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20.4 电动机 高频易错题集
一.选择题(共10小题)
1.如图所示的实验装置中,用来研究“磁场对通电导线的作用”的是( )
A. B.
C. D.
2.如图是小马制作的神奇转框,框的上部中央与电池正极相连,下部紧贴在与电池负极相连的可导电的柱形磁体两侧,金属框就能持续转动,以下各图与其工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
3.如图所示,同一条形磁铁,从静止开始由同一高度下落,分别穿过闭合的塑料线圈甲、断开的塑料线圈乙、闭合的金属线圈丙、断开的金属线圈丁,则它穿过哪个线圈后落地时的动能最小?(所有线圈均有电阻,不计空气阻力)( )
A.线圈甲 B.线圈乙 C.线圈丙 D.线圈丁
4.如图为一阴极射线管接通电源后,K极射出电子流,水平流向A,若在其上方附近有一水平放置的直导线,导线中的电流从左向右,则电子流将( )
A.向上偏转 B.向下偏转 C.向纸外偏转 D.向纸内偏转
5.下列四幅装置图分析正确的是( )
A.如图动圈式扬声器利用了磁场对电流的作用发声
B.如图装置,说明磁极间有相互作用
C.如图装置研究的是导体在磁场中能产生感应电流
D.如图装置是电动机的结构原理图
6.扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置,当线圈中通过变化电流时,线圈受到磁铁的作用而运动。由于通过线圈的电流是交变电流,它的方向不断变化,线圈就不断地来回振动,于是扬声器就发出了声音。如图试验中和扬声器工作原理相同的是( )
A.
B.
C.
D.
7.利用通电导体在磁场中受力而运动的原理制成的装置是( )
A.电动机 B.发电机 C.电铃 D.电磁铁
8.如图所示,在下列有关电与磁实验的装置图中,能利用该原理制成电动机的是( )
A. B.
C. D.
9.如图为直流电动机的基本构造示意图。以下相关的分析中正确的是( )
A.电动机是利用电磁感应的原理工作的
B.电动机工作过程中,消耗的电能转化为机械能
C.使线圈连续不停地转动下去是靠电磁继电器来实现的
D.同时改变磁感线方向和电流方向可以改变线圈转动的方向
10.如图所示,小明用漆包线绕成线圈ABCD,将线圈一端的漆全部刮去,另一端刮去一半后放入磁场,做成电动机模型。线圈连接干电池后( )
A.线圈持续来回摆动
B.线圈沿固定方向持续转动
C.AB边中电流方向交替变化
D.CD边始终受到磁场力作用
二.填空题(共5小题)
11.白炽灯是一种电流通过灯丝,灯丝发热发光的照明电器,将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝,如图所示,可以观察到灯丝 ,说明 ,由此原理可以制成 。
12.如图(a)所示,一根垂直于纸面的导线P放置在一水平放置条形磁铁的正上方,若导线受到磁铁给它的作用力的方向竖直向下,则导线中电流的方向是垂直纸面 (选填:“向外”或“向内”);现将该导线稍微向右平移一段距离,如图(b)所示,则这根导线受到磁铁对它的作用力的方向为 (选填:“右下方”、“右上方”、“左下方”或“左上方”)。
13.如图所示是扬声器的结构示意图,它是根据 这一原理制成的;其中线圈的左端是磁极的 极。
14.直流电动机利用 的原理制成,把 能转化为 能。
15.要使直流电动机的线圈持续转动,必须设法使线圈一到 位置,就自动地改变线圈里的 ,能够完成这一任务的装置叫做 。
三.解答题(共5小题)
16.网络上有一个国外“牛人”制作的“电池磁力小火车”的视频。视频中,“牛人”把由铁铷合金制作的超强磁铁分别吸附在电池的正负极两端制成“小火车”,并将其整个放入自制的铜质螺线管中,发现电池与磁铁竟然沿着螺线管向右运动起来,直到从螺线管的另一端穿出(如图1)。小明对“小火车”为什么会运动非常感兴趣,便动手进行了实验。
(1)图1中,两侧磁铁之间的线圈中会有电流通过,他由此推测:只有当线圈中有电流通过时,火车才会受力运动。为验证这一假设,他需要进一步的操作是 ;
(2)预测图2中的小火车将向 运动(选填“左”或“右”);
(3)要让小火车快地过螺线管,可以采取的措施是 (写出一种方法);
(4)欲使小火车由静止开始顺利通过螺线管,下列摆放方式可行的是 。
17.
(1)如图1,a表示垂直于纸面的一根导体,它是闭合电路的一部分,通电时在磁场中受到力的作用。表示导体中电流方向垂直纸面向里,表示电流方向垂直纸面向外。参照甲图情况,乙图中导体a受力的方向向 。(填“上”或“下”)
(2)如图2所示的家庭电路中,有一个器件连接错误,它是 。
A、闸刀开关 B、带保险丝的二孔插座 C、带开关的灯泡 D、三孔插座。
18.星期一升国旗后,校长通过话筒向全体同学讲话,同学们从高音喇叭聆听到了校长的讲话声音,请用学到的知识解释下面的问题:
(1)话筒是把声音信号转化成电信号的一种装置,简述话筒的工作原理
(2)扬声器是把电信号转化成声音信号的装置,简述扬声器的工作原理。
19.电动机的原理是 。
20.阅读短文,回答问题:
直线电机
一般电动机工作时都是转动的,而直线电机是运用直线运动的电动机。磁悬浮列车就是用直线电机来驱动的。
直线电机是一种新型电机,它的原理并不复杂。设想把一台旋转运动的感应电动机沿着半径的方向剖开,并且展平,这就成了一台直线感应电动机(如图)。在直线电机中,相当于旋转电机定子的,叫初级;相当于旋转电机转子的,叫次级。初级中通以交流电,便会在气隙中产生变化磁场,次级在磁场切割下将产生电流,而该电流周围的磁场与气隙中的磁场相作用就产生了电磁推力。次级就在电磁力的作用下沿着初级做直线运动。
世界上第一台使用直线电机驱动的电梯1990年4月安装于日本东京都丰岛区万世大楼,该电梯满载质量为600kg,速度为105m/min。这种电梯就如磁悬浮列车一样,采用高温超导技术的直线电机驱动,线圈装在井道中,轿厢外装有高性能永磁材料,该电梯的能量转化效率大约为40%。
(1)直线电机是一种将电能直接转换成直线运动的 能,而不需要任何中间转换机构的传动装置。
(2)直线电机如果次级水平向西运动,以次级为参照物,初级
A.水平向西运动 B.水平向东运动 C.静止 D.无法判断
(3)当初级通以交流电后,次级将会产生电流,这是由于 。
(4)这种电梯满载时,升高20米需要消耗的电能大约为 J。
(5)某磁悬浮列车利用直线电机工作,在效率一定时,其耗电功率与转速的立方成正比,而行驶速度与电机转速成正比,下列关于列车匀速直线行驶时,所受阻力f与车速v的关系图线,正确的是
试题解析
一.选择题(共10小题)
1.如图所示的实验装置中,用来研究“磁场对通电导线的作用”的是( )
A. B.
C. D.
解:A、通电后,导体棒在磁场中发生运动,是研究通电导线在磁场中受磁场力的,符合题意;
B、导体棒在磁场中运动时,电流表中产生了感应电流,即用来研究电磁感应现象的,不符合题意。
C、通电导线放在小磁针上方时,小磁针会发生偏转,它是研究电流的磁效应的,是奥斯特实验,不符合题意;
D、闭合开关,通电线圈有磁性,吸引铁钉,是研究通电螺线管具有磁性的,不符合题意;
故选:A。
总结:物理学是以观察和实验为主的学科,很多的物理知识都来源于实验,在学习中应重视实验的学习,要牢记一些重要实验装置图。
2.如图是小马制作的神奇转框,框的上部中央与电池正极相连,下部紧贴在与电池负极相连的可导电的柱形磁体两侧,金属框就能持续转动,以下各图与其工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
解:在本实验中,铜线框之所以能够转动,是由于通电线框在磁场中受力,同电动机的原理相同。
A、是发电机的原理图,是根据电磁感应现象制成的,故A错误;
B、是电动机的原理图,是根据通电导体在磁场中受到力的作用做成的,故B正确;
C、是奥斯特实验,说明电流的周围存在磁场,故C错误;
D、是发电机的原理图,是根据电磁感应现象制成的,故D错误;
故选:B。
总结:了解实验装置的结构,明确其工作原理,再进一步确定其性质和能量转化,是解答的关键。
3.如图所示,同一条形磁铁,从静止开始由同一高度下落,分别穿过闭合的塑料线圈甲、断开的塑料线圈乙、闭合的金属线圈丙、断开的金属线圈丁,则它穿过哪个线圈后落地时的动能最小?(所有线圈均有电阻,不计空气阻力)( )
A.线圈甲 B.线圈乙 C.线圈丙 D.线圈丁
解:
条形磁铁由静止开始下落穿过闭合金属线圈,线圈中产生电流,由楞次定律的第二种表述:“来拒去留”可知,线圈与磁铁应是相互排斥的,所以线圈对条形磁铁一直做负功,条形磁铁的动能之在减少,也是克服阻力做功的过程,据此分析C符合要求;
AB选项中是塑料线圈不会产生感应电流,AB不符合要求;
D选项中的金属线圈断开的,也不会产生感应电流,D不符合要求。
故选:C。
总结:知道感应电流产生的条件、从能量转化的角度分析即可正确解题。
4.如图为一阴极射线管接通电源后,K极射出电子流,水平流向A,若在其上方附近有一水平放置的直导线,导线中的电流从左向右,则电子流将( )
A.向上偏转 B.向下偏转 C.向纸外偏转 D.向纸内偏转
解:由于K极射出水平流向A的电子流,即在该过程中电流的方向是由A向K,所以据右手定则即可判断出阴极管上方导线所在的磁场是垂直于纸面向里的,由于已知导线中电流的方向,所以再据左手定则,能判断出导线会受到向下的磁场力的作用。
故选:B。
总结:明确电流、磁场、磁场力的关系,能正确的运用左手定则和右手定则分析问题是解决该题的关键。
5.下列四幅装置图分析正确的是( )
A.如图动圈式扬声器利用了磁场对电流的作用发声
B.如图装置,说明磁极间有相互作用
C.如图装置研究的是导体在磁场中能产生感应电流
D.如图装置是电动机的结构原理图
解:
A、图甲:当强弱不同的电流经过线圈时,磁铁会对线圈产生力的作用,从而使线圈振动起来,带动外面的纸盆发出声音,故A正确;
B、图乙:当导线中有电流经过时,小磁针的指向发生改变,说明电流周围存在磁场,故B错误;
C、图丙:闭合开关后,通过电流的导体在磁场中受力运动,故C错误;
D、图丁:当线圈在磁场中做切割磁感线运动时,电流表的指针摆动,说明有电流产生,因此是发电机的工作原理图,故D错误。
故选:A。
总结:此题考查了电和磁中的各种现象,在学习过程中,一定要掌握各实验的现象及结论,并且要找出其不同进行区分。
6.扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置,当线圈中通过变化电流时,线圈受到磁铁的作用而运动。由于通过线圈的电流是交变电流,它的方向不断变化,线圈就不断地来回振动,于是扬声器就发出了声音。如图试验中和扬声器工作原理相同的是( )
A.
B.
C.
D.
解:
扬声器是利用通电线圈在磁场中要受到力的作用工作的;
A、该图是电动机的原理图,即通电导体在磁场中受力运动,故A符合题意;
B、该图是电磁感应原理,即闭合回路中的一部分导体做切割磁感线运动,产生电流的现象,故B不合题意;
C、动圈式话筒利用的是电磁感应现象,即闭合回路中的一部分导体做切割磁感线运动,产生电流的现象,故C不合题意;
D、该图是奥斯特实验,即通电导体周围存在磁场,故D不合题意。
故选:A。
总结:扬声器是通电线圈在磁场中受力而运动的原理工作的,扬声器的原理和电动机的原理是相同的,动圈式话筒和发电机的原理是相同的。
7.利用通电导体在磁场中受力而运动的原理制成的装置是( )
A.电动机 B.发电机 C.电铃 D.电磁铁
解:A、电动机即通电能动,消耗电能产生机械能,故是通电导线在磁场中受力的作用造成的,故该选项正确;
B、发电机是利用电磁感应现象的原理制成的,故该选项不符合题意;
C、电铃是利用电流的磁效应的原理制成的,故该选项不符合题意;
D、电磁铁是利用电流的磁效应的原理制成的,故该选项也不符合题意。
故选:A。
总结:电动机是将电能转化为机械能的机械,它在工作时要消耗电能,发电机是将机械能转化为电能,它在工作时产生电能。
8.如图所示,在下列有关电与磁实验的装置图中,能利用该原理制成电动机的是( )
A. B.
C. D.
解:电动机的原理是通电导体在磁场中受力,或者说通电线圈在磁场中受力转动。
A、这是研究电磁感应现象的实验,不符合题意;
B、这是奥斯特实验装置,说明通电导线周围存在磁场,不符合题意;
C、这是研究电磁铁的磁性强弱与匝数多少关系的实验,结论是当电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁的磁性越强,不符合题意;
D、此实验探究的是通电导体在磁场中受力运动的现象,符合题意。
故选:D。
总结:电动机是将电能转化为机械能的机械,它在工作时要消耗电能,因此解题时观察图形中有无电源是此题的解题关键。
9.如图为直流电动机的基本构造示意图。以下相关的分析中正确的是( )
A.电动机是利用电磁感应的原理工作的
B.电动机工作过程中,消耗的电能转化为机械能
C.使线圈连续不停地转动下去是靠电磁继电器来实现的
D.同时改变磁感线方向和电流方向可以改变线圈转动的方向
解:A、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,故A错误;
B、电动机工作过程中,消耗的电能转化为机械能,故B正确;
C、使线圈连续不停地转动下去是靠换向器来实现的,故C错误;
D、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,且所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关,故仅改变磁感线的方向可以改变线圈转动的方向,故D错误;
故选:B。
总结:知道并理解电动机的原理、受力方向的改变、能量转化等知识点,是一道综合题。
10.如图所示,小明用漆包线绕成线圈ABCD,将线圈一端的漆全部刮去,另一端刮去一半后放入磁场,做成电动机模型。线圈连接干电池后( )
A.线圈持续来回摆动
B.线圈沿固定方向持续转动
C.AB边中电流方向交替变化
D.CD边始终受到磁场力作用
解:
该线圈之所以能转动,是据通电导线在磁场中受力的作用的原理来工作的,但是该线圈在转过平衡位置时,若不改变电流的反向,此时所受到的磁场力会阻碍线圈的转动,故为了使线圈持续转动,将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉,另一端只刮半周,这样在一个半周内受到磁场的力的作用,另一个半周利用惯性转动;而真正的直流电动机工作时,为了让线圈持续的转动下去,即是通过换向器在平衡位置及时的改变线圈中的电流的方向,即改变线圈所受力的反向,使线圈持续的转动下去。
AB、由上述解析可知,线圈沿固定方向持续转动,故A错误,B正确;
C、据上面的分析可知,AB边中电流方向是不变的,故C错误;
D、据上面的分析可知,CD边只有半圈受到磁场力作用,故D错误;
故选:B。
总结:本题主要考查学生对:电动机原理和构造的了解和掌握,要深入了解其构造和原理,属易错题。
二.填空题(共5小题)
11.白炽灯是一种电流通过灯丝,灯丝发热发光的照明电器,将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝,如图所示,可以观察到灯丝 抖动 ,说明 通电导体在磁场中受力运动 ,由此原理可以制成 电动机 。
解:
通电导体在磁场中受力运动,所以将磁体靠近发光的灯泡时,灯泡中有电流通过,并且是交流电,所以会受到磁场力的作用,并且方向在时刻改变,所以灯丝会抖动;电动机是根据通电导体在磁场中受力运动的原理制成的。
故答案为:抖动;通电导体在磁场中受力运动;电动机。
总结:该题考查了通电导线在磁场中受力运动和电动机的原理等知识,是一道基础性题目,难度不大。
12.如图(a)所示,一根垂直于纸面的导线P放置在一水平放置条形磁铁的正上方,若导线受到磁铁给它的作用力的方向竖直向下,则导线中电流的方向是垂直纸面 向内 (选填:“向外”或“向内”);现将该导线稍微向右平移一段距离,如图(b)所示,则这根导线受到磁铁对它的作用力的方向为 左下方 (选填:“右下方”、“右上方”、“左下方”或“左上方”)。
解:(1)磁场在图(a)中的方向是水平向右,伸开左手,拇指与手掌垂直且共面,磁感线向右穿过手心,则手心朝左,大拇指竖直向下,四指指向电流方向,故导线中电流的方向是垂直纸面向内;
(2)将该导线稍微向右平移一段距离,磁场的方向为该点的切线方向,由左手定则可知,这根导线受到磁铁对它的作用力的方向为左下方。
故答案为:向内;左下方。
总结:本题考查了左手定则的应用,明确两点磁场的方向是关键。
13.如图所示是扬声器的结构示意图,它是根据 电流的磁效应 这一原理制成的;其中线圈的左端是磁极的 N 极。
解:
当扬声器中有变化的电流通过线圈时,便会产生变化的磁场,与永久磁铁共同作用,吸引膜片引起振动而产生声音,所以其工作原理是电流的磁效应;
电流从线圈的右端流入,左端流出,根据线圈的线圈绕向,再利用安培定则即可确定线圈的左端为N极,右端为S极。
故答案为:电流的磁效应;N。
总结:此题考查了扬声器的工作原理和安培定则的应用,题目的难度不大,考查的知识点较简单。
14.直流电动机利用 通电线圈在磁场中受力转动 的原理制成,把 电 能转化为 机械 能。
解:直流电动机利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成,其在工作时,消耗电能产生机械能,故是将电能转化为机械能的过程。
故答案为:通电线圈在磁场中受力转动;电;机械。
总结:知道直流电动机的原理和能量转化是解决该题的关键。
15.要使直流电动机的线圈持续转动,必须设法使线圈一到 平衡 位置,就自动地改变线圈里的 电流的方向 ,能够完成这一任务的装置叫做 换向器 。
解: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,线圈就可以不停地转动下去了。实际的电动机是通过换向器来实现这项功能的。
故答案为:平衡;电流的方向;换向器;
总结:本题考查了换向器的作用,要知道并记住它的作用。
三.解答题(共5小题)
16.网络上有一个国外“牛人”制作的“电池磁力小火车”的视频。视频中,“牛人”把由铁铷合金制作的超强磁铁分别吸附在电池的正负极两端制成“小火车”,并将其整个放入自制的铜质螺线管中,发现电池与磁铁竟然沿着螺线管向右运动起来,直到从螺线管的另一端穿出(如图1)。小明对“小火车”为什么会运动非常感兴趣,便动手进行了实验。
(1)图1中,两侧磁铁之间的线圈中会有电流通过,他由此推测:只有当线圈中有电流通过时,火车才会受力运动。为验证这一假设,他需要进一步的操作是 将电池的一端与磁铁断开 ;
(2)预测图2中的小火车将向 左 运动(选填“左”或“右”);
(3)要让小火车快地过螺线管,可以采取的措施是 增强磁铁的磁性(或者使螺线管的绕线更密集以增加与磁铁接触的那一段螺线管匝数、或增加电池电压以增大螺线管中电流从而增强其磁场)。 (写出一种方法);
(4)欲使小火车由静止开始顺利通过螺线管,下列摆放方式可行的是 A 。
解:(1)两侧磁铁之间的线圈中会有电流通过,他由此推测:只有当线圈中有电流通过时,火车才会受力运动。为验证这一假设,他需要进一步的操作是将电池的一端与磁铁断开;
(2)“小车”全部推入螺线管后,与磁铁接触的那一段螺线管通电产生磁场,螺线管内部的磁场向左,与电池负极相吸的磁铁受到向左的力,小车向左运动;
(3)磁极间相互作用力越大,小车速度就越大,所以可以增强磁铁的磁性(或者使螺线管的绕线更密集以增加与磁铁接触的那一段螺线管匝数、或增加电池电压以增大螺线管中电流从而增强其磁场)。
(4)A、A图中,螺线管内部的磁场向右,与电池负极相吸的磁铁受到向左的力,与电池正极相吸的磁铁受到向左的力,小车向左,故A正确;
B、B图中,螺线管内部的磁场向左,与电池负极相吸的磁铁受到向左的力,与电池正极相吸的磁铁受到向右的力,小车不动,故B错误;
C、C图中,螺线管内部的磁场向右,与电池负极相吸的磁铁受到向左的力,与电池正极相吸的磁铁受到向右的力,小车不动,故C错误;
D、D图中,电池正极一端没有进入磁场,小车不动,故D错误。
故选:A。
故答案为:(1)将电池的一端与磁铁断开;(2)左;(3)增强磁铁的磁性(或者使螺线管的绕线更密集以增加与磁铁接触的那一段螺线管匝数、或增加电池电压以增大螺线管中电流从而增强其磁场);(4)A。
总结:本题以电磁动力“小车”背景考查对通电螺线管磁场的认识和理解、安培定则的应用,是一道好题。
17.
(1)如图1,a表示垂直于纸面的一根导体,它是闭合电路的一部分,通电时在磁场中受到力的作用。表示导体中电流方向垂直纸面向里,表示电流方向垂直纸面向外。参照甲图情况,乙图中导体a受力的方向向 上 。(填“上”或“下”)
(2)如图2所示的家庭电路中,有一个器件连接错误,它是 C 。
A、闸刀开关 B、带保险丝的二孔插座 C、带开关的灯泡 D、三孔插座。
解:
(1)如图1,a表示垂直于纸面的一根导体,它是闭合电路的一部分,通电时在磁场中受到力的作用,导体a受力的方向向下,乙图中电流方向不变,只改变磁场方向,导体a受力的方向与原来相反,所以导体a受力的方向向上。
(2)A、进户线进入用户,首先接入总开关,总开关的后面接入保险丝,保险丝只在火线上接一根,不是为了节省,而是为了更安全。当保险丝熔断后,家庭电路和火线断开,防止触电事故的发生。图中总开关和保险丝连接正确,不符合题意;
B、两孔插座左孔接零线,右孔接火线。当插座上进入大功率的用电器时,还要在火线上串联一根保险丝。这样在电流过大时,能自动切断电源,起到保险作用。图中连接正确,不符合题意;
C、开关控制灯泡时,火线首先进入开关,然后进入灯泡顶端的金属点,零线直接进入灯泡的螺旋套。开关既能控制灯泡,又能在灯泡损坏后,断开开关,切断火线,安全的更换灯泡。图中带开关的灯泡连接错误,符合题意;
D、三孔插座的三孔接地线,左孔接零线,右孔接火线。当金属外壳的用电器插入三孔插座时,金属外壳的用电器漏电时,接触用电器防止触电事故的发生。图中连接错误,符合题意。
故选C。
故答案为:(1)上;(2)C。
总结:(1)本题考查磁场对电流作用力的方向,应明确电流的方向与磁场的方向共同决定了通电导体的受力方向;
(2)掌握家庭电路中,总开关、保险丝、灯泡、开关、两孔插座、三孔插座的连接方法;掌握保险丝、开关、三孔插座的作用。
18.星期一升国旗后,校长通过话筒向全体同学讲话,同学们从高音喇叭聆听到了校长的讲话声音,请用学到的知识解释下面的问题:
(1)话筒是把声音信号转化成电信号的一种装置,简述话筒的工作原理
(2)扬声器是把电信号转化成声音信号的装置,简述扬声器的工作原理。
答:(1)话筒相当于电话中的话筒,它们都是把声音信号转化为电流信号的装置,话筒内部都有永磁铁、膜片和线圈;说话时,声音使膜片振动,带动连在膜片上的线圈振动,切割磁感线产生变化的感应电流。
(2)扬声器是把电流信号转化为声音信号的装置,扬声器主要由锥形纸盒、线圈和永磁铁组成,线圈套在永磁铁的磁极上,纸盒和线圈相连,来自话筒的信号电流,流过线圈,产生大小变化的磁场,线圈与永磁铁相互作用而发生振动,从而带动锥形盒振动,发出声音。
总结:本题是一道基础题,知道电话听筒与话筒的工作原理即可正确解题。
19.电动机的原理是 通电导体在磁场中受到力的作用 。
解:
电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的。
故答案为:通电导体在磁场中受到力的作用。
总结:本题考查了电动机的原理,属于识记性内容,比较简单。
20.阅读短文,回答问题:
直线电机
一般电动机工作时都是转动的,而直线电机是运用直线运动的电动机。磁悬浮列车就是用直线电机来驱动的。
直线电机是一种新型电机,它的原理并不复杂。设想把一台旋转运动的感应电动机沿着半径的方向剖开,并且展平,这就成了一台直线感应电动机(如图)。在直线电机中,相当于旋转电机定子的,叫初级;相当于旋转电机转子的,叫次级。初级中通以交流电,便会在气隙中产生变化磁场,次级在磁场切割下将产生电流,而该电流周围的磁场与气隙中的磁场相作用就产生了电磁推力。次级就在电磁力的作用下沿着初级做直线运动。
世界上第一台使用直线电机驱动的电梯1990年4月安装于日本东京都丰岛区万世大楼,该电梯满载质量为600kg,速度为105m/min。这种电梯就如磁悬浮列车一样,采用高温超导技术的直线电机驱动,线圈装在井道中,轿厢外装有高性能永磁材料,该电梯的能量转化效率大约为40%。
(1)直线电机是一种将电能直接转换成直线运动的 机械 能,而不需要任何中间转换机构的传动装置。
(2)直线电机如果次级水平向西运动,以次级为参照物,初级 B
A.水平向西运动 B.水平向东运动 C.静止 D.无法判断
(3)当初级通以交流电后,次级将会产生电流,这是由于 电磁感应 。
(4)这种电梯满载时,升高20米需要消耗的电能大约为 3×105 J。
(5)某磁悬浮列车利用直线电机工作,在效率一定时,其耗电功率与转速的立方成正比,而行驶速度与电机转速成正比,下列关于列车匀速直线行驶时,所受阻力f与车速v的关系图线,正确的是 D
解:(1)直线电机是一种新型电机,工作时将电能转化成机械能;
(2)初级中通以交流电,便会在气隙中产生变化磁场,次级在磁场切割下将产生电流,而该电流周围的磁场与气隙中的磁场相作用就产生了电磁推力,说明初级和次级的运动方向是相反的,次级水平向西运动,以次级为参照物,初级水平向东运动;
(3)当初级通以交流电后,便会在气隙中产生变化磁场,次级在磁场切割下将产生电流,这是电磁感应现象;
(4)电梯满载时质量为600kg,重力G=mg=600kg×10N/kg=6000N;
升高20米做的功:W=Gh=6000N×20m=1.2×105J;
因为该电梯的能量转化效率大约为40%,因此消耗的电能:
W电===3×105J;
(5)设电机的转速为n,车的行驶速度为v,
根据题意得:P电=k1n3①(k为比例系数,下同)
车匀速行驶时,获得的机械能P机械=F牵v=fv ②,
设效率为η,
所以P机械=P电,
即fv=k1n3η③
而行驶速度与电机转速成正比,所以v=k2n ④
则转速n=⑤
把⑤代入③整理得f==v2,(是一个定值,设为新的比例函数)
由此说明阻力f与船速v的平方成正比,其关系为二次函数,图象为开口向上的抛物线,故选D。
故答案为:(1)机械;(2)B;(3)电磁感应;(4)3×105;(5)D。
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