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第十七章 电动机与发电机 单元巩固提升卷
一、单选题
1．对下列实验装置的说法中，正确的是（ ）
A．图甲可用来演示通电导体在磁场中的受力情况
B．图乙可用来演示发电机的工作原理
C．图丙可用来演示电磁铁磁性的强弱与电流大小的关系
D．图丁可用来演示电动机的工作原理
2．下列关于能量转化的说法中错误的是（ ）
A．干电池对外供电时，电能转化为化学能
B．发电机工作时，机械能转化为电能
C．电饭锅在煮饭时，电能转化为内能
D．电风扇工作时，电能主要转化为机械能
3．如图所示的是一种便携式按压手电筒，使用时按压手柄，内部的齿轮就会带动磁体转动，使小灯泡发光。如图所示的实验中与上述工作原理相同的是（ ）
A．磁极间有相互作用
B．通电导线周围存在磁场
C．通电导体在磁场中受力
D．电磁感应现象
4．电动汽车刹车时，汽车电动机“变身”为发电机，将汽车动能转化为电能，简称动能回收系统。如图实验中与动能回收系统原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
5．如图所示的四个装置可以用来演示物理现象或原理，下列表述正确的是（ ）
A．可用来演示电磁感应现象
B．可用来演示电动机原理
C．可用来演示发电机原理
D．可用来演示电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系
6．下列有关磁现象的四幅图中说法正确的是（ ）
A．地球仪悬浮于磁铁上方静止，球体受到的磁铁斥力大于所受重力
B．蹄形磁铁周围小铁屑的分布情况说明磁感线是磁场中真实存在的曲线
C．闭合开关，同时对调磁极和电源正负极可以改变导线ab受力方向
D．线圈abcd在磁场中转动时，电路中会产生电流，小灯泡会发光
7．根据下列四幅图，判断下列说法正确的是（ ）
A．小磁针静止时，N极指向地理南极
B．磁感线是实际存在的
C．改变电流方向，小磁针的偏转方向不变
D．手摇发电机是利用了电磁感应的原理发电的
8．电磁炮是一种先进的动能杀伤武器，它是利用磁场对通电导体作用的原理，对金属炮弹进行加速，具有速度快、命中率高等待点。下图中与此工作原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
9．刷卡机广泛应用于银行、超市等，如图所示的POS刷卡机读出信息的原理是：当带有磁条的信用卡在刷卡机上刷过时，刷卡机的检测头就会产生感应电流，便可读出磁条上的信息。下列设备的工作原理与刷卡机读取信息原理相同的是
A．电磁铁 B．发电机 C．电动机 D．电磁继电器
10．电动机是把电能转化为机械能的装置．如图所示能作为电动机设计原理的装置是（ ）
A．
B．[ERRORIMAGE:http://tikupic.21cnjy.com/3f/1d/3fe1d6131f7da80c615357c21fdc52e4.png]
C．
D．
二、填空题
11．手机已经成为我们生活中不可缺少的通信工具，用手机拨打、接听电话或连接WiFi无线上网都是利用了 来传递信息，它在真空中的传播速度 m/s。手机彩色屏幕画面上的颜色是由红、 、蓝三种色光混合而成的；调成振动模式后，来电时电流驱动内部的马达产生振动提示来电接听。能说明这个马达振动原理的是图中的 （选填“甲”或“乙”）。
12．通过两年的物理学习，相信聪明的你一定学到了很多物理知识，还知道了很多物理学家及他们对物理学做出的贡献，如：奥斯特发现了 周围存在着磁场 ，首次揭示了电和磁的联系；法拉第发现了 现象，进一步揭示了电和磁的联系，开辟了人类的电气时代.
13．电动机是利用通电线圈在磁场 中的原理制成的。如图所示，在做“让线圈转起来”的实验中，将线圈两端引线的漆皮的一端全部刮掉，另一端只刮半周，其作用与直流电动机中 的作用相同。线圈通电后是沿顺时针转动，若将电源两极对调，线圈的转动方向为 （选填“顺时针”或“逆时针”），此时再将磁体两极对调，则线圈的转动方向为 （选填“顺时针”或“逆时针”）。
14．电磁炉在生活中受到人们青睐，如图所示，它的炉面是耐热陶瓷板，电流通过陶瓷板下方线圈产生磁场，磁场内的磁感线穿过铁锅、不锈钢锅等底部，产生涡旋电流，令锅底迅速发热，从而加热食品．电磁炉是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变食物内能，它与 （选填“电动机”或“发电机”）工作原理相同．
15．手机无线充电是比较新颖的充电方式，通过磁场共振实现能量的传递。充电端的硅胶吸盘利用 紧紧吸附在手机外壳上；工作时，在手机内部利用 原理产生电能并储存在电池中。
16．2025年5月29日，“天问二号”探测器成功发射。它对近地小行星进行探测时，探测的信息通过 传回地面；它利用发动机向外喷出燃气获得动力，来调整飞行姿态，这说明了力的作用是 的，还说明力可以改变物体的 ；探测器所装的太阳能电池板将光能转化为 能，为它提供能量。
17．图示实验装置中，磁体和导体棒均水平放置，断开S2、闭合S1，使导体棒水平向右运动，电流表G的指针向右偏，这是 现象，为使G的指针向左偏，可使导体棒向 运动，断开S1、闭合S2，导体棒能运动起来，依此可制成 （选填“电动机”或“发电机”）．
18．有一铜质正方形金属框（边长为L）在光滑水平面上以一定速度向右滑动，其右侧有一宽为L的磁感线方向垂直于纸面的均匀磁场区域（如图所示），从金属框刚进入直到完全离开磁场区域的过程中（不计空气阻力，其速度大小的变化情况是 ，你作出判断的依据是 （请从能量变化角度说明）。
三、计算题
19．如图所示的电动剃须刀，闭合开关时，指示灯（LED）亮，同时刀头转动；对调电池两极重新安装，再闭合开关，发现指示灯不亮，而刀头反向转动，由此可以判断：
（1）指示灯与电动机在电路中是串联还是并联？
（2）指示灯不亮是因为发光二极管具有什么特性？
（3）电动机的工作原理是什么？
20．电动汽车是未来汽车的一种发展方向，由于受电池技术的限制，混合动力汽车是一种较好的过渡产品。某油电混合动力汽车相关信息如甲图，工作原理如图乙所示，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机就会启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，电动汽车所受阻力与车速的关系如图丙所示，在某次测试中，测试前蓄电池已储存的电能为 ，测试中全部由内燃机提供能量，汽车以 的速度水平匀速行驶了 ，同时蓄电池的电能增加了25%，求：
驱动模式 纯电动 启动、低速
油电混动 中速
纯燃油 高速
汽车质量
甲
（1）当该汽车制动刹车时，驱动电机会反转变为发电机给蓄电池充电，发电机的原理是 ，产生的电能是由汽车的 能转化而来的。
（2）在该次测试中，所用燃料的热值为 ，测试过程中消耗 燃料，燃料完全燃烧释放的热量是 J？
（3）在该次测试中，汽车牵引力做的功是 J？
（4）在该次测试中，内燃机的效率是 ？（忽略蓄电池和驱动电机的热损失）
四、作图题
21．如图中，图甲中的情况为已知，若将图甲中的通电电流方向变为反向（图乙），试画出图乙中线圈的受力方向．线圈这时还在平衡位置吗？
22．如图所示，图甲是探究电磁感应现象的实验电路，图乙是探究磁场对电流的作用的实验电路，请你在甲、乙两图中的A、B两处填上合适的元件符号
23．如图甲所示，将一个边长为l（l＜h）的正方形金属框（L＝2l）。请在图乙中画出金属框从开始运动到落地瞬间的过程中机械能随位置变化的大致图像。（不计空气阻力）
五、实验探究题
24．发电机是如何发电的呢？同学们用如图所示的装置进行探究．
（1）将导体棒 悬挂起来保持静止，闭合开关，灵敏电流计 指针不偏转，说明电路中 （选填“有”或“无”）电流产生．
（2）小明认为“中要导体在磁场中运动就可以产生电流”．为验证小明的猜想是否正确，实验小组继续进行探究活动，并把观察到的现象记录到下表中：
序号 磁体摆放方向 运动方向 电流计指针偏转情况
极在上 竖直上下运动 不偏转
水平向左运动 向右偏转
水平向右运动 向左偏转
极在下 竖直上下运动 不偏转
水平向左运动 向左偏转
水平向右运动 向右偏转
①根据记录的实验数据可知，小明的观点是 （选填“正确”或“错误”）的；
②比较第 、 次实验现象，可以得到的结论是 ；
③比较第 、 交实验现象，可以得到的结论是 ．
（3）在整理器材时，小明未断开开关，先撤去蹄形磁铁，有同学发现指针又偏转了！他们再重复刚才的操作，发现灵敏电流计 的指针都偏转．请你根据以上所有信息，写出产生感应电流的条件： ．
25．
（1）小京用导线将电动小风扇（无内置电池）与灵敏电流计连接，如图甲所示．用力转动风扇扇叶，观察到灵敏电流计的指针偏转，这是 现象。
（2）小京用图乙所示的装置进行实验，闭合开关的瞬间，观察到金属棒ab在水平导轨上运动的现象，说明 。
（3）游乐园里有一块会发光的踏板，当小朋友在上面跳跃时，小灯泡便会一闪一闪的发光，踏板下方铺设的结构如图丙所示．该装置的原理与图 （选填“甲”或“乙”）所示的装置研究的原理相同。
26．探究实验
（1）如图1所示，接通电路时导线下方的小磁针发生偏转，改变电流方向时小磁针的偏转方向 ．由此说明，通电导体周围存在 ，且其方向与 有关．
（2）用如图2所示的装置进行如下实验：闭合开关，让导体AB作左右运动，电流表的指针 ；闭合开关，让导体AB作上下运动，电流表的指针 ；断开开关，再让导体AB作左右运动，电流表指针 ．根据这些现象，可以得到的结论是 ．
27．图甲是测量定值电阻R阻值的实验电路图。
（1）闭合开关S，当电压表的示数为2.4V时，电流表示数如图乙所示，则R的阻值为 Ω；调节滑片P的位置，进行多次测量，其目的是 。
（2）实验过程中，发现电流表示数突然变大，电压表示数几乎为零，则电路故障可能是 。
（3）实验结束后，小明想探究“什么情况下磁能生电”，于是他在蹄形磁铁的磁场中悬挂一根导线，导线的两端跟电流计连接，组成闭合电路，如图丙所示。
①保持导线在磁场中静止，观察到电流计的指针没有偏转，小明认为可能是电流太小，于是换成更加灵敏的电流计，观察到指针仍没有偏转。他认为也有可能是由于磁铁磁性不够强，没有电流产生，于是更换了磁性更强的磁铁进行探究，在更换磁铁的同时，发现电流计的指针动了一下后又静止了。你认为电流计指针“动了一下”的原因是什么？
②当导线水平向右运动时，电流计指针反向偏转，为使电流计指针正向偏转，可以如何操作？请说出两种方法： ； 。
③根据图丙装置原理人们制成了 机。
六、综合题
28．利用图所示的装置进行电与磁的相关实验。
（1）若利用该装置探究“通电导体在磁场中受力”，应将开关的接线柱1与 （选填“2”或“3”）接通。其中 （选填“扬声器”或“动圈式话筒”）工作过程与该原理相同。为使观察到的现象更明显，导体ab应选择 （选填“空心铜管”或“实心铜棒”）；
（2）将开关反方向闭合，利用该装置探究“产生感应电流的条件”：
①让悬挂的导体ab在如图所示位置沿竖直方向上下运动，灵敏电流计指针 （选填“会”或“不会”）发生偏转；
②保持磁体不动，若导体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 （填字母）；
A.将磁体的磁极对调，导体ab向左运动；
B.保持磁体不动，导体ab向左运动；
③为使灵敏电流计的指针偏转角度更大，可以 （写出一种方法即可）。
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第十七章 电动机与发电机 单元巩固提升卷
一、单选题
1．对下列实验装置的说法中，正确的是（ ）
A．图甲可用来演示通电导体在磁场中的受力情况
B．图乙可用来演示发电机的工作原理
C．图丙可用来演示电磁铁磁性的强弱与电流大小的关系
D．图丁可用来演示电动机的工作原理
【答案】D
【解析】【解答】A．图甲，闭合开关，闭合电路的部分导体做切割磁感线运动产生感应电流，是电磁感应现象，A不符合题意。
B．奥斯特实验，说明通电导线周围存在着磁场，B不符合题意。
C．图丙，两电磁铁串联，串联电路各处的电流相等，所以可用来演示电磁铁磁性的强弱与线圈匝数的关系，C不符合题意。
D．图丁，闭合开关，通电导线在磁场中受到力的作用，可用来演示电动机的工作原理，D符合题意。
故答案为：D.
【分析】发动机的工作原理是电磁感应现象，电动机的工作原理是磁场对电流的作用，电磁铁的磁性和电流大小、线圈匝数多少有关.
2．下列关于能量转化的说法中错误的是（ ）
A．干电池对外供电时，电能转化为化学能
B．发电机工作时，机械能转化为电能
C．电饭锅在煮饭时，电能转化为内能
D．电风扇工作时，电能主要转化为机械能
【答案】A
【解析】【解答】A、干电池对外供电时，化学能转化为电能，A符合题意；
B、发动机工作时是将机械能转化为电能的装置，B不符合题意；
C、电饭锅消耗电能而产生内能，电能转化为内能，C不符合题意；
D、电风扇工作时，电风扇的电动机消耗电能产生了机械能，电能主要转化为机械能，D不符合题意．
故答案为：A.
【分析】能量的转化过程，消耗的能量转化为得到的能，由此分析解答即可.
3．如图所示的是一种便携式按压手电筒，使用时按压手柄，内部的齿轮就会带动磁体转动，使小灯泡发光。如图所示的实验中与上述工作原理相同的是（ ）
A．磁极间有相互作用
B．通电导线周围存在磁场
C．通电导体在磁场中受力
D．电磁感应现象
【答案】D
【解析】【解答】按压手电筒的工作原理是通过按压手柄使磁体与线圈产生相对运动，从而在线圈中产生感应电流，使小灯泡发光。这一过程利用了电磁感应原理。
A．磁极间的相互作用（同名磁极相斥，异名磁极相吸）与电磁感应无关，因此A选项不符合题意；
B．通电导线周围存在磁场（电生磁现象）与电磁感应原理不同，因此B选项不符合题意；
C．通电导线在磁场中受力是电动机的工作原理，与电磁感应无关，因此C选项不符合题意；
D．图中展示的是电磁感应现象，其原理与按压手电筒相同，因此D选项符合题意。
正确答案是 D。
【分析】1、电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动，导体中就会产生电流的现象，实例：发电机、 POS机读出信息；
2、电流的磁效应：通电导线周围存在磁场，使得小磁针发生偏转；
3、通电导线在磁场中受到力的作用，实例有：电动机；
4、通电螺线管：由通电线圈组成，磁性方向可通过安培定则判断：用右手握住通电螺线管，让四指指向电流的方向，那么大拇指所指的那一端就是通电螺线管的N极，磁性与电流、线圈匝数有关。
4．电动汽车刹车时，汽车电动机“变身”为发电机，将汽车动能转化为电能，简称动能回收系统。如图实验中与动能回收系统原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】【解答】电动汽车刹车时，电动机成为发电机，将汽车动能转化为电能，利用了电磁感应原理；
A．闭合开关，导体ab做切割磁感线运动时，电路中产生感应电流，是电磁感应现象，故A符合题意；
B．图中，通电导线使小磁针偏转，是电流的磁效应，不是电磁感应现象，故B不符合题意；
C．图中，大头针绕有螺线管吸引铁钉，电磁铁通电有磁性，是电流的磁效应，故C不符合题意；
D．图中，闭合开关，导体在磁场中受力而运动，是通电导体在磁场中受力而运动，是电动机的工作原理，故D不符合题意。
故选A。
【分析】导体切割磁感线，电路中产生电流，是电磁感应现象，是发电机的工作原理。
5．如图所示的四个装置可以用来演示物理现象或原理，下列表述正确的是（ ）
A．可用来演示电磁感应现象
B．可用来演示电动机原理
C．可用来演示发电机原理
D．可用来演示电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系
【答案】D
【解析】【解答】解：A、是演示电流的磁效应的实验装置，故不合题意；
B、是研究电磁感应现象的实验装置，故不合题意；
C、是演示磁场对电流作用的实验装置，故不合题意；
D、是演示电磁铁中线圈匝数的多少与磁性强弱的关系的实验装置，故符合题意．
故选D．
【分析】电流磁效应是指电流能产生磁场；
电磁感应是指闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线，电路中会产生感应电流；
研究磁场对电流的作用要先给导体通电，再将其放入磁场中．根据不同实验的特点，对照各图进行判断即可；
比较电磁铁磁性强弱一般用不同的电磁铁来吸引大头针．
6．下列有关磁现象的四幅图中说法正确的是（ ）
A．地球仪悬浮于磁铁上方静止，球体受到的磁铁斥力大于所受重力
B．蹄形磁铁周围小铁屑的分布情况说明磁感线是磁场中真实存在的曲线
C．闭合开关，同时对调磁极和电源正负极可以改变导线ab受力方向
D．线圈abcd在磁场中转动时，电路中会产生电流，小灯泡会发光
【答案】D
【解析】【解答】解：
A、地球表面的一切物体都受到重力的作用，磁悬浮地球仪悬浮于空中是因为受到的重力和磁场力是一对平衡力，故A错误；
B、磁感线是科学家为了研究起来形象、直观，是通过想象而描绘出来的，所以不是真实存在的，故B错误；
C、对调磁极的同时改变电流方向时，磁场力的方向不变，所以导线ab受力方向不变，故C错误；
D、线圈在磁场中转动，其中的ab、cd两边切割磁感线．根据感应电流产生的条件可以确定此时会产生感应电流，因此小灯泡会发光，故D正确．
故选D．
【分析】（1）物体只受两个力的作用下，如果处于静止或匀速直线运动状态，则这两个力一定是一对平衡力；（2）根据理想模型方法的思路进行分析，即为了人们可以形象直观的认识磁场，科学家通过想象引入了磁感线；（3）磁场对电流的作用力的决定因素为磁场方向及电流方向；（4）线圈中会不会产生感应电流，就要从感应电流的条件：闭合电路、切割磁感线运动来入手分析．如果两个条件都具备，则产生感应电流；少一个条件也不会产生．
7．根据下列四幅图，判断下列说法正确的是（ ）
A．小磁针静止时，N极指向地理南极
B．磁感线是实际存在的
C．改变电流方向，小磁针的偏转方向不变
D．手摇发电机是利用了电磁感应的原理发电的
【答案】D
【解析】【解答】A．因为地磁的南极在地理的北极附近，地磁的北极在地理的南极附近，小磁针由于受到地磁场的作用，根据磁极间的相互作用可知，其静止时其N极指向地理北极附近，A不符合题意；
B．磁场虽然看不见摸不着，但磁场是实际存在的，磁感线是人为建立的模型，并不存在，B不符合题意；
C．通电导线周围的磁场的方向与电流的方向有关，改变电流的方向，磁场方向改变，小磁针偏转方向改变，C不符合题意；
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，这种电流叫感应电流，这一现象叫电磁感应现象。手摇发电机是利用了电磁感应的原理发电的，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】异名磁极相互吸引；小磁针静止时其N极指向地理北极附近；磁场是实际存在的，磁感线不存在；发电机是利用了电磁感应的原理发电的。
8．电磁炮是一种先进的动能杀伤武器，它是利用磁场对通电导体作用的原理，对金属炮弹进行加速，具有速度快、命中率高等待点。下图中与此工作原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】【解答】解：A、图中实验装置，无电源，研究电磁感应现象，A不符合题意；
B、图中实验为电流的磁效应，B不符合题意；
C、图中的实验时探究带电体的性质，C不符合题意；
D、图中实验装置，有电源，研究通电导体在磁场中受力，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】电流存在着三种效应：
（1）电流流过导体时导体发热，这种现象是电流的热效应．
（2）电流流过导体时导体周围产生磁场，这种现象是电流的磁效应．
（3）电流流过导体时导体发生化学变化，这种现象是电流的化学效应．
9．刷卡机广泛应用于银行、超市等，如图所示的POS刷卡机读出信息的原理是：当带有磁条的信用卡在刷卡机上刷过时，刷卡机的检测头就会产生感应电流，便可读出磁条上的信息。下列设备的工作原理与刷卡机读取信息原理相同的是
A．电磁铁 B．发电机 C．电动机 D．电磁继电器
【答案】B
【解析】【解答】根据POS刷卡机的原理，当带有磁条的信用卡在刷卡机上刷过时，相当于闭合电路的部分导体在切割磁感线，刷卡机的检测头就会产生感应电流，是电磁感应现象。
A．电磁铁是利用电流的磁效应制成的，A不符合题意。
B．发电机是利用电磁感应原理制成的，B符合题意。
C．电动机是利用通电线圈在磁场中受力的作用而制成的，C不符合题意。
D．电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路通断的开关，是利用电流的磁效应制成的，D不符合题意。
故答案为：B。
【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
10．电动机是把电能转化为机械能的装置．如图所示能作为电动机设计原理的装置是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】【解答】解：A、图中实验探究的是电磁铁磁性强弱和线圈匝数的关系，不符合题意；
B、图中实验是通电导体在磁场中受到力的作用，是电动机的工作原理．符合题意；
C、图中实验是奥斯特实验，证明了通电导体周围存在磁场，不是电动机的工作原理．不符合题意；
D、图中实验是电磁感应实验，是发电机的工作原理．不符合题意．
故选B．
【分析】电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动或通电导体在磁场中受力原理制成的，将电能转化为机械能，分析四幅图中各实验的原理找出符合题意的答案．
二、填空题
11．手机已经成为我们生活中不可缺少的通信工具，用手机拨打、接听电话或连接WiFi无线上网都是利用了 来传递信息，它在真空中的传播速度 m/s。手机彩色屏幕画面上的颜色是由红、 、蓝三种色光混合而成的；调成振动模式后，来电时电流驱动内部的马达产生振动提示来电接听。能说明这个马达振动原理的是图中的 （选填“甲”或“乙”）。
【答案】电磁波；3×108；绿；乙
【解析】【解答】手机已经成为我们生活中不可缺少的通信工具，用手机拨打、接听电话或连接WiFi无线上网都是利用了电磁波来传递信息，它在真空中的传播速度 3×108 m/s。手机彩色屏幕画面上的颜色是由红、绿、蓝三种色光混合而成的；调成振动模式后，来电时电流驱动内部的马达产生振动提示来电接听。能说明这个马达振动原理的是图中的乙。
【分析】手机之间传递信息是用电磁波，它在真空中的传播速度 3×108 m/s，手机彩色屏幕画面上的颜色是由红、绿、蓝三种色光混合而成的，马达振动的原理是乙图，小技巧：电动机连接的是电源，如乙图所示。
12．通过两年的物理学习，相信聪明的你一定学到了很多物理知识，还知道了很多物理学家及他们对物理学做出的贡献，如：奥斯特发现了 周围存在着磁场 ，首次揭示了电和磁的联系；法拉第发现了 现象，进一步揭示了电和磁的联系，开辟了人类的电气时代.
【答案】电流；电磁感应
【解析】【解答】奥斯特发现了电生磁，首次揭示了电和磁的联系；法拉第发现了电磁感应现象，进一步揭示了电和磁的联系，导致了发电机的发明。
故答案为：电流；电磁感应.
【分析】奥斯特发现电流周围有磁场，法拉第发现了电磁感应现象.
13．电动机是利用通电线圈在磁场 中的原理制成的。如图所示，在做“让线圈转起来”的实验中，将线圈两端引线的漆皮的一端全部刮掉，另一端只刮半周，其作用与直流电动机中 的作用相同。线圈通电后是沿顺时针转动，若将电源两极对调，线圈的转动方向为 （选填“顺时针”或“逆时针”），此时再将磁体两极对调，则线圈的转动方向为 （选填“顺时针”或“逆时针”）。
【答案】受力转动；换向器；逆时针；顺时针
【解析】【解答】电动机的原理是通电导体在磁场中受力运动．磁场对其有力的作用，力的方向与两个因素有关：一是电流方向，二是磁场方向，两者有任何一个因素发生改变，导体运动方向就会发生改变，同时改变力的方向不变．电动机能连续转动是利用了换向器使线圈在平衡位置自动改变线圈中的电流方向.
故答案为：受力转动；换向器；逆时针；顺时针．
【分析】解答本题应掌握：（1）电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动，电动机线圈的转动方向与磁场方向和电流方向有关，改变电动机的转动方向有两种方法：①磁场方向不变，改变电流方向；②电流方向不变，改变磁场方向．（2）换向器的作用：当线圈转过平衡位置，换向器能够改变电流的方向，从而改变受力方向，使线圈连续转动下去．
14．电磁炉在生活中受到人们青睐，如图所示，它的炉面是耐热陶瓷板，电流通过陶瓷板下方线圈产生磁场，磁场内的磁感线穿过铁锅、不锈钢锅等底部，产生涡旋电流，令锅底迅速发热，从而加热食品．电磁炉是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变食物内能，它与 （选填“电动机”或“发电机”）工作原理相同．
【答案】做功；发电机
【解析】【解答】解：由题意可知，在使用电磁炉时，锅体内能的增加是通过电能转化而来的，故该过程是电流做功的过程，故是通过做功的方法获得内能的．
电磁炉在工作时，电流通过陶瓷板下方线圈产生磁场，磁场内的磁感线穿过铁锅、不锈钢锅等底部，产生涡旋电流，即通过磁场产生电流，属于电磁感应现象，这与发电机的原理相同．
故答案为：做功；发电机．
【分析】改变内能的方式：做功和热传递．电磁炉是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁质铁锅，从而形成无数个小涡流（即电流），加速锅底分子运动，使锅底自身发热达到加热食品的目的．发电机是利用电磁感应原理制成的，而电动机是利用通电线圈在磁场中受力运动的原理制成的．
15．手机无线充电是比较新颖的充电方式，通过磁场共振实现能量的传递。充电端的硅胶吸盘利用 紧紧吸附在手机外壳上；工作时，在手机内部利用 原理产生电能并储存在电池中。
【答案】大气压；电磁感应
【解析】【解答】吸盘要固定在手机壳上，需要先用力挤压塑料吸盘，把盘内的空气挤出，然后吸盘就被外界的大气压紧压在了手机壳上，利用了大气压。
手机无线充电是利用电磁感应原理工作的。
【分析】生活中很多地方应用到了大气压，墙壁上的吸盘，钢笔吸墨水，用吸管喝饮料；导体棒做切割磁感线运动时，电路中就会产生电流，这种现象叫做法拉第电磁感应定律，此即为发电机的工作原理，产生的电流方向与导体棒的运动方向和磁场方向有关。
16．2025年5月29日，“天问二号”探测器成功发射。它对近地小行星进行探测时，探测的信息通过 传回地面；它利用发动机向外喷出燃气获得动力，来调整飞行姿态，这说明了力的作用是 的，还说明力可以改变物体的 ；探测器所装的太阳能电池板将光能转化为 能，为它提供能量。
【答案】电磁波；相互；运动状态；电
【解析】【解答】 电磁波能在真空中传播，且具有传递信息的功能，所以探测的信息通过电磁波传回地面。 探测器利用发动机向外喷出燃气获得动力，燃气对探测器产生推力，同时探测器对燃气也有反作用力，这体现了力的作用是相互的。 探测器通过发动机喷气调整飞行姿态，即改变自身的运动状态，说明力可以改变物体的运动状态。 太阳能电池板工作时，将光能转化为电能，从而为探测器提供能量。
【分析】 本题综合考查了电磁波、力的相关知识及能量转化，解题关键是准确理解各知识点的概念与应用，如电磁波的传播特性、力的相互性与作用效果、能量转化的方向等。
17．图示实验装置中，磁体和导体棒均水平放置，断开S2、闭合S1，使导体棒水平向右运动，电流表G的指针向右偏，这是 现象，为使G的指针向左偏，可使导体棒向 运动，断开S1、闭合S2，导体棒能运动起来，依此可制成 （选填“电动机”或“发电机”）．
【答案】电磁感应；左；电动机
【解析】【解答】解：断开S2、闭合S1，使导体棒水平向右运动，此时导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中就会产生感应电流，电流表G的指针向右偏，这是电磁感应现象；
感应电流的方向与导体运动方向有关，为使G的指针向左偏，可使导体棒向左运；
断开S1、闭合S2，导体棒有电流，在磁场中受到到力的作用，能运动起来，这就是电动机的原理．
故答案为：电磁感应；左；电动机．
【分析】（1）产生感应电流的条件：闭合的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中有感应电流产生；感应电流的方向跟导体切割磁感线方向、磁场方向有关．（2）通电导体在磁场中受力的作用；将电能转化为机械能，由此发明了电动机．
18．有一铜质正方形金属框（边长为L）在光滑水平面上以一定速度向右滑动，其右侧有一宽为L的磁感线方向垂直于纸面的均匀磁场区域（如图所示），从金属框刚进入直到完全离开磁场区域的过程中（不计空气阻力，其速度大小的变化情况是 ，你作出判断的依据是 （请从能量变化角度说明）。
【答案】当金属框全部在磁场中，金属框虽然切割磁感线运动，但是不属于部分导体切割磁感线运动，所以金属框中不产生感应电流，金属框由于惯性继续运动；金属框在磁场中做切割磁感线运动，金属框中产生感应电流，机械能转化为电能和内能，所以机械能减小，速度会变小，故在金属框部分进入和离开磁场时做减速运动，完全进入后做匀速运动。
【解析】【分析】导体的全部切割磁感线时，不能产生感应电流；部分导体切割磁感线时，产生感应电流，间机械能转化为电能。
三、计算题
19．如图所示的电动剃须刀，闭合开关时，指示灯（LED）亮，同时刀头转动；对调电池两极重新安装，再闭合开关，发现指示灯不亮，而刀头反向转动，由此可以判断：
（1）指示灯与电动机在电路中是串联还是并联？
（2）指示灯不亮是因为发光二极管具有什么特性？
（3）电动机的工作原理是什么？
【答案】（1）解：闭合开关时，灯亮、电动机转动；对调电池两极后，指示灯不亮，电动机转动，这说明指示灯和电动机都能各自独立工作，在电路中是并联的
（2）解：闭合开关时，指示灯亮，对调电池两极，电流的方向发生了变化，开关闭合后指示灯不发光，这现象说明：发光二极管具有单向导电性
（3）解：电动机通电后能够运转，其原理是通电导体在磁场中的受到力的作用
【解析】【分析】（1）各用电器可以单独工作的电路是并联电路；（2）发光二极管具有单向导电性；（3）电动机的工作原理是通电导体在磁场中的受到力的作用。
20．电动汽车是未来汽车的一种发展方向，由于受电池技术的限制，混合动力汽车是一种较好的过渡产品。某油电混合动力汽车相关信息如甲图，工作原理如图乙所示，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机就会启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，电动汽车所受阻力与车速的关系如图丙所示，在某次测试中，测试前蓄电池已储存的电能为 ，测试中全部由内燃机提供能量，汽车以 的速度水平匀速行驶了 ，同时蓄电池的电能增加了25%，求：
驱动模式 纯电动 启动、低速
油电混动 中速
纯燃油 高速
汽车质量
甲
（1）当该汽车制动刹车时，驱动电机会反转变为发电机给蓄电池充电，发电机的原理是 ，产生的电能是由汽车的 能转化而来的。
（2）在该次测试中，所用燃料的热值为 ，测试过程中消耗 燃料，燃料完全燃烧释放的热量是 J？
（3）在该次测试中，汽车牵引力做的功是 J？
（4）在该次测试中，内燃机的效率是 ？（忽略蓄电池和驱动电机的热损失）
【答案】（1）电磁感应；机械
（2）
（3）
（4）50%
【解析】【解答】(1)发电机的原理是电磁感应，工作时将机械能转化为电能。
(2) 燃料完全燃烧释放的热量是
(3)在该次测试中，汽车行驶的路程
由丙图知，汽车速度为50km/h时，所受阻力为4000N，因为汽车匀速行驶，所以汽车的牵引力
汽车牵引力做的功是
(4)增加的电能
有用能量是
内燃机的效率是
【分析】（1）发电机的原理是电磁感应，工作时将机械能转化为电能。
（2）由公式Q放=mq计算燃料完全燃烧释放的热量。
（3）由公式v＝求得行驶的路程，根据图乙可知汽车以50km/h的速度匀速直线行驶时所受阻力的大小即牵引力的大小，由公式W=Fs求得汽车做的功。
（4）内燃机做的有用功包括获得的机械能和电能，根据题意计算获得的电能，由公式计算内燃机的效率。
四、作图题
21．如图中，图甲中的情况为已知，若将图甲中的通电电流方向变为反向（图乙），试画出图乙中线圈的受力方向．线圈这时还在平衡位置吗？
【答案】解：当磁场方向不变时，改变电流的方向，导体的受力方向就会改变，图乙中ab边受力方向竖直向下，cd边受力方向竖直向上，此时线圈平面恰好处于平衡位置．
【解析】【分析】电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动，电动机线圈的转动方向与磁场方向和电流方向有关，因此要改变电动机的转动方向有两种方法：①可保持磁场方向不变，改变电流方向；②可保持电流方向不变，改变磁场方向．
22．如图所示，图甲是探究电磁感应现象的实验电路，图乙是探究磁场对电流的作用的实验电路，请你在甲、乙两图中的A、B两处填上合适的元件符号
【答案】解：
【解析】【解答】解：A处是电流表，B处是电源，符号如图所示．
【分析】1、探究电磁感应现象，电路中应有显示有无电流产生的灵敏电流计或电流表．
2、探究磁场对电流的作用，电路中应有电源，闭合开关后电路中应有电流．
23．如图甲所示，将一个边长为l（l＜h）的正方形金属框（L＝2l）。请在图乙中画出金属框从开始运动到落地瞬间的过程中机械能随位置变化的大致图像。（不计空气阻力）
【答案】
【解析】【解答】 金属框从开始运动到落地瞬间的过程中可分为三个阶段（不计空气阻力）：
第一阶段：金属框全部在磁场中下落，下落高度为0~l，不计空气阻力，重力势能全部转化为动能，机械能保持不变；
第二阶段：当金属框一部分离开磁场，即下落高度在l与2l之间时，金属框的闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流，将部分机械能转化为电能，故机械能减小；
第三阶段：金属框全部离开磁场，即当下落高度大于2l时，不计空气阻力，重力势能全部转化为动能，机械能保持不变，机械能随位置变化的大致图像如下图：
【分析】正方形金属框的下落过程分为全部在磁场中、一部分离开磁场、全部离开磁场三个阶段，全部在磁场中和全部离开磁场不计空气阻力，机械能保持不变；一部分离开磁场，金属框切割磁感线，机械能转化为电能。
五、实验探究题
24．发电机是如何发电的呢？同学们用如图所示的装置进行探究．
（1）将导体棒 悬挂起来保持静止，闭合开关，灵敏电流计 指针不偏转，说明电路中 （选填“有”或“无”）电流产生．
（2）小明认为“中要导体在磁场中运动就可以产生电流”．为验证小明的猜想是否正确，实验小组继续进行探究活动，并把观察到的现象记录到下表中：
序号 磁体摆放方向 运动方向 电流计指针偏转情况
极在上 竖直上下运动 不偏转
水平向左运动 向右偏转
水平向右运动 向左偏转
极在下 竖直上下运动 不偏转
水平向左运动 向左偏转
水平向右运动 向右偏转
①根据记录的实验数据可知，小明的观点是 （选填“正确”或“错误”）的；
②比较第 、 次实验现象，可以得到的结论是 ；
③比较第 、 交实验现象，可以得到的结论是 ．
（3）在整理器材时，小明未断开开关，先撤去蹄形磁铁，有同学发现指针又偏转了！他们再重复刚才的操作，发现灵敏电流计 的指针都偏转．请你根据以上所有信息，写出产生感应电流的条件： ．
【答案】（1）无
（2）错误；感应电流的方向与ab运动的方向有关；感应电流的方向与磁场的方向有关
（3）闭合电路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动
【解析】【解答】(1)当导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，此时导体没有做切割磁感线运动，灵敏电流计G指针不偏转，说明电路中无电流产生； (2)①根据表格中的信息可以知道，当导体在磁场中运动时，电流计指针不一定偏转，说明不一定产生电流，故小明的观点是错误的； ②比较第2、3次实验现象发现，磁场方向相同，导体运动的方向不同，产生电流的方向不同，即产生的电流的方向跟导体运动方向有关； ③比较第3、6次实验现象发现，导体运动的方向相同，磁场方向不同，产生电流的方向不同，即产生的电流的方向还跟磁场方向有关； (3)电路闭合时，不论是导体运动还是磁体运动，导体会做切割磁感线运动，所以导体中有感应电流产生，这种现象是电磁感应，此原理最早由英国物理学家法拉第发现的.
故答案为： (1)无；(2)错误；感应电流的方向与ab运动的方向有关；感应电流的方向与磁场的方向有关；(3)闭合电路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动.
【分析】产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线，电流的方向和磁场方向、导体的切割方向有关.
25．
（1）小京用导线将电动小风扇（无内置电池）与灵敏电流计连接，如图甲所示．用力转动风扇扇叶，观察到灵敏电流计的指针偏转，这是 现象。
（2）小京用图乙所示的装置进行实验，闭合开关的瞬间，观察到金属棒ab在水平导轨上运动的现象，说明 。
（3）游乐园里有一块会发光的踏板，当小朋友在上面跳跃时，小灯泡便会一闪一闪的发光，踏板下方铺设的结构如图丙所示．该装置的原理与图 （选填“甲”或“乙”）所示的装置研究的原理相同。
【答案】（1）电磁感应
（2）磁场对电流有力的作用
（3）甲
【解析】【解答】 （1）电动机和发电机都是由定子和转子组成，即都是由线圈和磁场组成，所以用导线将电动小风扇（无内置电池）与灵敏电流计连接，用手转动风扇扇叶，此时其内部的线圈在磁场中转动，切割磁感线，由电磁感应可知产生了感应电流，电流计的指针会发生偏转；是电磁感应现象，将机械能转化为电能；
（2）当闭合开关瞬间，可以观察到磁场中金属棒ab在水平导轨上运动，这说明通电导体在磁场中受到力的作用；
（3）当踩踏地板时，固定在地板下方的磁铁往复运动，使固定在地面上的弹簧线圈在磁场中做切割磁感线运动，闭合电路中产生感应电流，小灯泡发光，这是电磁感应现象，所以该装置的原理与图甲所示的装置研究的原理相同。
故答案为：（1）电磁感应；
（2）通电导体在磁场中受到力的作用；
（3）甲。
【分析】 （1）电磁感应现象原理的内容是：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；电磁感应中将机械能转化为电能。
（2）磁场对通电导体有力的作用。
（3）产生感应电流的条件：闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动，就会产生感应电流。
26．探究实验
（1）如图1所示，接通电路时导线下方的小磁针发生偏转，改变电流方向时小磁针的偏转方向 ．由此说明，通电导体周围存在 ，且其方向与 有关．
（2）用如图2所示的装置进行如下实验：闭合开关，让导体AB作左右运动，电流表的指针 ；闭合开关，让导体AB作上下运动，电流表的指针 ；断开开关，再让导体AB作左右运动，电流表指针 ．根据这些现象，可以得到的结论是 ．
【答案】（1）相反；磁场；电流方向
（2）偏转；不偏转；不偏转；闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中有感应电流产生
【解析】【解答】解：（1）实验中，开关闭合时，小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在着磁场，当改变电流方向时，小磁针偏转方向改变，电流的磁场方向与电流方向有关；（2）闭合开关，让导体在磁场中左右运动，电流表的指针发生偏转，表明电路中有感应电流；保持电路闭合，让导体竖直方向上下运动时，导体没有切割磁感线运动，电流表的指针不偏转，表明导体中无感应电流；断开开关，再让导体AB作左右运动，电流表指针不偏转．根据这些现象，可以得到的结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中有感应电流产生．
故答案为：（1）相反；磁场；电流方向；（2）偏转；不偏转；不偏转；闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中有感应电流产生．
【分析】（1）此题中再现了奥斯特实验的过程与分析，小磁针偏转说明了通电导体周围存在磁场，电流方向改变，小磁针偏转方向也改变又进一步说明了电流的磁场方向与电流的方向有关系；（2）产生感应电流的条件：闭合的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中有感应电流产生；感应电流的方向跟导体切割磁感线方向、磁场方向有关．
27．图甲是测量定值电阻R阻值的实验电路图。
（1）闭合开关S，当电压表的示数为2.4V时，电流表示数如图乙所示，则R的阻值为 Ω；调节滑片P的位置，进行多次测量，其目的是 。
（2）实验过程中，发现电流表示数突然变大，电压表示数几乎为零，则电路故障可能是 。
（3）实验结束后，小明想探究“什么情况下磁能生电”，于是他在蹄形磁铁的磁场中悬挂一根导线，导线的两端跟电流计连接，组成闭合电路，如图丙所示。
①保持导线在磁场中静止，观察到电流计的指针没有偏转，小明认为可能是电流太小，于是换成更加灵敏的电流计，观察到指针仍没有偏转。他认为也有可能是由于磁铁磁性不够强，没有电流产生，于是更换了磁性更强的磁铁进行探究，在更换磁铁的同时，发现电流计的指针动了一下后又静止了。你认为电流计指针“动了一下”的原因是什么？
②当导线水平向右运动时，电流计指针反向偏转，为使电流计指针正向偏转，可以如何操作？请说出两种方法： ； 。
③根据图丙装置原理人们制成了 机。
【答案】（1）8；多次测量取平均值减小误差
（2）R短路
（3）导线水平向左运动；调换磁铁的两极；发电
【解析】【解答】解：（1）闭合开关S，当电压表的示数为2.4V时，电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流为0.3A，由欧姆定律，
R= = =8Ω；
调节滑片P的位置，进行多次测量，其目的是：多次测量取平均值减小误差。（2）实验过程中，发现电流表示数突然变大，电路为通路，由欧姆定律，电路的电阻变小，根据电压表示数几乎为零，则电路故障可能是R短路。（3）①在更换磁铁的同时，发现电流计的指针动了一下后又静止了，即产生了瞬间的感应电流，是因为更换磁铁的同时，相当于导线在磁场做切割了磁感应线，故电流计指针“动了一下”；
②根据影响感应电流方向的因素，可将当导线水平向左运动或调换磁铁的两极；
③根据图丙装置原理人们制成了发电机。
故答案为：（1）8；多次测量取平均值减小误差；导线水平向左运动；（2）R短路；（3）①导线在磁场做切割了磁感应线；②导线水平向左运动；调换磁铁的两极；③发电机。
【分析】（1）根据电流表的量程、分度值读数，由欧姆定律R= 求R；多次测量取平均值减小误差.
（2）实验过程中，发现电流表示数突然变大，则电路为通路，由欧姆定律，电路的电阻变小，根据电压表示数几乎为零分析.
（3）①产生感应的电流的条件：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割感应线运动.
②影响感应电流方向的因素：切割磁感应线的方向和磁场方向.
③根据电磁感应现象制成了发电机.
六、综合题
28．利用图所示的装置进行电与磁的相关实验。
（1）若利用该装置探究“通电导体在磁场中受力”，应将开关的接线柱1与 （选填“2”或“3”）接通。其中 （选填“扬声器”或“动圈式话筒”）工作过程与该原理相同。为使观察到的现象更明显，导体ab应选择 （选填“空心铜管”或“实心铜棒”）；
（2）将开关反方向闭合，利用该装置探究“产生感应电流的条件”：
①让悬挂的导体ab在如图所示位置沿竖直方向上下运动，灵敏电流计指针 （选填“会”或“不会”）发生偏转；
②保持磁体不动，若导体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 （填字母）；
A.将磁体的磁极对调，导体ab向左运动；
B.保持磁体不动，导体ab向左运动；
③为使灵敏电流计的指针偏转角度更大，可以 （写出一种方法即可）。
【答案】（1）3；扬声器；空心铜管
（2）不会；B；增大导体运动速度（或更换磁性更强的磁体）
【解析】【解答】（1）探究“通电导体在磁场中受力”，电路中需要连接电源，应将开关的接线柱3接通，扬声器工作过程与该原理相同；为使观察到的现象更明显，导体ab质量较小，受力运动更明显，应选择空心铜管；
（2）将开关与1连接，可以探究“产生感应电流的条件”：
①让悬挂的导体ab在如图所示位置沿竖直方向上下运动，灵敏电流计指针不会发生偏转；
②保持磁体不动，若导体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，改变磁场方向，或使导体ab水平向左运动，B符合题意；
③为使灵敏电流计的指针偏转角度更大，可以增大导体运动速度或更换磁性更强的磁体。
【分析】（1）探究通电导体在磁场中受力，装置中需要有电源；导体较轻，受力运动更明显；
（2）产生感应电流的条件：闭合电路的部分导体在磁场中切割磁感线，导体中产生电流；增大导体运动速度或更换磁性更强的磁体，产生的电流越大。
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