内容正文:
第二十章 电与磁
第5节 磁生电
知识梳理 导学园地
1.什么情况下磁能生电
(1)实验器材:不同强度的 、 、导线、线圈等。
(2)实验结论: 电路的 导体在磁场中做 运动时,导体中就产生电流。
2.电磁感应:导体在磁场中运动而产生 的现象,产生的电流叫做 。
3.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。
蹄形磁体
电流表
闭合
一部分
切割磁感线
电流
感应电流
电磁感应
转子
定子
交变
机械能
电能
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知识点一:电磁感应现象
1.如图所示中的a表示垂直于纸面的一段导线,它是闭合电路的一部分,当a在下列磁场中沿图中所示方向运动时,不会产生感应电流的是( )
2.如图所示为探究“磁生电”的实验装置。闭合开关,让悬着的
导体AB左右运动时,会观察到电流表的指针 ,说明电路
中有 产生。此现象说明机械能转化为 能。如果
将此装置中的电流表换成 ,可探究磁场对通电导体的作用。
D
发生偏转
电流
电
电源
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名师点睛
电磁感应实验的“三个关键点”
①切割磁感线:导体移动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,指针偏转角度增加便于观察。
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知识点二:发电机
3.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
4.有些小朋友玩的旱冰鞋,其内部虽然没有电池,但旱冰鞋的轮子滚动时,嵌在轮子
中的LED灯会发光。这是因为轮子在滚动的过程中,发生了电磁感应现象,产生了
,LED灯相当于 (选填“电源”或“用电器”)。 (选填“发
电机”或“电动机”)就是根据电磁感应的原理制成的。
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,说明是动起来后才有了电流,是发电机原理图。
A
感应电流
用电器
发电机
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【易错专攻】
易错点:发电机工作原理
5.如图所示是一款新式手电筒,当沿图中箭头方向来回摇动电筒时,灯泡就能发光。下列所示的四个实验中能反映其工作原理的是( )
A
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6.如图所示是一种利用健身球设计的充电器,当人们在转动球的时候就可以给电池充电,这时健身球里面的装置相当于 (选填“电动机”或“发电机”)。它工作时的原理是 。
易错警示
区分电动机和发电机可以从以下三方面着手:
①电路结构:发电机没有电源,电动机有电源。
②构造:电动机有换向器,是两个半铜环,发电机电刷接触的是一个铜环。
③能量转化:发电机将机械能转化为电能,电动机将电能转化为机械能。
发电机
电磁感应
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【基础巩固练】
1.电流的磁效应被发现后,科学家笃信自然力的统一,以逆向的思想,开始在磁生电的研究中进行艰辛的探索。下列科学家与其重要发现对应正确的是( )
A.法拉第——电磁感应现象
B.奥斯特——电流的热效应
C.安培——通电导体周围存在磁场
D.焦耳——磁场对通电导体的作用
A
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2.电子车票,也称“无纸化”车票,乘客网上购票后,直接通过“刷身份证”或“扫
手机”即可顺利进站。如图所示,这是乘客通过“刷身份证”进站时的情景,将身份
证靠近检验口,机器感应电路中就会产生电流,从而识别乘客身份。与这一原理相同
的是( )
A.动圈式话筒 B.动圈式扬声器
C.电磁继电器 D.电磁起重机
3.将导体ab、开关和灵敏电流表用导线连接,导体ab放置在磁极间,如图所示。下列说法正确的是( )
A.开关闭合,磁体不动,ab水平向左快速移动,指针不偏转
B.磁极对调后,开关闭合,ab水平向右快速运动,指针偏转
C.开关闭合,ab竖直上下运动,指针偏转
D.开关断开,ab快速运动,指针可能偏转
A
B
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4.丽水处州府城一角的磨盘特别受小孩青睐。当人推着磨盘转动时,磨盘上竖着的“丽水”两字和其周围墙壁上的灯同时亮起(如图所示)。下列四幅图中能反映其工作原理的是( )
5.如图所示是一款能发电的魔方充电器,转动魔方时,它根据 (选填“电流的磁效应”“电磁感应”或“通电导体在磁场中受力”)的原理发
电,这个过程将 能转化为电能,产生的电能储存于魔方内。
魔方还能通过USB端口给移动设备充电,给移动设备充电时魔方相当
于电路中的 (选填“电源”或“用电器”)。
B
电磁感应
机械
电源
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【素养提升练】
6.(一题多问)如图所示是手机无线充电的原理简化图。当充电器线圈接通电源之后,该线圈就会产生一个磁场,当手机放在充电器上的时候,手机中的线圈就会产生感应电流,实现无线充电。
(1)手机线圈中产生电流是利用 现象。
(2)当充电器线圈中某一时刻的电流方向如图所示,则图中B点的
磁场方向是 (选填“向上”或“向下”)。
(3)与传统方式相比,请你对这种充电方式进行评价。
电磁感应
向上
优点:无线充电不需要数据线,避免了多种充电接口,所以充电方
便、可以兼容多种充电接口的手机充电、可以一对多进行充电;
缺点:充电效率较低、电磁辐射较大
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7.(科学素养·科学探究)某个LED发光的颜色与通过其电流方向的关系如图甲所示。
(1)该LED在两次实验中发光情况如图乙所示,两次实验线圈均在转动。线圈1顺时针转动,由此可知线圈2 (选填“顺时针”或“逆时针”)转动。
(2)如图丙所示,导体棒a与该LED相连。在某磁场中,使a垂直于纸面左右往复运动(虚线为运动轨迹),LED交替发出红、黄光,则该过程a中电流方向 (选填“不变”或“变化”),该磁场可能的分布包括图丁中的 (填序号)。
顺时针
变化
①③④
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