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17.3發(fā)動(dòng)機(jī)為什么能發(fā)電一、選擇題1.下列是教材中涉及電與磁的探究實(shí)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)結(jié)論的情景示意圖。其中實(shí)驗(yàn)原理或結(jié)果與電動(dòng)機(jī)工作原理相同的是()A.奧斯特實(shí)驗(yàn)B.安培定則C.通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力D.探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象【答案】C【解析】電動(dòng)機(jī)是根據(jù)通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力運(yùn)動(dòng)的原理工作的;A.這是奧斯特實(shí)驗(yàn),表明通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng),故A不符合題意;B.圖中螺線管中電流方向是由左側(cè)進(jìn)入、右側(cè)流出,利用安培定則可知通電螺線管的右端為N極,故B不符合題意;C.圖中有電源,通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力而運(yùn)動(dòng),是電動(dòng)機(jī)的原理圖,故C符合題意;D.圖中沒有電源,是探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn),是發(fā)電機(jī)的原理圖,故D不符合題意。故選C。2.利用圖所示實(shí)驗(yàn)揭示的原理,可制成()A.發(fā)電機(jī) B.電動(dòng)機(jī) C.電磁鐵 D.電磁繼電器【答案】A【解析】分析圖可知,圖中將閉合回路的一部分導(dǎo)線放在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),電路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,這就是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,該過程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,人們利用這個(gè)原理制成了發(fā)電機(jī),故A符合題意;BCD不符合題意。故選A。3.下列各圖均與電和磁有關(guān),其中分析正確的是()A.圖甲中小磁針的N極指向地磁北極 B.圖乙能說明電動(dòng)機(jī)的工作原理C.圖丙中P向右滑動(dòng)能吸引更多鐵釘 D.圖丁是電動(dòng)機(jī)的工作模型【答案】D【解析】A.地理北極的附近是地磁南極,而圖甲中小磁針的N極向上,是指向地磁南極,故A錯(cuò)誤;B.圖乙中,有靈敏電流計(jì),閉合開關(guān)后,移動(dòng)導(dǎo)體切割磁感線,會(huì)有電流流過靈敏電流計(jì),這是產(chǎn)生電流,能說明發(fā)電機(jī)的工作原理,故B錯(cuò)誤;C.從圖丙可以看到,閉合開關(guān)后,P向右滑動(dòng),變阻器接入電路的電阻會(huì)變大,電路的電流會(huì)變小,磁性減弱,能吸引的鐵釘會(huì)變少,故C錯(cuò)誤;D.從圖丁可以看到,開關(guān)閉合后,線圈有電流流過,線圈會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)起來,這是電動(dòng)機(jī)的工作模型,故D正確。故選D。4.如圖為一款無線充電式懸浮UFO音箱。使用時(shí)底座內(nèi)的送電線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng),使音箱內(nèi)的受電線圈感應(yīng)到電磁信號(hào),產(chǎn)生感應(yīng)電流給音箱充電,音箱懸起并開始播放音樂,下面關(guān)于這款音箱的表述正確的是()A.工作時(shí)底座的上部和音箱上端一定是同名磁極B.送電線圈通電時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng),說明電流具有磁效應(yīng)C.受電線圈工作利用的是通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)受力轉(zhuǎn)動(dòng)D.揚(yáng)聲器的工作原理與發(fā)電機(jī)的工作原理相同【答案】B【解析】A.若底座上部和音箱上端是同名磁極,則音箱的下端與底座上部是異名磁極,會(huì)相互吸引,音箱不會(huì)懸浮在空中,故A錯(cuò)誤;B.送電線圈通過一定頻率的交流電,線圈的周圍形成交變的磁場(chǎng),原理是奧斯特發(fā)現(xiàn)的電流產(chǎn)生磁場(chǎng),故B正確;C.受電線圈感應(yīng)發(fā)電線圈的電磁信號(hào)從而產(chǎn)生電流給電池充電,是利用電磁感應(yīng)原理工作的,故C錯(cuò)誤;D.發(fā)電機(jī)的制作原理是電磁感應(yīng),而揚(yáng)聲器的工作原理是磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用,故D錯(cuò)誤。故選B。5.張林同學(xué)在物理復(fù)習(xí)過程中,將書中的科學(xué)家及其偉大發(fā)現(xiàn)、相關(guān)應(yīng)用進(jìn)行了梳理,但是不慎破損了一角,如圖所示。下列可正確填入的科學(xué)家是()A.愛迪生 B.法拉第 C.特斯拉 D.伽利略【答案】B【解析】磁生電即電磁感應(yīng)現(xiàn)象,最先發(fā)現(xiàn)的是法拉第,故B符合題意,ACD不符合題意。故選B。二、填空題6.小明學(xué)習(xí)了“電磁感應(yīng)”后進(jìn)行了深度學(xué)習(xí),通過查閱資料發(fā)現(xiàn)感應(yīng)電流的方向可以通過“右手定則”來判斷,如圖甲所示:伸出右手,讓磁感線穿入手心,大拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向,則四指指向?yàn)楦袘?yīng)電流的方向。請(qǐng)你根據(jù)上述方法判斷圖乙中導(dǎo)體棒沿豎直導(dǎo)體框下落的過程中電阻R內(nèi)的電流方向是(選填“由a到b”或“由b到a”),圖中“×”表示垂直導(dǎo)體框向里的磁感線。【答案】由b到a【解析】圖中“×”表示垂直導(dǎo)體框向里的磁感線,由右手定則可得,四指所指的方向?yàn)殡娏鞯姆较?,?dǎo)體棒中的電流方向由P到Q,運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體棒在電路中相當(dāng)于電源,所以定值電阻R的電流由b到a。7.磁場(chǎng)方向不變時(shí),改變方向,感應(yīng)電流方向改變;導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向不變,改變方向,感應(yīng)電流方向也改變;同時(shí)改變方向和方向,感應(yīng)電流方向不變?!敬鸢浮繉?dǎo)體運(yùn)動(dòng)磁場(chǎng)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)磁場(chǎng)【解析】[1][2][3][4]感應(yīng)電流方向與磁場(chǎng)方向有關(guān),與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向有關(guān),磁場(chǎng)方向不變時(shí),改變電流方向,感應(yīng)電流方向改變;導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向不變時(shí),改變磁場(chǎng)方向,感應(yīng)電流方向也改變;磁場(chǎng)方向和導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向都改變時(shí),感應(yīng)電流方向不變。8.認(rèn)識(shí)三種電磁現(xiàn)象:(1)電流的磁場(chǎng):奧斯特實(shí)驗(yàn)說明了,磁場(chǎng)的方向與電流的方向有關(guān);(2)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用:磁場(chǎng)對(duì)電流產(chǎn)生力的作用,力的方向與電流方向和磁場(chǎng)的方向都有關(guān),應(yīng)用是電動(dòng)機(jī),將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;(3)電磁感應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是:電路是路,有一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做運(yùn)動(dòng),這部分導(dǎo)體相當(dāng)于。感應(yīng)電流的方向與磁場(chǎng)方向和切割磁感線的運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)。應(yīng)用時(shí)發(fā)電機(jī),將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能?!敬鸢浮客妼?dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)通切割磁感線電源【解析】(1)[1]奧斯特實(shí)驗(yàn)說明了通電導(dǎo)線周圍存在與電流方向有關(guān)的磁場(chǎng)。(3)[2][3][4]電路是閉合回路即通路,部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁感線運(yùn)動(dòng)就可以產(chǎn)生感應(yīng)電流。切割磁感線的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源。9.如果把磁感線想象成一根根實(shí)實(shí)在在的線,把導(dǎo)線想象成一把刀。表達(dá)產(chǎn)生電流的條件就容易多了。閉合電路的導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做運(yùn)動(dòng)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生電流。產(chǎn)生的電流叫做,產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫?!敬鸢浮恳徊糠智懈畲鸥芯€感應(yīng)電流電磁感應(yīng)現(xiàn)象【解析】[1][2][3][4]閉合電路中的部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中,做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),就會(huì)產(chǎn)生電流。產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流,產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象。如果導(dǎo)體在磁場(chǎng)中平行磁感線則不會(huì)有電流產(chǎn)生。三、實(shí)驗(yàn)題10.李成利用圖示裝置探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。(1)開關(guān)閉合后,將AB棒沿著水平方向向右運(yùn)動(dòng)時(shí),觀察到靈敏電流計(jì)指針(偏轉(zhuǎn)/不偏轉(zhuǎn));(2)要使靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)方向與(1)中相反,可采取的具體措施是:(寫出一種即可);(3)實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)若AB左右運(yùn)動(dòng)速度越快,靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)越明顯,這說明感應(yīng)電流大小與有關(guān);(4)若將圖中靈敏電流計(jì)換成,該裝置還可以用來研究通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用,并據(jù)此制成了(發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī))。【答案】偏轉(zhuǎn)AB向左水平移動(dòng)(磁鐵向右移動(dòng))切割速度電源電動(dòng)機(jī)?!窘馕觥?1)[1]開關(guān)閉合后,將AB棒沿著水平方向向右運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)線做切割磁感線,故電路中有電流,即靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。(2)[2]感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體切割磁感線的方向、磁場(chǎng)方向有關(guān),將磁鐵兩極對(duì)調(diào)或者改變導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的方向,產(chǎn)生的電流方向發(fā)生變化,由此可知:靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)方向與(1)中相反,可讓導(dǎo)體AB向左運(yùn)動(dòng)。(3)[3]導(dǎo)體AB水平向左(或向右)快速運(yùn)動(dòng)時(shí),靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)角度較大,這說明電路中的電流變大,所以可以看出感應(yīng)電流的大小與導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)快慢有關(guān)。(4)[4][5]在圖中將靈敏電流計(jì)換成電源,閉合開關(guān),電路中有電流,通電直導(dǎo)線AB在磁場(chǎng)中受力而運(yùn)動(dòng),電動(dòng)機(jī)就是利用該原理制成的。11.(1)如圖A所示是奧斯特實(shí)驗(yàn)圖,從甲、乙可知:通電導(dǎo)線周圍存在;從甲、丙可知;(2)圖B所示是探究現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置,根據(jù)這個(gè)現(xiàn)象發(fā)明了,實(shí)現(xiàn)了機(jī)械能向電能的轉(zhuǎn)化,使人類社會(huì)進(jìn)入了電氣化時(shí)代.【答案】磁場(chǎng)磁場(chǎng)方向與電流方向有關(guān)電磁感應(yīng)發(fā)電機(jī)【解析】解:(1)①比較甲、乙兩圖可發(fā)現(xiàn)當(dāng)導(dǎo)線中有電流通過時(shí),小磁針才發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),而小磁針的轉(zhuǎn)動(dòng)是磁場(chǎng)作用的結(jié)果,所以是應(yīng)該是通電導(dǎo)體周圍有磁場(chǎng)。②比較甲、丙兩圖可發(fā)現(xiàn)當(dāng)導(dǎo)體中電流方向改變后,小磁針的轉(zhuǎn)動(dòng)方向改變,而小磁針轉(zhuǎn)動(dòng)方向的改變是因磁場(chǎng)方向改變而改變的,所以說磁場(chǎng)方向與電流方向有關(guān)。(2)分析上圖不難看出,在該電路中沒有電源,即若閉合開關(guān)后,金屬棒ab在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),此時(shí)電流的指針就會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),故這就是電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置,發(fā)電機(jī)就是利用該原理制成的。四、綜合題12.手機(jī)無線充電(如圖甲)就是不借助于數(shù)據(jù)線等導(dǎo)線對(duì)手機(jī)進(jìn)行充電,從而增加手機(jī)續(xù)航時(shí)間,現(xiàn)階段使用較多的一種無線充電方式其技術(shù)的原理如圖乙所示,交流電流流過送電線圈(無線充電板)產(chǎn)生磁場(chǎng),智能手機(jī)(受電線圈)放在無線充電板上就能充電,并將電能儲(chǔ)存到手機(jī)的鋰電池內(nèi)。(1)智能手機(jī)放在無線充電板上時(shí),手機(jī)中的受電線圈中會(huì)產(chǎn)生,無線充電工作原理與(選填“發(fā)電機(jī)”或“電動(dòng)機(jī)”)工作原理相似;(2)某品牌手機(jī),鋰電池的容量為4000mAh,輸出電壓為3V,該電池最多可提供的電能。【答案】感應(yīng)電流(或電流)發(fā)電機(jī)(或0.012)【解析】(1)[1][2]手機(jī)無線充電的原理是送電線圈通過一定頻率的交流電,線圈的周圍形成交變的磁場(chǎng),然后在受電線圈中產(chǎn)生一定的感應(yīng)電流,是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,無線充電工作原理與發(fā)電機(jī)工作原理相似。(2)[3]由題知,輸出電壓為,由可得,電池最多可提供的電能為13.如圖所示,使線圈位于兩磁極間(1)通電后,如圖1中ab段導(dǎo)線的電流方向是(選擇“由a到b”、“由b到a”),如圖1中ab段導(dǎo)線受磁場(chǎng)力的方向向上,用箭頭標(biāo)示出如圖3中ab段導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的方向;(2)線圈轉(zhuǎn)過如圖2所示位置,用的辦法可使線圈靠磁場(chǎng)力繼續(xù)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)至少半圈;(3)若把如圖2中的電源換為電阻,快速轉(zhuǎn)動(dòng)線圈,電阻發(fā)熱.此過程機(jī)械能先轉(zhuǎn)化為能再轉(zhuǎn)化為能。【答案】由a到b改變電流方向電內(nèi)【解析】(1)由于電流從電源的正極出發(fā),故此時(shí)圖1中ab的電流方向是由a到b;在圖3中,由于電流的方向和磁場(chǎng)的方向均沒有改變,故此時(shí)線圈所受力的方向仍不變,即力的方向仍是向上的,故答案見下圖:(2)據(jù)圖2能看出,再向下轉(zhuǎn)動(dòng),磁場(chǎng)力會(huì)阻礙線圈運(yùn)動(dòng),故此時(shí)必須改變線圈中的受力方向,所以可以通過改變線圈中的電流方向使得線圈持續(xù)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng);(3)若把圖2中的電源換為電阻,快速轉(zhuǎn)動(dòng)線圈,此時(shí)相當(dāng)于一個(gè)發(fā)電機(jī),即能產(chǎn)生電能,故是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的過程;同時(shí)電阻發(fā)熱,這是電流的熱效應(yīng),該過程是將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程?!军c(diǎn)睛】(1)電動(dòng)機(jī)的原理是:通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的作用,其所受力的方向與電流的方向和磁場(chǎng)的方向有關(guān),即只要改變一個(gè)量,其所受力的方向就會(huì)改變一次;(2)發(fā)電機(jī)的原理是:電磁感應(yīng)現(xiàn)象,即所產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)的方向有關(guān)。
一、選擇題1.風(fēng)能作為一種清潔的新能源,越來越受到世界各國(guó)的重視。風(fēng)力發(fā)電已成為我國(guó)新能源戰(zhàn)略的重要組成部分。下列選項(xiàng)中與風(fēng)力發(fā)電機(jī)原理相同的是()A. B.C. D.【答案】C【解析】風(fēng)力發(fā)電,消耗風(fēng)能,產(chǎn)生電能,是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的過程,所以,原理是電磁感應(yīng)。A.圖中是奧斯特實(shí)驗(yàn),小磁針發(fā)針偏轉(zhuǎn)說明通電導(dǎo)體周圍有磁場(chǎng),故A不符合題意;B.圖中是利用電磁繼電器進(jìn)行控制的電路,電磁鐵通電時(shí)有磁性,斷電時(shí)無磁性,電鈴就是利用電磁鐵的這個(gè)特性工作的,故B不符合題意;C.當(dāng)圖中線圈在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),燈泡會(huì)發(fā)光,這是電磁感應(yīng),與發(fā)電機(jī)的原理相同,故C符合題意;D.圖中開關(guān)閉合后,電路中有電流,通電導(dǎo)體受到磁場(chǎng)力的作用發(fā)生運(yùn)動(dòng),即是電動(dòng)機(jī)的制作原理,故D不符合題意。故選C。2.對(duì)下列與電磁現(xiàn)象有關(guān)的四幅圖的分析正確的是()A.圖甲:閉合開關(guān)后,通電螺線管右端是S極B.圖乙:利用磁場(chǎng)可以產(chǎn)生電流C.圖丙:只要導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流D.圖丁:該裝置可用來研究發(fā)電機(jī)的工作原理【答案】A【解析】A.圖甲閉合開關(guān)后,電流從通電螺線管的右側(cè)流入,根據(jù)安培定則,則通電螺線管左端為N極,故右端是S極,故A正確;B.圖乙為奧斯特實(shí)驗(yàn),說明利用電流可以產(chǎn)生磁場(chǎng),故B錯(cuò)誤;C.圖丙中沒有電源,只有導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故C錯(cuò)誤;D.圖丁中有電源,閉合開關(guān),通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),該裝置可用來研究電動(dòng)機(jī)的工作原理,故D錯(cuò)誤。故選A。3.關(guān)于磁現(xiàn)象,下列說法正確的是()A.圖甲:通電時(shí)小磁針發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)說明通電導(dǎo)體周圍存在地磁場(chǎng)B.圖乙:利用此裝置可說明電磁鐵磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)有關(guān)C.圖丙:利用此裝置可說明發(fā)電機(jī)的工作原理D.圖?。豪么搜b置可說明電動(dòng)機(jī)的工作原理【答案】B【解析】A.該圖是奧斯特實(shí)驗(yàn),說明電流的周圍存在磁場(chǎng),不是地磁場(chǎng),故A錯(cuò)誤;B.圖中兩個(gè)電磁鐵串聯(lián),通過的電流相同,線圈匝數(shù)不同,吸起大頭針的數(shù)目不同,說明電磁鐵磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)有關(guān),故B正確;C.圖中實(shí)驗(yàn)研究的是通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力運(yùn)動(dòng),能說明電動(dòng)機(jī)工作原理,故C錯(cuò)誤;D.圖中閉合電路中的部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,該實(shí)驗(yàn)說明機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化為電能,利用此裝置可說明發(fā)電機(jī)的工作原理,故D錯(cuò)誤。故選B。4.圖所示是探究電磁感應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置,關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象,下列說法正確的是()A.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象B.利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制作了電動(dòng)機(jī)C.導(dǎo)線在磁場(chǎng)中沿不同方向運(yùn)動(dòng),導(dǎo)線中都會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生D.如果磁感線和切割磁感線方向都變得相反,導(dǎo)線中感應(yīng)電流的方向不發(fā)生改變【答案】D【解析】A.法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,故A錯(cuò)誤;B.利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制作了發(fā)電機(jī),故B錯(cuò)誤;C.導(dǎo)線在磁場(chǎng)中沿與磁感線平行的方向運(yùn)動(dòng),導(dǎo)線中不會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,故C錯(cuò)誤;D.如果磁感線和切割磁感線方向都變得相反,由右手定則得,導(dǎo)線中感應(yīng)電流的方向不發(fā)生改變,故D正確。故選D。二、填空題5.有些小朋友玩的旱冰鞋,其內(nèi)部雖然沒有電池,但旱冰鞋的輪子滾動(dòng)時(shí),嵌在輪子中的LED燈會(huì)發(fā)光。這是因?yàn)檩喿釉跐L動(dòng)的過程中,發(fā)生了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,產(chǎn)生了,LED燈相當(dāng)于(選填“電源”或“用電器”)。(選填“發(fā)電機(jī)”或“電動(dòng)機(jī)”)就是根據(jù)電磁感應(yīng)的原理制成的?!敬鸢浮扛袘?yīng)電流用電器發(fā)電機(jī)【解析】[1][2][3]旱冰鞋內(nèi)部雖然沒有電池,但存在著磁場(chǎng),旱冰鞋的輪子滾動(dòng)時(shí)做切割磁感線的運(yùn)動(dòng),使得旱冰鞋的內(nèi)部產(chǎn)生了感應(yīng)電流,這一現(xiàn)象叫做法拉第電磁感應(yīng)現(xiàn)象,發(fā)電機(jī)就是根據(jù)這一原理制成的。而LED燈在發(fā)光的過程中消耗了電能,所以是用電器。6.如圖所示,水平放置的兩光滑金屬導(dǎo)軌與電路連接并置于垂直于導(dǎo)軌向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向處處相同)中,兩根相同的金屬棒AB、CD與導(dǎo)軌緊密接觸且可自由滑動(dòng),導(dǎo)軌足夠長(zhǎng),AB、CD電阻均為R。(1)固定金屬棒AB,把雙向開關(guān)接到接線柱2,使金屬棒CD水平向右運(yùn)動(dòng),此時(shí)金屬棒AB中有從A流向B的電流;若使金屬棒CD水平向左運(yùn)動(dòng),則此時(shí)金屬棒AB中(選填“有”或“沒有”)電流;請(qǐng)判斷電流的方向;(選填“從A流向B”或“從B流向A”)(2)固定金屬棒AB,把雙向開關(guān)接到接線柱3,金屬棒CD受到水平向左的磁場(chǎng)力作用,此時(shí)金屬棒AB(選填“有”或“沒有”)受到磁場(chǎng)力;該磁場(chǎng)力的方向(選填“水平向左”或“水平向右”)。如果要改變金屬棒AB中的受力方向,需要的實(shí)驗(yàn)步驟是:?!敬鸢浮坑袕腂流向A有水平向左對(duì)換電源正負(fù)極或改變磁場(chǎng)方向【解析】(1)[1][2]閉合導(dǎo)體切割磁感線將產(chǎn)生感應(yīng)電流,固定金屬棒AB,把雙向開關(guān)接到接線柱2,使金屬棒CD水平向右運(yùn)動(dòng),此時(shí)金屬棒AB中有從A流向B的電流,若使金屬棒CD水平向左運(yùn)動(dòng),則切割方向發(fā)生了改變,此時(shí)金屬棒中仍有電流,但是電流的方向與之前相反,是從B流向A。(2)[3][4]固定金屬棒AB,把雙向開關(guān)接到接線柱3,金屬棒CD受到水平向左的磁場(chǎng)力作用,通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中會(huì)受到力的作用,此時(shí)金屬棒AB受到磁場(chǎng)力,且兩金屬棒中電流方向相同,金屬棒AB與金屬棒CD受到的力的方向相同,都是水平向左。[5]金屬棒受力的方向與磁場(chǎng)方向和電流方向有關(guān),如果要改變金屬棒AB中的受力方向,可以對(duì)換電源正負(fù)極或改變磁場(chǎng)方向。7.手搖發(fā)電機(jī)的工作原理與圖中的(選填“甲”或“乙”)相同,它在工作時(shí)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為能?!敬鸢浮考纂姟窘馕觥縖1][2]發(fā)電機(jī)是運(yùn)用電磁感應(yīng)原理,讓封閉線圈的一部分切割磁感線,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,所以電路中沒有電源,故甲是電動(dòng)機(jī)原理圖。8.如圖是手機(jī)無線充電的原理簡(jiǎn)化圖。當(dāng)充電器線圈接通電源之后,該線圈就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng),當(dāng)手機(jī)放在充電器上的時(shí)候,手機(jī)中的線圈就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,實(shí)現(xiàn)無線充電。(1)手機(jī)線圈中產(chǎn)生電流是利用現(xiàn)象;(2)當(dāng)充電器線圈中某一時(shí)刻的電流方向如圖所示,則圖中B點(diǎn)的磁場(chǎng)方向是(選填“向上”或“向下”);(3)與傳統(tǒng)方式相比,請(qǐng)你對(duì)這種充電方式進(jìn)行評(píng)價(jià):。【答案】電磁感應(yīng)向上無線充電方便快捷【解析】(1)[1]當(dāng)手機(jī)放在充電器上的時(shí)候,手機(jī)中的線圈處在充電器線圈的磁場(chǎng)中,會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。(2)[2]根據(jù)安培定則,用右手握住充電線圈,使四指指向電流的方向,那么大拇指所指的方向即為磁場(chǎng)方向,故圖中B點(diǎn)的磁場(chǎng)方向是向上的。(3)[3]由于手機(jī)無線充電,省去了插拔充電器和手機(jī)的過程,不需要導(dǎo)線連接,方便快捷。三、實(shí)驗(yàn)題9.某個(gè)LED發(fā)光的顏色與通過其電流方向的關(guān)系如圖1(1)該LED在兩次實(shí)驗(yàn)中發(fā)光情況如圖2所示,兩次實(shí)驗(yàn)線圈均在轉(zhuǎn)動(dòng),線圈1順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),由此可知線圈2轉(zhuǎn)動(dòng)(選填“順時(shí)針”“逆時(shí)針”)。(2)如圖3,導(dǎo)體棒a與該LED相連;在某磁場(chǎng)中,使a垂直于紙面左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)(虛線為運(yùn)動(dòng)軌跡),LED交替發(fā)出紅、黃光,則該過程a中電流方向(選填“不變”“變化”),該磁場(chǎng)可能的分布包括圖4中哪些選項(xiàng)?【答案】順時(shí)針變化①③④【解析】(1)[1]某個(gè)LED發(fā)光的顏色與通過其電流方向的關(guān)系如圖1,電流方向不同,LED燈發(fā)光顏色不同,由圖可知,兩次燈光顏色不同,證明線圈中的電流方向不同,而電流方向和磁場(chǎng)方向和線圈轉(zhuǎn)動(dòng)方向有關(guān),兩圖中磁場(chǎng)方向不同,故線圈轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同,這樣會(huì)導(dǎo)致電流方向不同。故線圈也順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。(2)[2]電流方向不同,LED燈發(fā)光顏色不同,LED交替發(fā)出紅、黃光,則該過程a中電流方向變化。[3]由電磁感應(yīng)現(xiàn)象可知,閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,所以①③④符合題意,②不符合題意。故選①③④。10.小明對(duì)電流表指針偏轉(zhuǎn)的原因產(chǎn)生了興趣,他在實(shí)驗(yàn)室找到一只可拆卸的電流表,進(jìn)行了如下探究。(1)打開外殼,觀察電流表的內(nèi)部結(jié)構(gòu),示意圖如圖所示。按照操作規(guī)范將電流表聯(lián)接入電路,通電后線圈轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)指針偏轉(zhuǎn);撤去磁體再次通電,指針不動(dòng)。這說明電流表指針偏轉(zhuǎn)的原因是通電線圈在中受力轉(zhuǎn)動(dòng),這與的工作原理相同;(2)若讓電流從電流表的“-”接線柱流入,“+”接線柱流出,指針偏轉(zhuǎn)方向會(huì)與(1)中的偏轉(zhuǎn)方向,因此使用電流表時(shí)不能把接線柱接反;(3)若在電流表“+”“-”接線柱之間連接一根導(dǎo)線,用手撥動(dòng)電流表指針,導(dǎo)線中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,這種現(xiàn)象叫做,據(jù)此可制成?!敬鸢浮看艌?chǎng)電動(dòng)機(jī)相反電磁感應(yīng)發(fā)電機(jī)【解析】(1)[1][2][3]電流表的內(nèi)阻比較小,電流表相當(dāng)于導(dǎo)線,故需要串聯(lián)接入電路;通電后線圈轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)指針偏轉(zhuǎn);撤去磁體再次通電,指針不動(dòng),說明沒有磁場(chǎng);指針就不動(dòng),說明電流表指針偏轉(zhuǎn)的原因是通電線圈在磁場(chǎng)中受到了力的作用;通電后,將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,與電動(dòng)機(jī)的原理相同,都是通電線圈在磁場(chǎng)中受到了力的作用。(2)[4]當(dāng)讓電流從電流表的“-”接線柱流入,“+”接線柱流出,電流的方向相反,指針受到的力的方向也是相反的,故電流表的指針與(1)中的偏轉(zhuǎn)方向相反。(3)[5][6]若在電流表“+”“-”接線柱之間連接一根導(dǎo)線,組成了閉合回路,用手撥動(dòng)電流表指針,會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,這一現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象;據(jù)此可以制成發(fā)電機(jī),都是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。四、綜合題11.我國(guó)第一高樓“上海中心大廈”的建筑高度是632米,為了避免臺(tái)風(fēng)來臨時(shí)大廈上部劇烈晃動(dòng),大廈上部第125層安裝了總質(zhì)量上千噸的阻尼器系統(tǒng),如圖甲所示。阻尼器系統(tǒng)的鋼索懸掛在大廈頂端,阻尼器類似一個(gè)質(zhì)量巨大的金屬擺,其簡(jiǎn)化模型如圖乙所示。臺(tái)風(fēng)來臨迫使大廈晃動(dòng),觸發(fā)阻尼器產(chǎn)生與大廈晃動(dòng)方向相反的擺動(dòng)(如圖丙所示)。阻尼器不停的往復(fù)擺動(dòng),使大廈上部晃動(dòng)逐漸減弱,這樣就不斷吸收大廈晃動(dòng)的能量。請(qǐng)回答下列問題(1)若阻尼器所在樓層距大廈底層高580m,乘坐高速電梯從底層到125層用時(shí)58s,則這一過程電梯的平均速度是多少?(2)若阻尼器系統(tǒng)的質(zhì)量是106kg,則它受到的重力是多少?(取g=10N/kg)(3)圖丙中,大廈剛開始向左晃動(dòng)時(shí),內(nèi)部的阻尼器為什么會(huì)相對(duì)向右擺動(dòng)
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