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A
D
D
感应电流
大小和方向
交变电流
电磁感应
机械能转
化为电能
解:没有感应电流产生。
当线圈平面和磁感线垂直时,线圈的边不能切割磁感线,不满足感应电流产生的条件,因此没有感应电流产生。
【分析】
首先回忆电磁感应现象的原理,产生感应电流的条件是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。题目中直导线AB切割磁感线却没使电流表指针明显偏转,需逐一分析选项:
1. 考虑感应电流的大小:单根直导线切割磁感线时,产生的感应电流通常很小,而题目中使用的是量程0~3A的大量程电流表,小电流无法使该电流表指针明显偏转;
2. 分析其他选项:B选项中,导体的粗细不影响感应电流的产生和大小(电流大小主要与磁场强弱、切割速度、导体有效长度有关);C选项中,AB向左运动同样是切割磁感线,电流大小和向右运动时相近,依然无法使大量程电流表指针明显偏转;D选项中,AB上下运动时,运动方向与磁感线方向平行,不切割磁感线,不会产生感应电流,指针根本不会偏转,不符合题意。综上,最可能的原因是A选项。
【解析】
逐一分析各选项:
A选项:单根直导线切割磁感线产生的感应电流很小,而该实验使用的是量程为0~3A的大量程电流表,小电流无法使指针明显偏转,该分析合理;
B选项:导体的粗细不是影响感应电流大小的关键因素,换用铜棒不会明显增大感应电流,无法使指针明显偏转,该选项错误;
C选项:直导线AB向左运动时,同样切割磁感线,产生的感应电流大小与向右运动时相近,依然无法使大量程电流表指针明显偏转,该选项错误;
D选项:直导线AB上下运动时,运动方向与磁感线方向平行,不切割磁感线,不会产生感应电流,指针不会偏转,不符合题意,该选项错误。
因此,最可能的原因是A。
【答案】
A
【知识点】
电磁感应现象;感应电流大小影响因素
【点评】
本题考查电磁感应实验的细节,需注意电流表量程对实验现象的影响,同时明确感应电流产生的条件和影响感应电流大小的因素,避免混淆概念。
【难度系数】
0.6
【分析】
要解决这道题,需准确区分电磁学中重要科学家的发现成果,以及相关设备的工作原理:
1. 先回忆电流磁效应、电磁感应现象的发现者:电流的磁效应是奥斯特首先发现的,电磁感应现象是法拉第发现的,据此可判断A、B选项的正误;
2. 再明确电动机、电磁铁的工作原理:电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作,电磁感应原理是发电机的工作原理;电磁铁是利用电流周围存在磁场(电流的磁效应)的原理工作,据此判断C、D选项的正误,最终选出正确答案。
【解析】
对各选项逐一分析:
A. 奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第发现的是电磁感应现象,故A错误;
B. 法拉第发现了电磁感应现象,奥斯特的贡献是发现电流的磁效应,故B错误;
C. 电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用,电磁感应原理是发电机的工作原理,故C错误;
D. 电磁铁是利用电流的磁效应(通电导体周围存在磁场)的原理制成的,故D正确。
【答案】
D
【知识点】
电流的磁效应、电磁感应现象、电动机工作原理
【点评】
本题考查电磁学基础知识点的辨析,重点在于区分电流磁效应与电磁感应现象的发现者,以及电动机、电磁铁等设备的工作原理对应关系,属于常考的基础题型,需准确牢记相关知识点,避免混淆。
【难度系数】
0.8
【分析】
首先明确本题的核心是判断电动机被外力驱动转动时的工作原理:
1. 逐个分析题干中的叙述:
①:题目中是用力拉线使电动机转动,并非通电后电生磁让电动机转动,所以①错误;
②:电动机转动时,内部线圈在磁场中做切割磁感线运动,发生电磁感应现象,磁生电,产生的电能使灯泡发光,所以②正确;
③:此时电动机对外提供电能,相当于电路中的电源,所以③正确;
④:电动机转速越快,线圈切割磁感线的速度越快,产生的感应电流越大,灯泡实际功率越大,就越亮,所以④正确。
2. 综上,正确的是②③④,对应选项D。
【解析】
对题干中的四个叙述逐一分析:
1. ①:电动机是被外力拉线带动转动,并非电生磁的作用使其转动,该叙述错误;
2. ②:当电动机被外力带动转动时,其内部线圈在磁场中做切割磁感线运动,发生电磁感应现象,将机械能转化为电能,产生的电能使灯泡发光,即磁产生了电,该叙述正确;
3. ③:此时电动机能够为电路提供电能,相当于电路中的电源,该叙述正确;
4. ④:电动机转速越快,线圈切割磁感线的速度越快,根据电磁感应原理,产生的感应电流越大,灯泡的实际功率越大,灯泡就越亮,该叙述正确。
因此正确的叙述是②③④,答案选D。
【答案】
D
【知识点】
电磁感应现象;发电机原理
【点评】
本题考查电磁感应现象的应用,需区分电动机的两种工作状态:通电转动(电动机,电能转化为机械能)和被外力带动转动(相当于发电机,机械能转化为电能),明确两种状态的原理差异是解题关键。
【难度系数】
0.6
【分析】
首先回忆电磁感应的相关知识:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流。题目中灵敏电流计指针左右摆动,说明电路中有电流产生;指针左右摆动意味着电流的方向和大小在变化,结合交变电流的定义(大小和方向随时间做周期性变化的电流),可以确定对应的物理量和电流类型。
【解析】
1. 当闭合开关,导体AB在磁场中左右切割磁感线时,灵敏电流计指针摆动,说明电路中产生了感应电流;
2. 指针左右摆动,表明电流的大小和方向随时间发生周期性变化;
3. 根据交变电流的定义,大小和方向随时间周期性变化的电流属于交变电流。
【答案】
感应电流;大小和方向;交变电流
【知识点】
电磁感应现象;交变电流
【点评】
本题结合实验现象考查电磁感应和交变电流的基础概念,需要将实验现象与物理概念对应起来,理解交变电流的核心特征。
【难度系数】
0.7
【分析】
要解决这道题,可分两步梳理思路:
1. 确定发电机工作原理:发电机的核心工作原理是电磁感应现象,当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流。题目中车轮转动带动发电机的线圈切割磁感线,从而产生电能使灯泡发光,正符合这一原理。
2. 分析能量转化过程:车轮转动具有机械能,发电机工作时将车轮的机械能转化为电能,为灯泡提供电能,因此能量转化是机械能转化为电能。
【解析】
1. 发电机的工作原理:电磁感应现象,即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流。自行车发电机通过车轮转动带动内部线圈在磁场中切割磁感线,产生感应电流,实现发电,其原理为电磁感应。
2. 能量转化过程:发电机工作时,车轮转动提供的机械能,通过电磁感应作用转化为电能,后续电能再转化为光能使灯泡发光,但题目问的是发电机工作时的能量转化,因此是机械能转化为电能。
【答案】
电磁感应;机械能转化为电能
【知识点】
电磁感应现象、机械能与电能的转化
【点评】
本题属于电学基础题,重点考查发电机的核心原理和能量转化规律,需注意区分发电机(电磁感应,机械能转电能)与电动机(通电导体在磁场中受力,电能转机械能)的差异,加深对电磁学基本规律的理解。
【难度系数】
0.8
【分析】
要判断线圈中是否有感应电流,需先明确感应电流产生的核心条件:闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动(或闭合电路的磁通量发生变化)。接着分析题目中的场景:当发电机线圈平面与磁感线垂直时,线圈的两个边的运动方向与磁感线平行,无法切割磁感线,不满足感应电流产生的必要条件,由此可判断没有感应电流。
【解析】
没有感应电流产生。
感应电流产生的条件是闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动(或闭合电路的磁通量发生变化)。当发电机的线圈平面和磁感线垂直时,线圈的边的运动方向与磁感线平行,不能切割磁感线,不满足感应电流产生的条件,因此线圈中没有感应电流产生。
【答案】
没有感应电流产生。因为当线圈平面和磁感线垂直时,线圈的边不能切割磁感线,不满足感应电流产生的条件,因此没有感应电流产生。
【知识点】
感应电流产生的条件、发电机工作原理
【点评】
本题属于基础概念考查题,重点检验对感应电流产生条件的理解,需结合发电机线圈的运动状态分析,关键是明确线圈处于该位置时,线圈边与磁感线的相对运动关系。
【难度系数】
0.6