第 2 讲 电动机与发电机
立足教材·夯实基础
1. [教材人九 P171,T1 高仿]图示中的 a 表示 垂直于纸面的一根导线,它是闭合电路的 一部分。 导线 a 在磁场中按箭头方向运 动时,不能产生感应电流的是 ( )
2. 模型建构·一题多选 如图所示为电动机和 发电机装置的简易模型,下列说法正确 的是 ( )
A. 图甲装置是发电机的模型
B. 图乙装置是电动机的模型
C. 图甲装置是根据磁场对电流作用原 理工作的
D. 图乙装置是根据电流的磁效应工作的
E. 图甲中,线圈 ab 边和 cd 边受力方向 相同
F. 图甲中,线圈所在的位置叫平衡位置
G. 图乙中,线圈转动时,外部电路中的 电流方向呈周期性变化
3. [教材人九 P170 原图] 录音机的磁带上附有一层由硬磁性材料制成的小颗粒。放音时,磁带贴着放音磁头运动,磁带的磁性强弱和方向都变化使放音磁头中产生变化的感应电流,电流经放大后使扬声器发声,这便“读”出了录音带中记录的信息。下列实验中和录音机的磁带放音时工作原理相同的是 ( )
4. [教材教九上 P143 实验改编] 探究通电导 体在磁场中的受力情况实验图如图所 示 , 闭 合 开 关 后,导体 ab 向左 运动。 若只将电 源正、负极对调, 闭合开关后,发 现导体 ab 向右运动,这表明通电导体 在磁场中受力的方向与 _____________ 有关。 若只将磁极上下对调,闭合开关后, 发现导体 ab 也向右运动,这表明通电导 体在磁场中受力的方向与 ___________ 有关。 若要探究通电导体在磁场中受力 大小与电流大小是否有关,接下来的操 作是 _____________________________。
5. 一题串练 为了探究感应电流产生的条 件。小明将铁架台(未画出)、导体AB、电流表、 蹄形磁体、开关和若干导线按图 1 连接。
(1)在选择导体 AB 的材料时,你认为最 好选择 _____(选填“铜棒”或“铁棒”)。
(2)闭合开关,小明左右移动导体 AB, 发现电流表的指针发生了摆动,但摆动 幅度较小。为增大指针摆动的幅度,你的 建议是 ________________________(写出一条即可)。
(3)经历以上(2)中的探究,小明就得出 了产生感应电流的条件为:闭合电路的 一部分导体在磁场中运动。 你认为小明 的结论 ________(选填“正确”或“不正确”),原因是 _________________________ _________________________________。
(4)小明总结了“电和磁”的知识后,设 计了如图 2 所示的实验装置。 闭合开关 S 后,电动机甲开始转动,通过皮带带动 乙转动,此时小灯泡发光。 在此过程中, 将机械能转化为电能的实验装置是 _____(选填“甲”或“乙”)。 如果要使甲的 转动方向与原来相反,可采取的办法是____________________ ________________________________。
拓展进阶·提高能力
6. [25·陕西] 如图所示,是我国首艘海洋级智能科考船“同济”号,它采用了先进的混合动力系统,该系统 能在轮船制动时将动能回收转化为电能储存起来。下列四幅图能反映“同济”号动能回收原理的是 ( )
7. 下面是电学知识中的四个情境,下列说 法正确的是 ( )
A. 图甲:扬声器的工作原理与发电机的原理相同
B. 图乙:这个装置与新能源电动汽车动力装置的工作原理相同
C. 图丙:动圈式话筒的工作原理是“磁生电”
D. 图丁:此装置能说明电流的周围存在磁场
8. 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,电流表的指针会向 一个方向发生偏转
C. 将电流表换成电源,可以研究通电导 线在磁场中的受力情况
D. 该实验探究得到的规律与奥斯特实 验规律一样
9. [25·廊坊模拟] 如图是我国生产的电动式无针注射器,该注射器通电时,通电线圈在永久磁体产 生的磁场中受到强大的推力,将药液高速注入皮肤。下列说法正确的是( )
A. 无针注射器的工作原理与发电机相同
B. 无针注射器的工作原理与扬声器相同
C. 无针注射器工作时将机械能转化为电能
D. 改变电流的大小,产生的推力大小不变
10. 如图 1 所示是银行卡信息读卡器,将 银行卡的磁条在读卡器的刷卡槽内快 速刷过时,相当于磁体穿过闭合金属线 圈,产生了 ____________,经读卡器处 理,就能识别卡片信息。 如图 2 所示“风 能—太阳能”路灯示意图,图中和读卡 器原理相同的是 ___________(选填“风 力发电机”“太阳能电池”或“蓄电池”), 都是利用了 _________ 原理。
11. 开放性问答 [25·保定模拟] 学习了电磁转 换知识后,小明利用一节干电池、一个 硬铜导线框和纽扣强磁体,可组装成一 个简易电动机,如图所示,同时放手后 可观察到导线框 abcd 以干电池为轴转 动起来,导线框转动起来的原理是 ____ ___________,若要改变导线框转动的方 向,可以 ______________ _______;若要 改变导线框转动的速度,可以 _______ ________________,导线框转动的能量由 ______ 能转化而来。
12. [25·德阳] 如图所示,电路中的开关为 单刀双掷开关。
(1)将开关掷于 1,观察到导体棒 ab 运 动,说明 ____(填选项字母)。
A. 电路中产生了感应电流
B. 通电导体在磁场中受力的作用
(2)将开关掷于 2,使导体棒 ab 向右运 动,观察到电流表指针向左偏转;若要 使电流表的指针向右偏转,可以 ______ (填选项字母)。
A. 保持磁体不动,使导体棒 ab 向左运动
B. 将磁体的磁极对调,使导体棒 ab向 左运动
核心素养·中考新考法
13. 创新科技 在潜艇上使用磁流体推进器, 可以消除机械噪声,使潜艇能高速航行 而不被发现。 磁流体推进器的简易结构 如图所示,把海水 作为导体,通过电 极向海水 供 电 , 使海水在通道内 运动, 若海水向 后运动 ( )
A. 磁流体推进器是利用电磁感应的原 理工作的
B. 若增强磁体的磁性,潜艇受到的动力 会越大
C. 若只调换磁体的磁极,对潜艇的运动 没有影响
D. 若要改变潜艇受力方向,只能改变海 水电流方向
第 2 讲 电动机与发电机
立足教材·夯实基础
1. A 提示:题图 A 中导线 a 是闭合 电路中的一部分导体,但导线 a 没 有做切割磁感线运动,不会产生感应 电流,故 A 项符合题意。
2. CG 提示:题图甲中有电源,通电 后线圈在磁场中受到力的作用而转 动,把电能转化为机械能,这是电动 机的模型,故 A 项错误;题图乙中没 有电源,当线圈转动时,做切割磁感 线运动,会产生感应电流,灯泡发 光,是根据电磁感应现象工作的,是 发电机的模型,故 B、D 项错误;题 图甲中,线圈的 ab 边和 cd 边所处 磁场方向相同,电流方向相反,所以 受力的方向是相反的,故 E 项错误; 题图甲中,线圈 ab 边和 cd 边所受 力的大小相等,方向相反,但不在同 一条直线上,整个线圈受力不平衡, 不是平衡位置,故 F 项错误。
3. A 提示:放音时,磁带贴着放音磁 头运动,磁带的磁性强弱和方向的 变化使电路中产生变化的感应电 流,属于电磁感应现象;题图 B 是 奥斯特实验, 说明通电导体的周围 存在磁场,属于电流的磁效应,故 B 项不符合题意;题图 C 通电螺线管周围存在磁场, 是利用电流的磁效 应工作的,故 C 项不符合题意;题图 D 演示的是通电导体在磁场中受力 的作用而运动,故 D 项不符合题意。
4. 电流方向 磁场的方向 控制其他因素不变,移动滑动变阻器的滑片,改变导体中的电流大小
5.(1)铜棒
(2)增大导体 AB 左右移 动的速度(合理即可)
(3)不正确 图中导体前后或上下移动时,不产生感应电流
(4)乙 对调电源的正、负极
拓展进阶·提高能力
6. D 提示:轮船制动过程中,停止动 力供电,继续向前运行,内部线圈转动,切割磁感线产生感应电流,把机械能转化为电能进行回收,该原理是电磁感应现象。A项是奥斯特实验,奥斯特实验说明通电导体的周围存在磁场,故A项不符合题意;B项是探究通电导体在磁场中受到力的作用,电动机是利用该原理来工作的,故B项不符合题意;C项是司南,利用的是地磁场对磁体的作用,故C项不符合题意。
7. C 提示:扬声器是利用通电导体在 磁场中受力的原理,将电信号转化 为声信号,与电动机的原理相同。 而 发电机是利用电磁感应现象制成 的,二者原理不同,故 A 项错误;新 能源电动汽车动力装置是电动机, 其工作原理是通电导体在磁场中受 到力的作用,而题图乙是发电机原 理图,故 B 项错误;题图丁装置能说 明通电导体在磁场中会受到力的作 用,故 D 项错误。
8. C 提示:上下移动导线 AB,导体没 有切割磁感线,不产生感应电流,电 流表的指针一定不会偏转,故 A 项 错误;左右移动导线 AB,导体切割 磁感线,产生感应电流,感应电流的 方向与导体切割磁感线的方向有 关,故左右移动导线 AB 时,感应电 流方向发生变化,电流表指针左右 摆动,故 B 项错误;该实验探究得到 的规律叫电磁感应,而奥斯特实验 证明了电流周围存在磁场,该实验 探究得到的规律与奥斯特实验规 律不同,故 D 项错误。
9. B 提示:根据题意可知,电动式无 针注射器是依靠磁场对通电导体有 力的作用,将药液快速“注入”皮肤 的,这与电动机和扬声器的原理相同, 工作时将电能转化为机械能,故 A、 C 项错误,B 项正确;磁场对电流的力的大小与磁场强度和电流大小有
关,改变电流的大小,磁场强度不变,产生的推力大小改变,故 D 项错误。
10. 感应电流 风力发电机 电磁感应
提示:银行卡磁条快速刷过读卡器时,线圈中的磁场变化使闭合线圈中产生感应电流。这种现象称为电磁感应,产生的电流即为感应电流。风力发电机的工作原理同样是电磁感应,当风带动发电机叶片旋转时,转子在磁场中运动产生感应电流。这与读卡器的工作原理相同,而太阳能电池和蓄电池的工作原理与之不同。读卡器和风力发电机都利用了电磁感应原理。
11. 通电线圈在磁场中受到力的作用对调磁体的 N、S 极(合理即可) 换电压不同的电池 电
提示:放手后导线框中有电流通过,由于通电线圈在磁场中会受到力的作用,可观察到导线框 abcd 以干电池为轴转动起来。 通电导体在磁场中受力的方向与磁感线方向和电流方向有关,两者中任一影响因素发生改变导体在磁场中的受力方向会发生改变,若两者同时改变则受力方向不变, 若要改变导线框转动的方向,即改变线圈受力方向,可以通过对调磁体的 N、S 极来改变磁场的方向或对调电源的正、负极来改变线圈中电流的方向。 导线框 abcd两端电压不同,导线框转动的速度不同,要改变导线框转动的速度 ,可以换电压不同的电池。 导线框中有电流通过, 电能转化为导线框的机械能。
12.(1)B (2)A
提示:(1)将开关掷于 1,观察到导体棒 ab 运动,说明通电导体在磁场中受力的作用,故 B 项正确。
(2)保持磁体不动,将导体棒ab 水平向右运动,灵敏电流计指针向左偏转;若要使灵敏电流计的指针向右偏转,可以将磁体的磁极对调或导体棒 ab 向左运动,两者不能同时改变,故 A 项正确。
核心素养·中考新考法
13. B 提示:由题意可知,磁流体推进器是利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作的,故 A 项错误;若只调换磁体的磁极,通电海水的受力方向会发生改变,潜艇的运动方向会发生改变,故 C 项错误;若要改变潜艇受力方向,可以改变海水电流方向,也可以改变磁场的方向,故D 项错误。