第二节 发电机是怎样工作的(重难点训练)物理新教材沪科版九年级全一册
2025-10-31
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内容正文:
第二节 发电机是怎样工作的
一.发电机的构造和工作原理(共10小题)
二.交流发电机和直流发电机(共8小题)
三.我国使用交流电的一些特点(共8小题)
四.电磁感应与磁场对电流的作用对比(共10小题)
一.发电机的构造和工作原理(共10小题)
1.关于如图所示的实验,下列说法正确的是( )
A.装置中的AB是轻质塑料棒
B.装置中的AB左右运动过程中电能转化为机械能
C.只要开关闭合,灵敏电流计的指针就会偏转
D.人们根据该实验揭示的原理发明了发电机
2.“福建舰”配备了电磁弹射车。当弹射车内的导体通过强大的电流时,战斗机就受到强大的电磁力而向前弹射飞出。下列设备与电磁弹射原理相同的是( )
A.磁悬浮列车 B.电风扇 C.电熨斗 D.发电机
3.某同学在家庭实验室里,将甲、乙两装置连接成了如图所示的通路,其中两个相同的铜线圈处于磁场中。用外力使甲装置中的线圈在磁场中摆动,下列说法正确的是( )
A.乙装置中的线圈有电流通过,也会随之运动起来
B.乙装置类似于发电机,其原理是电磁感应
C.甲装置类似于电动机,其原理是磁场对电流有力的作用
D.甲装置中的线圈在运动过程中将电能转化为机械能
4.如图所示,甲、乙两个相同的装置分别由U形磁体、直线型导体棒ab、cd和光滑的绝缘支架构成,导体棒ab和cd的两端均与导线连接。闭合开关并向右水平快速移动导体棒ab,发现导体棒cd也会沿着支架水平向右运动,下列分析正确的是( )
A.在上述过程中,甲装置相当于电动机
B.在上述过程中,乙装置相当于发电机
C.在上述过程中,甲装置实现机械能转化为电能,乙装置实现电能转化为机械能
D.如果闭合开关,沿竖直方向上下移动导体棒ab,导体棒cd也会随之沿竖直方向上下运动
5.(多选)如图所示是发电机模型,图中标有“红”、“绿”字样的是发光二极管。当线圈匀速转动时,下列说法正确的是( )
A.线圈转动过程中,两个二极管交替发光 B.线圈转至某位置时,两个二极管都不发光
C.线圈转动过程中,线圈中的电流大小不变 D.该装置中的线圈和磁体部分在电路中相当于用电器
6.1831年英国物理学家 发现了电磁感应现象,根据这个发现,后来发明了发电机,图中 (选填“甲”或“乙”)反映的是发电机的工作原理。
7.如图所示,门卡读卡器与 (选填“电动机”或“发电机”)的工作原理类似;若门卡保存不当,容易消磁,还需经过充磁方能继续使用,为避免上述现象发生,此类卡片尽量远离 (选填序号:①铜钥匙;②手机;③金项链;④眼镜盒)
8.手摇交流发电机的模型如图甲所示,摇动其手柄会看到小灯泡发光;交流发电机的原理如图乙所示。回答下列问题。
(1)发电机的工作原理是 ,发电时将 能转化为 能。
(2)图乙可用来演示发电机发出来的是交流电。演示时应 (选填“慢慢”或“快速”)摇动手柄,才能明显地观察到电流表的指针 (选填“左右摆动”或“向一侧摆动”),从而说明发出来的是交流电。
9.在实践活动中,小明设计的一款小制作如图所示。圆筒A中装有磁铁和可转动的线圈,有风吹过时,扇叶带动线圈转动,可使接入的LED灯发光,该制作与 (选填“发电机”或“电动机”)的工作原理相同;接着小明将LED灯换为电池,即使没风吹,扇叶也会立刻转动起来,这是因为 的作用。
10.如图所示,磁体和导体棒均水平放置,断开、闭合,导体棒能运动起来,依此可制成 (选填“电动机”或“发电机”);断开、闭合,当导体棒做 运动,灵敏电流计的指针才会发生偏转,此时机械能转化为 能。
二.交流发电机和直流发电机(共 8小题)
11.如图所示为发电机模型线圈转动过程,下列说法正确的是( )
A.线圈中产生电流的原理是电流磁效应 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.其他形式能量转化为电能
12.如图所示,把两个发光二极管极性相反地并联起来,组成二极管组,把它的a、b端分别接在手摇发电机和干电池组上,将观察到的现象记录在下表中,以下说法正确的( )
手摇发电机
干电池组
现象
甲、乙交替发光
甲一直发光,乙
A.手摇发电机产生的是直流电
B.表格中漏写的现象应该是“也一直发光”
C.发电机把机械能转化为电能
D.手摇发电机的工作原理是:电流的磁效应
13.如图甲的线圈abcd位于磁场中:
(1)通电后,cd段导线的电流方向 (填“由c到d”或“由d到c”);
(2)cd段导线受磁场力的方向如图甲所示,则在甲图中ab段导线受磁场力的方向 ;
(3)如果最初线圈转到竖直位置时,如图乙所示,此时导线受到的力 (填“是”或“不是”)平衡力;
(4)图丙是手摇发电机原理的示意图,此手摇发电机工作时产生的是 (填“直流”或“交流”)电;
14.把一台手摇发电机跟灯泡连接起来,使线圈在磁场中转动,我们可以通过 这一现象来判断电路中有电流,如图甲所示,手摇发电机的工作原理是 。把两个发光二极管极性 地并联起来(填“相同”或“相反”),并与发电机串联,如图乙所示。转动摇把,发现两个二极管交替发光,说明电路中产生的是 电流,简称交流。
15.如图所示,用漆包线绕成矩形线圈,将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场。
闭合开关,由于磁场对 有力的作用,线圈会转动;线圈在磁场中 (选填“能”或“不能”)持续转动。左图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 (选填“左右摆动”或“向一侧摆动”),这表明该发电机发出的电是 (选填“直流电”或“交流电”), 我国使用的照明电是交流电,它的频率是 Hz,周期是 秒。
16.观察图,其中A图是 流 机的原理图,B图是 流 机的原理图(选填“交”、“直”;“发电”、“电动”)
17.如图所示是探究电磁感应现象的装置。
(1)闭合开关,让导体AB沿水平方向左右运动,观察到灵敏电流计的指针偏转;若让导体AB由图示位置沿竖直方向上下运动,则灵敏电流计的指针 ;
(2)利用此装置,探究感应电流方向与磁场方向和切割磁感线方向之间的关系,观察到的实验现象记录如下:
实验序号
磁场方向
导体切割磁感线方向
灵敏电流计指针偏转方向
①
向下
向右
向左
②
向上
向右
向右
③
向下
向左
向右
④
向上
向左
向左
在上述四次实验中,比较实验序号为 两次实验,可知感应电流方向与磁场方向有关;比较实验序号 为两次实验,可知同时改变磁场方向和切割磁感线方向则感应电流方向不变;
(3)在探究中还发现,导体AB水平向左(或向右)缓慢运动时,灵敏电流计的指针偏转角度较小;导体AB水平向左(或向右)快速运动时,灵敏电流计的指针偏转角度较大。说明感应电流的大小与 有关;
(4)如图所示是实验室用到的手摇发电机模型,将小灯泡换成灵敏电流计,慢慢摇动手柄,观察到灵敏电流计的指针左右摆动,这表明该发电机模型发出的电是 (选填“交流电”或“直流电”)。
18.如图左所示的手摇发电机,线圈输出端并联上两支极性相反的发光二极管。
(1)在图右的虚线框中画出两只二极管相连的电路图
(2)当转动发电机时,由于二极管的单向导电性,通过观察到两只二极管 的现象来说明发出的是交流电。如果把发光二极管换成小灯泡,则转动发电机时看到小灯泡一闪一闪的发光,这个现象 (选填“能”或“不能”)证明发出的是交流电。发电机转得越快,小灯的闪烁现象越 (选填“明显”或“不明显”)。
三.我国使用交流电的一些特点(共8小题)
19.关于交流电,下列说法正确的是( )
A.交变电流中,电流在1s内方向改变的次数叫频率
B.线圈转动一周,电流方向改变四次,大小改变两次
C.线圈转动一周,电流方向改变两次,大小随时间改变
D.我国发电厂发出的交变电流频率为50Hz,周期为2s
20.学校实验室开放时,小科与同学们对手摇发电机很感兴趣,他们想探究感应电流大小与哪些因素有关。以下关于该实验的说法错误的是( )
A.手摇发电机将机械能转化为电能
B.实验中根据小灯泡的亮度来判断感应电流的大小
C.改变线圈转速和转向,可以改变感应电流大小
D.手摇发电机产生的感应电流为交流电
21.关于发电机和电动机,下列说法正确的是
A.发电机是利用通电导体在磁场中受力的原理制成的
B.我国发电厂发出的交流电的频率是50Hz
C.电动机是利用电磁感应现象制成的
D.要改变通电导体在磁场中的受力方向,可以通过改变磁场方向和改变电流方向来实现
22.我国供生产和生活用的交流电的频率是50赫兹,下列说法中正确的是
A.每秒电流方向改变220次 B.每秒电流方向改变100次
C.每秒电流方向改变2次 D.每秒电流方向改变380次
23.下面是小红和小明“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”实验。
(1)如图甲所示的实验装置,在磁场中悬挂一根导体,把它的两端跟灵敏电流表连接起来,组成闭合回路。让导体在磁场中 ,灵敏电流表的指针会发生偏转;
(2)如图乙所示的实验装置,将线圈跟灵敏电流表连接起来,组成闭合回路。线圈不动,让条形磁铁快速向下插入线圈中,灵敏电流表的指针也会发生偏转;再如何操作,灵敏电流表的指针也会发生偏转? ;
(3)以上实验,电路中产生电流的现象称为 ,它是由英国物理学家法拉第经过10年不懈探索,于1831年发现的,根据这个发现,在生活、生产和科学研究中有着广泛应用,请举出一例 ;
(4)电流是有方向的,物理学中规定: 电荷定向移动的方向规定为电流的方向。我们在学习电路时通常用干电池供电,电路中电流方向不改变,叫做直流电;供电系统给我们家庭电路提供的是 电流,频率是 。
24.如图为 的模型,是利用 的原理工作的,工作中产生的感应电流的 都在做周期性变化,这种电流叫做交变电流。
25.人工心脏泵可短时间代替心脏工作,如图是该装置的示意图,磁体固定在左侧,线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上(相当于一个电磁铁),活塞筒通过阀门与血管相通。阀门S1只能向外开启,S2只能向内开启。线圈中的电流从A流向B时,血液会 (选填“流入”或“流出”)活塞筒,该装置工作时,通过线圈AB中的电流是 (直流电/交流电)。
26.如图甲,是发电机模型,它是根据 原理制成的,其工作原理可以用图 (填“乙”或“丙”)表示.小风车在风的吹动下,带动线圈转动而切割磁感线,产生感应电流使电流计指针左右摆动,说明电路中产生的是 电.
四.电磁感应与磁场对电流的作用对比(共10小题)
27.电动汽车为了节能,都安装了能量回收装置,在汽车刹车时,将机械能转化为电能,为汽车提供后续的能量。下列四个装置中与此原理相同的是( )
A. B.
C. D.
28.如图所示,关于电与磁的知识,下列说法正确的是( )
A.甲图中靠近的两个磁极都是S极
B.乙图装置揭示的原理可制成电动机,它是将机械能转化为内能
C.丙图中,闭合开关,小磁针N极向右偏转
D.丁图中模型的原理是通电导体在磁场中受到力的作用
29.关于如图所示装置,下列说法正确的是( )
A.图甲的实验演示电磁感应原理
B.图乙的实验演示发电机原理
C.图甲的实验过程中是电能转化为机械能
D.图乙的实验过程中是机械能转化为电能
30.小罗把两个玩具电机用导线连接在一起(如图),用力快速拨动甲电机的转叶,发现乙电机的转叶也缓慢转动起来。对这个现象分析正确的是( )
A.“甲电机”将电能转化为机械能
B.“乙电机”将机械能转化为电能
C.“甲电机”依据电磁感应来工作
D.两电机的工作原理是相同的
31.如图所示,在虚线框中接入一个适当的元件,可探究电磁转换现象中的某一个实验。关于此实验,下列说法正确的是( )
A.在虚线框中接入电源,可以探究电磁感应现象
B.在虚线框中接入电流表,可以探究通电导体在磁场中受力情况
C.在虚线框中接入电源,可以探究磁场对电流的作用
D.在虚线框中接入电源,可以探究影响电磁铁磁性强弱的因素
32.(多选)如图所示,闭合开关,将甲装置中导体AB向右移动时,乙装置中导体CD随之运动起来(在整个过程中导线BD、CE、FA始终是松弛的)。下列说法正确的是( )
A.甲装置把电能转化为机械能
B.甲装置可以说明电磁感应现象
C.乙装置产生的现象在生活中的应用是电动机
D.闭合开关,若将导体CD左右移动,导体AB也会随之运动起来
33.为探究电和磁的关系,某同学利用如图装置完成了下列实验。
(1)在ab之间接入灵敏电流计,闭合开关,灵敏电流计指针 (填“偏转”或“不偏转”);保持开关闭合,使导体棒 (填“水平”或“上下”)运动,灵敏电流计指针偏转,说明在一定条件下可以实现“磁生电”。
(2)若在ab之间接入直流电源,闭合开关,导体棒将运动起来,该实验可以说明______(填字母)的工作原理。
A.电磁起重机
B.扬声器
C.动圈式话筒
D.电铃
E.电动机
34.如图所示是“探究感应电流产生的条件”实验装置。
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
(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。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。
35.探究电磁关系如图所示,把甲、乙装置中的导体棒ab、cd组成电路。施加动力使悬挂的导体棒cd沿水平方向,向左运动时,看到导体棒ab在导轨上也向左运动。
(1)此过程中,甲装置的实现的能量转化为 ,与 (选填“发动机”或“电动机”)的原理相同。乙装置实现的原理是 ;
(2)若使导体棒cd沿水平方向右运动,则导体棒ab将向 运动;
(3)若使导体棒cd沿竖直方向上下运动,则导体棒ab将 。
36.小亮在学习了“电和磁”的知识后,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”)乙的工作原理是 ,生活中应用这一原理工作的还有 (选填“动圈式扬声器”或“动圈式话筒”),如果要使甲的转动方向与原来相反,则应采取的措施是 。
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第二节 发电机是怎样工作的
一.发电机的构造和工作原理(共10小题)
二.交流发电机和直流发电机(共8小题)
三.我国使用交流电的一些特点(共8小题)
四.电磁感应与磁场对电流的作用对比(共10小题)
一.发电机的构造和工作原理(共10小题)
1.关于如图所示的实验,下列说法正确的是( )
A.装置中的AB是轻质塑料棒
B.装置中的AB左右运动过程中电能转化为机械能
C.只要开关闭合,灵敏电流计的指针就会偏转
D.人们根据该实验揭示的原理发明了发电机
【答案】D
【详解】A.该实验是电磁感应实验,装置中的AB应是导体棒,若为轻质塑料棒,塑料棒是绝缘体,无法产生感应电流,故A错误;
B.装置中的AB左右运动时,是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,产生感应电流,此过程是机械能转化为电能,故B错误;
C.开关闭合后,只有AB做切割磁感线运动时,才会产生感应电流,灵敏电流计的指针才会偏转,若AB不做切割磁感线运动,指针不会偏转,故C错误;
D.电磁感应现象是指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,人们根据电磁感应原理发明了发电机,故D正确。
故选D。
2.“福建舰”配备了电磁弹射车。当弹射车内的导体通过强大的电流时,战斗机就受到强大的电磁力而向前弹射飞出。下列设备与电磁弹射原理相同的是( )
A.磁悬浮列车 B.电风扇 C.电熨斗 D.发电机
【答案】B
【详解】当弹射车内的导体通过强大的电流时,战斗机就受到强大的推力而向前弹射飞出,由此可知,其工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用。
A.磁悬浮列车的原理是同名磁极相互排斥,故A不符合题意;
B.电风扇中电动机的原理是通电导体在磁场中受到力的作用,故B符合题意;
C.电熨斗的工作原理是电流的热效应,故C不符合题意;
D.发电机的原理是电磁感应现象,故D不符合题意。
故选B。
3.某同学在家庭实验室里,将甲、乙两装置连接成了如图所示的通路,其中两个相同的铜线圈处于磁场中。用外力使甲装置中的线圈在磁场中摆动,下列说法正确的是( )
A.乙装置中的线圈有电流通过,也会随之运动起来
B.乙装置类似于发电机,其原理是电磁感应
C.甲装置类似于电动机,其原理是磁场对电流有力的作用
D.甲装置中的线圈在运动过程中将电能转化为机械能
【答案】A
【详解】A.甲装置中的线圈在磁场中摆动,会产生感应电流,从而使乙线圈通电,在磁场中受力运动,故A正确;
B.乙是通电线圈在磁场中受力,是电动机原理,不是发电机,故B错误;
C.甲是外力让它动而产生电,是发电机原理,不是电动机,故C错误;
D.甲是将机械能(摆动)转化为电能,不是电能转化为机械能,故D错误。
故选 A。
4.如图所示,甲、乙两个相同的装置分别由U形磁体、直线型导体棒ab、cd和光滑的绝缘支架构成,导体棒ab和cd的两端均与导线连接。闭合开关并向右水平快速移动导体棒ab,发现导体棒cd也会沿着支架水平向右运动,下列分析正确的是( )
A.在上述过程中,甲装置相当于电动机
B.在上述过程中,乙装置相当于发电机
C.在上述过程中,甲装置实现机械能转化为电能,乙装置实现电能转化为机械能
D.如果闭合开关,沿竖直方向上下移动导体棒ab,导体棒cd也会随之沿竖直方向上下运动
【答案】C
【详解】ABC.闭合开关,向右水平快速移动导体棒ab,ab做切割磁感线运动,电路产生感应电流,这是电磁感应现象,甲装置相当于发电机,将机械能转化为电能。感应电流通过cd,cd在磁场中受力运动,乙装置相当于电动机,将电能转化为机械能。故AB错误,C正确;
D.沿竖直方向上下移动导体棒ab,ab没有切割磁感线,不会产生感应电流,cd中无电流,不会受力运动,故D错误。
故选C。
5.(多选)如图所示是发电机模型,图中标有“红”、“绿”字样的是发光二极管。当线圈匀速转动时,下列说法正确的是( )
A.线圈转动过程中,两个二极管交替发光 B.线圈转至某位置时,两个二极管都不发光
C.线圈转动过程中,线圈中的电流大小不变 D.该装置中的线圈和磁体部分在电路中相当于用电器
【答案】AB
【详解】A.发电机通过线圈在磁场中匀速转动切割磁感线,产生感应电流。由于线圈转动方向周期性变化,感应电流的方向也会周期性变化,即产生交流电。发光二极管(LED)具有单向导电性,即电流只能从正极流向负极时才能发光。若电流方向反向,二极管截止,不发光。线圈转动时,感应电流方向交替变化。当电流方向与某一二极管的正向导通方向一致时,该二极管发光;另一二极管因反向截止不发光。当电流方向反向时,之前发光的二极管截止,另一二极管导通发光。因此,两个二极管会交替发光,故A正确;
B.当线圈平面与磁感线方向垂直(处于中性面)时,线圈边的运动方向与磁感线平行,不切割磁感线,感应电流为零。此时两个二极管均无电流通过,都不发光。故B正确;
C.线圈匀速转动时,切割磁感线的速度大小不变,但方向周期性变化。感应电流的大小随时间规律性变化,因此电流大小是变化的,故C错误;
D.发电机中,线圈和磁体通过相对运动产生感应电流,为电路提供电能,因此它们相当于电源,故D错误。
故选AB。
6.1831年英国物理学家 发现了电磁感应现象,根据这个发现,后来发明了发电机,图中 (选填“甲”或“乙”)反映的是发电机的工作原理。
【答案】 法拉第 乙
【详解】[1]1831年英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象,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。
[2]由图可知,甲图中有电源,反映的是电动机的工作原理。乙图中没有电源,研究的是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生电流,反映的是发电机的原理。
7.如图所示,门卡读卡器与 (选填“电动机”或“发电机”)的工作原理类似;若门卡保存不当,容易消磁,还需经过充磁方能继续使用,为避免上述现象发生,此类卡片尽量远离 (选填序号:①铜钥匙;②手机;③金项链;④眼镜盒)
【答案】 发电机 ②
【详解】[1]门卡刷读卡器时属于电磁感应现象,与发电机的工作原理类似。
[2]因为手机工作时会产生交变磁场,可能导致卡片消磁,为了避免消磁的现象发生,此类卡片尽量远离手机。
8.手摇交流发电机的模型如图甲所示,摇动其手柄会看到小灯泡发光;交流发电机的原理如图乙所示。回答下列问题。
(1)发电机的工作原理是 ,发电时将 能转化为 能。
(2)图乙可用来演示发电机发出来的是交流电。演示时应 (选填“慢慢”或“快速”)摇动手柄,才能明显地观察到电流表的指针 (选填“左右摆动”或“向一侧摆动”),从而说明发出来的是交流电。
【答案】(1) 电磁感应现象 机械 电
(2) 慢慢 左右摆动
【详解】(1)[1][2][3]闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,产生感应电流,这是电磁感应现象;图甲所示发电机的原理是电磁感应现象,发电机发电时需要用手摇动手柄,将机械能转化为电能。
(2)[1][2]图乙中电流表的指针左右摆动,这表明该发电机发出的电是交流电;若快速摇动手柄,电流表的指针摆动过快,现象不明显,所以应慢慢摇动手柄,才能明显地观察到电流表指针的左右摆动情况,从而说明发出来的是交流电。
9.在实践活动中,小明设计的一款小制作如图所示。圆筒A中装有磁铁和可转动的线圈,有风吹过时,扇叶带动线圈转动,可使接入的LED灯发光,该制作与 (选填“发电机”或“电动机”)的工作原理相同;接着小明将LED灯换为电池,即使没风吹,扇叶也会立刻转动起来,这是因为 的作用。
【答案】 发电机 通电线圈在磁场中受到力
【详解】[1]有风吹过时,扇叶带动线圈转动,线圈在磁场中做切割磁感线运动,产生感应电流,使 LED 灯发光,这是电磁感应现象,与发电机的工作原理相同。
[2]将 LED 灯换为电池后,电路中有电流,线圈在磁场中会受到力的作用,从而使扇叶转动起来,这是因为通电线圈在磁场中受到力的作用。
10.如图所示,磁体和导体棒均水平放置,断开、闭合,导体棒能运动起来,依此可制成 (选填“电动机”或“发电机”);断开、闭合,当导体棒做 运动,灵敏电流计的指针才会发生偏转,此时机械能转化为 能。
【答案】 电动机 切割磁感线 电
【详解】[1]由图可知,磁铁的N极和S极在上下,磁感线是竖直方向,断开S1、闭合S2,电池连入电路,导体棒中通有电流,导体棒能运动起来,是因为通电导体在磁场中受到力的作用,依此可制成电动机。
[2][3]由图可知,磁铁的N极和S极在上下,磁感线是竖直方向,断开S2、闭合S1,灵敏电流计连入电路,电池没有连入电路,当导体棒做切割磁感线运动时,产生感应电流,灵敏电流计的指针才会发生偏转,属于电磁感应现象,此时导体棒的机械能转化为电能。
二.交流发电机和直流发电机(共 8小题)
11.如图所示为发电机模型线圈转动过程,下列说法正确的是( )
A.线圈中产生电流的原理是电流磁效应 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.其他形式能量转化为电能
【答案】D
【详解】A.发电机的原理是电磁感应现象,故A错误;
B.发电机发出的是交变电流,所以电流方向改变,故B错误;
C.发电机发出的是交变电流,所以电流大小改变,故C错误;
D.发电机是将其它形式的能量转化为电能的装置,故D正确。
故选D。
12.如图所示,把两个发光二极管极性相反地并联起来,组成二极管组,把它的a、b端分别接在手摇发电机和干电池组上,将观察到的现象记录在下表中,以下说法正确的( )
手摇发电机
干电池组
现象
甲、乙交替发光
甲一直发光,乙
A.手摇发电机产生的是直流电
B.表格中漏写的现象应该是“也一直发光”
C.发电机把机械能转化为电能
D.手摇发电机的工作原理是:电流的磁效应
【答案】C
【分析】知道手摇发电机的原理是电磁感应,它产生的是交流电,而二极管则具有单向导电性,据此可做出判断,同时要知道发电机的能量转化。
【详解】A.手摇发电机产生的电流的大小和方向是周期性变化的,所以是交流电,故A错误;
B.图中两只二极管的连接方向相反,又因为二极管具有单向导电性,则当接入电池组时,甲如果一直发光,乙就不能发光,故表格中漏写的现象应该是“不发光”,故B错误;
C.发电机是利用机械能来发电的,故C正确;
D.手摇发电机的工作原理是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,在电路中产生感应电流,这就是电磁感应现象,故D错误。
故选C。
13.如图甲的线圈abcd位于磁场中:
(1)通电后,cd段导线的电流方向 (填“由c到d”或“由d到c”);
(2)cd段导线受磁场力的方向如图甲所示,则在甲图中ab段导线受磁场力的方向 ;
(3)如果最初线圈转到竖直位置时,如图乙所示,此时导线受到的力 (填“是”或“不是”)平衡力;
(4)图丙是手摇发电机原理的示意图,此手摇发电机工作时产生的是 (填“直流”或“交流”)电;
【答案】 由c到d 竖直向上 是 交流
【详解】(1)[1]根据图示信息,电流从电源的正极出发经过线圈回到负极,线圈中cd段导线的电流方向由c到d。
(2)[2]ab段的电流方向和cd段的电流方向相反,磁感线方向不变,则ab段导线受磁场力的方向与cd段相反,ab段导线受磁场力的方向是竖直向上。
(3)[3]如图乙,ab段导线受到竖直向上的力,cd段导线受到竖直向下的力,因此,线圈abcd受到的磁场力是一对平衡力,线圈abcd最终将在图中位置保持平衡,该位置叫做平衡位置。
(4)[4]手摇发电机的线圈在转动过程中,不断周期性地切割磁感线,所以在线圈内产生了交流电。
14.把一台手摇发电机跟灯泡连接起来,使线圈在磁场中转动,我们可以通过 这一现象来判断电路中有电流,如图甲所示,手摇发电机的工作原理是 。把两个发光二极管极性 地并联起来(填“相同”或“相反”),并与发电机串联,如图乙所示。转动摇把,发现两个二极管交替发光,说明电路中产生的是 电流,简称交流。
【答案】 小灯泡发光 电磁感应现象 相反 交流
【详解】[1]若电路中有电流,则电流通过灯泡时会使灯泡发光,故可以通过灯泡发光来判断电路中有电流。
[2]手摇式发电机是根据闭合回路中的一部分在磁场中做切割磁感线运动来产生感应电流的,即为电磁感应现象。
[3] [4]发光二极管有单向导电性,两个发光二极管极性相反地并联后再与发电机串联,交替发光说明电路中的电流方向时刻在发生改变,即产生的是交流电流。
15.如图所示,用漆包线绕成矩形线圈,将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场。
闭合开关,由于磁场对 有力的作用,线圈会转动;线圈在磁场中 (选填“能”或“不能”)持续转动。左图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 (选填“左右摆动”或“向一侧摆动”),这表明该发电机发出的电是 (选填“直流电”或“交流电”), 我国使用的照明电是交流电,它的频率是 Hz,周期是 秒。
【答案】 通电导线 不能 左右摆动 交流电 50 0.02
【详解】[1]由于通电导线在磁场中受力的作用,所以将线圈两端的漆全部刮去后放入磁场,线圈中有电流通过,磁场对通电导线有力的作用。
[2]由于线圈两端的漆全部刮去,线圈中的电流方向是不变的,线圈受到的力的方向也保持不变,所以线圈在某一位置受到平衡力的作用保持静止,所以线圈不能持续转动。
[3][4]手摇发电机中的线圈切割磁感线,产生感应电流,由于持续改变不同组的线圈切割磁感线,所以产生的电流不断的改变电流方向,即交流电,所以会看到电流表的指针左右摆动。
[5][6]我国使用的交流电的频率是50Hz,即每秒电流方向改变50次,则周期为
16.观察图,其中A图是 流 机的原理图,B图是 流 机的原理图(选填“交”、“直”;“发电”、“电动”)
【答案】 直 发电 交 发电
【分析】根据发电机的构造原理进行分析解答.
【详解】把任意一边的运动路线和方向画出来,线圈每次转动到A. B两点时,切割磁感线的方向发生改变,电流方向也要发生改变.所以线圈转动一周,电流方向变化两次.
交流电:周期性改变方向的电流.
直流电:得到的电流的方向不变.
17.如图所示是探究电磁感应现象的装置。
(1)闭合开关,让导体AB沿水平方向左右运动,观察到灵敏电流计的指针偏转;若让导体AB由图示位置沿竖直方向上下运动,则灵敏电流计的指针 ;
(2)利用此装置,探究感应电流方向与磁场方向和切割磁感线方向之间的关系,观察到的实验现象记录如下:
实验序号
磁场方向
导体切割磁感线方向
灵敏电流计指针偏转方向
①
向下
向右
向左
②
向上
向右
向右
③
向下
向左
向右
④
向上
向左
向左
在上述四次实验中,比较实验序号为 两次实验,可知感应电流方向与磁场方向有关;比较实验序号 为两次实验,可知同时改变磁场方向和切割磁感线方向则感应电流方向不变;
(3)在探究中还发现,导体AB水平向左(或向右)缓慢运动时,灵敏电流计的指针偏转角度较小;导体AB水平向左(或向右)快速运动时,灵敏电流计的指针偏转角度较大。说明感应电流的大小与 有关;
(4)如图所示是实验室用到的手摇发电机模型,将小灯泡换成灵敏电流计,慢慢摇动手柄,观察到灵敏电流计的指针左右摆动,这表明该发电机模型发出的电是 (选填“交流电”或“直流电”)。
【答案】 不偏转 ①②(或③④) ①③(或②④) 导体切割磁感线运动的速度 交流电
【详解】(1)[1]闭合开关,让导体AB沿水平方向左右运动,闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动,故观察到灵敏电流计的指针偏转;若让导体AB由图示位置沿竖直方向上下运动,闭合电路的一部分导体没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,则灵敏电流计的指针不偏转。
(2)[2]根据表中数据可知,灵敏电流计指针偏转方向即感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线的方向有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素保持不变。在上述四次实验中,研究感应电流方向与磁场方向有关,要控制导体切割磁感线方向相同,比较实验序号为①②(或③④)两次实验,可知感应电流方向与磁场方向有关。
[3]比较实验序号①③(或②④)两次实验,可知同时改变磁场方向和切割磁感线方向,则灵敏电流计指针偏转方向不变,即感应电流方向不变。
(3)[4]在探究中还发现,导体AB水平向左(或向右)缓慢运动时,灵敏电流计的指针偏转角度较小,产生的感应电流较小;导体AB水平向左(或向右)快速运动时,灵敏电流计的指针偏转角度较大,产生的感应电流较大,两次操作中导体切割磁感线运动的速度不同,故说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动的速度有关。
(4)[5]如图所示,慢慢摇动手柄,观察到灵敏电流计的指针左右摆动,可知产生的感应电流方向不断发生改变,这表明该发电机模型发出的电是交流电。
18.如图左所示的手摇发电机,线圈输出端并联上两支极性相反的发光二极管。
(1)在图右的虚线框中画出两只二极管相连的电路图
(2)当转动发电机时,由于二极管的单向导电性,通过观察到两只二极管 的现象来说明发出的是交流电。如果把发光二极管换成小灯泡,则转动发电机时看到小灯泡一闪一闪的发光,这个现象 (选填“能”或“不能”)证明发出的是交流电。发电机转得越快,小灯的闪烁现象越 (选填“明显”或“不明显”)。
【答案】 交替发光 不能 不明显
【详解】(1)[1]两只二极管并联,则每一个二极管在一个支路中,极性不同,如图所示:
。
(2)[2][3][4]二极管具有单向导电性,感应电流为交流电,电流的方向会发生变化,则二极管的发光情况会不同,两个二极管会交替发光;由于线圈切割磁感线的强度不同,则感应电流的大小不同,灯泡的亮度不同,即灯泡的亮度是时刻发生变化的,所以不能根据灯泡的发光情况判定是交流电;发电机转得越快,发电机转得越快,电流的变化频率越快,小灯的闪烁现象越不明显。
三.我国使用交流电的一些特点(共8小题)
19.关于交流电,下列说法正确的是( )
A.交变电流中,电流在1s内方向改变的次数叫频率
B.线圈转动一周,电流方向改变四次,大小改变两次
C.线圈转动一周,电流方向改变两次,大小随时间改变
D.我国发电厂发出的交变电流频率为50Hz,周期为2s
【答案】C
【详解】A.交变电流中,电流在1s内周期性变化的次数叫频率,故A错误;
BC.线圈转动一周,电流方向改变两次,大小随时间改变,故B错误,C正确;
D.我国发电厂发出的交变电流频率为50Hz,周期为0.02s,故D错误。
故选C。
20.学校实验室开放时,小科与同学们对手摇发电机很感兴趣,他们想探究感应电流大小与哪些因素有关。以下关于该实验的说法错误的是( )
A.手摇发电机将机械能转化为电能
B.实验中根据小灯泡的亮度来判断感应电流的大小
C.改变线圈转速和转向,可以改变感应电流大小
D.手摇发电机产生的感应电流为交流电
【答案】C
【详解】A.手摇发电机工作过程中,将机械能转化为电能,故A正确,不符合题意;
B.通过小灯泡有电流时,小灯泡会发光,实验中根据小灯泡的亮度来判断感应电流的大小,这是转换法的应用,故B正确,不符合题意;
C.改变线圈转速,可以改变感应电流的大小,改变线圈的转向,无法改变感应电流大小,故C错误,符合题意;
D.发电机产生电流的方向是变化的,所以产生的是交流电,故D正确,不符合题意。
故选C。
21.关于发电机和电动机,下列说法正确的是
A.发电机是利用通电导体在磁场中受力的原理制成的
B.我国发电厂发出的交流电的频率是50Hz
C.电动机是利用电磁感应现象制成的
D.要改变通电导体在磁场中的受力方向,可以通过改变磁场方向和改变电流方向来实现
【答案】B
【详解】A. 发电机是利用电磁感应原理制成的,故A错误;
B. 我国家庭电路使用的是50Hz的交流电,即发电厂发出的交流电的频率是50Hz,故B正确;
C. 电动机是利用通电导体在磁场中受力的原理制成的,故C错误;
D. 要改变通电导体在磁场中的受力方向,可以改变磁场方向,或改变电流方向来实现,当两者同时改变时,受力方向不变,故D错误.
故选B.
22.我国供生产和生活用的交流电的频率是50赫兹,下列说法中正确的是
A.每秒电流方向改变220次 B.每秒电流方向改变100次
C.每秒电流方向改变2次 D.每秒电流方向改变380次
【答案】B
【详解】已知交流电频率f=50Hz,则每秒内交流电变化的次数是50×2=100次.故选B.
【点睛】我国使用的是正弦式交流电,在一个周期之内电流方向变化两次,已知交流电的频率,可以求出每秒交流电方向变化的次数.
23.下面是小红和小明“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”实验。
(1)如图甲所示的实验装置,在磁场中悬挂一根导体,把它的两端跟灵敏电流表连接起来,组成闭合回路。让导体在磁场中 ,灵敏电流表的指针会发生偏转;
(2)如图乙所示的实验装置,将线圈跟灵敏电流表连接起来,组成闭合回路。线圈不动,让条形磁铁快速向下插入线圈中,灵敏电流表的指针也会发生偏转;再如何操作,灵敏电流表的指针也会发生偏转? ;
(3)以上实验,电路中产生电流的现象称为 ,它是由英国物理学家法拉第经过10年不懈探索,于1831年发现的,根据这个发现,在生活、生产和科学研究中有着广泛应用,请举出一例 ;
(4)电流是有方向的,物理学中规定: 电荷定向移动的方向规定为电流的方向。我们在学习电路时通常用干电池供电,电路中电流方向不改变,叫做直流电;供电系统给我们家庭电路提供的是 电流,频率是 。
【答案】 水平左右运动 见解析 电磁感应现象 发电机 正 交变 50Hz
【详解】(1)[1]闭合电路,使导体做切割磁感线运动才会产生感应电流,根据图中的U型磁铁位置可知,磁感线方向自上而下,所以让导体在磁场中水平左右运动,灵敏电流表的指针会发生偏转。
(2)[2]保持条形磁铁不动,线圈快速向上穿过条形磁铁,也可做切割磁感线运动,灵敏电流表的指针也会发生偏转。
(3)[3][4]1831年,英国物理学家法拉第发现了这个现象,称为电磁感应现象。发电机就是利用这个原理。
(4)[5]电荷的定向移动形成电流,把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。
[6][7]如果导线左右反复运动,电流表指针来回摆动,电路中产生的是交变电流,简称交流。交变电流的频率在数值上等于电流在每秒内周期性变化的次数,我国电网是以交流供电,频率为50Hz。
24.如图为 的模型,是利用 的原理工作的,工作中产生的感应电流的 都在做周期性变化,这种电流叫做交变电流。
【答案】 发电机 电磁感应 大小和方向
【详解】[1][2]如图所示可知,电路中无电源,闭合电路的线圈在磁场中做切割磁感线运动,线圈中就会产生感应电流,这就是电磁感应现象,所以该装置是发电机模型。
[3]根据该模型可知,线圈随时间作周期性旋转,所以发电机产生电流的大小和方向也随时间作周期性变化,这种电流叫做交流电。
25.人工心脏泵可短时间代替心脏工作,如图是该装置的示意图,磁体固定在左侧,线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上(相当于一个电磁铁),活塞筒通过阀门与血管相通。阀门S1只能向外开启,S2只能向内开启。线圈中的电流从A流向B时,血液会 (选填“流入”或“流出”)活塞筒,该装置工作时,通过线圈AB中的电流是 (直流电/交流电)。
【答案】 流入 交流电
【详解】[1] 线圈中的电流从A流向B时,根据安培定则可以判断线圈的左端为S极,和永磁体的N极相互吸引,拉动活塞向左运动,活塞筒内的压强减小,而外部血管内的压强较大,导致S1关闭,S2打开,血液流入活塞筒。
[2]当血液向外流出时, S1向外开启,同时S2关闭,即活塞筒内的压强增大,需要活塞向右运动,线圈受到磁体向右的排斥力,即需要改变线圈的N、S极,这就需要电流的方向发生改变,所以通过线圈AB中的电流是交流电。
26.如图甲,是发电机模型,它是根据 原理制成的,其工作原理可以用图 (填“乙”或“丙”)表示.小风车在风的吹动下,带动线圈转动而切割磁感线,产生感应电流使电流计指针左右摆动,说明电路中产生的是 电.
【答案】 电磁感应 乙 交流
【详解】[1][2]图乙中所示是发电机模型,装置中没有电源,当闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流,其工作原理是电磁感应;图乙中没有电源,动能转换为电能,图丙中有电源,消耗电能,转化为机械能,故发电机工作原理可以用图乙来表示;
[3]小风车在风的吹动下,带动线圈转动而在磁场中切割磁感线,产生感应电流;电流计指针在中央零刻度线两侧左右摆动,说明电路中的电流方向不断发生变化,所以电路中产生的是交流电.
四.电磁感应与磁场对电流的作用对比(共10小题)
27.电动汽车为了节能,都安装了能量回收装置,在汽车刹车时,将机械能转化为电能,为汽车提供后续的能量。下列四个装置中与此原理相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.本装置是奥斯特实验装置,说明通电导体周围存在磁场,即电流的磁效应,不是机械能转化为电能,与能量回收装置原理不同,故A不符合题意;
B.本装置是探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关的实验装置,与能量回收装置原理不同,故B不符合题意;
C.本装置是磁场对电流有力的作用的实验装置,说明通电导体在磁场中会受到力的作用,将电能转化为机械能,与能量回收装置原理不同,故C不符合题意;
D.本装置是电磁感应现象的实验装置,说明磁能够产生电,将机械能转化为电能,与能量回收装置原理相同,故D符合题意。
故选D。
28.如图所示,关于电与磁的知识,下列说法正确的是( )
A.甲图中靠近的两个磁极都是S极
B.乙图装置揭示的原理可制成电动机,它是将机械能转化为内能
C.丙图中,闭合开关,小磁针N极向右偏转
D.丁图中模型的原理是通电导体在磁场中受到力的作用
【答案】C
【详解】A.由图甲可知,磁感线从左侧磁极出来,回到右侧磁极,说明左侧磁极为N极,右侧磁极为S极,故A错误;
B.乙图说明磁场对通电导体有力的作用,利用此原理制成了电动机,它是将电能转化为机械能,故B错误;
C.由安培定则可知,丙图中,闭合开关,通电螺线管的左侧为S极,由于异名磁极相互吸引,所以小磁针的N极向右偏转,故C正确;
D.丁图中线圈在磁场中转动,切割磁感线,线圈中就会产生感应电流,利用此原理制成了发电机,故D错误。
故选C。
29.关于如图所示装置,下列说法正确的是( )
A.图甲的实验演示电磁感应原理
B.图乙的实验演示发电机原理
C.图甲的实验过程中是电能转化为机械能
D.图乙的实验过程中是机械能转化为电能
【答案】A
【详解】AC.图甲中没有电源,闭合电路中的部分导体做切割磁感线运动时产生感应电流,这种现象为电磁感应现象,此过程中机械能转化为电能,故A正确,C错误;
BD.图乙中有电源,是探究磁场对电流作用的原理图,是电动机的工作原理,该实验中是电能转化为机械能,故BD错误。
故选A。
30.小罗把两个玩具电机用导线连接在一起(如图),用力快速拨动甲电机的转叶,发现乙电机的转叶也缓慢转动起来。对这个现象分析正确的是( )
A.“甲电机”将电能转化为机械能
B.“乙电机”将机械能转化为电能
C.“甲电机”依据电磁感应来工作
D.两电机的工作原理是相同的
【答案】C
【详解】A.“甲电机”相当于发电机,将机械能转化为电能,故A错误;
B.“乙电机”相当于电动机,将电能转化为机械能,故B错误;
C.“甲电机”相当于发电机,利用电磁感应工作,故C正确;
D.“乙电机”相当于电动机,利用磁场对电流受力的作用工作,两电机的工作原理不同,故D错误。
故选C。
31.如图所示,在虚线框中接入一个适当的元件,可探究电磁转换现象中的某一个实验。关于此实验,下列说法正确的是( )
A.在虚线框中接入电源,可以探究电磁感应现象
B.在虚线框中接入电流表,可以探究通电导体在磁场中受力情况
C.在虚线框中接入电源,可以探究磁场对电流的作用
D.在虚线框中接入电源,可以探究影响电磁铁磁性强弱的因素
【答案】C
【分析】根据实验装置逐个分析可探究的问题。
【详解】ACD.在虚线框中接入电源,通电导体在磁场中会受到力的作用,可以探究磁场对电流的作用,故AD错误、C正确;
B.在虚线框中接入电流表,电路中无电源,导体在磁场中做切割磁感线运动,可以探究电磁感应现象,故B错误。
故选C。
32.(多选)如图所示,闭合开关,将甲装置中导体AB向右移动时,乙装置中导体CD随之运动起来(在整个过程中导线BD、CE、FA始终是松弛的)。下列说法正确的是( )
A.甲装置把电能转化为机械能
B.甲装置可以说明电磁感应现象
C.乙装置产生的现象在生活中的应用是电动机
D.闭合开关,若将导体CD左右移动,导体AB也会随之运动起来
【答案】BCD
【详解】A.甲装置中导体AB向右移动时,做切割磁感线运动,产生感应电流,是将机械能转化为电能,故A项错误;
B.甲装置中导体AB向右移动时,做切割磁感线运动,产生感应电流,可以说明电磁感应现象,故B项正确;
C.甲装置中导体AB向右移动时,做切割磁感线运动,产生感应电流,闭合开关使乙装置中导体CD通电,做切割磁感线运动,将电能转化为机械能,电动机利用这一原理工作的,故C项正确;
D.闭合开关,若将导体CD左右移动,做切割磁感线运动,产生感应电流,使甲装置中导体AB通电,做切割磁感线运动,故D项正确。
故选BCD。
33.为探究电和磁的关系,某同学利用如图装置完成了下列实验。
(1)在ab之间接入灵敏电流计,闭合开关,灵敏电流计指针 (填“偏转”或“不偏转”);保持开关闭合,使导体棒 (填“水平”或“上下”)运动,灵敏电流计指针偏转,说明在一定条件下可以实现“磁生电”。
(2)若在ab之间接入直流电源,闭合开关,导体棒将运动起来,该实验可以说明______(填字母)的工作原理。
A.电磁起重机
B.扬声器
C.动圈式话筒
D.电铃
E.电动机
【答案】(1) 不偏转 水平
(2)BE
【详解】(1)[1]在ab之间接入灵敏电流计,闭合开关,导体棒静止未做切割磁感线运动,电路中无感应电流,故灵敏电流计指针不偏转。
[2]由图知磁铁两极上下分布,导体棒周围的磁感线为上下方向,保持开关闭合,导体棒水平运动时会切割磁感线,可产生感应电流,灵敏电流计指针会偏转,说明在一定条件下可以实现 “磁生电”。
(2) 若在ab之间接入直流电源,闭合开关,导体棒运动起来,说明通电导体在磁场中会受到力的作用。
A.电磁起重机的本质是电磁铁,利用了电流的磁效应,故A不符合题意;
B.扬声器是通电线圈在磁场中受力振动,将电信号转化为声信号,故B符合题意;
C.动圈式话筒利用电磁感应将声信号转化为电信号,故C不符合题意;
D.电铃通过电磁铁控制敲击发声,利用电流的磁效应,故D不符合题意;
E.电动机原理是通电导体在磁场中受力运动,故E符合题意。
故选BE。
34.如图所示是“探究感应电流产生的条件”实验装置。
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
(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。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。
【答案】 铝 感应电流的方向 切割磁感线 磁场方向 电源
【详解】(1)[1]在探究电磁感应现象的实验中,必须让切割磁感线的这根硬棒是导体。两种物质中,塑料是绝缘体,铝是导体,所以应选择铝棒。
(2)[2]图中灵敏电流计的指针在电路中没有电流时指在表盘中央刻度线。当指针发生正向偏转时,感应电流从灵敏电流计的正接线柱流入,负接线柱流出;若指针发生反向偏转,则感应电流从灵敏电流计的负接线柱流入,正接线柱流出。由此可知,我们可以根据指针的偏转方向判断感应电流的方向。
(3)[3]由表格记录信息可知,三次实验中,只有AB棒在磁场中做切割磁感线的运动时才会产生感应电流,则可得结论:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中才会产生感应电流。
(4)[4]保持AB棒运动方向不变,仅将磁体N、S极对调,重复上述实验时,只有磁场的方向发生了改变,则这次实验主要是为了探究感应电流的方向与磁场方向的关系。
(5)[5]电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动,由此可知,我们需要在电路中添加电源,则可将灵敏电流计换成电源。
35.探究电磁关系如图所示,把甲、乙装置中的导体棒ab、cd组成电路。施加动力使悬挂的导体棒cd沿水平方向,向左运动时,看到导体棒ab在导轨上也向左运动。
(1)此过程中,甲装置的实现的能量转化为 ,与 (选填“发动机”或“电动机”)的原理相同。乙装置实现的原理是 ;
(2)若使导体棒cd沿水平方向右运动,则导体棒ab将向 运动;
(3)若使导体棒cd沿竖直方向上下运动,则导体棒ab将 。
【答案】 电能转化为机械能 电动机 电磁感应 右 不动
【详解】(1)[1][2]施加动力使悬挂的导体棒cd沿水平方向向左运动时,导体做切割磁感线运动,会产生感应电流,通电的导体棒ab在磁场中受力运动,电能转化为机械能,这是电动机的工作原理;
[3]乙中产生了感应电流,这是电磁感应现象;
(2)[4]若使导体棒cd沿水平方向右运动,需要改变电流的方向,由于感应电流的方向与导体运动方向、磁场方向有关,所以可以使导体棒ab向右运动;
(3)[5]若使导体棒cd沿竖直方向上下运动,导体没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,则导体棒ab将不动。
36.小亮在学习了“电和磁”的知识后,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”)乙的工作原理是 ,生活中应用这一原理工作的还有 (选填“动圈式扬声器”或“动圈式话筒”),如果要使甲的转动方向与原来相反,则应采取的措施是 。
【答案】 甲 电磁感应 动圈式话筒 对调电源正负极
【详解】[1]甲装置闭合开关,电路有电流,通电线圈在磁场中受力转动,将电能转化为机械能。
[2]甲转动时带动乙转动,乙装置这个闭合回路的线圈在磁场中转动时做切割磁感线运动,电路中产生感应电流,使灯泡发光,将机械能转化为电能,这个现象叫电磁感应现象。
[3]动圈式扬声器将电信号转化为声信号。动圈式话筒将声信号转化为电信号,利用发声时的振动带动线圈振动从而切割磁感线产生强弱不同的电流,所以动圈式话筒利用了电磁感应原理。
[4]通电导体在磁场中受到力的作用,受到的力的方向与电流方向和磁感线方向有关,如果要使甲的转动方向与原来相反,则可以对调电源的正负极,让电路中电流的方向相反。
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