初中物理粤沪版九年级下册第十七章 电动机与发电机综合与测试课堂教学ppt课件
展开1.【中考·齐齐哈尔】如今,电动车已经成为人们常用的代步工具之一,电动车的“心脏”是电动机,它比传统的内燃机效率更高,也更加环保,在如图所示的四个装置中,与电动机工作原理相同的是( )
2.【中考·乐山】在图中的a表示垂直于纸面的一根导线,它是闭合电路的一部分。它在磁场中按箭头方向运动时,能够产生感应电流的是( )
【点拨】由图可知,D中导体做切割磁感线运动,所以会产生感应电流,故D正确;A、C中的导体运动时运动方向与磁感线方向平行,均不会切割磁感线,所以不会产生感应电流,故A、C错误;B中导体静止,不会产生感应电流,故B错误。
3.以下选项装置中的灵敏电流计G的指针会发生偏转的是( )
【点拨】产生感应电流的条件:①闭合电路;②部分导体做切割磁感线运动;图A中铜棒以箭头方向快速靠近线圈,导体不是在磁场中运动,不会产生感应电流,灵敏电流计的指针不会发生偏转,故A不符合题意;图B中磁体以箭头方向快速靠近线圈,导体在磁场中发生相对运动,线圈中会产生感应电流,灵敏电流计的指针会发生偏转,故B符合题意;
图C中线圈和铜棒保持静止不动,既没有在磁场中,导体也没有运动,不会产生感应电流,灵敏电流计的指针不会发生偏转,故C不符合题意;图D中电磁铁的线圈在磁场中没有运动,不会产生感应电流,灵敏电流计的指针不会发生偏转,故D不符合题意。
4.【模拟·长沙】如图所示,直导线通电时发生偏转,说明________对电流有力的作用。如果只改变电流方向,直导线偏转方向________(填“改变”或“不变”)。
5.如图所示为直流电动机模型。直流电动机的工作原理是___________________________;直流电动机工作时,能够使线圈连续不停地转动下去是靠________来实现的。
磁场对通电导体有力的作用
6.发电机:(1)结合下图介绍发电机的工作原理是_________________________________________________________________________________________________。
发电机的工作原理是电磁感应:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生电流
(2)实际的发电机由________和________两部分组成,大型发电机一般采取________不动,________旋转的方式来发电,为了得到强磁场,还得________代替________。
7.【中考·武汉】如图所示的装置可以用来研究________(填“电动机”或“发电机” )的工作原理。将图中的电源换成灵敏电流计,闭合开关,让导体ab左右摆动,发现灵敏电流计指针偏转,表明导体ab中________(填“有”或“没有” )感应电流通过,导体ab的机械能转化为________能。
【点拨】由图知,电路中有电源,通电导体在磁场中会受到力的作用,这是电动机的工作原理;将图中的电源换成灵敏电流计,闭合开关,让导体ab左右摆动,导体做切割磁感线运动,发现灵敏电流计指针偏转,表明导体ab中有感应电流通过,这是电磁感应现象,此过程中导体ab的机械能转化为电能。
【答案】电动机;有;电
8.当扬声器的线圈通过的电流方向如图所示时,线圈向左运动,那么当电流方向改变时,线圈将向右运动;如此反复,线圈带动纸盆振动发声。与扬声器原理相似的是( )A.发电机 B.电动机C.电磁继电器 D.电熨斗
【点拨】当扬声器的线圈通过电流时,通电线圈在磁场中受到力的作用而引起线圈振动,从而带动纸盆振动而发出声音。电动机就是根据通电导体在磁场中受到力的作用这一原理制成的。
9.【中考·内江】据有关媒体报道,未来在我国航母上,将采用电磁弹射器装置,它的弹射车与舰载机的前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车内的导体通入强电流时,立即产生强大的推力,使舰载机快速起飞。那么,在下列四个实验中,与电磁弹射器的工作原理一致的是( )
A.图甲:对着磁铁旁线圈说话,示波器显示波形B.图乙:闭合开关,金属棒在磁铁中运动起来C.图丙:风车带动线圈在磁铁旁转动,闭合回路中有电流产生D.图丁:手持金属棒在磁铁中运动,闭合回路中有电流产生
【点拨】由题意知当弹射车内的导体通入强电流时,立即产生强大的推力,使舰载机快速起飞,故它运用了磁场对通电导体有力的作用,与图乙原理一致,故选B。
10.【中考·益阳】将如图甲所示的铜线框上方的尖端挂在电池的正极,并保持良好接触,下端的两个弧形导线头分别压在磁钢柱的前后两侧,且始终与磁钢柱接触良好,磁钢柱吸附在电池底部的负极上,制成如图乙所示的小玩具,铜线框由静止释放后会转动起来,关于该现象,下列说法正确的是( )
A.它的原理与发电机原理相同B.若将磁体的磁极对调,铜线框中电流的方向会改变C.若将磁体的磁极对调,铜线框的转动方向将会改变D.若下端有一个导线头与磁钢柱接触不良导线框不可能转动
11.【中考·南昌】如图所示,是灵敏电流计内部结构示意图,它的工作原理是利用通电导体在________中会受到____________的作用,使指针发生偏转,此时如果改变线圈中的电流方向,指针的偏转方向________(填“会”或“不会”)发生改变。
12.小明看到了一则有关电磁炮的军事报道,它的构造如图所示,把待发射的炮弹(导体)放置在强大磁场中的两条平行导轨上,如果给导轨通以很大的电流,使炮弹作为一个载流导体,在磁场的作用下,它会沿导轨加速运动,在高精度的计算机控制下,会锁定目标,予以定点爆破。请你帮助小明同学解答下列问题:
(1)电磁炮发射的工作原理是___________________________。(2)在理论上如果通入的电流反向了,弹体________(填“能”或“不能”)发射出去。
【点拨】因为电流反向后,弹体受力方向相反,无法从炮管打出去。
13.【中考·苏州】如图所示,将甲、乙两个微型电动机的转轴对接并固定在一起,闭合开关后两电动机一起转动,小灯泡发光。此处产生电磁感应现象的是________(填“甲”或“乙”)电动机。该过程中能量转化是将电能→________能→电能,最终转化为内能和光能。
【点拨】闭合开关,电源与乙电动机接通,电流通过乙电动机,乙电动机转动,将电能转化为机械能,其原理是通电导体在磁场中受力而运动;乙电动机带动甲电动机一起转动,甲电动机内部的线圈在磁场中切割磁感线,产生感应电流,小灯泡发光,此时甲电动机相当于发电机,将机械能转化为电能,其工作原理是电磁感应现象。整个过程中能量转化是将电能→机械能→电能,最终转化为小灯泡的内能和光能。
14.【中考·丽水】如图为科研人员研制的“发电鞋”,鞋的内部安装了磁铁和线圈,人在行走时发的电存储于蓄电池中,可用于手机充电。(1)发电鞋发电时是利用__________原理工作的。
【点拨】由题意可知,人在行走时,鞋内部的线圈切割磁感线,从而产生感应电流,所以“发电鞋”是利用电磁感应原理制成的。
(2)穿该发电鞋以某速度行走,其平均发电功率约为0.4 W,若以这样的速度行走10 min,可产生电能________J。
【点拨】以这样的速度行走时,其发电的功率约为0.4 W,所以10 min产生的电能为W=Pt=0.4 W×10×60 s=240 J。
15.【中考·营口,多选题】如图所示是有关电和磁的两个重要的科学探究实验,下列说法正确的是( )A.甲图中开关S闭合后,轻质导体棒ab会运动B.甲图实验探究的是发电机的工作原理C.乙图中导体棒cd切割磁感线运动时,灵敏电流计的指针会发生偏转D.乙图实验说明电能可以转化为机械能
【点拨】图甲实验是通电导线在磁场中受到磁场力的实验,是电动机的原理图,开关S闭合后,轻质导体棒ab会运动,故A正确,B错误;图乙实验是电磁感应实验,是发电机的原理图,当导体棒切割磁感线运动时,电路中产生电流,灵敏电流计指针发生偏转,机械能转化为电能,故C正确,D错误。
16.【多选题】如图所示是小明探究回路的一部分导体在磁场中运动产生感应电流的实验情景(图中箭头表示导体的运动方向)。关于小明的探究实验,下列说法中正确的是( )
A.对比甲、乙两次实验可以探究感应电流方向与磁场方向是否有关B.对比乙、丙两次实验可以探究感应电流方向与导体运动方向是否有关C.对比甲、丙两次实验可以探究感应电流方向与磁场方向是否有关D.对比乙、丁两次实验可以探究感应电流的产生与导体切割磁感线是否有关
【点拨】图甲和图乙中,磁场方向不相同,导体运动方向相同,电流方向不同,即可以得到感应电流方向与磁场方向有关,故A正确;图乙和图丙中,磁场方向相同,不同的是导体运动方向,可以说明感应电流方向与导体运动方向有关,故B正确;图甲和图丙中,磁场方向和导体运动方向都不相同,无法探究感应电流与两者的关系,故C错误;
图乙中,导体做切割磁感线运动,有感应电流产生,图丁中,导体沿磁感线运动,无感应电流产生,对比乙、丁两次实验可以探究感应电流的产生与导体切割磁感线是否有关,故D正确。
17.如图甲所示,物理兴趣小组的同学在研究磁场对电流的作用时,确定了研究课题:磁场对电流作用力的方向与什么因素有关。他们设计了如下实验:
(1)电路连接正确无误后,闭合开关发现导体ab并没有移动,出现这种现象的可能原因是______________________(写出一种即可)。根据你的判断,提出一条解决方案:________________________。
磁场太弱(答案不唯一)
【点拨】电路连接正确无误后,闭合开关发现导体ab并没有移动,即磁场对通电导体的作用力太小,可能是磁场太弱,可能是电流太小。如果是磁场太弱,可以换用磁性更强的磁体;如果是电流太小,可以调节滑动变阻器滑片,使电路中电流变大。
(2)解决问题后,李凡同学分别进行了实验:(如图乙所示,其中“○”表示导体的横截面,“×”表示电流方向垂直指向纸面内部,“·”表示电流方向垂直指向纸面外部)如要研究磁场对电流作用力的方向和磁场方向之间的关系,应选择________两个实验;如要研究磁场对电流作用力的方向和电流方向之间的关系,应选择________两个实验。
【点拨】若要研究磁场对电流作用力的方向和磁场方向之间的关系,应控制电流方向不变,选择实验A、B;如要研究磁场对电流作用力的方向和电流方向之间的关系,应控制磁场方向不变,选择实验A、C。
【答案】A、B;A、C
(3)实验表明,磁场对电流作用力的方向和磁场方向、电流方向都________(填“有关”或“无关”)。
【点拨】实验A、B表明,磁场对电流作用力的方向和磁场方向有关;实验A、C表明,磁场对电流作用力的方向和电流方向有关。
18.利用如图所示的实验装置探究电动机的工作原理,请你完成下列问题。(1)通电后图甲中ab段导线受磁场力的方向竖直向上,请在图丙中作出ab段导线所受到的磁场力F′的示意图。
【点拨】由于电流从电源的正极出发,故此时图甲中ab的电流方向是由a到b;在图丙中,由于电流的方向和磁场的方向均没有改变,故此时线圈所受力的方向仍不变,即力的方向仍是向上的,如图所示。
(2)当线圈转过图乙所示位置时,通过改变__________的办法使线圈靠磁场力的作用可以继续顺时针转动至少半周。
【点拨】据图乙能看出,再向下转动,磁场力会阻碍线圈运动,故此时必须改变线圈的受力方向,所以可以通过改变线圈中的电流方向使得线圈继续顺时针转动至少半圈。
(3)生产实际中,为使直流电动机的转子能持续不停地转动,在此结构的基础上主要是通过加装______________(填直流电动机的结构名称)来实现的。
【点拨】直流电动机的线圈可以持续转动,是因为它加装了换向器,该装置能在线圈刚转过平衡位置时,自动改变线圈中的电流方向。
19.探究产生感应电流条件的实验步骤如图甲、乙、丙所示。(1)本实验中,我们通过观察什么现象来判断电路中是否有感应电流?_____________________________。
【点拨】电流计指针发生偏转说明电路中有电流。
(2)通过比较图____与图____可知,产生感应电流的一个条件是电路要闭合;通过比较图____与图____可知,产生感应电流的另一个条件是导体要在磁场里做切割磁感线运动。
【点拨】产生感应电流的条件是:①电路要闭合;②部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
(3)若图甲中AB棒不动,磁体左右水平运动,电路中________(填“有”或“无”)感应电流。
【点拨】磁体左右水平运动,AB棒切割磁感线,有感应电流产生。
20.【中考·青岛】探究磁生电的条件。实验装置如图所示,在磁场中悬挂一根导体AB,把它的两端跟灵敏电流计连接起来,组成闭合回路。(1)实验中,用________提供磁场,用________显示电路中有无电流。
【点拨】由图可知,图中含有蹄形磁体,蹄形磁体的周围存在磁场;实验中通过灵敏电流计的指针的偏转情况判定电路中有无电流。
【答案】蹄形磁体;灵敏电流计
(2)下列操作,电路中能产生电流的是________(选填所有符合要求的选项序号)。①蹄形磁体和导体AB都静止②蹄形磁体静止,导体AB左右运动③导体AB静止,蹄形磁体左右运动
【点拨】①蹄形磁体和导体AB都静止,导体没有做切割磁感线的运动,不会产生感应电流;②蹄形磁体静止,导体AB左右运动,导体做切割磁感线的运动,会产生感应电流;③导体AB静止,蹄形磁体左右运动,导体做切割磁感线的运动,会产生感应电流,故选②③。
21.【中考·本溪】我国是目前为数不多的可以生产无针注射器的国家,其中一种电动式无针注射器通电时永磁体的磁场与通电线圈相互作用,产生强大的助推力,使药液以接近声音的速度注入皮肤。下列关于该注射器说法正确的是( )A.它的工作原理与电动机的工作原理相同B.它是利用电磁感应工作的C.它工作时将机械能转化为电能D.药液能注入皮肤是因为它的速度大所以惯性大
【点拨】根据题意可知,电动式无针注射器是依靠磁场对通电线圈有力的作用,将药液快速“注入”皮肤的,这与电动机的原理相同,工作时将电能转化为机械能,故A正确,B、C错误;惯性是物体本身的一种性质,只与质量有关,与速度无关,故D错误。
22.如图所示,同一条形磁铁,从静止开始由同一高度下落,分别穿过闭合的塑料线圈甲、断开的塑料线圈乙、闭合的金属线圈丙、断开的金属线圈丁,则它穿过哪个线圈后落地时的动能最小?(所有线圈均有电阻,不计空气阻力)( )A.线圈甲 B.线圈乙 C.线圈丙 D.线圈丁
【点拨】C选项符合产生感应电流的条件,可以在线圈中产生感应电流,从而产生电能,根据能量的转化,电能应该是磁铁的机械能转化而来,所以磁铁的机械能减少,所以C选项中磁铁落地时动能最小,故选项C正确。
23.如图甲所示是某人设计的振动发电装置,它由一个辐向形永久磁铁和一个套在辐向形永久磁铁槽中的线圈组成,磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(如图乙所示),外力作用在线圈框架的P端,使线圈沿轴线做往复运动,便有电流通过灯泡。关于此发电装置,以下说法不正确的是( )
A.该装置是利用电磁感应原理制成的B.该装置是将机械能转化为电能C.此装置中线圈相当于电源D.小灯泡中流过的电流是直流电
【点拨】据图能看出,当振动时,线圈会发生运动,即恰好在磁场中做切割磁感线运动,从而使得电路中产生电流,故该装置是利用电磁感应原理制成的,故A正确;该装置是通过线圈运动而产生电能的,即消耗机械能,产生电能,故该装置是将机械能转化为电能的装置,故B正确;据图能看出,当振动时,线圈会在磁场中做切割磁感线运动,从而使得电路中产生电流,所以此装置中线圈相当于电源,故C正确;
由于线圈的运动方向是改变的,故在线圈中的电流的方向也是改变的,故小灯泡中流过的电流是交流电,故D不正确。
24.【模拟·山西】国产003型航母将采用自行研制的电磁弹射器。如图所示,电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接,并处于强磁场中,当弹射车内的导体通以________时,即可受到强大的推力,推动弹射车加速运动,这个过程是________能转化为________能。
25.【中考·盐城】一种新型混合动力型汽车通过“制动再生”途径给内部蓄电池充电。制动时车轮带动电动机转动,电动机作为发电机使用,把汽车的__________能直接转化为______能,此时“电动机”是应用__________原理工作的。
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