17.5 发电机（重难点专练）物理新教材北师大版（北京）九年级全一册

**基本信息** 以电磁感应为核心，通过5类题型构建“概念识别-原理探究-构造应用-对比辨析”的递进式训练体系，强化科学探究与物理观念的融合。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |电磁感应现象|5题|实例辨析+基础判断|从现象识别切入，建立电生磁与磁生电的认知区分| |感应电流条件、大小和方向|5题|实验探究+影响因素分析|通过控制变量法深化对产生条件及方向的科学推理| |发电机构造和工作原理|5题|原理应用+装置区分|衔接电磁感应原理与发电机构造的对应关系| |发电机应用|5题|实际场景+能量转化|从振动发电、手摇发电机等实例体现能量观念| |发电机与电动机对比|5题|原理辨析+装置互判|通过对比实验强化对电磁现象不同应用的科学思维|

17.5 发电机 题型01 电磁感应现象 题型02 感应电流的产生条件、大小和方向 题型03 发电机的构造和工作原理 题型04 发电机的应用 题型05 发电机与电动机的对比 ▌题型01 电磁感应现象 1．电子门禁锁开门时，只需要拿出门禁卡对着门禁锁轻轻一贴，位于门禁锁内部的线圈中就会产生电流，接通电路打开门。下列情景与门禁卡工作原理相同的是（     ） A．电铃提醒下课 B．电磁起重机 C．刷饭卡就餐 D．电磁炮发射 【答案】C 【详解】门禁卡对着门禁锁轻轻一贴，位于门禁锁内部的线圈中就会产生电流，这是电磁感应现象。 A．电铃依靠电流的磁效应工作，故A不符合题意； B．电磁起重机依靠电流的磁效应工作，故B不符合题意； C．刷饭卡和门禁卡原理相同，都是卡靠近读卡设备时，利用电磁感应让设备线圈产生感应电流，读出信息，原理相同，故C符合题意； D．电磁炮依靠磁场对通电导体的作用力工作，本质是电能转化为机械能推动炮弹，故D不符合题意。 故选 C。 2．图示是探究“导体在磁场中产生电流的条件”的实验装置，通过观察________来判断是否有电流产生（选填“电表指针偏转”或“导体ab移动”）。若磁体不动，导体ab向右移动，电路________电流产生（选填“有”或“无”）。 【答案】 电表指针偏转 有 【详解】在探究产生感应电流条件的实验中，由于感应电流非常微弱，肉眼无法直接观察，因此需要通过观察灵敏电流计的电表指针偏转来判断电路中是否有电流产生，而“导体ab移动”是人为施加的机械运动，不是判断电流产生的依据。 磁体不动，导体ab向右移动，此时导体ab切割了磁感线，满足了产生感应电流的条件，因此电路中有电流产生。 3．中国新能源汽车产量连续多年全球第一，其核心部件国产电动机的工作原理是（     ） A．电流的磁效应 B．同名磁极相互排斥 C．电磁感应现象 D．磁场对电流的作用 【答案】D 【详解】A．电流的磁效应是指电流周围存在磁场，应用为电磁铁、电磁继电器等，不是电动机的工作原理，故A错误； B．同名磁极相互排斥是磁极间的基本相互作用，不是电动机的工作原理，故B错误； C．电磁感应现象是发电机的工作原理，将机械能转化为电能，故C错误； D．电动机工作时给导体通电，使其在磁场中受力运动，原理是磁场对电流的作用，将电能转化为机械能，故D正确。 故选 D。 4．有关电和磁的知识，下列说法正确的是（     ） A．磁感线是磁场中真实存在的曲线 B．摩擦起电创造了电荷 C．电动机的工作原理是电磁感应现象 D．通电螺线管磁场方向与电流方向有关 【答案】D 【详解】A．磁感线是为了形象描述磁场而人为引入的，实际上磁感线并不存在，故A错误； B．摩擦起电的实质并不是创造了电荷，而是电荷发生了转移，故B错误； C．电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用，故C错误； D．通电螺线管磁场方向与电流方向有关，故D正确。 故选 D。 5．在物理学发展史上，_________发现了电磁感应现象，进一步揭示了电与磁的联系，为发电机的发明奠定了理论基础；古希腊物理学家阿基米德总结了_________，为简单机械的研究奠定了基础。 【答案】 法拉第 杠杆平衡条件 【详解】电磁感应现象由英国物理学家法拉第发现的，该现象揭示了磁能转化为电能的规律，是发电机发明的理论基础； 阿基米德总结了杠杆平衡条件，也可表述为杠杆原理，其核心表达式为，这一结论为简单机械的研究奠定了核心理论基础。 ▌题型02 感应电流的产生条件、大小和方向 6．某同学利用如图所示的装置探究感应电流的产生条件，记录的实验数据如下表。 次数 开关 金属棒 ab运动方向 灵敏电流计指针偏转情况 ① 断开 水平向右 不偏转 ② 闭合 水平向右 向左偏转 ③ 闭合 竖直向下 不偏转 ④ 闭合 水平向左 向右偏转 (1)实验中灵敏电流计的作用是判断____及电流方向。 (2)比较_____两次实验可知，产生感应电流需要闭合电路。 (3)分析实验记录表格可知，闭合电路的一部分导体在磁场中_________，导体中就会产生感应电流； (4)为探究感应电流方向与磁场方向是否有关，该同学的主要实验步骤如下： ①保持蹄形磁体静止，闭合开关。使金属棒 ab向右运动，观察灵敏电流计指针偏转的方向； ②调换蹄形磁体的N、S极，保持蹄形磁体静止，闭合开关，使金属棒 ab向左运动，观察灵敏电流计指针偏转的方向，探究过程中存在的问题__________。 【答案】(1)电路中是否有感应电流产生 (2)①② (3)做切割磁感线运动 (4)在改变磁场方向后，没有控制金属棒ab运动方向不变 【详解】（1） 灵敏电流计指针偏转说明电路中有感应电流，不偏转说明没有感应电流，偏转方向对应电流方向，因此它的作用是判断是否产生感应电流和电流方向。 （2） 探究产生感应电流需要闭合电路时，要控制导体运动情况相同，只改变电路通断：①中开关断开、②中开关闭合，二者导体运动方向都是水平向右，对比二者即可得到结论。 （3）对比实验②③：电路都闭合时，ab水平运动切割磁感线，产生感应电流；ab竖直运动不切割磁感线，不产生感应电流，因此得到结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中就会产生感应电流。 （4）探究感应电流方向与磁场方向的关系时，根据控制变量法，应只改变磁场方向，保持导体运动方向不变。该操作中调换磁体N、S极后，同时改变了金属棒的运动方向，存在两个变量，因此错误是没有控制金属棒ab的运动方向不变。 7．如图所示是“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： (1)实验中导体AB最好选用_____（选填“铁棒”、“镍棒”或“铝棒”），已知，实验中灵敏电流计的作用是：________； (2)在如图所示情况下，导体AB不动，向左移动磁体，观察到灵敏电流计指针________。 (3)闭合开关，磁体静止时，导体AB从图示位置水平运动、斜向上或斜向下运动，都能观察到灵敏电流计指针发生偏转，这些操作可以得出：产生感应电流的条件之一是导体需要在磁场中做________运动。 【答案】(1) 铝棒 判断是否有感应电流产生 (2)发生偏转 (3)切割磁感线 【详解】（1）因为磁体能够吸引磁性材料，且已知铝棒电阻最小，相同条件下产生的感应电流更大，实验现象更明显，因此选铝棒。 探究“感应电流产生的条件”实验中要通过观察灵敏电流计的指针是否偏转来反映是否有电流的产生。 （2）导体AB不动，向左移动磁体，导体切割磁感线，有感应电流产生，灵敏电流计指针发生偏转。 （3）闭合开关，磁体静止时，导体AB从图示位置水平运动、斜向上或斜向下运动，导体切割磁感线，都能观察到灵敏电流计指针发生偏转，说明有感应电流产生，可以得到产生感应电流的条件之一是导体需要在磁场中做切割磁感线运动。 8．如图所示，a表示垂直于纸面的一根直导线，它是闭合电路的一部分。它在磁场中按箭头方向运动时，不会产生感应电流的是（     ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】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。 A．导体a是闭合电路的一部分，导体a竖直向上运动，运动方向与磁感线平行，不切割磁感线，不会产生感应电流，故A符合题意； BC．导体a是闭合电路的一部分，导体a斜向上和斜向下运动时，切割磁感线，会产生感应电流，故BC不符合题意； D．导体a是闭合电路的一部分，导体a水平向左运动，垂直切割磁感线，会产生感应电流，故D不符合题意。 故选A。 9．小明利用如图甲所示的实验装置探究产生感应电流的条件，电流从灵敏电流计的哪端流入，灵敏电流计的指针便向哪端偏转。 (1)实验中通过观察_______判断是否有感应电流产生，还可以通过指针偏转的方向判断_______。 (2)连接好图甲中电路，小明无意间碰到导体棒AB，发现灵敏电流计的指针发生了偏转，他想知道是否只要导体棒AB运动就有感应电流产生，为此他进行了一系列探究，并把观察到的现象记录在表中。 实验次数 1 2 3 4 5 6 磁体方向 N极在上 N极在下 N极在上 N极在上 N极在下 N极在下 导体棒运动方向 竖直向上 竖直向下 水平向左 水平向右 水平向左 水平向右 灵敏电流计指针偏转情况 不偏转 不偏转 向右偏转 向左偏转 向左偏转 向右偏转 ①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。 ②比较第3、4次实验现象发现，产生的感应电流的方向跟_______有关。 (3)实验中小明还发现，当快速运动导体棒时，感应电流更大，于是小明猜想，感应电流的大小可能与_______有关。 (4)发电机的原理与本实验的原理一样，图乙为发电机的示意图，此时线框水平，箭头为线框旋转的方向，则此时ab边中的电流方向为_______（填“由a到b”或“由b到a”）。 【答案】(1) 灵敏电流计的指针是否偏转 产生的感应电流方向 (2) 切割磁感线 导体棒运动的方向 (3)导体棒的运动速度 (4)由a到b 【详解】（1）实验中通过观察灵敏电流计的指针是否偏转判断是否有感应电流产生，若指针发生偏转，说明电路中有电流产生。 灵敏电流计指针向左或向右偏转时，说明电流的方向相反，所以可以通过灵敏电流计指针偏转的方向判断产生的感应电流方向。 （2）对比表中的数据可知，1、2两组实验导体不切割磁感线，电路中没有感应电流；3、4、5、6组实验导体切割磁感线产生感应电流；由此可得：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。 比较第3、4次实验可知，磁场的方向不变，导体的运动方向不同，产生感应电流的方向不同，可得结论：电路中产生感应电流的方向跟导体棒运动的方向有关。 （3）当快速晃动导体棒时，导体棒运动的速度更大，感应电流更大，可得结论：感应电流的大小可能与导体棒的运动速度有关。 （4）由表可知，图甲中导体棒向左运动时，电流方向由B到A；如图乙，发电机线框逆时针旋转，此时ab边向下运动，切割磁感线，相当于图甲中导体棒AB向左运动，由此可知，ab边中的电流方向为由a到b。 10．物理兴趣小组利用如图所示的实验装置探究“感应电流产生条件”。 (1)实验中，棒的材料不可能是_______（选填“铜”“铁”或“铝”）。实验中我们可以通过灵敏电流计的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)闭合开关，使棒竖直上下运动，观察发现灵敏电流计的指针不会发生偏转，原因是_______。 (3)在探究中还发现：导体水平向左（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，说明感应电流大小与_______有关．请你再说出一种增大产生感应电流的方法_______。 【答案】(1) 铁 感应电流的方向 (2)导体没有做切割磁感线运动 (3) 导体切割磁感线运动的快慢 换用磁性更强的磁体 【详解】（1）铁是磁性材料，会被磁铁吸引，影响实验，所以AB棒的材料不可能是铁； 灵敏电流计指针偏转方向随电流方向改变而改变，因此可以通过指针偏转方向判断感应电流的方向。 （2）闭合开关，使导体棒竖直上下运动时，导体没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，电流表的指针不会发生偏转。 （3）导体AB切割磁感线的运动速度不同，指针的偏转角度就不同，说明感应电流大小与导体切割磁感线的速度有关； 感应电流大小还和磁场强弱有关，因此增大感应电流可以换用磁性更强的磁体，也可以用多匝线圈代替单根导体，都合理。 ▌题型03 发电机的构造和工作原理 11．扬声器的工作原理是通电导线在磁场中受到力的作用。下列电器利用此原理的是（     ） A．电灯泡 B．电风扇 C．电热毯 D．发电机 【答案】B 【详解】A．电灯泡利用电流的热效应工作，故A不符合题意； B．电风扇核心部件为电动机，利用通电导线在磁场中受力的作用原理工作，故B符合题意； C．电热毯利用电流的热效应工作，故C不符合题意； D．发电机利用电磁感应原理工作，故D不符合题意。 故选B。 12．下列有关电与磁的说法，正确的是（     ） A．图甲所示奥斯特实验说明磁能“生电” B．图乙所示装置可研究电动机的工作原理 C．图丙所示原理制成的机器正常工作时，电能转化为机械能 D．图丁所示为条形磁铁周围磁场中铁屑的排列，说明磁感线是真实存在的 【答案】C 【详解】A．甲是奥斯特实验，该实验说明通电导体周围存在磁场，是电生磁，故A错误； B．图乙装置没有外接电源，探究的是电磁感应现象，是发电机的工作原理，故B错误； C．图丙装置有外接电源，探究的是通电导体在磁场中受力运动，是电动机的工作原理，电动机正常工作时，将电能转化为机械能，故C正确； D．磁感线是为了方便描述磁场，人为引入的假想模型，并不是真实存在的，故D错误。 故选C。 13．如图所示的巡检机器人可对高压输电线进行巡检，内部的蓄电池充满电储能是200W・h，电动机的输出功率是100W。机器人以4km/h 的速度水平匀速巡检1.2h时，蓄电池减少的储能全部用于电机产生的牵引力做功，水平巡检时的机器人受到的阻力为_____N，还能以同样的速度水平匀速巡检_____m。下坡匀速巡检时，机器人的电动机可切换为发电机，利用_____原理为蓄电池充电，将能量储存起来。 【答案】 90 3200 电磁感应 【详解】机器人匀速运动，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，即。根据，机器人受到的牵引力，因此。 蓄电池总储能，工作总时间， 剩余工作时间， 剩余巡检路程。 发电机利用电磁感应原理发电，将机械能转化为电能，为蓄电池充电。 14．下图是小明做“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。 (1)实验时，小明通过观察___________来判断电路中是否产生感应电流。 (2)小明进行了如图所示的5次操作，其中能产生感应电流的是___________（选填所有符合要求的操作序号）。 (3)完成实验后，小明认为实验现象不太明显，你认为他这样判断的观察依据是___________。请你提出一条改进措施：___________；从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是将___________能转化为电能。 (4)利用“磁生电”工作的装置有___________（选填“电铃”“扬声器”“动圈式话筒”或“电磁起重机”）。如果将电流表换成电源，可以探究___________，利用该原理可以制造___________（选填“发电机”或“电动机”）。 【答案】(1)灵敏电流计指针是否偏转 (2)①③④ (3) 指针偏转角度小 更换磁性更强的磁体/提高导体运动速度/将导体AB换为线圈 机械 (4) 动圈式话筒 通电导体在磁场中受力/磁场对电流的作用 电动机 【详解】（1）产生感应电流时，灵敏电流计指针会偏转，以此判断有无感应电流。 （2）产生感应电流条件：闭合电路、导体切割磁感线。 导体水平向右：切割磁感线； 导体竖直向上：平行磁感线，不切割； 导体斜向上：切割磁感线； 磁体左移，导体相对磁体右移，切割磁感线； 磁体竖直上移，导体平行磁感线，不切割。 故能产生感应电流的操作有①③④。 （3）判断现象不明显依据：灵敏电流计指针偏转角度很小；让实验现象更明显的方法：更换用磁性更强的磁体（提高导体运动速度或将导体AB换为线圈合理即可）；感应电流的产生过程是将机械能转化为电能。 （4）电铃、电磁起重机的工作原理为电流磁效应；扬声器的工作原理为通电导体在磁场中受力；只有动圈式话筒的工作原理为磁生电。电流表换成电源：可探究通电导体在磁场中受力运动，即磁场对电流的力的作用，该原理为电动机的工作原理。 15．某款可计数的握力训练器结构如图。握、放把手带动线圈在磁场中运动产生电流，使得计数器计数。该握力训练器线圈中产生电流（     ） A．应用了电流的磁效应 B．应用了电流的热效应 C．原理与电动机相同 D．原理与发电机相同 【答案】D 【详解】该装置的工作过程：握放把手带动线圈在磁场中做切割磁感线运动，闭合的线圈中产生感应电流，使计数器工作，原理是电磁感应现象，与发电机原理相同。故选D。 ▌题型04 发电机的应用 16．如图甲所示是小明设计的振动发电装置，它由一个辐向型的永磁铁（磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布，如图乙所示）和一个套在辐向型永磁铁槽中的线圈组成，外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做左右往复运动，便有电流通过小灯泡。发电装置是利用__________原理制成的，线圈相当于______（选填“用电器”或“电源”），通过小灯泡的电流是______（选填“直流电”或“交流电”）。 【答案】 电磁感应 电源 交流电 【详解】[1]装置中线圈在磁场中做切割磁感线运动，电路中产生感应电流，这是电磁感应现象，发电机正是利用这一原理制成的。 [2]线圈产生感应电流，为小灯泡提供电能，因此相当于电路中的电源。 [3]线圈左右往复运动，切割磁感线的方向不断改变，因此感应电流的方向也会周期性变化，所以通过小灯泡的电流是交流电。 17．如图所示为简易手摇发电机的模型。 (1)发电机的工作原理是_____。 (2)将小灯泡和电流表串联后与手摇发电机相连。缓慢摇动轮盘，观察到电流表指针来回摆动，且小灯泡闪烁发光，这说明该发电机产生的是_____（选填“直流”或“交流”）电。 【答案】(1)电磁感应 (2)交流 【详解】（1）发电机的工作原理是电磁感应现象，即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流。 （2）电流表指针来回摆动，说明电流的方向在周期性变化，这种电流叫做交流电。故该发电机产生的是交流电 18．学习了电磁感应后，同学们通过跳绳探究切割地磁场磁感线产生感应电流的特点。如图甲，将一条长约10 m的软导线作为跳绳，两端与微电流传感器（连接计算机）相连，构成闭合回路。两位同学快速甩动软导线，计算机显示的电流—时间图像如图乙所示。下列说法中正确的是（   ） A．该实验的原理是磁场对电流的作用 B．甩绳的两位同学应沿东西方向站立 C．该实验将内能转化为电能 D．该实验产生的电流为直流电 【答案】B 【详解】A．该实验的原理是电磁感应现象，即闭合电路的部分导体做切割磁感线运动产生感应电流，故A错误； B．为有效切割磁感线，甩绳方向应与磁感线垂直，地磁场磁感线为南北方向，故两位同学应沿东西方向站立，故B正确； C．该实验是同学们甩动绳子，将机械能转化为电能，故C错误； D．由图乙可知，产生的感应电流大小和方向都随时间做周期性变化，是交流电，故D错误； 故选B。 19．对图中描述不符合实际的是（　　） A．家用空调工作电流4A-8A B．一节新干电池电压1.5V C．微波炉工作功率60W D．我国电网交流电的频率是50Hz 【答案】C 【详解】A．家用空调工作电流 家用空调工作电流4A-8A，符合实际，故A不符合题意； B．一节新干电池电压1.5V，符合实际，故B不符合题意； C．微波炉工作功率800W,60W太小，故C符合题意； D．我国电网使用的是交流电，交流电的频率是50Hz，即1s有50个周期变化的电流，符合实际，故D不符合题意。 故选C。 20．关于电磁学知识，下列说法正确的是（     ） A．甲图中根据画出的两个磁极间的磁感线，可判断左侧磁极是S极 B．乙图中小磁针静止，可根据小磁针的指向判定电源的左端为正极 C．法拉第发现了电磁感应现象，据此人们发明了图丙中的扬声器 D．奥斯特发现了电流的磁效应，据此人们发明了图丁中的动圈式话筒 【答案】B 【详解】A．甲图中磁感线从左侧磁极出发，指向右侧磁极，说明左侧磁极是N极，不是S极，故A错误； B．图中小磁针N极向右，说明螺线管左侧磁场方向向右，因此螺线管左端为S极，右端为N极；根据安培定则，可得电流从螺线管左端流入，因此电源左端是正极，故B正确； C．法拉第发现了电磁感应现象，丙图扬声器的工作原理是通电线圈在磁场中受力运动，不是电磁感应，故C错误； D．奥斯特发现了电流的磁效应，丁图动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象，不是电流的磁效应，故D错误。 故选B。 ▌题型05 发电机与电动机的对比 21．如图所示，用两根橡皮筋悬挂金属棒并置于磁场中；当棒中通上由A到B方向的电流时，金属棒静止且橡皮筋刚好处于松弛状态（导线对金属棒的作用力忽略不计）；若改变金属棒中电流方向，金属棒将________（选填“向上运动”、“向下运动”或“静止”）。________（选填“动圈式话筒”或“动圈式扬声器”）的工作原理与该实验的原理相同。 【答案】 向下运动 动圈式扬声器 【详解】当棒中通上由A到B方向的电流时，橡皮筋松弛，说明此时磁场对金属棒的安培力向上，与重力平衡。通电导体在磁场中受力的方向和电流方向有关，电流方向改变后，安培力方向也反向，变为向下；此时金属棒受到向下的重力和向下的安培力，因此会向下运动。 动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象，动圈式扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，因此和该实验原理相同的是动圈式扬声器 22．科技创新活动中，小明的作品“隔板推物”引起了同学们的极大兴趣，其原理如图甲所示，a、b两个导体棒分别悬挂在两个球形磁铁的磁场中，两导体棒通过导线相连，构成了一个闭合回路，用手推动导体棒a左右摆动时，导体棒b会随之摆动，下列关于这一现象的说法中正确的是（　　） A．导体棒a左右摆动时，闭合回路中能够产生感应电流 B．导体棒b左右摆动时，实现了机械能向电能的转化 C．导体棒a摆动时的原理与图乙所示装置的原理相同 D．用手推动导体棒b左右摆动时，导体棒a不会随之摆动 【答案】A 【详解】A．导体棒左右摆动时，闭合回路中导体做切割磁感线运动，能够产生感应电流，故A正确； B．导体棒摆动的原因是通电导体在磁场中受力运动，实现了电能向机械能的转化，故B错误； C．a摆动产生感应电流的原理是电磁感应，图乙装置有电源，原理是通电导体在磁场中受力，二者原理不同，故C错误； D．推动左右摆动时，同样切割磁感线产生感应电流，电流通过后，也会受到磁场力随之摆动，故D错误。 故选A。 23．小亮同学在学习了“电和磁”的知识后，用甲乙两个直流电动机设计了如图所示的装置，闭合开关S后甲开始转动，同时用皮带带动乙转动，小灯泡发光。 (1)图中，将机械能转化为电能的装置是___________（填“甲”或“乙”）。若要电动机反向旋转，方法是：___________。下列装置的工作原理与乙装置相同的有___________。 (2)图中ab表示一根导线，与竖直放置的导轨接触，它是电路中的一部分，磁感线分布如图所示，灵敏电流计在磁场外固定不动，甲、乙、丙、丁四幅图中不能产生感应电流的有：___________。 【答案】(1) 乙 对调电源的正、负极来改变线圈中的电流方向 ②③④ (2)甲、丙、丁 【详解】（1）甲与电源相连，是电动机，电动机主要讲电能转化为机械能，甲通过皮带带动乙一起转动，乙将机械能转化为电能，使小灯泡发光。 若要电动机反向旋转，可以通过改变电动机线圈中的电流方向来实现，对调电源的正、负极即可改变线圈中电流方向。 乙装置是发电机，其原理是电磁感应，碳粒式话筒需要接上电池，当碳粒电阻随声音变化时，电路中的电流就会产生强弱变化，从而将声波转换为电信号，其原理不是电磁感应，而动圈式话筒、手摇发电机、电磁感应实验都是将机械能转化为电能，其原理都是电磁感应，故选②③④。 （2）产生感应电流的条件是闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动，只有图乙中的导体棒在做切割磁感线运动，图甲、丙、丁的导体棒运动方向与磁感线方向平行，故不能产生感应电流的有甲、丙、丁。 24．小强在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中，连接了如图所示的实验装置。 实验序号 开关 磁场方向 导体AB运动情况 灵敏电流计的指针偏转情况 1 闭合 上N下S 静止 不偏转 2 闭合 上N下S 上下运动 不偏转 3 闭合 上N下S 左右运动 偏转 4 断开 上N下S 左右运动 不偏转 (1)为了让实验顺利进行，导体AB应选用___________（选填“铁棒”或 “铜棒”）。 (2)实验中通过观察___________来判断电路中是否有感应电流。 (3)小强将实验中观察到的现象记录在表中。分析实验3和4可知，产生感应电流的条件之一是开关必须保持___________；分析实验1、2和3可知，产生感应电流的另一个条件是电路中的部分导体必须做___________。产生感应电流时，导体棒AB相当于电路中的___________。 (4)利用该实验原理工作的装置有___________（选填“电铃”“电动机”或“发电机”）。 (5)若将装置中的灵敏电流计换成电源，___________（选填“能”或“不能”）探究“通电导体在磁场中的受力情况”。 【答案】(1)铜棒 (2)灵敏电流计的指针是否偏转 (3) 闭合 切割磁感线运动 电源 (4)发电机 (5)能 【详解】（1）因为磁体能够吸引磁性材料（铁、钴、镍等），所以通电导体不能为磁性材料，故不能选择铁棒进行实验，而用铜棒。 （2）由转换法，实验中通过观察灵敏电流计的指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流。 （3）[1]实验3和4中，磁场方向相同，导体AB相对磁体是运动的，第4次实验中，开关断开，第3次实验中开关闭合，只有第3次灵敏电流计指针偏转，这说明要产生电流的条件之一是开关必须闭合，形成闭合回路。 [2]实验1、2和3可知，电路中开关保持闭合，磁场方向相同，导体静止，指针不偏转，无电流产生，导体上下运动时，导体没有做切割磁感线运动时，指针不偏转，无电流产生，导体左右运动时，导体做切割磁感线运动时，指针偏转，有电流产生，故电路中要产生电流，电路中的部分导体必须做切割磁感线运动。 [3]产生感应电流时，导体棒AB相当于电路中的电源。 （4）电磁感应现象是发电机的工作原理，电铃利用的是电流的热效应，电动机利用的是通电导体在磁场中受力运动。 （5）若将装置中的灵敏电流计换成电源，就可给导体AB通电，从而探究“通电导体在磁场中的受力情况”。 25．探究电与磁现象。 (1)如图甲，探究“什么情况下磁可以生电”时，使导体棒AB______（选填“A．上下”或“B．左右”）运动，回路中有感应电流：若使磁铁前后运动，回路中______（选填“A．有”或“B．无”）感应电流； (2)如图乙，N、S磁极间的磁感线方向为水平指向，线圈abcd所处的磁场强弱是相同的。通电后，ab段导线所受磁场力方向为竖直向下，则cd段导线所受磁场力方向为______，这两个力______（选填“A．是”或“B．不是”）一对平衡力。 (3)如图甲所示是一款市面上颇受欢迎的磁悬浮地球仪，它上方的球体内有一根条形磁体，下方底座内有一个电磁铁。开关闭合后，地球仪可以悬浮在空中。图乙是其内部结构示意图，请根据图示条形磁体的极性，在图乙中标出电磁铁外部的磁感线方向以及电源的“、”极。 (4)电磁弹射是福建舰上舰载机的起飞方式之一，弹射车与舰载机前轮连接，当弹射车内的导体通过强大的电流时，弹射车就受到强大的电磁力带动舰载机向前弹射飞出。如图所示的实验现象和电磁弹射原理相同的是（　　） A． B． C． D． 【答案】(1) B B (2) 竖直向上 B (3) (4)C 【详解】（1）[1]由图甲分析，可知磁感线方向是竖直方向，导体棒AB左右运动时会切割磁感线，回路中有感应电流，故选B。 [2]磁铁前后运动时，导体棒AB不切割磁感线，回路中没有感应电流，故选B。 （2）[1]在通电线圈abcd中，ab段和cd段的电流方向相反，且处于同一磁场中。根据通电导体在磁场中受力方向与电流方向、磁场方向的关系，ab段受力竖直向下，则cd段受力方向为竖直向上。 [2]这两个力的方向相反，但作用在不同的导体段上，且两个力不在同一直线上，所以不是一对平衡力，故选B。 （3）已知条形磁体的上端为N极，则下端为S极，地球仪就可以悬浮在空中，受到排斥力的作用，根据同名磁极相互排斥可知，电磁铁的下端为N极，上端为S极；根据安培定则可知，电流从电磁铁的上端流入，下端流出，所以电源的上端为正极，下端为负极，电磁铁外部的磁感线从N极出发，回到S极。据此作图。 （4）电磁弹射是利用通电导体在磁场中受到力的作用，即电动机的工作原理。 A．奥斯特实验，说明电流周围存在磁场，属于电流的磁效应，故A不符合题意； B．探究电磁铁磁性强弱的实验，利用的是电流的磁效应，故B不符合题意； C．装置中有电源，是探究通电导体在磁场中受力运动，和电磁弹射原理相同，故C符合题意； D．装置中没有电源，闭合电路的一部分导体切割磁感线产生电流，是电磁感应现象，故D不符合题意。 故选C。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 17.5 发电机 题型01 电磁感应现象 题型02 感应电流的产生条件、大小和方向 题型03 发电机的构造和工作原理 题型04 发电机的应用 题型05 发电机与电动机的对比 ▌题型01 电磁感应现象 1．电子门禁锁开门时，只需要拿出门禁卡对着门禁锁轻轻一贴，位于门禁锁内部的线圈中就会产生电流，接通电路打开门。下列情景与门禁卡工作原理相同的是（     ） A．电铃提醒下课 B．电磁起重机 C．刷饭卡就餐 D．电磁炮发射 2．图示是探究“导体在磁场中产生电流的条件”的实验装置，通过观察________来判断是否有电流产生（选填“电表指针偏转”或“导体ab移动”）。若磁体不动，导体ab向右移动，电路________电流产生（选填“有”或“无”）。 3．中国新能源汽车产量连续多年全球第一，其核心部件国产电动机的工作原理是（     ） A．电流的磁效应 B．同名磁极相互排斥 C．电磁感应现象 D．磁场对电流的作用 4．有关电和磁的知识，下列说法正确的是（     ） A．磁感线是磁场中真实存在的曲线 B．摩擦起电创造了电荷 C．电动机的工作原理是电磁感应现象 D．通电螺线管磁场方向与电流方向有关 5．在物理学发展史上，_________发现了电磁感应现象，进一步揭示了电与磁的联系，为发电机的发明奠定了理论基础；古希腊物理学家阿基米德总结了_________，为简单机械的研究奠定了基础。 ▌题型02 感应电流的产生条件、大小和方向 6．某同学利用如图所示的装置探究感应电流的产生条件，记录的实验数据如下表。 次数 开关 金属棒 ab运动方向 灵敏电流计指针偏转情况 ① 断开 水平向右 不偏转 ② 闭合 水平向右 向左偏转 ③ 闭合 竖直向下 不偏转 ④ 闭合 水平向左 向右偏转 (1)实验中灵敏电流计的作用是判断____及电流方向。 (2)比较_____两次实验可知，产生感应电流需要闭合电路。 (3)分析实验记录表格可知，闭合电路的一部分导体在磁场中_________，导体中就会产生感应电流； (4)为探究感应电流方向与磁场方向是否有关，该同学的主要实验步骤如下： ①保持蹄形磁体静止，闭合开关。使金属棒 ab向右运动，观察灵敏电流计指针偏转的方向； ②调换蹄形磁体的N、S极，保持蹄形磁体静止，闭合开关，使金属棒 ab向左运动，观察灵敏电流计指针偏转的方向，探究过程中存在的问题__________。 7．如图所示是“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： (1)实验中导体AB最好选用_____（选填“铁棒”、“镍棒”或“铝棒”），已知，实验中灵敏电流计的作用是：________； (2)在如图所示情况下，导体AB不动，向左移动磁体，观察到灵敏电流计指针________。 (3)闭合开关，磁体静止时，导体AB从图示位置水平运动、斜向上或斜向下运动，都能观察到灵敏电流计指针发生偏转，这些操作可以得出：产生感应电流的条件之一是导体需要在磁场中做________运动。 8．如图所示，a表示垂直于纸面的一根直导线，它是闭合电路的一部分。它在磁场中按箭头方向运动时，不会产生感应电流的是（     ） A． B． C． D． 9．小明利用如图甲所示的实验装置探究产生感应电流的条件，电流从灵敏电流计的哪端流入，灵敏电流计的指针便向哪端偏转。 (1)实验中通过观察_______判断是否有感应电流产生，还可以通过指针偏转的方向判断_______。 (2)连接好图甲中电路，小明无意间碰到导体棒AB，发现灵敏电流计的指针发生了偏转，他想知道是否只要导体棒AB运动就有感应电流产生，为此他进行了一系列探究，并把观察到的现象记录在表中。 实验次数 1 2 3 4 5 6 磁体方向 N极在上 N极在下 N极在上 N极在上 N极在下 N极在下 导体棒运动方向 竖直向上 竖直向下 水平向左 水平向右 水平向左 水平向右 灵敏电流计指针偏转情况 不偏转 不偏转 向右偏转 向左偏转 向左偏转 向右偏转 ①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。 ②比较第3、4次实验现象发现，产生的感应电流的方向跟_______有关。 (3)实验中小明还发现，当快速运动导体棒时，感应电流更大，于是小明猜想，感应电流的大小可能与_______有关。 (4)发电机的原理与本实验的原理一样，图乙为发电机的示意图，此时线框水平，箭头为线框旋转的方向，则此时ab边中的电流方向为_______（填“由a到b”或“由b到a”）。 10．物理兴趣小组利用如图所示的实验装置探究“感应电流产生条件”。 (1)实验中，棒的材料不可能是_______（选填“铜”“铁”或“铝”）。实验中我们可以通过灵敏电流计的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)闭合开关，使棒竖直上下运动，观察发现灵敏电流计的指针不会发生偏转，原因是_______。 (3)在探究中还发现：导体水平向左（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，说明感应电流大小与_______有关．请你再说出一种增大产生感应电流的方法_______。 ▌题型03 发电机的构造和工作原理 11．扬声器的工作原理是通电导线在磁场中受到力的作用。下列电器利用此原理的是（     ） A．电灯泡 B．电风扇 C．电热毯 D．发电机 12．下列有关电与磁的说法，正确的是（     ） A．图甲所示奥斯特实验说明磁能“生电” B．图乙所示装置可研究电动机的工作原理 C．图丙所示原理制成的机器正常工作时，电能转化为机械能 D．图丁所示为条形磁铁周围磁场中铁屑的排列，说明磁感线是真实存在的 13．如图所示的巡检机器人可对高压输电线进行巡检，内部的蓄电池充满电储能是200W・h，电动机的输出功率是100W。机器人以4km/h 的速度水平匀速巡检1.2h时，蓄电池减少的储能全部用于电机产生的牵引力做功，水平巡检时的机器人受到的阻力为_____N，还能以同样的速度水平匀速巡检_____m。下坡匀速巡检时，机器人的电动机可切换为发电机，利用_____原理为蓄电池充电，将能量储存起来。 14．下图是小明做“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。 (1)实验时，小明通过观察___________来判断电路中是否产生感应电流。 (2)小明进行了如图所示的5次操作，其中能产生感应电流的是___________（选填所有符合要求的操作序号）。 (3)完成实验后，小明认为实验现象不太明显，你认为他这样判断的观察依据是___________。请你提出一条改进措施：___________；从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是将___________能转化为电能。 (4)利用“磁生电”工作的装置有___________（选填“电铃”“扬声器”“动圈式话筒”或“电磁起重机”）。如果将电流表换成电源，可以探究___________，利用该原理可以制造___________（选填“发电机”或“电动机”）。 15．某款可计数的握力训练器结构如图。握、放把手带动线圈在磁场中运动产生电流，使得计数器计数。该握力训练器线圈中产生电流（     ） A．应用了电流的磁效应 B．应用了电流的热效应 C．原理与电动机相同 D．原理与发电机相同 ▌题型04 发电机的应用 16．如图甲所示是小明设计的振动发电装置，它由一个辐向型的永磁铁（磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布，如图乙所示）和一个套在辐向型永磁铁槽中的线圈组成，外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做左右往复运动，便有电流通过小灯泡。发电装置是利用__________原理制成的，线圈相当于______（选填“用电器”或“电源”），通过小灯泡的电流是______（选填“直流电”或“交流电”）。 17．如图所示为简易手摇发电机的模型。 (1)发电机的工作原理是_____。 (2)将小灯泡和电流表串联后与手摇发电机相连。缓慢摇动轮盘，观察到电流表指针来回摆动，且小灯泡闪烁发光，这说明该发电机产生的是_____（选填“直流”或“交流”）电。 18．学习了电磁感应后，同学们通过跳绳探究切割地磁场磁感线产生感应电流的特点。如图甲，将一条长约10 m的软导线作为跳绳，两端与微电流传感器（连接计算机）相连，构成闭合回路。两位同学快速甩动软导线，计算机显示的电流—时间图像如图乙所示。下列说法中正确的是（   ） A．该实验的原理是磁场对电流的作用 B．甩绳的两位同学应沿东西方向站立 C．该实验将内能转化为电能 D．该实验产生的电流为直流电 19．对图中描述不符合实际的是（　　） A．家用空调工作电流4A-8A B．一节新干电池电压1.5V C．微波炉工作功率60W D．我国电网交流电的频率是50Hz 20．关于电磁学知识，下列说法正确的是（     ） A．甲图中根据画出的两个磁极间的磁感线，可判断左侧磁极是S极 B．乙图中小磁针静止，可根据小磁针的指向判定电源的左端为正极 C．法拉第发现了电磁感应现象，据此人们发明了图丙中的扬声器 D．奥斯特发现了电流的磁效应，据此人们发明了图丁中的动圈式话筒 ▌题型05 发电机与电动机的对比 21．如图所示，用两根橡皮筋悬挂金属棒并置于磁场中；当棒中通上由A到B方向的电流时，金属棒静止且橡皮筋刚好处于松弛状态（导线对金属棒的作用力忽略不计）；若改变金属棒中电流方向，金属棒将________（选填“向上运动”、“向下运动”或“静止”）。________（选填“动圈式话筒”或“动圈式扬声器”）的工作原理与该实验的原理相同。 22．科技创新活动中，小明的作品“隔板推物”引起了同学们的极大兴趣，其原理如图甲所示，a、b两个导体棒分别悬挂在两个球形磁铁的磁场中，两导体棒通过导线相连，构成了一个闭合回路，用手推动导体棒a左右摆动时，导体棒b会随之摆动，下列关于这一现象的说法中正确的是（　　） A．导体棒a左右摆动时，闭合回路中能够产生感应电流 B．导体棒b左右摆动时，实现了机械能向电能的转化 C．导体棒a摆动时的原理与图乙所示装置的原理相同 D．用手推动导体棒b左右摆动时，导体棒a不会随之摆动 23．小亮同学在学习了“电和磁”的知识后，用甲乙两个直流电动机设计了如图所示的装置，闭合开关S后甲开始转动，同时用皮带带动乙转动，小灯泡发光。 (1)图中，将机械能转化为电能的装置是___________（填“甲”或“乙”）。若要电动机反向旋转，方法是：___________。下列装置的工作原理与乙装置相同的有___________。 (2)图中ab表示一根导线，与竖直放置的导轨接触，它是电路中的一部分，磁感线分布如图所示，灵敏电流计在磁场外固定不动，甲、乙、丙、丁四幅图中不能产生感应电流的有：___________。 24．小强在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中，连接了如图所示的实验装置。 实验序号 开关 磁场方向 导体AB运动情况 灵敏电流计的指针偏转情况 1 闭合 上N下S 静止 不偏转 2 闭合 上N下S 上下运动 不偏转 3 闭合 上N下S 左右运动 偏转 4 断开 上N下S 左右运动 不偏转 (1)为了让实验顺利进行，导体AB应选用___________（选填“铁棒”或 “铜棒”）。 (2)实验中通过观察___________来判断电路中是否有感应电流。 (3)小强将实验中观察到的现象记录在表中。分析实验3和4可知，产生感应电流的条件之一是开关必须保持___________；分析实验1、2和3可知，产生感应电流的另一个条件是电路中的部分导体必须做___________。产生感应电流时，导体棒AB相当于电路中的___________。 (4)利用该实验原理工作的装置有___________（选填“电铃”“电动机”或“发电机”）。 (5)若将装置中的灵敏电流计换成电源，___________（选填“能”或“不能”）探究“通电导体在磁场中的受力情况”。 25．探究电与磁现象。 (1)如图甲，探究“什么情况下磁可以生电”时，使导体棒AB______（选填“A．上下”或“B．左右”）运动，回路中有感应电流：若使磁铁前后运动，回路中______（选填“A．有”或“B．无”）感应电流； (2)如图乙，N、S磁极间的磁感线方向为水平指向，线圈abcd所处的磁场强弱是相同的。通电后，ab段导线所受磁场力方向为竖直向下，则cd段导线所受磁场力方向为______，这两个力______（选填“A．是”或“B．不是”）一对平衡力。 (3)如图甲所示是一款市面上颇受欢迎的磁悬浮地球仪，它上方的球体内有一根条形磁体，下方底座内有一个电磁铁。开关闭合后，地球仪可以悬浮在空中。图乙是其内部结构示意图，请根据图示条形磁体的极性，在图乙中标出电磁铁外部的磁感线方向以及电源的“、”极。 (4)电磁弹射是福建舰上舰载机的起飞方式之一，弹射车与舰载机前轮连接，当弹射车内的导体通过强大的电流时，弹射车就受到强大的电磁力带动舰载机向前弹射飞出。如图所示的实验现象和电磁弹射原理相同的是（　　） A． B． C． D． 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $