内容正文:
第二十章 电与磁
第5节 磁生电
法拉第
电流
感应电流
切割磁感线
电磁感应
转子
定子
交变
机械能
电能
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无
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切割磁感线
切割磁感线运动方向
会
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C
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发电机
电磁感应
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A
A
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B
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B
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AD
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切割磁感线
感应电流
交流电
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没有做切割磁感线运动
没有闭合开关
切割磁感线
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闭合电路
切割磁感线
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A
电磁感应
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有可能。金属框BC竖直下落进入磁场,重力势能不断转化为动能,因切割磁感线,电路中产生感应电流,动能转化为电能;若转化的动能中只有一部分转化为电能,则动能增大,质量不变,速度增大,金属框做加速运动。
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知识梳理
导学园地
1.电磁感应
(1)发现:英国物理学家 。
(2)概念:由于导体在磁场中运动而产生 的现象,产生的电流叫做 。
(3)产生感应电流的条件:闭合电路的一部分导体在磁场中做
运动。
2.发电机
(1)原理: 。
(2)构造:主要由 和 组成。
(3)电流特点:产生 电流。
(4)能量转化: 转化为 。
1.只要导体的运动方向与磁感线方向不平行,导体就会切割磁感线。
2.若电路不是闭合的,部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,虽然不会产生感应电流,但会在导体两端产生感应电压。
知识点一:电磁感应现象
【典题1】小明用如图所示的装置来探究感应电流产生的条件(图中灵敏电流计G的指针偏转方向相反,即表示通过的电流方向相反)。
(1)导体ab静止悬挂,闭合开关,灵敏电流计的指针不偏转,说明电路中 (选填“有”或“无”)电流产生。
(2)继续探究,记录观察到的现象如下表:
实验序号
ab运动方向
电流计指针偏转情况
1
沿磁场方向运动(不切割磁感线)
不偏转
2
水平向左(切割磁感线)
向右偏转
3
水平向右(切割磁感线)
向左偏转
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 运动时,电路中就会产生感应电流。
②比较2、3实验现象还发现,产生的感应电流的方向跟
有关。
(3)若在整理器材时未断开开关,先水平向左撤去蹄形磁体(导体ab不动),则灵敏电流计的指针 (选填“会”或“不会”)偏转。
名师点睛
电磁感应实验的“三个关键点”
(1)切割磁感线:移动导体的方向与磁场的方向有一定的夹角,包括正切和斜切或导体不动沿垂直于磁感线方向移动磁体。
(2)电流表指针不偏转的原因:电路没有闭合,导体静止或导体沿着磁场方向运动。
(3)实验改进:增强磁场、用多匝线圈、快速移动导体,增大产生的电流,指针偏转角度增大便于观察。
【变式1】 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,会产生感应电流的是( )
A.甲和乙
B.乙和丙
C.丙和丁
D.甲和丁
知识点二:发电机
【典题2】如图所示,线圈转动过程中,下列说法正确的是 (
)
A.线圈的机械能转化为电能
B.通过灯泡的电流方向不变
C.通过灯泡的电流大小不变
D.线圈中产生电流的原理是电流的磁效应
名师点睛
区分电动机和发电机的原理图的方法:
看电路中有电源还是有电流表或灯泡等用电器。如果有电源,说明是先有电而后动,是电动机原理图;若有电流表或灯泡等用电器,说明是动起来后才有了电流,是发电机原理图。
【变式2】小华在微型电扇的插头处接一只发光二极管,用手旋转叶片,发现二极管发光。此时微型电扇如同一台
(选填“电动机”或“发电机”),其工作原理是 。
【基础达标练】
1.关于电磁感应现象,下列说法正确的是( )
A.电磁感应现象中机械能转化为电能
B.感应电流的方向只跟导体运动方向有关
C.感应电流的方向只跟磁场方向有关
D.导体在磁场中运动,就能产生感应电流
2.新型智能手机无线充电技术主要是应用电磁感应原理,当交变电流通过充电底座中的线圈时,线圈产生磁场,带有金属线圈的智能手机靠近该磁场就能产生电流,通过“磁生电”来实现充电。下列设备也是利用“磁生电”原理工作的是( )
A.动圈式话筒
B.扬声器
C.电烙铁
D.电磁起重机
3.如图所示是动圈式话筒构造示意图,其工作原理是( )
A.电流周围存在磁场
B.电磁感应现象
C.磁场对通电导线有力的作用
D.电能转化为机械能
4.如图所示,以塑料管为连接轴将两个玩具电动机连接起来,电动机甲连接一个小灯泡,电动机乙连接电源,闭合开关后( )
A.小灯泡不发光,因为小灯泡未与电源相连
B.小灯泡发光,甲此时相当于发电机
C.乙的工作原理是电磁感应
D.甲工作时,电能转化为机械能
5.(多选)如图所示是探究感应电流产生条件的实验装置,磁体和铜棒ab均水平放置,闭合开关,当铜棒水平向右运动时,小量程电流表G的指针向右偏转。为使电流表指针向左偏转,下列方法可行的是( )
A.使铜棒ab向左运动
B.使铜棒ab竖直向上运动
C.保持铜棒ab静止不动,使磁体水平向左运动
D.将磁体的N、S极对调,仍使铜棒ab水平向右运动
6.某幼儿园游乐室里有一块能发电的地板,当小朋友们在上面跳跃时,小灯泡便会一闪一闪,地板下方铺设的结构如图所示,当踩踏地板时,固定在地板下方的磁铁往复运动,使固定在地面上的弹簧线圈做 运动,闭合电路中产生 ,小灯泡发光。随着小朋友上下往复地运动,线圈产生的电流是 (选填“交流电”或“直流电”)。
【思维拓展练】
7.如图所示,某小组探究导体在磁场中产生感应电流的条件,实验时保持磁体位置不变。
(1)如图甲所示,电流计指针不偏转,这是因为导体ab
。
(2)如图乙所示,电流计指针也不偏转,这是因为 。
(3)如图丙所示,电流计指针仍不偏转,这是因为导体ab虽有运动,但没有
。
(4)分析比较图中四个实验现象,可以初步得出产生感应电流的条件: 的部分导体,在磁场中做 运动。
1.(2022遵义中考)风能是一种环保的可再生能源,下列各图能反映风力发电原理的是( )
A
B
C
D
2.(2022黔西南中考节选)如图所示是一款运动手环,手环内置一空心密闭的塑料管,管内有一小块可移动的磁铁,管外绕着线圈。戴着这种手环步行时,磁铁随手臂的摆动在管内往复运动,线圈中便会产生电流,这是利用了 原理。
3.(2022贵阳中考)如图所示,铜质金属框ABCD正下方有一均匀磁场区域(磁感线方向与纸面垂直)。某时刻金属框开始自由下落,下落过程中金属框始终保持竖直状态。请判断金属框BC边进入磁场后,AD边进入磁场前,金属框是否有可能做加速运动?请从能量转化的角度阐述理由。(不计空气阻力)
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