第一章 电与磁第五节磁生电 练习 -2024-2025学年浙教版八年级下册科学

浙教版八下科学第一章 电与磁 第五节磁生电 01 思维导图 02 基础知识 ☀知识点一 电磁感应现象 1、1831年，英国物理学家法拉第发现了磁生电的条件和规律，实现了利用磁场获得电流的愿望。这个重大发现，带来了 电能 的大规模生产和利用，开辟了电气化的新纪元。 2、 闭合 电路的一部分导体在磁场中做 切割磁感线 的运动时，（切割运动不一定需要垂直，导体的运动方向与磁感线有一定的角度也可以）（不是切割运动的情况有两种：一是导体沿磁感线方向运动；二是导体沿自身所在的直线运动）导体中就会产生 电流 ，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫 感应电流 3、感应电流的方向跟导体的 运动方向 和 磁场方向 有关。 4、如果电路不闭合，当导体做切割磁感线运动时，导体中 没有 感应电流，但导体两端会有 感应电压。 5、在电磁感应中， 机械 能转化为 电能。 6、感应电流的大小与导体切割磁感线的速度和磁场的强度等有关。(1)当磁场强弱一定时，导体切割磁感线的速度越大，产生的感应电流越大。(2)当导体切割磁感线的速度一定时，磁场越强，产生的感应电流越大。 7、电吉他原理：当弦线被拨动而产生振动时，相当于线圈相对弦线在切割弦线的磁感线，从而在线圈中产生感应电流。 ☀知识点二 交流发电机 1．大小和方向都发生周期性变化 的电流叫交流电，如手摇发电机产生的电流就是交流电； 方向不随时间改变的电流叫直流电，如从干电池中获得的电流就是直流电。 2、我国供生产、生活用的交流电的周期是 0.02 秒，频率为50赫兹，简称赫。即每秒出现50个周期方向改变100次。 3、发电机是根据电磁感应原理制成的，是一种能把机械能转化为电能的装置。交流发电机是利用线圈切割磁感线而产生感应电流，它主要由 转子 (线圈)和 定子 (磁体)组成，再利用铜环和电刷把线圈产生的电输送给用电器。为了得到较强的磁场，还要用电磁铁代替永磁体，线圈（转子）转动一周，电流方向改变两次。 4、 直流电动机和交流发电机的比较 比较项目 直流电动机 交流发电机 原理 通电导体在磁场中受力运动 电磁感应现象（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） 能量转化 电能转化为机械能 机械能转化为电能 电源 需要直流电源供电 不需要外部电源供电（靠其他动力设备带动） 构造 转子(线圈)、定子(磁体)、换向器、电刷等 转子(线圈)、定子(磁体)、铜环、电刷等 线圈内部电流 交流电 交流电 线圈外部电流 直流电 交流电 综合练习 一、选择题 1．如图是分析发电机工作原理的剖面图，小圆圈“○”表示垂直于纸面、绕垂直纸面的轴转动的一根导线，它是闭合电路的一部分，当它在如图所示磁场中1、2、3、4位置按箭头方向运动时，会产生感应电流的是（　　） A．1和2 B．1、2和3 C．1、3和4 D．2、3和4 2．2024年4月25日，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。神舟载人飞船与空间站完成自主对接时，为减小对接过程中的震动以保证安全，飞船内置了电磁阻尼器，它由磁铁和线圈构成，当线圈切割磁感线运动时，线圈中会产生电流，同时线圈会受到与运动方向相反的阻力，以阻止其靠近。下列线圈中能产生感应电流的是（　　） A．竖直向上运动 B．水平向左运动 C．沿ab向内运动 D．竖直向下运动 3．2024年4月26日神舟十八号载人飞船与空间站完成自主对接。为减小对接过程中的震动以保证安全，飞船内置了电磁阻尼器，它由磁铁和线圈构成（如图所示）。它的工作原理是：①当线圈水平向左运动时，线圈ab边中会产生电流；②与此同时ab边会受到向右的阻力F，以阻止其靠近。下图中与①原理相同的是（　　） A． B． C． D． 4．如图是手机无线充电装置。它的原理是发射线圈通过一定频率的交流电，发射线圈周围会产生交替变化的磁场，于是在接收线圈中就产生了一定的电流，从而将电能从发射线圈转移到接收线圈，给手机供电。下列选项中与接收线圈工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 5．手机无线充电技术逐步成熟。右图是手机无线充电的示意图，充电底座里的送电线圈接通交流电，从而产生变化的磁场，使手机内的受电线圈中产生一定的电流，完成充电。下图中的实验原理与右图中受电线圈相同的是（　　） A． B． C． D． 6．学校项目化小组为夜跑者设计制作节能夜跑灯，下图为制作好的节能夜跑灯结构图。晚上跑步时，随着手臂的摆动，磁体在水管中运动，LED灯就会发光。下列实验与其原理相同的是（　　） A． B． C． D． 7．风能是一种清洁能源，我国风力发电技术在全世界处于领先位置。以下实验中，能说明风力发电机原理的是（　　） A． B． C． D． 8．如图所示是一种环保型手电筒．使用时，只要将它来回摇晃，就能使灯泡发光．四幅图中能反映这种手电筒的工作原理的是（　　） A． B． C． D． 9．第22届足球世界杯在炎热的卡塔尔进行，所有场地周边都配备有一种“EIPalm凉亭”，如图所示，它装有风力涡轮机，其内部有磁铁，风进入装置带动线圈摆动可提供电。下列实验能解释“EIPalm凉亭”发电原理的是（　　） A． B． C． D． 10．如图所示的四个装置，以下关于演示其物理现象描述正确的是（　　） A．图a可用来演示通电导线在磁场中受力的作用 B．图b可用来演示磁场对通电导线的作用 C．图c可用来演示发电机的原理 D．图d可用来演示电磁铁中电流大小与磁性强弱的关系 11．随着充电汽车越来越多地进入到千家万户，有人提出打造充电公路的想法．如图所示是充电公路的工作原理，预埋的线圈A通电后产生磁场并使行驶在公路上的汽车充电，A、B两处线圈的工作原理与右图中实验相同的是（　　） A．①② B．①③ C．②④ D．③④ 12．同学们做实验的装置如图所示，闭合开关，先将导体ab水平用力向右移动，导体cd也随之运动起来。则在以上的实验中下列说法正确的是（　　） A．实验装置中的甲装置运用的原理是电磁感应现象 B．实验装置中的甲装置把电能转化为机械能 C．实验装置中的乙装置产生的现象在生活中的应用是发电机 D．若将导体ab水平用力向左移动，导体cd的运动方向不变 13．电动汽车刹车时，汽车电动机”变身”为发电机，将汽车机械能转化为电能，简称能量回收系统。下列实验中与该能量回收系统原理相同的是（　　） A． B． C． D． 14．如图所示，电吉它主要由“拾音器”和“音箱”构成， “抬音器”由磁铁和线圈组成.弹动钢弦，相当于线圈切割磁感线运动，在线圈中就会产生对应的音频电流，音频电流经放大后通过音箱，我们就听到了声音.下列与拾音器工作原理相同的电器设备为(　　) A．电磁继电器 B．电铃 C．电动机 D．发电机 15．电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音，下列说法正确的是 (　　) A．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作 B．只要有线圈，即使没有磁体，电吉他也能正常工作 C．改变线圈数或改变磁场方向都可以改变线圈中的感应电流大小 D．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化 二、填空题 16．如图所示，AB和CD是两根固定且平行的水平金属导轨，符号×表示垂直于纸面指向纸面里的磁场的磁感线．现将铜棒EF和GH垂直放在滑轨上，当拉动GH使其向左移动时，发现EF也向左移动，说明铜棒里　 　（选填“有”或“无”）电流产生，EF受到的是磁场力的作用．当拉动GH使其向右移动时，EF应向　 　（选填“左”或（右”）移动，理由是：　 　。 17．如图甲所示，是一种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　 　（填“电动机”或“发电机”）．它工作时的原理相当于图乙中的　 　（填“A”或“B”）． 18．有一种轮子会发光的溜冰鞋（如图甲），轮子是透明的，磁环固定在轮周上，由金属线圈和发光二极管组成的闭合电路固定在轮轴上。发光二极管具有单向导电性（即电流正向通过时能导电，电流方向相反时，其电阻很大，可视为绝缘体）。 （1）溜冰时磁环随轮周转动使发光二极管发光，这种现象称为　 　现象，它的原理相当于图乙中的　 　。 （2）溜冰鞋在运动过程中，小曙发现二极管总是一闪一闪并不连续发光，这说明产生的电流方向是　 　的（选填“改变”或“不变”）。 19．甲、乙两个装置的线圈abcd、a'b'c'd'分别与电刷A、B、A'、B'紧密接触，两组电刷分别用导线连接，如图所示。用手拨动甲装置的线圈，使之沿顺时针方向转动，此时乙装置的线圈也会沿顺时针方向转动。 （1）上述过程中，甲装置中的能量转化是　 　。 （2）　 　（选填“甲”或“乙”）装置相当于电动机。 （3）写出2种使乙装置的线圈沿逆时针方向转动的方法。　 　。 20．如图所示，A、B两组线圈绕于一铁棒的两端，A组线圈与开关、电源相连，B组线圈接一灵敏电流表．当开关S闭合的瞬间，灵敏电流表指针发生偏转，与此现象原理相同的是　 　（选填“电动机”或“发电机”）．开关S闭合后，A组线圈附近的小磁针N极指向如图所示，则电源的正极是　 　端．（选填“a”或“b”） 21．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。若其他条件不变，再增加几个小朋友一起跳跃，则小灯泡的亮度　 　（填“不变”“变暗”或“变亮”）。 22．小明同学做了一个右上图所示的装置，闭合开关，用外力使导体棒cd水平向左运动，发现导体棒ab也随之运动起来。则实验装置中乙部分的科学原理是　 　，甲部分产生的现象与　 　（填“电动机”或“发电机”）的工作原理相似。 23．学校开展项目化学习挑战赛-为夜跑者设计制作节能夜跑灯。 [提供器材]塑料水管、胶塞、圆柱形强磁体、漆包线、LED 灯(图甲，LED 灯具有单向导电性，当电流从“+”极流入时，LED灯会发光，当电流从“-”极流入时，LED灯则不发光)等。 （1）[项目要求]设计制作节能夜跑灯，将日常跑步产生的机械能转化为电能，使LED灯发光是利用　 　原理。 [方案设计]乙图为小柯设计的节能夜跑灯结构图，磁体在水管中可来回移动，线圈缠绕在塑料水管外壳并与一盏LED灯构成闭合电路。 （2）[产品制作]小科用磁性相同的磁体，以相同的速度切割磁感线，探究感应电压大小和线圈匝数关系，具体数据如丙所示。根据表中数据分析可得出结论　 　。确定匝数后，制作夜跑灯绑在小臂上，跑步时甩臂使一盏工作电压为1.8V 的LED 灯发光。 （3）[项目评价] 节能夜跑灯设计制作评价量表(节选) 评价 指标 　 5分 3分 1分 自评 夜跑灯设计图 有设计图且设计合理、结构有标注 有设计图且设计合理 有设计图但设计不合理 　 产品 性能 发光 情况 两盏LED灯交替发光 两盏LED灯发光 一盏LED灯发光 　 使用 情况 日常跑步甩臂发光 快于日常跑步甩臂发光 手中摇动发光 　 根据评价表，小科设计的夜跑灯发光情况一项评分为1分，请在图示虚线框内改进设计图使该指标达到5分 24．起点为宁波市镇海区威海路，终点为杭州市江干区下沙枢纽的杭甬高速段，将成为国内首条高科技智慧公路，建设远期目标是实现车辆移动式无线充电（如图甲）。图乙是电动汽车无线充电的原理简化图，当路面内的充电线圈接通供电电源之后，该线圈就会产生一个磁场，当电动汽车在公路上的时候，车载线圈中会产生感应电流，实现无线充电。 （1）车载线圈中产生电流是利用　 　现象。 （2）当充电线圈中某一时刻的电流从a流入，b流出时，则图中充电线圈内部B点的磁场方向　 　（填“向上”或“向下”）。 25．一、提出问题 如何利用“在磁场中运动的导体”和“运动的磁体’来产生电？ 二、连接电路 如图1-25所示，将矩形线圈的一条边框ab放入蹄形磁体两极间的磁场中，线圈、开关和灵敏电流表串联成一个闭合回路，并用灵敏电流表来检测电路中是否有电流。 三、进行实验 按图1-25所示连接电路。 1 线圈的ab边框在磁场中静止时： 1)闭合开关后，观察电流表的指针是否偏转。 2)换用磁性更强的蹄形磁体，闭合开关后，观察电流表的指针是否偏转。 3)换用匝数更多的线圈，闭合开关后，观察电流表的指针是否偏转。 2 线圈的ab边框在磁场中运动时： 1)闭合开关后，让线圈的ab边框在磁场中做水平(即垂直于磁场方向)向左和向右的运动，观察电流表的指针是否偏转。 2)闭合开关后，让线圈的ab边框在磁场中做垂直(即平行于磁场方向)向上和向下的运动，观察电流表的指针是否偏转。 3)闭合开关后，让线圈的ab边框在磁场中斜向上和斜向下运动，观察电流表的指针是否偏转。 3 线圈的ab边框静止而磁体运动时： 1)闭合开关后，让磁体做水平向左和向右的运动，观察电流表的指针是否偏转。 2)闭合开关后，让磁体做垂直向上和向下的运动，观察电流表的指针是否偏转。 3)闭合开关后，让磁体斜向上和斜向下运动，观察电流表的指针是否偏转。 （1）实验现象 将观察到的实验现象记录在表中。 操作方法 现象(是否偏转) ab边框静止 只闭合开关 　 增强磁体的磁性 增加线圈的匝数 ab边框运动 做水平运动 　 做垂直运动 做斜向运动 磁体运动 做水平运动 　 做垂直运动 做斜向运动 （2）实验结论 ①闭合电路的　 　在磁场中做　 　的运动时，导体中就会产生　 　，这个现象就是电磁感应。 ②感应电流的方向与　 　方向和　 　方向有关；改变其中的一个方向时，感应电流的方向将会　 　，而两个方向同时改变时 ，感应电流的方向　 　。 （3）在上述实验中，若使线圈与磁铁一起以同一速度向相同的方向运动，则电流表的指针是否摆动？为什么？ 参考答案 1-5DBCAB 6-10DDCAA 11-15CABDD 16．【答案】有；右；GH运动方向改变，使产生的电流方向改变，通过EF的电流方向改变，使受到的力的方向也改变 17．【答案】发电机；A 18．【答案】（1）电磁感应；A （2）改变 19．【答案】（1）机械能转化为电能 （2）乙 （3）对调磁极；改变甲的转动方向。 20．【答案】发电机；b 21．【答案】切割磁感线；电流；变亮 22．【答案】电磁感应；电动机 23．【答案】（1）电磁感应 （2）当磁场强度、切割磁感线速度相同时，感应电压大小与线圈匝数成正比 （3） 24．【答案】（1）电磁感应 （2）向下 25．【答案】（1） 操作方法 现象(是否偏转) ab边框静止 只闭合开关 否 增强磁体的磁性 否 增加线圈的匝数 否 ab边框运动 做水平运动 是 做垂直运动 否 做斜向运动 是 磁体运动 做水平运动 是 做垂直运动 否 做斜向运动 是 （2）部分导体；切割磁感线；磁场；磁场方向；导体切割磁感线；改变；不变 （3）不会摆动。因为ab两边没有切割磁感线，所以不会产生感应电流。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$