第4节 磁生电（重难点训练）科学新教材浙教版八年级下册

第4节 磁生电 一．探究电磁感应现象的条件和规律 1 二．电磁感应 9 三．产生感应电流的条件 18 四．发电机的构造和原理 21 一．探究电磁感应现象的条件和规律 1．图1是小明“探究磁可以生电”的实验装置。 （1）实验时，可通过观察 来判断电路中是否有感应电流产生。 （2）小明做了图2所示4次操作，其中不能产生感应电流的是 （选填操作序号）。 （3）完成实验后，小明认为实验现象不太明显，请你提出一条改进措施： 。 【解答】解：（1）实验时，由转换法，可通过观察通过灵敏电流表指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生。 （2）小明做了图2所示4次操作，②中，导体没有切割磁感线，不产生感应电流，其中不能产生感应电流的是②。 （3）完成实验后，小明认为实验现象不太明显，可知感应电流太小，改进措施：增大磁场的强度。 故答案为：（1）灵敏电流表指针是否偏转；（2）②；（3）增大磁场的强度。 2．小柯了解到发光二极管（LED）具有单向导电性，如图甲，当电流从“+”极流入时，LED灯会发光，当电流从“﹣”极流入时，LED灯则不发光。他设想用LED灯来研究“感应电流的方向与哪些因素有关”，并进行了如下实验操作： ①条形强磁铁的N极朝下放置，将条形强磁铁快速向下插入线圈中（如图乙），发现A灯发光，B灯不发光； ②再将插入线圈中的条形强磁铁快速向上拔出，发现B灯发光，A灯不发光。 （1）将两个相同的LED灯反向并联的目的是 ； （2）通过上述实验可以获得的结论是 ； （3）在图乙中，若要想证明“感应电流的方向与磁场方向有关”，在做了上述步骤①后，还应该补做的实验是 ； （4）结合上述已获得的结论，小明按图丙实验：可以观察到灯A、B的发光情况是 ； A．A灯发光，B灯不发光 B．B灯发光，A灯不发光 C．A和B灯均不发光 D．A和B灯均发光 （5）小柯将装置改装成了节能夜跑灯（丁），为使小灯泡持续高效发光，请选择运动时夜跑灯最适合佩戴在戊中的 位置（填字母）。 【解答】解：（1）将两个相同的LED灯反向并联的目的是判断电流方向，因为每次只有一个二极管发光，且发光二极管电流一定是从“+”极流入。 （2）两次实验切割磁感线的方向不同，一次是向下切割，一次向上切割，故得出感应电流的方向与切割磁感线的方向有关。 （3）感应电流的方向与磁场方向有关，要改变磁场方向，即将条形强磁铁的S极朝下，将条形强磁铁快速向下插入线圈中。 （4）条形强磁铁的N极朝下放置，将条形强磁铁快速向下插入线圈中（如图乙），发现A灯发光，B灯不发光，丙相对乙既改变切割方向也改变磁场方向，所以感应电流方向不变，故A灯发光，B灯不发光，故选A。 （5）夜跑灯最适合佩戴在戊中的D，D中摆动幅度最大，最容易导致磁感线被切割产生感应电流。 故答案为：（1）判断电流方向；（2）感应电流的方向与切割磁感线的方向有关；（3）条形强磁铁的S极朝下，将条形强磁铁快速向下插入线圈中，观察两灯泡的发光情况；（4）A；（5）D。 3．学习了电磁感应现象后，小科同学想进一步探究感应电流的大小与哪些因素有关。他使用的装置如图所示：铁块E、F上绕有导线并与开关、滑动变阻器、电源、灯泡组成电路。线框abcd与灵敏电流计G相连。（线框abcd在铁块E、F上方，如实验过程中线框不扭转） [猜想与假设] 小科做出了如下猜想： A．感应电流的大小与导体切割磁感线的速度有关； B．感应电流的大小与磁场的强弱有关。 [设计与进行实验] 小科探究猜想A的设计思路如下：实验时保持电磁铁磁性强弱不变，改变线框切割磁感线的速度进行多次实验，分别记下每次实验中灵敏电流计指针偏转的格数，实验数据记录如表所示。 实验次数 切割磁感线的速度 电流计指针偏转格数 1 慢速 1.5格 2 中速 2.5格 3 快速 4格 [分析论证] （1）分析表格数据可得出的结论是：在磁场强弱相同时， ，闭合电路中产生的感应电流越大。 [交流评估] （2）小科为验证猜想B，设计思路如下：改变电磁铁的 进行多次实验，每次实验线框竖直向下以相同速度穿过电磁铁磁场，观察并记录每次实验中灵敏电流计G指针偏转的格数。 （3）实验中用电磁铁代替永磁体的好处是，可以通过改变 使感应电流大小随之改变。 （4）按照小科的设计思路验证猜想B，得到的感应电流变化不定，没有规律，原因可能是（ ） A．没有控制线圈每次都竖直向下运动 B．很难保证线圈切割磁感线时速度不变 C．电源电压太小 【解答】解：（1）从表格中可得出的结论是：在磁场强弱相同时，导体切割磁感线的速度越快，闭合电路中产生的感应电流越大；因为从表格中看出，从实验1到实验3，金属棒切割磁感线的速度越来越快，电流计指针偏转格数越来越大，电流越来越大。 （2）探究感应电流的大小与磁场的强弱有关时，根据控制变量法可知，实验中要控制切割磁感线的速度相同，磁场的强弱不同，即需要改变电磁铁的磁性强弱。 （3）实验中用电磁铁代替永磁体的好处是：易于改变磁体的磁性强弱使感应电流大小随之改变。 （4）探究感应电流的大小与磁场的强弱有关时，根据控制变量法可知，实验中要控制切割磁感线的速度相同，磁场的强弱不同，感应电流的大小与磁场强弱和金属棒切割磁感线的速度有关，实际做实验时很难保证线圈切割磁感线时速度不变，所以会造成得到的感应电流变化不定，没有规律。 故选B。 故答案为：（1）导体切割磁感线的速度越快；（2）磁性强弱；（3）磁体的磁性强弱；（4）B。 4．小双想探究感应电流的大小与什么因素有关，他设计了如图所示的装置进行实验。铁块上绕有导线，线框与灵敏电流表（G表示）相连（线框高度大于铁块高度，实验过程中线框不旋转）。 （1）当开关闭合时，电磁铁的A端是 极。 （2）让线框分别从h1和h2（h2＞h1）竖直下落并穿入磁极A、B之间，G表指针对应的转角度分别为θ1和θ2（θ1大于θ2），这样做的目的是为了探究感应电流的大小与 有关。 （3）把变阻器滑片移至左端，线框从h1的高度下落，G表指针的偏转角为θ3，观察到θ3 θ1（填“大于”、“小于”或“等于”）。 【解答】解：（1）由图可知，电流从左边电磁铁的左端流入，根据安培定则可知，电磁铁的A端为S极； （2）感应电流的大小与切割磁感线的速度有关；线框分别从h1和h2（h2大于h1）竖直下落并穿入磁极A、B之间，h2的高度高，下落的速度大，则感应电流越大，故θ2大于θ1，所以该实验是为了探究感应电流的大小与线框切割磁感线的速度有关； （3）影响电磁铁磁性强弱的因素有电流，其他因素一定时，电流越大，磁场越强； 把变阻器的滑片移至左端，滑动变阻器接入电路的电阻最小，电流最大，则电磁铁的磁性最强；在导体切割磁感线速度不变的情况下，观察到θ3大于θ1，说明产生的感应电流增大；故感应电流的大小与磁场强弱有关。 故答案为：（1）S；（2）导体切割磁感线的速度；（3）大于。 5．2025年，第四批052D驱逐舰的飞行甲板上，全新涂装的Z•20F舰载反潜直升机揭开面纱。如图甲，这款代号“黑旋风”的国产机型，其机尾有根“棍子”，叫做舰载磁异探测器，它能将潜艇经过海域引起的磁场强弱变化转为相应的变化电流，从而发现潜艇的存在。那么，感应电流是如何产生的呢？下面是小明的探究过程，如图乙所示。请帮他解答相应问题。 （1）小明进行了如图丙中的1﹣5五次操作，在1﹣5主次操作中电流表指针能发生偏转的是1、3、4；小明分析实验现象，得出了产生感应电流的条件：闭合电路中的一部分导体在磁场中做 时，导体中就会产生感应电流。在此装置中， 相当于电源； （2）在探究实验中，小明发现每次电流表指针摆动的角度不同，猜想可能与导体切割磁感线运动速度有关。小明为了验证自己的猜想，再次利用如图乙装置进行多次实验（导体运动区域的磁场强弱相同）。如表所示是实验测得的数据，分析数据可得出结论：在磁场强弱相同时， ； 实验次数 1 2 3 4 5 速度v/cm/s 1 2 3 4 5 电流I/mA 2.0 4.0 5.9 8.1 10.2 （3）图中实验现象与 （选填“动圈式话筒”或“扬声器”）的工作原理相同。 【解答】解：（1）小明分析实验现象，得出了产生感应电流的条件。闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流，提供电能的装置叫电源，在此装置中，导体ab相当于电源。 （2）为了验证感应电流与速度之间的关系，应保持导体运动区域的磁场强弱相同，改变导体的运动速度，但同一次实验，应使导体做匀速运动； 由表格中数据知，当导体运动速度不同时，产生的感应电流大小也不同，可得出结论：在磁场强弱相同时，导体切割磁感线速度越大，感应电流越大。 （3）图中实验现象与动圈式话筒工作原理相同，都为电磁感应现象。 故答案为：（1）切割磁感线运动；导体ab；（2）导体切割磁感线速度越大，感应电流越大；（3）动圈式话筒。 6．课堂上老师用图甲所示电路研究“产生感应电流的条件”，小科同学受此启发，设计了如图乙所示的电路来研究“产生感应电流的方向与哪些因素有关”。实验步骤及现象如表所示： 操作序号 实验步骤 灵敏电流计偏转情况 1 闭合开关，A、B保持相对静止 不偏转 2 闭合开关，A静止，B向下运动 向左 3 闭合开关，A静止，____ 向右 4 闭合开关，A、B保持相对静止，滑片向左移动 向左 5 闭合开关，A、B保持相对静止，滑片向右移动 向右 6 改变电源正负极，闭合开关，A、B保持相对静止，滑片向左移动 向右 7 改变电源正负极，闭合开关，A、B保持相对静止，滑片向右移动 向左 （1）请用笔替代导线，完成图甲中的电路连接。 （2）根据操作2、3可得出：感应电流方向与线圈切割磁场方向有关。补充操作3的实验步骤： 。 （3）进行操作1时，灵敏电流计没有发生偏转，小科认为可能是磁场太弱的缘故，此时他可以进行的尝试有 。 （4）通过对比序号 ，小科同学得出产生感应电流的方向还与磁场方向有关。 【解答】解：（1）应将灵敏电流计与线圈A连接成闭合回路，使通电线圈B在线圈A的磁场中运动，连接开关和线圈B，连接线圈A和电流表，如图所示： （2）根据操作2、3，操作2中B向下运动，灵敏电流计向左偏转；操作3中要探究感应电流方向与线圈切割磁场方向的关系，应改变线圈切割磁场的方向，即让B向上运动，观察灵敏电流计的偏转情况。 （3）进行操作1时，灵敏电流计没有发生偏转，可能是磁场太弱，此时可以尝试增大磁场强度，如滑动变阻器滑片左移，电阻减小，电路中电流增大等。 （4）通过对比序号4、6（或5、7），在这两组实验中，线圈切割磁场的方向相同，通过改变电源正负极改变了磁场方向，观察到灵敏电流计的偏转方向不同，从而得出产生感应电流的方向还与磁场方向有关。 故答案为：（1）；（2）B向上运动；（3）滑动变阻器左移；（4）4、6或5、7。 7．为了验证线圈匝数和切割磁感线速度对感应电流大小的影响，小明设计了如图实验：取一上中下分别绕有25匝、50匝和100匝线圈的塑料管，将一圆柱体形强磁体用细棉线挂在可调速的小电动机上，当电动机按一定的转速转动时便可使其竖直向上穿过塑料管，用灵敏电流计测量其电流大小。 （1）实验中采用塑料管而不用铁管的原因是 。 （2）实验中，三个电流计G1、G2、G3的读数分别为I1、I2、I3，则它们的大小关系为 时，可以证实：其他条件相同时，线圈匝数越多，感应电流越大。 （3）若要验证切割磁感线速度对感应电流的影响，利用现有装置和器材，你设计的方案是 。 【解答】解：（1）铁是磁性材料，若用铁管，当强磁体穿过铁管时，铁管会被磁化，其周围的磁场会发生变化，从而对原磁场产生干扰，影响实验中感应电流的测量。而塑料管不是磁性材料，不会被磁化，不会对磁场产生这种干扰。 （2）根据电磁感应现象，在其他条件相同时，线圈匝数越多，产生的感应电压越大，由欧姆定律I（在本实验中，电路电阻可视为不变）可知，感应电流越大，因为线圈匝数100匝＞50匝＞25匝，所以当I1＜I2＜I3时，可以证实其他条件相同时，线圈匝数越多，感应电流越大。 （3）要验证切割磁感线速度对感应电流的影响，需要控制线圈匝数相同，改变磁体切割磁感线的速度。利用现有装置，可以选择同一组线圈（比如都选50匝线圈），通过调节电动机的转速，改变磁体竖直向上穿过塑料管的速度，用灵敏电流计分别测量不同速度下的感应电流大小，然后进行比较，并重复实验。 故答案为： （1）铁管会被强磁体吸住而塑料管不会； （2）I1＜I2＜I3； （3）选择同一组线圈，调节电动机的速度，使其分别为低速、中速、高速提升强磁体，观察记录并比较不同速度下各电流计的读数，并重复实验。 二．电磁感应 8．某同学自制了一款节能夜跑灯，其结构如图甲所示：线圈缠绕在塑料水管外壳上并与LED灯构成闭合电路，磁体在水管中会随着跑步者摆臂而来回移动。下列分析不合理的是（　　） A．夜跑灯的工作原理是电磁感应现象 B．运动时加速摆臂，线圈中的感应电压大小不变 C．为提高LED灯的亮度，可换用磁性更强的磁体 D．跑步摆臂时，图甲的夜跑灯适合平放于图乙Q处 【解答】解：A、根据“夜跑灯”的特点可知，当运动时，磁体在水管中反复运动，线圈切割磁感线而产生电流，因此，其原理是电磁感应现象，故A正确； B、运动时加速摆臂，线圈切割磁感线的速度变大，线圈中的感应电压变大，故B错误； C、感应电流的大小和磁场强弱、导体切割磁感线的速度有关，为提高LED灯的亮度，可换用磁性更强的磁体，故C正确； D、根据电磁感应原理可知为了夜跑灯达到最亮，应将夜跑灯佩戴在Q处，因为前臂Q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，且手臂摆时，Q处速度大于P处的速度，故D正确。 故选：B。 9．在交流发电机中，当线圈平面，①转至与磁感线平行时，感应电流最大：②转过与磁感线平行时，感应电流改变方向；③发电机线圈每转过一圈，电流的方向改变一次；④当线圈不动，磁极转动时，也会有感应电流产生。以上说法正确的是（　　） A．①③ B．②③ C．①④ D．①②④ 【解答】解： ①线圈在转至与磁感线平行时，线圈做切割磁感线运动，此时线圈中的感应电流最大，故①正确； ②线圈在转过与磁感线平行时，线圈运动方向和磁感线方向都不变，所以线圈中电流方向不变，故②错误； ③发电机线圈每转过平衡位置就改变一次电流的方向，故每转过一圈，电流的方向改变两次，故③错误； ④当线圈不动，磁极转动时，线圈做切割磁感线运动，也会有感应电流产生，故④正确； 以上说法正确的是①④。 故选：C。 10．如图所示，用细线将一闭合铝环悬吊，条形磁铁向右靠近（未碰）铝环时，发现铝环向右远离，对于产生这一现象的原因。合理的猜想是（　　） A．铝环中产生感应电流，感应电流的磁场与磁铁相排斥 B．铝环被磁化，磁化的铝环与磁铁相排斥 C．铝环本身具有磁性，且与磁铁同名相对 D．铝环受到磁铁推动的气流的带动 【解答】解：磁铁沿轴线靠近铝环时，线圈中会产生感应电流，线圈有电流后会形成一个电磁铁，该电磁铁的N极与磁体的N极相互排斥，故会发现铝环向右远离，故A正确。 故选：A。 11．2025年4月24日神舟二十号载人飞船与空间站完成自主对接，为减小对接过程中的振动以保证安全，飞机内置了电磁阻尼器，它可以简化为如图所示的磁铁和线圈构成。当线圈水平向左运动时，线圈的ab边中会产生电流，同时ab边受到向右的磁力F，以减缓靠近速度。以下说法不正确的是（　　） A．线圈的ab边中会产生电流是因为其发生了电磁感应现象 B．只改变磁场方向，ab边中通过的电流方向随之改变 C．只改变磁场方向，ab边受到的磁力F方向不变 D．该过程是将电能转化成了机械能 【解答】解：A．由图根据电磁感应原理知道，当线圈水平向左运动时，线圈的ab边切割磁感线产生感应电流，线圈中会产生感应电流，即线圈ab边中产生电流的原理是电磁感应，故A正确，不符合题意； B．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，只改变磁场方向，ab边中通过的电流方向随之改变，故B正确，不符合题意； C．通电导线在磁场中受到力的方向与电流的方向和磁感线的方向有关，要改变受力的方向有两种方法：①可保持磁场方向不变，改变电流方向；②可保持电流方向不变，改变磁场方向，故C正确，不符合题意； D．做切割磁感线运动，产生了感应电流，这是电磁感应现象，此过程中机械能转化为了电能，故D错误，符合题意。 故选：D。 12．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 【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。 故选：C。 13．电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，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。下列说法中不正确的是（　　） A．选用铜质弦，电吉就能正常工作 B．弦产生振动，弦在切割磁体的磁感线而使电吉他工作 C．增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电流 D．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化 【解答】解：A．铜不可以被磁化，则选用铜质弦，电吉他不能正常工作，故A错误； B．钢弦被磁化，弹动金属弦，弦产生振动，相当于线圈做切割磁感线运动，在线圈中就会产生对应的音频电流，电流经放大后通过音箱，我们就听到了声音，故B正确； C．感应电流的大小与导体切割磁感线的速度、线圈匝数和磁场强弱有关，增加线圈匝数可以在用相同的力拨动时，增大线圈中的感应电流，故C正确； D．弦振动过程中，磁场方向不变，弦的运动方向会不断变化，则线圈中的电流方向不断变化，故D正确。 故选：A。 14．小科同学喜欢电吉他，学习电与磁的知识后，知道了拾音器的基本结构如图所示。他又查询资料得知：磁体附近的金属弦容易被磁化，当弦振动时，在线圈中产生感应电流，感应电流经放大器放大后，驱动扬声器振动产生声波。下列关于拾音器说法正确的是（　　） A．将磁体换成铁棒，电吉他仍能正常工作 B．电吉他要正常工作，金属弦可以选用铜丝 C．线圈中产生感应电流的原理与电磁继电器的工作原理相同 D．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化 【解答】解：A、拾音器依靠磁体产生磁场，金属弦振动切割磁感线使线圈产生感应电流。若将磁体换成铁棒，铁棒无固有磁场，难以让线圈产生感应电流，电吉他无法正常工作，故A错误。 B、依据资料，磁体附近金属弦需能被磁化。铜并非磁性材料，无法被磁化，不能使线圈产生感应电流，所以金属弦不能选用铜丝，故B错误。 C、线圈产生感应电流的原理是电磁感应，而电磁继电器利用的是电流的磁效应，二者原理不同，故C错误。 D、弦振动过程里，其切割磁感线的方向持续改变。按照电磁感应原理，线圈中的感应电流方向会随之不断变化，故D正确。 故选：D。 15．电吉他中电拾音器的基本结构如图甲所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流（如图乙），电流经电路放大后传送到音箱发出声音，电流越大声音越响。下列说法不正确的是（　　） A．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作 B．增加线圈匝数可以增大声音的响度 C．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化 D．断开电路，线圈两端的感应电流也将消失 【解答】解：A、铜不可以被磁化，则选用铜质弦，电吉他不能正常工作，取走磁体，就没有磁场，振弦不能切割磁感线产生电流，电吉他将不能正常工作，故A错误； B、增加线圈匝数可以增大磁场强弱，进而增大声音的响度，故B正确； C、弦振动过程中，磁场方向不变，弦的运动方向会不断变化，则线圈中的电流方向不断变化，弦振动过程中，线圈中的电流大小不断变化，使弦振动幅度不同发出声音的大小不同，故C正确； D、通电导线周围有磁场，断开电路，磁场消失，故D正确。 故选：A。 16．电吉他的发音是通过拾音器连接扬声器来实现的。拾音器的基本结构如图所示，其工作原理是：金属弦在磁体的磁场中被磁化，当其被拨动而产生振动时，在线圈中会产生感应电流，将声音信号转变为电信号。 （1）电吉他金属弦制作材料中可能用的是金属 （填“铁”或“铜”）； （2）当金属弦振动时，与线圈间产生了相对运动，从而产生感应电流。线圈中感应电流的方向是 （选填“变化”或“不变”）的。 【解答】解：（1）由题意可知，要保证金属弦的磁化效果，其制作材料中可能含有铁（或钴或镍等）易被磁化的物质，因此可能是用铁。 （2）当金属弦振动时，与线圈间产生了相对运动，相当于线圈切割金属弦磁场的磁感线，从而产生感应电流。由于金属弦的运动方向不断改变，则线圈中感应电流的方向是变化的。 故答案为：（1）铁；（2）变化。 17．如图所示，在无线力传感器（可直接显示其所受力的大小、方向）下端用细线悬挂一个重为2N的金属框，其正下方有一磁场区域（区域中“×”表示磁感线垂直于纸面向里），现使金属框竖直匀速通过磁场。当经过A点时，示数小于2牛，经过B点时，示数等于2牛。于是小金对该现象进行了如下解释，当闭合回路中的在磁场中切割磁感线时会产生感应电流。而对感应电流又会产生向上的力的作用。根据所学的知识，当线圈通过c点时，传感器的示数Fc 2N。（选填“大于”“等于”“小于”） 【解答】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时，导体中会产生感应 电流，当金属框处于A位置时，金属框向下运动，切割磁感线，产生感应电流，此时弹簧测力计的示数小于2N，说明金属框受到磁场向上的力的作用；当金属框处于B位置时，不能产生感应电流，金属框不会受到磁场力的作用，所以传感器的示数等于2N；金属框处于C位置时，运动方向、速度大小与金属框在A位置时相同，切割磁感线，金属框受到磁场向上的力的作用，所以传感器的示数小于2N。 故答案为：小于。 18．我国的第一条自动充电高速公路——杭绍甬智慧高速公路正在设计完善中，该高速设置了自动驾驶专用车道，并计划配套电动车移动式无线充电，可实现电动车在此路段行驶过程中，边开车边充电。当这条高速地下铺设的线圈接通供电电源后，地下通电线圈就会产生磁场，电动车配备感应线圈，经过路面即可获得电流，如图。 （1）车辆线圈中产生电流是利用： 现象。 （2）不考虑电动车耗电情况，要增大电动车感应线圈中的电流，可采用什么措施： 。 （3）与传统插电式充电方式相比，请你对这种充电方式进行评价： （写出一个优点或缺点）。 【解答】解：（1）车辆线圈中产生电流利用的是电磁感应现象。地下通电线圈产生交变磁场，当电动车感应线圈进入该变化磁场区域，线圈内会产生感应电流。 （2）依据电磁感应的相关原理，可采取以下几种措施增大电流：提升地下供电线圈的交变电流强度：电流越大，磁场越强，可让感应电流变大。 增加车辆感应线圈的匝数：匝数增多，切割磁感线更显著，从而提升感应电流。 （3）优点：安全性更优，因无外露充电接口，可规避插拔触电风险，同时具备更好的防水、防尘能力，更适配复杂的户外高速环境； 缺点：存在电磁辐射隐患，其产生的电磁场或会干扰附近电子设备，且需深入研究其是否会对长期处于该环境的人体健康造成影响。 故答案为：（1）电磁感应；（2）提升地下供电线圈的交变电流强度或增加车辆感应线圈的匝数；（3）优点：安全性更优，因无外露充电接口，可规避插拔触电风险，同时具备更好的防水、防尘能力，更适配复杂的户外高速环境；缺点：存在电磁辐射隐患，其产生的电磁场或会干扰附近电子设备，且需深入研究其是否会对长期处于该环境的人体健康造成影响。 19．如图甲所示，是一款风光互补LED路灯，它利用太阳能电池板、风力发电机将电能存储到蓄电池中。如图乙所示，当需要用电时，智控系统通过控制蓄电池放电照明，R是光敏电阻，R0是定值电阻，日光充足时，电磁继电器把衔铁吸下，G、H接入电路，太阳能电池板给蓄电池充电，光线不足时，衔铁被弹簧拉起，与E、F接入电路，蓄电池给LED路灯供电，路灯亮起。 （1）风带动风力发电机扇叶转动产生电流，体现了 原理。 （2）该光敏电阻阻值随光照强度增大而 。在使用中，发现路灯在夜晚亮起偏迟，清晨灭灯偏早。你认为可采取什么措施改进该电路 。 【解答】解：（1）风力发电是将机械能（风能）通过电磁感应现象转化为电能，利用电磁感应原理； （1）由题意可知，傍晚，光照强度减弱，衔铁被弹簧拉起，说明电磁铁的磁性减弱，即电路中的电流减小，因而控制电路中的电阻增大，光敏电阻的阻值变大，所以光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大；随光照强度增大而减小； （2）根据线圈中的吸合电流不变，电源电压不变，根据欧姆定律知，控制电路的总电阻不变，路灯在夜晚亮起偏迟，说明要光照强度较大时吸引衔铁，即光敏电阻较小时吸引磁铁，因而必须增大R0的阻值。 故答案为：（1）电磁感应；（2）减小；增大R0的阻值。 20．如图是手机无线充电的原理图。充电时，发射线圈会产生一个磁场，此时手机中的接收线圈就会产生感应电流，实现无线充电。请回答： （1）无线充电时，接收线圈中产生电流的原理是利用 现象。 （2）某一时刻发射线圈与接收线圈中部的磁场方向向上时（如图中箭头所指方向），则该时刻发射线圈中的电流方向是 （选填“a→b”或“b→a”）。 【解答】解：（1）根据手机无线充电原理简化图，电流流过发射线圈会产生变化的磁场，当接收线圈靠近该变化的磁场时就会产生感应电流给手机充电，因此无线充电时，手机线圈中产生电流原理是利用电磁感应现象； （2）当某一时刻发射线圈与接收线圈中部的磁场方向向上时，因螺线管内部的磁场从螺线管的S极到N极，根据安培定则可知，该时刻发射线圈中的电流方向是b→a。 故答案为：（1）电磁感应；（2）b→a。 21．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 。 【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，设计如下： 三．产生感应电流的条件 22．小科利用如图所示装置验证电磁感应现象，下列能使灵敏电流计发生偏转的操作是（　　） A．磁体不动，导体AB竖直向上运动 B．导体AB和磁体同速水平向右运动 C．导体AB不动，磁体竖直向上运动 D．导体AB不动，磁体水平向右运动 【解答】解：A、磁体不动，导体AB竖直向上运动，其运动方向与磁感线方向平行，不会切割磁感线，不能产生感应电流，电流计指针不会偏转。故A不符合题意。 B、导体AB和磁体同速水平向右运动，二者相对静止，导体AB没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，电流计指针不会偏转。故B不符合题意。 C、导体AB不动，磁体竖直向上运动，导体AB不切割磁感线，不会产生感应电流，电流计指针不会偏转。故C不符合题意。 D、导体AB不动，磁体水平向右运动，等同于导体AB在磁场中相对磁体做水平向左的切割磁感线运动，满足产生感应电流的条件，所以电流计指针会发生偏转。故D符合题意。 故选：D。 23．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 。 【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。 故答案为：（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。 24．发光二极管（LED）具有单向导电性，如图甲，当电流从“+”极流入时，LED灯会发光，当电流从“﹣”极流入时，LED灯则不发光。小科想用LED灯来研究“感应电流的方向与哪些因素有关”，于是将两个相同的LED灯反向并联后接到线路中，与线圈构成闭合电路，并进行了如下实验操作： ①条形强磁铁的N极朝下放置，将条形强磁铁快速向下插入线圈中（如图乙），发现A灯发光，B灯不发光。 ②再将插入线圈中的条形强磁铁快速向上拔出，发现B灯发光，A灯不发光。 （1）实验中，将两个相同的LED灯反向并联的目的是 。 （2）通过上述实验可以获得的结论是 。 （3）在图乙中若要想证明“感应电流的方向与磁场方向有关”在做了上述步骤①后，还应该补做的实验是 。 【解答】解： （1）LED灯具有单向导电性，实验中选用LED灯是为了便于判断电流的方向； （2）条形强磁铁的N极朝下放置，将条形强磁铁快速向下插入线圈中，发现A灯发光，B灯不发光；再将插入线圈中的条形强磁铁快速向上拔出，发现B灯发光，A灯不发光，这说明导体切割磁感线的运动方向不同，电流方向不同，故结论为：感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向有关； （3）若要想证明“感应电流的方向与磁场方向有关”，应改变磁场的方向，而其他条件不变，即条形强磁铁的S极朝下放置，将条形强磁铁快速向下插入线圈中，观察两灯泡的发光情况； 故答案为：（1）判断电流的方向； （2）感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向有关； （3）条形强磁铁的S极朝下放置，将条形强磁铁快速向下插入线圈中，观察两灯泡的发光情况。 四．发电机的构造和原理 25．将扬声器、电池和电流表等元件连成如图电路。断开S2，反复快速闭合、断开开关S1，扬声器发出咔咔声；断开S1，闭合开关S2，反复轻敲扬声器的纸盆，会看到电流表的指针左右摆动。下列有关说法正确的是（　　） A．扬声器发声的原理与发电机发电的原理相同 B．扬声器发声时，将机械能转化为电能 C．扬声器发电的原理与动圈式话筒工作的原理相同 D．电流表指针左右摆动，是因为磁场方向发生变化 【解答】解：A、扬声器发声是利用通电导体在磁场中受到力的作用，它的原理与电动机的原理相同，故A错误； B、扬声器发声时，将电能转化为机械能，故B错误； C、扬声器发电的原理是利用电磁感应现象来工作的，与动圈式话筒工作的原理相同，故C正确； D、电流表指针左右摆动，是因为电流方向是变化的，磁场方向不变，故D错误。 故选：C。 26．图甲是发电机原理的示意图，图乙中的“〇”表示导线ab，当它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，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 【解答】解：AC．由图知磁感线方向水平向右，而导线在位置1时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；导线在位置2、3、4时都切割磁感线，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，则该装置相当于电源，为小灯泡提供电能，故B错误； D．由于导线在不同位置时切割磁感线的方向不同，所以产生感应电流的方向也不同（会变化），故D错误。 故选：A。 27．小金同学从初中科学教材中找到有关电与磁四幅图片，并根据这些图片提供的信息提出了如下说法，你认为他的说法错误的是（　　） A．甲图当线圈转动时闭合回路中能产生电流 B．乙图通电螺线管内部磁场方向为从上到下 C．丙图开关闭合后电铃每次被敲打一下时，电路中电流就自动断开一次 D．丁图分别接入长度和粗细相等的铜丝和铁丝，开关闭合时灯泡亮度不同 【解答】解：A、导体是闭合电路的一部分导体，且做切割磁感线运动，所以会产生感应电流，故A正确； B、让四指弯曲，跟螺线管中电流的方向一致，则大拇指指的方向是通电螺线管的N极。则得出通电螺线管的上端为N极，下端为S极，故B错误； C、丙图开关闭合时，衔铁吸引钉锤打到铃碗上，电路断开，无电流通过，钉锤弹回，电路又接通，重复敲击铃碗。电铃每次被敲打一下时，电路中电流就自动断开一次，故C正确； D、灯泡亮度与电流大小有关，电流大小与电阻大小有关，长度相等、横截面积相同材料不同的金属丝电阻不同，所以在电压相同的情况下，电阻越小，电流越大，所以开关闭合时灯泡亮度不相同，故D正确。 故选：B。 28．某兴趣小组自制了一个扬声器，将线圈紧贴在杯子底部，在线圈上方放置一个强磁铁，线圈中通入交流电后，线圈振动会带动纸杯振动发声。下列说法错误的是（　　） A．该扬声器与发电机的工作原理相同 B．线圈振动是因为磁场对通电线圈有力的作用 C．改变线圈匝数能改变该扬声器发声的响度 D．磁场对线圈作用力的方向与电流方向有关 【解答】解：A、扬声器是利用通电导体在磁场中受到力的作用来工作的，发电机是利用电磁感应现象来工作的，故A错误； B、线圈振动是因为磁场对通电线圈有力的作用，和电动机原理一样，故B正确； C、改变线圈匝数可以改变线圈受到的磁力大小，声音的大小叫响度，能改变该扬声器发声的响度，故C正确； D、磁场对线圈作用力的方向与电流方向有关，故D正确。 故选：A。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4节 磁生电 一．探究电磁感应现象的条件和规律 1 二．电磁感应 6 三．产生感应电流的条件 12 四．发电机的构造和原理 13 一．探究电磁感应现象的条件和规律 1．图1是小明“探究磁可以生电”的实验装置。 （1）实验时，可通过观察 来判断电路中是否有感应电流产生。 （2）小明做了图2所示4次操作，其中不能产生感应电流的是 （选填操作序号）。 （3）完成实验后，小明认为实验现象不太明显，请你提出一条改进措施： 。 2．小柯了解到发光二极管（LED）具有单向导电性，如图甲，当电流从“+”极流入时，LED灯会发光，当电流从“﹣”极流入时，LED灯则不发光。他设想用LED灯来研究“感应电流的方向与哪些因素有关”，并进行了如下实验操作： ①条形强磁铁的N极朝下放置，将条形强磁铁快速向下插入线圈中（如图乙），发现A灯发光，B灯不发光； ②再将插入线圈中的条形强磁铁快速向上拔出，发现B灯发光，A灯不发光。 （1）将两个相同的LED灯反向并联的目的是 ； （2）通过上述实验可以获得的结论是 ； （3）在图乙中，若要想证明“感应电流的方向与磁场方向有关”，在做了上述步骤①后，还应该补做的实验是 ； （4）结合上述已获得的结论，小明按图丙实验：可以观察到灯A、B的发光情况是 ； A．A灯发光，B灯不发光 B．B灯发光，A灯不发光 C．A和B灯均不发光 D．A和B灯均发光 （5）小柯将装置改装成了节能夜跑灯（丁），为使小灯泡持续高效发光，请选择运动时夜跑灯最适合佩戴在戊中的 位置（填字母）。 3．学习了电磁感应现象后，小科同学想进一步探究感应电流的大小与哪些因素有关。他使用的装置如图所示：铁块E、F上绕有导线并与开关、滑动变阻器、电源、灯泡组成电路。线框abcd与灵敏电流计G相连。（线框abcd在铁块E、F上方，如实验过程中线框不扭转） [猜想与假设] 小科做出了如下猜想： A．感应电流的大小与导体切割磁感线的速度有关； B．感应电流的大小与磁场的强弱有关。 [设计与进行实验] 小科探究猜想A的设计思路如下：实验时保持电磁铁磁性强弱不变，改变线框切割磁感线的速度进行多次实验，分别记下每次实验中灵敏电流计指针偏转的格数，实验数据记录如表所示。 实验次数 切割磁感线的速度 电流计指针偏转格数 1 慢速 1.5格 2 中速 2.5格 3 快速 4格 [分析论证] （1）分析表格数据可得出的结论是：在磁场强弱相同时， ，闭合电路中产生的感应电流越大。 [交流评估] （2）小科为验证猜想B，设计思路如下：改变电磁铁的 进行多次实验，每次实验线框竖直向下以相同速度穿过电磁铁磁场，观察并记录每次实验中灵敏电流计G指针偏转的格数。 （3）实验中用电磁铁代替永磁体的好处是，可以通过改变 使感应电流大小随之改变。 （4）按照小科的设计思路验证猜想B，得到的感应电流变化不定，没有规律，原因可能是（ ） A．没有控制线圈每次都竖直向下运动 B．很难保证线圈切割磁感线时速度不变 C．电源电压太小 4．小双想探究感应电流的大小与什么因素有关，他设计了如图所示的装置进行实验。铁块上绕有导线，线框与灵敏电流表（G表示）相连（线框高度大于铁块高度，实验过程中线框不旋转）。 （1）当开关闭合时，电磁铁的A端是 极。 （2）让线框分别从h1和h2（h2＞h1）竖直下落并穿入磁极A、B之间，G表指针对应的转角度分别为θ1和θ2（θ1大于θ2），这样做的目的是为了探究感应电流的大小与 有关。 （3）把变阻器滑片移至左端，线框从h1的高度下落，G表指针的偏转角为θ3，观察到θ3 θ1（填“大于”、“小于”或“等于”）。 5．2025年，第四批052D驱逐舰的飞行甲板上，全新涂装的Z•20F舰载反潜直升机揭开面纱。如图甲，这款代号“黑旋风”的国产机型，其机尾有根“棍子”，叫做舰载磁异探测器，它能将潜艇经过海域引起的磁场强弱变化转为相应的变化电流，从而发现潜艇的存在。那么，感应电流是如何产生的呢？下面是小明的探究过程，如图乙所示。请帮他解答相应问题。 （1）小明进行了如图丙中的1﹣5五次操作，在1﹣5主次操作中电流表指针能发生偏转的是1、3、4；小明分析实验现象，得出了产生感应电流的条件：闭合电路中的一部分导体在磁场中做 时，导体中就会产生感应电流。在此装置中， 相当于电源； （2）在探究实验中，小明发现每次电流表指针摆动的角度不同，猜想可能与导体切割磁感线运动速度有关。小明为了验证自己的猜想，再次利用如图乙装置进行多次实验（导体运动区域的磁场强弱相同）。如表所示是实验测得的数据，分析数据可得出结论：在磁场强弱相同时， ； 实验次数 1 2 3 4 5 速度v/cm/s 1 2 3 4 5 电流I/mA 2.0 4.0 5.9 8.1 10.2 （3）图中实验现象与 （选填“动圈式话筒”或“扬声器”）的工作原理相同。 6．课堂上老师用图甲所示电路研究“产生感应电流的条件”，小科同学受此启发，设计了如图乙所示的电路来研究“产生感应电流的方向与哪些因素有关”。实验步骤及现象如表所示： 操作序号 实验步骤 灵敏电流计偏转情况 1 闭合开关，A、B保持相对静止 不偏转 2 闭合开关，A静止，B向下运动 向左 3 闭合开关，A静止，____ 向右 4 闭合开关，A、B保持相对静止，滑片向左移动 向左 5 闭合开关，A、B保持相对静止，滑片向右移动 向右 6 改变电源正负极，闭合开关，A、B保持相对静止，滑片向左移动 向右 7 改变电源正负极，闭合开关，A、B保持相对静止，滑片向右移动 向左 （1）请用笔替代导线，完成图甲中的电路连接。 （2）根据操作2、3可得出：感应电流方向与线圈切割磁场方向有关。补充操作3的实验步骤： 。 （3）进行操作1时，灵敏电流计没有发生偏转，小科认为可能是磁场太弱的缘故，此时他可以进行的尝试有 。 （4）通过对比序号 ，小科同学得出产生感应电流的方向还与磁场方向有关。 7．为了验证线圈匝数和切割磁感线速度对感应电流大小的影响，小明设计了如图实验：取一上中下分别绕有25匝、50匝和100匝线圈的塑料管，将一圆柱体形强磁体用细棉线挂在可调速的小电动机上，当电动机按一定的转速转动时便可使其竖直向上穿过塑料管，用灵敏电流计测量其电流大小。 （1）实验中采用塑料管而不用铁管的原因是 。 （2）实验中，三个电流计G1、G2、G3的读数分别为I1、I2、I3，则它们的大小关系为 时，可以证实：其他条件相同时，线圈匝数越多，感应电流越大。 （3）若要验证切割磁感线速度对感应电流的影响，利用现有装置和器材，你设计的方案是 。 二．电磁感应 8．某同学自制了一款节能夜跑灯，其结构如图甲所示：线圈缠绕在塑料水管外壳上并与LED灯构成闭合电路，磁体在水管中会随着跑步者摆臂而来回移动。下列分析不合理的是（　　） A．夜跑灯的工作原理是电磁感应现象 B．运动时加速摆臂，线圈中的感应电压大小不变 C．为提高LED灯的亮度，可换用磁性更强的磁体 D．跑步摆臂时，图甲的夜跑灯适合平放于图乙Q处 9．在交流发电机中，当线圈平面，①转至与磁感线平行时，感应电流最大：②转过与磁感线平行时，感应电流改变方向；③发电机线圈每转过一圈，电流的方向改变一次；④当线圈不动，磁极转动时，也会有感应电流产生。以上说法正确的是（　　） A．①③ B．②③ C．①④ D．①②④ 10．如图所示，用细线将一闭合铝环悬吊，条形磁铁向右靠近（未碰）铝环时，发现铝环向右远离，对于产生这一现象的原因。合理的猜想是（　　） A．铝环中产生感应电流，感应电流的磁场与磁铁相排斥 B．铝环被磁化，磁化的铝环与磁铁相排斥 C．铝环本身具有磁性，且与磁铁同名相对 D．铝环受到磁铁推动的气流的带动 11．2025年4月24日神舟二十号载人飞船与空间站完成自主对接，为减小对接过程中的振动以保证安全，飞机内置了电磁阻尼器，它可以简化为如图所示的磁铁和线圈构成。当线圈水平向左运动时，线圈的ab边中会产生电流，同时ab边受到向右的磁力F，以减缓靠近速度。以下说法不正确的是（　　） A．线圈的ab边中会产生电流是因为其发生了电磁感应现象 B．只改变磁场方向，ab边中通过的电流方向随之改变 C．只改变磁场方向，ab边受到的磁力F方向不变 D．该过程是将电能转化成了机械能 12．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 13．电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体附近的金属弦被磁化，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。下列说法中不正确的是（　　） A．选用铜质弦，电吉就能正常工作 B．弦产生振动，弦在切割磁体的磁感线而使电吉他工作 C．增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电流 D．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化 14．小科同学喜欢电吉他，学习电与磁的知识后，知道了拾音器的基本结构如图所示。他又查询资料得知：磁体附近的金属弦容易被磁化，当弦振动时，在线圈中产生感应电流，感应电流经放大器放大后，驱动扬声器振动产生声波。下列关于拾音器说法正确的是（　　） A．将磁体换成铁棒，电吉他仍能正常工作 B．电吉他要正常工作，金属弦可以选用铜丝 C．线圈中产生感应电流的原理与电磁继电器的工作原理相同 D．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化 15．电吉他中电拾音器的基本结构如图甲所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流（如图乙），电流经电路放大后传送到音箱发出声音，电流越大声音越响。下列说法不正确的是（　　） A．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作 B．增加线圈匝数可以增大声音的响度 C．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化 D．断开电路，线圈两端的感应电流也将消失 16．电吉他的发音是通过拾音器连接扬声器来实现的。拾音器的基本结构如图所示，其工作原理是：金属弦在磁体的磁场中被磁化，当其被拨动而产生振动时，在线圈中会产生感应电流，将声音信号转变为电信号。 （1）电吉他金属弦制作材料中可能用的是金属 （填“铁”或“铜”）； （2）当金属弦振动时，与线圈间产生了相对运动，从而产生感应电流。线圈中感应电流的方向是 （选填“变化”或“不变”）的。 17．如图所示，在无线力传感器（可直接显示其所受力的大小、方向）下端用细线悬挂一个重为2N的金属框，其正下方有一磁场区域（区域中“×”表示磁感线垂直于纸面向里），现使金属框竖直匀速通过磁场。当经过A点时，示数小于2牛，经过B点时，示数等于2牛。于是小金对该现象进行了如下解释，当闭合回路中的在磁场中切割磁感线时会产生感应电流。而对感应电流又会产生向上的力的作用。根据所学的知识，当线圈通过c点时，传感器的示数Fc 2N。（选填“大于”“等于”“小于”） 18．我国的第一条自动充电高速公路——杭绍甬智慧高速公路正在设计完善中，该高速设置了自动驾驶专用车道，并计划配套电动车移动式无线充电，可实现电动车在此路段行驶过程中，边开车边充电。当这条高速地下铺设的线圈接通供电电源后，地下通电线圈就会产生磁场，电动车配备感应线圈，经过路面即可获得电流，如图。 （1）车辆线圈中产生电流是利用： 现象。 （2）不考虑电动车耗电情况，要增大电动车感应线圈中的电流，可采用什么措施： 。 （3）与传统插电式充电方式相比，请你对这种充电方式进行评价： （写出一个优点或缺点）。 19．如图甲所示，是一款风光互补LED路灯，它利用太阳能电池板、风力发电机将电能存储到蓄电池中。如图乙所示，当需要用电时，智控系统通过控制蓄电池放电照明，R是光敏电阻，R0是定值电阻，日光充足时，电磁继电器把衔铁吸下，G、H接入电路，太阳能电池板给蓄电池充电，光线不足时，衔铁被弹簧拉起，与E、F接入电路，蓄电池给LED路灯供电，路灯亮起。 （1）风带动风力发电机扇叶转动产生电流，体现了 原理。 （2）该光敏电阻阻值随光照强度增大而 。在使用中，发现路灯在夜晚亮起偏迟，清晨灭灯偏早。你认为可采取什么措施改进该电路 。 20．如图是手机无线充电的原理图。充电时，发射线圈会产生一个磁场，此时手机中的接收线圈就会产生感应电流，实现无线充电。请回答： （1）无线充电时，接收线圈中产生电流的原理是利用 现象。 （2）某一时刻发射线圈与接收线圈中部的磁场方向向上时（如图中箭头所指方向），则该时刻发射线圈中的电流方向是 （选填“a→b”或“b→a”）。 21．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 。 三．产生感应电流的条件 22．小科利用如图所示装置验证电磁感应现象，下列能使灵敏电流计发生偏转的操作是（　　） A．磁体不动，导体AB竖直向上运动 B．导体AB和磁体同速水平向右运动 C．导体AB不动，磁体竖直向上运动 D．导体AB不动，磁体水平向右运动 23．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 。 24．发光二极管（LED）具有单向导电性，如图甲，当电流从“+”极流入时，LED灯会发光，当电流从“﹣”极流入时，LED灯则不发光。小科想用LED灯来研究“感应电流的方向与哪些因素有关”，于是将两个相同的LED灯反向并联后接到线路中，与线圈构成闭合电路，并进行了如下实验操作： ①条形强磁铁的N极朝下放置，将条形强磁铁快速向下插入线圈中（如图乙），发现A灯发光，B灯不发光。 ②再将插入线圈中的条形强磁铁快速向上拔出，发现B灯发光，A灯不发光。 （1）实验中，将两个相同的LED灯反向并联的目的是 。 （2）通过上述实验可以获得的结论是 。 （3）在图乙中若要想证明“感应电流的方向与磁场方向有关”在做了上述步骤①后，还应该补做的实验是 。 四．发电机的构造和原理 25．将扬声器、电池和电流表等元件连成如图电路。断开S2，反复快速闭合、断开开关S1，扬声器发出咔咔声；断开S1，闭合开关S2，反复轻敲扬声器的纸盆，会看到电流表的指针左右摆动。下列有关说法正确的是（　　） A．扬声器发声的原理与发电机发电的原理相同 B．扬声器发声时，将机械能转化为电能 C．扬声器发电的原理与动圈式话筒工作的原理相同 D．电流表指针左右摆动，是因为磁场方向发生变化 26．图甲是发电机原理的示意图，图乙中的“〇”表示导线ab，当它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，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 27．小金同学从初中科学教材中找到有关电与磁四幅图片，并根据这些图片提供的信息提出了如下说法，你认为他的说法错误的是（　　） A．甲图当线圈转动时闭合回路中能产生电流 B．乙图通电螺线管内部磁场方向为从上到下 C．丙图开关闭合后电铃每次被敲打一下时，电路中电流就自动断开一次 D．丁图分别接入长度和粗细相等的铜丝和铁丝，开关闭合时灯泡亮度不同 28．某兴趣小组自制了一个扬声器，将线圈紧贴在杯子底部，在线圈上方放置一个强磁铁，线圈中通入交流电后，线圈振动会带动纸杯振动发声。下列说法错误的是（　　） A．该扬声器与发电机的工作原理相同 B．线圈振动是因为磁场对通电线圈有力的作用 C．改变线圈匝数能改变该扬声器发声的响度 D．磁场对线圈作用力的方向与电流方向有关 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $