資源簡介

4.5 磁生電
點擊要點
1．磁生電——電磁感應。
英國科學家 發現了電磁感應現象，標志著
時代的開始。
(1) 的一部分導體在磁場中做 的運動時，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
。
(2) 電路不閉合，當導體做切割磁感線運動時，沒有 ，但是導體中卻有 。
(3) 產生感應電流的條件： ，且部分導體 。
(4) 感應電流的方向與 和_ ___有關；改變其中的一個，電流方向改變；若同時改變這兩個方向，電流方向不變。在電磁感應中， 能轉變成了 能。
2．感應電流的方向與 有關。這三個方向可用右手定則來判定。（了解）
下列示意圖中，閉合電路有電流的是： （只畫出導體的橫截面）。
3．影響感應電流大小的因素是 、 、
、 ，而且與 有一定關系。
4．交流發電機的工作原理是根據
制成的。
(1) 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，
；當線圈平面和磁感線平行時，
。
（注意兩次的切割方向，及電流方向的改變）
(2) 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 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 。
(3) 我國交流電的周期 ，頻率為 ，即發電機線圈轉一周用0. 02s，即1s內線圈轉50周，每秒出現50個周期，方向改變 次。
(4) 發電機由轉子和定子兩部分組成。一般采用線圈不動、磁極旋轉的方法來發電。還用電磁體代替永磁體。
5．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， ；直流發電機發電時， 。
課堂講練
例1 如圖所示，在磁場中懸掛一根直導線，導線的兩端分別連接在電流表的兩個接線柱上，組成一個閉合電路。當導線沿著圖示方向運動時，有兩個運動方向能使電流表的指針偏轉，這兩個運動方向是( )
A．向右或向左 B．向上或向下
C．向左或向上 D．向右或向下
鞏固訓練1 下列說法中正確的是( )
A．導線在磁場中運動就能產生感應電流
B．閉合電路的一部分導線在磁場中運動就一定能產生感應電流
C．閉合電路的一部分導線在磁場中作切割磁感應線的運動，一定能產生感應電流
D．閉合線圈在磁場中作切割磁感應線的運動，一定能產生感應電流
例2 關于交流發電機的原理，下列說法正確的是( )
A．利用通電線圈在磁場里轉動 B．利用換向器把直流電變為交流電
C．利用通電導體在磁場里受力而運動 D．利用電磁感應現象
鞏固訓練2 如右圖所示，動圈式話筒的膜片與線圈固定在一起，線圈套在磁鐵上。當我們對著話筒講話時，聲音使膜片振動，膜片帶動線圈也一起振動，于是線圈中產生了隨聲音變化的電流。則下列電器的原理與動圈式話筒的原理相同的是( )
A．電動機 B．發電機
C．電磁鐵 D．電鈴
跟蹤演練
一、選擇題
1．(2011泉州)在如圖所示的實驗裝置圖中能夠說明電磁感應現象的是( )

2．一段直導線在磁場中運動時，下列判斷正確的是( )
A．可能產生感應電壓 B．可能產生感應電流
C．一定沒有感應電壓 C．一定產生感應電流
3．以下關于直流發電機的說法中正確的是( )
A．線圈中產生的是直流電，對外輸出的是交流電
B．線圈中產生的是交流電，對外輸出的是直流電
C．線圈中產生的是直流電，對外輸出的也是直流電
D．線圈中產生的是交流電，對外輸出的也是交流電
4．關于發電機，下列說法中不正確的是( )
A．發電機工作時，轉子一定要其他物體來帶動
B．發電機可以提供電路兩端的電壓
C．發電機工作時，總是不間斷地產生感應電流
D．發電機是當代社會中最重要的電源
5．有關如圖裝置實驗的說法正確的是( )
A．用來研究電磁感應現象，根據其可制成電動機
B．用來研究電磁感應現象，根據其可制成發電機
C．用來研究磁場對電流的作用，根據其可制成電動機
D．用來研究磁場對電流的作用，根據其可制成發電機
6．如右圖所示用細線將一閉合的鋁環懸掛起來，讓條形磁鐵靠近鋁環，產生的現象有( )
A．環中將產生感應電流 B．環中不產生感應電流
C．環將向前擺動 D．環將向后擺動
7．（2011蘇州）如圖所示，導體AB水平置于蹄形磁鐵的磁場中，閉合開關后，導體AB在下列運動情況中，能使圖中小量程電流表指針發生偏轉的是( )
A．靜止不動
B．水平向右運動
C．豎直向上運動
D．豎直向下運動
8．將小電動機與小燈泡按如圖所示電路連接，在小電動機轉軸上繞線，然后用力拉線，使電動機轉動。在電動機轉動過程中，小燈泡發光。該現象說法正確的是( )
①電產生了磁，使電動機轉動 ②磁產生了電，使小燈泡發光 ③電動機是電源 ④轉速越快，燈泡越亮
A．①②③ B．①③④
C．①②④ D．②③④
9．如圖所示，在磁感線為水平向右方向的磁場中，有一閉合線框abcd，ab邊受力方向為豎直向上，cd邊受力方向為豎直向下，則導線中產生感應電流的方向應當是( )
A．a→b→c→d B．a→d→c→b
C．根椐安培定則判斷 D．以上說法都正確
10．(2010荊門)回顧如圖所示“什么情況下磁可以生電”的探究過程，你認為以下說法正確的是( )
A．讓導線在磁場中靜止，蹄形磁鐵的磁性越強，電流表指針偏轉角度越大
B．用匝數較多的線圈代替單根導線，且使線圈在磁場中靜止，這時電流表指針偏轉角度大些
C．蹄形磁鐵固定不動，使導線沿水平方向運動時，電流表指針會發生偏轉
D．蹄形磁鐵固定不動，使導線沿豎直方向運動時，電流表指針會發生偏轉
二、填空題
11．如圖所示的是為紀念發現“磁生電”現象的物理學家 而發行的一枚郵票，該發現導致了世界上第一臺 機的發明，從而把人類社會帶進了電氣化時代。
12．下表是電動機和發電機的有關對比，請依據所學的知識補充表格。
機器類別
原理
能量的轉化
結構上的不同點
電動機
發電機
13．研究表明：感應電流的大小與下列因素有關的是 （填字母）。
A．導線切割的速度大小；B．導線切割的速度方向；C．導體的長度；D．切割導線的條數；E．永磁體的強度；F．導線切割的方向。
14．(2011聊城)如圖所示，將一根導體棒ab兩端用細導線與靈敏電流計組成一個閉合回路。讓導體棒ab水平向左運動時，電流計的指針向右偏轉；導體棒ab水平向右運動時電流計的指針向左偏轉，說明感應電流的方向與 有關。讓導體棒ab沿豎直方向上下運動時，電路中 感應電流。
15．在右圖中，導體ab在磁場中向右運動時，電表G的指針不動，這是因為 ；使電鍵S 后，ab向右運動時，電表G的指針發生了偏轉，說明電路中有電流產生，這種現象叫做 。
三、實驗、探究題
16．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 根據能否進行新陳代謝來區分生物與非生物；③ 根據純凈物中元素種類的多少來區分單質與化合物。
(4) 判斷電流大小，除了借助小燈泡觀察之外，實驗室常用 表來測量。
提高班習題精選
1．(2010蘭州)下列用電器中利用電磁感應現象工作的是( )
A．電烤箱 B．電鈴
C．動圈式話筒 D．電風扇
2．在交流發電機中，將線圈中產生的交流電供給外電路是利用( )
A．滑環 B．電刷
C．換向器 D．滑環和電刷
3．以下方法中，感應電流方向不變的是( )
A．只改變導體運動方向，磁感線方向不變
B．只改變磁感線方向，導體運動方向不變
C．導體運動方向和磁感線方向同時改變
D．只改變導體運動方向或只改變磁感線的方向
4．如圖所示，在一個金屬圓環中有一個可以繞軸OO’勻速轉動的條形磁鐵，當磁鐵旋轉時，下列說法正確的是( )
A．金屬環中有感應電流
B．因金屬環不動，故環中無感應電流
C．金屬環中有感應電流，且是交流電
D．金屬環中有感應電流，且是直流電
5．（2010濟寧）如圖所示，是某小組的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(b)可知，感應電流的方向與磁場方向有關
B．比較圖(b)和圖(c)可知，感應電流的方向與磁場方向和導體運動方向無關
C．比較圖(a)和圖(c)可知，感應電流的方向與磁場方向無關
D．由圖(d)可以得出感應電流的方向跟導體是否運動無關
6．小明將靈敏電流計和線圈連接成如圖電路，來研究電磁感應現象。圖甲與圖乙中線圈的匝數是相同的，將相同的條形磁鐵以相同的速度插入線圈中，以下敘述正確的是( )
A．甲、乙兩圖中電流方向相同
B．甲、乙兩圖中電流計指針都發生偏轉
C．當磁鐵不動時，電流計也有示數
D．此現象中電能轉化為機械能
7．作為一種應急措施，有時也可以用揚聲器代替話筒。如圖所示裝置，人對著揚聲器的錐形紙盆說話，聲音就會使與紙盆相連的線圈在磁場中振動，從而產生隨著聲音的變化而變化的 。這種現象在物理學上稱為 現象。
8．（2011武漢）如圖所示，在探究“什么情況下磁可以生電”的實驗中，保持磁體不動：
(1) 若使導線ab豎直向下運動，則靈敏電流計指針 。
(2) 若使導線ab水平向右運動，發現靈敏電流計指針向左偏轉；現讓導線ab水平向左運動，則靈敏電流計指針向 。
(3) 若使導線ab從圖中所示位置斜向上運動，則靈敏電流計指針 。
9．右圖是某課外活動小組仿制的一個能產生持續電流的裝置——發電機。裝有手搖柄（未畫出）的轉軸垂直穿過圓盤中心，金屬圓盤放在蹄形磁鐵之間，圓盤的軸心和能在圓盤的邊緣滑動接觸的滑片通過金屬導線與電流表相連。金屬圓盤可以看成是由無數根長度等于圓盤半徑的導線組成的，圓盤在磁極間不斷轉動，每根導線都在做切割磁力線的運動，從而產生持續電流。當以某一轉速勻速轉動金屬圓盤時，電流表有一定的計數。
根據上述材料，請完成下面的實驗探究填空：
(1) 換用 的磁鐵，其他條件不變，發現電流表讀數增大，說明電流大小跟磁場強弱有關；
(2) 換用一個半徑大一些的金屬圓盤，其他條件不變，發現電流表讀數增大，說明電流大小也跟 有關；
(3) 當圓盤轉速增大，其他條件不變時，發現電流表讀數也增大，說明電流大小還跟
有關。
10．實驗室內設置有四輛腳踏車，每逢下課同學們就會排隊來騎腳踏車。因為騎車不僅可以健身，同時還可以發電供學校使用。裝在自行車上的發電機工作時把 能轉化成電能。同學們用如圖所示實驗裝置探究發電機的工作原理，探究中有同學提出了問題：“感應電流的大小會跟哪些因素有關呢？”
小紅猜想：“可能跟磁場的方向有關。”
小華猜想：“可能跟導體切割磁感線運動的方向有關。”
小麗猜想：“可能跟導體切割磁感線運動的快慢有關。”
請你根據右圖所示的實驗裝置，幫助小麗設計實驗來驗證她的猜想，簡述你的實驗方法：

。請你也猜猜看，感應電流大小還可能跟 有關。
4.5 磁生電
【點擊要點】
1．法拉第 電氣
(1) 閉合電路 切割磁感線 感應電流
(2) 感應電流 感應電壓
(3) 閉合電路 做切割磁感線運動
(4) 磁場方向 導體運動方向 機械 電
2．導體切割磁感線的方向、磁場的方向 A、C、D
3．導線切割的速度大小 永磁體的強度 切割導線的條數 切割導線的有效長度 導線切割的速度方向
4．電磁感應現象
(1) 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 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
(2) 周期性 交流電 直流電
(3) 0.02s 50Hz 100
5．線圈內是交流電，對外供應也是交流電 線圈內是交流電，對外部供應是直流電
例l A 鞏固訓練1 C
例2 D 鞏固訓練2 B
【跟蹤演練】
1．B 2．A 3．B 4．D 5．B 6．A 7．B 8．D 9．A 10．C
11．法拉第 發電
12．
機器類別
原理
能量的轉化
結構上的不同點
電動機
通電線圈在磁場中轉動
電能轉化為機械能
磁鐵、線圈、換向器、電刷
發電機
電磁感應現象
機械能轉化為電能
磁鐵、線圈、銅制半環、電刷
13．ABCDEF
14．導體切割磁感線的運動方向 不產生
15．電路沒有閉合 閉合 電磁感應現象
16．(1) 線圈轉速和線圈轉向 (2) 機械 (3) ① (4) 電流
【提高班習題精選】
1．C 2．D 3．C 4．C 5．A 6．B
7．電流 電磁感應
8．(1) 不偏轉
(2) 右偏轉
(3) 偏轉（向右偏轉；向左偏轉）
9．(1) 磁性強
(2) 切割磁感線的導線的長度
(3) 切割磁感線的速度
10．機械 在相同條件下，讓導體以不同的速度做切割磁感線運動，觀察靈敏電流計的指針偏轉程度 如：磁場強度

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