第六节 探究产生感应电流的条件(举一反三·讲义)物理新教材北师大版九年级全一册
2026-10-08
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内容正文:
第六节 探究产生感应电流的条件
【新教材北师大版】
【知识框架+知识精讲(3个知识归纳+5个题型)+课后作业】
模块二 知识精讲
情景导入
教师提问:奥斯特实验证明了什么?
学生回答:证明了通电导线的周围存在着磁场。
奥斯特发现了电流的周围有磁场后,许多科学家进行了逆向的思考:既然电流能产生磁场,那么能否利用磁场来产生电流呢?
知识归纳
【知识点1 电磁感应现象】
1. 电磁感应现象
闭合电路的 在磁场中做 运动时,导体中就产生 。这种由于导体在磁场中运动而产生的电流的现象叫做电磁感应现象,产生的电流叫 。
2. 感应电流的方向
感应电流的方向跟导线在磁场中做切割磁感线运动的方向和 的方向有关。
3.产生感应电流的条件
第一电路闭合;第二部分导体 运动。
(1)导体为闭合电路的一部分。如果电路不闭合,导体切割磁感线时不会产生感应电流。
(2)导体做切割磁感线运动。
①如果把磁场比作一块麦田,把磁感线比作生长的小麦,把导体比作镰刀,要切割小麦,必须让手指的镰刀与竖直的小麦成某一角度,垂直或斜着都可以切割到小麦,但如果镰刀在平行小麦的方向运动时,则无法切割。
②由运动的相对性可知,如果导体静止,让磁场运动,也能产生切割磁感线的效果,也能产生感应电流。
4. 感应电流的大小
(1)导体做切割磁感线运动的速度越快,感应电流 。
(2)磁场越强,感应电流 。
(3)线圈匝数越多,感应电流 。
【例1】(2026•云南中考真题)用如图所示装置探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件,磁体水平放置,导体棒ab静止在磁场中。下列说法正确的是( )
A.保持开关断开,仅水平移动导体棒ab,电流表指针发生偏转
B.保持开关断开,仅水平移动磁体,电流表指针发生偏转
C.保持开关闭合,仅竖直移动导体棒ab,电流表指针发生偏转
D.该装置可以将机械能转化为电能,利用该装置的原理能制成发电机
【变式1-1】(2026•湖北武汉中考真题)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.
【变式1-2】(2026•四川泸州中考真题)同学们在操场上做“跳绳发电”实验,将铜导线(绳)的两端与灵敏电流计相连,沿东西方向站立摇绳,灵敏电流计指针左右摆动,如图所示。下列实验与该实验原理相同的是( )
A. B.
C. D.
【例2】(2026•广东惠州期末)小明用如图所示的装置,探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
(1)比较 两图可知,产生感应电流时电路应闭合;
(2)比较 两图可知,产生感应电流时导体要在磁场中做切割磁感线运动;
(3)比较乙、丁两图可知,感应电流的方向与 方向有关;
(4)要探究感应电流与切割磁感线运动方向的关系,与丁图做对比,应让蹄形磁体上方为磁极的
极,导体AB向 运动;
(5)如丁图所示,电流计指针向左偏转,如果让导体AB不动,则电流计指针向 偏转。
(6)小明猜想感应电流的大小可能与磁场强弱和切割磁感线运动的速度有关,只用上面丁图的实验器材,可以探究感应电流的大小与 的关系。
【变式2-1】(2026•陕西西安·期末)如图﹣1,在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中,在蹄形磁体的磁场中放置一根导线
(1)本实验通过观察灵敏电流计 来判断是否有感应电流产生。
(2)闭合开关,实验探究过程记录如表所示,第4次实验中灵敏电流计指针偏转方向是 。
次数
磁场方向
导线AB运动方向
灵敏电流计指针偏转方向
1
向上
向左
向左
2
向右
向右
3
向下
向左
向右
4
向右
(3)图﹣2中的a表示图﹣1中垂直于纸面的导线AB,它在磁场中按箭头方向运动时,由本次实验得出的结论可知 (选填“A”“B”或“C”)。
(4)实验结束后,同学们在交流环节中提出,灵敏电流计指针偏转角度较小。请你写出一个能使灵敏电流计指针偏转角度变大的有效措施: (合理即可)。
【变式2-2】(2026•湖南长沙·期末)如图是“探究什么情况下磁可以生电”的装置,用棉线将一段导体AB悬挂起来,放置于蹄形磁体的磁场中,组成了闭合电路。
(1)该实验中,灵敏电流计的作用是 。
(2)确认灵敏电流计能正常工作后,某同学发现,无论导体AB在磁场中怎样运动,其主要原因可能是 、 。
(3)在教师的指导下,兴趣小组对实验进行完善后,观察到的现象如表所示 运动时,电路中会产生感应电流。
序号
磁体(磁极)放置方式
导体AB运动情况
电流计指针偏转情况
1
上N下S
静止
不偏转
2
竖直向上运动
不偏转
3
竖直向下运动
不偏转
4
上N下S
向左运动
向右偏转
5
向右运动
向左偏转
6
上S下N
向左运动
向左偏转
7
向右运动
向右偏转
(4)比较第4、5(或6、7)次实验可以得出 。
(5)在此实验过程中,能量转化情况是 。利用这一原理,人们在生产生活中制成了 。
【知识点2 动圈式话筒】
1.构造如图所示
2.工作原理: 。
3.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。
4.话筒把声信号转化为电信号,扬声器把 ;话筒中 ,扬声器中 ;话筒是电磁感应现象原理,扬声器是通电导体在磁场中受力原理。
5.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。
【例3】(2026•广东广州期末)如图所示为动圈式话筒的工作原理示意图,磁铁固定,膜片与线圈相连,当人对着话筒说话时,可使膜片振动,从而带动线圈振动,在线圈中产生电流,从而实现由声信号到电信号的转变。关于话筒,以下说法正确的是( )
A.话筒工作过程中把电能转化为机械能
B.话筒中电信号的强弱与声音强弱无关
C.话筒的工作原理是电磁感应
D.话筒的工作原理与喇叭的工作原理相同
【变式3-1】(2026•湖北武汉武昌区期末)如图所示是动圈式话筒的构造示意图,膜片和线圈相连,线圈处在永久磁体周围的磁场中。线圈两端的导线接入扬声器,当你对着话筒说话或唱歌时,声音使膜片和线圈一起振动,我们就能通过扬声器听到你的声音,下列说法正确的是( )
A.线圈的材料可以选用铁 B.动圈式话筒是把电信号转化成声信号
C.线圈中产生的电流的方向是变化的 D.动圈式话筒和电动机的工作原理相同
【变式3-2】(2026•四川达州期末)如图所示是动圈式话筒(麦克风)和扬声器(喇叭)的构造示意图,当人对着话筒说话时,产生的声音使膜片及与之相连的线圈一起振动,线圈在磁场中的这种运动,能产生随着声音变化而变化的电流,它的工作原理是 。变化的电流经放大器放大后通过扬声器的线圈,通电线圈就在磁场中来回振动,带动纸盆发出声音,扬声器就发出声音。当扬声器中的线圈通过的电流方向如图所示时,线圈向左运动,那么当电流方向改变时,线圈将向 运动,话筒在电路中相当于 (选填“电源”或“用电器”)。
【知识点3 发电机】
交变电流及其频率
(1)交变电流:大小和方向做 的电流叫交变电流,简称 ;
(2)频率:在交变电流中,电流在每秒内周期性变化的次数叫频率。其单位是赫兹,简称赫,符号为Hz。
(3)直流电:干电池、蓄电池所得一的方向不变。
发电机
构造:磁体、线圈、铜环和电刷四个基本部分组成
工作原理:
能量转化: 能转化为 能
直流发电机:交流发电机线圈内产生的是 电流,向外输出的也是 电流;直流发电机线圈内产生的也是 电流,但在对外输出时把两个铜环换成了 ,通过换向器的作用使输出电流变成直流电
【例4】(2026•安徽安庆·期末)如图所示,用漆包线绕成矩形线圈,将线圈两端的导线拉直并用刀将漆全部刮掉,将线圈放在金属支架上,在它下面放一块小磁体,将装置与小量程电流表相连,当有风将小风车吹动时 (选填“会”或“不会”)偏转,其利用了 原理;若将电流表换成干电池接入电路,把线圈一端的绝缘漆刮掉一半,此时这部分装置相当于 (选填“电动机”或“发电机”)。
【变式4-1】(2026•山东淄博期末)图中是小亮制作的简单电动机模型,其线圈由漆包线绕成,将线圈一端的漆全部刮掉,在线圈的下面放置了一块磁体。将其接入电路中,闭合开关后( )
A.利用电磁感应原理工作 B.线圈另一端的漆只刮掉半周作用与换向器作用相同
C.线圈转动过程,将机械能转化为电能 D.增大线圈中的电流可改变转动方向
【变式4-2】(2026•湖北武汉·期中)如图所示,把一台手摇发电机跟灯泡连接起来,使线圈在磁场中转动,我们可以通过 这一现象来判断电路中有电流,如图甲所示,手摇发电机的工作原理是 。把两个发光二极管极性 地并联起来(填“相同”或“相反”),并与发电机串联,如图乙所示。转动摇把,发现两个二极管交替发光,说明电路中产生的是 电流,简称交流。
模块三 课后作业
一、单选题(共?题)
1.(2026•四川广安中考真题)小文有一款便携式按压手电筒。使用时只需按压手柄,即可产生感应电流,使小灯泡发光。该手电筒产生感应电流的工作原理是( )
A.通电导体在磁场中受力的作用 B.电磁感应
C.电流的磁效应 D.焦耳定律
2.在学习电和磁的相关知识时,利用如图所示的实验装置进行了探究。当闭合开关,则以下对该实验的说法正确的是( )
A.只要导线ab放在磁体内部就会产生感应电流
B.导线ab水平方向运动可以产生感应电流
C.无论导线ab如何运动都不会产生感应电流
D.没有电源,灵敏电流计指针不会偏转
3.在物理学中,用表示电流的方向垂直于纸面向里,⊙表示电流的方向垂直于纸面向外。如图所示,甲图表示直导体a在磁场中受到一个既跟电流方向垂直,乙图所示的四种情况中,通电导体b受到的磁场力方向水平向左的是( )
A.A B.B C.C
4.(2026•山东烟台期末)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”实验的装置,下列关于该实验说法正确的是( )
A.该装置也可以探究通电导线在磁场中受到力的作用
B.该装置也可以探究感应电流方向跟导体运动方向有关
C.扬声器就是通过本实验的原理进行工作的
D.闭合电路的部分导体在磁场中运动一定会产生感应电流
5.(2026•北京海淀区期末)如图所示是一种运动手环,其计步功能的主要工作元件是一段密闭的空心塑料管,管内有一小块磁铁,管外缠绕着线圈。人在佩戴这种手环走路时,磁铁便在管内往复运动,使线圈中产生电流,进而实现计步。选项所示的实验中与该手环计步原理相同的是( )
A.磁极间有相互作用
B.电磁铁吸住铁片
C.电磁感应现象
D.通电导体在磁场中受力
6.(2026•广东中山·期末)如图分别是动圈式话筒和扬声器的构造示意图。下列实验中与它们工作原理相同的分别是( )
A.甲、乙 B.丙、丁 C.乙、丙 D.丙、乙
7.(2026•江苏常州期末)法拉第在1831年发现磁可以生电。某实验小组用如图所示的装置模拟法拉第的实验过程,以下操作能使灵敏电流计指针偏转的是( )
A.开关闭合,导体AB静止不动 B.开关断开,导体AB左右运动
C.开关闭合,导体AB上下运动 D.开关闭合,导体AB左右运动
8.图中是小亮制作的简单电动机模型,其线圈由漆包线绕成,将线圈一端的漆全部刮掉,在线圈的下面放置了一块磁体。将其接入电路中,闭合开关后( )
A.利用电磁感应原理工作
B.线圈另一端的漆只刮掉半周的作用与换向器作用相同
C.线圈转动过程,将机械能转化为电能
D.增大线圈中的电流可改变转动方向
9.(2026•湖南岳阳·期末)利用如图所示的装置探究什么情况下磁可以生电,导体ab和电流表组成了闭合回路。下列说法正确的是( )
A.磁体不动、导体ab竖直向上运动时,电流表指针会发生偏转
B.导体ab不动、磁体向右下方运动时,电流表指针会发生偏转
C.可得出的结论是,闭合电路的一部分导体在磁场中运动时就会产生感应电流
D.若将此装置中的电流表换成电压表,可探究电动机的工作原理
10.某同学用如图所示的装置研究电磁感应。如图甲所示,保持蹄形磁体竖直放置,使导体AB从图示位置向上运动;如图乙所示,保持线圈不动,使蹄形磁体快速向左运动。下列说法正确的是( )
A.甲图电路中无感应电流
B.乙图中电流表指针不会偏转
C.只要导体AB做相对运动就能产生感应电流
D.动圈式话筒利用这个实验的原理来工作
二、填空题
11.(2026•江苏徐州中考真题)某磁悬浮滑道于2026年5月2日开始试运营。在沿山坡铺设的金属轨道上,滑车悬浮向下滑行。滑车底部固定有强力磁铁,滑车运动使金属轨道切割 ,根据 原理可知,轨道里产生感应电流,通电轨道的磁场和滑车底部磁铁的磁场相互作用,同名磁极相对,相互 ,从而使滑车悬浮。
12.(2026•四川中考真题)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”)。
13.(2026•河南信阳期中)如图是一种动圈式扬声器的内部结构示意图。当线圈中有电流通过时,通电线圈在 中受到力的作用而运动;由于通过线圈的交变电流不断变化,线圈就不断来回运动,带动纸盆振动发声。若将线圈两端连接干电池两极,短时间内该扬声器 (选填“会”或“不会”)持续发声。
14.把一台手摇发电机跟灯泡连接起来,使线圈在磁场中转动,我们可以通过 这一现象来判断电路中有电流,如图甲所示,手摇发电机的工作原理是 。把两个发光二极管极性 地并联起来(填“相同”或“相反”),并与发电机串联,如图乙所示。转动摇把,发现两个二极管交替发光,说明电路中产生的是 电流,简称交流。
15.(2026•湖北武汉江阳区期末)物理社团的小中同学在物理实验室里连接了图甲所示的实验装置来探究导体在磁场中产生电流的条件。他闭合开关,多次按图乙中A、B、C、D所示箭头方向、快慢不同地移动导体ab进行实验,并将实验现象记录在右图的表格中。
项目
导体运动方向
灵敏电流计指针是否偏转
开关闭合
图乙A
不偏转
图乙B
不偏转
图乙C
快,偏转角度大
图乙D
慢,偏转角度小
开关断开
均不偏转
(1)实验时,你觉得通过观察 来判断电路中是否产生了感应电流。
(2)你结合小中多次实验收集的证据,初步得出的结论是 。
(3)为使实验现象更明显,请你提出一条有效的改进措施: 。
(4)若将此装置中的灵敏电流计换成 可进一步探究电动机的工作原理。
16.(2026•江苏宿迁中考真题)在“探究感应电流产生的条件”的活动中,将导体AB、开关、灵敏电流计和蹄形磁体按如图甲所示方式组装。
(1)实验探究的是 现象,是科学家 法 经过多年探索发现的。
(2)闭合开关,灵敏电流计的指针可能发生偏转的操作是 。
A.导体AB沿磁场方向移动
B.导体AB沿AB所在的直线移动
C.导体AB水平向左移动
D.导体AB静止在磁场中
(3)用多匝线圈C替换导体AB,线圈D替换灵敏电流计,D左端放置小磁针,如图乙所示。闭合开关,使线圈C沿水平方向分别快速向左、向右运动,观察小磁针偏转方向,发现线圈C中电流方向与 方向有关,线圈D周围磁场方向与 方向有关。
17.(2026•河南郑州·期末)在“探究导体在磁场中运动产生感应电流条件”的实验过程中,
(1)为使实验现象更明显,直导体AB应选用 (选填“铜棒”、“铁棒”或“塑料棒”)。
(2)闭合开关,小明计划依次进行图2中的操作。但在操作1中发现电流表指针偏转但现象不太明显,请你提出一条改进措施: 。
(3)改进实验后,小明重复1的操作然后又依次进行了2﹣5四次操作,在2﹣5操作中电流表指针能发生偏转的是 ,与操作1中产生的电流方向相同的是操作 (填序号)。小明分析实验现象,得出了产生感应电流的条件。
(4)小新总结了“电和磁”的知识后,设计了如图3所示的实验装置。闭合开关S后,电动机甲开始转动,此时小灯泡发光。在此过程中,将机械能转化为电能的实验装置是 (选填“甲”或“乙”)。如果要使甲的转动方向与原来相反,则应采取的措施是 。
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第六节 探究产生感应电流的条件
【新教材北师大版】
【知识框架+知识精讲(3个知识归纳+5个题型)+课后作业】
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情景导入
教师提问:奥斯特实验证明了什么?
学生回答:证明了通电导线的周围存在着磁场。
奥斯特发现了电流的周围有磁场后,许多科学家进行了逆向的思考:既然电流能产生磁场,那么能否利用磁场来产生电流呢?
知识归纳
【知识点1 电磁感应现象】
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,导体中就产生 电流 。这种由于导体在磁场中运动而产生的电流的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
感应电流的方向跟导线在磁场中做切割磁感线运动的方向和 磁场 的方向有关。
3.产生感应电流的条件
第一电路闭合;第二部分导体 切割磁感线 运动。
(1)导体为闭合电路的一部分。如果电路不闭合,导体切割磁感线时不会产生感应电流。
(2)导体做切割磁感线运动。
①如果把磁场比作一块麦田,把磁感线比作生长的小麦,把导体比作镰刀,要切割小麦,必须让手指的镰刀与竖直的小麦成某一角度,垂直或斜着都可以切割到小麦,但如果镰刀在平行小麦的方向运动时,则无法切割。
②由运动的相对性可知,如果导体静止,让磁场运动,也能产生切割磁感线的效果,也能产生感应电流。
4. 感应电流的大小
(1)导体做切割磁感线运动的速度越快,感应电流 越大 。
(2)磁场越强,感应电流 越大 。
(3)线圈匝数越多,感应电流 越大 。
【例1】(2026•云南中考真题)用如图所示装置探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件,磁体水平放置,导体棒ab静止在磁场中。下列说法正确的是( )
A.保持开关断开,仅水平移动导体棒ab,电流表指针发生偏转
B.保持开关断开,仅水平移动磁体,电流表指针发生偏转
C.保持开关闭合,仅竖直移动导体棒ab,电流表指针发生偏转
D.该装置可以将机械能转化为电能,利用该装置的原理能制成发电机
【答案】D
【解析】A、保持开关断开,意味着电路处于断路状态。即使导体棒水平移动切割了磁感线,电路中也不会有感应电流产生,因此电流表指针不会发生偏转,故A错误。
B、同样,开关断开导致电路不闭合,无论怎样移动磁体,都无法产生感应电流,电流表指针不会偏转,故B错误。
C、虽然开关闭合满足了电路闭合的条件,但题目中磁体是水平放置的,其磁感线方向通常是竖直的(从N极到S极)。当导体棒ab仅竖直移动时,它的运动方向与磁感线方向平行,并没有“切割”磁感线,因此不会产生感应电流,指针不会偏转,故C错误。
D、该实验探究的是电磁感应现象。在闭合开关且导体切割磁感线产生感应电流的过程中,消耗了机械能,获得了电能,即将机械能转化为电能。人类正是利用这一原理发明了发电机,故D正确。
故选:D。
【变式1-1】(2026•湖北武汉中考真题)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
【解析】A、图中导体运动的方向和磁场方向一致,不会切割磁感线,不会产生感应电流,A符合题意;
BCD、图中的导体在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流,故BCD不符合题意。故选:A。
【变式1-2】(2026•四川泸州中考真题)同学们在操场上做“跳绳发电”实验,将铜导线(绳)的两端与灵敏电流计相连,沿东西方向站立摇绳,灵敏电流计指针左右摆动,如图所示。下列实验与该实验原理相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】沿东西方向站立摇绳,导体在地磁场做切割磁感线运动,电路中会产生感应电流,灵敏电流计的指针左右摆动,这是电磁感应现象。
A、图中演示的磁极间的作用规律,故A不符合题意;
B、图中装置是奥斯特实验,实验表明电流周围存在磁场,故B不符合题意;
C、图中装置没有电源,演示的是电磁感应现象,故C符合题意;
D、图丁装置是通电导体在磁场中受力而运动,是电能转化为机械能,是电动机的原理,故D不符合题意。故选:C。
【例2】(2026•广东惠州期末)小明用如图所示的装置,探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
(1)比较 两图可知,产生感应电流时电路应闭合;
(2)比较 两图可知,产生感应电流时导体要在磁场中做切割磁感线运动;
(3)比较乙、丁两图可知,感应电流的方向与 磁场 方向有关;
(4)要探究感应电流与切割磁感线运动方向的关系,与丁图做对比,应让蹄形磁体上方为磁极的
极,导体AB向 运动;
(5)如丁图所示,电流计指针向左偏转,如果让导体AB不动,则电流计指针向 偏转。
(6)小明猜想感应电流的大小可能与磁场强弱和切割磁感线运动的速度有关,只用上面丁图的实验器材,可以探究感应电流的大小与 的关系。
【答案】(1)甲、乙;(2)乙、丙;(3)磁场;(4)S;右;(5)左;
(6)切割磁感线运动的速度。
【解析】(1)甲、乙两图磁场方向相同,乙图中电路是闭合电路,说明电路中产生了感应电流,电流表的指针没有偏转,由此可知;
(2)要得出产生感应电流的另一个条件是导体要在磁场中做切割磁感线运动,两次实验就要一次实验导体在磁场中做切割磁感线运动,由此比较可以确定要选用乙图和丙图;
(3)图乙N极在上,导体向左运动;图丁导体运动方向不变,使S极在上,所以可以看出感应电流的方向与磁场(或磁感线)的方向有关;
(4)要探究感应电流与切割磁感线运动方向的关系,两次实验要磁极方向相同,与丁图做对比,导体AB向右运动;
(5)如果让导体AB不动,蹄形磁体向右运动,导体向左运动,电流计指针向左偏转;
(6)只用上面丁图的实验器材,可以改变导体的运动速度。
【变式2-1】(2026•陕西西安·期末)如图﹣1,在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中,在蹄形磁体的磁场中放置一根导线
(1)本实验通过观察灵敏电流计 来判断是否有感应电流产生。
(2)闭合开关,实验探究过程记录如表所示,第4次实验中灵敏电流计指针偏转方向是 。
次数
磁场方向
导线AB运动方向
灵敏电流计指针偏转方向
1
向上
向左
向左
2
向右
向右
3
向下
向左
向右
4
向右
(3)图﹣2中的a表示图﹣1中垂直于纸面的导线AB,它在磁场中按箭头方向运动时,由本次实验得出的结论可知 (选填“A”“B”或“C”)。
(4)实验结束后,同学们在交流环节中提出,灵敏电流计指针偏转角度较小。请你写出一个能使灵敏电流计指针偏转角度变大的有效措施: (合理即可)。
【答案】(1)指针是否偏转;(2)向左;(3)C;
(4)增大导体切割磁感线的速度或换用磁性更强的U形磁铁。
【解析】(1)电路中是否有电流产生,可以通过灵敏电流计指针是否偏转来反映。
(2)分析序号3、4实验;磁体磁场方向相同,产生感应电流的方向也会改变。
(3)磁极间的磁感线是从N极指向S极,由图﹣5可知,所以会产生感应电流。
(4)实验结束后,有同学提出灵敏电流计指针偏转角度较小,为增大感应电流,让灵敏电流计指针的偏转更明显。
【变式2-2】(2026•湖南长沙·期末)如图是“探究什么情况下磁可以生电”的装置,用棉线将一段导体AB悬挂起来,放置于蹄形磁体的磁场中,组成了闭合电路。
(1)该实验中,灵敏电流计的作用是 。
(2)确认灵敏电流计能正常工作后,某同学发现,无论导体AB在磁场中怎样运动,其主要原因可能是 、 。
(3)在教师的指导下,兴趣小组对实验进行完善后,观察到的现象如表所示 运动时,电路中会产生感应电流。
序号
磁体(磁极)放置方式
导体AB运动情况
电流计指针偏转情况
1
上N下S
静止
不偏转
2
竖直向上运动
不偏转
3
竖直向下运动
不偏转
4
上N下S
向左运动
向右偏转
5
向右运动
向左偏转
6
上S下N
向左运动
向左偏转
7
向右运动
向右偏转
(4)比较第4、5(或6、7)次实验可以得出 。
(5)在此实验过程中,能量转化情况是 。利用这一原理,人们在生产生活中制成了 。
【答案】(1)判断产生感应电流的大小;判断产生感应电流的方向;(2)电路不是闭合回路;产生的电流太小;(3)切割磁感线;(4)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中感应电流的方向与导体的运动方向有关;(5)机械能转化为电能;发电机。
【解析】(1)实验中灵敏电流计的作用是判断产生感应电流的大小、判断产生感应电流的方向;
(2)确认灵敏电流计能正常工作后,某同学发现,灵敏电流计的指针均不见发生偏转,或电路不是闭合回路。
(3)观察到的现象如下表所示,由此可知闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时。
(4)比较第4、5(或8,导体中感应电流的方向与导体的运动方向有关。
(5)在此实验过程中,能量转化情况是机械能转化为电能,人们在生产生活中制成了发电机。
【知识点2 动圈式话筒】
1.构造如图所示
2.工作原理:电磁感应现象。
3.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。
4.话筒把声信号转化为电信号,扬声器把电信号转化为声信号;话筒中机械能转化为电能,扬声器中电能转化为机械能;话筒是电磁感应现象原理,扬声器是通电导体在磁场中受力原理。
5.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。
【例3】(2026•广东广州期末)如图所示为动圈式话筒的工作原理示意图,磁铁固定,膜片与线圈相连,当人对着话筒说话时,可使膜片振动,从而带动线圈振动,在线圈中产生电流,从而实现由声信号到电信号的转变。关于话筒,以下说法正确的是( )
A.话筒工作过程中把电能转化为机械能
B.话筒中电信号的强弱与声音强弱无关
C.话筒的工作原理是电磁感应
D.话筒的工作原理与喇叭的工作原理相同
【答案】C
【解析】A.动圈式话筒工作时,人对着话筒说话使膜片振动,带动线圈在磁场中做切割磁感线运动,从而在线圈中产生感应电流,此过程中是将机械能转化为电能,故A错误;
B.当人对着话筒说话时,声音越强,膜片振动的幅度越大,带动线圈在磁场中做切割磁感线运动的幅度也就越大,产生的感应电流就越大,即电信号越强,反之,声音越弱,电信号越弱,所以话筒中电信号的强弱与声音强弱有关,故B错误;
C.动圈式话筒是利用膜片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,这是电磁感应现象,故C正确;
D.动圈式话筒的工作原理是电磁感应,是将声信号转化为电信号。喇叭的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用,所以话筒的工作原理与喇叭的工作原理不同,故D错误。故选:C。
【变式3-1】(2026•湖北武汉武昌区期末)如图所示是动圈式话筒的构造示意图,膜片和线圈相连,线圈处在永久磁体周围的磁场中。线圈两端的导线接入扬声器,当你对着话筒说话或唱歌时,声音使膜片和线圈一起振动,我们就能通过扬声器听到你的声音,下列说法正确的是( )
A.线圈的材料可以选用铁 B.动圈式话筒是把电信号转化成声信号
C.线圈中产生的电流的方向是变化的 D.动圈式话筒和电动机的工作原理相同
【答案】C
【解析】A.线圈的材料一般是铜制的,若选择铁,会被磁铁吸住,通电后的线圈即使在磁场中受到力的作用,也无法运动,导致不会发出声音,故A错误。B.动圈式话筒是将声信号转化成电信号的装置,故B错误。C.对着膜片说话或唱歌时,导线切割磁感线的方向不断变化,因而产生的电流方向也会不断变化,故C正确,符合题意。D.动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象,与发电机的工作原理相同,故D错误。故答案为C。
【变式3-2】(2026•四川达州期末)如图所示是动圈式话筒(麦克风)和扬声器(喇叭)的构造示意图,当人对着话筒说话时,产生的声音使膜片及与之相连的线圈一起振动,线圈在磁场中的这种运动,能产生随着声音变化而变化的电流,它的工作原理是 。变化的电流经放大器放大后通过扬声器的线圈,通电线圈就在磁场中来回振动,带动纸盆发出声音,扬声器就发出声音。当扬声器中的线圈通过的电流方向如图所示时,线圈向左运动,那么当电流方向改变时,线圈将向 运动,话筒在电路中相当于 (选填“电源”或“用电器”)。
【答案】电磁感应现象;右;电源。
【解析】当人对着话筒说话时,产生的声音使膜片及与之相连的线圈一起振动,线圈在磁场中的这种运动,能产生随着声音变化而变化的电流,将声信号转化成电信号。其工作原理利用了电磁感应现象。
线圈的运动方向与磁场方向和电流方向有关,磁场方向不变,电流方向改变时,线圈的运动方向改变,因此当扬声器中的线圈通过的电流方向如图所示时,线圈向左运动,那么当电流方向改变时,受力方向改变,线圈将向右运动。
扬声器的工作原理为通电导线在磁场中受到力的作用,相当于电动机,需要电源,因此话筒在电路中相当于电源。
【知识点3 发电机】
交变电流及其频率
(1)交变电流:大小和方向做 周期性变化 的电流叫交变电流,简称 交流 ;
(2)频率:在交变电流中,电流在每秒内周期性变化的次数叫频率。其单位是赫兹,简称赫,符号为Hz。
(3)直流电:干电池、蓄电池所得一的方向不变。
发电机
构造:磁体、线圈、铜环和电刷四个基本部分组成
工作原理: 电磁感应
能量转化: 机械 能转化为 电 能
直流发电机:交流发电机线圈内产生的是 交变 电流,向外输出的也是 交变 电流;直流发电机线圈内产生的也是 交变 电流,但在对外输出时把两个铜环换成了 换向器,通过换向器的作用使输出电流变成直流电
【例4】(2026•安徽安庆·期末)如图所示,用漆包线绕成矩形线圈,将线圈两端的导线拉直并用刀将漆全部刮掉,将线圈放在金属支架上,在它下面放一块小磁体,将装置与小量程电流表相连,当有风将小风车吹动时 (选填“会”或“不会”)偏转,其利用了 原理;若将电流表换成干电池接入电路,把线圈一端的绝缘漆刮掉一半,此时这部分装置相当于 (选填“电动机”或“发电机”)。
【答案】会;电磁感应;电动机
【解析】图中线圈、导线和电流表组成闭合电路,当有风将小风车吹动时,因此电流表指针会发生偏转,是发电机的工作原理;
若将电流表换成干电池接入电路,把线圈一端的绝缘漆刮掉一半,其原理是通电线圈在磁场中受力转动。
【变式4-1】(2026•山东淄博期末)图中是小亮制作的简单电动机模型,其线圈由漆包线绕成,将线圈一端的漆全部刮掉,在线圈的下面放置了一块磁体。将其接入电路中,闭合开关后( )
A.利用电磁感应原理工作 B.线圈另一端的漆只刮掉半周作用与换向器作用相同
C.线圈转动过程,将机械能转化为电能 D.增大线圈中的电流可改变转动方向
【答案】B
【解析】A.电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动;
B.将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉,这样在一个半周内受到磁场的力的作用,这与换向器的作用相同,故B正确;
C.电动机消耗电能而转动起来,故C错误;
D.线圈转动的方向与电流的方向有关,只会改变线圈受到磁场力的大小,故D错误。故选:B。
【变式4-2】(2026•湖北武汉·期中)如图所示,把一台手摇发电机跟灯泡连接起来,使线圈在磁场中转动,我们可以通过 这一现象来判断电路中有电流,如图甲所示,手摇发电机的工作原理是 。把两个发光二极管极性 地并联起来(填“相同”或“相反”),并与发电机串联,如图乙所示。转动摇把,发现两个二极管交替发光,说明电路中产生的是 电流,简称交流。
【答案】小灯泡发光;电磁感应现象;相反;交变。
【解析】若电路中有电流,则电流通过灯泡时会使灯泡发光,故可以通过灯泡发光来判断电路中有电流。
手摇式发电机是根据闭合回路中的一部分在磁场中做切割磁感线运动来产生感应电流的,即为电磁感应现象。发光二极管有单向导电性,两个发光二极管极性相反地并联后再与发电机串联,交替发光说明电路中的电流方向时刻在发生改变,即产生的是交流电流。
模块三 课后作业
一、单选题(共?题)
1.(2026•四川广安中考真题)小文有一款便携式按压手电筒。使用时只需按压手柄,即可产生感应电流,使小灯泡发光。该手电筒产生感应电流的工作原理是( )
A.通电导体在磁场中受力的作用 B.电磁感应
C.电流的磁效应 D.焦耳定律
【答案】B
【解析】根据题意可知,该手电筒产生感应电流,这是电磁感应现象,故B正确。故选:B。
2.在学习电和磁的相关知识时,利用如图所示的实验装置进行了探究。当闭合开关,则以下对该实验的说法正确的是( )
A.只要导线ab放在磁体内部就会产生感应电流
B.导线ab水平方向运动可以产生感应电流
C.无论导线ab如何运动都不会产生感应电流
D.没有电源,灵敏电流计指针不会偏转
【答案】B
【解析】A、导线ab在做切割磁感线运动,闭合回路中才会产生感应电流,故A错误;
B、导线ab水平方向运动时,在做切割磁感线运动,则闭合回路中会产生感应电流,故B正确;
C、导线ab竖直方向运动时,运动的方向和磁感线方向一致,没有做切割磁感线运动,闭合回路中不会产生感应电流,故C错误;
D、闭合回路中产生感应电流时,灵敏电流计指针会偏转,故D错误。故选:B。
3.在物理学中,用表示电流的方向垂直于纸面向里,⊙表示电流的方向垂直于纸面向外。如图所示,甲图表示直导体a在磁场中受到一个既跟电流方向垂直,乙图所示的四种情况中,通电导体b受到的磁场力方向水平向左的是( )
A.A B.B C.C
【答案】C
【解析】由题图可知导线受力的方向水平向左,
A、相对于题图,磁场方向不变,方向水平向右;
B、相对于题图相同,所以方向改变,故B错误;
C、相对于题图,电流方向变化,仍为水平向左。故选:C。
4.(2026•山东烟台期末)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”实验的装置,下列关于该实验说法正确的是( )
A.该装置也可以探究通电导线在磁场中受到力的作用
B.该装置也可以探究感应电流方向跟导体运动方向有关
C.扬声器就是通过本实验的原理进行工作的
D.闭合电路的部分导体在磁场中运动一定会产生感应电流
【答案】B
【解析】A.探究通电导线在磁场中受到力的作用,电路中应有电源,故A错误;
B.探究感应电流方向跟导体运动方向有关,控制磁场方向不变,改变导体运动的方向,根据灵敏电流计指针的偏转情况可知感应电流的方向,故B正确;
C.动圈式扬声器是利用通电导体在磁场中受到力的作用来工作的,故C错误;
D.闭合电路的部分导体在磁场中运动,若没有切割磁感线,不会产生感应电流,故D错误。
故选:B。
5.(2026•北京海淀区期末)如图所示是一种运动手环,其计步功能的主要工作元件是一段密闭的空心塑料管,管内有一小块磁铁,管外缠绕着线圈。人在佩戴这种手环走路时,磁铁便在管内往复运动,使线圈中产生电流,进而实现计步。选项所示的实验中与该手环计步原理相同的是( )
A.磁极间有相互作用 B.电磁铁吸住铁片
C.电磁感应现象 D.通电导体在磁场中受力
【答案】C
【解析】根据运动手环的特点可知,人在佩戴这种手环走路时,磁铁在管中往复运动,相当于线圈做切割磁感线运动而产生电流,因此,计步器的基本原理是电磁感应,产生电流的过程中将机械能转化成了电能,故C正确、ABD错误。故选:C。
6.(2026•广东中山·期末)如图分别是动圈式话筒和扬声器的构造示意图。下列实验中与它们工作原理相同的分别是( )
A.甲、乙 B.丙、丁 C.乙、丙 D.丙、乙
【答案】C
【解析】甲、通电螺线管周围产生磁场属于电流的磁效应,即消耗电能产生磁能;
乙、此图中没有电源,当ab做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流,即电磁感应现象;
丙、此装置中有电源,即通电后,磁场中的金属棒会受力运动,说明通电导线在磁场中受力的作用;
丁、此图是奥斯特实验,即说明了通电导线周围存在着磁场;
与动圈式话筒和扬声器工作原理相同的分别是乙和丙。故选:C。
7.(2026•江苏常州期末)法拉第在1831年发现磁可以生电。某实验小组用如图所示的装置模拟法拉第的实验过程,以下操作能使灵敏电流计指针偏转的是( )
A.开关闭合,导体AB静止不动 B.开关断开,导体AB左右运动
C.开关闭合,导体AB上下运动 D.开关闭合,导体AB左右运动
【答案】D
【解析】产生感应电流的条件有三点:①闭合电路;②一部分导体;③切割磁感线运动。即要让灵敏电流计指针偏转,也就是产生感应电流,必须同时满足三个条件:电路是闭合通路;闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。本题中磁场磁感线是竖直方向(从上方N极指向下方S极),开关闭合,导体AB左右运动,切割竖直方向的磁感线,满足产生感应电流的条件,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选:D。
8.图中是小亮制作的简单电动机模型,其线圈由漆包线绕成,将线圈一端的漆全部刮掉,在线圈的下面放置了一块磁体。将其接入电路中,闭合开关后( )
A.利用电磁感应原理工作
B.线圈另一端的漆只刮掉半周的作用与换向器作用相同
C.线圈转动过程,将机械能转化为电能
D.增大线圈中的电流可改变转动方向
【答案】B
【解析】A.电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动;
B.将线圈两端引线的漆皮一端全部刮掉,这样在一个半周内受到磁场的力的作用,这与换向器的作用相同,故B正确;
C.电动机消耗电能而转动起来,故C错误;
D.线圈转动的方向与电流的方向有关,只会改变线圈受到磁场力的大小。故选项B正确。
9.(2026•湖南岳阳·期末)利用如图所示的装置探究什么情况下磁可以生电,导体ab和电流表组成了闭合回路。下列说法正确的是( )
A.磁体不动、导体ab竖直向上运动时,电流表指针会发生偏转
B.导体ab不动、磁体向右下方运动时,电流表指针会发生偏转
C.可得出的结论是,闭合电路的一部分导体在磁场中运动时就会产生感应电流
D.若将此装置中的电流表换成电压表,可探究电动机的工作原理
【答案】B
【解析】A、磁体不动、导体ab竖直向上运动时,导体不切割磁感线,不会产生感应电流,电流表指针不会发生偏转,故A错误;
B、导体ab不动、磁体向右下方运动时,导体切割磁感线,会产生感应电流,电流表指针会发生偏转,故B正确;
C、可得出的结论是,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时就会产生感应电流,C错误;
D、若将此装置中的电流表换成电源,可探究电动机的工作原理,故D错误。
故选:B。
10.某同学用如图所示的装置研究电磁感应。如图甲所示,保持蹄形磁体竖直放置,使导体AB从图示位置向上运动;如图乙所示,保持线圈不动,使蹄形磁体快速向左运动。下列说法正确的是( )
A.甲图电路中无感应电流
B.乙图中电流表指针不会偏转
C.只要导体AB做相对运动就能产生感应电流
D.动圈式话筒利用这个实验的原理来工作
【答案】D
【解析】由图甲可知,导体AB从图示位置向上运动,闭合电路的一部分做切割磁感线运动,所以电路中就有感应电流;
由图乙可知,线圈不动,蹄形磁铁快速向左运动时,闭合电路的一部分也切割磁感线,电路中也有电流,因此电流表指针会偏转;
动圈式话筒是把声信号转变成电信号的,声信号的振动带动线圈在磁场中振动,产生电流,是电磁感应原理;综上所述,D正确。
故选:D。
二、填空题
11.(2026•江苏徐州中考真题)某磁悬浮滑道于2026年5月2日开始试运营。在沿山坡铺设的金属轨道上,滑车悬浮向下滑行。滑车底部固定有强力磁铁,滑车运动使金属轨道切割 ,根据 原理可知,轨道里产生感应电流,通电轨道的磁场和滑车底部磁铁的磁场相互作用,同名磁极相对,相互 ,从而使滑车悬浮。
【答案】磁感线;电磁感应;排斥。
【解析】滑车底部磁铁周围存在磁场,滑车运动,相当于金属轨道做切割磁感线运动;根据电磁感应原理可知,轨道里会产生感应电流;根据磁极间的相互作用规律可知,同名磁极相互排斥。
12.(2026•四川中考真题)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。
【解析】在探究产生感应电流条件的实验中,由于感应电流通常非常微弱,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。
产生感应电流必须同时满足两个条件:一是电路必须是闭合的,二是闭合电路的一部分导体必须在磁场中做切割磁感线运动。题目中磁体不动,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。
13.(2026•河南信阳期中)如图是一种动圈式扬声器的内部结构示意图。当线圈中有电流通过时,通电线圈在 中受到力的作用而运动;由于通过线圈的交变电流不断变化,线圈就不断来回运动,带动纸盆振动发声。若将线圈两端连接干电池两极,短时间内该扬声器 (选填“会”或“不会”)持续发声。
【答案】磁场;不会。
【解析】(1)通电导体在磁场中受到力的作用,图中线圈安装在永磁体的磁场当线圈中有电流通过时,通电线圈在磁场中受到力的作用而运动;
(2)要使扬声器能够持续发声,需要使通过线圈的交变电流方向不断变化,线圈才能持续振动,带动纸盆振动发声。若将线圈两端连接干电池,线圈中的电流方向不变,线圈只能单方向运动,故该扬声器不会持续发声。
14.把一台手摇发电机跟灯泡连接起来,使线圈在磁场中转动,我们可以通过 这一现象来判断电路中有电流,如图甲所示,手摇发电机的工作原理是 。把两个发光二极管极性 地并联起来(填“相同”或“相反”),并与发电机串联,如图乙所示。转动摇把,发现两个二极管交替发光,说明电路中产生的是 电流,简称交流。
【答案】小灯泡发光;电磁感应现象;相反;交变。
【解析】若电路中有电流,则电流通过灯泡时会使灯泡发光,故可以通过灯泡发光来判断电路中有电流。
手摇式发电机是根据闭合回路中的一部分在磁场中做切割磁感线运动来产生感应电流的,即为电磁感应现象。
发光二极管有单向导电性,两个发光二极管极性相反地并联后再与发电机串联,交替发光说明电路中的电流方向时刻在发生改变,即产生的是交流电流。
15.(2026•湖北武汉江阳区期末)物理社团的小中同学在物理实验室里连接了图甲所示的实验装置来探究导体在磁场中产生电流的条件。他闭合开关,多次按图乙中A、B、C、D所示箭头方向、快慢不同地移动导体ab进行实验,并将实验现象记录在右图的表格中。
项目
导体运动方向
灵敏电流计指针是否偏转
开关闭合
图乙A
不偏转
图乙B
不偏转
图乙C
快,偏转角度大
图乙D
慢,偏转角度小
开关断开
均不偏转
(1)实验时,你觉得通过观察 来判断电路中是否产生了感应电流。
(2)你结合小中多次实验收集的证据,初步得出的结论是 。
(3)为使实验现象更明显,请你提出一条有效的改进措施: 。
(4)若将此装置中的灵敏电流计换成 可进一步探究电动机的工作原理。
【答案】(1)灵敏电流计指针是否发生偏转;
(2)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生电流;
(3)加快导体切割磁感线的速度(或换用磁性更强的磁体);
(4)电源。
【解析】(1)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电流产生。如果指针偏转,说明电路中产生了感应电流;如果指针不偏转,则说明没有产生感应电流。
(2)通过对比实验现象可知,当开关闭合,导体ab做切割磁感线运动时(如图C、D),电路中产生了感应电流;当导体运动方向与磁感线方向平行时(如图A、B),或开关断开时,电路中均无感应电流产生。初步得出的结论:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生电流。
(3)感应电流的大小与磁场强弱和导体切割磁感线的速度有关。为了使实验现象更明显,即增大感应电流,可以换用磁性更强的磁体或加快导体切割磁感线的速度。
(4)电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动,这需要电路中有电源提供电流。因此,若要探究电动机原理,需要将灵敏电流计换成电源,给导体供电使其在磁场中受力运动。
16.(2026•江苏宿迁中考真题)在“探究感应电流产生的条件”的活动中,将导体AB、开关、灵敏电流计和蹄形磁体按如图甲所示方式组装。
(1)实验探究的是 现象,是科学家 法 经过多年探索发现的。
(2)闭合开关,灵敏电流计的指针可能发生偏转的操作是 。
A.导体AB沿磁场方向移动
B.导体AB沿AB所在的直线移动
C.导体AB水平向左移动
D.导体AB静止在磁场中
(3)用多匝线圈C替换导体AB,线圈D替换灵敏电流计,D左端放置小磁针,如图乙所示。闭合开关,使线圈C沿水平方向分别快速向左、向右运动,观察小磁针偏转方向,发现线圈C中电流方向与 方向有关,线圈D周围磁场方向与 方向有关。
【答案】(1)电磁感应;法拉第; (2)C; (3)线圈C的运动;
【解析】(1)本实验的装置包含磁体、导体、开关和灵敏电流计,目的是探究在什么情况下电路中会产生电流。当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流,这种现象被称为电磁感应现象。电磁感应现象是由英国物理学家法拉第经过十年探索发现的,这一发现进一步揭示了电与磁之间的联系,并为发电机的发明奠定了基础。
(2)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。图中蹄形磁体的磁感线方向是从上方的N极指向下方的S极(即竖直方向)。需要判断哪个操作能让导体AB切割磁感线。
A.导体AB沿磁场方向移动:竖直上下移动,运动方向与磁感线方向平行,不切割磁感线,无感应电流。
B.导体AB沿AB所在的直线移动:即沿着导体自身的长度方向前后移动,运动方向与磁感线方向垂直,但没有横向切割磁感线(相当于顺着导体滑动),不切割磁感线,无感应电流。
C.导体AB水平向左移动:水平方向运动,与竖直方向的磁感线垂直,导体 AB 会切割磁感线,产生感应电流,指针偏转。
D.导体AB静止在磁场中:没有相对运动,不切割磁感线,无感应电流。
因此,只有 C 选项符合要求。
(3)线圈C在磁场中向左或向右运动时,切割磁感线的方向相反,产生的感应电流方向也会相反。这说明感应电流的方向与导体(或线圈)切割磁感线的运动方向(即线圈C的运动方向)有关。线圈C中产生的感应电流会流过线圈D,线圈D相当于一个通电螺线管,其周围会产生磁场,从而使小磁针偏转。由于向左和向右运动时,线圈C中的电流方向不同,流过线圈D的电流方向也不同。观察到小磁针偏转方向不同,说明线圈D周围的磁场方向发生了变化。这表明线圈D周围的磁场方向与电流方向(即线圈C中感应电流的方向)有关。
17.(2026•河南郑州·期末)在“探究导体在磁场中运动产生感应电流条件”的实验过程中,
(1)为使实验现象更明显,直导体AB应选用 (选填“铜棒”、“铁棒”或“塑料棒”)。
(2)闭合开关,小明计划依次进行图2中的操作。但在操作1中发现电流表指针偏转但现象不太明显,请你提出一条改进措施: 。
(3)改进实验后,小明重复1的操作然后又依次进行了2﹣5四次操作,在2﹣5操作中电流表指针能发生偏转的是 ,与操作1中产生的电流方向相同的是操作 (填序号)。小明分析实验现象,得出了产生感应电流的条件。
(4)小新总结了“电和磁”的知识后,设计了如图3所示的实验装置。闭合开关S后,电动机甲开始转动,此时小灯泡发光。在此过程中,将机械能转化为电能的实验装置是 (选填“甲”或“乙”)。如果要使甲的转动方向与原来相反,则应采取的措施是 。
【答案】(1)铜棒;(2)增强磁场;(3)3、4;4;(4)乙;对调电源的正负极。
【解析】(1)为使实验现象更明显,直导体AB应选用铜棒,在电压一定时。
(2)在操作1中发现电流表指针偏转但现象不太明显,可以增强磁场。
(3)在2﹣7操作中电流表指针能发生偏转的是3、4,因为这两次实验导体在磁场中做切割磁感线运动,磁体水平向左运动。
(4)发电机发电,将机械能转化为电能。如果要使甲的转动方向与原来相反。
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