2024年苏科版物理中考复习—第19讲 磁生电的探究与应用（思维训练）

2024年物理中考复习—磁生电的探究与应用（思维训练） （思维训练） 课标解读 1.电磁感应 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，导体中会产生感应电流. 感应电流产生的条件:①电路必须闭合;②只有一部分导体在磁场中运动; ③在磁场中运动的导体必须做切割磁感线运动. 导体中感应电流的方向与导体运动的方向,磁感线的方向有关.改变导体运动方向或磁感线的方向,感应电流方向将发生改变.当导体运动方向与磁感线方向同时发生改变时,感应电流方向不变. 2.发电机 发电机的原理:电磁感应现象,将机械能转化为电能. 发电机的结构:交流发电机的主要组成部分是定子和转子.实验用的交流发电机定子是磁极,转子是线圈.发出高电压强电流的大型发电机是旋转磁极式发电机,线圈是定子,磁极是转子,由水轮机、内燃机来带动. 思维方法 左手定则与右手定则 感应电流的方向跟导体运动方向和磁感线的方向有关.感应电流的方向可以用右手定则判定:伸开右手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都跟手掌在一个平面内，把右手放入磁场中,让磁感线垂直穿人手心,大拇指指向导体运动的方向，其余四个手指所指的方向就是感应电流的方向. 通电导体在磁场中所受力的方向跟导体中电流方向和磁感线方向有关.受力方向可以用左手定则判定:伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,把左手放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心,当四指指向电流方向时,大拇指的指向就是导体的受力方向. 例:如图所示,MN、PQ为金属导轨,AB、CD是可以在导轨上移动的金属导线，磁感线垂直于导轨所在平面且方向向下.CD静止,AB向左做切割磁感线运动,CD导线会发生什么现象? 分析与解:AB、CD是可以在导轨上移动的金属导线,当AB向左做切割磁感线运动时,闭合电路ABCD中有电流通过，其方向用右手定则来判定,感应电流方向为:B→A→C→D→B.CD导线上有感应电流通过,方向为:C→D,通电导线CD在磁场中受到力的作用,作用力的方向用左手定则来判定，受力方向为向左.即CD导线也向左运动. AB的运动是外力使之运动,机械能转化为电能,CD的运动是由于CD中有电流,通电的CD在磁场中受力，电能转化为机械能. 问题解决 典例1.在观察“磁场对通电直导线的作用”活动中，小明用导线在固定的接线柱下悬挂一根轻质的铝棒，然后将其作为通电导线接入电路放在蹄形磁体的磁场里，如图甲所示。 小明闭合开关，看到铝棒稳定时如图乙所示。______选填“发电机”或“电动机”就是利用这一原理制成的。 在探究导线在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向的关系时，小明先仅对调磁极位置，闭合开关，观察到铝棒稳定时如图丙所示，由此可知通电导线在磁场中受力的方向与______方向有关。然后小明保持图甲中的磁极位置不动，将铝棒两端对调后接入电路，发现铝棒的摆动方向依然如图乙所示，由此小明认为通电导线在磁场中的受力方向与电流方向无关。你认为小明的做法对吗？为什么？______。 小明进一步猜想：在同一磁场中，磁场对导线的作用力是否与通过导线的电流大小有关呢？为此小明决定在图丙所示的实验基础上，在电路中串入电流表，并通过将铝棒换成长短、粗细均相同但电阻更大的铁棒和电阻更小的铜棒来改变电路中的电流，进行对比实验。 实验过程中，小明应根据______选填“电流表的示数”或“导线摆动角度”来推断通电导线在磁场中的受力大小。 闭合开关，小明发现铁棒稳定时的位置都如图丁所示，与丙图实验现象相比，小明感到非常困惑。请你指出小明实验设计中存在的问题并提出改进方法。 存在问题：______。 改进方法：______。 若想利用小明的实验装置继续探究电磁感应现象，我们只需将图甲中的______选填“开关”、“铝棒”或“电源”替换成______即可。 思维点拨 电动机就是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的； 通电导线在磁场中受力的作用，所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关；所受磁场力的大小与电流的大小和磁场的强弱有关； 电磁感应现象：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中会产生感应电流，据此进行分析。 典例2.如图甲，磁场对导体的力竖直向上，请你分别在图乙和图丙中画出： 闭合开关时磁场对导体的力用表示； 闭合开关时磁场对导体的力用表示； 闭合开关时磁场对导体、的力用、表示。 思维点拨 通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关；当只改变其中一个因素时，磁场力的方向发生改变；当两个因素都改变时，磁场力的方向不变。 典例3.图甲为一台简易电动机，它由一节旧电池、小块铷磁铁和线框组成，磁铁吸在电池下端，线框由裸铜导线绕制；图乙为电动机工作原理图，箭头表示磁感线方向。根据图乙可知，磁铁上端为______填“”或“”极；已知磁场对