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1、
專題19 電磁感應(yīng) 磁場對電流的作用
【母題來源1】2019年湘西土家族苗族自治州卷
【母題原題】發(fā)現(xiàn)利用磁場產(chǎn)生電流的條件和規(guī)律,進(jìn)一步解釋了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間聯(lián)系的物理學(xué)家是
A.奧斯特 B.法拉第
C.歐姆 D.安培
【答案】B
【解析】磁場產(chǎn)生電流為磁生電,是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,由法拉第發(fā)現(xiàn),且發(fā)電機(jī)由該原理制成;奧斯特發(fā)現(xiàn)的電流磁效應(yīng),電動機(jī)就是根據(jù)該原理制成;歐姆發(fā)現(xiàn)了電阻中電流與電壓的正比關(guān)系,即著名的歐姆定律;安培提出了著名的安培定律即右手螺旋定則。
【母題來源2】2019年江蘇連云港卷
【母題原題】如圖所示,閉合開關(guān),導(dǎo)體就會運(yùn)動起來,下列說法正確的是
2、
A.發(fā)電機(jī)是利用這一原理工作的
B.在此過程中,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能
C.此實驗說明磁場對通電導(dǎo)體有力的作用
D.同時改變電流方向和磁場方向,可以改變導(dǎo)體的運(yùn)動方向
【答案】C
【解析】A、圖中裝置是研究通電導(dǎo)體在磁場中受力的作用,是電動機(jī)的原理圖,故A錯誤;B、電動機(jī)工作時將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,故B錯誤;C、閉合開關(guān),導(dǎo)體就會運(yùn)動起來,說明通電導(dǎo)體在磁場中受力而運(yùn)動,故C正確;D、通電導(dǎo)體在磁場中受力運(yùn)動方向跟電流方向和磁場方向有關(guān),同時改變電流方向和磁場方向,導(dǎo)體運(yùn)動方向不變,故D錯誤。
【母題來源3】2019年江蘇揚(yáng)州卷
【母題原題】如圖為直流電動機(jī)的工作原理圖,分析正確的
3、是
A.改變磁場方向可以改變線圈轉(zhuǎn)動的方向
B.電動機(jī)通電后不轉(zhuǎn),一定是電路斷路
C.電動機(jī)工作過程中,消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
D.線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動是靠電磁繼電器來實現(xiàn)的
【答案】A
【解析】A.線圈轉(zhuǎn)動方向可通過改變電流方向或者磁場方向來改變;B.電動機(jī)不轉(zhuǎn),存在原因很多,短路、斷路等均有可能;C.消耗的電能部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,部分因發(fā)熱轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;D.連續(xù)轉(zhuǎn)動時靠A、B兩個電刷改變線框中電流方向?qū)崿F(xiàn)的。
【母題來源4】2019年江西卷
【母題原題】如圖所示,是小安同學(xué)自制的一個實驗裝置.他把帶絕緣層的導(dǎo)線繞在塑料管外,導(dǎo)線兩端連接著小燈泡,形成閉合電路,管內(nèi)封閉一個強(qiáng)磁體
4、。沿圖中所示方向來回快速搖動裝置,小燈泡發(fā)光。以下說法正確的是
A.燈絲中電流方向保持不變
B.實驗現(xiàn)象表明電能夠生磁
C.該現(xiàn)象屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象
D.此裝置與電動機(jī)原理相同
【答案】C
【解析】閉合電路中沒有電源,小燈泡發(fā)光,必須有提供電能的裝置,該裝置晃動消耗了機(jī)械能,提供了電能,表明磁能夠生電,屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故C正確,BD錯誤;因為導(dǎo)體運(yùn)動方向不斷變化,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向也在不斷的變化。故A錯誤。
【母題來源5】2019年山東臨沂卷
【母題原題】新能源電動汽車被越來越多的家庭所接受,其核心部件是電動機(jī)。下圖能說明電動機(jī)工作原理的是
A. B.
C. D
5、.
【答案】D
【解析】A圖說明了通電導(dǎo)體附近存在磁場;B圖可研究電磁體的磁性強(qiáng)弱的影響因素;C圖為發(fā)電機(jī)的原理圖;D圖為通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用,為電動機(jī)的原理圖。
【母題來源6】2019年四川南充卷
【母題原題】下列圖中能夠說明電動機(jī)工作原理的實驗裝置是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A、圖中是通電螺線管,是利用電流的磁效應(yīng)制成的,故A不符合題意;B、圖中沒有電源,閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動時,導(dǎo)體中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流,這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,是發(fā)電機(jī)的工作原理,故B不符合題意;C、圖中沒有電源,是交流發(fā)電機(jī)的示意圖,是根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象工作的,故C
6、不符合題意;D、圖中有電源,通電導(dǎo)體在磁場中受力而運(yùn)動,是電動機(jī)的工作原理,故D符合題意。
【難點(diǎn)中心】本題以圖片的形式給出了課本上常見的幾個重要機(jī)械,題目雖然簡單,但知識涵蓋量高,意在較全面的考查電磁感應(yīng)原理及磁場對電流的作用等相關(guān)的磁學(xué)知識。在中考試卷中,磁學(xué)部分賦的分值不多,無法多出題,但又要較全面的考查相關(guān)知識,所以今后在出題形式上多的仍以這種綜合題的形式出現(xiàn),而電磁感應(yīng)原理和磁場對電流的作用是磁學(xué)的重點(diǎn),所以電磁感應(yīng)原理和磁場對電流的作用經(jīng)常會放在一起出題,主要考查二者的異同和實驗探究過程。
【考點(diǎn)難點(diǎn)突破】
【知識鏈節(jié)】
一、1.磁場對通電導(dǎo)線的作用:
(1)通電導(dǎo)體
7、在磁場里受到力的作用。力的方向跟磁感線方向垂直,跟電流方向垂直;[來XXK]
(2)通電導(dǎo)體在磁場里受力的方向,跟電流方向和磁感線方向有關(guān)。
2.電動機(jī):
(1)原理:電動機(jī)是根據(jù)通電線圈在磁場中因受力而發(fā)生轉(zhuǎn)動的原理制成的,是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。
(2)構(gòu)造:電動機(jī)是由轉(zhuǎn)子(能夠轉(zhuǎn)動的部分)和定子(固定不動的部分)兩部分組成的。
(3)換向器是由兩個銅制半環(huán)構(gòu)成的,兩者彼此絕緣。換向器的作用是每當(dāng)線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置時,能自動改變線圈中電流的方向,使線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動。
(4)電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向由電流方向和磁場方向決定。改變電動機(jī)轉(zhuǎn)動方向的方法:改變電流方向(交換電壓接線)或改變磁感
8、線方向(對調(diào)磁極)。]
(5)電動機(jī)轉(zhuǎn)速的大小與線圈的匝數(shù)、線圈中電流的大小、磁場的強(qiáng)弱有關(guān),即線圈匝數(shù)越多,電流越大,磁場越強(qiáng),轉(zhuǎn)速越快。提高電動機(jī)轉(zhuǎn)速的方法:增加線圈的匝數(shù)、增加磁體的磁性、增大電流。
(6)與熱機(jī)相比,電動機(jī)的優(yōu)點(diǎn):構(gòu)造簡單;控制方便;體積??;無污染;效率高;功率可大可小。
二、1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象:
(1)英國物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,進(jìn)一步揭示了電與磁之間的聯(lián)系,發(fā)明了發(fā)電機(jī)。]
(2)內(nèi)容:閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動時,導(dǎo)體中就產(chǎn)生電流,這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng),產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。
2.發(fā)電機(jī):
(1)原理:發(fā)電機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)
9、現(xiàn)象制成的。
(2)能量的轉(zhuǎn)化:發(fā)電機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。
(3)構(gòu)造:發(fā)電機(jī)是由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成的。
(4)直流電和交流電:從電池得到的電流的方向不變,通常叫做直流電(DC)。電流方向周期性變化的電流叫做交變電流,簡稱交流電(AC)。
在交變電流中,電流在每秒內(nèi)周期性變化的次數(shù)叫做頻率,頻率的單位是赫茲,簡稱赫,符號為Hz。
(5)我國供生產(chǎn)和生活用的交流電,電壓是220 V,頻率是50 Hz,周期是0.02 s,即1 s內(nèi)有50個周期,交流電的方向每周期改變2次,所以50 Hz的交流電電流方向1 s內(nèi)改變100次。
【技能方法】
電磁感應(yīng)和磁場對電流的作用經(jīng)常會集
10、中在一起進(jìn)行考查,題目難度不大,從以下幾個方面著手復(fù)習(xí)即可。
(1) 熟記電磁感應(yīng)和磁場對電流的作用的內(nèi)容,并能對其探究實驗裝置進(jìn)行準(zhǔn)確的區(qū)別,明確其中的能量轉(zhuǎn)化情況。
(2)牢記電動機(jī)和發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)上的的異同和各自的原理,根據(jù)電磁感應(yīng)原理發(fā)明了發(fā)電機(jī),根據(jù)磁場對電流的作用發(fā)明了電動機(jī)。
(3)對于沒有見過的機(jī)械,學(xué)會從能量轉(zhuǎn)化的角度判斷出是運(yùn)用了電磁感應(yīng)原理還是磁場對電流的作用。
:學(xué)§科§
【母題1】(2019·四川雅安中學(xué)初三中考模擬)如圖所示,下列說法正確的是
A.電磁鐵是利用圖甲的實驗原理工作的
B.電動機(jī)與圖乙的工作原理相同
C.如圖丙是探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與電流大
11、小的關(guān)系
D.如圖丁把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
【答案】A
【解析】A、甲圖為奧斯特實驗,說明通電導(dǎo)體周圍有磁場,即電流的磁效應(yīng),電磁鐵就是根據(jù)電流的磁效應(yīng)制成的,故A正確;B、圖中導(dǎo)體棒在磁場中做切割磁感線運(yùn)動時,電流表中會產(chǎn)生感應(yīng)電流,故實驗是電磁感應(yīng),利用該原理制成了發(fā)電機(jī),故B錯誤;C、圖中兩電磁鐵串聯(lián),通過的電流相等,但兩電磁鐵線圈的匝數(shù)不同,可用來演示電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)多少的關(guān)系,故C錯誤;D、圖中是話筒的原理圖,利用的是電磁感應(yīng)原理,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,故D錯誤。
【母題2】(2019·浙江初三中考模擬)電流表是測量電流的一種儀器,圖為電流表的表頭內(nèi)部結(jié)構(gòu),它由永磁體、線
12、圈等構(gòu)成,當(dāng)有電流通過線圈時,線圈會發(fā)生偏轉(zhuǎn),從而帶動指針轉(zhuǎn)動。其原理與下列相對應(yīng)的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】通過電流表的內(nèi)部構(gòu)造顯示電流表的制成原理:通電線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動,并且電流越大,線圈受到的力越大,其轉(zhuǎn)動的幅度越大。因此可以利用電流表指針的轉(zhuǎn)動幅度來體現(xiàn)電路中電流的大小。A.此圖是顯示電磁鐵的磁性強(qiáng)弱的,電磁鐵是利用電流的磁效應(yīng)制成的,與電流表的工作原理無關(guān),故A錯誤;B.此圖是電動機(jī)原理圖,電動機(jī)是利用通電線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動的理論制成的。故B正確;C.此圖是奧斯特實驗,奧斯特實驗說明通電導(dǎo)體的周圍存在著磁場,與電流表的工作原理無關(guān),故C錯誤
13、;D.此圖是發(fā)電機(jī)工作原理圖,發(fā)電機(jī)是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的,與電流表的制成原理無關(guān)。故D錯誤。
【母題3】(2019·山東初三中考模擬)無線充電技術(shù)應(yīng)用了特斯拉線圈,如圖是一個無線充電的廣告,用一不通電的手機(jī)靠近正在通電的特斯拉線圈時,手機(jī)就顯示充電狀態(tài)。下列實驗中,與無線充電技術(shù)工作原理一致的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】用一不通電的手機(jī)靠近正在通電的特斯拉線圈時,手機(jī)就顯示充電狀態(tài),這說明手機(jī)中產(chǎn)生了電流,故該現(xiàn)象為電磁感應(yīng)現(xiàn)象;A、圖是奧斯特實驗,說明電流周圍有磁場,故A不符合題意;B、圖中沒有電源,是發(fā)電機(jī)的原理圖,是根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的,故B符合題
14、意;C、圖中有電源,是電動機(jī)的原理圖,是根據(jù)通電線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動,故C不符合題意;D、圖中是電磁鐵,是根據(jù)電流的磁效應(yīng)制成的,故D不符合題意。
【母題4】(2019·江蘇初三中考模擬)如圖所示,甲、乙是研究電和磁的重要實驗,下列說法中正確的是
A.甲實驗研究的是電流的磁效應(yīng)
B.乙實驗研究的是發(fā)電機(jī)原理
C.甲實驗中,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能
D乙實驗中,只改變電流方向,導(dǎo)體運(yùn)動情況不變
【答案】C
【解析】A.甲實驗研究的是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,是發(fā)電機(jī)原理,故A錯誤;B.乙實驗研究的是通電導(dǎo)體在磁場中受力發(fā)生運(yùn)動,是電動機(jī)原理,故B錯誤;C.在甲實驗中,閉合電路的部分導(dǎo)體做切割磁感
15、線的運(yùn)動就產(chǎn)生了感應(yīng)電流,所以是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,故C正確;D.在乙實驗中,通電導(dǎo)體在磁場中受力的方向與兩個因素有關(guān):磁場方向、電流方向,改變電流方向,導(dǎo)體受力方向改變,故D錯誤。
【母題5】(2019·河北初三中考模擬)關(guān)于電磁現(xiàn)象下列說法不正確的是
A.圖甲中,開關(guān)閉合后,位于螺線管右側(cè)的小磁針會逆時針旋轉(zhuǎn)
B.圖乙中,用手反復(fù)摩擦的塑料細(xì)繩散開,是因為同種電荷相互排斥
C.圖丙中,人們利用該原理發(fā)明了電動機(jī)
D.圖丁中,當(dāng)水位達(dá)到金屬塊A之后,紅燈亮
【答案】C
【解析】A、電流從螺線管的左端流入,右端流出,結(jié)合線圈的繞向,可以確定螺線管的右端為N極,左端為S極;由于異名磁極相互吸引,同名磁極相互排斥,所以小磁針的N極將遠(yuǎn)離螺線管的N極,小磁針的S極將靠近螺線管的N極,故是逆時針轉(zhuǎn)動,故A正確,不符合題意;B、塑料捆扎繩與手摩擦帶電;塑料捆扎繩上帶的是同種電荷,同種電荷相互排斥,所以塑料繩會向四周散開,故B正確,不符合題意;C、圖為電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗,發(fā)電機(jī)根據(jù)電磁感應(yīng)原來制成的,故C錯誤,符合題意;D、當(dāng)水位沒有達(dá)到A時,電磁鐵沒有磁性,只有綠燈亮;當(dāng)水位到達(dá)A時電路接通,電磁繼電器有磁性,銜鐵就會在磁力吸引的作用下與紅燈接通,紅燈亮;故D正確,不符合題意。
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