别转动到1~4位置时,运功方向已用箭头标出,下列说法正确的是( )
A.图甲的电路中没有电源 B.在位置1时,电路中不会产生感应电流
C.发电机产生的电流方向不变 D.在位置2时,电路中不会产生感应电流
5.无线充电是一种增加手机续航时间的方式(如图甲)。无线充电的技术原理是:电流流过送电线圈产生磁场,受电线圈靠近该磁场时,由于电磁感应就会产生电流,给智能手机充电(如图乙)。下列设备工作原理与受电线圈相同的是( )
A.电磁铁 B.电水壶 C.直流电动机 D.手摇发电机
6.如图所示,MN和PQ是两根固定在水平面上的平行光滑金属导轨,放置在竖直纸面向里的磁场中,导轨上放有ab、cd两根导体杆,两导体杆都可以在导轨上自由滑动且始终与导轨保持良好接触,现用水平力向右的力拉导体杆cd使导体杆cd沿导轨向右滑动,下列分析正确的是( )
A.因为导体杆ab没有受拉力作用,因此它不动
B.cd导体杆向右滑动,它在滑动过程中不受磁场力的作用
C.因为拉动导体杆cd向右滑动,在abcd回路有感应电流,所以ab杆也会滑动
D.以上分析均不正确
7.如图所示,磁带录音机既可以录音,也可用以放音,其主要部件为运行的磁带和绕有线圈的磁头。录音时,磁带上的磁粉被由声音信号转化而来的电流产生的磁场所磁化,这样便将声音信号转化为磁信号记录在磁带上;放音时,再把磁带上的磁信号通过磁头转化为电信号使扬声器发声。下列各种说法中不正确的是( )
A.话筒和放音磁头处利用的电磁原理相同,都是电磁感应原理
B.扬声器工作原理与电动机相同,即:通电导体在磁场中受到磁场力作用而运动
C.录音磁头利用的基本原理是电磁感应现象
D.录音过程中是将声信号转化为电信号,再转化为磁信号,而放音过程正好相反
8.电吉他中电拾音器的基本结构如图所示,磁体附近的金属弦被磁化,因此弦振动时,在线圈中 产生感应电流,电流经电路放大后传送到音箱发出声音,下列说法不正确的是( )
A.选用铜质弦,电吉他仍能正常工作
B.取走磁体,电吉他将不能正常工作
C.增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电流
D.弦振动过程中,线圈中的电流方向不断变化
9.华华同学对手机无线充电的原理感到好奇。查阅资料后得知:充电时充电器内的发射线圈产生磁场,手机内的接收线圈会产生感应电流给电池充电,结构如图甲。学过电磁感应原理的华华同学提出质疑:手机和充电器在充电过程中都不动,并没有做切割磁感线运动,为何会产生感应电流?对此,她设计了图乙实验进行验证。
(1)闭合开关后灵敏电流计指针被没有发生偏转。华华认为,可能是P线圈中的电流过小,于是她将滑片向左移。她的这一操作是基于什么猜想?_______
(2)滑片左移后,仍未观察到指针偏转,但再断开开关、闭合开关、移动滑片时灵敏电流计指针有明显偏转。请教科学老师后得知:当闭合电路围成的平面内磁感线数量发生改变时,电路中能产生感应电流。请根据上述事实,解释在该实验中若导体ab上下运动时,则闭合电路中不产生感应电流的原因(图丙)_______;
操作序号 开关及滑动变阻器状态 灵敏电流计指针偏转方向
1 开关由断开变为闭合 向左
2 开关由闭合变为断开 向右
3 开关闭合时,滑片向左移动 向左
4 开关闭合时,滑片向右移动 向右
5 开关闭合后,滑片不移动 不偏转
6 改变电源正负极,闭合开关,滑片向左移动 向左
7 改变电源正负极,闭合开关,滑片向右移动 向右
(3)华华发现不同情况下灵敏电流计指针偏转方向不同。她猜测与Q线圈中的电流方向改变有关,于是进行实验并记录现象。请判断华华的说法是否正确,并合理选择上表格中的两次实验说明理由。_______
10.在探究“感应电流产生的条件”实验中:
(1)如图,a,b两接线柱间应接入小量程的___________(填“电源”、“电流表”或“电压表”);
(2)导体在磁场中运动时,电流表指针没有发生偏转,操作上的原因可能是___________(写一种)
(3)改正错误后继续实验,小王发现每次电流表指针的偏转角度不相同,于是他对影响感应电流大小的因素作以下猜想:
猜想一:与导体切割磁感线运动的速度大小有关;
猜想二:与磁场的强弱有关;
猜想三:与导体的匝数有关。
为了验证猜想三,他设计的方案是:分别让两个匝数不同的线圈,在如图所示的磁场中水平向左运动,观察电流表指针的偏转角度。
①请对此方案作出评价,指出存在的主要问题是___________。
②请你说出小王最终如何判断猜想三是否正确:___________。
11. 小勇利用如图所示的实验装置“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”,他将实验中观察到的现象记录在下表中.
次数 开关 磁场方向 导体AB的运动方向 电流表指针的偏转方向
1 断开 上N下S 向右运动 不偏转
2 闭合 上N下S 向右运动 向左偏转
3 闭合 上N下S 向左运动 向右偏转
4 闭合 上N下S 向上运动 不偏转
5 闭合 上S下N 向下运动 不偏转
6 闭合 上S下N 向右运动 向右偏转
7 闭合 上S下N 向左运动 向左偏转
(1)分析得出:________ 电路中的部分导体在磁场里做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流
(2)比较实验2和3(或6和7)可知:在磁场方向一定时,感应电流的方向与________ 有关
(3)比较实验________ 可知:在导体切割磁感线运动方向不变时,感应电流的方向与磁场方向有关
(4)这个现象在生产和生活中的重要应用是________
(5)针对这个实验,小勇进行了进一步的探究,他提出了“感应电流的大小可能与导体切割磁感线的运动速度有关”的猜想,于是他设计了如下的实验方案:①保持磁场强弱不变,让导体AB以________ (填“相同”或“不同”)的速度沿相同方向做切割磁感线运动,观察电流表指针偏转幅度大小.
②如果电流表指针偏转幅度不同,说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度________ (填“有关”或“无关”)
答案及解析
1.B
【解析】当人推着磨盘转动时,磨盘上竖着的“丽水”两字和其周围墙壁上的灯同时亮起,说明磨盘转动时将机械能转化为了电能,磨盘相当于发电机,原理是电磁感应。
A.图中是奥斯特实验装置,能证明电流周围存在磁场,故A不符合题意;
B.图中没有电源,闭合开关后,当磁场中的导体做切割磁感线运动时,灵敏电流计的指针会偏转,这是电磁感应现象,故B符合题意;
C.图中移动滑动变阻器的滑片可改变电磁铁线圈中的电流大小,从而改变电磁铁的磁场,可以探究电磁铁的磁场强弱与电流大小的关系,故C不符合题意;
D.图中有电源,当磁场中的导体通电后,导体会受到磁场力的作用而运动起来,能证明通电导体在磁场中受力,是电动机的工作原理,故D不符合题意。
2.B
【解析】动圈式话筒是利用电磁感应现象的原理制成的。
A.电动机是利用通电导线在磁场中受力运动的原理制成的,故A不符合题意;
B.发电机是利用电磁感应现象的原理制成的,故B符合题意;
CD.电磁铁和电铃是利用通电导线周围存在的磁场的原理制成的,故CD不符合题意。
3.D
【解析】AD.由图可知,ab、cd与导线、开关组成了一个闭合电路,导体ab水平用力向右移动时,切割磁感线,产生感应电流,此时机械能转化为电能,是发电机原理,故D正确,A错误;
BC.导体ab中产生感应电流时,导体cd中也有电流通过,通电导体在磁场会受到力的作用,所以cd会运动起来,此时电能转化为机械能,是电动机的原理,故BC错误。
4.B
【解析】A.发电机的原理是电磁感应现象,将机械能转化为电能,电路中的磁体和线圈相当于电源,故A错误;
BD.小圆圈“〇”表示垂直于纸面、绕垂直纸面的轴转动的一根导线,它是闭合电路的一部分。由图磁感线方向水平向右,1的运动方向与磁感线方向平行,不切割磁感线,不能产生感应电流;2、3、4的运动方向切割磁感线,能产生感应电流,故B正确,D错误;
C.发电机线圈中产生的感应电流的大小和方向都随时间作周期性的变化,故C错误。
5.D
【解析】A.电磁铁的工作原理是电流的磁效应,故A不合题意。
B.电水壶的工作原理是电流的热效应,故B不合题意。
C.直流电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动,故C不合题意。
D.手摇发电机的工作原理是电磁感应,故D符合题意。
6.C
【解析】ACD.现用水平力向右的力拉导体杆cd使导体杆cd沿导轨向右滑动,导体杆cd切割磁感线产生感应电流,在abcd回路有感应电流,导体杆ab中通过电流,在磁场中受到力的作用而运动,故AD错误,C正确;
B.导体杆cd沿导轨向右滑动,导体杆cd切割磁感线产生感应电流,它在滑动过程中受磁场力的作用,故B错误。
7.C
【解析】A.根据题意知道,磁带录音机能录音也能放音,主要是磁头的磁化作用。当放音时磁带与磁头接触,由于磁粉使磁头的电流发生变化从而导致磁头线圈产生不同的感应电流,属于电磁感应现象;而动圈式话筒将声信号转化成电信号,利用了电磁感应现象原理,所以,话筒和放音的主要原理都是电磁感应现象,故A正确;
B.扬声器利用通电导体在磁场中受到磁场力作用而运动,即将电能转化为机械能,其原理与电动机相同,都是通电导体在磁场中受到磁场力作用而运动,故B正确;
C.录音的主要原理是电生磁,是电流的磁效应,故C错误,符合题意;
D.录音时,声音信号转化为电信号,通过磁头写在磁带上,主要原理是电生磁;放音的主要原理磁生电,故录音和放音是相反的过程,故D正确。
8.A
【解析】A.铜不是铁磁性物质,因此不能被磁化,所以选用铜弦,电吉他不能正常工作,故A错误符合题意; B.感应电流产生的条件为:①闭合电路;②在磁场中;③做切割磁感线运动,如果取走磁体,那么就没有磁场了,因此电吉他不能正常工作,故B正确不合题意;
C.每个线圈都相当于一个小电池,线圈的匝数越多,相当于串联的电池数量越多,因此电压越大,那么线圈中的感应电流越大,故C正确不合题意;
D.磁场方向不变,在琴弦来回振动的过程中,导体切割磁感线的方向不断改变,因此产生感应电流的方向不断变化,故D正确不合题意。 故选A。
9.磁场强度越强,P线圈中的感应电流越大 该闭合电路内磁感线数量未发生改变 不正确,比较3、6或4、7可知,Q线圈中的电流方向改变,其他条件不变,灵敏电流计指针偏转方向不改变,说明感应电流方向与Q线圈中的电流方向无关
【解析】(1)华华认为,可能是P线圈中的电流过小,于是她将滑片向左移,此时变阻器的阻值减小,而通过线圈的电流增大,则她的这一操作是基于猜想:磁场强度越强,P线圈中的感应电流越大。
(2)当闭合电路围成的平面内磁感线数量发生改变时,电路中能产生感应电流。请根据上述事实,解释在该实验中若导体ab上下运动时,则闭合电路中不产生感应电流的原因:该闭合电路内磁感线数量未发生改变。
(3)我认为华华的说明不正确,理由是:比较3、6或4、7可知,Q线圈中的电流方向改变,其他条件不变,灵敏电流计指针偏转方向不改变,说明感应电流方向与Q线圈中的电流方向无关。
10.电流表 导线没有做切割磁感线活动 没有控制线圈切割磁感线速度大小不变 见解析
【解析】(1)探究感应电流产生的条件,需要测量是否有电流,所以a,b两接线柱间应接入小量程的电流表。
(2)导体在磁场中运动时,电流表指针没有发生偏转,可能导线没有做切割磁感线活动,没有产生感应电流。
(3)①要研究感应电流的大小与线圈的匝数是否有关,应该控制磁场强弱和线圈切割磁感线的速度不变,只改变线圈匝数,观察电流表指针偏转的角度。
②小王判断猜想三是否正确的方法:比较指针两次偏转角度,若相差不大,与线圈匝数无关;若相差明显,与线圈匝数有关。
11.(1)闭合(2)导体切割磁感线运动方向(导体运动方向)
(3)2、6或3、7(4)发电机(5)不同;有关
【解析】(1)分析可知,产生感应电流的现象中,闭合电路中的部分导体在磁场里的运动方向与磁场方向垂直,即导体中产生感应电流时闭合电路中的部分导体在磁场里做切割磁感线运动.
(2)比较实验2和3(或6和7)可知:在磁场方向一定时,导体切割磁感线运动方向改变,感应电流的方向就改变.
(3)比较实验2和6(或3和7)可知:在导体切割磁感线运动方向(或导体运动方向)不变时,磁场方向改变,感应电流的方向就改变.
(4)实验中采用的是控制变量法,闭合电路中电流表中的电能是由于导体的运动而产生的,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.
(5)探究感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度是否有关,应该保持磁场强弱不变,让导体AB以不同的速度沿相同方向做切割磁感线运动,观察电流表指针偏转幅度大小.如果电流表指针偏转幅度不同,说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度有关,如果电流表指针偏转幅度相同,说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度无关.
1.5磁生电