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【刷题补漏】八年级科学下学期·期中考点大串讲·考题猜想
专题02 电动机 发电机
提示:知识点与易错点可参考单元大串讲
01 磁场对通电导线的作用
1.(2024秋 浙江期末)将“窗帘伴侣”挂在窗帘导轨上后,只需在遥控器上按下“打开”,窗帘伴侣会移动,并推动窗帘挂环将窗帘拉开。下列选项中,与窗帘伴侣工作原理相同的是( )
A. B. C. D.
2.(2024春 金华期中)如图是“让线圈动起来”的实验,下列关于这个实验的说法正确的是( )
A.该实验的工作原理是电磁感应现象
B.在此实验过程中,机械能转化为电能
C.如果降低电源电压,线圈的转速将变快
D.改变电源正负极,线圈转动方向将改变
3.(2024春 玉环市期末)我国是目前为数不多的可以生产无针注射器的国家,其中一种电动式无针注射器通电时永磁体的磁场与通电线圈相互作用,产生强大的助推力,使药液以接近声音的速度注入皮肤。下列关于该注射器说法错误的是( )
A.它工作时将电能转化为机械能
B.它通过增大通电线圈的电流来增大推力
C.它是利用电磁感应原理工作的
D.它通过增大永磁体磁场强度来增大推力
4.(2024春 鹿城区校级期中)项目化学习小组利用所学知识制作了一款简易扬声器。请根据信息完成下面小题。
制作方法:
①用木板和木条制作一个底座,在右侧木条上安装可调节距离的磁铁部件:
②四用塑料螺杆将导电线圈固定在一个剪去底部的塑料瓶外侧:
③将导线从下方塑料瓶盖上的小孔穿出来,接上音频发生器,扬声器就制成了。
要想该扬声器增大音量,下列方法不可行的是( )
A.增加线圈匝数 B.换用磁性更强的磁铁 C.增大线圈中的电流 D.增大线圈阻值
5.(2024春 桐乡市月考)如图,常用的电话听筒里有一个电磁铁,当传入听筒的电流流过电磁铁的线圈时,电磁铁能够吸引前面的薄铁片。由于电流在变化,电磁电铁对薄铁片的吸引力也随着变化,从而使薄铁片振动起来,发出声音,这样就能听到对方的讲话。这其中的原理主要是利用了( )
A.电磁感应产生电流 B.电流周围存在着磁场
C.同名磁极相互排斥 D.磁场对直线电流的作用
6.(2024春 越城区校级月考)世界上第一台电机的原理如图所示:在一个盘子内注入水银,盘子中央固定一个永磁体,盘子上方悬挂一根导线,导线的一端可在水银中移动,另一端跟电池的一端连接在一起,电池的另一端跟盘子连在一起,接通电路,悬挂的这根导线就能运动起来。下列说法正确的是( )
A.把电池的正、负极对调,导线运动方向不会改变
B.电机的原理是通电导线在磁场中受力运动
C.如果将盘内的水银换成水,那么悬挂的导线将运动得更快
D.工作时将机械能转化为电能
7.(2024秋 奉化区期末)课堂上,老师做了如图所示的演示实验,给直导线(铝棒)通电,观察到直导线运动起来。
(1)实验现象说明 对放入其中的通电导体有力的作用, 机就是利用这种现象制成的。
(2)将磁极上下对调,观察直导线的运动情况,这样操作是为了研究通电导体在磁场中受力的方向与 。
8.(2024秋 宁波期末)利用如图所示装置研究“磁场对通电导体的作用”。
(1)应在图甲装置中的MN之间接入 (填“灵敏电流计”“电源”或“灯泡”)。
(2)图乙装置中,当通入恒定不变的电流后,线圈的ab段和 (填字母)段会受到力的作用。
(3)要使图乙中的线圈持续转动,应在其外部加装换向器,其目的是 。
9.(2024春 越城区校级月考)挪威人伯克兰曾造出世界上第一台电磁发射器。为了认识电磁炮的一些特性,小科制作了一个电磁炮模型,其原理如图。螺线管和铁质撞针通电后,撞针迅速前移,推动炮弹射出炮管。
(1)小科要增强电磁炮中螺线管磁场,下列方法可行的是 (选填字母)。
A.增加螺线管的线圈匝数 B.改变线圈中的电流方向 C.增大通过螺线管线圈的电流
(2)通电后,撞针为什么会迅速向前移动,其工作原理是 。
10.(2024春 临平区月考)在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中,小明用导线在固定的接线柱MN下悬挂一根较轻的金属棒ab,然后将其作为通电导线接入电路放在蹄形磁体的磁场里,如图甲所示。
(1)在做实验前,为了排除其他因素的干扰,应选择 (填“铁”或“铝”)棒为好。
(2)在(1)中提供的金属棒中,选择合适金属棒ab进行实验,看到金属棒ab稳定时如图乙所示,然后小明仅对调磁极位置,再闭合开关,观察到金属棒ab稳定时如图丙所示,由此可得的结论是 。
(3)然后小明保持图甲中的磁极位置不动,将金属棒ab两端对调后接入电路,发现金属棒ab的摆动方向依然如图乙所示,由此小明认为通电导线在磁场中的受力方向与电流方向无关。小明这样的操作存在的问题是 。
(4)小明进一步猜想:在同一磁场中,磁场对导线的作用力大小是否与通过导线的电流大小有关呢?为此小明决定在图丙所示的实验基础上,在电路中串入电流表,并通过将金属棒ab换成长短、粗细均相同但电阻更小的铜棒(已知铜的密度均大于铁和铝的密度)来改变电路中的电流,进行对比实验。实验过程中,小明 推断通电导线在磁场中的受力大小(填:能/不能)。
11.(2024春 东阳市月考)学习了电磁知识后,小柯了解到相互靠近的通电导线之间会产生相互作用力。那么这个力的大小和方向与哪些因素有关呢?他将两根导线(可伸长)平行放置后固定(如图甲所示),然后依次通上如图乙、丙、丁所示的电流,通过反复实验证实了自己的猜想。请你根据图中的实验现象回答下列问题:
(1)分析图 可知,通电导线之间作用力的方向与电流的方向有关。
(2)小柯得到“通电导线之间的相互作用力的大小与电流的大小有关”的结论,他的依据是 。
(3)如图戊所示,将一根柔软的导线弯成星形,并将其置于光滑水平桌面上,然后将开关S闭合,则该星形导线 (填字母)。
A.不会变形 B.会变形,所围面积增大
C.会变形,所围面积减小 D.会变形,所围总面积不变
(4)两根平行放置的通电导线之间的相互作用力的大小除了与电流大小有关外,还与什么因素有关? (写出一个即可)。
02 直流电动机的原理
12.(2024春 嵊州市期末)如图所示为直流电动机工作原理图,下列分析正确的是( )
A.电动机通电后不转,一定是电路断路
B.电动机没有换向器也可实现持续转动
C.对调磁体的磁极,可以增大电动机的转速
D.改变磁场方向,可以改变线圈转动的方向
13.(2024春 西湖区期末)如图是一款家用充电式电动螺丝刀,该电动螺丝刀在工作过程中能够通过正转和反转来实现紧螺丝或松螺丝的双重功能。下列有关说法中不正确的是( )
A.电动螺丝刀工作时利用了电磁感应的原理
B.电动螺丝刀工作时将电能转化为机械能
C.可以通过改变电流方向实现正、反转的调换
D.可以通过增大电流实现加快转速
14.(2024秋 江北区期末)如图所示为直流电动机工作原理图,下列分析正确的是( )
A.电动机是利用电流的磁效应原理工作的
B.线圈由图示位置转动180°时,ab边受力方向改变
C.对调磁体的磁极,可以改变线圈转动的速度
D.电动机工作过程中,消耗的电能全部转化为机械能
15.(2025春 临平区月考)如图所示,放在U形磁铁两极之间的铝盘的下边缘浸在液态水银中,闭合开关S,铝盘会绕水平轴O转动。下列说法正确的是( )
A.铝盘转动的原理与电动机的工作原理相同
B.将磁铁的磁极对调后,铝盘的转动方向不变
C.将电源的正负极对调后接入电路,铝盘的转动方向不变
D.左右移动滑动变阻器的滑片P,铝盘的转动方向改变
16.(2024春 金东区期末)用螺丝钉、电池、导线和纽扣状磁铁,可以做成一个最简单的电动机。如图所示,螺丝钉的尾端吸着纽扣磁铁一极,尖端吸在电池的正极上,然后将导线的一端接到电池负极,另一端搭在纽扣磁铁边缘,螺丝钉就开始旋转。下列叙述正确的是( )
A.该电动机工作时将机械能转化为电能
B.若仅将纽扣磁铁上下翻转,螺丝钉旋转方向不变
C.若仅改变电源正负极方向,螺丝钉旋转方向不变
D.若换成电压更大的电池,螺丝钉转动速度会加快
17.(2023春 诸暨市期中)如图所示,通电导线a、b固定不动,左磁体对a的作用力为Fa,右磁体对b的作用力为Fb,下列说法正确的是( )
A. Fa、Fb方向相反 B.Fa、Fb方向相同
C. Fa、Fb方向相反 D. Fa、Fb方向相同
18.(2025春 临平区月考)研究电动机的工作过程。
(1)电动机的工作原理是 。
(2)图甲中,线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反,其原因是 不同。线圈从图示位置再转动90度后线圈将恰好达到平衡位置,并最终停在该位置。
(3)图乙中的线圈可以持续转动,是因为它加装了 。
19.(2024春 下城区校级期中)如图所示是灵敏电流计的内部结构示意图,线圈在磁场中,指针与线圈相连。
(1)当线圈中有电流通过时,线圈会转动,这与 (选填“电动机”或“发电机”)的原理相同。
(2)若线圈中的电流方向改变,指针的偏转方向将 (选填“不变”或“改变”)。
20.(2025 义乌市一模)如图所示,一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd,用小刀刮两端引线的漆皮,一端全部刮去,另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上,并按图示连接电路,则电磁铁的上端是 极。闭合开关,用手轻推一下线圈,线圈会持续转动,这就是简易的 (选填“发电机”或“电动机”),若只将电源的正负极互换,则线圈转动方向会与原来的转动方向 (选填“相同”或“相反”)。
21.(2024春 上城区校级期中)为了探究电动机为什么会转动,小明根据电动机构造制作了一台简易电动机。他用回形针做成两个支架,分别与电池的两极相连,用漆包线绕一个矩形线圈,以线圈引线为轴,并用小刀刮去轴的一端全部漆皮,另一端只刮去半周漆皮,将线圈放在支架上,磁体放在线圈下方,闭合开关,用手轻推一下线圈,线圈就会不停地转动起来。
(1)要想改变线圈的转动方向,小明可采用措施是 (多选,填序号)。
A.改变电流的方向 B.提高电源的电压 C.增加线圈的匝数 D.改变磁场的方向
(2)开关闭合后,如果电动机不转,原因可能是 (多选,填序号)。
A.磁铁磁性太弱 B.线圈处于平衡位置 C.通过线圈的电流太大 D.电池电压太低
(3)为了提高电动机转速,可采取的方法是 ;
(4)小明想设计一个能调节电动机转速的实验装置,还需要的主要器材是 。
22.(2024春 滨江区校级期末)项目学习小组实验发现,装在筒内的电动机带动风叶转动时,电动机转动方向改变,气流方向也改变,如图甲所示。于是想利用带风叶的电动机制作一款“书桌神器”:既能收集书桌上的小纸屑,又能吹风纳凉。他们制定的产品评价表如下。
评价 指标 评价等级
优秀 合格 待改进
指标一 能吸纸屑、吹风且 风速可调 能吸纸屑、吹风, 风速不可调 只能吸纸屑或只能吹风
指标二 吸纸屑后,吹风时 无纸屑吹出 吸纸屑后,吹风时 有部分纸屑吹出 吸纸屑后,吹风时 全部纸屑吹出
小组同学设计如图乙电路,利用带风叶的电动机、电池、旋钮式电阻等材料制作模型,其工作原理示意图如图丙。
(1)图乙中,通过切换开关S,可以改变电动机转向的原因是 。
(2)将开关S与“1”连接,旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时,电动机转速如何变化? 。
(3)对模型测试时,其“指标一”为优秀。请结合评价量表,分析该模型的“指标二”所处的评价等级 (“优秀”、“合格”、“待改进”),并说明理由 。
03 探究电磁感应现象的条件和规律
23.(2022春 拱墅区月考)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,能够被磁化通常所说的磁性材料是指强磁性物质。铁磁性材料一般是Fe、Co、Ni元素及其合金,稀土元素及其合金,以及一些Mn的化合物。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,下列说法不正确的有( )
A.取走磁体,电吉他将不能正常工作
B.增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势
C.选用铜质弦,电吉他仍能正常工作
D.弦振动过程中,线圈中的电流方向不断变化
24.(2024春 西湖区期末)小科为探究感应电流方向与磁场方向的关系,将铜线制成的两个相同螺线形线圈(螺线管),分别与相同的灵敏电流计连接,另取两个相同的磁铁,一个N极向上,一个N极向下,均放在离线圈上端高度20cm处,由静止自由掉落通过线圈,实验操作如图甲、图乙所示。
实验次数 切割磁感线的速度 电流计指针偏转格数
1 慢速 1.5格
2 中速 2.5格
3 快速 4格
(1)本实验中,我们通过观察 来判断感应电流方向。
(2)实验过程中,小科按图甲、乙所示的方法进行操作,发现实验现象不太明显。为使现象更明显,请你对实验装置提出一条改进的措施: 。
(3)小科想要利用装置甲继续探究感应电流大小与切割磁感线速度的关系,他通过改变
来改变切割磁感线的速度。记录数据如表,可得出的结论是: 。
25.(2024春 嘉兴期末)小嘉从网上购买了一个手摇式自发电手电筒,晃动手电筒,就能点亮LED小灯。为研究产生感应电流的条件,小嘉进行如下探究。
【提出问题】产生感应电流与导体运动有什么关系?
【实验方案】设计如图方案,将导体AB置于蹄形磁铁中,让导体做各种运动,实验结果如下表:
序号 磁场方向 导体移动方向 灵敏电流计指针偏转方向
1 N极在上 竖直上下运动 不偏转
2 水平向左运动 向左偏转
3 水平向右运动 向右偏转
4 N极在下 竖直上下运动 不偏转
5 水平向左运动 向右偏转
6 水平向右运动 向左偏转
【分析论证】(1)实验中当导体竖直上下运动时并没有产生电流,而水平左右运动时会产生电流,从表面上看产生电流的条件是导体要做水平运动,而本质上是导体在做 运动。
(2)分析表中内容可知,影响感应电流方向的因素有 。
【反思拓展】加快晃动手电筒的速度,发现LED小灯更亮。据此,可建立的猜想是 。
26.(2024春 余杭区期末)在探究“感应电流的大小与哪些因素有关”的活动中,同学们提出了以下猜想:
①可能与切割导线的数量有关;
②可能与切割速度有关;
③可能与切割磁感线的导体长度有关;
……
(1)根据你的实验观察,再提出一个猜想:感应电流的大小可能与 有关。
(2)为了验证猜想,同学们先用图甲的装置做实验,然后将两根导体棒并接在ab两点间做同样的实验(如图乙),该实验可验证上述猜想中的 。(填编号)
(3)接着,同学们利用甲图装置继续实验,改变导体棒在磁场中的运动速度,测出每次实验时电流表偏转示数的最大值,实验结果记录如下表:
实验次数 1 2 3 4 5 6
速度(cm/s) 1 2 3 4 5 6
电流(mA) 2.0 4.0 5.9 8.1 10.2 11.8
分析表中数据,可得出的结论是:在相同条件下,感应电流会随 。
(4)在上一步实验的操作中,为了控制好变量,最好使导体沿水平方向直线运动,并且使导体运动区域内的 保持相同。
27.(2024春 拱墅区期末)如图甲所示为发光二极管(LED)及其符号,它具有单向导电性,当电流从“+”极流入时会发光,当电流从“﹣”极流入时不会发光。小乐利用两个相同的发光二极管设计了如图乙所示装置来研究“感应电流的方向与哪些因素有关”其实验步骤及现象如表所示:
实验步骤 实验现象
① 条形磁铁水平放置在玻璃管左侧,S极向右快速插入玻璃管 A发光,B不发光
② 将插入玻璃管中的条形磁铁,快速向左拉出 A不发光,B发光
③ 条形磁铁水平放置在玻璃管左侧, ,极向右快速插入玻璃管 A不发光,B发光
(1)实验中,将两个相同的发光二极管反向并联的目的是 。
(2)根据①②可得出:感应电流的方向与 有关。
(3)若根据①③可得出:感应电流的方向与磁场方向有关。补全③的实验步骤。
(4)分析实验结果,通电螺线管产生的磁场对条形磁体的运动会产生 (选填“推动”或“阻碍”)作用。
04 电磁感应
28.(2025春 临平区月考)如图所示是一种环保型手电筒,使用时将它来回摇晃,让磁体在线圈中往复运动,就能使灯泡发光。下面四幅图中与这种手电筒的工作原理相同的是( )
A. B. C. D.
29.(2024秋 鄞州区校级期中)如图所示,新型智能手机无线充电技术主要是应用电磁感应原理,当交变电流通过充电底座中的线圈时,线圈产生磁场,带有金属线圈的智能手机靠近该磁场就能产生电流,通过“磁生电”来实现充电。下列实验也是利用“磁生电”原理的是( )
A. B. C. D.
30.(2024秋 宁波期末)某同学自制了一款节能夜跑灯,其结构如图甲所示:线圈缠绕在塑料水管外壳上并与LED灯构成闭合电路,磁体在水管中会随着跑步者摆臂而来回移动。下列分析不合理的是( )
A.夜跑灯的工作原理是电磁感应现象
B.运动时加速摆臂,线圈中的感应电压大小不变
C.为提高LED灯的亮度,可换用磁性更强的磁体
D.跑步摆臂时,图甲的夜跑灯适合平放于图乙Q处
31.(2024春 杭州期末)同学们做实验的装置如图所示,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。则在以上的实验中下列说法正确的是( )
A.实验装置中的甲装置运用的原理是电磁感应现象
B.实验装置中的甲装置把电能转化为机械能
C.实验装置中的乙装置产生的现象在生活中的应用是发电机
D.若将导体ab水平用力向左移动,导体cd的运动方向不变
32.(2024春 临平区月考)电吉他中电拾音器的基本结构如图甲所示,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(如图乙),电流经电路放大后传送到音箱发出声音,电流越大声音越响。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.增加线圈匝数可以增大声音的响度
C.弦振动过程中,线圈中的电流方向不断变化
D.断开电路,线圈两端的感应电流也将消失
33.(2023春 萧山区校级期中)在交流发电机中,当线圈平面,①转至与磁感线平行时,感应电流最大:②转过与磁感线平行时,感应电流改变方向;③发电机线圈每转过一圈,电流的方向改变一次;④当线圈不动,磁极转动时,也会有感应电流产生。以上说法正确的是( )
A.①③ B.②③ C.①④ D.①②④
34.(2023秋 西湖区校级月考)小金同学从初中科学教材中找到有关电与磁四幅图片,并根据这些图片提供的信息提出了如下说法,你认为他的说法不正确的是( )
A.甲图当线圈转动时闭合回路中能产生电流
B.乙图通电螺线管上端为S极
C.丙图开关闭合后电铃每次被敲打一下时,电路中电流就自动断开一次
D.丁图接入长度和粗细相等的铜丝和铁丝,开关闭合时灯泡亮度不同
35.(2024春 东阳市月考)利用电磁感应原理,同学们开展了一次有趣的跳绳活动:
如图,把一根大约10米长的软电线的两端连接到一个灵敏电流表的两个接线柱上,形成闭合电路。两个同学摇动电线,并不断改变摇动的方向和所摇动电线的长度,观察电流表指针的变化。
(1)开展这一活动时,同学们建立的假设有:①地球是个大磁体,如果闭合电路一部分导体切割地磁场,就会产生感应电流;② 。
(2)活动中,同学们应观察电流表指针的哪些变化?
(3)活动中,同学们发现摇动电线越快,指针变化就越快。请对此现象作出合理解释 。
36.(2022春 东阳市期中)如图甲所示,用两根橡皮筋悬挂的均匀金属棒AB水平处于磁场中。当棒中通以由A向B的电流时,金属棒静止,橡皮筋刚好处于松弛状态(导线对金属棒的作用力忽略不计),此时金属棒受到的磁场力方向为 。
另一同学们做实验的装置如图乙所示,闭合开关,先将导体b水平向右移动,导体cd也随之运动起来。可知:实验装置左侧运用的原理是 在①电风扇、②电熨斗、③电磁起重机、④发电机、⑤电动剃须刀,利用右侧原理工作的有 。
37.(2023春 余杭区期末)小金发现电吉他的发音是通过电磁拾音装置连接扬声器而实现的。拾音装置的基本结构如图甲所示,由铜线在磁体上绕成线圈,线圈连接到放大器。磁体产生的磁场使吉他弦磁化,当弦被拨动而产生振动时,相当于线圈在切割弦的磁感线,从而在线圈中产生感应电流,电流越大声音越响。小金想探究吉他的响度与什么因素有关,他用电流检测仪器测得某一次拨弦的电流情况,如图乙所示。小金得出“吉他的响度与弦的振动的幅度有关,越用力拨弦,声音越响”的结论。
(1)电吉他线圈中能产生电流的原理是 。
(2)观察图乙可知电流方向在不断变化,引起电流方向变化的原因是 。
(3)在不改变拾音装置的前提下,想让同样弹奏情况下的响度更大,可对图中装置进行改良的地方是 。
38.(2024春 萧山区期中)为提高能量利用率,纯电动汽车在行驶过程中采用能量回收刹车系统为汽车充电(其简化原理如图所示)。刹车时,充电开关接通,车轮带动线圈转动,产生电流,给电池充电。同时通电的线圈受到磁场产生的阻力,从而减缓车轮转动。该过程能量回收效率可达40%以上。
(1)线圈中产生电流的现象称为 。
(2)图中导线ab产生箭头方向的电流,受到阻力方向向后,此时导线cd所受的阻力方向是 。
(3)利用能量回收系统刹车时,能量转化的情况是 。
(4)新能源汽车还可以采用无线充电。如图高速路面下铺设了一层太阳能电池板和金属线圈,利用太阳能电池板给路面线圈供电,当汽车在路面上行驶时,就能实现对新能源汽车进行无线充电,路面线圈在汽车无线充电中起的作用是 。
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【刷题补漏】八年级科学下学期·期中考点大串讲·考题猜想
专题02 电动机 发电机
提示:知识点与易错点可参考单元大串讲
一.磁场对通电导线的作用(共11小题)
1.【答案】A
【分析】窗帘伴侣的核心部件是电动机,工作原理是通电导体在磁场中受力而运动。
【解答】解:窗帘伴侣的核心部件是电动机,工作原理是通电导体在磁场中受力而运动。
A、该装置中有电源,通电导体在磁场中受力而运动,反映了电动机的工作原理,与题中窗帘伴侣的工作原理相同,故A正确;
B、该实验中无电源,是探究电磁感应现象的实验,故B错误;
C、该实验是探究电磁铁磁性强弱影响因素的实验,故C错误;
D、该实验是奥斯特实验,说明通电导线周围有磁场,是电流的磁效应,故D错误。
故选:A。
【点评】电磁感应与通电导体在磁场中受力运动这两个实验的前提条件是不同的,电磁感应是用来产生电的,所以该实验装置中没有电源;而通电导体在磁场中受力的实验,电路中有电源。因此可以利用电路中有无电源来区分两个实验。
2.【答案】D
【分析】(1)电动机的原理是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的;
(2)电动机的工作过程中将电能转化为机械能;
(3)通电线圈在磁场中受力大小跟导线中电流的大小有关,电流越小,线圈受力越小;
(4)通电线圈在磁场中的转动方向与磁场方向和电流方向有关。
【解答】解:A.该实验的工作原理是通电导体在磁场中受力,根据这个实验人们制成了电动机,故A错误;
B.给线圈通电,消耗电能,获得机械能,所以是将电能转化为机械能,故B错误;
C.如果降低电源电压,根据欧姆定律,线圈中的电流减小,线圈的受力变小,线圈转速变慢,故C错误;
D.只对调电源正负极,电流的方向发生改变,故线圈受到力的方向发生改变,故线圈转动方向就会发生改变,故D正确。
故选:D。
【点评】本题主要考查学生对电动机原理的了解和掌握,是一道基础题。
3.【答案】C
【分析】(1)通电导体在磁场中受力而运动,电能转化为机械能。通电导体在磁场中受力的大小与电流大小和磁场强弱有关。增大导电导体受到的力,可以增大电流或者是增强磁场。
(2)闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动产生感应电流的现象叫电磁感应。电磁感应是机械能转化为电能。
【解答】解:A.通电导体在磁场中受力而运动,电能转化为机械能,故A正确。
BD.通电导体在磁场中受力的大小与电流大小和磁场强弱有关。增大导电导体受到的力,可以增大电流或者是增强磁场,故BD正确。
C.电动式无针注射器通电时永磁体的磁场与通电线圈相互作用,产生强大的助推力,工作原理是通电导体在磁场中受力而运动,故C错误。
故选:C。
【点评】该题是通电导体在磁场中受力而运动在生活中的具体应用。结合生活应用考查通电导体受力大小和哪些因素有关。
4.【答案】D
【分析】扬声器的工作原理与电动机的工作原理相同,则根据影响磁场力的因素可知可行的办法。
【解答】解:ABC、扬声器的工作原理与电动机的工作原理相同,根据影响电动机的转速的因素是电流大小、线圈的匝数和磁场强弱,所以增加线圈匝数、更换磁性更强的磁铁、增大线圈中的电流,均能能够增大线圈受力,从而会增大音量,故ABC不符合题意;
D、增大线圈阻值,在电压不变时,根据欧姆定律可知,会减小通过线圈的电流,根据通电导体在磁场受到力的作用可知,会减小线圈受到的力的大小,从而会减小音量,故D不可行。
故选:D。
【点评】此题考查了学生对电动机原理的掌握。
5.【答案】B
【分析】要解答本题需掌握:电话的构造,即话筒和听筒以及电池组组成。电话的话筒通过电磁感应把声音的信号变为强弱变化的电流,而听筒是把强弱变化的电流通过磁场对电流的作用转化成声音。
【解答】解:电流周围存在磁场。变化的电流产生变化的磁场,不同的磁场对方入其中的铁片产生不同的力,引起振动发声,故B正确、ACD错误。
故选:B。
【点评】知道并理解话筒、听筒的作用和原理是解决该题的关键。
6.【答案】B
【分析】(1)通电导体的受力方向跟磁场方向和电流方向有关。在磁场方向一定时,改变电流方向,通电导体的受力方向相反;在电流方向一定时,对调磁极,通电导体的受力方向相反;
(2)(4)电动机的工作原理是通电导体的受力运动,其主要的能量转化为电能转化为机械能;
(3)水银的导电性能比水的好,其它因素(比如电压)相同的情况下,通过水银电流比水大。
【解答】解:A、通电导体的受力方向跟磁场方向和电流方向有关。在磁场方向一定时,改变电流方向,通电导体的受力方向相反,因此把电池的正、负极对调,导线运动方向会改变,故A错误;
B、电机的原理是通电导线在磁场中受力运动,故B正确;
C、因为水银的导电性能比水的好,其它因素(比如电压)相同的情况下,通过水银电流比水大。对于相同的电动机,通过的电流越大其转速越快,因此如果将盘内的水银换成水,那么悬挂的导线将运动得更慢,故C错误;
D、电动机工作时主要是将电能转化为机械能,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了电动机的工作原理和能量转化,难度不大。
7.【答案】见试题解答内容
【分析】(1)通电导体在磁场中受到力的作用,电动机就是依据这一原理制成的。
(2)改变磁极的方向后通过观察运动方向的变化可知磁场方向与磁场对电流作用的关系。
【解答】解:(1)导线通电后产生了运动,说明磁场对放入其中的导体有力的作用。电动机就是利用这种现象制成的。
(2)将磁极上下对调,观察直导线的运动情况,这样操作是为了研究:导体所受力的方向与磁场方向的关系;
故答案为:(1)磁场;电动机;(2)磁场方向的关系。
【点评】磁场对电流的作用的实验要掌握实验的目的和原理,还要知道该实验的意义何在,掌握以上内容即可完成实验题的解答。
8.【答案】(1)电源;(2)cd;(3)当通电线圈所在平面与磁感线垂直时(平衡位置),它能自动改变线圈中的电流方向,从而使线圈持续转动。
【分析】(1)电动机和发电机的工作原理图非常相似,电动机的原理图中有电源,是利用磁场对电流的作用工作的;
(2)通电导体在磁场中受力会运动据此判断;
(3)换向器可以改变线圈中电流的方向,使得线圈连续转动下去。
【解答】解:
(1)因为通电导体在磁场中受力会运动,观察图甲可知缺少一个电源,因此利用如图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时,应在MN之间接入电源;
(2)在乙图中,通电后cd段导线受磁场力的作用;
(3)要使图乙中的线圈持续转动,应在其外部加装换向器,当通电线圈所在平面与磁感线垂直时(平衡位置),它能自动改变线圈中的电流方向,从而使线圈持续转动。
故答案为:(1)电源;(2)cd;(3)当通电线圈所在平面与磁感线垂直时(平衡位置),它能自动改变线圈中的电流方向,从而使线圈持续转动。
【点评】此题属于电磁学中比较复杂的题目,考查内容较多,主要考查了电动机的原理图、换向器的作用等知识,考查较全面,应重点掌握。
9.【答案】(1)AC;(2)通电导体在磁场中受到力的作用
【分析】(1)通电螺线管的磁场强弱与电流的强弱和线圈的匝数有关,据此解答;
(2)磁场对电流有力的作用。
【解答】解:(1)由题意可知,要想增强电磁炮弹中螺线管磁场,可以增加螺线管的线圈的匝数或增强螺线管线圈中电流,与电流方向和线圈绕线无关,故应选AC;
(2)线圈产生磁场,撞针中有电流,磁场对电流有力的作用,使得撞针会迅速向前移动。
故答案为:(1)AC;(2)通电导体在磁场中受到力的作用。
【点评】此题考查了通电螺线管磁性强弱的影响因素,是一道综合题。
10.【答案】(1)铝;(2)通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向有关;(3)导体中电流方向没有变化;(4)不能。
【分析】(1)铁容易被磁化,铝不能磁化。
(2)通电导体在磁场中会受到力的作用,电动机就是利用该原理来工作的。
(3)通电导体受力的方向与磁场方向和电流方向有关。
(4)因为铜的重力很大,摆动幅度很小,所以不能根据金属棒摆动的幅度来比较通电导体在磁场中受力的大小。
【解答】解:(1)在做实验前,为了排除其他因素的干扰,应选择铝棒为好,铝不能被磁化。
(2)根据实验可知:通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向有关。
(3)小明这样操作实际上并没有改变导体中的电流方向。
(4)实验过程中,小明不能推断通电导线在磁场中的受力大小。
故答案为:(1)铝;(2)通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向有关;(3)导体中电流方向没有变化;(4)不能。
【点评】本题考查的是通电导体在磁场中受到力的作用;知道影响导体受力大小和方向的因素。
11.【答案】(1)乙、丙;(2)对比丙、丁可知,电流方向相同时,电流越大,导线形变程度越大;(3)B;(4)导线间距离。
【分析】(1)通电导线中产生的磁场方向与电流的方向有关。观察分析乙、丙、丁图中两条导线的变形情况,可以很容易得出正确答案。
(2)通过对比丙、丁两图中导线的变形程度,可以得出导线之间作用力大小与电流大小有关。
(3)分析电流方向,可进一步推导出导体在电磁场中受力的方向。
(4)通电导线之间的相互作用力的大小与电流大小、导线的长度、导线见的距离等因素有关。
【解答】解:(1)图乙中两根导线中的电流方向相同,而两根导线向中间靠拢,说明两根导线相互吸引;图丙中两根导线中的电流方向相反,而两根导线向两侧排斥,由此可知,通电导线之间作用力方向与电流方向有关。
(2)对比丙、丁两图,电流方向相同时,丁中电流为3安,丙中电流为2安,丁中电流大于丙中电流,而且丁中两根导线两侧排斥使得导线的形变程度比丙大,说明相互之间的作用大。
(3)由题意知,当电流通过导线时,会产生电磁场,而导体在磁场中受力的方向与电流的方向有关,当开关闭合后,此时角上相邻靠近的两条导线电流方向相反,所以受力方向也相反,它们相互排斥,故所围面积会增大,故B正确;
(4)通电导线之间的相互作用力的大小与电流大小、导线的长度、导线见的距离等因素有关。
故答案是:(1)乙、丙;(2)对比丙、丁可知,电流方向相同时,电流越大,导线形变程度越大;(3)B;(4)导线间距离。
【点评】该实验探究题研究的虽然是课本中不曾讲到的知识,但实验设计直观形象,易于看懂,考查内容并没有超出课程标准内容,是一道很不错的探究题。
二.直流电动机的原理(共11小题)
12.【答案】D
【分析】(1)电动机不转,可能是断路、电压过低、摩擦力较大或者线圈刚好处于平衡位置。
(2)电动机没有换向器不能实现连续转动。
(3)电动机的转速与电流大小和磁场强弱有关。
(4)电动机的转动方向与电流方向和磁场方向有关。
【解答】解:A、电动机通电后不转,可能是电路断路,故A错误;
B、电动机没有换向器不能实现持续转动,故B错误;
C、对调磁体的磁极,可以改变电动机的转动方向,不可以增大电动机的转速,故C错误;
D、改变磁场方向,可以改变线圈转动的方向,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查的是电动机的基本构造和原理;知道影响电动机转速和转向的因素。
13.【答案】A
【分析】(1)电动机是根据通电导体在磁场中受力转动的原理制成的;
(2)电动机工作时,消耗电能,转化为机械能;
(3)电动机的正转、反转,是靠改变电流方向实现的;
(4)电动机的转速与电流的大小和磁场强度有关。
【解答】解:A、电动螺丝刀的主要部件是电动机,电动机是根据通电导体在磁场中受力转动的原理制成的,其工作原理不是电磁感应,故A错误;
B、电动螺丝刀工作时消耗电能,转化为机械能,故B正确;
C、电动螺丝刀的正、反转的调换,是通过改变电流方向来实现的,故C正确;
D、磁场强度一定时,可以通过增大电流来加快电动机的转速,故D正确。
故选:A。
【点评】本题考查了电动机的工作原理、能量转化、正转和反转的控制方法等,属于基础题目。
14.【答案】B
【分析】电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的,工作时的主要能量转化是电能转化为机械能;
电动机的转动方向与磁场和电流方向有关;
电动机的转速与电流大小、磁场强弱有关。
【解答】解:A、电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的,故A错误;
B、线圈由图示位置转动180°时,ab边的电流方向改变,磁场方向不变,受力方向改变,故B正确;
C、对调磁体的磁极,可以改变线圈转动的方向,故C错误;
D、电动机工作过程中,消耗的电能主要转化为机械能,部分转化为内能,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查的是电动机的原理;知道影响电动机转速和方向的因素。
15.【答案】A
【分析】(1)电动机的转动方向:电动机的转动方向由电流方向和磁场方向决定;改变电动机转动方向的方法:改变电流方向(交换电压接线)或改变磁感线方向(对调极).
(2)电动机转速:电动机转速的大小与线圈的匝数、线圈中电流的大小、磁场的强弱有关,即线圈匝数越多,电流越大,磁场越强,转速越快;提髙电动机转速的方法:增加线圈的匝数、增加磁体的磁性、增大电流。
【解答】解:A.铝盘和水银都为导体,闭合开关S,有从铝盘圆心流向圆周的电流(相当于每根半径都是一个通电导线),通电铝盘在磁场中受到力的作用而运动,与电动机的工作原理相同,故A正确;
B.将磁铁的磁极对调后,磁场的方向与原来相反,则铝盘的受力方向与原来相反,转动方向与原来相反,故B错误;
C.将电源的正负极对调后接入电路,电流的方向与原来相反,则铝盘受力方向与原来反向,转动方向会改变,故C错误;
D.左右移动滑动变阻器的滑片P,铝盘中的电流大小发生变化,铝盘受到的磁场力的大小发生变化,转动速度变化,但铝盘的转动方向不会改变,故D错误。
故选:A。
【点评】本题主要考查对电磁感应现象以及电动机工作原理的理解。
16.【答案】D
【分析】(1)电动机的工作原理是:通电线圈在磁场中受力转动;能量转化为:电能转化为机械能;
(2)(3)通电线圈在磁场中转动的方向与导体中电流的方向和磁场的方向有关;
(4)通电线圈在磁场中受力大小与电流大小和磁场强度有关。
【解答】解:A、通电导体在磁场中受力转动时,将电能转化为机械能,故A错误;
BC、通电导体在磁场中转动的方向与磁场方向和导体中的电流方向有关,改变任何一个条件,导体运动方向改变;改变螺丝钉中的电流方向或磁场方向,螺丝钉会反向转动,故BC错误;
D、电动机中通电线圈受力大小与电流大小和磁场强度有关,若换成电压更大的电池,线圈中的电流增大,线圈转动速度加快,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查电动机的原理与能量转换,属于基础题。
17.【答案】A
【分析】通电导体在磁场受力分析与电流方向和磁场方向有关,其中一个因素变化,受力分析会改变,若两个因素同时改变,受力方向不变。
【解答】解:
AB、通电导线a、b固定不动,左磁体和右磁体磁场方向相同,电流方向相反,受力方向相反,故A正确、B错误;
C、通电导线a、b固定不动,左磁体和右磁体磁场方向相反,电流方向相反,受力方向相同,故C错误;
D、左磁体和右磁体磁场方向相同,电流方向相反,受力方向相反,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查了磁场对电流力的作用方向的影响因素,是一道新颖的题目。
18.【答案】磁场对通电导体有力的作用;电流方向;换向器。
【分析】电动机是利用通电线圈在磁场中受到力的作用。
导体在磁场中受力方向与磁场方向和电流方向有关。
换向器可以自动改变磁场中的电流方向。
【解答】解:电动机的工作原理是磁场对通电导体有力的作用。
电流在ab边和cd边的方向不同,磁场方向相同,受力方向改变。
线圈从图示位置再转动90度后线圈将恰好达到平衡位置,并最终停在该位置,图2中的线圈可以持续转动,是因为它加装了换向器。
故答案为:磁场对通电导体有力的作用;电流方向;换向器。
【点评】本题考查的是电动机的基本原理;知道换向器的作用。
19.【答案】电动机;改变。
【分析】利用图示的装置分析出灵敏电流计的制成原理,即通电线圈在磁场中受力转动,线圈的转动可以带动指针的偏转,这一过程中,将电能转化为机械能;
通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流的方向有关。
【解答】解:通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理:通电线圈在磁场中受力而转动,线圈的转动可以带动指针的偏转,线圈中有电流通过时,电能转化为机械能,与电动机原理相同;
通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流的方向有关,若改变线圈中的电流方向,指针的偏转方向将改变。
故答案为:电动机;改变。
【点评】在学过的测量工具或设备中,每个工具或设备都有自己的制成原理;对不同测量工具的制成原理,是一个热点题型,需要重点掌握。
20.【答案】见试题解答内容
【分析】根据安培定则判定电磁铁的极性;通电导体在磁场中受到力的作用;通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场的方向有关。
【解答】解:由图可知,电流是从电磁铁的上端流入,下端流出,根据安培定则可知,电磁铁的上端是N极;
闭合开关,用手轻推一下线圈,通电的线圈在磁场中由于受到磁力的作用会持续转动,这就是简易的电动机的原理;
若只将电源的正负极互换,则电流的方向发生改变,磁极的方向也发生了改变,则受到的磁场力的方向不改变,线圈转动方向会与原来的转动方向相同。
故答案为:N;电动机;相同。
【点评】本题考查了简易电动机的原理、安培定则的应用,是一道基础实验题。
21.【答案】见试题解答内容
【分析】(1)线圈的转动方向取决于受力的方向,故可根据导线在磁场中受力的方向的决定因素回答;
(2)电动机的原理是利用了通电线圈在磁场中受力转动,故应从磁铁是否有磁性及线圈中是否有电流来分析解答;
(3)通电导线在磁场中受力的作用,所受力的大小与电流的强弱、磁场的强弱有关;
(4)要想控制转速应控制线圈受力,而磁场大小不易控制,故可控制电流。
【解答】解:(1)知道通电导线在磁场中所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关,所以要想改变线圈的转动方向,可以改变线圈中电流的方向,也可以改变磁场的方向,故选AD;
(2)线圈不转可能是由于线圈处于平衡位置;线圈不转也说明线圈可能不受磁场力,即电路中没有电流,一般来说可能是接线柱接触不良造成的;
同时因线圈和转轴之间有阻力存在,故还有可能就是,线圈受力,但是磁场力较小,无法带动线圈。故导致这种现象的原因有:磁铁的磁性不强、线圈的匝数太少,电池电压不够导致电流较小。
故选ABD;
(3)通电导线在磁场中受力的作用,所受力的大小与电流的强弱、磁场的强弱有关,故为了提高电动机转速,可采取的方法增大电流或增强磁场,即可以提高线圈两端的电压或改用强磁场做该实验;
(4)要想控制线圈的转速,可以控制电流的大小,故可以接入滑动变阻器,将滑动变阻器与电机串联即可起到控制电流的作用;
故答案为:(1)AD;(2)ABD;(3)提高电源电压;(4)滑动变阻器。
【点评】通过本题应注意掌握用通电导线在磁场中受力来解释电动机的原理。
22.【答案】(1)改变通过电动机电流的方向;(2)变慢;(3)合格;由图丙可知,吸纸屑时收集盒右侧的阀门打开,从而将纸屑吸入收集盒,同时也有一部分纸屑被吸到隔板下面,吹风时,收集盒右侧的阀门关闭,收集盒内的纸屑不会被吹出,但隔板下面的纸屑会被吹出,结合表中的指标二可知,吸纸屑后,吹风时有部分纸屑被吹出,因此该模型的“指标二”评价等级为合格。
【分析】(1)根据图乙分析切换开关S时通过电动机电流方向的变化,进而分析电动机转向改变的原因;
(2)根据图乙分析旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时变阻器接入电路的电阻变化,根据欧姆定律分析电路中电流的变化,进而分析电动机转速的变化;
(3)根据图丙分析吹风时有无纸屑吹出,进而判断该模型的“指标二”评价等级。
【解答】解:(1)由图乙可知,开关S与“1”连接时,电流从电动机的上方流入,开关S与“2”连接时,电流从电动机的下方流入,即切换开关S后,通过电动机电流的方向发生改变,因此电动机转向改变的原因是改变通过电动机电流的方向;
(2)他图乙可知,将开关S与“1”连接,旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时,变阻器接入电路的电阻变大,由欧姆定律可知,此时通过电动机的电流变小,电动机的转速变慢;
(3)由图丙可知,吸纸屑时收集盒右侧的阀门打开,从而将纸屑吸入收集盒,同时也有一部分纸屑被吸到隔板下面,吹风时,收集盒右侧的阀门关闭,收集盒内的纸屑不会被吹出,但隔板下面的纸屑会被吹出,结合表中的指标二可知,吸纸屑后,吹风时有部分纸屑被吹出,因此该模型的“指标二”评价等级为合格。
故答案为:(1)改变通过电动机电流的方向;(2)变慢;(3)合格;由图丙可知,吸纸屑时收集盒右侧的阀门打开,从而将纸屑吸入收集盒,同时也有一部分纸屑被吸到隔板下面,吹风时,收集盒右侧的阀门关闭,收集盒内的纸屑不会被吹出,但隔板下面的纸屑会被吹出,结合表中的指标二可知,吸纸屑后,吹风时有部分纸屑被吹出,因此该模型的“指标二”评价等级为合格。
【点评】本题考查电动机的转向和转速的影响因素、变阻器的原理和欧姆定律的应用以及项目的评价,题型新颖,但难度不大。
三.探究电磁感应现象的条件和规律(共5小题)
23.【答案】C
【分析】电吉他的拾音器由磁铁和线圈组成,钢弦被磁化,弹动钢弦,相当于线圈做切割磁感线运动,在线圈中就会产生对应的音频电流,电流经放大后通过音箱,我们就听到了声音,根据增加线圈匝数可以增大线圈中的电流。
【解答】解:A、取走磁体,就没有磁场,振弦不能切割磁感线产生电流,电吉他将不能正常工作,故A正确;
B、增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电流,故B正确;
C、铜不可以被磁化,则选用铜质弦,电吉他不能正常工作,故C错误;
D、弦振动过程中,磁场方向不变,弦的运动方向会不断变化,则线圈中的电流方向不断变化,故D正确。
故选:C。
【点评】本题考查了电吉他的原理,知道电磁感应现象在本题中的应用,特别注意铜不可以被磁化,则选用铜质弦,电吉他不能正常工作,难度适中。
24.【答案】(1)灵敏电流计的指针偏转方向;(2)增强磁场;(3)在其它条件相同时,磁铁切割磁感线的速度越大,感应电流越大。
【分析】(1)本实验中通过灵敏电流计的指针偏转方向判断感应电流的方向。
(2)感应电流的大小与磁场强弱和导体切割磁感线的速度有关。
(3)在其它条件相同时,磁铁和线圈之间的相对速度越大,感应电流越大。
【解答】解:(1)本实验中,通过观察灵敏电流计的指针偏转方向来判断感应电流方向。
(2)增强磁场可以让实验现象更明显。
(3)小科通过改变磁铁运动的速度来改变切割磁感线的速度。记录数据如表,可得出的结论是:在其它条件相同时,磁铁切割磁感线的速度越大,感应电流越大。
故答案为:(1)灵敏电流计的指针偏转方向;(2)增强磁场;(3)在其它条件相同时,磁铁切割磁感线的速度越大,感应电流越大。
【点评】本题考查的是电磁感应感应现象;知道影响感应电流强弱的因素;知道控制变量法在本实验中的应用。
25.【答案】(1)切割磁感线;(2)磁场方向和导体切割磁感线运动方向;感应电流大小可能与导体切割磁感线的速度有关。
【分析】产生感应电流的条件:闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动;
感应电流方向与磁场方向和导体切割磁感线运动方向有关;
感应电流大小与磁场强弱和导体的切割速度有关。
【解答】解:(1)从图中看出磁场方向竖直向下,实验中当导体竖直上下运动时并没有产生电流,而水平左右运动时会产生电流,从表面上看产生电流的条件是导体要做水平运动,而本质上是导体在做切割磁感线运动。
(2)分析表中内容可知,对比2、3知,感应电流方向与运动方向有关,对比2、5,感应电流方向与磁场方向有关,则影响感应电流方向的因素有磁场方向和导体切割磁感线运动方向。
【反思拓展】加快晃动手电筒的速度,导体切割磁感线运动的速度加快,发现LED小灯更亮,说明电流变大,据此,可建立的猜想是感应电流大小可能与导体切割磁感线的速度有关。
故答案为:(1)切割磁感线;(2)磁场方向和导体切割磁感线运动方向;感应电流大小可能与导体切割磁感线的速度有关。
【点评】本题考查了产生感应电流的条件,一为闭合回路、二为部分导体切割磁感线,两个缺一不可。
26.【答案】见试题解答内容
【分析】(1)感应电流的大小可能与磁场的强弱有关;
(2)感应电流的大小与磁场的强弱、导体运动速度的快慢、导体的长度、切割导线的数量、电路电阻大小等有关。结合实验现象可具体解答。
(3)根据表格数据得出结论;
(4)根据控制变量法知要探究感应电流与速度的关系 应该控制磁场强弱相同,改变导体运动的速度。
【解答】解:(1)结合实际进行猜想,感应电流的大小可能与磁场的强弱有关、与导体运动的速度有关;
(2)先用图甲的装置做实验(一根导体棒在磁场中做切割磁感线),然后将两根导体棒并接在ab两点间做同样的实验,保持磁场强弱相同,改变导体棒的数量,故该实验可验证猜想①;
(3)从表中数据可以看出,导体切割磁感线的速度越大,产生的感应电流也越大,故可得出结论:在磁场强弱相同时,导体切割磁感线的速度越大,产生的感应电流越大。
(4)根据控制变量法知要探究感应电流与速度的关系 应该控制导体运动区域内的磁场强弱相同,改变导体运动的速度。
故答案为:(1)磁场的强弱;(2)①;(3)在磁场强弱相同时,导体切割磁感线的速度越大,产生的感应电流越大;(4)磁场强弱。
【点评】此题考查了探究电磁感应现象的实验,而且做了延伸,让我们自己设计实验验证感应电流的大小和导体运动快慢的关系。
27.【答案】(1)判断感应电流的方向;(2)感应电流的方向与磁场的方向有关;(3)N;(4)阻碍。
【分析】(1)根据LED灯的工作特点分析;
(2)根据实验现象分析可得出结论。
(3)探究感应电流的方向跟磁场方向之间的关系,需要保证导体运动方向不变,只改变磁场的方向;
(4)实验表明:通电螺线管产生的磁场方向和外界磁场的变化是相反的。
【解答】解:(1)LED灯具有单向导电性,实验中选用LED灯是为了判断感应电流的方向;
(2)由①②可知,条形磁铁先是S极向右快速插入玻璃管,然后快速向左拉出,导体切割磁感线的方向不同,产生的感应电流方向不同,可以得出:感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关;
(3)若想要证明“感应电流的方向与磁场方向有关”,在做了上述操作①后,还应该补做的实验操作是条形磁铁水平放置在玻璃管左侧,N极向右快速插入玻璃管,观察两灯的发光情况;
(4)通电螺线管产生的磁场方向和外界磁场的变化是相反,通电螺线管产生的磁场对条形磁体的运动产生阻碍作用。
故答案为:(1)判断感应电流的方向;(2)感应电流的方向与磁场的方向有关;(3)N;(4)阻碍。
【点评】本题是“感应电流的方向与哪些因素有关”的实验,实验中给出了几种实验现象,通过实验现象的比较让学生总结出影响感应电流方向的因素以及利用结论解决问题,有一定的难度。
四.电磁感应(共11小题)
28.【答案】B
【分析】电磁感应现象的内容是:闭合电路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。
【解答】解:环保型手电筒在使用时将它来回摇晃,让磁体在线圈中往复运动,就能使灯泡发光,这是电磁感应现象;
AD、电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动,故AD错误;
B、闭合回路中的一部分导体在磁场中振动产生电流,是电磁感应现象,故B正确;
C、通电导体周围存在磁场是电流的磁效应,故C错误;
故选:B。
【点评】本题应能根据题中的实验装置得出实验的原理及揭示的现象,同时还要把握该现象在生活中的应用。
29.【答案】A
【分析】无线充电器是指利用电磁感应原理进行充电的设备,原理类似于变压器。在发送和接收端各有一个线圈,发送端线圈连接有线电源产生电磁信号,接收端线圈感应发送端的电磁信号从而产生电流给电池充电;分析各图中实验原理分析解答。
【解答】解:
从题意中知道,手机中的线圈,能将底座产生的变化的磁场转化为电流给手机电池充电,是利用电磁感应原理工作的;
A、闭合电路的一部分导体AB做切割磁感线运动能够产生感应电流,是电磁感应现象,故A符合题意;
B、该图是电流的磁效应,故B不符合题意;
C、图中有电源,其原理是通电导体在磁场中受到的力的作用,故C不符合题意;
D、电磁铁通电后具有磁性,是电流的磁效应,故D不符合题意。
故选:A。
【点评】本题主要考查了电磁现象中几个实验的掌握情况,知道无线充电器的原理是解题的关键。
30.【答案】B
【分析】(1)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流,这就是电磁感应现象。
(2)在电磁感应现象中,感应电流的方向和磁场方向、导体切割磁感线的方向有关;感应电流的大小和磁场强弱、导体切割磁感线的速度有关。
【解答】解:A、根据“夜跑灯”的特点可知,当运动时,磁体在水管中反复运动,线圈切割磁感线而产生电流,因此,其原理是电磁感应现象,故A正确;
B、运动时加速摆臂,线圈切割磁感线的速度变大,线圈中的感应电压变大,故B错误;
C、感应电流的大小和磁场强弱、导体切割磁感线的速度有关,为提高LED灯的亮度,可换用磁性更强的磁体,故C正确;
D、根据电磁感应原理可知为了夜跑灯达到最亮,应将夜跑灯佩戴在Q处,因为前臂Q位置主要做水平往返运动,能使强磁铁在水管内往返运动,连续切割磁感线产生感应电流使灯发光,且手臂摆时,Q处速度大于P处的速度,故D正确。
故选:B。
【点评】本题考查了电磁感应现象和影响感应电流大小的因素,属于基础题。
31.【答案】A
【分析】利用电磁感应和通电导体在磁场中受力的有关知识逐个分析四个选择项,从而得到答案。
【解答】解:A、闭合电路的导体ab在磁场中做切割磁感线运动,从而产生了感应电流,这是一种电磁感应现象。故A正确。
B、在电磁感应现象中,是将机械能转化为电能。故B错误。
C、导体ab产生的感应电流通过位于磁场中的导体cd时,cd在磁场中受力而运动起来,体现了通电导体在磁场中受力的理论,利用该理论制成了电动机。故C错误。
D、感应电流的方向与导体的运动方向有关,所以导体ab的运动方向改变,ab中的电流方向也改变,即cd中的电流方向发生了改变;通电导体在磁场中受力的方向与电流的方向有关,所以cd中电流方向的改变,导致了cd受力的方向也改变,故运动方向发生了改变。故D错误。
故选:A。
【点评】此题综合了电磁感应和通电导体在磁场中受力的相关知识,题目的综合性较强。
32.【答案】A
【分析】电吉他的拾音器由磁铁和线圈组成,钢弦被磁化,弹动钢弦,相当于线圈做切割磁感线运动,在线圈中就会产生对应的音频电流,电流经放大后通过音箱,我们就听到了声音,根据增加线圈匝数可以增大线圈中的电流。
【解答】解:A、铜不可以被磁化,则选用铜质弦,电吉他不能正常工作,取走磁体,就没有磁场,振弦不能切割磁感线产生电流,电吉他将不能正常工作,故A错误;
B、增加线圈匝数可以增大磁场强弱,进而增大声音的响度,故B正确;
C、弦振动过程中,磁场方向不变,弦的运动方向会不断变化,则线圈中的电流方向不断变化,弦振动过程中,线圈中的电流大小不断变化,使弦振动幅度不同发出声音的大小不同,故C正确;
D、通电导线周围有磁场,断开电路,磁场消失,故D正确。
故选:A。
【点评】本题考查了电吉他的原理,知道电磁感应现象在本题中的应用,特别注意铜不可以被磁化,则选用铜质弦,电吉他不能正常工作,难度适中。
33.【答案】C
【分析】感应电流产生的条件是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流。
感应电流方向与导体运动方向、磁感线方向有关。
【解答】解:
①线圈在转至与磁感线平行时,线圈做切割磁感线运动,此时线圈中的感应电流最大,故①正确;
②线圈在转过与磁感线平行时,线圈运动方向和磁感线方向都不变,所以线圈中电流方向不变,故②错误;
③发电机线圈每转过平衡位置就改变一次电流的方向,故每转过一圈,电流的方向改变两次,故③错误;
④当线圈不动,磁极转动时,线圈做切割磁感线运动,也会有感应电流产生,故④正确;
以上说法正确的是①④。
故选:C。
【点评】此题主要考查的是学生对产生感应电流条件和感应电流方向的认识和了解,对各条边是否做切割磁感线运动的判断是解决此题的关键。
34.【答案】B
【分析】①利用图示的情景没有电源,结合感应电流产生的条件即可得到答案;
②由右手螺旋定则得出通电螺线管的上端为N极,下端为S极。
③电铃发出声音是受到钉锤的敲击而产生的。不能连续发声,是钉锤不会连续敲击造成的。从此入手分析即可解决此题。
④灯泡亮度与电流大小有关,电流大小与电阻大小有关,电阻大小与导体的长度有关。
【解答】解:A、导体是闭合电路的一部分导体,且做切割磁感线运动,所以会产生感应电流,故A正确;
B、让四指弯曲,跟螺线管中电流的方向一致,则大拇指指的方向是通电螺线管的N极。则得出通电螺线管的上端为N极,下端为S极,故B错误;
C、丙图开关闭合时,衔铁吸引钉锤打到铃碗上,电路断开,无电流通过,钉锤弹回,电路又接通,重复敲击铃碗。电铃每次被敲打一下时,电路中电流就自动断开一次,故C正确;
D、灯泡亮度与电流大小有关,电流大小与电阻大小有关,长度相等、横截面积相同材料不同的金属丝电阻不同,所以在电压相同的情况下,电阻越小,电流越大,所以开关闭合时灯泡亮度不相同,故D正确。
故选:B。
【点评】本题考查电磁感应、安培定则、电磁铁的应用、电阻等,属于中档题。
35.【答案】见试题解答内容
【分析】(1)产生感应电流的条件:一是闭合回路中的一部分导体;二是必须做切割磁感线运动;因此要使产生的感应电流变大,就要使导体切割更多的磁感线,结合地磁场的方向即可确定这两个同学的站立方向;
(2)产生感应电流的大小与磁场的强弱、摇绳的快慢有关;方向与导体运动的方向、磁场方向有关;
(3)摇动电线越快,产生感应电流的方向改变越快。
【解答】解:(1)由于地球的周围存在磁场,且磁感线的方向是从地理的南极指向地理的北极,所以当两个同学朝东西方向站立,并迅速摇动电线时,导线就会做切割磁感线运动,灵敏电流表的读数最大,所以假设②为产生感应电流的方向、大小与站立的方向有关;
(2)产生感应电流的大小与磁场的强弱、摇绳的快慢有关;方向与导体运动的方向、磁场方向有关,所以活动中,同学们应观察电流表指针的偏转方向和偏转大小;
(3)摇动电线越快,导体切割磁感线方向变化越快,产生的感应电流方向变化越快,指针变化就越快。
故答案为:(1)产生感应电流的方向、大小与站立的方向有关;
(2)应观察电流表指针的偏转方向和偏转大小;
(3)摇动电线越快,导体切割磁感线方向变化越快,产生的感应电流方向变化越快,指针变化就越快。
【点评】解决本题的关键掌握产生感应电流的条件,以及地磁场的方向,然后根据切割磁感线确定两个同学的朝向。
36.【答案】竖直向上;电磁感应现象;①⑤
【分析】根据橡皮筋的松弛状态分析磁场力的方向;
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流,称为电磁感应,发电机就是根据电磁感应的原理制成的;通电导线在磁场中受到力的作用,电动机就是根据这个原理制成的。
【解答】解:当棒中通以由A流向B的电流时橡皮筋处于松弛状态就说明了导线AB受到了一个竖直向上的磁场力的作用;
由题图可知:闭合开关,将导体ab水平向右移动,此时相当于闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,故导体中会有感应电流产生,此时导体ab相当于电源;cd相当于放入磁场中的通电导体,故cd受力运动;
实验装置左侧运用的原理是:电磁感应现象;实验装置右侧运用的原理是通电导体在磁场中受力运动;
①⑤电动剃须刀、电风扇里主要部件是电动机,它是通电能转动的机器,即利用通电导线在磁场中受力运动;
②电熨斗是利用电流的热效应的原理工作的;
③电磁起重机是利用电流的磁效应的原理工作的;
④发电机是利用电磁感应现象的原理制成的;
由此可知,利用右侧原理工作的有①⑤。
故答案为:竖直向上;电磁感应现象;①⑤。
【点评】电磁感应和磁场对通电导体的作用其主要区别在于前者为因动而生电,后者因通电而动,所以电路结构是不相同的。
37.【答案】(1)电磁感应现象;(2)线圈切割磁感线的方向在变化;(3)减小金属弦到磁体的距离。
【分析】(1)闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中就会产生感应电流,该现象称为电磁感应现象;
(2)感应电流的方向与导体运动的方向和磁场的方向有关;
(3)感应电流的大小与导体切割磁感线的速度和磁场强弱有关。
【解答】解:
(1)电吉他的线圈在磁场中做切割磁感线运动,线圈中会产生电流,这是电磁感应现象;
(2)根据图2可知,感应电流的方向是变化的,是因为琴弦来回振动时,线圈切割磁感线的方向不同,则感应电流的方向不同;
(3)感应电流的大小与导体切割磁感线的速度和磁场强弱有关;
在不改变拾音装置的前提下,想让同样弹奏情况下的响度更大,需要增大电流,减小金属弦到磁体的距离时,金属弦所在位置的磁场更强,从而在线圈中产生更大的感应电流,能增大声音的响度。
故答案为:(1)电磁感应现象;(2)线圈切割磁感线的方向在变化;(3)减小金属弦到磁体的距离。
【点评】本题是探究电磁感应现象的实验,知道影响感应电流大小、方向的因素是解题的关键。
38.【答案】(1)电磁感应现象;(2)向前;(3)机械能转化为电能;(4)提供磁场
【分析】(1)闭合电路部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流的现象叫做电磁感应;发电机就是根据此原理制成的。
(2)通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁感线方向都有关系;
(3)电磁感应现象中将机械能转化为电能;
(4)通电导线周围有磁场。
【解答】解:(1)刹车时,车轮带动线圈转动,线圈做切割磁感线运动,线圈中产生电流,这是电磁感应现象;
(2)图中导线ab产生箭头方向的电流,受到阻力方向向后,此时导线cd产生的电流方向从c到d,则所受的阻力方向是向前;
(3)利用能量回收系统刹车时,发生的是电磁感应现象,能量转化的情况是机械能转化为电能;
(4)利用太阳能电池板给路面线圈供电时,线圈中会有电流通过,路面线圈周围会产生磁场;当电动汽车内的线圈随汽车运动时,线圈在磁场中做切割磁感线运动,会在汽车的线圈中产生感应电流,从而实现运动中的无线充电。
故答案为:(1)电磁感应现象;(2)向前;(3)机械能转化为电能;(4)提供磁场。
【点评】本题考查了电磁感应现象、磁场中导体的受力方向的决定因素等知识的理解和应用,难度不大。
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