资源简介

/ 让教学更有效 精品试卷 | 科学
八年级下册科学 核心概念专题集训
专题五 磁生电（教师版）
一、科学概念的理解与拓展
概念1　电磁感应现象
例1 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件，如图所示。
（1）甲、乙、丙三次实验中，电流计指针发生偏转的是______；（填“甲”、“乙”或“丙”）在仪器和电路连接都完好的情况下，小明发现实验中灵敏电流计指针偏转角度很小。请提出一条改进措施：______；
（2）在另外两次实验中，自选一次说明电流计指针不发生偏转的原因（写出哪次及其原因）______。
【答案】（1）丙 加快切割磁感线的速度 （2）见解析
【解析】(1)图甲中开关未闭合，不会产生感应电流；图乙中导体没有切割磁感线，不会产生感应电流；图丙中电路是闭合的，导体在做切割磁感线运动，会产生感应电流。电流表指针偏转不明显，是因为电流太弱，从装置上的改进方法是：换用磁性更强的磁铁、换用匝数更多的线圈、换用量程更小的电流表，从操作角度改进：可以加快导体切割磁感线的速度。
(2)图乙中电流计不发生偏转的原因是导体没有做切割磁感线运动，只有闭合电路的一部分导体在做切割磁感线运动时才会产生感应电流。
变式1．小嘉从网上购买了一个手摇式自发电手电筒，晃动手电筒，就能点亮LED小灯。为研究产生感应电流的条件，小嘉进行如下探究。
【提出问题】产生感应电流与导体运动有什么关系？
【实验方案】设计如图方案，将导体AB置于蹄形磁铁中，让导体做各种运动，实验结果如下表：
序号 磁场方向 导体移动方向 灵敏电流计指针偏转方向
1 N极在上 竖直上下运动 不偏转
2 水平向左运动 向左偏转
3 水平向右运动 向右偏转
4 N极在下 竖直上下运动 不偏转
5 水平向左运动 向右偏转
6 水平向右运动 向左偏转
【分析论证】（1）实验中当导体竖直上下运动时并没有产生电流，而水平左右运动时会产生电流，从表面上看产生电流的条件是导体要做水平运动，而本质上是导体在做 　切割磁感线　运动。
（2）分析表中内容可知，影响感应电流方向的因素有 　磁场方向和导体切割磁感线运动方向　。
【反思拓展】加快晃动手电筒的速度，发现LED小灯更亮。据此，可建立的猜想是 　感应电流大小可能与导体切割磁感线的速度有关　。
【答案】（1）切割磁感线；（2）磁场方向和导体切割磁感线运动方向；感应电流大小可能与导体切割磁感线的速度有关。
【解答】解：（1）从图中看出磁场方向竖直向下，实验中当导体竖直上下运动时并没有产生电流，而水平左右运动时会产生电流，从表面上看产生电流的条件是导体要做水平运动，而本质上是导体在做切割磁感线运动。
（2）分析表中内容可知，对比2、3知，感应电流方向与运动方向有关，对比2、5，感应电流方向与磁场方向有关，则影响感应电流方向的因素有磁场方向和导体切割磁感线运动方向。
变式2 如图所示，甲、乙两个装置的线圈abcd、a′b′c′d′分别与电刷A、B、A′、B′紧密接触，两组电刷分别用导线按图示连接。用手拨动甲的线圈，使之沿顺时针方向转动，此时乙的线圈也会沿顺时针方向转动。下列说法正确的是（　　）
A．该过程甲装置相当于电动机
B．该过程乙装置相当于发电机
C．若将甲装置中的两磁极对调，
则乙装置线圈的转动方向会改变
D．若改成用导线将A与B′，B与A′连接，则乙装置线圈的转动方向不变
【解答】解：A、该过程中导体ab先运动，然后产生感应电流，甲装置相当于发电机，故A错误；
B、该过程中导体a′b′在磁场中受力转动，故乙装置的工作原理为通电导体在磁场中受力运动，相当于电动机，故B错误；
C、若将甲装置中的两磁极对调，则产生感应电流的方向发生改变，因此乙装置线圈的转动方向会改变，故C正确；
D、若改成用导线将A与B′，B与A′连接，则通过乙装置线圈的电流方向发生改变，因此乙装置线圈的转动方向改变，故D错误。
故选：C。
概念2　交流发电机
例2 某同学用图甲中实验装置探究“产生电磁感应现象的条件和规律”，用到了铁架台、蹄形磁体、灵敏电流计、开关、直导体AB和若干根导线等器材。实验中固定磁体，让导体AB运动。实验记录如下表所示。
实验次数 导体运动情况 灵敏电流计指针偏转情况 灵敏电流计电流方向
1 竖直向上 不偏转 —
2 竖直向下 不偏转 —
3 水平向左 向右偏转 电流从右侧接线柱流入
4 水平向右 向左偏转 电流从左侧接线柱流入
（1）由实验次数1、2可知，闭合开关，导体AB竖直运动 　不会　（填“会”或“不会”）产生感应电流。
（2）由实验次数3、4可推测，如果固定导体AB，水平向右移动磁体，灵敏电流计的指针向 　右　偏转。
（3）图乙中的“〇”表示导体AB的横截面（即图甲中沿导体由A往B看），Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示运动中的不同位置，箭头表示导体在那个位置上的运动方向。则灵敏电流计的指针不偏转的位置是 　A　。
A.Ⅰ B.Ⅱ C.Ⅲ D.Ⅳ
（4）图丙为发电机的示意图，其原理与图甲所示原理相同。图中时刻线圈水平，箭头为线圈旋转方向，根据上面表格中的信息可知此时ab边中的电流情况是 　C　。
A.无电流 B.电流方向由a向b C.电流方向由b向a
【答案】（1）不会；（2）右；（3）A；（4）C。
【解答】解：（1）竖直向下，由实验次数1、2可知，闭合开关，灵敏电流计指针不偏转，说明没有电流产生，故导体AB竖直运动不会产生感应电流。
（2）由实验次数3、4可推测，如果固定导体AB，水平向右移动磁体，根据运动的相对性，相当于导体向左运动，故灵敏电流计的指针向右偏转。
（3）磁体外部磁感线的方向从N极到S极，则灵敏电流计的指针不偏转的位置是导体运动方向平行于磁感线，即图中Ⅰ位置，故选A。
（4）磁体外部磁感线的方向从N极到S极，将丙图顺时针旋转90度，与甲图类似，ab向左运动，故此时电流方向外部是从a到b，导体中是从b到a。
变式训练 如图甲所示是法拉第圆盘发电机实物图，主要部分是一个在磁场中转动的导体圆盘。若磁感线方向如图乙所示，导体圆盘绕中心轴按逆时针方向转动，当A、O分别与电路中的C、D接通时，设流过灯泡的电流为I1；当A、B分别与电路中的C、D接通时，设流过灯泡的电流为I2。则（　　）
A．I1为0，I2为0 B．I1不为0，I2为0 C．I1为0，I2不为0 D．I1不为0，I2不为0
【解答】解：导体圆盘绕中心轴按逆时针方向转动，转动的过程中圆心和圆上一点之间会形成电压差，所以当A、O分别与电路中的C、D接通时，A和O之间有电压，所以流过灯泡的电流I1不为0；圆上的任意两点之间电压差为0，当A、B分别与电路中的C、D接通时，A和B之间的电压为0，所以流过灯泡的电流I2为0。
故选：B。
二、同步习题精编
1．某同学自制了一款节能夜跑灯，其结构如图甲所示：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。下列分析不合理的是（　　）
A．夜跑灯的工作原理是电磁感应现象
B．运动时加速摆臂，线圈中的感应电压大小不变
C．为提高LED灯的亮度，可换用磁性更强的磁体
D．跑步摆譬时，图甲的夜跑灯适合平放于图乙Q处
【解答】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，因此，其原理是电磁感应现象，故A正确；
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正确。
故选：B。
2．有人发明了一种“发电地板”，发电地板的主要部件由永磁体和线圈组成，行人或车辆通过时，挤压地板使永磁体和线圈发生相对运动，使其发电。该发电地板的工作原理与下列哪个选项的实验原理相同（　　）
A．B． C．D．
【解答】解：
行人或车辆通过时，挤压地板使永磁体和线圈发生相对运动，使其发电，这是利用电磁感应现象来发电的；
A、在该实验中，闭合回路中的一部分导体做切割磁感线运动，能产生电流，这是电磁感应现象，故A正确；
B、该图是电磁继电器，利用了电流的磁效应，故B错误；
C、该图是奥斯特实验，说明了通电导体周围存在磁场，故C错误；
D、该图是电动机的原理图，即通电导体在磁场中受力运动，故D错误。
故选：A。
3．超市的服装贴有磁性标签，未消磁的标签通过超市安检门时，安检门上的线圈会产生电流，触发报警器达到防盗目的。图中能反映出安检门工作原理的是（　　）
A． B． C． D．
【解答】解：当未消磁的标签经过超市出口处的安检门时，安检门上的线圈会产生感应电流，相当于闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动而产生感应电流，所以安检门的工作原理是电磁感应现象；
A、小磁针偏转，说明通电螺线管周围存在磁场，故A错误，
B、该实验是电磁感应实验，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动而产生感应电流，将机械能转化为电能，故B正确；
C、该实验是奥斯特实验，说明通电导线周围有磁场，故C错误；
D、通电后，电磁铁能吸引大头针，这是探究影响电磁铁磁性大小因素的实验，故D错误。
故选：B。
4．2023年8月，杭州钱塘江边出现高科技公共座椅，手机放到座椅一定区域上即可无线充电。无线充电原理是：变化的电流流过充电底座的送电线圈时产生变化的磁场，手机中的受电线圈靠近该磁场就会产生电流。不考虑电流的变化，下列装置的工作原理与送电线圈原理相似的是（　　）
A． B． C． D．
【解答】解：从题意中知道，手机背面的线圈，能将底座产生的变化的磁场转化为电流给手机电池充电，是利用电磁感应原理工作的；
A、图中探究磁极间相互作用规律的实验，故A错误；
B、图中是奥斯特实验，说明通电直导线周围存在磁场，是电流的磁效应，故B错误；
C、图中给导体通电，导体会运动，说明通电导体受到磁场力的作用，故C错误；
D、图中是闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动能够产生感应电流，是电磁感应现象，故D正确。
故选：D。
5．手机无线充电日益普及，其原理如图所示，当交流电通过充电板内的送电线圈时，送电线圈周围产生磁场，手机放在充电板上就能充电。下列示意图中，能表示受电线圈内产生感应电流的原理的是（　　）
A．B． C．D．
【解答】解：智能手机放在无线充电板上时，受电线圈靠近该磁场时就会产生感应电流，给智能手机充电，这是利用电磁感应原理工作的；
A、图中没有电源，有个灵敏电流计，是电磁感应原理（发电机原理），与无线充电工作原理相同，故A符合题意；
B、图中有电源，原理是通电导体在磁场中受力转动（电动机原理），故B不符合题意；
C、图中是奥斯特实验，是电流的磁效应，说明通电导体周围存在磁场，故C不符合题意；
D、图中是研究电磁铁磁性强弱的影响因素，是电流的磁效应，故D不符合题意。
故选：A。
6．如图是探究电与磁的关系的实验装置，其中E、F是光滑的金属导轨，铜棒cd固定。当铜棒ab在金属导轨EF上水平向右快速移动时，下列说法不正确的是（　　）
A．该电路中铜棒ab相当于电源
B．该电路中铜棒cd中有热量产生
C．铜棒ab移动时把机械能转化为电能
D．铜棒cd在磁场中不受到力的作用
【解答】解：ACD、图中ab和cd组成一个闭合电路，闭合电路的一部分铜棒ab在磁场中进行切割磁感线运动，即铜棒ab水平运动时，闭合电路中有了感应电流，这种现象是电磁感应现象；电路中铜棒ab相当于电源，把机械能转化为电能，电路中有了感应电流之后，感应电流经过铜棒cd，铜棒cd成为通电导体在磁场中受力而运动，这是电动机的工作原理；所以，铜棒ab相当于电源，铜棒cd相当于用电器，故AC正确、D错误；
B、由于电流的热效应，电流通过导体要发热，故B正确。
故选：D。
7．科学探究是一个不断发现问题、解决问题的过程。下列对电与磁的相关科学史料的解读错误的是（　　）
A．科学知识是固定不变
B．科学发展的背后隐含着人类认识的发展
C．电与磁统一性的证实，揭示了电磁现象的本质
D．问题是在具体的情境中根据人们研究的需要提出的
【解答】解：A．科学知识是不断发展，不断完善的，不是固定不变的，故A错误；
B．科学理论和技术的发展的背后是人类认识的发展，故B正确；
C．电与磁统一性的证实，揭示了电磁现象的本质，故C正确；
D．在具体的情境中，根据人们研究的需要不断提出新的问题，故D正确。
故选：A。
8．发光二极管只允许电流从二极管的正极流入，负极流出。如图所示，将两只二极管与线圈连成并联电路，并将两只二极管的正负极接成相反情形。使磁铁在线圈中左右移动，此时会看见两只发光二极管轮流发光。
（1）该装置是根据 　电磁感应　原理制成的。
（2）有同学认为用一只二极管也可以，为什么要用两只呢？我们可以这样说服他：实验中要用两只二极管，是因为可以方便地研究 　感应电流的方向与导体切割磁感线方向　的关系。
【解答】解：（1）磁铁和线圈之间发生了相对运动，线圈做了切割磁感线的运动，就会产生感应电流，使二极管发光；
（2）线圈的运动方向发生改变时，感应电流的方向就会放生改变，从而使不同的发光二极管发光，即用两个二极管可以探究感应电流的方向与导体切割磁感线运动的方向的关系。
【答案】（1）电磁感应；（2）感应电流的方向与导体切割磁感线方向。
9．如图是一款能发电的魔方充电器，转动魔方时，他根据 　电磁感应　（选填“电流的磁效应”“电磁感应”或“通电导体在磁场中受力”）的原理发电，这个过程机械能转化为电能，产生的电能储存于魔方内。魔方还能通过USB端口给移动设备充电，给移动设备充电时，魔方相当于电路中的 　电源　（选填“电源”或“用电器”）。
【解答】解：转动魔方时，闭合电路的导体做切割磁感线运动，会产生感应电流，利用的是电磁感应现象；在发电的过程中，电能转化为机械能；
魔方给移动设备充电时，魔方提供电能，相当于电路中的电源。
故答案为：电磁感应；电源。
10．起点为宁波市镇海区威海路，终点为杭州市江干区下沙枢纽的杭甬高速段，将成为国内首条高科技智慧公路，建设远期目标是实现车辆移动式无线充电（如图甲）。图乙是电动汽车无线充电的原理简化图，当路面内的充电线圈接通供电电源之后，该线圈就会产生一个磁场，当电动汽车在公路上的时候，车载线圈中会产生感应电流，实现无线充电。
（1）车载线圈中产生电流是利用 　电磁感应　现象。
（2）当充电线圈中某一时刻的电流从a流入，b流出时，则图中充电线圈内部B点的磁场方向 　向下　（填“向上”或“向下”）。
【解答】解：（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，会产生电流。所以手机线圈中产生电流是利用电磁感应现象。
（2）当充电线圈中某一时刻的电流从a流入，b流出时，利用安培定则判断B点磁场方向是向下。
故答案为：（1）电磁感应；（2）向下。
11．小滨在探究“感应电流大小与哪些因素有关”的实验中，连接了如图所示的实验装置，并提出了以下猜想：
①可能与线圈匝数有关。②可能与磁场的强弱有关。③可能与切割磁感线的速度有关。
（1）小滨将磁铁匀速向下插入螺线管，观察到电表指针偏转；换用一个线圈匝数更多的螺线管重复试验，此时他想验证的是猜想 　①　（填编号）。
（2）要使产生的感应电流的方向发生变化，可以采取的方法有 　改变磁极的方向　。
（3）小滨得出结论：在线圈匝数和切割磁感线速度相同时，磁场越强，感应电流越大，则他进行的操作以及观察到的实验现象是 　换用更强的磁体，观察灵敏电流计的示数是否变大　。
【解答】解：（1）小滨将磁铁匀速向下插入螺线管，观察到电表指针偏转；换用一个线圈匝数更多的螺线管重复试验，此时他想验证的是猜想①。
（2）要使产生的感应电流的方向发生变化，可以采取的方法有改变磁极的方向。
（3）小滨得出结论：在线圈匝数和切割磁感线速度相同时，磁场越强，感应电流越大，则他进行的操作以及观察到的实验现象是换用更强的磁体，观察灵敏电流计的示数是否变大。
故答案为：（1）①；（2）改变磁极的方向；（3）换用更强的磁体，观察灵敏电流计的示数是否变大。
12．在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中，小芳发现每次电流计指针摆动的角度不同。猜测感应电流的大小与导体切割磁感线的运动速度有关，导体切割磁感线运动的速度越大，感应电流越大。
（1）小芳为了验证自己的猜想，利用如图装置进行实验1：将足够大的蹄形磁体放在水平面上，驱动装置通过两根绝缘硬棒ab、cd使导体PQ沿直线水平向右运动（导体PQ运动区域的磁场强度相同）。让导体PQ先后以 　不同　（选填“相同”或“不同”）的速度匀速水平向右运动；观察每次电流计指针摆动的角度。
（2）若小芳的猜想正确，则观察到的现象是 　两次灵敏电流计指针偏转的角度不同，且运动速度快的导体所连接的电流计指针偏转角度大　。
（3）在实验过程中，小芳还发现当导体PQ运动到磁场边缘时，电流表指针偏转角度会逐渐变小至0刻度，不便于感应电流大小的测量。于是将导体换成一个金属圆盘如图乙。金属圆盘可以看成是由无数根长度等于圆盘半径的导线组成的，请说明转动过程中此装置为什么能产生持续且稳定的电流？　圆盘匀速转动过程中，一直有导线持续且匀速切割磁感线　。
【解答】解：（1）让导体PQ先后以不同的度匀速水平向右运动；观察每次电流计指针摆动的角度。
（2）若小芳的猜想正确，则观察到的现象是：两次灵敏电流计指针偏转的角度不同，且运动速度快的导体所连接的电流计指针偏转角度大。
（3）将导体换成一个金属圆盘如图乙。金属圆盘可以看成是由无数根长度等于圆盘半径的导线组成的，圆盘匀速转动过程中，一直有导线持续且匀速切割磁感线。
故答案为：（1）不同；（2）两次灵敏电流计指针偏转的角度不同，且运动速度快的导体所连接的电流计指针偏转角度大；（3）圆盘匀速转动过程中，一直有导线持续且匀速切割磁感线。
13．电磁感应现象产生的电压大小与线圈匝数、切割磁感线速度和磁场强度有关。小实为探究感应电压大小与线圈匝数的关系，将100匝线圈紧密缠绕在玻璃管外侧中部，接入开关和电压表，如图甲。闭合开关，将磁体从玻璃管顶端静止释放。换用不同匝数的线圈，将磁体从相同高度静止释放，实验结果如图乙。（磁体与玻璃管间的阻力忽略不计）
（1）每次实验均控制磁体从相同高度静止释放的目的是 　使切割磁感线速度相同　。
（2）分析实验结果，得出的初步结论是 　磁场的强弱、线圈运动速度都相同时，线圈匝数多少越多，电磁感应现象产生的电压大小越大　。
（3）断开开关后释放磁体，其下落速度比开关闭合时更快。分析造成这一现象的原因是 　不计摩擦，闭合开关后释放磁体，磁体的重力势能转化为动能和电能；断开开关后释放磁体，磁体的重力势能全部转化为动能　。
【解答】解：（1）每次实验均控制磁体从相同高度静止释放的目的是使切割磁感线速度相同；
（2）由图乙可知，磁场的强弱、线圈运动速度都相同时，线圈匝数多少越多，电磁感应现象产生的电压大小越大；
（3）不计摩擦，闭合开关后释放磁体，磁体的重力势能转化为动能和电部；断开开关后释放磁体，磁体的重力势能全部转化为动能，因此其下落速度比开关闭合时更快。
故答案为：（1）使切割磁感线速度相同；（2）磁场的强弱、线圈运动速度都相同时，线圈匝数多少越多，电磁感应现象产生的电压大小越大；（3）不计摩擦，闭合开关后释放磁体，磁体的重力势能转化为动能和电能；断开开关后释放磁体，磁体的重力势能全部转化为动能。
14．电磁炉作为一种现代炊具已经越来越多的出现在大众的厨房中，电磁炉应用的是电磁感应原理。小希对电磁炉的内部构造进行拆解，其内部结构可简化为图a所示。在电磁炉中有一个大的导线线圈，工作流程图如下：
没有做切割磁感线运动也会产生电流吗？小希设计了实验寻找电流产生的证据。当前市面上的电磁炉都会自带“无锅保护”或者“空锅保护”功能，当电磁炉上没有器皿或者器皿内部为空的情况下，电磁炉则会自动停止发射交变磁场。他将装水的锅放于电磁炉上，自行缠绕线圈（至少为50匝）并接上发光视觉效果好的LED灯（如图b），图c为其电路简图。小希将线圈放置在电磁炉的正上方，实验现象如图d。
（1）在小希的实验中，他找到电流产生的证据是什么？
（2）根据题中信息和所学知识，判断下列几种锅可以放在电磁炉上加热的是 　A　。
A.铁锅 B.铝锅 C.陶瓷锅
（3）小希在请教老师后了解到：当通过闭合电路围成的平面内的磁感线数量改变时，闭合电路中就能产生感应电流。那么感应电流的大小和什么因素有关？他借助数字化电磁感应装置进行实验，改变通过平面内磁感线数量的变化速率，借助传感器记录感应电流大小，并将结果记录如下：
磁感线数量变化速率 感应电流
保持最小值不变 0
均匀增大（速度1v） 约0.51
均匀增大（速度1.5v） 约0.71
均匀增大/（速度2v） 约1
保持最大值不变 0
均匀减少/（速度1v） 约0.51
均匀减少（速度1.5v） 约0.71
均匀减少（速度2v） 约1
保持最小值不变 0
分析上表实验数据，可以得出结论：　磁感线数量变化速率越快，产生的感应电流越大　。
【解答】解：（1）自行缠绕线圈（至少为50匝）并接上发光视觉效果好的LED灯（如图b），图c为其电路简图。小希将线圈放置在电磁炉的正上方，实验现象如图d，通过灯泡发光知道产生了感应电流；
（2）变化的磁场引起磁性锅底产生涡旋电流，因而锅底必须是磁性材料的，则必须选择铁锅；
（3）根据表格数据，磁感线数量最大或最小不变时，不产生感应电流，磁感线数量变化速率越快，产生的感应电流越大。
故答案为：（1）找到电流产生的证据是LED灯发光；（2）A；（3）磁感线数量变化速率越快，产生的感应电流越大。
15．小科对手机无线充电的原理感到好奇。查阅资料后得知：充电时充电器内的发射线圈产生磁场，手机内的接收线圈会产生感应电流给电池充电，结构如图甲。学过电磁感应原理的小科提出质疑：手机和充电器在充电过程中都不动，并没有做切割磁感线运动，为何会产生感应电流？对此，他设计了图乙实验进行验证。
操作序号 开关及滑动变阻器状态 灵敏电流计指针偏转方向
1 开关由断开变为闭合 向左
2 开关由闭合变为断开 向右
3 开关闭合时，滑片向左移动 向左
4 开关闭合时，滑片向右移动 向右
5 开关闭合后，滑片不移动 不偏转
6 改变电源正负极，闭合开关，滑片向左移动 向左
7 改变电源正负极，闭合开关，滑片向右移动 向右
（1）通过实验小科发现当Q线圈有变化的　电流　时，P线圈中就会产生感应电流。
（2）小科向老师请教，得知当闭合电路围成的平面内，磁感线数量发生改变时，电路中就能产生感应电流。请根据上述事实，解释课本实验中导体ab上下运动时不产生感应电流的原因（图丙）　该闭合电路内磁感线数量未发生改变　。
（3）小科发现不同情况下灵敏电流计指针偏转方向不同。他猜测与Q线圈中的电流方向改变有关，于是进行实验并记录现象。请判断小科的说法是否正确，并合理选择上表格中的两次实验说明理由　不正确，比较3、6或4、7可知，Q线圈中的电流方向改变，其他条件不变，灵敏电流计指针偏转方向不改变，说明感应电流方向与Q线圈中的电流方向无关　。
【解答】解：
（1）通过分析表中信息可知，小科发现当Q线圈有变化的电流时，P线圈中就会产生感应电流。
（2）小科向老师请教，得知当闭合电路围成的平面内，磁感线数量发生改变时，电路中就能产生感应电流。请根据上述事实，课本实验中导体ab上下运动时不产生感应电流的原因（图丙）是该闭合电路内磁感线数量未发生改变。
（3）小科的说法不正确，理由是：比较3、6或4、7可知，Q线圈中的电流方向改变，其他条件不变，灵敏电流计指针偏转方向不改变，说明感应电流方向与Q线圈中的电流方向无关。
[答案]（1）电流；（2）该闭合电路内磁感线数量未发生改变；
（3）不正确，比较3、6或4、7可知，Q线圈中的电流方向改变，其他条件不变，灵敏电流计指针偏转方向不改变，说明感应电流方向与Q线圈中的电流方向无关。
声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2025/2/8 10:43:34；用户：郑小平；邮箱：13586236001；学号：20404232
21世纪教育网(www.21cnjy.com)/ 让教学更有效 精品试卷 | 科学
八年级下册科学 核心概念专题集训
专题五 磁生电
一、科学概念的理解与拓展
概念1　电磁感应现象
例1 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件，如图所示。
（1）甲、乙、丙三次实验中，电流计指针发生偏转的是______；（填“甲”、“乙”或“丙”）在仪器和电路连接都完好的情况下，小明发现实验中灵敏电流计指针偏转角度很小。请提出一条改进措施：______；
（2）在另外两次实验中，自选一次说明电流计指针不发生偏转的原因（写出哪次及其原因）______。
变式1．小嘉从网上购买了一个手摇式自发电手电筒，晃动手电筒，就能点亮LED小灯。为研究产生感应电流的条件，小嘉进行如下探究。
【提出问题】产生感应电流与导体运动有什么关系？
【实验方案】设计如图方案，将导体AB置于蹄形磁铁中，让导体做各种运动，实验结果如下表：
序号 磁场方向 导体移动方向 灵敏电流计指针偏转方向
1 N极在上 竖直上下运动 不偏转
2 水平向左运动 向左偏转
3 水平向右运动 向右偏转
4 N极在下 竖直上下运动 不偏转
5 水平向左运动 向右偏转
6 水平向右运动 向左偏转
【分析论证】（1）实验中当导体竖直上下运动时并没有产生电流，而水平左右运动时会产生电流，从表面上看产生电流的条件是导体要做水平运动，而本质上是导体在做 　 　运动。
（2）分析表中内容可知，影响感应电流方向的因素有 　 　。
【反思拓展】加快晃动手电筒的速度，发现LED小灯更亮。据此，可建立的猜想是
　 　。
变式2 如图所示，甲、乙两个装置的线圈abcd、a′b′c′d′分别与电刷A、B、A′、B′紧密接触，两组电刷分别用导线按图示连接。用手拨动甲的线圈，使之沿顺时针方向转动，此时乙的线圈也会沿顺时针方向转动。下列说法正确的是（　　）
A．该过程甲装置相当于电动机
B．该过程乙装置相当于发电机
C．若将甲装置中的两磁极对调，则乙装置线圈的转动方向会改变
D．若改成用导线将A与B′，B与A′连接，则乙装置线圈的转动方向不变
概念2　交流发电机
例2 某同学用图甲中实验装置探究“产生电磁感应现象的条件和规律”，用到了铁架台、蹄形磁体、灵敏电流计、开关、直导体AB和若干根导线等器材。实验中固定磁体，让导体AB运动。实验记录如下表所示。
实验次数 导体运动情况 灵敏电流计指针偏转情况 灵敏电流计电流方向
1 竖直向上 不偏转 —
2 竖直向下 不偏转 —
3 水平向左 向右偏转 电流从右侧接线柱流入
4 水平向右 向左偏转 电流从左侧接线柱流入
（1）由实验次数1、2可知，闭合开关，导体AB竖直运动 　 　（填“会”或“不会”）产生感应电流。
（2）由实验次数3、4可推测，如果固定导体AB，水平向右移动磁体，灵敏电流计的指针向 　 　偏转。
（3）图乙中的“〇”表示导体AB的横截面（即图甲中沿导体由A往B看），Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示运动中的不同位置，箭头表示导体在那个位置上的运动方向。则灵敏电流计的指针不偏转的位置是　 　。
A.Ⅰ B.Ⅱ C.Ⅲ D.Ⅳ
（4）图丙为发电机的示意图，其原理与图甲所示原理相同。图中时刻线圈水平，箭头为线圈旋转方向，根据上面表格中的信息可知此时ab边中的电流情况是 　 　。
A.无电流 B.电流方向由a向b C.电流方向由b向a
变式训练 如图甲所示是法拉第圆盘发电机实物图，主要部分是一个在磁场中转动的导体圆盘。若磁感线方向如图乙所示，导体圆盘绕中心轴按逆时针方向转动，当A、O分别与电路中的C、D接通时，设流过灯泡的电流为I1；当A、B分别与电路中的C、D接通时，设流过灯泡的电流为I2。则（　　）
A．I1为0，I2为0 B．I1不为0，I2为0
C．I1为0，I2不为0 D．I1不为0，I2不为0
二、同步习题精编
1．某同学自制了一款节能夜跑灯，其结构如图甲所示：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。下列分析不合理的是（　　）
A．夜跑灯的工作原理是电磁感应现象
B．运动时加速摆臂，线圈中的感应电压大小不变
C．为提高LED灯的亮度，可换用磁性更强的磁体
D．跑步摆譬时，图甲的夜跑灯适合平放于图乙Q处
2．有人发明了一种“发电地板”，发电地板的主要部件由永磁体和线圈组成，行人或车辆通过时，挤压地板使永磁体和线圈发生相对运动，使其发电。该发电地板的工作原理与下列哪个选项的实验原理相同（　　）
A．B． C．D．
3．超市的服装贴有磁性标签，未消磁的标签通过超市安检门时，安检门上的线圈会产生电流，触发报警器达到防盗目的。图中能反映出安检门工作原理的是（　　）
A． B． C． D．
4．2023年8月，杭州钱塘江边出现高科技公共座椅，手机放到座椅一定区域上即可无线充电。无线充电原理是：变化的电流流过充电底座的送电线圈时产生变化的磁场，手机中的受电线圈靠近该磁场就会产生电流。不考虑电流的变化，下列装置的工作原理与送电线圈原理相似的是（　　）
A． B． C． D．
5．手机无线充电日益普及，其原理如图所示，当交流电通过充电板内的送电线圈时，送电线圈周围产生磁场，手机放在充电板上就能充电。下列示意图中，能表示受电线圈内产生感应电流的原理的是（　　）
A．B． C．D．
6．如图是探究电与磁的关系的实验装置，其中E、F是光滑的金属导轨，铜棒cd固定。当铜棒ab在金属导轨EF上水平向右快速移动时，下列说法不正确的是（　　）
A．该电路中铜棒ab相当于电源
B．该电路中铜棒cd中有热量产生
C．铜棒ab移动时把机械能转化为电能
D．铜棒cd在磁场中不受到力的作用
7．科学探究是一个不断发现问题、解决问题的过程。下列对电与磁的相关科学史料的解读错误的是（　　）
A．科学知识是固定不变
B．科学发展的背后隐含着人类认识的发展
C．电与磁统一性的证实，揭示了电磁现象的本质
D．问题是在具体的情境中根据人们研究的需要提出的
8．发光二极管只允许电流从二极管的正极流入，负极流出。如图所示，将两只二极管与线圈连成并联电路，并将两只二极管的正负极接成相反情形。使磁铁在线圈中左右移动，此时会看见两只发光二极管轮流发光。
（1）该装置是根据 　 　原理制成的。
（2）有同学认为用一只二极管也可以，为什么要用两只呢？我们可以这样说服他：实验中要用两只二极管，是因为可以方便地研究 　 　的关系。
9．如图是一款能发电的魔方充电器，转动魔方时，他根据 　 　（选填“电流的磁效应”“电磁感应”或“通电导体在磁场中受力”）的原理发电，这个过程机械能转化为电能，产生的电能储存于魔方内。魔方还能通过USB端口给移动设备充电，给移动设备充电时，魔方相当于电路中的 　 　（选填“电源”或“用电器”）。
10．起点为宁波市镇海区威海路，终点为杭州市江干区下沙枢纽的杭甬高速段，将成为国内首条高科技智慧公路，建设远期目标是实现车辆移动式无线充电（如图甲）。图乙是电动汽车无线充电的原理简化图，当路面内的充电线圈接通供电电源之后，该线圈就会产生一个磁场，当电动汽车在公路上的时候，车载线圈中会产生感应电流，实现无线充电。
（1）车载线圈中产生电流是利用 　 　现象。
（2）当充电线圈中某一时刻的电流从a流入，b流出时，则图中充电线圈内部B点的磁场方向 　 　（填“向上”或“向下”）。
11．小滨在探究“感应电流大小与哪些因素有关”的实验中，连接了如图所示的实验装置，并提出了以下猜想：
①可能与线圈匝数有关。 ②可能与磁场的强弱有关。
③可能与切割磁感线的速度有关。
（1）小滨将磁铁匀速向下插入螺线管，观察到电表指针偏转；换用一个线圈匝数更多的螺线管重复试验，此时他想验证的是猜想 　 　（填编号）。
（2）要使产生的感应电流的方向发生变化，可以采取的方法有 　 　。
（3）小滨得出结论：在线圈匝数和切割磁感线速度相同时，磁场越强，感应电流越大，则他进行的操作以及观察到的实验现象是 　 　。
12．在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中，小芳发现每次电流计指针摆动的角度不同。猜测感应电流的大小与导体切割磁感线的运动速度有关，导体切割磁感线运动的速度越大，感应电流越大。
（1）小芳为了验证自己的猜想，利用如图装置进行实验1：将足够大的蹄形磁体放在水平面上，驱动装置通过两根绝缘硬棒ab、cd使导体PQ沿直线水平向右运动（导体PQ运动区域的磁场强度相同）。让导体PQ先后以 　 　（选填“相同”或“不同”）的速度匀速水平向右运动；观察每次电流计指针摆动的角度。
（2）若小芳的猜想正确，则观察到的现象是 　 　。
（3）在实验过程中，小芳还发现当导体PQ运动到磁场边缘时，电流表指针偏转角度会逐渐变小至0刻度，不便于感应电流大小的测量。于是将导体换成一个金属圆盘如图乙。金属圆盘可以看成是由无数根长度等于圆盘半径的导线组成的，请说明转动过程中此装置为什么能产生持续且稳定的电流？　 　。
13．电磁感应现象产生的电压大小与线圈匝数、切割磁感线速度和磁场强度有关。小实为探究感应电压大小与线圈匝数的关系，将100匝线圈紧密缠绕在玻璃管外侧中部，接入开关和电压表，如图甲。闭合开关，将磁体从玻璃管顶端静止释放。换用不同匝数的线圈，将磁体从相同高度静止释放，实验结果如图乙。（磁体与玻璃管间的阻力忽略不计）
（1）每次实验均控制磁体从相同高度静止释放的目的是 　 　。
（2）分析实验结果，得出的初步结论是 　 　。
（3）断开开关后释放磁体，其下落速度比开关闭合时更快。分析造成这一现象的原因是 　
　。
14．电磁炉作为一种现代炊具已经越来越多的出现在大众的厨房中，电磁炉应用的是电磁感应原理。小希对电磁炉的内部构造进行拆解，其内部结构可简化为图a所示。在电磁炉中有一个大的导线线圈，工作流程图如下：
没有做切割磁感线运动也会产生电流吗？小希设计了实验寻找电流产生的证据。当前市面上的电磁炉都会自带“无锅保护”或者“空锅保护”功能，当电磁炉上没有器皿或者器皿内部为空的情况下，电磁炉则会自动停止发射交变磁场。他将装水的锅放于电磁炉上，自行缠绕线圈（至少为50匝）并接上发光视觉效果好的LED灯（如图b），图c为其电路简图。小希将线圈放置在电磁炉的正上方，实验现象如图d。
（1）在小希的实验中，他找到电流产生的证据是什么？
（2）根据题中信息和所学知识，判断下列几种锅可以放在电磁炉上加热的是 　 　。
A.铁锅 B.铝锅 C.陶瓷锅
（3）小希在请教老师后了解到：当通过闭合电路围成的平面内的磁感线数量改变时，闭合电路中就能产生感应电流。那么感应电流的大小和什么因素有关？他借助数字化电磁感应装置进行实验，改变通过平面内磁感线数量的变化速率，借助传感器记录感应电流大小，并将结果记录如下：
磁感线数量变化速率 感应电流
保持最小值不变 0
均匀增大（速度1v） 约0.51
均匀增大（速度1.5v） 约0.71
均匀增大/（速度2v） 约1
保持最大值不变 0
均匀减少/（速度1v） 约0.51
均匀减少（速度1.5v） 约0.71
均匀减少（速度2v） 约1
保持最小值不变 0
分析上表实验数据，可以得出结论：　 　。
15．小科对手机无线充电的原理感到好奇。查阅资料后得知：充电时充电器内的发射线圈产生磁场，手机内的接收线圈会产生感应电流给电池充电，结构如图甲。学过电磁感应原理的小科提出质疑：手机和充电器在充电过程中都不动，并没有做切割磁感线运动，为何会产生感应电流？对此，他设计了图乙实验进行验证。
操作序号 开关及滑动变阻器状态 灵敏电流计指针偏转方向
1 开关由断开变为闭合 向左
2 开关由闭合变为断开 向右
3 开关闭合时，滑片向左移动 向左
4 开关闭合时，滑片向右移动 向右
5 开关闭合后，滑片不移动 不偏转
6 改变电源正负极，闭合开关，滑片向左移动 向左
7 改变电源正负极，闭合开关，滑片向右移动 向右
（1）通过实验小科发现当Q线圈有变化的　 　时，P线圈中就会产生感应电流。
（2）小科向老师请教，得知当闭合电路围成的平面内，磁感线数量发生改变时，电路中就能产生感应电流。请根据上述事实，解释课本实验中导体ab上下运动时不产生感应电流的原因（图丙）
　 　。
（3）小科发现不同情况下灵敏电流计指针偏转方向不同。他猜测与Q线圈中的电流方向改变有关，于是进行实验并记录现象。请判断小科的说法是否正确，并合理选择上表格中的两次实验说明理由。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑