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2023-2024人教版9年物理全册同步学讲练测学案（全国通用）
第二十章 磁现象 磁场 专题20.5 磁生电
1.知道电磁感应现象，知道产生感应电流的条件。
2.知道发电机的原理,了解交流电的初步知识,知道发电机发电过程中的能量转化。
3.能区别直流电和交流电，知道我国生产和生活用的交流电的频率。
阅读本节课教材，参考教材完成教师给出的知识点问题的填空：
1．英国物理学家 法拉第1831年首先用实验的方法发现了电磁感应现象，这一重大发现使人类实现了将机械能转化为电能的愿望。
2．电磁感应现象的发现，经历了漫长的实验探究过程，这是因为电磁感应现象的产生必须符合一定的条件，这就是闭合电路中的一部分导体，在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中才会有电流产生，这种电流称为感应电流。
3．发电机是根据发电机是根据_电磁感应 现象制成的，发电机的诞生实现了机械能向电能的转化。交流发电机主要由定子和转子两部分组成，线圈不动磁极旋转的发电机叫做旋转磁极式发电机．
4.直流电和交流电：从电池得到的电流的方向不变，通常叫做直流电（DC）。电流方向周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流电（AC）。在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率，频率的单位是_赫兹，符号为 Hz。我国家庭电路使用的交流电，电压是220V，周期是0.02s，频率是50Hz，电流方向1s改变100次．
知识点1. 什么情况下磁能生电
1．问题：电流能产生磁场，能不能使磁生电？
2．实验设计：
（1）实验方法：①电流是看不到、摸不着的,所以在实验中利用____,根据电流计的指针是否偏转来判断是否有电流。
②导体在磁场中产生的电流可能与多个因素有关,故在实验时需利用____。
（2）实验器材：因为产生的电流很小，所以用____来检测是否有电流产生，还需要蹄形磁体、导体、铁架台、导线、线圈。
3.实验步骤：
如图是实验装置，闭合开关后，钢棒ab、电流表、开关组成闭合电路。
(1)让直导线在蹄形磁体的磁场中静止,换用不同强度的磁体。
现象：观察到电流计指针____。结论：____。
(2)让直导线在蹄形磁体中上、下运动。
现象：观察到电流计指针____。结论：____。
(3)将直导线在磁场中向左运动。
现象：电流计指针向____偏转。结论：导线中产生了____。
(4)将直导线在磁场中向右运动。
现象：电流计指针向____偏转。结论：____，电流的方向与____方向有关。
(5)蹄形磁体的N、S极对调，将直导线在磁场中向右运动。
现象：电流计指针向____偏转。结论：____，电流的方向与____方向有关。
(6)将直导线在磁场中斜着运动。
现象：电流计指针____。结论：____。
4.实验记录：
次数 开关 磁场方向 导体ab的运动方向 电流表指针的偏转方向
1 断开 上N下S 向右运动 不偏转
2 闭合 上N下S 向右运动 向左偏转
3 闭合 上N下S 向左运动 向右偏转
4 闭合 上N下S 向上运动 不偏转
5 闭合 上S下N 向下运动 不偏转
6 闭合 上S下N 向右运动 向右偏转
7 闭合 上S下N 向左运动 向左偏转
5.实验结论：____电路的____导体在磁场中做____时产生电流的现象叫电磁感应现象，产生的电流叫感应电流。它是1831年由____国物理学家____第一个发现的，根据这个发现发明了____。
6.产生感应电流的条件：①电路必须____。②导体必须在____中做____。
7.影响感应电流方向的因素：在电磁感应现象中，感应电流的方向跟____和____有关。
知识点2. 发电机
1.观察手摇发电机发电
(1)观看手摇式发电机的构造有：摇柄、皮带、____（定子）、____（转子）、铜环、电刷等部分构成。
（2）把一台手摇发电机跟小灯泡连接起来，当摇动手柄使线圈在磁场中快速转动，观察到什么？
小灯泡____，说明电路中有了____。线圈转得越快，小灯泡____，说明____电流越大。
（3）将灯泡换成电流计，慢摇发电机，会发现电流计的指针左右____；这说明了通过电流表中的电流____是变化的。
（4）把两个发光二极管极性相反地并联起来，接到原来灯泡的位置，转动摇把，二极管____发光，说明产生的____电流不停在改变。
2.交流电
（1）概念：从上面演示可以看出，发电机能发电，且发出的电的____和____是变化的。我们把这种大小和方向随时间变化的电流叫做____电流, 简称交流。
（2）频率：电流在____内周期性变化的次数。单位是____，符号是____；我国电网交流电频率为____。
（3）周期：交流周期性变化一次的____。单位：____；我国电网交流供电，周期为____S 。
3.发电机
(1)发电机的工作原理是____现象，在工作过程中将____能转化为____能。
(2)发电机分为：____发电机和____发电机
4.交流发电机的工作原理。
当线圈在外力的带动下在磁场中转动时，线圈的ab和cd两个边分别切割磁感线，且切割的方向不同，所以它们产生的感应电流方向也不同，这正好使线圈沿着某一个方向向外流出电流。
甲：当转子转到与磁感线垂直时，线圈没有切割磁感线，线圈中____电流．
乙：当转子转过平衡位置时，线圈____磁感线，线圈中产生电流．
丙：当转子继续向下旋转到达与磁感线垂直位置时，线圈没有切割磁感线，线圈中____电流．
丁：当转子继续旋转时，当线圈转过了180度以后，线圈的每条边的运动方向正好____，故它们产生感应电流的方向也会相反，所以还会出现电流表指针方向一会儿向左偏一会儿向右偏的现象。
温馨提醒：发电机与电动机的比较
设备项目 电动机 发电机
结构 定子和转子 定子和转子
能量转换 电能转换成机械能 机械能转换成电能
原理 通电线圈在磁场里转动 电磁感应现象
分类 交流电动机直流电动机 交流发电机直流发电机
考点1. 电磁感应现象
【例题1】（2023广东省）如题图所示，小明用线圈、条形磁铁和灵敏电流计来验证电磁感应现象，下列不能使灵敏电流计指针发生偏转的操作是（ ）
A. 线圈不动，磁铁快速向上 B. 线圈不动，磁铁快速向下
C. 磁铁不动，线圈快速向上 D. 线圈和磁铁同时同速向上
考点2. 产生感生电流的条件
【例题2】（2023安徽）图示为探究产生感应电流条件的装置。某次实验时，若导体AB不动，磁体沿图中箭头所示方向运动，则闭合回路中________（选填“能”或“不能”）产生感应电流。
考点3. 发电机
【例题3】（2023河南省） 图是小聪设计的一款小制作，圆筒A中安装有磁铁和可转动的线圈。
有风吹过时，扇叶带动线圈转动，可使接入的LED灯发光。下列设备与小制作的工作原理相同的
是（　　）
A. 电风扇 B. 电熨斗 C. 发电机 D. 汽油机
【演练1】（2022江苏泰州）如图甲所示是一款新式手电筒，当沿图中箭头方向来回摇动电筒时，灯泡就能发光图乙所示的四个实验中能反映其工作原理的是（　　）
A. B. C. D.
【演练2】某同学用如图甲所示的装置探究什么情况下磁可以生电。在蹄形磁体的磁场中放置一根导线，导线两端跟电流表连接组成闭合回路。
（1）让导线AB在磁场中静止，观察到电流表指针______；让导线AB在磁场中静止，换用磁性更强的蹄形磁体，观察到电流表指针______；保持蹄形磁体静止让导线AB从图中所示位置水平向右运动，观察到电流表指针______。（填“偏转”或“不偏转”）
（2）图乙中的a表示垂直于纸面的-根导线，它是闭合电路的一部分。它在磁场中按箭头方向运动时，会产生感应电流的是______（填标号）。
1.用表格比较发电机与电动机
设备项目 电动机 发电机
结构 定子和转子 定子和转子
能量转换 电能转换成机械能 机械能转换成电能
原理 通电线圈在磁场里转动 电磁感应现象
分类 交流电动机直流电动机 交流发电机直流发电机
2. 课节记忆思维导图
（满分100分，答题时间45分钟，根据下面给出的试题答案与解析自测自评）
一、选择题（本大题8小题，每小题4分，共32分）
1. 发电机发电是获取电能的重要方式，下列实验揭示发电机原理的是（　　）
A.奥斯特实验 B.电磁感应现象 C.磁场对电流的作用 D.自制电磁铁
2. （2022湖南益阳）下列设备中利用电磁感应原理工作的是（　　）
A. 白炽灯泡 B. 电风扇 C. 发电机 D. 洗衣机
3. （2023新疆）如图所示，a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分。它在磁场中按箭头方向运动时，导线a中会产生感应电流且方向相反的两种情况是（　　）
A. ①和② B. ①和③ C. ②和④ D. ③和④
4.（2023湖北天门等）关于如图所示的实验，下列说法正确的是（ ）
A. 该装置是用于探究“磁场对通电导线的作用”
B. 导线ab运动时将电能转化为机械能
C. 导线ab竖直向上运动时，灵敏电流计指针一定偏转
D. 导线ab水平向左运动时，灵敏电流计指针一定偏转
5. 中国白鹤滩水电站发电机单机功率100万千瓦，位居全球第一，下图中能说明发电机工作原理是（　　）
A. B. C. D.
6. 无线充电是一种更便捷的充电方式。如图甲所示是市场上支持无线充电的智能手机和充电器。无线充电的原理是：电流通过送电线圈（充电器内）产生磁场，受电线圈（手机上）靠近磁场时就会产生电流，给智能手机充电，如图乙所示。则受电线圈处用到了下图实验原理的是（　　）
A. B. C. D.
7. 某同学利用如图所示的实验装置探究电磁感应现象，实验时开关S始终闭合且磁体保持静止，下列探究过程及结论均合理的是（　　）
A. 导线ab保持静止，未观察到灵敏电流计指针发生偏转，说明磁不能生电
B. 导线ab上下运动，未观察到灵敏电流计指针发生偏转，说明导体在磁场中运动不会产生感应电流
C. 导线ab分别向左、向右运动，观察到灵敏电流计指针偏转方向不同，说明感应电流的方向与导线运动方向有关
D. 磁体的S极在上时，使导线ab向左运动；N极在上时，使导线ab向右运动，观察到两次灵敏电流计指针偏转方向相同，说明感应电流的方向与磁场方向无关
8. （2022安徽）用图示装置探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件，实验时蹄形磁体保持静止，导体棒ab处在坚直向下的磁场中。下列操作中能使灵敏电流计的指针发生偏转的是（　　）
A. 导体棒ab保持静止 B. 导体棒ab向左运动
C. 导体棒ab竖直向下运动 D. 导体棒ab竖直向上运动
二、填空题（本大题3小题，8个空，每空4分，共32分）
1. （2022广西百色）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。闭合开关，使导体ab向左运动，电路中_____感应电流（选填“有”或“无”），这一过程机械能转化为____能。
2. （2023湖北孝感）如图是动圈式话筒内部结构图，对着话筒说话时，声带_______发出声音，使膜片带动线圈做切割磁感线运动，产生的感应电流进入扬声器，将声音放大，改变了声音的_______（选填“音调”或“响度”）。线圈切割磁感线运动的过程中，将_______能转化为电能。
3．如图是一款“运动手环”，其主要部分是一段内置有一小块磁铁的密闭的空心塑料管，管外缠绕着线圈。戴着这种手环走路时塑料管跟着手一起运动，磁铁则在管内反复运动，线圈中便会产生电流，液晶上就会显示出运动的步数。此过程利用了　　原理，将　　能转化为电能。计步的数据还可通
过　　传送到手机上。
三、实验题（本大题3小题，8个空，每空4分，共36分）
1.（20分）发电机是如何发电的呢？同学们用如图所示的装置进行探究．
（1）当导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，灵敏电流计G指针不偏转，说明电路中　　（选填“有”或“无”）电流产生．
（2）小芳无意间碰到导体ab，导体ab晃动起来，小明发现电流表指针发生了 偏转，就说：“让导体在磁场中运动就可产生电流”，但小芳说：“不一定，还要看导体怎样运动”．为验证猜想，它们继续探究，并把观察到的现象记录如下：
序号 磁体摆放方向 ab运动方向 电流计指针偏转情况
1 N极在上 竖直上下运动 不偏转
2 水平向左运动 向右偏转
3 水平向右运动 向左偏转
4 N极在下 竖直上下运动 不偏转
5 水平向左运动 向左偏转
6 水平向右运动 向右偏转
分析实验现象后，同学们一致认为小芳的观点是　　 （选填“正确”或“错误”）的，比较第2、3次实验现象发现，产生的电流的方向跟　　 有关；比较第3、6次实验现象发现，产生的电流的方向还跟　　 有关．
（3）在整理器材时，小明未断开开关，先撤去蹄形磁铁，有同学发现指针又偏转了！他们再重复刚才的操作，发现电流表的指针都偏转，请教老师后得知，不论是导体运动还是磁体运动，只要闭合电路的一部分导体在　 　中做　　 运动，电路中就会产生感应电流，这就是发电机发电的原理，此原理最早由英国物理学家　 　发现．
2. （16分）图是小明做“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。
（1）实验时，小明通过观察_______来判断电路中是否产生感应电流；
（2）小明进行了如图所示的5次操作，其中能产生感应电流的是_______（选填所有符合要求的操作序号）；
（3）完成实验后，小明认为实验现象不太明显，请你提出一条改进措施：___________；
（4）利用“磁生电”工作的装置有______（选填“电铃”“扬声器”“动圈式话筒”或“电磁起重机”）。
发电机的发明
1.迈克尔·法拉第是世界著名的自学成才的科学家，英国物理学家、化学家，他把磁力线和电力线的重要概念引入了物理学，通过强调不是磁铁本身而是它们之间的“场”，为当代物理学中的许多进法拉第展开拓了道路。
2.发电机是指将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它分为直流发电机和交流发电机，工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律，广泛用于工农业生产、国防、科技及日常生活中。
3.发电机不发电是什么原因？发电机绕组有短路或对地绝缘不良，导致电设备及发电机性能变坏；空载时中性线对地无电压，而有负荷时出现电压。与电网并列的发电机电网电压过高；励磁装置的故障引起过励磁。等等。
学习目标
自学知识点梳理
考点例题精讲
对点演练
解题方法归纳
课时减负课外小测验
科学精神与担当
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2023-2024人教版9年物理全册同步学讲练测学案（全国通用）
第二十章 磁现象 磁场 专题20.5 磁生电
1.知道电磁感应现象，知道产生感应电流的条件。
2.知道发电机的原理,了解交流电的初步知识,知道发电机发电过程中的能量转化。
3.能区别直流电和交流电，知道我国生产和生活用的交流电的频率。
阅读本节课教材，参考教材完成教师给出的知识点问题的填空：
1．英国物理学家 法拉第1831年首先用实验的方法发现了电磁感应现象，这一重大发现使人类实现了将机械能转化为电能的愿望。
2．电磁感应现象的发现，经历了漫长的实验探究过程，这是因为电磁感应现象的产生必须符合一定的条件，这就是闭合电路中的一部分导体，在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中才会有电流产生，这种电流称为感应电流。
3．发电机是根据发电机是根据_电磁感应 现象制成的，发电机的诞生实现了机械能向电能的转化。交流发电机主要由定子和转子两部分组成，线圈不动磁极旋转的发电机叫做旋转磁极式发电机．
4.直流电和交流电：从电池得到的电流的方向不变，通常叫做直流电（DC）。电流方向周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流电（AC）。在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率，频率的单位是_赫兹，符号为 Hz。我国家庭电路使用的交流电，电压是220V，周期是0.02s，频率是50Hz，电流方向1s改变100次．
知识点1. 什么情况下磁能生电
1．问题：电流能产生磁场，能不能使磁生电？
2．实验设计：
（1）实验方法：①电流是看不到、摸不着的,所以在实验中利用转换法,根据电流计的指针是否偏转来判断是否有电流。
②导体在磁场中产生的电流可能与多个因素有关,故在实验时需利用控制变量法。
（2）实验器材：因为产生的电流很小，所以用 电流计来检测是否有电流产生，还需要蹄形磁体、导体、铁架台、导线、线圈。
3.实验步骤：
如图是实验装置，闭合开关后，钢棒ab、电流表、开关组成闭合电路。
(1)让直导线在蹄形磁体的磁场中静止,换用不同强度的磁体。
现象：观察到电流计指针没有偏转。结论：没有产生电流。
(2)让直导线在蹄形磁体中上、下运动。
现象：观察到电流计指针没有偏转。结论：没有产生电流。
(3)将直导线在磁场中向左运动。
现象：电流计指针向向左偏转。结论：导线中产生了电流。
(4)将直导线在磁场中向右运动。
现象：电流计指针向右偏转。结论：导线中产生了电流，电流的方向与导体的运动方向有关。
(5)蹄形磁体的N、S极对调，将直导线在磁场中向右运动。
现象：电流计指针向左偏转。结论：导线中产生了电流，电流的方向与磁场的方向方向有关。
(6)将直导线在磁场中斜着运动。
现象：电流计指针偏转。结论：导线中产生了电流。
4.实验记录：
次数 开关 磁场方向 导体ab的运动方向 电流表指针的偏转方向
1 断开 上N下S 向右运动 不偏转
2 闭合 上N下S 向右运动 向左偏转
3 闭合 上N下S 向左运动 向右偏转
4 闭合 上N下S 向上运动 不偏转
5 闭合 上S下N 向下运动 不偏转
6 闭合 上S下N 向右运动 向右偏转
7 闭合 上S下N 向左运动 向左偏转
5.实验结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生电流的现象叫电磁感应现象，产生的电流叫感应电流。它是1831年由英国物理学家法拉第第一个发现的，根据这个发现发明了发电机。
6.产生感应电流的条件：①电路必须 闭合。②导体必须在磁场中做切割磁感线运动。
7.影响感应电流方向的因素：在电磁感应现象中，感应电流的方向跟导体的运动方向和磁感线方向有关。
知识点2. 发电机
1.观察手摇发电机发电
(1)观看手摇式发电机的构造有：摇柄、皮带、磁体（定子）、线圈（转子）、铜环、电刷等部分构成。
（2）把一台手摇发电机跟小灯泡连接起来，当摇动手柄使线圈在磁场中快速转动，观察到什么？
小灯泡发光，说明电路中有了电流。线圈转得越快，小灯泡越亮，说明感应电流越大。
（3）将灯泡换成电流计，慢摇发电机，会发现电流计的指针左右摆动；这说明了通过电流表中的电流方向是变化的。
（4）把两个发光二极管极性相反地并联起来，接到原来灯泡的位置，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。
2.交流电
（1）概念：从上面演示可以看出，发电机能发电，且发出的电的大小和方向是变化的。我们把这种大小和方向随时间变化的电流叫做交变电流, 简称交流。
（2）频率：电流在1秒内周期性变化的次数。单位是赫兹，符号是Hz；我国电网交流电频率为50Hz。
（3）周期：交流周期性变化一次的时间。单位：s；我国电网交流供电，周期为0.02S 。
3.发电机
(1)发电机的工作原理是电磁感应现象，在工作过程中将机械能转化为电能。
(2)发电机分为：交流发电机和直流发电机
4.交流发电机的工作原理。
当线圈在外力的带动下在磁场中转动时，线圈的ab和cd两个边分别切割磁感线，且切割的方向不同，所以它们产生的感应电流方向也不同，这正好使线圈沿着某一个方向向外流出电流。
甲：当转子转到与磁感线垂直时，线圈没有切割磁感线，线圈中不产生电流．
乙：当转子转过平衡位置时，线圈切割磁感线，线圈中产生电流．
丙：当转子继续向下旋转到达与磁感线垂直位置时，线圈没有切割磁感线，线圈中不产生电流．
丁：当转子继续旋转时，当线圈转过了180度以后，线圈的每条边的运动方向正好相反，故它们产生感应电流的方向也会相反，所以还会出现电流表指针方向一会儿向左偏一会儿向右偏的现象。
温馨提醒：发电机与电动机的比较
设备项目 电动机 发电机
结构 定子和转子 定子和转子
能量转换 电能转换成机械能 机械能转换成电能
原理 通电线圈在磁场里转动 电磁感应现象
分类 交流电动机直流电动机 交流发电机直流发电机
考点1. 电磁感应现象
【例题1】（2023广东省）如题图所示，小明用线圈、条形磁铁和灵敏电流计来验证电磁感应现象，下列不能使灵敏电流计指针发生偏转的操作是（ ）
A. 线圈不动，磁铁快速向上 B. 线圈不动，磁铁快速向下
C. 磁铁不动，线圈快速向上 D. 线圈和磁铁同时同速向上
【答案】D
【解析】A．线圈不动，磁铁快速向上，闭合回路的磁通量发生变化，会产生感应电流，电流计指针会发生偏转，故A不符合题意；
B．线圈不动，磁铁快速向下，闭合回路的磁通量发生变化，会产生感应电流，电流计指针会发生偏转，故B不符合题意；
C．磁铁不动，线圈快速向上，闭合回路的磁通量发生变化，会产生感应电流，电流计指针会发生偏转，故C不符合题意；
D．线圈和磁铁同时同速向上，线圈和磁铁保持相对静止，闭合回路的磁通量不会发生变化，不会产生感应电流，电流计指针不会发生偏转，故D符合题意。故选D。
考点2. 产生感生电流的条件
【例题2】（2023安徽）图示为探究产生感应电流条件的装置。某次实验时，若导体AB不动，磁体沿图中箭头所示方向运动，则闭合回路中________（选填“能”或“不能”）产生感应电流。
【答案】能
【解析】若保持导体AB不动，闭合开关，左右移动磁体，导体会切割磁感线，也能产生感应电流。
考点3. 发电机
【例题3】（2023河南省） 图是小聪设计的一款小制作，圆筒A中安装有磁铁和可转动的线圈。
有风吹过时，扇叶带动线圈转动，可使接入的LED灯发光。下列设备与小制作的工作原理相同的
是（　　）
A. 电风扇 B. 电熨斗 C. 发电机 D. 汽油机
【答案】C
【解析】装置A中有磁铁和可转动的线圈，当有风吹向风扇时扇叶转动，扇叶带动线圈在磁场中转动切割磁感线，会产生感应电流，使接入的LED灯发光，是利用电磁感应现象的原理工作的，说明磁能够产生电；在此过程中，机械能转化为电能；
A．电风扇的主要部件是电动机，原理是通电线圈在磁场中受力转动，故A不符合题意；
B．电熨斗的原理是电流的热效应，故B不符合题意；
C．发电机的原理是电磁感应现象，故C符合题意；
D．汽油机是内燃机，对外做功时将内能转化为机械能，故D不符合题意。
故选C。
【演练1】（2022江苏泰州）如图甲所示是一款新式手电筒，当沿图中箭头方向来回摇动电筒时，灯泡就能发光图乙所示的四个实验中能反映其工作原理的是（　　）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】当沿图中箭头方向来回摇动电筒时，导线中产生了感应电流，使小灯泡发光，利用的是电磁感应现象。
A．闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，是电磁感应现象，故A符合题意；
B．通电导体在磁场中受力转动，是电动机工作原理，故B不符合题意；
C．该实验是奥斯特实验，利用的是电流周围有磁场，使下方小磁针受力转动，故C不符合题意；
D．当移动滑动变阻器的滑片，电路电流发生变化，研究的是电磁铁磁性强弱与电流的关系，故D不符合题意。故选A。
【演练2】某同学用如图甲所示的装置探究什么情况下磁可以生电。在蹄形磁体的磁场中放置一根导线，导线两端跟电流表连接组成闭合回路。
（1）让导线AB在磁场中静止，观察到电流表指针______；让导线AB在磁场中静止，换用磁性更强的蹄形磁体，观察到电流表指针______；保持蹄形磁体静止让导线AB从图中所示位置水平向右运动，观察到电流表指针______。（填“偏转”或“不偏转”）
（2）图乙中的a表示垂直于纸面的-根导线，它是闭合电路的一部分。它在磁场中按箭头方向运动时，会产生感应电流的是______（填标号）。
【答案】 （1）不偏转 不偏转 偏转 （2） CD
【解析】（1）让导线AB在磁场中静止，导线没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，观察到电流表指针不偏转。
让导线AB在磁场中静止，换用磁性更强的蹄形磁体，导线没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，观察到电流表指针不偏转。
持蹄形磁体静止让导线AB从图中所示位置水平向右运动，导体做切割磁感线运动，会产生感应电流，观察到电流表指针偏转。
（2）AB．图AB中导体运动的方向与磁感线平行，导线没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，故AB不符合题意；
CD．图CD中，导体做切割磁感线运动，会产生感应电流，故CD符合题意。故选CD。
1.用表格比较发电机与电动机
设备项目 电动机 发电机
结构 定子和转子 定子和转子
能量转换 电能转换成机械能 机械能转换成电能
原理 通电线圈在磁场里转动 电磁感应现象
分类 交流电动机直流电动机 交流发电机直流发电机
2. 课节记忆思维导图
（满分100分，答题时间45分钟，根据下面给出的试题答案与解析自测自评）
一、选择题（本大题8小题，每小题4分，共32分）
1. 发电机发电是获取电能的重要方式，下列实验揭示发电机原理的是（　　）
A.奥斯特实验 B.电磁感应现象 C.磁场对电流的作用 D.自制电磁铁
【答案】B
【解析】A．奥斯特实验证明了通电导体周围存在磁场，故A不符合题意；
B．闭合电路中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，这就是电磁感应现象，发电机就是利用这个原理制成的，故B符合题意；
C．通电导体在磁场中会受到力的作用，根据这个原理制成了电动机，故C不符合题意；
D．电磁铁是利用电流的磁效应工作的，故D不符合题意。
2. （2022湖南益阳）下列设备中利用电磁感应原理工作的是（　　）
A. 白炽灯泡 B. 电风扇 C. 发电机 D. 洗衣机
【答案】C
【解析】A．白炽灯泡是利用灯丝通电后发热的原理制成的，即利用了电流的热效应，故A不符合题意；
BD．电风扇、洗衣机的主要部件是电动机，利用通电导体在磁场中受力的作用的原理，故BD不符合题意；
C．发电机是利用电磁感应原理，即闭合回路的部分导体做切割磁感线运动，产生感应电流的现象，故C符合题意。故选C。
3. （2023新疆）如图所示，a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分。它在磁场中按箭头方向运动时，导线a中会产生感应电流且方向相反的两种情况是（　　）
A. ①和② B. ①和③ C. ②和④ D. ③和④
【答案】D
【解析】磁极间的磁感线是从N极指向S极，由图可知，①和②中的导线运动的方向与磁感线方向相同或相反，没有做切割磁感线运动，所以不会产生感应电流；而③和④中的导线做切割磁感线运动且方向相反，会产生感应电流，由于感应电流的方向与磁场的方向和导体切割磁感线运动的方向有关，所以③和④中产生的电流方向相反。故选D。
4.（2023湖北天门等）关于如图所示的实验，下列说法正确的是（ ）
A. 该装置是用于探究“磁场对通电导线的作用”
B. 导线ab运动时将电能转化为机械能
C. 导线ab竖直向上运动时，灵敏电流计指针一定偏转
D. 导线ab水平向左运动时，灵敏电流计指针一定偏转
【答案】D
【解析】A．该装置是研究电磁感应的现象实验装置，图中电流计是否发生偏转反映了是否有感应电流产生，故A错误；
B．ab棒运动时，具有机械能，产出感应电流时，电路中具有电能，产生感应电流的过程是机械能转化为电能的过程，故B错误。
CD．产生感应电流的条件：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中产生感应电流。当ab棒在图中位置水平左右运动时，符合产生感应电流的条件，电路中有感应电流产生，灵敏电流计的指针发生偏转；当ab棒在图中位置竖直上下运动时，没有切割磁感线，因此不会产生感应电流，电流表指针不会发生偏转；故D正确，C错误；故选D。
5. 中国白鹤滩水电站发电机单机功率100万千瓦，位居全球第一，下图中能说明发电机工作原理是（　　）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】发电机的工作原理是，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；
A．如图是奥斯特实验的原理图，实验说明通电导线周围存在着磁场，故A不符合题意；
B．如图，闭合开关，导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中有感应电流产生，故B符合题意；
C．如图，电路中有电源，闭合开关，通电导体在磁场中受力运动，是电动机的原理图，故C不符合题意；
D．如图，闭合开关，通电螺线管产生磁场，可以吸引铁钉，改变电路中电流的大小可以探究电磁铁磁性大小与电流的关系，故D不符合题意。故选B。
6. 无线充电是一种更便捷的充电方式。如图甲所示是市场上支持无线充电的智能手机和充电器。无线充电的原理是：电流通过送电线圈（充电器内）产生磁场，受电线圈（手机上）靠近磁场时就会产生电流，给智能手机充电，如图乙所示。则受电线圈处用到了下图实验原理的是（　　）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】A．已知手机上的受电线圈靠近磁场时就会产生电流，给智能手机充电，这是利用电磁感应原理工作的。图中给导体通电，导体便会运动，说明通电导体在磁场受力的作用，故A不符合题意；
B．在有机玻璃上均匀撒满铁屑，给螺线管通电，轻敲板面后，铁屑的排列如上图所示，本实验研究通电螺线管周围的磁场情况，故B不符合题意；
C．闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动，导体中就会产生感应电流，即为电磁感应现象，故C符合题意；
D．图中实验为奥斯特实验，说明通电导线周围存在磁场，即电产生磁，故D不符合题意。
7. 某同学利用如图所示的实验装置探究电磁感应现象，实验时开关S始终闭合且磁体保持静止，下列探究过程及结论均合理的是（　　）
A. 导线ab保持静止，未观察到灵敏电流计指针发生偏转，说明磁不能生电
B. 导线ab上下运动，未观察到灵敏电流计指针发生偏转，说明导体在磁场中运动不会产生感应电流
C. 导线ab分别向左、向右运动，观察到灵敏电流计指针偏转方向不同，说明感应电流的方向与导线运动方向有关
D. 磁体的S极在上时，使导线ab向左运动；N极在上时，使导线ab向右运动，观察到两次灵敏电流计指针偏转方向相同，说明感应电流的方向与磁场方向无关
【答案】C
【解析】A．导线ab保持静止，未观察到灵敏电流计指针发生偏转，说明导线不切割磁感线时，磁不能生电，故A不符合题意；
B．导线ab上下运动，未观察到灵敏电流计指针发生偏转，说明导体在磁场中不切割磁感线运动时，不会产生感应电流，故B不符合题意；
C．导线ab分别向左、向右运动，观察到灵敏电流计指针偏转方向不同，说明感应电流方向与导线切割磁感线时运动的方向有关，故C符合题意；
D．磁体的S极在上时，使导线ab向左运动：N极在上时，使导线ab向右运动，观察到两次灵敏电流计指针偏转方向相同，不能说明感应电流的方向与磁场方向无关，因为没有保持导线ab的运动方向不变，故D不符合题意。故选C。
8. （2022安徽）用图示装置探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件，实验时蹄形磁体保持静止，导体棒ab处在坚直向下的磁场中。下列操作中能使灵敏电流计的指针发生偏转的是（　　）
A. 导体棒ab保持静止 B. 导体棒ab向左运动
C. 导体棒ab竖直向下运动 D. 导体棒ab竖直向上运动
【答案】B
【解析】A．导体棒ab保持静止，没有切割磁感线，故不会产生感应电流，故A不符合题意；
B．导体棒ab向左运动，切割了磁感线会产生感应电流，故B符合题意；
C．导体棒ab竖直向下运动，没有切割磁感线，故不会产生感应电流，故C不符合题意；
D．导体棒ab竖直向上运动，没有切割磁感线，故不会产生感应电流，故D不符合题意。故选B。
二、填空题（本大题3小题，8个空，每空4分，共32分）
1. （2022广西百色）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。闭合开关，使导体ab向左运动，电路中_____感应电流（选填“有”或“无”），这一过程机械能转化为____能。
【答案】 有 电
【解析】闭合开关，使导体ab向左运动，导体棒做切割磁感线运动，会产生感应电流，该过程的能量转化为机械能转化为电能，应用是发电机。
2. （2023湖北孝感）如图是动圈式话筒内部结构图，对着话筒说话时，声带_______发出声音，使膜片带动线圈做切割磁感线运动，产生的感应电流进入扬声器，将声音放大，改变了声音的_______（选填“音调”或“响度”）。线圈切割磁感线运动的过程中，将_______能转化为电能。
【答案】 振动 响度 机械
【解析】对着话筒说话时，声带振动产生声音，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，线圈做切割磁感线运动，产生的感应电流进入扬声器，将声音放大，使声音的响度变大，线圈切割磁感线运动的过程中，消耗机械能，产生电能，将机械能转化为电能。
3．如图是一款“运动手环”，其主要部分是一段内置有一小块磁铁的密闭的空心塑料管，管外缠绕着线圈。戴着这种手环走路时塑料管跟着手一起运动，磁铁则在管内反复运动，线圈中便会产生电流，液晶上就会显示出运动的步数。此过程利用了　　原理，将　　能转化为电能。计步的数据还可通
过　　传送到手机上。
【答案】电磁感应；机械；电磁波。
【解析】根据“运动手环”的特点可知，当塑料管运动时，磁铁在管中反向运动，线圈切割磁感线而产生电流。因此，运动手环的基本原理是电磁感应，产生电流的过程中将机械能转化为电能。
计步的数据是通过蓝牙技术传送到手机上，蓝牙是通过电磁波传递信息。
【点评】了解电磁感应现象，知道产生感应电流的条件，明确这一过程中的能量转化，是解答本题的关键。
三、实验题（本大题3小题，8个空，每空4分，共36分）
1.（20分）发电机是如何发电的呢？同学们用如图所示的装置进行探究．
（1）当导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，灵敏电流计G指针不偏转，说明电路中　　（选填“有”或“无”）电流产生．
（2）小芳无意间碰到导体ab，导体ab晃动起来，小明发现电流表指针发生了 偏转，就说：“让导体在磁场中运动就可产生电流”，但小芳说：“不一定，还要看导体怎样运动”．为验证猜想，它们继续探究，并把观察到的现象记录如下：
序号 磁体摆放方向 ab运动方向 电流计指针偏转情况
1 N极在上 竖直上下运动 不偏转
2 水平向左运动 向右偏转
3 水平向右运动 向左偏转
4 N极在下 竖直上下运动 不偏转
5 水平向左运动 向左偏转
6 水平向右运动 向右偏转
分析实验现象后，同学们一致认为小芳的观点是　　 （选填“正确”或“错误”）的，比较第2、3次实验现象发现，产生的电流的方向跟　　 有关；比较第3、6次实验现象发现，产生的电流的方向还跟　　 有关．
（3）在整理器材时，小明未断开开关，先撤去蹄形磁铁，有同学发现指针又偏转了！他们再重复刚才的操作，发现电流表的指针都偏转，请教老师后得知，不论是导体运动还是磁体运动，只要闭合电路的一部分导体在　 　中做　　 运动，电路中就会产生感应电流，这就是发电机发电的原理，此原理最早由英国物理学家　 　发现．
【答案】（1）无（2）正确；导体的运动方向；磁场方向（3）磁场；切割磁感线；法拉第．
【解析】（1）当导体ab静止悬挂起来后，闭合开关，此时导体没有做切割磁感线运动，灵敏电流计G指针不偏转，说明电路中无电流产生；
（2）根据表格中的信息可知，当导体在磁场中运动时，电流计指针不一定偏转，说明不一定产生电流，故小芳的观点是正确的；
比较第2、3次实验现象发现，磁场方向相同，导体运动的方向不同，产生电流的方向不同，即产生的电流的方向跟导体运动方向有关；
比较第3、6次实验现象发现，导体运动的方向相同，磁场方向不同，产生电流的方向不同，即产生的电流的方向还跟磁场方向有关．
（3）电路闭合时，不论是导体运动还是磁体运动，导体会做切割磁感线运动，所以导体中有感应电流产生，这种现象是电磁感应，此原理最早由英国物理学家法拉第发现的．
2. （16分）图是小明做“探究什么情况下磁可以生电”的实验装置。
（1）实验时，小明通过观察_______来判断电路中是否产生感应电流；
（2）小明进行了如图所示的5次操作，其中能产生感应电流的是_______（选填所有符合要求的操作序号）；
（3）完成实验后，小明认为实验现象不太明显，请你提出一条改进措施：___________；
（4）利用“磁生电”工作的装置有______（选填“电铃”“扬声器”“动圈式话筒”或“电磁起重机”）。
【答案】（1）灵敏电流计的指针是否偏转（2） ①③④（3）将导体AB换成多匝线圈 （4）动圈式话筒
【解析】（1）感应电流的有无是通过灵敏电流计的指针是否偏转来体现的，若灵敏电流表的指针发生偏转，就说明产生了感应电流。
（2）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，①导体棒AB水平向右运动，导体棒AB做切割磁感线运动，产生感应电流；③导体棒AB斜向上运动，导体棒AB做切割磁感线运动，产生感应电流；④磁体水平向左运动，导体棒AB切割磁感线，产生感应电流。②导体棒AB竖直运动，没有切割磁感线运动，不产生感应电流；⑤磁体竖直向上运动，磁感线没有被导体切割，不产生感应电流。所以①③④可以产生感应电流。
（3）电流的大小应与切割磁感线的速度、磁场强度、线圈匝数有关；将导体AB换成多匝线圈（或换磁性更强的磁体，增大导体AB切割磁感线的运动速度）。
（4）扬声器是把电信号转化为声信号，利用通电导体在磁场中受力原理；电铃、电磁起重机的主要部件是电磁铁，利用电流的磁效应；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。
发电机的发明
1.迈克尔·法拉第是世界著名的自学成才的科学家，英国物理学家、化学家，他把磁力线和电力线的重要概念引入了物理学，通过强调不是磁铁本身而是它们之间的“场”，为当代物理学中的许多进法拉第展开拓了道路。
2.发电机是指将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它分为直流发电机和交流发电机，工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律，广泛用于工农业生产、国防、科技及日常生活中。
3.发电机不发电是什么原因？发电机绕组有短路或对地绝缘不良，导致电设备及发电机性能变坏；空载时中性线对地无电压，而有负荷时出现电压。与电网并列的发电机电网电压过高；励磁装置的故障引起过励磁。等等。
学习目标
自学知识点梳理
考点例题精讲
对点演练
解题方法归纳
课时减负课外小测验
科学精神与担当
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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