66讲 电学专有讲义（师生版） 2023年初中物理自主招生讲义68讲

第1 页/ 共31 页 初中物理自主招生讲义66 1．磁场对通电导线的作用 【知识点的认识】 （1）磁场对通电导线有力的作用．（2）其作用方向与电流的方向、磁场的方向有关． 【命题方向】 在初中段主要考查：电动机为什么会转动、原理是什么？ 【解题方法点拨】 解题是要知道电动机的工作原理． 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． ． 第1 页/ 共31 页 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（ ） ． B． ． D． 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31 页 ． B． ． D． 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 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 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 第1 页/ 共31 页 D．将灵敏检流计的指针设法固定在刻度盘上 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 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 （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 9．如图所示的实验装置，是用来研究 “ ” “ ” “ （选填电流磁效应、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 “ ” “ ” （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 “ ” “ ” （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 “ ” “ ” （选填左或右）运动。 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 第1 页/ 共31 页 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 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 “ ” “ ” （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 。 （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。 2．直流电动机的原理 【知识点的认识】 工作原理都是建立在电磁感应和电磁力这个基础上． 直流电动机工作原理：导体受力的方向用左手定则确定．这一对电磁力形成了作用于电 枢一个力矩，这个力矩在旋转电机里称为电磁转矩，转矩的方向是逆时针方向，企图使电 枢逆时针方向转动．如果此电磁转矩能够克服电枢上的阻转矩（例如由摩擦引起的阻转矩 以及其它负载转矩），电枢就能按逆时针方向旋转起来． 简单的说，电机里边固定有环状永磁体，电流通过转子上的线圈产生洛伦磁力，当转子上 的线圈与磁场平行时，再继续转受到的磁场方向将改变，因此此时转子末端的电刷跟转换 片交替接触，从而线圈上的电流方向也改变，产生的洛伦磁力方向不变，所以电机能保持 第1 页/ 共31 页 一个方向转动． 【命题方向】 利用直流电动机的原理来分析直流电动机的工作过程是命题方向． 【解题方法点拨】 要理解：电流产生磁场原理的变形（电流产生磁场），一个通电线圈相当于一个具有S 极 的磁体．形成电磁力． 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 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 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 3．直流电动机的应用 【知识点的认识】 由直流电动机工作原理示意图可以看到，直流电机的结构应由定子、转子和换向器组成． 直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座、主磁 极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成．运行时转动的部分称为转子，其主要作用是 第1 页/ 共31 页 产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由 转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成． 定子（即主磁极）被固定在风扇支架上，是电机的非旋转部分． 转子中有两组以上的线圈，由漆包线绕制而成，称之为绕组．当绕组中有电流通过时产 生磁场，该磁场与定子的磁场产生力的作用．由于定子是固定不动的，因此转子在力的作 用下转动． 换向器是直流电动机的一种特殊装置，由许多换向片组成，每两个相邻的换向片中间是 绝缘片．在换向器的表面用弹簧压着固定的电刷，使转动的电枢绕组得以同外电路连接． 当转子转过一定角度后，换向器将供电电压接入另一对绕组，并在该绕组中继续产生磁 场．可见，由于换向器的存在，使电枢线圈中受到的电磁转矩保持不变，在这个电磁转矩 作用下使电枢得以旋转， 【命题方向】 “ 一般从直流电动机的结构和工作过程入手考查，例如：在直流电动机的工作过程中，换向 ” 器起了关键的作用，它能使线圈刚刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的，从而实现通电 线圈在磁场中的连续转动．电动机工作时是把电能转化为．答：电流方向；机械能 【解题方法点拨】 明白、理解直流电动机的构造和工作过程是解题的关键．【知识点的认识】 电动机是我们生活中常见的一种电气化设备，电动机将电能转化为机械能，从而带动各种 生产机械和生活用电器的运转．电动机的应用很广，种类也很多，但它们工作的原理都是 一样的． 电动机指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置．按工作电源种类划分： 可分为直流电机和交流电机．一些功率大点的家用电器一般都是交流电动机，如：电扇、 洗衣机等；而一些功率小的电器一般使用直流电动机，如：电动玩具、录音机等．电动机 的基本构造：转子和定子． 【命题方向】 以下三点都是命题要点：（1）电动机的作用：把电能转化为机械能．（2）换向器的作 用：改变线圈的电流方向，使线圈得以持续转动．（3）通电导体所受力的方向跟电流方 向、磁场方向有关． 【解题方法点拨】 了解电动机的结构、能的转化及工作原理即可解题．工作原理图： 第1 页/ 共31 页 三．直流电动机的应用（共3 小题） 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． （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 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 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 。 （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 作用相同。 （3 ）通过改变 方向，可以改变线圈的转动方向。 第1 页/ 共31 页 （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 。 4．电磁感应现象 【知识点的认识】 （1）电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生电流， 这种电流叫感应电流，这一现象叫电磁感应现象。 （2）历史意义：英国科学家法拉第首先发现的电磁感应现象，这一发现进一步揭示了电与 磁之间的联系，证明了磁可以生电。 （3）实验装置图： （4）感应电流方向的影响因素：磁场方向、运动方向。 如图，电流表指针偏转方向不同显示电流方向的不同。 甲乙对比可以说明电流方向与磁场方向有关；甲丙对比可以说明电流方向与运动方向有 关。 第1 页/ 共31 页 （5）感应电流大小的影响因素：磁场强弱、运动快慢、线圈匝数。 【命题方向】 （1）电磁感应现象探究实验（尤其产生感应电流的条件） （2）电磁感应现象﹣﹣﹣﹣﹣法拉第英国物理学家、化学家，发明家即发电机和电动机的 发明者。 【解题方法点拨】 （1）电磁感应现象实验和磁场对通电导线的作用实验对比： 被研究对象都是磁场中的导体：电磁感应现象的前提条件是运动，结果是产生电流；磁场 对电流的作用的前提是电流，结果是产生运动。 即因动而电的是电磁感应现象，因电而动的是磁场对电流的作用。 这样记忆： （2）一些常见器材的原理归类对比记忆： ①电热器利用电流的热效应原理，如电饭锅、电炒锅、电烙铁、电水壶、电暖气、电熨 斗； ②电动机利用通电导体在磁场中受力原理，如电风扇、排烟罩、洗衣机、剃须刀，扬声器 也是这个原理； ③发电机和动圈式话筒用电磁感应现象原理； ④电磁铁利用电流的磁效应原理，如电铃、电磁起重机、电磁继电器、空气开关。。 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 第1 页/ 共31 页 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（ ） ． B． ． D． 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 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（ ） 第1 页/ 共31 页 ．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 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 ．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 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 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 ． 电水壶 D． 扬声器 第1 页/ 共31 页 22．共享电动汽车通过刷卡开锁，实现循环使用。租赁者将带有磁条的租车卡靠近电动汽 车的感应器，检测头的线圈中就会产生变化的电流，读取解锁信息。图中能反映刷卡读 取信息原理的是（ ） ． B． ． D． 23 ．下列设备中，利用电磁感应原理工作的是（ ） ．动圈式扬声器 B．电动机 ．动圈式话筒 D．电磁起重机 24 “ ” ．小明制作了一个会发光的二极管。其电路简图如图所示。二极管具有单向导电性， 电流只能从二极管的正极流入，负极流出。演示时，左右摇动塑料管，这时会看见两只 发光二极管轮流发光。以下说法中，不正确的是（ ） 第1 页/ 共31 页 ．制作发光二极管的主要材料是半导体 B．发生该现象的原理是电磁感应 ．二极管发光时，图中的条形磁体相当于电源 D．在该现象中，将机械能转化为电能 25 “ ” ．如图为我国新型反潜巡逻机。机尾的棍子叫做磁异探测器，它能将潜艇经过海域引 起的磁场强弱变化转化为强弱变化的电流，从而发现潜艇的存在。图中能解释磁异探测 器工作原理的是（ ） ． B． ． D． 26．超市的服装贴有磁性标签，未消磁的标签通过超市安检门时，安检门上的线圈会产生 电流，触发报警器达到防盗目的。则安检门的工作原理是（ ） ．电磁感应 B．磁极间的相互作用 ．通电导体周围存在磁场 D．磁场对通电导体的作用 27．刷卡机广泛应用于银行，超市等，当带有磁条的信用卡在刷卡机上刷过时，刷卡机的 检测头就会产生感应电流，便可读出磁条上的信息，图中各设备工作原理与刷卡机读取 信息原理相同的是（ ） ． 电磁起重机 第1 页/ 共31 页 B． 动圈式话筒 ．扬声器 D． 电动机 28．关于图1、2 所示图形中的实验，下列说法正确的是（ ） ．图1 可以研究通电导体在磁场中的受力情况 B．图1 实验的过程中，是机械能转化为电能 ．图2 可以研究电磁感应现象 D．图2 实验的过程中，其它形式能转化为电能 29．如图所示。为电磁铁。B 为铁芯。为套在铁芯B 上的绝缘磁环。现将、B、放置在天 平的左盘上。当中通有电流时，悬停在空中。天平保持平衡。当增大中电流时。绝缘磁 环将向上运动。在绝缘磁环上升到最高点的过程中。若不考虑摩擦及空气阻力。则下列 描述正确的是（ ） 第1 页/ 共31 页 ．天平仍保持平衡 B．天平左盘先下降后上升 ．天平左盘先上升后下降 D．天平左盘一直下降至最低点 30 ．如图所示的四个图的装置可以用来演示物理现象，下列表述正确的是（ ） ．图（1）可用来演示电流的磁效应 B．图（2）可用来演示电磁感应现象 ．图（3）可用来演示电磁铁中电流大小与磁性强弱的关系 D．图（4）可用来演示磁场对电流的作用 （多选）31 ．在学习电磁现象的过程中，下列四个实验描述错误的是（ ） ．甲实验研究的是电磁感应现象，摇动手柄线圈转动过程中机械能转化为电能 B．乙实验中通电螺线管左端为极，且螺线管的磁场由疏密不同的磁感线组成 ．丙实验说明电流周围存在磁场，且磁场方向可由小磁针静止时极指向来判断 第1 页/ 共31 页 D．丁实验研究的是通电导体在磁场中受力而运动，发电机是依据此原理制成的 32．英国科学家 经过10 年的不懈努力，于1831 年发现了电磁感应现象，后人根据 此原理造成了 “ ” “ ” 。（选填电动机或发电机） 33．如图所示，一个轻质铝环悬挂在支架上，当把条形磁铁靠近铝环时，铝环被推开，这 是因为铝环相当于一个闭合回路，当条形磁铁靠近铝环时，铝环中会产生电流，这是 现象；通有电流的铝环相当于一个单匝通电螺线管，请在图中画出铝环中电流的方向。 34．如图所示，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，说明铜棒里 “ ” “ ” （选填有或无）电流产生，EF 受到的是磁场 力的作用。当拉动G 使其向右移动时，EF 应向 “ ” “ ” （选填左或右）移动，理由 是： ； 此过程中能量的转化是： 。 35．如图所示，闭合回路的b 部分在一磁场B1中，d 部分在另一磁场B2中，当使b 水平向 方向运动时，b 受的安培力方向水平向左；d 由于安培力作用可能水平向 运动； 螺线管上方的检测小磁针的极应指向 侧。 第1 页/ 共31 页 36． 英国物理学家法拉第经长达10 年的科学探索，发现了电磁感应现象，开辟了电气化时 代。图