内容正文:
第五节 磁生电
第十六章 电磁现象
一、电磁感应现象
1.发现:英国物理学家 法拉第 在1831年发现了利用磁场产生电流的条件和规律,并进一步揭示了 电 和 磁 之间的联系.
2.定义:闭合电路的一部分导线在磁场中 做切割磁感线运动 而产生电流的现象,叫作电磁感应现象,产生的电流叫作 感应电流 .
法拉第
电
磁
做切割磁感线运动
感应电流
二、什么情况下磁能生电
1.产生感应电流的条件
(1) 闭合 电路.
(2) 部分 导体.
(3)在磁场中做 切割磁感线 运动.
2.影响感应电流方向的因素:与 导体切割磁感线的方向 、 磁场的方向 有关.
闭合
部分
切割磁感线
导体切割磁感线的方向
磁场的方向
三、电磁感应现象中的能量转化
在电磁感应现象中, 机械能 转化为 电能 .
机械能
电能
考点一 电磁感应现象
1.在物理学发展史上,第一次发现磁能生电的科学家是( C )
A.爱因斯坦 B.奥斯特
C.法拉第 D.麦克斯韦
2.闭合电路的 一部分 导体在 磁场 中做 切割磁感线 运动时,导体中就会产生 感应电流 ,这种现象叫电磁感应现象.
C
一部分
磁场
切割磁感线
感应电流
考点二 什么情况下磁能生电
3.小刚连接好如图所示的电路后,下列操作能使电流表指针偏转的是( C )
A.断开开关,导体AB向右运动
B.断开开关,导体AB沿磁场方向运动
C.闭合开关,导体AB向左运动
D.闭合开关,导体AB沿磁场方向运动
4.(2023·肇庆模拟)如图所示的装置,当将条形磁体向右插入螺线管中时,电流表的指针发生偏转,下列关于该现象的说法正确的是( C )
A.该现象说明了电流具有磁效应
B.该装置能将电能转化为机械能
C.条形磁体和螺线管整体相当于电源
D.电动机的原理与该实验现象的原理相同
C
C
5.在“探究产生感应电流的条件”实验中,把蹄形磁体竖直放置在水平桌面上,装置如图所示.闭合开关,当导体AB 竖直 (选填“竖直”或“水平”)运动时,回路中有感应电流;当蹄形磁体沿平行于AB的方向前后运动时,回路中 无 (选填“有”或“无”)感应电流.
竖直
无
6.(教材P21图16-5-1变式)“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置如图所示,在蹄形磁体的磁场中悬挂一根导体ab,把它的两端跟电流表连接起来,组成闭合回路.
(1)实验中,电流表的作用是 显示电路中有无电流以及电流方向的改变 .
(2)下列操作,能使回路中产生电流的是 BC (填序号).
A.蹄形磁体和导体ab都静止
B.蹄形磁体静止,导体ab左右运动
C.导体ab静止,蹄形磁体左右运动
显示电路中有无电流以及电流方向的改变
BC
(3)感应电流的方向与磁场方向和 导体运动 方向有关.
导体运动
7.如图是“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置.闭合开关后,导体棒ab、灵敏电流表、开关、导线组成闭合电路.实验观察到的现象如下表.
实验序号 磁场方向 导体棒ab运动方向 灵敏电流表指针偏转情况
1 向下 向上 不偏转
2 向下 不偏转
3 向左 向右偏
4 向右 向左偏
5 向上 向上 不偏转
6 向下 不偏转
7 向左 向左偏
8 向右 向右偏
(1)实验时通过观察 灵敏电流表指针是否偏转 来判断电路中是否产生感应电流.
(2)由实验可知,闭合电路中的部分导体在磁场中做 切割磁感线 运动时,电路中产生感应电流.
(3)比较第4次和第 8 次实验可知:导体棒运动方向相同时,感应电流的方向与磁场方向有关.
(4)比较第7次和第8次实验可知: 磁场方向相同时,感应电流的方向和导体棒运动方向有关 .
灵敏电流表指针是否偏转
切割磁感线
8
磁场方向相同时,感应电流的方向和导体棒运
动方向有关
8.如图所示,在蹄形磁体的磁场中放置一根导线.利用此实验装置进行实验,下列说法正确的是( B )
A.在a、b间接入电源,可以探究电磁感应现象
B.在a、b间接入电源,就是电动机的工作原理图
C.在a、b间接入电流表,可以探究磁场对电流的作用
D.在a、b间接入电流表,导线随意运动,电流表指针就会发生偏转
B
9.图中a表示垂直于纸面的一根导线,它是闭合电路的一部分,当它在磁场中按箭头方向运动时,不能产生感应电流的情况是( D )
D
10. 科技创新文文同学制作了如图所示的电磁跷跷板参加学校的科技节活动.该电磁跷跷板是在两端封闭的透明塑料管中放入一块磁铁,塑料管外绕有金属丝作为线圈,在线圈两端并联两个发光二极管,二极管具有单向导电性,演示时,让塑料管上下翘动,磁铁便在线圈中左右移动,发光二极管就会交替发光.发光二极管主要由 半导体 (选填“超导”或“半导体”)材料制成的.此装置是根据 电磁感应 原理工作的.
半导体
电磁感
应
11.(2023·河南模拟)小明用如图所示的装置探究什么情况下磁可以生电.
(1)该实验中,灵敏电流表的作用是 检验电路中是否有电流 、判断感应电流的方向.
(2)使导体AB在蹄形磁体中水平向左或向右运动,灵敏电流表指针 发生 (选填“发生”或“不发生”)偏转.
检验电路中是否有电流
发生
①让导体AB在磁场中以一定的速度水平向右运动,观察灵敏电流表指针的偏转角度.
②改变 磁场强度 ,让导体AB在磁场中以相同的速度水平向右运动,观察灵敏电流表指针的偏转角度.
磁场强度
(3)该实验的结论是:闭合电路的一部分导体,在磁场中做 切割磁感线 运动时,导体中就会产生感应电流.
(4)有同学想探究感应电流的大小是否与磁场强弱有关,进行了如下操作.
切割磁感线
12.小明利用如图所示的装置探究影响感应电流的因素,进行了如下操作:①保持蹄形磁体静止,使金属棒AB水平向右运动,观察并记录灵敏电流表指针偏转的方向;②调换蹄形磁体的N、S极,然后保持蹄形磁体静止,仍然使金属棒AB水平向右运动,观察并记录灵敏电流表指针偏转的方向.
(2)小明发现①②两次操作中除灵敏电流表指针偏转方向不同外,指针偏转的最大角度也不相同.请你根据小明观察到的现象,提出一个可探究的科学问题: 感应电流的大小与导体的运动快慢有什么关系 ?
(3)小明认为“只要金属棒AB在磁场中运动,灵敏电流表中就会有电流通过”.请你利用题中装置设计实验,证明小明的观点是错误的.
◉答案 让金属棒AB沿着磁感线的方向运动,灵敏电流表的指针不偏转
感应电
流的大小与导体的运动快慢有什么关系
(1)小明探究的问题是 感应电流的方向是否与磁场的方向有关 .
感应电流的方向是否与磁场的方向有关
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