5.小明一家开新能源电动车自驾去山顶旅行,下山时发现续航里程反而越来越多,这是因为该车装有能量回收系统,下山时能自发电,该过程利用了
电磁感应
原理。小明还了解到一个奇怪的现象:新能源电动矿车“空车上山采矿、满载矿石下山”比“空车上山、空车下山”反而更节省电能,这是因为利用了矿石
的机械能。答案
5.电磁感应 矿石
解析
【分析】
首先,第一个空:能量回收系统是将下山时车辆的机械能转化为电能,发电机的工作原理是电磁感应,因此该自发电过程利用电磁感应原理。第二个空:矿车满载矿石时,矿石质量大,具有的机械能(重力势能)更多,下山时矿石的机械能可转化为更多电能,所以比空车下山更省电,即利用了矿石的机械能。
【解析】
1. 新能源电动车的能量回收系统能将下山时的机械能转化为电能,发电机的工作原理是电磁感应现象,因此该自发电过程利用了电磁感应原理。
2. 满载矿石的矿车,矿石的质量大,具有的机械能更多;下山时矿石的机械能可转化为更多电能,所以比空车下山更节省电能,即利用了矿石的机械能。
【答案】
电磁感应;矿石
【知识点】
电磁感应现象;机械能转化
【点评】
本题结合新能源车辆的实际场景,考查物理知识在生活中的应用,体现了物理与实际生活的紧密联系,需要学生将所学的电磁感应、机械能转化知识与具体现象结合分析。
【难度系数】
0.5
首先,第一个空:能量回收系统是将下山时车辆的机械能转化为电能,发电机的工作原理是电磁感应,因此该自发电过程利用电磁感应原理。第二个空:矿车满载矿石时,矿石质量大,具有的机械能(重力势能)更多,下山时矿石的机械能可转化为更多电能,所以比空车下山更省电,即利用了矿石的机械能。
【解析】
1. 新能源电动车的能量回收系统能将下山时的机械能转化为电能,发电机的工作原理是电磁感应现象,因此该自发电过程利用了电磁感应原理。
2. 满载矿石的矿车,矿石的质量大,具有的机械能更多;下山时矿石的机械能可转化为更多电能,所以比空车下山更节省电能,即利用了矿石的机械能。
【答案】
电磁感应;矿石
【知识点】
电磁感应现象;机械能转化
【点评】
本题结合新能源车辆的实际场景,考查物理知识在生活中的应用,体现了物理与实际生活的紧密联系,需要学生将所学的电磁感应、机械能转化知识与具体现象结合分析。
【难度系数】
0.5
6. 右图是动圈式话筒(麦克风)的结构示意图。当你对着它说话或唱歌时,声带由于

振动
而产生的声音,通过空气
传播到膜片,使膜片及与膜片相连的线圈在磁场中运动,线圈的这种运动能产生随着声音变化而变化的电流
。线圈在运动中的能量转化情况是:机械能转化为电能
。答案
6.振动 空气 电流 机械能转化为电能
解析
【分析】
要解答本题,需结合声音的产生、传播原理,以及动圈式话筒的电磁感应工作原理分析:首先,声音由物体振动产生,因此声带振动产生声音;声音传播需要介质,此处通过空气传播到膜片;膜片带动线圈在磁场中运动,线圈切割磁感线产生感应电流,这是电磁感应现象;线圈运动时消耗机械能,转化为电能,完成能量转换。
【解析】
1. 声音的产生:声音是由物体振动产生的,所以声带振动产生声音;
2. 声音的传播:声音的传播需要介质,通常在空气中传播,因此声音通过空气传到膜片;
3. 感应电流的产生:线圈随膜片在磁场中运动,切割磁感线,产生随声音变化的感应电流;
4. 能量转化:线圈运动具有机械能,产生电能,因此能量转化为机械能转化为电能。
【答案】
振动 空气 电流 机械能转化为电能
【知识点】
声音的产生与传播、电磁感应、能量转化
【点评】
本题结合动圈式话筒的结构,综合考查基础知识点的应用,难度较低,是对核心概念的直接考查。
【难度系数】
0.2
要解答本题,需结合声音的产生、传播原理,以及动圈式话筒的电磁感应工作原理分析:首先,声音由物体振动产生,因此声带振动产生声音;声音传播需要介质,此处通过空气传播到膜片;膜片带动线圈在磁场中运动,线圈切割磁感线产生感应电流,这是电磁感应现象;线圈运动时消耗机械能,转化为电能,完成能量转换。
【解析】
1. 声音的产生:声音是由物体振动产生的,所以声带振动产生声音;
2. 声音的传播:声音的传播需要介质,通常在空气中传播,因此声音通过空气传到膜片;
3. 感应电流的产生:线圈随膜片在磁场中运动,切割磁感线,产生随声音变化的感应电流;
4. 能量转化:线圈运动具有机械能,产生电能,因此能量转化为机械能转化为电能。
【答案】
振动 空气 电流 机械能转化为电能
【知识点】
声音的产生与传播、电磁感应、能量转化
【点评】
本题结合动圈式话筒的结构,综合考查基础知识点的应用,难度较低,是对核心概念的直接考查。
【难度系数】
0.2
7.由金属杆组成
所示的导轨,其中水平面上两平行导轨足够长且全部置于竖直向上的磁场中,与倾斜放置的导轨ABCD平滑且固定连接。将一金属棒ab从倾斜导轨上一定高度处由静止释放,金属棒运动过程中始终与导轨垂直接触且不受摩擦力。请你判断金属棒在水平导轨上的运动情况:
做减速直线运动直至静止
;从能量转化的角度简述理由:金属棒的动能不断转化为电能再转化为内能,直至动能为0
。答案
7.做减速直线运动直至静止 金属棒的动能不断转化为电能再转化为内能,直至动能为0
解析
【分析】
金属棒ab滑至水平导轨后,处于竖直向上的磁场中,运动时会切割磁感线产生感应电流;通电的金属棒在磁场中受安培力作用,安培力方向与运动方向相反,阻碍金属棒运动,使其速度逐渐减小;同时金属棒的动能会通过电磁感应转化为电能,电能再通过电流的热效应转化为内能,最终动能耗尽,金属棒静止。
【解析】
金属棒进入水平导轨后,在竖直向上的磁场中运动,切割磁感线产生感应电动势,进而形成感应电流;此时金属棒作为通电导体,在磁场中受到安培力,安培力方向与金属棒运动方向相反,因此金属棒做减速运动;随着速度减小,感应电动势$E=BLv$减小,感应电流$I=\frac{E}{R}$减小,安培力$F=BIL$也减小,金属棒做加速度逐渐减小的减速直线运动,直至速度为0,静止。从能量转化角度,金属棒的动能不断转化为电能,电能通过电流的热效应转化为内能,全部消耗后动能为0,最终静止。
【答案】
做减速直线运动直至静止;金属棒的动能不断转化为电能再转化为内能,直至动能为0
【知识点】
电磁感应、安培力、能量转化
【点评】
本题结合电磁感应、安培力与能量转化知识,考查对导体在磁场中运动时受力及能量变化的分析能力,需理清感应电流产生、安培力阻碍运动、能量转化的逻辑关系。
【难度系数】
0.5
金属棒ab滑至水平导轨后,处于竖直向上的磁场中,运动时会切割磁感线产生感应电流;通电的金属棒在磁场中受安培力作用,安培力方向与运动方向相反,阻碍金属棒运动,使其速度逐渐减小;同时金属棒的动能会通过电磁感应转化为电能,电能再通过电流的热效应转化为内能,最终动能耗尽,金属棒静止。
【解析】
金属棒进入水平导轨后,在竖直向上的磁场中运动,切割磁感线产生感应电动势,进而形成感应电流;此时金属棒作为通电导体,在磁场中受到安培力,安培力方向与金属棒运动方向相反,因此金属棒做减速运动;随着速度减小,感应电动势$E=BLv$减小,感应电流$I=\frac{E}{R}$减小,安培力$F=BIL$也减小,金属棒做加速度逐渐减小的减速直线运动,直至速度为0,静止。从能量转化角度,金属棒的动能不断转化为电能,电能通过电流的热效应转化为内能,全部消耗后动能为0,最终静止。
【答案】
做减速直线运动直至静止;金属棒的动能不断转化为电能再转化为内能,直至动能为0
【知识点】
电磁感应、安培力、能量转化
【点评】
本题结合电磁感应、安培力与能量转化知识,考查对导体在磁场中运动时受力及能量变化的分析能力,需理清感应电流产生、安培力阻碍运动、能量转化的逻辑关系。
【难度系数】
0.5
8. 小丹做了一个有趣的实验,她将两个相同的玩具电机A、B的转轴用塑料管连接起来,图甲是电机A、B简易结构的示意图。

(1)如图乙所示,闭合开关S,电流通过电机B,B中的线圈在磁场中会受到
(2)若想改变电机B中线圈的转动方向,则可以通过改变
(3)当电机B中线圈的转动方向改变时,电机A中线圈的转动方向也随之改变,通过小灯泡的电流方向
(1)如图乙所示,闭合开关S,电流通过电机B,B中的线圈在磁场中会受到
力
的作用而转动起来,带动电机A中的线圈转动,小灯泡发光。此时,电机A相当于电源
(选填“用电器”“开关”或“电源”),这利用了电磁感应
的原理。(2)若想改变电机B中线圈的转动方向,则可以通过改变
电流方向
来实现。(3)当电机B中线圈的转动方向改变时,电机A中线圈的转动方向也随之改变,通过小灯泡的电流方向
会
(选填“会”或“不会”)改变。在电机A所在电路中添加电流表
(一种器材),可以用来判断电路中电流方向是否改变。答案
8.(1)力 电源 电磁感应
(2)电流方向
(3)会 电流表
(2)电流方向
(3)会 电流表
解析
【分析】
首先明确图中电机B为电动机,通电后在磁场中受力转动;电机A被带动转动时,利用电磁感应产生电能,相当于发电机。解题时需结合电动机、发电机的工作原理,以及电流方向的相关知识分析各问题:(1) 回忆电动机的受力原理和发电机的电磁感应原理;(2) 电动机转动方向的影响因素;(3) 感应电流方向的影响及判断电流方向的器材。
【解析】
(1) 闭合开关S后,电流通过电机B,电机B中的通电线圈在磁场中会受到力的作用而转动,这是电动机的工作原理;电机B转动带动电机A的线圈转动,电机A的线圈在磁场中做切割磁感线运动,产生感应电流使小灯泡发光,此时电机A相当于电源,这利用了电磁感应的原理(发电机的原理)。
(2) 电动机线圈的转动方向与电流方向和磁场方向有关,因此改变电机B中线圈的转动方向,可以通过改变电流方向来实现。
(3) 感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向有关,当电机B中线圈转动方向改变时,带动电机A中线圈的运动方向改变,因此电机A产生的感应电流方向改变,即通过小灯泡的电流方向会改变;电流表可以检测电流的方向和大小,因此在电机A所在电路中添加电流表,可判断电路中电流方向是否改变。
【答案】
(1) 力;电源;电磁感应
(2) 电流方向
(3) 会;电流表
【知识点】
电动机原理;电磁感应;电流方向
【点评】
本题结合实验装置考查电动机与发电机的核心原理,属于电磁学基础题型,需明确两者的能量转化、工作规律及相关影响因素,难度适中。
【难度系数】
0.6
首先明确图中电机B为电动机,通电后在磁场中受力转动;电机A被带动转动时,利用电磁感应产生电能,相当于发电机。解题时需结合电动机、发电机的工作原理,以及电流方向的相关知识分析各问题:(1) 回忆电动机的受力原理和发电机的电磁感应原理;(2) 电动机转动方向的影响因素;(3) 感应电流方向的影响及判断电流方向的器材。
【解析】
(1) 闭合开关S后,电流通过电机B,电机B中的通电线圈在磁场中会受到力的作用而转动,这是电动机的工作原理;电机B转动带动电机A的线圈转动,电机A的线圈在磁场中做切割磁感线运动,产生感应电流使小灯泡发光,此时电机A相当于电源,这利用了电磁感应的原理(发电机的原理)。
(2) 电动机线圈的转动方向与电流方向和磁场方向有关,因此改变电机B中线圈的转动方向,可以通过改变电流方向来实现。
(3) 感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向有关,当电机B中线圈转动方向改变时,带动电机A中线圈的运动方向改变,因此电机A产生的感应电流方向改变,即通过小灯泡的电流方向会改变;电流表可以检测电流的方向和大小,因此在电机A所在电路中添加电流表,可判断电路中电流方向是否改变。
【答案】
(1) 力;电源;电磁感应
(2) 电流方向
(3) 会;电流表
【知识点】
电动机原理;电磁感应;电流方向
【点评】
本题结合实验装置考查电动机与发电机的核心原理,属于电磁学基础题型,需明确两者的能量转化、工作规律及相关影响因素,难度适中。
【难度系数】
0.6
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