初中物理人教版九年级全册第5节 磁生电精品课后练习题

20.5 磁生电（原卷版）

考点1  电磁感应以及产生感应电流的条件

（1）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，会产生电流，这种电流叫感应电流，这一现象叫电磁感应现象。

※产生感应电流的条件有三点：①闭合电路；②一部分导体；③切割磁感线运动。

（2）历史意义：英国科学家法拉第首先发现的电磁感应现象，这一发现进一步揭示了电与磁之间的联系，证明了磁可以生电。

（3）实验装置图：

（4）感应电流方向的影响因素：磁场方向、导体运动方向。
如图，电流表指针偏转方向不同显示电流方向的不同。
甲乙对比可以说明电流方向与磁场方向有关；甲丙对比可以说明电流方向与运动方向有关。


（5）感应电流大小的影响因素：磁场强弱、导体运动快慢、线圈匝数。 

【典例1】（2022•岳阳模拟）手机无线充电是一种便捷的充电方式。无线充电的原理是：电流通过送电线圈（充电器内）产生磁场，受电线圈（手机上）靠近磁场时就会产生电流，给智能手机充电，如图。则受电线圈处用到的实验原理与如图一致的是（　　）

A．  B． C． D．

【典例2】（2022•东至县模拟）如图，蹄形磁铁的磁场中放置一导体，导体、开关与电流表组成闭合回路。下列说法正确的是（　　）

A．奥斯特用此装置发现了电流的磁效应 

B．导体水平方向运动时，电流表指针不偏转 

C．磁极对调后，导体竖直方向运动时，电流表指针偏转 

D．开关断开，导体左右运动时，电流表指针不发生偏转

【典例3】（2022•荔湾区校级一模）如图所示，水平放置的两光滑金属导轨与电路连接并置于垂直于导轨向里的匀强磁场（磁场强弱和方向处处相同）中，两根相同的金属棒AB、CD与导轨紧密接触且可自由滑动，导轨足够长，AB、CD电阻均为R。

（1）固定金属棒AB，把双向开关接到接线柱2，使金属棒CD水平向右运动，此时金属棒AB中有从A流向B的电流；若使金属棒CD水平向左运动，则此时金属棒AB中 　 

　   （选填“有”或“没有”）电流；请判断电流的方向 　        　（选填“从A流向B”或“从B流向A”）。

（2）固定金属棒AB，把双向开关接到接线柱3，金属棒CD受到水平向左的磁场力作用，此时金属棒AB 　　（选填“有”或“没有”）受到磁场力；该磁场力的方向 　    　（选填“水平向左”或“水平向右”）。如果要改变金属棒AB中的受力方向，需要的实验步骤是：　                      　。

【典例4】（2022•信州区校级模拟）电和磁的联系可以由三个重要实验证明，这三个实验分别如图所示。

（1）由图（1）中实验可得：

a.比较甲、乙两图可得出的结论是：　                          　；

b.比较甲、丙两图可得出的结论是：　                            　；

c.应用此实验原理工作的有：　       　（选填“扬声器”、“发电机”或“电磁起重机”）；

（2）图（2）中实验证实了：闭合电路的一部分导体在磁场中做 　        　运动，就会产生电流。应用此实验原理工作的有：　      　（选填“扬声器”、“发电机”或“电磁起重机”）；

（3）图（3）中实验证实了通电导体在磁场中会受到力的作用，若将导体中电流方向和磁场方向同时改变，则导体棒的运动方向 　    　（选填“改变”或“不变”）。应用此实验原理工作的有：　    　（选填“扬声器”，“发电机”或“电磁起重机”）。

【变式训练1】（2022•双流区模拟）如图所示的两个装置可以用来演示物理现象或原理，下列表述正确的是（　　）

A．图a可用来验证电磁感应原理          B．图b的实验过程中是机械能转化为电能

C．图a的实验过程中是电能转化为机械能  D．图b可以用来演示发电机原理

【变式训练2】（2022•方城县一模）如图所示的四幅图都是有关电与磁的知识，其中描述正确的是（　　）

A．如图，奥斯特实验说明通电导线的周围存在着磁场 

B．如图，闭合开关通电螺线管右端为S极 

C．如图，闭合开关仅对调磁体的N、S极，导体棒ab所受磁场力方向相同

D．如图，导体棒ab竖直向上运动时，电流表指针将会摆动

【变式训练3】（2022•安徽模拟）如图所示，当金属棒AB沿水平方向左右运动时，灵敏电流计的指针会发生偏转，这种现象在物理学上叫做 　        　现象。

【变式训练4】（2021•徐州）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？　  　。

【变式训练5】（2022•永定区校级一模）如图所示，甲、乙、丙、丁是四幅实验装置图。

（1）甲实验说明闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生 　  　，根据这一现象，制成了 　   　机。

（2）乙实验说明通电导线周围存在     　。

（3）丙实验说明同名磁极相互 　   　，异名磁极相互 　  　。

（4）丁实验说明通电直导线在磁场中受到 　 　的作用。根据这一现象，制成了 　 　机。

考点2  动圈式话筒的构造和原理

（1）构造如图所示：

（2）工作原理：电磁感应现象；
（3）工作过程：对着话筒说话时，产生的声音使膜片振动，与膜片相连的线圈也跟着一起振动，线圈在磁场中的这种运动，能产生随着声音的变化而变化的电流，经放大后，通过扬声器还原成声音。

（4）话筒把声信号转化为电信号，扬声器把电信号转化为声信号；话筒中机械能转化为电能，扬声器中电能转化为机械能；话筒是电磁感应现象原理，扬声器是通电导体在磁场中受力原理；

（5）发电机和动圈式话筒都是电磁感应现象原理；电动机和扬声器都是通电导体在磁场中受力原理。

【典例5】（2022春•东台市校级期中）如图是一只动圈式话筒，其原理是下列四幅图中______相同。（　　）

A．   B．  C．  D．

【典例6】（2022•武汉模拟）如图所示是动圈式话筒的构造示意图，膜片和线圈相连，线圈两端的导线接入扩音机。当你对着话筒说话或唱歌时，声音使膜片和线圈一起 　  　，线圈处在永久磁体周围的 　  　中，这样线圈就会做 　       　运动而产生感应电流，我们就能通过扬声器听到你的声音。

【变式训练1】（2022•泉山区模拟）如图是动圈式话筒的部分结构，声波使振膜左右振动，连接在振膜上的线圈也随之一起振动，切割永磁体的磁感线产生电流，此过程中（　　）

A．利用了通电导体在磁场中受力的原理  B．利用了电磁感应原理 

C．利用了电流的磁效应                  D．产生的不是交流电

【变式训练2】（2021秋•寿光市期末）如图所示是有关电与磁实验的装置图：

（1）图 　  　能够说明电流周围存在磁场；

（2）图 　  　能够解释动圈式话筒的工作原理；

（3）图 　  　能够解释电风扇的工作原理；

（4）图丙是探究 　         　影响因素的实验装置；

（5）在扬声器、发电机和电动机中，将电能转化为机械能的有                　。

考点3  发电机的构造和原理

1、发电机的构造和原理

（1）发电机的工作原理：电磁感应现象；
（2）发电机的构造：主要有线圈、磁极、铜环和电刷四个基本组成部分，概括地讲是由转子（转动部分）和定子（固定部分）两部分组成；
实际的大型发电机多采用线圈不动，磁极旋转的方式来发电，叫旋转磁极式发电机．有的发电机利用电磁铁来代替永磁体；
（3）交流发电机工作过程：如图所示，磁场方向水平向右，abcd是线圈，上面的铜环与b直接相连，下面的铜环与a直接相连；
线圈ab段向纸面里运动时产生电流方向向下，此时cd段向纸面外运动产生电流方向向上；当线圈所在平面运动到与磁感线方向垂直时，由于线圈不切割磁感线，不产生电流；当ab线向纸面外运动时产生向上的电流，此时cd段向纸面里运动产生向下的电流．所以流过电流表的电流方向是变化的，每当线圈所在平面与磁感线垂直时电流表指到零。
 

（4）发电机与电动机相对比，电动机是因电而动，工作配置中要有电源，消耗电能获得机械能；发电机则是因动而电，工作配置中没有电源，发电机本身就是电源，消耗机械能获得电能；
（5）无论是直流发电机还是交流发电机，线圈产生的都是交流电，交流发电机输出的是交流电，直流发电机是在换向器的作用下输出的是直流电。

2、交流电

（1）交流发电机产生的感应电流的大小和方向在周期性地变化，这样的电流叫做交变电流，简称交流（AC）；
（2）在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率，单位是赫兹，简称赫，符号是Hz。

（3）我国家庭电路的交流电电压是220V，频率是50Hz，周期是0.02s，每秒内电流方向变化100次．注意：方向变化100次，周期性变化50次。

【典例7】（2022春•西湖区校级期中）如图所示为发电机的工作原理，下列有关说法正确的是（　　）

A．当发电机工作时，电流始终从电刷A流向电刷B 

B．当线圈不动，磁极转动时，也会有感应电流产生 

C．该过程中电能转化为机械能 

D．发电机线圈每转过一圈，电流的方向改变一次

【典例8】（2022•南京模拟）学校使用风力发电路灯，每个路灯配备一台小风力发电机，得到的电能储存于蓄电池中，供路灯使用。相关参数如表，其中蓄电池容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积，当蓄电池的容量只剩下总容量的20%时，蓄电池停止供电。

（1）风力发电机的工作原理是 　          　。给蓄电池充电时，蓄电池在电路中属于 　      　（选填“电源”或“用电器”）。

（2）一个充满电的蓄电池可向一盏路灯持续供电 　  　h，学校共有100盏这样的路灯，每天照明10h，电价为0.5元/（kW•h），每月（30天）可节省电费 　   　元。

【典例9】（2022•舟山模拟）如图甲所示是一种自行车上的“摩电灯”，它依靠自行车车轮的转动带动摩电灯上端的小轮转动，就能使前端的照明灯发光；图乙这种摩电灯的结构示意图，这说明摩电灯内部结构是 　   　（选填“电动机”或“发电机”），这个过程的能量转化是 　            　（写出什么能转化为什么能）。

【变式训练1】（2022•黔东南州一模）如图所示四幅图中，解释不合理的是（　　）

A．发电机应用了磁场对电流的作用 

B．说明电流的周围存在磁场 

C．说明电流相同时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强 

D．闭合开关后，通电线圈在磁场中受力偏转

【变式训练2】（2021秋•桥西区期末）以下数据符合实际的是（　　）

A．手机电池电压为220V        B．家用空调的电流约为0.2A 

C．液晶电视的功率约为1000W    D．我国电网交流电的频率为50Hz

【变式训练3】（2022•桐城市模拟）如图所示为自发电式无线门铃发射器的示意图，它主要由可以左右滑动的绕有线圈的铁芯、永磁体和弹簧构成，按下门铃按钮会推动铁芯向右运动，松手后弹簧会将铁芯向左弹回，每按一次按钮的能量可以转化为电能并发射无线信号使接收器发出铃声。无线门铃发射器的工作原理与 　     　（选填“电动机”或“发电机”）的原理相同。

【变式训练4】（2022•曲阜市一模）电动汽车因为高效节能越来越受青睐，图中能反映电动汽车中电机工作原理的是     　（选填“a”或“b”），很多电动车都有“再生电制动”技术，即在制动时，电车继续前进的过程中，带动发电机发电，发电机的工作原理是 　  

　       现象。

考点4  探究电磁感应现象的实验

（一）用实验方法研究产生感应电流的条件：

1．磁场不动； 导体向上、向下运动；导体向左或向右运动。

2．导体不动，磁场动，会不会在电路中产生电流。

如图所示：
 

【典例10】（2022•根河市校级模拟）如图所示，两根绝缘细线悬挂着的导体ab，放在蹄形磁铁中央，ab两端连接着导线。在虚线框中接入某种实验器材可进行相应的实验探究。下列说法中正确的是（　　）

A．接入灵敏电流计可探究电磁感应现象，与动圈式话筒原理相同 

B．接入灵敏电流计可探究通电导体在磁场中受力，与动圈式扬声器原理相同 

C．接入电源可探究电磁感应现象，与电动机原理相同 

D．接入电源可探究通电导体在磁场中是否受力的作用，与发电机原理相同

【典例11】（2022•新安县模拟）如图是“探究什么情况下磁可以生电”的装置，用棉线将一段导体AB悬挂起来，放置于蹄形磁体的磁场中，再用导线把导体AB和灵敏电流计连接起来，组成了闭合电路。

（1）该实验中，灵敏电流计的作用是 　                                　；

（2）实验中发现，当导体AB向左运动时，灵敏电流计指针向右偏转；当导体AB向右运动时，灵敏电流计指针向左偏转，说明 　                              　；要想改变灵敏电流计的偏转方向，还有什么办法？　               　。

（3）在实验过程中，发现实验现象总是不太明显，请你提出一种改进措施 　       　。

【变式训练1】（2021秋•河西区期末）如图所示，将导体ab和灵敏电流表用导线连接并将导体ab置于磁极间。当导体ab水平向右快速运动时，电流表指针向左偏转；现将磁极对调后，导体ab仍水平向右快速运动，电流表指针将向 　  　（选填“左”或“右”）偏转，在该运动过程中，主要将机械能转化为 　  　能.

【变式训练2】（2022春•前进区月考）在“探究感应电流的产生”的实验中，小颖同学的四次实验情况分别如图所示。

（1）有同学说：“只要闭合电路中的一部分导体在磁场中运动，就会产生感应电流。”你认为他的说法正确吗？　      　，图 　  　中的现象可支持你的观点。

（2）根据图甲和图乙的实验现象，可以探究感应电流的方向跟 　                  

             之间的关系。

（3）根据 　    　两图的实验现象，可以探究感应电流的方向跟磁场方向之间的关系。

【变式训练3】（2022•兴庆区校级模拟）某物理兴趣小组利用如图装置探究电磁感应实验，实验情况记录在下面表格中：

综合分析后（实验中磁铁不运动），请回答下列问题：

（1）在图中可以看出要产生感应电流有一部分导体在磁场中，那么还应满足的条件是：

①通过比较实验序号2、3、4得出　              　；

②通过比较实验序号3、5得出　        　；

（2）通过分析我们还可探究出影响感应电流方向的因素有：

①　            　，它是通过分析比较实验序号4与　  　得出的；

②　            　，它是通过分析比较实验序号4与　  　得出的。

一、选择题。

1．（2022•大渡口区模拟）如图所示是探究电磁感应的实验装置。关于电磁感应现象，下列说法正确的是（　　）

A．奥斯特发现了电磁感应现象 

B．利用电磁感应现象制作了电动机 

C．磁极对调后，ab水平向右快速运动，指针要偏转 

D．磁铁不动，ab水平向左快速移动时，指针不偏转

2．（2022•凤翔县模拟）青少年科技创新大赛上展现的一款新型皮箱，其内部没有电源，但拖动皮箱让轮子滚动时，嵌在轮子里的LED灯会发光，夜间行走更安全。图中能反映此原理的是（　　）

A．  B． C．  D．

3．（2022•新都区模拟）“小蜜蜂”由话筒和扩音器两部分组成，下列有关说法正确的是（　　）

A．扩音器增大了声音的响度 

B．声音的响度只与振幅有关 

C．话筒利用电磁感应将电信号转化为声信号 

D．扩音器利用电流的磁效应将电信号转化为声信号

4．（2022•根河市校级模拟）如图中能反映动圈式扬声器工作原理的是（　　）​

A．  B．C．  D．

5．（2022春•仪征市期中）对图中甲、乙、丙、丁四幅图解释合理的是（　　）

A．甲：磁场中获得电流    B．乙：开关闭合，小磁针N极将静止不动 

C．丙：是发电机原理的装置    D．丁：开关闭合，将有机械能转化为电能

6．（2022春•李沧区期中）现在越来越多的家庭注重儿童探究思维、动手操作能力的培养，儿童电子积木玩具受到了家长和孩子们喜欢。电子积木玩具中的手摇发电机利用的原理是下列哪位科学家提出的（　　）

A．法拉第 B．奥斯特 C．欧姆 D．安培

7．（2022•江海区一模）下列有关磁的说法中正确的是（　　）

A．信鸽依靠地磁场进行定向           B．导体周围也存在着磁场 

C．物理学家安培首次揭开电与磁的关系   D．发电机工作时将电能转化为机按能

8．（2022•梁山县校级模拟）如图是探究什么情况下磁可以生电的实验装置，下列说法正确的是（　　）

A．通过电磁感应可以把机械能转化成电能 

B．只要让导体棒ab在磁场中运动，灵敏电流计的指针就一定会偏转 

C．改变导体棒ab切割磁感线的方向，电流表的指针偏转方向不发生变化 

D．将导线与灵敏电流计“+”接线柱断开，让导体棒ab在磁场中切割磁感线，灵敏电流计指针会偏转

二、填空题。

9．（2022•响水县一模）微风吊扇通电后扇叶转动，此过程中电能转化为 　 　能，拔下插头，在插头处接发光二极管，用手旋转叶片，发光二极管发光，这是 　       　现象，人们利用这一原理制成了 　     　（发电机/电动机）。

10．（2022春•长兴县月考）如图，把一根大约10米长的软电线的两端连接到一个灵敏电流表的两个接线柱上，形成闭合电路。两个同学摇动电线，并不断改变摇动的方向和所摇动电线的长度，观察电流表指针的变化。

（1）开展这一活动时，同学们建立的假设是：地球是个 　      　，如果 　    　的一部分导体切割地磁场，就会产生感应电流。

（2）活动中，同学们发现摇动电线越快，指针变化的最大值就越大。说明感应电流大小与 　                   　有关。

11．（2021秋•泗水县期末）交流发电机产生的是大小和方向不断做周期性变化的电流，叫交流电，我国交流电的频率是 　 　Hz，电流方向每秒改变100次。为了减小电能在线路中的损耗，通常采取 　   　（选填“高压”或“低压”）输电把强大的电能送到远方。

三、实验探究题。

12．（2021•云梦县二模）如图所示，在探究“产生感应电流的条件”实验中：

（1）观察 　                    　判断电路中是否有感应电流。

（2）闭合开关，若导体AB不动，左右移动磁体，电路中 　  　（填“有”或“无”）感应电流。

（3）人们根据此现象制出了 　     　（选填“发电机”或“电动机”）。

（4）如果将小量程电流表换成 　   　，可以探究磁场对通电导体的作用。

13．（2022•青岛一模）探究电磁感应：

装置如图，闭合开关，让导体不动，电流表指针不偏转：

当导体“上下”或“左右”运动时，电流表指针 　    　（“偏转”、“不偏转”）。当导体“前后”运动时，电流表指针 　  　（“偏转”、“不偏转”）。通过探究实验可知：闭合电路的部分导体在磁场中做 　    　运动时，电路中会产生感应电流。根据此实验原理，可制成 　   　。若将上述实验电路中加上 　   　（填器材），可探究磁场对电流的作用。

14．（2022•香洲区校级开学）利用图所示的装置进行电与磁的相关实验。

（1）①若利用该装置探究“通电导体在磁场中受力”，应将开关的接线柱1与 　 　（选填“2”或“3”）接通。其中 　    　（选填“扬声器”或“动圈式话筒”）工作过程与该原理相同。为使观察到的现象更明显，导体ab应选择 　       　（选填“空心铜管”或“实心铜棒”）；

②为使悬挂的导体ab运动速度加快，可将滑动变阻器向 　   　（选填“左移”或“右移”）或改用磁场　   　（选填“更强”或“更弱”）的磁体。

（2）将开关反方向闭合，利用该装置探究“产生感应电流的条件”：

①让悬挂的导体ab在图所示位置沿竖直方向上下运动，灵敏电流计指针 　  　（选填“会”或“不会”）发生偏转；

②保持磁体不动，若导体ab水平向右运动，灵敏电流计指针向左偏转；若要使灵敏电流计的指针向右偏转，可以 　  　（填字母）；

A.将磁体的磁极对调，导体ab向左运动；

B.保持磁体不动，导体ab向左运动；

③为使灵敏电流计的指针偏转角度更大，可以 　                            　（写出一种方法即可）。