实验专题16 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件(复习讲义)(全国通用)2026年中考物理一轮复习讲练测
2026-05-06
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 磁生电 |
| 使用场景 | 中考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.60 MB |
| 发布时间 | 2026-05-06 |
| 更新时间 | 2026-05-06 |
| 作者 | 学物明理学习园地 |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-05-06 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57701549.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
实验专题16 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
目 录
01·考情剖析·命题前瞻 1
02·时空导航·网络构建 2
03·考点通关·靶向突破 2
考点1 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件 2
教材·知识夯基
1.探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
中考·考法聚焦
考法1 考查探究导体在磁场中运动时产生感应电流条件
04·优题精选·练能提分 5
命题新趋势
· 《探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件》实验是中考物理“电与磁”部分的核心必考实验,也是新课程标准明确规定的学生必做实验。本实验与磁场对电流的作用实验(电动机原理)极易混淆,在考题中经常出现对比辨析。2026年中考,电磁感应实验题将继续围绕产生感应电流的条件实验设计、感应电流方向影响因素的实验探究、与电动机/发电机的区分等方向展开。
命题预测
· 【模型一】电磁感应现象与产生感应电流的条件:模型本质: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。这种现象叫电磁感应,产生的电流叫感应电流。该实验是英国物理学家法拉第历经十年探索发现的规律,法拉第也因此被称为“电学之父”。
· 【模型二】影响感应电流方向的因素:模型本质:探究影响感应电流方向的因素是电磁感应现象实验的第二大核心方向——感应电流的方向与导体运动方向和磁场的方向有关。本部分常用控制变量法进行实验设计:控制导体运动方向不变,改变磁场方向,观察电流计指针偏转方向变化——可得出结论:感应电流的方向与磁场方向有关;反之,改变导体的运动方向,磁场方向不变,感应电流方向也会变化。
· 【模型三】电磁感应现象与现代科技应用的模型:模型本质:由于电磁感应现象,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动会产生电流,这一发现催生了发电机的诞生。发电机是将机械能转化为电能的装置,其核心工作原理就是电磁感应。在电磁感应过程中,导体做切割磁感线运动需要外界做功消耗机械能,机械能转化成了电能。
· 【模型四】电磁感应实验与电动机实验的辨析:模型本质:这类题型是中考选择题、填空题和实验题的常客——将“通电导体在磁场中受力运动”与“电磁感应”两个实验装置放在一起,比对各装置中的异同处。考区分:看有无电源是最快速的选择方法。
考点1 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
【课标要求】探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
1.探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
【实验思路】
尝试用磁来生电时,需要哪些器材?磁场可以由永磁体提供,如蹄形磁体。为了获得电流,应该用导线连成闭合电路,并将电流表连入电路中,以观察电流。
尝试使导线静止在磁场中,或在磁场中运动……看看电路中是否有电流。
【实验器材】
灵敏电流计、蹄形磁体、导体、开关、导线、铁架台、细绳
【实验过程】
如图所示,在蹄形磁体的磁场中放置一根导线,导线的两端跟电流表连接,导线跟电流表组成闭合电路。
1.让导线在磁场中静止,能产生电流吗?换用不同强度的永磁体,看看电路中是否有电流。
2.使导线在磁场中沿不同方向运动,看看电路中是否有电流。
【实验结论】
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。
感应电流的方向与磁场方向、导体切割磁感线的方向有关;感应电流的大小与磁场强弱、导体切割磁感线的速度有关。
【交流与反思】
(1)转换法:用灵敏电流计指针的偏转情况反映电路中感应电流的情况(是否偏转反映是否产生感应电流,偏转方向反映感应电流的方向,偏转角度反映感应电流的大小)
(2)控制变量法:①探究感应电流的产生与磁场强弱是否有关:控制磁场方向不变,使导体静止,更换磁性更强的磁体;
②探究感应电流的产生与导体的运动方向是否有关:控制磁场方向、强弱不变,改变导体的运动方向;
③探究感应电流的方向与导体切割磁感线的方向是否有关:控制磁场方向不变,改变导体切割磁感线的方向;
④探究感应电流的方向与磁场的方向是否有关:控制导体切割磁感线的方向不变,改变磁场的方向
(3)使灵敏电流计指针偏转更明显的措施:①换用更灵敏的电流计;②用多匝线圈代替导体;③加快切割磁感线的速度;④更换磁性更强的磁体
(4)能量转化的方向:机械能转化为电能
(5)导体在磁场中运动时,灵敏电流计指针不偏转的原因:①没有感应电流产生:导体没做切割磁感线运动或电路没有闭合;②产生的感应电流很小
(6)使灵敏电流计指针偏转明显可采取的措施:加大导体切割磁感线运动的速度;增大磁场强度;将导体换成多匝线圈
拓展:
(7)应用:发电机、金属探测器、动圈式话筒
1.【考查探究导体在磁场中运动时产生感应电流条件】(2025·四川南充·中考真题)在“探究导体在磁场中运动时产生感应电流条件”实验中,某小组利用电流计、开关、U形磁铁、导线、导体棒组成了如图甲所示电路。
(1)探究小组将观察到的现象记录在下表中:
开关闭合
导体棒运动方向
电流表指针偏转情况
开关断开
导体棒运动方向
电流表指针偏转情况
竖直上下(乙图)
不偏转
竖直上下(乙图)
不偏转
垂直里外(丙图)
不偏转
垂直里外(丙图)
不偏转
水平左右(丁图)
偏转
水平左右(丁图)
不偏转
分析表中信息可知导体在磁场中运动产生感应电流的条件:闭合电路的一部分导体在磁场中做_________运动;
(2)探究小组观察到磁体不动时,导体棒向右运动指针向右偏转,向左运动指针向左偏转;若导体棒静止不动,磁体向右运动时,观察到电流表指针向_________偏转;
(3)探究小组发现实验中电流表的指针偏转角度较小,你有什么方法使指针偏转角度变大?答:__________ (写出一种即可)。
【答案】(1)切割磁感线运动
(2)左
(3)增大导体切割磁感线的速度/换用磁场更强的U形磁铁
【详解】(1)由表中数据可知,当导体棒竖直向下、垂直里外运动时,导体棒没有切割磁感线,电流表指针不偏转,没有产生感应电流;当导体棒水平左右运动时,切割磁感线,电流表指针偏转,说明此时产生了感应电流,因此可知,开关闭合,电路的一部分导体,在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流。
(2)导体棒向右运动指针向右偏转,向左运动指针向左偏转,若导体棒静止不动,磁体向右运动时,相当于导体向左切割磁感线,电流表指针向左偏转。
(3)感应电流的大小与磁场的强弱和导体切割磁感线的速度有关,灵敏电流计指针偏转角度较小,要偏转更明显,可以增大导体切割磁感线的速度或换用磁场更强的U形磁铁。
1.(2025·四川·中考真题)如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。在实验过程中,导体做切割磁感线运动时,灵敏电流表指针______(选填“会”或“不会”)发生偏转,此过程中______(选填“机械能”或“内能”)转化为电能。
【答案】 会 机械能
【详解】[1] 由图可知,该电路是闭合回路,导体ab做切割磁感线运动,满足感应电流的产生条件,电路中会产生感应电流,因此灵敏电流表指针会发生偏转。
[2] 电磁感应现象中,消耗导体运动的机械能,得到电能,因此此过程是机械能转化为电能。
2.(2025·湖北武汉·中考真题)某同学利用如图所示的装置探究什么情况下磁可以生电。下列说法正确的是( )
A.换用磁性更强的磁体,保持导线ab和磁体静止,闭合开关,电流表指针偏转
B.将导线ab换成匝数很多的线圈,保持磁体和线圈静止,闭合开关,电流表指针偏转
C.保持磁体静止,闭合开关,使导线ab从图中位置竖直向上运动,电流表指针偏转
D.保持导线ab静止,闭合开关,使磁体从图中位置水平向右运动,电流表指针偏转
【答案】D
【详解】A.导线ab在磁场中静止,换用磁性更强的蹄形磁体,闭合开关,导体在磁场中没有发生相对运动,导体没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,电流表指针不偏转,故A错误;
B.导线ab在磁场中静止,将导线ab换成匝数很多的线圈,闭合开关,导体在磁场中没有发生相对运动,导体没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,电流表指针不偏转,故B错误;
C.保持磁体静止,闭合开关,使导线ab从图中位置竖直向上运动,运动方向与磁场方向平行,导体没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,电流表指针不发生偏转,故C错误;
D.保持导线ab静止,闭合开关,使磁体从图中位置水平向右运动,导体ab做切割磁感线运动,会产生感应电流,电流表指针发生偏转,故D正确。
故选D。
3.(2025·北京·中考真题)某同学用如图所示的装置进行实验,使金属棒ab向左做切割磁感线运动,灵敏电流计指针向右偏转,说明回路中有电流产生,这是_______现象。灵敏电流计指针偏转的方向可以反映电路中的电流方向,若要改变上述灵敏电流计指针偏转的方向,可进行的操作是_______。
【答案】 电磁感应 将磁体的磁极对调/使金属棒ab向右做切割磁感线运动
【详解】[1]闭合电路的一部分导体在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。所以如图装置,当金属棒ab向左做切割磁感线运动,灵敏电流计指针向右偏转,说明回路中有电流产生,这是电磁感应现象。
[2]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,所以若要改变上述灵敏电流计指针偏转的方向,可进行的操作是保持其他不变,只将磁体的磁极对调或使金属棒ab向右做切割磁感线运动。
4.(2025·四川攀枝花·中考真题)小明用如图所示的实验装置做“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”实验,请在下列实验记录表格中,将观察到的实验现象补充完整。
序号
实验条件
电流表指针偏转情况
(1)
导体棒ab不动
不偏转
(2)
导体棒ab沿水平方向左右运动
______
(3)
导体棒ab沿ab方向前后运动
______
(4)
导体棒ab沿竖直方向上下运动
______
【答案】 偏转 不偏转 不偏转
【详解】[1]导体棒ab沿水平方向左右运动时,导体棒做切割磁感线运动,导体中会产生感应电流,故灵敏电流计指针会发生偏转。
[2]导体棒ab沿ab方向前后运动时,导体棒没有做切割磁感线运动,导体中不会产生感应电流,故灵敏电流计指针不会发生偏转。
[3]导体棒ab沿竖直方向上下运动时,导体棒没有做切割磁感线运动,导体中不会产生感应电流,故灵敏电流计指针不会发生偏转。
5.(2026·湖南株洲·一模)小明利用如图所示的装置探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
(1)为了完成实验,AB棒的材料应选择 ___________(填“铁”“铜”或“陶瓷”)。
(2)小明发现,如果开关处于 ___________状态,无论磁体怎样放置、AB棒怎样运动,灵敏电流计指针均不偏转,这说明电路闭合是产生感应电流的必要条件。
(3)小明进行了如下5次操作,发现序号为①③④的操作过程中灵敏电流计指针发生偏转,这说明导体在磁场中做 ___________运动是产生感应电流的必要条件。
【答案】(1)铜
(2)断开
(3)切割磁感线
【详解】(1)探究感应电流产生的条件时,AB棒应选择导体,故不能选择陶瓷材料作为AB棒的材料进行实验;因为磁体能够吸引磁性材料,因此通电导体不能为磁性材料,故不能选择铁;铜是导体,又不是磁性材料,故选铜作为AB棒的材料。
(2)如果开关处于断开状态,无论磁体怎样放置、AB棒怎样运动,电路中都不会产生感应电流,灵敏电流计指针均不偏转,由此可知,电路闭合是产生感应电流的必要条件。
(3)由图可知,操作过程①,磁体不动,AB棒水平向右运动,做切割磁感线运动;操作过程②,磁体不动,AB棒竖直向上运动,没有做切割磁感线运动;操作过程③,磁体不动,AB棒斜向上运动,做切割磁感线运动;操作过程④,AB棒不动,磁体水平向左运动,相对于磁体AB棒做切割磁感线运动;操作过程⑤,AB棒不动,磁体竖直向上运动,AB棒没有做切割磁感线运动。由题知序号为①③④的操作过程中灵敏电流计指针发生偏转,由此可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动是产生感应电流的必要条件。
6.(2026·河南·模拟预测)小明用如图所示的装置探究什么情况下磁可以生电。在蹄形磁体的磁场中放置一根导线,导线两端跟电流表连接组成闭合电路。
(1)让导线AB在磁场中静止,观察到电流表指针不偏转;你认为接下来他可以进行的尝试是:___________,再观察电流表指针是否偏转;
(2)小明通过多次尝试后,实验记录如下表所示;
次数
导体AB运动方向
磁场方向
电流表指针
1
水平向右
向下
向左偏转
2
竖直向下
向下
不偏转
3
竖直向上
向下
不偏转
4
水平向左
向下
向右偏转
5
水平向左
向上
向左偏转
分析实验记录表格可初步得出结论:闭合电路的一部分导体在磁场中沿___________方向运动,导体中就会产生感应电流。
(3)为了验证(2)中的初步结论是否正确,还需要进行的操作是___________,观察电流表指针是否偏转;
(4)分析表中___________两次实验可以看出感应电流的方向与磁场方向有关。
【答案】(1)让导体棒朝着不同的方向运动
(2)切割磁感线
(3)导体沿着斜向下或斜向上的方向运动
(4)4、5
【详解】(1)电流表指针不偏转,说明未产生感应电流,接下来可以让导体棒朝着不同的方向运动,尝试使导体做切割磁感线运动,再观察指针是否偏转。
(2)分析实验数据,导体竖直运动时,不切割磁感线,不产生感应电流;水平运动时,切割磁感线,有感应电流。由此可初步得出结论:闭合电路的一部分导体在磁场中沿切割磁感线方向运动时,导体中会产生感应电流。
(3)为验证该结论的普适性,应补充非水平、非竖直方向的运动实验。导体沿着斜向下或斜向上的方向运动,同时保持磁场方向不变,观察电流表指针是否偏转,避免实验偶然性。
(4)要探究感应电流方向与磁场方向的关系,需要控制导体运动方向相同,改变磁场方向。表格中第4次和第5次实验,导体均水平向左运动,磁场方向不同,电流表偏转方向不同,符合要求。
7.(2026·山东青岛·一模)探究磁场对电流的作用:
(1)如图所示组装器材,闭合开关,导体ab___________,说明磁场对电流有力的作用。利用这一原理可制成___________(选填“电动机”或“发电机”);
(2)将磁体两极对调,接通电源,观察到导体ab反向运动,说明通电导体在磁场中的受力方向与___________方向有关;
(3)若将图中的电源换成___________,可探究电磁感应现象。闭合开关,当导体ab在磁场中___________(选填“上下”“前后”或“左右”)运动时,电路中会产生电流,此过程中___________能转化为___________能。
【答案】(1) 运动 电动机
(2)磁场
(3) 灵敏电流计 左右 机械 电
【详解】(1)闭合开关后,导体ab受力运动,这说明磁场对电流有力的作用。
在这个过程中,电能转化为机械能,利用这一原理可制成电动机。
(2)将磁场两极对调,磁场方向改变了,导体ab反向运动,说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。
(3)电磁感应现象是指闭合回路的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。由转换法,有无感应电流产生是通过灵敏电流计指针是否偏转来显示的。
根据感应电流产生条件,当导体ab在磁场中左右运动时(切割磁感线),闭合回路中会产生感应电流。
此过程中消耗机械能获得电能,因此是机械能转化为电能。
8.(2026·云南文山·一模)如图所示是某同学探究“感应电流产生条件”时进行的实验操作:
(1)分析图甲、乙实验可知,导体在磁场中做________________运动时可产生感应电流。
(2)分析甲、丙实验可知,感应电流产生的另一个条件是电路要__________。
(3)实验中,该同学觉得灵敏电流计指针偏转并不明显,为使实验效果更好,下列改进措施中有效的是____________。(多选)
A.将磁铁的磁极上下调换 B.换用磁性更强的磁体
C.加快导体棒的移动速度 D.将灵敏电流计换成小灯泡
(4)该同学若将实验装置中灵敏电流计换成电源,则可探究__________(选填“电动机”或“发电机”)的工作原理。
【答案】(1)切割磁感线
(2)闭合
(3)BC
(4)电动机
【详解】(1)由乙图可知,导体棒AB上下运动不切割磁感线,灵敏电流计不偏转;甲图中,导体棒AB左右运动切割磁感线,灵敏电流计偏转,可得结论:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中产生感应电流。
(2)甲丙两图中,导体棒AB都是左右运动切割磁感线,甲图中开关是闭合的,灵敏电流计指针偏转,丙图中开关是断开的,灵敏电流计指针不偏转,电路中没有感应电流产生,所以感应电流产生的另一个条件是电路要闭合。
(3)A.调换磁极方向只改变电流方向,不改变大小,故A不符合题意;
B.换用磁性更强的磁体,增大磁场强度,感应电流变大,故B符合题意;
C.加快导体移动速度,切割磁感线更快,感应电流更大,故C符合题意;
D.小灯泡需要较大电流才能发光,感应电流通常很小,小灯泡可能不亮,不利于观察,故D不符合题意。
故选BC。
(4)将灵敏电流计换成电源,电路中有电流,导体棒在磁场中受力运动,这是电动机的工作原理。
9.(2026·广东广州·一模)某同学做“电和磁”系列实验。
(1)图a中,置于磁极间静止的小磁针涂黑端是________极(选填“N”“S”);
(2)图b中,磁场对铜棒的力竖直向上。把电源的正、负极对调后接入电路,闭合开关,铜棒受到磁场作用力的方向与的方向________(选填“相同”“相反”);
(3)如图c,铜棒a跟导线组成闭合电路。用“○”表示垂直于纸面的铜棒a,铜棒a在磁场中按箭头方向运动时,能产生感应电流的是 。(多选)
A. B.
C. D.
【答案】(1)N
(2)相反
(3)CD
【详解】(1)根据磁极间的相互作用规律:“同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引”, 图a中,小磁针的涂黑端靠近左侧的S极,所以涂黑端为N极。
(2)磁场对通电导体作用力的方向与电流方向和磁场方向都有关, 当磁场方向不变,只把电源正负极对调时,铜棒受到的磁场作用力方向会与原来的方向相反。
(3)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流。
AB.铜棒水平向左或向右运动,不切割磁感线,不能产生感应电流,故AB不符合题意;
CD.铜棒竖直向下或斜向下运动,切割磁感线,能产生感应电流,故CD符合题意。
故选CD。
10.(2026·云南曲靖·一模)某小组同学在探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”实验中,所用器材有:蹄形磁体、灵敏电流计、导体棒各一个,导线若干。
(1)如图(a)组装器材,当导体棒AB在磁场中沿不同方向运动时,观察的现象如表:
实验次数
1
2
3
4
导体棒运动方向
水平向左
水平向右
竖直向上
竖直向下
灵敏电流计指针
向右偏转
向左偏转
不偏转
不偏转
①分析上述表格,小明同学得出:导体在磁场中水平运动是产生感应电流的条件。小红提出了质疑,她将蹄形磁体竖直放置,导体棒AB水平运动,灵敏电流计指针没偏转,说明导体在磁场中水平运动______(选填“是”或“不是”)产生感应电流的条件;
②如图(b)所示,如果把磁感线想象成一根根实实在在的线,把导体棒想象成一把刀,则可将“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”表述为:闭合电路的一部分导体,在磁场中做______运动时,导体中就会产生感应电流;
(2)人们根据该实验结论制造了发电机。如图(c)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。该现象说明发电机线圈转速越大,产生的感应电流______;
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
【答案】(1) 不是 切割磁感线
(2) 越大 D
【详解】(1)[1]将蹄形磁体竖直放置,导体棒AB水平运动,灵敏电流计指针没偏转,没有产生感应电流,说明导体在磁场中水平运动不是产生感应电流的条件。
[2]如果把磁感线想象成一根根实实在在的线,把导体棒想象成一把刀,由表可知,导体棒AB水平向左和向右运动时,磁感线被切断,灵敏电流计指针偏转,竖直向上或向下运动时,磁感线没有被切断,灵敏电流计指针不偏转,说明导体在磁场中运动时产生感应电流的条件是:闭合电路的一部分导体,在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流。
(2)[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,发电机线圈转速增大,小灯泡的亮度逐渐增加,说明产生的感应电流变大。该现象说明发电机线圈转速越大,产生的感应电流越大。
[2]ABC.手摇发电机产生的感应电流的方向是周期性变化的,二极管具有单向导电性,若极性相同地串联时,两个二极管同时发光同时熄灭。若极性相反的串联时,二极管不会发光,若极性相同地并联,两个二极管也会同时发光同时熄灭,以上都不能用二极管的发光来反映感应电流的方向,故ABC不符合题意;
D.当两个二极管极性相反的并联时,会交替发光,可以用来反映感应电流的方向,故D符合题意。
故选D。
11.(2026·广东深圳·一模)图甲所示的是一种“手摇充电式电筒”,握住它上下摇动就能自动充电。小明想知道其中的构造,将其拆开,并组装了如图乙所示的电路研究其工作原理。
(1)如图乙所示,断开开关,将磁铁向下插入线圈时,灵敏电流计的指针_________(选填“会”或“不会”)偏转。
(2)如图丙,闭合开关,将磁铁向下插入线圈时,观察到灵敏电流计的指针向左偏转,这表明闭合电路中的一部分导体做_________运动时,会产生感应电流。接着,将磁铁丛线圈中向上拔出时,观察到灵敏电流计的指针向_________(选填“左”或“右”)偏转。
(3)小明了解“手摇充电式电筒”的原理后,他想加快电筒的充电速度。请帮他写出一个方法:_________。
【答案】(1)不会
(2) 切割磁感线 右
(3)加快磁铁摇动速度/增加线圈匝数/换磁性更强的磁铁
【详解】(1)产生感应电流的前提是电路闭合,且闭合电路一部分导体切割磁感线,电路断路,无法产生感应电流,因此灵敏电流计指针不会偏转。
(2)[1]闭合开关后,磁铁上下运动时,线圈相对磁铁做切割磁感线运动,产生感应电流。
[2]感应电流的方向与导体相对磁场的运动方向有关,磁铁向下插入时指针左偏,向上拔出时相对运动方向反向,感应电流方向也反向,因此指针向右偏转。
(3)感应电流越大,充电速度越快。感应电流的大小和相对运动速度、线圈匝数、磁场强弱有关,因此可以通过加快磁铁摇动速度、增加线圈匝数、换磁性更强的磁铁来增大感应电流,加快充电。
12.(2026·江西上饶·一模)“摇绳发电”:同学们把一条长大约10m的电线的两端连在一个电流表的两个接线柱上,形成闭合导体回路,然后他们沿某一方向站立并迅速摇动这条电线,发现电流表的指针摆动。于是小明利用蹄形磁体、电流表等器材探究磁生电的条件。
【证据】
(1)为使实验现象更明显,直导体AB应选用___________(选填“铜棒”“铁棒”或“塑料棒”);
(2)连接好电路,闭合开关进行实验,实验现象如表所示:
实验次数
磁铁放置情况
直导体AB运动方向
电流表指针偏转情况
1
上N下S
上下运动
不偏转
2
向左运动
向右偏转
3
向右运动
向左偏转
4
上S下N
向左运动
向左偏转
5
向右运动
向右偏转
【解释】
(1)比较1、2、3次实验,可以得出感应电流产生的条件是:___________电路的一部分导体在磁场中做___________运动;
(2)比较___________两次实验可知,感应电流的方向与磁场方向有关;
【交流】
(1)若将磁铁“上S下N”放置,保持直导体AB不动,而将磁铁向右运动,则电流表的指针向___________偏转;
(2)地球是一个巨大的磁体,你认为“摇绳发电”沿___________(选填“东西”或“南北”)方向站立最好;
(3)将图甲中的电流表换成___________,可以探究磁场对电流的作用。
【答案】 铜棒 闭合 切割磁感线 2、4/3、5 左 东西 电源
【详解】(1)[1]探究磁生电时,导体需为导体材料,因为铁棒会被磁铁吸引,影响实验,故选用铜棒。
(1)[2][3]第1次实验中导体上下运动,未切割磁感线,无电流;第2、3次实验中导体左右运动(切割磁感线),有电流,且电路闭合,故感应电流产生的条件:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
(2)[4]探究电流方向与磁场方向的关系,需控制导体运动方向相同,改变磁场方向。第2次(上N下S,向左运动,指针右偏)和第4次(上S下N,向左运动,指针左偏),符合控制变量,故比较2、4(或3、5)两次实验。
(1)[5]磁铁向右运动,相当于导体相对于磁铁向左运动,磁场方向为上S下N,与第4次实验条件相同(导体向左运动,上S下N),故指针向左偏转。
(2)[6]地磁场的磁感线沿南北方向分布,摇绳时,电线需切割磁感线才能产生电流;东西方向站立,摇动电线时,电线运动方向与磁感线方向(南北)垂直,切割磁感线更充分,故最好沿东西方向站立。
(3)[7]探究磁场对电流的作用,需要有电流通过导体,故需将电流表换成电源,提供电能。
13.(2026·山西长治·一模)在“探究导体在磁场中运动时,产生感应电流的条件”的实验中,小实用绝缘细线将矩形线框悬挂起来,使它的底边AB水平置于蹄形磁体的磁场中,并把线框的两端用导线与灵敏电流计、开关连接起来,如下图所示。他闭合开关后,进行了多次实验,观察并记录灵敏电流计的指针偏转情况如下表所示。
实验序号
磁感线的方向
导体AB的运动情况
灵敏电流计指针的偏转情况
1
竖直向下
竖直上下运动
不偏转
2
水平左右运动
偏转
3
斜向左右运动
偏转
(1)根据实验现象可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做___________运动时,导体中会产生感应电流。
(2)从能量角度分析,AB在磁场中运动产生感应电流,是将___________能转化为电能的过程。
(3)小实在实验过程中还发现:AB向右运动时,灵敏电流计的指针向左偏转;AB向左运动时,灵敏电流计的指针向右偏转。由此可知:感应电流的方向与__________有关;
(4)小实接下来想要探究感应电流的方向和磁场方向之间的关系,他应该保持AB运动方向不变,仅将磁体__________,观察并记录灵敏电流计指针的偏转情况。
(5)下列实例中,利用电磁感应原理的是: (填选项)。
A.动圈式话筒 B.动圈式扬声器
【答案】(1)切割磁感线
(2)机械
(3)导体切割磁感线的方向
(4)N、S极方向对换
(5)A
【详解】(1)表格中导体竖直上下运动时电流表指针不偏转,水平左右、斜向左右运动时指针偏转,由此可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中产生感应电流。
(2)导体AB在磁场中做切割磁感线运动时,通过电磁感应现象,将机械能转化为电路中的电能。
(3)当导体AB的运动方向发生变化时,电流计指针的偏转方向发生变化,即电流的方向发生了改变,由此可知,感应电流方向与导体切割磁感线的方向有关。
(4)探究感应电流方向与磁场方向的关系时,需控制导体运动方向不变,仅改变磁场方向,即将磁体N、S极方向对换,观察并记录灵敏电流计指针的偏转情况。
(5)动圈式话筒工作时,声音振动带动线圈在磁场中切割磁感线,产生感应电流,利用的是电磁感应原理;动圈式扬声器工作时,通电线圈在磁场中受力振动,利用的是磁场对电流的作用。故A符合题意。
14.(2026·山东·一模)如图所示,是宁宁“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。
(1)闭合开关后,铜棒ab在上图虚线区域内沿___________(选填“上下”或“左右”)方向运动时,电流表指针发生偏转。
(2)该实验演示的是___________现象,利用这一原理可以制成___________(选填“电动机”或“发电机”)。
(3)为使电流表指针偏转角度更大便于观察,请说出可采取的一种措施___________。
(4)如图甲表示的是交流发电机原理示意图,乙图是交流发电机截面图(沿垂直纸面方向看),闭合电路的线圈部分在两极间的运动情形。图中小圆圈代表导体棒的横截面,运动过程中给出了线圈在水平和竖直两个位置。图中的箭头表示线圈此时在该位置上的运动方向。会产生感应电流的是位置___________(选填“水平或竖直”),线圈靠惯性运动时,闭合开关,线圈停止运动的___________(选填“快或慢”)。
(5)若把图甲中的小灯泡换成___________就变为电动机模型。其中,线圈在磁场中受力方向与___________和___________有关。
【答案】(1)左右
(2) 电磁感应 发电机
(3)增大导体切割磁感线的速度/增强磁场
(4) 水平 快
(5) 电源 电流方向 磁场方向
【详解】(1)产生感应电流的条件是“闭合电路的部分导体切割磁感线”。图中磁场方向为竖直方向,因此铜棒ab沿左右方向运动时,会切割磁感线,电流表指针偏转。
(2)[1][2]该实验演示的是闭合电路的部分导体切割磁感线产生电流的现象,是电磁感应现象。发电机就是利用这个原理制成的。
(3)感应电流的大小与导体切割磁感线的速度、磁场强弱等有关。为使电流表指针偏转角度更大,可以增大导体切割磁感线的速度或增强磁场。
(4)[1]水平位置时,线圈运动会切割磁感线,产生感应电流;竖直位置时,线圈运动方向与磁感线平行,不切割磁感线,无感应电流。故会产生感应电流的是水平位置。
[2]线圈靠惯性运动时,闭合开关会产生感应电流,同时受到磁场的阻力,因此线圈停止运动的速度更快。
(5)[1]电动机是利用“通电导体在磁场中受力运动”的原理,需将小灯泡换成电源提供电能。
[2][3]根据通电导体在磁场中受力运动的实验可知,线圈在磁场中受力方向与电流方向和磁场方向有关。
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实验专题16 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
目 录
01·考情剖析·命题前瞻 1
02·时空导航·网络构建 2
03·考点通关·靶向突破 2
考点1 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件 2
教材·知识夯基
1.探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
中考·考法聚焦
考法1 考查探究导体在磁场中运动时产生感应电流条件
04·优题精选·练能提分 5
命题新趋势
· 《探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件》实验是中考物理“电与磁”部分的核心必考实验,也是新课程标准明确规定的学生必做实验。本实验与磁场对电流的作用实验(电动机原理)极易混淆,在考题中经常出现对比辨析。2026年中考,电磁感应实验题将继续围绕产生感应电流的条件实验设计、感应电流方向影响因素的实验探究、与电动机/发电机的区分等方向展开。
命题预测
· 【模型一】电磁感应现象与产生感应电流的条件:模型本质: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。这种现象叫电磁感应,产生的电流叫感应电流。该实验是英国物理学家法拉第历经十年探索发现的规律,法拉第也因此被称为“电学之父”。
· 【模型二】影响感应电流方向的因素:模型本质:探究影响感应电流方向的因素是电磁感应现象实验的第二大核心方向——感应电流的方向与导体运动方向和磁场的方向有关。本部分常用控制变量法进行实验设计:控制导体运动方向不变,改变磁场方向,观察电流计指针偏转方向变化——可得出结论:感应电流的方向与磁场方向有关;反之,改变导体的运动方向,磁场方向不变,感应电流方向也会变化。
· 【模型三】电磁感应现象与现代科技应用的模型:模型本质:由于电磁感应现象,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动会产生电流,这一发现催生了发电机的诞生。发电机是将机械能转化为电能的装置,其核心工作原理就是电磁感应。在电磁感应过程中,导体做切割磁感线运动需要外界做功消耗机械能,机械能转化成了电能。
· 【模型四】电磁感应实验与电动机实验的辨析:模型本质:这类题型是中考选择题、填空题和实验题的常客——将“通电导体在磁场中受力运动”与“电磁感应”两个实验装置放在一起,比对各装置中的异同处。考区分:看有无电源是最快速的选择方法。
考点1 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
【课标要求】探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
1.探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
【实验思路】
尝试用磁来生电时,需要哪些器材?磁场可以由永磁体提供,如蹄形磁体。为了获得电流,应该用导线连成闭合电路,并将电流表连入电路中,以观察电流。
尝试使导线静止在磁场中,或在磁场中运动……看看电路中是否有电流。
【实验器材】
灵敏电流计、蹄形磁体、导体、开关、导线、铁架台、细绳
【实验过程】
如图所示,在蹄形磁体的磁场中放置一根导线,导线的两端跟电流表连接,导线跟电流表组成闭合电路。
1.让导线在磁场中静止,能产生电流吗?换用不同强度的永磁体,看看电路中是否有电流。
2.使导线在磁场中沿不同方向运动,看看电路中是否有电流。
【实验结论】
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。
感应电流的方向与磁场方向、导体切割磁感线的方向有关;感应电流的大小与磁场强弱、导体切割磁感线的速度有关。
【交流与反思】
(1)转换法:用灵敏电流计指针的偏转情况反映电路中感应电流的情况(是否偏转反映是否产生感应电流,偏转方向反映感应电流的方向,偏转角度反映感应电流的大小)
(2)控制变量法:①探究感应电流的产生与磁场强弱是否有关:控制磁场方向不变,使导体静止,更换磁性更强的磁体;
②探究感应电流的产生与导体的运动方向是否有关:控制磁场方向、强弱不变,改变导体的运动方向;
③探究感应电流的方向与导体切割磁感线的方向是否有关:控制磁场方向不变,改变导体切割磁感线的方向;
④探究感应电流的方向与磁场的方向是否有关:控制导体切割磁感线的方向不变,改变磁场的方向
(3)使灵敏电流计指针偏转更明显的措施:①换用更灵敏的电流计;②用多匝线圈代替导体;③加快切割磁感线的速度;④更换磁性更强的磁体
(4)能量转化的方向:机械能转化为电能
(5)导体在磁场中运动时,灵敏电流计指针不偏转的原因:①没有感应电流产生:导体没做切割磁感线运动或电路没有闭合;②产生的感应电流很小
(6)使灵敏电流计指针偏转明显可采取的措施:加大导体切割磁感线运动的速度;增大磁场强度;将导体换成多匝线圈
拓展:
(7)应用:发电机、金属探测器、动圈式话筒
1.【考查探究导体在磁场中运动时产生感应电流条件】(2025·四川南充·中考真题)在“探究导体在磁场中运动时产生感应电流条件”实验中,某小组利用电流计、开关、U形磁铁、导线、导体棒组成了如图甲所示电路。
(1)探究小组将观察到的现象记录在下表中:
开关闭合
导体棒运动方向
电流表指针偏转情况
开关断开
导体棒运动方向
电流表指针偏转情况
竖直上下(乙图)
不偏转
竖直上下(乙图)
不偏转
垂直里外(丙图)
不偏转
垂直里外(丙图)
不偏转
水平左右(丁图)
偏转
水平左右(丁图)
不偏转
分析表中信息可知导体在磁场中运动产生感应电流的条件:闭合电路的一部分导体在磁场中做_________运动;
(2)探究小组观察到磁体不动时,导体棒向右运动指针向右偏转,向左运动指针向左偏转;若导体棒静止不动,磁体向右运动时,观察到电流表指针向_________偏转;
(3)探究小组发现实验中电流表的指针偏转角度较小,你有什么方法使指针偏转角度变大?答:__________ (写出一种即可)。
【答案】(1)切割磁感线运动
(2)左
(3)增大导体切割磁感线的速度/换用磁场更强的U形磁铁
【详解】(1)由表中数据可知,当导体棒竖直向下、垂直里外运动时,导体棒没有切割磁感线,电流表指针不偏转,没有产生感应电流;当导体棒水平左右运动时,切割磁感线,电流表指针偏转,说明此时产生了感应电流,因此可知,开关闭合,电路的一部分导体,在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流。
(2)导体棒向右运动指针向右偏转,向左运动指针向左偏转,若导体棒静止不动,磁体向右运动时,相当于导体向左切割磁感线,电流表指针向左偏转。
(3)感应电流的大小与磁场的强弱和导体切割磁感线的速度有关,灵敏电流计指针偏转角度较小,要偏转更明显,可以增大导体切割磁感线的速度或换用磁场更强的U形磁铁。
1.(2025·四川·中考真题)如图是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。在实验过程中,导体做切割磁感线运动时,灵敏电流表指针______(选填“会”或“不会”)发生偏转,此过程中______(选填“机械能”或“内能”)转化为电能。
【答案】 会 机械能
【详解】[1] 由图可知,该电路是闭合回路,导体ab做切割磁感线运动,满足感应电流的产生条件,电路中会产生感应电流,因此灵敏电流表指针会发生偏转。
[2] 电磁感应现象中,消耗导体运动的机械能,得到电能,因此此过程是机械能转化为电能。
2.(2025·湖北武汉·中考真题)某同学利用如图所示的装置探究什么情况下磁可以生电。下列说法正确的是( )
A.换用磁性更强的磁体,保持导线ab和磁体静止,闭合开关,电流表指针偏转
B.将导线ab换成匝数很多的线圈,保持磁体和线圈静止,闭合开关,电流表指针偏转
C.保持磁体静止,闭合开关,使导线ab从图中位置竖直向上运动,电流表指针偏转
D.保持导线ab静止,闭合开关,使磁体从图中位置水平向右运动,电流表指针偏转
【答案】D
【详解】A.导线ab在磁场中静止,换用磁性更强的蹄形磁体,闭合开关,导体在磁场中没有发生相对运动,导体没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,电流表指针不偏转,故A错误;
B.导线ab在磁场中静止,将导线ab换成匝数很多的线圈,闭合开关,导体在磁场中没有发生相对运动,导体没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,电流表指针不偏转,故B错误;
C.保持磁体静止,闭合开关,使导线ab从图中位置竖直向上运动,运动方向与磁场方向平行,导体没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,电流表指针不发生偏转,故C错误;
D.保持导线ab静止,闭合开关,使磁体从图中位置水平向右运动,导体ab做切割磁感线运动,会产生感应电流,电流表指针发生偏转,故D正确。
故选D。
3.(2025·北京·中考真题)某同学用如图所示的装置进行实验,使金属棒ab向左做切割磁感线运动,灵敏电流计指针向右偏转,说明回路中有电流产生,这是_______现象。灵敏电流计指针偏转的方向可以反映电路中的电流方向,若要改变上述灵敏电流计指针偏转的方向,可进行的操作是_______。
【答案】 电磁感应 将磁体的磁极对调/使金属棒ab向右做切割磁感线运动
【详解】[1]闭合电路的一部分导体在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。所以如图装置,当金属棒ab向左做切割磁感线运动,灵敏电流计指针向右偏转,说明回路中有电流产生,这是电磁感应现象。
[2]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,所以若要改变上述灵敏电流计指针偏转的方向,可进行的操作是保持其他不变,只将磁体的磁极对调或使金属棒ab向右做切割磁感线运动。
4.(2025·四川攀枝花·中考真题)小明用如图所示的实验装置做“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”实验,请在下列实验记录表格中,将观察到的实验现象补充完整。
序号
实验条件
电流表指针偏转情况
(1)
导体棒ab不动
不偏转
(2)
导体棒ab沿水平方向左右运动
______
(3)
导体棒ab沿ab方向前后运动
______
(4)
导体棒ab沿竖直方向上下运动
______
【答案】 偏转 不偏转 不偏转
【详解】[1]导体棒ab沿水平方向左右运动时,导体棒做切割磁感线运动,导体中会产生感应电流,故灵敏电流计指针会发生偏转。
[2]导体棒ab沿ab方向前后运动时,导体棒没有做切割磁感线运动,导体中不会产生感应电流,故灵敏电流计指针不会发生偏转。
[3]导体棒ab沿竖直方向上下运动时,导体棒没有做切割磁感线运动,导体中不会产生感应电流,故灵敏电流计指针不会发生偏转。
5.(2026·湖南株洲·一模)小明利用如图所示的装置探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
(1)为了完成实验,AB棒的材料应选择 ___________(填“铁”“铜”或“陶瓷”)。
(2)小明发现,如果开关处于 ___________状态,无论磁体怎样放置、AB棒怎样运动,灵敏电流计指针均不偏转,这说明电路闭合是产生感应电流的必要条件。
(3)小明进行了如下5次操作,发现序号为①③④的操作过程中灵敏电流计指针发生偏转,这说明导体在磁场中做 ___________运动是产生感应电流的必要条件。
【答案】(1)铜
(2)断开
(3)切割磁感线
【详解】(1)探究感应电流产生的条件时,AB棒应选择导体,故不能选择陶瓷材料作为AB棒的材料进行实验;因为磁体能够吸引磁性材料,因此通电导体不能为磁性材料,故不能选择铁;铜是导体,又不是磁性材料,故选铜作为AB棒的材料。
(2)如果开关处于断开状态,无论磁体怎样放置、AB棒怎样运动,电路中都不会产生感应电流,灵敏电流计指针均不偏转,由此可知,电路闭合是产生感应电流的必要条件。
(3)由图可知,操作过程①,磁体不动,AB棒水平向右运动,做切割磁感线运动;操作过程②,磁体不动,AB棒竖直向上运动,没有做切割磁感线运动;操作过程③,磁体不动,AB棒斜向上运动,做切割磁感线运动;操作过程④,AB棒不动,磁体水平向左运动,相对于磁体AB棒做切割磁感线运动;操作过程⑤,AB棒不动,磁体竖直向上运动,AB棒没有做切割磁感线运动。由题知序号为①③④的操作过程中灵敏电流计指针发生偏转,由此可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动是产生感应电流的必要条件。
6.(2026·河南·模拟预测)小明用如图所示的装置探究什么情况下磁可以生电。在蹄形磁体的磁场中放置一根导线,导线两端跟电流表连接组成闭合电路。
(1)让导线AB在磁场中静止,观察到电流表指针不偏转;你认为接下来他可以进行的尝试是:___________,再观察电流表指针是否偏转;
(2)小明通过多次尝试后,实验记录如下表所示;
次数
导体AB运动方向
磁场方向
电流表指针
1
水平向右
向下
向左偏转
2
竖直向下
向下
不偏转
3
竖直向上
向下
不偏转
4
水平向左
向下
向右偏转
5
水平向左
向上
向左偏转
分析实验记录表格可初步得出结论:闭合电路的一部分导体在磁场中沿___________方向运动,导体中就会产生感应电流。
(3)为了验证(2)中的初步结论是否正确,还需要进行的操作是___________,观察电流表指针是否偏转;
(4)分析表中___________两次实验可以看出感应电流的方向与磁场方向有关。
【答案】(1)让导体棒朝着不同的方向运动
(2)切割磁感线
(3)导体沿着斜向下或斜向上的方向运动
(4)4、5
【详解】(1)电流表指针不偏转,说明未产生感应电流,接下来可以让导体棒朝着不同的方向运动,尝试使导体做切割磁感线运动,再观察指针是否偏转。
(2)分析实验数据,导体竖直运动时,不切割磁感线,不产生感应电流;水平运动时,切割磁感线,有感应电流。由此可初步得出结论:闭合电路的一部分导体在磁场中沿切割磁感线方向运动时,导体中会产生感应电流。
(3)为验证该结论的普适性,应补充非水平、非竖直方向的运动实验。导体沿着斜向下或斜向上的方向运动,同时保持磁场方向不变,观察电流表指针是否偏转,避免实验偶然性。
(4)要探究感应电流方向与磁场方向的关系,需要控制导体运动方向相同,改变磁场方向。表格中第4次和第5次实验,导体均水平向左运动,磁场方向不同,电流表偏转方向不同,符合要求。
7.(2026·山东青岛·一模)探究磁场对电流的作用:
(1)如图所示组装器材,闭合开关,导体ab___________,说明磁场对电流有力的作用。利用这一原理可制成___________(选填“电动机”或“发电机”);
(2)将磁体两极对调,接通电源,观察到导体ab反向运动,说明通电导体在磁场中的受力方向与___________方向有关;
(3)若将图中的电源换成___________,可探究电磁感应现象。闭合开关,当导体ab在磁场中___________(选填“上下”“前后”或“左右”)运动时,电路中会产生电流,此过程中___________能转化为___________能。
【答案】(1) 运动 电动机
(2)磁场
(3) 灵敏电流计 左右 机械 电
【详解】(1)闭合开关后,导体ab受力运动,这说明磁场对电流有力的作用。
在这个过程中,电能转化为机械能,利用这一原理可制成电动机。
(2)将磁场两极对调,磁场方向改变了,导体ab反向运动,说明通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向有关。
(3)电磁感应现象是指闭合回路的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。由转换法,有无感应电流产生是通过灵敏电流计指针是否偏转来显示的。
根据感应电流产生条件,当导体ab在磁场中左右运动时(切割磁感线),闭合回路中会产生感应电流。
此过程中消耗机械能获得电能,因此是机械能转化为电能。
8.(2026·云南文山·一模)如图所示是某同学探究“感应电流产生条件”时进行的实验操作:
(1)分析图甲、乙实验可知,导体在磁场中做________________运动时可产生感应电流。
(2)分析甲、丙实验可知,感应电流产生的另一个条件是电路要__________。
(3)实验中,该同学觉得灵敏电流计指针偏转并不明显,为使实验效果更好,下列改进措施中有效的是____________。(多选)
A.将磁铁的磁极上下调换 B.换用磁性更强的磁体
C.加快导体棒的移动速度 D.将灵敏电流计换成小灯泡
(4)该同学若将实验装置中灵敏电流计换成电源,则可探究__________(选填“电动机”或“发电机”)的工作原理。
【答案】(1)切割磁感线
(2)闭合
(3)BC
(4)电动机
【详解】(1)由乙图可知,导体棒AB上下运动不切割磁感线,灵敏电流计不偏转;甲图中,导体棒AB左右运动切割磁感线,灵敏电流计偏转,可得结论:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中产生感应电流。
(2)甲丙两图中,导体棒AB都是左右运动切割磁感线,甲图中开关是闭合的,灵敏电流计指针偏转,丙图中开关是断开的,灵敏电流计指针不偏转,电路中没有感应电流产生,所以感应电流产生的另一个条件是电路要闭合。
(3)A.调换磁极方向只改变电流方向,不改变大小,故A不符合题意;
B.换用磁性更强的磁体,增大磁场强度,感应电流变大,故B符合题意;
C.加快导体移动速度,切割磁感线更快,感应电流更大,故C符合题意;
D.小灯泡需要较大电流才能发光,感应电流通常很小,小灯泡可能不亮,不利于观察,故D不符合题意。
故选BC。
(4)将灵敏电流计换成电源,电路中有电流,导体棒在磁场中受力运动,这是电动机的工作原理。
9.(2026·广东广州·一模)某同学做“电和磁”系列实验。
(1)图a中,置于磁极间静止的小磁针涂黑端是________极(选填“N”“S”);
(2)图b中,磁场对铜棒的力竖直向上。把电源的正、负极对调后接入电路,闭合开关,铜棒受到磁场作用力的方向与的方向________(选填“相同”“相反”);
(3)如图c,铜棒a跟导线组成闭合电路。用“○”表示垂直于纸面的铜棒a,铜棒a在磁场中按箭头方向运动时,能产生感应电流的是 。(多选)
A. B.
C. D.
【答案】(1)N
(2)相反
(3)CD
【详解】(1)根据磁极间的相互作用规律:“同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引”, 图a中,小磁针的涂黑端靠近左侧的S极,所以涂黑端为N极。
(2)磁场对通电导体作用力的方向与电流方向和磁场方向都有关, 当磁场方向不变,只把电源正负极对调时,铜棒受到的磁场作用力方向会与原来的方向相反。
(3)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流。
AB.铜棒水平向左或向右运动,不切割磁感线,不能产生感应电流,故AB不符合题意;
CD.铜棒竖直向下或斜向下运动,切割磁感线,能产生感应电流,故CD符合题意。
故选CD。
10.(2026·云南曲靖·一模)某小组同学在探究“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”实验中,所用器材有:蹄形磁体、灵敏电流计、导体棒各一个,导线若干。
(1)如图(a)组装器材,当导体棒AB在磁场中沿不同方向运动时,观察的现象如表:
实验次数
1
2
3
4
导体棒运动方向
水平向左
水平向右
竖直向上
竖直向下
灵敏电流计指针
向右偏转
向左偏转
不偏转
不偏转
①分析上述表格,小明同学得出:导体在磁场中水平运动是产生感应电流的条件。小红提出了质疑,她将蹄形磁体竖直放置,导体棒AB水平运动,灵敏电流计指针没偏转,说明导体在磁场中水平运动______(选填“是”或“不是”)产生感应电流的条件;
②如图(b)所示,如果把磁感线想象成一根根实实在在的线,把导体棒想象成一把刀,则可将“导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”表述为:闭合电路的一部分导体,在磁场中做______运动时,导体中就会产生感应电流;
(2)人们根据该实验结论制造了发电机。如图(c)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。该现象说明发电机线圈转速越大,产生的感应电流______;
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
【答案】(1) 不是 切割磁感线
(2) 越大 D
【详解】(1)[1]将蹄形磁体竖直放置,导体棒AB水平运动,灵敏电流计指针没偏转,没有产生感应电流,说明导体在磁场中水平运动不是产生感应电流的条件。
[2]如果把磁感线想象成一根根实实在在的线,把导体棒想象成一把刀,由表可知,导体棒AB水平向左和向右运动时,磁感线被切断,灵敏电流计指针偏转,竖直向上或向下运动时,磁感线没有被切断,灵敏电流计指针不偏转,说明导体在磁场中运动时产生感应电流的条件是:闭合电路的一部分导体,在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流。
(2)[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,发电机线圈转速增大,小灯泡的亮度逐渐增加,说明产生的感应电流变大。该现象说明发电机线圈转速越大,产生的感应电流越大。
[2]ABC.手摇发电机产生的感应电流的方向是周期性变化的,二极管具有单向导电性,若极性相同地串联时,两个二极管同时发光同时熄灭。若极性相反的串联时,二极管不会发光,若极性相同地并联,两个二极管也会同时发光同时熄灭,以上都不能用二极管的发光来反映感应电流的方向,故ABC不符合题意;
D.当两个二极管极性相反的并联时,会交替发光,可以用来反映感应电流的方向,故D符合题意。
故选D。
11.(2026·广东深圳·一模)图甲所示的是一种“手摇充电式电筒”,握住它上下摇动就能自动充电。小明想知道其中的构造,将其拆开,并组装了如图乙所示的电路研究其工作原理。
(1)如图乙所示,断开开关,将磁铁向下插入线圈时,灵敏电流计的指针_________(选填“会”或“不会”)偏转。
(2)如图丙,闭合开关,将磁铁向下插入线圈时,观察到灵敏电流计的指针向左偏转,这表明闭合电路中的一部分导体做_________运动时,会产生感应电流。接着,将磁铁丛线圈中向上拔出时,观察到灵敏电流计的指针向_________(选填“左”或“右”)偏转。
(3)小明了解“手摇充电式电筒”的原理后,他想加快电筒的充电速度。请帮他写出一个方法:_________。
【答案】(1)不会
(2) 切割磁感线 右
(3)加快磁铁摇动速度/增加线圈匝数/换磁性更强的磁铁
【详解】(1)产生感应电流的前提是电路闭合,且闭合电路一部分导体切割磁感线,电路断路,无法产生感应电流,因此灵敏电流计指针不会偏转。
(2)[1]闭合开关后,磁铁上下运动时,线圈相对磁铁做切割磁感线运动,产生感应电流。
[2]感应电流的方向与导体相对磁场的运动方向有关,磁铁向下插入时指针左偏,向上拔出时相对运动方向反向,感应电流方向也反向,因此指针向右偏转。
(3)感应电流越大,充电速度越快。感应电流的大小和相对运动速度、线圈匝数、磁场强弱有关,因此可以通过加快磁铁摇动速度、增加线圈匝数、换磁性更强的磁铁来增大感应电流,加快充电。
12.(2026·江西上饶·一模)“摇绳发电”:同学们把一条长大约10m的电线的两端连在一个电流表的两个接线柱上,形成闭合导体回路,然后他们沿某一方向站立并迅速摇动这条电线,发现电流表的指针摆动。于是小明利用蹄形磁体、电流表等器材探究磁生电的条件。
【证据】
(1)为使实验现象更明显,直导体AB应选用___________(选填“铜棒”“铁棒”或“塑料棒”);
(2)连接好电路,闭合开关进行实验,实验现象如表所示:
实验次数
磁铁放置情况
直导体AB运动方向
电流表指针偏转情况
1
上N下S
上下运动
不偏转
2
向左运动
向右偏转
3
向右运动
向左偏转
4
上S下N
向左运动
向左偏转
5
向右运动
向右偏转
【解释】
(1)比较1、2、3次实验,可以得出感应电流产生的条件是:___________电路的一部分导体在磁场中做___________运动;
(2)比较___________两次实验可知,感应电流的方向与磁场方向有关;
【交流】
(1)若将磁铁“上S下N”放置,保持直导体AB不动,而将磁铁向右运动,则电流表的指针向___________偏转;
(2)地球是一个巨大的磁体,你认为“摇绳发电”沿___________(选填“东西”或“南北”)方向站立最好;
(3)将图甲中的电流表换成___________,可以探究磁场对电流的作用。
【答案】 铜棒 闭合 切割磁感线 2、4/3、5 左 东西 电源
【详解】(1)[1]探究磁生电时,导体需为导体材料,因为铁棒会被磁铁吸引,影响实验,故选用铜棒。
(1)[2][3]第1次实验中导体上下运动,未切割磁感线,无电流;第2、3次实验中导体左右运动(切割磁感线),有电流,且电路闭合,故感应电流产生的条件:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
(2)[4]探究电流方向与磁场方向的关系,需控制导体运动方向相同,改变磁场方向。第2次(上N下S,向左运动,指针右偏)和第4次(上S下N,向左运动,指针左偏),符合控制变量,故比较2、4(或3、5)两次实验。
(1)[5]磁铁向右运动,相当于导体相对于磁铁向左运动,磁场方向为上S下N,与第4次实验条件相同(导体向左运动,上S下N),故指针向左偏转。
(2)[6]地磁场的磁感线沿南北方向分布,摇绳时,电线需切割磁感线才能产生电流;东西方向站立,摇动电线时,电线运动方向与磁感线方向(南北)垂直,切割磁感线更充分,故最好沿东西方向站立。
(3)[7]探究磁场对电流的作用,需要有电流通过导体,故需将电流表换成电源,提供电能。
13.(2026·山西长治·一模)在“探究导体在磁场中运动时,产生感应电流的条件”的实验中,小实用绝缘细线将矩形线框悬挂起来,使它的底边AB水平置于蹄形磁体的磁场中,并把线框的两端用导线与灵敏电流计、开关连接起来,如下图所示。他闭合开关后,进行了多次实验,观察并记录灵敏电流计的指针偏转情况如下表所示。
实验序号
磁感线的方向
导体AB的运动情况
灵敏电流计指针的偏转情况
1
竖直向下
竖直上下运动
不偏转
2
水平左右运动
偏转
3
斜向左右运动
偏转
(1)根据实验现象可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做___________运动时,导体中会产生感应电流。
(2)从能量角度分析,AB在磁场中运动产生感应电流,是将___________能转化为电能的过程。
(3)小实在实验过程中还发现:AB向右运动时,灵敏电流计的指针向左偏转;AB向左运动时,灵敏电流计的指针向右偏转。由此可知:感应电流的方向与__________有关;
(4)小实接下来想要探究感应电流的方向和磁场方向之间的关系,他应该保持AB运动方向不变,仅将磁体__________,观察并记录灵敏电流计指针的偏转情况。
(5)下列实例中,利用电磁感应原理的是: (填选项)。
A.动圈式话筒 B.动圈式扬声器
【答案】(1)切割磁感线
(2)机械
(3)导体切割磁感线的方向
(4)N、S极方向对换
(5)A
【详解】(1)表格中导体竖直上下运动时电流表指针不偏转,水平左右、斜向左右运动时指针偏转,由此可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中产生感应电流。
(2)导体AB在磁场中做切割磁感线运动时,通过电磁感应现象,将机械能转化为电路中的电能。
(3)当导体AB的运动方向发生变化时,电流计指针的偏转方向发生变化,即电流的方向发生了改变,由此可知,感应电流方向与导体切割磁感线的方向有关。
(4)探究感应电流方向与磁场方向的关系时,需控制导体运动方向不变,仅改变磁场方向,即将磁体N、S极方向对换,观察并记录灵敏电流计指针的偏转情况。
(5)动圈式话筒工作时,声音振动带动线圈在磁场中切割磁感线,产生感应电流,利用的是电磁感应原理;动圈式扬声器工作时,通电线圈在磁场中受力振动,利用的是磁场对电流的作用。故A符合题意。
14.(2026·山东·一模)如图所示,是宁宁“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。
(1)闭合开关后,铜棒ab在上图虚线区域内沿___________(选填“上下”或“左右”)方向运动时,电流表指针发生偏转。
(2)该实验演示的是___________现象,利用这一原理可以制成___________(选填“电动机”或“发电机”)。
(3)为使电流表指针偏转角度更大便于观察,请说出可采取的一种措施___________。
(4)如图甲表示的是交流发电机原理示意图,乙图是交流发电机截面图(沿垂直纸面方向看),闭合电路的线圈部分在两极间的运动情形。图中小圆圈代表导体棒的横截面,运动过程中给出了线圈在水平和竖直两个位置。图中的箭头表示线圈此时在该位置上的运动方向。会产生感应电流的是位置___________(选填“水平或竖直”),线圈靠惯性运动时,闭合开关,线圈停止运动的___________(选填“快或慢”)。
(5)若把图甲中的小灯泡换成___________就变为电动机模型。其中,线圈在磁场中受力方向与___________和___________有关。
【答案】(1)左右
(2) 电磁感应 发电机
(3)增大导体切割磁感线的速度/增强磁场
(4) 水平 快
(5) 电源 电流方向 磁场方向
【详解】(1)产生感应电流的条件是“闭合电路的部分导体切割磁感线”。图中磁场方向为竖直方向,因此铜棒ab沿左右方向运动时,会切割磁感线,电流表指针偏转。
(2)[1][2]该实验演示的是闭合电路的部分导体切割磁感线产生电流的现象,是电磁感应现象。发电机就是利用这个原理制成的。
(3)感应电流的大小与导体切割磁感线的速度、磁场强弱等有关。为使电流表指针偏转角度更大,可以增大导体切割磁感线的速度或增强磁场。
(4)[1]水平位置时,线圈运动会切割磁感线,产生感应电流;竖直位置时,线圈运动方向与磁感线平行,不切割磁感线,无感应电流。故会产生感应电流的是水平位置。
[2]线圈靠惯性运动时,闭合开关会产生感应电流,同时受到磁场的阻力,因此线圈停止运动的速度更快。
(5)[1]电动机是利用“通电导体在磁场中受力运动”的原理,需将小灯泡换成电源提供电能。
[2][3]根据通电导体在磁场中受力运动的实验可知,线圈在磁场中受力方向与电流方向和磁场方向有关。
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