3.3-3.4 电动机和发电机专题-2025-2026学年浙教版八年级科学下册

**基本信息** 聚焦电动机与发电机核心原理，通过定则应用、实验探究和实际案例构建"原理-装置-应用"三维训练体系，强化科学思维与探究实践能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |磁场对通电导体的作用|5题|左手定则判定受力方向；控制变量法分析影响因素|从通电导体受力现象→左手定则（方法）→影响因素探究（深化）| |电动机|5题|换向器作用分析；转速影响因素控制|构造（电刷/换向器）→原理（通电线圈转动）→应用（转速调节）| |电磁感应|5题|右手定则判定感应电流方向；产生条件实验验证|电磁感应现象→产生条件（闭合/切割）→右手定则（方法）→能量转化| |发电机及应用|8题|发电机与电动机结构对比；动圈式话筒/扬声器原理辨析|电磁感应原理→发电机构造→交流电特点→实际应用（话筒/扬声器）|

3.3-3.4 电动机和发电机 知识点一：磁场对通电导体的作用 1.通电导体在磁场里，会受到力的作用。 2.通电导体在磁场里，受力方向与电流方向和磁场方向有关。 3，左手定则（拓展）： ①伸开左手，拇指与四指垂直。 ②让磁感线垂直穿过手心。 ③四指指向电流方向。 ④那么拇指所指方向就是导体运动方向。 考点1：磁场对通电导线的作用 1．（2024春•东阳市期末）用如图所示的实验装置探究“磁场对通电直导线的作用”。闭合开关S0，原本静止的轻质硬直导线AB水平向右运动。若要使AB水平向左运动，下列措施中可行的是（　　） A．换用磁性更强的蹄形磁体 B．将蹄形磁体的N、S极对调 C．将滑动变阻器的滑片P向右移动 D．将硬直导线的A、B两端对调 【答案】B 【解答】解： A、换用磁性更强的蹄形磁体，不会改变运动方向，故A错误； B、将蹄形磁体的N、S极对调，只改变一个影响因素（磁场方向），受力运动方向改变，运动方向改变，故B正确； C、将滑动变阻器的滑片P向右移动，电阻增大，电路中的电流减小，导线的运动速度减小，不会改变运动方向，故C错误； D、将A、B两端对调，电流方向不改变，受力运动方向不改变，故D错误。 故选：B。 2．（2024春•上虞区期末）今年5月，我国第三艘航母福建舰顺利完成首次航行试验。该航母将采用自行研制的电磁弹射器，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接（如图所示），并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，舰载机受到强大的推力而快速起飞。电磁弹射器的工作原理与下列实验原理一致的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解答】解：由题意可知，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通过强电流时，即可受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动。 A、图中是探究影响电磁铁磁性大小因素的实验，电磁铁的工作原理是电流的磁效应，故A错误； B、图中有电源，通电导体棒在磁场中受力而运动，即与电磁弹射器工作原理相同，故B正确； C、图中没有电源，闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，为电磁感应实验，故C错误； D、该实验为奥斯特实验，说明了电流周围存在着磁场，故D错误。 故选：B。 3．（2024•宁波模拟）电流表是电学实验中的重要仪器，如图所示是电流表的内部结构简图，将线圈置于两磁极之间，线圈上固定有一指针，有电流通过线圈时，线圈会带动指针一起偏转，线圈中的电流越大，指针偏转角度越大。则下列实验与电流表的工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解答】解：通过电流表的内部构造显示电流表的制成原理：通电线圈在磁场中受力而转动，电流表工作过程中，电能转化为机械能； A、发电机的工作原理是电磁感应现象，故A错误； BC、说明通电导线周围有磁场，故B、C错误； D、电动机其工作原理是通电导体在磁场中受力运动，故D正确。 故选：D。 4．（2025春•余姚市月考）学习了电磁知识后，小柯了解到相互靠近的通电导线之间会产生相互作用力。那么这个力的大小和方向与哪些因素有关呢？他将两根导线（可伸长）平行放置后固定（如图1（甲）所示），然后依次通上如图乙、丙、丁所示的电流，通过反复实验证实了他的猜想。请回答： （1）分析图1 　 　 （选填“甲”、“乙”、“丙”、“丁”），可知通电导线之间作用力大小与电流大小有关。 （2）得到通电导线之间的相互作用力的方向与电流方向有关的结论，你的依据是 　 　 。 （3）如图2所示，将一柔软的导线弯成星形，并将其置于光滑水平桌面上，然后将开关S闭合，则该星形回路将 　 　 。（填字母） A.不会变形 B.会变形，所围面积减小 C.会变形，所围面积增大 D.会变形，所围总面积不变 【答案】（1）丙、丁；（2）图乙中两根导线中的电流方向相同，而两根导线向中间靠拢，说明两根导线相互吸引；图丙中两根导线中的电流方向相反，而两根导线向两侧排斥；（3）C。 【解答】解：（1）对比丙、丁两图，丁中电流为3安，丙中电流为2安，丁中电流大于丙中电流，而且丁中两根导线两侧排斥使得导线的形变程度比丙大，说明相互之间的作用大。由此可知，通电导线之间作用力大小与电流大小有关。 （2）图乙中两根导线中的电流方向相同，而两根导线向中间靠拢，说明两根导线相互吸引；图丙中两根导线中的电流方向相反，而两根导线向两侧排斥，由此可知，通电导线之间作用力方向与电流方向有关。 （3）由题意知，当电流通过导线时，会产生电磁场，而导体在磁场中受力的方向与电流的方向有关，当开关闭合后，此时角上相邻靠近的两条导线电流方向相反，所以受力方向也相反，它们相互排斥，故所围面积会增大，故C正确。 故答案是：（1）丙、丁；（2）图乙中两根导线中的电流方向相同，而两根导线向中间靠拢，说明两根导线相互吸引；图丙中两根导线中的电流方向相反，而两根导线向两侧排斥；（3）C。 5．（2025春•绍兴期中）小金在学习了磁场对通电导体有力的作用后，进一步查阅资料，了解到当电流与磁场方向垂直时，磁场对通电导体的作用力大小与磁场强度、导体在磁场中的长度以及导体中的电流强度有关。他设计了如图所示的装置，实验步骤如下： ①将一根导体棒用两根细线悬挂在铁架台上，将一蹄形磁铁竖直固定在铁架台上，并让导体棒与下方的蹄形磁铁磁极间的磁场方向垂直； ②给导体两端加电压U1，闭合电路，观察悬线偏转的角度α1； ③给导体两端加电压U2，且U2＞U1，闭合电路，观察悬线偏转的角度α2； ④　 　 ，即可知道磁场给通电导体的作用力与电流是否有关； （1）将实验步骤④补充完整； 　 　 ； （2）小金探究的科学问题是 　 　 ； （3）小李也利用该装置探究与小金相同的问题，但两次实验中给导体棒所通电流方向均与小金的相反，比较小金和小李的做法你认为 　 　 （填字母）； A．都可以 B．小金更好 C．小李更好 （4）小金想进一步探究磁场对通电导体的作用力大小与导体在磁场中的长度是否有关，于是他更换了另一根较长的导体棒去实验，这样操作 　 　 （填“可行”或“不可行”），理由是 　 　 。 【答案】（1）比较α1、α2的大小；（2）当电流与磁场方向垂直时，磁场对通电导体的作用力大小与导体中的电流强度是否有关；（3）B；（4）不可行；在实验中，如果导体棒的长度改变了，则其电阻也会随之改变，电路中的电流会发生变化，这样不符合控制变量法的要求。 【解答】解：（1）由题意可知，当电路中电压越大时，导体中电流越大，通过比较悬线偏转的角度大小可以知道磁场给通电导体的作用力与电流是否有关。 （2）由实验步骤可知，当电路中电压越大时，导体中的电流越大，悬线偏转的角度大小越大，探究当电流与磁场方向垂直时，磁场对通电导体的作用力大小与导体中的电流强度是否有关。 （3）在实验中，为了准确反映导体棒受力情况与电流大小的关系，应使电流方向一致，且为了好观察和比较，最好使导体棒向蹄形磁体的外部偏转，故小金的方法更好一些，故选B。 （4）在实验中，如果导体棒的长度改变了，则其电阻也会随之改变，电路中的电流会发生变化，这样不符合控制变量法的要求，因此，这样改变自变量的方法是不可行的。 故答案为：（1）比较α1、α2的大小；（2）当电流与磁场方向垂直时，磁场对通电导体的作用力大小与导体中的电流强度是否有关；（3）B；（4）不可行；在实验中，如果导体棒的长度改变了，则其电阻也会随之改变，电路中的电流会发生变化，这样不符合控制变量法的要求。 知识点二：电动机 （1）基本结构：转子（线圈）、定子（磁体）、电刷、换向器 电刷的作用：与半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。 换向器的作用：使线圈一转过平衡位置就改变线圈中的电流方向。 （2）原理：通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的。 ①通电线圈在磁场中的受力大小跟电流（电流越大，受力越大）有关。 ②通电线圈在磁场中的受力大小跟磁场的强弱（磁性越强，受力越大）有关。 ③通电线圈在磁场中的受力大小跟线圈的匝数（匝数越大，受力越大）有关。 （3）直流电动机的工作原理： ①甲：电流方向和力的方向如图所示，线圈顺时针转动。 ②乙：线圈转到平衡位置时，两电刷恰好接触两半环间的绝缘部分；线圈由于惯性继续转动， 转过平衡位置后，电流改变方向。 ③丙：ab 和 cd 的电流方向与图甲相反，受力方向也相反，线圈仍顺时针转动。 ④丁：线圈又转到平衡位置，换向器又自动改变电流方向。 （4）应用：①直流电动机：电动玩具、录音机、小型电器等 ②交流电动机：电风扇、洗衣机、家用电器等。 （5）特点：结构简单、控制方便、体积小、效率高。 考点2：直流电动机的原理 6．（2024春•嵊州市期末）如图所示为直流电动机工作原理图，下列分析正确的是（　　） A．电动机通电后不转，一定是电路断路 B．电动机没有换向器也可实现持续转动 C．对调磁体的磁极，可以增大电动机的转速 D．改变磁场方向，可以改变线圈转动的方向 【答案】D 【解答】解：A、电动机通电后不转，可能是电路断路，故A错误； B、电动机没有换向器不能实现持续转动，故B错误； C、对调磁体的磁极，可以改变电动机的转动方向，不可以增大电动机的转速，故C错误； D、改变磁场方向，可以改变线圈转动的方向，故D正确。 故选：D。 7．（2024春•金东区期末）用螺丝钉、电池、导线和纽扣状磁铁，可以做成一个最简单的电动机。如图所示，螺丝钉的尾端吸着纽扣磁铁一极，尖端吸在电池的正极上，然后将导线的一端接到电池负极，另一端搭在纽扣磁铁边缘，螺丝钉就开始旋转。下列叙述正确的是（　　） A．该电动机工作时将机械能转化为电能 B．若仅将纽扣磁铁上下翻转，螺丝钉旋转方向不变 C．若仅改变电源正负极方向，螺丝钉旋转方向不变 D．若换成电压更大的电池，螺丝钉转动速度会加快 【答案】D 【解答】解：A、通电导体在磁场中受力转动时，将电能转化为机械能，故A错误； BC、通电导体在磁场中转动的方向与磁场方向和导体中的电流方向有关，改变任何一个条件，导体运动方向改变；改变螺丝钉中的电流方向或磁场方向，螺丝钉会反向转动，故BC错误； D、电动机中通电线圈受力大小与电流大小和磁场强度有关，若换成电压更大的电池，线圈中的电流增大，线圈转动速度加快，故D正确。 故选：D。 8．（2025春•瑞安市校级期中）根据装配直流电动机模型实验，回答下列问题。 （1）电动机原理如图（a）所示，电动机工作时，能够使线圈平稳、连续不停地转动下去，虚线框中应安装　 　 及电刷来实现； （2）小瑞将直流电动机模型接入电路，闭合开关后，发现电动机不工作。他用手轻轻地碰了一下线圈后，直流电动机模型开始转动。之前电动机不转动的原因可能是　 　 ； （3）小瑞将如图（a）所示的直流电动机模型改装成如图（b）所示，线圈转动方向将　 　 （选填“改变”或“不变”）。 【答案】（1）换向器；（2）线圈在平衡位置；（3）不变。 【解答】解：（1）在直流电动机中，换向器和电刷的作用是当线圈刚转过平衡位置时，自动改变线圈中的电流方向，使线圈能够平稳、连续不停地转动下去。 （2）当线圈处于平衡位置时，线圈受到的磁场力形成一对平衡力，此时电动机不会转动。用手轻轻碰一下线圈，使线圈偏离平衡位置，电动机就能转动起来。 （3）图（b）中在电动机模型两侧增加了螺线管、添加了换向器，螺线管通电后会产生磁场，磁场方向不变，电流方向改变，转过平衡位置后受力方向变化，线圈转动方向不变。 故答案为：（1）换向器；（2）线圈在平衡位置；（3）不变。 9．（2025春•下城区期中）项目学习小组实验发现，装在筒内的电动机带动风叶转动时，电动机转动方向改变，气流方向也改变，如图甲所示。于是想利用带风叶的电动机制作一款“书桌神器”：既能收集书桌上的小纸屑，又能吹风纳凉。他们制定的产品评价表如下。 评价指标 评价等级 优秀 合格 待改进 指标一 能吸纸屑、吹风且风速可调 能吸纸屑、吹风，风速不可调 只能吸纸屑或只能吹风 指标二 吸纸屑后，吹风时无纸屑吹出 吸纸屑后，吹风时有部分纸屑吹出 吸纸屑后，吹风时全部纸屑吹出 小组同学设计如图乙电路，利用带风叶的电动机、电池、旋钮式电阻等材料制作模型，其工作原理示意图如图丙。 （1）图乙中，通过切换开关S，可以改变电动机转向的原因是　 　 。 （2）将开关S与“1”连接，旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时，电动机转速如何变化？　 　 。 （3）对模型测试时，其“指标一”为优秀。请结合评价量表，分析该模型的“指标上”所处的评价等级　 　 （“优秀”“合格”“待改进”）。 【答案】（1）改变通过电动机电流的方向；（2）变慢；（3）合格。 【解答】解：（1）由图乙可知，开关S与“1”连接时，电流从电动机的上方流入，开关S与“2”连接时，电流从电动机的下方流入，即切换开关S后，通过电动机电流的方向发生改变，因此电动机转向改变的原因是改变通过电动机电流的方向； （2）他图乙可知，将开关S与“1”连接，旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时，变阻器接入电路的电阻变大，由欧姆定律可知，此时通过电动机的电流变小，电动机的转速变慢； （3）由图丙可知，吸纸屑时收集盒右侧的阀门打开，从而将纸屑吸入收集盒，同时也有一部分纸屑被吸到隔板下面，吹风时，收集盒右侧的阀门关闭，收集盒内的纸屑不会被吹出，但隔板下面的纸屑会被吹出，结合表中的指标二可知，吸纸屑后，吹风时有部分纸屑被吹出，因此该模型的“指标二”评价等级为合格。 故答案为：（1）改变通过电动机电流的方向；（2）变慢；（3）合格。 10．（2025春•浦江县校级月考）如图甲，我国研制的大客机C919于5月5日首飞成功。 C919机舱内覆有一层高孔率“超细航空级玻璃棉”，能很好地保温与吸收噪音，其单丝纤维直径只有3～5μm；1m3的质量为5kg。机舱内先进的“呼吸系统”，使飞机在气压只有2.5×104Pa左右的万米高空时，能将机外﹣50℃以下的冷空气不断压缩；导致送入舱内的空气温度达到50℃以上，同时系统依靠传感器的自动控制，使舱内气压和温度达到舒适值。 （1）图所示实验中，能反映电动机工作原理的是 　 　 ； A． B． C． D． （2）如图乙是模拟空调温控装置原理的简化电路，电源电压为6V，R1为电阻箱，L为阻值不计的线圈，R2是热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，当控制电路中的电流大于等于某一值时，接通受控电路使空调工作； ①若将R1的阻值适当减小，则受控电路将在比设定温度 　 　 （选填“高”或“低”）的温度下被接通； ②当电阻R1调到1kΩ时，能接通受控电路。已知热敏电阻的电流随电压变化的I﹣U图像如图丙，则此时控制电路中的电流为 　 　 A； （3）飞机利用测距传感器来判断离地高度。若某测距传感器的阻值R1与离地高度h的关系如图a所示，如图b所示的检测电路，电源电压恒定，要使高度表（实质是电流表或电压表）的示数能随飞行高度的增大而增大，则此高度表应安装在　 　 （选填“1”、“2”或“3”）位置，该高度表示数刻度　 　（选填“均匀”或“不均匀”）。 【答案】（1）A；（2）①低；②0.002；（3）3；不均匀。 【解答】解：（1）A．图中有电源，闭合开关后，导线会在磁场中运动起来，能反映电动机工作原理，故A符合题意； B．图为探究电磁感应实验装置图，说明闭合电路部分导体切割磁感线时会产生感应电流，故B不符合题意； C．图中是电磁继电器，利用的是电流的磁效应，故C不符合题意； D．图中转动风扇叶，小灯泡发光，这是发电现象，反映发电机的工作原理，故D不符合题意。 故选A。 （2）若将R1的阻值适当减小，这时R2的大小不变，根据知道，电路中的电流变大，当控制电路中的电流大于等于某一值时，接通受控电路使空调工作，由于热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，这时R2对应的温度较低，即受控电路将在比设定温度低的温度下被接通。 由图丙知道，热敏电阻的电压是4V时，此时电路中电流是2mA，电阻R1阻值是1kΩ，那么电阻R1的电压是U1＝1000Ω×0.002A＝2V 两电阻的电压之和等于电源电压，符合题意，所以此时控制电路中的电流为0.002A。 （3）由题意知道，高度表的示数能随飞行高度的增大而增大。当飞行高度增大时，电阻R1的大小也在变大，从图b可以看到，不可能是安装在2位置，因其串联在电路中，这是放电流表的，电流在变小；也不是在1位置，因为高度增加时流过R0的电流在变小，R0的电压也在变小；应该是3位置，电阻R1的电压在变大，所以将电压表安装在3位置。 从图a可以看到，设R1＝kh+R'，R1的电压是U1，电源电压是U，由欧姆定律知道 R1的电压U1与飞机飞行高度h的函数关系式不是正比例关系，可知该高度表示数刻度是不均匀的。 故答案为：（1）A；（2）低；0.002；（3）3；不均匀。 知识点三：电磁感应现象 1. 产生电磁感应现象的条件和规律 【分析与论证】：从该实验中归纳出产生感应电流的条件是什么？ 1、 做切割磁感线运动 2、 闭合电路的一部分导体 【实验结论】：大量的实验表明：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。 2. 电磁感应现象 （1） 电磁感应 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。 （2） 感应电流 电磁感应产生的电流就叫感应电流。 （3） 感应电压 如果电路不闭合，当导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中不会产生感应电流。 但在导体两端会有感应电压。 （4） 电流中感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁场方向有关。 3.感应电流方向的判定定则：右手定则（拓展） ① 伸开右手，拇指与四指垂直。 ② 让磁感线垂直穿过手心。 ③ 拇指所指方向就是导体切割磁感线运动方向。 ④ 那么四指所指的方向就是感应电流的方向。 4. 电磁感应现象的能量转化：把机械能转化为电能。 考点3：电磁感应 11．（2024秋•余姚市月考）如图所示的充电鞋垫，利用脚跟起落驱动磁性转子旋转，线中就会产生电流，从而能给鞋垫上的电池充电。下图中与充电鞋垫的工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解答】解：利用脚跟起落驱动磁性转子旋转，线圈中就会产生电流，从而能给鞋垫上的电池充电，是根据电磁感应现象制成的。 A、如图是奥斯特实验，反映通电导体周围存在磁场，是电流的磁效应。故A错误。 B、如图是闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动，导体中有感应电流产生，这是电磁感应，就是发电机的原理。故B正确。 C、如图是电磁铁，电磁铁通电后具有磁性吸引曲别针，是电流的磁效应。故C错误。 D、如图是通电导线磁场中运动，是根据通电导体在磁场中受到力的作用，是电动机的原理。故D错误。 故选：B。 12．（2024•椒江区一模）手机无线充电日益普及，其原理如图所示，当交流电通过充电板内的送电线圈时，送电线圈周围产生磁场，手机放在充电板上就能充电。下列示意图中，能表示受电线圈内产生感应电流的原理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解答】解：智能手机放在无线充电板上时，受电线圈靠近该磁场时就会产生感应电流，给智能手机充电，这是利用电磁感应原理工作的； A、图中没有电源，有个灵敏电流计，是电磁感应原理（发电机原理），与无线充电工作原理相同，故A符合题意； B、图中有电源，原理是通电导体在磁场中受力转动（电动机原理），故B不符合题意； C、图中是奥斯特实验，是电流的磁效应，说明通电导体周围存在磁场，故C不符合题意； D、图中是研究电磁铁磁性强弱的影响因素，是电流的磁效应，故D不符合题意。 故选：A。 13．（2025春•长兴县校级月考）如图所示，ab是放在U形磁铁中央的一段导体，且被两根细线悬挂着，ab两端连接着导线，在虚线框中接入元件甲可探究电磁感应现象，接入元件乙可探究磁场对电流的作用，则甲乙（　　） A．都是电流表 B．分别为电源和电流表 C．都是电源 D．分别为电流表和电源 【答案】D 【解答】解：探究电磁感应现象时，电路中没有电源，判断是否产生了电流需要安装灵敏电流表，所以元件甲为电流表。 探究磁场对电流的作用时，需要电路中有电流，所以需要电源提供电流，所以元件乙为电源。 由此可知，只有D正确。 故选：D。 14．（2025春•诸暨市期中）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，得到感应电压大小和线圈匝数关系如丙所示。 【项目评价】 节能夜跑灯产品性能评价量表（节选） 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）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，这是利用 　 　 原理； （2）如图丁，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）若LED灯正常发光需要的电压为18V、根据表中数据分析，在其他条件不变的情况下，小组同学至少要绕制 　 　 匝的线圈； （4）根据评价表，小科设计的夜跑灯“发光情况”一项评分为1分。请在图戊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；B位置摆动幅度大，磁体切割磁感线数量更多，产生的电流越强，越容易发光；（3）5000；（4）。 【解答】解：（1）根据题意节能夜跑灯，将日常跑步产生的机械能转化为电能，利用的是发电机原理，即电磁感应现象。 （2）为使节能夜跑灯跑步时自动发光，将其佩戴在B位置，因为B位置摆动幅度大，磁体切割磁感线数量更多，产生的感应电流越强，越容易发光。 （3）有表格数据分析可知，当线圈匝数为50，感应电压为0.18V；当线圈匝数为100，感应电压为0.36V，可得感应电压与线圈匝数成正比，则， 可得线圈的匝数为n＝5000。 （4）由于LED具有单向导电性，切割方向发生改变，电流发生改变，两盏LED灯交替发光，则可设计电路如下图所示： 考点4：电磁感应实验探究 15．（2025春•杭州校级期中）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 【答案】（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。 【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。 16．（2025春•南湖区校级期中）如图是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，金属圆盘可以看成是由无数根长度等于圆盘半径的导线组成的，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能影响感应电流大小： 猜想2：磁场强弱能影响感应电流的大小； 猜想3：　 　 能影响感应电流的大小。 【实验研究】 验证猜想1：当圆盘转速增大时，电流表指针偏转增大。 验证猜想2：保持圆盘转速不变，换用 　 　 ，发现电流表指针偏转更大。 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更大。 【实验结果】根据验证猜想1的实验结果，分析可以得出结论：　 　 。 【答案】切割磁感线的导体长度；磁场强度更大的磁体；感应电流大小与切割磁感线的速度有关，速度越大，感应电流越大。 【解答】解：由于切割磁感线的导体长度也可能会影响感应电流的大小，故填：切割磁感线的导体长度。 由猜想二可知，磁场强弱能影响感应电流的大小，则换用磁场强度更大的磁体，感应电流将变大，电流表指针偏转角度更大。 由猜想一的结果可知，感应电流大小与切割磁感线的速度有关，速度越大，感应电流越大，所以可以得出结论是感应电流大小与切割磁感线的速度有关，速度越大，感应电流越大。 故答案为：切割磁感线的导体长度；磁场强度更大的磁体；感应电流大小与切割磁感线的速度有关，速度越大，感应电流越大。 故答案为：切割磁感线的导体长度；磁场强度更大的磁体；感应电流大小与切割磁感线的速度有关，速度越大，感应电流越大。 17．（2024春•吴兴区期末）某同学用图甲中实验装置探究“产生电磁感应现象的条件和规律”，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。实验记录如下表所示。 实验次数 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 水平向右 向左偏转 电流从左侧接线柱流入 （1）由实验次数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）由实验次数3、4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。 （3）图乙中的“〇”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，箭头表示导体在那个位置上的运动方向。则灵敏电流计的指针不偏转的位置是 　 。 A.Ⅰ B.Ⅱ C.Ⅲ D.Ⅳ （4）图丙为发电机的示意图，其原理与图甲所示原理相同。图中时刻线圈水平，箭头为线圈旋转方向，根据上面表格中的信息可知此时ab边中的电流情况是 　 　。 A.无电流 B.电流方向由a向b C.电流方向由b向a 【答案】（1）不会；（2）右；（3）A；（4）C。 【解答】解：（1）竖直向下，由实验次数1、2可知，闭合开关，灵敏电流计指针不偏转，说明没有电流产生，故导体AB竖直运动不会产生感应电流。 （2）由实验次数3、4可推测，如果固定导体AB，水平向右移动磁体，根据运动的相对性，相当于导体向左运动，故灵敏电流计的指针向右偏转。 （3）磁体外部磁感线的方向从N极到S极，则灵敏电流计的指针不偏转的位置是导体运动方向平行于磁感线，即图中Ⅰ位置，故选A。 （4）磁体外部磁感线的方向从N极到S极，将丙图顺时针旋转90度，与甲图类似，ab向左运动，故此时电流方向外部是从a到b，导体中是从b到a。 故答案为：（1）不会；（2）右；（3）A；（4）C。 18．（2024春•拱墅区期末）如图甲所示为发光二极管（LED）及其符号，它具有单向导电性，当电流从“+”极流入时会发光，当电流从“﹣”极流入时不会发光。小乐利用两个相同的发光二极管设计了如图乙所示装置来研究“感应电流的方向与哪些因素有关”其实验步骤及现象如表所示： 实验步骤 实验现象 ① 条形磁铁水平放置在玻璃管左侧，S极向右快速插入玻璃管 A发光，B不发光 ② 将插入玻璃管中的条形磁铁，快速向左拉出 A不发光，B发光 ③ 条形磁铁水平放置在玻璃管左侧，　N　，极向右快速插入玻璃管 A不发光，B发光 （1）实验中，将两个相同的发光二极管反向并联的目的是 　 　。 （2）根据①②可得出：感应电流的方向与 　 　有关。 （3）若根据①③可得出：感应电流的方向与磁场方向有关。补全③的实验步骤。 （4）分析实验结果，通电螺线管产生的磁场对条形磁体的运动会产生 　 　（选填“推动”或“阻碍”）作用。 【答案】（1）判断感应电流的方向；（2）感应电流的方向与磁场的方向有关；（3）N；（4）阻碍。 【解答】解：（1）LED灯具有单向导电性，实验中选用LED灯是为了判断感应电流的方向； （2）由①②可知，条形磁铁先是S极向右快速插入玻璃管，然后快速向左拉出，导体切割磁感线的方向不同，产生的感应电流方向不同，可以得出：感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关； （3）若想要证明“感应电流的方向与磁场方向有关”，在做了上述操作①后，还应该补做的实验操作是条形磁铁水平放置在玻璃管左侧，N极向右快速插入玻璃管，观察两灯的发光情况； （4）通电螺线管产生的磁场方向和外界磁场的变化是相反，通电螺线管产生的磁场对条形磁体的运动产生阻碍作用。 19．（2025春•台州校级期中）小金对手机无线充电的原理感到好奇。查阅资料得知：充电时充电器内的发射线圈产生磁场，手机内的接收线圈会产生感应电流给电池充电，结构如图甲。学过电磁感应原理的小科提出质疑：手机和充电器在充电过程中都不动，并没有做切割磁感线运动，为何会产生感应电流？对此，他设计了图乙实验进行验证。（P线圈代表接收线圈，Q线圈代表发射线圈） （1）闭合开关后灵敏电流计指针并没有发生偏转，于是小金将滑片向左移。他的这一操作是基于什么猜想？　 　 ； （2）他将滑片向左移后，仍未观察到指针偏转，但在断开开关、闭合开关、移动滑片时灵敏电流计指针均有明显偏转。请教老师后得知当闭合电路围成的平面内，磁感线数量发生改变时，电路中能产生感应电流。请根据上述事实分析，在该实验中若导体ab上下运动时（图丙），则闭合电路中不产生感应电流的原因是：导体ab上下运动时，　 　 ； （3）小金发现不同情况下灵敏电流计指针偏转方向不同。他猜测与Q线圈中的电流方向改变有关，于是进行实验并记录现象。实验结束后，小科分析自己原先的猜想是不正确，理由就是：从表格中的 　 　 两次实验可知，Q线圈中的电流方向改变，其他条件不变，灵敏电流计指针偏转方向不改变，说明感应电流方向与Q线圈中的电流方向无关。 实验次数 开关及滑动变阻器状态 灵敏电流计指针偏转方向 1 开关由断开变为闭合 向左 2 开关由闭合变为断开 向右 3 开关闭合时，滑片向左移动 向左 4 开关闭合时，滑片向右移动 向右 5 开关闭合后，滑片不移动 不偏转 6 改变电源正负极，闭合开关，滑片向左移动 向左 7 改变电源正负极，闭合开关，滑片向右移动 向右 【答案】（1）Q线圈周围的磁场越强，P线圈中的感应电流越大； （2）该闭合电路内磁感线数量未发生改变，所以不产生感应电流； （3）3、6（或4、7）。 【解答】解：（1）闭合开关后灵敏电流计指针并没有发生偏转，可能是P线圈周围的磁场不够强，也就是Q线圈产生的磁场太弱，而电流周围磁场的强弱与电流大小有关，因而他将滑片向左移动，变阻器连入电路的电阻变小，电路的电流变大，即通过Q线圈的电流变大，使Q线圈周围的磁场更强，则他基于的猜想是：Q线圈周围的磁场越强，P线圈中的感应电流越大。 （2）当闭合电路围成的平面内，磁感线数量发生改变时，电路中就能产生感应电流。根据上述事实，实验中导体ab上下运动时，该闭合电路内磁感线数量未发生改变，所以不产生感应电流。 （3）比较3、6或4、7可知，Q线圈中的电流方向改变，其他条件不变，灵敏电流计指针偏转方向不改变，说明感应电流方向与Q线圈中的电流方向无关。 故答案为：（1）Q线圈周围的磁场越强，P线圈中的感应电流越大； （2）该闭合电路内磁感线数量未发生改变，所以不产生感应电流； （3）3、6（或4、7）。 知识点四：发电机 1.构造：由磁体、线圈、滑环、电刷组成，与电动机相似，但没有电动机的换向器。 2.工作原理：发电机是根据电磁感应原理工作的，是机械能转化为电能的机器。 3.工作过程：在外力作用下，转子转动一周，切割磁感线的方向发生两次改变，电流的方向也随之发生两次改变，从而产生方向性呈周期性变化的交流电。 4.大型交流发电机主要由转子和定子两部分组成。一般采用线圈不动磁极旋转的发电机叫做旋转磁极式发电机。 5.直流电动机和交流发电机的区别 直流发电机 交流发电机 原理 通电线圈在磁场里受力转动的原理 电磁感应原理 构造 与电刷接触的是换向器 与电刷接触的是两个铜环 能量转化 电能→机械能 机械能→电能 在电路中的作用 用电器 电源 6.交流电和直流电： ①交流电：电流方向周期性变化的电流。我国家庭电路使用的是交流电。电压是 220 伏、 周期是 0.02 秒、频率是 50 赫、电流方向 1s改变 100 次。 周期（T）：完成一次周期性变化需要的时间 s。 频率（f）：1 秒内完成周期性变化的次数（赫兹）。 两者关系： ② 直流电：电流方向不变的电流。 考点5：发电机 20．（2024•西湖区三模）如图所示，甲、乙两个装置的线圈abcd、a′b′c'd′分别与电刷A、B、A′、B′紧密接触，两组电刷分别用导线按图示连接。用手拨动甲的线圈，使之沿顺时针方向转动，此时乙的线圈也会沿顺时针方向转动。下列说法正确的是（　　） A．该过程甲装置相当于电动机 B．该过程乙装置相当于发电机 C．若将甲装置中的两磁极对调，则乙装置线圈的转动方向会改变 D．若改成用导线将A与B′，B与A′连接，则乙装置线圈的转动方向不变 【答案】C 【解答】解：A、该过程中导体ab先运动，然后产生感应电流，甲装置相当于发电机，故A错误； B、该过程中导体a′b′在磁场中受力转动，故乙装置的工作原理为通电导体在磁场中受力运动，相当于电动机，故B错误； C、若将甲装置中的两磁极对调，则产生感应电流的方向发生改变，因此乙装置线圈的转动方向会改变，故C正确； D、若改成用导线将A与B′，B与A′连接，则通过乙装置线圈的电流方向发生改变，因此乙装置线圈的转动方向改变，故D错误。 故选：C。 21．如图所示的是交流发电机的工作原理图，线圈绕转轴逆时针转动，下列判断错误的是（　　） A．线圈在图甲位置时，电流表指针会偏离零刻度线 B．线圈在图乙位置时电流表指针偏转的方向与线圈在图丁位置时电流表指针偏转的方向相反 C．线圈转到图丙位置时，电流表指针指在零刻度线 D．线圈从图甲位置转到图乙位置时，线圈同时会受到磁场力的作用 【答案】A 【解答】解：A．线圈在图甲位置时，线圈没有做切割磁感线运动，线圈中不能产生感应电流，故A错误，符合题意； B．线圈在图乙位置时与线圈在图丁位置时切割磁感线的运动方向相反，则产生的感应电流方向相反，电流表指针偏转的方向相反，故B正确，不符合题意； C．线圈转到图丙位置时，线圈AB、CD边没有做切割磁感线运动，线圈中不能产生感应电流，电流表指针会指在零刻度线，故C正确，不符合题意； D．线圈从图甲位置转到图乙位置时，线圈做切割磁感线运动，线圈中感应电流，会受到磁场力的作用，故D正确，不符合题意。 故选：A。 22．（2025春•萧山区校级期中）同学们做实验的装置如图所示，闭合开关，先将导体ab水平向右移动，导体cd也随之运动起来，与该实验装置左侧运动原理相同的装置是（　　） A．电风扇 B．电磁起重机 C．扬声器 D．动圈式话筒 【答案】D 【解答】解：闭合开关，将导体ab水平向右移动，此时相当于闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，故导体中会有感应电流产生，是电磁感应现象，此时导体ab相当于电源；cd相当于放入磁场中的通电导体，故cd受力运动； A．电风扇主要部件是电动机，它是通电能转动的机器，即利用通电导线在磁场中受力运动，与该实验装置左侧运动原理不相同，故A不正确； B．电磁起重机是利用电流的磁效应的原理工作的，与该实验装置左侧运动原理不相同，故B不正确； C．扬声器，原理是利用通电导线在磁场中受力运动，与该实验装置左侧运动原理不相同，故C不正确； D．动圈式话筒是利用电磁感应现象的原理制成的，与该实验装置左侧运动原理相同，故D正确。 故选：D。 知识点四：动圈式话筒及扬声器的原理 1 .话筒 ① 结构：膜片、线圈、永久磁体 ②作用：把振动的声音变成变化的电流。 ③振动声音的运动在磁场中切割磁感线，这样线圈中就产生了变化的电流。 2 .扬声器 ①结构：永久磁体、音圈、纸盆 ②作用：把变化的电流转化成与之对应的振动的声音 ③ 原理：当交流音频电流通过扬声器的线圈(在扬声器中又叫做音圈)时,音圈中就产生了相应的磁场。 这个磁场与扬声器上自带的永磁体产生的磁场产生相互作用力.于是,这个力就使音圈在扬声器的自带永磁体的磁场中随着音频电流振动起来.而扬声器的振膜和音圈是连在一起的,所以振膜也振动起来.振动就产生了与原音频信号波形相同的声音。 考点6：动圈式话筒及扬声器 23．（2025春•金华校级月考）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S2，闭合开关S1，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．扬声器发电的原理与动圈式话筒工作的原理相同 B．扬声器发声的原理与发电机发电的原理相同 C．扬声器发声时，将机械能转化为电能 D．电流表指针左右摆动，是因为磁场方向发生变化 【答案】A 【解答】解：A．扬声器发电时，即敲击纸盆时，纸盆振动，带动线圈在磁场中做切割磁感线运动，从而产生感应电流，所以原理为电磁感应，和动圈式话筒的原理相同，故A正确； BC．扬声器发声时，即电流通过线圈时，线圈在磁场中受力运动，带动纸盆振动发声，从而将电能转化为机械能，与电动机的工作原理相同，但与发动机发电原理不同，故BC错误； 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：A。 24．（2025春•长兴县校级月考）小金所画的原理示意图如图甲，图示位置的电流　 　（填“大于”、“小于”或“等于”）线图转过90°后的电流；图乙是动圈式话筒示意图，图丙是扬声器示意图，原理与图甲相同的是 　 　 （填“乙”或“丙”）。 【答案】大于；乙。 【解答】解：小金所画的发电机的原理示意图如图甲，它的工作原理是电磁感应，图示位置的电流大于线圈转过90°后的电流，线圈在平衡时不会产生感应电流；图乙是动圈式话筒示意图，图丙是扬声器示意图，原理与图甲相同的是乙。扬声器是利用通电导体在磁场中受力的原理制成的。 故答案为：大于；乙。 25．（2025春•路桥区月考）近年来，广场舞成为城市中一道独特的风景线。我们经常能见到如图甲所示的广场舞扩音器，扩音器的结构一般由动圈式话筒和扬声器组成。 （1）如图乙所示，小柯在给扩音器充电时，将插头插入插座，发现无法充电；闭合开关，灯泡不亮：保持开关闭合，拔出插头，将测电笔分别插入插座两孔时，氖管均发光。若电路中只有一处故障，则故障可能是　 　 。 A．灯丝烧断 B．火线上保险丝烧断 C．零线上保险丝烧断 （2）图丙是使用扩音器唱歌时的原理示意图，扬声器线圈磁性越强，振动幅度越大。实际使用过程中，发现扬声器在最高音量下响度较小，下列对扬声器的改进方法符合要求的是　 　 。 A．减少线圈的匝数 B．换用磁性更强的永久磁体 C．增大芯片的输出电压 （3）人对话筒说话时，话筒中膜片振动产生感应电流，经芯片处理后输出，输出的电流使扬声器中线圈振动，发出声音。如图实验中最符合扩音器整体工作原理的是　 　 。 A．移动ab后，cd随之移动 B．闭合开关，金属棒移动 C．移动ab，电流表读数改变 【答案】（ 1 ） C；（2）B、C；（3）A。 【解答】解：（1）将插头插入插座，打开电视，电视不工作；闭合开关，灯泡不亮，说明电路中存在断路故障；若灯丝烧断，则电视机应该工作，故不可能是灯丝烧断； 保持开关闭合，拔出插头，将测电笔分别插入插座两孔时氖管均发光，插孔的左孔能使氖管发光，说明蓝色线是通的（即插孔的左孔通过灯泡、开关与火线相连，如图所示）；插孔的右孔能使氖管发光，说明红色线是通的（即火线是完好的），综上所述，电路故障是A点左侧的零线断路。 。 （2）线圈中的磁场越强，扬声器的响度越大，那么可以换用磁性更强的永久磁体，也可以增大芯片的输出电压从而增大电流，故选B、C。 （3）根据图片可知，用ab，则导体在磁场中做切割磁感线运动，此时会产生感应电流。产生的感应电流经过导体cd后，它在磁场中受力运动起来，相当于线圈振动发声，故选：A。 1．（2024•余姚市模拟）如图，某兴趣小组利用干电池、铜线框和磁铁制作一个“爱心”电动机，“爱心”能绕电池转动。下列家用电器与“爱心”电动机工作原理相同的是（　　） A．电饭锅 B．电风扇 C．手电筒 D．电视机 【答案】B 【解答】解：“爱心”电动机工作是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理来工作的。 A、电饭锅是利用电流的热效应来工作的，与电动机原理不同，故A不符合题意； B、电风扇是利用通电导体在磁场中受到力的作用来工作的，故B符合题意； C、手电筒工作时将电能转化为光能，是利用电流的热效应，与电动机原理不同，故C不符合题意； D、电视机工作时主要是把电能转化为光能和声能，与电动机原理不同，故D不符合题意。 故选：B。 2．（2024•越城区校级一模）新能源汽车因绿色低碳逐渐取代燃油汽车，电动汽车是常见的一种新能源汽车。电动机为电动汽车提供动力，其工作原理如图中的（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解答】解：电动机的工作原理是：通电导体在磁场中受到力的作用； A、装置图电路中有电源，通电线圈或导体受到磁场力的作用运动，是电动机的工作原理，故A符合题意； B、装置图是奥斯特实验图，小磁针指针偏转说明通电导体周围有磁场，故B不符合题意； C、装置图是研究电磁铁的原理图，是根据电流的磁效应制成的，故C不符合题意； D、装置图是电磁感应的实验图，属于发电机的原理，故D不符合题意。 故选：A。 3．一次家庭探究活动中，小明将一个蹄形磁体放到正在发光的灯泡外边，惊讶地发现灯丝在不停地晃动。关于这种现象，下列说法中正确的是（　　） A．灯丝晃动说明灯丝中的电流方向不变 B．灯丝晃动时将机械能转化为电能 C．灯丝晃动是由于磁体能吸引钨这种金属 D．灯丝晃动是由于磁场对电流的作用 【答案】D 【解答】解：A．灯丝晃动说明受到力的方向改变，因而灯丝中的电流方向改变了的，故A错误； B．灯丝晃动时，将电能转化为机械能，故B错误； C．灯丝的钨不是磁性材料，磁体不能吸引这种金属，故C错误； D．灯丝晃动是由于磁场对电流有力的作用，故D正确。 故选：D。 4．如图所示，为发电机的工作原理图，下列说法中正确的是（　　） A．发电机的基本原理是通电导体在磁场中受力的作用 B．发电机的基本原理是电磁感应 C．线圈在转动过程中，感应电流的大小不变 D．线圈在转动过程中，感应电流的方向不变 【答案】B 【解答】解：A、电动机的基本原理是通电导体在磁场中受力的作用，故错误； B、发电机的基本原理是电磁感应，故正确； C、线圈在转动过程中，感应电流的大小是变化的，故错误； D、线圈在转动过程中，感应电流的方向是变化的，故错误； 故选：B。 5．如图所示，导体AB在外力作用下向左运动时电流表指针偏转，向右运动时电流表指针向另一方向偏转。这个实验事实说明（　　） A．通电导线在磁场中受力大小与电流大小有关 B．通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关 C．感应电流的大小与导体在磁场中切割磁感线运动的快慢有关 D．感应电流的方向与导体在磁场中切割磁感线运动的方向有关 【答案】D 【解答】解： 图中装置没有电源，导体在磁场中做切割磁感线运动而产生感应电流，是电磁感应现象，不能说明通电导线在磁场中受力的大小和方向，故AB错误； 由题知，当导体运动的方向改变时，电流表指针的偏转方向也改变，即感应电流的方向改变了，由此可以得出：感应电流的方向与导体在磁场中切割磁感线运动的方向有关；故D正确，C错误。 故选：D。 6．小明将微风电风扇与小灯泡按如图所示的电路连接并进行实验，用手快速拨动风扇叶片，这时发现小灯泡发光，微风电风扇居然变成了“发电机”。关于该实验，下列说法正确的是（　　） A．电风扇发电过程是把电能转化为机械能 B．小灯泡发光是把光能转化为电能 C．电风扇发电的原理是电磁感应 D．电风扇发电的原理是通电导线在磁场中受到力的作用 【解答】解：电风扇的转速越快，电流越大，灯泡就越亮，在发电的过程中，消耗了机械能，转化为了电能，是利用了电磁感应原理；故AD错误；C正确； 小灯泡发光是将电能转化为光能和热能，故B错误。 故选：C。 7．（2024春•上虞区期末）如图所示为直流电动机工作原理图，下列分析正确的是（　　） A．电动机通电后不转动，一定是电路断路 B．电动机工作时，电能主要转化为机械能 C．电动机工作过程中，线圈中的电流方向保持不变 D．将磁体的磁极对调一下可以使电动机的转速增大 【答案】B 【解答】解：A、电动机通电后不转，可能是电路断路、可能是电流过小、可能是线圈在平衡位置，故A错误； B、电动机工作过程中，消耗的电能大部分转化为机械能，少部分转化为内能，故B正确； C、电动机工作过程中，换向器会自动改变线圈中的电流方向，线圈中的电流方向是变化的，故C错误； D、对调磁极只会将线圈受力反向，不会改变线圈受力的大小，线圈转动的速度将不变，故D错误。 故选：B。 8．法拉第是如何发现电磁感应现象的呢？他知道，一个磁体放在没有磁化的铁块附近可以使铁块产生磁性，从而两者相互吸引。既然磁可以引起磁，那么电流是否引起电流呢？ 1831年，他将一根长铜线（外包绝缘物质）绕成圆环A，其两端与电源相连；将另外一根铜线缠在圆环A上，其两端与电流表相连。这样就可以得到两组闭合回路，一组制造电流，一组观察电流。他观察到以下现象： 实验序号 操作 圆环A 电流表 1 刚接通电源时 电流产生时 指针偏转 2 接通电源时 电流稳定时 指针不偏转 3 刚接通电源时 电流停止时 指针反向偏转 （1）分析实验现象，可以得出的初步结论是 　 　。 （2）根据奥斯特的实验，他想到圆环A中的电流能否用磁替代呢？接下来，他又进行了实验改进（如图），将 　 　（填写操作过程），发现电流表的指针也发生了偏转。 （3）根据上述实验，导体在下列哪些情景中可能产生感应电流 　 　。 A．在磁场中运动 B．在运动的磁场周围 C．在运动的通电导体周围 【答案】（1）电流的变化可以引起电流表的示数变化；（2）将条形磁铁插入到螺线管中；（3）ABC 【解答】解：（1）根据表格数据可知，只有当接通或断开电源的瞬间，电流表的指针发生偏转，那么得到结论：电流的变化可以引起电流表的示数变化。 （2）要产生感应电流，必须使导线切割磁感线，那么操作为：将条形磁铁插入到螺线管中； （3）A、闭合电路的部分导体在磁场中切割磁感线运动会产生感应电流，故A符合题意； B、在运动的磁场周围，如果存在闭合的线圈，那么可能产生感应电流，故B符合题意； C、通电导体周围存在磁场，其中的导体可能产生感应电流，故C符合题意。 故选：ABC。 故答案为：（1）电流的变化可以引起电流表的示数变化；（2）将条形磁铁插入到螺线管中；（3）ABC。 9．（2025春•钱塘区校级期中）为了探究电动机为什么会转动，小正根据电动机的主要构造制作了一台简易电动机（如图所示）。他用回形针做成两个支架，分别与电源的两极相连，用涤包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去半周漆皮，将线圈放在支架上，磁体放在线圈下方，闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。 （1）开关闭合后，如果电动机不转动，原因不可能是　 　 。 A. 磁体磁性太弱 B.线圈处于平衡位置 C. 通过线圈的电流太大 D.电源电压太低 （2）对简易电动机进行改良后，电动机可以连续转动，是因为在线圈两边安装了　 　 。 （3）小正想设计一个能调节电动机转速的实验装置，他还需要的主要器材是　 　 。 【答案】（1）C；（2）换向器；（3）在电路中串联一个滑动变阻器。 【解答】解：（1）A.磁体磁性太弱产生的磁力较小，电动机可能不转动，故A不符合题意； B.线圈处于平衡位置，此时线圈刚好在平衡位置，电动机可能不转动，故B不符合题意； C.通过线圈的电流太大，电动机应该转动更快，故C符合题意； D.电源电压太低，电动机可能不转动，故D不符合题意。 故选：C。 （2）对简易电动机进行改良后，电动机可以连续转动，是因为在线圈两边安装了换向器。 （3）小正想设计一个能调节电动机转速的实验装置，可以在原电路中串联一个滑动变阻器，通过改变电流的大小来调节电动机的转速。 故答案为：（1）C；（2）换向器；（3）在电路中串联一个滑动变阻器。 【培优练】 10. 图甲是直流电动机模型，图乙是自制简易电动机模型。下面是图乙中简易电动机的制作与操作问题： （1）绕制线圈的铜丝外表有漆皮，必须对线圈引出线的两端（搁置于铜质弯钩的部位）进行刮漆处理，刮漆方法见放大图（一端全部刮去，一端刮去半周）。按这种方法刮漆，目的是使线圈能够　 　。 （2）如图，当S1接a，S2接c时，电动机顺时针方向转动 ①当S1接b，S2接c时，电动机　 　。 ②当S1接b，S2接d时，电动机　 　。 （以上两空均选填“不会转动”“顺时针方向转动”“逆时针方向转动”） 【答案】（1）持续转动 （2）不会转动；逆时针方向转动 【解答】（1）绕制线圈的铜丝外表有漆皮，必须对线圈引出线的两端（搁置于铜质弯钩的部位）进行刮漆处理，刮漆方法见放大图（一端全部刮去，一端刮去半周）。按这种方法刮漆，目的是使线圈能够持续转动。 （2）①当S1接b，S2接c时，电动机被短路，此时电动机不会转动。 ②当S1接b，S2接d时，此时电源的正负极调换，电流方向改变，则电动机转动方向相反，即逆时针方向转动。 11．（2025春•杭州校级期中）小明查阅资料发现通电导体在磁场中受力大小与电流大小成正比。为验证该发现，小明利用如图甲实验装置（已知当闭合开关时，图甲装置导体棒受到竖直向下的力）进行实验如下： ①用弹簧测力计测出导体棒重力为G，再测导体棒左右每根导线重力均为0.05牛； ②用弹簧测力计提起导体棒（导体棒左右两根导线一起被提起），闭合开关，通过调节使电流表示数为10毫安时，记录弹簧测力计示数为F1，则（F1﹣G）为导体棒受到的磁力大小； ③再将电流表示数分别调节为20毫安、30毫安……，记录对应弹簧测力计示数分别为F2、F3……Fn，则（F2﹣G）、（F3﹣G）....（Fn﹣G）为导体棒受到的磁力大小； ④整理数据，得到如图乙所示。 （1）该实验中调节电流大小的仪器是 　 　 ； （2）该实验中都不能改变图甲装置中磁场强弱，原因是 　 　 ； （3）小明认为该实验可以证明“通电导体在磁场中受力大小与电流大小成正比”，结合图片和所学知识，写出依据 　 　 。 【答案】（1）滑动变阻器； （2）磁场会影响磁力大小，要控制不变； （3）由图乙可知，减去导线重力0.1N，则通电导体在磁场中受力大小与电流大小的关系是过原点的一条直线，由此说明通电导体在磁场中受力大小与电流大小成正比。 【解答】解：（1）由图甲可知，电路中有滑动变阻器，移动滑片，则接入电路的电阻变化，由欧姆定律知道，电路的电流大小随之而改变，故该实验中调节电流大小的仪器是滑动变阻器。 （2）实验中探究导体在磁场中受力大小与电流大小的关系，由于磁场会影响磁力大小，由控制变量法可知，需要控制磁场大小不变。 （3）由①可知，导线的重力G＝2×0.05N＝0.1N 由图乙可知，减去导线重力0.1N，则通电导体在磁场中受力大小与电流大小的关系是过原点的一条直线，由此说明通电导体在磁场中受力大小与电流大小成正比。 12．（2025春•苍南县校级月考）科学家安培发现，两根平行导线通电后有如图1所示的现象（图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况）。 ①可见，平行通电导线之间有力的作用。而且，当通入的电流方向相反时，导线相互 　 　 ； ②安培发现平行通电导线之间相互作用力F的大小与两根导线中的电流I1、I2，导线的长度l，导线之间的距离r有关，有关实验数据如下： 实验次数 l/m I1/A I2/A r/m F/N 1 1 0.2 0.2 0.1 1.0×10﹣7 2 1 0.1 0.2 0.1 0.5×10﹣7 3 1.5 0.2 0.2 0.1 1.5×10﹣7 4 1 0.2 0.2 0.05 2.0×10﹣7 5 1.5 0.2 0.4 0.1 3.0×10﹣7 ①由实验数据可得，两平行导线间的相互作用力F的表达式为 　 　 ，（其中k为常数），k＝　 　； ②对于长度一定的两根平行导线，如果保持通入电流I1、I2大小不变，导体所受到的力F与导线之间的距离r之间的关系可以用图象2中的 　 　 图线来表示。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）通过现象可知，平行通电导线之间有力的作用。由图1左图可知，当通入的电流方向相同时，导线A与导线B相互吸引，由图1右图可知，当通入的电流方向相反时，导线A与导线B相互排斥。 （2）①表格中数据1和2，导线长度、I2、导线之间的距离r相同，I1不同，且I1越大，F越大，此时F与I1成正比； 实验数据3和5，导线的长度l、I1、导线的距离r相同，I2不同，且I2越大，F越大，此时F与I2成正比； 实验数据1和3，I1、I2、r相同，导线长度l不同，且长度越大，F越大，此时F与长度l成正比； 实验数据1和4，导线长度l、I1、I2相同，导线间距离不同，且距离越大，F越小，此时F与距离r成反比； 由上分析可知，F与l成正比，与I1成正比、与I2成正比，与r成反比，若比例系数为k，则关系式应为：F＝k ； 由上述关系式可知，k，将其中一组代入，由第一组数据知：k2.5×10﹣7N/A2； ②对于长度一定的两根平行导线，通入不变的电流，两根导线间的作用力与它们之间距离的大小关系由F＝k 知：F与r成反比，故可以用图象丙中的图线b来表示。 故答案为：（1）排斥；（2）①F＝k ；2.5×10﹣7N/A2；②b。 1 / 40 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.3-3.4 电动机和发电机 知识点一：磁场对通电导体的作用 1.通电导体在磁场里，会受到力的作用。 2.通电导体在磁场里，受力方向与电流方向和磁场方向有关。 3，左手定则（拓展）： ①伸开左手，拇指与四指垂直。 ②让磁感线垂直穿过手心。 ③四指指向电流方向。 ④那么拇指所指方向就是导体运动方向。 考点1：磁场对通电导线的作用 1．（2024春•东阳市期末）用如图所示的实验装置探究“磁场对通电直导线的作用”。闭合开关S0，原本静止的轻质硬直导线AB水平向右运动。若要使AB水平向左运动，下列措施中可行的是（　　） A．换用磁性更强的蹄形磁体 B．将蹄形磁体的N、S极对调 C．将滑动变阻器的滑片P向右移动 D．将硬直导线的A、B两端对调 2．（2024春•上虞区期末）今年5月，我国第三艘航母福建舰顺利完成首次航行试验。该航母将采用自行研制的电磁弹射器，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接（如图所示），并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，舰载机受到强大的推力而快速起飞。电磁弹射器的工作原理与下列实验原理一致的是（　　） A． B． C． D． 3．（2024•宁波模拟）电流表是电学实验中的重要仪器，如图所示是电流表的内部结构简图，将线圈置于两磁极之间，线圈上固定有一指针，有电流通过线圈时，线圈会带动指针一起偏转，线圈中的电流越大，指针偏转角度越大。则下列实验与电流表的工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 4．（2025春•余姚市月考）学习了电磁知识后，小柯了解到相互靠近的通电导线之间会产生相互作用力。那么这个力的大小和方向与哪些因素有关呢？他将两根导线（可伸长）平行放置后固定（如图1（甲）所示），然后依次通上如图乙、丙、丁所示的电流，通过反复实验证实了他的猜想。请回答： （1）分析图1 　 　 （选填“甲”、“乙”、“丙”、“丁”），可知通电导线之间作用力大小与电流大小有关。 （2）得到通电导线之间的相互作用力的方向与电流方向有关的结论，你的依据是 　 　 。 （3）如图2所示，将一柔软的导线弯成星形，并将其置于光滑水平桌面上，然后将开关S闭合，则该星形回路将 　 　 。（填字母） A.不会变形 B.会变形，所围面积减小 C.会变形，所围面积增大 D.会变形，所围总面积不变 5．（2025春•绍兴期中）小金在学习了磁场对通电导体有力的作用后，进一步查阅资料，了解到当电流与磁场方向垂直时，磁场对通电导体的作用力大小与磁场强度、导体在磁场中的长度以及导体中的电流强度有关。他设计了如图所示的装置，实验步骤如下： ①将一根导体棒用两根细线悬挂在铁架台上，将一蹄形磁铁竖直固定在铁架台上，并让导体棒与下方的蹄形磁铁磁极间的磁场方向垂直； ②给导体两端加电压U1，闭合电路，观察悬线偏转的角度α1； ③给导体两端加电压U2，且U2＞U1，闭合电路，观察悬线偏转的角度α2； ④　 　 ，即可知道磁场给通电导体的作用力与电流是否有关； （1）将实验步骤④补充完整； 　 　 ； （2）小金探究的科学问题是 　 　 ； （3）小李也利用该装置探究与小金相同的问题，但两次实验中给导体棒所通电流方向均与小金的相反，比较小金和小李的做法你认为 　 　 （填字母）； A．都可以 B．小金更好 C．小李更好 （4）小金想进一步探究磁场对通电导体的作用力大小与导体在磁场中的长度是否有关，于是他更换了另一根较长的导体棒去实验，这样操作 　 　 （填“可行”或“不可行”），理由是 　 　 。 知识点二：电动机 （1）基本结构：转子（线圈）、定子（磁体）、电刷、换向器 电刷的作用：与半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。 换向器的作用：使线圈一转过平衡位置就改变线圈中的电流方向。 （2）原理：通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的。 ①通电线圈在磁场中的受力大小跟电流（电流越大，受力越大）有关。 ②通电线圈在磁场中的受力大小跟磁场的强弱（磁性越强，受力越大）有关。 ③通电线圈在磁场中的受力大小跟线圈的匝数（匝数越大，受力越大）有关。 （3）直流电动机的工作原理： ①甲：电流方向和力的方向如图所示，线圈顺时针转动。 ②乙：线圈转到平衡位置时，两电刷恰好接触两半环间的绝缘部分；线圈由于惯性继续转动， 转过平衡位置后，电流改变方向。 ③丙：ab 和 cd 的电流方向与图甲相反，受力方向也相反，线圈仍顺时针转动。 ④丁：线圈又转到平衡位置，换向器又自动改变电流方向。 （4）应用：①直流电动机：电动玩具、录音机、小型电器等 ②交流电动机：电风扇、洗衣机、家用电器等。 （5）特点：结构简单、控制方便、体积小、效率高。 考点2：直流电动机的原理 6．（2024春•嵊州市期末）如图所示为直流电动机工作原理图，下列分析正确的是（　　） A．电动机通电后不转，一定是电路断路 B．电动机没有换向器也可实现持续转动 C．对调磁体的磁极，可以增大电动机的转速 D．改变磁场方向，可以改变线圈转动的方向 7．（2024春•金东区期末）用螺丝钉、电池、导线和纽扣状磁铁，可以做成一个最简单的电动机。如图所示，螺丝钉的尾端吸着纽扣磁铁一极，尖端吸在电池的正极上，然后将导线的一端接到电池负极，另一端搭在纽扣磁铁边缘，螺丝钉就开始旋转。下列叙述正确的是（　　） A．该电动机工作时将机械能转化为电能 B．若仅将纽扣磁铁上下翻转，螺丝钉旋转方向不变 C．若仅改变电源正负极方向，螺丝钉旋转方向不变 D．若换成电压更大的电池，螺丝钉转动速度会加快 8．（2025春•瑞安市校级期中）根据装配直流电动机模型实验，回答下列问题。 （1）电动机原理如图（a）所示，电动机工作时，能够使线圈平稳、连续不停地转动下去，虚线框中应安装　 　 及电刷来实现； （2）小瑞将直流电动机模型接入电路，闭合开关后，发现电动机不工作。他用手轻轻地碰了一下线圈后，直流电动机模型开始转动。之前电动机不转动的原因可能是　 　 ； （3）小瑞将如图（a）所示的直流电动机模型改装成如图（b）所示，线圈转动方向将　 　 （选填“改变”或“不变”）。 9．（2025春•下城区期中）项目学习小组实验发现，装在筒内的电动机带动风叶转动时，电动机转动方向改变，气流方向也改变，如图甲所示。于是想利用带风叶的电动机制作一款“书桌神器”：既能收集书桌上的小纸屑，又能吹风纳凉。他们制定的产品评价表如下。 评价指标 评价等级 优秀 合格 待改进 指标一 能吸纸屑、吹风且风速可调 能吸纸屑、吹风，风速不可调 只能吸纸屑或只能吹风 指标二 吸纸屑后，吹风时无纸屑吹出 吸纸屑后，吹风时有部分纸屑吹出 吸纸屑后，吹风时全部纸屑吹出 小组同学设计如图乙电路，利用带风叶的电动机、电池、旋钮式电阻等材料制作模型，其工作原理示意图如图丙。 （1）图乙中，通过切换开关S，可以改变电动机转向的原因是　 　 。 （2）将开关S与“1”连接，旋钮OP绕O点沿箭头方向转动时，电动机转速如何变化？　 　 。 （3）对模型测试时，其“指标一”为优秀。请结合评价量表，分析该模型的“指标上”所处的评价等级　 　 （“优秀”“合格”“待改进”）。 10．（2025春•浦江县校级月考）如图甲，我国研制的大客机C919于5月5日首飞成功。 C919机舱内覆有一层高孔率“超细航空级玻璃棉”，能很好地保温与吸收噪音，其单丝纤维直径只有3～5μm；1m3的质量为5kg。机舱内先进的“呼吸系统”，使飞机在气压只有2.5×104Pa左右的万米高空时，能将机外﹣50℃以下的冷空气不断压缩；导致送入舱内的空气温度达到50℃以上，同时系统依靠传感器的自动控制，使舱内气压和温度达到舒适值。 （1）图所示实验中，能反映电动机工作原理的是 　 　 ； A． B． C． D． （2）如图乙是模拟空调温控装置原理的简化电路，电源电压为6V，R1为电阻箱，L为阻值不计的线圈，R2是热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，当控制电路中的电流大于等于某一值时，接通受控电路使空调工作； ①若将R1的阻值适当减小，则受控电路将在比设定温度 　 　 （选填“高”或“低”）的温度下被接通； ②当电阻R1调到1kΩ时，能接通受控电路。已知热敏电阻的电流随电压变化的I﹣U图像如图丙，则此时控制电路中的电流为 　 　 A； （3）飞机利用测距传感器来判断离地高度。若某测距传感器的阻值R1与离地高度h的关系如图a所示，如图b所示的检测电路，电源电压恒定，要使高度表（实质是电流表或电压表）的示数能随飞行高度的增大而增大，则此高度表应安装在　 　 （选填“1”、“2”或“3”）位置，该高度表示数刻度　 　（选填“均匀”或“不均匀”）。 知识点三：电磁感应现象 1. 产生电磁感应现象的条件和规律 【分析与论证】：从该实验中归纳出产生感应电流的条件是什么？ 1、 做切割磁感线运动 2、 闭合电路的一部分导体 【实验结论】：大量的实验表明：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。 2. 电磁感应现象 （1） 电磁感应 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。 （2） 感应电流 电磁感应产生的电流就叫感应电流。 （3） 感应电压 如果电路不闭合，当导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中不会产生感应电流。 但在导体两端会有感应电压。 （4） 电流中感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁场方向有关。 3.感应电流方向的判定定则：右手定则（拓展） ① 伸开右手，拇指与四指垂直。 ② 让磁感线垂直穿过手心。 ③ 拇指所指方向就是导体切割磁感线运动方向。 ④ 那么四指所指的方向就是感应电流的方向。 4. 电磁感应现象的能量转化：把机械能转化为电能。 考点3：电磁感应 11．（2024秋•余姚市月考）如图所示的充电鞋垫，利用脚跟起落驱动磁性转子旋转，线中就会产生电流，从而能给鞋垫上的电池充电。下图中与充电鞋垫的工作原理相同的是（　　） A． B． C． D． 12．（2024•椒江区一模）手机无线充电日益普及，其原理如图所示，当交流电通过充电板内的送电线圈时，送电线圈周围产生磁场，手机放在充电板上就能充电。下列示意图中，能表示受电线圈内产生感应电流的原理的是（　　） A． B． C． D． 13．（2025春•长兴县校级月考）如图所示，ab是放在U形磁铁中央的一段导体，且被两根细线悬挂着，ab两端连接着导线，在虚线框中接入元件甲可探究电磁感应现象，接入元件乙可探究磁场对电流的作用，则甲乙（　　） A．都是电流表 B．分别为电源和电流表 C．都是电源 D．分别为电流表和电源 14．（2025春•诸暨市期中）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，得到感应电压大小和线圈匝数关系如丙所示。 【项目评价】 节能夜跑灯产品性能评价量表（节选） 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）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，这是利用 　 　 原理； （2）如图丁，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）若LED灯正常发光需要的电压为18V、根据表中数据分析，在其他条件不变的情况下，小组同学至少要绕制 　 　 匝的线圈； （4）根据评价表，小科设计的夜跑灯“发光情况”一项评分为1分。请在图戊所示虚线框内画出改进后的设计图，使该指标达到5分。 考点4：电磁感应实验探究 15．（2025春•杭州校级期中）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 16．（2025春•南湖区校级期中）如图是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，金属圆盘可以看成是由无数根长度等于圆盘半径的导线组成的，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能影响感应电流大小： 猜想2：磁场强弱能影响感应电流的大小； 猜想3：　 　 能影响感应电流的大小。 【实验研究】 验证猜想1：当圆盘转速增大时，电流表指针偏转增大。 验证猜想2：保持圆盘转速不变，换用 　 　 ，发现电流表指针偏转更大。 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更大。 【实验结果】根据验证猜想1的实验结果，分析可以得出结论：　 　 。 17．（2024春•吴兴区期末）某同学用图甲中实验装置探究“产生电磁感应现象的条件和规律”，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。实验记录如下表所示。 实验次数 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 水平向右 向左偏转 电流从左侧接线柱流入 （1）由实验次数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）由实验次数3、4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。 （3）图乙中的“〇”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，箭头表示导体在那个位置上的运动方向。则灵敏电流计的指针不偏转的位置是 　 。 A.Ⅰ B.Ⅱ C.Ⅲ D.Ⅳ （4）图丙为发电机的示意图，其原理与图甲所示原理相同。图中时刻线圈水平，箭头为线圈旋转方向，根据上面表格中的信息可知此时ab边中的电流情况是 　 　。 A.无电流 B.电流方向由a向b C.电流方向由b向a 18．（2024春•拱墅区期末）如图甲所示为发光二极管（LED）及其符号，它具有单向导电性，当电流从“+”极流入时会发光，当电流从“﹣”极流入时不会发光。小乐利用两个相同的发光二极管设计了如图乙所示装置来研究“感应电流的方向与哪些因素有关”其实验步骤及现象如表所示： 实验步骤 实验现象 ① 条形磁铁水平放置在玻璃管左侧，S极向右快速插入玻璃管 A发光，B不发光 ② 将插入玻璃管中的条形磁铁，快速向左拉出 A不发光，B发光 ③ 条形磁铁水平放置在玻璃管左侧，　N　，极向右快速插入玻璃管 A不发光，B发光 （1）实验中，将两个相同的发光二极管反向并联的目的是 　 　。 （2）根据①②可得出：感应电流的方向与 　 　有关。 （3）若根据①③可得出：感应电流的方向与磁场方向有关。补全③的实验步骤。 （4）分析实验结果，通电螺线管产生的磁场对条形磁体的运动会产生　 　（选填“推动”或“阻碍”）作用。 19．（2025春•台州校级期中）小金对手机无线充电的原理感到好奇。查阅资料得知：充电时充电器内的发射线圈产生磁场，手机内的接收线圈会产生感应电流给电池充电，结构如图甲。学过电磁感应原理的小科提出质疑：手机和充电器在充电过程中都不动，并没有做切割磁感线运动，为何会产生感应电流？对此，他设计了图乙实验进行验证。（P线圈代表接收线圈，Q线圈代表发射线圈） （1）闭合开关后灵敏电流计指针并没有发生偏转，于是小金将滑片向左移。他的这一操作是基于什么猜想？　 　 ； （2）他将滑片向左移后，仍未观察到指针偏转，但在断开开关、闭合开关、移动滑片时灵敏电流计指针均有明显偏转。请教老师后得知当闭合电路围成的平面内，磁感线数量发生改变时，电路中能产生感应电流。请根据上述事实分析，在该实验中若导体ab上下运动时（图丙），则闭合电路中不产生感应电流的原因是：导体ab上下运动时，　 　 ； （3）小金发现不同情况下灵敏电流计指针偏转方向不同。他猜测与Q线圈中的电流方向改变有关，于是进行实验并记录现象。实验结束后，小科分析自己原先的猜想是不正确，理由就是：从表格中的 　 　 两次实验可知，Q线圈中的电流方向改变，其他条件不变，灵敏电流计指针偏转方向不改变，说明感应电流方向与Q线圈中的电流方向无关。 实验次数 开关及滑动变阻器状态 灵敏电流计指针偏转方向 1 开关由断开变为闭合 向左 2 开关由闭合变为断开 向右 3 开关闭合时，滑片向左移动 向左 4 开关闭合时，滑片向右移动 向右 5 开关闭合后，滑片不移动 不偏转 6 改变电源正负极，闭合开关，滑片向左移动 向左 7 改变电源正负极，闭合开关，滑片向右移动 向右 知识点四：发电机 1.构造：由磁体、线圈、滑环、电刷组成，与电动机相似，但没有电动机的换向器。 2.工作原理：发电机是根据电磁感应原理工作的，是机械能转化为电能的机器。 3.工作过程：在外力作用下，转子转动一周，切割磁感线的方向发生两次改变，电流的方向也随之发生两次改变，从而产生方向性呈周期性变化的交流电。 4.大型交流发电机主要由转子和定子两部分组成。一般采用线圈不动磁极旋转的发电机叫做旋转磁极式发电机。 5.直流电动机和交流发电机的区别 直流发电机 交流发电机 原理 通电线圈在磁场里受力转动的原理 电磁感应原理 构造 与电刷接触的是换向器 与电刷接触的是两个铜环 能量转化 电能→机械能 机械能→电能 在电路中的作用 用电器 电源 6.交流电和直流电： ①交流电：电流方向周期性变化的电流。我国家庭电路使用的是交流电。电压是 220 伏、 周期是 0.02 秒、频率是 50 赫、电流方向 1s改变 100 次。 周期（T）：完成一次周期性变化需要的时间 s。 频率（f）：1 秒内完成周期性变化的次数（赫兹）。 两者关系： ② 直流电：电流方向不变的电流。 考点5：发电机 20．（2024•西湖区三模）如图所示，甲、乙两个装置的线圈abcd、a′b′c'd′分别与电刷A、B、A′、B′紧密接触，两组电刷分别用导线按图示连接。用手拨动甲的线圈，使之沿顺时针方向转动，此时乙的线圈也会沿顺时针方向转动。下列说法正确的是（　　） A．该过程甲装置相当于电动机 B．该过程乙装置相当于发电机 C．若将甲装置中的两磁极对调，则乙装置线圈的转动方向会改变 D．若改成用导线将A与B′，B与A′连接，则乙装置线圈的转动方向不变 21．如图所示的是交流发电机的工作原理图，线圈绕转轴逆时针转动，下列判断错误的是（　　） A．线圈在图甲位置时，电流表指针会偏离零刻度线 B．线圈在图乙位置时电流表指针偏转的方向与线圈在图丁位置时电流表指针偏转的方向相反 C．线圈转到图丙位置时，电流表指针指在零刻度线 D．线圈从图甲位置转到图乙位置时，线圈同时会受到磁场力的作用 22．（2025春•萧山区校级期中）同学们做实验的装置如图所示，闭合开关，先将导体ab水平向右移动，导体cd也随之运动起来，与该实验装置左侧运动原理相同的装置是（　　） A．电风扇 B．电磁起重机 C．扬声器 D．动圈式话筒 知识点四：动圈式话筒及扬声器的原理 1 .话筒 ① 结构：膜片、线圈、永久磁体 ②作用：把振动的声音变成变化的电流。 ③振动声音的运动在磁场中切割磁感线，这样线圈中就产生了变化的电流。 2 .扬声器 ①结构：永久磁体、音圈、纸盆 ②作用：把变化的电流转化成与之对应的振动的声音 ③ 原理：当交流音频电流通过扬声器的线圈(在扬声器中又叫做音圈)时,音圈中就产生了相应的磁场。 这个磁场与扬声器上自带的永磁体产生的磁场产生相互作用力.于是,这个力就使音圈在扬声器的自带永磁体的磁场中随着音频电流振动起来.而扬声器的振膜和音圈是连在一起的,所以振膜也振动起来.振动就产生了与原音频信号波形相同的声音。 考点6：动圈式话筒及扬声器 23．（2025春•金华校级月考）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S2，闭合开关S1，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．扬声器发电的原理与动圈式话筒工作的原理相同 B．扬声器发声的原理与发电机发电的原理相同 C．扬声器发声时，将机械能转化为电能 D．电流表指针左右摆动，是因为磁场方向发生变化 24．（2025春•长兴县校级月考）小金所画的原理示意图如图甲，图示位置的电流　 　（填“大于”、“小于”或“等于”）线图转过90°后的电流；图乙是动圈式话筒示意图，图丙是扬声器示意图，原理与图甲相同的是 　 　 （填“乙”或“丙”）。 25．（2025春•路桥区月考）近年来，广场舞成为城市中一道独特的风景线。我们经常能见到如图甲所示的广场舞扩音器，扩音器的结构一般由动圈式话筒和扬声器组成。 （1）如图乙所示，小柯在给扩音器充电时，将插头插入插座，发现无法充电；闭合开关，灯泡不亮：保持开关闭合，拔出插头，将测电笔分别插入插座两孔时，氖管均发光。若电路中只有一处故障，则故障可能是　 　 。 A．灯丝烧断 B．火线上保险丝烧断 C．零线上保险丝烧断 （2）图丙是使用扩音器唱歌时的原理示意图，扬声器线圈磁性越强，振动幅度越大。实际使用过程中，发现扬声器在最高音量下响度较小，下列对扬声器的改进方法符合要求的是　 　 。 A．减少线圈的匝数 B．换用磁性更强的永久磁体 C．增大芯片的输出电压 （3）人对话筒说话时，话筒中膜片振动产生感应电流，经芯片处理后输出，输出的电流使扬声器中线圈振动，发出声音。如图实验中最符合扩音器整体工作原理的是　 　 。 A．移动ab后，cd随之移动 B．闭合开关，金属棒移动 C．移动ab，电流表读数改变 1．（2024•余姚市模拟）如图，某兴趣小组利用干电池、铜线框和磁铁制作一个“爱心”电动机，“爱心”能绕电池转动。下列家用电器与“爱心”电动机工作原理相同的是（　　） A．电饭锅 B．电风扇 C．手电筒 D．电视机 2．（2024•越城区校级一模）新能源汽车因绿色低碳逐渐取代燃油汽车，电动汽车是常见的一种新能源汽车。电动机为电动汽车提供动力，其工作原理如图中的（　　） A． B． C． D． 3．一次家庭探究活动中，小明将一个蹄形磁体放到正在发光的灯泡外边，惊讶地发现灯丝在不停地晃动。关于这种现象，下列说法中正确的是（　　） A．灯丝晃动说明灯丝中的电流方向不变 B．灯丝晃动时将机械能转化为电能 C．灯丝晃动是由于磁体能吸引钨这种金属 D．灯丝晃动是由于磁场对电流的作用 4．如图所示，为发电机的工作原理图，下列说法中正确的是（　　） A．发电机的基本原理是通电导体在磁场中受力的作用 B．发电机的基本原理是电磁感应 C．线圈在转动过程中，感应电流的大小不变 D．线圈在转动过程中，感应电流的方向不变 5．如图所示，导体AB在外力作用下向左运动时电流表指针偏转，向右运动时电流表指针向另一方向偏转。这个实验事实说明（　　） A．通电导线在磁场中受力大小与电流大小有关 B．通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关 C．感应电流的大小与导体在磁场中切割磁感线运动的快慢有关 D．感应电流的方向与导体在磁场中切割磁感线运动的方向有关 6．小明将微风电风扇与小灯泡按如图所示的电路连接并进行实验，用手快速拨动风扇叶片，这时发现小灯泡发光，微风电风扇居然变成了“发电机”。关于该实验，下列说法正确的是（　　） A．电风扇发电过程是把电能转化为机械能 B．小灯泡发光是把光能转化为电能 C．电风扇发电的原理是电磁感应 D．电风扇发电的原理是通电导线在磁场中受到力的作用 7．（2024春•上虞区期末）如图所示为直流电动机工作原理图，下列分析正确的是（　　） A．电动机通电后不转动，一定是电路断路 B．电动机工作时，电能主要转化为机械能 C．电动机工作过程中，线圈中的电流方向保持不变 D．将磁体的磁极对调一下可以使电动机的转速增大 8．法拉第是如何发现电磁感应现象的呢？他知道，一个磁体放在没有磁化的铁块附近可以使铁块产生磁性，从而两者相互吸引。既然磁可以引起磁，那么电流是否引起电流呢？ 1831年，他将一根长铜线（外包绝缘物质）绕成圆环A，其两端与电源相连；将另外一根铜线缠在圆环A上，其两端与电流表相连。这样就可以得到两组闭合回路，一组制造电流，一组观察电流。他观察到以下现象： 实验序号 操作 圆环A 电流表 1 刚接通电源时 电流产生时 指针偏转 2 接通电源时 电流稳定时 指针不偏转 3 刚接通电源时 电流停止时 指针反向偏转 （1）分析实验现象，可以得出的初步结论是 　 　。 （2）根据奥斯特的实验，他想到圆环A中的电流能否用磁替代呢？接下来，他又进行了实验改进（如图），将 　 　（填写操作过程），发现电流表的指针也发生了偏转。 （3）根据上述实验，导体在下列哪些情景中可能产生感应电流 　 　。 A．在磁场中运动 B．在运动的磁场周围 C．在运动的通电导体周围 9．（2025春•钱塘区校级期中）为了探究电动机为什么会转动，小正根据电动机的主要构造制作了一台简易电动机（如图所示）。他用回形针做成两个支架，分别与电源的两极相连，用涤包线绕一个矩形线圈，以线圈引线为轴，并用小刀刮去轴的一端全部漆皮，另一端只刮去半周漆皮，将线圈放在支架上，磁体放在线圈下方，闭合开关，用手轻推一下线圈，线圈就会不停地转动起来。 （1）开关闭合后，如果电动机不转动，原因不可能是　 　 。 A. 磁体磁性太弱 B.线圈处于平衡位置 C. 通过线圈的电流太大 D.电源电压太低 （2）对简易电动机进行改良后，电动机可以连续转动，是因为在线圈两边安装了　 　 。 （3）小正想设计一个能调节电动机转速的实验装置，他还需要的主要器材是　 　 。 【培优练】 10. 图甲是直流电动机模型，图乙是自制简易电动机模型。下面是图乙中简易电动机的制作与操作问题： （1）绕制线圈的铜丝外表有漆皮，必须对线圈引出线的两端（搁置于铜质弯钩的部位）进行刮漆处理，刮漆方法见放大图（一端全部刮去，一端刮去半周）。按这种方法刮漆，目的是使线圈能够　 　。 （2）如图，当S1接a，S2接c时，电动机顺时针方向转动 ①当S1接b，S2接c时，电动机　 　。 ②当S1接b，S2接d时，电动机　 　。 （以上两空均选填“不会转动”“顺时针方向转动”“逆时针方向转动”） 11．（2025春•杭州校级期中）小明查阅资料发现通电导体在磁场中受力大小与电流大小成正比。为验证该发现，小明利用如图甲实验装置（已知当闭合开关时，图甲装置导体棒受到竖直向下的力）进行实验如下： ①用弹簧测力计测出导体棒重力为G，再测导体棒左右每根导线重力均为0.05牛； ②用弹簧测力计提起导体棒（导体棒左右两根导线一起被提起），闭合开关，通过调节使电流表示数为10毫安时，记录弹簧测力计示数为F1，则（F1﹣G）为导体棒受到的磁力大小； ③再将电流表示数分别调节为20毫安、30毫安……，记录对应弹簧测力计示数分别为F2、F3……Fn，则（F2﹣G）、（F3﹣G）....（Fn﹣G）为导体棒受到的磁力大小； ④整理数据，得到如图乙所示。 （1）该实验中调节电流大小的仪器是 　 　 ； （2）该实验中都不能改变图甲装置中磁场强弱，原因是 　 　 ； （3）小明认为该实验可以证明“通电导体在磁场中受力大小与电流大小成正比”，结合图片和所学知识，写出依据 　 　 。 12．（2025春•苍南县校级月考）科学家安培发现，两根平行导线通电后有如图1所示的现象（图中实线、虚线分别表示通电前、后的情况）。 ①可见，平行通电导线之间有力的作用。而且，当通入的电流方向相反时，导线相互 　 　 ； ②安培发现平行通电导线之间相互作用力F的大小与两根导线中的电流I1、I2，导线的长度l，导线之间的距离r有关，有关实验数据如下： 实验次数 l/m I1/A I2/A r/m F/N 1 1 0.2 0.2 0.1 1.0×10﹣7 2 1 0.1 0.2 0.1 0.5×10﹣7 3 1.5 0.2 0.2 0.1 1.5×10﹣7 4 1 0.2 0.2 0.05 2.0×10﹣7 5 1.5 0.2 0.4 0.1 3.0×10﹣7 ①由实验数据可得，两平行导线间的相互作用力F的表达式为 　 　 ，（其中k为常数），k＝　 　； ②对于长度一定的两根平行导线，如果保持通入电流I1、I2大小不变，导体所受到的力F与导线之间的距离r之间的关系可以用图象2中的 　 　 图线来表示。 1 / 40 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $