资源简介

20.5 磁生电
学习目标
一、知识与技能
1.通过实验，探究并了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
2.了解电磁感应在生活、生产中的应用。
3.了解发电机的原理，知道发电机工作过程中的能量转化。
二、过程与方法
引导学生自主探究感应电流产生的条件，进一-步提高科学探究能力。
三、情感、态度与价值观
1.认识自然现象之间是相互联系的，了解探索自然奥秘的科学方法。
2.认识任何创造发明的基础是科学探究的成果，初步具有创造发明的意识。
学习过程
一）、知识梳理
知识要点 一 探究什么情况下磁能生电
1. 典型探究。
探究装置------（1）该电路没有电源；
（2）本实验过程中的能量转化：机械能转化为电能。
探究过程：（1）当导体ab顺着磁感线上下运动或静止不动时，电流表指针不偏转，说明电路中没有电流；
（2）当导体ab水平向左运动时，电流表指针向右偏转，表明电路中产生了电流，导体ab中电流方向是从b到a；
（3）当导体ab水平向右运动时，电流表指针向左偏转，表明电路中产生了电流，导体ab中电流方向是从到b；
（4）先将磁体的磁极位置对调，当导体ab水平向左运动时，导体ab中电流方向是从a到b
探究结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流。
2、电磁感应：这种由于导体在磁场中运动产生电流的现象叫作电磁感应，产生的电流叫作感应电流。
知识要点二 发电机
1.发电机
工作原理
能量转换 能转化为电能
线圈转动 通过铜环和电刷把线圈和用电器连接起来
换向器 直流发电机中有换向器
组成 主要由 和 组成
分类 交流发电机、直流发电机
说明 （1）在直流发电机中，当线圈位于平衡位置时，线圈内没有电流； （2）无论是直流发电机还是交流发电机，线圈内都是交流电
2. 交变电流
交变电流的频率在数值上等于电流在每秒内 变化的次数。我国电网的交流电的频率是 ，周期是0.02S电流在每秒内产生的周期性变化的次数是 次。
【拓展】电流以的磁效应，磁场对电流的作用，电磁感应的比较
项目 实质 装置特点 能量转化 应用
电流的磁效应 电能生磁 有电源的，小磁针偏转 电能转化为磁能 电磁铁
磁场对电流的作用 磁场对电流有力的作用 有电源 电能转化为机械能 电动机
电磁感应 磁能生电 无电源 机械能转化为电能 发电机
【答案】 1．电磁感应　机械　转子　定子　
2 ．周期性　50 Hz　50
学习检测
例1．如图所示的实验装置，可以用来（　　）
A．研究感应电流的方向与磁场方向的关系
B．研究发电机的工作原理
C．研究通电导体在磁场中所受的力与什么因素有关
D．研究电磁铁的磁性与什么因素有关
【答案】C
【解析】如图所示的实验装置（有电源说明处于磁场中的导体棒中有电流通过），可以用来研究通电导体在磁场中所受的力与什么因素有关。
故选C。
练1.1．如图四幅图中，用来研究磁场对电流作用的是
A．B．C．D．
【答案】A
【解析】通电导体在磁场中受到力的作用，装置中必须有磁场和电流，分析各选项的装置，找出符合要求的答案．
A. 通电后，导体棒在磁场中发生运动，是研究磁场对电流的作用，故A符合题意；
B. 导体棒在磁场中运动时，有感应电流产生，即用来研究电磁感应现象，故B不符合题意；
C. 该实验是奥斯特实验，说明了通电导线周围存在着磁场，故C不符合题意；
D. 在磁场中转动风扇的扇叶时，有感应电流产生，灯泡发光，即用来研究电磁感应现象，故D不符合题意。
故选A.
练1.2．如图所示，在蹄形磁体的磁场中放置一根导体AB，导体的两端跟电流表连接，开关闭合，电路中没有电流。以下操作中，可能使电路中产生电流的是（　　）
A．将接在电流表上的两根线对调
B．让导体在磁场中静止，换用磁性更强的永磁体
C．将磁体沿左右方向运动
D．将导体换成更粗的
【答案】C
【解析】A．将接在电流表上的两根线对调，闭合电路的一部分导体没有切割磁感线，不会产生感应电流，故A不符合题意；
B．让导体在磁场中静止，即使换用磁性更强的永磁体，电路中也不会产生电流，故B不符合题意；
C．将导体沿左右方向运动，符合闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动，会有感应电流产生，故C符合题意；
D．换用更粗的导体，而不是去切割磁感线，导体中是不会有感应电流产生的，故D不符合题意。
故选C。
练1.3．如图是关于电磁现象的四个实验，下列说法中错误的是（　　）
A．图甲是探究电磁感应现象的实验装置
B．图乙是探究电流周围存在磁场的实验装置
C．图丙是探究电动机原理的实验装置
D．图丁是探究发电机原理的实验装置
【答案】B
【解析】A．图中没有电源，是电磁感应现象实验，故A正确不符合题意；
B．图中有电源，是电动机原理图，故B错误符合题意；
C．图中电源，这是磁场对电流的作用实验，结论是通电导体在磁场中受力，是探究电动机原理的实验装置，故C正确不符合题意；
D．图中无电源，是探究发电机原理的实验装置，故D正确不符合题意。
故选B。
练1.4．关于下列四幅图片，说法正确的是（　　）
A．图甲：说明通电导线周围存在磁场
B．图乙：导体ab沿竖直方向上下运动时，电流表指针偏转
C．图丙：闭合开关，蹄形磁体磁极上下对调后，导体ab的运动方向不发生改变
D．图丁：探究的是电磁铁A、B的磁性强弱与电流大小的关系
【答案】A
【解析】A．甲图为奥斯特实验，说明通电导线周围存在磁场，故A正确；
B．导体ab沿竖直方向上下运动时，没有切割磁感线，没有感应电流的产生，电流表指针不偏转，故B错误；
C．闭合开关，蹄形磁体磁极上下对调后，改变了磁场方向，电流方向不变，则受力方向改变即导体ab的运动方向发生改变，故C错误；
D．丁图中电磁铁A、B是串联的，电流相等，电磁铁A、B匝数不同，探究的是电磁铁A、B的磁性强弱与线圈匝数的关系，故D错误。
故选A。
练1.5．科研人员设计了如图所示一种“能量采集船”，在船的两侧附着可触及水面的旋转“工作臂”，每只“工作臂”的底端装有一只手掌状的，紧贴水面的浮标。当波浪引起浮标上下浮动时，工作臂就前后移动，获得电能储存起来。下列电器设备与“能量采集船”获得能量原理相同的是（　　）
A． B．C．D．
【答案】B
【解析】A．由题意可知，当波浪引起浮标上下浮动时，工作臂就前后移动，获得电能，此过程中将机械能转化为电能，相当于发电机，该选项是通电导线在磁场中受力，相当于电动机，故A不符合题意；
B．该选项图中所示的是发电机的模型，故B符合题意；
C．该选项图中所示的是电磁铁，其原理是电流的磁效应，故C不符合题意；
D．该选项图中所示的是欧斯特实验，说明电流具有磁效应，故D不符合题意。
故选B。
练1.6．在国际单位制中，电阻的单位是（　　）
A．帕斯卡 B．法拉第 C．欧姆 D．牛顿
【答案】C
【解析】A．帕斯卡是压强的基本单位。故A不符合题意；
B．法拉第发现电磁感应现象。故B不符合题意；
C．欧姆是电阻的基本单位。故C符合题意；
D．牛顿是力的基本单位。故D不符合题意。
故选C。
例2．同学们做实验的装置如图所示，闭合开关，先将导体ab水平用力向右移动，导体cd也随之运动起来。则在以上的实验中下列说法正确的是（　　）
A．实验装置中的甲装置把电能转化为机械能
B．实验装置中的甲装置运用的原理是电磁感应现象
C．实验装置中的乙装置产生的现象在生活中的应用是发电机
D．若将导体ab水平用力向左移动，导体cd的运动方向不变
【答案】B
【解析】AB．闭合电路的导体ab在磁场中做切割磁感线运动，从而产生了感应电流，这是一种电磁感应现象，电磁感应现象中，是将机械能转化为电能，故A错误，B正确；
C．导体ab产生的感应电流通过位于磁场中的导体cd时，cd在磁场中受力而运动起来，体现了通电导体在磁场中受力的理论，利用该理论制成了电动机，故C错误；
D．感应电流的方向与导体的运动方向有关，所以导体ab的运动方向改变，ab中的电流方向也改变，即cd中的电流方向发生了改变；通电导体在磁场中受力的方向与电流的方向有关，所以cd中电流方向的改变，导致了cd受力的方向也改变，故运动方向发生了改变，故D错误。
故选B。
练2.1．关于如图所示的四个实验中的能量转化说法正确的是（　　）
A． 下压活塞，点燃棉花，势能转化为动能
B． 水蒸气推开试管塞，机械能转化为内能
C．电能转化成内能
D．机械能转化为电能
【答案】D
【解析】A．下压活塞，活塞对空气做功，空气内能增加，温度升高，机械能转化为内能，故A错误；
B．木塞冲出的过程中，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，故B错误；
C．闭合开关后，通电导体在磁场中受到力的作用而运动，将电能转化为机械能，可用来演示电动机的工作原理，故C错误；
D．闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时产生感应电流，是演示电磁感应现象的实验，将机械能转化为电能，可用来演示发电机的工作原理，故D正确。
故选D。
练2.2．下列选项中，有关科学家和他的主要贡献，对应正确的是：（　　）
A．牛顿——发现了万有引力 B．帕斯卡——测出了大气压的值
C．沈括——发现了地磁场 D．法拉第——发现了电与磁之间的联系。
【答案】A
【解析】A．牛顿是伟大的物理学家，发现了著名的万有引力定律。故A正确；
B．帕斯卡发现了著名的帕斯卡定律；托里拆利第一次测出了大气压的数值。故B错误；
C．宋代科学家沈括发现了磁偏角，故C错误；
D．奥斯特最早发现电和磁的联系；法拉第发现了电磁感应现象。故D错误。
故选A。
练2.3．有人发明了一种“发电地板”，如图所示，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，使能发电。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．
【答案】C
【解析】发电地板的工作原理是电磁感应；
A．图中是实验原理是通电导体周围存在磁场，故A不符合题意；
B．图中是实验原理是电磁铁的磁性与线圈匝数有关，故B不符合题意；
C．图中是实验原理是电磁感应，故C符合题意；
D．图中是实验原理是通电导体在磁场中受到力的作用，故D不符合题意。
故选C。
练2.4．电磁炮是利用电磁技术制成一种新型武器，它是利用磁场对通电导体有力的作用来工作的，它具有发射速度快、命中率高的特点。如图所示的实验原理与电磁炮相同的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】电磁炮的工作原理是利用电磁系统中电磁场产生的安培力来对金属炮弹进行加速，使其达到打击目标所需的动能。
A．验证通电直导线周围存在磁场的实验，故A不符合题意；
B．验证通电线圈磁力的大小与线圈的匝数有关的实验，故B不符合题意；
C．验证磁生电的实验，故C不符合题意；
D．验证磁场中通电导体受到安培力作用的实验，故D符合题意。
故选D。
例3．提起磁悬浮，多数人最先想到肯定都是磁悬浮列车。事实上，除了交通运输领域，这项技术在音乐播放器上也已经得到应用。不仅是炫酷的黑科技，更是为了 0 面接触无共振的无损音质。内置磁铁，吸附在磁性材料上，带着音乐一起出行。如图为一款无线充电式悬浮 UFO 音箱。使用时底座内的送电线圈产生交变磁场，使音箱内的受电线圈感应到电磁信号， 产生感应电流给音箱充电，音箱悬起并开始播放音乐，下面关于这款音箱的表述正确的是 （　　）
A．工作时底座的上部和音箱上端一定是同名磁极
B．送电线圈通电时产生磁场，说明电流具有磁效应
C．受电线圈工作利用的是通电导体在磁场受力转动
D．扬声器的工作原理与发电机的工作原理相同
【答案】B
【解析】A．若底座上部和音箱上端是同名磁极，则音箱的下端与底座上部是异名磁极，会相互吸引，音箱不会悬浮在空中，故A错误；
B．送电线圈通过一定频率的交流电，线圈的周围形成交变的磁场，原理是奥斯特发现的电流产生磁场，故B正确；
C．受电线圈感应到电磁信号线圈的电磁信号产生感应电流，是利用电磁感应原理工作的，故C错误；
D．发电机的制作原理是电磁感应，而扬声器的工作原理是磁场对电流有力的作用，故D错误。
故选B。
练3.1．下列关于四幅图的表述正确的是（　　）
A．鸽子是利用地磁场进行导航的
B．电磁继电器的工作原理是磁场对电流的作用
C．发电机的工作原理
D．电动机的工作原理
【答案】A
【解析】A．鸽子是利用地磁场进行导航确定方位的，故A正确；
B．电磁继电器的工作原理是通电导体周围存在磁场的原理，故B错误；
C．图中接有电源，是电动机的工作原理，故C错误；
D．图中没有电源，但接有灵敏电流计，是发电机的工作原理，故D错误。
故选A。
练3.2．图甲是灵敏电流计，图乙是其内部结构示意图。实验时，当有电流通过灵敏电流计，其指针就会发生偏转。下图中能反映其工作原理的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】灵敏电流计是根据通电导体在磁场中受到力的作用制成的。
A．图中有电源、金属棒和磁体，闭合开关，金属棒会运动，说明通电导体在磁场中受到力的作用，故A符合题意；
B．导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，研究电磁感应现象，故B不符合题意；
C．闭合开关，灯泡发光，利用电流的热效应，故C不符合题意；
D．图中是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，故D不符合题意。
故选A。
练3.3．对如图的分析，不正确的是（　　）
A．图甲：此冲程将内能转化为机械能
B．图乙：使用该滑轮一定省一半的力
C．图丙：水中的“桥”是光反射形成的
D．图丁：可探究产生感应电流的条件
【答案】B
【解析】A．图甲中活塞向下运动，两个气门都关闭，为做功冲程，做功冲程将内能转化为机械能，A正确，故A不符合题意；
B．图乙为动滑轮，只有当拉力F与重物运动路线是平行的时候，动力臂L1是阻力臂L2的2倍，此时省一半的力，B错误，故B符合题意；
C．图丙中的“桥”是平面镜成像，平面镜成像原理是光反射，C正确，故C不符合题意；
D．图丁装置是探究磁生电装置，可探究产生感应电流的条件，D正确，故D不符合题意。
故选B。
练3.4．能量的转化是自然界普遍的现象。下列关于能量转化的观点错误的是（　　）
A．水果电池是化学能转化为电能
B．光合作用是光能转化为化学能
C．钻木取火是机械能转化为内能
D．电磁感应现象是电能转化为机械能
【答案】D
【解析】A．水果电池是化学能转化为电能，故A正确，不符合题意；
B．光合作用是光能转化为化学能，故B正确，不符合题意；
C．钻木取火是机械能转化为内能，故C正确，不符合题意；
D．电磁感应现象是机械能转化为电能，故D错误，符合题意。
故选D。
练3.5．下列设备中，利用电磁感应原理工作的是（　　）
A．动圈式扬声器 B．电动机
C．动圈式话筒 D．电磁起重机
【答案】C
【解析】A．动圈式扬声器是利用了通电导体在磁场中受力运动的原理，故A不符合题意。
B．电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，故B不符合题意；
C．动圈式话筒工作时，是人说话的声音使得线圈在磁场中运动，结果是产生电流，利用电磁感应现象原理，故C符合题意；
D．电磁起重机的主要部件是电磁铁，是利用了电流的磁效应，故D不符合题意。
故选C。
练3.6．下列有关电和磁的四幅图，其中描述正确的是（　　）
A．如图，奥斯特实验证实了磁能产生电
B．如图，由小磁针静止时N极的指向可以判断a端与电源正极连接
C．如图，扬声器与发电机工作原理相同
D．如图，话筒与电动机工作原理相同
【答案】B
【解析】A．该图是奥斯特实验，证明通电导线周围有磁场，演示的是电流的磁效应，故A错误；
B．当小磁针自由静止时，根据磁极间的作用规律可以确定，相互靠近的一定是异名磁极；因此螺线管的左端为S极，右端为N极，根据螺线管的N极，再结合螺线管的线圈绕向，利用安培定则可以确定螺线管中的电流方向是从螺线管的左端流入、右端流出，电流是从电源的正极流出回到负极，所以a端与电源正极连接，故B正确；
C．动圈式扬声器是将电信号转化成声信号，将电能转化为机械能，其原理与电动机的工作原理相同，故C错误；
D．动圈式话筒是将声信号转化为电信号，将机械能转化为电能，其工作原理与发电机的工作原理相同，故D错误。
故选B。
练3.7．英国物理学家法拉第揭示了磁生电现象，下列四幅图中与磁生电原理相同的是（　　）
A．奥斯特实验 B．电铃
C．扬声器 D．话筒
【答案】D
【解析】磁生电现象是闭合电路的部分导体做切割磁感线运动，从而产生感应电流的现象。
A.奥斯特实验揭示了通电导体周围存在磁场，故A不符合题意；
B．电铃响动是因为通电螺线管周围有磁场，将衔铁吸引，从而使电铃发声，故B不符合题意；
C．扬声器是线圈通电后，在磁场中受力振动，带动纸盆振动，从而发出声音。是通电导体在磁场中受到力的作用。故C不符合题意；
D．话筒是人说话带动线圈振动，做切割磁感线运动，从而产生感应电流，电信号转换为声信号，与磁生电现象原理相同，故D符合题意。
故选D。
练3.8．选项图中所示的装置中与甲图工作原理相同的是（　　）
A．自发电手电筒 B．话筒
C．手摇式发电机 D．扬声器
【答案】D
【解析】图甲中，线圈通电后，会发生转动，它的原理是磁场对通电线圈有力的作用。
A．自发电手电筒利用电磁感应现象制成的，故A不符合题意；
B．话筒利用的是电磁感应原理，故B不符合题意；
C．手摇式发电机利用电磁感应现象制成的，故C不符合题意；
D．扬声器的原理是磁场对通电线圈有力的作用，故D符合题意。
故选D。
练3.9．旱冰鞋的四个轮子会发光，原理是滑动的时候正在做切割磁感线运动。下列选项中和轮子发光的原理相同的是（　　）
A．①通电导线在磁场受到了力的作用 B．②动圈式话筒
C．③电磁继电器 D．④奥斯特实验
【答案】B
【解析】旱冰鞋的四个轮子会发光，原理是滑动的时候正在做切割磁感线运动，产生感应电流，属于电磁感应现象。
A．①中线圈在磁场中转动，应用通电导线在磁场受到了力的作用，故A不符合题意；
B．②中动圈式话筒的工作原理是电磁感应原理，故B符合题意；
C．③中电磁继电器利用电流的磁效应工作的，故C不符合题意；
D．④中奥斯特实验说明通电导体周围存在磁场，故D不符合题意。
故选B。
例4．学习科学知识的价值之一，是将所学知识创造性地服务于社会。如“通电导线在磁场中受到力的作用”就有许多实际应用。下列发明成果应用了这一知识的是（　　）
A．发电机 B．动圈式话筒
C．电磁继电器 D．电动机
【答案】D
【解析】A．发电机原理是电磁感应，故A不符合题意；
B．动圈式话筒原理是电磁感应，故B不符合题意；
C．电磁继电器是电流的磁效应，故C不符合题意；
D．电动机的工作原理是通电导线在磁场中受到力的作用，故D符合题意。
故选D。
练4.1．众志成城，决胜中考。如图为徐校长在初三期中考试老师会上为求真务实、精诚团结、齐心协作的全体初三老师们指点迷津，加油助威的情景，下列有关说法正确的是（　　）
A．徐校长的声音是通过空气传播给老师们的
B．我们可以根据音调来判断是徐校长在给老师们做动员大会
C．徐校长身后的LED显示屏中用到的二极管是超导体材料
D．徐校长旁边的话筒工作原理是电流的磁效应
【答案】A
【解析】A．声音传播需要介质，所以，徐校长的声音是通过空气传播给老师们的，故A正确；
B．不同人说话的特点不同，即音色不同；所以，根据音色可以判断是徐校长在给老师们做动员大会，故B错误；
C．LED是发光二极管，二极管是由半导体材料做成的器件，故C错误；
D．动圈式话筒的工作原理是：对着话筒讲话声波振动→引起膜片振动→带动线圈振动→线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流→经放大传给扬声器，属于电磁感应现象，故D错误。
故选A。
练4.2．如图所示的装置中，当闭合开关，导体ab就会运动起来，下列说法正确的是（　　）
A．此现象说明磁可以生电
B．只调换蹄形磁铁两极，导体ab的运动方向将改变
C．发电机是利用图示装置原理来工作的
D．将电源正负极对调，导体ab的运动方向不变
【答案】B
【解析】A．当闭合开关、导体ab中有电流通过时，导体ab就会运动起来，此现象说明通电导体在磁场中受到力的作用，故A错误；
B．只调换蹄形磁铁两极，磁场方向发生改变，导体ab的运动方向将改变，故B正确；
C．此现象说明通电导体在磁场中受到力的作用，发电机是根据电磁感应现象制成的，故C错误；
D．将电源正负极对调，电流方向发生改变，导体ab的运动方向将改变，故D错误。
故选B。
练4.3．下列关于“电与磁”说法中正确的是（　　）
A． 中国最古老的指南针司南利用地磁场对磁体有力的作用来指示南北，其柢指南方
B． 磁感线是磁场中存在的曲线，在磁体外部是从北极出发到南极
C． 扬声器工作过程利用的是电磁感应原理
D． 线圈在磁场中做切割磁感线运动，就会产生感应电流，电灯发光
【答案】A
【解析】A．指南针只所以会指南，是因为受到地磁场的作用，所以司南利用地磁场对磁体有力的作用来指示南北，其柢指南方，故A正确；
B．磁感线是为了描述磁场而引入的，它并不客观存在，故B错误；
C．扬声器工作过程利用的是通电导体在磁场中受力运动，故C错误；
D．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，当线圈在磁场中做切割磁感线运动，如果开关是断开的，则不会产生感应电流，电灯不发光，故D错误。
故选A。
练4.4．电动自行车因方便、快捷深受人们的喜爱，其核心部件是电动机。如图所示的四个电磁实验中，与电动机工作原理相同的是（　　）
A． B．C． D．
【答案】C
【解析】A．图中是奥斯特实验，证明了通电导体周围可以产生磁场，是电流的磁效应，与电动机的原理不同，故A不符合题意；
B．图中是探究电磁铁磁性强弱与电流关系的实验，是利用电流的磁效应工作的，与电动机的工作原理不同，故B不符合题意；
C．图中有电源，通电导体在磁场中受力会发生运动，是电动机工作原理，故C符合题意；
D．图中闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中产生感应电流，是电磁感应现象，是发电机的工作原理，与电动机的工作原理不同，故D不符合题意。
故选C。
练4.5．电动汽车刹车时，汽车电动机“变身”为发电机，将汽车动能转化为电能，简称动能回收系统。下列实验中与动能回收系统原理相同的是（　　）
A．B．C．D．
【答案】D
【解析】汽车电动机“变身”为发电机，是电磁感应现象，机械能转化电能。
A．该实验能探究地磁场的存在以及地磁场的方向，与发电机无关，故A不符合题意；
B．该实验探究的是电流的磁效应，与发电机无关，故B不符合题意；
C．该实验表明通电导体在磁场中受到力的作用，是电动机的工作原理，故C不符合题意；
D．该实验是机械能转化为电能，电磁感应现象，是发电机的工作原理，故D符合题意。
故选D。
练4.6．下列关于电与磁的四个实验认识，正确的是（　　）
A．甲实验能说明电流周围存在磁场
B．乙实验中通电螺线管左端是S极
C．丙实验是电能转化为机械能，与发电机的原理相同
D．丁实验是机械能转化为电能，与电动机的原理相同
【答案】A
【解析】A．甲实验是奥斯特实验，证明了电流周围存在磁场，故A正确；
B．乙实验中，电流从螺线管的右端流入，螺线管正面电流向上，根据安培定则可知，螺线管的左端为N极，故B错误；
C．丙实验电路中没有电源，当磁场中的线圈转动切割磁感线运动时，电路中会有感应电流，此过程将机械能转化为电能，这是发电机原理，故C错误；
D．丁实验电路中没有电源，当磁场中的导体ab切割磁感线运动时，电路中就会有感应电流，这是电磁感现象，是发电机原理，故D错误。
故选A。
练4.7．如图是一款带滚轮的书包，其内部没有装电池，但拖动书包使轮子滚动时，嵌在轮子里的灯会发光。下图各实验装置中，能反映此现象原理的是（　　）
A．B．C．D．
【答案】A
【解析】一款带滚轮的书包，其内部没有装电池，但拖动书包使轮子滚动时，嵌在轮子里的灯会发光，是机械能转化为电能。
A．图中电磁感应实验，闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流，机械能转化为电能，故A符合题意；
B．图中是奥斯特实验，证明电流周围存在磁场，故B不符合题意；
C．图中实验探究磁极间的相互作用，故C不符合题意；
D．图中实验说明通电导体在磁场中会受到磁力的作用，是电动机的原理，故D不符合题意。
故选A。
练4.8．如图所示实验装置的原理与电动机的工作原理相同的是（　　）
A．B．C．D．
【答案】B
【解析】AC．图中是将闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中会产生感应电流，这个现象叫电磁感应现象，发电机是根据这个原理来制成的，故AC不符合题意；
B．图中将通电的导线放在磁场中会受力运动，电动机就是根据这个原理制成的，故B符合题意；
D．电路中电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性，使得小锤反复敲击铃碗发出声音，故D不符合题意。
故选B。
练4.9．法拉第生活的时代，伏打电池昂贵、产生电流小，为了获得廉价的电力，他在10年的探索中，发现了电磁感应现象。下列设备是利用电磁感应现象工作的是（　　）
A．手摇发电机 B．电磁炉 C．电风扇 D．动圈式扬声器
【答案】A
【解析】A．闭合回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，这种现象叫电磁感应现象，这个过程将机械能转化为电能。手摇发电机就是利用闭合回路的线圈在磁场中做切割磁感线运动，线圈中产生感应电流来进行发电的，是利用电磁感应现象来工作的，故A符合题意；
B．电磁炉工作时消耗电能，而电磁感应现象是获得电能，故B不符合题意；
C．电风扇工作时将电能转化为机械能，电磁感应现象将机械能转化为电能，故C不符合题意；
D．动圈式扬声器把电信号转化为声信号，线圈的振动带动纸盆振动，是利用电流的磁效应，故D不符合题意。
故选A。
练4.10．2021年4月，海南舰在三亚某军港交接入列。海南舰作为海上大型作战平台，备受关注。下列说法正确的是（　　）
A．海南舰在海面静止时，甲板上的飞机起飞后，受到的浮力不变
B．在加速靠近海岛的过程中，船舱内的坦克相对于海岛是静止的
C．舰船电力由柴油发电机提供，发电机原理跟家用电风扇原理相同
D．因流速大压强小，两军舰在海上并列航行时要保持一定的距离
【答案】D
【解析】A．海南舰在海面静止时，甲板上的飞机起飞后，海南舰的重力减小，由于海南舰漂浮在海面上，浮力等于重力，因此受到的浮力变小，故A错误；
B．在加速靠近海岛的过程中，船舱内的坦克相对于海岛的位置越来越近，故坦克是运动的，故B错误；
C．舰船电力由柴油发电机提供，发电机原理是电磁感应，跟家用电风扇原理通电导线在磁场中受力而运动不相同，故C错误；
D．因流速大压强小，两军舰在海上并列航行时中间气体流速大压强小，会产生使军舰互相靠近的压力，因此两军舰要保持一定的距离，故D正确。
故选D。
例5．如图所示的四个装置可以演示不同的电磁现象，下列说法不正确的是（　　）
A． 如图，可以用来演示电流的磁效应
B． 如图，可以用来探究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数多少的关系
C． 如图，可以用来演示磁场对通电导线的作用
D． 如图，可以用来演示电磁感应现象，根据该现象制成了电动机
【答案】D
【解析】A．放在小磁针上方的导线中有电流通过时，小磁针会发生偏转，说明通电导体周围产生了磁场，即演示了电流的磁效应，故A正确，不符合题意；
B．通电后串联的两绕有线圈的铁钉都可吸引小铁钉，但右边吸引的个数要多，说明通电磁铁的磁极强弱与线圈匝数有关，故B正确，不符合题意；
C．图中开关闭合后，导体棒内通以电流，则导体在磁场力的作用下发生运动，故演示的为磁场对电流的作用，故C正确，不符合题意；
D．图中导体棒AB在磁场中做切割磁感线运动时，电流表中会产生感应电流，故演示的为电磁感应，人们利用电磁感应现象制成了发电机，故D错误，符合题意。
故选D。
练5.1．下列有关图中所示物理知识描述正确的是（　　　）
A．图甲是家用电风扇的工作原理图
B．图乙拔插头时可以用力直接拉扯电线
C．图丙中开关应接在零线和用电器之间
D．图丁中对一灯丝加热，右侧灯泡将变暗
【答案】D
【解析】A．图甲是电磁感应现象，属于发电机的工作原理，家用电风扇是电动机的工作原理，故A错误；
B．拔插头时用力直接拉扯电线，线头容易被扯出并外漏，容易造成漏电事故，故B错误；
C．为了用电安全，开关应当接在火线与用电器之间，故C错误；
D．对电阻丝加热，电阳丝的阻值会变大，电源电压不变，此时电路的电流会变小，故灯泡会变暗，D正确。
故选D。
练5.2．电与磁的关系在现代技术上有着广泛的应用，关于电磁现象的下列说法中正确的是（　　）
A．图甲是利用“电生磁”将铁钉磁化，根据安培定则可判断出铁钉的上端是N极
B．图乙是闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时产生感应电流，这是奥斯特最早发现的电磁感应现象
C．图丙是通电小线圈在磁场作用下转动，机械能转化为电能
D．图丁中把小磁针放在地球赤道附近，小磁针静止时N极指向地理南极附近
【答案】A
【解析】A．利用“电生磁”将铁钉磁化，电流从螺线管的上端流入，据安培定则可知，该螺线管的下方是S极，上方是N极，故A正确；
B．闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时产生感应电流，这是法拉第最早发现的电磁感应现象，故B错误；
C．图丙中，通电线圈在磁力的作用下转动，将电能转化为线圈的机械能，故C错误；
D．在地理赤道附近，悬挂起来的小磁针静止时，小磁针的N极指向地理的北极附近，故D错误。
故选A。
练5.3．无线充电技术应用了特斯拉线圈，如图，用一不通电的LED灯靠近正在通电的特斯拉线圈时，LED灯发光了，灯被点亮的现象可以用我们学过的哪一知识来解释（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】用一不通电的LED灯靠近正在通电的特斯拉线圈时，LED灯发光了，这说明灯泡中产生了电流，故该现象为电磁感应现象；
A．图中有电源，是电动机的原理图，是根据通电线圈在磁场中受力而转动，故A不符合题意；
B．图中没有电源，是发动机的原理图，是根据电磁感应现象制成的，故B符合题意；
C．图中是电磁铁，是根据电流的磁效应制成的，故C不符合题意；
D．图为奥斯特实验，说明电流周围有磁场，故D不符合题意。
故选B。
练5.4．下列关于物理学史的说法正确的是（　　）
A．托里拆利实验首次证明了大气压的存在 B．奥斯特第一个发现电磁感应现象
C．牛顿提出力是保持物体运动状态的原因 D．卢瑟福提出原子核式模型
【答案】D
【解析】A．托里拆利最早测出了大气压的值，故A错误；
B．奥斯特首先发现了电流的磁效应，法拉第首先发现了电磁感应现象，故B错误；
C．牛顿提出力是改变物体运动状态的原因，故C错误；
D．卢瑟福提出原子核式模型，故D正确。
故选D。
练5.5．如图所示经，给手机无线充电时，充电板内的送电线圈产生交变磁场，使手机内的受电线圈感应到电磁信号，产生感应电流给手机电池充电。下列说法不正确的是（　　）
A．送电线圈利用电流的磁效应产生变化磁场
B．受电线圈利用电磁感应原理产生感应电流
C．手机充电的过程中，电能转化为化学能
D．受电线圈产生电流与电动机工作原理相似
【答案】D
【解析】A．充电时，送电线圈能产生磁场，是因为通电导体周围有磁场，A正确，不符合题意；
BD．受到线圈在交变磁场中，相当于闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，能产生感应电流，这是利用电磁感应原理工人的，与发动机的工作原理相似，故B正确，不符合题意，D错误，符合题意；
C．手机充电的过程，是感应电流产生的电能转化为手机电池的化学能，故C正确，不符合题意。
故选D。
练5.6．手机无线充电技术是通过电磁感应原理来实现充电的，该原理的发现者是（　　）
A．奥斯特 B．欧姆 C．焦耳 D．法拉第
【答案】D
【解析】最先发现电磁感应现象的是英国物理学家法拉第，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
练5.7．以下设备工作时利用电磁感应原理的（　　）
A．洗衣机 B．发电机
C．电热水器 D．电风扇
【答案】B
【解析】A．洗衣机工作时把电能转化为机械能，利用了通电导线在磁场中受力运动，故A不符合题意；
B．发电机的原理是电磁感应现象，故B符合题意；
C．电热水器利用的是电流的热效应，故C不符合题意；
D．电风扇利用了通电导线在磁场中受力运动，故D不符合题意。
故选B。
例6．如图所示，闭合开关后，将直导体AB拉开一定幅度后松手，使其在磁场中自由摆动（不计空气阻力），以下说法中正确的是（　　）
A．导体棒AB将一直摆动
B．电流表指针将一直左右摆动
C．利用此实验的原理是电动机
D．动圈式话筒的原理跟此实验原理相同
【答案】D
【解析】AB．导体AB左右摆动，切割磁感线方向不断改变，所以电流方向不断改变，电流表指针会左右摆动；导体运动过程中，将机械能转化为电能，所以机械能不断减少，导体体棒AB不会一直摆动，电流表指针不会一直左右摆动，故AB错误；
CD．在电路闭合时，让导体AB分别做沿着磁感线方向运动和切割磁感线运动，观察回路中是否有感应电流产生，利用此实验的原理是发电机，动圈式话筒的原理跟此实验原理相同，故C错误，D正确；
故选D。
练6.1．下列关于电与磁现象的描述中，不正确的是（　　）
A．图甲所示条形磁体两端磁性最强
B．图乙所示电流周围存在磁场
C．图丙所示通电导线在磁场中受力
D．图丁所示导线沿任意方向运动都会产生感应电流
【答案】D
【解析】A．如图甲所示，条形磁铁两端吸引的铁屑较多，中间吸引的铁屑最少，可以说明条形磁体两端磁性最强，故A正确，A不符合题意；
B．如图乙所示，是奥斯特实验，说明电流周围存在磁场，故B正确，B不符合题意；
C．如图丙所示，闭合开关，通电导体在磁场中受力会运动，故C正确，C不符合题意；
D．如图丁所示，只有闭合电路中的一段导体在磁场中做切割磁感线运动才会产生感应电流，故D不正确，D符合题意。
故选D。
练6.2．跳绳也可以“发电”。用一根带有绝缘皮的长铜导线做跳绳，将它的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连，据动跳绳时，发现灵敏电流计的指针左右摆动。则（　　）
A．向任意方向摇绳均可产生电流 B．电流方向与绳子运动方向无关
C．此过程中机械能转化为电能 D．跳绳发电属于电流的磁效应
【答案】C
【解析】AB．地球是个大磁体，地磁南极在地理北极附近，地磁北极的地理南极附近，所以磁感线大致南北方向，所以两位同学站在东西方向，摇动铜线跳绳切割磁感线运动，铜线跳绳才能切割磁感线运动，才有电流，电流方向与绳子运动方向有关，故AB不符合题意；
C．此过程中要切割磁感线产生电流，是机械能转化为电能，故C符合题意；
D．跳绳发电属于电磁感应现象，故D不符合题意。
故选C。
练6.3．为了节能环保，现在国家正在大力推广电动汽车，电动汽车中核心的部分是电动机，下列选项中能够反应电动机原理的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】A．此图是奥斯特实验，通电导体下方的小磁针发生偏转，说明通电导体周围有磁场，故A不符合题意；
B．此图中有电源，通电导线或线圈在磁场中受到力的作用发生运动，是电动机的原理，故B符合题意；
C．此图没有电源，研究的是电磁感应现象，是发电机的工作原理，故C不符合题意；
D．此图是电磁铁，是利用电流的磁效应来工作的，故D不符合题意。
故选B。
练6.4．小明和爸爸翻看课本的时候看到了图装置，此装置可以来研究 （　　）
A．感应电流的方向与导体运动方向的关系
B．产生感应电流的大小与磁场强弱的关系
C．通电导体周围的磁场方向与什么因素有关
D．通电导体周围的磁场强弱与什么因素有关
【答案】A
【解析】ACD．由图可知，闭合电路的部分导体ab切割磁感线，ab中会产生感应电流，这是电磁感应现象。感应电流的方向与导体运动方向、磁场方向有关，实验中可以通过改变导体运动方向，观察电流方向的变化，来探究感应电流方向与导体运动方向的关系，故A符合题意，CD不符合题意；
B．电路中磁场强弱无法改变，故无法探究产生感应电流的大小与磁场强弱的关系，故B不符合题意。
故选A。
练6.5．现代武器中有一种新型电磁炮，它是利用电磁技术制成的一种先进武器，具有速度快、命中率高等特点，其原理是利用磁场对通电导体的作用。下图中与此工作原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】A．电热水壶利用了电流的热效应工作的，故A不符合题意；
B．图中实验装置，有电源，研究通电导体在磁场中受力，故B符合题意；
C．图中实验装置，无电源，研究电磁感应现象，故C不符合题意；
D．电磁继电器的主要部件是电磁铁，是利用了电流的磁效应，故D不符合题意。
故选B。
练6.6．如图所示，下列说法中正确的是（　　）
A．由图甲可知∶低功率用电器使用两孔插座而大功率的使用三孔插座供电
B．由图乙可知∶通电导体在磁场中受力的作用
C．由图丙可知∶动圈式扬声器利用了该原理
D．由图丁可知∶只要导体在磁场中运动，闭合电路中就会产生电流
【答案】C
【解析】A．与家用电器金属外壳相连接的是地线，这样即使金属外壳带电，电流会通过地线导入大地，防止造成触电事故的发生，即使是低功率用电器也不能用两孔插座替代，故A错误；
B．该图是奥斯特实验，说明电流的周围存在磁场，故B错误；
C．图丙中通电导体在磁场中受力运动；当扬声器的线圈有电流通过时，扬声器中的永磁体会对线圈有作用力，与图丙的原理相同，故C正确；
D．闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中才会产生感应电流，故D错误。
故选C。
练6.7．如图所示为科研人员研制的“发电鞋”，鞋的内部安装了磁铁和线圈，当人体带动磁铁运动时，磁铁产生的磁场通过线圈，从而产生感应电流，当人以5km/h的速度行走时，其发电的功率约为0.4W，下列说法正确的是（　　）
A．发电鞋工作时将电能转化为机械能
B．发电鞋是利用电流的磁效应原理工作的
C．发电鞋是利用电磁感应原理工作的
D．在人以5km/h的速度行走1h的过程中，发电鞋可以产生约0.4J的电能
【答案】C
【解析】电磁感应现象是闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动时，导体中会有感应电流产生，把机械能转化为电能；据此分析其工作原理和能量转化形式；根据W=Pt计算发电鞋产生的电能。
ABC．由题意可知，人在行走时，人体带动磁铁运动，磁铁产生的磁场通过线圈，从而产生感应电流，所以“发电鞋”是利用电磁感应现象制成的；电磁感应现象中，消耗机械能，得到电能，发电鞋工作时将机械能转化为电能，故AB错误，C正确；
D．当人以5km/h的速度行走时，其发电的功率约为0.4W，所以1h产生的电能为
W=Pt=0.4W×3600s=1440J
故D错误。
故选C。
练6.8．发现电磁感应现象的科学家是（）
A．焦耳 B．奥斯特 C．法拉第 D．安培
【答案】C
【解析】法拉第经过十多年的研究发现，闭合电路的一部分导体在做切割磁感线运动时，会有感应电流产生，由此发现了电磁感应现象，为发电机的发明提供了理论依据，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
例7．如图所示的四个实验，反映电动机基本原理的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】A．导体在磁场中做切割磁感线运动电流表的指针发生偏转，说明电路中产生了感应电流，这种现象是电磁成应现象，故A不符合题意；
B．该实验是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，故B不符合题意；
C．图中开关闭合后，通电导体在磁场中受力而运动，与电动机的原理相同，故C符合题意；
D．该实验能说明电荷间的相互作用，故D不符合题意。
故选C。
练7.1．如图所示是探究电磁现象的四个实验装置，下列说法中正确的是（　　）
A．图甲实验能证明通电导体周围有磁场，这个现象是法拉第最早发现的
B．图乙中开关闭合，磁场中的导体棒会受力运动，该过程机械能转化为电能
C．图丙中当导体棒AB上下运动时灵敏电流计指针偏转
D．图丁是电磁继电器的结构图，它是利用电流的磁效应工作的
【答案】D
【解析】A．图甲是通电导体周围存在磁场，发现这个现象最早的是奥斯特，故A错误；
B．图乙中，磁场中导体棒受力而运动，这过程是电能转化为机械能，故B负荆请罪；
C．图丙中，导体棒上下运动时不是做切割磁感线运动，所以不会产生感应电流，电流计指针不偏转，故C错误；
D．图丁中，电磁继电器是利用通电线圈有磁性，从而将衔铁吸引下来，从而探制电路的通断，故D正确。
故选D。
练7.2．如图所示，甲、乙、丙、丁是四幅实验图。下列说法正确的（）
A．图甲说明磁场是由磁感线组成的
B．利用图乙的原理可制造发电机
C．图丙证明电流周围存在磁场
D．由图丁可知：只要导体在磁场中运动，闭合电路中就能产生电流
【答案】C
【解析】A．图甲说明磁体周围存在磁场，磁感线是为了描述磁场而建立的模型，故A错误；
B．图乙说明通电导体在磁场中受到力的作用，利用图乙的原理可制造电动机，故B错误；
C．图丙是奥斯特实验的装置，当导线中有电流通过时，小磁针会偏转，证明电流周围存在磁场，故C正确；
D．图可可说明，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，故D错误。
故选C。

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