2024年中考物理37個重點專題高分三步曲專題35電動機(jī)與發(fā)電機(jī)中考問題含解析

Page1專題35電動機(jī)與發(fā)電機(jī)中考問題一、電動機(jī)1.電動機(jī)原理：電動機(jī)是依據(jù)通電線圈在磁場中因受力而發(fā)生轉(zhuǎn)動的原理制成的，是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。2.構(gòu)造：電動機(jī)是由轉(zhuǎn)子和定子兩部分組成的。換向器的作用是每當(dāng)線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置時，能自動變更線圈中電流的方向，使線圈連續(xù)轉(zhuǎn)動。3.變更電動機(jī)轉(zhuǎn)動方向的方法：變更電流方向（交換電壓接線）或變更磁感線方向（對調(diào)磁極）。4.提高電動機(jī)轉(zhuǎn)速的方法：增加線圈匝數(shù)、增加磁體磁性、增大電流。二、發(fā)電機(jī)1.發(fā)電機(jī)原理：發(fā)電機(jī)是依據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的，是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。2.構(gòu)造：發(fā)電機(jī)是由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成的。3.從電池得到的電流的方向不變，通常叫做直流電。（DC）4.電流方向周期性變更的電流叫做交變電流，簡稱溝通電。（AC）5.在交變電流中，電流在每秒內(nèi)周期性變更的次數(shù)叫做頻率，頻率的單位是赫茲，簡稱赫，符號為Hz。6.我國供生產(chǎn)和生活用的溝通電，電壓是220V，頻率是50Hz，周期是0.02s，即1s內(nèi)有50個周期，溝通電的方向每周期變更2次，所以50Hz的溝通電電流方向1s內(nèi)變更100次?！纠}1】（2024貴州黔東南）如圖所示四個裝置中工作原理與發(fā)電機(jī)相同的是()A.電磁起重機(jī)B.司南C.話筒D.揚(yáng)聲器【答案】C【解析】發(fā)電機(jī)的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象．A．電磁起重機(jī)是利用電磁鐵工作的，其原理是電流的磁效應(yīng)，故A不符合題意；B．司南是自然的磁體，由于受地磁場的影響，磁體具有南北指向性，故B不符合題意；C．話筒是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的，故C符合題意；D．揚(yáng)聲器把電信號轉(zhuǎn)化為聲信號，利用通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用的原理，故D不符合題意．【對點練習(xí)】如圖所示的四個試驗,反映電動機(jī)基本原理的是（）【答案】D【解析】A圖對應(yīng)電生磁；B圖對應(yīng)同種電荷相互排斥；C圖對應(yīng)電磁感應(yīng)。D圖對應(yīng)通電導(dǎo)體在磁場中受力的作用（電動機(jī)）【例題2】（2024蘇州）如圖所示，將甲、乙兩個微型電動機(jī)的轉(zhuǎn)軸對接并固定在一起，閉合開關(guān)后兩電動機(jī)一起轉(zhuǎn)動，小燈泡發(fā)光。此處產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是（甲/乙）電動機(jī)。該過程中能量轉(zhuǎn)化是將電能→能→電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能?！敬鸢浮考?；機(jī)械?！窘馕觥块]合開關(guān)，電源與乙電動機(jī)接通，電流通過乙電動機(jī)，乙電動機(jī)轉(zhuǎn)動，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，其原理是通電導(dǎo)體在磁場中受力而運(yùn)動；乙電動機(jī)帶動甲電動機(jī)一起轉(zhuǎn)動，甲電動機(jī)內(nèi)部的線圈在磁場中切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，小燈泡發(fā)光，此時甲電動機(jī)相當(dāng)于發(fā)電機(jī)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，其工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。整個過程中能量轉(zhuǎn)化是將電能→機(jī)械能→電能，最終轉(zhuǎn)化為小燈泡的內(nèi)能和光能?！緦c練習(xí)】關(guān)于如圖甲、乙所示的試驗，下列說法錯誤的是（）A．甲試驗可以探討通電導(dǎo)體四周存在磁場 B．甲試驗可以探討電磁感應(yīng)現(xiàn)象 C．乙試驗可以探討通電導(dǎo)體在磁場中受力狀況 D．乙試驗的過程中，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能【答案】A【解析】AB、甲試驗電路中沒有電源，不能用來探討通電導(dǎo)體四周存在磁場；該試驗中，開關(guān)閉合時，當(dāng)導(dǎo)體棒ab在磁場中做切割磁感線運(yùn)動，電路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以可以探討電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故A說法錯誤，B說法正確。CD、乙試驗電路中有電源和磁體，可以探討通電導(dǎo)體在磁場中受力狀況，是電動機(jī)的原理圖，工作時電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故CD說法都正確。一、選擇題1．（2024黑龍江龍東農(nóng)墾森工）下列四個試驗，工作原理能和如圖電動剃須刀工作原理相同的是（） ABCD【答案】C【解析】電動機(jī)是利用通電導(dǎo)體在磁場里受力運(yùn)動的原理制成的；A.圖中閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動，導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，與發(fā)電機(jī)的原理相同，故A不符合題意；B.圖中是發(fā)電機(jī)的試驗裝置，利用的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故B不符合題意；C.圖中導(dǎo)線與電源連接后，是通電導(dǎo)體在磁場中受力的試驗裝置，是電動機(jī)的原理，故C符合題意；D.圖中是奧斯特試驗的裝置，證明白電流可以產(chǎn)生磁場，故D不符合題意。2.（2024四川成都）小羅把兩個玩具電機(jī)用導(dǎo)線連接在一起(如圖)，用力快速撥動甲電機(jī)的轉(zhuǎn)葉，發(fā)覺乙電機(jī)的轉(zhuǎn)葉也緩慢轉(zhuǎn)動起來。對這個現(xiàn)象分析正確的是（）A.“甲電機(jī)”將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能B.“乙電機(jī)”將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能C.“甲電機(jī)”依據(jù)電磁感應(yīng)來工作D.兩電機(jī)的工作原理是相同的【答案】C【解析】A．“甲電機(jī)”相當(dāng)于發(fā)電機(jī)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化電能，故A錯誤；B．“乙電機(jī)”相當(dāng)于電動機(jī)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故B錯誤；C．“甲電機(jī)”相當(dāng)于發(fā)電機(jī)，利用電磁感應(yīng)工作，故C正確；D．“乙電機(jī)”相當(dāng)于電動機(jī)，利用磁場對電流受力的作用工作，兩電機(jī)的工作原理不同，故D錯誤。3．（2024齊齊哈爾）如今，電動車已經(jīng)成為人們常用的代步工具之一，電動車的“心臟”是電動機(jī)，它比傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)效率更高，也更加環(huán)保，在如圖所示的四個裝置中，與電動機(jī)工作原理相同的是（）A． B． C． D．【答案】D【解析】電動機(jī)是利用通電導(dǎo)體在磁場里受力運(yùn)動的原理制成的。A.圖中裝置中含有電磁鐵，是電流的磁效應(yīng)，與電動動機(jī)的原理不同，故A不符合題意；B.圖中是電磁鐵，是利用電流的磁效應(yīng)工作的，與電動機(jī)的原理不同，故B不符合題意；C.圖中閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動，導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，是發(fā)電機(jī)的原理圖，與電動機(jī)的原理不同，故C不符合題意；D.圖中有電源，通電導(dǎo)體在磁場中受力運(yùn)動，是電動機(jī)的原理，故D符合題意。4．（2024成都模擬）如圖是探究“讓通電導(dǎo)體在磁場中動起來”的裝置圖，下列說法正確的是（）A．該裝置探究的是電動機(jī)的原理B．該裝置探究的是發(fā)動機(jī)的原理C．只變更電流方向時，通電導(dǎo)體的受力方向不變D．只變更磁場方向時，通電導(dǎo)體的受力方向不變【答案】A【解答】解：AB、該裝置中有電源供應(yīng)電能，這是探討通電導(dǎo)體在磁場中受力的裝置，是電動機(jī)的工作原理，故A正確，B錯誤．CD、磁場對通電導(dǎo)體的作用力的方向與電流方向、磁場方向的有關(guān)，只變更電流方向或只變更磁場都可以變更通電導(dǎo)體的受力方向，故CD錯誤．【點撥】探討通電導(dǎo)體在磁場中受力的試驗裝置中有電池，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，依據(jù)此原理制成電動機(jī)；探討電磁感應(yīng)現(xiàn)象的試驗裝置中沒有電池，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，依據(jù)此原理制成發(fā)電機(jī)．5．（2024?綿陽模擬）一矩形線圈放在蹄形磁鐵的兩極之間，剛通電時在磁場作用下扭轉(zhuǎn)方向如圖甲所示．現(xiàn)將該線圈放在圖乙所示的蹄形螺線管間，a、b為螺線管與電源的接口．某同學(xué)進(jìn)行了如下四次操作：①a接正極b接負(fù)極，線圈中通與圖甲電流方向相同的電流②b接正極a接負(fù)極，線圈中通與圖甲電流方向相同的電流③a接正極b接負(fù)極，線圈中通與圖甲電流方向相反的電流④b接正極a接負(fù)極，線圈中通與圖甲電流方向相反的電流線圈剛通電時扭轉(zhuǎn)方向與圖甲所示的扭轉(zhuǎn)方向相同的是（）A．①和③ B．②和④ C．①和④ D．②和③【答案】D【解析】①若乙圖中a接正極b接負(fù)極，依據(jù)安培定則知蹄形螺線管左端為S極，與甲圖的磁場方向相反，線圈中通與圖甲電流方向相同的電流，故線圈剛通電時扭轉(zhuǎn)方向與圖甲所示的扭轉(zhuǎn)方向相反；②若乙b接正極a接負(fù)極，依據(jù)安培定則知蹄形螺線管左端為N極，與甲圖的磁場方向相同，線圈中通與圖甲電流方向相同的電流，故線圈剛通電時扭轉(zhuǎn)方向與圖甲所示的扭轉(zhuǎn)方向相同；③若乙a接正極b接負(fù)極，依據(jù)安培定則知蹄形螺線管左端為S極，與甲圖的磁場方向相反，線圈中通與圖甲電流方向相反的電流，故線圈剛通電時扭轉(zhuǎn)方向與圖甲所示的扭轉(zhuǎn)方向相同；④若乙b接正極a接負(fù)極，依據(jù)安培定則知蹄形螺線管左端為N極，與甲圖的磁場方向相同，線圈中通與圖甲電流方向相反的電流，故線圈剛通電時扭轉(zhuǎn)方向與圖甲所示的扭轉(zhuǎn)方向相反；綜合分析②③，故D正確．【點撥】本題考查了安培定則和磁場對電流的作用的學(xué)問，是一道綜合題，有肯定的難度．（1）依據(jù)安培定則推斷通電螺線管的磁極；（2）磁場對電流（通電導(dǎo)體）有力的作用，據(jù)此制成了電動機(jī)；（3）通電導(dǎo)體受力的方向與電流的方向和磁感線的方向有關(guān)．6.共享電動車不僅環(huán)保節(jié)能而且為人們的出行帶來了很大便利。已知某品牌共享電動車的電動機(jī)線圈內(nèi)阻肯定，轉(zhuǎn)軸卡住不能轉(zhuǎn)動時，線圈兩端電壓為48V，電流為12A．當(dāng)電動車在水平地面上以18km/h的速度勻速直線行駛時，線圈兩端電壓仍舊為48V，電流為2A，則下列說法正確的是（）A．電動機(jī)線圈電阻為24Ω B．電動機(jī)的機(jī)械功率為96W C．電動機(jī)的效率是66.7% D．電動車前進(jìn)時受到的阻力為16N【答案】D【解析】（1）因電動機(jī)轉(zhuǎn)軸卡住不能轉(zhuǎn)動時為純電阻用電器，所以，由I＝可得，電動機(jī)線圈的電阻：R＝＝＝4Ω，故A錯誤；（2）當(dāng)在水平地面上以v＝18km/h＝5m/s的速度勻速直線行駛時，電動車為非純電阻，此時電動機(jī)消耗的電功率：PM＝UI′＝48V×2A＝96W，電動機(jī)線圈電阻消耗的熱功率：PR＝（I′）2R＝（2A）2×4Ω＝16W，電動機(jī)的機(jī)械功率：P機(jī)械＝PM﹣PR＝96W﹣16W＝80W，故B錯誤；電動機(jī)的效率：η＝×100%＝×100%≈83.3%，故C錯誤；因電動車在水平地面上勻速直線行駛時處于平衡狀態(tài)，受到的阻力和牽引力是一對平衡力，所以，由P＝＝＝Fv可得，電動車前進(jìn)時的牽引力即受到的阻力：f＝F＝＝＝16N，故D正確。7.在圖中的a表示垂直于紙面的一根導(dǎo)線，它是閉合電路的一部分。它在磁場中按箭頭方向運(yùn)動時，能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（）【答案】D【解析】磁極間的磁感線是從N極指向S極，由圖可知，D中導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動，所以會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D正確；AC中的導(dǎo)體運(yùn)動時都不會切割磁感線（運(yùn)動方向與磁感線方向平行），所以不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故AC錯誤；B中導(dǎo)體沒有運(yùn)動，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B錯誤。8.如圖所示，線圈轉(zhuǎn)動過程中，下列說法正確的是（）A.線圈的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能B.通過燈泡的電流方向不變C.通過燈泡的電流大小發(fā)生變更D.線圈中產(chǎn)生電流的原理是電流磁效應(yīng)【答案】AC【解析】發(fā)電機(jī)是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的，在發(fā)電機(jī)工作時，電流的大小和方向是時刻變更的，據(jù)此分析即可解決；發(fā)電機(jī)的線圈在轉(zhuǎn)動過程中，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。A.發(fā)電機(jī)的線圈在轉(zhuǎn)動過程中，消耗機(jī)械能，產(chǎn)生電能，即將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的過程，故A正確；B.線圈在轉(zhuǎn)動過程中，感應(yīng)電流的方向是變更的，故B錯誤；C.線圈在轉(zhuǎn)動過程中，感應(yīng)電流的大小是變更的，故C正確；D.線圈中產(chǎn)生電流的原理是電磁感應(yīng)，故D錯誤。9.某同學(xué)在家庭試驗室里，將甲、乙圖中的裝置連接了如圖所示的通路，其中兩個相同的銅線圈處于磁場中。用外力使甲圖中的線圈在磁場中搖擺，下列說法正確的是（）A．乙圖中的線圈有電流通過，也會隨著運(yùn)動起來B．乙類似于發(fā)電機(jī)，其原理是電磁感應(yīng)C．甲類似于電動機(jī)，其原理是磁場對電流有力的作用D．甲圖中的線圈在運(yùn)動過程中將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能【答案】AD【解析】用外力使甲圖中的線圈在磁場中搖擺，切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，甲圖中的裝置相當(dāng)于發(fā)電機(jī)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，選項D正確；乙裝置相當(dāng)于電動機(jī)，有電流后會運(yùn)動起來，選項A正確；B和C錯誤。故選AD。二、填空題10.（2024湖北武漢）如圖所示的裝置可以用來探討_________(填“電動機(jī)”或“發(fā)電機(jī)”)的工作原理。將圖中的電源換成電流表，閉合開關(guān)，讓導(dǎo)體ab左右搖擺，發(fā)覺電流表指針偏轉(zhuǎn)，表明導(dǎo)體ab中_____(填“有”或“沒有”)感應(yīng)電流通過，導(dǎo)體ab的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為________能?！敬鸢浮?1)電動機(jī)(2)有(3)電【解析】（1）閉合開關(guān)，處在磁場中的導(dǎo)體棒ab中有電流通過時，它就會運(yùn)動起來，表明通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用，該裝置可以用來探討電動機(jī)的工作原理。（2）（3）將圖中的電源換成電流表，使導(dǎo)體ab左右搖擺，它此時做切割磁感線運(yùn)動，閉合電路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，即導(dǎo)體ab中有感應(yīng)電流通過，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，該過程消耗機(jī)械能，獲得電能，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。11.（2024江蘇連云港）白熾燈是一種電流通過燈絲，燈絲發(fā)熱發(fā)光的照明電器，將強(qiáng)磁體靠近通電白熾燈的燈絲，如圖所示，可以視察到燈絲______，說明______，由此原理可以制成______?！敬鸢浮?1)晃動(2)通電導(dǎo)體在磁場中受力(3)電動機(jī)【解析】將強(qiáng)磁體靠近通電白熾燈的燈絲，發(fā)覺燈絲在晃動，說明通電導(dǎo)體在磁場中受力的作用，電動機(jī)是依據(jù)此原理制成的。12.小輝將玩具汽車?yán)锏碾妱訖C(jī)拆下來，在電動機(jī)的轉(zhuǎn)軸處加裝了一個小齒輪，在電動機(jī)尾部的接線柱處連接一個半導(dǎo)體led燈珠，當(dāng)他將小齒輪放置在轉(zhuǎn)動的自行車車輪上，如圖所示，則齒輪的轉(zhuǎn)動方向是（選填“順時針”或“逆時針”），他發(fā)覺led燈珠并不是持續(xù)發(fā)光，而是不斷的閃光，通過這個試驗證明白該試驗產(chǎn)生的電流是電（選填“溝通”和“直流”），產(chǎn)生電流是利用了原理。【答案】順時針；溝通；電磁感應(yīng)。【解析】（1）依據(jù)圖推斷出齒輪輪的轉(zhuǎn)動方向；（2）發(fā)光二極管具有單向?qū)щ娦裕唬?）周期性變更電流方向的電流叫溝通電；（4）發(fā)動機(jī)是依據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的。依據(jù)圖知車輪逆時針轉(zhuǎn)動，要想車輪帶動齒輪發(fā)電，齒輪須要逆時針轉(zhuǎn)動；因為發(fā)光二極管具有單向?qū)щ娦?，電流只有從正極流入，燈泡才能發(fā)光，所以led燈珠并不是持續(xù)發(fā)光，而是不斷的閃光說明產(chǎn)生的電流是溝通電；產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象。13.圖示試驗裝置中，磁體和導(dǎo)體棒均水平放置，斷開S2、閉合S1，使導(dǎo)體棒水平向右運(yùn)動，電流表G的指針向右偏，這是現(xiàn)象，為使G的指針向左偏，可使導(dǎo)體棒向運(yùn)動，斷開S1、閉合S2，導(dǎo)體棒能運(yùn)動起來，依此可制成（選填“電動機(jī)”或“發(fā)電機(jī)”）?！敬鸢浮侩姶鸥袘?yīng)；左；電動機(jī)?！窘馕觥繑嚅_S2、閉合S1，使導(dǎo)體棒水平向右運(yùn)動，此時導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動，電路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表G的指針向右偏，這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象；感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體運(yùn)動方向有關(guān)，為使G的指針向左偏，可使導(dǎo)體棒向左運(yùn)；斷開S1、閉合S2，導(dǎo)體棒有電流，在磁場中受到到力的作用，能運(yùn)動起來，這就是電動機(jī)的原理。14.物理愛好小組在老師的指導(dǎo)下做了一個好玩的“搖繩發(fā)電”試驗。如圖，他們用一根導(dǎo)線做成跳繩，將跳繩的兩端與固定在地面上的靈敏電流計相連，搖動“跳繩”時，發(fā)覺靈敏電流計的指針左右搖擺，這說明導(dǎo)線中產(chǎn)生了，搖繩發(fā)電將能轉(zhuǎn)化為電能?！敬鸢浮扛袘?yīng)電流；機(jī)械。【解析】用一根導(dǎo)線做成跳繩，將跳繩的兩端與固定在地面上的靈敏電流計相連，搖動“跳繩”時，導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動，電路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，而且電流方向隨時間發(fā)生變更，屬于溝通電，依據(jù)此原理可制成發(fā)電機(jī)，在工作過程中將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。15.發(fā)電機(jī)是利用現(xiàn)象制成的，我國發(fā)電廠發(fā)出的交變電流的頻率是50Hz，其周期是s?！敬鸢浮侩姶鸥袘?yīng)；0.02。【解答】發(fā)電機(jī)是依據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的。頻率是50Hz，時間是1s所以周期是：由f＝得，T＝＝＝