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第8章 电磁相互作用 单元达标测评卷
一、单选题
1．下列所示的实验装置中，能说明电动机工作原理的是（ ）
A． B．
C． D．
2．如图是电动平衡车，人站在上面启动后，内部电动机运转带动平衡车向前进。下列四幅图中与这一过程的工作原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
3．如图，闭合开关后线圈缓慢连续转动，则小灯泡的发光情况是（电流通过灯丝，灯就发光）（ ）
A．一直不发光 B．一直发光
C．时亮时灭 D．以上情况均有可能出现
4．如图所示是研究电和磁内在联系的三个重要实验，下列关于它们的说法中正确的是（ ）
A．根据甲实验的原理可制成电动机
B．根据乙实验的原理可制成电磁铁
C．根据丙实验的原理可制成发电机
D．甲、乙两个实验中能量转化是相同的
5．电子车票，也称“无纸化”车票，乘客网上购票后，直接通过“刷身份证”即可顺利进站。乘客进站时将身份证靠近检验口，机器感应电路中就会产生电流，从而识别乘客身份。图中能说明这一原理的是（ ）
A． B．
C． D．
6．下列关于电磁现象的应用或探究活动，其中说法正确的是（ ）
A． 动圈式话筒应用了磁场对电流的作用
B． 演示电磁感应现象
C． 奥斯特通过实验说明磁场能产生电流
D． 探究发电机的工作原理
7．有一种新型鼠标，它的外形就像一个溜溜球，其设计的核心是：在长时间伏案工作时，电池消耗较快，你必须经常起身玩一下它，这样既能恢复电力，又对你的健康大有好处。请猜想鼠标电力得以恢复的原理与下列图示相同的是（ ）
A． B．
C． D．
8．将两个电流表（主要部件是永久磁铁和带有指针的线圈）G1和G2用导线连接起来，如图所示．当拨动G1的指针时，观察到G2的指针也会随之摆动，下列说法正确的是（ ）
A．G1利用了电流的磁效应
B．G2利用电磁感应产生了电流
C．G2的指针摆动幅度一定大于G1
D．G2是因为通电导线在磁场中受力而摆动
9．如图是研究产生感应电流的实验，下列说法正确的是
A．只要导体ab在磁场中运动，电流表的指针就会发生偏转
B．对调两个磁极方向，电流表的指针偏转方向发生改变
C．改变导体ab切割磁感线的方向，电流表的指针偏转方向不发生改变
D．电磁感应是把电能转化成机械能
10．关于直流电动机，下列叙述正确的是（ ）
A．直流电动机正常工作时，是将电能转化为内能
B．直流电动机的工作原理是电磁感应
C．电源的正、负极和磁场的方向同时改变，直流电动机的转动方向也改变
D．直流电动机的换向器是由两个彼此绝缘的铜制半环组成的
二、填空题
11．生产中使用的发电机常用 作转子，转子需要由外力来带动．
12．影响电流通过导体产生热量的因素实验。如图，两个透明容器中封闭着等量空气，将两个容器中的电阻丝R1和R2串联接到电源两端。
（1）将容器外部的电阻丝R3和R2并联，使通过R2的电流变 。实验说明：相同时间，电流通过R2产生的热量较 ；
（2）扬声器结构如图所示。根据 原理，当给扬声器输入强弱变化的电流时，强弱变化的电流通过线圈会带动纸盆振动，产生声音。利用这一原理还可制成 机。
13．电磁感应现象是英国物理学家 首先发现的。探究这个现象应选用如图中 （选填“甲”或“乙”）所示的装置进行实验。在这个现象中感应电流的方向与 的方向和磁场方问有关，利用电磁感应现象可以制成 ，实现机械能转化为电能。
14．物理小组的同学们利用如图所示的实验装置，探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。保持磁体不动，闭合开关，导体棒沿 （选填“上下”或“左右”）方向运动时，灵敏电流计的指针会发生偏转，此时 能转化为电能，生活中的 机就是根据这一原理制成的。
15．如图所示是录音机磁头的工作原理．录音机的磁带上附有一层硬磁性材料制成的磁粉，录音时，声音转化成强弱变化的电流流过录音机磁头，产生强弱变化的磁场，使划过磁头的磁带上的磁粉被强弱不同地 ；放音时，磁性强弱变化的磁带使磁头内产生变化的 ，放大后经过扬声器再将变化的电流转变为振动而发出声音．在图中标出磁头线圈的电流方向
16．物理兴趣小组在老师的指导下做了一个有趣的“摇绳发电”实验。如图，他们用一根导线做成跳绳，将跳绳的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连，摇动“跳绳”时，发现灵敏电流计的指针左右摆动，这说明导线中产生了 ，摇绳发电将 能转化为电能。
17．如图是探究产生感应电流的实验装置，通过检流计可以观察电路中的电流及方向．小阳同学用该实验装置进行实验的步骤如下：闭合开关后，首先快速向左移动金属棒AB，发现检流计指针发生了偏转；然后快速向右移动金属棒AB，发现检流计指针偏转方向与第一次偏转方向相反．请你写出小阳同学所探究的问题是 ．
18．（1）如图甲所示，连接电池、线圈和LED，通电线圈的A端会吸引铁棒，LED发光。将电源正、负极反接，线圈A端会吸引还是排斥铁棒？ ，LED （选填“亮”“不亮”）。
（2）如图乙，通电导线ab、cd固定不动，此时磁体对导线ab的作用力Fab的方向为向左，则导线cd的受到磁场力的方向为 （选填“向左”、“向右”或“不受力”）。
（3）如图丙所示，赤道表面地磁场磁感线与水平地面平行指向北方，水平东西放置的导线与能测微弱电流的电流表组成闭合电路，要让电流表指针摆动，可让导线___________。
A．静止 B．水平向东运动
C．水平向南运动 D．竖直向上运动
三、作图题
19．如图所示是探究通电导线在磁场中受力作用的实验装置。图中圆圈代表垂直纸面放置的导体ab，“⊙”表示电流沿导线垂直纸面向外流出，“”表示电流沿导线垂直纸面向里流进。
①请用箭头在图乙中标出磁感线的方向；
②图甲画出了导体ab受到磁场作用力F的受力情况，请在图乙中画出导体ab受到磁场作用力F的方向。
20．如图所示，箭头表示磁感线方向，“ ”表示通电导线中电流方向垂直纸面向里，“⊙”表示通电导线中电流方向垂直于纸面向外．根据左手定则判断各导线的受力方向，并用箭头表示出来．
21．图甲表示闭合电路的一部分导体a在磁场中沿箭头所示的方向运动时，导体中感应电流的方向垂直纸面向里．现在要使这部分导体a中感应电流的方向仍垂直纸面向里，导体还可以向什么方向运动呢？请在图乙中画箭头来表示（要求画出两个不同的运动方向）．
四、实验探究题
22．在探究电和磁之间的关系时，小明用磁体、铜棒ab、电流表、导线组成如图所示的实验装置．
（1）实验中发现，铜棒ab左右运动时，电流表指针也来回摆动，这种现象叫 现象．人们根据这个原理制成了 ，把机械能转化为电能．
（2）小刚用一节干电池替换了装置中的电流表，他们发现电路一接通，铜棒ab会向左摆动；若对调电池的正负极，铜棒ab会向 摆动．这一现象说明了通电导体在磁场中受力的方向与 方向有关．
23．小西学习了磁现象的知识后，深受物理学家奥斯特和法拉第科学探索精神的影响，怀着极大的兴趣利用如题图所示装置，探究电磁感应现象：
（1）他应在M、N之间接入 ；
（2）闭合开关，若导体棒AB不动，左右移动磁铁，电路中 （选填“有”或“没有”）感应电流产生。
24．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 。线圈从图示位置再转动 度后线圈将恰好达到平衡位置，并最终停在该位置。
（2）（乙）图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了 ，该装置能在线圈 （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 方向。
25．某兴趣小组的同学在探究“风力发电机发电时的输出功率与风速的关系”时，设计了如下实验步骤：①如图乙，将自制的小型风叶安装在风车底座上，把线的一端固定在风车转轴上，另一端系上钩码；②在风车正前方1米处放置电风扇的风速调到1挡位，用秒表记录提升钩码到A点所需的时间；③将电风扇换到2、3挡位，重复以上实验，并将数据记录在表格中：(注：电风扇挡位越高，风速越大)
表一：
电风扇挡位 钩码的质量/g 提升钩码到A点的时间/s
1 50 15
2 50 13
3 50 10
请你回答：
（1）这个实验是通过测量提升钩码到A点的 来比较风车输出功率的大小。这种方法是 (选填“控制变量法”或“转换法”)；
（2）通过实验可以得到的结论是：风速越大，风力发电机发电时的输出功率 ；
为了进一步研究风力发电机，他又从电厂查到一台1500kW的发电机组的相关数据：
表二：输出功率与风速的关系
风速v/(m/s) 5 10 15 20
输出功率P/kW 80 720 1500 1100
表三：不同风速下风力发电机每秒获得的风能：
风速v(m/s) 5 10 15 20
1s获得的能量E(104J) 15 120 405 350
（3）风能是清洁能源，也是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。发电机的工作原理是 ；
（4）风速10m/s时，这台发电机的发电效率为 ，有同学认为风速越大，发电机的发电效率越高，他的观点是 (选填“正确”或“错误”)的。你认为的原因是 。
五、综合题
26．回顾实验和探究（将下列实验报告中的空缺部分填写完整）
（1）探究电磁铁磁性强弱的影响因素
实验过程 ①如右图，闭合开关，发现 电磁铁吸引大头针的数目较多：说明电磁铁的磁性强弱与 有关．②实验中两个电磁铁串联在一起，其目的是 ．
问题讨论 将电磁铁换成两段阻值不同的电阻丝，并在中间接入一段U形管，如图，这是为了研究电流产生的热量与 的关系．①一段时间后，会发现 电阻一端U形管液面高度差较大．②实验中用U形管液面高度差的大小显示电流产生热量的多少是运用了 法．
（2）探究电磁感应现象
方法 小雨想到既然“电能生磁”，那么“磁能否生电”？由此他开始了研究．小雨提出问题时运用了 法．
过程 如图，当导体ab 运动时，电流表指针发生偏转，说明有感应电流产生．
程序 提出问题﹣﹣猜想﹣﹣ ﹣﹣得出结论．
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第8章 电磁相互作用 单元达标测评卷
一、单选题
1．下列所示的实验装置中，能说明电动机工作原理的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】【解答】A．开关闭合后，通电导体受到磁场的作用，可以在导轨上运动，将电能转化为机械能。这是电动机的工作原理。A选项符合题意；
B．因为地磁场的作用，磁体会指示南北方向。B选项不符合题意；
C．闭合电路的部分导体在磁场中运动，电路中会产生电流，这是发电机的工作原理。C选项不符合题意；
D．线圈在磁场中运动，电路中产生电流，这是交流发电机的工作原理。D选项不符合题意。
故答案为：A。
【分析】电动机根据磁场对电流的作用工作，将电能转化为机械能，电路中有电源，有磁场。
2．如图是电动平衡车，人站在上面启动后，内部电动机运转带动平衡车向前进。下列四幅图中与这一过程的工作原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】【解答】电动平衡车内部的主要构件是电动机，通电后，导体在磁场中受力而运动，它是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理工作的。
A．如图，演示的说明通电导体周围存在着磁场，故A不符合题意；
B．如图，开关闭合后，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中产生感应电流，这是电磁感应现象，故B不符合题意；
C．如图，闭合开关，电磁铁有磁性，是利用电流的磁效应，故C不符合题意；
D．如图，闭合开关，通电导体在磁场中受力而运动，故D符合题意。
故选：D。
【分析】电动平衡车内部的主要构件是电动机，是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理工作的。
A．如图，通电导体周围存在着磁场；
B．如图，是电磁感应现象；
C．如图，是利用电流的磁效应；
D．如图，是通电导体在磁场中受力而运动。
3．如图，闭合开关后线圈缓慢连续转动，则小灯泡的发光情况是（电流通过灯丝，灯就发光）（ ）
A．一直不发光 B．一直发光
C．时亮时灭 D．以上情况均有可能出现
【答案】B
【解析】【解答】解：读图可知，这是电动机的原理，当线圈中的电流通过时，会受到磁场力的作用而转动．
由于线圈可以连续转动，说明电路中始终有电流通过，所以小灯泡一直发光．
故选B．
【分析】电动机的原理是通电线圈在磁场中会受力转动，结合图片可做出判断．
4．如图所示是研究电和磁内在联系的三个重要实验，下列关于它们的说法中正确的是（ ）
A．根据甲实验的原理可制成电动机
B．根据乙实验的原理可制成电磁铁
C．根据丙实验的原理可制成发电机
D．甲、乙两个实验中能量转化是相同的
【答案】B
【解析】【解答】A、甲是电磁感应实验的装置，利用上述原理制成了发电机，故错误；
B、电磁铁的原理就是通电的导体能产生磁场，故正确；
C、根据丙实验的原理可制成电动机，故错误；
D、甲是将机械能转化为电能的装置，乙是将电能转化为机械能的装置，故错误．
故选B．
【分析】本题考查电学中三个电磁关系的实验，应从其原理和现象中分析：
（1）甲实验将导线和电流表相连，发现导体运动时电流表内部产生电流，即闭合电路中的一部分导体在磁场做切割磁感线运动时产生感应电流；这是发电机的原理图，即是将机械能转化为电能的过程．
（2）乙实验中通电后小磁针发生偏转，能证明通电导体在其周围产生磁场我们利用这个原理造出了电磁铁．
（3）丙实验将导线放在磁场中，观察通电后导体发生了运动，即通电导体在磁场中受到力的作用；我们造出了电动机．即是将电能转化为机械能的过程．
5．电子车票，也称“无纸化”车票，乘客网上购票后，直接通过“刷身份证”即可顺利进站。乘客进站时将身份证靠近检验口，机器感应电路中就会产生电流，从而识别乘客身份。图中能说明这一原理的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】【解答】解：由题意可知，“刷身份证”时会产生感应电流，即由磁产生电，有感应电流产生，所以其工作原理为电磁感应现象；
A、图中有电源，为电动机的工作原理，是根据通电导体在磁场中受力而运动的原理制成的，故A不符合题意；
B、图中没有电源，为发电机的工作原理，是根据电磁感应现象制成的，故B符合题意；
C、图示为奥斯特实验，说明通电导线周围存在磁场，故C不符合题意；
D、图示的实验是探究通电螺线管的磁性强弱与电流大小、线圈匝数的关系，运用了电流的磁效应，故D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】“刷身份证”是利用电磁感应原理，分析下面四幅图，找出符合题意的选项即可。
6．下列关于电磁现象的应用或探究活动，其中说法正确的是（ ）
A． 动圈式话筒应用了磁场对电流的作用
B． 演示电磁感应现象
C． 奥斯特通过实验说明磁场能产生电流
D． 探究发电机的工作原理
【答案】D
【解析】【解答】解：A、当人对着话筒说话时，引起线圈的振动，线圈在磁场中切割磁感线会产生感应电流，所以动圈式话筒应用电磁感应原理工作的。A不符合题意；
B、此图中有电源，所以当金属棒中通电时，磁场中的金属棒会受力运动，故为电动机原理，是将电能转化为机械能的过程，B不符合题意。
C、如图，是奥斯特实验，奥斯特实验表明电流周围存在磁场。C不符合题意。
D、该图没有电池，验证闭合电路的一部分导体切割磁感线时产生感应电流，是电磁感应现象实验图，是发电机的原理图，即是将机械能转化为电能的过程，D符合题意。
故答案为：D
【分析】在电和磁这一部分中，学到了很多电学设备，每个设备的制成原理是经常考查的知识点.一般来说，有电磁铁的仪器是电流的磁效应原理，发电机和动圈式话筒是电磁感应现象原理，电动机和扬声器是通电导体在磁场中受力原理.
7．有一种新型鼠标，它的外形就像一个溜溜球，其设计的核心是：在长时间伏案工作时，电池消耗较快，你必须经常起身玩一下它，这样既能恢复电力，又对你的健康大有好处。请猜想鼠标电力得以恢复的原理与下列图示相同的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】【解答】A.通过电流的线圈能够吸引曲别针，说明电流周围存在磁场，故A不合题意；
B.当导线中有电流经过时，小磁针的指向发生偏转，这是电流的磁效应，故B不合题意；
C.当导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针发生偏转，这就是电磁感应现象，故C符合题意；
D.通过电流的线圈在磁场中受力转动，为电动机的工作原理，故D不合题意。
故选C。
【分析】根据图片分析其中包含的物理原理即可。
8．将两个电流表（主要部件是永久磁铁和带有指针的线圈）G1和G2用导线连接起来，如图所示．当拨动G1的指针时，观察到G2的指针也会随之摆动，下列说法正确的是（ ）
A．G1利用了电流的磁效应
B．G2利用电磁感应产生了电流
C．G2的指针摆动幅度一定大于G1
D．G2是因为通电导线在磁场中受力而摆动
【答案】D
【解析】【解答】解：
AB、据题意可知：电流表主要部件是永久磁铁和带有指针的线圈，G1和G2用导线连接起来．当拨动G1的指针时，相当于G1中的线圈做切割磁感线运动，电路中会产生感应电流；由于两个电表构成了闭合电路，故电流会通过G2表中的线圈，而该线圈处于磁场中，由于通电导线在磁场中受力的作用，所以G2的指针也会偏转；
故G1利用了电磁感应而产生电流，故AB错误；
C、由于导线有电阻，感应电流通过导线时因发热会损失掉一部分电能，故G2的指针摆动幅度一定小于G1，故C错误；
D、据前面分析可知，G2是因为通电导线在磁场中受力而摆动，故D正确；
故选D．
【分析】解决该题应知道以下知识点：（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，该现象就叫做电磁感应现象；发电机就是利用该原理制成的；（2）实验表明通电导线在磁场中受力的作用，电动机就是利用该原理制成的．
9．如图是研究产生感应电流的实验，下列说法正确的是
A．只要导体ab在磁场中运动，电流表的指针就会发生偏转
B．对调两个磁极方向，电流表的指针偏转方向发生改变
C．改变导体ab切割磁感线的方向，电流表的指针偏转方向不发生改变
D．电磁感应是把电能转化成机械能
【答案】B
【解析】【解答】AD．闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动，电路中产生感应电流，电流表的指针偏转，此时，将机械能转化为电能，是发电机的工作原理，故AD错误．
BC．切割磁感线的方向不变，对调两个磁极方向，感应电流的方向改变，或磁场方向不变，改变导体切割磁感线的方向，感应电流的方向改变，电流表的指针偏转方向发生改变，故B正确，故C错误。
故选B。
【分析】根据电磁感应的条件，分析产生感应电流现象；感应电流的方向和磁场方向有关，和导体的切割方向有关。
10．关于直流电动机，下列叙述正确的是（ ）
A．直流电动机正常工作时，是将电能转化为内能
B．直流电动机的工作原理是电磁感应
C．电源的正、负极和磁场的方向同时改变，直流电动机的转动方向也改变
D．直流电动机的换向器是由两个彼此绝缘的铜制半环组成的
【答案】D
【解析】【解答】A．直流电动机正常工作时，消耗电能，得到机械能，是将电能转化为机械能，A不符合题意；
B．直流电动机的原理是通电线圈在磁场中受力而转动，B不符合题意；
C．通电导线在磁场中受力的方向跟磁场的方向以及电流的方向有关，当电源的正负极和磁场的方向同时改变，直流电动机的转动方向不变，C不符合题意；
D．直流电动机中起电驱电流的换向作用的结构叫做换向器，直流电动机的换向器是由两个彼此绝缘的铜制半环组成的，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】直流电动机正常工作时，将电能转化为机械能；直流电动机的原理是通电线圈在磁场中受力而转动；当电源的正负极和磁场的方向同时改变，直流电动机的转动方向不变；直流电动机的换向器是由两个彼此绝缘的铜制半环组成的。
二、填空题
11．生产中使用的发电机常用 作转子，转子需要由外力来带动．
【答案】电磁铁
【解析】【解答】解：生产中使用的发电机常用电磁铁做转子，转子需要由外力来带动．
故本题答案为：电磁铁．
【分析】要解答本题需掌握：发电机由转子和定子组成．
12．影响电流通过导体产生热量的因素实验。如图，两个透明容器中封闭着等量空气，将两个容器中的电阻丝R1和R2串联接到电源两端。
（1）将容器外部的电阻丝R3和R2并联，使通过R2的电流变 。实验说明：相同时间，电流通过R2产生的热量较 ；
（2）扬声器结构如图所示。根据 原理，当给扬声器输入强弱变化的电流时，强弱变化的电流通过线圈会带动纸盆振动，产生声音。利用这一原理还可制成 机。
【答案】小；少；通电导体在磁场中受到力的作用；电动
【解析】【解答】（1）将容器外部的电阻丝R3和R2并联，使通过R2的电流变小，试验说明：相同时间，电流通过R2产生的热量较少。
（2）扬声器输入强弱变化的电流时线圈受磁场力作用振动，会带动纸盆振动，产生声音，利用了通电导体在磁场中受力的作用原理工作的。应用为电动机。
综上 第1空、 小；第2空、少； 第3空、 通电导体在磁场中受到力的作用；第4空、 电动机。
【分析】1、通电导线在磁场中受到力的作用，实例有：电动机；
2、探究电流的热效应：原理为焦耳定律Q=I2Rt，所以产热量和电阻成正比，和电流的平方成正比，实验中通过液面高度差的变化作为观察指标转化为电流的产热量。
3、并联电路规律：并联电路电压相等、支路电流之和为干路电流，电阻规律。
13．电磁感应现象是英国物理学家 首先发现的。探究这个现象应选用如图中 （选填“甲”或“乙”）所示的装置进行实验。在这个现象中感应电流的方向与 的方向和磁场方问有关，利用电磁感应现象可以制成 ，实现机械能转化为电能。
【答案】法拉第；甲；导线切制磁感线；发电机
【解析】【解答】据课本知识可知，电磁感应现象是英国物理学家法拉第发现的；电磁感应现象的特点是没有电源而有一个电流表，用来测量产生的电流，故甲所示的装置符合；感应电流的方向和磁场的方向与导体切割磁感线的方向有关根据电磁感应现象制成了发电机，发电机将线圈运动的机械能转化为电能。
故答案为：法拉第；甲；导体切割磁感线；发电机
【分析】(1)英国物理学家法拉第经过10年的探索，在1830年取得突破，发现了利用磁场产生电流的条件和规律，根据这个现象发明了发电机，使人类大规模用电成为了可能，开辟了电气化的时代；
(2)由于导体在磁场中运动而产生电流的现象，是一种电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流；感应电流的方向和磁场的方向和导体运动的方向有关。
14．物理小组的同学们利用如图所示的实验装置，探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。保持磁体不动，闭合开关，导体棒沿 （选填“上下”或“左右”）方向运动时，灵敏电流计的指针会发生偏转，此时 能转化为电能，生活中的 机就是根据这一原理制成的。
【答案】上下；机械；发电
【解析】【解答】图中，闭合开关，磁体不动，导体棒沿上下方向运动时，导体棒会切割磁感线，灵敏电流计的指针发生偏转，则有感应电流产生，导体棒的运动获得了电能，将机械能转化为电能，生活中的发电机根据这一原理制成的。故第1空填：上下；第2空填：机械；第3空填：发电。【分析】闭合电路的部分导体，切割磁感线时，电路中产生感应电流，将机械能转化为电能，可以制成发电机。
15．如图所示是录音机磁头的工作原理．录音机的磁带上附有一层硬磁性材料制成的磁粉，录音时，声音转化成强弱变化的电流流过录音机磁头，产生强弱变化的磁场，使划过磁头的磁带上的磁粉被强弱不同地 ；放音时，磁性强弱变化的磁带使磁头内产生变化的 ，放大后经过扬声器再将变化的电流转变为振动而发出声音．在图中标出磁头线圈的电流方向
【答案】磁化；感应电流；
【解析】【解答】（1）录音机的磁带上附有一层硬磁性材料制成的磁粉，录音时，声音转化成强弱变化的电流流过录音机磁头，产生强弱变化的磁场，使划过磁头的磁带上的磁粉被强弱不同地磁化；
（2）放音时，磁性强弱变化的磁带使磁头内产生变化的感应电流，放大后经过扬声器再将变化的电流转变为振动而发出声音．
（3）根据异名磁极相互吸引可知，磁头的左侧为N极，右侧为S极，用右手握住线圈，大拇指指向N极，则四指所指的方向为电流的方向，如图所示
故答案为：磁化；感应电流；见上图．
【分析】本题考查对录音放音知识的了解，是电流的磁效应和电磁感应现象的具体应用．利用安培定则可判断线圈中电流的方向．
16．物理兴趣小组在老师的指导下做了一个有趣的“摇绳发电”实验。如图，他们用一根导线做成跳绳，将跳绳的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连，摇动“跳绳”时，发现灵敏电流计的指针左右摆动，这说明导线中产生了 ，摇绳发电将 能转化为电能。
【答案】感应电流；机械
【解析】【解答】解：用一根导线做成跳绳，将跳绳的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连，摇动“跳绳”时，导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中会产生感应电流，而且电流方向随时间发生变化，属于交流电，根据此原理可制成发电机，在工作过程中将机械能转化为电能。
故答案为：感应电流；机械。
【分析】产生感生电流的条件：①电路必须闭合；②只是电路的一部分导体在磁场中；③这部分导体做切割磁感线运动.根据此原理可制成发电机.
17．如图是探究产生感应电流的实验装置，通过检流计可以观察电路中的电流及方向．小阳同学用该实验装置进行实验的步骤如下：闭合开关后，首先快速向左移动金属棒AB，发现检流计指针发生了偏转；然后快速向右移动金属棒AB，发现检流计指针偏转方向与第一次偏转方向相反．请你写出小阳同学所探究的问题是 ．
【答案】感应电流的方向与导体的运动方向是否有关．
【解析】【解答】解：如图是研究电磁感应现象的实验装置，通过检流计可以观察电路中的电流及方向；磁场方向不变，先快速向左移动金属棒AB，发现检流计指针发生了偏转，表明有感应电流产生，然后快速向右移动金属棒AB，发现检流计的指针发生了不同方向的偏转，表明感应电流方向发生改变；故探究的问题是感应电流的方向与导体的运动方向是否有关．
故答案为：感应电流的方向与导体的运动方向是否有关．
【分析】由于导体在磁场中做切割磁感线运动而产生电流的现象，是一种电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流；感应电流的方向和磁场方向和导体运动的方向有关；根据小阳同学的两次实验现象得出他所探究的问题．
18．（1）如图甲所示，连接电池、线圈和LED，通电线圈的A端会吸引铁棒，LED发光。将电源正、负极反接，线圈A端会吸引还是排斥铁棒？ ，LED （选填“亮”“不亮”）。
（2）如图乙，通电导线ab、cd固定不动，此时磁体对导线ab的作用力Fab的方向为向左，则导线cd的受到磁场力的方向为 （选填“向左”、“向右”或“不受力”）。
（3）如图丙所示，赤道表面地磁场磁感线与水平地面平行指向北方，水平东西放置的导线与能测微弱电流的电流表组成闭合电路，要让电流表指针摆动，可让导线___________。
A．静止 B．水平向东运动
C．水平向南运动 D．竖直向上运动
【答案】（1）吸引；不亮
（2）向左
（3）D
【解析】【解答】（1）图中，铁棒是磁性材料，改变电路中电源的正负极后，线圈都有磁性，都能吸引铁棒，
LED灯具有单向导电性，将电源正、负极反接，LED灯将不亮。
（2）图中，通电导线ab、cd的电流方向相反，两磁体的磁场方向相反，通电导体在磁场中受力方向和电流方向、磁场方向有关，磁体对导线cd的作用力的方向与对导线ab的作用力相同，即向左，如图所示
（3）ABC．导线静止、水平向东运动或水平向南运动不切割磁感线，不会产生感应电流，故ABC错误；
D．图中，地球的磁场是南北方向的，导线水平东西放置，竖直向上运动时，切割磁感线，会产生感应电流，故D正确。
故选D。
【分析】（1）通电线圈有磁场，对铁棒有吸引力；LED灯具有单向导电性，电流方向改变后，发光情况不同；
（2）通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向和磁场方向、电流方向有关；
（3）闭合电路的部分导体切割磁感线时，电路中产生感应电流。
（1）[1]磁体的磁极无论是N还是S都能吸引铁等物质，因此将电源正、负极反接，线圈A端会依然吸引铁棒。
[2]LED灯具有单向导电性，将电源正、负极反接，LED灯将不亮。
（2）通电导线ab、cd固定不动，导线cd的电流方向为从d到c，右磁体的磁场方向与左磁体磁场的方向相反，通对导线cd的电流方向与通过ab的电流方向相反，磁体对导线cd的作用力的方向与磁体对导线ab的作用力相同，即向左，如下图所示
（3）ABC．导线静止、水平向东运动或水平向南运动不切割磁感线，所以不会产生感应电流，故ABC错误；
D．图中导线水平东西放置，竖直向上运动时，切割磁感线，所以会产生感应电流，故D正确。
故选D。
三、作图题
19．如图所示是探究通电导线在磁场中受力作用的实验装置。图中圆圈代表垂直纸面放置的导体ab，“⊙”表示电流沿导线垂直纸面向外流出，“”表示电流沿导线垂直纸面向里流进。
①请用箭头在图乙中标出磁感线的方向；
②图甲画出了导体ab受到磁场作用力F的受力情况，请在图乙中画出导体ab受到磁场作用力F的方向。
【答案】解：如图所示：
【解析】【解答】①磁体外部磁感线是从磁体的N极出发回到磁体的S极，故乙图中磁感线的方向是从下向上。
②通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向与磁场方向和电流方向有关。当磁场方向与电流方向之一发生改变时，受力方向发生改变；当两者都改变时，受力方向不变。甲图中的磁感线方向是从上向下，电流沿导线垂直纸面向外流出，而乙图中磁感线的方向是从下向上，电流沿导线垂直纸面向里流进，即电流方向和磁场方向同时改变，则受力方向不变，与甲图受力方向相同，故乙图受力方向水平向右，作图如下：
【分析】（1）在磁体外部，磁感线的方向是从N极指向S极。
（2）导体受力的方向与电流的方向垂直，与磁场的方向也垂直；据此画图。
20．如图所示，箭头表示磁感线方向，“ ”表示通电导线中电流方向垂直纸面向里，“⊙”表示通电导线中电流方向垂直于纸面向外．根据左手定则判断各导线的受力方向，并用箭头表示出来．
【答案】解：
【解析】【分析】通电导线在磁场中受到的力称为安培力；通电导体在磁场中受力方向，可以利用左手定则进行判断．
21．图甲表示闭合电路的一部分导体a在磁场中沿箭头所示的方向运动时，导体中感应电流的方向垂直纸面向里．现在要使这部分导体a中感应电流的方向仍垂直纸面向里，导体还可以向什么方向运动呢？请在图乙中画箭头来表示（要求画出两个不同的运动方向）．
【答案】解：根据产生感应电流的条件，a是垂直纸面放置的闭合电路的部分导体，只要让导体a切割磁感线即可，图中磁感线是竖直向下的，故作图如图：
【解析】【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．
四、实验探究题
22．在探究电和磁之间的关系时，小明用磁体、铜棒ab、电流表、导线组成如图所示的实验装置．
（1）实验中发现，铜棒ab左右运动时，电流表指针也来回摆动，这种现象叫 现象．人们根据这个原理制成了 ，把机械能转化为电能．
（2）小刚用一节干电池替换了装置中的电流表，他们发现电路一接通，铜棒ab会向左摆动；若对调电池的正负极，铜棒ab会向 摆动．这一现象说明了通电导体在磁场中受力的方向与 方向有关．
【答案】（1）电磁感应；发电机
（2）右；电流
【解析】【解答】解：（1）铜棒ab左右运动时，电流表指针也来回摆动，这种现象叫电磁感应现象；人们根据这个原理制成了电动机，将机械能转化为电能；（2）对调电池的正负极，铜棒中电流方向反向，铜棒受力方向反向、向右，因此铜棒ab会向右摆动；这一现象说明了通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关；
故答案为：（1）电磁感应；发电机；（2）右；电流．
【分析】（1）闭合电路的部分导体切割磁感线时，电路中会产生电流，这是电磁感应现象，根据电磁感应现象，人们制成了发电机；（2）通电导线在磁场中受到磁场力的作用而运动，磁场力的方向与电流方向、磁场方向有关．
23．小西学习了磁现象的知识后，深受物理学家奥斯特和法拉第科学探索精神的影响，怀着极大的兴趣利用如题图所示装置，探究电磁感应现象：
（1）他应在M、N之间接入 ；
（2）闭合开关，若导体棒AB不动，左右移动磁铁，电路中 （选填“有”或“没有”）感应电流产生。
【答案】（1）灵敏电流计
（2）有
【解析】【解答】在探究电磁感应现象时，
（1）应在M、N之间接入灵敏电流计，反应是否有电流产生；
（2）闭合开关，若导体棒AB不动，左右移动磁铁，导线能切割磁感线，电路中有感应电流产生。
【分析】（1）探究电磁感应现象时，电路中接入灵敏电流计；
（2）导体切割磁感线时，才能有电流产生。
24．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 。线圈从图示位置再转动 度后线圈将恰好达到平衡位置，并最终停在该位置。
（2）（乙）图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了 ，该装置能在线圈 （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 方向。
【答案】（1）通电线圈；电流方向不同；90
（2）换向器；刚转过；电流
【解析】【解答】解：（1）电动机的工作原理是磁场对通电线圈有力的作用。
线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关；甲图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，是因为两侧的电流方向不同。当线圈从图示位置再转动90度后，线圈将恰好达到平衡位置，此时受力平衡，最终会停在该位置。（2）乙图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，它能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。
故答案为：（1）通电线圈； 电流方向不同； 90； （2）换向器； 刚转过；电流。
【分析】（1）电动机的工作原理是磁场对通电线圈有力的作用；线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关；（2）换向器可以改变电流方向，从而改变导体的受力方向，实现连续转动。
25．某兴趣小组的同学在探究“风力发电机发电时的输出功率与风速的关系”时，设计了如下实验步骤：①如图乙，将自制的小型风叶安装在风车底座上，把线的一端固定在风车转轴上，另一端系上钩码；②在风车正前方1米处放置电风扇的风速调到1挡位，用秒表记录提升钩码到A点所需的时间；③将电风扇换到2、3挡位，重复以上实验，并将数据记录在表格中：(注：电风扇挡位越高，风速越大)
表一：
电风扇挡位 钩码的质量/g 提升钩码到A点的时间/s
1 50 15
2 50 13
3 50 10
请你回答：
（1）这个实验是通过测量提升钩码到A点的 来比较风车输出功率的大小。这种方法是 (选填“控制变量法”或“转换法”)；
（2）通过实验可以得到的结论是：风速越大，风力发电机发电时的输出功率 ；
为了进一步研究风力发电机，他又从电厂查到一台1500kW的发电机组的相关数据：
表二：输出功率与风速的关系
风速v/(m/s) 5 10 15 20
输出功率P/kW 80 720 1500 1100
表三：不同风速下风力发电机每秒获得的风能：
风速v(m/s) 5 10 15 20
1s获得的能量E(104J) 15 120 405 350
（3）风能是清洁能源，也是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。发电机的工作原理是 ；
（4）风速10m/s时，这台发电机的发电效率为 ，有同学认为风速越大，发电机的发电效率越高，他的观点是 (选填“正确”或“错误”)的。你认为的原因是 。
【答案】（1）时间；转换法
（2）越大
（3）可再生；电磁感应现象
（4）60%；错误；风速越大发电效率越低
【解析】【解答】(1)因提升高度要相同，通过提升时间，可知提升速度的大小，则由
可知输出功率的大小，故比较测量提升钩码到A点的时间来比较风车输出功率的大小。转换法可将不可测的量转换为可测的量进行测量，也可将不易测准的量转换为可测准的量，提高测量精度。此实验将风车输出功率的大小转化为通过测量提升钩码到A点的时间。(2)分析表一数据可见，在提升钩码质量相同的情况下，风速越大，提升钩码到A点的时间越短，风车的输出功率越大。(3)风能是一种很清洁的可再生能源，资源丰富，无污染。风力发电是将风能转化为电能，发电机是通过机械运动产生电能，即是利用电磁感应现象制成的，所以发电机的工作原理是电磁感应现象。(4)风速为10m/s时，1s内获得的能量为 ，风车工作1h获得的能量为
风车工作1h产生的电能为
风车发电的效率为 风速为15m/s时，1s内获得的能量为 ；风车工作1s产生的电能为 ，风车发电的效率为
由此可知，风速越大，发电机的发电效率越低，所以他的观点是错误的。
【分析】（1）功率表示做功的快慢，在做功相同时，比较时间可以判断功率大小；（2）在拉力相同时，速度越大，功率越大；（3）风能属于可再生能源；发电机的工作原理是电磁感应现象；（4）根据功率和时间的乘积计算功的大小，利用输出能量和总能量的比值计算转化效率。
五、综合题
26．回顾实验和探究（将下列实验报告中的空缺部分填写完整）
（1）探究电磁铁磁性强弱的影响因素
实验过程 ①如右图，闭合开关，发现 电磁铁吸引大头针的数目较多：说明电磁铁的磁性强弱与 有关．②实验中两个电磁铁串联在一起，其目的是 ．
问题讨论 将电磁铁换成两段阻值不同的电阻丝，并在中间接入一段U形管，如图，这是为了研究电流产生的热量与 的关系．①一段时间后，会发现 电阻一端U形管液面高度差较大．②实验中用U形管液面高度差的大小显示电流产生热量的多少是运用了 法．
（2）探究电磁感应现象
方法 小雨想到既然“电能生磁”，那么“磁能否生电”？由此他开始了研究．小雨提出问题时运用了 法．
过程 如图，当导体ab 运动时，电流表指针发生偏转，说明有感应电流产生．
程序 提出问题﹣﹣猜想﹣﹣ ﹣﹣得出结论．
【答案】（1）甲；线圈匝数；控制两个电磁铁中的电流相同；电阻；乙；转换
（2）逆向思考；前后；实验检验
【解析】【解答】解：（1）在该题中，两图的电流相等，甲图的线圈匝数比乙图多，故甲图的磁性强，所吸引的大头针数目多；即该实验说明电磁铁磁性强弱与线圈的匝数有关，实验中两个电磁铁串联在一起，其目的是控制两个电磁铁中的电流相同．
在装置图中，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过他们的电流I与通电时间t相同，左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，即是探究电流产生的热量与电阻大小的关系；故由Q=I2Rt可知，右边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快，这表明：在相同时间内，电流相同的情况下，电阻越大，电流通过导体时产生的热量越多；因此实验中用U形管液面高度差的大小显示电流产生热量的多少是运用了转换法．（2）“电能生磁”想到“磁能否生电”，用到了逆向思考的方法；由图知，当导体ab前后运动时，做切割磁感线运动，电路中会产生感应电流；根据物理学的探究过程：提出问题，猜想与假设，形成假说，实验检验，得出结论，评估交流；故答案为：（1）甲；线圈匝数；控制两个电磁铁中的电流相同；电阻；乙；转换；（2）逆向思考；前后；实验检验．
【分析】（1）电磁铁磁性的强弱与电流的大小和线圈的匝数有关，故该实验中利用控制变量的思维分析即可解决；由焦耳定律Q=I2Rt可知，Q与I、R及t有关，故应采用控制变量法结合图中的实验情景进行分析．（2）掌握逆向思维方法：逆向思维也叫求异思维，它是对司空见惯的似乎已成定论的事物或观点反过来思考的一种思维方式．掌握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．发电机是根据电磁感性现象制成的，将机械能转化为电能；物理学的探究过程：提出问题，猜想与假设，形成假说，实验检验，得出结论，评估交流；
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