資源簡介

八年級科學下冊 一講一練
第五講 磁生電
基礎知識講解
1、電磁感應現象
（1）定義：閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，導體中就會產生電流，這種現象叫做電磁感應。產生的電流叫感應電流。
（2）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。
（3）電路不閉合，當導體做切割磁感線運動時，沒有感應電流，但是導體中卻有感應電壓。
（4）感應電流的方向與導體切割磁感線的方向、磁場的方向有關。
（5）能的轉化：機械能轉變成電能。
2、交流發(fā)電機
-10858570485（1）原理：交流發(fā)電機就是根據電磁感應現象制成的。
（2）矩形線圈、圓環(huán)、電刷、電流表組成了閉合電路。
（3）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，線圈上無感應電流。
●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，線圈上有感應電流。（注意兩次的切割方向，及電流方向的改變）
（4）線圈在磁場轉動一周，感應電流方向改變兩次；線圈
（1）原理：交流發(fā)電機就是根據電磁感應現象制成的。
（2）矩形線圈、圓環(huán)、電刷、電流表組成了閉合電路。
（3）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，線圈上無感應電流。
●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，線圈上有感應電流。（注意兩次的切割方向，及電流方向的改變）
（4）線圈在磁場轉動一周，感應電流方向改變兩次；線圈
43053003745230
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。
3、三種電磁現象的比較
項目
電流的磁效應
磁場對電流的作用
電磁感應
實驗裝置
發(fā)現者
奧斯特
法拉第
能量轉化
電能→機械能
機械能→電能
應用
電磁鐵
電動機
發(fā)電機
鞏固提升訓練：
1、如圖是小敏設計的汽車尾氣中CO排放量的檢測電路。當CO濃度高于某一設定值時，電鈴發(fā)聲報警。圖中氣敏電阻R1阻值隨CO濃度的增大而減小。下列說法正確的是(??? )

A.?電鈴應接在A和C之間
B.?CO濃度升高，電磁鐵磁性減弱
C.?用久后，電源電壓U1會減小，報警時CO最小濃度比設定值高
D.?為使該檢測電路在CO濃度更低時報警，可將R2的滑片向下移
2、如圖所示，虛線區(qū)域內的“×”為垂直紙面的磁感線．當線框從位置A向右勻速移動到位置B時，線框內產生感應電流的情況，下列說法中正確的是（?? ）
A.?無→有→無→有→無???????????????B.?無→有→無???????????????C.?沒有感應電流???????????????D.?一直有感應電流
3、如圖所示是一款名為nPower的充電器。它的內部主要由磁性物質以及線圈組成。消費者只需將它帶在身上行走散步，或是用手搖方式讓它震動即可產生電。此款充電器的發(fā)電原理是（??? ）

A.???????????B.???????????C.???????????D.?
4、自行車后架上裝有向車頭燈供電的小發(fā)電機，小發(fā)電機的上端有一個摩擦小輪，行駛過程中，當需要小發(fā)電機向車頭燈供電時，小輪壓緊車輪，如圖所示，此時小輪在自行車車輪________力的作用下轉動，發(fā)電機發(fā)電，其發(fā)電的原理是________，實現機械能能轉化成電能。
5、如圖為小明在研究電磁之間關系時，連接的一個電路。

（1）閉合開關，滑片P向C端移動，彈簧將________（填“伸長”或“縮短”）。
（2）將虛線框內儀器換成電流表，然后將條形磁體快速插入線圈中，將觀察到的現象是________。
6、電和磁之間有密切的聯(lián)系。
（1）如圖1摩拜單車車鎖具有自動充電功能，騎行時通過單車滾動的輪軸帶動內部帶磁模塊相對線圈運動，能不斷地給蓄電池充電。該工作原理的是________。

（2）如圖2是小明在研究電與磁知識時做的實驗：甲、乙說明了電流周圍存在________。

（3）小明根據實驗現象推測：若電子沿著水平方向平行地飛過磁針上方時(如圖3)，小磁針也將發(fā)生偏轉。他推測的主要依據是電荷________會形成電流。你認為圖3中小磁針的偏轉情況會與他實驗中(圖2)的________(選填“甲”或“丙”)小磁針的偏轉方向相同。

7、如圖是某種拍攝機動車闖紅燈裝置的工作原理示意圖。控制電路中的自動開關的開、閉狀態(tài)與紅綠燈聯(lián)動，a、b為工作電路中的動觸頭。c、d為靜觸頭，當質量足夠大的交通工具(如汽車)通過停止線附近區(qū)域的埋地感應線圈時，感應線圈產生足夠大的感應電流。攝像系統(tǒng)在電路中被接通可自動拍攝違規(guī)車輛。
（1）埋地感應線圈產生感應電流的原理是________(選填“通電線圈在磁場中受力”或“電磁感應”)，當有一輛自行車在闖紅燈時，經過地埋感應線圈，攝像系統(tǒng)________(選填“會”或“不會”)拍攝。
（2）當綠燈亮時，自動開關處于________狀態(tài)。(選填“斷開”或“閉合”)
（3）簡述汽車闖紅燈時被攝像系統(tǒng)自動拍攝的工作原理。
8、近年來，油電混合動力轎車進入駕車族的視線。下表是某同學收集的一款非插電(不用插在電源充電)油電混動汽車的部分數據。請根據數據和相關知識回答：
燃料類型：汽油
排量：2487ml
發(fā)動機額定功率：131kw
電動機額定功率：88kw
整車裝備質量：1720kg
最大設計總質量：2150kg
最高車速：180km/h
綜合工況油耗：4.2L/100km
0-100km/h時間：8.9s
輪胎與地面總接觸面積：0.4m?
（1）該車的電動機既可以通電作動力，也可以在剎車時當作發(fā)電機發(fā)電回收能量。那么作為發(fā)電機工作時的能量轉化是________?。
（2）如果僅駕駛員(質量80kg)坐車內，車子對地面的壓強多大？
（3）有人想買車，下面說法中可作為推薦該車的理由________。
a.屬于新能源汽車
b.特有能量回收裝置，能把本來浪費的動能轉化儲存在蓄電池中
c.低速行駛時，由電動機驅動汽車，節(jié)約燃油
d.價格比較高
9、電和磁之間有密切的聯(lián)系。
（1）摩拜單車車鎖具有自動充電功能，騎行時通過單車滾動的輪軸帶動內部帶磁模塊相對線圈運動，能不斷地給蓄電池充電。該工作原理是________。
（2）小東把白熾燈泡放在U形磁鐵的兩個磁極之間（如圖），閉合開關后發(fā)現燈絲在晃動；移去磁鐵后，燈絲不再晃動。由此小東猜想到：燈絲的晃動可能是因為燈絲是鐵磁性物質，所以被磁鐵吸引所致。你認為小東的觀點是否正確？請說明理由________。
10、在探究電磁感應現象“感應電流產生的條件”的實驗中：

（1）如圖，a、b兩接線柱間應接入________（選填電流表、電壓表或靈敏電流計）。
（2）在探究過程中，發(fā)現每次表盤指針的偏轉角度不相同，于是對影響感應電流大小的因素作以下猜想：
猜想一：與導體切割磁感線運動的速度大小有關；
猜想二：與磁場的強弱有關；
猜想三：與導體的匝數有關。
為了驗證猜想三，設計的方案是：分別讓兩個匝數不同的線圈，在如圖所示的磁場中水平向左運動，觀察電流表指針的偏轉角度。請對此方案作出評價，指出存在的主要問題是________，請你說出最終如何判斷猜想三是否正確： ________。
11、小敏了解到發(fā)光二極管(LED)具有單向導電性，如圖甲，當電流從“+”極流入時，LED燈會發(fā)光，當電流從“-”極流入時，LED燈則不發(fā)光。小敏設想用LED燈來研究“感應電流的方向與哪些因素有關”，于是將兩個相同的LED燈反向并聯(lián)后接到線路中，與線圈構成閉合電路，并進行了如下實驗操作：

①條形強磁鐵(釹鐵硼強磁鐵)的N極朝下放置，將條形強磁鐵快速向下插入線圈中(如圖乙)，發(fā)現A燈發(fā)光，B燈不發(fā)光；
②再將插入線圈中的條形強磁鐵快速向上拔出，發(fā)現B燈發(fā)光，A燈不發(fā)光。
（1）實驗中，將兩個相同的LED燈反向并聯(lián)的目的是________。
（2）通過上述實驗可以獲得的結論是________。
（3）在圖乙中，若要想證明“感應電流的方向與磁場方向有關”，在做了上述步驟①后，還應該補做的實驗是________。
（4）結合上述已獲得的結論，小明按圖丙實驗：將S極朝下放置于線圈中的條形強磁鐵快速向上拔出，可以觀察到燈A、B的發(fā)光情況是 ??????。
A.A燈發(fā)光，B燈不發(fā)光
B.B燈發(fā)光，A燈不發(fā)光
C.A和B燈均不發(fā)光
D.A和B燈均發(fā)光
答案解析：
1、【解答】A.當CO濃度高于設定值后，氣敏電阻的阻值減小，通過電磁鐵的電流增大，電磁鐵的磁場變強，將銜鐵吸下來接通CD所在的電路而報警，因此電鈴應該接在CD之間，故A錯誤；
B.當CO濃度升高時，氣敏電阻阻值減小，通過電磁鐵的電流增大，所以它的磁性變強，故B錯誤；
C.用久后，電源電壓U1會減小，因此通過電磁鐵的電流變小，即當CO濃度達到原來的設定值后電磁鐵不能將銜鐵吸下來接通報警電路。只有CO濃度繼續(xù)增大，氣敏電阻的阻值繼續(xù)減小，電流繼續(xù)增大到原來的設定電流時才能報警，因此報警時CO的最小濃度比設定值高，故C正確；
D.報警時通過電磁鐵的電流不變，即總電阻不變。當CO濃度更低時，氣敏電阻阻值更大，根據R總=R1+R2可知，變阻器的阻值必須變小，即滑片向上移動，故D錯誤。
故選C。
2、【解答】感應感應電流的條件可知，線框A進入磁場前，不能切割磁感線，因此無感應電流產生；當線框A從剛進入到全部進入前，上下兩邊沒有切割磁感線，左右兩邊切割磁感線。當線框向右運動時，右邊的導線做切割磁感線運動，其左邊處于磁場外，符合產生感應電流的條件，此時有感應電流產生；當線框A全部進入磁場后，整個閉合電路都在磁場中，不是一部分導體在磁場中做切割磁感線運動，不符合產生感應電流的條件，因此無感應電流產生；當線框A剛從磁場中出來到全部出來前，線框左邊做切割磁感線運動，符合產生感應電流的條件，此時有感應電流產生；當線框A全部出來后，不能切割磁感線，因此無感應電流產生，故A選擇正確。故選A
3、【解答】A.當導體中有電流經過時，小磁針的指向發(fā)生改變，說明電流周圍存在磁場，故A不合題意；
B.閉合開關后，通電的導體會在磁場中受力而運動，這是電動機的工作原理，故B不合題意；
C.當金屬棒ab在磁場中做切割磁感線運動時，電流表的指針擺動，有感應電流產生，這就是電磁感應現象，故C符合題意；
D.閉合開關后，通過電流的線圈會在磁場中受力轉動起來，這就是電動機的模型，故D不合題意。
故選C。
4、【答案】 摩擦力；電磁感應
（2）根據發(fā)電機的工作原理解答。
【解答】（1）當需要小發(fā)電機向車頭燈供電時，小輪壓緊車輪，車輪和小輪之間產生相對運動，此時小輪在自行車車輪摩擦力的作用下轉動；
（2）發(fā)電機發(fā)電，其發(fā)電的原理是電磁感應，實現機械能能轉化成電能。
5、【答案】 （1）縮短
（2）電流表指針發(fā)生偏轉
（2）根據電磁感應的知識分析判斷。
【解答】（1）閉合開關后，線圈上電流方向向左，用右手握住螺線管，四指指尖向左，此時大拇指指向下面，因此線圈的下端為N極，上端為S極。根據“同名磁性相互排斥”可知，條形磁鐵受到向上的排斥力，即G=F+F磁。當滑片向C端移動時，電阻變小，電流變大，磁力變大，因此彈簧的彈力變小，彈簧變短。
（2） 將條形磁體快速插入線圈中 ，相當于線圈在磁場中做切割磁感線運動，因此會產生感應電流，那么電流表的指針會發(fā)生偏轉。
6、【答案】 （1）電磁感應
（2）磁場
（3）定向移動；甲
【解答】（1） 騎行時通過單車滾動的輪軸帶動內部帶磁模塊相對線圈運動，能不斷地給蓄電池充電。該工作原理是電磁感應。
（2） 如圖2是小明在研究電與磁知識時做的實驗：甲、乙說明了電流周圍存在磁場；
（3）他推測的主要依據是電荷定向移動會形成電流。因為將正電荷移動的方向規(guī)定為電流方向，所以圖3中電流方向向左，那么圖3中小磁針的偏轉情況會與上題中甲小磁針的偏轉方向相同。
7、【答案】 （1）電磁感應；不會
（2）斷開
（3）當信號燈為紅燈時，自動開關閉合，此時汽車闖紅燈，通過停止線附近區(qū)域的埋地感應線圈時，感應電源產生足夠大的感應電流，使電磁鐵磁性增強，銜鐵下吸，動粗頭a、b與靜觸頭c、d接通，工作電路中的攝像系統(tǒng)可自動拍攝違規(guī)車輛。
【解答】（1）地埋感應線圈產生感應電流的原理是電磁感應。當有一輛自行車在闖紅燈時，經過地埋感應線圈，由于自行車的質量太小，因此產生的感應電流太小，電磁鐵的磁場太弱，不能吸引銜鐵接通攝像電路，因此攝像系統(tǒng)不會拍攝。
（2）當綠燈亮時，自動開關處于斷開狀態(tài)；
（3）汽車闖紅燈時被攝像系統(tǒng)自動拍攝的工作原理：當信號燈為紅燈時，自動開關閉合，此時汽車闖紅燈，通過停止線附近區(qū)域的埋地感應線圈時，感應電源產生足夠大的感應電流，使電磁鐵磁性增強，銜鐵下吸，動粗頭a、b與靜觸頭c、d接通，工作電路中的攝像系統(tǒng)可自動拍攝違規(guī)車輛。
8、【答案】 （1）機械能轉換為電能
（2）F=G=mg=（1720kg+80kg）×10N/kg=1.8×104N
P= FS=1.8×104N0.4m2 =4.5×104Pa
（3）bc
【解答】（1） 作為發(fā)電機工作時的能量轉化： 機械能轉換為電能 ；
（2）?該車對地面的壓力為：F=G=mg=（1720kg+80kg）×10N/kg=1.8×104N；
該車對地面的壓強為：?p=FS=1.8×104N0.4m2=4.5×104Pa?。
（3）a.該車為油電混動，不屬于新能源汽車，故a不合題意；
b.特有能量回收裝置，能把本來浪費的動能轉化儲存在蓄電池中，故b符合題意；
c.低速行駛時，由電動機驅動汽車，節(jié)約燃油，故c符合題意；
d.價格比較高，會增加購車成本，故d不合題意。
故選bc。
9、【答案】 （1）電磁感應
（2）不正確；發(fā)光的燈泡中有電流通過，電流處于磁場中，要受到力的作用，會引起燈絲的運動；家庭中用電器通過的是交流電，也就是電流的方向發(fā)生周期性的改變，所以燈絲受到的力的方向再改變，于是會引起燈絲在晃動.
【解答】（1）摩拜單車車鎖具有自動充電功能，騎行時通過單車滾動的輪軸帶動內部帶磁模塊相對線圈運動，能不斷地給蓄電池充電。該工作原理是：電磁感應；
（2）我認為小東的觀點不正確，因為：發(fā)光的燈泡中有電流通過，電流處于磁場中，要受到力的作用，會引起燈絲的運動；家庭中用電器通過的是交流電，也就是電流的方向發(fā)生周期性的改變，所以燈絲受到的力的方向再改變，于是會引起燈絲在晃動.。
10、【答案】 （1）靈敏電流計
（2）開關沒有閉合；沒有控制線圈切割磁感線速度大小不變；；比較指針兩次偏轉角度，若相差不大，與線圈匝數無關；若相差明顯，與線圈匝數有關
【解答】（1）a、b兩點接入的電表肯定與金屬棒串聯(lián)，由于產生的電流較小，不容易檢測到，所以應該接入靈敏電流計；
（2）該方案中存在的問題是： 開關沒有閉合；沒有控制線圈切割磁感線速度大小不變；
判斷猜想三是否正確的方法為： 比較指針兩次偏轉角度，若相差不大，與線圈匝數無關；若相差明顯，與線圈匝數有關 。
11、【答案】 （1）通過LED的發(fā)光來判斷電流方向
（2）在其它條件一定時，感應電流的方向與導體的運動方向有關
（3）條形強磁鐵的S極朝下放置，將條形強磁鐵快速向下插入線圈中
（4）A
【解答】（1）實驗中，將兩個相同的LED燈反向并聯(lián)的目的是：通過LED的發(fā)光來判斷電流方向；
（2）根據乙圖中的實驗可知，磁鐵的運動方向不同，即線圈的運動方向不同，A、B的發(fā)光情況不同，那么說明： 在其它條件一定時，感應電流的方向與導體的運動方向有關 ；
（3）在乙圖中，磁鐵N極向下從線圈上拔出時，B燈發(fā)光，A燈不發(fā)光；
在丙圖中，磁鐵S極向下從線圈上拔出時，二者其他因素相同，只有磁場方向相反，那么產生電流方向與乙中的相反，即B燈不發(fā)光，A燈發(fā)光，故選A。

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