第4节 电磁感应（举一反三讲义）物理新教材沪科版（五四学制）九年级下册

第4节 电磁感应 目录 学习目标 1 思维导图 2 知识梳理 2 知识点一、电磁感应现象 2 知识点二、发电机 4 方法技巧 7 方法技巧一、 理解磁生电的条件 7 方法技巧二、 区分“磁生电”和“磁场对电流的作用”两种现象 7 方法技巧三、 发电机和电动机的对比 7 巩固训练 8 学习目标 1. 了解电磁感应现象的产生条件及其在生产生活中的应用，了解发电机的工作原理和涉及的能量转化。 2. 经历对实验现象进行观察、记录、分析、归纳，得出导体在磁场中运动时产生感应电流条件的过程，发展抽象概括的思维能力。 3. 通过探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件的实验，增强设计实验与制订方案、获取与处理信息、基于证据得出结论的能力。 4. 结合磁生电在生产生活中的应用及我国的科技成就，认识科技对社会发展和人类生活的影响、增强科技强国的责任感。 重点：产生感应电流的条件。 难点：产生感应电流的条件。 思维导图 知识梳理 知识点一、电磁感应现象 1. 探究“什么情况下磁能生电” （1）实验器材：灵敏电流计、磁体、导线、导体与开关。 （2）实验过程：如图所示，用绝缘细线将直导线ab悬挂起来，使其置于蹄形磁体的磁场中，直导线ab与灵敏电流计、开关串联。闭合开关后，保持直导线ab静止，观察灵敏电流计的指针是否发生偏转；将直导线ab沿图示箭头方向来回移动，观察灵敏电流计的指针是否发生偏转。 （3）实验结论：闭合开关后，直导线ab沿图示方向来回移动时灵敏电流计的指针发生偏转，表明导体在磁场中运动时产生了电流，这种电流叫做 电流。 2. 电磁感应 （1）电磁感应现象：当闭合回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。这种现象称为 。 （2）导体中产生感应电流的条件：导体是闭合电路的一部分；导体在磁场中做 运动。 （3）对“切割磁感线运动”的理解：导体运动方向与磁感线方向垂直或有一定的角度，但不能平行。磁体不动，导体ab左右运动能产生感应电流；若ab不动，磁体左右运动，仍能切割磁感线产生感应电流。 （4）电磁感应现象中的能量转化：在电磁感应现象中， 能转化为 能。 （5）感应电流大小的影响因素：导体切割磁感线运动的 、磁场的 、切割磁感线运动的导体的有效长度和线圈的匝数等。 【典例1】如图所示是小明同学探究“什么情况下磁可以生电”的实验装置图。闭合开关，下列分析正确的是（　　） A．无论导线ab如何运动，都无电流产生 B．导线ab水平方向运动，则有电流产生 C．电流计指针左右偏转，电流方向不变 D．用该装置的实验原理可以制成电动机 【变式1】“探究什么情况下磁可以生电”的实验中，小翔连接了如图所示的装置，实验记录如下表所示。 实验序号 开关 磁场方向 导体AB运动情况 灵敏电流计的指针偏转情况 1 闭合 上N下S 静止 不偏转 2 闭合 上N下S 上下运动 不偏转 3 闭合 上N下S 左右运动 偏转 4 断开 上N下S 左右运动 不偏转 （1）对比实验序号3和4可知，产生电流的条件之一是 ； （2）对比实验序号2和3可知，产生电流的另一个条件是导体在磁场中做 运动； （3） （选择“发电机”或“电动机”）就是利用电磁感应现象这一原理工作的； （4）若将装置中的灵敏电流计换成电源， （选填“能”或“不能”）探究“通电导体在磁场中的受力情况”。 【变式2】如图所示是探究电磁感应现象的实验装置，在蹄形磁铁的磁场中放置一根导线，闭合开关，导线两端和电流表连接形成闭合回路。图中A表示垂直纸面的一根导线，它是闭合回路的一部分。它在磁场中按箭头方向运动时，不产生感应电流的是（　　） A． B． C． D． 【变式3】如图所示是银行卡信息读卡器，将银行卡的磁条在读卡器的刷卡槽内快速刷过时，相当于磁体穿过闭合金属线圈，产生了电流，经读卡器处理，就能识别卡片信息。下列器件中与此工作原理相同的是（　　） A．发电机 B．电动机 C．电铃 D．电饭锅 知识点二、发电机 1. 探究摇发电机的发电情况 （1）观察模型式手摇发电机：磁铁形状是蹄形磁铁；线圈是通过电刷与灯泡串联的；摇把是通过皮带带动线圈转动起来的。 （2）手摇发电机转速对小灯泡亮度的影响：用不同的转速摇动转轮，发现摇动转轮的转速越大，灯泡发光越 。 （3）检验手摇发电机电流方向的变化 两个二极管极性相反并联 二极管交替发光 用两个发光二极管极性相反地并联起来，并与发电机串联。转动摇把，二极管交替发光，说明产生的 方向不停在改变。 （4）探究结论：手摇发电机产生的电流的大小和方向是变化的；电流的大小与发电机的转速有关，转速越快，电流越大。 2. 交变电流 电流的大小和方向 变化，这样的电流叫做交变电流，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。我国电网以交流供电，频率为 Hz。 3. 交流发电机 （1）交流发电机主要构造：磁铁、线圈abcd、铜环K与L、电刷A与B等。 （2）主要部件作用 ①磁铁：用来产生磁场； ②线圈abcd转动时，切割磁感线，产生感应电流； ③铜环：两个铜环随线圈一起转动，与外部电路组成一闭合回路； ④电刷：感应电流通过电刷流出。 （3）交流发电机工作原理示意图 ①图甲和图丙中导线运动方向和磁感线方向平行，不切割磁感线，没有电流产生。 ②图乙和丁中导线切割磁感线，有电流产生，但切割磁感线的方向相反，所以电流方向相反。每当经过磁感线与线圈平面垂直的位置时，线圈中的电流方向改变一次，线圈转一周，电流方向改变两次。 ③线圈不停转动，产生的电流交替往复，形成持续的电流。 4. 实际发电机的构造与能量转化 （1）构造 定子 转子 实际的发电机比模型式发电机复杂得多，但仍是由转子（转动部分）和定子（固定部分）两部分组成的。大型发电机发的电，电压很高、电流很强，一般采取线圈不动、磁极旋转的方式来发电（叫旋转磁极式发电机），为了得到较强的磁场，要用电磁铁代替永磁体。 （2）发电机发电的过程是能量转化的过程：实际的发电机靠内燃机、水轮机、汽轮机等机械的带动，把燃料中的化学能或者水库中水流的动能转化为电能。 【典例1】如图是交流发电机的原理图，此时线圈平面与磁感线垂直，则（　　） A．线圈转动到图示位置的瞬间，不会产生感应电流 B．交流发电机的基本原理是通电导体在磁场中受力的作用 C．交流发电机是将电能转化成机械能的装置 D．线圈匀速转动时，线圈中产生的电流方向改变，但大小不变 【变式1】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 【变式2】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。 【变式3】小明同学利用图示的实验装置探究“感应电流的产生条件”，保持线圈位置不动，将条形磁铁水平向右快速插入线圈中时，观察到灵敏电流表的指针向右偏转。下列分析判断正确的是（   ） A．该装置相当于电动机模型 B．条形磁铁与线圈保持相对静止也可观察到灵敏电流表指针偏转 C．该装置中条形磁铁相当于电源 D．若将条形磁铁从线圈中向左拔出，灵敏电流表指针将向左偏转 方法技巧 一、理解磁生电的条件 电路是闭合的；一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。 （1）做切割磁感线运动的导体必须是闭合电路的一部分，而不是整个电路。 （2）只要导体运动的方向与磁感线有一定角度，不是与磁感线平行，导体就会切割磁感线。 （3）“切割磁感线运动”是指导体与磁场的相对运动。当磁场不动，导体运动时能切割磁感线；当导体不动，碰场运动时也能切割磁感线。 二、区分“磁生电”和“磁场对电流的作用”两种现象 要能正确区分两实验装置，关键是找出两套实验装置的不同之处。它们的不同之处是：在探究什么情况下磁能生电的实验装置中，没有电源，有一个灵敏电流计用来观察是否产生了感应电流；在观察磁场对通电导线的作用的实验中，有电源，但没有灵敏电流计。 三、发电机和电动机的对比 直流电动机 交流发电机 原理 通电线圈在磁场中受力 电磁感应 模型图 有电源 无电源 能量转化 电能机械能一电能机械能 机械能→电能 巩固训练 1．如图所示，在a、b两端接入电源或电流表组成不同装置，以下正确的是（　　） A．接电源，实验原理和电动机的工作原理不相同 B．接电源，实验过程中可以将机械能转化为电能 C．接电流表，移动直导线电流表指针不一定偏转 D．接电流表，实验原理和电动机的工作原理相同 2. 门禁卡靠近主机时，内部线圈产生感应电流，进而发出信号实现开门，下列与门禁卡工作原理相同的是（　　） A．发电机 B．电磁铁 C．手电钻 D．电热水壶 3. 如图为一种佩戴式“计步器”，运动时，磁铁在内部往复运动，线圈输出不断变化的电流，从而实现计步。下列物品与“计步器”产生电流的原理相同的是（　　） A．风力发电 B．指南针 C．电风扇 D．电饭锅 4. 小王打开了电吉他中的电拾音器，查询资料得知：“磁体附近的金属弦容易被磁化，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。”关于电拾音器下列说法错误的是（     ） A．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化 B．金属弦如果选用铜制成，电吉他将不能正常工作 C．线圈中产生电流的原理与扬声器的工作原理相同 D．线圈中产生感应电流表明机械能可以转化为电能 5．如图为手机无线充电原理图。当交变电流通过底座中的送电线圈时，会产生变化的磁场，手机中的受电线圈靠近变化的磁场，就会产生电流给手机供电。下列设备中工作原理与此相同的是（　　） A．电风扇 B．动圈式话筒 C．扬声器 D．电热水壶 6．抽水蓄能是存储电能的方式之一。原理如图所示：蓄能时，电动机将水从下蓄水池抽入上蓄水池；需要电能时，打开闸门，让水流驱动发电机来发电。下列说法正确的是（   ） A．蓄能时，将机械能转化为电能 B．电动机的工作原理是电磁感应现象 C．发电机的工作原理是电流的磁效应 D．蓄水量一定，上蓄水池建的位置越高，能储存的电能就越多 7．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。快速摇动此装置，发现小灯泡不断闪烁，下列说法正确的是（　　） A．该现象属于电流的磁效应 B．该现象与电动机原理相同 C．该现象与发电机原理相同 D．此过程将磁能转化为光能 8. 如图甲所示的无线智能手机充电运用了Qi技术，其原理是电流流过送电线圈产生磁场，受电线圈靠近该磁场时就会产生电流，图乙能反映受电线圈工作原理的是（　　） A．①和② B．①和③ C．①和④ D．②和④ 9．发电机是利用电磁感应现象制成的．发电机工作时将机械能转化成 能。交流发电机产生的是大小和方向不断做周期性变化的电流，叫交流电，我国交流电的频率是 Hz，电流方向每秒改变100次。 10. 如图所示，同学们做“摇绳发电”实验：将一根长约10米导线作为“跳绳”，“跳绳”两端用导线与灵敏电流计相连，为使摇动的“跳绳”切割地磁场磁感线，图中的同学应按 方向站位；此实验中 转化为电能。 11．下面是按时间顺序梳理的关于电与磁知识结构图，请你补充完整。 A． ；B． ；C． 。 12．如图所示，将一个铜质线圈与一只小灯泡连接形成一个闭合回路，当将一条形磁体快速插入线圈时，会观察到小灯泡发光；当从线圈中快速拔出磁体时，灯泡也会发光：上述现象说明两次实验中闭合回路中都有电流产生，两次线圈和磁体具有的共同运动特点是 ，小明认为两次实验中产生的电流方向是相同的。请你设计方案，验证他的这一观点是否正确？ 。 13．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） 14．如图所示是小明设计的振动发电装置，它由一个永磁体和一个套在该永磁体槽中的线圈组成，使线圈沿轴线做左右往复运动，便有电流通过小灯泡。 （1）该装置是利用 原理制成的； （2）通过小灯泡的电流是 （选填“直流电”或“交流电”）； （3）某时刻图中灯泡L的电流方向为从b流向a，则线圈右端为 （选填“N”或“S”）磁极。 15．科学家们推测，木星的卫星“欧罗巴”内部有一层“海洋”，如图所示。该卫星在木星的磁场中穿行时，由于海水是导体，海洋中会产生电流，这是 现象；海洋中的电流也会产生磁场，若其他条件均不变，当木星的磁场增强时，电流产生的磁场将 （选填“增强”或“减弱”）。 16. 动圈式话筒和动圈式扬声器是扩音器中的重要组成部分。下图为扩音器的工作原理示意图。当对着话筒讲话时，话筒将 信号转换为 信号，利用了 ；产生的变化电流经放大电路放大后通过扬声器的线圈2，扬声器将 信号转换为 信号，利用了 ，扬声器就发出声音。 17. 小明用如图所示的装置探究产生感应电流的条件。 （1）实验中通过观察 来判断电路中是否产生感应电流； （2）比较 两图可知，产生感应电流的一个条件是电路要闭合；分析乙、丙两图，要使图乙中灵敏电流计指针偏转，可进行的操作是 （3）小明进一步实验：保持磁场强弱和方向不变，让AB棒以不同的速度沿相同方向做切割磁感线运动，观察到灵敏电流计指针偏转幅度不同，请你就此提出一个可探究的科学问题： 。 18．某小组同学通过自学得知：在两种金属组成的回路中，如果使两个接触点的温度不同，便在回路中将会出现电流。为了验证和探究其中规律，该小组利用铁丝和铜丝两种导线组成图（a）所示的闭合回路，并将相连的两个交叉点A、B分别置于烧杯中和酒精灯上方。做了如图（a）、（b）、（c）、（d）所示的四次实验。请仔细观察图中的装置、操作和现象，归纳得出初步结论。 （1）分析比较图中（a）（b）两图中的装置、操作和现象，归纳得出初步结论：当相互连接的两种金属丝的材料不变时，接触点之间的温度差越小，电路中的电流 ；     （2）分析比较图中（a）（c）两图（或（b）（d）两图），发现当相互连接的两种金属丝的材料相同，金属导线接触点之间的温度差也相同，且用酒精灯对金属导线中部进行加热时，闭合回路中的电流表示数 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。据此可得出初步结论：当相互连接的两种金属丝的材料相同，金属导线接触点之间的温度差也相同时，电路中的电流大小与金属导体中部温度高低 。 19. （2023·上海奉贤·二模）无线充电器是利用电磁感应原理进行充电的设备，其过程为：通过在发送和接收端各安置一个线圈，送电线圈利用电流产生磁场，受电线圈利用磁场产生电流。受电线圈正对并靠近送电线圈可以产生电流，使灯泡发光，实现电能的无线传输。如图（a）为手机通过无线充电进行充电，图（b）为“电能无线传输”示意图。 （1）当在进行无线充电时，无线充电器可看作 （均选填“送电线圈”、“受电线圈”）。 （2）通过查阅资料，可以了解到受电线圈两端电压与受电线圈匝数、受电线圈直径、两线圈的距离有关。现用相同规格的漆包线绕制了三个匝数相同、直径相同的受电线圈进行探究。实验数据如表：（送电线圈直径为70.0mm） 实验次数 受电线圈的 直径D/mm 两线圈之间 的距离d/mm 受电线圈两端的电压U/V 1 70.0 22.0 8.6 2 70.0 11.0 14.1 3 70.0 5.5 20.5 ①分析序号1、2、3数据，可初步得出结论：在受电线圈的直径和匝数相同时， 。 ②通过实验，小组同学发现电能无线传输存在传输距离 （选填“长”或“短”）的缺点，尽管如此，电能无线传输技术仍然有着广阔的应用前景。 20. 自从发现了电流周围存在磁场，许多科学家都在逆向思考：既然电能生磁，那么磁也能生电。1825年，科学家科拉顿也用实验探索如何磁生电。科拉顿用条形磁铁在线圈中插入和拔出进行实验时，为了排除磁铁对“电流表”的影响，把“电流表”和线圈分别放在两个房间里。实验时，他在两个房间之间跑来跑去，没有观察到电流表偏转，实验失败。某同学利用一根条形磁铁、一个电流表、一个线圈来通过条形磁铁插入和拔出线圈来改变穿过线圈的磁场从而探究磁生电需要满足的条件，其实验过程如图所示。 试完成下列问题： （1）电流周围存在磁场，为了形象直观地描述磁场，物理学中引入了“磁感线”的概念，其实磁感线在磁场中的是 （选填“存在”或“不存在”）的； （2）如图（A）中的条形磁铁，在条形磁铁外部，磁感线总是从磁铁的某极出来，由 （选填“N”或“S”）极进入磁铁； （3）比较图中A与B或C与D可知，要使线圈中产生（感应）电流需要满足的条件是： 。 A． B． C． D． （4）根据以上实验，判断科学家科拉顿实验失败的原因是 。 A．在线圈的电路在缺少电源（如干电池）    B．电表发生了故障 C．看电表时线圈中的磁场没有变化             D．看电表时线圈中一定没有磁场 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4节 电磁感应 目录 学习目标 1 思维导图 2 知识梳理 2 知识点一、电磁感应现象 2 知识点二、发电机 5 方法技巧 9 方法技巧一、 理解磁生电的条件 9 方法技巧二、 区分“磁生电”和“磁场对电流的作用”两种现象 9 方法技巧三、 发电机和电动机的对比 9 巩固训练 10 学习目标 1. 了解电磁感应现象的产生条件及其在生产生活中的应用，了解发电机的工作原理和涉及的能量转化。 2. 经历对实验现象进行观察、记录、分析、归纳，得出导体在磁场中运动时产生感应电流条件的过程，发展抽象概括的思维能力。 3. 通过探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件的实验，增强设计实验与制订方案、获取与处理信息、基于证据得出结论的能力。 4. 结合磁生电在生产生活中的应用及我国的科技成就，认识科技对社会发展和人类生活的影响、增强科技强国的责任感。 重点：产生感应电流的条件。 难点：产生感应电流的条件。 思维导图 知识梳理 知识点一、电磁感应现象 1. 探究“什么情况下磁能生电” （1）实验器材：灵敏电流计、磁体、导线、导体与开关。 （2）实验过程：如图所示，用绝缘细线将直导线ab悬挂起来，使其置于蹄形磁体的磁场中，直导线ab与灵敏电流计、开关串联。闭合开关后，保持直导线ab静止，观察灵敏电流计的指针是否发生偏转；将直导线ab沿图示箭头方向来回移动，观察灵敏电流计的指针是否发生偏转。 （3）实验结论：闭合开关后，直导线ab沿图示方向来回移动时灵敏电流计的指针发生偏转，表明导体在磁场中运动时产生了电流，这种电流叫做感应电流。 2. 电磁感应 （1）电磁感应现象：当闭合回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。这种现象称为电磁感应。 （2）导体中产生感应电流的条件：导体是闭合电路的一部分；导体在磁场中做切割磁感线运动。 （3）对“切割磁感线运动”的理解：导体运动方向与磁感线方向垂直或有一定的角度，但不能平行。磁体不动，导体ab左右运动能产生感应电流；若ab不动，磁体左右运动，仍能切割磁感线产生感应电流。 （4）电磁感应现象中的能量转化：在电磁感应现象中，机械能转化为电能。 （5）感应电流大小的影响因素：导体切割磁感线运动的速度、磁场的强弱、切割磁感线运动的导体的有效长度和线圈的匝数等。 【典例1】如图所示是小明同学探究“什么情况下磁可以生电”的实验装置图。闭合开关，下列分析正确的是（　　） A．无论导线ab如何运动，都无电流产生 B．导线ab水平方向运动，则有电流产生 C．电流计指针左右偏转，电流方向不变 D．用该装置的实验原理可以制成电动机 【答案】B 【详解】AB．当闭合电路的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。如图闭合开关，导线沿ab水平方向运动，导线ab会切割磁感线，则有电流产生。故A错误，B正确； C．通过电流计指针是否偏转可判断电路中有无感应电流产生。指针左右偏转说明感应电流的方向发生了变化。故C错误； D．该过程消耗机械能，获得电能，机械能转化为电能。利用该原理可制成发电机。故D错误。 故选B。 【变式1】“探究什么情况下磁可以生电”的实验中，小翔连接了如图所示的装置，实验记录如下表所示。 实验序号 开关 磁场方向 导体AB运动情况 灵敏电流计的指针偏转情况 1 闭合 上N下S 静止 不偏转 2 闭合 上N下S 上下运动 不偏转 3 闭合 上N下S 左右运动 偏转 4 断开 上N下S 左右运动 不偏转 （1）对比实验序号3和4可知，产生电流的条件之一是 ； （2）对比实验序号2和3可知，产生电流的另一个条件是导体在磁场中做 运动； （3） （选择“发电机”或“电动机”）就是利用电磁感应现象这一原理工作的； （4）若将装置中的灵敏电流计换成电源， （选填“能”或“不能”）探究“通电导体在磁场中的受力情况”。 【答案】（1）电路必须是闭合的；（2）切割磁感线；（3）发电机；（4）能 【详解】（1）对比实验3和4发现：其他条件相同，开关闭合时，指针偏转，有感应电流；开关断开时，指针不偏转，无感应电流。说明电路必须闭合才能产生感应电流。 （2）实验2和3中，电路中开关保持闭合，磁场方向相同，导体上下运动时，导体没有做切割磁感线运动时，指针不偏转，无电流产生，导体左右运动时，导体做切割磁感线运动时，指针偏转，有电流产生，故电路中要产生电流，导体必须做切割磁感线运动。 （3）发电机、动圈式话筒等都是闭合电路的部分导体做切割磁感线运动，从而产生感应电流，利用了电磁感应现象这一原理；电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用运动的原理工作的。 （4）灵敏电流计换为电源后，导体AB通电，在磁场中会受到力的作用，因此可以探究通电导体在磁场中的受力情况。 【变式2】如图所示是探究电磁感应现象的实验装置，在蹄形磁铁的磁场中放置一根导线，闭合开关，导线两端和电流表连接形成闭合回路。图中A表示垂直纸面的一根导线，它是闭合回路的一部分。它在磁场中按箭头方向运动时，不产生感应电流的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．由图知导线是闭合电路中的部分导体，且导体向右做切割磁感线运动，所以会产生感应电流，故A不符合题意； B．由图知导线是闭合电路中的部分导体，且导体斜向下做切割磁感线运动，所以会产生感应电流，故B不符合题意； C．由图知导线是闭合电路中的部分导体，且导体斜向上做切割磁感线运动，所以会产生感应电流，故C不符合题意； D．由图知导线是闭合电路中的部分导体，但导体运动方向和磁感线方向平行，没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，故D符合题意。 故选D。 【变式3】如图所示是银行卡信息读卡器，将银行卡的磁条在读卡器的刷卡槽内快速刷过时，相当于磁体穿过闭合金属线圈，产生了电流，经读卡器处理，就能识别卡片信息。下列器件中与此工作原理相同的是（　　） A．发电机 B．电动机 C．电铃 D．电饭锅 【答案】A 【详解】由题意可知，将银行卡的磁条在读卡器的刷卡槽内快速刷过时，相当于磁体穿过闭合金属线圈，也就相当于是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，此时导体中有感应电流产生，因此经读卡器处理，就能识别卡片信息。发电机的原理是利用闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动会产生感应电流；电动机的原理是利用通电导体在磁场中受力的作用；电铃是利用电流的磁效应工作的；电饭锅是利用电流的热效应工作的。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 知识点二、发电机 1. 探究摇发电机的发电情况 （1）观察模型式手摇发电机：磁铁形状是蹄形磁铁；线圈是通过电刷与灯泡串联的；摇把是通过皮带带动线圈转动起来的。 （2）手摇发电机转速对小灯泡亮度的影响：用不同的转速摇动转轮，发现摇动转轮的转速越大，灯泡发光越亮。 （3）检验手摇发电机电流方向的变化 两个二极管极性相反并联 二极管交替发光 用两个发光二极管极性相反地并联起来，并与发电机串联。转动摇把，二极管交替发光，说明产生的电流方向不停在改变。 （4）探究结论：手摇发电机产生的电流的大小和方向是变化的；电流的大小与发电机的转速有关，转速越快，电流越大。 2. 交变电流 电流的大小和方向周期性变化，这样的电流叫做交变电流，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。我国电网以交流供电，频率为50Hz。 3. 交流发电机 （1）交流发电机主要构造：磁铁、线圈abcd、铜环K与L、电刷A与B等。 （2）主要部件作用 ①磁铁：用来产生磁场； ②线圈abcd转动时，切割磁感线，产生感应电流； ③铜环：两个铜环随线圈一起转动，与外部电路组成一闭合回路； ④电刷：感应电流通过电刷流出。 （3）交流发电机工作原理示意图 ①图甲和图丙中导线运动方向和磁感线方向平行，不切割磁感线，没有电流产生。 ②图乙和丁中导线切割磁感线，有电流产生，但切割磁感线的方向相反，所以电流方向相反。每当经过磁感线与线圈平面垂直的位置时，线圈中的电流方向改变一次，线圈转一周，电流方向改变两次。 ③线圈不停转动，产生的电流交替往复，形成持续的电流。 4. 实际发电机的构造与能量转化 （1）构造 定子 转子 实际的发电机比模型式发电机复杂得多，但仍是由转子（转动部分）和定子（固定部分）两部分组成的。大型发电机发的电，电压很高、电流很强，一般采取线圈不动、磁极旋转的方式来发电（叫旋转磁极式发电机），为了得到较强的磁场，要用电磁铁代替永磁体。 （2）发电机发电的过程是能量转化的过程 实际的发电机靠内燃机、水轮机、汽轮机等机械的带动，把燃料中的化学能或者水库中水流的动能转化为电能。 【典例1】如图是交流发电机的原理图，此时线圈平面与磁感线垂直，则（　　） A．线圈转动到图示位置的瞬间，不会产生感应电流 B．交流发电机的基本原理是通电导体在磁场中受力的作用 C．交流发电机是将电能转化成机械能的装置 D．线圈匀速转动时，线圈中产生的电流方向改变，但大小不变 【答案】A 【知识点】产生感应电流的条件、发电机的构造和工作原理 【详解】A．图中所示位置，线圈与磁感线垂直，转动到图示位置的瞬间不切割磁感线，不会产生感应电流，故A符合题意； BC．发电机的工作原理是电磁感应现象，此过程中，消耗机械能，产生电能，机械能转化为电能，故BC不符合题意； D．线圈匀速转动时，线圈平面与磁场的夹角会发生变化，当两个转动边垂直切割磁感线时，产生的感应电流最大，所以线圈中产生的电流大小是变化的，故D不符合题意。 故选A。 【变式1】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 【详解】手摇发电机工作时，摇动手柄使线圈转动，并做切割磁感线运动，产生感应电流，这是电磁感应现象，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 【变式2】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）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，发电机发电时需用手摇动手柄，将机械能转化为电能。 （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。 【变式3】小明同学利用图示的实验装置探究“感应电流的产生条件”，保持线圈位置不动，将条形磁铁水平向右快速插入线圈中时，观察到灵敏电流表的指针向右偏转。下列分析判断正确的是（   ） A．该装置相当于电动机模型 B．条形磁铁与线圈保持相对静止也可观察到灵敏电流表指针偏转 C．该装置中条形磁铁相当于电源 D．若将条形磁铁从线圈中向左拔出，灵敏电流表指针将向左偏转 【答案】D 【详解】A．保持线圈位置不动，将条形磁铁水平向右快速插入线圈中时，线圈在磁场中切割磁感线，观察到灵敏电流表的指针向右偏转，说明产生了感应电流，这是电磁感应现象，该原理应用于发电机，所以该装置相当于发电机模型，故A错误； B．条形磁铁与线圈保持相对静止时，线圈没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，灵敏电流表指针不会偏转，故B错误； C．该装置中，线圈切割磁感线产生感应电流，为电路提供电能，所以线圈相当于电源，条形磁铁没有连入电路中去，不是电源，故C错误； D．若将条形磁铁从线圈中向左拔出，线圈切割磁感线的方向与插入时相反，而磁场方向不变，则产生的感应电流方向与插入时相反，所以灵敏电流表的指针将向左偏转，故D正确。 故选D。 方法技巧 一、理解磁生电的条件 电路是闭合的；一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。 （1）做切割磁感线运动的导体必须是闭合电路的一部分，而不是整个电路。 （2）只要导体运动的方向与磁感线有一定角度，不是与磁感线平行，导体就会切割磁感线。 （3）“切割磁感线运动”是指导体与磁场的相对运动。当磁场不动，导体运动时能切割磁感线；当导体不动，碰场运动时也能切割磁感线。 二、区分“磁生电”和“磁场对电流的作用”两种现象 要能正确区分两实验装置，关键是找出两套实验装置的不同之处。它们的不同之处是：在探究什么情况下磁能生电的实验装置中，没有电源，有一个灵敏电流计用来观察是否产生了感应电流；在观察磁场对通电导线的作用的实验中，有电源，但没有灵敏电流计。 三、发电机和电动机的对比 直流电动机 交流发电机 原理 通电线圈在磁场中受力 电磁感应 模型图 有电源 无电源 能量转化 电能机械能一电能机械能 机械能→电能 巩固训练 1．如图所示，在a、b两端接入电源或电流表组成不同装置，以下正确的是（　　） A．接电源，实验原理和电动机的工作原理不相同 B．接电源，实验过程中可以将机械能转化为电能 C．接电流表，移动直导线电流表指针不一定偏转 D．接电流表，实验原理和电动机的工作原理相同 【答案】C 【详解】A．当a、b两端接入电源时，通电直导线置于磁场中会受到力的作用而运动，此为磁场对电流的作用，其原理与电动机的工作原理一致，故A错误； B．当a、b接电源时，通电直导线在磁场中运动，是将电能转化为机械能，故B错误； C．当a、b两端接入电流表时，只有直导线做切割磁感线的移动时，才会产生感应电流使电流表指针偏转；若移动方向平行于磁感线，则不会切割磁感线，无法产生感应电流，指针不偏转，即移动直导线电流表指针不一定偏转，故C正确。 D．当a、b两端接入电流表时，移动直导线，若其做切割磁感线运动，电路会产生感应电流，电流表指针会发生偏转，这属于电磁感应现象，是发电机的工作原理，故D错误； 故选C。 2. 门禁卡靠近主机时，内部线圈产生感应电流，进而发出信号实现开门，下列与门禁卡工作原理相同的是（　　） A．发电机 B．电磁铁 C．手电钻 D．电热水壶 【答案】A 【详解】在门禁卡的夹层里面有带天线的线圈，接近门禁主机的时候，会使门禁卡中的线圈产生感应电流，这是电磁感应现象。 A．发电机是根据电磁感应现象制成的，故A符合题意； B．电磁铁利用的是电流的磁效应，故B不符合题意； C．手电钻的核心是电动机，是根据通电导体在磁场中受力而转动的原理制成的，故C不符合题意； D．电热水壶利用的是电流的热效应，故D不符合题意。 故选A。 3. 如图为一种佩戴式“计步器”，运动时，磁铁在内部往复运动，线圈输出不断变化的电流，从而实现计步。下列物品与“计步器”产生电流的原理相同的是（　　） A．风力发电 B．指南针 C．电风扇 D．电饭锅 【答案】A 【详解】由题可知，“计步器”工作时将机械能转化为电能，其工作原理是电磁感应现象。 A．发电机是利用电磁感应现象工作的，将机械能转化为电能，故A符合题意； B．指南针的工作原理是依靠地磁场工作，利用了磁极间的相互作用力，故B不符合题意； C．电风扇的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用，将电能转化为机械能，故C不符合题意； D．电饭锅的工作原理是电流的热效应，故D不符合题意。 故选A。 4. 小王打开了电吉他中的电拾音器，查询资料得知：“磁体附近的金属弦容易被磁化，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。”关于电拾音器下列说法错误的是（     ） A．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化 B．金属弦如果选用铜制成，电吉他将不能正常工作 C．线圈中产生电流的原理与扬声器的工作原理相同 D．线圈中产生感应电流表明机械能可以转化为电能 【答案】C 【详解】A．金属弦被磁化后具有磁性，弦振动时相当于线圈在做切割磁感线运动，从而产生电流方向不断变化的电流，故A正确，不符合题意； B．铜不可以被磁化，则选用铜质弦，电吉他不能正常工作，故B正确，不符合题意； C．线圈中产生感应电流的原理是电磁感应现象，扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，故C错误，符合题意； D．线圈中产生感应电流表明机械能可以转化为电能，故D正确，不符合题意。 故选C。 5．如图为手机无线充电原理图。当交变电流通过底座中的送电线圈时，会产生变化的磁场，手机中的受电线圈靠近变化的磁场，就会产生电流给手机供电。下列设备中工作原理与此相同的是（　　） A．电风扇 B．动圈式话筒 C．扬声器 D．电热水壶 【答案】B 【详解】由题可知，手机充电线圈工作原理是电磁感应现象。 AC．电风扇、扬声器的工作原理与电动机的工作原理相同，为通电导线在磁场中受力的作用，故AC不符合题意； B．动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象，故B符合题意； D．电热水壶利用电流的热效应工作，故D不符合题意。 故选B。 6．抽水蓄能是存储电能的方式之一。原理如图所示：蓄能时，电动机将水从下蓄水池抽入上蓄水池；需要电能时，打开闸门，让水流驱动发电机来发电。下列说法正确的是（   ） A．蓄能时，将机械能转化为电能 B．电动机的工作原理是电磁感应现象 C．发电机的工作原理是电流的磁效应 D．蓄水量一定，上蓄水池建的位置越高，能储存的电能就越多 【答案】D 【详解】A．蓄能时，电动机将水从下蓄水池抽入上蓄水池，电动机工作是消耗电能，将电能转化为水的机械能，而不是将机械能转化为电能，故A错误； B．电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，而电磁感应现象指的是闭合回路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流的现象。是发电机的工作原理，故B错误； C．发电机的工作原理是电磁感应现象，电流的磁效应是指通电导线周围存在磁场，与发电机工作原理无关，故C错误； D．蓄水量一定时，上蓄水池建的位置越高，水具有的重力势能越大，即机械能越大。需要电能时，水流下驱动发电机发电，机械能转化为电能，所以能储存的电能就越多，故D正确。 故选D。 7．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。快速摇动此装置，发现小灯泡不断闪烁，下列说法正确的是（　　） A．该现象属于电流的磁效应 B．该现象与电动机原理相同 C．该现象与发电机原理相同 D．此过程将磁能转化为光能 【答案】C 【详解】要使灯泡发光，必须有提供电能的装置，而装置中没有电源，故是通过来回快速摇动此装置提供电能，是把机械能转化为电能，是利用电磁感应现象制成的，与发电机的原理相同，故C正确，ABD错误。故选C。 8. 如图甲所示的无线智能手机充电运用了Qi技术，其原理是电流流过送电线圈产生磁场，受电线圈靠近该磁场时就会产生电流，图乙能反映受电线圈工作原理的是（　　） A．①和② B．①和③ C．①和④ D．②和④ 【答案】B 【详解】无线智能手机充电的 Qi 技术中，送电线圈是因电生磁，利用的是电流的磁效应；受电线圈是因磁生电，其工作原理是电磁感应现象。 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时，导体中就会产生电流。 图①中，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，电流表指针发生偏转，说明产生了电流，这是电磁感应现象，符合受电线圈的工作原理。 图②中，给导体通电，导体在磁场中受力运动，这是电动机的工作原理，即通电导体在磁场中受力，不符合受电线圈的工作原理。 图③中，风扇转动时，其内部的线圈做切割磁感线运动，电路中产生电流，使灯泡发光，这也是电磁感应现象，符合受电线圈的工作原理。 图④中，给螺线管通电，螺线管吸引铁钉，这是电流的磁效应，不符合受电线圈的工作原理。 故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。 9．发电机是利用电磁感应现象制成的．发电机工作时将机械能转化成 能。交流发电机产生的是大小和方向不断做周期性变化的电流，叫交流电，我国交流电的频率是 Hz，电流方向每秒改变100次。 【答案】 电 50 【详解】发电机是利用电磁感应现象制成的，发电机工作时将机械能转化成电能。 交流发电机产生的是大小和方向不断做周期性变化的电流，叫交流电。我国交流电的频率是50Hz，电流方向每秒改变100次。 10. 如图所示，同学们做“摇绳发电”实验：将一根长约10米导线作为“跳绳”，“跳绳”两端用导线与灵敏电流计相连，为使摇动的“跳绳”切割地磁场磁感线，图中的同学应按 方向站位；此实验中 转化为电能。 【答案】 东西 机械能 【详解】闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，电路中就会产生感应电流，这种现象叫电磁感应。由于地磁场是南北分布，所以为使摇动的“跳绳”切割地磁场磁感线，图中的同学应按东西方向站位；在电磁感应现象中，通过导线的运动来获得电流，是将机械能转化为电能。 11．下面是按时间顺序梳理的关于电与磁知识结构图，请你补充完整。 A． ；B． ；C． 。 【答案】 奥斯特 电磁感应 发电机 【详解】奥斯特最早发现电流的周围存在磁场，揭示了电流的磁效应。 法拉第发现了电磁感应现象，并发明了第一台发电机。 利用法拉第的电磁感应现象可以制成发电机。 12．如图所示，将一个铜质线圈与一只小灯泡连接形成一个闭合回路，当将一条形磁体快速插入线圈时，会观察到小灯泡发光；当从线圈中快速拔出磁体时，灯泡也会发光：上述现象说明两次实验中闭合回路中都有电流产生，两次线圈和磁体具有的共同运动特点是 ，小明认为两次实验中产生的电流方向是相同的。请你设计方案，验证他的这一观点是否正确？ 。 【答案】 见解析 见解析 【详解】[1]将一条形磁体快速插入线圈时或从线圈中快速拔出磁体时，此时都满足线圈做切割磁感线运动，会产生感应电流，灯泡会发光。 [2]可以在电路中串联一个灵敏电流计，观察灵敏电流计在两种方式中偏转的方向是否相同，相同则说明产生感应电流的方向相同，偏转方向不同，则说明产生感应电流的方向不同。 13．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】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。 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。 14．如图所示是小明设计的振动发电装置，它由一个永磁体和一个套在该永磁体槽中的线圈组成，使线圈沿轴线做左右往复运动，便有电流通过小灯泡。 （1）该装置是利用 原理制成的； （2）通过小灯泡的电流是 （选填“直流电”或“交流电”）； （3）某时刻图中灯泡L的电流方向为从b流向a，则线圈右端为 （选填“N”或“S”）磁极。 【答案】（1）电磁感应；（2）交流电；（3）N 【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律，当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流。该振动发电装置中，线圈沿轴线做左右往复运动，相当于闭合电路的一部分导体在永磁体的磁场中做切割磁感线运动，从而产生感应电流，所以是利用电磁感应原理制成的。 （2）感应电流方向与线圈切割磁感线运动方向有关。线圈沿轴线做左右往复运动，当线圈向左切割磁感线时，产生一个方向的电流，当线圈向右切割磁感线时，产生相反方向的电流，电流方向随时间做周期性变化，因此通过小灯泡的电流是交流电。 （3）已知灯泡L的电流方向为从b流向a，根据安培定则，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。此时大拇指指向线圈的右端，所以线圈右端为N极。 15．科学家们推测，木星的卫星“欧罗巴”内部有一层“海洋”，如图所示。该卫星在木星的磁场中穿行时，由于海水是导体，海洋中会产生电流，这是 现象；海洋中的电流也会产生磁场，若其他条件均不变，当木星的磁场增强时，电流产生的磁场将 （选填“增强”或“减弱”）。 【答案】 电磁感应 增强 【详解】根据题意，卫星在木星的磁场中穿行时，由于海水是导体，满足闭合回路的部分导体做切割磁感线运动，海洋中会产生电流，这是电磁感应现象。 电磁感应现象中，产生感应电流的大小与磁场的强弱有关，当木星的磁场增强时，产生的感应电流将增强，而电流产生的磁场强弱与电流的大小有关，因此当木星的磁场增强时，电流产生的磁场将增强。 16. 动圈式话筒和动圈式扬声器是扩音器中的重要组成部分。下图为扩音器的工作原理示意图。当对着话筒讲话时，话筒将 信号转换为 信号，利用了 ；产生的变化电流经放大电路放大后通过扬声器的线圈2，扬声器将 信号转换为 信号，利用了 ，扬声器就发出声音。 【答案】声 电 电磁感应原理 电 声 磁场对电流有力的作用 【详解】话筒工作时，膜片振动使得线圈1在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，属于电磁感应现象，所以将声信号转换为电信号，利用了电磁感应原理。 对于扬声器，变化的电流经放大器放大后，通过扬声器的线圈2，由于通电导线在磁场中受力的作用，故能使线圈2在磁场中受力来回振动，带动纸盆也来回振动，扬声器就能够发声了，即将电信号转化为声信号，利用的是磁场对电流有力的作用的原理。 17. 小明用如图所示的装置探究产生感应电流的条件。 （1）实验中通过观察 来判断电路中是否产生感应电流； （2）比较 两图可知，产生感应电流的一个条件是电路要闭合；分析乙、丙两图，要使图乙中灵敏电流计指针偏转，可进行的操作是 （3）小明进一步实验：保持磁场强弱和方向不变，让AB棒以不同的速度沿相同方向做切割磁感线运动，观察到灵敏电流计指针偏转幅度不同，请你就此提出一个可探究的科学问题： 。 【答案】（1）灵敏电流计的指针是否偏转；（2）甲、丙，见详解；（3）见详解 【详解】（1）在探究产生感应电流的实验中，感应电流的有无是通过灵敏电流计的指针是否偏转来判断的。因为感应电流通过电路时，会使灵敏电流计的指针发生偏转，从而直观地显示出电路中是否有电流产生。 （2）要探究产生感应电流时电路要闭合这一条件，需要控制其他因素相同，只改变电路的闭合状态。观察可知，甲图中开关断开，电路不闭合，无论导体怎样运动，灵敏电流计指针都不偏转；丙图中开关闭合，且导体做切割磁感线运动（与甲相同）时，灵敏电流计指针偏转。所以比较甲、丙两图可知，产生感应电流的一个条件是电路要闭合。 分析乙、丙两图，丙图中导体左右运动能产生感应电流，乙图中导体上下运动不产生感应电流。要使图乙中灵敏电流计指针偏转，根据产生感应电流的条件“闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动”，可进行的操作是蹄形磁体不动，让导体AB左右运动或者导体AB不动，蹄形磁体左右运动。 （3）小明进一步实验中，保持磁场强弱和方向不变，让AB棒以不同的速度沿相同方向做切割磁感线运动，观察到灵敏电流计指针偏转幅度不同。这表明感应电流的大小可能与导体切割磁感线运动的速度有关，所以可探究的科学问题是：感应电流的大小与导体切割磁感线运动的速度是否有关？ 18．某小组同学通过自学得知：在两种金属组成的回路中，如果使两个接触点的温度不同，便在回路中将会出现电流。为了验证和探究其中规律，该小组利用铁丝和铜丝两种导线组成图（a）所示的闭合回路，并将相连的两个交叉点A、B分别置于烧杯中和酒精灯上方。做了如图（a）、（b）、（c）、（d）所示的四次实验。请仔细观察图中的装置、操作和现象，归纳得出初步结论。 （1）分析比较图中（a）（b）两图中的装置、操作和现象，归纳得出初步结论：当相互连接的两种金属丝的材料不变时，接触点之间的温度差越小，电路中的电流 ；     （2）分析比较图中（a）（c）两图（或（b）（d）两图），发现当相互连接的两种金属丝的材料相同，金属导线接触点之间的温度差也相同，且用酒精灯对金属导线中部进行加热时，闭合回路中的电流表示数 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。据此可得出初步结论：当相互连接的两种金属丝的材料相同，金属导线接触点之间的温度差也相同时，电路中的电流大小与金属导体中部温度高低 。 【答案】 越小 不变 无关 【详解】（1）比较a、b两次实验可知，当相互连接的两种金属丝的材料不变时，（a）中冰水混合物与酒精灯火焰的温度差比较大，电流表示数大；（b）中开水与酒精灯火焰的温度差较小，电流表的示数小，故可得出的结论为：当相互连接的两种金属丝的材料不变时，接触点之间的温度差越小，电路中的电流越小。 （2）分析比较图中（a）（c）两图（或（b）（d）两图）现象可得出初步结论：当相互连接的两种金属丝的材料和金属导线接触点之间的温度差相同时，电路中的电流大小是不变的，所以，电路中的电流大小与金属导体中部温度高低无关。 19. （2023·上海奉贤·二模）无线充电器是利用电磁感应原理进行充电的设备，其过程为：通过在发送和接收端各安置一个线圈，送电线圈利用电流产生磁场，受电线圈利用磁场产生电流。受电线圈正对并靠近送电线圈可以产生电流，使灯泡发光，实现电能的无线传输。如图（a）为手机通过无线充电进行充电，图（b）为“电能无线传输”示意图。 （1）当在进行无线充电时，无线充电器可看作 （均选填“送电线圈”、“受电线圈”）。 （2）通过查阅资料，可以了解到受电线圈两端电压与受电线圈匝数、受电线圈直径、两线圈的距离有关。现用相同规格的漆包线绕制了三个匝数相同、直径相同的受电线圈进行探究。实验数据如表：（送电线圈直径为70.0mm） 实验次数 受电线圈的 直径D/mm 两线圈之间 的距离d/mm 受电线圈两端的电压U/V 1 70.0 22.0 8.6 2 70.0 11.0 14.1 3 70.0 5.5 20.5 ①分析序号1、2、3数据，可初步得出结论：在受电线圈的直径和匝数相同时， 。 ②通过实验，小组同学发现电能无线传输存在传输距离 （选填“长”或“短”）的缺点，尽管如此，电能无线传输技术仍然有着广阔的应用前景。 【答案】 送电线圈 两线圈之间的距离d越小，受电线圈两端电压越大 短 【详解】（1）由题意可知，送电线圈利用电流产生磁场，受电线圈利用磁场产生电流，所以当进行无线充电时，无线充电器是电源，无线充电器可看作送电线圈。 （2）由表中数据可得，1、2、3实验的受电线圈直径相同，线圈匝数相同，两线圈距离逐渐减小，受电线圈两端的电压不断增大，所以可以得到的结论是在受电线圈的直径和匝数相同时，两线圈距离减小，受电线圈两端的电压增大。 由于从实验数据知，在受电线圈的直径和匝数相同时，两线圈之间的距离越小，受电线圈两端的电压越大，当两线圈距离增大时，受电线圈两端的电压会减小，所以电能无线传输存在传输距离短的缺点。 20. 自从发现了电流周围存在磁场，许多科学家都在逆向思考：既然电能生磁，那么磁也能生电。1825年，科学家科拉顿也用实验探索如何磁生电。科拉顿用条形磁铁在线圈中插入和拔出进行实验时，为了排除磁铁对“电流表”的影响，把“电流表”和线圈分别放在两个房间里。实验时，他在两个房间之间跑来跑去，没有观察到电流表偏转，实验失败。某同学利用一根条形磁铁、一个电流表、一个线圈来通过条形磁铁插入和拔出线圈来改变穿过线圈的磁场从而探究磁生电需要满足的条件，其实验过程如图所示。 试完成下列问题： （1）电流周围存在磁场，为了形象直观地描述磁场，物理学中引入了“磁感线”的概念，其实磁感线在磁场中的是 （选填“存在”或“不存在”）的； （2）如图（A）中的条形磁铁，在条形磁铁外部，磁感线总是从磁铁的某极出来，由 （选填“N”或“S”）极进入磁铁； （3）比较图中A与B或C与D可知，要使线圈中产生（感应）电流需要满足的条件是： 。 A． B． C． D． （4）根据以上实验，判断科学家科拉顿实验失败的原因是 。 A．在线圈的电路在缺少电源（如干电池）    B．电表发生了故障 C．看电表时线圈中的磁场没有变化             D．看电表时线圈中一定没有磁场 【答案】 不存在 S 穿过线圈的磁场（或磁感线多少）发生变化 C 【详解】（1）磁场是真实存在的，但磁感线是假想出来的有方向的曲线，不是真实存在的。 （2）条形磁铁外部的磁感线总是从磁铁的N极出发，终止于磁铁的S极，内部是从S极到N极，正好构成闭合曲线。 （3）比较图中A与B或C与D可知，当磁体运动时才能产生电流，磁体向上或向下运动，通过线圈的磁感线数量改变，所以要使线圈中产生（感应）电流需要满足的条件是，穿过线圈的磁场（或磁感线多少）发生变化。 （4）因为穿过线圈的磁场（或磁感线多少）发生变化才能产生电流，把“电流表”和线圈分别放在两个房间里，到房间时间过长，看电表时线圈中的磁场没有变化，产生的电流已经消失了，故选C。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $