四、电磁感应 发电机（举一反三讲义）物理新教材苏科版九年级下册

本讲义聚焦电磁感应与发电机核心知识点，系统梳理电磁感应现象本质、感应电流产生条件（闭合电路、一部分导体、切割磁感线）及影响因素，衔接发电机工作原理与能量转化，构建“现象-条件-应用”完整学习支架。 资料含思维导图整合知识，通过实验探究（控制变量法）、“麦田镰刀”类比等科学思维模型突破重难点，典例与变式训练强化应用。课中助力教师辨析电磁关系，课后巩固训练帮助学生查漏补缺，提升科学探究与物理观念素养。

四、电磁感应 发电机 目录 【学习目标】 1 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1：电磁感应现象 2 知识点2：探究产生感应电流的条件 5 知识点3：发电机 7 【方法技巧】 9 方法技巧1 影响感应电流大小的因素 9 方法技巧2 影响感应电流方向的因素 10 【巩固训练】 10 【学习目标】 1．知道电磁感应现象：明确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， 理解 “磁生电” 的本质。 2．掌握感应电流的影响因素：知道感应电流的大小与导体切割磁感线的速度、磁场强弱、线圈匝数有关， 方向与导体运动方向、磁场方向有关。​ 3．理解发电机的工作原理：知道发电机基于电磁感应现象制成，了解其核心结构，明确能量转化。 重点： 1．电磁感应的产生条件：明确 “闭合电路”“一部分导体”“切割磁感线运动” 三个缺一不可的条件，能判断不同场景是否产生感应电流。 2．感应电流方向的判断：熟练用右手定则判断电流方向。 3．发电机的核心原理与能量转化：理解 “导体切割磁感线产生感应电流”的动力来源，牢记 “机械能→ 电能” 的转化路径。 难点： 1．电磁感应与磁场对电流作用的区分：易混淆 “磁生电”与 “电生磁 + 磁对电的作用”，难以区分两者的能量转化、实验条件。​ 2．感应电流产生条件的精准判断：易忽略 “闭合电路” 或 “一部分导体” 的前提，或误将 “导体在 磁场中运动” 等同于 “切割磁感线运动”。 3．发电机换向器/滑环的作用理解：难以理清 “滑环保持电流方向周期性变化”“换向器将交流电转为直流电” 的工作逻辑，易混淆两者功能。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1：电磁感应现象 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，导体中就产生电流。这种由于导 体在磁场中运动而产生的电流的现象叫做电磁感应现象，产生的电流叫感应电流。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。 2、感应电流的方向：感应电流的方向跟导线在磁场中做切割磁感线运动的方向和磁场的方向有关。 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。 3、产生感应电流的条件：第一电路闭合；第二部分导体切割磁感线运动。 （1）导体为闭合电路的一部分。如果电路不闭合，导体切割磁感线时不会产生感应电流。 （2）导体做切割磁感线运动。 ①如果把磁场比作一块麦田，把磁感线比作生长的小麦，把导体比作镰刀，要切割小麦，必须让手指的镰刀与竖直的小麦成某一角度，垂直或斜着都可以切割到小麦，但如果镰刀在平行小麦的方向运动时，则无法切割。 ②由运动的相对性可知，如果导体静止，让磁场运动，也能产生切割磁感线的效果，也能产生感应电流。 4、感应电流的大小 （1）导体做切割磁感线运动的速度越快，感应电流越大。 （2）磁场越强，感应电流越大。 （3）线圈匝数越多，感应电流越大。 电磁感应现象实验和磁场对通电导线的作用实验对比：被研究对象都是磁场中的导体：电磁感应现象的前提条件是运动，结果是产生电流；磁场对电流的作用的前提是电流，结果是产生运动。即因动而电的是电磁感应现象，因电而动的是磁场对电流的作用。 【典例1】2023年12月8日，济郑高铁全线开通，郑州完成全国首个米字型高铁布局。高速列车动力系统主要由电动机组成，下列图示中的实验，与高速列车动力系统工作原理相同的是（   ） A． B． C． D． 【变式1】如图，小海在跨学科实践活动中利用干电池、强力磁铁和铜丝成功地自制了一个电动机，下列说法正确的是（　　） A．强力磁铁周围存在磁感线 B．电动机的工作原理是电磁感应现象 C．只把电池的正负极对调，线圈的转动方向改变 D．电动机工作时机械能转化为电能 【变式2】如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。导体ab左右运动时，灵敏电流计的指针 （选填“偏转”或“不偏转”），该过程将 能转化为电能。若将灵敏电流计换成 ，还可以探究电动机的工作原理。 【变式3】某同学用下图所示的装置研究电磁感应。 ①如图甲所示，保持蹄形磁体竖直放置，使导体AB从图示位置向上运动，电路中 （A．无；B．有）感应电流； ②如图乙所示，保持线圈不动，使蹄形磁体快速向左运动，电流表指针 （A．会；B．不会）偏转； ③如图甲，把电流表改为一个电源，则AB棒会 （A．上或下；B．左或右）运动； ④AB棒应选用 ；（A．铁棒；B．铝棒；C．都是导体，均可以）； ⑤利用电磁感应原理工作的装置有 （A．电铃；B．扬声器；C．动圈式话筒）。    知识点2： 1、实验器材：蹄形磁体、灵敏电流计、导线。 2、实验步骤 （1）让导线在磁场中静止，观察电流计的指针是否偏转， （2）让导线在磁场中静止，换用强磁体，观察电流计的指针是否偏转。 （3）让导线在磁场中静止，但不用单根导线，而换用匝数更多的线圈，观察电流计的指针是否偏转。 （4）让导线在磁场中沿不同方向运动，观察电流计的指针是否偏转。 （5）磁体不动，改变导线运动方向，观察电流计的指针偏转方向。 （6）保持导线运动方向不变，对调磁极，观察电流计的指针偏转方向。 3、实验结论 （1）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。 （2）感应电流的方向跟导体运动方向和磁场方向有关。 （1）注意实验中的控制变量法，掌握电磁感应现象，了解电磁感应现象中能量的转化，总结并掌握产生感应电流的条件。 （2）如何理解“切割磁感线运动”：我们把磁感线理解成从N极出发到S极进入的直线，如果导体运动方向会穿过直线，我们就说切割了磁感线；导线切割磁感线的运动是相对的，如果导体静止不动，磁感线在运动，也可以切割磁感线。 【典例2】如图所示的装置可以探究电磁感应现象。此时，若不计空气阻力和悬点接线处摩擦力，在闭合开关和断开开关两种情况下，将棒分别从右侧同一位置由静止释放，棒摆动到最低处时的速度分别为v闭和v断，则v闭 v断。（填“＞”“＝”或“＜”） 【典例3】小明探究感应电流的方向与线圈底边AB切割磁感线运动的方向是否有关。他用绝缘细线将矩形线圈悬挂，线圈底边AB水平置于蹄形磁体的磁场中，用导线将线圈、开关和灵敏电流计连接成如图所示的电路。 (1)灵敏电流计在实验中的作用是： 。 (2)实验步骤：①闭合开关S后，使线圈底边AB向左做切割磁感线运动，灵敏电流计指针向右偏转；②保持磁场方向不变，使线圈底边AB向右做切割磁感线运动，灵敏电流计指针向左偏转。依据实验现象可以得出的结论是： 。 【变式1】如图所示，在虚线框中接入一个适当的元件，可探究感应电流产生的条件。这个元件是（    ） A．导线 B．干电池 C．电压表 D．灵敏电流计 【变式2】物理小组的同学们利用如图所示的实验装置，探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。保持磁体不动，闭合开关，导体棒沿 （选填“上下”或“左右”）方向运动时，灵敏电流计的指针会发生偏转，此时 能转化为电能，生活中的 机就是根据这一原理制成的。 【变式3】小章同学利用如图所示的装置，让闭合电路中的一部分导体AB在磁场中运动，观察灵敏电流计指针的偏转情况，记录在下表中。已知当电流从灵敏电流计的左侧接线柱流入时，指针向左偏转：从右侧接线柱流入时，指针向右偏转。 实验次数 导体棒移动情况 灵敏电流计指针偏转情况 1 竖直向上 不偏转 2 竖直向下 不偏转 3 水平向左 向右偏转 4 水平向右 向左偏转 （1）由第1、2两次实验可知，导体棒AB平行于磁感线运动，闭合回路中 （填“会”或“不会”）产生感应电流； （2）由第3、4两次实验可知，导体棒AB中感应电流的方向与 的方向有关。如果固定导体棒AB，水平向右移动磁铁，灵敏电流计的指针向 偏转； （3）本实验的设计不完整，不能探究感应电流的方向与磁场方向的关系。为了使探究过程更加完整，应 ； （4）小明将灵敏电流计换成完好的小灯泡，再做第3、4两次实验时小灯泡不亮，最可能的原因是 。 知识点3：发电机 1、发电机 交变电流及其频率 （1）交变电流：大小和方向做周期性变化的电流叫交变电流，简称交流； （2）频率：在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫频率。其单位是赫兹，简称赫，符号为Hz。我国家庭电网以交流供电，频率为50Hz 发电机 构造：磁体、线圈、铜环和电刷四个基本部分组成 工作原理：电磁感应 能量转化：机械能转化为电能 直流发电机：交流发电机线圈内产生的是交变电流，向外输出的也是交变电流；直流发电机线圈内产生的也是交变电流，但在对外输出时把两个铜环换成了换向器，通过换向器的作用使输出电流变成直流电 （1）小型发电机一般采用磁极不动，线圈转动的方式发电；大型发电机一般采用线圈不动、磁极转动的方式发电。大型发电机发的点，电压很高、电流很强。 （2）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。 （3）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。 2、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）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；话筒中机械能转化为电能，扬声器中电能转化为机械能；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。 【典例4】下面两图中 （选填“甲”或“乙”）为发电机模型，其工作原理是 。 【变式1】在锚定碳达峰、碳中和的目标下，紫云峰一台台风力发电机擎天而立，迎风飞旋，下面能反映风力发电机基本原理的是（　　） A． B． C． D． 【变式2】科研人员将高弹性聚合物材料与螺旋金属纤维做成发电衣，在拉伸、弯曲、扭曲等作用下内部两类材料之间发生电子转移而发电，当人穿上发电衣运动时，就能为其他穿戴设备供电。发电衣发电过程的能量转化是（　　） A．内能转化为电能 B．化学能转化为电能 C．机械能转化为内能 D．机械能转化为电能 【变式3】如图，将甲、乙两个电动机的转轴对接并固定在一起。闭合开关，甲的线圈通电在 中受力转动，带动乙的线圈转动，使小灯泡发光。乙相当于电路中的 （选填“电源”或“用电器”）。该过程中主要发生的能量转化是：电能→ 能→电能，最终转化为光能。 【方法技巧】 方法技巧1 影响因素 （1）导体做切割磁感线运动的速度，磁场一定时，速度越大，感应电流越大 （2）磁场的强弱：导体切割磁感线的速度一定时，磁场越强，感应电流越大 感应电流影响大小的因素：①导线切割的速度大小；②导线切割的速度方向；③永磁体的强度；④切割导线的条数；⑤切割导线的有效长度。闭合回路在原磁场内产生的磁场阻碍原磁场磁通量发生变化的电流叫做感应电流。 方法技巧2 1、在电磁感应现象中，感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁感线方向密切相关。如果改变导体运动方向使其与原方向相反，或者将磁感线方向改为与原方向相反，感应电流的方向将与原方向相反。如果导体运动方向和磁感线方向都变为和原来相反，则感应电流的方向不变‌。 【巩固训练】 1．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 2．如图是实验室电流表的内部结构图，当电流通过线圈时，处于磁场中的线圈受到力的作用就会转动，从而使指针发生偏转。下列选项中与该实验室电流表的工作原理相同的是（    ） A． B． C． D． 3．如图所示，风吹小风车，电流表的指针会发生偏转。选项图中的四个物理实验能解释其工作原理的是（ ） A． B． C． D． 4．下列关于电现象与磁现象的说法正确的是（　　） A．甲图通电后电磁铁b的线圈匝数少，磁性更强 B．乙图通电后原来静止的小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在磁场；如改变导体中的电流方向，小磁针偏转方向不变 C．丙图是发电机的原理，闭合开关后，悬挂的导体棒将发生运动 D．丁图是电动机的原理，闭合开关后，金属棒ab将发生运动 5．对下图所示的实验或装置，分析正确的是（    ） A．甲图：只有铁屑分布较多的地方才有磁场 B．乙图：动圈式话筒的工作原理是“电生磁” C．丙图：接通电源，导体不会受到磁场的作用力 D．丁图：根据电流方向，可判定螺线管的上端为N极 6．如图所示是一款常见的手腕计步器，某学习小组自制了可以佩戴在手腕上的“计步器”，其构造是在一段塑料管中密封一小块磁铁，管外缠绕着线圈。运动时，磁铁在管中反复运动，线圈的输出电流随之不停地变化，显示出运动的步数。“计步器”的基本原理与下列哪幅图相同（　　） A．B．C． D． 7．小明制作了如图甲所示的电磁跷跷板参加学校的科技节活动。该电磁跷跷板是在两端封闭的透明塑料管中放有一块磁性很强的磁铁，塑料管外绕有金属丝作为线圈，在线圈两端并联两只发光二极管，其电路如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．该装置发光的原理与电动机的工作原理一样 B．将塑料管上下翘动，磁铁便在线圈中左右移动，两个发光二极管有可能会同时发光 C．塑料管上下翘动，磁铁在线圈中左右移动时，将机械能转化为电能 D．塑料管上下翘动速度变大，二极管会变得更暗 8．如图所示，兴趣小组制作了一个电动机，给线圈通电，轻轻一推，线圈就会持续转动。下列关于电动机的说法正确的是（　　） A．电动机工作时主要把机械能转化为电能 B．为了使线圈能连续转动，线圈中不能持续通电 C．生活中话筒的工作原理与电动机工作原理类似，即利用磁场对通电导体产生力的作用使物体运动 D．若通电时电动机的电功率为2W，则通电线圈产生的热量为120J 9．如图所示，下列关于电磁现象的表述正确的是（　　） A．图甲，磁感线是真实存在的，地磁场的北极在地理南极附近 B．图乙，将强磁体靠近正在发光的白炽灯，白炽灯的灯丝晃动，这是电磁感应现象 C．图丙，可用来演示电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系 D．图丁，接通电源后小磁针会发生偏转，是因为电流周围存在磁场 10．在题图所示中，闭合开关，导体AB在磁场中沿 （选填“左右”或“上下”）方向运动时，灵敏电流计指针会发生偏转，这就是 现象。人们根据此现象发明了 （选填“电动机”或“发电机”）。 11．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，此过程发生的能量转化是机械能转化为 。 12．题图所示的“神奇转框”，磁场对金属框有 作用便旋转起来，它是一个 （选填“电动机”或“发电机”），若将电池正负极对调，则金属框转动方向将 （选填“改变”或“不变”）。 13．如图（a），街头已经出现把机器狗当成宠物溜的现象，而且机器狗还能帮主——人驮运东西。机器狗身体里有多个电动机，能揭示电动机工作原理的实验是图（b）中的 （选填字母）。浓密的树荫下出现很多圆形的光斑，这是由于光 而形成的。 14．如图所示的微风吊扇通电后扇叶转动。拔下插头，在插头处接发光二极管，用手旋转扇叶，发光二极管发光，这是 生电的现象，人们利用这一原理制成了 （填“发电机”或“电动机”），它工作时将 能转化为电能。 15．如图甲所示是我国古代四大发明之一的指南针——司南，其实它的长勺是一块磁铁，长柄是磁铁的南极，静止时它的长柄指向地理的 方；动圈式话筒工作时，声音使得膜片振动，与膜片相连的线圈产生感应电流，这就是 现象。 16．小雪设计了以下探究实验，请回答下列问题。 (1)图甲中，闭合开关，给铜棒ab通电，ab向右运动，表明ab在磁场中受到 的作用； (2)图甲中，磁场方向不变，对调电源正负极，连接电路，闭合开关，发现铜棒ab向左运动，这表明 ； (3)图乙中，当开关闭合，导体棒AB向右运动时，灵敏电流计指针 （填“会”或“不会”）发生偏转； (4)通过图乙实验可得：闭合电路的部分导体在磁场中做 ，导体中会产生感应电流；如图丙，让条形磁体在线圈中竖直上下运动，灵敏电流计的指针 （填“会”或“不会”）偏转； (5)请列举一个利用图乙实验结论的生活实例： 。 17．小海在探究产生感应电流的条件的实验中，设计了如图所示实验装置。闭合开关，使导体棒AB分别沿上下、左右运动，观察灵敏电流计的指针偏转情况；改变磁场方向，重复上述实验，记录实验现象如下表所示。 实验序号 磁场情况 导体棒AB在磁场中的运动情况 灵敏电流计的指针偏转情况 1 N极在上 上下运动 不偏转 2 N极在上 向左运动 向右偏转 3 N极在上 向右运动 向左偏转 4 N极在下 上下运动 不偏转 5 N极在下 向左运动 向左偏转 6 N极在下 向右运动 向右偏转 （1）比较 （选填表格中的实验序号）两次实验可知，感应电流是否产生与导体棒AB是否切割磁感线有关； （2）比较 （选填表格中的实验序号）两次实验可知，感应电流的方向与磁场的方向有关； （3）利用表格中的实验数据还可得出的结论是： 。 18．某校九年级一班物理兴趣小组的同学，学习了磁现象的知识后，深受物理学家奥斯特和法拉第科学探索精神的影响，怀着极大的兴趣对下列实验进行了探究。 （1）如图甲，将小磁针放在南北方向的直导线正下方，小磁针静止，N极指向北。如图乙触接电源，小磁针的N极向纸外偏转。断开连接后，小磁针恢复到图甲位置。如图丙，将电源正负极对调，再次触接电源，小磁针的N极向纸内偏转。则： ①通电导线周围存在磁场，且磁场的方向与 有关； ②断开电源后，小磁针恢复到图甲状态，这是因为小磁针受到了 的作用； ③如图丁所示，高速电子束飞过小磁针上方时，小磁针将发生如图 （选填“甲”、“乙”或“丙”）所示方向的偏转； （2）利用图戊所示的装置，让闭合电路中的一部分导体AB在磁场中运动，观察电流表指针的偏转情况，记录在表中。已知当电流从电流表的左侧接线柱流入时，指针向左偏转；从右侧接线柱流入时，指针向右偏转。 实验次数 导体棒移动情况 电流表指针偏转情况 1 竖直向上 不偏转 2 竖直向下 不偏转 3 水平向左 向右偏转 4 水平向右 向左偏转 根据表中记录的实验信息，完成下列问题： ④本实验的设计不完整，不能探究感应电流的方向与磁场方向的关系。为了使探究过程更加完整，应 ； ⑤小明将电流表换成完好的小灯泡，再做第3、4两次实验时小灯泡不亮，最可能的原因是 ； ⑥发电机的原理与本实验的原理一样，己图为发电机的示意图，图中时刻线框水平，箭头为线框旋转的方向，此时ab边中的电流方向 （填“由a到b”或“由b到a”）。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 四、电磁感应 发电机 目录 【学习目标】 1 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1：电磁感应现象 2 知识点2：探究产生感应电流的条件 6 知识点3：发电机 10 【方法技巧】 13 方法技巧1 影响感应电流大小的因素 13 方法技巧2 影响感应电流方向的因素 13 【巩固训练】 13 【学习目标】 1．知道电磁感应现象：明确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， 理解 “磁生电” 的本质。 2．掌握感应电流的影响因素：知道感应电流的大小与导体切割磁感线的速度、磁场强弱、线圈匝数有关， 方向与导体运动方向、磁场方向有关。​ 3．理解发电机的工作原理：知道发电机基于电磁感应现象制成，了解其核心结构，明确能量转化。 重点： 1．电磁感应的产生条件：明确 “闭合电路”“一部分导体”“切割磁感线运动” 三个缺一不可的条件，能判断不同场景是否产生感应电流。 2．感应电流方向的判断：熟练用右手定则判断电流方向。 3．发电机的核心原理与能量转化：理解 “导体切割磁感线产生感应电流”的动力来源，牢记 “机械能→ 电能” 的转化路径。 难点： 1．电磁感应与磁场对电流作用的区分：易混淆 “磁生电”与 “电生磁 + 磁对电的作用”，难以区分两者的能量转化、实验条件。​ 2．感应电流产生条件的精准判断：易忽略 “闭合电路” 或 “一部分导体” 的前提，或误将 “导体在 磁场中运动” 等同于 “切割磁感线运动”。 3．发电机换向器/滑环的作用理解：难以理清 “滑环保持电流方向周期性变化”“换向器将交流电转为直流电” 的工作逻辑，易混淆两者功能。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1：电磁感应现象 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，导体中就产生电流。这种由于导 体在磁场中运动而产生的电流的现象叫做电磁感应现象，产生的电流叫感应电流。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。 2、感应电流的方向：感应电流的方向跟导线在磁场中做切割磁感线运动的方向和磁场的方向有关。 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。 3、产生感应电流的条件：第一电路闭合；第二部分导体切割磁感线运动。 （1）导体为闭合电路的一部分。如果电路不闭合，导体切割磁感线时不会产生感应电流。 （2）导体做切割磁感线运动。 ①如果把磁场比作一块麦田，把磁感线比作生长的小麦，把导体比作镰刀，要切割小麦，必须让手指的镰刀与竖直的小麦成某一角度，垂直或斜着都可以切割到小麦，但如果镰刀在平行小麦的方向运动时，则无法切割。 ②由运动的相对性可知，如果导体静止，让磁场运动，也能产生切割磁感线的效果，也能产生感应电流。 4、感应电流的大小 （1）导体做切割磁感线运动的速度越快，感应电流越大。 （2）磁场越强，感应电流越大。 （3）线圈匝数越多，感应电流越大。 电磁感应现象实验和磁场对通电导线的作用实验对比：被研究对象都是磁场中的导体：电磁感应现象的前提条件是运动，结果是产生电流；磁场对电流的作用的前提是电流，结果是产生运动。即因动而电的是电磁感应现象，因电而动的是磁场对电流的作用。 【典例1】2023年12月8日，济郑高铁全线开通，郑州完成全国首个米字型高铁布局。高速列车动力系统主要由电动机组成，下列图示中的实验，与高速列车动力系统工作原理相同的是（   ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】高速列车动力系统主要由电动机组成，电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动。 A．该装置是奥斯特实验，说明了通电导体周围存在磁场，这是电流的磁效应，故A不符合题意； B．闭合开关后，小磁针发生偏转，说明通电螺线管的周围存在磁场，利用电流的磁效应，故B不符合题意； C．图中是发电机原理，是闭合回路中一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，即电磁感应现象，故C不符合题意； D．图中闭合开关后，通电导体在磁场中受到力的作用而运动，与高速列车动力系统工作原理相同，故D符合题意。 故选D。 【变式1】如图，小海在跨学科实践活动中利用干电池、强力磁铁和铜丝成功地自制了一个电动机，下列说法正确的是（　　） A．强力磁铁周围存在磁感线 B．电动机的工作原理是电磁感应现象 C．只把电池的正负极对调，线圈的转动方向改变 D．电动机工作时机械能转化为电能 【答案】C 【详解】A．磁感线是为了描述磁场而引入的一种假想的线，磁感线不是真实存在的，故A错误； B．电动机的工作原理是磁场对通电导体的作用，而电磁感应现象是发电机的工作原理，故B错误； C．电动机的转动方向与磁场方向和电流方向有关，若把电池正负极对调，线图中电流的方向改变，磁场方向不改变，线圈的转动方向改变，故C正确； D．电动机工作时，消耗电能，得到机械能，所以是电能转化为机械能，故D错误。 故选C。 【变式2】如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。导体ab左右运动时，灵敏电流计的指针 （选填“偏转”或“不偏转”），该过程将 能转化为电能。若将灵敏电流计换成 ，还可以探究电动机的工作原理。 【答案】 偏转 机械 电源 【详解】[1]根据电磁感应可知，闭合电路的一部分导体切割磁感线时产生感应电流，故导体ab左右运动时，切割了磁感线，产生了感应电流，故灵敏电流计的指针发生偏转。 [2]导体ab左右运动时，切割了磁感线，产生了感应电流，消耗了机械能，产生了电能，故能量转化为机械能转化电能。 [3]若将灵敏电流计换成电源，则通过导线在磁场中会受到力的作用，是电动机工作的原理。 【变式3】某同学用下图所示的装置研究电磁感应。 ①如图甲所示，保持蹄形磁体竖直放置，使导体AB从图示位置向上运动，电路中 （A．无；B．有）感应电流； ②如图乙所示，保持线圈不动，使蹄形磁体快速向左运动，电流表指针 （A．会；B．不会）偏转； ③如图甲，把电流表改为一个电源，则AB棒会 （A．上或下；B．左或右）运动； ④AB棒应选用 ；（A．铁棒；B．铝棒；C．都是导体，均可以）； ⑤利用电磁感应原理工作的装置有 （A．电铃；B．扬声器；C．动圈式话筒）。    【答案】 B A A B C 【详解】①[1]由图甲可知，导体AB从图示位置向上运动，闭合电路的一部分做切割磁感线运动，所以电路中就有感应电流，故选B。 ②由图乙可知，线圈不动，蹄形磁铁快速向左运动时，闭合电路的一部分也切割磁感线，电路中也有电流，因此电流表指针会偏转，故选A。 ③[3]如图甲，把电流表改为一个电源，则AB棒会有电流通过，通电导体在磁场中受里的作用，因此导体AB会运动，由左手定则可知导体上下运动，故选A。 ④[4]AB棒应选导体，导体的电阻越小，感应电流越大，现象越明显，因此应选用导电性能好的铝棒，故选B。 ⑤[5]A．电铃主要部件是电磁铁，利用电流的磁效应，故A不符合题意； B．扬声器是把电信号转化为声信号，利用通电导体在磁场中受力原理，故B不符合题意； C．动圈式话筒是把声信号转变成电信号的，声信号的振动带动线圈在磁场中振动，产生电流，是电磁感应原理，故C符合题意。 故选C。 知识点2： 1、实验器材：蹄形磁体、灵敏电流计、导线。 2、实验步骤 （1）让导线在磁场中静止，观察电流计的指针是否偏转， （2）让导线在磁场中静止，换用强磁体，观察电流计的指针是否偏转。 （3）让导线在磁场中静止，但不用单根导线，而换用匝数更多的线圈，观察电流计的指针是否偏转。 （4）让导线在磁场中沿不同方向运动，观察电流计的指针是否偏转。 （5）磁体不动，改变导线运动方向，观察电流计的指针偏转方向。 （6）保持导线运动方向不变，对调磁极，观察电流计的指针偏转方向。 3、实验结论 （1）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。 （2）感应电流的方向跟导体运动方向和磁场方向有关。 （1）注意实验中的控制变量法，掌握电磁感应现象，了解电磁感应现象中能量的转化，总结并掌握产生感应电流的条件。 （2）如何理解“切割磁感线运动”：我们把磁感线理解成从N极出发到S极进入的直线，如果导体运动方向会穿过直线，我们就说切割了磁感线；导线切割磁感线的运动是相对的，如果导体静止不动，磁感线在运动，也可以切割磁感线。 【典例2】如图所示的装置可以探究电磁感应现象。此时，若不计空气阻力和悬点接线处摩擦力，在闭合开关和断开开关两种情况下，将棒分别从右侧同一位置由静止释放，棒摆动到最低处时的速度分别为v闭和v断，则v闭 v断。（填“＞”“＝”或“＜”） 【答案】< 【详解】开关闭合时，棒在磁场中切割磁感线，会产生感应电流，棒的重力势能转化为电能和动能；开关断开后不会产生感应电流，棒的重力势能全部转化为动能。而棒在初始位置的高度相同，质量也相同，所以初始的重力势能相同，故棒摆到最低点时，闭合时的动能小于断开时的动能，而质量相同时，速度越大，动能越大，所以v闭<v断。 【典例3】小明探究感应电流的方向与线圈底边AB切割磁感线运动的方向是否有关。他用绝缘细线将矩形线圈悬挂，线圈底边AB水平置于蹄形磁体的磁场中，用导线将线圈、开关和灵敏电流计连接成如图所示的电路。 (1)灵敏电流计在实验中的作用是： 。 (2)实验步骤：①闭合开关S后，使线圈底边AB向左做切割磁感线运动，灵敏电流计指针向右偏转；②保持磁场方向不变，使线圈底边AB向右做切割磁感线运动，灵敏电流计指针向左偏转。依据实验现象可以得出的结论是： 。 【答案】(1)见解析 (2)见解析 【详解】（1）灵敏电流计在实验中的作用是测量因电磁感应产生的电流大小以及判断电流的方向。其精度高，能准确测量出电磁感应实验中产生的微小电流，且反应速度快，可及时反映出电流的瞬间变化，通过观察指针的偏转角度和方向，能让我们直观地了解到电流的大小和方向变化，以便于理解和分析实验结果。 （2）闭合开关S后，使线圈底边AB向左做切割磁感线运动，灵敏电流计指针向右偏转；保持磁场方向不变，使线圈底边AB向右做切割磁感线运动，灵敏电流计指针向左偏转，感应电流的方向发生改变，可以得到在磁场方向不变的情况下，感应电流的方向与线圈底边AB切割磁感线运动的方向有关，切割磁感线运动方向相反时，感应电流的方向也相反。 【变式1】如图所示，在虚线框中接入一个适当的元件，可探究感应电流产生的条件。这个元件是（    ） A．导线 B．干电池 C．电压表 D．灵敏电流计 【答案】D 【详解】A．导线只是电流的传导路径，不能检测电流，故A不符合题意。 B．干电池是提供电能的装置，不是检测电流的，故B不符合题意。 C．电压表是测量电压的仪器，不能直接检测电流，故C不符合题意。 D．灵敏电流计可以检测微弱的电流，能够用于探究感应电流产生的条件，故D符合题意。 故选D。 【变式2】物理小组的同学们利用如图所示的实验装置，探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。保持磁体不动，闭合开关，导体棒沿 （选填“上下”或“左右”）方向运动时，灵敏电流计的指针会发生偏转，此时 能转化为电能，生活中的 机就是根据这一原理制成的。 【答案】 上下 机械 发电 【详解】[1][2][3]保持磁体不动，闭合开关，导体棒沿上下方向运动时，导体棒会切割磁感线，灵敏电流计的指针会发生偏转，说明有感应电流产生，利用导体棒的运动获得了电能，此时机械能转化为电能，生活中的发电机就是根据这一原理制成的。 【变式3】小章同学利用如图所示的装置，让闭合电路中的一部分导体AB在磁场中运动，观察灵敏电流计指针的偏转情况，记录在下表中。已知当电流从灵敏电流计的左侧接线柱流入时，指针向左偏转：从右侧接线柱流入时，指针向右偏转。 实验次数 导体棒移动情况 灵敏电流计指针偏转情况 1 竖直向上 不偏转 2 竖直向下 不偏转 3 水平向左 向右偏转 4 水平向右 向左偏转 （1）由第1、2两次实验可知，导体棒AB平行于磁感线运动，闭合回路中 （填“会”或“不会”）产生感应电流； （2）由第3、4两次实验可知，导体棒AB中感应电流的方向与 的方向有关。如果固定导体棒AB，水平向右移动磁铁，灵敏电流计的指针向 偏转； （3）本实验的设计不完整，不能探究感应电流的方向与磁场方向的关系。为了使探究过程更加完整，应 ； （4）小明将灵敏电流计换成完好的小灯泡，再做第3、4两次实验时小灯泡不亮，最可能的原因是 。 【答案】 不会 导体切割磁感线的运动方向 右 控制导体运动方向不变，对调磁体的两极 产生的感应电流太小 【详解】（1）[1]由第1、2两次实验可知，导体棒竖直向上或竖直向下运动时，灵敏电流计指针偏转情况为不偏转，说明导体棒AB平行于磁感线运动，闭合回路中不会产生感应电流。 （2）[2]由第3、4两次实验可知，磁场方向不变时，导体棒水平向左或水平向右运动时，电流表指针偏转方向不同，即电流方向不同，所以导体棒AB中感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向有关。 [3]如果固定导体棒AB，水平向右移动磁铁，导体棒相对于磁铁向左运动，由第3次实验结果可知，电流表的指针向右偏转。 （3）[4]要探究感应电流的方向与磁场方向的关系，应控制导体运动方向不变，改变磁场方向，即对调磁体的两极。 （4）[5]小灯泡不亮可能是因为电路中的电流太小，所以小明将灵敏电流计换成完好的小灯泡，再做第3、4两次实验时小灯泡不亮，最可能的原因是产生的感应电流太小。 知识点3：发电机 1、发电机 交变电流及其频率 （1）交变电流：大小和方向做周期性变化的电流叫交变电流，简称交流； （2）频率：在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫频率。其单位是赫兹，简称赫，符号为Hz。我国家庭电网以交流供电，频率为50Hz 发电机 构造：磁体、线圈、铜环和电刷四个基本部分组成 工作原理：电磁感应 能量转化：机械能转化为电能 直流发电机：交流发电机线圈内产生的是交变电流，向外输出的也是交变电流；直流发电机线圈内产生的也是交变电流，但在对外输出时把两个铜环换成了换向器，通过换向器的作用使输出电流变成直流电 （1）小型发电机一般采用磁极不动，线圈转动的方式发电；大型发电机一般采用线圈不动、磁极转动的方式发电。大型发电机发的点，电压很高、电流很强。 （2）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。 （3）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。 2、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）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；话筒中机械能转化为电能，扬声器中电能转化为机械能；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。 【典例4】下面两图中 （选填“甲”或“乙”）为发电机模型，其工作原理是 。 【答案】 乙 电磁感应 【详解】[1][2]发电机模型中没有电源，由线圈在磁场中切割磁感线产生电流，其原理是电磁感应现象，图乙没有电源，是发电机的模型，甲图有电源，是电动机的模型，其原理是通电导线在磁场中受力的作用。 【变式1】在锚定碳达峰、碳中和的目标下，紫云峰一台台风力发电机擎天而立，迎风飞旋，下面能反映风力发电机基本原理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】风力发电机是利用电磁感应原理，将风能转化为电能。 A．图A中，闭合开关后，通过电流的金属棒在磁场中受力而运动，这是电动机的工作原理，故A不符合题意； B．图B是电磁感应现象的实验装置，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，风力发电机正是利用电磁感应原理工作的，故B符合题意； C．图C是奥斯特实验，表明通电导体周围存在磁场，这与风力发电机的工作原理不同，故C不符合题意； D．图D是探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验，与风力发电机的电磁感应原理无关，故D不符合题意。 故选B。 【变式2】科研人员将高弹性聚合物材料与螺旋金属纤维做成发电衣，在拉伸、弯曲、扭曲等作用下内部两类材料之间发生电子转移而发电，当人穿上发电衣运动时，就能为其他穿戴设备供电。发电衣发电过程的能量转化是（　　） A．内能转化为电能 B．化学能转化为电能 C．机械能转化为内能 D．机械能转化为电能 【答案】D 【详解】由题意可知，当人穿上发电衣运动时，在拉伸、弯曲、扭曲等作用下内部两类材料之间发生电子转移而发电，该过程中，消耗了机械能，得到了电能，因此，发电衣发电过程的能量转化是机械能转化为电能，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 【变式3】如图，将甲、乙两个电动机的转轴对接并固定在一起。闭合开关，甲的线圈通电在 中受力转动，带动乙的线圈转动，使小灯泡发光。乙相当于电路中的 （选填“电源”或“用电器”）。该过程中主要发生的能量转化是：电能→ 能→电能，最终转化为光能。 【答案】 磁场 电源 机械 【详解】[1][2]如图，闭合开关，给甲的线圈通电，通电线圈在磁场中受力而转动，带动乙的线圈转动，乙线圈切割磁感线产生感应电流，使小灯泡发光。乙相当于电路中的电源，可以给小灯泡供电。 [3]该过程中，甲电动机消耗电能，将电能转化为机械能，乙发电机将机械能转化成电能使灯泡发光，灯泡将电能转化成光能；主要发生的能量转化是：电能→机械能→电能，最终转化为光能。 【方法技巧】 方法技巧1 影响因素 （1）导体做切割磁感线运动的速度，磁场一定时，速度越大，感应电流越大 （2）磁场的强弱：导体切割磁感线的速度一定时，磁场越强，感应电流越大 感应电流影响大小的因素：①导线切割的速度大小；②导线切割的速度方向；③永磁体的强度；④切割导线的条数；⑤切割导线的有效长度。闭合回路在原磁场内产生的磁场阻碍原磁场磁通量发生变化的电流叫做感应电流。 方法技巧2 1、在电磁感应现象中，感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁感线方向密切相关。如果改变导体运动方向使其与原方向相反，或者将磁感线方向改为与原方向相反，感应电流的方向将与原方向相反。如果导体运动方向和磁感线方向都变为和原来相反，则感应电流的方向不变‌。 【巩固训练】 1．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。 2．如图是实验室电流表的内部结构图，当电流通过线圈时，处于磁场中的线圈受到力的作用就会转动，从而使指针发生偏转。下列选项中与该实验室电流表的工作原理相同的是（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理：通电线圈在磁场中受力而转动，并且电流越大，线圈受到的力越大，其转动的幅度越大。 A．闭合开关，铜棒ab中有电流通过时，它就会运动起来，这是电动机原理图，利用通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的，故A符合题意； B．图中电磁感应实验，是发电机的原理图，与电流表的工作原理无关，故B不符合题意； C．图中探究电磁铁磁性强弱与电流的关系，电磁铁是利用电流的磁效应制成的，与电流表的工作原理无关，故C不符合题意； D．图中是奥斯特实验，说明通电导体的周围存在磁场，与电流表的制成原理无关，故D不符合题意。 故选A。 3．如图所示，风吹小风车，电流表的指针会发生偏转。选项图中的四个物理实验能解释其工作原理的是（ ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】风吹小风车，电流表的指针会发生偏转，是电磁感应现象； A．如图为奥斯特实验，说明电流存在磁场，属于电流的磁效应，故A不符合题意； B．如图所示，当开关闭合后，金属棒左右切割磁感线，产生感应电流，是电磁感应现象，故B符合题意； C．如图所示，电路中有电源，闭合开关时，导体棒在磁场中受力的作用，故C不符合题意； D．如图所示，是探究电磁铁磁性与匝数的关系，属于电流的磁效应，故D不符合题意。 故选B。 4．下列关于电现象与磁现象的说法正确的是（　　） A．甲图通电后电磁铁b的线圈匝数少，磁性更强 B．乙图通电后原来静止的小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在磁场；如改变导体中的电流方向，小磁针偏转方向不变 C．丙图是发电机的原理，闭合开关后，悬挂的导体棒将发生运动 D．丁图是电动机的原理，闭合开关后，金属棒ab将发生运动 【答案】D 【详解】A．电磁铁磁性随线圈匝数增加而变强，故A错误； B．奥斯特实验中，小磁针初始是南北放置，通电后小磁针变为东西方向，断电后，在地磁场的作用下还原回南北方向；如改变导体中的电流方向，通电导线周围的磁场方向改变，小磁针偏转方向发生改变，故B错误； C．丙是发电机的原理，但是需要导体做切割磁感线运动后才能产生电，故C错误； D．丁图是电动机原理，闭合开关，导体中存在电流且处在磁场中，于是受力运动，故D正确。 故选D。 5．对下图所示的实验或装置，分析正确的是（    ） A．甲图：只有铁屑分布较多的地方才有磁场 B．乙图：动圈式话筒的工作原理是“电生磁” C．丙图：接通电源，导体不会受到磁场的作用力 D．丁图：根据电流方向，可判定螺线管的上端为N极 【答案】D 【详解】A．铁屑分布多少表示磁场的强弱，铁屑分布较多的地方磁场强，铁屑分布较少的地方磁场弱，但有磁场，故A错误； B．动圈式话筒的工作原理是电磁感应，即磁生电，故B错误； C．接通电源，通电导体ab会受到磁场的作用力，即磁场对通电导体有力的作用，故C错误； D．根据电流方向，由安培定则可判定螺线管的上端为N极，故D正确。 故选D。 6．如图所示是一款常见的手腕计步器，某学习小组自制了可以佩戴在手腕上的“计步器”，其构造是在一段塑料管中密封一小块磁铁，管外缠绕着线圈。运动时，磁铁在管中反复运动，线圈的输出电流随之不停地变化，显示出运动的步数。“计步器”的基本原理与下列哪幅图相同（　　） A．B．C． D． 【答案】C 【详解】根据“计步器”的特点可知，当塑料管运动时，磁铁在管中反复运动，切割磁感线而产生电流，因此计步器的基本原理是电磁感应。 A．该图是奥斯特实验，反映电流周围存在着磁场，属于电流的磁效应，故A不符合题意； B．该图是安培定则的使用方法示意图，可判断通电螺线管两端的极性或电流的方向，与“计步器”的基本原理不同，故B不符合题意； C．图中电路中没有电源，当闭合开关，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中有感应电流产生，这是电磁感应现象，与“计步器”的基本原理相同，故C符合题意； D．图中电路有电源，是通电线圈在磁场中受力转动，与“计步器”的基本原理不同，故D不符合题意。 故选C。 7．小明制作了如图甲所示的电磁跷跷板参加学校的科技节活动。该电磁跷跷板是在两端封闭的透明塑料管中放有一块磁性很强的磁铁，塑料管外绕有金属丝作为线圈，在线圈两端并联两只发光二极管，其电路如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．该装置发光的原理与电动机的工作原理一样 B．将塑料管上下翘动，磁铁便在线圈中左右移动，两个发光二极管有可能会同时发光 C．塑料管上下翘动，磁铁在线圈中左右移动时，将机械能转化为电能 D．塑料管上下翘动速度变大，二极管会变得更暗 【答案】C 【详解】A．由图和题意可知，塑料管中的磁铁来回运动，使线圈相对于磁铁做切割磁感线运动产生感应电流，所以电磁跷跷板中发光二极管轮流发光是根据电磁感应原理工作的，故A错误； B．电磁跷跷板上下翘动时，磁铁在管中来回运动，磁铁运动的方向不同，使线圈做切割磁感线运动的方向不同，产生的感应电流方向不同，又因为二极管具有单向导电性，所以两个二极管会轮流发光，故B错误； C．塑料管上下翘动，磁铁在线圈中左右移动时，产生感应电流，该过程中将机械能转化为电能，故C正确； D．塑料管上下翘动速度变大，产生的感应电流变大，二极管会变得更亮，故D错误。 故选C。 8．如图所示，兴趣小组制作了一个电动机，给线圈通电，轻轻一推，线圈就会持续转动。下列关于电动机的说法正确的是（　　） A．电动机工作时主要把机械能转化为电能 B．为了使线圈能连续转动，线圈中不能持续通电 C．生活中话筒的工作原理与电动机工作原理类似，即利用磁场对通电导体产生力的作用使物体运动 D．若通电时电动机的电功率为2W，则通电线圈产生的热量为120J 【答案】B 【详解】A．电动机工作时通过电流在磁场中受力驱动转子转动，将电能转换为机械能，故A错误； B．为了使线圈能连续转动，线圈中不能持续通电，应该在平衡位置时自动改变线圈中的电流方向，故B正确； C．生活中话筒的工作原理与发电机工作原理类似，是利用电磁感应现象来工作的，故C错误； D．若通电时电动机的电功率为2W，则通电，电动机消耗的电能为 因为线圈的电阻未知，无法计算线圈产生的热量，故D错误。 故选B。 9．如图所示，下列关于电磁现象的表述正确的是（　　） A．图甲，磁感线是真实存在的，地磁场的北极在地理南极附近 B．图乙，将强磁体靠近正在发光的白炽灯，白炽灯的灯丝晃动，这是电磁感应现象 C．图丙，可用来演示电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系 D．图丁，接通电源后小磁针会发生偏转，是因为电流周围存在磁场 【答案】D 【详解】A．磁场是真实存在的，但磁感线是为了描述磁场分布而引入的，不是真实存在的，地磁场的北极在地理的南极附近，故A错误； B．乙图中将强磁体靠近正在发光的白炽灯，白炽灯的灯丝晃动，这是因为通电导体在磁场中会受力运动，故B错误； C．两个电磁铁串联，通过的电流相同，线圈的匝数不同，探究的是电磁铁的磁性强弱与匝数的关系，不能探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系，故C错误； D．放在小磁针上方的导线中有电流通过时，小磁针会发生偏转，说明通电导体周围产生了磁场，使小磁针发生偏转，故D正确。 故选D。 10．在题图所示中，闭合开关，导体AB在磁场中沿 （选填“左右”或“上下”）方向运动时，灵敏电流计指针会发生偏转，这就是 现象。人们根据此现象发明了 （选填“电动机”或“发电机”）。 【答案】 左右 电磁感应 发电机 【详解】[1][2][3]在图示中，闭合开关，导体AB在磁场中沿左右方向运动时，会切割磁感线，则灵敏电流计指针会发生偏转，这就是电磁感应现象，发动机根据此原理制成的。 11．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，此过程发生的能量转化是机械能转化为 。 【答案】 切割 感应电流 电能 【详解】[1][2][3]如图所示，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，当闭合线圈中的部分导体切割磁感线运动时，线圈中就会产生感应电流，使小灯泡发光；使小灯泡发光的电能是由机械能转化的，所以其能量转化是机械能转化成电能。 12．题图所示的“神奇转框”，磁场对金属框有 作用便旋转起来，它是一个 （选填“电动机”或“发电机”），若将电池正负极对调，则金属框转动方向将 （选填“改变”或“不变”）。 【答案】 力 电动机 改变 【详解】[1][2]电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用工作的，发电机的工作原理是闭合电路中的部分导线切割磁感线产生感应电流。磁场对金属框有力作用便旋转起来，它是一个电动机机。 [3]若将电池正负极对调，通过金属框的电流的方向改变，金属框受到的磁力的方向改变，则金属框转动方向将改变。 13．如图（a），街头已经出现把机器狗当成宠物溜的现象，而且机器狗还能帮主——人驮运东西。机器狗身体里有多个电动机，能揭示电动机工作原理的实验是图（b）中的 （选填字母）。浓密的树荫下出现很多圆形的光斑，这是由于光 而形成的。 【答案】 C 沿直线传播 【详解】[1]A ．如图是奥斯特实验原理图，说明通电导线周围存在磁场； B ．如图是探究电磁铁磁性强弱的实验电路图； C ．如图，图中有电源，通电导体在磁场中会受到力的作用而运动，这是电动机的工作原理； D ．如图是电磁感应现象，导体棒ab在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，是发电机的工作原理。 故选C。 [2]浓密的树荫下出现很多圆形的光斑，圆形光斑是太阳通过树叶的缝隙成的像，是小孔成像，这是由于光沿直线传播而形成的。 14．如图所示的微风吊扇通电后扇叶转动。拔下插头，在插头处接发光二极管，用手旋转扇叶，发光二极管发光，这是 生电的现象，人们利用这一原理制成了 （填“发电机”或“电动机”），它工作时将 能转化为电能。 【答案】 磁 发电机 机械 【详解】[1]拔下插头，在插头处接发光二极管，用手旋转扇叶，发光二极管发光，线圈切割磁感线产生感应电流，是磁生电现象。 [2][3]电动机的原理是通电导体在磁场中受力，能量转化是电能转化为机械能；发电机的原理是电磁感应现象，能量转化是机械能转化为电能，故人们利用这一原理制成了发电机，能量转化是机械能转化为电能。 15．如图甲所示是我国古代四大发明之一的指南针——司南，其实它的长勺是一块磁铁，长柄是磁铁的南极，静止时它的长柄指向地理的 方；动圈式话筒工作时，声音使得膜片振动，与膜片相连的线圈产生感应电流，这就是 现象。 【答案】 南 电磁感应 【详解】[1]地球本身是一个大磁体，地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在地理的北极附近，长柄是磁铁的南极，与地磁的北极相互吸引，静止时，它的长柄指向地磁的北极，也就是地理的南方。 [2]动圈式话筒工作时，声音使得膜片振动，与膜片相连的线圈产生感应电流，将机械能转化为电能，这就是电磁感应现象，工作原理是闭合电路的部分导线切割磁感线时产生感应电流。 16．小雪设计了以下探究实验，请回答下列问题。 (1)图甲中，闭合开关，给铜棒ab通电，ab向右运动，表明ab在磁场中受到 的作用； (2)图甲中，磁场方向不变，对调电源正负极，连接电路，闭合开关，发现铜棒ab向左运动，这表明 ； (3)图乙中，当开关闭合，导体棒AB向右运动时，灵敏电流计指针 （填“会”或“不会”）发生偏转； (4)通过图乙实验可得：闭合电路的部分导体在磁场中做 ，导体中会产生感应电流；如图丙，让条形磁体在线圈中竖直上下运动，灵敏电流计的指针 （填“会”或“不会”）偏转； (5)请列举一个利用图乙实验结论的生活实例： 。 【答案】(1)力 (2)通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关 (3)会 (4) 切割磁感线运动 会 (5)发电机 【详解】（1）铜棒ab本来静止，当通电后运动状态改变，向右运动，说明此时受到了磁场力的作用。 （2）保持磁场方向不变，将电源正负极对调后接入电路，闭合开关，此时电流的方向发生了改变，这时发现铜棒ab由原来的向右运动变成向左运动，说明电流方向会影响通电导线在磁场中的受力方向。 （3）图乙中，当开关闭合，导体棒AB向右运动时，导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中就产生感应电流，灵敏电流计指针发生偏转。 （4）[1]图乙中，闭合电路中的一部分导体向右运动时，在磁场中做切割磁感线的运动，导体中就会产生感应电流，灵敏电流计的指针会偏转。 [2]图丙中，条形磁体在线圈中竖直上下运动，线圈切割了磁感线，导体中就会产生感应电流，所以，灵敏电流计的指针会偏转。 （5）图乙实验中，闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中就产生感应电流，发电机利用了该结论。 17．小海在探究产生感应电流的条件的实验中，设计了如图所示实验装置。闭合开关，使导体棒AB分别沿上下、左右运动，观察灵敏电流计的指针偏转情况；改变磁场方向，重复上述实验，记录实验现象如下表所示。 实验序号 磁场情况 导体棒AB在磁场中的运动情况 灵敏电流计的指针偏转情况 1 N极在上 上下运动 不偏转 2 N极在上 向左运动 向右偏转 3 N极在上 向右运动 向左偏转 4 N极在下 上下运动 不偏转 5 N极在下 向左运动 向左偏转 6 N极在下 向右运动 向右偏转 （1）比较 （选填表格中的实验序号）两次实验可知，感应电流是否产生与导体棒AB是否切割磁感线有关； （2）比较 （选填表格中的实验序号）两次实验可知，感应电流的方向与磁场的方向有关； （3）利用表格中的实验数据还可得出的结论是： 。 【答案】 1、2 2、5 感应电流的方向与导体棒AB切割磁感线运动的方向有关 【详解】（1）[1]比较1、2两次实验，磁场方向不变，上下运动时，导体在磁场中不切割磁感线，不产生感应电流；导体向左运动时，切割磁感线，会产生感应电流；所以1、2两次实验可知：感应电流是否产生与导体棒AB是否切割磁感线有关。 （2）[2]比较2、5两次实验时，导体切割磁感线运动的方向相同，磁场方向不同，产生的感应电流方向不同，可以得到感应电流的方向与磁场的方向有关。 （3）[3]比较5、6两次实验，磁场方向相同，导体切割磁感线运动的方向不同，感应电流的方向改变，说明感应电流的方向与磁场方向有关。 18．某校九年级一班物理兴趣小组的同学，学习了磁现象的知识后，深受物理学家奥斯特和法拉第科学探索精神的影响，怀着极大的兴趣对下列实验进行了探究。 （1）如图甲，将小磁针放在南北方向的直导线正下方，小磁针静止，N极指向北。如图乙触接电源，小磁针的N极向纸外偏转。断开连接后，小磁针恢复到图甲位置。如图丙，将电源正负极对调，再次触接电源，小磁针的N极向纸内偏转。则： ①通电导线周围存在磁场，且磁场的方向与 有关； ②断开电源后，小磁针恢复到图甲状态，这是因为小磁针受到了 的作用； ③如图丁所示，高速电子束飞过小磁针上方时，小磁针将发生如图 （选填“甲”、“乙”或“丙”）所示方向的偏转； （2）利用图戊所示的装置，让闭合电路中的一部分导体AB在磁场中运动，观察电流表指针的偏转情况，记录在表中。已知当电流从电流表的左侧接线柱流入时，指针向左偏转；从右侧接线柱流入时，指针向右偏转。 实验次数 导体棒移动情况 电流表指针偏转情况 1 竖直向上 不偏转 2 竖直向下 不偏转 3 水平向左 向右偏转 4 水平向右 向左偏转 根据表中记录的实验信息，完成下列问题： ④本实验的设计不完整，不能探究感应电流的方向与磁场方向的关系。为了使探究过程更加完整，应 ； ⑤小明将电流表换成完好的小灯泡，再做第3、4两次实验时小灯泡不亮，最可能的原因是 ； ⑥发电机的原理与本实验的原理一样，己图为发电机的示意图，图中时刻线框水平，箭头为线框旋转的方向，此时ab边中的电流方向 （填“由a到b”或“由b到a”）。 【答案】 电流方向 地磁场 乙 将磁体的磁极方向对调 电路中产生的感应电流太小 由a到b 【详解】（1）[1]由实验现象的，导体通电时，小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在磁场；当通电导体的电流方向发生改变时，小磁针方向改变，说明磁场的方向与电流方向有关。 [2]力会改变物体的运动状态，断开电源后，小磁针恢复到图甲状态，这是因为小磁针受到了地磁场的作用。 [3]如图丁所示，高速电子束飞过小磁针上方时，则电流方向向左，小磁针将发生如图乙所示方向的偏转。 （2）[4]本实验的设计不完整，不能探究感应电流的方向与磁场方向的关系。为了使探究过程更加完整，应控制导体移动方向不变，将磁体的磁极方向对调，改变磁场方向。 [5]由表格中数据得，第3、4两次实验时，电路中产生感应电流，而小明将电流表换成完好的小灯泡，再做第3、4两次实验时小灯泡不亮，最可能的原因是电路中产生的感应电流太小，灯泡的电功率太小，不足以发光。 [6]⑥发电机的原理与本实验的原理一样，己图为发电机的示意图，图中时刻线框水平，箭头为线框旋转的方向；将发电机旋转，N极在上，与实验原理图一样，此时相当于ab向左运动，电流表指针向右偏转，即电流从右侧流入，b端相当于电源正极，此时ab边中的电流方向由a到b。 / 学科网（北京）股份有限公司 $