20.5磁生电
(共23题,共60分)
题号 一 二 三 四 总分
得分
一、单选题(共20分)
1.(本题2分)如图所示是一款发光轮滑鞋,其轮上有磁环、金属线圈和LED等元件,轮滑鞋内部无电池,只有在轮子滚动时,嵌在轮子里的LED灯才会发光。下列图中能够反映其工作原理的是( )
A. B.
C. D.
2.(本题2分)如图是研究电磁现象的四个实验装置.相关说法正确的是
A.图能证明通电导体周围有磁场,这个现象是法拉第首先发现的
B.图中开关闭合,磁场中的导体棒会受力运动,该过程机械能转化为电能
C.图是研究电磁感应现象的实验装置,当导体棒AB上下运动时电流计指针偏转
D.图是电磁继电器的原理图,电磁继电器被广泛应用于自动控制领域
3.(本题2分)电动汽车的使用是节能减排的方式之一,下列实验揭示电动机原理的是( )
A. 奥斯特实验
B. 电磁感应现象
C. 磁场对电流的作用
D. 自制电磁铁
4.(本题2分)德国物理学家______发现了电流与电压、电阻的关系,为了纪念他,把他的名字命名为电阻的单位( )
A.焦耳 B.安培 C.欧姆 D.伏特
5.(本题2分)如图所示是交流发电机的工作原理图,线圈abcd处于向右的磁场中,两个铜环1、2分别与线圈两端相连可随线圈一起转动;3和4是电刷,它们分别跟铜环1、2接触,使线圈和灯泡组成闭合电路,在图示位置,ab边切割磁感线产生感应电流的方向从a到b,则( )
A.线圈在图示位置时,cd边切割磁感线产生的感应电流方向为从d到c
B.线圈由图示位置转过90度时,线圈中的感应电流比图示位置的感应电流大
C.线圈由图示位置转过180度时,ab边切割磁感线产生的感应电流方向为从a到b
D.把图中的灯泡换成交流电源就可以当成一个电动机使用
6.(本题2分)把一台手摇发电机跟灯光连接起来,使线圈在磁场中转动,可以看到灯光发光.关于手摇发电机发电过程,下列说法正确的是
A.发电机是将重力势能转变电能的装置
B.匀速摇动转轮,灯光的亮度不变
C.转轮转速越快灯光亮度越暗
D.转轮在一个周期内电流方向改变两次
7.(本题2分)升旗仪式上,杨校长手拿话筒慷慨陈辞,杨校长手上拿的是价值不菲的高级动圈式话筒。图为该动圈式话筒照片。动圈式话筒是把声音转变为电信号的装置,当声波使金属膜片振动时,连接在膜片上的线圈(叫做音圈)随着一起振动,音圈在永久磁铁的磁场里振动,其中就产生感应电流(电信号),这个信号经放大后转变成声音。你认为能说明动圈式话筒工作原理的是下图中的哪一个( )
A. B.
C. D.
8.(本题2分)在如图所示的实验装置图中,能够说明电能生磁的是( )
A. B. C. D.
9.(本题2分)如图是公交车上配备的自动爆玻器,危急时刻,司机按下开关通电,自动爆玻器磁场中的线圈就会产生一个冲击力,带动钨钢头击碎车窗玻璃。下图中能反映自动爆玻器工作原理的是( )
A. B.
C. D.
10.(本题2分)如图所示为新能源汽车号牌的专用标识,号牌中的字母“D”表示纯电动汽车,这类汽车发动机的动力装置是电动机,与此动力装置的工作原理相同的是( )
A.电磁起重机 B.插电式榨汁机
C.手摇发电手电筒 D.电暖器
二、多选题(共15分)
11.(本题3分)如图所示,下列实验仪器工作时,把电能转化为机械能的是
A. B. C. D.
12.(本题3分)小阳学习了电和磁的知识后,形成如下认识,其中正确的是( )
A.光是一种电磁波,它在真空中的传播速度约为
B.导线中的自由电子发生定向移动时,它的周围就会产生磁场
C.只要将电动机中的磁场方向改变,线圈的受力方向就会改变
D.电路的一部分导体做切割磁感线运动,导体中就会有电流
13.(本题3分)如图所示,对下列甲、乙、丙、丁四幅图解释合理的是( )
A.甲:磁场能产生电流
B.乙:闭合开关,小磁针N极向左偏转
C.丙:这个装置的实验原理可应用于制造发电机
D.丁:电流相同时,线圈的匝数越多,电磁铁磁性越强
14.(本题3分)下列说法正确的是( )
A.闭合电路的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
B.物体运动的速度越大,它的动能越大,它的内能与它运动的速度无关
C.只要有了作用在物体上的力和物体移动的距离,这个力就对物体做了功
D.在其它条件相同的情况下,滚动摩擦远小于滑动摩擦
15.(本题3分)关于如图所示的四幅实验装置图,下列分析中正确的是( )
A.是研究电动机的原理的 B.是研究电流的周围存在着磁场的
C.是研究磁场对通电导线作用的 D. 是电动机结构的原理图
三、填空题(共10分)
16.(本题2分)如图所示,用漆包线绕成矩形线圈,将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场.
(1)闭合开关,由于磁场对 有力的作用,线圈会转动;线圈在磁场中 (选填“能”或“不能”)持续转动.
(2)将电源和开关换成小量程电流表,缓慢转动线圈,发现电流表的指针左右摆动,说明线圈在磁场中转动时产生了电流,根据此原理可制成 机.
17.(本题2分)如图所示是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。闭合开关,使导体ab向左运动,电路中 感应电流(选填“有”或“无”),这一过程机械能转化为 能, (选填“电动机”或“发电机”)应用了这一原理。
18.(本题2分)如图的三个装置,图A揭示的是 (选填“电动机”或“发电机”)的工作原理,图B中将电池的正负极对调,将观察到小磁针偏转方向 ,图C可用来演示 现象。
19.(本题2分)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。
20.(本题2分)2018年10月25日开通的乌鲁木齐地铁1号线,全长27.6km,全部使用电动机车,最高运营速度。每个站都有自己独特的风格,如植物园站是以绿色为主旋律,车站内的立柱造型就像一株刚发芽的小苗,映衬出一片生机勃勃、春意盎然的景象。各个站台都有LED灯显示屏,指示牌等。请根据所学知识回答:
(1)电动机车与内燃机相比,可以有效地从 处减弱噪声;电动机的工作原理是 。
(2)LED灯显示屏使用的材料是 。
(3)车站呈现出清新的绿色,是白光照在绿色物体上只 绿光(选填“反射”或“吸收”)。
(4)质量为50kg的小明乘电梯竖直上行10m,克服重力做功 J;说他是静止的,是以—为参照物;进入地铁车站内,小明步行20s穿过22m的水平通道,此时小明步行的速度为 ,重力做功的功率为 W。
(5)地铁进站时上坡,出站时下坡,利用这个提速或减速,达到节能目的。进站时上坡,减小因刹车消耗的 能,出站时下坡利用重力势能转化为 能,减小启动时消耗的能量(两空均选填“重力势能”或“动能”)。
四、综合题(共15分)
21.(本题5分)我国目前电力生产结构中火力发电量占有一定的比例。
(1)水在热电厂的锅炉中 (填物态变化)成水蒸气,通过涡轮机带动发电机发电,该发电机的原理是 现象。电能属于 (选填“一次”或“二次”)能源;
(2)用过的水蒸气在液化器中凝结成水,液化器中的冷却水则流到冷却塔中降温后再回到锅炉,循环使用。夏天,来自冷却塔的水温为15℃,而回到冷却塔的水温为30℃,若冷却塔和液化器间水的流量为16m3/s也可以说为 kg/s,则这个系统通过冷却塔散热的功率是 W,一小时散出热量约 (选填“”“”或“”)J;
(3)如果发电机的发电功率是W,发电机把 能转化为电能的效率为80%,不计水蒸气通过涡轮机过程中由于热传递造成的能量损失及涡轮机的摩擦,则水蒸气的能量转化为电能的效率为 。
22.(本题5分)如图甲,使线圈位于两磁极间并接入电路中(方框A 内元件没有画出)。
(1)如果图甲是电动机模型,则方框A内应该接入的元件是 (选填“电源”或“用电器”)。接好元件后,如果图甲中ab段导线受磁场力的方向向上,请画出此时cd 段导线所受磁场力的方向;
( )
(2)如果在方框A内接上螺线管,旁边放一个小磁针,如图乙。图丙中的“○”是图乙中的ab段导线垂直于纸面的剖面图,这根导线如何运动才能使小磁针发生偏转?请在图丙“○”上用箭头画出它的运动方向。
( )
23.(本题5分)如图甲是我市沿海风力发电的外景,风力发电机主要由风机叶片和发电机组成。
(1)叶片形状像飞机的机翼,若叶片位置和风向如图乙所示,由于叶片两面空气流速不同产生压强差,而受到向 (选填“上”或“下”)的力使风叶旋转。
(2)风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机,发电机是利用 原理, 使机械能转化为电能。
(3)某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示,由图像得到的下列信息,正确的是
A.只要有风,机组就能产生电能
B.风速越小,机组产生的电功率一定越小
C.风速越大,机组产生的电功率一定越大
D.风速在一定范围内,机组产生的电功率可能不变
(4)下表给出了在不同风速下某风力发电机获得的能量:
平均风速 v (m/s) 4 8 12 16
1 s 内获得的能量 E (J) 1 8 27 64
对表格进行分析,你发现该风机 1 s 内获得的能量 E 与风速 v 的定量关系是 。
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案:
1.D
【详解】轮滑鞋轮上有磁环、金属线圈和LED等元件,内部无电池,在轮子滚动时,金属线圈切割磁感线产生感应电流,嵌在轮子里的LED灯发光,其工作原理是电磁感应现象。
A.这是奥斯特实验,原理是电流的磁效应,故A不符合题意;
B.这是探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系,故B不符合题意;
C.这是探究通电导体在磁场中受力,故不符合题意;
D.这是探究电磁感应现象,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中就会产生电流,故D符合题意。
故选D。
2.D
【详解】A.将通电导线放在小磁针之上,是用来研究通电导体周围是否存在磁场的实验,即奥斯特的电流磁效应实验,是奥斯特最先发现的;
B.让通电导体放在磁场中,它会受到力的作用,这是用来研究磁场对电流的作用(或通电导体在磁场中受力)的实验,将电能转化为机械能;
C.图是研究电磁感应现象的实验装置,当导体棒AB上下运动时时,没有切割磁感线,不会产生感应电流,电流计指针不偏转;
D.图是电磁继电器的原理图,电磁继电器是一个用电磁铁控制的开关,被广泛应用于自动控制领域.
3.C
【详解】A.该装置是奥斯特实验,表明通电导线周围有磁场,故A不符合题意;
B.该装置没有电源,导体棒ab做切割磁感线运动,产生感应电流,是发电机原理图,其原理是电磁感应现象,故B不符合题意;
C.该装置有电源,闭合开关,通电导体在磁场中受到力的作用而运动,是电动机原理图,故C符合题意;
D.该装置是研究电磁铁磁性强弱的实验装置,是电流的磁效应,故D不符合题意。
故选C。
4.C
【详解】A.焦耳发现了焦耳定律,法拉第发现了电磁感应现象,故A不符合题意;
B.安培发现了安培定则,故B不符合题意;
C.欧姆得出了欧姆定律,将他的名字命名为电阻的单位,故C符合题意;
D.伏特是世界上第一个发现用化学方法产生电流原理的意大利科学家,为了纪念他用伏特作为电压的单位,故D不符合题意。
故选C。
5.D
【详解】A.线圈在图示位置时,cd边切割磁感线方向与ab边相反,产生的感应电流方向为从c到d,故A不符合题意;
B.线圈由图示位置转过90度时,线圈中因不切割磁感应线没有感应电流,故B不符合题意;
C.线圈由图示位置转过180度时,ab边切割磁感线方向与原来相反,产生的感应电流方向为从b到a,故C不符合题意;
D.如果交流电频率合适,将灯泡换成交流电源也可以正常转动,可以当成一个电动机使用,故D符合题意。
故选D。
6.D
【详解】A.发电机是将动能转化为电能的装置,故A错误.
B.发电机产生的是交流电,电流大小和方向作周期性变化,灯泡亮度会改变,B错误.
C.转轮转动越快,切割磁感线的速度越大,产生的感应电流越大,灯泡越亮,故C错误.
D.转轮在一个周期内电流方向改变两次,D正确为答案.
7.D
【详解】由题意可知声波引起膜片振动,线圈和膜片是连在一起的,连在膜片上的线圈就一起振动,线圈在永久磁体的磁场里振动,切割磁感线产生感应电流,这就是电信号,因此应用了电磁感应的原理。
A.图为通电导体的周围存在磁场,属于电流的磁效应,故A不符合题意;
B.是通电导体在磁场中受力运动,是电动机的原理图,故B不符合题意;
C.是电子继电器的工作原理图,属于电流的磁效应,故C不符合题意;
D.是电磁感应的原理图,故D符合题意。
故选D。.
8.A
【详解】A.图中是奥斯特实验装置,说明电流周围存在磁场,即电能生磁,故A符合题意;
B.图中是电磁感应现象实验装置,导体在磁场中做切割磁感线的运动,电路中产生感应电流,说明磁能生电,故B不符合题意;
C.图中是磁场对电流作用实验装置,通电导体在磁场中受力,不能说明电能产生磁,故C不符合题意;
D.图中实验说明塑料不是导体,电流不能通过导体,不能说明电能产生磁,故D不符合题意。
故选A。
9.B
【详解】司机按下开关通电,说明电路中需要有电源,通电后自动爆玻器磁场中的线圈就会产生一个冲击力,这是通电的导体在磁场中受到力的作用。
A.如图,这个实验验证了通电的导体周围存在磁场,故A不符合题意;
B.如图,这是反映电动机工作原理的,当闭合开关时通电的导体在磁场中会受到力的作用,这和自动器工作原理相同,故B符合题意;
C.如图,这是探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验,故C不符合题意;
D.如图,这是发电机工作原理,闭合线路中部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,线路中产生感应电流,故D不符合题意。
故选B。
10.B
【详解】电动机是利用通电导体在磁场里受力运动的原理制成的。
A.电磁起重器是利用电流的磁效应制成的,与电动机的原理不同,故A不符合题意;
B.插电式榨汁机的核心是电动机,是根据通电导体在磁场里受力运动的原理制成的,故B符合题意;
C.手摇发电手电筒是根据电磁感应现象制成的,与发电机的原理相同,与电动机的原理不同,故C不符合题意;
D.电暖器是利用电流的热效应制成的,与电动机的原理不同,故D不合题意。
故选B。
11.ABD
【详解】A.电流表是测量电流的装置,它消耗的电能很少,它将消耗的电能转化为电流表指针转动的机械能,符合题意;B.电压表是测量电压的装置,它消耗的电能很少,它将消耗的电能转化为电压表指针转动的机械能,符合题意;C.发电机是产生电能的装置,它是利用电磁感应现象,将机械能转化为电能的装置,不符合题意;D.电动机是消耗电能的装置,它将电能转化为电动机转动的机械能,符合题意.故选ABD.
12.AB
【详解】A.光是一种电磁波,它在真空中的传播速度与电磁波的传播速度相同,约为,故A正确;
B.导线中的自由电子发生定向移动时形成电流,它的周围就会产生磁场,这是电流的磁效应,故B正确;
C.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,故只将电动机中的磁场方向改变,线圈的受力方向不一定改变,故C错误;
D.电磁感应产生的条件是闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动,导体中就会有电流,故D错误。
故选AB。
13.BCD
【详解】A. 该实验是奥斯特实验:当导线中通过电流时,小磁针发生偏转,实验现象表明电流周围存在磁场,即电生磁,这个现象叫做电流的磁效应,故A错误;
B.闭合开关,通电螺线管中的电流方向是“前上后下”,根据安培定则可知,螺线管的左端是N极,磁感线从N极出发经过小磁针时方向是向左的,则小磁针N极将向左偏转,故B正确;
C. 若开关闭合,金属棒左右切割磁感线运动,此时电路中就会产生电流,故是电磁感应实验装置,该装置的实验原理应用于制造发电机,故C正确;
D. 由图可知,两个电磁铁是串联的,则通过两个电磁铁的电流相同.在电流相同的情况下,匝数多的电磁铁吸引的大头针数目多,表明线圈匝数越多,磁性越强,故D正确.
14.BD
【详解】A.闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时才能产生感应电流,故A错误;
B.物体的运动速度大,动能大,内能的大小与物体的质量和温度有关,与物体的运动速度无关,故B正确;
C.有了作用在物体上的力和物体在力的方向上移动的距离,这个力才对物体做了功,故C错误;
D.在其它条件相同的情况下,滚动摩擦远小于滑动摩擦,故D正确。
故选BD。
15.BC
【详解】A.图中没有电源,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流,是研究发电机的原理的,故A错误;
B.该实验是奥斯特实验,研究电流周围存在着磁场,故B正确;
C.装置中有电源,是研究通电导体在磁场中受力运动的实验,故C正确;
D.装置中没有电源,线圈在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流,这是电磁感应现象,灯泡会发光,是发电机的原理图,故D错误。
故选BC。
16. 通电导线(线圈) 不能 交流发电
【详解】 (1)闭合开关,通电线圈在磁场中能够转动,说明磁场对电流有力的作用,线圈会转动;线圈两端的漆全部刮去,转到平衡位置时,由于电流的方向不能改变,所以不能持续转动.(2)将电源和开关换成小量程电流表,组成闭合电路,缓慢转动线圈,线圈在磁场中做切割磁感线运动时,电流表的指针左右摆动,说明线圈在磁场中转动时产生了感应电流,而且电流方向随时间发生变化,属于交流电,根据此原理可制成发电机.
点睛:电动机的原理是通电线圈在磁场中受到力的作用,通电线圈要想持续转动,就需要用到换向器.发电机是根据电磁感应原理制成的,电磁感应现象是闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时会产生感应电流.
17. 有 电 发电机
【详解】[1][2][3]根据电磁感应的知识可知,导体ab向左运动时,导体ab做切割磁感线运动,所以电路中有感应电流,这一过程消耗了机械能,获得了电能,故将机械能转化为电能,发电机应用了电磁感应的原理。
18. 电动机 相反 电磁感应
【详解】[1]A图中电路含有电源,且部分导线位于磁场中,可用来说明通电导线在磁场中受力的现象,为电动机原理。
[2]通电导线产生的磁场的方向由电流的方向决定,当电池的正负极对调后电流方向与之前相反,产生的磁场方向相反,可观察到小磁针偏转方向与之前相反。
[3]闭合电路的一部分在磁场中做切割磁感应线运动时会在电路中产生感应电流,C图中导体棒ab在磁场中,当ab运动时电路中产生感应电流,可从灵敏电流计观察到,故C图可用来演示电磁感应现象。
19. 不会 发电机
【详解】[1]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。
[2]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。
20. 声源处 通电导体在磁场中受力而转动 半导体 反射 5000 1.1 0 动能 动能
【详解】(1)[1]电动车行驶时由于电动机声音小,则极为安静,这是从声源处减弱噪声。
[2]电动机是根据通电导体在磁场中受力而转动的原理制成的。
(2)[3]LED是用半导体材料制成的电学元件。
(3)[4]不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的,所以车站呈现出清新的绿色,是白光照在绿色物体上只反射绿光。
(4)[5]克服重力做功为
[6]此时小明步行的速度为
[7]因为重力方向上没有移动的路程,故重力做功的功率为0。
[8]进站时上坡,刹车速度减小,地铁的动能减小。
[9]出站时下坡,地铁的速度增大,地铁的重力势能转化为动能,减小启动时消耗的能量。
21. 汽化 电磁感应 二次能源 机械 32.8%
【详解】(1)[1]水变为水蒸气为汽化现象。
[2]发电机的工作原理是电磁感应现象,闭合电路的部分导体做切割磁感线运动时,产生感应电流。
[3]电能必须通过一次能源的转化才能获取,属于二次能源。
(2)[4]冷却塔和液化器间水的流量为16m3/s,16m3水的质量
所以冷却塔和液化器间水的流量为16×103kg/s。
[5]单位时间内,冷却塔的内能变化为
散热的功率
一小时散出热量
(3)[6]热电厂时,涡轮机带动发电机发电,所以发电机工作时的能量转化为:机械能转化为电能。
[7]发电机的效率为产生的电功率与消耗的机械功率之比;所以发电机消耗的机械功率
[8]由第(2)小题知,单位时间内散热的功率是:。所以水蒸气的能量转化为电能的效率为
22. 电源
【详解】(1)[1]电动机需要电源,图中缺少电源,所以方框A内应该接入的元件是电源。
[2] ab段导线受磁场力的方向向上,ab段导线通过电流的方向和cd段导线通过电流的方向相反, cd 段导线所受磁场力的方向向下,如图所示:
(3)[3]磁感线的方向由N极指向S极,导线要切割磁感线才能产生感应电流,所以导线可以竖直向下运动,如图所示:
23. 上 电磁感应 D 风机1s获得的能量与风速增大倍数的三次方成正比
【详解】(1)[1]由乙图知,叶片的上面是突出的弧形,下面是平面,空气流过时,上面空气流速大于下面空气流速,上面压强小于下面压强,叶片受到向上的力;
(2)[2]风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机发电,把风的机械能转化为电能,这是电磁感应现象;
(3)[3]由丙图知,在风速小时,不能产生电能;在一定范围内,风速越大,机组产生的电功率越大,风速越小,机组产生的电功率越小;风速在一定范围内,机组产生的电功率可能不变;
故选D;
(4)[4]由表格数据知,风速增大为原来的2倍,风能增大为原来的23倍,风速增大为原来的3倍,风能增大为原来的33倍……,所以风机获得的能量与风速增大倍数的三次方成正比。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页