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【典型例题 5】下列有关电与磁的四幅图，描述正确的是（
金属球— 带电体
金属杆
金属箔
甲
I
S N
乙
a 接电源b
丙
永久磁体
线圈
膜片
丁
A.图甲中，验电器的金属箔片张开，是因为异种电荷互相吸引
B.图乙中，导线中有电流通过时，下方的小磁针会发生偏转，说明电流周围存在磁场
C.图丙中，由小磁针静止时 N 极的指向可以判断螺线管的 b 端与电源正极连接
D.图丁中，动圈式话筒的原理与电动机的工作原理相同
答案 B
B
）金属球— 带电体
金属杆
金属箔
甲
I
S N
乙
a 接电源b
丙
永久磁体
线圈
膜片
丁
A.图甲中，验电器的金属箔片张开，是因为异种电荷互相吸引
B.图乙中，导线中有电流通过时，下方的小磁针会发生偏转，说明电流周围存在磁场
C.图丙中，由小磁针静止时 N 极的指向可以判断螺线管的 b 端与电源正极连接
D.图丁中，动圈式话筒的原理与电动机的工作原理相同
答案 B
答案
B
解析
【分析】
要判断各选项的正确性，需逐一分析每个图对应的物理知识：明确验电器的工作原理，判断奥斯特实验的结论，利用安培定则分析螺线管与电源的连接，区分动圈话筒和电动机的工作原理，进而选出正确选项。
【解析】
选项A：验电器的金属箔片张开，是因为同种电荷相互排斥，并非异种电荷互相吸引，故A错误；
选项B：图乙是奥斯特实验，导线通电时下方小磁针偏转，说明电流周围存在磁场（电流的磁效应），故B正确；
选项C：小磁针静止时N极指向为磁场方向，可知螺线管左端为S极、右端为N极；根据安培定则，右手握住螺线管，大拇指指向N极（右端），四指弯曲方向为电流方向，可判断电流从螺线管a端流入、b端流出，因此电源a端接正极，b端接负极，故C错误；
选项D：动圈式话筒的原理是电磁感应现象，电动机的原理是通电导体在磁场中受力运动，两者原理不同，故D错误。
【答案】
B
【知识点】
电流的磁效应、安培定则、电磁感应
【点评】
本题考查电与磁的基础知识点，涵盖验电器、电流磁效应、安培定则、电磁感应等内容，需准确掌握各实验原理，区分易混淆概念，属于中等难度的基础题。
【难度系数】
0.5
要判断各选项的正确性，需逐一分析每个图对应的物理知识：明确验电器的工作原理，判断奥斯特实验的结论，利用安培定则分析螺线管与电源的连接，区分动圈话筒和电动机的工作原理，进而选出正确选项。
【解析】
选项A：验电器的金属箔片张开，是因为同种电荷相互排斥，并非异种电荷互相吸引，故A错误；
选项B：图乙是奥斯特实验，导线通电时下方小磁针偏转，说明电流周围存在磁场（电流的磁效应），故B正确；
选项C：小磁针静止时N极指向为磁场方向，可知螺线管左端为S极、右端为N极；根据安培定则，右手握住螺线管，大拇指指向N极（右端），四指弯曲方向为电流方向，可判断电流从螺线管a端流入、b端流出，因此电源a端接正极，b端接负极，故C错误；
选项D：动圈式话筒的原理是电磁感应现象，电动机的原理是通电导体在磁场中受力运动，两者原理不同，故D错误。
【答案】
B
【知识点】
电流的磁效应、安培定则、电磁感应
【点评】
本题考查电与磁的基础知识点，涵盖验电器、电流磁效应、安培定则、电磁感应等内容，需准确掌握各实验原理，区分易混淆概念，属于中等难度的基础题。
【难度系数】
0.5
重力电灯
“重力电灯”是一种依靠重力做功产生电能的环保型电源，如图所示。在使用过程中，首先由人将沙袋举高，使人的生物能转化为沙袋的机械能，然后沙袋通过减速器匀速下落带动发电机发电，点亮灯泡。发电机是“重力电灯”的核心部件之一，发电机中的线圈在磁场中做切割磁感线运动从而产生电流，这种电流是交变电流，发电的过程属于“磁生电”现象。
(1)发电机发电的过程将
(2)将一个重400 N的沙袋举高1.8 m后由静止释放，从释放至落地的过程中，重力做功
(3)调节减速器，让沙袋匀速下落，沙袋的动能
“重力电灯”是一种依靠重力做功产生电能的环保型电源，如图所示。在使用过程中，首先由人将沙袋举高，使人的生物能转化为沙袋的机械能，然后沙袋通过减速器匀速下落带动发电机发电，点亮灯泡。发电机是“重力电灯”的核心部件之一，发电机中的线圈在磁场中做切割磁感线运动从而产生电流，这种电流是交变电流，发电的过程属于“磁生电”现象。
(1)发电机发电的过程将
机械
能转化为电能。(2)将一个重400 N的沙袋举高1.8 m后由静止释放，从释放至落地的过程中，重力做功
720
J。(3)调节减速器，让沙袋匀速下落，沙袋的动能
不变
，沙袋下落过程中重力势能减少量的80%转化为灯泡的电能，那么此沙袋从1.8 m高处落到地面共转化576
J的电能。答案
(1)机械 (2)720 (3)不变 576
【解析】(1)发电的过程属于电磁感应，这个过程将机械能转化为电能。(2)重力做的功$W=Gh=400\ \mathrm{N} × 1.8\ \mathrm{m}=720\ \mathrm{J}$。(3)动能的大小与质量和速度有关，沙袋在下落的过程中质量和速度不变，故动能不变；因为沙袋下落过程中重力势能减少量的80%转化为灯泡的电能，所以沙袋从1.8 m高处落到地面共转化的电能$W_\mathrm{电}=\eta W=80\% × 720\ \mathrm{J}=576\ \mathrm{J}$。
【解析】(1)发电的过程属于电磁感应，这个过程将机械能转化为电能。(2)重力做的功$W=Gh=400\ \mathrm{N} × 1.8\ \mathrm{m}=720\ \mathrm{J}$。(3)动能的大小与质量和速度有关，沙袋在下落的过程中质量和速度不变，故动能不变；因为沙袋下落过程中重力势能减少量的80%转化为灯泡的电能，所以沙袋从1.8 m高处落到地面共转化的电能$W_\mathrm{电}=\eta W=80\% × 720\ \mathrm{J}=576\ \mathrm{J}$。
解析
【分析】
本题考查能量转化、重力做功、动能的影响因素及效率计算，解题思路如下：
1. 第(1)题：发电机的工作原理是电磁感应，发电过程消耗机械能，产生电能，据此确定能量转化形式；
2. 第(2)题：利用重力做功公式$W=Gh$，代入已知的重力和下落高度计算结果；
3. 第(3)题：根据动能的影响因素（质量和速度），判断匀速下落沙袋的动能变化；再结合效率公式，用重力做功总量乘以转化效率，得到转化的电能。
【解析】
(1) 发电机利用电磁感应原理工作，发电过程中消耗机械能，将机械能转化为电能，故填“机械”；
(2) 根据重力做功公式$W=Gh$，代入$G=400\ \mathrm{N}$、$h=1.8\ \mathrm{m}$，得$W=400\ \mathrm{N}×1.8\ \mathrm{m}=720\ \mathrm{J}$；
(3) 动能由质量和速度决定，沙袋匀速下落时，质量和速度均不变，因此动能不变；沙袋下落时重力势能减少量等于重力做功（720J），已知重力势能减少量的80%转化为电能，故转化的电能$W_{\mathrm{电}}=720\ \mathrm{J}×80\%=576\ \mathrm{J}$。
【答案】
(1)机械 (2)720 (3)不变 576
【知识点】
电磁感应、重力做功、动能的影响因素
【点评】
本题结合“重力电灯”的实际场景，考查基础物理概念和公式的应用，难度不大，联系实际的题目能帮助学生理解物理知识的实用性，只要掌握相关知识点即可顺利解答。
【难度系数】
0.3
本题考查能量转化、重力做功、动能的影响因素及效率计算，解题思路如下：
1. 第(1)题：发电机的工作原理是电磁感应，发电过程消耗机械能，产生电能，据此确定能量转化形式；
2. 第(2)题：利用重力做功公式$W=Gh$，代入已知的重力和下落高度计算结果；
3. 第(3)题：根据动能的影响因素（质量和速度），判断匀速下落沙袋的动能变化；再结合效率公式，用重力做功总量乘以转化效率，得到转化的电能。
【解析】
(1) 发电机利用电磁感应原理工作，发电过程中消耗机械能，将机械能转化为电能，故填“机械”；
(2) 根据重力做功公式$W=Gh$，代入$G=400\ \mathrm{N}$、$h=1.8\ \mathrm{m}$，得$W=400\ \mathrm{N}×1.8\ \mathrm{m}=720\ \mathrm{J}$；
(3) 动能由质量和速度决定，沙袋匀速下落时，质量和速度均不变，因此动能不变；沙袋下落时重力势能减少量等于重力做功（720J），已知重力势能减少量的80%转化为电能，故转化的电能$W_{\mathrm{电}}=720\ \mathrm{J}×80\%=576\ \mathrm{J}$。
【答案】
(1)机械 (2)720 (3)不变 576
【知识点】
电磁感应、重力做功、动能的影响因素
【点评】
本题结合“重力电灯”的实际场景，考查基础物理概念和公式的应用，难度不大，联系实际的题目能帮助学生理解物理知识的实用性，只要掌握相关知识点即可顺利解答。
【难度系数】
0.3
