内容正文:
16.5 电磁感应 发电机(原卷版)
考点直击
典例分析+变式训练
考点1 电磁感应 磁生电现象
1、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,会产生电流,这种电流叫感应电流,这一现象叫电磁感应现象。
2、历史意义:英国科学家法拉第首先发现的电磁感应现象,这一发现进一步揭示了电与磁之间的联系,证明了磁可以生电。
3、实验装置图:
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【典例1-1】(2022•广陵区二模)如图是一种手摇式手电筒,透过透明的壳体可以看到里面有线圈,当沿图中箭头方向来回摇动时,灯泡就能发光。这种现象是( )
A.电流磁效应 B.静电现象 C.磁化现象 D.电磁感应现象
【典例1-2】(2022•咸宁模拟)中考考生进入考场前均要进行安检,如图所示为安检时使用的某种探测器。当探测器靠近 (选填“金属”或“非金属”)物体时就会产生感应电流,探测器发出警报,这种现象叫做 现象。 (选填“发电”或“电动”)机也是利用这个原理制成的。
【变式1-1】(2022•江宁一模)如图所示是一款带滚轮的书包,其内部没装电池,但拖动书包轮子滚动时,嵌在轮子里的LED灯会发光。以下四幅图中能反映其工作原理的是( )
A. B.
C. D.
【变式1-2】(2022•皇姑区二模)如图所示的装置,闭合开关,用外力使导体棒ab水平向右移动,发现导体棒cd也随之运动起来,在此实验中实验装置中的甲部分,应用的物理原理是 ;此装置中乙部分产生的现象,与生活中 (选填“扬声器”或“动圈式话筒”)的工作原理是相似的。
考点2 产生感应电流的条件和影响因素
1、感应电流产生的条件:(1)闭合电路;(2)一部分导体;(3)切割磁感线运动。
2、感应产生的影响因素:磁场强弱、导体运动快慢、线圈匝数。
3、感应电流方向的影响因素:磁场方向、导体运动方向。
如图,电流表指针偏转方向不同显示电流方向的不同。
甲乙对比可以说明电流方向与磁场方向有关;甲丙对比可以说明电流方向与运动方向有关。
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【典例2-1】(2022•呼和浩特)1831年,英国物理学家法拉第发现了磁生电,使人类大规模用电成为可能,开辟了电气化新时代。下列图中,闭合开关,回路中可以产生感应电流的是( )
A.导体棒向上运动 B.导体棒向下运动C.导体棒向左运动 D.U形磁铁向上运动
【典例2-2】(2022•江岸区模拟)(1)如图甲所示,把两个发光二极管极性相反地并联起来,并与手摇发电机串联。转动摇把,线圈在磁场中做 运动,产生感应电流,我们会观察到 (填字母序号)
A.只有红灯一直亮 B.只有黄灯一直亮 C.两灯都一直亮 D.两灯交替发光
(2)如图乙所示。表示垂直于纸面的一根导线,它是闭合电路的一部分。它在磁场中的按箭头方向运动时,能产生感应电流的是 (填序号)。
【变式2-1】(2022•广东)图中的a表示垂直于纸面的一段导线,它是闭合电路的一部分,当a在下列磁场中沿图中所示方向运动时,不会产生感应电流的是( )
A. B. C. D.
【变式2-2】(2022•海南模拟)如图所示,在“探究感应电流产生的条件”实验中,闭合开关,让导体AB静止在磁场中,回路中 产生感应电流(选填“能”或“不能”);当回路中有感应电流时,将磁极对调,改变磁场方向,感应电流的方向 (选填“改变”或“不改变”)。
考点3 手摇发电机的构造和原理
1、发电机的构造和原理
(1)发电机的工作原理:电磁感应现象;
(2)发电机的构造:主要有线圈、磁极、铜环和电刷四个基本组成部分,概括地讲是由转子(转动部分)和定子(固定部分)两部分组成;
实际的大型发电机多采用线圈不动,磁极旋转的方式来发电,叫旋转磁极式发电机.有的发电机利用电磁铁来代替永磁体;
(3)交流发电机工作过程:如图所示,磁场方向水平向右,abcd是线圈,上面的铜环与b直接相连,下面的铜环与a直接相连;
线圈ab段向纸面里运动时产生电流方向向下,此时cd段向纸面外运动产生电流方向向上;当线圈所在平面运动到与磁感线方向垂直时,由于线圈不切割磁感线,不产生电流;当ab线向纸面外运动时产生向上的电流,此时cd段向纸面里运动产生向下的电流.所以流过电流表的电流方向是变化的,每当线圈所在平面与磁感线垂直时电流表指到零。
(4)发电机与电动机相对比,电动机是因电而动,工作配置中要有电源,消耗电能获得机械能;发电机则是因动而电,工作配置中没有电源,发电机本身就是电源,消耗机械能获得电能;
(5)无论是直流发电机还是交流发电机,线圈产生的都是交流电,交流发电机输出的是交