20.6 磁生电 同步课堂2025-2026学年人教版(2024)九年级物理全册
2025-07-11
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内容正文:
20.6 磁生电
知识点目录
【知识点1】磁生电 1
【知识点2】发电机 6
【知识点3】动圈式话筒 12
学习目标
1.了解电磁感应现象,知道导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。(重点)
2.知道发电机的原理及发电过程是能量转化的过程,了解什么是交流电。(重难点)
3.了解电磁感应在生产、生活中的应用,如动圈式话筒的工作原理。(重点)
知识点1
知识点
【知识点1】磁生电
1.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,会产生电流,这种电流叫感应电流,这一现象叫电磁感应现象。
※产生感应电流的条件有:(1)一部分导体做切割磁感线运动;(2)包含这部分导体的电路必须是闭合的。
2.历史意义:英国科学家法拉第首先发现的电磁感应现象,这一发现进一步揭示了电与磁之间的联系,证明了磁可以生电。
3.用实验方法研究产生感应电流的条件,实验装置图:
(1)磁场不动; 导体向上、向下运动;导体向左或向右运动。
(2)导体不动,磁场动,会不会在电路中产生电流。
4.感应电流方向的影响因素:磁场方向、导体运动方向。
如图,电流表指针偏转方向不同显示电流方向的不同。
甲乙对比可以说明电流方向与磁场方向有关;甲丙对比可以说明电流方向与运动方向有关。
5.感应电流大小的影响因素:磁场强弱、导体运动快慢、线圈匝数。
典型例题
例1:
【例1】(2025•苍溪县模拟)小明给他的同学展示了一个神奇的手电筒,如图所示,此手电筒不需要安装电池,使用时只要将它来回摇晃,就能发光,并且来回摇晃得越快,手电筒发光越亮。该手电筒发光的原理是( )
A.电磁感应现象
B.磁场对通电导体存在力的作用
C.电流的磁效应
D.地球上存在地磁场
【答案】A
【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生电流,这种电流叫感应电流,这一现象叫电磁感应现象。
【解答】解:由题干信息可知,该手电筒不需要电池作为电源,使用时只要将它来回摇晃就能发光,并且来回摇晃得越快,手电筒发光越亮,手反复摇晃手电筒时,使闭合电路中的部分导体就会在磁场中做切割磁感线运动,从而产生感应电流,故这种手电筒所产生的电能是根据电磁感应获得的,故A正确、BCD错误。
故选:A。
【点评】本题主要考查学生对电磁感应现象原理的了解和掌握,是一道基础题,体现了由物理走向生活。
【例2】(2025•北碚区校级模拟)进入考场,监考老师使用的手持金属探测器如图甲所示,它的主要原理是电磁感应。关于电磁感应,下列说法正确的是( )
A.在图乙所示的实验装置中,a、b间应接入灵敏电流计
B.仅改变导体在磁场中的运动方向,感应电流方向不变
C.法拉第发现电流的磁效应,人类开创电气时代新纪元
D.图丙是利用电磁感应原理发明的电动机的工作原理图
【答案】A
【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流,这就是电磁感应现象;这一过程中,将机械能转化为电能。
感应电流方向与导体切割磁感线方向和磁场方向都有关系。
【解答】解:A、在图乙所示的实验装置中,a、b间应接入灵敏电流计,当导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,这是电磁感应现象,故A正确;
B、仅改变导体在磁场中的运动方向,感应电流方向改变,故B错误;
C、根据法拉第发现的电磁感应现象,人们发明了发电机,为人类大规模获得电能提供了可能,故C错误;
D、图丙中有电源,是电动机的工作原理图,利用通电导体在磁场中受磁力的作用制成的,故D错误。
故选:A。
【点评】本题主要考查的是对电磁感应现象的理解,难度不大。
【例3】(2025•江岸区模拟)某同学用如图所示的装置探究什么情况下磁可以生电。在蹄形磁体的磁场中放置一根导线,导线两端跟电流表连接组成闭合回路。
(1)保持蹄形磁体静止,让导线AB从图中所示位置水平向右运动,观察到电流表指针 ;让导线AB在磁场中静止,换用磁性更强的蹄形磁体,观察到电流表指针 。(选填“偏转”或“不偏转”)
(2)若保持导线AB静止,让磁体从图中所示位置沿水平方向左右来回运动,观察到电流表指针 (选填“静止不动”或“左右摆动”)。
【答案】(1)偏转;不偏转;(2)左右摆动。
【分析】产生感应电流的条件有两个:电路是闭合的;导体在磁场中做切割磁感线运动;两者缺一不可。
【解答】解:(1)让导线AB在磁场中水平向右运动,导体在磁场中做切割磁感线运动,有感应电流产生,会观察到电流表指针偏转;
让导线AB在磁场中静止,换用磁性更强的蹄形磁体,也没有感应电流产生,会观察到电流表指针不偏转;
保持蹄形磁体静止,让导线AB从图中所示位置水平向右运动,导体在磁场中做切割磁感线运动,有感应电流产生,会观察到电流表指针左右偏转。
故答案为:(1)偏转;不偏转;(2)左右摆动。
【点评】本题考查了电磁感应现象,是一道常规实验题。
【例4】(2025•吴江区一模)如图所示,在“探究感应电流产生的条件”活动中,下列说法正确的是( )
A.AB必须是导体
B.AB上下、左右移动时,电流计指针都会发生偏转
C.电流计指针偏转方向只与AB的运动方向有关
D.电流计指针偏转方向只与磁场方向有关
【答案】A
【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,就会产生感应电流探究感应电流产生的条件与导体切割磁感线的方向和磁场方向有关。
【解答】解:A、本实验探究感应电流产生的条件,AB必须是导体,故A正确;
B、AB上下移动时不切割磁感线,不会产生感应电流,电流计指针不会发生偏转,故B错误;
CD、电流计指针偏转方向与导体切割磁感线的方向和磁场方向有关,故CD错误。
故选:A。
【点评】本题探究感应电流产生的条件及影响感应电流方向的因素。
【例5】(2025•东明县二模)小明学习了电磁知识后,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,小明进行了以下5次操作,操作过程中灵敏电流计指针发生偏转的实验序号为( )
A.①②③ B.③④⑤ C.①③④ D.②③⑤
【答案】C
【分析】当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中产生感应电流。
【解答】解:电路中产生感应电流的条件:当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中产生感应电流。磁体或导体上下运动时,不能切割磁感线,所以不会产生感应电流,左右运动或斜向上运动时会产生感应电流,所以①③④实验中,切割磁感线会产生感应电流。
故选:C。
【点评】本题考查产生感应电流的条件,比较简单
知识点2
知识点
【知识点2】发电机
1.发电机的工作原理:电磁感应现象;
2.发电机的构造:主要有线圈、磁极、铜环和电刷四个基本组成部分,概括地讲是由转子(转动部分)和定子(固定部分)两部分组成;
实际的大型发电机多采用线圈不动,磁极旋转的方式来发电,叫旋转磁极式发电机.有的发电机利用电磁铁来代替永磁体。
3.交流发电机工作过程:如图所示。
4.无论是直流发电机还是交流发电机,线圈产生的都是交流电,交流发电机输出的是交流电,直流发电机是在换向器的作用下输出的是直流电。
5.交流电
(1)交流发电机产生的感应电流的大小和方向在周期性地变化,这样的电流叫做交变电流,简称交流(AC);
(2)在交变电流中,电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率,单位是赫兹,简称赫,符号是Hz
典型例题
例1:
【例1】(2025•保亭县二模)2024年12月26日,华能临高海上风电场项目实现主体施工收官,标志海南首个海上风电项目整体完工。下列图片中能说明发电机工作原理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】A、闭合开关,通电导体在磁场中受力运动,是电动机的原理;B、电磁铁磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关;C、通电导线周围存在磁场;D、发电机的原理是电磁感应现象。
【解答】解:A、闭合开关,通电导体在磁场中受力运动,是电动机的原理图,故A错误;
B、图为探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系图,说明线圈匝数一定时,电流越大,电磁铁磁性越强,故B错误;
C、图为奥斯特实验装置图,说明通电导线周围存在磁场,故C错误;
D、图为探究电磁感应实验装置图,说明闭合电路部分导体切割磁感线时会产生感应电流,是发电机原理,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查电磁学实验装置,学生需要熟记不同实验装置的实验结论。
【例2】(2025•庆云县一模)勤奋好学的小明善于用所学的物理知识来研究生活中遇到的问题。在如图1的装置中,当开关闭合后,扇叶就会轻盈地转动起来,带来徐徐凉风;好奇的小明随后把电池更换成了小灯泡(如图2所示),发现当有风吹动扇叶转动时,接入的小灯泡发出了暗红色的光。关于以上现象的说法中正确的是( )
A.在图1中,风扇相当于电源
B.在图1中,原理是电磁感应现象
C.在图2中,风扇相当于用电器
D.在图2中,风扇相当于发电机
【答案】D
【分析】发电机与电动机相对比,电动机是因电而动,工作配置中要有电源,消耗电能获得机械能;发电机则是因动而电,工作配置中没有电源,发电机本身就是电源,消耗机械能获得电能。
【解答】解:AB、开关闭合后扇叶转动,是因为通电线圈在磁场中受到力的作用,此时电能转化为机械能,风扇相当于用电器,其原理是通电导体在磁场中受力运动,故AB错误。
CD、风吹动扇叶转动,小灯泡发光,是因为扇叶转动时,其内部的线圈在磁场中做切割磁感线运动,从而产生了感应电流,使小灯泡发光,此时风扇相当于发电机,将机械能转化为电能,故C错误,D正确。
故选:D。
【点评】本题主要考查学生对:发电机和电动机原理图的区别和联系的了解和掌握,是一道基础题。
【例3】(2025春•江津区校级月考)如图所示,下列有关电与磁的知识,说法正确的是( )
A.甲图中使用验电笔时,手不能接触笔尾金属体
B.乙图的连接方式符合家庭电路安全用电要求
C.丙图中,该原理可应用于制造发电机,实现机械能转化为电能
D.丁图中,验电器的原理是同种电荷互相排斥、异种电荷互相吸引
【答案】C
【分析】(1)使用验电笔时,笔尖部分要接触检验元件,手必须要接触笔尾金属体,绝对不允许把手接触笔尖金属部分;
(2)三孔插座中的接线要遵循“左零右火上接地”的原则;控制灯泡的开关要与火线连接,螺丝口灯泡的螺旋部分要接零线;
(3)电磁感应现象是发电机的工作原理,实现机械能转化为电能;
(4)验电器的原理是同种电荷互相排斥。
【解答】解:A、使用验电笔时,笔尖部分要接触检验元件,手必须要接触笔尾金属体,以形成电流的回路,绝对不允许把手接触笔尖金属部分,防止发生触电事故,故A错误;
B、三孔插座中的接线要遵循左孔接零线,右孔接火线,上面的孔接地线的原则;为避免发生触电事故,控制灯泡的开关要与火线连接,螺丝口灯泡的螺旋部分要接零线,图乙中开关和灯泡接线错误,故B错误;
C、丙图中没有电源,线圈在磁场中做切割磁感线运动,电路中产生感应电流,这是电磁感应现象,是发电机的工作原理,实现机械能转化为电能,故C正确。
D、带电体接触验电器的金属体时,验电器上的两金属箔片由于带上与带电体相同的电荷,相互排斥而张开,验电器的原理是同种电荷互相排斥,故D错误。
故选:C。
【点评】本题进了发电机的原理、验电器的原理、验电笔的使用和家庭电路中各元件的连接方式,属于基础知识和技能的考查,难度不大。
【例4】(2025•武清区二模)如图是小津同学手工组装的手摇发电机,不用电源只需通过摇动手柄即可点亮灯泡,其工作原理是( )
A.电磁感应
B.电流的热效应
C.电流的磁效应
D.磁场对通电导线的作用
【答案】A
【分析】发电机的工作原理是电磁感应,即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。
【解答】解:摇动手柄线圈转动过程中做切割磁感线运动,产生感应电流,这是电磁感应现象,机械能转化为电能。
故选:A。
【点评】本题考查了发电机的原理,基础题。
【例5】(2025•韩城市一模)如图是某种磁悬浮灯泡。木质底座中有电磁铁和送电线圈,送电线圈中通以变化的电流,产生变化的磁场,灯泡下方有磁体和受电线圈。关于该磁悬浮灯泡,下列说法正确的是( )
A.发光的灯泡周围不存在磁场
B.灯泡发光的原理与发电机的工作原理相同
C.灯泡利用了异名磁极相互排斥的原理实现悬浮的
D.断电后灯泡对底座的压力和底座所受的支持力是一对平衡力
【答案】B
【分析】(1)通电导线的周围存在磁场;
(2)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中会产生感应电流,这是电磁感应现象;
(3)悬浮灯利用了同名磁极相互排斥的原理;
(4)二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上。
【解答】解:A、灯泡发光时,电路中有电流,电流的周围存在磁场,故A错误;
B、当底座的开关闭合时,内部的发射线圈产生交变磁场,灯泡被隔空点亮,电路中产生了感应电流,这是电磁感应现象,所以灯泡发光与发电机的原理相同,故B正确;
C、悬浮灯之所以能悬浮在空中,是利用了同名磁极相互排斥的原理,故C错误;
D、断电后灯泡对底座的压力大小等于灯泡的重力,底座所受的支持力等于底座和灯泡的重力之和,二力不相等,即两个力不是一对平衡力,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了磁极间的相互作用规律、电磁感应现象、二力平衡条件等知识,难度不大。
【例6】(2025•阜阳一模)如图所示为电动机和发电机装置的简易模型,下列说法正确的是( )
A.图甲装置是发电机的模型
B.图乙装置是电动机的模型
C.图甲装置是根据磁场对电流作用原理工作的
D.图乙装置是根据电流的磁效应工作的
【答案】C
【分析】(1)掌握电磁感应现象及实验,知道在此实验中让闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,电路中会产生感应电流。根据这个原理制成了发电机;
(2)掌握磁场对电流的作用实验,知道在此实验中,通电导体在磁场中受到力的作用,根据这个原理制成了电动机。
【解答】解:AC、图甲中有电源,通电后线圈在磁场中受到力的作用而转动,把电能转化为机械能,这是电动机的模型,故A错误,C正确;
BD、图乙中没有电源,当线圈转动时,做切割磁感线运动,会产生感应电流,灯泡发光,是根据电磁感应现象工作的,是发电机的模型,故BD错误。
故选:C。
【点评】此题考查了电动机和发电机的原理,在学习过程中,一定要掌握各实验的现象及结论,并且要找出其不同进行区分。
【例7】(2025•武威一模)电池产生的电流方向不变,称为直流。观察手摇发电机灯泡的发光与手电筒灯泡的发光,能看出它们有什么不同吗?
【分析】发电机是利用电磁感应原理工作的,发电机的能量的转化是把机械能转化为电能;
大小和方向都随时间作周期性的变化的电流叫做交流电,发电机产生的感应电流大小与发电机的转速有关。
【解答】答:匀速摇动转轮时,由于线圈切割磁感线的角度和方向始终在变,因此产生的感应电流方向是变化的,大小发生改变,故灯泡亮度发生改变;
手电筒灯泡的发光是直流电,电流方向是不变化的,大小不发生改变,故灯泡亮度不发生改变。
【点评】本题主要考查学生对发电机的原理和直流电了解和掌握。
知识点3
知识点
【知识点3】动圈式话筒
1.构造如图所示:
2.工作原理:电磁感应现象;
3.工作过程:对着话筒说话时,产生的声音使膜片振动,与膜片相连的线圈也跟着一起振动,线圈在磁场中的这种运动,能产生随着声音的变化而变化的电流,经放大后,通过扬声器还原成声音。
4.扬声器和话筒的比较。
(1)话筒把声信号转化为电信号,扬声器把电信号转化为声信号;
(2)话筒中机械能转化为电能,扬声器中电能转化为机械能;
(3)话筒是电磁感应现象原理,扬声器是通电导体在磁场中受力原理。
5.发电机和动圈式话筒都是电磁感应现象原理;电动机和扬声器都是通电导体在磁场中受力原理。
典型例题
例1:
【例1】(2025•文登区二模)下列电磁学知识与其应用的对应关系不正确的是( )
A.电流的磁效应——通电螺线管
B.电流的热效应——电饭锅
C.通电导体在磁场中会受到磁场力的作用——动圈式话筒
D.闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线产生感应电流——发电机
【答案】C
【分析】(1)通电螺线管是利用电流的磁效应来工作的。
(2)电饭锅是利用电流的热效应来工作的。
(3)动圈式话筒是利用电磁感应现象来工作的。
(4)闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流,这种现象叫电磁感应现象,发电机是利用电磁感应来工作的。
【解答】A.电流的磁效应是指电流周围存在磁场,通电螺线管是利用电流的磁效应制成的,故A正确,不符合题意;
B.电流的热效应是指电流通过导体时产生热量,将电能转化为内能,电饭锅就是利用电流的热效应工作的。故B正确,不符合题意;
C.动圈式话筒是利用电磁感应原理工作的,当人对着话筒说话时,膜片振动,带动线圈在磁场中做切割磁感线运动,从而产生感应电流。故C错误,符合题意;
D.发电机是利用闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线产生感应电流的原理制成的,故D正确,不符合题意。
故选:C。
【点评】本题考查的是电流的磁效应、热效应;知道电磁感应现象;知道发电机和动圈式话筒的原理。
【例2】(2025•湖南)动圈式话筒可将声信号转换成电信号。下列四幅实验装置图能反映其工作原理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】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。
【解答】解:动圈式话筒把声信号转变为电信号,其工作原理是电磁感应现象。
A、图中反映的是磁极间的相互作用规律:同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引,故A不符合题意;
B、电路接通后,小磁针发生偏转,说明通电导体周围存在磁场,故B不符合题意;
C、电流相同时,电磁铁的线圈匝数越多,磁性越强,吸引大头针的数量越多,故C不符合题意;
D、闭合开关,当导体ab在磁场中切割磁感线时,电流表指针摆动,说明有感应电流产生,这是电磁感应现象,故D符合题意。
故选:D。
【点评】此题考查了电磁感应现象,难度不大,属基础题。
【例3】(2025•广陵区一模)如图是动圈式话筒构造示意图。当人对着话筒说话时,声音使膜片振动,与膜片相连的线圈也跟着一起振动,线圈处在磁场中,下列实验与这一现象的原理相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】(1)验电器是利用同种电荷相互排斥的原理制成的。
(2)奥斯特实验说明通电导体的周围存在磁场。
(3)通电导体在磁场中会受到力的作用。
(4)闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流,这种现象叫电磁感应现象。
【解答】解:话筒运用的是电磁感应的原理,即闭合电路的一部分导体在做切割磁感线运动,产生的感应电流;
A.验电器的原理是同种电荷相互排斥,故A不符合题意;
B.奥斯特实验说明通电导线周围存在着磁场,故B不符合题意;
C.此装置是探究通电导线在磁场中受力而运动,故C不符合题意;
D.闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流,这是一种电磁感应现象,故D符合题意。
故选:D。
【点评】本题考查的是电磁感应现象和它的应用;知道电流的磁效应和通电导体在磁场中受力运动;知道验电器的基本原理。
【例4】(2025•和平区校级一模)如图所示是对电与磁部分四幅图的分析,其中正确的是( )
A.图甲中动圈式扬声器工作时,变化的电流通过线圈带动扬声器的锥形纸盆振动,产生声音,属于电磁感应现象
B.图乙现象首先是由是法拉第发现的,该实验证明了电流周围存在磁场
C.图丙装置研究的是电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系
D.图丁动圈式话筒与电动机的工作原理相同
【答案】C
【分析】(1)扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置,它的原理是通电线圈在磁场中受力而运动,由此带动纸盆振动发出声音;扬声器的原理和电动机的原理是相同的,利用的是通电导体在磁场中受力运动的原理;
(2)电流的磁效应是奥斯特发现的;
(3)电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关。
(4)闭合电路的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,这种现象叫电磁感应,发电机就是利用该原理制成的,动圈式话筒也是利用电磁感应来工作的。
【解答】解:A、图甲中动圈式扬声器利用的是通电导体在磁场中受力运动的原理工作的,故A错误;
B、图乙装置中的现象首先是由是奥斯特发现的,电流周围存在磁场,故B错误;
C、图丙装置中两个绕有不同匝数线圈电磁铁串联,研究的是电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系,故C正确;
D、图丁中动圈式话筒应用了电磁感应,与发电机的工作原理相同,故D错误。
故选:C。
【点评】知道影响电磁铁强弱的因素;知道电动机、发电机、动圈式扬声器、动圈式话筒的基本原理,难度不大。
【例5】(2025•大东区一模)动圈式话筒和动圈式扬声器是扩音器中的重要组成部分。如图所示为扩音器的工作原理示意图。当对着话筒讲话时,产生的声波使膜片以及与之相连的线圈1一起振动,线圈1在磁场中运动,产生变化的电流;变化的电流经放大电路放大后通过扬声器的线圈2,通电线圈2带动锥形纸盆在磁场中振动,扬声器就发出声音。根据以上原理,下列说法正确的是( )
A.话筒将声信号转化为电信号,利用了电磁感应原理
B.话筒将电信号转化为声信号,利用了磁场对通电导体有力的作用
C.扬声器将电信号转化为声信号,利用了磁场对通电导体有力的作用
D.扬声器将电信号转化为声信号,利用了电磁感应原理
【答案】AC
【分析】话筒、发电机的原理都是电磁感应现象;能量转化是机械能转化为电能。
扬声器的线圈中有随声音变化的电流,因为通电线圈在磁场中受到力的作用,当线圈中电流的方向改变时,线圈受到力的方向改变,使得线圈就不断地来回振动,纸盆也就振动起来,便发出了声音。
【解答】解:AB.话筒将声信号转化为电信号,利用了电磁感应原理,故A正确,B错误;
CD.扬声器将电信号转化为声信号,利用了磁场对通电导体有力的作用,故C正确,D错误;
故选:AC。
【点评】本题考查了电磁感应现象以及通电导体在磁场中受到力的作用相关知识,较为基础
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20.6 磁生电
知识点目录
【知识点1】磁生电 1
【知识点2】发电机 6
【知识点3】动圈式话筒 12
学习目标
1.了解电磁感应现象,知道导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。(重点)
2.知道发电机的原理及发电过程是能量转化的过程,了解什么是交流电。(重难点)
3.了解电磁感应在生产、生活中的应用,如动圈式话筒的工作原理。(重点)
知识点1
知识点
【知识点1】磁生电
1.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,会产生电流,这种电流叫感应电流,这一现象叫电磁感应现象。
※产生感应电流的条件有:(1)一部分导体做切割磁感线运动;(2)包含这部分导体的电路必须是闭合的。
2.历史意义:英国科学家法拉第首先发现的电磁感应现象,这一发现进一步揭示了电与磁之间的联系,证明了磁可以生电。
3.用实验方法研究产生感应电流的条件,实验装置图:
(1)磁场不动; 导体向上、向下运动;导体向左或向右运动。
(2)导体不动,磁场动,会不会在电路中产生电流。
4.感应电流方向的影响因素:磁场方向、导体运动方向。
如图,电流表指针偏转方向不同显示电流方向的不同。
甲乙对比可以说明电流方向与磁场方向有关;甲丙对比可以说明电流方向与运动方向有关。
5.感应电流大小的影响因素:磁场强弱、导体运动快慢、线圈匝数。
典型例题
例1:
【例1】(2025•苍溪县模拟)小明给他的同学展示了一个神奇的手电筒,如图所示,此手电筒不需要安装电池,使用时只要将它来回摇晃,就能发光,并且来回摇晃得越快,手电筒发光越亮。该手电筒发光的原理是( )
A.电磁感应现象
B.磁场对通电导体存在力的作用
C.电流的磁效应
D.地球上存在地磁场
【例2】(2025•北碚区校级模拟)进入考场,监考老师使用的手持金属探测器如图甲所示,它的主要原理是电磁感应。关于电磁感应,下列说法正确的是( )
A.在图乙所示的实验装置中,a、b间应接入灵敏电流计
B.仅改变导体在磁场中的运动方向,感应电流方向不变
C.法拉第发现电流的磁效应,人类开创电气时代新纪元
D.图丙是利用电磁感应原理发明的电动机的工作原理图
【例3】(2025•江岸区模拟)某同学用如图所示的装置探究什么情况下磁可以生电。在蹄形磁体的磁场中放置一根导线,导线两端跟电流表连接组成闭合回路。
(1)保持蹄形磁体静止,让导线AB从图中所示位置水平向右运动,观察到电流表指针 ;让导线AB在磁场中静止,换用磁性更强的蹄形磁体,观察到电流表指针 。(选填“偏转”或“不偏转”)
(2)若保持导线AB静止,让磁体从图中所示位置沿水平方向左右来回运动,观察到电流表指针 (选填“静止不动”或“左右摆动”)。
【例4】(2025•吴江区一模)如图所示,在“探究感应电流产生的条件”活动中,下列说法正确的是( )
A.AB必须是导体
B.AB上下、左右移动时,电流计指针都会发生偏转
C.电流计指针偏转方向只与AB的运动方向有关
D.电流计指针偏转方向只与磁场方向有关
【例5】(2025•东明县二模)小明学习了电磁知识后,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,小明进行了以下5次操作,操作过程中灵敏电流计指针发生偏转的实验序号为( )
A.①②③ B.③④⑤ C.①③④ D.②③⑤
知识点2
知识点
【知识点2】发电机
1.发电机的工作原理:电磁感应现象;
2.发电机的构造:主要有线圈、磁极、铜环和电刷四个基本组成部分,概括地讲是由转子(转动部分)和定子(固定部分)两部分组成;
实际的大型发电机多采用线圈不动,磁极旋转的方式来发电,叫旋转磁极式发电机.有的发电机利用电磁铁来代替永磁体。
3.交流发电机工作过程:如图所示。
4.无论是直流发电机还是交流发电机,线圈产生的都是交流电,交流发电机输出的是交流电,直流发电机是在换向器的作用下输出的是直流电。
5.交流电
(1)交流发电机产生的感应电流的大小和方向在周期性地变化,这样的电流叫做交变电流,简称交流(AC);
(2)在交变电流中,电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率,单位是赫兹,简称赫,符号是Hz
典型例题
例1:
【例1】(2025•保亭县二模)2024年12月26日,华能临高海上风电场项目实现主体施工收官,标志海南首个海上风电项目整体完工。下列图片中能说明发电机工作原理的是( )
A. B.
C. D.
【例2】(2025•庆云县一模)勤奋好学的小明善于用所学的物理知识来研究生活中遇到的问题。在如图1的装置中,当开关闭合后,扇叶就会轻盈地转动起来,带来徐徐凉风;好奇的小明随后把电池更换成了小灯泡(如图2所示),发现当有风吹动扇叶转动时,接入的小灯泡发出了暗红色的光。关于以上现象的说法中正确的是( )
A.在图1中,风扇相当于电源
B.在图1中,原理是电磁感应现象
C.在图2中,风扇相当于用电器
D.在图2中,风扇相当于发电机
【例3】(2025春•江津区校级月考)如图所示,下列有关电与磁的知识,说法正确的是( )
A.甲图中使用验电笔时,手不能接触笔尾金属体
B.乙图的连接方式符合家庭电路安全用电要求
C.丙图中,该原理可应用于制造发电机,实现机械能转化为电能
D.丁图中,验电器的原理是同种电荷互相排斥、异种电荷互相吸引
【例4】(2025•武清区二模)如图是小津同学手工组装的手摇发电机,不用电源只需通过摇动手柄即可点亮灯泡,其工作原理是( )
A.电磁感应
B.电流的热效应
C.电流的磁效应
D.磁场对通电导线的作用
【例5】(2025•韩城市一模)如图是某种磁悬浮灯泡。木质底座中有电磁铁和送电线圈,送电线圈中通以变化的电流,产生变化的磁场,灯泡下方有磁体和受电线圈。关于该磁悬浮灯泡,下列说法正确的是( )
A.发光的灯泡周围不存在磁场
B.灯泡发光的原理与发电机的工作原理相同
C.灯泡利用了异名磁极相互排斥的原理实现悬浮的
D.断电后灯泡对底座的压力和底座所受的支持力是一对平衡力
【例6】(2025•阜阳一模)如图所示为电动机和发电机装置的简易模型,下列说法正确的是( )
A.图甲装置是发电机的模型
B.图乙装置是电动机的模型
C.图甲装置是根据磁场对电流作用原理工作的
D.图乙装置是根据电流的磁效应工作的
【例7】(2025•武威一模)电池产生的电流方向不变,称为直流。观察手摇发电机灯泡的发光与手电筒灯泡的发光,能看出它们有什么不同吗?
知识点3
知识点
【知识点3】动圈式话筒
1.构造如图所示:
2.工作原理:电磁感应现象;
3.工作过程:对着话筒说话时,产生的声音使膜片振动,与膜片相连的线圈也跟着一起振动,线圈在磁场中的这种运动,能产生随着声音的变化而变化的电流,经放大后,通过扬声器还原成声音。
4.扬声器和话筒的比较。
(1)话筒把声信号转化为电信号,扬声器把电信号转化为声信号;
(2)话筒中机械能转化为电能,扬声器中电能转化为机械能;
(3)话筒是电磁感应现象原理,扬声器是通电导体在磁场中受力原理。
5.发电机和动圈式话筒都是电磁感应现象原理;电动机和扬声器都是通电导体在磁场中受力原理。
典型例题
例1:
【例1】(2025•文登区二模)下列电磁学知识与其应用的对应关系不正确的是( )
A.电流的磁效应——通电螺线管
B.电流的热效应——电饭锅
C.通电导体在磁场中会受到磁场力的作用——动圈式话筒
D.闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线产生感应电流——发电机
【例2】(2025•湖南)动圈式话筒可将声信号转换成电信号。下列四幅实验装置图能反映其工作原理的是( )
A. B.
C. D.
【例3】(2025•广陵区一模)如图是动圈式话筒构造示意图。当人对着话筒说话时,声音使膜片振动,与膜片相连的线圈也跟着一起振动,线圈处在磁场中,下列实验与这一现象的原理相同的是( )
A. B.
C. D.
【例4】(2025•和平区校级一模)如图所示是对电与磁部分四幅图的分析,其中正确的是( )
A.图甲中动圈式扬声器工作时,变化的电流通过线圈带动扬声器的锥形纸盆振动,产生声音,属于电磁感应现象
B.图乙现象首先是由是法拉第发现的,该实验证明了电流周围存在磁场
C.图丙装置研究的是电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系
D.图丁动圈式话筒与电动机的工作原理相同
【例5】(2025•大东区一模)动圈式话筒和动圈式扬声器是扩音器中的重要组成部分。如图所示为扩音器的工作原理示意图。当对着话筒讲话时,产生的声波使膜片以及与之相连的线圈1一起振动,线圈1在磁场中运动,产生变化的电流;变化的电流经放大电路放大后通过扬声器的线圈2,通电线圈2带动锥形纸盆在磁场中振动,扬声器就发出声音。根据以上原理,下列说法正确的是( )
A.话筒将声信号转化为电信号,利用了电磁感应原理
B.话筒将电信号转化为声信号,利用了磁场对通电导体有力的作用
C.扬声器将电信号转化为声信号,利用了磁场对通电导体有力的作用
D.扬声器将电信号转化为声信号,利用了电磁感应原理
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