初中升学考试物理微专题复习专题35电动机与发电机初中升学考试问题教师版含解析

这是一份初中升学考试物理微专题复习专题35电动机与发电机初中升学考试问题教师版含解析，共11页。试卷主要包含了电动机，发电机，实验探究题等内容，欢迎下载使用。
专题35 电动机与发电机问题一、电动机1.电动机原理：电动机是根据通电线圈在磁场中因受力而发生转动的原理制成的，是将电能转化为机械能的装置。2.构造：电动机是由转子和定子两部分组成的。换向器的作用是每当线圈刚转过平衡位置时，能自动改变线圈中电流的方向，使线圈连续转动。3.改变电动机转动方向的方法：改变电流方向(交换电压接线)或改变磁感线方向(对调磁极)。4.提高电动机转速的方法：增加线圈匝数、增加磁体磁性、增大电流。二、发电机1.发电机原理：发电机是根据电磁感应现象制成的，是将机械能转化为电能的装置。2.构造：发电机是由定子和转子两部分组成的。3.从电池得到的电流的方向不变，通常叫做直流电。(DC)4.电流方向周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流电。(AC)5.在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率，频率的单位是赫兹，简称赫，符号为Hz。6.我国供生产和生活用的交流电，电压是220V，频率是50Hz，周期是0.02s，即1s内有50个周期，交流电的方向每周期改变2次，所以50Hz的交流电电流方向1s内改变100次。【例题1】(2020贵州黔东南)如图所示四个装置中工作原理与发电机相同的是(    ) A. 电磁起重机           B. 司南               C. 话筒          D. 扬声器【答案】C【解析】发电机的工作原理是电磁感应现象．A．电磁起重机是利用电磁铁工作的，其原理是电流的磁效应，故A不符合题意；B．司南是天然的磁体，由于受地磁场的影响，磁体具有南北指向性，故B不符合题意；C．话筒是利用电磁感应现象制成的，故C符合题意；D．扬声器把电信号转化为声信号，利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理，故D不符合题意．【对点练习】如图所示的四个实验,反映电动机基本原理的是(   )【答案】D【解析】A图对应电生磁；B图对应同种电荷相互排斥；C图对应电磁感应。D图对应通电导体在磁场中受力的作用(电动机)【例题2】(2020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　   　(甲/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。【答案】甲；机械。【解析】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。【对点练习】关于如图甲、乙所示的实验，下列说法错误的是(　　)A．甲实验可以研究通电导体周围存在磁场 B．甲实验可以研究电磁感应现象 C．乙实验可以研究通电导体在磁场中受力情况 D．乙实验的过程中，电能转化为机械能【答案】A 【解析】AB、甲实验电路中没有电源，不能用来研究通电导体周围存在磁场；该实验中，开关闭合时，当导体棒ab在磁场中做切割磁感线运动，电路中就会产生感应电流，所以可以研究电磁感应现象，故A说法错误，B说法正确。CD、乙实验电路中有电源和磁体，可以研究通电导体在磁场中受力情况，是电动机的原理图，工作时电能转化为机械能，故CD说法都正确。一、选择题1．(2020黑龙江龙东农垦森工)下列四个实验，工作原理能和如图电动剃须刀工作原理相同的是(　　)   A                  B                  C            D【答案】C【解析】电动机是利用通电导体在磁场里受力运动的原理制成的；A.图中闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中产生感应电流，这是电磁感应现象，与发电机的原理相同，故A不符合题意；B.图中是发电机的实验装置，利用的电磁感应现象，故B不符合题意；C.图中导线与电源连接后，是通电导体在磁场中受力的实验装置，是电动机的原理，故C符合题意；D.图中是奥斯特实验的装置，证明了电流可以产生磁场，故D不符合题意。2.(2020四川成都)小罗把两个玩具电机用导线连接在一起(如图)，用力快速拨动甲电机的转叶，发现乙电机的转叶也缓慢转动起来。对这个现象分析正确的是(　　)A. “甲电机”将电能转化为机械能B. “乙电机”将机械能转化为电能C. “甲电机”依据电磁感应来工作D. 两电机的工作原理是相同的【答案】C【解析】A．“甲电机”相当于发电机，将机械能转化电能，故A错误；B．“乙电机”相当于电动机，将电能转化为机械能，故B错误；C．“甲电机”相当于发电机，利用电磁感应工作，故C正确；D．“乙电机”相当于电动机，利用磁场对电流受力的作用工作，两电机的工作原理不同，故D错误。3．(2020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(　　)A．        B．     C．     D．【答案】D【解析】电动机是利用通电导体在磁场里受力运动的原理制成的。A.图中装置中含有电磁铁，是电流的磁效应，与电动动机的原理不同，故A不符合题意；B.图中是电磁铁，是利用电流的磁效应工作的，与电动机的原理不同，故B不符合题意；C.图中闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中产生感应电流，是电磁感应现象，是发电机的原理图，与电动机的原理不同，故C不符合题意；D.图中有电源，通电导体在磁场中受力运动，是电动机的原理，故D符合题意。4．(2020成都模拟)如图是探究“让通电导体在磁场中动起来”的装置图，下列说法正确的是(　　)A．该装置探究的是电动机的原理B．该装置探究的是发动机的原理C．只改变电流方向时，通电导体的受力方向不变D．只改变磁场方向时，通电导体的受力方向不变【答案】A 【解答】解：AB、该装置中有电源提供电能，这是研究通电导体在磁场中受力的装置，是电动机的工作原理，故A正确，B错误．CD、磁场对通电导体的作用力的方向与电流方向、磁场方向的有关，只改变电流方向或只改变磁场都可以改变通电导体的受力方向，故CD错误．【点拨】研究通电导体在磁场中受力的实验装置中有电池，电能转化为机械能，根据此原理制成电动机；研究电磁感应现象的实验装置中没有电池，机械能转化为电能，根据此原理制成发电机．5．(2020•绵阳模拟)一矩形线圈放在蹄形磁铁的两极之间，刚通电时在磁场作用下扭转方向如图甲所示．现将该线圈放在图乙所示的蹄形螺线管间，a、b为螺线管与电源的接口．某同学进行了如下四次操作：①a接正极b接负极，线圈中通与图甲电流方向相同的电流②b接正极a接负极，线圈中通与图甲电流方向相同的电流③a接正极b接负极，线圈中通与图甲电流方向相反的电流④b接正极a接负极，线圈中通与图甲电流方向相反的电流线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同的是(　　)A．①和③ B．②和④ C．①和④ D．②和③【答案】D 【解析】①若乙图中a接正极b接负极，根据安培定则知蹄形螺线管左端为S极，与甲图的磁场方向相反，线圈中通与图甲电流方向相同的电流，故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相反；②若乙b接正极a接负极，根据安培定则知蹄形螺线管左端为N极，与甲图的磁场方向相同，线圈中通与图甲电流方向相同的电流，故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同；③若乙a接正极b接负极，根据安培定则知蹄形螺线管左端为S极，与甲图的磁场方向相反，线圈中通与图甲电流方向相反的电流，故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相同；④若乙b接正极a接负极，根据安培定则知蹄形螺线管左端为N极，与甲图的磁场方向相同，线圈中通与图甲电流方向相反的电流，故线圈刚通电时扭转方向与图甲所示的扭转方向相反；综合分析②③，故D正确．【点拨】本题考查了安培定则和磁场对电流的作用的知识，是一道综合题，有一定的难度．(1)根据安培定则判断通电螺线管的磁极；(2)磁场对电流(通电导体)有力的作用，据此制成了电动机；(3)通电导体受力的方向与电流的方向和磁感线的方向有关．6.共享电动车不仅环保节能而且为人们的出行带来了很大方便。已知某品牌共享电动车的电动机线圈内阻一定，转轴卡住不能转动时，线圈两端电压为48V，电流为12A．当电动车在水平地面上以18km/h的速度匀速直线行驶时，线圈两端电压仍然为48V，电流为2A，则下列说法正确的是(　　)A．电动机线圈电阻为24Ω B．电动机的机械功率为96W C．电动机的效率是66.7% D．电动车前进时受到的阻力为16N【答案】D 【解析】(1)因电动机转轴卡住不能转动时为纯电阻用电器，所以，由I＝可得，电动机线圈的电阻：R＝＝＝4Ω，故A错误；(2)当在水平地面上以v＝18km/h＝5m/s的速度匀速直线行驶时，电动车为非纯电阻，此时电动机消耗的电功率：PM＝UI′＝48V×2A＝96W，电动机线圈电阻消耗的热功率：PR＝(I′)2R＝(2A)2×4Ω＝16W，电动机的机械功率：P机械＝PM﹣PR＝96W﹣16W＝80W，故B错误；电动机的效率：η＝×100%＝×100%≈83.3%，故C错误；因电动车在水平地面上匀速直线行驶时处于平衡状态，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，所以，由P＝＝＝Fv可得，电动车前进时的牵引力即受到的阻力：f＝F＝＝＝16N，故D正确。7.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(  )【答案】D【解析】磁极间的磁感线是从N极指向S极，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；AC中的导体运动时都不会切割磁感线(运动方向与磁感线方向平行)，所以不会产生感应电流，故AC错误；B中导体没有运动，不会产生感应电流，故B错误。8.如图所示，线圈转动过程中，下列说法正确的是(  )A.线圈的机械能转化为电能B.通过灯泡的电流方向不变C.通过灯泡的电流大小发生变化D.线圈中产生电流的原理是电流磁效应【答案】AC【解析】发电机是利用电磁感应现象制成的，在发电机工作时，电流的大小和方向是时刻变化的，据此分析即可解决；发电机的线圈在转动过程中，将机械能转化为电能。A. 发电机的线圈在转动过程中，消耗机械能，产生电能，即将机械能转化为电能的过程，故A正确；B. 线圈在转动过程中，感应电流的方向是变化的，故B错误；C.线圈在转动过程中，感应电流的大小是变化的，故C正确；D.线圈中产生电流的原理是电磁感应，故D错误。9.某同学在家庭实验室里，将甲、乙图中的装置连接了如图所示的通路，其中两个相同的铜线圈处于磁场中。用外力使甲图中的线圈在磁场中摆动，下列说法正确的是(   )A．乙图中的线圈有电流通过，也会随着运动起来B．乙类似于发电机，其原理是电磁感应C．甲类似于电动机，其原理是磁场对电流有力的作用D．甲图中的线圈在运动过程中将机械能转化为电能【答案】AD【解析】用外力使甲图中的线圈在磁场中摆动，切割磁感线，产生感应电流，甲图中的装置相当于发电机，将机械能转化为电能，选项D正确；乙装置相当于电动机，有电流后会运动起来，选项A正确；B和C错误。故选AD。二、填空题10.(2020湖北武汉)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。将图中的电源换成电流表，闭合开关，让导体ab左右摆动，发现电流表指针偏转，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。【答案】 (1)电动机 (2) 有  (3) 电【解析】(1)闭合开关，处在磁场中的导体棒ab中有电流通过时，它就会运动起来，表明通电导体在磁场中受到力的作用，该装置可以用来研究电动机的工作原理。(2)(3)将图中的电源换成电流表，使导体ab左右摆动，它此时做切割磁感线运动，闭合电路中会产生感应电流，即导体ab中有感应电流通过，电流表指针发生偏转，该过程消耗机械能，获得电能，将机械能转化为电能。11.(2020江苏连云港)白炽灯是一种电流通过灯丝，灯丝发热发光的照明电器，将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝，如图所示，可以观察到灯丝______，说明______，由此原理可以制成______。【答案】 (1)晃动  (2)通电导体在磁场中受力  (3)电动机【解析】将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝，发现灯丝在晃动，说明通电导体在磁场中受力的作用，电动机是根据此原理制成的。12.小辉将玩具汽车里的电动机拆下来，在电动机的转轴处加装了一个小齿轮，在电动机尾部的接线柱处连接一个半导体led灯珠，当他将小齿轮放置在转动的自行车车轮上，如图所示，则齿轮的转动方向是　　(选填“顺时针”或“逆时针”)，他发现led灯珠并不是持续发光，而是不断的闪光，通过这个实验证明了该实验产生的电流是　　电(选填“交流”和“直流”)，产生电流是利用了　　原理。【答案】顺时针；交流；电磁感应。【解析】(1)根据图判断出齿轮轮的转动方向；(2)发光二极管具有单向导电性；(3)周期性改变电流方向的电流叫交流电；(4)发动机是根据电磁感应现象制成的。根据图知车轮逆时针转动，要想车轮带动齿轮发电，齿轮需要逆时针转动；因为发光二极管具有单向导电性，电流只有从正极流入，灯泡才能发光，所以led灯珠并不是持续发光，而是不断的闪光说明产生的电流是交流电；产生电流的现象叫电磁感应现象。13.图示实验装置中，磁体和导体棒均水平放置，断开S2、闭合S1，使导体棒水平向右运动，电流表G的指针向右偏，这是　   　现象，为使G的指针向左偏，可使导体棒向　   　运动，断开S1、闭合S2，导体棒能运动起来，依此可制成　   　(选填“电动机”或“发电机”)。【答案】电磁感应；左；电动机。【解析】断开S2、闭合S1，使导体棒水平向右运动，此时导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中就会产生感应电流，电流表G的指针向右偏，这是电磁感应现象；感应电流的方向与导体运动方向有关，为使G的指针向左偏，可使导体棒向左运；断开S1、闭合S2，导体棒有电流，在磁场中受到到力的作用，能运动起来，这就是电动机的原理。14.物理兴趣小组在老师的指导下做了一个有趣的“摇绳发电”实验。如图，他们用一根导线做成跳绳，将跳绳的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连，摇动“跳绳”时，发现灵敏电流计的指针左右摆动，这说明导线中产生了　   　，摇绳发电将　   　能转化为电能。【答案】感应电流；机械。【解析】用一根导线做成跳绳，将跳绳的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连，摇动“跳绳”时，导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中会产生感应电流，而且电流方向随时间发生变化，属于交流电，根据此原理可制成发电机，在工作过程中将机械能转化为电能。15.发电机是利用　          现象制成的，我国发电厂发出的交变电流的频率是50Hz，其周期是　   　s。【答案】电磁感应；0.02。【解答】发电机是根据电磁感应现象制成的。频率是50Hz，时间是1s所以周期是：由f＝得，T＝＝＝0.02s。三、实验探究题16. 在探究“电动机为什么会转动”的实验中：(1)我们首先想到的是磁体间发生相互作用是因为一个磁体放在了另一个磁体的磁场中，那么通电导体周围也存在         ，磁体会对通电导体产生力的作用吗?(2)如图 所示，将一根导体ab置于蹄形磁铁的两极之间，未闭合开关前，导体       ，闭合开关后，导体          ，说明磁场对       导体有力的作用。(3)断开开关，将图中磁铁的 N、S 极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向     ，说明通电导体在磁场中的受力方向与       有关。(4)断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向     ，说明通电导体在磁场中的受力方向与       有关。(5)如果同时改变磁场方向和电流方向，      确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关(填“能”或“不能”)。 【答案】(1)磁场(2)静止    转动    通电  (3)相反   磁场方向 (4)相反  电流方向(5)不能【解析】(1)通电导体和磁体一样周围也存在着磁场；(2)图中，未闭合开关前，导体中没有电流通过，导体静止不动；闭合开关后，导体转动，说明磁场对通电导体有力的作用；(3)断开开关，将图中磁铁的 N、S 极对调，即改变磁场方向，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关；(4)断开开关，将图中电源的正、负极对调，即改变电流方向，再闭合开关，会发现导体ab的运动方向与对调前的运动方向相反，说明通电导体在磁场中的受力方向与电流方向有关；(5)如果同时改变磁场方向和电流方向，不能确定受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。