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第五節 磁生電
【要點整理】
1、電磁感應： 電路的一部分導體在磁場中做 的運動時，導體中就會產生 ，這種現象叫做 。產生的電流叫 。
2、電路不閉合，當導體做切割磁感線運動時，沒有感應電流，但是導體中卻有 。
3、產生感應電流的條件： 。
4、感應電流的方向與磁場方向和導體運動方有關；改變其中的一個，電流方 ；若同時改變這兩個方向，電流方向 。
5、在電磁感應中， 轉變成了 。
6、感應電流的方向與導體 的方向、 有關。這三個方向可用右手定則來判定。右手四指與大拇指垂直并在同一平面內,手心對著N極(讓磁感線垂直穿過手心),大拇指指向導體切割磁感線的運動方向,　則四指所指示的方向就是導體中感應電流的方向。
7、影響感應電流大小的因素是導線切割的 、 、 、切割導線的 。而與導線 無關。
8、交流發電機的工作原理：
①、呈閉合回路的矩形線圈在磁場中不斷地轉動時，線圈中就有方向不斷改變的感應電流產生。
②、交流發電機就是根據電磁感應現象制成的。
③、矩形線圈、圓環、電刷、電流表組成了閉合電路。當線圈在磁場中轉動時，切割磁感線，線圈中產生感應電流。
④、分析線圈運動到幾個特殊位置時產生感應電流的情況：
當線圈平面和磁感線垂直時，兩邊的運動方向和磁感線平行，不切割磁感線，線圈上 感應電流。
當線圈平面和磁感線平行時，兩邊的運動方向和磁感線垂直，切割磁感線，線圈上 感應電流。（注意兩次的切割方向，及電流方向的改變）
⑤、線圈在磁場轉動一周，感應電流方向改變兩次；線圈不斷轉動，則感應電流方向不斷作周期性變化。這種周期性改變方向的電流就是 。
交流電跟我們從電池得到的電流有所不同，從電池得到的電流的方向不變，通常叫做直流電。
我國交流電的周期是0、02秒，頻率為 赫茲，即發電機線圈轉一周用 秒，即1秒內線圈轉50周，每秒出現 個周期，方向改變 次。
發電機由 和 兩部分組成。大型發電機一般采用 不動、 旋轉的方法來發電。還用電磁體代替永磁體。
發電機和電動機的結構本質上是一樣的。因此電動機也可以做發電機。 交流發電機發電時，線圈內是 ，對外供應也是 ；直流發電機發電時，線圈內是 ，對外部供電是 。

【例題講解】
以下選項中的靈敏電流計A的指針會發生偏轉的裝置是（　　）
A．B．C．D．

解析：產生感應電流的條件：①閉合電路；②部分導體做切割磁感線運動；
A、圖A中銅棒以箭頭方向快速靠近線圈，導體不是在磁場中運動，不會產生感應電流，靈敏電流計A的指針不會發生偏轉，故A不符合題意；
B、圖B中磁體以箭頭方向快速靠近線圈，導體在磁場中發生相對運動，線圈中會產生感應電流，靈敏電流計A的指針會發生偏轉，故B符合題意；
C、圖C中線圈和銅棒保持靜止不動，既沒有在磁場中，導體也沒有運動，不會產生感應電流，靈敏電流計A的指針不會發生偏轉，故C不符合題意；
D、圖D中電磁鐵的線圈在磁場中沒有運動，不會產生感應電流，靈敏電流計A的指針不會發生偏轉，故D不符合題意。
故選：B。

有人發明了一種“發電地板”，如圖所示．發電地板的主要部件由永磁體和線圈組成，行人或車輛通過時，擠壓地板使永磁體和線圈發生相對運動，使能發電．該發電地板的工作原理與下列哪個選項的實驗原理相同（　　）

A.?B.?C.?D.?
解析：A、該圖是奧斯特實驗，即通電導體周圍存在磁場；不合題意；B、該圖是電磁感應原理，即閉合回路中的一部分導體做切割磁感線運動，產生電流的現象；符合題意；
C、該圖是電動機的原理圖，即通電導體在磁場中受力運動；不合題意；
D、該圖是探究電磁鐵磁性強弱與匝數的關系；不合題意．
故選B。
3、探究導體在磁場中運動時產生感應電流的條件：如圖所示，實驗時，控制磁場方向相同，改變導體ab的運動方向.

（1）導體水平左右運動，如圖甲所示，電流表指針_________，這是因為____________________。
（2）導體水平上下運動，如圖乙所示，電流表指針_________，這是因為____________________。
（3）導體水平左右運動，如圖丙所示，電流表指針_________，電路中有____________________。
（4）結合上面實驗現象，可以得出感應電流產生的條件是：___________________________。
解析：產生感應電流的條件：電路閉合且一部分導體作切割磁感線運動。
答案：（1）不發生偏轉　開關沒有閉合　（2）不發生偏轉　導體沒有切割磁感線運動　（3）偏轉　電流產生　（4）閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動，導體中有感應電流。
?
4、如圖是一種充電鞋的結構示意圖．當人走動時，會驅動磁性轉子旋轉，使線圈中產生電流，產生的電流進入鞋面上鋰聚合物電池．
（1）這種充電鞋的工作原理是（ ）　　　　　
A．電流的磁效應?????????????????????B．磁極間的相互作用
C．電磁感應????????????????????? ??D．通電線圈在磁場中受力轉動
（2）人走動會給鞋充電，原理與發電機類似，其能量轉化關系是（ ）　　　　　
A．電能轉化為化學能???????????????? B．化學能轉化為電能
C．機械能轉化為電能???????????????? D．電能轉化為機械能．

解析：（1）根據充電鞋的結構，當人走動時，會驅動磁性轉子旋轉，使線圈切割磁感線，使線圈中產生感應電流，產生的電流進入鞋面上鋰聚合物電池．
（2）人走動會給鞋充電，原理與發電機類似，其能量轉化形式是將機械能轉化為電能．
故答案為：（1）C；（2）C．

5、科學研究需要“大膽猜測、小心求證”。下面是對“感應電流的大小跟哪些因素有關?”所作的猜測與求證。
????猜測1：可能與導線切割磁感線的速度有關
????猜測2：可能與導線切割磁感線的方向有關
????猜測3：可能與切割磁感線的導線條數有關
??? (1)為了驗證以上猜測，某同學先后用圖甲和圖乙的裝置進行實驗。你認為他的實驗是為了驗證上述哪個?猜測???? ??。
??? (2)要利用圖甲的裝置來驗證猜測1，在進行對照實驗時，其操作上的區別是?? ?。

解析：（1）甲、乙中發生改變的只有磁鐵穿過螺線管的匝數，即切割磁感線 (?https:?/??/?www.baidu.com?/?s?wd=%E5%88%87%E5%89%B2%E7%A3%81%E6%84%9F%E7%BA%BF&tn=SE_PcZhidaonwhc_ngpagmjz&rsv_dl=gh_pc_zhidao" \t "https:?/??/?zhidao.baidu.com?/?question?/?_blank?)的導線條數發生了改變，則它是為了驗證猜想3而進行的實驗；（2）要驗證猜想1，需要改變導線切割磁感線 (?https:?/??/?www.baidu.com?/?s?wd=%E5%88%87%E5%89%B2%E7%A3%81%E6%84%9F%E7%BA%BF&tn=SE_PcZhidaonwhc_ngpagmjz&rsv_dl=gh_pc_zhidao" \t "https:?/??/?zhidao.baidu.com?/?question?/?_blank?)的速度，即讓磁鐵不動，改變線圈的速度或讓線圈不動改變磁鐵的速度都可以。
答案：(1)猜測3；(2)磁鐵或線圈的速度

【同步練習】
基礎篇
1．無線充電是一種增加手機續航時間的方式，如圖甲所示，其技術的原理是：電流流過送電線圈產生磁場，受電線圈靠近該磁場時就會產生電流，給智能手機充電，如圖乙所示。受電線圈處用到了下圖中哪個實驗的原理（　　）

A．B． C．D．
2．如圖所示是一款帶滾輪的書包，其內部沒裝電池，但拖動書包使輪子滾動時，嵌在輪子里的LED燈會發光。以下四幅圖能反映此現象原理的是（　　）

A．只有甲圖 B．甲圖和丙圖 C．甲圖和丁圖 D．乙圖和丁圖
3．現將電池組、滑動變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計及開關如圖連接，在開關閉合、線圈A放在線圈B中的情況下，某同學發現當他將滑動變阻器的滑動端P向左加速滑動或線圈A向上移動時，電流計指針向右偏轉，由此可以判斷（　　）

A．線圈B向上運動，能引起電流計指針向右偏轉
B．滑動變阻器滑動端P向右加速滑動，能引起電流計指針向左偏轉
C．滑動變阻器的滑動端P勻速向左或勻速向右滑動，都能使電流計指針靜止在中央
D．因為線圈A、線圈B的繞線方向未知，故無法判斷電流計指針偏轉方向
4．圖中a表示垂直紙面的一根導體，它是閉合電路的一部分，它在磁場中如圖所示的方向運動時，下列情況會產生感應電流的是（　　）

A．①和③ B．②和③ C．③和④ D．只有③
5．小杰將一個靈敏電流計和一個螺線管連接在一起，如圖所示，實驗時不小心手上拿的條形磁體剛好掉入螺線管的洞中，旁邊同學發現磁體掉下過程中靈敏電流計的指針向右偏轉了，待磁體最終靜止后指針又回到中間位置。請你根據上面的實驗現象判斷下列說法錯誤的是（　　）

A．磁鐵掉入螺線管時，靈敏電流計的指針向右偏轉，這表明產生了感應電流
B．若把磁體拿出會觀察到靈敏電流計的指針向左偏轉
C．這套裝置的工作原理與電動機相似
D．如果慢慢把磁體插入螺線管靈敏電流計指針偏轉角度比前一次更小
6．如圖所示，放在磁場中的矩形線圈abcd自圖示位置（即線圈平面磁感線垂直位置）開始繞OO'轉動，則下列說法中正確的是（　　）

A．線圈在轉動過程中，時刻有感應電流產生
B．線圈在轉動的前半周中，線圈中電流方向不變
C．線圈平面與磁感線方向平行時，線圈中無電流
D．線圈轉動過程中，各邊都不停地切割磁感線
7．如圖所示，是王浩同學探究感應電流方向與哪些因素有關的實驗情景（圖中箭頭表示導體的運動方向），下列說法中正確的是（　　）

A．比較圖a和圖c可知，感應電流的方向與磁場方向和導體運動方向有關
B．由圖d可以得出結論，感應電流的方向跟導體是否運動無關
C．比較圖b和圖c可知，感應電流的方向與導體運動方向無關
D．比較圖a和圖b可知，感應電流的方向與磁場方向有關
8．科學家經過長期研究，發現了電和磁有密切的聯系，其中兩項重要的科學探究如圖甲、乙所示，下列關于這兩項科學探究的說法正確的是（　　）

A．甲圖實驗探究磁場對通電導線的作用
B．乙圖實驗所揭示的原理可制成電動機
C．甲圖中導體棒ab只要運動，電路中就會產生電流
D．乙圖中若只將磁體的兩極對調，導體棒ab的運動方向不改變
9．如圖所示的是直流發電機的工作原理圖，關于直流發電機下列說法中正確的是（　　）
A．直流發電機線圈內產生的是交流電，供給外部電路的是直流電
B．直流發電機線圈內產生的是直流電，供給外部電路的也是直流電
C．它是利用通電線圈在磁場中受到力的作用而轉動的原理工作的
D．圖中的E、F稱為換向器，它的作用是改變線圈中的電流方向
10．POS刷卡機的廣泛應用給人們的生活帶來了便利。POS機的刷卡位置有一個繞有線圈的小鐵環制成的檢測頭（如圖所示）。在使用時，將帶有磁條的信用卡在POS機指定位置刷一下，檢測頭的線圈中就會產生變化的電流，POS機便可讀出磁條上的信息。以下裝置與POS刷卡機讀出信息原理不同的是（　　）

A． 手搖式發電機 B． 動圈式話筒
C． 電動機 D． 手壓式手電筒
提高篇
11．如圖所示的A為電磁鐵，B為鐵芯，C為套在鐵芯B上的絕緣磁環。現將A、B、C放置在天平的左盤上，當A中通有電流I時，C懸停在空中，天平保持平衡。當減少A中電流時，絕緣磁環C將向下運動。在絕緣磁環C下降到最低點的過程中（C與A還未碰撞），若不考慮摩擦及空氣阻力，則下列描述正確的是（　　）

A．天平仍保持平衡
B．天平左盤先下降后上升
C．天平左盤先上升后下降
D．天平左盤一直下降至最低點
12．“衛星懸繩發電”是人類為尋找衛星的新型電力能源供應系統而進行的實驗。假設在實驗中，用飛機拖著一根很長的金屬線（其下端懸掛一個金屬球，以保證金屬線總是呈豎直狀態），在我國上空平行地面飛行，如果用該系統為衛星供電，則下列說法不正確的是（　　）
A．這是利用運動導線切割地磁場的磁感線產生感應電流的原理
B．如果飛機自西向東飛行，金屬線上有感應電流產生
C．如果飛機自南向北飛行，金屬線上有感應電流產生
D．如果飛機由西北方向飛向東南方向，金屬線上有感應電流產生

13．在學校實驗室開放時。同學們對手搖發電機非常感興趣，他們想：發電機產生感應電流大小跟哪些因素有關呢？于是他們開展了探究，如圖是他們所用的發電機和實驗記錄表：
實驗順序 線圈轉速 線圈轉向 小燈泡亮度
1
2
3
（1）根據表格可知，他們準備研究發電機產生感應電流的大小是否與　 　有關。
（2）手搖發電機是利用　 　原理來發電的。在發電時將　 　能轉化為電能。
（3）他們根據小燈泡的亮度來判斷電路中感應電流的大小，像這種用能直接觀測的量來顯示不易直接觀測的量的方法叫“轉換法”。下列方法屬于“轉換法”的是　 　（填序號）
①根據磁鐵吸引大頭針的多少來判斷磁性的強弱；
②為了研究電流的特點，把電流看成水流。
③為了研究電流和電阻的關系，使電壓保持不變。
（4）手搖式發電機產生的感應電流是　 　（選填“交流電”或“直流電”）。

14．用圖所示的實驗裝置探究“產生感應電流的條件”。
（1）實驗中，通過觀察　 　來判斷電路中是否有感應電流。
（2）閉合開關，若導體ab不動，左右移動磁鐵，電路中　 　（選填“有”或“無”）感應電流。
（3）某小組的實驗現象不太明顯。請提出一條改進措施：　 　。
（4）該實驗的結論是：閉合電路的一部分導體，在磁場中做　 　磁感線運動時，導體中就會產生感應電流。

15．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”實驗裝置。磁鐵、銅棒ab、電流表、開關組成閉合電路。
（1）閉合開關后，使銅棒ab不動，水平向右移動磁鐵，電流表指針　 　（填“能”或“不能”）發生偏轉。
（2）利用這一原理可制成　 　。這種現象是將　 　能轉化為　 　能。
（3）將磁極上下對調，其他不變，觀察指針擺動情況，這樣操作是為了探究　 　。

16．如圖所示為探究“磁生電”的實驗裝置。
（1）將細導線懸掛的導體放入蹄形磁體中，閉合開關，電流計指針不偏轉，讓導體在蹄形磁體中上下運動，電流計指針　 　偏轉，斷開開關，讓導體在蹄形磁體中左右運動，電流計指針　 　偏轉。（選填“會”或“不會”）
（2）若保持導體ab不動，要產生感應電流，正確的操作是　 　。
（3）該實驗利用的原理是　 　，現實中可以用來制作　 　。
（4）若要利用上述裝置“探究磁場對通電導線的作用”，可以將圖中的電流計更換為　 　，通過實驗發現，通電導體在磁場中受力的方向不僅與電流方向有關，而且與　 　有關。

17．如圖是“探究什么情況下磁可以生電”的裝置，導體 ab、開關、靈敏電流表用導線連接，組成電路。
（1）實驗中，我們通過觀察　 　來判斷電路中是否有感應電流。
（2）小明實驗時進行了如下操作：
A．閉合開關，只讓導體 ab 在水平方向左右運動
B．閉合開關，只讓導體 ab 在豎直方向上下運動
C．閉合開關，只讓導體 ab 在垂直紙面方向前后運動
D．閉合開關，只讓蹄形磁體在水平方向左右運動
E．閉合開關，只讓導體 ab 在水平方向左右運動
上述操作中，你認為一定能產生感應電流的是　 　（填寫字母）．由此總結出產生感應電流的條件是：　 　。電路的一部分導體在磁場中做　 　運動。
（3）如果想進一步探究感應電流的大小與導體運動的快慢是否有關，則應閉合開關，保持其它條件不變，只改 變　 　，觀察　 　得出結論。
（4）若將圖中電流表換成直流電源，則該實驗裝置還可以來探究　 　。

18．在“探究什么情況下磁可以生電”的實驗中：

（1）小星設計的電路如圖甲所示，在蹄形磁體的磁場中放置一根導線ab，ab的兩端分別跟開關，螺線管連接，螺線管旁放置一個小磁針，當ab中產生電流時，螺線管中有　 　通過，小磁針會發生偏轉，他的這種設計思想是用到了　 　法。
（2）小星閉合開關后，不管導線ab在磁場中怎樣運動，小磁針都不偏轉，是沒有產生電流，還是產生的電流太微弱？他換用了一個靈敏電流表代替螺線管和小磁針，如果靈敏電流表指針發生偏轉，表明ab中產生電流，實驗的情況如圖乙所示。
A、觀察并分析①②③現象可知：導體靜止時，　 　產生感應電流；導體沿著磁感線方向運動時，　 　產生感應電流；導體切割磁感應線運動時，　 　產生感應電流。（均選填“能”或“不能”）
B、觀察并分析③④現象可知：產生感應電流的條件之一是　 　。
（3）對比圖甲和圖乙兩次實驗后，小星認為：圖甲中小磁針不發生偏轉，不是沒有產生電流，而是　 　。
19．小勇利用如圖所示的實驗裝置“探究導體在磁場中運動時產生感應電流的
條件”，他將實驗中觀察到的現象記錄在如表中。
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 不偏移
2 閉合 上N下S 向右運動 向左偏移
3 閉合 上N下S 向左運動 向右偏移
4 閉合 上N下S 向上運動 不偏移
5 閉合 上S下N 向下運動 不偏移
6 閉合 上S下N 向右運動 向右偏移
7 閉合 上S下N 向左運動 向左偏移
（1）分析得出：　 　電路中的部分導體在磁場里做切割磁感線運動時，導體中就會產生感應電流。
（2）比較實驗2和3（或6和7）可知：在磁場方向一定時，感應電流的方向與　 　有關。
（3）比較實驗　 　可知：在導體切割磁感線運動方向不變時，感應電流的方向與磁場方向有關。
（4）這個現象在生產和生活中的重要應用是　 　。
（5）針對這個實驗，小勇進行了進一步的探究，他提出了“感應電流的大小可能與導體切割磁感線的運動速度有關”的猜想，于是他設計了如下的實驗方案：①保持磁場強弱不變，讓導體AB以　 　（填“相同”或“不同”）的速度沿相同方向做切割磁感線運動，觀察電流表指針偏轉幅度大小。
②如果電流表指針偏轉幅度不同，說明感應電流的大小與導體切割磁感線運動速度　 　（填“有關”或“無關”）。

20．某同學利用如圖所示裝置探究“感應電流產生的條件”：
（1）如圖，a、b兩接線柱間應接入　 　。
（2）下列各種操作中，能使閉合回路產生電流的是　 　（選填字母）
A．讓導體在磁場中靜止
B．保持導體靜止，使蹄形磁體水平向左運動
C．讓導體在磁場中作豎直向上或豎直向下的運動
（3）從能量的角度來分析，感應電流的產生過程是　 　能轉化為電能。
（4）在儀器和電路連接都完好的情況下，某小組的實驗現象不太明顯。請提出一條改進措施：　 　。
（5）探究完上述實驗后，該同學在a、b兩接線柱間換成　 　就可以探究“磁場對電流的作用”的實驗，接通電路后，導體向右運動，如要使其向左運動，可以　 　。
21．閱讀短文，回答問題：
感溫電飯鍋
電飯鍋是生活中常見的用電器，它是利用感溫磁鋼（軟磁體）的磁性隨溫度的變化而變化的特性來設計的，這樣可以限制煮飯過程中的最高溫度。感溫磁鋼的磁性隨著本身溫度作非線性變化，其特性曲線如圖甲所示。
磁鋼限溫器結構如圖乙所示，它主要由感溫磁鋼、永磁體和彈簧構成。感溫磁鋼及其外套、內鍋由彈簧支撐。感溫磁鋼與受熱面固定在一起，受熱面直接把熱量傳遞給鍋底。煮飯時用手按按鈕開關，通過杠桿AOC使永磁體和感溫磁鋼吸合，在吸力作用下永磁體不會落下，金屬觸點閉合，電路接通，加熱元件開始發熱。當飯煮熟后，溫度繼續上升，當升高到某一溫度時，永磁體落下，通過杠桿CBO使觸點分開，加熱元件停止發熱，同時按鈕開關跳起。

（1）與銅導線相比，制作電飯鍋加熱元件的材料應具備的特性是電阻較　 　，熔點較　 　。
（2）在磁鋼限溫器工作過程中，感溫磁鋼的磁性急劇減弱是在　 　；
A．剛剛按下按鈕開關時 B．按鈕開關跳起前瞬間
（3）感溫磁鋼與永磁體吸合時，利用了異名磁極相互　 　的磁力；永磁體剛落下時，感溫磁鋼的溫度為　 　℃；永磁體下落過程中，感溫磁鋼對永磁體　 　（選填“有”或“沒有”）磁力的作用。



















參考答案：
【要點整理】
1、閉合、切割磁感線；電流，電磁感應；感應電流。
2、感應電壓。
3、電路閉合；一部分導體作切割磁感線運動。
4、改變；不變。
5、機械能；電能。
6、切割磁感線的方向、磁場的方向有關
7、速度大小、 永磁體的強度、切割導線的條數、有效長度；切割的速度方向。
8、電磁感應現象；矩形線圈、圓環、電刷、電流表；無；有；交流電。50赫茲，0.02；50；100次。
9、轉子、定子、線圈、磁極、
10、交流電，交流電；交流電，直流電。

【同步訓練】
1．C； 2．C； 3．B； 4．C； 5．C； 6．B； 7．D； 8．B； 9．A； 10．C；
11．C；12．C
13．線圈的轉速和線圈的轉向；電磁感應；機械；①；交流電；
14．電流表的指針是否偏轉；有；將導體ab換成多匝線圈；切割；
15．能；發電機；機械；電；感應電流的方向與磁場方向的關系；
16．不會；不會；閉合開關、將蹄形磁鐵左右移動；電磁感應；發電機；電源；磁場方向；
17．靈敏電流表示數；ADE；閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動，導體中才有感應電流產生；切割磁感線；導體運動的快慢；電流表指針的偏轉程度；磁場對通電導體的作用；
18．電流；轉換；不能；不能；能；閉合電路；產生的電流太微弱；
19．閉合；導體切割磁感線運動方向；2、6或3、7；發電機；；不同；有關；
20．小量程電流表（靈敏電流計）；B；機械；將導體換成多匝線圈或換磁性更強的磁鐵等；電源；改變電流方向或對調磁極；
21．大；高；B；吸引；103；有；












21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）



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