17.3 发电机发电的原理 达标练习-2025-2026学年沪粤版物理九年级下册

17.3发电机发电的原理 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．图甲是一种自行车上的装置，车前端的灯泡与该装置内部的线圈相连，自行车车轮的转动带动该装置上端的小轮转动，小轮带动内部的磁体转动，灯泡便发光照明，图乙是其结构示意图。下列分析正确的是（　　） A．该装置是一种电动机 B．该装置将电能转化为机械能 C．增大车轮转速会使灯泡亮度变大 D．该装置和扬声器的工作原理相同 2．如图所示，小明探究什么情况下磁可以生电。导体按以下方式运动，能产生感应电流的是（　　） A．竖直向上 B．竖直向下 C．水平向右 D．静止不动 3．如图所示的实验装置，是用来研究（　　） A．磁场对通电导体的作用 B．电磁感应现象 C．电流的磁场 D．电磁铁原理 4．新能源汽车作为我国新质生产力的杰出代表，各项技术均处于世界领先水平。其中一种能量回收技术，是当汽车在滑行或制动时，内部线圈切割磁感线产生感应电流，将机械能转化为电能。如图实验中工作原理与之相同的是（   ） A． B． C． D． 5．小明把两个玩具电机用导线连接在一起（如图），用力快速拨动甲电机的转叶，发现乙电机的转叶也缓慢转动起来。对这个现象分析正确的是（    ） A．甲电机将电能转化为机械能 B．乙电机转叶是甲电机转叶形成风带动 C．甲电机依据电磁感应来工作 D．乙电机是发电机 6．某同学在家庭实验室里，将甲、乙两装置连接成了如图所示的通路，其中两个相同的铜线圈处于磁场中。用外力使甲装置中的线圈在磁场中摆动，下列说法正确的是（   ） A．乙装置中的线圈有电流通过，也会随之运动起来 B．乙装置类似于发电机，其原理是电磁感应 C．甲装置类似于电动机，其原理是磁场对电流有力的作用 D．甲装置中的线圈在运动过程中将电能转化为机械能 7．电子车票，也称“无纸化”车票，乘客网上购票后，直接通过“刷身份证”或“扫手机”即可顺利进站。乘客将身份证靠近检验口，机器感应电路中就会产生电流，从而识别乘客身份。与这一原理相同的是（    ） A． B． C． D． 8．如图所示，AB和CD是两根固定且平行的水平光滑金属轨道，符号“×”代表垂直于金属导轨向下的磁场。现将空心铜棒EF和GH垂直放在金属导轨上静止，当水平拉动铜棒EF向右运动时，会产生感应电流，铜棒和导轨组成了一个闭合电路，此时铜棒GH会向右运动。若同时改变磁场方向和铜棒EF运动方向，则铜棒GH的运动方向是（　　） A．向右 B．向左 C．先向右再向左 D．先向左再向右 9．关于交流电，下列说法正确的是（   ） A．交变电流中，电流在1s内方向改变的次数叫频率 B．线圈转动一周，电流方向改变四次，大小改变两次 C．线圈转动一周，电流方向改变两次，大小随时间改变 D．我国发电厂发出的交变电流频率为50Hz，周期为2s 10．如图所示，在微型电扇的插头处接一个发光二极管，用手旋转叶片，会发现二极管会发光，这个现象所反映的物理原理，在下列电气设备中得到应用的是（　　） A．电磁起重机 B．发电机 C．电动机 D．电磁继电器 二、填空题 11．电磁感应 (1)英国物理学家 在1831年发现了电磁感应现象。 (2) 电路的一部分导体在磁场中做 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电流的现象叫作电磁感应，产生的电流叫作 。 (3)影响感应电流方向的因素 ①导体做切割磁感线运动的方向。 ② 方向。 12． 也是一种常见的电源，家庭电路中的电流是靠远方电站中的发电机来维持的。 13．电磁感应现象 (1)发现：英国物理学家 在1831年发现了电磁感应现象。 (2)利用磁场产生的电流叫作 。 (3)当 电路中的一部分导体在磁场中做 运动时，电路中会产生感应电流，这种现象称为电磁感应。在电磁感应现象中 能转化为电能。 14．如图所示，先将导线一端与电池负极相连，再将另一端与正极时断时续地接触，可以听到收音机发出“咔咔”声，这说明有 产生；由此可见，产生它的条件是导体中有 。 15．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： 。 三、实验题 16．如图甲所示是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”实验装置。闭合开关后，铜棒ab、灵敏电流计、开关组成闭合电路，某小组的实验记录如下表所示。 次数 开关 磁场方向 铜棒ab的运动方向 电流计指针的偏转方向 1 闭合 上N下S 向右运动 向左偏转 2 闭合 上N下S 向左运动 向右偏转 3 闭合 上N下S 上下运动 不偏转 4 闭合 上S下N 向右运动 向右偏转 5 闭合 上S下N 向左运动 向左偏转 (1)比较实验1和2（或4和5）可知：在磁场方向一定时，感应电流的方向与导体切割磁感线的 有关； (2)比较实验 可知：在导体切割磁感线的方向不变时，感应电流的方向与磁场方向有关； (3)为了验证非闭合电路中能否产生感应电流，可以进行操作：断开开关， （填写具体操作），观察灵敏电流计的指针是否发生偏转； (4)闭合开关，保持铜棒ab不动，左右移动蹄形磁体，发现灵敏电流计的指针 ； (5)产生感应电流时，是将 能转化为电能； (6)如果将灵敏电流计换成 ，可以探究磁场对通电导体的作用； (7)小华用图乙电路做同样的实验，闭合开关后，拿一根条形磁体向右插入线圈中时，观察到灵敏电流计指针偏转；将磁体向左从线圈中拔出时，灵敏电流计指针的偏转方向与磁体向右插入线圈中时 （选填“相同”或“相反”）； (8)人们根据该实验结论制造了发电机。如图丙所示是实验室用的手摇发电机，通过摇把带动线圈在磁场中转动； ①用手摇发电机研究感应电流大小的变化：将小灯泡与手摇发电机连接起来，摇动摇把发现小灯泡发光，随着摇动速度逐渐增大，小灯泡的亮度逐渐增加。该现象说明产生的感应电流大小与 有关； ②把小灯泡换成红、绿两个发光二极管（发光二极管具有单向导电性），用二极管的发光来显示手摇发电机中感应电流的方向，则两个发光二极管的连接方式应是 。 A．极性相同地串联    B．极性相反地串联    C．极性相同地并联    D．极性相反地并联 四、综合题 17．如图是一种“绿色节能”的路面减速装置，当车辆驶过减速装置时，该装置会发电。这种高科技的“夜间交警”在帮助车辆减速的同时还能为交通指示灯起到供电作用。这些在斜坡上的减速装置是由一种与路面齐平的垫板构成，在垫板里面有一系列类似于感应嵌板的物体。当有车辆经过路面时，路面下活动的嵌齿会使嵌板上下浮动，从而像一个小型发电机一样产生电能。据估计，足够稳定的车流量会使节能装置的发电功率达到10 kW。 (1)该装置的原理是什么？它工作过程中能量的转化关系是怎样的？ (2)该装置在足够稳定的车流量的情况下，工作8小时产生的电能是多少？ (3)如果该装置在足够稳定的车流量的情况下，工作8小时所获得的机械能是，则该装置的发电效率是多少？ 18．2024年1月18日，天舟七号货运飞船在中国空间站成功对接（图甲）。当货运飞船和核心舱相互靠近时，为减缓撞击带来的影响，货运飞船与核心舱间需配置缓冲装置。 (1)“飞天”兴趣小组根据以上信息结合物理知识，设计了如图乙所示的缓冲装置简化图。当条形磁体和通电螺线管靠近时，产生相互排斥的力，说明通电螺线管左端为 极；为增大排斥力，滑动变阻器的滑片P应向 端滑动。 (2)如图丙是一款航天员造型音箱，其工作原理是通电导线在磁场中受到力的作用，图丁和图戊所示实例中与该音箱工作原理一致的是图 ，能产生感应电流的是图 。 学科网（北京）股份有限公司 《17.3发电机发电的原理》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C A A C A C B C B 1．C 【详解】ABC．该装置依靠自行车车轮的转动带动该装置上端的小轮转动，就能使前端的照明灯发光，这说明电路中产生了电流，这是电磁感应现象，是发电机的工作原理，在该过程中，机械能转化为电能；增大车轮转速，线圈切割磁感线速度变大，感应电流变大，灯泡亮度变大，故C正确，AB错误； D．扬声器主要应用的是电动机，是利用通电导线在磁场中受到力的作用工作的，故D错误。 故选C。 2．C 【详解】闭合回路中，导体只有在切割磁感线时，才能产生感应电流；磁感线的方向在竖直方向，所以导体竖直向上、竖直向下运动、静止不动都没有切割磁感线，导体水平向右运动时，在做切割磁感线运动，有感应电流产生。 故选C。 3．A 【详解】由图可知，实验装置中有电源，是通电导体在磁场中受到力的作用，即这是研究磁场对通电导体的作用的装置，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 4．A 【详解】能量回收技术是当汽车在滑行或制动时，内部线圈切割磁感线产生感应电流，将机械能转化为电能，这是电磁感应现象。 A．导体棒在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生感应电流，这是电磁感应现象，故A符合题意； B．图中为奥斯特实验，小磁针偏转，说明通电导线有磁场，这是电流的磁效应，故B不符合题意； C．电磁铁吸引大头针，利用的是电流的磁效应，故C不符合题意； D．通电线圈在磁场中受力转动，电能转化为机械能，这是电动机的原理，故D不符合题意。 故选A。 5．C 【详解】AC．用力快速拨动甲电机的转叶，发现乙电机的转叶也缓慢转动起来，甲电机相当于发电机，其工作原理是电磁感应现象，将机械能转化为电能，故A错误，C正确； BD．甲电机转动，带动乙电机也转动，乙电机相当于电动机，其工作原理是通电导体在磁场中受力运动，将电能转化为机械能，故BD错误。 故选C。 6．A 【详解】A．甲装置中的线圈在磁场中摆动，会产生感应电流，从而使乙线圈通电，在磁场中受力运动，故A正确； B．乙是通电线圈在磁场中受力，是电动机原理，不是发电机，故B错误； C．甲是外力让它动而产生电，是发电机原理，不是电动机，故C错误； D．甲是将机械能（摆动）转化为电能，不是电能转化为机械能，故D错误。 故选 A。 7．C 【详解】由题意可知，刷身份证时会产生感应电流，所以其工作原理为电磁感应现象； A．图中有电源，为电动机的工作原理，说明通电导体在磁场中受到力的作用而运动，故A不符合题意； B．图示为奥斯特实验，原理是电流的磁效应，说明通电导线周围存在磁场，故B不符合题意； C．图中动圈式话筒的线圈在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，这是电磁感应现象，故C符合题意； D．图示扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，故D不符合题意。 故选C。 8．B 【详解】图中当水平拉动铜棒EF向右运动时，会产生感应电流，铜棒和导轨组成了一个闭合电路，铜棒EF提供了电能，相当于电源，此时铜棒GH会向右运动，若同时改变磁场方向和铜棒EF运动方向，则铜棒EF产生的感应电流的方向不变，但对于铜棒GH来说，由于磁场方向发生了改变，因此运动方向向左。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 9．C 【详解】A．交变电流中，电流在1s内周期性变化的次数叫频率，故A错误； BC．线圈转动一周，电流方向改变两次，大小随时间改变，故B错误，C正确； D．我国发电厂发出的交变电流频率为50Hz，周期为0.02s，故D错误。 故选C。 10．B 【详解】闭合电路中并无电源，当发光二极管发光，说明闭合电路中产生了电流，即磁产生了电。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；尽管电风扇里装的是电动机，但此题中是当作发电机用的，故说明的是磁场中运动的线圈可以产生电流，能量转化是机械能转化为电能，磁可以生电，应用的是发电机的原理。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B． 11．(1)法拉第 (2) 闭合 切割磁感线 感应电流 (3)磁场 【详解】（1）英国物理学家‌迈克尔·法拉第‌在1831年发现了电磁感应现象。法拉第在电化学、磁光效应和电磁场理论方面也做出了开创性贡献。 （2）[1][2][3]根据法拉第的发现可知：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电流的现象叫作‌电磁感应‌，产生的电流叫作‌感应电流‌。 （3）影响感应电流方向的因素有导体做切割磁感线运动的方向和磁场方向。改变导体做切割磁感线运动的方向或磁场方向，感应电流的方向都会发生改变。 12．发电机 【详解】发电机是一种提供电能的装置，也是一种常见的电源，家庭电路中的电流是靠远方电站中的发电机来维持的。 13．(1)法拉第 (2)感应电流 (3) 闭合 切割磁感线 机械 【详解】（1）英国物理学家法拉第在1831年经过大量的实验研究，发现了电磁感应现象，这一发现为后来发电机的发明奠定了理论基础。 （2）当满足一定条件时，磁场能够“催生”出电流，利用磁场产生的电流叫作感应电流。 （3）[1][2][3]当闭合电路中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，这种现象称为电磁感应。在电磁感应现象中，导体运动具有机械能，最终转化为电能，即机械能转化为电能。 14． 电磁波 迅速变化的电流 【详解】[1][2]当将导线一端与电池负极相连，另一端与正极时断时续地接触，此时电路中出现了时断时续的电流，即电流在迅速变化。而收音机发出“咔咔”声，这是因为收音机接收到了某种物质的干扰，这种物质就是电磁波。所以说明有电磁波产生，产生电磁波的条件是导体中有迅速变化的电流。 ‌ 15． 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。 16．(1)方向 (2)2、5/1、4 (3)铜棒ab向右运动/铜棒ab向左运动 (4)偏转 (5)机械 (6)电源 (7)相反 (8) 切割磁感线的速度 D 【详解】（1）比较实验1和2（或4和5）可知：在磁场方向一定时，铜棒ab的运动方向不同，电流计的偏转方向不同，可知感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关。 （2）研究感应电流的方向与磁场方向有关，要控制导体切割磁感线的方向不变，比较实验2、5（或1、4）可知：在导体切割磁感线的方向不变时，感应电流的方向与磁场方向有关。 （3）为了验证非闭合电路能否产生感应电流，可以进行操作：断开开关，铜棒ab做切割磁感线运动，因此铜棒应向右或者向左运动，观察灵敏电流计的指针是否发生偏转。 （4）闭合开关，保持铜棒ab不动，左右移动蹄形磁体，相当于磁体不动，铜棒ab左右移动，此时铜棒ab切割磁感线，产生感应电流，发现灵敏电流计的指针偏转。 （5）产生感应电流的过程中消耗了机械能，获得了电能，所以产生感应电流的过程中是将机械能转化为电能。 （6）将灵敏电流计换成电源提供电流，可以探究磁场对通电导体的作用，因为要探究磁场对通电导体的作用，导体中需通有电流。 （7）感应电流的方向与磁场方向、导体运动方向有关。拿一根条形磁铁向右插入线圈中时，螺线管线圈会切割磁感线，也会观察到灵敏电流计指针的偏转，将磁铁向左从线圈中拔出时，磁场方向不变，导体切割磁感线方向发生改变，故感应电流的方向改变，即磁铁向左从线圈中拔出时，灵敏电流计偏转方向与磁铁向右插入线圈中时相反。 （8）[1]①将小灯泡与手摇发电机连接起来，摇动摇把发现小灯泡发光，随着摇动速度逐渐增大，小灯泡的亮度逐渐增加；该现象说明发电机线圈转速越大，产生的感应电流越大，即产生的感应电流大小与切割磁感线的速度有关。 [2]②并联电路各支路可独立工作、互不影响，且发光二极管具有单向导电性，用二极管的发光来显示手摇发电机中感应电流的方向。则两个发光二极管的连接方式应是极性相反地并联，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 17．(1)电磁感应现象；机械能转化为电能 (2) (3)20% 【详解】（1）由题可知，该装置相当于小型发电机，通过嵌板上下浮动来发电，所以其原理是电磁感应现象，工作过程中消耗了机械能，获得了电能，是把机械能转化为电能。 （2）工作8小时的发电量 （3） 该装置的发电效率 18．(1) N (2) 戊 丁 【详解】（1）[1]条形磁体右端为 N 极，由于 “相互排斥”，通电螺线管左端需与条形磁体右端磁极相同，因此通电螺线管左端为N 极。 [2]增大排斥力需增强螺线管磁性，而磁性强弱与电流大小正相关，电流越大，磁性越强。滑动变阻器滑片P向A端滑动时，接入电路的电阻丝长度变短，电阻减小，电路电流增大，螺线管磁性增强。 （2）[1][2]音箱的工作原理是“通电导线在磁场中受力”，电动机原理，需有电源供电。 图丁：无电源，导体在磁场中运动切割磁感线，是电磁感应现象，发电机原理，产生感应电流； 图戊：有电源，通电导体在磁场中受力运动，与音箱工作原理一致。 因此，与音箱原理一致的是图戊；能产生感应电流的是图丁。 学科网（北京）股份有限公司 $