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专题03 磁生电及其应用
一.电磁感应现象
1.电磁感应：
（1）定义：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应，产生的电流叫感应电流。
（2）1831年英国物理学家法拉第发现了电磁感应。
（3）在电磁感应现象中，感应电流的方向跟导体切割磁感线运动的方向和磁场方向有关。
2.产生感应电流的条件：
（1）电路必须是闭合的。
（2）一部分导体在磁场中。
（3）在磁场中的部分导体做切割磁感线运动。
3.影响感应电流大小的因素：
（1）与导体切割磁感线的速度有关。速度越大感应电流越大。
（2）磁场的强度有关。强度越大感应电流越大。
（3）与导线切割磁感线的有效长度有关。有效长度越长，感应电流越大。
二.发电机
1.交流发电机：利用电磁感应原理实现机械能转化为电能。
2.交流电与直流电：
（1）交流电：大小和方向发生周期性改变的电流，叫交流电。我国供生产和生活的交流电周期0.02秒，频率是50赫兹，电流方向每秒钟改变100次。
（2）直流电：电流方向不随时间而改变的电流叫直流电。
三.电磁感应的应用
1.发电机：
原理：
发电机利用电磁感应原理将机械能转化为电能。发电机的核心部件是旋转的电磁铁和固定的线圈。当电磁铁旋转时，它产生的磁场会穿过线圈，导致线圈中产生感应电动势，进而产生电流。
2.无线充电：
原理：
无线充电通过电磁感应原理实现。在充电座中，电流通过线圈产生磁场，当手机等设备放在充电座上时，它们的内部线圈会感应到这个磁场并产生电流，从而实现无线充电。
3. 动圈式话筒
原理：
当声波（即声音）作用于振膜时，振膜会根据声压的变化而振动。由于音圈连接在振膜上，因此当振膜振动时，音圈也会随着一起振动。当音圈在磁场中振动时，根据电磁感应的原理，音圈中会产生感应电流（电信号）。这个感应电流的大小和方向都会随着音圈的振动而变化，即随着声波的变化而变化。感应电流（电信号）随后会通过话筒的输出端口传递到音频设备，如扩音器或录音机等。
4. 录音机
原理：
录制过程
声音信号转换为电信号：当声音通过录音机的麦克风时，声音波动导致麦克风内部的振动膜片振动。
麦克风内部的线圈（与振动膜片相连）在磁场中振动，根据电磁感应原理，线圈内会产生与声音波动相对应的电流变化，即电信号。
一.电磁感应现象
1．（2024八下·苍南期中）如图是小灵在探究“感应电流产生条件”的实验装置，下列有关说法错误的是（　　）
A．闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，主要能量转化为机械能转化为电能
B．若将此装置中的灵敏电流计换成电源，可进一步探究电动机的工作原理
C．开关闭合后，AB 棒来回反复切割磁感线运动时，产生的是直流电
D．若要改变产生的电流方向，可保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调
【答案】C
【解析】【分析】产生感应电流必须满足2个条件：一是在闭合的电路中，二是闭合电路中的导体切割磁感线。
【解答】A.闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，能够产生感应电流，主要能量转化为机械能转化为电能，故A正确，但不符合题意；
B.若将此装置中的灵敏电流计换成电源，就可以探究通电导体在磁场中的运动，即探究电动机的工作原理，故B正确，但不符合题意；
C.开关闭合后，AB 棒来回反复切割磁感线运动时，电流的方向会不断改变，产生的是交流电，故C错误，但符合题意；
D.若要改变产生的电流方向，可以仅改变AB棒运动的方向，也可以仅将磁体N、S极对调，故D正确，但不符合题意。
故答案为：C。
2．（2024八下·东阳期中）关于下列四幅图，对应的说法正确的是（　　）
A．通电导线周围存在着磁场，将小磁针移走，该磁场消失
B．闭合开关，通电螺线管右端为N极
C．此实验装置原理与发电机原理相同
D．实验研究的是通电导体在磁场中受到力的作用
【答案】B
3．如图所示的装置中，所有部件都静止时，小磁针亦静止于如图所示的位置。在下述四种情况下，小磁针发生偏转的是(　　)
A．磁铁不动，导线ab向左运动
B．导线ab不动，磁铁向下运动
C．磁铁与导线以相同的速度同时下落
D．磁铁与导线以相同的速度同时上升
【答案】B
【解析】【分析】要使小磁针发生偏转，螺线管中需要有电流，电路中没有电源，需要电流中产生感应电流，从产生感应电流的条件进行考虑。
【解答】A、磁铁不动，ab向左运动，其运动方向跟磁感线方向平行，不切割磁感线，不产生感应电流。不符合题意。
B、ab不动，磁铁向下运动，相当于ab做切割磁感线运动，产生感应电流。符合题意。
CD、磁铁与导线相对静止，不切割磁感线，不产生感应电流。不符合题意。
故答案为：B。
4．在科学研究的道路上经常会出现令人惋惜的遗憾，例如1825年日内瓦年轻物理学家科拉顿一个人在研究电磁现象时，其类似的实验装置如图甲所示，示意图如图乙。为避免磁铁的磁场对小磁针的作用，把实验装置放在两个房间，在右边房间里把磁铁反复插入线圈，然后科拉顿跑到左边房间里观察，结果没有看到小磁针偏转。下列说法中正确的是(　　)
A．该实验过程中没有发生电磁感应现象
B．通电导线周围产生磁场的现象叫电磁感应现象
C．科拉顿没看到小磁针偏转，是因为线圈中没有产生电流，所以看不到小磁针偏转
D．科拉顿没看到小磁针偏转，是因为当他切割完磁感线再跑到另一个房间时，线圈中产生的电流已经消失，所以小磁针也停止偏转
【答案】D
【解析】【分析】解答本题应掌握：当闭合回路中的部分导体做切割磁线的运动时，回路中会产生电流，这种现象称为电磁感应现象；电流周围存在着磁场的现象叫电流的磁效应。
【解答】A、将磁铁放入线圈的过程中，由于线圈切割磁感线而产生了电磁感应现象，故A错误。
B、通电导线周围产生磁场的现象叫电流的磁效应，故B错误。
CD、将磁铁放入线圈的过程中，由于线圈切割磁感线而产生了电磁感应现象从而可以在电路中产生电流；因电流周围存在磁场，故小磁针会发生转动，但当他切割完磁感线再跑到另一个房间时，线圈中产生的电流已经消失，所以小磁针也停止偏转，故C错误，D正确。
故答案为：D。
5．法拉第圆盘发电机的示意图如图所示，铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中，圆盘旋转时，电路中有感应电流产生。下列说法不正确的是(　　)
A．若圆盘转动方向不变，转速发生变化，则电流方向可能发生变化
B．若圆盘转动方向发生改变，磁场方向不变，则电流的方向一定改变
C．若磁场方向改为竖直向下，圆盘转动方向不变，则电流的方向一定改变
D．若圆盘转动方向及转速发生改变，且磁场方向改为竖直向下，则电流的方向一定不变
【答案】A
【解析】【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中会产生感应电流；感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向有关；只改变其中的一个因素，感应电流的方向会改变；若两个因素都改变，则感应电流的方向不变。
【解答】A、若圆盘转动方向不变，转速发生变化，会改变电流的大小，但不会改变电流的方向，故A错误。
B、若圆盘转动方向发生改变，即导体切割磁感线的方向改变，磁场方向不变，则电流的方向一定会改变，故B正确。
C、若磁场方向改为竖直向下，磁场的方向发生了改变，圆盘转动方向不变，则电流的方向一定会改变，故C正确。
D、若圆盘转动方向及转速发生改变，会改变电流的大小，且磁场方向改为竖直向下，即磁场方向和导体运动方向都发生改变，则电流的方向一定不变，故D正确。
本题选错误的；
故答案为：A。
6．下列实验操作不能使灵敏电流计指针偏转的是(　　)
B． C． D．
【答案】A
【解析】【分析】产生感应电流的条件：①闭合电路的部分导体；②在磁场中做切割磁感线运动。
【解答】A.根据图片可知，磁场沿水平方向，A中线圈向右运动时与磁场方向平行，没有切割磁感线，不会产生感应电流，故A符合题意；
B.磁场沿水平方向，线圈向上运动时做切割磁感线运动，会产生感应电流，故B不合题意；
CD.磁场沿竖直方向，当线圈上下移动时，线圈做切割磁感线运动，会产生感应电流，故C、D不合题意。
故选A。
7．（2024八下·浙江期中）推理是学习科学的重要方法，下列推理成立的是（　　）
A．感应电流是由导体切割磁感线产生的，所以导体切割磁感线就一定能产生感应电流
B．原子核一般由质子和中子构成，所以原子核中一定有中子
C．单质是由同种元素组成的，由同种元素组成的物质一定是单质
D．磁体都有两极，如果一根磁体断成两段且都存在磁性，则两段磁体一定都有两极
【答案】D
【解析】【分析】（1）电流产生的条件：①有电源；②闭合电路；
（2）注意氢原子中是否存在中子；
（3）只由一种元素组成的纯净物叫单质；
（4）每个磁体都有两个磁极，即南极和北极，二者同时存在，肯定不能单独存在，据此分析判断。
【解答】A.导体切割磁感线时会产生感应电压，此时只有电路是闭合的才会产生感应电流，故A错误；
B.氢原子的原子核中只有质子，没有中子，故B错误；
C.氧气和臭氧都是由氧元素组成，但是二者混合在一起为混合物，故C错误；
D.磁体都有两极，如果一根磁体断成两段且都存在磁性，则两段磁体一定都有两极，故D正确。
故选D。
8．（2024八下·长兴月考）小张学习了“电与磁”知识后，设计了如图所示的装置：用导线将磁场中的金属杆abcd和光滑金属导轨连接成闭合回路。以下说法正确的是()
A．当左右移动cd时，ab不会运动
B．当左右移动ab时，cd会运动
C．当上下移动右侧磁体时，ab会运动
D．当左右移动cd时，右侧装置工作原理与电动机原理相同
【答案】B
【解析】【分析】（1）闭合电路中的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，这就是叫电磁感应现象，发电机就是根据这个原理制成的。
（2）通电导体在磁场中会受到力的作用；电动机就是根据这一原理制成的。
（3）力可以改变物体的运动状态。
【解答】A、当左右移动cd时，导体cd在磁场中做切割磁感线运动，电路中会产生感应电流，此时导体ab有电流通过，则导体ab在磁场中会受到力的作用而运动，故A错误。
B、当左右移动ab时，导体ab在磁场中做切割磁感线运动，电路中会产生感应电流，此时导体cd有电流通过，则导体cd在磁场中会受到力的作用而运动，故B正确。
C、当上下移动右侧磁体时，导体cd没有切割磁感线，不能产生感应电流，故ab没有电流通过，不会运动，故C错误。
D、当左右移动cd时，导体cd在磁场中做切割磁感线运动，电路中会产生感应电流，这就是电磁感应现象，右侧装置工作原理与发电机原理相同，故D错误。
故答案为：B。
（8题图） （9题图）
9．如图所示，通以稳定电流的直导线旁有一个长方形导体框EFGH，直导线与导体框在同一平面内，且与EF、 HG边平行。如果使导体框在保持EF、HG与直导线平行的情况下，离开直导线向右移动，在这个过程中，HG受到导线电流产生的磁场力的方向是（　　）
A．垂直于HG向左 B．垂直于HG向右
C．垂直于纸面向外 D．垂直于纸面向里
【答案】A
【解析】【分析】 根据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时，导体中会产生感应电流；根据右手定则判 定磁场的方向，根据左手定则判定磁场力的方向。
【解答】 由图可知，此时导线中电流的方向是向上的，用右手握住导线，大拇指指向电流的方向，则四指的指向为磁场的方向，即导线右面磁场方向垂直于纸面向里。如果使导体框在保持EF、HG与直导线平行的情况下，离开直导线向右移动， 则线圈切割磁感线，线圈内产生感应电流；伸出右手，磁感线垂直穿过掌心，大拇指指向为导体的运动方向，四指指向为 感应电流的方向，故HG内的电流的方向是向上的。伸出左手，磁感线垂直穿过掌心，四指指向电流的方向，则大拇指的方 向为磁场力的方向，故磁场力方向垂直于HG向左。
故选A。
10．（2024八下·余杭期中）在探究“产生感应电流条件”的实验中，用导线将金属棒、开关、灵敏电流计连接成如图所示的电路。请你参与探究并回答下列问题；
（1）灵敏电流计的作用是　 　。若不论如何移动金属棒都未发现电流计指针偏转，那 么你认为首先应该关注的器材是　 　。
（2）在实验中，小金发现电流计指针摆动的角度有时会不同。于是，他想探究产生感应电流的大小与哪些因素有关。经过思考后，提出了以下几种猜想：
猜想1：与磁场的方向有关；
猜想2：与导体切割磁感线运动的速度大小有关；
猜想3：与磁场的强弱有关。
① 如图，为了验证猜想1是否正确，小金使金属棒以3.0cm/s 的速度水平匀速向右运动(假 定运动区域的磁场强弱相同)，读出电流计的示数为6mA 。然后，将磁体上下颠倒，使金 属棒仍以3.0cm/s 的速度水平匀速向右运动，发现电流计的示数仍为6mA。这说明猜想1
是　 　 (填“正确”或“错误”)的。
② 在验证猜想2时，在同一磁体中使金属棒以不同的速度大小水平匀速向右运动，读出电 流计测出的数值，记录的部分数据如表：
实验序号 1 2 3 4 5
速度v/cms1 1.0 1.5 3.0 3.5 4.0
感应电流I/mA 2 3 6 7 8.
由表格能得到的结论是　 　。
【答案】（1）检测感应电流的产生；开关
（2）①错误；②感应电流的大小与导体水平方向的运动速度大小有关，导体运动越快，感应电流越大（或感应电流的大小与导体在水平方向的运动速度成正比）
【解析】【分析】（1）①闭合开关后，当导体做切割磁感线运动时，如果灵敏电流计的指针摆动，那么说明产生了感应电流。
②产生感应电流的条件：①闭合电路的部分导体；②做切割磁感线运动；
（2）①将磁体上下颠倒后，磁场方向发生改变。如果此时电流计的示数发生改变，那么说明感应电流大小与磁场方向有关；否则，说明二者无关；
②根据表格数据分析感应电流大小与导体运动速度的内在联系。
【解答】（1）①灵敏电流计的作用是检测感应电流的产生。
②若不论如何移动金属棒都未发现电流计指针偏转，那么你认为首先应该关注的器材是开关，因为通路是产生感应电流的前提条件。
（2）①根据题意可知，当改变磁场方向后，电流计的示数保持不变，那说明感应电流大小与磁场方向无关，即猜想1是错误的。
②根据表格数据可知，当导体运动的速度变大时，感应电流的示数变大，且二者的比值保持不变，那么得到： 感应电流的大小与导体水平方向的运动速度大小有关，导体运动越快，感应电流越大（或感应电流的大小与导体在水平方向的运动速度成正比） 。
11．（2024八下·东阳期中）小阳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图产生磁场，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。学过相关知识的小阳提出质疑，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。
（1）由上述内容可知，手机无线充电的原理是　 　。
（2）闭合开关后灵敏电流计指针并没有发生偏转。小阳认为，可能是P线圈中的电流过小，于是他将滑片向左移，他的这一操作是基于什么猜想？　 　。
（3）滑片左移后，仍未观察到指针偏转，但在断开开关、闭合开关、移动滑片时灵敏电流计指针有明显偏转。请教老师后得知当闭合电路围成的平面内，磁感线数量发生改变时，电路中能产生感应电流。请根据上述事实，解释在图丙实验中若导体ab上下运动时，则闭合电路中不产生感应电流的原因　 　。
（4）小阳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，如下表所示。小浩认为小阳的猜测并不正确，请判断小浩的说法是否正确，并合理选择表格中的两次实验说明理由　 　。
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
【答案】（1）电磁感应现象
（2）Q线圈中的电流越大，P线圈中的电流也越大（磁场强度越大，P线圈中感应电流越大，意思表述正确即可）
（3）该闭合电路中的磁感线数量没有发生改变
（4）不正确，比较3、6（或4、7）可知，其余条件不变，只改变电流方向，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
12．（2024八下·长兴月考）发光二极管（LED灯）具有单向导电性，如右图，当电流从“+”极流入时，LED 灯会发光，当电流从“-”极流入时，LED灯不发光。小金想用LED灯来研究“感应电流的方向与哪些因素有关”，于是将两个相同的 LED 灯反向并联后接到线路中，与线圈构成闭合电路，并进行了如表所示实验操作：
组别 磁体方向 磁体运动方向 观察现象
图乙 S上N下 向下运动 A灯发光， B灯不发光
图丙 S上N下 向上运动 A灯不发光， B灯发光
（1）实验中，将两个 LED灯反向并联的目的是　 　。
（2）在该实验中，小金探究的是“感应电流的方向与　 　有关”。
（3）若要探究“感应电流的方向与磁场方向有关”，在完成上述实验后，还应补做的实验是　 　。
【答案】（1）确定感应电流的方向；
（2）导体切割磁感线；
（3）将磁体方向改为N上S下，将磁体向下运动，与乙组对照/将磁体向上运动，与丙组对照
【解析】【分析】感应电流的方向与切割磁感线的方向和磁场的方向有关。两者变化其一，电流方向改变，两者同时改变，电流方向不变。
【解答】（1）根据题意，LED等只能让单向电流通过，电流通过时，灯才亮，可以通过并联反向接入的两个LED灯判断电流方向。故答： 确定感应电流的方向；
（2）题中实验中移动的磁体南北极方向未变化，只是移动方向改变，所以是研究切割方向与感应电流的方向关系，故答： 导体切割磁感线
（3）要研究 感应电流的方向与磁场方向有关 ，变量要设计为磁场方向，故要增加一组实验，切割方向不变，改变磁场方向，即将磁体的南北极对调后，还是在螺线管上方向下切割。或者将磁体的南北极对调后，在螺线管下方向上切割。故答： 将磁体方向改为N上S下，将磁体向下运动，与乙组对照/将磁体方向改为N上S下，将磁体向上运动，与丙组对照
13．（2023八下·杭州期中） 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如图所示。实验时，控制磁场方向相同，改变导体的运动方向。
（1）步骤一：导体水平向右运动，如图甲所示，电流计指针　 　（填“发生”或“不发生”）偏转，这是因为　 　；
（2）步骤二：导体竖直向下运动，如图乙所示，电流计指针　 　（填“发生”或“不发生”）偏转，这是因为　 　；
（3）步骤三：导体水平向左运动，如图丙所示，电流计指针偏转，电路中有电流产生。综合上面实验现象，可以得出感应电流产生的条件是　 　。
【答案】（1）不发生；开关没有闭合
（2）不发生；导体没有做切割磁感线运动
（3）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动
【解析】【分析】产生感应电流的条件：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
【解答】 （1）导体水平左右运动，如图甲所示，电流计指针不发生偏转，因为开关没有闭合。
（2）导体竖直上下运动，如图乙所示，电流计指针不发生偏转，因为导体没有做切割磁感线运动。
（3）导体水平左右运动，如图丙所示，电流计指针偏转，电路中有电流产生。由此可得出，感应电流产生的条件：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中有感应电流。
故答案为：（1）不发生；开关没有闭合；（2）不发生；导体没有做切割磁感线运动；（3）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
14．（2024八下·绍兴期中）发光二极管 (LED )具有单向导电性，如图甲，当电流从“+”极流入时，LED 灯会发光，当电流从“-”极流入时，LED 灯则不发光。小科想用 LED 灯来研究“感应电流的方向与哪些因素有关”，于是将两个相同的 LED 灯反向并联后接到线路中，与线圈构成闭合电路，并进行了如下实验操作：
①条形强磁铁的 N 极朝下放置，将条形强磁铁快速向下插入线圈中(如图乙)，发现 A 灯发光，B 灯不发光；
②再将插入线圈中的条形强磁铁快速向上拔出，发现 B 灯发光，A灯不发光。
（1）实验中，将两个相同的 LED 灯反向并联的目的是　 　.
（2）通过上述实验可以获得的结论是　 。　
（3）在图乙中，若要想证明“感应电流的方向与磁场方向有关”在做了上述步骤①后，还应该补做的实验是　 。 　
【答案】（1）观察感应电流方向
（2）感应电流方向与导体切割磁感线运动方向有关
（3）条形强磁铁的 S极朝下放置，将条形强磁铁快速向下插入线圈中，观察LED灯的发光情况
【解析】【分析】 （1）根据LED灯的工作特点进行分析解答。
（2）分析实验现象得出结论。
（3）探究感应电流的方向跟磁场方向之间的关系，需要保证导体运动方向不变，只改变磁场的方向。
【解答】 （1）LED灯具有单向导电性，实验中选用LED灯是为了便于判断电流的方向。
（2）条形强磁铁的N极朝下放置，将条形强磁铁快速向下插入线圈中，发现A灯发光，B灯不发光；再将插入线圈中的条形强磁铁快速向上拔出，发现B灯发光，A灯不发光，这说明导体切割磁感线的运动方向不同，电流方向不同，故结论为：感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向有关。
（3）若要想证明“感应电流的方向与磁场方向有关”，应改变磁场的方向，而其他条件不变，即条形强磁铁的S极朝下放置，将条形强磁铁快速向下插入线圈中，观察两灯泡的发光情况。
故答案为：（1）判断电流的方向；（2）感应电流方向与导体切割磁感线运动方向有关；（3）条形强磁铁的S极朝下放置，将条形强磁铁快速向下插入线圈中，观察两灯泡的发光情况 。
15．（2024八下·金华市月考）风是一种潜力很大的新能源。某科技小组结合所学知识，对“风力发电”展开探究。
（1）科技小组探究“风力发电”，应选取下列相应的哪套装置？　 　（填字母）。
（2）下列实验中可以让磁场产生电流的必需的操作是 ____（填字母）。
A．实验时，开关要闭合，接通电路
B．整个电路都在磁场中做切割磁感线运动
C．电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动
D．导体切割磁感线的速度必须要快
（3）在探究感应电流方向与磁场方向的关系时，应控制 　 　不变。
（4）在探究“感应电流大小与什么因素有关”时，科技小组的同学猜想：感应电流的大小与磁场的强弱和导体切割磁感线的速度有关。他们探究感应电流大小与磁场强弱的关系，逐渐增大 　 　，但得到的感应电流变化不定，没有规律，原因可能是 　 　。（填一点）
【答案】（1）B
（2）A；C
（3）导体运动方向
（4）磁场强度；没有控制导体切割磁感线的速度相同
【解析】【分析】（1）发电机是利用电磁感应现象制成的。
（2）闭合电路的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，这种现象叫电磁感应现象。
（3）在探究感应电流的方向与磁场方向的关系时，应控制导体运动方向不变。
（4）在改变磁场强弱时，应该明显改变磁场强弱。
【解答】（1）风力发电是利用电磁感应现象来工作的。
A、说明通电导体在磁场在受到力的作用，故A不符合题意。
B、说明闭合电路的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，故B符合题意。
C、说明通电导体的周围存在磁场，故C不符合题意。
D、可以探究电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数和电流的大小有关，故D不符合题意。
故答案为：B。
（2）让磁场产生电流的必需的操作是：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，故AC符合题意，BD不符合题意。
故答案为：AC。
（3）在探究感应电流方向与磁场方向的关系时，应控制导体运动方向不变。
（4）他们探究感应电流大小与磁场强弱的关系，逐渐增大磁场强度，但得到的感应电流变化不定，没有规律，原因可能是没有控制导体切割磁感线的速度相同。
故答案为：（1）B；（2）AC；（3）导体运动方向；（4）磁场强度；没有控制导体切割磁感线的速度相同。
二.发电机
1．如图所示为发电机模型线圈转动过程，下列说法正确的是(　　)
A．线圈中产生电流的原理是电流磁效应
B．通过灯泡的电流方向不变
C．通过灯泡的电流大小不变
D．其他形式能量转化为电能
【答案】D
【解析】【分析】发电机是利用电磁感应现象制成的，在发电机工作时，电流的大小和方向是时刻变化的，据此分析即可解决；发电机的线圈在转动过程中，将机械能转化为电能。
【解答】 A、线圈中产生电流的原理是电磁感应现象，故A错误。
B、由于在转动过程中，线圈切割磁感线的方向不同，感应电流的方向是变化的，故B错误。
C、线圈在转动过程中，切割磁感线的速度不同，感应电流的大小是变化的，故C错误。
D、发电机的线圈在转动过程中，消耗机械能，产生电能，即将机械能转化为电能的过程，故D正确。
故答案为：D。
2．图甲是发电机原理的示意图，图乙中的“○”表示导线ab ，当它在磁场中分别转动到1~4 位置时，运动方向已用箭头标出。下列说法正确的是(　　)
A．图甲的电路中没有电源
B．在位置1时，电路中不会产生感应电流
C．发电机产生的电流方向不变
D．在位置2时，电路中不会产生感应电流
【答案】B
【解析】【分析】产生感应电路的条件：①闭合电路的一部分导体；②导体切割磁感线运动这两个条件。根据图示判断1、2、3、4位置按箭头方向运动时，能否切割磁感线即可判断出能否产生感应电流。产生感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线运动方向有关。
【解答】A、发电机的原理是电磁感应现象，将机械能转化为电能，不需要电源，故A错误。
BD、小圆圈“〇”表示垂直于纸面、绕垂直纸面的轴转动的一根导线，它是闭合电路的一部分。
由图磁感线方向水平向右，1的运动方向与磁感线方向平行，不切割磁感线，不能产生感应电流，2、3、4的运动方向切割磁感线，能产生感应电流。故B正确，D错误。
C、发电机线圈中产生的感应电流的大小和方向都随时间作周期性的变化，故C错误。
故答案为：B。
3．（2024八下·金华市月考）磁卡在生活中使用越来越广泛，只要将磁卡刷过读卡装置，检测头中就会产生感应电流，便能得到相应的信息。以下电器件中工作原理与此相似的是（　　）
A．电动机 B．发电机 C．电磁继电器 D．电铃
【答案】B
【解析】【分析】由题意可知，刷卡时，相当于闭合电路的部分导体在切割磁感线，从而产生了电流，则分析各电器工作原理可知能产生电流的选项。
【解答】A、电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用制成的，故A不符合题意。
B、发电机是利用线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生变化的感应电流制成的，故B符合题意。
C、电磁继电器是利用电流的磁效应工作的，故C不符合题意。
D、电铃是利用电流的磁效应制成的，故D不符合题意。
故答案为：B。
4．（2024八下·长兴月考）为了防止中考考试作弊，监考人员利用手持式金属探测器对考生进行检查，当靠近金属物体时，在金属导体中就会产生涡电流(感应电流)，探测器发出警报，以下选项中也是利用该原理工作的是()
A．动圈式话筒 B．电磁铁 C．电铃 D．电动机
【答案】A
【解析】【分析】由题意可知，金属探测器是将线圈靠近金属物体时，相当于闭合电路的部分导体在切割磁感线，从而产生了电流，则分析各实验现象可知能产生电流的选项。
【解答】A、动圈式话筒是利用振动膜片带动线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生随声音信号变化的感应电流制成的，故A符合题意。
B、电磁铁是利用电流的磁效应制成的，故B不符合题意。
C、电铃也是利用电流的磁效应制成的，故C不符合题意。
D、电动机是利用通电导体在磁场中受力的作用而制成的，故D不符合题意。
故答案为：A。
5．（2024八下·长兴月考）关于交流发电机，下列说法正确的是（　　）
①当线圈平面转至与磁感线垂直位置时，感应电流为零
②当线圈平面转过与磁感线平行位置时，感应电流出现最大值
③当线圈平面转至与磁感线平行位置时，感应电流为零
④当线圈平面转过与磁感线垂直位置时，感应电流方向改变
A．①③ B．②③ C．①④ D．①②④
【答案】D
【解析】【分析】感应电流产生的条件是闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流。
感应电流方向与导体运动方向、磁感线方向有关。
【解答】①线圈在转动过程中，当转至与磁感线垂直位置时，这一瞬间线圈不切割磁感线，线圈中没有感应电流，此时感应电流方向改变故①正确。
②③线圈在转至与磁感线平行时，线圈做切割磁感线运动，此时线圈中的感应电流最大，故②正确，③错误；
④线圈在转动过程中，当转过与磁感线垂直位置时，这一瞬间感应电流方向改变，故④正确。
以上说法正确的是①②④。
故答案为：D。
6．（2022八下·南浔期末）下列关于直流电动机和发电机的几种说法中正确的是（　　）
A．电动机是把机械能转化为电能的装置
B．电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的
C．发电机是把电能转化为机械能的装置
D．发电机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的
【答案】B
【解析】【分析】根据对电动机和发电机的认识判断。
【解答】A.电动机是把电能转化为机械能的装置，故A错误；
B.电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的，故B正确；
C.发电机是把机械能转化为电能的装置，故C错误；
D.发电机是利用电磁感应的原理工作的，故D错误。
故选B。
7．（2022·萧山模拟）插电混动型汽车是新能源汽车的一种。它可以连接充电桩给电池充电，汽车运行时电池给马达供电驱动，这种模式称为纯电模式；也可以到加油站加油，利用汽油给引擎（汽油机或柴油机）工作启动驱动，这种模式称为纯油模式。当汽车处于刹车减速状态下，马达又对能量进行回收，给电池充电，所以大大实现节源。如图所示为插电混动型汽车在纯电模式下运行时的能量转换示意图，图甲是正常前进状态，图乙为刹车状态。请仔细阅读，结合所学知识，从下列选项中选出正确的选项 （　　）
A．甲图中的左侧马达相当于电动机，乙图中的马达相当于发电机
B．甲图中的左侧马达相当于发电机，乙图中的马达相当于电动机
C．甲图中电池给马达供电，电能转化成内能再转化为机械能
D．乙图中马达给电池供电，化学能转化为机械能再转化为电能
【答案】A
【解析】【分析】根据能量转化的知识判断马达的用途。
【解答】根据图甲可知，当汽车正常行驶时，马达驱动汽车车轮，将电能转化为机械能，相当于电动机。根据乙图可知，当汽车刹车时，车轮带动马达转动，将机械能转化为电能，相当于发电机。
故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
8．（2021八下·柯桥期末）学校实验室开放时，小科与同学们对手摇发电机很感兴趣，他们想探究感应电流大小与哪些因素有关。以下关于该实验的说法错误的是（　　）
A．手摇发电机将机械能转化为电能
B．实验中根据小灯泡的亮度来判断感应电流的大小
C．改变线圈转速和转向，可以改变感应电流大小
D．手摇发电机产生的感应电流为交流电
【答案】C
【解析】【分析】（1）根据发电机的能量转化判断；
（2）灯泡亮度越大，产生的电流越大；
（3）感应电流的大小与线圈转速和磁场强度大小有关；
（4）感应电流的方向与磁场方向和切割磁感线的方向有关。
【解答】A.手摇发电机将机械能转化为电能，故A正确不合题意；
B.实验中根据小灯泡的亮度来判断感应电流的大小，故B正确不合题意；
C.改变线圈转速，可以改变感应电流大小，故C错误符合题意；
D.手摇发电机的线圈转动时，每旋转180°，线圈切割磁感线的方向会发生改变，则产生电流的方向改变，因此为交流电，故D正确不合题意。
故选C。
9．（2024八下·长兴月考）动车组列车到站时，减速分两个阶段进行：第一阶段从250千米/小时减至90千米/小时，列车仅凭惯性继续前行，电机线圈被带动而产生感应电流，获得的电能自动输入电网；第二阶段从90千米/小时开始进行机械刹车至停止。
（1）下列实验与第一阶段的能量转化原理一致的是　 　。
（2）图B中小磁针的作用是　 　。
【答案】（1）A
（2）检验磁场的存在
【解析】【分析】电动机内闭合线圈切割磁感线会产生感应电流，属于电磁感应原理。小磁针能欧在磁场的作用下将小磁针北极指向磁场方向。
【解答】（1）题中产生感应电流，属于电磁感应原理，A为切割磁感线产生感应电流，B为通电导线周围存在磁场，C为通电导体在磁场中受力运动，故A原理和题中一致，故答：A
（2）B中小磁针的北极能在磁场作用下指示磁场方向，故答： 检验磁场的存在
10．（2024八下·临海期中）在安装直流电动机模型的实验中，小科将组装好的电动机模型、滑动变阻器、电源、开关串联起来如图甲所示。
（1）小科闭合开关，发现线圈不转，她用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开始正常转动。线圈原来不转的原因可能是 ____（填字母）。
A．线圈处于平衡位置 B．电源正负极接反了 C．磁铁没有磁性
（2）若要电动机转速加快，小科应将滑动变阻器的滑片向 　 　移动。
（3）完成以上实验后，小科取下图甲中的电源换上小灯泡，在模型的转轴上绕上细线，如图乙所示，然后快速拉动细线，使线圈转动起来，结果小灯泡发光，此时这模型就相当于　机。
【答案】（1）A
（2）左
（3）发电
【解析】【分析】直流电动机模型通过换向器来实现转子的连续转动，但是在平衡位置时，受力平衡或者线圈内无电流，不会转动。电动机模型中线圈收到的力的大小与电流大小，线圈匝数及磁场强度有关。直流电动机模型手动转动线圈，会使线圈导线切割磁感线，如外部电路闭合，会形成电流，相当于是发电机模型。
【解答】（1）直流电动机模型不转很有可能是出于平衡位置，磁铁没有磁性，不可能是电源接反，电源接反只会导致转动方向相反。而手动转了下线圈后，正常转动了，就排除了磁铁没有磁性的原因，故答：A
（2）电动机转速要加快，可以增大磁铁磁性、增多线圈匝数或者增大电流，题中为滑动变阻器划片，即要增大电流，所以根据欧姆定律，需要减少电阻，根据图示，划片向左滑动，电阻变小，故答：左
（3）电动机外接用电器时，转动线圈，会使线圈导线切割磁感线，如外部电路闭合，会形成电流，相当于是发电机模型，故答：发电
11．（2023八下·富阳期末）“悬浮灯泡”能够悬浮发光，如图甲所示。图甲中的下部基座内有一个线圈(送电线圈)和铁芯组成的电磁铁，而灯泡内部有闭合线圈(受电线圈)连接的LED灯和磁铁，其内部结构如图乙所示。
（1）想让灯泡悬浮得更高，应该将滑片P向　 　(选填“左”或“右”)移动；
（2）灯泡内部有一个接收线圈和LED发光元件，灯泡下方的送电线圈通过产生波动的磁场使得在灯的接收线圈中产生一定的电流，从而点亮灯泡，下列电器的工作原理与接收线圈相同的是______(选填序号)。
A．电风扇 B．吹风机 C．风力发电机 D．电磁继电器
【答案】（1）左
（2）C
【解析】【分析】电磁铁的磁性强弱与线圈匝数、有无铁芯、电流大小有关，线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁的磁性越强
【解答】（1）想让灯泡悬浮得更高，需要下方电磁铁产生更强的磁性，电路中的电流要增大，滑动变阻器的阻值要减小，因此滑片P向左移动
（2）灯泡下方的送电线圈通过产生波动的磁场使得在灯的接收线圈中产生一定的电流，此过程将机械能转换成电能，是电磁感应现象
A. 电风扇的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用，是电动机的原理，A错误
B. 吹风机的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用，是电动机的原理，B错误
C. 风力发电机的工作原理是电磁感应，C正确
D. 电磁继电器的工作原理是通电导线周围存在磁场，是电流的磁效应，D错误
故选C
故答案为（1）左 （2）C
三.电磁感应的应用
1．（2024·龙湾模拟）如图是一款能发电的魔方充电器，转动魔方时可将机械能转化为电能储存于魔方内。下列实验原理和魔方充电器相同的是（　　）
B． C． D．
【答案】C
【解析】【分析】根据图片分析其中包含的物理原理即可。
【解答】 如图是一款能发电的魔方充电器，转动魔方时可将机械能转化为电能储存于魔方内，原理为电磁感应现象。
A.当导线中有电流经过时，小磁针的指向发生偏转，说明电流周围存在磁场，故A不合题意；
B.闭合开关后，通过电流的导体在磁场中受力运动，故B不合题意；
C.当导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针摆动，发生电磁感应现象，故C符合题意；
D.两个电磁铁串联，则电流相等，线圈匝数多的吸引大头针的数量多，说明电磁铁的磁场强弱与线圈匝数有关，故D不合题意。
故选C。
2.（2024八下·苍南期中）我国首段光伏路面已投入运营，电动汽车可在光伏路面上移动充电。如图所示，光伏路面中的太阳能电池板产生的电流流经连续发射线圈时，产生电磁场。汽车底盘中的接收线圈接收电磁场，产生感应电流，并充入车载电池中，实现电动汽车边行驶边充电。回答下列小题。
（1）电动车接受线圈中产生电流的现象与下列教材示意图中涉及的原理相同的是（　　）
A．奥斯特实验 B．安培定则 C．通电导线在磁场中受力 D．探究电磁感应现象
（2）下列措施中，可以提高汽车充电速度的是（　　）
A．减小太阳能电池板的面积 B．降低汽车行驶速度
C．增加接收线圈匝数 D．增大光伏路面的粗糙程度
【答案】（1）D
（2）C
【解析】【点评】能够辨别电磁感应的现象，并且知道提高汽车充电速度的方法是解答本题的关键。
（1）电动汽车边行驶边充电就是电磁感应的现象；
A.奥斯特实验说明通电直导线的周围存在磁场，不是电磁感应现象，故A错误；
B.安培定则是判断通电螺线管的磁场的方向，不是电磁感应现象，故B错误；
C.通电导线在磁场中受力的作用不是电磁感应的现象，故C错误；
D.探究电磁感应现象时能够产生感应电流，故D正确。
故答案为：D。
（2）A.减小太阳能电池板的面积会降低汽车充电的速度，故A错误；
B.降低汽车行驶的速度会降低汽车充电的速度，故B错误；
C.增加接收线圈的匝数能够提高汽车充电的速度，故C正确；
D.增大光伏路面的粗糙程度不能提高汽车充电的速度，故D错误。
故答案为：C。
3．（2024八下·杭州期中）POS 刷卡机的广泛应用给人们的生活带来了便利。POS 机的刷卡位置有 一 个绕有线圈的小铁 环制成的检测头(如图所示)。在使用时，将带有磁条的信用卡在POS机指定位置刷一下， 检测头的线圈中就会产生变化的电流，POS机便可读出磁条上的信息。下图中能反映POS刷卡机读出信息原理的是(　　)
B． C． D．
【答案】B
【解析】【分析】闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动时，导体中有感应电流产生，这种现象是电磁感应现象，POS刷卡机读出信息原理就是电磁感应现象，在选项中找出探究电磁感应的对应图即可。
【解答】A、如图电路中有电源，是通电导体在磁场中受力运动．选项错误．
B、如图电路中没有电源，当闭合开关，闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动时，导体中有感应电流产生，这是电磁感应现象．选项正确．
CD、如图反映电流周围存在着磁场．选项错误．
故答案为：B．
（3题图） （4题图）
4．（2024八下·浙江期中）手机无线充电技术逐步成熟，如图是手机无线充电的示意图，充电底座里的送电线圈接通交流电，从而产生变化的磁场，使手机内的受电线圈中产生一定的电流 ，完成充电。下列实验原理与受电线圈相同的是（　　）
B． C． D．
【答案】B
【解析】【分析】根据描述分析无线充电的工作原理，再与各个选项进行比较即可。
【解答】 手机无线充电技术是利用电磁感应来工作的。
A.该图说明异名磁极相互吸引，与电磁感应原理不同，故A不合题意；
B.闭合电路的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，这种现象叫电磁感应现象，与无线充电的原理相同，故B符合题意；
C.电磁铁的磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关，电磁铁是利用电流的磁效应来工作的，与电磁感应原理不同，故C不合题意；
D.奥斯特实验说明通电导体的周围存在磁场，与电磁感应原理不同，故D不合题意。
故选B。
5．（2024八下·临平月考）电吉他中电拾音器的基本结构如图甲所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流（如图乙），电流经电路放大后传送到音箱发出声音，电流越大声音越响。下列说法不正确的是（）
A．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作
B．增加线圈匝数可以增大声音的响度
C．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化
D．断开电路，线圈两端的感应电流也将消失
【答案】A
【解析】【分析】电吉他的拾音器由磁铁和线圈组成，钢弦被磁化，弹动钢弦，相当于线圈做切割磁感线运动，在线圈中就会产生对应的音频电流，电流经放大后通过音箱，我们就听到了声音，根据增加线圈匝数可以增大线圈中的电流。
【解答】A、铜不可以被磁化，则选用铜质弦，电吉他不能正常工作，故A错误。
B、增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电流，故B正确。
C、弦振动过程中，线圈中的电流大小不断变化，使弦振动幅度不同发出声音的大小不同，故C正确。
D、断开电路，电路处于断路，线圈两端的感应电流也将消失，故D正确。
故答案为：A。
6．市面上有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，发声元件便可以发出声音。这种门铃发电的原理是 （　　）
A．电磁感应现象 B．磁极间的相互作用
C．电流的磁效应 D．通电导体在磁场中受力运动
【答案】A
【解析】【分析】闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，这就是电磁感应现象，据此分析判断。
【解答】根据“ 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”可知，这种门铃发电的原理是电磁感应现象，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
（6题图） （7题图）
7．（2023九上·余姚月考）如图是一款便携的漏水检测仪，可以检测地下管道是否漏水。地下管道的漏水点所产生的振动信号通过探头转化成电信号传到主机，其工作原理与下列实验相同的是（　　）
B． C． D．
【答案】A
【解析】【分析】根据图片分析其中包含的物理原理即可。
【解答】A.闭合开关后，当导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针摆动，这就是电磁感应现象，故A符合题意；
B.当导线中有电流经过时，小磁针的指向发生偏转，说明电流周围存在磁场，故B不合题意；
C.闭合开关后，通过电流的导体在磁场中受力运动，故C不合题意；
D.闭合开关后，串联的电磁铁中，线圈匝数多的吸引大头针的数量多，说明电磁铁的磁场强弱与线圈匝数有关，故D不合题意。
故选A。
8．（2024.衢州模拟）如图是小科设计的一款小制作，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。下列设备与该款小制作的工作原理相同的是（）
A．电风扇 B．电烙铁 C．汽油机 D．发电机
【答案】D
（8题图） （9题图）
9．如图所示是小安同学自制的一个实验装置，他把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，小灯泡发光。以下说法正确的是(　　)
A．灯丝中电流方向保持不变 B．实验现象表明电能够生磁
C．该现象属于电磁感应现象 D．此装置与电动机原理相同
【答案】C
【解析】【分析】A.感应电流的方向与磁场方向和导体的运动方向有关；
B.根据电磁感应的本质判断；
C.根据电磁感应的定义判断；
D.根据电磁感应的应用判断。
【解答】根据题意可知，当快速摇动装置时，线圈在磁场中做切割磁感线运动，此时会产生感应电流，这就是电磁感应现象，说明磁能生电，应用为发电机，故B、D错误，而C正确；
感应电流的方向与导体运动方向有关，因此灯丝中的电流方向不断改变，故A错误。
故选C。
10．（2024八下·余杭期中）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。
【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
【解析】【分析】（1）闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流，这就是电磁感应现象；
（2）根据二极管的单项导电性分析解答。
【解答】（1）根据题意可知，当磁铁在线圈中左右移动时，相当于磁铁不动，线圈往复做切割磁感线运动，因此会产生感应电流，那么该装置是根据电磁感应原理制成的。
（2）二极管具有单项导电性，图片中两个二极管反向安放，则发光时通过的电流方向不同，那么：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。
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专题03 磁生电及其应用
一.电磁感应现象
1.电磁感应：
（1）定义：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应，产生的电流叫感应电流。
（2）1831年英国物理学家法拉第发现了电磁感应。
（3）在电磁感应现象中，感应电流的方向跟导体切割磁感线运动的方向和磁场方向有关。
2.产生感应电流的条件：
（1）电路必须是闭合的。
（2）一部分导体在磁场中。
（3）在磁场中的部分导体做切割磁感线运动。
3.影响感应电流大小的因素：
（1）与导体切割磁感线的速度有关。速度越大感应电流越大。
（2）磁场的强度有关。强度越大感应电流越大。
（3）与导线切割磁感线的有效长度有关。有效长度越长，感应电流越大。
二.发电机
1.交流发电机：利用电磁感应原理实现机械能转化为电能。
2.交流电与直流电：
（1）交流电：大小和方向发生周期性改变的电流，叫交流电。我国供生产和生活的交流电周期0.02秒，频率是50赫兹，电流方向每秒钟改变100次。
（2）直流电：电流方向不随时间而改变的电流叫直流电。
三.电磁感应的应用
1.发电机：
原理：
发电机利用电磁感应原理将机械能转化为电能。发电机的核心部件是旋转的电磁铁和固定的线圈。当电磁铁旋转时，它产生的磁场会穿过线圈，导致线圈中产生感应电动势，进而产生电流。
2.无线充电：
原理：
无线充电通过电磁感应原理实现。在充电座中，电流通过线圈产生磁场，当手机等设备放在充电座上时，它们的内部线圈会感应到这个磁场并产生电流，从而实现无线充电。
3. 动圈式话筒
原理：
当声波（即声音）作用于振膜时，振膜会根据声压的变化而振动。由于音圈连接在振膜上，因此当振膜振动时，音圈也会随着一起振动。当音圈在磁场中振动时，根据电磁感应的原理，音圈中会产生感应电流（电信号）。这个感应电流的大小和方向都会随着音圈的振动而变化，即随着声波的变化而变化。感应电流（电信号）随后会通过话筒的输出端口传递到音频设备，如扩音器或录音机等。
4. 录音机
原理：
录制过程
声音信号转换为电信号：当声音通过录音机的麦克风时，声音波动导致麦克风内部的振动膜片振动。
麦克风内部的线圈（与振动膜片相连）在磁场中振动，根据电磁感应原理，线圈内会产生与声音波动相对应的电流变化，即电信号。
一.电磁感应现象
1．（2024八下·苍南期中）如图是小灵在探究“感应电流产生条件”的实验装置，下列有关说法错误的是（　　）
A．闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，主要能量转化为机械能转化为电能
B．若将此装置中的灵敏电流计换成电源，可进一步探究电动机的工作原理
C．开关闭合后，AB 棒来回反复切割磁感线运动时，产生的是直流电
D．若要改变产生的电流方向，可保持AB棒运动方向不变，仅将磁体N、S极对调
2．（2024八下·东阳期中）关于下列四幅图，对应的说法正确的是（　　）
A．通电导线周围存在着磁场，将小磁针移走，该磁场消失
B．闭合开关，通电螺线管右端为N极
C．此实验装置原理与发电机原理相同
D．实验研究的是通电导体在磁场中受到力的作用
3．如图所示的装置中，所有部件都静止时，小磁针亦静止于如图所示的位置。在下述四种情况下，小磁针发生偏转的是(　　)
A．磁铁不动，导线ab向左运动
B．导线ab不动，磁铁向下运动
C．磁铁与导线以相同的速度同时下落
D．磁铁与导线以相同的速度同时上升
4．在科学研究的道路上经常会出现令人惋惜的遗憾，例如1825年日内瓦年轻物理学家科拉顿一个人在研究电磁现象时，其类似的实验装置如图甲所示，示意图如图乙。为避免磁铁的磁场对小磁针的作用，把实验装置放在两个房间，在右边房间里把磁铁反复插入线圈，然后科拉顿跑到左边房间里观察，结果没有看到小磁针偏转。下列说法中正确的是(　　)
A．该实验过程中没有发生电磁感应现象
B．通电导线周围产生磁场的现象叫电磁感应现象
C．科拉顿没看到小磁针偏转，是因为线圈中没有产生电流，所以看不到小磁针偏转
D．科拉顿没看到小磁针偏转，是因为当他切割完磁感线再跑到另一个房间时，线圈中产生的电流已经消失，所以小磁针也停止偏转
5．法拉第圆盘发电机的示意图如图所示，铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中，圆盘旋转时，电路中有感应电流产生。下列说法不正确的是(　　)
A．若圆盘转动方向不变，转速发生变化，则电流方向可能发生变化
B．若圆盘转动方向发生改变，磁场方向不变，则电流的方向一定改变
C．若磁场方向改为竖直向下，圆盘转动方向不变，则电流的方向一定改变
D．若圆盘转动方向及转速发生改变，且磁场方向改为竖直向下，则电流的方向一定不变
6．下列实验操作不能使灵敏电流计指针偏转的是(　　)
B． C． D．
7．（2024八下·浙江期中）推理是学习科学的重要方法，下列推理成立的是（　　）
A．感应电流是由导体切割磁感线产生的，所以导体切割磁感线就一定能产生感应电流
B．原子核一般由质子和中子构成，所以原子核中一定有中子
C．单质是由同种元素组成的，由同种元素组成的物质一定是单质
D．磁体都有两极，如果一根磁体断成两段且都存在磁性，则两段磁体一定都有两极
8．（2024八下·长兴月考）小张学习了“电与磁”知识后，设计了如图所示的装置：用导线将磁场中的金属杆abcd和光滑金属导轨连接成闭合回路。以下说法正确的是()
A．当左右移动cd时，ab不会运动
B．当左右移动ab时，cd会运动
C．当上下移动右侧磁体时，ab会运动
D．当左右移动cd时，右侧装置工作原理与电动机原理相同
（8题图） （9题图）
9．如图所示，通以稳定电流的直导线旁有一个长方形导体框EFGH，直导线与导体框在同一平面内，且与EF、 HG边平行。如果使导体框在保持EF、HG与直导线平行的情况下，离开直导线向右移动，在这个过程中，HG受到导线电流产生的磁场力的方向是（　　）
A．垂直于HG向左 B．垂直于HG向右
C．垂直于纸面向外 D．垂直于纸面向里
10．（2024八下·余杭期中）在探究“产生感应电流条件”的实验中，用导线将金属棒、开关、灵敏电流计连接成如图所示的电路。请你参与探究并回答下列问题；
（1）灵敏电流计的作用是　 　。若不论如何移动金属棒都未发现电流计指针偏转，那 么你认为首先应该关注的器材是　 　。
（2）在实验中，小金发现电流计指针摆动的角度有时会不同。于是，他想探究产生感应电流的大小与哪些因素有关。经过思考后，提出了以下几种猜想：
猜想1：与磁场的方向有关；
猜想2：与导体切割磁感线运动的速度大小有关；
猜想3：与磁场的强弱有关。
① 如图，为了验证猜想1是否正确，小金使金属棒以3.0cm/s 的速度水平匀速向右运动(假 定运动区域的磁场强弱相同)，读出电流计的示数为6mA 。然后，将磁体上下颠倒，使金 属棒仍以3.0cm/s 的速度水平匀速向右运动，发现电流计的示数仍为6mA。这说明猜想1
是　 　 (填“正确”或“错误”)的。
② 在验证猜想2时，在同一磁体中使金属棒以不同的速度大小水平匀速向右运动，读出电 流计测出的数值，记录的部分数据如表：
实验序号 1 2 3 4 5
速度v/cms1 1.0 1.5 3.0 3.5 4.0
感应电流I/mA 2 3 6 7 8.
由表格能得到的结论是　 　。
11．（2024八下·东阳期中）小阳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图产生磁场，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。学过相关知识的小阳提出质疑，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。
（1）由上述内容可知，手机无线充电的原理是　 　。
（2）闭合开关后灵敏电流计指针并没有发生偏转。小阳认为，可能是P线圈中的电流过小，于是他将滑片向左移，他的这一操作是基于什么猜想？　 　。
（3）滑片左移后，仍未观察到指针偏转，但在断开开关、闭合开关、移动滑片时灵敏电流计指针有明显偏转。请教老师后得知当闭合电路围成的平面内，磁感线数量发生改变时，电路中能产生感应电流。请根据上述事实，解释在图丙实验中若导体ab上下运动时，则闭合电路中不产生感应电流的原因　 　。
（4）小阳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，如下表所示。小浩认为小阳的猜测并不正确，请判断小浩的说法是否正确，并合理选择表格中的两次实验说明理由　 　。
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
12．（2024八下·长兴月考）发光二极管（LED灯）具有单向导电性，如右图，当电流从“+”极流入时，LED 灯会发光，当电流从“-”极流入时，LED灯不发光。小金想用LED灯来研究“感应电流的方向与哪些因素有关”，于是将两个相同的 LED 灯反向并联后接到线路中，与线圈构成闭合电路，并进行了如表所示实验操作：
组别 磁体方向 磁体运动方向 观察现象
图乙 S上N下 向下运动 A灯发光， B灯不发光
图丙 S上N下 向上运动 A灯不发光， B灯发光
（1）实验中，将两个 LED灯反向并联的目的是　 　。
（2）在该实验中，小金探究的是“感应电流的方向与　 　有关”。
（3）若要探究“感应电流的方向与磁场方向有关”，在完成上述实验后，还应补做的实验是　 　。
13．（2023八下·杭州期中） 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如图所示。实验时，控制磁场方向相同，改变导体的运动方向。
（1）步骤一：导体水平向右运动，如图甲所示，电流计指针　 　（填“发生”或“不发生”）偏转，这是因为　 　；
（2）步骤二：导体竖直向下运动，如图乙所示，电流计指针　 　（填“发生”或“不发生”）偏转，这是因为　 　；
（3）步骤三：导体水平向左运动，如图丙所示，电流计指针偏转，电路中有电流产生。综合上面实验现象，可以得出感应电流产生的条件是　 　。
4．（2024八下·绍兴期中）发光二极管 (LED )具有单向导电性，如图甲，当电流从“+”极流入时，LED 灯会发光，当电流从“-”极流入时，LED 灯则不发光。小科想用 LED 灯来研究“感应电流的方向与哪些因素有关”，于是将两个相同的 LED 灯反向并联后接到线路中，与线圈构成闭合电路，并进行了如下实验操作：
①条形强磁铁的 N 极朝下放置，将条形强磁铁快速向下插入线圈中(如图乙)，发现 A 灯发光，B 灯不发光；
②再将插入线圈中的条形强磁铁快速向上拔出，发现 B 灯发光，A灯不发光。
（1）实验中，将两个相同的 LED 灯反向并联的目的是　 　.
（2）通过上述实验可以获得的结论是　 。　
（3）在图乙中，若要想证明“感应电流的方向与磁场方向有关”在做了上述步骤①后，还应该补做的实验是　 。 　
15．（2024八下·金华市月考）风是一种潜力很大的新能源。某科技小组结合所学知识，对“风力发电”展开探究。
（1）科技小组探究“风力发电”，应选取下列相应的哪套装置？　 　（填字母）。
（2）下列实验中可以让磁场产生电流的必需的操作是 ____（填字母）。
A．实验时，开关要闭合，接通电路
B．整个电路都在磁场中做切割磁感线运动
C．电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动
D．导体切割磁感线的速度必须要快
（3）在探究感应电流方向与磁场方向的关系时，应控制 　 　不变。
（4）在探究“感应电流大小与什么因素有关”时，科技小组的同学猜想：感应电流的大小与磁场的强弱和导体切割磁感线的速度有关。他们探究感应电流大小与磁场强弱的关系，逐渐增大 　 　，但得到的感应电流变化不定，没有规律，原因可能是 　 　。（填一点）
二.发电机
1．如图所示为发电机模型线圈转动过程，下列说法正确的是(　　)
A．线圈中产生电流的原理是电流磁效应
B．通过灯泡的电流方向不变
C．通过灯泡的电流大小不变
D．其他形式能量转化为电能
2．图甲是发电机原理的示意图，图乙中的“○”表示导线ab ，当它在磁场中分别转动到1~4 位置时，运动方向已用箭头标出。下列说法正确的是(　　)
A．图甲的电路中没有电源
B．在位置1时，电路中不会产生感应电流
C．发电机产生的电流方向不变
D．在位置2时，电路中不会产生感应电流
3．（2024八下·金华市月考）磁卡在生活中使用越来越广泛，只要将磁卡刷过读卡装置，检测头中就会产生感应电流，便能得到相应的信息。以下电器件中工作原理与此相似的是（　　）
A．电动机 B．发电机 C．电磁继电器 D．电铃
4．（2024八下·长兴月考）为了防止中考考试作弊，监考人员利用手持式金属探测器对考生进行检查，当靠近金属物体时，在金属导体中就会产生涡电流(感应电流)，探测器发出警报，以下选项中也是利用该原理工作的是()
A．动圈式话筒 B．电磁铁 C．电铃 D．电动机
5．（2024八下·长兴月考）关于交流发电机，下列说法正确的是（　　）
①当线圈平面转至与磁感线垂直位置时，感应电流为零
②当线圈平面转过与磁感线平行位置时，感应电流出现最大值
③当线圈平面转至与磁感线平行位置时，感应电流为零
④当线圈平面转过与磁感线垂直位置时，感应电流方向改变
A．①③ B．②③ C．①④ D．①②④
6．（2022八下·南浔期末）下列关于直流电动机和发电机的几种说法中正确的是（　　）
A．电动机是把机械能转化为电能的装置
B．电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的
C．发电机是把电能转化为机械能的装置
D．发电机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的
7．（2022·萧山模拟）插电混动型汽车是新能源汽车的一种。它可以连接充电桩给电池充电，汽车运行时电池给马达供电驱动，这种模式称为纯电模式；也可以到加油站加油，利用汽油给引擎（汽油机或柴油机）工作启动驱动，这种模式称为纯油模式。当汽车处于刹车减速状态下，马达又对能量进行回收，给电池充电，所以大大实现节源。如图所示为插电混动型汽车在纯电模式下运行时的能量转换示意图，图甲是正常前进状态，图乙为刹车状态。请仔细阅读，结合所学知识，从下列选项中选出正确的选项 （　　）
A．甲图中的左侧马达相当于电动机，乙图中的马达相当于发电机
B．甲图中的左侧马达相当于发电机，乙图中的马达相当于电动机
C．甲图中电池给马达供电，电能转化成内能再转化为机械能
D．乙图中马达给电池供电，化学能转化为机械能再转化为电能
8．（2021八下·柯桥期末）学校实验室开放时，小科与同学们对手摇发电机很感兴趣，他们想探究感应电流大小与哪些因素有关。以下关于该实验的说法错误的是（　　）
A．手摇发电机将机械能转化为电能
B．实验中根据小灯泡的亮度来判断感应电流的大小
C．改变线圈转速和转向，可以改变感应电流大小
D．手摇发电机产生的感应电流为交流电
9．（2024八下·长兴月考）动车组列车到站时，减速分两个阶段进行：第一阶段从250千米/小时减至90千米/小时，列车仅凭惯性继续前行，电机线圈被带动而产生感应电流，获得的电能自动输入电网；第二阶段从90千米/小时开始进行机械刹车至停止。
（1）下列实验与第一阶段的能量转化原理一致的是　 　。
（2）图B中小磁针的作用是　 　。
10．（2024八下·临海期中）在安装直流电动机模型的实验中，小科将组装好的电动机模型、滑动变阻器、电源、开关串联起来如图甲所示。
（1）小科闭合开关，发现线圈不转，她用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开始正常转动。线圈原来不转的原因可能是 ____（填字母）。
A．线圈处于平衡位置 B．电源正负极接反了 C．磁铁没有磁性
（2）若要电动机转速加快，小科应将滑动变阻器的滑片向 　 　移动。
（3）完成以上实验后，小科取下图甲中的电源换上小灯泡，在模型的转轴上绕上细线，如图乙所示，然后快速拉动细线，使线圈转动起来，结果小灯泡发光，此时这模型就相当于　机。
11．（2023八下·富阳期末）“悬浮灯泡”能够悬浮发光，如图甲所示。图甲中的下部基座内有一个线圈(送电线圈)和铁芯组成的电磁铁，而灯泡内部有闭合线圈(受电线圈)连接的LED灯和磁铁，其内部结构如图乙所示。
（1）想让灯泡悬浮得更高，应该将滑片P向　 　(选填“左”或“右”)移动；
（2）灯泡内部有一个接收线圈和LED发光元件，灯泡下方的送电线圈通过产生波动的磁场使得在灯的接收线圈中产生一定的电流，从而点亮灯泡，下列电器的工作原理与接收线圈相同的是______(选填序号)。
A．电风扇 B．吹风机 C．风力发电机 D．电磁继电器
三.电磁感应的应用
1．（2024·龙湾模拟）如图是一款能发电的魔方充电器，转动魔方时可将机械能转化为电能储存于魔方内。下列实验原理和魔方充电器相同的是（　　）
B． C． D．
2.（2024八下·苍南期中）我国首段光伏路面已投入运营，电动汽车可在光伏路面上移动充电。如图所示，光伏路面中的太阳能电池板产生的电流流经连续发射线圈时，产生电磁场。汽车底盘中的接收线圈接收电磁场，产生感应电流，并充入车载电池中，实现电动汽车边行驶边充电。回答下列小题。
（1）电动车接受线圈中产生电流的现象与下列教材示意图中涉及的原理相同的是（　　）
A．奥斯特实验 B．安培定则 C．通电导线在磁场中受力 D．探究电磁感应现象
（2）下列措施中，可以提高汽车充电速度的是（　　）
A．减小太阳能电池板的面积 B．降低汽车行驶速度
C．增加接收线圈匝数 D．增大光伏路面的粗糙程度
3．（2024八下·杭州期中）POS 刷卡机的广泛应用给人们的生活带来了便利。POS 机的刷卡位置有 一 个绕有线圈的小铁 环制成的检测头(如图所示)。在使用时，将带有磁条的信用卡在POS机指定位置刷一下， 检测头的线圈中就会产生变化的电流，POS机便可读出磁条上的信息。下图中能反映POS刷卡机读出信息原理的是(　　)
B． C． D．
（3题图） （4题图）
4．（2024八下·浙江期中）手机无线充电技术逐步成熟，如图是手机无线充电的示意图，充电底座里的送电线圈接通交流电，从而产生变化的磁场，使手机内的受电线圈中产生一定的电流 ，完成充电。下列实验原理与受电线圈相同的是（　　）
B． C． D．
5．（2024八下·临平月考）电吉他中电拾音器的基本结构如图甲所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流（如图乙），电流经电路放大后传送到音箱发出声音，电流越大声音越响。下列说法不正确的是（）
A．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作
B．增加线圈匝数可以增大声音的响度
C．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变化
D．断开电路，线圈两端的感应电流也将消失
6．市面上有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，发声元件便可以发出声音。这种门铃发电的原理是 （　　）
A．电磁感应现象 B．磁极间的相互作用
C．电流的磁效应 D．通电导体在磁场中受力运动
（6题图） （7题图）
7．（2023九上·余姚月考）如图是一款便携的漏水检测仪，可以检测地下管道是否漏水。地下管道的漏水点所产生的振动信号通过探头转化成电信号传到主机，其工作原理与下列实验相同的是（　　）
B． C． D．
8．（2024.衢州模拟）如图是小科设计的一款小制作，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。下列设备与该款小制作的工作原理相同的是（）
A．电风扇 B．电烙铁 C．汽油机 D．发电机
（8题图） （9题图）
9．如图所示是小安同学自制的一个实验装置，他把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，小灯泡发光。以下说法正确的是(　　)
A．灯丝中电流方向保持不变 B．实验现象表明电能够生磁
C．该现象属于电磁感应现象 D．此装置与电动机原理相同
10．（2024八下·余杭期中）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。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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