内容正文:
备考精练17 电与磁 电磁波 能源
题组一 基础知识精练
一、单项选择题
1.(2024·长春)能被磁体吸引的物体是( )
A.铁钉 B.铜线 C.金币 D.铝箔
2.(2024·包头)如图,闭合开关后风车能连续转动,下列器件的工作原理与风车转动原理相同的是( )
A.电动机
B.发电机
C.指南针
D.电磁继电器
3.(2024·赤峰)将扬声器、开关和电流表连成如图电路,闭合开关,反复轻敲扬声器的纸盆,会看到电流表的指针左右摆动,下列选项与其原理相同的是( )
A.电动机 B.发电机
C.电磁铁 D.电铃
4.(2024·江西)如图所示,通电螺线管旁的小磁针分别静止在图示位置。请科学推断,最终决定通电螺线管极性的是( )
甲 乙 丙 丁
A.电源正负极的接法
B.螺线管导线的环绕方向
C.小磁针静止时N极的指向
D.螺线管中电流的方向
5.(2024·自贡)如图是自贡某科技小组设计的一种温度自动控制报警装置电路图,下列关于它的说法正确的是( )
A.当温度达到90 ℃时,报警装置就会响铃,同时红灯亮
B.当温度达到90 ℃时,报警装置就会响铃,同时绿灯亮
C.当温度低于90 ℃时,报警装置就会响铃,同时绿灯亮
D.当温度低于90 ℃时,报警装置就会响铃,同时红灯亮
6.(2024·黑龙江)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
7.(2024·安徽)如图为动圈式话筒的简化示意图。磁铁固定在适当的位置,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( )
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
8.(2024·湖南)下列生活中的设施设备工作原理主要应用了电磁感应的是( )
A.工人师傅的电钻 B.书桌上的台灯
C.家用电饭煲 D.风力发电机
9.(2024·福建)神舟飞天,探梦苍穹。2024年4月25日,神舟十八号载人飞船发射成功。飞船与地面间的通信是利用( )
A.空气 B.电磁波
C.超声波 D.次声波
10.(2024·盐城)将手机“背景灯光提示”和“声音提示”功能打开,放到真空罩中,用抽气机抽去其中空气。然后打电话呼叫手机,看到背景灯光亮却听不到铃声。该现象说明( )
A.声音和电磁波都能在真空中传播
B.声音和电磁波都不能在真空中传播
C.声音能在真空中传播,电磁波不能在真空中传播
D.声音不能在真空中传播,电磁波能在真空中传播
二、填空、作图题
11.(2024·贵州)如图所示是银行卡信息读卡器,将银行卡的磁条在读卡器的刷卡槽内快速刷过时,相当于磁体穿过闭合金属线圈,产生了
,经读卡器处理,就能识别卡片信息。
12.(2024·凉山州)位于四川省宁南县与云南省巧家县的白鹤滩水电站是世界第二大水电站。水电站发电机的原理是 (填科学家名字)发现的;如图所示, 图是发电机基本构造示意图。
甲 乙
13.(2024 ·东莞模拟)如图所示,虚线部分为地磁场的磁感线分布情况,请在图中虚线上用箭头标出地磁场的磁感线方向。
14.(2024·扬州)如图,请标出电源正负极和磁感线的方向。
三、计算题
15.(2024·广州)在学习“电与磁”后,某小组做了如下实验研究。
(1)如图甲,将指南针水平放置在木板上,指南针静止时a端指向北方,则a端是指南针的
(选填“N极”或“S极”),这是因为地球周围存在 。
甲 乙
丙
(2)为研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系,请完成下列实验内容:
①如图乙,漆包线绕在铁钉上构成一个电磁铁,将它平行指南针放置在木板上;
②请用笔画线表示接线,按要求将图乙中的电源、开关、电流表、滑动变阻器和电磁铁连成串联电路(有部分导线已连接)。要求如下:
Ⅰ.合上开关S,指南针在电磁铁的作用下,静止时a端仍然指向北方;
Ⅱ.滑动变阻器滑片P由C端向D端移动时,电流表的示数减小;
③电磁铁磁性强弱可以通过电磁铁吸引大头针的数目来判断。为研究线圈匝数一定时,电磁铁磁性强弱与电流大小的关系,请设计记录实验数据的表格。
④某次实验,电流表示数如图丙,此时电流为 A。
16.(2024·陕西)如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。
(1)闭合开关后,观察各种情况下灵敏电流计指针偏转情况,将实验现象记录在表格中。分析实验现象可知:闭合电路中的一部分导体在磁场中做 运动时,电路中会产生感应电流。产生感应电流时,导体ab相当于电路中的 (填电路元件名称)。
实验次数
导体ab在磁场中的运动情况
灵敏电流计指针偏转情况
1
静止
不偏转
2
上下运动
不偏转
3
左右运动
偏转
(2)若要探究感应电流方向与磁场方向的关系,应保持导体ab运动方向不变,将 对调,观察灵敏电流计指针偏转情况。
(3)下列物品中,应用该实验结论工作的是
(填选项字母)。
A.电风扇 B.手摇发电手电筒
四、计算题
17.(2024·大庆)如图甲是某新型太阳能汽车,该汽车的动力完全由安装在车顶的电池板收集的太阳能提供。接收太阳能的电池板面积为6 m2。某次试车过程中,该车在水平路面上以恒定功率P做直线运动,v-t图像如图乙所示。已知汽车(包括司乘人员)的总质量为480 kg,汽车行驶过程中所受阻力大小为车重的0.02倍,g取10 N/kg。求:
(1)汽车的功率P;
(2)在0~15 s内汽车牵引力做的功;
(3)若电池板吸收的太阳能转化为汽车的机械能的效率为20%,太阳光照射到电池板单位面积上的功率。(假设汽车运动过程中太阳光照情况不变)
甲 乙
题组二 综合能力提升
一、多项选择题
1.(2024·兰州改编)科技创新活动中,小雅的作品“隔板植物”引起了同学们的极大兴趣,其原理如图甲所示,a、b两个导体棒分别悬挂在两个U形磁铁的磁场中,两导体棒通过导线相连,构成了一个闭合回路,用手推动导体棒a左右摆动时,导体棒b会随之摆动,下列关于这一现象的说法中正确的是( )
甲 乙
A.导体棒a左右摆动时,闭合回路中能够产生感应电流
B.导体棒a左右摆动时,实现了电能向机械能的转化
C.导体棒b随之摆动的原理与图乙所示装置的原理相同
D.用手推动导体棒b左右摆动时,导体棒a也会随之摆动
2.(2024·赤峰改编)模型法是人们通过一定的科学方法,建立一个适当模型揭示客观事物形态、特征和本质的研究方法。下列是一些使用模型法的实例,其中描述正确的是( )
甲 乙
丙 丁
A.甲图一束光从空气斜射入水中,折射光线靠近法线
B.乙图条形磁体外部的磁感线从磁体的N极出发,回到S极
C.丙图斜面上的小球所受重力的方向沿斜面
向下
D.丁图是Be原子的结构模型,其原子核由质子和中子构成,中子带正电
3.(2024·凉山州改编)小明同学归纳的电学知识中合理的是( )
A.两种电荷——丝绸摩擦过的玻璃棒带正电
B.生活用电——家庭电路中,发生短路时空气开关会跳闸
C.串联与并联——街边的路灯晚上同时亮早上同时灭是并联的
D.电与磁——电磁继电器是利用高电压、强电流来控制低电压、弱电流
4.(2024·达州改编)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( )
甲 乙
丙 丁
A.甲图通电后电磁铁b的线圈匝数少,磁性
更弱
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.丙图是发电机的原理,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
5.(2024·自贡改编)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( )
甲 乙
丙 丁
A.图甲可用来演示电磁感应现象
B.图乙可用来演示电流的磁效应现象
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
6.(2024·北京西城模拟)图中的a表示垂直于纸面的一根导线,它是闭合电路的一部分。当导线a在磁场中按箭头方向运动时,在图中所示的四种情况下,能产生感应电流的是( )
A B C D
7.(2024·武汉改编)如图所示,打开收音机的开关,旋至没有电台的位置,将音量开大,取一节干电池和一根导线,先将导线的一端与电池的负极相连,再将导线的另一端与电池的正极快速摩擦,使它们时断时续地接触,会听到收音机中传出“喀喀”声。关于这个实验,下列说法正确的是( )
A.这个实验对电池有损害,最好用旧电池来做
B.迅速变化的电流能够产生电磁波
C.收音机可以接收到电磁波信号
D.电磁波只能在空气中传播
8.(2024·湖北改编)我国于2018年和2024年先后发射了鹊桥号和鹊桥二号中继星,架起了地球与月球背面通信的“天桥”。相比于鹊桥号,鹊桥二号距月球更近(如图),采用了反射率更高的镀金钼丝天线。下列说法正确的是( )
A.鹊桥号利用声波进行信号传输
B.鹊桥二号利用电磁波进行信号传输
C.镀金钼丝天线反射的信号传播速度为3×
108 m/s
D.信息从月球背面传到鹊桥二号比到鹊桥号用时更短
9.(2024·辽宁)如图,某同学自制了一个扬声器,将线圈紧密粘贴在纸杯底部,在线圈上方放置一个强磁体,在线圈中通入交变电流后,纸杯振动发声。下列说法正确的是( )
A.该扬声器与电动机的工作原理相同
B.磁场对线圈的力的方向随电流方向改变而
改变
C.线圈带动纸杯振动是电磁感应现象
D.线圈中的电流不会产生磁场
10.(2024·河南)如图是小明为某仓库设计的温度报警电路。R1为热敏电阻,其阻值随温度的变化而变化;R2为可调电阻。温度正常时指示灯L发光,当温度升高到报警温度时,指示灯熄灭,蜂鸣器报警。下列判断正确的是( )
A.R1的阻值随温度的升高而增大
B.温度升高过程中,电磁铁磁性增强
C.若要调低报警温度,可将R2的阻值调大
D.若控制电路电源电压降低,报警温度将升高
二、填空、作图题
11.(2024·天津)小明学习了“电与磁”后,绘制了部分知识的思维导图,如图所示。请写出其中的空缺内容:① ;② 。
12.(2024·甘肃)如图甲所示为磁悬浮地球仪,悬浮时球体只能沿着“地轴”转动,它的“南”“北”指向与地球实际方位一致;地球仪中有一个磁铁,它的磁场与地磁场分布特点一致;环形底座内有一电磁铁,其电路原理如图乙所示。地球仪工作时,球体悬浮于空气中,则图甲中球体上方是“地磁场”的 (选填“N”或“S”)极,图乙中A端应连接电源的 (选填“正”或“负”)极。
甲 乙
13.(2024·德阳)如图所示,要使滑动变阻器的滑片P向左端移动后,通电螺线管的磁性减弱,请用笔画线代替导线将实物图补充完整,并标明通电螺线管右端的极性。
14.(2024·内江)如图,小磁针静止在通电螺线管右侧,请根据图中磁感线的方向,在螺线管左端和小磁针右端的括号内标出极性(“N”或“S”),在电源左边的括号内标出极性(“+”或“-”)。
三、实验题
15.(2024·牡丹江)小丹做了一个有趣的实验,她将两个相同的玩具电机A、B的转轴用塑料管连接起来,图甲是电机A、B简易结构的示意图。
甲 乙
(1)如图乙所示,闭合开关S,电流通过电机B,B中线圈在磁场中会受到 的作用转动起来,带动电机A中线圈转动,小灯泡发光。此时,电机A相当于 (选填“用电器”“开关”或“电源”),这是利用了 原理。
(2)若想改变电机B中线圈的转动方向,可以通过改变 来实现。
(3)当电机B中线圈转动方向改变时,电机A中线圈的转动方向也随之改变,通过小灯泡的电流方向 (选填“会”或“不会”)改变。在电机A所在电路中添加 (一种器材),用来判断电路中电流方向是否改变。
16.(2024·长春)在“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验中:
(1)如图所示,闭合开关,通电螺线管的右端为 极,小磁针的左端为 极。
(2)对调电源正、负极,小磁针N极指向与(1)中相反,这表明,通电螺线管外部的磁场方向与 的方向有关。
(3)在螺线管中插入一根铁棒,可使通电螺线管的磁性 。
17.(2024·长沙)为了探究什么情况下磁可以生电,小明按图示将AB棒放在蹄形磁体的磁场中,用导线将AB棒的两端跟灵敏电流计连接。
(1)实验室备有铜棒、橡胶棒和玻璃棒,小明应选用 作为本实验中的AB棒。
(2)实验中记录了AB棒运动情况与灵敏电流计指针偏转情况如表所示。
序号
AB棒运动情况
灵敏电流计指针偏转情况
1
不动
不偏转
2
向上运动
不偏转
3
向下运动
不偏转
4
向左运动
向右偏转
5
向右运动
向左偏转
①分析可得:闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时,导体中就产生感应电流。
②灵敏电流计指针偏转的方向可以反映电路中的电流方向。根据序号为 的两次实验现象可以提出问题:感应电流的方向是否与导体运动的方向有关?
四、计算题
18.(2024·威海模拟)风力发电已成为威海的靓丽风景名片。风力发电机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成,其简化结构如图甲所示。叶片横截面的设计原理如图乙所示,一面较平,另一面较弯曲。叶片在风的作用下旋转,经过齿轮箱增速后,发电机转子高速旋转发电。
甲
乙
(1)图甲中的发电机是根据 原理制成的。当风正面垂直吹向静止叶片时,如图乙所示,从正面看,叶片A会 (选填“顺时针”或“逆时针”)转动。
(2)某风力发电机正在发电,其发电功率为8×104 W,该风力发电机0.25 h获得的风能为7.2×108 J,则它发电时风能的利用率是多大?
(3)若上述风力发电机0.25 h发出的电能全部供给一辆电动汽车,假设该电动汽车将电能全部转化为机械能,该电动汽车在水平公路上匀速行驶受到的阻力为1 000 N,请通过计算判断这些电能能否供该电动汽车在平直公路上行驶70 km。
(4)请简述风力发电的优点(写出一条即可)。
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备考精练17 电与磁 电磁波 能源
题组一 基础知识精练
1. A 2. A 3. B 4. D 5. A 6. C 7. D 8. D 9. B 10. D
11.感应电流
12. 法拉第 乙
13. 如图所示
14. 如图所示
15. (1)N极 地磁场 (2)如图所示
(3)如表所示
电磁铁(线圈)
50匝
100匝
实验次数
1
2
3
1
2
3
电流/A
0.5
1.0
1.5
0.5
1.0
1.5
吸引大头针数目/枚
(4)0.6
16. (1)切割磁感线 电源 (2)磁体的N、S极 (3)B
17. (1)960 W (2)9 600 J (3)800 W
【解析】(1)汽车的总重力G=mg=480 kg×10 N/kg=
4 800 N,
汽车行驶过程中所受的阻力f=0.02G=0. 02×4800 N=96 N,
汽车匀速行驶时,牵引力与阻力是一对平衡力,根据二力平衡条件可知汽车的牵引力F=f=96 N,
由图乙可知,汽车匀速行驶时的速度v=10 m/s,
则汽车的功率P=Fv=96 N×10 m/s=960 W。
(2)由P=可知,0~15 s内汽车牵引力做的功W=Pt=960 W×10 m/s=9 600 J。
(3)由η===可知,太阳照射在地面的辐射总功率P总===4 800 W,
太阳光照射到地面单位面积上的辐射功率P===800 W/m2。
题组二 综合能力提升
1. ACD 2. AB 3. ABC 4. AD 5. AB 6. BCD 7. ABC
8. BCD 9. AB 10. BD
11. 磁 发电机
12. S 负
13. 电路连接情况如图 螺线管的右端为S极
14. 如图所示
15. (1)力 电源 电磁感应 (2)电流方向 (3)会 电流表
16. (1)N S (2)电流 (3)增强
17. (1)铜棒 (2)①切割磁感线 ②4、5
18. (1)电磁感应 顺时针 (2)10% (3)70 km (4)风力发电的优点是清洁无污染
【解析】(1)发电机是根据电磁感应原理制成的。在流体中,流速越大的位置,压强越小,叶片的截面上平下凸,当风正面垂直吹向静止叶片时,产生的压力差向下,从正面看,叶片A会顺时针转动。
(2)风力发电机获得的电能为W电=Pt=8×104 W× 0.25×
3 600 s=7.2×107 J;
风力发电时风能的利用率为η===10%。
(3)上述风力发电机0.25 h发出的电能全部供给一辆电动汽车,假设该电动汽车将电能全部转化为机械能,则电动汽车匀速行驶的速度为v====80 m/s;
0.25 h电动汽车实际运动的路程为s=vt=80 m/s×0.25× 3 600 s=72 000 m=72 km;大于70 km;这些电能可以供该电动汽车在平直公路上行驶70 km。
(4)风力发电的优点是清洁无污染。
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