20.5 磁生电（考点分层练）-2024-2025学年九年级物理全一册同步分层练习（湖南专用，人教版）

20.5� �磁生电 基础训练 知识点一 什么情况下磁能生电 1．关于如图所示的实验装置，下列说法正确的是（　　） A．该装置是用于探究“磁场对通电导体的作用” B．闭合开关，导体ab左右运动过程中机械能转化为电能 C．闭合开关，导体ab在磁场中上下运动会产生电流 D．闭合开关，导体ab由向左运动改为向右运动，灵敏电流表指针偏转方向不变 【答案】B 【详解】A．图中导体棒切割磁感线产生电流，是电磁感应，故A错误； B．闭合开关，导体ab左右运动，切割磁感线产生电流，此过程中机械能转化为电能，故B正确； C．闭合开关，导体ab在磁场中上下运动，没有切割磁感线，不会产生电流，故C错误； D．闭合开关，导体ab由向左运动改为向右运动，磁场不变，导体切割磁感线的运动方向改变，电流方向改变，则灵敏电流表指针偏转方向改变，故D错误。 故选B。 2．甲、乙两个相同的装置分别由U形磁铁、导体棒和支架构成，导体棒ab和cd由导线连通 ，如图所示。闭合开关并向右移动 ab，cd也会随之向右运动。关于此现象，下列判断正确的是（　　） A．向左移动ab，cd仍向右运动 B．甲装置，将电能转化为机械能 C．乙装置，将机械能转化为电能 D．调换右边磁体上下磁极，拉动ab向右移动，则cd 向左移动 【答案】D 【详解】A．由题意知，闭合开关并向右移动ab、cd也会随之向右运动。ab向左运动时，磁场方向不变，感应电流的方向改变，通过cd的电流方向改变，磁场方向不变，则cd受力方向改变，运动的方向会改变，cd向左运动，故A错误； B．甲装置中，导体棒ab在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，是发电机的工作原理，将机械能转化为电能，故B错误； C．乙装置中，闭合开关后，导体棒cd中有电流通过，在磁场中受力而运动，是电动机的工作原理，将电能转化为机械能，故C错误； D．调换右边磁体上下磁极，磁场方向改变，拉动ab向右移动，电流方向不变，则cd受力方向改变，即cd向左运动，故D正确。 故选D。 3．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，当导线以图甲所示方向运动时，若想改变电路中感应电流的方向，你有什么方法，请在图乙中画出来，并标出磁极的N、S极位置。 【答案】 【详解】如图甲，a表示垂直于纸面的一根导体，它是闭合电路的一部分，若导体a向下做切割磁感线运动，会产生感应电流。若改变导体a中的感应电流方向，可以改变磁场方向即在保持导体切割磁感线方向不变，对调N、S极或保持磁场方向不变，改变导体a切割磁感线的方向。如图所示： 4．如图所示，ab、cd两根光滑平行金属导轨固定在同一水平面内，处于蹄形磁铁磁场中的金属杆pq放在导轨上，在外力作用下沿导轨运动。若ad之间断开，则电路中 （选填“有”或“无”）感应电流；若ad之间接入电流计，pq杆向右运动时，指针向右偏，pq杆向左运动时，指针将向 偏；若ad之间安装一个直流电源，pq杆通电后由静止开始沿导轨向右运动，同时交换电源的正负极和磁铁的南北极，pq杆通电后由静止开始沿导轨向 运动。 【答案】 无 左 右 【详解】[1]由图知道，若ad之间断开，则由ab、cd和pq杆构成的回路是不闭合的，此时电路中没有感应电流。 [2]电磁感应现象中，感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线方向有关，根据题意知道，pq杆向右运动时，指针向右偏，所以，当磁场方向不变，只有pq杆向左运动时， 感应电流方向发生变化，即指针将向左偏。 [3]通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关，其一发生变化，则受力方向发生变化，两者都发生变化，则受力方向不变。所以，当同时交换电源的正负极和磁铁的南北极，通电导体pq在磁场中受力的方向不变，即pq杆通电后，仍由静止开始沿导轨向右运动。 5．如图是“探究什么情况下磁可以生电”的装置，用棉线将一段导体AB悬挂起来，放置于蹄形磁体的磁场中，再用导线把导体AB和灵敏电流计连接起来，组成闭合电路。 (1)该实验中，灵敏电流计的作用是判断电路中有无电流和判断 ； (2)在选择导体AB的材料时，最好选择 （选填“铜棒”或“铁棒”）； (3)某小组对实验进行完善后，观察并记录数据，可知闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时，电路中会产生感应电流； (4)若将灵敏电流计换成 ，则可探究磁场对电流的作用。 【答案】(1)电流的大小和方向 (2)铜棒 (3)切割磁感线运动 (4)电源 【详解】（1）该实验中，当电路有电流时，灵敏电流计指针发生偏转，而当电路中电流方向不同时，指针的偏转方向则不同，当电路中电流大小不同时，指针偏转的角度则不同，所以，实验中灵敏电流计的作用是判断电路中是否有电流、判断产生感应电流的方向和大小。 （2）在选择AB材料时要求是导体且不能被磁化，铁棒易被磁化，影响实验结果，最好选择铜棒。 （3）通过分析实验数据可知，在电路闭合时，只有导体在磁场中做切割磁感线运动时，灵敏电流计指针才偏转，说明此时电路中产生电流，由此可知：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，这种现象叫做电磁感应现象。 （4）若将灵敏电流计换成电源，则电路中会有电流，所以，可探究磁场对电流的作用。 6．小明用如图所示的装置，探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。 (1)比较 两图可知，产生感应电流时电路应闭合； (2)比较 两图可知，产生感应电流时导体要在磁场中做切割磁感线运动； (3)比较乙、丁两图可知，感应电流的方向与 方向有关。 【答案】(1)甲、乙 (2)乙、丙 (3)磁场 【详解】（1）在甲图和乙图中，磁场的方向相同，导体AB均向左运动，甲中开关断开，指针没有摆动，没有感应电流，而乙中开关闭合，指针向右偏转，有感应电流，因此比较甲、乙两图可知，产生感应电流时电路应闭合。 （2）蹄形磁铁中，磁感线由N极出发回到S极，在乙图和丙图中，磁场的方向相同，当导体AB向左运动切割磁感线时，指针摆动，产生感应电流，当导体AB向上运动，没有切割磁感线，指针没有摆动，没有感应电流，因此比较乙、丙两图可知，产生感应电流时导体要在磁场中做切割磁感线运动。 （3）比较乙、丁两图可知，当导体运动的方向不变，磁场方向改变时，指针摆动的方向相反，即产生的感应电流方向相反，因此可知感应电流的方向与磁场方向有关。 知识点二 发电机 7．下列电器设备中，将电能转化为机械能的是（　　） A．发电机 B．电动机 C．电视机 D．电热水器 【答案】B 【详解】A．发电机是利用电磁感应现象，将机械能转化为电能，故A不符合题意； B．电动机原理是磁场对通电导体有力的作用，将电能转化为机械能，故B符合题意； C．电视机工作时将电能转化为光能、声能，故C不符合题意； D．电热水器工作时将电能转化为内能，故D不符合题意。 故选B。 8．如图所示超市出口处装有报警器，它由防盗天线、检测门、检测器等构成。结账时贴在商品上的磁性标签会被消磁，若磁性标签未被消磁，通过检测门时，检测器就会检测到标签上的磁性而产生感应电流触发电路报警。下列选项中与报警器工作原理相同的是（   ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】由题中的“检测器就会检测到标签上的磁性而触发电路报警”可知报警器的工作原理是电磁感应； AB．两图中利用的是电流的磁效应，即电生磁，故AB不符合题意； C．图中有电源，为电动机原理图，即通电导线在磁场中受到力的作用，故C不符合题意； D．图为发电机原理图，利用的是电磁感应原理，故D符合题意。 故选D。 9．如图所示是动圈式话筒和扬声器的构造示意图。讲话时的声音使膜片振动，与之相连的线圈也跟着一起振动，线圈中产生随声音变化的电流；变化的电流通过扬声器的线圈，线圈就会在磁场中来回振动，带动纸盆也来回振动发出声音。下列说法正确的是（　　） A．扬声器的线圈振动是因为通电导线在磁场中受到力的作用 B．动圈式话筒将电能转化成机械能 C．电风扇的工作原理与动圈式话筒工作原理相同 D．扬声器的工作原理是电磁感应现象 【答案】A 【详解】A．扬声器工作原理是通电导体在磁场中受力而运动，所以扬声器的线圈振动是因为通电导线在磁场中受到力的作用，故A正确； B．动圈式话筒是根据电磁感应原理工作的，机械能转化为电能，故B错误； C．电风扇的主要构件是电动机，所以它的工作原理是通电导体在磁场中受力而运动，动圈式话筒的工作原理是电磁感应，两者原理不同，故C错误； D．扬声器工作原理是通电导体在磁场中受力而运动，故D错误。 故选A。 10．下列说法正确的是（　　） A．动圈式话筒工作的原理与发电机工作原理是不同的 B．扬声器是将声信号转换成电信号的一种装置 C．录音机的磁带录音时，利用的主要原理是电流的磁效应 D．我国供生产和生活用的交变电流，频率是50Hz，电流方向1s内变化50次 【答案】C 【详解】A．动圈式话筒工作的原理和发电机的工作原理是相同的，是利用电磁感应现象，故A错误； B．根据扬声器的结构特点可知，扬声器是将电信号转换成声信号的一种装置，故B错误； C．根据录音机的工作原理可知，录音机的磁带录音时，利用的主要原理是电流的磁效应，故C正确； D．电流方向不断发生周期性变化的电流为交变电流，我国供生产和生活用的交变电流，频率是50Hz，电流方向1s内变化100次，故D错误。 故选C。 11．下列生活现象中，不能用电磁感应来解释的是（　　） A．人脸识别解锁手机 B．话筒采集歌手的歌声 C．刷身份证进入高铁站 D．刷饭卡就餐 【答案】A 【详解】A．摄像头的成像原理与照相机相同，物体位于凸透镜焦距的两倍以外，成倒立、缩小的实像，故A符合题意； B．动圈式话筒是利用电磁感应原理来工作的，故B不符合题意； C．刷身份证时会产生感应电流，有感应电流产生，故C不符合题意； D．当饭卡在卡机上刷过时，这是电磁感应现象，故D不符合题意。 故选A。 12．如图所示是自制交流发电机模型，风车转动，线圈在磁场中做 磁感线运动时，电路中就会产生感应电流，电流方向与 方向和导体运动方向有关。如果把小量程电流表换成电池，把模型当作电动机，此时线圈 （填“能”或“不能”）持续转动。 【答案】 切割 磁场 不能 【详解】[1][2]风车转动，线圈在磁场中做切割磁感线运动，电流表的指针会发生偏转，产生感应电流，感应电流的方向与导体做切割磁感线运动的方向和磁场的方向有关。 [3]把小量程电流表换成电池，线圈中有电流通过，在磁场中受到力的作用，由于没有换向器，线圈在转动时电流方向不会改变，不会持续转动。 能力提升 13．如图所示，质量和形状完全相同的金属线框A和塑料线框B，从同一高度同时自由落下，途中经过某一磁场区域（“×”表示磁场方向垂直纸面向里）。不计空气阻力，两线框落地时的动能大小分别为EA和EB，落地所用时间分别为tA和tB，则EA EB，tA tB。（均选填“>”“<”或“=”）。 【答案】 < > 【详解】[1]不计空气阻力，质量相同的金属线框A和塑料线框B在同一高度时，所具有的重力势能相等，金属线框A下落通过磁场区域时，做切割磁感线运动，将机械能转化为电能，即重力势能部分转化为动能，部分转化电能，塑料线框B下落时，重力势能转化为动能，所以落地时，A的动能小于B的动能。 [2]A、B落地时，A的动能小于B的动能，两者质量相等，则A的速度小于B的速度，在相同的距离内，A的速度变化比B的小，所以落地所用时间tA>tB。 14．导线是闭合电路的一部分（图1中的“”为导线的剖面图），a在磁场中的运动轨迹如图1所示。请在图1中正确画出所给的磁感线的方向 ；a在磁场中沿 段（选填“”、“”或“”）运动不能产生感应电流，如果把图中N极和S极对调，a继续沿该段运动， （选填“能”或“不能”）产生感应电流。如图2所示，表示导线中的电流方向垂直于纸面向里，F是磁场对通电导线的作用力。则图3的电路通电后，ab段所受到的磁场力的方向 （选填“向上”或“向下”），cd段所受到的磁场力的方向 （选填“向上”或“向下”）。 【答案】 AB 不能 向下 向上 【详解】[1]磁感线从磁体的N极出发、回到S极，据此画出图中磁感线的方向，如下图所示： [2]由图可知，导线a在磁场中沿、运动时，都会切割磁感线，a中能产生感应电流；a在磁场中沿运动时，磁感线的方向与a运动的方向相同，没有切割磁感线，不会产生感应电流。 [3]如果把图中N和S极对调，a继续沿该段运动时也不会切割磁感线，不会产生感应电流。 [4]根据电源可知，段导线中电流方向为，与图2中电流的方向相反；磁感线的方向水平向左，与图中的磁感线的方向相反，所以受到的磁场力的方向上与图中的导线受到的磁场力的方向相同，是竖直向下的。 [5]图中段导线中的电流的方向是从到，与段导线中的电流方向相反，所以受到的磁场力的方向与段导线受到的磁场力的方向相反，是竖直向上的。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 20.5� �磁生电 基础训练 知识点一 什么情况下磁能生电 1．关于如图所示的实验装置，下列说法正确的是（　　） A．该装置是用于探究“磁场对通电导体的作用” B．闭合开关，导体ab左右运动过程中机械能转化为电能 C．闭合开关，导体ab在磁场中上下运动会产生电流 D．闭合开关，导体ab由向左运动改为向右运动，灵敏电流表指针偏转方向不变 2．甲、乙两个相同的装置分别由U形磁铁、导体棒和支架构成，导体棒ab和cd由导线连通 ，如图所示。闭合开关并向右移动 ab，cd也会随之向右运动。关于此现象，下列判断正确的是（　　） A．向左移动ab，cd仍向右运动 B．甲装置，将电能转化为机械能 C．乙装置，将机械能转化为电能 D．调换右边磁体上下磁极，拉动ab向右移动，则cd 向左移动 3．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，当导线以图甲所示方向运动时，若想改变电路中感应电流的方向，你有什么方法，请在图乙中画出来，并标出磁极的N、S极位置。 4．如图所示，ab、cd两根光滑平行金属导轨固定在同一水平面内，处于蹄形磁铁磁场中的金属杆pq放在导轨上，在外力作用下沿导轨运动。若ad之间断开，则电路中 （选填“有”或“无”）感应电流；若ad之间接入电流计，pq杆向右运动时，指针向右偏，pq杆向左运动时，指针将向 偏；若ad之间安装一个直流电源，pq杆通电后由静止开始沿导轨向右运动，同时交换电源的正负极和磁铁的南北极，pq杆通电后由静止开始沿导轨向 运动。 5．如图是“探究什么情况下磁可以生电”的装置，用棉线将一段导体AB悬挂起来，放置于蹄形磁体的磁场中，再用导线把导体AB和灵敏电流计连接起来，组成闭合电路。 (1)该实验中，灵敏电流计的作用是判断电路中有无电流和判断 ； (2)在选择导体AB的材料时，最好选择 （选填“铜棒”或“铁棒”）； (3)某小组对实验进行完善后，观察并记录数据，可知闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时，电路中会产生感应电流； (4)若将灵敏电流计换成 ，则可探究磁场对电流的作用。 6．小明用如图所示的装置，探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。 (1)比较 两图可知，产生感应电流时电路应闭合； (2)比较 两图可知，产生感应电流时导体要在磁场中做切割磁感线运动； (3)比较乙、丁两图可知，感应电流的方向与 方向有关。 知识点二 发电机 7．下列电器设备中，将电能转化为机械能的是（　　） A．发电机 B．电动机 C．电视机 D．电热水器 8．如图所示超市出口处装有报警器，它由防盗天线、检测门、检测器等构成。结账时贴在商品上的磁性标签会被消磁，若磁性标签未被消磁，通过检测门时，检测器就会检测到标签上的磁性而产生感应电流触发电路报警。下列选项中与报警器工作原理相同的是（   ） A． B． C． D． 9．如图所示是动圈式话筒和扬声器的构造示意图。讲话时的声音使膜片振动，与之相连的线圈也跟着一起振动，线圈中产生随声音变化的电流；变化的电流通过扬声器的线圈，线圈就会在磁场中来回振动，带动纸盆也来回振动发出声音。下列说法正确的是（　　） A．扬声器的线圈振动是因为通电导线在磁场中受到力的作用 B．动圈式话筒将电能转化成机械能 C．电风扇的工作原理与动圈式话筒工作原理相同 D．扬声器的工作原理是电磁感应现象 10．下列说法正确的是（　　） A．动圈式话筒工作的原理与发电机工作原理是不同的 B．扬声器是将声信号转换成电信号的一种装置 C．录音机的磁带录音时，利用的主要原理是电流的磁效应 D．我国供生产和生活用的交变电流，频率是50Hz，电流方向1s内变化50次 11．下列生活现象中，不能用电磁感应来解释的是（　　） A．人脸识别解锁手机 B．话筒采集歌手的歌声 C．刷身份证进入高铁站 D．刷饭卡就餐 12．如图所示是自制交流发电机模型，风车转动，线圈在磁场中做 磁感线运动时，电路中就会产生感应电流，电流方向与 方向和导体运动方向有关。如果把小量程电流表换成电池，把模型当作电动机，此时线圈 （填“能”或“不能”）持续转动。 能力提升 13．如图所示，质量和形状完全相同的金属线框A和塑料线框B，从同一高度同时自由落下，途中经过某一磁场区域（“×”表示磁场方向垂直纸面向里）。不计空气阻力，两线框落地时的动能大小分别为EA和EB，落地所用时间分别为tA和tB，则EA EB，tA tB。（均选填“>”“<”或“=”）。 14．导线是闭合电路的一部分（图1中的“”为导线的剖面图），a在磁场中的运动轨迹如图1所示。请在图1中正确画出所给的磁感线的方向 ；a在磁场中沿 段（选填“”、“”或“”）运动不能产生感应电流，如果把图中N极和S极对调，a继续沿该段运动， （选填“能”或“不能”）产生感应电流。如图2所示，表示导线中的电流方向垂直于纸面向里，F是磁场对通电导线的作用力。则图3的电路通电后，ab段所受到的磁场力的方向 （选填“向上”或“向下”），cd段所受到的磁场力的方向 （选填“向上”或“向下”）。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$