資源簡介

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2 電磁鐵應用和電動機
一、電磁鐵的應用
1. 電磁鐵的構造:螺線管和鐵芯。
2. 電磁鐵的原理:電磁鐵是利用電流的磁效應原理工作的。將軟鐵棒插入螺線管內部，當線圈通上電流時，螺線管產生磁性，線圈內部的磁場使軟鐵棒磁化為磁鐵，使磁性增強；當電流切斷時，線圈及軟鐵棒的磁性消失。
3. 電磁鐵的優點
(1)電磁鐵磁性的有無可由通斷電流來控制:有電流時有磁性，無電流時無磁性。
(2)電磁鐵磁性的強弱可以通過改變電流大小和線圈匝數來控制:電流越大，磁性越強；線圈匝數越多，磁性越強。
(3)電磁鐵的磁場方向可通過改變電流方向來控制:電流方向改變后，磁場方向改變。
4. 電磁繼電器
（1）實質：電磁繼電器是利用電磁鐵來控制工作電路的一種自動開關。
（2）主要結構：
由電磁鐵、銜鐵、彈簧、觸點等組成。
控制電路:低壓電源、電磁鐵、彈簧、開關等。
工作電路:高壓電源、用電器、指示燈、觸點等。
（3）工作原理圖：
閉合開關→控制電路接通→電磁鐵有磁性→吸引銜鐵→觸點開關與下觸點接通→電動機工作。
斷開開關→控制電路斷開→電磁鐵磁性消失→彈簧復位→觸點開關與上觸點接通→紅燈亮。
（4）作用
一是可以實現通過低電壓和弱電流來控制高電壓和強電流，二是可以實現自動控制和遠距離控制。
5. 磁懸浮列車
磁懸浮列車是利用“同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引”的原理，通過列車軌道上的強電磁鐵與列車上的電磁鐵之間的排斥或吸引作用而懸浮起來，使列車與軌道分離，消除了列車與軌道間的摩擦。磁懸浮列車運行時的阻力很小，因此運行速度很快。
信息的磁記錄
磁記錄是目前信息記錄的重要方式之一
老式電話
二、電動機
1.磁場對通電直導線的作用
實驗表明，把導線AB放在磁場中光滑的金屬導軌上，接通電源，讓電流通過導線AB,則導線AB在磁場中運動起來，說明磁場對通電導線有力的作用。
實驗結論：
①通電直導線在磁場中受到力的作用。（直導線不能與磁感線平行）
②受力方向與電流方向和磁場方向有關。
拓展：左手定則（伸開左手,使大拇指跟其余四個手指垂直，并且都跟手掌在一個平面內，把左手放入磁場中，讓磁感線垂直穿過手心，并使伸開的四指指向電流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通電導線在磁場中的受力方向。）
③只改變電流方向或磁場方向，導線的受力方向改變；同時改變電流方向和磁場方向，導線受力方向不變。
④受力大小與電流大小和磁場強弱以及導線長度有關:電流越大，磁場越強，導線越長，受力越大。
2. 磁場對通電線圈的作用
(1)通電線圈在磁場中的運動情況
通電線圈所在平面與磁場平行時，線圈發生轉動。通電線圈所在平面與磁場垂直時，線圈不發生轉動。
(2)通電線圈在磁場中的轉動分析
甲 乙 丙
如圖所示，使線圈位于磁體兩磁極之間的磁場中。
①使線圈靜止在圖乙位置上，閉合開關，發現線圈并沒有轉動，這是由于線圈上、下兩邊受力大小相等、方向相反，即線圈受力平衡。這個位置是線圈的平衡位置。
②使線圈靜止在圖甲位置上，閉合開關，線圈受力沿順時針方向轉動，能靠慣性轉過平衡位置，但不能繼續轉動下去。因為轉過平衡位置，線圈的受力如圖丙所示，使得線圈受到逆時針轉動的力，最終要返回平衡位置靜止。
③使線圈靜止在圖丙位置上，閉合開關，線圈受力沿逆時針方向轉動，同樣，能靠慣性轉過平衡位置，但同樣不能持續轉動，最終返回平衡位置。
(3)通電線圈在磁場里受到力的作用而發生轉動時，電能轉化為機械能。電動機就是根據通電線圈在磁場中受力而發生轉動的原理制成的。
3. 直流電動機
（1）直流電動機的工作原理
直流電動機靠直流電源供電，是利用通電線圈在磁場中受到力的作用而轉動的原理制成的，是把電能轉化為機械能的裝置。
（2）直流電動機的構造
如圖所示，直流電動機主要由磁體(定子)、線圈(轉子)、換向器和電刷等構成。
（3） 換向器的結構與作用
①結構:由兩個相互絕緣的銅質半環構成，兩個銅質半環與線圈相連，并隨線圈一起轉動，跟電刷接觸與電源組成閉合電路。
②作用:當線圈剛轉過平衡位置時，能改變線圈中的電流方向，使線圈持續轉動。
（4） 影響直流電動機轉動方向和速度的因素重點
①轉動方向與電流方向和磁場方向有關:只改變電流方向或磁場方向，轉動方向改變；電流方向和磁場方向同時改變，則轉動方向不變。
②轉速大小與電流大小和磁場強弱以及線圈的匝數有關:電流越大，磁場越強，匝數越多，轉速越快。
（5） 直流電動機模型裝好通電后電動機不轉動的主要原因
1)電流不通:①電刷與銅制半環接觸不良；②開關處接觸不良；③電源處接觸不良。
2)摩擦太大:①軸與軸之間摩擦太大；②電刷和換向器接觸太緊。
3)電流太小:①電源電壓太低；②使用的滑動變阻器的阻值太大。
4)磁場太小:磁鐵或者磁石產生的磁場強度不夠，可以換強磁鐵。
5)儀器裝配位置不正確:線圈處于平衡位置，只要將線圈輕輕轉動一下就可以。
4.交流電動機
利用交流電源供電的電動機。交流電按照交流電頻率交替更換電流方向，不需要換向器。
三、典型例題
（一）考點：電磁鐵的應用
【例1】(2022浙江專題）下列事物中，沒有電磁鐵的是（　　）
A．電磁繼電器 B．電磁選礦機 C．電話的聽筒 D．電話的話筒
【例2】(2023建功單元）如圖為汽車啟動原理圖、汽車啟動時，需將鑰匙插入鑰匙孔并旋轉(相當于接通電路)。下列有關說法錯誤的是( )
此時通電螺線管產生磁性
B. 通電螺線管E端的磁極為S極
C. 電動機是利用電磁感應原理制成的
D. 通電螺線管兩端電壓與電動機兩端電壓不同
【例3】(2023元培單元）如圖為水位報警裝置原理圖，其中A、B為兩個金屬桿。當水位達到或超過警戒線時，綠燈、紅燈和電鈴的工作狀態分別是( )
A.綠燈亮、紅燈不亮， 電鈴不響B.綠燈亮、紅燈亮，電鈴響
C.綠燈不亮、紅燈亮， 電鈴不響D.綠燈不亮、紅燈亮，電鈴響
【例4】（2023紹初單元）小王利用光敏電阻受到光照時電阻變小的特性，設計了如圖所示電路，要求光暗時燈亮，光亮時燈滅。在實際調試時，發現燈始終亮著，而光敏電阻和其他電路元件都正常。下列調節能使控制電路達到要求的是( )
減少螺線管線圈匝數
B、抽出螺線管中的鐵芯
C、滑動變阻器滑片P向右移動
D、減小控制電路電源電壓
【例5】（2023紹初單元）小敏設計了一種“闖紅燈違規模擬記錄器”，拍攝機動車闖紅燈時的情景，如圖甲。工作原理：當光控開關接收到某種顏色光時，開關自動閉合，且當壓敏電阻受到車的壓力，它的阻值變化規律如圖乙所示，當電流變化到一定值時，繼電器的銜鐵就被吸下：光控開關未受到該種光照射時自動斷開。銜鐵沒有被吸引，工作電路中的指示燈發光，已知控制電路電壓為6V，繼電器線圈電阻10Ω，當控制電路中電流大于0.06A時，銜鐵被吸引。下列說法中不正確的是( )
A、要記錄違規闖紅燈的情景，光控開關應在接收到紅光時，自動閉合
B、光控開關接收到綠光時，指示燈亮，電控照相機不工作
C、質量小于400kg的車輛違規時不會被拍照記錄工作區
D、要使質量較小的車闖紅燈也能被拍下，可以在控制電路中串聯一個電阻
【例6】(2023元培單元）有一種電加熱恒溫箱，工作原理如圖甲所示， 控制電路由電壓為U =9V的電源、電磁繼電器(線圈電阻不計)、滑動變阻器R 和熱敏電阻R 組成， 圖乙是熱敏電阻R 阻值隨溫度變化的圖像： 工作電路由電壓為U =220V的電源和電阻為R 的電熱絲組成. 通過實驗測得當電磁繼電器線圈的電流達到60mA時，電磁繼電器的銜鐵被吸下來。求：
(1) 請用筆畫線代替導線，按照題意將圖中的工作電路連接完整。
(2) 在升溫的過程中， 電阻R 兩端的電壓會__________(選填“變大”、“變小”或“不變”);
(3) 要使恒溫箱設定的溫度值升高， 應調節滑動變阻器R2的滑片， 使其接入電路的阻值_________(選填“變大”或“變小”).
(4) 當滑動變阻器R 接入電路中的電阻為50Ω時， 恒溫箱內的溫度是多大
（二）考點：電動機
【例1】（2021浙江專題）如圖所示，在磁場中，一通電導線AB被彈簧懸掛著，在水平位置上處于靜止狀態，當開關斷開后，則（ ）
A．導線AB受力情況不變 B．彈簧轉過一個角度
C．彈簧的長度增大 D．彈簧的長度減小
【例2】（2021浙江專題）如圖是實驗室電流表的內部結構圖，處在磁場中的線圈有電流通過時，線圈會帶動指針一起偏轉。線圈中電流越大，指針偏轉角度就越大，關于該現象，下列說法正確的是（　　）
A．該電流表是利用電生磁的原理工作的
B．線圈中有電流通過時，把機械能轉化為電能
C．改變線圈中的電流方向，指針的偏轉方向不會改變
D．線圈中電流越大，其所受磁場力就越大
【例3】(2023元培單元）如圖所示， 把一個按在家庭電路中正在發光的燈泡放到如圖所示的磁體中向，發現燈絲晃動。關于這種現象，下列說法中正確的是()
A、燈絲晃動是因為燈絲是鎢制成的，能夠被磁體吸引
B. 該現象中， 熱能轉化為機械能
C. 燈絲晃動是因為磁場對通電導體的作用
D. 利用該現象原理可以制成發電機
【例4】（2023紹初單元）在物理實驗課上，小明想觀察直流電動機模型的工作情況，將其接入電路，各部分連接完好，結果電動機卻不工作，他用手輕輕地碰了一下線圈后，直流電動機模型開始正常轉動，其原因可能是( )
A.直流電動機的銅半環與電刷接觸不良 B.電源電壓太低
C.線圈剛好處于平衡位置 D.線圈中的電流太小
【例5】(2023元培單元）小應自制了一個直流電動機模型，如圖所示。回形針做成兩個支架，分別與電池兩極相連，用漆包銅線繞成一個線圈，以線圈引線為軸， 用小刀刮去軸的一端全部絕緣漆， 另一端只刮去上半周絕緣漆，將線圈放在支架上，磁體放在線圈邊，閉合開關，輕輕撥動線圈，此時線圈順時針轉動， 則下列說法錯誤的是( )
A.若僅改變磁極方向，線圈會逆時針轉動
B. 若再增加一節干電池，線圈轉動速度加快
C.刮去上半周絕緣漆， 作用相當于換向器
D. 工作時將機械能轉化為電能
【例6】（2023浙江期中）如圖所示為直流電動機工作原理圖，下列分析正確的是（ ）
A．電動機通電后不轉，一定是電路斷路
B．線圈連續轉動是靠電磁繼電器來實現的
C．改變磁場方向可以改變線圈轉動的方向
D．將磁體的磁極對調一下可以使電動機的轉速增大
【例7】（2022浙江專題）兒童玩具小汽車一般都是用一個直流電動機作動力的，這種直流電動機的磁場是由永久磁體提供的，它的電源是幾節干電池。有一種小汽車可進可退，可快可慢，請你思考并選擇(1)從實際與方便出發，你認為它是通過改變什么來改變它的轉動方向的( ）
A.是磁場方向 B.是電流方向
C.是同時改變電流與磁場方向 D.改變磁場方向或電流方向均可
(2)你認為小汽車速度的調整靠的是( ）
4.改變電動機線圈的匝數 B.改變磁場的強弱 C.改變電流的大小 D.改變電源電壓
【例8】（2023紹初單元）電動機是根據___________________的原理制成的。正鵬同學按照科學教材的要求安裝了一臺如圖所示的直流電動機模型，.圖中A處的兩個半圓銅環稱為_________若要這臺電動機反向轉動，則可采用的一種方法是_________
四、學力訓練
A組 夯實基礎
（2021杭州期中）如圖所示是一個水位自動報警器的原理圖，水位沒有到達金屬塊A時，綠燈亮；水位到達金屬塊A時，紅燈亮。下列關于它的工作原理的討論中，正確的是（　　）
A．紅燈亮時電磁鐵無磁性
B．水位高低決定電磁鐵有無磁性
C．綠燈亮時電磁鐵有磁性
D．電磁鐵的鐵芯是永磁體
2. （2023浙江專題）如圖所示的自動電路中，當開關S斷開時，工作電路的情況是（　　）
A．燈亮，電動機不轉，電鈴響
B．燈亮，電動機轉起來，電鈴響
C．燈不亮，電動機不轉，電鈴響
D．燈亮，電動機轉起來，電鈴不響
3. （2023浙江專題）如圖所示為研究磁場對通電導線作用的實驗裝置．當接通電源，有電流由a至b通過導線ab時，它將受到磁場力作用而向左運動，則（　　）
A．當磁場方向改變時，導線ab將向右運動，機械能將轉為電能
B．當電流方向改變時，導線ab將向左運動，電能轉化為機械能
C．當電流方向和磁場方向同時改變時，導線ab將向左運動
D．當電流方向和磁場方向同時改變時，導線ab將向右運動
4.（2023杭州期中）如圖所示，在條形磁鐵N極附近懸掛一個線圈，線圈與水平磁鐵位于同一平面內，當線圈中電流沿圖示方向流動時，將會出現（　　）
A．線圈僅作平動，不轉動
B．線圈僅作轉動，不平動
C．從上往下看，線圈做順時針方向轉動，同時靠近磁鐵
D．從上往下看，線圈做逆時針方向轉動，同時靠近磁鐵
5.（2023浙江專題）如圖所示，A是懸掛在彈簧下的鐵塊，B是螺線管的鐵芯，S是轉換開關（S接1時連入電路的線圈匝數多，S接2時連入電路的線圈匝數少），P是滑動變阻器的滑片。要使彈簧的長度變長，可采取的辦法是（ ）
A. 不改變滑片P的位置，S由1改接到2
B. S接1不變，將滑片P向右滑
C. S接1不變，將滑片P向左滑
D. S接1不變，滑片P的位置不變，將鐵芯B抽出
B組 強化提高
1.（2023浙江專題）如圖所示，在研究磁場對電流作用的實驗裝置中，導體棒ab不可能選用下列哪種材料制成（　　）
A. 銅 B. 鐵 C.鋁 D.錫
2.（2021浙江專題）如圖所示，通電導線a、b固定不動，左磁體對a的作用力為，右磁體對b的作用力為，下列說法正確的是（　　）
A．、方向相反B．、方向相同
C．、方向相反D．、方向相同
3.(2023元培單元）對于圖中所示的四幅圖， 以下說法不正確的是( )
圖甲是風光互補式路燈，太陽能發電裝置是將太陽能轉化為電能
B.圖乙中，鐵釘B吸引的大頭針比A多，說明電磁鐵的磁性強弱與線圈匝數多少有關
C.圖丙是一種自動測定油箱內油面高度的裝置， 油量減少時油量表示數變小
D.圖丁是電源表的內部圖，指針偏轉角度隨線圈中電流增大而增大，它是利用電流的磁效應工作的
4.(2023元培單元）如圖是拍攝機動車輛闖紅燈的工作原理示意圖。光控開關接收到紅燈發出的光會自動閉合，壓力開關受到機動車的壓力會閉合， 攝像系統在電路接通時可自動拍攝違章車輛。下列有關說法正確的是( )
A.只要光控開關接收到紅光， 攝像系統就會自動拍攝
B.機動車只要駛過埋有壓力開關的路口， 攝像系統就會自動拍攝
C.只有光控開關和壓力開關都閉合時， 攝像系統才會自動拍攝
D. 若將光控開關和壓力開關并聯，也能起到相同的作用
5.(2023建功單元）城市下水道井蓋丟失導致行人墜入下水道的悲劇時有發生。為此，某同學設計了一種警示電路： 在井口安裝一環形燈 L， 井蓋相當于開關S； 正常情況下(S 閉合)， 燈L不亮；一旦井蓋丟失(S 斷開)， 燈L立即亮起， 以警示行人。下列電路中，符合要求的是( )
6.（2023浙江期中）在裝配直流電動機模型時，通電后直流電動機模型不轉。電動機不轉的原因分析錯誤的是（　　）
A．轉軸與支架之間摩擦太大 B．磁體磁性太強
C．電刷與換向器接觸不良 D．電源電壓太低了
7.（2023浙江專題）線圈abcd轉動過程中經過圖甲，乙位置時，導線ab所受磁場力的方向（　　）
A．相同，是由于磁場方向，流過ab的電流方向都沒改變
B．相同，是由于磁場方向，流過ab的電流方向都改變了
C．相反，是由于流過ab的電流方向相反了
D．相反，是由于磁場方向相反了
8.（2023浙江專題）如圖所示，GMR是巨磁電阻，它的阻值隨電磁鐵磁性的增強而減小。下列判斷正確的是（ ）
A. 開關S1和S2同時閉合，滑片向左移動，指示燈變暗
B. 開關S1閉合，滑片向右移動，電磁鐵磁性增強
C. 開關S1和S2同時閉合，滑片向右移動，GMR的電阻變小
D. 開關S1閉合，滑片移到某一位置，電磁鐵左端為N極
9.（2023浙江專題）如圖所示為某興趣小組為學校辦公樓空調設計的自動控制裝置，R是熱敏電阻，其阻值隨溫度變化關系如下表所示，已知繼電器的線圈電阻R0=10Ω，左邊電源電壓為6V恒定不變。當繼電器線圈中的電流大于或等于15mA時，繼電器的銜鐵被吸合，右邊的空調電路正常工作。
溫度t/℃ 0 5 10 15 20 25 30 35 40
電阻R/Ω 600 550 500 450 420 390 360 330 300
（1）計算說明該空調的啟動溫度是____________
（2）為了節省電能，將空調啟動溫度設定為30℃，控制電路中需要串聯 的電阻是多大？
10. (2023元培單元）小明利用熱敏電阻設計了一個“過熱自動報警電路”，如圖甲所示，將熱敏電阻R安裝在需要探測溫度的地方，當環境溫度正常時，繼電器的上觸點接觸，下觸點分離，指示燈亮：當環境溫度超過某一值時，繼電器的下觸點接觸，上觸點分離，警鈴響。圖甲中繼電器的供電電壓U=3V,繼電器線圈用漆包線繞成，其電阻 R0為30Ω。當線圈中的電流大于等于 50mA時，繼電器的銜鐵將被吸合， 警鈴響。圖乙是熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖像。
(1)由圖乙可知, 當環境溫度 升 高 時， 熱敏電阻阻值將____________，繼電器的磁性將____________(均填“增大”、“減小”或“不變”)。
(2)圖甲中警鈴的接線柱C應與接線柱____________相連。
(3)請計算說明， 環境溫度在什么范圍內時， 警鈴報警。
(4)如果要使報警電路在更高的溫度報警，下列方案可行的是____________
A.適當增大R0. B.適當增加線圈匝數 C.適當減小U1 D.適當增大U1
E.換成彈性更弱的彈簧
(5)為了能隨意改變報警溫度，實驗裝置可如何改進____________
C組 瞄準中考
1.（2022浙江期末）如圖所示為直流電動機工作原理圖，下列分析正確的是（　　）
A．線圈連續轉動是靠電磁繼電器來實現的
B．電動機工作過程是將機械能轉化為電能
C．將磁體的磁極對調一下可以使電動機的轉速增大
D．只改變磁場方向可以改變線圈轉動的方向
2.(2023孫端期中）要求設計一個電磁限流器，當電路中電流過大時，它能切斷電路，斷開后需手動閉合。興趣小組設計了兩個電磁限流器，示意圖如圖所示，其中的C、D為動觸點。下列說法中正確的是( )
A.甲和乙都能滿足設計要求
B.甲能滿足設計要求，乙不能滿足設計要求
C.乙能滿足設計要求，甲不能滿足設計要求
D.當電路中電流過大時，彈簧1和彈簧2都變短
3.（2022嘉興期末）下列關于電磁的四幅圖說法錯誤的是（　　）
A．甲圖的實驗說明通電導體在磁場中受到力的作用
B．乙圖的溫度報警器，若將溫度計上端的金屬絲向下調整，報警溫度降低
C．丙圖是電動機的主要結構示意圖
D．丁圖中麥克風的原理和發電機相同
4.（2023舟山中考）福建艦是我國完全自主設計制造的第三艘航母，其配置的電磁彈射是當今世界少數國家掌握的先進技術。電磁彈射的結構示意如圖甲，其科學原理如圖乙。

（1）航母上的發射軌道相當于圖乙中兩根金屬導軌，彈射車相當于金屬棒ab，通電后磁場對彈射車產生 ，從而使彈射車牽引飛機快速運動，當彈射車運動到軌道末端停下來時，由于飛機具有 而保持原來的運動狀態，并在發動機動力的作用下加速飛離甲板；
5.（2021浙江一模）如圖甲是某品牌的單輪平衡車，它是依靠電力驅動及人體平衡能力控制的代步工具。騎行時，蓄電池給平衡車上的電動機提供動力。為了確保安全，該單輪平衡車的電路部分安裝2個開關——電源開關 S1 和壓力開關 S2，當手動閉合 S1 時，指示燈亮起；然后騎行者再站立于平衡車踏板上時S2 自動閉合，電動機才能正常啟動，平衡車才開始運動。未閉合S1 或騎行者未站立于踏板上，電動機都無法啟動。
（1）請根據上述要求將圖乙電路圖連接完整。
（2）電動機的工作原理是 。
參考答案
三、典型例題
（一）考點：電磁鐵的應用
【例1】(2022浙江專題）下列事物中，沒有電磁鐵的是（　　）
A．電磁繼電器 B．電磁選礦機 C．電話的聽筒 D．電話的話筒
【答案】D
【例2】(2023建功單元）如圖為汽車啟動原理圖、汽車啟動時，需將鑰匙插入鑰匙孔并旋轉(相當于接通電路)。下列有關說法錯誤的是( )
此時通電螺線管產生磁性
B. 通電螺線管E端的磁極為S極
C. 電動機是利用電磁感應原理制成的
D. 通電螺線管兩端電壓與電動機兩端電壓不同
【答案】C
【例3】(2023元培單元）如圖為水位報警裝置原理圖，其中A、B為兩個金屬桿。當水位達到或超過警戒線時，綠燈、紅燈和電鈴的工作狀態分別是( )
A.綠燈亮、紅燈不亮， 電鈴不響B.綠燈亮、紅燈亮，電鈴響
C.綠燈不亮、紅燈亮， 電鈴不響D.綠燈不亮、紅燈亮，電鈴響
【答案】D
【例4】（2023紹初單元）小王利用光敏電阻受到光照時電阻變小的特性，設計了如圖所示電路，要求光暗時燈亮，光亮時燈滅。在實際調試時，發現燈始終亮著，而光敏電阻和其他電路元件都正常。下列調節能使控制電路達到要求的是( )
減少螺線管線圈匝數
B、抽出螺線管中的鐵芯
C、滑動變阻器滑片P向右移動
D、減小控制電路電源電壓
【答案】C
【例5】（2023紹初單元）小敏設計了一種“闖紅燈違規模擬記錄器”，拍攝機動車闖紅燈時的情景，如圖甲。工作原理：當光控開關接收到某種顏色光時，開關自動閉合，且當壓敏電阻受到車的壓力，它的阻值變化規律如圖乙所示，當電流變化到一定值時，繼電器的銜鐵就被吸下：光控開關未受到該種光照射時自動斷開。銜鐵沒有被吸引，工作電路中的指示燈發光，已知控制電路電壓為6V，繼電器線圈電阻10Ω，當控制電路中電流大于0.06A時，銜鐵被吸引。下列說法中不正確的是( )
A、要記錄違規闖紅燈的情景，光控開關應在接收到紅光時，自動閉合
B、光控開關接收到綠光時，指示燈亮，電控照相機不工作
C、質量小于400kg的車輛違規時不會被拍照記錄工作區
D、要使質量較小的車闖紅燈也能被拍下，可以在控制電路中串聯一個電阻
【答案】D
【例6】(2023元培單元）有一種電加熱恒溫箱，工作原理如圖甲所示， 控制電路由電壓為U =9V的電源、電磁繼電器(線圈電阻不計)、滑動變阻器R 和熱敏電阻R 組成， 圖乙是熱敏電阻R 阻值隨溫度變化的圖像： 工作電路由電壓為U =220V的電源和電阻為R 的電熱絲組成. 通過實驗測得當電磁繼電器線圈的電流達到60mA時，電磁繼電器的銜鐵被吸下來。求：
(1) 請用筆畫線代替導線，按照題意將圖中的工作電路連接完整。
(2) 在升溫的過程中， 電阻R 兩端的電壓會__________(選填“變大”、“變小”或“不變”);
(3) 要使恒溫箱設定的溫度值升高， 應調節滑動變阻器R2的滑片， 使其接入電路的阻值_________(選填“變大”或“變小”).
(4) 當滑動變阻器R 接入電路中的電阻為50Ω時， 恒溫箱內的溫度是多大
【答案】圖略 變小 變大 50℃
（二）考點：電動機
【例1】（2021浙江專題）如圖所示，在磁場中，一通電導線AB被彈簧懸掛著，在水平位置上處于靜止狀態，當開關斷開后，則（ ）
A．導線AB受力情況不變 B．彈簧轉過一個角度
C．彈簧的長度增大 D．彈簧的長度減小
【答案】A
【例2】（2021浙江專題）如圖是實驗室電流表的內部結構圖，處在磁場中的線圈有電流通過時，線圈會帶動指針一起偏轉。線圈中電流越大，指針偏轉角度就越大，關于該現象，下列說法正確的是（　　）
A．該電流表是利用電生磁的原理工作的
B．線圈中有電流通過時，把機械能轉化為電能
C．改變線圈中的電流方向，指針的偏轉方向不會改變
D．線圈中電流越大，其所受磁場力就越大
【答案】D
【例3】(2023元培單元）如圖所示， 把一個按在家庭電路中正在發光的燈泡放到如圖所示的磁體中向，發現燈絲晃動。關于這種現象，下列說法中正確的是()
A、燈絲晃動是因為燈絲是鎢制成的，能夠被磁體吸引
B. 該現象中， 熱能轉化為機械能
C. 燈絲晃動是因為磁場對通電導體的作用
D. 利用該現象原理可以制成發電機
【答案】C
【例4】（2023紹初單元）在物理實驗課上，小明想觀察直流電動機模型的工作情況，將其接入電路，各部分連接完好，結果電動機卻不工作，他用手輕輕地碰了一下線圈后，直流電動機模型開始正常轉動，其原因可能是( )
A.直流電動機的銅半環與電刷接觸不良 B.電源電壓太低
C.線圈剛好處于平衡位置 D.線圈中的電流太小
【答案】C
【例5】(2023元培單元）小應自制了一個直流電動機模型，如圖所示。回形針做成兩個支架，分別與電池兩極相連，用漆包銅線繞成一個線圈，以線圈引線為軸， 用小刀刮去軸的一端全部絕緣漆， 另一端只刮去上半周絕緣漆，將線圈放在支架上，磁體放在線圈邊，閉合開關，輕輕撥動線圈，此時線圈順時針轉動， 則下列說法錯誤的是( )
A.若僅改變磁極方向，線圈會逆時針轉動
B. 若再增加一節干電池，線圈轉動速度加快
C.刮去上半周絕緣漆， 作用相當于換向器
D. 工作時將機械能轉化為電能
【答案】D
【例6】（2023浙江期中）如圖所示為直流電動機工作原理圖，下列分析正確的是（ ）
A．電動機通電后不轉，一定是電路斷路
B．線圈連續轉動是靠電磁繼電器來實現的
C．改變磁場方向可以改變線圈轉動的方向
D．將磁體的磁極對調一下可以使電動機的轉速增大
【答案】C
【例7】（2022浙江專題）兒童玩具小汽車一般都是用一個直流電動機作動力的，這種直流電動機的磁場是由永久磁體提供的，它的電源是幾節干電池。有一種小汽車可進可退，可快可慢，請你思考并選擇(1)從實際與方便出發，你認為它是通過改變什么來改變它的轉動方向的( ）
A.是磁場方向 B.是電流方向
C.是同時改變電流與磁場方向 D.改變磁場方向或電流方向均可
(2)你認為小汽車速度的調整靠的是( ）
4.改變電動機線圈的匝數 B.改變磁場的強弱 C.改變電流的大小 D.改變電源電壓
【答案】B C
【例8】（2023紹初單元）電動機是根據___________________的原理制成的。正鵬同學按照科學教材的要求安裝了一臺如圖所示的直流電動機模型，.圖中A處的兩個半圓銅環稱為_________若要這臺電動機反向轉動，則可采用的一種方法是_________
【答案】通電線圈在磁場中受力轉動 換向器 改變電流接入方向
四、學力訓練
A組 夯實基礎
（2021杭州期中）如圖所示是一個水位自動報警器的原理圖，水位沒有到達金屬塊A時，綠燈亮；水位到達金屬塊A時，紅燈亮。下列關于它的工作原理的討論中，正確的是（　　）
A．紅燈亮時電磁鐵無磁性
B．水位高低決定電磁鐵有無磁性
C．綠燈亮時電磁鐵有磁性
D．電磁鐵的鐵芯是永磁體
【答案】B
2. （2023浙江專題）如圖所示的自動電路中，當開關S斷開時，工作電路的情況是（　　）
A．燈亮，電動機不轉，電鈴響
B．燈亮，電動機轉起來，電鈴響
C．燈不亮，電動機不轉，電鈴響
D．燈亮，電動機轉起來，電鈴不響
【答案】D
3. （2023浙江專題）如圖所示為研究磁場對通電導線作用的實驗裝置．當接通電源，有電流由a至b通過導線ab時，它將受到磁場力作用而向左運動，則（　　）
A．當磁場方向改變時，導線ab將向右運動，機械能將轉為電能
B．當電流方向改變時，導線ab將向左運動，電能轉化為機械能
C．當電流方向和磁場方向同時改變時，導線ab將向左運動
D．當電流方向和磁場方向同時改變時，導線ab將向右運動
【答案】C
4.（2023杭州期中）如圖所示，在條形磁鐵N極附近懸掛一個線圈，線圈與水平磁鐵位于同一平面內，當線圈中電流沿圖示方向流動時，將會出現（　　）
A．線圈僅作平動，不轉動
B．線圈僅作轉動，不平動
C．從上往下看，線圈做順時針方向轉動，同時靠近磁鐵
D．從上往下看，線圈做逆時針方向轉動，同時靠近磁鐵
【答案】C
5.（2023浙江專題）如圖所示，A是懸掛在彈簧下的鐵塊，B是螺線管的鐵芯，S是轉換開關（S接1時連入電路的線圈匝數多，S接2時連入電路的線圈匝數少），P是滑動變阻器的滑片。要使彈簧的長度變長，可采取的辦法是（ ）
A. 不改變滑片P的位置，S由1改接到2
B. S接1不變，將滑片P向右滑
C. S接1不變，將滑片P向左滑
D. S接1不變，滑片P的位置不變，將鐵芯B抽出
【答案】B
B組 強化提高
1.（2023浙江專題）如圖所示，在研究磁場對電流作用的實驗裝置中，導體棒ab不可能選用下列哪種材料制成（　　）
A. 銅 B. 鐵 C.鋁 D.錫
【答案】C
2.（2021浙江專題）如圖所示，通電導線a、b固定不動，左磁體對a的作用力為，右磁體對b的作用力為，下列說法正確的是（　　）
A．、方向相反B．、方向相同
C．、方向相反D．、方向相同
【答案】A
3.(2023元培單元）對于圖中所示的四幅圖， 以下說法不正確的是( )
圖甲是風光互補式路燈，太陽能發電裝置是將太陽能轉化為電能
B.圖乙中，鐵釘B吸引的大頭針比A多，說明電磁鐵的磁性強弱與線圈匝數多少有關
C.圖丙是一種自動測定油箱內油面高度的裝置， 油量減少時油量表示數變小
D.圖丁是電源表的內部圖，指針偏轉角度隨線圈中電流增大而增大，它是利用電流的磁效應工作的
【答案】D
4.(2023元培單元）如圖是拍攝機動車輛闖紅燈的工作原理示意圖。光控開關接收到紅燈發出的光會自動閉合，壓力開關受到機動車的壓力會閉合， 攝像系統在電路接通時可自動拍攝違章車輛。下列有關說法正確的是( )
A.只要光控開關接收到紅光， 攝像系統就會自動拍攝
B.機動車只要駛過埋有壓力開關的路口， 攝像系統就會自動拍攝
C.只有光控開關和壓力開關都閉合時， 攝像系統才會自動拍攝
D. 若將光控開關和壓力開關并聯，也能起到相同的作用
【答案】C
5.(2023建功單元）城市下水道井蓋丟失導致行人墜入下水道的悲劇時有發生。為此，某同學設計了一種警示電路： 在井口安裝一環形燈 L， 井蓋相當于開關S； 正常情況下(S 閉合)， 燈L不亮；一旦井蓋丟失(S 斷開)， 燈L立即亮起， 以警示行人。下列電路中，符合要求的是( )
【答案】B
6.（2023浙江期中）在裝配直流電動機模型時，通電后直流電動機模型不轉。電動機不轉的原因分析錯誤的是（　　）
A．轉軸與支架之間摩擦太大 B．磁體磁性太強
C．電刷與換向器接觸不良 D．電源電壓太低了
【答案】B
7.（2023浙江專題）線圈abcd轉動過程中經過圖甲，乙位置時，導線ab所受磁場力的方向（　　）
A．相同，是由于磁場方向，流過ab的電流方向都沒改變
B．相同，是由于磁場方向，流過ab的電流方向都改變了
C．相反，是由于流過ab的電流方向相反了
D．相反，是由于磁場方向相反了
【答案】C
8.（2023浙江專題）如圖所示，GMR是巨磁電阻，它的阻值隨電磁鐵磁性的增強而減小。下列判斷正確的是（ ）
A. 開關S1和S2同時閉合，滑片向左移動，指示燈變暗
B. 開關S1閉合，滑片向右移動，電磁鐵磁性增強
C. 開關S1和S2同時閉合，滑片向右移動，GMR的電阻變小
D. 開關S1閉合，滑片移到某一位置，電磁鐵左端為N極
【答案】D
9.（2023浙江專題）如圖所示為某興趣小組為學校辦公樓空調設計的自動控制裝置，R是熱敏電阻，其阻值隨溫度變化關系如下表所示，已知繼電器的線圈電阻R0=10Ω，左邊電源電壓為6V恒定不變。當繼電器線圈中的電流大于或等于15mA時，繼電器的銜鐵被吸合，右邊的空調電路正常工作。
溫度t/℃ 0 5 10 15 20 25 30 35 40
電阻R/Ω 600 550 500 450 420 390 360 330 300
（1）計算說明該空調的啟動溫度是____________
（2）為了節省電能，將空調啟動溫度設定為30℃，控制電路中需要串聯 的電阻是多大？
【答案】25℃ 30Ω
10. (2023元培單元）小明利用熱敏電阻設計了一個“過熱自動報警電路”，如圖甲所示，將熱敏電阻R安裝在需要探測溫度的地方，當環境溫度正常時，繼電器的上觸點接觸，下觸點分離，指示燈亮：當環境溫度超過某一值時，繼電器的下觸點接觸，上觸點分離，警鈴響。圖甲中繼電器的供電電壓U=3V,繼電器線圈用漆包線繞成，其電阻 R0為30Ω。當線圈中的電流大于等于 50mA時，繼電器的銜鐵將被吸合， 警鈴響。圖乙是熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖像。
(1)由圖乙可知, 當環境溫度 升 高 時， 熱敏電阻阻值將____________，繼電器的磁性將____________(均填“增大”、“減小”或“不變”)。
(2)圖甲中警鈴的接線柱C應與接線柱____________相連。
(3)請計算說明， 環境溫度在什么范圍內時， 警鈴報警。
(4)如果要使報警電路在更高的溫度報警，下列方案可行的是____________
A.適當增大R0. B.適當增加線圈匝數 C.適當減小U1 D.適當增大U1
E.換成彈性更弱的彈簧
(5)為了能隨意改變報警溫度，實驗裝置可如何改進____________
【答案】減少 增大 B 溫度大于80攝氏度報警 ACE
C組 瞄準中考
1.（2022浙江期末）如圖所示為直流電動機工作原理圖，下列分析正確的是（　　）
A．線圈連續轉動是靠電磁繼電器來實現的
B．電動機工作過程是將機械能轉化為電能
C．將磁體的磁極對調一下可以使電動機的轉速增大
D．只改變磁場方向可以改變線圈轉動的方向
【答案】D
2.(2023孫端期中）要求設計一個電磁限流器，當電路中電流過大時，它能切斷電路，斷開后需手動閉合。興趣小組設計了兩個電磁限流器，示意圖如圖所示，其中的C、D為動觸點。下列說法中正確的是( )
A.甲和乙都能滿足設計要求
B.甲能滿足設計要求，乙不能滿足設計要求
C.乙能滿足設計要求，甲不能滿足設計要求
D.當電路中電流過大時，彈簧1和彈簧2都變短
【答案】B
3.（2022嘉興期末）下列關于電磁的四幅圖說法錯誤的是（　　）
A．甲圖的實驗說明通電導體在磁場中受到力的作用
B．乙圖的溫度報警器，若將溫度計上端的金屬絲向下調整，報警溫度降低
C．丙圖是電動機的主要結構示意圖
D．丁圖中麥克風的原理和發電機相同
【答案】A
4.（2023舟山中考）福建艦是我國完全自主設計制造的第三艘航母，其配置的電磁彈射是當今世界少數國家掌握的先進技術。電磁彈射的結構示意如圖甲，其科學原理如圖乙。

（1）航母上的發射軌道相當于圖乙中兩根金屬導軌，彈射車相當于金屬棒ab，通電后磁場對彈射車產生 ，從而使彈射車牽引飛機快速運動，當彈射車運動到軌道末端停下來時，由于飛機具有 而保持原來的運動狀態，并在發動機動力的作用下加速飛離甲板；
【答案】 力的作用 慣性
5.（2021浙江一模）如圖甲是某品牌的單輪平衡車，它是依靠電力驅動及人體平衡能力控制的代步工具。騎行時，蓄電池給平衡車上的電動機提供動力。為了確保安全，該單輪平衡車的電路部分安裝2個開關——電源開關 S1 和壓力開關 S2，當手動閉合 S1 時，指示燈亮起；然后騎行者再站立于平衡車踏板上時S2 自動閉合，電動機才能正常啟動，平衡車才開始運動。未閉合S1 或騎行者未站立于踏板上，電動機都無法啟動。
（1）請根據上述要求將圖乙電路圖連接完整。
（2）電動機的工作原理是 。
【答案】 通電線圈在磁場中受力轉動
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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