物理苏科版第十六章 电磁转换电磁感应 发电机知识点教案
展开第十六章 电磁转换
16.5 电磁感应 发电机
1. 了解电磁感应现象;
2. 初步了解感应电流方向与导体运动方向、磁场方向有关。
题型汇总:电磁感应、产生感应电流的条件、探究电磁感应现象的实验、发电机的构造和原理、动圈式话筒的构造和原理。
l 电磁感应 磁生电现象
英国物理学家法拉第在1831年发现了电磁感应定律。
电磁感应现象:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中就会产生感应电流。利用磁场产生电流的现象叫作电磁感应现象。
实例:在微型电扇的插头处接一个发光二级管,用手旋转叶片,二极光发光;用手指捏住插头的两个插脚,旋转叶片,手有点发麻。
l 探究感应电流产生的条件 发电机原理
发电机的原理:电磁感应;
小量程电流表:俗称灵敏电流计,可以检测出几十微安到几毫安的微弱电流。当检测到有感应电流产生时,指针会偏转。
产生感应电流的条件:(1)导体所在的电路是闭合的; (2)导体做切割磁感线的运动;
感应电流的方向:导体中感应电流的方向,不仅跟导体切割磁感线运动的方向有关,还跟磁感线(磁极)的方向有关。若磁感线的方向不变,使导体运动方向相反,则导体中感应电流的方向相反;若导体运动方向不变,而磁感线的方向相反,则导体中感应电流的方向也相反;
感应电流的大小:与切割磁感线速度、磁场强度、导线匝数等因素有关。
能量转化:发电时将机械能转化为电能。
考点一 电磁感应
1.如图是一款能发电的魔方充电器,内有磁体和线圈,转动魔方即可产生电能。此魔方发电的工作原理是( )
A.阿基米德原理 B.电磁感应原理
C.牛顿第一定律 D.电流的磁效应
2.2021年4月18日,淮安举办首个全程马拉松比赛,比赛时采用感应芯片计时,芯片里的线圈一旦有电流通过,就会激发芯片发送编码信息,系统实时获取计时信息。当正确佩带芯片的参赛者通过起点和终点设置有磁场的地带时,就能计时。下列四幅实验装置图中能反映其工作原理的是( )
A. B.
C. D.
3.图中拨动微风吊扇扇叶,发光二极管发光,下列四幅图中能反映其工作原理的是( )
A. B.
C. D.
4.如图甲是一种无线门铃发射器,其内部含有固定的永磁体、线圈和弹簧.当手按门铃按钮时弹簧便推动线圈运动,门铃就发声.图乙四个实验能反映其工作原理的是( )
A. B.
C. D.
5.如图所示,闭合开关后,将直导体AB拉开一定幅度后松手,使其在磁场中自由摆动(不计空气阻力),以下说法中正确的是( )
A.导体棒AB将一直摆动
B.电流表指针将一直左右摆动
C.利用此实验的原理是电动机
D.动圈式话筒的原理跟此实验原理相同
考点二 产生感应电流的条件
6.如图所示,a表示垂直于纸面的一条导线,它是闭合电路的一部分,当它在磁场中按箭头方向运动时,不能产生感应电流的是( )
A. B. C. D.
7.再研究“感应电流产生条件”的实验中,如图所示,可以使电流表指针发生偏转的情况是( )
A.开关S断开,导线ab竖直向下运动
B.开关S闭合,导线ab竖直向上运动
C.开关S断开,导线ab从纸里向纸外运动
D.开关S闭合,导线ab从纸外向纸里运动
8.下面所说的几种情况,哪一种一定能产生感应电流( )
A.一段导体在磁场中做切割磁感线运动
B.闭合电路的一部分导体在磁场里运动
C.闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动
D.闭合导体在磁场里做切割磁感线运动
9.如图所示,在“探究感应电流产生的条件”实验中,闭合开关,让导体AB静止在磁场中,回路中是否有感应电流产生? 。让导体AB做切割磁感线运动,回路中是否有感应电流产生? 。当回路中有感应电流时,将磁极对调,改变磁场方向,感应电流的方向是否改变? 。
10.如图所示的小直流电动机主要由磁铁和线圈组成,小明为探究“直流电动机线圈转动时能否产生感应电流”,将一个小灯泡连在完好的直流电动机两接线柱上,多次用力沿不同方向转动转轴,小灯泡总不能发光。请你分析上述现象判断:该电动机线圈转动时灯丝中 (选填“一定有”、“可能有”或“一定无”)电流通过。为验证你的判断,你可选用 来更好地判断电流的有无。
11.图甲是发电机原理的示意图,图乙中的“〇”表示导线ab,当它在磁场中分别转动到1﹣4位置时,运动方向已用箭头标出,图甲中的导线ab,当它下列说法正确的是( )
A.在位置1时,电路中不会产生感应电流
B.图甲的电路中没有电源
C.在位置3时,电路中不会产生感应电流
D.发电机产生的电流方向不变
12.如图所示的装置,当条形磁体插入线圈的过程中,电流表的指针 (填“会”或“不会”)发生偏转,在这个闭合电路中 相当于电源。
13.如图是发电机线圈在磁场中转动一圈时经过的四个位置,电路中有感应电流产生的是( )
A.乙和丁 B.丙和丁 C.甲和丙 D.甲和乙
考点三 探究电磁感应现象的实验
14.如图所示是“探究感应电流产生的条件”实验装置。
(1)实验中,AB棒的材料可能是 (填“塑料”或“铝”)。
(2)我们可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生;还可以通过指针偏转的方向判断 。
(3)闭合开关,实验探究过程记录如表所示:
次数
AB棒在磁场中的运动情况
是否有感应电流
1
静止
无
2
沿磁场方向运动(不切割磁感线运动)
无
3
切割磁感线运动
有
根据实验现象,初步得出电路中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 运动,在该运动过程中,主要将机械能转化为 能。
(4)保持AB棒运动方向不变,仅将磁体N、S极对调,重复上述实验,是为了探究感应电流方向与 的关系。
(5)若将此装置中灵敏电流计换成 ,可进一步探究电动机的工作原理。
15.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。
(1)实验现象:①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;②导线AB向左或向右运动,电流表的指针发生偏转;③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。
(2)实验现象:①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。②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。
(3)在对调磁体两极的位置,使磁场方向发生改变情形下,如保持导线AB不动,让蹄形磁体向左运动时,电流表指针将 偏转;若蹄形磁体和导线AB以相同的速度向左运动时,电流表指针 偏转。
16.小华探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件,如图所示,实验时,控制磁场方向相同,改变导体ab的运动方向。
(1)导体水平左右运动,如图1所示,灵敏电流计指针 (偏转/不偏转),这是因为 。
(2)导体竖直上下运动,如图2所示,灵敏电流计指针 (偏转/不偏转),这是因为 。
(3)导体水平左右运动,如图3所示,灵敏电流计指针 (向一边偏转/左右偏转),说明电路中有电流产生。
(4)综合上面实验现象,可以得出感应电流产生的条件是:闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时,电路中会产生感应电流。
(5)如图想把该实验装置改装成探究磁场对电流作用的装置,需对器材做的改进是将灵敏电流计换作 。
考点四 发电机的构造和原理
17.旋转微型电扇的扇叶可使插头处的二极管发光,与此原理相同的是( )
A.电烙铁 B.电动机 C.发电机 D.电磁起重机
18.如图所示,两根绝缘细线悬挂着的导体ab,放在U形磁铁中央,ab两端连接着导线,若要探究发电机的工作原理,虚线方框中接入的实验器材是( )
A.电源 B.电压表 C.灵敏电流计 D.滑动变阻器
19.如图所示的四个实验中,能说明发电机工作原理的是( )
A. B.
C. D.
20.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。
21.2020年12月31日,东海县静脉产业园生活垃圾焚烧发电项目主体工程完工,进行单体调试,该项目建成后,日焚烧处理生活垃圾600吨,年发电量9600万度。利用焚烧垃圾来发电,是将垃圾内储存的 能转化为电能,发电机的工作原理是 。
22.在如图所示的四幅画中,反映发电机工作原理的是( )
A.
B.
C.
D.
考点五 动圈式话筒的构造和原理
23.动圈式话筒的工作原理如图所示,当声波使金属膜片振动时,连接在膜片上的线圈(叫做音圈)随着一起在磁铁的磁场里振动,产生电流(电信号),它的工作原理是 ;扩音机的作用是增大声音的 ;声音 (能或不能)在固体或在液体中传播。
24.话筒(麦克风)种类很多,如图是动圈式话筒的构造示意图。当我们对着话筒说话或唱歌时,声音使膜片振动,与膜片相连的线圈也跟着一起振动,线圈处在磁场中。把线圈两端的导线接入扩音机,就能通过扬声器听到说话或唱歌的声音,下列说法错误的有( )
A.对着话筒说话时膜片振动,说明声音能传递能量
B.线圈在磁场中振动时,将声音信号转化成电信号
C.从能量转化的角度看,话筒是将机械能转化为电能的装置
D.电动机的工作原理和话筒的工作原理相同
25.如图是一种常用的动圈式话筒。当你对着话筒说话时,声音使与膜片相连的线圈振动。线圈在磁场中的这种振动,能产生随着声音变化而变化的 ,这是 现象。
第十六章 电磁转换
16.5 电磁感应 发电机
3. 了解电磁感应现象;
4. 初步了解感应电流方向与导体运动方向、磁场方向有关。
题型汇总:电磁感应、产生感应电流的条件、探究电磁感应现象的实验、发电机的构造和原理、动圈式话筒的构造和原理。
l 电磁感应 磁生电现象
英国物理学家法拉第在1831年发现了电磁感应定律。
电磁感应现象:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中就会产生感应电流。利用磁场产生电流的现象叫作电磁感应现象。
实例:在微型电扇的插头处接一个发光二级管,用手旋转叶片,二极光发光;用手指捏住插头的两个插脚,旋转叶片,手有点发麻。
l 探究感应电流产生的条件 发电机原理
发电机的原理:电磁感应;
小量程电流表:俗称灵敏电流计,可以检测出几十微安到几毫安的微弱电流。当检测到有感应电流产生时,指针会偏转。
产生感应电流的条件:(1)导体所在的电路是闭合的; (2)导体做切割磁感线的运动;
感应电流的方向:导体中感应电流的方向,不仅跟导体切割磁感线运动的方向有关,还跟磁感线(磁极)的方向有关。若磁感线的方向不变,使导体运动方向相反,则导体中感应电流的方向相反;若导体运动方向不变,而磁感线的方向相反,则导体中感应电流的方向也相反;
感应电流的大小:与切割磁感线速度、磁场强度、导线匝数等因素有关。
能量转化:发电时将机械能转化为电能。
考点一 电磁感应
1.如图是一款能发电的魔方充电器,内有磁体和线圈,转动魔方即可产生电能。此魔方发电的工作原理是( )
A.阿基米德原理 B.电磁感应原理
C.牛顿第一定律 D.电流的磁效应
【解答】解:转动魔方时,闭合电路的导体做切割磁感线运动,会产生感应电流,利用的是电磁感应现象;在发电的过程中,机械能转化为电能,故B正确,BCD错误。
故选:B。
2.2021年4月18日,淮安举办首个全程马拉松比赛,比赛时采用感应芯片计时,芯片里的线圈一旦有电流通过,就会激发芯片发送编码信息,系统实时获取计时信息。当正确佩带芯片的参赛者通过起点和终点设置有磁场的地带时,就能计时。下列四幅实验装置图中能反映其工作原理的是( )
A.
B.
C.
D.
【解答】解:采用感应芯片计时,参赛者须按要求正确佩带计时芯片,当参赛者通过起点、终点设置的磁感应带时,芯片里的线圈切割磁感线运动,因此线圈中就会产生感应电流,从而激发芯片发送编码信息,系统实时获取计时信息;
A、图中给导体通电,导体会运动,说明通电导体受到磁场力的作用,故A错误;
B、图中是奥斯特实验,说明通电直导线周围存在磁场,是电流的磁效应,故B错误;
C、图中是闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动能够产生感应电流,是电磁感应现象,故C正确;
D、图中给电磁铁通电,电磁铁具有磁性,是电流的磁效应,故D错误。
故选:C。
3.图中拨动微风吊扇扇叶,发光二极管发光,下列四幅图中能反映其工作原理的是( )
A.
B.
C.
D.
【解答】解:拨动微风吊扇扇叶,发光二极管发光,这说明电路中有电流,这是电磁感应现象;
A、图中导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中产生了感应电流(可以从电流表指针发生偏转来体现),这是电磁感应现象,故A正确;
B、此图中含有电磁铁,利用的是电流的磁效应,故B错误;
C、此图反映了通电导体在磁场中受到力的作用,故C错误;
D、该实验为奥斯特实验,说明通电导体周围存在磁场,故D错误。
故选:A。
4.如图甲是一种无线门铃发射器,其内部含有固定的永磁体、线圈和弹簧.当手按门铃按钮时弹簧便推动线圈运动,门铃就发声.图乙四个实验能反映其工作原理的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:当按下门铃按钮时就会推动铁芯向左运动,此时线圈在磁场中做切割磁感线运动,会产生感应电流,为门铃提供电能,则该部件的工作原理是电磁感应现象;
A、该图是奥斯特实验,说明通电导线的周围存在磁场,故A不符合题意;
B、该图是探究通电螺线管周围磁场的实验,属于电流的磁效应,故B不符合题意;
C、图中有电源,通电导体在磁场中受力的作用而运动,故C不符合题意;
D、图中导体ab在在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,是电磁感应现象,故D符合题意。
故选:D。
5.如图所示,闭合开关后,将直导体AB拉开一定幅度后松手,使其在磁场中自由摆动(不计空气阻力),以下说法中正确的是( )
A.导体棒AB将一直摆动
B.电流表指针将一直左右摆动
C.利用此实验的原理是电动机
D.动圈式话筒的原理跟此实验原理相同
【解答】解:AB、导体AB左右摆动,切割磁感线方向不断改变,所以电流方向不断改变,电流表指针会左右摆动;导体运动过程中,将机械能转化为电能,所以机械能不断减少,导体体棒AB不会一直摆动,电流表指针不会一直左右摆动,故AB错误;
CD、在电路闭合时,让导体AB分别做沿着磁感线方向运动和切割磁感线运动,观察回路中是否有感应电流产生,利用此实验的原理是发电机,动圈式话筒的原理跟此实验原理相同,故C错误,D正确;
故选:D。
考点二 产生感应电流的条件
6.如图所示,a表示垂直于纸面的一条导线,它是闭合电路的一部分,当它在磁场中按箭头方向运动时,不能产生感应电流的是( )
A. B. C. D.
【解答】解:
A、由图知导体是闭合电路中的导体,导体斜着做切割磁感线运动,所以会产生感应电流。故A正确。
B、由题意知导体是闭合电路中的导体,但导体的运动方向与磁感线平行,即没有做切割磁感线运动,所以不会产生感应电流。故B错误。
C、由题意知导体是闭合电路中的导体,并且导体做切割磁感线运动,所以会产生感应电流。故C正确。
D、由题意知导体是闭合电路中的导体,导体做切割磁感线运动,所以会产生感应电流。故D正确。
故选:B。
7.再研究“感应电流产生条件”的实验中,如图所示,可以使电流表指针发生偏转的情况是( )
A.开关S断开,导线ab竖直向下运动
B.开关S闭合,导线ab竖直向上运动
C.开关S断开,导线ab从纸里向纸外运动
D.开关S闭合,导线ab从纸外向纸里运动
【解答】解: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,本题图中也看出是闭合电路的一部分导体在磁场中了,磁感线方向是竖直向上的。
AC、开关S断开,电路不是通路,无论将导体怎样移动,所以不能产生感应电流。故AC错误。
B、开关S闭合,将导体ab向上运动,运动方向与磁感线方向平行,导体没有切割磁感线,所以不会产生感应电流,故B错误。
D、开关S闭合,导线ab从纸外向纸里运动,导体切割磁感线,会产生感应电流。故D正确。
故选:D。
8.下面所说的几种情况,哪一种一定能产生感应电流( )
A.一段导体在磁场中做切割磁感线运动
B.闭合电路的一部分导体在磁场里运动
C.闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动
D.闭合导体在磁场里做切割磁感线运动
【解答】解:A、导体在磁场中做切割磁感线运动时,是否是闭合电路的导体不确定,故不一定产生感应电流。故A错误;
B、闭合电路的部分导体在磁场中运动时,是否做切割磁感线运动不确定,故不一定产生感应电流。故B错误;
C、闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动,两个条件都满足了,故一定能产生感应电流。故C正确;
D、闭合导体在磁场里做切割磁感线运动,不会产生感应电流应该是一部分导体才行,故D错误。
故选:C。
9.如图所示,在“探究感应电流产生的条件”实验中,闭合开关,让导体AB静止在磁场中,回路中是否有感应电流产生? 否 。让导体AB做切割磁感线运动,回路中是否有感应电流产生? 是 。当回路中有感应电流时,将磁极对调,改变磁场方向,感应电流的方向是否改变? 是 。
【解答】解:在“探究感应电流产生的条件”实验中,闭合开关,让导体AB静止在磁场中,导体没有做切割磁感线运动,回路中没有感应电流产生;
让导体AB做切割磁感线运动,则回路中会有感应电流产生;
当回路中有感应电流时,将磁极对调,改变磁场方向,由于感应电流的方向与导体运动的方向和磁场的方向有关,则感应电流的方向会改变。
故答案为:否;是;是。
10.如图所示的小直流电动机主要由磁铁和线圈组成,小明为探究“直流电动机线圈转动时能否产生感应电流”,将一个小灯泡连在完好的直流电动机两接线柱上,多次用力沿不同方向转动转轴,小灯泡总不能发光。请你分析上述现象判断:该电动机线圈转动时灯丝中 可能有 (选填“一定有”、“可能有”或“一定无”)电流通过。为验证你的判断,你可选用 灵敏电流计 来更好地判断电流的有无。
【解答】解:将一个小灯泡连在完好的直流电动机两接线柱上,多次用力沿不同方向转动转轴,线圈切割磁感线运动,若小灯泡完好,则一定会产生感应电流,只是小灯泡的实际功率太小,灯泡不会发光;若小灯泡断路,则电路中无电流;
为验证你的判断,可以在电路中接入灵敏电流计来更好地判断电流的有无。
故答案为:可能有;灵敏电流计。
11.图甲是发电机原理的示意图,图乙中的“〇”表示导线ab,当它在磁场中分别转动到1﹣4位置时,运动方向已用箭头标出,图甲中的导线ab,当它下列说法正确的是( )
A.在位置1时,电路中不会产生感应电流
B.图甲的电路中没有电源
C.在位置3时,电路中不会产生感应电流
D.发电机产生的电流方向不变
【解答】解:
AC、小圆圈“〇”表示垂直于纸面、绕垂直于纸面的轴转动的一根导线,它是闭合电路的一部分;由图知磁感线方向水平向右,而导线在位置1时的运动方向与磁感线方向平行,不切割磁感线,不能产生感应电流;导线在位置2、3、4时都切割磁感线,能产生感应电流;故A正确,C错误;
B、发电机的原理是电磁感应现象,将机械能转化为电能,则该装置相当于电源,为小灯泡提供电能,故B错误;
D、由于导线在不同位置时切割磁感线的方向不同,所以产生感应电流的方向也不同(会变化),故D错误。
故选:A。
12.如图所示的装置,当条形磁体插入线圈的过程中,电流表的指针 会 (填“会”或“不会”)发生偏转,在这个闭合电路中 线圈 相当于电源。
【解答】解:当条形磁体插入线圈的过程中,导线切割磁感线,产生感应电流,因此灵敏电流计的指针发生偏转,此时的线圈相当于电源。
故答案为:会;线圈。
13.如图是发电机线圈在磁场中转动一圈时经过的四个位置,电路中有感应电流产生的是( )
A.乙和丁 B.丙和丁 C.甲和丙 D.甲和乙
【解答】解:
由图可知,乙、丁中线圈虽与磁场方向平行,但线圈的运动方向与磁场方向垂直,线圈做切割磁感线运动,故电路中有感应电流产生;而甲、丙中的线圈虽与磁场方向垂直,但线圈的运动方向与磁场方向平行,线圈不切割磁感线,因此没有感应电流产生;故A正确,BCD错误。
故选:A。
考点三 探究电磁感应现象的实验
14.如图所示是“探究感应电流产生的条件”实验装置。
(1)实验中,AB棒的材料可能是 铝 (填“塑料”或“铝”)。
(2)我们可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生;还可以通过指针偏转的方向判断 电流方向 。
(3)闭合开关,实验探究过程记录如表所示:
次数
AB棒在磁场中的运动情况
是否有感应电流
1
静止
无
2
沿磁场方向运动(不切割磁感线运动)
无
3
切割磁感线运动
有
根据实验现象,初步得出电路中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,在该运动过程中,主要将机械能转化为 电 能。
(4)保持AB棒运动方向不变,仅将磁体N、S极对调,重复上述实验,是为了探究感应电流方向与 磁场方向 的关系。
(5)若将此装置中灵敏电流计换成 电源 ,可进一步探究电动机的工作原理。
【解答】解:(1)在探究电磁感应现象的实验中,我们必须保证处于磁场中的这部分是导体。两种物质中,塑料是绝缘体,铝是导体,所以我们应选择铝棒。
(2)图中的灵敏电流计的指针,在电路中没有电流时,指在表盘中央;当有电流时,指针的偏转方向与电流方向一致。由此可知,我们可以根据指针的偏转方向判断出电流的方向。
(3)三次实验中,只有在AB棒在磁场中做切割磁感线运动时才会产生感应电流,则我们可以得出结论:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中才会产生感应电流。在此过程中,主要是将机械能转化为电能。
(4)保持AB棒运动方向不变,仅将磁体N、S极对调,重复上述实验时,只有磁场的方向发生了改变,则这次实验主要是为了探究感应电流的方向与磁场方向的关系。
(5)电动机工作时,是将电能转化为机械能,由此可知,我们需要在电路中添加电源,即将灵敏电流计换成电源。
15.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。
(1)实验现象:①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;②导线AB向左或向右运动,电流表的指针发生偏转;③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 切割磁感线 运动时,导体中就会产生感应电流。
(2)实验现象:①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。②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 导体切割磁感线方向和磁场方向 有关。
(3)在对调磁体两极的位置,使磁场方向发生改变情形下,如保持导线AB不动,让蹄形磁体向左运动时,电流表指针将 向右 偏转;若蹄形磁体和导线AB以相同的速度向左运动时,电流表指针 不 偏转。
【解答】解:(1)实验结论:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流。
(2)磁场方向不变,导体切割磁感线运动方向改变,电流方向改变,导体切割磁感线运动方向不变,改变磁场方向,电流方向改变,据此可得实验结论是:感应电流的方向与导体切割磁感线方向和磁场方向有关。
(3)在对调磁体两极的位置,使磁场方向发生改变情形下,如保持导线AB不动,让蹄形磁体向左运动时,则AB相对于磁体向右运动,根据(2)中实验②可得电流表指针将向右偏转;若蹄形磁体和导线AB以相同的速度向左运动时,导体没做切割磁感线运动,电路中没有感应电流,电流表指针不偏转电流表指针不偏转。
故答案为:(1)切割磁感线;(2)导体切割磁感线方向和磁场方向;(3)向右;不。
16.小华探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件,如图所示,实验时,控制磁场方向相同,改变导体ab的运动方向。
(1)导体水平左右运动,如图1所示,灵敏电流计指针 不偏转 (偏转/不偏转),这是因为 电路断路 。
(2)导体竖直上下运动,如图2所示,灵敏电流计指针 不偏转 (偏转/不偏转),这是因为 导体没有做切割磁感线运动 。
(3)导体水平左右运动,如图3所示,灵敏电流计指针 左右偏转 (向一边偏转/左右偏转),说明电路中有电流产生。
(4)综合上面实验现象,可以得出感应电流产生的条件是:闭合电路的一部分导体在磁场中做 切割磁感线 运动时,电路中会产生感应电流。
(5)如图想把该实验装置改装成探究磁场对电流作用的装置,需对器材做的改进是将灵敏电流计换作 电源 。
【解答】解:
(1)导体水平左右运动,如图1所示,电流计指针不偏转,因为开关没有闭合,电路断路;
(2)导体竖直上下运动,如图2所示,电流计指针不偏转,因为导体没有做切割磁感线运动;
(3)导体水平左右运动,如图3所示,电流计指针左右偏转,电路中有电流产生;
(4)由此可得出,感应电流产生的条件: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;
(5)要把该实验装置改装成探究磁场对电流作用的装置,则电路中需要有电源,需对器材做的改进将电流计换做电源。
故答案为:(1)不偏转;电路断路;(2)不偏转;导体没有做切割磁感线运动;(3)左右偏转;(4)切割磁感线;(5)电源。
考点四 发电机的构造和原理
17.旋转微型电扇的扇叶可使插头处的二极管发光,与此原理相同的是( )
A.电烙铁 B.电动机 C.发电机 D.电磁起重机
【解答】解:微型电扇的主要部件是电动机,旋转微型电扇的扇叶,微型电扇中的线圈在磁场中做切割磁感线运动,电路中产生了感应电流,这是电磁感应现象,是发电机的原理。
故选:C。
18.如图所示,两根绝缘细线悬挂着的导体ab,放在U形磁铁中央,ab两端连接着导线,若要探究发电机的工作原理,虚线方框中接入的实验器材是( )
A.电源 B.电压表 C.灵敏电流计 D.滑动变阻器
【解答】解:
在虚线框中接入电流表,电路中无电源,闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,可以探究电磁感应现象。
故选:C。
19.如图所示的四个实验中,能说明发电机工作原理的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:A、电磁感应实验,是发电机的原理图;
B、奥斯特实验,说明电流周围有磁场;
C、有电源说明的是磁场对电流的作用;
D、电流的磁效应,说明电磁铁的磁性与线圈匝数有关。
故选:A。
20.如图所示,风力发电机是将机械能转化为 电能 的装置,其工作原理是 电磁感应现象 ;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。
【解答】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。
21.2020年12月31日,东海县静脉产业园生活垃圾焚烧发电项目主体工程完工,进行单体调试,该项目建成后,日焚烧处理生活垃圾600吨,年发电量9600万度。利用焚烧垃圾来发电,是将垃圾内储存的 化学 能转化为电能,发电机的工作原理是 电磁感应现象 。
【解答】解:根据对火力发电方式的认识,利用焚烧垃圾来发电,是将垃圾内储存的化学能转化为内能,内能转化为机械能,最终输出电能。
发电机的工作原理是电磁感应现象。
故答案为:化学;电磁感应现象。
22.在如图所示的四幅画中,反映发电机工作原理的是( )
A.
B.
C.
D.
【解答】解:A、开关闭合后,在外力作用下使导体左右移动,切割磁感应线,则电流表指针发生偏转,说明此时有感应电流产生,故利用该现象制成了发电机,故正确;
B、是奥斯特实验,该实验说明了通电导线周围存在着磁场,故错误。
C、开关闭合后,电路中有电流,通电导体或线圈受到磁场力的作用发生运动,故是电动机的制作原理,故错误;
D、图示为电磁铁的相关实验,故错误;
故选:A。
考点五 动圈式话筒的构造和原理
23.动圈式话筒的工作原理如图所示,当声波使金属膜片振动时,连接在膜片上的线圈(叫做音圈)随着一起在磁铁的磁场里振动,产生电流(电信号),它的工作原理是 电磁感应 ;扩音机的作用是增大声音的 响度 ;声音 能 (能或不能)在固体或在液体中传播。
【解答】解:(1)与膜片相连的线圈在磁场中振动时,切割磁感线,根据电磁感应现象可知,此时电路中产生了感应电流。所以动圈式话筒工作的原理是电磁感应。
(2)声音经过扩音机后响度变大,所以它的主要目的是为了改变声音的响度;
(3)声音能在固体或在液体中传播。
故答案为:电磁感应; 响度; 能。
24.话筒(麦克风)种类很多,如图是动圈式话筒的构造示意图。当我们对着话筒说话或唱歌时,声音使膜片振动,与膜片相连的线圈也跟着一起振动,线圈处在磁场中。把线圈两端的导线接入扩音机,就能通过扬声器听到说话或唱歌的声音,下列说法错误的有( )
A.对着话筒说话时膜片振动,说明声音能传递能量
B.线圈在磁场中振动时,将声音信号转化成电信号
C.从能量转化的角度看,话筒是将机械能转化为电能的装置
D.电动机的工作原理和话筒的工作原理相同
【解答】解:A、对着话筒说话时膜片振动,膜片之所以振动是由于人声带的振动通过空气传到了话筒的膜片,传递了能量,故A正确;
B、声波引起膜片振动,线圈和膜片是连在一起的,连在膜片上的线圈就一起振动,线圈在永久磁体的磁场里振动,切割磁感线产生感应电流,这就是电信号。线圈振动的快慢、强弱代表了声音振动的特征,产生感应电流的大小和方向就随着这个特征而变化,这个记载声音信号的感应电流经放大后传给扬声器,就发出声音,故B正确;
C、当对着话筒说话时,线圈在磁场中做切割磁感线运动,从而产生交变电流,将声音信号转化为电信号,把机械能转化为电能,故C正确;
D、电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的,与话筒的原理不相同,故D错误。
故选:D。
25.如图是一种常用的动圈式话筒。当你对着话筒说话时,声音使与膜片相连的线圈振动。线圈在磁场中的这种振动,能产生随着声音变化而变化的 电流 ,这是 电磁感应 现象。
【解答】解:当你对着话筒说话或唱歌时,产生的声音引起膜片振动,线圈和膜片是连在一起的,连在膜片上的线圈就一起振动,线圈在磁场里的振动,会切割磁感线产生感应电流,这就是电信号。这种感应电流随着声音的变化而变化,经过放大后,这个记载声音信号的感应电流经放大后传给扬声器,就通过扬声器还原成声音。
故答案为:电流;电磁感应。
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