6. [科学推理](2025·烟台栖霞市期末)无线充电器是利用电磁感应原理进行充电的设备,通过在发送和接收端各安置一个线圈,送电线圈利用电流产生磁场,受电线圈利用磁场产生电流。受电线圈正对并靠近送电线圈可以产生电流,使灯泡发光,实现电能的无线传输。图为“电能无线传输”示意图。当进行无线充电时,无线充电器可看作


分析数据,可得出结论:在受电线圈的直径和匝数相同时,
送电线圈
(选填“送电线圈”或“受电线圈”)。通过查阅资料,可以了解到受电线圈两端电压与受电线圈匝数、受电线圈直径、两线圈的距离有关。现用相同规格的漆包线绕制了三个匝数相同、直径相同的受电线圈进行探究。实验数据如表:(送电线圈直径为70.0 mm)分析数据,可得出结论:在受电线圈的直径和匝数相同时,
线圈之间的距离d越小,受电线圈两端的电压越大
。通过实验发现电能无线传输存在传输距离短
(选填“长”或“短”)的缺点。答案
6.送电线圈 线圈之间的距离d越小,受电线圈两端的电压越大 短 【解析】送电线圈利用电流产生磁场,是电流的磁效应,在进行无线充电时,无线充电器可看作送电线圈。分析1、2、3数据可知,受电线圈直径、线圈匝数相同,两线圈之间的距离越小,受电线圈两端的电压越大,两线圈之间的距离越大,受电线圈两端的电压越小,可知电能无线传输存在传输距离短的缺点,这限制了其在某些领域的应用。
解析
【分析】要解决这道题,需先明确无线充电的原理:送电线圈利用电流产生磁场(电流的磁效应),受电线圈利用磁场产生感应电流(电磁感应)。无线充电器是产生磁场、提供电能的装置,对应送电线圈;实验中控制了受电线圈的匝数和直径相同,变量为两线圈的距离,通过分析数据可得出距离与电压的关系;最后结合电压随距离的变化,判断传输距离的缺点。
【解析】1. 无线充电时,送电线圈通过电流的磁效应产生磁场,为受电线圈提供变化的磁场,因此无线充电器相当于送电线圈;2. 实验中受电线圈匝数、直径不变,仅改变两线圈距离,数据显示:线圈之间的距离越小,受电线圈两端的电压越大;3. 由实验可知,两线圈距离越大,受电线圈电压越小,说明电能无线传输的距离不能过大,存在传输距离短的缺点。
【答案】送电线圈;线圈之间的距离越小,受电线圈两端的电压越大;短
【知识点】电磁感应、电流的磁效应、控制变量法
【点评】本题以无线充电器为背景,考查电磁感应相关知识,重点考查控制变量法的应用,需要学生结合原理分析装置作用、探究实验数据规律,同时联系实际分析技术缺点,是一道结合实际应用的基础探究题。
【难度系数】0.5
【解析】1. 无线充电时,送电线圈通过电流的磁效应产生磁场,为受电线圈提供变化的磁场,因此无线充电器相当于送电线圈;2. 实验中受电线圈匝数、直径不变,仅改变两线圈距离,数据显示:线圈之间的距离越小,受电线圈两端的电压越大;3. 由实验可知,两线圈距离越大,受电线圈电压越小,说明电能无线传输的距离不能过大,存在传输距离短的缺点。
【答案】送电线圈;线圈之间的距离越小,受电线圈两端的电压越大;短
【知识点】电磁感应、电流的磁效应、控制变量法
【点评】本题以无线充电器为背景,考查电磁感应相关知识,重点考查控制变量法的应用,需要学生结合原理分析装置作用、探究实验数据规律,同时联系实际分析技术缺点,是一道结合实际应用的基础探究题。
【难度系数】0.5
7. (2026·兰州城关区一模)探究“产生感应电流条件”的实验步骤如图1、2、3所示。直导体AB按图示方向运动,通过观察灵敏电流计的指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生。
灵敏电流计
左←→右
B
A
导体AB垂直磁感线左右运动

灵敏电流计
B
A
↓下
导体线AB垂直磁感线上下运动
灵敏电流计
左←→右
B
A
导体AB垂直磁感线左右运动

振膜
声波→
线圈
永久磁铁
信号输出

甲 皮带 乙 小灯泡
S
(1)为使实验现象更明显,直导体AB应选用
(2)通过比较
(3)如图所示为动圈式话筒的简化示意图,磁铁固定在适当位置,线圈与振膜相连,声波可使振膜左右振动从而带动线圈振动,线圈中就产生
(4)如图所示的实验装置,图中甲和乙是电动机,闭合开关S后,电动机甲开始转动,通过皮带带动乙转动,此时小灯泡发光。在此过程中,将机械能转化为电能的实验装置是
灵敏电流计
左←→右
B
A
导体AB垂直磁感线左右运动
灵敏电流计
B
A
↓下
导体线AB垂直磁感线上下运动
灵敏电流计
左←→右
B
A
导体AB垂直磁感线左右运动
振膜
声波→
线圈
永久磁铁
信号输出
甲 皮带 乙 小灯泡
S
(1)为使实验现象更明显,直导体AB应选用
铝棒
(选填“铝棒”“铁棒”或“塑料棒”)。(2)通过比较
1、3
两图可知,产生感应电流的条件之一是电路要闭合,通过比较2、3
两图可知,要产生感应电流,直导体AB需在磁场中做切割磁感线运动。以上过程用到的研究方法是控制变量法
(选填“转换法”或“控制变量法”)。(3)如图所示为动圈式话筒的简化示意图,磁铁固定在适当位置,线圈与振膜相连,声波可使振膜左右振动从而带动线圈振动,线圈中就产生
交变电流
(选填“直流电”或“交变电流”),实现声信号到电信号的转变。(4)如图所示的实验装置,图中甲和乙是电动机,闭合开关S后,电动机甲开始转动,通过皮带带动乙转动,此时小灯泡发光。在此过程中,将机械能转化为电能的实验装置是
乙
(选填“甲”或“乙”)。如果要使电动机甲的转动方向与原来相反,则应采取的措施是调换电源的正负极
。答案
7. (1)铝棒 (2)1、3 2、3 控制变量法 (3)交变电流 (4)乙 调换电源的正负极
解析
【分析】
本题围绕电磁感应的实验及应用展开,需结合感应电流产生的条件、实验方法、动圈式话筒原理、电动机与发电机的能量转化等知识点逐一分析:
1. 第(1)问:产生感应电流的导体需为导体,且不能被磁铁吸引(铁棒会受磁铁影响,塑料棒是绝缘体),据此选择合适导体;
2. 第(2)问:探究感应电流产生的条件需用控制变量法,分别控制电路是否闭合、导体是否切割磁感线,对比对应实验图得出结论;
3. 第(3)问:动圈式话筒中线圈振动时切割磁感线的方向周期性变化,判断电流类型;
4. 第(4)问:电动机转动带动另一装置时,被带动的装置将机械能转化为电能;电动机转动方向与电流方向或磁场方向有关,据此确定改变转动方向的措施。
【解析】
(1) 产生感应电流的导体需为导体,铁棒会被实验中的磁铁吸引,干扰实验,塑料棒为绝缘体无法导电,因此应选用铝棒。
(2) 探究“电路闭合是产生感应电流的条件之一”,需控制导体是否切割磁感线、磁场相同,仅改变电路是否闭合,故比较1、3两图;探究“导体需做切割磁感线运动”,需控制电路闭合,仅改变导体运动状态(是否切割磁感线),故比较2、3两图;实验中每次只改变一个变量,其余变量保持不变,采用控制变量法。
(3) 动圈式话筒中,线圈随振膜左右振动,切割磁感线的方向周期性变化,线圈中产生的电流方向也周期性变化,即交变电流。
(4) 电动机甲转动带动乙转动,乙装置将机械能转化为电能(发电机原理);电动机的转动方向与电流方向或磁场方向有关,要改变电动机甲的转动方向,可调换电源的正负极(改变电流方向)。
【答案】
(1)铝棒 (2)1、3;2、3;控制变量法 (3)交变电流 (4)乙;调换电源的正负极
【知识点】
电磁感应现象;控制变量法;电动机与发电机
【点评】
本题考查电磁感应的实验设计、应用及电动机的原理,需准确理解感应电流产生的条件、实验方法,区分电动机与发电机的能量转化,是电磁学的基础综合题。
【难度系数】
0.5
本题围绕电磁感应的实验及应用展开,需结合感应电流产生的条件、实验方法、动圈式话筒原理、电动机与发电机的能量转化等知识点逐一分析:
1. 第(1)问:产生感应电流的导体需为导体,且不能被磁铁吸引(铁棒会受磁铁影响,塑料棒是绝缘体),据此选择合适导体;
2. 第(2)问:探究感应电流产生的条件需用控制变量法,分别控制电路是否闭合、导体是否切割磁感线,对比对应实验图得出结论;
3. 第(3)问:动圈式话筒中线圈振动时切割磁感线的方向周期性变化,判断电流类型;
4. 第(4)问:电动机转动带动另一装置时,被带动的装置将机械能转化为电能;电动机转动方向与电流方向或磁场方向有关,据此确定改变转动方向的措施。
【解析】
(1) 产生感应电流的导体需为导体,铁棒会被实验中的磁铁吸引,干扰实验,塑料棒为绝缘体无法导电,因此应选用铝棒。
(2) 探究“电路闭合是产生感应电流的条件之一”,需控制导体是否切割磁感线、磁场相同,仅改变电路是否闭合,故比较1、3两图;探究“导体需做切割磁感线运动”,需控制电路闭合,仅改变导体运动状态(是否切割磁感线),故比较2、3两图;实验中每次只改变一个变量,其余变量保持不变,采用控制变量法。
(3) 动圈式话筒中,线圈随振膜左右振动,切割磁感线的方向周期性变化,线圈中产生的电流方向也周期性变化,即交变电流。
(4) 电动机甲转动带动乙转动,乙装置将机械能转化为电能(发电机原理);电动机的转动方向与电流方向或磁场方向有关,要改变电动机甲的转动方向,可调换电源的正负极(改变电流方向)。
【答案】
(1)铝棒 (2)1、3;2、3;控制变量法 (3)交变电流 (4)乙;调换电源的正负极
【知识点】
电磁感应现象;控制变量法;电动机与发电机
【点评】
本题考查电磁感应的实验设计、应用及电动机的原理,需准确理解感应电流产生的条件、实验方法,区分电动机与发电机的能量转化,是电磁学的基础综合题。
【难度系数】
0.5
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