3.4 磁生电 易错点培优训练- 2025-2026学年科学浙教版八年级下册
2026-05-17
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 科学 |
| 教材版本 | 初中科学浙教版八年级下 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第4节 电磁感应 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 11.21 MB |
| 发布时间 | 2026-05-17 |
| 更新时间 | 2026-05-17 |
| 作者 | tyf111 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-17 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57904554.html |
| 价格 | 0.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦电磁感应原理与发电机核心易错点,通过“例题示范-变式训练”分层设计,构建从概念理解到实验探究再到生活应用的知识巩固路径,培养科学思维与探究实践能力。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础理解|电磁感应产生条件、感应电流方向影响因素|以选择题、填空题为主,如判断切割磁感线运动是否产生电流,夯实科学观念|
|实验探究|感应电流大小影响因素、控制变量法应用|结合实验数据记录表(如磁场强弱与电流计偏转关系),训练数据处理与推理论证能力|
|综合应用|发电机原理、电磁感应技术应用(无线充电、风力发电)|联系生活场景(如手机无线充电、电吉他拾音器),体现科学、技术与社会联系,提升态度责任意识|
内容正文:
八年级下册科学 3.4 磁生电 易错点培优训练
易错点一、电磁感应原理
例1:(2025八下·诸暨期末)小明在探究“感应电流的大小与哪些因素有关”的实验中,连接了如图所示的实验装置,闭合开关后,导体AB、灵敏电流计、开关、导线组成闭合回路。
【猜想与假设】
猜想1:感应电流的大小与磁场的强弱有关;
猜想2:感应电流的大小与导体切割磁感线的方向有关;
猜想3:感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度有关;
【设计与实验】验证猜想1的实验设计思路如下:改变磁铁的磁性强弱进行多次实验,每次实验保持____相等。观察并记录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
磁场强弱
电流计指针偏转格数
1
弱
1.5格
2
较强
3.5格
3
强
4.5格
【结论与分析】
(1)分析表格数据,可得出的结论是:其他条件相同时, 。
(2)小红提出该实验中可以用电磁铁代替永磁体,其优点是 。
(3)按照设计思路验证猜想1,实验时在操作上存在的困难是 。
例2: 如图所示是“探究感应电流产生的条件”实验装置
(1)实验中,图甲AB棒的材料可以是 (选填“塑料”、“铝”);
(2)我们可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生;还可以通过指针偏转的方向判断 ;
(3)保持AB棒运动方向不变,仅将磁体N、S极对调,重复上述实验,是为了探究感应电流方向与 的关系;
(4)若将此装置中灵敏电流计换成 ,可进一步探究电动机的工作原理。
(5)小明做了如图乙所示的装置,闭合开关,用外力使导体棒ab水平向右移动,发现导体棒cd也随之运动起来,cd运动的原因是 。
例3:如图所示的风力发电机工作时,线圈在磁场中旋转产生感应电流。若要增大感应电流,下列措施可行的是( )
A.增加线圈的匝数
B.减小磁场的强度
C.降低线圈的旋转速度
D.使用横截面积更小的导线
变式训练
1.如图所示,以下四种措施不能使电流表指针偏转的是( )
A.将条形磁铁向下插入线圈
B.将条形磁铁从线圈中抽出
C.让条形磁铁静止在线圈中
D.条形磁铁静止而将线圈向上移动
2.如图所示,a、b导体均是闭合电路的一部分,现让(1)中的a向右运动,磁体不动;而(2)中b不动,让磁体上下运动(如图箭头方向)。问a、b中有无感应电流产生( )
A.a中有,b中有 B.a中有,b中无
C.a、b中均有 D.a、b中均无
【答案】B
【分析】产生感应电流的条件:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感应运动时,电路中就会产生感应电流。
【解答】解:a中的导体做切割磁感线运动,会产生感应电流;b不动,让磁体上下运动,导体没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流。
故选:B。
【点评】本题考查了产生感应电流的条件,属于基础题。
3.如图所示是“探究感应电流产生的条件”实验装置
(1)我们可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生;还可以通过指针偏转的方向判断 ;
(2)保持AB棒运动方向不变,仅将磁体N、S极对调,重复上述实验,是为了探究感应电流方向与 的关系;
(3)若将此装置中灵敏电流计换成 ,可进一步探究电动机的工作原理;
(4)小明做了如图乙所示的装置,闭合开关,用外力使导体棒ab水平向右移动,发现导体棒cd也随之运动起来,cd运动的原因是 。
4.在探究“产生感应电流条件”的实验中,用导线将金属棒、开关、灵敏电流计连接成如图所示的电路。请你参与探究并回答下列问题;
(1)灵敏电流计的作用是 。若不论如何移动金属棒都未发现电流计指针偏转,那 么你认为首先应该关注的器材是 。
(2)在实验中,小金发现电流计指针摆动的角度有时会不同。于是,他想探究产生感应电流的大小与哪些因素有关。经过思考后,提出了以下几种猜想:
猜想1:与磁场的方向有关;
猜想2:与导体切割磁感线运动的速度大小有关;
猜想3:与磁场的强弱有关。
① 如图,为了验证猜想1是否正确,小金使金属棒以3.0cm/s 的速度水平匀速向右运动(假 定运动区域的磁场强弱相同),读出电流计的示数为6mA 。然后,将磁体上下颠倒,使金 属棒仍以3.0cm/s 的速度水平匀速向右运动,发现电流计的示数仍为6mA。这说明猜想1是 (填“正确”或“错误”)的。
② 在验证猜想2时,在同一磁体中使金属棒以不同的速度大小水平匀速向右运动,读出电 流计测出的数值,记录的部分数据如表:
实验序号
1
2
3
4
5
速度v/cms1
1.0
1.5
3.0
3.5
4.0
感应电流I/mA
2
3
6
7
8.
由表格能得到的结论是 。
5.(2025八下·义乌月考)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。小科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①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, ▲ 。
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。
6.(2025八下·临海期末)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:
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.(2025八下·慈溪月考)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”)。
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、灵敏电流表、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。根据表格信息回答下列问题:
实验次数
导体运动情况
灵敏电流表指针偏转情况
灵敏电流表电流方向
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1、2可知,闭合开关,导体AB 竖直向上或向下运动 (填“会”或“不会”)产生感应电流。
(2)由实验3、4可推测:导体产生感应电流的方向与 有关;如果固定导体AB,水平向右移动磁体,灵敏电流表的指针向 偏转。
(3)图乙中的“◯”表示导体AB 的横截面(即图甲中沿导体AB 由 A 往 B 看),Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示导体运动中的不同位置,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____(填序号)。
A.Ⅰ位置 B.Ⅱ位置 C.Ⅲ位置 D.Ⅳ位置
易错点二、发电机
例1:(2025八下·杭州期中)为提高能量利用率,纯电动汽车在行驶过程中采用能量回收刹车系统为汽车充电(其简化原理如图)。刹车时,充电开关接通,车轮带动线圈转动,产生电流,给电池充电。同时通电的线圈受到磁场产生的阻力,从而减缓车轮转动。该过程能量回收效率可达40%以上。
(1)线圈中产生电流的现象称为 。
(2)图中导线 ab产生箭头方向的电流,受到阻力方向向后,此时导线 cd所受的阻力方向是 。
(3)利用能量回收系统刹车时,能量转化的情况是 。
(4)新能源汽车还可以采用无线充电。如图高速路面下铺设了一层太阳能电池板和金属线圈,利用太阳能电池板给路面线圈供电、当汽车在路面上行驶时,就能实现对新能源汽车进行无线充电,路面线圈在汽车无线充电中起的作用是 。
例2: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
例3:(2025八下·拱墅期末) 小欢和小乐利用如图甲所示装置探究“导体在磁场中产生感应电流的条件”,相关步骤及结果如表所示。
序号
开关
AB 棒运动情况
灵敏电流计的指针偏转情况
①
断开
左右运动
不偏转
②
闭合
左右运动
偏转
③
闭合
上下运动
不偏转
(1)装置中,AB棒可能是 (选填“铁棒”“铝棒”或“塑料棒”)。
(2)对比①和②可知,产生感应电流的条件之一是 。
(3)对比②和③,小欢认为产生感应电流的条件之一是电路中的部分导体必须左右运动;小乐则认为产生感应电流的条件之一是电路中的部分导体需做切割磁感线运动,并不一定要左右运动。为了验证小欢观点的错误,小乐通过 (填写实验操作),让AB棒上下运动也产生了感应电流。
(4)依据探究结论,在如图乙所示的“摇绳发电”活动中,小欢和小乐应沿 (选填“东西”或“南北”)方向站立并摇绳。电流计指针更容易偏转.应用该原理制成了 机.
变式训练
1.(2025九下·杭州模拟)如图所示是生活中常见的刷卡机,当人们将带有磁条的信用卡在刷卡机指定位置刷一下,刷卡机的检测头就会产生感应电流便可读出磁条上的信息。下列选项中与刷卡机读信息原理相同的是( )
A.B.C. D.
2.老师上课时常使用“小蜜蜂”扩音,声音信号由话筒传入扩音器扩大后从扬声器播出,话筒、扬声器的工作原理分别相当于( )
A.发电机、电动机 B.电动机、发电机
C.发电机、发电机 D.电动机、电动机
3.(2025八下·江北期末)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
4.某同学制作了图1所示的装置:风吹动时,风车带动磁体上方的线圈转动(线圈两端引出线上的绝缘漆已全部刮掉),灵敏电流计的指针会发生偏转。图2是该同学设计的另一种由轻质材料制成的风车模型,则下列说法正确的是( )
A.该装置是利用电流磁效应工作的
B.该装置的工作原理与电动机相同
C.若图1中电流计换成干电池,则无风吹时,线圈能持续转动
D.若用图2所示风车模型替换图1中风车,则有风吹时,电流计指针也能发生偏转
5.关于下列四幅图,对应的说法不正确的是( )
A.图甲:说明通电导线周围存在着磁场
B.图乙:此实验装置原理与发电机原理相同
C.图丙:实验中将机械能转化为电能
D.图丁:动圈式话筒是利用电磁感应原理制成的
6.如图是法拉第1831年发明的圆盘发电机工作原理图.一个可绕固定轴转动的铜盘,铜盘的一部分处在U形磁铁中,电刷与铜盘的边缘连接且接触良好,用导线将开关、灵敏电流表申联在铜盘中心O和电刷之间.闭合开关,用力转动手柄使铜盘旋转产生电流.
(1)圆盘发电机工作时将 能转化为电能.
(2)小明发现圆盘发电机工作时,灵敏电流表指针偏转不明显,即产生的感应电流太小,分析可能的原因是 .(列举1种)
(3)闭合开关后,当沿一个方向转动手柄使铜盘匀速旋转时,灵敏电流表指针向右偏转.若要改变灵敏电流表指针偏转方向,请提出1条可行的措施: .
7.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连接,如图所示。用手拨动甲装置的线圈,使之沿顺时针方向转动,此时乙装置的线圈也会沿顺时针方向转动。
(1)上述过程中,甲装置中的能量转化是 。
(2) (选填“甲”或“乙”)装置相当于电动机。
(3)写出2种使乙装置的线圈沿逆时针方向转动的方法。 。
8.小金用如图甲所示的装置,探究“磁场对通电导体的作用力”。小金将滑动变阻器的滑片移到合适位置,闭合开关,发现金属导体ab向左运动。
(1)为验证导体受力方向与磁场方向是否有关,小金将导体ab放回图甲所示位置,断开开关后,小金应进行的操作是 ,再闭合开关观察现象。预期应该观察到的现象是 。
(2)上述现象都说明磁场对通电导体有力的作用, (选填“发电机“电动机”或“电磁铁”)就是根据该原理制成的。
(3)微型电扇通电工作时,它是电动机。如图乙所示,小金在微型电扇的插头处连接小灯泡,用手快速拨动风扇叶片时,小灯泡发光。微型电扇能产生电流是利用了 的原理。
9.发光二极管(LED灯)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灯不发光。小金想用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:
组别
磁体方向
磁体运动方向
观察现象
图乙
S上N下
向下运动
A灯发光,B灯不发光
图丙
S上N下
向上运动
A灯不发光,B灯发光
(1)实验中,将两个LED灯反向并联的目的是 。
(2)在该实验中,小金探究的是“感应电流的方向与 有关”。若要探究“感应电流的方向与磁场方向有关”,在完成上述实验后,还应补做的实验是 。
10.(2025八下·丽水期末)无线充电技术已广泛应用于智能手机。如图甲,将手机静置于充电器上方即可进行充电。相对静止的手机和充电器间是如何产生电流,进而对手机充电?兴趣小组开展下列研究:
【查阅资料】当前一种无线充电技术是利用电磁感应原理,充电器和手机内各有一个线圈。
【初步探究】兴趣小组设计了图乙所示的电路模拟手机无线充电,其中A、B是线圈,G是灵敏电流表。他们进行了相关实验,操作和结果如表所示。
序号
操作
电流表指针有无偏转
1
闭合开关前
无
2
闭合开关瞬间
有
3
闭合开关一段时间
无
4
断开开关瞬间
有
……
(1)图乙中模拟手机内线圈的是 (填“A”或“B”);
(2)上述实验初步得出:当线圈B中电流的有无发生变化时,会导致线圈B周围 的有无也发生变化,线圈A就会瞬间产生感应电流;
(3)【继续探究】如何持续产生感应电流?
该小组继续实验发现:当线圈B磁场强弱持续发生变化时,线圈A 都能产生感应电流。则他们的实验操作是 ;
(4)生活中将无线充电器直接接入家庭电路,无需其他操作即可持续对手机进行充电,其原因是 。
11.我国风能资源丰富,风力发电产业正逐步发展成为新兴产业。风力发电机包含风力系统和发电系统两部分。某科学小组设计制作简易风力发电机使小灯泡发光,正常照明下灯泡亮度介于100勒到350勒之间。
(1)【发电系统】图甲为发电系统核心部分,风力发电机产生的电流为 交流电 (填“直流电”或“交流电”)。
(2)【风力系统】风力系统的主体部分为风叶。小组成员设计了横截面如图乙所示三种形状的风叶。为了测定哪一种形状的风叶发电效果最好,同学们利用电风扇(图丙)、小灯泡、电流表、发电机、导线、等进行了如下的实验,请完成实验步骤:
①在发电机上装上A形状的风叶,将发电机、小灯泡与电流表组成串联电路。
②把电风扇放在发电机前面0.5米处,并调好高度及方向,使电风扇正对发电机正面,闭合电风扇的开关并把调档旋钮转到第三挡(转速最大)。
③闭合实验电路开关读出电流表示数。
④ 。
⑤比较所测得的数据,确定哪种型号的风叶效果最好改进:为了实验更具有科学性,在本实验中三种扇叶的 面积 应相同(写出一种即可)。
(3)【安装调试与评价】为了评价小组制作的风力发电机,同学们设计了如下评价量表。请在表格中填写相应的评价指标。
评价指标
优秀
合格
待改进
材料
材料环保且成本低
材料环保但成本高
材料不环保且成本高
发电效果
①
②
③
发电最低风速
小于等于4m/s
大于4m/s小于8m/s
大于等于8m/s
八年级下册科学 3.4 磁生电 易错点培优训练
易错点一、电磁感应原理
例1:(2025八下·诸暨期末)小明在探究“感应电流的大小与哪些因素有关”的实验中,连接了如图所示的实验装置,闭合开关后,导体AB、灵敏电流计、开关、导线组成闭合回路。
【猜想与假设】
猜想1:感应电流的大小与磁场的强弱有关;
猜想2:感应电流的大小与导体切割磁感线的方向有关;
猜想3:感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度有关;
【设计与实验】验证猜想1的实验设计思路如下:改变磁铁的磁性强弱进行多次实验,每次实验保持____相等。观察并记录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
磁场强弱
电流计指针偏转格数
1
弱
1.5格
2
较强
3.5格
3
强
4.5格
【结论与分析】
(1)分析表格数据,可得出的结论是:其他条件相同时, 。
(2)小红提出该实验中可以用电磁铁代替永磁体,其优点是 。
(3)按照设计思路验证猜想1,实验时在操作上存在的困难是 。
【答案】(1)磁场强度越强,产生的感应电流越大
(2)电磁铁的磁性大小容易改变
(3)难以控制切割磁感线的速度相同
【解析】(1)根据表中数据进行分析,找到感应电流大小与磁场强度的关系。
(2)根据电磁铁磁性强弱的影响因素进行分析。
(3)根据感应电流大小的影响因素进行分析。
【解答】(1)由表中数据可知,磁场强度越强,指针偏转格数越大,说明感应电流越大,故可得:在其他条件相同时,磁场强度越强,产生的感应电流越大。
(2)电磁铁的磁性大小由电流大小及线圈匝数有关,可知电磁铁的磁性大小容易发生改变。
(3)感应电流的大小还与导体切割磁感线的速度有关,由控制变量法可知,应控制切割磁感线的速度相同,实验中较难控制切割磁感线的速度相同。
例2: 如图所示是“探究感应电流产生的条件”实验装置
(1)实验中,图甲AB棒的材料可以是 (选填“塑料”、“铝”);
(2)我们可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生;还可以通过指针偏转的方向判断 ;
(3)保持AB棒运动方向不变,仅将磁体N、S极对调,重复上述实验,是为了探究感应电流方向与 的关系;
(4)若将此装置中灵敏电流计换成 ,可进一步探究电动机的工作原理。
(5)小明做了如图乙所示的装置,闭合开关,用外力使导体棒ab水平向右移动,发现导体棒cd也随之运动起来,cd运动的原因是 。
【答案】(1)铝
(2)感应电流方向
(3)磁场方向
(4)电源
(5)ab切割磁感线,产生感应电流,cd中有电流通过,通电导体在磁场里受到力的作用而运动
【解析】(1)根据电磁感应的条件分析解答;
(2)灵敏电流计的指针偏转方向与通过它的感应电流的方向有关;
(3)根据题目描述分析哪个因素发生改变即可;
(4)根据探究通电导体在磁场中受力的实验过程分析;
(5)根据发电机和电动机的工作原理分析解答。
【解答】(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,因此图甲AB必须为导体,故选铝。
(2)我们可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生;还可以通过指针偏转的方向判断感应电流方向;
(3)将磁体N、S极对调后,磁场方向发生改变,因此是为了探究感应电流方向与磁场方向的关系。
(4)在探究通电导体在磁场中受力的实验中,必须有电流通过导体,因此电路中必须有电源,则:若将此装置中灵敏电流计换成电源,可进一步探究电动机的工作原理。
(5)小明做了如图乙所示的装置,闭合开关,用外力使导体棒ab水平向右移动,发现导体棒cd也随之运动起来,cd运动的原因是:ab切割磁感线,产生感应电流,cd中有电流通过,通电导体在磁场里受到力的作用而运动。
例3:如图所示的风力发电机工作时,线圈在磁场中旋转产生感应电流。若要增大感应电流,下列措施可行的是( )
A.增加线圈的匝数
B.减小磁场的强度
C.降低线圈的旋转速度
D.使用横截面积更小的导线
【答案】A
【分析】感应电流影响大小的因素:①导线切割的速度大小;②永磁体的磁场强度;③切割导线的条数;④切割导线的有效长度。
【解答】解:风力发电机基于电磁感应原理工作,线圈在磁场中旋转切割磁感线从而产生感应电流。
A、增加线圈匝数,相当于切割磁感线的导线数量增加,利于增大感应电流。所以增加线圈匝数可增大感应电流。故A符合题意。
B、感应电流大小与磁场强度正相关,减小磁场强度,会使感应电流变小。故B不符合题意。
C、降低线圈旋转速度,会减缓线圈切割磁感线的速度。而感应电流大小和导线切割磁感线速度正相关,速度变慢会使感应电流变小。故C不符合题意。
D、选用横截面积更小的导线,导线电阻会增大。依据欧姆定律,电路中的感应电流会变小。故D不符合题意。
故选:A。
【点评】在此题中,探究感应电流的大小与三个因素:磁场强弱、导线长度、导线的运动速度的关系,因此要用到控制变量法。
变式训练
1.如图所示,以下四种措施不能使电流表指针偏转的是( )
A.将条形磁铁向下插入线圈
B.将条形磁铁从线圈中抽出
C.让条形磁铁静止在线圈中
D.条形磁铁静止而将线圈向上移动
【答案】C
【分析】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。利用这一知识点来判断此题。
【解答】解:图中线圈就是闭合电路的一部分导体,以磁体为参照物,当磁体插入、抽出、上下移动时,线圈相对于磁体在做运动,而且是切割磁感线运动,会产生感应电流,电流表指针会偏转;当磁体静止在线圈中时,它们相对静止,线圈不会切割磁感线,不会产生感应电流,电流表指针不会偏转。
故选:C。
【点评】解决本题关键是两点:①理解清楚产生感应电流的条件是“闭合电路”、“一部分导体”、“做切割磁感线运动”;②理解运动是相对的,导体静止,磁感线运动时,如果以磁感线为参照物,导体是运动的。
2.如图所示,a、b导体均是闭合电路的一部分,现让(1)中的a向右运动,磁体不动;而(2)中b不动,让磁体上下运动(如图箭头方向)。问a、b中有无感应电流产生( )
A.a中有,b中有 B.a中有,b中无
C.a、b中均有 D.a、b中均无
【答案】B
【分析】产生感应电流的条件:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感应运动时,电路中就会产生感应电流。
【解答】解:a中的导体做切割磁感线运动,会产生感应电流;b不动,让磁体上下运动,导体没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流。
故选:B。
【点评】本题考查了产生感应电流的条件,属于基础题。
3.如图所示是“探究感应电流产生的条件”实验装置
(1)我们可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生;还可以通过指针偏转的方向判断 感应电流的方向 ;
(2)保持AB棒运动方向不变,仅将磁体N、S极对调,重复上述实验,是为了探究感应电流方向与 磁场方向 的关系;
(3)若将此装置中灵敏电流计换成 电源 ,可进一步探究电动机的工作原理;
(4)小明做了如图乙所示的装置,闭合开关,用外力使导体棒ab水平向右移动,发现导体棒cd也随之运动起来,cd运动的原因是 通电导体在磁场里受到力的作用而运动 。
【答案】(1)感应电流的方向;
(2)磁场方向;
(3)电源;
(4)通电导体在磁场里受到力的作用而运动。
【分析】(1)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时,导体中产生电流的现象;实验中通过灵敏电流计的指针的偏转情况判定电路中是否有电流,指针右(左)偏,说明电流从正(负)接线柱流入;
(2)感应电流的方向与导体运动的方向、磁场的方向有关;
(3)(4)通电导体在磁场中受力运动。
【解答】解:(1)灵敏电流计指针偏转的方向不同,说明产生感应电流的方向不同,因此可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生;还可以通过指针偏转的方向判断感应电流的方向。
(2)保持AB棒运动方向不变,仅将磁体N、S极对调,是为了探究感应电流的方向与磁场方向之间的关系。
(3)探究电动机的工作原理,电路中需要有电源,因此将此装置中灵敏电流计换成电源,可以探究电动机的工作原理。
(4)闭合开关,用外力使导体棒ab水平向右移动,此时导体棒ab做切割磁感线运动,会产生感应电流,相等于电源,导体棒cd中有电流通过,因为通电导体在磁场里受到力的作用而运动。
故答案为:(1)感应电流的方向;
(2)磁场方向;
(3)电源;
(4)通电导体在磁场里受到力的作用而运动。
【点评】本题考查了探究电磁感应现象的实验,在解答这类题时,要注意实验结果成立的前提等。
4.在探究“产生感应电流条件”的实验中,用导线将金属棒、开关、灵敏电流计连接成如图所示的电路。请你参与探究并回答下列问题;
(1)灵敏电流计的作用是 。若不论如何移动金属棒都未发现电流计指针偏转,那 么你认为首先应该关注的器材是 。
(2)在实验中,小金发现电流计指针摆动的角度有时会不同。于是,他想探究产生感应电流的大小与哪些因素有关。经过思考后,提出了以下几种猜想:
猜想1:与磁场的方向有关;
猜想2:与导体切割磁感线运动的速度大小有关;
猜想3:与磁场的强弱有关。
① 如图,为了验证猜想1是否正确,小金使金属棒以3.0cm/s 的速度水平匀速向右运动(假 定运动区域的磁场强弱相同),读出电流计的示数为6mA 。然后,将磁体上下颠倒,使金 属棒仍以3.0cm/s 的速度水平匀速向右运动,发现电流计的示数仍为6mA。这说明猜想1是 (填“正确”或“错误”)的。
② 在验证猜想2时,在同一磁体中使金属棒以不同的速度大小水平匀速向右运动,读出电 流计测出的数值,记录的部分数据如表:
实验序号
1
2
3
4
5
速度v/cms1
1.0
1.5
3.0
3.5
4.0
感应电流I/mA
2
3
6
7
8.
由表格能得到的结论是 。
【答案】(1)检测感应电流的产生;开关
(2)①错误;②感应电流的大小与导体水平方向的运动速度大小有关,导体运动越快,感应电流越大(或感应电流的大小与导体在水平方向的运动速度成正比)
【解析】(1)①闭合开关后,当导体做切割磁感线运动时,如果灵敏电流计的指针摆动,那么说明产生了感应电流。
②产生感应电流的条件:①闭合电路的部分导体;②做切割磁感线运动;
(2)①将磁体上下颠倒后,磁场方向发生改变。如果此时电流计的示数发生改变,那么说明感应电流大小与磁场方向有关;否则,说明二者无关;
②根据表格数据分析感应电流大小与导体运动速度的内在联系。
【解答】(1)①灵敏电流计的作用是检测感应电流的产生。
②若不论如何移动金属棒都未发现电流计指针偏转,那么你认为首先应该关注的器材是开关,因为通路是产生感应电流的前提条件。
(2)①根据题意可知,当改变磁场方向后,电流计的示数保持不变,那说明感应电流大小与磁场方向无关,即猜想1是错误的。
②根据表格数据可知,当导体运动的速度变大时,感应电流的示数变大,且二者的比值保持不变,那么得到: 感应电流的大小与导体水平方向的运动速度大小有关,导体运动越快,感应电流越大(或感应电流的大小与导体在水平方向的运动速度成正比) 。
5.(2025八下·义乌月考)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。小科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①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, ▲ 。
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)导体切割磁感线的方向
(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
(4)阻碍
【解析】以下是影响电磁铁磁性的因素:电流强度:电磁铁的磁场强度与通过线圈的电流强度成正比。匝数:线圈的匝数越多,磁场强度越大。导体材料:导体的材料也会影响电磁铁的磁性。铁芯的大小和形状:影响电磁铁磁力大小的因素之一。磁场方向与电流方向有关,随着电流方向的改变,磁场方向改变;
【解答】(1)实验中,将两个相同的发光二极管反向并联的目的是判断感应电流的方向;因为发光二极管(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。
(2)根据①②可得出:感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关。
(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 : 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;
(4)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 ,说明电流从螺线管右边流出,电磁铁左边为S,右边为N,所以分析实验结果,通电螺线管产生的磁场对条形磁体的运动会产生阻碍作用。因为同名磁极相互排斥;
故答案为:(1)判断感应电流的方向(2)导体切割磁感线的方向(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(4)阻碍
6.(2025八下·临海期末)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:
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。
【答案】(1)
(2)B向上运动
(3)滑动变阻器左移(增大电源电压等)
(4)4、6(或5、7)
【解析】(1)电磁感应现象中电路的连接方法,需要将灵敏电流计、线圈等正确连接成闭合回路。
(2)感应电流方向与线圈切割磁场方向的关系,通过改变线圈切割磁场的方向,观察感应电流方向的变化。
(3)影响感应电流大小的因素,感应电流的大小与磁场强度、线圈切割速度等因素有关。
(4)控制变量法在实验中的应用,通过对比不同实验步骤,探究感应电流方向与磁场方向的关系。
【解答】(1)图甲中,应将灵敏电流计与线圈连接成闭合回路,使线圈在磁场中运动时能产生感应电流。
(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,应让 B 向上运动,这样可以改变线圈切割磁场的方向,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,如滑动变阻器左移(增大电源电压,使线圈中的电流增大,磁场增强)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,改变了磁场方向(通过改变电源正负极),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。
7.(2025八下·慈溪月考)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”)。
【答案】(1)电磁感应(2)b→a
【解析】(1)电磁感应现象,即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,产生感应电流的现象;
(2)安培定则:用右手握住通电螺线管,让四指指向电流的方向,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。
【解答】(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。
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、灵敏电流表、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。根据表格信息回答下列问题:
实验次数
导体运动情况
灵敏电流表指针偏转情况
灵敏电流表电流方向
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1、2可知,闭合开关,导体AB 竖直向上或向下运动 (填“会”或“不会”)产生感应电流。
(2)由实验3、4可推测:导体产生感应电流的方向与 有关;如果固定导体AB,水平向右移动磁体,灵敏电流表的指针向 偏转。
(3)图乙中的“◯”表示导体AB 的横截面(即图甲中沿导体AB 由 A 往 B 看),Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示导体运动中的不同位置,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____(填序号)。
A.Ⅰ位置 B.Ⅱ位置 C.Ⅲ位置 D.Ⅳ位置
【答案】(1)不会
(2)导体切割磁感线的运动方向;右
(3)B;C;D
【解析】(1)电磁感应现象的产生条件:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中才会产生感应电流。如果导体没有切割磁感线(如沿磁感线方向运动),则不会产生感应电流。
(2)感应电流方向的影响因素: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。当其中一个因素改变时,感应电流的方向就会改变;若两个因素同时改变,感应电流的方向不变。
(3)相对运动的等效性:在电磁感应实验中,“导体切割磁感线” 与 “磁体相对于导体运动” 的效果是等效的,都能让导体切割磁感线从而产生感应电流。
【解答】(1)由1、2两次实验可知,导体AB 竖直向上或竖直向下平行于磁感线运动时,灵敏电流表指针不偏转,即说明闭合回路中不会产生感应电流。
(2)由3、4两次实验可知,导体AB 切割磁感线的运动方向改变时,产生的感应电流的方向也发生了改变,说明导体AB 中感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向有关。
如果固定导体AB,水平向右移动磁体,此时相当于磁体不动,导体AB 水平向左运动,由表格中的信息可知,此时灵敏电流表的指针向右偏转。
(3)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示导体AB 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。因为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ这三个位置导体做切割磁感线运动,Ⅰ位置导体不做切割磁感线运动,所以导体会产生感应电流的位置有Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。
故答案为: BCD。
易错点二、发电机
例1:(2025八下·杭州期中)为提高能量利用率,纯电动汽车在行驶过程中采用能量回收刹车系统为汽车充电(其简化原理如图)。刹车时,充电开关接通,车轮带动线圈转动,产生电流,给电池充电。同时通电的线圈受到磁场产生的阻力,从而减缓车轮转动。该过程能量回收效率可达40%以上。
(1)线圈中产生电流的现象称为 。
(2)图中导线 ab产生箭头方向的电流,受到阻力方向向后,此时导线 cd所受的阻力方向是 。
(3)利用能量回收系统刹车时,能量转化的情况是 。
(4)新能源汽车还可以采用无线充电。如图高速路面下铺设了一层太阳能电池板和金属线圈,利用太阳能电池板给路面线圈供电、当汽车在路面上行驶时,就能实现对新能源汽车进行无线充电,路面线圈在汽车无线充电中起的作用是 。
【答案】(1)电磁感应
(2)向前
(3)机械能转化为电能
(4)提供磁场
【解析】(1)(3)(4)发电机将机械能转化为电能,原理是电磁感应。产生感应电流的条件是:闭合回路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
(2)阻力方向与磁场方向及电流方向有关,任意改变一个方向,磁力方向发生改变,同时改变两个方向,磁力方向不变。
【解答】(1)由“刹车时,充电开关接通,车轮带动线圈转动,产生电流”可知,能量转换形式与发电机相同,机械能转化为电能,原理是电磁感应。
(2)阻力方向与磁场方向及电流方向有关,ab和cd中电流方向相反,磁场方向相同,阻力方向相反,所以cd受到阻力的方向向前。
(3)由“刹车时,充电开关接通,车轮带动线圈转动,产生电流”可知该过程将机械能转化为电能。
(4)路面线圈在通电情况下产生磁场,汽车行驶时,在磁场中做切割磁感线运动,产生感应电流,给电池充电。
例2: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
【答案】C
【分析】感应电流产生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。
感应电流方向与导体运动方向、磁感线方向有关。
【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。
【点评】此题主要考查的是学生对产生感应电流条件和感应电流方向的认识和了解,对各条边是否做切割磁感线运动的判断是解决此题的关键。
小康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”的原理是电磁感应
B.“电风扇发电”的原理是通电导线在磁场中受到力的作用
C.“电风扇发电”过程是把电能转化为机械能
D.小灯泡发光是把光能转化为电能
【答案】A
例3:(2025八下·拱墅期末) 小欢和小乐利用如图甲所示装置探究“导体在磁场中产生感应电流的条件”,相关步骤及结果如表所示。
序号
开关
AB 棒运动情况
灵敏电流计的指针偏转情况
①
断开
左右运动
不偏转
②
闭合
左右运动
偏转
③
闭合
上下运动
不偏转
(1)装置中,AB棒可能是 (选填“铁棒”“铝棒”或“塑料棒”)。
(2)对比①和②可知,产生感应电流的条件之一是 。
(3)对比②和③,小欢认为产生感应电流的条件之一是电路中的部分导体必须左右运动;小乐则认为产生感应电流的条件之一是电路中的部分导体需做切割磁感线运动,并不一定要左右运动。为了验证小欢观点的错误,小乐通过 (填写实验操作),让AB棒上下运动也产生了感应电流。
(4)依据探究结论,在如图乙所示的“摇绳发电”活动中,小欢和小乐应沿 (选填“东西”或“南北”)方向站立并摇绳。电流计指针更容易偏转.应用该原理制成了 机.
【答案】(1)铝棒
(2)电路为通路
(3)导体AB从左上到右下运动
(4)东西 发电
【解析】(1)产生感应电流的条件:①闭合电路的部分导体;②在磁场中做切割磁感线运动;
(2)灵敏电流计偏转说明有电流产生,不偏转说明没有电流产生,根据描述分析产生感应的条件;
(3)当磁场沿竖直方向分布时,只要导体不沿竖直方向移动,此时都会切割磁感线,都会产生感应电流,据此分析解答。
(4)根据地磁场的分布规律分析解答。
【解答】(1)根据电磁感应发生的条件客舟,AB棒必须是导体,为了保证在磁场中自由移动,且不能是铁磁性物质,故选铝棒;
(2)根据表格数据可知,①中开关断开为断路,此时没有产生感应电流;②中开关闭合为通路,此时产生感应电流,则二者对比产生感应电流的条件之一为:电路为通路。
(3)根据甲图可知,当导体AB从左上到右下运动时也会切割磁感线,产生感应电流,则为了验证小欢观点的错误,小乐通过导体AB从左上到右下运动,让AB棒上下运动也产生了感应电流。
(4)地磁场沿南北方向,当小欢和小乐沿东西方向站立并摇绳时,导线不断切割磁感线,会产生感应电流。
变式训练
1.(2025九下·杭州模拟)如图所示是生活中常见的刷卡机,当人们将带有磁条的信用卡在刷卡机指定位置刷一下,刷卡机的检测头就会产生感应电流便可读出磁条上的信息。下列选项中与刷卡机读信息原理相同的是( )
A.B.C. D.
【答案】D
【解析】刷卡机刷一下后,产生了感应电流,故原理为电磁感应原理。
【解答】A、电流周围产生磁场,使小磁针偏转,属于电生磁,故A错误。
B、通电导线在U型磁铁中,受力运动,属于通电导体在磁场中受力运动,故B错误。
C、通电螺旋管周围产生磁场,属于电生磁,故C错误。
D、闭合线圈中的部分导体切割磁感线后,在电流表中显示有感应电流通过,属于电磁感应原理,故D正确。故选D
2.老师上课时常使用“小蜜蜂”扩音,声音信号由话筒传入扩音器扩大后从扬声器播出,话筒、扬声器的工作原理分别相当于( )
A.发电机、电动机 B.电动机、发电机
C.发电机、发电机 D.电动机、电动机
【答案】A
【分析】(1)话筒工作原理:电磁感应现象;其工作过程:对着话筒说话时,产生的声音使膜片振动,与膜片相连的线圈也跟着一起振动,线圈在磁场中的这种运动,能产生随着声音的变化而变化的电流,经放大后,通过扬声器还原成声音。
(2)扬声器的工作原理:通电导体在磁场中受力;其工作过程:扬声器的线圈中通入携带声音信息、时刻变化的电流,使得在一个瞬间和下一个瞬间产生不同方向的磁场,线圈就不断地来回振动,纸盆也就振动起来,便发出了声音。
【解答】解:
发电机的形式很多,但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律;电动机指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置;话筒工作原理:电磁感应现象;扬声器的工作原理:通电导体在磁场中受力;因此发电机和动圈式话筒都是电磁感应现象原理;电动机和扬声器都是通电导体在磁场中受力原理。
故选:A。
【点评】本题考查话筒、扬声器、电动机、发电机的工作原理。
3.(2025八下·江北期末)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
【答案】D
【解析】A.电吉他的拾音器由磁铁和线圈组成,铁弦被磁化,弹动铁弦,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。
B.磁体能够吸引铁、钴、镍等物质;
C.电磁继电器的工作原理是电流的磁效应;
D.感应电流的方向与磁场方向和导体的运动方向有关。
【解答】A.将磁体换成铁棒,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.铁、钴、镍等物质都可以被磁化,选用能被磁化的物质做弦,电吉他仍能正常工作,故B错误;
C.电磁继电器是利用电流的磁效应来工作的,故C错误;
D. 弦振动过程中,线圈切割磁感线的方向不断改变,则线圈中的电流方向不断变化,故D正确。
故选D。
4.某同学制作了图1所示的装置:风吹动时,风车带动磁体上方的线圈转动(线圈两端引出线上的绝缘漆已全部刮掉),灵敏电流计的指针会发生偏转。图2是该同学设计的另一种由轻质材料制成的风车模型,则下列说法正确的是( )
A.该装置是利用电流磁效应工作的
B.该装置的工作原理与电动机相同
C.若图1中电流计换成干电池,则无风吹时,线圈能持续转动
D.若用图2所示风车模型替换图1中风车,则有风吹时,电流计指针也能发生偏转
【答案】D
【分析】闭合电路部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流的现象叫做电磁感应;发电机就是根据此原理制成的。
【解答】解:
AB、图1中线圈、导线和灵敏电流计组成闭合电路,线圈处在磁场中,风吹风车带动线圈转动切割磁感线从而产生感应电流,因此图1装置是电磁感应现象,与发电机相同,A、B错;
C、若图1中电流计换成干电池,则无风吹时,由于通电线圈处在磁场中故而受力转动,但线圈转动至平衡位置因线圈两端的绝缘漆全部刮掉无法改变线圈中的电流从而不能持续转动下去,C错;
D、若用图2所示风车模型替换图1中风车,则有风吹时,线圈在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流,故电流计指针也能偏转,故D正确。
故选:D。
【点评】此题考查了法拉第的电磁感应实验,要抓住条件:闭合、部分、切割,这是解题关键。
5.关于下列四幅图,对应的说法不正确的是( )
A.图甲:说明通电导线周围存在着磁场
B.图乙:此实验装置原理与发电机原理相同
C.图丙:实验中将机械能转化为电能
D.图丁:动圈式话筒是利用电磁感应原理制成的
【答案】B
【分析】(1)通电导线的周围存在磁场,但磁场看不见、摸不着,可以通过小磁针的偏转说明磁场的存在;
(2)电动机是根据通电导体在磁场中受到力的作用制成的;
(3)闭合电路的部分导体,在磁场中切割磁感线运动,在导体中将产生电流,叫电磁感应。
【解答】解:A.通电后,小磁针转动,说明有磁场影响了小磁针,说明通电后电流周围存在着磁场,故A正确;
B.通电后,磁场中的导体在磁场的作用下运动,这是电动机的工作原理,故B错误;
C.用外力使磁场中的导体运动,结果电路中产生电流,这是将机械能转化为电能,故C正确;
D.动圈式话筒是利用电磁感应原理工作的,即闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中就会产生感应电流,这是电磁感应现象,故D正确。
故选:B。
【点评】本题考查了电与磁之间的三个联系:通电导体的周围存在磁场、通电导体在磁场中受力和电磁感应现象,还考查了安培定则的应用,要求平时学习时注意区分三个相关实验的原理和应用。
6.如图是法拉第1831年发明的圆盘发电机工作原理图.一个可绕固定轴转动的铜盘,铜盘的一部分处在U形磁铁中,电刷与铜盘的边缘连接且接触良好,用导线将开关、灵敏电流表申联在铜盘中心O和电刷之间.闭合开关,用力转动手柄使铜盘旋转产生电流.
(1)圆盘发电机工作时将 能转化为电能.
(2)小明发现圆盘发电机工作时,灵敏电流表指针偏转不明显,即产生的感应电流太小,分析可能的原因是 .(列举1种)
(3)闭合开关后,当沿一个方向转动手柄使铜盘匀速旋转时,灵敏电流表指针向右偏转.若要改变灵敏电流表指针偏转方向,请提出1条可行的措施: .
【答案】(1)机械(动)
(2)磁铁周围的磁场太弱(铜盘转速太小、铜盘处于磁场的有效长度太短等)
(3)改变手柄的转动方向(对调磁铁南北极、将灵敏电流表正负接线柱的导线互换)
【解析】发电机的基本结构是由转子和定子两部分组成。转子位于定子的中心腔内,在转子上装有能 产生磁场的磁极。当原动机带动转子旋转时,传来了机械能,转子的磁极随着转子高速转动,这时磁 场就与定子绕组发生相对作用,磁场切割定子绕组导体,产生了感应电流,从而使机械能转变成电 能。
【解答】(1) 圆盘发电机工作时将 导体运动具有机械能,切割磁感线,将机械能转化为电能,所以 圆盘发电机工作时将机械能转化为电能;
(2)产生的感应电流太小可能比如切割磁感线速度太小;
(3)若要改变灵敏电流表指针偏转方向,即改变电流方向,可以改变切割方向即改变手柄转动方向。
7.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连接,如图所示。用手拨动甲装置的线圈,使之沿顺时针方向转动,此时乙装置的线圈也会沿顺时针方向转动。
(1)上述过程中,甲装置中的能量转化是 。
(2) (选填“甲”或“乙”)装置相当于电动机。
(3)写出2种使乙装置的线圈沿逆时针方向转动的方法。 。
【答案】(1)机械能转化为电能
(2)乙
(3)对调磁极;改变甲的转动方向。
【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,导体中会产生感应电流,这种现象叫电磁感应。发电机就是利用该原理来工作的。
(2)通电导体在磁场中会受到力的作用,电动机就是利用该原理来工作的。
(3)电动机转动的方向与磁场方向和电流方向有关。
【解答】 (1)上述过程中,甲装置中的线圈转动时做切割磁感线运动时产生感应电流,则甲中的能量转化是机械能转化为电能。
(2)当甲中产生的电流经过乙中的线圈时发生转动,则乙装置相当于电动机。
(3)写出2种使乙装置的线圈沿逆时针方向转动的方法:对调磁极;改变甲的转动方向。
8.小金用如图甲所示的装置,探究“磁场对通电导体的作用力”。小金将滑动变阻器的滑片移到合适位置,闭合开关,发现金属导体ab向左运动。
(1)为验证导体受力方向与磁场方向是否有关,小金将导体ab放回图甲所示位置,断开开关后,小金应进行的操作是 将磁体N、S极对调 ,再闭合开关观察现象。预期应该观察到的现象是 导体运动的方向发生了改变 。
(2)上述现象都说明磁场对通电导体有力的作用, 电动机 (选填“发电机“电动机”或“电磁铁”)就是根据该原理制成的。
(3)微型电扇通电工作时,它是电动机。如图乙所示,小金在微型电扇的插头处连接小灯泡,用手快速拨动风扇叶片时,小灯泡发光。微型电扇能产生电流是利用了 电磁感应 的原理。
【答案】(1)将磁体N、S极对调;导体运动的方向发生了改变;(2)电动机;(3)电磁感应
【分析】(1)通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向、电流方向有关,根据控制变量法分析;
(2)电动机的工作原理:通电导体在磁场中受力运动;
(3)闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感应线运动,闭合电路中就产生感应电流。
【解答】解:(1)为验证导体受力方向与磁场方向是否有关,小金将导体ab放回图甲所示位置,断开开关后,电流的方向不变,选用改变磁场的方向,所以小金应进行的操作是将磁体N、S极对调,再闭合开关观察现象。预期应该观察到的现象是导体运动的方向发生了改变;
(2)磁场对通电导体有力的作用,这是电动机的工作原理;
(3)电扇的内部有磁铁和线圈,当微型电扇的插头处连接小灯泡,快速拨动风扇叶片时,线圈做切割磁感线运动,故能产生感应电流;此时微型电扇如同一台发电机,其原理就是电磁感应。
故答案为:(1)将磁体N、S极对调;导体运动的方向发生了改变;(2)电动机;(3)电磁感应。
【点评】本题考查了通电导体在磁场中受力方向的影响因素、电动机和发电机的工作原理,难度不大。
9.发光二极管(LED灯)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灯不发光。小金想用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:
组别
磁体方向
磁体运动方向
观察现象
图乙
S上N下
向下运动
A灯发光,B灯不发光
图丙
S上N下
向上运动
A灯不发光,B灯发光
(1)实验中,将两个LED灯反向并联的目的是 便于确定感应电流的方向 。
(2)在该实验中,小金探究的是“感应电流的方向与 磁体运动方向 有关”。若要探究“感应电流的方向与磁场方向有关”,在完成上述实验后,还应补做的实验是 控制磁体运动方向不变,改变磁体方向,观察灯的发光情况 。
【答案】(1)便于确定感应电流的方向;(2)磁体运动方向;控制磁体运动方向不变,改变磁体方向,观察灯的发光情况。
【分析】(1)并联电路各支路可独立工作、互不影响,结合发光二极管(LED灯)具有单向导电性分析;
(2)感应电流的方向与磁场方向和切割磁感线的方向有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,据此分析。
【解答】解:(1)实验中,将两个LED灯反向并联,根据发光二极管(LED灯)具有单向导电性,便于确定感应电流的方向;
(2)在该实验中,磁体方向不变,磁体运动方向改变,小金探究的是“感应电流的方向与磁体运动方向有关”。若要探究“感应电流的方向与磁场方向有关”,要控制磁体运动方向不变,故在完成上述实验后,还应补做的实验是:控制磁体运动方向不变,改变磁体方向,观察灯的发光情况。
故答案为:(1)便于确定感应电流的方向;(2)磁体运动方向;控制磁体运动方向不变,改变磁体方向,观察灯的发光情况。
【点评】本题研究感应电流的方向与哪些因素有关,考查并联电路的特点、控制变量法的运用。10.(2025八下·丽水期末)无线充电技术已广泛应用于智能手机。如图甲,将手机静置于充电器上方即可进行充电。相对静止的手机和充电器间是如何产生电流,进而对手机充电?兴趣小组开展下列研究:
【查阅资料】当前一种无线充电技术是利用电磁感应原理,充电器和手机内各有一个线圈。
【初步探究】兴趣小组设计了图乙所示的电路模拟手机无线充电,其中A、B是线圈,G是灵敏电流表。他们进行了相关实验,操作和结果如表所示。
序号
操作
电流表指针有无偏转
1
闭合开关前
无
2
闭合开关瞬间
有
3
闭合开关一段时间
无
4
断开开关瞬间
有
……
(1)图乙中模拟手机内线圈的是 (填“A”或“B”);
(2)上述实验初步得出:当线圈B中电流的有无发生变化时,会导致线圈B周围 的有无也发生变化,线圈A就会瞬间产生感应电流;
(3)【继续探究】如何持续产生感应电流?
该小组继续实验发现:当线圈B磁场强弱持续发生变化时,线圈A 都能产生感应电流。则他们的实验操作是 ;
(4)生活中将无线充电器直接接入家庭电路,无需其他操作即可持续对手机进行充电,其原因是 。
【答案】(1)A
(2)磁场
(3)持续地移动滑动变阻器的滑片
(4)家庭电路使用的是交流电,交流电的大小和方向会周期性改变
【解析】闭合电路中的导体在磁场中做切割磁感线运动会产生感应电流。
【解答】(1)无线充电中,充电器内线圈通变化电流产生磁场,手机内线圈在磁场中产生感应电流。图乙中,B线圈与电源等构成电路(类似充电器线圈 ),A线圈与灵敏电流表构成电路(类似手机线圈,产生感应电流 ),所以模拟手机内线圈的是A 。
(2)因为电流周围存在磁场,所以当线圈B中电流的有无发生变化时,会导致线圈B周围磁场的有无也发生变化,从而使线圈A瞬间产生感应电流 。
(3)要使线圈B磁场强弱持续变化,可通过改变线圈B中电流大小实现(因为电流大小影响磁场强弱 )。电路中有滑动变阻器,所以实验操作是移动滑动变阻器的滑片,使线圈 B 中的电流大小持续变化 ,这样线圈B磁场强弱持续变化,线圈A就能持续产生感应电流 。
(4)家庭电路是交流电,电流方向和大小周期性变化,接入无线充电器后,充电器内线圈(类似B线圈 )的电流持续变化,导致其周围磁场持续变化,手机内线圈(类似A线圈 )就能持续产生感应电流,从而持续充电。即家庭电路是交流电,电流不断变化,使得线圈 B 周围的磁场不断变化,从而在线圈 A 中持续产生感应电流 。
11.我国风能资源丰富,风力发电产业正逐步发展成为新兴产业。风力发电机包含风力系统和发电系统两部分。某科学小组设计制作简易风力发电机使小灯泡发光,正常照明下灯泡亮度介于100勒到350勒之间。
(1)【发电系统】图甲为发电系统核心部分,风力发电机产生的电流为 交流电 (填“直流电”或“交流电”)。
(2)【风力系统】风力系统的主体部分为风叶。小组成员设计了横截面如图乙所示三种形状的风叶。为了测定哪一种形状的风叶发电效果最好,同学们利用电风扇(图丙)、小灯泡、电流表、发电机、导线、等进行了如下的实验,请完成实验步骤:
①在发电机上装上A形状的风叶,将发电机、小灯泡与电流表组成串联电路。
②把电风扇放在发电机前面0.5米处,并调好高度及方向,使电风扇正对发电机正面,闭合电风扇的开关并把调档旋钮转到第三挡(转速最大)。
③闭合实验电路开关读出电流表示数。
④ 将A形状风叶依次换成B形状、C形状的风叶,重复以上步骤 。
⑤比较所测得的数据,确定哪种型号的风叶效果最好改进:为了实验更具有科学性,在本实验中三种扇叶的 面积 应相同(写出一种即可)。
(3)【安装调试与评价】为了评价小组制作的风力发电机,同学们设计了如下评价量表。请在表格中填写相应的评价指标。
评价指标
优秀
合格
待改进
材料
材料环保且成本低
材料环保但成本高
材料不环保且成本高
发电效果
① 灯泡亮
② 发光但较暗
③ 不发光
发电最低风速
小于等于4m/s
大于4m/s小于8m/s
大于等于8m/s
【答案】(1)交流电;(2)④将A形状风叶依次换成B形状、C形状的风叶,重复以上步骤;⑤面积;(3)灯泡亮;发光但较暗;不发光。
【分析】(1)根据图中圆环知,输出电路没有改变电流方向,产生的是交流电;
(2)将A形状风叶依次换成B形状、C形状的风叶;根据控制变量分析;
(3)根据评价指标进行分析。
【解答】解:(1)图1为发电系统核心部分,图中是金属环,没有改变输出电流的方向,风力发电机产生的电流为交流电;
(2)④将A形状风叶依次换成B形状、C形状的风叶,重复以上步骤;
⑤小组成员设计了横截面如图乙所示三种形状的风叶,应控制它们面积都相同;
(3)评价指标为发电效果,优秀:灯泡亮;合格:发光但较暗;待改进:不发光。
故答案为:(1)交流电;(2)④将A形状风叶依次换成B形状、C形状的风叶,重复以上步骤;⑤面积;
(3)灯泡亮;发光但较暗;不发光。
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