3.4电磁感应(知识点+题型)- 2025-2026学年科学浙教版八年级下册
2026-05-23
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2份
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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 | ZIP |
| 文件大小 | 46.20 MB |
| 发布时间 | 2026-05-23 |
| 更新时间 | 2026-06-14 |
| 作者 | 乔儿没有黑眼圈 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-23 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58002604.html |
| 价格 | 1.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以电磁感应核心概念为统领,通过实验探究、应用分析、原理辨析三层递进设计,实现从基础认知到综合应用的知识巩固,培养科学探究与模型建构能力。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础认知|电磁感应现象、实验条件及结论|结合铜棒切割磁感线实验(如2024金华月考),通过现象观察与结论推导,落实科学探究能力|
|应用理解|发电机原理、交流电特点及生活应用|以夜跑灯、无线充电(如2024杭州期末)为情境,分析能量转化与影响因素,体现科学观念的实际应用|
|综合辨析|电与磁原理区分及发展历程|通过发电机与电动机对比(如题型三设备辨析)、电磁流量计原理分析,培养推理论证与创新思维|
内容正文:
八下册·科学(新教材)
3.4 电磁感应
目录:
· 知识点梳理:
· 题型梳理:
题型一 电磁感应
(一)电磁感应现象探究实验
(二)电磁感应的应用
题型二
(一)直流电与交流电
(二)发电机
题型三 原理区分
题型四 电与磁的发展历程
· 知识点梳理
一、电磁感应现象
1、科学史实:
· 奥斯特发现了“电生磁”,证明了“通电导体周围存在磁场”;
· 法拉第发现了“磁生电”,实现了“利用磁场获得电流的愿望”。
2、探究实验——利用磁场产生电流的条件
(1)实验结论:
①电磁感应现象:闭合回路的一部分导体在磁场中作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现象,产生的电流叫感应电流。
②感应电流的方向:与导体的运动方向和磁场方向有关。
③能量转化:机械能转化为电能。
(2)注意事项:
①无论是导体运动还是磁场运动,只要满足:闭合回路、部分导体、切割磁感线这三个条件,都可以产生感应电流。
②电路不闭合,当导体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。
二、发电机
1、原理:电磁感应原理
2、交流电与直流电:
(1)交流电:电流大小和方向都发生周期性变化。
国家电网以交流电供电。我国交流电的周期是0.02s,频率为50Hz(即每秒完成50个完整周期);转动一周,感应电流方向改变两次。
(2)直流电:电流方向不变。(电池产生的电流)
3、发电机结构
转子:线圈
定子:磁体
铜环:E、F
电刷:A、B
工作过程:当线圈在磁场中转动时,ab边与cd边切割磁感线产生感应电流。
补充:
①大型交流发电机,一般采用线圈不动、磁极旋转的方式发电。
②为了得到较强的磁场,还用电磁铁代替永磁体。
③发电机工作时,线圈每转动一周,感应电流方向改变两次,因此输出的是交流电。
④发电机与电动机的结构本质上是一样的。理论上电动机也可以做发电机。
· 题型梳理
题型一 电磁感应
(一)电磁感应现象探究实验
1. (2024八下·浙江金华·月考)如图所示是小亮探究导体在磁场中运动时产生感应电流条件的实验,用一根绝缘的细线将一根铜棒AB悬挂在U形磁体的磁场中,再将铜棒AB、电流计及开关用导线连成一个闭合电路。请你帮他解决实验中遇到的问题:
(1)闭合开关后,要使电路中产生感应电流,铜棒AB应______(选填“上下”、“左右”或“里外”)运动;本实验是通过观察灵敏电流计的______来判断电路中产生感应电流的。
(2)要增大电路中产生的感应电流大小,方法是______。
2. (2023八下·浙江湖州·月考)课堂上,老师做了如图所示的演示实验,ab为闭合电路中的一部分导体。
(1)让导体ab在磁场中做如下运动:A.竖直向上运动B.向左运动
能产生感应电流的是______;(选填“A”或“B”)
(2)保持导体运动方向不变,将磁极上下对调,观察电流计指针偏转方向是否发生改变,这样操作的目的是为了研究感应电流方向是否与______有关;
(3)______机就是根据本实验现象制成的,该机工作时由______能转化为电能。
3. (2024八下·浙江杭州·阶段检测)如图甲、乙所示,是探究电磁感应现象的装置。
实验序号
磁场方向
导体切割磁感线方向
灵敏电流计指针偏转方向
①
向下
向右
向左
②
向上
向右
向右
③
向下
向左
向右
④
向上
向左
向左
(1)闭合开关,让导体AB沿水平方向左右运动,观察到灵敏电流计的指针偏转;若让导体AB由图示位置沿竖直方向上下运动,则灵敏电流计的指针________(选填“偏转”或“不偏转”)。
(2)利用此装置,探究感应电流方向与磁场方向和切割磁感线方向之间的关系,观察到的实验现象记录如下:在上述四次实验中,比较________两次实验,可知同时改变磁场方向和切割磁感线方向则感应电流方向不变。
(3)在探究中还发现,导体AB水平向左(或向右)缓慢运动时,灵敏电流计的指针偏转角度较小;导体AB水平向左(或向右)快速运动时,灵敏电流计的指针偏转角度较大,说明感应电流的大小与________有关。
(4)如图乙所示,是实验室用到的手摇发电机模型,该发电机模型发出的电是________(选填“交流电”或“直流电”)
4. (2023八下·浙江杭州·月考)如图所示是“探究感应电流产生的条件”实验装置。
(1)实验中,AB棒的材料可能是_______;
①铜 ②银 ③塑料 ④木棒 ⑤石墨
(2)本实验中,灵敏电流计的作用是_______;
(3)闭合开关,实验探究过程记录如表所示:
次数
AB棒在磁场中的运动情况
灵敏电流计指针
1
静止
不偏转
2
沿磁场方向运动
不偏转
3
向右切割磁感线运动
向右偏转
4
向左切割磁感线运动
向左偏转
根据实验现象,初步得出电路中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_______运动;若使AB棒保持静止,将磁铁水平向右运动,且将磁体N、S极对调,重复上述实验,灵敏电流计的指针_______。(填“不偏转”、“向左偏转”或“向右偏转”)
5. (2023八下·浙江嘉兴·期中)俄乌战争导致全球能源价格上涨,居民生活成本激增,为了解决能源短缺问题,科学家发现风是一种潜力很大的新能源,地球上可用来发电的风力资源,几乎是现在全世界水力发电量的10倍。目前全世界每年燃烧煤所获得的能量。只有风力在一年内所提供能量的三分之一.因此,国内外都很重视利用风力来发电,开发新能源。某学校科技小组结合所学知识,对“风力发电”展开探究。
(1)科技小组探究“风力发电”,应选取下列相应的哪套装置__________;
(2)下列实验中可以让磁场产生感应电流,必须的操作是_________(多选);
A.实验时,开关要闭合,接通电路;
B.电路的一部分导体,在磁场中运动;
C.整个电路都在磁场中做切割磁感线运动;
D.电路的一部分导体,在磁场中做切割磁感线运动
E.导体切割磁感线的速度必须要快;
(3)在探究感应电流方向与磁场方向的关系,应控制______________不变。
6. (2023八下·浙江杭州·月考)探究利用磁场产生电流的实验中,连接了如图所示的实验装置。根据实验回答问题。
(1)将磁铁向下插入螺线管中,观察到灵敏电流计的指针向左偏转。在这个过程中以磁铁为参照物,螺线管是________(填“静止”“向上运动”或“向下运动”)的。
(2)如果把磁铁从螺线管中向上拔出,灵敏电流计的指针将________(填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”)。
(3)通过(1)(2)两步实验,可以得出感应电流的方向与________有关。
(4)要探究感应电流方向与磁场方向的关系,你设计的实验做法是________。
7. (2024八下·浙江杭州·期中)小科为探究感应电流方向与磁场方向的关系,将铜线制成的两个相同螺线形线圈(螺线管),分别与相同的灵敏电流计连接,另取两个相同的磁铁,一个N极向上,一个N极向下,均放在离线圈上端高度20cm处,由静止自由掉落通过线圈,实验操作如图甲、图乙所示。
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
(1)本实验中,我们通过观察___________来判断感应电流方向。若要研究感应电流方向与磁体的运动方向的关系,则需要控制___________不变;
(2)实验过程中,小科按图甲、乙所示的方法进行操作,发现实验现象不太明显。为使现象更明显,请你对实验装置提出一条改进的措施:__________;
(3)小科想要利用装置甲继续探究感应电流大小与切割磁感线速度的关系,记录数据如表。由数据可得出的结论是:__________。
(二)电磁感应的应用
8. (2024八下·浙江杭州·期末)小明自制了一款夜跑灯,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。下列分析正确的是( )
A.夜跑灯的工作原理是电流的磁效应
B.运动时加速摆臂,线圈中的感应电流大小不变
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,图甲的夜跑灯更适合平放于图乙P处
9. (2024八下·浙江绍兴·月考)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。小敏想用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将条形磁体N极朝下,将条形磁体快速向下插入线圈中(如图乙),发现A灯发光,B灯不发光。
②再将条形磁铁S极朝下,同样将条形磁体快速向下插入线圈中(如图丙),发现A灯不发光,B灯发光。
(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)若想要证明“感应电流的方向与导体切割磁感线方向有关”,在做了上述操作①后,还应该补做的实验操作是 ___________。
10. (2025九上·浙江宁波·期中)无线充电器是利用电磁感应原理进行充电的设备,其过程为:通过在发送和接收端各安置一个线圈,送电线圈利用电流产生磁场,受电线圈利用磁场产生电流。受电线圈正对并靠近送电线圈可以产生电流,使灯泡发光,实现电能的无线传输。如图(a)为手机通过无线充电进行充电,图(b)为“电能无线传输”示意图。
(1)当在进行无线充电时,无线充电器可看作________。(选填“送电线圈”、“受电线圈”)。
(2)通过查阅资料,可以了解到受电线圈两端电压与受电线圈匝数、受电线圈直径、两线圈的距离有关。现用相同规格的漆包线绕制了三个匝数相同、直径相同的受电线圈进行探究。实验数据如表:(送电线圈直径为70.0mm)
实验次数
受电线圈的直径D/mm
两线圈之间的距离d/mm
受电线圈两端的电压U/V
1
70.0
22.0
8.6
2
70.0
11.0
14.1
3
70.0
5.5
20.5
①分析序号1、2、3数据,可初步得出结论:在受电线圈的直径和匝数相同时,________。
②通过实验,小组同学发现电能无线传输存在传输距离________(选填“长”或“短”)的缺点,尽管如此,电能无线传输技术仍然有着广阔的应用前景。
11. (2024八下·浙江绍兴·期中)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。
12. (2023八下·浙江杭州·月考)如图所示,AB和CD是两根固定且平行的水平金属导轨,符号×表示垂直于纸面指向纸面里的磁场的磁感线。现将铜棒EF和GH垂直放在滑轨上,当拉动GH使其向左移动时,发现EF也向左移动,说明铜棒里__________(选填“有”或“无”)电流产生,EF受到的是磁场力的作用。当拉动GH使其向右移动时,EF应向__________(选填“左”或“右”)移动,理由是:__________。
题型二 发电机工作原理
(一)直流电与交流电
13. (2024八下·浙江台州·阶段检测)我国家庭电路中使用的交流电电压正常值为___________伏,生活用的交流电的周期是___________秒,频率为50 赫兹,每秒方向改变___________次。一般情况下,___________伏以下的电压是人体的安全电压。
14. (2025八下·浙江·课后作业)日常生产、生活使用的电或电网输送的电都是交流电,下列与交流电有关的说法中错误的是( )
A.由蓄电池产生的电流属于直流电,实验室中手摇发电机产生的电流属于交流电
B.交流电和直流电是依据电流大小是否发生变化区分的
C.大型交流发电机结构中定子是线圈,转子是磁体,且用电磁铁来代替永磁体
D.生产、生活用的交流电的周期是0.02秒,频率是50赫
15. (2023八下·浙江杭州·期末)人工心脏泵可短时间代替心脏工作,如图是该装置的示意图。磁体固定在左侧,线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上(相当于一个电磁铁),阀门S1只能向外开启,S2只能向内开启,要使活塞向右运动,则A端应该接电源 _____极,血液会 _______(选填“流入”或“流出”)塞筒。该装置工作时线圈AB中应流入_______。(选填“交流电”或“直流电”)
(二)发电机
16. (2023八下·浙江湖州·月考)如图所示为发电机工作原理,下列有关说法正确的是( )
A.当发电机工作时,电流始终从电刷A流向电刷B
B.该过程中电能转化为机械能
C.当线圈不动,磁极转动时,不会有感应电流产生
D.发电机线圈每转过一圈,电流的方向改变两次
17. (2024八下·浙江绍兴·月考)如图所示,下列判断正确的是( )
A.甲、乙两图都是直流电动机模型
B.甲、乙两图都是直流发电机模型
C.甲图表示的是电动机模型,乙图表示的是发电机模型
D.甲图表示的是发电机模型,乙图表示的是电动机模型
18. (2024八下·浙江台州·期末)新能源汽车因高效环保而成为热点。某科学兴趣小组为探究其原理与性能,开展了“自制电动小汽车”的项目化学习。
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
能实现前进与倒退,且车速可调
能实现前进与倒退,但车速不可调节
只能前进或只能倒退,且车速不可调节
指标二
汽车刹车时能量可回收,且能手动关闭此功能
汽车刹车时能量可回收,但不能手动关闭此功能
汽车刹车时能量不可回收
小组同学利用3D打印机制作了一个汽车模型(如图1),其内部简化电路如图2所示,其中电源C为可充电电池,在车辆制动时,开关S会自动切换至触点3进行能量回收。请回答:
(1)当开关S接通触点2,调节滑动变阻器滑片向上移动时,车速将_______。
(2)通过切换开关S能实现前进与倒退功能的原因是________。
(3)车辆制动期间,能量转化的形式为____(填序号)。
A.机械能转化为电能 B.电能转化为机械能
(4)对车辆进行测试时,指标一被评为“优秀”,指标二被评为“合格”,为使指标二能达到“优秀”等级,应如何改进电路?______。
19. (2023八下·浙江湖州·月考)关于交流发电机,下列说法正确的是( )
①当线平面转至与磁感线垂直位置时,感应电流为零
②当线圈平面转过与磁感线平行位置时,感应电流出现最大值
③当线平面转至与磁感线平行位置时,感应电流为零
④当线圈平而转过与磁感线垂直位时,感应电流方向改变
A.①③ B.②③ C.①④ D.①②④
20. (2024八下·浙江·期中)如图所示是手摇发电机模型,下列说法中正确的( )
A.发电时,线圈在磁场中始终在切割磁感线
B.它是利用通电导体在磁场中受力原理发电的
C.灯泡发光的亮暗与手摇转盘转动方向有关
D.在一个周期,线圈内电流方向改变两次
21. (2024八下·浙江·期中)老叶以塑料管为连接轴将两个玩具电机的转轴连接起来,并安装如图所示的电路。开关S闭合后,灯泡发光,则下列说法错误的是( )
A.甲、乙电机都会转动 B.甲电机相当于发电机
C.乙电机相当于电动机 D.将电源正、负极对调,灯泡不会发光
22. (2024八下·浙江·期中)在安装直流电动机模型的实验中,小希将组装好的电动机模型、滑动变阻器、电源、开关串联起来如图甲所示。
(1)小希闭合开关,发现线圈不转,他用手轻轻转了一下线圈,电动机模型开始正常转动。线圈原来不转的原因可能是______(填字母);
A.线圈处于平衡位置 B.电源正负极接反了 C.磁铁没有磁性
(2)若要电动机转速加快,小希应将滑动变阻器的滑片向______移动;
(3)完成以上实验后,小希取下图甲中的电源换上小灯泡,在模型的转轴上绕上细线,如图乙所示,然后快速拉动细线,使线圈转动起来,结果小灯泡发光,此时这模型就相当于______机。
题型三 原理区分
23. (2025八下·浙江·课后作业)关于发电机与电动机,下列说法正确的是( )
A.它们都是利用电磁感应现象制成的
B.它们的构造完全相同
C.它们都是利用通电导体在磁场中会受到力的作用的原理制成
D.电动机也可用来做发电机
24. (2024八下·浙江台州·期末)在高速公路收费站,我们经常看到自动收费系统(简称ETC)。当车辆靠近收费站时,固定在车道上的路测单元(RSU)自动产生电磁场,车内的收费仪器接收到磁信号后会在线圈中产生感应电流并自动完成支付。下列选项中与车内收费仪器完成自动支付功能的原理相同的是( )
A. B.
C. D.
25. (2024八下·浙江金华·期末)下面设备与风力发电机原理一致的是( )
A. B.
C. D.
26. (2025·湖北省直辖县级单位·模拟预测)普通汽车在行驶中刹车和下坡会浪费掉很多能源,还会因长时间踩刹车会导致刹车盘过热,进而可能导致刹车失灵。小米SU7(如图)“动能回收技术”反向利用汽车的动能来发电给电池充电,达到增加续航里程和减少刹车片磨损。下面四图能反映新能源汽车“动能回收技术”原理的是( )
A. B.
C. D.
27. (2023八下·浙江宁波·期末)校项目化学习小组制作了一款节能夜跑灯,在跑步过程中,小灯泡发光,帮助夜跑者照明.夜跑灯的具体制作过程如下:将线圈缠绕在塑料水管外壳上并与小灯泡构成闭合电路,永磁体放在水管中并能自由往返运动.下列实验原理与节能夜跑灯的工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
28. (2023八下·浙江金华·阶段检测)2013年6月7日,厦门市一辆BRT(快速公交系统)公交车在行驶过程中突然起火爆炸,造成重大人员伤亡,随后厦门市给全市174辆BRT公交车全部加装自动爆玻器(如图所示).危急时刻下,司机只需按下开关,自动爆玻器即可自动完成破窗。自动爆玻器就相当于一个电控安全锤,它是利用电磁线圈在通电的时候产生一个冲击力,带动一个钨钢头击打车窗玻璃边角部位,实现击碎玻璃的目的。下列与自动爆玻器工作原理相同的是( )
A.白炽灯 B.动圈式话筒
C.发电机 D.扬声器
29. (2024八下·浙江金华·期中)老师上课时常用“小蜜蜂”扩音,声音信号由话筒传入扩音器放大后从扬声器播出。话筒、扬声器的工作原理相当于( )
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
30. (2023八上·浙江金华·阶段检测)如图所示,下列实验仪器工作时,原理不是磁场对通电导体作用的是( )
A.电流表 B.电压表
C. 发电机 D.电动机
31. (2024八下·浙江宁波·期末)如图甲是用来检测血流速度和血流量的电磁流量计。其原理如图乙所示,使用时将血管放置于两磁极之间,金属电极A、B与血管壁接触,仪表与电极A、B相连。血液在血管中流动时A、B间就会有电压,产生的电流通过仪表从而显示出血流速度和流量。电磁流量计的工作原理是___________,利用类似的电磁流量计可以测量以下哪种液体的流量_______(填序号)。
①盐水 ②蒸馏水 ③食用油
32. (2024八下·浙江丽水·期末)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
题型三 电与磁的发展历程
33. (2025八下·浙江宁波·期中)在人类历史上,最先发现电流周围存在磁场的科学家是( )
A.法拉第 B.安培 C.爱迪生 D.奥斯特
34. (2023八下·浙江湖州·期中)如图是小明按时间顺序梳理的电与磁相关知识结构图,请你补充完整。
①______;②______;③______。
35. (2023八下·浙江·专题练习)如图是一款磁悬浮月球灯,“月球”悬浮在底座上并发出亮光。实际上,“月球”内部有块磁体,底座通过电流产生一个磁场,从而使“月球”悬浮起来。下面哪一位科学家的发现,首次揭示了电与磁之间的联系?( )
A.法拉第 B.焦耳 C.奥斯特 D.安培
1
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$八下册·科学(新教材)
3.4 电磁感应
目录:
· 知识点梳理:
· 题型梳理:
题型一 电磁感应
(一)电磁感应现象探究实验
(二)电磁感应的应用
题型二
(一)直流电与交流电
(二)发电机
题型三 原理区分
题型四 电与磁的发展历程
· 知识点梳理
一、电磁感应现象
1、科学史实:
· 奥斯特发现了“电生磁”,证明了“通电导体周围存在磁场”;
· 法拉第发现了“磁生电”,实现了“利用磁场获得电流的愿望”。
2、探究实验——利用磁场产生电流的条件
(1)实验结论:
①电磁感应现象:闭合回路的一部分导体在磁场中作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现象,产生的电流叫感应电流。
②感应电流的方向:与导体的运动方向和磁场方向有关。
③能量转化:机械能转化为电能。
(2)注意事项:
①无论是导体运动还是磁场运动,只要满足:闭合回路、部分导体、切割磁感线这三个条件,都可以产生感应电流。
②电路不闭合,当导体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。
二、发电机
1、原理:电磁感应原理
2、交流电与直流电:
(1)交流电:电流大小和方向都发生周期性变化。
国家电网以交流电供电。我国交流电的周期是0.02s,频率为50Hz(即每秒完成50个完整周期);转动一周,感应电流方向改变两次。
(2)直流电:电流方向不变。(电池产生的电流)
3、发电机结构
转子:线圈
定子:磁体
铜环:E、F
电刷:A、B
工作过程:当线圈在磁场中转动时,ab边与cd边切割磁感线产生感应电流。
补充:
①大型交流发电机,一般采用线圈不动、磁极旋转的方式发电。
②为了得到较强的磁场,还用电磁铁代替永磁体。
③发电机工作时,线圈每转动一周,感应电流方向改变两次,因此输出的是交流电。
④发电机与电动机的结构本质上是一样的。理论上电动机也可以做发电机。
· 题型梳理
题型一 电磁感应
(一)电磁感应现象探究实验
1. (2024八下·浙江金华·月考)如图所示是小亮探究导体在磁场中运动时产生感应电流条件的实验,用一根绝缘的细线将一根铜棒AB悬挂在U形磁体的磁场中,再将铜棒AB、电流计及开关用导线连成一个闭合电路。请你帮他解决实验中遇到的问题:
(1)闭合开关后,要使电路中产生感应电流,铜棒AB应______(选填“上下”、“左右”或“里外”)运动;本实验是通过观察灵敏电流计的______来判断电路中产生感应电流的。
(2)要增大电路中产生的感应电流大小,方法是______。
【答案】(1) 左右 指针偏转
(2)增大AB的运动速度或换用磁性更强的磁体
【详解】(1)[1]根据电磁感应现象,闭合开关后,铜棒AB左右运动时,铜棒做切割磁感线运动,电路中会有感应电流产生。
[2]本实验是通过观察灵敏电流计的指针是否偏转来判断电路中是否产生感应电流。
(2)感应电流的大小与磁场强度大小、铜棒AB运动的快慢有关;铜棒AB左右运动时垂直切割磁感线,速度越大,感应电流越大;磁感应强度越大,铜棒AB切割磁感线时产生的感应电流越大;故要增大电路中产生的感应电流大小,最易操作的方法是增大铜棒AB的运动速度或换用磁性更强的磁体。
2. (2023八下·浙江湖州·月考)课堂上,老师做了如图所示的演示实验,ab为闭合电路中的一部分导体。
(1)让导体ab在磁场中做如下运动:A.竖直向上运动B.向左运动
能产生感应电流的是______;(选填“A”或“B”)
(2)保持导体运动方向不变,将磁极上下对调,观察电流计指针偏转方向是否发生改变,这样操作的目的是为了研究感应电流方向是否与______有关;
(3)______机就是根据本实验现象制成的,该机工作时由______能转化为电能。
【答案】 B 磁场方向 发电 机械
【详解】(1)[1]由题图可知,当闭合电路的一部分导体ab左右运动时,会在磁场中做切割磁感线运动,此时能产生感应电流;导体上下运动时,不做切割磁感线运动,不会产生感应电流。故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
(2)[2]导体运动方向不变,将磁极上下对调,磁场方向改变,观察电流计指针偏转方向是否发生改变,这样操作的目的是为了研究感应电流方向是否与磁场方向有关。
(3)[3][4]发电机就是根据本实验现象制成的,该机工作时,消耗了机械能,得到了电能,因此是把机械能转化为电能。
3. (2024八下·浙江杭州·阶段检测)如图甲、乙所示,是探究电磁感应现象的装置。
实验序号
磁场方向
导体切割磁感线方向
灵敏电流计指针偏转方向
①
向下
向右
向左
②
向上
向右
向右
③
向下
向左
向右
④
向上
向左
向左
(1)闭合开关,让导体AB沿水平方向左右运动,观察到灵敏电流计的指针偏转;若让导体AB由图示位置沿竖直方向上下运动,则灵敏电流计的指针________(选填“偏转”或“不偏转”)。
(2)利用此装置,探究感应电流方向与磁场方向和切割磁感线方向之间的关系,观察到的实验现象记录如下:在上述四次实验中,比较________两次实验,可知同时改变磁场方向和切割磁感线方向则感应电流方向不变。
(3)在探究中还发现,导体AB水平向左(或向右)缓慢运动时,灵敏电流计的指针偏转角度较小;导体AB水平向左(或向右)快速运动时,灵敏电流计的指针偏转角度较大,说明感应电流的大小与________有关。
(4)如图乙所示,是实验室用到的手摇发电机模型,该发电机模型发出的电是________(选填“交流电”或“直流电”)
【答案】(1)不偏转
(2)1和4
(3)导体的运动快慢
(4)交流电
【详解】(1)让导体AB由图示位置沿竖直方向上下运动,则导体AB不能做切割磁感线运动运动,则电路中不能产生感应电流,则没有电流通过灵敏电流计,所以灵敏电流计的指针不偏转。
(2)要探究同时改变磁场方向和切割磁感线方向则感应电流方向不变,需要同时改变磁场方向和切割磁感线方向,由表格中的数据可知,可知比较1和4两次实验。
(3)导体AB水平向左(或向右)缓慢运动时,灵敏电流计的指针偏转角度较小,则电路中产生的电流较小,导体AB水平向左(或向右)快速运动时,灵敏电流计的指针偏转角度较大,则电路中产生的电流较大,则导体AB运动速度的快慢会影响电路中产生电流的大小,说明感应电流的大小与导体的运动快慢有关。
(4)图乙中,用实验室用到的手摇发电机模型发电时,线圈在磁场中转动,线圈会左右来回切割磁感线,则线圈中产生的感应电流的方向不断变化,所以发电机模型发出的电是交流电。
4. (2023八下·浙江杭州·月考)如图所示是“探究感应电流产生的条件”实验装置。
(1)实验中,AB棒的材料可能是_______;
①铜 ②银 ③塑料 ④木棒 ⑤石墨
(2)本实验中,灵敏电流计的作用是_______;
(3)闭合开关,实验探究过程记录如表所示:
次数
AB棒在磁场中的运动情况
灵敏电流计指针
1
静止
不偏转
2
沿磁场方向运动
不偏转
3
向右切割磁感线运动
向右偏转
4
向左切割磁感线运动
向左偏转
根据实验现象,初步得出电路中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_______运动;若使AB棒保持静止,将磁铁水平向右运动,且将磁体N、S极对调,重复上述实验,灵敏电流计的指针_______。(填“不偏转”、“向左偏转”或“向右偏转”)
【答案】(1)①②⑤
(2)判断电路中是否有感应电流产生
(3) 切割磁感线 向右偏转
【详解】(1)在探究电磁感应现象的实验中,必须保证处于磁场中的这部分是导体,铜、银、石墨是导体,所以应选择①②⑤。
(2)图中的灵敏电流计,在电路中没有感应电流时,指针指在表盘中央,当有感应电流时,指针发生了偏转。由此可知,根据灵敏电流计指针是否偏转可判断电路中是否有感应电流产生。
(3)[1]分析表格中的信息和图示可知,前两次实验中,AB棒都没有做切割磁感线运动,没有感应电流产生;后两次实验中,AB棒在磁场中做切割磁感线运动,有感应电流产生,则我们可以得出结论:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中才会产生感应电流;
[2]保持AB棒静止不动,使磁铁水平向右运动,则AB棒相对磁铁向左切做割磁感线运动,由表中信息可知指针应向左偏转,但此时将磁体N、S极对调,磁场方向改变,所以灵敏电流计的指针将向右偏转。
5. (2023八下·浙江嘉兴·期中)俄乌战争导致全球能源价格上涨,居民生活成本激增,为了解决能源短缺问题,科学家发现风是一种潜力很大的新能源,地球上可用来发电的风力资源,几乎是现在全世界水力发电量的10倍。目前全世界每年燃烧煤所获得的能量。只有风力在一年内所提供能量的三分之一.因此,国内外都很重视利用风力来发电,开发新能源。某学校科技小组结合所学知识,对“风力发电”展开探究。
(1)科技小组探究“风力发电”,应选取下列相应的哪套装置__________;
(2)下列实验中可以让磁场产生感应电流,必须的操作是_________(多选);
A.实验时,开关要闭合,接通电路;
B.电路的一部分导体,在磁场中运动;
C.整个电路都在磁场中做切割磁感线运动;
D.电路的一部分导体,在磁场中做切割磁感线运动
E.导体切割磁感线的速度必须要快;
(3)在探究感应电流方向与磁场方向的关系,应控制______________不变。
【答案】 B AD 导体运动方向
【详解】(1)[1] A.通电导体在磁场中受力的作用而发生转动;
B.金属杆切割磁感线时,电路中产生感应电流,是电磁感应现象,此原理可以制成发电机;
C.导线通电后,其下方的小磁针受到磁场的作用力而发生偏转,说明电流能产生磁场,是电流的磁效应现象;
D.通电螺线管的磁性与线圈匝数有关,匝数越多,磁性越强。
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(2)[2]根据产生感应电流的条件知道,要产生感应电流,导体必须是闭合电路的一部分,同时必须做切割磁感线运动。
故选AD。
(3)[3]感应电流方向与磁场方向和电流方向有关,要探究感应电流方向与磁场方向的关系,应控制导体运动方向不变。
6. (2023八下·浙江杭州·月考)探究利用磁场产生电流的实验中,连接了如图所示的实验装置。根据实验回答问题。
(1)将磁铁向下插入螺线管中,观察到灵敏电流计的指针向左偏转。在这个过程中以磁铁为参照物,螺线管是________(填“静止”“向上运动”或“向下运动”)的。
(2)如果把磁铁从螺线管中向上拔出,灵敏电流计的指针将________(填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”)。
(3)通过(1)(2)两步实验,可以得出感应电流的方向与________有关。
(4)要探究感应电流方向与磁场方向的关系,你设计的实验做法是________。
【答案】(1)向上运动
(2)向右偏转
(3)导体切割磁感线方向
(4)保持线圈的位置不动,先将磁铁的一端(N极)向下插入线圈,观察指针的偏转方向;然后对调磁极,用另一端(S极)向下插入线圈,观察指针的偏转方向,比较两次电流表的偏转方向是否相同得出结论
【详解】(1)在这个过程中以磁铁为参照物,即相对于磁铁,螺线管向上运动。
(2)将磁铁从螺线管中向上拔出,相对于磁铁,螺线管向下运动,切割磁感线的导体的运动方向变化,产生的电流方向变化,灵敏电流计的指针向右偏转。
(3)在上面(1)(2)中,将磁铁从螺线管中向下插入、向上拔出,磁场的方向不变,改变切割磁感线的导体的运动方向,产生的电流方向变化,由此可知感应电流的方向与导体切割磁感线方向有关。
(4)要探究感应电流方向与磁场方向的关系,要控制导体运动方向不变,改变磁场方向,设计实验步骤:保持线圈的位置不动,先将磁铁的一端(N极)向下插入线圈,观察指针的偏转方向;然后对调磁极,用另一端(S极)向下插入线圈,观察指针的偏转方向,比较两次电流表的偏转方向是否相同得出结论。
7. (2024八下·浙江杭州·期中)小科为探究感应电流方向与磁场方向的关系,将铜线制成的两个相同螺线形线圈(螺线管),分别与相同的灵敏电流计连接,另取两个相同的磁铁,一个N极向上,一个N极向下,均放在离线圈上端高度20cm处,由静止自由掉落通过线圈,实验操作如图甲、图乙所示。
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
(1)本实验中,我们通过观察___________来判断感应电流方向。若要研究感应电流方向与磁体的运动方向的关系,则需要控制___________不变;
(2)实验过程中,小科按图甲、乙所示的方法进行操作,发现实验现象不太明显。为使现象更明显,请你对实验装置提出一条改进的措施:__________;
(3)小科想要利用装置甲继续探究感应电流大小与切割磁感线速度的关系,记录数据如表。由数据可得出的结论是:__________。
【答案】(1) 灵敏电流计的指针偏转方向 磁场方向
(2)见解析
(3)见解析
【详解】(1)[1]实验中,通过观察灵敏电流计的指针偏转方向来判断感应电流方向,灵敏电流计的指针的方向发生改变,说明感应电流的方向改变。
[2]研究感应电流方向与磁体的运动方向的关系,根据控制变量法,控制磁场的方向不变,改变磁体的运动方向。
(2)感应电流的大小与磁场强弱有关,增强磁场可以让实验现象更明显。
(3)由表中数据可知,第3次磁铁切割磁感线的速度最大,电流计指针偏转的格数最多,说明感应电流最大,可以得到在其它条件相同时,磁铁切割磁感线的速度越大,感应电流越大。
(二)电磁感应的应用
8. (2024八下·浙江杭州·期末)小明自制了一款夜跑灯,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。下列分析正确的是( )
A.夜跑灯的工作原理是电流的磁效应
B.运动时加速摆臂,线圈中的感应电流大小不变
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,图甲的夜跑灯更适合平放于图乙P处
【答案】C
【详解】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,其原理是电磁感应现象,故A错误;
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时,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错误。
故选C。
9. (2024八下·浙江绍兴·月考)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。小敏想用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将条形磁体N极朝下,将条形磁体快速向下插入线圈中(如图乙),发现A灯发光,B灯不发光。
②再将条形磁铁S极朝下,同样将条形磁体快速向下插入线圈中(如图丙),发现A灯不发光,B灯发光。
(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)若想要证明“感应电流的方向与导体切割磁感线方向有关”,在做了上述操作①后,还应该补做的实验操作是 ___________。
【答案】(1)便于判断感应电流方向
(2)感应电流方向和磁场方向有关
(3)将条形磁体N极朝下,将条形磁体快速从线圈拔出,观察LED灯发光情况
【详解】(1)LED灯具有单向导电性,实验中选用LED灯是为了便于判断感应电流方向。
(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;再将条形磁铁S极朝下,同样将条形磁体快速向下插入线圈中,发现B灯发光,A灯不发光,这说明磁场方向不同,电流方向不同,故结论为:感应电流的方向与磁场的方向有关。
(3)若想要证明“感应电流的方向与导体切割磁感线方向有关”,则需要保持磁场方向不变,改变导体切割磁感线方向,观察电流方向是否改变。所以还需要做的实验是:将条形磁体N极朝下,将条形磁体快速从线圈拔出,观察LED灯发光情况。
10. (2025九上·浙江宁波·期中)无线充电器是利用电磁感应原理进行充电的设备,其过程为:通过在发送和接收端各安置一个线圈,送电线圈利用电流产生磁场,受电线圈利用磁场产生电流。受电线圈正对并靠近送电线圈可以产生电流,使灯泡发光,实现电能的无线传输。如图(a)为手机通过无线充电进行充电,图(b)为“电能无线传输”示意图。
(1)当在进行无线充电时,无线充电器可看作________。(选填“送电线圈”、“受电线圈”)。
(2)通过查阅资料,可以了解到受电线圈两端电压与受电线圈匝数、受电线圈直径、两线圈的距离有关。现用相同规格的漆包线绕制了三个匝数相同、直径相同的受电线圈进行探究。实验数据如表:(送电线圈直径为70.0mm)
实验次数
受电线圈的直径D/mm
两线圈之间的距离d/mm
受电线圈两端的电压U/V
1
70.0
22.0
8.6
2
70.0
11.0
14.1
3
70.0
5.5
20.5
①分析序号1、2、3数据,可初步得出结论:在受电线圈的直径和匝数相同时,________。
②通过实验,小组同学发现电能无线传输存在传输距离________(选填“长”或“短”)的缺点,尽管如此,电能无线传输技术仍然有着广阔的应用前景。
【答案】(1)送电线圈
(2) 两线圈之间的距离越小,受电线圈两端电压越大 短
【详解】(1)由题意可知,送电线圈利用电流产生磁场,受电线圈利用磁场产生电流,所以当进行无线充电时,无线充电器是电源,无线充电器可看作送电线圈。
(2)[1]由表中数据可得,1、2、3实验的受电线圈直径相同,线圈匝数相同,两线圈距离逐渐减小,受电线圈两端的电压不断增大,所以可以得到的结论是在受电线圈的直径和匝数相同时,两线圈距离减小,受电线圈两端的电压增大。
[2]由于从实验数据可知,在受电线圈的直径和匝数相同时,两线圈之间的距离越小,受电线圈两端的电压越大,当两线圈距离增大时,受电线圈两端的电压会减小,所以电能无线传输存在传输距离短的缺点。
11. (2024八下·浙江绍兴·期中)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。
【答案】(1)铁
(2)变化
【详解】(1)由题意可知,金属弦在磁体的磁场中被磁化,要保证金属弦的磁化效果,其制作材料中可能含有铁、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。
12. (2023八下·浙江杭州·月考)如图所示,AB和CD是两根固定且平行的水平金属导轨,符号×表示垂直于纸面指向纸面里的磁场的磁感线。现将铜棒EF和GH垂直放在滑轨上,当拉动GH使其向左移动时,发现EF也向左移动,说明铜棒里__________(选填“有”或“无”)电流产生,EF受到的是磁场力的作用。当拉动GH使其向右移动时,EF应向__________(选填“左”或“右”)移动,理由是:__________。
【答案】 有 右 运动方向的改变,导致感应电流方向变化,导致受力方向改变
【详解】[1][2][3]现将铜棒EF和GH垂直放在滑轨上,导轨放在磁场中,当拉动GH使其向左移动时,发现EF也向左移动,这是因为GH运动,在GH中产生感应电流,GH当做电源,把电流提供给EF,这时EF相当于通电导体放入磁场中,所以也会向左运动;拉动GH使其向右移动时,EF应向右运动。这是由于感应电流的方向和导体运动的方向有关,感应电流的方向改变,导致运动方向改变。
题型二 发电机工作原理
(一)直流电与交流电
13. (2024八下·浙江台州·阶段检测)我国家庭电路中使用的交流电电压正常值为___________伏,生活用的交流电的周期是___________秒,频率为50 赫兹,每秒方向改变___________次。一般情况下,___________伏以下的电压是人体的安全电压。
【答案】 220 0.02 100 36
【详解】[1][4]常见电压中,我国的家庭电压为220V,对人体的安全电压是不高于36V。
[2]已知交流电的频率为50Hz,则周期是
[3]交流电的频率为50Hz,表示发电机的线圈每秒转过50转,每转动1圈电流方向改变2次,所以每秒方向改变100次。
14. (2025八下·浙江·课后作业)日常生产、生活使用的电或电网输送的电都是交流电,下列与交流电有关的说法中错误的是( )
A.由蓄电池产生的电流属于直流电,实验室中手摇发电机产生的电流属于交流电
B.交流电和直流电是依据电流大小是否发生变化区分的
C.大型交流发电机结构中定子是线圈,转子是磁体,且用电磁铁来代替永磁体
D.生产、生活用的交流电的周期是0.02秒,频率是50赫
【答案】B
【详解】A.蓄电池输出的电流方向固定不变,属于直流电;实验室手摇发电机工作时,电流方向随转子转动周期性变化,属于交流电,故A正确;
B.交流电和直流电的区分依据是电流方向是否发生周期性变化,而非电流大小。方向不变的电流就是直流电,即使大小变化(如脉动直流电)也属于直流电,故B错误;
C.大型交流发电机为了方便输出高压电,采用旋转磁体结构,定子是线圈、转子是磁体,同时用电磁铁代替永磁体可以获得更强的磁场,提升发电功率,故C正确;
D.我国生产生活使用的市电交流电频率为,周期,故D正确。
本题选择描述错误的,故选B。
15. (2023八下·浙江杭州·期末)人工心脏泵可短时间代替心脏工作,如图是该装置的示意图。磁体固定在左侧,线圈AB固定在用软铁制成的活塞柄上(相当于一个电磁铁),阀门S1只能向外开启,S2只能向内开启,要使活塞向右运动,则A端应该接电源 _____极,血液会 _______(选填“流入”或“流出”)塞筒。该装置工作时线圈AB中应流入_______。(选填“交流电”或“直流电”)
【答案】 负 流出 交流电
【详解】[1][2]要使活塞向右运动,磁铁和电磁铁要相互排斥,电磁铁左端为N极,则A端应该接电源负极;当活塞向右运动推动血液,阀门S2关闭S1打开,血液流出活塞筒。
[3]该装置代替心脏工作,线圈中流入的应该是交流电。交流电电流方向改变,磁铁和电磁铁之间吸引、排斥交替,使活塞来回运动。既可以使血液进入活塞筒,也可以流出活塞筒,从而代替心脏工作。
(二)发电机
16. (2023八下·浙江湖州·月考)如图所示为发电机工作原理,下列有关说法正确的是( )
A.当发电机工作时,电流始终从电刷A流向电刷B
B.该过程中电能转化为机械能
C.当线圈不动,磁极转动时,不会有感应电流产生
D.发电机线圈每转过一圈,电流的方向改变两次
【答案】D
【详解】A.图为交流发电机的原理图,当发电机工作时,线圈产生的是交流电,电流的方向会发生周期性变化,故电流的方向不总是从电刷A流向电刷B,故A错误;
B.产生感应电流时,是机械能转化为电能,故B错误;
C.当线圈不动,磁极转动时,根据运动的相对性可知,相当于线圈做切割磁感线运动,因此会产生感应电流,故C错误;
D.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D正确。
故选D。
17. (2024八下·浙江绍兴·月考)如图所示,下列判断正确的是( )
A.甲、乙两图都是直流电动机模型
B.甲、乙两图都是直流发电机模型
C.甲图表示的是电动机模型,乙图表示的是发电机模型
D.甲图表示的是发电机模型,乙图表示的是电动机模型
【答案】C
【详解】如图甲,电池给线圈供电,当线圈中有电流时,通电线圈在磁场中会受力而转动,即利用通电导体在磁场中受力而运动的原理,即是直流电动机模型;乙图中没有电源,即当线圈在磁场中转动时,会产生电流,这就是电磁感应现象,是为发电机模型,故C正确,ABD错误。
故选C。
18. (2024八下·浙江台州·期末)新能源汽车因高效环保而成为热点。某科学兴趣小组为探究其原理与性能,开展了“自制电动小汽车”的项目化学习。
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
能实现前进与倒退,且车速可调
能实现前进与倒退,但车速不可调节
只能前进或只能倒退,且车速不可调节
指标二
汽车刹车时能量可回收,且能手动关闭此功能
汽车刹车时能量可回收,但不能手动关闭此功能
汽车刹车时能量不可回收
小组同学利用3D打印机制作了一个汽车模型(如图1),其内部简化电路如图2所示,其中电源C为可充电电池,在车辆制动时,开关S会自动切换至触点3进行能量回收。请回答:
(1)当开关S接通触点2,调节滑动变阻器滑片向上移动时,车速将_______。
(2)通过切换开关S能实现前进与倒退功能的原因是________。
(3)车辆制动期间,能量转化的形式为____(填序号)。
A.机械能转化为电能 B.电能转化为机械能
(4)对车辆进行测试时,指标一被评为“优秀”,指标二被评为“合格”,为使指标二能达到“优秀”等级,应如何改进电路?______。
【答案】(1)变大
(2)见解析
(3)A
(4)见解析
【详解】(1)当开关S接通触点2,调节滑动变阻器滑片向上移动时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,电路中的电流增大,电动机的转速加快,所以车速将变大。
(2)开关S从1切换至2(或2切换至1),流过电动机的电流方向发生改变,根据电动机的工作原理,线圈受力方向发生变化,转动方向发生变化,从而实现前进与倒退。
(3)在车辆制动时,开关S会自动切换至触点3进行能量回收,所以车辆制动时,电动机相当于发电机,将机械能转化为电能。
故选A。
(4)为使指标二能达到“优秀”等级,应在电源C的旁边串联一个开关,这样可以手动控制能量回收功能的开启和关闭。
19. (2023八下·浙江湖州·月考)关于交流发电机,下列说法正确的是( )
①当线平面转至与磁感线垂直位置时,感应电流为零
②当线圈平面转过与磁感线平行位置时,感应电流出现最大值
③当线平面转至与磁感线平行位置时,感应电流为零
④当线圈平而转过与磁感线垂直位时,感应电流方向改变
A.①③ B.②③ C.①④ D.①②④
【答案】D
【详解】①线圈在转动过程中,当转至与磁感线垂直位置时,这一瞬间线圈不切割磁感线,线圈中没有感应电流,即此时感应电流为零,故①正确;
②③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,线圈切割磁感线的速度最快,感应电流出现最大值;当线圈平面转过与磁感线平行位置时,感应电流不是最大值,故②正确,③错误;
④线圈在转动过程中,当转过与磁感线垂直位置时,这一瞬间感应电流方向改变,故④正确;
以上说法正确的是①②④。
故选D。
20. (2024八下·浙江·期中)如图所示是手摇发电机模型,下列说法中正确的( )
A.发电时,线圈在磁场中始终在切割磁感线
B.它是利用通电导体在磁场中受力原理发电的
C.灯泡发光的亮暗与手摇转盘转动方向有关
D.在一个周期,线圈内电流方向改变两次
【答案】D
【详解】A.当线圈在平衡位置时,线圈不切割磁感线,故A错误;
B.发电机是利用电磁感应现象发电的,故B错误;
C.手摇转盘转动越快,产生的感应电流越大,灯泡越亮,转动的方向发生变化,不会改变感应电流大小,灯泡亮度不会改变,故C错误;
D.发电机产生电流是变化的,所以产生的是交流电,在一个周期,线圈内电流方向改变两次,故D正确。
故选D。
21. (2024八下·浙江·期中)老叶以塑料管为连接轴将两个玩具电机的转轴连接起来,并安装如图所示的电路。开关S闭合后,灯泡发光,则下列说法错误的是( )
A.甲、乙电机都会转动 B.甲电机相当于发电机
C.乙电机相当于电动机 D.将电源正、负极对调,灯泡不会发光
【答案】D
【详解】ABC.右边电路,乙电机因为有电池才转动,所以乙是电动机;甲电机在乙转轴带动下转动,甲电机转动了左边电路才有电,使灯泡发光,所以甲电机是发电机,故ABC正确,不符合题意;
D.把电源正负极对调以后,甲乙电机的转速不变,甲电机产生的感应电流大小不变,灯泡的实际功率不变,亮度不变,故D错误,符合题意。
故选D。
22. (2024八下·浙江·期中)在安装直流电动机模型的实验中,小希将组装好的电动机模型、滑动变阻器、电源、开关串联起来如图甲所示。
(1)小希闭合开关,发现线圈不转,他用手轻轻转了一下线圈,电动机模型开始正常转动。线圈原来不转的原因可能是______(填字母);
A.线圈处于平衡位置 B.电源正负极接反了 C.磁铁没有磁性
(2)若要电动机转速加快,小希应将滑动变阻器的滑片向______移动;
(3)完成以上实验后,小希取下图甲中的电源换上小灯泡,在模型的转轴上绕上细线,如图乙所示,然后快速拉动细线,使线圈转动起来,结果小灯泡发光,此时这模型就相当于______机。
【答案】 A 左 发电
【详解】(1)[1]当电动机的线圈处于平衡位置时,受平衡力的作用,故可能电动机不转,拨动一下后,打破平衡,电动机便转动起来,并且靠惯性能转过平衡位置,连续转动,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(2)[2]若要电动机转速加快,可以增大电路中的电流,所以应将滑动变阻器的滑片向左移动,减小滑动变阻器的电阻,从而增大电路中的电流。
(3)[3]取下电源换接上小灯泡,快速拉动细线,使线圈转动起来,线圈在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流,小灯泡会发光,这是电磁感应现象,此时模型就相当于发电机。
题型三 原理区分
23. (2025八下·浙江·课后作业)关于发电机与电动机,下列说法正确的是( )
A.它们都是利用电磁感应现象制成的
B.它们的构造完全相同
C.它们都是利用通电导体在磁场中会受到力的作用的原理制成
D.电动机也可用来做发电机
【答案】D
【详解】AC.发电机是根据电磁感应现象原理制成的,电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动原理制成的,故AC错误;
B.发电机和电动机的基本构造都包含定子和转子,但存在差异。例如,发电机通常需要外部动力源驱动转子转动,而电动机是通过通电使转子转动;部分发电机有换向器,电动机也有换向器,但构造并非“完全相同”,故B错误;
D.电动机和发电机原理可逆、结构相似,外力带动电动机转子转动切割磁感线时,就会产生感应电流,可以作为发电机使用(实际应用如新能源汽车的动能回收系统就是电动机兼做发电机),故D正确。
故选D。
24. (2024八下·浙江台州·期末)在高速公路收费站,我们经常看到自动收费系统(简称ETC)。当车辆靠近收费站时,固定在车道上的路测单元(RSU)自动产生电磁场,车内的收费仪器接收到磁信号后会在线圈中产生感应电流并自动完成支付。下列选项中与车内收费仪器完成自动支付功能的原理相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】车内的收费仪器接收到磁信号后,会在线圈中产生感应电流,利用电磁感应原理工作;
A.图中是探究电磁铁磁性强弱与电流大小关系的实验,利用的是电流的磁效应,与电磁感应原理不同,故A不符合题意;
B.图中是通电导体在磁场中受力运动的实验,是电动机的原理,与电磁感应原理不同,故B不符合题意;
C.图中是发电机的原理,利用的是电磁感应现象,与车内收费仪器完成自动支付功能的原理相同,故C符合题意;
D.图中是奥斯特实验,证明了电流的磁效应,与电磁感应原理不同,故D不符合题意。
故选C。
25. (2024八下·浙江金华·期末)下面设备与风力发电机原理一致的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】风力发电机是利用电磁感应原理工作的,即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。
A.该图展示的是奥斯特实验,当直导线中有电流通过时,小磁针发生偏转,说明通电导线周围存在磁场,其原理是电流的磁效应,与风力发电机的电磁感应原理不同,故A不符合题意;
B.此图是一个包含电源、电流表和螺线管的电路,螺线管通电后会产生磁性,能够吸引下方悬挂的物体,这是利用了电流的磁效应来工作的,与风力发电机的原理不一致,故B不符合题意;
C.该图是一个电磁感应实验装置,当导体ab在磁场中做切割磁感线运动时,灵敏电流表的指针会发生偏转,表明电路中产生了感应电流,这正是电磁感应现象,与风力发电机的工作原理相同,故C符合题意;
D.该图是电动机原理实验装置,给导体AB通电后,导体AB在磁场中会受到力的作用而运动,其原理是通电导体在磁场中受力运动,与风力发电机的电磁感应原理不同,故D不符合题意。
故选C。
26. (2025·湖北省直辖县级单位·模拟预测)普通汽车在行驶中刹车和下坡会浪费掉很多能源,还会因长时间踩刹车会导致刹车盘过热,进而可能导致刹车失灵。小米SU7(如图)“动能回收技术”反向利用汽车的动能来发电给电池充电,达到增加续航里程和减少刹车片磨损。下面四图能反映新能源汽车“动能回收技术”原理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】“动能回收技术”反向利用汽车的动能来发电,将机械能转化为电能,其工作原理是电磁感应。
A.图中是奥斯特实验,说明通电导体周围存在磁场,故A不符合题意;
B.图中导体ab中磁场中做切割磁感线运动,电流计的指针发生偏转,说明产生感应电流,是电磁感应现象,故B符合题意;
C.图中导体棒中有电流通过,会发生运动,说明通电导体在磁场中受到力的作用,故C不符合题意;
D.图中探究电磁铁磁性强弱的影响因素,利用电流的磁效应,故D不符合题意。
故选B。
27. (2023八下·浙江宁波·期末)校项目化学习小组制作了一款节能夜跑灯,在跑步过程中,小灯泡发光,帮助夜跑者照明.夜跑灯的具体制作过程如下:将线圈缠绕在塑料水管外壳上并与小灯泡构成闭合电路,永磁体放在水管中并能自由往返运动.下列实验原理与节能夜跑灯的工作原理相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】根据题意知道,节能夜跑灯是利用电磁感应现象制成的。
A.图中装置说明通电导体在磁场中会受到力的作用,电动机是利用该原理制成的,故A不符合题意;
B.图中装置是探究电磁感应现象的实验装置,发电机是利用该原理制成的,故B符合题意;
C.图中装置可以探究电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系,故C不符合题意;
D.图中装置说明通电导体的周围存在磁场,故D不符合题意。
故选B。
28. (2023八下·浙江金华·阶段检测)2013年6月7日,厦门市一辆BRT(快速公交系统)公交车在行驶过程中突然起火爆炸,造成重大人员伤亡,随后厦门市给全市174辆BRT公交车全部加装自动爆玻器(如图所示).危急时刻下,司机只需按下开关,自动爆玻器即可自动完成破窗。自动爆玻器就相当于一个电控安全锤,它是利用电磁线圈在通电的时候产生一个冲击力,带动一个钨钢头击打车窗玻璃边角部位,实现击碎玻璃的目的。下列与自动爆玻器工作原理相同的是( )
A.白炽灯 B.动圈式话筒
C.发电机 D.扬声器
【答案】D
【详解】A.白炽灯是电能转化为光能,没有利用线圈在磁场中受到力的作用而运动,故A不符合题意;
B.话筒是把机械能转化为电能,故B不符合题意;
C.发电机利用的是电磁感应原理,是把机械能转化为电能,故C不符合题意;
D.扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置,它主要由固定的永久磁体、线圈和锥形纸盆构成。当线圈中通过随声音变化的电流时,据通电导线在磁场中受力的作用的原理知,通电线圈会在永久磁铁的磁场中受到变化的力的作用,即线圈所受力时而排斥,时而吸引,从而使得线圈振动,是电能转化为机械能,故D符合题意。
故选D。
29. (2024八下·浙江金华·期中)老师上课时常用“小蜜蜂”扩音,声音信号由话筒传入扩音器放大后从扬声器播出。话筒、扬声器的工作原理相当于( )
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
【详解】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A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
30. (2023八上·浙江金华·阶段检测)如图所示,下列实验仪器工作时,原理不是磁场对通电导体作用的是( )
A.电流表 B.电压表
C. 发电机 D.电动机
【答案】C
【详解】A.电流表是由永磁体和可转动的线圈组成,运用了通电线圈在磁场里受力转动的原理制成的,故A不符合题意;
B.电压表是由电流表串联一个很大的电阻改装而成,运用了通电线圈在磁场里受力转动的原理制成的,故B不符合题意;
C.发电机的工作原理是电磁感应现象,故C符合题意;
D.电动机是利用通电线圈在磁场里受力转动的原理制成的,故D不符合题意。
故选C。
31. (2024八下·浙江宁波·期末)如图甲是用来检测血流速度和血流量的电磁流量计。其原理如图乙所示,使用时将血管放置于两磁极之间,金属电极A、B与血管壁接触,仪表与电极A、B相连。血液在血管中流动时A、B间就会有电压,产生的电流通过仪表从而显示出血流速度和流量。电磁流量计的工作原理是___________,利用类似的电磁流量计可以测量以下哪种液体的流量_______(填序号)。
①盐水 ②蒸馏水 ③食用油
【答案】 电磁感应 ①
【详解】[1]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的现象,叫电磁感应现象。血液在血管中流动时,相当于导体在磁场中做切割磁感线运动,从而在电极A、B间产生电压,这是电磁感应现象,电磁流量计的工作原理是电磁感应现象。
[2]电磁流量计测量的液体需要是导体,盐水是导体,含有自由移动的离子 ,蒸馏水和食用油几乎没有自由移动的电荷 ,是绝缘体,所以电磁流量计可以测量盐水的流量,故①符合题意,②③不符合题意。
故选①。
32. (2024八下·浙江丽水·期末)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
【答案】A
【详解】A.扬声器工作原理是磁场对通电线圈有力的作用,与电动机工作原理相同,发电机工作原理是电磁感应,二者原理不同,故A错误,符合题意;
B.通电线圈中有交流电,处于强磁铁磁场中,磁场对通电线圈有力的作用,从而使线圈振动,故B正确,不符合题意;
C.改变线圈匝数,会改变线圈在磁场中受力大小,进而改变振动幅度,而响度与振动幅度有关,所以能改变发声响度,故C正确,不符合题意;
D.磁场对通电线圈作用力的方向与电流方向、磁场方向有关,所以磁场对线圈作用力的方向与电流方向有关,故D正确,不符合题意;
故选A。
题型三 电与磁的发展历程
33. (2025八下·浙江宁波·期中)在人类历史上,最先发现电流周围存在磁场的科学家是( )
A.法拉第 B.安培 C.爱迪生 D.奥斯特
【答案】D
【详解】丹麦物理学家奥斯特在1820年最先通过实验发现电流周围存在磁场,也就是电流的磁效应; 法拉第最先发现的是电磁感应现象;安培的主要贡献是总结安培定则、电流间相互作用规律;爱迪生主要贡献是改进发明白炽电灯等,故选D。
34. (2023八下·浙江湖州·期中)如图是小明按时间顺序梳理的电与磁相关知识结构图,请你补充完整。
①______;②______;③______。
【答案】 磁 奥斯特 电磁感应
【详解】[1]中国古代人民发现了天然磁石,具有吸引铁等物质的性质,同时可以指南指北,因此发明了指南针。
[2]科学家奥斯特给导线通电后,周围小磁针发生偏转,说明周围存在磁场,即电流具有磁效应,因此发明了电磁铁。
[3]当闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,电路中会产生感应电流,此现象最早由法拉第发现,称为电磁感应现象,实现了机械能向电能的大规模转化,发明了发电机。
35. (2023八下·浙江·专题练习)如图是一款磁悬浮月球灯,“月球”悬浮在底座上并发出亮光。实际上,“月球”内部有块磁体,底座通过电流产生一个磁场,从而使“月球”悬浮起来。下面哪一位科学家的发现,首次揭示了电与磁之间的联系?( )
A.法拉第 B.焦耳 C.奥斯特 D.安培
【答案】C
【详解】1820年奥斯特发现电流周围存在磁场后,首次揭开了电与磁的联系,证明了“电生磁”。
故选C。
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