7. 销售点终端机(POS 机)的广泛应用给人们生活带来了便利。POS 机的刷卡位置有一个由绕有线圈的小铁环制成的磁头。在使用时,将带有磁条的卡在 POS 机的刷卡位置刷一下,磁头的线圈中就会产生变化的电流,POS 机便可读出磁条上的信息。下图所示实验的原理与 POS 机读取信息的原理相类似的是()。

答案:B
解析:
【分析】
首先明确POS机读取信息的核心原理:带有磁条的卡刷过磁头时,磁头线圈中产生变化的电流,这属于电磁感应现象(闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中产生感应电流,本质是机械能转化为电能)。
接下来逐一分析选项的实验原理,通过对比找出与电磁感应原理一致的选项:
1. 先观察装置是否有电源:电磁感应现象的装置无电源,是“生电”的过程;而磁场对电流的作用装置有电源,是“耗电运动”的过程;电流的磁效应是电生磁,也会有电源或通电导体。
2. 对每个选项逐一判断:
A图有电源,是通电导体在磁场中受力运动,属于电能转化为机械能,和POS机原理不同;
B图无电源,导体切割磁感线时电流表指针偏转,说明产生感应电流,是电磁感应,和POS机原理一致;
C图是通电螺线管,利用电流的磁效应,原理不同;
D图是奥斯特实验,证明电流的磁效应,原理不同。
【解析】
POS机读取信息的原理是电磁感应现象,即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中产生感应电流,该过程将机械能转化为电能。
A装置:电路中有电源,通电导体在磁场中受力运动,是电动机的工作原理,将电能转化为机械能,与POS机原理不符;
B装置:电路无电源,导体在磁场中做切割磁感线运动时,灵敏电流表指针偏转,说明产生了感应电流,属于电磁感应现象,与POS机读取信息的原理一致;
C装置:是通电螺线管,利用电流的磁效应工作,与POS机原理不符;
D装置:奥斯特实验,证明通电导体周围存在磁场(电流的磁效应),与POS机原理不符。
【答案】
B
【知识点】
电磁感应现象;电流的磁效应;磁场对电流的作用
【点评】
本题的关键是准确区分电磁感应、磁场对电流的作用、电流的磁效应这三类电磁学基本现象,可通过装置是否有电源快速判断核心原理,同时要理解不同现象的能量转化和应用场景。
【难度系数】
0.6
首先明确POS机读取信息的核心原理:带有磁条的卡刷过磁头时,磁头线圈中产生变化的电流,这属于电磁感应现象(闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中产生感应电流,本质是机械能转化为电能)。
接下来逐一分析选项的实验原理,通过对比找出与电磁感应原理一致的选项:
1. 先观察装置是否有电源:电磁感应现象的装置无电源,是“生电”的过程;而磁场对电流的作用装置有电源,是“耗电运动”的过程;电流的磁效应是电生磁,也会有电源或通电导体。
2. 对每个选项逐一判断:
A图有电源,是通电导体在磁场中受力运动,属于电能转化为机械能,和POS机原理不同;
B图无电源,导体切割磁感线时电流表指针偏转,说明产生感应电流,是电磁感应,和POS机原理一致;
C图是通电螺线管,利用电流的磁效应,原理不同;
D图是奥斯特实验,证明电流的磁效应,原理不同。
【解析】
POS机读取信息的原理是电磁感应现象,即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中产生感应电流,该过程将机械能转化为电能。
A装置:电路中有电源,通电导体在磁场中受力运动,是电动机的工作原理,将电能转化为机械能,与POS机原理不符;
B装置:电路无电源,导体在磁场中做切割磁感线运动时,灵敏电流表指针偏转,说明产生了感应电流,属于电磁感应现象,与POS机读取信息的原理一致;
C装置:是通电螺线管,利用电流的磁效应工作,与POS机原理不符;
D装置:奥斯特实验,证明通电导体周围存在磁场(电流的磁效应),与POS机原理不符。
【答案】
B
【知识点】
电磁感应现象;电流的磁效应;磁场对电流的作用
【点评】
本题的关键是准确区分电磁感应、磁场对电流的作用、电流的磁效应这三类电磁学基本现象,可通过装置是否有电源快速判断核心原理,同时要理解不同现象的能量转化和应用场景。
【难度系数】
0.6
8. 在探究感应电流产生的条件实验中,小明把蹄形磁体竖直放置在水平桌面上,如图所示。闭合开关,当导体 $AB$ (竖直/水平)运动时,回路中有感应电流,此时(磁体/电流表/导体 $AB$)相当于电源;当磁体沿平行于 $AB$ 的方向运动时,回路中(有/无)感应电流。

答案:竖直
导体AB
无
导体AB
无
解析:
【分析】
首先回忆感应电流产生的条件: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。蹄形磁体竖直放置时,磁感线沿水平方向(磁体外部从N极指向S极)。要使导体AB切割磁感线,运动方向需与磁感线方向垂直,因此竖直运动时能切割磁感线,产生感应电流;此时导体AB切割磁感线产生感应电动势,相当于电源。当磁体沿平行于AB的方向运动时,导体AB与磁感线的相对运动方向平行,未切割磁感线,不满足感应电流产生的条件。
【解析】
1. 蹄形磁体竖直放置,磁感线为水平方向,导体AB竖直运动时,会切割磁感线,满足感应电流产生的条件,所以回路中有感应电流。
2. 此时导体AB切割磁感线,将机械能转化为电能,相当于电源。
3. 当磁体沿平行于AB的方向运动时,导体AB与磁感线相对运动方向平行,没有切割磁感线,不满足感应电流产生的条件,因此回路中无感应电流。
【答案】
竖直;导体AB;无
【知识点】
电磁感应现象
【点评】
本题核心考查感应电流产生的条件,需明确切割磁感线的运动方向,理解切割磁感线的导体相当于电源,同时要注意相对运动对感应电流的影响。
【难度系数】
0.6
首先回忆感应电流产生的条件: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。蹄形磁体竖直放置时,磁感线沿水平方向(磁体外部从N极指向S极)。要使导体AB切割磁感线,运动方向需与磁感线方向垂直,因此竖直运动时能切割磁感线,产生感应电流;此时导体AB切割磁感线产生感应电动势,相当于电源。当磁体沿平行于AB的方向运动时,导体AB与磁感线的相对运动方向平行,未切割磁感线,不满足感应电流产生的条件。
【解析】
1. 蹄形磁体竖直放置,磁感线为水平方向,导体AB竖直运动时,会切割磁感线,满足感应电流产生的条件,所以回路中有感应电流。
2. 此时导体AB切割磁感线,将机械能转化为电能,相当于电源。
3. 当磁体沿平行于AB的方向运动时,导体AB与磁感线相对运动方向平行,没有切割磁感线,不满足感应电流产生的条件,因此回路中无感应电流。
【答案】
竖直;导体AB;无
【知识点】
电磁感应现象
【点评】
本题核心考查感应电流产生的条件,需明确切割磁感线的运动方向,理解切割磁感线的导体相当于电源,同时要注意相对运动对感应电流的影响。
【难度系数】
0.6