初中物理 中考电磁学专题之电动机与发电机原理

中考电磁学专题之电动机与发电机原理
模块一磁场对电流的作用
一、知识点
1．磁场中的通电导线
⑴如果通电导体中的电流方向与磁场方向平行，则通电导体不受磁场的作用力．
⑵如果通电导体中的电流方向与磁场方向不平行，则通电导体受磁场力的作用，
当通电导体中的电流方向与磁场方向垂直时，通电导体在磁场中受到的磁场力最大．
2．通电导线在磁场里所受磁场力的方向
通电导体在磁场中受到的磁场力方向决定于磁场方向、电流的方向．3．磁场中的通电线圈
通电线圈在磁场中受力会发生转动．
4．左手定则
当通电导体与磁感线垂直时，通电导体受力方向、磁感线方向、电流方向之间的关系可用左手定则判断：伸开左手，使大拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直传入手心，使四指指向电流方向，则大拇指所指的方向就是通电导体在磁场中所受磁场力的方向，如下图所示．
5．电动机
电动机是利用磁场对电流的作用原理由电能转化为机械能的机器．
二、例题精讲
【例1】★★
在如图所示的实验装置中，能说明电动机工作原理的是()
A．B．
C．D．
考点：直流电动机的原理．
解析：A、当导体运动时，电流表的指针会发生偏转，即会产生感应电流，即电磁感应现象，是发电机的原理，故该选项错误；
B、该选项是用来研究影响电磁铁磁性强弱因素的实验，故该选项错误；
C、当闭合开关后，导体运动，说明通电导体在磁场中受力的作用，故该选项正确；
D、线圈在磁场中转动，电流表指针发生偏转，说明有电流产生，因此是发电机的原
理，故该选项错误．
答案：C
【测试题】
下图中，能说明电动机工作原理的是()
A．
B．C．
D．
考点：直流电动机的原理．
解析：A、该图是电磁继电器，是电磁铁的应用，故该选项错误；
B、当闭合开关后，线圈会转动，即通电导线在磁场中受力的作用，故该选项正确；
C、当导体运动时，电流表的指针会发生偏转，即会产生感应电流，即电磁感应现象，
是发电机的原理，故该选项错误；
D、该选项是用来研究电磁铁磁性强弱因素的实验，故该选项错误．
答案：B
【例2】★★
线圈abcd转动过程中经过图甲、乙位置时，导线ab所受磁场力的方向()
A．相反，是由于磁场方向相反了
B．相反，是由于流过ab的电流方向相反了
C．相同，是由于磁场方向、流过ab的电流方向都改变了
D．相同，是由于磁场方向、流过ab的电流方向都没改变
考点：直流电动机的原理．
解析：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b到a；在图乙中，由于磁场的方向没有改变，电流的方向是由a到b，故此时线圈受力的方向改变．答案：B
【测试题】
如图所示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动．现要线圈逆时针转动，下列方法中可行的是()
A．只改变电流方向B．只改变电流大小
C．换用磁性更强的磁铁D．对换磁极同时改变电流方向
考点：直流电动机的构造和工作过程．
解析：直流电动机的转动方向与线圈中的电流方向和磁场方向有关，若使通入直流电动机的电流方向改变或磁场的方向改变，它的转动方向将改变．但是如果同时改变电流的方向和磁场的方向，线圈的转动方向将不变．
答案：A
模块二电磁感应
一、知识点
1．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，导体中就产生电流，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流．
2．产生感应电流的条件
⑴电路是闭合的；
⑵闭合电路的一部分(非全部)做切割磁感线的运动．
3．感应电流的方向和大小
⑴导体中感应电流的方向决定于导体的运动方向、磁感线方向．两者中其一发生方
向改变，感应电流方向发生改变．两者都发生改变，感应电流方向不发生改变．
⑵导体中感应电流的大小取决于磁场的强弱、导体切割磁感线的速度大小；磁场越
强、切割磁感线的速度越大，则感应电流越大．
4．发电机
发电机是利用电磁感应现象将机械能转化为电能的机器．
二、例题精讲
【例3】★★
下图所示的四个实验中，能说明发电机工作原理的是()
A．B．
C．D．
考点：发电机的构造和原理．
解析：A、开关闭合后，电路中有电流，通电导体或线圈受到磁场力的作用发生运动，即通电导线在磁场中受力的作用，即是电动机的制作原理，故该选项不符合题意；
B、开关闭合后，在外力作用下使导体左右移动，切割磁感应线，则电流表指针发生
偏转，说明此时有感应电流产生，这是电磁感应现象，是发电机的工作原理，符合题意；
C、该装置是利用电流的磁效应的原理，即通电时该线圈会产生磁性，能吸引小铁钉，
故该选项不符合题意；
D、是奥斯特实验，小磁针发生针偏转说明通电导体周围有磁场，不符合题意．
答案：B
【测试题】
如图所示，能反映发电机工作原理的是()
A．B．
C．D．
考点：发电机的构造和原理．
解析：A、图示的实验是电磁铁的原理，运用电流的磁效应，可制成电磁铁，吸引大小针等，不符合题意；
B、图示的实验是通电导体在磁场中受到力的作用，是电动机的工作原理，故该选项
不符合题意；
C、图示的是通电线圈在磁场中受力转动，是电动机的工作原理，故该选项不符合题
意；
D、图示的是闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，线圈中就会产生电
流，是电磁感应现象，属于发电机的工作原理，故该选项符合题意．
答案：D
【例4】★★
如图所示的装置中，所有部件都静止时，小磁针亦静止于如图所示的位置．在下述四种情况下，小磁针发生偏转的是()
A．磁铁不动，导线ab向左运动B．导线ab不动，磁铁向下运动
C．磁铁与导线以相同的速度同时下落D．磁铁与导线以相同的速度同时上升
考点：探究电磁感应现象的实验．
解析：A、磁铁不动，ab向左运动，其运动方向跟磁感线方向平行，不切割磁感线，不产生感应电流．不符合题意．
B、ab不动，磁铁向下运动，相当于ab做切割磁感线运动，产生感应电流．符合题
意．
CD、磁铁与导线相对静止，不切割磁感线，不产生感应电流．不符合题意．
答案：B
【测试题】
如图所示，在探究“什么情况下磁可以生电”的实验中，闭合开关，保持磁体不动，若导线ab水平向右运动，则灵敏电流计指针向左偏转．下列说法正确的是()
A．若导线ab水平向左运动，则灵敏电流计指针向右偏转
B．若导线ab竖直向上运动，则灵敏电流计指针向左偏转
C．若导线ab竖直向下运动，则灵敏电流计指针向左偏转
D．若导线ab斜向上运动，则灵敏电流计指针不会偏转
考点：探究电磁感应现象的实验．
解析：A、由图知，当导线ab水平向右运动，则灵敏电流计指针向左偏转，若导线ab水平向左运动，切割磁感线的方向发生了变化，所以电流方向发生变化，则灵敏电流计指针应向右偏转，所以A正确；
B、若导线ab竖直向上运动，与磁感线方向平行，不切割磁感线，所以电流指针不偏
转，所以B错误；
C、若导线ab竖直向下运动，与磁感线方向平行，不切割磁感线，所以电流指针不偏
转，所以C错误；
D、若导线ab斜向上运动，此时切割磁感线，电路中会产生感应电流，所以电流表
指针偏转，所以D错误．
答案：A
【例5】★★★
如图所示，是王浩同学探究感应电流方向与哪些因素有关的实验情景(图中箭头表示导体的运动方向)，下列说法中正确的是()
A．比较图a和图c可知，感应电流的方向与磁场方向和导体运动方向有关
B．由图d可以得出结论，感应电流的方向跟导体是否运动无关
C．比较图b和图c可知，感应电流的方向与导体运动方向无关
D．比较图a和图b可知，感应电流的方向与磁场方向有关
考点：探究电磁感应现象的实验．
解析：A、图a和图c中，磁场方向和导体运动方向都不相同，无法研究两者与感应电流的关系，故A的说法错误；
B、图d中，只是向上运动，做法过于片面，无法得到感应电流和导体是否运动之间
的联系，故B的说法错误；
C、图b和图c中，磁场方向相同，不同的是导体运动方向，可以说明感应电流的方
向与导体运动方向有关，故C错误；
D、图a和图b中，导体运动方向相同，可以得到磁场方向和感应电流方向的关系，
故D正确．
答案：D
【测试题】
如图所示的实验装置，可以验证()
A．电磁铁磁性强弱与电流大小的关系B．产生感应电流的条件
C．通电导体在磁场中会受到力的作用D．磁极间相互作用规律
考点：电磁感应．
解析：图中是闭合电路，闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动，电路中有电流，这种现象是电磁感应．
电流的磁效应、电磁铁的磁性、通电导体在磁场中受力情况，都需要电路中有电流，有电源；而该电路中没有电源，所以ACD不符合题意．
答案：B
模块三电磁波
一、知识点
1．电磁波的分类(按频率)
2．波速、波长、频率的关系
c＝λf；其中c表示真空中电磁波传播的速度(3×108m/s)，λ表示波长，f为频率．
3．电磁波的应用
如广播电视、手机电话、微波炉加热、红外线遥控、紫外线消毒测距探伤等．
二、例题精讲
【例6】★★
我国自主开发的“隐形飞机”歼20，主要改进了形状与材料方面的技术，能有效避开雷达的探测．下列关于歼20隐身的原因解释，正确的是()
A．由于歼20飞行太快，电磁波追不上
B．由于歼20是超音速飞机，声波追不上
C．通过改用新材料，减弱对电磁波的吸收能力
D．通过改变飞机形状，减少对雷达探测设备方向反射的电磁波
考点：电磁波的传播．
解析：“隐形飞机”，可以有效避开雷达的探测，主要是它表面有一种特殊材料，能够增强对电磁波的吸收．它的表面制成特殊形状，这种形状能够减弱电磁波反射回雷达．答案：D
【测试题】
以下与电磁波应用无关的是()
A．手机通信B．微波炉加热食物C．雷达侦查D．听诊器了解病情
考点：电磁波的传播．
解析：A、手机通信，是通过电磁波来实现的，故该选项不符合题意；
B、微波炉是通过微波带动食物分子运动来实现加热的，故该选项不符合题意；
C、雷达侦察是通过发射电磁波，后据所收到的反射回来电磁波的情况判断前方情况
的，故该选项也不符合题意；
D、医生通过听诊器听到人体内器官所发出的声音情况来判断是否发生病变的，故这
里没有涉及到电磁波，故该选项符合题意．
答案：D
【例7】★★
已知真空中电磁波的波长λ微波＞λ红外线＞λ紫外线，则它们的频率()
A．f微波＝f红外线＝f紫外线B．f微波＞f红外线＞f紫外线
C．f微波＜f红外线＜f紫外线D．f紫外线＜f微波＜f红外线
考点：波速、波长和频率的关系．
解析：在真空中，电磁波的波长和频率互成反比例关系，波长最长的频率最小．
答案：C
【测试题】
某手机网络频率范围是1920MHz～1935MHz，下列说法正确的是()
A．1920MHz的电磁波波长比1935MHz 的短
B．1920MHz的电磁波不能在没有空气的月球上传播
C．1920MHz的电磁波在真空中传播的速度比1935MHz的慢
D．1920MHz和1935MHz的电磁波在真空中传播的速度相同
考点：电磁波的传播；波速、波长和频率的关系．
解析： A 、电磁波频率越高，波长越短，频率越低，波长越长，1920MHz 的电磁波波长比
1935MHz 的长，故A 错误；
B 、1920MHz 的电磁波能在没有空气的月球上传播，故B 错误；
C 、1920MHz 的电磁波在真空中传播的速度与1935MHz 的传播速度相同，故C 错误；
D 、1920MHz 和1935MHz 的电磁波在真空中传播的速度相同，故D 正确． 答案： D
【例8】★★
如图是一台便携式收音机的屏板，向左调指针(图中黑块)的过程中所接收到的电磁波
( )
A ． 频率变大，波长不变
B ． 频率变小，波长变小
C ． 频率变大，波长变小
D ． 频率变小，波长变大
考点： 波速、波长和频率的关系．
解析： 因电磁波在空气中其波速是保持不变的，等于光速．
由c f T
λ
λ＝＝得，波长与频率成反比．
由图像可知，向左调指针时，接收到的电磁波频率变小，所以波长变大． 答案： D
【测试题】
如图是甲、乙两种不同电磁波的传播图像，下列说法正确的是( )
A ． 甲电磁波振动的波长较长
B ． 甲、乙两种电磁波的振动频率相同
C ． 甲电磁波的传播速度较快
D ． 甲电磁波振动的频率较大
考点： 波速、波长和频率的关系．
解析： 甲乙都是电磁波，电磁波速是相等的．
由图知，甲的波长大，乙的波长小，
根据波速＝波长×频率，电磁波速不变，甲的波长大，甲的频率小． 答案： A
【例9】★
4G 是第四代移动通信及其技术的简称，是集3G 与WLAN 于一体并能够传输高质量视频图像且图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品．4G 系统能够以100Mbps 的速度下载，比拨号上网快2000倍，上传的速度也能达到20Mbps ，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求．4G 手机传递信息依靠的是( )
A．电磁波B．红外线C．超声波D．次声波
【测试题】
手机、收音机、电视机三种常用电器中，既能接收电磁波、又能发射电磁波的是() A．手机B．收音机C．电视机D．都可以
模块四电磁学应用的原理辨析
一、知识点
1．电磁铁原理
电流的磁效应；
2．电动机原理
磁场对电流的作用；
3．发电机原理
电磁感应现象．
二、例题精讲
【例10】★
关于电器与其应用的物理知识，下列连线不正确的是()
A．A B．B C．C D．D
【测试题】
在如图所示的实验装置中，当直导线通电后，观察到直导线运动起来，利用这一现象所揭示的原理，可制成的设备是()
A．电磁铁B．发电机C．电动机D．电磁继电器
考点：发电机的构造和原理．
解析：通电后，导线在磁场中运动起来，说明导线受到力的作用，由此可知，通电导体在磁场中受到力的作用，电动机就是利用这个原理制成的．
答案：C
【例11】★★
对图中①②两图的认识正确的是()
A．①②都是发电机B．①②都是电动机
C．①是发电机，②是电动机D．①是电动机，②是发电机
考点：直流电动机的原理；发电机的构造和原理．
解析：①图中没有电源，是发电机的原理图；②图中有电源，是电动机的原理图．
答案：C
【测试题】
通电导体在磁场中会受到力的作用，这一知识的重要应用是()
A．电动机B．发电机C．电磁铁D．电热器
考点：直流电动机的原理．
解析：A、电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的，故正确；
B、发电机是利用电磁感应现象的原理制成的，故错误；
C、电磁铁是利用电流的磁效应的原理，故错误；
D、电热器是利用电流的热效应的原理工作的，故错误．
答案：A。