16.5电磁感应 发电机 ---2024-2025学年苏科版物理九年级下学期

16.5电磁感应发电机 知识点一 实验：探究感应电流产生的条件 1．如图所示，马蹄形磁体水平放置，导线ab与灵敏电流计组成闭合电路、下列操作能使电流计发生偏转的是（　　） A．导线ab静止不动 B．导线ab水平向左运动 C．导线ab在竖直方向运动 D．马蹄形磁体竖直向上运动 2．电磁感应现象是英国物理学家 首先发现的．探究这个现象应选用如图中 (填“甲”或“乙”)所示的装置进行实验．在这个现象中感应电流的方向与 的方向和磁感应线方向有关．利用电磁感应现象可以制成 ，实现机械能转化为电能． 3．图所示，在探究产生感应电流条件的实验中，把马蹄型磁铁竖直放置在水平桌面上。闭合开关，当导体AB （竖直/水平）运动时，回路中有感应电流；当磁铁沿平行于AB的方向运动时，回路中 感应电流。 4．如图所示是“探究感应电流产生的条件”实验装置。 （1）实验中，AB棒的材料可能是 （填“塑料”或“铝”）； （2）我们可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生；还可以通过指针偏转的方向判断 ； （3）闭合开关，实验探究过程记录如表所示： 次数 AB棒在磁场中的运动情况 是否有感应电流 1 静止 无 2 沿磁场方向运动（不切割磁感线运动） 无 3 切割磁感线运动 有 根据实验现象，初步得出电路中产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动，在该运动过程中，主要将机械能转化为电能； （4）保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，重复上述实验，是为了探究感应电流方向与 的关系； （5）若将此装置中灵敏电流计换成 ，可进一步探究电动机的工作原理。 知识点二 电磁感应现象 5．如图所示，将带绝缘层的导线绕在塑料管外，导线两端连接着小灯泡，形成闭合电路，管内有一强磁体。来回快速摇动此装置，发现小灯泡在不断闪烁，下列说法正确的是（　　） A．该现象为电流磁效应 B．该现象为电流热效应 C．此装置与发电机原理相同 D．此装置与电动机原理相同 6．图甲所示为一种手环“计步器”，其内部有一块磁铁密封在绕有线圈的塑料管中。走路时，磁铁在管中运动，线圈输出变化的电流，实现计步。图乙中能反映其工作原理的是（　　） A．①和③ B．①和② C．③和④ D．②和④ 知识点三 发电机原理 7．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 。磁感线运动，闭合电路中产生 ，小灯泡发光。    知识点四 电动机与发电机的区分 8．小华在学习了电和磁的知识后。 （1）用甲、乙两个直流电动机设计了如图所示的装置，闭合开关S后甲开始转动，同时用皮带带动乙转动，小灯泡发光。在此过程中将电能转化为机械能的装置是 （选填“甲”或“乙”），乙工作原理是 ，最早发现其规律的科学家是 ，如果要让甲的转动方向与原来相反，则应采取的措施是 。 （2）如图所示是实验室用的手摇发电机，若在发电机和小灯泡的电路里串联一个灵敏电流计，慢慢摇动手柄，观察到电流表的指针左右摇摆，这表明该发电机发出的电是 （选填“直流电”或“交流电”） 9．世界上第一个发现电与磁之间联系的科学家是（　　） A．沈括 B．奥斯特 C．法拉第 D．安培 10．小明按人类对磁的认识历程，对“电磁转换”一章知识进行梳理，图中对应位置的内容填写正确的是（　　） A．赫兹 B．电动机 C．电磁起重机 D．电磁感应现象 11．无线电充是一种增加手机续航时间的方式，无线电充的技术原理：电流流过充电座的“送电线圈”产生磁场，当手机中的“受电线圈”靠近该磁场时就会产生感应电流，从而给手机电池充电，如图所示。下列图中，与“受电线圈”处用到的实验原理相同的是（　　） A． B． C． D． 12．将一根带有绝缘皮的长铜导线的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连，像跳绳一样摇动导线，如图所示，发现灵敏电流计的指针左右摆动。此过程与 （选填“发电”或“电动”）机的原理相同，这一现象证明地球周围存在 ，为顺利产生电流，两位同学应沿 （选填“东西”或“南北”）方向站立。 13．图示实验装置中，磁体和导体棒均水平放置，断开S2、闭合S1，使导体棒水平向右运动，电流表G的指针向右偏，这是 现象，为使G的指针向左偏，可使导体棒向 运动，断开S1、闭合S2，导体棒能运动起来，依此可制成 （选填“电动机”或“发电机”）． 14．一位设计师设计了一种“重力灯”，无论你在地球哪一个角落，无论当地的天气如何，它都可以实现照明。如图是这种“重力灯”的结构简化图，当重物下落时拉动绳子，转轴转动时，小灯泡就可以发光，重复以上操作，可以实现长时间照明。现挂上一个质量为25kg的重物，该重物恰好可以缓慢匀速下落，在重物下落高度为2.4m的过程中，就可以供一个标有“3.6V 1W”字样的LED灯持续正常发光4min。（g取10N/kg） （1）图中虚线框内一定有 ，它的工作原理是 ； （2）重物下落时，重力做功的功率为 W，重物在一次下落过程中，如图装置能量转化的效率为 。 16.5电磁感应发电机 参考答案 题号 1 5 6 9 10 11 答案 B C D B D B 1．B 【详解】产生感应电流的条件是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，本题图中可看出是闭合电路的一部分导体在磁场中了，本题就是判断是否做切割磁感线运动．磁感线方向是竖直向下的． 导体ab静止或在竖直方向上下运动，运动方向与磁感线方向平行，所以不会切割磁感线，不会产生感应电流．故选项AC不符合题意． 马蹄形磁体竖直向上运动，导体ab与磁体做相对运动，运动方向与磁感线方向平行，所以不会切割磁感线，不会产生感应电流．故选项D不符合题意． 导体ab在水平向左运动，运动方向与磁感线方向垂直，切割磁感线，产生感应电流．故B符合题意． 2． 法拉第 甲 导线切割磁感线 发电机 【详解】电磁感应现象是英国物理学家法拉第发现的；电磁感应现象的特点是没有电源而有一个电流表，用来测量产生的电流；感应电流的方向和电流的方向与导体切运动的方向有关；根据电磁感应现象制成了发电机，发电机将线圈运动的机械能转化为电能． 3． 竖直 无 【详解】[1][2]产生感应电流的条件是导体在磁场中做切割磁感线运动，蹄形磁铁按图示方向放置时，导体只有在竖直运动时才能够产生感应电流，沿平行于AB方向运动时不会产生感应电流。 4． 铝 电流的方向 切割磁感线 磁感线的方向 电源 【详解】（1）[1]探究感应电流产生的条件，电路需要形成闭合回路，AB应为导体，则可能是铝。 （2）[2]可以通过灵敏电流计的正反偏转来判断电流的方向。 （3）[3]由表格可知，当AB棒在磁场中静止或沿磁场方向运动（不切割磁感线运动）时，没有感应电流，当AB棒在磁场中切割磁感线运动时，产生感应电流，则总结可得：电路中产生感应电流的条件是，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，在该运动过程中，主要将机械能转化为电能。 （4）[4]AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调，则磁感线方向发生改变，可用于探究感应电流方向与磁感线方向的关系。 （5）[5]将灵敏电流计换成电源，则可观察到通电导体在磁场中受力运动，则可用于探究电动机的工作原理。 5．C 【详解】装置中没有电源，而要使灯泡发光，必须有提供电能的装置，来回快速摇动此装置，消耗机械能提供了电能，由此可知，这是利用电磁感应现象制成的，与发电机的原理相同，故ABD错误，C正确。 故选C。 6．D 【详解】根据“运动手环”的特点可知，管外缠绕着线圈，当塑料管运动时，磁铁在管中反复运动，线圈切割磁感线而产生电流。因此，运动手环的基本原理是电磁感应。 ①利用了通电导体在磁场中受力运动，故①不符合题意； ②图中当闭合回路的一部分导体即ab在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，即电磁感应现象，故②符合题意； ③图为奥斯特实验，说明电流可以产生磁场，故③不符合题意； ④是电磁感应现象，通过风扇的运动产生感应电流，使得二极管发光，故④符合题意。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 7． 切割磁感线运动 感应电流 【详解】[1][2]由图可知，固定在地板下方的磁铁位于线圈内部，当磁铁上下往复运动时，线圈就会切割磁感线运动，根据电磁感应现象可知，线圈中就会产生感应电流，使小灯泡发光。 8． 甲 电磁感应 法拉第 将电源正负极对调 交流电 【详解】（1）[1][2][3][4]甲电路中有电源，甲相当于电动机，在此过程中将电能转化为机械能；乙中没有电源，皮带转动过程中，线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，其原理是电磁感应；最早发现电磁感应现象的科学家是法拉第；电动机中，线圈的转动方向与磁场方向和电流方向有关，要让甲的转动方向与原来相反，则应采取的措施是将电源正负极对调。 （2）[5]在发电机和小灯泡的电路里串联一个灵敏电流计，慢慢摇动手柄，观察到电流表的指针左右摇摆，说明电流方向在不断改变，这表明该发电机发出的电是交流电。 9．B 【详解】A．沈括是北宋时期的科学家，发现了地磁偏角的存在，这一重大发现比欧洲早5个世纪，故A不符合题意； B．1820年丹麦的物理学家奥斯特发现电流周围存在着磁场，第一个揭示电和磁之间的关系，故B符合题意； C．在奥斯特实验的基础上，1831年英国物理学家法拉第发现磁场能产生电流，故C不符合题意； D．1820年法国物理学家安培发现了电流间的相互作用力，并提出了著名的安培定律，故D不符合题意。 故选B。 10．D 【详解】A．奥斯特发现电流的磁效应，故A错误； B．电流的磁效应的应用为电磁铁，发电机应用了通电线圈在磁场中受力的作用，故B错误； C．磁场对电流的作用的应用为发电机，电磁起重机应用了电流的磁效应，故C错误； D．发电机应用了电磁感应的原理，故D正确。 故选D。 11．B 【详解】A．通电导线使小磁针发生偏转，其原理为电流的磁效应，故A不符合题意； B．闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动，会产生感应电流，为电磁感应现象，故B符合题意； C．原理为通电导体在磁场中受到力的作用，故C不符合题意； D．利用通电螺线管产生磁场，其原理为电流的磁效应，故D不符合题意。 故选B。 12． 发电 磁场 东西 【详解】[1][2]用一根导线做跳绳，将它的两端与固定在地面上的灵敏电流表相连，摇动“跳绳”时，发现灵敏电流表的指针发生了偏转，这说明电路中有感应电流，这是电磁感应现象，这是发电机的工作原理，同时该实验说明地球的周围存在磁场。 [3]地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近，磁感线大致南北方向，所以两位同学站在东西方向，才能摇动导线跳绳做切割磁感线运动，并且导线跳绳是闭合电路的一部分导体，所以两位同学站在东西方向，摇动跳绳产生的感应电流更大一些。 13． 电磁感应 左 电动机 【详解】断开S2、闭合S1，使导体棒水平向右运动，此时导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中就会产生感应电流，电流表G的指针向右偏，这是电磁感应现象； 感应电流的方向与导体运动方向有关，为使电流表G的指针向左偏，可使导体棒向左运动；断开S1、闭合S2，导体棒有电流，在磁场中受到力的作用，能运动起来，这就是电动机的原理； 14． 发电机 电磁感应现象 2.5 40% 【详解】（1）[1]由题意可知，当重物下落时拉动绳子，转轴转动时，小灯泡就可以发光，说明该装置是把机械能转化为电能，所以甲图虚线框内一定有发电机。 [2]发电机内的线圈做切割磁感线运动时，会在电路中产生感应电流，其工作原理是电磁感应现象。 （2）[3]由题意可知，重物下落时，重力做的功为 W机械=Gh=mgh=25kg×10N/kg×2.4m=600J 所用时间为 t=4min=240s 故由可得，重力做功的功率为 [4]由可得，该装置获得的电能为 W电=P灯t=1W×4×60s=240J 故甲图装置能量转化的效率为 1 学科网（北京）股份有限公司 $$