2025年中考物理专题训练：电动机与发电机

2025年中考物理专题训练：电动机与发电机 一、单选题 1．科技馆有一款电磁跷跷板，如图所示，当上下翘动时，磁铁在线圈中左右移动，两个二极管轮流交替发光，下列设备的原理与其相同的是（　　） A．电风扇 B．发电机 C．电磁铁 D．电铃 2．以下是对电与磁部分四幅图的分析，其中错误的是 A． 如图装置闭合电路后磁针会偏转，说明电流能产生磁场 B． 如图装置说明通电导线在磁场中受到力的作用 C． 如图装置所揭示的原理可制造发电机 D． 图中动圈式话筒应用了磁场对电流的作用 3．如图是淘宝上热卖的一种无线充电器，贴在手机背面的线圈，能将底座产生的变化的磁场转化为电流给手机电池充电，从而很好的解决了不同型号的手机充电接口不同的麻烦，下图能解释无线充电器工作原理的是（　　） A． B． C． D． 4．如图所示，在光滑的水平面上固定一螺线管，将开关闭合后，有一轻质小车，车上放一条形磁铁，以初速度v0朝螺线管运动，在小车靠近螺线管的过程中（　　 ） A．电流表中无电流通过，小车匀速运动 B．电流表中有电流通过，小车加速运动 C．电流表中无电流通过，小车减速运动 D．电流表中有电流通过，小车减速运动 5．如图所示，蹄形磁铁位于水平木板上，当导体棒向右运动时，电流表的指针向左偏转，则能使电流表指针向右偏转的是( )    A．导体棒竖直向上运动 B．蹄形磁铁和导体棒以相同的速度同时向右运动 C．导体棒不动，使蹄形磁铁向左运动 D．对调蹄形磁铁的磁极，并使导体棒向右运动 6．风是一种潜力很大的新能源，地球上可用来发电的风力资源几乎是现在全世界水力发电量的10倍。因此国内外都很重视利用风力来发电。某校科技小组结合所学知识，利用如图装置对“风力发电”展开探究。以下观点不正确的是（　　） A．只要铜棒AB在磁场中运动，就会产生感应电流 B．只改变铜棒AB运动方向时，感应电流的方向改变 C．感应电流的大小与铜棒AB切割磁感线的速度有关 D．风力发电的工作过程是将机械能转化为电能的过程 二、填空题 7．发电机是利用 的原理发电，我国家庭电路的电压是 V。 8．研究电动机的工作过程： （1）电动机的工作原理是磁场对 有力的作用。图甲中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，其原因是 。线圈从图示位置再转动 度后线圈将恰好达到平衡位置，并最终停在该位置。 （2）图乙中的线圈可以持续转动，是因为它加装了 ，该装置能在线圈 （选填“刚转到”、“即将转到”或“刚转过”）平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。 （3）图丙所示的电动机模型中，调换模型中器件 （填图中的序号）的放置可以方便改变电动机的转动方向。通电后电动机模型的线圈不转动，用手拔一下，线圈就连续转动起来，则刚才线圈不转动的原因是 。 9．有一种“车窗爆破器”，开始陆续安装在公交车的窗玻璃上，其原理是：当爆破器中的线圈有电流通过时，爆破器中的“钨钢头”会产生一个瞬间的冲击力．上述过程产生的能量转化是 ，与此原理相类似的是 （填电磁铁、电动机或发电机）． 10．用电动机竖直提升重物。      （1）图1中重物上升过程经过M、N、O、P点，其速度在MN段不断增大，在NO段不变，在OP段不断减小，忽略空气阻力，则重物在( ) A．MN段动能不变                                B．MN段机械能不变 C．NO段机械能增大                               D．OP段重力势能减小 （2）图1中ab边所受磁场的作用力为F。把电源的正负极对调再接入电路，闭合开关，线圈abcd转至图2所示位置，则( ) A．图1中流过ab边的电流方向是从b到a B．图1中cd边受到磁场作用力的方向与F的相同 C．图2中ab边受到磁场作用力的方向与F的相反 D．图2中cd边受到磁场作用力的方向与F的相反 11．图是实验室用的手摇发电机，把发电机跟小灯泡连接起来，使线圈在磁场中转动，可观察到小灯泡发光，发电机的工作原理是 ，加快线圈的转动速度，灯泡变 ；把两个发光二极管极性相反地并联起来，并与发电机串联，缓慢转动线圈，两个发光二极管 (选填“交替”或“同时”)发光，表明发电机发出的是交变电流． 三、实验题 12．实验小组的同学进行电磁学实验。 （1）在如图甲所示的实验中，当闭合开关后，可观察到磁场中金属棒ab在导轨上运动，这说明磁场对通电导体 ； （2）在如图乙所示的实验中，闭合开关，保持蹄形磁体不动，若使导体AB沿 （选填“竖直”或“水平”）方向运动，则灵敏电流计的指针将发生偏转，此实验是将机械能转化成 能的过程。 13．小罗在学习制作发电机时，利用如图所示的装置探究感应电流产生的条件。 （1）如图所示，保持蹄形磁体竖直放置，使导体AB从图示位置向上运动，灵敏电流计的指针 偏转； （2）若想使AB的感应电流与原来方向相反，下列操作可行的是 （选填字母）； A．保持AB运动方向不变，对调磁体的磁极 B．改变导体AB运动方向的同时对调磁体的磁极 （3）利用电磁感应原理工作的装置有 （选填字母）； A．电铃 B．扬声器 C．电磁起重机 D．动圈式话筒    四、简答题 14．发电机的主要结构是什么？它的电能从哪里来？又到哪里去？ 15．如图所示，将两根竖直放置的光滑金属轨道（足够长）与电路连接，两轨道间有一均匀磁场区域（图中“×”表示垂直于竖直面的磁感线）；重为G的金属杆ab与上端固定的绝缘轻质弹簧相连接，并与两轨道接触良好，闭合开关，当ab静止时弹簧无形变，若仅改变电流方向，请你判断ab再次静止时弹簧被拉伸还是压缩，为什么？ 五、科普阅读题 16．阅读短文，回答问题。 超导磁流体推进器 磁流体推进器（MHD）由磁体、电极和通道三部分构成，如图所示。磁流体推进器可为贯通海水的通道建一个强磁场，能对导电的海水产生电磁力的作用，使之在通道内运动，若海水涌向船尾，水便会推动船舶前进。因采用超导磁体作为磁场来源，获称为超导磁流体推进器。 其推进原理利用了“磁场对通电直导体的作用”，工作过程中把电磁能直接转换成流体动能，以喷射推进新技术取代传统螺旋桨的推进，具有低噪音等特点，具有重大推广价值。 中科院从上世纪九十年代开始此项技术研究，第一艘超导磁流体推进实验船“HEMS﹣1”于1998年研制成功。 请回答下列问题： （1）磁流体推进器的核心组件由 、电极和通道构成； （2）为减小空气和海水的影响，实验船上部主体可加工成 （选填“上凸下平”、“上平下凸”或“上下对称”）的流线型； （3）若上述实验船驶入清江，船身受到的大气压会 （选填“小于”、“等于”或“大于”）在海上时受到的大气压，利用河水 （选填“能”或“不能”）获得动力。 17．请阅读《磁性材料》并回答问题。 磁性材料     磁性材料主要是指铁、钴、镍及其合金等能够直接或间接产生磁性的物质。最早关于磁性材料的应用始于我国古代的指南针，这也是中国古代四大发明之一。在1086年，沈括在《梦溪笔谈》中记载了它的制造方法，1119年，朱或在《萍洲可谈》中记载了罗盘用于航海。奥斯特、法拉第、安培等也做出巨大贡献。     按磁化后去磁的难易程度可将磁性材料分为软磁性材料和硬磁性材料。磁化后容易失去磁性的物质叫软磁性材料，不容易失去磁性的物质叫硬磁性材料。一般来说，软磁性材料剩磁较小，硬磁性材料剩磁较大。还可以按用途将磁性材料分为永磁材料、软磁材料、磁记录——矩磁材料、旋磁材料、压磁材料等。常见的永磁材料有铝镍钴合金、铁氧体永磁材料和稀土永磁材料，常见的磁性很强的永磁体是用钕铁硼材料制成的。磁记录——矩磁材料是利用磁特性和磁效应输入、记录、存储及输出声音、图像、数字等磁性火车票银行卡磁带信息的磁性材料。     磁性材料日常应用非常广泛，如银行卡、磁带、磁性火车票、磁贴等，图26所示。     硬磁性材料应用：扬声器、话筒、电表、按键、电机、继电器、传感器、开关等。     软磁性材料应用：电磁铁、磁头、耳机、继电器、传感器、磁敏元件（开关）等。     磁性材料最尖端研究是纳米颗粒永磁材料、非晶磁纤维、稀土过度族金属永磁材料。我国是一个稀土金属大国，稀土过度族金属永磁材料研究必须要走在国际前列，将来需要同学们来实现。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）按磁化后去磁的难易程度可将磁性材料分为软磁性材料和 。 （2）话筒的种类很多，如图是动圈式话筒构造示意图。当你对着话筒说话或唱歌时，声音使膜片振动，与膜片相连的线圈也跟着一起振动，线圈处在磁场中，就会产生变化的电流。通过上面的叙述，动圈式话筒是根据 原理制成的。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 答案 B D A D D A 1．B 【详解】电磁翘翘板利用了电磁感应的原理； A．电风扇利用的是通电导体在磁场中受力运动，故A不符合题意； B．发电机利用的原理是电磁感应，故B符合题意； C．电磁铁利用的是电流的磁效应，故C不符合题意； D．电铃是利用的电流的磁效应，故D不符合题意； 故选B。 2．D 【详解】A．图中是奥斯特实验,说明了电流周围存在磁场,故A正确. B．图中是闭合电路的导体在磁场中受到力的作用,故B正确; C．图中是电磁感应现象,是发电机的原理,故C正确; D． 图是动感线圈式话筒，当人对话筒说话时，引起膜片的振动，膜片的振动会引起线圈的运动，切割永磁铁的磁感线而产生相对应的变化的电流，从而在扬声器产生与说话者相同的声音．动圈式话筒是根据电磁感应原理工作的．故D错误． 3．A 【详解】解：从题意中可知知道，手机背面的线圈，能将底座产生的变化的磁场转化为电流给手机电池充电，是利用电磁感应原理工作的；A、图中是闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动能够产生感应电流，是电磁感应现象，符合题意；B、图中给电磁铁通电，会吸引小铁钉，说明通电后的电磁铁有磁性，是电流的磁效应，不符合题意；C、图中演示的是磁体间相互作用的规律，同名磁极相互吸引，异名磁极相互排斥，不符合题意； D、图中是奥斯特实验，说明通电直导线周围存在磁场，是电流的磁效应，不符合题意． 故选A． 点睛：无线充电器是指利用电磁感应原理进行充电的设备，原理类似于变压器．在发送和接收端各有一个线圈，发送端线圈连接有线电源产生电磁信号，接收端线圈感应发送端的电磁信号从而产生电流给电池充电；分析各图中实验原理分析解答． 4．D 【详解】小车向螺线管运动过程中，穿过螺线管的磁通量发生变化，闭合螺线管中产生感应电流，电流表中有电流通过；线圈产生感应电流，小车的部分机械能转化为电能，小车的机械能减少，小车动能减少，小车做减速运动。 故选D。 5．D 【详解】感应电流的方向跟导体运动方向，以及磁场方向有关。若只改变其中一个方向，电流方向就改变，若两个方向同时改变，则电流方向不改变。故当导体棒向右运动时，电流表的指针向左偏转。则能使电流表的指针向右偏转的是：对调磁铁的磁极，并使导体棒向右运动；或者磁极方向不变，使导体向左运动。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 6．A 【详解】A．根据产生感应电流的条件可知：要产生感应电流，导体必须是闭合电路的一部分，同时必须做切割磁感线运动，故A错误，符合题意； B．感应电流的方向与磁场方向和导体运动的方向有关，只改变铜棒AB运动方向或磁场方向时，感应电流的方向都会改变，故B正确，不符合题意； C．感应电流的大小与磁场的强弱和导体运动的速度有关，运动速度越快，产生的感应电流越大，故C正确，不符合题意； D．风力发电的工作过程是将机械能转化为电能的过程，故D正确，不符合题意。 故选A。 7． 电磁感应 220 【详解】[1]根据对发电机知识的了解，可知发电机原理是电磁感应现象。 [2]由书本知识可知，家庭电路的电压是220V。 8． 电流/通电线圈 电流方向不同 90 换向器 刚转过 ① 摩擦力较大 【详解】 （1）[1]电动机的工作原理是磁场对电流(或通电线圈)有力的作用。 [2]线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关。甲图中，线圈左右两边框ab、cd的受力方向相反，是因为两侧的电流方向不同。 [3]当线圈从图示位置再转动90度后，线圈将恰好达到平衡位置，此时受力平衡，最终会停在该位置。 （2）[4][5]乙图中的线圈可以持续转动，是因为它加装了换向器，它能在线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向。 （3）[6]因为线圈受力方向与电流方向和磁场方向有关，所以丙图所示的电动机模型中，调换器件①的放置，即改变磁场的方向，可方便改变电动机的转动方向。 [7]卡住和转动后摩擦力是不同的，卡住是静摩擦力，转动后是滑动摩擦力，最大静摩擦力比滑动摩擦力大；若线圈的轴与轴架间的摩擦力太大，电动机可能被卡住，当用手拨动后，由于动摩擦力小于最大静摩擦力的缘故，线圈就连续转动起来。也可能是线圈刚好静止在平衡位置，此时换向器的缺口恰好与电刷相对，所以此时电路是断开的，没有电流通过线圈。这个位置线圈不通电，因此线圈不转动。 9． 电能转化为机械能 电动机 【详解】解：由题意可知，当爆破器中的线圈有电流通过时，爆破器中的“钨钢头”会产生一个瞬间的冲击力，这是因为通电导体在磁场中会受到力的作用．这一过程产生的能量转化是电能转化为机械能，此原理与电动机的原理相类似． 10． C D 【详解】（1）[1]A．动能与质量、速度有关，质量、速度越大，动能越大。MN段速度增大，质量不变，动能增大，故A不符合题意； B．MN段动能增大，同时高度升高，质量不变，重力势能增大，所以机械能增大，故B不符合题意； C．在NO段速度不变，质量也不变，动能不变，但高度升高，重力势能增大，所以在NO段机械能增大，故C符合题意； D．OP段高度升高，质量不变，所以重力势能增大，故D不符合题意。 故选C。 （2）[2]A．图1中，电流从正极流出，经开关，从a流向b，所以电流方向是从a到b，故A不符合题意； B．导体在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向有关，当磁场方向相同是，电流反向，导体受力也会反向，故图1中cd边受到磁场作用力的方向与F的相反，故B不符合题意； C．把电源的正负极对调再接入电路，闭合开关，ab边的电流方向仍是从a到b，磁场方向没有发生变化，所以图2中，ab边受到磁场作用力的方向与F的相同，故C不符合题意； D．把电源的正负极对调再接入电路，闭合开关，cd边的电流方向仍是从c到d，与图2中ab电流方向相反，磁场方向没有发生变化，所以图2中，cd边受到磁场作用力的方向与F的相反，故D符合题意。 故选D。 11． 电磁感应 亮 交替 【分析】发电机的原理是电磁感应现象，其发出的电为交变电流；感应电流的强弱与线圈的转速、磁场强弱及线圈的匝数有关；发光二极管只允许电流从二极管的正极流入，负极流出． 【详解】把发电机跟小灯泡连接起来，使线圈在磁场中转动，可观察到小灯泡发光，即发电机是利用电磁感应现象的原理制成的；加快线圈的转动速度，感应电流变大，故灯泡变亮；由于发光二极管具有单向导电性，所以把两个发光二极管极性相反地并联起来，并与发电机串联，缓慢转动线圈，两个发光二极管交替发光，表明发电机发出的电流的方向是变化的，故是交变电流． 12．（1）有力的作用； （2）水平；电 【详解】（1）[1]通电导体在导轨上运动，说明它受到力的作用，这个力磁场施加的，即磁场对通电导体有力的作用。 （2）[2][3]闭合回路的一部分要做切割磁感线运动，才有感应电流，要让导体AB沿水平方向运动。此过程将导体棒的机械能转化为电路中的电能，导体棒相当于电源。 13． 会 A D 【详解】（1）[1]由图甲可知，导体AB从图示位置向上运动，闭合电路的一部分做切割磁感线运动，所以电路中就有感应电流。 （2）[2]A．保持AB运动方向不变，对调磁体的磁极，磁场的方向改变、导体运动的方向不变，感应电流的方向改变，故A符合题意； B．AB运动方向和磁体的磁极同时对调，磁场的方向、导体运动的方向同时发生了变化，感应电流方向不变，故B不符合题意。 故选A。 （3）[3]AC．电铃、电磁起重机的主要部件是电磁铁，利用电流的磁效应，故AC不符合题意； B．扬声器是把电信号转化为声信号，利用通电导体在磁场中受力原理，故B不符合题意； D．动圈式话筒是把声信号转变成电信号的，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。 14．见解析 【详解】发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。最后通过输电网供给民用或商用。 15．见解析 【详解】若仅改变电流方向，ab再次静止时弹簧被拉伸；原因是闭合开关后，当ab静止时弹簧无形变，则金属杆ab受到的重力和磁场对ab的力是一对平衡力，磁场对ab作用力的方向为竖直向上，当流过ab棒的电流方向改变时，磁场对其作用力方向变为竖直向下，与重力方向相同，由力的平衡条件可知，此时弹簧对杆的作用力为竖直向上的拉力，即弹簧应被拉伸。 16． 磁体 上下对称 等于 能 【详解】（1）[1]磁流体推进器的推进原理是利用了“磁场对通电直导体的作用”，因此其核心组件要包含一个磁体用来产生磁场。 （2）[2]对于实验船的上部主体，其上表面在空气中，下表面在水中，为减小空气和海水的阻力，上部主体的上下表面都要做成流线型，即加工成上下对称的流线型表面。 （3）[3][4]大气压的大小与海拔高度有关，从海上驶入江中，海拔高度不变，大气压不变；行驶在河水中时，只要用同样的方法使河水带电，带电河水在磁场的作用下同样可以在通道中向后运动，推动船前进。 17． 硬磁性材料 电磁感应 【详解】(1)[1]由材料可知，按磁化后去磁的难易程度可将磁性材料分为软磁性材料和硬磁性材料； (2)[2]与膜片相连的线圈在磁场中振动时，切割磁感线，根据电磁感应现象可知，此时电路中产生了感应电流。所以动圈式话筒工作的过程利用的理论是电磁感应。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$