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专题十五 电动机与发电机--【高效二轮复习】2023-2024学年中考科学二轮复习（浙教版）
一、电动机与发电机的结构
1．（2023·江山模拟）小明发现电吉他的发音是通过电磁拾音装置连接扬声器而实现的。拾音器的基本结构如图1所示，由铜线绕成线圈，金属吉他弦被磁化成一个磁体，拨动吉他弦的时候就相当于铜线圈在切割弦的磁场，从而产生感应电流，电流越大声音越响。小明想探究吉他的响度与什么有关。用电流检测仪器测得某一次拨弦的电流情况，如图2所示。小明得出吉他的响度与弦的振动的幅度有关，越用力拨弦（使弦拉伸幅度变大，振动变快），声音越响的结论。
（1） 小刚同学觉得小明同学的实验结论不够科学，你觉得实验存在哪些问题　 　。
（2）观察图2可知电流方向在不断变化，引起电流方向变化的原因是　 　。
（3）若选用　 　材质的金属弦（填“铜质弦”或“铁质弦”），无论如何拨动金属弦，扬声器都不能发音。
2．（2023·绍兴模拟）我国的磁悬浮列车和高铁技术都处于世界领先水平。
（1）上海磁悬浮列车的结构如图所示。要使列车悬浮起来，车身线圈的上端是　 　（填“N”或“S”）极，该列车运行时依据磁极间相互作用的原理是　 　。
（2）高铁采用了“再生制动”技术，即车到站前关闭电源，此时电机线圈随车轮在磁场中转动，利用　 　的原理将车辆的机械能转化为电能。
3．（2023·杭州模拟）如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是 　 　极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的 　 　（选填“发电机”或“电动机”），若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向 　 　（选填“相同”或“相反”）。
4．（2023·宁波模拟）如图是手机无线充电的原理简化图。当充电器线圈接通电源之后，该线圈就会产生一个磁场，当手机放在充电器上的时候，手机中的线圈就会产生感应电流，实现无线充电
（1）手机线圈中产生电流是利用　 　现象。
（2）当充电器线圈中某一时刻的电流方向如图所示，则图中B点的磁场方向是　 　（选填“向上”或“向下”）。
5．（2022八下·乐清月考）华华同学对手机无线充电的原理感到好奇。查阅资料后得知：充电时充电器内的发射线圈产生磁场，手机内的接收线圈会产生感应电流给电池充电，结构如图甲。学过电磁感应原理的华华同学提出质疑：手机和充电器在充电过程中都不动，并没有做切割磁感线运动，为何会产生感应电流？对此，她设计了图乙实验进行验证。
（1）闭合开关后灵敏电流计指针被没有发生偏转。华华认为，可能是P线圈中的电流过小，于是她将滑片向左移。她的这一操作是基于什么猜想？　 　
（2）滑片左移后，仍未观察到指针偏转，但再断开开关、闭合开关、移动滑片时灵敏电流计指针有明显偏转。请教科学老师后得知：当闭合电路围成的平面内磁感线数量发生改变时，电路中能产生感应电流。请根据上述事实，解释在该实验中若导体ab上下运动时，则闭合电路中不产生感应电流的原因（图丙）　 　.
操作序号 开关及滑动变阻器状态 灵敏电流计指针偏转方向
1 开关由断开变为闭合 向左
2 开关由闭合变为断开 向右
3 开关闭合时，滑片向左移动 向左
4 开关闭合时，滑片向右移动 向右
5 开关闭合后，滑片不移动 不偏转
6 改变电源正负极，闭合开关，滑片向左移动 向左
7 改变电源正负极，闭合开关，滑片向右移动 向右
（3）华华发现不同情况下灵敏电流计指针偏转方向不同。她猜测与Q线圈中的电流方向改变有关，于是进行实验并记录现象。请判断华华的说法是否正确，并合理选择上表格中的两次实验说明理由。　 　.
6．（2013·绍兴）材料一：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场。
材料二：1825年，瑞士物理学家科拉顿做了如下实验：他将一个能反映微小变化的电流表，通过导线与螺旋线圈串联成闭合电路，并将螺旋线圈和电流表分别放置在两个相连的房间，如图。他将一个条形磁铁插入螺旋线圈内，同时跑到另一个房间里，观察电流表的指针是否偏转。进行多次实验，他都没有发现电流表指针发生偏转。
材料三：1831年，英国物理学家法拉第用闭合电路的一部分导体，在磁场里切割磁感线的时候，发现导体中产生电流，从而实现了剩用磁场获得电流的愿望。
（1）进行奥斯特实验时，在静止的小磁针上方，分别用图甲和乙两种方式放置一根导线。当导线通电时，小磁针发生明显偏转的是　 　(选填“甲”或“乙”)。
（2）科拉顿、法拉第等物理学家相继进行如材料所说的实验研究，是基于　 　的科学猜想。
（3）科拉顿的实验中，　 　(选填“已经”或“没有”)满足产生感应电流的条件。要使他能观察到电流表指针偏转，你提出的一种改进方法是　 　。
7．（2023八下·路桥期末）学校开展项目化学习挑战赛-为夜跑者设计制作节能夜跑灯。
[提供器材]塑料水管、胶塞、圆柱形强磁体、漆包线、LED灯(图甲，LED灯具有单向导电性，当电流从“+”极流入时，LED灯会发光，当电流从“-”极流入时，LED灯则不发光)等。
[项目要求]设计制作节能夜跑灯，将日常跑步产生的机械能转化为电能，使LED灯发光是利用　 　原理。
[方案设计]乙图为小柯设计的节能夜跑灯结构图，磁体在水管中可来回移动，线圈缠绕在塑料水管外壳并与一盏LED灯构成闭合电路。
[产品制作]小柯用磁性相同的磁体，以相同的速度切割磁感线，探究感应电压大小和线圈匝数关系，具体数据如丙所示。根据表中数据分析可得出结论　 　。确定匝数后，制作夜跑灯绑在小臂上，跑步时甩臂使一盏工作电压为1.8V的LED灯发光。
[项目评价]
节能夜跑灯设计制作评价量表(节选)
评价指标 　 5分 3分 1分 自评
夜跑灯设计图 有设计图且设计合理、结构有标注 有设计图且设计合理 有设计图但设计不合理 　
产品性能 发光情况 两盏LED灯交替发光 两盏LED灯发光 一盏LED灯发光 　
使用情况 日常跑步甩臂发光 快于日常跑步甩臂发光 手中摇动发光 　
根据评价表，小柯设计的夜跑灯发光情况一项评分为1分，请在图示虚线框内改进设计图使该指标达到5分。
8．（2022八下·杭州月考）根据装配直流电动机模型实验，回答下列问题。
（1）直流电动机的工作原理是　 　。电动机工作时，能够使线圈平稳、连续不停地转动下去是靠　 　（填名称）来实现的。
（2）实验中要研究电动机转动方向和转动速度的影响因素，请你在下列方框中画出电路图。
（3）若要改变电动机的转动方向，下列方法中可行的是 （填字母）。
A．同时改变电流方向和磁场方向
B．只改变电流方向或只改变磁场方向
C．使电动机线圈中的电流增大
D．使磁场增强
（4）你在安装电动机模型的时候，如果遇到电动机转子不转，请你分析可能的原因及解决的办法（写出两种）。
原因
1：　 　；解决办法：　 　。
原因
2：　 　；解决办法：　 　。
9．（2019八下·丽水月考）电和磁是密不可分的，请根据题目要求回答下列问题：
（1）如左图是直流电动机原理图，其中 F 是　 　，它能使线圈经过平衡位置时自动改变其中电流方向，从而使线圈能连续转动。
（2）通电后，转动的线圈中 dc 边受力方向跟　 　和　 　有关。直流电动机转动过 程中把电能转化为　 　能。
（3）某同学在装配直流电动机模型时，他正确连接电路后闭合开关，发现电动机并没有如期转动起来，而他轻轻拨了一下线圈，电动机就能连续转动了，由此写出一条你认为电动机不会转动的原因：　 　。如果要让电动机的转动速度加大，你认为他可以怎么做？请你写出一种方法：　 　。
（4）右图是小张在探究电磁感应现象时所做的几个实验，由图中　 　（用甲、乙、丙表示）两图可以得出下述结论：感应电流方向与导体作切割磁感线运动方向有关。很多学校的同学都在操场用长导线来做书本上“摇动电线发电”的实验，在导线长度和摇线快慢一定时，你认为两个摇动电线的同学应该选择下列哪种方向站立，电流会更大？　 　（选填序号）
A．两同学东西方向站立 B．两同学南北方向站立
10．（2017八下·萧山月考）图 (甲)是直流电动机模型，图 (乙)是自制简易电动机模型．现在主要讨论图(乙)简易电动机的制作与操作问题：
（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．按这种方法刮漆，目的是使线圈能够　 　，因此这一部位就相当于　 　(填某一部件的名称)．
（2）如整个制作没有问题，但接上电源后线圈不动，这时应做哪些尝试
①　 　； ②　 　．
（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　 　．
答案解析部分
1．【答案】（1）该实验存在两个变量：振动的幅度和速度
（2）切割磁感线的方向在变化
（3）铜质弦
【知识点】声音的产生；电磁感应
【解析】【分析】（1）小明想探究吉他的响度与什么有关时，应采用控制变量法，据此分析；
（2）感应电流的方向与导体运动的方向和磁场的方向有关；
（3）根据铜不能被磁化而铁能被磁化进行解答。
【解答】
（1）由题意可知，小明想探究吉他的响度与什么有关时，采用的是控制变量法，探究响度与振幅的关系时，应该控制振动的速度不变，只改变振幅的大小，而小明同时改变了振动速度，即错误的地方是：该实验存在两个变量：振动的幅度和速度；
（2）根据图2可知，感应电流的方向是变化的，是因为琴弦来回振动时，线圈切割磁感线的方向不同，则感应电流的方向不同；
（3）由于铜质弦不能被磁化，而铁质弦能被磁化，因此选用铜质弦，无论如何拨动金属弦，扬声器都不能发音。
故答案为：（1）该实验存在两个变量：振动的幅度和速度；（2）切割磁感线的方向在变化；（3）铜质弦。
2．【答案】（1）S；异名磁极相互吸引
（2）电磁感应
【知识点】磁极间的相互作用；电磁感应
【解析】【分析】磁极间的相互作用为同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；电磁感应原理为闭合电路中一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生产应电流。
【解答】（1）如图所示，车身应与上方轨道吸合，故为异名磁极相互吸引，上端S极。
（2） 电机线圈随车轮在磁场中转动，利用 了电磁感应原理。
故答案为：（1）S； 异名磁极相互吸引
（2） 电磁感应
3．【答案】N；电动机；相同
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断；直流电动机的构造原理与工作过程；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】（1）根据安培定则判断电磁铁的磁极方向；
（2）电动机将电能转化为机械能，发电机将机械能转化为电能；
（3）电磁铁的磁场方向与电流方向有关；通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关。
【解答】（1）根据图片可知，线圈上电流方向向右。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向右，此时大拇指指向上端，则上端为电磁铁的N极。
（2）闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，此时将电能转化为机械能，为电动机；
（3）若只将电源的正负极互换，那么通过电磁铁的电流方向改变，则磁场方向改变。此时通过线圈的电流方向也发生了变化，因此线圈的受力方向与原来相同，也就是转动方向相同。
4．【答案】（1）电磁感应
（2）向上
【知识点】电磁感应；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【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，会产生感应电流，这就是电磁感应现象，发电机就是根据这个原理工作的。
（2）根据安培定则分析判断。
【解答】（1）手机线圈中产生电流是利用电磁感应现象。
（2）右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向外，此时大拇指指向上面，则B点磁场方向向上。
5．【答案】（1）磁场强度越强，P线圈中的感应电流越大
（2）该闭合电路内磁感线数量未发生改变
（3）不正确，比较3、6或4、7可知，Q线圈中的电流方向改变，其他条件不变，灵敏电流计指针偏转方向不改变，说明感应电流方向与Q线圈中的电流方向无关
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】（1）分析哪个因素发生改变，就说明磁场强弱与这个因素有关；
（2）从闭合电路内的磁感线数量是否发生改变的角度分析；
（3）根据表格数据，寻找对照实验，分析电流表的指针偏转方向是否与Q线圈中的电流方向有关。
【解答】（1）华华认为，可能是P线圈中的电流过小，于是她将滑片向左移，此时变阻器的阻值减小，而通过线圈的电流增大，则她的这一操作是基于猜想：磁场强度越强，P线圈中的感应电流越大。
（2）当闭合电路围成的平面内磁感线数量发生改变时，电路中能产生感应电流。请根据上述事实，解释在该实验中若导体ab上下运动时，则闭合电路中不产生感应电流的原因：该闭合电路内磁感线数量未发生改变。
（3）我认为华华的说明不正确，理由是：比较3、6或4、7可知，Q线圈中的电流方向改变，其他条件不变，灵敏电流计指针偏转方向不改变，说明感应电流方向与Q线圈中的电流方向无关。
6．【答案】（1）甲
（2）磁能产生电或者说磁生电
（3）已经；将电流表等器材置于同一房间
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】（1）根据右手定则可知，用右手握住导线，大拇指指向电流方向，此时弯曲的四指指尖朝向磁场的环绕方向。在甲图中，小磁针与导线平行，那么在小磁针位置磁场方向是垂直纸面向外的，小磁针会受到很大的电磁力而偏转。在乙图中，小磁针的摆放方向与磁场方向一致，几乎不受磁力作用，自然不会发生明显偏转。
（2）让导体在磁场中运动，观察是否有电流产生，这肯定事先猜想磁能够生电；
（3）闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时会生成感应电流，因此科拉顿的实验已经满足电磁感应的条件。但是由于产生感应电流的时间很短，而它从一个房间跑到另一个房间时间较长，所以他没有观察到电流的产生，因此只需将两个房间的器材同时放在一个房间即可。
【解答】（1）进行奥斯特实验时，在静止的小磁针上方，分别用图甲和乙两种方式放置一根导线。当导线通电时，小磁针发生明显偏转的是甲。
（2）科拉顿、法拉第等物理学家相继进行如材料所说的实验研究，是基于磁能产生电或者说磁生电的科学猜想。
（3）科拉顿的实验中，已经满足产生感应电流的条件。要使他能观察到电流表指针偏转，改进方法是：将电流表等器材置于同一房间。
7．【答案】电磁感应；当磁场强度、切割磁感线速度相同时，感应电压大小与线圈匝数成正比
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【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现象，发电机和动圈式话筒就是利用该原理制成的；
（2）LED具有单向导电性。
【解答】
[项目要求]设计制作节能夜跑灯，将日常跑步产生的机械能转化为电能，使LED灯发光是利用电磁感应原理；
[产品制作]小柯用磁性相同的磁体，以相同的速度切割磁感线，探究感应电压大小和线圈匝数关系，具体数据如表所示。根据表中数据分析可得出结论：当磁场强度、切割磁感线速度相同时，感应电压大小与线圈匝数成正比。确定而数后，制作夜跑灯绑在小臂上，跑步时用臂使一盏工作电压为1.8v的LED灯发光；
[项目评价]根据发光二极管的单向导电性，将两个LED灯并联起来，正负极接法不同，设计如下：
。
故答案为：[项目要求]电磁感应；[产品制作] 当磁场强度、切割磁感线速度相同时，感应电压大小与线圈匝数成正比；[项目评价]。
8．【答案】（1）通电线圈能在磁场中转动；换向器
（2）
（3）B
（4）电路中的电源电力不足；更换电池，增加电源电压；转子处在平衡位置；用手拨动转子
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】（1）根据直流电动机的工作原理解答。根据直流电动机的结构和工作过程解答。
（2）通电导体在磁场中的受力分析与磁场方向和电流方向有关；通电导体在磁场中受力的大小与磁场强弱和电流大小有关，据此设计电路。
（3）根据通电导体在磁场中受力方向的影响因素判断；
（4）电动机的转子不转，可能是受到的电磁力太小，也可能是线圈处于平衡位置，据此分析解答。
【解答】（1）直流电动机的工作原理是通电线圈能在磁场中转动。电动机工作时，能够使线圈平稳、连续不停地转动下去是靠换向器来实现的。
（2）电动机的转速大小与电流大小有关，因此要改变转速，就要改变电流，即将一个变阻器与电动机串联即可，如下图所示：
（3）电动机的转动方向与电流方向和磁场方向有关，故选B。
（4）电动机的转子不转，可能原因为：
原因 1：电路中的电源电力不足；解决办法：更换电池，增加电源电压。
原因 2：转子处在平衡位置；解决办法：用手拨动转子。
9．【答案】（1）换向器
（2）电流方向；磁场方向；机械能
（3）线圈刚好处在平衡位置或摩擦力太大；增大线圈中的电流或增大磁铁的磁性
（4）甲、乙；A
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】（1）直流电动机的换向器其实就是两个铜半环，借助它改变电流方向，保证线圈能够持续朝一个方向转动；
（2）通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和与磁场方向有关；
（3）电动机不转可能是没有受力，或者摩擦太大；通电导体受力的大小与磁场强度和电流大小有关；（4）要探究感应电流方向与导体作切割磁感线运动方向有关，必须控制磁场方向有关，改变运动方向；地磁场沿南北方向，线圈沿东西方向转动切割磁感线效果最好，电流最大。
【解答】(1)如左图是直流电动机原理图，其中 F 是换向器，它能使线圈经过平衡位置时自动改变其中电流方向，从而使线圈能连续转动。
(2)通电后，转动的线圈中 dc 边受力方向跟电流方向和磁场方向有关。直流电动机转动过 程中把电能转化为机械能。
（3） 电动机不会转动的原因：线圈刚好处在平衡位置或摩擦力太大 ；如果让电动机的转动速度增大，可以增大线圈中的电流或增大磁铁的磁性；
（4） 要探究感应电流方向与导体作切割磁感线运动方向有关，必须控制磁场方向有关，改变运动方向，因此小张要选甲和乙图中实验；在导线长度和摇线快慢一定时，两个摇动电线的同学应该选择东西方向站立，故选A。
故答案为：（1）换向器；（2）电流方向，磁场方向，机械能；（3）
线圈刚好处在平衡位置或摩擦力太大 ， 增大线圈中的电流或增大磁铁的磁性 ；（4）甲乙，A
10．【答案】（1）导电(接触良好)；换向器
（2）将线圈扭转一定角度；增大电源电压 (或换一块磁性更强的磁体)
（3）只改变电流方向；只改变磁场方向
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】（1）电动机是靠通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的，所以要想使线圈在磁场中受力转动，必须先给线圈中通入电流；为了让线圈持续转动下去，可以采用两种方法：一种方法是当线圈转过平衡位置以后，立即停止给它供电；另一种方法是当线圈转过平衡位置以后，立即改变线圈中的电流方向；（2）电动机不转动的原因有以下几种情况：①启动前线圈刚好处于平衡位置；②线圈中的电流太小或磁场太弱；（3）通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关。
【解答】（1）漆是绝缘体，刮去以后，线圈中就会有电流，只有当线圈中有电流时，线圈才会受力发生转动，所以刮漆的目的是使线圈能够导电．采用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的转动下去，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；电动机不转动的原因还有可能是因为线圈受力太小，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，所以应试着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，可以采取只改变电流方向或只改变磁场方向。
故答案为 ：（1）导电，换向器；（2）①将线圈拨转一定角度；②增大电源电压（或换一块磁性更强的磁体）；（3）①只改变电流方向；②只改变磁场方向。
1 / 1专题十五 电动机与发电机--【高效二轮复习】2023-2024学年中考科学二轮复习（浙教版）
一、电动机与发电机的结构
1．（2023·江山模拟）小明发现电吉他的发音是通过电磁拾音装置连接扬声器而实现的。拾音器的基本结构如图1所示，由铜线绕成线圈，金属吉他弦被磁化成一个磁体，拨动吉他弦的时候就相当于铜线圈在切割弦的磁场，从而产生感应电流，电流越大声音越响。小明想探究吉他的响度与什么有关。用电流检测仪器测得某一次拨弦的电流情况，如图2所示。小明得出吉他的响度与弦的振动的幅度有关，越用力拨弦（使弦拉伸幅度变大，振动变快），声音越响的结论。
（1） 小刚同学觉得小明同学的实验结论不够科学，你觉得实验存在哪些问题　 　。
（2）观察图2可知电流方向在不断变化，引起电流方向变化的原因是　 　。
（3）若选用　 　材质的金属弦（填“铜质弦”或“铁质弦”），无论如何拨动金属弦，扬声器都不能发音。
【答案】（1）该实验存在两个变量：振动的幅度和速度
（2）切割磁感线的方向在变化
（3）铜质弦
【知识点】声音的产生；电磁感应
【解析】【分析】（1）小明想探究吉他的响度与什么有关时，应采用控制变量法，据此分析；
（2）感应电流的方向与导体运动的方向和磁场的方向有关；
（3）根据铜不能被磁化而铁能被磁化进行解答。
【解答】
（1）由题意可知，小明想探究吉他的响度与什么有关时，采用的是控制变量法，探究响度与振幅的关系时，应该控制振动的速度不变，只改变振幅的大小，而小明同时改变了振动速度，即错误的地方是：该实验存在两个变量：振动的幅度和速度；
（2）根据图2可知，感应电流的方向是变化的，是因为琴弦来回振动时，线圈切割磁感线的方向不同，则感应电流的方向不同；
（3）由于铜质弦不能被磁化，而铁质弦能被磁化，因此选用铜质弦，无论如何拨动金属弦，扬声器都不能发音。
故答案为：（1）该实验存在两个变量：振动的幅度和速度；（2）切割磁感线的方向在变化；（3）铜质弦。
2．（2023·绍兴模拟）我国的磁悬浮列车和高铁技术都处于世界领先水平。
（1）上海磁悬浮列车的结构如图所示。要使列车悬浮起来，车身线圈的上端是　 　（填“N”或“S”）极，该列车运行时依据磁极间相互作用的原理是　 　。
（2）高铁采用了“再生制动”技术，即车到站前关闭电源，此时电机线圈随车轮在磁场中转动，利用　 　的原理将车辆的机械能转化为电能。
【答案】（1）S；异名磁极相互吸引
（2）电磁感应
【知识点】磁极间的相互作用；电磁感应
【解析】【分析】磁极间的相互作用为同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；电磁感应原理为闭合电路中一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生产应电流。
【解答】（1）如图所示，车身应与上方轨道吸合，故为异名磁极相互吸引，上端S极。
（2） 电机线圈随车轮在磁场中转动，利用 了电磁感应原理。
故答案为：（1）S； 异名磁极相互吸引
（2） 电磁感应
3．（2023·杭州模拟）如图所示，一个综合实践小组用一段漆包线绕成线圈abcd，用小刀刮两端引线的漆皮，一端全部刮去，另一端只刮上半周或下半周。将线圈abcd放在用硬金属丝做成的支架m、n上，并按图示连接电路，则电磁铁的上端是 　 　极。闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，这就是简易的 　 　（选填“发电机”或“电动机”），若只将电源的正负极互换，则线圈转动方向会与原来的转动方向 　 　（选填“相同”或“相反”）。
【答案】N；电动机；相同
【知识点】通电导体在磁场中的受力方向的判断；直流电动机的构造原理与工作过程；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【分析】（1）根据安培定则判断电磁铁的磁极方向；
（2）电动机将电能转化为机械能，发电机将机械能转化为电能；
（3）电磁铁的磁场方向与电流方向有关；通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关。
【解答】（1）根据图片可知，线圈上电流方向向右。右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向右，此时大拇指指向上端，则上端为电磁铁的N极。
（2）闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈会持续转动，此时将电能转化为机械能，为电动机；
（3）若只将电源的正负极互换，那么通过电磁铁的电流方向改变，则磁场方向改变。此时通过线圈的电流方向也发生了变化，因此线圈的受力方向与原来相同，也就是转动方向相同。
4．（2023·宁波模拟）如图是手机无线充电的原理简化图。当充电器线圈接通电源之后，该线圈就会产生一个磁场，当手机放在充电器上的时候，手机中的线圈就会产生感应电流，实现无线充电
（1）手机线圈中产生电流是利用　 　现象。
（2）当充电器线圈中某一时刻的电流方向如图所示，则图中B点的磁场方向是　 　（选填“向上”或“向下”）。
【答案】（1）电磁感应
（2）向上
【知识点】电磁感应；通电螺线管的极性和电流方向的判断
【解析】【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，会产生感应电流，这就是电磁感应现象，发电机就是根据这个原理工作的。
（2）根据安培定则分析判断。
【解答】（1）手机线圈中产生电流是利用电磁感应现象。
（2）右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向外，此时大拇指指向上面，则B点磁场方向向上。
5．（2022八下·乐清月考）华华同学对手机无线充电的原理感到好奇。查阅资料后得知：充电时充电器内的发射线圈产生磁场，手机内的接收线圈会产生感应电流给电池充电，结构如图甲。学过电磁感应原理的华华同学提出质疑：手机和充电器在充电过程中都不动，并没有做切割磁感线运动，为何会产生感应电流？对此，她设计了图乙实验进行验证。
（1）闭合开关后灵敏电流计指针被没有发生偏转。华华认为，可能是P线圈中的电流过小，于是她将滑片向左移。她的这一操作是基于什么猜想？　 　
（2）滑片左移后，仍未观察到指针偏转，但再断开开关、闭合开关、移动滑片时灵敏电流计指针有明显偏转。请教科学老师后得知：当闭合电路围成的平面内磁感线数量发生改变时，电路中能产生感应电流。请根据上述事实，解释在该实验中若导体ab上下运动时，则闭合电路中不产生感应电流的原因（图丙）　 　.
操作序号 开关及滑动变阻器状态 灵敏电流计指针偏转方向
1 开关由断开变为闭合 向左
2 开关由闭合变为断开 向右
3 开关闭合时，滑片向左移动 向左
4 开关闭合时，滑片向右移动 向右
5 开关闭合后，滑片不移动 不偏转
6 改变电源正负极，闭合开关，滑片向左移动 向左
7 改变电源正负极，闭合开关，滑片向右移动 向右
（3）华华发现不同情况下灵敏电流计指针偏转方向不同。她猜测与Q线圈中的电流方向改变有关，于是进行实验并记录现象。请判断华华的说法是否正确，并合理选择上表格中的两次实验说明理由。　 　.
【答案】（1）磁场强度越强，P线圈中的感应电流越大
（2）该闭合电路内磁感线数量未发生改变
（3）不正确，比较3、6或4、7可知，Q线圈中的电流方向改变，其他条件不变，灵敏电流计指针偏转方向不改变，说明感应电流方向与Q线圈中的电流方向无关
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】（1）分析哪个因素发生改变，就说明磁场强弱与这个因素有关；
（2）从闭合电路内的磁感线数量是否发生改变的角度分析；
（3）根据表格数据，寻找对照实验，分析电流表的指针偏转方向是否与Q线圈中的电流方向有关。
【解答】（1）华华认为，可能是P线圈中的电流过小，于是她将滑片向左移，此时变阻器的阻值减小，而通过线圈的电流增大，则她的这一操作是基于猜想：磁场强度越强，P线圈中的感应电流越大。
（2）当闭合电路围成的平面内磁感线数量发生改变时，电路中能产生感应电流。请根据上述事实，解释在该实验中若导体ab上下运动时，则闭合电路中不产生感应电流的原因：该闭合电路内磁感线数量未发生改变。
（3）我认为华华的说明不正确，理由是：比较3、6或4、7可知，Q线圈中的电流方向改变，其他条件不变，灵敏电流计指针偏转方向不改变，说明感应电流方向与Q线圈中的电流方向无关。
6．（2013·绍兴）材料一：1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围存在磁场。
材料二：1825年，瑞士物理学家科拉顿做了如下实验：他将一个能反映微小变化的电流表，通过导线与螺旋线圈串联成闭合电路，并将螺旋线圈和电流表分别放置在两个相连的房间，如图。他将一个条形磁铁插入螺旋线圈内，同时跑到另一个房间里，观察电流表的指针是否偏转。进行多次实验，他都没有发现电流表指针发生偏转。
材料三：1831年，英国物理学家法拉第用闭合电路的一部分导体，在磁场里切割磁感线的时候，发现导体中产生电流，从而实现了剩用磁场获得电流的愿望。
（1）进行奥斯特实验时，在静止的小磁针上方，分别用图甲和乙两种方式放置一根导线。当导线通电时，小磁针发生明显偏转的是　 　(选填“甲”或“乙”)。
（2）科拉顿、法拉第等物理学家相继进行如材料所说的实验研究，是基于　 　的科学猜想。
（3）科拉顿的实验中，　 　(选填“已经”或“没有”)满足产生感应电流的条件。要使他能观察到电流表指针偏转，你提出的一种改进方法是　 　。
【答案】（1）甲
（2）磁能产生电或者说磁生电
（3）已经；将电流表等器材置于同一房间
【知识点】电磁感应
【解析】【分析】（1）根据右手定则可知，用右手握住导线，大拇指指向电流方向，此时弯曲的四指指尖朝向磁场的环绕方向。在甲图中，小磁针与导线平行，那么在小磁针位置磁场方向是垂直纸面向外的，小磁针会受到很大的电磁力而偏转。在乙图中，小磁针的摆放方向与磁场方向一致，几乎不受磁力作用，自然不会发生明显偏转。
（2）让导体在磁场中运动，观察是否有电流产生，这肯定事先猜想磁能够生电；
（3）闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时会生成感应电流，因此科拉顿的实验已经满足电磁感应的条件。但是由于产生感应电流的时间很短，而它从一个房间跑到另一个房间时间较长，所以他没有观察到电流的产生，因此只需将两个房间的器材同时放在一个房间即可。
【解答】（1）进行奥斯特实验时，在静止的小磁针上方，分别用图甲和乙两种方式放置一根导线。当导线通电时，小磁针发生明显偏转的是甲。
（2）科拉顿、法拉第等物理学家相继进行如材料所说的实验研究，是基于磁能产生电或者说磁生电的科学猜想。
（3）科拉顿的实验中，已经满足产生感应电流的条件。要使他能观察到电流表指针偏转，改进方法是：将电流表等器材置于同一房间。
7．（2023八下·路桥期末）学校开展项目化学习挑战赛-为夜跑者设计制作节能夜跑灯。
[提供器材]塑料水管、胶塞、圆柱形强磁体、漆包线、LED灯(图甲，LED灯具有单向导电性，当电流从“+”极流入时，LED灯会发光，当电流从“-”极流入时，LED灯则不发光)等。
[项目要求]设计制作节能夜跑灯，将日常跑步产生的机械能转化为电能，使LED灯发光是利用　 　原理。
[方案设计]乙图为小柯设计的节能夜跑灯结构图，磁体在水管中可来回移动，线圈缠绕在塑料水管外壳并与一盏LED灯构成闭合电路。
[产品制作]小柯用磁性相同的磁体，以相同的速度切割磁感线，探究感应电压大小和线圈匝数关系，具体数据如丙所示。根据表中数据分析可得出结论　 　。确定匝数后，制作夜跑灯绑在小臂上，跑步时甩臂使一盏工作电压为1.8V的LED灯发光。
[项目评价]
节能夜跑灯设计制作评价量表(节选)
评价指标 　 5分 3分 1分 自评
夜跑灯设计图 有设计图且设计合理、结构有标注 有设计图且设计合理 有设计图但设计不合理 　
产品性能 发光情况 两盏LED灯交替发光 两盏LED灯发光 一盏LED灯发光 　
使用情况 日常跑步甩臂发光 快于日常跑步甩臂发光 手中摇动发光 　
根据评价表，小柯设计的夜跑灯发光情况一项评分为1分，请在图示虚线框内改进设计图使该指标达到5分。
【答案】电磁感应；当磁场强度、切割磁感线速度相同时，感应电压大小与线圈匝数成正比
【知识点】产生电磁感应现象的条件和规律
【解析】【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现象，发电机和动圈式话筒就是利用该原理制成的；
（2）LED具有单向导电性。
【解答】
[项目要求]设计制作节能夜跑灯，将日常跑步产生的机械能转化为电能，使LED灯发光是利用电磁感应原理；
[产品制作]小柯用磁性相同的磁体，以相同的速度切割磁感线，探究感应电压大小和线圈匝数关系，具体数据如表所示。根据表中数据分析可得出结论：当磁场强度、切割磁感线速度相同时，感应电压大小与线圈匝数成正比。确定而数后，制作夜跑灯绑在小臂上，跑步时用臂使一盏工作电压为1.8v的LED灯发光；
[项目评价]根据发光二极管的单向导电性，将两个LED灯并联起来，正负极接法不同，设计如下：
。
故答案为：[项目要求]电磁感应；[产品制作] 当磁场强度、切割磁感线速度相同时，感应电压大小与线圈匝数成正比；[项目评价]。
8．（2022八下·杭州月考）根据装配直流电动机模型实验，回答下列问题。
（1）直流电动机的工作原理是　 　。电动机工作时，能够使线圈平稳、连续不停地转动下去是靠　 　（填名称）来实现的。
（2）实验中要研究电动机转动方向和转动速度的影响因素，请你在下列方框中画出电路图。
（3）若要改变电动机的转动方向，下列方法中可行的是 （填字母）。
A．同时改变电流方向和磁场方向
B．只改变电流方向或只改变磁场方向
C．使电动机线圈中的电流增大
D．使磁场增强
（4）你在安装电动机模型的时候，如果遇到电动机转子不转，请你分析可能的原因及解决的办法（写出两种）。
原因
1：　 　；解决办法：　 　。
原因
2：　 　；解决办法：　 　。
【答案】（1）通电线圈能在磁场中转动；换向器
（2）
（3）B
（4）电路中的电源电力不足；更换电池，增加电源电压；转子处在平衡位置；用手拨动转子
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】（1）根据直流电动机的工作原理解答。根据直流电动机的结构和工作过程解答。
（2）通电导体在磁场中的受力分析与磁场方向和电流方向有关；通电导体在磁场中受力的大小与磁场强弱和电流大小有关，据此设计电路。
（3）根据通电导体在磁场中受力方向的影响因素判断；
（4）电动机的转子不转，可能是受到的电磁力太小，也可能是线圈处于平衡位置，据此分析解答。
【解答】（1）直流电动机的工作原理是通电线圈能在磁场中转动。电动机工作时，能够使线圈平稳、连续不停地转动下去是靠换向器来实现的。
（2）电动机的转速大小与电流大小有关，因此要改变转速，就要改变电流，即将一个变阻器与电动机串联即可，如下图所示：
（3）电动机的转动方向与电流方向和磁场方向有关，故选B。
（4）电动机的转子不转，可能原因为：
原因 1：电路中的电源电力不足；解决办法：更换电池，增加电源电压。
原因 2：转子处在平衡位置；解决办法：用手拨动转子。
9．（2019八下·丽水月考）电和磁是密不可分的，请根据题目要求回答下列问题：
（1）如左图是直流电动机原理图，其中 F 是　 　，它能使线圈经过平衡位置时自动改变其中电流方向，从而使线圈能连续转动。
（2）通电后，转动的线圈中 dc 边受力方向跟　 　和　 　有关。直流电动机转动过 程中把电能转化为　 　能。
（3）某同学在装配直流电动机模型时，他正确连接电路后闭合开关，发现电动机并没有如期转动起来，而他轻轻拨了一下线圈，电动机就能连续转动了，由此写出一条你认为电动机不会转动的原因：　 　。如果要让电动机的转动速度加大，你认为他可以怎么做？请你写出一种方法：　 　。
（4）右图是小张在探究电磁感应现象时所做的几个实验，由图中　 　（用甲、乙、丙表示）两图可以得出下述结论：感应电流方向与导体作切割磁感线运动方向有关。很多学校的同学都在操场用长导线来做书本上“摇动电线发电”的实验，在导线长度和摇线快慢一定时，你认为两个摇动电线的同学应该选择下列哪种方向站立，电流会更大？　 　（选填序号）
A．两同学东西方向站立 B．两同学南北方向站立
【答案】（1）换向器
（2）电流方向；磁场方向；机械能
（3）线圈刚好处在平衡位置或摩擦力太大；增大线圈中的电流或增大磁铁的磁性
（4）甲、乙；A
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】（1）直流电动机的换向器其实就是两个铜半环，借助它改变电流方向，保证线圈能够持续朝一个方向转动；
（2）通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和与磁场方向有关；
（3）电动机不转可能是没有受力，或者摩擦太大；通电导体受力的大小与磁场强度和电流大小有关；（4）要探究感应电流方向与导体作切割磁感线运动方向有关，必须控制磁场方向有关，改变运动方向；地磁场沿南北方向，线圈沿东西方向转动切割磁感线效果最好，电流最大。
【解答】(1)如左图是直流电动机原理图，其中 F 是换向器，它能使线圈经过平衡位置时自动改变其中电流方向，从而使线圈能连续转动。
(2)通电后，转动的线圈中 dc 边受力方向跟电流方向和磁场方向有关。直流电动机转动过 程中把电能转化为机械能。
（3） 电动机不会转动的原因：线圈刚好处在平衡位置或摩擦力太大 ；如果让电动机的转动速度增大，可以增大线圈中的电流或增大磁铁的磁性；
（4） 要探究感应电流方向与导体作切割磁感线运动方向有关，必须控制磁场方向有关，改变运动方向，因此小张要选甲和乙图中实验；在导线长度和摇线快慢一定时，两个摇动电线的同学应该选择东西方向站立，故选A。
故答案为：（1）换向器；（2）电流方向，磁场方向，机械能；（3）
线圈刚好处在平衡位置或摩擦力太大 ， 增大线圈中的电流或增大磁铁的磁性 ；（4）甲乙，A
10．（2017八下·萧山月考）图 (甲)是直流电动机模型，图 (乙)是自制简易电动机模型．现在主要讨论图(乙)简易电动机的制作与操作问题：
（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．按这种方法刮漆，目的是使线圈能够　 　，因此这一部位就相当于　 　(填某一部件的名称)．
（2）如整个制作没有问题，但接上电源后线圈不动，这时应做哪些尝试
①　 　； ②　 　．
（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　 　．
【答案】（1）导电(接触良好)；换向器
（2）将线圈扭转一定角度；增大电源电压 (或换一块磁性更强的磁体)
（3）只改变电流方向；只改变磁场方向
【知识点】直流电动机的构造原理与工作过程
【解析】【分析】（1）电动机是靠通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的，所以要想使线圈在磁场中受力转动，必须先给线圈中通入电流；为了让线圈持续转动下去，可以采用两种方法：一种方法是当线圈转过平衡位置以后，立即停止给它供电；另一种方法是当线圈转过平衡位置以后，立即改变线圈中的电流方向；（2）电动机不转动的原因有以下几种情况：①启动前线圈刚好处于平衡位置；②线圈中的电流太小或磁场太弱；（3）通电线圈在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关。
【解答】（1）漆是绝缘体，刮去以后，线圈中就会有电流，只有当线圈中有电流时，线圈才会受力发生转动，所以刮漆的目的是使线圈能够导电．采用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的转动下去，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；电动机不转动的原因还有可能是因为线圈受力太小，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，所以应试着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，可以采取只改变电流方向或只改变磁场方向。
故答案为 ：（1）导电，换向器；（2）①将线圈拨转一定角度；②增大电源电压（或换一块磁性更强的磁体）；（3）①只改变电流方向；②只改变磁场方向。
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