内容正文:
第5节 磁生电
知识点一 电磁感应现象
1.发现:英国物理学家 法拉第 发现了电磁感应现象,进一步揭示了电与磁之间的联系。根据这一发现,后来发明了 发电机 。
2.概念:由于导体在磁场中做切割磁感线运动而产生电流的现象叫做 电磁感应 ,产生的电流叫做 感应电流 。
3.产生感应电流的条件:
(1)导体是闭合电路的一部分。
(2)导体在磁场中做切割磁感线运动。
注:导体切割磁感线运动是指导体的运动方向与磁感线不平行。
小明利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)磁体不动,闭合开关,导体棒沿 左右 (选填“上下”或“左右”)方向运动时,灵敏电流计指针会发生偏转。
(2)导体棒不动,闭合开关,磁体上下运动,灵敏电流计指针 不会 (选填“会”或“不会”)发生偏转。
(3)断开开关,无论磁体如何放置、导体棒怎样运动,灵敏电流计指针都不发生偏转。由此小明得出结论:闭合电路的一部分导体在磁场中做 切割磁感线 运动时,电路中就产生感应电流。
(4)小明进一步猜想,感应电流的大小可能与导体运动速度和磁场强弱有关。为了探究感应电流的大小与磁场强弱是否有关,他应进行的操作是 保持导体棒运动快慢相同,改变磁场强弱,观察灵敏电流计指针的偏转角度 。
1.如图中的a表示垂直于纸面的一根导线,它是闭合电路的一部分。它在磁场中按箭头方向运动时,不能产生感应电流的是( A )
2.如图所示,导体AB在外力作用下向左运动时灵敏电流计指针偏转,向右运动时灵敏电流计指针向另一方向偏转。这个实验事实说明( D )
A.通电导线在磁场中受力大小与电流大小有关
B.通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关
C.感应电流的大小与导体在磁场中切割磁感线运动的快慢有关
D.感应电流的方向与导体在磁场中切割磁感线运动的方向有关
知识点二 发电机
1.发电机
(1)原理: 电磁感应 。
(2)能量的转化:发电机是将 机械 能转化为 电 能的装置。
(3)构造:发电机是由 转子 (转动部分)和 定子 (固定部分)两部分组成的。
2.交流电
(1)定义:电流方向周期性变化的电流。
拓展:从电池得到的电流的方向不变,叫做直流电。
(2)频率:交变电流的频率在数值上等于电流在每秒内周期性变化的次数。我国电网以交流供电,频率为50 Hz。
如图所示,L为带动线圈转动的摇把,图中指针表示可来回摆动的电流表。关于此工作原理图,下列说法正确的是( B )
A.这是电动机的工作原理图
B.用该原理可制作手摇发电机,转动摇把L让线圈转起来,电流表的指针来回摆动
C.用该原理可制作手摇发电机,如果只拿掉电流表,其他电路连接不变,转摇把L让线圈转动,线圈中会产生电流
D.用该原理制成的机器正常工作时,电能转化为机械能
3.有人发明了一种“发电地板”,如图所示,发电地板的主要部件由永磁体和线圈组成,行人或车辆通过时,挤压地板使永磁体和线圈发生相对运动,即能发电。该发电地板的工作原理与下列哪个选项的实验原理相同( B )
4.如图所示是实验室用的手摇发电机。当老师演示时,某同学发现接入电流表的指针来回摆动,且转动越快灯泡越亮。下列结论不正确的是( A )
A.发电机工作过程中电能转化为机械能
B.发电机工作原理是导体切割磁感线产生电流
C.指针来回摆动,说明发电机产生的是交流电
D.转动越快灯泡越亮,说明导体切割磁感线的速度越大,产生的感应电流越大
1.历经10年的不懈探索,终于发现了电磁感应现象的物理学家是( D )
2.(2023·自贡)如图所示,将一根导体AB放置在蹄形磁体形成的磁场方向竖直向下的磁场区域,导体的两端跟灵敏电流计相连。下列说法正确的是( A )
A.AB不动,磁体水平向左快速移动,指针会偏转
B.磁体不动,AB水平向右快速移动,指针不偏转
C.磁体不动,AB竖直向上快速移动,指针会偏转
D.磁体不动,AB竖直向下快速移动,指针会偏转
3.如图所示是发电机线圈在磁场中转动一圈的过程中经过的四个位置,电路中有感应电流的是( D )
A.甲和乙 B.丙和丁
C.甲和丙 D.乙和丁
4.(2023·雅安)如图是一种环保型手电筒,来回摇晃它,使里面的铜线圈在磁铁上来回运动,就能使灯泡发光。下列选项中能说明这种手电筒工作原理的是( C )
5.(2023·南充)以下关于电与磁的描述中,说法正确的是
( C )
A.如图甲所示,当闭合开关后电路中的绿灯亮
B.如图乙所示,与发电机工作原理相同
C.如图丙所示,与手机无线充电原理相同
D.如图丁所示,小磁针偏转是电磁感应现象
6.(2023·重庆B卷)周末,市民开着纯电动汽车出游,驱动汽车的电动机是根据通电导体在 磁场 中受力的作用制成的;同时,行驶过程中正在发电的发电机是根据 电磁感应 原理制成的。
7.(2023·黄冈)如图是动圈式话筒内部结构图。对着话筒说话时,声带 振动 发出声音,使膜片带动线圈做切割磁感线运动,产生的感应电流进入扬声器,将声音放大,改变了声音的 响度 (选填“音调”或“响度”)。线圈切割磁感线运动的过程中,将 机械 能转化为电能。
8.小梅把家里的小电风扇从插座上拔下,如图所示,将小灯泡与电风扇插头的两金属片相连接,用手快速拨动风扇叶片,发现灯泡发光。电风扇发电的原理是 电磁感应现象 ,发电过程是把 机械 能转化为电能。
9.如图是小高做“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。
(1)实验时,小高通过观察 灵敏电流计的指针是否偏转 来判断电路中是否产生感应电流。
(2)小高进行了如图乙所示的5次操作,其中能产生感应电流的是 ①③④ (选填所有符合要求的操作序号)。
(3)完成实验后,小高认为实验现象不太明显,请你提出一条改进措施: ①换一个磁性更强的磁体;②加快导体AB切割磁感线的运动速度;③将导体AB换成多匝线圈(答出一条即可) 。
(4)利用“磁生电”工作的装置有 动圈式话筒 (选填“电铃”“扬声器”“动圈式话筒”或“电磁起重机”)。
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