第八章 《电磁相互作用及应用》素养提升训练
1.(2020年内蒙古呼和浩特中考题)在历史的长河中,有相当长的一段时间里,人们认为电现象和磁现象是互不相关的。直到1820年,丹麦物理学家 (选填“安培”、“奥斯特”或“法拉第”)发现,电流周围存在磁场,成为世界上第一个发现电与磁联系的科学家。如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流条件”的实验装置。闭合开关后,导体棒、灵敏电流计、开关、导线组成闭合电路。实验观察到的现象如下表(实验中电流由左进入电流计,指针向左偏,电流由右进入电流计,指针向右偏)。
实验序号 磁场方向 导体棒ab运动方向 灵敏电流计指针偏转情况
1 向下 向上 不偏转
2 向下 不偏转
3 向左 向右偏
4 向右 向左偏
5 向上 向上 不偏转
6 向下 不偏转
7 向左 向左偏
8 向右 向右偏
(1)实验表明,闭合电路中的部分导体在磁场中做下列哪种运动时,电路中产生感应电流 。
A.平行磁感线运动 B.切割磁感线运动
(2)导体中产生的电流方向,与导体的运动方向,以及磁感线的方向都有关系,根据题给信息,分析判断下列方向关系正确的是 。
2.(2024年陕西中考题)如图,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。
实验 次数 导体ab在磁场中 的运动情况 灵敏电流计 指针偏转情况
1 静止 不偏转
2 上下运动 不偏转
3 左右运动 偏转
(1)闭合开关后,观察各种情况下灵敏电流计指针偏转情况,将实验现象记录在表格中。分析实验现象可知:闭合电路中的一部分导体在磁场中做________运动时,电路中会产生感应电流。产生感应电流时,导体ab相当于电路中的________(填电路元件名称);
(2)若要探究感应电流方向与磁场方向的关系,应保持导体ab运动方向不变,将______对调,观察灵敏电流计指针偏转情况。
(3)下列物品中,应用该实验结论工作的是________(填选项字母)。
A.电风扇 B.手摇发电手电筒
3.(2021年广西柳州中考题)小夕用如图甲的装置探究电磁感应现象。
(1)他上下移动单根导线时,观察到灵敏电流计的指针 ;左右移动该导线时,观察到灵敏电流计的指针 。
(2)他通过这个实验现象得出初步结论:闭合电路的一部分导体在磁场里 磁感线的运动时,导体中就会产生电流。
(3)为了进一步验证这个结论,他又用如图乙的装置进行实验,发现将条形磁铁向下插入线圈时,灵敏电流计的指针 ;保持条形磁铁在线圈中不动,向上提起线圈时,灵敏电流计的指针 ,结果符合上述实验结论。
4.(23-24九年级·北京丰台期末考试题)在探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件的实验中,小明用绝缘细线将矩形线框悬挂起来,使它的底边AB水平置于蹄形磁体的磁场中,并把线框的两端用导线与灵敏电流计、开关连接起来,如图所示。他闭合开关后,进行了多次实验,观察并记录灵敏电流计的指针偏转情况如表所示。请回答下列问题:
实验 序号 磁感线 的方向 导体AB的 运动情况 灵敏电流计指针
的偏转情况
1 竖直 向下 竖直上下运动 不偏转
2 水平左右运动 偏转
3 斜向左右运动 偏转
(1)根据实验现象可知,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。
(2)小明在实验过程中,还发现AB向右运动时,灵敏电流计的指针向左偏转;AB向左运动时,灵敏电流计的指针向右偏转。由此可知:感应电流的方向与_______________有关。
(3)从能量角度分析,AB在磁场中运动时产生感应电流,是______能转化为电能的过程。
【考点1答案】1. 奥斯特 (1)B (2)C 2.(1)切割磁感线 电源(1)磁铁的两个磁极 (3)B 3.(1)不偏转 偏转 (2)切割 (3)偏转 偏转 4.(1)切割磁感线 (2)导体切割磁感线的运动方向 (3)机械
1.(2023年湖北宜昌中考题)如图甲把一台手摇发电机跟小灯泡连接起来,使线圈在磁场中转动,可以看到小灯泡会发光。下列说法正确的是【 】
A.发电机是利用电流的磁效应来工作的
B.发电机将电能转化为了机械能
C.线圈转得越快,小灯泡越亮
D.如果将小灯泡换成如图乙的电流表,指针一直偏向右边
2.(2023年山东日照中考题)(多选题)2022年12月20日,世界技术难度最高、单机容量最大、装机规模第二大水电站金沙江白鹤滩水电站正式投产发电。下列四个装置中与发电机工作原理相同的是【 】
A B C D
3.(2023年河南中考题)如图是小聪设计的一款小制作,圆筒A中安装有磁铁和可转动的线圈。有风吹过时,扇叶带动线圈转动,可使接入的LED灯发光。下列设备与小制作的工作原理相同的是【 】
A.电风扇
B.电熨斗
C.发电机
D.汽油机
4.(2022年四川遂宁中考题)风能作为一种清洁的新能源,越来越受到世界各国的重视。风力发电已成为我国新能源战略的重要组成部分。下列选项中与风力发电机原理相同的是【 】
【考点2答案】1. C 2. B D 3. C 4. C
1.(23-24九年级·北京海淀期末考试题)(多选题)如图所示为动圈式话筒的构造示意图,话筒由线圈、永久磁体、膜片等组成。当人对着话筒说话时,声波会引起膜片振动,处在磁场中的线圈跟随着膜片一起运动。下列说法正确的是【 】
A.话筒是依据电磁感应现象制成的
B.线圈中的电流方向一定是不变的
C.话筒的工作原理与电动机的工作原理相同
D.话筒在使用过程中,将机械能转化为电能
2.(2023年湖北十堰中考题)刷卡机(POS机)已经在生活中普遍应用,当银行卡有磁条的一侧经过刷卡机的卡槽时(如图),刷卡机的感应器(相当于线圈)中会产生感应电流,如图与此原理相同的是【 】
A B C D
3.(2023年湖南湘潭中考题)如图为一种佩戴在手腕上的“计步器”,其基本构造是在一段塑料管中密封一小块磁铁,管外绕着线圈。运动时,磁铁在管中往复运动,线圈输出不断变化的电流,从而实现计步。下列设备与“计步器”产生电流的原理相同的是【 】
A.发电机 B.电动机
C.电风扇 D.电水壶
4.(22-23九年级·北京海淀期末考试题)如图所示是一种环保型手电筒,使用时来回摇晃它,让磁体在线圈中往复运动,就能使灯泡发光。下列与这种手电筒的工作原理相同的是【 】
A.动圈式话筒 B.动圈式扬声器 C.电动机 D.电铃
【考点3答案】1. A D 2. D 3. A 4. A
1.(2022年黑龙江牡丹江中考题)如图甲是小雪自制的小风扇,使用时发现小风扇转动,但风却向后吹。小雪设计了如图乙所示的实验,探究其原因。
(1)闭合开关,给铜棒ab通电,发现铜棒ab向右运动,这表明铜棒ab在磁场中受到_________的作用。
(2)保持磁场方向不变,将电源正负极对调后接入电路,闭合开关,发现铜棒ab向左运动,这表明 。
(3)保持电流方向不变,将磁体的两极对调,闭合开关,发现铜棒ab向右运动,这表明 。
(4)根据实验,要改变小风扇转动方向,小雪应该 。
(5)请列举一个和小风扇工作原理相同的用电器 。
2.(22-23九年级·福州平潭一中期末考试题)如图是“磁场对通电导体的作用”的实验装置。
(1)为了使实验现象更明显,导体ab应选用轻质的______(选填“铁棒”或“铝棒”)。
(2)接通电源,闭合开关,导体ab向右运动,说明磁场对通电导体有_____的作用。
(3)只将磁铁的两极对调,接通电源,闭合开关,观察到导体ab向______运动,说明力的方向与_____________方向有关。
3.(22-23九年级·昆明滇池中学期末考试题)如图是研究“磁场对通电导体的作用”的实验装置,下列说法不正确的是【 】
A.只要闭合开关,导体棒就一定会运动
B.闭合开关后,对调两个磁极的方向,导体棒的运动方向改变
C.该装置可以将电能转化为机械能
D.闭合开关,同时改变电流方向和磁场方向时,导体棒运动方向不变
4.(2024年四川泸州中考题)如图所示,ab、cd两根光滑平行金属导轨固定在同一水平面内,处于蹄形磁铁磁场中的金属杆pq放在导轨上,在外力作用下沿导轨运动。若ad之间断开,则电路中 (选填“有”或“无”)感应电流;若ad之间接入电流计,pq杆向右运动时,指针向右偏,pq杆向左运动时,指针将向 偏;若ad之间安装一个直流电源,pq杆通电后由静止开始沿导轨向右运动,同时交换电源的正负极和磁铁的南北极,pq杆通电后由静止开始沿导轨向 运动。
【考点4答案】1.(1)力 (2)通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关 (3)通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向有关 (4)改变电流方向 (5)电吹风机(或洗衣机) 2.(1)铝棒 (2)力 (3)左 磁场 3. A 4. 无 左 右
1.(22-23九年级·杭州临平区月考题)研究电动机的工作过程。
(1)电动机的工作原理是磁场对__________有力的作用.甲图中,线圈左右两边框ab、cd 的受力方向相反,其原因是______________.
甲 乙
(2)乙图中的线圈所在的位置____(选填“是”或“不是”)平衡位置,图中C、D 组成的装置叫________, 它的作用是在线圈________(选填“刚转到”、“即将转到”或“刚转过”)平衡位置时,自动改变线圈中的电流方向,从而使线圈持续转动。电动机工作时是把电能转化为________.
2.(2024年广西中考题)(多选题)如图,兴趣小组制作了一个电动机,给线圈通电,轻轻一推,线圈就会持续转动。下列关于电动机的说法正确的有【 】
A.电动机主要由磁体和线圈组成
B.电动机主要把动能转化为电能
C.对调电源正、负极可以改变线圈的转动方向
D.电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻无关
3.(2024年黑龙江牡丹江中考题)小丹做了一个有趣的实验,她将两个相同的玩具电机A、B的转轴用塑料管连接起来,图甲是电机A、B简易结构的示意图。
(1)如图乙所示,闭合开关S,电流通过电机B,B中线圈在磁场中会受到 的作用转动起来,带动电机A中线圈转动,小灯泡发光。此时,电机A相当于 (选填“用电器”、“开关”或“电源”),这是利用了 原理;
(2)若想改变电机B中线圈的转动方向,可以通过改变 来实现;
(3)当电机B中线圈转动方向改变时,电机A中线圈的转动方向也随之改变,通过小灯泡的电流方向 (选填“会”或“不会”)改变。在电机A所在电路中添加 (一种器材),用来判断电路中电流方向是否改变。
4.(2024年内蒙古包头中考题)如图,闭合开关后风车能连续转动,下列器件的工作原理与风车转动原理相同的是【 】
A.电动机 B.发电机 C.指南针 D.电磁继电器
5.(2023年安徽中考题)图示为某电动机的原理图,EF、PQ为螺线管,abcd为电动机的线圈,OO′为转轴。闭合开关,从O点沿转轴观察,线圈顺时针转动,则【 】
A.螺线管F端为N极,P端为N极
B.螺线管F端为S极,P端为S极
C.若将电源的正负极对调,从O点沿转轴观察,线圈仍顺时针转动
D.若将电源的正负极对调,从O点沿转轴观察,线圈将逆时针转动
【考点5答案】1.(1)通电导体(或电流) 通过的电流方向相反 (2)是 换向器 刚转过 机械能 2. A C 3. (1)力 电源 电磁感应 (2)电流方向 (2)会 发光二极管 4. A 5. C
1.(2023年四川广元中考题)电流表是电学实验中的重要仪器,如图所示是电流表的内部结构简图,将线圈置于两磁极之间,线圈上固定有一指针,有电流通过线圈时,线圈会带动指针一起偏转,线圈中电流越大,指针偏转角度越大。则电流表的工作原理与下列说法相符的是【 】
A.通电线圈在磁场中受到了力的作用
B.同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引
C.与发电机工作原理相同
D.电流表工作过程中,机械能转化为电能
2.(2022年湖北宜昌中考题)如图在扬声器的线圈两端连接干电池,扬声器 持续发声,线圈 持续受到磁场的作用力。(均选填“会”或“不会”)
第2题图 第3题图
3.(23-24九年级·六安期末考试题)如图是新型武器——电磁炮的原理简化图。炮弹上固定的金属杆和金属轨道接触,并与电源构成闭合电路,通电后金属杆就会受到向右的力,于是将炮弹发射出去.电磁炮的发射过程中电能转化为______能,如果同时改变磁场方向和金属杆中的电流方向,金属杆将会受到向____(填“左”或“右”)的力.电磁炮的发射原理与________(填“扬声器”或“电铃”)的原理相同.
4.(2024年江苏宿迁中考题)2024年5月1日,我国第三艘航空母舰福建舰首次海试。将搭载自主研发的电磁弹射系统,是利用强磁场对通电轨道产生的力使舰载机加速起飞的。下列图示与此原理相同的是【 】
A B C D
【考点6答案】1. A 2. 不会 会 4. 机械 右 扬声器 4. B
1.(2024年甘肃兰州中考题)科技创新活动中,小雅的作品“隔板推物”引起了同学们的极大兴趣,其原理如图甲所示,a、b两个导体棒分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中,两导体棒通过导线相连,构成了一个闭合回路,用手推动导体棒a左右摆动时,导体棒b会随之摆动,下列关于这一现象的说法中不正确的是【 】
A.导体棒a左右摆动时,闭合回路中能够产生感应电流
B.导体棒a左右摆动时,实现了电能向机械能的转化
C.导体棒b随之摆动的原理与图乙所示装置的原理相同
D.用手推动导体棒b左右摆动时,导体棒a也会随之摆动
2.(2024年江苏苏州中考题)如图所示,在a、b两端接入电源或电流表组成不同装置,以下正确的是【 】
A.接电源,和发电机的原理相同
B.接电流表,和电动机的原理相同
C.接电源,可将电能转化为机械能
D.接电流表,移动直导线电流表指针一定偏转
3.(2024年江苏扬州中考题)如图所示为送餐机器人,下列图中能说明其内部电动机工作原理的是【 】
A B C D
4.(2024年四川广安中考题)《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》指出:发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。下列家用电器与新能源电动汽车动力装置的工作原理相同的是【 】
A.电视机 B.手电筒 C.电饭锅 D.电风扇
5.(2024年新疆中考题)如图所示,用蹄形磁体、导体棒AB、电流表等实验器材探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
(1)请用笔画线代替导线完成实物图连接;
(2)当导体棒AB沿 (选填“上下”或“左右”)方向运动时,电流表指针发生偏转。通过多次实验可得:当闭合电路的部分导体在磁场中做 运动时,电路中就产生感应电流;
(3)当导体棒AB向右运动时,导体棒 (选填“受到”或“不受”)磁场对它的力的作用。
【考点7答案】1. B 2. C 3. A 4. D 5.(1) (2)左右 切割磁感线 受到
1.(2021年湖北黄冈中考题)如图所示是一种动圈式耳机的内部结构示意图。当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时,音圈带动音膜 (选填“向左”、“向右”或“左右往复”)运动。音圈之所以运动,是由于磁场对 有力的作用,此现象中能量转化情况是 。
2.如图甲所示,在纸片上粘着一个线圈,线圈的两端用导线引出,接在能测出微小电流的仪器——示波器上,线圈置于磁铁的磁极附近,当对着线圈大声说话时,示波器上出现了与声音变化相对应的图形。如图乙所示,仍用图甲的实验装置,在纸片上撒少许碎纸屑.将线圈的两根引线与电池的两极瞬间接触,仔细观察,粘着线圈的纸片发生了振动。对于这两个实验,下列说法正确的是【 】
A.图甲表示的是电话听筒的工作原理,它是利用磁场对电流的作用来工作的
B.图甲表示的是电话话筒的工作原理,它工作时将机械能转化为电能
C.图乙表示的是电话听筒的工作原理,它是利用电磁感应原理来工作的
D.图乙表示的是电话话筒的工作原理,它工作时将电能转化为机械能
3.(23-24九年级·河北张北期末考试题)如图为一种老式电话机的话筒和听筒。关于这两部分的作用,下列说法正确的是【 】
A.话筒能将声信号转化为电信号
B.听筒能将声信号转化为电信号
C.话筒和听筒都能将声信号转化为电信号
D.话筒和听筒都能将电信号转化为声信号
4.(21-22九年级·湖北武汉调研试题)如图为老式电话机的原理图。炭粒话筒相当于一个变阻器,膜片振动把炭粒压紧和放松时,相当于图中膜片带动滑片左右移动,使滑动变阻器的电阻发生周期性变化,引起电路中的电流发生相应的周期性变化。听筒中有一个电磁铁,当线圈中的电流周期性变化时,它对旁边铁质膜片的引力也随着改变,使膜片来回运动。设图
示位置话筒膜片、听筒膜片均静止。以下说法正确的是【 】
A.炭粒话筒的作用是通过电磁感应原理把声音信号转换成变化的电流
B.听筒中膜片往返运动的频率跟话筒中膜片运动的频率不同
C.铁膜听筒的原理相当于发电机,线圈在磁场中受力运动
D.话筒膜片从图示位置左移时,对方听筒膜片会右移
【考点8答案】1. 左右往复 通电导体 电能转化为机械能 2. B 3. A 4. D
1.(19-20九年级·哈尔滨香坊期末考试题)固定电话是人们常用的通信工具,下列说法不正确的是【 】
A.电话的听筒把机械能转化为电能 B.固定电话靠变化的电流传递信息
C.电话的话筒是声音传感器 D.电话的听筒可以把电信息转化为声信息
2.(2020年江苏南通中考题)图甲为天然气泄漏检测电路原理图,电源电压恒定,R0为定值电阻,气敏传感器两端电压UQ随天然气浓度C变化的关系如图乙,则下列描述R0的功率P0,电路的总功率P随天然气浓度C变化的关系图线中,可能正确的是【 】
A B C D
3.(2020年内蒙古呼伦贝尔中考题)如图所示,是检查酒驾的电路原理图,图中酒精传感器的电阻Rm与酒精气体的浓度成反比。测量时,下列判断正确的是【 】
A.当驾驶员吹出的气体酒精浓度升高时,电压表V1的示数减小
B.当驾驶员吹出的气体酒精浓度升高时,电压表V2的示数减小
C.当驾驶员吹出的气体酒精浓度升高时,电流表A的示数减小
D.以上结果都不对
4.(2022年湖北黄冈中考题)如图所示是酒精浓度检测仪的简化电路图。电源电压保持不变,R1为定值电阻,R2为酒精气体传感器,其阻值随酒精气体浓度的增大而减小。闭合开关S,酒后的驾驶员对着R2呼出气体,酒精气体浓度增大,则【 】
A.电路中总电阻增大
B.电流表A示数增大
C.电压表V示数减小
D.电路的总功率减小
【考点9答案】1. A 2. C 3. A 4. B
1.【科学思维】(2023年江苏扬州中考题)国产新型电动汽车具有各种“超能力”。其“动力系统”是由四个独立驱动电机构成的;“能量回收系统”可以将车辆制动时部分能量转化为电能,储存在蓄电池中。下列说法正确的是【 】
A.驱动电机与发电机的原理相同 B.四个独立驱动电机是并联的
C.能量回收系统与电动机的原理相同 D.能量回收时,蓄电池相当于电源
2.【科学思维】(2019年河南中考题)如图所示,一轻杆左端挂一矩形塑料框A,右端挂一外形相同的金属框B,以O为支点在水平位置静止。现使此装置竖直匀速下降,其下方有一方向垂直纸面向里的磁场区域(用“×”表示磁感线),当A、B框下端一同刚进入磁场时,发现杆沿逆时针方向转动,请你分析并推测此现象产生的原因: ;若将磁场方向改为垂直纸面向外,重复上述操作,杆将沿 (选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动。
3.【物理观念】(2022年湖北恩施中考题)阅读短文,回答问题。
超导磁流体推进器
磁流体推进器(MHD)由磁体、电极和通道三部分构成,如图所示。磁流体推进器可为贯通海水的通道建一个强磁场,能对导电的海水产生电磁力的作用,使之在通道内运动,若海水涌向船尾,水便会推动船舶前进。因采用超导磁体作为磁场来源,获称为超导磁流体推进器。其推进原理利用了“磁场对通电直导体的作用”,工作过程中把电磁能直接转换成流体动能,以喷射推进新技术取代传统螺旋桨的推进,具有低噪音等特点,具有重大推广价值。
中科院从上世纪九十年代开始此项技术研究,第一艘超导磁流体推进实验船“HEMS﹣1”于1998年研制成功。请回答下列问题:
(1)磁流体推进器的核心组件由 、电极和通道构成。
(2)为减小空气和海水的影响,实验船上部主体可加工成 (选填“上凸下平”、“上平下凸”或“上下对称”)的流线型。
(3)若上述实验船驶入清江,船身受到的大气压会 (选填“小于”、“等于”或“大于”)在海上时受到的大气压,利用河水 (选填“能”或“不能”)获得动力。
4.【课内实验拓展】(2022年山东青岛中考题)小明对电流表指针偏转的原因产生了兴趣,他在实验室找到一只可拆卸的电流表,进行了如下探究。
(1)打开外壳,观察电流表的内部结构,示意图如图所示。按照操作规范将电流表 联接入电路,通电后线圈转动,带动指针偏转;撤去磁体再次通电,指针不动。这说明电流表指针偏转的原因是通电线圈在 中受力转动,这与 的工作原理相同。
(2)若让电流从电流表的“﹣”接线柱流入,“+”接线柱流出,指针偏转方向会与(1)中的偏转方向 ,因此使用电流表时不能把接线柱接反。
(3)若在电流表“+”“﹣”接线柱之间连接一根导线,用手拨动电流表指针,导线中会产生感应电流,这种现象叫做 ,据此可制成 。
【素养提升答案】1. B 2. 金属框B下端刚进入磁场时,做切割磁感线运动会产生感应电流,通电金属框B在磁场中受到向上的磁场力;逆时针 3. (1)磁体 (2)上下对称 (3)小于 能 4.(1)串 (2)磁场 电动机 (2)相反 (3)电磁感应现象 发电机