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浙教版八下科学专题02 电动机与发电机
1．如图，某兴趣小组利用干电池、铜线框和磁铁制作一个“爱心”电动机，“爱心”能绕电池转动。下列家用电器与“爱心”电动机工作原理相同的是（　　）
A．电饭锅 B．电风扇
C．手电筒 D．电视机
2．如图是电动机的结构示意图，两个铜半环E和F跟线圈两端相连，它们彼此绝缘，并随线圈一起顺时针转动。M和N是电刷，它们跟铜半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。以下说法正确的是（　　）
A．不能用石墨材料来制作电刷M、N
B．电流的方向始终由电刷N到电源“+”极
C．只对调电源正、负极，线圈将逆时针转动
D．电动机是把机械能转化为电能的装置
3．在装配“直流电动机模型”时，接上电源后，发现电动机不转动。下列有关分析错误的是（　　）
A．轴与轴之间摩擦过大 B．电池正负极接反了
C．线圈静止在平衡位置 D．电刷没有接触换向器
4．如图是“让线圈动起来”的实验，下列关于这个实验的说法正确的是（　　）
A．该实验的工作原理是电磁感应现象
B．在此实验过程中，机械能转化为电能
C．如果降低电源电压，线圈的转速将变快
D．改变电源正负极，线圈转动方向将改变
5．如图为一种佩戴在手腕上的“计步器”，其基本构造是在一段塑料管中密封一小块磁铁，管外绕着线圈。运动时，磁铁在管中往复运动，线圈输出不断变化的电流，从而实现计步。下列设备与“计步器”产生电流的原理相同的是（　　）
A．发电机 B．电动机 C．电风扇 D．电水壶
6．杭甬复线高速公路正在如火如荼地建设之中。高速公路的路面下装有电磁感应发电装置，未来可实现电动汽车无线充电，其原理与下列实验相同的是（　　）
A． B． C． D．
7．如图所示，导体AB在外力作用下向左运动时电流表指针偏转，向右运动时电流表指针向另一方向偏转。这个实验事实说明（　　）
A．通电导线在磁场中受力大小与电流大小有关
B．通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关
C．感应电流的大小与导体在磁场中切割磁感线运动的快慢有关
D．感应电流的方向与导体在磁场中切割磁感线运动的方向有关
8．在安装直流电动机模型的实验中，小希将组装好的电动机模型、滑动变阻器、电源、开关串联起来如图甲所示。
（1）小希闭合开关，发现线圈不转，他用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开始正常转动。线圈原来不转的原因可能是 　 　（填字母）。
A.线圈处于平衡位置 B.电源正负极接反了 C.磁铁没有磁性
（2）若要电动机转速加快，小希应将滑动变阻器的滑片向 　 　移动。
（3）完成以上实验后，小希取下图甲中的电源换上小灯泡，在模型的转轴上绕上细线，如图乙所示，然后快速拉动细线，使线圈转动起来，结果小灯泡发光，此时这模型就相当于　 　机。
9．如图是研究“磁场对通电导体作用”的部分实验装置，如果要实验正常进行，还需在a、b之间接入 　 　，根据该原理可制成 　 　，将图中蹄形磁体的南北极互换位置，闭合开关后金属棒的运动方向将 　 　。
10．如图所示是灵敏电流计的内部结构示意图，线圈在磁场中，指针与线圈相连。当线圈中有电流通过时，线圈会转动，这与 　 　（选填“电动机”或“发电机”）的原理相同；若线圈中的电流方向改变，指针的偏转方向将 　 　（选填“不变”或“改变”）。
11．动车组列车到站时，减速分两个阶段进行：第一阶段从250千米/小时减至90千米/小时，列车仅凭惯性继续前行，电机线圈被带动而产生感应电流，获得的电能自动输入电网；第二阶段从90千米/小时开始进行机械刹车至停止。
（1）下列实验与第一阶段的能量转化原理一致的是 　 　。
（2）写出第一阶段的减速方式相对于第二阶段减速方式的一个优点：　 　。
12．核心知识变式考，思维能力显性测。如图是一款能发电的魔方充电器，转动魔方时，它能发电，将 　 　能转化为电能。魔方还能通过USB端口给移动设备充电，给移动设备充电时，此时魔方相当于电路中的 　 　（选填“电源”或“用电器”）。
13．“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 　 　。
（2）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：　 　。
14．如图所示，干电池底部吸有强磁铁（可导电），在干电池的正极上支有一“门”字形导线框，导线框B侧和套在强磁铁上的导电圆环C连接，导线框和圆环C能够一起绕干电池持续转动，圆环C在转动过程中与强磁铁接触良好。导线框转动的动力来源（　　）
A．只有线框A侧受到磁场对电流的作用
B．只有线框B侧受到磁场对电流的作用
C．线框A侧、B侧都受到磁场对电流的作用
D．线框A侧、B侧都未受到磁场对电流的作用，是受到的其他外力
15．为了提高能量利用率，纯电动汽车在行驶过程中采用能量回收刹车系统为汽车充电（其简化原理如图所示），刹车时充电开关接通，车轮带动线圈转动，产生电流，给电池充电。同时通电的线圈受到磁场产生的阻力，从而减缓车轮转动。请回答：图中导线ab产生箭头方向的电流，导体ab在磁场中受到一个向后的力，此时导线cd所受磁场力方向为（　　）
A．c→d B．d→c C．向前 D．向后
16．一次家庭探究活动中，小明将一个蹄形磁体放到正在发光的灯泡外边，惊讶地发现灯丝在不停地晃动。关于这种现象，下列说法中正确的是（　　）
A．灯丝晃动说明灯丝中的电流方向不变
B．灯丝晃动时将机械能转化为电能
C．灯丝晃动是由于磁体能吸引钨这种金属
D．灯丝晃动是由于磁场对电流的作用
17．电占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，下列说法不正确的有（　　）
A．取走磁体，电吉他将不能正常工作
B．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作
C．弦振动过程中，线圈中的电流大小不断变化
D．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化
18．如图是探究电与磁的关系的实验装置，其中E、F是光滑的金属导轨，铜棒cd固定。当铜棒ab在金属导轨EF上水平向右快速移动时，下列说法不正确的是（　　）
A．该电路中铜棒ab相当于电源
B．该电路中铜棒cd中有热量产生
C．铜棒ab移动时把机械能转化为电能
D．铜棒cd在磁场中不受到力的作用
19．如图所示，金属棒AB、CD水平放置在蹄形磁体的磁场中，两个蹄形磁体的N极和S极标识都没了。当小乐拉动AB向右移动时，发现CD会向左运动。以下说法错误的是（　　）
A．在铜、铁两种金属中，应该选用铜来制作AB和CD
B．此探究实验中，装置甲的工作原理是电流的磁效应
C．若AB不动，向左移动甲中的磁体，CD会向左运动
D．若调换装置乙中磁体的上下磁极，拉动AB向左移动，CD会向左运动
20．近年来，我国新能源汽车车行发展迅速。我校一兴趣小组对其电池以及充电方式等非常感兴趣，因此他们开展了相关的专题项目党研究活动，请根据信息回答下面小题：新能源汽车除了常规充电方式外，在行驶过程中压能采用刹车系统充电以及无线充电两种方式。
（1）刹车时通电线圈受到磁场产生的磁力，从而减缓车轮转动，如图中导线ab产生箭头方向的电流，受到力的方向向后，此时导线cd所受的力方向向 　 　。
（2）行驶过程时的无线充电方式如图，该高速路面下铺设了一层太阳能电池板和金属线圈，利用太阳能电池板给路面线圈供电，当汽车在路面上行驶时，就能实现对新能源汽车进行无线充电，路面线圈在汽车无线充电中起的作用是 　 　。
21．如图所示，用两根橡皮筋悬挂的均匀金属棒水平处于磁场中。当棒中通以由A﹣B向的电流时，金属棒静止，橡皮筋刚好处于松弛状态（导线对金属棒的作用力忽略不计），此时金属棒受到的磁场力方向为 　 　。若要使橡皮筋处于拉伸状态，在不人为对棒施力的条件下，请提出一项可行的措施：　 　。
22．起点为宁波市镇海区威海路，终点为杭州市江干区下沙枢纽的杭甬高速段，将成为国内首条高科技智慧公路，建设远期目标是实现车辆移动式无线充电（如图甲）。图乙是电动汽车无线充电的原理简化图，当路面内的充电线圈接通供电电源之后，该线圈就会产生一个磁场，当电动汽车在公路上的时候，车载线圈中会产生感应电流，实现无线充电。
（1）车载线圈中产生电流是利用 　 　现象。
（2）当充电线圈中某一时刻的电流从a流入，b流出时，则图中充电线圈内部B点的磁场方向
　 　（填“向上”或“向下”）。
23．为提高能量利用率，纯电动汽车在行驶过程中采用能量回收刹车系统为汽车充电（其简化原理如图所示）。刹车时，充电开关接通，车轮带动线圈转动，产生电流，给电池充电。同时通电的线圈受到磁场产生的阻力，从而减缓车轮转动。该过程能量回收效率可达40%以上。
（1）线圈中产生电流的现象称为 　 　。
（2）图中导线ab产生箭头方向的电流，受到阻力方向向后，此时导线cd所受的阻力方向是 　 　。
（3）利用能量回收系统刹车时，能量转化的情况是 　 　。
24．“悬浮灯泡”能够悬浮发光，如图甲所示。图甲中的下部基座内有一个线圈（送电线圈）和铁芯组成的电磁铁，而灯泡内部有闭合线圈（受电线圈）连接的LED灯和磁铁，其内部结构如图乙所示。
（1）想让灯泡悬浮得更高，应该将滑片P向 　 　（选填“左”或“右”）移动；
（2）灯泡内部有一个接收线圈和LED发光元件，灯泡下方的送电线圈通过产生波动的磁场使得在灯的接收线圈中产生一定的电流，从而点亮灯泡，下列电器的工作原理与接收线圈相同的是 　 　（选填序号）。
A．电风扇 B．吹风机 C．风力发电机 D．电磁继电器
25．小双想探究感应电流的大小与什么因素有关，他设计了如图所示的装置进行实验。铁块上绕有导线，线框与灵敏电流表表示）相连（线框高度大于铁块高度，实验过程中线框不旋转）。
当开关闭合时，电磁铁的端是______极。
让线框分别从和大于竖直下落并穿入磁极、之间，表指针对应的转角度分别为和大于，这样做的目的是为了探究感应电流的大小与______有关。
把变阻器的滑片移至左端，线框从的高度下落，表指针的偏转角为，观察到大于，表明感应电流的大小还与______有关。
答案
1．解：“爱心”电动机工作是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理来工作的。
A、电饭锅是利用电流的热效应来工作的，与电动机原理不同，故A不符合题意；
B、电风扇是利用通电导体在磁场中受到力的作用来工作的，故B符合题意；
C、手电筒工作时将电能转化为光能，是利用电流的热效应，与电动机原理不同，故C不符合题意；
D、电视机工作时主要是把电能转化为光能和声能，与电动机原理不同，故D不符合题意。
故选：B。
2．解：A、电刷跟铜半环接触，使电源和线圈组成闭合电路，所以电刷应用导体来制作，石墨是导体，故可用石墨做电刷。故A错。
B、电源外部电流的方向是从电源正极经过用电器回到电源的负极，所以如图直流电动机中电流方向始终由电源“+”极流向电刷N．故B错。
C、通电导体在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向有关，只改变电流方向或磁场方向导体受力方向改变，所以只对调电源正、负极，线圈转动方向将改为逆时针转动。故C对。
D、电动机将电能转化为机械能。故D错。
故选：C。
3．解：AD、轴与轴之间的摩擦太大、电刷和换向器的接触不良都会导致电动机模型通电后不能转动，故AD正确；
B、电池正负极接反了会造成线圈反向偏转，故B错误；
D、若线圈静止在平衡位置，受平衡力，电动机不会转动，故C正确。
故选：B。
4．解：A、电动机的基本工作原理是：通电导体在磁场中受力，根据这个实验人们制成了电动机，故A错误；
B、给线圈通电，消耗电能，将电能转化为机械能，故B错误；
C、如果增大电源电压，根据欧姆定律，线圈中的电流增大，线圈的受力变大，线圈转速变快，故C错误；
D、只对调电源正负极，电流的方向发生改变，故线圈受到力的方向发生改变，故线圈转动方向就会发生改变，故D正确。
故选：D。
5．解：A、计步器是利用电磁感应现象来工作的，和发电机的原理相同，故A符合题意；
BC、电动机和电风扇是利用通电导体在磁场中受力作用的原理来工作的，故BC不符合题意；
D、电水壶是利用电流的热效应来工作的，故D不符合题意。
故选：A。
6．解：根据题意可知，该装置是利用电磁感应原理工作的；
A、两个同名磁极相互排斥，探究磁极间的作用，故A不符合题意；
B、通电线圈周围有磁场，是电流的磁效应，且匝数越多，磁性越强，故C不符合题意；
C、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，故C符合题意。
D、图中是通电导体在磁场中受力，是电动机原理，故D不符合题意。
故选：C。
7．解：图中装置没有电源，导体在磁场中做切割磁感线运动而产生感应电流，是电磁感应现象，不能说明通电导线在磁场中受力的大小和方向，故AB错误；
由题知，当导体运动的方向改变时，电流表指针的偏转方向也改变，即感应电流的方向改变了，由此可以得出：感应电流的方向与导体在磁场中切割磁感线运动的方向有关；故D正确，C错误。
故选：D。
8．解：（1）当电动机的线圈处于平衡位置时，受平衡力的作用，故可能电动机不转，拨动一下后，打破平衡，电动机便转动起来，并且靠惯性能转过平衡位置，连续转动，故选A；
（2）若要电动机转速加快，可以增大电路中的电流，所以应将滑动变阻器的滑片向左移动，减小滑动变阻器的电阻，从而增大电路中的电流；
（3）取下电源换接上小灯泡，快速拉动细线，使线圈转动起来，线圈在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，小灯泡会发光，这是电磁感应现象，此时模型就相当于发电机。
故答案为：（1）A；（2）左；（3）发电。
9．解：（1）利用如图所示的装置研究“磁场对电流的作用”时，即必须有电源，所以在ab间应接电源；利用该原理制成了电动机；
（2）在磁场中的通电导体受到的磁场力方向跟导体中的磁场方向有关，将图中蹄形磁体的南北极互换位置，闭合开关后金属棒的运动方向将改变。
故答案为：电源；电动机；改变。
10．解：通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理：通电线圈在磁场中受力而转动，与电动机原理相同；
通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流的方向有关，若改变线圈中的电流方向，指针的偏转方向将改变。
故答案为：电动机；改变。
11．解：（1）第一阶段从250千米/小时减至90千米/小时，列车仅凭惯性继续前行，电机线圈被带动而产生感应电流，这是电磁感应现象，此过程中，机械能转化为电能；图A是电流的磁效应；图B装置探究的是通电导体在磁场中受力运动；图C装置探究的是电磁感应现象，故C正确；
（2）第二阶段从90千米/小时开始进行机械刹车至停止，此过程中机械能转化为内能，第一阶段相对于第二阶段，第一阶段更环保、节能。
故答案为：（1）C；（2）节能或环保。
12．解：转动魔方时，闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动，会产生感应电流，利用的是电磁感应现象；在发电的过程中，机械能转化为电能；
魔方给移动设备充电时，魔方提供电能，相当于电路中的电源。
故答案为：机械；电源。
13．解：（1）电路中产生的感应电流不能用眼睛直接观察，通过电流表指针是否发生偏转，判断电路中是否有感应电流。
（2）乙图没有切割磁感线，不会产生电流，比较图中的甲、丙两图可知，是电路中的一部分导体都切割磁感线运动，a图中有感应电流，c图中无感应电流，说明电路是闭合电路时才产生感应电流。
（3）电流表指针偏转不明显，是电流太弱，从装置上的改进方法：可以换用磁性更强的磁铁、可以换用匝数更多的线圈、可以换用量程更小的小量程电流表。
故答案为：（1）电流表指针是否偏转；甲；（2）换用磁场更强的磁体（换用匝数较多的线圈）。
14．解：A、电刷跟铜半环接触，使电源和线圈组成闭合电路，所以电刷应用导体来制作，石墨是导体，故可用石墨做电刷。故A错。
B、电源外部电流的方向是从电源正极经过用电器回到电源的负极，所以如图直流电动机中电流方向始终由电源“+”极流向电刷N．故B错。
C、通电导体在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向有关，只改变电流方向或磁场方向导体受力方向改变，所以只对调电源正、负极，线圈转动方向将改为逆时针转动。故C对。
D、电动机将电能转化为机械能。故D错。
故选：C。
15．解：干电池底部吸有强磁铁，周围存在磁场，导线框B侧和套在强磁铁上导电圆环C连接，则线框B侧有电流通过（即线框B侧是通电导体），所以线框B侧受到磁场对电流的作用力而运动；而线框A侧没有通电，所以A侧没有受到磁场的作用力；故B正确，ACD错误。
故选：B。
16．解：图中导线ab产生箭头方向的电流，导体ab在磁场中受到一个向后的力，磁场方向不变，导体cd中的电流方向与ab中的电流方向相反，所以cd边受力向前，故C正确，ABD错误。
故选：C。
17．解：A．灯丝晃动说明受到力的方向改变，因而灯丝中的电流方向改变了的，故A错误；
B．灯丝晃动时，将电能转化为机械能，故B错误；
C．灯丝的钨不是磁性材料，磁体不能吸引这种金属，故C错误；
D．灯丝晃动是由于磁场对电流有力的作用，故D正确。
故选：D。
18．解：A、取走磁体，就没有磁场，振弦不能切割磁感线产生电流，电吉他将不能正常工作，故A正确；
B、铜不可以被磁化，则选用铜质弦，电吉他不能正常工作，故B错误；
C、弦振动过程中，线圈中的电流大小不断变化，使弦振动幅度不同发出声音的大小不同，故C正确；
D、弦振动过程中，磁场方向不变，弦的运动方向会不断变化，则线圈中的电流方向不断变化，故D正确。
故选：B。
19．解：ACD、图中ab和cd组成一个闭合电路，闭合电路的一部分铜棒ab在磁场中进行切割磁感线运动，即铜棒ab水平运动时，闭合电路中有了感应电流，这种现象是电磁感应现象；电路中铜棒ab相当于电源，把机械能转化为电能，电路中有了感应电流之后，感应电流经过铜棒cd，铜棒cd成为通电导体在磁场中受力而运动，这是电动机的工作原理；所以，铜棒ab相当于电源，铜棒cd相当于用电器，故AC正确、D错误；
B、由于电流的热效应，电流通过导体要发热，故B正确。
故选：D。
20．解：A、为了使实验效果明显，选择的金属棒应该是非铁类物质，应选择铜棒，故A正确；
B、拉动AB向右移动时，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中会产生感应电流，则此装置的左侧应用的原理是电磁感应，故B错误；
C、当小乐拉动AB向右移动时，发现CD会向左运动，若AB不动，向左移动甲中的磁体，相当于AB向右切割磁感线，产生的电流方向不变，CD会向左运动，故C正确；
D、拉动AB向左移动，产生的电流方向改变，若调换装置乙中磁体的上下磁极，磁场的方向改变，CD受力的方向不变，CD会向左运动，故D正确。
故选：B。
21．解：（1）图中导线ab产生箭头方向的电流，受到阻力方向向后，此时导线cd产生的电流方向从c到d，与ab中电流方向相反，则所受的阻力方向是向前；
（2）利用太阳能电池板给路面线圈供电时，线圈中会有电流通过，路面线圈周围会产生磁场；当电动汽车内的线圈随汽车运动时，线圈在磁场中做切割磁感线运动，会在汽车的线圈中产生感应电流，从而实现运动中的无线充电。
故答案为：（1）前；（2）提供磁场。
22．解：当棒中通以由A流向B的电流时橡皮筋处于松弛状态就说明了导线AB受到了一个向上的磁场力的作用；若电流的方向发生改变时，导线AB的受力方向就会变为向下，橡皮筋将会处于拉伸状态；或者改变磁场的方向、减小电流、减弱磁场都可以使橡皮筋处于拉伸状态。
故答案为：竖直向上；改变电流方向（或使磁场反向、减小电流、减弱磁场等）。
23．解：（1）电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生电流。所以手机线圈中产生电流是利用电磁感应现象。
（2）当充电线圈中某一时刻的电流从a流入，b流出时，利用安培定则判断B点磁场方向是向下。
故答案为：（1）电磁感应；（2）向下。
24．解：（1）刹车时，车轮带动线圈转动，线圈做切割磁感线运动，线圈中产生电流，这是电磁感应现象；
（2）图中导线ab产生箭头方向的电流，受到阻力方向向后，此时导线cd产生的电流方向从c到d，则所受的阻力方向是向前；
（3）利用能量回收系统刹车时，发生的是电磁感应现象，能量转化的情况是机械能转化为电能。
故答案为：（1）电磁感应现象；（2）向前；（3）机械能转化为电能。
25．解：（1）根据磁极间的相互作用规律，想让灯泡悬浮得更高，送电线圈和受电线圈之间的磁极应该更大，送电线圈中的电流应该更大，所以应该将滑片P向向左移动。
（2）灯泡内部有一个接收线圈和LED发光元件，灯泡下方的送电线圈通过产生波动的磁场使得在灯的接收线圈中产生一定的电流，从而点亮灯泡，该原理利用的是电磁感应现象。
AB、电风扇和吹风机利用的是通电导体在磁场中受力作用的原理来工作，故AB不符合题意；
C、风力发电机是利用电磁感应来工作的，故C符合题意；
D、电磁继电器是利用电流的磁效应来工作的，故D不符合题意。
故选：C。
故答案为：（1）左；（2）C。
26．【解答】（1）由图可知，电流从左边电磁铁的左端流入，根据安培定则可知，电磁铁的端为极；
感应电流的大小与切割磁感线的速度有关；线框分别从和大于竖直下落并穿入磁极、之间，的高度高，下落的速度大，则感应电流越大，故大于，所以该实验是为了探究感应电流的大小与线框切割磁感线的速度有关；
影响电磁铁磁性强弱的因素有电流，其他因素一定时，电流越大，磁场越强；
把变阻器的滑片移至左端，滑动变阻器接入电路的电阻最小，电流最大，则电磁铁的磁性最强；在导体切割磁感线速度不变的情况下，观察到大于，说明产生的感应电流增大；故感应电流的大小与磁场强弱有关。
故答案为：，切割磁感线的速度；磁场强弱。
基础精炼
拔高训练
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