第三单元第4讲磁生电-2025-2026学年浙教版八年级科学下册寒假讲义

第4讲 磁生电 知识点01 电磁感应现象 （一）探究产生电磁感应现象的条件和规律 (1)器材：线圈、开关、磁体、灵敏电流表、导线若干。 (2)用灵敏电流表来检测电路中是否有电流，A当电路中产生电流时，灵敏电流表指针发生偏转，当电流方向改变时，指针会反向偏转。 实验结论：不论是导线运动还是磁体运动，只要闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中就会产生电流。 （二）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的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫感应电流。 （三）产生感应电流的条件 (1)导体为闭合电路的一部分。 (2)导体做切割磁感线运动。 （四）影响感应电流方向的因素 感应电流的方向与导体切割磁感线的方向和磁场方向有关。改变导体切割磁感线方向或磁场方向，感应电流的方向随之改变；若导体切割磁感线方向和磁场方向同时改变，则感应电流的方向不变。 （五）增大感应电流的方法 一般情况下,(1)增强磁场；(2)增大切割磁感线的导体的有效长度；(3)增加线圈的匝数；(4)增大导体切割磁感线的速度；(5)让导体切割磁感线运动的方向与磁感线方向垂直等，都会使感应电流增大。 （六）能量转化 在电磁感应现象中，用力移动导体，消耗了机械能，在闭合电路中产生了电能，这就实现了机械能向电能的转化。 （七）电磁感应现象发现的意义 英国物理学家法拉第经过不懈的努力于1831年发现了电磁感应现象，电磁感应现象不仅揭示了电与磁之间的内在联系，而且为电与磁之间的相互转化奠定了实验基础，为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路。 【能力拓展】①如果电路不闭合，当导体做切割磁感线运动时，导体中不能产生感应电流，但在导体两端会有感应电压。 ②导体的运动方向与磁感线方向的夹角不为0°或180°，则称导体的运动是切割磁感线运动。 ③当导体运动方向与磁感线方向垂直时，产生的感应电流最大。 【即学即练1】如图所示是研究产生感应电流的实验，下列说法正确的是(　　) A．电磁感应是把电能转化为机械能 B．只对调两个磁极，电流计的指针偏转方向发生改变 C．只要导体ab在磁场中运动，电流计的指针就会发生偏转 D．只改变导体ab切割磁感线的方向，电流计的指针偏转方向不发生改变 【答案】B 【解析】A.电磁感应是把机械能转化为电能，故A错误； B.只对调两个磁极，那么磁场方向发生改变，则感应电流方向改变，即电流计的指针偏转方向发生改变，故B正确； C.只有导体ab在磁场中做切割磁感线运动，电流计的指针才会发生偏转，故C错误； D.只改变导体ab切割磁感线的方向，电流计的指针偏转方向发生改变，故D错误。 【即学即练2】如图甲所示是探究电磁感应现象的装置。 （1）小明按图甲连接好电路，让导体ab沿水平方向左右运动，观察到灵敏电流计的指针没有偏转，可能原因是　 　。 （2）在探究中发现导体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。 （3）如图乙所示是实验室用到的手摇发电机模型，将小电灯换成灵敏电流计，慢慢摇动手柄，观察到灵敏电流计的指针　 　(选填“左右摆动"或“向一侧摆动”)。 （4）利用此装置，探究感应电流方向与哪些因素有关，观察到的实验现象记录在表中。 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①②或③④两次实验，可以得到结论是　 　。 【答案】（1）开关未闭合/电路某处断路(合理即可) （2）导体运动速度 （3）左右摆动 （4）感应电流的方向与磁场方向有关 【解答】（1）根据图甲可知，磁场沿竖直方向，则导体ab沿水平方向左右运动时肯定切割磁感线，之所以没有电流产生，可能是电路没有闭合，即开关未闭合或电路某处断路。 （2）根据“缓慢运动和快速运动”可知，两次实验中其它条件相同，只由导体的运动速度无关，则说明感应电流的大小与导体运动速度有关。 （3）手摇发电机模型发出的电流为交流电，即电流方向不断改变，因此电流计的线圈受力方向不断改变，则观察到灵敏电流计的指针左右摆动。 （4）比较实验①②可知，导体切割磁感线的方向相同但是磁场方向不同，因此得到的结论为：感应电流的方向与磁场方向有关。 知识点02 交流发电机 （一）原理：电磁感应原理。 （二）基本结构：磁体、矩形线圈、铜环、电刷等。 （三）工作过程 (1)如图1所示，ab向左运动，cd向右运动，运动方向与磁场方向平行(不切割磁感线),线圈中没有电流。 (2)如图2所示，ab向下运动，cd向上运动，运动方向与磁场方向垂直(切割磁感线)，线圈中有电流，线圈中的电流方向为d→c→b→a。外部电流方向从B电刷到A电刷。 (3)如图3所示，ab和cd边的运动方向与图甲中相反，与磁场方向平行(不切割磁感线),线圈中没有电流。 (4)如图4所示，ab和cd边的运动方向与图乙中相反，与磁场方向垂直(切割磁感线),线圈中有电流，线圈中的电流方向与图乙中的相反，为a→b→c→d。外部电流方向从A电刷到B电刷。 （四）能量转化：机械能转化为电能。 （五）线圈在磁场中转动一周，感应电流方向改变两次。 （六）定子和转子：实际使用的大型发电机中的转子不是线圈(线圈是由多匝铜线绕制而成的，因此很重),而是电磁铁。大型发电机一般采用线圈不动、磁极旋转的方式来发电。 （七）交流电与直流电 (1)交流电：大小和方向都发生周期性变化的电流叫交流电。 (2)直流电：方向不变的电流叫直流电。 (3)我国生产和生活中使用的交流电的周期是0.02秒，频率是50赫兹。在1秒内电流方向改变100次。 (4)发电机线圈中产生的电流始终是交流电，如果外电路中使用的是两个铜质圆环，则外电路中的电流是交流电，如果是两个铜质的半环，则外电路中的电流是直流电(半环的作用相当于换向器)。 【即学即练3】如图所示是直流发电机工作原理图，关于直流发电机下列说法中正确的是（　） A．图中的E，F称为换向器，它的作用是改变线圈中的电流方向 B．直流发电机线圈内产生的是直流电，供给外部电路的也是直流电 C．它是利用通电线圈在磁场中受到力的作用而转动的原理工作的 D．直流发电机线圈内产生的是交流电，供给外部电路的是直流电 【答案】D 【解析】无论是直流发电机，还是交流发电机，线圈中产生的都是交流电，只是直流电动机在线圈外部有一个换向器，将交流电转化为直流电，故A、B错误，D正确；直流发电机是利用电磁感应的原理工作的，故C错误。 【即学即练4】如图所示为科学兴趣小组用来探究“影响感应电流大小的因素”的实验装置，金属圆盘在磁极间不断转动，相当于每根导线都在做切割磁感线运动，从而产生持续的电流。 【提出问题】影响感应电流大小的因素有哪些？ 【建立猜想】 猜想1：切割磁感线的速度大小会影响感应电流的大小。 猜想2：磁场强弱会影响感应电流的大小。 猜想3：…… 【实验研究】 ⑴验证猜想1：当圆盘转速增大时，电流表指针偏转角度增大。 ⑵验证猜想2：保持圆盘转速不变，换用________发现电流表指针偏转角度更大。 ⑶验证猜想3：保持圆盘转速不变，换用一个半径更大的金属圆盘，发现电流表指针偏转角度更大。 【实验结论】影响感应电流大小的因素有：切割磁感线的速度、磁场强弱、________。 【评价交流】上述实验中金属圆盘均逆时针转动，某同学发现电流表指针在实验中都向一个方向偏转。若想让电流表指针向另一个方向偏转，则需要________ 。 【答案】磁性更强的磁铁；导线的长度；将金属圆盘顺时针转动(或将磁铁的两极对调) 【解析】【实验研究】（2）猜想2是探究磁场的强弱会影响感应电流的大小，根据控制变量法的要求，要控制转速相同而改变磁场强弱，即换用磁性更强的磁铁； 【实验结论】根据【实验研究】中每个猜想中的变化因素确定实验结论。 【评价交流】感应电流的方向与两个因素有关：①磁场方向；②导体的运动方向。 【解答】【实验研究】（2）保持圆盘转速不变，换用磁性更强的电磁铁发现电流表指针偏转角度更大。 【实验结论】根据猜想3可知，变化的因素是圆盘的半径，即导线的长度，因此得到结论：影响感应电流大小的因素有：切割磁感线的速度、磁场强弱、导线的长度； 【评价交流】若想让电流表指针向另一个方向偏转，则需要：将金属圆盘顺时针转动(或将磁铁的两极对调)。 考法01 产生感应电流的条件 在理解产生感应电流的条件时，容易漏掉其中的条件。误认为一段导体在磁场中做切割磁感线运动就产生感应电流，或闭合电路的一部分导体在磁场中运动就产生感应电流。产生感应电流的条件：一是导体是闭合电路的一部分；二是导体做切割磁感线运动，二者缺不可。 【典例1】图甲是发电机原理的示意图，图乙中的“○”表示图在磁场中分别转动到1-4位置时，运动方向已用箭头标出，图甲中的导线ab，当它下列说法正确的是（   ） A.在位置1时，电路中不会产生感应电流    B.图甲的电路中没有电源 C.在位置3时，电路中不会产生感应电流    D.发电机产生的电流方向不变 【答案】A 【解析】AC、小圆圈“○”表示垂直于纸面、绕垂直纸面的轴转动的一根导线，它是闭合电路的一部分。由图磁感线方向水平向右，1的运动方向与磁感线方向平行，不切割磁感线，不能产生感应电流；2、3、4的运动方向切割磁感线，能产生感应电流，故A正确，C错误； B、发电机的原理是电磁感应现象，将机械能转化为电能，发电机线圈就是电源，故B错误； D、发电机线圈中产生的感应电流的大小和方向都随时间作周期性的变化，这种电流叫交流电，故D错误。故选A 【分析】产生感应电路的条件：①闭合电路的一部分导体；②导体切割磁感线运动。根据图示判断1、2、3、4位置按箭头方向运动时，是否切割磁感线即可判断出能否产生感应电流。产生感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线运动方向有关。 课堂练习 1．2019年底前，浙江丽水景宁县完成了91个水电站生态改造，擦亮“中国农村水电之乡”的金名片。以下哪一实验装置最能体现水电站发电原理（　　） A．通电导体产生磁场 B．通电螺线管产生磁场 C．通电导体在磁场中受力运动 D．导体在磁场中切割磁感线 【答案】D 【解析】水电站的发电原理其实就是电磁感应，据此分析各个选项中包含的原理即可。 A.当导线中有电流经过时，小磁针的指向发生偏转，说明电流周围存在磁场，故A不合题意； B.闭合开关后，通过电流的线圈会吸引铁钉，这是电流的磁效应，故B不合题意； C.闭合开关后，通过电流的导体在磁场中受力运动，这是电动机的工作原理，故C不合题意； D.闭合开关后，导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针摆动，说明有电流产生，这就是电磁感应现象，故D符合题意。 2．如图是动圈式话筒的部分结构。声波使振膜左右振动，连接在振膜上的线圈也随之一起振动，切割永磁体的磁感线产生电流，此过程中（　　） A．利用了电磁感应原理 B．利用了通电导体在磁场中受力的原理 C．利用了电流的磁效应 D．产生了直流电 【答案】A 【解析】闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，这就是电磁感应现象，据此分析判断。 【解答】声波使振膜左右振动，连接在振膜上的线圈也随之一起振动，切割永磁体的磁感线产生电流，这里利用了电磁感应原理，故A正确，而B、C、D错误。 3．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 【解析】根据电磁感应和通电导体在磁场中受力运动的实验过程、器材和结论分析判断。 在虚线框中接入电源，让导体ab中有电流经过，可以探究通电导体在磁场中受力运动的现象，故A、D错误，C正确； 在虚线框中接入电流表，然后让导体ab在磁场中做切割磁感线运动，此时电流表的指针摆动，说明有感应电流产生，即探究电磁感应现象，故B错误。 4．如图“O”表示闭合电路中的一部分导体得横截面，箭头表示导体运动方向，下列说法正确得是（　　） A．两图中均不能获得感应电流 B．两图中感应电流方向不同 C．两图中感应电流方向相同 D．以上说法均不正确 【答案】C 【解析】①产生感应电流的条件：①闭合电路的部分导体；②在磁场中；③做切割磁感线运动； ②感应电流的方向与磁场方向和导体的运动方向有关，据此分析判断。 【解答】右图：线圈上电流方向向上；右手握住螺线管，弯曲的四指指尖向上，此时大拇指指向左端，则电磁铁的左端为N极，右端为S极； 比较可知，左右两图中磁场方向相同，都做切割磁感线运动，且导体的运动相同，所以感应电流的方向相同。故C正确，而A、B、D错误。 5．在科学研究的道路上经常会出现令人惋惜的遗憾。例如1825年瑞士年轻物理学家科拉顿一个人在研究电磁现象时，其类似的实验装置如图甲所示，示意图如图乙。为避免磁铁的磁场对小磁针的作用，科拉顿把实验装置放在两个房间，在右边房间里把磁铁反复插人线圈，然后跑到左边房间里观察，结果没有看到小磁针偏转。下列说法中正确的是(　　) A．该实验过程中没有发生电磁感应现象 B．通电导线周围产生磁场的现象叫电磁感应现象 C．科拉顿没看到小磁针偏转，是因为线圈中没有产生电流，所以看不到小磁针偏转 D．科拉顿没看到小磁针偏转，是因为当他切割完磁感线再跑到另一个房间时，线圈中产生的电流已经消失，所以小磁针已停止偏转 【答案】D 【解析】A.根据图片可知，当磁铁从螺线管中穿过时，相当于磁场不动，而螺线管向上运动，它切割磁感线，肯定会产生电磁感应现象，故A错误； B.闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感应运动时，会产生感应电流，这个现象就是电磁感应，故B错误； CD.科拉顿没看到小磁针偏转，是因为当他切割完磁感线再跑到另一个房间时，线圈中产生的电流已经消失，所以小磁针已停止偏转，故C错误，D正确。 6．如图所示，甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，两线圈通过导线连接构成一个闭合电路。用手向右推动甲线圈摆动时，乙线圈会随之向右摆动。对于这个过程，下列说法正确的是（　　） A．甲线圈相当于用电器，乙线圈相当于电源 B．甲与电动机工作原理相同 C．乙线圈能够摆动是因为电磁感应现象 D．用手推动乙线圈，甲线圈也会摆动 【答案】D 【解析】用电器消耗电能，而电源提供电能；电动机将电能转化为机械能； 用手向右推动甲线圈时，甲线圈在磁场中做切割磁感线运动，从而产生感应电流，这就是电磁感应，相当于发电机，也就是电源；当电流通过乙线圈时，乙线圈在磁场中受力运动，相当于电动机，也就是用电器，故A、B、C错误； 同理，用手推动乙线圈，乙线圈就相当于发电机，而甲线圈中有电流经过会受力而运动，相当于电动机，故D正确。 7．电磁感应现象中感应电流的方向可以用楞次定律来判断，当通过闭合电路的磁感应线数目增加时，感应电流的磁场与磁铁的磁场方向相反，当通过闭合电路的磁感应线数目减少时，感应电流的磁场与磁铁的磁场方向相同。如图所示，某条形磁铁 N 极朝下，向下靠近闭合线圈时（　　） A．磁铁与线圈相互排斥，通过 R 的感应电流方向从 a 到 b B．磁铁与线圈相互吸引，通过 R 的感应电流方向从 a 到 b C．磁铁与线圈相互排斥，通过 R 的感应电流方向从 b 到 a D．磁铁与线圈相互吸引，通过 R 的感应电流方向从 b 到 a 【答案】A 【解析】结合题意和图示判断穿过线圈中磁感应线数目的变化情况，再判断感应电流的磁场方向，即线圈的磁极，根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引，判断磁铁与线圈的作用情况；最后根据安培定则判断通过电阻R的感应电流方向。 【解答】某条形磁铁N极朝下，向下靠近闭合线圈时，穿过线圈的磁感应线数目增加（磁感线方向向下），由楞次定律可知，感应电流的磁场与磁铁的磁场方向相反，则感应电流的磁场方向是向上的，即线圈的上端为N极，所以磁铁与线圈相互排斥，根据安培定则可知，通过R的感应电流方向从a到b，故A正确，B、C、D错误。 8．科技创新活动中，小明的作品“隔板推物”引起了同学们的极大兴趣，其原理如图甲所示，a、b两个导体棒分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，两导体棒通过导线相连，构成了一个闭合回路，用手推动导体棒a左右摆动时，导体棒b会随之摆动，下列关于这一现象的说法中正确的是（　　） A．导体棒a左右摆动时，闭合回路中没有产生感应电流 B．导体棒a左右摆动时，仅发生了电能向机械能的转化 C．导体棒b随之摆动的原理与图乙所示装置的原理相同 D．用手推动导体棒b左右摆动时，导体棒a不会随之摆动 【答案】C 【解答】解：AB、导体棒a左右摆动的过程做切割磁感线运动，闭合的回路中有感应电流产生，工作时将机械能转化为电能，故AB错误； C、左边作为电源给右边提供电能，右边导体棒b随之摆动相当于通电导体在磁场中受力运动，与图乙所示装置的原理相同，故C正确； D、用手推动导体棒b左右摆动的过程中，导体棒做切割磁感线运动，闭合的回路中有感应电流产生，导体棒a也会随之摆动，故D错误。 9．探究利用磁场产生电流的实验中，连接了如图所示的实验装置。 （1）将磁铁快速向下插入螺线管时，观察到电流表指针向左偏转，这一现象叫　 　。此过程是由　 　能转化成　 　能，在这个电路中，螺线管和磁铁相当于　 　(填“用电器”或“电源”)。 （2）磁铁插入螺线管后，保持静止，此时电流表指针指在表盘中央。拿着磁铁和螺线管以相同的速度一起向上匀速直线运动，此过程电流表指针将　 　(填“向左偏转”“不偏转”或“向右偏转”)。 （3）在(1)操作的基础上，要进一步探究感应电流方向与磁场方向的关系，做法是：　 　。 【答案】（1）电磁感应；机械；电；电源 （2）不偏转 （3）保持线圈的位置不动，把磁铁上下对调再迅速插入螺线管，观察电流表的指针偏转方向 【解析】（1）闭合电路的部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，这就是电磁感应现象。根据电磁感应现象的能量转化解答。在电路中，电源提供电能，而用电器消耗电能。 （2）根据电磁感应的条件解答； （3）感应电流的方向与导体的运动方向和磁场方向有关。探究感应电流方向与磁场方向的关系时，必须控制导体的运动方向相同，而改变磁场方向，据此设计实验即可。 【解答】（1）将磁铁快速向下插入螺线管时，观察到电流表指针向左偏转，这一现象叫电磁感应。此过程是由机械能转化成电能，在这个电路中，螺线管和磁铁产生电能，相当于电源。 （2）拿着磁铁和螺线管以相同的速度一起向上匀速直线运动，此时螺线管和磁体保持相对静止，即螺线管并没有做切割磁感线运动，因此不会生成感应电流，则此过程电流表指针不偏转。 （3）在(1)操作的基础上，要进一步探究感应电流方向与磁场方向的关系，做法是：保持线圈的位置不动，把磁铁上下对调再迅速插入螺线管，观察电流表的指针偏转方向。 10．针对“感应电流的大小与哪些因素有关”这一问题，小乐进行了如下探究： 建立猜想：导体切割磁感线运动的速度越大，感应电流越大。 实验装置：如图所示，足够大的蹄形磁体放在水平面上，绝缘硬棒ab、cd可拉动导体PQ水平向右运动（导体PQ运动区域的磁场强度相同）。 （1）小乐建立上述猜想的依据是：导体切割磁感线运动的速度越大，动能就越大，转化成的　 　能就越多。 （2）小乐利用上述实验装置，进行如下操作：让导体PQ先后以　 　（选填“相同”或“不同”）的速度水平向右运动；同一次实验，应使导体PQ做　 　（选填“匀速”或“变速”）运动。 （3）若小乐的猜想正确，则观察到的现象是　 　。 【答案】（1）电 （2）不同；匀速 （3）两次实验，灵敏电流计指针偏转幅度不同，导体切割磁感线运动速度大的，灵敏电流计指针偏转幅度大。 【解析】（1）导体运动时具有动能，电流表的指针摆动说明有电能产生，据此完成猜想； （2）探究感应电流的大小与导体切割磁感线运动的速度关系时，必须控制磁场相同而改变导体运动的速度。在实验中，要尽量保持导体的运动速度为匀速，这时产生的电流比较稳定，更容易读出示数。 （3）电流计的指针偏转幅度表示产生感应电流的大小，然后根据猜想推测指针偏转角度与导体切割磁感线运动速度的关系即可。 【解答】（1）小乐建立上述猜想的依据是：导体切割磁感线运动的速度越大，动能就越大，转化成的电能就越多。 （2）小乐利用上述实验装置，进行如下操作：让导体PQ先后以不同的速度水平向右运动；同一次实验，应使导体PQ做匀速运动。 （3）若小乐的猜想正确，则观察到的现象是：两次实验，灵敏电流计指针偏转幅度不同，导体切割磁感线运动速度大的，灵敏电流计指针偏转幅度大。 课后巩固 1．下列关于电和磁的实验中，对应的说法正确的是（　　） A．如图甲，实验研究的是通电导体在磁场中受到力的作用 B．如图乙，通电导线周围存在着磁场，将小磁针移走，该磁场消失 C．如图丙，闭合开关，电磁铁下端为N极 D．如图丁，此实验装置原理与发电机原理相同 【答案】C 【解答】解： A、图中没有电源，用来研究电磁感应现象，是发电机的原理图，故A错误； B、通电导线周围存在磁场，将小磁针移走，磁场仍存在，故B错误； C、根据图中电源的正极在左侧，可知电磁铁中电流方向是由左下端进入右上端流出，故利用安培定则可知电磁铁的下端为N极，故C正确； D、图中有电源，用来研究通电导体在磁场中受到力的作用而制成的，是电动机的原理图，故D错误。 2．支付宝“碰一碰”收款设备能不断发出变化的磁场，当付款手机靠近时，手机内的NFC芯片产生感应电流被激活，完成信息交换。下列实验中能反映其工作原理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解答】解：从题意可知，支付宝“碰一碰”收款设备能不断发出变化的磁场，当付款手机靠近时，手机内的NFC芯片产生感应电流被激活，是利用电磁感应原理工作的； A．该图是奥斯特实验，验证了电流的磁效应，故A不符合题意； B．该图是探究感应电流产生的条件，是电磁感应现象，故B符合题意； C．该图是探究通电导体在磁场中受力的作用，故C不符合题意； D．该图是探究通电螺线管的磁场，利用的是电流的磁效应，故D不符合题意。 3．在研究“感应电流的大小与哪些因素有关”的活动中，同学们采用了如图1所示的实验装置：ab是一根导体，通过导线连接在灵敏电流计的两接线柱上。 （1）本实验中，如果观察到　 　，我们就认为有感应电流产生。 （2）闭合开关后，若导体不动，磁铁左右水平运动，电路中是否有感应电流？　 　。 （3）改变导体在磁场中的运动速度，测出每次实验时电流表偏转示数的最大值，实验结果记录如表，分析表中数据可以得出的结论：在相同条件下，　 　。 实验次数 1 2 3 4 5 6 速度(cm/s) 1 2 3 4 5 6 电流(mA) 2.0 4.0 5.9 8.1 10.2 11.8 （4）图2三种设备中，应用电磁感应原理工作的是　 　(填字母) 【答案】（1）灵敏电流计的指针偏转（2）有（3）导体切割磁感线的速度越大，产生的感应电流越大（4）B 【解析】（1）当有电流经过灵敏电流计时，它的指针会发生偏转；电流的方向不同，电流计的指针摆动方向也不同。 （2）只有导体的运动方向与磁场方向平行时，此时导体没有切割磁感线，不会产生感应电流； （3）根据表格数据，描述感应电流大小与导体运动速度的关系。 【解答】（1）本实验中，如果观察到灵敏电流计的指针偏转，我们就认为有感应电流产生。 （2）闭合开关后，若导体不动，磁铁左右水平运动，由于磁场沿竖直方向，因此导体做切割磁感线运动，电路中产生感应电流。 （3）根据表格数据得到：在相同条件下，导体切割磁感线的速度越大，产生的感应电流越大。 （4）A.当强弱不同的电流经过扬声器的线圈时，线圈在磁场中受到力而振动起来，将电流转化为声音，故A不合题意； B.当靠近麦克风讲话时，声音引起线圈振动，线圈在磁场中做切割磁感线运动，从而产生感应电流，故B符合题意； C.当电流经过电动机的线圈时，线圈在磁场中受力而运动，这是电动机的工作原理，故C不合题意。 4．小宁对磁现象很感兴趣，于是展开了一系列探究。 （1）为了探究磁场方向，小宁在条形磁铁的周围放置多枚小磁针，小磁针静止时的情况如图甲所示，黑色一端表示磁体的N极。该磁场中某处小磁针　 　 极所指的方向就是该处的磁场方向。 （2）地面附近的一切物体都受到地球施加的重力的作用。小宁根据“磁体周围存在着磁场，对放入其中的小磁针会产生力的作用”，从而猜想在地球周围也可能存在某种“重力场”。那么，这个“重力场”最可能是图乙中的　 　 （填序号）。 （3）为探究产生感应电流的条件，小宁设计了如图丙所示的实验装置。闭合开关，他将线框左右来回摆动时，线框中　 　 （填“能”或“不能”）产生感应电流；接着他又将线框上下运动，观察到灵敏电流计的指针几乎没有发生偏转，对此你的解释是　 　 。 【答案】（1）N；（2）1；（3）能；线框上下运动时，导体没有切割磁感线，不能产生感应电流。 【解答】解：（1）小磁针静止时的情况如图甲所示，黑色一端表示磁体的N极。该磁场中某处小磁针N极所指的方向就是该处的磁场方向。 （2）地面附近的一切物体都受到地球施加的重力的作用，重力的方向竖直向下，并大致指向地心，可用重力的方向反映重力场的方向，这个“重力场”最可能是图乙中的1。 （3）为探究产生感应电流的条件，小宁设计了如图丙所示的实验装置。闭合开关，他将线框左右来回摆动时，因导体切割磁感应线，故线框中能产生感应电流；接着他又将线框上下运动，观察到灵敏电流计的指针几乎没有发生偏转，对此的解释是：线框上下运动，导体没有切割磁感线，不能产生感应电流。 5．如图甲所示，ab是一根导体棒，通过导线、开关连接在灵敏电流计上。 （1）闭合开关后，小科对ab施加如图方向的力，请判断电路中是否有感应电流产生　 　 。（选填“有”或“无”） （2）图乙是灵敏电流计的结构示意图；它的工作原理与　 　 （选填“发电机”或“电动机”）相同。 （3）本实验中为了增大电流，写出一种可使用的方法　 　 。 【答案】（1）有；（2）电动机；（3）增大导体ab在磁场中切割磁感线运动的速度或增强磁场。 【解答】解：（1）闭合开关后，小科对ab施加如图方向的力，因闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动，导体中有感应电流产生； （2）图乙是灵敏电流计的结构示意图，根据通电线圈在磁场中受力转动工作的，故它的工作原理与电动机相同； （3）本实验中为了增大电流，可使用的方法：增大导体ab在磁场中切割磁感线运动的速度或增强磁场。 6．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 　 　 。（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】（1）送电线圈；（2）①两线圈之间的距离d越小，受电线圈两端电压越大；②短。 【解答】解：（1）由题干材料可知，图中送电线圈利用电流产生磁场，是电流的磁效应，当在进行无线充电时，无线充电器可看作送电线圈； （2）①分析序号1、2、3数据可知，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。 ②由于从实验数据知：在受电线圈的直径相同时，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7．学校开展项目化学习挑战赛——为夜跑者设计制作节能夜跑灯。 【提供器材】塑料水管、胶塞、圆柱形强磁体、漆包线、LED灯（图甲，LED灯具有单向导电性，当电流从“+”极流入时，LED灯会发光，当电流从“﹣”极流入时，LED灯不发光）等。 【方案设计】乙图为小柯设计的节能夜跑灯结构图，当磁体在水管中来回移动时，塑料水管外与线圈相连的LED灯发光。 【产品制作】小柯用磁性相同的磁体，以正常跑步时甩臂的速度切割磁感线。 【项目评价】节能夜跑灯产品性能评价量表（节选）标 标评价指标 5分 3分 1分 发光情况 两盏LED灯交替发光 两盏LED灯发光 一盏LED灯发光 使用情况 日常跑步甩臂发光 快于日常跑步甩臂发光 手中摇动发光 （1）节能夜跑灯将日常跑步产生的机械能转化为电能，使LED灯发光，这是利用 　 　 原理。 （2）如图丙，为使节能夜跑灯跑步时自动发光，将其佩戴在 　 　 （选填“A”或“B”）位置比较合适，请简述理由 　 　 。 （3）根据评价表，小科设计的夜跑灯“发光情况”一项评分为1分。请在图丁所示虚线框内画出改进后的设计图，使该指标达到5分 　 　 。 【答案】（1）电磁感应； （2）B；跑步时，前臂B位置主要做水平往返运动，能使强磁铁在水管内往返运动，连续切割磁感线使灯发光； （3）。 【解答】解：（1）设计制作节能夜跑灯，将日常跑步产生的机械能转化为电能，使LED灯发光是利用电磁感应原理。 （2）根据电磁感应原理可知为了正常使用应将夜跑灯佩带在图中手臂B处，前臂B位置主要做水平往返运动，能使强磁铁在水管内往返运动，连续切割磁感线产生感应电流使灯发光。 （3）根据发光二极管的单向导电性，将两个LED灯并联起来，正负极接法不同。 8．小华用图甲中实验装置探究“怎样产生感应电流”，用到了铁架台、蹄形磁体、灵敏电流计、开关、直导体AB和若干根导线等器材。实验中固定磁体，让导体AB运动。根据表格信息完成下列问题： 实验序号 导体运动情况 灵敏电流计指针偏转情况 灵敏电流计电流方向 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 电流从右侧接线柱流入 4 水平向石 向左偏转 电流从左侧接线柱流入 （1）由实验1、2可知，闭合开关，导体AB竖直运动 　 　 （填“会”或“不会”）产生感应电流。 （2）由实验3、4的现象可推测，如果固定导体AB，水平向右移动磁体，灵敏电流计的指针向 　 　 偏转（填“左”或“右”）。 （3）图乙中的“”表示导体AB的横截面（即图甲中沿导体由A往B看），I、Ⅱ、Ⅲ、IV表示运动中的不同位置，箭头表示导体的运动方向。则导体会产生感应电流的位置有 　 　 。 A.I位置 B.Ⅱ位置 C.Ⅲ位置 D.Ⅳ位置 （4）图丙为发电机的结构示意图，要使图中小灯泡亮度增加，可采取的措施： 　 　 （写出一种措施即可）。 【答案】（1）不会；（2）右；（3）BCD；（4）增大线圈的转动速度。 【解答】解：（1）由第1、2两次实验可知，导体棒AB竖直向上或竖直向下平行于磁感线运动时，灵敏电流计指针不偏转，说明闭合回路中不会产生感应电流； （2）由第3、4两次实验可知，导体棒AB切割磁感线运动的方向改变时，导体棒AB中感应电流的方向也发生了改变，说明导体棒AB中感应电流的方向与导体切割磁感线运动的方向有关；如果固定导体棒AB，水平向右移动磁铁，此时相当于导体棒AB水平向左运动，由表格中的信息可知，灵敏电流计的指针将向右偏转； （3）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示运动中的不同位置，箭头表示导体在那个位置上的运动方向。则导体会产生感应电流的位置有BCD，因为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ这三个位置导体都可以切割磁感线，甲位置导体不切割磁感线； （4）图丙为发电机的结构示意图，要使图中小灯泡亮度增加，根据影响感应电流大小的因素可采取的措施：增大线圈的转动速度。 46 / 46 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4讲 磁生电 知识点01 电磁感应现象 （一）探究产生电磁感应现象的条件和规律 (1)器材：线圈、开关、磁体、灵敏电流表、导线若干。 (2)用灵敏电流表来检测电路中是否有电流，A当电路中产生电流时，灵敏电流表指针发生偏转，当电流方向改变时，指针会反向偏转。 实验结论：不论是导线运动还是磁体运动，只要闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中就会产生电流。 （二）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的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫感应电流。 （三）产生感应电流的条件 (1)导体为闭合电路的一部分。 (2)导体做切割磁感线运动。 （四）影响感应电流方向的因素 感应电流的方向与导体切割磁感线的方向和磁场方向有关。改变导体切割磁感线方向或磁场方向，感应电流的方向随之改变；若导体切割磁感线方向和磁场方向同时改变，则感应电流的方向不变。 （五）增大感应电流的方法 一般情况下,(1)增强磁场；(2)增大切割磁感线的导体的有效长度；(3)增加线圈的匝数；(4)增大导体切割磁感线的速度；(5)让导体切割磁感线运动的方向与磁感线方向垂直等，都会使感应电流增大。 （六）能量转化 在电磁感应现象中，用力移动导体，消耗了机械能，在闭合电路中产生了电能，这就实现了机械能向电能的转化。 （七）电磁感应现象发现的意义 英国物理学家法拉第经过不懈的努力于1831年发现了电磁感应现象，电磁感应现象不仅揭示了电与磁之间的内在联系，而且为电与磁之间的相互转化奠定了实验基础，为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路。 【能力拓展】①如果电路不闭合，当导体做切割磁感线运动时，导体中不能产生感应电流，但在导体两端会有感应电压。 ②导体的运动方向与磁感线方向的夹角不为0°或180°，则称导体的运动是切割磁感线运动。 ③当导体运动方向与磁感线方向垂直时，产生的感应电流最大。 【即学即练1】如图所示是研究产生感应电流的实验，下列说法正确的是(　　) A．电磁感应是把电能转化为机械能 B．只对调两个磁极，电流计的指针偏转方向发生改变 C．只要导体ab在磁场中运动，电流计的指针就会发生偏转 D．只改变导体ab切割磁感线的方向，电流计的指针偏转方向不发生改变 【即学即练2】如图甲所示是探究电磁感应现象的装置。 （1）小明按图甲连接好电路，让导体ab沿水平方向左右运动，观察到灵敏电流计的指针没有偏转，可能原因是　 　。 （2）在探究中发现导体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。 （3）如图乙所示是实验室用到的手摇发电机模型，将小电灯换成灵敏电流计，慢慢摇动手柄，观察到灵敏电流计的指针　 　(选填“左右摆动"或“向一侧摆动”)。 （4）利用此装置，探究感应电流方向与哪些因素有关，观察到的实验现象记录在表中。 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①②或③④两次实验，可以得到结论是　 　。 知识点02 交流发电机 （一）原理：电磁感应原理。 （二）基本结构：磁体、矩形线圈、铜环、电刷等。 （三）工作过程 (1)如图1所示，ab向左运动，cd向右运动，运动方向与磁场方向平行(不切割磁感线),线圈中没有电流。 (2)如图2所示，ab向下运动，cd向上运动，运动方向与磁场方向垂直(切割磁感线)，线圈中有电流，线圈中的电流方向为d→c→b→a。外部电流方向从B电刷到A电刷。 (3)如图3所示，ab和cd边的运动方向与图甲中相反，与磁场方向平行(不切割磁感线),线圈中没有电流。 (4)如图4所示，ab和cd边的运动方向与图乙中相反，与磁场方向垂直(切割磁感线),线圈中有电流，线圈中的电流方向与图乙中的相反，为a→b→c→d。外部电流方向从A电刷到B电刷。 （四）能量转化：机械能转化为电能。 （五）线圈在磁场中转动一周，感应电流方向改变两次。 （六）定子和转子：实际使用的大型发电机中的转子不是线圈(线圈是由多匝铜线绕制而成的，因此很重),而是电磁铁。大型发电机一般采用线圈不动、磁极旋转的方式来发电。 （七）交流电与直流电 (1)交流电：大小和方向都发生周期性变化的电流叫交流电。 (2)直流电：方向不变的电流叫直流电。 (3)我国生产和生活中使用的交流电的周期是0.02秒，频率是50赫兹。在1秒内电流方向改变100次。 (4)发电机线圈中产生的电流始终是交流电，如果外电路中使用的是两个铜质圆环，则外电路中的电流是交流电，如果是两个铜质的半环，则外电路中的电流是直流电(半环的作用相当于换向器)。 【即学即练3】如图所示是直流发电机工作原理图，关于直流发电机下列说法中正确的是（　） A．图中的E，F称为换向器，它的作用是改变线圈中的电流方向 B．直流发电机线圈内产生的是直流电，供给外部电路的也是直流电 C．它是利用通电线圈在磁场中受到力的作用而转动的原理工作的 D．直流发电机线圈内产生的是交流电，供给外部电路的是直流电 【即学即练4】如图所示为科学兴趣小组用来探究“影响感应电流大小的因素”的实验装置，金属圆盘在磁极间不断转动，相当于每根导线都在做切割磁感线运动，从而产生持续的电流。 【提出问题】影响感应电流大小的因素有哪些？ 【建立猜想】 猜想1：切割磁感线的速度大小会影响感应电流的大小。 猜想2：磁场强弱会影响感应电流的大小。 猜想3：…… 【实验研究】 ⑴验证猜想1：当圆盘转速增大时，电流表指针偏转角度增大。 ⑵验证猜想2：保持圆盘转速不变，换用________发现电流表指针偏转角度更大。 ⑶验证猜想3：保持圆盘转速不变，换用一个半径更大的金属圆盘，发现电流表指针偏转角度更大。 【实验结论】影响感应电流大小的因素有：切割磁感线的速度、磁场强弱、________。 【评价交流】上述实验中金属圆盘均逆时针转动，某同学发现电流表指针在实验中都向一个方向偏转。若想让电流表指针向另一个方向偏转，则需要________ 。 考法01 产生感应电流的条件 在理解产生感应电流的条件时，容易漏掉其中的条件。误认为一段导体在磁场中做切割磁感线运动就产生感应电流，或闭合电路的一部分导体在磁场中运动就产生感应电流。产生感应电流的条件：一是导体是闭合电路的一部分；二是导体做切割磁感线运动，二者缺不可。 【典例1】图甲是发电机原理的示意图，图乙中的“○”表示图在磁场中分别转动到1-4位置时，运动方向已用箭头标出，图甲中的导线ab，当它下列说法正确的是（   ） A.在位置1时，电路中不会产生感应电流    B.图甲的电路中没有电源 C.在位置3时，电路中不会产生感应电流    D.发电机产生的电流方向不变 课堂练习 1．2019年底前，浙江丽水景宁县完成了91个水电站生态改造，擦亮“中国农村水电之乡”的金名片。以下哪一实验装置最能体现水电站发电原理（　　） A．通电导体产生磁场 B．通电螺线管产生磁场 C．通电导体在磁场中受力运动 D．导体在磁场中切割磁感线 2．如图是动圈式话筒的部分结构。声波使振膜左右振动，连接在振膜上的线圈也随之一起振动，切割永磁体的磁感线产生电流，此过程中（　　） A．利用了电磁感应原理 B．利用了通电导体在磁场中受力的原理 C．利用了电流的磁效应 D．产生了直流电 3．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 4．如图“O”表示闭合电路中的一部分导体得横截面，箭头表示导体运动方向，下列说法正确得是（　　） A．两图中均不能获得感应电流 B．两图中感应电流方向不同 C．两图中感应电流方向相同 D．以上说法均不正确 5．在科学研究的道路上经常会出现令人惋惜的遗憾。例如1825年瑞士年轻物理学家科拉顿一个人在研究电磁现象时，其类似的实验装置如图甲所示，示意图如图乙。为避免磁铁的磁场对小磁针的作用，科拉顿把实验装置放在两个房间，在右边房间里把磁铁反复插人线圈，然后跑到左边房间里观察，结果没有看到小磁针偏转。下列说法中正确的是(　　) A．该实验过程中没有发生电磁感应现象 B．通电导线周围产生磁场的现象叫电磁感应现象 C．科拉顿没看到小磁针偏转，是因为线圈中没有产生电流，所以看不到小磁针偏转 D．科拉顿没看到小磁针偏转，是因为当他切割完磁感线再跑到另一个房间时，线圈中产生的电流已经消失，所以小磁针已停止偏转 6．如图所示，甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，两线圈通过导线连接构成一个闭合电路。用手向右推动甲线圈摆动时，乙线圈会随之向右摆动。对于这个过程，下列说法正确的是（　　） A．甲线圈相当于用电器，乙线圈相当于电源 B．甲与电动机工作原理相同 C．乙线圈能够摆动是因为电磁感应现象 D．用手推动乙线圈，甲线圈也会摆动 7．电磁感应现象中感应电流的方向可以用楞次定律来判断，当通过闭合电路的磁感应线数目增加时，感应电流的磁场与磁铁的磁场方向相反，当通过闭合电路的磁感应线数目减少时，感应电流的磁场与磁铁的磁场方向相同。如图所示，某条形磁铁 N 极朝下，向下靠近闭合线圈时（　　） A．磁铁与线圈相互排斥，通过 R 的感应电流方向从 a 到 b B．磁铁与线圈相互吸引，通过 R 的感应电流方向从 a 到 b C．磁铁与线圈相互排斥，通过 R 的感应电流方向从 b 到 a D．磁铁与线圈相互吸引，通过 R 的感应电流方向从 b 到 a 8．科技创新活动中，小明的作品“隔板推物”引起了同学们的极大兴趣，其原理如图甲所示，a、b两个导体棒分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，两导体棒通过导线相连，构成了一个闭合回路，用手推动导体棒a左右摆动时，导体棒b会随之摆动，下列关于这一现象的说法中正确的是（　　） A．导体棒a左右摆动时，闭合回路中没有产生感应电流 B．导体棒a左右摆动时，仅发生了电能向机械能的转化 C．导体棒b随之摆动的原理与图乙所示装置的原理相同 D．用手推动导体棒b左右摆动时，导体棒a不会随之摆动 9．探究利用磁场产生电流的实验中，连接了如图所示的实验装置。 （1）将磁铁快速向下插入螺线管时，观察到电流表指针向左偏转，这一现象叫　 　。此过程是由　 　能转化成　 　能，在这个电路中，螺线管和磁铁相当于　 　(填“用电器”或“电源”) 。 （2）磁铁插入螺线管后，保持静止，此时电流表指针指在表盘中央。拿着磁铁和螺线管以相同的速度一起向上匀速直线运动，此过程电流表指针将　 　(填“向左偏转”“不偏转”或“向右偏转”)。 （3）在(1)操作的基础上，要进一步探究感应电流方向与磁场方向的关系，做法是：　 　。 10．针对“感应电流的大小与哪些因素有关”这一问题，小乐进行了如下探究： 建立猜想：导体切割磁感线运动的速度越大，感应电流越大。 实验装置：如图所示，足够大的蹄形磁体放在水平面上，绝缘硬棒ab、cd可拉动导体PQ水平向右运动（导体PQ运动区域的磁场强度相同）。 （1）小乐建立上述猜想的依据是：导体切割磁感线运动的速度越大，动能就越大，转化成的　 　能就越多。 （2）小乐利用上述实验装置，进行如下操作：让导体PQ先后以　 　（选填“相同”或“不同”）的速度水平向右运动；同一次实验，应使导体PQ做　 　（选填“匀速”或“变速”）运动。 （3）若小乐的猜想正确，则观察到的现象是　 　。 课后巩固 1．下列关于电和磁的实验中，对应的说法正确的是（　　） A．如图甲，实验研究的是通电导体在磁场中受到力的作用 B．如图乙，通电导线周围存在着磁场，将小磁针移走，该磁场消失 C．如图丙，闭合开关，电磁铁下端为N极 D．如图丁，此实验装置原理与发电机原理相同 2．支付宝“碰一碰”收款设备能不断发出变化的磁场，当付款手机靠近时，手机内的NFC芯片产生感应电流被激活，完成信息交换。下列实验中能反映其工作原理的是（　　） A． B． C． D． 3．在研究“感应电流的大小与哪些因素有关”的活动中，同学们采用了如图1所示的实验装置：ab是一根导体，通过导线连接在灵敏电流计的两接线柱上。 （1）本实验中，如果观察到　 　，我们就认为有感应电流产生。 （2）闭合开关后，若导体不动，磁铁左右水平运动，电路中是否有感应电流？　 　。 （3）改变导体在磁场中的运动速度，测出每次实验时电流表偏转示数的最大值，实验结果记录如表，分析表中数据可以得出的结论：在相同条件下，　 　。 实验次数 1 2 3 4 5 6 速度(cm/s) 1 2 3 4 5 6 电流(mA) 2.0 4.0 5.9 8.1 10.2 11.8 （4）图2三种设备中，应用电磁感应原理工作的是　 　(填字母) 4．小宁对磁现象很感兴趣，于是展开了一系列探究。 （1）为了探究磁场方向，小宁在条形磁铁的周围放置多枚小磁针，小磁针静止时的情况如图甲所示，黑色一端表示磁体的N极。该磁场中某处小磁针　 　 极所指的方向就是该处的磁场方向。 （2）地面附近的一切物体都受到地球施加的重力的作用。小宁根据“磁体周围存在着磁场，对放入其中的小磁针会产生力的作用”，从而猜想在地球周围也可能存在某种“重力场”。那么，这个“重力场”最可能是图乙中的　 　 （填序号）。 （3）为探究产生感应电流的条件，小宁设计了如图丙所示的实验装置。闭合开关，他将线框左右来回摆动时，线框中　 　 （填“能”或“不能”）产生感应电流；接着他又将线框上下运动，观察到灵敏电流计的指针几乎没有发生偏转，对此你的解释是　 　 。 5．如图甲所示，ab是一根导体棒，通过导线、开关连接在灵敏电流计上。 （1）闭合开关后，小科对ab施加如图方向的力，请判断电路中是否有感应电流产生　 　 。（选填“有”或“无”） （2）图乙是灵敏电流计的结构示意图；它的工作原理与　 　 （选填“发电机”或“电动机”）相同。 （3）本实验中为了增大电流，写出一种可使用的方法　 　 。 6．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 　 　 。（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。 7．学校开展项目化学习挑战赛——为夜跑者设计制作节能夜跑灯。 【提供器材】塑料水管、胶塞、圆柱形强磁体、漆包线、LED灯（图甲，LED灯具有单向导电性，当电流从“+”极流入时，LED灯会发光，当电流从“﹣”极流入时，LED灯不发光）等。 【方案设计】乙图为小柯设计的节能夜跑灯结构图，当磁体在水管中来回移动时，塑料水管外与线圈相连的LED灯发光。 【产品制作】小柯用磁性相同的磁体，以正常跑步时甩臂的速度切割磁感线。 【项目评价】节能夜跑灯产品性能评价量表（节选）标 标评价指标 5分 3分 1分 发光情况 两盏LED灯交替发光 两盏LED灯发光 一盏LED灯发光 使用情况 日常跑步甩臂发光 快于日常跑步甩臂发光 手中摇动发光 （1）节能夜跑灯将日常跑步产生的机械能转化为电能，使LED灯发光，这是利用 　 　 原理。 （2）如图丙，为使节能夜跑灯跑步时自动发光，将其佩戴在 　 　 （选填“A”或“B”）位置比较合适，请简述理由 　 　 。 （3）根据评价表，小科设计的夜跑灯“发光情况”一项评分为1分。请在图丁所示虚线框内画出改进后的设计图，使该指标达到5分 　 　 。 8．小华用图甲中实验装置探究“怎样产生感应电流”，用到了铁架台、蹄形磁体、灵敏电流计、开关、直导体AB和若干根导线等器材。实验中固定磁体，让导体AB运动。根据表格信息完成下列问题： 实验序号 导体运动情况 灵敏电流计指针偏转情况 灵敏电流计电流方向 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 电流从右侧接线柱流入 4 水平向石 向左偏转 电流从左侧接线柱流入 （1）由实验1、2可知，闭合开关，导体AB竖直运动 　 　 （填“会”或“不会”）产生感应电流。 （2）由实验3、4的现象可推测，如果固定导体AB，水平向右移动磁体，灵敏电流计的指针向 　 　 偏转（填“左”或“右”）。 （3）图乙中的“”表示导体AB的横截面（即图甲中沿导体由A往B看），I、Ⅱ、Ⅲ、IV表示运动中的不同位置，箭头表示导体的运动方向。则导体会产生感应电流的位置有 　 　 。 A.I位置 B.Ⅱ位置 C.Ⅲ位置 D.Ⅳ位置 （4）图丙为发电机的结构示意图，要使图中小灯泡亮度增加，可采取的措施： 　 　 （写出一种措施即可）。 46 / 46 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $