内容正文:
看图识别电磁原理
一、电流的磁效应——“电生磁”
1.实验步骤:
①将磁针放置在导线旁,导线通电时磁针发生偏转。
②切断电流时,磁针又回到原位。
③改变电流方向,磁针向相反方向偏转。
④切断电流时,磁针又回到原位。
2.原理:通电导线周围存在磁场,磁场方向与电流方向有关。
3.发现:奥斯特,该实验又称奥斯特实验。
4.应用:电磁起重机(图D)、电磁铁(图E、F)、电磁继电器(图G)、电铃。
5.小磁针的作用:验证电流周围是否存在磁场。
6.电磁铁磁性强弱影响因素:电流大小和线圈匝数。电流越大,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强。图F既可以探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系(滑片不动,看甲、乙吸引大头针个数),也可以探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系(单独看甲或乙,先后移动滑片看吸引大头针个数)。
7.常见装置图:(特点:有电源、有小磁针)
A B C D(电磁起重机)
E F G(电磁继电器)
二、电动机——磁场对电流的作用
1.原理(三种表述):
①通电导体在磁场中受到力的作用;
②磁场对电流有力的作用;
③磁场对通电导体有力的作用。
2.题干关键字:扬声器(或喇叭:图D)、电动剃须刀、电风扇、洗衣机、电动玩具车。
3.能量转化:电能转化为机械能。
4.导体棒运动:仅对调电源正负极,导体棒运动方向会(“会”或“不会”)改变。
仅对调磁极,导体棒运动方向会(“会”或“不会”)改变。
同时对调电源正负极和磁极,导体棒运动方向不会(“会”或“不会”)改变。
说明:导体棒ab一般选铝、铜等非磁性导电材料。
(不能选塑料,塑料是绝缘体不导电;不能选鉄,磁体能吸引磁性材料——铁、钴、镍)
5.常见装置图:(特点:有电源、有磁体)
A B C
D(扬声器) E F
三、发电机——“磁生电”
1.原理:电磁感应。
2.内容: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。
注:导体棒左右运动或斜着运动均会产生感应电流,上下运动不会产生感应电流。灵敏电流计偏转,则说明有感应电流产生。
3.题干关键词;动圈式话筒(麦克风图G)、手摇手电筒(图H)、发电鞋、“线圈产生感应电流”、各种卡(包括但不限于公交卡、市民卡、银行卡等)。
4.能量转化:机械能转化为电能
说明:导体棒ab一般选铝、铜等非磁性导电材料。
(不能选塑料,塑料是绝缘体不导电:不能选铁,磁体能吸引磁性材料——铁、钴、镍)
5.常见装置图:(特点:无电源、有磁体)
A B C
D E(麦克风) F
G(手摇式发电机) H(手摇充电式手电筒)
综上,可得到辨别区分两大电磁现象口诀:
有源电动扬声器,
无源话筒发电机。
四、其它常见装置
五、真题演练
1.(2024年四川省自贡市市中考题)16.(2分)如图所示装置可以用来演示物理现象,则下列说法正确的是( )
A.图甲可用来演示电磁感应现象 B.图乙可用来演示电磁感应现象
C.图丙可用来演示磁场对电流的作用 D.图丁可用来演示电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系
【答案】A
【解析】A.该图中没有电源,是发电机原理示意图,其原理是电磁感应现象,故A正确。
C.是奥斯特实验装置,演示了电生磁现象,它说明了通电导体周围存在磁场,故B错误;
C.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C错误;
D.是电动机原理的示意图,研究的是通导线在磁场中受力转动的情况,故D错误;
故选:A。
2.(2024年四川省宜宾市中考题)9.安检时,当金属探测仪靠近金属物体,会产生感应电流,发出警示信号。下图中与其工作原理相同的实验装置是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】当金属探测仪靠近金属物体,会产生感应电流,说明其工作原理是电磁感应现象。
A.闭合电路中的部分导体切割磁感线,产生感应电流,是电磁感应现象,故A符合题意;
B.图中说明异名磁极相吸引,通电螺线管具有磁性。故B不符合题意;
C.图中是电动机的工作原理图,说明通电导体在磁场中受力的作用工作,故C不符合题意;
D.电流相同时,线圈匝数越多,吸引铁钉的个数越多,电磁铁磁性越强,故D不符合题意。
故选A。
3.(2024年四川省遂宁市中考题)7.下列能探究“导体在磁场中产生电流的条件”的实验装置是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A.图中是奥斯特实验,研究的是电流的磁效应,故A不符合题意;
B.图中闭合电路的一部分导体AB在磁场中切割磁感线运动时,会产生感应电流,该图可以用于探究导体在磁场中产生电流的条件,故B符合题意;
C.该图是电动机的原理图,能够说明通电导体在磁场中受力运动,故C不符合题意;
D.该图研究的是电磁铁磁性与线圈匝数的关系,故D不符合题意。
故选B。
4.(2024年四川省南充市初中学业水平考题)9.以下关于电与磁的描述中,说法正确的是( )
A.图甲:磁感线不是真实存在的,地磁场的北极在地理北极附近
B.图乙:向右移动,能吸引更多铁钉,铁钉下端为电磁铁的极
C.图丙:同时对调磁极和电源正负极,线圈的转动方向会发生改变
D.图丁:闭合开关,导体ab竖直向下运动或竖直向上运动,电流表指针不发生偏转
【答案】D
【解析】A.图甲中,磁场是真实存在的,磁感线是假想出来的,不适合客观存在的,地球周围存在磁场,地磁场的北极在地理南极附近,故A错误;
B.图乙中,通电螺线管的磁性强弱与电流大小有关,P向右移动,电阻变大,电流减小,磁性变弱,能吸引更少的铁钉,根据安培定则可知,四指指向电流方向,大拇指所指的方向即为电磁铁的N极,故铁钉上端为N极,铁钉下端为电磁铁的S极,故B错误;
C.图丙中,通电导线在磁场中运动的方向与电流的方向和磁场的方向有关,单独改变磁场方向或电流方向,线圈的转动方向会改变,但二者同时改变时,线圈的转动方向不变,故C错误;
D.图丁中,根据电磁感应现象可知,闭合电路的部分导体在磁场中切割磁感线时会产生感应电流。闭合开关,导体ab竖直向下运动或竖直向上运动,运动方向与磁感线方向平行,没有切割磁感线,不会产生感应电流,故电流表指针不发生偏转,故D正确。
故选D。
5.(2024年四川省眉山市中考题)6.(3分)如图所示是动圈式话筒构造示意图。对着话筒说话或唱歌时,声音使膜片振动,与膜片相连的线圈在磁场中也跟着一起振动,线圈中产生感应电流。下列实验原理与它相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解答】解:A.同名磁极相互排斥,故A不符合题意;
B.通电导线周围存在磁场,故B不符合题意;
C.图示没有电源,是电磁感应现象,是动圈式话筒的工作原理,故C正确;
D.通电导线在磁场中受力的作用,故D错误;
故选:C。
6.(2024年四川省乐山市中考题)13.(2.5分)下列四幅图中,探究“磁场对通电导线的作用”的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解答】解:A.图中是奥斯特实验,说明通电导线的周围存在着磁场,故A错误;
B.图示为电磁继电器,是利用电流的磁效应工作的,故B错误;
C.闭合开关电路接通,通电导体会在磁场中受到力的作用而运动,是探究磁场对通电导线的作用的实验,故C正确;
D.若金属棒左右切割磁感线运动,此时电路中就会产生电流,是研究电磁感应实验装置,这是发电机的原理,故D错误。
故选:C。
7.(2024年四川省达州市初中学业水平考题)7.19世纪,物理学家发现电与磁之间存在着紧密联系,下列关于电现象与磁现象的说法正确的是( )
A.甲图通电后电磁铁b的线圈匝数少,磁性更强
B.乙图通电后静止的小磁针发生偏转,说明通电导体周围存在磁场,断电后,小磁针保持不动
C.丙图是发电机原理,闭合开关后,悬挂的导体棒将发生运动
D.丁图是电动机的原理,闭合开关后,金属棒ab将发生运动
【答案】D
【解析】A.电磁铁的磁性与线圈匝数有关,匝数越多,磁性越强,甲图通电后电磁铁b的线圈匝数少,磁性更弱,故A错误;
B.乙图通电后静止的小磁针发生偏转,说明通电导体周围存在磁场,断电后导线周围的磁场消失,小磁针受地磁场的影响又会回到原位置,故B错误;
C.丙图是发电机的原理,闭合开关后,若悬挂的导体棒在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流;闭合开关后,导体不会自发的运动,故C错误;
D.丁图是电动机的原理,闭合电路的部分导体在磁场中会受到力的作用,即闭合开关后,金属棒ab将发生运动,故D正确。
故选D。
8.(2024年山东省潍坊市中考题)9.物理学家法拉第经过10年探索发现的规律,进一步揭示了电现象和磁现象之间的联系。下列实验能反映法拉第发现规律的是( )
A. B. C. D.
【答案】CD
【解析】A.该装置中小磁针在通电导线周围发生了偏转,这是丹麦物理学家奥斯特发现的物理规律,故A不符合题意;
B.该装置中开关闭合后,通电导线在磁场中受到力的作用而水平移动,是电动机的原理,故B不符合题意;
CD.这两个装置中闭合回路的一部分在磁场中做切割磁感线运动时,C中灵敏电流计发生偏转,D中小灯泡发光,都说明此时产生了感应电流,该现象是电磁感应现象,是由英国物理学家法拉第发现的规律,故CD符合题意。
故选CD。
9.(2024年山东省临沂市初中学业水平考题)9.2024年5月11日,由临沂市五名中小学生组建的无人机足球队在FIDA第二届世界锦标赛中,以全胜的战绩荣获世界冠军。无人机动力系统的核心部件是电动机,下列实验,能说明电动机工作原理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】电动机的工作原理是通过导体在磁场中受力运动;
A.当导线中有电流经过时,小磁针的指向发生了改变,说明导线周围存在磁场,故A不合题意;
B.闭合开关后,缠绕有线圈的铁钉能够吸引铁屑,说明通电导线周围存在磁场,故B不合题意;
C.当线圈在磁场中转动时,做切割磁感线运动,从而产生感应电流,使灯泡发光,故C不合题意;
D.闭合开关后,通过电流的导体在磁场中受力运动,与电动机的原理相同,故D符合题意。
故选D。
10.(2024年山东省聊城市初中学业水平考题)8.唱卡拉OK时经常用到动圈式话筒。对着话筒唱歌时,声音使处于磁场中的线圈振动,从而线圈中产生随声音变化的电流。下列实验能说明动圈式话筒工作原理的是( )
A B.
C. D.
【答案】A
【解析】对着话筒唱歌时,声音使处于磁场中的线圈振动,从而线圈中产生随声音变化的电流,是电磁感应现象,是磁生电现象。
A.此图是磁生电的原理图,是闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流,故A符合题意;
B.是电动机原理,是通过导线在磁场中受到力的作用,故B不符合题意;
C.是奥斯特实验,电流的磁效应,是电生磁现象,故C不符合题意;
D.如图所示,是同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,故D不符合题意。
故选A。
11.(2024年山东省菏泽市初中学业水平考题)11.如图所示是安检使用的一种金属探测仪。当探测仪靠近金属物体时,会产生感应电流,发出报警信号,其工作原理与下列实验原理相同的是( )
A. B.
C. D.
【答宁】B
【解析】金属探测仪靠近金属物体时,会产生感应电流,发出报警信号,其工作原理是电磁感应。
A.给导线通电,小磁针发生偏转,说明通电导线周围存在着磁场,与探测仪的原理不同,故A不符合题意;
B.导体棒在磁场中做切割磁感线运动,产生感应电流,是电磁感应现象,故B符合题意;
C.如图,给导体通电,通电导体在磁场中受到力的作用而运动,其原理与电磁感应不同,故C不符合题意;
D.图中探究的是电磁体磁性的影响因素,其原理与电磁感应不同,故D不符合题意。
故选B。
12.(2024年山东省滨州市初中学业水平考题)12.关于磁现象,下列说法正确的是( )
A.图甲:司南能指示南北是因为受到地磁场的作用
B.图乙:滑动变阻器滑片向右移动时,电磁铁的磁性会增强
C.图丙:该实验说明通电导线在磁场中受力,这是发电机的工作原理
D.图丁:导体AB竖直向上运动时,电流表指针会发生偏转
【答案】A
【解析】A.图甲中,司南是小磁铁,因此其能指示南北是因为受到地磁场的作用,故A正确;
B.图乙,滑动变阻器滑片向右移动时,接入电路的阻值变大,电路的电流变小,因此电磁铁的磁性会减弱,故B错误;
C.图丙,该实验有电源,因此是为了说明通电导线在磁场中受力的作用,这是电动机的工作原理,故C错误;
D.图丁,导体AB竖直向上运动时,没有切割磁感线,因此不会产生感应电流,因此电流表指针不会发生偏转,故D错误。
故选A。
13.(2024年江苏省扬州市中考题)9.如图所示为送餐机器人,下列图中能说明其内部电动机工作原理的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】A.如图,闭合开关,通电导体棒在磁场中受力运动,反映了电动机的工作原理,故A符合题意;
B.如图,验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,故B不符合题意;
C.如图,闭合开关,当导体棒做切割磁感线运动时,有感应电流产生,反映了电磁感应原理,故C不符合题意;
D.如图,在螺线管中插入铁芯可以构成电磁铁,增强磁性,可以吸引铁钉,故D不符合题意。
故选A。
14.(2024年江苏省宿迁市中考题)8.2024年5月1日,我国第三艘航空母舰福建舰首次海试。将搭载自主研发的电磁弹射系统,是利用强磁场对通电轨道产生的力使舰载机加速起飞的。下列图示与此原理相同的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】A.电磁弹射器是利用通电导体在磁场中受力的原理制成的,而图中说明的是奥斯特实验,说明电流周围存在磁场,故A不符合题意;
B.图中装置有电源、闭合开关后形成通路有电流流过,可说明通电导体在磁场中受到力的作用,故B符合题意;
C.该装置是电磁感应的实验装置,故C不符合题意;
D.该装置中电流相等,电磁铁线圈匝数不相同,可用来探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系,故D不符合题意。
故选B。
15.(2024年湖北武汉市中考题)10.新能源汽车作为我国新质生产力的杰出代表,各项技术均处于世界领先水平,其中用到的一种能量回收技术就是汽车在滑行或制动过程中,内部线圈切割磁感线产生感应电流,将机械能转化为电能。下列装置中也利用了电磁感应原理工作的是( )
A.电磁起重机 B.司南
C.自制电动机 D.动圈式话筒
【答案】D
【解析】A.电磁起重机的工作原理是电流的磁效应,故A不符合题意;
B.司南的工作原理是利用地磁场对磁极的作用,故B不符合题意;
C.自制电动机是根据通电导体在磁场中受到力的作用原理工作的,故C不符合题意;
D.动圈式话筒是把声信号转变成电信号,声信号的振动带动线圈在磁场中振动,产生电流,是电磁感应原理,故D符合题意。
故选D。
16.(2024年黑龙江省绥化市初中学业题)6.随着新能源技术的日渐成熟,风力发电机已经在我市投入使用,下图与发电机原理相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】风力发电机是风力推动发电机工作,发电机利用电磁感应现象发电。
A.图A时奥斯特实验,说明电流周围存在磁场,与发电机的原理不同,故A不符合题意;
B.图B中,闭合电路的部分导体在做切割磁感线运动时,产生感应电流,与发电机的原理相同,故B符合题意;
C.图C中,通过变阻器接入电路阻值的变化,调节电磁铁的磁性强弱,与发电机的原理不同,故C不符合题意;
D.图D中,通电导体在磁场中受到力的作用而运动,是电动机的工作原理,不是发电机的工作原理,故D不符合题意。
故选B。
17.(2024年黑龙江省齐齐哈尔市初中学业题)9.如图所示,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生电流。这种现象叫做电磁感应。则下列装置中,利用此原理工作的是( )
A.电磁起重机 B.动圈式话筒
C.电磁继电器 D.扬声器
【答案】B
【解析】A.电磁起重机是利用电磁铁的吸力来吊起重物的,故A不符合题意;
B.动圈式话筒工作过程是:声波振动→引起膜片振动→带动线圈振动→线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流→经放大传给扬声器,故B符合题意;
C.电磁继电器的工作原理主要是电流的磁效应。当有电流流过时,电磁继电器中的线圈会产生磁性,吸引衔铁,从而接通或断开工作电路,故C不符合题意;
D.扬声器的工作原理是扬声器音圈(线圈)中通入音频放大器放大后的变化的音频电流,通电线圈在磁场中受到变化的磁场力的作用而振动,带动振膜,发出声音,故D不符合题意。
故选B
18.(2024年黑龙江省龙东市初中学业水平考题)11.中国完全自主建造的首艘电磁弹射型航空母舰——福建舰。当弹射装置内的导体通过强大的电流时,战斗机就受到强大的电磁力而弹射飞出,下列实验与电磁弹射装置工作原理相同的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意可知,电磁弹射装置其工作原理是通电导体在磁场中受力而运动;
A.图中证明了电流周围存在磁场,与电磁弹射车的工作原理不相同,故A不符合题意;
B.图中两个电磁铁串联,电流相同,线圈匝数不同,吸引大头针的数目不同,说明电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数有关,故B不符合题意;
C.图中有电源,通电导体棒在磁场中受力而运动,即与电磁弹射的工作原理相同,故C符合题意;
D.图中没有电源,是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,产生感应电流,为电磁感应原理,故D不符合题意。
故选C。
19.(2024年哈尔滨市中考题)8.下列各图中能反映发电机工作原理的是( )
A. B.
C D.
【答案】C
【解析】A.图中螺线管通电后,周围有磁场,小磁针的方向发生偏转,探究通电螺线管的磁场,故A不符合题意;
B.图中是奥斯特实验,说明通电导体的周围存在磁场,故B不符合题意;
C.图中转动线圈,切割磁感线,电流表的指针发生偏转,说明产生电流,是电磁感应现象,故C符合题意;
D.图中线圈通电后,在磁场中发生转动,说明通电导体在磁场中受到力的作用,是电动机原理,故D不符合题意。
故选 C。
20.(2024年黑龙江省大庆市中考题)6.下列有关“电与磁”的四幅图,描述正确的是( )
A.图中,验电器的金属箔片张开,是因为异种电荷相互吸引
B.图中,导线中有电流通过时,下方的小磁针会发生偏转,说明电流周围存在磁场
C.图中,由小磁针静止N极的指向可以判断螺线管的b端与电源正极连接
D.图中,动圈式话筒的原理与电动机工作原理相同
【答案】B
【解析】A.图中,验电器的金属箔片张开,是因为同种电荷相互排斥,故A错误;
B.图中,导线中有电流通过时,下方的小磁针会发生偏转,说明小磁针受到磁力的作用,说明电流周围存在磁场,故B正确;
C.图中,由小磁针静止N极的指向说明螺线管的左端为S极,右端为N极,由右手定则得,电流从螺线管的左端流入,右端流出,说明螺线管的a端与电源正极连接,故C错误;
D.图中,动圈式话筒的原理是电磁感应现象,电动机工作原理是通电导体在磁场中受力的作用,故D错误。
故选B。
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