2024五四制鲁教版物理九年级下学期课时练–专项素养综合全练（二）探究电动机及发电机的工作原理（有解析）

2024五四制鲁教版物理九年级下学期
第十六章　电磁现象
专项素养综合全练(二)
探究电动机及发电机的工作原理
1.(2023山东青岛实验学校月考)老师带领同学们探究“磁场对通电直导线的作用”,按照图示组装好了实验器材。
(1)连接好电路,开关未闭合时无论如何调节滑动变阻器的滑片,导体棒ab都不动;闭合开关并将滑动变阻器的滑片移动到适当位置,看到导体棒ab向左运动。为使实验现象更明显,有同学把导体棒换成轻质塑料棒,实验　　　　(选填“能”或“不能”)成功,塑料棒是　　　　(选填“导体”或“绝缘体”),上述实验现象说明磁场对　　　　　　有力的作用,　　　　(选填“发电机”“电动机”或“电磁铁”)就是根据该原理制成的。
(2)将滑动变阻器的滑片向右端移动一定距离,发现导体棒ab向左运动的现象缓慢而不明显,这说明此现象中产生力的大小与　　　　有关。
(3)若要使导体棒ab向右运动,可采取的方法(写出1种):　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
2.(2023河南郸城期末)如图所示是课本上“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,在表中记录了实验情况。
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 由b向a 向右运动
(1)比较实验2和3,说明通电导线在磁场中受力方向与　　　　有关;比较实验　　　　和　　　　,说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关。
(2)根据这个实验原理发明了电动机,这个机器将　　　　能转化为　　　　能。
3.【学科素养·科学探究】(2023山东济南历下二模)学校的魔方兴趣小组有一款奇异的魔方,如图甲所示。在魔方的内部,嵌入了金属丝,当转动带有磁性的小方块时可以产生电能,可通过USB端口给移动设备充电。为了弄清这款魔方的工作原理,同学们找来了如图乙所示的实验装置进行探究:
(1)将导体ab静止悬挂起来后,闭合开关,灵敏电流表指针没有偏转,说明电路中　　　　(选填“有”或“没有”)电流产生。
(2)小芳无意间碰到导体ab,导体ab晃动起来,此时灵敏电流表指针发生了偏转,小明由此认为让导体在磁场中运动就可以产生电流,但小芳认为不一定产生电流,还要看导体怎样运动。为了验证自己的猜想,他们继续探究,并把观察到的现象记录在了表中:
序号 磁体摆放方向 ab运动方向 电流表指针偏转情况
1 N极在上 S极在下 水平向左运动 偏转
2 水平向右运动 偏转
3 竖直向上运动 不偏转
4 竖直向下运动 不偏转
随后,兴趣小组的同学们还探究了N极在下、S极在上的情况,并发现了类似的现象。通过进一步探究得出:当闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中能产生电流,此过程中的导体ab相当于电路中的　　　　。与这个过程中能量转化相同的装置是　　　　(选填“电动机”或“发电机”)。
　　　　 　　　　
丙
(3)他们联想到魔方中是磁性小方块围绕金属丝转动而产生电流,即磁体围绕着导体运动,而不是导体在磁场中运动,于是他们闭合电路后将磁体进行了如图丙所示的四个方向的运动,其中能够产生电流的是　　　　图。
4.(2022山东招远期末)如图所示是“探究感应电流产生的条件”实验装置。
(1)实验中,AB棒的材料可能是塑料还是铝 　　　　。
(2)我们可以通过灵敏电流表指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生;还可以通过指针偏转的方向判断　　　　。
(3)闭合开关,实验探究过程记录如表所示:
实验次数 AB棒在磁场中的运动情况 是否有感应电流
1 静止 无
2 沿磁场方向运动(不做切割磁感线运动) 无
3 做切割磁感线运动 有
根据实验现象,初步得出电路中产生感应电流的条件是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。在该运动过程中,主要将机械能转化为　　　能。
(4)保持AB棒运动方向不变,仅将磁体N、S极对调,重复上述实验,是为了探究感应电流方向与　　　　　　的关系。
(5)若将此装置中灵敏电流表换成　　　　,可进一步探究电动机的工作原理。
答案全解全析
1.(1)不能　绝缘体　通电导体　电动机　(2)电流大小　(3)对调磁体N、S极(或改变导体棒中电流方向)
解析　(1)把导体棒换成轻质塑料棒,塑料棒是绝缘体,不容易导电,所以实验不能成功;该实验现象说明磁场对通电导体有力的作用,据此制成了电动机;(2)将滑动变阻器的滑片向右端移动一定距离,滑动变阻器接入电路中的电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流减小,发现导体棒ab向左运动的现象缓慢而不明显,这说明此现象中产生力的大小与电流大小有关;(3)要使导体棒ab向右运动,可以对调磁体N、S极,也可以改变导体棒中电流方向。
2.(1)磁场方向　2　4　(2)电　机械
解析　(1)比较实验2和3,电流方向相同,磁场方向不同,导线运动的方向不同,说明通电导线在磁场中受力方向与磁场方向有关;比较实验2、4,磁场方向相同,电流方向不同,导线运动方向不同,说明通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关;(2)电动机将电能转化为机械能。
3.(1)没有　(2)电源　发电机　(3)A、C
解析　(1)将导体ab静止悬挂起来后,闭合开关,此时导体没有做切割磁感线运动,灵敏电流表指针不偏转,说明电路中没有电流产生;(2)闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中有感应电流,这种现象是电磁感应,其中导体相当于电源,该过程中将导体运动的机械能转化为电能,与该过程中能量转化相同的装置是发电机;(3)由图丙可知,A、C图中,相对于磁体,导体做切割磁感线运动,B、D图中,相对于磁体,导体运动的方向与磁感线平行,没有切割磁感线,所以其中能够产生电流的是A、C图。
4.(1)铝　(2)电流的方向　(3)闭合电路的一部分导线在磁场中做切割磁感线运动　电
(4)磁场方向　(5)电源
解析　(1)在探究电磁感应现象的实验中,我们必须保证处于磁场中的这部分是导体。两种物质中,塑料是绝缘体,铝是导体,所以AB棒的材料可能是铝。(2)图中的灵敏电流表的指针,在电路中没有电流时,指在表盘中央;当有电流时,指针的偏转方向可以反映电流方向,由此可知,我们可以根据指针的偏转方向判断出电流的方向。(3)三次实验中,只有AB棒在磁场中做切割磁感线运动时才会产生感应电流,则我们可以得出结论:闭合电路的一部分导线在磁场中做切割磁感线运动时,导线中才会产生感应电流,在此过程中,主要是将机械能转化为电能。(4)保持AB棒运动方向不变,仅将磁体N、S极对调,重复上述实验时,只有磁场的方向发生了改变,则这次实验是为了探究感应电流的方向与磁场方向的关系。(5)电动机工作时,主要将电能转化为机械能,由此可知,我们需要在电路中添加电源,即将灵敏电流表换成电源。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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