資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
2023-2024人教版9年物理全冊同步學講練測學案（全國通用）
第二十章 磁現象 磁場 專題20.5 磁生電
1.知道電磁感應現象，知道產生感應電流的條件。
2.知道發電機的原理,了解交流電的初步知識,知道發電機發電過程中的能量轉化。
3.能區別直流電和交流電，知道我國生產和生活用的交流電的頻率。
閱讀本節課教材，參考教材完成教師給出的知識點問題的填空：
1．英國物理學家 法拉第1831年首先用實驗的方法發現了電磁感應現象，這一重大發現使人類實現了將機械能轉化為電能的愿望。
2．電磁感應現象的發現，經歷了漫長的實驗探究過程，這是因為電磁感應現象的產生必須符合一定的條件，這就是閉合電路中的一部分導體，在磁場中做切割磁感線的運動時，導體中才會有電流產生，這種電流稱為感應電流。
3．發電機是根據發電機是根據_電磁感應 現象制成的，發電機的誕生實現了機械能向電能的轉化。交流發電機主要由定子和轉子兩部分組成，線圈不動磁極旋轉的發電機叫做旋轉磁極式發電機．
4.直流電和交流電：從電池得到的電流的方向不變，通常叫做直流電（DC）。電流方向周期性變化的電流叫做交變電流，簡稱交流電（AC）。在交變電流中，電流在每秒內周期性變化的次數叫做頻率，頻率的單位是_赫茲，符號為 Hz。我國家庭電路使用的交流電，電壓是220V，周期是0.02s，頻率是50Hz，電流方向1s改變100次．
知識點1. 什么情況下磁能生電
1．問題：電流能產生磁場，能不能使磁生電？
2．實驗設計：
（1）實驗方法：①電流是看不到、摸不著的,所以在實驗中利用____,根據電流計的指針是否偏轉來判斷是否有電流。
②導體在磁場中產生的電流可能與多個因素有關,故在實驗時需利用____。
（2）實驗器材：因為產生的電流很小，所以用____來檢測是否有電流產生，還需要蹄形磁體、導體、鐵架臺、導線、線圈。
3.實驗步驟：
如圖是實驗裝置，閉合開關后，鋼棒ab、電流表、開關組成閉合電路。
(1)讓直導線在蹄形磁體的磁場中靜止,換用不同強度的磁體。
現象：觀察到電流計指針____。結論：____。
(2)讓直導線在蹄形磁體中上、下運動。
現象：觀察到電流計指針____。結論：____。
(3)將直導線在磁場中向左運動。
現象：電流計指針向____偏轉。結論：導線中產生了____。
(4)將直導線在磁場中向右運動。
現象：電流計指針向____偏轉。結論：____，電流的方向與____方向有關。
(5)蹄形磁體的N、S極對調，將直導線在磁場中向右運動。
現象：電流計指針向____偏轉。結論：____，電流的方向與____方向有關。
(6)將直導線在磁場中斜著運動。
現象：電流計指針____。結論：____。
4.實驗記錄：
次數 開關 磁場方向 導體ab的運動方向 電流表指針的偏轉方向
1 斷開 上N下S 向右運動 不偏轉
2 閉合 上N下S 向右運動 向左偏轉
3 閉合 上N下S 向左運動 向右偏轉
4 閉合 上N下S 向上運動 不偏轉
5 閉合 上S下N 向下運動 不偏轉
6 閉合 上S下N 向右運動 向右偏轉
7 閉合 上S下N 向左運動 向左偏轉
5.實驗結論：____電路的____導體在磁場中做____時產生電流的現象叫電磁感應現象，產生的電流叫感應電流。它是1831年由____國物理學家____第一個發現的，根據這個發現發明了____。
6.產生感應電流的條件：①電路必須____。②導體必須在____中做____。
7.影響感應電流方向的因素：在電磁感應現象中，感應電流的方向跟____和____有關。
知識點2. 發電機
1.觀察手搖發電機發電
(1)觀看手搖式發電機的構造有：搖柄、皮帶、____（定子）、____（轉子）、銅環、電刷等部分構成。
（2）把一臺手搖發電機跟小燈泡連接起來，當搖動手柄使線圈在磁場中快速轉動，觀察到什么？
小燈泡____，說明電路中有了____。線圈轉得越快，小燈泡____，說明____電流越大。
（3）將燈泡換成電流計，慢搖發電機，會發現電流計的指針左右____；這說明了通過電流表中的電流____是變化的。
（4）把兩個發光二極管極性相反地并聯起來，接到原來燈泡的位置，轉動搖把，二極管____發光，說明產生的____電流不停在改變。
2.交流電
（1）概念：從上面演示可以看出，發電機能發電，且發出的電的____和____是變化的。我們把這種大小和方向隨時間變化的電流叫做____電流, 簡稱交流。
（2）頻率：電流在____內周期性變化的次數。單位是____，符號是____；我國電網交流電頻率為____。
（3）周期：交流周期性變化一次的____。單位：____；我國電網交流供電，周期為____S 。
3.發電機
(1)發電機的工作原理是____現象，在工作過程中將____能轉化為____能。
(2)發電機分為：____發電機和____發電機
4.交流發電機的工作原理。
當線圈在外力的帶動下在磁場中轉動時，線圈的ab和cd兩個邊分別切割磁感線，且切割的方向不同，所以它們產生的感應電流方向也不同，這正好使線圈沿著某一個方向向外流出電流。
甲：當轉子轉到與磁感線垂直時，線圈沒有切割磁感線，線圈中____電流．
乙：當轉子轉過平衡位置時，線圈____磁感線，線圈中產生電流．
丙：當轉子繼續向下旋轉到達與磁感線垂直位置時，線圈沒有切割磁感線，線圈中____電流．
丁：當轉子繼續旋轉時，當線圈轉過了180度以后，線圈的每條邊的運動方向正好____，故它們產生感應電流的方向也會相反，所以還會出現電流表指針方向一會兒向左偏一會兒向右偏的現象。
溫馨提醒：發電機與電動機的比較
設備項目 電動機 發電機
結構 定子和轉子 定子和轉子
能量轉換 電能轉換成機械能 機械能轉換成電能
原理 通電線圈在磁場里轉動 電磁感應現象
分類 交流電動機直流電動機 交流發電機直流發電機
考點1. 電磁感應現象
【例題1】（2023廣東省）如題圖所示，小明用線圈、條形磁鐵和靈敏電流計來驗證電磁感應現象，下列不能使靈敏電流計指針發生偏轉的操作是（ ）
A. 線圈不動，磁鐵快速向上 B. 線圈不動，磁鐵快速向下
C. 磁鐵不動，線圈快速向上 D. 線圈和磁鐵同時同速向上
考點2. 產生感生電流的條件
【例題2】（2023安徽）圖示為探究產生感應電流條件的裝置。某次實驗時，若導體AB不動，磁體沿圖中箭頭所示方向運動，則閉合回路中________（選填“能”或“不能”）產生感應電流。
考點3. 發電機
【例題3】（2023河南省） 圖是小聰設計的一款小制作，圓筒A中安裝有磁鐵和可轉動的線圈。
有風吹過時，扇葉帶動線圈轉動，可使接入的LED燈發光。下列設備與小制作的工作原理相同的
是（　　）
A. 電風扇 B. 電熨斗 C. 發電機 D. 汽油機
【演練1】（2022江蘇泰州）如圖甲所示是一款新式手電筒，當沿圖中箭頭方向來回搖動電筒時，燈泡就能發光圖乙所示的四個實驗中能反映其工作原理的是（　　）
A. B. C. D.
【演練2】某同學用如圖甲所示的裝置探究什么情況下磁可以生電。在蹄形磁體的磁場中放置一根導線，導線兩端跟電流表連接組成閉合回路。
（1）讓導線AB在磁場中靜止，觀察到電流表指針______；讓導線AB在磁場中靜止，換用磁性更強的蹄形磁體，觀察到電流表指針______；保持蹄形磁體靜止讓導線AB從圖中所示位置水平向右運動，觀察到電流表指針______。（填“偏轉”或“不偏轉”）
（2）圖乙中的a表示垂直于紙面的-根導線，它是閉合電路的一部分。它在磁場中按箭頭方向運動時，會產生感應電流的是______（填標號）。
1.用表格比較發電機與電動機
設備項目 電動機 發電機
結構 定子和轉子 定子和轉子
能量轉換 電能轉換成機械能 機械能轉換成電能
原理 通電線圈在磁場里轉動 電磁感應現象
分類 交流電動機直流電動機 交流發電機直流發電機
2. 課節記憶思維導圖
（滿分100分，答題時間45分鐘，根據下面給出的試題答案與解析自測自評）
一、選擇題（本大題8小題，每小題4分，共32分）
1. 發電機發電是獲取電能的重要方式，下列實驗揭示發電機原理的是（　　）
A.奧斯特實驗 B.電磁感應現象 C.磁場對電流的作用 D.自制電磁鐵
2. （2022湖南益陽）下列設備中利用電磁感應原理工作的是（　　）
A. 白熾燈泡 B. 電風扇 C. 發電機 D. 洗衣機
3. （2023新疆）如圖所示，a表示垂直于紙面的一根導線，它是閉合電路的一部分。它在磁場中按箭頭方向運動時，導線a中會產生感應電流且方向相反的兩種情況是（　　）
A. ①和② B. ①和③ C. ②和④ D. ③和④
4.（2023湖北天門等）關于如圖所示的實驗，下列說法正確的是（ ）
A. 該裝置是用于探究“磁場對通電導線的作用”
B. 導線ab運動時將電能轉化為機械能
C. 導線ab豎直向上運動時，靈敏電流計指針一定偏轉
D. 導線ab水平向左運動時，靈敏電流計指針一定偏轉
5. 中國白鶴灘水電站發電機單機功率100萬千瓦，位居全球第一，下圖中能說明發電機工作原理是（　　）
A. B. C. D.
6. 無線充電是一種更便捷的充電方式。如圖甲所示是市場上支持無線充電的智能手機和充電器。無線充電的原理是：電流通過送電線圈（充電器內）產生磁場，受電線圈（手機上）靠近磁場時就會產生電流，給智能手機充電，如圖乙所示。則受電線圈處用到了下圖實驗原理的是（　　）
A. B. C. D.
7. 某同學利用如圖所示的實驗裝置探究電磁感應現象，實驗時開關S始終閉合且磁體保持靜止，下列探究過程及結論均合理的是（　　）
A. 導線ab保持靜止，未觀察到靈敏電流計指針發生偏轉，說明磁不能生電
B. 導線ab上下運動，未觀察到靈敏電流計指針發生偏轉，說明導體在磁場中運動不會產生感應電流
C. 導線ab分別向左、向右運動，觀察到靈敏電流計指針偏轉方向不同，說明感應電流的方向與導線運動方向有關
D. 磁體的S極在上時，使導線ab向左運動；N極在上時，使導線ab向右運動，觀察到兩次靈敏電流計指針偏轉方向相同，說明感應電流的方向與磁場方向無關
8. （2022安徽）用圖示裝置探究導體在磁場中運動時產生感應電流的條件，實驗時蹄形磁體保持靜止，導體棒ab處在堅直向下的磁場中。下列操作中能使靈敏電流計的指針發生偏轉的是（　　）
A. 導體棒ab保持靜止 B. 導體棒ab向左運動
C. 導體棒ab豎直向下運動 D. 導體棒ab豎直向上運動
二、填空題（本大題3小題，8個空，每空4分，共32分）
1. （2022廣西百色）如圖所示是“探究導體在磁場中運動時產生感應電流的條件”的實驗裝置。閉合開關，使導體ab向左運動，電路中_____感應電流（選填“有”或“無”），這一過程機械能轉化為____能。
2. （2023湖北孝感）如圖是動圈式話筒內部結構圖，對著話筒說話時，聲帶_______發出聲音，使膜片帶動線圈做切割磁感線運動，產生的感應電流進入揚聲器，將聲音放大，改變了聲音的_______（選填“音調”或“響度”）。線圈切割磁感線運動的過程中，將_______能轉化為電能。
3．如圖是一款“運動手環”，其主要部分是一段內置有一小塊磁鐵的密閉的空心塑料管，管外纏繞著線圈。戴著這種手環走路時塑料管跟著手一起運動，磁鐵則在管內反復運動，線圈中便會產生電流，液晶上就會顯示出運動的步數。此過程利用了　　原理，將　　能轉化為電能。計步的數據還可通
過　　傳送到手機上。
三、實驗題（本大題3小題，8個空，每空4分，共36分）
1.（20分）發電機是如何發電的呢？同學們用如圖所示的裝置進行探究．
（1）當導體ab靜止懸掛起來后，閉合開關，靈敏電流計G指針不偏轉，說明電路中　　（選填“有”或“無”）電流產生．
（2）小芳無意間碰到導體ab，導體ab晃動起來，小明發現電流表指針發生了 偏轉，就說：“讓導體在磁場中運動就可產生電流”，但小芳說：“不一定，還要看導體怎樣運動”．為驗證猜想，它們繼續探究，并把觀察到的現象記錄如下：
序號 磁體擺放方向 ab運動方向 電流計指針偏轉情況
1 N極在上 豎直上下運動 不偏轉
2 水平向左運動 向右偏轉
3 水平向右運動 向左偏轉
4 N極在下 豎直上下運動 不偏轉
5 水平向左運動 向左偏轉
6 水平向右運動 向右偏轉
分析實驗現象后，同學們一致認為小芳的觀點是　　 （選填“正確”或“錯誤”）的，比較第2、3次實驗現象發現，產生的電流的方向跟　　 有關；比較第3、6次實驗現象發現，產生的電流的方向還跟　　 有關．
（3）在整理器材時，小明未斷開開關，先撤去蹄形磁鐵，有同學發現指針又偏轉了！他們再重復剛才的操作，發現電流表的指針都偏轉，請教老師后得知，不論是導體運動還是磁體運動，只要閉合電路的一部分導體在　 　中做　　 運動，電路中就會產生感應電流，這就是發電機發電的原理，此原理最早由英國物理學家　 　發現．
2. （16分）圖是小明做“探究什么情況下磁可以生電”的實驗裝置。
（1）實驗時，小明通過觀察_______來判斷電路中是否產生感應電流；
（2）小明進行了如圖所示的5次操作，其中能產生感應電流的是_______（選填所有符合要求的操作序號）；
（3）完成實驗后，小明認為實驗現象不太明顯，請你提出一條改進措施：___________；
（4）利用“磁生電”工作的裝置有______（選填“電鈴”“揚聲器”“動圈式話筒”或“電磁起重機”）。
發電機的發明
1.邁克爾·法拉第是世界著名的自學成才的科學家，英國物理學家、化學家，他把磁力線和電力線的重要概念引入了物理學，通過強調不是磁鐵本身而是它們之間的“場”，為當代物理學中的許多進法拉第展開拓了道路。
2.發電機是指將其他形式的能源轉換成電能的機械設備，它分為直流發電機和交流發電機，工作原理都基于電磁感應定律和電磁力定律，廣泛用于工農業生產、國防、科技及日常生活中。
3.發電機不發電是什么原因？發電機繞組有短路或對地絕緣不良，導致電設備及發電機性能變壞；空載時中性線對地無電壓，而有負荷時出現電壓。與電網并列的發電機電網電壓過高；勵磁裝置的故障引起過勵磁。等等。
學習目標
自學知識點梳理
考點例題精講
對點演練
解題方法歸納
課時減負課外小測驗
科學精神與擔當
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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2023-2024人教版9年物理全冊同步學講練測學案（全國通用）
第二十章 磁現象 磁場 專題20.5 磁生電
1.知道電磁感應現象，知道產生感應電流的條件。
2.知道發電機的原理,了解交流電的初步知識,知道發電機發電過程中的能量轉化。
3.能區別直流電和交流電，知道我國生產和生活用的交流電的頻率。
閱讀本節課教材，參考教材完成教師給出的知識點問題的填空：
1．英國物理學家 法拉第1831年首先用實驗的方法發現了電磁感應現象，這一重大發現使人類實現了將機械能轉化為電能的愿望。
2．電磁感應現象的發現，經歷了漫長的實驗探究過程，這是因為電磁感應現象的產生必須符合一定的條件，這就是閉合電路中的一部分導體，在磁場中做切割磁感線的運動時，導體中才會有電流產生，這種電流稱為感應電流。
3．發電機是根據發電機是根據_電磁感應 現象制成的，發電機的誕生實現了機械能向電能的轉化。交流發電機主要由定子和轉子兩部分組成，線圈不動磁極旋轉的發電機叫做旋轉磁極式發電機．
4.直流電和交流電：從電池得到的電流的方向不變，通常叫做直流電（DC）。電流方向周期性變化的電流叫做交變電流，簡稱交流電（AC）。在交變電流中，電流在每秒內周期性變化的次數叫做頻率，頻率的單位是_赫茲，符號為 Hz。我國家庭電路使用的交流電，電壓是220V，周期是0.02s，頻率是50Hz，電流方向1s改變100次．
知識點1. 什么情況下磁能生電
1．問題：電流能產生磁場，能不能使磁生電？
2．實驗設計：
（1）實驗方法：①電流是看不到、摸不著的,所以在實驗中利用轉換法,根據電流計的指針是否偏轉來判斷是否有電流。
②導體在磁場中產生的電流可能與多個因素有關,故在實驗時需利用控制變量法。
（2）實驗器材：因為產生的電流很小，所以用 電流計來檢測是否有電流產生，還需要蹄形磁體、導體、鐵架臺、導線、線圈。
3.實驗步驟：
如圖是實驗裝置，閉合開關后，鋼棒ab、電流表、開關組成閉合電路。
(1)讓直導線在蹄形磁體的磁場中靜止,換用不同強度的磁體。
現象：觀察到電流計指針沒有偏轉。結論：沒有產生電流。
(2)讓直導線在蹄形磁體中上、下運動。
現象：觀察到電流計指針沒有偏轉。結論：沒有產生電流。
(3)將直導線在磁場中向左運動。
現象：電流計指針向向左偏轉。結論：導線中產生了電流。
(4)將直導線在磁場中向右運動。
現象：電流計指針向右偏轉。結論：導線中產生了電流，電流的方向與導體的運動方向有關。
(5)蹄形磁體的N、S極對調，將直導線在磁場中向右運動。
現象：電流計指針向左偏轉。結論：導線中產生了電流，電流的方向與磁場的方向方向有關。
(6)將直導線在磁場中斜著運動。
現象：電流計指針偏轉。結論：導線中產生了電流。
4.實驗記錄：
次數 開關 磁場方向 導體ab的運動方向 電流表指針的偏轉方向
1 斷開 上N下S 向右運動 不偏轉
2 閉合 上N下S 向右運動 向左偏轉
3 閉合 上N下S 向左運動 向右偏轉
4 閉合 上N下S 向上運動 不偏轉
5 閉合 上S下N 向下運動 不偏轉
6 閉合 上S下N 向右運動 向右偏轉
7 閉合 上S下N 向左運動 向左偏轉
5.實驗結論：閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時產生電流的現象叫電磁感應現象，產生的電流叫感應電流。它是1831年由英國物理學家法拉第第一個發現的，根據這個發現發明了發電機。
6.產生感應電流的條件：①電路必須 閉合。②導體必須在磁場中做切割磁感線運動。
7.影響感應電流方向的因素：在電磁感應現象中，感應電流的方向跟導體的運動方向和磁感線方向有關。
知識點2. 發電機
1.觀察手搖發電機發電
(1)觀看手搖式發電機的構造有：搖柄、皮帶、磁體（定子）、線圈（轉子）、銅環、電刷等部分構成。
（2）把一臺手搖發電機跟小燈泡連接起來，當搖動手柄使線圈在磁場中快速轉動，觀察到什么？
小燈泡發光，說明電路中有了電流。線圈轉得越快，小燈泡越亮，說明感應電流越大。
（3）將燈泡換成電流計，慢搖發電機，會發現電流計的指針左右擺動；這說明了通過電流表中的電流方向是變化的。
（4）把兩個發光二極管極性相反地并聯起來，接到原來燈泡的位置，轉動搖把，二極管交替發光，說明產生的電流方向不停在改變。
2.交流電
（1）概念：從上面演示可以看出，發電機能發電，且發出的電的大小和方向是變化的。我們把這種大小和方向隨時間變化的電流叫做交變電流, 簡稱交流。
（2）頻率：電流在1秒內周期性變化的次數。單位是赫茲，符號是Hz；我國電網交流電頻率為50Hz。
（3）周期：交流周期性變化一次的時間。單位：s；我國電網交流供電，周期為0.02S 。
3.發電機
(1)發電機的工作原理是電磁感應現象，在工作過程中將機械能轉化為電能。
(2)發電機分為：交流發電機和直流發電機
4.交流發電機的工作原理。
當線圈在外力的帶動下在磁場中轉動時，線圈的ab和cd兩個邊分別切割磁感線，且切割的方向不同，所以它們產生的感應電流方向也不同，這正好使線圈沿著某一個方向向外流出電流。
甲：當轉子轉到與磁感線垂直時，線圈沒有切割磁感線，線圈中不產生電流．
乙：當轉子轉過平衡位置時，線圈切割磁感線，線圈中產生電流．
丙：當轉子繼續向下旋轉到達與磁感線垂直位置時，線圈沒有切割磁感線，線圈中不產生電流．
丁：當轉子繼續旋轉時，當線圈轉過了180度以后，線圈的每條邊的運動方向正好相反，故它們產生感應電流的方向也會相反，所以還會出現電流表指針方向一會兒向左偏一會兒向右偏的現象。
溫馨提醒：發電機與電動機的比較
設備項目 電動機 發電機
結構 定子和轉子 定子和轉子
能量轉換 電能轉換成機械能 機械能轉換成電能
原理 通電線圈在磁場里轉動 電磁感應現象
分類 交流電動機直流電動機 交流發電機直流發電機
考點1. 電磁感應現象
【例題1】（2023廣東省）如題圖所示，小明用線圈、條形磁鐵和靈敏電流計來驗證電磁感應現象，下列不能使靈敏電流計指針發生偏轉的操作是（ ）
A. 線圈不動，磁鐵快速向上 B. 線圈不動，磁鐵快速向下
C. 磁鐵不動，線圈快速向上 D. 線圈和磁鐵同時同速向上
【答案】D
【解析】A．線圈不動，磁鐵快速向上，閉合回路的磁通量發生變化，會產生感應電流，電流計指針會發生偏轉，故A不符合題意；
B．線圈不動，磁鐵快速向下，閉合回路的磁通量發生變化，會產生感應電流，電流計指針會發生偏轉，故B不符合題意；
C．磁鐵不動，線圈快速向上，閉合回路的磁通量發生變化，會產生感應電流，電流計指針會發生偏轉，故C不符合題意；
D．線圈和磁鐵同時同速向上，線圈和磁鐵保持相對靜止，閉合回路的磁通量不會發生變化，不會產生感應電流，電流計指針不會發生偏轉，故D符合題意。故選D。
考點2. 產生感生電流的條件
【例題2】（2023安徽）圖示為探究產生感應電流條件的裝置。某次實驗時，若導體AB不動，磁體沿圖中箭頭所示方向運動，則閉合回路中________（選填“能”或“不能”）產生感應電流。
【答案】能
【解析】若保持導體AB不動，閉合開關，左右移動磁體，導體會切割磁感線，也能產生感應電流。
考點3. 發電機
【例題3】（2023河南省） 圖是小聰設計的一款小制作，圓筒A中安裝有磁鐵和可轉動的線圈。
有風吹過時，扇葉帶動線圈轉動，可使接入的LED燈發光。下列設備與小制作的工作原理相同的
是（　　）
A. 電風扇 B. 電熨斗 C. 發電機 D. 汽油機
【答案】C
【解析】裝置A中有磁鐵和可轉動的線圈，當有風吹向風扇時扇葉轉動，扇葉帶動線圈在磁場中轉動切割磁感線，會產生感應電流，使接入的LED燈發光，是利用電磁感應現象的原理工作的，說明磁能夠產生電；在此過程中，機械能轉化為電能；
A．電風扇的主要部件是電動機，原理是通電線圈在磁場中受力轉動，故A不符合題意；
B．電熨斗的原理是電流的熱效應，故B不符合題意；
C．發電機的原理是電磁感應現象，故C符合題意；
D．汽油機是內燃機，對外做功時將內能轉化為機械能，故D不符合題意。
故選C。
【演練1】（2022江蘇泰州）如圖甲所示是一款新式手電筒，當沿圖中箭頭方向來回搖動電筒時，燈泡就能發光圖乙所示的四個實驗中能反映其工作原理的是（　　）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】當沿圖中箭頭方向來回搖動電筒時，導線中產生了感應電流，使小燈泡發光，利用的是電磁感應現象。
A．閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動，會產生感應電流，是電磁感應現象，故A符合題意；
B．通電導體在磁場中受力轉動，是電動機工作原理，故B不符合題意；
C．該實驗是奧斯特實驗，利用的是電流周圍有磁場，使下方小磁針受力轉動，故C不符合題意；
D．當移動滑動變阻器的滑片，電路電流發生變化，研究的是電磁鐵磁性強弱與電流的關系，故D不符合題意。故選A。
【演練2】某同學用如圖甲所示的裝置探究什么情況下磁可以生電。在蹄形磁體的磁場中放置一根導線，導線兩端跟電流表連接組成閉合回路。
（1）讓導線AB在磁場中靜止，觀察到電流表指針______；讓導線AB在磁場中靜止，換用磁性更強的蹄形磁體，觀察到電流表指針______；保持蹄形磁體靜止讓導線AB從圖中所示位置水平向右運動，觀察到電流表指針______。（填“偏轉”或“不偏轉”）
（2）圖乙中的a表示垂直于紙面的-根導線，它是閉合電路的一部分。它在磁場中按箭頭方向運動時，會產生感應電流的是______（填標號）。
【答案】 （1）不偏轉 不偏轉 偏轉 （2） CD
【解析】（1）讓導線AB在磁場中靜止，導線沒有做切割磁感線運動，不會產生感應電流，觀察到電流表指針不偏轉。
讓導線AB在磁場中靜止，換用磁性更強的蹄形磁體，導線沒有做切割磁感線運動，不會產生感應電流，觀察到電流表指針不偏轉。
持蹄形磁體靜止讓導線AB從圖中所示位置水平向右運動，導體做切割磁感線運動，會產生感應電流，觀察到電流表指針偏轉。
（2）AB．圖AB中導體運動的方向與磁感線平行，導線沒有做切割磁感線運動，不會產生感應電流，故AB不符合題意；
CD．圖CD中，導體做切割磁感線運動，會產生感應電流，故CD符合題意。故選CD。
1.用表格比較發電機與電動機
設備項目 電動機 發電機
結構 定子和轉子 定子和轉子
能量轉換 電能轉換成機械能 機械能轉換成電能
原理 通電線圈在磁場里轉動 電磁感應現象
分類 交流電動機直流電動機 交流發電機直流發電機
2. 課節記憶思維導圖
（滿分100分，答題時間45分鐘，根據下面給出的試題答案與解析自測自評）
一、選擇題（本大題8小題，每小題4分，共32分）
1. 發電機發電是獲取電能的重要方式，下列實驗揭示發電機原理的是（　　）
A.奧斯特實驗 B.電磁感應現象 C.磁場對電流的作用 D.自制電磁鐵
【答案】B
【解析】A．奧斯特實驗證明了通電導體周圍存在磁場，故A不符合題意；
B．閉合電路中的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，電路中就會產生感應電流，這就是電磁感應現象，發電機就是利用這個原理制成的，故B符合題意；
C．通電導體在磁場中會受到力的作用，根據這個原理制成了電動機，故C不符合題意；
D．電磁鐵是利用電流的磁效應工作的，故D不符合題意。
2. （2022湖南益陽）下列設備中利用電磁感應原理工作的是（　　）
A. 白熾燈泡 B. 電風扇 C. 發電機 D. 洗衣機
【答案】C
【解析】A．白熾燈泡是利用燈絲通電后發熱的原理制成的，即利用了電流的熱效應，故A不符合題意；
BD．電風扇、洗衣機的主要部件是電動機，利用通電導體在磁場中受力的作用的原理，故BD不符合題意；
C．發電機是利用電磁感應原理，即閉合回路的部分導體做切割磁感線運動，產生感應電流的現象，故C符合題意。故選C。
3. （2023新疆）如圖所示，a表示垂直于紙面的一根導線，它是閉合電路的一部分。它在磁場中按箭頭方向運動時，導線a中會產生感應電流且方向相反的兩種情況是（　　）
A. ①和② B. ①和③ C. ②和④ D. ③和④
【答案】D
【解析】磁極間的磁感線是從N極指向S極，由圖可知，①和②中的導線運動的方向與磁感線方向相同或相反，沒有做切割磁感線運動，所以不會產生感應電流；而③和④中的導線做切割磁感線運動且方向相反，會產生感應電流，由于感應電流的方向與磁場的方向和導體切割磁感線運動的方向有關，所以③和④中產生的電流方向相反。故選D。
4.（2023湖北天門等）關于如圖所示的實驗，下列說法正確的是（ ）
A. 該裝置是用于探究“磁場對通電導線的作用”
B. 導線ab運動時將電能轉化為機械能
C. 導線ab豎直向上運動時，靈敏電流計指針一定偏轉
D. 導線ab水平向左運動時，靈敏電流計指針一定偏轉
【答案】D
【解析】A．該裝置是研究電磁感應的現象實驗裝置，圖中電流計是否發生偏轉反映了是否有感應電流產生，故A錯誤；
B．ab棒運動時，具有機械能，產出感應電流時，電路中具有電能，產生感應電流的過程是機械能轉化為電能的過程，故B錯誤。
CD．產生感應電流的條件：閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動，電路中產生感應電流。當ab棒在圖中位置水平左右運動時，符合產生感應電流的條件，電路中有感應電流產生，靈敏電流計的指針發生偏轉；當ab棒在圖中位置豎直上下運動時，沒有切割磁感線，因此不會產生感應電流，電流表指針不會發生偏轉；故D正確，C錯誤；故選D。
5. 中國白鶴灘水電站發電機單機功率100萬千瓦，位居全球第一，下圖中能說明發電機工作原理是（　　）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】發電機的工作原理是，閉合電路的部分導體在磁場中做切割磁感線運動，產生感應電流；
A．如圖是奧斯特實驗的原理圖，實驗說明通電導線周圍存在著磁場，故A不符合題意；
B．如圖，閉合開關，導體在磁場中做切割磁感線運動，電路中有感應電流產生，故B符合題意；
C．如圖，電路中有電源，閉合開關，通電導體在磁場中受力運動，是電動機的原理圖，故C不符合題意；
D．如圖，閉合開關，通電螺線管產生磁場，可以吸引鐵釘，改變電路中電流的大小可以探究電磁鐵磁性大小與電流的關系，故D不符合題意。故選B。
6. 無線充電是一種更便捷的充電方式。如圖甲所示是市場上支持無線充電的智能手機和充電器。無線充電的原理是：電流通過送電線圈（充電器內）產生磁場，受電線圈（手機上）靠近磁場時就會產生電流，給智能手機充電，如圖乙所示。則受電線圈處用到了下圖實驗原理的是（　　）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】A．已知手機上的受電線圈靠近磁場時就會產生電流，給智能手機充電，這是利用電磁感應原理工作的。圖中給導體通電，導體便會運動，說明通電導體在磁場受力的作用，故A不符合題意；
B．在有機玻璃上均勻撒滿鐵屑，給螺線管通電，輕敲板面后，鐵屑的排列如上圖所示，本實驗研究通電螺線管周圍的磁場情況，故B不符合題意；
C．閉合電路的一部分導體在磁場中作切割磁感線運動，導體中就會產生感應電流，即為電磁感應現象，故C符合題意；
D．圖中實驗為奧斯特實驗，說明通電導線周圍存在磁場，即電產生磁，故D不符合題意。
7. 某同學利用如圖所示的實驗裝置探究電磁感應現象，實驗時開關S始終閉合且磁體保持靜止，下列探究過程及結論均合理的是（　　）
A. 導線ab保持靜止，未觀察到靈敏電流計指針發生偏轉，說明磁不能生電
B. 導線ab上下運動，未觀察到靈敏電流計指針發生偏轉，說明導體在磁場中運動不會產生感應電流
C. 導線ab分別向左、向右運動，觀察到靈敏電流計指針偏轉方向不同，說明感應電流的方向與導線運動方向有關
D. 磁體的S極在上時，使導線ab向左運動；N極在上時，使導線ab向右運動，觀察到兩次靈敏電流計指針偏轉方向相同，說明感應電流的方向與磁場方向無關
【答案】C
【解析】A．導線ab保持靜止，未觀察到靈敏電流計指針發生偏轉，說明導線不切割磁感線時，磁不能生電，故A不符合題意；
B．導線ab上下運動，未觀察到靈敏電流計指針發生偏轉，說明導體在磁場中不切割磁感線運動時，不會產生感應電流，故B不符合題意；
C．導線ab分別向左、向右運動，觀察到靈敏電流計指針偏轉方向不同，說明感應電流方向與導線切割磁感線時運動的方向有關，故C符合題意；
D．磁體的S極在上時，使導線ab向左運動：N極在上時，使導線ab向右運動，觀察到兩次靈敏電流計指針偏轉方向相同，不能說明感應電流的方向與磁場方向無關，因為沒有保持導線ab的運動方向不變，故D不符合題意。故選C。
8. （2022安徽）用圖示裝置探究導體在磁場中運動時產生感應電流的條件，實驗時蹄形磁體保持靜止，導體棒ab處在堅直向下的磁場中。下列操作中能使靈敏電流計的指針發生偏轉的是（　　）
A. 導體棒ab保持靜止 B. 導體棒ab向左運動
C. 導體棒ab豎直向下運動 D. 導體棒ab豎直向上運動
【答案】B
【解析】A．導體棒ab保持靜止，沒有切割磁感線，故不會產生感應電流，故A不符合題意；
B．導體棒ab向左運動，切割了磁感線會產生感應電流，故B符合題意；
C．導體棒ab豎直向下運動，沒有切割磁感線，故不會產生感應電流，故C不符合題意；
D．導體棒ab豎直向上運動，沒有切割磁感線，故不會產生感應電流，故D不符合題意。故選B。
二、填空題（本大題3小題，8個空，每空4分，共32分）
1. （2022廣西百色）如圖所示是“探究導體在磁場中運動時產生感應電流的條件”的實驗裝置。閉合開關，使導體ab向左運動，電路中_____感應電流（選填“有”或“無”），這一過程機械能轉化為____能。
【答案】 有 電
【解析】閉合開關，使導體ab向左運動，導體棒做切割磁感線運動，會產生感應電流，該過程的能量轉化為機械能轉化為電能，應用是發電機。
2. （2023湖北孝感）如圖是動圈式話筒內部結構圖，對著話筒說話時，聲帶_______發出聲音，使膜片帶動線圈做切割磁感線運動，產生的感應電流進入揚聲器，將聲音放大，改變了聲音的_______（選填“音調”或“響度”）。線圈切割磁感線運動的過程中，將_______能轉化為電能。
【答案】 振動 響度 機械
【解析】對著話筒說話時，聲帶振動產生聲音，產生的聲音使膜片振動，與膜片相連的線圈也跟著一起振動，線圈做切割磁感線運動，產生的感應電流進入揚聲器，將聲音放大，使聲音的響度變大，線圈切割磁感線運動的過程中，消耗機械能，產生電能，將機械能轉化為電能。
3．如圖是一款“運動手環”，其主要部分是一段內置有一小塊磁鐵的密閉的空心塑料管，管外纏繞著線圈。戴著這種手環走路時塑料管跟著手一起運動，磁鐵則在管內反復運動，線圈中便會產生電流，液晶上就會顯示出運動的步數。此過程利用了　　原理，將　　能轉化為電能。計步的數據還可通
過　　傳送到手機上。
【答案】電磁感應；機械；電磁波。
【解析】根據“運動手環”的特點可知，當塑料管運動時，磁鐵在管中反向運動，線圈切割磁感線而產生電流。因此，運動手環的基本原理是電磁感應，產生電流的過程中將機械能轉化為電能。
計步的數據是通過藍牙技術傳送到手機上，藍牙是通過電磁波傳遞信息。
【點評】了解電磁感應現象，知道產生感應電流的條件，明確這一過程中的能量轉化，是解答本題的關鍵。
三、實驗題（本大題3小題，8個空，每空4分，共36分）
1.（20分）發電機是如何發電的呢？同學們用如圖所示的裝置進行探究．
（1）當導體ab靜止懸掛起來后，閉合開關，靈敏電流計G指針不偏轉，說明電路中　　（選填“有”或“無”）電流產生．
（2）小芳無意間碰到導體ab，導體ab晃動起來，小明發現電流表指針發生了 偏轉，就說：“讓導體在磁場中運動就可產生電流”，但小芳說：“不一定，還要看導體怎樣運動”．為驗證猜想，它們繼續探究，并把觀察到的現象記錄如下：
序號 磁體擺放方向 ab運動方向 電流計指針偏轉情況
1 N極在上 豎直上下運動 不偏轉
2 水平向左運動 向右偏轉
3 水平向右運動 向左偏轉
4 N極在下 豎直上下運動 不偏轉
5 水平向左運動 向左偏轉
6 水平向右運動 向右偏轉
分析實驗現象后，同學們一致認為小芳的觀點是　　 （選填“正確”或“錯誤”）的，比較第2、3次實驗現象發現，產生的電流的方向跟　　 有關；比較第3、6次實驗現象發現，產生的電流的方向還跟　　 有關．
（3）在整理器材時，小明未斷開開關，先撤去蹄形磁鐵，有同學發現指針又偏轉了！他們再重復剛才的操作，發現電流表的指針都偏轉，請教老師后得知，不論是導體運動還是磁體運動，只要閉合電路的一部分導體在　 　中做　　 運動，電路中就會產生感應電流，這就是發電機發電的原理，此原理最早由英國物理學家　 　發現．
【答案】（1）無（2）正確；導體的運動方向；磁場方向（3）磁場；切割磁感線；法拉第．
【解析】（1）當導體ab靜止懸掛起來后，閉合開關，此時導體沒有做切割磁感線運動，靈敏電流計G指針不偏轉，說明電路中無電流產生；
（2）根據表格中的信息可知，當導體在磁場中運動時，電流計指針不一定偏轉，說明不一定產生電流，故小芳的觀點是正確的；
比較第2、3次實驗現象發現，磁場方向相同，導體運動的方向不同，產生電流的方向不同，即產生的電流的方向跟導體運動方向有關；
比較第3、6次實驗現象發現，導體運動的方向相同，磁場方向不同，產生電流的方向不同，即產生的電流的方向還跟磁場方向有關．
（3）電路閉合時，不論是導體運動還是磁體運動，導體會做切割磁感線運動，所以導體中有感應電流產生，這種現象是電磁感應，此原理最早由英國物理學家法拉第發現的．
2. （16分）圖是小明做“探究什么情況下磁可以生電”的實驗裝置。
（1）實驗時，小明通過觀察_______來判斷電路中是否產生感應電流；
（2）小明進行了如圖所示的5次操作，其中能產生感應電流的是_______（選填所有符合要求的操作序號）；
（3）完成實驗后，小明認為實驗現象不太明顯，請你提出一條改進措施：___________；
（4）利用“磁生電”工作的裝置有______（選填“電鈴”“揚聲器”“動圈式話筒”或“電磁起重機”）。
【答案】（1）靈敏電流計的指針是否偏轉（2） ①③④（3）將導體AB換成多匝線圈 （4）動圈式話筒
【解析】（1）感應電流的有無是通過靈敏電流計的指針是否偏轉來體現的，若靈敏電流表的指針發生偏轉，就說明產生了感應電流。
（2）閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，電路中會產生感應電流，①導體棒AB水平向右運動，導體棒AB做切割磁感線運動，產生感應電流；③導體棒AB斜向上運動，導體棒AB做切割磁感線運動，產生感應電流；④磁體水平向左運動，導體棒AB切割磁感線，產生感應電流。②導體棒AB豎直運動，沒有切割磁感線運動，不產生感應電流；⑤磁體豎直向上運動，磁感線沒有被導體切割，不產生感應電流。所以①③④可以產生感應電流。
（3）電流的大小應與切割磁感線的速度、磁場強度、線圈匝數有關；將導體AB換成多匝線圈（或換磁性更強的磁體，增大導體AB切割磁感線的運動速度）。
（4）揚聲器是把電信號轉化為聲信號，利用通電導體在磁場中受力原理；電鈴、電磁起重機的主要部件是電磁鐵，利用電流的磁效應；動圈式話筒是把聲信號轉變成電信號的，聲信號的振動帶動線圈在磁場中振動，產生電流，是電磁感應原理。
發電機的發明
1.邁克爾·法拉第是世界著名的自學成才的科學家，英國物理學家、化學家，他把磁力線和電力線的重要概念引入了物理學，通過強調不是磁鐵本身而是它們之間的“場”，為當代物理學中的許多進法拉第展開拓了道路。
2.發電機是指將其他形式的能源轉換成電能的機械設備，它分為直流發電機和交流發電機，工作原理都基于電磁感應定律和電磁力定律，廣泛用于工農業生產、國防、科技及日常生活中。
3.發電機不發電是什么原因？發電機繞組有短路或對地絕緣不良，導致電設備及發電機性能變壞；空載時中性線對地無電壓，而有負荷時出現電壓。與電網并列的發電機電網電壓過高；勵磁裝置的故障引起過勵磁。等等。
學習目標
自學知識點梳理
考點例題精講
對點演練
解題方法歸納
課時減負課外小測驗
科學精神與擔當
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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