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第8章 《电磁相互作用》素养提升训练
1.英国物理学家法拉第是一个伟大的科学家。丹麦物理学家_______发现了电流的磁效应之后,法拉第和一些科学家受到了启发,提出了既然电流能够产生磁场,那么,反过来利用磁场能不能获得电流呢 科学家提出的这个科学问题采用的是_______(选填“逆向”或“顺向”)思维的方法。
【答案】奥斯特 逆向
【解析】1820年,丹麦物理学家奥斯特在实验时发现了通电导体(电流)周围存在磁场,在世界上首次揭示了电现象和磁现象的联系。法拉第和一些科学家据此提出问题:既然电流能够产生磁场,那么,反过来利用磁场能不能获得电流呢?提出的这个问题采用了逆向思维的方法。
2.1831年,英国物理学家法拉第经过10年的探索,终于发现了___________的条件和规律,法拉第的发现进一步揭示了__________的联系,导致了_____________、电动机和变压器的相继问世,使电能的大规模生产、传输和利用成为现实,人类社会进入了电气化的时代。
【答案】利用磁场产生电流 电和磁 发电机
【解析】1820年奥斯特发现电流的磁效应之后,许多科学家都在思索用磁来生电的问题。英国物理学家、化学家法拉第在10年中作了多次探索,1831年终于取得突破,发现了利用磁场产生电流的条件和规律。法拉第的发现,进一步揭示了电现象和磁现象之间的联系。根据这个发现,人们后来发明了发电机、电动机和变压器。使电能的大规模生产、传输和利用成为现实,开辟了电气化的时代。
3.奥斯特发现电流的周围存在着磁场,许多科学家进行了逆向思考,经过10年的不懈探索,物理学家___________发现了电磁感应现象,根据电磁感应现象发明了_____________。
【答案】法拉第 发电机
【解析】奥斯特发现了电流的磁效应后,很多科学家意识到既然电能生磁,那么磁也一定能产生电,故很多科学家开始进行探索,其中英国物理学家法拉第经过十年的坚持不懈的探索研究,终于发现了磁能够生电的电磁感应现象;人们根据这一现象制造出了发电机,从而为人类大规模利用电能打下了坚实基础。
4.奥斯特发现了电流的周围有磁场后,许多科学家对电流的磁效应进行了逆向的思维,提出的问题是【 】
A.电流具有热效应
C.利用磁场能够产生电流
B.电流具有磁效应
D.磁体具有磁化效应
【答案】B
【解析】奥斯特发现了电流的磁效应,即电生磁现象,很多科学家通过对电流磁效应的逆向思维,提出既然电能够生磁,那么磁也一定能够生电,并且进行探索研究。法拉第经过十年的不懈努力,终于发现了磁生电现象,即电磁感应现象,利用磁场获得了电流。
1.(2025年四川南充中考题)在“探究导体在磁场中运动时产生感应电流条件”实验中,某小组利用电流计、开关、U形磁铁、导线、导体棒组成了如图甲所示电路。
(1)探究小组将观察到的现象记录在下表中:
开关 闭合 导体棒运动方向 电流表指针偏转情况 开关 断开 导体棒运动方向 电流表指针偏转情况
竖直上下(乙图) 不偏转 竖直上下(乙图) 不偏转
垂直里外(丙图) 不偏转 垂直里外(丙图) 不偏转
水平左右(丁图) 偏转 水平左右(丁图) 不偏转
分析表中信息可知导体在磁场中运动产生感应电流的条件:闭合电路的一部分导体在磁场中做________________运动;
(2)探究小组观察到磁体不动时,导体棒向右运动指针向右偏转,向左运动指针向左偏转;若导体棒静止不动,磁体向右运动时,观察到电流表指针向_______偏转;
(3)探究小组发现实验中电流表指针偏转角度较小,你有什么方法使指针偏转角度变大?答:_________________________________________________________________ (写出一种即可)。
【答案】(1)切割磁感线 (2)左 (3)增大导体切割磁感线的速度或换用磁性更强的U形磁铁
【解析】(1)由表中数据可知,当导体棒竖直向下、垂直里外运动时,导体棒没有切割磁感线,电流表指针不偏转,没有产生感应电流;当导体棒水平左右运动时,导体棒切割磁感线,电流表指针偏转,说明此时产生了感应电流,由此可知,开关闭合,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。
(2)导体棒向右运动指针向右偏转,向左运动指针向左偏转,若导体棒静止不动,磁体向右运动时,相当于导体向左切割磁感线,电流表指针向左偏转。
(3)感应电流的大小与磁场的强弱和导体切割磁感线的速度有关,灵敏电流计指针偏转角度较小,要使指针偏转更明显,即增大产生的感应电流,可以增大导体切割磁感线的速度或换用磁性更强的U形磁铁。
2.(2025年湖北武汉中考题)某同学利用如图所示的装置探究什么情况下磁可以生电。下列说法正确的是【 】
A. 换用磁性更强的磁体,保持导线ab和磁体静止,闭合开关,电流表指针偏转
B. 将导线ab换成匝数很多的线圈,保持磁体和线圈静止,闭合开关,电流表指针偏转
C. 保持磁体静止,闭合开关,使导线ab从图中位置竖直向上运动,电流表指针偏转
D. 保持导线ab静止,闭合开关,使磁体从图中位置水平向右运动,电流表指针偏转
【答案】D
【解析】A.导线ab在磁场中静止,换用磁性更强的蹄形磁体,闭合开关,导体在磁场中没有发生相对运动,导体没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,电流表指针不偏转;
B.导线ab在磁场中静止,将导线ab换成匝数很多的线圈,闭合开关,导体在磁场中没有发生相对运动,导体没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,电流表指针不偏转;
C.保持磁体静止,闭合开关,使导线ab从图中位置竖直向上运动,运动方向与磁场方向平行,导体没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,电流表指针不发生偏转;
D.保持导线ab静止,闭合开关,使磁体从图中位置水平向右运动,导体ab做切割磁感线运动,会产生感应电流,电流表指针发生偏转。
3.(2025年北京中考题)某同学用如图所示的装置进行实验,使金属棒ab向左做切割磁感线运动,灵敏电流计指针向右偏转,说明回路中有电流产生,这是_______现象。灵敏电流计指针偏转的方向可以反映电路中的电流方向,若要改变上述灵敏电流计指针偏转的方向,可进行的操作是_______。
【答案】电磁感应 将磁体的磁极对调位置或使金属棒ab向右做切割磁感线运动
【解析】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,这就是电磁感应现象。在图示装置中,当金属棒ab向左做切割磁感线运动,灵敏电流计指针向右偏转,说明回路中有电流产生,这是电磁感应现象。
感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线运动方向有关,所以若要改变上述灵敏电流计指针偏转的方向,可进行的操作是将磁体的磁极对调或使金属棒ab向右做切割磁感线运动。
4.(2024年山东济南中考题)小红在学习了电磁感应的知识后,用如图所示的装置重新做了“怎
样产生感应电流”的实验。
(1)她发现,如果开关处于_______状态,无论磁体怎样放置、导体棒怎样运动,灵敏电流计指针均不偏转,这说明闭合电路是产生感应电流的必要条件。
(2)如图所示,电路闭合后,下列实验操作能使灵敏电流计指针发生偏转的是___________。
A.磁体不动,导体棒水平向右运动
B.磁体不动,导体棒向斜上方运动
C.导体棒不动,磁体竖直向下运动
D.导体棒不动,磁体水平向左运动
(3)小红在实验中有了新的思考:如果把灵敏电流计换成________,就能继续探究磁场对通电导体的作用了。
【答案】(1)断开 (2)ABD (3)电源
【解析】(1)如果开关处于断开状态,无论磁体怎样放置、导体棒怎样运动,电路中都不会产生感应电流,灵敏电流计的指针均不偏转,由此可知,闭合电路是产生感应电流的必要条件。
(2)磁体不动,导体棒水平向右运动,导体棒做切割磁感线运动,会产生感应电流,灵敏电流计指针发生偏转;磁体不动,导体棒向斜上方运动,导体棒做切割磁感线运动,会产生感应电流,灵敏电流计指针发生偏转;导体棒不动,磁体竖直向下运动,导体棒没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,灵敏电流计指针不发生偏转;导体棒不动,磁体水平向左运动,导体棒做切割磁感线运动,会产生感应电流,灵
敏电流计指针发生偏转。
(3)如果将灵敏电流计换成电源,开关闭合后电路中有电流、有磁体产生磁场,可以探究通电导体在磁场中的受力情况。
1.如图所示是发电机模型,主要是由固定不动的_________和可以转动的_______组成的。
(1)不摇动发电机的手柄,线圈不转动,小灯泡不发光,说明电路中没有__________。
(2)摇动发电机的手柄,线圈在磁场中转动,小灯泡发光,说明电路中产生了__________。
(3)该装置中通过_______________________来检验是否有电流产生。
(4)受到上述实验过程的启发,我们可以猜想:要想产生感应电流,闭合电路中的一部分导体必须______________________________________。
【答案】磁铁 线圈 (1)电流 (2)电流 (3)灯泡是否发光 (4)在磁场中做切割磁感线运动
【解析】发电机利用电磁感应发电,实际的发电机和图示的发电机模型一样,都是由固定不动的用于产生磁场的磁铁(称为定子)和可以转动的线圈(称为转子)组成。
(1)不摇动发电机的手柄,线圈不转动,小灯泡不发光,说明电路中没有电流产生。
(2)摇动发电机的手柄,线圈在磁场中转动,小灯泡发光,说明电路中产生了感应电流。
(3)该装置中通过接入电路中的灯泡是否发光来检验线圈中是否有电流产生。
(4)受到上述实验过程的启发,我们可以猜想:要想产生感应电流,闭合电路中的一部分导体必须在磁场中做切割磁感线运动。
2..(双选题)如图所示,线圈转动过程中,下列说法正确的是【 】
A.线圈转动过程中,机械能转化为电能
B.通过灯泡的电流方向不变
C.通过灯泡的电流大小发生变化
D.线圈中产生电流的原理是电流的磁效应
【答案】AC
【解析】A、D.图示装置中,线圈在磁场在转动过程中切割磁感线,电路中会产生感应电流,将消耗的机械能转化为电能。线圈中产生电流的原理是电磁感应原理。
B、C.线圈在磁场在转动过程中,ab边和cd边做切割磁感线运动的方向随时间不断地变化,因此产生的感应电流的大小和方向也在周期性的变化,即线圈在磁场在转动过程中产生的电流是交变电流。
3.(2023年江苏南京中考题)图甲中,风车转动,电流表有示数(不为0)。图乙所示四个现象中,原理与图甲相同的是【 】
A.图①中,接通电路,小磁针偏转
B.图②中,开关闭合,线圈转动
C.图③中,转动扇叶,二极管发光
D.图④中,磁体对回形针有力的作用
【答案】C
【解析】图甲所示的是一个简易风力发电机。风车转动,带动线圈在磁场中做切割磁感线运动,电路中产生感应电流,电流表指针发生偏转。风力发电机是利用电磁感应原理发电,将机械能(风能)转化为电能。
图①中,接通电路,小磁针偏转,是因为小磁针受到电流磁场的力的作用;
图②中,开关闭合,线圈转动,是因为通电线圈在磁场中受到了力的作用;
图③中,转动扇叶,二极管发光,是因为小电扇中的线圈在磁场中切割磁感线产生的电流通过了发光二极管;
图④中,磁体对回形针有力的作用,是因为磁体具有磁性,能够吸引铁、钴、镍等一类物质。
图乙所示四个现象中,原理与图甲所示现象原理相同的是③.
4.(2025年湖北中考题)如图为一种防灾应急手摇电筒。中部固定有线圈,沿着筒身方向摇动手电筒,使其内部的小物块来回穿过线圈,灯泡发光。小物块可能是【 】
A. 木块 B. 石块 C. 铜块 D. 磁铁块
【答案】D
【解析】沿着筒身方向摇动手电筒为了让线圈切割磁感线运动产生感应电流,这是利用了电磁感应原理;由于线圈是固定的,因此那个滑动的物块是产生磁场的磁铁。
5.(2025年山西中考题)小亮把旧电风扇中的电动机拆下来,将它与小灯泡连接成如图所示的闭合电路,在电机转轴一端插入细铁棒,快速转动铁棒,灯泡开始发光。下列说法正确的是【 】
A. 灯泡发光,说明该装置中一定有干电池
B. 转动铁棒,电机线圈做切割磁感线运动
C. 转动铁棒,电机就将电能转化为机械能
D. 若铁棒反向转动,电路中不能产生电流
【答案】B
【解析】【解析】A、B.灯泡发光,说明电路中有电流;产生电流的现象为电磁感应现象,所以转动铁棒,电机线圈做切割磁感线运动,该装置中没有干电池;
C.转动铁棒,电机就将机械能转化为电能,产生电能供灯泡使用;
D.若铁棒反向转动,电机线圈也做切割磁感线运动,电路中能产生电流,但产生的感应电流方向和原来相反。
1.(2024年河南南阳九年级期末考试题)小明用如图所示的装置探究“磁场对通电导体的作用”。
(1)将一根导体棒ab置于蹄形磁铁的两极之间,闭合开关前,导体棒静止不动,闭合开关后,可看到导体棒_______,说明磁场对_________有力的作用。
(2)开关闭合后,改变电流方向,可看到导体棒ab的_________改变,说明通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关。
(3)小明想探究“通电导体在磁场中受力大小是否与电流大小有关”,请你帮助他写出具体的操作:___________________________________________________________________。
【答案】(1)运动 通电导体 (2)运动方向 (3)移动滑动变阻器的滑片位置,改变电路中电流的大小,观察导体运动的快慢
【解析】(1)将一根导体棒ab置于蹄形磁铁的两极之间,闭合开关前,电路中没有电流,导体棒静止不动,闭合开关后,电路中有电流,导体棒运动,说明磁场对通电导体有力的作用;
(2)闭合开关后,改变电流方向,磁场的方向不变,可看到导体棒ab的运动方向改变,说明通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关;
(3)探究“通电导体在磁场中受力大小是否与电流大小有关”,只需要调节滑动变阻器滑片的位置,改变通电导体中的电流大小,观察导体运动的快慢是否改变即可。
2.(2025年广东中考题)如图所示实验中,闭合开关,导体ab向右运动,下列操作能让导体ab向左运动的是【 】
A. 改变电压大小
B. 改变电流方向
C. 改变电流大小
D. 改变导体ab长度
【答案】B
【解析】A.通电导体在磁场中受力的方向与磁场的方向和导体中电流的方向有关,只改变磁场方向或只改变电流方向,通电导棒受力方向会发生改变,改变电压大小,只改变电流的大小,不能改变导体的受力方向;
B.磁场的方向不变,改变电流方向,可以改变导体受力的方向,可以使导体ab向左运动;
C.改变电流大小,不能改变电流的方向和磁场的方向,因此不能改变导体受力的方向;
D.改变导体ab长度,不能改变导体中的电流方向和磁场的方向,因此不能改变导体受力的方向。
3.(2019年山东东营中考题)如图所示,研究磁场对通电导线作用的实验装置,当闭合开关,电流由a至b通过导线ab时,导线ab向左运动,下列说法正确的是【 】
A.只改变电流方向时,导线ab向右运动,机械能转化为电能
B.只改变磁场方向时,导线ab向左运动,电能转化为机械能
C.电流方向和磁场方向同时改变时,导线ab向左运动,电能转化为机械能
D.电流方向和磁场方向同时改变时,导线ab向右运动,机械能转化为电能
【答案】C
【解析】A.磁场方向不变,只改变电流方向时,通电导线ab的受力运动方向改变,则导线ab向右运动,电能转化为机械能。
B.电流方向不变,只改变磁场方向时,通电导线ab的受力运动方向改变,则导线ab向右运动,电能转化为机械能。
C、D.电流方向和磁场方向同时改变时,通电导线ab的受力运动方向不变,即导线ab向左运动,电能转化为机械能。
4.(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。
【答案】(1)力 电源 电磁感应 (2)电流方向 (3)会 发光二极管
【解析】(1)通电导体在磁场中会受到力的作用。如图乙,当有电流通过电机B,B中线圈在磁场中会受到力的作用,从而使线圈转起来;B中线圈带动A中线圈转动,导体做切割磁感线的运动产
(2)通电导体在磁场中要受到力的作用,受到的力的方向跟电流方向和磁场方向有关,电机B中磁场方向是一定的,所以只能通过改变导体中的电流方向来改变导体在磁场中的受力方向。
(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会随之改变,线圈的转动方向不同,所产生的电流方向也会发生变化,即通过小灯泡的电流方向会发生改变。发光二极管具有单向导电性,所以可以在电机A所在电路中添加一个发光二极管,用来判断电路中电流方向是否改变。
1.如图所示,1873年,维也纳博览会上,一位工作人员很偶然地把两台发电机连在一起,一台发电机产生的电流通过了另一台发电机的线圈,这后一台发电机竟转动了起来。此时左侧发电机相当于—___________,发生的能量转化是_______________________________________;右侧发电机转动过程中发生的能量转化是_________________________________________。
【答案】电动机 电能转化为机械能 机械能转化为电能
【解析】1873年,维也纳博览会上,一位工作人员很偶然地把两台发电机连在一起,一台发电机产生的电流通过了另一台发电机的线圈,这后一台发电机竟转动了起来。此时左侧发电机相当于电动机,发生的能量转化为电能转化为机械能;右侧发电机是电源,转动过程中把机械能转化为电能提供给左侧的发电机(实际是电动机)。
2.如图所示的是________(“电动机”或“发电机”)工作原理图;要使线圈持续转动,必须设法使线圈刚转过平衡位置,就自动地改变线圈中的_________________,能够完成这一任务的装置叫做_______。
【答案】电动机 电流方向 换向器
【解析】图示的是直流电动机工作原理图。电源给在磁场中的线圈供电,通电线圈在磁场中受力转动。通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向有关,当线圈刚转过平衡位置时,如果能及时的改变线圈中的电流方向,则线圈的受力方向就会变得相反,是线圈的受力方向和转动方向相同,线圈就可以绕轴沿着一个方向不停地转动下去,直流电动机是通过换向器来实现的。
3.(2025年山东济南中考题)如图所示为某兴趣小组制作的简易电动机,要想改变多匝线圈转动的方向,下列方法可行的是【 】
A. 只增强磁体的磁性 B. 只减少线圈的匝数
C. 只升高电源的电压 D. 只对调磁体的两极
【答案】D
【解析】电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动,其转动方向与电流方向和磁场方向有关。
A.只增强磁铁的磁性可以增加电动机的转动速度,但不能改变转动方向;
B.只减少线圈匝数可以改变电动机的转动速度,但不能改变转动方向;
C.只升高电源的电压,可以改变电动机的转动速度,但不能改变转动方向;
D.只对调磁体的两极,可以改变电动机的转动方向。
4.(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【 】
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
【答案】AC
【解析】A、B.电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用,所以电动机主要由磁体和线圈组成,工作时主要把电能转化为机械能;
C.通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关,磁场方向不变,对调电源正、负极,可改变线圈中的电流方向,所以能改变电动机的受力转动方向;
D.根据焦耳定律Q=I2Rt可知,电流通过线圈产生的热量与线圈的电阻有关。
1.(2025年四川广安中考题)如图是2024年杭州马拉松推出的机器狗配速员,机器狗内部电动机的工作原理是【 】
A. 电磁感应现象 B. 通电导体在磁场中受到力的作用
C. 电流的磁效应 D. 电流的热效应
【答案】B
【解析】电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动。
A.电磁感应现象是发电机的原理;
B.通电导体在磁场中受到力的作用,电动机中的通电线圈在磁场中受力转动,利用换向器改变线圈中电流方向从而使它持续转动;
C.通电导体周围存在磁场,电磁铁是利用电流的磁效应工作的;
D.电热器利用电流的热效应工作。
2.(2025年四川甘孜州中考题)国家倡导绿色出行,鼓励使用电动汽车。电动汽车的动力装置是电动机,下图所示的四个实验中,能体现电动机工作原理的是【 】
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】电动机工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。
A.图中是奥斯特实验,表明通电导线周围存在磁场,是电流的磁效应;
B.图中是探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验装置,利用的是电流的磁效应;
C.图是探究利用磁场产生电流的实验。实验表明: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,是电磁感应现象,是发电机的原理;
D.图中实验说明通电导体受到磁场力的作用而运动,是电动机的工作原理。
3.(2025年黑龙江绥化中考题)电动自行车的主要动力装置是电动机。下列选项中与电动机工作原理相同的是【 】
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】A.该图是电铃工作原理图,利用电流的磁效应工作;
B.该图是发电机工作原理图,表明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,是电磁感应现象;
C.该图是奥斯特实验原理图,表明电流周围存在磁场,体现电流的磁效应;
D.该图显示通电导体在磁场中会受力运动,与电动机工作原理(通电导体在磁场中受力运动 )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
【答案】B
【解析】A.电磁弹射器是利用通电导体在磁场中受力的原理制成的,而图示的是奥斯特实验,说明电流周围存在磁场;
B.图中装置有电源、闭合开关后形成通路有电流流过,可说明通电导体在磁场中受到力的作用,和电磁弹射器利用的原理相同;
C.该装置是电磁感应的实验装置,表明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,和发电机的原理相同;
D.该装置中电流相等,电磁铁线圈匝数不相同,可用来探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系。
1.(多选题)如图所示的装置中,纸片上粘着线圈,线圈的两端用导线引出,接在能测量微小电流的示波器上,线圈放在磁体的磁极附近。当你对着线圈大声说话时,示波器上有波形出现(即产生电流)。则【 】
A.产生的电流是感应电流
B.此装置能把声音信号转变成电流信号
C.若线圈绕中心轴线转动,示波器一定有波形出现
D.若线圈绕中心轴线转动,示波器一定无波形出现
【答案】ABC
【解析】A.对着线圈大声说话时,线圈在磁场中振动做切割磁感线运动,示波器上有波形出现,电路中产生了电流,这是由于电磁感应产生的,故为感应电流;
B.声音带动线圈运动,线圈会切割磁感线,从而产生感应电流,即能把声音信号转化为电流信号;
C、D.若线圈绕中心轴线转动,则线圈会切割磁感线,从而产生感应电流,示波器上一定会有波形出现。
2.(2025年湖南中考题)动圈式话筒可将声信号转换成电信号。下列四幅实验装置图能反映其工作原理的是【 】
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】A.本实验装置图探究磁极间的相互作用规律,而动圈式话筒的工作原理是电磁感应,将声信号转换成电信号,属于磁生电;
B.本实验装置是奥斯特实验装置,实验现象说明电流周围存在磁场,电流有磁效应,属于电生磁;
C.本实验装置探究影响电磁铁磁性强弱的有关因素,与动圈式话筒的工作原理不同;
D.本实验装置是探究电磁感应的条件和规律电,属于磁生电,与动圈式话筒的工作原理相同。
3.(2024年安徽中考题)如图所示为动圈式话筒的简化示意图,磁铁固定在适当位置,线圈与膜片相通,声波可使膜片左右振动从而带动线圈振动,线圈中就产生电流,实现声信号到电信号的转变。其工作原理是【 】
A. 磁场对通电导线的作用 B. 电流的热效应
C. 电流的磁效应 D. 电磁感应
【答案】D
【解析】动圈式话筒的工作过程是:声波振动引起膜片振动,带动线圈振动,线圈在永久磁体的磁场中做切割磁感线运动产生感应电流,电流经放大传给扬声器产生声音,因此动圈式话筒工作原理是电磁感应现象。
4.(2025年四川宜宾中考题)(多选题) 如图,在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中,下列说法正确的是【 】
A. 上下移动导线AB,电流表的指针一定会偏转
B. 左右移动导线AB,电流表的指针会发生偏转
C. 动圈式话筒采集声信号时,利用了该实验规律
D. 该实验探究得到的规律与奥斯特实验规律一样
【答案】BC
【解析】A、B.导线AB在U型磁体的磁场里,上下移动导线AB,导线运动方向与磁场方向平行,没有切割磁感线,不能产生感应电流,电流表的指针不发生偏转;左右移动导线AB,导线在磁场中做切割磁感线运动,电路中产生感应电流,电流表的指针一定发生偏转。
C.动圈式话筒的工作原理是电磁感应,即话筒内线圈振动做切割磁感线运动产生感应电流。
D.奥斯特实验得出通电导体周围存在磁场,与该实验探究得到的电磁感应规律不同。
1.如图所示,在纸片上撒少许碎纸屑,将线圈的两根引线与电池两极瞬间接触,粘着线圈的纸片会振动起来。该现象与电话的_________(选填“话筒”或“听筒”)工作原理相同。
【答案】听筒
【解析】电话的听筒是把强弱变化的电流(电信号)通过磁场对电流的作用转化成声音的信号。图中装置中,将线圈的两根引线与电池两极瞬间接触,线圈中有电流通过,通电导体在磁场中受到力的作用,使粘着线圈的纸片振动起来。这与电话的听筒的工作原理相同。
2.(2025年江苏镇江中考题) 如图所示为某种扬声器的原理图,AB间连接一导线,导线置于磁极之间,导线中间固定一薄膜片。当AB间通有方向不断变化的电流时,导线所受的磁场作用力的方向_____,薄膜片______发声,声音传入人耳。人耳的鼓膜面积取0.8cm2,大气压强取1×105Pa,则大气对鼓膜的压力为_________N.
【答案】不断变化 振动 8
【解析】通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关。磁场方向不变,当AB间通有方向不断变化的电流时,通电导线所受的磁场力的方向不断变化。
因为通电导线所受磁场力方向不断变化,会带动薄膜片振动发声。
由得,大气对鼓膜的压力为F=pS=1×105Pa×0.8cm2=8N.
3.(2023年辽宁本溪中考题) 将扬声器、电池和电流表等元件连成如图所示电路。断开S2,反复快速闭合、断开开关S1,扬声器发出咔咔声;断开S1,闭合开关S2,反复轻敲扬声器的纸盆,会看到电流表的指针左右摆动。下列有关说法正确的是【 】
A.扬声器发声的原理与发电机发电的原理相同
B.扬声器发声时,将机械能转化为电能
C.扬声器发电的原理与动圈式话筒工作的原理相同
D.电流表的指针左右摆动,是因为磁场方向发生变化
【答案】C
【解析】A、B.扬声器发声的原理是通电导体在磁场中受力,发电机发电的原理是电磁感应现象,二者原理不相同;扬声器发声时,将消耗的电能转化为机械能;
C.图示电路中,断开S1,闭合开关S2,反复轻敲扬声器的纸盆,会看到电流表的指针左右摆动,此时扬声器发电的原理是电磁感应现象,动圈式话筒的原理也是电磁感应现象,二者原理相同。
D.实验中,电流表的指针左右摆动,是因为电流方向不断发生变化,而不是因为磁场方向发生变化。
4.(2025年甘肃兰州中考题)图甲是某蔬菜大棚里使用的一种温度自动报警器,在温度计里封入一段金属丝,当温度达到金属丝下端所指温度时,扬声器响起,发出报警信号。下列说法错误的是【 】
A. 动圈式扬声器的工作原理与图乙所示原理相同
B. 温度低于金属丝下端所指温度时,电磁铁断电失去磁性,衔铁被释放,扬声器停止报警
C. 温度计与金属丝相当于控制电磁铁的开关,实现了高温自动化报警
D. 煤油可用作自动报警器温度计中的工作液体
【答案】D
【解析】A.图乙所示装置中,闭合开关,通电导体在磁场中受力运动,将电能转化为机械能,和扬声器的工作原理相同;
B.图甲所示装置中,温度等于或高于金属丝下端所指温度时,电路形成通路,线圈中有电流通过,衔铁被吸住,扬声器电路闭合,扬声器发出声音报警;温度低于金属丝下端所指温度时,电路断路,线圈中没有电流通过,衔铁被释放,扬声器停止发声报警;
C.图甲所示装置中,温度升高时,水银柱上升,与上方金属丝连通,使左侧电磁铁电路形成通路,电磁铁中有电流通过,电磁铁吸引衔铁,使触点开关闭合,右侧扬声器电路接通,扬声器发出报警信号;
D.煤油是绝缘体,不能用煤油温度计来做电磁铁电路的温度控制开关。
1.话筒仿佛耳朵,能“感知”声音。在技术上,声、光、热、力等都可以转换为电信号,这些将其他物理量转换成电信号的技术,属于__________。实现这些转换的器件,叫作__________,话筒便是一种常见的_________。
【答案】传感技术 传感器 传感器
【解析】电话的话筒、动圈式话筒都能够将声音转换为电流信号,都能够感知声音。在技术上,声、光、热、力等都可以转换为电信号,这些将其他物理量转换成电信号的技术,属于传感技术,实现这些转换的器件,叫作传感器,话筒便是一种把声信号转换为电信号的传感器。
2.传感器的种类繁多,其功能也各不相同,空调在室内温度达到设定的温度后,会自动停止工作,则在空调中使用的是【 】
A.生物传感器
B.红外传感器
C.温度传感器
D.压力传感器
【答案】C
【解析】空调在室内温度达到设定的温度后,温度传感器使空调电路自动断开,空调停止工作。
3.(多选题)下列说法正确的是【 】
A.话筒常使用声音传感器,其作用是将声信号转换为电信号
B.楼道里的灯只有在天黑并出现声音时才亮,说明它的控制电路中只有声音传感器
C.光敏电阻能够把光照强度这个光学量转换为电阻值这个电学量
D.电子秤所使用的测力装置中主要是温度传感器
【答案】A C
【解析】A.话筒使用声音传感器,其作用是将声音信号转换为电流信号;
B.楼道里的照明灯只有在天黑并出现声音时才亮,它的控制电路是由声音传感器和光传感器共同组成,白天光照强度大,光传感器是照明灯电路断开,声音传感器不起作用,照明灯不亮;天黑时,光照强度小并且有声音时,声音传感器和光传感器共同作用使照明灯电路闭合,照明灯亮;
C.光敏电阻实际是光传感器,能够把光照强度这个光学量转换为电阻值这个电学量;
D.电子秤所使用的测力装置中主要是压力传感器,将力学量(力)转换为电学量(电阻)。
4. 传感器在日常生活中有广泛应用,有一种开关在有声音并且光照强度足够低时就自动闭合,这种开关里有________传感器和_________传感器,这种开关经常用来控制楼道里灯的亮灭。
【答案】声音 光
【解析】控制电灯电路的开关在“有声音并且光照强度足够低”时闭合,说明需要同时检测声音和光照强度两个条件。声音传感器用于感知是否有声音信号输入,当检测到有声音时输出电信号:光传感器(如光敏电阻)用于检测环境光照强度,当光照强度足够低时输出相应的电信号。声音传感器感知到有声音信号的同时光传感器感知到环境光照强度足够低时,触发开关闭合,电灯电路接通,电灯亮。
光传感器感知到环境光照强度不是足够低,无论声音传感器是否感知到有声音信号输入,开关处于断开状态,电灯电路断开,电灯不发光。同样的道理,声音传感器没有感知到有声音信号输入,无论光传感器是否感知到环境光照强度足够低,开关处于断开状态,电灯电路断开,电灯不发光。
1.现代生活高不开智能手机,手机中有很多特殊功能需要传感器来实现。例如当人将手机靠近耳朵附近接听电话时,手机会自动关闭屏幕从而达到省电的目的,实现这一功能可能用到的传感器为【 】
A.光传感器和位置传感器
C.磁传感器和声传感器
B.磁传感器和温度传感器
D.压力传感器和速度传感器
【答案】A
【解析】当人将智能手机靠近耳朵附近接听电话时,改变了手机和耳朵的相对位置,并且耳朵可能挡住了照射到手机屏幕的光线,所以可能用到的传感器为光传感器和位位传感器;当人将智能手机靠近耳朵附近接听电话时,磁场、环境温度没有发生变化,手机所受压力也没有发生改变,所以不会用到磁传感器、温度传感器、压力传感器。
2.(2025年四川凉山州中考题)传感器在“物联网”中担负着信息采集的重要任务,可以实现“提醒”和“报警”功能。某型号的温度自动报警装置由热敏电阻作为传感器制作而成,其简易电路图如下。已知热敏电阻R1的阻值随温度升高而减小,若电源电压保持不变,滑动变阻器R的滑片P在某位置不变,闭合开关S1和S2,此时装置未报警。下列说法正确的是【 】
A. 该装置中电磁铁工作原理与发电机工作原理相同
B. 若温度升高,流过电磁铁的电流变小,电磁铁磁性变弱
C. 若温度降低到一定程度,该报警器会发送报警信息
D. 若滑动变阻器R的滑片P向左移动一段距离,则报警的最低温度将会升高
【答案】D
【解析】A.电磁铁的工作原理为电流的磁效应,发电机的工作原理是电磁感应,所以两者的工作原理不同;
B.图示装置中,热敏电阻R1的阻值随温度升高而减小,电磁铁和热敏电阻构成的控制电路为串联电路,根据欧姆定律和串联电路中电流的规律可知,通过电磁铁的电流将变大,电磁铁的磁性变强;
C.图示装置中,当温度降低到一定程度时,热敏电阻R1阻值将增大到一定值,根据欧姆定律可知,通过控制电路的电流减小到一定值,则电磁铁的磁性减弱到一定程度,无法吸住衔铁,含报警器的工作电路无法构成通路,所以报警器无法发送报警信息;
D.图示电路中,当滑动变阻器R的滑片P向左移动一段距离,则接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知,控制电路的电流变小,电磁铁的磁性变弱,无法吸住衔铁,为了使电磁铁能够把衔铁吸下来,使含报警器的工作电路构成通路,就要增大控制电路中的电流,根据欧姆定律可知,只有降低热敏电阻的阻值,即升高报警的最低温度。
3.(2025年山东日照中考题)(多选题) 如图是拉力传感器的电路示意图,电源电压恒为6V,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A,定值电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2标有“20Ω 0.5A”字样。为保证电路安全,下列说法正确的是【 】
A. 当电压表示数为3V时,滑片P位于R2的最左端
B. 电流表示数允许的变化范围为0.2~0.3A
C. 变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为10Ω~20Ω
D. 当滑片P位于R2最右端时,电路的总功率为1.8W
【答案】B C
【解析】A.如图,电阻R1与R2串联在电路中,电压表测量电阻R1两端的电压,电压表示数为3V时,电路中的电流,由欧姆定律和串联电路中电压的规律得,滑动变阻器接入电路的电阻;滑动变阻器R2的最大值为20Ω,因此滑动变阻器的滑片P位于R2的中点;
B.电压表使用的量程为0~3V,电压表的示数为3V时,电路中的电流最大,最大值为0.3A;当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路中的电流最小,电流的最小值,,电流表示数允许的变化范围为0.2~0.3A;
C.由A可知,当滑动变阻器R2接入电路的电阻值为10Ω时,电路中的电流最大,因此滑动变阻器接入电路电阻的最小值为10Ω;电路中的电流最小时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,为20Ω;滑动变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为10~20Ω;
D.当滑动变阻器R2的滑片P位于最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,电路中的电流最小值为0.2A,电路的总功率为P=UI′=6V×0.2A=1.2W.
4.(2025年山东中考题)水中溶氧量是水产养殖的一项关键指标。小红利用溶解氧传感器设计了自动充氧装置,其中监测电路如图所示,电源电压保持不变。溶解氧传感器的阻值随水中溶氧量的降低而减小。闭合开关,当溶氧量降低时【 】
A. 电流表的示数变小 B. 电压表的示数变大
C. 电路的总功率变小 D. 滑动变阻器的功率变大
【答案】D
【解析】A.由图可知,溶解氧传感器与滑动变阻器串联,电压表测量溶解氧传感器两端的电压,电流表测量电路中的电流。当水中溶氧量降低时,传感器的电阻减小,电路的总电阻减小。根据欧姆定律,电源电压不变,电路的总电阻减小,电路中的电流增大,电流表的示数变大;
B.根据串联电路中电压和电阻的关系,传感器的电阻减小,传感器两端的电压减小,电压表的示数变小;
C.电源电压保持不变,电路中的电流增大,根据P=UI,电路的总功率变大;
D.电路中的电流增大,滑动变阻器接入电路的电阻值不变,根据P=UI=I2R可知,滑动变阻器的功率变大。
1.【科学思维】(2025年黑龙江大庆中考题)某位同学对电与磁知识进行梳理,图中对应位置的内容填写正确的是【 】
A. 电流的热效应 B. 动圈式话筒 C. 电磁起重机 D. 法拉第
【答案】D
【解析】A、B.奥斯特通过实验发现通电导体周围存在磁场,即电流的磁效应;动圈式话筒的原理是电磁感应,属于磁生电,不属于电流的磁效应的应用;
C.电磁起重机的主要部件是电磁铁,电磁铁通电时有磁性,断电时没有磁性,电磁铁利用的原理是电流的磁效应,属于电生磁,因此电磁起重机不是磁场对电流的作用的应用;
D.法拉第通过实验发现闭合电路的一部分导体切割磁感线会产生感应电流,即电磁感应现象。
2.【科学思维】(2025年四川巴中中考题) 麦克风的工作原理是:人说话时,声波引起线圈在磁极附近振动产生与声音变化相应的感应电流,下列装置的工作原理与麦克风的工作原理相同的是【 】
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】麦克风的工作原理是法拉第发现的电磁感应现象: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。
A.图中原理是通电导线周围存在磁场;
B.图中原理是通电导体在磁场中受力运动;
C.图为电磁铁,原理是通电导线周围存在磁场;
D.图为探究产生感应电流条件的装置图,原理是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。
3.【科学探究】(2025年山东潍坊中考题)(多选题)如图所示,是某兴趣小组自制的简易电动机。一块纽扣强磁铁的上端磁极吸附在一根铁钉的底部,铁钉的尖端竖直地吸在一节干电池的正极上;将导线一端接在电池负极,若另一端接在磁铁上,铁钉和磁铁就会沿图示方向转动。整个实验电路电阻较小,下列分析正确的是【 】
A. 铁钉中电流的方向是从尖端指向底部
B. 铁钉和磁铁转动时,机械能转化为电能
C.电路中电流较大,不能长时间进行实验
D. 若将磁铁的上下磁极调换,铁钉和磁铁仍沿图示方向转动
【答案】AC
【解析】A.规定电流的方向为正电荷定向移动的方向。电路中,在电源外部,电流从电源正极流出,经过用电器后流回到电源负极。图示装置中,铁钉尖端吸在干电池正极上,磁铁吸附在铁钉底部,导线一端接电池负极、另一端接磁铁,所以电流从电池正极流出,经过铁钉尖端,流向铁钉底部,再经过磁铁和导线流回到电池负极,因此铁钉中电流的方向是从尖端指向底部;
B.简易电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动,工作过程中是将电能转化为机械能,而不是机械能转化为电能,机械能转化为电能是发电机工作时发生的能量转化;
C.图示的整个实验电路电阻较小,根据欧姆定律,电源电压不变,电路中的电流会较大。长时间通过大电流,会导致电池和导线发热严重,可能损坏电池或使导线绝缘皮烧坏,所以不能长时间进行实验;
D.铁钉和磁铁的转动方向与电流方向和磁场方向有关(通电导体在磁场中受力的方向与电流方向、磁场方向都有关)。若将磁铁的上下磁极调换,磁场方向发生改变,而电流方向不变,那么通电的铁钉在磁场中受到的力的方向会发生改变,因此铁钉和磁铁的转动方向会与图示方向相反。
4.【跨学科实践】(2025年江苏南通中考题)阅读短文,回答问题。
跨学科实践——制作智能垃圾箱模型
【任务要求】为保护环境、节约资源,同学们设计制作智能垃圾箱模型,实现对可回收垃圾的收集、自动称量、压缩的目的。
【设计制作】任务一:设计制作称重系统。图甲是称重的原理图,电源为恒流源,能始终提供大小恒定的电流,压力传感器的电阻RF的阻值与压力的关系图线如图乙所示。某次测试中,将1kg的物体放在压力传感器上,电压表示数为8V.电压表示数能反映回收垃圾质量的大小,可在电压表上标注对应的质量值。(g取10N/kg)
任务二:设计制作压缩系统。图丙是设计制作的工作流程图。
图丁为压缩系统的模型图。当雷达监测到回收物高度超过预设值时,压缩系统启动,电动机通过减速机带动转换结构中的螺杆转动,螺杆将转动转化为推拉杆向下的直线运动。从而使压板在收集箱内移动。压缩系统的部分参数如下表,“导程”指螺杆每旋转一周推拉杆移动的直线距离,“减速机的速比”指电动机的转速与减速机的输出转速的比值,“电动机效率”指电动机将电能转化为机械能的效率。设电动机的输出功率等于减速机的输出转速、导程以及推拉杆的推力三者的乘积。
电动机额定功率/W 60 导程/(m·r-1) 1.2×10-2
电动机的额定转速/(r·s-1) 60 减速机的速比 20
电动机的效率/% 90 压板的质量/kg 10
【交流评价】同学间交流,对模型制作过程中遇到的问题、使用效果和创新改进等方面进行评价。
(1)雷达发射的超声波是由声源_____产生的,改变电动机中的____方向可改变压板运动的方向;
(2)“交流评价”“反思改进”是工作流程图中的两个环节,其中环节A为______;C处提出的问题是______;
(3)关于本次实践活动,下列说法正确的是______;
A. 压力传感器受到的压力越大,通过它的电流越大
B. 压力传感器受到的压力越大,它的阻值越大
C. 电压表刻度上标注的质量值从左向右逐渐变大
D. 当电压表示数为6V时,可回收物的质量为2kg
(4)若预设值为0.66H,雷达发射至接收到超声波的时间间隔小于______s时,电动机启动。电动机以额定功率工作时,压板与回收物的接触面积为800cm ,则压板对回收物的压强为______Pa;(超声波速度取340m/s)
(5)实验测试完成后,同学们对模型存在的问题和需要改进的地方进行了交流。他们认为若要使模型中的称重装置测量更精确,可采取的方法是______;请对模型的设计再提出一个改进的建议或创新方法______。
【答案】(1)振动 电流 (2)交流评价 如何启动电动机并带动压板施力 (3) C (4)0.002 2×10 (5)对传感器进行校准 加装自动分拣或分类识别等功能
【解析】(1)声音是由物体振动产生的,所以雷达发射的超声波是由声源振动产生的。
电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动,通电导体受到的磁场力的方向与电流的方向和磁场方向有关。所以改变电动机中的电流方向可改变压板运动的方向。
(2)通过实验测试可以对实验方案生成评价,所以环节A为交流评价。
由图丙可知,C处解决的是电动机何时启动、如何减速以及如何对压板施力的问题,所以C处提出的问题是:如何启动电动机并带动压板施力。
(3)A.电源为恒流源,能始终提供大小恒定的电流,所以电路中电流是恒定不变的;
B.由图乙可知,压力传感器受到的压力越大,它的电阻值越小;
C.电路中电流是恒定不变的,回收垃圾质量越大,压力传感器受到的压力越大,它的电阻值越小,根据U=IR,压力传感器两端电压越小,电压表示数越小,所以电压表刻度线上标注的质量值从左向右逐渐变小;
D.将1kg的物体放在压力传感器上,电压表示数为8V,此时压力传感器受到的压力为F1=G1=m1g=1kg×10N/kg=10N,由图乙可知,压力传感器对应的阻值为1600Ω,所以电路中的电流为;
当电压表示数为6V时,由欧姆定律得,压力传感器的电阻值为,由图乙可知,此时压力传感器受到的压力为20N,则可回收物的质量为.
(4)当雷达监测到回收物高度超过预设值时,压缩系统启动,电动机通过减速机带动转换结构中的螺杆转动,螺杆将转动转化为推拉杆向下的直线运动。所以若预设值为0.66H,则超声波传播的距离为s=2×(H-0.66H)=2×0.34H=2×0.34×1m=0.68m,则超声波传播的时间为,
所以若预设值为0.66H,雷达发射至接收到超声波的时间间隔小于0.002s时,电动机启动。
“减速机的速比”指电动机的转速与减速机的输出转速的比值,所以减速机的输出转速为,电动机的输出功率P输出=ηP额=90%×60W=54W,电动机的输出功率等于减速机的输出转速、导程以及推拉杆的推力三者的乘积,则推拉杆的推力为,
压板所受的重力为G=mg=10kg×10N/kg=100N,则压板对回收物的压强为
(5)若要使模型中的称重装置测量更精确,可采取的方法是对传感器进行校准,减小误差。
对模型的设计提出的改进措施是:加装自动分拣或分类识别等功能,可以做到垃圾分类回收。/ 让教学更有效 精品试卷 | 初中物理
第8章 《电磁相互作用》素养提升训练
1.英国物理学家法拉第是一个伟大的科学家。丹麦物理学家_______发现了电流的磁效应之后,法拉第和一些科学家受到了启发,提出了既然电流能够产生磁场,那么,反过来利用磁场能不能获得电流呢 科学家提出的这个科学问题采用的是_______(选填“逆向”或“顺向”)思维的方法。
2.1831年,英国物理学家法拉第经过10年的探索,终于发现了___________的条件和规律,法拉第的发现进一步揭示了__________的联系,导致了_____________、电动机和变压器的相继问世,使电能的大规模生产、传输和利用成为现实,人类社会进入了电气化的时代。
3.奥斯特发现电流的周围存在着磁场,许多科学家进行了逆向思考,经过10年的不懈探索,物理学家___________发现了电磁感应现象,根据电磁感应现象发明了_____________。
4.奥斯特发现了电流的周围有磁场后,许多科学家对电流的磁效应进行了逆向的思维,提出的问题是【 】
A.电流具有热效应
C.利用磁场能够产生电流
B.电流具有磁效应
D.磁体具有磁化效应
1.(2025年四川南充中考题)在“探究导体在磁场中运动时产生感应电流条件”实验中,某小组利用电流计、开关、U形磁铁、导线、导体棒组成了如图甲所示电路。
(1)探究小组将观察到的现象记录在下表中:
开关 闭合 导体棒运动方向 电流表指针偏转情况 开关 断开 导体棒运动方向 电流表指针偏转情况
竖直上下(乙图) 不偏转 竖直上下(乙图) 不偏转
垂直里外(丙图) 不偏转 垂直里外(丙图) 不偏转
水平左右(丁图) 偏转 水平左右(丁图) 不偏转
分析表中信息可知导体在磁场中运动产生感应电流的条件:闭合电路的一部分导体在磁场中做________________运动;
(2)探究小组观察到磁体不动时,导体棒向右运动指针向右偏转,向左运动指针向左偏转;若导体棒静止不动,磁体向右运动时,观察到电流表指针向_______偏转;
(3)探究小组发现实验中电流表指针偏转角度较小,你有什么方法使指针偏转角度变大?答:_________________________________________________________________ (写出一种即可)。
2.(2025年湖北武汉中考题)某同学利用如图所示的装置探究什么情况下磁可以生电。下列说法正确的是【 】
A. 换用磁性更强的磁体,保持导线ab和磁体静止,闭合开关,电流表指针偏转
B. 将导线ab换成匝数很多的线圈,保持磁体和线圈静止,闭合开关,电流表指针偏转
C. 保持磁体静止,闭合开关,使导线ab从图中位置竖直向上运动,电流表指针偏转
D. 保持导线ab静止,闭合开关,使磁体从图中位置水平向右运动,电流表指针偏转
3.(2025年北京中考题)某同学用如图所示的装置进行实验,使金属棒ab向左做切割磁感线运动,灵敏电流计指针向右偏转,说明回路中有电流产生,这是_______现象。灵敏电流计指针偏转的方向可以反映电路中的电流方向,若要改变上述灵敏电流计指针偏转的方向,可进行的操作是_______。
4.(2024年山东济南中考题)小红在学习了电磁感应的知识后,用如图所示的装置重新做了“怎
样产生感应电流”的实验。
(1)她发现,如果开关处于_______状态,无论磁体怎样放置、导体棒怎样运动,灵敏电流计指针均不偏转,这说明闭合电路是产生感应电流的必要条件。
(2)如图所示,电路闭合后,下列实验操作能使灵敏电流计指针发生偏转的是___________。
A.磁体不动,导体棒水平向右运动
B.磁体不动,导体棒向斜上方运动
C.导体棒不动,磁体竖直向下运动
D.导体棒不动,磁体水平向左运动
(3)小红在实验中有了新的思考:如果把灵敏电流计换成________,就能继续探究磁场对通电导体的作用了。
1.如图所示是发电机模型,主要是由固定不动的_________和可以转动的_______组成的。
(1)不摇动发电机的手柄,线圈不转动,小灯泡不发光,说明电路中没有__________。
(2)摇动发电机的手柄,线圈在磁场中转动,小灯泡发光,说明电路中产生了__________。
(3)该装置中通过_______________________来检验是否有电流产生。
(4)受到上述实验过程的启发,我们可以猜想:要想产生感应电流,闭合电路中的一部分导体必须______________________________________。
2..(双选题)如图所示,线圈转动过程中,下列说法正确的是【 】
A.线圈转动过程中,机械能转化为电能
B.通过灯泡的电流方向不变
C.通过灯泡的电流大小发生变化
D.线圈中产生电流的原理是电流的磁效应
3.(2023年江苏南京中考题)图甲中,风车转动,电流表有示数(不为0)。图乙所示四个现象中,原理与图甲相同的是【 】
A.图①中,接通电路,小磁针偏转
B.图②中,开关闭合,线圈转动
C.图③中,转动扇叶,二极管发光
D.图④中,磁体对回形针有力的作用
4.(2025年湖北中考题)如图为一种防灾应急手摇电筒。中部固定有线圈,沿着筒身方向摇动手电筒,使其内部的小物块来回穿过线圈,灯泡发光。小物块可能是【 】
A. 木块 B. 石块 C. 铜块 D. 磁铁块
5.(2025年山西中考题)小亮把旧电风扇中的电动机拆下来,将它与小灯泡连接成如图所示的闭合电路,在电机转轴一端插入细铁棒,快速转动铁棒,灯泡开始发光。下列说法正确的是【 】
A. 灯泡发光,说明该装置中一定有干电池
B. 转动铁棒,电机线圈做切割磁感线运动
C. 转动铁棒,电机就将电能转化为机械能
D. 若铁棒反向转动,电路中不能产生电流
1.(2024年河南南阳九年级期末考试题)小明用如图所示的装置探究“磁场对通电导体的作用”。
(1)将一根导体棒ab置于蹄形磁铁的两极之间,闭合开关前,导体棒静止不动,闭合开关后,可看到导体棒_______,说明磁场对_________有力的作用。
(2)开关闭合后,改变电流方向,可看到导体棒ab的_________改变,说明通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关。
(3)小明想探究“通电导体在磁场中受力大小是否与电流大小有关”,请你帮助他写出具体的操作:___________________________________________________________________。
2.(2025年广东中考题)如图所示实验中,闭合开关,导体ab向右运动,下列操作能让导体ab向左运动的是【 】
A. 改变电压大小
B. 改变电流方向
C. 改变电流大小
D. 改变导体ab长度
3.(2019年山东东营中考题)如图所示,研究磁场对通电导线作用的实验装置,当闭合开关,电流由a至b通过导线ab时,导线ab向左运动,下列说法正确的是【 】
A.只改变电流方向时,导线ab向右运动,机械能转化为电能
B.只改变磁场方向时,导线ab向左运动,电能转化为机械能
C.电流方向和磁场方向同时改变时,导线ab向左运动,电能转化为机械能
D.电流方向和磁场方向同时改变时,导线ab向右运动,机械能转化为电能
4.(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。
1.如图所示,1873年,维也纳博览会上,一位工作人员很偶然地把两台发电机连在一起,一台发电机产生的电流通过了另一台发电机的线圈,这后一台发电机竟转动了起来。此时左侧发电机相当于—___________,发生的能量转化是_______________________________________;右侧发电机转动过程中发生的能量转化是_________________________________________。
2.如图所示的是________(“电动机”或“发电机”)工作原理图;要使线圈持续转动,必须设法使线圈刚转过平衡位置,就自动地改变线圈中的_________________,能够完成这一任务的装置叫做_______。
3.(2025年山东济南中考题)如图所示为某兴趣小组制作的简易电动机,要想改变多匝线圈转动的方向,下列方法可行的是【 】
A. 只增强磁体的磁性 B. 只减少线圈的匝数
C. 只升高电源的电压 D. 只对调磁体的两极
4.(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【 】
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
1.(2025年四川广安中考题)如图是2024年杭州马拉松推出的机器狗配速员,机器狗内部电动机的工作原理是【 】
A. 电磁感应现象 B. 通电导体在磁场中受到力的作用
C. 电流的磁效应 D. 电流的热效应
2.(2025年四川甘孜州中考题)国家倡导绿色出行,鼓励使用电动汽车。电动汽车的动力装置是电动机,下图所示的四个实验中,能体现电动机工作原理的是【 】
A. B. C. D.
3.(2025年黑龙江绥化中考题)电动自行车的主要动力装置是电动机。下列选项中与电动机工作原理相同的是【 】
A. B. C. D.
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
1.(多选题)如图所示的装置中,纸片上粘着线圈,线圈的两端用导线引出,接在能测量微小电流的示波器上,线圈放在磁体的磁极附近。当你对着线圈大声说话时,示波器上有波形出现(即产生电流)。则【 】
A.产生的电流是感应电流
B.此装置能把声音信号转变成电流信号
C.若线圈绕中心轴线转动,示波器一定有波形出现
D.若线圈绕中心轴线转动,示波器一定无波形出现
2.(2025年湖南中考题)动圈式话筒可将声信号转换成电信号。下列四幅实验装置图能反映其工作原理的是【 】
A. B. C. D.
3.(2024年安徽中考题)如图所示为动圈式话筒的简化示意图,磁铁固定在适当位置,线圈与膜片相通,声波可使膜片左右振动从而带动线圈振动,线圈中就产生电流,实现声信号到电信号的转变。其工作原理是【 】
A. 磁场对通电导线的作用 B. 电流的热效应
C. 电流的磁效应 D. 电磁感应
4.(2025年四川宜宾中考题)(多选题) 如图,在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中,下列说法正确的是【 】
A. 上下移动导线AB,电流表的指针一定会偏转
B. 左右移动导线AB,电流表的指针会发生偏转
C. 动圈式话筒采集声信号时,利用了该实验规律
D. 该实验探究得到的规律与奥斯特实验规律一样
1.如图所示,在纸片上撒少许碎纸屑,将线圈的两根引线与电池两极瞬间接触,粘着线圈的纸片会振动起来。该现象与电话的_________(选填“话筒”或“听筒”)工作原理相同。
2.(2025年江苏镇江中考题) 如图所示为某种扬声器的原理图,AB间连接一导线,导线置于磁极之间,导线中间固定一薄膜片。当AB间通有方向不断变化的电流时,导线所受的磁场作用力的方向_____,薄膜片______发声,声音传入人耳。人耳的鼓膜面积取0.8cm2,大气压强取1×105Pa,则大气对鼓膜的压力为_________N.
3.(2023年辽宁本溪中考题) 将扬声器、电池和电流表等元件连成如图所示电路。断开S2,反复快速闭合、断开开关S1,扬声器发出咔咔声;断开S1,闭合开关S2,反复轻敲扬声器的纸盆,会看到电流表的指针左右摆动。下列有关说法正确的是【 】
A.扬声器发声的原理与发电机发电的原理相同
B.扬声器发声时,将机械能转化为电能
C.扬声器发电的原理与动圈式话筒工作的原理相同
D.电流表的指针左右摆动,是因为磁场方向发生变化
4.(2025年甘肃兰州中考题)图甲是某蔬菜大棚里使用的一种温度自动报警器,在温度计里封入一段金属丝,当温度达到金属丝下端所指温度时,扬声器响起,发出报警信号。下列说法错误的是【 】
A. 动圈式扬声器的工作原理与图乙所示原理相同
B. 温度低于金属丝下端所指温度时,电磁铁断电失去磁性,衔铁被释放,扬声器停止报警
C. 温度计与金属丝相当于控制电磁铁的开关,实现了高温自动化报警
D. 煤油可用作自动报警器温度计中的工作液体
1.话筒仿佛耳朵,能“感知”声音。在技术上,声、光、热、力等都可以转换为电信号,这些将其他物理量转换成电信号的技术,属于__________。实现这些转换的器件,叫作__________,话筒便是一种常见的_________。
2.传感器的种类繁多,其功能也各不相同,空调在室内温度达到设定的温度后,会自动停止工作,则在空调中使用的是【 】
A.生物传感器
B.红外传感器
C.温度传感器
D.压力传感器
3.(多选题)下列说法正确的是【 】
A.话筒常使用声音传感器,其作用是将声信号转换为电信号
B.楼道里的灯只有在天黑并出现声音时才亮,说明它的控制电路中只有声音传感器
C.光敏电阻能够把光照强度这个光学量转换为电阻值这个电学量
D.电子秤所使用的测力装置中主要是温度传感器
4. 传感器在日常生活中有广泛应用,有一种开关在有声音并且光照强度足够低时就自动闭合,这种开关里有________传感器和_________传感器,这种开关经常用来控制楼道里灯的亮灭。
1.现代生活高不开智能手机,手机中有很多特殊功能需要传感器来实现。例如当人将手机靠近耳朵附近接听电话时,手机会自动关闭屏幕从而达到省电的目的,实现这一功能可能用到的传感器为【 】
A.光传感器和位置传感器
C.磁传感器和声传感器
B.磁传感器和温度传感器
D.压力传感器和速度传感器
2.(2025年四川凉山州中考题)传感器在“物联网”中担负着信息采集的重要任务,可以实现“提醒”和“报警”功能。某型号的温度自动报警装置由热敏电阻作为传感器制作而成,其简易电路图如下。已知热敏电阻R1的阻值随温度升高而减小,若电源电压保持不变,滑动变阻器R的滑片P在某位置不变,闭合开关S1和S2,此时装置未报警。下列说法正确的是【 】
A. 该装置中电磁铁工作原理与发电机工作原理相同
B. 若温度升高,流过电磁铁的电流变小,电磁铁磁性变弱
C. 若温度降低到一定程度,该报警器会发送报警信息
D. 若滑动变阻器R的滑片P向左移动一段距离,则报警的最低温度将会升高
3.(2025年山东日照中考题)(多选题) 如图是拉力传感器的电路示意图,电源电压恒为6V,电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A,定值电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2标有“20Ω 0.5A”字样。为保证电路安全,下列说法正确的是【 】
A. 当电压表示数为3V时,滑片P位于R2的最左端
B. 电流表示数允许的变化范围为0.2~0.3A
C. 变阻器R2接入电路的阻值允许变化范围为10Ω~20Ω
D. 当滑片P位于R2最右端时,电路的总功率为1.8W
4.(2025年山东中考题)水中溶氧量是水产养殖的一项关键指标。小红利用溶解氧传感器设计了自动充氧装置,其中监测电路如图所示,电源电压保持不变。溶解氧传感器的阻值随水中溶氧量的降低而减小。闭合开关,当溶氧量降低时【 】
A. 电流表的示数变小 B. 电压表的示数变大
C. 电路的总功率变小 D. 滑动变阻器的功率变大
1.【科学思维】(2025年黑龙江大庆中考题)某位同学对电与磁知识进行梳理,图中对应位置的内容填写正确的是【 】
A. 电流的热效应 B. 动圈式话筒 C. 电磁起重机 D. 法拉第
2.【科学思维】(2025年四川巴中中考题) 麦克风的工作原理是:人说话时,声波引起线圈在磁极附近振动产生与声音变化相应的感应电流,下列装置的工作原理与麦克风的工作原理相同的是【 】
A. B. C. D.
3.【科学探究】(2025年山东潍坊中考题)(多选题)如图所示,是某兴趣小组自制的简易电动机。一块纽扣强磁铁的上端磁极吸附在一根铁钉的底部,铁钉的尖端竖直地吸在一节干电池的正极上;将导线一端接在电池负极,若另一端接在磁铁上,铁钉和磁铁就会沿图示方向转动。整个实验电路电阻较小,下列分析正确的是【 】
A. 铁钉中电流的方向是从尖端指向底部
B. 铁钉和磁铁转动时,机械能转化为电能
C.电路中电流较大,不能长时间进行实验
D. 若将磁铁的上下磁极调换,铁钉和磁铁仍沿图示方向转动
4.【跨学科实践】(2025年江苏南通中考题)阅读短文,回答问题。
跨学科实践——制作智能垃圾箱模型
【任务要求】为保护环境、节约资源,同学们设计制作智能垃圾箱模型,实现对可回收垃圾的收集、自动称量、压缩的目的。
【设计制作】任务一:设计制作称重系统。图甲是称重的原理图,电源为恒流源,能始终提供大小恒定的电流,压力传感器的电阻RF的阻值与压力的关系图线如图乙所示。某次测试中,将1kg的物体放在压力传感器上,电压表示数为8V.电压表示数能反映回收垃圾质量的大小,可在电压表上标注对应的质量值。(g取10N/kg)
任务二:设计制作压缩系统。图丙是设计制作的工作流程图。
图丁为压缩系统的模型图。当雷达监测到回收物高度超过预设值时,压缩系统启动,电动机通过减速机带动转换结构中的螺杆转动,螺杆将转动转化为推拉杆向下的直线运动。从而使压板在收集箱内移动。压缩系统的部分参数如下表,“导程”指螺杆每旋转一周推拉杆移动的直线距离,“减速机的速比”指电动机的转速与减速机的输出转速的比值,“电动机效率”指电动机将电能转化为机械能的效率。设电动机的输出功率等于减速机的输出转速、导程以及推拉杆的推力三者的乘积。
电动机额定功率/W 60 导程/(m·r-1) 1.2×10-2
电动机的额定转速/(r·s-1) 60 减速机的速比 20
电动机的效率/% 90 压板的质量/kg 10
【交流评价】同学间交流,对模型制作过程中遇到的问题、使用效果和创新改进等方面进行评价。
(1)雷达发射的超声波是由声源_____产生的,改变电动机中的____方向可改变压板运动的方向;
(2)“交流评价”“反思改进”是工作流程图中的两个环节,其中环节A为______;C处提出的问题是______;
(3)关于本次实践活动,下列说法正确的是______;
A. 压力传感器受到的压力越大,通过它的电流越大
B. 压力传感器受到的压力越大,它的阻值越大
C. 电压表刻度上标注的质量值从左向右逐渐变大
D. 当电压表示数为6V时,可回收物的质量为2kg
(4)若预设值为0.66H,雷达发射至接收到超声波的时间间隔小于______s时,电动机启动。电动机以额定功率工作时,压板与回收物的接触面积为800cm ,则压板对回收物的压强为______Pa;(超声波速度取340m/s)
(5)实验测试完成后,同学们对模型存在的问题和需要改进的地方进行了交流。他们认为若要使模型中的称重装置测量更精确,可采取的方法是______;请对模型的设计再提出一个改进的建议或创新方法______。