2026届中考物理一轮复习 电磁学:电动机 知识点专练
【知识点1】电流方向、磁场方向和受力方向关系
1、近日,《新闻联播》中出现了福建舰的最新画面,甲板上三套电磁弹射器清晰可见。电磁弹射器的弹射车与舰载机前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车的导体有强电流通过时,就会受到磁场强大的作用力,使舰载机迅速获得起飞速度。图中与电磁弹射器工作原理相同的是(  )
A.
B.
C.
D.
2、我国自行研制的第三艘航空母舰福建号采用了最先进的电磁弹射器。电磁弹射器的弹射车处于强磁场中,当弹射车内的导体有强电流通过时,弹射车就给舰载机提供强大的推力而快速起飞。下列各图能正确反映电磁弹射器工作原理的是(  )
A.
B.
C.
D.
3、如图所示的通电线圈,当手拿磁体靠近线圈时,线圈会转动,无磁体靠近线圈时,线圈不转动。下列有关此装置的说法正确的是(  )
A.此装置能将机械能转化为电能
B.此装置可用来研究电流的磁效应
C.此装置可用来研究电磁感应现象
D.此装置研究的是电动机的工作原理
4、图中, 表示导线中的电流方向垂直于纸面向里,⊙表示导线中的电流方向垂直于纸面向外,F是磁场对通电导线的作用力。下列哪个选项中,磁场对通电导线的作用力与前图中 F的方向相同
A. B. C. D.
5、下列对图中四幅图的解释合理的是(  )
A.磁场中获得电流
B.开关闭合,小磁针的N极将向右偏转
C.电磁继电器是利用电流的热效应来工作的
D.开关闭合,电能转化为机械能
6、如图为公交车自动爆玻器,危急时刻,司机只需按下开关,自动爆玻器即可自动完成破窗。自动爆玻器就相当于一个电控安全锤,它是利用电磁线圈在通电的时候产生一个冲击力,带动一个钨钢头击打车窗玻璃边角部位,实现击碎玻璃的目的。图中的实验与自动爆玻器工作原理相同的是(  )
A.
B.
C.
D.
7、有一种无针注射器,该注射器通电时,通电线圈的磁场与永久磁体的磁场相互作用产生强大的推力、使药液以高速注入皮肤,如图能反映其工作原理的是(  )
A.
B.
C.
D.
8、如图所示四个实验的认识,正确的是(  )
A.甲图中验电器工作原理是异种电荷相互吸引
B.图乙中家庭电路的示意图是正确的
C.图丙实验中通电螺线管的右端是N极
D.图丁是发动机的原理示意图
9、如图是一种公交车自动爆玻器,它相当于一个电控安全锤。危急时刻,司机只需按下开关,内部电磁线圈通电产生一个冲击力,带动一个钨钢头击打车窗玻璃边角部位,实现击碎玻璃的目的。下列四个实验能反映自动爆破器工作原理是(  )
A.
B.
C.
D.
10、小明学习了电与磁知识后,对电与磁内容很感兴趣,通过查阅一些资料,他对电与磁有了更深刻的认识。
(1)小明知道通电螺线管的外部磁场与条形磁体周围磁场相似。如图1,甲图中箭头表示电流方向,小磁针北极指向如图1甲(涂黑端为北极),则螺线管的A端是 (选填“N”或“S”)极。
(2)螺线管实际上就是由多个单匝圆形线圈组成,通电螺线管的磁场可以看成由每一个单匝圆形通电线圈的磁场组合而成,现有一单匝圆形通电线圈中的电流方向如图1乙所示,则其B端是 (选填“N”或“S”)极。
(3)地球周围存在磁场,有学者认为,地磁场是由于地球带电自转形成圆形电流引起的,如图1丙,结合图1甲、乙分析推断:地球的圆形电流方向与地球自转方向 (选填“相同”或“相反”)。物理学规定正电荷定向移动的方向为电流方向,那么地球带 (选填“正”或“负”)电。
(4)小明查阅资料,知道感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线方向有关,他还对电动机和发电机等原理知识进行了拓展实验,他做实验的装置如图2所示,ab和cd是放在光滑导轨上的金属棒。闭合开关,当金属棒ab水平向右做切割磁感线运动时,金属棒ab产生了“由a到b”的电流,此时金属棒cd随之水平向右运动。由此可知:
①图2甲装置的原理在生活中的应用是 (选填“电动机”或“发电机”);乙装置能量转化关系是 能转化为 能。
②若把图2甲装置中的磁极N、磁极S互换位置,然后把乙装置中的磁极N、磁极S也互换位置,当金属棒ab仍水平向右运动时,此时金属棒cd所受的磁场力方向水平 (选填“向左”或“向右”)。
11、(1)如图1所示为“测量小车平均速度”的实验装置,s1=2s2=1m,小车到达A、B、C三处的时间如图中方框所示。实验中应使斜面保持较 (选填“大”或“小”)的坡度;由图可知,小车在BC段的平均速度为 m/s。
(2)如图2所示是探究“影响电流热效应的因素”的实验装置。可用来探究电热与 的关系,通过比较 (选填“两液面高度差”或“加热时间”)来判断电流产生的热量多少。
(3)在探究“磁场对通电导体的作用”的实验中,小佳设计了如图3所示的电路,当闭合开关,磁场中金属棒ab在导轨上运动,若只将磁场的两极对调,接通电源,金属棒ab向相反的方向运动,说明力的方向与 方向有关;若同时对调磁场和电源的两极,接通电源,金属棒ab运动的方向 (选填“改变”或“不变”)。
12、小郑使用电流表测量小灯泡的电流,连接的实验电路如图甲所示。
(1)如果不能估计电流大小,他应把导线a接到电流表标有_____(选填“-”“0.6”或“3”)的接线柱上,通过开关来试触并观察;
(2)闭合开关后,他观察到小灯泡正常发光,而电流表指针偏转角度很小,对于该现象,下列分析合理的是 。
A.可能某处导线断了 B.可能电流表烧坏
C.电流表的量程过大 D.电源的电压过低
(3)某次测量中,小郑不小心将电流表的正、负接线柱接反了,造成表的指针反向偏转,为弄清原因,他查看了说明书,表头结构示意图如图乙,他作出如下分析:当反接时,电流方向改变,磁场对通电线圈的作用力方向改变,带动指针反偏,你认为小郑的上述分析 (选填“有”或“没有”)道理。
13、如图所示,将铜导线折成线框并放在干电池的正极上,负极吸附着强力磁铁,线框与磁铁组成闭合回路,线框在磁场中受到 的作用而转动起来,转动过程中,电能转化为 能,如果再吸附一块磁铁,线框的转速会变 。
14、同学们做实验的装置如图1所示,ab和cd是放在光滑导轨上的金属棒。闭合开关,当金属棒ab水平向右做切割磁感线运动时,金属棒ab产生了“由a到b”的电流,此时金属棒cd随之水平向右运动。由此可知:
甲装置的原理在生活中的应用是 (选填“电动机”或“发电机”);乙装置能量转化关系是 能转化为
 能。
(2)若把甲装置中的磁极N、磁极S互换位置,当金属棒ab仍水平向右运动时,
①金属棒ab产生的电流方向是 (选填“由a到b”或“由b到a”)。
②请在图2中画出此时金属棒cd所受的磁场力F。(图2中的“ ”是乙装置中的金属棒cd垂直于纸面的剖面图)
15、当开关闭合后,ab段所受到的磁场力的方向如图所示。现要让图中ab段所受到的磁场力的方向与图相反,请在图中正确标出磁极的极性以及电源的正负极;
16、探究“通电导体在磁场中受力与什么因素有关”的实验,如图所示。
(1)如图甲所示,将导体ab置于蹄形磁铁的两极之间,闭合开关,导体a向左运动,说明磁场对 导体有力的作用。
(2)仅将图甲中磁铁的N、S极对调,闭合开关,导体ab向右运动,说明导体在磁场中的受力方向与 有关;仅将图甲中电源的正、负极对调,导体ab向右运动,说明导体ab在磁场中的受力方向与 有关。
(3)将导体换成线圈放入磁场中,如图乙所示,闭合开关,线圈不能持续转动,是因为线圈越过了平衡位置以后,受到磁场的力要 它的转动。为了使线圈持续转动下去,可以通过每半周改变电流的方向或改变 的方向,生活中的电动机一般是通过换向器改变 的方向让线圈持续转动起来的。
17、同学们在实验室利用如图所示的电路进行探究电磁相互作用的实验。
18、如图所示,通电的线圈abcd位于磁场中:①用箭头标出磁感线e的方向;②在O点画出cd段线圈所受磁场的作用力示意图。
【知识点2】电动机的构造
1、如图所示,在“探究感应电流产生的条件”实验中,AB棒的材料可能是 (选填“塑料”或“铝”),闭合开关,让AB棒在磁场中竖直上下运动,灵敏电流计指针 (选填“会”或“不会”)偏转;若将此装置中灵敏电流计换成 可进一步探究电动机的工作原理。
2、(2023长沙)如图为玩具小汽车内直流电动机的结构简图,该电动机工作时将电能转化为 能和内能.如果想改变该直流电动机的转动方向,你可以采取的方法是 (写一条合理方法即可).
【知识点3】电动机的原理
1、如图是小明同学按物理课本“迷你实验室”提供的方法制作的科普小实验,下列关于该小实验分析不正确的是(  )
A.铅笔芯变阻器工作时利用改变铅笔芯的长度来改变电阻的
B.滑动变阻器向右移动时电磁铁吸引大头针的个数会增多
C.西红柿电池工作时化学能转化为电能
D.简易电动机工作是利用电磁感应现象制成的
2、如图所示,下列四幅图中的工作原理与电动机的工作原理相同的是(  )
A.
B.
C.
D.
3、如图所示的实验装置,可以用来(  )
A.研究感应电流的方向与磁场方向的关系
B.研究发电机的工作原理
C.研究通电导体在磁场中所受的力与什么因素有关
D.研究电磁铁的磁性与什么因素有关
4、钕铁硼永磁体凭借寿命长、磁性强、耐高温等优点,制造而成的永磁电动机被广泛应用在新能源汽车领域。下列说法正确的是(  )
A.永磁体周围磁场分布不均匀
B.永磁体周围永远存在磁感线
C.永磁体周围的磁场方向都相同
D.电动机的工作原理是电磁感应
5、如图所示,甲、乙、丙、丁是四幅实验图。下列说法正确的是(  )
A.根据图甲的实验原理,制成了发电机
B.图乙实验说明电流的周围存在磁场
C.图丙实验说明电能可以转化为机械能
D.图丁实验说明同名磁极相互吸引,异名磁极相互排斥
6、科学研究是以实验为基础的,下列有关实验的说法中正确的是(  )
A.甲图:托里拆利实验测出了大气压强的数值
B.乙图:此实验能反映电动机的工作原理
C.丙图:两个紧压在一起的铅柱没有被重物拉开,说明分子之间存在斥力
D.丁图:此实验能直接验证牛顿第一定律
7、如图,对下列四幅图的分析正确的是(  )
A.甲实验通电后小磁针发生偏转,断电后小磁针仍然在偏转位置不动
B.乙实验过程中将机械能转化为电能
C.丙实验说明电磁铁的磁性强弱与电流大小有关
D.丁实验可用来研究发电机的工作原理
8、如图所示是一款电动腹部按摩器,它可以利用内置电池或者电源推动按摩头转动,对腹部进行按摩保健。下列与其工作原理相同的是(  )
A.动圈式话筒
B.电风扇
C.磁悬浮列车
D.电铃
9、图甲和图乙是电磁学中很重要的两个实验,其中 图装置研究的是磁场对通电导体的力的作用,根据此实验原理可以制成 机;闭合开关后,乙图导体ab沿 (选填“水平”或“竖直”)方向运动灵敏电流计指针会发生偏转。
10、中国深圳大疆创新科技有限公司作为全球顶尖的无人机制造商,推出的精灵系列“四旋翼”无人机备受用户欢迎。它采用4个电动机带动螺旋桨转动,对下方空气施力的同时获得升力,下表是该无人机的部分参数:
无人机绕过障碍物的过程中,其运动状态 (选填“发生”或“未发生”)改变。如图乙是无人机竖直向上运动的v﹣t图象,由图象可知,在0~5s内,无人机受到的升力 (选填“大于”“等于”或“小于”)重力;在5~10s内,无人机受到的升力等于 N。该无人机通过螺旋桨转动获得升力,运用的原理是物体间力的作用是
  的。
(2)无人机旋翼是利用通电线圈在 中受力转动的原理工作的,增大线圈中的电流,旋翼的转速会 (选填“变快”或“变慢”)。
(3)电动机在工作时要保持其两端电压为12V不变,通过电子调速器(简称电调)来控制电动机的电流从而改变电动机的功率,每一个电动机连接一个电调,那么电动机和电调的连接方式是 (选填“并联”或“串联”),若电源电压全部加在某一电动机和电调的两端,则电动机和电调的电压之比为 。
11、根据如图所示的实验图,在下面的横线处填入相应的内容。
(1)甲图:向上拉动弹簧测力计,玻璃板脱离水面的瞬间弹簧测力计的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)乙图:验电器的金属箔张开一定角度,是由于 ;
(3)丙图:用电压表测量水果电池的电压,电压表指针向右偏转,可知 片是“水果电池”的正极,此过程能量的转化情况是 ;
12、如图为学生用电流表的内部结构示意图。当电流表接入电路,有电流通过线圈时,线圈带动指针偏转。该电流表的工作原理与 (选填“发电机”或“电动机”)相同;当电流表正负接线柱接反时,电流表指针反向偏转,说明受力方向与 有关;电流表使用时需要远离强磁体,是因为磁体周围存在 ,会影响电流表示数。
13、音乐喷泉(图甲)是集声光电技术于一体的装置,一方面通过电脑采集音乐的声音频率特征,并将其转化为控制信号,控制水泵喷出水柱,形成喷泉;另一方面让红、绿、蓝三种色灯照射到水柱上,通过电脑控制三种色灯亮暗让水柱变换颜色,呈现美轮美奂的视觉效果。如图乙为控制喷泉工作的模拟电路,控制电路电源电压Ua呈周期性变化(如图丙所示),定值电阻R1=2Ω。E为具有特殊功能的电子元件,当Ua<6V时,E两端的电压等于电源电压;当Ua≥6V时,E两端电压恒为6V,当线圈中通过的电流I≥2A时,电磁继电器衔铁被吸下,水泵启动喷水。
(1)物理学上把红、绿、蓝三种色光叫做光的 。
(2)图乙中水泵主要部件是电动机,电动机是利用 (选填“电流的磁效应”“磁场对电流的作用”或“电磁感应现象”)来工作的。
(3)喷泉喷出水柱在空中形成水雾,这水雾在空中飞舞 (选填“属于”或“不属于”)分子扩散现象。
(4)当电源电压为4V时,E两端的电压等于 V。
(5)当电源电压为 V时,电磁继电器衔铁刚好被吸下水泵启动喷水。
(6)已知水泵每秒可喷出水的体积为5000cm3,则在10分钟内水泵喷出的水的质量是__________kg。(ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg)
14、人工智能让我们的生活更加便捷,某酒店迎宾机器人能将客人从酒店门口带至前台。若这一过程中机器人做匀速直线运动,通过的路程为20m,所受阻力为自身重力的0.05倍,机器人的相关参数如表所示,取g=10N/kg。
(1)机器人运动中应用到 (选填“电动机”或“发电机”),其工作原理是  通电导体在磁场中受到力的作用而运动 ;
(2)机器人对地面的压强为 ;
(3)牵引力所做的功为 ;
(4)电能转化为机械能的效率为 。
15、绿色环保已成为人们生活中重要的理念。电动汽车、电动单车已经成为了人们日常外出的重要交通工具,请用物理知识回答下列问题。
(1)电动车的能量转换方向主要是将什么能转化为什么能?
(2)电动车利用电动机获得牵引力,电动机的工作原理是?
16、电动垂直起降航空器,又称“空中出租车”,是一种能够垂直起降并依靠电力驱动的飞行器。某品牌“空中出租车”如图所示,最大起飞质量2t,5座设计,最大巡航速度200km/h,核心模组100%国产化。
(1)它的动力装置主要是电动机,下图能够反映它工作原理的是___________。(填序号)
A. B.
(2)某同学乘坐汽车从银川到中卫旅游,用时约2.5h。若乘坐此“空中出租车”以最大巡航速度从银川到中卫,两地航线距离约150km,相比乘坐汽车缩短多长时间?
(3)若该“空中出租车”以最大起飞质量从100m的高度竖直降落到地面,重力做功是多少?(g取10N/kg)
(4)它静止时与水平地面的总接触面积为,以最大起飞质量静止在水平地面,对地面的最大压强是多少?
17、阅读短文,回答问题。
福建舰海试
2024年5月,我国第三艘航空母舰福建舰的首次航行试验成为全球关注的焦点。这艘航母不仅是中国海军力量的象征,更是海洋科学原理在现代工程中应用的典范。作为中国首艘完全自主设计建造的弹射型航母,其设计和建造过程中充分考虑了海洋环境的复杂性。舰体的载重分布需要精心设计以保证航母在各种海洋环境中都能平稳行驶。在不同海域,福建号航母需要适应海水密度的变化,航母的吃水线就表明了这种设计上的关注。寒带高盐度海域海水密度较大,航母的吃水深度较浅,而在赤道附近的热带海域,由于海水盐度较低、温度较高,海水密度较小,吃水深度较深。福建号是中国首艘采用电磁弹射系统的航母,在未来的航行试验中,福建号将继续验证其在不同海域环境下的性能,包括舰载机的电磁弹射起飞和降落,以及电子系统和武器系统的综合测试。电磁弹射系统以其高效率、可控性、维护简便、弹射力平稳等优势,大幅提高了舰载机的出动率和作战效率。该系统能适应不同质量和类型的飞机,从小型无人机到大型预警机均可弹射起飞。福建舰的成功下水试航,展示了中国海军力量的增强和海洋科技的创新能力。
(1)福建号航空母舰能够浮在水面上,是根据 原理,舰载机的电磁弹射系统的工作原理与 (选填“发电机”或“电动机”)的工作原理相同;
(2)当福建号航行至温度较低、盐度较高的海域时,航母排开的海水体积会 ;
(3)请写出福建号电磁弹射系统的一个优点: 。
【知识点4】换向器的作用
1、下面是小聪整理的部分电学笔记,其中叙述正确的是( )
A.毛皮与橡胶棒摩擦过程中,毛皮得到了电子
B.直流发电机线圈中产生的是直流电
C.磁感线总是从磁体北极出发回到磁体南极
D.安装家庭电路时,开关应与所控制的电灯串联,且接在火线上
2、(2023·梅州一模)如图所示,线圈abcd位于磁场中,开关S与触点1接通时,ab段导线受磁场力F的方向向上,以下说法正确的是(  )
A.该模型为发电机
B.开关S和触点1接通后,线圈可以一直顺时针转动下去
C.将磁极N、S对调位置后,ab导线受到的磁场力会增大
D.当开关S改为与触点2接通时,ab段导线受磁场力方向向下
3、如图所示的装置,线圈abcd转动过程中经过甲、乙位置。
(1)图甲中ab段导线的电流方向是___________(选填“由a到b”或“由b到a”),图乙中ab段导线的电流方向是_________(选填“由a到b”或“由b到a”);
(2)图甲中ab段导线所受磁场力F的方向竖直向上,请标出图乙中ab段导线所受磁场力的方向;
(3)本装置是采用_____________的办法使线圈连续转动下去。
4、小明在学习了“电与磁”内容后做了以下探究,请你完成下列问题。
(1)小明利用如图所示装置探究“感应电流产生的条件”时,应在“a”、“b”之间接入___________(选填“灵敏电流计”“电源”或“灯泡”),可制成 ___________机,该原理是 ___________;
(2)要使感应电流方向发生改变,可采取的具体措施是 _______(选填字母);
A.使用磁性更强的磁体
B.保持磁体静止,只改变导体竖直运动的方向
C.保持磁体静止,只改变导体水平运动的方向
D.改变磁极方向,同时改变导体水平运动的方向
(3)从能量的角度来分析,感应电流的产生过程的能量转化是_________________________;
(4)完成上述实验后,小明还想探究“磁场对通电导体的作用”,只需将 a、b 两接线柱间的器材换为 ____________(选填“灵敏电流计”“电源”或“灯泡”)即可,为了进一步探究,小明多做了如图甲乙丙三组实验,通电后图甲中ab段导线受磁场力的方向竖直向上,请在图丙中作出ab段导线所受到的磁场力F′的示意图;( )
(5)生产实际中,为使直流电动机的转子能持续不停地转动,在此结构的基础上主要是通过加装_____________来实现的,其所用到的原理是___________。
【知识点5】电动机的能量转化
1、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.
2、下列说法中错误的是( )
A.磁场和磁感线都是真实存在的
B.电动机工作时是将电能转化为动能
C.在磁体外部,磁感线从N极指向S极
D.磁极间的相互作用是通过磁场发生的
3、对图中甲、乙、丙、丁四幅图解释合理的是(  )
A.甲:磁场中获得电流
B.乙:开关闭合,小磁针N极将向右偏转
C.丙:是电动机原理的装置
D.丁:开关闭合,将有电能转化为机械能
4、图中是小明制作的简单电动机模型,其线圈由漆包线绕成,将线圈一端的漆全部刮掉,另一端只刮掉半周,在线圈的下面放置了一块磁体。将其接入电路中,闭合开关后,线圈转动起来了。关于此电动机模型,下列说法正确的是(  )
A.利用电磁感应原理工作
B.线圈在转动时,始终受到磁场作用力
C.将电能转化为机械能
D.增大线圈中的电流可改变转动方向
5、如图所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.图中线圈平面恰好处在平衡位置
C.若将电源的正负极对调,从O点沿转轴OO′观察,线圈仍顺时针转动
D.图示装置工作时把机械能转化为电能
6、某机器的能量流向图如图所示,据此推测该机器可能是(  )
A.热机
B.电动机
C.发电机
D.电热水器
7、关于如图所示的实验装置,表述错误的是( )
A.该装置可用来研究电磁感应现象
B.该装置能将电能转化为机械能
C.该装置可用来研究磁场对通电导体的作用
D.该装置揭示的原理可应用于电动机
8、关于“电与磁”,下列描述正确的是
A.电磁波可以在真空中传播
B.磁场的方向总是从N极指向S极
C.电动机的发明,实现了机械能向电能的转化
D.地球磁场的北极在地理北极附近
9、节能减排已引起全球的关注,很多国家倡导使用电动车来替代燃油车,不过续航里程依旧是电动车让人头疼的地方,有人想了一个办法:在电动车的前轮上装一个发电机,一边走一边发电,然后给蓄电池充电,蓄电池在带动后轮的电动机转动,这样就可以无限行驶了.你认为这位网友的想法是否正确?为什么? .
10、如图所示是某公司最新推出的一款仿生四足机器狗。该机器狗的机身上拥有多个电动机,电动机的工作原理是 ,该机器狗身上还搭载了多个对光线、温度、声音等高度敏感的传感器,传感器是用 (选填“导体”“半导体”或“绝缘体”)材料制成的。
11、用“电池+磁铁+铜线圈”手工制作会跑动的小火车。将磁铁吸附在电池正负两极,放进铜线圈后,电池居然成了跑得飞快的电动小火车(如图所示)。
分析:从图看出,在外裸的铜线圈内,电流从“电池+极”→磁铁→部分线圈→磁铁→“电池﹣极”形成回路,于是,通电时的铜线圈产生类似于 磁铁的磁场。“电池+磁铁”组成的小火车,用的是强磁铁,它最两端在外部磁场作用下“一吸一斥”而运动,摆放错了车跑不了,请你结合图磁场分析,能跑的是 (选填“甲”或“乙”)。在跑动过程中能的转化是 。
12、如图电路,闭合开关,能看到蹄形磁铁中的金属棒ab运动起来,说明有电能转化为 能,若只改变电路中电流的方向,ab的运动方向将 (选填“改变”或“不改变”)。该装置揭示的原理可应用于 (选填“电动机”或“发电机”)。
【知识点6】扬声器
1、(2023 遂宁)物理学研究成果的应用,深刻地影响着人们的生产生活,对社会发展起到巨大的推动作用.下列设备应用法拉第电磁感应现象工作的是 ( )
A. B. C. D.
2、电和磁的关系可以理解为“电生磁”或“磁生电”,下列几个装置都与这一关系有关,其中正确的说法是(  )
A.图甲,当电磁继电器线圈通以额定电流时,接线柱AB接通
B.图乙,绕在铁钉上的线圈通电电流越大,能吸引的回形针数量越多
C.图丙,动圈式话筒的工作原理与电动机的工作原理相同
D.图丁,扬声器是利用电磁感应的原理工作的
3、如图是我国内首辆磁浮空轨列车——“兴国号”。其运行原理是通过电磁力实现列车与轨道之间的无接触的悬浮和导向,再利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行的。下列图中与其工作原理相同的是(  )
A. B. C. D.
4、如图所示为无线骨传导耳机,其发声元件为扬声器,由其发出的声音可以不经过人的外耳道而通过颅骨进行传播,从而使人听到声音。如图所示能反映耳机的扬声器工作原理的是(  )
A.
B.
C.
D.
5、关于下列四幅图,说法正确的是(  )
A.甲图是发电机的模型图,扬声器的原理与之相同
B.乙图是电动机的原理图,麦克风的原理与之相同
C.丙图说明磁能生电
D.丁图是发电机的模型图,其它条件不变,只将磁体南北极对调,流过灯泡的电流方向将改变
6、近来,随着天水麻辣烫的爆火,游客们逐渐涌入天水周边城市。夏夏候车时观察到四种现象,结合物理知识,下列说法正确的是(  )
A.铺设在铁路下的轨枕是为了减小压强
B.站前广场广播的声音传播不需要介质
C.站台的扬声器是将机械能转化为电能
D.站台设立警戒线是因为流速大压强大
7、图甲是扬声器的构造侧面示意图,图乙是扬声器的磁体和线圈正面示意图,N、S分别代表环形磁铁的北极和南极。当线圈接通电时,线圈受到磁铁的作用而向内运动。下列选项中通电线圈受到磁铁的作用运动情况正确的是(未画出磁感线)(  )
A.线圈受到磁铁的作用而向内运动
B.线圈受到磁铁的作用而向内运动
C.线圈受到磁铁的作用而向内运动
D.线圈静止不动
8、下列关于电磁现象的四幅图片的说法中错误的是
A.地理的两极和地磁场的两极并不重合的现象是我国宋代学者沈括最早发现的
B.我国最早指南针“司南”是把天然磁石琢磨成勺子形状,自然静止时它的勺柄指向北方
C.扬声器的线圈中通入携带随声音信息时刻变化的电流,使得它在一个瞬间和下一个瞬间受到不同的力,于是带动纸盆振动起来,发出了声音
D.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电流,这是法拉第发现的“电磁感应”现象
9、如图所示,神舟十三号航天员乘组与地面通信时,翟志刚展示了在空间站听的歌。小刚听过之后断定是杨耀扬唱的,他是依据声音的 判断的;手机发声的核心部件扬声器是靠膜片 发声的,其原理与 (选填“发电机”或“电动机”)大致相同。
10、如图所示是一种扬声器的结构示意图。当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时,线圈带动锥形纸盆
 (选填“向左”“向右”或“左右往复”)运动。锥形纸盆之所以运动,是由于磁场对 有力的作用,扬声器的工作原理与 (选填“电动机”或“发电机”)的原理相似。2026届中考物理一轮复习 电磁学:电动机 知识点专练(参考答案)
【知识点1】电流方向、磁场方向和受力方向关系
1、近日,《新闻联播》中出现了福建舰的最新画面,甲板上三套电磁弹射器清晰可见。电磁弹射器的弹射车与舰载机前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车的导体有强电流通过时,就会受到磁场强大的作用力,使舰载机迅速获得起飞速度。图中与电磁弹射器工作原理相同的是(  )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】由题意可知,电磁弹射器的弹射车与舰载机的前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车内的导体通以强电流时,即可受到强大的推力,由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动。
A、该装置为奥斯特实验,说明电流的周围存在磁场,故A错误;
B、电磁铁通电后具有磁性,使小磁针发生偏转,这是电流的磁效应,故B错误;
C、该装置中无电源,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动就会产生感应电流,是探究电磁感应现象的装置,故C错误。
D、图中有电源,属于电动机原理,是利用通电导体在磁场中受力而运动的原理工作的,故D正确;
2、我国自行研制的第三艘航空母舰福建号采用了最先进的电磁弹射器。电磁弹射器的弹射车处于强磁场中,当弹射车内的导体有强电流通过时,弹射车就给舰载机提供强大的推力而快速起飞。下列各图能正确反映电磁弹射器工作原理的是(  )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】由题意可知,电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车内的导体通以强电流时,即可受到强大的推力,由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动。
A、图A是奥斯特实验,说明电流周围存在磁场,故A不符合题意;
B、图B是探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系,故B不符合题意;
C、图C有电源,通电导体在磁场中受力运动,是电动机原理,故C符合题意;
D、图D没有电源,是探究电磁感应现象的实验,故D不符合题意。
3、如图所示的通电线圈,当手拿磁体靠近线圈时,线圈会转动,无磁体靠近线圈时,线圈不转动。下列有关此装置的说法正确的是(  )
A.此装置能将机械能转化为电能
B.此装置可用来研究电流的磁效应
C.此装置可用来研究电磁感应现象
D.此装置研究的是电动机的工作原理
【答案】D
【解析】A、该装置中有电源提供电能,当手拿磁体靠近线圈时,线圈会转动,消耗电能转化为机械能,故A错误;
BCD、该装置的原理是通电线圈在磁场中受力转动,通过本装置研究的是电动机的工作原理,故D正确,BC错误。
4、图中, 表示导线中的电流方向垂直于纸面向里,⊙表示导线中的电流方向垂直于纸面向外,F是磁场对通电导线的作用力。下列哪个选项中,磁场对通电导线的作用力与前图中 F的方向相同
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由安培定则可判定磁场方向向左,而电流方向垂直纸面向里,则磁场对通电导线的作用力方向与图相反,即向上,故A错误;
由安培定则得磁场方向向左,而电流方向垂直纸面向外,则磁场对通电导线的作用力方向与图相同,即向下,故B正确;
由安培定则得磁场方向向右,而电流方向垂直纸面向外,则磁场对通电导线的作用力方向与图相反,即向上,故C错误;
由于缺少电源,通电导线所处空间没有磁场,所以通电导线没有受到磁场力的作用
5、下列对图中四幅图的解释合理的是(  )
A.磁场中获得电流
B.开关闭合,小磁针的N极将向右偏转
C.电磁继电器是利用电流的热效应来工作的
D.开关闭合,电能转化为机械能
【答案】D
【解析】A.奥斯特实验表明,通电导线周围和永磁体周围一样都存在磁场,故A错误;
B.乙图中开关闭合后,通电螺线管周围存在磁场,根据安培定则可知,螺线管左端为N极,右端为S极,根据磁极间的相互作用规律可知,小磁针N极将向左偏转,故B错误;
C.丙图是电磁继电器,它是利用电流的磁效应来工作的,故C错误;
D.丁图是电动机,开关闭合后,通电线圈在磁场中受力转动,将电能转化为机械能,故D正确。
6、如图为公交车自动爆玻器,危急时刻,司机只需按下开关,自动爆玻器即可自动完成破窗。自动爆玻器就相当于一个电控安全锤,它是利用电磁线圈在通电的时候产生一个冲击力,带动一个钨钢头击打车窗玻璃边角部位,实现击碎玻璃的目的。图中的实验与自动爆玻器工作原理相同的是(  )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】司机按下开关,自动爆玻器的通电线圈在磁场中受到力的作用而运动,将电能转化为机械能,
A.闭合电路中的一部分导体做切割磁感线运动时,会产生感应电流,是机械能转化为电能,故A不符合题意;
B.说明磁极间的相互作用,同名磁极互相排斥,异名磁极相互吸引,故B不符合题意;
C.当导体中通过电流时,通电导线在磁场中受力的作用而运动,是电能转化为机械能,与自动爆玻器工作原理相同,故C符合题意;
D.说明通电导体周围存在磁场,是电流的磁效应,故D不符合题意。
7、有一种无针注射器,该注射器通电时,通电线圈的磁场与永久磁体的磁场相互作用产生强大的推力、使药液以高速注入皮肤,如图能反映其工作原理的是(  )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】根据题意可知,无针注射器是依靠磁场对通电线圈有力的作用,将药液快速“注入”皮肤的,这与电动机的原理相同;
A、题图是奥斯特实验,说明电流的周围存在磁场,故A不符合题意;
B、题图是电磁铁,其原理是电流的磁效应,故B不符合题意;
C、题图无电源,是发电机的工作原理图,故C不符合题意;
D、题图是电动机的工作原理图,故D符合题意。
8、如图所示四个实验的认识,正确的是(  )
A.甲图中验电器工作原理是异种电荷相互吸引
B.图乙中家庭电路的示意图是正确的
C.图丙实验中通电螺线管的右端是N极
D.图丁是发动机的原理示意图
【答案】C
【解析】A、甲图中验电器工作原理是同种电荷相互排斥,故A错误;
B、在家庭电路中,灯泡顶端的金属块应通过灯口及开关接在火线上,灯泡的螺丝口应接触电灯的螺旋套后接入零线,故B错误;
C、如图,用右手握住螺线管,使四指指向电流方向,则大拇指所指的右端为螺线管的N极,左端为S极,故C正确;
D、如图实验是磁场对通电导体产生力的作用的实验装置,可用来演示电动机的原理,故D错误。
9、如图是一种公交车自动爆玻器,它相当于一个电控安全锤。危急时刻,司机只需按下开关,内部电磁线圈通电产生一个冲击力,带动一个钨钢头击打车窗玻璃边角部位,实现击碎玻璃的目的。下列四个实验能反映自动爆破器工作原理是(  )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】司机按下开关,自动爆玻器的通电线圈在磁场中受到力的作用而运动,将电能转化为机械能。
A.该实验是奥斯特实验,说明通电导体周围存在磁场,是电流的磁效应,故A不符合题意;
B.该实验说明了电流的磁效应,是电磁铁的工作原理,故B不符合题意;
C.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,是机械能转化为电能,其原理是电磁感应现象,故C不符合题意;
D.该实验中,当给导体中通电时,通电导体在磁场中受力的作用而运动,与自动爆玻器的工作原理相同,故D符合题意。
10、小明学习了电与磁知识后,对电与磁内容很感兴趣,通过查阅一些资料,他对电与磁有了更深刻的认识。
(1)小明知道通电螺线管的外部磁场与条形磁体周围磁场相似。如图1,甲图中箭头表示电流方向,小磁针北极指向如图1甲(涂黑端为北极),则螺线管的A端是 (选填“N”或“S”)极。
(2)螺线管实际上就是由多个单匝圆形线圈组成,通电螺线管的磁场可以看成由每一个单匝圆形通电线圈的磁场组合而成,现有一单匝圆形通电线圈中的电流方向如图1乙所示,则其B端是 (选填“N”或“S”)极。
(3)地球周围存在磁场,有学者认为,地磁场是由于地球带电自转形成圆形电流引起的,如图1丙,结合图1甲、乙分析推断:地球的圆形电流方向与地球自转方向 (选填“相同”或“相反”)。物理学规定正电荷定向移动的方向为电流方向,那么地球带 (选填“正”或“负”)电。
(4)小明查阅资料,知道感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线方向有关,他还对电动机和发电机等原理知识进行了拓展实验,他做实验的装置如图2所示,ab和cd是放在光滑导轨上的金属棒。闭合开关,当金属棒ab水平向右做切割磁感线运动时,金属棒ab产生了“由a到b”的电流,此时金属棒cd随之水平向右运动。由此可知:
①图2甲装置的原理在生活中的应用是 (选填“电动机”或“发电机”);乙装置能量转化关系是 能转化为 能。
②若把图2甲装置中的磁极N、磁极S互换位置,然后把乙装置中的磁极N、磁极S也互换位置,当金属棒ab仍水平向右运动时,此时金属棒cd所受的磁场力方向水平 (选填“向左”或“向右”)。
【答案】(1)S;(2)S;(3)相反;负;(4)①发电机;电;机械;②向右。
【解析】(1)如图1,甲图中箭头表示电流方向,根据安培定则知,上端为N极,则螺线管的A端是S极。
(2)现有一单匝圆形通电线圈中的电流方向如图1乙所示,根据安培定则知,上端为N极,则其B端是S极。
(3)地球周围存在磁场,有学者认为,地磁场是由于地球带电自转形成圆形电流引起的,由于地磁N极在南方,根据安培定则,电流方向由东向西,地球的圆形电流方向与地球自转方相反。物理学规定正电荷定向移动的方向为电流方向,那么地球带负电。
(4)当导体ab水平向右移动,相当于一发电机,即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,这是电磁感应现象,相当于发电机;实验时ab相当于电源,cd相当于通电导线,通电导线在磁场中受到力的作用,即是电动机原理,将电能转化为机械能;
若把甲装置中的磁极N、磁极S互换位置,当金属棒ab仍水平向右运动时,导体ab切割磁感线运动的方向不变,磁场方向改变,则感应电流方向改变,即由b到a。因而cd中的电流方向改变,磁场方向改变,导体cd的受力方向不变,受到的磁场力水平向右。
11、(1)如图1所示为“测量小车平均速度”的实验装置,s1=2s2=1m,小车到达A、B、C三处的时间如图中方框所示。实验中应使斜面保持较 (选填“大”或“小”)的坡度;由图可知,小车在BC段的平均速度为 m/s。
(2)如图2所示是探究“影响电流热效应的因素”的实验装置。可用来探究电热与 的关系,通过比较 (选填“两液面高度差”或“加热时间”)来判断电流产生的热量多少。
(3)在探究“磁场对通电导体的作用”的实验中,小佳设计了如图3所示的电路,当闭合开关,磁场中金属棒ab在导轨上运动,若只将磁场的两极对调,接通电源,金属棒ab向相反的方向运动,说明力的方向与 方向有关;若同时对调磁场和电源的两极,接通电源,金属棒ab运动的方向 (选填“改变”或“不变”)。
【答案】(1)小;0.5;(2)电阻;两液面高度差;(3)磁场;不变。
【解析】(1)斜面坡度越大,小车沿斜面向下运动越快,计时会越困难,所以为测量时间方便,减小时间测量产生的误差,斜面坡度应较小;
sBC=s1﹣s2=1m﹣0.5m=0.5m,所用时间tBC=10:30:18﹣10:30:17=1s,
则BC段的平均速度为:vBC0.5m/s;
(2)如图乙所示是探究“影响电流热效应的因素”的实验装置,不同的电阻串联,控制电流和通电时间相等,可用来探究电热与电阻的关系,通过比较液面高度差来判断电流产生的热量多少;
(3)只将磁体的两极对调,接通电源,导体的运动方向会改变,所以观察到直导线向相反方向运动;说明力的方向与磁场的方向有关;若同时对调磁场和电源的两极,即电流方向和磁感线方向同时改变,金属棒ab运动的方向不变。
12、小郑使用电流表测量小灯泡的电流,连接的实验电路如图甲所示。
(1)如果不能估计电流大小,他应把导线a接到电流表标有_____(选填“-”“0.6”或“3”)的接线柱上,通过开关来试触并观察;
(2)闭合开关后,他观察到小灯泡正常发光,而电流表指针偏转角度很小,对于该现象,下列分析合理的是 。
A.可能某处导线断了 B.可能电流表烧坏
C.电流表的量程过大 D.电源的电压过低
(3)某次测量中,小郑不小心将电流表的正、负接线柱接反了,造成表的指针反向偏转,为弄清原因,他查看了说明书,表头结构示意图如图乙,他作出如下分析:当反接时,电流方向改变,磁场对通电线圈的作用力方向改变,带动指针反偏,你认为小郑的上述分析 (选填“有”或“没有”)道理。
【答案】(1)3 (2)C (3)有
【解析】(1)如果不能估计电流大小,为了不损坏电流表,应先选择电流表的大量程进行试触,即把导线a接到电流表标有3的接线柱上,通过开关来试触并观察。
(2)闭合开关后,小灯泡正常发光,则说明电路处于通路状态,而电流表指针偏转角度很小,则原因可能是电流表的量程过大,故A、B、D不符合题意,C符合题意。
(3)通电导线在磁场中的受力方向与磁场和电流的方向均有关,当反接时,磁场的方向不变,而电流的方向相反,故此时通电线圈在磁场中的受力方向相反,带动指针反偏,故小郑的上述分析有道理。
13、如图所示,将铜导线折成线框并放在干电池的正极上,负极吸附着强力磁铁,线框与磁铁组成闭合回路,线框在磁场中受到 的作用而转动起来,转动过程中,电能转化为 能,如果再吸附一块磁铁,线框的转速会变 。
【答案】磁场力;机械;大
【解析】线框与磁铁组成闭合回路,线框中有电流通过,线框在磁场中受到磁场力的作用而转动起来,转动过程中,消耗电能,电能转化为机械能,如果再吸附一块磁铁,则磁场变强,线框的转速会变大。
14、同学们做实验的装置如图1所示,ab和cd是放在光滑导轨上的金属棒。闭合开关,当金属棒ab水平向右做切割磁感线运动时,金属棒ab产生了“由a到b”的电流,此时金属棒cd随之水平向右运动。由此可知:
甲装置的原理在生活中的应用是 (选填“电动机”或“发电机”);乙装置能量转化关系是 能转化为
 能。
(2)若把甲装置中的磁极N、磁极S互换位置,当金属棒ab仍水平向右运动时,
①金属棒ab产生的电流方向是 (选填“由a到b”或“由b到a”)。
②请在图2中画出此时金属棒cd所受的磁场力F。(图2中的“ ”是乙装置中的金属棒cd垂直于纸面的剖面图)
【答案】(1)发电机;电;机械;
(2)由b到a,见解析。
【解析】(1)当导体ab水平向右移动,相当于一发电机,即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,这是电磁感应现象,相当于发电机;实验时ab相当于电源,cd相当于通电导线,通电导线在磁场中受到力的作用,即是电动机原理,将电能转化为机械能;
(2)若把甲装置中的磁极N、磁极S互换位置,当金属棒ab仍水平向右运动时,导体ab切割磁感线运动的方向不变,磁场方向改变,则感应电流方向改变,即由b到a。因而cd中的电流方向改变,磁场方向不变,导体cd的受力方向改变,故受力分析向左,如图所示:
15、当开关闭合后,ab段所受到的磁场力的方向如图所示。现要让图中ab段所受到的磁场力的方向与图相反,请在图中正确标出磁极的极性以及电源的正负极;
【答案】
【解析】通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关,当磁场方向不变时,电流方向发生改变,通电导体受力的方向会发生变化;当电流方向不变,磁场方向发生变化时,通电导体受力的方向也会发生变化。
16、探究“通电导体在磁场中受力与什么因素有关”的实验,如图所示。
(1)如图甲所示,将导体ab置于蹄形磁铁的两极之间,闭合开关,导体a向左运动,说明磁场对 导体有力的作用。
(2)仅将图甲中磁铁的N、S极对调,闭合开关,导体ab向右运动,说明导体在磁场中的受力方向与 有关;仅将图甲中电源的正、负极对调,导体ab向右运动,说明导体ab在磁场中的受力方向与 有关。
(3)将导体换成线圈放入磁场中,如图乙所示,闭合开关,线圈不能持续转动,是因为线圈越过了平衡位置以后,受到磁场的力要 它的转动。为了使线圈持续转动下去,可以通过每半周改变电流的方向或改变 的方向,生活中的电动机一般是通过换向器改变 的方向让线圈持续转动起来的。
【答案】(1)通电;(2)磁场方向; 电流方向;(3)阻碍;磁场;电流
【解析】(1)将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间,闭合开关后,电路中有电流,导体运动,说明磁场对通电导体有力的作用;
(2)导体在磁场中的受力方向与电流的方向和磁场的方向有关;
仅将图甲中磁铁的N、S极对调,闭合开关,导体ab向右运动,说明导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关;
仅将图甲中电源的正、负极对调,导体ab向右运动,说明导体ab在磁场中的受力方向与电流的方向有关;
(3)由图乙知,ab边受到向上的力,线圈越过了平衡位置以后,受到磁场的力的方向与运动方向相反,要阻碍线圈的转动,为了使线圈持续转动下去,可以通过每半周改变电流的方向或改变磁场的方向,生活中的电动机一般是通过换向器改变电流的方向让线圈持续转动起来的。
17、同学们在实验室利用如图所示的电路进行探究电磁相互作用的实验。
【答案】【实验一】(1)3;电动机; (2)右;强;【实验二】(1)不会; (2)B。
【解析】【实验一】(1)要利用该装置探究“磁场对电流的作用”(即通电导体在磁场中是否受力),既要有磁体,还要有通电导体(即要有电源),则由图可知应将开关与接线柱3接通;电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动,而电磁起重机的工作原理是电流的磁效应,因此电动机是利用图中原理工作的;
(2)为使悬挂的导体ab运动速度加快(即通电导体受到的磁场力增大),可以增大电路中的电流,减小滑动变阻器接入电路的电阻,则由图可知应将滑动变阻器向右移动;也可以改用磁性更强的磁体;
18、如图所示,通电的线圈abcd位于磁场中:①用箭头标出磁感线e的方向;②在O点画出cd段线圈所受磁场的作用力示意图。
【答案】见解析图
【解析】①在磁体的外部,磁感应线从N极发出回到S极,据此可知磁感线e的方向,如下所示:
②通电线圈的ab边在磁场中受力方向竖直向上,由图知cd边电流的方向和ab边电流方向相反,故cd边的受力方向与ab边的受力方向相反,即cd边的受力方向竖直向下,如下图所示:
【知识点2】电动机的构造
1、如图所示,在“探究感应电流产生的条件”实验中,AB棒的材料可能是 (选填“塑料”或“铝”),闭合开关,让AB棒在磁场中竖直上下运动,灵敏电流计指针 (选填“会”或“不会”)偏转;若将此装置中灵敏电流计换成 可进一步探究电动机的工作原理。
【答案】铝 不会 电源
【解析】在探究电磁感应现象的实验中,我们必须保证处于磁场中的这部分是导体。两种物质中,塑料是绝缘体,铝是导体,所以我们应选择铝棒。
闭合开关,让AB棒在磁场中竖直上下运动,由于没有切割磁感线,所以,灵敏电流计的指针不会偏转。
电动机工作时,是将电能转化为机械能,由此可知,我们需要在电路中添加电源,即将灵敏电流计换成电源。
2、(2023长沙)如图为玩具小汽车内直流电动机的结构简图,该电动机工作时将电能转化为 能和内能.如果想改变该直流电动机的转动方向,你可以采取的方法是 (写一条合理方法即可).
【答案】机械 改变电流方向(或将电源的正负极对调、改变磁场方向、将磁极对调,其他答案合理均可)
【解析】电动机工作时主要将电能转化为机械能,小部分转化为内能;直流电动机转动的方向与电流方向和磁场的方向有关,因此要改变直流电动机转动方向可以改变电流方向(或将电源的正负极对调、改变磁场方向、将磁极对调).
【知识点3】电动机的原理
1、如图是小明同学按物理课本“迷你实验室”提供的方法制作的科普小实验,下列关于该小实验分析不正确的是(  )
A.铅笔芯变阻器工作时利用改变铅笔芯的长度来改变电阻的
B.滑动变阻器向右移动时电磁铁吸引大头针的个数会增多
C.西红柿电池工作时化学能转化为电能
D.简易电动机工作是利用电磁感应现象制成的
【答案】D
【解析】A、铅笔芯变阻器是通过改变铅笔芯接入电路的长度来改变电阻的,故A正确;
B、当滑动变阻器滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流增大,所以电磁铁的磁性增强,其吸引大头针的个数增多,故B正确;
C、水果电池工作时把化学能转化为电能,故C正确;
D、电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的,故D错误。
2、如图所示,下列四幅图中的工作原理与电动机的工作原理相同的是(  )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】A、该图是奥斯特实验图,小磁针发生偏转说明通电导体周围有磁场,故A不符合题意;
B、图中所示的实验中,导体棒沿水平方向运动时做切割磁感线运动,导体中就会产生感应电流,这是电磁感应现象,是发电机的工作原理,故B不符合题意;
C、电路中有电流,通电线圈在磁场中受力转动,是电动机的工作原理,故C符合题意;
D、动圈式话筒是利用电磁感应的原理工作的,与发电机的原理相同,故D不符合题意。
3、如图所示的实验装置,可以用来(  )
A.研究感应电流的方向与磁场方向的关系
B.研究发电机的工作原理
C.研究通电导体在磁场中所受的力与什么因素有关
D.研究电磁铁的磁性与什么因素有关
【答案】C
【解析】如图所示的实验装置(有电源说明处于磁场中的导体棒中有电流通过),可以用来研究通电导体在磁场中所受的力与什么因素有关。
4、钕铁硼永磁体凭借寿命长、磁性强、耐高温等优点,制造而成的永磁电动机被广泛应用在新能源汽车领域。下列说法正确的是(  )
A.永磁体周围磁场分布不均匀
B.永磁体周围永远存在磁感线
C.永磁体周围的磁场方向都相同
D.电动机的工作原理是电磁感应
【答案】A
【解析】A、永磁体周围磁场分布不均匀,故A正确;
B、磁体周围不存在磁感线,故B错误;
C、永磁体周围的磁场方向不相同,故C错误;
D、电动机是根据通电导体在磁场中受到力的作用来工作的,故D错误。
5、如图所示,甲、乙、丙、丁是四幅实验图。下列说法正确的是(  )
A.根据图甲的实验原理,制成了发电机
B.图乙实验说明电流的周围存在磁场
C.图丙实验说明电能可以转化为机械能
D.图丁实验说明同名磁极相互吸引,异名磁极相互排斥
【答案】B
【解析】A.甲图是探究通电导体在磁场中受力运动的实验,根据该实验原理制成了电动机,故A错误;
B.乙图是奥斯特实验,实验现象说明了通电导体周围存在磁场,故B正确;
C.丙图是电磁感应现象,磁现象是机械能转化为电能,故C错误;
D.丁图是探究磁极间的相互作用,实验结果表明同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,故D错误。
6、科学研究是以实验为基础的,下列有关实验的说法中正确的是(  )
A.甲图:托里拆利实验测出了大气压强的数值
B.乙图:此实验能反映电动机的工作原理
C.丙图:两个紧压在一起的铅柱没有被重物拉开,说明分子之间存在斥力
D.丁图:此实验能直接验证牛顿第一定律
【答案】A
【解析】A、托里拆利实验测出了大气压强的数值,故A正确;
B、此实验是探究电磁感应现象的实验,是发电机的工作原理,故B错误;
C、图中实验探究了构成固体的分子之间存在相互作用的引力,故C错误;
D、牛顿在总结伽利略等科学家研究成果的基础上,通过科学的推理总结出了牛顿第一定律,故D错误。
7、如图,对下列四幅图的分析正确的是(  )
A.甲实验通电后小磁针发生偏转,断电后小磁针仍然在偏转位置不动
B.乙实验过程中将机械能转化为电能
C.丙实验说明电磁铁的磁性强弱与电流大小有关
D.丁实验可用来研究发电机的工作原理
【答案】B
【解析】A.甲图演示的是奥斯特实验,说明通电导体周围存在磁场,通电后小磁针发生偏转,断电后小磁针恢复到原来的位置,故A错误;
B.乙图演示的是电磁感应实验,导体只有切割磁感线时,闭合电路中才会产生感应电流,实验过程中将机械能转化为电能,故B正确;
C.丙图演示的是探究电磁铁磁性的强弱的影响因素,两个电磁铁串联在电路中,通过它们的电流大小相等,而两个电磁铁的匝数不同,吸引铁钉的多少也不同,这说明电磁铁的磁性强弱与匝数的多少有关,故C错误;
D.丁图演示的是通电导体在磁场中受力运动,电能转化为机械能,是电动机的工作原理,故D错误。
8、如图所示是一款电动腹部按摩器,它可以利用内置电池或者电源推动按摩头转动,对腹部进行按摩保健。下列与其工作原理相同的是(  )
A.动圈式话筒
B.电风扇
C.磁悬浮列车
D.电铃
【答案】B
【解析】A.电动按摩器是利用内置电池或者电源推动按摩头振动,将电能转化为机械能,相当于电动机,工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用,动圈式话筒工作原理是电磁感应,故A不正确;
B.电风扇工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用,故B正确;
C.磁悬浮列车工作原理是电流的磁效应,故C不正确;
D.电铃的工作原理是电流的磁效应,故D不正确。
9、图甲和图乙是电磁学中很重要的两个实验,其中 图装置研究的是磁场对通电导体的力的作用,根据此实验原理可以制成 机;闭合开关后,乙图导体ab沿 (选填“水平”或“竖直”)方向运动灵敏电流计指针会发生偏转。
【答案】甲 电动 水平
【解析】图甲中,闭合开关,导体ab中有电流通过,将受力运动,在此过程中,将电能转化为机械能,根据这个原理可制成电动机;图乙中,闭合开关后,当导体ab在磁场中沿水平方向做切割磁感线运动时,电路中会有感应电流产生,灵敏电流计指针偏转。
10、中国深圳大疆创新科技有限公司作为全球顶尖的无人机制造商,推出的精灵系列“四旋翼”无人机备受用户欢迎。它采用4个电动机带动螺旋桨转动,对下方空气施力的同时获得升力,下表是该无人机的部分参数:
无人机绕过障碍物的过程中,其运动状态 (选填“发生”或“未发生”)改变。如图乙是无人机竖直向上运动的v﹣t图象,由图象可知,在0~5s内,无人机受到的升力 (选填“大于”“等于”或“小于”)重力;在5~10s内,无人机受到的升力等于 N。该无人机通过螺旋桨转动获得升力,运用的原理是物体间力的作用是
  的。
(2)无人机旋翼是利用通电线圈在 中受力转动的原理工作的,增大线圈中的电流,旋翼的转速会 (选填“变快”或“变慢”)。
(3)电动机在工作时要保持其两端电压为12V不变,通过电子调速器(简称电调)来控制电动机的电流从而改变电动机的功率,每一个电动机连接一个电调,那么电动机和电调的连接方式是 (选填“并联”或“串联”),若电源电压全部加在某一电动机和电调的两端,则电动机和电调的电压之比为 。
【答案】(1)发生;大于;20;相互;(2)磁场;变快;(3)串联;4:1。
【解析】(1)无人机绕过障碍物的过程中,运动的方向发生了改变,其运动状态发生改变;
分析图乙可知,由图像可知,在0~5s内,无人机做加速运动,则无人机处于非平衡状态,升力大于重力;
在5~10s内,无人机的速度是匀速运动,受到的力是平衡力,大小相等,所以无人机受到的升力等于重力,
G=mg=2kg×10N/kg=20N;
无人机螺旋桨高速旋转向下击打空气,对空气有一个向下的力,同时空气对螺旋桨有一个向上的力使无人机获得向上的升力,这是利用物体间力的作用是相互的;
(2)无人机旋翼主要组成部分有电动机,是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的,增大线圈中的电流,则磁力变大,旋翼的转速会变快;
(3)由题意知,每一个电动机连接一个电调,通过电子调速器(简称电调)来控制电动机的电流从而改变电动机的功率,故电动机和电调的连接方式是串联。
根据串联电路电压规律可知,电调两端的电压:U电调=U﹣U电动机=15V﹣12V=3V,
则电动机和电调的电压之比:U电动机:U电调=12V:3V=4:1。
11、根据如图所示的实验图,在下面的横线处填入相应的内容。
(1)甲图:向上拉动弹簧测力计,玻璃板脱离水面的瞬间弹簧测力计的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)乙图:验电器的金属箔张开一定角度,是由于 ;
(3)丙图:用电压表测量水果电池的电压,电压表指针向右偏转,可知 片是“水果电池”的正极,此过程能量的转化情况是 ;
【答案】(1)变大 (2)同种电荷相互排斥 (3)铜 化学能转化为电能
【解析】(1)玻璃板下表面与水面接触,玻璃板下表面的分子与水分子之间的距离变小,当向上拉动弹簧测力计使玻璃板脱离水面的瞬间,水分子和玻璃分子间存在的引力阻碍玻璃板向上运动,所以弹簧测力计既要克服玻璃板的重力,又要克服水分子和玻璃分子间存在的引力,示数会变大。
(2)当带负电荷的物体靠近金属球时,根据异种电荷相互吸引,金属球上的负电荷转移到两片金属箔上,金属球带正电,两片金属箔带负电,由于同种电荷相互排斥,所以金属箔会张开一定角度。
(3)图中电压表指针正常偏转,则连接电压表正接线柱的是电池的正极,即铜片是水果电池的正极。
水果电池为利用水果中的化学物质和金属片发生反应产生电能的一种电池,所以水果电池属于将化学能转化为电能的装置。
12、如图为学生用电流表的内部结构示意图。当电流表接入电路,有电流通过线圈时,线圈带动指针偏转。该电流表的工作原理与 (选填“发电机”或“电动机”)相同;当电流表正负接线柱接反时,电流表指针反向偏转,说明受力方向与 有关;电流表使用时需要远离强磁体,是因为磁体周围存在 ,会影响电流表示数。
【答案】电动机 电流方向 磁场
【解析】如图电流表的内部结构主要由磁体、线圈组成,当电流表有电流通过时,线圈成为通电导体在磁场中受力而运动,即电流表的工作原理是通电导体在磁场中受力而运动,与电动机工作原理相同。
当电流表正负接线柱接反时,电流方向改变,电流表指针反向偏转,说明电流表内部的线圈所受到的力的方向也发生了改变,即说明受力方向与电流方向有关。
磁体的周围存在磁场,若电流表使用时靠近强磁体,则内部的线圈会受到磁场的作用使指针发生偏转,影响示数,因此电流表使用时需要远离强磁体。
13、音乐喷泉(图甲)是集声光电技术于一体的装置,一方面通过电脑采集音乐的声音频率特征,并将其转化为控制信号,控制水泵喷出水柱,形成喷泉;另一方面让红、绿、蓝三种色灯照射到水柱上,通过电脑控制三种色灯亮暗让水柱变换颜色,呈现美轮美奂的视觉效果。如图乙为控制喷泉工作的模拟电路,控制电路电源电压Ua呈周期性变化(如图丙所示),定值电阻R1=2Ω。E为具有特殊功能的电子元件,当Ua<6V时,E两端的电压等于电源电压;当Ua≥6V时,E两端电压恒为6V,当线圈中通过的电流I≥2A时,电磁继电器衔铁被吸下,水泵启动喷水。
(1)物理学上把红、绿、蓝三种色光叫做光的 。
(2)图乙中水泵主要部件是电动机,电动机是利用 (选填“电流的磁效应”“磁场对电流的作用”或“电磁感应现象”)来工作的。
(3)喷泉喷出水柱在空中形成水雾,这水雾在空中飞舞 (选填“属于”或“不属于”)分子扩散现象。
(4)当电源电压为4V时,E两端的电压等于 V。
(5)当电源电压为 V时,电磁继电器衔铁刚好被吸下水泵启动喷水。
(6)已知水泵每秒可喷出水的体积为5000cm3,则在10分钟内水泵喷出的水的质量是__________kg。(ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg)
【答案】(1)三原色 (2)磁场对电流的作用 (3)不属于 (4)4 (5)10 (6)
【解析】(1)根据定义可知,物理学上把红、绿、蓝三种色光叫做光的三原色。
(2)根据电动机的工作原理可知,电动机是利磁场对电流的作用来工作的。
(3)水雾在空中飞舞,发生了机械运动,不属于扩散运动。
(4)根据题意可知,当电源电压Ua<6V时,E两端的电压等于电源电压,则当电源电压为4V时,E两端的电压等于4V。
(5)根据题意可知,当线圈中通过的电流I≥2A时,电磁继电器衔铁被吸下,水泵启动喷水,此时定值电阻R1两端的电压为
且当Ua≥6V时,E两端电压恒为6V,则电源电压为
(6)由于当电源电压大于等于10V时,水泵可喷出水,由图丙可知,在6s内,只有2-4s内可喷出水,则在10分钟内水泵喷出的水体积为
故质量为
14、人工智能让我们的生活更加便捷,某酒店迎宾机器人能将客人从酒店门口带至前台。若这一过程中机器人做匀速直线运动,通过的路程为20m,所受阻力为自身重力的0.05倍,机器人的相关参数如表所示,取g=10N/kg。
(1)机器人运动中应用到 (选填“电动机”或“发电机”),其工作原理是  通电导体在磁场中受到力的作用而运动 ;
(2)机器人对地面的压强为 ;
(3)牵引力所做的功为 ;
(4)电能转化为机械能的效率为 。
【答案】(1)电动机;通电导体在磁场中受到力的作用而运动;(2)2×105Pa;(3)360J;(4)75%。
【解析】(1)机器人运动中消耗电能获得机械能,因而应用到电动机,电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用而运动;
(2)机器人对地面的压力:F=G=mg=36kg×10N/kg=360N,
则机器人对地面的压强:p2×105Pa;
(3)机器人受到的阻力:f=0.05G=0.05×360N=18N,
机器人匀速行驶时,机器人的牵引力与受到的阻力是一对平衡力,根据二力平衡条件可知,机器人的牵引力:F牵=f=18N,
牵引力所做的功(获得的机械能):W=F牵s=18N×20m=360J;
(4)由v可知,机器人全程运动的时间:t20s,
机器人消耗的电能:W电=UIt=24V×1A×20s=480J;
电能转化为机械能的效率:η100%100%=75%。
15、绿色环保已成为人们生活中重要的理念。电动汽车、电动单车已经成为了人们日常外出的重要交通工具,请用物理知识回答下列问题。
(1)电动车的能量转换方向主要是将什么能转化为什么能?
(2)电动车利用电动机获得牵引力,电动机的工作原理是?
【答案】见解析
【解析】 (1)电动车在工作过程中是为了提供动力的,由此可判断其主要的能量转化方向为将电能转化机械能;
(2)电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动。
16、电动垂直起降航空器,又称“空中出租车”,是一种能够垂直起降并依靠电力驱动的飞行器。某品牌“空中出租车”如图所示,最大起飞质量2t,5座设计,最大巡航速度200km/h,核心模组100%国产化。
(1)它的动力装置主要是电动机,下图能够反映它工作原理的是___________。(填序号)
A. B.
(2)某同学乘坐汽车从银川到中卫旅游,用时约2.5h。若乘坐此“空中出租车”以最大巡航速度从银川到中卫,两地航线距离约150km,相比乘坐汽车缩短多长时间?
(3)若该“空中出租车”以最大起飞质量从100m的高度竖直降落到地面,重力做功是多少?(g取10N/kg)
(4)它静止时与水平地面的总接触面积为,以最大起飞质量静止在水平地面,对地面的最大压强是多少?
【答案】(1)A (2)1.75h (3) (4)
【解析】(1)选项A图是研究磁场对电导体有力的作用的装置,是电动机的原理;B图是研究电磁感应现象的实验装置,是发电机的原理。故选A。
(2)“空中出租车”以最大巡航速度从银川到中卫,所用的时间为
相比乘坐汽车缩短多长时间
(3)“空中出租车”的重力为
重力做功为
(4)“空中出租车”静止在水平地面上时对地面的压力为
对地面的最大压强
17、阅读短文,回答问题。
福建舰海试
2024年5月,我国第三艘航空母舰福建舰的首次航行试验成为全球关注的焦点。这艘航母不仅是中国海军力量的象征,更是海洋科学原理在现代工程中应用的典范。作为中国首艘完全自主设计建造的弹射型航母,其设计和建造过程中充分考虑了海洋环境的复杂性。舰体的载重分布需要精心设计以保证航母在各种海洋环境中都能平稳行驶。在不同海域,福建号航母需要适应海水密度的变化,航母的吃水线就表明了这种设计上的关注。寒带高盐度海域海水密度较大,航母的吃水深度较浅,而在赤道附近的热带海域,由于海水盐度较低、温度较高,海水密度较小,吃水深度较深。福建号是中国首艘采用电磁弹射系统的航母,在未来的航行试验中,福建号将继续验证其在不同海域环境下的性能,包括舰载机的电磁弹射起飞和降落,以及电子系统和武器系统的综合测试。电磁弹射系统以其高效率、可控性、维护简便、弹射力平稳等优势,大幅提高了舰载机的出动率和作战效率。该系统能适应不同质量和类型的飞机,从小型无人机到大型预警机均可弹射起飞。福建舰的成功下水试航,展示了中国海军力量的增强和海洋科技的创新能力。
(1)福建号航空母舰能够浮在水面上,是根据 原理,舰载机的电磁弹射系统的工作原理与 (选填“发电机”或“电动机”)的工作原理相同;
(2)当福建号航行至温度较低、盐度较高的海域时,航母排开的海水体积会 ;
(3)请写出福建号电磁弹射系统的一个优点: 。
【答案】(1)阿基米德;电动机;(2)变小;(3)维护简便。
【解析】(1)福建号航空母舰能够浮在水面上,利用质量不变,增大排开液体的体积增大浮力,是根据阿基米德原理,使其漂浮在水面上。
舰载机的电磁弹射系统的工作原理是磁场对电流有力的作用,故与电动机的工作原理相同。
(2)当福建号航行至温度较低、盐度较高的海域时,航母自身重量不变,漂浮时浮力等于重力,即浮力不变,盐度较高的海域时海水的密度增大,根据F浮=ρ海水gV排知排开的海水体积会变小。
(3)由短文知福建号电磁弹射系统的一个优点:电磁弹射系统以其高效率、可控性、维护简便、弹射力平稳等优势,大幅提高了舰载机的出动率和作战效率。
【知识点4】换向器的作用
1、下面是小聪整理的部分电学笔记,其中叙述正确的是( )
A.毛皮与橡胶棒摩擦过程中,毛皮得到了电子
B.直流发电机线圈中产生的是直流电
C.磁感线总是从磁体北极出发回到磁体南极
D.安装家庭电路时,开关应与所控制的电灯串联,且接在火线上
【答案】D
【解析】毛皮与橡胶棒摩擦后,橡胶棒带负电,毛皮带正电,此过程中毛皮因失去电子而带正电,故A错误;
直流发电机线圈中产生的是交流电,在输出时该发电机中的换向器将产生的交流电变为直流电,故B错误;
在磁体外部磁感线从磁体北极出发回到磁体南极,在磁体内部磁感线从磁体南极出发回到磁体北极,故C错误;
安装家庭电路时,开关应与所控制的用电器串联,且开关接在火线与用电器之间,这样在开关断开时,用电器不带电,保证了维修人员的安全,故D正确。
2、(2023·梅州一模)如图所示,线圈abcd位于磁场中,开关S与触点1接通时,ab段导线受磁场力F的方向向上,以下说法正确的是(  )
A.该模型为发电机
B.开关S和触点1接通后,线圈可以一直顺时针转动下去
C.将磁极N、S对调位置后,ab导线受到的磁场力会增大
D.当开关S改为与触点2接通时,ab段导线受磁场力方向向下
【答案】D
【解析】(1)电动机模型有电源,发电机模型没有电源;
(2)线圈越过了平衡位置以后,受到的磁场力的方向与运动方向相反;
(3)改变电流的方向或磁场的方向都可以改变线圈的受力方向,从而使其转动方向不同,若电流的方向和磁场的方向都同时改变,不会改变线圈的受力方向。
3、如图所示的装置,线圈abcd转动过程中经过甲、乙位置。
(1)图甲中ab段导线的电流方向是___________(选填“由a到b”或“由b到a”),图乙中ab段导线的电流方向是_________(选填“由a到b”或“由b到a”);
(2)图甲中ab段导线所受磁场力F的方向竖直向上,请标出图乙中ab段导线所受磁场力的方向;
(3)本装置是采用_____________的办法使线圈连续转动下去。
【答案】(1)由b到a 由a到b
(2) (3)改变电流方向
【解析】(1)由于电流从电源的正极出发,故图甲中ab的电流方向是由b到a。
在图乙中,导线ab中的电流方向是由a到b,与图甲的电流方向相反。
(2)磁场方向不变,导线ab中的电流方向改变,所以导线ab的受力方向改变,图甲中导线ab的受力方向向上,所以图乙中导线ab的受力方向向下。
(3)由图可知,本装置是采用改变电流方向的办法使线圈连续转动下去,图中换向器起到改变电流方向的作用。
4、小明在学习了“电与磁”内容后做了以下探究,请你完成下列问题。
(1)小明利用如图所示装置探究“感应电流产生的条件”时,应在“a”、“b”之间接入___________(选填“灵敏电流计”“电源”或“灯泡”),可制成 ___________机,该原理是 ___________;
(2)要使感应电流方向发生改变,可采取的具体措施是 _______(选填字母);
A.使用磁性更强的磁体
B.保持磁体静止,只改变导体竖直运动的方向
C.保持磁体静止,只改变导体水平运动的方向
D.改变磁极方向,同时改变导体水平运动的方向
(3)从能量的角度来分析,感应电流的产生过程的能量转化是_________________________;
(4)完成上述实验后,小明还想探究“磁场对通电导体的作用”,只需将 a、b 两接线柱间的器材换为 ____________(选填“灵敏电流计”“电源”或“灯泡”)即可,为了进一步探究,小明多做了如图甲乙丙三组实验,通电后图甲中ab段导线受磁场力的方向竖直向上,请在图丙中作出ab段导线所受到的磁场力F′的示意图;( )
(5)生产实际中,为使直流电动机的转子能持续不停地转动,在此结构的基础上主要是通过加装_____________来实现的,其所用到的原理是___________。
【答案】(1)灵敏电流计 发电 电磁感应 (2)C (3)机械能转化为电能 (4)电源 (5)换向器 通电导体在磁场中受到力的方向与电流方向有关
【解析】(1)探究“感应电流产生的条件”时,将机械能转化为电能,没有电源,为了实验现象明显,利用灵敏电流计显示是否有电流产生,而不选用灯泡,故选用灵敏电流表,可以制成发电机,发电机是利用电磁感应现象制成的。
(2)感应电流的方向跟磁场方向和导体切割磁感线的方向有关。
使用磁性更强的磁体,可以改变感应电流的大小,不能改变感应电流的方向,A不合题意。
保持磁体静止,只改变导体竖直运动的方向,导体不切割磁感线,电路中不会产生电流,B不合题意。
保持磁体静止,只改变导体水平运动的方向,电路中产生的电流方向改变,C符合题意。
改变磁极方向,同时改变导体水平运动的方向,电流的方向不改变,D故不合题意。
(3)感应电流的产生的过程,是机械能转化为电能的过程。
(4)因为通电导体在磁场中受力会运动,观察图可知缺少一个电源,因此利用如图甲所示的装置研究“磁场对通电导体的作用”时,应在a、b之间接入电源。
由于电流从电源的正极出发,故此时图中ab的电流方向是由a到b;在图丙中,由于电流的方向和磁场的方向均没有改变,故此时线圈所受力的方向仍不变,即力的方向仍是向上的。
(5)直流电动机的线圈可以持续转动,是因为它加装了换向器,该装置能在线圈刚转过平衡位置时,自动改变线圈中的电流方向,其原理是通电导体在磁场中受到力的方向与电流方向有关。
【知识点5】电动机的能量转化
1、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.
【答案】C
【解析】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,故A错误;
B、通电导体的周围有磁场,是电流的磁效应,故B错误;
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,故C正确;
D、是研究电磁铁磁性的大小与线圈匝数的关系,故D错误;
2、下列说法中错误的是( )
A.磁场和磁感线都是真实存在的
B.电动机工作时是将电能转化为动能
C.在磁体外部,磁感线从N极指向S极
D.磁极间的相互作用是通过磁场发生的
【答案】A
【解析】磁极与磁极、磁场与电流、电流与电流的相互作用都是通过磁场发生,电场和磁场都是客观存在的物质;电动机是将电能转化为动能的用电器;磁感线是闭合曲线,没有起点和终点,在磁体外部,磁感线由N极指向S极,在磁体内部相反;磁场时客观存在的物质,磁感线不是客观存在的,是人们为形象地描述磁场而虚构出来的线。
故选A。
3、对图中甲、乙、丙、丁四幅图解释合理的是(  )
A.甲:磁场中获得电流
B.乙:开关闭合,小磁针N极将向右偏转
C.丙:是电动机原理的装置
D.丁:开关闭合,将有电能转化为机械能
【答案】D
【解析】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不符合题意;
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不符合题意;
该装置演示的是当导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中便会产生电流,外边的电流表就是用来检测电路中有没有电流的,所以该装置的实验原理,应用于制造发电机,故C不符合题意;
电动机的原理是通电线圈在磁场中受力而发生转动,电动机原理的装置里,外边是有一个电源给导体提供电流的,装置是电能转化为机械能,故D符合题意。
故选D。
4、图中是小明制作的简单电动机模型,其线圈由漆包线绕成,将线圈一端的漆全部刮掉,另一端只刮掉半周,在线圈的下面放置了一块磁体。将其接入电路中,闭合开关后,线圈转动起来了。关于此电动机模型,下列说法正确的是(  )
A.利用电磁感应原理工作
B.线圈在转动时,始终受到磁场作用力
C.将电能转化为机械能
D.增大线圈中的电流可改变转动方向
【答案】C
【解析】电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动,故A错误;由于线圈中有一端的漆只刮掉半周,会出现电路中无电流状态,当线圈转到该位置处,由于线圈中无电流,所以不会受到磁场力的作用,故B错误;电动机消耗电能而转动起来,能量转化为电能转化为机械能,故C正确;线圈转动的方向与电流的方向有关,增大线圈中的电流,只会改变线圈受到磁场力的大小,而不会改变受力的方向,故D错误。
5、如图所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.图中线圈平面恰好处在平衡位置
C.若将电源的正负极对调,从O点沿转轴OO′观察,线圈仍顺时针转动
D.图示装置工作时把机械能转化为电能
【答案】C
【解析】A、由图知电流从螺线管的左端流入、右端流出,据安培定则可知,通电螺线管EF的E端为N极、F端为S极,通电螺线管PQ的P端为N极、Q端为S极,故A错误;
B、当通电线圈所在平面与磁感线垂直时,线圈处于平衡状态,此时线圈受力平衡,故B错误;
C、若只将电源的正负极对调,则电流的方向发生改变,两个螺线管的磁极的方向也发生了改变,即线圈所处磁场方向改变,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,即顺时针转动,故C正确;
D、电动机工作时将电能转化为机械能,故D错误。
6、某机器的能量流向图如图所示,据此推测该机器可能是(  )
A.热机
B.电动机
C.发电机
D.电热水器
【答案】B
【解析】如图该机器将一部分电能转化成了机械能,还有一部分电能转化成了内能,
A、热机工作时将内能转化为机械能,故A不符合题意;
B、电动机是将大部分的电能转化为了机械能,还将一少部分电能转化为了内能,故B符合题意;
C、发电机工作时将其它形式的能转化为电能,故C不符合题意;
D、电热水器工作时将电能转化为内能,不产生机械能,故D不符合题意。
7、关于如图所示的实验装置,表述错误的是( )
A.该装置可用来研究电磁感应现象
B.该装置能将电能转化为机械能
C.该装置可用来研究磁场对通电导体的作用
D.该装置揭示的原理可应用于电动机
【答案】A
【解析】图中不是电磁感应的研究装置,因此不能研究电磁感应现象,故A错误;
该装置实验过程中使电能转化为机械能,故B正确;
图中的装置可以研究磁场对通电导体的作用力,故C正确;
通电导体在磁场中受力是电动机的原理,故D正确。
8、关于“电与磁”,下列描述正确的是
A.电磁波可以在真空中传播
B.磁场的方向总是从N极指向S极
C.电动机的发明,实现了机械能向电能的转化
D.地球磁场的北极在地理北极附近
【答案】A
【解析】电磁波可以在真空中传播,故A正确;
磁场的方向在外部总是从N极指向S极,在内部是从S极指向N极,故B错误;
电动机的发明,实现了电能向机械能的转化,故C错误;
地球磁场的北极在地理南极附近,故D错误。
9、节能减排已引起全球的关注,很多国家倡导使用电动车来替代燃油车,不过续航里程依旧是电动车让人头疼的地方,有人想了一个办法:在电动车的前轮上装一个发电机,一边走一边发电,然后给蓄电池充电,蓄电池在带动后轮的电动机转动,这样就可以无限行驶了.你认为这位网友的想法是否正确?为什么? .
【答案】不正确,这位网友的想法违背了能量守恒定律,机械能转化为电能,电能转化为机械能的过程中要损失一部分能量
10、如图所示是某公司最新推出的一款仿生四足机器狗。该机器狗的机身上拥有多个电动机,电动机的工作原理是 ,该机器狗身上还搭载了多个对光线、温度、声音等高度敏感的传感器,传感器是用 (选填“导体”“半导体”或“绝缘体”)材料制成的。
【答案】通电线圈在磁场中受力而转动;半导体。
【解析】机器狗身上有多个电动机,要消耗电能转化为机械能,所以电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动。
传感器的电阻会受到温度、光线和声音的变化而变化,所以它是由半导体做成的。
11、用“电池+磁铁+铜线圈”手工制作会跑动的小火车。将磁铁吸附在电池正负两极,放进铜线圈后,电池居然成了跑得飞快的电动小火车(如图所示)。
分析:从图看出,在外裸的铜线圈内,电流从“电池+极”→磁铁→部分线圈→磁铁→“电池﹣极”形成回路,于是,通电时的铜线圈产生类似于 磁铁的磁场。“电池+磁铁”组成的小火车,用的是强磁铁,它最两端在外部磁场作用下“一吸一斥”而运动,摆放错了车跑不了,请你结合图磁场分析,能跑的是 (选填“甲”或“乙”)。在跑动过程中能的转化是 。
【答案】条形 乙 电能转化为机械能
【解析】电流的周围存在磁场,通电时的铜线圈的两端为磁极,周围存在的磁场,与条形磁铁的磁场相似。
小火车是因为“一吸一斥”而运动,即利用同名磁极相排斥,异名磁极相吸引获得的斥力与引力运动的磁场的方向由N极指向S极,由图可知,甲中的是电池两端与磁极相邻的都是同名磁极故甲不会跑;乙中的是电池的最端与铜线圈的左端是同名磁极,电池右端与铜线圈右端是异名磁极,满足一吸一斥,故乙车会跑动;
在跑动过程中,消耗了电能,获得机械能,电能转化为机械能。
12、如图电路,闭合开关,能看到蹄形磁铁中的金属棒ab运动起来,说明有电能转化为 能,若只改变电路中电流的方向,ab的运动方向将 (选填“改变”或“不改变”)。该装置揭示的原理可应用于 (选填“电动机”或“发电机”)。
【答案】机械;改变;电动机。
【解析】通电导体在磁场中受力运动时,将电能转化为机械能;应用于电动机;
通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关,保持磁场方向不变,只改变导体中电流方向,则导体的受力方向即运动方向也会改变。
【知识点6】扬声器
1、(2023 遂宁)物理学研究成果的应用,深刻地影响着人们的生产生活,对社会发展起到巨大的推动作用.下列设备应用法拉第电磁感应现象工作的是 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】麦克风的工作原理是电磁感应,A符合题意;电热水壶是利用电流的热效应工作的,B不符合题意;扬声器是利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作的,C不符合题意;电磁起重器是利用电流的磁效应工作的,D不符合题意.故选A.
2、电和磁的关系可以理解为“电生磁”或“磁生电”,下列几个装置都与这一关系有关,其中正确的说法是(  )
A.图甲,当电磁继电器线圈通以额定电流时,接线柱AB接通
B.图乙,绕在铁钉上的线圈通电电流越大,能吸引的回形针数量越多
C.图丙,动圈式话筒的工作原理与电动机的工作原理相同
D.图丁,扬声器是利用电磁感应的原理工作的
【答案】B
【解析】A、由图可知,当电磁继电器线圈通以额定电流时,电磁铁产生磁性,衔铁向下移动,接线柱BC接通,故A错误;
B、绕在铁钉上的线圈通电电流越大,其磁性越强,所以能吸引的回形针数量越多,故B正确;
C、动圈式话筒是利用电磁感应原理制成的,而电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的,故C错误;
D、扬声器是根据通电导体在磁场中受力而运动的原理工作的,故D错误。
3、如图是我国内首辆磁浮空轨列车——“兴国号”。其运行原理是通过电磁力实现列车与轨道之间的无接触的悬浮和导向,再利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行的。下列图中与其工作原理相同的是(  )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】磁悬浮列车利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行,和电动机的工作原理完全相同,所以磁悬浮列车获得动力的原理是通电导体在磁场中受到力的作用。
扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用,话筒的工作原理是电磁感应,故A符合题意,D不符合题意;
闭合开关,电磁铁会吸引小铁钉,这是电流的磁效应,故B不符合题意;
闭合开关,导线附近的小磁针的方向会发生偏转,这是电流的磁效应,故C不符合题意。
4、如图所示为无线骨传导耳机,其发声元件为扬声器,由其发出的声音可以不经过人的外耳道而通过颅骨进行传播,从而使人听到声音。如图所示能反映耳机的扬声器工作原理的是(  )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】无线骨传导耳机的扬声器的原理是磁场对通电导体有力的作用。
A.是奥斯特实验,证明通电导线周围存在磁场,故A不正确;
B.是探究电磁铁磁性强弱影响因素的实验装置,故B不正确;
C.是电磁感应现象实验装置原理图,故C不正确;
D.是探究磁场对通电导体有力的作用的实验装置,故D正确。
5、关于下列四幅图,说法正确的是(  )
A.甲图是发电机的模型图,扬声器的原理与之相同
B.乙图是电动机的原理图,麦克风的原理与之相同
C.丙图说明磁能生电
D.丁图是发电机的模型图,其它条件不变,只将磁体南北极对调,流过灯泡的电流方向将改变
【答案】D
【解析】A、甲图属于通电导体在磁场中受力的作用,是电动机的模型图,电能转化为机械能,扬声器原理与之相同,故A错误;
B、乙图属于通电导体在磁场中受力的作用,是电动机的实物连接图,电能转化为机械能,麦克风是把声信号转换成电信号,即把机械能转化为电能,故B错误;
C、丙图是奥斯特发现了电流的磁效应的实验原理图,不能说明磁生电,故C错误;
D、丁图是发电机的模型图,发电机电流方向与磁场方向和导体运动方向有关,其它条件不变,只将磁体南北极对调,磁场方向改变,流过灯泡的电流方向将改变,故D正确;
6、近来,随着天水麻辣烫的爆火,游客们逐渐涌入天水周边城市。夏夏候车时观察到四种现象,结合物理知识,下列说法正确的是(  )
A.铺设在铁路下的轨枕是为了减小压强
B.站前广场广播的声音传播不需要介质
C.站台的扬声器是将机械能转化为电能
D.站台设立警戒线是因为流速大压强大
【答案】A
【解析】A.铺设在铁路下的轨枕是为了通过增大受力面积来减小压强,故A正确;
B.站前广场广播的声音传播需要介质,是通过空气传播的,真空不能传声,故B错误;
C.站台的扬声器中的线圈中有音频电流通过时,线圈在磁场中受力振动产生声音,是将电能转化为机械能,故C错误;
D.结合流体压强与流速的关系可知,站台设立警戒线是因为列车和人之间的空气流速大压强小,有可能将人“吸”入铁轨引起事故,故D错误。
7、图甲是扬声器的构造侧面示意图,图乙是扬声器的磁体和线圈正面示意图,N、S分别代表环形磁铁的北极和南极。当线圈接通电时,线圈受到磁铁的作用而向内运动。下列选项中通电线圈受到磁铁的作用运动情况正确的是(未画出磁感线)(  )
A.线圈受到磁铁的作用而向内运动
B.线圈受到磁铁的作用而向内运动
C.线圈受到磁铁的作用而向内运动
D.线圈静止不动
【答案】B
【解析】根据题图可知,如果磁场方向和电流方向同时改变,通电线圈在磁场中受力方向不变,故B正确,ACD错误。
8、下列关于电磁现象的四幅图片的说法中错误的是
A.地理的两极和地磁场的两极并不重合的现象是我国宋代学者沈括最早发现的
B.我国最早指南针“司南”是把天然磁石琢磨成勺子形状,自然静止时它的勺柄指向北方
C.扬声器的线圈中通入携带随声音信息时刻变化的电流,使得它在一个瞬间和下一个瞬间受到不同的力,于是带动纸盆振动起来,发出了声音
D.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电流,这是法拉第发现的“电磁感应”现象
【答案】B
【解析】中国北宋的沈括最早发现了地磁两极与地理两极并不重合的现象,比西方早了400多年,故A叙述正确;中国是世界上研究磁现象最早的国家,司南是用天然的磁石磨成的勺子,磁勺的勺头部分是N极,勺柄部分是S极,磁勺在地磁场的作用下,静自然静止时它的勺柄S指向南方,故B叙述错误;扬声器的线圈中通入携带随声音信息时刻变化的电流,使得它在一个瞬间和下一个瞬间受到不同的力,于是带动纸盆振动起来,发出了声音,故C叙述正确;法拉第在奥斯特的启发下,研究了磁场与电流的关系,最终通过十年的努力终于发现了电磁感应现象,故D叙述正确。
9、如图所示,神舟十三号航天员乘组与地面通信时,翟志刚展示了在空间站听的歌。小刚听过之后断定是杨耀扬唱的,他是依据声音的 判断的;手机发声的核心部件扬声器是靠膜片 发声的,其原理与 (选填“发电机”或“电动机”)大致相同。
【答案】音色;振动;电动机。
【解析】小刚听过之后断定是杨耀扬唱的,他是依据声音的音色判断的;
扬声器中的线圈中通过变化电流时,线圈会受到永久磁铁的磁场力的作用,而带动与线圈相连的膜片振动,将电信号转化成声信号,因此与电动机的原理一致。
10、如图所示是一种扬声器的结构示意图。当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时,线圈带动锥形纸盆
 (选填“向左”“向右”或“左右往复”)运动。锥形纸盆之所以运动,是由于磁场对 有力的作用,扬声器的工作原理与 (选填“电动机”或“发电机”)的原理相似。
【答案】左右往复;通电导体;电动机。
【解析】当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时,线圈在磁场中受力而运动,因为电流方向改变,音圈受力方向改变左右往复运动,带动锥形纸盆振动而发声;扬声器的工作原理与电动机的原理相似,都是利用磁场对通电导体有力的作用。