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C
C
D
D
A
A
【分析】
要解决这道题,首先需明确电磁感应原理的定义: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,该过程是将机械能转化为电能。接下来需逐个分析各选项装置的工作原理,对比后找出符合电磁感应原理的装置:
1. 回忆各选项的核心工作原理;
2. 逐一将选项原理与电磁感应原理匹配,排除不符合的选项,最终确定正确答案。
【解析】
逐一分析各选项:
A. 电磁铁:基于电流的磁效应工作,即通电导体周围存在磁场,通电时电磁铁具有磁性,断电时磁性消失,不符合电磁感应原理;
B. 电磁继电器:核心部件是电磁铁,同样利用电流的磁效应,通过控制电路的通断来控制工作电路的开关,不符合电磁感应原理;
C. 发电机:工作时,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,产生感应电流,将机械能转化为电能,完全符合电磁感应原理;
D. 电动机:基于通电导体在磁场中受力运动的原理工作,将电能转化为机械能,不符合电磁感应原理。
因此,根据电磁感应原理制成的装置是发电机。
【答案】
C
【知识点】
电磁感应原理、电流的磁效应、磁场对电流的作用
【点评】
本题属于电磁学基础考点,主要考查学生对电磁学中几个核心装置工作原理的区分能力。解题关键在于准确记忆电磁感应、电流的磁效应、通电导体在磁场中受力运动这三个原理的定义及对应应用装置,避免概念混淆。
【难度系数】
0.8
【分析】
要解决这道题,首先得明确电动机的核心工作原理:通电导体在磁场中受到力的作用,工作时需要电源提供电能,将电能转化为机械能。接下来我们逐个分析每个选项的实验原理,通过对比找出符合电动机原理的选项:
1. 先梳理电与磁相关实验的核心特点:电动机原理依赖电源,是“电生动力”;发电机原理是电磁感应,无电源,是“动生电”;电流磁效应是“电生磁”。
2. 对每个选项逐一判断:
分析A图:装置无电源,导体ab切割磁感线时电流表偏转,是电磁感应现象,属于发电机原理,不符合要求。
分析B图:是探究电磁铁磁性强弱的实验,利用电流的磁效应,和电动机的“通电受力”原理不同,不符合。
分析C图:装置有电源,通电导体在磁场中会受力运动,和电动机的工作原理完全一致,符合要求。
分析D图:是奥斯特实验,证明电流周围存在磁场,属于电流的磁效应,不符合。
【解析】
电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用,工作过程需要电源提供电能,将电能转化为机械能。
A选项:为电磁感应实验,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流,是发电机的工作原理,不符合题意。
B选项:是探究电磁铁磁性强弱的实验,利用电流的磁效应,与电动机原理无关,不符合题意。
C选项:装置配备电源,通电导体在磁场中会受力运动,与电动机的工作原理一致,符合题意。
D选项:是奥斯特实验,验证了通电导体周围存在磁场,即电流的磁效应,不符合题意。
【答案】
C
【知识点】
通电导体在磁场中受力;电磁感应;电流的磁效应
【点评】
本题重点考查电与磁相关实验的原理区分,核心是要准确区分电动机(通电受力,有电源)、发电机(电磁感应,无电源)、电流磁效应实验的本质差异,避免概念混淆。
【难度系数】
0.6
【分析】
要判断感应电流是否产生,需牢牢抓住感应电流产生的两个必要条件:①电路必须是闭合的;②闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。我们可以根据这两个条件逐一分析每个选项:
1. 选项A:既未说明导体是闭合电路的一部分,也未提及做切割磁感线运动,不满足感应电流产生的条件,错误。
2. 选项B:未说明电路是闭合的,也未提及切割磁感线运动,不满足条件,错误。
3. 选项C:导体沿磁感线方向运动时,没有切割磁感线,不满足“切割磁感线运动”这一条件,无法产生感应电流,错误。
4. 选项D:同时满足“闭合电路的一部分导体”和“做切割磁感线运动”两个必要条件,符合感应电流产生的要求,正确。
【解析】
感应电流产生的必要条件为:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,二者缺一不可。
选项A:缺少“闭合电路的一部分”和“切割磁感线运动”两个核心条件,错误;
选项B:缺少“闭合电路”和“切割磁感线运动”两个条件,错误;
选项C:导体沿磁感线方向运动,未切割磁感线,不满足产生感应电流的条件,错误;
选项D:完全符合感应电流产生的两个必要条件,正确。
【答案】
D
【知识点】
感应电流的产生条件
【点评】
本题重点考查对感应电流产生条件的精准掌握,易出错点在于忽略“闭合电路”“一部分导体”“切割磁感线运动”中的任一要素,需牢记两个必要条件,避免因遗漏关键信息而误判。
【难度系数】
0.8
【分析】
首先要回忆条形磁体的磁性分布特点:条形磁体的两端(S极和N极)磁性最强,中间位置的磁性最弱(几乎为零)。接下来需要根据这个特点,逐一分析每个选项的图像是否符合从S极到N极的磁性变化:从S极出发,磁性先逐渐减弱,到中间时达到最弱,之后向N极移动时磁性又逐渐增强。
【解析】
根据条形磁体的磁性分布规律:条形磁体的两端(磁极)磁性最强,中间磁性最弱(几乎为零)。因此从S极到N极,磁性变化为:先逐渐减弱,到中间位置磁性最弱,再逐渐增强。
对各选项逐一分析:
1. 选项A:图像显示磁性从S极到N极持续减弱至零,不符合“两端强、中间弱”的规律,错误。
2. 选项B:图像显示磁性从S极到N极持续增强,与条形磁体磁性分布规律不符,错误。
3. 选项C:图像显示磁性从S极到N极持续增强且增长速度加快,不符合规律,错误。
4. 选项D:图像显示磁性从S极到中间逐渐减弱至零,再从中间到N极逐渐增强,完全符合条形磁体的磁性分布特点,正确。
【答案】
D
【知识点】
条形磁体磁性分布
【点评】
本题主要考查对条形磁体磁性分布规律的记忆与理解,解题关键是牢记“磁体两端磁性最强,中间磁性最弱”的核心特点,避免混淆磁体不同位置的磁性强弱差异。
【难度系数】
0.7
【分析】
要解决此题,需按以下思路分析:
1. 先用安培定则判断螺线管的磁极,明确螺线管与上方磁体的相互作用;
2. 分析滑片移动时滑动变阻器接入电阻的变化,结合欧姆定律判断电路中电流的变化,进而确定螺线管磁性强弱的变化;
3. 对悬挂的磁体进行受力分析,根据受力平衡判断弹簧拉力的变化,从而得出弹簧长度的变化。
【解析】
1. 判断螺线管的磁极:根据安培定则(右手螺旋定则),电流从螺线管上端流入、下端流出,右手握住螺线管,四指指向电流方向,大拇指指向螺线管下端(N极),因此螺线管的上端为S极。
2. 分析磁体间的相互作用:上方悬挂的磁体下端为N极,与螺线管上端的S极是异名磁极,二者相互吸引。
3. 分析电路中电流的变化:滑动变阻器的滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电源电压不变,由欧姆定律$I=\frac{U}{R}$可知,电路中的电流增大,螺线管的磁性增强,对上方磁体的吸引力$F_{吸}$增大。
4. 分析弹簧的受力与形变:对悬挂的磁体受力分析,磁体受到向下的重力$G$、向下的螺线管吸引力$F_{吸}$、向上的弹簧拉力$F_{拉}$,根据受力平衡可知:$F_{拉}=G+F_{吸}$。当$F_{吸}$增大时,$F_{拉}$也随之增大;根据弹簧的伸长量与拉力成正比的特点,弹簧的伸长量变大,即弹簧伸长。
【答案】
A
【知识点】
安培定则、电磁铁磁性强弱的影响因素、二力平衡
【点评】
本题将电磁学与力学知识结合,需要学生依次完成磁极判断、电流变化分析、受力分析多个步骤,考查了知识的综合应用能力,理清各物理量间的逻辑关系是解题关键。
【难度系数】
0.6
【分析】
首先明确实验过程:无电源情况下,用手旋转微型电扇叶片,带动内部线圈在磁场中运动,使发光二极管发光。需结合各选项对应的物理现象分析:
1. 回忆各选项的物理原理:A选项对应电磁感应(磁生电),即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流;B选项是电动机的工作原理,需要通电导体在磁场中;C选项是电流产生磁场,如电磁铁;D选项是电流通过导体产生热量。
2. 匹配实验现象:实验中无电源,通过转动叶片让线圈切割磁感线产生感应电流,使二极管发光,这是磁生电的过程,符合A选项的原理,其他选项均与实验现象不符。
【解析】
微型电扇内部包含线圈和磁场结构,当用手旋转叶片时,带动线圈在磁场中做切割磁感线运动,根据电磁感应原理,此时闭合电路中会产生感应电流,感应电流流经发光二极管使其发光。该现象本质是磁能转化为电能,即磁能“生”电。
对各选项分析:
A选项:磁能“生”电,对应电磁感应现象,与实验原理一致,正确;
B选项:磁场对通电导体有力的作用是电动机的工作原理,需先有电流,本实验是产生电流,不符合;
C选项:电流的磁效应是电流产生磁场,与实验中产生电流的现象无关,错误;
D选项:电流的热效应是电流通过导体产生热量,实验未体现该现象,错误。
【答案】
A
【知识点】
电磁感应现象
【点评】
本题考查电磁感应、磁场对通电导体的作用等电磁现象的区分,需准确理解不同电磁现象的本质、条件及应用场景,注重对物理原理与实际实验现象的结合分析。
【难度系数】
0.8