内容正文:
第8章 电磁相互作用
2 磁场对电流的作用
磁场对通电导线的作用
1.(2024四川成都二模)如图所示装置,通电瞬间直导线向左摆
动,这表明_______对电流有力的作用;若要使直导线向右摆
动,可改变电流的_______(选填“大小”或“方向”)。
方向
磁场
解析 图中导线通电时,会受力而运动,说明通电导线在磁场
中受力的作用;若要使直导线向右摆动,可以改变流过直导线
的电流方向,也可以改变磁场的方向。
2.(2024安徽滁州二模)如图是小明同学探究通电导体在磁场
中受力情况的装置,此时闭合开关后,观察到导体棒ab在导轨
上向右运动,若小明把电源正负极和磁场方向同时对调,再闭
合开关,导体棒ab将会___________(选填“向右运动”“向
左运动”或“静止不动”)。
向右运动
解析 通电导体在磁场中受到力的作用,所受力的方向与电
流的方向和磁场的方向有关,若同时对调电源正负极和磁场
方向,则导体棒运动方向将和原来一样,即导体棒ab将会向右
运动。
电动机
3.(2024河北张家口期末)如图所示是直流电动机的模型,闭合
开关后线圈顺时针转动,现要加快线圈顺时针转动的速度,下
列方法中可行的是 ( )
D
A.减小电路中的电流
B.改变电路中电流的方向
C.对调磁极位置同时改变电流方向
D.换用磁性更强的磁铁
解析 线圈转动的速度与磁场强弱和电流大小有关。减小电
路中的电流,会使线圈的转速变慢,故A不符合题意;改变电路
中电流的方向,线圈会逆时针转动,转速不变,故B不符合题意;
对调磁极位置同时改变电流方向,线圈转动方向和转速均不
变,故C不符合题意;换用磁性更强的磁铁,则磁场变强,线圈的
转速加快,故D符合题意。故选D。
4.【新特色·教材变式】如图装置是电动机的工作模型,在工
作过程中,________起了关键的作用,它能使线圈刚刚转过
_______位置时,就自动改变线圈中的___________,从而实
现通电线圈在磁场中的连续转动。
电流方向
平衡
换向器
解析 为了让电动机能够持续转动,在制作电动机时增加了
换向器,当线圈刚好转过平衡位置时就自动改变线圈中的电
流方向,及时改变通电线圈的受力方向,保证通电线圈能够连
续转动。
特别提醒 换向器的作用是转换电流的方向。
电动机与人类文明
5.【跨学科·工程实践】2023年10月19日上午,总高度近60米,质量超过40吨的神舟十七号船箭组合体,被平稳运抵发射塔架!转运过程中,船箭组合体会产生“头重脚轻”的问题,为了确保神舟十七号在转运过程中保持平稳状态,电源驱动控制车起到了至关重要的作用。下列关于电动机的说法错误的是 ( )
A.电动机在工作时把电能转化为机械能
B.电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的
C.电动机的效率比汽油机的高,可达到100%
C
D.只对调电源的正、负极可以改变电动机的转动方向
解析 电动机在工作时把电能转化为机械能,故A说法正确;
通电导体在磁场中受力运动,利用此原理人们发明了电动机,
故B说法正确;任何机械的效率都不可能达到100%,故C说法
错误;只对调电源的正、负极,电流的方向发生改变,受力方向
改变,电动机转动方向改变,故D说法正确。
6.【新特色·环境保护】(2024江西中考)在大力倡导节能环
保、践行低碳生活的新时代,新能源汽车越来越普及。其中
新能源电动汽车中的电动机利用通电线圈在_______中受力
转动,把______能转化为机械能,从而驱动汽车行驶。
电
磁场
解析 电动机的原理是通电线圈在磁场中受到力的作用,从
而使线圈转动驱动汽车行驶,该过程是将电能转化为机械
能。
7.【跨学科·日常生活】(2023四川广元中考,★★☆)电流表是
电学实验中的重要仪器,如图所示是电流表的内部结构简图,
将线圈置于两磁极之间,线圈上固定有一指针,有电流通过线
圈时,线圈会带动指针一起偏转,线圈中电流越大,指针偏转角
度越大。则电流表的工作原理与下列说法相符的是 ( )
A
A.通电线圈在磁场中受到了力的作用
B.同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引
C.与发电机工作原理相同
D.电流表工作过程中,机械能转化为电能
解析 通过电流表的内部构造显示电流表的工作原理:通电
线圈在磁场中受力而转动;电流表工作过程中,电能转化为机
械能,与发电机工作原理不相同,发电机的工作原理是电磁感
应,故A正确。
8.【新特色·国防教育】(2024江苏宿迁中考,★★☆)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 ( )
B
解析 电磁弹射器是利用通电导体在磁场中受力的原理制成
的;A选项是奥斯特实验,说明电流周围存在磁场,故A不符合
题意;B选项装置中有电源,闭合开关后形成通路有电流流过,
导体棒ab运动,可说明通电导体在磁场中受到力的作用,故B
符合题意;C选项是电磁感应的实验装置,故C不符合题意;D选
项装置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。
9.【跨学科·工程实践】(★★☆)电动机在现代生产、生活中
有广泛的应用。
(1)如图所示是电动机原理图,将通电线圈abcd置于磁场中,线圈的ab、cd边受到________,使线圈转动起来。
(2)某电动车是利用电动机来驱动车轮转动的,遇到障碍时,只
要按下倒车开关就能改变线圈中____________来实现倒车。
电流的方向
力的作用
解析 (1)将通电线圈abcd置于磁场中,线圈的ab、cd边在磁
场中受到力的作用,ab、cd边的受力方向相反,使得线圈转动
起来。
(2)磁场的方向不变,按下倒车开关就能改变线圈中电流的方
向,从而改变线圈受力的方向来实现倒车。
10.(2024河南周口三模,★★☆)小亮同学在学习了“电和
磁”的知识后,用甲、乙两个直流电动机设计了如图所示的
装置,闭合开关S后甲开始转动,同时用皮带带动乙转动,小灯
泡发光。在此过程中,将电能转化为机械能的装置是______
(选填“甲”或“乙”),如果要使甲的转动方向与原来相反,
可采取的措施是___________________。
将电源正负极对调
甲
解析 甲所在的左侧电路,其工作原理是通电导体在磁场中
受力的作用,故工作过程中将电能转化为机械能的装置是甲;
乙所在的右侧电路的工作原理是电磁感应,工作过程中将机
械能转化为电能。要使甲的转动方向与原来相反,可采取的
措施是将电源正负极对调,改变电路中的电流方向。
11.【新中考·开放性设问】如图乙为某物理小组在探究电动
机工作原理时,仿照图甲的直流电动机模型自制的简易电动
机模型。在探究过程中,小组成员记录了以下待解决的制作
与操作问题,请谈谈你的想法:
(1)绕制线圈的铜丝外表有漆皮,必须对线圈引出线的两端(搁
置于铜质弯钩的部位)进行刮漆处理,一端全部刮掉,另一端只
刮半周。这一步目的是______________________,因此这一
部位就相当于图甲中的__________(填部件名称)。
(2)如果整个制作没有问题,但接上电源后线圈不动,这时应做
哪些尝试?(说出两点即可)
①__________________________;
②__________________________________________。
增大电源电压(或换一块磁性更强的磁体)
将线圈拨转一定角度
换向器
使线圈能够连续转动
(3)通电后线圈能转动,如要改变转动方向,可采取的做法是:
①__________________;
②__________________。
只改变磁场方向
只改变电流方向
解析 (1)采取将线圈一端的绝缘漆全部刮掉,另一端只刮半
周的方法,可以使线圈在上半周内在磁场的作用下受力转动,
线圈刚转到平衡位置时切断电流,从而利用惯性继续转动,因
此这一步的目的是使线圈能够连续转动;刮漆和使用换向器
的目的是相同的,都是为了使线圈能够持续地转动下去,所以
这一部位相当于图甲中的换向器。
(2)电动机不转动的原因可能是在通电前线圈刚好处于平衡
位置,所以可以试着用手拨动一下线圈,看线圈能否转动起来;
线圈不转动的原因还有可能是线圈受力太小不足以让线圈转
动,而造成线圈受力太小的原因可能是线圈中电流太小或磁
体磁性较弱,所以应增大电源电压或换一块磁性更强的磁体。
(3)通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向都有关系,所以要想改变线圈的转动方向,可以采取保持磁场方向不变,改变电流方向;或是保持电流方向不变,只改变磁场方向。
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