14.4 电磁感应（举一反三·讲义）物理新教材沪科版（五四学制）九年级下册

14.4 电磁感应 目录 知识框架 1 知识精讲 1 【知识点1 电磁感应现象】 2 【知识点2 发电机】 3 课后作业 6 图14-4-1是金沙江白鹤滩水电站首台百万千瓦水轮发电机组转子的照片。2022年12月20日，白鹤滩水电站16台百万千瓦水轮发电机组全部投产发电，标志着世界最大清洁能源走廊全面建成。水电站的发电机是如何发电的呢？ 【知识点1 电磁感应现象】 1. 探究“什么情况下磁能生电” （1）实验器材：灵敏电流计、磁体、导线、导体与开关。 （2）实验过程：如图所示，用绝缘细线将直导线ab悬挂起来，使其置于蹄形磁体的磁场中，直导线ab与灵敏电流计、开关串联。闭合开关后，保持直导线ab静止，观察灵敏电流计的指针是否发生偏转；将直导线ab沿图示箭头方向来回移动，观察灵敏电流计的指针是否发生偏转。 （3）实验结论：闭合开关后，直导线ab沿图示方向来回移动时灵敏电流计的指针发生偏转，表明闭合电路的一部分导体在磁场中运动时产生了电流，这种电流叫做 电流。 2. 电磁感应 （1）电磁感应现象：当闭合回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。这种现象称为 。 （2）导体中产生感应电流的条件：导体是闭合电路的一部分；导体在磁场中做 运动。 （3）对“切割磁感线运动”的理解：导体运动方向与磁感线方向垂直或有一定的角度，但不能平行。磁体不动，导体ab左右运动能产生感应电流；若ab不动，磁体左右运动，仍能切割磁感线产生感应电流。 （4）电磁感应现象中的能量转化：在电磁感应现象中， 能转化为 能。 （5）感应电流大小的影响因素：导体切割磁感线运动的 、磁场的 、切割磁感线运动的导体的有效长度和线圈的匝数等。 【例1】小华同学利用如图所示装置探究感应电流产生条件的实验： (1)实验中，通过观察 _____________来判断是否产生了感应电流； (2)闭合开关，灵敏电流表指针不偏转；当导体棒ab向上或向下运动时，灵敏电流表指针也不偏转；当ab向左运动时，灵敏电流表指针向右偏转，当ab向右运动时，灵敏电流表指针向左偏转。由此可知，当导体棒做________运动时，才能产生感应电流。 (3)若只对调磁极，闭合开关，当ab向左运动时，灵敏电流表指针向____偏转。 【变式1-1】如图是支付宝碰一碰支付设备，手机不用展示付款码，只要确保手机解锁且NFC功能开启，靠近收款设备碰一下即可完成支付，大大简化了支付流程。当手机靠近设备时，其内部电路的线圈中会产生感应电流，手机与收款设备会在瞬间完成数据的交换。则下列装置中，利用此原理工作的是（     ） A．电磁起重机 B．动圈式话筒 C．电磁继电器 D．扬声器 【变式1-2】在探究电磁感应现象的实验中，当导体ab向右运动时，灵敏电流计的指针向左偏转，如图所示。下列不能使灵敏电流计指针偏转方向改变的操作是（     ） A．磁体不动，导体ab向左运动 B．导体ab不动，磁体向右运动 C．磁体和导体ab同时同速向左运动 D．对调磁体N、S极，导体ab向右运动 【知识点2 发电机】 1. 探究手摇发电机的发电情况 （1）观察模型式手摇发电机：磁铁形状是蹄形磁铁；线圈是通过电刷与灯泡串联的；摇把是通过皮带带动线圈转动起来的。 （2）手摇发电机转速对小灯泡亮度的影响：用不同的转速摇动转轮，发现摇动转轮的转速越大，灯泡发光越 。 （3）检验手摇发电机电流方向的变化 两个二极管极性相反并联 二极管交替发光 用两个发光二极管极性相反地并联起来，并与发电机串联。转动摇把，二极管交替发光，说明产生的 方向不停在改变。 （4）探究结论：手摇发电机产生的电流的大小和方向是变化的；电流的大小与发电机的转速有关，转速越快，电流越大。 2. 交变电流 电流的大小和方向 变化，这样的电流叫做交变电流，简称交流。交变电流的频率在数值上等于电流在每秒内周期性变化的次数。我国电网以交流供电，频率为 Hz。 3. 交流发电机 （1）交流发电机主要构造：磁铁、线圈abcd、铜环K与L、电刷A与B等。 （2）主要部件作用 ①磁铁：用来产生磁场； ②线圈abcd转动时，切割磁感线，产生感应电流； ③铜环：两个铜环随线圈一起转动，与外部电路组成一闭合回路； ④电刷：感应电流通过电刷流出。 （3）交流发电机工作原理示意图 ①图甲和图丙中导线运动方向和磁感线方向平行，不切割磁感线，没有电流产生。 ②图乙和丁中导线切割磁感线，有电流产生，但切割磁感线的方向相反，所以电流方向相反。每当经过磁感线与线圈平面垂直的位置时，线圈中的电流方向改变一次，线圈转一周，电流方向改变两次。 ③线圈不停转动，产生的电流交替往复，形成持续的电流。 4. 实际发电机的构造与能量转化 （1）构造 定子 转子 实际的发电机比模型式发电机复杂得多，但仍是由转子（转动部分）和定子（固定部分）两部分组成的。大型发电机发的电，电压很高、电流很强，一般采取线圈不动、磁极旋转的方式来发电（叫旋转磁极式发电机），为了得到较强的磁场，要用电磁铁代替永磁体。 （2）发电机发电的过程是能量转化的过程 实际的发电机靠内燃机、水轮机、汽轮机等机械的带动，把燃料中的化学能或者水库中水流的动能转化为电能。 【例2】如图是交流发电机的原理图，此时线圈平面与磁感线垂直，则（　　） A．线圈转动到图示位置的瞬间，不会产生感应电流 B．交流发电机的基本原理是通电导体在磁场中受力的作用 C．交流发电机是将电能转化成机械能的装置 D．线圈匀速转动时，线圈中产生的电流方向改变，但大小不变 【变式2-1】手摇交流发电机的模型如图甲所示，摇动其手柄会看到小灯泡发光；交流发电机的原理如图乙所示。回答下列问题。 （1）发电机的工作原理是 ，发电时将 能转化为 能。 （2）图乙可用来演示发电机发出来的是交流电。演示时应 （选填“慢慢”或“快速”）摇动手柄，才能明显地观察到电流表的指针 （选填“左右摆动”或“向一侧摆动”），从而说明发出来的是交流电。 【变式2-2】 如图所示，是动圈式话筒的构造示意图，当你对着话筒说话时，声音使膜片振动，跟膜片相连的线圈也一起振动，由于______原理，会在线圈中产生电流，经放大器放大后使扬声器发声；如果我们改变它的使用方法，在它的线圈中通入随声音而变化的电流，请判断它能否像扬声器那样发出声音（即它能否当扬声器使用）？请写出你的判断与所依据的原理：____________。 1．小明利用如图所示装置做“探究产生感应电流的条件”实验，闭合开关，下列选项中能产生感应电流的是（     ） A．蹄形磁铁与导体棒ab均静止 B．蹄形磁铁不动，导体棒ab竖直向上运动 C．导体棒ab不动，蹄形磁铁水平向右运动 D．将整个实验装置水平匀速移动 2. 如图所示，水平放置的导体圆环的正上方有一条形磁铁，让条形磁铁由静止开始自由下落，从圆环中间穿过，下列说法正确的是（     ） A．导体圆环中不会产生感应电流 B．导体圆环中产生的感应电流大小与磁铁下落速度无关 C．导体圆环中会产生感应电流 D．导体圆环中产生的感应电流不会消失 3．清远市阳山县佛冈县等多地已建成风力发电场，风能作为绿色能源，在一定程度上缓解了夏天用电紧张的问题。风力发电的关键装置是发电机，下列选项中能说明其工作原理的是（     ） A． B． C． D． 4．如图所示的四种情况中，圆圈a表示垂直于纸面放置的一根导体，它是闭合电路的一部分，图中箭头表示这根导体的运动方向。那么，导体中有电流产生的是（　　） A．甲和乙 B．乙和丙 C．丙和丁 D．甲和丁 5. 将一导体棒a与LED如图所示方式相连。在某磁场中，使a垂直于纸面左右往复运动使LED灯发光，则该磁场分布不可能的是（     ） A B C D 6．如图为市面上出售的一种防灾应急手摇电筒，拆开后发现其内部固定有线圈，线圈内有一小物块，当沿着筒身方向摇动电筒时小物块可来回穿过线圈，灯泡发光。据此推断该小物块可能是（     ） A．铝块 B．石块 C．木块 D．磁铁块 7．两位同学快速甩动软导线，与软导线两端相连的计算机显示的微电流波形如图所示，则下列说法不正确的是（     ） A．这是电磁感应现象 B．此过程中产生的电流是交变电流 C．利用这一原理，可制成电动机 D．此活动中利用的是地球的磁场 8．如图所示为我国首条电动汽车边行驶边充电的无线充电车道，其原理是：埋于路面下的发射线圈通入交流电产生变化磁场，车载线圈进入磁场时切割磁感线产生电流，为电池充电。下列生活中的器件，与该无线充电原理相同的是（     ） A．电磁起重机 B．家用电风扇 C．动圈式话筒 D．电动自行车 9. 一款不需要电池的自发电门铃，如图所示。当按压门铃压板时，压板后面的弹簧会带动磁体运动，从而在线圈中产生电流，使门铃发出声音。下列设备与这种门铃的工作原理相同的是（　　） A．发电机 B．电风扇 C．汽油机 D．电水壶 10．如图所示是“探究感应电流产生的条件”的实验装置，将一根导体的两端用细线悬挂起来，并与灵敏电流计、开关串联组成实验装置。闭合开关后，将导体向右移动时可以观察到灵敏电流计指针向左偏转。下列说法正确的是（　　） A．该现象说明电能可以转化为机械能 B．利用该实验原理可以制成动圈式话筒 C．将导体向上移动，电流计指针会偏转 D．对调磁体N、S极，将导体向左移动，电流计指针的偏转方向会改变 11. （多选题）两铜线圈用导线相连，磁铁从线圈1中快速抽出瞬间，观察到线圈2右侧的小磁针偏转，如图所示。两线圈的间距足够长，忽略条形磁铁的磁场对小磁针的影响，下列说法正确的是（     ） A．此装置中没有电流产生 B．线圈2的右端是S极 C．调换磁铁的两极可以使小磁针反向偏转 D．线圈2使磁针偏转的原理是电磁感应现象 12. （多选题）如图所示，是用来模拟电动机和发电机工作原理的实验装置，下列说法不正确的是（      ） A．当P接c时，模拟的是发电机的工作原理 B．当P接c时，只调换磁极方向，导体ab运动方向改变 C．当P接d时，该装置可将机械能转化为电能 D．当P接d时，竖直上下移动导体ab，电流计指针会偏转 13．以下是《电磁转换》的相关知识结构图，请你补充完整。 ①____________②____________。 14. 小明自制了如图所示的实验装置，将带绝缘层的导线绕在塑料管外，导线两端连接着小灯泡，形成闭合电路，管内封闭一个强磁体，沿图中所示方向来回快速摇动装置，小灯泡会发光，原理是______，在摇动的过程中，电流方向是______（选填“变化”或“不变”）的。 15．下图是一款安装在自行车上的“助力器”，其上的小轮和自行车后轮紧密贴合，内部是一个电机。 (1)在锻炼模式下，小轮给自行车后轮提供阻力，同时获得后轮给它的动力而转动，说明力的作用是_________的；小轮转动将机械能转化为电能储存起来，此时的小轮相当于______（填“发电机”或“电动机”）； (2)上坡时，“助力器”将储存的电能输出，给自行车提供动力，此过程中电能转化为____能。 16. “三峡引领号”——全球首台抗台风型漂浮式海上风电机组及基础平台，是引领我国海上风电行业走向深海的重大成果。风力发电获得电能的原理是_______；当风速为v时，风力发电机的发电功率为1200kW，风力发电机叶片转动一圈的发电量为2.5kW·h，则风力发电机叶片的转速为每分钟转动___圈。 17. 如下图所示的两个实验图：甲实验是探究________现象的实验装置，利用这个原理可以制成发电机；乙实验中，若将电源的正、负极和磁体的N、S极同时对调，导体棒ab的受力运动方向_______（选填“改变”或“不变”）。 18. 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。 实验次数 导体ab在磁场中的运动情况 灵敏电流计指针偏转情况 1 静止 不偏转 2 上下运动 不偏转 3 左右运动 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)闭合开关后，观察各种情况下灵敏电流计指针偏转情况，将实验现象记录在表格中。分析实验现象可知：闭合电路中的一部分导体在磁场中做________运动时，电路中会产生感应电流。产生感应电流时，导体ab相当于电路中的________（选填“电源”或“用电器”）； (3)感应电流方向可能与磁场方向和导体运动方向有关，若要探究感应电流方向与磁场方向的关系，应____________，观察灵敏电流计指针偏转情况。 19．如图-1所示为手机的电磁感应无线充电，原理如图-2所示，交变电流通过无线充电板（送电线圈）产生磁场，手机（受电线圈）放在无线充电板上就能充电，并将电能储存到手机的锂电池内。手机在无线充电时，受电线圈会产生感应电流，该过程与________________（选填“发电机”或“电动机”）工作原理相似.某智能手机使用额定电压为3.7V，容量5000mA·h的电池，则电池充满电所能储存的电能为____________J。某次充电前5min内，充电器的电流为6A，若充电导线的阻值为0.05Ω，则这段时间内导线产生的热量为_____________J。 20. 我国风力发电目前处于全球领先地位。 (1)上图中的发电机是根据______原理制成的； (2)当风正面垂直吹向静止叶片时，如右图所示，从正面看，叶片A会______（选填“A．顺时针”或“B．逆时针”）转动； (3)若上述风力发电机的发电功率为，0.25h发出的电能全部供给一辆电动汽车，假设该电动汽车将电能全部转化为机械能，该电动汽车在水平公路上匀速行驶受到的阻力为1000N，请通过计算判断这些电能能否供该电动汽车在平直公路上行驶70km。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 14.4 电磁感应 目录 知识框架 1 知识精讲 1 【知识点1 电磁感应现象】 2 【知识点2 发电机】 4 课后作业 8 图14-4-1是金沙江白鹤滩水电站首台百万千瓦水轮发电机组转子的照片。2022年12月20日，白鹤滩水电站16台百万千瓦水轮发电机组全部投产发电，标志着世界最大清洁能源走廊全面建成。水电站的发电机是如何发电的呢？ 【知识点1 电磁感应现象】 1. 探究“什么情况下磁能生电” （1）实验器材：灵敏电流计、磁体、导线、导体与开关。 （2）实验过程：如图所示，用绝缘细线将直导线ab悬挂起来，使其置于蹄形磁体的磁场中，直导线ab与灵敏电流计、开关串联。闭合开关后，保持直导线ab静止，观察灵敏电流计的指针是否发生偏转；将直导线ab沿图示箭头方向来回移动，观察灵敏电流计的指针是否发生偏转。 （3）实验结论：闭合开关后，直导线ab沿图示方向来回移动时灵敏电流计的指针发生偏转，表明闭合电路的一部分导体在磁场中运动时产生了电流，这种电流叫做感应电流。 2. 电磁感应 （1）电磁感应现象：当闭合回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。这种现象称为电磁感应。 （2）导体中产生感应电流的条件：导体是闭合电路的一部分；导体在磁场中做切割磁感线运动。 （3）对“切割磁感线运动”的理解：导体运动方向与磁感线方向垂直或有一定的角度，但不能平行。磁体不动，导体ab左右运动能产生感应电流；若ab不动，磁体左右运动，仍能切割磁感线产生感应电流。 （4）电磁感应现象中的能量转化：在电磁感应现象中，机械能转化为电能。 （5）感应电流大小的影响因素：导体切割磁感线运动的速度、磁场的强弱、切割磁感线运动的导体的有效长度和线圈的匝数等。 【例1】小华同学利用如图所示装置探究感应电流产生条件的实验： (1)实验中，通过观察 _____________来判断是否产生了感应电流； (2)闭合开关，灵敏电流表指针不偏转；当导体棒ab向上或向下运动时，灵敏电流表指针也不偏转；当ab向左运动时，灵敏电流表指针向右偏转，当ab向右运动时，灵敏电流表指针向左偏转。由此可知，当导体棒做________运动时，才能产生感应电流。 (3)若只对调磁极，闭合开关，当ab向左运动时，灵敏电流表指针向____偏转。 【答案】(1)灵敏电流计的指针是否偏转 (2)切割磁感线 (3)左 【详解】（1）本实验中产生的感应电流很小，无法直接观察，因此采用转换法，通过观察灵敏电流表的指针是否偏转，来判断电路中是否产生了感应电流。 （2）本装置中蹄形磁体的磁感线沿竖直方向分布，导体棒上下运动时和磁感线方向平行，没有切割磁感线，无感应电流；导体棒左右运动时会横向切断磁感线，产生感应电流，由此可知只有闭合电路的导体做切割磁感线运动时，才能产生感应电流。 （3）感应电流的方向和磁场方向、导体切割磁感线的运动方向都有关；只对调磁极也就是改变了磁场方向，导体棒仍向左运动时，感应电流的方向会和原来相反，原本ab向左运动时指针向右偏转，现在指针就会向左偏转。 【变式1-1】如图是支付宝碰一碰支付设备，手机不用展示付款码，只要确保手机解锁且NFC功能开启，靠近收款设备碰一下即可完成支付，大大简化了支付流程。当手机靠近设备时，其内部电路的线圈中会产生感应电流，手机与收款设备会在瞬间完成数据的交换。则下列装置中，利用此原理工作的是（     ） A．电磁起重机 B．动圈式话筒 C．电磁继电器 D．扬声器 【答案】B 【详解】题干中该支付的原理是电磁感应现象：闭合电路的线圈靠近磁场时，产生感应电流，本质是“磁生电”。 A． 电磁起重机：利用电流的磁效应工作，不符合原理，故A不符合题意； B． 动圈式话筒：声音振动带动线圈在磁场中运动，切割磁感线产生感应电流，利用电磁感应原理工作，故B符合题意； C．电磁继电器：核心部件是电磁铁，利用电流的磁效应工作，故C不符合题意； D．扬声器：原理是通电线圈在磁场中受力运动，将电信号转化为声信号，故D不符合题意。 故选B。 【变式1-2】在探究电磁感应现象的实验中，当导体ab向右运动时，灵敏电流计的指针向左偏转，如图所示。下列不能使灵敏电流计指针偏转方向改变的操作是（     ） A．磁体不动，导体ab向左运动 B．导体ab不动，磁体向右运动 C．磁体和导体ab同时同速向左运动 D．对调磁体N、S极，导体ab向右运动 【答案】C 【详解】感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线的运动方向有关。 A．由题可知，磁体不动，导体ab向左运动，只改变导体切割磁感线的运动方向，感应电流方向改变，指针偏转方向改变，即应向右偏转，故A不符合题意； B．导体ab不动，磁体向右运动，相当于导体ab向左运动，只改变导体切割磁感线的运动方向，感应电流方向改变，指针偏转方向改变，即应向右偏转，故B不符合题意； C．磁体和导体ab同时同速向左运动，两者相对静止，导体ab不切割磁感线，电路中无感应电流，指针不偏转，不能使指针偏转方向改变，故C符合题意； D．对调磁体N、S极，导体ab向右运动，只改变磁场方向，感应电流方向改变，指针偏转方向改变，即应向右偏转，故D不符合题意。 故选C。 【知识点2 发电机】 1. 探究手摇发电机的发电情况 （1）观察模型式手摇发电机：磁铁形状是蹄形磁铁；线圈是通过电刷与灯泡串联的；摇把是通过皮带带动线圈转动起来的。 （2）手摇发电机转速对小灯泡亮度的影响：用不同的转速摇动转轮，发现摇动转轮的转速越大，灯泡发光越亮。 （3）检验手摇发电机电流方向的变化 两个二极管极性相反并联 二极管交替发光 用两个发光二极管极性相反地并联起来，并与发电机串联。转动摇把，二极管交替发光，说明产生的电流方向不停在改变。 （4）探究结论：手摇发电机产生的电流的大小和方向是变化的；电流的大小与发电机的转速有关，转速越快，电流越大。 2. 交变电流 电流的大小和方向周期性变化，这样的电流叫做交变电流，简称交流。交变电流的频率在数值上等于电流在每秒内周期性变化的次数。我国电网以交流供电，频率为50Hz。 3. 交流发电机 （1）交流发电机主要构造：磁铁、线圈abcd、铜环K与L、电刷A与B等。 （2）主要部件作用 ①磁铁：用来产生磁场； ②线圈abcd转动时，切割磁感线，产生感应电流； ③铜环：两个铜环随线圈一起转动，与外部电路组成一闭合回路； ④电刷：感应电流通过电刷流出。 （3）交流发电机工作原理示意图 ①图甲和图丙中导线运动方向和磁感线方向平行，不切割磁感线，没有电流产生。 ②图乙和丁中导线切割磁感线，有电流产生，但切割磁感线的方向相反，所以电流方向相反。每当经过磁感线与线圈平面垂直的位置时，线圈中的电流方向改变一次，线圈转一周，电流方向改变两次。 ③线圈不停转动，产生的电流交替往复，形成持续的电流。 4. 实际发电机的构造与能量转化 （1）构造 定子 转子 实际的发电机比模型式发电机复杂得多，但仍是由转子（转动部分）和定子（固定部分）两部分组成的。大型发电机发的电，电压很高、电流很强，一般采取线圈不动、磁极旋转的方式来发电（叫旋转磁极式发电机），为了得到较强的磁场，要用电磁铁代替永磁体。 （2）发电机发电的过程是能量转化的过程 实际的发电机靠内燃机、水轮机、汽轮机等机械的带动，把燃料中的化学能或者水库中水流的动能转化为电能。 【例2】如图是交流发电机的原理图，此时线圈平面与磁感线垂直，则（　　） A．线圈转动到图示位置的瞬间，不会产生感应电流 B．交流发电机的基本原理是通电导体在磁场中受力的作用 C．交流发电机是将电能转化成机械能的装置 D．线圈匀速转动时，线圈中产生的电流方向改变，但大小不变 【答案】A 【知识点】产生感应电流的条件、发电机的构造和工作原理 【详解】A．图中所示位置，线圈与磁感线垂直，转动到图示位置的瞬间不切割磁感线，不会产生感应电流，故A符合题意； BC．发电机的工作原理是电磁感应现象，此过程中，消耗机械能，产生电能，机械能转化为电能，故BC不符合题意； D．线圈匀速转动时，线圈平面与磁场的夹角会发生变化，当两个转动边垂直切割磁感线时，产生的感应电流最大，所以线圈中产生的电流大小是变化的，故D不符合题意。 故选A。 【变式2-1】手摇交流发电机的模型如图甲所示，摇动其手柄会看到小灯泡发光；交流发电机的原理如图乙所示。回答下列问题。 （1）发电机的工作原理是 ，发电时将 能转化为 能。 （2）图乙可用来演示发电机发出来的是交流电。演示时应 （选填“慢慢”或“快速”）摇动手柄，才能明显地观察到电流表的指针 （选填“左右摆动”或“向一侧摆动”），从而说明发出来的是交流电。 【答案】（1）电磁感应现象，机械，电；（2）慢慢，左右摆动 【详解】（1）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，这是电磁感应现象；图甲所示发电机的原理是电磁感应现象，发电机发电时需用手摇动手柄，将机械能转化为电能。 （2）图乙中电流表的指针左右摆动，这表明该发电机发出的电是交流电；若快速摇动手柄，电流表的指针摆动过快，现象不明显，所以应慢慢摇动手柄，才能明显地观察到电流表指针的左右摆动情况，从而说明发出来的是交流电。 【变式2-2】 如图所示，是动圈式话筒的构造示意图，当你对着话筒说话时，声音使膜片振动，跟膜片相连的线圈也一起振动，由于______原理，会在线圈中产生电流，经放大器放大后使扬声器发声；如果我们改变它的使用方法，在它的线圈中通入随声音而变化的电流，请判断它能否像扬声器那样发出声音（即它能否当扬声器使用）？请写出你的判断与所依据的原理：____________。 【答案】 电磁感应 能，依据是通电导体在磁场中会受到力的作用，通入随声音变化的电流时，处在永久磁体磁场中的线圈会受到大小不断变化的磁场力，带动相连的膜片振动，从而发出声音。 【详解】①动圈式话筒工作时，振动的线圈在永久磁体的磁场中切割磁感线，闭合线圈内就产生了感应电流，这是电磁感应现象，将声信号转化为电信号。 ②见答案。 1．小明利用如图所示装置做“探究产生感应电流的条件”实验，闭合开关，下列选项中能产生感应电流的是（     ） A．蹄形磁铁与导体棒ab均静止 B．蹄形磁铁不动，导体棒ab竖直向上运动 C．导体棒ab不动，蹄形磁铁水平向右运动 D．将整个实验装置水平匀速移动 【答案】C 【详解】AB．蹄形磁铁不动，导体棒ab静止或竖直向上运动，导体棒ab没有切割磁感线，不会产生感应电流，故A、B不符合题意； C．导体棒ab不动，蹄形磁铁水平向右运动，相当于磁铁不动，导体棒ab向左做切割磁感线运动，会产生感应电流，C符合题意； D．将整个实验装置水平匀速移动，导体棒ab没有切割磁感线，不会产生感应电流，D不符合题意。 故选C。 2. 如图所示，水平放置的导体圆环的正上方有一条形磁铁，让条形磁铁由静止开始自由下落，从圆环中间穿过，下列说法正确的是（     ） A．导体圆环中不会产生感应电流 B．导体圆环中产生的感应电流大小与磁铁下落速度无关 C．导体圆环中会产生感应电流 D．导体圆环中产生的感应电流不会消失 【答案】C 【详解】AC．磁铁下落穿过圆环过程中，闭合导体圆环相对于磁铁做切割磁感线运动（或穿过圆环的磁感线数量发生变化），由电磁感应原理可知圆环中会产生感应电流，故C正确，A错误； B．感应电流的大小与导体切割磁感线的速度有关，磁铁下落速度越大，圆环切割磁感线越快，产生的感应电流越大，故B错误； D．当磁铁穿过圆环后继续下落远离，圆环处磁场减弱直至不再变化，不再满足产生感应电流的条件，感应电流会消失，故D错误。 故选C。 3．清远市阳山县佛冈县等多地已建成风力发电场，风能作为绿色能源，在一定程度上缓解了夏天用电紧张的问题。风力发电的关键装置是发电机，下列选项中能说明其工作原理的是（     ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．图中是奥斯特实验，实验说明通电导体周围存在磁场，故A不符合题意； B．图中是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．图中有电源，导体通电，依据通电导体在磁场中受力运动，是电动机原理，故C不符合题意； D．图中无电源，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，依据电磁感应现象产生感应电流，是发电机工作原理，故D符合题意。 故选D。 4．如图所示的四种情况中，圆圈a表示垂直于纸面放置的一根导体，它是闭合电路的一部分，图中箭头表示这根导体的运动方向。那么，导体中有电流产生的是（　　） A．甲和乙 B．乙和丙 C．丙和丁 D．甲和丁 【答案】C 【详解】甲、乙两图中，导线a所在位置的磁感线方向是从上向下的，导线a运动方向与磁场方向平行，导线a没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流；丙、丁两图中，导线a所在位置的磁感线方向是从上向下的，导线a斜向上或斜向下运动，都是做切割磁感线运动，都会产生感应电流，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 5. 将一导体棒a与LED如图所示方式相连。在某磁场中，使a垂直于纸面左右往复运动使LED灯发光，则该磁场分布不可能的是（     ） A B C D 【答案】B 【详解】LED发光说明导体棒运动时产生了感应电流，产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动，即导体运动方向不与磁感线平行。本题中导体棒沿纸面左右往复运动： ACD．磁感线方向都和导体运动方向不平行，导体运动时切割磁感线，可以产生感应电流，能使LED发光，故ACD不符合题意； B．磁感线沿水平（左右）方向，和导体的运动方向平行，导体运动时不切割磁感线，无法产生感应电流，因此这种磁场分布不可能让LED发光，故B符合题意。 故选B。 6．如图为市面上出售的一种防灾应急手摇电筒，拆开后发现其内部固定有线圈，线圈内有一小物块，当沿着筒身方向摇动电筒时小物块可来回穿过线圈，灯泡发光。据此推断该小物块可能是（     ） A．铝块 B．石块 C．木块 D．磁铁块 【答案】D 【详解】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，就会产生感应电流，实现发电让灯泡发光。 手摇电筒内部是固定线圈，晃动时小物块来回穿过线圈，需要小物块提供磁场，所以小物块应该是磁铁。故选D。 7．两位同学快速甩动软导线，与软导线两端相连的计算机显示的微电流波形如图所示，则下列说法不正确的是（     ） A．这是电磁感应现象 B．此过程中产生的电流是交变电流 C．利用这一原理，可制成电动机 D．此活动中利用的是地球的磁场 【答案】C 【详解】A．甩动软导线时，闭合回路中的导线切割磁感线产生感应电流，该现象属于电磁感应现象，故A正确； B．交变电流的定义是方向随时间周期性变化的电流，由题图的电流波形可知，该电流方向周期性改变，属于交变电流，故B正确； C．电磁感应现象是发电机的工作原理，电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，故C错误； D．本实验没有额外添加磁场，实验中是导线切割地球的磁场磁感线产生感应电流，故D正确。 本题选错误的，故选C。 8．如图所示为我国首条电动汽车边行驶边充电的无线充电车道，其原理是：埋于路面下的发射线圈通入交流电产生变化磁场，车载线圈进入磁场时切割磁感线产生电流，为电池充电。下列生活中的器件，与该无线充电原理相同的是（     ） A．电磁起重机 B．家用电风扇 C．动圈式话筒 D．电动自行车 【答案】C 【详解】无线充电的原理是电磁感应现象。变化磁场使车载线圈切割磁感线产生感应电流，属于“磁生电”。 A．电磁起重机利用电流的磁效应（电生磁）工作，原理不同，故A不符合题意； B．家用电风扇的核心部件是电动机，原理是通电导体在磁场中受力运动，原理不同，故B不符合题意； C．动圈式话筒工作时，声波带动线圈切割磁感线产生感应电流，原理是电磁感应，和题干原理相同，故C符合题意； D．电动自行车靠电动机提供动力，原理是通电导体在磁场中受力运动，原理不同，故D不符合题意。 故选C。 9. 一款不需要电池的自发电门铃，如图所示。当按压门铃压板时，压板后面的弹簧会带动磁体运动，从而在线圈中产生电流，使门铃发出声音。下列设备与这种门铃的工作原理相同的是（　　） A．发电机 B．电风扇 C．汽油机 D．电水壶 【答案】A 【详解】根据题意，该自发电门铃的工作原理是电磁感应现象。 A．发电机正是利用电磁感应原理工作，将机械能转化为电能，和门铃原理相同，故A符合题意； B．电风扇核心部件是电动机，原理是通电导体在磁场中受力运动，将电能转化为机械能，故B不符合题意； C．汽油机属于热机，将内能转化为机械能，和电磁感应无关，故C不符合题意； D．电水壶用电流的热效应工作，将电能转化为内能，故D不符合题意。 故选A。 10．如图所示是“探究感应电流产生的条件”的实验装置，将一根导体的两端用细线悬挂起来，并与灵敏电流计、开关串联组成实验装置。闭合开关后，将导体向右移动时可以观察到灵敏电流计指针向左偏转。下列说法正确的是（　　） A．该现象说明电能可以转化为机械能 B．利用该实验原理可以制成动圈式话筒 C．将导体向上移动，电流计指针会偏转 D．对调磁体N、S极，将导体向左移动，电流计指针的偏转方向会改变 【答案】B 【详解】A．灵敏电流计指针向左偏转，说明有感应电流产生，导体运动的机械能转化为电能，故A错误； B．闭合开关后，将导体向右移动，有感应电流产生，是电磁感应现象；动圈式话筒是利用电磁感应原理工作的，故B正确； C．将导体向上移动，不是做切割磁感线运动，没有感应电流产生，电流计指针不偏转，故C错误； D．将磁体的N、S极对调，磁场方向发生改变，当导体运动方向不变，感应电流的方向改变，电流计指针方向改变，当导体运动方向也改变，感应电流的方向不变，电流计指针偏转方向不变，故D错误。 故选B。 11. （多选题）两铜线圈用导线相连，磁铁从线圈1中快速抽出瞬间，观察到线圈2右侧的小磁针偏转，如图所示。两线圈的间距足够长，忽略条形磁铁的磁场对小磁针的影响，下列说法正确的是（     ） A．此装置中没有电流产生 B．线圈2的右端是S极 C．调换磁铁的两极可以使小磁针反向偏转 D．线圈2使磁针偏转的原理是电磁感应现象 【答案】BC 【详解】A．当磁铁从线圈1中快速抽出时，闭合电路的一部分导体（线圈1）在磁场中做切割磁感线运动，根据电磁感应原理，会使线圈1产生感应电流，此时线圈1相当于电源，所以该装置中有电流产生，故A错误； B．由图可知，小磁针的N极向左偏，根据异名磁极相互吸引的规律可知，线圈2的右端是S极，故B正确； C．感应电流的方向与导体切割磁感线的方向和磁场的方向有关。调换磁铁的两极，相当于改变了磁场方向，重复操作时，可使线圈1中产生的电流方向相反，进而使线圈2产生的磁场相反，根据磁极间的相互作用，就可以使小磁针反向偏转，故C正确； D．线圈2使磁针偏转是因为线圈2中有电流通过，其原理是通电导体周围存在磁场，而不是电磁感应现象，故D错误。 故选BC。 12. （多选题）如图所示，是用来模拟电动机和发电机工作原理的实验装置，下列说法不正确的是（      ） A．当P接c时，模拟的是发电机的工作原理 B．当P接c时，只调换磁极方向，导体ab运动方向改变 C．当P接d时，该装置可将机械能转化为电能 D．当P接d时，竖直上下移动导体ab，电流计指针会偏转 【答案】AD 【详解】A．P接c点时，此时左侧部分电路中的电源、导体ab、开关构成通路，满足通电导线在磁场中受力的作用的条件，模拟的是电动机的工作原理，故A错误； B．P接c点时，只调换磁极方向，根据通电导体在磁场中受力方向的影响因素可知，导体ab受力方向发生改变，运动方向发生改变，故B正确； C．P接d点时，此时右侧部分电路中的开关、导体ab、电流计构成通路，当导体ab做切割磁感线运动时，会产生感应电流，将机械能转化为电能，故C正确； D．P接d点时，此时右侧部分电路中的开关、导体ab、电流计构成通路，将ab向上移动，导体ab未做切割磁感线运动，因此不会产生感应电流，灵敏电流计的指针不发生偏转，故D错误。 本题要求选择说法不正确的，故选AD。 13．以下是《电磁转换》的相关知识结构图，请你补充完整。 ①____________②____________。 【答案】 磁效应 发电机 【详解】 由奥斯特发现电流的磁效应，且电磁铁利用电流的磁效应工作，故填磁效应。 因电磁感应现象是发电机的工作原理，故填发电机。 14. 小明自制了如图所示的实验装置，将带绝缘层的导线绕在塑料管外，导线两端连接着小灯泡，形成闭合电路，管内封闭一个强磁体，沿图中所示方向来回快速摇动装置，小灯泡会发光，原理是______，在摇动的过程中，电流方向是______（选填“变化”或“不变”）的。 【答案】 电磁感应 变化 【详解】当沿图中所示方向来回快速摇动装置时，塑料管外带绝缘层的导线绕成的线圈相对于管内的强磁体做切割磁感线运动，而导线两端连接着小灯泡形成了闭合电路，根据电磁感应可知，此时会产生感应电流，有电流通过小灯泡，小灯泡会发光。 在摇动的过程中，由于导线做切割磁感线运动的方向不断改变，因为电磁感应中感应电流的方向与导体切割磁感线运动方向有关，所以电流方向是变化的。 15．下图是一款安装在自行车上的“助力器”，其上的小轮和自行车后轮紧密贴合，内部是一个电机。 (1)在锻炼模式下，小轮给自行车后轮提供阻力，同时获得后轮给它的动力而转动，说明力的作用是_________的；小轮转动将机械能转化为电能储存起来，此时的小轮相当于______（填“发电机”或“电动机”）； (2)上坡时，“助力器”将储存的电能输出，给自行车提供动力，此过程中电能转化为____能。 【答案】(1) 相互 发电机 (2)机械 【详解】（1）小轮对后轮施加阻力，同时后轮反过来给小轮动力。一个物体对另一个物体施力的同时，也受到对方施加的力，说明力的作用是相互的。 因小轮工作时将机械能转化为电能，与发电机的能量转化特征一致，故相当于发电机。 （2）因助力器输出电能提供动力时，消耗电能并输出机械能，故此过程中电能转化为机械能。 16. “三峡引领号”——全球首台抗台风型漂浮式海上风电机组及基础平台，是引领我国海上风电行业走向深海的重大成果。风力发电获得电能的原理是_______；当风速为v时，风力发电机的发电功率为1200kW，风力发电机叶片转动一圈的发电量为2.5kW·h，则风力发电机叶片的转速为每分钟转动___圈。 【答案】 电磁感应现象 8 【详解】发电机的工作原理是基于电磁感应现象，即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流。风力发电机将风能转化为机械能带动转子转动，进而通过电磁感应产生电能； 1分钟内发电机的总发电量为 又已知叶片转1圈的发电量为，因此每分钟转动的圈数为 圈 17. 如下图所示的两个实验图：甲实验是探究________现象的实验装置，利用这个原理可以制成发电机；乙实验中，若将电源的正、负极和磁体的N、S极同时对调，导体棒ab的受力运动方向_______（选填“改变”或“不变”）。 【答案】 电磁感应 不变 【详解】甲实验装置没有电源，只有电流计、导体和磁体，是让导体在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，探究的是电磁感应现象，发电机就是利用电磁感应原理工作的； 通电导体在磁场中受力运动的方向由电流方向和磁场方向共同决定，单独改变电流方向或磁场方向都会让导体受力方向变为相反的方向，对调电源正负极会使电流方向反向，同时对调磁体N、S极也会使磁场方向反向，两个影响受力方向的条件同时发生反向改变，两次反向带来的效果相互抵消，因此导体棒ab的受力运动方向不变。 18. 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。 实验次数 导体ab在磁场中的运动情况 灵敏电流计指针偏转情况 1 静止 不偏转 2 上下运动 不偏转 3 左右运动 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)闭合开关后，观察各种情况下灵敏电流计指针偏转情况，将实验现象记录在表格中。分析实验现象可知：闭合电路中的一部分导体在磁场中做________运动时，电路中会产生感应电流。产生感应电流时，导体ab相当于电路中的________（选填“电源”或“用电器”）； (3)感应电流方向可能与磁场方向和导体运动方向有关，若要探究感应电流方向与磁场方向的关系，应____________，观察灵敏电流计指针偏转情况。 【答案】(1)铜棒 (2) 切割磁感线 电源 (3)保持导体ab运动方向不变，改变磁场方向 【详解】（1）磁体能够吸引铁制材料，若用铁棒，铁棒会被磁体吸附，无法自由运动，且铜的导电性更好，因此选择铜棒。 （2）由表格现象可得结论：闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流；产生感应电流时，导体ab向外提供电能，相当于电路中的电源。 （3）探究感应电流方向与磁场方向的关系需要用到控制变量法，保持导体运动方向不变，只改变磁场方向，观察灵敏电流计指针偏转情况即可。 19．如图-1所示为手机的电磁感应无线充电，原理如图-2所示，交变电流通过无线充电板（送电线圈）产生磁场，手机（受电线圈）放在无线充电板上就能充电，并将电能储存到手机的锂电池内。手机在无线充电时，受电线圈会产生感应电流，该过程与________________（选填“发电机”或“电动机”）工作原理相似.某智能手机使用额定电压为3.7V，容量5000mA·h的电池，则电池充满电所能储存的电能为____________J。某次充电前5min内，充电器的电流为6A，若充电导线的阻值为0.05Ω，则这段时间内导线产生的热量为_____________J。 【答案】发电机 540 【详解】无线充电时，受电线圈利用磁场产生感应电流，是电磁感应现象，发电机的工作原理为电磁感应现象。 电池容量 电池充满电所能储存的电能 5min内导线产生的热量 20. 我国风力发电目前处于全球领先地位。 (1)上图中的发电机是根据______原理制成的； (2)当风正面垂直吹向静止叶片时，如右图所示，从正面看，叶片A会______（选填“A．顺时针”或“B．逆时针”）转动； (3)若上述风力发电机的发电功率为，0.25h发出的电能全部供给一辆电动汽车，假设该电动汽车将电能全部转化为机械能，该电动汽车在水平公路上匀速行驶受到的阻力为1000N，请通过计算判断这些电能能否供该电动汽车在平直公路上行驶70km。 【答案】(1)电磁感应 (2)顺时针 (3)能 【详解】（1）发电机是根据电磁感应原理制成的，该原理是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流。 （2）由图分析可知，当风正面垂直吹向静止叶片时，叶片A上表面的流速小，压强大；下表面的流速大，压强小，会产生向下的压强差，所以叶片A会顺时针转动。 （3）风力发电的发电时间 风力发电机发出的电能为 电动汽车匀速行驶时，牵引力等于阻力，即 电动汽车行驶70km需要的机械能为 所以这些电能能供该电动汽车在平直公路上行驶70km。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $