2020-2021学年3 发电机为什么能发电复习练习题

17.3发电机为什么能发电同步练习沪科版初中物理九年级下册

一、单选题（本大题共10小题，共20.0分）

1. 导线a是闭合电路的一部分，下面四幅图中，a在磁场中按v的方向运动时，能产生感应电流的是在A选项中与磁感线平行，在B、C选项中垂直于纸面，在D选项中磁感线与水平地面平行指向北方，a水平东西放置     

A.  B.
C.  D.

2. 同学们用一根软质长导线ab、一些普通导线和一只灵敏电流计可以测量微小电流的大小连接成如图所示回路，并用软质长导线ab进行跳绳锻炼活动。下列说法中正确的是     

A. 在同学们跳绳过程中，一定会观察到灵敏电流计的指针发生偏转
B. 在a、b处甩绳的同学如果采用南北向站位并甩绳，则灵敏电流计指针的偏转程度一定大于东西向站位时的偏转程度
C. 在同学们跳绳过程中有可能观察到小磁针发生偏转
D. 当观察到灵敏电流计指针发生偏转时，整个回路相当于一个电动机
 

3. 超市的商品上贴有具有磁性的标签，当未消磁的标签经过超市出口处的安全门时，安全门上的线圈会产生电流，触发报警器达到防盗的目的，下列选项图与其工作原理相同的是

A.
B.
C.
D.

4. 如图所示，导体棒AB、CD水平放置在蹄形磁体的磁场中，都垂直于所在位置的磁感线，两个蹄形磁体的N极和S极标识都没有了。拉动AB向左移动时，发现CD向右移动，下列判断正确的是

A. 若拉动AB向右移动，则CD向右移动
B. 若拉动AB向右移动，则CD向左移动
C. 调换右边磁体上下磁极，拉动AB向左移动，则CD向右移动
D. 调换右边磁体上下磁极，拉动AB向右移动，则CD向左移动

5. 如图所示，下列装置利用了电磁感应原理的是

A. 奥斯特实验
B. 发电机模型
C. 电动机模型
D. 喇叭工作模型

6. 纽约一家创业公司开发了一款手把内置蓄电池的跳绳，只要不断跳绳就可以将动能转换为电能，再像移动电源一样给手机充电，夜晚跳绳时，绳内的LED光源还能发出两束光，对这款跳绳的解释下列说法正确的是

A. 制造LED灯的材料是超导体
B. 跳绳时能给手机充电属于电磁感应现象
C. 跳绳的原理与电动机的原理相同
D. 跳绳时改变挥动绳子的方向产生的电流方向不会改变

7. 关于下列四幅图片，说法正确的是

A. 图甲：说明通电导线周围存在磁场
B. 图乙：导体AB沿竖直方向上下运动时，电流表指针偏转
C. 图丙：闭合开关，蹄形磁体磁极上下对调后，导体AB的运动方向不发生改变
D. 图丁：探究的是电磁铁A、B的磁性强弱与电流大小的关系

8. “生活中处处有物理”，下列生活中的用电器或现象与物理知识对应正确的是

A. 电铃--电流的磁效应
B. 电风扇--电磁感应
C. 发电机--磁场对电流的作用
D. 磁铁能吸引大头针--分子间存在引力

9. 如图所示，在蹄形磁体的磁场中放置一根导体AB，导体的两端跟电流表连接，开关闭合，电路中没有电流。以下操作中，可能使电路中产生电流的是

A. 将接在电流表上的两根线对调
B. 让导体在磁场中静止，换用磁性更强的永磁体
C. 将磁体沿左右方向运动
D. 将导体换成更粗的
 

10. 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
 

二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）

11. 小金做了一个如图所示的装置，闭合开关，用外力使导体棒ab水平向右移动，发现导体棒cd也随之运动起来，在此实验中：

甲装置应用的原理是          。

乙中导体棒cd运动过程中，电能转化成          能。

丙图是电吉他主要部件的基本结构图，当拨动金属吉他弦产生振动时，经一系列转化后将电信号转化为吉他的声音信号，其工作原理与          选填“甲”或“乙”相同。

12. 条形磁体下方的小磁针静止时如图1所示，则条形磁体的右端为______选填“N”或“S”极；图2为______选填“电动机”或“发电机”模型原理图。
     

13. 如图所示，风力发电机是将机械能转化为______的装置，其工作原理是______；现代风力发电技术，可利用微风带动叶片旋转，通过增速机提升旋转速度。

14. 如图所示，当悬挂着约导体棒ab在磁场中左右运动时，观察到小量程电流表的指针会摆动，随着对这种现象的深入研究，人们发明制造了______机，实现了______能向______能的转化。
     

三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）

15. 如图所示，闭合电路的一部分导体向右运动，导体中感应电流的方向如图A所示改变实验条件，请在图B中画出导体的运动方向。
     

16. 如图甲所示，a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分。若想使它在磁场中运动时产生感应电流，请用箭头标出a的运动方向一个即可。
    
    
    
    
    
    
     

四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）

17. 如图甲，使线圈位于两磁极间并接入电路中方框A内元件没有画出。

如果图甲是电动机模型，则方框A内应该接入的元件是________选填“电源”或“用电器”。接好元件后，如果图甲中ab段导线受到的力的方向向上，请画出此时cd段导线所受到的力的方向。

如果在方框A内接上螺线管，旁边放一个小磁针，如图乙。图丙中的“”是图乙中的ab段导线垂直于纸面的剖面图，这根导线如何运动才能使小磁针发生偏转？请在图丙“”上用箭头画出它的运动方向。

18. 在探究“什么情况下磁可以生电”的实验中，实验装置如图所示。

实验现象：

保持蹄形磁体位置不动，让导线AB在磁场中静止、竖直向上或向下运动，电流表的指针均不发生偏转；

导线AB向左或向右运动，电流表的指针发生偏转；

保持导线AB不动，让蹄形磁体向左或向右运动，电流表的指针发生偏转。

实验结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做________运动时，导体中就会产生感应电流。

实验现象：

保持磁场方向不变，导线AB向右运动时，电流表指针向左偏转；导线AB向左运动时，电流表指针向右偏转。

对调磁体两极的位置，使磁场方向发生改变，导线AB向右运动时，电流表指针向右偏转；导线AB向左运动时，电流表指针向左偏转。

实验结论：感应电流的方向与________________________有关。

五、计算题（本大题共2小题，共16.0分）

19. 电动汽车是未来汽车的一种发展方向，由于受电池技术的限制，混合动力汽车是一种较好的过渡产品。某油电混合动力汽车相关信息如下表，工作原理如图甲所示，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机就会启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，电动汽车所受阻力与车速的关系如图乙所示，在某次测试中，测试前蓄电池已储存的电能为，测试中全部由内燃机提供能量，汽车以的速度水平匀速行驶了1h，同时蓄电池的电能增加了，求：
    
    当该汽车制动刹车时，驱动电机会反转变为发电机给蓄电池充电，发电机的原理是______ ，产生的电能是由汽车的______ 能转化而来的。
    在该次测试中，所用燃料的热值为，测试过程中消耗10kg燃料，燃料完全燃烧释放的热量是多少J？
    在该次测试中，汽车牵引力做的功是多少J？
    在该次测试中，内燃机的效率是多少？忽略蓄电池和驱动电机的热损失
    
    
    
    
    
    
     
20. 质量为4kg的扫地机器人，在4s内沿水平直线运动了2m，此过程机器人所提供的牵引力为50N，g取。求：
    扫地机器人核心部件是______ 选填“电动机”或“发电机”；
    若机器人静止充电时总受力面积为，则它对地面的压强；
    上述工作过程中牵引力的功率。
    
    
    
    
    
    
    
    

答案和解析

1.【答案】D
 

【解析】解：A、B、C中，导线a均平行于磁感线运动，没有切割磁感线，不会产生感应电流，故A、B、C错误。D中导线a垂直于磁感线运动，在磁场中切割磁感线，有感应电流产生，故D正确。选D。
 

2.【答案】C
 

【解析】解：在同学们跳绳过程中，如果ab没有切割磁感线，则不会产生感应电流，如果切割磁感线，则会产生感应电流，会观察到灵敏电流计的指针发生偏转，通电导线的周围存在磁场，所以小磁针会偏转，故A错误，C正确；在a、b处甩绳的同学如果采用南北向站位并甩绳，此时绳子切割磁感线的强度要小于东西向站位时切割磁感线的强度，则南北向站位时，灵敏电流计指针的偏转程度一定小于东西向站位时灵敏电流计指针的偏转程度，故B错误；当观察到灵敏电流计指针发生偏转时，这是电磁感应现象，整个回路相当于一个发电机，故D错误。选C。
 

3.【答案】C
 

【解析】解：根据“当未消磁的标签经过超市出口处的安全门时，安全门上的线圈会产生电流”可知，这是电磁感应现象，该过程是将机械能转化为电能的过程。A图是奥斯特实验，说明通电导线周围有磁场，故A不符合题意；B图中有电源，闭合开关后通电导体在磁场中受力而运动，此过程将电能转化为机械能，是电动机的原理图，故B不符合题意；C图电路中没有电源，当闭合开关，闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中有感应电流产生，这是电磁感应现象，故C符合题意；D图是用来探究影响电磁铁磁性强弱的因素的实验装置，故D不符合题意。选C。
 

4.【答案】B
 

【解析】解：拉动AB向左移动时，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，同时CD中有电流通过，通电导体CD在磁场中受力运动；拉动AB向左移动时，发现CD向右移动；
AB、若拉动AB向右移动，磁场的方向不变，则感应电流的方向改变了，通过CD的电流的方向改变，CD所处的磁场的方向不变，则CD会向左移动，故A错误，B正确；
C、拉动AB向左移动，磁场的方向不变，产生的感应电流方向不变，调换右边磁体上下磁极，CD所处的磁场的方向改变，受到磁场力的方向改变，CD向左移动，故C错误；
D、拉动AB向右移动，磁场方向不变，产生的感应电流方向改变，调换右边磁体上下磁极，CD所处的磁场的方向改变，则CD受力方向不变，所以CD向右移动，故D错误。
故选：B。
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的方向和磁场的方向有关；
通电导体在磁场中受力运动，受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关。
本题考查了感应电流方向的影响因素、通电导体在磁场中受力的方向的影响因素，属于基础题。
 

5.【答案】B
 

【解析】解：
A、通电导线周围存在着磁场，是奥斯特首先发现的，这是电流的磁效应，故A错误；
B、图中的闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，这就是电磁感应现象，属于发电机的原理，故B正确；
CD、电动机是用磁场对通电导体的作用的原理工作的；喇叭的工作原理与电动机原理相同，故CD错误。
故选：B。
奥斯特实验表明通电导线周围存在着磁场；
电磁感应的实验图，属于发电机的原理；
电动机和喇叭的工作原理与电动机原理相同。
本题涉及的内容有电流的磁效应、电动机的原理和发电机的原理。注意电磁感应和通电导体在磁场中受力运动的装置是不同的，前者外部没有电源，后者外部有电源。
 

6.【答案】B
 

【解析】解：A、由二极管、三极管组成的LED灯所用材料主要是半导体，故A错误；
BC、跳绳时能给手机充电是机械能转化为电能，属于电磁感应现象，与发电机原理相同，故B正确、C错误；
D、跳绳时改变挥动绳子的方向产生的电流方向会改变，故D错误。
故选：B。
半导体的特点，半导体的导电性介于导体和绝缘体之间，半导体具有单向导电性；
跳绳时能给手机充电是机械能转化为电能，与发电机原理相同；
改变挥动绳子的方向，感应电流的方向会改变。
本题考查半导体材料以及电磁感应现象，难度不大。
 

7.【答案】A
 

【解析】解：A、图甲是奥斯特实验，说明通电导线周围存在磁场，故A正确；
B、由图乙知磁感线从N极出来，S极进去，当导体AB沿竖直方向上下运动时，导体AB运动方向与磁感线平行，没有切割磁感线，回路没有感应电流，电流表指针不发生偏转，故B错误；
C、通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向与磁场方向和电流方向有关，蹄形磁体磁极上下对调后，导体运动方向发生改变，故C错误；
D、由如丁可知，电磁铁A、B串联在回路中，具有相同的电流，但两线圈匝数不同，根据控制变量法，可以探究的电磁铁A、B的磁性强弱与线圈的匝数的关系，故D错误。
故选：A。
通电导线的周围存在磁场，但磁场看不见、摸不着，可以通过小磁针的偏转说明磁场的存在；
闭合电路的部分导线做切割磁感线运动时，回路中产生感应电流；
通电导体在磁场中受到力的作用，受力方向与磁场方向和电流方向有关，当其中一个方向变化时，受力方向变化；
根据控制变量法分析解题。
本题考查了有关磁现象、电与磁的几个常见的小实验，熟知电与磁的联系，对电生磁、磁生电、磁场对电流的作用等有一个清晰的认识，是解答的关键。
 

8.【答案】A
 

【解析】解：A、电铃中的主要部件是电磁铁，利用了电流的磁效应，故A正确；
B、电风扇的主要部件是电动机，是利用了磁场对电流的作用制成的，故B错误；
C、发电机利用了电磁感应的原理，故C错误；
D、磁铁能吸引大头针是因为其周围存在磁场，不是因为分子间的引力，故D错误。
故选：A。
根据电铃、电风扇、发电机等工作时的原理，结合所学的知识可逐一做出判断。
本题考查了与电磁学有关的多个具体应用实例，了解发电机、电动机等的原理，是解答的关键。
 

9.【答案】C
 

【解析】解：A、将接在电流表上的两根线对调不会影响电流的大小与方向，人是显示的指针偏转会有不同，故不合题意；
B、让导体在磁场中静止，即使换用磁性更强的永磁体，电路中也不会产生电流，故不合题意；
C、将磁体沿左右方向运动，符合闭合电路的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动，所以会有感应电流产生，故符合题意；
D、换用更粗的导体，而不是去切割磁感线，导体中是不会有感应电流产生的，故不合题意。
故选：C。
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。根据产生感应电流的条件对照选项进行分析即可。
掌握产生感应电流的条件，闭合电路、一部分导体、切割磁感线，三个条件同时具备才能产生感应电流，缺一不可。
 

10.【答案】D
 

【解析】解：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。
故选：D。
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。
知道发电机的原理，并能理解发电机工作时其内部电流大小、方向的变化特点是解决该题的关键。
 

11.【答案】电磁感应

机械 

甲

【解析】解：由题图可知，闭合开关，将导体棒ab水平向右移动，此时相当于闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体棒中会有感应电流产生，这是电磁感应现象；导体棒cd中有电流通过，在磁场中受力的作用而运动，将电能转化为机械能；根据图丙可知，没有电源，通过拨动弦，经一系列转化后将电信号转化为声音信号，利用了电磁感应现象，与发电机工作原理相同，即与甲的工作原理相同。
 

12.【答案】N  发电机
 

【解析】解：由图可知，小磁针的左端为N极，右端为S极，根据异名磁极相互吸引可知，条形磁铁的右端为N极；
由图可知，闭合电路的导体AB在磁场中做切割磁感线运动时，线圈中会产生感应电流，这是电磁感应现象，是发电机的工作原理图。
故答案为：N；发电机。
根据磁极间的相互作用规律分析条形磁铁的极性；闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，这就是电磁感应现象，是发电机的工作原理。
本题考查了磁极间的相互作用规律、发电机的工作原理，属于基础题。
 

13.【答案】电能  电磁感应现象
 

【解析】解：风力发电机在工作时，将机械能转化为电能，其工作原理是电磁感应现象。
故答案为：电能；电磁感应现象。
发电机的工作原理是电磁感应现象，工作过程中机械能转化为电能。
本题考查了发电机的工作原理、能量的转化，属于基础题。
 

14.【答案】发电  机械  电
 

【解析】解：当导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针发生了偏转，说明电路中有电流产生；这种现象就叫电磁感应现象；因此人们发明制造了发电机，实现了机械能向电能的转化。
故答案为：发电；机械；电。
电磁感应现象由机械能转化为电能，根据电磁感应现象人们制成了发电机。
本题主要考查了发电机的制作原理，电磁感应原理在生产生活中有很多的应用，利用电磁感应原理可以将机械能转化为电能。
 

15.【答案】解：由图可知，导体中的电流方向不变，磁场的方向改变，则导体切割磁感线运动的方向会改变，如图所示：

 

【解析】感应电流的方向与导体运动方向、磁场的方向有关。
本题考查了影响感应电流方向的因素，属于基础题。
 

16.【答案】解：要使导线闭合电路的一部分在磁场中运动时产生感应电流，则导线必须做切割磁感线运动，由图可知，磁感线的方向是从N极到S极的，所以导体可以上下移动切割时可以是竖直方向，也可以是倾斜方向，如图所示：

 

【解析】能否产生感应电流，就要看图示的情景能否满足闭合电路；部分导体做切割磁感线运动这两个条件。
本题主要考查学生对电磁感应现象，以及感应电流产生条件的了解和掌握，是一道基础题。
 

17.【答案】电源  如图a所示  如图b、c所示

【解析】解：若题图甲是电动机模型，电动机利用的是通电导线在磁场中受力运动的原理，即电路中需要电源，所以方框A内应该接入的元件是电源；题图甲中ab的受力方向是向上的，由于磁场方向不变，cd中的电流方向与ab中的电流方向相反，则受力的方向也相反，即是竖直向下的，如图a所示；要想使小磁针发生偏转，则电磁铁中应该有电流通过；根据电磁感应现象可知，需要ab段导线做切割磁感线运动；磁体外部磁感线由N极指向S极，所以ab段导线需要竖直向上或竖直向下运动。如图b、c所示。
 

18.【答案】切割磁感线  导体切割磁感线方向和磁场方向
 

【解析】解：蹄形磁体内侧的磁场的方向为竖直向下，当导线在磁场中静止或在竖直方向上运动时，没有切割磁感线，没有感应电流产生；当导线在磁场中向左或者向右运动时，切割磁感线，有感应电流产生，故产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。由实验操作可知，保持磁场方向不变，改变导体切割磁感线运动方向时，产生的感应电流方向发生改变；改变磁场方向，导体切割磁感线运动方向不变时，产生的感应电流方向发生改变；故感应电流的方向与导体切割磁感线运动的方向和磁场方向都有关。
 

19.【答案】电磁感应  机械
 

【解析】解：驱动电机会反转变为发电机给蓄电池充电，发电机的原理是电磁感应，产生的电能是由汽车的机械能转化而来的；
燃料完全燃烧释放的热量为：；
汽车以的速度水平匀速行驶了1h时，由乙图像可知：，
汽车行驶的路程为：，
汽车牵引力做的功为：；
内燃机的效率为：。
答：电磁感应；机械；
燃料完全燃烧释放的热量为；
车牵引力做的功为；
内燃机的效率为。
发电机的原理是电磁感应，工作时将机械能转化为电能；
由公式计算燃料完全燃烧释放的热量；
由公式求得行驶的路程，根据图乙可知汽车以的速度匀速直线行驶时所受阻力的大小即牵引力的大小，由公式求得汽车做的功；
由公式计算内燃机的效率。
本题考查了发电机的原理及能量转化及热量、功和内燃机效率的计算，难度不大。
 

20.【答案】电动机
 

【解析】解：扫地机器人的核心部件是电动机，工作时将电能转化为机械能；
机器人静止充电时，对地面的压力：
；
机器人对地面的压强：
；
此过程中牵引力做的功：
；
牵引力的功率：
。
答：电动机；
若机器人静止充电时和地面的接触面积为，则它对地面的压强为；
牵引力的功率为25W。
扫地机器人工作时将电能转化为机械能，是根据通电线圈在磁场中受力而转动，同电动机的原理；
机器人静止在水平地面上时对地面的压力和自身的重力相等，根据求出它对地面的压力；又知道机器人与地面的接触面积即受力面积，根据求出它对地面的压强；
知道牵引力和移动的距离，利用求得此过程中牵引力所做的功，再利用求出牵引力的功率。
本题以扫地机器人为载体考查了重力和压强大小的计算、功和功率的计算，涉及的知识点较多，但总体难度不大。