12. 对于一台正在工作的电扇,下列四个实验中与其工作原理相同的是(

A.
B.
C.
D.
C
)。A.
B.
C.
D.
答案:C
解析:
【分析】
要解决这道题,首先需要明确正在工作的电扇的工作原理:电扇的核心部件是电动机,电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动,将电能转化为机械能。接下来我们需要逐一分析每个选项对应的物理原理,找到与电扇原理一致的选项。
1. 先回忆每个选项实验的原理:
选项A:奥斯特实验,证明通电导体周围存在磁场,也就是电流的磁效应,属于“电生磁”,与电动机原理不同;
选项B:是电磁感应现象,闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动产生感应电流,将机械能转化为电能,是发电机的原理,与电动机,也就是电扇,的能量转化和原理均相反;
选项C:装置中通电导体在磁场中受到力的作用而运动,这正是电动机的工作原理,与电扇原理一致;
选项D:探究电磁铁磁性强弱的影响因素,利用的是电流的磁效应,与电扇原理不同。
通过逐一对比原理,就能确定正确选项。
【解析】
正在工作的电扇利用的是通电导体在磁场中受力运动的原理,也就是电动机原理,将电能转化为机械能:
A选项:奥斯特实验,验证电流的磁效应,即通电导体周围存在磁场,与电扇原理不符;
B选项:电磁感应实验,是发电机的工作原理,将机械能转化为电能,与电扇原理不符;
C选项:通电导体在磁场中受力运动,与电扇的电动机原理一致,符合要求;
D选项:探究电磁铁磁性强弱,利用电流的磁效应,与电扇原理不符。
【答案】C
【知识点】
1. 通电导体在磁场中受力运动
2. 电流的磁效应
3. 电磁感应现象
【点评】
本题主要考查电动机与发电机原理的区分,以及电流磁效应的相关实验,需要准确区分“通电导体在磁场中受力”,也就是电动机,电能→机械能、“电磁感应”,也就是发电机,机械能→电能、“电流的磁效应”这三个易混淆的电磁学核心原理,是电磁学部分的基础区分题。
【难度系数】0.7
要解决这道题,首先需要明确正在工作的电扇的工作原理:电扇的核心部件是电动机,电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动,将电能转化为机械能。接下来我们需要逐一分析每个选项对应的物理原理,找到与电扇原理一致的选项。
1. 先回忆每个选项实验的原理:
选项A:奥斯特实验,证明通电导体周围存在磁场,也就是电流的磁效应,属于“电生磁”,与电动机原理不同;
选项B:是电磁感应现象,闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动产生感应电流,将机械能转化为电能,是发电机的原理,与电动机,也就是电扇,的能量转化和原理均相反;
选项C:装置中通电导体在磁场中受到力的作用而运动,这正是电动机的工作原理,与电扇原理一致;
选项D:探究电磁铁磁性强弱的影响因素,利用的是电流的磁效应,与电扇原理不同。
通过逐一对比原理,就能确定正确选项。
【解析】
正在工作的电扇利用的是通电导体在磁场中受力运动的原理,也就是电动机原理,将电能转化为机械能:
A选项:奥斯特实验,验证电流的磁效应,即通电导体周围存在磁场,与电扇原理不符;
B选项:电磁感应实验,是发电机的工作原理,将机械能转化为电能,与电扇原理不符;
C选项:通电导体在磁场中受力运动,与电扇的电动机原理一致,符合要求;
D选项:探究电磁铁磁性强弱,利用电流的磁效应,与电扇原理不符。
【答案】C
【知识点】
1. 通电导体在磁场中受力运动
2. 电流的磁效应
3. 电磁感应现象
【点评】
本题主要考查电动机与发电机原理的区分,以及电流磁效应的相关实验,需要准确区分“通电导体在磁场中受力”,也就是电动机,电能→机械能、“电磁感应”,也就是发电机,机械能→电能、“电流的磁效应”这三个易混淆的电磁学核心原理,是电磁学部分的基础区分题。
【难度系数】0.7
13. 如图所示,蹄形磁体和铜棒均水平放置。现闭合开关,水平向左移动铜棒,灵敏电流计的指针发生偏转,则(

A.根据此现象的产生原理可制成电动机
B.此现象与奥斯特实验现象的产生原理相同
C.若将铜棒左右来回移动,可产生交变电流
D.仅将磁体水平向右移动,灵敏电流计的指针不偏转
C
)。A.根据此现象的产生原理可制成电动机
B.此现象与奥斯特实验现象的产生原理相同
C.若将铜棒左右来回移动,可产生交变电流
D.仅将磁体水平向右移动,灵敏电流计的指针不偏转
答案:C
解析:
【分析】
首先判断该实验的原理:闭合开关后,铜棒是闭合电路的一部分导体,水平向左移动时切割磁感线,灵敏电流计指针偏转,说明产生了感应电流,此现象为电磁感应现象(磁生电)。接下来逐一分析选项:
1. 分析A选项:电动机的原理是通电导体在磁场中受力运动,与电磁感应原理不同,故A错误;
2. 分析B选项:奥斯特实验是电流的磁效应(电生磁),而本实验是磁生电,原理不同,故B错误;
3. 分析C选项:当铜棒左右来回移动时,切割磁感线的方向不断改变,感应电流的方向也会随之改变,因此可产生交变电流,故C正确;
4. 分析D选项:仅将磁体水平向右移动,铜棒相对于磁体做切割磁感线运动,闭合电路中仍会产生感应电流,灵敏电流计指针会偏转,故D错误。
【解析】
本题考查电磁感应现象的相关知识:
该实验中,闭合电路的一部分导体(铜棒)在磁场中做切割磁感线运动,产生感应电流,属于电磁感应现象(磁生电)。
A选项:电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用,与电磁感应原理不同,A错误;
B选项:奥斯特实验证明了电流的磁效应(电生磁),与电磁感应(磁生电)原理不同,B错误;
C选项:铜棒左右来回移动时,切割磁感线的方向交替变化,感应电流的方向也会交替变化,因此产生的是交变电流,C正确;
D选项:磁体水平向右移动时,铜棒相对于磁体切割磁感线,闭合电路中仍能产生感应电流,灵敏电流计指针偏转,D错误。
【答案】
C
【知识点】
电磁感应现象;交变电流;电流的磁效应
【点评】
本题主要考查电磁感应现象的原理、应用,以及与电流磁效应、电动机原理的区分,需要准确理解不同电与磁现象的本质,避免混淆相关原理。
【难度系数】
0.6
首先判断该实验的原理:闭合开关后,铜棒是闭合电路的一部分导体,水平向左移动时切割磁感线,灵敏电流计指针偏转,说明产生了感应电流,此现象为电磁感应现象(磁生电)。接下来逐一分析选项:
1. 分析A选项:电动机的原理是通电导体在磁场中受力运动,与电磁感应原理不同,故A错误;
2. 分析B选项:奥斯特实验是电流的磁效应(电生磁),而本实验是磁生电,原理不同,故B错误;
3. 分析C选项:当铜棒左右来回移动时,切割磁感线的方向不断改变,感应电流的方向也会随之改变,因此可产生交变电流,故C正确;
4. 分析D选项:仅将磁体水平向右移动,铜棒相对于磁体做切割磁感线运动,闭合电路中仍会产生感应电流,灵敏电流计指针会偏转,故D错误。
【解析】
本题考查电磁感应现象的相关知识:
该实验中,闭合电路的一部分导体(铜棒)在磁场中做切割磁感线运动,产生感应电流,属于电磁感应现象(磁生电)。
A选项:电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用,与电磁感应原理不同,A错误;
B选项:奥斯特实验证明了电流的磁效应(电生磁),与电磁感应(磁生电)原理不同,B错误;
C选项:铜棒左右来回移动时,切割磁感线的方向交替变化,感应电流的方向也会交替变化,因此产生的是交变电流,C正确;
D选项:磁体水平向右移动时,铜棒相对于磁体切割磁感线,闭合电路中仍能产生感应电流,灵敏电流计指针偏转,D错误。
【答案】
C
【知识点】
电磁感应现象;交变电流;电流的磁效应
【点评】
本题主要考查电磁感应现象的原理、应用,以及与电流磁效应、电动机原理的区分,需要准确理解不同电与磁现象的本质,避免混淆相关原理。
【难度系数】
0.6
14. 将一根弹簧的一端悬挂起来,另一端恰好与容器中的导电液体接触。若将这根弹簧组成如图所示的电路,则当开关 S 闭合后,将会出现什么现象? 请解释其中的原因。(提示: 弹簧通电后类似螺线管)

答案:解:通电后,弹簧将上下振动起来。
因为弹簧通电后将产生磁性,每匝之间相互吸引,弹簧长度缩短。此时,弹簧下端离开导电液体,电路断开。电路断开后弹簧间的磁性消失,在重力作用下,弹簧伸长,下端与导电液体再次接触,电路再次接通,弹簧间又产生磁性,如此反复,弹簧将上下振动。
因为弹簧通电后将产生磁性,每匝之间相互吸引,弹簧长度缩短。此时,弹簧下端离开导电液体,电路断开。电路断开后弹簧间的磁性消失,在重力作用下,弹簧伸长,下端与导电液体再次接触,电路再次接通,弹簧间又产生磁性,如此反复,弹簧将上下振动。
解析:
【分析】
要解决这个问题,可按以下思路分析:
1. 根据题目提示,通电后的弹簧类似螺线管,先回忆螺线管的电流特点:每匝弹簧的电流方向相同,同向电流间存在相互作用;
2. 开关闭合后,弹簧通电,每匝间因同向电流相互吸引,弹簧缩短,导致下端离开导电液体,电路断开;
3. 电路断开后,弹簧的磁性消失,在重力作用下弹簧伸长,下端再次接触导电液体,电路重新接通;
4. 上述过程循环往复,即可推断出弹簧的运动现象。
【解析】
当开关S闭合后,弹簧会上下振动,具体原因如下:
1. 开关闭合,电路接通,弹簧通电,此时弹簧相当于螺线管,每匝弹簧中的电流方向相同,根据电流间的相互作用规律,同向电流相互吸引,弹簧长度缩短;
2. 弹簧缩短后,下端脱离导电液体,电路断开,弹簧的磁性消失,在重力的作用下,弹簧伸长,下端与导电液体再次接触,电路重新接通;
3. 上述过程不断重复,因此弹簧会持续上下振动。
【答案】
开关S闭合后,弹簧将上下振动。原因:通电后弹簧相当于螺线管,每匝间同向电流相互吸引,弹簧缩短,下端离开导电液体,电路断开,磁性消失,弹簧在重力作用下伸长,下端再次接触导电液体,电路接通,如此反复,弹簧就会上下振动。
【知识点】
通电螺线管特性、同向电流相互吸引、重力作用
【点评】
本题将电磁学与力学知识结合,考查学生综合分析物理现象的能力,需要理清电路通断与弹簧状态变化的循环逻辑,对知识的迁移应用能力有一定要求。
【难度系数】
0.6
要解决这个问题,可按以下思路分析:
1. 根据题目提示,通电后的弹簧类似螺线管,先回忆螺线管的电流特点:每匝弹簧的电流方向相同,同向电流间存在相互作用;
2. 开关闭合后,弹簧通电,每匝间因同向电流相互吸引,弹簧缩短,导致下端离开导电液体,电路断开;
3. 电路断开后,弹簧的磁性消失,在重力作用下弹簧伸长,下端再次接触导电液体,电路重新接通;
4. 上述过程循环往复,即可推断出弹簧的运动现象。
【解析】
当开关S闭合后,弹簧会上下振动,具体原因如下:
1. 开关闭合,电路接通,弹簧通电,此时弹簧相当于螺线管,每匝弹簧中的电流方向相同,根据电流间的相互作用规律,同向电流相互吸引,弹簧长度缩短;
2. 弹簧缩短后,下端脱离导电液体,电路断开,弹簧的磁性消失,在重力的作用下,弹簧伸长,下端与导电液体再次接触,电路重新接通;
3. 上述过程不断重复,因此弹簧会持续上下振动。
【答案】
开关S闭合后,弹簧将上下振动。原因:通电后弹簧相当于螺线管,每匝间同向电流相互吸引,弹簧缩短,下端离开导电液体,电路断开,磁性消失,弹簧在重力作用下伸长,下端再次接触导电液体,电路接通,如此反复,弹簧就会上下振动。
【知识点】
通电螺线管特性、同向电流相互吸引、重力作用
【点评】
本题将电磁学与力学知识结合,考查学生综合分析物理现象的能力,需要理清电路通断与弹簧状态变化的循环逻辑,对知识的迁移应用能力有一定要求。
【难度系数】
0.6
15. 在研究电磁铁特性的实验中,小明组成了如图所示的电路,并进行了如下操作。
(1) 当开关 S 闭合,$ S_1$接 $A$ 时,电磁铁
(2) 当开关 S 闭合,$ S_1$接 $A$ 时,若滑动变阻器的滑片 P 向右移动,则电磁铁的磁性将
(3) 当开关 S 闭合,$ S_1$接 $A$ 时,电流表的示数为 $I_1$;当开关 $ S_1$接 $B$ 时,调节滑动变阻器,使电流表的示数仍为 $I_1$,电磁铁的磁性将

实验结论:
(1) 当开关 S 闭合,$ S_1$接 $A$ 时,电磁铁
有
磁性,当 S 断开时,电磁铁没有
磁性。(2) 当开关 S 闭合,$ S_1$接 $A$ 时,若滑动变阻器的滑片 P 向右移动,则电磁铁的磁性将
减弱
。(3) 当开关 S 闭合,$ S_1$接 $A$ 时,电流表的示数为 $I_1$;当开关 $ S_1$接 $B$ 时,调节滑动变阻器,使电流表的示数仍为 $I_1$,电磁铁的磁性将
减弱
。实验结论:
电磁铁有无磁性可以用通断电来控制,线圈中的电流越大、匝数越多,电磁铁的磁性越强
。答案:有
没有
减弱
减弱
电磁铁有无磁性可以用通断电来控制,线圈中的电流越大、匝数越多,电磁铁的磁性越强
没有
减弱
减弱
电磁铁有无磁性可以用通断电来控制,线圈中的电流越大、匝数越多,电磁铁的磁性越强
解析:
【分析】
本题考查电磁铁的磁性相关特性,解题思路围绕电磁铁磁性的影响因素展开:
1. 第(1)问,电磁铁的磁性有无由电流通断决定,通电时电磁铁获得磁性,断电时磁性消失;
2. 第(2)问,滑动变阻器滑片移动会改变电路电阻,从而改变电流大小,电磁铁磁性强弱与电流大小有关,电流越小磁性越弱;
3. 第(3)问,在电流大小相同的情况下,电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关,匝数越少磁性越弱,最后结合前面的实验现象总结电磁铁的特性结论。
【解析】
(1) 电磁铁的磁性依赖于电流的通过:当开关S闭合,$S_1$接A时,电路形成通路,有电流通过电磁铁,因此电磁铁有磁性;当S断开时,电路断路,无电流通过,电磁铁没有磁性。
(2) 当开关S闭合,$S_1$接A时,滑动变阻器的滑片P向右移动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,电源电压不变,电路中的电流变小。电磁铁的磁性强弱与电流大小有关,在匝数等其他条件不变时,电流越小,磁性越弱,因此电磁铁的磁性将减弱。
(3) 当开关S闭合,$S_1$接A时电流为$I_1$,接B时电流仍为$I_1$,但$S_1$接B时电磁铁的线圈匝数比接A时少。在电流大小相同的情况下,电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关,匝数越少,磁性越弱,因此电磁铁的磁性将减弱。
综合以上实验现象,可得出实验结论:电磁铁有无磁性可以用通断电来控制,线圈中的电流越大、匝数越多,电磁铁的磁性越强。
【答案】
(1) 有;没有
(2) 减弱
(3) 减弱;电磁铁有无磁性可以用通断电来控制,线圈中的电流越大、匝数越多,电磁铁的磁性越强
【知识点】
电磁铁的磁性特性;影响电磁铁磁性强弱的因素
【点评】
本题通过实验操作考查电磁铁的核心特性,重点在于理解通断电控制磁性有无,以及电流大小、线圈匝数对磁性强弱的影响,是电磁铁基础实验的典型考查题型,需熟练掌握相关影响因素的逻辑关系。
【难度系数】
0.6
本题考查电磁铁的磁性相关特性,解题思路围绕电磁铁磁性的影响因素展开:
1. 第(1)问,电磁铁的磁性有无由电流通断决定,通电时电磁铁获得磁性,断电时磁性消失;
2. 第(2)问,滑动变阻器滑片移动会改变电路电阻,从而改变电流大小,电磁铁磁性强弱与电流大小有关,电流越小磁性越弱;
3. 第(3)问,在电流大小相同的情况下,电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关,匝数越少磁性越弱,最后结合前面的实验现象总结电磁铁的特性结论。
【解析】
(1) 电磁铁的磁性依赖于电流的通过:当开关S闭合,$S_1$接A时,电路形成通路,有电流通过电磁铁,因此电磁铁有磁性;当S断开时,电路断路,无电流通过,电磁铁没有磁性。
(2) 当开关S闭合,$S_1$接A时,滑动变阻器的滑片P向右移动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,电源电压不变,电路中的电流变小。电磁铁的磁性强弱与电流大小有关,在匝数等其他条件不变时,电流越小,磁性越弱,因此电磁铁的磁性将减弱。
(3) 当开关S闭合,$S_1$接A时电流为$I_1$,接B时电流仍为$I_1$,但$S_1$接B时电磁铁的线圈匝数比接A时少。在电流大小相同的情况下,电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关,匝数越少,磁性越弱,因此电磁铁的磁性将减弱。
综合以上实验现象,可得出实验结论:电磁铁有无磁性可以用通断电来控制,线圈中的电流越大、匝数越多,电磁铁的磁性越强。
【答案】
(1) 有;没有
(2) 减弱
(3) 减弱;电磁铁有无磁性可以用通断电来控制,线圈中的电流越大、匝数越多,电磁铁的磁性越强
【知识点】
电磁铁的磁性特性;影响电磁铁磁性强弱的因素
【点评】
本题通过实验操作考查电磁铁的核心特性,重点在于理解通断电控制磁性有无,以及电流大小、线圈匝数对磁性强弱的影响,是电磁铁基础实验的典型考查题型,需熟练掌握相关影响因素的逻辑关系。
【难度系数】
0.6