内容正文:
第8章 电磁相互作用及应用
一、单项选择题
1.(2023·淄博)如图所示是“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。下列说法正确的是
( D )
A.闭合开关,导体ab在磁场中上下运动会产生感应电流
B.闭合开关,导体ab左右运动过程中电能转化为机械能
C.利用该实验原理可以制成电动机
D.将电流计换成电源,可以研究通电导线在磁场中的受力情况
2.图中的a表示垂直于纸面的一段导线,它是闭合电路的一部分,当a在下列磁场中沿图中所示方向运动时,不会产生感应电流的是 ( D )
3.如图为直流电动机的工作原理图,下列分析正确的是
( A )
A.改变磁场方向可以改变线圈转动的方向
B.电动机通电后不转,一定是电路断路
C.电动机工作过程中,消耗的电能全部转化为机械能
D.线圈连续转动是靠电磁继电器来实现的
4.(2023·雅安)如图是一种环保型手电筒,来回摇晃它,使里面的铜线圈在磁铁上来回运动,就能使灯泡发光。选项中能说明这种手电筒工作原理的是 ( C )
5.(2023·临沂)2023年5月18日,第七届世界智能大会在天津拉开帷幕,我国自主研发的电力组塔机器人展示了自主攀爬越障等一系列施工作业。机器人灵活的动作均是由电动机带动的,下列实验,能说明电动机工作原理的是( C )
二、不定项选择题(每小题有一个或两个选项符合要求)
6.下列有关传感器的叙述,正确的是( BD )
A.交警使用的酒精测试仪是一种物理传感器,是靠吹气的压力来工作
B.红外线传感器是靠接收发热物体发出的红外线来工作
C.红外线传感器就是温度传感器
D.传感器是将非电学量转换成电学量的一种元件
7.小张学习了“电与磁”知识后,设计了如图所示的装置:用导线将磁场中的金属杆ab、cd和光滑金属导轨连接成闭合回路。以下说法正确的是
A.当左右移动cd时,ab不会运动
B.当左右移动ab时,cd会运动
C.当上下移动右侧磁体时,ab会运动
D.当左右移动cd时,右侧装置工作原理与电动机原理相同
( B )
8.如图甲所示是一种自行车上的装置,车前端的灯泡与该装置内部线圈相连,自行车车轮的转动带动该装置上端的小轮转动,小轮带动内部的磁铁转动,灯泡便发光照明,图乙是其结构示意图。下列分析正确的是
( BC )
A.该装置是一种电动机
B.该装置将机械能转化为电能
C.增大车轮转速,灯泡亮度变大
D.车轮与小轮间应尽量光滑
三、填空题
9.要改变通电导线在磁场中的受力方向,可以通过改变电流方向或改变 磁场 方向来实现;发电机的出现是人类历史上一次重大革命,发电机是利用 电磁感应 现象制成的。
10.(2023·成都)小明利用如图所示装置探究“导体在磁场中产生电流的条件”,他通过观察灵敏电流表的 指针是否偏转 来判断是否产生了感应电流。经过多次尝试,他发现,当闭合电路的一部分导体在磁场中做 切割磁感线 运动时,导体中就会产生感应电流。
11.如图所示,在扬声器的线圈两端连接干电池,扬声器 不会 持续发声,线圈 会 持续受到磁场的作用力。(均选填“会”或“不会”)
12.如图是一款能发电的魔方充电器。转动魔方时,它能发电,其原理是 电磁感应 (选填“电磁感应”或“磁场对电流的作用”)。魔方还能通过USB端口给移动设备充电,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”)。
13.如图所示是小华用漆包线和磁体制作的一台发电机,制作时用刀片将线圈两端的漆全部刮掉,作为转动轴,用纸做一个小风车固定在转轴上,将转轴放在支架上,如图所示,将发电机与小量程电流表相连,转动小风车,电流表指针左右偏转,电路中电流的方向 改变 (选填“改变”或“不变”),此过程中发电机将 机械 能转化为电能。若将小量程电流表换成电池,线圈 不能 (选填“能”或“不能”)持续转动。
14.如图所示是一种动圈式耳机的内部结构示意图。当音圈中有大小和方向反复变化的电流通过时,音圈带动音膜 左右往复 (选填“向左”“向右”或“左右往复”)运动。音圈之所以运动,是由于磁场对 通电导体 有力的作用,此现象中能量转化情况是 电能转化为机械能 。
四、计算题
15.某同学组装了一台直流电动机模型,他将电动机模型接入如图所示的电路中,已知电源电压U=6 V,并保持不变,接通电路后,电动机没转动时,电流表的示数为2 A;电动机正常转动时,电流表的示数为0.5 A,已知电动机能量转化如图乙所示,求:
(1)电动机正常转动时,电路的总功率P;
解:(1)电动机正常转动时,电路的总功率:
P=UI=6 V×0.5 A=3 W
(2)电动机正常转动1 min消耗的电能W和线圈产生的热量Q;
(2)电动机正常转动1 min消耗的电能:
W=UIt=6 V×0.5 A×60 s=180 J
电动机线圈的电阻:R===3 Ω
线圈产生的热量:
Q=I2Rt=(0.5 A)2×3 Ω×60 s=45 J
(3)电动机将电能转化成机械能的效率η。
(3)电动机输出的机械能:
W'=W-Q=180 J-45 J=135 J
电动机将电能转化成机械能的效率:
η=×100%=×100%=75%
五、实验与探究题
16.(2023·鄂州)物理小组的同学们利用如图所示的实验装置,探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
(1)磁铁不动,闭合开关,导体棒沿 左右 (选填“上下”“左右”或“前后”)方向运动时,灵敏电流计指针会发生偏转。
(2)断开开关,无论磁铁如何放置、导体棒怎样运动,灵敏电流计指针都不发生偏转。由此得出结论: 闭合 电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中就产生感应电流。
(3)该实验在探究过程中,是将 机械 能转化成电能,生活中的 发电机 (选填“电动机”或“发电机”)是根据这一原理制成的。
17.如图甲是“通电导线在磁场中受力”的实验示意图,小谦同学实际探究时,在电路上连接了一个滑动变阻器(如图乙所示),实验记录如下表。
实验序号 磁场
方向 ab中电流方向 ab运动
方向
1 向下 无电流 静止不动
2 向下 由a向b 向左运动
3 向上 由a向b 向右运动
4 向下 由b向a 向右运动
(1)小谦在电路中接入滑动变阻器的作用是 保护电路 。
(2)比较实验2和3,说明通电导线在磁场中受力方向与 磁场方向 有关;比较实验 2、4 ,说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。
(3)小谦通过观察导线运动方向,来判断导线在磁场中受力方向,用到的科学方法是 转换法 。
(4)小谦想在图甲的基础上对实验进行改造,来探究影响感应电流方向的因素,为了观察到明显的实验现象,他要把图甲中的电源换成图丙中的 灵敏电流表 。
1.【科学推理】人类最早的磁化技术出现在我国宋代,古人依靠 地磁场 制作了能指南北的指南鱼。磁石的一个特性是当加热到一定温度时,原来的磁性就会消失,使磁性消失的温度叫“居里点”。不同材料制成磁体的“居里点”是不同的。请你展开想象,假如地球温度达到其“居里点”,可能会发生的现象是 指南鱼失灵(合理即可) ,理由是 地磁场消失,与指南鱼之间的作用力消失 。
2.【跨学科实践】电磁选矿机的磁性来源于电,使用起来非常方便。电磁选矿机中的线圈在通电之后就会产生磁力,形成磁场,通过调节线圈的匝数或者电流的大小就可以调节磁力大小。电磁选矿机在多种行业都大受欢迎,除了为金属矿和非金属矿石去除杂质、提高矿石品质以外,还可以为化工、建材等行业进行除铁作业。
(1)电磁选矿机工作过程中,强磁性颗粒和弱磁性颗粒受到的 磁力 大小不同,所以被卸下时抛离的路径也不同, 强 (选填“强”或“弱”)磁性颗粒抛离的时候靠近滚筒。
(2)电磁选矿机除了使用方便外,还具有的优点是 通过通断电来控制,安全性好(合理即可) 。(写出一条即可)
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