66讲 电学专有讲义 （习题解析） 2023年初中物理自主招生讲义68讲

第1 页/ 共40 页 初中物理自主招生讲义66 答与解析 一．磁场对通电导线的作用（共10 小题） 1．电磁炮是一种先进的动能杀伤武器，它是利用磁场对通电导体作用的原理，对金属炮弹 进行加速，具有速度快、命中率高等特点。下图中与此工作原理相同的是（ ） ． B． ． D． 答与解析：、图中实验装置，无电源，研究电磁感应现象，故错误； B、图中实验为电流的磁效应，故B 错误； 、图中的实验时探究带电体的性质，故错误； D、图中实验装置，有电源，研究通电导体在磁场中受力，故D 正确。 故选：D。 2 ．如图是灵敏电流计的内部结构图，下列选项中与其工作原理相同的是（ ） 第1 页/ 共40 页 ． B． ． D． 答与解析：灵敏电流计的工作原理：通电线圈在磁场中受力而转动，并且电流越大，线 圈受到的力越大，其转动的幅度越大；因此可以利用电流表指针的转动幅度来反映电路 中电流的大小。 、电磁铁是利用电流的磁效应制成的，与电流表的工作原理无关，故错误。 B、图中是奥斯特实验，说明通电导体的周围存在磁场，与电流表的工作原理无关，故 B 错误。 、图中通电导体在磁场中受力而运动，与电流表的工作原理相同，故正确。 D、发电机是利用电磁感应现象制成的，与电流表的工作原理无关，故D 错误。 故选：。 3．如图为实验室常用电流表内部构造图。多匝金属线圈悬置在磁体的两极间，线圈与一根 指针相连。当线圈中有电流通过时，它受力转动带动指针偏转，便可显出电流的大小。 图中与这一过程工作原理相同的是（ ） 第1 页/ 共40 页 ． B． ． D． 答与解析：通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理：通电线圈在磁场中受力而转 动，并且电流越大，线圈受到的力越大，其转动的幅度越大。因此可以利用电流表指针 的转动幅度来体现电路中电流的大小。 、图中为奥斯特实验装置，是利用电流的磁效应制成的，与电流表的制成原理无关，故 错误。 B、图中为发电机的原理图，是利用电磁感应现象制成的，与电流表的制成原理无关。 故B 错误。 、图中为电动机的原理图，是利用通电线圈在磁场中受力而转动的理论制成的。故正 确； D、图中电磁铁是利用电流的磁效应制成的，与电流表的制成原理无关。故D 错误。 故选：。 4 ．关于如图所示的实验装置，下列说法正确的是（ ） ．可以研究发电机的工作原理 B．可以研究感应电流的方向与磁场方向的关系 ．可以研究磁场对通电导体的作用力方向与磁场方向的关系 D．该装置实验过程中使机械能转化为电能 答与解析：该装置是研究通电导体在磁场中受力的装置，通过本装置可以研究磁场对通 电导体的作用力方向与电流方向、磁场方向的关系，根据此原理制成电动机，在实验过 程中消耗电能转化为机械能，故BD 错、正确。 第1 页/ 共40 页 故选：。 5．B 和D 是两根固定且平行的水平金属导轨，符号×表示垂直于纸面指向纸面里的磁场的 磁感线。现将铜棒EF 和G 垂直放在滑轨上，当拉动G 使其向左移动时，发现EF 也向 左移动；当拉动G 使其向右移动时，则（ ） ．铜棒EF 也向右运动 B．铜棒EF 向左运动 ．铜棒EF 不动 D．无法确定是否运动 答与解析：由右手定则可知，当G 向右运动时电流由到G，EF 中电流由E 到F；则由左 手定则可得EF 受力向右，故EF 应向右运动。 故选：。 6．灵敏检流计在搬运过程中，由于碰撞或振动会使指针左右摆动，为避免指针受损必须减 少这种摆动，应采取何种方法（ ） ．将灵敏检流计周围用泡沫塑料固定好 B．将灵敏检流计的指针拆下来，单独存放 ．将灵敏检流计的正负接线柱用导线连接起来 D．将灵敏检流计的指针设法固定在刻度盘上 答与解析：、就算将灵敏检流计周围用泡沫塑料固定好，指针还是会乱动的，该方法不 可取； B、把指针拆下来是不现实的，该方法不可取； 、用导线将表头的正负接线柱短接后，线圈电路就成为闭合回路，一旦表头受到碰撞及 振动，指针左右摆动时，会带动线圈切割磁感线而产生感应电流。感应电流的产生又将 使线圈受到磁场的阻力作用，这样就能大大减小指针的摆动幅度，从而对表头指针起到 一定的保护作用，该方法可行； D、将指针固定在刻度盘上是无法实现的，该方法不可取； 故选：。 7 ．下面所做的验证性实验中，不正确的是（ ） ．在圆盘上间隔涂上红、蓝、绿等色，旋转后圆盘呈白色，说明白光是由色光组成的 第1 页/ 共40 页 B．在冷水、热水中各加入一滴墨水，发现热水变色快，说明分子热运动与温度有关 ．将磁体靠近通电的灯泡，发现灯丝抖动，说明通电导体在磁场中受到力的作用 D．从滑梯上滑下时臀部有灼热感，说明热传递可以改变物体的内能 答与解析：、由三种单色光复合后，就可以组成白光。正确。 B、热水温度高，分子运动速度快，所以变色快。正确。 、外部磁场对灯丝产生的磁场相互作用，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。正 确。 D、滑滑梯时，臀部和滑梯摩擦，由于做功可以改变内能，所以感到热。错误。 故选：D。 （多选）8．如图所示，①②③④为探究物理规律的四个实验，bd 为物理规律的应用实 例，箭头表示规律和应用的对应关系，其中对应关系正确的是（ ） ． B．B ． D．D 答与解析：、①图说明通电导体在磁场中受力，电动机就是根据这个原理制成的，故 正确； B、②图通过改变连入电路的电阻丝的长度改变连入电路的电阻，进而改变电路中的电 流，这也是滑动变阻器的变阻原理，故B 正确； 、③图说明同种电荷相互排斥，而磁悬浮列车是依据磁极间的相互作用来实现悬浮和 运行的，故错； D、④图说明同名磁极相互排斥，而验电器的工作原理是同种电荷相互排斥，故D 错。 故选：B。 9．如图所示的实验装置，是用来研究 磁场对通电导线的作用 “ （选填电流磁效 第1 页/ 共40 页 ” “ ” “ ” 应、电磁感应现象或磁场对通电导线的作用）的。实验中把导线b 放在磁场里， 接通电源，让电流通过导线b，会观察到导线向右运动；如果把电源正、负极对调后接 入电路，会观察到导线b 向 左 “ ” “ ” （选填左或右）运动；如果不对调电源正、负 极，但把蹄形磁体上下磁极调换一下，会观察到导线b 向 左 “ ” “ ” （选填左或右）运 动；如果把电源正、负极对调，同时把蹄形磁体上下磁极也调换则会观察到导线b 向 右 “ ” “ ” （选填左或右）运动。 答与解析：开关断开时，导体没有电流，导体不运动，说明磁场对导体没有力的作用； 当开关闭合后，电路中有电流通过，导体b 在磁场中运动起来，说明磁场对通电导线的 作用。 把导线b 放在磁场里，接通电源，让电流通过导线b，会观察到导线向右运动，由此说 明磁场对通电导体的力的方向向右；如果把电源正、负极对调后接入电路，导体中电流 的方向改变；磁场对电流的作用力的方向与磁场方向和电流方向有关，在磁场方向不变 的情况下，电流方向改变，其受力方向也改变，即运动方向改变，所以会观察到导线b 向左运动。 如果不对调电源正、负极，但把蹄形磁体上下磁极调换一下，这种情况下，导体中电流 方向不变，但磁场方向改变，所以其受力方向改变，导体的运动方向也发生改变，所以 会观察到导线b 向左运动。 若把导体中电流的方向和磁场的方向同时改变，导体的受力方向不变，这与数学上的负 负得正相似，所以导体的运动方向不变，仍然向右移动。 故答为：磁场对电流的作用；左；左；右。 10．阅读短文，回答问题 清洗机是利用高压水清洗车辆表面污垢的机器（如图）。有一种无锡生产的5020 型清 洗机的铭牌如表所示。清洗机工作时，利用外加电力所产生的压强将水从水管中压出。 其对水的压力可用压强与水管横截面积之积得出，而清洗机对水所做的功就是此力所 “ ” 为，详情见信息快递。 型号 5020 额定压强 5×106P 第1 页/ 共40 页 电源 220V/50z 额定流量 20L/m 额定功率 22k 防护等级 P25 （1）你认为清洗机的动力设备是 电动机 “ ” “ ” （选填电动机或热机），其主要原理 是通电导体在磁场中要受到力的作用。 （2）清洗机正常工作时，通过清洗机的电流是 10 。 （3）若清洗一辆汽车平均耗时10m，则清洗一辆汽车平均用水多少kg。 （4）需要消耗电能多少。 （5）清洗机正常工作10m，清洗机对水做功多少。 答与解析：（1）因清洗机工作时消耗电能，转化为机械能，所以需要的动力设备是电 动机，原理是通电导体在磁场中要受到力的作用而工作的。 （2）据P＝U 可知， 此时正常工作时的电流是：＝ ＝ ＝10； （3）10m 需要水的体积： V＝20L/m×10m＝200L＝02m3。 水的质量为m＝ρ 水V＝1×103kg/m3×02m3＝200kg； （4）此时所消耗的电能是：＝Pt＝2200×10×60s＝132×106； （5）此时清洗机正常工作10m 对水做功为：＝pV＝5×106P×002m3/m×10m＝10×106； 答：（1）电动机；（2）10；（3）若清洗一辆汽车平均耗时10m，则清洗一辆汽车平 均用水200kg；（4）需要消耗电能132×106；（5）清洗机正常工作10m，清洗机对水 做功10×106。 二．直流电动机的原理（共2 小题） 11．如图为汽车启动原理图，汽车启动时，需将钥匙插入钥匙孔并旋转（相当于接通电 第1 页/ 共40 页 路），下列有关说法错误的是（ ） ．此时通电螺线管产生磁性 B．通电螺线管E 端的磁极为南极 ．电动机是利用电磁感应原理制成的 D．通电螺线管两端电压与电动机两端电压不同 答与解析：、当接通电路时，通电螺线管产生磁场，具有磁性，故正确； B、当接通电路时，通电螺线管电流从上端流入，下端流出，利用安培定则可以判断E 端为S 极，F 端为极，故B 正确； 、电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，故错误； D、由图可知通电线圈电压由一个电源提供，而电动机的电压由两个电源串联提供，因 此两者电压不同，故D 正确。 故选：。 12 ．如图所示是电机示意图，对于图示的说法，正确的是（ ） ．图中绘出的是直流电动机的示意图，线圈正转到平衡位置 B．图中绘出的是直流电动机的示意图，线圈受到磁场的作用力而转动 ．图中绘出的是交流发电机的示意图，此时导线切割磁感线，线圈中产生电流 D．图中绘出的是交流发电机的示意图，此时导线不切割磁感线，线圈中没有电流 答与解析：（1）图中有电源，因此是电动机的原理图，发电机的原理图没有电源，故 D 错； （2）平衡位置指的是线圈与磁场方向垂直的位置，图示的位置不是平衡位置，故错、B 正确。 故选：B。 三．直流电动机的应用（共3 小题） 第1 页/ 共40 页 13 “ ．手机已成为现代生活中常用的一种通讯工具。一般的手机都设有利用振动提示人们来 ” “ ” 电的装置。有一种手机提示来电是用一个微型电动机带动转轴上的叶片转动，当叶 片转动时，电动机也就跟着振动起来，从而又带动手机振动。在图1 所示的几种形状的 叶片中，你认为能够实现上述振动功能的是（ ） ． B． ． D． 答与解析：叶片对称分布时，转动后转轴是不会振动的。而当其非对称分布时，叶片转 动起来后，由于惯性总要向其运动的切线方向飞出，使转轴不断改变位置从而发生振 动，并带动手机整体振动。 四个答中，只有是不平衡的，电机带动它高速转动时，才会产生振动。 故选：。 （多选）14．直流电动机模型如图所示，通电后沿顺时针方向转动，现在想改变电动机的 转动方向，可以（ ） ．改变通电电流的大小 B．将电源的正负极对调 ．将两磁极对调 D．增加电动机的线圈匝数 答与解析：、改变电流的大小只能改变电动机的转速，不能改变转动方向，故不符合题 意。 B、将电源的正负极对调，改变线圈中电流的方向，能改变直流电动机的转动方向，故 B 符合题意； 、将两磁极对调可以改变磁场方向，能改变直流电动机的转动方向，故符合题意； D、增加电动机的线圈匝数能改变电动机的转速，不能改变转动方向，故D 不符合题 意。 故选：B。 15．如图所示为小玲和小辉同学制作的直流电动机模型，他们用回形针做成两个支架，分 别与电池的两极相连；用漆包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的 第1 页/ 共40 页 一端全部漆皮，另一端只刮去上半周漆皮，将线圈放在支架上，磁体放在线圈下，闭合 开关且用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。 （1 ）直流电动机的工作原理是 通电线圈在磁场中受力转动 。 （2）将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周，其作用与直流电动机 中的 换向器 作用相同。 （3 ）通过改变 磁场或电流 方向，可以改变线圈的转动方向。 （4）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不能连续转动，请 你分析可能的原因是 磁场太弱 。 答与解析：（1）直流电动机的工作原理是：磁场对电流的作用； （2）将线圈两端引线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮半周的作用等同于直流电动 机的换向器，它的作用是当线圈刚转过平衡位置时，改变电流的方向，保证了线圈持续 的转动下去； （3）要改变线圈的转动方向，就要改变线圈的受力方向，而线圈的受力方向由磁场方 向和电流方向来决定，因此可改变磁场方向或电流方向来改变线圈的转动方向； （4）如果电池、开关、导线的连接和性能良好，闭合开关后，线圈不能连续转动，可 排除无电流的情况，可能是磁场太弱或开始线圈处在平衡位置。 故答为：（1）通电线圈在磁场中受力转动；（2）换向器；（3）磁场或电流；（4）磁 场太弱。 四．电磁感应现象（共24 小题） 16．PS 刷卡机的广泛应用给人们的生活带来了便利。PS 机的刷卡位置有一个绕有线圈的 小铁环制成的检测头（如图所示），在使用时，将带有磁条的信用卡在PS 机指定位置 刷一下，检测头的线圈中就会产生变化的电流，PS 机便可读出磁条上的信息，选项中 能反映PS 刷卡机读出信息原理的是（ ） 第1 页/ 共40 页 ． B． ． D． 答与解析：由题意可知，PS 刷卡机读出信息的原理是电磁感应现象 、如图是奥斯特实验，说明了电流周围存在着磁场，故错误。 B、如图电路中有电源，是探究通电导体在磁场中受力作用的实验，故B 错误。 、如图电路中没有电源，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，能反映PS 刷卡机读出信息的原 理，故正确。 D、如图电路中有电源，是通电线圈在磁场中受力转动，故D 错误。 故选：。 17．某新款智能手机的无线充电功能是运用了电磁感应技术。手机放在充电底座上即可充 电。同样应用了电磁感应技术的设备是（ ） ．电磁起重机 B．发电机 ．电烙铁 D．电风扇 答与解析：从题意中知道，手机中的线圈，能将底座产生的变化的磁场转化为电流给手 机电池充电，是利用电磁感应原理工作的； 第1 页/ 共40 页 、电磁起重机在有电流通过时具有磁性，其工作原理是电流的磁效应，故错误。 B、发电机的工作原理是电磁感应，即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运 “ ” 动，导体中有感应电流产生，所以发电机也是利用磁生电原理工作的，故B 正确。 、电流通过电烙铁时产生热量，所以电烙铁是根据电流的热效应来工作，故错误。 D、电风扇的主要部件是电动机，电动机工作原理是通电导体在磁场中受力而运动，故 D 错误。 故选：B。 18 “ ．如图所示，×”表示磁场方向垂直纸面向里，金属棒M、PQ 在光滑水平金属导轨b 和 d 上。当M 在外力作用下水平运动时，下列说法中正确的是（ ） ．闭合回路MPQ 中无电流产生 B．PQ 将不会运动 ．M 水平左右移动的方向，对PQ 受力方向有影响 D．仅增大M 的水平运动速度，P 受力方向将发生改变 答与解析：当M 在外力作用下水平运动时，闭合电路的一部分导体M 在磁场中做切割 磁感线运动，M 中会产生感应电流，所以通过PQ 有电流，PQ 是通电导体，在磁场中受 到磁场力的作用而运动；改变M 的运动方向，感应电流的方向会改变，通过导体PQ 的 电流的方向改变，受到的磁场力的方向会改变；磁场力的方向与M 运动的速度无关； 综上所述，正确。 故选：。 19 ．如图，甲、乙是电磁学中很重要的两个实验，下列有关说法正确的是（ ） ．甲图是研究电磁感应的实验装置 B．乙图中闭合开关后，可实现将机械能转化为电能 第1 页/ 共40 页 ．乙图是研究发电机原理的实验装置 D．甲图中可实现将电能装化为机械能 答与解析：、甲图是研究导体在磁场中做切割磁感线运动，是电磁感应的实验装置，故 正确； B、乙图是电动机的原理图，闭合开关后，可实现将电能转化为机械能，故B 错误； D、甲图时发电机原理图，是机械能转化为电能，故D 错误。 故选：。 20．手机无线充电真神奇，它方便了人们的生活，其中电磁感应无线充电是应用最多的无 线充电方。如图所示，它的原理是送电线圈通过一定频率的交流电，线圈的周围形成交 替变化的磁场，通过电磁感应在受电线圈中产生一定的感应电流，从而将能量从发射端 转移到接收端。下列选项中和受电线圈工作原理相同的是（ ） ．电磁铁 B．电磁继电器 ．电动机 D．动圈式话筒 答与解析：根据题意可知，受电线圈工作原理是电磁感应现象； 、电磁铁利用的是电流的磁效应，故错误； B、电磁继电器的主要部件是电磁铁，利用的是电流的磁效应，故B 错误； 、通电导体在磁场中受力而运动，是电动机的工作原理图，故错误； D、动圈式话筒工作时，线圈在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，会使小灯 泡发光，这是电磁感应现象，故D 正确。 故选：D。 21 “ ” ．有一种佩戴在手腕上的计步器，其构造是在一段塑料管中密封一小块磁铁，管外缠 绕着线圈。运动时，磁铁在管中反复运动，线圈的输出电流随之不停地变化，显示出运 “ ” 动步数。计步器的基本原理与下列哪幅图相同（ ） ． 发电机 B． 电动机 第1 页/ 共40 页 ． 电水壶 D． 扬声器 答与解析： “ ” 根据计步器的特点可知，磁铁在管中反复运动，线圈切割磁感线而产生电 流。因此，计步器的基本原理是电磁感应，产生电流的过程中将机械能转化成了电能。 是电磁感应现象；BD 利用的是通电导体在磁场中受力运动的原理；是电流的热效应； 故正确。 故选：。 22．共享电动汽车通过刷卡开