5. 小明利用图甲所示的微型吊扇研究“电磁转换”的实验。

(1)小明将微型电扇的插头接入家庭电路,电扇旋转,如图甲所示,使微型电扇转动的工作原理是
(2)小明在微型电扇的插头处接入一只发光二极管,用手旋转叶片,发现二极管发光,如图乙所示,此时微型电扇如同一台
(1)小明将微型电扇的插头接入家庭电路,电扇旋转,如图甲所示,使微型电扇转动的工作原理是
通电导体在磁场中受力转动
,工作过程中,电扇主要将电
能转化为机械
能。(2)小明在微型电扇的插头处接入一只发光二极管,用手旋转叶片,发现二极管发光,如图乙所示,此时微型电扇如同一台
发电机
填“电动机”或“发电机”,其工作原理是电磁感应
。答案
5. (1)通电导体在磁场中受力转动 电 机械 (2)发电机
电磁感应
电磁感应
解析
【分析】
我们可以分两个场景逐步推导:
1. 第一个场景:微型电扇接入外接电源后通电转动,它的本质是电动机,首先回忆电动机的核心工作逻辑:通电后内部的导体处在磁场中,会受到磁场给的作用力从而带动扇叶转动;工作过程中消耗了电能,最终得到扇叶转动的机械能,因此能量转化方向是电能转化为机械能。
2. 第二个场景:没有外接电源,手动旋转叶片后二极管发光,说明电路中产生了感应电流,这个过程是叶片带动内部线圈在磁场中做切割磁感线运动,将机械能转化为电能,和发电机的功能完全一致,对应的原理就是电磁感应现象。
【解析】
(1) 微型电扇接入家庭电路通电后转动,属于电动机的应用,其工作原理是通电导体在磁场中受力转动;工作过程中消耗电能,使扇叶获得转动的机械能,因此主要将电能转化为机械能。
(2) 用手旋转叶片时,电扇内部的线圈随叶片同步转动,在磁场中做切割磁感线运动,电路中产生感应电流使二极管发光,该过程将机械能转化为电能,此时微型电扇相当于发电机,对应的工作原理是电磁感应。
【答案】
(1) 通电导体在磁场中受力转动 电 机械 (2) 发电机 电磁感应
【知识点】
电动机工作原理;发电机工作原理;能量转化
【点评】
本题通过同一个微型电扇的两种不同使用方式,对比呈现了两类电磁转换场景,引导学生区分电动机和发电机的核心差异,解题时可以通过“是否外接电源”快速判断装置类型,避免混淆两类装置的工作条件和原理,加深对电磁转换规律的理解。
【难度系数】
0.8
我们可以分两个场景逐步推导:
1. 第一个场景:微型电扇接入外接电源后通电转动,它的本质是电动机,首先回忆电动机的核心工作逻辑:通电后内部的导体处在磁场中,会受到磁场给的作用力从而带动扇叶转动;工作过程中消耗了电能,最终得到扇叶转动的机械能,因此能量转化方向是电能转化为机械能。
2. 第二个场景:没有外接电源,手动旋转叶片后二极管发光,说明电路中产生了感应电流,这个过程是叶片带动内部线圈在磁场中做切割磁感线运动,将机械能转化为电能,和发电机的功能完全一致,对应的原理就是电磁感应现象。
【解析】
(1) 微型电扇接入家庭电路通电后转动,属于电动机的应用,其工作原理是通电导体在磁场中受力转动;工作过程中消耗电能,使扇叶获得转动的机械能,因此主要将电能转化为机械能。
(2) 用手旋转叶片时,电扇内部的线圈随叶片同步转动,在磁场中做切割磁感线运动,电路中产生感应电流使二极管发光,该过程将机械能转化为电能,此时微型电扇相当于发电机,对应的工作原理是电磁感应。
【答案】
(1) 通电导体在磁场中受力转动 电 机械 (2) 发电机 电磁感应
【知识点】
电动机工作原理;发电机工作原理;能量转化
【点评】
本题通过同一个微型电扇的两种不同使用方式,对比呈现了两类电磁转换场景,引导学生区分电动机和发电机的核心差异,解题时可以通过“是否外接电源”快速判断装置类型,避免混淆两类装置的工作条件和原理,加深对电磁转换规律的理解。
【难度系数】
0.8
6. 我们实验室使用的电压表和电流表都属于“磁电式电表”,这类电表中有电流通过时,它的指针就会发生偏转,据此你可以作推测,电表内除了导线和指针外,一定还有
磁体
,你推测依据的科学原理是磁场对电流的作用
填“电流的磁效应”“磁场对电流的作用”或“电磁感应”,我们根据这个原理制成了电动机
填“电动机”或“发电机”。答案
6. 磁体 磁场对电流的作用 电动机
解析
【分析】
我们可以从题目给出的核心条件“有电流通过时指针就会发生偏转”入手推导:首先指针偏转说明通电的电表内部部件受到了力的作用,回忆电磁相关规律,通电导体只有在磁场中才会受到力的作用,因此电表内必然要有提供磁场的部件,也就是磁体。接下来区分三个给出的原理:电流的磁效应是通电导体周围产生磁场,电磁感应是导体运动切割磁感线产生电流,而本题是给导体通电后让它受力运动,对应的就是磁场对电流的作用。最后对应原理的应用,利用磁场对电流的作用让通电部件受力运动的设备是电动机,发电机是利用电磁感应制成的,由此就能填出所有空。
【解析】
1. 磁电式电表通电后指针偏转,本质是内部通电线圈受力带动指针运动,通电导体在磁场中才会受到力的作用,因此电表内除导线和指针外,一定还有提供磁场的磁体。
2. 该过程中,先给导体通入电流,通电导体在磁场中受力发生运动,符合“磁场对电流的作用”的原理特征,既不属于仅产生磁场的电流的磁效应,也不属于外力驱动导体切割磁感线生电的电磁感应过程。
3. 电动机的工作原理就是通电导体在磁场中受力运动,也就是磁场对电流的作用,发电机的工作原理为电磁感应,因此此处应填电动机。
【答案】
磁体 磁场对电流的作用 电动机
【知识点】
磁场对电流的作用;电动机工作原理
【点评】
本题结合学生日常接触的实验室磁电式电表设置情境,考查对三类易混电磁原理的辨析,既联系了实际使用场景,也强化了不同电磁原理对应的应用区分,能够帮助学生理清电磁相关原理的适用边界。
【难度系数】
0.8
我们可以从题目给出的核心条件“有电流通过时指针就会发生偏转”入手推导:首先指针偏转说明通电的电表内部部件受到了力的作用,回忆电磁相关规律,通电导体只有在磁场中才会受到力的作用,因此电表内必然要有提供磁场的部件,也就是磁体。接下来区分三个给出的原理:电流的磁效应是通电导体周围产生磁场,电磁感应是导体运动切割磁感线产生电流,而本题是给导体通电后让它受力运动,对应的就是磁场对电流的作用。最后对应原理的应用,利用磁场对电流的作用让通电部件受力运动的设备是电动机,发电机是利用电磁感应制成的,由此就能填出所有空。
【解析】
1. 磁电式电表通电后指针偏转,本质是内部通电线圈受力带动指针运动,通电导体在磁场中才会受到力的作用,因此电表内除导线和指针外,一定还有提供磁场的磁体。
2. 该过程中,先给导体通入电流,通电导体在磁场中受力发生运动,符合“磁场对电流的作用”的原理特征,既不属于仅产生磁场的电流的磁效应,也不属于外力驱动导体切割磁感线生电的电磁感应过程。
3. 电动机的工作原理就是通电导体在磁场中受力运动,也就是磁场对电流的作用,发电机的工作原理为电磁感应,因此此处应填电动机。
【答案】
磁体 磁场对电流的作用 电动机
【知识点】
磁场对电流的作用;电动机工作原理
【点评】
本题结合学生日常接触的实验室磁电式电表设置情境,考查对三类易混电磁原理的辨析,既联系了实际使用场景,也强化了不同电磁原理对应的应用区分,能够帮助学生理清电磁相关原理的适用边界。
【难度系数】
0.8
7. 电吉他中电拾音器的基本结构如图所示,磁体附近的金属弦被磁化,因此弦振动时,在线圈中产生感应电流,电流经电路放大后传送到音箱发出声音,下列说法不正确的是

A.取走磁体,电吉他将不能正常工作
B.选用铜质弦,电吉他仍能正常工作
C.弦振动过程中,线圈中的电流大小不断变化
D.弦振动过程中,线圈中的电流方向不断变化
A.取走磁体,电吉他将不能正常工作
B.选用铜质弦,电吉他仍能正常工作
C.弦振动过程中,线圈中的电流大小不断变化
D.弦振动过程中,线圈中的电流方向不断变化
答案
7. B
解析
【分析】
本题核心考查电磁感应的实际应用,解题时首先要理清电拾音器的工作逻辑:磁体先将附近的可磁化金属弦磁化,弦振动时会周期性改变穿过线圈的磁通量,从而在线圈中产生感应电流,经放大后转化为声音。接下来逐个对照选项判断正误,注意题目要求选出“不正确”的说法:首先验证A选项,取走磁体后弦无法被磁化,振动时不会引发线圈磁通量变化,自然无法产生感应电流;再判断B选项,铜不是铁磁性材料,无法被磁化,即使铜弦振动也几乎不会改变线圈磁通量;之后分析C、D选项,弦振动时和线圈的距离不断变化,磁通量的变化率、磁通量的增减趋势都会周期性改变,对应感应电流的大小和方向都会发生变化,最终即可确定错误选项。
【解析】
我们逐一分析各选项:
1. 选项A:电吉他正常工作的前提是金属弦被磁化,振动时改变线圈磁通量从而产生感应电流。取走磁体后,金属弦无法被磁化,弦振动时穿过线圈的磁通量几乎不发生变化,无法产生感应电流,电吉他不能正常工作,该说法正确,不符合题意。
2. 选项B:铜属于非铁磁性物质,不能被磁体磁化,铜质弦振动时,几乎不会引起穿过线圈的磁通量变化,无法产生感应电流,电吉他不能正常工作,该说法错误,符合题意。
3. 选项C:弦振动过程中,弦与线圈的相对位置不断变化,穿过线圈的磁通量的变化率持续改变,因此线圈中感应电流的大小会不断变化,该说法正确,不符合题意。
4. 选项D:弦振动时,交替出现靠近线圈(穿过线圈的磁通量增大)、远离线圈(穿过线圈的磁通量减小)的过程,根据楞次定律,磁通量增大和减小时感应电流的方向相反,因此线圈中的电流方向会不断变化,该说法正确,不符合题意。
【答案】B
【知识点】电磁感应,楞次定律,磁化现象
【点评】
本题结合电吉他拾音器的生活化场景考查电磁感应相关知识点,需要学生跳出课本抽象模型,结合装置的实际工作逻辑分析选项,易错点是容易误认为铜质弦导电就可以正常工作,忽略了“弦必须被磁化才能改变线圈磁通量”的核心工作条件。
【难度系数】
0.6
本题核心考查电磁感应的实际应用,解题时首先要理清电拾音器的工作逻辑:磁体先将附近的可磁化金属弦磁化,弦振动时会周期性改变穿过线圈的磁通量,从而在线圈中产生感应电流,经放大后转化为声音。接下来逐个对照选项判断正误,注意题目要求选出“不正确”的说法:首先验证A选项,取走磁体后弦无法被磁化,振动时不会引发线圈磁通量变化,自然无法产生感应电流;再判断B选项,铜不是铁磁性材料,无法被磁化,即使铜弦振动也几乎不会改变线圈磁通量;之后分析C、D选项,弦振动时和线圈的距离不断变化,磁通量的变化率、磁通量的增减趋势都会周期性改变,对应感应电流的大小和方向都会发生变化,最终即可确定错误选项。
【解析】
我们逐一分析各选项:
1. 选项A:电吉他正常工作的前提是金属弦被磁化,振动时改变线圈磁通量从而产生感应电流。取走磁体后,金属弦无法被磁化,弦振动时穿过线圈的磁通量几乎不发生变化,无法产生感应电流,电吉他不能正常工作,该说法正确,不符合题意。
2. 选项B:铜属于非铁磁性物质,不能被磁体磁化,铜质弦振动时,几乎不会引起穿过线圈的磁通量变化,无法产生感应电流,电吉他不能正常工作,该说法错误,符合题意。
3. 选项C:弦振动过程中,弦与线圈的相对位置不断变化,穿过线圈的磁通量的变化率持续改变,因此线圈中感应电流的大小会不断变化,该说法正确,不符合题意。
4. 选项D:弦振动时,交替出现靠近线圈(穿过线圈的磁通量增大)、远离线圈(穿过线圈的磁通量减小)的过程,根据楞次定律,磁通量增大和减小时感应电流的方向相反,因此线圈中的电流方向会不断变化,该说法正确,不符合题意。
【答案】B
【知识点】电磁感应,楞次定律,磁化现象
【点评】
本题结合电吉他拾音器的生活化场景考查电磁感应相关知识点,需要学生跳出课本抽象模型,结合装置的实际工作逻辑分析选项,易错点是容易误认为铜质弦导电就可以正常工作,忽略了“弦必须被磁化才能改变线圈磁通量”的核心工作条件。
【难度系数】
0.6
8. 为提高能量利用率,纯电动汽车在行驶过程中采用能量回收刹车系统为汽车充电其简化原理如图所示。刹车时,充电开关接通,车轮带动线圈转动,产生电流,给电池充电。同时通电的线圈受到磁场产生的阻力,从而减缓车轮转动。该过程能量回收效率可达40%以上。

(1)线圈中产生电流的现象称为
(2)图中导线ab产生箭头方向的电流,受到阻力方向向上,此时导线cd所受的阻力方向是
(3)利用能量回收系统刹车时,能量转化的情况是
(1)线圈中产生电流的现象称为
电磁感应现象
。(2)图中导线ab产生箭头方向的电流,受到阻力方向向上,此时导线cd所受的阻力方向是
向下
。(3)利用能量回收系统刹车时,能量转化的情况是
机械能转化为电能
。答案
8. (1)电磁感应现象 (2)向下 (3)机械能转
化为电能
化为电能
解析
【分析】
我们逐个小问梳理解题思路:
1. 第一问:题目描述车轮带动线圈转动,线圈切割磁感线从而产生电流,回忆电磁学对应定义,闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动产生感应电流的现象就是电磁感应现象,直接对应场景即可得到答案。
2. 第二问:首先明确同一线圈中ab和cd的电流方向是相反的,且二者所处的磁场方向完全相同;通电导体在磁场中的受力方向和电流方向有关,磁场方向不变时,电流反向则受力方向也反向,已知ab受力向上,就可以推导出cd的受力方向。
3. 第三问:刹车过程中汽车运动具有机械能,最终给电池充电得到电能,直接对应能量转化的形式即可。
【解析】
(1) 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中产生感应电流的现象叫做电磁感应现象,本题中车轮带动线圈转动切割磁感线产生电流,完全符合电磁感应的定义。
(2) 线圈中ab段电流方向为a→b,同一线圈的cd段电流方向为c→d,二者电流方向相反,所处磁场方向一致;通电导体受力方向随电流方向反向而反向,已知ab受到的阻力向上,因此cd受到的阻力方向向下。
(3) 能量回收刹车时,汽车的运动带动线圈转动消耗机械能,线圈产生电流给电池充电获得电能,因此该过程的能量转化为机械能转化为电能。
【答案】
(1) 电磁感应现象 (2) 向下 (3) 机械能转化为电能
【知识点】
电磁感应现象、磁场对通电导线的作用、能量转化
【点评】
本题结合纯电动汽车能量回收刹车的真实应用场景,考察电磁学基础知识点的理解与应用,既联系生活实际,又引导学生区分电磁感应和通电导体受力的相关规律,避免死记硬背概念,能有效检验学生对基础概念的掌握程度。
【难度系数】
0.7
我们逐个小问梳理解题思路:
1. 第一问:题目描述车轮带动线圈转动,线圈切割磁感线从而产生电流,回忆电磁学对应定义,闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动产生感应电流的现象就是电磁感应现象,直接对应场景即可得到答案。
2. 第二问:首先明确同一线圈中ab和cd的电流方向是相反的,且二者所处的磁场方向完全相同;通电导体在磁场中的受力方向和电流方向有关,磁场方向不变时,电流反向则受力方向也反向,已知ab受力向上,就可以推导出cd的受力方向。
3. 第三问:刹车过程中汽车运动具有机械能,最终给电池充电得到电能,直接对应能量转化的形式即可。
【解析】
(1) 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中产生感应电流的现象叫做电磁感应现象,本题中车轮带动线圈转动切割磁感线产生电流,完全符合电磁感应的定义。
(2) 线圈中ab段电流方向为a→b,同一线圈的cd段电流方向为c→d,二者电流方向相反,所处磁场方向一致;通电导体受力方向随电流方向反向而反向,已知ab受到的阻力向上,因此cd受到的阻力方向向下。
(3) 能量回收刹车时,汽车的运动带动线圈转动消耗机械能,线圈产生电流给电池充电获得电能,因此该过程的能量转化为机械能转化为电能。
【答案】
(1) 电磁感应现象 (2) 向下 (3) 机械能转化为电能
【知识点】
电磁感应现象、磁场对通电导线的作用、能量转化
【点评】
本题结合纯电动汽车能量回收刹车的真实应用场景,考察电磁学基础知识点的理解与应用,既联系生活实际,又引导学生区分电磁感应和通电导体受力的相关规律,避免死记硬背概念,能有效检验学生对基础概念的掌握程度。
【难度系数】
0.7
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