1.4-1.5电动机和发电机 同步练习-2024-2025学年浙教版八年级下册科学
2025-03-07
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 科学 |
| 教材版本 | 初中科学浙教版(2013)八年级下 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第4节 电动机,第5节 磁生电 |
| 类型 | 作业-单元卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 2.21 MB |
| 发布时间 | 2025-03-07 |
| 更新时间 | 2025-03-07 |
| 作者 | 戴戴戴 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-03-07 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/50869237.html |
| 价格 | 0.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
电动机和发电机——2025
1.(2024秋•江北区期末)如图所示为直流电动机工作原理图,下列分析正确的是( )
A.电动机是利用电流的磁效应原理工作的
B.线圈由图示位置转动180°时,ab边受力方向改变
C.对调磁体的磁极,可以改变线圈转动的速度
D.电动机工作过程中,消耗的电能全部转化为机械能
2.(2024秋•浙江期末)将“窗帘伴侣”挂在窗帘导轨上后,只需在遥控器上按下“打开”,窗帘伴侣会移动,并推动窗帘挂环将窗帘拉开。下列选项中,与窗帘伴侣工作原理相同的是( )
A. B. C. D.
3.(2024秋•慈溪市期末)小科进行“观察通电导体在磁场中的受力情况”的活动,如图所示。实验中,他在轨道上放置的是一根铜棒。关于这个活动,下列说法正确的是( )
A.活动中机械能转化为电能 B.开关闭合,铜棒一定原地作顺时针旋转
C.将铜棒换成石墨棒依然可以进行活动 D.断开开关,铜棒在磁场中受到磁力
4.(2024春•义乌市期末)某同学按照说明书组装了一个电动机模型,装好后发现电动机不转动。产生该现象的原因不可能是( )
A.电池正负极接反 B.接线柱接触不良
C.磁体磁性太弱 D.线圈处于平衡位置
5.(2024春•西湖区期末)如图是一款家用充电式电动螺丝刀,该电动螺丝刀在工作过程中能够通过正转和反转来实现紧螺丝或松螺丝的双重功能。下列有关说法中不正确的是( )
A.电动螺丝刀工作时利用了电磁感应的原理
B.电动螺丝刀工作时将电能转化为机械能
C.可以通过改变电流方向实现正、反转的调换
D.可以通过增大电流实现加快转速
6.(2024春•平湖市期末)如图所示,矩形线圈ABCD在电磁铁之间,线圈两端的换向器(两个半圆铜环)分别和两个电刷接触,线圈和电磁铁串联在直流电源两端,闭合开关S,线圈ABCD绕OO'轴顺时针方向转动,下列说法正确的是( )
A.当线圈平面与磁感线方向垂直时,磁场对AB有向上的磁场力作用
B.当线圈平面与磁感线平行时,换向器可以自动改变线圈中的电流方向
C.将电源正负极对换下,则线圈将沿着逆时针方向转动
D.将电源正负极对换下,则线圈仍沿着顺时针方向转动
7.(2024春•西湖区校级期中)图中是小明制作的简单电动机模型,其线圈由漆包线绕成,将线圈一端的漆全部刮掉,另一端只刮掉半周,在线圈的下面放置了一块磁体。将其接入电路中,闭合开关后,线圈转动起来了。关于此电动机模型下列说法正确的是( )
A.利用电磁感应原理工作
B.线圈在转动时,始终受到磁场作用力
C.将电能转化为机械能
D.增大线圈中的电流可改变转动方向
8.(2024春•桐乡市月考)如图,常用的电话听筒里有一个电磁铁,当传入听筒的电流流过电磁铁的线圈时,电磁铁能够吸引前面的薄铁片。由于电流在变化,电磁电铁对薄铁片的吸引力也随着变化,从而使薄铁片振动起来,发出声音,这样就能听到对方的讲话。这其中的原理主要是利用了( )
A.电磁感应产生电流
B.电流周围存在着磁场
C.同名磁极相互排斥
D.磁场对直线电流的作用
9.(2024秋•宁波期末)某同学自制了一款节能夜跑灯,其结构如图甲所示:线圈缠绕在塑料水管外壳上并与LED灯构成闭合电路,磁体在水管中会随着跑步者摆臂而来回移动。下列分析不合理的是( )
A.夜跑灯的工作原理是电磁感应现象
B.运动时加速摆臂,线圈中的感应电压大小不变
C.为提高LED灯的亮度,可换用磁性更强的磁体
D.跑步摆譬时,图甲的夜跑灯适合平放于图乙Q处
10.(2024秋•温州月考)有人发明了一种“发电地板”,发电地板的主要部件由永磁体和线圈组成,行人或车辆通过时,挤压地板使永磁体和线圈发生相对运动,使其发电。该发电地板的工作原理与下列哪个选项的实验原理相同( )
A. B. C. D.
11.(2024春•乐清市期中)某品牌的电动车,在减速的过程中能够实现“能量回收”,为电池充电。下列选项中能模拟“能量回收”原理的是( )
A. B. C. D.
12.(2024春•杭州期末)同学们做实验的装置如图所示,闭合开关,先将导体ab水平用力向右移动,导体cd也随之运动起来。则在以上的实验中下列说法正确的是( )
A.实验装置中的甲装置运用的原理是电磁感应现象
B.实验装置中的甲装置把电能转化为机械能
C.实验装置中的乙装置产生的现象在生活中的应用是发电机
D.若将导体ab水平用力向左移动,导体cd的运动方向不变
13.(2024春•西湖区校级期中)如图所示,在弹簧的下端悬吊一蹄形磁铁,将一只方框形线圈放在磁体的两极之间,螺线管AB与方框线圈相连接。若方框线圈不动。而将蹄形磁铁竖直向下拉一小段距离后再释放,则下列说法中正确的是( )
A.螺线管的A端始终是N极
B.螺线管的B端始终是N极
C.螺线管周围的磁场不断变化
D.螺线管周围没有磁场
14.(2024•宁波自主招生)如图甲所示是法拉第圆盘发电机实物图,主要部分是一个在磁场中转动的导体圆盘。若磁感线方向如图乙所示,导体圆盘绕中心轴按逆时针方向转动,当A、O分别与电路中的C、D接通时,设流过灯泡的电流为I1;当A、B分别与电路中的C、D接通时,设流过灯泡的电流为I2。则( )
A.I1为0,I2为0 B.I1不为0,I2为0
C.I1为0,I2不为0 D.I1不为0,I2不为0
15.(2024春•拱墅区校级期中)电吉他中电拾音器的基本结构如图所示,磁体附近的金属弦被磁化,因此弦振动时,在线圈中产生感应电流,电流经电路放大后传送到音箱发出声音,下列说法正确的是( )
A.选用铜质弦,电吉他仍能正常工作
B.只要有线圈,即使没有磁体,电吉他也能正常工作
C.改变线圈数或改变磁场方向都可以改变线圈中的感应电流大小
D.弦振动过程中,线圈中的电流方向不断变化
16.(2024春•吴兴区期中)文文在探究“什么条件下磁可以生电”时观察到如图所示的现象,下列关于这一现象说法正确的是( )
A.丹麦物理学家奥斯特进行了多次实验,发现了磁可以生电
B.若改变导体的运动方向,同时将磁体的N、S极对调,灵敏电流计指针的偏转方向与图中相反
C.若导体AB沿磁感线方向向上运动,灵敏电流计指针也会发生偏转
D.发电机是利用磁生电的原理工作的
17.(2010•福田区模拟)下列说法中,不正确的是( )
A.直流发电机工作时,线圈里产生的是直流电
B.交流发电机工作时,线圈里产生的是交流电
C.不论是交流发电机还是直流发电机,线圈里产生的都是交流电
D.交流发电机向外部电路供给交流电,直流发电机向外部电路供给直流电
18.(2023春•庆元县月考)小明和同学去春游,期间急需用电,学习完相应知识以后,小明突发奇想,把一条大约10m长电线的两端连在一个灵敏电流表的两个接线柱上,形成闭合导体回路,两个同学迅速摇动这条电线可以发电,以下说法不正确的是( )
A.摇绳发电现象利用了电磁感应的原理 B.摇绳发电是其它形式的能转化为电能的过程
C.两个同学东西方向站立时发电的可能性较大 D.两个同学南北方向站立时发电的可能性较大
19.(2022春•临海市校级月考)如图中的a表示垂直于纸面的一根导线,它是闭合电路的一部分,它在磁场中按箭头方向运动时,下列哪种情况不会产生感应电流( )
A. B. C. D.
20.(2024春•杭州月考)“卫星悬绳发电”是人类为寻找卫星的新型电力能源供应系统而进行的实验。假设在实验中,用飞机拖着一根很长的金属线(其下端悬挂一个金属球,以保证金属线总是呈竖直状态),在我国上空平行地面飞行,如果用该系统为卫星供电,则下列说法正确的是( )
A.这是电磁感应原理,金属线相当于发电机的绕组线圈
B.如果飞机自北向南飞行,金属线上有感应电流产生
C.如果飞机自南向北飞行,金属线上有感应电流产生
D.飞机只有由正西飞向正东方向,金属线上有感应电流产生
21.(2022春•鹿城区期末)1911年,荷兰物理学家昂尼斯(1853﹣1926)测定水银在低温下的电阻值时发现,当温度降到﹣269℃左右时,水银的电阻突然消失,也就是电阻变为零。以后又发现还有一些金属或合金,当温度降到某一值时电阻也会变为零。这种现象叫超导现象,能够发生超导现象的物质叫超导体。2000年底,我国宣布已研制成功一辆高温超导磁悬浮高速列车的模型车,该车的车速已达到500km/h,可载5人。如图2所示是磁悬浮的原理,图中A是磁性稳定的圆柱形磁铁,B是用高温超导材料制成的超导圆环。将超导圆环B水平放在磁铁A的上方,它就能在磁力的作用下悬浮于磁铁上方的一定高度。那么,下列说法正确的是( )
A.在B放入磁场的过程中,B中将产生感应电流;当稳定后,感应电流仍存在,且电流的大小保持不变
B.在B放入磁场的过程中,B中将产生感应电流;当稳定后,感应电流仍存在,但电流会渐渐变小
C.在B放入磁场的过程中,B中将产生感应电流;随着时间的推移,B会渐渐变热
D.在B放入磁场的过程中,B中将产生感应电流;当稳定后,感应电流消失
22.(2022春•上城区校级期中)如图所示,a、b导体均是闭合电路的一部分,现让(1)中的a向右运动,磁体不动;而(2)中b不动,让磁体上下运动(如图箭头方向)。问a、b中有无感应电流产生( )
A.a中无,b中有 B.a中有,b中
C.a、b中均有 D.a、b中均无
23.(2022春•萧山区期中)图甲是发电机原理的示意图,图乙中的“〇”表示导线ab,当它在磁场中分别转动到1﹣4位置时,运动方向已用箭头标出,下列说法正确的是( )
A.图甲的电路中没有电源 B.在位置 1 时,电路中不会产生感应电流
C.发电机产生的电流方向不变 D.在位置 2 时,电路中不会产生感应电流
24.如图所示,线圈两端与电阻相连构成闭合回路,在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的S极朝下。在将磁铁的S极插入线圈的过程中( )
A.线圈与磁铁相互吸引,通过电阻的感应电流的方向由a到b
B.线圈与磁铁相互吸引,通过电阻的感应电流的方向由b到a
C.线圈与磁铁相互排斥,通过电阻的感应电流的方向由a到b
D.线圈与磁铁相互排斥,通过电阻的感应电流的方向由b到a
二.填空题(共7小题)
25.(2024秋•海曙区期末)用一个铁钉、一节电池、一根电线和一个纽扣形强磁铁(磁性随温度升高而减弱),可组装成一个演示用的简易电动机,组装过程如图所示。电流通过磁铁和铁钉,铁钉旋转。
(1)该简易电动机的工作原理是 。
(2)演示时,若要改变铁钉的转动方向,可以改变 的方向。
(3)电动机的导线下端应间歇性地接触磁铁,这样做的好处是 (填字母)。
A.防止铁钉被磁化 B.防止电流通过时产生过多热量
26.(2024秋•宁波期末)利用如图所示装置研究“磁场对通电导体的作用”。
(1)应在图甲装置中的MN之间接入 (填“灵敏电流计”“电源”或“灯泡”)。
(2)图乙装置中,当通入恒定不变的电流后,线圈的ab段和 (填字母)段会受到力的作用。
(3)要使图乙中的线圈持续转动,应在其外部加装换向器,其目的是 。
27.(2024秋•奉化区期末)课堂上,老师做了如图所示的演示实验,给直导线(铝棒)通电,观察到直导线运动起来。
(1)实验现象说明 对放入其中的通电导体有力的作用, 机就是利用这种现象制成的。
(2)将磁极上下对调,观察直导线的运动情况,这样操作是为了研究通电导体在磁场中受力的方向与 。
28.(2024春•温州期末)如图是法拉第1831年发明的圆盘发电机工作原理图。一个可绕固定轴转动的铜盘,铜盘的一部分处在U形磁铁中,电刷与铜盘的边缘连接且接触良好,用导线将开关、灵敏电流表串联在铜盘中心O和电刷之间。闭合开关,用力转动手柄使铜盘旋转产生电流。
(1)圆盘发电机工作时将 能转化为电能。
(2)小明发现圆盘发电机工作时,灵敏电流表指针偏转不明显,即产生的感应电流太小,分析可能的原因是 。(列举1种)
(3)闭合开关后,当沿一个方向转动手柄使铜盘匀速旋转时,灵敏电流表指针向右偏转。若要改变灵敏电流表指针偏转方向,请提出1条可行的措施: 。
29.(2022春•临海市月考)我国发电厂发生的交流电的频率是 Hz,发电机是利用 的原理制成的,要改变感应电流方向,则可以通过改变磁场方向或改变 方向来实现。发电机实现 能转化为 能。
30.(2021春•义乌市期中)如图所示装置,“×”表示垂直于纸面向里的磁感线,在弹簧测力计下挂一个重为G的软铁块。软铁块下方有一带铁芯的螺线管,螺线管两端导线与金属导轨ab、cd相连。导体棒ef平放在导轨上,各触点接触良好。当ef上下滑动时,弹簧秤示数将 G;当ef向左滑动时,弹簧示数将 G;当ef向右滑动时,弹簧秤示数将 G(均填“大于”“小于”或“等于”。)
31.(2024春•平湖市期末)如图所示,在无线力传感器(可以把它所受力的大小、方向随时间变化的情况,由计算机屏幕显示出来)下端用细线悬挂一个重为2N的金属框,其正下方有一磁场区域(区域中“×”表示磁感线垂直于纸面向里),现使金属框竖直通过磁场过程中始终匀速,当金属框处于A位置时弹簧测力计的示数小于2N,则当金属框处于B位置时,传感器的示数 2N。(填大于、等于或小于),金属框处于C位置时,传感器的示数 2N。(填大于、等于或小于)。
三.实验探究题(共9小题)
32.(2024春•滨江区校级期末)项目学习小组实验发现,装在筒内的电动机带动风叶转动时,电动机转动方向改变,气流方向也改变,如图甲所示。于是想利用带风叶的电动机制作一款“书桌神器”:既能收集书桌上的小纸屑,又能吹风纳凉。他们制定的产品评价表如下。
评价指标
评价等级
优秀
合格
待改进
指标一
能吸纸屑、吹风且风速可调
能吸纸屑、吹风,风速不可调
只能吸纸屑或只能吹风
指标二
吸纸屑后,吹风时无纸屑吹出
吸纸屑后,吹风时有部分纸屑吹出
吸纸屑后,吹风时全部纸屑吹出
小组同学设计如图乙电路,利用带风叶的电动机、电池、旋钮式电阻等材料制作模型,其工作原理示意图如图丙。
(1)图乙中,通过切换开关S,可以改变电动机转向的原因是 。
(2)将开关S与“1”连接,旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时,电动机转速如何变化? 。
(3)对模型测试时,其“指标一”为优秀。请结合评价量表,分析该模型的“指标二”所处的评价等级 (“优秀”、“合格”、“待改进”),并说明理由 。
33.(2024春•杭州期中)如图所示,图甲是课本上探究“通电导线在磁场中受力方向与哪些因素有关”的实验示意图,小科同学实际探究时,在电路中连接了一个滑动变阻器,如图乙所示。以下是小科同学的实验过程。
实验步骤:1.将一根导体ab置于蹄形磁体的两极之间,调节滑动变阻器滑片到某一位置后,闭合开关后,发现导体向右运动。
2.断开开关,仅将图中磁体的N极和S极对调,再闭合开关,发现导体ab向左运动。
3.断开开关,保持N极和S极位置与步骤2中相同,仅将图中电源的正负极接线对调,再闭合开关,发现导体ab向右运动。
(1)乙图中小科在电路中接入滑动变阻器的作用是 。
(2)请根据以上实验步骤,设计记录实验结果的表格。
34.(2024春•萧山区期中)如图甲所示是探究“磁场对电流的作用”的实验电路。
(1)开关闭合后,线圈 (选填“能”或“不能”)转动,但 (选填“能”或“不能”)持续转动。为解决这一问题,小轩利用漆包线绕制的多匝线圈设计了如图乙所示的实验装置,他在刮去线圈两端的绝缘漆时注意到,轴的一端漆皮要 ,另一端漆皮只刮去 。
(2)小轩发现该线圈不转动,原因可能是 (写出一条即可)。
(3)排除故障后电动机正常转动,小轩想改变线圈的转向,可采取的措施有 (写出一条即可)。
35.(2024春•嘉兴期末)小嘉从网上购买了一个手摇式自发电手电筒,晃动手电筒,就能点亮LED小灯。为研究产生感应电流的条件,小嘉进行如下探究。
【提出问题】产生感应电流与导体运动有什么关系?
【实验方案】设计如图方案,将导体AB置于蹄形磁铁中,让导体做各种运动,实验结果如下表:
序号
磁场方向
导体移动方向
灵敏电流计指针偏转方向
1
N极在上
竖直上下运动
不偏转
2
水平向左运动
向左偏转
3
水平向右运动
向右偏转
4
N极在下
竖直上下运动
不偏转
5
水平向左运动
向右偏转
6
水平向右运动
向左偏转
【分析论证】(1)实验中当导体竖直上下运动时并没有产生电流,而水平左右运动时会产生电流,从表面上看产生电流的条件是导体要做水平运动,而本质上是导体在做 运动。
(2)分析表中内容可知,影响感应电流方向的因素有 。
【反思拓展】加快晃动手电筒的速度,发现LED小灯更亮。据此,可建立的猜想是 。
36.(2024春•西湖区期末)小科为探究感应电流方向与磁场方向的关系,将铜线制成的两个相同螺线形线圈(螺线管),分别与相同的灵敏电流计连接,另取两个相同的磁铁,一个N极向上,一个N极向下,均放在离线圈上端高度20cm处,由静止自由掉落通过线圈,实验操作如图甲、图乙所示。
实验次数
切割磁感线的速度
电流计指针偏转格数
1
慢速
1.5格
2
中速
2.5格
3
快速
4格
(1)本实验中,我们通过观察 来判断感应电流方向。
(2)实验过程中,小科按图甲、乙所示的方法进行操作,发现实验现象不太明显。为使现象更明显,请你对实验装置提出一条改进的措施: 。
(3)小科想要利用装置甲继续探究感应电流大小与切割磁感线速度的关系,他通过改变 来改变切割磁感线的速度。记录数据如表,可得出的结论是: 。
37.(2024春•嵊州市期末)如图所示是“探究感应电流产生条件”的实验装置。
(1)实验中,可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生;还可以通过指针偏转的方向判断 。
(2)闭合开关,实验探究过程记录如表所示,根据实验现象,初步得出电路中产生感应电流的条件是: 。
次数
AB棒在磁场中的运动情况
是否有感应电流
1
静止
无
2
沿磁场方向运动(不切割磁感线运动)
无
3
切割磁感线运动
有
(3)保持AB棒运动方向不变,仅将磁体N、S极对调,重复上述实验,是为了探究感应电流方向与 的关系。
(4)若将此装置中灵敏电流计换成 ,可进一步探究电动机的工作原理。
38.(2024春•吴兴区期末)某同学用图甲中实验装置探究“产生电磁感应现象的条件和规律”,用到了铁架台、蹄形磁体、灵敏电流计、开关、直导体AB和若干根导线等器材。实验中固定磁体,让导体AB运动。实验记录如下表所示。
实验次数
导体运动情况
灵敏电流计指针偏转情况
灵敏电流计电流方向
1
竖直向上
不偏转
—
2
竖直向下
不偏转
—
3
水平向左
向右偏转
电流从右侧接线柱流入
4
水平向右
向左偏转
电流从左侧接线柱流入
(1)由实验次数1、2可知,闭合开关,导体AB竖直运动 (填“会”或“不会”)产生感应电流。
(2)由实验次数3、4可推测,如果固定导体AB,水平向右移动磁体,灵敏电流计的指针向 偏转。
(3)图乙中的“〇”表示导体AB的横截面(即图甲中沿导体由A往B看),Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示运动中的不同位置,箭头表示导体在那个位置上的运动方向。则灵敏电流计的指针不偏转的位置是 。
A.Ⅰ B.Ⅱ C.Ⅲ D.Ⅳ
(4)图丙为发电机的示意图,其原理与图甲所示原理相同。图中时刻线圈水平,箭头为线圈旋转方向,根据上面表格中的信息可知此时ab边中的电流情况是 。
A.无电流 B.电流方向由a向b C.电流方向由b向a
39.(2024春•拱墅区期末)如图甲所示为发光二极管(LED)及其符号,它具有单向导电性,当电流从“+”极流入时会发光,当电流从“﹣”极流入时不会发光。小乐利用两个相同的发光二极管设计了如图乙所示装置来研究“感应电流的方向与哪些因素有关”其实验步骤及现象如表所示:
实验步骤
实验现象
①
条形磁铁水平放置在玻璃管左侧,S极向右快速插入玻璃管
A发光,B不发光
②
将插入玻璃管中的条形磁铁,快速向左拉出
A不发光,B发光
③
条形磁铁水平放置在玻璃管左侧, ,极向右快速插入玻璃管
A不发光,B发光
(1)实验中,将两个相同的发光二极管反向并联的目的是 。
(2)根据①②可得出:感应电流的方向与 有关。
(3)若根据①③可得出:感应电流的方向与磁场方向有关。补全③的实验步骤。
(4)分析实验结果,通电螺线管产生的磁场对条形磁体的运动会产生 (选填“推动”或“阻碍”)作用。
40.(2024春•杭州期中)“探究产生感应电流条件”的实验步骤如图中的甲、乙、丙所示。
(1)本实验中,我们通过观察 来判断电路是否有感应电流,图中能产生感应电流的是 (选填“甲”、“乙”或“丙”)。
(2)在探究感应电流方向与磁场方向的关系时,应控制 不变。
(3)闭合开关后,若导体不动,磁铁左右水平运动,电路中是否有感应电流? (选填“有”或“无”)。
(4)实验过程中,某些同学按图甲方法进行操作时,实验现象不太明显,请你从实验装置方面提出一条改进的措施: (写出一条)。
电动机和发电机——2025
参考答案与试题解析
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
B
A
C
A
A
D
C
B
B
A
D
题号
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
答案
A
C
B
D
D
A
D
D
A
A
B
题号
23
24
答案
B
D
一.选择题(共24小题)
1.(2024秋•江北区期末)如图所示为直流电动机工作原理图,下列分析正确的是( )
A.电动机是利用电流的磁效应原理工作的
B.线圈由图示位置转动180°时,ab边受力方向改变
C.对调磁体的磁极,可以改变线圈转动的速度
D.电动机工作过程中,消耗的电能全部转化为机械能
【分析】电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的,工作时的主要能量转化是电能转化为机械能;
电动机的转动方向与磁场和电流方向有关;
电动机的转速与电流大小、磁场强弱有关。
【解答】解:A、电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的,故A错误;
B、线圈由图示位置转动180°时,ab边的电流方向改变,磁场方向不变,受力方向改变,故B正确;
C、对调磁体的磁极,可以改变线圈转动的方向,故C错误;
D、电动机工作过程中,消耗的电能主要转化为机械能,部分转化为内能,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查的是电动机的原理;知道影响电动机转速和方向的因素。
2.(2024秋•浙江期末)将“窗帘伴侣”挂在窗帘导轨上后,只需在遥控器上按下“打开”,窗帘伴侣会移动,并推动窗帘挂环将窗帘拉开。下列选项中,与窗帘伴侣工作原理相同的是( )
A.
B.
C.
D.
【分析】窗帘伴侣的核心部件是电动机,工作原理是通电导体在磁场中受力而运动。
【解答】解:窗帘伴侣的核心部件是电动机,工作原理是通电导体在磁场中受力而运动。
A、该装置中有电源,通电导体在磁场中受力而运动,反映了电动机的工作原理,与题中窗帘伴侣的工作原理相同,故A正确;
B、该实验中无电源,是探究电磁感应现象的实验,故B错误;
C、该实验是探究电磁铁磁性强弱影响因素的实验,故C错误;
D、该实验是奥斯特实验,说明通电导线周围有磁场,是电流的磁效应,故D错误。
故选:A。
【点评】电磁感应与通电导体在磁场中受力运动这两个实验的前提条件是不同的,电磁感应是用来产生电的,所以该实验装置中没有电源;而通电导体在磁场中受力的实验,电路中有电源。因此可以利用电路中有无电源来区分两个实验。
3.(2024秋•慈溪市期末)小科进行“观察通电导体在磁场中的受力情况”的活动,如图所示。实验中,他在轨道上放置的是一根铜棒。关于这个活动,下列说法正确的是( )
A.活动中机械能转化为电能
B.开关闭合,铜棒一定原地作顺时针旋转
C.将铜棒换成石墨棒依然可以进行活动
D.断开开关,铜棒在磁场中受到磁力
【分析】通电导体在磁场中会受力运动,此时将电能转化为机械能。
【解答】解:AB、轨道上放置的是一根铜棒,闭合开关,通过的导体在磁场中受力运动,铜棒沿水平方向运动,该过程中将电能转化为机械能,故AB错误;
C、石墨是导体,将铜棒换成石墨棒,通电的石墨棒会受力运动,故C正确;
D、铜是非磁性物质,断开开关,铜棒在磁场中不受磁力作用,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了通电导体在磁场中受力运动,属于基础题。
4.(2024春•义乌市期末)某同学按照说明书组装了一个电动机模型,装好后发现电动机不转动。产生该现象的原因不可能是( )
A.电池正负极接反 B.接线柱接触不良
C.磁体磁性太弱 D.线圈处于平衡位置
【分析】电动机不转动的原因可能是电流太小、磁场不够强、线圈处于平衡位置或者接触不良等。
【解答】解:A、电池正负极接反,对电动机是否转动没有影响,只影响电动机的转动方向,故A符合题意;
BCD、接线柱接触不良、磁体磁性太弱、线圈处于平衡位置,都可能导致电动机不转动,故BCD不符合题意。
故选:A。
【点评】本题考查的是电动机的基本原理;知道电动机不转的原因是解决本题的关键。
5.(2024春•西湖区期末)如图是一款家用充电式电动螺丝刀,该电动螺丝刀在工作过程中能够通过正转和反转来实现紧螺丝或松螺丝的双重功能。下列有关说法中不正确的是( )
A.电动螺丝刀工作时利用了电磁感应的原理
B.电动螺丝刀工作时将电能转化为机械能
C.可以通过改变电流方向实现正、反转的调换
D.可以通过增大电流实现加快转速
【分析】(1)电动机是根据通电导体在磁场中受力转动的原理制成的;
(2)电动机工作时,消耗电能,转化为机械能;
(3)电动机的正转、反转,是靠改变电流方向实现的;
(4)电动机的转速与电流的大小和磁场强度有关。
【解答】解:A、电动螺丝刀的主要部件是电动机,电动机是根据通电导体在磁场中受力转动的原理制成的,其工作原理不是电磁感应,故A错误;
B、电动螺丝刀工作时消耗电能,转化为机械能,故B正确;
C、电动螺丝刀的正、反转的调换,是通过改变电流方向来实现的,故C正确;
D、磁场强度一定时,可以通过增大电流来加快电动机的转速,故D正确。
故选:A。
【点评】本题考查了电动机的工作原理、能量转化、正转和反转的控制方法等,属于基础题目。
6.(2024春•平湖市期末)如图所示,矩形线圈ABCD在电磁铁之间,线圈两端的换向器(两个半圆铜环)分别和两个电刷接触,线圈和电磁铁串联在直流电源两端,闭合开关S,线圈ABCD绕OO'轴顺时针方向转动,下列说法正确的是( )
A.当线圈平面与磁感线方向垂直时,磁场对AB有向上的磁场力作用
B.当线圈平面与磁感线平行时,换向器可以自动改变线圈中的电流方向
C.将电源正负极对换下,则线圈将沿着逆时针方向转动
D.将电源正负极对换下,则线圈仍沿着顺时针方向转动
【分析】为了使线圈能够持续转动,在制作直流电动机时安装了换向器(两个铜半环),当线圈转过平衡位置时自动改变线圈中电流的方向,从而改变线圈的受力方向,磁场对电流的作用力方向与电流方向和磁场方向有关。
【解答】解:A.当线圈平面与磁感线方向垂直时,即平衡位置,由于铜半环中间有空缺位置,因而此时不通电,磁场对AB没有磁场力作用,故A错误;
B.当线圈平面与磁感线平行时,不是平衡位置,换向器不可以自动改变线圈中的电流方向,故B错误;
CD.将电源正负极对换下,则线圈中电流方向改变,由于使用的是电磁铁,磁场方向同时改变,故线圈转动方向不变,则线圈仍沿着顺时针方向转动,故C错误,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查电动机的工作过程分析,属于中档题。
7.(2024春•西湖区校级期中)图中是小明制作的简单电动机模型,其线圈由漆包线绕成,将线圈一端的漆全部刮掉,另一端只刮掉半周,在线圈的下面放置了一块磁体。将其接入电路中,闭合开关后,线圈转动起来了。关于此电动机模型下列说法正确的是( )
A.利用电磁感应原理工作
B.线圈在转动时,始终受到磁场作用力
C.将电能转化为机械能
D.增大线圈中的电流可改变转动方向
【分析】(1)直流电动机的工作原理是:通电线圈在磁场中受力转动;
(2)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,若不改变电流的方向,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。
【解答】解:A.电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动,故A错误;
B.由于线圈中有一端的漆只刮掉半周,会出现电路中无电流状态,当线圈转到该位置处,由于线圈中无电流,所以不会受到磁场力的作用,故B错误;
C.电动机消耗电能而转动起来,能量转化为电能转化为机械能,故C正确;
D.线圈转动的方向与电流的方向有关,增大线圈中的电流,只会改变线圈受到磁场力的大小,而不会改变受力的方向,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了对磁场对电流的作用的掌握情况,需要掌握相应实验的原理和规律。
8.(2024春•桐乡市月考)如图,常用的电话听筒里有一个电磁铁,当传入听筒的电流流过电磁铁的线圈时,电磁铁能够吸引前面的薄铁片。由于电流在变化,电磁电铁对薄铁片的吸引力也随着变化,从而使薄铁片振动起来,发出声音,这样就能听到对方的讲话。这其中的原理主要是利用了( )
A.电磁感应产生电流
B.电流周围存在着磁场
C.同名磁极相互排斥
D.磁场对直线电流的作用
【分析】要解答本题需掌握:电话的构造,即话筒和听筒以及电池组组成。电话的话筒通过电磁感应把声音的信号变为强弱变化的电流,而听筒是把强弱变化的电流通过磁场对电流的作用转化成声音。
【解答】解:电流周围存在磁场。变化的电流产生变化的磁场,不同的磁场对方入其中的铁片产生不同的力,引起振动发声,故B正确、ACD错误。
故选:B。
【点评】知道并理解话筒、听筒的作用和原理是解决该题的关键。
9.(2024秋•宁波期末)某同学自制了一款节能夜跑灯,其结构如图甲所示:线圈缠绕在塑料水管外壳上并与LED灯构成闭合电路,磁体在水管中会随着跑步者摆臂而来回移动。下列分析不合理的是( )
A.夜跑灯的工作原理是电磁感应现象
B.运动时加速摆臂,线圈中的感应电压大小不变
C.为提高LED灯的亮度,可换用磁性更强的磁体
D.跑步摆譬时,图甲的夜跑灯适合平放于图乙Q处
【分析】(1)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,这就是电磁感应现象。
(2)在电磁感应现象中,感应电流的方向和磁场方向、导体切割磁感线的方向有关;感应电流的大小和磁场强弱、导体切割磁感线的速度有关。
【解答】解:A、根据“夜跑灯”的特点可知,当运动时,磁体在水管中反复运动,线圈切割磁感线而产生电流,因此,其原理是电磁感应现象,故A正确;
B、运动时加速摆臂,线圈切割磁感线的速度变大,线圈中的感应电压变大,故B错误;
C、感应电流的大小和磁场强弱、导体切割磁感线的速度有关,为提高LED灯的亮度,可换用磁性更强的磁体,故C正确;
D、根据电磁感应原理可知为了夜跑灯达到最亮,应将夜跑灯佩戴在Q处,因为前臂Q位置主要做水平往返运动,能使强磁铁在水管内往返运动,连续切割磁感线产生感应电流使灯发光,且手臂摆时,Q处速度大于P处的速度,故D正确。
故选:B。
【点评】本题考查了电磁感应现象和影响感应电流大小的因素,属于基础题。
10.(2024秋•温州月考)有人发明了一种“发电地板”,发电地板的主要部件由永磁体和线圈组成,行人或车辆通过时,挤压地板使永磁体和线圈发生相对运动,使其发电。该发电地板的工作原理与下列哪个选项的实验原理相同( )
A. B.
C. D.
【分析】根据题意可知,发电地板的原理为电磁感应现象,逐个对每个选项中装置的原理进行分析,找出符合题意的选项。
【解答】解:
行人或车辆通过时,挤压地板使永磁体和线圈发生相对运动,使其发电,这是利用电磁感应现象来发电的;
A、在该实验中,闭合回路中的一部分导体做切割磁感线运动,能产生电流,这是电磁感应现象,故A正确;
B、该图是电磁继电器,利用了电流的磁效应,故B错误;
C、该图是奥斯特实验,说明了通电导体周围存在磁场,故C错误;
D、该图是电动机的原理图,即通电导体在磁场中受力运动,故D错误。
故选:A。
【点评】本题主要考查学生对课本实验装置原理的了解和掌握,同时注意与生活现象联系起来,这类题型是中考的热点。
11.(2024春•乐清市期中)某品牌的电动车,在减速的过程中能够实现“能量回收”,为电池充电。下列选项中能模拟“能量回收”原理的是( )
A.
B.
C.
D.
【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流,这是电磁感应现象,此过程中机械能转化为电能。
【解答】解:在减速的过程中,汽车电动机“变身”为发电机,将汽车机械能转化为电能实现“能量回收”,利用的是电磁感应的原理;
AC、图中导体ab在磁场中没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,故AC错误;
B、图中导体ab在磁场中做切割磁感线运动,但开关没有闭合,不会产生感应电流,故B错误;
D、图中闭合电路的一部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动,导体ab中会产生感应电流,故D正确。
故选:D。
【点评】此题考查了电磁感应现象,比较简单,属基础题。
12.(2024春•杭州期末)同学们做实验的装置如图所示,闭合开关,先将导体ab水平用力向右移动,导体cd也随之运动起来。则在以上的实验中下列说法正确的是( )
A.实验装置中的甲装置运用的原理是电磁感应现象
B.实验装置中的甲装置把电能转化为机械能
C.实验装置中的乙装置产生的现象在生活中的应用是发电机
D.若将导体ab水平用力向左移动,导体cd的运动方向不变
【分析】利用电磁感应和通电导体在磁场中受力的有关知识逐个分析四个选择项,从而得到答案。
【解答】解:A、闭合电路的导体ab在磁场中做切割磁感线运动,从而产生了感应电流,这是一种电磁感应现象。故A正确。
B、在电磁感应现象中,是将机械能转化为电能。故B错误。
C、导体ab产生的感应电流通过位于磁场中的导体cd时,cd在磁场中受力而运动起来,体现了通电导体在磁场中受力的理论,利用该理论制成了电动机。故C错误。
D、感应电流的方向与导体的运动方向有关,所以导体ab的运动方向改变,ab中的电流方向也改变,即cd中的电流方向发生了改变;通电导体在磁场中受力的方向与电流的方向有关,所以cd中电流方向的改变,导致了cd受力的方向也改变,故运动方向发生了改变。故D错误。
故选:A。
【点评】此题综合了电磁感应和通电导体在磁场中受力的相关知识,题目的综合性较强。
13.(2024春•西湖区校级期中)如图所示,在弹簧的下端悬吊一蹄形磁铁,将一只方框形线圈放在磁体的两极之间,螺线管AB与方框线圈相连接。若方框线圈不动。而将蹄形磁铁竖直向下拉一小段距离后再释放,则下列说法中正确的是( )
A.螺线管的A端始终是N极
B.螺线管的B端始终是N极
C.螺线管周围的磁场不断变化
D.螺线管周围没有磁场
【分析】方框线圈不动,而将蹄形磁铁竖直向下拉一小段距离后再释放,导致方框线圈切割磁感线产生感应电流,从而可知螺线管周围有磁场,因为蹄形磁铁上下运动,导致感应电流产生变化,螺线管周围的磁场也发生变化。
【解答】解:将蹄形磁铁竖直向下拉一小段距离后再释放,蹄形磁铁将会上下移动,导致方框线圈切割磁感线产生感应电流,由此可知螺线管周围有磁场,
而蹄形磁铁上下移动的时候,蹄形磁铁周围的磁场是不断变化的,产生感应电流的方向发生改变,因此螺线管两端的磁极也是不断发生变化的,因此不会是螺线管的A端始终是N极,B端始终是N极,故C正确,ABD错误。
故选:C。
【点评】本题考查了安培定则和磁场对电流的作用,是一道综合题,有一定的难度。
14.(2024•宁波自主招生)如图甲所示是法拉第圆盘发电机实物图,主要部分是一个在磁场中转动的导体圆盘。若磁感线方向如图乙所示,导体圆盘绕中心轴按逆时针方向转动,当A、O分别与电路中的C、D接通时,设流过灯泡的电流为I1;当A、B分别与电路中的C、D接通时,设流过灯泡的电流为I2。则( )
A.I1为0,I2为0 B.I1不为0,I2为0
C.I1为0,I2不为0 D.I1不为0,I2不为0
【分析】导体圆盘绕中心轴按逆时针方向转动,转动的过程中会使圆心和圆上一点之间会形成电势差,电势差的大小等于电压值,而圆上的任意两点之间电势差为0,据此分析电路中是否有电流。
【解答】解:导体圆盘绕中心轴按逆时针方向转动,转动的过程中圆心和圆上一点之间会形成电势差,电势差的大小等于电压值,所以当A、O分别与电路中的C、D接通时,A和O之间有电势差,即有电压,所以流过灯泡的电流I1不为0;圆上的任意两点之间电势差为0,当A、B分别与电路中的C、D接通时,A和B之间的电势差为0,即电压为0,所以流过灯泡的电流I2为0。
故选:B。
【点评】该题主要考查了闭合电路部分导体切割磁感线时电流的产生情况,是一道难题。
15.(2024春•拱墅区校级期中)电吉他中电拾音器的基本结构如图所示,磁体附近的金属弦被磁化,因此弦振动时,在线圈中产生感应电流,电流经电路放大后传送到音箱发出声音,下列说法正确的是( )
A.选用铜质弦,电吉他仍能正常工作
B.只要有线圈,即使没有磁体,电吉他也能正常工作
C.改变线圈数或改变磁场方向都可以改变线圈中的感应电流大小
D.弦振动过程中,线圈中的电流方向不断变化
【分析】(1)铜不能被磁化,不能用来制作电吉他的琴弦。
(2)产生感应电流的条件:一是闭合电路,二是闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
(3)感应电流的大小与磁场的强弱和导体运动的快慢的有关。
(4)感应电流的方向与磁场方向和导体运动的方向有关。
【解答】解:A、选用铜质弦,铜不能被电磁铁磁化,电吉他不能正常工作,故A错误;
B、只有线圈,没有磁体,电吉他不能正常工作,故B错误;
C、改变线圈数或改变磁场强弱都可以改变线圈中的感应电流大小,故C错误;
D、弦振动过程中,线圈中的电流方向不断变化,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查的是产生感应电流的条件;知道影响感应电流大小和方向的因素是解决本题的关键。
16.(2024春•吴兴区期中)文文在探究“什么条件下磁可以生电”时观察到如图所示的现象,下列关于这一现象说法正确的是( )
A.丹麦物理学家奥斯特进行了多次实验,发现了磁可以生电
B.若改变导体的运动方向,同时将磁体的N、S极对调,灵敏电流计指针的偏转方向与图中相反
C.若导体AB沿磁感线方向向上运动,灵敏电流计指针也会发生偏转
D.发电机是利用磁生电的原理工作的
【分析】闭合电路的一部分导体,在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生电流;感应电流的方向与导体切割磁感线的方向和磁场方向有关。
【解答】解:A、英国物理学家法拉第进行了多次实验,发现了磁可以生电,故A错误;
B、若改变导体的运动方向,同时将磁体的N、S极对调,感应电流的方向不变,则灵敏电流计指针的偏转方向不变,故B错误;
C、若导体AB沿磁感线方向向上运动,因为没有做切割磁感线运动,所以灵敏电流计指针不会发生偏转,故C错误;
D、发电机的原理是电磁感应现象,是利用磁生电的原理工作的,故D正确。
故选:D。
【点评】此题考查了产生感应电流的条件和影响感应电流方向的因素,属基础题目。
17.(2010•福田区模拟)下列说法中,不正确的是( )
A.直流发电机工作时,线圈里产生的是直流电
B.交流发电机工作时,线圈里产生的是交流电
C.不论是交流发电机还是直流发电机,线圈里产生的都是交流电
D.交流发电机向外部电路供给交流电,直流发电机向外部电路供给直流电
【分析】发电机在工作时,由于线圈切割磁感线的方向不断周期性的变化,所以在线圈中产生的是交流电。直流发电机换向器的作用就是将线圈中的交流电在输出时变为直流电。
【解答】解:交流发电机的线圈在转动过程中,不断周期性地切割磁感线,所以在线圈内产生了交流电。同时供给外部电路的也是交流电;
直流发电机原理与交流发电机相同,同样是线圈在转动过程中,不断周期性地切割磁感线,在线圈内产生交流电,在供给外部电路时,再通过换向器使之变为直流电;
故A错误,BCD正确。
故选:A。
【点评】此题主要考查了直流发电机和交流发电机的原理,尤其是发出电流与输出电流的特点。一定要搞清的是在线圈中流过的始终是交流电,若输出的仍是交流电,则为交流发电机,若换向器将交流电变为直流电,则为直流发电机。
18.(2023春•庆元县月考)小明和同学去春游,期间急需用电,学习完相应知识以后,小明突发奇想,把一条大约10m长电线的两端连在一个灵敏电流表的两个接线柱上,形成闭合导体回路,两个同学迅速摇动这条电线可以发电,以下说法不正确的是( )
A.摇绳发电现象利用了电磁感应的原理
B.摇绳发电是其它形式的能转化为电能的过程
C.两个同学东西方向站立时发电的可能性较大
D.两个同学南北方向站立时发电的可能性较大
【分析】(1)闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流,这种现象叫电磁感应,发电机就是利用该原理来工作的。
(2)地磁场是大致沿着南北方向的,所以导线应该沿着东西方向才能更好的切割磁感线。
【解答】解:A、摇绳时在地磁场中切割磁感线,导线中会产生感应电流,利用了电磁感应现象,故A正确;
B、摇绳发电是其它形式的能(机械能)转化为电能的过程,故B正确;
CD、因为地磁场大致沿着南北方向,所以导线应该沿着东西方向才能更好的切割磁感线,故C正确,D错误。
故选:D。
【点评】知道电磁感应现象;知道发电机的基本原理;知道地磁场的分布情况。
19.(2022春•临海市校级月考)如图中的a表示垂直于纸面的一根导线,它是闭合电路的一部分,它在磁场中按箭头方向运动时,下列哪种情况不会产生感应电流( )
A. B. C. D.
【分析】能否产生感应电流,就要看图示的情景能否满足①闭合电路;②导体切割磁感线运动这两个条件。
【解答】解:磁极间的磁感线是从N极指向S极,由图可知,A、B、C中的导体运动时都会切割磁感线,所以会产生感应电流;
只有D没有切割磁感线,所以不会产生感应电流;
故选:D。
【点评】本题主要考查学生对电磁感应现象,以及感应电流产生的条件的了解和掌握,是一道基础题。
20.(2024春•杭州月考)“卫星悬绳发电”是人类为寻找卫星的新型电力能源供应系统而进行的实验。假设在实验中,用飞机拖着一根很长的金属线(其下端悬挂一个金属球,以保证金属线总是呈竖直状态),在我国上空平行地面飞行,如果用该系统为卫星供电,则下列说法正确的是( )
A.这是电磁感应原理,金属线相当于发电机的绕组线圈
B.如果飞机自北向南飞行,金属线上有感应电流产生
C.如果飞机自南向北飞行,金属线上有感应电流产生
D.飞机只有由正西飞向正东方向,金属线上有感应电流产生
【分析】产生感应电流的条件是闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,此时电路中就会产生感应电流,该现象称为电磁感应现象;
【解答】解:A、用飞机拖着一根很长的金属线(其下端悬挂一个金属球,以保证金属线总是呈竖直状态),飞机运动时,只要做切割磁感线运动,就会产生感应电流,故是利用运动导线切割地磁场的磁感线产生感应电流的原理,金属线相当于发电机的绕组线圈,故A正确;
BC、磁感线是呈南北分部的,如果飞机自南向北或自北向南飞行,导线运动方向与磁感线方向平行,故不能产生感应电流,故BC错误;
D、磁感线是呈南北分布的,只要飞机在东西方向上运动,就能做切割磁感线运动,金属线上有感应电流产生,故D错误。
故选:A。
【点评】知道产生感应电流的条件是解决该题的关键。
21.(2022春•鹿城区期末)1911年,荷兰物理学家昂尼斯(1853﹣1926)测定水银在低温下的电阻值时发现,当温度降到﹣269℃左右时,水银的电阻突然消失,也就是电阻变为零。以后又发现还有一些金属或合金,当温度降到某一值时电阻也会变为零。这种现象叫超导现象,能够发生超导现象的物质叫超导体。2000年底,我国宣布已研制成功一辆高温超导磁悬浮高速列车的模型车,该车的车速已达到500km/h,可载5人。如图2所示是磁悬浮的原理,图中A是磁性稳定的圆柱形磁铁,B是用高温超导材料制成的超导圆环。将超导圆环B水平放在磁铁A的上方,它就能在磁力的作用下悬浮于磁铁上方的一定高度。那么,下列说法正确的是( )
A.在B放入磁场的过程中,B中将产生感应电流;当稳定后,感应电流仍存在,且电流的大小保持不变
B.在B放入磁场的过程中,B中将产生感应电流;当稳定后,感应电流仍存在,但电流会渐渐变小
C.在B放入磁场的过程中,B中将产生感应电流;随着时间的推移,B会渐渐变热
D.在B放入磁场的过程中,B中将产生感应电流;当稳定后,感应电流消失
【分析】闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,在电路中就会产生感应电流,该现象称为电磁感应现象,所以据电磁感应的理解,结合超导、焦耳定律分析即可判断。
【解答】解:当将B环靠近A时,由于越靠近A物体,其磁场就越强,磁感线就越密,所以在靠近过程中B环会切割磁感线运动,即在该环中会产生感应电流;由于发生了超导,即没有电阻,所以此时B环中的电流不会变小;同时据焦耳定律能看出,由于没有电阻,所以在B环上不会产生电热,故据分析能看出A选项是正确的。
故选:A。
【点评】知道产生感应电流的条件,并能结合超导和焦耳定律进行分析是解决该题的关键。
22.(2022春•上城区校级期中)如图所示,a、b导体均是闭合电路的一部分,现让(1)中的a向右运动,磁体不动;而(2)中b不动,让磁体上下运动(如图箭头方向)。问a、b中有无感应电流产生( )
A.a中无,b中有 B.a中有,b中
C.a、b中均有 D.a、b中均无
【分析】产生感应电流的条件:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感应运动时,电路中就会产生感应电流。
【解答】解:a中的导体做切割磁感线运动,会产生感应电流;b中导体上下移动,没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流。
故选:B。
【点评】本题考查了产生感应电流的条件,属于基础题。
23.(2022春•萧山区期中)图甲是发电机原理的示意图,图乙中的“〇”表示导线ab,当它在磁场中分别转动到1﹣4位置时,运动方向已用箭头标出,下列说法正确的是( )
A.图甲的电路中没有电源
B.在位置 1 时,电路中不会产生感应电流
C.发电机产生的电流方向不变
D.在位置 2 时,电路中不会产生感应电流
【分析】产生感应电路的条件:①闭合电路的一部分导体;②导体切割磁感线运动这两个条件。根据图示判断1、2、3、4位置按箭头方向运动时,能否切割磁感线即可判断出能否产生感应电流。
产生感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线运动方向有关。
【解答】解:
A、发电机的原理是电磁感应现象,将机械能转化为电能,不需要电源,故A错误;
BD、小圆圈“〇”表示垂直于纸面、绕垂直纸面的轴转动的一根导线,它是闭合电路的一部分。
由图磁感线方向水平向右,1的运动方向与磁感线方向平行,不切割磁感线,不能产生感应电流;2、3、4的运动方向切割磁感线,能产生感应电流。故B正确,D错误;
C、发电机线圈中产生的感应电流的大小和方向都随时间作周期性的变化,故C错误。
故选:B。
【点评】本题主要考查学生对电磁感应现象,以及感应电流产生的条件的了解和掌握,是一道基础题。
24.如图所示,线圈两端与电阻相连构成闭合回路,在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的S极朝下。在将磁铁的S极插入线圈的过程中( )
A.线圈与磁铁相互吸引,通过电阻的感应电流的方向由a到b
B.线圈与磁铁相互吸引,通过电阻的感应电流的方向由b到a
C.线圈与磁铁相互排斥,通过电阻的感应电流的方向由a到b
D.线圈与磁铁相互排斥,通过电阻的感应电流的方向由b到a
【分析】当磁铁向下运动时,穿过线圈的磁通量变大,原磁场方向向下,所以感应磁场方向向上,根据右手螺旋定则判断感应电流的方向;根据楞次定律“来拒去留”可判断磁铁与线圈的相互作用.
【解答】解:当磁铁S极向下运动时,穿过线圈的磁通量变大,原磁场方向向下,所以感应磁场方向向上,根据右手螺旋定则,拇指表示感应磁场的方向,四指弯曲的方向表示感应电流的方向,即通过电阻的电流方向为b→a。
根据楞次定律“来拒去留”可判断线圈对磁铁的作用是阻碍作用,故磁铁与线圈相互排斥。
综上所述:线圈中感应电流的方向为电阻的电流方向为b→a,磁铁与线圈相互排斥,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查楞次定律的应用,解题的关键在于确定原磁场方向,磁通量的变化情况,然后再应用楞次定律判断即可,同时注意“来拒去留”的正确应用可以简化解题过程.
二.填空题(共7小题)
25.(2024秋•海曙区期末)用一个铁钉、一节电池、一根电线和一个纽扣形强磁铁(磁性随温度升高而减弱),可组装成一个演示用的简易电动机,组装过程如图所示。电流通过磁铁和铁钉,铁钉旋转。
(1)该简易电动机的工作原理是 通电导体在磁场中受到力的作用 。
(2)演示时,若要改变铁钉的转动方向,可以改变 磁场 的方向。
(3)电动机的导线下端应间歇性地接触磁铁,这样做的好处是 B (填字母)。
A.防止铁钉被磁化
B.防止电流通过时产生过多热量
【分析】(1)电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理制成的;
(2)电动机的转动方向与电流方向和磁场方向有关;
(3)电流通过导体时会产生热量。
【解答】解:(1)该简易电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。
(2)演示时,若要改变铁钉的转动方向,可以改变磁场的方向。
(3)电动机的导线下端应间歇性地接触磁铁,这样做的好处是防止电流通过时产生过多的热量,故B正确,A错误。故选:B。
故答案为:(1)通电导体在磁场中受到力的作用;(2)磁场;(3)B。
【点评】本题考查的是电动机的原理;知道影响电动机转动方向的因素。
26.(2024秋•宁波期末)利用如图所示装置研究“磁场对通电导体的作用”。
(1)应在图甲装置中的MN之间接入 电源 (填“灵敏电流计”“电源”或“灯泡”)。
(2)图乙装置中,当通入恒定不变的电流后,线圈的ab段和 cd (填字母)段会受到力的作用。
(3)要使图乙中的线圈持续转动,应在其外部加装换向器,其目的是 当通电线圈所在平面与磁感线垂直时(平衡位置),它能自动改变线圈中的电流方向,从而使线圈持续转动 。
【分析】(1)电动机和发电机的工作原理图非常相似,电动机的原理图中有电源,是利用磁场对电流的作用工作的;
(2)通电导体在磁场中受力会运动据此判断;
(3)换向器可以改变线圈中电流的方向,使得线圈连续转动下去。
【解答】解:
(1)因为通电导体在磁场中受力会运动,观察图甲可知缺少一个电源,因此利用如图甲所示的装置研究“磁场对电流的作用”时,应在MN之间接入电源;
(2)在乙图中,通电后cd段导线受磁场力的作用;
(3)要使图乙中的线圈持续转动,应在其外部加装换向器,当通电线圈所在平面与磁感线垂直时(平衡位置),它能自动改变线圈中的电流方向,从而使线圈持续转动。
故答案为:(1)电源;(2)cd;(3)当通电线圈所在平面与磁感线垂直时(平衡位置),它能自动改变线圈中的电流方向,从而使线圈持续转动。
【点评】此题属于电磁学中比较复杂的题目,考查内容较多,主要考查了电动机的原理图、换向器的作用等知识,考查较全面,应重点掌握。
27.(2024秋•奉化区期末)课堂上,老师做了如图所示的演示实验,给直导线(铝棒)通电,观察到直导线运动起来。
(1)实验现象说明 磁场 对放入其中的通电导体有力的作用, 电动机 机就是利用这种现象制成的。
(2)将磁极上下对调,观察直导线的运动情况,这样操作是为了研究通电导体在磁场中受力的方向与 磁场方向的关系 。
【分析】(1)通电导体在磁场中受到力的作用,电动机就是依据这一原理制成的。
(2)改变磁极的方向后通过观察运动方向的变化可知磁场方向与磁场对电流作用的关系。
【解答】解:(1)导线通电后产生了运动,说明磁场对放入其中的导体有力的作用。电动机就是利用这种现象制成的。
(2)将磁极上下对调,观察直导线的运动情况,这样操作是为了研究:导体所受力的方向与磁场方向的关系;
故答案为:(1)磁场;电动机;(2)磁场方向的关系。
【点评】磁场对电流的作用的实验要掌握实验的目的和原理,还要知道该实验的意义何在,掌握以上内容即可完成实验题的解答。
28.(2024春•温州期末)如图是法拉第1831年发明的圆盘发电机工作原理图。一个可绕固定轴转动的铜盘,铜盘的一部分处在U形磁铁中,电刷与铜盘的边缘连接且接触良好,用导线将开关、灵敏电流表串联在铜盘中心O和电刷之间。闭合开关,用力转动手柄使铜盘旋转产生电流。
(1)圆盘发电机工作时将 机械 能转化为电能。
(2)小明发现圆盘发电机工作时,灵敏电流表指针偏转不明显,即产生的感应电流太小,分析可能的原因是 磁铁周围的磁场太弱 。(列举1种)
(3)闭合开关后,当沿一个方向转动手柄使铜盘匀速旋转时,灵敏电流表指针向右偏转。若要改变灵敏电流表指针偏转方向,请提出1条可行的措施: 改变手柄的转动方向 。
【分析】(1)发电机工作时机械能转化为电能;
(2)发电机中产生的感应电流的大小与磁场强弱、线圈运动快慢和线圈匝数有关;
(3)发电机中产生的感应电流的方向与磁场方向、线圈运动方向有关。
【解答】解:(1)发电机工作时机械能转化为电能;
(2)根据常见发电机中产生的感应电流的大小与磁场强弱、线圈运动快慢和线圈匝数有关可推知,圆盘发电机工作时,灵敏电流表指针偏转不明显,即产生的感应电流太小的原因是磁铁周围的磁场太弱(铜盘转速太小、铜盘处于磁场的有效长度太短等);
(3)根据发电机中产生的感应电流的方向与磁场方向、线圈运动方向有关可推知要改变灵敏电流表指针偏转方向,可以改变手柄的转动方向(对调磁铁南北极、将灵敏电流表正负接线柱的导线互换)。
故答案为:(1)机械;(2)磁铁周围的磁场太弱;(3)改变手柄的转动方向。
【点评】本题考查发电机的工作原理,属于基础内容,熟练掌握相关知识要点即可解答。
29.(2022春•临海市月考)我国发电厂发生的交流电的频率是 50 Hz,发电机是利用 电磁感应现象 的原理制成的,要改变感应电流方向,则可以通过改变磁场方向或改变 导体运动 方向来实现。发电机实现 机械 能转化为 电 能。
【分析】(1)我国家庭电路的交流电频率是50Hz;
(2)电磁感应现象:闭合电路的一段导体在磁场中做切割磁感线运动时,可以产生感应电流,根据此现象制成了发电机;
(3)感应电流的方向与磁场方向、导体的运动方向有关;
(4)发电机是将机械能转化为电能的装置。
【解答】解:我国发电厂发生的交流电的频率是50Hz;
发电机是利用电磁感应现象的原理制成的;改变感应电流方向,可以通过改变磁场方向或导体的运动方向来实现;
发电机的能量转化过程是:机械能转化为电能。
故答案为:50;电磁感应现象;导体运动;机械;电。
【点评】本题主要考查发电机的原理:电磁感应现象,感应电流的方向跟磁场方向和导体运动方向有关。
30.(2021春•义乌市期中)如图所示装置,“×”表示垂直于纸面向里的磁感线,在弹簧测力计下挂一个重为G的软铁块。软铁块下方有一带铁芯的螺线管,螺线管两端导线与金属导轨ab、cd相连。导体棒ef平放在导轨上,各触点接触良好。当ef上下滑动时,弹簧秤示数将 等于 G;当ef向左滑动时,弹簧示数将 大于 G;当ef向右滑动时,弹簧秤示数将 大于 G(均填“大于”“小于”或“等于”。)
【分析】导体棒静止时,弹簧测力计的示数等于软铁块的重力,当导体棒在磁场中向右运动时,会带来什么变化。此题要从导体棒的运动引起的变化入手分析。
【解答】解:当ef上下滑动时,ef没有切割磁感线,电路中没有感应电流,螺线管没有磁性,则弹簧秤示数将不变,等于原来软铁块重力G;
当ef向左或向右滑动时,ef都切割磁感线,电路中都会产生感应电流,螺线管都有磁性,只是螺线管两端的极性不同。但由于弹簧测力计下挂的是软铁块,即其没有磁性。所以不论ef向左还是向右滑动,软铁块都会受到螺线管的吸引,使得则弹簧秤示数变大,即大于G。
故答案为:等于;大于;大于。
【点评】导体棒在磁场中做切割磁感线运动是此题的突破口。
31.(2024春•平湖市期末)如图所示,在无线力传感器(可以把它所受力的大小、方向随时间变化的情况,由计算机屏幕显示出来)下端用细线悬挂一个重为2N的金属框,其正下方有一磁场区域(区域中“×”表示磁感线垂直于纸面向里),现使金属框竖直通过磁场过程中始终匀速,当金属框处于A位置时弹簧测力计的示数小于2N,则当金属框处于B位置时,传感器的示数 等于 2N。(填大于、等于或小于),金属框处于C位置时,传感器的示数 小于 2N。(填大于、等于或小于)。
【分析】(1)在电磁感应现象中,所产生的感应电流的方向与磁场方向和导体做切割磁感线的方向有关。
(2)通电导体在磁场中受到磁场力的作用,力的方向由电流的方向和磁场的方向有关。
【解答】解:电磁感应现象是指闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中会产生电流,当金属框处于A位置时,金属框向下运动时,切割磁感线,产生感应电流,此时弹簧测力计的示数小于2N,说明金属框受到向上的磁场力作用;
当金属框处于B位置时,不能产生感应电流,金属框不会受到磁场力的作用,所以传感器的示数等于2N;
金属框处于C位置时,与金属框在A位置相同,金属框受到向上的磁场力作用,所以传感器的示数小于2N。
故答案为:等于;小于。
【点评】本题考查了电磁感应和磁场对电流作用力的综合应用。
三.实验探究题(共9小题)
32.(2024春•滨江区校级期末)项目学习小组实验发现,装在筒内的电动机带动风叶转动时,电动机转动方向改变,气流方向也改变,如图甲所示。于是想利用带风叶的电动机制作一款“书桌神器”:既能收集书桌上的小纸屑,又能吹风纳凉。他们制定的产品评价表如下。
评价指标
评价等级
优秀
合格
待改进
指标一
能吸纸屑、吹风且风速可调
能吸纸屑、吹风,风速不可调
只能吸纸屑或只能吹风
指标二
吸纸屑后,吹风时无纸屑吹出
吸纸屑后,吹风时有部分纸屑吹出
吸纸屑后,吹风时全部纸屑吹出
小组同学设计如图乙电路,利用带风叶的电动机、电池、旋钮式电阻等材料制作模型,其工作原理示意图如图丙。
(1)图乙中,通过切换开关S,可以改变电动机转向的原因是 改变通过电动机电流的方向 。
(2)将开关S与“1”连接,旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时,电动机转速如何变化? 变慢 。
(3)对模型测试时,其“指标一”为优秀。请结合评价量表,分析该模型的“指标二”所处的评价等级 合格 (“优秀”、“合格”、“待改进”),并说明理由 由图丙可知,吸纸屑时收集盒右侧的阀门打开,从而将纸屑吸入收集盒,同时也有一部分纸屑被吸到隔板下面,吹风时,收集盒右侧的阀门关闭,收集盒内的纸屑不会被吹出,但隔板下面的纸屑会被吹出,结合表中的指标二可知,吸纸屑后,吹风时有部分纸屑被吹出,因此该模型的“指标二”评价等级为合格 。
【分析】(1)根据图乙分析切换开关S时通过电动机电流方向的变化,进而分析电动机转向改变的原因;
(2)根据图乙分析旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时变阻器接入电路的电阻变化,根据欧姆定律分析电路中电流的变化,进而分析电动机转速的变化;
(3)根据图丙分析吹风时有无纸屑吹出,进而判断该模型的“指标二”评价等级。
【解答】解:(1)由图乙可知,开关S与“1”连接时,电流从电动机的上方流入,开关S与“2”连接时,电流从电动机的下方流入,即切换开关S后,通过电动机电流的方向发生改变,因此电动机转向改变的原因是改变通过电动机电流的方向;
(2)他图乙可知,将开关S与“1”连接,旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时,变阻器接入电路的电阻变大,由欧姆定律可知,此时通过电动机的电流变小,电动机的转速变慢;
(3)由图丙可知,吸纸屑时收集盒右侧的阀门打开,从而将纸屑吸入收集盒,同时也有一部分纸屑被吸到隔板下面,吹风时,收集盒右侧的阀门关闭,收集盒内的纸屑不会被吹出,但隔板下面的纸屑会被吹出,结合表中的指标二可知,吸纸屑后,吹风时有部分纸屑被吹出,因此该模型的“指标二”评价等级为合格。
故答案为:(1)改变通过电动机电流的方向;(2)变慢;(3)合格;由图丙可知,吸纸屑时收集盒右侧的阀门打开,从而将纸屑吸入收集盒,同时也有一部分纸屑被吸到隔板下面,吹风时,收集盒右侧的阀门关闭,收集盒内的纸屑不会被吹出,但隔板下面的纸屑会被吹出,结合表中的指标二可知,吸纸屑后,吹风时有部分纸屑被吹出,因此该模型的“指标二”评价等级为合格。
【点评】本题考查电动机的转向和转速的影响因素、变阻器的原理和欧姆定律的应用以及项目的评价,题型新颖,但难度不大。
33.(2024春•杭州期中)如图所示,图甲是课本上探究“通电导线在磁场中受力方向与哪些因素有关”的实验示意图,小科同学实际探究时,在电路中连接了一个滑动变阻器,如图乙所示。以下是小科同学的实验过程。
实验步骤:1.将一根导体ab置于蹄形磁体的两极之间,调节滑动变阻器滑片到某一位置后,闭合开关后,发现导体向右运动。
2.断开开关,仅将图中磁体的N极和S极对调,再闭合开关,发现导体ab向左运动。
3.断开开关,保持N极和S极位置与步骤2中相同,仅将图中电源的正负极接线对调,再闭合开关,发现导体ab向右运动。
(1)乙图中小科在电路中接入滑动变阻器的作用是 保护电路 。
(2)请根据以上实验步骤,设计记录实验结果的表格。
【分析】(1)甲图闭合开关是短路,容易烧坏电源,据此分析;
(2)根据改变的量和观察的量进行分析,设计表格。
【解答】解:(1)甲图闭合开关是短路,容易烧坏电源,乙图中小科在电路中接入滑动变阻器的作用是保护电路;
(2)实验中改变了电流方向、磁场方向,观察了导体的运动方向,需要记录这些物理,表格如下:
序号
电流方向
磁场方向
导体运动方向
1
2
3
4
故答案为:(1)保护电路;(2)见解答。
【点评】本题考查磁场对电流作用力方向的探究,属于中档题。
34.(2024春•萧山区期中)如图甲所示是探究“磁场对电流的作用”的实验电路。
(1)开关闭合后,线圈 能 (选填“能”或“不能”)转动,但 不能 (选填“能”或“不能”)持续转动。为解决这一问题,小轩利用漆包线绕制的多匝线圈设计了如图乙所示的实验装置,他在刮去线圈两端的绝缘漆时注意到,轴的一端漆皮要 全部刮去 ,另一端漆皮只刮去 半周 。
(2)小轩发现该线圈不转动,原因可能是 线圈处于平衡位置 (写出一条即可)。
(3)排除故障后电动机正常转动,小轩想改变线圈的转向,可采取的措施有 改变电流方向(或改变磁场方向) (写出一条即可)。
【分析】(1)据通电导线在磁场中受力的作用和所受力的方向的影响因素分析图甲和图乙,即可判断题目中的问题。
(2)有时通电后电动机不转动,其原因主要有以下几个方面:电动机轴因为生锈而被卡住;线路接触不良,电路中无电流;电源电压过低,使得电路中电流太小;磁铁磁性太弱,磁场对通电线圈的力太小;线圈处于平衡位置,线圈中无电流,线圈不受力的作用。;
(3)电动机的转向与电流方向和磁场方向有关。
【解答】解:(1)分析图甲能看出,这里没有换向器,所以通电后,线圈能转动,但不能连续的转动;在该实验中,为了防止线圈只能转动半圈的情况,将轴的一端漆皮要全部刮去,另一端漆皮只刮去一半,这样可以让线圈一半有动力,另一半靠惯性继续转动。
(2)若开关闭合,电动机的转动不灵活,原因可能是电动机轴因为生锈而被卡住;线路接触不良,电路中无电流;电源电压过低,使得电路中电流太小;磁铁磁性太弱,磁场对通电线圈的力太小;线圈处于平衡位置,线圈中无电流,线圈不受力的作用等。
(3)由于通电导线在磁场中受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关,所以开关闭合后线圈转动,改变线圈转动方向的措施是:改变电流的方向或改变磁场的方向。
故答案为:(1)能;不能;全部刮去;半周;
(2)线圈处于平衡位置;
(3)改变电流方向(或改变磁场方向)。
【点评】该题考查了通电导线在磁场中受力的作用的相关知识,是一道综合题,难度不大。
35.(2024春•嘉兴期末)小嘉从网上购买了一个手摇式自发电手电筒,晃动手电筒,就能点亮LED小灯。为研究产生感应电流的条件,小嘉进行如下探究。
【提出问题】产生感应电流与导体运动有什么关系?
【实验方案】设计如图方案,将导体AB置于蹄形磁铁中,让导体做各种运动,实验结果如下表:
序号
磁场方向
导体移动方向
灵敏电流计指针偏转方向
1
N极在上
竖直上下运动
不偏转
2
水平向左运动
向左偏转
3
水平向右运动
向右偏转
4
N极在下
竖直上下运动
不偏转
5
水平向左运动
向右偏转
6
水平向右运动
向左偏转
【分析论证】(1)实验中当导体竖直上下运动时并没有产生电流,而水平左右运动时会产生电流,从表面上看产生电流的条件是导体要做水平运动,而本质上是导体在做 切割磁感线 运动。
(2)分析表中内容可知,影响感应电流方向的因素有 磁场方向和导体切割磁感线运动方向 。
【反思拓展】加快晃动手电筒的速度,发现LED小灯更亮。据此,可建立的猜想是 感应电流大小可能与导体切割磁感线的速度有关 。
【分析】产生感应电流的条件:闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动;
感应电流方向与磁场方向和导体切割磁感线运动方向有关;
感应电流大小与磁场强弱和导体的切割速度有关。
【解答】解:(1)从图中看出磁场方向竖直向下,实验中当导体竖直上下运动时并没有产生电流,而水平左右运动时会产生电流,从表面上看产生电流的条件是导体要做水平运动,而本质上是导体在做切割磁感线运动。
(2)分析表中内容可知,对比2、3知,感应电流方向与运动方向有关,对比2、5,感应电流方向与磁场方向有关,则影响感应电流方向的因素有磁场方向和导体切割磁感线运动方向。
【反思拓展】加快晃动手电筒的速度,导体切割磁感线运动的速度加快,发现LED小灯更亮,说明电流变大,据此,可建立的猜想是感应电流大小可能与导体切割磁感线的速度有关。
故答案为:(1)切割磁感线;(2)磁场方向和导体切割磁感线运动方向;感应电流大小可能与导体切割磁感线的速度有关。
【点评】本题考查了产生感应电流的条件,一为闭合回路、二为部分导体切割磁感线,两个缺一不可。
36.(2024春•西湖区期末)小科为探究感应电流方向与磁场方向的关系,将铜线制成的两个相同螺线形线圈(螺线管),分别与相同的灵敏电流计连接,另取两个相同的磁铁,一个N极向上,一个N极向下,均放在离线圈上端高度20cm处,由静止自由掉落通过线圈,实验操作如图甲、图乙所示。
实验次数
切割磁感线的速度
电流计指针偏转格数
1
慢速
1.5格
2
中速
2.5格
3
快速
4格
(1)本实验中,我们通过观察 灵敏电流计的指针偏转方向 来判断感应电流方向。
(2)实验过程中,小科按图甲、乙所示的方法进行操作,发现实验现象不太明显。为使现象更明显,请你对实验装置提出一条改进的措施: 增强磁场 。
(3)小科想要利用装置甲继续探究感应电流大小与切割磁感线速度的关系,他通过改变 磁铁运动的速度 来改变切割磁感线的速度。记录数据如表,可得出的结论是: 在其它条件相同时,磁铁切割磁感线的速度越大,感应电流越大 。
【分析】(1)本实验中通过灵敏电流计的指针偏转方向判断感应电流的方向。
(2)感应电流的大小与磁场强弱和导体切割磁感线的速度有关。
(3)在其它条件相同时,磁铁和线圈之间的相对速度越大,感应电流越大。
【解答】解:(1)本实验中,通过观察灵敏电流计的指针偏转方向来判断感应电流方向。
(2)增强磁场可以让实验现象更明显。
(3)小科通过改变磁铁运动的速度来改变切割磁感线的速度。记录数据如表,可得出的结论是:在其它条件相同时,磁铁切割磁感线的速度越大,感应电流越大。
故答案为:(1)灵敏电流计的指针偏转方向;(2)增强磁场;(3)在其它条件相同时,磁铁切割磁感线的速度越大,感应电流越大。
【点评】本题考查的是电磁感应感应现象;知道影响感应电流强弱的因素;知道控制变量法在本实验中的应用。
37.(2024春•嵊州市期末)如图所示是“探究感应电流产生条件”的实验装置。
(1)实验中,可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生;还可以通过指针偏转的方向判断 感应电流的方向 。
(2)闭合开关,实验探究过程记录如表所示,根据实验现象,初步得出电路中产生感应电流的条件是: 闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动 。
次数
AB棒在磁场中的运动情况
是否有感应电流
1
静止
无
2
沿磁场方向运动(不切割磁感线运动)
无
3
切割磁感线运动
有
(3)保持AB棒运动方向不变,仅将磁体N、S极对调,重复上述实验,是为了探究感应电流方向与 磁场方向 的关系。
(4)若将此装置中灵敏电流计换成 电源 ,可进一步探究电动机的工作原理。
【分析】(1)本实验通过灵敏电流计指针的偏转情况来判断感应电流的大小和方向。
(2)产生感应电流的条件是:闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
(3)感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线运动的方向有关。
(4)电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用来工作的。
【解答】解:(1)实验中,可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生;还可以通过指针偏转的方向判断感应电流的方向。
(2)闭合开关,实验探究过程记录如表所示,根据实验现象,初步得出电路中产生感应电流的条件是:闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
(3)保持AB棒运动方向不变,仅将磁体N、S极对调,重复上述实验,是为了探究感应电流方向与磁场方向的关系。
(4)若将此装置中灵敏电流计换成电源,可进一步探究电动机的工作原理。
故答案为:(1)感应电流的方向;(2)闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动;(3)磁场方向;(4)电源。
【点评】本题考查的是探究电磁感应的实验;知道产生感应电流的条件;知道电动机的基本原理。
38.(2024春•吴兴区期末)某同学用图甲中实验装置探究“产生电磁感应现象的条件和规律”,用到了铁架台、蹄形磁体、灵敏电流计、开关、直导体AB和若干根导线等器材。实验中固定磁体,让导体AB运动。实验记录如下表所示。
实验次数
导体运动情况
灵敏电流计指针偏转情况
灵敏电流计电流方向
1
竖直向上
不偏转
—
2
竖直向下
不偏转
—
3
水平向左
向右偏转
电流从右侧接线柱流入
4
水平向右
向左偏转
电流从左侧接线柱流入
(1)由实验次数1、2可知,闭合开关,导体AB竖直运动 不会 (填“会”或“不会”)产生感应电流。
(2)由实验次数3、4可推测,如果固定导体AB,水平向右移动磁体,灵敏电流计的指针向 右 偏转。
(3)图乙中的“〇”表示导体AB的横截面(即图甲中沿导体由A往B看),Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示运动中的不同位置,箭头表示导体在那个位置上的运动方向。则灵敏电流计的指针不偏转的位置是 A 。
A.Ⅰ
B.Ⅱ
C.Ⅲ
D.Ⅳ
(4)图丙为发电机的示意图,其原理与图甲所示原理相同。图中时刻线圈水平,箭头为线圈旋转方向,根据上面表格中的信息可知此时ab边中的电流情况是 C 。
A.无电流
B.电流方向由a向b
C.电流方向由b向a
【分析】(1)根据灵敏电流计指针是否偏转分析电流;
(2)根据相对运动分析;
(3)根据磁场方向和感应电流产生的条件分析;
(4)将丙图顺时针旋转后类比分析。
【解答】解:(1)竖直向下,由实验次数1、2可知,闭合开关,灵敏电流计指针不偏转,说明没有电流产生,故导体AB竖直运动不会产生感应电流。
(2)由实验次数3、4可推测,如果固定导体AB,水平向右移动磁体,根据运动的相对性,相当于导体向左运动,故灵敏电流计的指针向右偏转。
(3)磁体外部磁感线的方向从N极到S极,则灵敏电流计的指针不偏转的位置是导体运动方向平行于磁感线,即图中Ⅰ位置,故选A。
(4)磁体外部磁感线的方向从N极到S极,将丙图顺时针旋转90度,与甲图类似,ab向左运动,故此时电流方向外部是从a到b,导体中是从b到a。
故答案为:(1)不会;(2)右;(3)A;(4)C。
【点评】本题考查探究感应电流的产生条件与方向,属于中档题。
39.(2024春•拱墅区期末)如图甲所示为发光二极管(LED)及其符号,它具有单向导电性,当电流从“+”极流入时会发光,当电流从“﹣”极流入时不会发光。小乐利用两个相同的发光二极管设计了如图乙所示装置来研究“感应电流的方向与哪些因素有关”其实验步骤及现象如表所示:
实验步骤
实验现象
①
条形磁铁水平放置在玻璃管左侧,S极向右快速插入玻璃管
A发光,B不发光
②
将插入玻璃管中的条形磁铁,快速向左拉出
A不发光,B发光
③
条形磁铁水平放置在玻璃管左侧, N ,极向右快速插入玻璃管
A不发光,B发光
(1)实验中,将两个相同的发光二极管反向并联的目的是 判断感应电流的方向 。
(2)根据①②可得出:感应电流的方向与 导体切割磁感线的方向 有关。
(3)若根据①③可得出:感应电流的方向与磁场方向有关。补全③的实验步骤。
(4)分析实验结果,通电螺线管产生的磁场对条形磁体的运动会产生 阻碍 (选填“推动”或“阻碍”)作用。
【分析】(1)根据LED灯的工作特点分析;
(2)根据实验现象分析可得出结论。
(3)探究感应电流的方向跟磁场方向之间的关系,需要保证导体运动方向不变,只改变磁场的方向;
(4)实验表明:通电螺线管产生的磁场方向和外界磁场的变化是相反的。
【解答】解:(1)LED灯具有单向导电性,实验中选用LED灯是为了判断感应电流的方向;
(2)由①②可知,条形磁铁先是S极向右快速插入玻璃管,然后快速向左拉出,导体切割磁感线的方向不同,产生的感应电流方向不同,可以得出:感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关;
(3)若想要证明“感应电流的方向与磁场方向有关”,在做了上述操作①后,还应该补做的实验操作是条形磁铁水平放置在玻璃管左侧,N极向右快速插入玻璃管,观察两灯的发光情况;
(4)通电螺线管产生的磁场方向和外界磁场的变化是相反,通电螺线管产生的磁场对条形磁体的运动产生阻碍作用。
故答案为:(1)判断感应电流的方向;(2)感应电流的方向与磁场的方向有关;(3)N;(4)阻碍。
【点评】本题是“感应电流的方向与哪些因素有关”的实验,实验中给出了几种实验现象,通过实验现象的比较让学生总结出影响感应电流方向的因素以及利用结论解决问题,有一定的难度。
40.(2024春•杭州期中)“探究产生感应电流条件”的实验步骤如图中的甲、乙、丙所示。
(1)本实验中,我们通过观察 灵敏电流计的指针是否偏转 来判断电路是否有感应电流,图中能产生感应电流的是 甲 (选填“甲”、“乙”或“丙”)。
(2)在探究感应电流方向与磁场方向的关系时,应控制 导体运动方向 不变。
(3)闭合开关后,若导体不动,磁铁左右水平运动,电路中是否有感应电流? 有 (选填“有”或“无”)。
(4)实验过程中,某些同学按图甲方法进行操作时,实验现象不太明显,请你从实验装置方面提出一条改进的措施: 将导体棒换成矩形线圈 (写出一条)。
【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫电磁感应现象。当电路通电时,由电磁感应现象产生的电流叫做感应电流。
【解答】解:(1)本实验中,我们通过观察灵敏电流计的指针是否偏转来判断电路是否有感应电流,图甲中导体棒在闭合电路中做切割磁感线运动,会产生感应电流;
图乙中导体棒没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流;图丙中电路没有闭合,不会产生感应电流;故选:甲。
(2)在探究感应电流方向与磁场方向的关系时,应控制导体运动方向不变。
(3)若导体不动,磁铁左右水平运动,相当于导体在磁场中做切割磁感线运动,有感应电流产生。
(4)将导体棒换成矩形线圈可以增强实验效果。
故答案为:(1)灵敏电流计的指针是否偏转;甲;(2)导体运动方向;(3)有;(4)将导体棒换成矩形线圈。
【点评】本题考查的是探究电磁感应现象的实验;知道产生感应电流的条件和控制变量法在本实验中的应用。
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