内容正文:
第十六章 电磁转换
16.5 电磁感应 发电机
1. 了解电磁感应现象;
2. 初步了解感应电流方向与导体运动方向、磁场方向有关。
题型汇总:电磁感应、产生感应电流的条件、探究电磁感应现象的实验、发电机的构造和原理、动圈式话筒的构造和原理。
· 电磁感应 磁生电现象
英国物理学家法拉第在1831年发现了电磁感应定律。
电磁感应现象:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中就会产生感应电流。利用磁场产生电流的现象叫作电磁感应现象。
实例:在微型电扇的插头处接一个发光二级管,用手旋转叶片,二极光发光;用手指捏住插头的两个插脚,旋转叶片,手有点发麻。
· 探究感应电流产生的条件 发电机原理
发电机的原理:电磁感应;
小量程电流表:俗称灵敏电流计,可以检测出几十微安到几毫安的微弱电流。当检测到有感应电流产生时,指针会偏转。
产生感应电流的条件:(1)导体所在的电路是闭合的; (2)导体做切割磁感线的运动;
感应电流的方向:导体中感应电流的方向,不仅跟导体切割磁感线运动的方向有关,还跟磁感线(磁极)的方向有关。若磁感线的方向不变,使导体运动方向相反,则导体中感应电流的方向相反;若导体运动方向不变,而磁感线的方向相反,则导体中感应电流的方向也相反;
感应电流的大小:与切割磁感线速度、磁场强度、导线匝数等因素有关。
能量转化:发电时将机械能转化为电能。
考点一 电磁感应
1.如图是一款能发电的魔方充电器,内有磁体和线圈,转动魔方即可产生电能。此魔方发电的工作原理是( )
A.阿基米德原理 B.电磁感应原理
C.牛顿第一定律 D.电流的磁效应
【解答】解:转动魔方时,闭合电路的导体做切割磁感线运动,会产生感应电流,利用的是电磁感应现象;在发电的过程中,机械能转化为电能,故B正确,BCD错误。
故选:B。
2.2021年4月18日,淮安举办首个全程马拉松比赛,比赛时采用感应芯片计时,芯片里的线圈一旦有电流通过,就会激发芯片发送编码信息,系统实时获取计时信息。当正确佩带芯片的参赛者通过起点和终点设置有磁场的地带时,就能计时。下列四幅实验装置图中能反映其工作原理的是( )
A.
B.
C.
D.
【解答】解:采用感应芯片计时,参赛者须按要求正确佩带计时芯片,当参赛者通过起点、终点设置的磁感应带时,芯片里的线圈切割磁感线运动,因此线圈中就会产生感应电流,从而激发芯片发送编码信息,系统实时获取计时信息;
A、图中给导体通电,导体会运动,说明通电导体受到磁场力的作用,故A错误;
B、图中是奥斯特实验,说明通电直导线周围存在磁场,是电流的磁效应,故B错误;
C、图中是闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动能够产生感应电流,是电磁感应现象,故C正确;
D、图中给电磁铁通电,电磁铁具有磁性,是电流的磁效应,故D错误。
故选:C。
3.图中拨动微风吊扇扇叶,发光二极管发光,下列四幅图中能反映其工作原理的是( )
A.
B.
C.
D.
【解答】解:拨动微风吊扇扇叶,发光二极管发光,这说明电路中有电流,这是电磁感应现象;
A、图中导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中产生了感应电流(可以从电流表指针发生偏转来体现),这是电磁感应现象,故A正确;
B、此图中含有电磁铁,利用的是电流的磁效应,故B错误;
C、此图反映了通电导体在磁场中受到力的作用,故C错误;
D、该实验为奥斯特实验,说明通电导体周围存在磁场,故D错误。
故选:A。
4.如图甲是一种无线门铃发射器,其内部含有固定的永磁体、线圈和弹簧.当手按门铃按钮时弹簧便推动线圈运动,门铃就发声.图乙四个实验能反映其工作原理的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:当按下门铃按钮时就会推动铁芯向左运动,此时线圈在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流,为门铃提供电能,则该部件的工作原理是电磁感应现象;
A、该图是奥斯特实验,说明通电导线的周围存在磁场,故A不符合题意;
B、该图是探究通电螺线管周围磁场的实验,属于电流的磁效应,故B不符合题意;
C、图中有电源,通电导体在磁场中受力的作用而运动,故C不符合题意;
D、图中导体ab在在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,是电磁感应现象,故D符合题意。
故选:D。
5.如图所示,闭合开关后,将直导体AB拉开一定幅度后松手,使其在磁场中自由摆动(不计空气阻力),以下说法中正确的是( )
A.导体棒AB将一直摆动
B.电流表指针将一直左右摆动
C.利用此实验的原理是电动机
D.动圈式话筒的原理跟此实验原理相同
【解答】解:AB、导体AB左右摆动,切割磁感线方向不断改变,所以电流方向不断改变,电流表指针会左右摆动;导体运动过程中,将机械能转化为电能,所以机械能不断减少,导体体棒AB不会一直摆动,电流表指针不会一直左右摆动,