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有关下列四个实验装置的描述不正确的是[]A．甲图是研究发电机原理的实验装置B．乙图可以采用控制变量法研究导体的电阻与导体粗细的关系C．丙图是研究电磁感应的实验装置D．丁图是-九年级物理
[db:作者]  2020-04-05 00:00:00  零零社区

题文

有关下列四个实验装置的描述不正确的是（   ）


A．甲图是研究发电机原理的实验装置
B．乙图可以采用控制变量法研究导体的电阻与导体粗细的关系
C．丙图是研究电磁感应的实验装置
D．丁图是研究电动机原理的实验装置
题型：单选题  难度：中档

答案

C

据专家权威分析，试题“有关下列四个实验装置的描述不正确的是[]A．甲图是研究发电机原理..”主要考查你对  电磁感应现象，电磁感应的应用（动圈式话筒、发电机），直流电动机，影响电阻大小的因素  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

电磁感应现象电磁感应的应用（动圈式话筒、发电机）直流电动机影响电阻大小的因素

考点名称：电磁感应现象

  • 电磁感应：
    定义 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生电流的现象称为电磁感应现象，电磁感应中产生的电流称为感应电流
    产生感应电流的条件 一是“闭合电路的一部分导体”(这句话包括两层意思：①电路应该是闭合的，而不是断开的，即组成电路的各元件连接成一个电流的通路； ②要有一部分导体做切割磁感线运动，也就是说切割磁感线的导体一定是闭合电路的一部分)；二是“做切割磁感线运动”，所谓切割磁感线，类似于切菜，可以是垂直切割，也可以是斜着切割，但导体运动方向不能与磁感线方向平行，可能是导体运动，也可能是磁场运动
    与感应电流方向有关的因素 在电磁感应现象中，感应电流的方向跟导体切割磁感线运动的方向和磁感线方向有关，若改变导体运动方向与原运动方向相反，或将磁感线方向改为与原方向相反，则感应电流方向将与原方向相反；若导体运动方向和磁感线方向都变为和原来相反，则感应电流的方向不变
    能量转化 机械能转化为电能
    应用 发电机、动圈式话筒、变压器等

  •  控制变量法研究“电磁感应”现象：
        通电导体在磁场中受力的方向、感应电流的产生及方向都不只与一个因素有关，在研究通电导体在磁场中受力的方向、产生感应电流的条件及感应电流的方向与哪些因素有关时，我们都用到了控制变量思想。

    例如图是探究“怎样产生感应电流”的实验装置。ab是一根导体，通过导线、开关连接在灵敏电流计的两接线柱上。

    (1)本实验中，如果____，我们就认为有感应电流产生。
    (2)闭合开关后，若导体不动，磁铁左右水平运动，电路____感应电流(选填“有”或“无”)。
    (3)小李所在实验小组想进一步探究“感应电流的大小跟哪些因素有关?”，小李猜想：“可能跟导体切割磁感线运动的快慢有关。” 请你根据图示的实验装置，帮助小李设计实验来验证她的猜想，你设计的实验做法是：__________

    解析：(1)有微弱的电流通过灵敏电流计，其指针就会摆动。
    (2)由图知，导体不动，磁铁左右水平运动。此时也相当于导体做切割磁感线运动，会产生感应电流。
    (3)本实验设计要应用控制变量法。在其他条件不变的情况下，只改变导体切割磁感线运动的速度，然后观察电流计指针的偏转程度。

    答案：(1)灵敏电流计的指针偏转  (2)有 (3)闭合开关，保持其他条件不变，只改变导体切割磁感线运动的速度，观察灵敏电流计的指针偏转程度

  • 电磁感应部分涉及三个方面的知识：
         一是电磁感应现象的规律。电磁感应研究的是其他形式能转化为电能的特点和规律，其核心是法拉第电磁感应定律和楞次定律。
        楞次定律表述为：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。即要想获得感应电流(电能)必须克服感应电流产生的安培力做功，需外界做功，将其他形式的能转化为电能。法拉第电磁感应定律是反映外界做功能力的，磁通量的变化率越大，感应电动势越大，外界做功的能力也越大。

    二是电路及力学知识。
          主要讨论电能在电路中传输、分配，并通过用电器转化成其他形式能的特点规律。在实际应用中常常用到电路的三个规律(欧姆定律、电阻定律和焦耳定律)和力学中的牛顿定律、动量定理、动量守恒定律、动能定理和能量守恒定律等概念。

    三是右手定则。
         右手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内。把右手放入磁场中，若磁力线垂直进入手心（当磁感线为直线时，相当于手心面向N极），大拇指指向导线运动方向，则四指所指方向为导线中感应电流的方向。电磁学中，右手定则判断的主要是与力无关的方向。为了方便记忆，并与左手定则区分，可以记忆成：左力右电（即左手定则判断力的方向，右手定则判断电流的方向）。或者左力右感、左生力右通电。

考点名称：电磁感应的应用（动圈式话筒、发电机）

  • 发电机：
    1．工作原理：如图所示，交流发电机的发电过程就是闭合线圈在磁场中转动，利用电磁感应现象产生感应电流的，所以其发电原理是电磁感应。

    2．能量转化：在发电过程中，发电机把机械能转化为电能。

    麦克风(话筒) ：
    1.  定义：麦克风也叫话筒，它也是一种将振动转换成变化电流的装置。

    2.  工作原理：声音是由物体振动产生的，当对着话筒说话时，声音的振动使膜片发生振动，与膜片相连的线圈也随膜片振动的频率而振动，线圈在磁场中运动，能产生感应电流，且电流变化的频率是随声音变化而变化的。即通过电磁感应将声音变成电流。

  • 逆向思维法研究电动机和发电机：
        从问题反方向的角度进行研究，即逆向思维法，它是科学探究的重要方法。电动机和发电机都是由线圈和磁体构成，研究问题时注意认清是通电线圈在磁场中受力转动，还是线圈在磁场中做切割磁感线运动。

    例小明将微风电风扇与小灯泡按如图所示的电路连接并进行实验，用手快速拨动风扇叶片，这时发现小灯泡发光，微风电风扇居然变成了“发电机”.关于该实验，下列说法正确的是(   )

    A．电风扇发电的原理是电磁感应
    B．电风扇发电的原理是通电导线在磁场中受到力的作用
    C．电风扇发电过程是把电能转化为机械能
    D．小灯泡发光是把光能转化为电能

    解析：电动机的基本构造与发电机相同，都是由线圈和磁体组成的。当旋转电风扇时，会带动里面的线圈转动，切割磁感线，从而产生电流，这是电磁感应现象，将机械能转化为电能。

    答案：A

  • 变压器与电能的输送：
        变压器的工作原理是电磁感应，它能将输入变压器的交流电压升高(升压变压器)，也可以降低(降压变压器)。变压器不能改变直流电的电压。从发电厂发出的电能，先经过变压器把电压升高，把高压电输送到远方的用户附近，再经过变压器把电压降低，供给用户使用。由于输电线有电阻，因而在电能的输送过程中，不可避免地有电能损失。在输送功率一定的情况下，由I=P／U可知，提高输电电压能够减小输电电流，又由Q=I2Rt可知在输电线上的发热损失减少。为了减少电能损失，远距离输电要用高电压。

考点名称：直流电动机

  • 电动机的原理：
    工作原理 直流电动机是根据通电线圈在磁场中受到力的作用而发生转动的原理制成的，它在工作时将电能转化为机械能
    基本构造 直流电动机主要由两部分组成，即能够转动的线圈和固定不动的磁体。在电动机里，能够转动的部分叫转子，固定不动的部分叫定子，电动机工作时，转子在定子中飞快地转动。如图所示
    能量转化 电能转化为机械能
    换向器  (1)构造：由两个铜制半球环构成
    (2)作用：能自动地改变线圈中的电流方向，使线圈能连续转动
    优点 构造简单、控制方便、体积小、效率高、功率可大可小，价格便宜、无污染

  • 直流电动机和交流电动机的比较：
    直流电动机 交流电动机
    构造 相同 均由磁体，线圈组成
    不同
    需要换向器(两个半铜环)，外电路上有电源
    用两个铜环和电刷连接电路，外电路上无电源
    原理 相同 均受磁场方向影响
    不同 磁场对通电线圈的作用 电磁感应现象
    用途 相同 两者一起帮助人类利用水能、内能、核能等
    不同 电能转化为机械能机械能 转化为电能
    补充：区别电动机与发电机，要分清是运动产生电，还是通电后运动，从而确定电能与机械能的转化；装置方面一个有电源，一个没有电源，电动机是通电产生运动，所以有电源的是电动机，没电源的是发电机。

  • 直流电动机不转或转速过小的原因：
         安装直流电动机模型时，线圈不转的原因主要有电路开路、磁铁无磁性和线圈处于平衡位置等几种情况。转速过小是因为电流小或磁性弱。

    例1正确连接好直流电动机模型的电路后，合上开关，电动机不转，试列出可能产生故障的原因及相应排除故障的方法。
    (1)____，排除故障的办法____；
    (2)____，排除故障的办法____；
    (3)____，排除故障的办法____。

    解析：通电线圈在磁场作用下才能运动，如果磁铁失去磁性，电动机就不会转动。电动机靠换向器改变线圈中电流方向，使线圈连续转动，但若换向器接触不良，则不能使线圈连续转动。线圈通过平衡位置时靠的是惯性，但线圈如果原来是静止在平衡位置的，那么线圈将保持静止的状态。

    答案：(1)磁铁无磁性   更换磁铁(2)线圈处于平衡位置  让线圈转过平衡位置(3)电刷与换向器接触不良 可压紧电刷与换向器

    用控制变量法判断通电导体在磁场中受力情况：
          通电导体在磁场中受力情况的判定常与电动机原理对应结合，通电导体在磁场中受力方向与磁场方向和电流方向有关：

    例如图所示，导体放入(a)图磁场中的受力方向已经标出，请在(b)图、(c)图上标出它的受力方向。

    解析：通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁感线方向都有关系。
    比较图(a)、(b)：磁感线方向相同，都是垂直纸面向里，电流方向相反，受磁场力方向也应相反，(a)图向左，则(b)图向右。
    比较图(b)、(c)：电流方向相同而磁场方向相反，受到磁场力的方向也应该相反，因(b)图水平向右，所以(c)图应水平向左。

    答案：如图甲、乙

考点名称：影响电阻大小的因素

  • 影响电阻大小的因素：
    1．电阻是导体的属性，它的大小只与材料、长度和横截面积有关；与导体两端的电压和通过导体的电流无关。在材料相同时，长度越长，横截面积越小，电阻越大。

    2．导体的电阻还与温度有关。一般来说，导体的电阻随温度的升高而增大，如金属导体；也有少数导体的电阻随温度的升高而减小，如石墨类导体。

  • 易错点：
    ①电阻是导体本身固有的一种属性，不同导体的导电能力是不同的。
    ②绝缘体之所以能起到绝缘的作用，就是由于其电阻很大的缘故。

    典型例题：
    例题一：有一段导体电阻为8欧姆。
    （1）如果把它截去一半，则阻值为多少？
    （2）如果把它对折重叠，则阻值为多少？ 分析与提示：导体电阻与长度和横截面积有关。
    解题过程：（1）导体长度为原来一半，所以电阻为原来一半为4欧。（2）对折重叠后，长度为原来一半，横截面积为原来的两倍，所以电阻为原来的四分之一为2欧。

    易错情况分析：第（1）问一般没有问题，第二问容易错答为4欧或8欧，答4欧的原因是忘了重叠后横截面积发生的变化影响了电阻的大小，答8欧的原因是以为横截面积变大使得电阻变大，其实电阻与横截面积成的是反比，横截面积变为原来2倍使得电阻应在减小为二分之一，只有2欧。

    选题角度：第一是检查学生是否知道哪些因素会影响电阻大小，第二是运用知识“导体电阻与长度成正比，与横截面积成反比”。

    例题二：如图所示，开关闭合后，用酒精灯对串联在电 路中的电阻丝进行加热，这电流表的示数将____ （变大、变小、不变），小灯泡的亮度将____ （变亮、变暗、不变）。
    分析与提示：导体电阻受温度的影响。

    解题过程：用酒精灯对串联在电路中的电阻丝进行加热后， 电阻温度升高，电阻将变大，所以使得电路中的电流减小，所以电流表的示数将变小，小灯泡的亮度将变暗。

    易错情况分析：有些学生可能会认为电阻温度升高，电阻将变小，所以答为电流表的示数将变大，小灯泡的亮度将变亮。

    选题角度：温度对电阻的影响在初中的基础学习中不常提起，但在实际科技中，这一点不可忽视，所以目的在使学生记得导体电阻除了受自身因素（材料、长度、横截面积）影响之外，其实还应强调当时的温度情况。

  • 用控制变量法研究电阻大小的影响因素：
         使用控制变量法的一般步骤是：
    (1)明确研究的问题中有多少个物理量，搞清研究对象是哪个物理量。
    (2)逐一研究这个物理量(研究对象)跟某一物理量的单一关系时，要使其他物理量保持不变。
    (3)把这些单一关系综合起来。
    例如：在“研究电阻的大小与什么因素有关”时，就用到了控制变量法。因为影响电阻大小的因素有四个，即材料、长度、横截面积和温度。如要研究材料对电阻的影响，则需控制其他三个因素不变。

    例：在探究“导体的电阻跟哪些因素有关”的问题时，某老师引导学生作了如下的猜想：
    猜想1：导体的电阻可能跟导体的横截面积有关；
    猜想2：导体的电阻可能跟导体的长度有关；
    猜想3：导体的电阻可能跟导体的材料有关。

    如图所示是他们进行实验探究时所用的器材，演示板上固定了四条金属电阻丝，a、b、c的长度均是lm， d的长度是0．5m；a、b的横截面积相同，材料不同；a、c 的材料相同，但c的横截面积大于a的横截面积；a、d 的材料和横截面积都相同。
    (1)在探究电阻跟横截面积的关系时，可依次把 M、N跟____的两端连接，闭合开关，记下电流表的示数。分析比较这两根金属电阻丝的电阻大小。
    (2)依次把M、N跟a、d的两端连接，闭合开关，记下电流表示数，分析比较a、d两根金属电阻丝的电阻大小，可探究电阻跟____的关系，其结论是： __________.
    (3)以上方法在研究物理问题时经常被用到，被称为控制变量法。试根据学过的物理知识再列出两例可用这种方法研究的问题：___、____。
    (4)一般来说，所有物体都有电阻。在探究过程中，又有同学提出猜想4：电阻还可能跟温度有关。请用一个废灯泡的灯芯(如图所示)设计一个实验来研究这个问题，要求：①说出方法，②画出电路图。

    解析：本实验探究过程中采用控制变量法，通过研究电阻与材料、长度、横截面积和温度的关系，得出电阻的大小与这些影响因素之间的关系。

    答案：(1)a、c
    (2)长度在导体材料和横截面积相同时，导体越长，电阻越大(或导体的电阻跟长度成正比等)
    (3)研究电流与电压和电阻的关系研究压强与压力和受力面积的关系
    (4)①方法：用导线把废灯泡灯芯和电源、开关、电流表连成如图所示的电路，再用酒精灯给灯芯加热，同时观察电流表示数的变化，并进行分析，得出结论；
    ②电路图：如图所示。
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