18.2科学探究：怎样产生感应电流 练习
一、单选题
1．如图为一挂脖式迷你小风扇，通电以后就会转动，下列与其工作原理相同的是（ ）
A． B．
C． D．
2．人们根据物理原理或规律制造出许多机器设备，下列叙述中正确的是（ ）
A．投影仪是利用凸透镜成像的原理
B．电动机是利用电磁感应现象制成的
C．内燃机是将机械能转化为内能的机器
D．发电机的原理是磁场对电流有力的作用
3．为验证法拉第电磁感应现象，锐锐的实验装置如图所示，此刻铜棒ab悬挂于磁铁N、S极之间，其两端通过导线和一开关与一灵敏电流计相接；下列分析正确的是（ ）
A．只要铜棒ab在磁铁N、S极之间左右摆动，灵敏电流计指针就会偏转
B．当开关闭合后，铜棒ab在磁铁N、S极之间上下运动，灵敏电流计指针就会偏转
C．磁生电的过程中，实质上就是机械能转化为电能的一个能量转化过程
D．灵敏电流计指针的偏转方向跟导体运动的方向和磁场方向无关
4．对如图的分析，不正确的是（ ）
A．图甲：此冲程将内能转化为机械能
B．图乙：使用该滑轮一定省一半的力
C．图丙：水中的“桥”是光反射形成的
D．图丁：可探究产生感应电流的条件
5．如题图所示，小明用线圈、条形磁铁和灵敏电流计来验证电磁感应现象，下列不能使灵敏电流计指针发生偏转的操作是（ ）
A．线圈不动，磁铁快速向上 B．线圈不动，磁铁快速向下
C．磁铁不动，线圈快速向上 D．线圈和磁铁同时同速向上
6．小明将微型电风扇与小灯泡按如图所示的方式连接并进行实验，用手快速拨动风扇叶片，带动转子转动，这时发现小灯泡发光了，微型电风扇居然变成了“发电机”！关于该实验现象，下列说法中正确的是
①电产生了磁，使电风扇转动 ②磁产生了电，使小灯泡发光 ③微型电风扇是电源
④电风扇转速越快，灯泡越亮
A．①②③ B．①③④ C．①②④ D．②③④
7．市场上流行一款不需要电池的门铃，如图所示，其内部线圈固定，当按压门铃压板时，压板后面的弹簧带动磁体运动，线圈产生的电流使发声元件发出声音。下列各图能说明此原理的是（ ）
A． B．
C． D．
8．如图所示，是我国自主研发的电磁炮效果图。它是利用电磁技术制成的一种新型武器，具有速度快、命中率高等特点，其原理是利用磁场对通电导体的作用。下列设备中与此原理相同的是（ ）
A．电铃 B．发电机 C．电动机 D．电饭煲
二、多选题
9．如图所示，在蹄形磁体的磁场中放置一根导体棒，再用两根绝缘细线将导体棒悬挂起来，使导体棒保持水平状态且可以在磁场中自由运动，导体棒的两端跟灵敏电流计连接。仅利用此装置就可以完成的实验是（ ）
A．探究感应电流的方向跟导体棒的运动方向是否有关
B．探究感应电流的大小跟导体棒的速度大小是否有关
C．探究电流产生的磁场方向跟电流方向是否有关
D．探究感应电流的方向跟磁场的方向是否有关
10．关于电与磁，下列说法正确的是（ ）
A．悬吊着的小磁针静止时S极指向地理北极附近
B．奥斯特在世界上第一个发现了电与磁之间的联系
C．通电螺线管的N、S极是由线圈的缠绕方向决定的
D．发电机是利用电磁感应原理制成的，可以将机械能转化为电能
三、填空题
11．1820年丹麦物理学家 发现了通电导体周围存在磁场，揭示了电流的磁效应；1831年英国物理学家法拉第发现了 现象，从而实现了机械能向电能的大规模转化。
12．如图所示，闭合开关，电动机转动，这是利用 的原理，如果想改变电动机的转动方向，我们可以采取的措施是 ，若将电池换成灵敏电流表，闭合开关，当用手快速转动电动机转轴时，发现灵敏电流表指针偏转，这是著名的 现象．
13．（1）如图1所示，当悬挂着的导体棒ab在磁场中左右运动时，观察到小量程电流表的指针会摆动，随着对这种现象的深入研究，人们发明制造了 机，实现了 能向电能的转化；
（2）如图2是一种“手摇充电式电筒”，握住它上下摇动就能自动充电。从透明外壳可观察到内部有固定线圈；摇动时可感觉到内部有一个物块在来回滑动。据此猜测，这种电筒的制造原理是 ，其中那个滑动的物块是 。
14．如图所示，是一款“运动手环”，其主要部分是一段内置一小块磁铁的密闭空心塑料管，管外缠绕着线圈。戴着这种手环走路时，塑料管跟着手一起运动，磁铁则在管内反复运动，线圈中便会产生感应电流，此过程利用了 现象，这一原理是科学家 发现的，并发明了 （选填“电动机”或“发电机”）。
15．小明设计了如图所示的装置，使线圈沿水平方向左右移动，此时会看见两只发光二极管轮流发光，该装置发光时利用了 原理，两只发光二极管轮流发光的原因是 ．
四、实验题
16．小明用如图所示的实验装置“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”。
（1）蹄形磁铁不动，闭合开关，导体棒ab沿竖直方向上下运动时，灵敏电流计指针不发生偏转；导体棒ab沿水平方向左、右运动时，灵敏电流计指针发生偏转，说明导体在磁场中做 运动是产生感应电流的条件之一；
（2）实验过程中，小明按（1）中方法进行操作时，实验现象不太明显，请你提出一条改进的措施 （从实验装置或操作过程方面说出一条即可）。
17．如图是科技小组的同学利用电磁转换的知识制作的“电能无线传输”装置的示意图。图中送电线圈利用电流产生磁场，受电线圈利用磁场产生电流。受电线圈正对并靠近送电线圈可以产生电流，使灯泡发光，实现电能的无线传输。
（1）送电线圈是利用电流的 效应工作的，与受电线圈产生电流的原理相同的是 （选填“电动机”或“发电机” ）；
（2）受电线圈中电流大小可以通过灯泡 来反映；
实验次数 受电线圈的直径D/mm 两线圈之间的距离l/mm 受电线圈两端的电压U/V
1 70.0 22.0 8.6
2 70.0 11.0 14.1
3 70.0 5.5 20.5
4 145.0 5.5 10.3
5 105.0 5.5 16.9
6 45.0 5.5 13.9
7 32.0 5.5 5.4
（3）在图中的电源、调节装置和送电线圈不改变的情况下，该小组同学想探究影响受电线圈两端电压大小的因素，猜想它可能与受电线圈的匝数、直径及两线圈之间的距离有关。通过查阅资料，他们了解到了受电线圈两端电压与线圈匝数的关系。接着，他们用相同规格的漆包线绕制了多个匝数相同、直径不同的线圈，对其余两个猜想进行探究。实验数据如表：（送电线圈直径为70.0mm）
①分析 三次实验数据可初步得出结论：在受电线圈的直径和匝数相同时，两线圈之间的距离越小，受电线圈两端的电压越大；
②分析3、4、5、6、7五次实验数据可初步得出结论：在两线圈之间的距离和受电线圈的匝数相同的情况下，受电线圈直径增大时，其两端电压 ；
（4）通过实验，小组同学发现电能无线传输存在传输距离 的缺点。尽管如此，电能无线传输技术仍然有着广阔的应用前景，如部分手机和电动牙刷的无线充电装置已经采用了该技术。
五、综合题
18．我国第一高楼“上海中心大厦”的建筑高度是632米，为了避免台风来临时大厦上部剧烈晃动，大厦上部第125层安装了总质量上千吨的阻尼器系统，如图甲所示。
阻尼器系统的钢索悬挂在大厦顶端，阻尼器类似一个质量巨大的金属摆，其简化模型如图乙所示。台风来临迫使大厦晃动，触发阻尼器产生与大厦晃动方向相反的摆动（如图丙所示）。阻尼器不停的往复摆动，使大厦上部晃动逐渐减弱，这样就不断吸收大厦晃动的能量。
请回答下列问题
（1）若阻尼器所在楼层距大厦底层高580m，乘坐高速电梯从底层到125层用时58s，则这一过程电梯的平均速度是多少
（2）若阻尼器系统的质量是106kg，则它受到的重力是多少 （取g=10N/kg）
（3）图丙中，大厦刚开始向左晃动时，内部的阻尼器为什么会相对向右摆动
（4）阻尼器吸收的能量不断增加，从安全角度考虑，设计时应使其摆动到最低点时速度不能过大，若在阻尼器下方加装铜质闭合线圈，结合电磁感应知识，你认为还缺少的器件是什么 请从能量转化的角度写出这一新增装置能减小摆动速度的原因。
19．滑滑板车是青少年喜欢的一项趣味运动，滑板车在滑行的过程中，轮子会闪闪发光。
（1）如图是小朋友玩滑板车时的情景，以下分析合理的是( )
A．人和车在滑行过程中所受到的力突然消失，将立即停下来
B．人和车滑行的速度越快，他们的惯性越大
C．人对滑板车的压力和滑板车对人的支持力是一对平衡力
D．滑板车底部安装有轮子，是为了减小摩擦
（2）我们能从不同的方向都能看到滑板车，是因为光在滑板车处发生了 反射；小朋友两 只脚踏上滑板车之后与踏上之前相比，滑板车对地面的压强会 ；请在图中画出滑板 车向右滑行时前轮对地面摩擦力的示意图。
( )
（3）小明滑滑板车发现，滑得越快，轮子发光越亮，他想：产生的感应电流的大小与什么有关呢？他猜想：既然运动有快慢之分、磁场有强弱之分，那么感应电流的大小是否与这两者有关呢？于是他开始做实验，首先按照课堂上探究电磁感应的实验装置（如图）安装了仪器，并且准备了磁性强弱不同的磁铁，闭合电路后，他先改变导体在磁场中运动的快慢，观察电流计指针摆动幅度的大小，实验发现：导体在磁场中切割磁感线运动的速度越大，电流计指针摆动的幅度越大；然后，他又保持导体运动的快慢不变，换用磁性强的磁铁来做实验，发现磁性越强，电流表指针 摆动的幅度越大。
①小明从自己的实验中得出结论：感应电流的大小跟导体在磁场中切割磁感线运动的 、磁场强弱有关。
②小明在实验中除了用到了控制变量法以外，他还用到了 。
六、计算题
20．小斌的爸爸想买一辆代步车，初步挑中了某电动车A和汽油车B两款车型，小斌为了帮爸爸做出选择，制作了下列表格将两款车进行了对比。
电动车A 汽油车B
裸车市场价 28万 28万
购置税 0 2.5万
三年车险+保养 2.04 3.4万
三年后二手车价格 16万 22万
百公里耗能 7L
汽油/电 费用 1.0元 9.0元/L
容量 电池容量 油箱容积56L
慢充充电时长 无
三年用车总公里数 20000公里
（1）电车的发动机的原理与 实验相同，汽油车发动机的原理与 实验相同。（选填字母）；
（2）慢充充电时长可以理解为电池耗尽后至充满需要的时间，由表中数据计算：电动车A的慢充功率为 ；
（3）汽油车B满油至油耗尽，最大里程为 ；
（4）根据表中计算，考虑三年后的折价、各种税费以及电费或油费，小斌爸爸选用 （填“电动车A”或“汽油车B”）经济上更划算；
（5）近十年，新能源电动车越来越普及，相比传统油车，除了经济优势，新能源电车的优点在于 （写一条即可）
21．一位设计师设计了一种“重力灯”。无论你在地球哪一个角落，无论当地的天气如何，它都可以实现照明。如图甲是这种“重力灯”的结构简化图，当重物下落时拉动绳子，转轴转动时，小灯泡就可以发光。重复以上操作，可以实现长时间照明。现挂上一个质量为25kg的重物，该重物恰好可以缓慢匀速下落。在重物下落高度为2.4m的过程中，就可以供一个标有“3.6V 1W”字样的LED灯持续正常发光4min。（g取10N/kg）
（1）甲图虚线框内一定有 ，它的工作原理是 ；
（2）求重物下落时，重力做功的功率；( )
（3）求重物在一次下落过程中，甲图装置能量转化的效率；( )
（4）取下灯泡，将甲图装置的两个输出端接入乙图中的a、b两个接线柱进行实验（设该装置在短时间实验过程中可以稳定输出3.6V电压）；R0为标有“5Ω 0.3A”的定值电阻，滑动变阻器R1标有“50Ω 1A”，电流表选择量程为0~0.6A，电压表选择量程为0~3V；为了保证电路安全，求滑动变阻器接入电路的阻值变化范围。( )
参考答案：
1．D
【详解】挂脖式迷你小风扇，通电以后就会转动，其工作原理是通电导体在磁场中受力的作用；
A．图中是司南，是磁体受地磁场的作用，故A不符合题意；
B．图中表示的是电磁继电器，应用的是电流的磁效应，故B不符合题意；
C．图中演示的是电磁感应现象，闭合导体的一部分在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，故C不符合题意；
D．图中演示的是通电导体在磁场中受力的作用，故D符合题意。
故选D。
2．A
【详解】A、投影仪是利用凸透镜成像中的f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像的原理，故本选项正确．
B、电动机是利用通电导体在磁场中受力而运动的现象制成的，故本选项错误．
C、在内燃机的做功冲程中将燃料燃烧产生的内能转化为机械能，为热机工作提供动力，故本选项错误．
D、发电机的原理是利用电磁感应现象制成的，故本选项错误．
故选A．
3．C
【详解】A．产生感应电流的条件：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，故A错误；
B．当铜棒向上下运动时，没有切割磁感线，不会产生感应电流，电流表指针不会偏转，故B错误；
C．铜棒运动时，具有机械能，产生感应电流时，电路中具有电能，产生感应电流的过程是将机械能转化为电能的过程，故C正确；
D．灵敏电流计指针的偏转方向反应的是电流方向，而电流方向受磁场方向和导体运动的方向影响，故D错误。
故选C。
4．B
【详解】A．图甲中活塞向下运动，两个气门都关闭，为做功冲程，做功冲程将内能转化为机械能，A正确，但不符合题意；
B．图乙为动滑轮，只有当拉力F与重物运动路线是平行的时候，动力臂L1是阻力臂L2的2倍，此时省一半的力，B错误，但符合题意；
C．图丙中的“桥”是平面镜成像，平面镜成像原理是光反射，C正确，但不符合题意；
D．图丁装置是探究磁生电装置，可探究产生感应电流的条件，D正确，但不符合题意。
故选B。
5．D
【详解】A．线圈不动，磁铁快速向上，闭合电路做切割磁感线运动，会产生感应电流，电流计指针会发生偏转，故A不符合题意；
B．线圈不动，磁铁快速向下，闭合回路做切割磁感线运动，会产生感应电流，电流计指针会发生偏转，故B不符合题意；
C．磁铁不动，线圈快速向上，闭合回路做切割磁感线运动，会产生感应电流，电流计指针会发生偏转，故C不符合题意；
D．线圈和磁铁同时同速向上，线圈和磁铁保持相对静止，没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，电流计指针不会发生偏转，故D符合题意。
故选D。
6．D
【详解】电风扇就是一个电动机，其主要组成部分是线圈和磁体．当用手快速拨动风扇叶片时，线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生了感应电流．感应电流通过小灯泡时，使小灯泡发光，此时的电风扇就是一个发电机即电源．且电风扇转动的越快，产生的感应电流就越大，小灯泡就越亮．综上分析：②③④的说法是正确的．故D符合题意．
7．B
【详解】A．当按压门铃压板时，压板后面的弹簧会带动磁体运动，从而在线圈中产生电流，这是电磁感应现象，此过程将机械能转化为电能；A中图是奥斯特实验，其原理是电流的磁效应，故A不符合题意；
B．图中演示电磁感应现象的实验装置，通电导体的一部分在做切割磁感线运动时，产生感应电流，故B符合题意；
C．图中探究通电导体在磁场中受力的运动，是电动机的原理，故C不符合题意；
D．图中探究影响电磁铁磁性大小因素的实验，是电流的磁效应，故D不符合题意。
故选B。
8．C
【详解】由图可知，电磁炮的原理是磁场对通电导体的作用。
A．电铃的工作原理是电流的磁效应，故A不符合题意；
B．发电机的原理是电磁感应现象，故B不符合题意；
C．电动机的原理是磁场对通电导体的作用，故C符合题意；
D．电饭煲的原理是电流的热效应，故D不符合题意。
故选C。
9．ABD
【详解】A．利用此装置，保持磁场方向不变，改变导体棒的运动方向，可以探究感应电流的方向跟导体棒的运动方向是否有关，故A符合题意；
B．利用此装置，其它条件不变，改变导体棒的运动速度，可以探究感应电流的大小跟导体棒的速度大小是否有关，故B符合题意；
C．此装置中没有电源，无法探究电流产生的磁场方向跟电流方向是否有关，故C不符合题意；
D．利用此装置，保持导体棒的运动方向不变，改变磁场的方向，可以探究感应电流的方向跟磁场的方向是否有关，故D符合题意。
故选ABD。
10．BD
【详解】A．地球本身就是一个大磁体；地磁场与条形磁铁的磁场相似；地磁的北极在地理的南极附近；地磁的南极在地理的北极附近；根据磁极间的相互作用规律知道，小磁针在地面上受到地磁场的作用静止时，小磁针的N极指向地磁的南极，即地理北极附近，故A错误；
B．1820年，丹麦物理学家奥斯特通过实验证实了通电导线的周围存在着磁场，在世界上是第一个发现了电与磁之间的联系的物理学家，故B正确；
C．通电螺线管周围的磁场方向和电流方向有关，改变螺线管中电流的方向会改变螺线管周围的磁场方向，即改变通电螺线管的N、S极，所以，通电螺线管的N、S极是由线圈的缠绕方向和电流方向共同决定的，故C错误；
D．发电机是利用电磁感应原理制成的；发电机工作时消耗了机械能，得到了电能，发电机是将机械能转化为电能的装置，故D正确。
故选BD。
11． 奥斯特 电磁感应
【详解】[1]1820年丹麦物理学家奥斯特将通电直导线放在小磁针的上方时，小磁针发生了偏转，说明了通电导体周围存在磁场，揭示了电流的磁效应。
[2]1831年英国物理学家法拉第在奥斯特的启发下，研究了磁场与电流的关系，最终通过十年的努力终于发现了电磁感应现象，从而实现了机械能向电能的大规模转化。
12． 通电导体在磁场中受到力的作用而转动 改变电流（或电池）的方向 电磁感应
【详解】闭合开关，电动机转动，这是利用通电线圈在磁场里受力转动的原理工作的；如果想改变电动机的转动方向，我们可以采取的措施是：改变电流的方向或改变磁场的方向；将电池换成灵敏电流表，闭合开关，当用手快速转动电动机转轴时，发现灵敏电流表指针偏转，这是电磁感应现象，它在生活中的应用有发电机等．
故答案为 (1). 通电导体在磁场中受到力的作用而转动 (2). 改变电流（或电池）的方向 (3). 电磁感应
13． 发电 机械 电磁感应 磁铁/磁体
【详解】（1）[1]当导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针发生了偏转，说明电路中有电流产生，这种现象叫电磁感应现象，人们利用该原理发明制造了发电机。
[2]由于导体棒ab在磁场中做切割磁感线运动，具有动能，该运动使电路中产生了电流，即有了电能，因此，发电机实现了机械能向电能的转化。
（2）[3]根据题意可知，“手摇充电式电筒”消耗了机械能产生了电能，即握住它上下摇动是为了让线圈切割磁感线产生感应电流。闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中产生电流的现象叫电磁感应现象，故是利用了电磁感应原理。
[4]由于线圈是固定的，要做切割磁感线运动，只能让磁感线上下运动，又因磁铁周围存在着磁场，因此推断那个滑动的物块是磁铁。
14． 电磁感应 法拉第 发电机
【详解】[1][2]根据“运动手环”的特点可知，当塑料管运动时，磁铁在管中运动，线圈切割磁感线而产生电流，因此，运动手环的基本原理是电磁感应，产生电流的过程中将机械能转化为电能，这一原理是科学家法拉第发现的。
[3]根据这个电磁感应现象，产生电流的现象，发明了发电机。
15． 电磁感应 二极管具有单向导电性
【详解】如图装置可知，使线圈沿水平方向左右移动时，磁铁和线圈之间发生了相对运动，线圈做了切割磁感线的运动，会产生感应电流，使二极管发光，因此该装置利用了电磁感应原理．线圈在磁场中向左和向右运动时，都会产生感应电流，但电流的方向不同，而二极管具有单向导电性，所以向一个方向移动时只有一个二极管发光，来回移动时会看见两只发光二极管轮流发光．
16． 切割磁感线 换用磁性更强的磁铁
【详解】（1）[1]闭合开关，当导体棒ab沿水平方向左右运动时，会切割磁感线，电路中有感应电流产生，灵敏电流计的指针就会偏转。
（2）[2]电流表指针偏转不明显，是感应电流太弱，从装置上的改进方法：可以换用磁性更强的磁铁、可以换用匝数更多的线圈、可以换用量程更小的小量程电流表；从操作角度改进：可以加快导体的移动速度，即使导体切割磁感线运动的速度更快。
17． 磁 发电机 明暗程度 1、2、3 先增大后减小 短/小
【详解】（1）[1]送电线圈中有电流通过时会产生磁场，这是电流的磁效应。
[2]当受电线圈正对并靠近送电线圈时，受电线圈中会有电流产生，这是电磁感应现象，与发电机原理相同。
（2）[3]受电线圈中产生电流后，灯泡发光，灯泡亮度越大，表明受电线圈中产生的电流越大。
（3）[4]由题意可知实验中多个受电线圈的匝数相同，分析1、2、3次实验可知，受电线圈的直径相同，两线圈之间的距离越小，受电线圈两端的电压越大。
[5]分析3、4、5、6、7五次实验数据可以发现，在两线圈之间的距离相同，当受电线圈直径增大时，其两端电压先增大后减小。由题意知道受电线圈的匝数相同，所以可以得出结论：在两线圈之间的距离和受电线圈的匝数相同的情况下，受电线圈直径增大时，受电线圈两端电压先增大后减小。
（4）[6]通过实验发现在受电线圈的直径和匝数相同时，两线圈之间的距离越小，受电线圈两端的电压越大。所以电能无线传输存在传输距离短的缺点。
18．（1）10m/s；（2）107N；（3）见解析；（4）磁铁；见解析
【详解】解：（1）电梯的平均速度
这一过程电梯的平均速度是10m/s。
（2）阻尼器系统的重力
G=mg=106kg×10N/kg=107N
即阻尼器系统受到的重力是107N。
（3）大厦刚开始向左晃动时，阻尼器由于惯性要保持原来的运动状态，因此会相对大厦向右摆动。
（4）闭合线圈切割磁感线，将机械能转化为电能，机械能减小，因此需将闭合线圈置于磁场中，故还需磁铁。
闭合线圈切割磁感线，将机械能转化为电能，机械能减小，即动能减小，质量一定时，阻尼器速度减小。
答：（1）这一过程电梯的平均速度是10m/s；
（2）阻尼器系统受到的重力是107N；
（3）详见解析；
（4）还缺少的器件是磁铁；详见解析。
19． D 漫 变大 速度 转换法
【详解】(1)[1]A．人和车在滑行过程中所受到的力突然消失，将保持原来的运动状态，做匀速直线运动；
B．惯性的大小只与质量有关，与速度无关；
C．人对滑板车的压力和滑板车对人的支持力是一对相互作用力；
D．滑板车底部安装有轮子，用滚动代替滑动减小摩擦。
故选D；
(2)[2]漫反射的反射光线射向不同的方向，所以我们从不同的方向都看得到；
[3]两只脚踏上滑板车之后，滑板车对地面的压力变大，滑板车与地面的接触面积不变，所以滑板车对地面的压强变大；
[4]滑板车向右运动，地面对它的摩擦力向左，前轮对地面摩擦力向右，如图所示：
(3)①[5]导体在磁场中切割磁感线运动的速度越大，电流计指针摆动的幅度越大；然后，他又保持导体运动的快慢不变，换用磁性强的磁铁来做实验，发现磁性越强，电流计指针摆动的幅度越大。说明感应电流的大小跟导体在磁场中切割磁感线运动的速度、磁场强弱有关。运动速度越大，磁场越强，感应电流越大；
②[6]感应电流的大小用灵敏电流计指针的偏转幅度大小来表示，这是转换法。
20． D C 12000 800 汽油车B 行驶中不会排放废气，不会对城市空气造成污染
【详解】（1）[1][2]电车的发动机的原理：通电导线在磁场中会受到力的作用；汽油车发动机的原理：汽油燃烧混合气体内能增大，对外做功时将内能转化为机械能；A是发电机原理，不符合题意；B是压缩空气做功会发热，当温度达到白磷的燃点时白磷就燃烧，故B不符合题意；C是将内能转化为机械能，符合第二空；D是通电导线在磁场中会受到力的作用，符合第一空；所以电车的发动机的原理与D实验相同，汽油车发动机的原理与C实验相同。
（2）[3]由表中数据计算知道，电动车A的慢充功率为
（3）[4]汽油车B满油至油耗尽，最大里程为
（4）[5]根据表中数据知道，三年后电动车A的折价为
28万元-16万元=12万元
汽油车B的折价为
28万元-22万元=6万元
电动车A的购置税为0，汽油车B的购置税为2.5万元；电动车A的三年车险+保养为2.04万元，汽油车B的三年车险+保养为3.4万元；电动车A百公里花费为
13 kW·h×1.0元/ kW·h =13元
汽油车B百公里花费为
7L×9.0元/L=63元
A车三年总花费
B车三年总花费
综合考虑，选用电动车B经济上更划算。
（5）[6]近十年，新能源电动车越来越普及，相比传统油车，除了经济优势，新能源电车的优点在于污染小，行驶中不会排放废气，不会对城市空气造成污染。
21． 发电机 电磁感应 2.5W 40% 7~25Ω
【详解】解：（1）[1][2]转轴转动时，小灯泡就可以发光，即产生了电能，所以甲图虚线框内一定有发电机；发电机的工作原理是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，就会在导体中产生感应电流，即它的工作原理是电磁感应原理。
（2）[3]这个质量为25kg的重物，它的重力
它的重力是250N；重物下落高度为2.4m，则这个过程重力做的功
重力做的功是600J；这个过程可以供一个标有“3.6V 1W”字样的LED灯持续正常发光4min，也是说重物下落2.4m，消耗的时间是，根据可知，重力做功的功率
重力做功的功率是2.5W。
（3）[4]由[3]解析可知，重力做的功是600J，这是总功；这个过程中可以供一个标有“3.6V 1W”字样的LED灯持续正常发光4min，正常发光，则灯的电功率是1W，时间是，那么根据可知，甲图装置所做的有用功
甲图装置能量转化的效率
甲图装置能量转化的效率是40%。
（4）[5]观察题中的条件，R0为标有“5Ω 0.3A”的定值电阻，即流过R0的电流最大只能是0.3A；滑动变阻器R1标有“50Ω 1A”，即流过R1的电流最大只能是1A；电流表选择量程为0~0.6A，即流过电流表的电流最大只能是0.6A；由上述可知，三个电流值：0.3A、1A、0.6A，并且这个是串联电路，电流处处相等，那么电路中最大电流只能是0.3A，根据欧姆定律得
解得，即R1最小阻值为7Ω；
电压表选择量程为0~3V，则电压表的示数最大只能是3V，电压表并联在R1两端，则R1两端的最大电压是3V，根据串联电路的分压原理，电阻越大，分得的电压越大，则这时R1的电阻是最大的，根据可知
解得，即R1最大阻值为25Ω；综上所述，为了保证电路安全，R1接入电路的阻值变化范围是7~25Ω。
答：（1）甲图虚线框内一定有发电机，它的工作原理是电磁感应；
（2）重物下落时，重力做功的功率是2.5W；
（3）重物在一次下落过程中，甲图装置能量转化的效率是40%；
（4）为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是7~25Ω。
