16.4 电磁感应 发电机（知识解读）2025-2026学年九年级物理下册同步知识解读与专题训练（苏科版）

本初中物理讲义聚焦电磁感应现象、感应电流产生条件及发电机原理三大核心知识点，以“现象发现（法拉第实验）-条件探究（实验步骤与控制变量法）-应用拓展（发电机、动圈式话筒）”为脉络，构建完整知识链作为学习支架。 资料通过实验探究（如多步骤感应电流条件实验）、对比辨析（电磁感应与磁场对电流作用差异）及生活实例（新能源汽车发电机）设计，培养科学探究与科学思维能力，课中辅助实验教学，课后变式题与巩固训练助力学生查漏补缺，深化物理观念。

16.4 电磁感应 发电机（知识解读）（解析版） •知识点1 电磁感应现象 •知识点2 探究产生感应电流的条件 •知识点3 发电机 •作业 巩固训练 电磁感应现象 知识点1 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。 注意：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】如图所示的四个实验装置中，能够说明电磁感应现象的是（    ） A．B．C．D． 【变式1-1】下列图中，用来研究电磁感应现象的实验装置是（　　） A．B．C．D． 【变式1-2】如图所示，当导体棒ab （选填“上下”或“左右”）移动时，灵敏电流计的指针会发生偏转，这是因为闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动，导体中就会产生电流。 【变式1-3】同学们做实验的装置如图所示。闭合开关，先将导体ab水平向右移动，导体cd也随之运动起来。    （1）甲装置的原理是 ； （2）乙装置能量转换关系是 ，乙装置的原理在生活中的应用是 （选填“电动机”或“发电机”）； （3）若将导体ab水平向左移动，导体cd的运动方向 （选填“改变”或“不变”）。 探究产生感应电流的条件 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。 注意： （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】如图所示的实验装置探究“产生感应电流的条件”。 (1)闭合开关，若导体ab不动，左右移动磁铁，电路中 （选填“有”或“无”）感应电流。 (2)该实验的结论是：闭合电路的一部分导体，在磁场中做 磁感线运动时，导体中就会产生感应电流。 (3)下列电器中，应用电磁感应原理制成的是_________。 A．电铃 B．电风扇 C．动圈式话筒 D．动圈式扬声器 【变式2-1】科学兴趣小组的同学参观某科技馆时看到如图所示装置。通过实际操作发现闭合开关，向右移动金属棒ab时，金属棒cd随之运动。 他们感觉很神奇，随即对该装置进行了分析， 下列判断正确的是（　　） A．甲装置相当于电动机 B．乙装置的工作原理为电磁感应 C．若竖直向上移动ab，cd 一定会运动 D．动圈式话筒与甲装置工作原理相同 【变式2-2】在如图所示的实验装置中，为了探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件，需在导线夹甲、乙间接入的电路元件是 ；若为了探究磁场对电流是否有力的作用，需在导线夹甲、乙间接入的电路元件是 。（均选填“灵敏电流计”或“电源”） 【变式2-3】为了探究产生感应电流的条件，杨康和杨过两位同学找到了蹄形磁体、导体棒AB、电流表、灵敏电流计、开关、导线、多匝线圈等器材，设计了如图所示的两个实验装置。 （1）实验时，他们闭合开关后，向左或向右移动导体棒AB，甲图中电流表的指针均未发生偏转，乙图中灵敏电流计的指针发生了左右偏转，经检查，全部实验器材均无故障且连接无误。请你猜想电流表指针不偏转的原因是 ； （2）乙图中，闭合开关，杨康同学将导体棒AB在竖直方向向上或向下运动，灵敏电流计的指针均不发生偏转，这是因为 ； （3）乙图中，闭合开关，导体棒AB向左运动时，灵敏电流计的指针向左偏转，导体棒AB向右运动时，灵敏电流计的指针向右偏转，说明导体棒AB切割磁感线的方向不同时， ； （4）乙图中，闭合开关，导体棒AB快速做切割磁感线运动时，灵敏电流计的指针偏转幅度更大，请你根据这个现象提出一个较为合理的猜想 ； （5）乙图中，若将导体棒AB换成一个多匝线圈，重复上述步骤（4），可以观察到的现象是： 。 发电机 知识点3 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 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3】发电机工作原理 (1)构造：发电机由 和 两部分组成。大型发电机一般采用 旋转的方式来发电。 (2)工作原理： 。线圈转动时，电流表指针偏转；当线圈转动到后半周时，切割磁感线方向相反，若没有换向器，电流表指针偏转方向相反。 (3)能量转化： 转化为 能。 【变式3-1】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 【变式3-2】新能源电动汽车绿色环保，出行方便，深受大家喜爱，即该汽车动力装置是电动机，当刹车时，将汽车动能转化为电能。下列所示的四个实验中与动能回收系统原理相同的是（　　） A． B． C． D． 【变式3-3】如图所示是比亚迪新能源汽车正在充电，此时汽车上的电池在电路中相当于 （填电路元件的名称）；车内装有发电机，其工作原理为 。 1．如图所示，下列关于物理学家及其发现，不符合物理学发展实际的是（　　） A．图甲，托里拆利第一个用实验的方法测出了大气压强的数值 B．图乙，法拉第发现了电磁感应现象，进一步地揭示了电现象和磁现象之间的联系 C．图丙，奥斯特通过实验发现电流的磁效应，首次揭示了电与磁之间的联系 D．图丁，欧姆最先通过实验精确确定电流产生热量跟电流、电阻和通电时间的关系 2．刷卡机已经普遍应用于银行、商场等，当银行卡有磁条的一侧经过刷卡机的卡槽时，刷卡机的检测感应器（相当于线圈）就会产生感应电流。下图中与此原理相同的是（　　） A．电风扇 B．风力发电机 C．电铃 D．门吸 3．第22届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能。下列实验能解释“EIPalm凉亭”发电原理的是（　　） A．B．C．D． 4．如图所示，关于电和磁，下列说法正确的是（   ） A．甲图表明地磁南极在地理南极附近 B．利用乙图的原理，可以制作发电机 C．家庭电路中，丙图空气开关跳闸，一定是用电器总功率过大 D．由于是站在绝缘凳上，所以丁图中的人不会触电 5．下列图中有关磁与电现象的说法错误的是（　　） A．甲图，此现象的原因跟验电器的工作原理相同 B．乙图，改变电磁铁中电流的方向可以改变电磁铁的南、北极 C．丙图，利用它的原理人类发明了发电机 D．丁图中利用了机械能转化为电能 6．关于如图所示的电与磁现象，下列说法错误的是（   ） A．甲图中，线圈匝数少的电磁铁A，磁性弱 B．乙图中只对调磁体N、S极，闭合开关后，导体的运动方向改变 C．丙图中的扬声器工作原理与乙图原理相同 D．丁图实验说明通电导体周围存在磁场，将小磁针移走，磁场消失 7．科技丰富美好生活。小敏同学感悟到美好生活的实例中蕴含有丰富的物理知识，以下说法不正确的是（　　）        A．甲图：复兴号高铁由到的直线加速中所受合力的大小不为零且方向向前 B．乙图：纯电动汽车离不开高性能的电动机，电动机的工作原理是电磁感应现象 C．丙图：电脑工作时，屏幕显示白色的区域实际上是红、绿、蓝三种色光混合而成的 D．丁图：利用高压锅炖排骨省时且效果好，是因为液体的沸点随气压的升高而升高 8．下列对如图所示的现象的说法，不正确的是（   ） A．甲图的实验说明同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引 B．乙图中开关闭合后，通电螺线管的左侧是S极、右侧是N极 C．丙图中闭合开关后，电能转化为机械能 D．丁图中，左右移动导体棒ab，灵敏电流计指针会发生偏转 9．观察手摇发电机灯泡的发光与手电筒灯泡的发光，通过比较我们可以发现：（　　） A．两个仪器的工作过程中其能量转化是相同的 B．手摇发电机灯泡会闪烁发光说明通过灯泡的电流方向在改变 C．两灯泡中通过的电流都是直流电 D．若用发光二极管替代小灯泡，同样的速度转动手摇发电机时，二极管每分钟闪烁的次数会减少 10．导体切割磁感线会产生电流，人们根据这一原理制造发电机，将 能转化为 能。 11．如图所示是一种手动充电环保型手电筒，这种手电筒不需要电池作为电源。使用时用手反复握压发电推柄，灯就能发光。这种手电筒所产生的电能是根据 现象获得的，其能量转化是 能转化成 能。 12．交流发电机 如图所示的装置中，二极管交替发光，说明产生的电流方向不停地在 。交流发电机发出的电流的大小和方向是 的。 13．如图所示，将导体AB的两端用细线悬挂起来，置于一个蹄形磁体的磁场中；将另一根导体的两端用细线悬挂起来，置于另一个蹄形磁体的磁场中，两根导体用导线相连，闭合开关后，左右移动AB，将看到 （填“运动”或“静止”），并解释原因： 。 14．油电混合动力汽车在减速制动时，可以将电动机作为发电机使用，从而将汽车的一部分机械能转化为 （选填“电能”或“内能”）储存起来，这种能量转化能够 （选填“提高”或“降低”）汽车在频繁制动过程中的能量损耗。 15．在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中： (1)请在图甲中标出经过A点的磁感线的方向 。 (2)如图乙所示，将闭合电路中的导线ab放在蹄形磁体的磁场中，导线ab左右运动时，电流表指针 ，这一过程中，该装置将 转化为电能，这一现象在生活中的应用有 。 16．洛洛和阳阳利用图中的器材探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”。 (1)如图甲，洛洛分别让导体棒在磁场中沿不同方向运动，记录现象如表： 实验次数 导体ab运动情况 电流计指针偏转情况 1 上下运动 不偏转 2 左右运动 偏转 3 前后运动 不偏转 分析现象，可初步得出结论：导体在磁场中做 运动时可产生感应电流。由此结论推测，若导体不动，磁体沿与导体平行的方向（如图乙中箭头所示）前后运动时灵敏电流计 （填“能”或“不能”）偏转。 (2)阳阳为了使实验现象更明显，将导体棒换成了线圈。你认为图丙中两种放置线圈的方法，更合理的是 （填“A”或“B”），理由是： 。 17．发电机是如何发电的呢？同学们用如图所示的装置进行探究。 (1)实验中，ab棒的材料应该是 （选填“塑料棒”“铁棒”或“铝棒”）。 (2)小芳无意间碰到导体ab，导体ab晃动起来，小明发现电流表指针发生了偏转，他说：“让导体在磁场中运动就可产生电流”，但小芳说：“不一定，还要看导体怎样运动”。为验证猜想，同学们继续探究，并把观察到的现象记录如下： 序号 磁体摆放方向 ab运动方向 电流计指针偏转情况 1 N极在上 竖直上下运动 不偏转 2 水平向左运动 向右偏转 3 水平向右运动 向左偏转 4 N极在下 竖直上下运动 不偏转 5 水平向左运动 向左偏转 6 水平向右运动 向右偏转 分析实验现象后，同学们一致认为小芳的观点是正确的，比较第2、3次实验现象发现，产生的电流的方向跟 有关；比较第3、6次实验现象发现，产生的电流的方向还跟 有关。 (3)在整理器材时，小明未断开开关，先撤去蹄形磁铁，有同学发现指针又偏转了！他们再重复刚才的操作，发现电流表的指针都偏转，请教老师后得知，不论是导体运动还是磁体运动，只要闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动，电路中就会产生感应电流，这就是发电机发电的原理。 (4)若将此装置中的灵敏电流计换成 ，可进一步探究电动机的工作原理。 18．某物理兴趣小组的师生在综合实践活动课上制作出神奇的金属铜线转框（单极电机）。取一根长度合适的金属铜线，剥去铜线两端和中央部分的绝缘皮，弯成一个“M”型线框。将铜线中央裸露部分与一节干电池的正极接触，干电池的负极贴放在位于水平桌面上的圆柱形钕铁硼磁铁上面，再将铜线框两端裸露出的部分与圆柱形钕铁硼磁铁的侧面轻轻接触，这样金属铜线框就可以绕电池持续转动，如图甲所示。请根据此现象回答下列问题： (1)甲图中铜线框可以绕电池持续转动的原理是 ； (2)该简易装置的工作原理与图中的（　　）装置原理相同； A．B．C．D． (3)仅对调装置中磁铁的磁极位置，则线圈的转动方向 （选填“改变”或者“不变”）； (4)钕铁硼磁铁是磁性很强的永久磁铁，但是表面很容易生锈，所以通常需要进行保护性表面处理。老师在本次实验中所用的磁铁表面镀了一层薄膜，根据实验现象，可以判断出该磁铁所镀的薄膜应属于 （选填“导体”、“绝缘体”或“半导体”）材料。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 16.4 电磁感应 发电机（知识解读）（解析版） •知识点1 电磁感应现象 •知识点2 探究产生感应电流的条件 •知识点3 发电机 •作业 巩固训练 电磁感应现象 知识点1 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。 注意：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】如图所示的四个实验装置中，能够说明电磁感应现象的是（    ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】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，会产生感应电流，这个过程不需要电源，是磁生电，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 【变式1-1】下列图中，用来研究电磁感应现象的实验装置是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．图中闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中就会产生感应电流，研究的是电磁感应的实验，故A符合题意； B．图中是奥斯特实验的装置，说明通电导体周围存在磁场，是电流的磁效应，故B不符合题意； C．图中是探究电磁铁磁性影响因素实验，可探究磁性强弱与电流大小和线圈匝数的关系，故C不符合题意； D．图中是探究的磁场对电流的作用，故D不符合题意。 故选A。 【变式1-2】如图所示，当导体棒ab （选填“上下”或“左右”）移动时，灵敏电流计的指针会发生偏转，这是因为闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动，导体中就会产生电流。 【答案】 左右 切割磁感线 【详解】[1] [2]根据电磁感应现象可知，当闭合电路的一部分在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流，因此磁铁不动、闭合开关，导体棒沿左右方向运动时，导体做切割磁感线运动，会产生感应电流，电流表指针会发生偏转。 【变式1-3】同学们做实验的装置如图所示。闭合开关，先将导体ab水平向右移动，导体cd也随之运动起来。    （1）甲装置的原理是 ； （2）乙装置能量转换关系是 ，乙装置的原理在生活中的应用是 （选填“电动机”或“发电机”）； （3）若将导体ab水平向左移动，导体cd的运动方向 （选填“改变”或“不变”）。 【答案】 电磁感应 电能转化为机械能 电动机 改变 【详解】（1）[1]当导体ab水平向右移动，相当于一发电机，即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。 （2）[2][3]实验时ab相当于电源，cd相当于通电导线，通电导线在磁场中受到力的作用，即是电动机原理，将电能转化为机械能。 （3）[4]若将导体ab水平向左移动，导体ab切割磁感线的方向改变，磁场方向不变，导体cd的受力方向改变，运动方向改变。 探究产生感应电流的条件 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。 注意： （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】如图所示的实验装置探究“产生感应电流的条件”。 (1)闭合开关，若导体ab不动，左右移动磁铁，电路中 （选填“有”或“无”）感应电流。 (2)该实验的结论是：闭合电路的一部分导体，在磁场中做 磁感线运动时，导体中就会产生感应电流。 (3)下列电器中，应用电磁感应原理制成的是_________。 A．电铃 B．电风扇 C．动圈式话筒 D．动圈式扬声器 【答案】(1)有 (2)切割 (3)C 【详解】（1）闭合开关，若导体ab不动，左右移动磁铁，导体ab会切割磁感线，有感应电流产生。 （2）由实验得，闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，灵敏电流计会发生偏转，导体中就会产生感应电流。 （3）A．电铃的工作原理是电流的磁效应，故A不符合题意； BD．电风扇、动圈式扬声器的工作原理是通电导线在磁场中受力的作用，故BD不符合题意； C．动圈式话筒的工作原理是电磁感应，故C符合题意。 故选C。 【变式2-1】科学兴趣小组的同学参观某科技馆时看到如图所示装置。通过实际操作发现闭合开关，向右移动金属棒ab时，金属棒cd随之运动。 他们感觉很神奇，随即对该装置进行了分析， 下列判断正确的是（　　） A．甲装置相当于电动机 B．乙装置的工作原理为电磁感应 C．若竖直向上移动ab，cd 一定会运动 D．动圈式话筒与甲装置工作原理相同 【答案】D 【详解】由题可知，当 ab 在磁场中向右移动时，会切割磁感线，产生感应电流（法拉第电磁感应定律），电流经过灵敏电流计流到乙装置，cd在磁场中通电，受到力而运动（电动机原理）。 AB．由分析可知，甲是发电机，乙是电动机原理（通电导体在磁场中受力运动），故AB错误； C．竖直向上移动 ab，磁场是竖直方向的，ab 运动方向与磁场平行，不切割磁感线，无感应电流 ，cd不会运动，故C错误； D．动圈式话筒：声波使线圈在磁场中振动，从而产生感应电流，是电磁感应原理，与甲装置（发电机原理）相同，故D正确。 故选 D。 【变式2-2】在如图所示的实验装置中，为了探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件，需在导线夹甲、乙间接入的电路元件是 ；若为了探究磁场对电流是否有力的作用，需在导线夹甲、乙间接入的电路元件是 。（均选填“灵敏电流计”或“电源”） 【答案】 灵敏电流计 电源 【详解】[1]在探究感应电流的实验中，是通过灵敏电流计指针的偏转来确定感应电流的产生及电流方向的，所以还需在导线夹甲、乙间接入的电路元件是灵敏电流计。 [2]为了探究磁场对电流是否有力的作用，电路中要有电流，需在导线夹甲、乙间接入电源。 【变式2-3】为了探究产生感应电流的条件，杨康和杨过两位同学找到了蹄形磁体、导体棒AB、电流表、灵敏电流计、开关、导线、多匝线圈等器材，设计了如图所示的两个实验装置。 （1）实验时，他们闭合开关后，向左或向右移动导体棒AB，甲图中电流表的指针均未发生偏转，乙图中灵敏电流计的指针发生了左右偏转，经检查，全部实验器材均无故障且连接无误。请你猜想电流表指针不偏转的原因是 ； （2）乙图中，闭合开关，杨康同学将导体棒AB在竖直方向向上或向下运动，灵敏电流计的指针均不发生偏转，这是因为 ； （3）乙图中，闭合开关，导体棒AB向左运动时，灵敏电流计的指针向左偏转，导体棒AB向右运动时，灵敏电流计的指针向右偏转，说明导体棒AB切割磁感线的方向不同时， ； （4）乙图中，闭合开关，导体棒AB快速做切割磁感线运动时，灵敏电流计的指针偏转幅度更大，请你根据这个现象提出一个较为合理的猜想 ； （5）乙图中，若将导体棒AB换成一个多匝线圈，重复上述步骤（4），可以观察到的现象是： 。 【答案】 甲中电流表的量程太大、灵敏度不够 导体AB没有切割磁感线 电流方向不同 感应电流的大小与切割磁感线运动的快慢有关 灵敏电流计的指针偏转幅度更大 【详解】（1）[1]乙中灵敏电流计发生偏转，甲中电流表不发生偏转，猜想电流表指针不偏转的原因是甲中电流表的量程太大、灵敏度不够。 （2）[2]导体棒AB在竖直方向向上或向下运动，运动方向与磁感线方向平行，灵敏电流计的指针均不发生偏转，这是因为：导体AB的运动没有切割磁感线。 （3）[3]灵敏电流计的指针向左偏转，导体棒AB向右运动时，灵敏电流计的指针向右偏转，在磁场方向一定时，导体棒AB切割磁感线的方向改变，电流方向改变，说明导体棒AB切割磁感线的方向不同时，电流方向不同。 （4）[4]在其他条件一定时，导体棒AB切割磁感线运动速度越大，产生电流越大，所以猜想：感应电流的大小与切割磁感线运动的快慢有关。 （5）[5]若将导体棒AB换成一个多匝线圈，每个线圈中的部分导体都做切割磁感线的运动，可以观察到的现象是：灵敏电流计的指针偏转幅度更大。 发电机 知识点3 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 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3】发电机工作原理 (1)构造：发电机由 和 两部分组成。大型发电机一般采用 旋转的方式来发电。 (2)工作原理： 。线圈转动时，电流表指针偏转；当线圈转动到后半周时，切割磁感线方向相反，若没有换向器，电流表指针偏转方向相反。 (3)能量转化： 转化为 能。 【答案】(1) 转子 定子 磁极 (2)电磁感应 (3) 机械能 电 【详解】（1）[1][2][3]简单的发电机由固定不动的定子（磁体）和转动的转子（线圈）组成，实际的发电机比模型发电机复杂得多，但仍是由转子和定子两部分组成。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，这种发电机叫做旋转磁极式发电机。 （2）发电机原理是电磁感应；闭合回路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动可以产生感应电流。 （3）[1][2]发电机是把机械能转化为电能的装置。 【变式3-1】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。 【变式3-2】新能源电动汽车绿色环保，出行方便，深受大家喜爱，即该汽车动力装置是电动机，当刹车时，将汽车动能转化为电能。下列所示的四个实验中与动能回收系统原理相同的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】汽车电动机“变身”为发电机，将汽车动能转化为电能，利用的是电磁感应的原理。 A．图中是闭合电路的部分导体做切割磁感线运动，电路中产生感应电流，是电磁感应现象原理图，是发电机的原理图，故A符合题意； B．图中是电动机的原理图，其原理是通电导体在磁场中受力运动，故B不符合题意； C．图中是奥斯特实验，说明通电导线周围存在着磁场，故C不符合题意； D．图中是探究通电导线在磁场中受力的大小与电流大小的关系，是电动机的原理图，故D不符合题意。 故选A。 【变式3-3】如图所示是比亚迪新能源汽车正在充电，此时汽车上的电池在电路中相当于 （填电路元件的名称）；车内装有发电机，其工作原理为 。 【答案】 用电器 电磁感应 【解析】【小题1】[1]对蓄电池充电时，蓄电池把电能转化为化学能储存起来，相当于电路中的用电器。 [2]发电机是利用电磁感应现象制成的。 1．如图所示，下列关于物理学家及其发现，不符合物理学发展实际的是（　　） A．图甲，托里拆利第一个用实验的方法测出了大气压强的数值 B．图乙，法拉第发现了电磁感应现象，进一步地揭示了电现象和磁现象之间的联系 C．图丙，奥斯特通过实验发现电流的磁效应，首次揭示了电与磁之间的联系 D．图丁，欧姆最先通过实验精确确定电流产生热量跟电流、电阻和通电时间的关系 【答案】D 【详解】A．托里拆利是第一个用实验的方法测出了大气压强的数值的科学家，故A不符合题意； B．法拉第发现了电磁感应现象，进一步地揭示了电现象和磁现象之间的联系，故B不符合题意； C．奥斯特通过实验发现电流的磁效应，首次揭示了电与磁之间的联系，故C不符合题意； D．焦耳最先通过实验精确确定电流产生热量跟电流、电阻和通电时间的关系，不是欧姆，故D符合题意。 故选D。 2．刷卡机已经普遍应用于银行、商场等，当银行卡有磁条的一侧经过刷卡机的卡槽时，刷卡机的检测感应器（相当于线圈）就会产生感应电流。下图中与此原理相同的是（　　） A．电风扇 B．风力发电机 C．电铃 D．门吸 【答案】B 【详解】刷卡机的工作原理是基于电磁感应现象。当银行卡的磁条经过刷卡机的检测感应器（相当于线圈）时，磁条上的变化磁场会在线圈中产生感应电流，从而读取磁条上的信息。 A．电风扇的工作原理是利用通电导体在磁场中受力运动，属于电动机的原理，与电磁感应无关，故A不符合题意； B．风力发电机通过风力驱动叶片旋转，带动发电机工作，其核心原理是电磁感应，故B符合题意； C．电铃的工作原理是利用电流的磁效应，使铁芯吸合衔铁，从而敲击铃铛，与电磁感应无关，故C不符合题意； D．门吸通常由磁铁和金属组成，利用磁铁的磁性吸引金属，属于磁性材料的应用，与电磁感应无关，故D不符合题意。 故选B。 3．第22届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能。下列实验能解释“EIPalm凉亭”发电原理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】由题可知，风进入装置带动线圈摆动可提供电能，即可将机械能转化为电能，利用了电磁感应原理。 A．该装置探究通电线圈在磁场中受力的作用，是电动机工作原理，故A不符合题意； B．该装置是奥斯特实验说明通电导体的周围存在磁场，利用的是电流的磁效应，故B不符合题意； C．该装置中有电源，是探究通电导体在磁场中受力的作用，是电动机工作原理，故C不符合题意； D．图中闭合电路的一部分导体切割磁感线会产生感应电流，是电磁感应现象，是发电机的工作原理，故D符合题意。 故选D。 4．如图所示，关于电和磁，下列说法正确的是（   ） A．甲图表明地磁南极在地理南极附近 B．利用乙图的原理，可以制作发电机 C．家庭电路中，丙图空气开关跳闸，一定是用电器总功率过大 D．由于是站在绝缘凳上，所以丁图中的人不会触电 【答案】B 【详解】A．地球是一个巨大的磁体，地磁南极在地理北极附近，故A错误； B．图乙是电磁感应实验，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就会产生感应电流，根据此原理制成了发电机，故B正确； C．家庭电路中空气开关跳闸是因为电流过大，可能是用电器总功率过大，也可能是电路发生了短路，故C错误； D．图中人与火线和零线构成闭合回路，所以人会触电，故D错误。 故选B。 5．下列图中有关磁与电现象的说法错误的是（　　） A．甲图，此现象的原因跟验电器的工作原理相同 B．乙图，改变电磁铁中电流的方向可以改变电磁铁的南、北极 C．丙图，利用它的原理人类发明了发电机 D．丁图中利用了机械能转化为电能 【答案】D 【详解】A．验电器的工作原理是同种电荷互相排斥。甲图，是两个带有同种电荷的小球因互相排斥而分开，此现象的原因跟验电器的工作原理相同，故A正确，不符合题意； B．通电螺线管的极性与线圈中电流的方向有关。改变电磁铁中电流的方向可以改变电磁铁的南、北极，故B正确，不符合题意； C．闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动，电路中就会有电流产生，这是电磁感应原理。根据这个原理，人们制造出了发电机。丙图是探究电磁感应装置图，故C正确，不符合题意； D．通电导线在磁场中受力运动，根据这个原理，人们制造出了电动机，电动机工作时消耗电能，获得机械能，是电能转化为机械能。丁图中利用了电能转化为机械能，故D错误，符合题意。 故选D。 6．关于如图所示的电与磁现象，下列说法错误的是（   ） A．甲图中，线圈匝数少的电磁铁A，磁性弱 B．乙图中只对调磁体N、S极，闭合开关后，导体的运动方向改变 C．丙图中的扬声器工作原理与乙图原理相同 D．丁图实验说明通电导体周围存在磁场，将小磁针移走，磁场消失 【答案】D 【详解】A．甲图中两个电磁铁串联，通过电磁铁的电流相同，电磁铁A的线圈匝数较少，吸引的铁钉较少，故可知电磁铁A的磁性较弱，故A正确，不符合题意； B．乙图是电动机的工作原理图，说明通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向与磁场的方向和电流的方向有关，只对调磁体的N、S极，导体受到力的方向改变，故导体的运动方向改变，故B正确，不符合题意； C．扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，与乙图原理相同，故C正确，不符合题意； D．丁图是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，小磁针静止时N极指向即为该点磁场的方向，将小磁针移走，磁场不会消失，故D错误，符合题意。 故选D。 7．科技丰富美好生活。小敏同学感悟到美好生活的实例中蕴含有丰富的物理知识，以下说法不正确的是（　　）        A．甲图：复兴号高铁由到的直线加速中所受合力的大小不为零且方向向前 B．乙图：纯电动汽车离不开高性能的电动机，电动机的工作原理是电磁感应现象 C．丙图：电脑工作时，屏幕显示白色的区域实际上是红、绿、蓝三种色光混合而成的 D．丁图：利用高压锅炖排骨省时且效果好，是因为液体的沸点随气压的升高而升高 【答案】B 【详解】A．高铁加速时，速度变化，运动状态改变，所受合力不为零且方向与运动方向一致（向前），故A正确，不符合题意； B．电动机的工作原理是 “通电导体在磁场中受力运动”，而电磁感应现象是发电机的工作原理，故B错误，符合题意； C．光的三原色是红、绿、蓝，三种色光混合可得到白色，故C正确，不符合题意； D．高压锅通过增大锅内气压，提高液体沸点（高于 100℃），从而缩短烹饪时间，故D正确，不符合题意。 故选B。 8．下列对如图所示的现象的说法，不正确的是（   ） A．甲图的实验说明同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引 B．乙图中开关闭合后，通电螺线管的左侧是S极、右侧是N极 C．丙图中闭合开关后，电能转化为机械能 D．丁图中，左右移动导体棒ab，灵敏电流计指针会发生偏转 【答案】B 【详解】A．根据甲图可知，当两个同名磁极靠近时会相互排斥，而异名磁极之间会互相吸引，故A正确，不符合题意； B．乙图中闭合开关后，根据图示的螺线管线圈的绕法和螺线管中电流的方向，利用右手螺旋定则，可以判断出通电螺线管的左侧是N极，右侧是S极，故B错误，符合题意； C．丙图中，由于通电导体在磁场中会受到力的作用，通电导体在磁场中受力运动时，消耗了电能，获得了机械能，故C正确，不符合题意； D．丁图中，左右移动导体棒时，导体棒在做切割磁感线运动，会产生感应电流，灵敏电流计的指针会发生偏转，故D正确，不符合题意。 故选B。 9．观察手摇发电机灯泡的发光与手电筒灯泡的发光，通过比较我们可以发现：（　　） A．两个仪器的工作过程中其能量转化是相同的 B．手摇发电机灯泡会闪烁发光说明通过灯泡的电流方向在改变 C．两灯泡中通过的电流都是直流电 D．若用发光二极管替代小灯泡，同样的速度转动手摇发电机时，二极管每分钟闪烁的次数会减少 【答案】D 【详解】A．手摇发电机灯泡发光的过程是机械能转化为电能，电能再转化为光能，手电筒灯泡发光过程是电池的化学能转化为电能，电能再转化为光能，故A不符合题意； B．灯泡闪烁是因为通过其电流的大小发生改变，不能说明电流方向在改变，故B不符合题意； C．手摇发电机产生的电流方向发生改变，不是直流电，手电筒灯泡中电流方向不变，是直流电，故C不符合题意； D．用发光二极管替代小灯泡，同样的速度转动手摇发电机时，电流方向变化速度相同，但二极管是单向导电性，一个方向的电流发光，另一个方向的电流时不发光，所以每分钟闪烁的次数减少，故D正确。 故选D。 10．导体切割磁感线会产生电流，人们根据这一原理制造发电机，将 能转化为 能。 【答案】 机械 电 【详解】[1][2]发电机是利用电磁感应现象的原理制成的，是将机械能转化为电能的装置。 11．如图所示是一种手动充电环保型手电筒，这种手电筒不需要电池作为电源。使用时用手反复握压发电推柄，灯就能发光。这种手电筒所产生的电能是根据 现象获得的，其能量转化是 能转化成 能。 【答案】 电磁感应 机械 电 【详解】[1][2][3]这种手电筒不需要电池作为电源。使用时用手反复握压发电推柄，灯就能发光,说明用手反复握压发电推柄时，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，这是电磁感应现象，将机械能转化为电能。 12．交流发电机 如图所示的装置中，二极管交替发光，说明产生的电流方向不停地在 。交流发电机发出的电流的大小和方向是 的。 【答案】 改变 变化 【解析】【小题1】[1][2]图中装置是演示交流发电机的模型，装置运行时能观察到两个二极管交替发光且忽亮忽暗。二极管具有单向导电性，如果一个二极管在正半周亮，另一个在负半周亮，说明电流大小在改变，电流方向在周期性变化。 13．如图所示，将导体AB的两端用细线悬挂起来，置于一个蹄形磁体的磁场中；将另一根导体的两端用细线悬挂起来，置于另一个蹄形磁体的磁场中，两根导体用导线相连，闭合开关后，左右移动AB，将看到 （填“运动”或“静止”），并解释原因： 。 【答案】 运动 见详解 【详解】闭合开关后构成闭合回路，当导体左右运动时，AB在磁场中做切割磁感线的运动，根据电磁感应原理，在导体内会产生感应电流，导体通过电流后，右边的磁场对有力的作用，会运动。 14．油电混合动力汽车在减速制动时，可以将电动机作为发电机使用，从而将汽车的一部分机械能转化为 （选填“电能”或“内能”）储存起来，这种能量转化能够 （选填“提高”或“降低”）汽车在频繁制动过程中的能量损耗。 【答案】 电能 降低 【详解】[1][2]电动机通电可以作为动力带动其他设备转动，由其它设备带动转动时可以作为发电机；油电混合动力汽车在减速制动时，可以将电动机作为发电机使用，从而将汽车的一部分机械能转化为电能，实现部分能量回收，这种能量转化能够降低汽车在频繁制动过程中的能量损耗。 15．在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中： (1)请在图甲中标出经过A点的磁感线的方向 。 (2)如图乙所示，将闭合电路中的导线ab放在蹄形磁体的磁场中，导线ab左右运动时，电流表指针 ，这一过程中，该装置将 转化为电能，这一现象在生活中的应用有 。 【答案】(1) (2) 偏转 机械能 发电机 【详解】（1）在磁体的周围，磁感线从N极发出回到S极，A点的磁感线的方向向下，如图所示： （2）[1][2][3]由图乙可知，闭合电路，使导线ab左右运动，导线做切割磁感线运动，因此会产生感应电流，此时电流表指针偏转；此过程中将机械能转化为电能，生活中发电机就是根据此现象制成。 16．洛洛和阳阳利用图中的器材探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”。 (1)如图甲，洛洛分别让导体棒在磁场中沿不同方向运动，记录现象如表： 实验次数 导体ab运动情况 电流计指针偏转情况 1 上下运动 不偏转 2 左右运动 偏转 3 前后运动 不偏转 分析现象，可初步得出结论：导体在磁场中做 运动时可产生感应电流。由此结论推测，若导体不动，磁体沿与导体平行的方向（如图乙中箭头所示）前后运动时灵敏电流计 （填“能”或“不能”）偏转。 (2)阳阳为了使实验现象更明显，将导体棒换成了线圈。你认为图丙中两种放置线圈的方法，更合理的是 （填“A”或“B”），理由是： 。 【答案】(1) 切割磁感线 不能 (2) A 线圈切割的磁感线更多 【详解】（1）[1]如图甲，根据表中数据可知，导体ab上下运动及前后运动时，没有切割磁感线，电流计指针不偏转，不产生感应电流，当导体ab左右运动时，产生感应电流；分析现象，可初步得出结论：导体在磁场中做切割磁感线运动时可产生感应电流。 [2]若导体不动，磁体沿与导体平行的方向（如图乙中箭头所示），相当于磁体不动，导体沿图乙中箭头所示前后运动，不产生感应电流，灵敏电流计不能偏转。 （2）[1][2]阳阳为了使实验现象更明显，将导体棒换成了线圈。图丙中两种放置线圈的方法，更合理的是A，根据U形磁体内部磁感线较外侧稠密，理由是：线圈切割的磁感线更多。 17．发电机是如何发电的呢？同学们用如图所示的装置进行探究。 (1)实验中，ab棒的材料应该是 （选填“塑料棒”“铁棒”或“铝棒”）。 (2)小芳无意间碰到导体ab，导体ab晃动起来，小明发现电流表指针发生了偏转，他说：“让导体在磁场中运动就可产生电流”，但小芳说：“不一定，还要看导体怎样运动”。为验证猜想，同学们继续探究，并把观察到的现象记录如下： 序号 磁体摆放方向 ab运动方向 电流计指针偏转情况 1 N极在上 竖直上下运动 不偏转 2 水平向左运动 向右偏转 3 水平向右运动 向左偏转 4 N极在下 竖直上下运动 不偏转 5 水平向左运动 向左偏转 6 水平向右运动 向右偏转 分析实验现象后，同学们一致认为小芳的观点是正确的，比较第2、3次实验现象发现，产生的电流的方向跟 有关；比较第3、6次实验现象发现，产生的电流的方向还跟 有关。 (3)在整理器材时，小明未断开开关，先撤去蹄形磁铁，有同学发现指针又偏转了！他们再重复刚才的操作，发现电流表的指针都偏转，请教老师后得知，不论是导体运动还是磁体运动，只要闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动，电路中就会产生感应电流，这就是发电机发电的原理。 (4)若将此装置中的灵敏电流计换成 ，可进一步探究电动机的工作原理。 【答案】(1)铝棒 (2) 导体的运动方向 磁场方向 (3)切割磁感线 (4)电源 【详解】（1）实验中，ab棒需要是导体才能产生感应电流，同时不能是磁性材料。铁棒会被磁体吸引，影响实验。塑料棒是绝缘体，铝棒是导体且非磁性材料。所以ab棒的材料应该是铝棒。 （2）[1]比较第2、3次实验，磁体摆放方向（磁场方向）相同，ab的运动方向不同，电流表指针偏转方向（电流方向）不同。因此产生的电流的方向跟导体运动的方向有关。 [2]比较第3、6次实验，磁体摆放方向（磁场方向）不同，ab的运动方向相同，电流表指针偏转方向（电流方向）不同。因此产生的电流的方向跟磁场的方向有关。 （3）根据电磁感应的条件，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流。无论是导体运动，还是磁体运动，只要满足相对切割即可。 （4）电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，需要给导体通电，因此要将灵敏电流计换成电源。 18．某物理兴趣小组的师生在综合实践活动课上制作出神奇的金属铜线转框（单极电机）。取一根长度合适的金属铜线，剥去铜线两端和中央部分的绝缘皮，弯成一个“M”型线框。将铜线中央裸露部分与一节干电池的正极接触，干电池的负极贴放在位于水平桌面上的圆柱形钕铁硼磁铁上面，再将铜线框两端裸露出的部分与圆柱形钕铁硼磁铁的侧面轻轻接触，这样金属铜线框就可以绕电池持续转动，如图甲所示。请根据此现象回答下列问题： (1)甲图中铜线框可以绕电池持续转动的原理是 ； (2)该简易装置的工作原理与图中的（　　）装置原理相同； A． B． C． D． (3)仅对调装置中磁铁的磁极位置，则线圈的转动方向 （选填“改变”或者“不变”）； (4)钕铁硼磁铁是磁性很强的永久磁铁，但是表面很容易生锈，所以通常需要进行保护性表面处理。老师在本次实验中所用的磁铁表面镀了一层薄膜，根据实验现象，可以判断出该磁铁所镀的薄膜应属于 （选填“导体”、“绝缘体”或“半导体”）材料。 【答案】(1)通电导线在磁场中受力运动 (2)D (3)改变 (4)导体 【详解】（1）在实验中，圆柱形钕铁硼磁铁提供了磁场，同时还是电路的一部分，因此，它具有导电性和磁性，故铜线框之所以能够转动，是由于铜线框中的电流在磁场中受力，故原理是通电导线在磁场中受力运动。 （2）A．图中是奥斯特实验，说明通电导线周围有磁场，故A不符合题意； B．图中线圈在磁场中转动，灯泡会发光，说明产生感应电流，所以是利用电磁感应现象的原理工作的，故B不符合题意； C．图中导体ab在磁场中切割磁感应运动，电流表的指针发生偏转，说明产生感应电流，是电磁感应现象，故C不符合题意； D．图中通电导体在磁场中会发生运动，说明通电导体在磁场中受力的作用，故D符合题意。 故选D。 （3）通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流的方向有关，改变装置中磁铁的磁极位置，相当于改变了磁场方向，所以线圈转动的方向会发生改变。 （4）在实验中，根据实验现象可知，钕铁硼磁铁需要导电，要成为电路的一部分，因此，该磁铁所镀的膜是导体。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $