第20章 电与磁 第6节 磁生电 分层练习 ----2025-2026学年人教版物理九年级全一册

第20章 电与磁 第6节 磁生电 分层练习 一、基础题 1. 电磁感应现象是英国物理学家______于1831年发现的，该现象的重要应用是制成了______，为人类大规模用电奠定了基础。 2. 闭合电路的一部分导体在磁场中做______运动时，导体中就会产生电流，这种电流叫作______。产生该电流的条件除了导体在磁场中运动，还必须满足______和______。 3. 关于电磁感应现象，下列说法正确的是（ ） A. 电磁感应现象中，电能转化为机械能 B. 导体在磁场中静止时，也可能产生感应电流 C. 感应电流的方向只与导体运动方向有关 D. 发电机是根据电磁感应现象制成的 4. 下列设备中，利用电磁感应原理工作的是（ ） A. 电动机 B. 电磁铁 C. 动圈式话筒 D. 电磁继电器 二、提升题 5. 如图所示，在蹄形磁体的磁场中，导体AB是闭合电路的一部分。当导体AB水平向左运动时，电流表指针偏转；当导体AB竖直向上运动时，电流表指针______（选填“偏转”或“不偏转”），原因是______。若保持导体AB运动方向不变，调换磁体的磁极，电流表指针偏转方向______（选填“改变”或“不变”）。 6. 某发电机工作时，线圈在磁场中匀速转动，产生的感应电流随时间变化的图像如图所示。由图像可知，该电流的频率是______Hz，我国电网提供的交变电流频率为______Hz，电流方向每秒内变化______次。 7. 动圈式话筒的核心部件是线圈和永磁体，当对着话筒说话时，声音使膜片振动，带动线圈在磁场中运动，从而产生感应电流。该过程中，能转化为______能，与发电机的能量转化（选填“相同”或“不同”）。 8. 关于交变电流和直流电流，下列说法错误的是（ ） A. 手电筒使用的是直流电流，电流方向不变 B. 交变电流的大小和方向都随时间周期性变化 C. 发电机产生的是直流电流，电动机使用的是交变电流 D. 我国家庭电路中的电流是交变电流，频率为50Hz 三、拓展题 9. 无线充电技术已广泛应用于手机、平板电脑等设备，其核心原理是电磁感应。发射线圈通交变电流后产生变化的磁场，接收线圈在变化的磁场中会产生感应电流，从而实现电能传输。与传统有线充电相比，无线充电的优点是______（写出一点即可），但传输过程中存在能量损耗，未来可通过______技术提升能量传输效率。 10. 某同学设计了一个简易发电装置：用手摇动线圈，使线圈在磁场中转动产生电流，点亮小灯泡。若要使小灯泡更亮，可采取的措施是______（写出两种即可）。该装置工作时，若摇速变慢，小灯泡亮度会变暗，原因是______。 11. 下列关于电磁感应现象的应用与发展，说法正确的是（ ） A. 法拉第发现电磁感应现象后，人类立即实现了大规模电能的生产和使用 B. 现代大型发电机的转子多采用线圈不动、磁极旋转的方式，以获得更强的磁场 C. 电磁感应现象的发现，揭示了电现象和磁现象之间是孤立存在的 D. 利用电磁感应原理制成的太阳能电池，已成为新能源的重要组成部分 四、实验探究题 12. 某小组在探究“导体在磁场中运动产生感应电流的条件”实验中，所用器材有：蹄形磁体、导体棒、电流表、开关、导线若干。 （1）实验时，应先将导体棒、电流表和开关连接成______电路； （2）闭合开关后，让导体棒在磁场中沿不同方向运动，记录电流表指针偏转情况，如下表所示： 导体棒运动方向 切割磁感线情况 电流表指针偏转情况 水平向左 是 偏转 水平向右 是 偏转 竖直向上 否 不偏转 竖直向下 否 不偏转 分析表格数据可知，产生感应电流的关键条件是______； （3）若保持导体棒运动方向不变，将磁体的N极和S极对调，观察到电流表指针偏转方向改变，说明感应电流的方向与______有关； （4）实验中，若导体棒运动速度加快，发现电流表指针偏转角度变大，说明感应电流的大小与______有关。 13. 为探究“感应电流的大小与哪些因素有关”，某同学提出以下猜想： 猜想一：感应电流的大小与导体切割磁感线的速度有关； 猜想二：感应电流的大小与磁场的强弱有关； 猜想三：感应电流的大小与导体的匝数有关。 （1）验证猜想一时，应控制______和______不变，改变______，通过观察______判断感应电流的大小； （2）验证猜想二时，需更换______不同的磁体，保持______和______不变，进行多次实验； （3）若验证猜想三，可采取的措施是______。 14. 某同学在做电磁感应实验时，发现电流表指针始终不偏转，请分析可能的原因（写出三点）： （1）________________________； （2）________________________； （3）________________________。 15. 某小组利用如图所示的装置探究电磁感应现象，实验步骤如下： ① 按图连接电路，闭合开关，观察电流表指针是否偏转； ② 让导体AB在磁场中水平向左运动，观察电流表指针偏转情况； ③ 让导体AB在磁场中水平向右运动，观察电流表指针偏转情况； ④ 保持导体AB不动，将磁体水平向左运动，观察电流表指针偏转情况； ⑤ 断开开关，让导体AB在磁场中水平向左运动，观察电流表指针偏转情况。 （1）步骤①中，电流表指针（选填“偏转”或“不偏转”），原因是______； （2）步骤②和③中，电流表指针偏转方向不同，说明感应电流的方向与______有关； （3）步骤④中，电流表指针______（选填“偏转”或“不偏转”），原因是______； （4）步骤⑤中，电流表指针______（选填“偏转”或“不偏转”），原因是______。 答案解析 1. 答案：法拉第；发电机 解题思路： 本题考查电磁感应现象的发现者及应用，属于基础识记知识点。1831年英国物理学家法拉第发现电磁感应现象，根据这一现象制成了发电机，实现了机械能向电能的转化，为人类大规模用电提供了可能。 易错点提醒： 易混淆“法拉第”与“奥斯特”的贡献，记住“法拉第发现磁生电（电磁感应），奥斯特发现电生磁（电流的磁效应）”；误将应用写成“电动机”，电动机是根据通电导体在磁场中受力运动制成的，与电磁感应无关。 2. 答案：切割磁感线；感应电流；电路闭合；导体是闭合电路的一部分 解题思路： 电磁感应现象的核心条件的是“闭合电路的一部分导体”“在磁场中做切割磁感线运动”，两者缺一不可；产生的电流称为感应电流。需明确三个关键要素：电路状态（闭合）、导体范围（闭合电路的一部分）、运动方式（切割磁感线）。 易错点提醒： 遗漏“电路闭合”或“导体是闭合电路的一部分”这两个条件，误写为“导体在磁场中运动就会产生感应电流”；混淆“切割磁感线运动”与“在磁场中运动”，记住只有“切割”（即导体运动方向与磁感线不平行）才会产生感应电流。 3. 答案：D 解题思路： 逐一分析选项：A选项电磁感应现象中是“机械能转化为电能”，电能转化为机械能是电动机的能量转化，错误；B选项导体在磁场中静止时，不会切割磁感线，无法产生感应电流，错误；C选项感应电流的方向与“导体运动方向”和“磁场方向”都有关，并非只与前者有关，错误；D选项发电机的工作原理正是电磁感应，正确。 易错点提醒： 误选A选项，混淆电磁感应与通电导体在磁场中受力运动的能量转化；忽略感应电流方向与磁场方向的关系，误选C选项。 4. 答案：C 解题思路： A选项电动机是根据“通电导体在磁场中受力运动”制成的，错误；B选项电磁铁是根据“电流的磁效应”制成的，错误；C选项动圈式话筒的工作原理：声音带动膜片振动，膜片带动线圈在磁场中切割磁感线，产生感应电流，属于电磁感应现象的应用，正确；D选项电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路的开关，基于电流的磁效应，错误。 易错点提醒： 误将电磁继电器（D选项）当作电磁感应的应用，忽略其核心是电磁铁；对动圈式话筒的工作原理不熟悉，误选其他选项。 5. 答案：不偏转；导体没有切割磁感线；改变 解题思路： ① 导体竖直向上运动时，运动方向与磁感线方向平行，没有切割磁感线，因此不会产生感应电流，电流表指针不偏转；② 感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向有关，保持导体运动方向不变，调换磁体磁极（改变磁场方向），感应电流方向会改变，电流表指针偏转方向改变。 易错点提醒： 误认为“导体在磁场中只要运动就会产生感应电流”，忽略“切割磁感线”这一关键条件；不清楚感应电流方向的影响因素，误判调换磁极后指针偏转方向不变。 6. 答案：50；50；100 解题思路： ① 频率是指电流每秒内周期性变化的次数，由图像可知，电流完成一次周期性变化的时间（周期）为0.02s，因此频率f=1/T=1/0.02s=50Hz；② 我国电网提供的交变电流频率为50Hz，意味着电流方向每秒变化2×50=100次（一次周期内电流方向变化2次）。 易错点提醒： 计算频率时误将周期当作频率，或忘记“一次周期内电流方向变化2次”，导致每秒变化次数计算错误；混淆“频率”与“周期”的关系，记住“频率=1/周期”。 7. 答案：声；电；相同 解题思路： ① 动圈式话筒工作时，声音（声能）使膜片振动，带动线圈切割磁感线产生感应电流（电能），因此能量转化是“声能→电能”；② 发电机的能量转化是“机械能→电能”，虽初始能量形式不同，但核心都是“机械能（或声能转化的机械能）→电能”，与电磁感应的能量转化本质相同。 易错点提醒： 误将能量转化写为“电→声”，混淆话筒（发电装置）与扬声器（用电装置）的能量转化；认为初始能量不同则转化关系不同，忽略两者核心都是电磁感应的能量转化（机械能→电能）。 8. 答案：C 解题思路： 逐一分析选项：A选项手电筒使用干电池供电，电流方向不变，属于直流电流，正确；B选项交变电流的定义就是“大小和方向都随时间周期性变化的电流”，正确；C选项发电机产生的是交变电流，电动机既可以使用直流电流（如直流电动机），也可以使用交变电流（如交流电动机），错误；D选项我国家庭电路交变电流频率为50Hz，正确。 易错点提醒： 误认为“发电机产生直流电流”，忽略实际发电机（尤其是大型发电机）产生的都是交变电流；混淆电动机的供电类型，认为电动机只能使用交变电流。 9. 答案：方便快捷、无需导线连接（写出一点即可）；提高磁场强度（或优化线圈结构、减少能量损耗等） 解题思路： ① 无线充电的优点：无需导线连接，使用更便捷，可避免导线磨损、接触不良等问题；② 提升传输效率的方向：增强磁场强度（减少磁场分散）、优化线圈匝数和结构（提高电磁感应效率）、采用低损耗材料（减少能量散失）等，这些都是基于电磁感应原理的合理改进。 易错点提醒： 对无线充电原理理解模糊，误写优点为“充电速度更快”（实际无线充电速度通常慢于有线充电）；未结合电磁感应原理提出改进措施，泛泛回答“技术改进”，未具体说明方向。 10. 答案：加快摇速、增加线圈匝数、增强磁体磁性（写出两种即可）；摇速变慢时，导体切割磁感线的速度减小，感应电流变小，小灯泡实际功率变小 解题思路： ① 小灯泡亮度由实际功率决定，实际功率与感应电流大小有关，感应电流越大，亮度越亮。增大感应电流的措施：加快导体切割磁感线速度（摇速）、增加线圈匝数（增强感应效果）、增强磁场强度（增大切割时的受力）；② 摇速变慢时，导体切割磁感线速度减小，感应电流变小，小灯泡实际功率P=I2R变小，亮度变暗。 易错点提醒： 误写“减小线圈电阻”为措施，忽略线圈电阻对感应电流的影响远小于切割速度、磁场强度等因素；不清楚亮度与感应电流的关系，无法解释摇速变慢导致亮度变暗的原因。 11. 答案：B 解题思路： 逐一分析选项：A选项法拉第发现电磁感应后，经过技术改进才实现大规模电能生产，并非“立即实现”，错误；B选项现代大型发电机为获得更强磁场、便于散热，常采用“线圈不动、磁极旋转”的结构，正确；C选项电磁感应现象揭示了电与磁的联系，并非孤立存在，错误；D选项太阳能电池是根据“光电效应”制成的，与电磁感应无关，错误。 易错点提醒： 误选D选项，混淆太阳能电池与发电机的工作原理；对现代发电机的结构不了解，误选其他选项。 12. 答案： （1）闭合；（2）导体切割磁感线；（3）磁场方向；（4）导体切割磁感线的速度 解题思路： （1）电磁感应实验的前提是“电路闭合”，否则即使产生感应电流也无法通过电流表检测；（2）分析表格数据，只有导体“切割磁感线”时电流表才偏转，因此关键条件是“导体切割磁感线”；（3）导体运动方向不变，调换磁体磁极（改变磁场方向），指针偏转方向改变，说明感应电流方向与“磁场方向”有关；（4）导体运动速度加快，指针偏转角度变大（感应电流变大），说明感应电流大小与“切割速度”有关。 易错点提醒： （1）误填“断开”，忽略电路闭合是检测感应电流的前提；（2）未从表格数据中提炼“切割磁感线”这一关键条件，泛泛回答“导体运动”；（4）混淆“切割速度”与“磁场强度”的影响，未结合实验现象（速度变化导致电流变化）得出结论。 13. 答案： （1）磁场强弱；导体匝数；导体切割磁感线的速度；电流表指针偏转角度；（2）磁性强弱；导体切割磁感线的速度；导体匝数；（3）保持磁场强弱和导体切割磁感线速度不变，换用匝数不同的线圈进行实验 解题思路： 本题考查控制变量法在电磁感应实验中的应用：（1）验证“感应电流与切割速度的关系”，需控制“磁场强弱”“导体匝数”不变，改变“切割速度”，通过“电流表指针偏转角度”反映电流大小（偏转角度越大，电流越大）；（2）验证“感应电流与磁场强弱的关系”，需控制“切割速度”“导体匝数”不变，更换“磁性强弱不同的磁体”；（3）验证“感应电流与匝数的关系”，需控制“磁场强弱”“切割速度”不变，改变“线圈匝数”。 易错点提醒： （1）未明确控制变量，遗漏需保持不变的物理量；（2）误将“更换导体材料”作为改变磁场强弱的方法，忽略应更换不同磁性的磁体；（3）未说明“控制其他变量不变”，实验设计不严谨。 14. 答案： （1）电路未闭合；（2）导体未做切割磁感线运动；（3）导体不是闭合电路的一部分；（4）磁体磁性太弱（写出三点即可） 解题思路： 电流表指针不偏转，说明未产生感应电流，需从电磁感应的条件及实验器材入手分析：① 电路状态：电路未闭合（开关未闭合或导线接触不良）；② 导体运动：导体运动方向与磁感线平行，未切割磁感线；③ 导体范围：导体未接入闭合电路，不是闭合电路的一部分；④ 器材问题：磁体磁性太弱，感应电流太小，无法使指针偏转。 易错点提醒： 仅从“导体运动”或“电路”单一角度分析，遗漏其他关键条件；误将“电流表损坏”作为主要原因，忽略实验题中“器材正常”的默认前提，应优先从实验原理和条件分析。 15. 答案： （1）不偏转；导体未运动，没有切割磁感线；（2）导体运动方向；（3）偏转；磁体运动时，导体相对于磁体做切割磁感线运动；（4）不偏转；电路未闭合 解题思路： （1）步骤①中导体AB静止，未切割磁感线，因此无感应电流，指针不偏转；（2）步骤②和③中，导体运动方向不同，指针偏转方向不同，说明感应电流方向与“导体运动方向”有关；（3）步骤④中，导体不动、磁体运动，导体相对于磁体仍在切割磁感线，且电路闭合，因此产生感应电流，指针偏转；（4）步骤⑤中断开开关，电路不闭合，即使导体切割磁感线，也无法产生感应电流，指针不偏转。 易错点提醒： （3）误认为“导体不动就不会切割磁感线”，忽略“切割磁感线是相对运动”，磁体运动时导体相对于磁体仍会切割；（4）遗漏“电路未闭合”这一关键原因，误判为“导体未切割磁感线”。 学科网（北京）股份有限公司 $