专题4　三大电磁现象及其应用（解析版）VIP

2020-2021学年八年级科学下册培优微专题速学速练专题4三大电磁现象及其应用类型之一三大电磁现象的对比 1类型之二发电机与电动机对比 7类型之三扬声器与话筒的对比 9类型之四电与磁的综合探究 11【考查知识】电流的磁效应、磁场对电流的作用、电磁感应，是三大电磁现象，将三者所展示的原理图和实际应用进行对比，可以加深对相关知识的理解和运用。电磁现象发现者原理图的特征应用电流的磁效应奥斯特导线＋小磁针电磁铁磁场对电流的作用——磁场＋导体＋电源电动机电磁感应法拉第磁场＋导体＋电流表(灯泡)发电机类型之一三大电磁现象的对比【方法归纳】三种电磁现象三种磁现象电流的磁场磁场对电流的作用电磁感应实验装置现象导线通电，小磁针发生偏转闭合开关，导体运动起来导体切割磁感线，电流表指针发生偏转因果关系电流→磁场磁场、电流→力磁场、力→电流能量转化——电能→机械能机械能→电能方向磁场的方向与电流方向有关通电导体受力方向跟磁场方向和电流方向有关感应电流的方向跟磁场方向和导体切割磁感线方向有关主要应用电磁铁、电磁继电器电动机、扬声器发电机、动圈式话筒【常考题型】1．【中考·扬州】如图，是手摇式手电筒，只要转动手电筒的摇柄，灯泡就能发光。下列实验能揭示手电筒工作原理的是()【答案】B【解析】手摇式手电筒中没有电池，转动手电筒的摇柄时，线圈在磁场中做切割磁感线运动，线圈中就会产生感应电流，电流通过灯泡时，小灯泡就会发光，因此这种手电筒的工作原理是电磁感应现象。A、如图，闭合开关，通电导体AB在磁场中受力而运动，故A不符合题意。B、图中，闭合电路的部分导体在磁场中切割磁感线运动，产生感应电流，能揭示手电筒的工作原理，故B正确；C、图中，反映通电导体的周围存在磁场，为电流的磁效应，不能揭示手电筒的工作原理，故C错误；D、图中，通电线圈在磁场中受力转动，为电动机的工作原理图，不能揭示手电筒的工作原理，故D错误.2．【中考·台州】有人发明了一种“发电地板”，发电地板的主要部件由永磁体和线圈组成，行人或车辆通过时，挤压地板使永磁体和线圈发生相对运动，便能发电。该发电地板的工作原理与下列哪个选项的实验原理相同()【答案】B【解析】发电地板利用的是电磁感应现象。图A、D展示的是电流的磁效应，图C展示的是磁场对电流的作用。3．【中考·长沙】现代武器中有一种新型电磁炮，它是利用电磁技术制成的一种先进武器，具有速度快，命中率高等特点，其原理是利用磁场对通电导体的作用。下图中与此工作原理相同的是()【答案】B【解析】由题意可知，电磁炮的工作原理是磁场对通电导体的作用，故其装置中应既有磁场又有通电的导体，且在此过程中将电能转化为机械能，故B正确；A图中的电热水壶利用了电流的热效应，通电时将电能转化为内能，使水温升高，与题意不符；C图为电磁感应现象，导体做切割磁感线运动时，将机械能转化为电能，与题意不符；D图为电磁继电器，它是利用电流的磁效应，与题意不符。4．【中考·巴彦淖尔】科学家经过长期研究，发现了电和磁有密切的联系，其中两项重要的科学探究如图甲、乙所示，下列关于这两项科学探究的说法正确的是()A．甲图实验探究磁场对通电导线的作用B．乙图实验所揭示的原理可制成电动机C．甲图中导体棒ab只要运动，电路中就会产生电流D．乙图中若只将磁体的两极对调，导体棒ab的运动方向不改变【答案】B【解析】甲图中导体棒ab做切割磁感线运动时，电路中才会产生电流，该实验探究的是电磁感应现象，故A、C错误；乙图是通电导线在磁场中受到力的实验，根据该原理制成了电动机，故B正确；影响导体运动方向的因素有电流的方向和磁场的方向，当乙图中的磁体的两极对调，导体的运动方向会改变，故D错误。5．【中考·宁波】我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射器。电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，舰载机受到强大的推力而快速起飞。电磁弹射器工作原理与下列设备或用电器工作原理一致的是()【答案】C【解析】由题知电磁弹射器的原理是通电导体在磁场中受力而运动。电铃是利用电磁继电器来工作的，发电机的工作原理是电磁感应现象，电风扇是利用通电导体在磁场中受力而运动的原理工作的，电磁起重机是利用电磁铁工作的，故C正确。6．【威海中考】如图是灵敏电流计的内部结构图，下列选项中与其工作原理相同的是()【答案】C【解析】灵敏电流计的原理是通电导体在磁场中受力而转动，并且电流越大，线圈受的力越大，其转动幅度越大，因此可以利用电流计指针转动的幅度来体现电路中电流的大小。A项中电磁铁是利用电流的磁效应工作的；B项中奥斯特实验说明通电导体周围存在磁场，C项展示的是通电导体在磁场中会受到力的作用，D项展示的是电磁感应现象，故C正确。7.(中考•陕西)小亮自制了如图所示的装置，在有机玻璃管上绕着带有绝缘层的导线，线圈两端连接着小功率灯泡，管内放入条形磁铁，用橡皮塞堵住管口两端，当沿图中箭头方向来回摇动时，小灯泡就会发光。该装置发电的原理是____________，线圈中电流的方向是________(填“变化”或“不变”)的，在此过程中将________能转化成电能。【答案】电磁感应；变化；机械【解析】如图所示装置中没有电源，而要使灯泡发光，必须有提供电能的装置，该装置通过摇动消耗机械能提供了电能，由此可知，这是利用电磁感应现象制成的；因为导体运动方向随着摇动方向不断变化，线圈中产生感应电流的方向也在不断变化。8.(中考·镇江)图示实验装置中，磁体和导体棒均水平放置，断开S2、闭合S1，使导体棒水平向右运动，电流表G的指针向右偏，这是____________现象，为使G的指针向左偏，可使导体棒向________运动，断开S1、闭合S2，导体棒能运动起来，依此可制成________(填“电动机”或“发电机”)。【答案】电磁感应；左；电动机【解析】断开S2、闭合S1，使导体棒水平向右运动，此时导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中就会产生感应电流，电流表G的指针向右偏，这是电磁感应现象；感应电流的方向与导体运动方向有关，为使G的指针向左偏，可使导体棒向左运动；断开S1、闭合S2，导体棒中有电流，在磁场中受到力的作用，能运动起来，这就是电动机的原理。9.(中考•安顺)某同学为了同时验证老师课堂上讲过的“电磁感应现象”“通电导线周围存在磁场”以及“通电导线在磁场中受力运动”几个实验，于是动手制作了如图所示的闭合线路，当他将图中导体AB的一部分在磁场中水平向左运动时，电路中会相应发生哪些物理现象(写出两个现象)：____________________；__________________。【答案】铁块受吸引向下移动；小磁针发生偏转(或线圈转动)【解析】导体AB的一部分在磁场中水平向左运动时，导体AB中会产生感应电流，则电磁铁会具有磁性，能吸引铁块；小磁针会在电流的磁场中发生偏转；线圈abcd中有电流通过时，会在磁场中受力转动。10．【中考·娄底】如图所示，闭合开关，将滑动变阻器滑片向右滑动，弹簧将________(填“伸长”或“缩短”)。如果用电流表替代虚线框内仪器，然后将条形磁体迅速插入线圈中，与之相连的电流表的指针会发生偏转，这是________________现象。【答案】缩短；电磁感应【解析】由安培定则可知，闭合开关，电磁铁的上端为N极，对上面的磁体有吸引作用，滑动变阻器的滑片向右滑动，电路中的电流减小，电磁铁的磁性减弱，对上面的磁体吸引作用减弱，因此弹簧将缩短。条形磁体迅速插入线圈中，电流表指针偏转，这是磁生电，是电磁感应现象。11．【中考·安顺】某同学为了同时验证老师课堂上讲过的“电磁感应现象”“通电导线周围存在磁场”以及“通电导线在磁场中受力运动”几个实验，于是动手制作了如图所示的闭合线路，当他将图中导体AB金属杆的一部分在磁场中水平向左运动时，电路中会相应地发生哪些物理现象：_________；_________。(写出2个现象)【答案】铁块受吸引向下移动；小磁针发生偏转【解析】导体AB金属杆的一部分在磁场中水平向左运动时，导体AB中会产生感应电流，则电磁铁会具有磁性，能吸引铁块；小磁针会在电流的磁场中发生偏转；线圈abcd中有电流通过时，会在磁场中受力转动。12．【中考·河南】由金属杆组成如图所示的导轨，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由静止释放，运动过程中始终与导轨垂直接触且不受摩擦，请你判断ab棒在水平导轨上的运动情况：___________；并从能量转化的角度简述理由：____________。【答案】做减速直线运动，最后静止；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】金属棒滑到水平导轨上后，金属棒做切割磁感线运动，产生感应电流，即动能转化为电能；由于导轨和金属棒有一定电阻，电流流过导轨和金属棒会产生热量，电能又转化为内能，因此金属棒的动能不断变小，最后动能为0，金属棒静止。类型之二发电机与电动机对比【方法归纳】电动机发电机原理磁场对通电导线有力的作用电磁感应能量转化电能转化为机械能机械能转化为电能定子磁极磁极，或线圈转子线圈线圈，或磁极运用对比法识别发电机和电动机原理示意图：示意发电机原理的电路中，原本没有电源，在磁场中做切割磁感线运动的导线实质上就是电源；示意电动机原理的电路中有电源，给线圈通电，线圈才能转动。模型电动机不能转动的原因及相应检查或解决的办法：角度可能的原因检查或解决的办法力电磁线圈处于平衡位置拨动一下线圈电刷与线圈间摩擦力太大轻弯铜片，减小对换向器压力磁极对通电线圈作用力太小①增大线圈中电流②增强磁极的磁性电学电动机的线圈实际上没有电流通过①检查外部电路是否接通②看电刷与换向器是否良好接触【常考题型】13．【中考·鄂州】如图甲、乙所示的实验现象，下列有关说法错误的是()(第4题图)A．甲图演示的现象与电动机原理相同B．乙图演示的现象与发电机原理相同C．甲、乙两图演示的现象说明电能生磁，磁也能生电D．乙图中，导体ab只要运动就能在电路中产生感应电流【答案】D【解析】甲图，有电源，研究通电导体在磁场中受力，与电动机原理相同，A正确；乙图，是研究电磁感应的装置，与发电机原理相同，B正确；甲图说明电能生磁；乙说明磁也能生电，C正确；导体ab只有做切割磁感线运动，才能在电路中产生感应电流，D错。14．【中考·陕西】如图是一模拟风力发电的模型。电动机通电时，风扇a高速转动产生风力模拟自然风，风扇b在风力作用下带动发电机发电，同时与发电机相连的小灯泡发光。下列说法正确的是()A．电动机转动时把机械能转化为电能B．发电机是利用电磁感应现象工作的C．电池电压降低时，风扇a的转速不会改变D．风力大小不会影响小灯泡发光亮度【答案】B【解析】电动机转动时把电能转化为机械能，故A错误；人类利用电磁感应现象制成了发电机，故B正确；电池电压降低时，电流中的电流会减小，则风扇a的转速减小，故C错误；风力发生变化，电路中的电流会发生改变，则小灯泡的亮度也会改变，故D错误。15．【中考·临沂】图中是探究发电机原理的是()【答案】A【解析】A是利用电磁感应现象发电的；B是探究通电直导线周围存在磁场；C是探究通电直导线在磁场中受力，探究的是电动机的工作原理；D是探究电磁铁的磁性强弱的影响因素。16．【中考·盐城】小峰为了探究某电动玩具车内部电动机与指示灯的连接方式，他将这辆玩具车的电池取下，保持开关闭合，转动车轮，车上的指示灯还能发光，进一步探究发现，玩具车内部电路是由电源、开关、电动机、指示灯各一个组成的，则该玩具车电路中电动机与指示灯()A．可以确定，一定串联B．可以确定，一定并联C．可以确定，串联、并联都行D．需要再断开开关，转动车轮，观察指示灯是否发光，才能判断【答案】B【解析】转动车轮，车轮带动电动机转动，电动机变成了发电机，转动车轮，车上的指示灯发光，说明此时电动机、指示灯构成闭合回路，故电动机与指示灯是并联的；如果电动机与指示灯是串联的，拆去电池、闭合开关后，电动机、指示灯组成的电路是开路，指示灯不会发光。17．【中考·淮安】如图所示，用漆包线绕成矩形线圈，将线圈两端的导线拉直并用刀将漆全部刮掉，作为转动轴，将线圈放在金属支架上，在它下面放一块小磁体，用纸做一个小风车固定在转动轴上，将装置与小量程电流表相连，使小风车转动，可观察到__________________的现象，说明电路中有电流产生，此过程中________能转化为电能，若将电流表换成干电池接入电路，线圈________(填“能”或“不能”)持续转动。【答案】电流表指针发生偏转；机械；不能【解析】图中线圈、导线和电流表组成闭合电路，线圈处在磁场中，风吹风车带动线圈转动切割磁感线从而产生感应电流，因此电流表指针会发生偏转；与发电机相同，并且将机械能转化为了电能；若将图中电流表换成干电池，则无风吹时，由于通电线圈处在磁场中故而受力转动，但线圈转动至平衡位置因线圈两端的绝缘漆全部刮掉，无法改变线圈中的电流从而不能持续转动下去。类型之三扬声器与话筒的对比【方法归纳】（1）磁场对通电导体有力的作用是电与磁联系的又一重要内容，其应用包括发电机和动圈式话筒，中考试题重点考查探究磁能生电的条件、感应电流方向的影响因素和影响感应电流大小的因素，以实验探究的题型出现。有时也会以基础题的形式考查发电机和电动机的区别。（2）分析动圈式话筒，可以运用以下两方法：①分析法：扩音机的声音来源于变化的电流(电信号)，电信号是由话筒将振动转换得来，而气流激起线圈在磁场中运动便产生了感应电流，因此，这种话筒属于应用电磁感应现象。②对比法：通过对比扬声器和动圈式话筒的原理，可以进一步理解这种话筒属于应用电磁感应现象。【常考题型】18．如图所示的装置中，纸片上粘着线圈，线圈的两端用导线引出，接在能测微小电流的示波器上，线圈放在磁体的磁极附近。当你对着线圈大声说话时，示波器上有波形出现(即产生电流)。对此，下列说法不正确的是()A．产生的电流是感应电流B．此装置能把声音信号转变成电信号C．若线圈绕中心轴转动，示波器一定有波形出现D．若线圈绕中心轴转动，示波器一定无波形出现【答案】D【解析】对着线圈大声说话时，纸片上的线圈会随纸片一起振动，并切割磁感线，产生感应电流，这个装置类似于话筒，将声音信号转变为电信号。若线圈绕中心轴转动，一定会切割磁感线，产生感应电流，故示波器一定会有波形出现。19．作为一种应急措施，可以用扬声器代替话筒。如图所示装置，人对着扬声器的锥形纸盆说话，声音就会使与纸盆相连的线圈在________中振动，从而产生随着声音的变化而变化的电流。这种产生电流的现象在物理学上称为____________现象。【答案】磁场；电磁感应【解析】人对着锥形纸盆说话时，引起纸盆的振动，这种振动带动固定在上面的线圈也在振动，线圈的振动切割了永久磁体的磁场，产生了感应电流，这种感应电流的强弱变化与声音的振动变化特征相同，把声信号转化成了电信号。因此这种情况下扬声器的工作过程应用了电磁感应原理；该现象称之为电磁感应现象。20．【中考·佛山】如图所示，当动圈式话筒工作时，声音使得膜片________，与膜片相连的线圈跟着做切割________运动产生感应电流，这就是__________现象。【答案】振动；磁感线；电磁感应【解析】（1）声音由物体的振动产生；当动圈式话筒工作时，声音使得膜片振动；（2）线圈在磁场中的振动，实际上是线圈在做切割磁感线运动，从而产生感应电流，这是电磁感应现象。类型之四电与磁的综合探究【常考题型】21．【中考·海南】如图所示，图甲是课本上“通电导线在磁场中受力”的实验示意图。小谦同学实际探究时，在电路中连接了一个滑动变阻器，实验记录如下表。实验序号磁场方向ab中电流方向ab运动方向1向下无电流静止不动2向下由a向b向左运动3向上由a向b向右运动4向下向b向a向右运动(1)用笔画线代替导线，在乙图中将变阻器正确连入电路。小谦在电路中接入滑动变阻器的作用是____________________。(2)比较实验2和3，说明通电导线在磁场中受力方向