内容正文:
第十八章 电能从哪里来
考点一 探究感应电流产生的条件
典例1 (2021·淮安)如图所示为“探究感应电流产生的条件”实验装置。
(1) 实验中,AB棒的材料可能是 (选填“塑料”或“铝”)。
(2) 我们可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生;还可以通过指针偏转的方向判断 ま 。
(3) 闭合开关,实验探究过程记录如表所示。
根据实验现象,初步得出电路中产生感应电流的条件是闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动,在该运动过程中,主要将机械能转化为 能。
次 序 AB棒在磁场中的运动情况 是否有感应电流
1 静 止 无
2 沿磁场方向运动(不切割磁感线) 无
3 做切割磁感线运动 有
(4) 保持AB棒运动方向不变,仅将磁体N、S极对调,重复上述实验,是为了探究感应电流方向与 的关系。
(5) 若将此装置中灵敏电流计换成 ,可进一步探究电动机的工作原理。
解析:(1) 在探究电磁感应现象的实验中,我们必须保证处于磁场中的这部分是导体。两种物质中,塑料是绝缘体,铝是导体,所以AB棒的材料可能是铝。(2) 图中的灵敏电流计的指针,在电路中没有电流时,指在表盘中央;当有电流时,指针发生偏转并且偏转方向与电流方向有关。由此可知,我们可以根据指针的偏转方向判断出电流的方向。(3) 从第1、2次实验可知,闭合电路的部分导体不切割磁感线,不产生感应电流;从第3次实验可以看出,闭合电路的部分导体做切割磁感线运动时,导体中产生感应电流,在此过程中,导体的机械能转化为电能。(4) 导体中的感应电流方向取决于磁场方向、导体切割磁感线的运动方向。因此,保持AB棒运动方向不变,仅将磁体N、S极对调,重复上述实验,是为了探究感应电流方向与磁场方向的关系。(5) 电动机工作时,是将电能转化为机械能,由此可知,我们需要将灵敏电流计换成电源。
答案:(1) 铝 (2) 电流方向 (3) 切割磁感线 电 (4) 磁场方向 (5) 电源
1. (2022·衡阳)如图所示,在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中,实验相关记录如表所示。
序 号 实验操作 灵敏电流计指针偏转情况
1 保持导体与磁体静止 不偏转
2 保持磁体静止,导体水平向左切割磁感线 向右偏转
3 保持磁体静止,导体水平向右切割磁感线 向左偏转
…
(2) 要使感应电流方向发生改变,可采取的具体措施是 B 。
A. 使用磁性更强的磁体
B. 保持磁体静止,只改变导体水平运动的方向
C. 上下调换磁极,同时改变导体水平运动的方向
(3) 从能量的角度来分析,感应电流的产生过程是 机械 能转化为电能的过程。
(4) 如果将灵敏电流计换成 电源 ,那么可以探究磁场对通电导体的作用。
B
机械
电源
(1) 比较1、2(或1、3)实验现象可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做 切割磁感线 运动时,导体中就产生电流。
切割磁感线
考点二 电磁感应原理的应用
典例2 如图甲所示为发电机原理的示意图,图乙中的“”表示导线ab,当它在磁场中分别转动到1~4位置时,运动方向已用箭头标出,下列说法正确的是( )
A. 图甲的电路中没有电源
B. 在位置1时,电路中不会产生感应电流
C. 发电机产生的电流方向不变
D. 在位置4时,电路中不会产生感应电流
解析:发电机的原理是电磁感应现象,将机械能转化为电能,电路中的磁体和线圈相当于电源,故A错误;小圆圈“”表示导线ab,它是闭合电路的一部分。由题图可知磁感线方向水平向右,在位置1时的运动方向与磁感线方向平行,不切割磁感线,不能产生感应电流;在位置2、3、4时的运动方向切割磁感线,能产生感应电流,故B正确、D错误;发电机线圈中产生的感应电流的大小和方向都随时间做周期性的变化,故C错误。
答案:B
2. 如图所示为交流发电机的原理图,线圈在磁场中转动,则( B )
A. 两磁极间的磁场方向向左 B. 线圈在磁场中切割磁感线
C. 通过灯泡的电流方向不变 D. 线圈一定不受磁场力作用
B
典例3 (多选题)如图所示的装置中,纸片上粘着线圈,线圈的两端用导线引出,接在能测微小电流的示波器上,线圈放在磁体的磁极附近。你对着线圈大声说话时,示波器上有波形出现(即产生电流),则( )
A. 产生的电流是感应电流
B. 此装置能把声信号转变成电信号
C. 若线圈绕中心轴转动,示波器上一定有波形出现
D. 若线圈绕中心轴转动,示波器上一定无波形出现
解析:当你对着线圈大声说话时,纸片上的线圈会随纸片一起振动,并切割磁感线,产生感应电流,这个装置类似于话筒,将声信号转变为电信号。若线圈绕中