(共8张PPT)
第十七章 电动机与发电机
了解电动机的结构
1.由教材“活动2 观察电动机的结构”可知,电动机的主要部件是装有电磁铁的 定子 和嵌有线圈的 转子 。
定子
转子
17.1 关于电动机转动的猜想
2.电动机在生活和生产中的应用十分广泛。下列电器中没有用到电动机的是(D)
A.电风扇 B.玩具汽车
C.洗衣机 D.电饭锅
D
电动机转动原因的猜想
3.通电的电动机转动,可能是磁场对通电线圈产生 力的作用 而使线圈转动起来,电动机的转动方向可能跟 磁场方向 和 电流方向 有关。
力的作用
磁场方向
电流方向
4.“简化”是重要的科学思维方法。我们可以对电动机的结构进行合理的简化:镶嵌在转子槽内复杂的线圈可简化为一个线圈中的 一段直导线 ,镶嵌在定子槽内比较复杂的电磁铁,可简化为 蹄形磁铁 。
一段直导线
蹄形磁铁
5.如图所示,干电池的底部吸有钕磁铁(其特点是磁性强、磁性受温度影响较大,可导电,电阻不计),将一根导线折成图中所示的形状,轻推导线,导线可绕电池持续转动。将钕磁铁的N、S极对调,导线框将 反转 。一段时间后,发现钕磁铁的温度升高,导线框的转速明显下降,猜想导线框转速下降的原因是 温度升高,钕磁铁的磁场减弱,导线框受力减小 。
反转
温度升高,钕磁铁的磁场减弱,导线框受力减小
A.N极,改变
B.N极,不变
C.S极,改变
D.S极,不变
6.如图所示,某综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd,用小刀刮两端引线的漆皮,一端全部刮去,另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架mn上,并按图示连接电路。闭合开关后,用手轻推一下线圈,线圈会持续转动。若只将电源的正、负极互换,则关于电磁铁的上端的磁极,以及线圈的转动方向的变化,下列选项中正确的是(D)
D
7.为了探究电动机为什么会转动,小明根据电动机的结构制作了一台简易电动机。他用回形针做成两个金属支架,分别与电池的两极相连,用漆包线绕成一个矩形线圈,以线圈引线为轴,并用小刀刮去轴的一端的全部漆皮,另一端只刮去半周漆皮,将线圈放在支架上,磁体放在线圈下方。闭合开关,用手轻推一下线圈,线圈就会不停地转动起来。
(1)闭合开关后,如果电动机不转,原因不可能是 C (填字母)。
A.磁体的磁性太弱
B.金属支架与轴接触处摩擦力较大
C.通过线圈的电流太大
D.电池的电压太低
(2)要想改变线圈的转动方向,小明可采取的措施是 D (填字母)。
A.改变电流的大小 B.提高电源的电压
C.增加线圈的匝数 D.改变磁场的方向
C
D
(3)为了提高电动机的转速,可采取的方法是 提高电源电压或更换磁性更强的磁体 。
(4)小明想制作一个能调节电动机转速的装置,还需要的器材是 滑动变阻器 。
提高电源电压或更换磁性更强的磁体
滑动变阻器(共13张PPT)
滚动训练(17.1~17.3)
一、填空题(每空3分,共24分)
1.在大力倡导节能环保、践行低碳生活的新时代,新能源汽车越来越普及。新能源电动汽车中的电动机利用通电线圈在 磁场 中受力转动,把 电 能转化为机械能,从而驱动汽车行驶。
磁场
电
2.如图所示的是工作原理及线圈相同的两款电流表的内部结构示意图,其原理是 通电导体在磁场中受到力的作用 ,从而线圈带动指针偏转。已知电流从电流表甲的“+”接线柱流入时,指针会向正方向(向右)偏转。若电流表乙的内部结构如图乙所示,则电流表乙的“+”接线柱应为 a (选填“a”或“b”)。
通电导体在磁场中受到力的作用
a
3.某物理兴趣小组对电流表和电压表的内部结构和工作原理展开了讨论,他们从“当有电流通过电压表或电流表时,指针会发生偏转”这一现象想到:电流表和电压表里面除了有线圈外,应该还有一个 磁体 。他们猜想的依据是 通电导体在磁场中受力运动 。
磁体
通电导体在磁场中受力运动
4.(2025·蜀山区二模)如图所示,将一闭合铜环置于线圈上且使铁芯穿过其中,闭合开关S的瞬间,因铜环中 能 (选填“能”或“不能”)产生感应电流,铜环会立刻向上跳起,铜环跳起的原因是 闭合开关的瞬间,通电螺线管产生磁场,铜环中产生感应电流,通电导体在磁场中受力的作用,会向上跳起 。
能
闭合开关的瞬间,通电螺线管产生磁场,铜环中产生感应电流,通电导体在磁场中受力的作用,会向上跳起
二、选择题(每小题6分,共18分)
5.(2025·合肥二模)如图所示,甲、乙、丙、丁四幅常见的实验图片均涉及电与磁的关系,下列说法中正确的是(B)
A.图甲:改变电路中电流的方向,小磁针偏转的方向不变
B.图乙:电动机工作过程中,线圈中也会产生感应电流
C.图丙:无论金属棒ab怎么运动,电路中都会产生感应电流
D.图丁:动圈式扬声器的工作原理是电磁感应现象
B
6.如图所示,在闭合开关的瞬间,导体棒AB水平向右运动。若同时对调电源与蹄形磁铁的两极,则再次闭合开关时,导体棒AB的运动方向是(A)
A.水平向右 B.水平向左 C.竖直向上 D.竖直向下
A
7.(2025·安徽二模)将扬声器、开关和灵敏电流计连成如图所示的电路,下列分析中正确的是(B)
A.开关S接1时,扬声器一直振动发声
B.开关S接2时,敲击振膜,灵敏电流计的指针会左右偏转
C.开关S接1时,线圈不会受到磁场力的作用
D.开关S接2时,敲击振膜,线圈不受磁场力的作用
B
三、实验题(每空3分,共18分)
8.发电机是如何发电的呢 同学们用如图所示的装置进行了探究。
(1)将导体棒AB悬挂起来,静止后闭合开关,灵敏电流计的指针不偏转,说明电路中 无 (选填“有”或“无”)电流产生。
无
(2)小芳无意间碰到导体棒AB,使其晃动起来,小明发现灵敏电流计的指针发生了偏转,就说:“让导体在磁场中运动就可产生电流。”但小芳说:“不一定,还要看导体怎样运动。”为了验证猜想,他们继续探究,并把观察到的现象记录下来,如表所示:
序号 磁体摆放的方向 导体棒AB运动的方向 灵敏电流计的指针偏转的情况
1 N极 在上 竖直上下运动 不偏转
2 水平向左运动 向右偏转
3 水平向右运动 向左偏转
序号 磁体摆放的方向 导体棒AB运动的方向 灵敏电流计的指针偏转的情况
4 N极 在下 竖直上下运动 不偏转
5 水平向左运动 向左偏转
6 水平向右运动 向右偏转
分析实验现象后,同学们一致认为小芳的观点是 正确 (选填“正确”或“错误”)的。比较第2次和第3次实验现象发现,产生的感应电流的方向跟 导体的运动方向 有关;比较第3次和第6次实验现象发现,产生的感应电流的方向还跟 磁场的方向 有关。
正确
导体的运动方向
磁场的方向
(3)在整理器材时,小明未断开开关,在撤去蹄形磁铁时,有同学发现灵敏电流计的指针又偏转了!他们重复了刚才的操作,发现灵敏电流计的指针仍偏转。在请教老师后得知,不论是导体运动还是磁铁运动,只要闭合电路的一部分导体在 磁场 中做 切割磁感线运动,电路中就会产生感应电流,这就是发电机发电的原理。
磁场
切割磁感线
四、简答题(共10分)
9.随着生活水平的提高,扫地机器人逐步进入普通家庭。扫地机器人具有主动躲避障碍物、自动吸尘、自动返回充电等诸多功能。如图所示的是某款扫地机器人。
(1)扫地机器人电动机的工作原理是什么
(2)扫地机器人的电动机工作时,若转轴被卡住不能转动,则可能会烧坏电动机,原因是什么
答:(1)通电导体在磁场中受力转动。(4分)
(2)电动机正常工作时,把电能转化为机械能与内能。电动机卡住后,电能全部转化为内能,从而可能烧坏电动机。(6分)(共15张PPT)
17.3 发电机发电的原理
认识发电机
1.喜欢思考的小明仔细观察了发电机模型的内部结构,发现发电机跟电动机类似,主要部件有 线圈 和 磁体 。
线圈
磁体
电磁感应现象
2.在“探究怎样产生感应电流”实验中,小明用导线将导体棒ab、灵敏电流计、开关连接成如图所示的电路。
(1)导体棒ab在蹄形磁铁中上下运动时,灵敏电流计的指针 不会 (选填“会”或“不会”)发生偏转。
(2)让导体棒ab沿水平方向向左运动时,灵敏电流计的指针发生偏转;仅让导体棒ab沿水平方向反向运动时,灵敏电流计的指针跟刚才相比发生了反向偏转,此现象表明感应电流的方向与导体运动的 方向 有关。
(3)保持导体棒ab不动,将蹄形磁铁的N、S极对调后向右移动,灵敏电流计的指针也反向偏转,此现象表明感应电流的方向与 磁场的方向 有关。
不会
方向
磁场的方向
3.(2025·四川)将两个玩具电动机M1、M2的转轴用塑料管连接起来,如图所示。闭合开关,小灯泡发光,原因是电动机M1带动电动机M2,让电动机M2的线圈做 切割磁感线的运动 ,产生感应电流。若只将电池的正、负极对调,闭合开关后电动机M1的转动方向会 改变 (选填“改变”或“不变”)。
第3题图
切割磁感线的运动
改变
发电机的工作原理
4.英国物理学家 法拉第 经长期探索,终于在1831年取得突破,发现了利用磁场产生电流的条件和规律,进一步揭示了电现象和磁现象之间的联系,使人类大规模用电成为可能,电气时代从此开始。如图所示的是一种实验室中用的手摇发电机,其工作原理是 电磁感应 。
法拉第
电磁感应
5.(2024·安徽)如图所示的是动圈式话筒的简化示意图。磁体固定在适当的位置,线圈与膜片连接,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(D)
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
D
6.如图所示,磁场中的小矩形线框的平面与磁感线垂直。当线框竖直向上运动时,线框中 不会 产生感应电流;当线框水平向右运动时(整个线框都在磁场中),线框中 不会 产生感应电流。(均选填“会”或“不会”)
不会
不会
7.如图所示的是一款能发电的魔方充电器,转动魔方时,它根据 电磁感应 (选填“电流的磁效应”“电磁感应”或“通电导体在磁场中受力”)的原理发电,这个过程将 机械 能转化为电能,将产生的电能储存于魔方内。魔方还能通过USB端口给其他移动设备充电。在给移动设备充电时,魔方相当于电路中的 电源 (选填“电源”或“用电器”)。
第7题图
电磁感应
机械
电源
8.(2025·湖北)如图所示的是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,小灯泡发光。小物块可能是(D)
A.木块 B.石块 C.铜块 D.磁铁块
D
9.如图所示,两铜线圈用导线相连,将条形磁铁从线圈1中快速抽出瞬间,观察到线圈2右侧的小磁针偏转情况如图所示。两线圈间导线足够长,忽略条形磁铁的磁场对小磁针的影响,则将条形磁铁从线圈1中抽出瞬间(C)
A.此装置没有电源
B.线圈2的右端是N极
C.条形磁铁抽出时可以使线圈1产生感应电流
D.此过程将线圈1的电能转化成条形磁铁的机械能
C
10.“探究导体在磁场中产生感应电流的条件”实验的步骤如图所示,我们通过观察灵敏电流计的指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生。
甲 乙 丙
(1)在实验中,通过比较图 甲、丙 可知,产生感应电流的一个条件是电路要闭合。
甲、丙
(2)通过比较图乙和图丙可知,产生感应电流的另一个条件是导体要在磁场中做 切割磁感线 运动。
(3)利用该原理,在生产、生活中可以制作 发电机 。
切割磁感线
发电机
甲 乙 丙
11.(2025·安庆四中一模)利用如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 3 (选填“2”或“3”)接通。
3
(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 不会 (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 B (填字母)。
A.将磁体的磁极对调,导体ab水平向左运动
B.保持磁体不动,导体ab水平向左运动
不会
B (共15张PPT)
17.2 电动机转动的原理
探究磁场中的通电导体受到的作用力
1.在“探究磁场中通电导体受到的作用力”实验中,小明设计了如图所示的电路,导体棒ab用绝缘细线悬挂在蹄形磁铁的两极之间。
(1)闭合开关前,导体棒ab静止,闭合开关后,导体棒ab向右运动,说明磁场对 通电导体 有力的作用。
通电导体
(2)断开开关,将图中蹄形磁铁的N、S极对调,再闭合开关,会发现导体棒ab的运动方向与对调前的运动方向相反,说明通电导体在磁场中的受力方向与 磁场方向 有关。
(3)断开开关,将图中电源的正、负极对调,再闭合开关,会发现导体棒ab的运动方向与对调前的运动方向相反,说明通电导体在磁场中的受力方向与 电流方向 有关。
(4)若同时改变磁场方向和电流方向,则 不能 (选填“能”或“不能”)确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。
磁场方向
电流方向
不能
换向器的作用和电动机的工作原理
2.如图所示,在直流电动机的工作过程中,换向器起了关键的作用,它能使线圈刚刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的 电流方向 ,从而实现通电线圈在磁场中的连续转动。电动机工作时把电能转化为 机械能 。
电流方向
机械能
3.如图所示的是直流电动机在两个不同时刻的工作原理图,其中图 乙 (选填“甲”或“乙”)的线圈恰好处于平衡位置,当线圈转动到平衡位置时, CD (选填“AB”或“CD”)部件能自动改变线圈中的电流方向,使线圈在后半圈也能获得动力,从而实现通电线圈在磁场中的连续转动。
乙
CD
4.一台直流电动机模型通电后不转动,但用手轻轻拨动一下线圈就转动起来了。出现这种现象的原因可能是(B)
A.换向器与电刷未接触
B.启动时线圈恰好在平衡位置
C.磁体的磁性不够强
D.电源正、负极接反了
B
5.如图所示,用导线将铝棒悬挂在磁体两极之间,通电后铝棒向左侧摆动,这是因为铝棒受到了 磁场 对它的作用力。若改变电流的方向,则通电后铝棒将向 右 侧摆动。若铝棒中的电流变大,则铝棒的摆动幅度将变 大 。
磁场
右
大
6.如图所示的是直流电动机的工作原理图。在图示位置,电流沿dcba流过线圈,dc边受到磁场的作用力向下,则线圈由图示位置转过180°时,dc边受到磁场的作用力向 上 (选填“上”或“下”)。
上
7.(2025·颍上一模)如图所示的是实验室常用的电流表的内部结构示意图,将电流表正确接入电路,给电流表通电时,线圈带动指针向右偏转。若将接在电流表“+”“-”接线柱上的导线对调,再给电流表通电,发现电流表的指针反转,该现象可以说明通电导体在磁场中的受力方向与 电流方向 有关。电流表的工作原理与 电动机 (选填“电动机”或“电铃”)相同。
电流方向
电动机
8.通电导体在磁场中会受到磁场对它的作用力,其本质是通电导体内的电荷做定向运动时受到磁场对它的力的作用的宏观表现。如图所示,虚线框内存在一磁场区,“×”表示磁场方向垂直于纸面向里。现有一通电导体,它在磁场中受力会运动,如图甲所示,其中“I”表示电流方向,“v”表示其受力方向,即运动方向。在图乙中有一电子从磁场的下边界竖直向上飞入磁场,它进入磁场后可能会沿着 c (选填“a”“b”或“c”)路径运动。
c
9.如图所示的是扬声器的结构示意图,当线圈中通过如图所示的电流时,通电线圈将在磁场中 受力运动 ;当线圈中通入相反方向的电流时,线圈的受力方向也随着 改变 ,由于通过线圈的电流方向不断变化,线圈就不断 振动 ,带动振膜,于是扬声器发声。
受力运动
改变
振动
10.(2025·合肥一模)如图所示的是直流电动机的模型,闭合开关后线圈顺时针转动,下列说法中正确的是(C)
A.电动机在转动过程中,消耗的电能全部转化为机械能
B.同时对调磁极和电源的正、负极,电动机的转动方向会发生改变
C.当线圈在图示位置时,ab边所受力的方向与cd边所受力的方向相反
D.该装置所用到的实验原理为电流的磁效应
C
11.某同学在做“探究磁场对通电导体的作用”实验。
(1)利用如图甲所示的装置探究磁场对电流的作用时,应在A、B之间接入 电源 (选填“电流表”或“电源”),根据该原理可制成 电动机 。
(2)如图乙所示,通电后cd段导线受到的磁场力F1的方向为竖直向下,由此可以判断ab段导线受到的磁场力F2的方向是竖直向上。
(3)给图乙中的线圈加上换向器后,线圈能持续转动。在转动的过程中,图乙中的设备主要将电能转化为 机械 能。
电源
电动机
上
机械
12.如图甲所示的是小雪自制的小风扇,使用时发现小风扇转动,但风却向后吹。为了探究原因,小雪设计了如图乙所示的实验。
第12题图
(1)闭合开关,给铜棒ab通电,发现铜棒ab向右运动,这表明 铜棒ab在磁场中受到力的作用 。
铜棒ab在磁场中受到力的作用
(2)保持磁场的方向不变,将电源的正、负极对调后接入电路。闭合开关,发现铜棒ab向左运动,这表明 通电导体在磁场中受到的力的方向与电流的方向有关 。
(3)保持电流的方向不变,将磁体的两极对调。闭合开关,发现铜棒ab向左运动,这表明 通电导体在磁场中受到的力的方向与磁场的方向有关 。
(4)根据实验,要改变小风扇转动的方向,小雪应该 改变电流的方向 。
通电导体在磁场中受到的力的方向与电流的方向有关
通电导体在磁场中受到的力的方向与磁场的方向有关
改变电流的方向
(5)请列举一个和小风扇工作原理相同的用电器: 电动搅拌机(答案不唯一) 。
电动搅拌机(答案不唯一)(共10张PPT)
章末复习
三种电磁现象的对比
现象 电流的磁效应 磁场对电流的作用 电磁感应现象
装 置 图
电流产 生原因 有电源供电 有电源供电 电磁感应
现象 电流的磁效应 磁场对电流的作用 电磁感应现象
能量 转化 — 电能→机械能 机械能→电能
相关 规律 右手螺旋定则 通电导体受力的方向跟电流的方向、磁场的方向都有关系 感应电流的方向跟导体切割磁感线的方向、磁场的方向都有关系
不理解产生感应电流的条件
1.(2025·合肥二模)如图所示,闭合导线框abcd的一部分处于磁场中,将导线框沿图示方向拉出的过程中,导线框中 能 (选填“能”或“不能”)产生感应电流。
能
2.小明学习了电磁知识后,用如图所示的装置探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件,小明进行了以下5次操作,操作过程中灵敏电流计指针发生偏转的实验序号为(C)
第2题图
A.①②③ B.③④⑤ C.①③④ D.②③⑤
C
通电导体在磁场中受到力的作用
3.处在磁场中的通电导体,当电流方向和磁场方向垂直时会受到力的作用,力的方向与磁场方向和电流方向三者之间互相垂直,并且存在一定的逻辑关系,如图甲所示。电动机的线圈处在水平位置,通有顺时针方向的电流,如图乙所示。则下列说法中正确的是(A)
A.电动机的线圈将逆时针方向转动
B.此时,线圈前后两个边中电流方向和磁场方向平行,受力的方向相反
C.此时,线圈受力平衡,不发生转动
D.此时,线圈左边受力的方向竖直向上
A
对换向器作用的理解
4.直流电动机工作时,换向器自动改变线圈中电流方向的位置是(A)
A.线圈刚越过平衡位置
B.线圈转到任意位置
C.线圈平面与磁感线平行
D.线圈平面与磁感线成45°角
A
不清楚磁场对电流的作用与电磁感应的区别
5.小明在科技节表演“隔板推物”,其装置如图所示。甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中,通过导线连接构成闭合电路,推动甲线圈摆动切割磁感线,在闭合电路中产生 感应电流 ,同时乙线圈会随之摆动,此时乙线圈相当于 电动机 (选填“电动机”或“发电机”)。如果只将乙线圈处的磁铁两极位置对调,重复刚才的操作,则乙线圈的摆动方向与之前 相反 (选填“相同”或“相反”)。
感应电流
电动机
相反
6.如图甲所示的是灵敏电流计的内部结构,当位于磁场中的线圈中有电流通过时,线圈会受到力的作用,从而带动指针摆动。某同学将两个相同的灵敏电流计按图乙所示连接,快速拨动灵敏电流计A的指针时,灵敏电流计B的指针也会发生偏转。下列说法中正确的是(D)
A.灵敏电流计A相当于电动机
B.灵敏电流计B的工作原理是电磁感应
D
C.若快速反方向拨动灵敏电流计A的指针,灵敏电流计B的指针不会偏转
D.改变灵敏电流计A指针的拨动方向,灵敏电流计B指针的偏转方向也随之改变(共10张PPT)
微专题(五) 电磁现象的辨析
三种电磁现象
1.关于如图所示的电磁现象,下列说法中正确的是(B)
A.图甲中的小磁针能在该位置静止
B.图乙中线圈转动时,ab和cd边中产生的电流的方向相反
C.图丙是探究电磁感应现象的实验
D.图丁中温度达到(超过)90℃时灯会亮、铃不响
B
2.(2025·大庆)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(D)
A.电流的热效应
B.动圈式话筒
C.电磁起重机
D.法拉第
D
电动机与发电机
3.如图所示,蹄形磁铁和导体棒ab均水平放置,断开开关S1,闭合开关S2,导体棒ab能运动起来,其原理为 通电导体在磁场中受到力的作用 ,此时的能量转化是 电能转化为机械能 。
断开开关S2,闭合开关S1,使导体棒ab水平向右运动,灵敏电流计的指针向左偏转,这是 电磁感应 现象,依此原理可制成 发电机 (选填“电动机”或“发电机”)。
通电导体在磁场中受到力的作用
电能转化为机械能
电磁感应
发电机
4.如图所示,将甲、乙两个微型电动机的转轴对接并固定在一起,闭合开关后两电动机一起转动,小灯泡发光。此时产生电磁感应现象的是 甲 (选填“甲”或“乙”)电动机。该过程中的能量转化是将电能转化为 机械 能,再转化为电能,最终转化为内能和光能。
甲
机械
5.小明用自己学习的知识对甲、乙两种装置进行了分析,闭合开关后,下列说法中正确的是(D)
A.图甲中将导体棒上下移动,灵敏电流计的指针来回偏转
B.图乙中将滑动变阻器的滑片向左移动,导体棒受到的力变小
C.图乙中将蹄形磁铁的N、S极对调,导体棒的运动方向不变
D.图甲中蹄形磁铁向左移动时灵敏电流计的指针偏转方向与向右移动时不同
D
6.如图所示,用绝缘细线分别将铜棒ab、cd水平悬挂,置于磁场方向竖直的蹄形磁铁间,两铜棒间用导线连接构成一个闭合回路。下列说法中正确的是(C)
A.快速左右移动铜棒ab,铜棒cd不会受到磁场力
B.快速竖直上下移动铜棒ab,铜棒cd会受到磁场力
C.快速左右移动铜棒ab时,铜棒cd中会有电流通过
D.快速竖直上下移动铜棒cd时,铜棒ab中会有电流通过
C
扬声器与动圈式话筒
7.在机场、火车站、博物馆等一些需要进行安全检查的场所,安检人员利用手持式金属探测器对旅客或观众进行检查,如图所示。当探测器靠近金属物品时,在金属物品中就会产生感应电流,由此导致探测器发出警报,以提示要做进一步的检查。在我们学习过的下列装置中,与上述探测器能使金属物品中产生感应电流的原理最为相似的是(D)
A.电磁继电器 B.动圈式扬声器
C.验电器 D.动圈式话筒
D
8.如图所示的是动圈式话筒和扬声器的构造示意图。讲话时的声音使膜片振动,与之相连的线圈也跟着一起振动,线圈中产生随声音变化的电流。变化的电流通过扬声器的线圈,线圈就会在磁场中来回振动,带动振膜也来回振动发出声音。下列说法中正确的是(A)
A.扬声器的线圈振动是因为通电导线在磁场中受到力的作用
B.动圈式话筒是把电能转化成机械能的一种装置
C.电风扇的工作原理与动圈式话筒的工作原理相同
D.扬声器的工作原理是法拉第发现的电磁感应现象
A
9.(2025·安徽三模)如图所示的是小明制作的金属转框。金属转框的上部中央与5号电池的正极相连,电池下部的负极连接着两块强磁粒,金属转框套在强磁粒的周围。轻轻推动金属转框,其可以绕电池持续转动。下列说法中正确的是(B)
A.该装置的工作原理是电磁感应
B.只将电池的正、负极对调后,金属转框的转动方向会改变
C.只将5号电池换成7号电池,金属转框的转速会变快
D.金属转框转动时,其能量转化是机械能转化为电能
B(共6张PPT)
跨学科实践 高铁提速的可行性分析
1.阅读材料,回答问题。
超级高铁
2023年,我国的超级高铁技术研究迎来重大突破,已经实现了低真空环境运行,空气阻力比传统高铁的空气阻力低3%,再加上磁浮技术,真正实现了贴地“飞行”。磁浮技术是一种利用磁场的作用力让列车悬浮在轨道上的技术,可以消除轮轨间的摩擦力,降低噪声和能耗。真空管道是一种将管道内的空气抽走,形成真空状态的装置,这样可以减少空气阻力,提高列车的运行效率。预计在2035年,上海—杭州线路将作为中国第一条超级高铁列车线路投入运营。在这条长150km的真空隧道中,超级高铁的时速可达到1000km,全程在真空管道中离地“飞行”。
(1)超级高铁主要是通过 C (填字母)的方法消除轮轨间的摩擦力,利用的原理是 磁极间的相互作用 。
A.减小接触面的粗糙程度
B.变滑动为滚动
C.使接触面分离
(2)若超级高铁以600km/h的平均速度运行,则从上海到杭州只需 15 min。
C
磁极间的相互作用
15
(3)超级高铁采用电力驱动,为方便控制磁场的变化,使用的磁体大多是 电磁铁 (选填“电磁铁”或“永磁体”)。
电磁铁
(4)相比传统高铁,超级高铁的优势有 速度快、能耗低、噪声低、阻力小、运行效率高等 (写出一条即可)。
速度快、能耗低、噪声低、阻力小、运行效率高等
2.阅读短文,回答问题。
混合动力汽车
混合动力汽车的动力系统由一台内燃机和一台电机组成,这台电机既可以充当电动机驱动汽车,又可以充当发电机给蓄电池充电。汽车低速行驶时,内燃机不工作,蓄电池通过电机向车轮输送能量;当需要高速行驶时,内燃机启动,向车轮输送能量,并通过电机给蓄电池充电。混合动力汽车具有省油、能量利用率高等特点。
测试混合动力汽车燃油的能量转化效率可用如下方法:驾驶汽车在平直公路上匀速直线行驶时间t,测量这段时间内汽车消耗的燃油质量m,车速v,蓄电池储存的电能由W1增加到了W2,汽车受到的阻力为f,燃油的热值为q,由此可计算出转化效率。
(1)汽车低速行驶时,蓄电池是 电源 (选填“电源”或“用电器”)。
(2)汽车低速行驶时,与电机的工作原理相同的是 A (填字母)。
A B C
电源
A
(3)当电机充当电动机时,其额定功率应小于蓄电池的额定功率,简单说明判断的理由: 蓄电池在带动电机工作的同时,还需要带动照明灯等电器工作 。
(4)混合动力汽车燃油的能量转化效率的表达式η=×10 0%。
蓄电池在带动电机工作的同时,还需要带动照明灯等电器工作
η=×100%(共12张PPT)
微专题(四) 探究导体在磁场中产生感应电流的条件
1.(2025·池州模拟)如图所示,用干燥的棉线将一根直导线悬挂在U形磁铁内,在a、b两端接入灵敏电流计,当直导线水平向右运动时,电路中 会 (选填“会”或“不会”)产生感应电流。
会
2.某幼儿园游乐室里有一块能发电的地板,当小朋友们在上面跳跃时,小灯泡便会一闪一闪,地板下方铺设的结构如图所示,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做 切割 磁感线运动,闭合电路中产生 感应电流 ,小灯泡发光,此过程发生的能量转化是机械能转化为 电能 。
切割
感应电流
电能
3.(2025·六安一模)赤道附近的地磁场的磁感线大致为南北方向且水平,小明在赤道附近把安装有灵敏电流计的闭合电路中的一部分导体棒(与竖直方向固定的导轨接触良好)以相同大小的速度做如图所示的运动,能使灵敏电流计指针发生明显偏转的操作是图 甲 (选填“甲”“乙”或“甲和乙”)
甲
4.如图所示的是分析发电机工作原理的剖面图,小圆圈“○”表示垂直于纸面、绕垂直纸面的轴转动的一根导线,它是闭合电路的一部分,当它在如图所示的磁场中1、2、3、4位置按箭头方向运动时,会产生感应电流的是(D)
A.1和2 B.1、2和3
C.1、3和4 D.2、3和4
D
5.如图所示的是小明在学习电磁感应现象时,探究产生感应电流的方向与哪些因素有关的实验情景(图中的箭头表示导体的运动方向)。下列分析、比较以及结论正确的是(B)
甲 乙 丙 丁
A.比较甲、乙两图,可知感应电流的方向与磁场的方向无关
B.比较乙、丙两图,可知感应电流的方向与导体运动的方向有关
C.比较甲、丙两图,可知感应电流的方向与磁场的方向和导体运动的方向均无关
D.由图丁可得出结论:感应电流的方向与导体是否运动无关
B
6.(2025·合肥一模)如图所示,将导体棒ab、cd分别置于滑轨上放入磁场中,将它们用导线连接,闭合开关,使导体棒ab在磁场中向右运动时,导体棒cd也随之向右运动。下列说法中正确的是(D)
A.导体棒cd运动是利用电磁感应原理
B.保持导体棒ab不动,若水平向左拉动图中的磁体甲,则导体棒cd向左运动
C.导体棒cd在运动过程中将电能全部转化为机械能
D.若导体棒ab在磁场中向左运动,则导体棒cd随之也向左运动
D
7.(2025·马鞍山一模)小明利用如图所示的实验装置做“探究导体在磁场中产生感应电流的条件”实验。
(1)实验中,通过观察 灵敏电流计的指针是否偏转 来判断电路中是否有感应电流产生。
灵敏电流计的指针是否偏转
A.磁体不动,导体棒AB水平向右运动
B.磁体不动,导体棒AB向斜上方运动
C.磁体不动,导体棒AB沿前后方向运动
D.导体棒AB不动,磁体水平向右运动
(2)如图所示,闭合开关后,下列实验操作中不能产生感应电流的是 C (填字母)。
C
8.(2025·山东)如图所示的是“探究导体在磁场中产生感应电流的条件”实验的装置。关于该实验,下列说法中正确的是(B)
A.该装置也可以探究通电导线在磁场中受到力的作用
B.该装置也可以探究感应电流方向跟导体运动方向有关
C.扬声器就是通过本实验的原理进行工作的
D.闭合电路的部分导体在磁场中运动一定会产生感应电流
B
9.小林学习了电磁感应原理后,想到地球是一个巨大的磁体,于是他和同学利用一根长导线等器材连成闭合电路。两名同学摇动导线,就能利用地磁场将摇动导线的能量转化为可利用的电能。
甲 乙
(1)考虑到产生的电流较小,在如图甲所示的实验装置中,需在导线夹间接入的电路元件是 灵敏电流计 。
灵敏电流计
(2)实验中发现,在顺时针摇导线转动一周的过程中,电表指针先向右偏转后向左偏转,这是因为感应电流的方向与 导体切割磁感线的方向 有关。
(3)与本实验原理相同的是 发电机 (选填“电动机”或“发电机”)。
导体切割磁感线的方向
发电机
(4)通过多次实验,他们可以发现按照图乙选项 A (选填“A”或“B”)的方向站立转动导线更容易产生感应电流。
(5)小林和同学发现,两位摇绳的同学拉动导线上下抖动时,产生感应电流的大小和转动导线时不同,请你依据此现象猜想,感应电流的大小与 导体切割磁感线的速度 有关。
A
导体切割磁感线的速度 (共14张PPT)
回归教材(二) 教材素材与变式2
来源教材的图片
1.[沪粤九物下P28图17-2-1(b)改编]如图所示,闭合开关后,支架上静止的轻质铝棒ab会朝某个方向滚动,这表明磁场对通电导体产生 力 的作用;改变磁场或 电流 的方向,可以使铝棒ab的运动方向发生改变,根据这个原理可以制成 电动机 (选填“电动机”或“发电机”)。
力
电流
电动机
2.(人教九物全P161图20.4-2改编)如图所示,通电线圈在磁场中扭转,说明 磁场 对通电线圈有力的作用,利用这个原理可以制作 电动机 (选填“电动机”或“发电机”)。
磁场
电动机
3.(北师九物全P166图14.5-6丁改编)如图所示的是电动机结构的示意图,闭合开关S,线圈缓慢转动。要使线圈的转动速度加快,可以 增大线圈中的电流或换用磁性更强的磁体 。
增大线圈中的电流或换用磁性更强的磁体
4.(人教九物全P168图20.6-2改编)如图所示,导体AB左右运动时,灵敏电流计的指针左右摆动,这是 电磁感应 现象,利用这个原理可以制作 发电机 (选填“发电机”或“电动机”)。
电磁感应
发电机
5.(北师九物全P168图14.5-10改编)如图所示的是耳塞式耳机的音膜,有些耳塞式耳机也是动圈式的,其构造与扬声器和动圈式话筒类似。用一对导线把两只动圈式耳机连起来,就可以做一部最简单的电话:一只耳机当话筒,另一只当听筒。下列说法中正确的是(B)
A.在把它当耳机使用时,两个耳机的工作原理都是电磁感应
B.在当作自制电话使用时,从能量转化的角度看,当“话筒”的耳机是磁生电
C.在当作自制电话使用时,从能量转化的角度看,当“听筒”的耳机是磁生电
D.这部自制的电话在使用时,必须连接电源
B
来源教材的变式
6.(沪科九物全P151T3改编)关于直流电动机,下列说法中错误的是(C)
A.直流电动机是利用磁场对电流的作用的原理制成的
B.直流电动机正常工作时,将电能转化为机械能
C.直流电动机的换向器的作用是改变磁场的方向
D.直流电动机用一段时间后会发热,说明电能中有一部分转化为内能
C
7.(沪科九物全P160T2改编)关于电磁现象,下列说法中正确的是(C)
A.玩具电动车的电动机是利用电磁感应现象工作的
B.麦克风的原理是通电导体在磁场中受力运动
C.发电机工作时,将机械能转化为电能
D.闭合电路的部分导体在磁场中运动时,就会产生感应电流
C
8.(北师九物全P169拓展阅读改编)电流表是电学实验中的重要仪器,如图所示的是电流表的内部结构简图,将线圈置于两磁极之间,线圈上固定有一指针,有电流通过线圈时,线圈会带动指针一起偏转,线圈中的电流越大,指针的偏转角度越大。下列说法中与电流表的工作原理相符的是(A)
A.通电线圈在磁场中受到了力的作用
B.同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引
C.与发电机的工作原理相同
D.电流表工作过程中,把机械能转化为电能
A
9.(人教九物全P171T1改编)如图所示的是发电机线圈在磁场中转动一圈的过程中经过的四个位置,其中电路中有感应电流的是(D)
甲 乙 丙 丁
A.甲和乙 B.丙和丁 C.甲和丙 D.乙和丁
D
来源教材的实验探究
10.(沪科九物全P152T4改编)如图所示的是“探究磁场中通电导体受到的作用力”实验的示意图。小明同学在电路中连接了一个滑动变阻器。
(1)为了使实验顺利进行,装置中的导体棒AB应选用轻质的 铝棒 (选填“铁棒”或“铝棒”)。
(2)小明通过观察导体棒AB的 运动方向 来判断导体棒AB在磁场中的受力方向。
(3)小明左右移动滑动变阻器的滑片,发现导轨上的导体棒AB始终处于静止状态,经检查,实验器材均无故障且连接无误,请你猜想导体棒AB在磁场中处于静止状态的原因: 通电导体的质量太大,在磁场中受到的力小于最大静摩擦力 。
铝棒
运动方向
通电导体的质量太大,在磁场中受到的力小于最大静摩擦力
11.(沪科九物全P161T4改编)如图所示的是“探究产生感应电流的条件”实验的步骤。
甲 乙 丙
(1)在实验中,通过观察 灵敏电流计的指针是否发生偏转 来判断电路中是否有感应电流。
灵敏电流计的指针是否发生偏转
(2)闭合开关,当蹄形磁铁或导体棒AB做下列运动时,不会产生感应电流的是 B (填字母)。
A.导体棒AB不动,蹄形磁铁左右运动
B.蹄形磁铁不动,导体棒AB在蹄形磁铁中上下运动
C.蹄形磁铁不动,导体棒AB在蹄形磁铁中左右运动
D.蹄形磁铁不动,导体棒AB在蹄形磁铁中斜向上或斜向下运动
B
