浙教版(2024)科学八下3.4磁生电(含答案)

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浙教版(2024)科学八下3.4磁生电(含答案)

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浙教版(2024)科学八下3.4磁生电(含答案)
一、选择题
1.如图所示是一种环保型手电筒,使用时将它来回摇晃,让磁体在线圈中往复运动,就能使灯泡发光。下面四幅图中与这种手电筒的工作原理相同的是(  )
A. B.
C. D.
2.同学们做实验的装置如图所示,闭合开关,先将导体ab水平向右移动,导体cd也随之运动起来,与该实验装置左侧运动原理相同的装置是(  )
A.电风扇 B.电磁起重机 C.扬声器 D.动圈式话筒
(第2题) (第3题)
3.如图所示的是直流发电机的工作原理图,关于直流发电机下列说法中正确的是(  )
A.直流发电机线圈内产生的是交流电,供给外部电路的是直流电
B.直流发电机线圈内产生的是直流电,供给外部电路的也是直流电
C.它是利用通电线圈在磁场中受到力的作用而转动的原理工作的
D.图中的E、F称为换向器,它的作用是改变线圈中的电流方向
4.如图所示是小金同学在探究磁生电现象的实验,实验时发现灵敏电流计的指针并没有明显偏转,以下原因不可能的是(  )
A.导体AB的电阻太大 B.导体切割磁感线的速度小
C.磁场强度弱 D.灵敏电流计的正负接线柱接反
(第4题) (第5题) (第6题)
5.如图所示,用细线将一闭合铝环悬吊,条形磁铁向右靠近(未碰)铝环时,发现铝环向右远离,对于产生这一现象的原因。合理的猜想是(  )
A.铝环中产生感应电流,感应电流的磁场与磁铁相排斥
B.铝环被磁化,磁化的铝环与磁铁相排斥
C.铝环本身具有磁性,且与磁铁同名相对
D.铝环受到磁铁推动的气流的带动
6.2025年4月24日神舟二十号载人飞船与空间站完成自主对接,为减小对接过程中的振动以保证安全,飞机内置了电磁阻尼器,它可以简化为如图所示的磁铁和线圈构成。当线圈水平向左运动时,线圈的ab边中会产生电流,同时ab边受到向右的磁力F,以减缓靠近速度。以下说法不正确的是(  )
A.线圈的ab边中会产生电流是因为其发生了电磁感应现象
B.只改变磁场方向,ab边中通过的电流方向随之改变
C.只改变磁场方向,ab边受到的磁力F方向不变
D.该过程是将电能转化成了机械能
7.如图所示,ab是放在U形磁铁中央的一段导体,且被两根细线悬挂着,ab两端连接着导线,在虚线框中接入元件甲可探究电磁感应现象,接入元件乙可探究磁场对电流的作用,则甲乙(  )
A.都是电流表 B.分别为电源和电流表
C.都是电源 D.分别为电流表和电源
(第7题) (第8题)
8.如图所示,小明用线圈、条形磁铁和灵敏电流计来验证电磁感应现象,下列不能使灵敏电流计指针发生偏转的操作是(  )
A.线圈不动,磁铁快速向上 B.线圈不动,磁铁快速向下
C.磁铁不动,线圈快速向上 D.线圈和磁铁同时同速向上
9.科技创新活动中,小明的作品“隔板推物”引起了同学们的极大兴趣,其原理如图甲所示,a、b两个导体棒分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中,两导体棒通过导线相连,构成了一个闭合回路,用手推动导体棒a左右摆动时,导体棒b会随之摆动,下列关于这一现象的说法中正确的是(  )
A.导体棒a左右摆动时,闭合回路中没有产生感应电流
B.导体棒a左右摆动时,仅发生了电能向机械能的转化
C.导体棒b随之摆动的原理与图乙所示装置的原理相同
D.用手推动导体棒b左右摆动时,导体棒a不会随之摆动
10.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.跑步摆臂时,图甲的夜跑灯适合平放于图乙Q处
11.小金同学从初中科学教材中找到有关电与磁四幅图片,并根据这些图片提供的信息提出了如下说法,你认为他的说法错误的是(  )
A.甲图当线圈转动时闭合回路中能产生电流
B.乙图通电螺线管内部磁场方向为从上到下
C.丙图开关闭合后电铃每次被敲打一下时,电路中电流就自动断开一次
D.丁图分别接入长度和粗细相等的铜丝和铁丝,开关闭合时灯泡亮度不同
12.小科同学喜欢电吉他,学习电与磁的知识后,知道了拾音器的基本结构如图所示。他又查询资料得知:磁体附近的金属弦容易被磁化,当弦振动时,在线圈中产生感应电流,感应电流经放大器放大后,驱动扬声器振动产生声波。下列关于拾音器说法正确的是(  )
(第12题) (第13题) (第14题)
A.将磁体换成铁棒,电吉他仍能正常工作
B.电吉他要正常工作,金属弦可以选用铜丝
C.线圈中产生感应电流的原理与电磁继电器的工作原理相同
D.弦振动过程中,线圈中的电流方向不断变化
13.如图所示,线圈abcd位于磁场中,开关S与触点1接通时,ab段导线受磁场力F的方向竖直向上,下列说法中正确的是(  )
A.当开关S与触点1接通时,该模型为发电机模型
B.当开关S与触点2接通时,该模型为电动机模型
C.仅对调磁极N、S位置,ab段导线受到的磁场力会增大
D.开关S和触点1接通后,cd段导线受到的磁场力方向竖直向下
14.某兴趣小组自制了一个扬声器,将线圈紧贴在杯子底部,在线圈上方放置一个强磁铁,线圈中通入交流电后,线圈振动会带动纸杯振动发声。下列说法错误的是(  )
A.该扬声器与发电机的工作原理相同
B.线圈振动是因为磁场对通电线圈有力的作用
C.改变线圈匝数能改变该扬声器发声的响度
D.磁场对线圈作用力的方向与电流方向有关
三、填空题
15.图1是小明“探究磁可以生电”的实验装置。
(1)实验时,可通过观察     来判断电路中是否有感应电流产生。
(2)小明做了图2所示4次操作,其中不能产生感应电流的是     (选填操作序号)。
(3)完成实验后,小明认为实验现象不太明显,请你提出一条改进措施:    。
16.电吉他的发音是通过拾音器连接扬声器来实现的。拾音器的基本结构如图所示,其工作原理是:金属弦在磁体的磁场中被磁化,当其被拨动而产生振动时,在线圈中会产生感应电流,将声音信号转变为电信号。
(1)电吉他金属弦制作材料中可能用的是金属    (填“铁”或“铜”);
(2)当金属弦振动时,与线圈间产生了相对运动,从而产生感应电流。线圈中感应电流的方向是
    (选填“变化”或“不变”)的。
(第16题) (第17题)
17.上海世博会上有个体育项目,游客可在发电地板上踏上几脚,也可蹦跳几次,就能点亮周围发光二极管灯泡,这个过程是发电地板把    能转化为    能。同学们做实验的装置如图所示,闭合开关,先将导体ab水平向右移动,导体cd也随之运动起来。实验装置左侧运用的原理是    ;右侧运用的原理是    ;实验装置右侧产生的现象在生活中的应用是    (举一个实例)。
18.如图甲所示是一种轮子会发光的滑板车,无需电池即可感受到脚踏风火轮闪光的效果。如图乙所示,滑板车轮子透明,磁环固定在轮周上,由金属线圈和LED灯组成的电路固定在车轮的轴上。滑动时,车轮转动产生电流,使车轮上的LED灯闪闪发光。
(1)若图甲中滑板车重5kg,两个车轮与地接触面积共3cm2,小朋友体重为24kg,单只脚与滑板车接触面积约为80cm2,当单脚站立在滑板上时,滑板车对地压力为     牛,人对滑板车的压强约为     帕。
(2)下列与发光滑板车车轮工作原理相同的是     (填字母)。
19.18世纪,人们开始尝试使用磁铁和导线产生电流,以下是发电机的发展历程:
(1)发电机的工作原理是基于     现象,这一发现为人类利用电能开辟了新路径;
(2)小阳用如图乙装置进行实验,开关闭合后,导线AB向     (填“①”“②”“③”)方向移动,将观察到灵敏电流计指针发生偏转;
(3)发电机在工作时,将     能转化为电能。
20.用如图所示的实验装置探究“产生感应电流的条件”。
(1)实验中,若观察到     (选填“电流表指针偏转”或“导体棒ab移动”),则电路中产生了感应电流。
(2)某同学按图完整地连接好各元件后,分别向水平方向和竖直方向移动导体棒,能够产生感应电流的是     (选填“甲”或“乙”)。
(第20题) (第21题)
三、探究题
21.如图是科学兴趣小组用来探究影响感应电流大小的因素的实验装置,金属圆盘可以看成是由无数根长度等于圆盘半径的导线组成的,金属圆盘在磁极间不断转动,相当于每根导线都在做切割磁感线运动,从而产生持续的电流。
【提出问题】影响感应电流大小的因素有哪些?
【建立猜想】
猜想1:切割磁感线的速度大小能影响感应电流大小:
猜想2:磁场强弱能影响感应电流的大小;
猜想3:    能影响感应电流的大小。
【实验研究】
验证猜想1:当圆盘转速增大时,电流表指针偏转增大。
验证猜想2:保持圆盘转速不变,换用     ,发现电流表指针偏转更大。
验证猜想3:保持圆盘转速不变,换用一个半径更大的金属圆盘,发现电流表指针偏转更大。
【实验结果】根据验证猜想1的实验结果,分析可以得出结论:    。
22.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     。
(4)新能源汽车还可以采用无线充电。如图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     。
23.如图甲、乙所示,是探究电磁感应现象的装置。
实验序号 磁场方向 导体切割磁感线方向 灵敏电流计指针偏转方向
① 向下 向右 向左
② 向上 向右 向右
③ 向下 向左 向右
④ 向上 向左 向左
(1)闭合开关,让导体AB沿水平方向左右运动,观察到灵敏电流计的指针偏转;若让导体AB由图示位置沿竖直方向上下运动,则灵敏电流计的指针    (选填“偏转”或“不偏转”)。
(2)利用此装置,探究感应电流方向与磁场方向和切割磁感线方向之间的关系,观察到的实验现象记录如下:在上述四次实验中,比较    两次实验,可知同时改变磁场方向和切割磁感线方向则感应电流方向不变。
(3)在探究中还发现,导体AB水平向左(或向右)缓慢运动时,灵敏电流计的指针偏转角度较小;导体AB水平向左(或向右)快速运动时,灵敏电流计的指针偏转角度较大,说明感应电流的大小与    有关。
(4)如图乙所示,是实验室用到的手摇发电机模型,该发电机模型发出的电是    (选填“交流电”或“直流电”)
24.电磁感应现象中产生的感应电流的大小与多种因素有关。小科将线圈紧密缠绕在外侧中部,接入开关和电流表,如图甲。闭合开关,将磁体从玻璃管中静止释放与玻璃管间的阻力忽略不计。
(1)换用不同匝数的线圈,将同一磁体从相同高度静止释放,测得实验结果如分析图乙结果,得出的结论是    。
(2)小科换用磁性不同的磁体进行实验,他的假设是    。
(3)小科想探究感应电流大小与导体切割磁感线速度的关系,具体的操作是  。
25.无线充电器是利用电磁感应原理进行充电的设备,其过程为:通过在发送和接收端各安置一个线圈,送电线圈利用电流产生磁场,受电线圈利用磁场产生电流。受电线圈正对并靠近送电线圈可以产生电流,使灯泡发光,实现电能的无线传输。如图(a)为手机通过无线充电进行充电,图(b)为“电能无线传输”示意图。
(1)当在进行无线充电时,无线充电器可看作     。(选填“送电线圈”、“受电线圈”)。
(2)通过查阅资料,可以了解到受电线圈两端电压与受电线圈匝数、受电线圈直径、两线圈的距离有关。现用相同规格的漆包线绕制了三个匝数相同、直径相同的受电线圈进行探究。实验数据如表:(送电线圈直径为70.0mm)
实验次数 受电线圈的直径D/mm 两线圈之间的距离d/mm 受电线圈两端的电压U/V
1 70.0 22.0 8.6
2 70.0 11.0 14.1
3 70.0 5.5 20.5
①分析序号1、2、3数据,可初步得出结论:在受电线圈的直径和匝数相同时,    。
②通过实验,小组同学发现电能无线传输存在传输距离     (选填“长”或“短”)的缺点,尽管如此,电能无线传输技术仍然有着广阔的应用前景。
26.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(G表示)相连(线框高度大于铁块高度,实验过程中线框不旋转)。
(1)当开关闭合时,电磁铁的A端是    极。
(2)让线框分别从h1和h2(h2>h1)竖直下落并穿入磁极A、B之间,G表指针对应的转角度分别为θ1和θ2(θ1大于θ2),这样做的目的是为了探究感应电流的大小与    有关。
(3)把变阻器滑片移至左端,线框从h1的高度下落,G表指针的偏转角为θ3,观察到θ3    θ1(填“大于”、“小于”或“等于”)。
27.2024年11月,“大学生夜骑开封”突然爆火。作为夜骑队伍的一员、出于安全考虑,小科自制如图所示的节能夜骑灯,图甲是小科同学设计的节能夜骑灯结构图,线圈缠绕在塑料管外壳并与磁铁、LED灯构成闭合电路。
(1)小科将夜骑灯绑在自行车车轮上,随着车轮的转动,磁铁来回运动,夜骑灯随之闪烁。下列选项中与“夜骑灯”原理相同的是(    )
A. B.
C. D.
(2)已知用磁性相同的磁体,以相同的速度切割磁感线,则感应电压大小和线圈匝数关系如下表所示,在其他条件不变的情况下,至少要绕制    匝线圈,才能使LED灯两端电压达到2.8V,正常发光;
线圈匝数(匝) 200 400 600 800 1000
感应电压(V) 0.8 1.6 2.4 3.2 4.0
(3)如图乙所示。将夜跑灯佩戴在手腕处跑步时,发现佩截夜跑灯的手臂甩动越快,夜跑灯越亮,请结合节能夜跑灯工作原理和跑步甩臂情况解释原因:    。
28.如图所示是一款广受儿童喜欢的滑板车。该滑板车在滑行时,到达一定速度,轮子就能够发光,并且速度越快,发出的光越亮。
(1)请你结合轮子内部结构图分析滑行时轮子能够发光的原理:    。
(2)为什么速度越快,发出的光越亮?为探究原因小曙做了如图甲的实验,他让导体棒沿相同方向以不同的速度切割磁感线,分别记下每次实验中电表指针向同一方向偏转的格数如表,表中数据可以说明:在其它条件相同时,    。
(3)感应电流大小是否与磁场强弱有关呢?小曙将蹄形磁体换成如图乙所示的电磁铁,这样做的好处是     。
实验序号 导体棒切割磁感线速度 电表指针偏转格数
1 慢速 1.5格
2 中速 3格
3 快速 5格
参考答案
1.【考点】电磁感应.
【分析】电磁感应现象的内容是:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流。
【解答】解:环保型手电筒在使用时将它来回摇晃,让磁体在线圈中往复运动,就能使灯泡发光,这是电磁感应现象;
AD、电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动,故AD错误;
B、闭合回路中的一部分导体在磁场中振动产生电流,是电磁感应现象,故B正确;
C、通电导体周围存在磁场是电流的磁效应,故C错误;
故选:B。
【点评】本题应能根据题中的实验装置得出实验的原理及揭示的现象,同时还要把握该现象在生活中的应用。
2.【考点】电磁感应;磁场对通电导线的作用.
【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,故导体中会有感应电流产生,是电磁感应现象;通电导体在磁场中受力运动,应用于电动机。
【解答】解:闭合开关,将导体ab水平向右移动,此时相当于闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,故导体中会有感应电流产生,是电磁感应现象,此时导体ab相当于电源;cd相当于放入磁场中的通电导体,故cd受力运动;
A.电风扇主要部件是电动机,它是通电能转动的机器,即利用通电导线在磁场中受力运动,与该实验装置左侧运动原理不相同,故A不正确;
B.电磁起重机是利用电流的磁效应的原理工作的,与该实验装置左侧运动原理不相同,故B不正确;
C.扬声器,原理是利用通电导线在磁场中受力运动,与该实验装置左侧运动原理不相同,故C不正确;
D.动圈式话筒是利用电磁感应现象的原理制成的,与该实验装置左侧运动原理相同,故D正确。
故选:D。
【点评】此题考查了电磁感应、通电导体在磁场中受力运动的应用。
3.【考点】发电机的构造和原理.
【分析】要解决此题,需要掌握发电机的工作原理。知道发电机是根据电磁感应原理制成的。
由于线圈的转动使线圈周期性的切割磁感线,所以线圈中的电流方向周期性地发生变化,即线圈内为交流电。
而直流发电机的换向器就是线圈中的交流电在输出时变为直流电。
【解答】解: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。而供给外部的是直流电。所以A说法正确,B说法错误。
直流发电机是根据电磁感应原理制成,电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。所以C说法错误。
图中的E、F称为换向器,该换向器的作用是将线圈中的交流电在输出时变为直流电,并没有改变线圈中的电流方向,所以D说法错误。
故选:A。
【点评】此题主要考查了直流发电机的制作原理和工作原理,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。
4.【考点】探究电磁感应现象的条件和规律.
【分析】感应电流的大小与磁场的强弱、导体切割磁感线运动的速度有关。
灵敏电流计的指针可以向左或右偏转。
【解答】解:A、如果导体AB的电阻太大,会导致电路中电流过小,灵敏电流计的指针不会有明显偏转,故A不符合题意;
B、导体切割磁感线的速度小,产生的感应电流较小,灵敏电流计的指针不会有明显偏转,故B不符合题意;
C、磁场强度弱时,产生的感应电流较小,灵敏电流计的指针不会有明显偏转,故C不符合题意;
D、灵敏电流计的指针可以向左或右偏转,灵敏电流计的正负接线柱接反,不影响指针偏转角度的大小,故D符合题意。
故选:D。
【点评】本题考查了影响感应电流大小的因素,属于基础题。
5.【考点】电磁感应;磁性、磁体、磁极、磁化.
【分析】当两者相对运动时,导致穿过线圈的磁通量变化,从而产生感应电流,即将环形电流等效为小磁针,根据同性相斥,异性相吸判断线圈的运动。
【解答】解:磁铁沿轴线靠近铝环时,线圈中会产生感应电流,线圈有电流后会形成一个电磁铁,该电磁铁的N极与磁体的N极相互排斥,故会发现铝环向右远离,故A正确。
故选:A。
【点评】本题考查了电磁感应现象和电磁铁的相关知识,属于基础题。
6.【考点】电磁感应;磁场对通电导线的作用.
【分析】A.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,这种电流叫感应电流,这一现象叫电磁感应现象;
B.在电磁感应现象中,感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁感线方向密切相关;
C.通电导线在磁场中受到力的方向与电流的方向和磁感线的方向有关;
D.做切割磁感线运动,产生了感应电流,这是电磁感应现象,此过程中机械能转化为了电能。
【解答】解:A.由图根据电磁感应原理知道,当线圈水平向左运动时,线圈的ab边切割磁感线产生感应电流,线圈中会产生感应电流,即线圈ab边中产生电流的原理是电磁感应,故A正确,不符合题意;
B.在电磁感应现象中,感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁感线方向密切相关,只改变磁场方向,ab边中通过的电流方向随之改变,故B正确,不符合题意;
C.通电导线在磁场中受到力的方向与电流的方向和磁感线的方向有关,要改变受力的方向有两种方法:①可保持磁场方向不变,改变电流方向;②可保持电流方向不变,改变磁场方向,故C正确,不符合题意;
D.做切割磁感线运动,产生了感应电流,这是电磁感应现象,此过程中机械能转化为了电能,故D错误,符合题意。
故选:D。
【点评】本题主要考查了电磁感应现象和影响因素,以及影响通电导体在磁场中所受磁场力方向的因素。
7.【考点】电磁感应;磁场对通电导线的作用.
【分析】电动机和发电机的原理图非常相似,重要区别在于电动机电路有电源,发电机电路没有电源,从这个角度考虑。
【解答】解:探究电磁感应现象时,电路中没有电源,判断是否产生了电流需要安装灵敏电流表,所以元件甲为电流表。
探究磁场对电流的作用时,需要电路中有电流,所以需要电源提供电流,所以元件乙为电源。
由此可知,只有D正确。
故选:D。
【点评】电动机和发电机的原理图非常相似,重要区别在于电动机电路有电源,发电机电路没有电源,注意区分,容易混淆。
8.【考点】电磁感应.
【分析】闭合电路一部分导体缓慢切割磁感线运动时,产生感应电流的现象叫做电磁感应。
【解答】解:图中线圈和电流计组成了闭合回路,
A.线圈不动,磁铁快速向上运动时,根据运动的相对性,线圈切割了磁感线,产生感应电流,故A不符合题意;
B.线圈不动,磁铁快速向下运动时,根据运动的相对性,线圈切割了磁感线,产生感应电流,故B不符合题意;
C.磁铁不动,线圈快速向上运动,相当于线圈向上切割了磁感线,产生感应电流,故C不符合题意;
D.线圈和磁铁同时同速向上运动,由于相对静止,线圈没有切割磁感线,因而不会产生感应电流,故D符合题意。
故选:D。
【点评】本题考查电磁感应产生电流的条件,属于基础题。
9.【考点】电磁感应;磁场对通电导线的作用.
【分析】根据电磁感应原理和通电导体在磁场中受力的作用来对图中的装置进行分析。
【解答】解:AB、导体棒a左右摆动的过程做切割磁感线运动,闭合的回路中有感应电流产生,工作时将机械能转化为电能,故AB错误;
C、左边作为电源给右边提供电能,右边导体棒b随之摆动相当于通电导体在磁场中受力运动,与图乙所示装置的原理相同,故C正确;
D、用手推动导体棒b左右摆动的过程中,导体棒做切割磁感线运动,闭合的回路中有感应电流产生,导体棒a也会随之摆动,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了电与磁之间的两个联系,同时要了解其结构、原理及能量转化等。
10.【考点】电磁感应.
【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。
11.【考点】发电机的构造和原理;影响电阻大小的因素;通电螺线管的磁场;电磁铁的特点及应用.
【分析】①利用图示的情景没有电源,结合感应电流产生的条件即可得到答案;
②由右手螺旋定则得出通电螺线管的上端为N极,下端为S极。
③电铃发出声音是受到钉锤的敲击而产生的。不能连续发声,是钉锤不会连续敲击造成的。从此入手分析即可解决此题。
④灯泡亮度与电流大小有关,电流大小与电阻大小有关,电阻大小与导体的长度有关。
【解答】解:A、导体是闭合电路的一部分导体,且做切割磁感线运动,所以会产生感应电流,故A正确;
B、让四指弯曲,跟螺线管中电流的方向一致,则大拇指指的方向是通电螺线管的N极。则得出通电螺线管的上端为N极,下端为S极,故B错误;
C、丙图开关闭合时,衔铁吸引钉锤打到铃碗上,电路断开,无电流通过,钉锤弹回,电路又接通,重复敲击铃碗。电铃每次被敲打一下时,电路中电流就自动断开一次,故C正确;
D、灯泡亮度与电流大小有关,电流大小与电阻大小有关,长度相等、横截面积相同材料不同的金属丝电阻不同,所以在电压相同的情况下,电阻越小,电流越大,所以开关闭合时灯泡亮度不相同,故D正确。
故选:B。
【点评】本题考查电磁感应、安培定则、电磁铁的应用、电阻等,属于中档题。
12.【考点】电磁感应.
【分析】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,这种电流叫感应电流,这一现象叫电磁感应现象。
一些物质在磁体或电流的作用下获得磁性,叫做磁化。
奥斯特实验说明:通电导线周围存在磁场;磁场方向和电流方向有关。
【解答】解:A、拾音器依靠磁体产生磁场,金属弦振动切割磁感线使线圈产生感应电流。若将磁体换成铁棒,铁棒无固有磁场,难以让线圈产生感应电流,电吉他无法正常工作,故A错误。
B、依据资料,磁体附近金属弦需能被磁化。铜并非磁性材料,无法被磁化,不能使线圈产生感应电流,所以金属弦不能选用铜丝,故B错误。
C、线圈产生感应电流的原理是电磁感应,而电磁继电器利用的是电流的磁效应,二者原理不同,故C错误。
D、弦振动过程里,其切割磁感线的方向持续改变。按照电磁感应原理,线圈中的感应电流方向会随之不断变化,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了电磁感应现象,磁化,电流的磁效应。
13.【考点】发电机的构造和原理;直流电动机的原理.
【分析】(1)电动机的工作原理:通电导体在磁场中受到力的作用;
(2)发电机的工作原理:电磁感应现象;
(3)通电导体在磁场中受到力的作用,力的大小与磁场强度、电流大小和线圈匝数有关;
(4)通电导体在磁场中受到力的作用,力的方向与磁场方向和电流方向有关。
【解答】解:A、当开关S与触点1接通时,ab段导线受竖直向上方向的磁场力F,该模型为电动机模型,故A错误;
B、当开关S与触点2接通时,线圈abcd转动,电路中有感应电流产生,电流表指针发生偏转,该模型为发电机模型,故B错误;
C、仅对调磁极N、S位置,磁场大小不变,电流大小不变,线圈匝数不变,ab段导线受到的磁场力不变,故C错误;
D、开关S与触点1接通时,ab段导线受磁场力F的方向竖直向上,cd段导线中的电流方向与ab段导线中的电流方向相反,受到的磁场力方向竖直向下,故D正确。
故选:D。
【点评】此题考查了电动机和发电机的工作原理,难度不大,属基础题。
14.【考点】发电机的构造和原理;磁场对通电导线的作用;直流电动机的原理.
【分析】(1)扬声器是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的。
(2)通电线圈在磁场中受力的大小与线圈的匝数、磁场强弱和电流的大小有关。
(3)磁场对线圈作用力的方向与电流方向有关。
【解答】解:A、扬声器是利用通电导体在磁场中受到力的作用来工作的,发电机是利用电磁感应现象来工作的,故A错误;
B、线圈振动是因为磁场对通电线圈有力的作用,和电动机原理一样,故B正确;
C、改变线圈匝数可以改变线圈受到的磁力大小,声音的大小叫响度,能改变该扬声器发声的响度,故C正确;
D、磁场对线圈作用力的方向与电流方向有关,故D正确。
故选:A。
【点评】本题考查的是电磁感应现象和通电导体在磁场中受到力的作用;知道扬声器、发电机和电动机的原理;知道声音的响度。
15.【考点】探究电磁感应现象的条件和规律.
【分析】(1)灵敏电流计有电流通过时,灵敏电流计的指针会发生偏转,当电流从灵敏电流计的正接线柱流入时,指针向右偏转,当电流从灵敏电流计的负接线柱流入时,指针向左偏转,所以该实验中,灵敏电流计的作用是检测电路中是否有电流产生和判断电流的方向。
(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)产生感应电流的大小与磁场的强度有关。
【解答】解:(1)实验时,由转换法,可通过观察通过灵敏电流表指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生。
(2)小明做了图2所示4次操作,②中,导体没有切割磁感线,不产生感应电流,其中不能产生感应电流的是②。
(3)完成实验后,小明认为实验现象不太明显,可知感应电流太小,改进措施:增大磁场的强度。
故答案为:(1)灵敏电流表指针是否偏转;(2)②;(3)增大磁场的强度。
【点评】本题探究磁可以生电,考查转换法、产生感应电流的条件及增大感应电流大小的方法。
16.【考点】电磁感应;磁性、磁体、磁极、磁化.
【分析】(1)能吸引铁、钴、镍等物质的性质称为磁性。(2)闭合回路的一部分导线在磁场中做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流。
【解答】解:(1)由题意可知,要保证金属弦的磁化效果,其制作材料中可能含有铁(或钴或镍等)易被磁化的物质,因此可能是用铁。
(2)当金属弦振动时,与线圈间产生了相对运动,相当于线圈切割金属弦磁场的磁感线,从而产生感应电流。由于金属弦的运动方向不断改变,则线圈中感应电流的方向是变化的。
故答案为:(1)铁;(2)变化。
【点评】本题考查了磁性材料,以及产生感应电流的条件。
17.【考点】电磁感应;磁场对通电导线的作用.
【分析】(1)本题的关键是先找出能量的最初形式:游客可在发电地板上踏上几脚,也可蹦跳几次,应该是机械能;再判断产生何种能量形式:点亮周围发光二极管灯泡,对应的应该产生的是电能。
(2)针对实验过程利用电磁学的相关知识进行分析,从而可以得到此题的答案。
【解答】解:游客可在发电地板上踏上几脚,也可蹦跳几次,就能点亮周围发光二极管灯泡,即消耗了机械能,产生了电能,所以是将机械能转化为电能的过程;
当开关闭合后,整个电路是闭合的;外力使导体ab在磁场中运动起来,ab做切割磁感线运动,由此电路中产生了感应电流;这是电磁感应现象;利用此现象制成了发电机。发电机工作时将机械能转化为电能。
导体ab产生的感应电流通过导体cd,由于磁场对电流有力的作用,所以通电导体cd在磁场中受到力的作用而运动起来。利用通电导体在磁场中受力制成了电动机。
故答案为:机械;电;电磁感应;磁场对电流的作用;电动机。
【点评】此题考查了发电机和电动机的原理图,是一道综合性的辨析题目,难度不大。
18.【考点】电磁感应;压强的计算.
【分析】(1)当单脚站立在滑板上时,滑板车对地面压力等于小朋友和滑板车的重力之和,根据G=mg求出其大小;人对滑板车的压力等于小朋友的重力,根据G=mg求出其大小,然后根据p=求出人对滑板的压强。
(2)产生感应电流的条件:闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动,就会产生感应电流。
【解答】解:(1)滑板车对地压力:
F1=G=(m车+m人)g=(5kg+24kg)×10N/kg=290N;
人单脚站在滑板车上时,人对滑板车的压强:
p=====3×104Pa;
(2)当车轮转动时可自行发电,使车轮边缘的LED灯发光,这是电磁感应现象;
A、图中闭合开关,小灯泡发光,是电流的热效应,故A错误;
B、图中导体水平运动时,闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动,产生了感应电流,这是电磁感应现象,故B正确;
C、该实验探究的是通电导体在磁场中受力运动,故C错误;
D、图中是奥斯特实验,为电流的磁效应,故D错误。
故答案为:(1)290;3×104Pa;(2)B。
【点评】本题涉及的知识点较多,但难度不大,掌握基础知识即可正确解题;求人对滑板车的压强时,要注意接触面的面积是多少,这是易错点。
19.【考点】发电机的构造和原理.
【分析】发电机是因动而电,工作配置中没有电源,发电机本身就是电源,消耗机械能获得电能。
【解答】解:(1)发电机的工作原理是电磁感应现象。这一现象是法拉第发现的,为人类大规模利用电能开辟了新路径。
(2)要产生感应电流,导体需做切割磁感线运动。由图乙可知,直导线AB周围的磁感线呈竖直方向,导线AB向②方向移动时,导线AB切割磁感线,会产生感应电流,从而使灵敏电流计指针发生偏转。
(3)发电机工作时,消耗机械能,得到电能,是将机械能转化为电能。
故答案为:(1)电磁感应;(2)②;(3)机械。
【点评】本题主要考查了发电机的工作原理以及能量的转化。
20.【考点】探究电磁感应现象的条件和规律.
【分析】(1)微小电流计可以测量很小的电流,一旦线路中有电流产生,那么它的指针就会偏转;
(2)根据产生感应电流的条件分析:闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动时,导体中有感应电流产生。
【解答】解:(1)实验中,若观察到电流表指针偏转,则电路中产生了感应电流;
(2)根据图甲、乙可知,U形磁铁内两极之间的磁感线竖直向下,甲中金属棒水平方向移动,会切割磁感线,而乙图中金属棒竖直向下移动,运动方向与磁感线方向相同,没有切割磁感线,因此能够产生感应电流的是:甲。
故答案为:(1)电流表指针偏转;(2)甲。
【点评】产生感应电流必备的三个条件:闭合电路,一部分导体,切割磁感线运动,三个条件缺一不可。
21.【考点】探究电磁感应现象的条件和规律.
【分析】感应电流影响大小的因素:①导线切割的速度大小;②导线切割的速度方向;③永磁体的强度;④切割导线的条数;⑤切割导线的有效长度。闭合回路在原磁场内产生的磁场阻碍原磁场磁通量发生变化的电流叫做感应电流。
【解答】解:由于切割磁感线的导体长度也可能会影响感应电流的大小,故填:切割磁感线的导体长度。
由猜想二可知,磁场强弱能影响感应电流的大小,则换用磁场强度更大的磁体,感应电流将变大,电流表指针偏转角度更大。
由猜想一的结果可知,感应电流大小与切割磁感线的速度有关,速度越大,感应电流越大,所以可以得出结论是感应电流大小与切割磁感线的速度有关,速度越大,感应电流越大。
故答案为:切割磁感线的导体长度;磁场强度更大的磁体;感应电流大小与切割磁感线的速度有关,速度越大,感应电流越大。
故答案为:切割磁感线的导体长度;磁场强度更大的磁体;感应电流大小与切割磁感线的速度有关,速度越大,感应电流越大。
【点评】在此题中,探究感应电流的大小与三个因素:磁场强弱、导线长度、导线的运动速度的关系,因此要用到控制变量法。
22.【考点】电磁感应.
【分析】(1)闭合电路部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流的现象叫做电磁感应;发电机就是根据此原理制成的。
(2)通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁感线方向都有关系;
(3)电磁感应现象中将机械能转化为电能;
(4)通电导线周围有磁场。
【解答】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;
(4)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)电磁感应现象;(2)向前;(3)机械能转化为电能;(4)提供磁场。
【点评】本题考查了电磁感应现象、磁场中导体的受力方向的决定因素等知识的理解和应用,难度不大。
23.【考点】探究电磁感应现象的条件和规律.
【分析】(1)产生电磁感应现象的条件:一:有闭合回路,二、回路中的部分导体做切割磁感线运动;
(2)要探究同时改变磁场方向和切割磁感线方向则感应电流方向不变,需要同时改变磁场方向和切割磁感线方向;
(3)感应电流的大小与导体切割磁感线的速度有关;
(4)线圈在磁场中转动,线圈会切割磁感线,则线圈中产生的感应电流的方向不断变化,据此分析。
【解答】解:(1)让导体AB由图示位置沿竖直方向上下运动,则导体AB不能做切割磁感线运动,不符合产生感应电流的条件,则电路中不能产生感应电流,由转换法,灵敏电流计的指针不偏转。
(2)要探究同时改变磁场方向和切割磁感线方向则感应电流方向不变,需要同时改变磁场方向和切割磁感线方向,由表格中的数据可知,可知比较①和④两次实验。
(3)导体AB水平向左(或向右)缓慢运动时,灵敏电流计的指针偏转角度较小,则电路中产生的电流较小,导体AB水平向左(或向右)快速运动时,灵敏电流计的指针偏转角度较大,则电路中产生的电流较大,则导体AB运动速度的快慢会影响电路中产生电流的大小,说明感应电流的大小与导体切割磁感线的速度有关。
(4)图乙中,用实验室用到的手摇发电机模型发电时,线圈在磁场中转动,线圈会切割磁感线,则线圈中产生的感应电流的方向不断变化,所以发电机模型发出的电是交流电。
故答案为:(1)不偏转;
(2)①和④;
(3)导体切割磁感线的速度;
(4)交流电。
【点评】本题探究产生感应电流的条件及影响感应电流大小和方向的因素等知识。
24.【考点】探究电磁感应现象的条件和规律.
【分析】(1)换用不同匝数的线圈,将同一磁体从相同高度静止释放,由欧姆定律结合图乙分析得出结论。
(2)不同的磁体磁场强弱不同,据此分析。
(3)小科想探究感应电流大小与导体切割磁感线速度的关系,由控制变量法分析。
【解答】解:(1)换用不同匝数的线圈,将同一磁体从相同高度静止释放,测得实验结果如分析图乙结果,得出的结论是:其他条件相同时,绕圈匝数越大,电压越大,根据U=IR,因R为一定值,故感应电流越大,即感应电流的大小随线圈匝数的增大而增大。
(2)小科换用磁性不同的磁体进行实验,他的假设是感应电流的大小可能与磁场强弱有关。
(3)小科想探究感应电流大小与导体切割磁感线速度的关系,由控制变量法,要保持线圈匝数不变,只改变导体切割磁感线速度,故将同一磁体从玻璃管不同高度静止下落,观察电流表示数。
故答案为:(1)其他条件相同时,感应电流的大小随线圈匝数的增大而增大;
(2)感应电流的大小可能与磁场强弱有关;
(3)保持线圈匝数不变,将同一磁体从玻璃管不同高度静止下落,观察电流表示数。
【点评】本题电磁感应现象中影响产生的感应电流的大小的因素,考查数据分析和控制变量法的运用。
25.【考点】探究电磁感应现象的条件和规律.
【分析】(1)图中送电线圈利用电流产生磁场,是电流磁效应;受电线圈利用磁场产生电流,是电磁感应;
(2)①从表格数据找出线圈直径相同,线圈距离不同时的实验数据即可;
②在受电线圈的直径和匝数相同时,两线圈之间的距离越短,受电线圈两端的电压越大。
【解答】解:(1)由题干材料可知,图中送电线圈利用电流产生磁场,是电流的磁效应,当在进行无线充电时,无线充电器可看作送电线圈;
(2)①分析序号1、2、3数据可知,实验的受电线圈直径相同,线圈匝数相同,两线圈距离逐渐减小,受电线圈两端的电压不断增大。
②由于从实验数据知:在受电线圈的直径相同时,两线圈之间的距离越小,受电线圈两端的电压越大,当两线圈距离增大时,受电线圈两端的电压会减小,所以电能无线传输存在传输距离短的缺点。
故答案为:(1)送电线圈;(2)①两线圈之间的距离d越小,受电线圈两端电压越大;②短。
【点评】本题通过控制变量法讨论受电线圈电压跟线圈匝数、受电线圈直径、两线圈直径距离的关系,这个不属于课本知识,但是利用所学知识能探究新问题,特别能考查学生的能力,也是中考的一种趋势。
26.【考点】探究电磁感应现象的条件和规律.
【分析】(1)根据安培定则判定电磁铁的极性;
(2)高度不同,则下落过程中的速度不同,据此分析;
(3)感应电流的大小与磁场的强度有关,磁场越强,感应电流越大。
【解答】解:(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A端为S极;
(2)感应电流的大小与切割磁感线的速度有关;线框分别从h1和h2(h2大于h1)竖直下落并穿入磁极A、B之间,h2的高度高,下落的速度大,则感应电流越大,故θ2大于θ1,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;
(3)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θ3大于θ1,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:(1)S;(2)导体切割磁感线的速度;(3)大于。
【点评】此题对于电磁感应现象的知识做了一个详细的考查,需要学生对于电磁感应现象有一个清晰的认识,是一道好题。
27.【考点】电磁感应.
【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,导体中会产生感应电流,这就是电磁感应现象;这一过程中,将机械能转化为电能;
(2)根据表格数据分析可以得到;
(3)电磁感应现象中,导体切割磁感线的速度越快,产生的感应电流越大。
【解答】解:(1)夜骑灯内含可以活动的磁铁,外部缠绕线圈,随着车轮的转动,磁铁来回运动,使磁铁在里面晃动,线圈切割磁感线,会产生感应电流,这是电磁感应现象;
A.图中没有电源,当闭合开关,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中有感应电流产生,这是电磁感应现象,故A符合题意;
B.图中有电源,该装置是探究通电导体在磁场中受力作用,故B不符合题意;
C.图中是奥斯特实验,说明通电导体周围存在磁场,故C不符合题意;
D.图中开关闭合,螺线管具有磁性,这是电流的磁效应,故D不符合题意。
故选:A。
(2)根据表格数据可知,当线圈匝数增大几倍时,电压也增大几倍,说明电压与线圈匝数成正比,由表格可知200匝线圈的感应电压为0.8V,LED灯的额定电压为2.8V,所以使额定电压为2.8V的LED灯正常发光时至少要绕制线圈匝数为;
(3)根据电磁感应原理可知,将夜胞灯佩带在乙图手臂处,前臂位置主要做水平往返运动,手臂甩动越快,线圈切割磁原线的速度越快,产生的原应电流越大。
故答案为:(1)A;(2)700;(3)手臂甩动越快,线圈切割磁原线的速度越快,产生的原应电流越大。
【点评】本题考查的是电磁感应及其应用,体现了物理走向生活、走向社会的基本理念。
28.【考点】电磁感应.
【分析】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,这种电流叫感应电流,这一现象叫电磁感应现象。
【解答】解:(1)滑板车滑行时轮子能够发光,主要是利用了电磁感应原理。轮子的内部结构通常是在轮芯里面装有LED灯珠,同时在两个轴承中间的空隙部位放一颗磁芯,轮子的内扣壁装有金属触片。当轮子转动时,磁芯会随着轮子一起转动,使得金属触片切割磁感线,从而产生感应电流,电流通过LED灯珠,使其发光。而且轮子一般采用透明塑胶材料制成,方便光线透出,让我们能看到发光效果。
(2)根据小曙的实验,让导体棒沿相同方向以不同的速度切割磁感线,记录电表指针偏转格数,从表中数据可以看出:在其他条件相同时,导体棒切割磁感线的速度越快,电表指针偏转的格数越多。这说明切割磁感线的速度越快,产生的感应电流越大。而对于滑板车的轮子来说,滑行速度越快,轮子内部的金属触片切割磁感线的速度也就越快,根据电磁感应原理,产生的感应电流就越大,通过LED灯珠的电流越大,LED灯珠就会越亮。所以滑板车速度越快,发出的光越亮。
(3)将蹄形磁体换成电磁铁的好处是可以方便地改变磁场的强弱。因为电磁铁的磁场强弱可以通过改变电流的大小来调节,通过调节电路中的电流,就能够很容易地得到不同强弱的磁场,从而可以探究感应电流大小与磁场强弱之间的关系。而蹄形磁体的磁场强弱是固定的,无法方便地进行调整,不利于研究磁场强弱对感应电流大小的影响。
故答案为:(1)电磁感应原理;(2)导体棒切割磁感线的速度越快,电表指针偏转的格数越多;(3)可以方便地改变磁场的强弱。
【点评】本题考查电磁感应的应用,属于基础题。
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