内容正文:
九年级 全一册 沪科版 初中物理 同步课时提分练
第十九章 电能从哪里来
第一节 探究:产生感应电流的条件
探究产生感应电流的条件
1.(2026重庆八中期末) 如图所示,闭合开关后,下列说法中正确的是( )
A. 此图反映了电动机的工作原理
B. 金属棒 ab 运动,电流计指针就会偏转
C. 电流计指针偏转是因为磁场对电流有力的作用
D. 此装置可以实现从电能向金属棒 ab 的机械能的转化
2.【科学方法·模型法】(2026河北唐山期末) 如图所示,a 是垂直于纸面的闭合电路中的一段导线,导线 a 在磁场中按箭头方向运动或静止不动(无箭头表示静止不动)时,会产生感应电流的是( )
电磁感应及其应用
3.【跨学科实践·日常生活】(2025山西朔州模拟) 如图所示是一种手摇发电手电筒,当沿图中箭头方向来回摇动时,灯泡就能发光,这个手电筒壳体透明,可以清晰地看到里面有线圈,摇动时可以感觉到有一个物块在来回运动。下列分析正确的是( )
A. 来回运动的物块可能是塑料做的
B. 该手电筒工作时利用了电磁感应
C. 线圈中的电流不会产生磁场
D. 线圈中的电流方向始终不变
4.(2026湖北襄阳期末) 小明使一个钕磁铁(强力磁铁)下降通过铜管时,发现磁铁下降是缓慢的,且磁性越强,磁铁下降越慢。小明分析产生这种现象的原因可能是钕磁铁下降时,铜管中产生了_______,随即使铜管周围存在_______,与钕磁铁产生相互作用,使磁铁下降速度减慢。
5.(2025山西中考,★☆☆) 小亮把旧电风扇中的电动机拆下来,将它与小灯泡连接成如图所示的闭合电路,在电机转轴一端插入细铁棒,快速转动铁棒,灯泡开始发光。下列说法正确的是( )
A. 灯泡发光,说明该装置中一定有干电池
B. 转动铁棒,电机线圈做切割磁感线运动
C. 转动铁棒,电机就将电能转化为机械能
D. 若铁棒反向转动,电路中不能产生电流
6.(★★☆) 闭合电路中的导体 a 在磁场中沿__________(选填"AB""BC"或"CA")段运动不能产生感应电流,如果把图中 N 极和 S 极对调,a 继续沿该段运动,_______(选填"能"或"不能")产生感应电流。
7.(2025四川成都中考,★★☆) 将两个玩具电动机 M1、M2 的转轴用塑料管连接起来,如图。闭合开关,小灯泡发光,原因是 M1 带动 M2,让 M2 的线圈切割________,产生感应电流。若只将电池的正负极对调,闭合开关后 M1 的转动方向会_______。
8.【核心素养·科学探究】(2026山东招远期末,★★☆) 如图所示是某同学用来探究感应电流产生条件的装置(图中灵敏电流计 G 的指针偏转方向相反即表示通过的电流方向相反)。
序号
ab 运动方向
电流计指针偏转情况
1
沿磁场方向运动(不切割磁感线)
不偏转
2
水平向左(切割磁感线)
向右偏转
3
水平向右(切割磁感线)
向左偏转
(1) 实验中,通过观察______________________来判断是否有感应电流。
(2) 比较第 1、2(或 1、3)次实验现象可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做______________运动时,电路中就会产生感应电流。
(3) 比较第 2、3 次实验现象还发现,产生的感应电流的方向跟___________________________有关。
(4) 若只把磁体的磁极对调,让导体 ab 在磁场中水平向左运动,则灵敏电流计的指针向______(选填"左"或"右")偏转。
(5) 该同学还想验证"感应电流的大小是否与导体的运动速度大小有关",他应该让导体 ab 分别以______(选填"相同"或"不同")的速度在磁场中运动,观察实验中_____________________,然后进行分析与判断。
9.【核心素养·科学思维】 如图是一种"绿色节能"的路面减速装置,当车辆驶过减速装置时,该装置会发电。这种高科技的"夜间交警"在帮助车辆减速的同时还能对交通指示灯起到供电作用。这些在斜坡上的减速装置是由一种与路面齐平的垫板构成,在垫板里面有一系列类似于感应嵌板的物体。当有车辆经过路面时,路面下活动的嵌齿会使嵌板上下浮动,从而像一个小型发电机一样产生电能。据估计,足够稳定的车流量会使减速装置的发电功率达到 10 kW。
(1) 该装置的原理是什么?它工作过程中能量的转化关系是怎样的?
(2) 该装置在车流量足够稳定的情况下,工作 8 h 产生的电能是多少?
(3) 如果该装置在车流量足够稳定的情况下,工作 8 h 所获得的机械能是 1.44×10⁹ J,则该装置的发电效率是多少?
参考答案与解析
1. C。 解析: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时,电路中会产生感应电流,这是电磁感应现象,将机械能转化为电能,而电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用工作的;电流计指针偏转是因为磁场对通电导体有力的作用,故 C 正确。
2. D。 解析:闭合电路的一部分导线在磁场中做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流,故选 D。
3. B。 解析:由题意可知,该手电筒有线圈,使用时将它来回摇动,线圈在磁场中做切割磁感线运动,此时线圈中有感应电流产生,所以此手电筒发电的原理是电磁感应;来回运动的物块是磁体,不可能是塑料做的,故 A 错误,B 正确;通电导体周围存在着磁场,所以线圈中的电流会产生磁场,故 C 错误;磁体来回运动,则线圈切割磁感线的运动方向不断改变,线圈中产生的电流方向不断改变,故 D 错误。
4. 电流;磁场。 解析:当钕磁铁下降时,铜管相当于做切割磁感线运动,会产生感应电流,而电流周围存在磁场,磁场会对钕磁铁产生力的作用,使磁铁下降速度减慢。
5. B。 解析:由题干信息可知,电路中没有干电池,电动机中也不含电源;转动铁棒,电机线圈做切割磁感线运动,产生感应电流,电流通过小灯泡,使小灯泡发光;转动铁棒产生感应电流的过程中,机械能转化为电能,故 B 正确,A、C 错误;若铁棒反向转动,线圈仍然可以做切割磁感线运动,产生感应电流,但感应电流的方向发生了变化,故 D 错误。
6. AB;不能。 解析:a 在磁场中沿 BC 和 CA 运动时,做切割磁感线运动,能够产生感应电流;沿 AB 运动时没有做切割磁感线运动,不能产生感应电流;如果把图中 N 极和 S 极对调,磁场方向改变,a 继续沿该段(AB)运动,导体 a 没有做切割磁感线运动,不能产生感应电流。
7. 磁感线;改变。 解析:闭合开关后,电池为 M1 提供电能,由于磁场对通电导体有力的作用,M1 转动并通过塑料管带动 M2 转动,M2 的线圈在磁场中做切割磁感线运动,从而产生感应电流,使小灯泡发光;通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关,只将电池正、负极对调,会改变电路中的电流方向,而磁场方向不变,所以 M1 的转动方向会改变。
8. (1) 电流计指针是否偏转。 (2) 切割磁感线。 (3) 导体切割磁感线的方向。 (4) 左。 (5) 不同;电流计指针的偏转角度。 解析:(1) 实验时,通过观察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。(2) 比较第 1、2(或 1、3)次实验现象可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中就会产生感应电流。(3) 比较第 2、3 次实验现象发现,磁场方向相同,导体做切割磁感线运动时的方向不同,电流计指针的偏转方向不同,说明产生感应电流的方向不同,即产生的感应电流的方向跟导体做切割磁感线运动的方向有关。(4) 对比第 2 次实验,若只把磁体的磁极对调,让导体 ab 在磁场中水平向左运动,此时磁场方向改变,导体切割磁感线的运动方向不变,则产生的感应电流的方向改变,灵敏电流计的指针向左偏转。(5) 要验证"感应电流的大小是否与导体的运动速度大小有关",就要控制其他因素一定,使得导体 ab 的运动速度不同,观察实验中电流计的指针偏转角度,然后对其进行分析与判断。
9. (1) 该装置原理是电磁感应,工作过程中将机械能转化为电能。
(2) 工作 8 h 的发电量 W电 = Pt = 10 kW × 8 h = 80 kW·h。
(3) W电 = 80 kW·h = 80×3.6×10⁶ J = 2.88×10⁸ J,该装置的发电效率
η = × 100% = × 100% = 20%。
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